(57)【要約】【課題】磁界をディスク基板の半径方向に形成し、磁性層の磁化容易軸を半径方向に配向させ、かつ斜影効果によリ不均一な膜厚分布を生じることのない配向磁場発生装置を提供する。【解決手段】中心孔１０Ａを有する基板１０上に、スパッタ法により磁性層２を形成する際に用いられる、中心孔１０Ａに挿入される第１の磁石１２と、基板１０の外周囲に配置される第２の磁石１４とからなり、第１及び第２の磁石１２，１４の互いに対向する側の磁極は、逆極性となるように構成されている配向磁場発生装置において、第１の磁石１２と基板１０の内周側との間に第１の補助磁極１３が、第２の磁石１４と基板１０の外周側との間に第２の補助磁極１５が挿入され、第１及び第２の補助磁極１３、１５は、基板１０に接する側の厚さが基板１０の厚さと等しく構成されている。【選択図】　　　図１
2004055023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心孔を有する非磁性基板上に、スパッタリング法により磁性層を形成する際に用いられる、前記中心孔に挿入される第１の永久磁石と、前記非磁性基板の外周囲に配置される第２の永久磁石とからなり、前記第１及び第２の永久磁石の互いに対向する側の磁極は、逆極性となるように構成されている配向磁場発生装置において、
前記第１の永久磁石と前記非磁性基板の内周側との間に第１の補助磁極が、前記第２の永久磁石と前記非磁性基板の外周側との間に第２の補助磁極が挿入され、前記第１及び第２の補助磁極は、前記非磁性基板に接する側の厚さが前記非磁性基板の厚さと等しく構成されていることを特徴とする配向磁場発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配向磁場発生装置に係り、特に、硬磁性ピンニング層、軟磁性下地層及び垂直磁気記録層から構成されるディスク型の垂直磁気記録媒体において、ディスク基板上に硬磁性ピンニング層及び軟磁性下地層を形成する際に印加する、ディスク基板の半径方向に放射状に向いた磁界を発生するのに好適な配向磁場発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録においては、面内記録方式よりも高密度記録が可能であることから、垂直記録方式が注目されている。
垂直記録方式で用いられる媒体（以下、単に、垂直記録媒体ともいう）としては、垂直記録層単層からなる単層膜垂直記録媒体（以下、単に、単層膜媒体ともいう）や、軟磁性下地層と垂直記録層とを積層した２層膜垂直記録媒体（以下、単に、２層膜媒体ともいう）等が検討されている。
【０００３】
２層膜媒体は、単磁極型ヘッドと組合わせることにより効率のよい磁気記録再生ができる。
しかし、２層膜媒体においては、情報に対応する信号を記録した後に、浮遊磁界によって、記録信号強度が減衰するという不都合が知られている。これは、軟磁性下地層における磁壁が浮遊磁界によって動きやすく、磁壁移動によって発生する磁界が垂直記録層の記録信号を消去してしまうためである。また、この軟磁性下地層の磁壁移動によって発生する磁界は、垂直磁気記録媒体ノイズ（いわゆるスパイクノイズである）を大きくする原因ともなる。
【０００４】
このような記録信号の劣化を防止し、媒体ノイズを低減するため、非磁性のディスク基板と軟磁性下地層との間に、基板の半径方向に放射状に残留磁化を有する面内配向硬磁性ピンニング層を設けるようにした構造が提案されている（例えば特開平５−２５８２７４号公報、特開平７−１２９９４６号公報）。この構造の垂直磁気記録媒体は、垂直記録層と、軟磁性下地層と、この軟磁性下地層の磁化方向を一方向に固定する硬磁性層（硬磁性ピンニング層）との３層構造となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような高密度記録が可能で且つ外部磁界に対して安定な３層構造を持つ垂直磁気記録媒体（ディスク）においては、硬磁性ピンニング層及び軟磁性下地層を半径方向に放射状に配向させる必要がある。その一つの方法として、ディスク基板の半径方向に放射状に磁界を印加して、磁性膜を形成する方法がある。これには例えばマグネトロンスパッタターゲットからの漏れ磁界を利用する方法（例えば特開平５−２５８２７４号公報）がある。また、ディスク基板の中心部に磁石を設け、半径方向に放射状の磁界中で成膜する方法（例えば特公平４−７３２１２号公報）がある。
【０００６】
しかし、マグネトロンスパッタターゲットに配置されるマグネトロン磁石の磁界分布は一般には歪んでいるため、ディスク基板の半径方向に均一な磁界を印加することはできない。
一方、ディスク基板の中心部に磁石を設ける場合、ディスク基板の中心近傍では半径方向に放射状の強い磁界が得られるものの、基板の外周部にいくほど磁界は弱くなってしまい、外周部における磁界強度が磁性層の配向には十分でない。
【０００７】
この問題を解決するために、従来の改善例として、ディスク基板の内周部および外周部にリング状磁石を配置し、基板の半径方向に磁界を印加する方法が提案されている（例えば特開２００１−２０９９３１号公報）。
図５は、従来の改善例の配向磁場発生装置を示す構成図である。図５の（ａ）は平面図を、図５の（ｂ）は分解斜視図を、それぞれ示す。
これらの図に示すように、配向磁場発生装置１においては、ディスク基板１０の中心孔１０Ａ内にリング状磁石１２’を配置すると共に、ディスク基板１０の外周端に沿ってリング状磁石１４’を配置してある。
【０００８】
リング状磁石１２’，１４’の極性は、例えば図中に示すように、リング状磁石１２’，１４’の内側はＳ極、外側はＮ極（あるいはその逆の内側はＮ極、外側はＳ極）という具合に設定する。これにより、ディスク基板１０に対し半径方向の磁場を印加することができる。
この配向磁場発生装置１を用いて、ディスク基板１０上に磁性層をスパッタリングにより形成して、半径方向に配向した磁性層が得られる。
【０００９】
しかし、硬磁性ピンニング層に異方性を持たせるのに必要な大きさの磁界を基板半径方向に印加するためには、リング状磁石１２’、１４’はある程度の体積を有するものでなければならず、特にディスク径の大きいものは外周、内周の磁石の間隔が必然的に大きくなるため、その必要性が大きい。磁石の体積を確保するためにはリング状磁石の厚みを大きくする必要がある。
【００１０】
ディスク基板１０の厚さはディスクサイズやディスクドライブシステムによって様々だが、一般には０．２５ｍｍから１ｍｍである。ここで、厚さ０．６ｍｍのディスク基板１０に対し、３ｍｍ厚みの磁石を使用して、ディスク基板１０を磁石の中央に配置すると、片側で１．２ｍｍだけ、ディスク基板より磁石が突き出ることになる。
この場合の磁性膜の形成状態を、図６に示す。
図６は、スパッタリングにおける斜影効果を説明するための図である。
【００１１】
同図には、ディスク基板１０の外周部にリング状磁石１４’が配置されたときに、スパッタリングで形成される磁性膜２の様子を示したものである。
断面が矩形のリング状磁石１４’、１２’を使用し、ディスク基板１０の外周、内周にリング状磁石１４’、１２’をディスク基板１０にほぼ接するように配置すると、磁性膜２形成の際に、斜影効果によりディスク基板１０の外周部、最内周部分は磁性膜２が付着しにくくなり、外周部及び内周部における磁性膜２Ａの膜厚が薄くなり、全体として膜厚分布が不均一となり、均一な特性を有する磁気記録媒体を歩留まり良く得られないという問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、上記問題を解決し、安定した一定強度の磁界をディスク基板の半径方向に形成して磁性層の磁化容易軸を良好に半径方向に配向させ、かつ斜影効果によリ不均一な膜厚分布を生じることのない配向磁場発生装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明は、中心孔１０Ａを有する非磁性基板（ディスク基板１０）上に、スパッタリング法により磁性層（磁性膜２）を形成する際に用いられる、前記中心孔１０Ａに挿入される第１の永久磁石１２と、前記非磁性基板（ディスク基板１０）の外周囲に配置される第２の永久磁石１４とからなり、前記第１及び第２の永久磁石１２，１４の互いに対向する側の磁極は、逆極性となるように構成されている配向磁場発生装置において、
前記第１の永久磁石１２と前記非磁性基板（ディスク基板１０）の内周側との間に第１の補助磁極１３が、前記第２の永久磁石１４と前記非磁性基板（ディスク基板１０）の外周側との間に第２の補助磁極１５が挿入され、前記第１及び第２の補助磁極１３、１５は、前記非磁性基板（ディスク基板１０）に接する側の厚さが前記非磁性基板（ディスク基板１０）の厚さと等しく構成されていることを特徴とする配向磁場発生装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。なお、説明の簡略のため、参照符号については、従来例の構成と同一の構成には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００１５】
＜第１実施例＞
図１は、本発明の配向磁場発生装置の第１実施例を示す構成図である。
図１の（ａ）は配向磁場発生装置１Ａの平面図を、図１の（ｂ）は分解斜視図を、図１の（ｃ）は断面図をそれぞれ示す。
【００１６】
これらの図に示すように、第１実施例の配向磁場発生装置１Ａにおいて、ディスク基板１０の中心孔１０Ａ内には例えばＳｍＣｏ系の希土類磁石からなるリング状の永久磁石１２を配置するとともに、ディスク基板１０の外周端に沿って例えばＳｍＣｏ系の希土類磁石からなるリング状の永久磁石１４を配置する。これらリング状磁石１２，１４の極性は、例えば図中に示すように、リング状永久磁石１２、１４の内側はＳ極、外側はＮ極（あるいはその逆の内側はＮ極、外側はＳ極）という具合に設定する。すなわち、内周側のリング状磁石１２の外側と外周側リング状磁石１４の内側が逆極性となって、両者が互いに引き合う極性とする。
【００１７】
そして、リング状永久磁石１２とディスク基板１０、およびリング状永久磁石１４とディスク基板１０の間にはそれぞれ間隙部が設けられており、間隙部に軟磁性体からなる補助磁極１３、及び補助磁極１５がそれぞれ配置される。補助磁極１３、１５はリング状永久磁石１２、１４よりも厚さが薄く、ディスク基板１０と同程度の厚さとしてある。
従って、ディスク基板１０に対して、半径方向に放射状をなして、十分な強度を有する磁界を印加できる。この配向磁場発生装置１Ａにディスク基板１０を組み込んで、これを後述するパレットに入れて、スパッタリングにより磁性層を形成する際に、ディスク基板１０上に斜影効果による不均一な膜厚分布を生じることがない。
【００１８】
＜第２実施例＞
図２は、本発明の配向磁場発生装置の第２実施例を示す断面構成図である。
同図に示すように、第２実施例の配向磁場発生装置１Ｂは、第１実施例の配向磁場発生装置１Ａにおいて、補助磁極１３、１５に代えて補助磁極１６、１７とした以外は、第１実施例の配向磁場発生装置１Ａと同様に構成したものである。
【００１９】
軟磁性体からなる補助磁極１６、１７においては、永久磁石１２、１４と接する側の厚さは，永久磁石１２，１４の厚さと同程度にしてあり、ディスク基板１０と接する側の厚さをディスク基板１０の厚さと同程度にしてある。すなわち、補助磁極１６，１７の断面形状を台形形状としている。このような断面形状にすることにより、永久磁石１２，１４からの磁束を効果的にディスク基板１０に導入することができる。
従って、ディスク基板１０に対して、半径方向に放射状をなして、十分な強度を有する磁界を印加できる。この配向磁場発生装置１Ｂにディスク基板１０を組み込んで、これを後述するパレットに入れて、スパッタリングにより磁性層を形成する際に、ディスク基板１０上に斜影効果による不均一な膜厚分布を生じることがない。
【００２０】
＜第３実施例＞
図３は、本発明の配向磁場発生装置の第３実施例を示す断面構成図である。
同図に示すように、第３実施例の配向磁場発生装置１Ｃは、永久磁石２０と、永久磁石２２と、ヨーク２４と、補助磁極１８と、補助磁極１９とから構成される。
永久磁石２０は、例えばＳｍＣｏ系の希土類磁石より構成され、ディスク基板１０の中心孔１０Ａの直径より小さな直径を有する円筒状であり、その上端面はＮ極に、その下端面はＳ極（あるいはその逆に上端面はＳ極、下端面はＮ極）に着磁されている。
【００２１】
永久磁石２２は、例えばＳｍＣｏ系の希土類磁石より構成され、ディスク基板１０の外径より大きい内径を有するリング状であり、その高さは、永久磁石２０と同様である。永久磁石２２の上端面はＳ極に、その下端面はＮ極（あるいはその逆に上端面はＮ極、下端面はＳ極）に着磁されている。
円板状のヨーク２４は、軟磁性体より構成されており、その外周部には、永久磁石２２が配置されており、その中心には永久磁石２０が配置されている。
【００２２】
永久磁石２０の上端面には、軟磁性体よりなり、ディスク基板１０の中心孔１０Ａより小さい直径を有し、厚さがディスク基板１０と同程度である補助磁極１８が配置されている。
永久磁石２２の上端面には、軟磁性体よりなり、ディスク基板１０の外径より大きい内径と、永久磁石２２の外径と同様の外径を有し、厚さがディスク基板１０と同程度であるディスク状の補助磁極１９が配置されている。
【００２３】
このような構成により、補助磁極１８の外周部から補助磁極１９の内周部に向かい放射状に半径方向の磁界が発生しており、補助磁極１８、１９間に，ディスク基板１０を配置することにより、ディスク基板１０に対して、半径方向に放射状をなして、十分な強度を有する磁界を印加できる。
この配向磁場発生装置１Ｃにディスク基板１０を組み込んで、これを後述するパレットに入れて、スパッタリングにより磁性層を形成する際には、ディスク基板１０上に斜影効果による不均一な膜厚分布を生じることがない。
なお、補助磁極１３、１５、１６、１７、１８、１９及びヨーク２４の材料としては、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びそれらを主成分とする合金などの、飽和磁束密度の高い軟磁性材料が好ましい。
【００２４】
次に、これらの配向磁場発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃをスパッタリング装置のパレットに組み込む構造について、配向磁場発生装置１Ａを例に説明する。
図４は、本発明の配向磁場発生装置の第１実施例をパレットに組み込む場合を示す説明図である。図４の（ａ）はパレット３０の平面図を、図４の（ｂ）はパレット３０に組み込まれた配向磁場発生装置１Ａの平面図を、図４の（ｃ）は図４の（ｂ）に示される線ＣＯＤの断面図を、図４の（ｄ）は、図４の（ｂ）に示されるＡ１部の拡大図をそれぞれ示す。
【００２５】
これらの図に示されるように、パレット３０には、ディスク基板１０を取り付けた配向磁場発生装置１Ａを収容するための複数の挿入穴３２が形成されている。
永久磁石１４は、その外周部の３箇所で押え板３８とボルト３９により、パネル３０の挿入穴３２内に固定されている。
補助磁極１５は接着剤で永久磁石１４に接着固定されている。
補助磁極１５の内周部の３箇所には切欠き部３６が設けられており、切欠き部３６には、非磁性の板バネ３４が取り付けられている。これは、Ａ１部に示されるが、Ａ２部、Ａ３部も同様である。
【００２６】
ディスク基板１０は、補助磁極１４の内周部に挿入、配置されて、ディスク基板１０の外周部に板バネ３４が密着し、保持される。
ディスク基板１０の内周部（中心孔）には、補助磁極１３が挿入され、保持されている。図示しないが、補助磁極１３の外周部の３箇所には切欠き部３６と同様の切欠き部が設けられており、切欠き部には、非磁性の板バネ３４と同様の板バネが取り付けられている。この板バネにより、補助磁極１３がディスク基板１０の中心孔１０Ａに保持される。
補助磁極１３の内周部に、永久磁石１２が挿入され接着剤で接着、固定されている。
【００２７】
このようにして、配向磁場発生装置１Ａがパレット３０に取り付けられ、ディスク基板１０には、所定の強度を有する半径方向に放射状の磁界が印加されており、このパレット３０をマグネトロンスパッタ装置などの成膜装置に投入し、ディスク基板１０上に、硬磁性ピンニング層、軟磁性下地層及び垂直記録層を形成する。すなわち、永久磁石１２，１４により、ディスク基板１０に半径方向の磁界を印加しながら、各磁性層を形成できる。
【００２８】
ディスク基板１０に印加される磁界強度は、硬磁性ピンニング層の磁化容易軸を良好に半径方向に配向するとともに、軟磁性下地層や垂直記録層に悪影響を与えない大きさに設定されている。これにより、硬磁性ピンニング層の磁化容易軸が半径方向に良好に配向するため、スパイクノイズの少ない良好な特性の垂直磁気記録媒体を得ることができる。
なお、本発明は、何ら上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ディスク基板に必要な磁界を印加することができるならば、磁石はディスク基板の内周側、外周側のどちらか片方でもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の配向磁場発生装置は、第１の永久磁石と非磁性基板の内周側との間に第１の補助磁極が、第２の永久磁石と非磁性基板の外周側との間に第２の補助磁極が挿入され、前記第１及び第２の補助磁極は、前記非磁性基板に接する側の厚さが前記非磁性基板の厚さと等しく構成されていることにより、安定した一定強度の磁界をディスク基板の半径方向に形成して磁性層の磁化容易軸を良好に半径方向に配向させ、かつ斜影効果による不均一な膜厚分布を生じることのない配向磁場発生装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配向磁場発生装置の第１実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の配向磁場発生装置の第２実施例を示す断面構成図である。
【図３】本発明の配向磁場発生装置の第３実施例を示す断面構成図である。
【図４】本発明の配向磁場発生装置の第１実施例をパレットに組み込む場合を示す説明図である。
【図５】従来の改善例の配向磁場発生装置を示す構成図である。
【図６】スパッタリングにおける斜影効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…配向磁場発生装置、２…磁性膜、２Ａ…外周部の磁性膜、１０…ディスク基板、１０Ａ…中心孔、１２…（リング状の）永久磁石、１３…補助磁極、１４…（リング状の）永久磁石、１５…補助磁極、１６…補助磁極、１７…補助磁極、１８…補助磁極、１９…補助磁極、２０…永久磁石、２２…（リング状の）永久磁石、２４…ヨーク、３０…パレット、３２…挿入穴、３４…板バネ、３６…切欠き部、３８…押え板、３９…ボルト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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