JP2001043530A

JP2001043530A - 情報記録ディスク用保護膜作成方法及び情報記録ディスク用薄膜作成装置

Info

Publication number: JP2001043530A
Application number: JP11214370A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Sasaki; 宏美佐々木; Osamu Watabe; 修渡部; Naoki Watanabe; 直樹渡辺
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2001-02-16
Also published as: US6571729B2; US6455101B1; KR100370256B1; KR20010015249A; TW498318B; US20020028286A1

Abstract

(57)【要約】【課題】情報記録ディスクの製作において、保護膜の
前に作成される磁性膜の最適な作成条件と保護膜の最適
な作成条件との相違により生じる問題を解決する。【解決手段】磁性膜を作成する磁性膜作成チャンバー
５と保護膜作成チャンバー６との間には中間加熱チャン
バー８が気密に接続されている。保護膜作成チャンバー
６では、バイアス印加機構６４によって基板９に負のバ
イアス電圧を与えながら、炭化水素化合物ガスの高周波
放電プラズマ中での分解を利用したプラズマ化学蒸着に
より炭素保護膜が作成される。保護膜作成温度は磁性膜
作成温度よりも高く、磁性膜作成後に保護膜作成温度に
なるよう基板９は中間加熱チャンバー８で輻射加熱ラン
プ８１により加熱される。高保磁力の磁性膜の上に高硬
度の炭素保護膜が積層された構造の情報記録ディスクが
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、情報記録ディ
スクの製造に関するものであり、特に情報記録層として
の磁性膜の上に作成される保護膜の作成に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】情報記録ディスクは、ハードディスクや
ＣＤ−ＲＯＭ等として従来から良く知られている。この
ような情報記録ディスクは、金属製又は誘電体製の基板
の表面に情報が記録される記録層を形成した構造であ
り、基板に対する表面処理を経て製作される。このよう
な表面処理を、ハードディスクの製作を例にして説明す
る。従来のハードディスクの製作では、ＮｉＰコーティ
ングされたアルミニウム製の基板の上にスパッタリング
によりＣｒ等の金属の下地膜を作成し、その上に、スパ
ッタリングによりＣｏＣｒＴａ等の磁性膜を記録層とし
て作成する。そして、磁性膜の上に下地膜や磁性膜の作
成と同様にスパッタリングにより炭素薄膜等の保護膜を
設けることでハードディスクが製作される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した情報記録ディ
スクにおいて、磁性膜の上の保護膜は、記録再生ヘッド
による衝撃や摩耗から磁性膜を守るため及び耐候性を確
保するために設けられるものであり、潤滑性のある強固
な膜が必要とされている。その一方で、記録密度が増加
するにつれ、保護膜は、厚さがより薄いものが要求され
ている。即ち、記録密度が増加すると、セクタ間距離が
短くなる。セクタ間距離が短くなると、磁性膜と記録再
生ヘッドとの距離も短くしなければならない。つまり、
保護膜は、より薄い厚さでかつ十分な硬度で作成される
ことが要求されている。

【０００４】このような要請を背景として、従来のスパ
ッタリングに代え、化学蒸着（Chemical Vapor Deposit
ion, CVD）法により保護膜を作成することが検討されて
いる。ＣＶＤは、所定の原料ガスにエネルギーを与えて
活性化し、気相反応を利用して基板上に所定の薄膜を作
成する手法である。ＣＶＤによって炭素薄膜を保護膜と
して作成する場合は、ＣＨ_４等の炭化水素化合物ガス
を用いる。そして、このＣＨ_４等のガスにエネルギー
を与えてプラズマを生成する。プラズマ中でＣＨ_４等
のガスが分解し、生成された炭素が基板の表面に達する
ことにより炭素薄膜が作成される。

【０００５】そして、このような炭化水素化合物ガスを
用いたＣＶＤでは、ダイヤモンドライクカーボン（Diam
ond Like Carbon，DLC)膜と呼ばれる薄膜が作成でき
る。ＤＬＣ膜は、原料ガスが分解し生成された炭素が基
板の表面に堆積する際にダイヤモンドに類似した構造で
結晶化した膜である。ＤＬＣ膜は、ダイヤモンド構造を
有するため、グラファイトターゲットを使用してスパッ
タリングにより作成した膜に比べて、薄くてもより高い
硬度になると期待される。

【０００６】しかしながら、このような保護膜の最適な
作成条件についての報告はされていなかった。そこで、
保護膜の最適な作成条件について発明者が研究したとこ
ろ、保護膜の前に作成される磁性膜の最適な作成条件と
保護膜の最適な作成条件との相違から、一定の問題があ
ることが判明した。本願の発明は、このような課題を解
決するために成されたものであり、保護膜の前に作成さ
れる磁性膜の最適な作成条件と保護膜の最適な作成条件
との相違により生じる問題を解決するという技術的意義
を有している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、情報記録ディスク用
の基板の表面に情報記録層としての磁性膜を作成した後
にこの磁性膜の上に保護膜を作成する情報記録ディスク
用保護膜作成方法であって、情報記録ディスク用の基板
の表面に情報記録層としての磁性膜を作成した後にこの
磁性膜の上に保護膜を作成する情報記録ディスク用保護
膜作成方法であって、前記保護膜を作成する際の基板の
温度である保護膜作成温度は、前記磁性膜を作成する際
の基板の温度である磁性膜作成温度よりも高く、前記磁
性膜を作成した後、保護膜作成の際に保護膜作成温度に
なるよう基板を加熱するという構成を有する。また、上
記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、情報記
録ディスク用の基板の表面に情報記録層としての磁性膜
を作成した後にこの磁性膜の上に保護膜を作成する情報
記録ディスク用薄膜作成装置であって、前記保護膜を作
成する際の基板の温度である保護膜作成温度は、前記磁
性膜を作成する際の基板の温度である磁性膜作成温度よ
りも高く、前記磁性膜を作成した後、保護膜作成の際に
保護膜作成温度になるよう基板を加熱する加熱機構を備
えているという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項３記載の発明は、上記請求項２の構成に
おいて、前記加熱機構を備えた中間加熱チャンバーが設
けられており、この中間加熱チャンバーは、前記基板の
表面に磁性膜を作成する磁性膜作成チャンバーと、作成
された磁性膜の上に保護膜を作成して積層する保護膜作
成チャンバーとの間に設けられており、磁性膜作成チャ
ンバーと中間加熱チャンバー、及び、中間加熱チャンバ
ーと保護膜作成チャンバーとは気密に接続されており、
基板を大気に晒すことなく、磁性膜の作成、中間加熱、
保護膜の作成が連続して行えるようになっているという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
４記載の発明は、上記請求項２又は３の構成において、
前記保護膜作成チャンバーは、プラズマ化学蒸着によっ
て保護膜を作成するものであるとともに、基板に高周波
電圧を印加して高周波とプラズマとの相互作用により基
板に負のバイアス電圧を与えてプラズマ中の正イオンを
基板に入射させるバイアス印加機構を備えているという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
５記載の発明は、上記請求項２又は３の構成において、
前記保護膜作成チャンバーは、イオン源を備えており、
イオンビーム蒸着により保護膜を作成するものであると
いう構成を有する。また、上記課題を解決するため、請
求項６記載の発明は、上記請求項２又は３の構成におい
て、前記保護膜作成チャンバーは、電子サイクロトン共
鳴プラズマを形成するプラズマ形成手段を備え、このプ
ラズマ形成手段が形成させたプラズマによりプラズマ化
学蒸着を行うものであるという構成を有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本願発明の実施形態に係
る情報記録ディスク用薄膜作成装置の概略構成を示す平
面図である。本実施形態の装置は、インライン式の薄膜
作成装置になっている。インライン式とは、複数のチャ
ンバーが一列に縦設され、それらのチャンバーを経由し
て基板の搬送路が設定されている装置の総称である。本
実施形態の装置では、複数のチャンバー１，２，３，
４，５，６，７，８が方形の輪郭に沿って縦設されてお
り、これに沿って方形の搬送路が設定されている。

【０００９】各チャンバー１，２，３，４，５，６，
７，８は、専用又は兼用の排気系によって排気される真
空容器である。各チャンバー１，２，３，４，５，６，
７，８の境界部分には、ゲートバルブ１０が設けられて
いる。基板９は、キャリア９０に搭載されて図１中不図
示の搬送機構によって搬送路に沿って搬送されるように
なっている。複数のチャンバー１，２，３，４，５，
６，７，８のうち、方形の一辺に隣接して配置された二
つのチャンバー１，２が、キャリア９０への基板９の搭
載を行うロードロックチャンバー１及びキャリア９０か
らの基板９の回収を行うアンロードロックチャンバー２
になっている。

【００１０】また、方形の他の三辺に配置されたチャン
バー３，４，５，６，８は、各種処理を行う処理チャン
バーになっている。これらのチャンバー３，４，５，
６，８は、薄膜の作成の前に基板９を予め加熱するプリ
ヒートチャンバー３と、プリヒートされた基板９に下地
膜を作成する下地膜作成チャンバー４と、下地膜の作成
された基板９に磁性膜を作成する磁性膜作成チャンバー
５と、磁性膜の作成された基板９を加熱する中間加熱チ
ャンバー８と、加熱された基板９に保護膜を作成する保
護膜作成チャンバー６になっている。また、方形の角の
部分のチャンバー７は、基板９の搬送方向を９０度転換
する方向転換機構を備えた方向転換チャンバーになって
いる。

【００１１】プリヒートチャンバー３は、成膜に先だっ
て基板９を所定温度まで加熱するチャンバーである。成
膜の際の維持すべき基板９の温度は室温以上であること
が多く、下地膜作成チャンバー４等に到達した際に基板
９が所定の高温になっているよう、プリヒートチャンバ
ー３で基板９が加熱される。また、加熱の別の目的は、
脱ガス即ち吸蔵ガスの放出である。下地膜作成チャンバ
ー４及び磁性膜作成チャンバー５は、ともにスパッタリ
ングによって下地膜や磁性膜を作成するようになってい
る。両チャンバーの構成は、ターゲットの材質が異なる
のみであり、他の構成は基本的に同じである。一例とし
て、磁性膜作成チャンバー５の構成について図２を使用
して説明する。図２は、磁性膜作成チャンバー５の構成
を説明する平面断面概略図である。

【００１２】磁性膜作成チャンバー５は、内部を排気す
る排気系５１と、内部にプロセスガスを導入するガス導
入系５２と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設
けたターゲット５３と、ターゲット５３にスパッタ放電
用の電圧を印加するスパッタ電源５４と、ターゲット５
３の背後に設けられた磁石機構５５とから主に構成され
ている。排気系５１は、クライオポンプ等の真空ポンプ
を備えており、磁性膜作成チャンバー５内を１０^-6Ｐａ
程度まで排気可能に構成されている。ガス導入系５２
は、プロセスガス（処理に用いるガス）としてアルゴン
等のガスを所定の流量で導入できるよう構成されてい
る。

【００１３】スパッタ電源５４は、ターゲット５３に−
３００Ｖ〜−６００Ｖ程度の負の高電圧を印加できるよ
う構成されている。磁石機構５５は、マグネトロン放電
を達成するためのものであり、中心磁石５５１と、この
中心磁石５５１を取り囲むリング状の周辺磁石５５２
と、中心磁石５５１と周辺磁石５５２とをつなぐ板状の
ヨーク５５３とから構成されている。尚、ターゲット５
３や磁石機構５５は、絶縁ブロック５７１を介して磁性
膜作成チャンバー５に固定されている。また、磁性膜作
成チャンバー５は、電気的には接地されている。

【００１４】ガス導入系５２によってプロセスガスを導
入しながら排気系５１によって磁性膜作成チャンバー５
内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電源５４を
動作させる。この結果、スパッタ放電が生じてターゲッ
ト５３がスパッタされ、スパッタされたターゲット５３
の材料が基板９に達して基板９の表面に所定の磁性膜が
作成される。例えば、ターゲット５３はＣｏＣｒＴａで
形成され、基板９の表面にＣｏＣｒＴａ膜が作成され
る。尚、下地膜作成チャンバー５の場合、ターゲットの
材料としては、Ｃｒ又はＣｒ合金等が用いられる。尚、
図２から分かるように、ターゲット５３、磁石機構５５
及びスパッタ電源５４の組は、磁性膜作成チャンバー５
内の基板配置位置を挟んで両側に設けられており、基板
９の両面に同時に下地膜又は磁性膜が作成されるように
なっている。

【００１５】また、図２に示すように、各ターゲット５
３の大きさは、一枚の基板９よりも少し大きい程度とな
っている。キャリア９０は、磁性膜作成チャンバー５内
で移動し、二枚の基板９が順次ターゲット５３の正面に
位置するようになっている。即ち、最初は搬送方向前方
の基板９がターゲット５３の正面に位置する状態となっ
てこの基板９に成膜が行われる。そして、その後、所定
距離前進して搬送方向後方の基板９がターゲット５３の
正面に位置する状態となり、この基板９への成膜が行わ
れる。

【００１６】次に、図３及び図４を用いて保護膜作成チ
ャンバー６について説明する。図３及び図４は、図１に
示す装置の保護膜作成チャンバー６の詳細を示す図であ
って、図３は平面断面概略図、図４は側断面概略図であ
る。本実施形態の装置の特徴点の一つは、プラズマＣＶ
Ｄ法によって保護膜を作成するようになっている点であ
る。即ち、保護膜作成チャンバー６は、内部を排気する
排気系６１と、原料となるガスを含むプロセスガスを導
入するガス導入系６２と、導入されたプロセスガスにエ
ネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形成手段
６３とを備えている。

【００１７】排気系６１は、ターボ分子ポンプ等の真空
ポンプを備えて保護膜作成チャンバー６内を１０^−４Ｐ
ａ程度まで排気可能に構成されている。ガス導入系６２
は、プロセスガスとしてＣＨ_４とＨ_２の混合ガスを所
定の流量で導入できるよう構成されている。プラズマ形
成手段６３は、導入されたプロセスガスに高周波放電を
生じさせてプラズマを形成するようになっている。

【００１８】プラズマ形成手段６３は、保護膜作成チャ
ンバー６内に設けられた高周波電極６３１と、高周波電
極６３１に整合器６３２を介して高周波電力を供給する
プラズマ用高周波電源６３３とから主に構成されてい
る。高周波電極６３１は、保護膜作成チャンバー６内へ
のプロセスガスの供給経路にも兼用されている。具体的
には、高周波電極６３１は、中空状であり、保護膜チャ
ンバー６内に搬入された基板９と対向する表面にガス吹
き出し孔を多数均等に有している。ガス導入系６２の配
管は、高周波電極６３１に接続されており、ガス導入系
６２より導入されたガスは、高周波電極６３１の内部空
間に一旦溜まった後、ガス吹き出し孔から吹き出すよう
になっている。プラズマ用高周波電源６３３は、周波数
１３．５６ＭＨｚで、出力７００Ｗ程度の高周波電力を
高周波電極６３１に供給するようになっている。尚、保
護膜作成チャンバー６は、電気的には接地されている。
また、高周波電極６３１は、絶縁材６３２を介して保護
膜作成チャンバー６に設けられている。

【００１９】キャリア９０が保護膜作成チャンバー６内
に進入してゲートバルブ１０が閉じられると、保護膜チ
ャンバー６内にプロセスガスが導入される。排気系６１
が、保護膜作成チャンバー６内の圧力を所定の値に維持
し、この状態で高周波電極６３１に高周波電圧が印加さ
れる。これにより、高周波電極６３１の前方の空間に高
周波電界が設定され、プロセスガスに高周波放電が生じ
る。この結果、プロセスガスのプラズマＰが形成され
る。プラズマＰ中では、ＣＨ_４ガスの分解が生じて炭
素が生成され、基板９の表面に炭素薄膜が保護膜して堆
積する。

【００２０】また、保護膜作成チャンバー６は、上述し
た磁性膜作成チャンバー５と同様に、基板９の両側の面
に同時に成膜できるようになっている。具体的には、図
３に示すように、ガス導入系６２と、プラズマ形成手段
６３の組は、保護膜作成チャンバー６内の基板配置位置
を挟んで両側に設けられており、基板９の両側の面に同
時に保護膜が作成されるようになっている。

【００２１】さて、本実施形態の大きな特徴点は、磁性
膜作成チャンバー５と保護膜作成チャンバー６との間に
プリヒートチャンバー３とは別の中間加熱チャンバー８
が設けられている点である。即ち、磁性膜が作成された
後であって保護膜が作成される前に、基板９を加熱する
構成が採用されている。この構成は、保護膜の作成条件
並びに磁性膜の作成条件について研究した発明者の研究
結果に基づいている。

【００２２】発明者が、保護膜の硬度と保護膜の作成条
件との関係について鋭意研究を行ったところ、保護膜の
硬度は、保護膜が作成される際の基板９の温度（以下、
保護膜作成温度）に大きく依存していることが判明し
た。図５は、保護膜作成温度と保護膜の硬度との関係に
ついて調べた実験の結果について示す図である。この実
験では、以下の条件により保護膜を作成した。保護膜作成チャンバー内の圧力：４Ｐａプロセスガス：ＣＨ_４及びＨ_２の混合ガスプロセスガスの流量：ＣＨ_４１００ｃｃ／分，Ｈ_２１
００ｃｃ／分プラズマ用高周波電源：１３．５６ＭＨｚ、出力７００
Ｗ上記条件により保護膜を作成するとともに、保護膜作成
温度を変え、成膜実験を行った。従って、図５の横軸
は、保護膜作成温度である。尚、図５の縦軸は、保護膜
の硬度（ＧＰａ，ギガパスカル）である。

【００２３】図５から解るように、保護膜作成温度が上
昇するに従い、保護膜の硬度も直線的に上昇している。
即ち、保護膜作成温度がより高い方が、保護膜の硬度も
より高くなる。この種の保護膜について一般的に必要と
される３０ＧＰａ以上の硬度を得るには、図５において
は、保護膜作成温度が２３０℃以上であることが必要で
あることが解る。

【００２４】このような保護膜の硬度の保護膜作成温度
に対する依存性は、炭素薄膜が成長する際のエネルギー
に原因していると考えられる。上述したＣＨ_４がプラ
ズマ中で分解して炭素が基板９の表面に堆積する際、エ
ネルギーが低いと、Ｃ−Ｈの結合が完全に解かれずＣ−
Ｈ結合が多く残った状態で炭素薄膜が成長するものと考
えられる。また、エネルギーが低いと、炭素同士の結合
による結晶も、グラファイトの結晶構造である六方最密
構造の割合が多く、ダイヤモンドの結晶構造である面心
立方の割合が少ないものと考えられる。そして、基板９
の温度が高くなり、炭素薄膜が成長する際に多くのエネ
ルギーを基板９から受け取ると、面心立方の結晶構造の
割合が高くなる。この結果、硬度が高くなるものと考え
られる。

【００２５】一方、発明者は、磁性膜の磁気特性と磁性
膜の作成条件との関係についても、鋭意研究を行った。
本願発明が対象とする情報記録ディスク用の磁性膜で
は、磁気記録の安定性や信頼性などから、保磁力が重要
な磁気特性となっている。そこで、発明者は、磁性膜を
作成する際の基板９の温度（以下、磁性膜作成温度）と
磁性膜の保磁力との関係について研究を行った。図６
は、磁性膜作成温度と磁性膜の保磁力との関係について
調べた実験の結果について示す図である。この実験で
は、以下の条件により磁性膜を作成した。ターゲットの材料：ＣｏＣｒＴａ磁性膜作成チャンバー内の圧力：０．６７Ｐａプロセスガス：アルゴンプロセスガスの流量：１００ｃｃ／分スパッタ電源の電圧及び電力：−４００Ｖ，９００Ｗ

【００２６】上記条件によりＣｏＣｒＴａより成る磁性
膜を作成するとともに、磁性膜作成温度を変え、成膜実
験を行った。従って、図６の横軸は、磁性膜作成温度で
ある。尚、図６の縦軸は、磁性膜の保磁力（Ｏｅ）であ
る。図６から解るように、磁性膜の保磁力は、磁性膜作
成温度の上昇とともに高くなるものの、あるピークを境
にして逆に減少する傾向がある。保磁力がピークとなる
際の温度は、図６に示す例では２３０℃程度である。こ
れは、高保磁力をもたらす磁性膜作成温度がある温度範
囲に限定されることを意味している。この理由は、一概
に明らかではないが、結晶構造の問題に起因していると
推測される。つまり、高保磁力をもたらすあるタイプの
結晶構造があり、ピークより低い温度やピークより高い
温度では、結晶構造が異なってしまい、保磁力が低下す
るものと推測される。

【００２７】ここで興味深いことは、一般的に必要とさ
れる３０ＧＰａの硬度をもたらす保護膜作成温度より
も、保磁力のピークをもたらす磁性膜作成温度の方が低
いことである。つまり、発明者の研究成果に従うと、磁
性膜作成温度よりも保護膜作成温度を高くしなければ、
磁性膜の高保磁力と保護膜の高硬度とを同時に達成する
ことはできない。発明者の研究によると、このような傾
向は、他の多くの材料の磁性膜についても同様であり、
高硬度をもたらす保護膜作成温度より低い温度で成膜し
なければ高保磁力が得られないことが判明した。本実施
形態の装置では、このような発明者の新たな知見に基づ
き、磁性膜作成チャンバー５と保護膜作成チャンバー６
との間に別の中間加熱チャンバー８を介在させ、保護膜
作成に先だって加熱工程を行うようにしている。

【００２８】本実施形態の中間加熱チャンバー８につい
て、図７を用いて具体的に説明する。図７は、中間加熱
チャンバー８の構成を示した平面断面概略図である。本
実施形態における中間加熱チャンバー８は、輻射加熱に
より基板９を加熱するようになっている。即ち、中間加
熱チャンバー８内には、加熱機構として輻射加熱ランプ
８１が設けられている。輻射加熱ランプ８１は、例えば
棒状の赤外線ランプであり、背後に反射ミラー８２を備
えている。輻射加熱ランプ８１は、基板９と平行な面内
に複数設けられている。複数の輻射加熱ランプ８１の配
置は、基板９を均一に加熱できる配置とされている。
尚、輻射加熱ランプ８１の封体は、基板９の汚損防止の
ため石英ガラス等で形成されている。

【００２９】輻射加熱ランプ８１による基板９の加熱温
度は、前述した説明から解るように、保護膜作成チャン
バー６における保護膜作成温度に依存する。例えば、保
護膜作成温度が２４０℃である場合、基板９は２４０℃
又はそれより若干高い温度に加熱される。若干高い温度
（例えば２５０℃）に加熱するのは、基板９が中間加熱
チャンバー８から保護膜作成チャンバー６に搬送される
際の温度低下を見込んだものである。

【００３０】上述した例では、加熱機構は、輻射加熱ラ
ンプ８１であったが、レーザーによって加熱する構成を
採用することもできる。レーザーによる場合には、基板
９の面内にレーザーを走査するための走査機構が設けら
れる。また、カーボンヒータ（カーボン素材を使用した
抵抗発熱方式等のヒータ）を使用して加熱する構成を採
用することも可能である。

【００３１】さらに、伝導伝達により加熱する加熱機構
を採用することも可能である。例えば、キャリア９０に
接触するよう加熱ブロックを設け、加熱ブロック内に抵
抗発熱方式のヒータを設ける。そして、キャリア９０
は、基板９の周縁のなるべく多くの領域で基板９０に接
触するようにする。加熱ブロックをキャリア９０に接触
させ、キャリア９０を介して基板９を加熱するようにす
る。但し、この構成では、キャリア９０の移動の際には
加熱ブロックをキャリアから離す必要があり、従って、
加熱ブロックの移動機構が必要になる。このため、機構
的に複雑になる欠点がある。また、両面成膜を行う場
合、基板９の周縁しか接触できる箇所が無いので、加熱
効率が悪いという欠点もある。これらの欠点が無い点
で、ランプ又はレーザー等による輻射加熱の構成は優れ
ている。

【００３２】中間加熱チャンバー８は、内部を排気する
排気系８３を備えている。排気系８３は、ターボ分子ポ
ンプ又はクライオポンプ等の真空ポンプから構成されて
おり、中間加熱チャンバー８内を１０^-6Ｐａ程度まで排
気できるようになっている。排気系８３によって中間加
熱チャンバー８内を排気することにより、基板９に作成
された薄膜が加熱される際に酸化等の汚損が生じること
を防いでいる。酸化等の汚損を防止するには、窒素等の
不活性ガスを置換のため導入する場合もある。

【００３３】磁性膜作成後であって保護膜作成前に基板
９を加熱する構成としては、本実施形態のように専用の
中間加熱チャンバー８を設ける構成ではなく、保護膜作
成チャンバー６内に加熱手段を設けることも考えられ
る。例えば、保護膜作成チャンバー６内に輻射加熱ラン
プを設け、プラズマを形成しての保護膜作成の前に輻射
加熱ランプにより基板９を所定温度まで加熱するように
する。しかしながら、このような構成であると、保護膜
作成チャンバー６での全体の処理時間が長く掛かってし
まう欠点がある。プラズマＣＶＤによる保護膜作成は、
スパッタリングによる下地膜や磁性膜の作成に比べて長
く掛かる傾向があり、保護膜作成チャンバー６が装置全
体のタクトタイムを律するチャンバーになっていること
が多い。従って、さらに中間加熱に要する時間が加わる
と、タクトタイムがさらに長くなってしまい、装置の生
産性が大きく低下してしまう。尚、タクトタイムとは、
一つのキャリア９０から処理済みの基板９が取り出され
てから次のキャリア９０から処理済みの基板９が取り出
されるまでの時間である。タクトタイム毎に、各キャリ
ア９０は次のチャンバーに移動する。また、保護膜作成
チャンバー６内に輻射加熱ランプを設けると、ランプに
次第に薄膜が堆積して輻射線が遮られる問題がある。こ
のため、堆積した薄膜を取り除いたり、ランプを交換す
る作業等が必要になり、大きな労力やコストを必要とす
る問題がある。

【００３４】一方、本実施形態のように、専用の中間加
熱チャンバー８を設けると、上記のようなタクトタイム
の増加の問題はなく、装置の生産性は本質的に低下しな
い。そして、中間加熱チャンバー８内には薄膜を堆積さ
せる化学種は本質的に存在していないので、輻射加熱ラ
ンプ８１への膜堆積に起因した問題は生じない。また、
中間加熱チャンバー８は、磁性膜作成チャンバー５及び
保護膜作成チャンバー６に対して気密に設けられてお
り、従って、基板９を大気に晒すことなく、磁性膜の作
成、中間加熱、保護膜の作成、という工程を踏むことが
できる。このため、磁性膜や保護膜の品質の低下の問題
もない。

【００３５】次に、本実施形態の他の構成について説明
する。図８は、キャリア９０及びキャリア９０に保持さ
れた基板９を搬送する搬送機構の構成について説明する
正面図である。キャリア９０は、全体が板状の部材であ
り、絶縁材９０３を挟んで上側部９０１と、下側部９０
２とからなっている。上側部９０２は、ステンレス又は
アルミ等の金属で形成されている。キャリア９０は、基
板９の直径よりも少し大きい二つのほぼ円形の開口を有
している。そして、各開口の下側の縁と、左右両側の縁
には、基板９を支持する支持爪９１，９２が設けられて
いる。支持爪９１，９２は、上側部９０１と同様、ステ
ンレス等の金属で形成されている。

【００３６】キャリア９０の下縁には、小さな磁石（以
下、キャリア側磁石）９３が多数設けられている。キャ
リア側磁石９３は、交互に逆の磁極となっている。そし
て、キャリア９０の下方には、図８に示すように、隔壁
９４を介して磁気結合ローラ９５が設けられている。磁
気結合ローラ９５は、二重螺旋状の磁石列９５１を有し
ている。各磁石列９５１は、小さな磁石（以下、ローラ
側磁石）に区分されている。そして、磁石列９５１の各
ローラ側磁石は、図８に示すように、上側のキャリア側
磁石９３に対して磁気結合している。

【００３７】磁気結合ローラ９５には、回転機構９５２
が設けられている。回転機構９５２によって磁気結合ロ
ーラ９５が回転すると、キャリア９０が水平方向（磁気
結合ローラ９５の軸方向）に移動するようになってい
る。これにより、キャリア９０に保持された基板９が搬
送されるようになっている。尚、上記キャリア９０は、
図４に示すように、水平な回転軸の回りに回転する主プ
ーリ９６に載せられているとともに、下端が垂直な回転
軸の回りに回転する副プーリ９７に接している。キャリ
ア９０は、上述した搬送機構が動作する際、主プーリ９
６及び副プーリ９７にガイドされながら移動するように
なっている。

【００３８】また、本実施形態の装置の別の特徴点は、
プラズマＣＶＤにより炭素保護膜を作成する際、基板９
に負のバイアス電圧を印加し、これによってプラズマ中
のイオンを基板９に入射させるバイアス印加機構６４を
備えている点である。この点について、再び図４を使用
して説明する。図４に示すように、バイアス印加機構６
４は、所定の高周波を発生するバイアス用高周波電源６
５と、バイアス用高周波電源６５とキャリア９０とを繋
ぐ高周波線路６６と、高周波線路６６の先端に設けられ
た可動接点６７とから構成されている。

【００３９】バイアス用高周波電源６５は、周波数１
３．５６ＭＨｚ、出力１０００Ｗ程度のものである。高
周波線路６６には、同軸ケーブル等が使用される。高周
波線路６６上には、不図示の整合器が設けられている。
可動接点６７は、先端がキャリア９０の上側部９０１に
接触する電極ロッド６７１と、電極ロッド６７１を絶縁
材を介して先端に取り付けた電極駆動棒６７３と、電極
駆動棒６７３を駆動する電極駆動源６７４とから主に構
成されている。電極駆動棒６７３は、磁性流体を用いた
メカニカルシール等のような真空シール６７５を介在さ
せながら、保護膜作成チャンバー６を気密に貫通してい
る。電極ロッド６７１は、電極駆動棒６７３内の高周波
導入棒６７５を介して高周波線路６７１に接続されてい
る。高周波導入棒６７６と電極駆動棒６７３とは、絶縁
されている。電極駆動源６７４には、例えばエアシリン
ダが使用されており、電極駆動棒６７３を所定のストロ
ークで前後運動させるようになっている。

【００４０】保護膜作成チャンバー６内にキャリア９０
が進入して所定位置で停止すると、電極駆動源６７４が
動作して、電極駆動棒６７３が所定のストロークだけ前
進する。この結果、電極ロッド６７１も前進し、図４に
示すようにキャリア９０の上側部９０１に電極ロッド６
７１の先端が接触する。この結果、上側部９０１を介し
て基板９に高周波電圧が印加される。尚、キャリア９０
の下側部９０２は絶縁材９０３で絶縁されているので、
主プーリ９６等には高周波電圧は印加されないようにな
っている。

【００４１】図３に示すようにプラズマＰが形成されて
いる状態で、基板９に高周波電圧が印加されると、プラ
ズマＰ中のイオンと電子の移動度の違いにより、基板９
の表面に負のバイアス電圧（自己バイアス電圧）が生じ
る。この負のバイアス電圧により、プラズマＰ中のイオ
ンが効率良く基板９の表面に入射して表面を衝撃する。
このため、炭素薄膜は、イオン衝撃によるエネルギーを
入射イオンからもらいながら基板９の表面で成長する。
この結果、作成される炭素薄膜の結晶構造は、ダイヤモ
ンド構造の割合が増え、硬度の高い良好なＤＬＣ膜が得
られる。

【００４２】次に、請求項１の方法の発明の説明を兼ね
て本実施形態の装置の動作について説明する。まず、ロ
ードロックチャンバー１内で未処理の二枚の基板９が最
初のキャリア９０に搭載される。このキャリア９０はプ
リヒートチャンバー３に移動して、基板９がプリヒート
される。この際、次のキャリア９０への二枚の未処理の
基板９の搭載動作が行われる。１タクトタイムが経過す
ると、キャリア９０は下地膜作成チャンバー４に移動
し、基板９に下地膜が作成される。この際、次のキャリ
ア９０はプリヒートチャンバー３に移動し、基板９がプ
リヒートされ、ロードロックチャンバー１内でさらに次
のキャリア９０への基板９の搭載動作が行われる。

【００４３】このようにして、１タクトタイム毎にキャ
リア９０が移動し、プリヒート、下地膜の作成、磁性膜
の作成、中間加熱、保護膜の作成の順で処理が行われ
る。そして、保護膜の作成の後、キャリア９０はアンロ
ードロックチャンバー２に達し、このキャリア９０から
処理済みの二枚の基板９の回収動作が行われる。尚、本
実施形態では、下地膜作成チャンバー４は二つ設けられ
ている。従って、最初の下地膜作成チャンバー４で半分
の厚さの成膜を行い、次に下地膜作成チャンバー４で残
りの半分の厚さの成膜を行う。この点は、磁性膜作成チ
ャンバー５や保護膜作成チャンバー６でも同じである。

【００４４】上記動作において、磁性膜の作成温度は、
１５０℃〜２５０℃程度である。そして、基板９は磁性
膜の作成の後、前述したように中間加熱チャンバー８で
２００〜３００℃程度に中間加熱される。そして、その
後、保護膜作成チャンバー６に搬送されて炭素薄膜より
成る保護膜（以下、炭素保護膜）が作成される。このた
め、高保磁力の磁性膜の上に、高硬度の炭素保護膜が積
層された構造が得られる。従って、本実施形態の装置に
よると、高性能の磁気記録媒体の製造に貢献できる。

【００４５】次に、本願発明の他の実施形態について説
明する。図９は、本願発明の別の実施形態であって、保
護膜作成チャンバー６がイオンビーム蒸着により保護膜
を作成する実施形態の構成について示した平面断面概略
図である。この図９に示す実施形態では、ＣＨ_４等の
原料となるガスを含んだプロセスガスを導入するガス導
入系６２と、プロセスガスを分解させて炭素を生成する
イオンを供給するイオン源６８とを備えている。図９か
ら解るように、ガス導入系６２は、プロセスガスを基板
９の表面付近に導入する。イオン源６８は、アルゴン、
酸素、窒素又は水素等のイオンを充分な量でプロセスガ
スに供給する。イオンを加速する加速電極や、イオン流
の方向を変える偏向器等が必要に応じて設けられる。プ
ロセスガスは、基板９の表面付近でイオンと混ざり合っ
て分解し、基板９の表面に炭素保護膜が堆積する。原料
となるガスを直接イオン化して成膜するタイプのイオン
ビーム蒸着も採用し得る。この場合には、イオン源６８
によってＣＨ_４、Ｃ₂Ｈ₂等の原料ガスのイオンビームを
基板９の表面に照射し、これによって炭素保護膜を堆積
させる。

【００４６】また、図１０は、本願発明のさらに別の実
施形態であって、保護膜作成チャンバー６が電子サイク
ロトン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤにより成膜を行う
実施形態の構成について示した平面断面概略図である。
この図１０に示す実施形態では、保護膜作成チャンバー
６は、原料となるガスを含んだプロセスガスを内部に導
入するガス導入系６２と、ＥＣＲプラズマを形成するＥ
ＣＲプラズマ形成手段６９が設けられている。

【００４７】ＥＣＲプラズマ形成手段６９は、保護膜作
成チャンバー６に内部が連通するようにして設けたプラ
ズマ形成容器６９１と、プラズマ形成容器６９１内にマ
イクロ波を導入するマイクロ波導入系６９２と、ＥＣＲ
条件が成立するようプラズマ形成容器６９１内に磁場を
設定する電磁石６９３と、プラズマ形成用のガスを導入
するプラズマ形成用ガス導入系６９４とから主に構成さ
れている。マイクロ波導入系６９２は、２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波を１００〜１４０Ｗ程度の電力でプラズマ
形成容器６９１に導入する。電磁石６９３は、ＥＣＲ条
件が成立するよう８７５ガウス程度の磁場をプラズマ形
成容器６９１内に設定している。また、プラズマ形成用
ガス導入系６９４は、アルゴン、酸素、窒素又は水素等
のガスをプラズマ形成容器６９１内に導入する。導入さ
れたマイクロ波の角周波数と、サイクロトロン運動を行
う電子の角周波数が一致して共鳴し、導入されたプラズ
マ形成用ガスが高効率でイオン化する。この結果、ＥＣ
Ｒプラズマが形成される。ＥＣＲプラズマは、プラズマ
形成容器６９１から基板９に向けて拡散し、導入された
ＣＨ_４等の原料ガスがこの拡散プラズマで分解し、基
板９の表面に炭素保護膜が作成される。尚、プラズマ形
成用ガス導入系６９４によって原料ガスをプラズマ形成
容器６９１に導入し、原料ガスのプラズマをプラズマ形
成容器６９１内で形成して成膜する構成が採用されるこ
ともある。

【００４８】図９や図１０に示す構成の実施形態の装置
も、前述したのと同様の中間加熱チャンバーを備えてお
り、磁性膜作成の際の成膜温度よりも高い所定の温度に
基板を加熱してから、基板を保護膜作成チャンバーに搬
送する。従って、高保磁力の磁性膜の上に高硬度の炭素
保護膜を作成でき、高性能の情報記録ディスクの製造に
貢献できる。尚、上述した各実施形態では、炭素保護膜
を作成する際の原料は、ＣＨ_４、Ｃ _２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４の
他、Ｃ_２Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_８等の炭化水素化合物でもよく、
またＣ_６Ｈ_５ＣＨ_３等の液体ソースでもよい。また、必
要に応じてＨ_２、Ｎ_２等のガスを添加してもよい。尚、
磁性膜としては、前述したＣｏＣｒＴａの他、ＣｏＣｒ
ＰｔＴａ等が挙げられる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の各請求項の発
明によれば、高保磁力の磁性膜の上に高硬度の保護膜が
積層された構造が得られる。従って、高性能の磁気記録
媒体の製造に貢献できる。また、請求項３の発明によれ
ば、上記請求項２の発明の効果に加え、専用の中間加熱
チャンバーを有するのでタクトタイムの増加の問題がな
く、また、磁性膜の作成、中間加熱、保護膜の作成が真
空中で連続して行えるので、磁性膜の汚損等の品質低下
の問題も生じない。また、請求項４の発明によれば、上
記請求項２又は３の発明の効果に加え、保護膜の作成の
際、基板の表面に負のバイアス電圧が与えられてイオン
が入射するので、保護膜の硬度がより高くなり、より特
性の良好な保護膜が作成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る情報記録ディスク用
薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。

【図２】磁性膜作成チャンバー５の構成を説明する平面
断面概略図である。

【図３】図１に示す装置の保護膜作成チャンバー６の詳
細を示す平面断面概略図である。

【図４】図１に示す装置の保護膜作成チャンバー６の詳
細を示す側断面概略図である。

【図５】保護膜作成温度と保護膜の硬度との関係につい
て調べた実験の結果について示す図である。

【図６】磁性膜作成温度と磁性膜の保磁力との関係につ
いて調べた実験の結果について示す図である。

【図７】中間加熱チャンバー８の構成を示した平面断面
概略図である。

【図８】キャリア９０及びキャリア９０に保持された基
板９を搬送する搬送機構の構成について説明する正面図
である。

【図９】本願発明の別の実施形態であって、保護膜作成
チャンバーがイオンビーム蒸着により保護膜を作成する
実施形態の構成について示した平面断面概略図である。

【図１０】本願発明のさらに別の実施形態であって、保
護膜作成チャンバーが電子サイクロトン共鳴（ＥＣＲ）
プラズマＣＶＤにより成膜を行う実施形態の構成につい
て示した平面断面概略図である。

【符号の説明】

１ロードロックチャンバー１０ゲートバルブ２アンロードロックチャンバー３プリヒートチャンバー４下地膜作成チャンバー５磁性膜作成チャンバー５１排気系５２ガス導入系５３ターゲット５４スパッタ電源５５磁石機構６保護膜作成チャンバー６１排気系６２ガス導入系６３プラズマ形成手段６４バイアス印加機構６５バイアス用高周波電源６６高周波線路６７可動接点６８イオン源６９ＥＣＲプラズマ形成手段８中間加熱チャンバー８１輻射加熱ランプ８２反射ミラー８３排気系９基板９０キャリア

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月３１日（２０００．７．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、情報記録ディスク用
の基板の表面に情報記録層としての磁性膜を作成した後
にこの磁性膜の上に保護膜を作成する情報記録ディスク
用保護膜作成方法であって、前記保護膜を作成する際の
基板の温度である保護膜作成温度は、前記磁性膜を作成
する際の基板の温度である磁性膜作成温度よりも高く、
前記磁性膜を作成した後、保護膜作成の際に保護膜作成
温度になるよう基板を加熱するという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、
情報記録ディスク用の基板の表面に情報記録層としての
磁性膜を作成した後にこの磁性膜の上に保護膜を作成す
る情報記録ディスク用薄膜作成装置であって、前記保護
膜を作成する際の基板の温度である保護膜作成温度は、
前記磁性膜を作成する際の基板の温度である磁性膜作成
温度よりも高く、前記磁性膜を作成した後、保護膜作成
の際に保護膜作成温度になるよう基板を加熱する加熱機
構を備えているという構成を有する。また、上記課題を
解決するため、請求項３記載の発明は、上記請求項２の
構成において、前記加熱機構を備えた中間加熱チャンバ
ーが設けられており、この中間加熱チャンバーは、前記
基板の表面に磁性膜を作成する磁性膜作成チャンバー
と、作成された磁性膜の上に保護膜を作成して積層する
保護膜作成チャンバーとの間に設けられており、磁性膜
作成チャンバーと中間加熱チャンバー、及び、中間加熱
チャンバーと保護膜作成チャンバーとは気密に接続され
ており、基板を大気に晒すことなく、磁性膜の作成、中
間加熱、保護膜の作成が連続して行えるようになってい
るという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項４記載の発明は、上記請求項２又は３の構成
において、前記保護膜作成チャンバーは、プラズマ化学
蒸着によって保護膜を作成するものであるとともに、基
板に高周波電圧を印加して高周波とプラズマとの相互作
用により基板に負のバイアス電圧を与えてプラズマ中の
正イオンを基板に入射させるバイアス印加機構を備えて
いるという構成を有する。また、上記課題を解決するた
め、請求項５記載の発明は、上記請求項２又は３の構成
において、前記保護膜作成チャンバーは、イオン源を備
えており、イオンビーム蒸着により保護膜を作成するも
のであるという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項６記載の発明は、上記請求項２又は３の
構成において、前記保護膜作成チャンバーは、電子サイ
クロトン共鳴プラズマを形成するプラズマ形成手段を備
え、このプラズマ形成手段が形成させたプラズマにより
プラズマ化学蒸着を行うものであるという構成を有す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺直樹東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 AA05 BB07 DA03 EA03 5D112 AA05 AA07 AA24 FA02 FA10 FB21 FB26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録ディスク用の基板の表面に情報
記録層としての磁性膜を作成した後にこの磁性膜の上に
保護膜を作成する情報記録ディスク用保護膜作成方法で
あって、前記保護膜を作成する際の基板の温度である保護膜作成
温度は、前記磁性膜を作成する際の基板の温度である磁
性膜作成温度よりも高く、前記磁性膜を作成した後、保
護膜作成の際に保護膜作成温度になるよう基板を加熱す
ることを特徴とする情報記録ディスク用保護膜作成方
法。
【請求項２】情報記録ディスク用の基板の表面に情報
記録層としての磁性膜を作成した後にこの磁性膜の上に
保護膜を作成する情報記録ディスク用薄膜作成装置であ
って、前記保護膜を作成する際の基板の温度である保護膜作成
温度は、前記磁性膜を作成する際の基板の温度である磁
性膜作成温度よりも高く、前記磁性膜を作成した後、保
護膜作成の際に保護膜作成温度になるよう基板を加熱す
る加熱機構を備えていることを特徴とする情報記録ディ
スク用薄膜作成装置。
【請求項３】前記加熱機構を備えた中間加熱チャンバ
ーが設けられており、この中間加熱チャンバーは、前記
基板の表面に磁性膜を作成する磁性膜作成チャンバー
と、作成された磁性膜の上に保護膜を作成して積層する
保護膜作成チャンバーとの間に設けられており、磁性膜
作成チャンバーと中間加熱チャンバー、及び、中間加熱
チャンバーと保護膜作成チャンバーとは気密に接続され
ており、基板を大気に晒すことなく、磁性膜の作成、中
間加熱、保護膜の作成が連続して行えるようになってい
ることを特徴とする請求項２記載の情報記録ディスク用
薄膜作成装置。
【請求項４】前記保護膜作成チャンバーは、プラズマ
化学蒸着によって保護膜を作成するものであるととも
に、基板に高周波電圧を印加して高周波とプラズマとの
相互作用により基板に負のバイアス電圧を与えてプラズ
マ中の正イオンを基板に入射させるバイアス印加機構を
備えていることを特徴とする請求項２、又は３記載の情
報記録ディスク用薄膜作成装置。
【請求項５】前記保護膜作成チャンバーは、イオン源
を備えており、イオンビーム蒸着により保護膜を作成す
るものであることを特徴とする請求項２又は３記載の情
報記録ディスク用薄膜作成装置。
【請求項６】前記保護膜作成チャンバーは、電子サイ
クロトン共鳴プラズマを形成するプラズマ形成手段を備
え、このプラズマ形成手段が形成させたプラズマにより
プラズマ化学蒸着を行うものであることを特徴とする請
求項２又は３記載の情報記録ディスク用薄膜作成装置。