JP2007095179A - Manufacturing method of magnetic recording disk and manufacturing apparatus of magnetic recording disk - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a magnetic recording disk by which film-deposition is made possible in such a state that temperature of a substrate is reduced to a prescribed temperature without reducing throughput and to provide a manufacturing apparatus thereof. <P>SOLUTION: When a recording layer 16 of the magnetic recording disk of a perpendicular magnetic recording system is formed by a sputtering method, a forcibly cooling process for disposing a cylindrical cathode shield body 160 at a film deposition part 100 in a vacuum chamber 230 so as to enclose the periphery of a space 150 in which a substrate 10 for the magnetic recording disk and a target 110 are opposed to each other and supplying a cooling gas into the inner side of the cathode shield body 160 to cool the substrate 10 for the magnetic recording disk and a sputtering film deposition process for performing sputtering film deposition to the substrate 10 for the magnetic recording disk cooled to 100°C or below are performed. When the forcibly cooling process is performed, a rectification member 180 by which a flow of the cooling gas going to the substrate 10 for the magnetic recording disk is made vertical to the substrate 10 for the magnetic recording disk is disposed opposite to the substrate 10 for the magnetic recording disk. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置に関するものである。   The present invention relates to a magnetic recording disk manufacturing method and a magnetic recording disk manufacturing apparatus.

磁気記録ディスクの高密度記録化を実現する技術として、従来の面内磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。垂直磁気記録ディスクでは、上層側から下層側に向けて、少なくとも、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層と、硬質磁性材料からなる記録層と、この記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる軟磁性材料からなる裏打ち層、および非磁性下地層が形成されている。現在、実用程度の軟磁性層では、磁壁がブロッホ(Bloch)型となっていることから、磁壁内でスピンは膜厚方向に回転しているため、磁壁上下端に、垂直方向の磁壁が現れることとなり、ノイズ発信源となっている。そのノイズ発信源の磁壁形成を防止するために、反強磁性膜を用いて軟磁性裏打ち層との交換結合により障壁の制御を行う従来の方法は、交換結合が十分得られた場合には、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止することができ、非常に効果的である。しかしながら、ブロッキング温度が高く、大きな交換結合磁界が得られるPtMnやNiMnなどの規則合金系反強磁性材料では、十分な交換結合磁界を得るためには、成膜後、数分〜数時間の加熱処理を必要とするため、磁性層の形成後、ランプヒータと冷却ガスであるHe、フロン、N2とを用いて、フラッシュアニール法による加熱、および磁場中での冷却を行う必要がある。 As a technique for realizing high-density recording of a magnetic recording disk, a perpendicular magnetic recording system is drawing attention in place of the conventional in-plane magnetic recording system. In a perpendicular magnetic recording disk, from the upper layer side to the lower layer side, at least a protective layer made of diamond-like carbon, a recording layer made of a hard magnetic material, and a magnetic flux generated by a magnetic head used for recording on this recording layer A backing layer made of a soft magnetic material and a nonmagnetic underlayer are formed. At present, in a practically soft magnetic layer, the domain wall is a Bloch type, so that the spin rotates in the film thickness direction within the domain wall, and therefore a domain wall in the vertical direction appears at the upper and lower ends of the domain wall. As a result, it is a noise source. In order to prevent the formation of the domain wall of the noise source, the conventional method of controlling the barrier by exchange coupling with the soft magnetic underlayer using an antiferromagnetic film is sufficient when the exchange coupling is obtained. The formation of the domain wall of the soft magnetic backing layer can be prevented, which is very effective. However, for ordered alloy antiferromagnetic materials such as PtMn and NiMn, which have a high blocking temperature and a large exchange coupling magnetic field, heating for several minutes to several hours after film formation in order to obtain a sufficient exchange coupling magnetic field Since treatment is required, it is necessary to perform heating by flash annealing and cooling in a magnetic field using a lamp heater and cooling gases He, Freon, and N 2 after forming the magnetic layer.

また、近年、垂直磁気記録ディスクの記録層をCo合金SiO2グラニュラー膜により構成するのが主体になってきており、この場合、記録層を成膜する前も温度調整が必要である。このような記録層形成の温度としては100℃以下であることが求められている。すなわち、100℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分であるSiO2が偏析し始めるからである。
特開2002−367160号公報
In recent years, the recording layer of a perpendicular magnetic recording disk has been mainly composed of a Co alloy SiO 2 granular film. In this case, it is necessary to adjust the temperature before forming the recording layer. The temperature for forming such a recording layer is required to be 100 ° C. or lower. That is, if the film formation is not started at 100 ° C. or less, the granular component SiO 2 starts to segregate.
JP 2002-367160 A

しかしながら、従来は、基板に対する冷却方法として、自然冷却、あるいは真空チャンバーの外壁からガス配管を通して冷却ガスを供給する冷却システムが採用されているため、冷却効率が低く、短時間のうちに、目標とされている100℃以下に達することができないという問題点がある。それ故、現状のスループットを維持したまま温度を目標値まで低下させることができる。かといって、冷却チャンバーを別途、設けた場合も、スループットが低下するという問題点がある。また、Co合金SiO2グラニュラー膜を成膜する際には、高い精度で温度制御を行い、均一に相分離させる必要があるが、かかる温度制御が不可能である。さらに、真空チャンバー外壁から冷却ガスを供給すると、パーティクルが発生してしまうという問題点もある。 However, conventionally, as a cooling method for the substrate, natural cooling or a cooling system for supplying a cooling gas from the outer wall of the vacuum chamber through a gas pipe is adopted, so that the cooling efficiency is low, and the target is achieved within a short time. There is a problem that it cannot reach 100 ° C. or lower. Therefore, the temperature can be lowered to the target value while maintaining the current throughput. However, even if a cooling chamber is provided separately, there is a problem that throughput is lowered. Further, when forming a Co alloy SiO 2 granular film, it is necessary to perform temperature control with high accuracy and to perform phase separation uniformly, but such temperature control is impossible. Further, when cooling gas is supplied from the outer wall of the vacuum chamber, there is a problem that particles are generated.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スループットを低下させることなく、所定の温度まで基板温度を低下させた状態で成膜を行うことのできる磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic recording disk and a magnetic recording disk capable of forming a film while the substrate temperature is reduced to a predetermined temperature without reducing the throughput. It is to provide a manufacturing apparatus.

上記課題を解決するために、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が形成された磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも1つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, according to the present invention, in a method of manufacturing a magnetic recording disk in which a plurality of thin films including at least a recording layer is formed on a surface of a magnetic recording disk substrate, at least one of the plurality of thin films is formed. When forming a thin film by sputtering, a cylindrical cathode shield body is disposed in a vacuum chamber so as to surround a space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other. A forced cooling step of cooling the magnetic recording disk substrate by supplying a cooling gas to the inside; and a sputter film forming step of forming a film by sputtering on the magnetic recording disk substrate cooled in the forced cooling step. It is characterized by performing.

また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの1つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする。   Further, in the present invention, in the magnetic recording disk manufacturing apparatus provided with a plurality of film forming units for continuously laminating a plurality of thin films including at least a recording layer on the surface of the magnetic recording disk substrate, the plurality of film formations In one of the parts, a cylindrical cathode shield body is disposed in a vacuum chamber so as to surround a space where the magnetic recording disk substrate and the target for sputtering film formation face each other, A cooling gas introduction path for supplying a cooling gas is formed inside the cathode shield body.

本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。   In the present invention, a cathode shield body is disposed in a vacuum chamber so as to surround the space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other, and cooling gas is supplied from the cooling gas introduction path to the inside of the cathode shield body. Introduce. Therefore, it is not necessary to cool the entire vacuum chamber, and the cooling gas introduced from the cooling gas introduction path efficiently reaches the magnetic recording disk substrate, and the magnetic recording disk substrate is predetermined in a short time. Can be cooled to a temperature of In addition, since the sputter film forming process is performed in a state where the magnetic recording disk substrate and the target face each other with the cathode shield body, the directivity is forcibly given to the substrate surface of the magnetic recording disk substrate. It is possible to form a thin film with good film quality. Further, since a negative voltage is applied to the cathode shield body as compared with the magnetic recording disk substrate, there is no adhesion of particles. Therefore, unlike the case of injecting the cooling gas from the vacuum chamber, the generation of particles can be prevented.

本発明において、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることが好ましい。このような製造方法を実施するには、磁気記録ディスク製造装置において、前記陰極シールド体の内側で前記空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることが好ましい。   In the present invention, when the forced cooling step is performed, a rectifying member that makes the flow of the cooling gas toward the magnetic recording disk substrate in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate is disposed opposite to the magnetic recording disk substrate. When performing the sputter film forming step, it is preferable that the rectifying member is retracted from a position facing the magnetic recording disk substrate. In order to carry out such a manufacturing method, in the magnetic recording disk manufacturing apparatus, a rectifying member which makes the flow of the cooling gas introduced into the space inside the cathode shield body perpendicular to the magnetic recording disk substrate And a rectifying member driving device configured to drive the rectifying member between a facing position facing the magnetic recording disk substrate and a retracted position not facing the magnetic recording disk substrate.

このように構成すると、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、1つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。   With this configuration, when the forced cooling process is performed, the cooling gas flows toward the magnetic recording disk substrate in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate, so that the cooling gas efficiently reaches the magnetic recording disk substrate. To do. Therefore, the magnetic recording disk substrate is cooled to a predetermined temperature in a short time. In the sputter film forming step, the rectifying member is retracted from the position facing the magnetic recording disk substrate, so that the rectifying member does not interfere with the film formation. Therefore, the forced cooling process and the sputter film forming process can be performed in one film forming unit. Therefore, it is not necessary to add a cooling chamber, and impurities such as moisture accompanying the addition can be prevented from adhering to the magnetic recording disk surface.

本発明の別の形態では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を積層していく磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも1つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする。   In another aspect of the present invention, in a method for manufacturing a magnetic recording disk in which a plurality of thin films including at least a recording layer are laminated on the surface of a magnetic recording disk substrate, at least one of the plurality of thin films is sputtered. In forming by the method, a forced cooling step of cooling the magnetic recording disk substrate by supplying a cooling gas to a space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other, and the cooling by the forced cooling step A sputtering film forming step of forming a film on the magnetic recording disk substrate by a sputtering method, and when performing the forced cooling step, the flow of the cooling gas toward the magnetic recording disk substrate is perpendicular to the magnetic recording disk substrate. A rectifying member having a different direction is disposed opposite to the magnetic recording disk substrate, and the rectifying member is Wherein the retracting from the position opposed to the substrate for gas-recorded disc.

また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの1つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする。   Further, in the present invention, in the magnetic recording disk manufacturing apparatus provided with a plurality of film forming units for continuously laminating a plurality of thin films including at least a recording layer on the surface of the magnetic recording disk substrate, the plurality of film formations One of the portions includes a rectifying member that sets a flow of a cooling gas introduced into a space where the magnetic recording disk substrate and the target for sputtering film formation face each other in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate And a rectifying member driving device configured to drive the rectifying member between a facing position facing the magnetic recording disk substrate and a retracted position not facing the magnetic recording disk substrate. .

本発明では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、1つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。   In the present invention, when the forced cooling process is performed, the cooling gas flows toward the magnetic recording disk substrate in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate, so that the cooling gas efficiently reaches the magnetic recording disk substrate. Therefore, the magnetic recording disk substrate is cooled to a predetermined temperature in a short time. In the sputter film forming step, the rectifying member is retracted from the position facing the magnetic recording disk substrate, so that the rectifying member does not interfere with the film formation. Therefore, the forced cooling process and the sputter film forming process can be performed in one film forming unit. Therefore, it is not necessary to add a cooling chamber, and impurities such as moisture accompanying the addition can be prevented from adhering to the magnetic recording disk surface.

本発明では、前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することが好ましい。この場合、前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を100℃以下まで冷却することが好ましい。垂直磁気記録ディスクの記録層をグラニュラー膜として成膜する際、例えば100℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分が偏析してしまうが、本発明によれば、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることなく、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を冷却することができる。   In the present invention, when forming the recording layer among the plurality of thin films, the forced cooling step and the sputter film forming step are performed. In the sputter film forming step, a composite target is used between the magnetic particles. It is preferable to form a granular thin film in which a nonmagnetic separation base material is introduced. In this case, when starting the sputter film forming step, it is preferable to cool the magnetic recording disk substrate to 100 ° C. or less by the cooling step. When a recording layer of a perpendicular magnetic recording disk is formed as a granular film, for example, if the film formation is not started at 100 ° C. or lower, the granular component is segregated. However, according to the present invention, the magnetic recording disk substrate is shortened. Since it can be cooled in time, the magnetic recording disk substrate can be cooled to a temperature suitable for forming a granular thin film without reducing the throughput.

本発明において、前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことが好ましい。本発明によれば、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、成膜を複数回に分けてもスループットが大幅に低下することがない。また、冷却と成膜を複数回に分けてグラニュラー薄膜を形成すると、グレインサイズを小さくすることができる。   In the present invention, it is preferable that the forced cooling step and the film forming step are alternately performed a plurality of times. According to the present invention, since the magnetic recording disk substrate can be cooled in a short time to a temperature suitable for forming a granular thin film, the throughput is greatly reduced even if the film formation is divided into a plurality of times. There is nothing. Further, when the granular thin film is formed by dividing cooling and film formation into a plurality of times, the grain size can be reduced.

本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から空間内に冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。   In the present invention, a cathode shield body is disposed in the vacuum chamber so as to surround the space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other, and the cooling gas introduction path is formed in the space inside the cathode shield body. Introduce cooling gas. Therefore, it is not necessary to cool the entire vacuum chamber, and the cooling gas introduced from the cooling gas introduction path efficiently reaches the magnetic recording disk substrate, and the magnetic recording disk substrate is predetermined in a short time. Can be cooled to a temperature of In addition, since the sputter film forming process is performed in a state where the magnetic recording disk substrate and the target face each other with the cathode shield body, the directivity is forcibly given to the substrate surface of the magnetic recording disk substrate. It is possible to form a thin film with good film quality. Further, since a negative voltage is applied to the cathode shield body as compared with the magnetic recording disk substrate, there is no adhesion of particles. Therefore, unlike the case of injecting the cooling gas from the vacuum chamber, the generation of particles can be prevented.

また、本発明において、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを整流部材によって磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とすると、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、1つの真空チャンバー内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。   In the present invention, when the forced cooling process is performed, if the flow of the cooling gas toward the magnetic recording disk substrate is set in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate by the rectifying member, the cooling gas is efficiently applied to the magnetic recording disk substrate. Reach well. Therefore, the magnetic recording disk substrate is cooled to a predetermined temperature in a short time. In the sputter film forming step, the rectifying member is retracted from the position facing the magnetic recording disk substrate, so that the rectifying member does not interfere with the film formation. Therefore, the forced cooling process and the sputter film forming process can be performed in one vacuum chamber. Therefore, it is not necessary to add a cooling chamber, and impurities such as moisture accompanying the addition can be prevented from adhering to the magnetic recording disk surface.

以下に、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態を説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識容易とするために各層や各部材ごとに縮尺や倍率を相違させてある。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. In each drawing to be referred to, the scale and magnification are made different for each layer and each member for easy recognition on the drawing.

(磁気記録ディスクおよびその製造方法の概略)
図1(a)および(b)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。これらの図に示すように、本形態の磁気記録ディスク1は、中心穴111を備えた円形の非磁性基板11の表面に、シード層12、反強磁性層13、軟磁性層14、非磁性層15、記録層16、保護層17および潤滑層18がこの順に積層された構造を有している。
(Outline of magnetic recording disk and manufacturing method thereof)
1A and 1B are a plan view showing a magnetic recording disk and a schematic sectional view of the magnetic recording disk, respectively. As shown in these drawings, the magnetic recording disk 1 of this embodiment has a seed layer 12, an antiferromagnetic layer 13, a soft magnetic layer 14, a nonmagnetic layer on the surface of a circular nonmagnetic substrate 11 having a center hole 111. The layer 15, the recording layer 16, the protective layer 17, and the lubricating layer 18 are stacked in this order.

非磁性基板11は、アモルファス、結晶化、ディスクリートなどのガラス基板であり、本形態では、アルミノシリケートガラスなどの化学強化ガラスが用いられている。ここで、非磁性基板11の表面は、表面粗さがRaで0.3nm以下、Rmaxで3nm以下となるように鏡面研磨が施されている。   The nonmagnetic substrate 11 is a glass substrate such as amorphous, crystallized, or discrete. In this embodiment, chemically strengthened glass such as aluminosilicate glass is used. Here, the surface of the nonmagnetic substrate 11 is mirror-polished so that the surface roughness Ra is 0.3 nm or less and Rmax is 3 nm or less.

このような磁気記録ディスク1の製造工程の概略を説明しながら、各薄膜の構成を以下に説明する。磁気記録ディスク1を製造するには、詳しくは後述するように、まず、非磁性基板11の表面に対してDCマグネトロンスパッタリング法によりCrTi合金層などからなるシード層12を形成する。次に、シード層12の上層にDCマグネトロンスパッタリング法によりPtMn、FeMn、NiMn、NiOなどの反強磁性層13を形成する。次に、反強磁性層13の上層にDCマグネトロンスパッタリング法により軟磁性層14を形成する。ここで、軟磁性層を1層で構成する場合には、CoTnZrなどから形成されるが、CoTnZrなどの軟磁性層をRuなどの非磁性層(スペーサ層)で互いに分離された複数の層により構成し、交換結合膜として構成してもよい。次に、軟磁性層14の上層にDCマグネトロンスパッタリング法により非磁性層15を形成する。非磁性層15は、記録層16の配向を調整する機能を担っている。ここで、非磁性層15については、NiTa、CrNiTaなどからなる下層側の第1の非磁性層と、Ruなどからなる上層側の第2の非磁性層とによって構成してもよい。次に、非磁性層15の上層にDCマグネトロンスパッタリング法により記録層16を形成する。   While explaining the outline of the manufacturing process of such a magnetic recording disk 1, the structure of each thin film is demonstrated below. To manufacture the magnetic recording disk 1, as will be described in detail later, first, a seed layer 12 made of a CrTi alloy layer or the like is formed on the surface of the nonmagnetic substrate 11 by a DC magnetron sputtering method. Next, an antiferromagnetic layer 13 such as PtMn, FeMn, NiMn, or NiO is formed on the seed layer 12 by a DC magnetron sputtering method. Next, a soft magnetic layer 14 is formed on the antiferromagnetic layer 13 by DC magnetron sputtering. Here, when the soft magnetic layer is composed of one layer, it is made of CoTnZr or the like, but the soft magnetic layer such as CoTnZr is made up of a plurality of layers separated from each other by a nonmagnetic layer (spacer layer) such as Ru. It may be configured as an exchange coupling film. Next, the nonmagnetic layer 15 is formed on the soft magnetic layer 14 by DC magnetron sputtering. The nonmagnetic layer 15 has a function of adjusting the orientation of the recording layer 16. Here, the nonmagnetic layer 15 may be constituted by a lower first nonmagnetic layer made of NiTa, CrNiTa or the like and an upper second nonmagnetic layer made of Ru or the like. Next, the recording layer 16 is formed on the nonmagnetic layer 15 by DC magnetron sputtering.

本形態では、ターゲットとして、CoCrPtSiO2などの複合ターゲットを用い、磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜として記録層16を形成し、磁気記録ディスク1を垂直磁気記録型の記録媒体として構成する。 In this embodiment, a composite target such as CoCrPtSiO 2 is used as a target, the recording layer 16 is formed as a granular thin film in which a nonmagnetic separation base material is introduced between magnetic particles, and the magnetic recording disk 1 is a perpendicular magnetic recording type. As a recording medium.

次に、記録層16の上層に対してプラズマCVD法などにより保護層17を形成する。保護層17は、例えば、厚さが4nmのアモルファスのダイヤモンドライクカーボンからなり、耐摩耗性を向上させて記録層16を保護する機能を担っている。次に、保護層17の表面に潤滑層18を浸漬法などにより形成する。潤滑層18は、例えば、厚さが1.2nmの薄いパーフルオロポリエーテル層などから構成され、磁気ヘッドとの接触した際の衝撃を緩和するなどの機能を担っている。   Next, a protective layer 17 is formed on the upper layer of the recording layer 16 by a plasma CVD method or the like. The protective layer 17 is made of, for example, amorphous diamond-like carbon having a thickness of 4 nm, and has a function of improving the wear resistance and protecting the recording layer 16. Next, the lubricating layer 18 is formed on the surface of the protective layer 17 by a dipping method or the like. The lubricating layer 18 is composed of, for example, a thin perfluoropolyether layer having a thickness of 1.2 nm, and has a function of mitigating an impact when contacting the magnetic head.

(磁気記録ディスク製造装置の全体構成)
図2は、本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。
(Overall configuration of magnetic recording disk manufacturing equipment)
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of an in-line type single-wafer magnetic recording disk manufacturing apparatus according to the present invention.

本形態においては、非磁性基板11の表面にシード層12、反強磁性層13、軟磁性層14、非磁性層15、記録層16および保護層17を形成するにあたって、例えば、図2に示す磁気記録ディスク製造装置200が用いられる。ここで、未成膜の非磁性基板11も含む製造途中品(以下、磁気記録ディスク用基板10という)は、基板ホルダ300によって複数枚保持された状態で磁気記録ディスク製造装置200内を搬送される。磁気記録ディスク製造装置200は、基板ホルダ300に保持された磁気記録ディスク用基板10の搬送方向に向かって上流側から仕込室210と、基板加熱装置400が設置された加熱チャンバー220と、複数の成膜部100を備えたスパッタ成膜用の真空チャンバー230と、プラズマCVD室240と、取出室250と備えており、複数の成膜部100には、所定のターゲット110が配置されている。   In this embodiment, when the seed layer 12, the antiferromagnetic layer 13, the soft magnetic layer 14, the nonmagnetic layer 15, the recording layer 16 and the protective layer 17 are formed on the surface of the nonmagnetic substrate 11, for example, as shown in FIG. A magnetic recording disk manufacturing apparatus 200 is used. Here, an intermediate product including the non-film-formed nonmagnetic substrate 11 (hereinafter referred to as a magnetic recording disk substrate 10) is conveyed through the magnetic recording disk manufacturing apparatus 200 while being held by a substrate holder 300. . The magnetic recording disk manufacturing apparatus 200 includes a preparation chamber 210 from the upstream side in the transport direction of the magnetic recording disk substrate 10 held by the substrate holder 300, a heating chamber 220 in which the substrate heating apparatus 400 is installed, A sputtering deposition vacuum chamber 230 including a film forming unit 100, a plasma CVD chamber 240, and an extraction chamber 250 are provided, and a predetermined target 110 is disposed in the plurality of film forming units 100.

(強制冷却機構を備えた成膜部の構成)
図3は、本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。図4は、図3に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。
(Configuration of film forming unit with forced cooling mechanism)
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a planar configuration of a film forming portion for forming a recording layer of the magnetic recording disk manufacturing apparatus according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a process sequence performed in the film forming unit shown in FIG.

本形態の磁気記録ディスク製造装置200に構成されている複数の成膜部100のうち、記録層16を形成するための成膜部100の構成を図3を参照して詳述する。   The configuration of the film forming unit 100 for forming the recording layer 16 among the plurality of film forming units 100 configured in the magnetic recording disk manufacturing apparatus 200 of this embodiment will be described in detail with reference to FIG.

図3に示すように、記録層16を形成するための成膜室100には、基板ホルダに保持された複数枚の磁気記録ディスク用基板10の両面に対向するように、スパッタ成膜用のターゲット110が複数、ターゲットクランプ115に保持された状態に配置され、その背面には冷却板121が配置されている。本形態では、成膜室100においてDCマグネトロンスパッタリング法により成膜を行うため、冷却板121の背面にはカソードマグネット123が配置され、カソードマグネット123の背面には陰極ヨーク125が配置されている。また、成膜部100には、アルゴンなどのプロセスガスを成膜部100に導入するためのプロセスガス導入口130が真空チャンバー230の壁面で開口している。ここで、真空チャンバー230の壁面には電解処理が施されている。また、真空チャンバー230には、その下部に成膜部100を排気するためのクライオポンプ140(排気ポンプ)が配置されており、真空チャンバー230内を10-4(Pa)の真空度を実現することが可能である。 As shown in FIG. 3, the film formation chamber 100 for forming the recording layer 16 is used for sputtering film formation so as to face both surfaces of a plurality of magnetic recording disk substrates 10 held by a substrate holder. A plurality of targets 110 are arranged in a state of being held by a target clamp 115, and a cooling plate 121 is arranged on the back surface thereof. In this embodiment, since film formation is performed by DC magnetron sputtering in the film formation chamber 100, a cathode magnet 123 is disposed on the back surface of the cooling plate 121, and a cathode yoke 125 is disposed on the back surface of the cathode magnet 123. Further, a process gas inlet 130 for introducing a process gas such as argon into the film forming unit 100 is opened in the wall surface of the vacuum chamber 230 in the film forming unit 100. Here, the wall surface of the vacuum chamber 230 is subjected to electrolytic treatment. In addition, the vacuum chamber 230 is provided with a cryopump 140 (exhaust pump) for exhausting the film forming unit 100 under the vacuum chamber 230, thereby realizing a vacuum degree of 10 −4 (Pa) in the vacuum chamber 230. It is possible.

また、真空チャンバー230では、磁気記録ディスク用基板10とターゲット110とが対向する空間150の周りを囲むように筒状の陰極シールド体160が配置されている。ここで、陰極シールド体160は、アルミニウムブラストやアルミナ溶射、SiO2メッキ等で表面処理されたアルミニウム製あるいはSUS製のドーナツ体であり、ターゲットクランプ115に保持されている。 In the vacuum chamber 230, a cylindrical cathode shield body 160 is disposed so as to surround the space 150 where the magnetic recording disk substrate 10 and the target 110 face each other. Here, the cathode shield body 160 is an aluminum or SUS donut body surface-treated by aluminum blast, alumina spraying, SiO 2 plating, or the like, and is held by the target clamp 115.

また、本形態では、陰極シールド体160の胴部に沿うように、空間150内に、アルゴンガスやヘリウムガスなどの冷却ガスを供給するための冷却ガス導入管170(冷却ガス導入路)が配置され、この冷却導入管170は陰極シールド体160の胴部で開口し、冷却ガス導入口172が形成されている。なお、冷却ガス導入口172の正面にはカバー174が配置されている。   In this embodiment, a cooling gas introduction pipe 170 (cooling gas introduction path) for supplying a cooling gas such as argon gas or helium gas is disposed in the space 150 so as to be along the body of the cathode shield body 160. The cooling introduction tube 170 is opened at the body of the cathode shield body 160, and a cooling gas introduction port 172 is formed. A cover 174 is disposed in front of the cooling gas inlet 172.

さらに、本形態では、磁気記録ディスク用基板10と対向するようにプレート状の整流部材180が配置されているとともに、この整流部材180を上下させて磁気記録ディスク用基板10と対向する対向位置と磁気記録ディスク用基板10と対向しない退避位置とに駆動する整流部材駆動装置(図示せず)が構成されている。ここで、整流部材180には多数の穴が形成されており、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板10に垂直な方向とするコリメート型シャワープレートとしての機能を有している。従って、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスは、矢印Gで示すように、陰極シールド体160の内側で整流部材180を経由して磁気記録ディスク用基板10に垂直に当たった後、クライオポンプ140に流れる。   Furthermore, in this embodiment, a plate-like rectifying member 180 is disposed so as to face the magnetic recording disk substrate 10, and the rectifying member 180 is moved up and down to face the magnetic recording disk substrate 10. A rectifying member driving device (not shown) that drives to a retracted position that does not face the magnetic recording disk substrate 10 is configured. Here, a number of holes are formed in the rectifying member 180, and the flow of the cooling gas introduced from the cooling gas inlet 172 into the cathode shield body 160 is set in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate 10. It functions as a collimated shower plate. Therefore, the cooling gas introduced into the cathode shield body 160 from the cooling gas inlet 172 enters the magnetic recording disk substrate 10 via the rectifying member 180 inside the cathode shield body 160 as indicated by an arrow G. After hitting vertically, it flows to the cryopump 140.

このように構成した成膜室100において、記録層16を形成するには、ターゲット110として、CoCrPtSiO2などの複合ターゲットが用いられる。また、記録層16を形成する際、基本的には、図4に示すプロセスシーケンスに沿って処理が行われる。図4において、まず、時間T1では冷却ガス、プロセスガス、放電電力の供給は停止している。また、整流部材180は、磁気記録ディスク用基板10と対向する位置への移動を開始する。 In the film forming chamber 100 configured as described above, a composite target such as CoCrPtSiO 2 is used as the target 110 in order to form the recording layer 16. Further, when the recording layer 16 is formed, processing is basically performed according to the process sequence shown in FIG. In FIG. 4, first, at time T1, the supply of the cooling gas, the process gas, and the discharge power is stopped. Further, the rectifying member 180 starts to move to a position facing the magnetic recording disk substrate 10.

次に、時間T2では、整流部材180が磁気記録ディスク用基板10と対向する位置で停止し、冷却ガスの供給が開始される。従って、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスは、図3に矢印Gで示すように、陰極シールド体160の内側で整流部材180を経由して磁気記録ディスク用基板10に垂直に当たった後、クライオポンプ140に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。   Next, at time T2, the rectifying member 180 stops at a position facing the magnetic recording disk substrate 10, and the supply of the cooling gas is started. Therefore, the cooling gas introduced into the cathode shield body 160 from the cooling gas inlet 172 passes through the rectifying member 180 inside the cathode shield body 160 as shown by an arrow G in FIG. After hitting the substrate 10 vertically, it flows to the cryopump 140. In this way, the forced cooling process is performed.

次に、時間T3では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材180が磁気記録ディスク用基板10と対向する位置から退避位置へ移動する。また、プロセスガスの導入と、放電電力の供給が開始される。   Next, at time T3, the supply of the cooling gas is stopped, and the rectifying member 180 moves from the position facing the magnetic recording disk substrate 10 to the retracted position. Also, the introduction of process gas and the supply of discharge power are started.

次に、時間T4では、プロセスガスで真空チャンバー230内で封止されると、放電が開始され、記録層16のスパッタ成膜が開始される。このようにしてスパッタ成膜工程が行われる。   Next, at time T4, when the process gas is sealed in the vacuum chamber 230, the discharge is started and the sputter film formation of the recording layer 16 is started. In this way, the sputter film forming process is performed.

次に、時間T5では、プロセスガスの供給と放電が停止される。同時に冷却ガスの供給が開始されるとともに、整流部材180が磁気記録ディスク用基板10と対向する位置に出現する。従って、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスは、図3に矢印Gで示すように、陰極シールド体160の内側で整流部材180を経由して磁気記録ディスク用基板10に垂直に当たった後、クライオポンプ140に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。   Next, at time T5, the supply and discharge of the process gas are stopped. Simultaneously, the supply of the cooling gas is started, and the rectifying member 180 appears at a position facing the magnetic recording disk substrate 10. Therefore, the cooling gas introduced into the cathode shield body 160 from the cooling gas inlet 172 passes through the rectifying member 180 inside the cathode shield body 160 as shown by an arrow G in FIG. After hitting the substrate 10 vertically, it flows to the cryopump 140. In this way, the forced cooling process is performed.

そして、時間T6では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材180が磁気記録ディスク用基板10と対向する位置から退避位置へ移動する。   At time T6, the supply of the cooling gas is stopped, and the rectifying member 180 is moved from the position facing the magnetic recording disk substrate 10 to the retracted position.

(成膜方法の一例)
図5は、図3に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。図4に示すプロセスシーケンスを利用して、本形態では、図5に示す条件で記録層16を形成する。なお、図5には、本発明を適用した成膜方法の温度変化を点線L1で示すとともに、従来構成の成膜部で成膜を行った際の温度変化を実線L2で示してある。
(Example of film formation method)
FIG. 5 is a graph showing a temperature change when film formation is performed in the film forming section shown in FIG. In the present embodiment, the recording layer 16 is formed under the conditions shown in FIG. 5 using the process sequence shown in FIG. In FIG. 5, the temperature change of the film forming method to which the present invention is applied is indicated by a dotted line L1, and the temperature change when the film is formed in the film forming unit having the conventional configuration is indicated by a solid line L2.

図5において、時間T10〜T11において、磁気記録ディスク用基板10の温度を300℃の条件で非磁性層15の形成を行う。そして、時間T11〜T12において、磁気記録ディスク用基板10の温度を300℃の条件で非磁性層15の形成を行う。   In FIG. 5, at time T10 to T11, the nonmagnetic layer 15 is formed under the condition that the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 is 300.degree. Then, at time T11 to T12, the nonmagnetic layer 15 is formed under the condition that the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 is 300 ° C.

そして、時間T11において、記録層16を形成するための成膜部100に磁気記録ディスク用基板10が搬送されてくると、時間T11〜T12では、図4を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板10に対する第1回目の強制冷却工程を行う。すなわち、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスは、図3に矢印Gで示すように、陰極シールド体160の内側で整流部材180を経由して磁気記録ディスク用基板10に垂直に当たった後、クライオポンプ140に流れる。その結果、磁気記録ディスク用基板10は、100℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。   When the magnetic recording disk substrate 10 is transported to the film forming unit 100 for forming the recording layer 16 at time T11, the process sequence described with reference to FIG. 4 is performed at times T11 to T12. Thus, the first forced cooling process for the magnetic recording disk substrate 10 is performed. That is, the cooling gas introduced into the cathode shield body 160 from the cooling gas inlet 172 passes through the rectifying member 180 inside the cathode shield body 160 as shown by an arrow G in FIG. After hitting the substrate 10 vertically, it flows to the cryopump 140. As a result, the magnetic recording disk substrate 10 is forcibly cooled to a temperature of 100 ° C. or less in a short time.

次に、時間T12〜T13において、磁気記録ディスク用基板10を100℃以下の温度に設定した状態で第1回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板10の温度が150℃をやや下回る温度にまで上昇する。   Next, at time T12 to T13, the first sputter film forming step is performed in a state where the magnetic recording disk substrate 10 is set to a temperature of 100 ° C. or lower. At this time, in order to increase the power in order to increase the film formation rate, the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 rises to a temperature slightly below 150 ° C.

そこで、時間T13〜T14において、図4を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板10に対する第2回目の強制冷却工程を行う。その際も、冷却ガス導入口172から陰極シールド体160の内側に導入された冷却ガスは、図3に矢印Gで示すように、陰極シールド体160の内側で整流部材180を経由して磁気記録ディスク用基板10に垂直に当たった後、クライオポンプ140に流れる。それ故、磁気記録ディスク用基板10は、100℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。   Therefore, the second forced cooling process for the magnetic recording disk substrate 10 is performed in time T13 to T14 along the process sequence described with reference to FIG. At that time, the cooling gas introduced from the cooling gas inlet 172 to the inside of the cathode shield body 160 is magnetically recorded via the rectifying member 180 inside the cathode shield body 160 as indicated by an arrow G in FIG. After hitting the disk substrate 10 vertically, it flows to the cryopump 140. Therefore, the magnetic recording disk substrate 10 is forcibly cooled to a temperature of 100 ° C. or less in a short time.

次に、時間T14〜T15において、磁気記録ディスク用基板10を100℃以下の温度に設定した状態で第2回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板10の温度が150℃をやや下回る温度にまで上昇する。   Next, in time T14 to T15, the second sputtering film forming step is performed in a state where the magnetic recording disk substrate 10 is set to a temperature of 100 ° C. or lower. At this time, in order to increase the power in order to increase the film formation rate, the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 rises to a temperature slightly below 150 ° C.

なお、図5に実線L2で示すように、従来構成の成膜部には強制冷却のための機構が構成されていないので、図5に示す時間で各処理を行った場合、時間T12で成膜を開始する際、磁気記録ディスク用基板10の温度が約150℃までしか低下せず、グラニュラー成分であるSiO2が偏析してしまうなど、膜質の良好な記録層16を形成することができない。 As indicated by the solid line L2 in FIG. 5, the conventional film forming unit is not provided with a mechanism for forced cooling. Therefore, when each process is performed in the time shown in FIG. 5, the process is performed at time T12. When starting the film, the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 is only lowered to about 150 ° C., and the recording layer 16 having good film quality cannot be formed, for example, the granular component SiO 2 is segregated. .

(本形態の効果)
以上説明したように、本形態では、記録層16をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー230内に磁気記録ディスク用基板10とターゲット110とが対向する空間150の周りを囲むように筒状の陰極シールド体160を配置しておき、陰極シールド体160の内側に冷却ガスを供給して磁気記録ディスク用基板10を冷却する強制冷却工程と、この強制冷却工程で冷却された磁気記録ディスク用基板10にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行う。このため、真空チャンバー230全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入管170から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板10に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板10を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体160は磁気記録ディスク基板10に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, in this embodiment, when the recording layer 16 is formed by the sputtering method, a cylindrical shape is formed so as to surround the space 150 where the magnetic recording disk substrate 10 and the target 110 face each other in the vacuum chamber 230. The cathode shield body 160 is disposed, and a cooling gas is supplied to the inside of the cathode shield body 160 to cool the magnetic recording disk substrate 10, and for the magnetic recording disk cooled in the forced cooling process. A sputter film forming step of forming a film on the substrate 10 by a sputtering method is performed. For this reason, it is not necessary to cool the entire vacuum chamber 230, and the cooling gas introduced from the cooling gas introduction pipe 170 efficiently reaches the magnetic recording disk substrate 10, and the magnetic recording disk substrate 10 is kept in a short time. Can be cooled to a predetermined temperature. Further, since a negative voltage is applied to the cathode shield body 160 as compared with the magnetic recording disk substrate 10, there is no adhesion of particles. Therefore, unlike the case of injecting the cooling gas from the vacuum chamber, the generation of particles can be prevented.

また、本形態では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板10に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板10に垂直な方向とする整流部材180を磁気記録ディスク用基板10に対向配置させ、スパッタ成膜工程を行う際、整流部材180を磁気記録ディスク用基板10に対向する位置から退避させる。このため、強制冷却工程を行う際、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板10に効率よく到達するので、磁気記録ディスク用基板10を短時間のうちに所定温度にまで冷却することができる。また、スパッタ成膜工程では、整流部材180を磁気記録ディスク用基板10に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材180が邪魔にならない。それ故、1つの成膜部100内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。   In this embodiment, when the forced cooling process is performed, the rectifying member 180 that makes the flow of the cooling gas toward the magnetic recording disk substrate 10 in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate 10 faces the magnetic recording disk substrate 10. When performing the sputtering film forming process, the rectifying member 180 is retracted from the position facing the magnetic recording disk substrate 10. For this reason, when performing the forced cooling step, the cooling gas efficiently reaches the magnetic recording disk substrate 10, so that the magnetic recording disk substrate 10 can be cooled to a predetermined temperature in a short time. In the sputter film forming step, the rectifying member 180 is retracted from the position facing the magnetic recording disk substrate 10, so that the rectifying member 180 does not get in the way during film formation. Therefore, the forced cooling process and the sputter film forming process can be performed in one film forming unit 100. Therefore, it is not necessary to add a cooling chamber, and impurities such as moisture accompanying the addition can be prevented from adhering to the magnetic recording disk surface.

特に本形態では、記録層16を形成する際、強制冷却工程によって磁気記録ディスク用基板10の温度を100℃以下まで冷却してからスパッタ成膜工程を開始する。このため、記録層16を垂直磁気記録ディスク用のグラニュラー膜として成膜する際でも、グラニュラー成分が偏析することがなく、かつ、このような温度条件を実現する場合でも、磁気記録ディスク用基板10を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることがない。   Particularly in this embodiment, when the recording layer 16 is formed, the sputter deposition process is started after the temperature of the magnetic recording disk substrate 10 is cooled to 100 ° C. or less by the forced cooling process. For this reason, even when the recording layer 16 is formed as a granular film for a perpendicular magnetic recording disk, the granular component is not segregated, and even when such a temperature condition is realized, the magnetic recording disk substrate 10 is used. Can be cooled within a short period of time, so that the throughput is not reduced.

しかも、本形態では、記録層16を形成する際、強制冷却工程と成膜工程を交互に複数回行っているので、グラニュラー薄膜のグレインサイズを小さくすることができる。しかも、このように成膜工程を分割しても、磁気記録ディスク用基板10を短時間のうちに冷却することができるので、スループットが大幅に低下することがない。   In addition, in this embodiment, when the recording layer 16 is formed, the forced cooling process and the film forming process are alternately performed a plurality of times, so that the grain size of the granular thin film can be reduced. In addition, even if the film forming process is divided in this way, the magnetic recording disk substrate 10 can be cooled in a short time, so that the throughput is not significantly reduced.

さらに、陰極シールド体160で磁気記録ディスク用基板10とターゲット110とが対向する空間150を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板10の基板面に対して、強制的に指向性を持たせることになる。このため、記録層16を形成する際、指向性の高い成膜が可能であるため、膜質の良好な記録層16を形成することができる。   Further, since the sputter film forming process is performed in a state where the cathode recording body 160 surrounds the space 150 where the magnetic recording disk substrate 10 and the target 110 face each other, the substrate surface of the magnetic recording disk substrate 10 is forced. Will have directivity. Therefore, when the recording layer 16 is formed, it is possible to form a film with high directivity, so that the recording layer 16 with good film quality can be formed.

(a)および(b)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。(a) and (b) are a plan view showing a magnetic recording disk and a schematic sectional view of the magnetic recording disk, respectively. 本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the in-line type single-wafer | sheet-fed magnetic recording disk manufacturing apparatus based on this invention. 本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the plane structure of the film-forming part for recording layer formation of the magnetic-recording-disk manufacturing apparatus based on this invention. 図3に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the process sequence performed in the film-forming part shown in FIG. 図3に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change at the time of forming into a film in the film-forming part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁気記録ディスク
10 磁気記録ディスク用基板
11 非磁性基板
12 シード層
13 反強磁性層
14 軟磁性層
15 非磁性層
16 記録層
17 保護層
18 潤滑層
100 成膜室
110 ターゲット
115 ターゲットクランプ
130 プロセスガス導入口
140 クライオポンプ
150 磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間
160 陰極シールド体
170 冷却ガス導入管(冷却ガス導入路)
172 冷却ガス導入口
180 整流部材
200 磁気記録ディスク製造装置
230 真空チャンバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic recording disk 10 Magnetic recording disk substrate 11 Nonmagnetic substrate 12 Seed layer 13 Antiferromagnetic layer 14 Soft magnetic layer 15 Nonmagnetic layer 16 Recording layer 17 Protective layer 18 Lubricating layer 100 Film forming chamber 110 Target 115 Target clamp 130 Process Gas inlet 140 Cryopump 150 Space 160 where the magnetic recording disk substrate and the target face each other 160 Cathode shield body 170 Cooling gas introduction pipe (cooling gas introduction path)
172 Cooling gas inlet 180 Rectifying member 200 Magnetic recording disk manufacturing apparatus 230 Vacuum chamber

Claims (9)

磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも1つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
In a method of manufacturing a magnetic recording disk in which a plurality of thin films including at least a recording layer are laminated on the surface of a magnetic recording disk substrate,
When forming at least one of the plurality of thin films by a sputtering method, a cylindrical cathode shield body is provided in a vacuum chamber so as to surround a space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other. And a forced cooling step of cooling the magnetic recording disk substrate by supplying a cooling gas to the inside of the cathode shield body, and sputtering the magnetic recording disk substrate cooled in the forced cooling step by sputtering. A method of manufacturing a magnetic recording disk, comprising performing a sputter film forming step of forming a film.
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
When performing the forced cooling step, a rectifying member that makes the flow of the cooling gas directed to the magnetic recording disk substrate in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate is disposed opposite to the magnetic recording disk substrate,
2. The method of manufacturing a magnetic recording disk according to claim 1, wherein when the sputter film forming step is performed, the rectifying member is retracted from a position facing the magnetic recording disk substrate.
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも1つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
In a method of manufacturing a magnetic recording disk in which a plurality of thin films including at least a recording layer are laminated on the surface of a magnetic recording disk substrate,
For forming at least one of the plurality of thin films by sputtering, a cooling gas is supplied to a space where the magnetic recording disk substrate and the target face each other to forcibly cool the magnetic recording disk substrate. Performing a cooling step and a sputtering film forming step of forming a film by sputtering on the magnetic recording disk substrate cooled in the forced cooling step,
When performing the forced cooling step, a rectifying member that makes the flow of the cooling gas directed to the magnetic recording disk substrate in a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate is disposed opposite to the magnetic recording disk substrate;
A method of manufacturing a magnetic recording disk, wherein the rectifying member is retracted from a position facing the magnetic recording disk substrate when performing the sputter film forming step.
前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、
前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
Among the plurality of thin films, when forming the recording layer, performing the forced cooling step and the sputter film forming step,
3. The magnetic recording disk according to claim 1, wherein in the sputter film forming step, a granular thin film in which a nonmagnetic separation base material is introduced between magnetic particles is formed using a composite target. Method.
前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を100℃以下まで冷却しておくことを特徴とする請求項4に記載の磁気記録ディスクの製造方法。   5. The method of manufacturing a magnetic recording disk according to claim 4, wherein, when the sputter film forming process is started, the magnetic recording disk substrate is cooled to 100 ° C. or less by the cooling process. 前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことを特徴とする請求項4または5に記載の磁気記録ディスクの製造方法。   6. The method of manufacturing a magnetic recording disk according to claim 4, wherein the forced cooling step and the film forming step are alternately performed a plurality of times. 磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの1つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
In a magnetic recording disk manufacturing apparatus provided with a plurality of film forming units for continuously forming a plurality of thin films including at least a recording layer on the surface of a magnetic recording disk substrate,
In one of the plurality of film forming units, a cylindrical cathode shield body is disposed in a vacuum chamber so as to surround a space where the magnetic recording disk substrate and the sputtering film forming target face each other. And a cooling gas introduction path for supplying a cooling gas to the inside of the cathode shield body.
前記陰極シールド体の内側に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする請求項7に記載の磁気記録ディスク製造装置。   A rectifying member that makes the flow of the cooling gas introduced inside the cathode shield body a direction perpendicular to the magnetic recording disk substrate, a facing position where the rectifying member faces the magnetic recording disk substrate, and the magnetic recording 8. The magnetic recording disk manufacturing apparatus according to claim 7, further comprising a rectifying member driving device that drives between a retreat position that does not face the disk substrate. 磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの1つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
In a magnetic recording disk manufacturing apparatus provided with a plurality of film forming units for continuously forming a plurality of thin films including at least a recording layer on the surface of a magnetic recording disk substrate,
In one of the plurality of film forming units, a flow of a cooling gas introduced into a space where the magnetic recording disk substrate and the sputtering film forming target face each other is perpendicular to the magnetic recording disk substrate. And a rectifying member driving device for driving the rectifying member between a facing position facing the magnetic recording disk substrate and a retracted position not facing the magnetic recording disk substrate. A magnetic recording disk manufacturing apparatus.
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