JP2009020951A - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＣＶＤ法により基板にカーボン保護膜を成膜する際に、基板を保持するキャリアに堆積するカーボン膜を効果的に低減し、堆積膜の剥離に伴うパーティクルの発生を抑制し、かつ、キャリア表面のカーボン堆積膜を発生源とするアウトガスの放出を抑制する。
【解決手段】成膜用基板をキャリアに装着して、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記チャンバ内で、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜することによって、磁気記録媒体を製造する方法において、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を設ける。また、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を、回転磁界によるアシストを用いたマグネトロン放電によるスパッタ法で行う。
【選択図】 図５
【解決手段】成膜用基板をキャリアに装着して、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記チャンバ内で、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜することによって、磁気記録媒体を製造する方法において、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を設ける。また、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を、回転磁界によるアシストを用いたマグネトロン放電によるスパッタ法で行う。
【選択図】 図５
Description
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関し、さらに詳しくは、基板保持キャリアの表面に堆積するカーボン膜からのダストの発生やガスの発生を減少させる磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。
近年、磁気記録媒体、とりわけ磁気ディスクの分野においては記録密度の向上が著しく、特に最近では、記録密度が１０年間で１００倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。このような記録密度の向上を支える技術は多岐にわたるが、キーテクノロジーの一つとして、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間における摺動特性の制御技術を挙げることができる。
一般に、ウインテェスター様式と呼ばれる、磁気ヘッド−磁気記録媒体間における接触摺動〜ヘッド浮上〜接触摺動を基本動作とするＣＳＳ（接触起動停止）方式がハードディスクドライブの主流となって以来、記録媒体上でのヘッドの摺動は避けることのできないものとなり、磁気ヘッド−磁気記録媒体間のトライボロジーに関する問題は、宿命的な技術課題となって現在に至っている。このため、媒体表面の耐摩耗性、耐摺動性は、磁気記録媒体の信頼性の大きな柱となり、磁性膜上に積層される保護膜、潤滑膜などの開発、改善の努力が営々と続けられている。
磁気記録媒体の保護膜としては、様々な材質からなるものが提案されているが、成膜性、耐久性等の総合的な見地から、主にカーボン膜が採用されている。カーボン膜は、通常、スパッタリング法によって形成されており、この成膜の際の条件は、カーボン膜の耐コロージョン性、あるいはＣＳＳ特性に如実に反映されるため、非常に重要である。
また、記録密度の向上を図るためには、磁気ヘッドの飛行高さ（フライングハイト）の低減、媒体回転数の増加等を行うことが好ましいため、磁気記録媒体にはより高い摺動耐久性が要求されるようになってきている。
その一方、スペーシングロスを低減して記録密度を高めるため、保護膜の厚さを出来るだけ薄く、例えば１００Å以下の膜厚にすることが要求されるようになってきており、平滑性は勿論のこと、薄く且つ強靭な保護膜が強く求められている。
しかしながら、従来のスパッタリング成膜法によって形成されたカーボン保護膜では、この膜を出来るだけ薄く、例えば１００Å以下の膜厚とした場合、その耐久性が不十分となることがある。
このため、スパッタリング法に比べて高強度のカーボン保護膜を形成することができる方法として、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法を採用した方法が主流となっている。
しかしながら、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法を用いてカーボン保護膜を形成する方法では、成膜装置において、基板の表面のみならず、基板を保持するキャリア表面等にもカーボンが堆積する。このような、露出面におけるカーボンの堆積量が多くなると、堆積したカーボンからなる膜が内部応力等によって露出面から剥離する。このような剥離によって生じたカーボンの微粒子（パーティクル）が基板表面に付着した場合、カーボン保護膜の表面に突起が形成されて局所的な膜厚異常となり、製品不良の原因となるという問題がある。特に、プラズマＣＶＤ法を用いてカーボン保護膜を成膜する場合、従来のスパッタ法を用いてカーボン保護膜を形成する場合に比べ、カーボンからなる膜の硬度が高く、また、膜の内部応力も高いため、カーボンのパーティクルの発生が多く、上述のような膜厚異常等を生じるという問題があった。
上述のようなパーティクルの発生を防止するため、基板保持キャリア表面に堆積したカーボン膜を、酸素プラズマによってアッシング除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２の記載。）。また、基板保持キャリアにおいて、表面に堆積した膜の剥離を防止するため、キャリアの表面を粗面化することにより、電極上の堆積物の剥離を抑制する処理が行なわれている（例えば、特許文献３の記載。）。
しかしながら、近年、磁気記録媒体の記録密度をさらに向上させるため、磁気記録媒体の表面の清浄度をより一層向上させることが求められているが、上記の手法のみでは、キャリアの端部のように、プラズマの集まりやすい部分が積極的にアッシングされる一方、キャリアの平面部などプラズマの集まりにくい部分は充分アッシングが行われない結果、パーティクルの発生を低減することができず、磁気記録媒体におけるカーボン保護膜のパーティクル起因の欠陥を減らす事が困難な状況を迎えている。
以上のように、カーボン保護膜起因のパーティクル発生原因の一つとして、基板を保持しているキャリア自体の清浄度を高めることが困難であるという問題があり、改善するための方法が求められていた。
また、本発明者の研究によると、キャリア表面に堆積したカーボン膜は、上記のアッシング処理後においても、主にキャリア平面部においては完全に除去することが出来ずに残渣として残り、この残渣はキャリアと共に他の成膜チャンバに運ばれた後に真空チャンバ内においてアウトガスとして放出される事も確認された。磁気記録媒体の記録密度をさらに向上させ、安定した品質を得る事を実現する上で、意図して用いるプロセスガス以外の成分が真空チャンバ内で放出されることは避けなければならず、併せて改善が求められていた。
特開平１１−２２９１５０号公報
特開２００２−０２５０４７号公報
特開２００６−１７３３４３号公報
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＣＶＤ法により基板にカーボン保護膜を成膜する際に、基板を保持するキャリアに堆積するカーボン膜からのパーティクルの発生を抑制し、かつ、キャリア表面のカーボン堆積膜を発生源とするアウトガスの放出をも抑制する事で、高い記録密度を有し、且つ記録再生特性に優れた、安定した品質の磁気記録媒体を製造することが可能な製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力研究したところ、基板上にカーボン保護膜を形成する際に基板保持キャリアに堆積する残留カーボン膜は、キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面にマグネトロンスパッタリング法により金属膜を成膜して残留堆積カーボン膜を被覆する事で、カーボン保護膜からのダストの発生、さらにキャリアからのアウトガスの放出を効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は以下に関する。
（１）成膜用基板をキャリアに装着して、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記チャンバ内で、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜することによって、磁気記録媒体を製造する方法であって、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）キャリア表面に金属膜を成膜する工程を、回転磁界によるアシストを用いたマグネトロン放電によるスパッタ法で行うことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）キャリア表面に成膜する金属膜が、酸化反応性の低い金属材料であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４）酸化反応性の低い金属材料が、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉからなる群から選ばれる何れか１種を含むことを特徴とする（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）接続された複数のチャンバを有し、各チャンバ内に成膜用基板をキャリアを用いて順次搬送し、成膜用基板上に、薄膜を形成することによって、複数の薄膜を積層形成する磁気記録媒体の製造装置であって、製造装置は、キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外すチャンバと、基板を取り外したキャリアに成膜用基板を装着するチャンバを有し、かつ、この２つのチャンバの間に、キャリア表面に金属膜を成膜するチャンバを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
（１）成膜用基板をキャリアに装着して、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記チャンバ内で、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜することによって、磁気記録媒体を製造する方法であって、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）キャリア表面に金属膜を成膜する工程を、回転磁界によるアシストを用いたマグネトロン放電によるスパッタ法で行うことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）キャリア表面に成膜する金属膜が、酸化反応性の低い金属材料であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４）酸化反応性の低い金属材料が、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉからなる群から選ばれる何れか１種を含むことを特徴とする（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）接続された複数のチャンバを有し、各チャンバ内に成膜用基板をキャリアを用いて順次搬送し、成膜用基板上に、薄膜を形成することによって、複数の薄膜を積層形成する磁気記録媒体の製造装置であって、製造装置は、キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外すチャンバと、基板を取り外したキャリアに成膜用基板を装着するチャンバを有し、かつ、この２つのチャンバの間に、キャリア表面に金属膜を成膜するチャンバを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
本発明の、基板保持キャリアの金属膜被覆による清浄度維持を用いた磁気記録媒体の製造方法によれば、磁気記録媒体基板の両面にカーボン保護膜を形成する際、キャリア表面に堆積するカーボン膜から膜が剥離してパーティクルとなり基板自体に付着することを抑制することができる。
また、キャリア表面を金属膜で被覆することにより、キャリアからのアウトガスを抑制することができる。
また、キャリア表面を金属膜で被覆することにより、キャリアからのアウトガスを抑制することができる。
以下に、本発明に係るキャリアへの金属膜被覆によるキャリア清浄度改善の実施形態について説明する。
まず、本発明の磁気記録媒体の製造方法によって製造される薄膜積層体の一例である磁気記録媒体について説明する。
図１は、本発明の製造方法によって製造される磁気記録媒体（薄膜積層体）の一例を示す模式的な縦断面図である。
図１に示すように、この磁気記録媒体は、例えば、非磁性基板８０と、非磁性基板８０の両面あるいは片面上に順次積層されたシード層８１、下地膜８２、磁気記録膜８３、保護膜８４および潤滑剤層８５から構成されている。
非磁性基板８０としては、磁気記録媒体用基板として一般的に用いられているＮｉＰメッキ膜が形成されたＡｌ合金基板（以下、ＮｉＰメッキＡｌ基板）の他、ガラス基板、セラミックス基板、可曉性樹脂基板、さらに、これら非磁性基板にＮｉＰをメッキあるいはスパッタ法により被着せしめた基板などを用いることができる。
また、非磁性基板８０には、より良好な電磁変換特性を得る、面内磁気異方性を付与して熱揺らぎ特性を良くする、また、研磨痕を消す等の目的でテクスチャー処理が施されているものでもよい。
非磁性基板８０上に形成されるシード層（下部下地層）８１は、直上の膜の結晶配向性を制御する。このシード層８１の構成材料としては、例えばＴｉ，ＴｉＣｒ，Ｈｆ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＭｏ，ＮｉＦｅＣｒ，ＮｉＡｌ、ＮｉＴａおよびＮｉＮｂを直上の膜に合わせて適宜使用することができる。
また、シード層８１は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。
下地膜８２としては、従来公知の非磁性下地膜、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ等の単一組成膜、または、それらの結晶性を損なわない範囲で他の元素を含有する合金を使用できるが、後述する磁気記録膜８３との関係では、Ｃｒ単一組成、または、ＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉのうちの１種または２種以上の元素を含有させた合金からなる下地膜８２であることが望ましい。とくに、非磁性基板８０の種類によっては、下地膜８２としてＮｉＡｌを積層させると格段のＳＮＲの向上が達成され、好ましい場合がある。
下地膜８２の厚さは、所望の保磁力が得られる範囲であれば制限されるものではないが、５ｎｍ〜４０ｎｍが好ましい範囲であり、１０ｎｍ〜３０ｎｍにするとさらに好ましい。下地膜８２の膜厚が薄くなりすぎると、下地膜８２上の磁気記録膜８３、または、必要に応じて、下地膜８２と磁気記録膜８３の間に設ける非磁性中間膜の結晶配向性が悪くなって、ＳＮＲが低くなるので好ましくない。逆に、下地膜８２の膜厚が厚すぎると、下地膜８２の粒子径が大きくなり、下地膜８２上の磁気記録膜８３、または非磁性中間膜の粒子径が下地膜８２の粒子径の増加に伴って大きくなって、ＳＮＲが低くなるので好ましくない。
また、下地膜８２は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。
磁気記録膜８３は、所望の保磁力が得られる磁性膜であれば特に制限されるものではないが、ＣｏａＣｒｂＰｔｃＴａｄＺｒｅＣｕｆＮｉｇ（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇは組成比を示し、それぞれ、ｂ：１６〜２５ａｔ％、ｃ：０〜１０ａｔ％、ｄ：１〜７ａｔ％、ｅ：０〜４ａｔ％、ｆ：０〜３ａｔ％、ｇ：０〜１０ａｔ％、ａ：残部である）で表されるＣｏ合金層とすることで磁気異方性を高め、より保磁力を向上させることができる。
本実施形態の磁気記録媒体においては、ヘッドと媒体表面の接触による損傷を防ぐために、磁気記録膜８３上に保護膜８４が形成される、保護膜８４を構成する物質としては、従来公知のもので良く、例えば、Ｃ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等の単一成分またはそれぞれを主成分とし、これに添加元素を含有させた膜を使用することができる。
保護膜８４は、スパッタリング法、イオンビーム法、プラズマＣＶＤ法等を用いて成膜することができる。
保護膜８４厚さは、通常２〜２０ｎｍとされる。さらに、保護膜８４の厚さを、２〜９ｎｍとすると、スペーシングロスを少なくできるため好ましい。
保護膜８４の表面には、潤滑剤層８５が形成される。潤滑剤としては、パーフルオロエーテル（ＰＦＰＥ）等の弗化系液体潤滑剤、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用される。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
次に、本発明の薄膜積層体の１例である磁気記録媒体の製造方法について説明する。
まず、本発明の磁気記録媒体の製造方法で用いる磁気記録媒体製造装置について説明する。
図２は、本発明の磁気記録媒体製造装置の一例を示す模式図、図３は、本発明の磁気記録媒体製造装置のスパッタチャンバを示す模式図、図４は、本発明の磁気記録媒体製造装置が備えるキャリアを示す側面図である。なお、図３において、実線で示すキャリアは、第１成膜位置に停止した状態を示し、破線で示すキャリアは、第２成膜位置に停止した状態を示す。すなわち、本例で示したスパッタチャンバは、チャンバ内に、基板に対向した２枚のターゲットがあるため、第１成膜位置に停止した状態でキャリアの左側の基板に成膜を行い、その後、キャリアが破線で示す位置に移動し、第２成膜位置に停止した状態で、キャリアの右側の基板に成膜を行う。なお、チャンバ内に、基板に対向して４枚のターゲットがある場合は、このようなキャリアの移動は不要となり、キャリアの右側および左側に保持された基板に同時に成膜を行うことができる。
図２に示すように、この磁気記録媒体製造装置は、基板カセット移載ロボット台１、基板カセット移載ロボット３、基板供給ロボット室２、基板供給ロボット３４、基板取り付け室５２、キャリアを回転させるコーナー室４、７、１４、１７、スパッタチャンバおよび基板加熱チャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、保護膜形成室１８〜２０、基板取り外し室５４、基板取り外しロボット室２２、基板取り外しロボット４９、キャリアへの金属膜の成膜室３Ａ、Ｂ、複数の成膜用基板（非磁性基板）２３、２４が装着される複数のキャリア２５を有している。
これら各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａ、Ｂには、それぞれ真空ポンプが接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、キャリア２５を順次搬送し、各形成室内において、装着された成膜用基板２３、２４の両面に薄膜（例えば、シード層８１、下地層８２、磁気記録膜８３および保護膜８４）を形成することによって薄膜積層体の一例としての磁気記録媒体が得られるように構成されている。
例えば、この形態の磁気記録媒体製造装置は、インライン式の成膜装置として構成されている。なお、この形態の磁気記録媒体製造装置では、シード層８１、下地層８２、磁気記録膜８３および保護膜８４を、それぞれ、２層構成、２層構成、４層構成および２層構成で形成することができる。
図４に示すように、キャリア２５は、支持台２６と、支持台２６の上面に設けられた複数の基板装着部２７（本実施形態では２基搭載）とを有している。
基板装着部２７は、成膜用基板（非磁性基板）２３、２４の厚さとほぼ等しい厚さを有する板体２８に、成膜用基板２３、２４の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴２９が形成されて構成され、貫通穴２９の周囲には、該貫通穴２９の内側に向かって突出する複数の支持部材３０が設けられている。この基板装着部２７には、貫通穴２９の内部に成膜用基板２３、２４が嵌め込まれ、その縁部に支持部材３０が係合することによって、成膜用基板２３、２４が保持される。この基板装着部２７は、装着された２枚の成膜用基板２３、２４の主面が支持台２６の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台２６の上面に並列して設けられている。以下、これら基板装着部２７に装着される２枚の成膜用基板２３、２４を、それぞれ、第１成膜用基板２３および第２成膜用基
板２４と称する。
板２４と称する。
基板カセット移載ロボット３は、成膜用基板２３、２４が収納されたカセットから、基板取り付け室２に基板を供給するとともに、基板取り外し室２２で取り外された磁気ディスク（各薄膜８１〜８４が形成された成膜用基板２３、２４）を取り出す。この基板取り付け・取り外し室２、２２の一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する５１、５５が設けられている。
また、各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａ、Ｂは隣接する２つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室の接続部には、ゲートバルブが設けられており、これらゲートバルブが閉状態のとき、各室内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
コーナー室４、７、１４、１７は、キャリア２５の移動方向を変更する室であり、その内部に、図示しない、キャリアを回転させて次のチャンバに移動させる機構が設けられている。
保護膜形成室１８〜２０は、第１成膜用基板２３および第２成膜用基板２４に形成された最上層の表面に、ＣＶＤ法等によって、保護膜を形成する室である。保護膜形成室には、図示しない反応性ガス供給管および真空ポンプが接続されている。
反応性ガス供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、真空ポンプと保護膜形成室の間には、図示しない制御手段によって開閉が制御されるポンプ用ゲートバルブが設けられている。これらバルブおよびポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、スパッタガス供給管からのガスの供給、保護膜形成室内の圧力およびガスの排出が制御される。
保護膜形成室では、ＣＶＤ法による成膜では、室内に反応性ガスが供給され、電極と成膜用基板との間に高周波電圧が印加されると、これらの間に放電が生じ、この放電によって室内に導入された反応性ガスがプラズマ状態となる。このプラズマ中で生じた活性ラジカルやイオンの反応物が成膜用基板２３に形成された最上層の表面に被着することによって保護膜が形成される。
基板取り外しチャンバ５４の内部では、キャリア２５に装着された第１成膜用基板２３および第２成膜用基板２４を、ロボット４９を用いて取り外される。その後、キャリア２５は、キャリアへの成膜室３Ａ、Ｂに搬入される。
本発明ではキャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜することを特徴とする。このような工程を設けることにより、キャリアからのアウトガス放出が低減させることができる。
本発明で、キャリアの被覆に用いる金属材料はアウトガスを遮蔽する目的としては磁性材料、非磁性材料いずれも使用可能であるが、磁性材料を成膜するとキャリア自体が磁性を持つため、非磁性材料を用いる事が好ましい。また材料自体は単一金属元素でも複数元素から構成される合金金属でもいずれも使用可能であるが、金属酸化物を含む合金組成については、当該酸化物からのガス放出を招くために好ましくない。さらに酸化反応性の高い金属材料についても使用は好ましくない。
本発明で、金属材料をキャリア表面に成膜する際、膜が薄すぎるとアウトガスの抑制効果は低く、厚すぎると、キャリアに堆積する金属膜の総量が増加する事から、キャリアからの膜剥がれをまねき、キャリア自体の交換頻度が増すために好ましくない。この事から、膜厚は３０〜２００Å（３〜１５ｎｍ）の範囲とすることが好ましく、５０〜１００Å（５〜１０ｎｍ）の範囲とする事がより好ましい。さらに、通常は成膜領域を制限することを目的として装着されるようなシールド類は装着せずに、キャリア全体が成膜できる事が好ましい。
図５に示す装置５０１は、本発明に係るキャリアへの金属膜被覆を行なう装置の一例である。この装置５０１はキャリア表面への金属膜を被覆するためのものであり、チャンバ５０２は真空を保った状態で基板保持用キャリア５０３を納めている。この時、キャリア５０３には基板は設置されていない。チャンバ外側には回転磁界形成用の磁石５０４が設置されており、駆動装置５１０で任意の回転数で回転する。チャンバ内には、キャリアへの金属膜被覆に用いる材料となる、金属ターゲット材５０５が装着されており、磁石５０４からの磁界５１１がチャンバ５０２を貫き、ターゲット材５０５の表面に形成される。チャンバ５０２には排気口が設けられ、排気ポンプでチャンバ５０２内の気体は吸引除去されるが、図示しない制御装置により制御された排気量調整バルブ５０６により、排気量は任意に設定可能である。チャンバ５０２内のキャリア５０３には、高周波電源５０８から高周波電力が印加される。ターゲット材５０５には直流電源５０７から直流電流が印加される。チャンバ５０２にはガス導入管５０９が設置されており、処理ガスがチャンバ５０２内に導入される。
電源５０７は、本実施形態のキャリア表面の被覆において、アルゴンを主とするガス中で金属ターゲット５０５を放電させるための電力を供給するものである。電源７としては、ＤＣ電源又はパルスＤＣ電源を用いるのが好ましい。また、電源５０７の容量としては、５０〜１５００Ｗの電力を供給できるものを用いることが好ましい。
キャリア被覆処理時に導入されるガス５０９については、主にアルゴンを主成分である事が好ましい。アルゴンに酸素や窒素が混合されたガスも使用可能であるが、これらのガスを用いると、キャリアへのガス吸着による真空度の低下を招くため好ましくない。またここでは被覆用の金属ターゲットを放電させる上で、単位時間当たりの成膜量を最大限に確保する必要がある事から、基本的には純度９９．９％以上のアルゴンガスを用いることが好ましい。
本実施形態のキャリアへの金属膜被覆は、図５に示すように、基板の設置されていない状態のキャリア５０３を、少なくとも１×１０−４Ｐａ以上の真空状態の保たれたチャンバ５０２の中に収納した後に、ガス導入管５０９からアルゴンを主とするガスを導入し、排気量調整バルブ５０６により排気量を適宜調整しチャンバ内の圧力を０．５〜１．０Ｐａの範囲内に保った後に、電源５０７から金属ターゲット材５０５に対し直流電力を印加する。ここで直流パルス電力でも高周波電力でも使用可能であるが、単位時間当りの成膜レートを考慮すると直流電力の使用が好ましく、１００〜１５００Ｗの範囲で放電を行なうこととする。処理時間については実用的な工業生産に対応するためには、１〜５秒程度の時間内に処理が完了することが好ましい。
ターゲット材に印加された電力により、チャンバ内に導入されたアルゴンガスは電離してアルゴンプラズマに変化する。発生したアルゴンプラズマは、プラズマを収束させる目的でチャンバ外側に設置された回転磁石５０４により運動エネルギーが付与され、ターゲット材対して螺旋曲線を描きながら斜方向から入射する。ターゲット材の表面に衝突したアルゴンプラズマは、ターゲット材の金属原子を弾き飛ばす事によりスパッタリングが行なわれるが、この時、上記のスパッタリングに寄与しなかったアルゴンプラズマは、再度、螺旋軌道に戻り、次のタイミングでターゲット材との衝突によりスパッタリングに寄与することになる。この事から、回転磁界を用いることにより、アルゴンプラズマとターゲット材の衝突する機会は飛躍的に向上する結果、単位時間当たりのキャリア表面への被覆率も向上することとなる。なお、回転磁石はターゲット材料およびキャリアを挟む形で離間対向した状態に位置するが、対向した磁界の同極同士が同期した同位相の状態では、磁界の反発によりプラズマの流れが不均一となるため、同極同士が同期しない逆位相の状態であることが好ましい。また、回転磁界を形成するための回転磁石の回転数は６０〜８００回／分の範囲で、３００〜６００回／分が好ましい。
次に、キャリアの被覆に用いる金属材料はアウトガスを遮蔽する目的としては磁性材料、非磁性材料いずれも使用可能であるが、磁性材料を成膜するとホルダ自体が磁性を持つため、非磁性材料を用いる事が好ましい。また材料自体は単一金属元素でも複数元素から構成される合金金属でもいずれも使用可能であるが、金属酸化物を含む合金組成については、当該酸化物からのガス放出を招くために好ましくない。さらに酸化反応性の高い金属材料についても使用は好ましくない。本願発明では、キャリアの被覆に用いる金属として、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉを用いるのが好ましい。
また、キャリア表面に成膜する際、薄すぎるとアウトガスの抑制効果は低く、厚すぎると、ホルダに堆積する金属膜の総量が増加する事から、ホルダからの膜剥がれを招くため、ホルダ自体の交換頻度が増すために好ましくない。この事から、３０〜２００Å（３〜１５ｎｍ）の範囲とすることが好ましく、５０〜１００Å（５〜１０ｎｍ）の範囲とする事がより好ましい。さらに、通常は成膜領域を制限することを目的として装着されるようなシールド類は装着せずに、ホルダ全体が広範囲に成膜できる事が好ましい。
以下に、本発明に係るキャリアへの金属膜被覆の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
ＮｉＰメッキアルミニウム基板からなる非磁性基板を、スパッタ成膜装置のチャンバ内に、基板搬送機を用いて基板を供給後、チャンバ内の排気を行った。排気完了後、チャンバの真空環境内で基板搬送機を用いて基板をＡ５０５２アルミ合金製のキャリアへ装着した。キャリアの表面には＃２０〜３０のＳｉＣ粒によりサンドブラスト処理を施したものを用いた。キャリアに装着された基板は、スパッタチャンバ内において、磁気記録媒体を構成するに必要な、Ｃｒからなる下地層、Ｃｏからなる磁気記録層を成膜後、ＣＶＤチャンバ内においてプラズマＣＶＤにより５０Åのカーボン保護膜を成膜した。この時、基板近傍のキャリア表面にもカーボンは堆積した。
（実施例１）
ＮｉＰメッキアルミニウム基板からなる非磁性基板を、スパッタ成膜装置のチャンバ内に、基板搬送機を用いて基板を供給後、チャンバ内の排気を行った。排気完了後、チャンバの真空環境内で基板搬送機を用いて基板をＡ５０５２アルミ合金製のキャリアへ装着した。キャリアの表面には＃２０〜３０のＳｉＣ粒によりサンドブラスト処理を施したものを用いた。キャリアに装着された基板は、スパッタチャンバ内において、磁気記録媒体を構成するに必要な、Ｃｒからなる下地層、Ｃｏからなる磁気記録層を成膜後、ＣＶＤチャンバ内においてプラズマＣＶＤにより５０Åのカーボン保護膜を成膜した。この時、基板近傍のキャリア表面にもカーボンは堆積した。
その後、基板はチャンバ内において、基板搬送機によりキャリアから取り外した。基板の取り外されたキャリアは次のチャンバに搬送した。以降の処理を、図５を用いて説明を行なう。キャリアは次のチャンバへ移動した後、１００％アルゴンガスをチャンバ内に供給し、チャンバ内圧を０．８Ｐａに保ち、ＣｒＴｉ合金ターゲット材５０５に電源５０７から１０００Ｗの直流電流を１秒間印加する事で、ＣｒＴｉ合金ターゲット材５０５は、回転磁石５０４によりマグネトロンスパッタリングされ、キャリア表面にＣｒＴｉ合金ターゲット材５０５の材料を約５０Åスパッタリング成膜した。なお、今回の検討では１つのチャンバ内にターゲットを４個設置し、キャリアに載置した２枚の基板に、同時に成膜を行なった。また、この時、より広範囲にキャリアを被覆することを目的として、ターゲット材からキャリア表面までの距離は７５ｍｍに設定の上、放電領域を制限するためのシールド類は装着せずに処理を行なった。
ここで金属膜被覆によるキャリアからのアウトガス抑制効果の確認のため、チャンバ５０６にガスディテクターを装着し、キャリアが当該チャンバ内で放出するガス成分を評価した。評価結果を表１に示す。
（実施例２、比較例１、２）
実施例１と同様にキャリアへの金属膜の被覆処理を行った。処理条件と評価結果を表１に示す。
（実施例２、比較例１、２）
実施例１と同様にキャリアへの金属膜の被覆処理を行った。処理条件と評価結果を表１に示す。
表１に示す様に、金属膜をキャリア表面に成膜すると、前記ガス成分のイオン電流値は低下することが確認された。
１ 基板カセット移載ロボット台
２ 基板供給ロボット室
３ 基板カセット移載ロボット
３Ａ、Ｂ キャリアへの金属膜の成膜室
４、７、１４、１７ キャリアを回転させるコーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６ スパッタチャンバおよび基板加熱チャンバ
１８〜２０ 保護膜形成室
２２ 基板取り外しロボット室
２３、２４ 成膜用基板（非磁性基板）
２５ キャリア
２６ 支持台
２７ 基板装着部
２８ 板体
２９ 円形状の貫通穴
３０ 支持部材
３４ 基板供給ロボット
４９ 基板取り外しロボット
５２ 基板取り付け室
５４ 基板取り外し室
８０ 非磁性基板
８１ シード層
８２ 下地膜
８３ 磁気記録膜
８４ 保護膜
８５ 潤滑剤層
５０１ 金属膜被覆装置
５０２ チャンバ
５０３ 基板保持用キャリア
５０４ 磁石
５０５ ターゲット材
５０６ 排気量調整バルブ
５０７ 直流電源
５０８ 高周波電源
５０９ ガス導入管
５１０ 駆動装置
５１１ 磁界
２ 基板供給ロボット室
３ 基板カセット移載ロボット
３Ａ、Ｂ キャリアへの金属膜の成膜室
４、７、１４、１７ キャリアを回転させるコーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６ スパッタチャンバおよび基板加熱チャンバ
１８〜２０ 保護膜形成室
２２ 基板取り外しロボット室
２３、２４ 成膜用基板（非磁性基板）
２５ キャリア
２６ 支持台
２７ 基板装着部
２８ 板体
２９ 円形状の貫通穴
３０ 支持部材
３４ 基板供給ロボット
４９ 基板取り外しロボット
５２ 基板取り付け室
５４ 基板取り外し室
８０ 非磁性基板
８１ シード層
８２ 下地膜
８３ 磁気記録膜
８４ 保護膜
８５ 潤滑剤層
５０１ 金属膜被覆装置
５０２ チャンバ
５０３ 基板保持用キャリア
５０４ 磁石
５０５ ターゲット材
５０６ 排気量調整バルブ
５０７ 直流電源
５０８ 高周波電源
５０９ ガス導入管
５１０ 駆動装置
５１１ 磁界
Claims (5)
- 成膜用基板をキャリアに装着して、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記チャンバ内で、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜することによって、磁気記録媒体を製造する方法であって、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリア表面に金属膜を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
- キャリア表面に金属膜を成膜する工程を、回転磁界によるアシストを用いたマグネトロン放電によるスパッタ法で行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- キャリア表面に成膜する金属膜が、酸化反応性の低い金属材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 酸化反応性の低い金属材料が、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉからなる群から選ばれる何れか１種を含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 接続された複数のチャンバを有し、各チャンバ内に成膜用基板をキャリアを用いて順次搬送し、成膜用基板上に、薄膜を形成することによって、複数の薄膜を積層形成する磁気記録媒体の製造装置であって、製造装置は、キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外すチャンバと、基板を取り外したキャリアに成膜用基板を装着するチャンバを有し、かつ、この２つのチャンバの間に、キャリア表面に金属膜を成膜するチャンバを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
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