JP2009129492A - 微粒子形成方法、凸凹形状形成方法、及び磁気記録媒体の製造方法、並びにこれらの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な方法で均一性の高い磁性粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子の形成方法を実現する。
【解決手段】本発明の微粒子形成方法は、不活性ガス存在下で、基板１０４に、当該基板１０４表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を、原子若しくは分子の状態で供給源１０３から供給することにより、当該基板１０４上に微粒子を形成する微粒子形成方法であり、上記供給源１０３は、上記微粒子を形成する基板１０４表面と直接直線で結ばれない位置に配置され、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板１０４及び当該基板１０４を支持する基板支持部材１０２の少なくとも一方に対して印加する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い周期性を有する微粒子、凸凹形状、磁気記録媒体の作製方法、並びにこれらの製造装置に関するものである。

ハードディスクに代表される磁気記録の分野では、記録媒体、記録ヘッド、及び再生ヘッドの特性向上により、面密度で４００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２を超える記録密度が達成されつつあり、更に密度の向上が続いている。

このうち、現行のハードディスクに用いられる磁気記録媒体では、熱揺らぎの問題が指摘されており、記録密度の更なる増加に伴って磁気情報を長期間、安定に保持しておくことが困難となることが知られている。

上記の熱揺らぎの問題は、磁気記録媒体の磁気ビットを形成する磁性粒子の体積ｖと磁気異方性エネルギー定数Ｋ_ｕとの積である、磁気異方性エネルギーｖＫ_ｕと、熱エネルギーｋＴ（ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度）との関係で表され、磁気異方性エネルギーｖＫ_ｕが熱エネルギーｋＴの数十倍程度まで小さくなると、熱揺らぎによる磁気情報の消失が顕著となることが知られている。

上記熱揺らぎの問題を解消するための１つの手法として、パターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

上記磁気記録媒体は、従来のハードディスクに用いられる磁気記録媒体において採用されている、複数個の小さな磁性粒子から１つの磁気ビットを形成する媒体（グラニュラー媒体）に代えて、１個の磁性粒子で１つの磁気ビットを形成し、磁性粒子の間を非磁性材料で分離する媒体である。上記磁気記録媒体は、グラニュラー媒体に比べて磁性粒子の体積ｖを大きくすることができることから熱揺らぎ問題の解消に効果が高い。

一方で、１個の磁性粒子で１つの磁気ビットを形成するために、個々の磁性粒子の大きさや配列周期のばらつきが、記録時に必要となる磁界のばらつきや再生時のノイズを引き起こす原因となる。このため、磁気ビットの配列周期パターンをできる限り均一に作製する必要がある。

このようなパターンドメディアを実現するための技術のうち、特許文献１には、ブロックコポリマーを利用して作製可能な磁気記録媒体を開示している。

また、特許文献２は、アルミナを加工したアルミナナノホール内に硬磁性体からなる充填物を形成した磁気記録媒体を開示している。

また、特許文献３は、磁性材料からなる複数の磁性コラムと、非磁性材料からなり且つ複数の磁性コラム間に介在する非磁性領域とを含む記録磁性層を備える磁気記録媒体を開示している。

上記特許文献３には、パターンドメディアを作製するためのマスク材として所定のターゲットを用いたスパッタリング法を用い、所定の材料を島状に堆積成長させることによって材料粒子を形成することが記載されている。また、上記材料粒子形成用の材料として、例えば、Ａｇ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、又はこれらの合金を採用することができると記載されている（特許文献３の段落〔００３８〕参照）。

また、別のマスク材として、いわゆるナノパーティクルとして析出可能な成分を溶解している溶液をスピンコーティング法により磁性材料膜の表面に塗布した後、当該溶液の液体成分を蒸発させてナノパーティクルを析出させてもよいと記載されている（特許文献３の段落〔００４０〕参照）。

更には、特許文献１〜３に記載の方法の他に、磁性材料の上にレジスト材を塗布し、フォトリソグラフィや電子ビーム露光によってパターンを形成し、現像した後、レジスト材をマスクとして、磁性材料をエッチングしてパターンドメディアを作製する方法や、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて磁性体を直接加工し、パターン化する方法が知られている。
特開２０００−２５１２３６号公報（２０００年９月１４日公開） 特開２００２−１７５６２１号公報（２００２年６月２１日公開） 特開２００４−２７２９９７号公報（２００４年９月３０日公開）

しかしながら、上記従来の方法では、簡易な方法で均一性の高い磁性粒子の周期性パターンを一度に形成することが困難であるという問題を生じる。

具体的には、特許文献１及び２に開示された方法や、特許文献３の段落〔００４０〕に記載されているナノパーティクルを用いる方法、及び特許文献１〜３以外の技術として公知であるフォトリソグラフィ、電子線リソグラフィ、ＦＩＢを利用して磁性体を加工する方法では、何れも、従来のグラニュラー媒体の製造には不要であった装置や工程の導入が多数必要であり、製造コストが増加すると共に製造プロセスが複雑になるという問題がある。

また、上記のうちＦＩＢを用いる方法を除いては、通常、ウェットプロセスが必要となるため、薬液中の汚染物質が付着して不良が発生する恐れがある。ＦＩＢにおいては、直接加工を行うので削り屑が発生し汚染物として付着する恐れがある。

更には、上記公知技術のうち、フォトリソグラフィ、電子線リソグラフィ、ＦＩＢを用いる方法では、個々のパターンを１つずつ順に形成する必要があるため、媒体作製に時間が掛かるのみならずコスト増加に繋がる。

これに対して、特許文献３の段落〔００３８〕に開示されているような、スパッタリング法により所定の材料を島状に堆積成長させる方法では、スパッタ成膜でパターンを作製できるため、従来の媒体製造工程と親和性が高いと考えられる。しかしながら、スパッタリング現象によってターゲットから叩き出される粒子のサイズ及び運動エネルギーには分散があるため、基板上に形成される島状の形状をナノメートルオーダーで均一化することは極めて困難である。そして、実際に形成される島状形状は、サイズ及び周期が共にランダムなものとなってしまうため、このような方法で作製される形状を有する基板を、高い均一性が求められるパターンドメディア用のパターンとして適用することには問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な方法で均一性の高い磁性粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子の形成方法、当該方法を用いる凸凹形状形成方法、及びこれら方法を用いる磁気記録媒体の製造方法、並びにこれら方法で用いる微粒子形成装置及び磁気記録媒体の製造装置を実現することにある。

本発明に係る微粒子形成方法は、上記課題を解決するために、不活性ガス存在下で、基板に、当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を、原子若しくは分子の状態で供給源から供給することにより、当該基板上に微粒子を形成する微粒子形成方法であり、上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置され、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加することを特徴としている。

上記方法では、正負両極性成分を有する高周波電圧を、上記基板及び当該基板を支持する支持部材の少なくとも一方に対して印加する。このため、基板及び／若しくは基板支持部材に接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲では、不活性ガスイオンに対し、基板に衝突する方向の運動エネルギーが与えられ、不活性ガスイオンは基板の表面に衝突して、それぞれの表面に存在する原子若しくは分子（以下、「原子等」と略す）を物理的に叩き出す。一方、正の電圧が印加されている時間範囲では、不活性ガスイオンに対し、基板から離れる方向の運動エネルギーが与えられ、基板から叩き出された原子等及び供給源から供給された原子等は基板の表面に付着する。

このようにして、基板表面において原子等の叩き出しと付着とが繰り返されることにより、基板表面では供給源から供給された原子等と基板から叩き出された原子等とが化合物を生成しながら粒子成長する。

また、上記方法では、上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置される。

このような配置を取ることで、供給源から供給された原子等のうち、高エネルギーの成分が直接基板表面に到達することを防ぎ、基板表面を迂回したエネルギーの低い原子等のみが基板表面に到達する。

これにより、基板上にナノメートルオーダーの高い周期性で微粒子を形成させることができる。

従って、上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子を形成することができるという効果を奏する。

つまり、上記方法では、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造に適用可能な、高い周期性を有するナノメートルオーダーの微粒子を、従来の磁気記録媒体と親和性の高い真空装置を用いて簡易に形成することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、上記基板表面の構成材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＡｌからなる群から選択される何れか１つの元素を主体とする材料、若しくは当該材料の合金を主体とする材料であり、上記供給材料が、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＷからなる群から選択される何れか１つの元素を主体とする材料若しくは当該材料の合金を主体とする材料、又はこれらの材料と上記基板表面の構成材料との合金を主体とする材料、であることが好ましい。

上記方法によれば、基板上において化合物が生成され易く、更には基板上に形成される微粒子が、隣接する他の微粒子との隙間が開いた状態で、エッチングマスクとして適用可能なサイズに粒子成長する。

従って、上記方法によれば、エッチングマスクとして好適な孤立微粒子を形成することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、上記基板への供給材料の供給がスパッタリングによって行われることが好ましい。

上記方法では、高周波電圧を印加した際にプラズマが発生するため、スパッタリングにより供給材料の供給を行うことにより基板表面における微粒子の成長を促進させることができ、より短時間で微粒子を形成することができる。

また、スパッタリング法は従来の磁気記録媒体製造方法で広く用いられている方法であるため、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、上記基板が、上記供給源に対するスパッタリングに伴って発生するプラズマ発光領域の外側に配置されていることが好ましい。

上記方法によれば、供給源から放出された供給材料が基板表面に直接入射しない配置を簡易な構成で提供することができるため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子をより簡単に形成することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、上記供給源が、上記基板を支持する基板支持部材上に形成されていること、又は当該基板支持部材の少なくとも一部が上記供給源で形成されていることが好ましい。

上記方法によれば、供給源から放出された供給材料が基板表面に直接入射しない配置を簡易な構成で提供することができるため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子をより簡単に形成することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、上記基板と上記供給源との間に、上記供給材料が上記基板表面に直線的に入射することを防ぐための遮蔽部材が配置されていることが好ましい。

上記方法によれば、供給源から放出された供給材料が基板表面に直接入射しない配置を簡易な構成で提供することができるため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子をより簡単に形成することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、微粒子が形成される上記基板表面が段状となっていることが好ましい。

上記方法によれば、形成される微粒子を段差に沿って配列させることが可能であるため、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができる。

本発明に係る微粒子形成方法では、微粒子が形成される上記基板表面には、磁性膜が形成されていることが好ましい。

上記方法によれば、簡易なプロセスでパターンドメディアを製造することができるため、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができる。

本発明に係る凸凹形状形成方法は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つを用いて形成した微粒子をマスクとして、上記基板をエッチングすることを特徴としている。

上記方法によれば、微粒子によって形成された凸凹形状の高さ（深さ）をより高く（深く）し、高密度磁気記録媒体の下地としてより好適な凸凹形状を形成することができる。

従って、上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、凸凹形状が形成された基板を製造することができるという効果を奏する。

本発明に係る凸凹形状形成方法は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つを用いて形成した微粒子の形状、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の転写材料に転写する工程と、上記第１の転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第１の転写材料をエッチングする工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、微粒子によって形成された凸凹形状の高さ（深さ）をより高く（深く）することができると共に、転写によって当該凸凹形状を簡易に複製できることから、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができる。

従って、上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、凸凹形状を形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る凸凹形状形成方法は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つの方法を用いて形成した微粒子の形状、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法の何れか１つの方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の転写材料に転写する工程と、上記第１の転写材料に転写された形状を第２の転写材料に転写する工程と、上記第２の転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第２の転写材料をエッチングする工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、微粒子によって形成された凸凹形状の高さ（深さ）をより高く（深く）することができると共に、転写によって当該凸凹形状を簡易に複製できることから、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができるという効果を奏する。

従って、上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、凸凹形状を形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る凸凹形状形成方法では、上記第１の転写材料における凸凹形状が転写される表面には、磁性膜が形成されていることが好ましい。

上記方法によれば、簡易なプロセスでパターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体を製造することができるため、高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができるという更なる効果を奏する。

本発明に係る凸凹形状形成方法では、上記第２の転写材料における凸凹形状が転写される表面には、磁性膜が形成されていることが好ましい。

上記方法によれば、簡易なプロセスでパターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体を製造することができるため、高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができるという更なる効果を奏する。

本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つの方法、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法の何れか１つの方法を用いて、表面に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、上記基板における凸凹形状が形成された面上に磁性膜を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、酸化し易い等の理由でエッチングが困難な磁性材料を用いる磁気記録媒体においても高密度の磁気情報が記録可能な磁気記録媒体を提供することができる。

従って、上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、上記課題を解決するために、磁性膜が形成されている面上に微粒子を形成する上記本発明に係る微粒子形成方法、又は磁性膜が形成されている面上に凸凹形状を形成する上記本発明に係る凸凹形状形成方法を用いて、磁性膜上に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、上記凸凹形状をマスクとして、上記磁性膜をエッチングする工程と、上記凸凹形状を除去する工程と、上記磁性膜上に保護層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

上記方法によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成装置は、上記課題を解決するために、不活性ガス導入手段と、基板を支持する基板支持部材と、当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を供給する供給源と、上記供給源から上記供給材料を原子若しくは分子の状態で発生させる供給材料発生手段と、を備える、基板上に微粒子を形成する微粒子形成装置であり、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び上記支持部材の少なくとも一方に対して印加する高周波電源を備え、上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置されていることを特徴としている。

上記構成では、正負両極性成分を有する高周波電圧を、上記基板及び当該基板を支持する支持部材の少なくとも一方に対して印加する。このため、基板及び／若しくは基板支持部材に接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲では、不活性ガスイオンに対し、基板に衝突する方向の運動エネルギーが与えられ、不活性ガスイオンは基板の表面に衝突して、それぞれの表面に存在する原子若しくは分子（以下、「原子等」と略す）を物理的に叩き出す。一方、正の電圧が印加されている時間範囲では、不活性ガスイオンに対し、基板から離れる方向の運動エネルギーが与えられ、基板から叩き出された原子等及び供給源から供給された原子等は基板の表面に付着する。

このようにして、基板表面において原子等の叩き出しと付着とが繰り返されることにより、基板表面では供給源から供給された原子等と基板から叩き出された原子等とが化合物を生成しながら粒子成長する。

また、上記構成では、上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置される。

このような配置を取ることで、供給源から供給された原子等のうち、高エネルギーの成分が直接基板表面に到達することを防ぎ、基板表面を迂回したエネルギーの低い原子等のみが基板表面に到達する。

これにより、基板上にナノメートルオーダーの高い周期性で微粒子を形成させることができる。

従って、上記構成によれば、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子を形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成装置では、上記供給源が、上記基板を支持する基板支持部材上に形成されていること、又は当該基板支持部材の少なくとも一部が上記供給源で形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、供給源から放出された供給材料が基板表面に直接入射しない配置を簡易な構成で提供することができるため、より簡単に均一性の高い周期性パターンを一度に形成することができるという更なる効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成装置では、上記供給材料が上記基板表面に直線的に入射することを防ぐための遮蔽部材を更に備えていることが好ましい。

上記構成によれば、供給源から放出された供給材料が基板表面に直接入射しない配置を簡易な構成で提供することができるため、より簡単に均一性の高い周期性パターンを一度に形成することができるという更なる効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成装置では、上記供給材料発生手段がスパッタリングにより供給材料を発生させる手段であることが好ましい。

上記構成では、高周波電圧を印加した際にプラズマが発生するため、スパッタリングにより供給材料の供給を行うことにより基板表面における微粒子の成長を促進させることができ、より短時間で微粒子を形成することができる。

また、スパッタリング法は従来の磁気記録媒体製造方法で広く用いられている方法であるため、パターンドメディアに代表される高密度磁気記録媒体の製造工程を大幅に簡略化することができる。

本発明に係る磁気記録媒体の製造装置は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る微粒子形成装置の何れか１つを備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、上記本発明に係る微粒子形成装置を備えているため、エッチングが困難な磁性材料を用いる磁気記録媒体においても高密度の磁気情報が記録可能な磁気記録媒体を製造することができる。

従って、上記構成によれば、従来のグラニュラー媒体製造方法と親和性の高いドライプロセスを用い、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成方法は、以上のように、不活性ガス存在下で、基板に、当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を原子若しくは分子の状態で供給源から供給することにより、当該基板上に微粒子を形成する微粒子形成方法であり、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置され、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加することを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子を形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る凸凹形状形成方法は、以上のように、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つを用いて形成した微粒子の形状、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の被転写材料に転写する工程と、上記第１の被転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第１の被転写材料をエッチングする工程と、を含むことを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、凸凹形状を形成することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る凸凹形状形成方法は、以上のように、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つを用いて形成した微粒子の形状、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法の何れか１つを用いて形成した凸凹形状を、第１の被転写材料に転写する工程と、上記第１の被転写材料に転写された形状を第２の被転写材料に転写する工程と、上記第２の被転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第２の被転写材料をエッチングする工程と、を含むことを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、凸凹形状を形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、以上のように、上記本発明に係る微粒子形成方法の何れか１つの方法、又は上記本発明に係る凸凹形状形成方法の何れか１つの方法を用いて、表面に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、上記基板における凸凹形状が形成された面上に磁性膜を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

また、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、以上のように、磁性膜が形成されている面上に微粒子を形成する上記本発明に係る微粒子形成方法、又は磁性膜が形成されている面上に凸凹形状を形成する上記本発明に係る凸凹形状形成方法を用いて、磁性膜上に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、上記凸凹形状をマスクとして、上記磁性膜をエッチングする工程と、上記凸凹形状を除去する工程と、上記磁性膜上に保護層を形成する工程と、を含むことを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

本発明に係る微粒子形成装置は、以上のように、不活性ガス導入手段と、基板を支持する基板支持部材と、当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を供給する供給源と、上記供給源から上記供給材料を原子若しくは分子の状態で発生させる供給材料発生手段と、を備える、基板上に微粒子を形成する微粒子形成装置であり、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び上記支持部材の少なくとも一方に対して印加する高周波電源を備え、上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置されていることを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することを可能とする、微粒子を形成することができるという効果を奏する。

更には、本発明に係る磁気記録媒体の製造装置は、以上のように、上記本発明に係る微粒子形成装置の何れか１つを備えていることを特徴としている。

このため、簡易な方法で均一性の高い磁気微粒子の周期性パターンを一度に形成することできるという効果を奏する。

以下、本発明について詳しく説明する。

尚、本明細書における「主体とする」若しくは「主成分とする」とは、当該成分が、全成分中で最も多く含まれていることを意味し、好ましくは当該成分が５０質量％以上含まれていることを意味し、最も好ましくは当該成分が１００質量％含まれていることを意味する。また、範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下であることを意味する。

〔第１実施形態〕
（ａ）微粒子形成装置
本実施形態に係る微粒子形成装置の概略図を図１に示す。

図１に示すように、本実施形態に用いる微粒子形成装置１１は、基板１０４を支持する基板支持部材１０２と、供給材料を基板１０４へ供給する供給源１０３とを備え、基板１０４に供給材料をスパッタリングにより供給することにより当該基板１０４上に微粒子を形成する装置である。微粒子形成装置１１は、更には、正負両極性成分を有する高周波電圧を、上記基板１０４及び上記基板支持部材１０２の少なくとも一方に対して印加する高周波電源１０５を備え、上記供給源１０３は、上記微粒子を形成する基板１０４の表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置されている。

尚、本明細書における「微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置」とは、例えば、上記基板１０４を、供給源１０３から放出された供給材料が直線的に到達しない位置に配置するか、後述するように、微粒子を形成する基板１０４の表面と供給材料を供給する供給源１０３との間に、供給材料が供給源１０３から直進して基板１０４表面に到達することができないように遮蔽物を設けることにより実現することができる。

更に、上記の遮蔽物については、例えば、基板１０４裏面方向から供給材料を供給する（基板１０４自体を遮蔽物とする）方法や、供給源１０３と基板１０４との間に遮蔽部材を設ける方法を選択することができる。

上記高周波電源１０５は、インピーダンスの調整を行う整合器１０６を介して基板支持部材１０２に電気的に接続されている。

上記微粒子形成装置１１では、上記基板１０４、基板支持部材１０２、及び供給源１０３は、真空チャンバー１０１内に備えられている。真空チャンバー１０１には、真空ポンプ１０７が接続され、真空チャンバー１０１の内部を減圧状態にすることができる。

また、真空チャンバー１０１には、ＡｒやＫｒ、Ｘｅに代表される不活性ガスを内部に導入するためのガス配管（不活性ガス導入手段）１０９が接続されている。

上記微粒子形成装置１１では、上記不活性ガスを導入し、高周波電圧を加えることによって真空チャンバー１０１内でプラズマ放電を生じさせ、スパッタリング現象を利用して基板１０４上に微粒子を形成することが可能となる。

本実施の形態では、上記供給源１０３は、基板支持部材１０２の表面に形成されており、基板１０４は、基板支持部材１０２の当該表面側に取り付けられる。

本実施の形態では、上記基板支持部材１０２は、高周波電源１０５が電気的に接続される部材であるので、導電性の金属材料を用いて形成されることが望ましい。

基板支持部材１０２の構成は、基板１０４を支持できるものであればよく、例えば、基板１０４をネジやバネで固定する構成、磁石を用いて固定する構成、真空吸着する構成等を用いることができる。

尚、上記基板支持部材１０２では、必ずしも基板１０４を積極的に固定する必要は無く、基板支持部材１０２上に基板１０４を単に載せるものであっても構わない。更に、基板支持部材１０２は、真空チャンバー１０１の内部で回転動作を行うものや、高周波電源１０５から給電される部材と基板を支持する部材とが組み合わされて成るものであっても構わない。

つまり、上記基板支持部材１０２における、基板１０４を支持する部分が直接電気的に接続された状態であってもよく、他の部材を介して間接的に電気的に接続された状態であってもよい。例えば、回転体と台座とが組み合わされて成り、回転体に基板１０４が保持され、台座に高周波電源１０５からの給電がなされる基板支持部材１０２であっても構わない。

上記供給源１０３は、基板１０４に対して、当該基板１０４表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を、原子若しくは分子（以下、「原子等」と略する場合もある）の状態で供給源から供給する。当該原子等の状態の供給材料は、基板１０４表面の材料と化合物を生成し、基板１０４表面に当該化合物の微粒子を形成することが可能なものである。

上記基板１０４を構成する材料と上記供給材料とが、上記化合物を生成するか否かを判断するためには、例えば、状態遷移図（Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍ）を用いることができる。

つまり、本明細書における「基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料」とは、基板１０４表面の構成材料との状態遷移図において、基板１０４表面の構成材料との化合物の領域を有する供給材料を意味する。より好ましくは、基板１０４表面の構成材料との状態遷移図において、使用する微粒子形成条件（温度、圧力）における基板１０４表面の構成材料との化合物の領域を有する供給材料を意味する。

供給源１０３に用いる材料は、基板１０４表面の構成材料と化合物を生成することができる供給材料を発生させることができれば特には限定されないが、例えば、元素周期表の３族〜６族に属する元素を主体とする材料から選択することができる。より具体的には、高融点材料であるＶ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＷからなる群から選択される何れか１つの元素を主体とする材料、当該群から選択される少なくとも１つの元素を含む合金を主体とする材料、又はこれらの材料と上記基板１０４表面の構成材料との合金を主体とする材料が挙げられる。また、上記に記載の材料と後述する基板１０４表面の材料との化合物を適用しても構わない。

供給源１０３は、基板支持部材１０２上に薄膜として形成されたものであってもよく、バルク状に形成されたものであってもよい。また、供給源１０３は基板支持部材１０２の全面に形成する必要は無く、少なくとも基板１０４によって隠される領域以外の領域に部分的に形成されていればよい。

上記基板１０４は、供給源１０３から供給される原子等と化合物を生成する材料を主体とする基板であってもよいし、上記供給される原子等と化合物を生成する材料を少なくとも表面に形成した基板であってもよい。

上記基板１０４若しくは上記基板１０４の表面を構成する材料は、供給源１０３から供給される原子等と化合物を生成することができれば、特には限定されないが、例えば、ＳｉやＧｅに代表される元素を主体とする半導体材料や、Ａｌが挙げられる。

供給される原子等と化合物を生成する材料を、基板１０４の表面に形成する場合には、基板１０４の母材は特に限定されず、上記の材料以外に、例えば、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３、ガラスに代表される絶縁体材料、ＧａＡｓやＧａＮに代表される半導体材料、種々の金属材料、及び樹脂基板を用いることができる。

尚、上記供給源１０３に適用する材料と基板１０４に適用する材料とを決定するに当っては、供給源１０３から供給された供給材料が基板１０４上で基板１０４の表面材料と化合物微粒子を作る際に、生成する化合物微粒子が基板１０４表面に対して馴染まない性質（濡れ性が悪い状態）を示すように材料選択することが更に望ましい。

これは、生成する化合物微粒子が基板１０４表面に対して馴染まない性質を示すことで、微粒子（微粒子集合体）が、隣り合う微粒子との間に隙間を形成した状態で形成され、個々の微粒子を孤立させることができるためである。これにより、例えば、微粒子をマスクとしたエッチングを行う際に好適な微粒子を提供することができる。

このように、基板１０４上に形成される微粒子が基板１０４表面に対して馴染まない性質を示すようにするためには、基板１０４側の表面エネルギーを小さく、微粒子側の表面エネルギー及び基板１０４と微粒子との間の界面エネルギーを大きくすることが重要である。従って、表面エネルギーの大きな材料を微粒子の材料として用い、これに比べて表面エネルギーの小さな材料を基板１０４表面の材料として用いることが望ましい。表面エネルギーの大きさは、材料（元素）の融点と概ね相関があることが知られており、供給源１０３に用いる材料（元素）の融点が概ね１５００℃を超えるような高融点材料を用いることが望ましい。つまり、基板１０４表面を構成する材料は、供給源１０３に用いる材料よりも低い融点の材料を用いることが望ましい。

また、供給源１０３から供給された供給材料が基板１０４上で基板１０４の表面材料と化合物微粒子を生成するように、基板１０４表面の構成材料と供給材料とを選択することによって、供給材料が基板１０４表面の構成材料と化合物を生成しない場合に形成される微粒子と比較して、得られる微粒子の融点を低下させることができる（供給材料に対して基板１０４表面の構成材料の融点が低い場合）。これにより、基板１０４上に形成された微粒子が、基板１０４表面に対して馴染まない性質を有し、且つ、エッチングマスクとして適用できる程度に粒子成長させることができる。

具体的には、例えば、基板１０４表面を構成する材料として、供給材料と化合物を生成することができない材料を用いた場合に、基板１０４上で１〜２ｎｍ以下程度の極めて小さな粒子を形成するような高融点材料であっても、基板１０４表面を構成する材料を、供給材料と化合物を生成することができる材料とすることにより、得られる微粒子（化合物）の融点は供給材料の融点と比較して低下し、当該微粒子を基板１０４上で直径５ｎｍ〜数十ｎｍ程度の粒子にまで成長させることができる。

本実施の形態における高周波電源１０５は、供給源１０３から供給材料をスパッタリングによって叩き出すことが可能な周波数範囲、具体的には１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を発生する電源であって、接地電圧に対して正負両方の成分を有する高周波電圧を供給可能なものである。例えば、高周波スパッタリングの電源として一般的な１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を発生する電源を用いることができる。

上記正負両方の成分を有する高周波電圧の波形の一例を図２に示す。

図２に示すように、高周波電源１０５が発生する高周波電圧は、例えば、略正弦波の形状をしており、接地電圧（図２中の０のライン）に対して正及び負の両方の成分を有している。

ここで、高周波電圧の最大値と最小値との差をＶｐｐ、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値をＶｄｃとすると、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有するためには、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定されていればよい。

尚、図２では、一例としてＶｄｃが負の場合の波形を図示しているが、必ずしもＶｄｃは負である必要は無く、正であっても構わない。

真空ポンプ１０７は、真空チャンバー１０１を減圧状態にすることができるポンプであればどのようなものを用いても構わないが、例えば、ロータリーポンプ又はドライポンプと、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、及びディフュージョンポンプから選ばれる何れかのポンプとを組み併せて用いることができる。

尚、図１では、高周波電源１０５における基板支持部材１０２側と反対側は接地状態としてあり、且つ、真空チャンバー１０１の壁面と同電位として図示してあるが、基板支持部材１０２に対して高周波電位を印加することができるものであればよく、このような構成に限るものではない。具体的には、例えば、真空チャンバー１０１内に対向電極を配置し、これを高周波電源１０５の基板支持部材１０２側と反対側と同電位としてもよい。

（ｂ）微粒子の形成方法
本実施形態の微粒子形成は、以下のような手順で行われる。

まず、真空ポンプ１０７を用いて真空チャンバー１０１の真空引きを行い、真空チャンバー１０１内を減圧状態とする。このときの到達真空度は特に限定するものではないが、汚染物の影響を小さくする観点から、例えば、１×１０^−３Ｐａ以下、より望ましくは１×１０^−４Ｐａ以下とする。続いて、ガス配管から不活性ガスを導入する。このときの真空チャンバー１０１内部の圧力（ガス圧）は、例えば、１×１０^−２Ｐａ〜１Ｐａ程度とする。

続いて、高周波電源１０５に通電し、基板支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する。このとき、真空チャンバー１０１内に不活性ガスが導入されていることによってプラズマ放電が生じ、スパッタリングが起こる。

このときの高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、例えば２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は、例えば−５００Ｖ〜＋１００Ｖとする。また、ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。尚、上記不活性ガス導入と高周波電圧の印加とは、順序が逆であっても構わない。

上記高周波電圧の大きさは、基板支持部材１０２に対する入射電力と反射電力とによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力は、入射電力を基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が、例えば０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

ここで、基板支持部材１０２に、接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲では、真空チャンバー１０１内の不活性ガスイオンに対し、基板支持部材１０２に衝突する方向の運動エネルギーが与えられ、不活性ガスイオンは供給源１０３及び基板１０４表面に衝突して、それぞれの表面に存在する原子等を物理的に叩き出す。

一方、接地電圧に対して正の電圧が印加されている時間範囲では、真空チャンバー１０１内の不活性ガスイオンに対し、基板支持部材１０２から離れる方向の運動エネルギーが与えられ、供給源１０３及び基板１０４から叩き出された原子等は基板１０４の表面に付着する。

このようにして、供給源１０３及び基板１０４表面において叩き出しと付着とを繰り返すことにより、基板１０４の表面で供給源１０３から供給された原子等と基板１０４から叩き出された原子等とが化合物を生成しながら粒子成長する。

このとき、供給源１０３から供給される供給材料が、基板１０４の表面を構成する材料と比べて融点が高い材料である場合には、基板１０４上で成長した粒子は、基板１０４表面に対して馴染まない性質を示し、粒子同士の間に隙間を作りながら基板１０４上に周期性を持った孤立微粒子（集合体）が形成される。上記の微粒子を形成する形成時間は特に限定するものではないが、例えば、１００秒〜３６００秒程度の範囲とすることができる。

最後に、高周波電圧の印加を停止し、プラズマ放電を終了させることにより、ナノメートルオーダーの高い周期性で微粒子（凸凹形状）を形成することができる。

尚、本実施形態では、基板１０４における微粒子を形成する面（図１に示した基板１０４の紙面上側の面）に、供給源１０３から放出された供給原子等が直接入射しない配置（微粒子を形成する面に供給元素が直線的に入射することを妨げられる配置）となっている。

具体的には、基板１０４自体に妨げられて、供給源１０３から放出された供給原子等が直接基板１０４における微粒子を形成する面に入射しないようになっている。

このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源１０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が直接基板１０４表面に到達することを防ぎ、基板１０４を迂回したエネルギーの低い粒子のみが基板１０４表面に到達して高周期性の微粒子（凸凹形状）が形成される。

また、本実施形態では、スパッタリング装置において主として基板１０４表面をクリーニングするために用いられる逆スパッタリングを用いてもよい。使用するスパッタリング装置の逆スパッタリングが、上記のように接地電圧に対して正及び負の両方の成分を発生する高周波電源を用いて行うものであれば、本実施形態と同様に微粒子を形成することができる。

逆スパッタリングを利用する場合も、基板１０４を支持する部材（基板支持部材１０２に相当）表面に、予め供給源１０３となる材料を形成しておき、基板１０４を取り付けた後、不活性ガス雰囲気中で逆スパッタリングを行う。これにより、供給源１０３及び基板１０４の表面から叩き出された原子等が基板１０４上に付着し、運動エネルギーを与えられることによって化合物となり、粒子成長して周期性を持った微粒子となる。このように逆スパッタリングを利用すれば、基板１０４の表面クリーニングと微粒子形成とを一度に行うことができ、効率的である。

本実施形態において、Ｖｄｃは正であっても負であっても構わないが、負であることがより好ましい。これは、Ｖｄｃを負とすることにより、供給源１０３及び基板１０４以外から飛来する不純物原子等が基板１０４へ付着することを防ぐことができると共に、基板１０４を微粒子形成装置１１内に導入する以前に表面に吸着した不要な吸着物を、上記の微粒子形成プロセスと同時に除去することができるためである。これにより、基板１０４表面の吸着物が初期成長核となり、微粒子の成長を妨げて粒子サイズが不均一になることを防ぐことができる。

本実施形態において、基板１０４と基板支持部材１０２とは電気的に導通していてもよく、導通していなくても構わない。電気的に導通していない場合であっても、基板１０４の極近傍に基板支持部材１０２が存在するため、基板支持部材１０２に向かう運動エネルギーを与えられたイオンが基板１０４にも到達する。このため、導通している場合と同様の効果が得られる。

具体的には、例えば、基板１０４として不導体の母材に、供給源１０３から供給される原子等と化合物を生成する材料を表面に形成したものを用いる場合でも高周期性の微粒子（凸凹形状）が得られる。また、基板支持部材１０２を介さずに基板１０４に直接高周波電圧が印加されていても構わない。

本実施形態において、周期性を持った微粒子（凸凹形状）を得るためには、（ｉ）供給源１０３を構成する材料（供給源１０３から供給される材料）と基板１０４の表面に存在する材料とが化合物を生成する組み合わせであること、（ii）基板１０４に対して高周波電圧が印加されること、（iii）基板１０４と供給源１０３との配置が、供給源１０３から基板１０４に対して供給される原子等が直接入射しない配置であること、である。

従って、これら（ｉ）〜（iii）の要素を満足するための装置構成であればよく、必ずしも図１に示した装置構成に限定されるものではない。

例えば、図３に示す微粒子形成装置１１’のように、基板支持部材１０２自体が供給源であってもよく、図４に示す微粒子形成装置１１’’のように、供給源１０３が基板支持部材１０２とは別の部材として配置されていても構わない。

更には、図４に示す構成において、供給源１０３に電圧（電力）を供給する電源と、基板１０４に電圧（電力）を供給する電源とが別個の電源であっても構わない。このとき、供給源１０３に電圧（電力）を供給する電源は高周波電源ではなく、直流電源であっても構わない。また、図１、図３、及び図４の構成において、基板支持部材１０２に対する高周波電圧の印加は、基板１０４に印加されてもよい。

図４において、供給源１０３には高周波電源１０５からの電源供給がなされずに、供給源１０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源１０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。又は、供給源１０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

更には、図５に断面図を示す微粒子形成装置１１’’’のように、ディスク状の基板１０４が、基板支持部材１０２、内周支持部材１０２ａ（基板支持部材１０２に対して例えば磁石やネジ止めで固定される）、及び必要に応じて用いられる外周リング１０２ｂ（同じく、基板支持部材１０２に対して例えば磁石やネジ止めで固定される）によって保持されるものであっても構わない。そして、この場合には、図５に示すように、基板支持部材１０２、内周支持部材１０２ａ、及び外周リング１０２ｂの露出面に供給源１０３を形成してもよい。

ここで、図５に示す構成では、内周支持部材１０２ａ、及び外周リング１０２ｂの表面に形成される供給源１０３は、基板１０４の表面に対して前方（図５における紙面上方向）に位置することになるが、微粒子を形成するための高周波電圧の印加に際して、基板１０４と供給源１０３との間にはスパッタリングを起こすような電位差が生じないために、供給源１０３を構成する材料が基板１０４に対して直接入射することが無い。

このように、基板１０４の表面よりも前面側（図５における紙面上方向）に供給源１０３が配置されていても、高周波電圧の印加に際して供給源１０３と基板１０４との間に、スパッタリングを起こすような電位差が生じない配置になっている場合についても、上記（iii）に記載の、「基板１０４と供給源１０３との配置が供給源１０３から基板１０４に対して供給される原子等が直接入射しない配置」となり、高周期性の微粒子（凸凹形状）を形成することができる。このことは、図５に示すようなディスク状の基板１０４に限るものではなく、他の形状の基板においても同様である。

〔第２実施形態〕
本実施の形態の他の一例について図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記第１実施形態と同じである。また、説明の便宜上、上記第１実施形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。

図６に示すように、本実施形態に用いる微粒子形成装置２１は、第１実施形態において示した微粒子形成装置１１と同様に、真空チャンバー１０１と、真空チャンバー１０１の内部に備えられた基板支持部材１０２と、基板支持部材１０２に取り付けられる基板１０４と、基板支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と、インピーダンスの調整を行う整合器１０６と、真空チャンバー１０１の真空引きを行う真空ポンプ１０７とを備える。

ここで、本実施形態では、基板１０４に対して原子等を供給する供給源２０３がスパッタリングのターゲット材として配置され、基板支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と共通、又は高周波電源１０５とは別のスパッタリング用電源が接続されて、供給源２０３から原子等がスパッタリングによって放出される。

尚、上記供給源２０３を構成する材料は、上述した供給源１０３と同じである。

加えて、本実施形態では、供給源２０３と基板１０４とを結ぶ直線上に、供給源２０３からの原子等が基板１０４に直接入射することを防ぐ遮蔽部材２０８が配置されている。

このように遮蔽部材２０８が配置されることにより、供給源２０３から放出された原子等は、基板１０４に直線的に直接到達することができず、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等に衝突して散乱された原子等や、遮蔽部材２０８に衝突して散乱又は回折したエネルギーの低い原子等が基板１０４の表面に到達する。

ここで第１実施形態と同様に、基板支持部材１０２に印加された高周波電圧によって基板１０４表面で叩き出しと付着とが繰り返し起こることにより、基板１０４の表面で供給源２０３から供給された原子等と基板１０４から叩き出された原子等とが化合物を生成しながら粒子成長する。

このとき、供給源２０３から供給される材料が基板１０４の表面を構成する材料に比べて融点が高い材料である場合には、基板１０４上で成長した粒子は、基板１０４表面に対して馴染まない性質を示し、粒子同士の間に隙間を作りながら基板１０４上に周期性を持った孤立微粒子が形成される。これによってナノメートルオーダーの高い周期性を有する微粒子（凸凹形状）を形成することができる。

遮蔽部材２０８を構成する材料は、供給源２０３から供給される原子等を遮蔽することができれば特に限定されないが、スパッタリングによるダメージに耐え得る部材を用いることが好ましい。例えば、ステンレスやアルミニウム、アルミニウム合金、ガラス等を用いることができる。

また、遮蔽部材２０８がスパッタリングされ、基板１０４に遮蔽部材２０８を構成する材料が付着しないようにするために、遮蔽部材２０８は接地電圧、又は基板支持部材１０２と同電位とすることがより好ましい。

本実施形態において、基板支持部材１０２の表面は、難スパッタ材料で保護されるか、第１実施形態と同様に、基板支持部材１０２の表面に供給源２０３と同じ材料が形成されることが望ましい。又は、基板支持部材１０２自体が供給源２０３と同じ材料であっても構わない。

これにより、高周波電圧の印加により基板支持部材１０２の構成材料が不純物として基板１０４に供給されることを防ぐことができる。基板支持部材１０２を基板１０４と同程度に小さくし、基板支持部材１０２の構成材料が基板１０４の表面に到達しないようにしても構わない。

本実施形態では、遮蔽部材２０８が存在することによって、基板１０４の微粒子を形成しようとする面（図６に示した基板１０４の上側の面）に対して、供給源２０３から放出された供給原子等が直接入射しない配置（微粒子を形成しようとする面に供給原子等が直線的に入射することを妨げられる配置）となっている。

このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源２０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が直接基板１０４表面に到達してしまうことを防ぎ、遮蔽部材２０８を迂回したエネルギーの低い粒子のみが基板１０４表面に到達して高周期性の微粒子（凸凹形状）が形成される。

本実施形態の微粒子形成装置２１を用いて、基板１０４の表面に高周期性の微粒子を作製する方法を用いれば、基板１０４に印加する高周波電圧の大きさ（Ｖｐｐ及びＶｄｃ）と、供給源２０３に供給するスパッタリング電力とを、個別に調整することが可能であるため、微粒子の粒径、間隔、高さ及び周期性をコントロールする自由度が高まる。

本実施形態において、供給源２０３に供給するスパッタリング電力は、単位面積当たり例えば、０．２Ｗ／ｃｍ^２〜８．２Ｗ／ｃｍ^２程度とする。供給源２０３のスパッタリングターゲットとして直径６インチのものを用いる場合には、およそ３０Ｗ〜１．５ｋＷの電力を投入することに相当する。

基板支持部材１０２に対して印加する高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、第１実施形態と同様に、例えば２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）についても第１実施形態と同様に、例えば−５００Ｖ〜＋１００Ｖとする。ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。

これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。上記の高周波電圧の大きさは、基板支持部材１０２に対する入射電力と反射電力との大きさによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力と反射電力とで制御する場合、入射電力を基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が第１実施形態と同様に、例えば、０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

本実施形態の微粒子形成装置２１においては、供給源２０３にスパッタリング電源からの電力供給がなされずに、供給源２０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源２０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。又は、供給源２０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

＜第３実施形態＞
本実施の形態の更に他の一例について図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記第１実施形態及び第２実施形態と同じである。また、説明の便宜上、上記第１実施形態及び第２実施形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。

図７に示すように、本実施形態に用いる微粒子形成装置３１は、第１及び第２実施形態に示した微粒子形成装置１１及び２１と同様に、真空チャンバー１０１と、真空チャンバー１０１の内部に備えられた基板支持部材１０２と、基板支持部材１０２に取り付けられる基板１０４と、基板支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と、インピーダンスの調整を行う整合器１０６と、真空チャンバー１０１の真空引きを行う真空ポンプ１０７とを備える。

また、本実施形態の微粒子形成装置３１は、第２実施形態に示した微粒子形成装置２１と同様に、基板１０４に対して原子等を供給する供給源２０３がスパッタリングのターゲット材として配置され、基板支持部材１０２に対して高周波電圧を印加する高周波電源１０５と共通、又は高周波電源１０５とは別のスパッタリング用電源が接続されて供給源２０３から原子等がスパッタリングによって放出される。

ここで、本実施形態の微粒子形成装置３１では、図７に示すように、供給源２０３から放出される原子等の放電プラズマ３０９を外した位置に基板１０４が配置されている。

このように、供給される原子等の放電プラズマ３０９を外した位置に基板１０４が配置されることによって、供給源２０３から放出された原子等は、基板１０４に直線的に直接到達することが無く、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等、又はチャンバー壁等の真空チャンバー１０１内に存在する部材に衝突して散乱又は反射されたエネルギーの低い原子等が基板１０４の表面に到達する。

ここで第１及び第２実施形態と同様に、基板支持部材１０２に印加された高周波電圧によって、基板１０４表面で叩き出しと付着とが繰り返し起こされることにより、基板１０４の表面で供給源２０３から供給された原子等と基板１０４から叩き出された原子等とが化合物を生成しながら粒子成長する。このとき、供給源２０３の材料が基板１０４の材料に比べて融点が高い材料である場合には、基板１０４上で成長した粒子は基板１０４表面に対して馴染まない性質を示し、粒子同士の間に隙間を作りながら基板１０４上に周期性を持った孤立微粒子として形成される。これによってナノメートルオーダーの高い周期性を有する微粒子（凸凹形状）を形成することができる。

放電プラズマ３０９の範囲は供給源２０３をスパッタリングした際の放電状態を目視で観察することによって概ね判別可能であるが、基板１０４の位置を少しずつ変えながら高い周期性が得られる範囲を確認することがより好ましい。

他の判断基準として、図７に示すように、供給源２０３の基板１０４に最も近い端部と基板１０４の供給源２０３に最も近い端部とを結んだ直線と、供給源２０３の表面（プラズマが発生する基板１０４側の表面）の延長線との成す角度をθとしたときに、θを略５５度以下にすることによっても本実施形態の微粒子作製を実現することができる。

尚、多くのスパッタリング装置では、ターゲット材の周囲をアースシールドと呼ばれる部材が囲んでいる。本実施形態の微粒子形成装置３１においても上記アースシールドによって、放電プラズマの一部が遮蔽された状態になっている場合には、アースシールドが遮蔽部材として機能するため、遮蔽された陰の部分に当る領域では、第２実施形態に示したように高周期性の微粒子（凸凹形状）が得られる。

従って、このような場合では、上記θが５５度よりも大きい場合であっても供給源２０３から放出された原子等が基板１０４に直線的に直接入射することが無く、高周期の凸凹形状を得ることができる。

本実施形態では、放電プラズマ３０９を外した位置に基板１０４を配置したことによって、基板１０４の微粒子を形成しようとする面（図７に図示した基板１０４の上側の面）に供給源２０３から放出された供給材料が直接入射しない配置（供給材料が直線的には入射しない配置）となっている。このような配置を取ることで、スパッタリングによって供給源２０３から叩き出されたエネルギーやサイズ分散の大きなスパッタリング粒子のうち、高エネルギーの成分が直接基板１０４表面に到達してしまうことを防ぎ、エネルギーの低い粒子のみが基板１０４表面に到達して高周期性の微粒子（凸凹形状）が形成される。

尚、本実施形態においては、供給源２０３の横方向に放電プラズマ３０９を外して基板１０４を配置した場合についてのみ示したが、これ以外にも供給源２０３の表面と直交する方向（供給源２０３から離れる方向）に、放電プラズマ３０９を外して基板１０４を配置しても構わない。

これによれば、供給源２０３から放出された供給材料（原子等）が、スパッタリング雰囲気中に存在するＡｒ等の不活性ガス分子や供給材料（原子等）に衝突して、供給源２０３から離れる程エネルギーを失っていくので、供給源２０３から離れる方向に放電プラズマ３０９を外して基板１０４を配置した場合においても、供給源２０３の横方向に放電プラズマ３０９を外して基板１０４を配置した場合と同じ効果が得られる。

このように、供給源２０３から離れる方向に放電プラズマ３０９を外して基板１０４を配置する場合には、特に限定するものではないが、供給源２０３と基板１０４との距離を、供給源２０３から放出される供給材料（原子等）の平均自由行程の２倍以上程度とすることが望ましい。

尚、本実施形態において、基板支持部材１０２は、放電プラズマ３０９の範囲外に配置する必要はなく、少なくとも基板１０４が放電プラズマ３０９の領域外に配置されていればよい。

本実施形態において、供給源２０３に供給するスパッタリング電力は、単位面積当たり例えば０．０５Ｗ／ｃｍ^２〜５．５Ｗ／ｃｍ^２程度とする。供給源２０３のスパッタリングターゲットとして直径６インチのものを用いる場合には、およそ１０Ｗ〜１ｋＷの電力を投入することに相当する。

基板支持部材１０２に対して印加する高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、第１及び第２実施形態と同様に、例えば、２００Ｖ〜２０００Ｖに設定する。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）についても第１及び第２実施形態と同様に、例えば−５００Ｖ〜＋１００Ｖとする。ＶｐｐとＶｄｃとの関係は、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定する。これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有することになる。

上記の高周波電圧の大きさは、基板支持部材１０２に対する入射電力と反射電力との大きさによって制御されるものであっても構わない。上記入射電力と反射電力とで制御する場合、入射電力を基板支持部材１０２の基板１０４にける取り付け面の面積で割った単位面積当りの入射電力が第１及び第２実施形態と同様に、例えば、０．０２Ｗ／ｃｍ^２〜１．２Ｗ／ｃｍ^２程度となるように設定する。また、反射電力は、できる限り小さいことが望ましいが、例えば入射電力の１割以下程度とする。

本実施形態の微粒子形成装置３１においても、供給源２０３にスパッタリング電源からの電力供給がなされずに、供給源２０３に対してイオンビームや電子ビームを照射して供給源２０３から原子等を供給するためのイオン源や電子源が備えられていてもよい。又は、供給源３０３を加熱して分子を蒸発させるための加熱源が備えられたものであってもよい。

〔第４実施形態〕
本実施の形態の更に他の一例について説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記第１実施形態〜第３実施形態と同じである。また、説明の便宜上、上記第１実施形態〜第３実施形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本発明の第４実施形態では、第１〜第３実施形態に記載の方法を用いて作製可能な高周期性の微粒子を配列するための方法について開示する。

例えば、ハードディスクに代表されるディスクストレージの記録媒体に、第１〜第３実施形態に記載した高周期性の微粒子をパターンドメディアとして適用しようとする場合、記録媒体のトラック長さ方向に沿って微粒子が配列されていることが望ましい。本実施形態では、基板１０４表面に予めライン状の段差を形成し、その段差に沿って微粒子を配列させる方法について開示する。

基板１０４表面に段差を形成する方法としては、例えば、フォトリソグラフィや電子線リソグラフィに代表される微細な形状の描画が可能なリソグラフィ技術と、上記リソグラフィ後に基板に段差を形成するドライ又はウェットのエッチングとを組み併せることにより実現することができる。又は、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）に代表される、基板を微小サイズで直接加工できる技術を用いても構わない。

基板１０４に形成する段差は高さ（深さ）が微粒子の高さ程度、具体的には３ｎｍ程度以上あればよく、段差側壁部分の底面に対する傾斜角は、側壁の最も急峻な箇所で１０度程度以上あることが望ましい。

上記ディスクストレージの記録媒体に適用する場合に、トラックに相当する繰り返し段差（ライン状に繋がった凸凹の繰り返し）を形成する際には、その周期は例えば１００ｎｍ以下に形成することが望ましい。このとき凹部の幅と凸部の幅との比率は同じであってもよく、何れかが広くなっていても構わない。

予め段差が形成された基板１０４は、真空チャンバー１０１内の基板支持部材１０２に取り付け、第１〜第３実施形態に記載の何れかの方法で、基板１０４の段差を形成した表面に微粒子を形成し、高周期性の凸凹形状を得る。

このとき、基板１０４の表面では、第１〜第３実施形態と同様に供給源１０３（２０３）から供給された原子等と、基板１０４表面の原子等との化合物が生成されながら粒子成長が起こるが、本実施形態では基板１０４上には段差が形成されているために、粒子成長に際して段差を乗り越えて成長することが妨げられ、結果として予め形成された段差に沿って微粒子が配列する。

尚、本実施形態においては、段差に沿って微粒子が並ぶので、形成する段差は必ずしもトラック状に並んだものでなくてもよく、用途に応じて他の形状を採用しても構わない。

〔第５実施形態〕
本実施の形態の更に他の一例について説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記第１実施形態〜第４実施形態と同じである。また、説明の便宜上、上記第１実施形態〜第４実施形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

第５実施形態として、第１〜第４実施形態に示した高周期性の微粒子（凸凹形状）をマスクとしてエッチングを行い、凸凹形状の高さ（深さ）を高く（深く）する方法について示す。

ここで、第１〜第４実施形態に示した微粒子の形成方法を用いれば、凸凹形状の凸部は、供給源１０３（２０３）の構成材料が含まれた微粒子となっており、供給源１０３の構成材料に対するエッチングレートよりも、基板１０４表面の材料に対するエッチングレートの方が早くなるようなエッチャントを選択し、ドライ又はウェットプロセスを用いてエッチングを行うことで、高い周期性を維持したまま凸凹形状の高さ（深さ）を高く（深く）することができる。

ドライプロセスを用いるエッチング方法としては、真空装置内に上記微粒子（凸凹形状）が形成された基板１０４を取り付け、フッ化物や塩化物に代表されるハロゲン系の反応性ガスを導入した状態でプラズマを生じさせてエッチングを行うＲＩＥ（Ｒｅａｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法が特に好適である。

導入する反応性ガスとしては、例えば、ＣＨＦ_３、ＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨＦ_３、ＳＦ_６、ＣＣｌ_４、ＣＨ_２Ｃｌ_２が挙げられる。この他にＡｒガスを導入してエッチングを行うＡｒミリング法も適用可能である。

ウェットプロセスを用いるエッチング方法としては、酸性又はアルカリ性の溶液中に上記微粒子（凸凹形状）が形成された基板１０４を浸してエッチングを行う方法が好適である。具体的には、例えば、硫酸や塩酸を含む溶液や、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール（ＥＤＰ）水溶液、テトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液を適用することができる。

上記のドライ又はウェットプロセスを用いたエッチングにより、凸凹形状の凸部を構成する材料（基板１０４の表面材料と供給源１０３（２０３）を構成する材料との化合物）に比べて、凹部を構成する材料（基板１０４の表面材料）のエッチングがより速く進むため、凸凹形状の高さ（深さ）を高く（深く）することが可能となる。

尚、ウエットエッチングを施す際には、凹部をエッチングしたエッチャントが凸部と凹部との間の側壁をエッチングしてしまうサイドエッチングにより、凸部が除去されてしまうおそれが有る。これを防ぐためには基板１０４の面方位を利用した異方性エッチングを用いることが好適である。具体的には、例えば基板１０４に面方位（１１０）のＳｉ基板を用い、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、エチレンジアミン・ピロカテコール（ＥＤＰ）水溶液、又はテトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液で異方性エッチングする。これにより、基板１０４の深さ方向に優先的にエッチングが進むため、上記サイドエッチングを軽減することが可能となる。

〔第６実施形態〕
本実施の形態の更に他の一例について、図８（ａ）〜図１３（ｇ）に基づいて説明すれば以下の通りである。

尚、本実施の形態において説明しない構成は、特に断らない限り上記第１実施形態〜第５実施形態と同じである。また、説明の便宜上、上記第１実施形態〜第５実施形態の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

第６実施形態として、第１〜第５実施形態の形成方法を用いて作製した高周期性の微粒子（凸凹形状）を磁気記録媒体に適用する形態について示す。

第１〜第５実施形態に示した高周期性の微粒子（凸凹形状）を磁気記録媒体に適用するに当っては、（Ｉ）高周期性の微粒子（凸凹形状）の上に磁気情報を記録する記録膜（磁気層）を形成する（凸凹形状を記録層の下地として用いる）方法、（II）微粒子を形成する前の基板１０４に予め記録膜を形成しておき、この上に第１〜第３実施形態に示した方法で高周期性の微粒子（凸凹形状）を形成した後、凸部を構成する微粒子をマスクとしたエッチング処理を施し、凸部下の記録膜以外の記録膜を除去する方法（パターンドメディア）、（III）微粒子を形成した基板１０４をマスタとして、他の基板に形状を転写し、転写した形状を（Ｉ）と同様に下地として用いるか、転写した形状を（II）と同様にエッチングマスクとして用いる方法、を適用することができる。

＜方法（Ｉ）＞
上記方法のうち、上記方法（Ｉ）に記載の、凸凹形状を記録層の下地として用いる場合の磁気記録媒体の製造方法について、図８及び図９を用いて説明する。

ここで示す方法は、特に、磁気情報を記録する記録層が、酸化し易い等の理由でエッチングすることが困難な場合に、パターンドメディアと同様に高密度の磁気記録を実現する際に好適な方法である。

図８（ａ）〜（ｃ）は、製造工程の一例を示す断面図である。

まず、図８（ａ）の工程で、基板１０４上に高周期性の微粒子（凸凹形状）を形成する。具体的には、第１〜第３実施形態に示した微粒子形成方法で基板１０４上に微粒子６１０を形成する。

続いて、図８（ｂ）の工程で、第５実施形態に示した方法を用いて、凸部を構成する微粒子６１０をマスクとした基板１０４のエッチングを行う。

続いて、図８（ｃ）に示す工程で、磁気情報を記録する記録層（磁気層）６１１と記録層６１１を保護する保護層６１２とを形成して磁気記録媒体６５１が完成する。

記録層６１１に用いる材料としては、基板面に対して垂直方向に磁気情報が記録される垂直磁気異方性を持った磁性材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ、又はＣｏＦｅの合金を基体とし、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｂ、Ｚｒ、Ｎｂ、及び／又はＲｈ等を加えた材料や、同じくＣｏ、Ｆｅ、又はＣｏＦｅの合金を基体とし希土類金属を加えた、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏ、及び／又はＳｍＣｏ等の希土類−遷移金属磁性体を用いることができる。尚、これらの磁性体は積層して用いても構わない。

記録層６１１の膜厚は、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍ程度で形成する。記録層６１１が高周期性の微粒子（凸凹形状）の上に形成されることにより、記録層６１１に記録される磁区（磁気情報に相当）の磁壁をピニングする効果が生じる。これにより、凸凹形状に応じて磁区が区切られ、凸凹形状が存在しない場合に比べて高い記録密度で磁気情報が記録できる。特に本実施形態では、凸凹形状が高い周期性を有するため、形成される磁区の大きさが揃い、磁気情報再生時のノイズが小さく読み出しエラーの少ない磁気記録媒体を提供することができる。

上記記録層６１１は、例えば、スパッタリング法により基板１０４上に形成することができる。

保護層６１２は、磁気ヘッド等の外部からの物理的な接触から記録層６１１を保護することができる材料であれば特に限定するものではないが、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜やＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＣＮ（窒化炭素）等の窒化膜等が好適である。

保護層６１２の膜厚は、例えば２ｎｍ〜１０ｎｍで形成する。保護層６１２上には磁気ヘッドとの間の摩擦を軽減し、ヘッドクラッシュを防止する潤滑層が設けられていてもよい。保護層６１２についても記録層６１１と同様に、例えばスパッタリング法により形成することができる。

本実施形態において、記録層６１１の形成に先立ち、記録層６１１に外部磁界を印加して記録を行う際に膜面に垂直な方向の磁界を増強して記録を補助するための軟磁性裏打ち層を形成しても構わない。また、本実施形態に用いる基板１０４は、第４実施形態に示したように、予め段差が設けられたものであってもよい。

尚、図８（ａ）〜（ｃ）には、基板１０４表面の材料が基板１０４の母材と同じである場合について示したが、第１〜第３実施形態に示した方法と同様に、供給源１０３（２０３）の材料と化合物を生成する材料を表面に形成した基板１０４を用いても構わない。このとき、図８（ｂ）におけるエッチングは、表面に形成した材料のみをエッチングするものであってもよく、表面に形成した材料と基板１０４の母材との両方をエッチングするものであってもよい。

また、図８（ｂ）に示したエッチングの工程は、記録層６１１に磁壁のピニング効果を与える目的で行われるものであり、図８（ａ）に示した微粒子（凸凹形状）形成のみでピニング効果が十分に得られる場合には、図８（ｂ）に示したエッチング処理工程は不要である。

図９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の磁気記録媒体製造工程（方法（Ｉ））の他の一例を示す断面図である。

図９（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程のうち、図９（ａ）及び（ｂ）の工程は、図８（ａ）及び（ｂ）に示した製造工程と同じものであるが、図９（ｃ）の工程において、図９（ｂ）で基板１０４のエッチング時にマスクとして用いた微粒子６１０を除去する点が図８に示した製造工程と異なる。

具体的には、図９（ｃ）において、例えば、過酸化水素を含む薬液に浸して微粒子６１０を除去し、基板１０４の平坦部を表面に露出させ、図９（ｄ）の工程において、図８（ｃ）の工程と同様に、記録層６１１及び保護層６１２を形成して磁気記録媒体６５２が完成する。

図９（ａ）〜（ｄ）に示した製造方法を用いれば、図８（ａ）〜（ｃ）に示した製造方法を用いる磁気記録媒体に比べて、完成した磁気記録媒体の表面が平坦となるために、浮上型の磁気ヘッドを使用する際に好適な磁気記録媒体を提供することができる。

尚、図８又は図９に示した製造工程を用いて製造した磁気記録媒体では、媒体表面を平滑にするため最終的に形成された保護層６１２表面に対して、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）に代表される研磨方法を用いて研磨を施しても構わない。

＜方法（II）＞
続いて、上記方法（II）として記載した、基板１０４上に予め記録層を形成しておき、この上に微粒子（凸凹形状）を形成した後にエッチング処理を施し、凸部下の記録膜以外の記録膜を除去する方法（パターンドメディア）について、図１０及び図１１を用いて説明する。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、上記方法（II）の磁気記録媒体の製造工程の一例を示す断面図である。

まず、図１０（ａ）の工程で、基板１０４上に、記録層６１１と、供給源１０３の材料と化合物を形成する材料から成る化合物生成層６１３とを形成し、第１〜第３実施形態に示した微粒子形成方法で化合物生成層６１３上に微粒子６１０を形成する。

上記化合物生成層６１３は、第１〜第３実施形態において、基板１０４表面の材料として適用した材料と同じ材料から選択される薄膜層であり、例えば、ＳｉやＧｅに代表される元素を主体とする半導体材料やＡｌを主体とする材料を膜厚５ｎｍ〜１００ｎｍ程度で形成される。

尚、記録層６１１と化合物生成層６１３との間には、保護層６１２が形成されていても構わない。また、図１０に示す製造工程において基板１０４は必ずしも表面の材料が供給源１０３（２０３）の材料と化合物を生成するものである必要は無い。例えば、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３、ガラスに代表される絶縁体材料、ＧａＡｓやＧａＮに代表される半導体材料、種々の金属材料、及び、樹脂基板を用いても構わない。

続いて、図１０（ｂ）の工程で、凸部を構成する微粒子６１０をマスクとして記録層６１１のエッチングを行う。記録層６１１のエッチングに際しては、第５実施形態に示した方法や、メタンガスやメタノールガス雰囲気中でＲＩＥ（Ｒｅａｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行う方法が適用可能である。

続いて、図１０（ｃ）の工程で、保護層６１２を形成し、必要に応じて磁気ヘッドとの間の摩擦を軽減し、ヘッドクラッシュを防止する潤滑層（図示せず）を形成して磁気記録媒体６５３を完成する。

尚、図１０（ａ）の工程において、記録層６１１に外部磁界を印加して記録を行う際に膜面に垂直な方向の磁界を増強して記録を補助するための軟磁性裏打ち層を、記録層６１１の形成に先立ち形成しても構わない。

また、本実施形態に用いる基板１０４は、第４実施形態に示したように、予め段差が設けられたものであってもよい。基板１０４に段差を設けずに、化合物生成層６１３に段差が設けられていてもよい。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の磁気記録媒体製造方法（II）の他の一例を示す断面図である。

図１１（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程のうち、図１１（ａ）及び（ｂ）の工程は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示した製造工程と同じものであるが、図１１（ｃ）の工程において、図１１（ｂ）で基板１０４のエッチング時にマスクとした微粒子６１０を除去する点が図１０に示した製造工程と異なる。

具体的には、図１１（ｃ）において、化合物生成層６１３を除去できる薬液を用いて、化合物生成層６１３とその上に形成された微粒子６１０とを除去する。又は、例えば過酸化水素を含む薬液に浸して微粒子６１０を除去する。

このようにして記録層６１１上に平坦部を露出させた後、図１１（ｄ）の工程において、図１０（ｃ）の工程と同様に、保護層６１２を形成することにより磁気記録媒体６５４は完成する。

尚、図１１（ａ）〜（ｄ）の工程において、記録層６１１と化合物生成層６１３との間にこれらと異なる材料から成る剥離層を形成し、図１１（ｃ）の工程において、上記剥離層を溶解する薬液を用いて微粒子６１０ごと除去することによって記録層６１１上に平坦部を露出させても構わない。

また、微粒子６１０を除去する図１１（ｃ）の工程において記録層６１１がダメージを受けることを防ぐために、記録層６１１と化合物生成層６１３との間に、保護層６１２が形成されていても構わない。

図１１（ａ）〜（ｄ）に示した製造方法を用いれば、図１０（ａ）〜（ｃ）に示した製造方法を用いる磁気記録媒体に比べて、完成した磁気記録媒体の表面が平坦になるために、浮上型の磁気ヘッドを使用する際に好適な磁気記録媒体を提供することができる。

尚、図１０又は図１１に示した製造工程を用いて製造した磁気記録媒体では、媒体表面を平滑にするため最終的に形成された保護層６１２表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）に代表される研磨方法を用いて研磨が施されても構わない。

＜方法（III）＞
続いて、上記方法（III）として記載した、微粒子を形成した基板１０４をマスタとして、他の基板に形状を転写して用いる方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。

図１２（ａ）〜（ｇ）は、上記方法（III）の磁気記録媒体の製造工程の一例として、微粒子形状（凸凹形状）を他の基板に形状を転写し、転写した形状を記録層の下地として用いる場合について示す断面図である。

まず、図１２（ａ）の工程では、図８（ａ）及び（ｂ）で説明した工程と同様に、基板１０４上に高周期性の微粒子６１０を形成し、第５実施形態に示した方法を用いて、凸部を構成する微粒子６１０をマスクとした基板１０４のエッチングを行う。

続いて、図１２（ｂ）に示す工程で、微粒子６１０の形状を転写する第１の樹脂層６１５が形成された上記基板１０４とは別の基板（第１の転写用基板（第１の転写材料）６１４）を用意し、これを基板１０４の微粒子６１０が形成された面に押圧することにより転写する。

ここで用いる第１の樹脂層６１５は、ナノインプリント技術として知られる転写技術に用いられる樹脂を適用することが可能であって、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）に代表されるアクリル系樹脂や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）、ＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｑｕｉｏｘａｎｅ）等の塗布液を塗布したもの、ＵＶ硬化樹脂等を用いることができる。

転写時の押圧は、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度の圧力を加えて行い、必要に応じて第１の樹脂層６１５を軟化又は硬化させるために加熱や紫外光照射を行う。また、第１の樹脂層６１５上には、転写後の剥離（基板１０４及び微粒子６１０と第１の樹脂層６１５との間の剥離）を容易にするための剥離剤が塗布されていてもよい。

第１の転写用基板６１４は、転写時にかかる押圧に耐え得るものであればどのような基板を選択しても構わないが、例えば、ＳｉＯ_２基板、ガラス基板、Ｓｉ基板、表面熱酸化Ｓｉ基板等が適用可能である。

上記微粒子６１０の形状が転写された第１の樹脂層６１５を、第１の転写用基板６１４と共に剥離した後、図１２（ｃ）に示すように、第１の樹脂層６１５に転写された微粒子６１０の形状を、更に別の転写用基板（第２の転写用基板（第２の転写材料）６１６）上に形成された第２の樹脂層６１７に押圧して転写する。

このときの第２の転写用基板６１６及び第２の樹脂層６１７に用いる材料はそれぞれ、第１の転写用基板６１４及び第１の樹脂層６１５に示したものと同じ材料を適用することが可能であるが、第２の樹脂層６１７については押圧を行う段階で第１の樹脂層６１５よりも柔らかい状態となるように材料を選択する。

尚、第２の樹脂層６１７上にも第１の樹脂層６１５と同様に転写後の剥離を容易にするための剥離剤が塗布されていてもよい。

続いて、図１２（ｄ）に示す工程で、第１の樹脂層６１５の形状が転写された第２の樹脂層６１７を第２の転写用基板６１６と共に剥離し、転写時に付着した残渣を取り除くために軽度のアッシング処理を行う。

続いて、図１２（ｅ）に示す工程で、第２の樹脂層６１７をマスクとして第２の転写用基板６１６のエッチングを行い、図１２（ｆ）に示す工程で、剥離液に浸すか、又はアッシング処理を施して第２の樹脂層６１７を除去する。そして、図１２（ｇ）に示す工程で、記録層６１１及び保護層６１２を形成することにより磁気記録媒体６５５が完成する。

尚、図１２（ｇ）に示した工程において、記録層６１１に外部磁界を印加して記録を行う際に、膜面に垂直な方向の磁界を増強して記録を補助するための軟磁性裏打ち層を、記録層６１１の形成に先立ち形成しても構わない。

また、図１２（ａ）〜（ｇ）の製造工程では、基板１０４表面の材料が基板１０４の母材と同じである場合について示したが、第１〜第３実施形態に示した方法と同様に、供給源１０３（２０３）の材料と化合物を生成する材料を表面に形成した基板１０４を用いても構わない。

このとき、図１２（ａ）におけるエッチングは、表面に形成した材料のみをエッチングするものであってもよく、表面に形成した材料と基板１０４の母材との両方をエッチングするものであってもよい。また、本実施形態に用いる基板１０４は、第４実施形態に示したように、予め段差が設けられたものであってもよい。

また、図１２（ａ）の工程に含まれる基板１０４のエッチングは、最終的に第２の転写用基板６１６上に形成される凸凹形状の高さ（深さ）を高く（深く）し、記録層６１１に磁壁のピニング効果を与える目的で行われるものであり、微粒子（凸凹形状）形成のみの高さでピニング効果が十分に得られる場合には、必ずしも図１２（ａ）においてエッチング処理を行う必要はない。

また、図１２（ａ）〜（ｇ）の製造工程では、微粒子６１０の形状の転写を２回行う場合について示したが、第１の転写用基板６１４（第１の樹脂層６１５）に対する１回のみの転写であっても構わない。この場合、微粒子６１０の形状が転写された第１の樹脂層６１５をマスクとして第１の転写用基板６１４をエッチングし、第１の樹脂層６１５を除去した後に、記録層６１１及び保護層６１２を第１の転写用基板６１４上に形成して磁気記録媒体を完成させる。従って、この場合、最終的に形成される凸凹パターンは基板１０４上に形成された凸凹パターンとは逆のパターンとなる。

図１３（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態の磁気記録媒体製造工程（III）の他の一例を示す断面図である。

図１３（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程のうち、図１３（ａ）及び（ｂ）の工程は、図１２（ａ）及び（ｂ）の工程と同一の工程であるので説明を省略する。

図１３（ｃ）の工程において、図１２（ｃ）の工程と同様に、第１の樹脂層６１５に転写された微粒子６１０の形状を、更に別の転写用基板（第２の転写用基板６１６）上に形成された第２の樹脂層６１７に押圧して転写するが、このとき、第２の転写用基板６１６上には、予め記録層６１１が形成されている点が図１２の工程と異なる。

次に、図１３（ｄ）に示す工程で、図１２（ｄ）の工程と同様に第１の樹脂層６１５の形状が転写された第２の樹脂層６１７を記録層６１１及び第２の転写用基板６１６と共に剥離し、転写時に付着した残渣を取り除くために軽度のアッシング処理を行う。

続いて、図１３（ｅ）に示す工程で、第２の樹脂層６１７をマスクとして記録層６１１のエッチングを行う。このときのエッチングに際しては、図１０（ｂ）の工程と同様に、第５実施形態に示した方法を適用するか、メタンガスやメタノールガス雰囲気中でＲＩＥ（Ｒｅａｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行う。

更に、図１３（ｆ）に示す工程で、図１２（ｆ）の工程と同様に、剥離液に浸すか、又はアッシング処理を施して第２の樹脂層６１７を除去し、図１３（ｇ）に示す工程で、保護層６１２を形成して磁気記録媒体６５６を完成させる。

尚、図１３（ｃ）に示した工程において、記録層６１１に外部磁界を印加して記録を行う際に、膜面に垂直な方向の磁界を増強して記録を補助するための軟磁性裏打ち層を、記録層６１１の形成に先立ち形成しても構わない。また、必要に応じて記録層６１１と第２の樹脂層６１７との間に保護層６１２を形成してもよい。

尚、図１３（ａ）〜（ｇ）の製造工程では、基板１０４表面の材料が基板１０４の母材と同じである場合について図示したが、第１〜第３実施形態に示した方法と同様に、供給源１０３（２０３）の材料と化合物を生成する材料を表面に形成した基板１０４を用いても構わない。このとき、図１３（ａ）におけるエッチングは、表面に形成した材料のみをエッチングするものであってもよく、表面に形成した材料と基板１０４の母材との両方をエッチングするものであってもよい。また、基板１０４は、第４実施形態に示したように、予め段差が設けられたものであってもよい。

また、図１３（ａ）の工程に含まれる基板１０４のエッチングは、図１３（ｅ）の工程で記録層６１１をエッチングする際に、記録層６１１の膜厚分全てがエッチングできる程度に、マスクである第２の樹脂層６１７の高さを高くする目的で行われるものであり、第２の樹脂層６１７が、記録層６１１をエッチングするエッチャントに対して十分な耐性を有する場合には、必ずしも図１３（ａ）においてエッチング処理を行う必要はない。

また、図１３（ａ）〜（ｇ）の製造工程では、微粒子６１０の形状の転写を２回行う場合について示したが、第１の転写用基板６１４（第１の樹脂層６１５）に対する１回のみの転写であっても構わない。

この場合、記録層６１１は予め第１の転写用基板６１４に形成しておき、微粒子６１０の形状が転写された第１の樹脂層６１５をマスクとして記録層６１１をエッチングし、第１の樹脂層６１５を除去した後に、保護層６１２を第１の転写用基板６１４上に形成して磁気記録媒体を完成させる。従って、この場合、最終的に形成される記録層６１１のパターンは基板１０４上に形成された凸凹パターンと逆のパターンとなる。

尚、図１２又は図１３に示した製造工程を用いて製造した磁気記録媒体では、媒体表面を平滑にするため最終的に形成された保護層６１２表面に対して、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）に代表される研磨方法を用いて研磨を施しても構わない。

また、本実施形態に記載の磁気記録媒体６５１〜６５６は何れも、必ずしも磁場のみによって磁気情報が記録される磁気記録媒体である必要は無く、磁場印加と略同時に磁気記録媒体の加熱を行う熱アシスト磁気記録（光アシスト磁気記録）によって情報の記録が行われるものであっても構わない。

更には、第１〜第３実施形態に記載の高周期性の微粒子（凸凹形状）形成方法は、単独で用いてもよく、何れか２つの形態又は３つ全ての形態を複合して適用しても構わない。

また、第１〜第５実施形態に記載の高周期性の微粒子（凸凹形状）形成方法を用いて形成した微粒子（凸凹形状）の用途は、必ずしも第６実施形態に示したような磁気記録媒体に限られるものではなく、他の産業用途に用いられるものであっても構わない。

例えば、基板表面に外部から取り込んだ検体を吸着又は化学反応させる反応膜を形成して、検体を分析するセンサー素子においては、本明細書に記載の微粒子（凸凹形状）を用いることで基板の表面積を大きくすることができる。特に、高周期性であることによって面積の利用効率が高いのみならず、検出感度のばらつきを小さくすることができるという効果が得られる。

また、他の用途として、カーボンナノワイヤーに代表される種々のナノワイヤーの成長基点として本明細書に記載の微粒子（凸凹形状）を用いることも可能である。非常に簡易な方法で、粒径分散が小さく高周期性の凸凹形状が得られるため、等間隔で且つ径の分散が小さいナノワイヤーを必要とする用途に好適である。

尚、以上説明した本発明は、以下のように言い換えることもできる。即ち、
（１）正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を基板に対して印加すると共に、前記基板の構成材料又は前記基板上に形成された薄膜材料と化合物を生成可能な供給材料を、前記供給材料が前記基板表面に直接入射しない位置に配置された供給源から供給し、前記基板上に微粒子を形成することを特徴とする微粒子形成方法。

（２）上記基板の構成材料又は上記基板上に形成された薄膜材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌの何れかを主体とする材料、又は、これらの合金を主体とする材料であり、且つ、上記供給材料が、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗの何れかを主体とする材料、これらの合金を主体とする材料、又は、これらの材料と上記基板の構成材料又は上記基板上に形成された薄膜材料との合金を主体とする材料、の何れかであることを特徴とする上記（１）に記載の微粒子形成方法。

（３）上記基板表面への供給材料の供給がスパッタリングによって行われることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の微粒子形成方法。

（４）上記基板を支持する基板支持部材上に上記供給材料が形成されているか、又は、前記基板支持部材の少なくとも一部が上記供給材料で形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１つに記載の微粒子形成方法。

（５）上記基板と上記供給源との間に、上記供給材料が上記基板表面に直線的に入射することを防ぐための遮蔽部材が配置されていることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１つに記載の微粒子形成方法。

（６）上記基板が、上記供給源に対するスパッタリングに伴って発生するプラズマ発光領域の外側に配置されていることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１つに記載の微粒子形成方法。

（７）上記基板上の微粒子が形成される領域内に段差が形成されていることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか１つに記載の微粒子形成方法。

（８）上記（１）〜（７）の何れか１つに記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子をマスクとして、上記基板又は上記基板上に形成された薄膜をエッチングすることを特徴とする凸凹形状形成方法。

（９）上記（１）〜（７）の何れか１つに記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子形状、又は、上記（８）に記載の凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の被転写材料に転写し、前記第１の被転写材料に転写された形状をマスクとして、前記第１の被転写材料の基体、又は、前記第１の被転写材料の基体上に形成された薄膜をエッチングすることを特徴とする凸凹形状形成方法。

（１０）上記（１）〜（７）の何れか１つに記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子形状、又は、上記（８）に記載の凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の被転写材料に転写し、前記第１の被転写材料に転写された形状を、第２の被転写材料に転写し、前記第２の被転写材料に転写された形状をマスクとして、前記第２の被転写材料の基体、又は、前記第２の被転写材料の基体上に形成された薄膜をエッチングすることを特徴とする凸凹形状形成方法。

（１１）上記（１）〜（７）の何れか１つに記載の微粒子形成方法を用いて表面に微粒子を形成した基板、又は、上記（８）〜（１０）の何れか１つに記載の凸凹形状形成方法を用いて表面に凸凹形状を形成した基板又は基体上に磁性膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（１２）上記（８）〜（１０）の何れか１つに記載の薄膜が磁性膜であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察＞
本実施例における全てのＡＦＭ観察は、Ｖｅｅｃｏ社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅ ＤＩ−３１００を用いて行った。

（実施例１）
実施例１として、第１実施形態に示した、図１の微粒子形成装置を用いて、基板１０４上に高周期性を有する微粒子（凸凹形状）を形成した例を示す。

本実施例においては、到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基板支持部材１０２にステンレスを用いた。基板支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いてＴａを膜厚１００ｎｍ形成し、これを供給源１０３として用いた。このときのＴａ膜は、基板支持部材における基板１０４取り付け面全面に形成した。基板１０４にはＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基板１０４は上記Ｔａ薄膜が形成された基板支持部材１０２上にバネ部材で固定した。

微粒子形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、８．６×１０^−２Ｐａとなるように設定した。

高周波電源１０５には、周波数１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用し、高周波電源１０５から基板支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図１に示すように、高周波電源１０５の基板支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１側壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。尚、本実施例では、入射電力が２００Ｗとなるように印加した。

本実施例で用いた基板支持部材１０２の基板１０４取り付け面の直径は５５０ｍｍであったので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．０８Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。

これにより、微粒子（凸凹形状）を形成している時間中に、Ｖｄｃは−１１０Ｖ〜−１４０Ｖの範囲で、Ｖｐｐは８２０Ｖ〜８５０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

高周波電圧の印加時間は９００秒間連続とした。基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

本実施例の方法で微粒子（凸凹形状）を形成した基板１０４の表面形状を、ＡＦＭを用いて観察した結果を図１４及び図１５に示す。

図１４は３００ｎｍ角の走査範囲で表面を観察した結果の斜視図、図１５は１μｍ角の走査範囲で表面を観察した結果の上面図である。

図１４、図１５に示すように、本実施例で作製した微粒子（凸凹形状）は、１μｍ角の範囲での最大高低差が５．０ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．５２ｎｍの周期的な微粒子が並んだ形状であった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

図１６には、作製した微粒子（凸凹形状）の基板面に平行な方向の周期性を確認するために、図１５に示した１μｍ角のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラム（２Ｄ−ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の図（図１６（ａ））、及び、同じく１μｍ角の測定結果を２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＰＳＤ）のグラフ（図１６（ｂ））をそれぞれ示す。

図１６（ａ）に示す２次元スペクトラムは、図の明るい箇所ほど強度が強いことを示すものであり、部分的に明るい箇所はその場所（周波数）の周期成分がそれ以外の周期成分に比べて特に強いことを示すものである。

図１６（ａ）の結果から、１１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１１ｎｍ〜３０ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板面に平行な方向に等方的に配置されている。

一方、図１６（ｂ）に示したパワースペクトル密度からも、１１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークの最も高い位置は１９ｎｍであった。

以上の結果から、本実施例で作製された凸凹形状が１１ｎｍ〜３０ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることを確認することができた。

尚、本実施例では、Ｐ型のＳｉウエハを基板１０４として用いたが、Ｎ型のＳｉウエハでも同様の結果が得られた。更にはドープ元素量や面方位の異なるＳｉウエハにおいても同様の結果が得られた。このように、基板１０４は必ずしも純粋な元素である必要は無く、供給源１０３の材料と化合物を生成する材料が主体となっていればよい。

本実施例で作製した試料の表面を、オージェ分光法を用いて元素分析したところ、基板１０４の表面材料であるＳｉ以外に、供給源１０３に用いたＴａが検出された。即ち、本実施例の工程を行うことで基板１０４表面にＴａが付着することが確認できた。

更にＡｒエッチングを行いながら試料の表面を削り、深さ方向の元素分析（エッチング量：５ｎｍ毎）についても行ったところ、５ｎｍエッチングした後では僅かにＴａが検出されたが、１０ｎｍエッチングしたところではＴａが検出されなくなった。この深さは、ＡＦＭで観察された微粒子の高さと一致するものであり、供給源１０３を構成する材料であるＴａは基板１０４の表面に形成された微粒子中に含まれている可能性が高いと考えられる。

尚、本実施例で供給源１０３に用いたＴａは、融点が約２９９６℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは３０１８ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。これに対し、基板１０４に用いたＳｉは、融点が約１４１４℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは１１０７ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。

このように、本実施例で用いた材料（元素）の組み合わせは、供給源１０３に用いた材料（元素）の表面エネルギーが基板１０４表面の材料（元素）の表面エネルギーに比べて高く、基板１０４上に形成される微粒子が基板１０４表面に対して馴染まない性質となる材料（元素）の組み合わせとなっている。

また、本実施例において、予め基板洗浄を行って表面の自然吸着物や自然酸化膜を除去した基板１０４と、基板洗浄を行わず、自然吸着物や自然酸化膜が表面に付着したままの基板１０４との両方について表面に微粒子を作製し、形状をＡＦＭ観察で比較したが顕著な差は見られなかった。

従って、基板１０４表層の数ｎｍ程度に存在する吸着物の影響はさほど無く、その下に形成される数十ｎｍ程度（高周波電圧の印加によって材料が叩き出される深さ程度）に存在する材料種が特に重要である。

尚、本実施例においては、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱又は基板冷却を行っても構わない。

（参考例）
参考例として、実施例１で基板１０４に用いたＳｉウエハ（実施例１に記載した処理を行う前の状態）の表面形状をＡＦＭで観察した結果（図１７）、及び、上記ＡＦＭ観察をもとに実施例１と同様に２次元スペクトラム（図１８（ａ））及び２次元のパワースペクトル密度（図１８（ｂ））を求めた結果について示す。

図１７には、３００ｎｍ角の走査範囲でＳｉウエハ表面を観察した結果の斜視図を示す。

上記Ｓｉウエハの表面は１μｍ角の走査範囲で最大高低差が１．６ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１５ｎｍであった。

また、図１８（ａ）に示す２次元スペクトラムでは、実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、図１８（ｂ）に示したパワースペクトル密度でも、実施例１で見られたような明瞭なピークは見られなかった。

（比較例１）
比較例１として、実施例１で用いた基板と同じＳｉウエハを基板１０４とし、実施例１で供給源１０３の材料として用いたＴａを基板１０４と対向する位置にターゲットとして備えるスパッタリング装置を使用して、Ｔａを基板１０４にスパッタリング成膜した結果を示す。

上記Ｔａの成膜に際しては、スパッタリング装置の到達真空度を実施例１と同じ５×１０^−５Ｐａとし、実施例１と同様にＡｒガスを導入して、ガス導入時の圧力が８．６×１０^−２Ｐａとなるようにした。Ｔａターゲットは直径６インチのものを用い、放電可能な最小電力であるＤＣ２０Ｗの電力をターゲットに加えて９００秒間スパッタリング成膜を行った。ターゲットと基板１０４との間の距離は１６０ｍｍとした。基板１０４並びに基板支持部材１０２に対しては、実施例１で行ったような高周波電圧の印加は行わなかった。

図１９に、上記の方法で作製した比較例１の試料について、表面形状を３００ｎｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した結果を示す。

図１９に示すように、比較例１では実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る凸凹形状は見られず、１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差が２．２ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１６ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

図２０（ａ）及び（ｂ）に、比較例１について、上記ＡＦＭ観察（走査範囲：１μｍ角）をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果について示す。

図２０（ａ）に示す２次元スペクトラムからは、実施例１で見られたリング状の明るい部分は見られず、図２０（ｂ）に示したパワースペクトル密度には、明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例１の試料では周期性を持った微粒子（凸凹形状）は形成されていないことが確認された。

この他に、Ａｒガス圧力、スパッタリング時の入射電力、成膜時間をそれぞれ変化させて試料を作製したが、何れの場合でも実施例１で得られた周期性を持った微粒子（凸凹形状）を形成することはできなかった。

本比較例の結果は、実施例１で得られたような周期性を有する微粒子（凸凹形状）を形成するためには、単に供給源１０３から基板１０４に対して原子等を供給するだけでは無く、基板支持部材１０２に対して（基板１０４と導通している場合には基板１０４に対しても）接地電圧に対して正負両方の成分を持った高周波電圧が印加され、表面の叩き出しと再付着とが繰り返し起こることが重要であることを示すものである。

（比較例２）
比較例２として、比較例１にターゲット材料として用いたＴａに代わり、Ａｌをターゲット材料とした例について示す。本比較例においても、比較例１で用いたＳｉウエハを基板１０４とし、基板１０４と対向する位置にＡｌターゲットを備えるスパッタリング装置を使用して、Ａｌを基板１０４にスパッタリング成膜した。

上記Ａｌの成膜に際しては、スパッタリング装置の到達真空度を比較例１と同じ５×１０^−５Ｐａとし、比較例１と同様にＡｒガスを導入して、ガス導入時の圧力が８．６×１０^−２Ｐａとなるようにした。Ａｌターゲットは直径６インチのものを用い、ＤＣ４００Ｗの電力をターゲットに加えて１０秒間スパッタリング成膜を行った。ターゲットと基板１０４との間の距離は１６０ｍｍとした。基板１０４並びに基板支持部材１０２に対しては、実施例１で行ったような高周波電圧の印加は行わなかった。

図２１には、上記の方法で作製した比較例２の試料について、表面形状を３００ｎｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した結果を示す。

図２１に示すように、本比較例ではＡｌの融点が低いために基板１０４上で粒子の凝集が起こり、凸凹形状が確認された。１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差は７．８ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．５８ｎｍであった。但し、実施例１に比べて個々の凸凹の大きさにばらつきが見られる結果であった。

図２２（ａ）及び（ｂ）に、比較例２について、上記ＡＦＭ観察（走査範囲：１μｍ角）をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果について示す。

図２２（ａ）に示した２次元スペクトラムからは、実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、図２２（ｂ）に示したパワースペクトル密度には、明瞭なピークは現れなかった。

これらの結果から、比較例２の試料では、Ａｌの凝集により、基板１０４表面に凸凹形状を形成することは可能であるが、形成される凸凹の形状は均一性が低いことが明らかとなった。スパッタリング成膜によって凸凹形状を形成すると、基板１０４表面に到達する粒子のエネルギーや、粒径を揃えることが困難であり、周期性を持った凸凹形状を形成することは難しいことを示すものである。

この他に、Ａｒガス圧力、スパッタリング時の入射電力、成膜時間をそれぞれ変化させて試料を作製したが、何れの場合でも実施例１で得られた高い周期性を得ることはできなかった。

（比較例３）
本比較例では、実施例１において、供給源１０３の材料をＴａからＡｌに変更したこと以外は実施例１と全く同様の操作を行った。

供給源１０３のＡｌの形成に際しても、実施例１のＴａと同じ方法を用い、予めスパッタリング装置を用いてＡｌを基板支持部材１０２表面に膜厚１００ｎｍ形成し、これを供給源１０３として用いた。

図２３に、上記の方法で作製した比較例３の試料について、表面形状を３００ｎｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した結果を示す。

図２３に示すように、比較例２では実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る微粒子（凸凹形状）は見られず、１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差が２．１ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１３ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

また、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、参考例や比較例１と同様に、２次元スペクトラムには実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例２の試料では周期性を持った微粒子（凸凹形状）は形成されていないことが確認された。

本比較例で供給源１０３に用いたＡｌは、基板１０４に用いたＳｉと化合物を生成しない材料であり、更にＳｉよりも融点が低い。本比較例の結果は、供給源１０３に用いる材料と基板１０４の表面の材料とが化合物を生成する材料であること、及び、供給源１０３に用いる材料の融点が基板１０４表面の材料よりも高融点であることが望ましいことを示す結果である。

この他に、供給源１０３の材料として、難スパッタ材料であるＭｇＯについても検討し、Ａｌの場合と同様に、実施例１で得られた周期性を持った微粒子（凸凹形状）を形成することはできないことを確認した。即ち、基板１０４表面に対する他の元素供給が無い状態でも、周期性を持った微粒子（凸凹形状）を形成することはできないことを確認した。

（比較例４）
比較例４では、実施例１において、基板１０４をＳｉウエハから、Ｓｉウエハの表面を熱酸化した熱酸化Ｓｉウエハに変更したこと以外は実施例１と全く同じ操作を行った。

本実施例で使用した熱酸化Ｓｉウエハは、Ｓｉウエハを熱酸化し、表面から５００ｎｍ以上の厚さが酸化Ｓｉとなっている熱酸化Ｓｉウエハである。

図２４は、上記熱酸化Ｓｉウエハを基板１０４に用いて作製した比較例４の試料について、表面形状を３００ｎｍ角の走査範囲でＡＦＭを用いて観察した結果を示す。

図２４に示すように、比較例４では比較例１及び３と同様に、実施例１に示したようなナノメートルオーダーの周期性の有る微粒子（凸凹形状）は見られず、１μｍ角の走査範囲で観察した際の最大高低差が２．７ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．１９ｎｍと実施例１よりも小さな値であった。

また、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム及び２次元のパワースペクトル密度を求めた結果、参考例や比較例１〜３と同様に、２次元スペクトラムには実施例１で見られたようなリング状の明るい部分は見られず、パワースペクトル密度には明瞭なピークは現れなかった。これらの結果から、比較例４の試料においても周期性を持った微粒子（凸凹形状）は形成されていないことが確認された。

本比較例における基板１０４表面の酸化Ｓｉは、供給源１０３に用いたＴａと化合物を生成しない材料であり、本比較例の結果は、比較例２と共に、供給源１０３に用いる材料と基板１０４の表面の材料とは化合物を生成する材料であることが望ましいこと示す結果である。

（実施例２）
実施例２では、実施例１において９００秒間とした基板支持部材１０２に対する高周波電圧の印加時間を変化させたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

表１に、作製した試料表面のＡＦＭ観察結果（走査範囲：１μｍ角）から得られた、最大高低差Ｒｍａｘ、算術平均粗さＲａ、２次元のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）のグラフに現れる明瞭なピークの範囲、上記ピークの最高位置、及び基板１０４上に形成された微粒子の平均粒径Ｄ、のそれぞれについて、高周波電圧の印加時間と併せて示す。

表１に示すように、高周波電圧の印加時間が長くなるのに伴って、凸凹形状が高く（深く）なり、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のピークは長周期側へシフトした。ここで、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のグラフに現れる明瞭なピークは、試料表面に形成された凸凹形状の面内２次元方向の周期を表すので、ピークが長周期側へシフトすることは、凸凹形状が高い周期性を保ったまま、繰返し周期が長くなっていることを表している。

表１の結果から、高周波電圧の印加時間を変化させることにより、微粒子（凸凹形状）の高さ（深さ）を調整することが可能であると共に、高い周期性を保ったまま、用途に応じて容易に周期及び粒径を調整することが可能な製法であることが分かる。

尚、本発明に係る製法では、高周波電圧の印加時間は、例えば３０秒以上３６００秒以下の範囲内であることが特に望ましい。印加時間が３０秒以上である場合には、微粒子（凸凹形状）を高い周期性を持って表面に安定して成長させることができる。また、３６００秒以下であれば、高い周期性を持った微粒子（凸凹形状）を効率良く作製することが可能である。つまり、印加時間が３６００秒を超える場合であっても、高い周期性を持った微粒子（凸凹形状）を作製することは可能であるが、プロセス時間が長いために生産上非効率である。

（実施例３）
実施例３では、実施例１において２００Ｗとした入射電力を変化させたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

表２に、作製した試料表面のＡＦＭ観察結果（走査範囲：１μｍ角）から得られた、最大高低差Ｒｍａｘ、算術平均粗さＲａ、２次元のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）のグラフに現れる明瞭なピークの範囲、上記ピークの最高位置、及び、基板１０４上に形成された微粒子の平均粒径Ｄ、のそれぞれについて、高周波電圧を発生させるための入射電力、及び、印加時間と併せて示す。

表２に示した試料のうち、試料３−１〜３−３については、高周波電圧の印加時間を実施例１と同じ９００秒とし、試料３−４及び３−５については、３６００秒とした。他の作製条件については、何れの試料も実施例１と同じとした。

試料作製中の高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、入射電力を２００Ｗとした試料３−１及び３−５で８２０Ｖ〜８５０Ｖ、３００Ｗとした試料３−２で１０００Ｖ〜１０６０Ｖ、４００Ｗとした試料３−３で１１６０Ｖ〜１２２０Ｖ、１００Ｗとした試料３−４で５７０Ｖ〜６００Ｖ程度であった。

また、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は、入射電力を２００Ｗとした試料３−１及び３−５で−１１０Ｖ〜−１４０Ｖ、３００Ｗとした試料３−２で−１６０Ｖ〜−１９０Ｖ、４００Ｗとした試料３−３で−１９０Ｖ〜−２２０Ｖ、１００Ｗとした試料３−４で−７５Ｖ〜−９５Ｖ程度であった。

このように表２に示した試料は全て、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定されており、これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有するものであった。

表２の試料３−１〜３−３に示すように、入射電力が大きくなる（Ｖｐｐ及びＶｄｃの絶対値が大きくなる）のに伴って、凸凹形状が高く（深く）なり、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のピークは長周期側へシフトし、平均粒径が大きくなった。

ここで、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のグラフに現れる明瞭なピークは、試料表面に形成された凸凹形状の周期を表すので、ピークが長周期側へシフトすることは、凸凹形状が高い周期性を保ったまま、繰返し周期が長くなっていることを表している。

また、表２の試料３−４及び３−５の結果からも、入射電力が大きくなる（Ｖｐｐ及びＶｄｃの絶対値が大きくなる）のに伴って、凸凹形状が高く（深く）なり、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のピークは長周期側へシフトし、平均粒径が大きくなる様子が見られた。

以上の表２の結果から、入射電力を変化させる（高周波電圧のＶｐｐやＶｄｃを変化させる）ことにより、微粒子（凸凹形状）の高さ（深さ）を調整することが可能であり、高い周期性を保ったまま、用途に応じて容易に周期及び粒径を調整することが可能な製法であることが分かる。

本発明に係る製法では、高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、例えば１００Ｖ以上２０００Ｖ以下の範囲内とすることが特に望ましい。Ｖｐｐが１００Ｖ以上であれば、供給源１０３に衝突する不活性ガスイオンの運動エネルギーが十分高くなり、供給源１０３から供給材料を効率よく叩き出すことができ、基板１０４上に微粒子（凸凹形状）を安定して形成することができる。

一方、Ｖｐｐが２０００Ｖ以下であれば、基板１０４に衝突する不活性ガスイオンの運動エネルギーが大きくなりすぎることを抑制することができ、基板１０４に意図しないダメージを与え、不均一な凹凸形状が形成されることを抑制することができる。このため、基板１０４上に高い周期性の微粒子（凸凹形状）を安定して形成することができる。

（実施例４）
実施例４とでは、実施例１において８．６×１０^−２ＰａとしたＡｒガス導入時の圧力を変化させたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

表３に、作製した試料表面のＡＦＭ観察結果（走査範囲：１μｍ角）から得られた、最大高低差Ｒｍａｘ、算術平均粗さＲａ、２次元のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）のグラフに現れる明瞭なピークの範囲、上記ピークの最高位置、基板１０４上に形成された微粒子の平均粒径Ｄ、及び、微粒子粒径の標準偏差σのそれぞれについて、Ａｒガス導入時の圧力（ガス圧）及び入射電力と併せて示す。

表３に示した試料のうち、試料４−１、及び４−２については、入射電力の値を実施例１と同じ２００Ｗとし、試料４−３については３００Ｗとした。他の作製条件については、何れの試料も実施例１と同じとした。

試料作製中の高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は、ガス圧を８．６×１０^−２Ｐａとした試料４−１で８２０Ｖ〜８５０Ｖ、１．３×１０^−２Ｐａとした試料４−２で６４０Ｖ〜７２０Ｖ、１．３×１０^−２Ｐａとし、入射電力を３００Ｗとした試料４−３で７３０Ｖ〜８００Ｖ程度であった。

また、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は試料４−１で−１１０Ｖ〜−１４０Ｖ、試料４−２で−１６０Ｖ〜−１９０Ｖ、試料４−３で−２２０Ｖ〜−２５０Ｖ程度であった。このように表３に示した試料は全て、ＶｐｐがＶｄｃの絶対値よりも大きくなるように設定されており、これにより、高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有するものであった。

表３の試料４−１と４−２とを比較すると、試料４−２の方が凸凹形状が低く（浅く）なっており、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）のピークが短周期側に有り、平均粒径が小さくなった。

更に、試料４−１及び４−２の微粒子径の標準偏差σを比べると、ガス圧が低い試料４−２の方が標準偏差σが小さくなっていることが分かる。このことは低いガス圧力下で凸凹形状を形成することにより、微粒子の粒径分散を小さく抑えることができることを示している。

本製法において、凸凹形状を形成する際のガス圧範囲は、１．０×１０^−２Ｐａ以上１．０Ｐａ以下の範囲内であることが特に望ましい。ガス圧が１．０×１０^−２Ｐａ以上であれば、安定してプラズマ放電を得ることができる。また、１．０Ｐａ以下であれば、導入した不活性ガスが微粒子中に取り込まれることを抑制することができ、微粒子の均一性をより高くすることができる。

但し、供給源１０３から原子等を叩き出す方法が、本実施例に示したようなスパッタリング法ではなく、イオンビームや電子ビームを照射する方法や、加熱により分子を蒸発させる方法を選択する場合には、より低いガス圧力下で凸凹形状を安定形成することができる。場合によっては、Ａｒガス等の不活性ガスを導入せずに行っても構わない。

このように、供給源１０３から供給される原子等と、基板１０４表面の原子等との化合物が形成され、基板１０４上に微粒子として形成される際には、取り込まれる不純物の量が微粒子の均一性に大きな影響を及ぼすと考えられる。このため、微粒子を形成する際に用いる真空チャンバーの到達圧力はできるだけ低く（高真空状態に）して不純物を除外し、更に、プロセス時に導入する不活性ガスは最小限とし、且つ、高純度のガスを使用することが望ましい。

次に、試料４−３は、試料４−２と同じく１．３×１０^−２Ｐａのガス圧下で作製し、試料４−１と同じ平均粒径Ｄ（１０ｎｍ）が得られるところまで入射電力を大きくした（３００Ｗ）試料である。試料４−３を試料４−１と比べると、パワースペクトル密度グラフのピーク位置が、試料４−３の方が長周期側にあることが分かる。

即ち、試料４−３は試料４−１と同じ平均粒径を持つ微粒子が形成されていながら、その周期は試料４−１よりも長周期となっている。言い換えれば、試料４−３の方が、微粒子同士の間隔が広い形状となっている。これは、微粒子（凸凹形状）を形成する際のガス圧力を変化させることにより、形成される微粒子の粒径のみならず、微粒子の間隔を調整することができる製法であることを示す結果である。

加えて、試料４−３は、試料４−１と比べてＲｍａｘ及びＲａの値が大きく、基板１０４上に形成された微粒子の高さが高いことが分かる。このように、形成された微粒子の高さが高い試料を用いれば、実施例１３に後述するような、微粒子をマスクとして基板１０４をエッチングする場合に、安定したマスク効果を得ることができるので、より深いエッチングを行うことが可能となるという効果が得られる。

（実施例５）
実施例５では、実施例１において真空チャンバーに導入する不活性ガスとして用いたＡｒガスの替わりに同じ不活性ガスであるＸｅガスを用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

導入ガス種をＸｅガスに変更した場合においても、実施例１と同様に高い周期性を有する微粒子（凸凹形状）がＡＦＭ観察から確認され、実施例１と同様の最大高低差、及び算術平均粗さＲａが得られた。

具体的には、１μｍ角の範囲での最大高低差が５．３ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．５５ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。測定範囲が１μｍ角のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフからも、１１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れ、ピークが最も高い位置が１９ｎｍであった。

このように、導入ガスとしてＡｒガス以外の不活性ガスを用いた場合においても、実施例１と同様に高い周期性を有する微粒子（凸凹形状）が形成可能である。

（実施例６）
実施例６では、実施例１において基板１０４に用いたＳｉウエハの替わりに、Ｓｉウエハの表面を熱酸化した熱酸化Ｓｉウエハの表面に、Ｓｉ膜を７０ｎｍの膜厚で形成した基板を基板１０４として用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行った。

本実施例に用いた熱酸化Ｓｉウエハは、比較例４で用いた熱酸化Ｓｉウエハと同じものであって、Ｓｉウエハを熱酸化し、表面から５００ｎｍ以上の厚さが酸化Ｓｉとなっている熱酸化Ｓｉウエハである。

既に比較例４で示したように、基板１０４に熱酸化Ｓｉウエハを用いた場合には、基板１０４の表面が供給源１０３の材料（Ｔａ）と化合物を作らない酸化Ｓｉであるために、作製条件を実施例１と同じ条件にしても高周期性の微粒子（凸凹形状）が得られることは無かった。

これに対し、本実施例では、熱酸化Ｓｉウエハ上にＳｉ膜を形成しており、基板１０４の表面が、供給源１０３の材料（Ｔａ）と化合物を生成する材料（Ｓｉ）となっている点が比較例３とは異なる。

本実施例の基板１０４は、熱酸化Ｓｉウエハ上にスパッタリング法でＳｉ膜を７０ｎｍ成膜して作製した。到達真空度は５×１０^−５Ｐａとし、Ｓｉ成膜時にはＡｒガスを導入した。成膜時のガス圧力は７．５×１０^−２Ｐａとした。スパッタリングターゲットに用いたＳｉはＢがドープされ、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下のＳｉ単結晶ターゲットを用い、ＤＣスパッタリング法で成膜した。

上記のようにして、表面にＳｉ膜が形成された基板１０４を実施例１と同様に、予めスパッタリング装置を用いてＴａを膜厚１００ｎｍ形成した基板支持部材１０２上に保持した。

微粒子形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスは実施例１と同様にＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、１．３×１０^−２Ｐａとなるように設定した。高周波電源１０５から基板支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、入射電力が３００Ｗと一定となるように制御を行い、高周波電圧の印加時間は１０００秒間連続とした。試料作製中の高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は７３０Ｖ〜８００Ｖ程度、高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値（Ｖｄｃ）は−２２０Ｖ〜−２５０Ｖ程度であった。

本実施例の試料について、表面形状をＡＦＭで観察した結果（図２５）、及び、上記ＡＦＭ観察をもとに２次元スペクトラム（図２６（ａ））及び２次元のパワースペクトル密度（図２６（ｂ））を求めた結果について示す。

図２５には、３００ｎｍ角の走査範囲で試料表面を観察した結果の斜視図を示す。作製した試料の表面は１μｍ角の走査範囲での最大高低差が６．４ｎｍ、算術平均粗さＲａが０．７４ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

図２６（ａ）に示す２次元スペクトラムでは、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された凸凹形状が１３ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。

一方、図２６（ｂ）に示すパワースペクトル密度からも、１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２３ｎｍであった。

以上の結果から、本実施例で作製された凸凹形状は、１３ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認でき、基板１０４の表面が供給源１０３の材料（本実施例ではＴａ）と化合物を生成する材料（本実施例ではＳｉ）となっていれば高い周期性を有するナノオーダーの凸凹形状が形成できることが確認できた。

尚、本実施例のように、基板１０４の表面に供給源１３の材料と化合物を生成する材料を薄膜で形成する場合、基板１０４の表面が高周波電圧の印加によってエッチングされることを考慮に入れる必要がある。具体的には、凸凹形状を形成するプロセスの間で基板１０４からエッチングされる膜厚よりも厚い膜厚で表面に薄膜を形成しておく。これにより、エッチングによって薄膜が全て無くなり、プロセス中に下地材料が露出してしまうことを防ぐことができる。

また、本実施例においては、Ｂがドープされ、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下のＳｉ単結晶ターゲットを用いたが、高周期性の凸凹形状が形成できればよく、これに限るものではない。添加材料や添加量が異なっていてもよく、添加物を含まないものであっても構わない。また、スパッタリングで形成された膜は単結晶ではないため、ターゲット材が必ずしも単結晶である必要は無い。

また、本実施例においては、熱酸化Ｓｉウエハ上にＳｉ膜を形成した例について示したが、この他にも、ＳｉＯ_２基板、バリウムホウケイ酸ガラス基板、ポリカーボネート基板上にＳｉ膜を形成した場合でも同じように高周期性の微粒子（凸凹形状）が確認できた。

このように、高周期性の微粒子（凸凹形状）を得るためには基板１０４の母材は特に限定されるものではなく、基板１０４の表面（表面から深さ方向に数十ｎｍ程度の範囲）に形成されている材料種が重要であることが分かる。更に、不導体材料を基板１０４の母材として用いても高周期性の微粒子（凸凹形状）が得られたことから、基板支持部材１０２と基板１０４とは必ずしも電気的に導通していなくても構わない。

また、本実施例においては、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱又は基板冷却を行っても構わない。

（実施例７）
実施例７として、第２実施形態に示した遮蔽部材２０８を有する微粒子形成装置（図６）を用いて、高周期性の微粒子（凸凹形状）を作製した一例を示す。

本実施例においては、実施例１と同様に到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基板支持部材１０２にはステンレスを用いた。基板支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いて難スパッタ材料であるＭｇＯを膜厚３０ｎｍで形成し、高周波電圧印加時に基板支持部材１０２から基板１０４に対して原子等が供給され難いようにした。

このときのＭｇＯ膜は、基板支持部材１０２の基板１０４取り付け面全面に形成した。基板１０４は実施例１と同様に、ＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基板１０４の直径７６ｍｍとし、上記ＭｇＯ薄膜が形成された基板支持部材１０２上にバネ部材で固定した。供給源２０３であるスパッタリングターゲット材には直径１５２ｍｍのＴａを用いた。供給源２０３は、基板１０４と対向するように配置し、基板１０４までの距離を１６０ｍｍとした。遮蔽部材２０８はステンレスからなる直径２１６ｍｍ、厚み３ｍｍの円盤を使用し、供給源２０３と基板１０４とを結ぶ直線上に供給源２０３から３０ｍｍの位置に供給源２０３に対向させて配置した。遮蔽部材２０８は電気的に接地状態とした。

このような配置とするにより、供給源２０３からスパッタリングによって放出された原子等（Ｔａ）は、遮蔽部材２０８によって基板１０４に直線的に直接入射することが妨げられ、成膜雰囲気中に存在する不活性ガスや供給源２０３から放出された他の原子等に衝突して散乱された原子等や、遮蔽部材２０８に衝突して散乱又は回折したエネルギーの低い原子等が基板１０４に到達する。

微粒子形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、８．６×１０^−２Ｐａとなるように設定した。高周波電源１０５についても実施例１と同様に、周波数１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用し、高周波電源１０５から基板支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図６に示すように、高周波電源１０５の基板支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１側壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。

本実施例では、入射電力が２００Ｗとなるように印加した。本実施例で用いた基板支持部材１０２の基板１０４取り付け面の直径は５５０ｍｍであったので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．０８Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。これにより、凸凹形状を形成している時間中に、Ｖｄｃは−７０Ｖ〜−１４０Ｖの範囲で、Ｖｐｐは８２０Ｖ〜８５０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

高周波電圧の印加時間は６００秒間連続とした。供給源２０３にはＤＣスパッタリング電源を電気的に接続し、４５０Ｗの電力を投入して上記の高周波電圧の印加に併せて６００秒間Ｔａターゲットのスパッタリングを行った。Ｔａターゲットには直径１５２ｍｍのものを用いたので、ターゲットに投入された単位面積当たりの電力は、２．５Ｗ／ｃｍ^２に相当する。基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

本実施例の方法で微粒子（凸凹形状）を形成した基板１０４の表面について、ＡＦＭを用いて３００ｎｍ角の走査範囲で観察した結果を図２７に示す。

図２７に示すように、本実施例の方法を用いても、周期的な微粒子が並んだ表面形状が得られており、１μｍ角の走査範囲での最大高低差は７．３ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．７０ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

図２８には、作製した微粒子（凸凹形状）の基板面に平行な方向の周期性を確認するために、図２７に示す試料のＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したスペクトラム（図２８（ａ））、及び、２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフ（図２８（ｂ））をそれぞれ示す。

図２８（ａ）の結果から、１１ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された凸凹形状が１１ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板面に平行な方向に等方的に配置されている。

一方、図２８（ｂ）に示すパワースペクトル密度からも、１１ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２０ｎｍであった。以上の結果から、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１１ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認できた。

尚、本実施例においても、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱又は基板冷却を行っても構わない。

（実施例８）
実施例８として、第３実施形態に示した微粒子形成装置（図７）を用いて、高周期性の微粒子（凸凹形状）を作製した一例を示す。

本実施例においては、実施例１と同様に到達真空度が５×１０^−５Ｐａの真空チャンバー１０１を用い、基板支持部材１０２にステンレスを用いた。基板支持部材１０２表面には、予めスパッタリング装置を用いて難スパッタ材料であるＭｇＯを膜厚３０ｎｍで形成し、高周波電圧印加時に基板支持部材１０２から基板１０４に対して原子等が供給され難いようにした。このときのＭｇＯ膜は、基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面全面に形成した。

基板１０４は実施例１と同様に、ＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基板１０４の直径７６ｍｍとし、上記ＭｇＯ薄膜が形成された基板支持部材１０２上にバネ部材で固定した。供給源２０３であるスパッタリングターゲット材には直径１５２ｍｍのＴａを用いた。供給源２０３と基板１０４とは互いの表面が平行となるように配置し、図７中の角度θが５５度となるように配置した。供給源２０３と基板支持部材１０２との距離は１６０ｍｍとした。

微粒子形成時に真空チャンバー１０１に導入する不活性ガスはＡｒガスとし、ガス導入時の圧力が、１．７×１０^−２Ｐａとなるように設定した。

高周波電源１０５についても実施例１と同様に、周波数１３．５６ＭＨｚであり１ｋＷまでの電力印加が可能な電源を使用し、高周波電源１０５から基板支持部材１０２への高周波電圧の印加に際しては、図７に示すように、高周波電源１０５の基板支持部材１０２側と反対側が電気的に接地され、真空チャンバー１０１側壁と同電位となるように接続し、入射電力が一定となるように制御を行った。

本実施例では入射電力が４００Ｗとなるように印加した。本実施例で用いた基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面の直径は５５０ｍｍであるので、入射電力の単位面積当たりの大きさは０．１７Ｗ／ｃｍ^２に相当する。加えて、整合器１０６で調整を行い反射電力は５Ｗ以下とした。これにより、微粒子（凸凹形状）を形成している時間中に、Ｖｄｃは−２５９Ｖ〜−３００Ｖの範囲で、Ｖｐｐは１０００Ｖ〜１０８０Ｖの範囲で、それぞれ変化した。これは、印加した高周波電圧が接地電圧に対して正及び負の両方の成分を有する状態である。

高周波電圧の印加時間は３００秒間連続とした。供給源２０３にはＤＣスパッタリング電源を電気的に接続し、２０Ｗの電力を投入して上記高周波電圧印加に併せて３００秒間Ｔａターゲットのスパッタリングを行った。Ｔａターゲットには直径１５２ｍｍのものを用いたので、ターゲットに投入された単位面積当たりの電力は、０．１１Ｗ／ｃｍ^２に相当する。基板支持部材１０２における基板１０４取り付け面と、これと対向する真空チャンバー１０１壁との距離は２００ｍｍとした。

本実施例の方法で微粒子（凸凹形状）を形成した基板１０４の表面形状について、ＡＦＭを用いて３００ｎｍ角の走査範囲で観察した結果を図２９に示す。

図２９に示すように、本実施例の方法を用いても、周期的な微粒子が並んだ表面形状が得られており、１μｍ角の走査範囲での最大高低差は５．７ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．６３ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

図３０には、作製した微粒子（凸凹形状）の基板面に平行な方向の周期性を確認するために、図２９に示した試料のＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したスペクトラム（図３０（ａ））、及び、２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフ（図３０（ｂ））をそれぞれ示す。

図３０（ａ）の結果から、１５ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１５ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板面に平行な方向に等方的に配置されている。

一方、図３０（ｂ）に示したパワースペクトル密度からも、１５ｎｍ〜３８ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２５ｎｍであった。

以上の結果から、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１５ｎｍ〜３８ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認できた。

尚、本実施例においても、基板加熱及び基板冷却を行わなかったが、形成される微粒子のサイズや間隔を調整するために、基板加熱又は基板冷却を行っても構わない。

（実施例９）
実施例９として、第３実施形態において、供給源２０３の基板１０４に最も近い端部と基板１０４の供給源２０３に最も近い端部とを結んだ直線と、供給源２０３の表面の延長線との成す角度θを変化させた例を示す。具体的には、図７に示した微粒子形成装置３１において、基板１０４の位置を、基板１０４表面の延長線上で（即ち、基板１０４を平行移動させて）変化させ、角度θを変化させた。基板１０４の位置を変化させたこと以外は実施例８と同様の操作を行った。

まず、角度θが５５度を超える場合には、作製した試料の表面は凸凹形状が形成されているものの、基板１０４上で成長した粒子同士が結合し、基板１０４の面方向にランダムに細長く繋がった形状となっていた。このときのＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフからは、明瞭なピークは見られず、高い周期性は得られなかった。

これは、基板１０４に対して供給源２０３からの原子等（Ｔａ）が直接供給されたために、基板１０４へ到達した際の原子等の運動エネルギーが大きすぎ、基板１０４上で形成された微粒子が隣接する微粒子と衝突し、これら微粒子同士が不規則に結合したことによるものと考えられる。

一方、角度θが２５度〜５５度の範囲では、実施例８に示した結果と同様に、パワースペクトル密度のグラフに明瞭なピークが現れ、高い周期性を持った微粒子（凸凹形状）が形成されていることが確認された。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

本検討を行った装置では装置構成上、角度θを２５度よりも小さくすることが不可能であったが、更に角度θを小さくした場合でも、必要に応じて供給源２０３に投入する電力を調整し、高い周期性を持った微粒子（凸凹形状）を作製することができる。

（実施例１０）
実施例１〜９では、基板１０４の表面材料としてＳｉを、供給される材料（供給源１０３又は２０３）としてＴａを、それぞれ用いた例について示したが、これ以外にも化合物を生じ易く、基板上でナノメートルオーダーの微粒子を形成できる材料を選択すれば同様の結果が得られる。本実施例では、第１〜第３の実施形態に適用可能な材料の組み合わせについて示す。

図３１〜図３３に、第１〜第３の実施形態に適用可能な材料のいくつかの例についての二元状態図を示す（Ｂｉｎａｒｙ Ａｌｌｏｙ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ Ｖｏｌｕｍｅ３ １９９０年、ＡＳＭ）。

図３１には、実施例１〜９で用いたＳｉとＴａとの二元状態図を、図３２にはＳｉとＷとの二元状態図を、図３３にはＳｉとＭｏとの二元状態図をそれぞれ示す。

図３１から分かるように、実施例１〜９で用いたＳｉとＴａとの組み合わせは、ＳｉとＴａとの比率を変化しながら幅広い組成範囲で化合物が形成されるため、化合物が生成され易い系であることが分かる。

また、図３２に示すＳｉ及びＷ、図３３に示すＳｉ及びＭｏについても同様に、幅広い組成範囲で化合物が生成される系であることが分かる。この他、上記文献の二元状態図によれば、Ｓｉに替えてＧｅやＡｌを適用した場合や、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏに替えて元素周期表上でこれらの材料と同じ又は周辺の族に属する材料を用いた場合の組み合わせにおいて、化合物が生成され易いことが分かる。

このような化合物が生成され易い組み合わせとして、必ずしも以下の範囲に限定するものではないが、元素周期表の３族〜６族に属する元素を主体とする材料と、１３族〜１５族に属する元素を主体とする材料との組み合わせを選択することが好ましい。更に、基板１０４表面に対して馴染まない性質を高めるためには、生成される化合物の融点が高く、生成される化合物の融点と基板１０４の表面を構成する材料（元素）の融点との温度差が大きいことが概ね望ましい。

このことから、供給源１０３（２０３）に適用する材料として、３族〜６族に属する高融点材料である、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選ばれる元素を主体とする材料とするか、又はこれらの合金を主体とする材料を用い、基板１０４の表面材料として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅから選ばれる元素を主体とする材料、又はこれらの合金を主体とする材料を用いることが特に望ましい。また、上記供給源１０３（２０３）に適用する材料は、上記の供給源１０３（２０３）に好適な材料と上記基板１０４表面材料に好適な材料との化合物であっても構わない。

（実施例１１）
実施例１０に示した、第１〜第３の実施形態に適用可能な材料の組み合わせの一例として、基板１０４にＳｉを、供給源１０３にＷを用いた場合について実際に試料を作製した結果を実施例１１として示す。

本実施例では実施例１に記載の作製方法を用いたが、供給源１０３としてＴａの替わりにＷを用いたこと以外に、真空チャンバー１０１の到達真空度を８．５×１０^−５Ｐａ、Ａｒガス導入時の圧力を１．３×１０^−１Ｐａ、高周波電源１０５の入射電力を１００Ｗとした点が実施例１とは異なる。

本実施例の試料の表面形状について、ＡＦＭを用いて３００ｎｍ角の走査範囲で観察した結果を図３４に示す。

図３４に示すように、供給源１０３にＷを用いた場合でも、周期的な微粒子が並んだ表面形状が得られており、１μｍ角の走査範囲での最大高低差は４．０ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．３４ｎｍであった。また、微粒子は互いに孤立して形成されている様子が見られた。

図３５には、作製した微粒子（凸凹形状）の基板１０４面に平行な方向の周期性を確認するために、図３４に示した試料のＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したスペクトラム（図３５（ａ））、及び２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフ（図３５（ｂ））をそれぞれ示す。

図３５（ａ）の結果から、１２ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１２ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板面に平行な方向に等方的に配置されている。

一方、図３５（ｂ）に示すパワースペクトル密度からも、１２ｎｍ〜３１ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２０ｎｍであった。

以上の結果から、本実施例で作製された微粒子（凸凹形状）が１２ｎｍ〜３１ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認できた。

本実施例で供給源１０３に用いたＷは、融点が３３８７℃程度であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは３４６８ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。

これに対し、基板１０４に用いたＳｉは、融点が約１４１４℃であり、２９８Ｋにおける表面エネルギーは１１０７ｅｒｇ／ｃｍ^２程度であることが知られている。このように、本実施例で用いた材料（元素）の組み合わせは、供給源１０３に用いた材料（元素）の表面エネルギーが基板１０４表面の材料（元素）の表面エネルギーに比べて高く、基板１０４上に形成される微粒子が基板１０４表面に対して馴染まない性質を示すような材料（元素）の組み合わせとなっている。

（実施例１２）
本実施例では、第４実施形態に示した基板１０４に予め段差を形成し、微粒子を一列に配列させる方法について、実際に試料を作製した例について示す。

本実施例においては、基板１０４として、実施例１と同じくＢがドープされたＰ型Ｓｉウエハ（面方位（１００））を用いた。基板１０４にはフォトリソグラフィとＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）とを用いて段差を形成した。

具体的には、フォトレジストを基板１０４上に膜厚１μｍで塗布して乾燥させた後、Ｘｅランプを光源とするフォトリソグラフィ装置で幅が約１μｍのライン形状を露光した。続いて、露光部分を現像し、ＲＩＥ装置に取り付けてＣＨＦ_３とＳＦ_６との混合ガス雰囲気中で上記レジストをマスクとして基板１０４にライン状の段差を形成した。基板１０４に形成された段差は高さ（深さ）が約１５ｎｍ、側壁の底面に対する傾斜角は最も急峻な箇所で１６度（即ち、側壁と底面とがなす角度が１０６度）であった。

続いて、上記の段差が形成された基板１０４を真空チャンバー１０１に入れ、実施例１に記載した微粒子形成方法と同じ方法を用いて基板１０４上に微粒子を形成し、高周期性の凸凹形状を得た。

図３６に、本実施例の方法で作製した高周期性凸凹形状のＡＦＭ像を示す。

図３６に示すように、形成した段差に沿って微粒子が一列に配列している様子が分かる（図３６中の四角で囲んだ領域）。また、段差の裾（底部）付近でこのような配列が見られていることから、段差の高さ（深さ）は必ずしも今回作製した１５ｎｍを必要とするものではなく、微粒子の高さ程度（約３ｎｍ）有れば十分である。また、微粒子の配列が見られた段差の裾（底部）近傍の底面に対する傾斜角は約１０度であり、微粒子の配列に際しては傾斜角が１０度程度あれば十分である。

尚、本実施例では、凹部幅が１μｍ程度の段差を形成した例について示したが、凹部幅、凸部幅ともに、微粒子の直径程度まで小さくしても構わない。

（実施例１３）
実施例１３として、第１実施形態に記載の微粒子の形成方法を用いて、高周期性の凸凹形状を形成した基板１０４に対し、第５実施形態に記載のエッチングを実際に施して、微粒子の凸凹形状の高さ（深さ）を高くした例について示す。

本実施例においては、エッチング処理を施す対象の試料として、実施例４に記載の試料４−３（微粒子形成時のＡｒガス圧：１．３×１０^−２Ｐａ、入射電力：３００Ｗ、高周波電圧印加時間：９００秒）を用いた。

上記試料４−３を、平行平板型のＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置に入れ、ＣＨＦ_３とＳＦ_６との混合ガス雰囲気中でＲＦプラズマを立たせ、凸凹形状の凸部（微粒子）をマスクとした凹部（基板１０４）の異方性エッチングを行った。

本実施例において、ＣＨＦ_３ガスとＳＦ_６ガスとの混合比は１：２とし、５．０Ｐａの雰囲気中でプラズマを発生させた。ＲＦ電源の入射電力は３０Ｗとし、反射電力を１Ｗ以下に抑えた状態で２０秒間のエッチング処理を行った。

本実施例の試料の表面形状について、ＡＦＭを用いて３００ｎｍ角の走査範囲で観察した結果を図３７に示す。

図３７に示すように、エッチング処理を行った後においても、周期的な微粒子が並んだ表面形状が得られており、１μｍ角の走査範囲での最大高低差は１４．４ｎｍ、算術平均粗さＲａは１．８７ｎｍと、エッチング前の試料４−３（最大高低差は７．２ｎｍ、算術平均粗さＲａは０．７０ｎｍ）に比べて凸凹形状の高さ（深さ）が高く（深く）なっていた。即ち、凸部（形成された微粒子）をマスクとして、凹部（基板１０４の表面材料）をエッチングできることが確認できた。

図３８には、エッチング後の試料のＡＦＭ測定結果（走査範囲：１μｍ）を２次元フーリエ変換したスペクトラム（図３８（ａ））、及び２次元フーリエ変換したパワースペクトル密度のグラフ（図３８（ｂ））をそれぞれ示す。

図３８（ａ）の結果から１６ｎｍ〜４５ｎｍの範囲に相当する周波数の範囲でリング状の明るい部分が見えており、本実施例で作製された凸凹形状が１６ｎｍ〜４５ｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが明らかとなった。またリング状であることから基板１０４面に平行な方向に等方的に配置されている。

一方、図３８（ｂ）に示したパワースペクトル密度からも、１６ｎｍ〜４５ｎｍの範囲に明瞭なピークが現れており、ピークが最も高い位置が２９ｎｍであった。以上の結果から、本実施例で作製された試料では、エッチング処理後においても１６ｎｍ〜４５ｎｍの極めて狭い範囲で強い周期性を有していることが確認できた。

また、ＡＦＭ観察結果から、凸部の側壁の基板１０４表面に対する傾斜角を求めた結果、試料４−３では、傾斜が最も大きくなる箇所で３０度であったのに対し、本実施例のエッチング後の試料では、５８度と大きくなっていることが確認できた。このように、凸部（形成された微粒子）をマスクとして、凹部（基板１０４の表面材料）をエッチングすることにより、凸凹形状の高さ（深さ）が高く（深く）なるのみならず、側壁の傾斜角も大きくすることが可能である。

また、本実施例の結果から、実施例１に示したオージェ分光法の結果と併せて、基板１０４の表面に形成された微粒子にＲＩＥに対するエッチング耐性の高いＴａ（供給源１０３の構成元素）が含まれていることが確認できた。

（実施例１４）
実施例１４として、第６実施形態に示した製造方法を用いて、磁気記録媒体を作製した例について示す。尚、ここでは、第６実施形態において図８（ａ）〜（ｃ）に示した磁気記録媒体の製造工程を用いて作製した磁気記録媒体６５１について示す。

本実施例において、基板１０４には、ハードディスク媒体の基板として一般的に用いられるガラスディスクを適用し、この表面にＢがドープされたＳｉ膜をスパッタリング法により膜厚７０ｎｍで形成した。

まず、図８（ａ）の工程として、基板１０４の母材（ガラスディスク）が異なること以外は、実施例６と全く同じ方法で、基板１０４表面に高い周期性を有する微粒子６１０を形成させた。このとき得られた微粒子６１０は、実施例６と同じように１３ｎｍ〜３８ｎｍの範囲で強い周期性を示すものであった。

続いて、図８（ｂ）の工程として、実施例１３に示した方法を用いて、微粒子６１０をマスクとしたエッチング処理を施した。本実施例では、実施例１３と同様にＣＨＦ_３ガスとＳＦ_６ガスとの混合比を１：２とし、５．０Ｐａの雰囲気中でプラズマを発生させた。また、ＲＦ電源の入射電力は３０Ｗとし、反射電力を１Ｗ以下に抑えた状態で１２秒間のエッチング処理を行った。その結果、実施例１３と同様に、１μｍ角のＡＦＭ走査範囲で最大高低差が１５ｎｍ程度の凸凹形状が得られた。

続いて、図８（ｃ）の工程として、記録層６１１にＴｂＦｅＣｏからなる記録層（磁性膜）６１１を膜厚１５ｎｍで形成し、続いて保護層６１２としてＡｌＮを膜厚５ｎｍで形成した。上記記録層６１１として用いたＴｂＦｅＣｏは、凸凹形状を形成していないＳｉ基板上における特性が、補償温度が室温（２５℃）以下であり、２５℃における保磁力が１．５ｋＯｅ（０．１２Ａ／ｍ）、キュリー温度が１８０℃となるように組成比を調整したものである。

上記の工程で作製した磁気記録媒体６５１について、基板１０４面に垂直な方向に２０ｋＯｅ１．６Ａ／ｍ）の磁界を印加した後、磁界を掃引しながら極性を反転させると共に、磁界の大きさを徐々に減少させていく交流消磁（ＡＣイレーズ）を行った。上記交流消磁後の磁気記録媒体６５１についてＭＦＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、記録層６１１に形成された磁区の観察を行った。上記のＭＦＭ観察は、ＡＦＭ観察と同じく、Ｖｅｅｃｏ社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅ ＤＩ−３１００を用いて行った。

図３９（ａ）に、図３４の工程で作製した本実施例の磁気記録媒体６５１についてのＭＦＭ像を示す。図３９（ｂ）に、比較用として、本実施例に用いたものと同じガラスディスク上に、微粒子６１０の形成やエッチングを行わずに、記録層６１１と保護層６１２とを形成した磁気記録媒体についてのＭＦＭ像を併せて示す。

上記比較用の記録層６１１及び保護層６１２は、本実施例の記録層６１１及び保護層６１２と同じ材料、同じ膜厚とした。また、比較用の磁気記録媒体についても本実施例の磁気記録媒体６５１と同様に、交流消磁（ＡＣイレーズ）を行った後にＭＦＭ観察を行った。尚、図３９（ａ）及び（ｂ）における明暗は、記録層６１１から発生する基板面に垂直な方向の磁界の大きさに対応しており、明るい部分及び暗い部分が記録層６１１に形成された磁区に相当する。

図３９に示す結果から、図３９（ｂ）の比較用の磁気記録媒体では、３００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の周期を中心として磁区が形成され（磁化反転が生じており）、観察した範囲で最も小さな磁区は直径が約２００ｎｍであった。

これに対し、図３９（ａ）に示す本実施例の磁気記録媒体６５１では、７０ｎｍ〜１２０ｎｍ程度の周期を中心として磁区が形成され（磁化反転が生じており）、観察した範囲で最も小さな磁区は直径が約５０ｎｍと、比較用に比べて磁区のサイズを１／４程度に減少させることができた。

これは、本実施例の磁気記録媒体６５１では記録層６１１の下地として高周期性の微粒子（凸凹形状）が形成されているので、記録層６１１に対してピニング効果が働いていることが原因と考えられる。即ち、凸凹形状が無ければ、本来３００ｎｍ〜５００ｎｍのサイズで同じ向きに結合して磁区を形成する特性の記録層６１１が、上記サイズよりも小さな周期の微粒子（凸凹形状）が存在することによって、上記の３００ｎｍ〜５００ｎｍのサイズで同じ向きに結合することを阻害されて、小さな磁区の状態で安定保持されていると考えられる。

図３９（ａ）に示したＭＦＭ像からは、記録層６１１の下地として形成した微粒子（凸凹形状）の周期（直径２５ｎｍ前後）に対応するわずかな明暗の変化も見られており、本実施例の磁気記録媒体６５１で実現された磁区の微細化が、下地の微粒子（凸凹形状）に起因していることが明らかである。

更に、下地の微粒子（凸凹形状）が高い周期性を有しているので、高い周期性を持たない下地を適用する場合に比べて、形成される磁区サイズの分散を小さくすることができる。これにより、磁気記録媒体に対して磁気情報の記録再生を行う際に、記録ビットが均一なサイズで形成され、再生信号品質を高めることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み併せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、磁界を利用して磁気情報を記録する通常の磁気記録方式や、光又は熱と磁界とを利用して磁気情報を記録する光磁気記録方式や、光（熱）アシスト磁気記録方式等に適用することができる。具体的には、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスク等ディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系等の記録媒体の製造に広く適用することができる。更には、外部から取り込んだ検体を分析するセンサー素子の製造や、カーボンナノワイヤーやカーボンナノチューブに代表されるナノワイヤーやナノチューブの製造に適用することができる。

本実施の形態に係る微粒子形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る微粒子を形成するために用いられる高周波電圧の波形の一例を示すグラフである。 本実施の形態に係る微粒子形成装置の他の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る微粒子形成装置の更に他の一例の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の他の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の更に他の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の更に他の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の更に他の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法の更に他の一例を示す断面工程図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例１の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例１の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例１の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 参考例の基板表面を観察したＡＦＭ像である。 （ａ）は参考例の基板のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 比較例１の試料表面を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は比較例１の試料表面のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 比較例２の試料表面を観察したＡＦＭ像である。 （ａ）は比較例２の試料表面のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 比較例３の試料表面を観察したＡＦＭ像を示す図である。 比較例４の試料表面を観察したＡＦＭ像を示す図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例６の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例６の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例７の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例７の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例８の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例８の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 ＴａとＳｉとの二元状態図である。 ＳｉとＷとの二元状態図である。 ＭｏとＳｉとの二元状態図である。 本実施の形態に係る微粒子形成方法を用いて形成した、実施例１１の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例１１の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 第４実施形態の微粒子配列方法を用いて配列させた実施例１２の微粒子形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 第４実施形態のエッチング方法を用い、エッチングを行った実施例１３の凸凹形状を観察したＡＦＭ像を示す図である。 （ａ）は実施例１３の微粒子形状のＡＦＭ測定結果を２次元フーリエ変換したスペクトラムを示す図であり、（ｂ）はパワースペクトル密度を示す図である。 （ａ）は実施例１４の磁気記録媒体のＭＦＭ像を示す図であり、（ｂ）は比較用の磁気記録媒体のＭＦＭ像を示す図である。

符号の説明

１１ 微粒子形成装置
１１’ 微粒子形成装置
１１’’ 微粒子形成装置
１１’’’ 微粒子形成装置
２１ 微粒子形成装置
３１ 微粒子形成装置
１０１ 真空チャンバー
１０２ 基板支持部材
１０２ａ 内周支持部材（基板支持部材）
１０２ｂ 外周リング（基板支持部材）
１０３ 供給源
２０３ 供給源
１０４ 基板
１０５ 高周波電源
１０６ 整合器
１０７ 真空ポンプ
１０９ ガス配管（不活性ガス導入手段）
２０８ 遮蔽部材
３０９ 放電プラズマ
６１０ 微粒子
６１１ 記録層（磁性膜）
６１２ 保護層
６１３ 化合物生成層
６１４ 第１の転写用基板（第１の転写材料）
６１５ 第１の樹脂層
６１６ 第２の転写用基板（第２の転写材料）
６１７ 第２の樹脂層
６５１〜６５６ 磁気記録媒体

Claims (20)

1. 不活性ガス存在下で、基板に、当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を、原子若しくは分子の状態で供給源から供給することにより、当該基板上に微粒子を形成する微粒子形成方法であり、
   上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置され、
   正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加することを特徴とする微粒子形成方法。
2. 上記基板表面の構成材料が、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＡｌからなる群から選択される何れか１つの元素を主体とする材料、若しくは当該材料の合金を主体とする材料であり、
   上記供給材料が、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＷからなる群から選択される何れか１つの元素を主体とする材料若しくは当該材料の合金を主体とする材料、又はこれらの材料と上記基板表面の構成材料との合金を主体とする材料、であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子形成方法。
3. 上記基板への供給材料の供給がスパッタリングによって行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の微粒子形成方法。
4. 上記基板が、上記供給源に対するスパッタリングに伴って発生するプラズマ発光領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の微粒子形成方法。
5. 上記供給源が、上記基板を支持する基板支持部材上に形成されていること、又は当該基板支持部材の少なくとも一部が上記供給源で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の微粒子形成方法。
6. 上記基板と上記供給源との間に、上記供給材料が上記基板表面に直線的に入射することを防ぐための遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項
   に記載の微粒子形成方法。
7. 微粒子が形成される上記基板表面が段状となっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の微粒子形成方法。
8. 微粒子が形成される上記基板表面には、磁性膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の微粒子形成方法。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子をマスクとして、上記基板をエッチングすることを特徴とする凸凹形状形成方法。
10. 請求項１〜８の何れか１項に記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子の形状、又は請求項９に記載の凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の転写材料に転写する工程と、
    上記第１の転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第１の転写材料をエッチングする工程と、
    を含むことを特徴とする凸凹形状形成方法。
11. 請求項１〜８の何れか１項に記載の微粒子形成方法を用いて形成した微粒子の形状、又は、請求項９に記載の凸凹形状形成方法を用いて形成した凸凹形状を、第１の転写材料に転写する工程と、
    上記第１の転写材料に転写された形状を第２の転写材料に転写する工程と、
    上記第２の転写材料に転写された形状をマスクとして、上記第２の転写材料をエッチングする工程と、
    を含むことを特徴とする凸凹形状形成方法。
12. 上記第１の転写材料における凸凹形状が転写される表面には、磁性膜が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の凸凹形状形成方法。
13. 上記第２の転写材料における凸凹形状が転写される表面には、磁性膜が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の凸凹形状形成方法。
14. 請求項１〜７の何れか１項に記載の微粒子形成方法、又は請求項９〜１１の何れか１項に記載の凸凹形状形成方法を用いて、表面に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、
    上記基板における凸凹形状が形成された面上に磁性膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
15. 請求項８に記載の微粒子形成方法、又は請求項１２又は１３に記載の凸凹形状形成方法を用いて、磁性膜上に凸凹形状が形成された基板を作製する工程と、
    上記凸凹形状をマスクとして、上記磁性膜をエッチングする工程と、
    上記凸凹形状を除去する工程と、
    上記磁性膜上に保護層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
16. 不活性ガス導入手段と、
    基板を支持する基板支持部材と、
    当該基板表面の構成材料と化合物を生成可能な供給材料を供給する供給源と、
    上記供給源から上記供給材料を原子若しくは分子の状態で発生させる供給材料発生手段と、
    を備える、基板上に微粒子を形成する微粒子形成装置であり、
    正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、上記基板及び上記支持部材の少なくとも一方に対して印加する高周波電源を備え、
    上記供給源は、上記微粒子を形成する基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置されていることを特徴とする微粒子形成装置。
17. 上記供給源が、上記基板を支持する基板支持部材上に形成されていること、又は当該基板支持部材の少なくとも一部が上記供給源で形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の微粒子形成装置。
18. 上記供給材料が上記基板表面に直線的に入射することを防ぐための遮蔽部材を更に備えていることを特徴とする請求項１６に記載の微粒子形成装置。
19. 上記供給材料発生手段がスパッタリングにより供給材料を発生させる手段であることを特徴とする請求項１６〜１８の何れか１項に記載の微粒子形成装置。
20. 請求項１６〜１９の何れか１項に記載の微粒子形成装置を備えていることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。