JP2010270367A - In-line type film-forming apparatus and method of producing magnetic recording medium - Google Patents

In-line type film-forming apparatus and method of producing magnetic recording medium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-line type film-forming apparatus capable of conveying carrier at a high speed. <P>SOLUTION: The in-line type film-forming apparatus comprises: a plurality of chambers 2 for performing film-forming processing; carriers 4 for retaining base plates serving as objects to be film-formed in the plurality of chambers 2; and a conveyance mechanism 5 which successively conveys the carriers 4 between the plurality of chambers 2, wherein the conveyance mechanism 5 has a plurality of permanent magnets 22 arranged side by side on the under side of the carriers 4, has a plurality of electromagnets 23 arranged side by side in the conveyance direction of the carriers 4 oppositely to the plurality of permanent magnets 22 and is provided with a driving mechanism 20 which supplies a power to the magnets 23, thereby, magnetically combines the electromagnets 23 and the permanent magnets 22 and, at the same time, drives the carriers 4 in non-contact state. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、複数のチャンバの間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜等の処理を行うインライン式成膜装置、並びにそのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法に関する。   The present invention relates to an in-line type film forming apparatus that performs processing such as film forming while sequentially transferring a substrate to be formed between a plurality of chambers, and a magnetic recording medium using such an in-line type film forming apparatus. It relates to a manufacturing method.

近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、HDD(ハードディスクドライブ)では、MRヘッドやPRML技術などの導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、さらに、近年ではGMRヘッドやTuMRヘッドなども導入され、1年に約100%ものペースで面記録密度が増加を続けている。   In recent years, the application range of magnetic recording devices such as magnetic disk devices, flexible disk devices, and magnetic tape devices has been remarkably increased, and the importance has increased, and the recording density of magnetic recording media used in these devices has increased. Significant improvements are being made. Particularly in HDDs (hard disk drives), since the introduction of MR heads and PRML technology, the increase in surface recording density has become even more severe, and in recent years, GMR heads and TuMR heads have also been introduced. The surface recording density continues to increase at a pace of%.

一方、HDDの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が従来の面内磁気記録方式(磁化方向が基板面に平行な記録方式)に代わる技術として、近年急速に利用が広まっている。この垂直磁気記録方式では、情報を記録する記録層の結晶粒子が基板に対して垂直方向に磁化容易軸を持っている。磁化容易軸とは、磁化の向き易い方向を意味し、一般的に用いられているCo合金の場合、Coのhcp構造の(0001)面の法線に平行な軸(c軸)である。垂直磁気記録方式は、このような磁性結晶粒子の磁化容易軸が垂直方向にあることにより、高記録密度が進んだ際にも、記録ビット間の反磁界の影響が小さく、静磁気的にも安定しているという特徴がある。   On the other hand, as a magnetic recording system for HDDs, the so-called perpendicular magnetic recording system has been rapidly used in recent years as a technique to replace the conventional in-plane magnetic recording system (recording system whose magnetization direction is parallel to the substrate surface). In this perpendicular magnetic recording system, crystal grains in the recording layer for recording information have an easy axis of magnetization in the direction perpendicular to the substrate. The easy magnetization axis means a direction in which the magnetization is easily oriented. In the case of a commonly used Co alloy, it is an axis (c axis) parallel to the normal line of the (0001) plane of the Co hcp structure. In the perpendicular magnetic recording method, since the easy axis of magnetization of such magnetic crystal grains is in the perpendicular direction, the influence of the demagnetizing field between the recording bits is small even when the high recording density is advanced, and also in magnetostatic manner. It is characterized by being stable.

垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層(配向制御層)、記録磁性層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑膜を塗布形成する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層と呼ばれる磁性膜が下地層の下に設けられている。下地層や中間層は、記録磁性層の特性をより高める目的で形成される。具体的には、記録磁性層の結晶配向を整えると同時に、磁性結晶の形状を制御する働きがある。   A perpendicular magnetic recording medium is generally formed on a nonmagnetic substrate in the order of an underlayer, an intermediate layer (orientation control layer), a recording magnetic layer, and a protective layer. Further, in many cases, a lubricating film is applied to the surface after forming a protective layer. In many cases, a magnetic film called a soft magnetic underlayer is provided under the underlayer. The underlayer and the intermediate layer are formed for the purpose of further improving the characteristics of the recording magnetic layer. Specifically, it functions to adjust the crystal orientation of the recording magnetic layer and at the same time to control the shape of the magnetic crystal.

上述した磁気記録媒体は、主にスパッタリング法を用いて形成された複数の薄膜を積層して構成されている。このため、磁気記録媒体は、このような磁気記録媒体を構成する各薄膜を成膜する複数のチャンバ(処理装置)を、ゲートバルブを介して一列に接続したインライン式成膜装置を用いて製造されるのが一般的である。ここで、各チャンバは、一対の電極を有する反応容器と、反応容器内にガスを導入するガス導入管と、反応容器内のガスを排気する真空ポンプ等を有して構成される。このインライン式成膜装置では、処理対象となる基板が、各チャンバ内に順次搬送され、各チャンバ内で所定の薄膜が成膜される。したがって、インライン式成膜装置では、基板を一巡させることにより、基板上にチャンバの数に応じた数の薄膜を成膜することができる(例えば、特許文献1を参照。)。   The magnetic recording medium described above is configured by laminating a plurality of thin films formed mainly using a sputtering method. For this reason, the magnetic recording medium is manufactured using an in-line type film forming apparatus in which a plurality of chambers (processing apparatuses) for forming each thin film constituting such a magnetic recording medium are connected in a row through a gate valve. It is common to be done. Here, each chamber includes a reaction container having a pair of electrodes, a gas introduction pipe for introducing gas into the reaction container, a vacuum pump for exhausting the gas in the reaction container, and the like. In this in-line film forming apparatus, a substrate to be processed is sequentially transferred into each chamber, and a predetermined thin film is formed in each chamber. Therefore, in the in-line type film forming apparatus, the number of thin films corresponding to the number of chambers can be formed on the substrate by making a round of the substrate (see, for example, Patent Document 1).

ところで、このようなインライン式成膜装置を用いて磁気記録媒体を製造する際に最も多く発生するトラブルとしては、反応容器内で被処理基板を保持するキャリアからの被処理基板の落下が挙げられる。具体的に、インライン式成膜装置では、被処理基板を保持するキャリアを複数のチャンバの間で順次搬送させながら、被処理基板に対して成膜等の処理を行うが、搬送中にキャリアから被処理基板が落下して、装置を停止させてしまうといったトラブルが発生することがあった。   By the way, the trouble that occurs most often when a magnetic recording medium is manufactured using such an in-line type film forming apparatus is the dropping of the substrate to be processed from the carrier holding the substrate to be processed in the reaction vessel. . Specifically, in an in-line type film forming apparatus, a carrier for holding a substrate to be processed is sequentially transferred between a plurality of chambers while a film is processed on the substrate to be processed. There was a problem that the substrate to be processed dropped and stopped the apparatus.

ここで、従来のインライン式成膜装置では、例えば図11に示すような基板W’を保持したキャリア300を搬送するための搬送機構を備えている。具体的に、この搬送機構は、キャリア300の下部に複数の磁石301をN極とS極とが交互に並ぶように配置し、その下方にN極とS極とが螺旋状に交互に並ぶ回転磁石302を搬送路に沿って配置して、キャリア300側の磁石301と回転磁石302とを磁気的に結合させながら、回転磁石302を軸回りに回転させることにより、キャリア300を非接触状態で駆動する。   Here, the conventional in-line film forming apparatus includes, for example, a transport mechanism for transporting the carrier 300 holding the substrate W ′ as shown in FIG. Specifically, in this transport mechanism, a plurality of magnets 301 are arranged below the carrier 300 so that N poles and S poles are alternately arranged, and below that, N poles and S poles are alternately arranged spirally. The rotating magnet 302 is arranged along the conveyance path, and the carrier 300 is rotated in the non-contact state by rotating the rotating magnet 302 around the axis while magnetically coupling the magnet 301 and the rotating magnet 302 on the carrier 300 side. Drive with.

インライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造では、生産能力を高めるために、キャリア300の搬送速度を高めることが求められる。しかしながら、上述した従来の搬送機構では、回転磁石302の回転速度を上げることによって、キャリア300の横揺れが激しくなり、キャリア300に保持された基板W’が落下し易くなるといった課題がある。   In manufacturing a magnetic recording medium using an in-line film forming apparatus, it is required to increase the conveyance speed of the carrier 300 in order to increase the production capacity. However, in the above-described conventional transport mechanism, there is a problem that by increasing the rotational speed of the rotating magnet 302, the roll of the carrier 300 becomes intense and the substrate W 'held by the carrier 300 is likely to fall.

具体的に、従来の搬送機構では、図12に示すように、回転磁石302が回転することによって、この回転磁石302と磁気的に結合されたキャリア300側の磁石301が横方向に振られることになる。この場合、キャリア300に発生する横方向の振動は、このキャリア300を挟み込むベアリング(図示せず。)によって規制できるものの、ベアリングの間をキャリア300が移動するためには、キャリア300とベアリングとの間にある程度の隙間(遊び)が必要となるため、上述したキャリア300に発生する横揺れを防ぐことは困難である。そして、キャリア300には、重力によって垂直に戻ろうとする力との相互作用によって振動が発生することになる。   Specifically, in the conventional transport mechanism, as shown in FIG. 12, when the rotating magnet 302 rotates, the magnet 301 on the carrier 300 side magnetically coupled to the rotating magnet 302 is swung in the lateral direction. become. In this case, although the lateral vibration generated in the carrier 300 can be restricted by a bearing (not shown) that sandwiches the carrier 300, in order for the carrier 300 to move between the bearings, Since a certain gap (play) is required between them, it is difficult to prevent the roll generated in the carrier 300 described above. The carrier 300 is vibrated by the interaction with the force to return to the vertical direction by gravity.

インライン式成膜装置において、上述したキャリア300から基板W’が落下するといったトラブルが発生した場合には、先ず、反応容器内を大気圧の状態にしてから反応容器を開放し、落下した基板を反応容器から取り出した後、再び反応容器内を減圧してから装置を再稼働する。ここで、反応容器から基板を取り出すまでの作業は数分で終了するものの、その後に反応容器を減圧して装置を再稼働するまでに数時間程度の時間を要するため、磁気記録媒体の生産性が低下するといった問題が発生してしまう。特に、磁気記録媒体を構成する薄膜には、より高い結晶性が要求されるために、反応容器内のベースプレッシャー(最高到達真空度)をより高真空側とし、不純物が少ない環境下で成膜を行う必要がある。したがって、反応容器を減圧するのに要する時間も必然的に長くなる。   In the in-line type film forming apparatus, when a trouble such as the drop of the substrate W ′ from the carrier 300 occurs, first, the reaction vessel is opened after the inside of the reaction vessel is at atmospheric pressure, and the dropped substrate is removed. After removing from the reaction vessel, the pressure inside the reaction vessel is reduced again, and the apparatus is restarted. Here, although the work until the substrate is taken out from the reaction container is completed in a few minutes, it takes about several hours to reduce the pressure of the reaction container and then restart the apparatus. This causes a problem of lowering. In particular, since the thin film composing the magnetic recording medium is required to have higher crystallinity, the base pressure (maximum ultimate vacuum) in the reaction vessel is set to a higher vacuum side and the film is formed in an environment with less impurities. Need to do. Therefore, the time required for decompressing the reaction vessel is inevitably long.

特開平8−274142号公報JP-A-8-274142

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、キャリアを高速で搬送することができ、これによって生産効率の更なる向上を可能としたインライン式成膜装置、並びにそのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and can carry a carrier at high speed, thereby enabling further improvement in production efficiency, and its It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium using such an in-line film forming apparatus.

本発明は、以下の手段を提供する。
(1) 成膜処理を行う複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で成膜対象となる基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアの下部側に並んで配置された複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石に対向して前記キャリアの搬送方向に並んで配置された複数の電磁石とを有して、前記電磁石に電力を供給することによって、当該電磁石と前記永久磁石とを磁気的に結合させながら、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構を備えることを特徴とするインライン式成膜装置。
(2) 前記電磁石は、透磁性を有するカバーによって形成される空間内に前記反応容器の内部空間とは隔離された状態で配置されていることを特徴する前項(1)に記載のインライン式成膜装置。
(3) 前記搬送機構は、前記駆動機構により駆動されるキャリアをガイドするガイド機構を備えることを特徴とする前項(1)又は(2)に記載のインライン式成膜装置。
(4) 前記ガイド機構は、前記キャリアに設けられたガイドレールに係合された状態で、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする主ベアリングと、前記キャリアを挟み込んだ状態で、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする副ベアリングとを有することを特徴とする前項(3)に記載のインライン式成膜装置。
(5) 前項(1)〜(4)の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
The present invention provides the following means.
(1) a plurality of chambers for film formation;
A carrier for holding a substrate to be deposited in the plurality of chambers;
A transport mechanism for sequentially transporting the carrier between the plurality of chambers,
The transport mechanism includes a plurality of permanent magnets arranged side by side on the lower side of the carrier, and a plurality of electromagnets arranged side by side in the carrier transport direction so as to face the plurality of permanent magnets. An in-line film forming apparatus comprising: a driving mechanism that drives the carrier in a non-contact state while magnetically coupling the electromagnet and the permanent magnet by supplying electric power to the electromagnet.
(2) The electromagnet is disposed in a space formed by a magnetically permeable cover and is isolated from the internal space of the reaction vessel. Membrane device.
(3) The in-line film forming apparatus according to (1) or (2), wherein the transport mechanism includes a guide mechanism that guides a carrier driven by the drive mechanism.
(4) The guide mechanism is engaged with a guide rail provided on the carrier, and the main bearing that guides the carrier driven by the drive mechanism in the vertical direction and the carrier sandwiched therebetween, The in-line film forming apparatus according to (3), further comprising a sub-bearing that guides the carrier driven by the driving mechanism in a horizontal direction.
(5) A magnetic recording medium comprising a step of forming at least a magnetic layer on the surface of the substrate using the in-line film forming apparatus according to any one of (1) to (4). Manufacturing method.

以上のように、本発明によれば、キャリアを高速で搬送できるインライン式成膜装置を用いて、磁気記録媒体の生産効率を高めることが可能である。   As described above, according to the present invention, it is possible to increase the production efficiency of a magnetic recording medium by using an in-line film forming apparatus that can transport a carrier at high speed.

本発明を適用した処理装置の一例を示す一部切欠き断面図である。It is a partially cutaway sectional view showing an example of a processing device to which the present invention is applied. 図1に示す処理装置の正面図である。It is a front view of the processing apparatus shown in FIG. 図1に示す処理装置が備えるガス流入管の平面図である。It is a top view of the gas inflow tube with which the processing apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す処理装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向と直交する方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the carrier with which the processing apparatus shown in FIG. 1 is equipped, and the conveyance mechanism from the direction orthogonal to a conveyance direction. 図1に示す処理装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向側から見た側面図である。It is the side view which looked at the carrier and conveyance mechanism with which the processing apparatus shown in FIG. 1 is provided from the conveyance direction side. 本発明を適用したインライン式成膜装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the in-line type film-forming apparatus to which this invention is applied. 図6に示すインライン式成膜装置において2つの処理基板に対して交互に処理する場合を示す側面図である。It is a side view which shows the case where it processes alternately with respect to two process substrates in the in-line type film-forming apparatus shown in FIG. 本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the magnetic recording medium manufactured by applying this invention. 本発明を適用して製造されるディスクリート型の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the discrete type magnetic recording medium manufactured by applying this invention. 磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one structural example of a magnetic recording / reproducing apparatus. 従来のインライン式成膜装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向と直交する方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the carrier and conveyance mechanism with which the conventional in-line type film-forming apparatus is provided from the direction orthogonal to a conveyance direction. 従来のインライン式成膜装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向側から見た側面図である。It is the side view which looked at the carrier and conveyance mechanism with which the conventional in-line type film-forming apparatus is provided from the conveyance direction side.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、本発明を適用したインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク装置(磁気記録再生装置)に搭載される磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case where a magnetic recording medium mounted on a hard disk device (magnetic recording / reproducing device) is manufactured using an in-line film forming apparatus to which the present invention is applied will be described as an example.

(処理装置)
先ず、図1に示す本発明を適用したインライン式成膜装置が備える処理装置1の一例について説明する。
この処理装置1は、後述する複数のチャンバの間で成膜対象となる基板(被処理基板)Wを順次搬送させながら成膜処理等を行うインライン式成膜装置において、1つの処理チャンバを構成するものである。
(Processing equipment)
First, an example of the processing apparatus 1 included in the in-line film forming apparatus to which the present invention shown in FIG. 1 is applied will be described.
This processing apparatus 1 constitutes one processing chamber in an in-line type film forming apparatus that performs film forming processing and the like while sequentially transferring a substrate (substrate to be processed) W to be formed between a plurality of chambers to be described later. To do.

具体的に、この処理装置1は、図1に示すように、被処理基板Wが配置される反応容器2を備え、この反応容器2内には、被処理基板Wを保持するホルダ3が取り付けられたキャリア4と、このキャリア4を搬送する搬送機構5とが配置されている。   Specifically, as shown in FIG. 1, the processing apparatus 1 includes a reaction vessel 2 in which a substrate to be processed W is arranged, and a holder 3 for holding the substrate to be processed W is attached in the reaction vessel 2. A carrier 4 and a transport mechanism 5 for transporting the carrier 4 are arranged.

反応容器2は、図1及び図2に示すように、その内部を高真空状態とするため、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成された真空容器(チャンバ)であり、互いに対向する正面側隔壁6aと背面側隔壁6bとの間には、扁平状の内部空間7が形成されている。そして、被処理基板Wを保持するキャリア4は、この内部空間7の中央部に、搬送機構5は、このキャリア4の下方に、それぞれ配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the reaction vessel 2 is a vacuum vessel (chamber) that is hermetically configured by a pressure-resistant partition wall so that the interior thereof is in a high vacuum state. A flat internal space 7 is formed between 6a and the back-side partition wall 6b. The carrier 4 that holds the substrate W to be processed is disposed in the center of the internal space 7, and the transport mechanism 5 is disposed below the carrier 4.

なお、キャリア4には、2つのホルダ3が搬送方向に直線上に並んで取り付けられている。また、2つのホルダ3は、被処理基板Wを縦置き(被処理基板Wの主面が重力方向と平行となる状態)に保持している。   Note that two holders 3 are attached to the carrier 4 along a straight line in the transport direction. Further, the two holders 3 hold the substrate W to be processed vertically (a state where the main surface of the substrate W to be processed is parallel to the direction of gravity).

また、反応容器2の搬送方向の前後には、隣接する反応容器(チャンバ)との間でキャリア4を通過させる基板搬出入口(図示せず)と、これらの基板搬出入口を開閉する一対のゲートバルブ2Aとが設けられている。すなわち、反応容器2は、隣接するチャンバとはゲートバルブ2Aを介して接続されている。   Also, before and after the reaction container 2 in the transport direction, a substrate carry-in / out port (not shown) through which the carrier 4 passes between adjacent reaction vessels (chambers) and a pair of gates that open and close these substrate carry-in / out ports A valve 2A is provided. That is, the reaction vessel 2 is connected to the adjacent chamber via the gate valve 2A.

処理装置1は、反応容器2の正面側隔壁6a及び背面側隔壁6bに、それぞれキャリア4に保持された被処理基板Wの両面に対して成膜処理等を行う処理ユニット(処理手段)1Aを備えている。   The processing apparatus 1 includes a processing unit (processing means) 1A that performs film formation processing or the like on both surfaces of the substrate W to be processed held on the carrier 4 on the front partition 6a and the back partition 6b of the reaction vessel 2, respectively. I have.

処理ユニット1Aは、上記ホルダ3に保持された2つの被処理基板Wの両面にそれぞれ対向して配置されている。処理ユニット1Aは、例えば、成膜処理をスパッタリングによって行う場合は、スパッタ放電を生じさせるためのカソードユニット、成膜処理をCVD(CVD:Chemical Vapor Deposition)法によって行う場合は、CVD法による成膜空間を形成するための電極ユニット、成膜処理をPVD(Physical Vapor Deposition)法によって行う場合は、イオンガンなどから構成されている。このように、処理ユニット1Aとしては、例えば、スパッタリング装置(マグネトロンスパッタリング装置、DCスパッタリング装置、RFスパッタリング装置、MWスパッタリング装置、反応性スパッタリング装置などを含む。)、化学蒸着装置(CVD装置)、物理蒸着装置(PVD装置)、イオン注入装置、プラズマエッチング装置、基板加熱装置、反応性プラズマ処理装置、基板冷却装置などの様々な処理装置に搭載される処理ユニットを挙げることができる。   The processing unit 1 </ b> A is disposed to face both surfaces of the two substrates to be processed W held by the holder 3. For example, when the film forming process is performed by sputtering, the processing unit 1A is a cathode unit for generating sputter discharge. When the film forming process is performed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the film is formed by the CVD method. In the case where the electrode unit for forming the space and the film forming process are performed by the PVD (Physical Vapor Deposition) method, the electrode unit is constituted by an ion gun or the like. Thus, as the processing unit 1A, for example, a sputtering apparatus (including a magnetron sputtering apparatus, a DC sputtering apparatus, an RF sputtering apparatus, an MW sputtering apparatus, a reactive sputtering apparatus, etc.), a chemical vapor deposition apparatus (CVD apparatus), physical Examples thereof include processing units mounted on various processing apparatuses such as a vapor deposition apparatus (PVD apparatus), an ion implantation apparatus, a plasma etching apparatus, a substrate heating apparatus, a reactive plasma processing apparatus, and a substrate cooling apparatus.

本実施形態における処理装置1は、例えばマグネトロンスパッタ装置に本発明を適用したものである。マグネトロンスパッタ装置は、反応容器内に配置された基板に対向させてターゲットを配置し、このターゲット表面付近に磁場を発生させるため、ターゲットの背面にマグネットを配置し、不活性ガス雰囲気中でこれら基板とターゲット間に高周波(RF)等の高電圧を印加し、この高電圧で電離した電子と不活性ガスとを衝突させてプラズマを形成し、プラズマ中の陽イオンによりスパッタリングされたターゲット粒子を基板表面に堆積させて成膜処理を行うものである。また、ターゲットの背面に配置されるマグネットは、一般的にはターゲットの主面に対して垂直な方向に磁化方向を持つ磁石を内側に置き、この磁石とは逆向きの磁化方向をもつ磁石を外側におくことにより構成されている。   The processing apparatus 1 in this embodiment is an application of the present invention to, for example, a magnetron sputtering apparatus. In the magnetron sputtering apparatus, a target is placed facing a substrate placed in a reaction vessel and a magnetic field is generated near the surface of the target. Therefore, a magnet is placed on the back of the target, and these substrates are placed in an inert gas atmosphere. A high voltage such as radio frequency (RF) is applied between the target and the target, and the plasma is formed by colliding electrons ionized at this high voltage with an inert gas, and the target particles sputtered by cations in the plasma are formed on the substrate. The film is deposited on the surface for film formation. In addition, the magnet disposed on the back surface of the target is generally a magnet having a magnetization direction perpendicular to the main surface of the target, and a magnet having a magnetization direction opposite to this magnet. It is configured by placing it outside.

具体的に、この処理装置1は、2枚の被処理基板Wの両面に対して同時に成膜処理等を行うため、反応容器2内には、キャリア4に保持された2つの被処理基板Wの両面にそれぞれ対向するように、計4つのバッキングプレート8が配置されている。そして、これら4つのバッキングプレート8の被処理基板Wと対向する面(表面)には、ターゲットTが取り付けられている。また、各バッキングプレート8は、図示を省略する高周波電源(又はマイクロ波電源)と接続されており、この高周波電源からバッキングプレート8を介してターゲットTに高周波電圧を印加することが可能となっている。   Specifically, since the processing apparatus 1 simultaneously performs film formation on both surfaces of the two substrates to be processed W, the two substrates to be processed W held by the carrier 4 are provided in the reaction vessel 2. A total of four backing plates 8 are arranged so as to face the both surfaces of each. And the target T is attached to the surface (surface) which opposes the to-be-processed substrate W of these four backing plates 8. FIG. Each backing plate 8 is connected to a high-frequency power source (or microwave power source) (not shown), and a high-frequency voltage can be applied to the target T from the high-frequency power source via the backing plate 8. Yes.

処理装置1は、図1及び図3に示すように、反応容器2内にガスを導入するガス導入管(ガス導入手段)9を備えている。このガス導入管9は、円盤状の被処理基板Wに対応してリング状に形成された環状部9aを有し、この環状部9aに接続された連結部9bを介してガス供給源10と接続されている。また、ガス導入管9の環状部9aは、被処理基板WとターゲットTとの間に形成される反応空間Rの周囲を囲むように配置されている。さらに、この環状部9aの内周部には、複数のガス放出口9cが周方向に並んで設けられており、ガス導入管9は、これら複数のガス放出口9cからその内側にある被処理基板Wに向かって、ガス供給源10から供給されたガスGを放出することが可能となっている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the processing apparatus 1 includes a gas introduction pipe (gas introduction means) 9 for introducing a gas into the reaction vessel 2. The gas introduction pipe 9 has an annular portion 9a formed in a ring shape corresponding to the disk-shaped substrate W, and the gas supply source 10 is connected to the gas supply source 10 via a connecting portion 9b connected to the annular portion 9a. It is connected. Further, the annular portion 9 a of the gas introduction pipe 9 is arranged so as to surround the periphery of the reaction space R formed between the substrate to be processed W and the target T. Further, a plurality of gas discharge ports 9c are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral portion of the annular portion 9a, and the gas introduction pipe 9 is to be processed inside the plurality of gas discharge ports 9c. It is possible to release the gas G supplied from the gas supply source 10 toward the substrate W.

なお、ガス放出口9cの口径については、各ガス放出口9cから放出されるガスGの量を一定とするため、各ガス放出口9cの口径を変化させた構成とすることが好ましい。具体的には、各ガス放出口9cから放出されるガスGの量が一定となるように、連結部9bからの距離に応じて、ガス放出口9cの口径を大きくすることが好ましい。   In addition, about the aperture of the gas discharge port 9c, in order to make constant the quantity of the gas G discharged | emitted from each gas discharge port 9c, it is preferable to set it as the structure which changed the diameter of each gas discharge port 9c. Specifically, it is preferable to increase the diameter of the gas discharge port 9c according to the distance from the connecting portion 9b so that the amount of gas G discharged from each gas discharge port 9c is constant.

また、ガス導入管9とガス供給源10との間の配管には、図示を省略する調整バルブが設けられている。処理装置1では、この調整バルブの開閉を制御すると共に、この調整バルブを介してガス導入管9に供給されるガスGの流量を調整することが可能となっている。   An adjustment valve (not shown) is provided on the pipe between the gas introduction pipe 9 and the gas supply source 10. In the processing apparatus 1, it is possible to control the opening and closing of the adjustment valve and to adjust the flow rate of the gas G supplied to the gas introduction pipe 9 through the adjustment valve.

各バッキングプレート8のターゲットTとは反対側の面(裏面)には、それぞれ磁界を発生させるマグネット(磁界発生手段)11が配置されている。各マグネット11は、駆動モータ12の回転軸12aに取り付けられて、駆動モータ12によりバッキングプレート8と平行な面内で回転駆動される。   Magnets (magnetic field generating means) 11 for generating a magnetic field are disposed on the surface (back surface) opposite to the target T of each backing plate 8. Each magnet 11 is attached to a rotation shaft 12 a of the drive motor 12 and is driven to rotate in a plane parallel to the backing plate 8 by the drive motor 12.

反応容器2の正面側隔壁6a及び背面側隔壁6bには、この反応容器2の内側に臨む開口部13が設けられている。この開口部13は、上記ホルダ3に保持された2つの被処理基板Wの両面にそれぞれ対向する位置に、上述したターゲットTが取り付けられたバッキングプレート8、ガス導入管9、並びにマグネット11が取り付けられた駆動モータ12を含む処理ユニット1Aを配置するのに十分な大きさで長円状(レーストラック状)に形成されている。また、正面側隔壁6a及び背面側隔壁6bには、この開口部13の周囲を気密に封止する筒状のハウジング14が取り付けられており、上記駆動モータ12は、このハウジング14の内側に固定支持されている。なお、正面側隔壁6a及び背面側隔壁6bは、メンテナンス等の際に反応容器2を開放するため、反応容器2に対して開閉自在に取り付けられている。   The front side partition 6a and the back side partition 6b of the reaction vessel 2 are provided with an opening 13 facing the inside of the reaction vessel 2. The opening 13 is attached to the backing plate 8 to which the above-described target T is attached, the gas introduction pipe 9, and the magnet 11 at positions facing both surfaces of the two substrates to be processed W held by the holder 3. The processing unit 1 </ b> A including the drive motor 12 is formed in an oval shape (race track shape) with a size sufficient to arrange the processing unit 1 </ b> A. A cylindrical housing 14 that hermetically seals the periphery of the opening 13 is attached to the front-side partition wall 6a and the back-side partition wall 6b, and the drive motor 12 is fixed inside the housing 14. It is supported. The front-side partition wall 6a and the back-side partition wall 6b are attached to the reaction vessel 2 so as to be openable and closable in order to open the reaction vessel 2 during maintenance or the like.

処理装置1は、図1に示すように、反応容器2内を減圧排気する減圧排気手段として、反応容器2の上方に配置された第1の真空ポンプ15と、反応容器2の下方に配置された第2の真空ポンプ16とを備えている。   As shown in FIG. 1, the processing apparatus 1 is disposed as a decompression means for decompressing and exhausting the inside of the reaction container 2, and a first vacuum pump 15 disposed above the reaction container 2 and a lower part of the reaction container 2. And a second vacuum pump 16.

第1の真空ポンプ15は、反応容器2の上方に配置された上部ポンプ室17Aを介して取り付けられたターボ分子ポンプである。このターボ分子ポンプは、潤滑油を使用しない構成のため、清浄度(クリーン度)が高く、また、排気速度が大きいため、高い真空度が得られる。さらに、反応性の高いガスを排気するのに適している。   The first vacuum pump 15 is a turbo molecular pump attached via an upper pump chamber 17 </ b> A disposed above the reaction vessel 2. Since this turbo molecular pump does not use lubricating oil, it has a high cleanliness (cleanness) and a high exhaust speed, so that a high degree of vacuum can be obtained. Furthermore, it is suitable for exhausting highly reactive gas.

上部ポンプ室17Aは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器2の上部に取り付けられて、この反応容器2の内部空間7と連続した内部空間7Aを形成している。そして、第1の真空ポンプ15は、この上部ポンプ室17Aの両側面にそれぞれ対向した状態で取り付けられている。   The upper pump chamber 17 </ b> A is airtightly configured by a pressure-resistant partition wall, and is attached to the upper portion of the reaction vessel 2 to form an internal space 7 </ b> A continuous with the internal space 7 of the reaction vessel 2. And the 1st vacuum pump 15 is attached in the state which each opposed to the both side surfaces of this upper pump chamber 17A.

一方、第2の真空ポンプ16は、反応容器2の下方に配置された下部ポンプ室17Bを介して取り付けられたクライオポンプである。クライオポンプは、極低温を作り出し、内部の気体を凝縮又は低温吸着することで高い真空度が得られ、特に、排気速度やクリーン度の点においてターボ分子ポンプよりも優れている。   On the other hand, the second vacuum pump 16 is a cryopump attached via a lower pump chamber 17B disposed below the reaction vessel 2. The cryopump creates a very low temperature and condenses or adsorbs the gas inside to obtain a high degree of vacuum, and is particularly superior to a turbo molecular pump in terms of pumping speed and cleanliness.

下部ポンプ室17Bは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器2の内部空間7とは反応容器2の底壁6cに形成された孔部6dを介して連通されている。そして、第2の真空ポンプ16は、この下部ポンプ室17Bの側面に接続されている。   The lower pump chamber 17B is hermetically configured by a pressure-resistant partition, and communicates with the internal space 7 of the reaction vessel 2 through a hole 6d formed in the bottom wall 6c of the reaction vessel 2. The second vacuum pump 16 is connected to the side surface of the lower pump chamber 17B.

処理装置1では、これら第1の真空ポンプ15及び第2の真空ポンプ16の駆動を制御しながら、反応容器2内を減圧したり、反応容器2内に導入されたガスを排気したりすることが可能となっている。   In the processing apparatus 1, the inside of the reaction vessel 2 is depressurized or the gas introduced into the reaction vessel 2 is exhausted while controlling the driving of the first vacuum pump 15 and the second vacuum pump 16. Is possible.

なお、本実施形態では、反応容器2の両側面に2つの第1の真空ポンプ15と、反応容器2の下方に1つの第2の真空ポンプ16とが配置された構成となっているが、これら真空ポンプ15,16の配置や数については適宜変更して実施することが可能である。例えば、反応容器2内を減圧排気するのに要する時間は、真空ポンプ15,16の数が多くなるほど短縮されるものの、第1及び第2の真空ポンプ15,16の数が余り多くなると、処理装置1の大型化や消費電力の増大を招くため、このような観点から第1及び第2の真空ポンプ15,16の数を決定することが望ましい。   In the present embodiment, two first vacuum pumps 15 are disposed on both side surfaces of the reaction vessel 2 and one second vacuum pump 16 is disposed below the reaction vessel 2, The arrangement and number of the vacuum pumps 15 and 16 can be changed as appropriate. For example, although the time required to evacuate the reaction vessel 2 under reduced pressure decreases as the number of vacuum pumps 15 and 16 increases, if the number of first and second vacuum pumps 15 and 16 increases, In order to increase the size of the apparatus 1 and increase the power consumption, it is desirable to determine the number of the first and second vacuum pumps 15 and 16 from such a viewpoint.

また、上記第2の真空ポンプ16に使用されるクライオポンプは、外部に排出する構造のターボ分子ポンプとは異なり、内部に溜め込む構造のため、一定期間ごとにメンテナンスする必要がある。また、反応容器2内に導入されるガスが反応性の高いガスである場合には、上述したターボ分子ポンプからなる第1の真空ポンプ15を用いて、反応容器2の外部へと排気することが望ましい。これにより、反応後のガスが反応空間7の下方に流れて、上記搬送機構5を構成するベアリング28,30等の金属部品が腐食してしまうことを防ぎつつ、反応容器2内をクリーンな状態に保つことが可能である。なお、上記第2の真空ポンプ16には、クライオポンプの代わりに、ターボ分子ポンプを用いることも可能である。   Also, the cryopump used for the second vacuum pump 16 is different from a turbo molecular pump having a structure for discharging to the outside, and needs to be maintained at regular intervals because it is stored inside. When the gas introduced into the reaction vessel 2 is a highly reactive gas, the first vacuum pump 15 composed of the above-described turbo molecular pump is used to exhaust the gas to the outside of the reaction vessel 2. Is desirable. As a result, the reaction container 2 is kept clean while preventing the gas after reaction from flowing below the reaction space 7 and corroding metal parts such as the bearings 28 and 30 constituting the transport mechanism 5. It is possible to keep on. Note that a turbo molecular pump can be used as the second vacuum pump 16 instead of the cryopump.

キャリア4は、図1及び図4に示すように、板状を為す支持台18の上部に2つのホルダ3が支持台18と平行に取り付けられた構造を有している。ホルダ3は、被処理基板Wの厚さの1〜数倍程度の厚さを有する板材3aに、被処理基板Wの外径よりも僅かに大径となされた円形状の孔部3bが形成されて、この孔部3bの内側に被処理基板Wを保持する構成となっている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the carrier 4 has a structure in which two holders 3 are attached in parallel to the support base 18 on an upper part of a support base 18 having a plate shape. In the holder 3, a circular hole 3 b having a diameter slightly larger than the outer diameter of the substrate to be processed W is formed in the plate material 3 a having a thickness of about 1 to several times the thickness of the substrate to be processed W. Thus, the substrate to be processed W is held inside the hole 3b.

具体的に、ホルダ3の孔部3bの周囲には、被処理基板Wを支持する複数の支持アーム19が弾性変形可能に取り付けられている。これら複数の支持アーム19は、孔部3bの内側に配置された被処理基板Wの外周部を、その外周上の最下位に位置する下部側支点と、この下部側支点を通る重力方向に沿った中心線に対して対称となる外周上の上部側に位置する一対の上部側支点との3点で支持するように、板材3aの孔部3bの周囲に所定の間隔で3つ並んで設けられている。   Specifically, a plurality of support arms 19 that support the substrate W to be processed are attached around the hole 3b of the holder 3 so as to be elastically deformable. The plurality of support arms 19 have a lower fulcrum positioned at the lowest position on the outer periphery of the substrate W to be processed disposed inside the hole 3b, and a gravity direction passing through the lower fulcrum. Three are arranged at predetermined intervals around the hole 3b of the plate member 3a so as to support at three points with a pair of upper side fulcrum located on the upper side on the outer periphery that is symmetrical with respect to the center line. It has been.

各支持部材19は、L字状に折り曲げられた板バネからなり、その基端側がホルダ3に固定支持されると共に、その先端側が孔部3bの内側に向かって突出された状態で、それぞれホルダ3の孔部3bの周囲に形成されたスリット3c内に配置されている。また、各支持部材19の先端部には、図示を省略するものの、それぞれ被処理基板Wの外周部が係合される溝部が設けられている。   Each support member 19 is made of a leaf spring bent in an L-shape, and its base end side is fixedly supported by the holder 3, and its distal end side protrudes toward the inside of the hole 3 b. 3 is disposed in a slit 3c formed around the hole 3b. In addition, although not shown in the drawings, a groove portion with which the outer peripheral portion of the substrate to be processed W is engaged is provided at the distal end portion of each support member 19.

そして、ホルダ3は、これら3つの支持アーム19に被処理基板Wの外周部を当接させながら、各支持アーム19の内側に嵌め込まれた被処理基板Wを着脱自在に保持することが可能となっている。なお、ホルダ3に対する被処理基板Wの着脱は、下部側支点の支持アーム19を下方に押し下げることにより行うことができる。   The holder 3 can detachably hold the target substrate W fitted inside each of the support arms 19 while bringing the outer peripheral portion of the target substrate W into contact with the three support arms 19. It has become. In addition, attachment / detachment of the to-be-processed substrate W with respect to the holder 3 can be performed by pushing down the support arm 19 of a lower side fulcrum.

搬送機構5は、図1、図4及び図5に示すように、キャリア4を非接触状態で駆動する駆動機構20と、搬送されるキャリア4をガイドするガイド機構21とを有している。
駆動機構20は、キャリア4の下部にN極とS極とが交互に並ぶように配置された複数の永久磁石22と、その下方に複数の永久磁石22に対向してキャリア4の搬送方向に並んで配置された複数の電磁石23とを備えている。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the transport mechanism 5 includes a drive mechanism 20 that drives the carrier 4 in a non-contact state, and a guide mechanism 21 that guides the carrier 4 to be transported.
The drive mechanism 20 includes a plurality of permanent magnets 22 arranged so that N poles and S poles are alternately arranged below the carrier 4, and a plurality of permanent magnets 22 below the plurality of permanent magnets 22 in the conveying direction of the carrier 4. And a plurality of electromagnets 23 arranged side by side.

永久磁石22は、電磁石23による高速な呼応を確保するため、この電磁石23に対して吸引・反発力の大きい、例えばフェライト磁石や希土類磁石などを用いることが好ましい。この中でもフェライト磁石は、加工が容易であり、また靱性が高いため、キャリア4の部分にネジ等で保持するのが容易であるとの利点がある。一方、希土類磁石は、加工が難しく脆いものの、電磁石23に対する吸引力、反発力が強力であるため、キャリア4をより高速で移動させることが可能である。なお、希土類磁石を用いる場合は、キャリア4の箇所にネジ止め等で保持することが難しいため、その表面をステンレス板等の非磁性材料で覆い、キャリア4の内部に埋め込む構造とすることが好ましい。また、永久磁石22としては、SmCo系、NdFeB系の焼結磁石を用いることが、その吸引・反発力の強さから好ましい。   The permanent magnet 22 is preferably made of, for example, a ferrite magnet or a rare earth magnet having a large attraction / repulsion force with respect to the electromagnet 23 in order to ensure high-speed response by the electromagnet 23. Among them, the ferrite magnet is easy to process and has high toughness, and therefore has an advantage that it can be easily held on the carrier 4 by a screw or the like. On the other hand, although the rare earth magnet is difficult and fragile, the carrier 4 can be moved at a higher speed because the attracting force and repulsive force against the electromagnet 23 are strong. In the case where a rare earth magnet is used, it is difficult to hold the carrier 4 by screwing or the like. Therefore, the surface is preferably covered with a nonmagnetic material such as a stainless steel plate and embedded in the carrier 4. . As the permanent magnet 22, it is preferable to use an SmCo-based or NdFeB-based sintered magnet because of its strong attraction and repulsive force.

電磁石23は、磁心に電線をコイル状に巻いたものであるが、磁心や電線は真空中で用いられる部材ではない場合が多く、また電線の絶縁被覆も樹脂等が用いられ真空中で用いることが好ましくない場合が多い。そこで、本発明では、透磁性を有するカバー24によって形成される空間内に、電磁石23を反応容器2の内部空間7とは隔離された状態で配置している。これにより、電磁石23を反応容器2の外部(大気側)に臨んで配置することが可能となっている。   The electromagnet 23 is obtained by winding an electric wire around a magnetic core in a coil shape. However, the magnetic core and the electric wire are not often used in a vacuum, and the insulating coating of the electric wire is made of resin or the like and used in a vacuum. Is often not preferred. Therefore, in the present invention, the electromagnet 23 is disposed in the space formed by the magnetically permeable cover 24 so as to be isolated from the internal space 7 of the reaction vessel 2. Thereby, the electromagnet 23 can be disposed facing the outside (atmosphere side) of the reaction vessel 2.

そして、この駆動機構20では、電磁石23に電力を供給することによって、この電磁石23と永久磁石22とを磁気的に結合させながら、キャリア4を非接触状態で駆動することが可能となっている。   In the drive mechanism 20, by supplying electric power to the electromagnet 23, the carrier 4 can be driven in a non-contact state while the electromagnet 23 and the permanent magnet 22 are magnetically coupled. .

ガイド機構21は、水平軸回りに回転自在に支持された複数の主ベアリング28を有し、これら複数の主ベアリング28は、キャリア4を鉛直方向にガイドするものであり、キャリア4の搬送方向に直線上に並んで設けられている。一方、キャリア4は、支持台18の下部側に複数の主ベアリング28が係合される溝部が形成されたガイドレール29を有している。   The guide mechanism 21 has a plurality of main bearings 28 supported rotatably around a horizontal axis, and the plurality of main bearings 28 guide the carrier 4 in the vertical direction, They are arranged side by side on a straight line. On the other hand, the carrier 4 has a guide rail 29 in which a groove portion with which a plurality of main bearings 28 are engaged is formed on the lower side of the support base 18.

また、ガイド機構21は、垂直軸回りに回転自在に支持された一対の副ベアリング30を有し、これら一対の副ベアリング30は、キャリア4を水平方向にガイドするものであり、その間にキャリア4を挟み込むように対向して配置されている。さらに、これら一対の副ベアリング30は、複数の主ベアリング28と同様に、キャリア4の搬送方向に直線上に複数並んで設けられている。   The guide mechanism 21 has a pair of sub-bearings 30 supported so as to be rotatable about a vertical axis. The pair of sub-bearings 30 guides the carrier 4 in the horizontal direction, and the carrier 4 is interposed therebetween. Are arranged to face each other. Further, like the plurality of main bearings 28, a plurality of the pair of sub bearings 30 are provided side by side in a straight line in the transport direction of the carrier 4.

そして、このガイド機構21は、ガイドレール29の溝部に複数の主ベアリング28を係合させた状態で、これら複数の主ベアリング28の上を移動するキャリア4を案内すると共に、一対の副ベアリング30の間でキャリア4を挟み込むことによって、移動中にキャリア4が傾くことを防止している。   The guide mechanism 21 guides the carrier 4 moving on the plurality of main bearings 28 in a state where the plurality of main bearings 28 are engaged with the grooves of the guide rails 29, and a pair of sub bearings 30. By sandwiching the carrier 4 between the two, the carrier 4 is prevented from tilting during movement.

なお、主ベアリング28及び副ベアリング30は、機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保するため、転がり軸受によって構成されている。そして、この転がり軸受は、図示を省略するものの、反応容器2内に設けられたフレームに固定された支軸に回転自在に取り付けられている。   The main bearing 28 and the sub-bearing 30 are constituted by rolling bearings in order to reduce friction of machine parts and ensure a smooth rotational movement of the machine. The rolling bearing is rotatably attached to a support shaft fixed to a frame provided in the reaction vessel 2 although not shown.

以上のような構造を有する処理装置1では、バッキングプレート8を介してターゲットTに高周波電圧を印加し、ガス導入管9から導入されたガスをイオン化して、ターゲットTの周囲(反応空間R)にプラズマを発生させながら、このプラズマ中のイオンをターゲットTの表面に衝突させることにより、ターゲットTから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板W上に堆積して薄膜を形成することが可能である。   In the processing apparatus 1 having the above-described structure, a high-frequency voltage is applied to the target T via the backing plate 8 to ionize the gas introduced from the gas introduction pipe 9 to surround the target T (reaction space R). While generating plasma, the ions in the plasma collide with the surface of the target T, so that the target particles knocked out of the target T can be deposited on the target substrate W to form a thin film. is there.

ところで、上記処理装置1は、上述した図4及び図5に示す搬送機構5において、電磁石23と永久磁石22とを磁気的に結合させながら、キャリア4を非接触状態で駆動する駆動機構20を備えた構成となっている。   By the way, the processing apparatus 1 includes a driving mechanism 20 that drives the carrier 4 in a non-contact state while magnetically coupling the electromagnet 23 and the permanent magnet 22 in the transport mechanism 5 shown in FIGS. 4 and 5 described above. It has a configuration with.

この構成の場合、永久磁石22を磁気的に吸引する電磁石23の励磁位置を変化させることによって、キャリア4には搬送方向の力のみが作用することになる。したがって、この搬送機構5では、上述した図11に示す従来の搬送機構のように、キャリア300に横揺れを発生させることがないため、キャリア4の高速移動が可能となる。   In this configuration, only the force in the transport direction acts on the carrier 4 by changing the excitation position of the electromagnet 23 that magnetically attracts the permanent magnet 22. Accordingly, in this transport mechanism 5, unlike the conventional transport mechanism shown in FIG. 11 described above, the carrier 300 does not roll, so that the carrier 4 can be moved at high speed.

(インライン式成膜装置)
次に、図6に示す本発明を適用したインライン式成膜装置50の構成について説明する。
このインライン式成膜装置50は、図6に示すように、基板移送用ロボット室51と、基板移送用ロボット室51上に設置された基板移送用ロボット52と、基板移送用ロボット室51に隣接する基板取付用ロボット室53と、基板取付用ロボット室53内に配置された基板取付用ロボット54と、基板取付用ロボット室53に隣接する基板交換室55と、基板交換室55に隣接する基板取外用ロボット室56と、基板取外用ロボット室56内に配置された基板取外用ロボット57と、基板交換室55の入側と出側との間に並んで配置された複数の処理チャンバ58〜70及び予備チャンバ71と、複数のコーナー室72〜75と、基板交換室55の入側から出側に至る各チャンバ58〜71及びコーナー室72〜75の間で順次搬送される複数の上記キャリア4とを備えて概略構成されている。
(In-line deposition system)
Next, the configuration of an in-line film forming apparatus 50 to which the present invention shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the in-line type film forming apparatus 50 is adjacent to the substrate transfer robot chamber 51, the substrate transfer robot 52 installed on the substrate transfer robot chamber 51, and the substrate transfer robot chamber 51. A substrate mounting robot chamber 53, a substrate mounting robot 54 disposed in the substrate mounting robot chamber 53, a substrate replacement chamber 55 adjacent to the substrate mounting robot chamber 53, and a substrate adjacent to the substrate replacement chamber 55. A removal robot chamber 56, a substrate removal robot 57 disposed in the substrate removal robot chamber 56, and a plurality of processing chambers 58 to 55 disposed side by side between the entry side and the exit side of the substrate exchange chamber 55. 70 and spare chamber 71, a plurality of corner chambers 72 to 75, and the respective chambers 58 to 71 and the corner chambers 72 to 75 from the entrance side to the exit side of the substrate exchange chamber 55 are sequentially conveyed. It is schematically configured to include the above-described carrier 4 numbers.

また、基板交換室55の入側から出側に至る各室の間には、開閉自在なゲートバルブ76〜93が設けられている。各チャンバ58〜71は、これらゲートバルブ76〜93を閉状態とすることで、それぞれ独立した密閉空間を形成することが可能となっている。   Further, openable and closable gate valves 76 to 93 are provided between the chambers from the entrance side to the exit side of the substrate exchange chamber 55. The chambers 58 to 71 can form independent sealed spaces by closing the gate valves 76 to 93.

基板移送用ロボット52は、成膜前の非処理基板Wが収納されたカセット(図示せず。)から、基板取付用ロボット室54に被処理基板Wを供給すると共に、基板取外用ロボット室56から成膜後の被処理基板Wを回収するためのものである。また、基板移送用ロボット室51と基板取付用及び基板取外用ロボット室53,56の間には、それぞれ開閉自在なゲート部94,95が設けられている。さらに、基板交換室55と基板取付用及び基板取外用ロボット室53,56との間にも、それぞれ開閉自在なゲート部96,97が設けられている。   The substrate transfer robot 52 supplies the substrate to be processed W to the substrate mounting robot chamber 54 from a cassette (not shown) in which the non-processed substrate W before film formation is stored, and the substrate removal robot chamber 56. This is for recovering the substrate W after film formation. Gate portions 94 and 95 that can be freely opened and closed are provided between the substrate transfer robot chamber 51 and the substrate mounting and substrate removal robot chambers 53 and 56, respectively. Furthermore, openable and closable gate portions 96 and 97 are also provided between the substrate exchange chamber 55 and the substrate mounting and substrate removal robot chambers 53 and 56, respectively.

基板取付用ロボット54は、基板交換室55内にあるキャリア4に成膜前の被処理基板Wを取り付ける一方、基板取外用ロボット57は、基板交換室55内にあるキャリア4から成膜後の被処理基板Wを取り外す。   The substrate attachment robot 54 attaches the substrate W to be processed before film formation to the carrier 4 in the substrate exchange chamber 55, while the substrate removal robot 57 performs film formation from the carrier 4 in the substrate exchange chamber 55 after film formation. The substrate W to be processed is removed.

複数の処理チャンバ58〜70及び予備チャンバ71は、基本的に上記処理装置1の反応容器2と同様の構成を有しており、各処理チャンバ58〜70の両側面には、上記キャリア4に保持された被処理基板Wに対する処理内容に応じた処理ユニット1Aが配置されている。また、各チャンバ58〜71には、図示を省略するものの、上述した真空ポンプが接続されており、これら真空ポンプの動作によって各チャンバ58〜71を個別に減圧排気することが可能となっている。また、各コーナー室72〜75には、キャリア4の移動方向を変更するための回転機構(図示せず。)が設けられている。   The plurality of processing chambers 58 to 70 and the spare chamber 71 basically have the same configuration as the reaction vessel 2 of the processing apparatus 1, and the carrier 4 is provided on both sides of each processing chamber 58 to 70. A processing unit 1A corresponding to the processing content for the held substrate W to be processed is arranged. Although not shown, the chambers 58 to 71 are connected to the above-described vacuum pumps, and each chamber 58 to 71 can be individually evacuated by the operation of the vacuum pumps. . Each corner chamber 72 to 75 is provided with a rotation mechanism (not shown) for changing the moving direction of the carrier 4.

そして、このインライン式成膜装置50では、基板交換室55の入側から出側に至る各チャンバ58〜71及びコーナー室72〜75の間で複数のキャリア4を順次搬送させながら、各キャリア4に保持された被処理基板W(図6において図示せず。)に対して成膜処理等を行うことが可能となっている。   In the inline-type film forming apparatus 50, each carrier 4 is sequentially transported between the chambers 58 to 71 and the corner chambers 72 to 75 from the entrance side to the exit side of the substrate exchange chamber 55. A film forming process or the like can be performed on the substrate W to be processed (not shown in FIG. 6) held on the substrate.

なお、本実施形態では、上記キャリア4のホルダ3に保持された2つの被処理基板Wを同時に処理することが可能であるが、一方のホルダ3に保持された被処理基板Wのみに処理を行う構成である場合には、例えば図7中の実線で示すように、キャリア4の一方のホルダ3Aに保持された被処理基板W1に対して処理を行った後、図7中の破線で示すように、反応容器2内でキャリア4の位置をずらし、キャリア4の他方のホルダ3B(図6中に破線で示す。)に保持された被処理基板W2に対して処理を行う。これにより、キャリア4のホルダ3に保持された2つの被処理基板W1,W2に対して交互に処理を行うことが可能である。   In this embodiment, it is possible to process two substrates to be processed W held on the holder 3 of the carrier 4 at the same time. However, only the substrate to be processed W held on one holder 3 is processed. In the case of a configuration to be performed, for example, as indicated by a solid line in FIG. 7, after processing is performed on the target substrate W <b> 1 held by one holder 3 </ b> A of the carrier 4, the broken line in FIG. 7 indicates. As described above, the position of the carrier 4 is shifted in the reaction container 2, and processing is performed on the substrate W <b> 2 that is held by the other holder 3 </ b> B (indicated by a broken line in FIG. 6) of the carrier 4. Thereby, it is possible to alternately process the two substrates to be processed W1 and W2 held by the holder 3 of the carrier 4.

また、本発明を適用したインライン式成膜装置50では、上述した搬送機構5によってキャリア4を高速で搬送させることができるため、このインライン式成膜装置50を用いて磁気記録媒体を製造した場合には、その装置の稼働率を高めて、磁気記録媒体の生産性を高めることが可能である。   In addition, in the in-line type film forming apparatus 50 to which the present invention is applied, the carrier 4 can be conveyed at a high speed by the above-described conveying mechanism 5, and thus when the magnetic recording medium is manufactured using the in-line type film forming apparatus 50. It is possible to increase the operating rate of the apparatus and increase the productivity of the magnetic recording medium.

(磁気記録媒体の製造方法)
次に、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、上記インライン式成膜装置50を用いて、キャリア4に保持された被処理基板Wとなる非磁性基板を複数の処理チャンバ58〜70の間で順次搬送させながら、この非磁性基板の両面に、軟磁性層、中間層、記録磁性層により構成される磁性層と、保護層とを順次積層する。さらに、上記インライン式成膜装置50を用いた後は、図示を省略する塗布装置を用いて、成膜後の被処理基板Wの最表面に潤滑膜を成膜することによって、磁気記録媒体を製造する。
(Method of manufacturing magnetic recording medium)
Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium to which the present invention is applied will be described.
In the method of manufacturing a magnetic recording medium to which the present invention is applied, a nonmagnetic substrate to be processed W held by the carrier 4 is placed between the plurality of processing chambers 58 to 70 using the in-line film forming apparatus 50. A magnetic layer composed of a soft magnetic layer, an intermediate layer, and a recording magnetic layer, and a protective layer are sequentially laminated on both surfaces of the nonmagnetic substrate while being sequentially conveyed. Furthermore, after using the inline-type film forming apparatus 50, a lubricating film is formed on the outermost surface of the substrate W after film formation using a coating apparatus (not shown), whereby the magnetic recording medium is obtained. To manufacture.

本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、上記インライン式成膜装置50を用いることによって、磁気記録媒体の生産能力を高めると共に、高品質の磁気記録媒体を製造することが可能である。   In the method for manufacturing a magnetic recording medium to which the present invention is applied, it is possible to increase the production capacity of the magnetic recording medium and to manufacture a high-quality magnetic recording medium by using the in-line film forming apparatus 50.

(磁気記録媒体)
具体的に、上記インライン式成膜装置50を用いて製造される磁気記録媒体は、例えば図8に示すように、上記被処理基板Wとなる非磁性基板100の両面に、軟磁性層101、中間層102、記録磁性層103及び保護層104が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜105が形成された構造を有している。また、軟磁性層81、中間層82及び記録磁性層83によって磁性層106が構成されている。
(Magnetic recording medium)
Specifically, a magnetic recording medium manufactured using the inline-type film forming apparatus 50 includes, for example, a soft magnetic layer 101 on both surfaces of a nonmagnetic substrate 100 that is the substrate to be processed W, as shown in FIG. The intermediate layer 102, the recording magnetic layer 103, and the protective layer 104 are sequentially stacked, and the lubricating film 105 is further formed on the outermost surface. The soft magnetic layer 81, the intermediate layer 82, and the recording magnetic layer 83 constitute a magnetic layer 106.

非磁性基板100としては、例えば、Al−Mg合金などのAlを主成分としたAl合金基板、ソーダガラスやアルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラスなどのガラス基板、シリコン基板、チタン基板、セラミックス基板、樹脂基板等の各種基板を挙げることができるが、その中でも、Al合金基板や、ガラス基板、シリコン基板を用いることが好ましい。また、非磁性基板100の平均表面粗さ(Ra)は、1nm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5nm以下であり、さらに好ましくは0.1nm以下である。   Examples of the nonmagnetic substrate 100 include an Al alloy substrate mainly composed of Al, such as an Al—Mg alloy, a glass substrate such as soda glass, aluminosilicate glass, or crystallized glass, a silicon substrate, a titanium substrate, a ceramic substrate, Various substrates such as a resin substrate can be mentioned, and among them, an Al alloy substrate, a glass substrate, and a silicon substrate are preferably used. Further, the average surface roughness (Ra) of the nonmagnetic substrate 100 is preferably 1 nm or less, more preferably 0.5 nm or less, and further preferably 0.1 nm or less.

磁性層106としては、面内磁気記録媒体用の水平磁性層と、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層とに大別することができるが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層を用いることが好ましい。また、磁性層106には、Coを主成分とするCo合金を用いることが好ましい。具体的に、垂直磁性層の場合には、例えば、軟磁性のFeCo合金(FeCoB、FeCoSiB、FeCoZr、FeCoZrB、FeCoZrBCuなど)、FeTa合金(FeTaN、FeTaCなど)、Co合金(CoTaZr、CoZrNB、CoBなど)等からなる軟磁性層101と、Ru等からなる中間層102と、60Co−15Cr−15Pt合金や70Co−5Cr−15Pt−10SiO合金からなる記録磁性層103とを積層したものなどを用いることができる。また、軟磁性層81と中間層82との間に、Pt、Pd、NiCr、NiFeCrなどからなる配向制御膜を介在させてもよい。一方、水平磁性層の場合には、例えば、非磁性のCrMo下地層と強磁性のCoCrPtTa磁性層とを積層したものなどを用いることができる。 The magnetic layer 106 can be broadly divided into a horizontal magnetic layer for in-plane magnetic recording media and a perpendicular magnetic layer for perpendicular magnetic recording media. In order to achieve a higher recording density, a perpendicular magnetic layer is used. Is preferably used. The magnetic layer 106 is preferably made of a Co alloy containing Co as a main component. Specifically, in the case of the perpendicular magnetic layer, for example, soft magnetic FeCo alloys (FeCoB, FeCoSiB, FeCoZr, FeCoZrB, FeCoZrBCu, etc.), FeTa alloys (FeTaN, FeTaC, etc.), Co alloys (CoTaZr, CoZrNB, CoB, etc.) ) And the like, an intermediate layer 102 made of Ru, and the like, and a recording magnetic layer 103 made of a 60Co-15Cr-15Pt alloy or a 70Co-5Cr-15Pt-10SiO 2 alloy are used. Can do. Further, an orientation control film made of Pt, Pd, NiCr, NiFeCr or the like may be interposed between the soft magnetic layer 81 and the intermediate layer 82. On the other hand, in the case of a horizontal magnetic layer, for example, a nonmagnetic CrMo underlayer and a ferromagnetic CoCrPtTa magnetic layer laminated can be used.

また、磁性層106は、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分な磁気ヘッドの出入力特性が得られるような厚みで形成する必要がある。一方、磁性層106は、再生時に一定以上の出力を得るため、ある程度の厚みが必要となるものの、記録再生特性を表す諸パラメータは出力の上昇と共に劣化するのが通例であるため、これらを考慮して最適な厚みを設定する必要がある。具体的に、磁性層106の全体の厚みは、3nm以上20nm以下とすることが好ましく、より好ましくは5nm以上15nm以下である。   Further, the magnetic layer 106 needs to be formed with a thickness that can provide sufficient input / output characteristics of the magnetic head in accordance with the type of magnetic alloy used and the laminated structure. On the other hand, the magnetic layer 106 needs to have a certain thickness in order to obtain a certain output during reproduction, but various parameters representing recording / reproduction characteristics usually deteriorate as the output increases. Therefore, it is necessary to set an optimum thickness. Specifically, the total thickness of the magnetic layer 106 is preferably 3 nm or more and 20 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 15 nm or less.

保護層104には、磁気記録媒体において通常使用される材料を用いればよく、そのような材料として、例えば、炭素(C)、水素化炭素(HXC)、窒素化炭素(CN)、アルモファスカーボン、炭化珪素(SiC)等の炭素質材料や、SiO、Zr、TiNなどを挙げることができる。また、保護層104は、2層以上積層したものであってもよい。保護層104の厚みは、10nmを越えると、磁気ヘッドと磁性層106との距離が大きくなり、十分な入出力特性が得られなくなるため、10nm未満とすることが好ましい。 The protective layer 104 may be made of a material usually used in magnetic recording media. Examples of such a material include carbon (C), hydrogenated carbon (HXC), nitrogenated carbon (CN), and alumocarbon. Examples thereof include carbonaceous materials such as silicon carbide (SiC), SiO 2 , Zr 2 O 3 , and TiN. The protective layer 104 may be a stack of two or more layers. If the thickness of the protective layer 104 exceeds 10 nm, the distance between the magnetic head and the magnetic layer 106 increases, and sufficient input / output characteristics cannot be obtained.

潤滑膜105は、例えば、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等からなる潤滑剤を保護層104上に塗布することにより形成することができる。また、潤滑膜105の膜厚は、通常は1〜4nm程度である。   The lubricating film 105 can be formed, for example, by applying a lubricant made of a fluorine-based lubricant, a hydrocarbon-based lubricant, a mixture thereof, or the like on the protective layer 104. The film thickness of the lubricating film 105 is usually about 1 to 4 nm.

また、磁気記録媒体に対しては、上記インライン式成膜装置50を用いて、記録磁性層103に反応性プラズマ処理やイオン照射処理を施し、記録磁性層103の磁気特性の改質を行うことができる。例えば図9に示す磁気記録媒体は、記録磁性層103に形成された磁気記録パターン103aが非磁性領域103bによって分離されてなる、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体である。   In addition, for the magnetic recording medium, the recording magnetic layer 103 is subjected to reactive plasma treatment or ion irradiation treatment using the in-line film forming apparatus 50 to improve the magnetic characteristics of the recording magnetic layer 103. Can do. For example, the magnetic recording medium shown in FIG. 9 is a so-called discrete type magnetic recording medium in which magnetic recording patterns 103a formed on the recording magnetic layer 103 are separated by nonmagnetic regions 103b.

このディスクリート型の磁気記録媒体については、例えば、磁気記録パターン103aが1ビットごとに一定の規則性をもって配置されたパターンドメディアや、磁気記録パターン103aがトラック状に配置されたメディア、磁気記録パターン103aがサーボ信号パターン等を含んだメディアなどを挙げることができる。   As for the discrete type magnetic recording medium, for example, a patterned medium in which the magnetic recording pattern 103a is arranged with a certain regularity for each bit, a medium in which the magnetic recording pattern 103a is arranged in a track shape, and a magnetic recording pattern A medium 103a includes a servo signal pattern or the like.

また、ディスクリート型の磁気記録媒体は、その記録密度を高めるために、記録磁性層103のうち、磁気記録パターン103aとなる部分の幅L1を200nm以下、非磁性化領域103bとなる部分の幅L2を100nm以下とすることが好ましい。また、この磁気記録媒体のトラックピッチP(=L1+L2)は、300nm以下とすることが好ましく、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましい。   Also, in order to increase the recording density of the discrete magnetic recording medium, the width L1 of the portion that becomes the magnetic recording pattern 103a of the recording magnetic layer 103 is 200 nm or less, and the width L2 of the portion that becomes the non-magnetized region 103b. Is preferably 100 nm or less. The track pitch P (= L1 + L2) of this magnetic recording medium is preferably 300 nm or less, and is preferably as narrow as possible in order to increase the recording density.

このようなディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層103の表面にマスク層を設け、このマスク層に覆われていない箇所を反応性プラズマ処理やイオン照射処理等に曝する。これにより、記録磁性層103の一部の磁気特性を改質し、好ましくは磁性体から非磁性体に改質した非磁性領域103bを形成することによって得ることができる。   In such a discrete type magnetic recording medium, a mask layer is provided on the surface of the recording magnetic layer 103, and a portion not covered with the mask layer is exposed to a reactive plasma treatment or an ion irradiation treatment. Thereby, the magnetic characteristics of a part of the recording magnetic layer 103 can be modified, and preferably obtained by forming the nonmagnetic region 103b modified from a magnetic material to a nonmagnetic material.

ここで、記録磁性層103の磁気特性の改質とは、記録磁性層103をパターン化するために、記録磁性層103の保磁力、残留磁化等を部分的に変化させることを言い、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを言う。   Here, the modification of the magnetic characteristics of the recording magnetic layer 103 means that the coercive force, residual magnetization, etc. of the recording magnetic layer 103 are partially changed in order to pattern the recording magnetic layer 103, and the change This means that the coercive force is lowered and the residual magnetization is lowered.

具体的に、記録磁性層103の磁気特性を改質する際は、反応性プラズマや反応性イオンに曝した箇所の記録磁性層103の磁化量を、当初(未処理)の75%以下、より好ましくは50%以下、保磁力を当初の50%以下、より好ましくは20%以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることができる。   Specifically, when the magnetic characteristics of the recording magnetic layer 103 are modified, the magnetization amount of the recording magnetic layer 103 at a location exposed to reactive plasma or reactive ions is set to 75% or less of the initial (unprocessed). The coercive force is preferably 50% or less and the initial coercive force is preferably 50% or less, more preferably 20% or less. As a result, writing blur at the time of magnetic recording can be eliminated and a high surface recording density can be obtained.

また、磁気特性の改質は、すでに成膜された記録磁性層103を反応性プラズマや反応性イオン等に曝し、磁気記録トラックやサーボ信号パターンを分離する箇所(非磁性領域103b)を非晶質化することによっても実現することができる。   Further, the magnetic property is modified by exposing the already formed recording magnetic layer 103 to reactive plasma, reactive ions, etc., and separating the magnetic recording track and the servo signal pattern (nonmagnetic region 103b) from amorphous. It can also be realized by improving the quality.

ここで、記録磁性層103を非晶質化するとは、記録磁性層103の結晶構造を改変することを言い、記録磁性層103の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の状態とすることを言う。具体的に、記録磁性層103を非晶質化する際は、記録磁性層103の原子配列を粒径2nm未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることが好ましい。なお、このような記録磁性層103の原子配列状態は、X線回折や電子線回折などの分析手法によって、結晶面を表すピークが認められず、ハローのみが認められる状態として確認することが可能である。   Here, making the recording magnetic layer 103 amorphous means modifying the crystal structure of the recording magnetic layer 103, and the atomic arrangement of the recording magnetic layer 103 is changed to an irregular atomic arrangement having no long-range order. Say to state. Specifically, when the recording magnetic layer 103 is amorphized, it is preferable that the atomic arrangement of the recording magnetic layer 103 is in a state where microcrystalline grains having a particle diameter of less than 2 nm are randomly arranged. Note that such an atomic arrangement state of the recording magnetic layer 103 can be confirmed by an analysis technique such as X-ray diffraction or electron beam diffraction as a state where no peak representing a crystal plane is observed and only a halo is recognized. It is.

(磁気記録再生装置)
上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置としては、例えば図10に示すようなハードディスクドライブ装置(HDD)を挙げることができる。この磁気記録再生装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク200と、磁気ディスク200を回転駆動させる媒体駆動部201と、磁気ディスク201に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド202と、磁気ヘッド202を磁気ディスク200の径方向に移動させるヘッド駆動部203と、磁気ヘッド202への信号入力と磁気ヘッド202から出力信号の再生とを行うための信号処理系204とを備えている。
(Magnetic recording / reproducing device)
An example of a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic recording medium is a hard disk drive (HDD) as shown in FIG. This magnetic recording / reproducing apparatus includes a magnetic disk 200 that is the magnetic recording medium, a medium driving unit 201 that rotationally drives the magnetic disk 200, a magnetic head 202 that performs recording and reproducing operations on the magnetic disk 201, and a magnetic head A head driving unit 203 that moves 202 in the radial direction of the magnetic disk 200 and a signal processing system 204 for performing signal input to the magnetic head 202 and reproduction of output signals from the magnetic head 202 are provided.

この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を磁気ディスク200として用いた場合に、この磁気ディスク200に磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を用いることで、記録密度の高い磁気記録再生装置を得ることが可能となる。   In this magnetic recording / reproducing apparatus, when the discrete track type magnetic recording medium is used as the magnetic disk 200, it is possible to eliminate writing blur when performing magnetic recording on the magnetic disk 200 and to obtain a high surface recording density. It is. That is, by using the discrete track type magnetic recording medium, a magnetic recording / reproducing apparatus having a high recording density can be obtained.

また、この磁気記録再生装置では、記録トラックを磁気的に不連続に加工することにより、従来はトラックエッジの磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができ、これによって十分な再生出力と高いSNRを得ることが可能となる。   Also, in this magnetic recording / reproducing apparatus, by conventionally processing the recording track magnetically discontinuously, the reproducing head width is conventionally made narrower than the recording head width in order to eliminate the influence of the magnetization transition region at the track edge. The corresponding ones can be operated with substantially the same width, which makes it possible to obtain a sufficient reproduction output and a high SNR.

また、この磁気記録再生装置では、磁気ヘッド202の再生部をGMRヘッド又はTMRヘッドで構成することによって、高記録密度においても十分な信号強度を得ることが可能となる。さらに、磁気ヘッド202を従来より低く浮上させる、具体的には、この磁気ヘッド202の浮上量を0.005μm〜0.020μmの範囲とすることで、出力の向上により高いSNRを得ることができ、大容量で信頼性の高い磁気記録再生装置とすることが可能となる。   Further, in this magnetic recording / reproducing apparatus, it is possible to obtain a sufficient signal intensity even at a high recording density by configuring the reproducing unit of the magnetic head 202 with a GMR head or a TMR head. Furthermore, by raising the magnetic head 202 lower than before, specifically, by setting the flying height of the magnetic head 202 in the range of 0.005 μm to 0.020 μm, a higher SNR can be obtained by improving the output. Therefore, a magnetic recording / reproducing apparatus having a large capacity and high reliability can be obtained.

さらに、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせると、更なる記録密度の向上を図ることが可能となる。例えば、トラック密度100kトラック/インチ以上、線記録密度1000kビット/インチ以上、1平方インチ当たり100Gビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも、十分なSNRを得ることが可能となる。   Further, when the signal processing circuit based on the maximum likelihood decoding method is combined, it is possible to further improve the recording density. For example, a sufficient SNR can be obtained even when recording / reproducing is performed at a recording density of 100 kbit / inch or more, a linear recording density of 1000 kbit / inch or more, and a recording density of 100 Gbit or more per square inch.

1…処理装置 1A…処理ユニット 2…反応容器 2A…ゲートバルブ 3…ホルダ3 4…キャリア 5…搬送機構 6a…正面側隔壁 6b…背面側隔壁 6c…底壁 6d…孔部 7,7A…内部空間 8…バッキングプレート(カソード電極) 9…ガス導入管(ガス導入手段)10…ガス供給源 11…マグネット(磁界発生手段) 12…駆動モータ 13…開口部 14…ハウジング 15…第1の真空ポンプ(減圧排気手段) 16…第2の真空ポンプ(別の減圧排気手段) 17A…上部ポンプ室 17B…下部ポンプ室 18…支持台 19…支持アーム 20…駆動機構 21…ガイド機構 22…永久磁石 23…電磁石 24…カバー 28…主ベアリング 29…ガイドレール 30…副ベアリング 31,31A,31B…シールド板 32,32A,32B…ベーキングヒータ W…被処理基板 T…ターゲット R…反応空間 G…ガス
50…インライン式成膜装置 51…基板移送用ロボット室 52…基板移送用ロボット 53…基板取付用ロボット室 54…基板取付用ロボット 55…基板交換室 56…基板取外用ロボット室 57…基板取外用ロボット 58〜70…処理チャンバ 71…予備チャンバ 72〜75…コーナー室 76〜93…ゲートバルブ 94〜97…ゲート部
100…非磁性基板 101…軟磁性層 102…中間層 103…記録磁性層 103a…磁気記録パターン 103b…非磁性化領域 104…保護層 105…潤滑膜 106…磁性層 107…マスク層 108…レジスト層 109…スタンプ
200…磁気ディスク 201…媒体駆動部 202…磁気ヘッド 203…ヘッド駆動部 204…信号処理系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing apparatus 1A ... Processing unit 2 ... Reaction container 2A ... Gate valve 3 ... Holder 3 4 ... Carrier 5 ... Transfer mechanism 6a ... Front side partition 6b ... Back side partition 6c ... Bottom wall 6d ... Hole 7, 7A ... Inside Space 8 ... Backing plate (cathode electrode) 9 ... Gas introduction pipe (gas introduction means) 10 ... Gas supply source 11 ... Magnet (magnetic field generation means) 12 ... Drive motor 13 ... Opening 14 ... Housing 15 ... First vacuum pump (Depressurized exhaust means) 16: Second vacuum pump (another decompressed exhaust means) 17A: Upper pump chamber 17B ... Lower pump chamber 18 ... Support base 19 ... Support arm 20 ... Drive mechanism 21 ... Guide mechanism 22 ... Permanent magnet 23 ... Electromagnet 24 ... Cover 28 ... Main bearing 29 ... Guide rail 30 ... Sub-bearing 31, 31A, 31B ... Shield plate 32, 32A, 3 B ... Baking heater W ... Substrate to be processed T ... Target R ... Reaction space G ... Gas 50 ... In-line type film forming apparatus 51 ... Substrate transfer robot chamber 52 ... Substrate transfer robot 53 ... Substrate mounting robot chamber 54 ... Substrate mounting Robot 55 ... Substrate exchange chamber 56 ... Substrate removal robot chamber 57 ... Substrate removal robot 58-70 ... Processing chamber 71 ... Spare chamber 72-75 ... Corner chamber 76-93 ... Gate valve 94-97 ... Gate unit 100 ... Nonmagnetic substrate 101 ... soft magnetic layer 102 ... intermediate layer 103 ... recording magnetic layer 103a ... magnetic recording pattern 103b ... non-magnetized region 104 ... protective layer 105 ... lubricating film 106 ... magnetic layer 107 ... mask layer 108 ... resist layer 109 ... Stamp 200 ... Magnetic disk 201 ... Medium drive unit 202 ... Magnetic head 203 ... Head Driver 204 ... signal processing system

Claims (5)

成膜処理を行う複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で成膜対象となる基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアの下部側に並んで配置された複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石に対向して前記キャリアの搬送方向に並んで配置された複数の電磁石とを有して、前記電磁石に電力を供給することによって、当該電磁石と前記永久磁石とを磁気的に結合させながら、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構を備えることを特徴とするインライン式成膜装置。
A plurality of chambers for film formation;
A carrier for holding a substrate to be deposited in the plurality of chambers;
A transport mechanism for sequentially transporting the carrier between the plurality of chambers,
The transport mechanism includes a plurality of permanent magnets arranged side by side on the lower side of the carrier, and a plurality of electromagnets arranged side by side in the carrier transport direction so as to face the plurality of permanent magnets. An in-line film forming apparatus comprising: a driving mechanism that drives the carrier in a non-contact state while magnetically coupling the electromagnet and the permanent magnet by supplying electric power to the electromagnet.
前記電磁石は、透磁性を有するカバーによって形成される空間内に前記反応容器の内部空間とは隔離された状態で配置されていることを特徴する請求項1に記載のインライン式成膜装置。   The in-line film forming apparatus according to claim 1, wherein the electromagnet is disposed in a space formed by a permeable cover so as to be isolated from the internal space of the reaction vessel. 前記搬送機構は、前記駆動機構により駆動されるキャリアをガイドするガイド機構を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のインライン式成膜装置。   The in-line film forming apparatus according to claim 1, wherein the transport mechanism includes a guide mechanism that guides a carrier driven by the driving mechanism. 前記ガイド機構は、前記キャリアに設けられたガイドレールに係合された状態で、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする主ベアリングと、前記キャリアを挟み込んだ状態で、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする副ベアリングとを有することを特徴とする請求項3に記載のインライン式成膜装置。   The guide mechanism is engaged with a guide rail provided on the carrier, and a main bearing that guides the carrier driven by the drive mechanism in a vertical direction, and the drive mechanism in a state of sandwiching the carrier The in-line type film forming apparatus according to claim 3, further comprising a sub-bearing that guides the carrier driven by the horizontal direction. 請求項1〜4の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。   A method for producing a magnetic recording medium, comprising the step of forming at least a magnetic layer on the surface of the substrate using the in-line film forming apparatus according to claim 1.
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