JP2014075166A - 磁気記録媒体の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体の製造方法及び装置において、形成される層の品質低下の防止と、生産性の向上を両立することを目的とする。
【解決手段】被積層体上に、磁気記録層、保護層、及び潤滑層をこの順で形成する磁気記録媒体の製造方法において、成膜装置で保護層を形成した後の被積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内に封入し、移送容器ユニットをベーパールブ成膜装置まで搬送し、前記移送容器ユニット内に封入された積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内から取り出し、ベーパールブ成膜装置内で被積層体に潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体の製造方法及び装置に関する。

磁気記憶装置は、近年、パーソナルコンピュータ、動画レコーダ、データサーバなど様々な製品に搭載され、その重要性が増している。磁気記憶装置は、電子データを磁気記録により保存する磁気記録媒体を有する装置であり、例えば、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置などを含む。磁気ディスク装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などを含む。

一般的な磁気記録媒体は、例えば非磁性基板上に下地層、中間層、磁気記録層及び保護層をこの順に成膜し、保護層の表面に潤滑層を塗布した多層膜積層構造を有する。磁気記録媒体を形成する各層の間に不純物などが混入することを防止するため、磁気記録媒体の製造には、減圧下で連続して各層を積層できるインライン式真空成膜装置が用いられる（例えば、特許文献１）。

インライン式真空成膜装置では、基板に成膜可能な成膜手段を具備する複数の成膜用チャンバが、加熱処理を行うチャンバや予備チャンバなどと共に、ゲートバルブを介して連結されており、一本の成膜ラインを形成している。キャリアに基板を装着して成膜ラインを通過させる間に、基板に所定の層を成膜して、所望の磁気記録媒体を製造する。

一般的に、成膜ラインは環状に配置され、成膜ライン上に、基板をキャリアに装着またはキャリアから脱着する基板装脱着チャンバが備えられている。成膜チャンバ間を一巡したキャリアは基板装脱着チャンバに供給され、キャリアから成膜後の基板を脱着されると共に、成膜後の基板が取り外されたキャリアには新たに基板を装着される。

また、磁気記録媒体の表面に潤滑層を形成する方法として、真空成膜容器内に磁気記録媒体を載置し、成膜容器内にガス化した潤滑剤を導入するベーパールブ（Vapor-Phase Lubrication）成膜方法が提案されている（例えば、特許文献２）。

上記の如き多層膜積層構造を有する磁気記録媒体をインライン式真空成膜装置で製造する場合、例えば磁気記録層の形成にはスパッタ法による真空成膜装置が用いられ、保護層の形成にはイオンビーム法による真空成膜装置が用いられ、潤滑層の形成にはベーパールブ成膜法による真空成膜装置を用いられる。これにより、磁気記録層から潤滑層までの形成プロセス（または、成膜工程）を、被積層体を大気に触れさせることなく行うことが可能となり、各層間への大気からの不純物の混入を防ぐことができる。

しかし、被積層体上に、磁気記録層、保護層、及び潤滑層を連続して形成するインライン式真空成膜装置では、保護層の形成プロセスで用いるプロセスガスと潤滑層の形成プロセスで用いるプロセスガスの物性がかなり異なり、これらのプロセスガスが混ざると、両形成プロセスで形成される層に多大な悪影響を及ぼし、形成される層の品質（または、膜質）が低下する。

そこで、物性の異なるプロセスガスが混ざることによる層の品質低下を防止するためには、例えば保護層の成膜後、成膜容器内のプロセスガスを十分に排気することが望ましい。しかし、成膜容器内のプロセスガスを十分に排気するためには、排気時間を十分長くしなければならず、インライン式真空成膜装置の生産性が著しく低下してしまう。

特開平８−２７４１４２号公報 特開２００４−００２９７１号公報

従来のインライン式真空成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法では、形成される層の品質低下の防止と、生産性の向上を両立することは難しい。

そこで、本発明は、形成される層の品質低下の防止と、生産性の向上を両立することが可能な磁気記録媒体の製造方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、被積層体上に、磁気記録層、保護層、及び潤滑層をこの順で形成する磁気記録媒体の製造方法であって、成膜装置で前記保護層を形成した後の前記被積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内に封入し、前記移送容器ユニットをベーパールブ成膜装置まで搬送し、前記移送容器ユニット内に封入された前記積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内から取り出し、前記ベーパールブ成膜装置内で前記被積層体に前記潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成する磁気記録媒体の製造方法が提供される。

開示の磁気記録媒体の製造方法及び装置によれば、形成される層の品質低下の防止と、生産性の向上を両立することが可能である。

本発明の一実施形態における磁気記録媒体の製造装置の一例を示す模式図である。 図１の製造装置で製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。 本実施形態において製造された磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置の構成の一例を示す斜視図である。

以下に、本発明の各実施形態における磁気記録媒体の製造方法及び装置を図面と共に説明する。

インライン式真空成膜装置を用いて上記の多層膜積層構造を有する磁気記録媒体を製造する場合、磁気記録層の形成にはプロセスガス（または、スパッタリングガス）として例えばアルゴンが使用され、保護層の形成にはプロセスガスとして例えば炭化水素、水素、アルゴンなどが使用され、潤滑層の形成にはプロセスガスとして例えば高分子化合物が使用される。このため、隣接するプロセスである磁気記録層の形成プロセスと保護層の形成プロセスとの間では、両形成プロセスで用いるプロセスガスが混ざることによる影響は比較的少ない。一方、保護層の形成プロセスと潤滑層の形成プロセスとの間では、両形成プロセスで用いるプロセスガスの物性はかなり異なり、両形成プロセスで用いるプロセスガスが混ざると、両形成プロセスで形成される層に多大な悪影響を及ぼし、形成される層の品質（または、膜質）が低下する。このように、隣接する形成プロセスで用いるプロセスガスが混ざることによる層の品質の低下を防止するためには、例えば各形成プロセスの終了後に成膜容器内に残留するプロセスガスを十分に排気することが望ましい。

そこで、このような層の品質低下を防止するために、両形成プロセスの終了後、成膜容器内に残留するプロセスガスを十分に排気し、その後、両成膜容器間のゲートバルブを開いて基板の入れ替えを行うことが考えられる。しかし、成膜容器内に残留するプロセスガスを十分に排気するには排気時間を十分長くする必要があり、インライン式真空成膜装置の生産性が著しく低下してしまう。

また、両成膜容器間に予備の真空容器を設け、両成膜容器間の距離を広げることが考えられる。しかし、本発明者による検討によると、両成膜容器間の距離を広げても、両成膜容器間のプロセスガスの混合は僅かに生じていることが確認された。さらに、本発明者による検討によると、基板を搬送するキャリアにプロセスガスが付着し、キャリアを介してプロセスガスの混合が生じていることが確認された。

一方、物性の異なるプロセスガスが混ざることによる層の品質低下を防止するために、保護層を形成するチャンバと潤滑層を形成するチャンバとの間にエアロックチャンバを設けることが考えられる。しかし、このようなエアロックチャンバを設けた場合、エアロックチャンバ内が汚れるため、頻繁にエアロックチャンバ内を清掃する必要があり、インライン式真空成膜装置の生産性が著しく低下してしまう。

そこで、本発明の一実施形態では、磁気記録層、保護層、及び潤滑層をこの順で形成する、多層膜積層構造を有する磁気記録媒体の製造方法及び装置において、潤滑層の成膜装置を磁気記録層及び保護層を形成するインライン式成膜装置から独立させ、保護層を形成した後の被積層体を大気に触れさせることなく移送容器内に封入し、この被積層体を封入した移送容器をベーパールブ成膜装置まで搬送する。移送容器をベーパールブ成膜装置まで搬送すると、移送容器内に封入された被積層体を大気に触れさせることなく移送容器内から取り出してベーパールブ成膜装置内にセットし、ベーパールブ成膜装置内の被積層体に潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成する。

このように、被積層体上に保護層を形成した後、この被積層体を大気に触れさせることなく潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成することで、保護層と潤滑層との間に不純物などが混入することを防止できる。

また、保護層の形成チャンバと潤滑層の形成チャンバとを完全に分離できるため、両形成プロセスで用いるプロセスガスが混ざることがなくなり、形成される層の品質低下を防止できる。

さらに、基板を搬送するキャリアも、保護層の形成工程と潤滑層の形成工程とで完全に分離できるため、保護層の形成工程に潤滑剤が混入することがなくなり、形成される層の品質低下を防止できる。

予備の移送容器を準備することで、保護層などを形成するインライン式成膜装置やベーパールブ成膜装置を停止することなく、移送容器内を洗浄可能とし、磁気記録媒体の生産性を高めるようにしても良い。

本願発明の一実施形態では、移送容器内を真空とすることが好ましい。これにより、被積層体上に保護層を形成した後、この被積層体を大気に触れさせることなく潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成することが可能となり、保護層と潤滑層との間に不純物などが混入することを防止できる。

また、本願発明の一実施形態では、移送容器内を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。これにより、被積層体上に保護層を形成した後、この被積層体を大気に触れさせることなく潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成することが可能となり、保護層と潤滑層との間に不純物などが混入することを防止できる。また、保護層の表面への潤滑剤の付着力を高めるという観点からは、移送容器内の不活性がス圧を例えば１０Ｐａ〜２００Ｐａの範囲内とすることが好ましい。

図１は、本発明の一実施形態における磁気記録媒体の製造装置の一例を示す模式図である。図１に示す磁気記録媒体の製造装置は、磁気記録媒体の保護層までを形成する成膜装置１０１と、保護層の表面に潤滑層を形成するベーパールブ成膜装置１０２と、成膜装置１０１，１０２の間に設けられ、被積層体が封入された移送容器ユニット９３４，９３８を成膜装置１０１からベーパールブ成膜装置１０２まで搬送するコンベア９３５を有する。コンベア９３５は、被積層体が封入された移送容器ユニット９３４，９３８を成膜装置１０１からベーパールブ成膜装置１０２まで搬送する搬送手段の一例である。

成膜装置１０１は、チャンバ間ゲートバルブＧを介して、基板装脱着用チャンバ９０３、第１のコーナーチャンバ９０４、第１の処理チャンバ９０５、第２の処理チャンバ９０６、第２のコーナーチャンバ９０７、第３の処理チャンバ９０８、第４の処理チャンバ９０９、第５の処理チャンバ９１０、第６の処理チャンバ９１１、第７の処理チャンバ９１２、第８の処理チャンバ９１３、第３のコーナーチャンバ９１４、第９の処理チャンバ９１５、第１０の処理チャンバ９１６、第４のコーナーチャンバ９１７、第１１の処理チャンバ９１８、第１２の処理チャンバ９１９、第１３の処理チャンバ９２０が環状に連結された構成を有する。各チャンバ９０３〜９２０は、複数の隔壁に囲まれ、減圧状態とすることが可能な空間部を備えている。

互いに隣接するチャンバ間（例えば、処理チャンバ９０５，９０６間）には、高速で開閉自在なチャンバ間ゲートバルブＧが設置されている。全てのゲートバルブＧの開閉動作は、同じタイミングで行われる。これにより、基板（図示せず）を搬送する複数のキャリア９２５を規則正しく互いに隣接チャンバの一方から他方に移動できる。

第１〜第１３の処理チャンバ９０５，９０６，９０８〜９１３，９１５，９１６，９１８〜９２０は、夫々基板加熱手段（または、基板ヒータ）、成膜手段（または、成膜部）、プロセスガス供給手段（または、フロンガス供給部）、排気手段（または、排気部）などを備えている。成膜手段は、例えばスパッタ装置、イオンビーム成膜装置で形成可能である。ガス供給手段と排気手段により、必要に応じてプロセスガスを流すことができる。例えば、第１の処理チャンバ９０５から第１０の処理チャンバ９１６までが、磁気記録媒体の磁気記録層までの成膜に使用され、第１１及び第１２の処理チャンバ９１８，９１９が保護層の成膜に使用され、第１３の処理チャンバ９２０が予備チャンバとして使用される。

なお、第１〜第１３の処理チャンバ９０５，９０６，９０８〜９１３，９１５，９１６，９１８〜９２０のベースプレッシャー（到達圧）は、例えば１×１０^-５Ｐａに設定されている。

コーナーチャンバ９０４，９０７，９１４，９１７は、磁気記録媒体の成膜装置１０１のコーナーに配置され、キャリア９２５の向きをキャリア９２５の進行方向に変更する。コーナーチャンバ９０４，９０７，９１４，９１７内は高真空に設定されており、減圧雰囲気でキャリア９２５を回転可能である。

図１に示すように、第１のコーナーチャンバ９０４と処理チャンバ９２０との間には、基板装脱着用チャンバ９０３が配置されている。基板装脱着用チャンバ９０３の空間部は、他のチャンバの空間部より大きい。基板装脱着用チャンバ９０３内には、基板を装着または脱着可能なキャリア９２５が３台配置されている。１台のキャリア９２５で基板の装着を行い、別の１台のキャリア９２５で基板の脱着を行う。なお、中央のキャリア９２５は、待機中のキャリアである。各キャリア９２５は同時に、図１の矢印で示す方向に搬送される。基板装脱着用チャンバ９０３には、基板搬入用チャンバ９０２及び基板搬出用チャンバ９２２が連結されている。

基板搬入用チャンバ９０２内には、１台の真空ロボット１１１が配置され、基板搬出用チャンバ９２２内には別の１台の真空ロボット１１２が配置されている。真空ロボット１１１，１１２は、搬送装置の一例である。基板搬入用チャンバ９０２は、真空ロボット１１１を用いて、基板装脱着用チャンバ９０３内のキャリア９２５に基板を装着する。また、基板搬出用チャンバ９２２は、真空ロボット１１２を用いて、基板装脱着用チャンバ９０３内のキャリア９２５から基板を脱着する。

基板搬入用チャンバ９０２には、チャンバ間ゲートバルブＧ２を介してエアロックチャンバ１２が接続されている。基板搬出用チャンバ９２２には、チャンバ間ゲートバルブＧ１１を介して第１の移送容器（または、搬送容器）９３２が接続されており、チャンバ間ゲートバルブＧ１３を介して第２の移送容器（または、搬送容器）９３３が接続されている。第１の移送容器９３２の移送口には、ゲートバルブＧ１２と予備室９３０が設けられている。第２の移送容器９３３の移送口には、ゲートバルブＧ１４と予備室９３１が設けられている。移送容器ユニット９３４は、第１の移送容器９３２、ゲートバルブＧ１２、及び予備室９３０で形成されている。移送容器ユニット９３８は、第２の移送容器９３３、ゲートバルブＧ１４、及び予備室９３１で形成されている。移送容器ユニット９３４，９３８は、成膜装置１０１及びベーパールブ成膜装置１０２に対して脱着可能であり、成膜装置１０１からの基板の搬出に際して交互に使用され、成膜装置１０１から取り外された移送容器ユニット９３４，９３８はコンベア９３５に載置されてベーパールブ成膜装置１０２まで搬送される。

各移送容器９３２，９３３の内部には、大気から遮断した状態で、複数の基板（例えば、５０枚）を蓄積可能であり、移送容器ユニット９３４，９３８は、夫々予備室９３０，９３１の箇所で成膜装置１０１から取り外し可能である。エアロックチャンバ１２及び第１及び第２の移送容器９３２，９３３の動作は、以下に説明する処理の繰り返しである。

（成膜装置への基板の搬入）
成膜装置１０１への基板の搬入は、以下のステップｓ１〜ｓ９を含む処理で実現できる。

ステップｓ１： ゲートバルブＧ１，Ｇ２を閉じる。

ステップｓ２： エアロックチャンバ１２内を大気圧にする。

ステップｓ３： ゲートバルブＧ１を開く。

ステップｓ５： 搬送装置の一例である基板搬入ロボット９４０により複数の基板（例えば、５０枚）をエアロックチャンバ１２内に搬入する。

ステップｓ６： ゲートバルブＧ１を閉じる。

ステップｓ７： エアロックチャンバ１２内を真空まで減圧する。

ステップｓ８： ゲートバルブＧ２を開く。

ステップｓ９： 真空ロボット１１１を用いて、エアロックチャンバ１２内の基板を基板装脱着用チャンバ９０３内のキャリア９２５に装着する。

（成膜装置からの被積層体の搬出とベーパールブ成膜装置への被積層体の搬入）
成膜装置１０１からの被積層体の搬出とベーパールブ成膜装置１０２への被積層体の搬入は、以下のステップｓ１１〜ｓ２８を含む処理で実現できる。なお、前述のように、図１では、成膜装置１０２からの被積層体の移送容器が２系列、すなわち、第１及び第２の移送容器９３２，９３３が設けられている。これは、成膜装置１０１からの被積層体の搬出効率を高めるためであり、１系列が被積層体の搬出処理を行っている際には、他の予備の系列では被積層体を搬出するための準備を行うことができる。なお、移送容器及び移送容器ユニットは、夫々１つであっても良い。以下では、説明の便宜上、第１の移送容器９３２の操作について説明するが、第２の移送容器９３３についても同様のステップで操作可能である。

ステップｓ１１： ゲートバルブＧ１２が閉じた状態で、空の移送容器ユニット９３４を成膜装置１０１のゲートバルブＧ１１に接続する。

ステップｓ１２： 予備室９３０及び第１の移送容器９３２内を真空まで減圧する。

ステップｓ１３： ゲートバルブＧ１１，Ｇ１２を開く。

ステップｓ１４： 真空ロボット１１２を用いて、基板装脱着用チャンバ９０３内のキャリア９２５から基板を外し、第１の移送容器９３２内に積載する。

ステップｓ１５： 第１の移送容器９３２内の基板が一杯（例えば、５０枚）になったらゲートバルブＧ１１，Ｇ１２を閉じる。

ステップｓ１６： 必要に応じて第１の移送容器９３２内を不活性ガスで満たす。

ステップｓ１７： 予備室９３０内を大気圧にする。

ステップｓ１８： 移送容器ユニット９３４を成膜装置１０１から取り外し、図１中細い実線の矢印で示すようにコンベア９３５上に載置する。

ステップｓ１９： 移送容器ユニット９３４をベーパールブ成膜装置１０２の基板搬入口まで搬送する。なお、コンベア９３５のコーナー部９３６の位置で移送容器ユニット９３４を９０度反時計方向へ回転する。

ステップｓ２０： 移送容器ユニット９３４を、図１中細い実線の矢印で示すようにゲートバルブＧ１５に接続する。

ステップｓ２１： 予備室９３０及び隔離チャンバ９４３を真空まで減圧する。

ステップｓ２２： 第１の移送容器９３２内が不活性ガスで満たされている場合、第１の移送容器９３２を真空まで減圧する。

ステップｓ２３： ゲートバルブＧ１２，Ｇ１５を開く。

ステップｓ２４： 第１の移送容器９３２内の基板を隔離チャンバ９４３へ移送する。

ステップｓ２５： ゲートバルブＧ１２，Ｇ１５を閉じる。

ステップｓ２６： 予備室９３０を大気圧にする。

ステップｓ２７： 移送容器ユニット９３４をゲートバルブＧ１５から取り外す。

ステップｓ２８： 空の移送容器ユニット９３４を、図１中細い実線の矢印で示すように成膜装置１０１に移送し、ゲートバルブＧ１１に接続する。

移送容器ユニット９３４の成膜装置１０１からコンベア９３５までの移送、コンベア９３５からベーパールブ成膜装置１０２までの移送、及びベーパールブ成膜装置１０２から成膜装置１０１までの移送（または、搬送）は、いずれも図示を省略する周知の移送設備（または、移送手段）で行うことができる。

図１の説明に戻るに、ベーパールブ成膜装置１０２は、不活性ガスを充填する隔離チャンバ９４３、ベーパールブプロセスチャンバ９４４、エアロックチャンバ９４５、及び搬送カセットの戻り経路チャンバ９４７がゲートバルブＧ６，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１０を介して接続された構成を有する。エアロックチャンバ９４５の隣には、潤滑層を形成した被積層体を取り出すための基板搬出ロボット９４６がゲートバルブＧ８を介して接続されている。基板搬出ロボット９４６は、搬送装置の一例である。各チャンバ９４３〜９４５，９４７間を複数（例えば、５０枚）の被積層体を搬送するための搬送カセット９４８が移動する。

ベーパールブ成膜装置１０２内における被積層体（以下、基板とも言う）などの動きは、前述のステップｓ２０〜ｓ２５に続き、以下に説明する処理の繰り返しであり、以下のステップｓ３１〜ｓ４３を含む処理が連続的に行われる。

ステップｓ２０： 移送容器ユニット９３４をゲートバルブＧ１５に接続する。

ステップｓ２１： 予備室９３０及び隔離チャンバ９４３を真空まで減圧する。

ステップｓ２２： 第１の移送容器９３２内が不活性ガスで満たされている場合は真空まで減圧する。

ステップｓ２３： ゲートバルブＧ１２，Ｇ１５を開く。

ステップｓ２４： 第１の移送容器９３２内の基板を隔離チャンバ９４３へ移送する。

ステップｓ２５： ゲートバルブＧ１２，Ｇ１５を閉じる。

ステップｓ３１： ゲートバルブＧ６を開く。

ステップｓ３２： 隔離チャンバ９４３内の搬送カセット９４８をベーパールブプロセスチャンバ９４４内に搬入する。

ステップｓ３３： ベーパールブプロセスチャンバ９４４内で搬送カセット９４８内の被積層体に潤滑層を形成する。

ステップｓ３４： ゲートバルブＧ７を開き、潤滑層が形成された被積層体を納めた搬送カセット９４８が真空状態のエアロックチャンバ９４５内に移動する。

ステップｓ３５： ゲートバルブＧ７を閉じる。

ステップｓ３６： エアロックチャンバ９４５を大気圧とする。

ステップｓ３７： ゲートバルブＧ８を開く。

ステップｓ３８： 基板搬出ロボット９４６により処理済み（すなわち、潤滑層が形成済み）の被積層体を取り出す。

ステップｓ３９： ゲートバルブＧ８を閉じる。

ステップｓ４０： エアロックチャンバ９４５内を真空まで減圧する。

ステップｓ４１： ゲートバルブＧ９を開く。

ステップｓ４２： 空の搬送カセット９４８を、真空まで減圧された戻り経路チャンバ９４７を通して隔離チャンバ９４３へ移動する。

ステップｓ４３： 隔離チャンバ９４３が減圧状態でゲートバルブＧ１０を開き、隔離チャンバ９４３内に空の搬送カセット９４８を搬入する。

図２は、図１の製造装置で製造される磁気記録媒体１の一例を示す断面図である。なお、磁気記録媒体１に対するデータの記録方式には面内記録方式と垂直記録方式とが存在するが、本実施形態では、垂直記録方式を用いる磁気記録媒体１について説明を行う。

磁気記録媒体１は、基板１００と、基板１００の上に形成された密着層１１０と、密着層１１０の上に形成された軟磁性下地層１２０と、軟磁性下地層１２０の上に形成された配向制御層１３０と、配向制御層１３０の上に形成された非磁性下地層１４０と、非磁性下地層１４０の上に形成された磁気記録層の一例である垂直記録層１５０と、垂直記録層１５０の上に形成された保護層１６０と、保護層１６０の上に形成された潤滑層１７０とを有する。本実施形態では、基板１００の両面の夫々に、密着層１１０、軟磁性下地層１２０、配向制御層１３０、非磁性下地層１４０、垂直記録層１５０、保護層１６０、及び潤滑層１７０が形成された構成を有する。なお、以下の説明では、必要に応じて、基板１００の両面に密着層１１０から保護層１６０までの各層を積層した積層構造、換言すれば、基板１００に潤滑層１７０以外の各層を形成した積層構造を、積層基板１８０とも称する。また、以下の説明では、必要に応じて、基板１００の両面に密着層１１０から垂直記録層１５０までの各層を形成した積層構造、換言すれば、基板１００に保護層１６０及び潤滑層１７０以外の各層を形成した積層構造を、被積層体１９０とも称する。

本実施形態では、基板１００は非磁性体で形成されている。基板１００には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料で形成された金属基板を用いても良く、例えばガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料で形成された非金属基板を用いても良い。また、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層またはＮｉＰ合金層が形成された基板を基板１００として用いることもできる。

ガラス基板には、例えば、通常のガラスや結晶化ガラスなどを用いることができる。通常のガラスには、例えば、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。また、結晶化ガラスには、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。また、セラミック基板には、例えば、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、またはこれらの繊維強化物などを用いることができる。

基板１００は、後述するように主成分がＣｏまたはＦｅである軟磁性下地層１２０と接することで、表面の吸着ガスや水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。このため、基板１００と軟磁性下地層１２０との間に密着層１１０を設けることが好ましい。なお、密着層１１０の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など適宜選択することが可能である。また、密着層１１０の厚みは２ｎｍ（２０Å）以上であることが好ましい。

軟磁性下地層１２０は、垂直記録方式を採用した場合において、記録再生時のノイズの低減を図るために設けられている。本実施形態において、軟磁性下地層１２０は、密着層１１０の上に形成される第１軟磁性層１２１と、第１軟磁性層１２１の上に形成されるスペーサ層１２２と、スペーサ層１２２の上に形成される第２軟磁性層１２３とを有する。つまり、軟磁性下地層１２０は、第１軟磁性層１２１と第２軟磁性層１２３でスペーサ層１２２を挟む構成を有する。

第１軟磁性層１２１及び第２軟磁性層１２３は、Ｆｅ：Ｃｏを４０：６０〜７０：３０（原子比）の範囲で含む材料で形成することが好ましく、透磁率や耐食性を高めるためＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｒからなる群から選ばれる何れか１種を１ａｔｍ％〜８ａｔｍ％の範囲で含有することが好ましい。また、スペーサ層１２２は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｃｕなどで形成可能であるが、特にＲｕで形成することが好ましい。

配向制御層１３０は、非磁性下地層１４０を介して積層される垂直記録層１５０の結晶粒を微細化して、記録再生特性を改善するために設けられている。配向制御層１３０を形成する材料は特に限定されるものではないが、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造、アモルファス構造を有する材料であることが好ましい。特にＲｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金で形成することが好ましく、これらの合金を多層化した多層構造で形成しても良い。例えば、基板１００側からＮｉ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｃｏ系合金とＲｕ系合金との多層構造、Ｐｔ系合金とＲｕ系合金との多層構造を形成することが好ましい。

非磁性下地層１４０は、非磁性下地層１４０の上に積層される垂直記録層１５０の初期積層部における結晶成長の乱れを抑制し、記録再生時のノイズの発生を抑制するために設けられている。ただし、非磁性下地層１４０は省略しても良い。

本実施形態において、非磁性下地層１４０は、Ｃｏを主成分とする金属に加え、さらに酸化物を含む材料で形成することが好ましい。非磁性下地層１４０のＣｒ含有量は、２５原子％〜５０原子％であることが好ましい。非磁性下地層１４０に含まれる酸化物としては、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどの酸化物を用いることが好ましく、特にＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などを用いることが好ましい。非磁性下地層１４０に含まれる酸化物の含有量は、磁性粒子を構成する、例えばＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔなどの合金を１つの化合物として算出したｍｏｌ総量に対して、３ｍｏｌ％以上、且つ、１８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

本実施形態における垂直記録層１５０は、非磁性下地層１４０の上に形成される第１磁性層１５１と、第１磁性層１５１の上に形成される第１非磁性層１５２と、第１非磁性層１５２の上に形成される第２磁性層１５３と、第２磁性層１５３の上に形成される第２非磁性層１５４と、第２非磁性層１５４の上に形成される第３磁性層１５５とを有する。すなわち、垂直記録層１５０では、第１磁性層１５１と第２磁性層１５３により第１非磁性層１５２を挟み、第２磁性層１５３と第３磁性層１５５により第２非磁性層１５４を挟む構成を有する。

第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５は、磁気ヘッド３から供給される磁気エネルギーによって垂直記録層１５０の厚さ方向に磁化の向きを反転させ、その磁化の状態を維持することでデータを記憶するために設けられている。なお、これらの第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５が、本実施形態における磁性層に対応する。

第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５は、Ｃｏを主成分とする金属の磁性粒子と非磁性の酸化物とを含み、磁性粒子を酸化物で囲んだグラニュラ型構造を有することが好ましい。

第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５を形成する酸化物は、例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどであることが好ましく、特にＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などであることが好ましい。また、垂直記録層１５０の中で最下層となる第１磁性層１５１は、２種類以上の酸化物で形成された複合酸化物を含むことが好ましく、特にＣｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などを含むことが好ましい。

また、第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５を形成する磁性粒子に適した材料は、例えば、９０（Ｃｏ１４Ｃｒ１８Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ_２）｛Ｃｒ含有量１４原子％、Ｐｔ含有量１８原子％、残部Ｃｏからなる磁性粒子を１つの化合物として算出したモル濃度が９０ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２からなる酸化物組成が１０ｍｏｌ％｝、９２（Ｃｏ１０Ｃｒ１６Ｐｔ）−８（ＳｉＯ_２）、９４（Ｃｏ８Ｃｒ１４Ｐｔ４Ｎｂ）−６（Ｃｒ_２Ｏ_３）の他、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｔａ_２Ｏ_５）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＳｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔ）−（Ｃｒ_２Ｏ_３）−（ＳｉＯ_２）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔＭｏ）−（ＴｉＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＷ）−（ＴｉＯ_２）、（ＣｏＣｒＰｔＢ）−（Ａｌ_２Ｏ_３）、（ＣｏＣｒＰｔＴａＮｄ）−（ＭｇＯ）、（ＣｏＣｒＰｔＢＣｕ）−（Ｙ_２Ｏ_３）、（ＣｏＣｒＰｔＲｕ）−（ＳｉＯ_２）などの組成物を含む。

第１非磁性層１５２及び第２非磁性層１５４は、垂直記録層１５０を形成する第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５の各磁性層での磁化反転を容易とし、磁性粒子全体での磁化反転の分散を小さくすることで、ノイズを低減するために設けられている。本実施形態において、第１非磁性層１５２及び第２非磁性層１５４は、例えばＲｕ及びＣｏを含むことが好ましい。

なお、図２に示す例では、垂直記録層１５０を形成する磁性層が３層構造（第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５）を有するが、垂直記録層１５０は３層構造に限定されるものではなく、４層以上の多層構造を有しても良い。また、この例では、垂直記録層１５０を形成する各磁性層（第１磁性層１５１、第２磁性層１５３及び第３磁性層１５５）の間に非磁性層（第１非磁性層１５２及び第２非磁性層１５４）を設けているが、垂直記録層１５０を形成する磁性層はこのような構成に限点されるものではなく、例えば異なる組成を有する２つの磁性層を重ねて配置する構成を有しても良い。

保護層１６０は、垂直記録層１５０の腐食を抑制すると共に、磁気ヘッド３が磁気記録媒体１に接触したときに、磁気記録媒体１の表面の損傷を防いで保護するため、また磁気記録媒体１の耐食性を高めるために設けられている。

保護層１６０は、周知の保護層材料で形成可能であり、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含む。保護層１６０は、Ｃで形成することが好ましく、特にアモルファス状の硬質炭素膜やダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）で形成することが、保護層１６０の硬度を保ち、且つ、薄層化を図るという観点から好ましい。さらに、保護層１６０の厚みは、１ｎｍ〜１０ｎｍとすることが、図３と共に後述する磁気記憶装置において磁気ヘッド３と磁気記録媒体１との距離を短くでき、高記録密度の点から好ましい。

潤滑層１７０は、磁気ヘッド３が磁気記録媒体１に接触したときに磁気ヘッド３及び磁気記録媒体１の表面の摩耗を抑制し、磁気記録媒体１の耐食性を高めるために設けられている。潤滑層１７０は、周知の潤滑層材料で形成可能であり、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤で形成することが好ましい。潤滑層１７０の厚さは、１ｎｍ〜２ｎｍとすることが、図３と共に後述する磁気記憶装置において磁気ヘッド３と磁気記録媒体１との距離を短くでき、高記録密度の点から好ましい。

ベーパールブプロセスによる潤滑層１７０の成膜では、上記の潤滑剤を９０℃〜１５０℃で加熱し、潤滑剤の蒸気を反応容器内に導入し、反応容器内の圧力を１０Ｐａ程度とし、この反応容器内への被積層体の露出時間を１０秒程度とすることで、保護層１６０の表面に１ｎｍ程度の潤滑層１７０を形成できる。

図３は、本実施形態において製造された磁気記録媒体１を備えた磁気記憶装置の構成の一例を示す斜視図である。

磁気記憶装置５０は、データを磁気的に記録する磁気記録媒体１と、磁気記録媒体１を回転駆動させる回転駆動部２と、磁気記録媒体１にデータを書き込むと共に磁気記録媒体１に記録されたデータを読み取る磁気ヘッド３と、磁気ヘッド３を搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を介して磁気記録媒体１に対して磁気ヘッド３を相対移動させるヘッド駆動部５と、外部から入力された情報を処理して得られた記録信号を磁気ヘッド３に出力し、磁気ヘッド３からの再生信号を処理して得られた情報を外部に出力する信号処理部６とを有する。

図３に示す例では、磁気記録媒体１は円盤形状を有する磁気ディスクである。磁気ディスクは、少なくとも一方の面にデータを記録するための磁気記録層が形成されており、図２に示すように両面に磁気記録層が形成されていても良い。また、図３に示す例では、１台の磁気記憶装置５０に複数（この例では３枚）の磁気記録媒体１が取り付けられているが、磁気記録媒体１の枚数は１以上であれば良い。

以上、磁気記録媒体の製造方法及び装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態及び以下に説明する実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

図１の製造装置を用いて磁気記録媒体を製造した。先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、図１に示す製造装置のエアロックチャンバ１２に収容し、その後、基板搬入用チャンバ９０２内の真空ロボット１１１を用いて、キャリア９２５に載置し、この基板表面に被積層体を形成した。なお、成膜チャンバ内の到達真空度（ベースプレッシャ）は１×１０^−５Ｐａであった。

次に、このガラス基板の上に、処理チャンバ９０５内で１Ｐａのアルゴンガス圧で、６０Ｃｒ−５０Ｔｉターゲットを用いて密着層を１０ｎｍの膜厚で成膜した。また、この密着層の上に、処理チャンバ９０６内で１Ｐａのアルゴンガス圧で、４６Ｆｅ−４６Ｃｏ−５Ｚｒ−３Ｂ｛Ｆｅ含有量４６原子％、Ｃｏ含有量４６原子％、Ｚｒ含有量５原子％、Ｂ含有量３原子％｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、第１の軟磁性層を３４ｎｍの膜厚で成膜した。さらに、この第１の軟磁性層の上に、処理チャンバ９０８内でＲｕ層を０．７６ｎｍの膜厚で成膜した。また、このＲｕ層の上に、処理チャンバ９０９内で４６Ｆｅ−４６Ｃｏ−５Ｚｒ−３Ｂの第２の軟磁性層を３４ｎｍの膜厚で成膜した。Ｒｕ層を挟む第１及び第２の軟磁性層を、軟磁性下地層として形成した。

次に、軟磁性下地層の上に、処理チャンバ９１０内で１Ｐａのアルゴンガス圧で、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６原子％、残部Ｎｉ｝ターゲットを用いて第１の下地層を５ｎｍの膜厚で成膜し、処理チャンバ９１１内でＲｕターゲットを用いて第２の下地層を１０ｎｍの膜厚で成膜し、処理チャンバ９１２内でＲｕターゲットを用いて８Ｐａのアルゴンガス圧で、第３の下地層を１０ｎｍの膜厚で成膜して、３層構造の下地層を形成した。

次に、３層構造の下地層の上に、１Ｐａのアルゴンガス圧で、処理チャンバ９１３内でＣｏ６Ｃｒ１６Ｐｔ６Ｒｕ−４ＳｉＯ_２−３Ｃｒ_２Ｏ_３−２ＴｉＯ_２層を６ｎｍの膜厚で成膜し、処理チャンバ９１５内でＣｏ１１−５Ｃｒ１３Ｐｔ１０Ｒｕ−４ＳｉＯ_２−３Ｃｒ_２Ｏ_３−２ＴｉＯ_２層を６ｎｍの膜厚で成膜し、処理チャンバ９１６内でＣｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ６Ｂ層を３ｎｍの膜厚で成膜して、多層構造の磁性層を形成した。

次に、イオンビーム法により、処理チャンバ９１８，９１９内で炭素保護層を２．５ｎｍの膜厚で成膜し、被積層体（または、磁気記録媒体）を得た。なお、処理チャンバ９１８，９１９のベースプレッシャは１×１０^−５Ｐａ、プロセスガスには水素ガスに４％のメタンを混合させた混合ガスを使用し、ガス圧は８Ｐａとした。チャンバ９２０は予備チャンバとして使用し、プロセスガスは流さず、ベースプレッシャは１×１０^−５Ｐａとした。

成膜後の被積層体は、基板搬出用チャンバ９２２内の真空ロボット１１２によりキャリア９２５から取り外され、第１の移送容器９３２内に搬入した。第１の移送容器９３２内はアルゴンを５０Ｐａの圧力で満たした。その後、搬送ユニット９３４を成膜装置１０１から切り離し、コンベア９３５で約１５分の搬送の後、ゲートバルブＧ１２を介してベーパールブ成膜装置１０２の隔離チャンバ９４３に接続し、被積層体を隔離チャンバ９４３に搬送した。

ベーパールブ成膜装置１０２の隔離チャンバ９４３、ベーパールブプロセスチャンバ９４４、エアロックチャンバ９４５、及び戻り経路チャンバ９４７のベースプレッシャは１×１０^−５Ｐａとし、隔離チャンバ９４３内は真空とし、ベーパールブプロセスチャンバ９４４内にはパーフルオロポリエーテルのガスを２０Ｐａで流し、隔離チャンバ９４３、エアロックチャンバ９４５、戻り経路チャンバ９４７にはプロセスガスは流さなかった。そして、ベーパールブ成膜装置１０２によって被積層体の表面にパーフルオロポリエーテルの潤滑層を１５オングストローム（Å）の膜厚で形成した。

潤滑層を形成した被積層体（または、磁気記録媒体）は、ロボット９４６を用いて製造装置外の大気中に取り出した。

上記の方法で１万枚の磁気記録媒体の製造を行い、１万枚目の磁気記録媒体について、潤滑層の膜厚のばらつき、記録再生特性（Ｓ／Ｎ比：Signal-to-Noise Ratio）、上書き(ＯＷ：Over-Write)特性の評価を行った。なお、各移送容器９３２，９３３の内部は、５０回の搬送に使用する毎に洗浄した。
その結果、潤滑層の膜厚のばらつきは、±０．４Å、Ｓ／Ｎ比は２５．１ｄＢ、ＯＷ特性は３９．０ｄＢで、潤滑層の膜厚のばらつきが少なく、電磁変換特性に優れていることが確認された。なお、潤滑層の膜厚のばらつきについては、磁気記録媒体の表面の２０箇所の潤滑層の膜厚をフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ：Fourier Transform- Infra-Red Spectrometer）で測定し、平均値に対する変位を評価した。記録再生特性の評価については、記録部にシングルポール磁極、再生部にＧＭＲ素子を備えた磁気ヘッドを用いて、記録周波数条件を線記録密度１０００ｋＦＣＩとして測定した。一方、上書き特性（ＯＷ）特性の評価については、磁気記録媒体に５００ｋＦＣＩの信号を書いた上に６７ｋＦＣＩの信号を上書きした後の、最初に書いた信号の残り成分を測定することで評価した。

１ 磁気記録媒体
１００ 基板
１０１ 成膜装置
１０２ ベーパールブ成膜装置
１１０ 密着層
１１１，１１２，９４０，９４２，９４６ ロボット
１２０ 軟磁性下地層
１３０ 配向制御層
１４０ 非磁性下地層
１５０ 垂直記録層
１６０ 保護層
１７０ 潤滑層
９０３ 基板装脱着用チャンバ
９０４，９０７，９１４，９１７ コーナーチャンバ
９０５，９０６，９０８〜９１３，９１５，９１６，９１８〜９２０ 処理チャンバ
９３２ 第１の移送容器
９３３ 第２の移送容器
９３４，９３８ 移送容器ユニット
９３５ コンベア
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ６〜Ｇ１６ ゲートバルブ

Claims (11)

1. 被積層体上に、磁気記録層、保護層、及び潤滑層をこの順で形成する磁気記録媒体の製造方法であって、
   成膜装置で前記保護層を形成した後の前記被積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内に封入し、
   前記移送容器ユニットをベーパールブ成膜装置まで搬送し、
   前記移送容器ユニット内に封入された前記積層体を大気に触れさせることなく移送容器ユニット内から取り出し、前記ベーパールブ成膜装置内で前記被積層体に前記潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記移送容器ユニットは、前記被積層体を封入する移送容器、前記成膜装置及び前記ベーパールブ成膜装置に脱着可能に接続される予備室と、前記移送容器及び前記予備室を接続するゲートバルブを有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記移送容器ユニット内は真空であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記移送容器ユニット内は不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記移送容器ユニット内の不活性がス圧は、１０Ｐａ〜２００Ｐａの範囲内であることを特徴とする請求項４記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 被積層体上に、磁気記録層及び保護層をこの順で形成する成膜装置と、
   前記成膜装置で前記保護層を形成した後の前記被積層体を大気に触れさせることなく封入する移送容器ユニットと、
   前記成膜装置から搬送された前記移送容器ユニット内に封入された前記積層体を大気に触れさせることなく、前記被積層体に前記潤滑層をベーパールブ成膜方法で形成するベーパールブ成膜装置
   を備え、
   前記移送容器ユニットは、前記成膜装置及び前記ベーパールブ成膜装置に対して脱着可能であることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
7. 前記移送容器ユニットは、前記被積層体を封入する移送容器、前記成膜装置及び前記ベーパールブ成膜装置に脱着可能に接続される予備室と、前記移送容器及び前記予備室を接続するゲートバルブを有することを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒体の製造装置。
8. 前記移送容器ユニットを前記成膜装置から前記ベーパールブ成膜装置まで搬送する搬送手段
   を更に備えたことを特徴とする請求項６または７記載の磁気記録媒体の製造装置。
9. 前記移送容器ユニット内は真空であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造装置。
10. 前記移送容器ユニット内は不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造装置。
11. 前記移送容器ユニット内の不活性がス圧は、１０Ｐａ〜２００Ｐａの範囲内であることを特徴とする請求項１０記載の磁気記録媒体の製造装置。

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