JP5427572B2 - マグネトロンスパッタ装置、インライン式成膜装置、磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、減圧雰囲気下で被処理基板に対して成膜等の処理を行うマグネトロンスパッタ装置、そのようなマグネトロンスパッタ装置を備えたインライン式成膜装置、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。

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１．５倍ものペースで面記録密度が増加を続けている。

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。

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。

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。そして、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。

また、インライン式成膜装置では、上述したスパッタリングのための処理装置として、マグネトロンスパッタ装置が好適に用いられている。具体的に、この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磁気回路を配置し、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磁気回路は、一般的にはターゲットの表面に対して垂直な方向に磁化方向を持つマグネットを内側に置き、このマグネットとは逆向きの磁化方向をもつマグネットを外側におくことにより構成されている。

ところで、マグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの表面に生じるエロージョン（浸食）が、ターゲット表面側に生じる磁場に依存した不均一な形状で進行することがある。すなわち、エロージョンは、磁場のターゲットに対する水平方向成分が存在するターゲット表面上の領域に発生し、磁場の同成分が大きい所ほど深い形状となる。

ターゲットの寿命は、エロージョンの進行が強い部分で決定されることとなる。このため、エロージョンを均一化して、ターゲットの利用効率を向上させることが試みられている。例えば、エロージョンを均一化する方法の一つとして、ターゲットの裏面に配置する磁気回路を適切な状態とすることが提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。

また、このようなマグネトロンスパッタ装置を使用する場合は、通常は２週間程度の連続稼働となるため、ターゲットを冷却しないと、ターゲットの温度が徐々に上がり、ターゲットやターゲットを取り付けるバッキングプレートが溶解するといった問題が生じることになる。

そこで、このような問題を解消するために、水冷機構を有するバッキングプレートを備えたスパッタリング装置が従来より提案されている（例えば、特許文献４を参照。）。

特開平７−１５７８７５号公報 特開２００１−２７９４３９号公報 特開２００８−１０６３３０号公報 特開２０００−１６９９６２号公報

現在市販されている磁気記録媒体のサイズとしては、デスクトップパソコン、サーバー等に使用される外径３．５インチタイプや、ノートブックパソコン等に使用される外径２．５インチタイプ、パームトップパソコンや携帯端末に使用される外径２インチ以下タイプ（例えば、１．８９インチや０．８５インチタイプ）などが知られている。

この中でも、小径の磁気記録媒体をマグネトロンスパッタ装置を用いて製造する場合は、大きな径のターゲットを用いて複数枚の基板を密に並べて同時成膜する方法と、小さな径のターゲットを用いて基板毎に成膜を行う方法とを用いることができる。しかしながら、前者の方法を用いた場合は、量産性に優れるものの、析出する膜厚に分布が生じ易くなる。一方、後者の方法を用いた場合は、量産性は低いものの、基板上に析出する膜厚を均質化することができる。

また、小径のターゲットを用いたマグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの背面に配置される磁気回路（マグネット）も小型化する必要があるため、十分な磁場を得るのに必要なマグネットの体積を確保することが困難となる。

一般に、インライン式成膜装置に用いられるマグネトロンスパッタ装置では、上述した長時間の稼働によるターゲットの温度上昇を防ぐため、ターゲットの背面とマグネットの間に、ターゲットを冷却するための冷却路を設けることが行われている。しかしながら、このような冷却路を設けた場合には、冷却路を流れる冷却液（水）によって磁場が乱れ易くなるため、上述したターゲットの表面に生じるエロージョン（浸食）が不均一な形状で進行するといった問題が発生してしまう。

また、従来のマグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの背面とマグネットの間に冷却路を設けることによって、マグネットをターゲットに近づけて配置することが装置設計上困難となる。この場合、ターゲットの表面で発生する磁場が弱くなるため、上述したターゲットの小径化に対応することが困難となってしまう。

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、ターゲットの表面上に発生する磁場の強度を高めつつ、ターゲットを適切に冷却することができ、なお且つ、ターゲットの小径化に対応可能なマグネトロンスパッタ装置、そのような処理装置を備えたインライン式成膜装置、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、並びに、そのような方法により製造された磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持する保持手段と、前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気発生手段と、前記ターゲットを冷却する冷却手段とを有し、
前記磁気発生手段は、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して当該ターゲットの表面と平行な面内で回転駆動されるマグネットを有し、
前記冷却手段は、冷却液が流れる冷却路を有し、この冷却路が前記バッキングプレートと前記押え具との少なくとも一方における前記マグネットと対向する位置よりも外側に位置して設けられ、
更に、前記冷却手段は、前記マグネットと一体に回転駆動される空冷ファンを有することを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
（２） 前記冷却手段は、前記空冷ファンを前記マグネットと一体に回転駆動することにより、前記マグネットの内側から外気を導入し、この導入した外気を前記バッキングプレートと前記マグネットとの間を通して前記マグネットの外側から排出することを特徴とする前項（１）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（３） 前記バッキングプレートは、前記ターゲットが取り付けられた面とは反対側の面に、前記マグネットを内側に位置させる凹部を有することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（４） 直径９０ｍｍ以下の円盤状のターゲットを用いることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（５） 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理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、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、前項（１）〜（４）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
（６） 前項（５）に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上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。
（７） 前項（６）に記載の方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。

以上のように、本発明によれば、ターゲットの表面上に発生する磁場の強度を高めることができ、プラズマ密度も高まり、放電が安定するため、スパッタ効率及び安定性を高めることが可能である。また、ターゲットの表面上に発生する磁場の強度を高めつつ、ターゲットを適切に冷却することができるため、厚いターゲットを使用することが可能となり、装置の稼働時間を従来よりも長くすることが可能となる。さらに、ターゲットの小径化に対応することも可能である。

本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置の一例を示す一部切欠き断面図である。 図１に示すマグネトロンスパッタ装置の正面図である。 図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるガス流入管の平面図である。 図１に示すマグネトロンスパッタ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。 図１に示すマグネトロンスパッタ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。 図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備える処理ユニットの一構成例を示す断面図である。 図６に示す処理ユニットの要部を示す斜視図である。 図７に示す処理ユニットの要部を切り欠いて示す斜視図である。 図８に示す処理ユニットの要部を拡大して示す斜視図である。 処理ユニットの別の構成例を示す断面図である。 処理ユニットの別の構成例を示す断面図である。 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。 図１２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。 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。 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。 磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。

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、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置を備える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。

（マグネトロンスパッタ装置）
先ず、図１に示す本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１の一例について説明する。
本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置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。

具体的に、このマグネトロンスパッタ装置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。

なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、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ことが可能である。また、図１において図示されていないものの、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。

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。

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。

マグネトロンスパッタ装置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。

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。具体的に、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、ターゲットＴを保持する計４つの保持機構（保持手段）８が配置されている。そして、これら４つの保持機構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。

処理ユニット１Ａ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。

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。

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。マグネトロンスパッタ装置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。

処理ユニット１Ａは、各保持機構８のターゲットＴとは反対側に位置して、それぞれ磁場を発生させる磁気回路（磁気発生手段）１１を備えている。また、各磁気回路１１は、駆動モータ１２の回転軸に取り付けられて、この駆動モータ１２によりターゲットＴの表面と平行な面内で回転駆動される。

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が取り付けられた保持機構８、ガス導入管９、並びに磁気回路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、上記処理ユニット１Ａは、このハウジング１４の内側に保持されると共に、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を調整するため、ハウジング１４内で移動可能に支持されている。これにより、成膜条件の最適化のため、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を容易に調整することが可能となっている。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。

マグネトロンスパッタ装置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。

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。

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。

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。

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。

マグネトロンスパッタ装置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。

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、マグネトロンスパッタ装置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。

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。

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。

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。

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。

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。

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磁石２２と、その下方にキャリア４の搬送方向に沿って配置された回転磁石２３とを備え、この回転磁石２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが二重螺旋状に交互に並んで形成されている。

駆動機構２０には、回転磁石２２の周囲を囲む真空隔壁２４が設けられており、この真空隔壁２４によって反応容器２の内部空間７とは隔離された空間（大気側）に回転磁石２２を配置している。また、真空隔壁２４は、複数の磁石２２と回転磁石２３とが磁気的に結合されるように透磁率の高い材料で形成されている。

回転磁石２２は、回転モータ２５により回転駆動される回転軸２６と互いに噛合されるギア機構２７を介して連結されている。これにより、回転モータ２５からの駆動力を回転軸２６及びギア機構２７を介して回転磁石２３に伝達しながら、この回転磁石２３を軸回りに回転することが可能となっている。

そして、この駆動機構２０は、複数の磁石２２と回転磁石２３とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石２３を軸回りに回転させることにより、キャリア４を回転磁石２３の軸方向に沿って直線駆動する。

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。

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、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。

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。

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。

以上のような構造を有するマグネトロンスパッタ装置１では、磁気回路１１がターゲットＴの表面に磁場を発生させながら、保持機構８に保持されたターゲット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。

なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、上記ターゲットＴを配置する代わりに、カソード電極を配置した場合、被処理基板Ｗにバイアス電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、被処理基板Ｗの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマに被処理基板Ｗの表面を曝すことにより、曝露領域の改質を行うことも可能である。

（冷却機構）
ところで、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１が備える処理ユニット１Ａは、図６〜図９に示すように、ターゲットＴの被処理基板Ｗと対向する面とは反対側に、磁気回路１１が配置されると共に、この磁気回路１１の外側に、上記保持機構８に保持されたターゲットＴを冷却する冷却機構（冷却手段）４０を備えた構成となっている。なお、図６〜図９においては、被処理基板Ｗの一方の面側に配置された処理ユニット１Ａのみを図示すると共に、図６において被処理基板Ｗ及び処理ユニット１Ａを上下に並べて図示するものする。

具体的に、この処理ユニット１Ａは、上記保持機構８として、ターゲットＴの被処理基板Ｗと対向する面とは反対側の面に取り付けられたバッキングプレート４１と、ターゲットＴの外周部を保持するようにバッキングプレート４１に取り付けられた押え具４２とを有している。

バッキングプレート４１は、ターゲットＴよりも大径とされた略円盤状の基板からなる。このようなバッキングプレート４１には、ターゲットＴに高周波電圧を印加するため、例えば、ステンレス合金、アルミニウム合金、銅合金などからなる導電性基板を用いることができる。そして、このバッキングプレート４１の一面（表面）には、互いの中心軸を一致させた状態でターゲットＴが取り付けられている。一方、このターゲットＴが取り付けられる面とは反対側の面（裏面）には、後述する磁気回路１１を構成する第１及び第２のマグネット４３，４４を内側に位置させるための凹部４１ａが設けられている。

押え具４２は、バッキングプレート４１と略一致した径を有する略円環状の基板からなる。この押え具４２は、バッキングプレートと互いの中心軸を一致させた状態で、その内側からバッキングプレート４１に取り付けられたターゲットＴを外方に臨ませると共に、その内周部に設けられた係止爪４２ａをターゲットＴの外周部に設けられた段差部に係合させた状態で、バッキングプレート４１と密着される。そして、この押え具４２は、ネジ止めによりバッキングプレート４１に固定することが可能となっている。

処理ユニット１Ａは、上記磁気回路１１として、磁化方向が軸線と平行となる略円筒状の第１のマグネット（外側磁石）４３と、第１のマグネット４３の内側に同心円状に配置されて、この第１のマグネット４３とは磁化方向が反平行となる略円筒状の第２のマグネット（内側磁石）４４と、第１及び第２のマグネット４３，４４と共に磁路を形成するヨーク４５とを有している。

そして、このヨーク４５が第１及び第２のマグネット４３，４４のバッキングプレート４１と対向する面（正面）とは反対側の面（背面）に突き合わされた状態で取り付けられることによって、上記磁気回路１１が構成されると共に、第１及び第２のマグネット４３，４４の正面側からは、これら第１のマグネット４３と第２のマグネット４４との間で弧状の漏洩磁界（磁場）Ｍが全周に亘って発生することになる。

また、磁気回路１１は、第１及び第２のマグネット４３，４４の軸線とターゲットＴの軸線とが互いに平行となる状態で、上記駆動モータ１２の回転軸に取り付けられることによって、ターゲットＴの表面と平行な面内で回転自在に支持されている。なお、上記処理ユニット１Ａは、ターゲットＴの表面付近に水平成分の磁場Ｍを発生させるため、ターゲットＴと磁気回路１１との対向間隔を調整することが可能となっている。

特に、この処理ユニット１Ａでは、バッキングプレート４１の背面側に設けられた凹部４１ａの内側に、磁気回路１１を構成する第１及び第２のマグネット４３，４４を位置させることができるため、ターゲットＴと磁気回路１１との間の距離を非常に短くすることが可能である。

また、第１のマグネット４３と第２のマグネット４４とは、略同一の体積を有することが好ましい。これら第１のマグネット４３と第２のマグネット４４との体積を等しくすることで、上述した第１のマグネット４３と第２のマグネット４４との間で発生する漏洩磁界以外の漏洩磁界を低減し、ターゲットＴの表面に生ずるエロージョンを均一化すると共に、エロージョンの形状を高いレベルで制御することが可能である。

また、ヨーク４５は、磁気回路１１の回転中心を中心として、第１のマグネット４３よりも外側に張り出した円形状とすることで、磁気回路１１の回転をより安定したものとすることができる。

処理ユニット１は、冷却機構４０として、冷却液（水）Ｌが流れる冷却路４６を有している。この冷却路４６は、バッキングプレート４１の凹部４１ａが形成された部分よりも外側に位置して、このバッキングプレート４１の全周に亘って溝部４６ａを形成することによって構成されている。また、この溝部４６ａの周囲には、冷却液Ｌの漏れを防止するパッキン４７が配置されている。さらに、磁気回路１１の外側には、冷却路４６と連通される冷却液Ｌの流入路４８及び流出路４９が設けられている。

本発明では、このような冷却機構４０をバッキングプレート４１の第１及び第２のマグネット４３，４４と対向する位置よりも外側に設けることで、ターゲットＴの冷却をターゲットＴの外周部から行う構造となっている。

また、冷却機構４０は、磁気回路１１と一体に回転駆動される空冷ファン４０Ａを有している。この空冷ファン４０Ａは、冷却液ＬによるターゲットＴの冷却を補助するものであり、磁気回路１１の外周部に複数のブレード４０ａが間隔をおいて取り付けられた構造を有している。また、磁気回路１１の中心部には、この磁気回路１１を軸線方向に貫通する中空孔４０ｂが設けられている。

そして、本発明では、このような空冷ファン４０Ａを磁気回路１１と一体に回転駆動することで、中空孔４０ｂを通して外気Ａを導入（吸引）し、この導入した外気Ａをバッキングプレート４１と第１及び第２のマグネット４３，４４との間を通過させながら、磁気回路１１の外側から排出（排気）する。これにより、バッキングプレート４１の背面側からターゲットＴを冷却することが可能となっている。

以上のような構造を有する処理ユニット１Ａでは、ターゲットＴと磁気回路１１との間の距離を短くしながら、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めることが可能である。これにより、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、プラズマ密度も高まり、放電が安定するため、スパッタ効率及び安定性を高めることが可能である。

特に、この処理ユニット１Ａでは、バッキングプレート４１の第１及び第２のマグネット４３，４４と対向する位置よりも外側に冷却路４６を設けることで、この冷却路４６を流れる冷却液Ｌによって磁場が乱れたりすることを防止することが可能である。これにより、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、ターゲットＴの表面に生ずるエロージョンを均一化し、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。

また、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めつつ、ターゲットＴを適切に冷却することができるため、厚いターゲットＴを使用することが可能となり、装置の稼働時間を従来よりも長くすることが可能である。

さらに、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、ターゲットＴの小径化に対応することが可能であり、ターゲットＴの背面に配置される磁気回路１１（第１及び第２のマグネット４３，４４）を小型化した場合でも、十分な磁場Ｍを得ることが可能である。特に、直径９０ｍｍ以下の円盤状のターゲットを用いる装置において、その設計自由度を著しく高めることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば図１０に示すように、上記冷却機構４０として、押え具４２の第１及び第２のマグネット４３，４４と対向する位置よりも外側に冷却路４６Ａを設けて、ターゲットＴの冷却をターゲットＴの外周部から行う構造とすること可能である。

具体的に、この冷却路４６Ａは、押え具４２の全周に亘って溝部４６ｂを形成することによって構成されている。また、この溝部４６ｂの周囲には、冷却液Ｌの漏れを防止するパッキン４７ａが配置されている。そして、この冷却路４６Ａは、バッキングプレート４１に形成された流路４８ａ，４９ａを介して流入路４８及び流出路４９と連通されている。

この場合も、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めることができ、プラズマ密度も高まり、放電が安定するため、スパッタ効率及び安定性を高めることが可能である。また、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めつつ、ターゲットＴを適切に冷却することができるため、厚いターゲットＴを使用することが可能となり、装置の稼働時間を従来よりも長くすることが可能となる。さらに、ターゲットＴの小径化に対応することも可能である。

また、図１１に示すように、上記冷却機構４０として、バッキングプレート４１及び押え具４２の第１及び第２のマグネット４３，４４と対向する位置よりも外側に冷却路４６Ｂを設けて、ターゲットＴの冷却をターゲットＴの外周部から行う構造とすること可能である。

具体的に、この冷却路４６Ｂは、バンキングプレート４１及び押え具４２の全周に亘って溝部４６ｃ，４６ｄを形成することによって構成されている。また、これら溝部４６ｃ，４６ｄの周囲には、冷却液Ｌの漏れを防止するパッキン４７ｂが配置されている。そして、この冷却路４６Ｂは、バッキングプレート４１に形成された流路４８ｂ，４９ｂを介して流入路４８及び流出路４９と連通されている。

この場合も、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めることができ、プラズマ密度も高まり、放電が安定するため、スパッタ効率及び安定性を高めることが可能である。また、ターゲットＴの表面上に発生する磁場Ｍの強度を高めつつ、ターゲットＴを適切に冷却することができるため、厚いターゲットＴを使用することが可能となり、装置の稼働時間を従来よりも長くすることが可能となる。さらに、ターゲットＴの小径化に対応することも可能である。

（インライン式成膜装置）
次に、図１２に示す上記マグネトロンスパッタ装置１を備え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１２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。

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。

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。

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。

複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１は、基本的に上記マグネトロンスパッタ装置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。

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１２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。

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１３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１３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１２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。

（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。

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。

（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１４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。

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。

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_２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。

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。

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_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、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。

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。

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１５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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。

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。

（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１６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。

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。

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。

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。

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。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１）
実施例１では、本発明のマグネトロンスパッタ装置を備えるインライン式成膜装置を用いて実際に磁気記録媒体を製造した。

具体的には、図６〜図９に示すマグネトロンスパッタ装置１と同様の装置を用いて、この装置の処理ユニットに、有効直径９０ｍｍ（ターゲットの押え具で保持する部分を含まない。）、厚さ８ｍｍのターゲットを取り付けた。また、ターゲットを冷却する冷却機構は、冷却路に毎分１０Ｌの冷却水（液温２０℃）を流すようにし、空冷ファンによって毎分０．１ｍ^３の空気（温度２５℃）をターゲットに向かって送風するようにした。

そして、このマグネトロンスパッタ装置を備える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は、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、基板の外径：６５ｍｍ、基板の厚み：１．２７ｍｍ、中心孔の口径：２０ｍｍ）を、ホルダが取り付けられたキャリアに保持し、インライン式成膜装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）のチャンバ内に収容して、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまでチャンバ内を減圧排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。

次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。Ｒｕ層は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜した。

次に、配向制御層の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ_２）６−（ＴｉＯ_２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝からなる磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。

次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ_２）１２｛Ｃｒ含有量３０ａｔ％、残部Ｃｏの合金を８８ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２からなる酸化物を１２ｍｏｌ％｝からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。

次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ_２）５−（ＴｉＯ_２）３｛Ｃｒ含有量１８ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２からなる酸化物を５ｍｏｌ％、ＴｉＯ_２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝からなる磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。

次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。

次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。

そして、上述した成膜プロセスを１時間連続で行い、ターゲットの温度上昇を測定した。なお、各チャンバが備えるマグネトロンスパッタ装置による基板１枚当たりの成膜時間は約８秒であり、各チャンバ間における基板の搬送時間は約３秒であった。その結果、バッキングプレートのヨーク側面中央部での表面温度は約７８℃となった。

（比較例１）
比較例１では、実施例１で用いたマグネトロンスパッタ装置において、冷却空気の導入口及び排出口を閉じてターゲットに送られる空気を止めた以外は、実施例１と同様に成膜プロセスを１時間連続で行った。その結果、バッキングプレートのヨーク側面中央部の表面温度は約９３℃に達した。この場合、ターゲットに対する冷却能力の低下により、冷却水の水温を下げ、また冷却水の水量を増やす必要が生じた。

１…マグネトロンスパッタ装置 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…内部空間 ８…保持機構（保持手段） ９…ガス導入管（ガス導入手段）１０…ガス供給源 １１…磁気回路（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） １７…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…磁石 ２３…回転磁石 ２４…真空隔壁 ２５…回転モータ ２６…回転軸 ２７…ギア機構 ２８…主ベアリング ２９…ガイドレール ３０…副ベアリング Ｗ…被処理基板 Ｔ…ターゲット Ｒ…反応空間 Ｇ…ガス Ｈ…吸引口
４０…冷却機構 ４０Ａ…空冷ファン ４０ａ…ブレード ４０ｂ…中空孔 ４１…バッキングプレート ４１ａ…凹部 ４２…押え具 ４３…第１のマグネット ４４…第２のマグネット ４５…ヨーク ４６，４６Ａ，４６Ｂ…冷却路 ４６ａ，４６ｂ…溝部 ４７…パッキン ４８…流入路 ４９…流出路 Ｍ…磁場 Ｌ…冷却液（水）
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

Claims (6)

1. 被処理基板が配置される反応容器と、
   前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
   前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
   前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持する保持手段と、前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気発生手段と、前記ターゲットを冷却する冷却手段とを有し、
   前記保持手段は、前記ターゲットの前記被処理基板と対向する面とは反対側の面に取り付けられたバッキングプレートと、前記ターゲットの外周部を保持するように前記バッキングプレートに取り付けられた押え具とを有し、
   前記磁気発生手段は、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して当該ターゲットの表面と平行な面内で回転駆動されるマグネットを有し、
   前記冷却手段は、冷却液が流れる冷却路を有し、この冷却路が前記バッキングプレートと前記押え具との少なくとも一方における前記マグネットと対向する位置よりも外側に位置して設けられ、
   更に、前記冷却手段は、前記マグネットと一体に回転駆動される空冷ファンを有することを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
2. 前記冷却手段は、前記空冷ファンを前記マグネットと一体に回転駆動することにより、前記マグネットの内側から外気を導入し、この導入した外気を前記バッキングプレートと前記マグネットとの間を通して前記マグネットの外側から排出することを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置。
3. 前記バッキングプレートは、前記ターゲットが取り付けられた面とは反対側の面に、前記マグネットを内側に位置させる凹部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネトロンスパッタ装置。
4. 直径９０ｍｍ以下の円盤状のターゲットを用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
5. 複数の処理チャンバと、
   前記複数の処理チャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
   前記キャリアを前記複数の処理チャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
   前記複数の処理チャンバのうち少なくとも１つは、請求項１〜４の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
6. 請求項５に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上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。

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