JPH08209352A

JPH08209352A - プラズマ処理装置および方法

Info

Publication number: JPH08209352A
Application number: JP1768295A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kokado; 雄一小角; Hiroshi Inaba; 宏稲葉; Shinji Sasaki; 新治佐々木; Hiroyuki Kataoka; 宏之片岡; Yoshinori Honda; 好範本田; Masamichi Terakado; 正倫寺門; Kenji Furusawa; 賢司古澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-13
Also published as: EP0730266A2; EP0730266A3

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスク基板の両面に量産性よく均一にプラズ
マ処理を行い、例えばダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）保
護膜を形成する。【構成】ディスク基板を取り囲む様に同電位の連続した
電極にてプラズマ処理室の内壁構成することにより、デ
ィスク基板の周囲に均一の状態のプラズマを発生させ
る。またディスク基板の表裏両面をつなげるプラズマ部
分の断面積を、ディスク基板と及びその保持具の面積に
くらべ大きくする。プラズマはディスク基板の外周端及
び中央穴を均一な状態で包囲する。さらに、プラズマ処
理室からのガスの排気経路を主排気路とバイパス排気路
とで構成することにより、基板にプラズマ処理した後こ
のバイパス排気路を用いてプラズマ処理室からガスを一
挙に排出する。【効果】ディスク基板の両面に均一にダイヤモンド状炭
素（ＤＬＣ）保護膜を形成することができる。また、ガ
スの排気等を迅速に行うことにより基板の生産性を向上
させることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理装置及び方
法に関し、特にディスク基板の両面に同時にかつ均一に
プラズマ処理を行うプラズマ処理装置及び方法に関す
る。更に、本発明は磁気ディスク媒体の製造方法および
製造装置に係わり、磁気ディスクを信頼性の高く、量産
性よく製造するための、ディスク基板上にプラズマ処理
によりダイヤモンド状炭素被膜を形成する方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、磁気ディスク装置に用いられる
ディスク基板は、その表面に様々な機能の薄膜を積層し
ている。これらの薄膜の形成技術にはスパッタリング、
真空蒸着など主として半導体に用いられるウエハの処理
プロセスとして開発された技術が応用されている。しか
しながら、ウエハは平坦であり、かつその片面しか処理
されないため、それを処理する設備に於ける基板の保持
方法や搬送方法が簡単である。これに対し、ディスク基
板の場合には、ディスク装置にこの基板を装着するた
め、中央にチャッキング穴が開いており、しかも磁気デ
ィスクなどは通常両面に情報を記録して使用する。その
ためディスク基板の両面に均一な性能の処理層を設ける
ことが重要となる。

【０００３】さらに、最近、磁気ディスク装置の小型
化、及び高記録密度化に応えるため、ディスク表面を一
層有効に使用とする。その１つの手段として、ディスク
表裏面の外周部、内周部ともに、できる限り端に近い部
分までユーザエリアとして使用するようになっている。
そのためディスク面内の均一性に対する仕様は一層厳し
くなってきている。

【０００４】これに加え、性能向上のためには新しいプ
ロセスの採用が要望されている。例えば基板に成膜する
前のプラズマエッチングによりディスク基板を清浄化し
たり、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)に
よりダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）保護膜を基板に形成
する技術などが検討されている。特に、磁気ディスクに
おいては記録密度向上のため記録再生のための磁気ヘッ
ド素子と磁性膜との間隔を可能な限り狭くすることが試
みられており、これに呼応して磁気ディスクの保護層の
厚みも極力薄くする傾向にある。これを達成するために
ＤＬＣは大きな効果を発揮することが知られている。こ
れは、ＤＬＣが硬質であり、その厚さが薄くても耐摩耗
性が高いからであり、これに加えて高いバイアス電圧を
利用した付き回りのよさのため防食性が優れているため
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このプ
ラズマＣＶＤ法を磁気ディスクの成膜に適用するために
は、以下の様な解決しなければならない種々の問題があ
る。第１に、通常のＤＬＣ膜の形成方法では成膜すべき
基板に高周波の高電圧を印加し、基板の周囲に発生する
負のバイアス電圧により炭化水素プラズマ中の正イオン
を加速衝突させることによって緻密かつ硬質なＤＬＣ膜
を形成する。このため、バイアス電圧のかからないプラ
ズマの条件ではいわゆるプラズマ重合膜すなわちポリマ
ー膜にしかならない。ところが、磁気ディスクの製造に
おいては通常生産性を考慮し、基板を次々と搬送しなが
らその基板の上に多層膜を連続して形成する。このよう
な状況で基板に高電圧をかけることは容易でない。第２
に、ディスク基板の端部近辺まで使用するためチャッキ
ングが容易でない。第３に、ディスク基板の中央の穴で
はプラズマが不均一になりやすく、膜厚分布が悪化する
ばかりでなく、ここにプラズマが集中するとバイアス電
圧が低下してＤＬＣができなくなる場合もある。第４
に、ディスクの両面で膜厚や膜質に差が出来やすい。第
５に、製造中にディスク基板を機械的に保持したり、電
圧を印加したりするとき、これらのためにディスクに膜
のつかない部分が生じる。この部分が広いと、磁性膜と
なる金属薄膜が露出して、ついには腐食や磁気ヘッドが
接触して傷の発生などの障害を起こすことがある。

【０００６】このような課題に対処するため、例えば、
特開平3-120362および特開昭63-206471公報に記載され
る様に、所定の電極構造を用いて基板が接地電位のまま
でＤＬＣ膜を形成できるようにしたものが本発明者らに
より提唱さている。これらの方法によると、基板および
基板ホルダーに比べ面積の大きな電極を用いることによ
り接地電位の基板に対しても高い負のバイアス電圧を発
生させることが出来る。すなわち、プラズマ電位が基板
に対し大きな正電位となるのである。これらは高周波プ
ラズマの自己バイアス発生の原理を利用したものであ
る。この方法によって上記第１及び第２の課題は概ね解
決できると考えられる。

【０００７】一方、基板に高周波高電圧を印加すること
も場合によっては可能である。このためには高電圧の導
入部を非常に注意深く設計する必要があるが、他の成膜
プロセスと共存させることは不可能ではない。

【０００８】しかし、上記第３の課題を解決することは
困難となる。これを克服した例がソサエティオブバ
キュウムコーターズ 505pp(1994)に述べられてい
る。この方法ではガス圧を2mTorr程度と非常に低くし、
かつディスク基板の面に平行に磁場を配して穴の部分へ
のプラズマ集中を回避している。しかし、この方法では
ガス圧が低いために成膜速度が低下する。前記の文献で
は反応ガスにアセチレンを用いて成膜速度向上を図って
おり、確かにその効果を得ている。しかし、アセチレン
を用いるとその構造上炭素ー炭素間２重結合が出来やす
く、グラファイトに近い膜となりやすいことが問題と思
われる。さらに上記第４及び第５の課題はまだ未解決で
残っており、特に第４の課題については前記文献にも未
解決である旨が記されている。以上のように、真に大量
生産を考えた場合、前述した様な課題を解決できる適当
な成膜装置がなく、ディスク基板にＤＬＣ膜を実用化す
る上での隘路となっている。

【０００９】本発明の目的は、被処理体に均質の膜が形
成でき得るプラズマ処理方法及び装置を提供することに
ある。本発明の他の目的は、ディスク基板の両面に均質
の膜が形成でき得るプラズマ処理方法及び装置を提供す
ることにある。

【００１０】本発明の他の目的は、中央部に穴のあるデ
ィスク基板の外周部及び穴の付近に、均一なダイヤモン
ド状炭素(ＤＬＣ)膜が形成できるディスクの製造装置お
よび方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
被処理体の生産性を向上させてプラズマ処理することが
可能なプラズマ処理方法及び装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、主にプラ
ズマ処理室の電極構造並びにその処理室を含む周辺部の
構成、更にはその処理室におけるディスク基板の製造方
法を工夫することにより上記目的を達成せんとした。す
なわち本発明は、被処理体であるディスク基板の周囲を
取り囲む様な空間を持って実質的に同一電位の電極をプ
ラズマ処理室の内側に設け、ディスク基板を接地電位と
し、高周波電圧発生源より高周波電圧を発生してこの電
極に印加してプラズマを発生させ、前記ディスク基板の
表面すべてをプラズマで取り囲むようにしたもである。
ここで表面すべてとは、被処理体が中央に穴を持つディ
スク基板の場合にはそのディスク基板の両面の平面部の
みならず、外周および内周穴の端部を含むことを言う。
ディスク基板は何らかの方法で保持されるので、その一
部は保持具と接している。その接触部分は最小限とする
のが好ましい。

【００１２】本発明に係る好ましいプラズマ処理装置に
おいて、上記プラズマ処理室内に設けられた電極は、被
処理体を収容してプラズマ処理するため例えば金属性の
箱体形状をしている。そして、この電極に高周波高電圧
を印加するために高周波高電圧を発生する電源と、被処
理体を保持すると共に接地電位となるように形成された
導電性の保持具と、プラズマ処理室に保持具及び被処理
体を出し入れするためにこの保持具を移動する移動機構
と、この処理室に例えば炭化水素を含む反応ガスを供給
するガス導入系と、この処理室から反応ガスを排出する
排気系とを備える。

【００１３】例えば、多数の磁気ディスクを製造する場
合、１つのディスク基板にプラズマ処理を行う度に、移
動機構が基板をプラズマ処理室に出し入れし、電源より
電極に高電圧を印加し、ガス導入系及び排気系でガスの
供給及び排気を行うことが繰り返えされる。

【００１４】上記箱体形状の電極の中にディスク基板を
入れて、この基板の両面を同時にプラズマ処理する場
合、この電極をディスク基板の中心を含みこの基板の面
と平行な平面で規定された面のうちプラズマが占める部
分の断面積の合計が前記面のうちディスク基板およびこ
の基板と同電位の導体部が占めるそれぞれの面積を合わ
せた合計の面積に比べて大きくすることが好ましい。基
板と同電位の導体部には、例えば前記保持具が含まれ
る。これによれば、基板に対し電極が十分広い面積を持
つことになり、しかもこの電極は同一電位であるため、
処理される基板の中央穴及び外周の端部でもプラズマが
他の部分と実質的に等しい状態となる。よって、基板の
内外周の端部に均質な膜が形成できる。

【００１５】上記電極の内面には、好ましくは内壁材と
して炭素の共有結合を有する絶縁材料の層が形成され
る。この絶縁材料はポリイミドあるいは絶縁性SiCが良
い。これにより電極がプラズマによって直接損傷される
ことを防ぎ、またＤＬＣ膜の形成において電極に膜が堆
積するのを防止する。

【００１６】前記排気系は、処理室から通常ガスを排気
する主排気路と、開閉可能なバルブを備え、かつその内
側部分が前記電極の一部を構成しているバイパス排気路
とを有する。処理室でプラズマ処理が行われているとき
でも主排気路を通してガスが少量排気される。一方、プ
ラズマ処理が終了するとこのバルブが開かれ、処理室か
らガスが一挙に排出する。このバイパス排気路の機能に
よりガスの排気のための時間を短縮することが可能であ
り、ディスク基板の生産性を向上させることができる。
また、プラズマ処理室からガスを一層完全に排気するこ
とができるので、この処理室内に残留したガスがスパッ
タリング室等の他の処理室に流れ込むのが防止できる。
従って、他の処理室におけるディスク基板への成膜の性
能を低下させることも防止できる。

【００１７】本発明に係る磁気ディスクは、好ましくは
以下の様に製造される。即ち、中央に穴がある非磁性の
ディスク基板を加熱する工程と、該基板上にスパッタリ
ングにより下地層を形成する工程と、該基板上にスパッ
タリングにより磁性体層を形成する工程と、反応ガスを
の環境の下プラズマを発生し、この磁性体層の上に保護
層を形成する工程と、この保護層の上に潤滑材の層を形
成する工程を経て製造される。とりわけ、プラズマの発
生は、好ましくは基板の加熱温度を室温〜350℃、ガス
圧を10〜500mTorr、該基板に対するプラズマ電位を100
〜1500Ｖの条件の下で行われる。発生されたプラズマは
ディスク基板の内周穴及び外周端付近で、基板の表裏で
実質的に電位差がない状態でディスク基板を包囲し、基
板の表裏面及び内外周の端部に均質のＤＬＣ膜を形成す
る。

【００１８】

【作用】一般的に低温プラズマは、電位がほぼ一定の陽
光柱（グロー）領域と、電極や被処理体となるディスク
基板あるいは処理室の内壁面付近で電位が急激に変わる
シース領域に分けられる。ディスク基板に接してできる
シースの状態と陽光柱の電位およびガスの組成が基板の
全面にわたって一定であれば均一な処理ができると考え
られる。しかし、これは理想的な場合であって、通常は
電極や基板の構造や材質によってシースの状態も変化す
る。そこで板状基板の両面処理などではその両面に対す
る電極を独立のものとし、各々を独立に制御して同一の
処理ができるような条件を見いだすことがなされてい
る。しかし、ディスク基板のように中央に穴があいてい
る場合ではこの穴を通じてプラズマが互いに干渉しあ
う。特に、本発明に係わるようなバイアスプラズマＣＶ
Ｄやプラズマエッチングなどプラズマ電位に対し基板の
電位が大きな負電位となる条件で処理が行われる場合に
は、ディスク穴を挟んだ２つのプラズマの電位が１％ほ
どずれてもその絶対値が大きくなるため電位差はイオン
化エネルギーより十分に大きくなりうる。そうするとデ
ィスクの穴の付近でプラズマ密度が強くなり、穴の端部
でプラズマ処理が不均一となる。さらにこれが周囲のプ
ラズマにも逆に影響を及ぼし穴端部以外の面でも不均一
性が大きくなってしまう。

【００１９】本発明によれば、ディスク基板の周囲を同
一電位の電極で囲い、かつ発生するプラズマを出来る限
り一体化し、ディスク基板の外周端部の表裏で電位差が
生じないようになっている。このため、ディスク基板は
通常、導体であるか電気的に一様な性質をもっているの
で基板の表面付近の電位は両面でほぼ等しくなり、結果
的に穴付近の電位差もほぼ等しくなるために穴の部分で
のプラズマ集中が避けられる。よって、ディスク基板の
穴及び外周端で均質なＤＬＣ膜が形成できる。

【００２０】この理由は、ディスク基板及びその保持具
の面積に比べ広い面積をもちかつ同一電位の電極でこれ
らを包囲しているので、基板の端部周辺でもプラズマ状
態が他の部分とほぼ等しくなったこと、およびＤＬＣの
成膜プロセスがその多くをプラズマ中のイオンの作用に
よっており、基板の端部でもイオンが基板に対し垂直入
射するために端部の影響が少ないためと推定される。
尚、この原理から考えると本発明は上記したＤＬＣの成
膜だけでなく、例えば反応性イオンエッチングなどバイ
アスプラズマ処理にも適用でき、同様の効果が期待でき
る。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図３を用いて解
説する。図１は本発明によるプラズマ処理装置の内部構
成を示す側面図であり、図２は図１の右側断面図であ
る。また図３はプラズマ処理装置の斜視図である。処理
されるディスク基板１は、例えば磁気ディスク媒体の様
に中央に穴があるアルミニュウム性のディスク円板であ
ってその両面には既にコバルト／クロームの磁気記録層
が形成されているものとする。この基板１にＤＬＣ膜が
形成されるものである。この基板１の外周端は保持具２
に接触して保持される。金属性の保持具２は、ディスク
基板１ともに接地電位となっており、移動機構３に取り
付けられている。移動機構３は保持具２を矢印ａ方向に
駆動して基板１を主真空室１２とプラズマ処理槽４との
間で移動する。こうして基板１は処理槽４内にセットさ
れる。

【００２２】プラズマ処理槽４は例えば直方体の箱体形
状をしている。処理槽４の内側は金属性の電極５により
箱体が形成され、この電極５はアルミニュウム性のアー
スカバー１６で包囲されている。電極５とアースカバー
１６との間は空間となっていて絶縁作用をしている。本
発明の特徴の１つはこの電極５の構造及びそれと周辺構
造との関係にある。これらの特徴的部分について後で更
に詳細に説明することにする。

【００２３】電極５にはインピーダンス整合器１４を介
して電源１３が接続されており、この電源１３から電極
５に高周波高電圧が印加される。この箱体の電極５の周
囲には、安全確保とノイズ除去のため絶縁層１５やアー
スカバー１６が設けられている。

【００２４】電極５の箱体には、基板の出入口８が設け
られる他に、ガス導入系６、排気系１０、３３の接続の
ための開口が設けられる。ガス導入機構６と電極５の
境、および主排気路１０と電極５との境には、各々例え
ばスリット状のプラズマ遮断用部材９が設けられ、処理
槽４内のプラズマがガス導入系または主排気路１０の中
にまで広がらないように配慮されている。ガス導入機構
６は各々独立して開閉可能なバルブ６１、６２を備えて
いる。その先にはボンベ１７が接続され、ここから反応
ガスが供給される。一方、排気系は、主排気路１０及び
バイパス排気路３３からなり、いずれもその末端は排気
ポンプ７に接続されている。

【００２５】電極５の箱体は、また絶縁材１５を介して
主真空室１２と接続されている。これは基板の導入口８
からディスク基板１および保持具２が挿入されたときに
主真空室１２側から高電圧が見えないようにすることに
より、主真空室１２内でのプラズマ発生を防ぐようにし
ている。この主真空室１２は排気ポンプ７に接続されて
いる。

【００２６】本発明の特徴の１つに電極５の構造があ
る。電極５は面状に連続した均一の連続膜から構成され
ており、単一の電源１３から高周波高電圧が印加されて
電極５が同一電位になるようにされている。即ち、基板
１の周囲に十分な大きさの空間をあけて、基板１と保持
具２を除く処理槽４の内面はすべて電気的に接続された
金属製電極で囲われている。この包囲された電極５の内
部にプラズマが実質的に均一な電位になるように発生す
る。これによってディスク基板１をはさむプラズマの電
位差をなくし、基板１の端部でのプラズマ集中を避けて
いる。さらに電極５の内面には、絶縁材からなる内壁層
１１が設けられており、電極５の内壁に堆積した膜が剥
離することや異常放電による異物発生を防いでいる。こ
の内壁層１１の材料は例えばポリイミドや絶縁性ＳｉＣ
であるが、それらの詳細については後述される。

【００２７】図２を参照して電極５の特徴についてもう
少し詳細に説明する。プラズマ部分１８、１９はハッチ
ングで示されている。１８はディスク基板１の外側でつ
ながっているプラズマ部分であり、１９は基板の穴でつ
ながっているプラズマ部分である。このようにディスク
基板１の全体を囲うような高周波電極５となっており、
これによって発生するプラズマ１８、１９がディスク基
板１の全表面を実質的に覆うようになっている。ここで
実質的にとは、実際には保持具２と基板１との接触部分
が存在するので、これを除いた部分という意味である。
この接触部分は基板の保持および搬送に支障がないかぎ
り小さくするのがよい。

【００２８】更に本発明の特徴の１つに、ガスの排気系
の工夫がある。即ちスリット状の開口部にはプラズマ遮
断部材を介して主排気路１０が接続されており、通常の
プラズマ処理中には反応ガスはこの主排気路１０を通っ
てポンプ７に流れている。一方、主排気路１０には開口
部３３１を介してバイパス排気路３３が連結され、バイ
パス排気路３３には矢印ｂ方向に開閉可能にバルブ３２
が設けられている。特徴の１つとして、高電圧電極５の
一部をそのままバルブ３２の一部として構成したことが
ある。これによって基板１に成膜を形成している最中に
プラズマが排気路側に漏れてプラズマ処理効果が悪化す
るのを防いでいる。バルブ３２およびバイパス排気路３
３は、基板１に成膜した後、処理槽４内のガスを高速に
排気するためのものである。基板の生産性向上、即ち基
板を連続的に多数枚処理する場合に効果がある。

【００２９】処理槽４からガスの排気時間の短縮につい
てもう少し詳細に説明する。通常、、処理室４内で基板
１へプラズマ処理が行われている最中は、プラズマ遮断
部材９を通して処理室４内のガスは少量ずつ主排気路１
０に流れている。そして基板１の成膜が終わると、プラ
ズマが停止されるとともに、バルブ６１は閉められガス
は停止される。そして、バルブ３２を矢印方向ｂに開け
ることによって処理槽４内のガスは一挙にバイパス排気
路３３に排気され、開口部３３１を通って主排気路１０
へ排気される。この様に処理槽４内のガス圧を短時間で
下げることができる。もしバイパス排気路３３によらな
いとすると、主排気路１０を通してのみ処理槽４からガ
スを排気することになるので、ガスが完全に排出される
まで時間がかかる。また、十分な排気ができないままで
基板１を主真空室１２内で移動せざるを得ないので、ガ
スが主真空室１２を通って他の処理室（後述する図５に
おける処理室３０等）に回り込み、他の処理室での基板
の処理の性能を低下させることがある。例えば磁気ディ
スクの磁性層のスパッタリングにおいて不純物が混入
し、このため磁気特性の劣下などが生じることがある。
本発明の上記排気系によれば、磁気ディスク基板の性能
も向上できる。

【００３０】次に、図４を参照して、このプラズマ処理
装置を用いてディスク基板１にＤＬＣ膜を形成する工程
について説明する。まず処理槽４内は排気されている。
バルブ６２は開き、バルブ６１は閉じた状態にあり、処
理槽４内に供給されるべきメタンなどの炭化水素を含む
反応ガスはボンベ１７からガス導入機構６にためこまれ
ている。一方、ディスク基板１は保持具２に保持され
て、主真空室１２内にある。この状態で移動機構３が保
持具２を矢印ａ方向に駆動し、保持具２及び基板１を主
真空室１２からから導入口８を通して処理槽４内に導入
される。尚、基板１およびその保持具２は接地電位とな
っている。次に導入機構６のバルブ６１が開かれ、反応
ガスが処理槽４内に入れられる。そして基板１の周りは
ガスで満たされる。

【００３１】処理槽４内が所定のガス圧になったら、高
周波電源１３から高電圧が発生され、電極５に印加され
る。この高周波高電圧に駆動された電極５により処理槽
４内にプラズマが発生される。このときプラズマは基板
１を実質的に全面を被うように発生し、基板１の電位に
対し等しい正の電位に保たれる。これによって炭化水素
ガスが分解してイオンとラジカルを発生する。これら活
性種が基板１の表面に付着し互いに反応することによっ
て炭素質薄膜が形成される。ここで形成される薄膜の物
性はプラズマ条件および基板の温度に異存する。硬質な
いわゆるＤＬＣ膜を形成するためには、例えばメタンの
場合ガス圧が10〜500mTorr,基板に対するプラズマ電位
すなわちバイアス電位が100〜1500V,基板温度が室温〜3
50℃程度とするのがよい。これはガス圧が低すぎたりバ
イアス電圧が高すぎるたり温度が高すぎると膜の分解が
進んでグラファイト性のものとなり、逆にガス圧が高す
ぎたりバイアス電圧が低すぎたりすると原料が未分解の
まま堆積して水素の多い高分子的な膜となるためであ
る。

【００３２】また、本発明のより一層の効果を得るには
ガス圧100mTorr以上,バイアス電位が800V以下,基板温度
が300℃以下とするのが好ましい。これはガス圧が低す
ぎたり、バイアス電位が高すぎたり、基板の温度が高す
ぎると、基板の端部でプラズマや基板の温度分布が不均
一となり、膜厚分布が悪化するためである。このように
してＤＬＣ膜を形成した後はプラズマが停止され、導入
機構６よりガスの供給が止められる。この後、バルブ３
２が駆動されて矢印ｂ方向へと開かれ、処理槽４からガ
スがバイパス排気路３３に一挙に排気される。そしてガ
スが一定時間排気された後、移動機構３が駆動され、基
板１及び保持具２は処理槽４から主真空室１２へ移動さ
れて、次の工程へと移る。尚、１枚のディスク基板がプ
ラズマ処理される毎に上記の動作が繰り返し行われる。

【００３３】基板の生産性を向上するには、ガスの排気
系の工夫だけではなく、導入系の工夫も見逃せない。即
ち上記した様に、基板１を処理槽４に導入する前に、バ
ルブ６２は開き、電極５に近い側のバルブ６１を閉めた
ままにして予めガス配管内に一定量のガスをため込んで
おく。基板１を処理槽４に導入した後、バルブ６１を開
けることによって速やかにこのガスを処理槽４内に満た
し、瞬間的に圧力を高くする。その後マスフローコント
ローラを所定の値にしてガス流量を一定値に制御する。
このような工程によりガス圧の立ち上がり時間を短く
し、タクト時間の短縮をはかることができる。

【００３４】次に第５図を参照しながら本発明による磁
気ディスクの製造装置の例について説明する。この製造
システムは、主真空室１２と、種々の処理が成される複
数の処理室２９〜３１を主要な構成要素としている。即
ち、主真空室１２には、大気中から真空中に基板を導入
するロード室２０と、基板を真空中から大気中に排出す
るアンロード室２１が連結される。また主真空室１２、
処理室２９〜３１、ロード室２０、アンロード室２１を
真空状態に排気する排気系２３、処理室２９〜３１にガ
スを導入するガス供給系２４が設けられる。更に、これ
ら処理室に各処理のための電力を供給する電源系２５や
各部分を制御する制御系２６が備えられる。

【００３５】主真空室１２は各処理室の間を真空状態で
連結し、その中を基板を搬送するためのものである。こ
のため主真空室１２内には、ロード室１２、処理室２９
〜３１、アンロード室２１の間を基板１を搬送する搬送
機構２２が設けられる。この搬送機構２２はディスク基
板をロード室２０からアンロード室２１に搬送する。一
方、基板を各処理室２９〜３１に出入りするために、つ
まり搬送機構２２による搬送方向ｃと直角なａ方向に基
板を移動するために移動機構３が各々独立して設けられ
る。この移動機構３の先端には基板の保持具２が取り付
けられ、基板を保持する。ディスク基板は例えば保持具
２に設けられた支持ツメやブレード上にのせる方法、或
いは外周あるいは内周でチャッキングする方法などによ
り保持される。

【００３６】ロード室２０は基板を大気中から真空中に
導入するためのものであり、例えば真空排気可能な容器
と大気開放のためのベント機構２７および真空排気系２
３、基板の搬送系２２および大気とロード室２０、ロー
ド室２０と主真空室１２とを仕切るゲート弁２８とで構
成される。

【００３７】アンロード室２１は基板を真空中から大気
中に戻すためのものであり、例えば真空排気可能な容器
と大気解放のためのベント機構２７および真空排気系２
３、基板の搬送系２２および大気とアンロード室２１、
アンロード室２１と主真空室１２とを仕切るゲート弁２
８とで構成される。

【００３８】処理室２９〜３１は基板に対し目的の処理
を施すための槽であり、処理内容に応じた機能が付加さ
れている。具体的には下記の通りである。加熱室２９は
基板を加熱するための槽であり、シースヒーター、赤外
線ヒーター、遠赤外線ヒーターなど真空中で使用可能な
ヒーターを備えたものである。スパッタ室３０は下地層
スパッタリング室３０１と磁性層スパッタリング室３０
２からなり、金属、合金や化合物のターゲットをスパッ
タリングしてディスク基板に薄膜を形成するために、デ
ィスク基板の両面に面した１対のカソード電極にターゲ
ットを固定してある。必要に応じて分布矯正のための部
材を設ける場合もある。カソードはプラズマによる加熱
を避けるため通常水冷される。また、成膜の速度が大き
いことから電磁石あるいは永久磁石を組み込んだプレー
ナーマグネトロン構造のものがよく用いられる。プラズ
マを発生するための電源は直流・交流いずれでもよい
が、大電流を安定かつ安価に供給するためには直流電源
がよい。また、絶縁物のターゲットを用いるときなど電
荷の中和が困難でアーク放電が発生しやすい場合には高
周波電源を用いるのがよい。

【００３９】ＣＶＤ室３１は基板にＤＬＣ膜を形成する
ものである。これは前述したプラズマ処理槽４に相当す
るものであり、電極、ガス導入系、ガス排気系、その他
の部分についての詳細は前述した通りである。

【００４０】排気系２３は主真空室１２および処理室を
真空排気するためのもので、真空ポンプとバルブ、排気
配管および真空度計測装置などで構成される。また、ガ
ス供給系２４は、処理室にガスを供給するためのもの
で、ガスボンベ１７、バルブ、配管、レギュレーター、
マスフローコントローラなどから構成される。

【００４１】また、電源系２５は各処理室２９〜３０の
処理内容に応じた電圧を供給する。制御系２６は例えば
制御用のコンピュータであり、この装置全体の動作を制
御する。具体的には、基板１の搬送制御、ガスの排気等
を含むガスの制御、成膜の動作制御、および各処理室２
９〜３０での各種パラメータの計測などを行なう。

【００４２】次に図５に示すこのディスク製造装置を用
いて磁気ディスク媒体を製造する方法について説明す
る。尚、図６に示す磁気ディスクの製造フローも併せて
参照する。まず、ディスク基板１がロード室２０にセッ
トされる。ここで、ディスク基板は中央に穴が空いてい
るものであり、基板の材質としては例えばNiP硬質めっ
き皮膜を設けた磁気ディスク用アルミニウムーマグネシ
ウム合金基板、金属薄膜層を設けたガラス基板、プラス
チック基板、あるいは炭素基板などを用いることが出来
る。これらの基板１は例えば運搬用のカセット（図示せ
ず）に入れられ、ロード室２０にセットされる。そし
て、ロード室２０から基板１は１枚づつ取り出され、矢
印ｃ方向にロードされて主真空室１２内に入れられる。
以後、基板１はこの主真空室１２内を搬送機構２２で運
ばれながら各処理室２９〜３１で種々の処理をされるこ
とになる。各処理室への基板の出し入れは、保持具２を
移動機構３で駆動することにより行われる。

【００４３】詳しく説明するに、次にこの基板１は加熱
室２９に入れられ、所定温度まで加熱される（図６断面
A）。その後基板１はただちに下地層スパッタリング室
３０１に移動され、非磁性下地層３４が所定の厚さに形
成される（図６断面B）。次にこの基板１は隣の磁性層
スパッタリング室３０２に移動されて、非磁性下地層３
４の上には磁性層３５が所定の厚さで形成される（図６
断面C）。磁性層３５は例えばコバルト／クロームを含
む材料で構成され、この状態で基板１は保持具２ととも
に通電状態にある。

【００４４】次いで、基板１はＣＶＤ室３１（図１の処
理槽４）内に移動される。そして基板の磁性層３５の上
には保護層３６としてＤＬＣ膜が形成される（図６断面
D）。プラズマ処理装置における各部の動作、及び処理
槽４内でのＤＬＣ膜の形成工程は図４を参照して既に詳
細に説明された。

【００４５】この後、基板１はアンロード室２１に移さ
れ、ここから取り出される。このようにして磁性層３５
や保護層３６等の多層膜が形成されたディスク基板は、
次に潤滑層３７を形成する工程へと移る（図６断面
E）。即ち基板１は、末端に吸着性の官能基を持つパー
フロロポリエーテル系潤滑油を溶媒に溶解したものに浸
され、一定速度で引き上げて乾燥させることによって所
定厚さの潤滑の層３７が形成される。

【００４６】このようにして本発明による磁気ディスク
媒体が製造される。尚、必要に応じ図６Aの工程の前に
基板１を機械加工したり、化学的手法によりその表面に
凹凸をつけたり、更には洗浄等の工程を行っても良い。
また、工程DとEの間に保護層の表面を加工する工程を行
ってもよい。

【００４７】このように本発明による装置或いは方法を
用いると、従来のものに比べ均一なプラズマ処理が可能
になる。さらにその条件を制御することにより一層の効
果が得られる。具体的にはディスク基板の両面に対する
プラズマが基板およびその保持具の外側と基板の穴とで
つながり、かつそのつながった部分の面積がディスク様
基板とその保持具の面積より大きくなり、さらに穴の部
分でプラズマの断面積が穴の面積の１／２より大きくな
るような条件を選べばよい。このためにはプロセスガス
圧を高くし、かつパワーを小さくしてプラズマ電位を小
さくすればよい。しかし単にガス圧を高くしたりパワー
を小さくするとプラズマ処理の効果が損なわれ、例えば
ＤＬＣ膜の形成などでは十分な硬度の膜は得られない。
本発明の実施例で適用されるプラズマ電位は、例えば１
００Ｖ以上、好ましくは３００Ｖ以上であるので、例え
ばメタンを用いたＤＬＣ膜の形成の場合、3.5インチ磁
気ディスクの内径25mmに対し上記の関係を満たすには少
なくともガス圧を60mTorr以上、好ましくは100mTorr以
上とするのがよい。

【００４８】本発明に用いる高周波電源は周波数100kHz
〜100MHzのものであるが、工業的使用の点からは13.56M
Hzの商用高周波を用いるのが好ましい。また、発振モー
ドは連続であってもパルス発振でもよい。インピーダン
スマッチングコントローラは一般に用いられる逆Ｌ型、
π型いずれでもよいが、直流電流をカットするブロッキ
ングコンデンサが必要となる。

【００４９】このプラズマ処理装置を用いて基板にＤＬ
Ｃ膜を形成する場合、本発明の実施例によればプラズマ
処理槽４の電極５の内壁材１１は以下の様に考慮される
のが好ましい。ＤＬＣ膜の形成において電極５の壁面に
は応力の高い膜が堆積するので、多数枚の基板を処理す
る場合においてはそれが剥離し、基板の面を汚す。これ
が原因で出来上がったディスク媒体に種々の欠陥が生ず
る。これらの欠陥は製品の信頼性を著しく落とすことか
ら出来るかぎり避けなければならない。従って、このよ
うな剥離が生じたら電極内部を清掃することが重要であ
る。しかし、こうした清掃を頻繁に行なうことは、製造
装置のランニングコストの増加を招き、かつ生産量を落
とすことになる。また、ＤＬＣ膜の形成工程で電極に堆
積する膜は絶縁性であるために、膜が厚くなるとその表
面に電荷がたまり、瞬間的に絶縁破壊が生じることにな
る。その結果、電極層５が損傷を受けたり、基板の表面
やプラズマ雰囲気を汚すことになる。これを防ぐには電
極５の内面を絶縁物で覆うのが好ましい。そのため、本
発明では、電極５の表面に内壁材層１１として絶縁層が
形成される。特にＤＬＣ膜を形成する場合は、炭素と結
合し高い密着性を発揮する材料を選ぶことが効果が大き
い。このような材料としては下記のものがある。テフロ
ン、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの高分子材料ガ
ラス状炭素、ＤＬＣなど抵抗の高い炭素材料SiC,MoC,W
C,TiCなどの炭化物特にポリイミドや絶縁性SiCは耐熱性
も高く、密着性もよいので好適である。

【００５０】次に、本発明のＤＬＣ成膜プロセスにおい
て用いることの出来る反応ガスの原料としては下記のよ
うなものがある。１）メタン、エタン、プロパン、n-ブタン、iso-ブタ
ン、n-ペンタン、iso-ペンタン、neo-ペンタン、などの
飽和炭化水素類２）エチレン、アセチレン、プロペン、プロピレン、ブ
テン、ブタジエンなどの不飽和炭化水素類３）ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素類４）シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、
シクロヘキサン、アダマンタンなどの脂環状炭化水素類５）１）〜４）と水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、
クリプトン、ゼノンなどのガスのうち１種あるいは複数
との混合ガスこれらのうち分子量が大きなものや２重結合、３重結合
をもつものは反応性が高く、プラズマ重合反応により高
分子化しやすいので、硬質の膜とするには分圧を下げ、
気相でのラジカル反応を遅くする必要がある。

【００５１】次に、潤滑剤について説明する。上記の様
に多層膜が形成された磁気ディスク基板の表面に、ディ
ップ法、スピンコート法、蒸着法などで潤滑剤が塗布さ
れる。潤滑剤としては末端を吸着性の官能基で修飾した
パーフロロポリエーテルを用いるのがよく、骨格構造と
して-(CF2CF2-O)n-(CF2-O)m-,あるいは-(CF2CF2CF2-O)n
-などの直鎖状のものが潤滑性に優れる。また、末端基
としてはエステル、水酸基、アミン基、ウレア基、アミ
ン塩など種々の局性基を用いることができる。潤滑剤塗
布の後さらにラッピングテープによる異物除去やベー
ク、エージングなどの処理を施してもよい。以上、ディ
スク基板の代表的な製造プロセスについて説明したが、
この他にもプラズマエッチングや基板の冷却など種々の
プロセスを必要に応じ追加することができる。

【００５２】上述した様に本発明の製造装置又は製造方
法によれば、従来に比べ性能の良い磁気ディスク媒体を
得ることができる。その一例について説明する。

【００５３】図７は本発明の一実施例により製造された
磁気ディスク媒体の外観と、外周および内周端部の断面
構造を示す。従来のＤＬＣ膜形成方法ではディスク端面
やチャッキング部分に膜が形成されず、この部分では磁
性膜がそのまま露出するために腐食や接触傷が発生する
おそれがあった。従来はディスクサイズも大きいものが
多く、それらディスクの端部は使わない領域であったた
めに大きな問題にならなかった。しかし、ディスクのサ
イズが小さくなり、かつできるだけその表裏面の全面を
ユーザエリアとして使用して記録容量を大きくする必要
性がでてきた。そのため、たとえディスクの端部の傷と
いえどもなんらかの原因で記録部を汚染する可能性がで
てきた。本発明によれば、ディスクの端部、即ち内周の
穴及び外周部を含め全体を高強度のＤＬＣ膜３６で覆う
ことができる。

【００５４】さらに、図７の断面図に示すように情報記
録部の膜３６の厚さは薄くし、耐スクラッチ性の必要な
端部は厚くできるので、さらに好ましい膜厚分布が実現
できる。この記録部での膜厚は3〜30nmであり、好まし
くは5〜15nmである。膜厚が薄いと機械的強度が弱くな
り、厚いとヘッド-磁性層間のギャップをつめることが
できず、再生出力が低下する。一方、内外周の端部での
最大膜厚は記録部の厚さの1.3以上が好ましい。原理的
な上限は特にないが、あまり厚すぎると膜の応力が高く
なり剥離しやすくなる。従って、ディスクの端部の膜厚
は実際には情報記録部の約３倍以下とするのがよい。ま
た、膜厚が厚くなっている範囲は基板の端面から情報記
録部を越えない範囲であり、実質的には端部から約１mm
の範囲である。なお、本発明において、保護層の膜厚と
はその下の層と保護層の界面の平均面と保護層表面の平
均面との間の平均距離であり、例えばＸ線多重散乱法や
エリプソメトリによって測定することができる。

【００５５】次に、上記製造装置を用いて種々条件を変
えて磁気ディスクを実際に製造した。以下具体的な実験
例及びその結果について説明する。

【００５６】（例１）基板としてＮｉＰ硬質めっき皮膜
を設けた３．５インチ径ディスク用アルミニウムーマグ
ネシウム合金基板を用い、磁気ディスクを製造した。以
下、その条件及び結果について述べる。まず、この基板
をロード室２０にセットし、ゲートバルブを閉めてロー
ド室を真空排気した。次に搬送機構を通して基板を加熱
室２９に移動させ、加熱室２０にて赤外線ヒータを用
い、基板を250℃まで加熱した。次いで基板をCrのスパ
ッタ室３０１に移動し、Cr下地層を50nm形成した。この
後、基板をCoのスパッタ室３０２に移動し、CoCrTa磁性
層を30nmの厚さにスパッタリングして形成した。次にこ
の基板をＣＶＤ室３１に移動し、メタンガスを30sccmの
流量で電極内に流し、排気コンダクタンスの調節により
ガス圧を150mTorrとした。そして高周波高電圧電源１３
をＯＮにし、プラズマの発生を確認したのちインピーダ
ンスを調節して反射電力が最小になるようにした。この
結果、実効電力として500Wが供給された。このまま10se
cの間プラズマを保持したのち電圧供給をＯＦＦし、ガ
スを止めた。ガスが排気された後、基板をＣＶＤ室３１
から取り出した。

【００５７】このようにして製造された磁気ディスク基
板の面内の膜３６の厚さ分布を測定した。その結果、デ
ィスク基板の穴から2mm以上でかつ外周端から1mm以内の
領域で、膜厚はディスク基板の両面とも22nm±0.6nmで
あり、分布は±3%以下のばらつきであった。このときの
膜厚のディスク半径Ｒによる変化を図８に示す。

【００５８】最終的には上記の磁気ディスク基板に、デ
ィップ工程により平均1.5nmのパーフロロポリエーテル
潤滑剤を塗布して磁気ディスク媒体を完成させた。そし
て、これを磁気ディスク装置に装着して、浮上高さ50nm
の磁気ヘッドを用いて信号の書き込みと読み取りを行っ
た。その結果、磁気ディスクの両面の情報記録部全面に
わたって読み取り信号強度の変動を20%以下と非常に小
さくすることができた。また、このディスク媒体を60℃
80％ＲＨの雰囲気で72hr保管した後円板面の観察を行な
ったが、明確な腐食点の発生は見られず、良好な耐蝕性
を示した。

【００５９】また、同様の工程でＤＬＣの膜厚が12nmの
磁気ディスクを製造して、上述と同じ評価を行った。こ
の結果、読み取り信号強度が約５０％増加し、かつ耐蝕
性も良好であった。さらに磁気ヘッドの浮上、停止を繰
り返し耐久性を見るコンタクト・スタート・ストップ試
験でも３万回の繰り返しに対して磁気ヘッド、磁気ディ
スクともに損傷はなく、実用上十分な耐久性をもつこと
がわかった。

【００６０】（例２）例１におけるディスク基板を２．
５インチのものに変えて、例１と同様の製造条件でＤＬ
Ｃ膜をディスク基板に形成した。その結果の膜厚分布を
図９に示す。これによればディスク基板の穴から2mm以
上でかつ外周端から1mm以内の領域で、膜厚は22nm±0.8
nmとなり、分布は±4%以下のばらつきとなった。また、
両面の平均膜厚差は1.5%であった。このディスクは例１
と同様に良好な信号強度の安定性、耐蝕性および耐久性
を得ていた。

【００６１】（例３）例１においてＣＶＤ室（プラズマ
処理槽４）電極５の大きさを色々変えて、図２の基板１
とその保持具２の面積を合せたものに対し、プラズマ部
分１８と１９の面積を併せたものの比がそれぞれ２．０
／１．０／０．５となるようにした。この状態で例１と
同様の条件でＤＬＣ膜を形成した。その結果の膜厚分布
を図１０に示す。とくにプラズマ部分の面積比率が小さ
くなると膜厚分布が悪化することがわかった。データ部
の膜厚ばらつきの許容範囲を±10%とすると上記面積比
を１以上にすることが必要であることがわかる。

【００６２】（例４）この例は、上述の例１及び２によ
る本発明の場合とその効果の程を比較することを目的と
し、あえて本発明によらない環境、言い変えれば従来技
術に近い環境を作り出して実験を行ったものである。つ
まり、図１においてプラズマ槽４をディスク１と保持具
２を境にして右と左で仕切るために、長方形のアルミニ
ウム性の仕切り板を用意した。この仕切り板のディスク
１及び保持具２に対応する部分を切り抜き、これをディ
スク１と保持具２と同一平面上配置した。この様に、図
１の電極５で構成された部屋はディスク１と保持具２を
隔てて仕切り板によって左右で分割されているので、発
生されたプラズマはディスク基板１の中央穴以外に回り
込むことがなく、ディスク基板は均一な状態のプラズマ
で包囲されない環境となる。この環境は、たとえば前述
した本発明者らによる先行技術、特開平３−１２０３６
２公報の第６図に示されたのもに近いと言える。

【００６３】この様な環境において例１と同様の条件で
基板にＤＬＣ膜を形成した。その結果の膜厚分布を図１
１に示す。これによれば、ディスク基板の穴から2mm以
上でかつ外周端から1mm以内の領域で膜厚は27nm±6nmと
なり、また分布は±20%以上のばらつきとなり、とくに
ディスクの内周部で急激に膜厚が厚くなることがわかっ
た。また、両面の平均膜厚差は15%と大きくなった。

【００６４】この磁気ディスクにディップ工程により平
均1.5nmのパーフロロポリエーテル潤滑剤を塗布して最
終的に磁気ディスクを製造した。この磁気ディスクを装
置に装着して浮上高さ50nmの磁気ヘッドを用いて信号の
書き込みと読み取りを行った。その結果、ディスク全面
にわたって読み取り信号強度の変動は１００%以上であ
り、特に膜厚の厚い部分で信号強度が弱く信頼性が劣下
した。また、例１と同じ様な耐蝕試験の結果、ディスク
円板の端面から1.5mmまで一周にわたり点状の腐食が発
生していることがわかった。また、円板の端部ではハン
ドリングによる傷が見られ、この傷にそっても腐食点が
存在した。この端部ではデータ部に比べＤＬＣの膜厚が
３０％〜６０％低下していることがわかった。この様に
本発明の方法によらなければ、信頼性の低下や、ディス
ク基板の腐食等、種々の欠点があることがわかる。

【００６５】（例５）例１のＣＶＤ室の内壁としてアル
ミニウムの電極５のみから成る場合、その内側に内壁保
護層として、SiO2、テフロン、ポリイミド、絶縁性SiC
をそれぞれ個別に用いてプラズマ処理槽４を構成した。
これら各々を独立して用いて、多数枚のディスク基板に
順次、ＤＬＣ膜を形成した。このときのディスク基板の
処理枚数と基板に付着した1ミクロン以上の異物数の関
係を図１２に示す。この図からもわかるようにアルミニ
ウムのみ場合は最も早く異物が発生した。次いでSiO2,
テフロン、SiC、ポリイミドの順であった。このことか
ら、SiCおよびポリイミドが内壁の材料として優れてい
ることがわかった。

【００６６】（例６）例１においてガス圧を変えてプラ
ズマを発生させたときのディスク穴の部分のシース厚み
を観測した。このときのＤＬＣ膜のディスク基板の穴か
ら2mm以上でかつ外周端から1mm以内の領域の膜厚分布を
測定し、これとディスク穴の面積とシース部分の面積の
比との関係を図１３に示した。この図からシース部分を
ディスク穴の面積の１／２以下とすることで膜厚分布が
よくなることがわかる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスクなどのデ
ィスク基板の両面に同時に全面均一なプラズマ処理が行
えるので、厚さや性質がより均一なＤＬＣ等の膜が形成
できる。

【００６８】また、中央に穴があるディスク基板の周囲
を包囲する様に均一の状態のプラズマを発生することが
できる。このため、ディスク基板の外周端及び中央穴部
に比較的強度の高い保護膜を形成することが出来る。こ
のため、磁気ディスクの信頼性の向上に寄与する。

【００６９】さらに、プラズマ処理等の処理室からガス
の排気のために主排気路とバイパス排気路とを設け、特
にバイパス排気路を通してガスの排気等を迅速に行うこ
とにより基板の生産性を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプラズマ処理装置を示
す側面図。

【図２】図１の右側面図であり、箱体電極の内部を基板
の面に平行な面で切った断面図。

【図３】図１のプラズマ処理装置の構造を示す破断斜視
図。

【図４】本発明の一実施例によるＤＬＣ膜の形成方法の
一例を示すフロー図。

【図５】本発明の一実施例による磁気ディスクの製造装
置を示す構成図。

【図６】磁気ディスクの製造工程と各工程におけるディ
スクの断面を示す図。

【図７】本発明の一実施例による磁気ディスク媒体の外
観と部分断面を示す図。

【図８】本発明の一実施例によるディスク基板に形成し
たＤＬＣ膜の膜厚分布を示す図。

【図９】本発明の一実施例による２．５インチディスク
基板にＤＬＣ膜を形成した場合の膜厚分布を示す図。

【図１０】本発明の別の電極によりディスク基板に形成
したＤＬＣ膜の膜厚分布を示す図。

【図１１】本発明によらない条件でディスク基板にＤＬ
Ｃ膜を形成した場合のＤＬＣ膜の膜厚分布を示す図。

【図１２】プラズマ処理槽の内壁材を色々変えた実験し
たときのディスク基板面に付着する異物数の累積成膜枚
数による増加を示す図。

【図１３】ディスクの穴の半径とプラズマのシース幅の
比を変えたときの膜厚分布の変化を示す図。

【符号の説明】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｂ 7303−5Ｄ (72)発明者片岡宏之神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者本田好範神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者寺門正倫神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者古澤賢司神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の内部空間を有するプラズマ処理槽
と、ディスク基板を保持する保持具と、該保持具を動か
し、該処理槽にこの基板を出し入れする手段と、前記処
理槽に反応ガスを供給する手段と、前記処理槽から反応
ガスを排気する手段と、前記処理槽にプラズマを発生さ
せるための電力を供給する手段とを有し、該処理槽内に
ディスク基板を入れてディスク基板の両面を同時にプラ
ズマ処理する装置であって、前記処理槽内に発生するプ
ラズマが同一電位で高周波高電圧の状態で保たれるよう
に、実質的に同一電位の連続した電極が該処理層の内部
空間を包囲して設けられ、かつディスク基板およびその
保持具は接地電位に保たれ、該基板の周囲面と前記電極
の間にプラズマが発生しうる空間を有することを特徴と
するプラズマ処理装置。
【請求項２】請求項１に記載のプラズマ処理装置におい
て、該排気手段は排気バルブを有し、該処理槽の内に設
けら電極の一部が該排気バルブの開口部となる様に構成
されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置
において、該供給手段は反応ガスとして少なくとも炭化
水素を含むガスを供給し、かつ前記処理槽の電極の内壁
面には炭素の共有結合を有する材料の層が形成されるこ
とを特徴とするダイヤモンド状炭素被膜の形成装置。
【請求項４】請求項３に記載のプラズマ処理装置におい
て、炭素の共有結合で形成される層は、ポリイミドある
いは絶縁性SiCで覆われた層であることを特徴とするダ
イヤモンド状炭素被膜の形成装置。
【請求項５】ディスク基板をプラズマ処理槽に導入する
工程と、前記処理槽内に反応ガスを供給する工程と、前
記処理槽内にプラズマを発生させ、一定時間保持する工
程と、前記プラズマの停止した後、前記処理槽内からガ
スを排気する工程と、前記基板を前記処理槽から出す工
程とを有するプラズマ処理方法において、実質的に同一
電位の高周波高電圧に保たれた電極で囲まれたプラズマ
により、接地電位にある前記基板の両面を同時に処理す
ることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】請求項５において、前記処理槽から基板を
取り出す工程の前に、バイパス排気バルブを開ける工程
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】請求項５または６において反応ガスに少な
くとも炭化水素ガスを含むガスを用いることを特徴とす
るダイヤモンド状炭素膜の形成方法。
【請求項８】非磁性基板上に磁性体層を形成する工程
と、この磁性体層の上に保護層を形成する工程と、この
保護層の上に潤滑材の層を形成する工程とを含む磁気デ
ィスクの製造方法において、前記保護層を請求項７に記
載の方法で形成することを特徴とする磁気ディスクの製
造方法。
【請求項９】基板を加熱する加熱処理室と、該基板にス
パッタリングにより磁性層を形成するスパッタリング室
と、該磁性層の上に保護層を形成する保護層形成室とを
有する磁気ディスクの製造装置において、前記保護層の
形成室の一部または全部に請求項３に記載のダイヤモン
ド状炭素の形成装置を含むことを特徴とする磁気ディス
クの製造装置。
【請求項１０】非磁性ディスク基板に磁性層、保護層お
よび潤滑層を形成した磁気ディスク媒体において、前記
保護層がダイヤモンド状炭素からなっており、かつ該保
護層はディスク基板の端部を含む実質的に全面に設けら
れ、かつその保護層の膜厚に関し、ディスク基板の外周
および内周の端面および端部より1mm以内の部分（第１
領域）における厚さは、ディスク面の情報記録部（第２
領域）の厚さに比べ1.3倍以上厚くなっていることを特
徴とする磁気ディスク媒体。
【請求項１１】基板を取り囲む様に電極を形成し、この
電極に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、基板
の両面を同時に処理するプラズマ処理装置において、前
記電極を連続した単一の面状の導電体で構成し、該電極
を基板の中心を含み基板の面と平行な平面で規定した面
のうちプラズマが占める部分の断面積の合計が前記規定
の面のうち基板および基板と同電位の導体部が占めるそ
れぞれの面積を合わせた合計の面積に比べて大きいこと
を特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】主真空搬送室と、それに接して設けられ
た複数の処理室とからなり、ディスク基板を前記複数の
処理室に順次送って前記基板の両面に所定の処理層を形
成する製造装置において、前記処理室のうち少なくとも
一つの処理室にディスク基板を取り囲む高周波電極を配
し、かつその電極を前記基板の中心を含み前記基板面と
平行な平面で切った断面のうちプラズマが占める部分の
断面積の合計が前記断面のうち前記基板および前記基板
と同電位の導体部が占めるそれぞれの面積を合わせた合
計の面積に比べて大きくなるようにしたことを特徴とす
る磁気ディスクの連続処理装置。
【請求項１３】不活性ガスあるいは酸素ガスを含むガス
を電極内部に供給する工程と、電極に高電圧を印加して
プラズマを発生させる工程と、プラズマを停止しガスを
排気する工程とからなるディスク基板両面へのプラズマ
処理方法において、前記基板両面に対するプラズマがデ
ィスク基板の穴および周囲とで該ディスク基板と保持具
とを合わせた面積より広い面積でつながり、かつ前記プ
ラズマとディスク基板との間のシース厚みが前記ディス
ク基板の中央穴の内径の１／２より小さくなるような条
件で形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１４】請求項１１又は１２記載の装置におい
て、前記同電位の導体部は、少なくともディスク様基板
を保持する保持具を含むことを特徴とする処理装置。
【請求項１５】所定の内部空間を有する処理室の中に被
処理体を収容し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ
処理装置において、該処理室の内側には、同時に全体が
同一電位になる様に、連続する膜で形成した電極を設
け、かつ該電極に高周波高電圧を印加する電源を備えて
なるプラズマ処理装置。
【請求項１６】所定の内部空間を有する処理室の中に被
処理体を収容し、被処理体をプラズマ処理するプラズマ
処理装置において、高周波高電圧を発生する発生器と、
該処理室の内側に設けられ、該発生器より高電圧が与え
らると全体が実質的に同一電位になる、面状に連続する
部材で形成された電極と、被処理体を保持すると共に接
地電位となるように形成された導電性の保持具と、被処
理体を処理室の中に出し入れするために該保持具を移動
する移動機構と、処理室に反応ガスを供給するためガス
導入系と、処理室から反応ガスを排出するため排気系と
有するプラズマ処理装置。
【請求項１７】複数の被処理体が１つずつ順次連続的に
処理されるプラズマ処理装置であって、１つの被処理体
が処理される度に、該移動機構は被処理体を処理室に出
し入れし、該電圧発生器は該電極に高電圧を印加し、該
ガス導入系及び排気系はガスの供給及び排気を繰り返す
請求項１７記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】請求項１５乃至１７に記載のプラズマ処
理装置において、前記電極の上にポリイミドあるいは絶
縁性SiCで覆われた層を有するプラズマ処理装置。
【請求項１９】請求項１５乃至１８に記載のプラズマ処
理装置において、該保持具は被処理体の外周端を接触し
て支持することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２０】請求項１６乃至１９に記載のプラズマ処
理装置において、前記排気系は、処理室でプラズマ処理
だ行われているときでもガスを排気できる主排気路と、
開閉可能なバルブを備え、かつその内側部分が前記電極
の一部を構成しているバイパス排気路とを有し、プラズ
マ処理が終了すると該バルブを開き、処理室からガスを
排出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２１】被処理体を収容してプラズマ処理するた
め所定の内部空間を有し、かつその内側には、全体が共
通に同一電位になる様に、平面的に連続する単一の膜に
より形成された電極層と該電極層の上に形成された炭素
の共有結合を有する材料の層を備えるプラズマ処理室
と、該電極に高周波高電圧を印加する単一の電源と、被
処理体を保持すると共に接地電位となるように形成され
た導電性の保持具と、該処理室に被処理体を出し入れす
るために該保持具を移動する移動機構と、該処理室に炭
化水素ガスを含む反応ガスを供給するガス導入機構と、
該処理室から反応ガスを排出するための機構であって、
該機構は少なくも開閉可能なバルブを備え前記電極の一
部が該バルブを構成している排気機構とを有し、１つの
被処理体にプラズマ処理がなされる度に、該移動機構は
被処理体を該処理室に出し入れし、該電源は該電極に高
電圧を印加し、該ガス導入機構及び排気機構はガスの供
給及び該バルブを開いて排気を行うことを特徴とするプ
ラズマ処理装置。
【請求項２２】被処理体を処理室内に収容してプラズマ
処理するプラズマ処理方法において、全体が共通に同一
電位になる様に、平面的に連続する単一の膜により形成
された立体形状の電極と該電極の上に形成された炭素の
共有結合を有する材料の層を備えるプラズマ処理室を用
意する工程と、被処理体を導電性の保持具で保持しなが
ら該処理室に入れる工程と、該処理室に反応ガスを供給
する工程と、電源より高周波高電圧を発生して該電極に
印加する工程と、該処理室内にプラズマを発生させ、被
処理体の周囲を実質的に均一な状態のプラズマで包囲す
る工程と、被処理体の表面に膜を形成する工程と、該電
極へ高電圧を印加することを止め、プラズマの発生を止
める工程と、処理室から反応ガスを排出する工程と、処
理された被処理体を該処理室から出す工程とを有するプ
ラズマ処理方法。
【請求項２３】複数の被処理体に連続的にプラズマ処理
を行う方法であって、１つの被処理体を処理する毎に、
被処理体を処理室に入れる前記工程から被処理体を処理
室から出す前記工程までを繰り返す請求項２２記載のプ
ラズマ処理方法。
【請求項２４】被処理体である中央に穴があるディスク
基板を室温〜350℃に加熱し、処理室内のガス圧を10〜5
00mTorr、該基板に対するバイアス電位を100〜1500Ｖの
条件に設定し、該基板にプラズマ処理してＤＬＣ膜を形
成する請求項２２乃至２３記載のプラズマ処理方法。
【請求項２５】中央に穴がある非磁性のディスク基板を
加熱する工程と、該基板上にスパッタリングにより下地
層を形成する工程と、該基板上にスパッタリングにより
磁性体層を形成する工程と、反応ガスを供給してプラズ
マ処理し、この磁性体層の上に保護層を形成する工程
と、この保護層の上に潤滑材の層を形成する工程とを含
む磁気ディスクの製造方法において、前記保護層を形成
する工程は以下の工程を含む；ガス圧を10〜500mTorr、
該基板に対するプラズマ電位を100〜1500Ｖの条件の
下、プラズマを発生させる工程と、発生されたプラズマ
が該基板の内周穴及び外周端付近で基板の表裏で実質的
に電位差がない状態でディスク基板を包囲する工程と、
基板の表裏面及び内外周の端部にＤＬＣ膜を形成する工
程とを含む磁気ディスクの製造方法。
【請求項２６】ディスクの直径が３．５インチの基板の
加熱温度を室温〜350℃、ガス圧を100〜500mTorr、プラ
ズマ電位を300〜1500Ｖの条件において、プラズマが発
生されることを特徴とする請求項２５記載の磁気ディス
クの製造方法。
【請求項２７】磁気ディスクはその表裏面に情報記録部
が規定されており、該ディスク基板の内外周の端部に
は、該情報記録部に形成される膜の厚さより１．３倍以
上厚い膜が形成される請求項２５乃至２６記載の磁気デ
ィスクの製造方法。
【請求項２８】所定の反応ガスの圧力、プラズマ電位の
条件の下で、板状基板に膜を形成する方法において、ガ
ス圧を10〜500mTorr、該基板に対するプラズマ電位を10
0〜1500Ｖの条件の下、プラズマを発生させる工程と、
発生されたプラズマが該基板の外周端付近で基板の表裏
で実質的に電位差がない状態でディスク基板を包囲する
工程と、基板の表裏面及び外周の端部に膜を形成する工
程とを含む板状基板の膜形成方法。
【請求項２９】板状基板の外周の端部には、基板の表裏
の平面部に形成される膜の厚さより１．３倍以上厚い膜
が形成される請求項２８記載の板状基板の膜形成方法。
【請求項３０】中央に穴がある非磁性ディスク基板に少
なくとも磁性層、保護層および潤滑層を形成した磁気デ
ィスク媒体において、前記保護層はダイヤモンド状炭素
からなっており、かつ該保護層はディスク基板の表裏面
及び内外周の端部を含む実質的に全面に設けられ、かつ
その保護層の膜厚に関し、ディスク基板の内外周の端面
および端部より1mm以内の部分（第１領域）における厚
さは、ディスク面の情報記録部（第２領域）の厚さに比
べ1.3倍以上厚く、かつ、第２領域の膜厚の分布は±４
％以下のばらつきであることを特徴とする磁気ディスク
媒体。
【請求項３１】第２領域の膜厚は、２２nm±0.6nm以下
であることを特徴とする請求項３０記載の３．５インチ
磁気ディスク媒体。