WO2012042811A1 - 基板製造方法及び磁気記憶媒体の製造方法 - Google Patents

基板製造方法及び磁気記憶媒体の製造方法 Download PDF

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WO2012042811A1
WO2012042811A1 PCT/JP2011/005371 JP2011005371W WO2012042811A1 WO 2012042811 A1 WO2012042811 A1 WO 2012042811A1 JP 2011005371 W JP2011005371 W JP 2011005371W WO 2012042811 A1 WO2012042811 A1 WO 2012042811A1
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substrate
supply
film
substrate holder
target
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PCT/JP2011/005371
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French (fr)
Inventor
朋一 梅澤
陽一 西田
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/8404—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers manufacturing base layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a substrate, and more particularly to a method for manufacturing a substrate having an uneven shape.
  • Patent Document 1 As a method for forming fine particles having high periodicity on a substrate, a method described in Patent Document 1 is known.
  • a supply material is supplied from a supply source in the form of atoms or molecules to a substrate, and an alloy of the supply material and the material on the substrate surface is formed as a convex portion on the substrate.
  • the supply source is arranged at a position where the supply material cannot be directly incident on the substrate surface on which the convex portion is to be formed.
  • a convex portion is formed on the substrate.
  • Patent Document 1 as described in paragraphs 0116 to 0118, it is important that the fine particles formed on the substrate do not conform to the substrate surface. That is, it is important to reduce the surface energy on the substrate side, and increase the surface energy on the fine particle side and the interfacial energy between the substrate surface and the fine particles.
  • the alloy part particles exhibit a property that does not conform to the substrate surface, so that fine particles (fine particle aggregates) are formed in a state where gaps are formed between adjacent fine particles, and individual fine particles are isolated. It can be made to.
  • the combination of the substrate surface material (underlying material) and the supply material that can be used for fine particle formation is the surface energy ( ⁇ sub ) of the underlying material at room temperature, and the surface energy ( ⁇ sp ), the combination is limited to satisfy the relationship of ⁇ sub - ⁇ sp ⁇ 0.
  • the present inventor has found that a convex portion made of a supply material can be formed on a substrate even in a combination of materials not satisfying the above relationship.
  • the present invention includes a step of applying a high-frequency voltage having a predetermined frequency to at least one of a substrate having a base material formed on a surface and a substrate support member that supports the substrate;
  • a step of applying a high-frequency voltage having a predetermined frequency to at least one of a substrate having a base material formed on a surface and a substrate support member that supports the substrate;
  • the surface energy at the normal temperature of the material is ⁇ sub and the surface energy at the melting point of the supply material is ⁇ sp
  • the supply material in the relationship of ⁇ sub ⁇ sp > 0 is directly transferred to the surface of the substrate.
  • the supply of the supply material to the substrate may be performed by sputtering.
  • the base material is a material mainly containing Ru
  • the supply material is a material mainly containing any one element or molecule selected from the group consisting of Co, Pt, NiW, and Ta. Good.
  • the base material may be a material mainly containing Pt
  • the supply material may be a material mainly containing Ta.
  • the base material may be a material mainly composed of Ta
  • the supply material may be a material mainly composed of Pt or Ta.
  • the base material may be a material mainly composed of CoPt
  • the supply material may be a material mainly composed of any one element or molecule selected from the group consisting of Co, NiW, and Ta.
  • the base material may be a material mainly containing Ni, and the supply material may be a material mainly containing Co or Ta.
  • the base material may be a material mainly containing Cr, and the supply material may be a material mainly containing NiW.
  • sputtering may be performed using the supply material formed on the substrate support member as the supply source, and the supply material may be supplied to the substrate.
  • the supply material is supplied onto the substrate support member by sputtering, and the supply onto the substrate support member is performed. You may further have the process of forming material.
  • Supply of the supply material to the substrate may be performed in a state in which a shielding member is disposed between the supply source of the supply material used when supplying the supply member onto the substrate support member and the substrate support member. .
  • the present invention also includes a step of applying a high-frequency voltage having a predetermined frequency to at least one of a substrate on which a base material is formed and a substrate support member that supports the substrate, and surface energy of the base material at room temperature.
  • ⁇ sub is the surface energy at the melting point of the magnetic material
  • ⁇ sp is the position where the magnetic material in the relationship of ⁇ sub ⁇ sp > 0 cannot be directly incident on the surface of the substrate.
  • the combination of the base material and the supply material in the relationship of ⁇ sub ⁇ sp > 0 is obtained. It is possible to manufacture a substrate in which a convex portion made of a supply material is formed over a base material.
  • a magnetic material as the base material, a magnetic recording medium in which a convex portion made of the magnetic material is formed on the base material can be produced.
  • the block diagram which shows the apparatus used for manufacture of the board
  • the block diagram which shows formation of the supply material film
  • surface which shows the evaluation result of an Example and a comparative example.
  • a convex portion made of a predetermined supply material is formed on a substrate having a predetermined base material formed on the surface.
  • a high frequency voltage is applied to at least one of the substrate and the substrate support member that supports the substrate in the presence of an inert gas.
  • the supply material is supplied to the substrate from a supply source disposed at a position where the supply material cannot be directly incident on the surface of the substrate.
  • the surface energy ( ⁇ sub ) at normal temperature of the base material and the surface energy ( ⁇ sp ) at the melting point of the supply material have a relationship of ⁇ sub ⁇ sp > 0.
  • FIG. 1 shows an apparatus used for manufacturing a substrate having an uneven shape.
  • the apparatus 10 includes a chamber 11, a substrate holder 12, a target 13, a shutter 14, and a high frequency power source 21.
  • the chamber 11 accommodates the substrate holder 12, the target 13, and the shutter 14.
  • the chamber 11 is adjusted to a reduced pressure state using a vacuum pump (not shown).
  • An inert gas such as Ar, Kr, or Xe is introduced into the chamber 11.
  • the substrate holder 12 is a substrate support member and supports the substrate 16 on which an uneven shape is to be formed.
  • a supply material film 15 made of a supply material to be supplied to the substrate 16 is formed on the substrate holder 12.
  • the supply material film 15 corresponds to “a supply source disposed at a position where the supply material cannot be directly incident on the substrate surface”.
  • the position where the supply material cannot be directly incident on the substrate surface means, for example, a position where the supply material does not reach the substrate 16 linearly.
  • FIG. 2 shows the formation of the feed material film 15 on the substrate holder 12.
  • the target 13 is a supply source of a supply material used when the supply material film 15 is formed on the substrate holder 12, for example.
  • the supply material film 15 can be formed on the substrate holder 12 with a predetermined film thickness by applying a predetermined DC voltage to the target 13 in the presence of an inert gas.
  • the shutter 14 is a shielding member that shields between the substrate 16 and the target 13. That is, the shutter 14 prevents the supply material from the target 13 from reaching the surface of the substrate 16 linearly.
  • the target 13 and the shutter 14 can be omitted.
  • the high frequency power source 21 generates a high frequency voltage in a range of 100 kHz to 100 MHz, for example.
  • the high-frequency power source 21 applies a high-frequency voltage to at least one of the substrate 16 and the substrate holder 12 via a matching unit (not shown).
  • the high frequency voltage has both positive and negative components with respect to the ground voltage.
  • the difference (Vpp) between the maximum value and the minimum value of the high-frequency voltage is, for example, 200V to 2000V.
  • the value obtained by subtracting the ground voltage from the average value of the high-frequency voltage is, for example, ⁇ 500V to + 100V.
  • Example 1 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12 (FIG. 2), and a Ru film was formed to a thickness of 20 nm on the Si substrate using the Ru target 13 under the conditions of DC 250 W and Ar gas pressure 0.3 Pa. Next, sputtering was performed using a Co target 13 under the conditions of Ar gas pressure of 0.5 Pa and DC 800 W, and a Co film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1).
  • the Si substrate 16 on which Ru (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Co film 15 is formed, and the Co target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds.
  • the surface of the sample prepared as described above was observed using an atomic force microscope (AFM: Nanoscope V manufactured by Veeco Japan) to examine whether or not dots were formed.
  • AFM atomic force microscope
  • Example 2 First, a Si (100) substrate was mounted on the substrate holder 12, and a Ru film was formed on the Si substrate using a Ru target 13 under the conditions of DC 250 W and Ar gas pressure 0.3 Pa. Next, sputtering was performed using a Pt target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Pt film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, a Si substrate 16 on which Ru (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Pt film 15 is formed, and the Pt target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Ru film was formed on the Si substrate using a Ru target 13 under the conditions of DC 250 W and Ar gas pressure 0.3 Pa. Next, sputtering was performed using the Ni 90 W 10 target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ni 90 W 10 film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Ru (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ni 90 W 10 film 15 is formed, and the chamber 90 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa) to set the Ni 90 W 10 target 13. A high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds while being blocked by the shutter 14. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 4 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Ru film was formed on the Si substrate using a Ru target 13 under the conditions of DC 250 W and Ar gas pressure 0.3 Pa. Next, sputtering was performed using the Ta target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ta film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Ru (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ta film 15 is formed, and the Ta target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 5 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Pt target 13 was used to form a 20 nm Pt film on the Si substrate under the conditions of DC 150 W and Ar gas pressure 0.15 Pa. Next, sputtering was performed using the Ta target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ta film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Pt (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ta film 15 is formed, and the Ta target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 6 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, a Ta target 13 was used, and a 20 nm Ta film was formed on the Si substrate under the conditions of DC 300 W and Ar gas pressure 0.2 Pa. Next, sputtering was performed using a Pt target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Pt film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Ta (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Pt film 15 is formed, and the Pt target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 7 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, a Ta target 13 was used, and a 20 nm Ta film was formed on the Si substrate under the conditions of DC 300 W and Ar gas pressure 0.2 Pa. Next, sputtering was performed using the Ta target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ta film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Ta (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ta film 15 is formed, and the Ta target 13 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 8 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Co 90 Pt 10 film was formed with a thickness of 20 nm on the Si substrate using a Co 90 Pt 10 target 13 under the conditions of DC 700 W and Ar gas pressure 0.1 Pa. Next, sputtering was performed using a Co target 13 under the conditions of Ar gas pressure of 0.5 Pa and DC 800 W, and a Co film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1).
  • the Si substrate 16 on which Co 90 Pt 10 (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Co film 15 is formed, the chamber 11 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa), and the Co target 13 is moved by the shutter 14.
  • a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds in the blocked state. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 9 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Co 90 Pt 10 target was used to form a Co 90 Pt 10 film having a thickness of 20 nm on the Si substrate under the conditions of DC 700 W and Ar gas pressure 0.1 Pa. Next, sputtering was performed using a Ni 90 W 10 target under conditions of Ar gas pressure of 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ni 90 W 10 film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1).
  • a Si substrate 16 on which Co 90 Pt 10 (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ni 90 W 10 film 15 is formed, and the chamber 11 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa) to form Ni 90 W 10.
  • a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds with the target 13 blocked by the shutter 14. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 10 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Co 90 Pt 10 film was formed with a thickness of 20 nm on the Si substrate using a Co 90 Pt 10 target 13 under the conditions of DC 700 W and Ar gas pressure 0.1 Pa. Next, sputtering was performed using the Ta target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ta film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1).
  • the Si substrate 16 on which Co 90 Pt 10 (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ta film 15 is formed, the chamber 11 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa), and the Ta target 13 is moved by the shutter 14.
  • a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds in the blocked state. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 11 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Ni film was formed on the Si substrate with a Ni target 13 under the conditions of DC 900 W and Ar gas pressure 0.1 Pa. Next, sputtering was performed using the Co target 13 under the conditions of Ar gas pressure of 0.5 Pa and DC 800 W, and a Co film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film in FIG. 1). Subsequently, a Si substrate 16 on which Ni (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Co film 15 is formed, and the Co target 15 is blocked by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). Then, a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 12 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Ni film was formed on the Si substrate with a Ni target 13 under the conditions of DC 900 W and Ar gas pressure 0.1 Pa. Next, sputtering was performed using the Ta target 13 under the conditions of Ar gas pressure 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ta film was sputtered on the substrate holder 12 to a thickness of 100 nm (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, a Si substrate 16 on which Ni (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ta film 15 is formed, and the Ta target 13 is shut off by the shutter 14 with the chamber 11 in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa). A high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • Example 13 First, a Si (100) substrate was placed on the substrate holder 12, and a Cr target 13 was used to form a 20 nm Cr film on the Si substrate under the conditions of DC 150 W and Ar gas pressure 0.3 Pa. Next, sputtering was performed using the Ni 90 W 10 target 13 under the conditions of Ar gas pressure of 0.5 Pa and DC 500 W, and a Ni 90 W 10 layer was sputtered to 100 nm on the substrate holder 12 (feed material film 15 in FIG. 1). Subsequently, the Si substrate 16 on which Cr (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ni 90 W 10 film 15 is formed, and the chamber 90 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa) to set the Ni 90 W 10 target 13. A high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds while being blocked by the shutter 14. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • the Si substrate 16 on which C (20 nm) is formed is placed on the substrate holder 12 on which the Ni 90 W 10 film 15 is formed, and the chamber 90 is placed in an Ar atmosphere (pressure 0.5 Pa) to set the Ni 90 W 10 target 13.
  • a high frequency RF voltage (180 W) was applied to the substrate holder 12 for 900 seconds while being blocked by the shutter 11. Thereafter, the sample surface was observed in the same manner as in Example 1.
  • FIG. 3 shows the sample evaluation results of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 9.
  • FIG. 3 also shows the surface energy ⁇ sub at normal temperature (298.2 K) of the base material and the surface energy ⁇ sp at the melting point of the feed material.
  • the surface energy of each material was quoted from "The Surface free Energys of Solid Chemical Elements: Calculation from Internal Free Enthalpies of Atomization" L. Z. Mezey et.al: Jpn. J. Appl. Phys. 21 (1982) P1571.
  • dots (convex parts) having a certain degree of periodicity could be formed on the substrate.
  • the term “dots are periodically formed” means that dots having substantially the same size are uniformly distributed in a certain region with a certain degree of regularity.
  • the dot period was in the range of about 15 nm to 50 nm, and the dot height was about 1 nm to 3 nm.
  • the convex portion made of the supply material could not be periodically formed on the substrate.
  • the relationship between the surface energy ⁇ sub of the base material and the surface energy ⁇ sp of the supply material was ⁇ sub ⁇ sp ⁇ 0.
  • the present inventor uses a reverse sputtering process to increase the surface energy on the substrate side compared to the surface energy on the fine particle side, thereby forming periodic dots on the substrate. We found that it can be formed on top. The reason why dots can be formed under the condition of ⁇ sub ⁇ sp > 0 is not well understood. However, in actuality, at least in the range evaluated in the example, an uneven shape having a certain degree of periodicity could be formed on the substrate surface under the condition of ⁇ sub ⁇ sp > 0.
  • the supply material has good wettability with respect to the base material. Therefore, the supply material spreads on the base material, and normally, no convex portion is formed. Nevertheless, the protrusions can be formed when the feed material grows epitaxially on the underlying material in the film formation process, and when distortion occurs at a certain point, the protrusions are affected by the distortion. This is probably because of this.
  • the present invention has been described based on the preferred embodiment.
  • the substrate manufacturing method and the magnetic recording medium manufacturing method of the present invention are not limited to the above embodiment, and the configuration of the above embodiment is used. Various modifications and changes are also included in the scope of the present invention.

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Abstract

【課題】凹凸形状が形成された基板を作製する。 【解決手段】高周波電源（２１）から、基板（１６）及び基板ホルダ（１２）の少なくとも一方に対して高周波電圧を印加する。供給材料膜（１５）から基板（１６）へ供給材料を供給し、基板表面の下地材料上に供給材料による凸部を形成する。供給材料膜（１５）は、基板（１６）の表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置されている。基板（１６）の表面の下地材料の常温における表面エネルギーγｓｕｂと、供給材料の融点における表面エネルギーγｓｐとは、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある。

Description

基板製造方法及び磁気記憶媒体の製造方法
　本発明は、基板製造方法に関し、更に詳しくは、凹凸形状を有する基板の製造方法に関する。
　基板上に、高い周期性を有する微粒子を形成する方法として、特許文献１に記載の方法が知られている。特許文献１では、不活性ガス存在下で、基板に、供給材料を原子又は分子の状態で供給源から供給し、その基板上に、供給材料と基板表面の材料との合金を凸部として形成することで、ナノメートルオーダーの周期性を有する凹凸形状が形成された基板を作製する。基板作製に際して、供給源は、凸部を形成すべき基板表面へ供給材料を直接入射させることができない位置に配置される。そのような供給源を用い、正負両極性成分を有する１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を、基板に対して印加することで、基板上に凸部を形成する。
特許第４４２０９５４号
　特許文献１には、その段落０１１６～０１１８にあるように、基板上に形成される微粒子が基板表面に対して馴染まない性質をもつことが重要である。つまり、基板側の表面エネルギーを小さく、微粒子側の表面エネルギー、及び基板表面と微粒子との間の界面エネルギーを大きくすることが重要である。特許文献１では、合金部粒子が基板表面に対して馴染まない性質を示すことで、微粒子（微粒子集合体）が隣り合う微粒子との間に隙間を形成した状態で形成され、個々の微粒子を孤立させることができるとしている。
　特許文献１では、微粒子形成に用いることができる基板表面の材料（下地材料）と供給材料との組み合わせは、下地材料の常温における表面エネルギー（γｓｕｂ）とし、供給材料の融点における表面エネルギー（γｓｐ）とすれば、γｓｕｂ－γｓｐ＜０の関係を満たす組み合わせに限られる。しかし、本発明者は、上記関係を満たさない材料の組み合わせにおいても、基板上に供給材料による凸部を形成できることを発見した。
　本発明は、特許文献１とは異なる材料の組み合わせを用いて凹凸形状が形成された基板を作製する基板製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、基板上に磁性材料による凸部を形成可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明は、所定周波数の高周波電圧を、表面に下地材料が形成された基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加する工程と、前記下地材料の常温における表面エネルギーをγｓｕｂとし、供給材料の融点における表面エネルギーをγｓｐとしたとき、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある供給材料を、前記基板の表面へ前記供給材料を直接入射させることができない位置に配置された供給源から前記基板に供給する工程とを有し、前記下地材料上に前記供給材料による凸部を形成する基板製造方法を提供する。
　前記基板への前記供給材料の供給はスパッタリングによって行われてもよい。
　前記下地材料がＲｕを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ、Ｐｔ、ＮｉＷ、及びＴａから成る群から選択される何れか１つの元素又は分子を主成分とする材料であってもよい。
　上記に代えて、前記下地材料がＰｔを主成分とする材料であり、前記供給材料がＴａを主成分とする材料でもよい。
　また、前記下地材料が、Ｔａを主成分とする材料であり、前記供給材料がＰｔ又はＴａを主成分とする材料であってもよい。
　前記下地材料がＣｏＰｔを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ、ＮｉＷ、及びＴａから成る群から選択される何れか１つの元素又は分子を主成分とする材料でもよい。
　前記下地材料がＮｉを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ又はＴａを主成分とする材料でもよい。
　前記下地材料がＣｒを主成分とする材料であり、前記供給材料がＮｉＷを主成分とする材料であってもよい。
　本発明の基板製造方法では、前記基板支持部材上に形成された前記供給材料を前記供給源としてスパッタリングを行い、前記供給材料を前記基板へ供給してもよい。
　本発明の基板製造方法は、前記供給源から前記供給材料を前記基板に供給する工程に先行して、スパッタリングにより前記供給材料を前記基板支持部材上に供給し、前記基板支持部材上に前記供給材料を形成する工程を更に有していてもよい。
　前記基板への供給材料の供給を、供給部材を前記基板支持部材上に供給する際に用いた供給材料の供給源と前記基板支持部材との間に遮蔽部材を配置した状態で行ってもよい。
　本発明は、また、所定周波数の高周波電圧を、表面に下地材料が形成された基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加する工程と、前記下地材料の常温における表面エネルギーをγｓｕｂとし、磁性材料の融点における表面エネルギーをγｓｐとしたとき、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある磁性材料を、前記基板の表面へ前記磁性材料を直接入射させることができない位置に配置された供給源から前記基板に供給する工程とを有し、前記下地材料上に前記磁性材料による凸部を形成する磁気記録媒体の製造方法を提供する。
　本発明では、下地材料の常温における表面エネルギーをγｓｕｂとし、供給材料の融点における表面エネルギーをγｓｐとしたとき、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある下地材料と供給材料との組み合わせを用いて、下地材料上に供給材料による凸部が形成された基板を作製することができる。特に下地材料に磁性材料を用いることで、下地材料上に磁性材料による凸部が形成された磁気記録媒体を作成することができる。
凹凸形状を有する基板の製造に用いる装置を示すブロック図。 基板ホルダへの供給材料膜の形成を示すブロック図。 実施例及び比較例の評価結果を示す表。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施形態では、表面に所定の下地材料が形成された基板上に、所定の供給材料による凸部を形成する。凸部の形成では、不活性ガスの存在下で、基板及び基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に高周波電圧を印加する。その状態で、基板の表面へ供給材料を直接に入射させることができない位置に配置された供給源から、供給材料を基板に供給する。下地材料の常温における表面エネルギー（γｓｕｂ）と、供給材料の融点における表面エネルギー（γｓｐ）とは、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある。このような基板作製を行うことで、基板上にナノメートルオーダーの周期性を有する凹凸形状を形成できる。
　図１は、凹凸形状を有する基板の製造に用いる装置を示す。装置１０は、チャンバ１１、基板ホルダ１２、ターゲット１３、シャッタ１４、及び高周波電源２１を備える。チャンバ１１は、基板ホルダ１２、ターゲット１３、及びシャッタ１４を収容する。チャンバ１１は、図示しない真空ポンプなどを用いて減圧状態に調整される。また、チャンバ１１内には、例えばＡｒやＫｒ、Ｘｅなどの不活性ガスが導入される。
　基板ホルダ１２は、基板支持部材であり、凹凸形状を形成すべき基板１６を支持する。また、基板ホルダ１２上には基板１６へ供給すべき供給材料から成る供給材料膜１５が形成される。この供給材料膜１５は、「基板表面へ供給材料を直接に入射させることができない位置に配置された供給源」に相当する。基板表面へ供給材料を直接に入射させることができない位置とは、例えば基板１６に対して供給材料が直線的に到達しない位置を意味する。
　図２は、基板ホルダ１２への供給材料膜１５の形成を示す。ターゲット１３は、例えば基板ホルダ１２上に供給材料膜１５を形成する際に用いられる供給材料の供給源である。装置１０において、不活性ガスの存在下で、ターゲット１３に所定の直流電圧を印加することで、基板ホルダ１２上に供給材料膜１５を所定の膜厚で形成することができる。
　図１に戻り、シャッタ１４は、遮蔽部材であり、基板１６とターゲット１３との間を遮蔽する。すなわちシャッタ１４は、ターゲット１３からの供給材料が、直線的に基板１６の表面に到達することを防ぐ。基板ホルダ１２への供給材料膜１５の形成を装置１０を用いて行わない場合、ターゲット１３とシャッタ１４とは省くことができる。
　高周波電源２１は、例えば１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の範囲の高周波電圧を生成する。高周波電源２１は、図示しない整合器などを介して、基板１６と基板ホルダ１２との少なくとも一方に高周波電圧を印加する。高周波電圧は、接地電圧に対して正及び負の双方の成分を有する。高周波電圧の最大値と最小値との差（Ｖｐｐ）は例えば２００Ｖから２０００Ｖとする。高周波電圧の平均値から接地電圧を引いた値は、例えば－５００Ｖから＋１００Ｖとする。
　基板ホルダ１２に接地電圧に対して負の電圧が印加されている時間範囲では、チャンバ１１内の不活性ガスイオンに対し、基板ホルダ１２に衝突する方向の運動エネルギーが与えられ、不活性ガスイオンは、基板１６の表面及び供給源である供給材料膜１５の表面に衝突して、それぞれの表面に存在する原子等を物理的に叩き出す。一方、接地電圧に対して正の電圧が印加されている時間範囲では、チャンバ１１内の不活性ガスイオンに対し、基板ホルダ１２から離れる方向の運動エネルギーが与えられ、基板１６の表面及び供給材料膜１５から叩き出された原子等は基板１６の表面に付着する。このような原子等の叩き出しと付着とを繰り返すことで、基板１６の表面を構成する下地材料上に、供給材料による凸部が形成される。
　以下、実施例を説明する。
（実施例１）
　まず、基板ホルダ１２（図２）上にＳｉ（１００）基板上を載せ、Ｒｕターゲット１３を用いて、ＤＣ２５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＲｕ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｃｏターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ８００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＣｏ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｃｏ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＲｕ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＣｏターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。
　上記のように作成したサンプル表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：日本ビーコ製ＮａｎｏｓｃｏｐｅＶ）を用いて観察し、ドットが形成されているかどうかを調べた。
（実施例２）
　まず、基板ホルダ１２上にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｒｕターゲット１３を用い、ＤＣ２５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＲｕ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｐｔターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＲｕ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例３）
　まず、基板ホルダ１２上にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｒｕターゲット１３を用い、ＤＣ２５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板にＲｕ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＲｕ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例４）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｒｕターゲット１３を用い、ＤＣ２５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＲｕ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｔａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＲｕ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例５）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｐｔターゲット１３を用い、ＤＣ１５０Ｗ、Ａｒガス圧０．１５Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＰｔ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｔａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＰｔ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例６）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｔａターゲット１３を用い、ＤＣ３００Ｗ、Ａｒガス圧０．２Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＴａ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｐｔターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＴａ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例７）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｔａターゲット１３を用い、ＤＣ３００Ｗ、Ａｒガス圧０．２Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＴａ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｔａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＴａ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例８）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃｏ９０Ｐｔ１０ターゲット１３を用い、ＤＣ７００Ｗ、Ａｒガス圧０．１Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣｏ９０Ｐｔ１０膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｃｏターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ８００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＣｏ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｃｏ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣｏ９０Ｐｔ１０（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＣｏターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例９）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃｏ９０Ｐｔ１０ターゲットを用い、ＤＣ７００Ｗ、Ａｒガス圧０．１Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣｏ９０Ｐｔ１０膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲットを用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣｏ９０Ｐｔ１０（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例１０）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃｏ９０Ｐｔ１０ターゲット１３を用い、ＤＣ７００Ｗ、Ａｒガス圧０．１Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣｏ９０Ｐｔ１０膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｔａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣｏ９０Ｐｔ１０（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例１１）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｎｉターゲット１３を用い、ＤＣ９００Ｗ、Ａｒガス圧０．１Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＮｉ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｃｏターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ８００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＣｏ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜）。続いて、Ｃｏ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＮｉ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＣｏターゲット１５をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例１２）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｎｉターゲット１３を用い、ＤＣ９００Ｗ、Ａｒガス圧０．１Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＮｉ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いてＴａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＮｉ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（実施例１３）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃｒターゲット１３を用い、ＤＣ１５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣｒ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０層を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣｒ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例１）
　まず、Ｐｔターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。次いで、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＳｉ（１００）基板を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例２）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ａｇターゲット１３を用い、ＤＣ１０００Ｗ、Ａｒガス圧１．６Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＡｇ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｐｔターゲットを用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＡｇ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例３）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ａｌターゲット１３を用い、ＤＣ１０００Ｗ、Ａｒガス圧１．６Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＡｌ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｐｔターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＡｌ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例４）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃターゲット１３を用い、ＤＣ１５００Ｗ、Ａｒガス圧０．１３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｐｔターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＰｔ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｐｔ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＰｔターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例５）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃｒターゲット１３を用い、ＤＣ１５０Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣｒ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｒｕターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＲｕ層を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｒｕ膜１５が形成された基板ホルダ１２上にＣｒ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＲｕターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例６）
　まず、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＳｉ（１００）基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例７）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ａｌターゲット１３を用い、ＤＣ１０００Ｗ、Ａｒガス圧１．６Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＡｌ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＡｌ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例８）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃターゲット１３を用い、ＤＣ１５００Ｗ、Ａｒガス圧０．１３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｎｉ９０Ｗ１０ターゲットを用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＮｉ９０Ｗ１０膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｎｉ９０Ｗ１０膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＮｉ９０Ｗ１０ターゲット１３をシャッタ１１で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
（比較例９）
　まず、基板ホルダ１２にＳｉ（１００）基板を載せ、Ｃターゲット１３を用い、ＤＣ１５００Ｗ、Ａｒガス圧０．１３Ｐａの条件で、Ｓｉ基板上にＣ膜を２０ｎｍ形成した。次いで、Ｔａターゲット１３を用い、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、ＤＣ５００Ｗの条件でスパッタを行い、基板ホルダ１２上にＴａ膜を１００ｎｍスパッタした（図１の供給材料膜１５）。続いて、Ｔａ膜１５を形成した基板ホルダ１２上にＣ（２０ｎｍ）を形成したＳｉ基板１６を設置し、チャンバ１１をＡｒ雰囲気（圧力０．５Ｐａ）としてＴａターゲット１３をシャッタ１４で遮断した状態で基板ホルダ１２に高周波ＲＦ電圧（１８０Ｗ）を９００秒間印加した。その後、実施例１と同様の方法でサンプル表面の観察を行った。
　図３は、実施例１～１３、及び比較例１～９のサンプル評価結果を示す。図３には、下地材料の常温（２９８．２Ｋ）における表面エネルギーγｓｕｂと、供給材料の融点における表面エネルギーγｓｐも併せて記している。各材料の表面エネルギーは、「The Surface free Energies of Solid Chemical Elements: Calculation from Internal Free Enthalpies of Atomization」L. Z. Mezey et.al: Jpn. J. Appl. Phys. 21 (1982) P1571から引用した。
　実施例１から実施例１３では、何れも基板上にある程度の周期性を有するドット（凸部）を形成できた。ここで、ドットが周期的に形成されているとは、ほぼ同じ大きさのドットがある程度の規則性を持ってある領域に一様に分布している状態を意味するものとする。実施例１から実施例１３では、ドット周期は１５ｎｍ～５０ｎｍ程度の範囲で、ドット高さは１ｎｍ～３ｎｍ程度となった。各実施例において、下地元素の表面エネルギーγｓｕｂと供給材料の表面エネルギーγｓｐとを比較すると、何れもγｓｕｂ－γｓｐ＞０であった。この結果から、少なくとも実施例における材料の組み合わせにおいて、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の条件で基板上にナノレベルオーダーの周期性を有する凹凸形状を形成できることが確かめられた。
　一方、比較例においては、基板上に供給材料による凸部を周期的に形成することができなかった。各比較例において、下地材料の表面エネルギーγｓｕｂと供給材料の表面エネルギーγｓｐとの関係はγｓｕｂ－γｓｐ＜０となった。本発明者は、以上の実施例及び比較例の評価結果から、逆スパッタプロセスを用い、微粒子側の表面エネルギーに比して基板側の表面エネルギーを大きくすることで、周期性を有するドットを基板上に形成できることを見出した。γｓｕｂ－γｓｐ＞０の条件でなぜドットが形成できるかについて、その理由はよくわかっていない。しかしながら、現実に、少なくとも実施例で評価を行った範囲において、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の条件で、基板表面にある程度の周期性を持った凹凸形状を形成することができた。
　ここで、下地材料及び供給材料には、結晶質の材料を用いることが好ましいものと考えられる。γｓｕｂ－γｓｐ＞０の条件では、供給材料は下地材料に対して濡れ性がいいため、供給材料は下地材料上に広がり、普通に考えれば凸部は形成されない。それにもかかわらず、凸部が形成できるのは、成膜のプロセスにおいて、供給材料が下地材料上にエピタキシャルで成長し、ある時点でひずみが生じると、そのひずみの影響を受けて凸部になるためであると考えられる。
　以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の基板製造方法及び磁気記録媒体の製造方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

Claims (12)

  1. 　所定周波数の高周波電圧を、表面に下地材料が形成された基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加する工程と、
    　前記下地材料の常温における表面エネルギーをγｓｕｂとし、供給材料の融点における表面エネルギーをγｓｐとしたとき、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある供給材料を、前記基板の表面へ前記供給材料を直接入射させることができない位置に配置された供給源から前記基板に供給する工程とを有し、
    　前記下地材料上に前記供給材料による凸部を形成する基板製造方法。
  2. 　前記基板への前記供給材料の供給がスパッタリングによって行われることを特徴とする請求項１に記載の基板製造方法。
  3. 　前記下地材料がＲｕを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ、Ｐｔ、ＮｉＷ、及びＴａから成る群から選択される何れか１つの元素又は分子を主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  4. 　前記下地材料がＰｔを主成分とする材料であり、前記供給材料がＴａを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  5. 　前記下地材料が、Ｔａを主成分とする材料であり、前記供給材料がＰｔ又はＴａを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  6. 　前記下地材料がＣｏＰｔを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ、ＮｉＷ、及びＴａから成る群から選択される何れか１つの元素又は分子を主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  7. 　前記下地材料がＮｉを主成分とする材料であり、前記供給材料がＣｏ又はＴａを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  8. 　前記下地材料がＣｒを主成分とする材料であり、前記供給材料がＮｉＷを主成分とする材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板製造方法。
  9. 　前記基板支持部材上に形成された前記供給材料を前記供給源としてスパッタリングを行い、前記供給材料を前記基板へ供給するものであることを特徴とする請求項１から８何れかに記載の基板製造方法。
  10. 　前記供給源から前記供給材料を前記基板に供給する工程に先行して、スパッタリングにより前記供給材料を前記基板支持部材上に供給し、前記基板支持部材上に前記供給材料を形成する工程を更に有することを特徴とする請求項９に記載の基板製造方法。
  11. 　前記基板への供給材料の供給が、供給部材を前記基板支持部材上に供給する際に用いた供給材料の供給源と前記基板支持部材との間に遮蔽部材を配置した状態で行われるものであることを特徴とする請求項１０に記載の基板製造方法。
  12. 　所定周波数の高周波電圧を、表面に下地材料が形成された基板及び当該基板を支持する基板支持部材の少なくとも一方に対して印加する工程と、
    　前記下地材料の常温における表面エネルギーをγｓｕｂとし、磁性材料の融点における表面エネルギーをγｓｐとしたとき、γｓｕｂ－γｓｐ＞０の関係にある磁性材料を、前記基板の表面へ前記磁性材料を直接入射させることができない位置に配置された供給源から前記基板に供給する工程とを有し、
    　前記下地材料上に前記磁性材料による凸部を形成する磁気記録媒体の製造方法。
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