イオン注入法及び磁気記録媒体の製造方法
【課題】処理対象物の表面に凹凸が生じることを防止できる生産性のよいイオン注入法を提供する。
【解決手段】本発明は、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物Ｗ内に注入するイオン注入法であって、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物Ｗ表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる活性種のエッチング速度を遅くする。
【解決手段】本発明は、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物Ｗ内に注入するイオン注入法であって、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物Ｗ表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる活性種のエッチング速度を遅くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入法及び磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入法は、物質のイオンを固体の処理対象物内に埋め込み、この処理対象物の特性を変化させるものであり、半導体デバイスや磁気記録媒体の製造工程等で広く利用されている。例えば、高密度記録方式（ＢＰＲ方式）の磁気記憶媒体の製造工程において、イオン注入法を用いて、処理対象物たる磁性膜の所定部分に消磁部を形成することが例えば特許文献１で知られている。
【０００３】
上記従来例のものでは、先ず、磁性膜と保護領域を形成するマスクとを順次積層したガラス等の基板を処理室内に配置した後、処理室に通じるイオン発生装置の内部と共に真空引き（減圧）する。次に、イオン発生装置内に窒素ガス等の処理ガスを導入すると共に、イオン発生装置内に設けたアンテナに高周波電力を印加してイオン発生装置内にプラズマを形成する。そして、イオン発生装置と処理室内の基板との間に配置された加速電極に加速電圧（引出電圧）を印加し、質量分離することなく、プラズマ中で電離した処理ガスのイオンを引き出し、引き出した処理ガスのイオンを加速して基板に照射する。これにより、マスクで保護されていない磁性膜内に処理ガスのイオンが注入され、このイオンが注入された部分が消磁部となり、マスクで保護されているその他の部分が磁性記録部となる。
【０００４】
このように磁性膜内にイオンを注入する際、加速したイオンが磁性膜に直接衝突すると、磁性膜表面が数ｎｍ〜１０ｎｍ程度エッチングされ、磁性膜表面に凹凸が生じる（磁性記録部の厚さよりも消磁部の厚さが薄くなる）。磁性膜表面に凹凸があると、磁性膜に対して記録及び再生用の磁気ヘッドを走査する際、磁気ヘッドが基板表面に接触してしまい、記録再生特性の低下を招く。
【０００５】
磁性膜表面に凹凸が生じることを防止するために、上記従来例では、磁性膜表面にダイアモンドカーボン等からなる保護膜を形成している。然し、この保護膜はイオン注入後に除去されないため、記録及び再生時に磁気ヘッドから磁性膜までの距離を其程短くすることができず、記録再生特性の低下を効果的に防ぐことができない。しかも、製造工程数が増加するため、製造コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３２７７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、処理対象物の表面に凹凸が生じることを防止できる生産性のよいイオン注入法を提供することをその第１の課題とするものである。また、本発明は、記録再生特性のよい磁気記録媒体を製造できる低コストの磁気記録媒体の製造方法を提供することをその第２の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の課題を解決するために、本発明は、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物内に注入するイオン注入法であって、イオン注入中、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、上式ＸｍＹｎで表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用いることで、当該処理ガスの分子がプラズマ中で複数種類のイオンに電離（分離）する。ここで、このプラズマ中では、処理ガスの分子の多数（一般に９０％〜９８％）は電離せずに、数種の活性種（ラジカル）として存在する。例えば、処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いる場合を例に説明すると、プラズマ中では、ＣＨ４ガスが、ＣＨ４＋、ＣＨ３＋、ＣＨ２＋、ＣＨ＋、Ｃ＋及びＨ＋の各種のイオンに電離する他、ＣＨ４＊、ＣＨ３＊、ＣＨ２＊、ＣＨ＊、Ｃ＊及びＨ＊の各種の活性種として存在する。これらの活性種は付着性が高いため、処理対象物表面に飛来して堆積する。そして、上記イオンを一定の加速電圧で加速すれば、加速したイオンが処理対象物表面に照射され、処理対象物表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物内に注入される。このとき、処理対象物表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度が速いと、加速したイオンによって処理対象物表面がエッチングされ凹凸が生じる。
【００１０】
そこで、本発明では、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することによって、処理対象物表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くしたため、イオン注入中、処理対象物表面は活性種で覆われる。そして、加速したイオンは処理対象物表面に堆積した活性種に衝突した後に処理対象物内に注入される。従って、イオンによって処理対象物表面がエッチングされ、処理対象物表面に凹凸が生じることを防止できる。しかも、処理対象物表面に保護膜を形成しなくてもよいため、生産性よくイオンを注入することができる。
【００１１】
本発明において、処理ガスの分圧を制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合には、該分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内に制御することが好ましい。また、本発明において、イオンの注入エネルギを制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合には、該注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内に制御することが好ましい。
【００１２】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、処理すべき基板表面に磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、磁性膜表面に、所定の保護領域を形成するマスク形成工程と、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して基板に照射するイオン注入工程と、を備え、イオン注入工程での処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、イオン注入工程において、上式ＸｍＹｎで表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用いることで、当該処理ガスがプラズマ中で複数種類のイオンに電離する。そして、これらのイオンを加速すれば、加速したイオンが基板表面に堆積した活性種をエッチングしつつ磁性膜内に注入される。このとき、活性種の堆積速度をエッチング速度よりも遅くしたため、磁性膜表面がエッチングされて凹凸が生じることを防止できる。このため、記録及び再生時に磁気ヘッドと磁性膜との距離を短くすることができ、記録再生特性に優れた磁気記録媒体を生産性よく製造できる。尚、ラジカルの堆積速度とエッチング速度が同等となるように処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、イオン注入後に残存する活性種の厚さが極薄くなり、磁気ヘッドを磁性膜に近接させることができるため、記録再生特性を一層向上できてよい。
【００１４】
本発明において、前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のイオン注入法に用いられるイオン注入装置を示す概略断面図。
【図２】処理対象物表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物内に注入されるイオンを模式的に示す図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態のイオン注入法を用いた磁気記録媒体の製造方法を示す工程図。
【図４】本発明の実験結果を示す図。
【図５】本発明の実験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のイオン注入法を説明する。図１には、本実施形態のイオン注入法を実施し得るイオン注入装置Ｍが示されている。イオン注入装置Ｍは、下部よりも上部が小径に形成された筒状の真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の下部空間１１には、静電チャック用の電極（図示せず）を埋設したステージ２が設けられている。そして、図外のチャック用電源から電極間に所定電圧を印加すると、電極間に生じる静電気力により処理対象物Ｗがステージ２上で位置決め保持される。真空チャンバ１の側壁下部には排気管３を介して真空ポンプＰが接続され、真空チャンバ１内を減圧保持できる。
【００１７】
真空チャンバ１にはイオン発生装置４が設けられている。イオン発生装置４の下部には、ステージ２上の処理対象物Ｗに対向して開口（イオン放出口）が開設されている。イオン発生装置４にはガス供給系５が接続され、イオン発生装置４内に所定の処理ガスを所定の流量で供給できるようになっている。また、イオン発生装置４内にはアンテナコイル６が設けられている。そして、イオン発生装置４内に処理ガスが供給された状態で、アンテナコイル６に高周波電源７から高周波電力を印加すると、イオン発生装置４内にＩＣＰ放電によりプラズマが形成される。
【００１８】
イオン発生装置４に供給する処理ガスとしては、後述の如く異なる質量を持つ原子や分子のイオンに電離されると共に数種の活性種が得られるように、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、特に、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。また、処理ガスは、不活性ガスを希釈ガスとして含んでいてもよい。
【００１９】
イオン発生装置４の下部開口とステージ２との間には、イオン注入方向（図中上下方向）に沿って並べられた４つの電極８０ａ〜８０ｄからなる加速電極８が配置されている。各電極８０ａ〜８０ｄには、イオンの通過を許容する透孔が形成されている。そして、イオン発生装置４内でプラズマが形成された状態で、加速電源９から加速電極８に所定の加速電圧を印加すると、イオン発生装置４からイオンが引き出され、引き出されたイオンが加速電極８を通過する際に加速され、加速されたイオンが処理対象物Ｗに照射される。尚、本実施形態では加速電極８が４つの電極８０ａ〜８０ｄで構成されているが、加速電極は少なくとも１つの電極で構成できる。
【００２０】
上述したポンプＰ、ガス供給系５、高周波電源７、加速電源９等は、コンピュータ、シーケンサーやドライバー等を備えた制御手段（図示省略）により統括制御されるようになっている。以下、処理ガスをＣＨ４とし、処理対象物Ｗを磁性膜等の所定膜が形成された基板とし、該膜内にイオンを注入する場合を例として、上記イオン注入装置を用いたイオン注入法について説明する。
【００２１】
先ず、図外の搬送装置を用いてステージ２上に処理対象物Ｗを載置し、ステージ２内の電極にチャック用電圧を印加してステージ２上に処理対象物Ｗを保持する。そして、真空ポンプＰを作動させてイオン発生装置４の内部と共に真空チャンバ１の内部を真空引き（減圧）する。次いで、ガス供給系５によりＣＨ４ガスをイオン発生装置４内に供給し、高周波電源７からアンテナコイル６に高周波電力を印加することで、イオン発生装置４内でプラズマが形成される。高周波電力は例えば１３．５６ＭＨｚで５０〜１０００Ｗの範囲から選択できる。プラズマ中では、ＣＨ４ガスの分子の数％〜１０％程度が、ＣＨ４＋、ＣＨ３＋、ＣＨ２＋、ＣＨ＋、Ｃ＋及びＨ＋のような異なる質量を持つ各種のイオンに電離し、ＣＨ４ガスの分子の残りの多数（９０％〜９８％程度）は、電離せずにＣＨ４＊、ＣＨ３＊、ＣＨ２＊、ＣＨ＊、Ｃ＊及びＨ＊のような各種の活性種として存在する。これらの活性種は、イオン発生装置４からステージ２に向けて飛来し、処理対象物Ｗ表面に付着し堆積する。そして、加速電極８に一定の加速電圧（例えば５ｋＶ）を印加すれば、イオン発生装置４からイオンが引き出され、引き出されたイオンが処理対象物Ｗに向けて加速される。加速されたイオンは、処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物Ｗ内に所定の注入エネルギで注入される。
【００２２】
ここで、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度がエッチング速度よりも遅いと、処理対象物Ｗ表面にイオンが直接衝突し、この衝突により処理対象物Ｗ表面がエッチングされて凹凸が生じる。本発明では、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することで、処理対象物Ｗ表面における活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くした。ＣＨ４ガスの分圧を制御して活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合、分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内で制御する（このとき、ＣＨ４ガスの流量を１〜５０ｓｃｃｍの範囲内とする）ことが好ましい。また、イオンの注入エネルギを制御して活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合、注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内で制御する（このとき、加速電圧は０．０１〜５０ｋＶの範囲内とする）ことが好ましい。なお、分圧と注入エネルギの双方を上記範囲内に制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることもできる。また、分圧と注入エネルギと注入ドーズ量の全てを制御してもよい。
【００２３】
このように活性種のエッチングを遅くすると、図２に示すように、加速されたイオンＩは処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種Ｒに衝突した後に処理対象物Ｗ内に注入されるため、加速されたイオンが処理対象物Ｗ表面に直接衝突しない。
【００２４】
以上説明した本実施形態のイオン注入法によれば、イオン発生装置４に供給する処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いることで、このＣＨ４ガスがプラズマ中で異なる質量を持つ複数のイオンに電離される。そして、これらのイオンを一定の加速電圧で加速すれば、加速された各イオンが処理対象物Ｗに向けて照射される。このとき、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることで、イオン注入中に処理対象物表面が活性種で覆われるようにしたため、処理対象物Ｗ表面に凹凸が生じることを防止できる。しかも、このような凹凸の発生を防止するために保護膜を形成する必要がないため、生産性が向上する。
【００２５】
次に、図３を参照して、ハードディスク用のＢＰＲ方式磁気記録媒体を製造する場合を例に、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法を説明する。先ず、図３（ａ）に示すように、ガラスや樹脂からなる基板２１の表面に、磁性膜２２を形成する（磁性膜形成工程）。
【００２６】
ここで、磁性膜２２としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される少なくとも１種の磁性材料を含むものを用いることができ、その構造は特に限定されず、例えば、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｄ、Ｆｅ／Ｐｔ等の人工格子膜（金属積層膜）、又はＣｏＰｔ（Ｃｒ）合金膜を用いることができる。磁性膜２２の形成方法としては、公知の方法を用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。尚、基板２１と磁性膜２２との間に例えばＣｒＭｏからなる下地膜を形成することもできる。
【００２７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、磁性膜２２の表面に、磁性記録部２２ａを覆うマスク２３を形成する（マスク形成工程）。このマスク２３で覆われた部分は保護領域となる。マスク２３の材料としては、カーボンやレジストを用いることができ、マスク２３の形成方法としては、公知のインプリント法やフォトリソグラフィー法を用いることができる。
【００２８】
このようにマスク２３が形成されたものを処理対象物Ｗとし、この処理対象物Ｗを上記イオン注入装置Ｍのステージ２上に搬送する。そして、上記と同様に、ステージ２上に処理対象物Ｗを吸着保持し、イオン発生装置４と共に真空チャンバ１の内部を真空引き（減圧）する。減圧下で、ガス供給系５によりイオン発生装置４内に処理ガスとしてＣＨ４ガスを供給し、高周波電源７からアンテナコイル６に高周波電力を印加すると、ＣＨ４ガスが、プラズマ中で質量の異なる数種イオンに電離する。このプラズマ中では、ＣＨ４ガスの分子の多数が数種の活性種として存在する。このとき、印加する高周波電力は例えば周波数が１３．５６ＭＨｚ、５０〜１０００Ｗの範囲内から選択できる。
【００２９】
このように質量の異なるイオンが生じた状態で加速電極８に一定の加速電圧を印加すると、これらのイオンがイオン発生装置４から引き出され、引き出されたイオンが加速されて所定の注入エネルギで処理対象物Ｗに照射される（イオン注入工程）。ここで、上記と同様に、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することで、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度が遅くなる。このため、処理対象物Ｗ表面、つまり、マスク２３で覆われていない磁性膜２２表面が活性種で覆われることから、イオンは磁性膜２２表面に堆積した活性種に衝突した後に磁性膜２２内に注入される。このため、イオンによって磁性膜２２表面はエッチングされず、磁性膜２２表面に凹凸が生じない。即ち、磁性記録部２２ａの厚さよりも消磁部２２ｂの厚さが薄くならない。最後に、マスク２３を除去すると、図３（ｃ）に示す構造の磁気記録媒体が得られる。
【００３０】
以上説明した本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、イオン注入工程で用いる処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いることで、このＣＨ４ガスがプラズマ中で容易に質量分離し、異なる質量を持つ原子や分子のイオンに電離する。そして、これらのイオンを加速すると、加速したイオンが処理対象物Ｗの全面に照射され、マスク２３で覆われていない磁性膜２２内にイオンが注入され、このイオンが注入された部分が消磁部２２ｂとなる。このとき、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、処理対象物Ｗ表面がイオンによりエッチングされ凹凸が生じることを防止できる。従って、記録及び再生時に磁気ヘッドを近づけても、書き滲みが発生せず、優れた記録再生特性が得られる。しかも、従来例の如く磁性膜とマスクとの間に保護膜を形成する工程が不要となるため、生産性よく磁気記録媒体を製造できる。
【００３１】
尚、活性種の堆積速度とエッチング速度が同等となるようにＣＨ４ガスの分圧及びイオンの注入エネルギを制御すれば、イオン注入後に残る活性種の厚さが極薄くなる。このため、記録及び再生時に磁気ヘッドを磁性膜に近接させることができ、記録再生特性を一層向上できる。
【００３２】
上記実施形態の効果を確認するために以下の実験を行った。実験１では、イオン発生装置４に供給する処理ガスたるＣＨ４ガスの分圧を５×１０−２Ｐａ（このとき、ＣＨ４ガスの流量は１０ｓｃｃｍ）とし、アンテナコイル６に１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗの高周波電力を印加してプラズマを形成し、加速電極８に３ｋＶの加速電圧を印加してイオンを注入し、このときの処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種の厚さを測定した（発明Ａ）。その測定結果を図４に示す。図４には、発明Ａのうち加速電圧を６ｋＶとした場合（発明Ｂ）、ＣＨ４ガスの分圧を１×１０―１Ｐａ（このとき、ＣＨ４ガスの流量は２０ｓｃｃｍ）とし、高周波電力を３００Ｗとし、加速電圧を３ｋＶとした場合（発明Ｃ）、発明Ｃのうち加速電圧６ｋＶとした場合（発明Ｄ）の夫々の測定結果を併せて示す。本実験１によれば、ＣＨ４ガスの分圧とイオンの注入エネルギ（加速電圧）の何れか一方が異なると、活性種の厚さが異なることが確認された。また、図示しないが、イオンの注入ドーズ量が異なると、活性種の厚さが異なることが確認された。これより、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くできることが判る。
【００３３】
他の実験２では、処理対象物として基板表面に磁性膜を形成したものを用い、処理ガスたるＣＯ２ガスの分圧を３×１０−４Ｐａとし、炭素イオン（Ｃ＋）を質量分離して磁性膜内に注入エネルギ６ｋｅＶで注入したときの磁性膜表面のエッチング量を測定した。その測定結果を図５に示す。本実験２によれば、炭素イオンにより磁性膜表面がエッチングされることが確認された。図示しないが、本発明者らによりＣＯ２ガスの分圧や注入エネルギや注入ドーズ量を変化させた場合も同様に磁性膜表面がエッチングされることを確認した。これより、上式ＸｍＹｎで表される分子を含まない処理ガスを用いる場合、磁性膜表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることができず、イオンにより磁性膜表面がエッチングされるため、磁性膜表面に凹凸が生じることを回避できないことが判る。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いて目的元素Ｃを注入する場合を例に説明したが、目的元素としては、Ｏ、Ｂ、Ｐ、Ｆ、Ｎ、Ｈ、Ａｒの群から少なくとも１種を選択することができる。
【００３５】
上記実施形態では、誘導結合方式によりプラズマを形成する場合を例に説明したが、イオン発生装置４内に対向配置した平板電極に高周波電力を印加する容量結合方式によりプラズマを形成する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｗ…処理対象物、２１…基板、２２…磁性膜、２２ｂ…消磁部、２３…マスク、Ｒ…活性種。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン注入法及び磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入法は、物質のイオンを固体の処理対象物内に埋め込み、この処理対象物の特性を変化させるものであり、半導体デバイスや磁気記録媒体の製造工程等で広く利用されている。例えば、高密度記録方式（ＢＰＲ方式）の磁気記憶媒体の製造工程において、イオン注入法を用いて、処理対象物たる磁性膜の所定部分に消磁部を形成することが例えば特許文献１で知られている。
【０００３】
上記従来例のものでは、先ず、磁性膜と保護領域を形成するマスクとを順次積層したガラス等の基板を処理室内に配置した後、処理室に通じるイオン発生装置の内部と共に真空引き（減圧）する。次に、イオン発生装置内に窒素ガス等の処理ガスを導入すると共に、イオン発生装置内に設けたアンテナに高周波電力を印加してイオン発生装置内にプラズマを形成する。そして、イオン発生装置と処理室内の基板との間に配置された加速電極に加速電圧（引出電圧）を印加し、質量分離することなく、プラズマ中で電離した処理ガスのイオンを引き出し、引き出した処理ガスのイオンを加速して基板に照射する。これにより、マスクで保護されていない磁性膜内に処理ガスのイオンが注入され、このイオンが注入された部分が消磁部となり、マスクで保護されているその他の部分が磁性記録部となる。
【０００４】
このように磁性膜内にイオンを注入する際、加速したイオンが磁性膜に直接衝突すると、磁性膜表面が数ｎｍ〜１０ｎｍ程度エッチングされ、磁性膜表面に凹凸が生じる（磁性記録部の厚さよりも消磁部の厚さが薄くなる）。磁性膜表面に凹凸があると、磁性膜に対して記録及び再生用の磁気ヘッドを走査する際、磁気ヘッドが基板表面に接触してしまい、記録再生特性の低下を招く。
【０００５】
磁性膜表面に凹凸が生じることを防止するために、上記従来例では、磁性膜表面にダイアモンドカーボン等からなる保護膜を形成している。然し、この保護膜はイオン注入後に除去されないため、記録及び再生時に磁気ヘッドから磁性膜までの距離を其程短くすることができず、記録再生特性の低下を効果的に防ぐことができない。しかも、製造工程数が増加するため、製造コストの上昇を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３２７７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、処理対象物の表面に凹凸が生じることを防止できる生産性のよいイオン注入法を提供することをその第１の課題とするものである。また、本発明は、記録再生特性のよい磁気記録媒体を製造できる低コストの磁気記録媒体の製造方法を提供することをその第２の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記第１の課題を解決するために、本発明は、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物内に注入するイオン注入法であって、イオン注入中、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、上式ＸｍＹｎで表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用いることで、当該処理ガスの分子がプラズマ中で複数種類のイオンに電離（分離）する。ここで、このプラズマ中では、処理ガスの分子の多数（一般に９０％〜９８％）は電離せずに、数種の活性種（ラジカル）として存在する。例えば、処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いる場合を例に説明すると、プラズマ中では、ＣＨ４ガスが、ＣＨ４＋、ＣＨ３＋、ＣＨ２＋、ＣＨ＋、Ｃ＋及びＨ＋の各種のイオンに電離する他、ＣＨ４＊、ＣＨ３＊、ＣＨ２＊、ＣＨ＊、Ｃ＊及びＨ＊の各種の活性種として存在する。これらの活性種は付着性が高いため、処理対象物表面に飛来して堆積する。そして、上記イオンを一定の加速電圧で加速すれば、加速したイオンが処理対象物表面に照射され、処理対象物表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物内に注入される。このとき、処理対象物表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度が速いと、加速したイオンによって処理対象物表面がエッチングされ凹凸が生じる。
【００１０】
そこで、本発明では、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することによって、処理対象物表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くしたため、イオン注入中、処理対象物表面は活性種で覆われる。そして、加速したイオンは処理対象物表面に堆積した活性種に衝突した後に処理対象物内に注入される。従って、イオンによって処理対象物表面がエッチングされ、処理対象物表面に凹凸が生じることを防止できる。しかも、処理対象物表面に保護膜を形成しなくてもよいため、生産性よくイオンを注入することができる。
【００１１】
本発明において、処理ガスの分圧を制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合には、該分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内に制御することが好ましい。また、本発明において、イオンの注入エネルギを制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合には、該注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内に制御することが好ましい。
【００１２】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、処理すべき基板表面に磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、磁性膜表面に、所定の保護領域を形成するマスク形成工程と、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して基板に照射するイオン注入工程と、を備え、イオン注入工程での処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、イオン注入工程において、上式ＸｍＹｎで表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用いることで、当該処理ガスがプラズマ中で複数種類のイオンに電離する。そして、これらのイオンを加速すれば、加速したイオンが基板表面に堆積した活性種をエッチングしつつ磁性膜内に注入される。このとき、活性種の堆積速度をエッチング速度よりも遅くしたため、磁性膜表面がエッチングされて凹凸が生じることを防止できる。このため、記録及び再生時に磁気ヘッドと磁性膜との距離を短くすることができ、記録再生特性に優れた磁気記録媒体を生産性よく製造できる。尚、ラジカルの堆積速度とエッチング速度が同等となるように処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、イオン注入後に残存する活性種の厚さが極薄くなり、磁気ヘッドを磁性膜に近接させることができるため、記録再生特性を一層向上できてよい。
【００１４】
本発明において、前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態のイオン注入法に用いられるイオン注入装置を示す概略断面図。
【図２】処理対象物表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物内に注入されるイオンを模式的に示す図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態のイオン注入法を用いた磁気記録媒体の製造方法を示す工程図。
【図４】本発明の実験結果を示す図。
【図５】本発明の実験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のイオン注入法を説明する。図１には、本実施形態のイオン注入法を実施し得るイオン注入装置Ｍが示されている。イオン注入装置Ｍは、下部よりも上部が小径に形成された筒状の真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の下部空間１１には、静電チャック用の電極（図示せず）を埋設したステージ２が設けられている。そして、図外のチャック用電源から電極間に所定電圧を印加すると、電極間に生じる静電気力により処理対象物Ｗがステージ２上で位置決め保持される。真空チャンバ１の側壁下部には排気管３を介して真空ポンプＰが接続され、真空チャンバ１内を減圧保持できる。
【００１７】
真空チャンバ１にはイオン発生装置４が設けられている。イオン発生装置４の下部には、ステージ２上の処理対象物Ｗに対向して開口（イオン放出口）が開設されている。イオン発生装置４にはガス供給系５が接続され、イオン発生装置４内に所定の処理ガスを所定の流量で供給できるようになっている。また、イオン発生装置４内にはアンテナコイル６が設けられている。そして、イオン発生装置４内に処理ガスが供給された状態で、アンテナコイル６に高周波電源７から高周波電力を印加すると、イオン発生装置４内にＩＣＰ放電によりプラズマが形成される。
【００１８】
イオン発生装置４に供給する処理ガスとしては、後述の如く異なる質量を持つ原子や分子のイオンに電離されると共に数種の活性種が得られるように、ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、特に、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。また、処理ガスは、不活性ガスを希釈ガスとして含んでいてもよい。
【００１９】
イオン発生装置４の下部開口とステージ２との間には、イオン注入方向（図中上下方向）に沿って並べられた４つの電極８０ａ〜８０ｄからなる加速電極８が配置されている。各電極８０ａ〜８０ｄには、イオンの通過を許容する透孔が形成されている。そして、イオン発生装置４内でプラズマが形成された状態で、加速電源９から加速電極８に所定の加速電圧を印加すると、イオン発生装置４からイオンが引き出され、引き出されたイオンが加速電極８を通過する際に加速され、加速されたイオンが処理対象物Ｗに照射される。尚、本実施形態では加速電極８が４つの電極８０ａ〜８０ｄで構成されているが、加速電極は少なくとも１つの電極で構成できる。
【００２０】
上述したポンプＰ、ガス供給系５、高周波電源７、加速電源９等は、コンピュータ、シーケンサーやドライバー等を備えた制御手段（図示省略）により統括制御されるようになっている。以下、処理ガスをＣＨ４とし、処理対象物Ｗを磁性膜等の所定膜が形成された基板とし、該膜内にイオンを注入する場合を例として、上記イオン注入装置を用いたイオン注入法について説明する。
【００２１】
先ず、図外の搬送装置を用いてステージ２上に処理対象物Ｗを載置し、ステージ２内の電極にチャック用電圧を印加してステージ２上に処理対象物Ｗを保持する。そして、真空ポンプＰを作動させてイオン発生装置４の内部と共に真空チャンバ１の内部を真空引き（減圧）する。次いで、ガス供給系５によりＣＨ４ガスをイオン発生装置４内に供給し、高周波電源７からアンテナコイル６に高周波電力を印加することで、イオン発生装置４内でプラズマが形成される。高周波電力は例えば１３．５６ＭＨｚで５０〜１０００Ｗの範囲から選択できる。プラズマ中では、ＣＨ４ガスの分子の数％〜１０％程度が、ＣＨ４＋、ＣＨ３＋、ＣＨ２＋、ＣＨ＋、Ｃ＋及びＨ＋のような異なる質量を持つ各種のイオンに電離し、ＣＨ４ガスの分子の残りの多数（９０％〜９８％程度）は、電離せずにＣＨ４＊、ＣＨ３＊、ＣＨ２＊、ＣＨ＊、Ｃ＊及びＨ＊のような各種の活性種として存在する。これらの活性種は、イオン発生装置４からステージ２に向けて飛来し、処理対象物Ｗ表面に付着し堆積する。そして、加速電極８に一定の加速電圧（例えば５ｋＶ）を印加すれば、イオン発生装置４からイオンが引き出され、引き出されたイオンが処理対象物Ｗに向けて加速される。加速されたイオンは、処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種をエッチングしつつ処理対象物Ｗ内に所定の注入エネルギで注入される。
【００２２】
ここで、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度がエッチング速度よりも遅いと、処理対象物Ｗ表面にイオンが直接衝突し、この衝突により処理対象物Ｗ表面がエッチングされて凹凸が生じる。本発明では、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することで、処理対象物Ｗ表面における活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くした。ＣＨ４ガスの分圧を制御して活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合、分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内で制御する（このとき、ＣＨ４ガスの流量を１〜５０ｓｃｃｍの範囲内とする）ことが好ましい。また、イオンの注入エネルギを制御して活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くする場合、注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内で制御する（このとき、加速電圧は０．０１〜５０ｋＶの範囲内とする）ことが好ましい。なお、分圧と注入エネルギの双方を上記範囲内に制御して、活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることもできる。また、分圧と注入エネルギと注入ドーズ量の全てを制御してもよい。
【００２３】
このように活性種のエッチングを遅くすると、図２に示すように、加速されたイオンＩは処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種Ｒに衝突した後に処理対象物Ｗ内に注入されるため、加速されたイオンが処理対象物Ｗ表面に直接衝突しない。
【００２４】
以上説明した本実施形態のイオン注入法によれば、イオン発生装置４に供給する処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いることで、このＣＨ４ガスがプラズマ中で異なる質量を持つ複数のイオンに電離される。そして、これらのイオンを一定の加速電圧で加速すれば、加速された各イオンが処理対象物Ｗに向けて照射される。このとき、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることで、イオン注入中に処理対象物表面が活性種で覆われるようにしたため、処理対象物Ｗ表面に凹凸が生じることを防止できる。しかも、このような凹凸の発生を防止するために保護膜を形成する必要がないため、生産性が向上する。
【００２５】
次に、図３を参照して、ハードディスク用のＢＰＲ方式磁気記録媒体を製造する場合を例に、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法を説明する。先ず、図３（ａ）に示すように、ガラスや樹脂からなる基板２１の表面に、磁性膜２２を形成する（磁性膜形成工程）。
【００２６】
ここで、磁性膜２２としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される少なくとも１種の磁性材料を含むものを用いることができ、その構造は特に限定されず、例えば、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｄ、Ｆｅ／Ｐｔ等の人工格子膜（金属積層膜）、又はＣｏＰｔ（Ｃｒ）合金膜を用いることができる。磁性膜２２の形成方法としては、公知の方法を用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。尚、基板２１と磁性膜２２との間に例えばＣｒＭｏからなる下地膜を形成することもできる。
【００２７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、磁性膜２２の表面に、磁性記録部２２ａを覆うマスク２３を形成する（マスク形成工程）。このマスク２３で覆われた部分は保護領域となる。マスク２３の材料としては、カーボンやレジストを用いることができ、マスク２３の形成方法としては、公知のインプリント法やフォトリソグラフィー法を用いることができる。
【００２８】
このようにマスク２３が形成されたものを処理対象物Ｗとし、この処理対象物Ｗを上記イオン注入装置Ｍのステージ２上に搬送する。そして、上記と同様に、ステージ２上に処理対象物Ｗを吸着保持し、イオン発生装置４と共に真空チャンバ１の内部を真空引き（減圧）する。減圧下で、ガス供給系５によりイオン発生装置４内に処理ガスとしてＣＨ４ガスを供給し、高周波電源７からアンテナコイル６に高周波電力を印加すると、ＣＨ４ガスが、プラズマ中で質量の異なる数種イオンに電離する。このプラズマ中では、ＣＨ４ガスの分子の多数が数種の活性種として存在する。このとき、印加する高周波電力は例えば周波数が１３．５６ＭＨｚ、５０〜１０００Ｗの範囲内から選択できる。
【００２９】
このように質量の異なるイオンが生じた状態で加速電極８に一定の加速電圧を印加すると、これらのイオンがイオン発生装置４から引き出され、引き出されたイオンが加速されて所定の注入エネルギで処理対象物Ｗに照射される（イオン注入工程）。ここで、上記と同様に、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御することで、処理対象物Ｗ表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度が遅くなる。このため、処理対象物Ｗ表面、つまり、マスク２３で覆われていない磁性膜２２表面が活性種で覆われることから、イオンは磁性膜２２表面に堆積した活性種に衝突した後に磁性膜２２内に注入される。このため、イオンによって磁性膜２２表面はエッチングされず、磁性膜２２表面に凹凸が生じない。即ち、磁性記録部２２ａの厚さよりも消磁部２２ｂの厚さが薄くならない。最後に、マスク２３を除去すると、図３（ｃ）に示す構造の磁気記録媒体が得られる。
【００３０】
以上説明した本実施形態の磁気記録媒体の製造方法によれば、イオン注入工程で用いる処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いることで、このＣＨ４ガスがプラズマ中で容易に質量分離し、異なる質量を持つ原子や分子のイオンに電離する。そして、これらのイオンを加速すると、加速したイオンが処理対象物Ｗの全面に照射され、マスク２３で覆われていない磁性膜２２内にイオンが注入され、このイオンが注入された部分が消磁部２２ｂとなる。このとき、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、処理対象物Ｗ表面がイオンによりエッチングされ凹凸が生じることを防止できる。従って、記録及び再生時に磁気ヘッドを近づけても、書き滲みが発生せず、優れた記録再生特性が得られる。しかも、従来例の如く磁性膜とマスクとの間に保護膜を形成する工程が不要となるため、生産性よく磁気記録媒体を製造できる。
【００３１】
尚、活性種の堆積速度とエッチング速度が同等となるようにＣＨ４ガスの分圧及びイオンの注入エネルギを制御すれば、イオン注入後に残る活性種の厚さが極薄くなる。このため、記録及び再生時に磁気ヘッドを磁性膜に近接させることができ、記録再生特性を一層向上できる。
【００３２】
上記実施形態の効果を確認するために以下の実験を行った。実験１では、イオン発生装置４に供給する処理ガスたるＣＨ４ガスの分圧を５×１０−２Ｐａ（このとき、ＣＨ４ガスの流量は１０ｓｃｃｍ）とし、アンテナコイル６に１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗの高周波電力を印加してプラズマを形成し、加速電極８に３ｋＶの加速電圧を印加してイオンを注入し、このときの処理対象物Ｗ表面に堆積した活性種の厚さを測定した（発明Ａ）。その測定結果を図４に示す。図４には、発明Ａのうち加速電圧を６ｋＶとした場合（発明Ｂ）、ＣＨ４ガスの分圧を１×１０―１Ｐａ（このとき、ＣＨ４ガスの流量は２０ｓｃｃｍ）とし、高周波電力を３００Ｗとし、加速電圧を３ｋＶとした場合（発明Ｃ）、発明Ｃのうち加速電圧６ｋＶとした場合（発明Ｄ）の夫々の測定結果を併せて示す。本実験１によれば、ＣＨ４ガスの分圧とイオンの注入エネルギ（加速電圧）の何れか一方が異なると、活性種の厚さが異なることが確認された。また、図示しないが、イオンの注入ドーズ量が異なると、活性種の厚さが異なることが確認された。これより、ＣＨ４ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御すれば、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、加速したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くできることが判る。
【００３３】
他の実験２では、処理対象物として基板表面に磁性膜を形成したものを用い、処理ガスたるＣＯ２ガスの分圧を３×１０−４Ｐａとし、炭素イオン（Ｃ＋）を質量分離して磁性膜内に注入エネルギ６ｋｅＶで注入したときの磁性膜表面のエッチング量を測定した。その測定結果を図５に示す。本実験２によれば、炭素イオンにより磁性膜表面がエッチングされることが確認された。図示しないが、本発明者らによりＣＯ２ガスの分圧や注入エネルギや注入ドーズ量を変化させた場合も同様に磁性膜表面がエッチングされることを確認した。これより、上式ＸｍＹｎで表される分子を含まない処理ガスを用いる場合、磁性膜表面での活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くすることができず、イオンにより磁性膜表面がエッチングされるため、磁性膜表面に凹凸が生じることを回避できないことが判る。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、処理ガスとしてＣＨ４ガスを用いて目的元素Ｃを注入する場合を例に説明したが、目的元素としては、Ｏ、Ｂ、Ｐ、Ｆ、Ｎ、Ｈ、Ａｒの群から少なくとも１種を選択することができる。
【００３５】
上記実施形態では、誘導結合方式によりプラズマを形成する場合を例に説明したが、イオン発生装置４内に対向配置した平板電極に高周波電力を印加する容量結合方式によりプラズマを形成する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｗ…処理対象物、２１…基板、２２…磁性膜、２２ｂ…消磁部、２３…マスク、Ｒ…活性種。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物内に注入するイオン注入法であって、
イオン注入中、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とするイオン注入法。
【請求項２】
前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることを特徴とする請求項１記載のイオン注入法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のイオン注入法であって、前記処理ガスの分圧を制御して、前記活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くするものにおいて、
前記処理ガスの分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内に制御することを特徴とするイオン注入法。
【請求項４】
請求項１又は２記載のイオン注入法であって、前記イオンの注入エネルギを制御して、前記活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くするものにおいて、
前記イオンの注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内に制御することを特徴とするイオン注入法。
【請求項５】
処理すべき基板表面に磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、
磁性膜表面に、所定の保護領域を形成するマスク形成工程と、
ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して基板に照射するイオン注入工程と、を備え、
イオン注入工程での処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】
ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して処理対象物内に注入するイオン注入法であって、
イオン注入中、処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とするイオン注入法。
【請求項２】
前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることを特徴とする請求項１記載のイオン注入法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のイオン注入法であって、前記処理ガスの分圧を制御して、前記活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くするものにおいて、
前記処理ガスの分圧を１×１０−５〜１Ｐａの範囲内に制御することを特徴とするイオン注入法。
【請求項４】
請求項１又は２記載のイオン注入法であって、前記イオンの注入エネルギを制御して、前記活性種の堆積速度よりもエッチング速度を遅くするものにおいて、
前記イオンの注入エネルギを０．０１〜５０ｋｅＶの範囲内に制御することを特徴とするイオン注入法。
【請求項５】
処理すべき基板表面に磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、
磁性膜表面に、所定の保護領域を形成するマスク形成工程と、
ＸｍＹｎ（式中、Ｘ及びＹのいずれか一方を水素原子とし、いずれか他方を質量数が１１〜４０の原子とし、水素原子の数を１〜６、他方の原子の数を１〜２とする）で表される分子の中から選択される少なくとも１種を含む処理ガスを用い、この処理ガスを減圧下で導入してプラズマを形成し、プラズマ中で電離したイオンを引き出し、引き出したイオンを加速して基板に照射するイオン注入工程と、を備え、
イオン注入工程での処理ガスの分圧、イオンの注入エネルギ及びイオンの注入ドーズ量の少なくとも１つを制御して、処理対象物表面に堆積する活性種の堆積速度よりも、引き出したイオンによる処理対象物表面に堆積した活性種のエッチング速度を遅くすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記処理ガスとして、ＣＨ４、ＰＨ３及びＣ２Ｈ２の少なくとも１種を含むものを用いることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４０３６９（Ｐ２０１３−４０３６９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７４３９（Ｐ２０１１−１７７４３９）
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１５日（２０１１．８．１５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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