インライン式成膜装置及び磁気記録媒体の製造方法
【課題】キャリアを高速で搬送することができ、なお且つ成膜室内の排気能力が高く、高真空度を短時間で容易に実現できるインライン式成膜装置を提供する。
【解決手段】キャリア２５に接触可能に設けられて、駆動機構により駆動されるキャリア２５を水平方向にガイドする水平ガイド機構と、キャリア２５に接触可能に設けられて、駆動機構により駆動されるキャリア２５を鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを備え、水平又は鉛直ガイド機構は、キャリア２５の搬送方向に並ぶ複数の支軸２０９に制振部材を介して回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１０を有し、且つ、これら複数のベアリング２１０の外周部には、キャリア２５と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられている。
【解決手段】キャリア２５に接触可能に設けられて、駆動機構により駆動されるキャリア２５を水平方向にガイドする水平ガイド機構と、キャリア２５に接触可能に設けられて、駆動機構により駆動されるキャリア２５を鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを備え、水平又は鉛直ガイド機構は、キャリア２５の搬送方向に並ぶ複数の支軸２０９に制振部材を介して回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１０を有し、且つ、これら複数のベアリング２１０の外周部には、キャリア２５と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置及びこの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。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の分野においては記録密度の向上が著しく、特に最近では、記録密度が１０年間で１００倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。
【０００３】
このような磁気記録媒体は、例えば非磁性基板の両面又は片面に、シード膜、下地膜、磁気記録膜、保護膜及び潤滑剤膜が順次積層された構造を有しており、一般的には、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて製造される。
【０００４】
ところで、インライン式成膜装置では、基板を保持するキャリアを搬送する方法として、例えば、キャリア側に設けた磁石と、成膜室側に設けた磁石との磁気的な吸引作用を用いてキャリアを搬送させる搬送機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
具体的に、この特許文献１には、キャリアの下部に複数の磁石をＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置し、その下方にＮ極とＳ極とが螺旋状に交互に並ぶ回転磁石を搬送路に沿って配置して、キャリア側の磁石と回転磁石とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石を軸回りに回転させることにより、キャリアを搬送する搬送機構が記載されている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献１に記載される搬送機構では、回転磁石をキャリアの下面に対して上方向に回転させた場合に、キャリアが両磁石間の吸引力により上方向に持ち上げられてキャリアが大きく振動することがある。一方、回転磁石をキャリアの下面に対して下方向に回転させた場合には、キャリアを保持するベアリングにキャリアが押しつけられて、キャリアの動きが悪くなることがある。
【０００７】
このような問題を解消するために、キャリアが上方向に動かないようにベアリング等でキャリアをガイドしたり、下方向のベアリングを増やしたりする方法が考えられる。しかしながら、キャリアを保持するベアリングの数が増えると、キャリアの動きが悪くなったり、ベアリングからの脱ガスにより成膜室の真空度が悪化したりするおそれがある。
【０００８】
また、成膜室の下部には重量物である真空ポンプを配置することが望ましいものの、成膜室の下部に回転磁石やそれを回転させる駆動機構等を設けた場合、それらが真空ポンプに接続される排気管を覆ってしまい、真空ポンプによる成膜室内の排気が阻害されるおそれもある。
【０００９】
さらに、インライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造では、生産能力を高めるために、キャリアの搬送速度を高めることが求められる。しかしながら、上記特許文献１に記載の搬送機構では、回転磁石の回転速度を上げるのに限界があるため、キャリアの搬送速度を高めることは困難である。
【００１０】
また、上記特許文献１に記載の搬送機構では、キャリアの自重による落下をベアリングによって支える必要があるものの、真空中で使用されるベアリングには液体潤滑剤を使用することが難しいため、ベアリングに大きな加重が加わった場合にベアリングの回転特性が悪くなる。したがって、この場合もキャリアを高速で移動させることは困難である。
【００１１】
さらに、成膜室内の真空度を高めるためには、回転磁石やその駆動機構を成膜室の外側に配置することが望ましいが、成膜装置内の構造が複雑となり、これらの機構やそのシール部分からのリークにより成膜室の高真空度を確保することが困難となる。
【００１２】
なお、キャリアを搬送する方法としては、ディスク基板の搬送系の能力を向上させるため、リニアモータを用いることも提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２８８８８８号公報
【特許文献２】特開平８−３３５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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、キャリアを高速で搬送することができ、なお且つ成膜室内の排気能力が高く、高真空度を短時間で容易に実現できるインライン式成膜装置、並びに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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 成膜処理を行う複数の成膜室と、
前記複数の成膜室内で成膜対象となる基板を縦置きで保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数の成膜室の間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする水平ガイド機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを有し、
前記水平ガイド機構又は前記鉛直ガイド機構は、前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の支軸に回転自在に取り付けられた複数のベアリングを有し、且つ、これら複数のベアリングの外周部には、前記キャリアと接触可能な当接部材が制振部材を介して取り付けられていることを特徴とするインライン式成膜装置。
（２） 前記制振部材がＯリングであることを特徴とする前項（１）に記載のインライン式成膜装置。
（３） 前記駆動機構がリニアモータであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のインライン式成膜装置。
（４） 前記リニアモータは、前記キャリアの側面部に設けられた磁性体と、前記磁性体と対向する位置において前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の電磁石とを有して構成されていることを特徴とする前項（３）に記載のインライン式成膜装置。
（５） 前記磁性体が永久磁石であることを特徴とする前項（４）に記載のインライン式成膜装置。
（６） 前記電磁石が前記成膜室の大気側に臨んで設けられていることを特徴とする前項（４）又は（５）に記載のインライン式成膜装置。
（７） 前記鉛直ガイド機構を構成する複数のベアリングの１個当たりに加わる荷重が０Ｎ、又は前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９．８Ｎ以下であることを特徴とする前項（３）〜（６）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
（８） 前記水平ガイド機構を構成する複数のベアリングのうち、前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９８Ｎ以下であることを特徴とする前項（３）〜（７）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
（９） 前項（１）〜（８）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、キャリアを高速で搬送することができ、成膜室内の排気能力を高めて、高真空度を短時間で容易に実現できることから、磁気記録媒体の製造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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】本発明を適用して製造される磁気記録媒体の他例を示す断面図である。
【図３】磁気記録再生装置の一例を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したインライン式成膜装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明を適用したインライン式成膜装置のキャリアを示す側面図である。
【図６】図５に示すキャリアを拡大して示す側面図である。
【図７】本願発明をインライン式成膜装置の搬送機構を示す斜視図である。
【図８】図７に示す搬送機構のキャリアを除いた状態を示す斜視図である。
【図９】図８に示す搬送機構の電磁石カバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は搬送機構の正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図１１】水平ガイド機構を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク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。
【００１９】
本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、例えば図１に示すように、非磁性基板８０の両面に、軟磁性層８１、中間層８２、記録磁性層８３及び保護層８４が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜８５が形成されてなる。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８１０が構成されている。
【００２０】
非磁性基板８０としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
【００２１】
その中でも、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
磁性層８１０は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。また、磁性層８１０は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、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８１と、Ｒｕ等からなる中間層８２と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層８３とを積層したものを利用できる。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積層してもよい。一方、面内磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、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を利用できる。
【００２３】
磁性層８１０の全体の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、磁性層８１０は使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層８１０の膜厚は、再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層の膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。
【００２４】
保護層８４としては、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）等の炭素質層やＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護層８４は、２層以上の層から構成されていてもよい。保護層８４の膜厚は、１０ｎｍ未満とする必要がある。保護層８４の膜厚が１０ｎｍを越えるとヘッドと記録磁性層８３との距離が大きくなり、十分な出入力信号の強さが得られなくなるからである。
【００２５】
潤滑膜８５に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等を挙げることができ、通常は１〜４ｎｍの厚さで潤滑膜８５を形成する。
【００２６】
また、本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、例えば図２に示すように、上記記録磁性層８３に形成された磁気記録パターン８３ａが非磁性領域８３ｂ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ってもよい。
【００２７】
また、ディスクリート型の磁気記録媒体については、磁気記録パターン８３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターン８３ａがトラック状に配置されたメディア、その他、磁気記録パターン８３ａがサーボ信号パターン等を含んでいてもよい。
【００２８】
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８３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とによって記録磁性層８３の一部を磁性体から非磁性体に改質し、非磁性領域８３ｂを形成することにより得られる。
【００２９】
また、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３に示すようなハードディスク装置を挙げることができる。このハードディスク装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク９６と、磁気ディスク９６を回転駆動させる媒体駆動部９７と、磁気ディスク９６に情報を記録再生する磁気ヘッド９８と、ヘッド駆動部９９と、記録再生信号処理系１００とを備えている。そして、磁気再生信号処理系１００は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド９８に送り、磁気ヘッド９８からの再生信号を処理してデータを出力する。
【００３０】
上記磁気記録媒体を製造する際は、例えば図４に示すような本発明を適用したインライン式成膜装置（磁気記録媒体の製造装置）を用いて、成膜対象となる非磁性基板８０の両面に、少なくとも軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３を順次積層し、磁性層８１０を形成する工程を経ることによって、品質の高い磁気記録媒体を安定して得ることができる。
【００３１】
具体的に、本発明を適用したインライン式成膜装置は、ロボット台１と、ロボット台１上に截置された基板カセット移載ロボット３と、ロボット台１に隣接する基板取付けロボット室２と、基板取付けロボット室２内に配置された基板取付けロボット３４と、基板取付けロボット室２に隣接する基板取付け取外し室３Ａと、キャリア２５を回転させるコーナー室４、７、１４、１７と、各コーナー室４、７、１４、１７の間に配置された複数のチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０と、基板取付け取外し室３Ａに隣接して配置された基板取外しロボット室２２と、基板取外しロボット室２２内に設置された基板取外しロボット４９と、これら各室の間で搬送される複数のキャリア２５とを有して概略構成されている。
【００３２】
また、各室は、隣接する２つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室の接続部には、ゲートバルブ５５〜７２が設けられ、これらゲートバルブ５５〜７２が閉状態のとき、各チャンバ内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
【００３３】
また、各室には、それぞれ真空ポンプ（図示せず。）が接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、後述する搬送機構によりキャリア２５を順次搬送させながら、各室内において、キャリア２５に保持された非磁性基板８０の両面に、上述した軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３、及び保護層８４を順次成膜することによって、最終的に上記図１に示す磁気記録媒体が得られるように構成されている。また、各コーナー室４、７、１４、１７は、キャリア２５の移動方向を変更する室であり、その内部にキャリア２５を回転させて次のチャンバに移動させる機構が設けられている。
【００３４】
基板カセット移載ロボット３は、成膜前の非磁性基板８０が収納されたカセットから、基板取り付け室２に非磁性基板８０を供給するとともに、基板取付取外室３Ａで取り外された成膜後の非磁性基板８０（磁気記録媒体）を取り出す。この基板取付取外室３Ａの一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する５１、５４が設けられている。
【００３５】
基板取付けロボット室２の内部では、基板取付けロボット３４を用いて成膜前の非磁性基板８０がキャリア２５に保持される。一方、基板取外しロボット室２２の内部では、基板取り外しロボット４９を用いて、キャリア２５に保持された成膜後の非磁性基板８０（磁気記録媒体）が取り外される。
【００３６】
ここで、上記図２に示すディスクリート型の磁気記録媒体を上記インライン式成膜装置を用いて製造する場合は、例えば、複数のチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０のうち、チャンバ６、８によってパターニングチャンバが構成されている。パターニングチャンバには、マスク層をパターニングする機構が備えられている。一方、チャンバ１０、１１、１２によって改質チャンバが構成されている。改質チャンバには、記録磁性層８３のうち、パターンニング後のマスク層によって覆われていない箇所に対し、反応性プラズマ処理又はイオン照射処理を行って非磁性体に改質させ、残存した磁性体からなる磁気記録パターン８３ａを形成する機構が備えられている。一方、チャンバ１６、１８によって除去チャンバが構成されている。除去チャンバには、マスク層を除去する機構が備えられている。一方、チャンバ１９、２０によって保護層形成チャンバが構成されている。保護層形成チャンバには、記録磁性層８３上に保護層８４を形成する機構が備えられている。
【００３７】
また、各チャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０には、処理用ガス供給管が設けられ、供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、これらバルブ及びポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、処理用ガス供給管からのガスの供給、チャンバ内の圧力及びガスの排出が制御される。
【００３８】
キャリア２５は、図５及び図６に示すように、支持台２６と、支持台２６の上面に設けられた複数の基板装着部２７とを有している。なお、本実施形態では、基板装着部２７を２基搭載した構成のため、これら基板装着部２７に装着される２枚の非磁性基板８０を、それぞれ第１成膜用基板２３及び第２成膜用基板２４として扱うものとする。
【００３９】
基板装着部２７は、第１及び第２成膜用基板２３，２４の厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板体２８に、これら成膜用基板２３、２４の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴２９が形成されて構成され、貫通穴２９の周囲には、該貫通穴２９の内側に向かって突出する複数の支持部材３０が設けられている。この基板装着部２７には、貫通穴２９の内部に第１及び第２成膜用基板２３、２４が嵌め込まれ、その縁部に支持部材３０が係合することによって、これら成膜用基板２３、２４が縦置き（基板２３，２４の主面が重力方向と平行となる状態）に保持される。すなわち、この基板装着部２７は、キャリア２５に装着された第１及び第２成膜用基板２３、２４の主面が支持台２６の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台２６の上面に並列して設けられている。
【００４０】
また、上述したチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０には、キャリア２５を挟んだ両側に２つの処理装置がある。この場合、例えば、図５中の実線で示す第１処理位置にキャリア２５が停止した状態において、このキャリア２５の左側の第１成膜用基板２３に対して成膜処理等を行い、その後、キャリア２５が図５中の破線で示す第２処理位置に移動し、この第２処理位置にキャリア２５が停止した状態において、キャリア２５の右側の第２成膜用基板２４に対して成膜処理等を行うことができる。
【００４１】
なお、キャリア２５を挟んだ両側に、それぞれ第１及び第２成膜用基板２３、２４に対向した４つの処理装置がある場合は、キャリア２５の移動は不要となり、キャリア２５に保持された第１及び第２成膜用基板２３、２４に対して同時に成膜処理等を行うことができる。
【００４２】
本発明を適用したインライン式成膜装置は、このようなキャリア２５を搬送させる搬送機構２００を備えている。この搬送機構２００は、例えば図６、図７及び図８に示すようなキャリア２５を非接触状態で駆動するリニアモータ駆動機構２０１である。
【００４３】
具体的に、このリニアモータ駆動機構２０１は、キャリア２５の側面部に設けられた磁性体２０２と、磁性体２０２と対向する位置においてキャリア２５の搬送方向に並ぶ複数の電磁石２０３とを有して構成されている。
【００４４】
磁性体２０２には、電磁石２０３に吸引する鉄、コバルト等の磁性材料を用いることができるが、電磁石２０３による高速な呼応を確保するためには、電磁石２０３に対して吸引、反発力を有する永久磁石を用いるのが好ましい。また、永久磁石としては、フェライト磁石、希土類磁石等を用いるのが好ましい。この中でもフェライト磁石は、加工が容易であり、また靱性が高いため、キャリア２５の部分にネジ等で保持するのが容易であるとの利点がある。また、希土類磁石は、加工が難しく脆いものの、電磁石２０３に対する吸引力、反発力が強力であるため、リニアモータ駆動機構２０１に用いた場合に、キャリア２５をより高速で移動させることが可能である。なお、希土類磁石は、キャリア２５の箇所にネジ止め等で保持することが難しいため、その表面をステンレス板等の非磁性材料で覆い、磁性体２０２をキャリア２５の内部に埋め込む構造とすることが好ましい。また、永久磁石としては、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系の焼結磁石を用いるのが、その吸引力、反発力の強さから好ましい。
【００４５】
一方、キャリア２５には、アルミニウム合金を用いることが好ましい。アルミニウム合金は、軽いためリニアモータ駆動機構２０１による制動が容易であり、また非磁性材料であるため、これに磁性体２０２を取り付けて制動するのに好都合である。加えて、真空中での脱ガスが少なく各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａ内の高真空を維持するのに好都合である。但し、アルミニウム合金は、耐摩耗性が低いため、キャリア２５の後述するベアリングと接触する部分には、高剛性で表面が平滑なステンレス等を用いることが好ましい。
【００４６】
電磁石２０３は、磁心に電線をコイル状に巻いたものであるが、磁心や電線は真空中で用いられる部材ではない場合が多く、また電線の絶縁被覆も樹脂等が用いられ真空中で用いることが好ましくない場合が多い。そこで、本発明では、各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａの側壁部に設けられたフレーム２０４に複数の電磁石２０３をキャリア２５の搬送方向に並べて配置し、これを電磁石カバー２０５で覆う構造とした。これにより、電磁石２０３を各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａの外部（大気側）に臨んで配置することが可能となり、各室内の高真空度を容易に達成することが可能となっている。なお、電磁石カバー２０５は、電磁石２０３と磁性体２０２との距離をなるべく近づけるため、薄くするのが好ましく、また、電磁石カバー２０５の材質としては、非磁性で磁界の通りやすい材料を用いることが好ましい。
【００４７】
このようなリニアモータ駆動機構２０１では、磁性体２０２と電磁石２０３との磁気的な吸引又は反発作用を用いて、キャリア２５を非接触状態で駆動又は停止（保持）することができる。また、このリニアモータ駆動機構２０１では、キャリア２５が自重により落下しないように、キャリア２５の自重のほとんどを磁性体２０２と電磁石２０３との間で働く磁気的な吸引力によって支えるため、キャリア２５を搬送する際の抵抗がなくなり、電磁石２０３のＳ極、Ｎ極、消磁の高速変化に呼応して、磁性体２０２が取り付けられたキャリア２５を高速度で移動させることが可能である。なお、リニアモータ駆動機構２０１の有するキャリア２５の吸引力は、キャリア２５の重さによるが、数ｋｇ程度の重さのキャリア２５の場合は、３０ｋｇｆ（約２９４Ｎ）程度が必要である。
【００４８】
また、搬送機構２００は、図９に示すように、キャリア２５の側面部に接触可能に設けられて、リニアモータ駆動機構２０１により駆動されるキャリア２５を水平方向にガイドする水平ガイド機構２０６と、キャリア２５の下端部に接触可能に設けられて、リニアモータ駆動機構２０１により駆動されるキャリア２５を鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構２０７とを有している。
【００４９】
水平ガイド機構２０６は、フレーム２０４に固定されてキャリア２５の搬送方向に平行に並ぶ上下一対のサブフレーム２０８ａ，２０８ｂと、これらサブフレームの上端部に取り付けられてキャリア２５の搬送方向に等間隔に並ぶ複数の支軸２０９と、これら複数の支軸２０９に回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１０とから構成されている。
【００５０】
鉛直ガイド機構２０７は、下側のサブフレーム２０８ａと、サブフレームの側面部に取り付けられてキャリア２５の搬送方向に等間隔に並ぶ複数の支軸２１１と、これら複数の支軸２１１に回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１２とから構成されている。
【００５１】
また、これら水平ガイド機構２０６及び鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１０，２１２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軸受であって、具体的には転がり軸受からなる。
【００５２】
搬送機構２００では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、これら複数のベアリング２１０，２１２のうち、水平ガイド機構２０６を構成するベアリング２１０がリニアモータ駆動機構２０１により駆動又は停止されるキャリア２５（支持台２６）の側面部に接触して、このキャリア２５の電磁石カバー２０５に接近する方向への移動を規制すると共に、鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１２がリニアモータ駆動機構２０１により駆動又は停止されるキャリア２５（支持台２６）を下部からガイドして、このキャリア２５の自重により落下する方向への移動を規制する。
【００５３】
これにより、搬送機構２００では、キャリア２５との接触によりベアリング２１２に加わる荷重を極限まで減らす一方、キャリア２５がベアリング２１２から受ける摩擦力を極限まで減らすことができ、その結果、キャリア２５をリニアモータ駆動機構２０１により高速で駆動することが可能となっている。
【００５４】
具体的に、この搬送機構２００では、リニアモータ駆動機構２０１によりキャリア２５を非接触状態で駆動又は停止（保持）することができるが、このようなリニアモータ駆動機構２０１を採用すると、キャリア２５の搬送中にキャリア２５が振動する場合がある。この振動は比較的低い周波数での振動となるが、これよりキャリア２５から第１及び第２成膜用基板２３、２４が脱落したり、成膜時においてプラズマ等が不安定となったりするなど悪影響が生ずる場合がある。
【００５５】
また、高度な真空度が要求されるインライン式成膜装置で用いられるベアリング２１０，２１２には、摺動特性や回転特性を高めるために、液体の潤滑剤等を用いることは好ましくなく、また使える潤滑剤にも制限がある。このため、キャリア２５の自重の多くをベアリング等により支持しながらキャリア２５を搬送する場合は、キャリア２５の高速度での搬送が困難となる。
【００５６】
これに対して、本発明では、水平ガイド機構２０６及び鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１０，２１２によって、搬送中にキャリア２５が振動することを防ぐと共に、鉛直ガイド機構２０７を構成する複数のベアリング２１２の１個当たりに加わる荷重を０Ｎ、又はキャリア２５が接触したベアリング２１２の１個当たりに加わる荷重を９．８Ｎ以下とすることによって、キャリア２５をリニアモータ駆動機構２０１により高速で駆動することが可能である。
【００５７】
なお、本願発明者の解析によると、数ｋｇの重さのキャリア２５を、約１．５ｍの距離を搬送するに際し、キャリア２５を下から支えるベアリング２１２の１個あたりに加わる力を９．８Ｎ（１ｋｇｆ）以下とすることにより、搬送時間として約０．５秒以下を実現できることが明らかになった。また、キャリア２５を横から支えるベアリング２１０については、１個あたりに加わる力を９８Ｎ（１０ｋｇｆ）以下とすることにより、同様の搬送時間を実現できることが明らかとなった。
【００５８】
また、本発明では、図１１に拡大して示す水平ガイド機構２０６のように、ベアリング２１０の外周部にキャリア２５の側面部と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられている。
【００５９】
具体的に、本発明において、支軸２０９は、一端に設けられたボルト部分をサブフレーム２０８ａの上端部に設けられたボルト穴に締結することにより取り付けられている。ベアリング２１０は、その内輪をワッシャ２１５ａ，２１５ｂで挟み込んだ状態でボルト２１６を支軸２０９のボルト穴に締結することによって、その外輪が回転自在な状態で支軸２０９に取り付けられている。
【００６０】
当接部材２１３は、制振部材２１４を介してベアリング２１０の周囲を囲むように取り付けられたリング状の部材であり、キャリア２５との接触面積を小さくするため、キャリア２５と当接される面が外側に向かって湾曲した形状を有している。
【００６１】
制振部材２１４には、フッ素ゴム等のゴム製又は樹脂製のＯリングなどを用いることができる。この制振部材２１３は、断面が矩形状を為しており、ベアリング２１０の外周面に設けられた溝部と当接部材２１３の内周面に設けられた溝部との間に嵌合された状態で取り付けられている。
【００６２】
これにより、水平ガイド機構２０６では、当接部材２１３にキャリア２５の側面部が接触した際に、制振部材２１４が弾性変形することで、当接部材２１３との接触によりキャリア２５に伝わる振動を吸収することができ、特に金属が伝えやすい高周波領域の振動を吸収して、そのような振動が搬送中にキャリア２５に伝わることを防止することができる。
【００６３】
また、本発明では、制振部材（Ｏリング）２１４の弾性による変形量を大きくできるため、より大きな制振効果を得ることができ、また、支軸２０９にベアリング２１０が直接取り付けられた構成のため、支軸２０９に対するベアリング２１０の回転振れ（センターズレ）を小さく抑えることができる。
【００６４】
なお、本発明では、鉛直ガイド機構２０７についても上記水平ガイド機構２０６と同様に、ベアリング２１２の外周部にキャリア２５の下端部と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられた構成となっている。したがって、本発明では、鉛直ガイド機構２０７側でも、上記水平ガイド機構２０６側と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上のように、本発明を適用したインライン式成膜装置では、キャリア２５の搬送速度を高速化できるため、磁気記録媒体の製造能力を高めることが可能である。また、チャンバ内の排気能力を高めることが可能なため、処理チャンバへのプロセスガスの導入又は排気を高速で行うことが可能となり、磁気記録媒体の成膜プロセスを円滑に行うことが可能となり、その結果、磁気記録媒体の製造能力を高めることが可能である。さらに、処理チャンバの高い真空度を容易に確保できるため、品質の高い磁気記録媒体の製造が可能となると共に、反応性スパッタ等のより高度な成膜技術にも対応することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明を適用したインライン式成膜装置では、上記リニアモータ駆動機構２０１を備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、キャリア２５の下部に複数の磁石をＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置し、その下方にＮ極とＳ極とが螺旋状に交互に並ぶ回転磁石を搬送路に沿って配置して、キャリア２５側の磁石と回転磁石とを磁気的に結合させながら、回転磁石を軸回りに回転させることにより、キャリア２５を非接触状態で駆動する駆動機構を備えた構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…基板カセット移載ロボット台
２…基板取付けロボット室
３…基板カセット移載ロボット
３Ａ…基板取付け取外し室
４、７、１４、１７…コーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０…処理チャンバ
２２…基板取外しロボット室
２３…第１成膜用基板
２４…第２成膜用基板
２５…キャリア
２６…支持台
２７…基板装着部
２８…板体
２９…円形状の貫通穴
３０…支持部材
３４…基板供給ロボット
４９…基板取り外しロボット
８０…非磁性基板
８１…軟磁性層
８２…中間層
８３…記録磁性層
８４…保護層
８５…潤滑膜
８１０…磁性層
２００…搬送機構
２０１…リニアモータ駆動機構
２０２…磁性体
２０３…電磁石
２０４…フレーム
２０５…電磁石カバー
２０６…水平ガイド機構
２０７…鉛直ガイド機構
２０８ａ，２０８ｂ…サブフレーム
２０９…支軸
２１０…ベアリング
２１１…支軸
２１２…ベアリング
２１３…当接部材
２１４…制振部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置及びこの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。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の分野においては記録密度の向上が著しく、特に最近では、記録密度が１０年間で１００倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。
【０００３】
このような磁気記録媒体は、例えば非磁性基板の両面又は片面に、シード膜、下地膜、磁気記録膜、保護膜及び潤滑剤膜が順次積層された構造を有しており、一般的には、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて製造される。
【０００４】
ところで、インライン式成膜装置では、基板を保持するキャリアを搬送する方法として、例えば、キャリア側に設けた磁石と、成膜室側に設けた磁石との磁気的な吸引作用を用いてキャリアを搬送させる搬送機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
具体的に、この特許文献１には、キャリアの下部に複数の磁石をＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置し、その下方にＮ極とＳ極とが螺旋状に交互に並ぶ回転磁石を搬送路に沿って配置して、キャリア側の磁石と回転磁石とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石を軸回りに回転させることにより、キャリアを搬送する搬送機構が記載されている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献１に記載される搬送機構では、回転磁石をキャリアの下面に対して上方向に回転させた場合に、キャリアが両磁石間の吸引力により上方向に持ち上げられてキャリアが大きく振動することがある。一方、回転磁石をキャリアの下面に対して下方向に回転させた場合には、キャリアを保持するベアリングにキャリアが押しつけられて、キャリアの動きが悪くなることがある。
【０００７】
このような問題を解消するために、キャリアが上方向に動かないようにベアリング等でキャリアをガイドしたり、下方向のベアリングを増やしたりする方法が考えられる。しかしながら、キャリアを保持するベアリングの数が増えると、キャリアの動きが悪くなったり、ベアリングからの脱ガスにより成膜室の真空度が悪化したりするおそれがある。
【０００８】
また、成膜室の下部には重量物である真空ポンプを配置することが望ましいものの、成膜室の下部に回転磁石やそれを回転させる駆動機構等を設けた場合、それらが真空ポンプに接続される排気管を覆ってしまい、真空ポンプによる成膜室内の排気が阻害されるおそれもある。
【０００９】
さらに、インライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造では、生産能力を高めるために、キャリアの搬送速度を高めることが求められる。しかしながら、上記特許文献１に記載の搬送機構では、回転磁石の回転速度を上げるのに限界があるため、キャリアの搬送速度を高めることは困難である。
【００１０】
また、上記特許文献１に記載の搬送機構では、キャリアの自重による落下をベアリングによって支える必要があるものの、真空中で使用されるベアリングには液体潤滑剤を使用することが難しいため、ベアリングに大きな加重が加わった場合にベアリングの回転特性が悪くなる。したがって、この場合もキャリアを高速で移動させることは困難である。
【００１１】
さらに、成膜室内の真空度を高めるためには、回転磁石やその駆動機構を成膜室の外側に配置することが望ましいが、成膜装置内の構造が複雑となり、これらの機構やそのシール部分からのリークにより成膜室の高真空度を確保することが困難となる。
【００１２】
なお、キャリアを搬送する方法としては、ディスク基板の搬送系の能力を向上させるため、リニアモータを用いることも提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２８８８８８号公報
【特許文献２】特開平８−３３５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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、キャリアを高速で搬送することができ、なお且つ成膜室内の排気能力が高く、高真空度を短時間で容易に実現できるインライン式成膜装置、並びに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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 成膜処理を行う複数の成膜室と、
前記複数の成膜室内で成膜対象となる基板を縦置きで保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数の成膜室の間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする水平ガイド機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを有し、
前記水平ガイド機構又は前記鉛直ガイド機構は、前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の支軸に回転自在に取り付けられた複数のベアリングを有し、且つ、これら複数のベアリングの外周部には、前記キャリアと接触可能な当接部材が制振部材を介して取り付けられていることを特徴とするインライン式成膜装置。
（２） 前記制振部材がＯリングであることを特徴とする前項（１）に記載のインライン式成膜装置。
（３） 前記駆動機構がリニアモータであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載のインライン式成膜装置。
（４） 前記リニアモータは、前記キャリアの側面部に設けられた磁性体と、前記磁性体と対向する位置において前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の電磁石とを有して構成されていることを特徴とする前項（３）に記載のインライン式成膜装置。
（５） 前記磁性体が永久磁石であることを特徴とする前項（４）に記載のインライン式成膜装置。
（６） 前記電磁石が前記成膜室の大気側に臨んで設けられていることを特徴とする前項（４）又は（５）に記載のインライン式成膜装置。
（７） 前記鉛直ガイド機構を構成する複数のベアリングの１個当たりに加わる荷重が０Ｎ、又は前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９．８Ｎ以下であることを特徴とする前項（３）〜（６）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
（８） 前記水平ガイド機構を構成する複数のベアリングのうち、前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９８Ｎ以下であることを特徴とする前項（３）〜（７）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
（９） 前項（１）〜（８）の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、キャリアを高速で搬送することができ、成膜室内の排気能力を高めて、高真空度を短時間で容易に実現できることから、磁気記録媒体の製造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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】本発明を適用して製造される磁気記録媒体の他例を示す断面図である。
【図３】磁気記録再生装置の一例を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したインライン式成膜装置の構成を示す平面図である。
【図５】本発明を適用したインライン式成膜装置のキャリアを示す側面図である。
【図６】図５に示すキャリアを拡大して示す側面図である。
【図７】本願発明をインライン式成膜装置の搬送機構を示す斜視図である。
【図８】図７に示す搬送機構のキャリアを除いた状態を示す斜視図である。
【図９】図８に示す搬送機構の電磁石カバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は搬送機構の正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図１１】水平ガイド機構を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク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。
【００１９】
本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、例えば図１に示すように、非磁性基板８０の両面に、軟磁性層８１、中間層８２、記録磁性層８３及び保護層８４が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜８５が形成されてなる。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８１０が構成されている。
【００２０】
非磁性基板８０としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
【００２１】
その中でも、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
磁性層８１０は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。また、磁性層８１０は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、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８１と、Ｒｕ等からなる中間層８２と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層８３とを積層したものを利用できる。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積層してもよい。一方、面内磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、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を利用できる。
【００２３】
磁性層８１０の全体の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、磁性層８１０は使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層８１０の膜厚は、再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層の膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。
【００２４】
保護層８４としては、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）等の炭素質層やＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護層８４は、２層以上の層から構成されていてもよい。保護層８４の膜厚は、１０ｎｍ未満とする必要がある。保護層８４の膜厚が１０ｎｍを越えるとヘッドと記録磁性層８３との距離が大きくなり、十分な出入力信号の強さが得られなくなるからである。
【００２５】
潤滑膜８５に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等を挙げることができ、通常は１〜４ｎｍの厚さで潤滑膜８５を形成する。
【００２６】
また、本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、例えば図２に示すように、上記記録磁性層８３に形成された磁気記録パターン８３ａが非磁性領域８３ｂ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ってもよい。
【００２７】
また、ディスクリート型の磁気記録媒体については、磁気記録パターン８３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターン８３ａがトラック状に配置されたメディア、その他、磁気記録パターン８３ａがサーボ信号パターン等を含んでいてもよい。
【００２８】
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８３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とによって記録磁性層８３の一部を磁性体から非磁性体に改質し、非磁性領域８３ｂを形成することにより得られる。
【００２９】
また、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３に示すようなハードディスク装置を挙げることができる。このハードディスク装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク９６と、磁気ディスク９６を回転駆動させる媒体駆動部９７と、磁気ディスク９６に情報を記録再生する磁気ヘッド９８と、ヘッド駆動部９９と、記録再生信号処理系１００とを備えている。そして、磁気再生信号処理系１００は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド９８に送り、磁気ヘッド９８からの再生信号を処理してデータを出力する。
【００３０】
上記磁気記録媒体を製造する際は、例えば図４に示すような本発明を適用したインライン式成膜装置（磁気記録媒体の製造装置）を用いて、成膜対象となる非磁性基板８０の両面に、少なくとも軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３を順次積層し、磁性層８１０を形成する工程を経ることによって、品質の高い磁気記録媒体を安定して得ることができる。
【００３１】
具体的に、本発明を適用したインライン式成膜装置は、ロボット台１と、ロボット台１上に截置された基板カセット移載ロボット３と、ロボット台１に隣接する基板取付けロボット室２と、基板取付けロボット室２内に配置された基板取付けロボット３４と、基板取付けロボット室２に隣接する基板取付け取外し室３Ａと、キャリア２５を回転させるコーナー室４、７、１４、１７と、各コーナー室４、７、１４、１７の間に配置された複数のチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０と、基板取付け取外し室３Ａに隣接して配置された基板取外しロボット室２２と、基板取外しロボット室２２内に設置された基板取外しロボット４９と、これら各室の間で搬送される複数のキャリア２５とを有して概略構成されている。
【００３２】
また、各室は、隣接する２つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室の接続部には、ゲートバルブ５５〜７２が設けられ、これらゲートバルブ５５〜７２が閉状態のとき、各チャンバ内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
【００３３】
また、各室には、それぞれ真空ポンプ（図示せず。）が接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、後述する搬送機構によりキャリア２５を順次搬送させながら、各室内において、キャリア２５に保持された非磁性基板８０の両面に、上述した軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３、及び保護層８４を順次成膜することによって、最終的に上記図１に示す磁気記録媒体が得られるように構成されている。また、各コーナー室４、７、１４、１７は、キャリア２５の移動方向を変更する室であり、その内部にキャリア２５を回転させて次のチャンバに移動させる機構が設けられている。
【００３４】
基板カセット移載ロボット３は、成膜前の非磁性基板８０が収納されたカセットから、基板取り付け室２に非磁性基板８０を供給するとともに、基板取付取外室３Ａで取り外された成膜後の非磁性基板８０（磁気記録媒体）を取り出す。この基板取付取外室３Ａの一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する５１、５４が設けられている。
【００３５】
基板取付けロボット室２の内部では、基板取付けロボット３４を用いて成膜前の非磁性基板８０がキャリア２５に保持される。一方、基板取外しロボット室２２の内部では、基板取り外しロボット４９を用いて、キャリア２５に保持された成膜後の非磁性基板８０（磁気記録媒体）が取り外される。
【００３６】
ここで、上記図２に示すディスクリート型の磁気記録媒体を上記インライン式成膜装置を用いて製造する場合は、例えば、複数のチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０のうち、チャンバ６、８によってパターニングチャンバが構成されている。パターニングチャンバには、マスク層をパターニングする機構が備えられている。一方、チャンバ１０、１１、１２によって改質チャンバが構成されている。改質チャンバには、記録磁性層８３のうち、パターンニング後のマスク層によって覆われていない箇所に対し、反応性プラズマ処理又はイオン照射処理を行って非磁性体に改質させ、残存した磁性体からなる磁気記録パターン８３ａを形成する機構が備えられている。一方、チャンバ１６、１８によって除去チャンバが構成されている。除去チャンバには、マスク層を除去する機構が備えられている。一方、チャンバ１９、２０によって保護層形成チャンバが構成されている。保護層形成チャンバには、記録磁性層８３上に保護層８４を形成する機構が備えられている。
【００３７】
また、各チャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０には、処理用ガス供給管が設けられ、供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、これらバルブ及びポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、処理用ガス供給管からのガスの供給、チャンバ内の圧力及びガスの排出が制御される。
【００３８】
キャリア２５は、図５及び図６に示すように、支持台２６と、支持台２６の上面に設けられた複数の基板装着部２７とを有している。なお、本実施形態では、基板装着部２７を２基搭載した構成のため、これら基板装着部２７に装着される２枚の非磁性基板８０を、それぞれ第１成膜用基板２３及び第２成膜用基板２４として扱うものとする。
【００３９】
基板装着部２７は、第１及び第２成膜用基板２３，２４の厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板体２８に、これら成膜用基板２３、２４の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴２９が形成されて構成され、貫通穴２９の周囲には、該貫通穴２９の内側に向かって突出する複数の支持部材３０が設けられている。この基板装着部２７には、貫通穴２９の内部に第１及び第２成膜用基板２３、２４が嵌め込まれ、その縁部に支持部材３０が係合することによって、これら成膜用基板２３、２４が縦置き（基板２３，２４の主面が重力方向と平行となる状態）に保持される。すなわち、この基板装着部２７は、キャリア２５に装着された第１及び第２成膜用基板２３、２４の主面が支持台２６の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台２６の上面に並列して設けられている。
【００４０】
また、上述したチャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０には、キャリア２５を挟んだ両側に２つの処理装置がある。この場合、例えば、図５中の実線で示す第１処理位置にキャリア２５が停止した状態において、このキャリア２５の左側の第１成膜用基板２３に対して成膜処理等を行い、その後、キャリア２５が図５中の破線で示す第２処理位置に移動し、この第２処理位置にキャリア２５が停止した状態において、キャリア２５の右側の第２成膜用基板２４に対して成膜処理等を行うことができる。
【００４１】
なお、キャリア２５を挟んだ両側に、それぞれ第１及び第２成膜用基板２３、２４に対向した４つの処理装置がある場合は、キャリア２５の移動は不要となり、キャリア２５に保持された第１及び第２成膜用基板２３、２４に対して同時に成膜処理等を行うことができる。
【００４２】
本発明を適用したインライン式成膜装置は、このようなキャリア２５を搬送させる搬送機構２００を備えている。この搬送機構２００は、例えば図６、図７及び図８に示すようなキャリア２５を非接触状態で駆動するリニアモータ駆動機構２０１である。
【００４３】
具体的に、このリニアモータ駆動機構２０１は、キャリア２５の側面部に設けられた磁性体２０２と、磁性体２０２と対向する位置においてキャリア２５の搬送方向に並ぶ複数の電磁石２０３とを有して構成されている。
【００４４】
磁性体２０２には、電磁石２０３に吸引する鉄、コバルト等の磁性材料を用いることができるが、電磁石２０３による高速な呼応を確保するためには、電磁石２０３に対して吸引、反発力を有する永久磁石を用いるのが好ましい。また、永久磁石としては、フェライト磁石、希土類磁石等を用いるのが好ましい。この中でもフェライト磁石は、加工が容易であり、また靱性が高いため、キャリア２５の部分にネジ等で保持するのが容易であるとの利点がある。また、希土類磁石は、加工が難しく脆いものの、電磁石２０３に対する吸引力、反発力が強力であるため、リニアモータ駆動機構２０１に用いた場合に、キャリア２５をより高速で移動させることが可能である。なお、希土類磁石は、キャリア２５の箇所にネジ止め等で保持することが難しいため、その表面をステンレス板等の非磁性材料で覆い、磁性体２０２をキャリア２５の内部に埋め込む構造とすることが好ましい。また、永久磁石としては、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系の焼結磁石を用いるのが、その吸引力、反発力の強さから好ましい。
【００４５】
一方、キャリア２５には、アルミニウム合金を用いることが好ましい。アルミニウム合金は、軽いためリニアモータ駆動機構２０１による制動が容易であり、また非磁性材料であるため、これに磁性体２０２を取り付けて制動するのに好都合である。加えて、真空中での脱ガスが少なく各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａ内の高真空を維持するのに好都合である。但し、アルミニウム合金は、耐摩耗性が低いため、キャリア２５の後述するベアリングと接触する部分には、高剛性で表面が平滑なステンレス等を用いることが好ましい。
【００４６】
電磁石２０３は、磁心に電線をコイル状に巻いたものであるが、磁心や電線は真空中で用いられる部材ではない場合が多く、また電線の絶縁被覆も樹脂等が用いられ真空中で用いることが好ましくない場合が多い。そこで、本発明では、各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａの側壁部に設けられたフレーム２０４に複数の電磁石２０３をキャリア２５の搬送方向に並べて配置し、これを電磁石カバー２０５で覆う構造とした。これにより、電磁石２０３を各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａの外部（大気側）に臨んで配置することが可能となり、各室内の高真空度を容易に達成することが可能となっている。なお、電磁石カバー２０５は、電磁石２０３と磁性体２０２との距離をなるべく近づけるため、薄くするのが好ましく、また、電磁石カバー２０５の材質としては、非磁性で磁界の通りやすい材料を用いることが好ましい。
【００４７】
このようなリニアモータ駆動機構２０１では、磁性体２０２と電磁石２０３との磁気的な吸引又は反発作用を用いて、キャリア２５を非接触状態で駆動又は停止（保持）することができる。また、このリニアモータ駆動機構２０１では、キャリア２５が自重により落下しないように、キャリア２５の自重のほとんどを磁性体２０２と電磁石２０３との間で働く磁気的な吸引力によって支えるため、キャリア２５を搬送する際の抵抗がなくなり、電磁石２０３のＳ極、Ｎ極、消磁の高速変化に呼応して、磁性体２０２が取り付けられたキャリア２５を高速度で移動させることが可能である。なお、リニアモータ駆動機構２０１の有するキャリア２５の吸引力は、キャリア２５の重さによるが、数ｋｇ程度の重さのキャリア２５の場合は、３０ｋｇｆ（約２９４Ｎ）程度が必要である。
【００４８】
また、搬送機構２００は、図９に示すように、キャリア２５の側面部に接触可能に設けられて、リニアモータ駆動機構２０１により駆動されるキャリア２５を水平方向にガイドする水平ガイド機構２０６と、キャリア２５の下端部に接触可能に設けられて、リニアモータ駆動機構２０１により駆動されるキャリア２５を鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構２０７とを有している。
【００４９】
水平ガイド機構２０６は、フレーム２０４に固定されてキャリア２５の搬送方向に平行に並ぶ上下一対のサブフレーム２０８ａ，２０８ｂと、これらサブフレームの上端部に取り付けられてキャリア２５の搬送方向に等間隔に並ぶ複数の支軸２０９と、これら複数の支軸２０９に回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１０とから構成されている。
【００５０】
鉛直ガイド機構２０７は、下側のサブフレーム２０８ａと、サブフレームの側面部に取り付けられてキャリア２５の搬送方向に等間隔に並ぶ複数の支軸２１１と、これら複数の支軸２１１に回転自在に取り付けられた複数のベアリング２１２とから構成されている。
【００５１】
また、これら水平ガイド機構２０６及び鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１０，２１２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軸受であって、具体的には転がり軸受からなる。
【００５２】
搬送機構２００では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、これら複数のベアリング２１０，２１２のうち、水平ガイド機構２０６を構成するベアリング２１０がリニアモータ駆動機構２０１により駆動又は停止されるキャリア２５（支持台２６）の側面部に接触して、このキャリア２５の電磁石カバー２０５に接近する方向への移動を規制すると共に、鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１２がリニアモータ駆動機構２０１により駆動又は停止されるキャリア２５（支持台２６）を下部からガイドして、このキャリア２５の自重により落下する方向への移動を規制する。
【００５３】
これにより、搬送機構２００では、キャリア２５との接触によりベアリング２１２に加わる荷重を極限まで減らす一方、キャリア２５がベアリング２１２から受ける摩擦力を極限まで減らすことができ、その結果、キャリア２５をリニアモータ駆動機構２０１により高速で駆動することが可能となっている。
【００５４】
具体的に、この搬送機構２００では、リニアモータ駆動機構２０１によりキャリア２５を非接触状態で駆動又は停止（保持）することができるが、このようなリニアモータ駆動機構２０１を採用すると、キャリア２５の搬送中にキャリア２５が振動する場合がある。この振動は比較的低い周波数での振動となるが、これよりキャリア２５から第１及び第２成膜用基板２３、２４が脱落したり、成膜時においてプラズマ等が不安定となったりするなど悪影響が生ずる場合がある。
【００５５】
また、高度な真空度が要求されるインライン式成膜装置で用いられるベアリング２１０，２１２には、摺動特性や回転特性を高めるために、液体の潤滑剤等を用いることは好ましくなく、また使える潤滑剤にも制限がある。このため、キャリア２５の自重の多くをベアリング等により支持しながらキャリア２５を搬送する場合は、キャリア２５の高速度での搬送が困難となる。
【００５６】
これに対して、本発明では、水平ガイド機構２０６及び鉛直ガイド機構２０７を構成するベアリング２１０，２１２によって、搬送中にキャリア２５が振動することを防ぐと共に、鉛直ガイド機構２０７を構成する複数のベアリング２１２の１個当たりに加わる荷重を０Ｎ、又はキャリア２５が接触したベアリング２１２の１個当たりに加わる荷重を９．８Ｎ以下とすることによって、キャリア２５をリニアモータ駆動機構２０１により高速で駆動することが可能である。
【００５７】
なお、本願発明者の解析によると、数ｋｇの重さのキャリア２５を、約１．５ｍの距離を搬送するに際し、キャリア２５を下から支えるベアリング２１２の１個あたりに加わる力を９．８Ｎ（１ｋｇｆ）以下とすることにより、搬送時間として約０．５秒以下を実現できることが明らかになった。また、キャリア２５を横から支えるベアリング２１０については、１個あたりに加わる力を９８Ｎ（１０ｋｇｆ）以下とすることにより、同様の搬送時間を実現できることが明らかとなった。
【００５８】
また、本発明では、図１１に拡大して示す水平ガイド機構２０６のように、ベアリング２１０の外周部にキャリア２５の側面部と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられている。
【００５９】
具体的に、本発明において、支軸２０９は、一端に設けられたボルト部分をサブフレーム２０８ａの上端部に設けられたボルト穴に締結することにより取り付けられている。ベアリング２１０は、その内輪をワッシャ２１５ａ，２１５ｂで挟み込んだ状態でボルト２１６を支軸２０９のボルト穴に締結することによって、その外輪が回転自在な状態で支軸２０９に取り付けられている。
【００６０】
当接部材２１３は、制振部材２１４を介してベアリング２１０の周囲を囲むように取り付けられたリング状の部材であり、キャリア２５との接触面積を小さくするため、キャリア２５と当接される面が外側に向かって湾曲した形状を有している。
【００６１】
制振部材２１４には、フッ素ゴム等のゴム製又は樹脂製のＯリングなどを用いることができる。この制振部材２１３は、断面が矩形状を為しており、ベアリング２１０の外周面に設けられた溝部と当接部材２１３の内周面に設けられた溝部との間に嵌合された状態で取り付けられている。
【００６２】
これにより、水平ガイド機構２０６では、当接部材２１３にキャリア２５の側面部が接触した際に、制振部材２１４が弾性変形することで、当接部材２１３との接触によりキャリア２５に伝わる振動を吸収することができ、特に金属が伝えやすい高周波領域の振動を吸収して、そのような振動が搬送中にキャリア２５に伝わることを防止することができる。
【００６３】
また、本発明では、制振部材（Ｏリング）２１４の弾性による変形量を大きくできるため、より大きな制振効果を得ることができ、また、支軸２０９にベアリング２１０が直接取り付けられた構成のため、支軸２０９に対するベアリング２１０の回転振れ（センターズレ）を小さく抑えることができる。
【００６４】
なお、本発明では、鉛直ガイド機構２０７についても上記水平ガイド機構２０６と同様に、ベアリング２１２の外周部にキャリア２５の下端部と接触可能な当接部材２１３が制振部材２１４を介して取り付けられた構成となっている。したがって、本発明では、鉛直ガイド機構２０７側でも、上記水平ガイド機構２０６側と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上のように、本発明を適用したインライン式成膜装置では、キャリア２５の搬送速度を高速化できるため、磁気記録媒体の製造能力を高めることが可能である。また、チャンバ内の排気能力を高めることが可能なため、処理チャンバへのプロセスガスの導入又は排気を高速で行うことが可能となり、磁気記録媒体の成膜プロセスを円滑に行うことが可能となり、その結果、磁気記録媒体の製造能力を高めることが可能である。さらに、処理チャンバの高い真空度を容易に確保できるため、品質の高い磁気記録媒体の製造が可能となると共に、反応性スパッタ等のより高度な成膜技術にも対応することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明を適用したインライン式成膜装置では、上記リニアモータ駆動機構２０１を備えた構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、キャリア２５の下部に複数の磁石をＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置し、その下方にＮ極とＳ極とが螺旋状に交互に並ぶ回転磁石を搬送路に沿って配置して、キャリア２５側の磁石と回転磁石とを磁気的に結合させながら、回転磁石を軸回りに回転させることにより、キャリア２５を非接触状態で駆動する駆動機構を備えた構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…基板カセット移載ロボット台
２…基板取付けロボット室
３…基板カセット移載ロボット
３Ａ…基板取付け取外し室
４、７、１４、１７…コーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０…処理チャンバ
２２…基板取外しロボット室
２３…第１成膜用基板
２４…第２成膜用基板
２５…キャリア
２６…支持台
２７…基板装着部
２８…板体
２９…円形状の貫通穴
３０…支持部材
３４…基板供給ロボット
４９…基板取り外しロボット
８０…非磁性基板
８１…軟磁性層
８２…中間層
８３…記録磁性層
８４…保護層
８５…潤滑膜
８１０…磁性層
２００…搬送機構
２０１…リニアモータ駆動機構
２０２…磁性体
２０３…電磁石
２０４…フレーム
２０５…電磁石カバー
２０６…水平ガイド機構
２０７…鉛直ガイド機構
２０８ａ，２０８ｂ…サブフレーム
２０９…支軸
２１０…ベアリング
２１１…支軸
２１２…ベアリング
２１３…当接部材
２１４…制振部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜処理を行う複数の成膜室と、
前記複数の成膜室内で成膜対象となる基板を縦置きで保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数の成膜室の間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする水平ガイド機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを有し、
前記水平ガイド機構又は前記鉛直ガイド機構は、前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の支軸に回転自在に取り付けられた複数のベアリングを有し、且つ、これら複数のベアリングの外周部には、前記キャリアと接触可能な当接部材が制振部材を介して取り付けられていることを特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項２】
前記制振部材がＯリングであることを特徴とする請求項１に記載のインライン式成膜装置。
【請求項３】
前記駆動機構がリニアモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインライン式成膜装置。
【請求項４】
前記リニアモータは、前記キャリアの側面部に設けられた磁性体と、前記磁性体と対向する位置において前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の電磁石とを有して構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインライン式成膜装置。
【請求項５】
前記磁性体が永久磁石であることを特徴とする請求項４に記載のインライン式成膜装置。
【請求項６】
前記電磁石が前記成膜室の大気側に臨んで設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のインライン式成膜装置。
【請求項７】
前記鉛直ガイド機構を構成する複数のベアリングの１個当たりに加わる荷重が０Ｎ、又は前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９．８Ｎ以下であることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
【請求項８】
前記水平ガイド機構を構成する複数のベアリングのうち、前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９８Ｎ以下であることを特徴とする請求項３〜７の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面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。
【請求項１】
成膜処理を行う複数の成膜室と、
前記複数の成膜室内で成膜対象となる基板を縦置きで保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数の成膜室の間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、前記キャリアを非接触状態で駆動する駆動機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを水平方向にガイドする水平ガイド機構と、前記キャリアに接触可能に設けられて、前記駆動機構により駆動されるキャリアを鉛直方向にガイドする鉛直ガイド機構とを有し、
前記水平ガイド機構又は前記鉛直ガイド機構は、前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の支軸に回転自在に取り付けられた複数のベアリングを有し、且つ、これら複数のベアリングの外周部には、前記キャリアと接触可能な当接部材が制振部材を介して取り付けられていることを特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項２】
前記制振部材がＯリングであることを特徴とする請求項１に記載のインライン式成膜装置。
【請求項３】
前記駆動機構がリニアモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインライン式成膜装置。
【請求項４】
前記リニアモータは、前記キャリアの側面部に設けられた磁性体と、前記磁性体と対向する位置において前記キャリアの搬送方向に並ぶ複数の電磁石とを有して構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインライン式成膜装置。
【請求項５】
前記磁性体が永久磁石であることを特徴とする請求項４に記載のインライン式成膜装置。
【請求項６】
前記電磁石が前記成膜室の大気側に臨んで設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のインライン式成膜装置。
【請求項７】
前記鉛直ガイド機構を構成する複数のベアリングの１個当たりに加わる荷重が０Ｎ、又は前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９．８Ｎ以下であることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
【請求項８】
前記水平ガイド機構を構成する複数のベアリングのうち、前記キャリアが接触したベアリングの１個当たりに加わる荷重が９８Ｎ以下であることを特徴とする請求項３〜７の何れか一項に記載のインライン式成膜装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のインライン式成膜装置を用いて、前記基板の表面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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９２０７３（Ｐ２０１０−１９２０７３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８４２４（Ｐ２００９−３８４２４）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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