マグネトロンスパッタ装置、インライン式成膜装置、磁気記録媒体の製造方法、磁気記録再生装置
【課題】ターゲット表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットの寿命を高める。
【解決手段】ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路１１は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネット４０と、第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置されて、第１のマグネット４０とは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネット４１とを有し、且つ、これら第１及び第２のマグネット４０，４１の軸線とターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する磁場Ｍの、ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲットの表面と平行な面内において、複数の変曲点Ｃ１，Ｃ２を有する曲線Ｌ１を描くようにする。
【解決手段】ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路１１は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネット４０と、第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置されて、第１のマグネット４０とは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネット４１とを有し、且つ、これら第１及び第２のマグネット４０，４１の軸線とターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する磁場Ｍの、ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲットの表面と平行な面内において、複数の変曲点Ｃ１，Ｃ２を有する曲線Ｌ１を描くようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧雰囲気下で被処理基板に対して成膜等の処理を行うマグネトロンスパッタ装置、そのようなマグネトロンスパッタ装置を備えたインライン式成膜装置、そのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法、並びに、そのような方法により製造された磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術などの導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、さらに、近年ではＧＭＲヘッドやＴｕＭＲヘッドなども導入され、１年に約１００％ものペースで面記録密度が増加を続けている。
【０００３】
一方、ＨＤＤの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が従来の面内磁気記録方式（磁化方向が基板面に平行な記録方式）に代わる技術として、近年急速に利用が広まっている。この垂直磁気記録方式では、情報を記録する記録層の結晶粒子が基板に対して垂直方向に磁化容易軸を持っている。磁化容易軸とは、磁化の向き易い方向を意味し、一般的に用いられているＣｏ合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造の（０００１）面の法線に平行な軸（ｃ軸）である。垂直磁気記録方式は、このような磁性結晶粒子の磁化容易軸が垂直方向にあることにより、高記録密度が進んだ際にも、記録ビット間の反磁界の影響が小さく、静磁気的にも安定しているという特徴がある。
【０００４】
垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層（配向制御層）、記録磁性層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑膜を塗布形成する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層と呼ばれる磁性膜が下地層の下に設けられている。下地層や中間層は、記録磁性層の特性をより高める目的で形成される。具体的には、記録磁性層の結晶配向を整えると同時に、磁性結晶の形状を制御する働きがある。
【０００５】
上述した磁気記録媒体は、主にスパッタリング法を用いて形成された複数の薄膜を積層して構成されている。このため、磁気記録媒体は、このような磁気記録媒体を構成する各薄膜を成膜する複数のチャンバ（処理装置）を、ゲートバルブを介して一列に接続したインライン式成膜装置を用いて製造されるのが一般的である。そして、このインライン式成膜装置では、処理対象となる基板が、各チャンバ内に順次搬送され、各チャンバ内で所定の薄膜が成膜される。したがって、インライン式成膜装置では、基板を一巡させることにより、基板上にチャンバの数に応じた数の薄膜を成膜することができる。
【０００６】
また、インライン式成膜装置では、上述したスパッタリングのための処理装置として、マグネトロンスパッタ装置が好適に用いられている。具体的に、このマグネトロンスパッタ装置は、反応容器内に配置された基板に対向させてターゲットを配置し、このターゲット表面付近に磁場を発生させるため、ターゲットの背面に磁気回路を配置し、不活性ガス雰囲気中でこれら基板とターゲット間に高周波（ＲＦ）等の高電圧を印加し、この高電圧で電離した電子と不活性ガスとを衝突させてプラズマを形成し、プラズマ中の陽イオンによりスパッタリングされたターゲット粒子を基板表面に堆積させて成膜処理を行うものである。また、ターゲットの背面に配置される磁気回路は、一般的にはターゲットの表面に対して垂直な方向に磁化方向を持つマグネットを内側に置き、この磁石とは逆向きの磁化方向をもつマグネットを外側におくことにより構成されている。
【０００７】
ところで、マグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの表面に生ずるエロージョン（浸食）が、ターゲット表面側に生じる磁場に依存した不均一な形状で進行することがある。すなわち、エロージョンは、磁場のターゲットに対する水平方向成分が存在するターゲット表面上の領域に発生し、磁場の同成分が大きい所ほど深い形状となる。
【０００８】
ターゲットの寿命は、エロージョンの進行が強い部分で決定されることとなる。このため、エロージョンを均一化して、ターゲットの利用効率を向上させることが試みられている。例えば、エロージョンを均一化する方法の一つとして、ターゲットの裏面に配置する磁気回路を適切な状態とすることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５７８７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７９４３９号公報
【特許文献３】特開２００８−１０６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したエロージョン対策を行っても、いまだターゲットの表面には他の部分よりも早くエロージョンが進行する領域が存在し、これがターゲットの寿命を短くしている。また、ターゲット表面の不均一なエロージョン形状に起因して、漏洩磁場が不均一となり、その結果、放電状態を安定的に維持することが困難となったり、磁性膜の磁気特性の面内分布が悪化したりするなどの不具合が発生する。特に、後者は、益々の高記録密度化が要求され、磁性層が薄膜化している磁気記録媒体においては、解決すべき重要な課題となっている。
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ターゲット表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットの寿命を高めると共に、スパッタリングによりターゲットから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板上に堆積して薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることを可能としたマグネトロンスパッタ装置、そのような処理装置を備えたインライン式成膜装置、そのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法、並びに、そのような方法により製造された磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究を行った結果、磁気回路によって発生する磁場の、ターゲット表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲット表面と平行な面内において、特定の曲線を描くことで、ターゲット表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットの寿命を著しく高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持するバッキングプレートと、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路とを有し、
前記磁気回路は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネットと、前記第１のマグネットの内側に同心円状に配置されて、前記第１のマグネットとは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネットとを有し、且つ、前記第１及び第２のマグネットの軸線と前記ターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、これら第１及び第２のマグネットが前記ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間で発生する磁場の、前記ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、前記ターゲットの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、
前記極座標（ｒ，θ）で表される曲線は、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
（２） 前記第１のマグネットには、その内側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする前項（１）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（３） 前記第２のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする前項（２）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（４） 前記第２のマグネットには、その外側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（５） 前記第１のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする前項（４）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（６） 前記第１及び第２のマグネットの互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる少なくとも１つ以上の角部が設けられていることを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（７） 前記磁気回路は、前記第１及び第２のマグネットと共に磁路を形成するヨークを有し、このヨークは、前記第１及び第２のマグネットの前記バッキングプレートと対向する面とは反対側の面に突き合わされた状態で取り付けられていることを特徴とする前項（１）〜（６）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（８） 前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが略同一の体積を有することを特徴とする前項（１）〜（７）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（９） 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、前項（１）〜（８）の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
（１０） 前項（９）に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１１） 前項（１０）に記載の方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ターゲット表面の不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットの利用効率を向上させると共に、被処理基板の表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。したがって、このようなマグネトロンスパッタ装置を用いた場合には、磁気特性の面内分布の少ない磁性膜等を均一に成膜することが可能であり、これによって高記録密度化に対応した磁気記録媒体を得ると共に、そのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置の一例を示す一部切欠き断面図である。
【図２】図１に示すマグネトロンスパッタ装置の正面図である。
【図３】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるガス流入管の平面図である。
【図４】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向と直交する方向から見た側面図である。
【図５】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向側から見た側面図である。
【図６】図６は、処理ユニットの構成を示す断面図である。
【図７】図７は、磁気回路の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、磁気回路によって発生する磁場及びＢｚ＝０ラインを模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、磁気回路によって発生する磁場及びＢｚ＝０ラインを模式的に示す側面図である。
【図１０】図１０は、Ｂｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ１で示す特性図である。
【図１１】図１１は、極座標（ｒ，θ）で表される曲線Ｌ１の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明のＢｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ２，Ｌ３で示す特性図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す曲線Ｌ２，Ｌ３の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明のＢｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ４で示す特性図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す曲線Ｌ４の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１６】図１６は、磁気回路の変形例を示す平面図である。
【図１７】本発明を適用したインライン式成膜装置の一例を示す構成図である。
【図１８】図１７に示すインライン式成膜装置において２つの処理基板に対して交互に処理する場合を示す側面図である。
【図１９】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２０】本発明を適用して製造されるディスクリート型の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２１】磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置を備えるインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク装置（磁気記録再生装置）に搭載される磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
（マグネトロンスパッタ装置）
先ず、図１に示す本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１の一例について説明する。
本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１は、後述する複数のチャンバの間で成膜対象となる基板（被処理基板）Ｗを順次搬送させながら成膜処理等を行うインライン式成膜装置において、１つの処理チャンバを構成するものである。
【００１８】
具体的に、このマグネトロンスパッタ装置１は、図１に示すように、被処理基板Ｗが配置される反応容器２を備え、この反応容器２内には、被処理基板Ｗを保持するホルダ３が取り付けられたキャリア４と、このキャリア４を搬送する搬送機構５とが配置されている。
【００１９】
なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、２枚の被処理基板Ｗの両面に対して同時に成膜処理等を行うことが可能である。また、図１において図示されていないものの、キャリア４には２つのホルダ３が搬送方向に直線上に並んで取り付けられている。また、２つのホルダ３は、被処理基板Ｗを縦置き（被処理基板Ｗの主面が重力方向と平行となる状態）に保持している。
【００２０】
反応容器２は、図１及び図２に示すように、その内部を高真空状態とするため、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成された真空容器（チャンバ）であり、互いに対向する正面側隔壁６ａと背面側隔壁６ｂとの間には、扁平状の内部空間７が形成されている。そして、被処理基板Ｗを保持するキャリア４は、この内部空間７の中央部に、搬送機構５は、このキャリア４の下方に、それぞれ配置されている。
【００２１】
また、反応容器２の搬送方向の前後には、隣接する反応容器（チャンバ）との間でキャリア４を通過させる基板搬出入口（図示せず）と、これらの基板搬出入口を開閉する一対のゲートバルブ２Ａとが設けられている。すなわち、反応容器２は、隣接するチャンバとはゲートバルブ２Ａを介して接続されている。
【００２２】
マグネトロンスパッタ装置１は、反応容器２の正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂに、それぞれキャリア４に保持された被処理基板Ｗの両面に対して成膜処理等を行う処理ユニット（処理手段）１Ａを備えている。
【００２３】
処理ユニット１Ａは、上記ホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向して配置されている。具体的に、反応容器２内には、キャリア４に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向するように、計４つのバッキングプレート８が配置されている。そして、これら４つのバッキングプレート８の被処理基板Ｗと対向する面（表面）には、ターゲットＴが取り付けられている。また、各バッキングプレート８は、図示を省略する高周波電源（又はマイクロ波電源）と接続されており、この高周波電源からバッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加することが可能となっている。
【００２４】
処理ユニット１Ａは、図１及び図３に示すように、反応容器２内にガスを導入するガス導入管（ガス導入手段）９を備えている。このガス導入管９は、円盤状の被処理基板Ｗに対応してリング状に形成された環状部９ａを有し、この環状部９ａに接続された連結部９ｂを介してガス供給源１０と接続されている。また、ガス導入管９の環状部９ａは、被処理基板ＷとターゲットＴとの間に形成される反応空間Ｒの周囲を囲むように配置されている。さらに、この環状部９ａの内周部には、複数のガス放出口９ｃが周方向に並んで設けられており、ガス導入管９は、これら複数のガス放出口９ｃからその内側にある被処理基板Ｗに向かって、ガス供給源１０から供給されたガスＧを放出することが可能となっている。
【００２５】
なお、ガス放出口９ｃの口径については、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量を一定とするため、各ガス放出口９ｃの口径を変化させた構成とすることが好ましい。具体的には、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量が一定となるように、連結部９ｂからの距離に応じて、ガス放出口９ｃの口径を大きくすることが好ましい。
【００２６】
また、ガス導入管９とガス供給源１０との間の配管には、図示を省略する調整バルブが設けられている。マグネトロンスパッタ装置１では、この調整バルブの開閉を制御すると共に、この調整バルブを介してガス導入管９に供給されるガスＧの流量を調整することが可能となっている。
【００２７】
処理ユニット１Ａは、各バッキングプレート８のターゲットＴとは反対側に位置して、それぞれ磁場を発生させる磁気回路（磁気発生手段）１１を備えている。また、各磁気回路１１は、駆動モータ１２の回転軸１２ａに取り付けられて、この駆動モータ１２によりターゲットＴの表面と平行な面内で回転駆動される。
【００２８】
反応容器２の正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この反応容器２の内側に臨む開口部１３が設けられている。この開口部１３は、上記ホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向する位置に、上述したターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８、ガス導入管９、並びに磁気回路１１が取り付けられた駆動モータ１２を含む処理ユニット１Ａを配置するのに十分な大きさで長円状（レーストラック状）に形成されている。
【００２９】
また、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この開口部１３の周囲を気密に封止する筒状のハウジング１４が取り付けられており、上記処理ユニット１Ａは、このハウジング１４の内側に保持されると共に、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を調整するため、ハウジング１４内で移動可能に支持されている。これにより、成膜条件の最適化のため、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を容易に調整することが可能となっている。なお、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂは、メンテナンス等の際に反応容器２を開放するため、反応容器２に対して開閉自在に取り付けられている。
【００３０】
マグネトロンスパッタ装置１は、図１に示すように、反応容器２内を減圧排気する減圧排気手段として、反応容器２の上方に配置された第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に配置された第２の真空ポンプ１６とを備えている。
【００３１】
第１の真空ポンプ１５は、反応容器２の上方に配置された上部ポンプ室１７Ａを介して取り付けられたターボ分子ポンプである。このターボ分子ポンプは、潤滑油を使用しない構成のため、清浄度（クリーン度）が高く、また、排気速度が大きいため、高い真空度が得られる。さらに、反応性の高いガスを排気するのに適している。
【００３２】
上部ポンプ室１７Ａは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の上部に取り付けられて、この反応容器２の内部空間７と連続した内部空間７Ａを形成している。そして、第１の真空ポンプ１５は、この上部ポンプ室１７Ａの両側面にそれぞれ対向した状態で取り付けられている。
【００３３】
一方、第２の真空ポンプ１６は、反応容器２の下方に配置された下部ポンプ室１７Ｂを介して取り付けられたクライオポンプである。クライオポンプは、極低温を作り出し、内部の気体を凝縮又は低温吸着することで高い真空度が得られ、特に、排気速度やクリーン度の点においてターボ分子ポンプよりも優れている。
【００３４】
下部ポンプ室１７Ｂは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の内部空間７とは反応容器２の底壁６ｃに形成された孔部６ｄを介して連通されている。そして、第２の真空ポンプ１６は、この下部ポンプ室１７Ｂの側面に接続されている。
【００３５】
マグネトロンスパッタ装置１では、これら第１の真空ポンプ１５及び第２の真空ポンプ１６の駆動を制御しながら、反応容器２内を減圧したり、反応容器２内に導入されたガスを排気したりすることが可能となっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、反応容器２の両側面に２つの第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に１つの第２の真空ポンプ１６とが配置された構成となっているが、これら真空ポンプ１５，１６の配置や数については適宜変更して実施することが可能である。例えば、反応容器２内を減圧排気するのに要する時間は、真空ポンプ１５，１６の数が多くなるほど短縮されるものの、第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数が余り多くなると、マグネトロンスパッタ装置１の大型化や消費電力の増大を招くため、このような観点から第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数を決定することが望ましい。
【００３７】
また、上記第２の真空ポンプ１６に使用されるクライオポンプは、外部に排出する構造のターボ分子ポンプとは異なり、内部に溜め込む構造のため、一定期間ごとにメンテナンスする必要がある。また、反応容器２内に導入されるガスが反応性の高いガスである場合には、上述したターボ分子ポンプからなる第１の真空ポンプ１５を用いて、反応容器２の外部へと排気することが望ましい。これにより、反応後のガスが反応空間７の下方に流れて、上記搬送機構５を構成するベアリング２８，３０等の金属部品が腐食してしまうことを防ぎつつ、反応容器２内をクリーンな状態に保つことが可能である。なお、上記第２の真空ポンプ１６には、クライオポンプの代わりに、ターボ分子ポンプを用いることも可能である。
【００３８】
キャリア４は、図１及び図４に示すように、板状を為す支持台１８の上部に２つのホルダ３が支持台１８と平行に取り付けられた構造を有している。ホルダ３は、被処理基板Ｗの厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板材３ａに、被処理基板Ｗの外径よりも僅かに大径となされた円形状の孔部３ｂが形成されて、この孔部３ｂの内側に被処理基板Ｗを保持する構成となっている。
【００３９】
具体的に、ホルダ３の孔部３ｂの周囲には、被処理基板Ｗを支持する複数の支持アーム１９が弾性変形可能に取り付けられている。これら複数の支持アーム１９は、孔部３ｂの内側に配置された被処理基板Ｗの外周部を、その外周上の最下位に位置する下部側支点と、この下部側支点を通る重力方向に沿った中心線に対して対称となる外周上の上部側に位置する一対の上部側支点との３点で支持するように、板材３ａの孔部３ｂの周囲に所定の間隔で３つ並んで設けられている。
【００４０】
各支持部材１９は、Ｌ字状に折り曲げられた板バネからなり、その基端側がホルダ３に固定支持されると共に、その先端側が孔部３ｂの内側に向かって突出された状態で、それぞれホルダ３の孔部３ｂの周囲に形成されたスリット３ｃ内に配置されている。また、各支持部材１９の先端部には、図示を省略するものの、それぞれ被処理基板Ｗの外周部が係合される溝部が設けられている。
【００４１】
そして、ホルダ３は、これら３つの支持アーム１９に被処理基板Ｗの外周部を当接させながら、各支持アーム１９の内側に嵌め込まれた被処理基板Ｗを着脱自在に保持することが可能となっている。なお、ホルダ３に対する被処理基板Ｗの着脱は、下部側支点の支持アーム１９を下方に押し下げることにより行うことができる。
【００４２】
搬送機構５は、図１、図４及び図５に示すように、キャリア４を非接触状態で駆動する駆動機構２０と、搬送されるキャリア４をガイドするガイド機構２１とを有している。
駆動機構２０は、キャリア４の下部にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置された複数の磁石２２と、その下方にキャリア４の搬送方向に沿って配置された回転磁石２３とを備え、この回転磁石２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが二重螺旋状に交互に並んで形成されている。
【００４３】
駆動機構２０には、回転磁石２２の周囲を囲む真空隔壁２４が設けられており、この真空隔壁２４によって反応容器２の内部空間７とは隔離された空間（大気側）に回転磁石２２を配置している。また、真空隔壁２４は、複数の磁石２２と回転磁石２３とが磁気的に結合されるように透磁率の高い材料で形成されている。
【００４４】
回転磁石２２は、回転モータ２５により回転駆動される回転軸２６と互いに噛合されるギア機構２７を介して連結されている。これにより、回転モータ２５からの駆動力を回転軸２６及びギア機構２７を介して回転磁石２３に伝達しながら、この回転磁石２３を軸回りに回転することが可能となっている。
【００４５】
そして、この駆動機構２０は、複数の磁石２２と回転磁石２３とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石２３を軸回りに回転させることにより、キャリア４を回転磁石２３の軸方向に沿って直線駆動する。
【００４６】
ガイド機構２１は、水平軸回りに回転自在に支持された複数の主ベアリング２８を有し、これら複数の主ベアリング２８は、キャリア４の搬送方向に直線上に並んで設けられている。一方、キャリア４は、支持台１８の下部側に複数の主ベアリング２８が係合される溝部が形成されたガイドレール２９を有している。
【００４７】
また、ガイド機構２１は、垂直軸回りに回転自在に支持された一対の副ベアリング３０を有し、これら一対の副ベアリング３０は、その間にキャリア４を挟み込むように対向して配置されている。さらに、これら一対の副ベアリング３０は、複数の主ベアリング２８と同様に、キャリア４の搬送方向に直線上に複数並んで設けられている。
【００４８】
そして、このガイド機構２１は、ガイドレール２９の溝部に複数の主ベアリング２８を係合させた状態で、これら複数の主ベアリング２８の上を移動するキャリア４を案内すると共に、一対の副ベアリング３０の間でキャリア４を挟み込むことによって、移動中にキャリア４が傾くことを防止している。
【００４９】
なお、主ベアリング２８及び副ベアリング３０は、機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保するため、転がり軸受によって構成されている。そして、この転がり軸受は、図示を省略するものの、反応容器２内に設けられたフレームに固定された支軸に回転自在に取り付けられている。
【００５０】
以上のような構造を有するマグネトロンスパッタ装置１では、磁気回路１１がターゲットＴの表面に磁場を発生させながら、バッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、ターゲットＴの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマ中のイオンをターゲットＴの表面に衝突させることにより、ターゲットＴから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板Ｗ上に堆積して薄膜を形成することが可能である。
【００５１】
なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、上記ターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８を配置する代わりに、カソード電極を配置した場合、被処理基板Ｗにバイアス電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、被処理基板Ｗの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマに被処理基板Ｗの表面を曝すことにより、曝露領域の改質を行うことも可能である。
【００５２】
ところで、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、上記磁気回路１１によって発生する磁場の、ターゲットＴの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲットＴの表面と平行な面内において、特定の曲線を描くことで、ターゲットＴの表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットＴの寿命を著しく高めることが可能となっている。
【００５３】
（磁気回路）
具体的に、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１の特徴部分である磁気回路１１の構成について説明する。
この磁気回路１１は、図６及び図７に示すように、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネット（外側磁石）４０と、第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置されて、この第１のマグネット４０とは磁化方向が反平行となる筒状の第２のマグネット（内側磁石）４１とを有している。これら第１及び第２のマグネット４０，４１の互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる角部４０ａ，４１ｂが、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。そして、これら第１及び第２のマグネット４０，４１の角部４０ａ，４０ｂの間は、外側に向かって湾曲した側面を形成している。
【００５４】
また、第１のマグネット４０の角部４０ａの間には、その内側面から突出された突出部４２が、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。これら突出部４２は、少なくともバッキングプレート８と対向する一端側から軸線方向に亘って設けられている。また、これら突出部４２は、第１のマグネット４０の内側面からその中心に向かって一定の幅及び高さで突出形成されている。
【００５５】
これに対応して、第２のマグネット４１の突出部４２と対向する位置には、それぞれ突出部４２を内側に臨ませるスリット４３が、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。これらスリット４３は、突出部４２よりも大きい幅を有して、突出部４２と平行に、少なくともバッキングプレート８と対向する一端側から軸線方向に亘って切り欠き形成されている。
【００５６】
なお、本実施形態では、各突出部４２が第１のマグネット４０の一端と他端との間に亘って直線状に突出形成されている。また、各突出部４２の先端は、第１のマグネット４０の中心よりも手前に位置している。これに対応して、各スリット４３は、第２のマグネット４１の一部を分断するように、この第２のマグネット４１の一端と他端との間に亘って直線状に切り欠き形成されている。これにより、第１のマグネット４０の内側面から突出された各突出部４２は、各スリット４３の間から第２のマグネット４１の内側に臨んで配置されると共に、その先端は第２のマグネット４１の中心よりも手前に位置している。
【００５７】
磁気回路１１は、第１及び第２のマグネット４０，４１と共に磁路を形成するヨーク４４を有している。このヨーク４４は、板状の軟磁性体からなり、第１及び第２のマグネット４０，４１の他端側の開口部を閉塞するように、これら第１及び第２のマグネット４０，４１のバッキングプレート８と対向する面（表面）とは反対側の面（裏面）に突き合わされた状態で取り付けられている。また、ヨーク４４は、磁気回路１１の回転中心を中心として、第１のマグネット４０よりも外側に張り出した円形状とすることで、磁気回路１１の回転をより安定したものとすることができる。
【００５８】
これにより、上記磁気回路１１が構成されると共に、第１及び第２のマグネット４０，４１の一端側からは、図８及び図９に示すように、これら第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で弧状の漏洩磁界（磁場）Ｍが全周に亘って発生することになる。
【００５９】
また、磁気回路１１は、第１及び第２のマグネット４０，４１の軸線とターゲットＴの軸線とが互いに平行となる状態で、上記駆動モータ１２の回転軸１２ａに取り付けられることによって、ターゲットＴの表面と平行な面内で回転自在となっている。なお、上記処理ユニット１Ａは、ターゲットＴの表面付近に水平成分の磁場Ｍを発生させるため、ターゲットＴと磁気回路１１との対向間隔を調整することが可能となっている。
【００６０】
また、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１とは、略同一の体積を有することが好ましい。これら第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との体積を等しくすることで、上述した第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する漏洩磁界以外の漏洩磁界を低減し、ターゲットＴの表面に生ずるエロージョンを均一化すると共に、エロージョンの形状を高いレベルで制御することが可能である。
【００６１】
以上のような構造を有する磁気回路１１では、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する磁場Ｍの、ターゲットＴの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶ軌跡（以下、Ｂｚ＝０ラインという。）が、ターゲットＴの表面と平行な面内において、例えば図８に示すような複数の変曲点Ｃ１，Ｃ２を有する曲線Ｌ１を描くことになる。
【００６２】
本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、上記磁気回路１１によって発生する磁場ＭのＢｚ＝０ラインが、このような形状の曲線Ｌを描くことで、ターゲットＴの表面の不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。
【００６３】
（Ｂｚ＝０ライン）
ここで、本発明のＢｚ＝０ラインについて説明する。
本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、この極座標（ｒ，θ）で表される曲線が、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とする。
【００６４】
なお、極座標（ｒ，θ）において、「ｒ」は、ＸＹ座標平面上の原点（０，０）から伸びる半直線（動径という。）の距離を表し、「θ」は、Ｙ軸の正の部分を始線として、この始線と動径とのなす角（偏角という。）の反時計回りに測った角度を表す。
【００６５】
具体的に、本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で原点（０，０）を磁気回路１１の回転中心としたときに、図１０に示すような極座標（ｒ，θ）上の曲線Ｌ１として表すことができる。
【００６６】
なお、図１０に示す極座標（θ，ｒ）では、θ＝０となる方向を座標平面上の０時の方向とし、この０時の方向から反時計回りにθが０〜２π［rad］となる範囲でｒ［ｍｍ］を取るものとする。また、この極座標（ｒ，θ）で表される曲線Ｌ１について、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換したグラフを図１１に示す。
【００６７】
本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ１は、図１０に示すように、θ＝０（２π），２／３π，４／３πとなるとき、それぞれｒが反時計回りに減少から増加に転じる変曲点（尖点）Ｃ１と、θ＝１／３π，π，５／３πとなるとき、ｒが反時計回りに増加から減少に転じる変曲点（尖点）Ｃ２とを有し、且つ、互いに隣接する変曲点Ｃ１，Ｃ２の間を外側に凸となる曲線（弧線）で結んだ形状を有している。また、各変曲点Ｃ１，Ｃ２は、磁気回路１１の回転中心（原点）を通らず、曲線Ｌ１は、この磁気回路１１の回転中心（原点）を通る縦軸に対して線対称な形状を有している。さらに、この曲線Ｌ１は、磁気回路１１の回転中心（原点）に対して点対称な形状を有している。
【００６８】
そして、本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ１は、図１１に示すグラフにおいては、θ＝πにおいて変曲点Ｃ２を有し、且つ、この変曲点Ｃ２を夾んで軸対称となる位置に２つの変曲点Ｃ１と１つの変曲点Ｃ２を有して、これら変曲点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ直線（折れ線）で表すことができる。
【００６９】
本発明では、Ｂｚ＝０ラインがこのような曲線Ｌ１を描くことで、ターゲットＴのエロージョンを均一なものとすることができる。また、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが磁気回路１１の回転中心を通らないため、ターゲットＴの中心におけるエロージョンが過度に進行せず、その結果、ターゲットＴの寿命を高めることができる。特に、磁気記録媒体を製造する場合は、中央に開口部のある円盤状の被処理基板Ｗを使用するため、ターゲットの中央付近のエロージョンを低減することで、ターゲットの寿命を著しく高めることが可能である。
【００７０】
なお、上記変曲点Ｃ１，Ｃ２が原点（０，０）を通る場合は、Ｂｚ＝０ラインが磁気回路１１の回転中心を常に通過することになり、ターゲットＴの中心におけるエロージョンが過度に進行するため、好ましくない。
【００７１】
以上のように、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、ターゲットＴの表面における不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。したがって、このようなマグネトロンスパッタ装置１を用いた場合には、磁気特性の面内分布の少ない磁性膜等を成膜することが可能であり、これによって高記録密度化に対応した磁気記録媒体を得ると共に、そのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７３】
具体的に、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが描く曲線Ｌ１の形状を変更することで、ターゲットＴの中心におけるエロージョン範囲を制御することができる。例えば、本発明では、図１２及び図１３に示すように、Ｂｚ＝０ラインを上記曲線Ｌ１に補正を加えた曲線Ｌ２，Ｌ３として表すことができる。
【００７４】
すなわち、図１３に示すグラフにおいて、曲線Ｌ２は各変曲点Ｃ１，Ｃ２の間で上に凸の弧線を描くため、図１２に示す曲線Ｌ２の形状は、曲線Ｌ１よりも外側で湾曲した形状となる。一方、図１３に示すグラフにおいて、曲線Ｌ３は各変曲点Ｃ１，Ｃ２の間で下に凸の弧線を描くため、図１２に示す曲線Ｌ３の形状は、曲線Ｌ１よりも内側で湾曲した形状となる。
【００７５】
このように、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが描く曲線の形状を調整することで、スパッタリング時に被処理基板Ｗ上に堆積する膜の分布をリニアに変化させることが可能である。したがって、本発明では、装置ファクター等の影響により被処理基板Ｗの面内の膜厚分布に差が生じた場合でも、上述したＢｚ＝０ラインが描く曲線の形状を補正することで、この面内分布の均一性を改善することが可能である。
【００７６】
また、本発明のＢｚ＝０ラインが描く曲線の形状については、上記曲線Ｌ１〜Ｌ３の形状に限らず、上記本発明の条件を満たす範囲で適宜変更して実施することが可能である。例えば、本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で原点（０，０）を磁気回路１１の回転中心としたときに、図１４に示すような極座標（ｒ，θ）上の曲線Ｌ４として表すことも可能である。
【００７７】
この本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ４は、図１４に示すように、θ＝１／２π，３／２πとなるとき、それぞれｒが反時計回りに減少から増加に転じる変曲点（尖点）Ｃ１と、θ＝０（２π），πとなるとき、ｒが反時計回りに増加から減少に転じる変曲点（尖点）Ｃ２とを有し、且つ、互いに隣接する変曲点Ｃ１，Ｃ２の間を外側に凸となる曲線（弧線）で結んだ形状を有している。また、各変曲点Ｃ１，Ｃ２は、磁気回路１１の回転中心（原点）を通らず、曲線Ｌ４は、この磁気回路１１の回転中心（原点）を通る縦軸に対して線対称な形状を有している。
【００７８】
そして、本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ４は、図１５に示すグラフにおいては、θ＝πにおいて変曲点Ｃ１を有し、且つ、この変曲点Ｃ１を夾んで軸対称となる位置に１つの変曲点Ｃ２と１つの変曲点Ｃ１を有して、これら変曲点Ｃ２，Ｃ１を結ぶ直線（折れ線）で表すことができる。
【００７９】
本発明では、Ｂｚ＝０ラインがこのような曲線Ｌ４を描くことで、ターゲットＴの表面における不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。
【００８０】
また、本発明では、上記図７〜図９に示す磁気回路１１の構成に必ずしも限定されるものではなく、上記本発明のＢｚ＝０ラインを描くため、磁気回路１１を構成する第１及び第２のマグネット４０，４１、並びに突出部４２及びスリット４３の形状等については、適宜変更して実施することが可能である。
【００８１】
例えば、図１６（ａ）に示す磁気回路１１Ａのように、上記筒状の第２のマグネット４１の代わりに、スリット４３Ａが設けられた柱状の第２のマグネット４１Ａを上記第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置した構成とすることも可能である。
【００８２】
また、図１６（ｂ），（ｃ）に示す磁気回路１１Ｂ，１１Ｃのように、上記スリット４３が設けられた第２のマグネット４１の代わりに、上記スリット４３を省略した筒状又は柱状の第２のマグネット４１Ｂ，４１Ｃを上記第１のマグネット４０の内側に配置した構成とすることも可能である。
【００８３】
また、図１６（ｄ），（ｅ）に示す磁気回路１１Ｄ，１１Ｅのように、上記突出部４２が設けられた第１のマグネット４０と、上記スリット４３が設けられた第２のマグネット４１の代わりに、上記突出部４２を省略した第１のマグネット４１Ｄの内側に、外側面から突出部４２が突出された第２のマグネット４１Ｄを配置した構成や、スリット４３が設けられた第１のマグネット４１Ｅの内側に、外側面から突出部４２が突出された第２のマグネット４１Ｅを配置した構成とすることも可能である。
【００８４】
（インライン式成膜装置）
次に、図１７に示す上記マグネトロンスパッタ装置１を備えたインライン式成膜装置５０の構成について説明する。
このインライン式成膜装置５０は、図１７に示すように、基板移送用ロボット室５１と、基板移送用ロボット室５１上に設置された基板移送用ロボット５２と、基板移送用ロボット室５１に隣接する基板取付用ロボット室５３と、基板取付用ロボット室５３内に配置された基板取付用ロボット５４と、基板取付用ロボット室５３に隣接する基板交換室５５と、基板交換室５５に隣接する基板取外用ロボット室５６と、基板取外用ロボット室５６内に配置された基板取外用ロボット５７と、基板交換室５５の入側と出側との間に並んで配置された複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１と、複数のコーナー室７２〜７５と、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で順次搬送される複数の上記キャリア４とを備えて概略構成されている。
【００８５】
また、基板交換室５５の入側から出側に至る各室の間には、開閉自在なゲートバルブ７６〜９３が設けられている。各チャンバ５８〜７１は、これらゲートバルブ７６〜９３を閉状態とすることで、それぞれ独立した密閉空間を形成することが可能となっている。
【００８６】
基板移送用ロボット５２は、成膜前の非処理基板Ｗが収納されたカセット（図示せず。）から、基板取付用ロボット室５４に被処理基板Ｗを供給すると共に、基板取外用ロボット室５６から成膜後の被処理基板Ｗを回収するためのものである。また、基板移送用ロボット室５１と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６の間には、それぞれ開閉自在なゲート部９４，９５が設けられている。さらに、基板交換室５５と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６との間にも、それぞれ開閉自在なゲート部９６，９７が設けられている。
【００８７】
基板取付用ロボット５４は、基板交換室５５内にあるキャリア４に成膜前の被処理基板Ｗを取り付ける一方、基板取外用ロボット５７は、基板交換室５５内にあるキャリア４から成膜後の被処理基板Ｗを取り外す。
【００８８】
複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１は、基本的に上記マグネトロンスパッタ装置１の反応容器２と同様の構成を有しており、各処理チャンバ５８〜７０の両側面には、上記キャリア４に保持された被処理基板Ｗに対する処理内容に応じた処理ユニット１Ａが配置されている。また、各チャンバ５８〜７１には、図示を省略するものの、上述した真空ポンプが接続されており、これら真空ポンプの動作によって各チャンバ５８〜７１を個別に減圧排気することが可能となっている。また、各コーナー室７２〜７５には、キャリア４の移動方向を変更するための回転機構（図示せず。）が設けられている。
【００８９】
そして、このインライン式成膜装置５０では、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で複数のキャリア４を順次搬送させながら、各キャリア４に保持された被処理基板Ｗ（図１７において図示せず。）に対して成膜処理等を行うことが可能となっている。
【００９０】
なお、本実施形態では、上記キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗを同時に処理することが可能であるが、一方のホルダ３に保持された被処理基板Ｗのみに処理を行う構成である場合には、例えば図１８中の実線で示すように、キャリア４の一方のホルダ３Ａに保持された被処理基板Ｗ１に対して処理を行った後、図１８中の破線で示すように、反応容器２内でキャリア４の位置をずらし、キャリア４の他方のホルダ３Ｂ（図１７中に破線で示す。）に保持された被処理基板Ｗ２に対して処理を行う。これにより、キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗ１，Ｗ２に対して交互に処理を行うことが可能である。
【００９１】
（磁気記録媒体の製造方法）
次に、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、上記インライン式成膜装置５０を用いて、キャリア４に保持された被処理基板Ｗとなる非磁性基板を複数の処理チャンバ５８〜７０の間で順次搬送させながら、この非磁性基板の両面に、軟磁性層、中間層、記録磁性層により構成される磁性層と、保護層とを順次積層する。さらに、上記インライン式成膜装置５０を用いた後は、図示を省略する塗布装置を用いて、成膜後の被処理基板Ｗの最表面に潤滑膜を成膜することによって、磁気記録媒体を製造する。
【００９２】
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、上記インライン式成膜装置５０を用いることによって、磁気記録媒体の生産能力を高めると共に、高品質の磁気記録媒体を製造することが可能である。
【００９３】
（磁気記録媒体）
具体的に、上記インライン式成膜装置５０を用いて製造される磁気記録媒体は、例えば図１９に示すように、上記被処理基板Ｗとなる非磁性基板１００の両面に、軟磁性層１０１、中間層１０２、記録磁性層１０３及び保護層１０４が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜１０５が形成された構造を有している。また、軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３によって磁性層１０６が構成されている。
【００９４】
非磁性基板１００としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金などのＡｌを主成分としたＡｌ合金基板、ソーダガラスやアルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラスなどのガラス基板、シリコン基板、チタン基板、セラミックス基板、樹脂基板等の各種基板を挙げることができるが、その中でも、Ａｌ合金基板や、ガラス基板、シリコン基板を用いることが好ましい。また、非磁性基板１００の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｎｍ以下である。
【００９５】
磁性層１０６としては、面内磁気記録媒体用の水平磁性層と、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層とに大別することができるが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層を用いることが好ましい。また、磁性層１０６には、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金を用いることが好ましい。具体的に、垂直磁性層の場合には、例えば、軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、Ｃｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層１０１と、Ｒｕ等からなる中間層１０２と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層１０３とを積層したものなどを用いることができる。また、軟磁性層８１と中間層８２との間に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を介在させてもよい。一方、水平磁性層の場合には、例えば、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものなどを用いることができる。
【００９６】
また、磁性層１０６は、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分な磁気ヘッドの出入力特性が得られるような厚みで形成する必要がある。一方、磁性層１０６は、再生時に一定以上の出力を得るため、ある程度の厚みが必要となるものの、記録再生特性を表す諸パラメータは出力の上昇と共に劣化するのが通例であるため、これらを考慮して最適な厚みを設定する必要がある。具体的に、磁性層１０６の全体の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。
【００９７】
保護層１０４には、磁気記録媒体において通常使用される材料を用いればよく、そのような材料として、例えば、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨＸＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質材料や、ＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなどを挙げることができる。また、保護層１０４は、２層以上積層したものであってもよい。保護層１０４の厚みは、１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと磁性層１０６との距離が大きくなり、十分な入出力特性が得られなくなるため、１０ｎｍ未満とすることが好ましい。
【００９８】
潤滑膜１０５は、例えば、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等からなる潤滑剤を保護層１０４上に塗布することにより形成することができる。また、潤滑膜１０５の膜厚は、通常は１〜４ｎｍ程度である。
【００９９】
また、磁気記録媒体に対しては、上記インライン式成膜装置５０を用いて、記録磁性層１０３に反応性プラズマ処理やイオン照射処理を施し、記録磁性層１０３の磁気特性の改質を行うことができる。例えば図２０に示す磁気記録媒体は、記録磁性層１０３に形成された磁気記録パターン１０３ａが非磁性領域１０３ｂによって分離されてなる、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体である。
【０１００】
このディスクリート型の磁気記録媒体については、例えば、磁気記録パターン１０３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置されたパターンドメディアや、磁気記録パターン１０３ａがトラック状に配置されたメディア、磁気記録パターン１０３ａがサーボ信号パターン等を含んだメディアなどを挙げることができる。
【０１０１】
また、ディスクリート型の磁気記録媒体は、その記録密度を高めるために、記録磁性層１０３のうち、磁気記録パターン１０３ａとなる部分の幅Ｌ１を２００ｎｍ以下、非磁性化領域１０３ｂとなる部分の幅Ｌ２を１００ｎｍ以下とすることが好ましい。また、この磁気記録媒体のトラックピッチＰ（＝Ｌ１＋Ｌ２）は、３００ｎｍ以下とすることが好ましく、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましい。
【０１０２】
このようなディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層１０３の表面にマスク層を設け、このマスク層に覆われていない箇所を反応性プラズマ処理やイオン照射処理等に曝す。これにより、記録磁性層１０３の一部の磁気特性を改質し、好ましくは磁性体から非磁性体に改質した非磁性領域１０３ｂを形成することによって得ることができる。
【０１０３】
ここで、記録磁性層１０３の磁気特性の改質とは、記録磁性層１０３をパターン化するために、記録磁性層１０３の保磁力、残留磁化等を部分的に変化させることを言い、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを言う。
【０１０４】
具体的に、記録磁性層１０３の磁気特性を改質する際は、反応性プラズマや反応性イオンに曝した箇所の記録磁性層１０３の磁化量を、当初（未処理）の７５％以下、より好ましくは５０％以下、保磁力を当初の５０％以下、より好ましくは２０％以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることができる。
【０１０５】
また、磁気特性の改質は、すでに成膜された記録磁性層１０３を反応性プラズマや反応性イオン等に曝し、磁気記録トラックやサーボ信号パターンを分離する箇所（非磁性領域１０３ｂ）を非晶質化することによっても実現することができる。
【０１０６】
ここで、記録磁性層１０３を非晶質化するとは、記録磁性層１０３の結晶構造を改変することを言い、記録磁性層１０３の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の状態とすることを言う。具体的に、記録磁性層１０３を非晶質化する際は、記録磁性層１０３の原子配列を粒径２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることが好ましい。なお、このような記録磁性層１０３の原子配列状態は、Ｘ線回折や電子線回折などの分析手法によって、結晶面を表すピークが認められず、ハローのみが認められる状態として確認することが可能である。
【０１０７】
（磁気記録再生装置）
上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置としては、例えば図２１に示すようなハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）を挙げることができる。この磁気記録再生装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク２００と、磁気ディスク２００を回転駆動させる媒体駆動部２０１と、磁気ディスク２０１に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド２０２と、磁気ヘッド２０２を磁気ディスク２００の径方向に移動させるヘッド駆動部２０３と、磁気ヘッド２０２への信号入力と磁気ヘッド２０２から出力信号の再生とを行うための信号処理系２０４とを備えている。
【０１０８】
この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を磁気ディスク２００として用いた場合に、この磁気ディスク２００に磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を用いることで、記録密度の高い磁気記録再生装置を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、この磁気記録再生装置では、記録トラックを磁気的に不連続に加工することにより、従来はトラックエッジの磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができ、これによって十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることが可能となる。
【０１１０】
また、この磁気記録再生装置では、磁気ヘッド２０２の再生部をＧＭＲヘッド又はＴＭＲヘッドで構成することによって、高記録密度においても十分な信号強度を得ることが可能となる。さらに、磁気ヘッド２０２を従来より低く浮上させる、具体的には、この磁気ヘッド２０２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍの範囲とすることで、出力の向上により高いＳＮＲを得ることができ、大容量で信頼性の高い磁気記録再生装置とすることが可能となる。
【０１１１】
さらに、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせると、更なる記録密度の向上を図ることが可能となる。例えば、トラック密度１００ｋトラック／インチ以上、線記録密度１０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり１００Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも、十分なＳＮＲを得ることが可能となる。
【実施例】
【０１１２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１１３】
本実施例では、本発明のマグネトロンスパッタ装置を備えるインライン式成膜装置を用いて実際に磁気記録媒体を製造した。
具体的に、本実施例では、直径１１０ｍｍ、厚さ８ｍｍのターゲットを使用し、ターゲットの裏側に配置される磁気回路には、図７に示す形状のものを用いた。すなわち、この磁気回路によるＢｚ＝０ラインは、上記図８に示す形状の曲線を描くことになる。
【０１１４】
この磁気回路は、直径１１０ｍｍ、厚さ８ｍｍのステンレス板（ＳＳ３００）からなるヨークの一面に、高さ３０ｍｍ、幅５ｍｍ〜８ｍｍのＮｄＦｅＢ系の焼結磁石からなる第１及び第２のマグネットを取り付けたものであり、第１のマグネットと第２のマグネットとをほぼ同じ体積とし、ターゲット側から見たとき第１のマグネットがＮ極、第２のマグネットがＳ極となるように互いを同心円状に配置した。また、磁気回路からターゲットの表面までの距離は１７．７ｍｍとし、磁気回路の回転数は６０ｒｐｍとした。なお、被処理基板を夾んで対向する磁気回路については、互いのＢｚ＝０ラインの位相をπだけずらすようにした。
【０１１５】
磁気記録媒体を製造する際は、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、基板の外径：６５ｍｍ、基板の厚み：１．２７ｍｍ、中心孔の口径：２０ｍｍ）を、基板ホルダが取り付けられたキャリアに保持し、インライン式成膜装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）のチャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまでチャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【０１１６】
次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。Ｒｕ層は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜した。
【０１１７】
次に、配向制御層の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。
【０１１８】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１１９】
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。
【０１２０】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１２１】
次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。
【０１２２】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜し、磁気記録媒体を作製した。
【０１２３】
そして、この磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
【０１２４】
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
【０１２５】
一方、記録特性（ＯＷ）については、先ず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分を取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１２６】
一方、熱揺らぎ特性について、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）に基いて算出した。なお、この式中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１２７】
また、本実施例で得られた磁気記録媒体の記録再生特性を、最外周のトラック、最内周のトラック、中周のトッラクについて評価した。その結果、Ｓ／Ｎが平均で１７．９ｄＢ、ＯＷが平均で３７．５ｄＢ、熱揺らぎが平均で０．３％であったが、各特性のトラック間バラツキはＳ／Ｎで３％以内、ＯＷで２％以内、熱揺らぎで０．０５％以内であり、面内分布はほとんど認められなかった。また、ターゲット表面に生ずるエロージョンの分布は、２万枚の磁気記録媒体の製造において、全てのターゲットの断面におけるエロージョンの幅が±２ｍｍ以内であった。また、同様の試験を繰り返した際のエロージョンの発生の再現性は±０．５ｍｍ以内であった。
【符号の説明】
【０１２８】
１…マグネトロンスパッタ装置 １Ａ…処理ユニット ２…反応容器 ２Ａ…ゲートバルブ ３…ホルダ３ ４…キャリア ５…搬送機構 ６ａ…正面側隔壁 ６ｂ…背面側隔壁 ６ｃ…底壁 ６ｄ…孔部 ７…内部空間 ８…バッキングプレート（カソード電極） ９…ガス導入管（ガス導入手段）１０…ガス供給源 １１…磁気回路（磁界発生手段） １２…駆動モータ １３…開口部 １４…ハウジング １５…第１の真空ポンプ（減圧排気手段） １６…第２の真空ポンプ（別の減圧排気手段） １７…ポンプ室 １８…支持台 １９…支持アーム ２０…駆動機構 ２１…ガイド機構 ２２…磁石 ２３…回転磁石 ２４…真空隔壁 ２５…回転モータ ２６…回転軸 ２７…ギア機構 ２８…主ベアリング ２９…ガイドレール ３０…副ベアリング Ｗ…被処理基板 Ｔ…ターゲット Ｒ…反応空間 Ｇ…ガス Ｈ…吸引口
４０…第１のマグネット ４１…第２のマグネット ４２…突出部 ４３…スリット ４４…ヨーク Ｍ…磁場 Ｌ１〜Ｌ４…Ｂｚ＝０ラインを表す曲線
５０…インライン式成膜装置 ５１…基板移送用ロボット室 ５２…基板移送用ロボット ５３…基板取付用ロボット室 ５４…基板取付用ロボット ５５…基板交換室 ５６…基板取外用ロボット室 ５７…基板取外用ロボット ５８〜７０…処理チャンバ ７１…予備チャンバ ７２〜７５…コーナー室 ７６〜９３…ゲートバルブ ９４〜９７…ゲート部
１００…非磁性基板 １０１…軟磁性層 １０２…中間層 １０３…記録磁性層 １０３ａ…磁気記録パターン １０３ｂ…非磁性化領域 １０４…保護層 １０５…潤滑膜 １０６…磁性層 １０７…マスク層 １０８…レジスト層 １０９…スタンプ
２００…磁気ディスク ２０１…媒体駆動部 ２０２…磁気ヘッド ２０３…ヘッド駆動部 ２０４…信号処理系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧雰囲気下で被処理基板に対して成膜等の処理を行うマグネトロンスパッタ装置、そのようなマグネトロンスパッタ装置を備えたインライン式成膜装置、そのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法、並びに、そのような方法により製造された磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術などの導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、さらに、近年ではＧＭＲヘッドやＴｕＭＲヘッドなども導入され、１年に約１００％ものペースで面記録密度が増加を続けている。
【０００３】
一方、ＨＤＤの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が従来の面内磁気記録方式（磁化方向が基板面に平行な記録方式）に代わる技術として、近年急速に利用が広まっている。この垂直磁気記録方式では、情報を記録する記録層の結晶粒子が基板に対して垂直方向に磁化容易軸を持っている。磁化容易軸とは、磁化の向き易い方向を意味し、一般的に用いられているＣｏ合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造の（０００１）面の法線に平行な軸（ｃ軸）である。垂直磁気記録方式は、このような磁性結晶粒子の磁化容易軸が垂直方向にあることにより、高記録密度が進んだ際にも、記録ビット間の反磁界の影響が小さく、静磁気的にも安定しているという特徴がある。
【０００４】
垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層（配向制御層）、記録磁性層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑膜を塗布形成する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層と呼ばれる磁性膜が下地層の下に設けられている。下地層や中間層は、記録磁性層の特性をより高める目的で形成される。具体的には、記録磁性層の結晶配向を整えると同時に、磁性結晶の形状を制御する働きがある。
【０００５】
上述した磁気記録媒体は、主にスパッタリング法を用いて形成された複数の薄膜を積層して構成されている。このため、磁気記録媒体は、このような磁気記録媒体を構成する各薄膜を成膜する複数のチャンバ（処理装置）を、ゲートバルブを介して一列に接続したインライン式成膜装置を用いて製造されるのが一般的である。そして、このインライン式成膜装置では、処理対象となる基板が、各チャンバ内に順次搬送され、各チャンバ内で所定の薄膜が成膜される。したがって、インライン式成膜装置では、基板を一巡させることにより、基板上にチャンバの数に応じた数の薄膜を成膜することができる。
【０００６】
また、インライン式成膜装置では、上述したスパッタリングのための処理装置として、マグネトロンスパッタ装置が好適に用いられている。具体的に、このマグネトロンスパッタ装置は、反応容器内に配置された基板に対向させてターゲットを配置し、このターゲット表面付近に磁場を発生させるため、ターゲットの背面に磁気回路を配置し、不活性ガス雰囲気中でこれら基板とターゲット間に高周波（ＲＦ）等の高電圧を印加し、この高電圧で電離した電子と不活性ガスとを衝突させてプラズマを形成し、プラズマ中の陽イオンによりスパッタリングされたターゲット粒子を基板表面に堆積させて成膜処理を行うものである。また、ターゲットの背面に配置される磁気回路は、一般的にはターゲットの表面に対して垂直な方向に磁化方向を持つマグネットを内側に置き、この磁石とは逆向きの磁化方向をもつマグネットを外側におくことにより構成されている。
【０００７】
ところで、マグネトロンスパッタ装置では、ターゲットの表面に生ずるエロージョン（浸食）が、ターゲット表面側に生じる磁場に依存した不均一な形状で進行することがある。すなわち、エロージョンは、磁場のターゲットに対する水平方向成分が存在するターゲット表面上の領域に発生し、磁場の同成分が大きい所ほど深い形状となる。
【０００８】
ターゲットの寿命は、エロージョンの進行が強い部分で決定されることとなる。このため、エロージョンを均一化して、ターゲットの利用効率を向上させることが試みられている。例えば、エロージョンを均一化する方法の一つとして、ターゲットの裏面に配置する磁気回路を適切な状態とすることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１５７８７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７９４３９号公報
【特許文献３】特開２００８−１０６３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したエロージョン対策を行っても、いまだターゲットの表面には他の部分よりも早くエロージョンが進行する領域が存在し、これがターゲットの寿命を短くしている。また、ターゲット表面の不均一なエロージョン形状に起因して、漏洩磁場が不均一となり、その結果、放電状態を安定的に維持することが困難となったり、磁性膜の磁気特性の面内分布が悪化したりするなどの不具合が発生する。特に、後者は、益々の高記録密度化が要求され、磁性層が薄膜化している磁気記録媒体においては、解決すべき重要な課題となっている。
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ターゲット表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットの寿命を高めると共に、スパッタリングによりターゲットから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板上に堆積して薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることを可能としたマグネトロンスパッタ装置、そのような処理装置を備えたインライン式成膜装置、そのようなインライン式成膜装置を用いた磁気記録媒体の製造方法、並びに、そのような方法により製造された磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究を行った結果、磁気回路によって発生する磁場の、ターゲット表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲット表面と平行な面内において、特定の曲線を描くことで、ターゲット表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットの寿命を著しく高めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持するバッキングプレートと、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路とを有し、
前記磁気回路は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネットと、前記第１のマグネットの内側に同心円状に配置されて、前記第１のマグネットとは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネットとを有し、且つ、前記第１及び第２のマグネットの軸線と前記ターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、これら第１及び第２のマグネットが前記ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間で発生する磁場の、前記ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、前記ターゲットの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、
前記極座標（ｒ，θ）で表される曲線は、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
（２） 前記第１のマグネットには、その内側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする前項（１）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（３） 前記第２のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする前項（２）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（４） 前記第２のマグネットには、その外側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（５） 前記第１のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする前項（４）に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（６） 前記第１及び第２のマグネットの互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる少なくとも１つ以上の角部が設けられていることを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（７） 前記磁気回路は、前記第１及び第２のマグネットと共に磁路を形成するヨークを有し、このヨークは、前記第１及び第２のマグネットの前記バッキングプレートと対向する面とは反対側の面に突き合わされた状態で取り付けられていることを特徴とする前項（１）〜（６）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（８） 前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが略同一の体積を有することを特徴とする前項（１）〜（７）の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
（９） 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、前項（１）〜（８）の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
（１０） 前項（９）に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１１） 前項（１０）に記載の方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ターゲット表面の不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットの利用効率を向上させると共に、被処理基板の表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。したがって、このようなマグネトロンスパッタ装置を用いた場合には、磁気特性の面内分布の少ない磁性膜等を均一に成膜することが可能であり、これによって高記録密度化に対応した磁気記録媒体を得ると共に、そのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置の一例を示す一部切欠き断面図である。
【図２】図１に示すマグネトロンスパッタ装置の正面図である。
【図３】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるガス流入管の平面図である。
【図４】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向と直交する方向から見た側面図である。
【図５】図１に示すマグネトロンスパッタ装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向側から見た側面図である。
【図６】図６は、処理ユニットの構成を示す断面図である。
【図７】図７は、磁気回路の構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、磁気回路によって発生する磁場及びＢｚ＝０ラインを模式的に示す平面図である。
【図９】図９は、磁気回路によって発生する磁場及びＢｚ＝０ラインを模式的に示す側面図である。
【図１０】図１０は、Ｂｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ１で示す特性図である。
【図１１】図１１は、極座標（ｒ，θ）で表される曲線Ｌ１の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明のＢｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ２，Ｌ３で示す特性図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す曲線Ｌ２，Ｌ３の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明のＢｚ＝０ラインを極座標上の曲線Ｌ４で示す特性図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す曲線Ｌ４の横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換して示すグラフである。
【図１６】図１６は、磁気回路の変形例を示す平面図である。
【図１７】本発明を適用したインライン式成膜装置の一例を示す構成図である。
【図１８】図１７に示すインライン式成膜装置において２つの処理基板に対して交互に処理する場合を示す側面図である。
【図１９】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２０】本発明を適用して製造されるディスクリート型の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図２１】磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置を備えるインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク装置（磁気記録再生装置）に搭載される磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
（マグネトロンスパッタ装置）
先ず、図１に示す本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１の一例について説明する。
本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１は、後述する複数のチャンバの間で成膜対象となる基板（被処理基板）Ｗを順次搬送させながら成膜処理等を行うインライン式成膜装置において、１つの処理チャンバを構成するものである。
【００１８】
具体的に、このマグネトロンスパッタ装置１は、図１に示すように、被処理基板Ｗが配置される反応容器２を備え、この反応容器２内には、被処理基板Ｗを保持するホルダ３が取り付けられたキャリア４と、このキャリア４を搬送する搬送機構５とが配置されている。
【００１９】
なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、２枚の被処理基板Ｗの両面に対して同時に成膜処理等を行うことが可能である。また、図１において図示されていないものの、キャリア４には２つのホルダ３が搬送方向に直線上に並んで取り付けられている。また、２つのホルダ３は、被処理基板Ｗを縦置き（被処理基板Ｗの主面が重力方向と平行となる状態）に保持している。
【００２０】
反応容器２は、図１及び図２に示すように、その内部を高真空状態とするため、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成された真空容器（チャンバ）であり、互いに対向する正面側隔壁６ａと背面側隔壁６ｂとの間には、扁平状の内部空間７が形成されている。そして、被処理基板Ｗを保持するキャリア４は、この内部空間７の中央部に、搬送機構５は、このキャリア４の下方に、それぞれ配置されている。
【００２１】
また、反応容器２の搬送方向の前後には、隣接する反応容器（チャンバ）との間でキャリア４を通過させる基板搬出入口（図示せず）と、これらの基板搬出入口を開閉する一対のゲートバルブ２Ａとが設けられている。すなわち、反応容器２は、隣接するチャンバとはゲートバルブ２Ａを介して接続されている。
【００２２】
マグネトロンスパッタ装置１は、反応容器２の正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂに、それぞれキャリア４に保持された被処理基板Ｗの両面に対して成膜処理等を行う処理ユニット（処理手段）１Ａを備えている。
【００２３】
処理ユニット１Ａは、上記ホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向して配置されている。具体的に、反応容器２内には、キャリア４に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向するように、計４つのバッキングプレート８が配置されている。そして、これら４つのバッキングプレート８の被処理基板Ｗと対向する面（表面）には、ターゲットＴが取り付けられている。また、各バッキングプレート８は、図示を省略する高周波電源（又はマイクロ波電源）と接続されており、この高周波電源からバッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加することが可能となっている。
【００２４】
処理ユニット１Ａは、図１及び図３に示すように、反応容器２内にガスを導入するガス導入管（ガス導入手段）９を備えている。このガス導入管９は、円盤状の被処理基板Ｗに対応してリング状に形成された環状部９ａを有し、この環状部９ａに接続された連結部９ｂを介してガス供給源１０と接続されている。また、ガス導入管９の環状部９ａは、被処理基板ＷとターゲットＴとの間に形成される反応空間Ｒの周囲を囲むように配置されている。さらに、この環状部９ａの内周部には、複数のガス放出口９ｃが周方向に並んで設けられており、ガス導入管９は、これら複数のガス放出口９ｃからその内側にある被処理基板Ｗに向かって、ガス供給源１０から供給されたガスＧを放出することが可能となっている。
【００２５】
なお、ガス放出口９ｃの口径については、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量を一定とするため、各ガス放出口９ｃの口径を変化させた構成とすることが好ましい。具体的には、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量が一定となるように、連結部９ｂからの距離に応じて、ガス放出口９ｃの口径を大きくすることが好ましい。
【００２６】
また、ガス導入管９とガス供給源１０との間の配管には、図示を省略する調整バルブが設けられている。マグネトロンスパッタ装置１では、この調整バルブの開閉を制御すると共に、この調整バルブを介してガス導入管９に供給されるガスＧの流量を調整することが可能となっている。
【００２７】
処理ユニット１Ａは、各バッキングプレート８のターゲットＴとは反対側に位置して、それぞれ磁場を発生させる磁気回路（磁気発生手段）１１を備えている。また、各磁気回路１１は、駆動モータ１２の回転軸１２ａに取り付けられて、この駆動モータ１２によりターゲットＴの表面と平行な面内で回転駆動される。
【００２８】
反応容器２の正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この反応容器２の内側に臨む開口部１３が設けられている。この開口部１３は、上記ホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向する位置に、上述したターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８、ガス導入管９、並びに磁気回路１１が取り付けられた駆動モータ１２を含む処理ユニット１Ａを配置するのに十分な大きさで長円状（レーストラック状）に形成されている。
【００２９】
また、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この開口部１３の周囲を気密に封止する筒状のハウジング１４が取り付けられており、上記処理ユニット１Ａは、このハウジング１４の内側に保持されると共に、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を調整するため、ハウジング１４内で移動可能に支持されている。これにより、成膜条件の最適化のため、被処理基板ＷとターゲットＴとの対向間隔を容易に調整することが可能となっている。なお、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂは、メンテナンス等の際に反応容器２を開放するため、反応容器２に対して開閉自在に取り付けられている。
【００３０】
マグネトロンスパッタ装置１は、図１に示すように、反応容器２内を減圧排気する減圧排気手段として、反応容器２の上方に配置された第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に配置された第２の真空ポンプ１６とを備えている。
【００３１】
第１の真空ポンプ１５は、反応容器２の上方に配置された上部ポンプ室１７Ａを介して取り付けられたターボ分子ポンプである。このターボ分子ポンプは、潤滑油を使用しない構成のため、清浄度（クリーン度）が高く、また、排気速度が大きいため、高い真空度が得られる。さらに、反応性の高いガスを排気するのに適している。
【００３２】
上部ポンプ室１７Ａは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の上部に取り付けられて、この反応容器２の内部空間７と連続した内部空間７Ａを形成している。そして、第１の真空ポンプ１５は、この上部ポンプ室１７Ａの両側面にそれぞれ対向した状態で取り付けられている。
【００３３】
一方、第２の真空ポンプ１６は、反応容器２の下方に配置された下部ポンプ室１７Ｂを介して取り付けられたクライオポンプである。クライオポンプは、極低温を作り出し、内部の気体を凝縮又は低温吸着することで高い真空度が得られ、特に、排気速度やクリーン度の点においてターボ分子ポンプよりも優れている。
【００３４】
下部ポンプ室１７Ｂは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の内部空間７とは反応容器２の底壁６ｃに形成された孔部６ｄを介して連通されている。そして、第２の真空ポンプ１６は、この下部ポンプ室１７Ｂの側面に接続されている。
【００３５】
マグネトロンスパッタ装置１では、これら第１の真空ポンプ１５及び第２の真空ポンプ１６の駆動を制御しながら、反応容器２内を減圧したり、反応容器２内に導入されたガスを排気したりすることが可能となっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、反応容器２の両側面に２つの第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に１つの第２の真空ポンプ１６とが配置された構成となっているが、これら真空ポンプ１５，１６の配置や数については適宜変更して実施することが可能である。例えば、反応容器２内を減圧排気するのに要する時間は、真空ポンプ１５，１６の数が多くなるほど短縮されるものの、第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数が余り多くなると、マグネトロンスパッタ装置１の大型化や消費電力の増大を招くため、このような観点から第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数を決定することが望ましい。
【００３７】
また、上記第２の真空ポンプ１６に使用されるクライオポンプは、外部に排出する構造のターボ分子ポンプとは異なり、内部に溜め込む構造のため、一定期間ごとにメンテナンスする必要がある。また、反応容器２内に導入されるガスが反応性の高いガスである場合には、上述したターボ分子ポンプからなる第１の真空ポンプ１５を用いて、反応容器２の外部へと排気することが望ましい。これにより、反応後のガスが反応空間７の下方に流れて、上記搬送機構５を構成するベアリング２８，３０等の金属部品が腐食してしまうことを防ぎつつ、反応容器２内をクリーンな状態に保つことが可能である。なお、上記第２の真空ポンプ１６には、クライオポンプの代わりに、ターボ分子ポンプを用いることも可能である。
【００３８】
キャリア４は、図１及び図４に示すように、板状を為す支持台１８の上部に２つのホルダ３が支持台１８と平行に取り付けられた構造を有している。ホルダ３は、被処理基板Ｗの厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板材３ａに、被処理基板Ｗの外径よりも僅かに大径となされた円形状の孔部３ｂが形成されて、この孔部３ｂの内側に被処理基板Ｗを保持する構成となっている。
【００３９】
具体的に、ホルダ３の孔部３ｂの周囲には、被処理基板Ｗを支持する複数の支持アーム１９が弾性変形可能に取り付けられている。これら複数の支持アーム１９は、孔部３ｂの内側に配置された被処理基板Ｗの外周部を、その外周上の最下位に位置する下部側支点と、この下部側支点を通る重力方向に沿った中心線に対して対称となる外周上の上部側に位置する一対の上部側支点との３点で支持するように、板材３ａの孔部３ｂの周囲に所定の間隔で３つ並んで設けられている。
【００４０】
各支持部材１９は、Ｌ字状に折り曲げられた板バネからなり、その基端側がホルダ３に固定支持されると共に、その先端側が孔部３ｂの内側に向かって突出された状態で、それぞれホルダ３の孔部３ｂの周囲に形成されたスリット３ｃ内に配置されている。また、各支持部材１９の先端部には、図示を省略するものの、それぞれ被処理基板Ｗの外周部が係合される溝部が設けられている。
【００４１】
そして、ホルダ３は、これら３つの支持アーム１９に被処理基板Ｗの外周部を当接させながら、各支持アーム１９の内側に嵌め込まれた被処理基板Ｗを着脱自在に保持することが可能となっている。なお、ホルダ３に対する被処理基板Ｗの着脱は、下部側支点の支持アーム１９を下方に押し下げることにより行うことができる。
【００４２】
搬送機構５は、図１、図４及び図５に示すように、キャリア４を非接触状態で駆動する駆動機構２０と、搬送されるキャリア４をガイドするガイド機構２１とを有している。
駆動機構２０は、キャリア４の下部にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置された複数の磁石２２と、その下方にキャリア４の搬送方向に沿って配置された回転磁石２３とを備え、この回転磁石２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが二重螺旋状に交互に並んで形成されている。
【００４３】
駆動機構２０には、回転磁石２２の周囲を囲む真空隔壁２４が設けられており、この真空隔壁２４によって反応容器２の内部空間７とは隔離された空間（大気側）に回転磁石２２を配置している。また、真空隔壁２４は、複数の磁石２２と回転磁石２３とが磁気的に結合されるように透磁率の高い材料で形成されている。
【００４４】
回転磁石２２は、回転モータ２５により回転駆動される回転軸２６と互いに噛合されるギア機構２７を介して連結されている。これにより、回転モータ２５からの駆動力を回転軸２６及びギア機構２７を介して回転磁石２３に伝達しながら、この回転磁石２３を軸回りに回転することが可能となっている。
【００４５】
そして、この駆動機構２０は、複数の磁石２２と回転磁石２３とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石２３を軸回りに回転させることにより、キャリア４を回転磁石２３の軸方向に沿って直線駆動する。
【００４６】
ガイド機構２１は、水平軸回りに回転自在に支持された複数の主ベアリング２８を有し、これら複数の主ベアリング２８は、キャリア４の搬送方向に直線上に並んで設けられている。一方、キャリア４は、支持台１８の下部側に複数の主ベアリング２８が係合される溝部が形成されたガイドレール２９を有している。
【００４７】
また、ガイド機構２１は、垂直軸回りに回転自在に支持された一対の副ベアリング３０を有し、これら一対の副ベアリング３０は、その間にキャリア４を挟み込むように対向して配置されている。さらに、これら一対の副ベアリング３０は、複数の主ベアリング２８と同様に、キャリア４の搬送方向に直線上に複数並んで設けられている。
【００４８】
そして、このガイド機構２１は、ガイドレール２９の溝部に複数の主ベアリング２８を係合させた状態で、これら複数の主ベアリング２８の上を移動するキャリア４を案内すると共に、一対の副ベアリング３０の間でキャリア４を挟み込むことによって、移動中にキャリア４が傾くことを防止している。
【００４９】
なお、主ベアリング２８及び副ベアリング３０は、機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保するため、転がり軸受によって構成されている。そして、この転がり軸受は、図示を省略するものの、反応容器２内に設けられたフレームに固定された支軸に回転自在に取り付けられている。
【００５０】
以上のような構造を有するマグネトロンスパッタ装置１では、磁気回路１１がターゲットＴの表面に磁場を発生させながら、バッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、ターゲットＴの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマ中のイオンをターゲットＴの表面に衝突させることにより、ターゲットＴから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板Ｗ上に堆積して薄膜を形成することが可能である。
【００５１】
なお、このマグネトロンスパッタ装置１では、上記ターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８を配置する代わりに、カソード電極を配置した場合、被処理基板Ｗにバイアス電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、被処理基板Ｗの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマに被処理基板Ｗの表面を曝すことにより、曝露領域の改質を行うことも可能である。
【００５２】
ところで、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、上記磁気回路１１によって発生する磁場の、ターゲットＴの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、ターゲットＴの表面と平行な面内において、特定の曲線を描くことで、ターゲットＴの表面に生じるエロージョンを高度に均一化し、ターゲットＴの寿命を著しく高めることが可能となっている。
【００５３】
（磁気回路）
具体的に、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１の特徴部分である磁気回路１１の構成について説明する。
この磁気回路１１は、図６及び図７に示すように、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネット（外側磁石）４０と、第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置されて、この第１のマグネット４０とは磁化方向が反平行となる筒状の第２のマグネット（内側磁石）４１とを有している。これら第１及び第２のマグネット４０，４１の互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる角部４０ａ，４１ｂが、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。そして、これら第１及び第２のマグネット４０，４１の角部４０ａ，４０ｂの間は、外側に向かって湾曲した側面を形成している。
【００５４】
また、第１のマグネット４０の角部４０ａの間には、その内側面から突出された突出部４２が、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。これら突出部４２は、少なくともバッキングプレート８と対向する一端側から軸線方向に亘って設けられている。また、これら突出部４２は、第１のマグネット４０の内側面からその中心に向かって一定の幅及び高さで突出形成されている。
【００５５】
これに対応して、第２のマグネット４１の突出部４２と対向する位置には、それぞれ突出部４２を内側に臨ませるスリット４３が、周方向に等間隔に３つ並んで設けられている。これらスリット４３は、突出部４２よりも大きい幅を有して、突出部４２と平行に、少なくともバッキングプレート８と対向する一端側から軸線方向に亘って切り欠き形成されている。
【００５６】
なお、本実施形態では、各突出部４２が第１のマグネット４０の一端と他端との間に亘って直線状に突出形成されている。また、各突出部４２の先端は、第１のマグネット４０の中心よりも手前に位置している。これに対応して、各スリット４３は、第２のマグネット４１の一部を分断するように、この第２のマグネット４１の一端と他端との間に亘って直線状に切り欠き形成されている。これにより、第１のマグネット４０の内側面から突出された各突出部４２は、各スリット４３の間から第２のマグネット４１の内側に臨んで配置されると共に、その先端は第２のマグネット４１の中心よりも手前に位置している。
【００５７】
磁気回路１１は、第１及び第２のマグネット４０，４１と共に磁路を形成するヨーク４４を有している。このヨーク４４は、板状の軟磁性体からなり、第１及び第２のマグネット４０，４１の他端側の開口部を閉塞するように、これら第１及び第２のマグネット４０，４１のバッキングプレート８と対向する面（表面）とは反対側の面（裏面）に突き合わされた状態で取り付けられている。また、ヨーク４４は、磁気回路１１の回転中心を中心として、第１のマグネット４０よりも外側に張り出した円形状とすることで、磁気回路１１の回転をより安定したものとすることができる。
【００５８】
これにより、上記磁気回路１１が構成されると共に、第１及び第２のマグネット４０，４１の一端側からは、図８及び図９に示すように、これら第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で弧状の漏洩磁界（磁場）Ｍが全周に亘って発生することになる。
【００５９】
また、磁気回路１１は、第１及び第２のマグネット４０，４１の軸線とターゲットＴの軸線とが互いに平行となる状態で、上記駆動モータ１２の回転軸１２ａに取り付けられることによって、ターゲットＴの表面と平行な面内で回転自在となっている。なお、上記処理ユニット１Ａは、ターゲットＴの表面付近に水平成分の磁場Ｍを発生させるため、ターゲットＴと磁気回路１１との対向間隔を調整することが可能となっている。
【００６０】
また、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１とは、略同一の体積を有することが好ましい。これら第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との体積を等しくすることで、上述した第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する漏洩磁界以外の漏洩磁界を低減し、ターゲットＴの表面に生ずるエロージョンを均一化すると共に、エロージョンの形状を高いレベルで制御することが可能である。
【００６１】
以上のような構造を有する磁気回路１１では、第１のマグネット４０と第２のマグネット４１との間で発生する磁場Ｍの、ターゲットＴの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶ軌跡（以下、Ｂｚ＝０ラインという。）が、ターゲットＴの表面と平行な面内において、例えば図８に示すような複数の変曲点Ｃ１，Ｃ２を有する曲線Ｌ１を描くことになる。
【００６２】
本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、上記磁気回路１１によって発生する磁場ＭのＢｚ＝０ラインが、このような形状の曲線Ｌを描くことで、ターゲットＴの表面の不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。
【００６３】
（Ｂｚ＝０ライン）
ここで、本発明のＢｚ＝０ラインについて説明する。
本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、この極座標（ｒ，θ）で表される曲線が、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とする。
【００６４】
なお、極座標（ｒ，θ）において、「ｒ」は、ＸＹ座標平面上の原点（０，０）から伸びる半直線（動径という。）の距離を表し、「θ」は、Ｙ軸の正の部分を始線として、この始線と動径とのなす角（偏角という。）の反時計回りに測った角度を表す。
【００６５】
具体的に、本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で原点（０，０）を磁気回路１１の回転中心としたときに、図１０に示すような極座標（ｒ，θ）上の曲線Ｌ１として表すことができる。
【００６６】
なお、図１０に示す極座標（θ，ｒ）では、θ＝０となる方向を座標平面上の０時の方向とし、この０時の方向から反時計回りにθが０〜２π［rad］となる範囲でｒ［ｍｍ］を取るものとする。また、この極座標（ｒ，θ）で表される曲線Ｌ１について、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒに変換したグラフを図１１に示す。
【００６７】
本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ１は、図１０に示すように、θ＝０（２π），２／３π，４／３πとなるとき、それぞれｒが反時計回りに減少から増加に転じる変曲点（尖点）Ｃ１と、θ＝１／３π，π，５／３πとなるとき、ｒが反時計回りに増加から減少に転じる変曲点（尖点）Ｃ２とを有し、且つ、互いに隣接する変曲点Ｃ１，Ｃ２の間を外側に凸となる曲線（弧線）で結んだ形状を有している。また、各変曲点Ｃ１，Ｃ２は、磁気回路１１の回転中心（原点）を通らず、曲線Ｌ１は、この磁気回路１１の回転中心（原点）を通る縦軸に対して線対称な形状を有している。さらに、この曲線Ｌ１は、磁気回路１１の回転中心（原点）に対して点対称な形状を有している。
【００６８】
そして、本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ１は、図１１に示すグラフにおいては、θ＝πにおいて変曲点Ｃ２を有し、且つ、この変曲点Ｃ２を夾んで軸対称となる位置に２つの変曲点Ｃ１と１つの変曲点Ｃ２を有して、これら変曲点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ直線（折れ線）で表すことができる。
【００６９】
本発明では、Ｂｚ＝０ラインがこのような曲線Ｌ１を描くことで、ターゲットＴのエロージョンを均一なものとすることができる。また、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが磁気回路１１の回転中心を通らないため、ターゲットＴの中心におけるエロージョンが過度に進行せず、その結果、ターゲットＴの寿命を高めることができる。特に、磁気記録媒体を製造する場合は、中央に開口部のある円盤状の被処理基板Ｗを使用するため、ターゲットの中央付近のエロージョンを低減することで、ターゲットの寿命を著しく高めることが可能である。
【００７０】
なお、上記変曲点Ｃ１，Ｃ２が原点（０，０）を通る場合は、Ｂｚ＝０ラインが磁気回路１１の回転中心を常に通過することになり、ターゲットＴの中心におけるエロージョンが過度に進行するため、好ましくない。
【００７１】
以上のように、本発明を適用したマグネトロンスパッタ装置１では、ターゲットＴの表面における不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。したがって、このようなマグネトロンスパッタ装置１を用いた場合には、磁気特性の面内分布の少ない磁性膜等を成膜することが可能であり、これによって高記録密度化に対応した磁気記録媒体を得ると共に、そのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することが可能である。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７３】
具体的に、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが描く曲線Ｌ１の形状を変更することで、ターゲットＴの中心におけるエロージョン範囲を制御することができる。例えば、本発明では、図１２及び図１３に示すように、Ｂｚ＝０ラインを上記曲線Ｌ１に補正を加えた曲線Ｌ２，Ｌ３として表すことができる。
【００７４】
すなわち、図１３に示すグラフにおいて、曲線Ｌ２は各変曲点Ｃ１，Ｃ２の間で上に凸の弧線を描くため、図１２に示す曲線Ｌ２の形状は、曲線Ｌ１よりも外側で湾曲した形状となる。一方、図１３に示すグラフにおいて、曲線Ｌ３は各変曲点Ｃ１，Ｃ２の間で下に凸の弧線を描くため、図１２に示す曲線Ｌ３の形状は、曲線Ｌ１よりも内側で湾曲した形状となる。
【００７５】
このように、本発明では、Ｂｚ＝０ラインが描く曲線の形状を調整することで、スパッタリング時に被処理基板Ｗ上に堆積する膜の分布をリニアに変化させることが可能である。したがって、本発明では、装置ファクター等の影響により被処理基板Ｗの面内の膜厚分布に差が生じた場合でも、上述したＢｚ＝０ラインが描く曲線の形状を補正することで、この面内分布の均一性を改善することが可能である。
【００７６】
また、本発明のＢｚ＝０ラインが描く曲線の形状については、上記曲線Ｌ１〜Ｌ３の形状に限らず、上記本発明の条件を満たす範囲で適宜変更して実施することが可能である。例えば、本発明のＢｚ＝０ラインは、ターゲットＴの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で原点（０，０）を磁気回路１１の回転中心としたときに、図１４に示すような極座標（ｒ，θ）上の曲線Ｌ４として表すことも可能である。
【００７７】
この本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ４は、図１４に示すように、θ＝１／２π，３／２πとなるとき、それぞれｒが反時計回りに減少から増加に転じる変曲点（尖点）Ｃ１と、θ＝０（２π），πとなるとき、ｒが反時計回りに増加から減少に転じる変曲点（尖点）Ｃ２とを有し、且つ、互いに隣接する変曲点Ｃ１，Ｃ２の間を外側に凸となる曲線（弧線）で結んだ形状を有している。また、各変曲点Ｃ１，Ｃ２は、磁気回路１１の回転中心（原点）を通らず、曲線Ｌ４は、この磁気回路１１の回転中心（原点）を通る縦軸に対して線対称な形状を有している。
【００７８】
そして、本発明のＢｚ＝０ラインを表す曲線Ｌ４は、図１５に示すグラフにおいては、θ＝πにおいて変曲点Ｃ１を有し、且つ、この変曲点Ｃ１を夾んで軸対称となる位置に１つの変曲点Ｃ２と１つの変曲点Ｃ１を有して、これら変曲点Ｃ２，Ｃ１を結ぶ直線（折れ線）で表すことができる。
【００７９】
本発明では、Ｂｚ＝０ラインがこのような曲線Ｌ４を描くことで、ターゲットＴの表面における不均一なエロージョンの発生を防ぎ、ターゲットＴの利用効率を向上させると共に、被処理基板Ｗの表面にスパッタリングにより薄膜を形成する際の面内分布の均一性を高めることが可能である。
【００８０】
また、本発明では、上記図７〜図９に示す磁気回路１１の構成に必ずしも限定されるものではなく、上記本発明のＢｚ＝０ラインを描くため、磁気回路１１を構成する第１及び第２のマグネット４０，４１、並びに突出部４２及びスリット４３の形状等については、適宜変更して実施することが可能である。
【００８１】
例えば、図１６（ａ）に示す磁気回路１１Ａのように、上記筒状の第２のマグネット４１の代わりに、スリット４３Ａが設けられた柱状の第２のマグネット４１Ａを上記第１のマグネット４０の内側に同心円状に配置した構成とすることも可能である。
【００８２】
また、図１６（ｂ），（ｃ）に示す磁気回路１１Ｂ，１１Ｃのように、上記スリット４３が設けられた第２のマグネット４１の代わりに、上記スリット４３を省略した筒状又は柱状の第２のマグネット４１Ｂ，４１Ｃを上記第１のマグネット４０の内側に配置した構成とすることも可能である。
【００８３】
また、図１６（ｄ），（ｅ）に示す磁気回路１１Ｄ，１１Ｅのように、上記突出部４２が設けられた第１のマグネット４０と、上記スリット４３が設けられた第２のマグネット４１の代わりに、上記突出部４２を省略した第１のマグネット４１Ｄの内側に、外側面から突出部４２が突出された第２のマグネット４１Ｄを配置した構成や、スリット４３が設けられた第１のマグネット４１Ｅの内側に、外側面から突出部４２が突出された第２のマグネット４１Ｅを配置した構成とすることも可能である。
【００８４】
（インライン式成膜装置）
次に、図１７に示す上記マグネトロンスパッタ装置１を備えたインライン式成膜装置５０の構成について説明する。
このインライン式成膜装置５０は、図１７に示すように、基板移送用ロボット室５１と、基板移送用ロボット室５１上に設置された基板移送用ロボット５２と、基板移送用ロボット室５１に隣接する基板取付用ロボット室５３と、基板取付用ロボット室５３内に配置された基板取付用ロボット５４と、基板取付用ロボット室５３に隣接する基板交換室５５と、基板交換室５５に隣接する基板取外用ロボット室５６と、基板取外用ロボット室５６内に配置された基板取外用ロボット５７と、基板交換室５５の入側と出側との間に並んで配置された複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１と、複数のコーナー室７２〜７５と、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で順次搬送される複数の上記キャリア４とを備えて概略構成されている。
【００８５】
また、基板交換室５５の入側から出側に至る各室の間には、開閉自在なゲートバルブ７６〜９３が設けられている。各チャンバ５８〜７１は、これらゲートバルブ７６〜９３を閉状態とすることで、それぞれ独立した密閉空間を形成することが可能となっている。
【００８６】
基板移送用ロボット５２は、成膜前の非処理基板Ｗが収納されたカセット（図示せず。）から、基板取付用ロボット室５４に被処理基板Ｗを供給すると共に、基板取外用ロボット室５６から成膜後の被処理基板Ｗを回収するためのものである。また、基板移送用ロボット室５１と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６の間には、それぞれ開閉自在なゲート部９４，９５が設けられている。さらに、基板交換室５５と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６との間にも、それぞれ開閉自在なゲート部９６，９７が設けられている。
【００８７】
基板取付用ロボット５４は、基板交換室５５内にあるキャリア４に成膜前の被処理基板Ｗを取り付ける一方、基板取外用ロボット５７は、基板交換室５５内にあるキャリア４から成膜後の被処理基板Ｗを取り外す。
【００８８】
複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１は、基本的に上記マグネトロンスパッタ装置１の反応容器２と同様の構成を有しており、各処理チャンバ５８〜７０の両側面には、上記キャリア４に保持された被処理基板Ｗに対する処理内容に応じた処理ユニット１Ａが配置されている。また、各チャンバ５８〜７１には、図示を省略するものの、上述した真空ポンプが接続されており、これら真空ポンプの動作によって各チャンバ５８〜７１を個別に減圧排気することが可能となっている。また、各コーナー室７２〜７５には、キャリア４の移動方向を変更するための回転機構（図示せず。）が設けられている。
【００８９】
そして、このインライン式成膜装置５０では、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で複数のキャリア４を順次搬送させながら、各キャリア４に保持された被処理基板Ｗ（図１７において図示せず。）に対して成膜処理等を行うことが可能となっている。
【００９０】
なお、本実施形態では、上記キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗを同時に処理することが可能であるが、一方のホルダ３に保持された被処理基板Ｗのみに処理を行う構成である場合には、例えば図１８中の実線で示すように、キャリア４の一方のホルダ３Ａに保持された被処理基板Ｗ１に対して処理を行った後、図１８中の破線で示すように、反応容器２内でキャリア４の位置をずらし、キャリア４の他方のホルダ３Ｂ（図１７中に破線で示す。）に保持された被処理基板Ｗ２に対して処理を行う。これにより、キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗ１，Ｗ２に対して交互に処理を行うことが可能である。
【００９１】
（磁気記録媒体の製造方法）
次に、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、上記インライン式成膜装置５０を用いて、キャリア４に保持された被処理基板Ｗとなる非磁性基板を複数の処理チャンバ５８〜７０の間で順次搬送させながら、この非磁性基板の両面に、軟磁性層、中間層、記録磁性層により構成される磁性層と、保護層とを順次積層する。さらに、上記インライン式成膜装置５０を用いた後は、図示を省略する塗布装置を用いて、成膜後の被処理基板Ｗの最表面に潤滑膜を成膜することによって、磁気記録媒体を製造する。
【００９２】
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、上記インライン式成膜装置５０を用いることによって、磁気記録媒体の生産能力を高めると共に、高品質の磁気記録媒体を製造することが可能である。
【００９３】
（磁気記録媒体）
具体的に、上記インライン式成膜装置５０を用いて製造される磁気記録媒体は、例えば図１９に示すように、上記被処理基板Ｗとなる非磁性基板１００の両面に、軟磁性層１０１、中間層１０２、記録磁性層１０３及び保護層１０４が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜１０５が形成された構造を有している。また、軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３によって磁性層１０６が構成されている。
【００９４】
非磁性基板１００としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金などのＡｌを主成分としたＡｌ合金基板、ソーダガラスやアルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラスなどのガラス基板、シリコン基板、チタン基板、セラミックス基板、樹脂基板等の各種基板を挙げることができるが、その中でも、Ａｌ合金基板や、ガラス基板、シリコン基板を用いることが好ましい。また、非磁性基板１００の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｎｍ以下である。
【００９５】
磁性層１０６としては、面内磁気記録媒体用の水平磁性層と、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層とに大別することができるが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層を用いることが好ましい。また、磁性層１０６には、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金を用いることが好ましい。具体的に、垂直磁性層の場合には、例えば、軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、Ｃｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層１０１と、Ｒｕ等からなる中間層１０２と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層１０３とを積層したものなどを用いることができる。また、軟磁性層８１と中間層８２との間に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を介在させてもよい。一方、水平磁性層の場合には、例えば、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものなどを用いることができる。
【００９６】
また、磁性層１０６は、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分な磁気ヘッドの出入力特性が得られるような厚みで形成する必要がある。一方、磁性層１０６は、再生時に一定以上の出力を得るため、ある程度の厚みが必要となるものの、記録再生特性を表す諸パラメータは出力の上昇と共に劣化するのが通例であるため、これらを考慮して最適な厚みを設定する必要がある。具体的に、磁性層１０６の全体の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。
【００９７】
保護層１０４には、磁気記録媒体において通常使用される材料を用いればよく、そのような材料として、例えば、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨＸＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質材料や、ＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなどを挙げることができる。また、保護層１０４は、２層以上積層したものであってもよい。保護層１０４の厚みは、１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと磁性層１０６との距離が大きくなり、十分な入出力特性が得られなくなるため、１０ｎｍ未満とすることが好ましい。
【００９８】
潤滑膜１０５は、例えば、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等からなる潤滑剤を保護層１０４上に塗布することにより形成することができる。また、潤滑膜１０５の膜厚は、通常は１〜４ｎｍ程度である。
【００９９】
また、磁気記録媒体に対しては、上記インライン式成膜装置５０を用いて、記録磁性層１０３に反応性プラズマ処理やイオン照射処理を施し、記録磁性層１０３の磁気特性の改質を行うことができる。例えば図２０に示す磁気記録媒体は、記録磁性層１０３に形成された磁気記録パターン１０３ａが非磁性領域１０３ｂによって分離されてなる、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体である。
【０１００】
このディスクリート型の磁気記録媒体については、例えば、磁気記録パターン１０３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置されたパターンドメディアや、磁気記録パターン１０３ａがトラック状に配置されたメディア、磁気記録パターン１０３ａがサーボ信号パターン等を含んだメディアなどを挙げることができる。
【０１０１】
また、ディスクリート型の磁気記録媒体は、その記録密度を高めるために、記録磁性層１０３のうち、磁気記録パターン１０３ａとなる部分の幅Ｌ１を２００ｎｍ以下、非磁性化領域１０３ｂとなる部分の幅Ｌ２を１００ｎｍ以下とすることが好ましい。また、この磁気記録媒体のトラックピッチＰ（＝Ｌ１＋Ｌ２）は、３００ｎｍ以下とすることが好ましく、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましい。
【０１０２】
このようなディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層１０３の表面にマスク層を設け、このマスク層に覆われていない箇所を反応性プラズマ処理やイオン照射処理等に曝す。これにより、記録磁性層１０３の一部の磁気特性を改質し、好ましくは磁性体から非磁性体に改質した非磁性領域１０３ｂを形成することによって得ることができる。
【０１０３】
ここで、記録磁性層１０３の磁気特性の改質とは、記録磁性層１０３をパターン化するために、記録磁性層１０３の保磁力、残留磁化等を部分的に変化させることを言い、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを言う。
【０１０４】
具体的に、記録磁性層１０３の磁気特性を改質する際は、反応性プラズマや反応性イオンに曝した箇所の記録磁性層１０３の磁化量を、当初（未処理）の７５％以下、より好ましくは５０％以下、保磁力を当初の５０％以下、より好ましくは２０％以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることができる。
【０１０５】
また、磁気特性の改質は、すでに成膜された記録磁性層１０３を反応性プラズマや反応性イオン等に曝し、磁気記録トラックやサーボ信号パターンを分離する箇所（非磁性領域１０３ｂ）を非晶質化することによっても実現することができる。
【０１０６】
ここで、記録磁性層１０３を非晶質化するとは、記録磁性層１０３の結晶構造を改変することを言い、記録磁性層１０３の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の状態とすることを言う。具体的に、記録磁性層１０３を非晶質化する際は、記録磁性層１０３の原子配列を粒径２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることが好ましい。なお、このような記録磁性層１０３の原子配列状態は、Ｘ線回折や電子線回折などの分析手法によって、結晶面を表すピークが認められず、ハローのみが認められる状態として確認することが可能である。
【０１０７】
（磁気記録再生装置）
上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置としては、例えば図２１に示すようなハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）を挙げることができる。この磁気記録再生装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク２００と、磁気ディスク２００を回転駆動させる媒体駆動部２０１と、磁気ディスク２０１に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド２０２と、磁気ヘッド２０２を磁気ディスク２００の径方向に移動させるヘッド駆動部２０３と、磁気ヘッド２０２への信号入力と磁気ヘッド２０２から出力信号の再生とを行うための信号処理系２０４とを備えている。
【０１０８】
この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を磁気ディスク２００として用いた場合に、この磁気ディスク２００に磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を用いることで、記録密度の高い磁気記録再生装置を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、この磁気記録再生装置では、記録トラックを磁気的に不連続に加工することにより、従来はトラックエッジの磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができ、これによって十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることが可能となる。
【０１１０】
また、この磁気記録再生装置では、磁気ヘッド２０２の再生部をＧＭＲヘッド又はＴＭＲヘッドで構成することによって、高記録密度においても十分な信号強度を得ることが可能となる。さらに、磁気ヘッド２０２を従来より低く浮上させる、具体的には、この磁気ヘッド２０２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍの範囲とすることで、出力の向上により高いＳＮＲを得ることができ、大容量で信頼性の高い磁気記録再生装置とすることが可能となる。
【０１１１】
さらに、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせると、更なる記録密度の向上を図ることが可能となる。例えば、トラック密度１００ｋトラック／インチ以上、線記録密度１０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり１００Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも、十分なＳＮＲを得ることが可能となる。
【実施例】
【０１１２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【０１１３】
本実施例では、本発明のマグネトロンスパッタ装置を備えるインライン式成膜装置を用いて実際に磁気記録媒体を製造した。
具体的に、本実施例では、直径１１０ｍｍ、厚さ８ｍｍのターゲットを使用し、ターゲットの裏側に配置される磁気回路には、図７に示す形状のものを用いた。すなわち、この磁気回路によるＢｚ＝０ラインは、上記図８に示す形状の曲線を描くことになる。
【０１１４】
この磁気回路は、直径１１０ｍｍ、厚さ８ｍｍのステンレス板（ＳＳ３００）からなるヨークの一面に、高さ３０ｍｍ、幅５ｍｍ〜８ｍｍのＮｄＦｅＢ系の焼結磁石からなる第１及び第２のマグネットを取り付けたものであり、第１のマグネットと第２のマグネットとをほぼ同じ体積とし、ターゲット側から見たとき第１のマグネットがＮ極、第２のマグネットがＳ極となるように互いを同心円状に配置した。また、磁気回路からターゲットの表面までの距離は１７．７ｍｍとし、磁気回路の回転数は６０ｒｐｍとした。なお、被処理基板を夾んで対向する磁気回路については、互いのＢｚ＝０ラインの位相をπだけずらすようにした。
【０１１５】
磁気記録媒体を製造する際は、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、基板の外径：６５ｍｍ、基板の厚み：１．２７ｍｍ、中心孔の口径：２０ｍｍ）を、基板ホルダが取り付けられたキャリアに保持し、インライン式成膜装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）のチャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまでチャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲットを用いて層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ｝のターゲットを用いて、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜した後、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａの軟磁性層を層厚２５ｎｍで成膜して、これを軟磁性下地層とした。
【０１１６】
次に、軟磁性下地層の上に、Ｎｉ−６Ｗ｛Ｗ含有量６ａｔ％、残部Ｎｉ｝ターゲット、Ｒｕターゲットを用いて、それぞれ５ｎｍ、２０ｎｍの層厚で順に成膜し、これを配向制御層とした。Ｒｕ層は、スパッタ圧力を０．８Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜後、スパッタ圧力を１．５Ｐａとして層厚１０ｎｍで成膜した。
【０１１７】
次に、配向制御層の上に、（Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ）９１−（ＳｉＯ２）６−（ＴｉＯ２）３｛Ｃｒ含有量１５ａｔ％、Ｐｔ含有量１８ａｔ％、残部Ｃｏの合金を９１ｍｏｌ％、ＳｉＯ２からなる酸化物を６ｍｏｌ％、ＴｉＯ２からなる酸化物を３ｍｏｌ％｝の組成の磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚９ｎｍで成膜した。
【０１１８】
次に、磁性層の上に、（Ｃｏ３０Ｃｒ）８８−（ＴｉＯ２）１２からなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１１９】
次に、非磁性層の上に、（Ｃｏ１１Ｃｒ１８Ｐｔ）９２−（ＳｉＯ２）５−（ＴｉＯ２）３からなる磁性層をスパッタ圧力を２Ｐａとして層厚６ｎｍで成膜した。
【０１２０】
次に、磁性層の上に、Ｒｕからなる非磁性層を層厚０．３ｎｍで成膜した。
【０１２１】
次に、非磁性層の上に、Ｃｏ２０Ｃｒ１４Ｐｔ３Ｂ｛Ｃｒ含有量２０ａｔ％、Ｐｔ含有量１４ａｔ％、Ｂ含有量３ａｔ％、残部Ｃｏ｝からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を０．６Ｐａとして磁性層を層厚７ｎｍで成膜した。
【０１２２】
次に、ＣＶＤ法により層厚３．０ｎｍの保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を成膜し、磁気記録媒体を作製した。
【０１２３】
そして、この磁気記録媒体について、米国ＧＵＺＩＫ社製のリードライトアナライザＲＷＡ１６３２及びスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、その記録再生特性、すなわちＳ／Ｎ比、記録特性（ＯＷ）、及び熱揺らぎ特性の各評価を行った。なお、磁気ヘッドには、書き込み側にシングルポール磁極を用い、読み出し側にＴＭＲ素子を用いたヘッドを使用した。
【０１２４】
Ｓ／Ｎ比については、記録密度７５０ｋＦＣＩとして測定した。
【０１２５】
一方、記録特性（ＯＷ）については、先ず、７５０ｋＦＣＩの信号を書き込み、次いで１００ｋＦＣＩの信号を上書し、周波数フィルターにより高周波成分を取り出し、その残留割合によりデータの書き込み能力を評価した。
【０１２６】
一方、熱揺らぎ特性について、７０℃の条件下で記録密度５０ｋＦＣＩにて書き込みを行った後、書き込み後１秒後の再生出力に対する出力の減衰率を（Ｓｏ−Ｓ）×１００／（Ｓｏ）に基いて算出した。なお、この式中において、Ｓｏは書き込み後、１秒経過時の再生出力、Ｓは１００００秒後の再生出力を表す。
【０１２７】
また、本実施例で得られた磁気記録媒体の記録再生特性を、最外周のトラック、最内周のトラック、中周のトッラクについて評価した。その結果、Ｓ／Ｎが平均で１７．９ｄＢ、ＯＷが平均で３７．５ｄＢ、熱揺らぎが平均で０．３％であったが、各特性のトラック間バラツキはＳ／Ｎで３％以内、ＯＷで２％以内、熱揺らぎで０．０５％以内であり、面内分布はほとんど認められなかった。また、ターゲット表面に生ずるエロージョンの分布は、２万枚の磁気記録媒体の製造において、全てのターゲットの断面におけるエロージョンの幅が±２ｍｍ以内であった。また、同様の試験を繰り返した際のエロージョンの発生の再現性は±０．５ｍｍ以内であった。
【符号の説明】
【０１２８】
１…マグネトロンスパッタ装置 １Ａ…処理ユニット ２…反応容器 ２Ａ…ゲートバルブ ３…ホルダ３ ４…キャリア ５…搬送機構 ６ａ…正面側隔壁 ６ｂ…背面側隔壁 ６ｃ…底壁 ６ｄ…孔部 ７…内部空間 ８…バッキングプレート（カソード電極） ９…ガス導入管（ガス導入手段）１０…ガス供給源 １１…磁気回路（磁界発生手段） １２…駆動モータ １３…開口部 １４…ハウジング １５…第１の真空ポンプ（減圧排気手段） １６…第２の真空ポンプ（別の減圧排気手段） １７…ポンプ室 １８…支持台 １９…支持アーム ２０…駆動機構 ２１…ガイド機構 ２２…磁石 ２３…回転磁石 ２４…真空隔壁 ２５…回転モータ ２６…回転軸 ２７…ギア機構 ２８…主ベアリング ２９…ガイドレール ３０…副ベアリング Ｗ…被処理基板 Ｔ…ターゲット Ｒ…反応空間 Ｇ…ガス Ｈ…吸引口
４０…第１のマグネット ４１…第２のマグネット ４２…突出部 ４３…スリット ４４…ヨーク Ｍ…磁場 Ｌ１〜Ｌ４…Ｂｚ＝０ラインを表す曲線
５０…インライン式成膜装置 ５１…基板移送用ロボット室 ５２…基板移送用ロボット ５３…基板取付用ロボット室 ５４…基板取付用ロボット ５５…基板交換室 ５６…基板取外用ロボット室 ５７…基板取外用ロボット ５８〜７０…処理チャンバ ７１…予備チャンバ ７２〜７５…コーナー室 ７６〜９３…ゲートバルブ ９４〜９７…ゲート部
１００…非磁性基板 １０１…軟磁性層 １０２…中間層 １０３…記録磁性層 １０３ａ…磁気記録パターン １０３ｂ…非磁性化領域 １０４…保護層 １０５…潤滑膜 １０６…磁性層 １０７…マスク層 １０８…レジスト層 １０９…スタンプ
２００…磁気ディスク ２０１…媒体駆動部 ２０２…磁気ヘッド ２０３…ヘッド駆動部 ２０４…信号処理系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持するバッキングプレートと、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路とを有し、
前記磁気回路は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネットと、前記第１のマグネットの内側に同心円状に配置されて、前記第１のマグネットとは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネットとを有し、且つ、前記第１及び第２のマグネットの軸線と前記ターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、これら第１及び第２のマグネットが前記ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間で発生する磁場の、前記ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、前記ターゲットの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、
前記極座標（ｒ，θ）で表される曲線は、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項２】
前記第１のマグネットには、その内側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項３】
前記第２のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項４】
前記第２のマグネットには、その外側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項５】
前記第１のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のマグネットの互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる少なくとも１つ以上の角部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項７】
前記磁気回路は、前記第１及び第２のマグネットと共に磁路を形成するヨークを有し、このヨークは、前記第１及び第２のマグネットの前記バッキングプレートと対向する面とは反対側の面に突き合わされた状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項８】
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが略同一の体積を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項９】
複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、請求項１〜８の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記被処理基板を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、前記被処理基板に対向してターゲットを保持するバッキングプレートと、前記バッキングプレートの前記ターゲットとは反対側に位置して前記ターゲットの表面上に磁場を発生させる磁気回路とを有し、
前記磁気回路は、磁化方向が軸線と平行となる筒状の第１のマグネットと、前記第１のマグネットの内側に同心円状に配置されて、前記第１のマグネットとは磁化方向が反平行となる筒状又は柱状の第２のマグネットとを有し、且つ、前記第１及び第２のマグネットの軸線と前記ターゲットの軸線とが互いに平行となる状態で、これら第１及び第２のマグネットが前記ターゲットの表面と平行な面内で回転自在とされると共に、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間で発生する磁場の、前記ターゲットの表面における磁束密度の垂直成分Ｂｚが０［Ｔ］となる点を結ぶＢｚ＝０ラインが、前記ターゲットの表面と平行な面内において、極座標（ｒ，θ）で表される曲線の相似形を描くと共に、
前記極座標（ｒ，θ）で表される曲線は、横軸をθ（０≦θ≦２π）、縦軸をｒとしたグラフにおいて、θ＝πにおいて変曲点を有し、且つ、この変曲点を夾んで軸対称となる位置に少なくとも１つ以上の変曲点を有して、これら変曲点を結ぶ直線又は曲線を描くことを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項２】
前記第１のマグネットには、その内側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項３】
前記第２のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項４】
前記第２のマグネットには、その外側面から突出された少なくとも１つ以上の突出部が、少なくとも前記バッキングプレートと対向する一端側から軸線方向に亘って設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項５】
前記第１のマグネットの前記突出部と対向する位置には、当該突出部を内側に臨ませる少なくとも１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のマグネットの互いに対向する位置には、外側に向かって凸となる少なくとも１つ以上の角部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項７】
前記磁気回路は、前記第１及び第２のマグネットと共に磁路を形成するヨークを有し、このヨークは、前記第１及び第２のマグネットの前記バッキングプレートと対向する面とは反対側の面に突き合わされた状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項８】
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが略同一の体積を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項９】
複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、請求項１〜８の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のインライン式成膜装置を用いて、非磁性基板の上に少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法により製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２５７５１６（Ｐ２０１０−２５７５１６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０５１３０（Ｐ２００９−１０５１３０）
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【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１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]