磁気記録ディスクの製造方法、および磁気記録ディスク製造装置
【課題】 スループットを低下させることなく、所定の温度まで基板温度を低下させた状態で成膜可能な磁気記録ディスクの製造方法およびその製造装置を提供すること。
【解決手段】 垂直磁気記録方式の磁気記録ディスクの記録層１６をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー２３０内の成膜部１００に磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０を配置しておき、陰極シールド体１６０の内側に冷却ガスを供給して磁気記録ディスク用基板１０を冷却する強制冷却工程と、１００℃以下まで冷却された磁気記録ディスク用基板１０にスパッタ成膜を行うスパッタ成膜工程とを行う。強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板１０に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とする整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向配置させておく。
【解決手段】 垂直磁気記録方式の磁気記録ディスクの記録層１６をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー２３０内の成膜部１００に磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０を配置しておき、陰極シールド体１６０の内側に冷却ガスを供給して磁気記録ディスク用基板１０を冷却する強制冷却工程と、１００℃以下まで冷却された磁気記録ディスク用基板１０にスパッタ成膜を行うスパッタ成膜工程とを行う。強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板１０に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とする整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向配置させておく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ディスクの高密度記録化を実現する技術として、従来の面内磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。垂直磁気記録ディスクでは、上層側から下層側に向けて、少なくとも、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層と、硬質磁性材料からなる記録層と、この記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる軟磁性材料からなる裏打ち層、および非磁性下地層が形成されている。現在、実用程度の軟磁性層では、磁壁がブロッホ（Ｂｌｏｃｈ）型となっていることから、磁壁内でスピンは膜厚方向に回転しているため、磁壁上下端に、垂直方向の磁壁が現れることとなり、ノイズ発信源となっている。そのノイズ発信源の磁壁形成を防止するために、反強磁性膜を用いて軟磁性裏打ち層との交換結合により障壁の制御を行う従来の方法は、交換結合が十分得られた場合には、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止することができ、非常に効果的である。しかしながら、ブロッキング温度が高く、大きな交換結合磁界が得られるＰｔＭｎやＮｉＭｎなどの規則合金系反強磁性材料では、十分な交換結合磁界を得るためには、成膜後、数分〜数時間の加熱処理を必要とするため、磁性層の形成後、ランプヒータと冷却ガスであるＨｅ、フロン、Ｎ2とを用いて、フラッシュアニール法による加熱、および磁場中での冷却を行う必要がある。
【０００３】
また、近年、垂直磁気記録ディスクの記録層をＣｏ合金ＳｉＯ2グラニュラー膜により構成するのが主体になってきており、この場合、記録層を成膜する前も温度調整が必要である。このような記録層形成の温度としては１００℃以下であることが求められている。すなわち、１００℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分であるＳｉＯ2が偏析し始めるからである。
【特許文献１】特開２００２−３６７１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、基板に対する冷却方法として、自然冷却、あるいは真空チャンバーの外壁からガス配管を通して冷却ガスを供給する冷却システムが採用されているため、冷却効率が低く、短時間のうちに、目標とされている１００℃以下に達することができないという問題点がある。それ故、現状のスループットを維持したまま温度を目標値まで低下させることができる。かといって、冷却チャンバーを別途、設けた場合も、スループットが低下するという問題点がある。また、Ｃｏ合金ＳｉＯ2グラニュラー膜を成膜する際には、高い精度で温度制御を行い、均一に相分離させる必要があるが、かかる温度制御が不可能である。さらに、真空チャンバー外壁から冷却ガスを供給すると、パーティクルが発生してしまうという問題点もある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スループットを低下させることなく、所定の温度まで基板温度を低下させた状態で成膜を行うことのできる磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が形成された磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの１つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることが好ましい。このような製造方法を実施するには、磁気記録ディスク製造装置において、前記陰極シールド体の内側で前記空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることが好ましい。
【００１０】
このように構成すると、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００１１】
本発明の別の形態では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を積層していく磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの１つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００１４】
本発明では、前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することが好ましい。この場合、前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を１００℃以下まで冷却することが好ましい。垂直磁気記録ディスクの記録層をグラニュラー膜として成膜する際、例えば１００℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分が偏析してしまうが、本発明によれば、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることなく、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を冷却することができる。
【００１５】
本発明において、前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことが好ましい。本発明によれば、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、成膜を複数回に分けてもスループットが大幅に低下することがない。また、冷却と成膜を複数回に分けてグラニュラー薄膜を形成すると、グレインサイズを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から空間内に冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【００１７】
また、本発明において、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを整流部材によって磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とすると、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの真空チャンバー内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態を説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識容易とするために各層や各部材ごとに縮尺や倍率を相違させてある。
【００１９】
（磁気記録ディスクおよびその製造方法の概略）
図１(ａ)および(ｂ)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。これらの図に示すように、本形態の磁気記録ディスク１は、中心穴１１１を備えた円形の非磁性基板１１の表面に、シード層１２、反強磁性層１３、軟磁性層１４、非磁性層１５、記録層１６、保護層１７および潤滑層１８がこの順に積層された構造を有している。
【００２０】
非磁性基板１１は、アモルファス、結晶化、ディスクリートなどのガラス基板であり、本形態では、アルミノシリケートガラスなどの化学強化ガラスが用いられている。ここで、非磁性基板１１の表面は、表面粗さがＲａで０．３ｎｍ以下、Ｒｍａｘで３ｎｍ以下となるように鏡面研磨が施されている。
【００２１】
このような磁気記録ディスク１の製造工程の概略を説明しながら、各薄膜の構成を以下に説明する。磁気記録ディスク１を製造するには、詳しくは後述するように、まず、非磁性基板１１の表面に対してＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＣｒＴｉ合金層などからなるシード層１２を形成する。次に、シード層１２の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯなどの反強磁性層１３を形成する。次に、反強磁性層１３の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により軟磁性層１４を形成する。ここで、軟磁性層を１層で構成する場合には、ＣｏＴｎＺｒなどから形成されるが、ＣｏＴｎＺｒなどの軟磁性層をＲｕなどの非磁性層（スペーサ層）で互いに分離された複数の層により構成し、交換結合膜として構成してもよい。次に、軟磁性層１４の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により非磁性層１５を形成する。非磁性層１５は、記録層１６の配向を調整する機能を担っている。ここで、非磁性層１５については、ＮｉＴａ、ＣｒＮｉＴａなどからなる下層側の第１の非磁性層と、Ｒｕなどからなる上層側の第２の非磁性層とによって構成してもよい。次に、非磁性層１５の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により記録層１６を形成する。
【００２２】
本形態では、ターゲットとして、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2などの複合ターゲットを用い、磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜として記録層１６を形成し、磁気記録ディスク１を垂直磁気記録型の記録媒体として構成する。
【００２３】
次に、記録層１６の上層に対してプラズマＣＶＤ法などにより保護層１７を形成する。保護層１７は、例えば、厚さが４ｎｍのアモルファスのダイヤモンドライクカーボンからなり、耐摩耗性を向上させて記録層１６を保護する機能を担っている。次に、保護層１７の表面に潤滑層１８を浸漬法などにより形成する。潤滑層１８は、例えば、厚さが１．２ｎｍの薄いパーフルオロポリエーテル層などから構成され、磁気ヘッドとの接触した際の衝撃を緩和するなどの機能を担っている。
【００２４】
（磁気記録ディスク製造装置の全体構成）
図２は、本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。
【００２５】
本形態においては、非磁性基板１１の表面にシード層１２、反強磁性層１３、軟磁性層１４、非磁性層１５、記録層１６および保護層１７を形成するにあたって、例えば、図２に示す磁気記録ディスク製造装置２００が用いられる。ここで、未成膜の非磁性基板１１も含む製造途中品（以下、磁気記録ディスク用基板１０という）は、基板ホルダ３００によって複数枚保持された状態で磁気記録ディスク製造装置２００内を搬送される。磁気記録ディスク製造装置２００は、基板ホルダ３００に保持された磁気記録ディスク用基板１０の搬送方向に向かって上流側から仕込室２１０と、基板加熱装置４００が設置された加熱チャンバー２２０と、複数の成膜部１００を備えたスパッタ成膜用の真空チャンバー２３０と、プラズマＣＶＤ室２４０と、取出室２５０と備えており、複数の成膜部１００には、所定のターゲット１１０が配置されている。
【００２６】
（強制冷却機構を備えた成膜部の構成）
図３は、本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。図４は、図３に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。
【００２７】
本形態の磁気記録ディスク製造装置２００に構成されている複数の成膜部１００のうち、記録層１６を形成するための成膜部１００の構成を図３を参照して詳述する。
【００２８】
図３に示すように、記録層１６を形成するための成膜室１００には、基板ホルダに保持された複数枚の磁気記録ディスク用基板１０の両面に対向するように、スパッタ成膜用のターゲット１１０が複数、ターゲットクランプ１１５に保持された状態に配置され、その背面には冷却板１２１が配置されている。本形態では、成膜室１００においてＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜を行うため、冷却板１２１の背面にはカソードマグネット１２３が配置され、カソードマグネット１２３の背面には陰極ヨーク１２５が配置されている。また、成膜部１００には、アルゴンなどのプロセスガスを成膜部１００に導入するためのプロセスガス導入口１３０が真空チャンバー２３０の壁面で開口している。ここで、真空チャンバー２３０の壁面には電解処理が施されている。また、真空チャンバー２３０には、その下部に成膜部１００を排気するためのクライオポンプ１４０（排気ポンプ）が配置されており、真空チャンバー２３０内を１０-4（Ｐａ）の真空度を実現することが可能である。
【００２９】
また、真空チャンバー２３０では、磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０が配置されている。ここで、陰極シールド体１６０は、アルミニウムブラストやアルミナ溶射、ＳｉＯ2メッキ等で表面処理されたアルミニウム製あるいはＳＵＳ製のドーナツ体であり、ターゲットクランプ１１５に保持されている。
【００３０】
また、本形態では、陰極シールド体１６０の胴部に沿うように、空間１５０内に、アルゴンガスやヘリウムガスなどの冷却ガスを供給するための冷却ガス導入管１７０（冷却ガス導入路）が配置され、この冷却導入管１７０は陰極シールド体１６０の胴部で開口し、冷却ガス導入口１７２が形成されている。なお、冷却ガス導入口１７２の正面にはカバー１７４が配置されている。
【００３１】
さらに、本形態では、磁気記録ディスク用基板１０と対向するようにプレート状の整流部材１８０が配置されているとともに、この整流部材１８０を上下させて磁気記録ディスク用基板１０と対向する対向位置と磁気記録ディスク用基板１０と対向しない退避位置とに駆動する整流部材駆動装置（図示せず）が構成されている。ここで、整流部材１８０には多数の穴が形成されており、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とするコリメート型シャワープレートとしての機能を有している。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。
【００３２】
このように構成した成膜室１００において、記録層１６を形成するには、ターゲット１１０として、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2などの複合ターゲットが用いられる。また、記録層１６を形成する際、基本的には、図４に示すプロセスシーケンスに沿って処理が行われる。図４において、まず、時間Ｔ１では冷却ガス、プロセスガス、放電電力の供給は停止している。また、整流部材１８０は、磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置への移動を開始する。
【００３３】
次に、時間Ｔ２では、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置で停止し、冷却ガスの供給が開始される。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。
【００３４】
次に、時間Ｔ３では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置から退避位置へ移動する。また、プロセスガスの導入と、放電電力の供給が開始される。
【００３５】
次に、時間Ｔ４では、プロセスガスで真空チャンバー２３０内で封止されると、放電が開始され、記録層１６のスパッタ成膜が開始される。このようにしてスパッタ成膜工程が行われる。
【００３６】
次に、時間Ｔ５では、プロセスガスの供給と放電が停止される。同時に冷却ガスの供給が開始されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置に出現する。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。
【００３７】
そして、時間Ｔ６では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置から退避位置へ移動する。
【００３８】
（成膜方法の一例）
図５は、図３に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。図４に示すプロセスシーケンスを利用して、本形態では、図５に示す条件で記録層１６を形成する。なお、図５には、本発明を適用した成膜方法の温度変化を点線Ｌ１で示すとともに、従来構成の成膜部で成膜を行った際の温度変化を実線Ｌ２で示してある。
【００３９】
図５において、時間Ｔ１０〜Ｔ１１において、磁気記録ディスク用基板１０の温度を３００℃の条件で非磁性層１５の形成を行う。そして、時間Ｔ１１〜Ｔ１２において、磁気記録ディスク用基板１０の温度を３００℃の条件で非磁性層１５の形成を行う。
【００４０】
そして、時間Ｔ１１において、記録層１６を形成するための成膜部１００に磁気記録ディスク用基板１０が搬送されてくると、時間Ｔ１１〜Ｔ１２では、図４を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板１０に対する第１回目の強制冷却工程を行う。すなわち、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。その結果、磁気記録ディスク用基板１０は、１００℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。
【００４１】
次に、時間Ｔ１２〜Ｔ１３において、磁気記録ディスク用基板１０を１００℃以下の温度に設定した状態で第１回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板１０の温度が１５０℃をやや下回る温度にまで上昇する。
【００４２】
そこで、時間Ｔ１３〜Ｔ１４において、図４を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板１０に対する第２回目の強制冷却工程を行う。その際も、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。それ故、磁気記録ディスク用基板１０は、１００℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。
【００４３】
次に、時間Ｔ１４〜Ｔ１５において、磁気記録ディスク用基板１０を１００℃以下の温度に設定した状態で第２回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板１０の温度が１５０℃をやや下回る温度にまで上昇する。
【００４４】
なお、図５に実線Ｌ２で示すように、従来構成の成膜部には強制冷却のための機構が構成されていないので、図５に示す時間で各処理を行った場合、時間Ｔ１２で成膜を開始する際、磁気記録ディスク用基板１０の温度が約１５０℃までしか低下せず、グラニュラー成分であるＳｉＯ2が偏析してしまうなど、膜質の良好な記録層１６を形成することができない。
【００４５】
（本形態の効果）
以上説明したように、本形態では、記録層１６をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー２３０内に磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０を配置しておき、陰極シールド体１６０の内側に冷却ガスを供給して磁気記録ディスク用基板１０を冷却する強制冷却工程と、この強制冷却工程で冷却された磁気記録ディスク用基板１０にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行う。このため、真空チャンバー２３０全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入管１７０から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板１０に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体１６０は磁気記録ディスク基板１０に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【００４６】
また、本形態では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板１０に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とする整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向配置させ、スパッタ成膜工程を行う際、整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向する位置から退避させる。このため、強制冷却工程を行う際、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板１０に効率よく到達するので、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに所定温度にまで冷却することができる。また、スパッタ成膜工程では、整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材１８０が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部１００内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００４７】
特に本形態では、記録層１６を形成する際、強制冷却工程によって磁気記録ディスク用基板１０の温度を１００℃以下まで冷却してからスパッタ成膜工程を開始する。このため、記録層１６を垂直磁気記録ディスク用のグラニュラー膜として成膜する際でも、グラニュラー成分が偏析することがなく、かつ、このような温度条件を実現する場合でも、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることがない。
【００４８】
しかも、本形態では、記録層１６を形成する際、強制冷却工程と成膜工程を交互に複数回行っているので、グラニュラー薄膜のグレインサイズを小さくすることができる。しかも、このように成膜工程を分割しても、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに冷却することができるので、スループットが大幅に低下することがない。
【００４９】
さらに、陰極シールド体１６０で磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板１０の基板面に対して、強制的に指向性を持たせることになる。このため、記録層１６を形成する際、指向性の高い成膜が可能であるため、膜質の良好な記録層１６を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】(ａ)および(ｂ)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。
【図２】本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。
【図４】図３に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】図３に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 磁気記録ディスク
１０ 磁気記録ディスク用基板
１１ 非磁性基板
１２ シード層
１３ 反強磁性層
１４ 軟磁性層
１５ 非磁性層
１６ 記録層
１７ 保護層
１８ 潤滑層
１００ 成膜室
１１０ ターゲット
１１５ ターゲットクランプ
１３０ プロセスガス導入口
１４０ クライオポンプ
１５０ 磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間
１６０ 陰極シールド体
１７０ 冷却ガス導入管（冷却ガス導入路）
１７２ 冷却ガス導入口
１８０ 整流部材
２００ 磁気記録ディスク製造装置
２３０ 真空チャンバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ディスクの高密度記録化を実現する技術として、従来の面内磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。垂直磁気記録ディスクでは、上層側から下層側に向けて、少なくとも、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層と、硬質磁性材料からなる記録層と、この記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる軟磁性材料からなる裏打ち層、および非磁性下地層が形成されている。現在、実用程度の軟磁性層では、磁壁がブロッホ（Ｂｌｏｃｈ）型となっていることから、磁壁内でスピンは膜厚方向に回転しているため、磁壁上下端に、垂直方向の磁壁が現れることとなり、ノイズ発信源となっている。そのノイズ発信源の磁壁形成を防止するために、反強磁性膜を用いて軟磁性裏打ち層との交換結合により障壁の制御を行う従来の方法は、交換結合が十分得られた場合には、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止することができ、非常に効果的である。しかしながら、ブロッキング温度が高く、大きな交換結合磁界が得られるＰｔＭｎやＮｉＭｎなどの規則合金系反強磁性材料では、十分な交換結合磁界を得るためには、成膜後、数分〜数時間の加熱処理を必要とするため、磁性層の形成後、ランプヒータと冷却ガスであるＨｅ、フロン、Ｎ2とを用いて、フラッシュアニール法による加熱、および磁場中での冷却を行う必要がある。
【０００３】
また、近年、垂直磁気記録ディスクの記録層をＣｏ合金ＳｉＯ2グラニュラー膜により構成するのが主体になってきており、この場合、記録層を成膜する前も温度調整が必要である。このような記録層形成の温度としては１００℃以下であることが求められている。すなわち、１００℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分であるＳｉＯ2が偏析し始めるからである。
【特許文献１】特開２００２−３６７１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、基板に対する冷却方法として、自然冷却、あるいは真空チャンバーの外壁からガス配管を通して冷却ガスを供給する冷却システムが採用されているため、冷却効率が低く、短時間のうちに、目標とされている１００℃以下に達することができないという問題点がある。それ故、現状のスループットを維持したまま温度を目標値まで低下させることができる。かといって、冷却チャンバーを別途、設けた場合も、スループットが低下するという問題点がある。また、Ｃｏ合金ＳｉＯ2グラニュラー膜を成膜する際には、高い精度で温度制御を行い、均一に相分離させる必要があるが、かかる温度制御が不可能である。さらに、真空チャンバー外壁から冷却ガスを供給すると、パーティクルが発生してしまうという問題点もある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スループットを低下させることなく、所定の温度まで基板温度を低下させた状態で成膜を行うことのできる磁気記録ディスクの製造方法および磁気記録ディスク製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が形成された磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの１つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることが好ましい。このような製造方法を実施するには、磁気記録ディスク製造装置において、前記陰極シールド体の内側で前記空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることが好ましい。
【００１０】
このように構成すると、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００１１】
本発明の別の形態では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を積層していく磁気記録ディスクの製造方法において、前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して積層していく複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、前記複数の成膜部のうちの１つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とするため、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００１４】
本発明では、前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することが好ましい。この場合、前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を１００℃以下まで冷却することが好ましい。垂直磁気記録ディスクの記録層をグラニュラー膜として成膜する際、例えば１００℃以下で成膜を開始しないと、グラニュラー成分が偏析してしまうが、本発明によれば、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることなく、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を冷却することができる。
【００１５】
本発明において、前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことが好ましい。本発明によれば、グラニュラー薄膜を形成するのに適した温度まで磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに冷却することができるので、成膜を複数回に分けてもスループットが大幅に低下することがない。また、冷却と成膜を複数回に分けてグラニュラー薄膜を形成すると、グレインサイズを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、真空チャンバー内に磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように陰極シールド体を配置しておき、この陰極シールド体の内側に冷却ガス導入路から空間内に冷却ガスを導入する。このため、真空チャンバー全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入路から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体で磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板の基板面に対して、強制的に指向性を持たせた状態で成膜でき、膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、陰極シールド体は前記磁気記録ディスク基板に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【００１７】
また、本発明において、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを整流部材によって磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とすると、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板に効率よく到達する。従って、磁気記録ディスク用基板を短時間のうちに所定温度にまで冷却する。また、スパッタ成膜工程では、整流部材を磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材が邪魔にならない。それ故、１つの真空チャンバー内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態を説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識容易とするために各層や各部材ごとに縮尺や倍率を相違させてある。
【００１９】
（磁気記録ディスクおよびその製造方法の概略）
図１(ａ)および(ｂ)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。これらの図に示すように、本形態の磁気記録ディスク１は、中心穴１１１を備えた円形の非磁性基板１１の表面に、シード層１２、反強磁性層１３、軟磁性層１４、非磁性層１５、記録層１６、保護層１７および潤滑層１８がこの順に積層された構造を有している。
【００２０】
非磁性基板１１は、アモルファス、結晶化、ディスクリートなどのガラス基板であり、本形態では、アルミノシリケートガラスなどの化学強化ガラスが用いられている。ここで、非磁性基板１１の表面は、表面粗さがＲａで０．３ｎｍ以下、Ｒｍａｘで３ｎｍ以下となるように鏡面研磨が施されている。
【００２１】
このような磁気記録ディスク１の製造工程の概略を説明しながら、各薄膜の構成を以下に説明する。磁気記録ディスク１を製造するには、詳しくは後述するように、まず、非磁性基板１１の表面に対してＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＣｒＴｉ合金層などからなるシード層１２を形成する。次に、シード層１２の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯなどの反強磁性層１３を形成する。次に、反強磁性層１３の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により軟磁性層１４を形成する。ここで、軟磁性層を１層で構成する場合には、ＣｏＴｎＺｒなどから形成されるが、ＣｏＴｎＺｒなどの軟磁性層をＲｕなどの非磁性層（スペーサ層）で互いに分離された複数の層により構成し、交換結合膜として構成してもよい。次に、軟磁性層１４の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により非磁性層１５を形成する。非磁性層１５は、記録層１６の配向を調整する機能を担っている。ここで、非磁性層１５については、ＮｉＴａ、ＣｒＮｉＴａなどからなる下層側の第１の非磁性層と、Ｒｕなどからなる上層側の第２の非磁性層とによって構成してもよい。次に、非磁性層１５の上層にＤＣマグネトロンスパッタリング法により記録層１６を形成する。
【００２２】
本形態では、ターゲットとして、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2などの複合ターゲットを用い、磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜として記録層１６を形成し、磁気記録ディスク１を垂直磁気記録型の記録媒体として構成する。
【００２３】
次に、記録層１６の上層に対してプラズマＣＶＤ法などにより保護層１７を形成する。保護層１７は、例えば、厚さが４ｎｍのアモルファスのダイヤモンドライクカーボンからなり、耐摩耗性を向上させて記録層１６を保護する機能を担っている。次に、保護層１７の表面に潤滑層１８を浸漬法などにより形成する。潤滑層１８は、例えば、厚さが１．２ｎｍの薄いパーフルオロポリエーテル層などから構成され、磁気ヘッドとの接触した際の衝撃を緩和するなどの機能を担っている。
【００２４】
（磁気記録ディスク製造装置の全体構成）
図２は、本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。
【００２５】
本形態においては、非磁性基板１１の表面にシード層１２、反強磁性層１３、軟磁性層１４、非磁性層１５、記録層１６および保護層１７を形成するにあたって、例えば、図２に示す磁気記録ディスク製造装置２００が用いられる。ここで、未成膜の非磁性基板１１も含む製造途中品（以下、磁気記録ディスク用基板１０という）は、基板ホルダ３００によって複数枚保持された状態で磁気記録ディスク製造装置２００内を搬送される。磁気記録ディスク製造装置２００は、基板ホルダ３００に保持された磁気記録ディスク用基板１０の搬送方向に向かって上流側から仕込室２１０と、基板加熱装置４００が設置された加熱チャンバー２２０と、複数の成膜部１００を備えたスパッタ成膜用の真空チャンバー２３０と、プラズマＣＶＤ室２４０と、取出室２５０と備えており、複数の成膜部１００には、所定のターゲット１１０が配置されている。
【００２６】
（強制冷却機構を備えた成膜部の構成）
図３は、本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。図４は、図３に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。
【００２７】
本形態の磁気記録ディスク製造装置２００に構成されている複数の成膜部１００のうち、記録層１６を形成するための成膜部１００の構成を図３を参照して詳述する。
【００２８】
図３に示すように、記録層１６を形成するための成膜室１００には、基板ホルダに保持された複数枚の磁気記録ディスク用基板１０の両面に対向するように、スパッタ成膜用のターゲット１１０が複数、ターゲットクランプ１１５に保持された状態に配置され、その背面には冷却板１２１が配置されている。本形態では、成膜室１００においてＤＣマグネトロンスパッタリング法により成膜を行うため、冷却板１２１の背面にはカソードマグネット１２３が配置され、カソードマグネット１２３の背面には陰極ヨーク１２５が配置されている。また、成膜部１００には、アルゴンなどのプロセスガスを成膜部１００に導入するためのプロセスガス導入口１３０が真空チャンバー２３０の壁面で開口している。ここで、真空チャンバー２３０の壁面には電解処理が施されている。また、真空チャンバー２３０には、その下部に成膜部１００を排気するためのクライオポンプ１４０（排気ポンプ）が配置されており、真空チャンバー２３０内を１０-4（Ｐａ）の真空度を実現することが可能である。
【００２９】
また、真空チャンバー２３０では、磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０が配置されている。ここで、陰極シールド体１６０は、アルミニウムブラストやアルミナ溶射、ＳｉＯ2メッキ等で表面処理されたアルミニウム製あるいはＳＵＳ製のドーナツ体であり、ターゲットクランプ１１５に保持されている。
【００３０】
また、本形態では、陰極シールド体１６０の胴部に沿うように、空間１５０内に、アルゴンガスやヘリウムガスなどの冷却ガスを供給するための冷却ガス導入管１７０（冷却ガス導入路）が配置され、この冷却導入管１７０は陰極シールド体１６０の胴部で開口し、冷却ガス導入口１７２が形成されている。なお、冷却ガス導入口１７２の正面にはカバー１７４が配置されている。
【００３１】
さらに、本形態では、磁気記録ディスク用基板１０と対向するようにプレート状の整流部材１８０が配置されているとともに、この整流部材１８０を上下させて磁気記録ディスク用基板１０と対向する対向位置と磁気記録ディスク用基板１０と対向しない退避位置とに駆動する整流部材駆動装置（図示せず）が構成されている。ここで、整流部材１８０には多数の穴が形成されており、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とするコリメート型シャワープレートとしての機能を有している。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。
【００３２】
このように構成した成膜室１００において、記録層１６を形成するには、ターゲット１１０として、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ2などの複合ターゲットが用いられる。また、記録層１６を形成する際、基本的には、図４に示すプロセスシーケンスに沿って処理が行われる。図４において、まず、時間Ｔ１では冷却ガス、プロセスガス、放電電力の供給は停止している。また、整流部材１８０は、磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置への移動を開始する。
【００３３】
次に、時間Ｔ２では、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置で停止し、冷却ガスの供給が開始される。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。
【００３４】
次に、時間Ｔ３では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置から退避位置へ移動する。また、プロセスガスの導入と、放電電力の供給が開始される。
【００３５】
次に、時間Ｔ４では、プロセスガスで真空チャンバー２３０内で封止されると、放電が開始され、記録層１６のスパッタ成膜が開始される。このようにしてスパッタ成膜工程が行われる。
【００３６】
次に、時間Ｔ５では、プロセスガスの供給と放電が停止される。同時に冷却ガスの供給が開始されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置に出現する。従って、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。このようにして強制冷却工程が行われる。
【００３７】
そして、時間Ｔ６では、冷却ガスの供給が停止されるとともに、整流部材１８０が磁気記録ディスク用基板１０と対向する位置から退避位置へ移動する。
【００３８】
（成膜方法の一例）
図５は、図３に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。図４に示すプロセスシーケンスを利用して、本形態では、図５に示す条件で記録層１６を形成する。なお、図５には、本発明を適用した成膜方法の温度変化を点線Ｌ１で示すとともに、従来構成の成膜部で成膜を行った際の温度変化を実線Ｌ２で示してある。
【００３９】
図５において、時間Ｔ１０〜Ｔ１１において、磁気記録ディスク用基板１０の温度を３００℃の条件で非磁性層１５の形成を行う。そして、時間Ｔ１１〜Ｔ１２において、磁気記録ディスク用基板１０の温度を３００℃の条件で非磁性層１５の形成を行う。
【００４０】
そして、時間Ｔ１１において、記録層１６を形成するための成膜部１００に磁気記録ディスク用基板１０が搬送されてくると、時間Ｔ１１〜Ｔ１２では、図４を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板１０に対する第１回目の強制冷却工程を行う。すなわち、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。その結果、磁気記録ディスク用基板１０は、１００℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。
【００４１】
次に、時間Ｔ１２〜Ｔ１３において、磁気記録ディスク用基板１０を１００℃以下の温度に設定した状態で第１回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板１０の温度が１５０℃をやや下回る温度にまで上昇する。
【００４２】
そこで、時間Ｔ１３〜Ｔ１４において、図４を参照して説明したプロセスシーケンスに沿って、磁気記録ディスク用基板１０に対する第２回目の強制冷却工程を行う。その際も、冷却ガス導入口１７２から陰極シールド体１６０の内側に導入された冷却ガスは、図３に矢印Ｇで示すように、陰極シールド体１６０の内側で整流部材１８０を経由して磁気記録ディスク用基板１０に垂直に当たった後、クライオポンプ１４０に流れる。それ故、磁気記録ディスク用基板１０は、１００℃以下の温度にまで短時間のうちに強制冷却される。
【００４３】
次に、時間Ｔ１４〜Ｔ１５において、磁気記録ディスク用基板１０を１００℃以下の温度に設定した状態で第２回目のスパッタ成膜工程を行う。その際、成膜速度を高めるためにパワーを上げていくため、磁気記録ディスク用基板１０の温度が１５０℃をやや下回る温度にまで上昇する。
【００４４】
なお、図５に実線Ｌ２で示すように、従来構成の成膜部には強制冷却のための機構が構成されていないので、図５に示す時間で各処理を行った場合、時間Ｔ１２で成膜を開始する際、磁気記録ディスク用基板１０の温度が約１５０℃までしか低下せず、グラニュラー成分であるＳｉＯ2が偏析してしまうなど、膜質の良好な記録層１６を形成することができない。
【００４５】
（本形態の効果）
以上説明したように、本形態では、記録層１６をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー２３０内に磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０の周りを囲むように筒状の陰極シールド体１６０を配置しておき、陰極シールド体１６０の内側に冷却ガスを供給して磁気記録ディスク用基板１０を冷却する強制冷却工程と、この強制冷却工程で冷却された磁気記録ディスク用基板１０にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行う。このため、真空チャンバー２３０全体を冷却する必要がなく、かつ、冷却ガス導入管１７０から導入された冷却ガスは、磁気記録ディスク用基板１０に効率よく到達し、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに所定の温度にまで冷却することができる。また、陰極シールド体１６０は磁気記録ディスク基板１０に比して負の電圧が印加されているため、パーティクルの付着がない。それ故、真空チャンバーからの冷却ガスを噴射する場合と違って、パーティクルの発生を防止することができる。
【００４６】
また、本形態では、強制冷却工程を行う際、磁気記録ディスク用基板１０に向かう冷却ガスの流れを磁気記録ディスク用基板１０に垂直な方向とする整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向配置させ、スパッタ成膜工程を行う際、整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向する位置から退避させる。このため、強制冷却工程を行う際、冷却ガスは磁気記録ディスク用基板１０に効率よく到達するので、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに所定温度にまで冷却することができる。また、スパッタ成膜工程では、整流部材１８０を磁気記録ディスク用基板１０に対向する位置から退避させるため、成膜時、整流部材１８０が邪魔にならない。それ故、１つの成膜部１００内で強制冷却工程とスパッタ成膜工程とを行うことができる。よって、冷却チャンバーを増設する必要がなく、かつ、その増設に伴う水分等の不純物が磁気記録ディスク表面に付着することを防止できる。
【００４７】
特に本形態では、記録層１６を形成する際、強制冷却工程によって磁気記録ディスク用基板１０の温度を１００℃以下まで冷却してからスパッタ成膜工程を開始する。このため、記録層１６を垂直磁気記録ディスク用のグラニュラー膜として成膜する際でも、グラニュラー成分が偏析することがなく、かつ、このような温度条件を実現する場合でも、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに冷却することができるので、スループットを低下させることがない。
【００４８】
しかも、本形態では、記録層１６を形成する際、強制冷却工程と成膜工程を交互に複数回行っているので、グラニュラー薄膜のグレインサイズを小さくすることができる。しかも、このように成膜工程を分割しても、磁気記録ディスク用基板１０を短時間のうちに冷却することができるので、スループットが大幅に低下することがない。
【００４９】
さらに、陰極シールド体１６０で磁気記録ディスク用基板１０とターゲット１１０とが対向する空間１５０を囲った状態でスパッタ成膜工程を行うため、磁気記録ディスク用基板１０の基板面に対して、強制的に指向性を持たせることになる。このため、記録層１６を形成する際、指向性の高い成膜が可能であるため、膜質の良好な記録層１６を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】(ａ)および(ｂ)はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。
【図２】本発明に係るインライン型の枚葉式磁気記録ディスク製造装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明に係る磁気記録ディスク製造装置の記録層形成用の成膜部の平面構成を模式的に示す説明図である。
【図４】図３に示す成膜部で行われるプロセスシーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】図３に示す成膜部で成膜を行った際の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１ 磁気記録ディスク
１０ 磁気記録ディスク用基板
１１ 非磁性基板
１２ シード層
１３ 反強磁性層
１４ 軟磁性層
１５ 非磁性層
１６ 記録層
１７ 保護層
１８ 潤滑層
１００ 成膜室
１１０ ターゲット
１１５ ターゲットクランプ
１３０ プロセスガス導入口
１４０ クライオポンプ
１５０ 磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間
１６０ 陰極シールド体
１７０ 冷却ガス導入管（冷却ガス導入路）
１７２ 冷却ガス導入口
１８０ 整流部材
２００ 磁気記録ディスク製造装置
２３０ 真空チャンバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項３】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、
前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項５】
前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を１００℃以下まで冷却しておくことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項６】
前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことを特徴とする請求項４または５に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項７】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの１つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
【請求項８】
前記陰極シールド体の内側に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録ディスク製造装置。
【請求項９】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの１つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
【請求項１】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体を配置しておき、前記陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行うことを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置させ、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項３】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜が積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
前記複数の薄膜のうち、少なくとも１つの薄膜をスパッタ法により形成するにあたっては、前記磁気記録ディスク用基板とターゲットとが対向する空間に冷却ガスを供給して前記磁気記録ディスク用基板を冷却する強制冷却工程と、該強制冷却工程で冷却された前記磁気記録ディスク用基板にスパッタ法により成膜を行うスパッタ成膜工程とを行い、
前記強制冷却工程を行う際、前記磁気記録ディスク用基板に向かう冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向配置し、
前記スパッタ成膜工程を行う際、前記整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する位置から退避させることを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記複数の薄膜のうち、前記記録層を形成する際、前記強制冷却工程と前記スパッタ成膜工程とを行い、
前記スパッタ成膜工程では、複合ターゲットを用いて磁性粒子の間に非磁性の分離母材が導入されたグラニュラー薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項５】
前記スパッタ成膜工程を開始する際、前記冷却工程により前記磁気記録ディスク用基板を１００℃以下まで冷却しておくことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項６】
前記強制冷却工程と前記成膜工程を交互に複数回行うことを特徴とする請求項４または５に記載の磁気記録ディスクの製造方法。
【請求項７】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの１つには、真空チャンバー内に前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間の周りを囲むように筒状の陰極シールド体が配置されているとともに、当該陰極シールド体の内側に冷却ガスを供給する冷却ガス導入路が構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
【請求項８】
前記陰極シールド体の内側に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする請求項７に記載の磁気記録ディスク製造装置。
【請求項９】
磁気記録ディスク用基板の表面に少なくとも記録層を含む複数の薄膜を連続して形成する複数の成膜部を備えた磁気記録ディスク製造装置において、
前記複数の成膜部のうちの１つには、前記磁気記録ディスク用基板とスパッタ成膜用のターゲットとが対向する空間に導入された冷却ガスの流れを前記磁気記録ディスク用基板に垂直な方向とする整流部材と、該整流部材を前記磁気記録ディスク用基板に対向する対向位置と前記磁気記録ディスク用基板に対向しない退避位置との間で駆動する整流部材駆動装置とが構成されていることを特徴とする磁気記録ディスク製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９５１７９（Ｐ２００７−９５１７９Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８３９３５（Ｐ２００５−２８３９３５）
【出願日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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