磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置
【課題】比較的大きい表面凹凸が形成される磁気記録層上であっても、ＦＣＶＡ法により、ステップカバレッジ、および、耐食性・耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用薄膜を成膜できる。
【解決手段】回転駆動機構部およびチルト機構部が制御ユニット４０に制御されることにより、基板ホルダー２０および記録媒体用基板２８’の傾斜角θが、成膜中、保護層の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化する。
【解決手段】回転駆動機構部およびチルト機構部が制御ユニット４０に制御されることにより、基板ホルダー２０および記録媒体用基板２８’の傾斜角θが、成膜中、保護層の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着法を用いた磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ、および、画像記録再生装置等において、外部記録装置であるハードディスク装置の高記録密度化および小型化が、進んでいる。この装置の技術開発に伴いハードディスク装置に搭載される磁気記録媒体についても高記録密度化および小型化の要求が高まっている。
【０００３】
磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気ヘッドと磁気記録媒体の磁性層との距離（以下、磁気スペーシングともいう）を低下させる必要がある。磁気スペーシングをより小さくするためには、磁気ヘッドの浮上量をより低下させるとともに、磁気記録媒体において磁性層上に形成される最上面となる保護層の薄膜化が要求される。また、保護層の膜質は、ステップカバレッジが良好であることが要求される。
【０００４】
保護層を薄膜化させるためには、膜厚当たりの薄膜の耐久性および耐腐食性を向上させることが不可欠である。そのような保護層は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、イオンビーム蒸着法などが用いられて形成される。
【０００５】
また、磁気ヘッドにおいては、例えば、特許文献２にも示されるように、硬質非晶質炭素膜としてのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）の保護層を形成することが提案されている。そのような保護層は、例えば、特許文献１乃至３にも示されるような、フィルター付陰極真空アーク放電蒸着法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ：ＦＣＶＡ）（以下、ＦＣＶＡ法ともいう）が用いられて成膜されることも提案されている。ＦＣＶＡ法は、ダイヤモンド成分に対するグラファイト成分の比率が低く、耐食性・耐摩耗性に優れた膜質が得られることが分かってきた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６５０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２７１３号公報
【特許文献３】特表２００７−５０１３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＦＣＶＡ法は、表面の凹凸の非常に少ない試料では、膜質の良さを最大限に発揮できるものの、表面に比較的大きな凹凸パターン（ピット列）のある磁気記録媒体においては、ＣＶＤ法と比べてステップカバレッジが悪い場合がある。これにより、高記録密度に対応した次世代のハードディスク技術であるディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）、または、パターンドメディア方式を用いた比較的大きい表面凹凸の磁気記録媒体には、適用できない虞がある。
【０００８】
ＦＣＶＡ法において、薄膜の密着力を高める対策としては、特許文献２にも示されるように、薄膜が形成される基板を、その基板の法線方向をプラズマビームの入射方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾けて配設するとともに、基板を回転させることが提案されている。このような方法においては、その傾斜角度αを１０°から８０°の範囲内の一定の角度で固定して成膜する場合、傾斜角度が低角度で成膜されたとき、保護層のステップカバレッジが悪くなり、一方、傾斜角度が高角度で成膜されたとき、形成される保護層の真下に既に形成されている磁性層のダメージ、例えば、結晶粒間のカーボンの進入、あるいは、結晶の破壊等を避けることができない場合がある。即ち、いずれの条件でも、ステップカバレッジ向上、および、磁性層のダメージ低減の両立を図ることは難しい。
【０００９】
また、薄膜の密着力を高める他の対策としては、特許文献３にも示されるように、炭素プラズマ流の基板の表面に対する入射角度（傾斜角度）を炭素被膜の形成中に、１５°から４５°の範囲内の選択された複数の所定の角度ごとにそれぞれ、傾斜角度を固定して成膜することが提案されている。しかし、保護層の膜厚と対応させずに傾斜角度を段階的に変化させるのでは、ステップカバレッジ向上、および、磁性層のダメージ低減の両立は困難である。
【００１０】
以上の問題点を考慮し、本発明は、真空蒸着法を用いた磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置であって、比較的大きい表面凹凸が形成される磁気記録層上であっても、ＦＣＶＡ法により、ステップカバレッジ、および、耐食性・耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用薄膜を成膜できる磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜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】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法は、プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室に回動可能に配される基板ホルダーに、磁気記録層が形成された記録媒体用基板を配置し、記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させることを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る成膜装置は、プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室と、成膜室に回動可能に配され、磁気記録層が形成された磁気記録媒体用基板を着脱可能に把持する基板ホルダーと、基板ホルダーにより把持された磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、連続的に変更するチルト機構部と、基板ホルダーにより把持された磁気記録媒体用基板を基板ホルダーの回転軸線回りに回動させる回動機構部と、チルト機構部に、傾斜角を磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変更するように動作させるとともに、回動機構部に前記基板ホルダーを回動させる動作を行わせる制御部と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置によれば、成膜中、記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させる工程を含むので比較的大きい表面凹凸が形成される磁気記録層上であっても、ＦＣＶＡ法により、ステップカバレッジ、および、耐食性・耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用薄膜を成膜できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２は、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の構成を概略的に示す。
【００１５】
図２に示される装置は、フィルター付陰極真空アーク放電蒸着法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ：ＦＣＶＡ）を用いて、後述する磁気記録媒体に形成される保護層２８Ｌｄを成膜する成膜装置とされる。
【００１６】
磁気記録媒体２８は、図４に部分的に拡大されて示されるように、例えば、ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）方式のディスクリートトラック２８Ｐを、記録面に同心円上に有している。
【００１７】
磁気記録媒体２８は、基体２８Ｌａと、基体２８Ｌａの一方の表面に所定の膜厚でＣｒ系合金で形成される下地層２８Ｌｂと、下地層２８Ｌｂ上に積層される磁気記録層としての磁性層２８Ｌｃと、磁性層２８Ｌｃに積層される保護層２８Ｌｄとを含んで構成されている。磁気記録媒体２８は、その中央に透孔を有している。
【００１８】
基体２８Ｌａは、例えば、樹脂材料としての高耐熱ポリオレフィン樹脂（Ｔｇ（ガラス転移点）：１４０℃）で、直径φ９５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍの円盤状に成形される。
【００１９】
基体２８Ｌａを成形するにあたっては、例えば、スタンパーを固定した金型が装備される最大射出成形圧力７０ｔの射出成形装置が用いられる場合、成形条件としての樹脂温度、射出速度型締め圧力、固定側／可動側の金型温度が、それぞれ、３２０℃、１２０ｍｍ／ｓ、９０ｋｇ／ｃｍ2、１１０℃／１１０℃に設定される。
【００２０】
そのスタンパーは、円周状に幅１００ｎｍ、深さ５０ｎｍの凹凸を付けたものが使用される。
【００２１】
磁性層２８Ｌｃは、例えば、Ｃｏ系合金、Ｐｔ等で所定の厚さに形成されている。
【００２２】
保護層２８Ｌｄは、例えば、薄膜である厚さ約３ｎｍの硬質非晶質炭素膜（保護膜）としてのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）により形成されている。そして、保護層２８Ｌｄを作製した後に、ソルベイ・ソレクシス社製の潤滑剤（Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ）が１．０ｎｍの膜厚で、Ｄｉｐ法により保護層２８Ｌｄの表面に塗布されている。
【００２３】
従って、基体２８Ｌａの成形後に、上述の下地層２８Ｌｂ、磁性層２８Ｌｃおよび保護層２８Ｌｄが順次、成膜されることにより、磁気記録媒体２８が得られることとなる。
【００２４】
成膜装置１０は、図２に示されるように、プラズマ発生部、磁気フィルタ部、および、ビームスキャニング装置を含んでなるプラズマビーム形成部１２と、プラズマビーム形成部１２に連結され、プラズマビーム形成部１２からのプラズマビームＩｏを基板ホルダー２０に保持される基板上に形成された磁性層２８Ｌｃの表面に向けて導く真空チャンバー１４とを含んで構成されている。
【００２５】
プラズマ発生部においては、アーク電源において、炭素棒から成るストライカー（トリガー）電極が用いられ、アーク放電が開始されることにより、陰極のグラファイトターゲット（純度９９．９９９％）が、アーク蒸発される。このときのアーク電流は、例えば、１２０Ａ、アーク電圧は、例えば、３０Ｖに設定される。これにより、アーク蒸発によって、電子、およびカーボンイオンが発生し、その他に、中性パーティクル粒子等も発生する。
【００２６】
磁気フィルタ部において、上述の中性パーティクル粒子等は、円弧状の磁気フィルター（電磁石コイル）で取り除かれることによって、電子、およびカーボンイオンのみからなるプラズマビームＩｏが、ビームスキャニング装置により偏向走査されながら真空チャンバー１４内に導かれる。これにより、プラズマビームＩｏが基体２８Ｌａ上に形成された磁性層２８Ｌｃの表面に到達する。このようにして保護層２８Ｌｄとしてカーボンイオンのみから形成されるカーボン膜が、Ｈを含まず、緻密なテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）膜となって形成されることとなる。なお、アーク電源、磁気フィルタ部に併設されるバイアス電源、ビームスキャニング装置に併設される電源の制御は、それぞれ、図示が省略される電源制御部により、制御される。
【００２７】
真空チャンバー１４は、成膜室１４Ｃを形成するハウジング１４Ｈにおけるプラズマビーム形成部１２から離隔する方向にある一方の端部に排気口１４ａを有している。排気口１４ａには、図示が省略される吸引手段としての真空ポンプが接続されている。真空ポンプは、図示が省略されるポンプ制御部により制御される。これにより、成膜室１４Ｃ内の圧力が、所定の負圧となるまで真空ポンプにより吸引されることとなる。
【００２８】
成膜室１４Ｃにおける排気口１４ａの近くには、到来するプラズマビームＩｏに衝突するように基板ホルダー２０が配されている。基板ホルダー２０は、保護層が形成されていない半完成品としての磁気記録媒体を後述のサンプル基板チャック２６を介して着脱可能に保持するものとされる。サンプル基板チャック２６は、図３（Ａ），（Ｂ）、および（Ｃ）に示されるように、保護層２８Ｌｄが形成されていない半完成品の記録媒体用基板２８’を着脱可能に把持する三つ爪チャックを協働して形成するプレート２２および２４を主な要素として備えている。プレート２２は、一方の端面を切欠くようにその中央部に円弧状の基板収容部２２ａを有している。基板収容部２２ａの内周部には、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面で当接する爪部ＣＨが２箇所に所定の間隔をもって形成されている。また、プレート２２における一方の端面には、プレート２４の位置決め用孔に嵌合される位置決めピン２２Ｐが所定の間隔をもって設けられている。プレート２４は、一方の端面を切欠くように円弧状の基板収容部２４ａを有している。基板収容部２４ａの内周部の中央部には、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面で当接する爪部ＣＨが形成されている。プレート２２の一方の端面とプレート２４における対向する一方の端面との間には、プレート２２および２４を互いに離隔する方向に付勢するスプリングＳＰが設けられている。
【００２９】
記録媒体用基板２８’をサンプル基板チャック２６により把持するにあたっては、図３（Ｃ）に示されるように、プレート２２および２４を互いに離隔した状態で、記録媒体用基板２８’が、２箇所の爪部ＣＨに当接するようにプレート２２の基板収容部２２ａの内周部に配された後、次に、図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、プレート２４がスプリングＳＰの付勢力に抗してプレート２４に近接せしめられることによって、記録媒体用基板２８’は、３箇所の爪部ＣＨにより把持されることとなる。
【００３０】
これにより、その磁性層２８Ｌｃがプレート２２および２４における基板収容部２２ａおよび２４ａの周縁に広がる平坦面に対し略平行となり、また、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面と基板収容部２２ａおよび２４ａの内周部との間に、所定の隙間ＣＬが形成されることとなる。
【００３１】
記録媒体用基板２８’を把持したサンプル基板チャック２６は、プレート２２および２４が互いに近接した状態で後述の基板ホルダー２０の基板収容室２０Ａに挿入され、ロック機構（不図示）により固定される。
【００３２】
基板ホルダー２０は、ハウジング１４Ｈの内周部に支持される基板ホルダー基台３６の一端部に設けられている。基板ホルダー２０は、その回転軸線に対し直交する一方の端面に対し略平行に基板収容室２０Ａを内部に有している。これにより、基板収容室２０Ａに固定されたサンプル基板チャック２６および記録媒体用基板２８’は、基板ホルダー２０の一方の端面に対し略平行に配置されることとなる。
【００３３】
基板ホルダー２０は、図１に概略的に示されるように、後述するホルダー回転機構部、および、チルト機構部を備えている。ホルダー回転機構部は、基板ホルダー２０を図１の矢印の示す方向に、回転可能に支持する回転ステージ３０を備えている。回転ステージ３０は、基板ホルダー基台３６に回動可能に支持されている。また、回転ステージ３０は、図示が省略される歯車伝達機構を介して減速機構付き駆動用モータにより、駆動制御される。その駆動用モータの回転制御は、後述の制御ユニット４０により制御される。
【００３４】
チルト機構部は、基板ホルダー基台３６における回転ステージ３０の支持部３４に回動可能に連結されるピニオンギア支持体３２と、ピニオンギア支持体３２の一端に回動可能に設けられるピニオンギア３８に噛合うギア列４１ａを有するギアプレート４１とを含んで構成されている。
【００３５】
ピニオンギア３８には、図示が省略される駆動用モータの出力軸が連結されている。その駆動用モータは、後述の制御ユニット４０により制御される。これにより、駆動用モータが作動状態とされる場合、ピニオンギア３８が一方向に回動され、ギアプレート４１のギア列４１ａに沿って移動せしめられるのでピニオンギア支持体３２は、回転ステージ３０を伴って基板ホルダー基台３６に対し所定の速度で支持部３４を中心として傾きながら所定の角度まで回動せしめられる。一方、ピニオンギア３８が他方向に回動されるとき、ピニオンギア支持体３２は、初期位置まで戻されることとなる。
【００３６】
なお、真空引きの方向にパーティクルは移動するので、パーティクル発生位置と排気口１４ａとの中間に、基板ホルダー２０を位置させないことが好ましい。
【００３７】
基板ホルダー２０の周辺には、浮遊するカーボン粒子の付着を抑制するために基板ホルダー２０、ホルダー回転機構部、および、チルト機構部の全体を包囲するようにカバー部材１８が設けられている。カバー部材１８は、その一端がハウジング１４Ｈの内周部に固定されている。カバー部材１８は、成膜時の温度で変形および変質のない材料が好ましいため、母材として、例えば、ステンレス鋼材が使用される。
【００３８】
保護層との密着性を確保して早期剥離を防ぐため、カバー部材１８における表面を粗面化したり、アルミナ溶射などの表面処理をカバー部材１８における表面に施すことが好ましい。保護層が成膜されるステージに関わる可動部は、全て覆うことが好ましく、形状は円筒形などのシンプルなものが好ましい。これは、カバー部材１８の洗浄が簡単迅速にできるようにするためである。
【００３９】
さらに、カバー部材１８に付着した皮膜が剥離したとしても、それが基板成膜面に到達しないように、基本ホルダー２０の前方となる位置が、カバー部材１８が存在しない位置となるように配置しておくことが好ましい。
【００４０】
斯かる構成に加えて、本発明に係る成膜装置の一例には、上述のホルダー回転機構部、および、チルト機構部の駆動制御を行う制御ユニット４０を備えている。制御ユニット４０は、上述のホルダー回転機構部およびチルト機構部にワイヤーハーネスを介して電気的に接続されている。ワイヤーハーネスの一端は、ハウジング１４Ｈの開口部１４ＴＨに設けられるハーメチックシール１６を介して外部から成膜室１４Ｃ内に導入されている。
【００４１】
制御ユニット４０は、制御用データを格納するデータ格納部４０Ｍを備えている。データ格納部４０Ｍには、一枚の記録媒体用基板２８’について所定の各厚さの保護層を形成するのに要される成膜完了時間をあらわすデータ、成膜初期段階の最小傾斜角度、チルト機構部におけるピニオンギア支持体３２の移動速度、および、最大傾斜角度をあらわすデータ、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたり設定回転数をあらわすデータ等が格納されている。傾斜角度θは、図２において、プラズマビームＩｏの入射方向に対して直交する平面の基板ホルダー２０の回転軸線に対してなす角度をいう。
【００４２】
また、制御ユニット４０には、図示が省略されるホストコンピュータからの成膜開始指令信号Ｃｓおよび成膜終了指令信号Ｃｆが供給される。
【００４３】
成膜室１４Ｃにおいて、基板ホルダー２０に装着されたサンプル基板チャック２６内の記録媒体用基板２８’の磁性層２８Ｌｃ上に所定の膜厚の保護層を形成するにあたっては、プラズマビームＩｏが成膜室１４Ｃに到来する状態において、先ず、制御ユニット４０は、成膜開始指令信号Ｃｓに基づいて予め設定された保護層の所定の膜厚に対応する成膜完了時間のデータを読み出し、斯かるデータを参照して上述の成膜初期段階の最小傾斜角度、最大傾斜角度、ピニオンギア支持体３２の移動速度、および、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数を設定する。最小傾斜角度は、成膜初期段階の保護層の膜厚に応じて例えば、０°を超え１０°未満の範囲の比較的小さな角度に設定される。また、最大傾斜角度θは、成膜後期の段階および成膜終了した保護層の膜厚に応じて８０°に設定される。成膜完了時間は、例えば、約１分間に設定される。ただし、最大傾斜角度は、８０°に限定されるものではない。
【００４４】
基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数は、例えば、３回転に設定される。なお、斯かる例に限られることなく、その回転数は、３回転を超える６回転までの値であってもよい。
【００４５】
次に、制御ユニット４０は、設定された最小傾斜角度、最大傾斜角度、ピニオンギア支持体３２の移動速度をあらわすデータに基づいて駆動制御信号を形成し、それをチルト機構部における駆動用モータに供給する。また、制御ユニット４０は、設定された基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数をあらわすデータに基づいて駆動制御信号を形成し、それをホルダー回転機構部における駆動用モータに供給する。
【００４６】
これにより、基板ホルダー２０に装着されたサンプル基板チャック２６内の記録媒体用基板２８’の傾斜角度θは、時間の経過とともに比較的小さな角度から８０°近傍まで徐々に連続的に増大することとなる。即ち、基板ホルダー２０は、その中心軸線の回りを回転しながら記録媒体用基板２８’の磁性層の表面のプラズマビームＩｏの入射方向となす角度を徐々に小とするように回動することとなる。成膜完了時、保護層２８Ｌｄの膜厚が、例えば、約３ｎｍに到達することとなる。従って、磁気記録媒体２８が得られることとなる。
【００４７】
続いて、成膜終了指令信号Ｃｆが供給されるとき、制御ユニット４０は、基板ホルダー２０を初期の位置に戻すべく、駆動制御信号を形成し、それをチルト機構部における駆動用モータに供給する。また、制御ユニット４０は、ホルダー回転機構部における駆動用モータへの駆動制御信号の供給を停止する。
【００４８】
従って、成膜初期段階において、保護層の初期層は比較的低角の範囲で成膜することが好ましく、傾斜角度θが、比較的低角の範囲でプラズマビームＩｏ（イオンビーム）を入射させた方が磁性層に与えるダメージが小さい。その後、傾斜角度θを比較的高角の範囲に移動することで、ステップカバレッジを高めながら成膜することが可能となる。
【００４９】
その際、徐々にダメージは多くなるものの、その分、保護層も成膜されていくので磁性層へのダメージは軽減される。この結果、磁性層へのダメージが少なく、ステップカバレッジの良い保護層の成膜が可能になる。
【００５０】
このように、保護層の膜厚と対応して適切な傾斜角度θに連続的に変化させていくことで、ステップカバレッジ向上と磁性層のダメージ低減との両立が図れることとなる。
【００５１】
本出願の発明者により、上述の成膜装置１０によって得られた磁気記録媒体２８の保護層２８Ｌｄの評価が、図８に示されるように、被覆性、磁性層の磁気特性としての保持力（Ｈｃ）、摩擦力、ＧＨエラー数に関し、それぞれ、行われた。
【００５２】
なお、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数が、図７に示されるように、３回転（実施例１）または６回転（実施例２）に設定されて得られた磁気記録媒体２８について、それぞれ、評価された。図７および図８に示される実施例１および実施例２の試料と、後述する比較例１〜比較例７の試料とは、全て保護層２８Ｌｄの成膜条件のみを変更したものである。その際、保護層２８Ｌｄの膜厚は、３ｎｍで一定とした。
【００５３】
磁気記録媒体２８における保護層２８Ｌｄの被覆性評価の方法は、磁気記録媒体の保護層２８Ｌｄの表面上における所定の４箇所に、マイクロピペットで３％硝酸を１ｍｌ滴下し、６０分間放置する。その後、浸透したこの液をピペットで回収し、ＩＣＰ−ＭＳ（アジレント・テクノロジー製 Ａｇｉｌｅｎｔ７５００ａ）で浸透した液の単位面積あたりの量の測定を行った。
【００５４】
その４点における各値の平均値が図８に示されている。保護層の被覆性評価の良否としては、単位面積あたりの量は、０．７μｇ／ｍ2以下が好ましく、良品と判定される。図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた保護層は、被覆性評価において、良品であることが確認された。
【００５５】
摩擦力（ｇｆ）の評価は、磁気記録媒体の保護層２８Ｌｄの表面に対し、φ２ｍｍの直径を有するアルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）材の球体を摺動させるＰｉｎ−ｏｎ試験（Ｄｒａｇ試験）方法で行われた。その試験において、摩擦力は、歪センサにより検出される。摺動試験条件は、磁気記録媒体の回転数、試験半径位置、および、スライダ荷重が、それぞれ、７００ ｒｐｍ、２５ ｍｍ、２．５ ｇｆに設定される。
【００５６】
摩擦力の良否の判定基準としては、０．６ｇｆ以下が好ましく、良品と判定される。
【００５７】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた保護層は、摩擦力（ｇｆ）の評価において、良品であることが確認された。
【００５８】
磁性層の磁気特性の評価は、Ｈｃ（保持力）（Ｏｅ）が用いられて評価された。Ｈｃ（保持力）（Ｏｅ）は、所定のＶＳＭ（振動試料磁力計）（メーカー：東英工業株式会社、型式：ＶＳＭ−Ｐ７−２０型）により測定された。
【００５９】
形成された磁性層２８Ｌｃは、通常の条件で作製すれば、３２５０（Ｏｅ）程度の値が出る磁性膜である。この値からの乖離が大きいほど、磁性膜のダメージが大きいことを示す。そのため、本測定においては、３２５０（Ｏｅ）に近い値ほど好ましく、良品と判定される。
【００６０】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた磁性層２８Ｌｃは、磁性層の磁気特性の評価において、良品であることが確認された。
【００６１】
ＧＨエラー数に関しては、ＧＨ（Ｇｌｉｄｅ Ｈｅｉｇｈｔ）試験により評価される。
【００６２】
ＧＨ試験は、ソニー・テクトロニクス製のハードディスク・メディアテスト・システム（ＤＳ３４００−２型）が用いられ、ヘッドの浮上高さを５ｎｍに設定し、測定範囲を半径２０−４５ｍｍ、ＰＩＴＣＨ：５０μｍの条件で設定し行われた。一条件につき、実施例１および２において、それぞれ、２５枚のサンプルを採取し、その全てについて同様な試験を行い、その平均値をその条件におけるＧＨエラー数とした。
【００６３】
ＧＨエラー数の評価基準としては、磁気記録媒体の１面あたりのエラー個数が、５個以下であることが好ましく、良品であると判定される。
【００６４】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた磁気記録媒体は、ＧＨエラー数の評価において、良品であることが確認された。
【００６５】
従って、以上の結果から明らかなように、実施例１および実施例２において、成膜中に傾斜角度θを０°から８０°まで変更し、かつ、基板ホルダーの回転を３回以上とした条件では、後述する比較例７の従来のＣＶＤ法よりも、摩擦力（ｇｆ）が１／３以下になり、被覆性に関しても同等、もしくは、向上するという結果が得られた。被覆性に関しては、基板ホルダーの回転を６回回転させることで、３回回転時の半分の溶出量になった。
【００６６】
また、本願の発明者により、比較例１乃至７によりそれぞれ得られた磁気記録媒体において、上述と同様な条件および装置で、被覆性、磁性層の磁気特性としての保持力（Ｈｃ）、摩擦力、ＧＨエラー数に関し、それぞれ、評価が行われた。
【００６７】
なお、比較例５においては、成膜中、基板ホルダー２０の傾斜角θが０°、または８０°に、それぞれ、２回だけ周期的に一定時間、固定されて行われた。
【００６８】
また、比較例６においては、図６に示されるような成膜装置が用いられて磁気記録媒体の保護層が作製された。図６に示される成膜装置は、図示が省略される吸引手段としての真空ポンプに接続されている排気口１４’ａを、図２に示される成膜装置における排気口１４ａの位置よりもプラズマビーム形成部１２により近く、かつ、ハウジング１４’Ｈにおいて成膜室１４’Ｃ内の基板ホルダー２０の真下の位置、即ち、プラズマビームＩｏの入射方向に沿ったハウジング１４’Ｈの側壁に有している。また、基板ホルダー２０の周囲には、図２に示される成膜装置１０におけるカバー部材１８に相当する部材が設けられていない。図６においては、図２に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００６９】
比較例７においては、図示が省略されるプラズマＣＶＤ装置が用いられて磁気記録媒体が作製された。プラズマＣＶＤ装置においては、原料ガスがエチレンで、原料ガス流量が、３０ｓｃｃｍに設定された。成膜時間が調整されて、保護層（カーボン膜）の厚さは、３ｎｍとした。また、このとき、記録媒体用基板に−１００Ｖのバイアス電位が印加された。
【００７０】
比較例１乃至比較例４においては、図８から明らかなように、傾斜角θを変化させず、かつ、回転数が３回以下の回転条件（比較例２、３、４）、あるいは、傾斜角θを最大傾斜角８０°まで変化させ、かつ、回転数が１回の回転条件（比較例１）においては、被覆性評価の結果が大幅に悪くなる結果が得られた。
【００７１】
比較例５においては、傾斜角θが０°と最大傾斜角度８０°までの間で周期的に変化され、かつ、回転数が３回の回転条件で、保護層が作製された、比較例５では、磁気特性（保持力Ｈｃ）の結果が顕著に低下し、かつ、記録媒体上に浮上するヘッドに衝突する突起物（ＧＨエラー数）が顕著に多くなる傾向が認められた。比較例５において、保護層における初期層を比較的低角で成膜しなければ、磁性層のダメージが大きくなるため磁気特性が低下しまうこと、および、傾斜角θを周期的に変化させるとき、パーティクル（カーボン粒子）が発生しやすくなる傾向が認められた。
【００７２】
そして、媒体上に浮上する記録ヘッドに衝突する突起物（ＧＨエラー数）の評価においては、実施例１および実施例２、比較例７においては、一枚あたり５個未満であったが、比較例６では、ＧＨエラー数が急増する傾向にあった。
【００７３】
以上の結果、ＦＣＶＡの成膜手法で、膜厚さに応じて傾斜角θを連続的に可変状態（０→８０°）で、かつ、基板ホルダーおよび記録媒体用基板を成膜時間あたり３回以上回転させながら成膜することで、非磨耗量を大幅に低減でき、かつ、被覆性も同等もしくは向上させることができた。さらに、成膜室１４Ｃにおける真空中に、可動式基板ホルダー（可動部）を設置することで、発生するパーティクル（カーボン粒子）は、真空引き装置の配置とカバー部材の設置とを適切に設定することにより、従来と同等にできることを見出した。
【００７４】
なお、本発明に係る成膜装置における上述の一例においては、カバー部材１８が設けられているが、斯かる例に限られることなく、例えば、図５に示されるように、カバー部材１８が設けられていない成膜装置１０’であってもよい。図５においては、図２に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の要部を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示される成膜装置の全体構成を概略的に示す構成図である。
【図３】（Ａ）は、サンプル基板チャックを記録媒体用基板とともに示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図であり、（Ｃ）は、サンプル基板チャックの動作説明に供される図である。
【図４】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用される磁気記録媒体の部分断面図である。
【図５】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の他の一例の構成を示す構成図である。
【図６】比較例において用いられた成膜装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図７】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の各実施例、各比較例における成膜条件をそれぞれ示す表である。
【図８】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の各実施例、各比較例において得られた磁気記録媒体の評価結果を示す表である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 成膜装置
１２ プラズマビーム形成部
１４Ｃ 成膜室
１８ カバー部材
２０ 基板ホルダー
２８ 磁気記録媒体
２８Ｌｄ 保護層
２８Ｌｃ 磁性層
４０ 制御ユニット
Ｉｏ プラズマビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸着法を用いた磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ、および、画像記録再生装置等において、外部記録装置であるハードディスク装置の高記録密度化および小型化が、進んでいる。この装置の技術開発に伴いハードディスク装置に搭載される磁気記録媒体についても高記録密度化および小型化の要求が高まっている。
【０００３】
磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気ヘッドと磁気記録媒体の磁性層との距離（以下、磁気スペーシングともいう）を低下させる必要がある。磁気スペーシングをより小さくするためには、磁気ヘッドの浮上量をより低下させるとともに、磁気記録媒体において磁性層上に形成される最上面となる保護層の薄膜化が要求される。また、保護層の膜質は、ステップカバレッジが良好であることが要求される。
【０００４】
保護層を薄膜化させるためには、膜厚当たりの薄膜の耐久性および耐腐食性を向上させることが不可欠である。そのような保護層は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、イオンビーム蒸着法などが用いられて形成される。
【０００５】
また、磁気ヘッドにおいては、例えば、特許文献２にも示されるように、硬質非晶質炭素膜としてのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）の保護層を形成することが提案されている。そのような保護層は、例えば、特許文献１乃至３にも示されるような、フィルター付陰極真空アーク放電蒸着法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ：ＦＣＶＡ）（以下、ＦＣＶＡ法ともいう）が用いられて成膜されることも提案されている。ＦＣＶＡ法は、ダイヤモンド成分に対するグラファイト成分の比率が低く、耐食性・耐摩耗性に優れた膜質が得られることが分かってきた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６５０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１２７１３号公報
【特許文献３】特表２００７−５０１３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＦＣＶＡ法は、表面の凹凸の非常に少ない試料では、膜質の良さを最大限に発揮できるものの、表面に比較的大きな凹凸パターン（ピット列）のある磁気記録媒体においては、ＣＶＤ法と比べてステップカバレッジが悪い場合がある。これにより、高記録密度に対応した次世代のハードディスク技術であるディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）、または、パターンドメディア方式を用いた比較的大きい表面凹凸の磁気記録媒体には、適用できない虞がある。
【０００８】
ＦＣＶＡ法において、薄膜の密着力を高める対策としては、特許文献２にも示されるように、薄膜が形成される基板を、その基板の法線方向をプラズマビームの入射方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾けて配設するとともに、基板を回転させることが提案されている。このような方法においては、その傾斜角度αを１０°から８０°の範囲内の一定の角度で固定して成膜する場合、傾斜角度が低角度で成膜されたとき、保護層のステップカバレッジが悪くなり、一方、傾斜角度が高角度で成膜されたとき、形成される保護層の真下に既に形成されている磁性層のダメージ、例えば、結晶粒間のカーボンの進入、あるいは、結晶の破壊等を避けることができない場合がある。即ち、いずれの条件でも、ステップカバレッジ向上、および、磁性層のダメージ低減の両立を図ることは難しい。
【０００９】
また、薄膜の密着力を高める他の対策としては、特許文献３にも示されるように、炭素プラズマ流の基板の表面に対する入射角度（傾斜角度）を炭素被膜の形成中に、１５°から４５°の範囲内の選択された複数の所定の角度ごとにそれぞれ、傾斜角度を固定して成膜することが提案されている。しかし、保護層の膜厚と対応させずに傾斜角度を段階的に変化させるのでは、ステップカバレッジ向上、および、磁性層のダメージ低減の両立は困難である。
【００１０】
以上の問題点を考慮し、本発明は、真空蒸着法を用いた磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置であって、比較的大きい表面凹凸が形成される磁気記録層上であっても、ＦＣＶＡ法により、ステップカバレッジ、および、耐食性・耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用薄膜を成膜できる磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜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】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法は、プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室に回動可能に配される基板ホルダーに、磁気記録層が形成された記録媒体用基板を配置し、記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させることを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る成膜装置は、プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室と、成膜室に回動可能に配され、磁気記録層が形成された磁気記録媒体用基板を着脱可能に把持する基板ホルダーと、基板ホルダーにより把持された磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、連続的に変更するチルト機構部と、基板ホルダーにより把持された磁気記録媒体用基板を基板ホルダーの回転軸線回りに回動させる回動機構部と、チルト機構部に、傾斜角を磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変更するように動作させるとともに、回動機構部に前記基板ホルダーを回動させる動作を行わせる制御部と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法およびそれが用いられる成膜装置によれば、成膜中、記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させる工程を含むので比較的大きい表面凹凸が形成される磁気記録層上であっても、ＦＣＶＡ法により、ステップカバレッジ、および、耐食性・耐摩耗性に優れた磁気記録媒体用薄膜を成膜できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２は、本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の構成を概略的に示す。
【００１５】
図２に示される装置は、フィルター付陰極真空アーク放電蒸着法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ：ＦＣＶＡ）を用いて、後述する磁気記録媒体に形成される保護層２８Ｌｄを成膜する成膜装置とされる。
【００１６】
磁気記録媒体２８は、図４に部分的に拡大されて示されるように、例えば、ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）方式のディスクリートトラック２８Ｐを、記録面に同心円上に有している。
【００１７】
磁気記録媒体２８は、基体２８Ｌａと、基体２８Ｌａの一方の表面に所定の膜厚でＣｒ系合金で形成される下地層２８Ｌｂと、下地層２８Ｌｂ上に積層される磁気記録層としての磁性層２８Ｌｃと、磁性層２８Ｌｃに積層される保護層２８Ｌｄとを含んで構成されている。磁気記録媒体２８は、その中央に透孔を有している。
【００１８】
基体２８Ｌａは、例えば、樹脂材料としての高耐熱ポリオレフィン樹脂（Ｔｇ（ガラス転移点）：１４０℃）で、直径φ９５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍの円盤状に成形される。
【００１９】
基体２８Ｌａを成形するにあたっては、例えば、スタンパーを固定した金型が装備される最大射出成形圧力７０ｔの射出成形装置が用いられる場合、成形条件としての樹脂温度、射出速度型締め圧力、固定側／可動側の金型温度が、それぞれ、３２０℃、１２０ｍｍ／ｓ、９０ｋｇ／ｃｍ2、１１０℃／１１０℃に設定される。
【００２０】
そのスタンパーは、円周状に幅１００ｎｍ、深さ５０ｎｍの凹凸を付けたものが使用される。
【００２１】
磁性層２８Ｌｃは、例えば、Ｃｏ系合金、Ｐｔ等で所定の厚さに形成されている。
【００２２】
保護層２８Ｌｄは、例えば、薄膜である厚さ約３ｎｍの硬質非晶質炭素膜（保護膜）としてのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）により形成されている。そして、保護層２８Ｌｄを作製した後に、ソルベイ・ソレクシス社製の潤滑剤（Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ）が１．０ｎｍの膜厚で、Ｄｉｐ法により保護層２８Ｌｄの表面に塗布されている。
【００２３】
従って、基体２８Ｌａの成形後に、上述の下地層２８Ｌｂ、磁性層２８Ｌｃおよび保護層２８Ｌｄが順次、成膜されることにより、磁気記録媒体２８が得られることとなる。
【００２４】
成膜装置１０は、図２に示されるように、プラズマ発生部、磁気フィルタ部、および、ビームスキャニング装置を含んでなるプラズマビーム形成部１２と、プラズマビーム形成部１２に連結され、プラズマビーム形成部１２からのプラズマビームＩｏを基板ホルダー２０に保持される基板上に形成された磁性層２８Ｌｃの表面に向けて導く真空チャンバー１４とを含んで構成されている。
【００２５】
プラズマ発生部においては、アーク電源において、炭素棒から成るストライカー（トリガー）電極が用いられ、アーク放電が開始されることにより、陰極のグラファイトターゲット（純度９９．９９９％）が、アーク蒸発される。このときのアーク電流は、例えば、１２０Ａ、アーク電圧は、例えば、３０Ｖに設定される。これにより、アーク蒸発によって、電子、およびカーボンイオンが発生し、その他に、中性パーティクル粒子等も発生する。
【００２６】
磁気フィルタ部において、上述の中性パーティクル粒子等は、円弧状の磁気フィルター（電磁石コイル）で取り除かれることによって、電子、およびカーボンイオンのみからなるプラズマビームＩｏが、ビームスキャニング装置により偏向走査されながら真空チャンバー１４内に導かれる。これにより、プラズマビームＩｏが基体２８Ｌａ上に形成された磁性層２８Ｌｃの表面に到達する。このようにして保護層２８Ｌｄとしてカーボンイオンのみから形成されるカーボン膜が、Ｈを含まず、緻密なテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）膜となって形成されることとなる。なお、アーク電源、磁気フィルタ部に併設されるバイアス電源、ビームスキャニング装置に併設される電源の制御は、それぞれ、図示が省略される電源制御部により、制御される。
【００２７】
真空チャンバー１４は、成膜室１４Ｃを形成するハウジング１４Ｈにおけるプラズマビーム形成部１２から離隔する方向にある一方の端部に排気口１４ａを有している。排気口１４ａには、図示が省略される吸引手段としての真空ポンプが接続されている。真空ポンプは、図示が省略されるポンプ制御部により制御される。これにより、成膜室１４Ｃ内の圧力が、所定の負圧となるまで真空ポンプにより吸引されることとなる。
【００２８】
成膜室１４Ｃにおける排気口１４ａの近くには、到来するプラズマビームＩｏに衝突するように基板ホルダー２０が配されている。基板ホルダー２０は、保護層が形成されていない半完成品としての磁気記録媒体を後述のサンプル基板チャック２６を介して着脱可能に保持するものとされる。サンプル基板チャック２６は、図３（Ａ），（Ｂ）、および（Ｃ）に示されるように、保護層２８Ｌｄが形成されていない半完成品の記録媒体用基板２８’を着脱可能に把持する三つ爪チャックを協働して形成するプレート２２および２４を主な要素として備えている。プレート２２は、一方の端面を切欠くようにその中央部に円弧状の基板収容部２２ａを有している。基板収容部２２ａの内周部には、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面で当接する爪部ＣＨが２箇所に所定の間隔をもって形成されている。また、プレート２２における一方の端面には、プレート２４の位置決め用孔に嵌合される位置決めピン２２Ｐが所定の間隔をもって設けられている。プレート２４は、一方の端面を切欠くように円弧状の基板収容部２４ａを有している。基板収容部２４ａの内周部の中央部には、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面で当接する爪部ＣＨが形成されている。プレート２２の一方の端面とプレート２４における対向する一方の端面との間には、プレート２２および２４を互いに離隔する方向に付勢するスプリングＳＰが設けられている。
【００２９】
記録媒体用基板２８’をサンプル基板チャック２６により把持するにあたっては、図３（Ｃ）に示されるように、プレート２２および２４を互いに離隔した状態で、記録媒体用基板２８’が、２箇所の爪部ＣＨに当接するようにプレート２２の基板収容部２２ａの内周部に配された後、次に、図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、プレート２４がスプリングＳＰの付勢力に抗してプレート２４に近接せしめられることによって、記録媒体用基板２８’は、３箇所の爪部ＣＨにより把持されることとなる。
【００３０】
これにより、その磁性層２８Ｌｃがプレート２２および２４における基板収容部２２ａおよび２４ａの周縁に広がる平坦面に対し略平行となり、また、記録媒体用基板２８’における円周方向の端面と基板収容部２２ａおよび２４ａの内周部との間に、所定の隙間ＣＬが形成されることとなる。
【００３１】
記録媒体用基板２８’を把持したサンプル基板チャック２６は、プレート２２および２４が互いに近接した状態で後述の基板ホルダー２０の基板収容室２０Ａに挿入され、ロック機構（不図示）により固定される。
【００３２】
基板ホルダー２０は、ハウジング１４Ｈの内周部に支持される基板ホルダー基台３６の一端部に設けられている。基板ホルダー２０は、その回転軸線に対し直交する一方の端面に対し略平行に基板収容室２０Ａを内部に有している。これにより、基板収容室２０Ａに固定されたサンプル基板チャック２６および記録媒体用基板２８’は、基板ホルダー２０の一方の端面に対し略平行に配置されることとなる。
【００３３】
基板ホルダー２０は、図１に概略的に示されるように、後述するホルダー回転機構部、および、チルト機構部を備えている。ホルダー回転機構部は、基板ホルダー２０を図１の矢印の示す方向に、回転可能に支持する回転ステージ３０を備えている。回転ステージ３０は、基板ホルダー基台３６に回動可能に支持されている。また、回転ステージ３０は、図示が省略される歯車伝達機構を介して減速機構付き駆動用モータにより、駆動制御される。その駆動用モータの回転制御は、後述の制御ユニット４０により制御される。
【００３４】
チルト機構部は、基板ホルダー基台３６における回転ステージ３０の支持部３４に回動可能に連結されるピニオンギア支持体３２と、ピニオンギア支持体３２の一端に回動可能に設けられるピニオンギア３８に噛合うギア列４１ａを有するギアプレート４１とを含んで構成されている。
【００３５】
ピニオンギア３８には、図示が省略される駆動用モータの出力軸が連結されている。その駆動用モータは、後述の制御ユニット４０により制御される。これにより、駆動用モータが作動状態とされる場合、ピニオンギア３８が一方向に回動され、ギアプレート４１のギア列４１ａに沿って移動せしめられるのでピニオンギア支持体３２は、回転ステージ３０を伴って基板ホルダー基台３６に対し所定の速度で支持部３４を中心として傾きながら所定の角度まで回動せしめられる。一方、ピニオンギア３８が他方向に回動されるとき、ピニオンギア支持体３２は、初期位置まで戻されることとなる。
【００３６】
なお、真空引きの方向にパーティクルは移動するので、パーティクル発生位置と排気口１４ａとの中間に、基板ホルダー２０を位置させないことが好ましい。
【００３７】
基板ホルダー２０の周辺には、浮遊するカーボン粒子の付着を抑制するために基板ホルダー２０、ホルダー回転機構部、および、チルト機構部の全体を包囲するようにカバー部材１８が設けられている。カバー部材１８は、その一端がハウジング１４Ｈの内周部に固定されている。カバー部材１８は、成膜時の温度で変形および変質のない材料が好ましいため、母材として、例えば、ステンレス鋼材が使用される。
【００３８】
保護層との密着性を確保して早期剥離を防ぐため、カバー部材１８における表面を粗面化したり、アルミナ溶射などの表面処理をカバー部材１８における表面に施すことが好ましい。保護層が成膜されるステージに関わる可動部は、全て覆うことが好ましく、形状は円筒形などのシンプルなものが好ましい。これは、カバー部材１８の洗浄が簡単迅速にできるようにするためである。
【００３９】
さらに、カバー部材１８に付着した皮膜が剥離したとしても、それが基板成膜面に到達しないように、基本ホルダー２０の前方となる位置が、カバー部材１８が存在しない位置となるように配置しておくことが好ましい。
【００４０】
斯かる構成に加えて、本発明に係る成膜装置の一例には、上述のホルダー回転機構部、および、チルト機構部の駆動制御を行う制御ユニット４０を備えている。制御ユニット４０は、上述のホルダー回転機構部およびチルト機構部にワイヤーハーネスを介して電気的に接続されている。ワイヤーハーネスの一端は、ハウジング１４Ｈの開口部１４ＴＨに設けられるハーメチックシール１６を介して外部から成膜室１４Ｃ内に導入されている。
【００４１】
制御ユニット４０は、制御用データを格納するデータ格納部４０Ｍを備えている。データ格納部４０Ｍには、一枚の記録媒体用基板２８’について所定の各厚さの保護層を形成するのに要される成膜完了時間をあらわすデータ、成膜初期段階の最小傾斜角度、チルト機構部におけるピニオンギア支持体３２の移動速度、および、最大傾斜角度をあらわすデータ、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたり設定回転数をあらわすデータ等が格納されている。傾斜角度θは、図２において、プラズマビームＩｏの入射方向に対して直交する平面の基板ホルダー２０の回転軸線に対してなす角度をいう。
【００４２】
また、制御ユニット４０には、図示が省略されるホストコンピュータからの成膜開始指令信号Ｃｓおよび成膜終了指令信号Ｃｆが供給される。
【００４３】
成膜室１４Ｃにおいて、基板ホルダー２０に装着されたサンプル基板チャック２６内の記録媒体用基板２８’の磁性層２８Ｌｃ上に所定の膜厚の保護層を形成するにあたっては、プラズマビームＩｏが成膜室１４Ｃに到来する状態において、先ず、制御ユニット４０は、成膜開始指令信号Ｃｓに基づいて予め設定された保護層の所定の膜厚に対応する成膜完了時間のデータを読み出し、斯かるデータを参照して上述の成膜初期段階の最小傾斜角度、最大傾斜角度、ピニオンギア支持体３２の移動速度、および、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数を設定する。最小傾斜角度は、成膜初期段階の保護層の膜厚に応じて例えば、０°を超え１０°未満の範囲の比較的小さな角度に設定される。また、最大傾斜角度θは、成膜後期の段階および成膜終了した保護層の膜厚に応じて８０°に設定される。成膜完了時間は、例えば、約１分間に設定される。ただし、最大傾斜角度は、８０°に限定されるものではない。
【００４４】
基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数は、例えば、３回転に設定される。なお、斯かる例に限られることなく、その回転数は、３回転を超える６回転までの値であってもよい。
【００４５】
次に、制御ユニット４０は、設定された最小傾斜角度、最大傾斜角度、ピニオンギア支持体３２の移動速度をあらわすデータに基づいて駆動制御信号を形成し、それをチルト機構部における駆動用モータに供給する。また、制御ユニット４０は、設定された基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数をあらわすデータに基づいて駆動制御信号を形成し、それをホルダー回転機構部における駆動用モータに供給する。
【００４６】
これにより、基板ホルダー２０に装着されたサンプル基板チャック２６内の記録媒体用基板２８’の傾斜角度θは、時間の経過とともに比較的小さな角度から８０°近傍まで徐々に連続的に増大することとなる。即ち、基板ホルダー２０は、その中心軸線の回りを回転しながら記録媒体用基板２８’の磁性層の表面のプラズマビームＩｏの入射方向となす角度を徐々に小とするように回動することとなる。成膜完了時、保護層２８Ｌｄの膜厚が、例えば、約３ｎｍに到達することとなる。従って、磁気記録媒体２８が得られることとなる。
【００４７】
続いて、成膜終了指令信号Ｃｆが供給されるとき、制御ユニット４０は、基板ホルダー２０を初期の位置に戻すべく、駆動制御信号を形成し、それをチルト機構部における駆動用モータに供給する。また、制御ユニット４０は、ホルダー回転機構部における駆動用モータへの駆動制御信号の供給を停止する。
【００４８】
従って、成膜初期段階において、保護層の初期層は比較的低角の範囲で成膜することが好ましく、傾斜角度θが、比較的低角の範囲でプラズマビームＩｏ（イオンビーム）を入射させた方が磁性層に与えるダメージが小さい。その後、傾斜角度θを比較的高角の範囲に移動することで、ステップカバレッジを高めながら成膜することが可能となる。
【００４９】
その際、徐々にダメージは多くなるものの、その分、保護層も成膜されていくので磁性層へのダメージは軽減される。この結果、磁性層へのダメージが少なく、ステップカバレッジの良い保護層の成膜が可能になる。
【００５０】
このように、保護層の膜厚と対応して適切な傾斜角度θに連続的に変化させていくことで、ステップカバレッジ向上と磁性層のダメージ低減との両立が図れることとなる。
【００５１】
本出願の発明者により、上述の成膜装置１０によって得られた磁気記録媒体２８の保護層２８Ｌｄの評価が、図８に示されるように、被覆性、磁性層の磁気特性としての保持力（Ｈｃ）、摩擦力、ＧＨエラー数に関し、それぞれ、行われた。
【００５２】
なお、基板ホルダー２０の成膜完了時間あたりの回転数が、図７に示されるように、３回転（実施例１）または６回転（実施例２）に設定されて得られた磁気記録媒体２８について、それぞれ、評価された。図７および図８に示される実施例１および実施例２の試料と、後述する比較例１〜比較例７の試料とは、全て保護層２８Ｌｄの成膜条件のみを変更したものである。その際、保護層２８Ｌｄの膜厚は、３ｎｍで一定とした。
【００５３】
磁気記録媒体２８における保護層２８Ｌｄの被覆性評価の方法は、磁気記録媒体の保護層２８Ｌｄの表面上における所定の４箇所に、マイクロピペットで３％硝酸を１ｍｌ滴下し、６０分間放置する。その後、浸透したこの液をピペットで回収し、ＩＣＰ−ＭＳ（アジレント・テクノロジー製 Ａｇｉｌｅｎｔ７５００ａ）で浸透した液の単位面積あたりの量の測定を行った。
【００５４】
その４点における各値の平均値が図８に示されている。保護層の被覆性評価の良否としては、単位面積あたりの量は、０．７μｇ／ｍ2以下が好ましく、良品と判定される。図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた保護層は、被覆性評価において、良品であることが確認された。
【００５５】
摩擦力（ｇｆ）の評価は、磁気記録媒体の保護層２８Ｌｄの表面に対し、φ２ｍｍの直径を有するアルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）材の球体を摺動させるＰｉｎ−ｏｎ試験（Ｄｒａｇ試験）方法で行われた。その試験において、摩擦力は、歪センサにより検出される。摺動試験条件は、磁気記録媒体の回転数、試験半径位置、および、スライダ荷重が、それぞれ、７００ ｒｐｍ、２５ ｍｍ、２．５ ｇｆに設定される。
【００５６】
摩擦力の良否の判定基準としては、０．６ｇｆ以下が好ましく、良品と判定される。
【００５７】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた保護層は、摩擦力（ｇｆ）の評価において、良品であることが確認された。
【００５８】
磁性層の磁気特性の評価は、Ｈｃ（保持力）（Ｏｅ）が用いられて評価された。Ｈｃ（保持力）（Ｏｅ）は、所定のＶＳＭ（振動試料磁力計）（メーカー：東英工業株式会社、型式：ＶＳＭ−Ｐ７−２０型）により測定された。
【００５９】
形成された磁性層２８Ｌｃは、通常の条件で作製すれば、３２５０（Ｏｅ）程度の値が出る磁性膜である。この値からの乖離が大きいほど、磁性膜のダメージが大きいことを示す。そのため、本測定においては、３２５０（Ｏｅ）に近い値ほど好ましく、良品と判定される。
【００６０】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた磁性層２８Ｌｃは、磁性層の磁気特性の評価において、良品であることが確認された。
【００６１】
ＧＨエラー数に関しては、ＧＨ（Ｇｌｉｄｅ Ｈｅｉｇｈｔ）試験により評価される。
【００６２】
ＧＨ試験は、ソニー・テクトロニクス製のハードディスク・メディアテスト・システム（ＤＳ３４００−２型）が用いられ、ヘッドの浮上高さを５ｎｍに設定し、測定範囲を半径２０−４５ｍｍ、ＰＩＴＣＨ：５０μｍの条件で設定し行われた。一条件につき、実施例１および２において、それぞれ、２５枚のサンプルを採取し、その全てについて同様な試験を行い、その平均値をその条件におけるＧＨエラー数とした。
【００６３】
ＧＨエラー数の評価基準としては、磁気記録媒体の１面あたりのエラー個数が、５個以下であることが好ましく、良品であると判定される。
【００６４】
図８から明らかなように、本願発明における実施例１および２により得られた磁気記録媒体は、ＧＨエラー数の評価において、良品であることが確認された。
【００６５】
従って、以上の結果から明らかなように、実施例１および実施例２において、成膜中に傾斜角度θを０°から８０°まで変更し、かつ、基板ホルダーの回転を３回以上とした条件では、後述する比較例７の従来のＣＶＤ法よりも、摩擦力（ｇｆ）が１／３以下になり、被覆性に関しても同等、もしくは、向上するという結果が得られた。被覆性に関しては、基板ホルダーの回転を６回回転させることで、３回回転時の半分の溶出量になった。
【００６６】
また、本願の発明者により、比較例１乃至７によりそれぞれ得られた磁気記録媒体において、上述と同様な条件および装置で、被覆性、磁性層の磁気特性としての保持力（Ｈｃ）、摩擦力、ＧＨエラー数に関し、それぞれ、評価が行われた。
【００６７】
なお、比較例５においては、成膜中、基板ホルダー２０の傾斜角θが０°、または８０°に、それぞれ、２回だけ周期的に一定時間、固定されて行われた。
【００６８】
また、比較例６においては、図６に示されるような成膜装置が用いられて磁気記録媒体の保護層が作製された。図６に示される成膜装置は、図示が省略される吸引手段としての真空ポンプに接続されている排気口１４’ａを、図２に示される成膜装置における排気口１４ａの位置よりもプラズマビーム形成部１２により近く、かつ、ハウジング１４’Ｈにおいて成膜室１４’Ｃ内の基板ホルダー２０の真下の位置、即ち、プラズマビームＩｏの入射方向に沿ったハウジング１４’Ｈの側壁に有している。また、基板ホルダー２０の周囲には、図２に示される成膜装置１０におけるカバー部材１８に相当する部材が設けられていない。図６においては、図２に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００６９】
比較例７においては、図示が省略されるプラズマＣＶＤ装置が用いられて磁気記録媒体が作製された。プラズマＣＶＤ装置においては、原料ガスがエチレンで、原料ガス流量が、３０ｓｃｃｍに設定された。成膜時間が調整されて、保護層（カーボン膜）の厚さは、３ｎｍとした。また、このとき、記録媒体用基板に−１００Ｖのバイアス電位が印加された。
【００７０】
比較例１乃至比較例４においては、図８から明らかなように、傾斜角θを変化させず、かつ、回転数が３回以下の回転条件（比較例２、３、４）、あるいは、傾斜角θを最大傾斜角８０°まで変化させ、かつ、回転数が１回の回転条件（比較例１）においては、被覆性評価の結果が大幅に悪くなる結果が得られた。
【００７１】
比較例５においては、傾斜角θが０°と最大傾斜角度８０°までの間で周期的に変化され、かつ、回転数が３回の回転条件で、保護層が作製された、比較例５では、磁気特性（保持力Ｈｃ）の結果が顕著に低下し、かつ、記録媒体上に浮上するヘッドに衝突する突起物（ＧＨエラー数）が顕著に多くなる傾向が認められた。比較例５において、保護層における初期層を比較的低角で成膜しなければ、磁性層のダメージが大きくなるため磁気特性が低下しまうこと、および、傾斜角θを周期的に変化させるとき、パーティクル（カーボン粒子）が発生しやすくなる傾向が認められた。
【００７２】
そして、媒体上に浮上する記録ヘッドに衝突する突起物（ＧＨエラー数）の評価においては、実施例１および実施例２、比較例７においては、一枚あたり５個未満であったが、比較例６では、ＧＨエラー数が急増する傾向にあった。
【００７３】
以上の結果、ＦＣＶＡの成膜手法で、膜厚さに応じて傾斜角θを連続的に可変状態（０→８０°）で、かつ、基板ホルダーおよび記録媒体用基板を成膜時間あたり３回以上回転させながら成膜することで、非磨耗量を大幅に低減でき、かつ、被覆性も同等もしくは向上させることができた。さらに、成膜室１４Ｃにおける真空中に、可動式基板ホルダー（可動部）を設置することで、発生するパーティクル（カーボン粒子）は、真空引き装置の配置とカバー部材の設置とを適切に設定することにより、従来と同等にできることを見出した。
【００７４】
なお、本発明に係る成膜装置における上述の一例においては、カバー部材１８が設けられているが、斯かる例に限られることなく、例えば、図５に示されるように、カバー部材１８が設けられていない成膜装置１０’であってもよい。図５においては、図２に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の要部を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示される成膜装置の全体構成を概略的に示す構成図である。
【図３】（Ａ）は、サンプル基板チャックを記録媒体用基板とともに示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図であり、（Ｃ）は、サンプル基板チャックの動作説明に供される図である。
【図４】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用される磁気記録媒体の部分断面図である。
【図５】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の一例が適用された成膜装置の他の一例の構成を示す構成図である。
【図６】比較例において用いられた成膜装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図７】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の各実施例、各比較例における成膜条件をそれぞれ示す表である。
【図８】本発明に係る磁気記録媒体用薄膜の成膜方法の各実施例、各比較例において得られた磁気記録媒体の評価結果を示す表である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 成膜装置
１２ プラズマビーム形成部
１４Ｃ 成膜室
１８ カバー部材
２０ 基板ホルダー
２８ 磁気記録媒体
２８Ｌｄ 保護層
２８Ｌｃ 磁性層
４０ 制御ユニット
Ｉｏ プラズマビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室に回動可能に配される基板ホルダーに、磁気記録層が形成された記録媒体用基板を配置し、
前記記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線と前記プラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、該磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させることを含むことを特徴とする磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項２】
前記最小傾斜角および最大傾斜角度は、それぞれ、０°を超え、８０°未満の範囲にある値に設定されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項３】
前記基板ホルダーが、成膜中、回転せしめられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項４】
前記基板ホルダーにおける成膜完了時間あたりの回転数が、成膜中、少なくとも３回以上に設定されることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項５】
プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室と、
前記成膜室に回動可能に配され、磁気記録層が形成された磁気記録媒体用基板を着脱可能に把持する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーにより把持された前記磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、連続的に変更するチルト機構部と、
前記基板ホルダーにより把持された前記磁気記録媒体用基板を該基板ホルダーの回転軸線回りに回動させる回動機構部と、
前記チルト機構部に、前記傾斜角を前記磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変更するように動作させるとともに、前記回動機構部に前記基板ホルダーを回動させる動作を行わせる制御部と、
を具備して構成される磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【請求項６】
前記基板ホルダー、チルト機構部、および、回動機構部の周囲を包囲するカバー部材が、前記成膜室に備えられることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【請求項７】
前記成膜室は、該成膜室の圧力が負圧となるように吸引手段により、前記プラズマビーム形成部に対し離隔する方向の端部の位置で該成膜室に設けられた前記排気口を介して吸引されることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【請求項１】
プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室に回動可能に配される基板ホルダーに、磁気記録層が形成された記録媒体用基板を配置し、
前記記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線と前記プラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、該磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変化させることを含むことを特徴とする磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項２】
前記最小傾斜角および最大傾斜角度は、それぞれ、０°を超え、８０°未満の範囲にある値に設定されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項３】
前記基板ホルダーが、成膜中、回転せしめられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項４】
前記基板ホルダーにおける成膜完了時間あたりの回転数が、成膜中、少なくとも３回以上に設定されることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜方法。
【請求項５】
プラズマビーム形成部からのプラズマビームが供給される成膜室と、
前記成膜室に回動可能に配され、磁気記録層が形成された磁気記録媒体用基板を着脱可能に把持する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーにより把持された前記磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面の法線とプラズマビームの入射方向に対し直交する平面とのなす傾斜角を、連続的に変更するチルト機構部と、
前記基板ホルダーにより把持された前記磁気記録媒体用基板を該基板ホルダーの回転軸線回りに回動させる回動機構部と、
前記チルト機構部に、前記傾斜角を前記磁気記録媒体用基板の磁気記録層の表面に形成されたｔａ−Ｃの薄膜の膜厚の増大に応じて最小傾斜角度から最大傾斜角度まで連続的に変更するように動作させるとともに、前記回動機構部に前記基板ホルダーを回動させる動作を行わせる制御部と、
を具備して構成される磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【請求項６】
前記基板ホルダー、チルト機構部、および、回動機構部の周囲を包囲するカバー部材が、前記成膜室に備えられることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【請求項７】
前記成膜室は、該成膜室の圧力が負圧となるように吸引手段により、前記プラズマビーム形成部に対し離隔する方向の端部の位置で該成膜室に設けられた前記排気口を介して吸引されることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体用薄膜の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２８３０４４（Ｐ２００９−２８３０４４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２２４５（Ｐ２００８−１３２２４５）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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