(57)【要約】【課題】シートを用いずにターゲットとバッキングプレートとの密着性を上げ、また、ターゲットの冷却効率を高めることが可能なスパッタリング装置を提供する。【解決手段】反応容器と、該反応容器内に配置され、一面にターゲット１１７が固定されている水冷カソードとを有するスパッタリング装置であって、前記水冷カソードは、２枚の金属板が弾性材料により離間して配置される構成とされており、前記２枚の金属板の間には、冷却水路が形成され、前記水冷カソードを構成する２枚の前記金属板のうち、前記ターゲット１１７を固定する金属板が、スパッタリング中において前記ターゲット１１７側に凸面を形成するように構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器と、
該反応容器内に配置され、一面にターゲットが固定されている水冷カソードとを有するスパッタリング装置であって、
前記水冷カソードは、２枚の金属板が弾性材料により離間して配置される構成とされており、
前記２枚の金属板の間には、冷却水路が形成され、
前記水冷カソードを構成する２枚の前記金属板のうち、前記ターゲットを固定する金属板が、スパッタリング中において前記ターゲット側に凸面を形成するように構成されていることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記冷却水路は、２枚の前記金属板を離間させる前記弾性材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記弾性材料がＯリングであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記水冷カソードの他面側に、前記ターゲットの表面に磁界を発生させるための磁石が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のスパッタリング装置を用いて磁気記録媒体を製造することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インライン型成膜装置等に内蔵されるスパッタリング装置及びそれを用いた磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、及びＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにＧＭＲヘッド、ＴｕＭＲヘッドなども導入され１年に約１００％ものペースで増加を続けている。
【０００３】
このような磁気記録媒体は、複数の薄膜を有して構成されており、磁気記録媒体を構成する各薄膜を成膜する複数の成膜装置を、ゲートバルブを介して一列に接続したインライン型成膜装置を用いて製造するのが一般的である。
【０００４】
ここで、成膜装置としては、スパッタリング装置を挙げることができ、一対の電極を有する反応容器と、反応容器内にガスを供給するガス供給手段と、反応容器内のガスを排気する真空ポンプ等を有して構成される。
このインライン型成膜装置では、成膜用基板が、各スパッタリング装置内に順次搬送され、各スパッタリング装置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を一巡させることにより、成膜用基板に、スパッタリング装置の数と同数の薄膜を成膜することができる。
【０００５】
ところで、このようなスパッタリング装置は、通常２週間程度連続で使用される。
そのため、ターゲットを冷却しないとターゲット温度が徐々に高まり、ターゲットやターゲットを取り付けるバッキングプレートが溶解するという不都合があった。
【０００６】
このような不都合を解消するため、水冷機構を有するバッキングプレートを用いたスパッタリング装置が従来知られてきた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１６９９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスパッタリング装置では、冷却効率を上げるために、ターゲットとバッキングプレートとの密着性を上げる必要があることから、間にインジウム又はカーボンで形成された厚さ１ｍｍ程度のシートを挟む必要があった。
【０００９】
その結果、シートがカーボンで形成されている場合には、シートが崩れやすいためダストの原因となるという不都合があった。
また、シートがインジウムで形成されている場合には、シートが熱により溶けてしまうため必要とするパワーをかけることができないという不都合があった。
【００１０】
このような背景の下、シートを用いないでターゲットとバッキングプレートとの密着性を向上させるスパッタリング装置が要望されていたが、シートを用いずに密着性を上げることは困難であるとして、有効適切なものが提供されていないのが実情である。
【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、シートを用いずにターゲットとバッキングプレートとの密着性を上げ、また、ターゲットの冷却効率を高めることが可能なスパッタリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供している。
（１）反応容器と、該反応容器内に配置され、一面にターゲットが固定されている水冷カソードとを有するスパッタリング装置であって、前記水冷カソードは、２枚の金属板が弾性材料により離間して配置される構成とされており、２枚の前記金属板の間には、冷却水路が形成され、前記水冷カソードを構成する２枚の前記金属板のうち、前記ターゲットを固定する金属板が、スパッタリング中において前記ターゲット側に凸面を形成するように構成されていることを特徴とするスパッタリング装置。
（２）前記冷却水路は、２枚の前記金属板を離間させる前記弾性材料により形成されていることを特徴とする（１）に記載のスパッタリング装置。
（３）前記弾性材料がＯリングであることを特徴とする（１）又は（２）に記載のスパッタリング装置。
（４）前記水冷カソードの他面側に、前記ターゲットの表面に磁界を発生させるための磁石が配置されていることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載のスパッタリング装置。
（５）（１）ないし（４）のいずれかに記載のスパッタリング装置を用いて磁気記録媒体を製造することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、バッキングプレートがスパッタリング中において、ターゲット側に凸面を形成するように構成されているので、シートを用いないにもかかわらず、バッキングプレートとターゲットとの密着性が良好になる。
また、冷却水の冷却水路を弾性材料で仕切ることによって形成したので、冷却水路の変更が容易となり、バッキングプレートひいてはそれに密着しているターゲットを選択的、局所的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、バッキングプレートをターゲット固定面の反対側から見た斜視図である。
【図２】図２は、図１のバッキングプレートにターゲットを固定した際のＡ−Ａ’間断面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ’間断面図である。
【図４】図４は、冷却水路形成板をバッキングプレートと密着する面側から見た斜視図である。
【図５】図５は、図４の冷却水路形成板の溝にＯリングを埋めた際のＢ−Ｂ’間断面図である。
【図６】図６は、バッキングプレートと冷却水路形成板とを嵌め合わせた図である。
【図７】図７は、垂直磁気記録媒体を示す縦断面図である。
【図８】図８は、本実施形態の処理装置を示す縦断面図である。
【図９】図９は、図８に示す処理装置を図８中右側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態であるスパッタリング装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
＜処理装置の構成＞
図１は、バッキングプレートをターゲット固定面の反対側から見た斜視図であり、図２は、図１のバッキングプレートにターゲットを固定した際のＡ−Ａ’間断面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ’間断面図である。また、図４は、冷却水路形成板をバッキングプレートと密着する面側から見た斜視図であり、図５は、図４の冷却水路形成板の溝にＯリングを埋めた際のＢ−Ｂ’間断面図である。図６は、バッキングプレートと冷却水路形成板とを嵌め合わせた図である。図７は、垂直磁気記録媒体を示す縦断面図である。図８は、本実施形態の処理装置を示す縦断面図で、図９は、図８に示す処理装置を図８中右側から見た側面図である。
【００１７】
図８及び図９に示すスパッタリング装置である処理装置１００は、縦型かつ薄型の反応容器１０１と、反応容器１０１内に、不活性ガスおよび／または反応性ガスを供給する図示略のガス供給手段と、反応容器１０１内のガスを排気する真空ポンプ１３０、１３１、１３２と、これら真空ポンプ１３０、１３１、１３２が取り付けられる上部真空ポンプ取り付け室１３４および下部真空ポンプ取り付け室１３５と、外部から搬入された２枚の被処理基板２００を所定の位置に搬送する基板搬送装置１０５とを有している。
【００１８】
反応容器１０１の一対の側壁１０６、１０７には、一対の水冷カソード（プラズマ発生用の電極）１１３、１１５が、その一面（電極面）１１３ａ、１１５ａを互いに対向させて配設されており、さらに、図７中奥行き側に、一対の水冷カソード１１４が、一対の水冷カソード１１３、１１５と横並びで、且つ、その一面（電極面）を互いに対向させて配設されている。すなわち、この処理装置１００は、一対の水冷カソードを２組有しているタイプとされている。
【００１９】
＜反応容器＞
反応容器１０１は、外部と反応空間１０１ａとを仕切る容器であり、気密性を有するとともに、内部が高真空状態とされるため耐圧性を有するものとされる。
なお、以下の説明では、この反応容器１０１において、図８中、右側の側壁を「第１の側壁１０６」、左側の側壁を「第２の側壁１０７」、図８の奥行き側の側壁を「第３の側壁１０８」、手前側の側壁を「第４の側壁１０９（図９参照）」と呼称する。
【００２０】
＜側壁＞
第１の側壁１０６および第２の側壁１０７は、図９に示すように正面視正方形に近い若干縦長の長方形状をしている。また、これら側壁同士の間には、図８に示すような扁平の縦長の空間が構成されるように、相互の間隔を狭めて垂直に配置されている。
そして、第１の側壁１０６と第２の側壁１０７の左右両側には、幅狭の第３の側壁１０８と第４の側壁１０９とが接続されるとともに、これら各側壁１０６〜１０９の上下両側には、天板１４２と底板１４３とが接続されている。
これら側壁１０６〜１０９と、天板１４２および底板１４３とによって囲まれた縦長の扁平の空間が、反応容器１０１の内部空間を構成する。
【００２１】
＜窓部＞
この反応容器１０１の第１の側壁１０６には、後述する第１の水冷カソード１１３および第２の水冷カソード１１４が取り付けられる第１の窓部１２７が設けられている。また、第２の側壁１０７には、後述する第３の水冷カソード１１５および第４の水冷カソードが取り付けられる第２の窓部１２８が第１の窓部１２７と対向するように設けられている。
第１の窓部１２７と第２の窓部１２８は、図９に示すように側面視横長のレーストラック形状とされ、互いの形成位置は互いに対向するように同一高さ位置とされている。
また、第１の側壁１０６には、第１の窓部１２７の下方に、後述する基板搬送装置室１３６を取り付けるための小型の第３の窓部１１６が設けられている。
【００２２】
一方、天板１４２には、後述する上部真空ポンプ取り付け室１３４を取り付けるための第４の窓部１４４が設けられ、底板１４３には、後述する下部真空ポンプ取り付け室１３５を取り付けるための第５の窓部１４５が設けられている。
【００２３】
＜水冷カソード＞
第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードはいずれも同等の構成とされ、第１の窓部１２７に左右に並んで２基、第２の窓部１２８に左右に並んで２基取り付けられている。なお、図８及び図９においては一部を略して示している。
具体的には、図９に示すように、第１の水冷カソード１１３および第２の水冷カソード１１４は、横方向に並んだ状態で、第１の側壁１０６に設けられた横長の第１の窓部１２７に、フレームを介して気密的に接合される。
また、第３の水冷カソード１１５および第４の水冷カソードは、横方向に並んだ状態で、第２の側壁１０７に設けられた第２の窓部１２８に、フレームを介して気密的に接合される。
【００２４】
そして、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードは、それぞれ、その一面（電極面）が水平面に対して略直交するような縦置き状態となっており、第１の水冷カソード１１３と第３の水冷カソード１１５とは、その反応空間１０１ａ側の一面１１３ａ、１１５ａ同士が対向し、第２の水冷カソード１１４と第４の水冷カソードとは、その反応空間１０１ａ側の一面同士が対向した位置関係になっている。すなわち、本実施形態では、第１の水冷カソード１１３と第３の水冷カソード１１５とが対をなし、第２の水冷カソード１１４と第４の水冷カソードとが対をなしている。
第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードには、それぞれ、図示略の電源に接続されており、これら電源によって電力が供給される。
【００２５】
また、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードの各一面１１３ａ、１１５ａには、それぞれターゲット１１７、１１８が固定されている。各ターゲット１１７、１１８は、それぞれ板状をなし、目的とする薄膜の組成に応じた組成とされる。
また、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードの各他面側には、各ターゲット１１７、１１８の表面に磁界を発生させるための磁石１６１が配置されていても構わない。
このように磁石を配置させることによって、各ターゲット１１７、１１８からターゲット物質（スパッタ粒子）が弾き出されやすくなる。
【００２６】
また、各ターゲット１１７、１１８は、単体であってもよく、複数のターゲット片によって構成されていてもよい。また、各ターゲット１１７、１１８の平面形状は、特に限定されない。単体のターゲットの場合には、例えば、円形または円環状であるのが望ましく、各カソードと同軸的位置関係で配置されるのが望ましい。
例えば、処理装置１００によってグラニュラ構造を有する磁性層を成膜する場合には、各ターゲット１１７、１１８として、それぞれＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含有する半円状のターゲット片と、ＳｉＯ２を含有する半円状の酸化物ターゲット片などを複合して用いることもできる。
【００２７】
また、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードと各ターゲット１１７、１１８とは、間にインジウムやカーボン等で形成されたシートを挟むことなく、直接に接するように構成されている。
以下、第１の水冷カソード１１３の構成について詳述するが、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードは全て同様の構成をしている。
【００２８】
第１の水冷カソード１１３は、図１に示すバッキングプレート（金属板）１１及び図４に示す冷却水路形成板（金属板）１２とを有する構成となっている。
バッキングプレート（金属板）１１の一面（ターゲット固定面）１１ａには、図２に示すように、直接ターゲット１１７が配置されている。そして、ターゲット１１７の周辺近傍には、ターゲット押え治具１３が配置されており、これによりターゲット１１７はバッキングプレート１１と密着するように押さえつけられている。
また、バッキングプレートは、ステンレス合金、アルミニウム合金、銅合金等からなり、厚さは、１ｍｍ〜３０ｍｍ程度で構成されている。もっとも、バッキングプレートの材質及び厚さは、上記に限定されるものではなく、後述するようにスパッタリング中においてターゲット１１７側に凸面を形成するように構成されるのであれば、適宜のものを用いて構わない。
【００２９】
また、バッキングプレート１１は、スパッタリング中において、ターゲット１１７側に凸面を形成するように構成されている。
すなわち、バッキングプレート１１は後述するように水冷するものの、熱くなることから熱膨張する。また、バッキングプレート１１は厚さが薄くなっており、後述する冷却水の水圧により膨張もする。
このようにバッキングプレート１１はスパッタリング中において膨張するが、その際に図３の２点鎖線１４で示すように、ターゲット１１７側に凸面を形成するように構成されている。なお、図３の２点鎖線１４は、凸状の変形を強調して示している。実際の変形量は、バッキングプレート１１の大きさにもよるが、直径２００ｍｍ程度のターゲット１１７では、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
このように構成することで、バッキングプレート１１がスパッタリング中において、ターゲット１１７側に凸状に膨張するので、シートを用いないにもかかわらず、バッキングプレート１１とターゲット１１７との密着性が良好になる。
これにより、シートが崩れてダストが生じたり、シートが熱に溶けたりしてしまうといった不都合がなくなる。
【００３０】
また、バッキングプレート１１は、例えばＳＵＳ３０４等で形成されており、平面視略円形の板状に構成されており、ターゲット１１７が固定されていない面には、凹部１５が設けられている。凹部１５は、平面視した際に、略円状である凹部１５ａと、その円周上の向かい合う２点で外側へ向かって略三角形状に形成された凹部１５ｂとからなっている。
【００３１】
水路形成板（金属板）１２は、バンキングプレート１１と略同形の平面視略円形の板状に構成されている。また、水路形成板１２の一面１２ａには、凸部２１が設けられており、この凸部２１がバッキングプレート１１の凹部１５と嵌合するように構成されている。すなわち、凸部２１は、平面視した際に、略円状の凸部２１ａと、その円周上の向かい合う２点で外側へ向かって略三角形に形成された凸部２１ｂとからなり、これら凸部２１ａ、２１ｂがそれぞれ凹部１５ａ、１５ｂと嵌合するように構成されている。
【００３２】
この際、バッキングプレート１１と冷却水路形成板１２とは、図６で示すように、弾性材料であるＯリング６２、６３、６４によって所定の距離離間して嵌め合うようにして配置され、この離間した空間が冷却水路５１、５２となる。
具体的には、図４及び図５に示すように、冷却水路形成板１２の周辺部には、溝２２が全周に亘って形成されており、また、冷却水路形成板１２の中央部にも冷却水が蛇行するような水路が形成されるように溝２３、２４が形成されている。
そして、これらの溝２２、２３、２４に弾性材料であるＯリング６２、６３、６４が嵌められる。
このような形状をした水路形成板１２を、凸部２１をバッキングプレート１１の凹部１５に嵌合するように配置し、バッキングプレート１１及び冷却水路形成板１２の周辺部に設けられたネジ孔３１、３２に、図示略のネジを螺着させることでバッキングプレート１１と冷却水路形成板１２とを固定する。
【００３３】
なお、冷却水路形成板１２には、流入口４１、４２及び排出口４３、４４が設けられており、図示略の冷却水供給手段によって流入口４１、４２から流入された冷却水は、Ｏリング６２、６３、６４によって仕切られた冷却水路５１、５２を通って排出口４３、４４から排出される。
すなわち、流入口４１から流入された冷却水は、溝２２に嵌められたＯリング６２と溝２３に嵌められたＯリング６３で仕切られた冷却水路５１を通ることで、バッキングプレート１１の外周を冷却し、排出口４３から排出される。
また、流入口４２から流入された冷却水は、溝２３に嵌められたＯリング６３と溝２４に嵌められたＯリング６４で仕切られた冷却水路５２を通ることで、バッキングプレート１１の中央部を冷却し、排出口４４から排出される。
この際、バッキングプレート１１は、厚さが薄くなっていることから、冷却水の水圧によってターゲット１１７側に膨張する。これにより、バッキングプレート１１とターゲット１１７の密着性が良好となる。
また、冷却水路５２は蛇行するように溝２３、２４が構成されているので、バッキングプレート１１の中央部を局所的に効率よく冷却することができる。
【００３４】
このように本実施形態では、冷却水の冷却水路５１、５２を弾性材料であるＯリング６２、６３、６４で仕切ることによって形成したので、冷却水路５１、５２の変更が容易となり、バッキングプレート１１ひいてはそれに密着しているターゲット１１７を選択的、局所的に冷却することができる。
【００３５】
＜ガス流入管＞
反応容器１０１の内部には、図示略のガス供給手段から供給されたガスを、各ターゲット１１７、１１８の表面に向けて流出する４つのガス流入管１２６がそれぞれ配設されている。
【００３６】
＜真空ポンプ取り付け室＞
また、上部真空ポンプ取り付け室１３４は、その下端部が、反応容器１０１の第４の窓部１４４の周囲に取り付けられ、その内部が、反応容器１０１内の空間と連通している。
上部真空ポンプ取り付け室１３４は、一対の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａ、１３４ｂと、一対の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａ、１３４ｂ同士の間隙を第４の窓部１４４側を除いて囲む枠部１３４ｃとを有する。
【００３７】
上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａ、１３４ｂは、それぞれ第４の窓部１４４の右端部の外側および左端部の外側（第１の側壁１０６および第２の側壁１０７の各上端面）に縦置き状に取り付けられており、その面方向が第１の側壁１０６および第２の側壁１０７と略平行となっている。
図９に示すように、各上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａ、１３４ｂは、側面視で、上方において半円状をなし、下端部において第４の窓部１４４の奥行き方向の長さと略等しい長さの直線状をなしており、下端部が第１の側壁１０６および第２の側壁１０７の上端部に取り付けられている。第１の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａには、後述する第１の真空ポンプ１３０の吸引口と連通する開口が設けられており、第２の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ｂには、後述する第２の真空ポンプ１３１の吸引口と連通する開口が設けられている。
【００３８】
下部真空ポンプ取り付け室１３５は、その上端部が、反応容器１０１の第５の窓部１４５の周囲に固定され、その内部が、反応容器１０１内の空間と連通している。
下部真空ポンプ取り付け室１３５は、一対の下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａ、１３５ｂと、一対の下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａ、１３５ｂ同士の間隙を第５の窓部１４５側を除いて囲む枠部１３５ｃとを有する。
【００３９】
下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａ、１３５ｂは、第５の窓部１４５の右端部の外側および左端部の外側に縦置き状に取り付けられており、その面方向が第１の側壁１０６および第２の側壁１０７と略平行となっている。
図９に示すように、各下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａ、１３５ｂは、側面視で、各辺の長さが第５の窓部の奥行き方向の長さと略等しい略正方形状をなしている。また、このうち第１の下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａには、後述する第３の真空ポンプ１３２の吸引口と連通する開口が設けられている。
【００４０】
＜排気手段＞
第１の真空ポンプ（排気手段）１３０〜第３の真空ポンプ（排気手段）１３２は、それぞれ、吸引機構と、吸引機構のガス通路と連通する吸引口と、吸引口の周囲に設けられたフランジ１３０ａ〜１３２ａと、吸引口の内部に設けられた図示しないゲートバルブとを有している。ゲートバルブは、図示しない制御機構によって開閉が制御されるように構成されている。
【００４１】
このうち第１の真空ポンプ１３０は、そのフランジ１３０ａが第１の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａに設けられた開口の周囲に取り付けられ、上部真空ポンプ取り付け室１３４に固定されている。また、第２の真空ポンプ１３１は、そのフランジ１３１ａが第２の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ｂに設けられた開口の周囲に取り付けられ、上部真空ポンプ取り付け室１３２に固定されている。また、第３の真空ポンプ１３２は、そのフランジ１３２ａが第１の下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａに設けられた開口の周囲に取り付けられ、下部真空ポンプ取り付け室１３５に固定されている。
各真空ポンプ１３０〜１３２は、反応容器１０１内を減圧状態にしたり、被処理基板２００に処理を行う際および処理を行った後、反応容器１０１内のガスを所定の流量で排気する。
【００４２】
＜基板搬送装置＞
基板搬送装置１０５は、外部から搬入された被処理基板２００を、第１のカソード１１３と第３のカソード１１５の間、および、第２のカソード１１４と第４のカソードとの間に、被処理基板２００の両面が電極面１１３ａ、１１５ａまたは電極面１１４ａと対向するように、かつ、縦置き状態となるように搬送する。
この基板搬送装置１０５は、基板搬送装置室１３６と、キャリア搬送装置１３７と、キャリア搬送装置１３７に保持された第１のキャリア１３８および第２のキャリアとを有する。
なお、第２のキャリアおよび第２のキャリア保持部は、第１のキャリア１３８および後述する第１のキャリア保持部１４０と同様の構成とされており、図示は省略する。
【００４３】
基板搬送装置は図８及び図９に示すように、前記のようなキャリア１３８を搬送させる搬送機構として、キャリア１３８を非接触状態で駆動する駆動機構１４１を備えている。
この駆動機構１４１は、キャリア１３８の下部にキャリア１３８の移動方向に沿って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２０２と、その下方にキャリア１３８の搬送方向（図８の紙面垂直方向、図９の左右方向）に沿って配置された回転磁石２０３とを備え、この回転磁石２０３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。
【００４４】
また、複数の磁石２０２と回転磁石２０３との間には、真空隔壁２０４が介在されている。この真空隔壁２０４は、複数の磁石２０２と回転磁石２０３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。また、真空隔壁２０４は、回転磁石２０３の周囲を囲むことによって、反応容器１０１の内側と大気側とを隔離している。
【００４５】
また、回転磁石２０２は、回転モータ２０５により回転駆動される回転軸２０６と互いに噛合される複数のギアを介して連結されている。これにより、回転モータ２０５からの駆動力を回転軸２０６を介して回転磁石２０４に伝達しながら、この回転磁石２０４を軸回りに回転させることが可能となっている。
【００４６】
以上のように構成される基板搬送装置は、キャリア１３８側の磁石２０２と回転磁石２０４とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石２０３を軸回りに回転させることにより、キャリア１３８を回転磁石２０３の軸方向（図８の紙面垂直方向、図９の左右方向）に沿って直線駆動する。
【００４７】
また、反応容器１０１内には、搬送されるキャリア１３８をガイドするガイド機構として、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１７５がキャリア１３８の搬送方向（図８の紙面垂直方向、図９の左右方向）に並んで設けられている。一方、キャリア１３８は、支持台２２６の下部側に複数の主ベアリング１７５が係合されるガイドレール１７６を有しており、このガイドレール１７６には、溝部が支持台２２６の長手方向に沿って形成されている。
【００４８】
また、反応容器１０１内には、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１７７が、その間にキャリア１３８を挟み込むようにして設けられている。これら一対の副ベアリング１７７は、複数の主ベアリング１７５と同様に、キャリア１３８の搬送方向に複数並んで設けられている。
【００４９】
なお、主ベアリング１７５及び副ベアリング１７７は、機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保する軸受であって、具体的には転がり軸受からなり、反応容器１０１内に設けられたフレーム（取付部材）に固定された図示略の支軸に回転自在に取り付けられている。
キャリア１３８は、ガイドレール１７６に複数の主ベアリング１７５を係合させた状態で、これら複数の主ベアリング１７５の上を移動すると共に、一対の副ベアリング１７７の間に挟み込まれることによって、その傾きが防止されていて、被処理基板２００を垂直に保持したまま搬送することができるように構成されている。
【００５０】
＜＜処理装置の動作＞＞
次に、この処理装置の動作について、磁気記録媒体の磁気記録層を製造する場合を例にして説明する。
「磁気記録媒体」
図７は、本発明で形成される磁性層を有する垂直磁気記録媒体を示す縦断面図である。
図７に示す形態の垂直磁気記録媒体１は、非磁性基板２の両面に、それぞれ、少なくとも軟磁性裏打ち層３、その直上の膜の配向性を制御する配向制御層４及び下地層５、磁気記録層（磁性層）６、保護層７、潤滑層８が順に積層された構造を有する。磁気記録層６は、少なくともＣｏとＣｒを含むグラニュラ構造を有する垂直磁気記録層である。
【００５１】
＜非磁性基板＞
この垂直磁気記録媒体１に使用される非磁性基板２としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板を用いられることが多い。
ガラス基板の場合、鏡面研磨を施した基板や、表面粗さ（Ｒａ）＜１（Å）のような低Ｒａ基板などが好ましい。
また、非磁性基板２には、軽度であれば、スクラッチが入っていても構わない。
【００５２】
垂直磁気記録媒体１の製造工程においては、まず非磁性基板２の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層との密着性を確保する見地から、非磁性基板２には、その各層の形成前に洗浄、乾燥が行われていることが望ましい。洗浄については、水洗浄だけでなく、エッチング（逆スパッタ）による洗浄も含まれる。
また、非磁性基板２のサイズは、特に限定されず、用途に応じて適宜決定される。
【００５３】
＜軟磁性裏打ち層＞
軟磁性裏打ち層３は、媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、磁気記録層６に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。
【００５４】
軟磁性裏打ち層３の材料としては、ＦｅＣｏ系合金、ＣｏＺｒＮｂ系合金、ＣｏＴａＺｒ系合金など、いわゆる軟磁気特性を有する材料を使用することができる。
軟磁性裏打ち層３は、アモルファス構造であることが特に好ましい。これは、アモルファス構造とすることで、表面粗さ（Ｒａ）が大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となるためである。
【００５５】
また、軟磁性裏打ち層３は、このような軟磁性層の単層構成であってもよいが、２層の軟磁性層の間に、Ｒｕなどの極薄い非磁性薄膜をはさみ、軟磁性層間に反強磁性結合を持たせた構造を用いてもよい。
また、軟磁性裏打ち層３の総膜厚は、通常２０（ｎｍ）〜１２０（ｎｍ）程度が好ましく、記録再生特性と書き込み特性とのバランスにより適宜決定される
【００５６】
＜配向制御層＞
本発明では、軟磁性裏打ち層３の上に、磁気記録層６の配向性を制御する配向制御層４を設けることが好ましい。配向制御層４の材料としては、Ｔａやｆｃｃ（１１１）結晶面配向するＮｉ、Ｎｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔａ、Ｎｉ−Ｖ、Ｎｉ−ＷなどのＮｉ合金が好ましい。
また、軟磁性裏打ち層３がアモルファス構造をとる場合でも、材料や成膜条件によって表面粗さＲａが大きくなることがあるため、このような場合には、軟磁性裏打ち層３と配向制御層４との間に非磁性のアモルファス層を成膜することが好ましい。
これにより、磁気記録層６が形成される面の表面粗さＲａが下がり、磁気記録層６の配向性を向上させることができる。
【００５７】
＜下地層＞
軟磁性裏打ち層３または配向制御層４の上には、下地層５が設けられる。
下地層５の材料としては、磁気記録層６と同様にｈｃｐ構造をとる、ＲｕやＲｅ、またはそれらの合金が好ましい。
なお、前述の中間層（配向制御層４）の働きは、磁気記録層６の配向を制御することにあるので、ｈｃｐ構造をとらなくても磁気記録層６の配向を制御できる材料であれば用いることができる。
下地層５の総膜厚は、記録再生特性と書き込み特性とのバランスから５（ｎｍ）以上２０（ｎｍ）以下であることが好ましい。
【００５８】
＜垂直磁気記録層＞
この形態の垂直磁気記録媒体１は、少なくとも磁性粒子としてＣｏとＣｒとを含み、磁性粒子の粒界部に少なくとも酸化クロムを含むグラニュラ構造を有する垂直磁気記録層６を有する。また磁性粒子にはＰｔを含有させるのが好ましい。
また粒界部を構成する酸化物としては、Ｃｒ酸化物のほかに、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｗ酸化物、Ｃｏ酸化物、Ｔａ酸化物及びＲｕ酸化物のいずれか１種以上を含むものが好ましい。これらの酸化物を添加した強磁性材料としては、例えばＣｏＣｒＰｔ−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｗ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｏ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｔａ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｒｕ酸化物、ＣｏＲｕＰｔ−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔＲｕ−Ｓｉ酸化物などを挙げることができる。
これらの組成においては、主に、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＲｕＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔＲｕ合金が磁性粒子を構成し、Ｃｒ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｗ酸化物、Ｃｏ酸化物、Ｔａ酸化物及びＲｕ酸化物が粒界部を構成する。また、磁性粒子の一部に酸化物が混入してもよく、粒界部の一部に合金が混入してもよい。
なお、磁気記録層６には、これらの酸化物を２種以上添加することも可能である。
【００５９】
少なくともＣｏとＣｒを含むグラニュラ構造を有する垂直磁気記録層６を形成する磁性粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒界幅は０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下であることが好ましい。平均結晶粒径及び平均粒界幅は、平面ＴＥＭ観察像を用いて算出することができる。
少なくともＣｏとＣｒを含むグラニュラ構造を有する垂直磁気記録層６中に存在する酸化物の総量は３〜１５モル％であることが好ましい。酸化物の添加量の総量がこの範囲であると、本発明の磁性層の形成方法を用いて、良好なグラニュラ構造を形成することができる。
【００６０】
＜保護層＞
保護層７は、ヘッドと媒体との接触によるダメージから媒体を保護するためのものであり、カーボン膜、ＳｉＯ２膜などが用いられるが、カーボン膜を用いることが好ましい。
これら膜の形成にはスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが用いられるが、プラズマＣＶＤ法を用いることが好ましい。また、マグネトロンプラズマＣＶＤ法も用いることが可能である。
保護層７の膜厚は、１ｎｍ〜１０ｎｍ程度であり、好ましくは２ｎｍ〜６ｎｍ程度、さらに好ましくは２ｎｍ〜４ｎｍである。
なお、保護層７まで成膜した後は、表面に潤滑層８を塗布するのが好ましい。
【００６１】
「反応性スパッタリングによる磁性層の成膜」
次に、本発明の処理装置の動作について、反応性スパッタリングによって垂直磁気記録層６を成膜する場合を例にして説明する。
まず、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードの各一面（電極面）に、それぞれ、第１のターゲット１１７〜第４のターゲットを取り付ける。具体的には、バッキングプレートの一面に、間にシートを挟むことなく直接ターゲットを固定する。
また、本実施形態では、磁性結晶粒子が酸化物を多く含む粒界領域に取り囲まれた、いわゆるグラニュラ構造を有する磁性層を成膜するため、各ターゲット１１７、１１８として、それぞれＣｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含有する半円状のターゲット片と、ＳｉＯ２を含有する半円状の酸化物ターゲット片を複合して使用する。
【００６２】
また、２枚の基板（被処理基板）２００を用意する。被処理基板２００としては、非磁性基板２上に、軟磁性裏打ち層３、配向制御層４及び下地層５が既に形成されたものを用いる。
そして、各被処理基板２００を、それぞれ、第１のキャリア１３８および第２のキャリアに装着する。
第１のキャリア１３８および第２のキャリアに被処理基板２００が装着されると、基板搬送装置１０５は、駆動機構１４１の動作によって、各キャリア１３８を第１のターゲット１１７と第３のターゲット１１８との間の空間、および、第２のターゲットと第４のターゲットとの間の空間に移動操作する。これにより、第１のキャリア１３８に装着された被処理基板２００が、第１のターゲット１１７と第３のターゲット１１８との間に、被処理基板２００の両面が各ターゲット１１７、１１８の表面と対向するように、かつ、縦置き状態となるように搬送される。また、第２のキャリアに装着された被処理基板２００が、第２のターゲットと第４のターゲットとの間に、被処理基板２００の両面が各ターゲットの表面と対向するように、かつ、縦置き状態となるように搬送される。
【００６３】
次に、各真空ポンプ１３０〜１３２のゲートバルブを開き、各真空ポンプ１３０〜１３２の動作により、反応容器１０１内を減圧状態とする（第１の排気工程）。
ここで、この処理装置１００では、第１の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ａ、第２の上部真空ポンプ取り付け壁１３４ｂおよび第１の下部真空ポンプ取り付け壁１３５ａにそれぞれ真空ポンプ１３０〜１３２が取り付けられている。このため、上側に取り付けられた２台の真空ポンプ１３０、１３１が共同して働くとともに、下側に取り付けられた真空ポンプ１３２によってキャリア搬送装置１３７の周囲が効率よく排気される。これにより、反応容器１０１を短時間に所定の減圧状態とすることができる。
【００６４】
次に、図示略のガス供給手段を用いて、ガス流入管１２６を通じて、反応性ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給する。その後、各真空ポンプ１３０〜１３２のゲートバルブを制御し、上側から排気されるガスの流量および下側から排気されるガスの流量を所定の流量に調整する。
【００６５】
次に、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードに電圧を印加する。
これにより、各水冷カソードに対応する空間において、混合ガスがプラズマ化し、このプラズマ中に生成された不活性ガスのイオンが、各ターゲット１１７、１１８に衝突し、各ターゲット１１７、１１８からターゲット物質（スパッタ粒子）が弾き出される。弾き出されたスパッタ粒子はその一部が活性化された反応性ガスと反応し、他の一部は反応性ガスと未反応の状態で、各被処理基板２００の各表面に被着する。
この際、第１の水冷カソード１１３〜第４の水冷カソードを構成する各バッキングプレート１１は、熱及び冷却水の水圧により、各ターゲット１１７、１１８側に凸面を形成するように膨張する。これにより、各バッキングプレート１１と各ターゲット１１７、１１８との密着性が良好となる。
また、各バッキングプレート１１と各ターゲット１１７、１１８との間にシートが挟まれていないので、シートが崩れてダストが生じたり、シートが熱に溶けたりしてしまうといった不都合がなくなる。
また、冷却水の冷却水路５１、５２を弾性材料であるＯリング６２、６３、６４で仕切ることによって形成したので、各バッキングプレート１１ひいては各ターゲット１１７、１１８を局所的に効率良く冷却することができる。
【００６６】
そして、各被処理基板２００の両面において、スパッタ粒子の層（垂直磁気記録層６）が所定の厚さとなったところで成膜終了とする。
以上のようにして２枚の被処理基板２００の両面に、並行して垂直磁気記録層６が形成される。
このようにして形成された各垂直磁気記録層６は、スパッタ粒子が均一に析出ことによって成膜されていることにより、面方向において一様な磁気特性を有し、安定な記録再生特性を得ることができる。
【００６７】
次に、第１の真空ポンプ１３０〜第３の真空ポンプ１３２のゲートバルブを開き、各真空ポンプ１３０〜１３２の動作により、反応容器１０１内の反応後のガスを排気する（第２の排気工程）。
【００６８】
次に、反応容器１０１内を大気圧状態とした後、駆動機構１４１の動作によって、第１のキャリア１３８および第２のキャリアを、反応空間１０１ａの下方から、基板搬送装置室１３６の開口１３９付近に移動操作する。そして、扉を開き、第１のキャリア１３８および第２のキャリアに装着された各被処理基板２００を開口１３９から外部に搬出する。
以上のようにして、両面に垂直磁気記録層６が形成された被処理基板２００が得られる。
【００６９】
以上、本発明の処理装置１００の動作について、反応性スパッタリングによって垂直磁気記録層６を成膜する場合を例にして説明したが、本発明の処理装置の使用形態はこれに限るものではない。
例えば、本発明の処理装置は、インライン型処理装置を構成する各成膜装置として使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、磁気記録媒体を製造する製造業において幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１１・・・バッキングプレート、１１ａ・・・バッキングプレートの一面、１２・・・水路形成板、２２，２３，２４・・・溝、１０１・・・反応容器、１１３，１１４，１１５・・・水冷カソード、１１７，１１８・・・ターゲット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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