(57)【要約】【課題】成膜時の成膜対象へのパーティクル付着を抑制する。【解決手段】発生部２で発生したプラズマを成膜部５に配置した成膜対象４へ誘導するフィルタ部３に、プラズマと共に発生するパーティクルを衝突させる衝突部６を設ける。衝突部６は、発生部２で発生したパーティクルの進路をシミュレーションし、衝突部６を設けなかった場合に成膜対象４に到達すると予測されるパーティクルの進路上に、プラズマ流を大きく遮らないようにして、配置する。衝突部６に衝突したパーティクルが、そこで進路を変えられ、或いはそこに捕捉されることで、成膜対象４へのパーティクルの到達及び付着が抑制されるようになる。【選択図】図１
2010001501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ及びパーティクルを発生する発生部と、
前記発生部で発生した前記プラズマを成膜対象へ誘導すると共に、前記発生部で発生した前記パーティクルを捕捉するフィルタ部と、
前記フィルタ部に配置され、前記発生部で発生した前記パーティクルを衝突させる少なくとも１つの衝突部と、
を有し、
前記衝突部は、前記発生部で発生した前記パーティクルのうち、前記衝突部を設けない場合に前記成膜対象に到達すると予測される特定パーティクルの進路上に設けられていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、アーク電流が１２０Ａ時に前記成膜対象に対する成膜速度が１０Å／秒以上になり、かつ、前記発生部で発生した前記プラズマの流路の中心位置から求められる前記発生部と前記成膜対象との距離が１３００ｍｍ以下になるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、前記プラズマを湾曲又は屈曲させて前記成膜対象へ誘導する形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記衝突部は、前記フィルタ部の内壁から前記プラズマの誘導方向と交差する方向に起立した板状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記衝突部は、前記フィルタ部の内側から外側に向かって凹んだ凹部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関し、特に、プラズマを用いて成膜を行う成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク等の磁気記録媒体に対する磁気ヘッドの浮上を伴う磁気記録装置、いわゆるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータや各種情報処理端末の外部記憶装置として広く利用されている。
【０００３】
一般に、磁気記録媒体は、硬質非磁性基板上にコバルト（Ｃｏ）系合金等で磁気記録層を設けている。しかし、この磁気記録層は、耐久性、耐蝕性が弱く、磁気ヘッドとの接触、摺動、湿気による腐食等により、磁気特性の劣化、機械的又は化学的損傷が生じ易い。そこで、磁気記録層表面に保護膜を成膜し、さらにそれを潤滑層で被覆することで、耐久性、耐蝕性の向上が図られている。保護膜には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム等が用いられてきた。近年では、耐熱性、耐蝕性及び耐摩耗性の点でより優れた、炭素系の保護膜も用いられるようになっている。このような炭素系の保護膜は、例えばスパッタリング法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。
【０００４】
磁気記録媒体の一層の高記録密度化を実現するためには、磁気ヘッドの性能向上に加え、磁気ヘッドの書き込み／読み出し部と磁気記録媒体の磁気記録層との間隔、いわゆる磁気スペーシングを短縮することが不可欠である。そのため、磁気記録層上に成膜する保護膜の薄膜化が必要になり、３ｎｍ以下といった極薄膜でも十分な耐久性、耐蝕性を確保できる炭素系の保護膜のニーズが高まっている。近年では、そのような保護膜の成膜方法として、アーク放電により発生させたプラズマを利用するＦＣＡ（Filtered Cathodic Arc）法が注目されてきている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１参照。）。
【０００５】
ＦＣＡ法では、アーク放電によりターゲット（カソードターゲット）からその構成材料のイオンや電子等の荷電粒子を含むプラズマを発生させ、そのプラズマを管状の部材（フィルタ）によって成膜対象へと誘導し、成膜対象に成膜を行う。しかし、アーク放電によりプラズマを発生させる際には、イオン等の荷電粒子のほか、中性のパーティクル（ドロップレット）が発生する。発生したパーティクルの一部はプラズマ誘導の間にフィルタの壁面等に付着して捕捉される一方、一部は成膜対象まで到達し、成膜対象にパーティクルが付着してしまう。ＦＣＡ法を磁気記録媒体の保護膜の成膜に用いたときには、成膜対象である磁気記録層上にパーティクルが付着し、それが原因で、磁気記録媒体表面に凸部が形成されたり、所定の磁気スペーシングが確保できなかったりする等の問題が発生していた。
【０００６】
成膜対象に対するこのようなパーティクル付着は、磁気記録媒体の保護膜の成膜に限らず、種々の成膜において、その膜の高品質化を図る上で問題となってくる。
成膜時のパーティクル付着に対しては、例えば、湾曲させたフィルタを用い、成膜対象まで誘導する間に磁場を利用してプラズマ流を湾曲させ、プラズマ流路からパーティクルを逸れさせ、成膜対象に到達するパーティクルを低減させる方法が提案されている。また、フィルタ長を延ばすことで、成膜対象に到達するパーティクルを低減させる方法も提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２５６８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７４２８０号公報
【非特許文献１】Surface and Coatings Technology, 163-164 (2003), p.368-373
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、フィルタを湾曲させる方法によれば、湾曲させない場合に比べて成膜対象に到達するパーティクルの減少を図ることが可能であるものの、成膜する膜の高品質化のためには、更なるパーティクルの減少が要望されている。
【０００８】
また、フィルタ長を延ばす方法によれば、成膜対象に到達するパーティクルを減少させることができる一方、プラズマの発生源から成膜対象までの距離が長くなり、フィルタ長が短いものに比べて成膜速度が著しく低下してしまう。従って、量産性を考慮せざるを得ない成膜装置においては、現実的なスループットを確保することが極めて困難になる。フィルタ長を短縮すれば成膜速度は向上するが、より多くのパーティクルが成膜対象に付着するために、品質面で課題が残ってしまう。
【０００９】
このような点に鑑み、フィルタ長を長大化することなく、一定以上の成膜速度を確保しつつ、成膜対象に対するパーティクル付着を抑制して成膜を行うことのでき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】
【００１０】
上記課題を解決するために、次のような構成を有する成膜装置が提供される。この成膜装置は、プラズマ及びパーティクルを発生する発生部と、前記発生部で発生した前記プラズマを成膜対象へ誘導すると共に、前記発生部で発生した前記パーティクルを捕捉するフィルタ部と、前記フィルタ部に配置され、前記発生部で発生した前記パーティクルを衝突させる少なくとも１つの衝突部と、を有する。前記衝突部は、前記発生部で発生した前記パーティクルのうち、前記衝突部を設けない場合に前記成膜対象に到達すると予測される特定パーティクルの進路上に設ける。
【００１１】
このような成膜装置によれば、発生部でプラズマと共に発生したパーティクルのうち、成膜対象へ到達する可能性のあるパーティクルが衝突部に衝突するようになる。
【発明の効果】
【００１２】
開示の成膜装置により、フィルタ長を長大化することなく、一定以上の成膜速度を確保しつつ、成膜対象へのパーティクル付着量を低減することが可能になり、高品質膜を効率的に成膜することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態の成膜装置の概略断面図である。
【００１４】
図１に示す成膜装置１は、プラズマを発生させる発生部２、発生させたプラズマを誘導するフィルタ部３、及びそのプラズマが用いられて成膜対象４に成膜が行われる成膜部５を有している。
【００１５】
発生部２は、カソードターゲット２ａ、カソードターゲット２ａから一定距離離して配置されたアノード２ｂ、カソードターゲット２ａに接離可能なストライカ２ｃ、及びカソードターゲット２ａを囲繞して配置されたカソードコイル２ｄを備えている。
【００１６】
カソードターゲット２ａには、発生させるプラズマのソースとなる材料が用いられる。例えば、炭素膜を形成する場合、カソードターゲット２ａにはグラファイトを用いることができる。カソードターゲット２ａに直流電圧を印加し、その表面にストライカ２ｃを接離させると、それらの間にスパークが発生し、その結果、カソードターゲット２ａとアノード２ｂとの間にアーク放電が発生する。
【００１７】
アーク放電により、カソードターゲット２ａからは、その構成材料のイオンや電子といった荷電粒子のほか、その構成材料の原子や原子が塊状になった中性のパーティクルが蒸発・生成される。カソードコイル２ｄは、磁界を印加し、カソードターゲット２ａから蒸発した原子のイオン化率を高める。このようにして発生する荷電粒子を含んだプラズマ及び中性のパーティクルがフィルタ部３へと供給される。
【００１８】
フィルタ部３は、例えばその適所の外周にコイル３ａ，３ｂ，３ｃが配置され、図中点線Ｐで示すように、発生部２からのプラズマ流を屈曲及び湾曲させながら成膜部５の成膜対象４へと誘導するようになっている。また、フィルタ部３には、発生部２の対向位置に、捕集領域３ｄが設けられている。発生部２からのプラズマ流は、コイル３ａの磁場によって曲げられる一方、磁場の影響を受けない中性のパーティクルの一部は、そのプラズマ流から逸れ、捕集領域３ｄの方へと流れる。
【００１９】
このような捕集領域３ｄを備えたフィルタ部３の内壁には、発生部２からのパーティクルを捕捉可能なフィン３ｅ、及びプラズマ流の流路を規定する、プラズマ流の通過孔が形成されたアパーチャ３ｆが設けられている。コイル３ａで曲げられたプラズマ流は、２つのアパーチャ３ｆの通過孔をコイル３ｂ，３ｃの磁場でその進行方向を調整されて通過していき、成膜部５の方へと誘導される。
【００２０】
発生部２でプラズマと共に発生したパーティクルは、このようにしてプラズマ流が曲げられながら成膜部５の方へ誘導されていく間に、プラズマ流から空間的に分離される。プラズマ流から分離されたパーティクルは、捕集領域３ｄを含むフィルタ部３の内壁、フィン３ｅ及びアパーチャ３ｆへの衝突・反射を繰り返し、反射に要するエネルギーを失うと（失活すると）それらの表面に捕捉される。
【００２１】
さらに、このフィルタ部３には、発生部２で発生したパーティクルのうち、フィルタ部３の内壁、フィン３ｅ及びアパーチャ３ｆで捕捉されないパーティクルを衝突させる衝突部６が設けられている。衝突部６に衝突したパーティクルは、その進路を変更され、或いはそこに捕捉される。衝突部６は、例えば、それを設けなかった場合にフィルタ部３の内壁、フィン３ｅ及びアパーチャ３ｆで捕捉されずに成膜対象４に到達してしまうようなパーティクルの進路を、予めシミュレーション等で予測しておき、その進路上に配置することができる。なお、衝突部６の配置の詳細については後述する。
【００２２】
ここで、衝突部６の構成例について述べる。
図２は衝突部の説明図であって、（Ａ）は衝突部を設けたフィルタ部の断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面模式図である。
【００２３】
図２（Ａ），（Ｂ）に例示する衝突部６は、フィルタ部３の内壁に設けられ、プラズマの誘導方向と交差する方向に起立した板状になっている。この衝突部６は、フィルタ部３の内壁から所定の高さで、内壁に沿って設けられている。ここでは、フィルタ部３の内壁全周にわたって設けずに、非環状に設けている。衝突部６の材質は、例えば、フィルタ部３の材質と同じにすることができる。
【００２４】
フィルタ部３を誘導されるプラズマの流路が途中で部分的にでも遮断されると、成膜速度が低下してしまう。そのため、衝突部６は、特定進路のパーティクルを衝突させることができ、かつ、プラズマの流路をできるだけ遮断しないようなサイズで形成することが望ましい。より具体的には、プラズマ流のフィルタ部３直径方向の広がりがガウス分布的であるとすれば、衝突部６のフィルタ部３の内壁からの高さは、フィルタ部３の断面直径の１／２以下にすることが好ましい。さらに、その衝突部６の形状は、プラズマの遮断を抑制するため、フィルタ部３の断面中心部を遮らず、非環状にすることが好ましい。
【００２５】
なお、このようなサイズ・形状の衝突部６の表面に、ブラスト加工を施し、凹凸を形成しておくようにしてもよい。このような凹凸を形成しておくことにより、衝突部６に衝突したパーティクルの失活を誘因したり、一旦衝突部６に捕捉されたパーティクルの衝突部６からの剥離を抑制したりすることが可能になる。
【００２６】
図３は別形態の衝突部の説明図であって、（Ａ）は衝突部を設けたフィルタ部の断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面模式図である。
図３（Ａ），（Ｂ）に例示する衝突部６は、その表面にリブ６ａが形成されている点で、上記図２に示したものと相違している。このようなリブ６ａを形成しておくことにより、衝突したパーティクルの失活を誘因したり、捕捉されたパーティクルの剥離を抑制したりすることが可能になる。
【００２７】
なお、リブ６ａは、プラズマの流路を大きく遮るものでなければ、そのサイズ・形状を適宜に設定することができる。ここでは衝突部６に略平行な２本のリブ６ａを形成した例を示したが、リブ６ａの配置及び本数はこれに限定されるものではない。また、リブ６ａは、衝突部６の両面に形成することもできる。
【００２８】
また、このようなリブ６ａを形成し、リブ６ａを含む衝突部６の表面に、上記のようなブラスト加工による凹凸形成を行うようにしてもよい。
続いて、上記のような構成を有する衝突部６の配置について述べる。衝突部６の配置は、以下のようにして設定することができる。
【００２９】
ここでは、所定の構成を有する成膜装置の発生部のカソードターゲットから発生したパーティクルの軌跡をシミュレーションする。シミュレーションには、衝突部６を設けていない成膜装置Ａ、衝突部６を設けずかつ発生部２で発生したプラズマが成膜対象４に達するまでの流路を長くした成膜装置Ｂ、及び衝突部６を設けた成膜装置Ｃ（成膜装置１）を用いている。
【００３０】
まず、成膜装置Ａのシミュレーションについて述べる。
図４は成膜装置Ａのシミュレーションに用いる構成図である。
図４は、成膜装置Ａのフィルタ部３及び成膜部５を示したものであり、フィルタ部３の一端側にカソードターゲット２ａを配置し、他端側の成膜部５に成膜対象（成膜基板）４を配置している。成膜装置Ａは、上記のような衝突部６を設けていない点を除き、成膜装置１と同じ構成を有しており、図示しない発生部２やコイル３ａ，３ｂ，３ｃ等により、カソードターゲット２ａから成膜対象４へとプラズマが流れていくようになっている。今、プラズマ流路の中心位置で考えた場合のカソードターゲット２ａから成膜対象４までの距離をプラズマ輸送距離と定義すると、この成膜装置Ａのプラズマ輸送距離は、９５７ｍｍである。
【００３１】
この図４に示したような、成膜装置Ａの構造を２次元的に表したデータを用い、カソードターゲット２ａからパーティクルを発生させ、それらの軌跡をシミュレーションする。ここでは、カソードターゲット２ａから総数２００００個のパーティクルを発生させる。シミュレーションの制約条件として、壁面で反射するパーティクルの入射角と反射角は同一であり、反射回数が９回に達するとパーティクルは失活して壁面に付着するものとする。
【００３２】
図５は成膜装置Ａのシミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
シミュレーションの結果、成膜装置Ａでは、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、発生させた２００００個のパーティクルのうち、１９個のパーティクルが成膜対象４に到達すると予測された。
【００３３】
このような成膜装置Ａを用い、磁気記録媒体を形成した。
図６は磁気記録媒体の概略断面図である。
図６に例示する磁気記録媒体１０は、基板１１上に、下地層１２を介して、非磁性層１３、安定化層１４、非磁性層１５及び磁気記録層１６が積層され、さらに磁気記録層１６上に炭素保護膜１７が積層された構成を有する。この炭素保護膜１７上には、図示しない潤滑層が設けられる。
【００３４】
基板１１には、ガラス基板、半導体基板、セラミックス基板等を用いることができる。下地層１２には、クロム（Ｃｒ）層のほか、クロムタングステン（ＣｒＷ）合金層、クロムモリブデン（ＣｒＭｏ）合金層、クロムチタン（ＣｒＴｉ）合金層等を用いることができる。非磁性層１３には、コバルトクロム（ＣｏＣｒ）合金、コバルトクロムタンタル（ＣｏＣｒＴａ）合金等を用いることができる。安定化層１４及び磁気記録層１６には、コバルトクロム白金（ＣｏＣｒＰｔ）合金層や、ＣｏＣｒＰｔを主成分とするホウ素（Ｂ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等を添加した合金層等を用いることができる。また、安定化層１４と磁気記録層１６との間に形成する非磁性層１５には、ルテニウム（Ｒｕ）層、ロジウム（Ｒｈ）層、イリジウム（Ｉｒ）層、それら各元素の合金層等を用いることができる。そして、磁気記録層１６上に炭素保護膜１７及び潤滑層が形成される。
【００３５】
このような構成を有する磁気記録媒体１０の炭素保護膜１７を、成膜装置Ａを用いたＦＣＡ法により成膜した。その際は、まず基板１１上に、スパッタリング法を用いて、下地層１２、非磁性層１３、安定化層１４、非磁性層１５及び磁気記録層１６を順次積層して成膜した。そして、磁気記録層１６の成膜に続いて、成膜装置Ａを用い、炭素保護膜１７を成膜した。
【００３６】
成膜装置Ａによる炭素保護膜１７の成膜は、カソードターゲット２ａにグラファイトを用い、アーク電流１２０Ａ、アーク電圧３０Ｖの条件で行い、膜厚３ｎｍの炭素保護膜１７を成膜した。炭素保護膜１７の膜厚と成膜時間の関係から、成膜速度は２６．５Å／秒と算出された。
【００３７】
続いて、成膜装置Ｂのシミュレーションについて述べる。
図７は成膜装置Ｂのシミュレーションに用いる構成図である。
図７は、成膜装置Ｂのフィルタ部３Ｂ及び成膜部５を示したものであり、フィルタ部３Ｂの一端側にカソードターゲット２ａを配置し、他端側の成膜部５に成膜対象４を配置している。成膜装置Ｂは、衝突部６を設けていない点、及びフィルタ部３Ｂが長い点を除き、成膜装置１と同じ構成を有しており、図示しない発生部２やコイル３ａ，３ｂ，３ｃ等により、カソードターゲット２ａから成膜対象４へとプラズマが流れていくようになっている。この成膜装置Ｂのプラズマ輸送距離は、１４４３ｍｍである。
【００３８】
この図７に示したような、成膜装置Ｂの構造を２次元的に表したデータを用い、カソードターゲット２ａから総数２００００個のパーティクルを発生させ、それらの軌跡をシミュレーションする。シミュレーションの制約条件は、上記成膜装置Ａの場合と同じである。
【００３９】
図８は成膜装置Ｂのシミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
シミュレーションの結果、成膜装置Ｂでは、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、発生させた２００００個のパーティクルのうち、４個のパーティクルが成膜対象４に到達すると予測された。この成膜装置Ｂのように、プラズマ輸送距離を長くすることで、上記成膜装置Ａに比べ、成膜対象４に付着するパーティクル数を低減することが可能になる。
【００４０】
このような成膜装置Ｂを用い、図６に示したような磁気記録媒体１０の炭素保護膜１７を成膜した。上記同様、カソードターゲット２ａにグラファイトを用い、アーク電流１２０Ａ、アーク電圧３０Ｖの条件で、膜厚３ｎｍの炭素保護膜１７を成膜した。この成膜装置Ｂによる炭素保護膜１７の成膜速度は、２．５Å／秒と算出された。成膜装置Ｂでは、プラズマ輸送距離を長くしたことで、上記成膜装置Ａに比べ、炭素保護膜１７の成膜速度が大幅に低下するようになる。
【００４１】
このように、成膜対象に付着するパーティクルの低減効果と成膜速度とは、トレードオフの関係にあると言うことができる。
即ち、上記成膜装置Ｂのように、フィルタ部３Ｂを長くしてプラズマ輸送距離を伸ばせば、成膜対象４に付着するパーティクル数を低減可能であるが、炭素保護膜１７の成膜速度は大幅に低下してしまう。そのため、製品の量産性を考慮した場合、現実的なスループットを確保することが難しくなる。これに対し、上記成膜装置Ａのように、短いフィルタ部３でプラズマ輸送距離を短縮すれば、炭素保護膜１７の成膜速度は向上するものの、より多くのパーティクルが成膜対象４に付着してしまい、品質面で課題が残る。
【００４２】
続いて、成膜装置Ｃのシミュレーションについて述べる。
図９は成膜装置Ｃのシミュレーションに用いる構成図である。
図９は、成膜装置Ｃ（成膜装置１）のフィルタ部３、成膜部５及び衝突部６を示したものであり、フィルタ部３の一端側にカソードターゲット２ａを配置し、他端側の成膜部５に成膜対象４を配置している。図示しない発生部２やコイル３ａ，３ｂ，３ｃ等により、カソードターゲット２ａから成膜対象４へとプラズマが流れていく。成膜装置Ｃのプラズマ輸送距離は、上記成膜装置Ａと同じく９５７ｍｍである。
【００４３】
衝突部６は、上記成膜装置Ａのシミュレーション結果に基づき、図５（Ｂ）に示したような成膜対象４に到達すると予測された特定パーティクルの進路上に設けている。ここでは、成膜対象４に入射するパーティクルが直前にフィルタ部３の内壁で反射する箇所付近に、衝突部６を配置している。
【００４４】
この図９に示したような、成膜装置Ｃの構造を２次元的に表したデータを用い、カソードターゲット２ａから総数２００００個のパーティクルを発生させ、それらの軌跡をシミュレーションする。シミュレーションの制約条件は、上記成膜装置Ａ，Ｂの場合と同じである。
【００４５】
図１０は成膜装置Ｃのシミュレーション結果を示す図である。
シミュレーションの結果、成膜装置Ｃでは、図１０に示したように、発生させた２００００個のパーティクルのいずれも成膜対象４に到達しなかった。衝突部６を設けていない上記成膜装置Ａのシミュレーションで、成膜対象４に到達すると予測されたパーティクルの進路は、成膜装置Ｃでは、その衝突部６の存在により、成膜対象４への到達前に、効果的に遮られている。
【００４６】
このような成膜装置Ｃを用い、図６に示したような磁気記録媒体１０の炭素保護膜１７を成膜した。上記同様、カソードターゲット２ａにグラファイトを用い、アーク電流１２０Ａ、アーク電圧３０Ｖの条件で、膜厚３ｎｍの炭素保護膜１７を成膜した。この成膜装置Ｃによる炭素保護膜１７の成膜速度は、２６．５Å／秒と算出された。
【００４７】
以上述べた成膜装置Ａ，Ｂ，Ｃのプラズマ輸送距離と成膜速度との関係は、次の図１１のようになる。
図１１はプラズマ輸送距離と成膜速度との関係を示す図である。
【００４８】
図１１に示すように、衝突部６を設けていない成膜装置Ａ，Ｂでは、フィルタ部３が短い成膜装置Ａで高い成膜速度が得られ、フィルタ部３Ｂが長い成膜装置Ｂで成膜速度が低下する。但し、それらのシミュレーションでは、上記のように、成膜装置Ａに比べて成膜装置Ｂの方が、成膜対象４に到達するパーティクル数は少なくなる。
【００４９】
これに対し、衝突部６を設けた成膜装置Ｃでは、設けていない成膜装置Ａと同等の成膜速度を得ることができ、さらに、成膜対象４に到達するパーティクル数を大幅に低減することができる（上記シミュレーションでは１９個が０個になる。）。
【００５０】
このように、シミュレーションを行い、衝突部６を設けなかった場合に成膜対象４に到達すると予測されるパーティクルの進路上に衝突部６を設ける。これにより、プラズマ輸送距離（フィルタ部３）を長大化することなく、成膜対象４へのパーティクル付着を効果的に抑制することが可能になる。
【００５１】
なお、量産性を考慮した場合、一定以上の成膜速度を確保することが重要になってくる。成膜装置１は、図１１に示したような関係から、必要な成膜速度を基に、プラズマ輸送距離、即ちフィルタ部３の長さを設定すればよい。例えば、図１１の関係から、量産稼動に必要な成膜速度が１０Å／秒以上とすれば、プラズマ輸送距離が１３００ｍｍ以下になるようにフィルタ部３の長さを設定すればよい。フィルタ部３を短くしても、適所に衝突部６を配置することにより、成膜対象４へのパーティクル付着を抑制しつつ、一定以上の成膜速度を確保することができる。
【００５２】
以上、板状の衝突部６を設けた成膜装置１について説明した。以上の説明では、衝突部６を１つ設けた場合を例示したが、フィルタ部３内に２つ以上設けるようにすることもできる。例えば、フィルタ部３の異なる断面位置にそれぞれ設けることができ、また、同じ断面位置の複数箇所にプラズマ流路を大きく遮らないようにして設けることもできる。２つ以上の衝突部６を設ける場合にも、上記のようなシミュレーションを行い、その結果に基づいた位置（設けなかった場合に成膜対象４に到達すると予測されるパーティクルの進路上）に設けるようにすればよい。
【００５３】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図１２は第２の実施の形態の成膜装置の概略図である。なお、この図１２において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００５４】
図１２に示す成膜装置２０は、フィルタ部３に、その内側から外側に向かって凹ませた凹部を衝突部２１として設けている点で、上記第１の実施の形態の成膜装置１と相違している。
【００５５】
この成膜装置２０の衝突部２１も、上記衝突部６同様、発生部２で発生したパーティクルのうち、捕集領域３ｄを含むフィルタ部３の内壁、フィン３ｅ及びアパーチャ３ｆで捕捉されずに成膜対象４に到達してしまうようなパーティクルの進路上に設けることができる。また、この衝突部２１についても、上記衝突部６同様、その表面にリブを形成したり、ブラスト加工を施して凹凸を形成したりしてもよい。
【００５６】
衝突部２１の配置は、上記同様、シミュレーションを行って設定することができる。
図１３はシミュレーションに用いる構成図である。
図１３は、成膜装置２０のフィルタ部３、成膜部５及び衝突部２１を示したものであり、フィルタ部３の一端側にカソードターゲット２ａを配置し、他端側の成膜部５に成膜対象４を配置している。図示しない発生部２やコイル３ａ，３ｂ，３ｃ等により、カソードターゲット２ａから成膜対象４へとプラズマが流れていく。成膜装置２０のプラズマ輸送距離は、上記成膜装置１と同じく９５７ｍｍである。衝突部２１は、上記図５に示した成膜装置Ａのシミュレーション結果に基づき、成膜対象４に到達すると予測されたパーティクルの進路上に設けている。
【００５７】
この図１３に示したような、成膜装置２０の構造を２次元的に表したデータを用い、カソードターゲット２ａから総数２００００個のパーティクルを発生させ、それらの軌跡をシミュレーションする。シミュレーションの制約条件は、上記成膜装置Ａの場合と同じである。
【００５８】
図１４はシミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
シミュレーションの結果、成膜装置２０では、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、発生させた２００００個のパーティクルのうち、２個のパーティクルが成膜対象４に到達すると予測された。衝突部２１を設けていない上記図５に示した成膜装置Ａのシミュレーション結果と比較すると、成膜装置２０では、凹部状の衝突部２１を設けたことにより、成膜対象４に到達するパーティクル数を大幅に低減することが可能になっている。
【００５９】
このように、シミュレーションを行い、衝突部２１を設けなかった場合に成膜対象４に到達すると予測される特定パーティクルの進路上に衝突部２１を設けることにより、そのパーティクルの進行を成膜対象４への到達前に効果的に遮ることが可能になる。その結果、プラズマ輸送距離を長大化することなく、成膜対象４へのパーティクル付着を効果的に抑制することが可能になる。
【００６０】
このような凹部状の衝突部２１の配置は、図１３に示した位置に限定されるものではなく、板状の衝突部６を設けた位置と同様の位置等、シミュレーション結果に基づいて設定すればよい。また、設ける衝突部２１の数についても同様に、シミュレーション結果に基づき、１つ又は２つ以上の衝突部２１を設けることができる。
【００６１】
また、この第２の実施の形態で述べた凹部状の衝突部２１を１つ又は２つ以上設けると共に、シミュレーション結果に基づき、衝突部２１と異なる箇所に、上記第１の実施の形態で述べたような板状の衝突部６を１つ又は２つ以上設けることも可能である。
【００６２】
なお、以上の説明では、成膜装置１，２０等の構造を２次元的に表したデータを用いて、比較的簡易なシミュレーションを行ったが、勿論、装置構造を３次元的に表したデータを用い、より実機に近いシミュレーションを行うようにしてもよい。
【００６３】
また、以上の説明では、シミュレーション上発生させるパーティクルを２００００個としたが、より多数のパーティクルを発生させたり、実際の成膜時に発生する個数に基づいた個数のパーティクルを発生させたりしてもよい。それにより、より高精度のシミュレーションを行うことが可能になる。
【００６４】
また、上記のシミュレーションに用いた制約条件（反射挙動及び失活条件）は、一例であって、成膜装置の構成や要求特性、成膜する膜の要求特性等に応じ、適宜に設定することができる。
【００６５】
ところで、ＦＣＡ法による炭素膜の形成においては、放電点温度が１万℃以上にものぼるアーク放電を利用するため、耐熱性の高い炭素でも容易に溶融・昇華させることができる。ＦＣＡ法では、ＣＶＤ法とは異なり、炭素のみを材料とした成膜が可能である上、膜中の炭素間の結合もｓｐ３性に富み、その高硬度化が比較的容易である。ＦＣＡ法で成膜した炭素膜によれば、膜厚１ｎｍでも、ＣＶＤ法で成膜した膜厚３ｎｍの炭素系の膜と同等以上の耐久性を確保することができる。
【００６６】
このようなＦＣＡ法による炭素膜の成膜に、上記のような所定形状の衝突部をフィルタ部の所定位置に配置した構成を有する成膜装置を用いることにより、耐蝕性の高い炭素膜を、パーティクル付着を抑えつつ、極薄でかつ耐久性を確保して成膜可能になる。このような炭素膜を磁気ディスク等の磁気記録媒体における磁気記録層の保護膜として成膜することにより、耐蝕性、耐久性に優れ、最適な磁気スペーシングを得ることのできる磁気記録媒体が実現可能になる。さらに、そのような磁気記録媒体と磁気ヘッドとを備えたＨＤＤ等の磁気記録装置が実現可能になる。
【００６７】
上記構成を有する成膜装置は、勿論、このような磁気記録媒体の炭素保護膜の成膜に限らず、種々の成膜に適用可能であり、このような成膜装置により、パーティクルの付着が抑えられた、種々の高品質膜を成膜することが可能になる。
【００６８】
以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  プラズマ及びパーティクルを発生する発生部と、
前記発生部で発生した前記プラズマを成膜対象へ誘導すると共に、前記発生部で発生した前記パーティクルを捕捉するフィルタ部と、
前記フィルタ部に配置され、前記発生部で発生した前記パーティクルを衝突させる少なくとも１つの衝突部と、
を有し、
前記衝突部は、前記発生部で発生した前記パーティクルのうち、前記衝突部を設けない場合に前記成膜対象に到達すると予測される特定パーティクルの進路上に設けられていることを特徴とする成膜装置。
【００６９】
（付記２）  前記フィルタ部は、アーク電流が１２０Ａ時に前記成膜対象に対する成膜速度が１０Å／秒以上になり、かつ、前記発生部で発生した前記プラズマの流路の中心位置から求められる前記発生部と前記成膜対象との距離が１３００ｍｍ以下になるように形成されていることを特徴とする付記１記載の成膜装置。
【００７０】
（付記３）  前記フィルタ部は、前記プラズマを湾曲又は屈曲させて前記成膜対象へ誘導する形状を有することを特徴とする付記１又は２に記載の成膜装置。
（付記４）  前記フィルタ部は、誘導する前記プラズマの流路から逸れた前記パーティクルを捕集する捕集領域と、誘導する前記プラズマの流路を規定するアパーチャと、前記プラズマを誘導する間に前記パーティクルを捕捉するフィンと、を備えることを特徴とする付記１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【００７１】
（付記５）  前記衝突部は、前記フィルタ部の内壁から前記プラズマの誘導方向と交差する方向に起立した板状であることを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【００７２】
（付記６）  前記衝突部は、前記フィルタ部の内壁に非環状に配置されていることを特徴とする付記５記載の成膜装置。
（付記７）  前記衝突部は、前記フィルタ部の内壁からの高さが、前記フィルタ部の断面径の１／２以下であることを特徴とする付記５又は６に記載成膜装置。
【００７３】
（付記８）  前記衝突部は、前記フィルタ部の内側から外側に向かって凹んだ凹部であることを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
（付記９）  前記衝突部は、表面にリブが形成されていることを特徴とする付記１から８のいずれか一項に記載の成膜装置。
【００７４】
（付記１０）  前記衝突部は、表面にブラスト加工が施されていることを特徴とする付記１から９のいずれか一項に記載の成膜装置。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施の形態の成膜装置の概略断面図である。
【図２】衝突部の説明図であって、（Ａ）は衝突部を設けたフィルタ部の断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面模式図である。
【図３】別形態の衝突部の説明図であって、（Ａ）は衝突部を設けたフィルタ部の断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面模式図である。
【図４】成膜装置Ａのシミュレーションに用いる構成図である。
【図５】成膜装置Ａのシミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
【図６】磁気記録媒体の概略断面図である。
【図７】成膜装置Ｂのシミュレーションに用いる構成図である。
【図８】成膜装置Ｂのシミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
【図９】成膜装置Ｃのシミュレーションに用いる構成図である。
【図１０】成膜装置Ｃのシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】プラズマ輸送距離と成膜速度との関係を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態の成膜装置の概略図である。
【図１３】シミュレーションに用いる構成図である。
【図１４】シミュレーション結果を示す図であって、（Ａ）は全パーティクルの軌跡、（Ｂ）は全パーティクルのうち成膜対象に到達したパーティクルの軌跡である。
【符号の説明】
【００７６】
１，２０  成膜装置
２  発生部
２ａ  カソードターゲット
２ｂ  アノード
２ｃ  ストライカ
２ｄ  カソードコイル
３，３Ｂ  フィルタ部
３ａ，３ｂ，３ｃ  コイル
３ｄ  捕集領域
３ｅ  フィン
３ｆ  アパーチャ
４  成膜対象
５  成膜部
６，２１  衝突部
６ａ  リブ
１０  磁気記録媒体
１１  基板
１２  下地層
１３，１５  非磁性層
１４  安定化層
１６  磁気記録層
１７  炭素保護膜
【図１】
2010001501.tif 000003
【図２】
2010001501.tif 000004
【図３】
2010001501.tif 000005
【図４】
2010001501.tif 000006
【図５】
2010001501.tif 000007
【図６】
2010001501.tif 000008
【図７】
2010001501.tif 000009
【図８】
2010001501.tif 000010
【図９】
2010001501.tif 000011
【図１０】
2010001501.tif 000012
【図１１】
2010001501.tif 000013
【図１２】
2010001501.tif 000014
【図１３】
2010001501.tif 000015
【図１４】
2010001501.tif 000016