(57)【要約】本発明は、磁気記録媒体の製造において、より生産効率の高い埋め込み層の形成が可能なスパッタ装置及び磁気記憶媒体の製造方法を提供する。本発明の一実施形態では、基板（２０１）を挟んで対向するカソードを配置し、各カソードへ印加する高周波電力を同位相とする。このとき、各カソードと基板（２０１）との間の距離を小さくすることが好ましい。更に、引き込み電界によりプラズマ中の正イオンを基板（２０１）に引き込みながら埋め込み層の成膜を行うも好ましい。
2010074250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内において対向配置された２つのカソードであって、高周波電力の供給により該２つのカソードの間の領域にプラズマを生成可能な２つのカソードと、
前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相を同位相に調整可能な位相調整機構とを備え、
前記２つのカソードの間のプラズマが生成される領域に、基板を保持する基板保持機構が配置されるように構成されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記スパッタ装置は、
凹凸パターンで形成される記録磁性層と、前記凹凸パターンの凹部に位置する埋め込み層とを有する磁気記録媒体を製造可能であり、
前記プラズマ中の正イオンを、前記基板保持機構にて保持された基板に引き込むバイアス電圧を該基板に印加するためのバイアス電圧印加手段と、
前記２つのカソードの各々に同位相の高周波電力を供給して、前記領域にプラズマを生成し、かつ前記バイアス電圧により形成された引き込み電界により該プラズマ中の正イオンを前記基板保持機構にて保持された基板に引き込みながら前記埋め込み層の成膜を行わせる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記２つのカソードはそれぞれ、ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有し、
前記領域に前記基板を保持する基板保持機構を配置し、前記ターゲット支持面に前記ターゲットを配置する場合において、前記基板の表面と前記ターゲットの表面との間の距離が７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記高周波電源出力を前記カソードに供給する２つの高周波電源をさらに備え、
前記位相調整機構は、
前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相を検出する位相差検出手段と、
前記位相の検出の結果、前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相が異なる場合、前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相が同位相になるように、前記２つの高周波電源をそれぞれ制御する位相調整手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
基板上に設けられた記録磁性層が有する凹凸パターンに対して、高周波スパッタリング法により埋め込み層を成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、
真空容器中に対向配置され、ターゲットを支持する２つのカソードの間の領域に、前記記録磁性層を有する基板を保持する基板保持機構を配置する工程と、
前記真空容器中に放電用のガスを導入し、前記２つのカソードに同位相の高周波電力を供給して、前記基板両面にプラズマを生成する工程とを有し、
該前記プラズマを用いたスパッタにより前記ターゲットから生じたスパッタ粒子、および前記放電用のガスイオンにより、前記埋め込み層の高周波スパッタリング法による成膜を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ中の正イオンを、前記基板保持機構にて保持された基板に引き込むバイアス電圧を該基板に印加する工程をさらに有し、
前記バイアス電圧により形成された引き込み電界により前記スパッタ粒子および前記放電用のガスイオンを前記基板に引き込みながら前記埋め込み層の成膜を行うことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記バイアス電圧、及びプロセス圧力を調整することで、前記引き込み電界を形成しない時と比較した成膜速度比が９０％以下となる条件で、前記成膜を行うことを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記基板の表面と前記ターゲットの表面との間の距離が７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の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、スパッタ装置および磁気記憶媒体の製造方法に関し、より詳細には、凹凸が形成された層（例えば、記録層）の凹部に所定の材料を埋め込むスパッタ装置および磁気記憶媒体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスによく用いられるパターン埋め込み方式としては、ターゲットと基板間距離を離し、イオン化されたスパッタ粒子のみを基板バイアスによって引き込み、基板と垂直方向から入射する方式が用いられている。この方式によれば、ボトムカバレージを向上させることが可能である。しかし、このような方式では、基板上に凹凸状のパターンを有する記録層が形成されている場合、該パターンのトップ（凸部）側もパターンのボトム（凹部）側以上に膜堆積されるため、パターンの段差が緩和されない場合がある。【０００３】
このため、例えばＢＰＭ（Ｂｉｔ  Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｍｅｄｉａ）、ＤＴＭ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｔｒａｃｋ  Ｍｅｄｉａ）などの平坦化が必須の磁気記録媒体においては、一旦厚く膜堆積して、ＩＢＥ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）やＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのエッチング手段を用いてエッチングを行っていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３５３５７号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、記録層等に形成された凹凸パターンの膜表面段差が大きい場合、凹部への埋め込みのための成膜と平坦化のためのエッチングとのサイクルを数回繰り返す必要があり、生産効率低下や装置コスト上昇を招いていた。  
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、より生産効率の高い埋め込み層の形成が可能なスパッタ装置及び磁気記憶媒体の製造方法を提供することをその目的とする。
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明は、スパッタ装置であって、真空容器と、前記真空容器内において対向配置された２つのカソードであって、高周波電力の供給により該２つのカソードの間の領域にプラズマを生成可能な２つのカソードと、前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相を同位相に調整可能な位相調整機構とを備え、前記２つのカソードの間のプラズマが生成される領域に、基板を保持する基板保持機構が配置されるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明は、基板上に設けられた記録磁性層が有する凹凸パターンに対して、高周波スパッタリング法により埋め込み層を成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、真空容器中に対向配置され、ターゲットを支持する２つのカソードの間の領域に、前記記録磁性層を有する基板を保持する基板保持機構を配置する工程と、前記真空容器中に放電用のガスを導入し、前記２つのカソードに同位相の高周波電力を供給して、前記基板両面にプラズマを生成する工程とを有し、該前記プラズマを用いたスパッタにより前記ターゲットから生じたスパッタ粒子、および前記放電用のガスイオンにより、前記埋め込み層の高周波スパッタリング法による成膜を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明のように、高周波を用いてより平坦に両面成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の原理を説明する模式図である。
【図１Ｂ】本発明の原理を説明する模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスパッタ装置の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る成膜例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板保持機構の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、プロセス圧力とバイアス電圧と成膜速度比との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る、各条件で埋め込み材料を成膜したときの成膜状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、基板の両側に所定の間隔で対向配置されたカソードに、同位相の高周波電力を供給することにより基板両面にプラズマを発生させて、基板の両側に設けられたターゲットをスパッタし、埋め込み層の成膜を行う。上記所定の間隔は、７０ｍｍ以下であることが好ましい。また、上記ターゲットのスパッタの際に、プラズマ中の正イオンを基板に引き込むための引き込み電界を形成し、該引き込み電界により上記正イオンを基板に引き込みながら、上記埋め込み層の成膜を行っても良い。  
本発明は、磁気記録媒体における記録磁性層の埋め込み層（凹凸パターンといった凹凸を有する記録磁性層に形成された凹部に埋め込まれた層）の形成に好適に利用できる。かかる磁気記録媒体としては、高周波スパッタリング法による埋め込み層を有する磁気記録媒体であれば、その構造や構成材料は限定されない。
【００１１】
本発明における埋め込み層の形成について、図１Ａ、１Ｂを用いて説明する。図１Ａに示すように、磁性記録層に凹凸パターンが形成されている基板（パターン基板）１とカソード（不図示）とを近づけて、基板バイアスを用いる場合、イオン化されたスパッタ粒子４と共に、放電ガス（例えばＡｒ）のイオン２も基板１上に引き込まれる。その結果、膜堆積と同時に、ガスイオンスパッタによる堆積膜のエッチングも同時に起こる。凹凸パターントップ側（例えば、凹凸パターンの凸部の頂部といった、図の上方側）の堆積膜がイオンスパッタされた場合、エッチングされた膜の一部（例えば粒子）３が空間に飛散する。これに対して、凹凸パターンの側面やボトム側（例えば、凹凸パターンの凹部の壁面や底面といった、図の下方側）の堆積膜がイオンスパッタされた場合、エッチングされた膜の一部３は凹凸パターンの側面やボトム側に再堆積する。その結果、凹凸パターンのトップ側の堆積膜のみが選択的にエッチングされ、凹凸パターンの側面やボトム側に膜堆積が生じた状態で成膜が進む。その結果、最終的に形成された膜表面は図１Ｂに示したように、元の凹凸パターンよりも平坦化された形になる。
【００１２】
このように、イオンによる基板の凹凸パターン表面での、特に、凹凸パターンのトップ側での選択的なエッチングを実現するために、基板に設けられた凹凸パターンにエッチングのためのガスイオン（例えば、放電ガスのイオン２）を十分に供給すると同時に、基板に設けられた凹凸パターンに到達する成膜粒子に対応するガスイオン（例えば、イオン化されたスパッタ粒子４）の割合を上げる必要がある。
【００１３】
基板に設けた凹凸パターンへのガスイオン供給を果たすために、カソードと基板間の距離を縮め、カソード上のターゲット放電によって発生したガスイオンを基板バイアスで引き込むのは有効である。成膜粒子に対応するガスイオン（成膜粒子ガスイオン）の割合を上げるためには、高周波によるスパッタ成膜が最も適する。
【００１４】
しかし高周波放電のカソードと基板間の距離を縮めることは、両カソードの高周波が互いに干渉することに繋がる。そこで、それを解決するために、本発明では、カソードへ供給される高周波電源出力の位相を制御する機構を設け、基板両側に設けられる高周波電源の位相を制御することで、プラズマ分布を均一化し、成膜分布を改善する。
【００１５】
図２に、本発明を実施する上で好適なスパッタ装置の一実施形態の概略構成を示す。図２のスパッタ装置は、制御装置215によって制御されるものであり、真空容器205に、高周波放電対応のカソード１対が対向して設置された構成を有する。各カソードは、ターゲット209を支持するためのターゲット支持面を有する。また、各カソードにはそれぞれ独立して高周波電源208A、208Bが整合器207A、207Bを介して接続されている。各カソードの背面には磁界を印加するための磁石機構206が配置されている。真空容器205の少なくとも内壁面は接地電極として機能するように構成されており、各カソードとの間への放電用ガスのガス導入系214からの導入により放電203が生じるようになっている。真空容器205内の圧力は、排気手段212とガス導入系214からの放電用のガス等の導入204とにより制御できるようになっている。埋め込み層が形成される凹凸パターンを有する基板201は、基板保持機構210によって支持された状態で、不図示の搬送機構によって真空容器205内に搬送され、両カソードの中間位置に停止する。すなわち、基板保持機構210は、真空容器205内のカソード上のターゲット209と対向する所定位置に配置される。このように、図２のスパッタ装置は、２つのカソード間に基板保持機構210を配置するように構成されている。基板保持機構210には、バイアス電源211により引き込み電界形成用として利用し得るバイアス電圧が基板201にかかるようになっている。
【００１６】
カソードと基板保持機構210上に載置された基板との間の距離は、ターゲット209表面から基板表面の距離（以下、「Ｔ／Ｓ値」とも言う）が２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下、好ましくは４０ｍｍ以下になるよう設定される。これにより、ガス導入系214から導入される放電用ガスのプラズマ化により発生したイオンを均一に基板の被加工面に供給でき、このイオンによる堆積膜のエッチングを促進できる。なお、カソードと真空容器205間に設けたカソードスペーサ202の厚み調整により、上述の距離に設定してもよい。カソードや基板の径は、本発明では特に限定されないが、円盤状のターゲットの直径が、円盤状の基板の直径より大きいものを好適に用いることができる。例えば、ターゲットの直径１６４ｍｍに対し、４０〜１００ｍｍ程度の直径の基板を用いることができる。
【００１７】
高周波電源208Ａ，208Ｂは、カソードに高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ）を供給する。高周波電源を用いることで、放電用ガスのイオン化率を高め、放電用ガスのイオンによるエッチングレートを高めることができる。供給電力の大きさは、特に限定されないが、例えば１００Ｗ〜５００Ｗとすることができる。両側のカソードは、夫々別の高周波電源に整合器を介して接続されている。この整合器は、カソードへの入力インピーダンスを高周波電源側の出力インピーダンスにあわせるための整合器であり、例えば可変コンデンサや可変インダクタなどの可変インピーダンス素子を備える。
【００１８】
真空容器は接地されており、これにより真空容器を接地電極として、放電用ガスの導入204によりカソードとの間で放電が発生する。
【００１９】
位相調整器（位相調整機構）213は、基板保持機構210の両側のカソードに供給される電圧（高周波電源出力）の位相（図では、各カソードと各整合器の間の各伝送路上の電位の位相）を夫々検出し、その位相差を検出する位相差検出部217と、両カソードに出力される電力の位相が異なる場合に、各高周波電源208Ａ、208Ｂを制御することで、２つのカソードに供給される電力（高周波電源出力）の位相を同位相（位相差０°±４５°）にする位相調整部216と、を有する。図２の例では、発振回路ＯＣＳの所定周波数の出力信号を可変容量コンデンサ２８１を介して電力供給器２８２に出力する際に、位相差に応じて所定の容量に可変容量コンデンサ２８１を調整する。図中、Ｍは可変容量コンデンサ２８１の容量を機械的に調整するためのモータである。電力供給器２８２は、電力増幅回路やバンドパスフィルタなどを備えており、位相が調整された高周波信号を所定の高周波信号に変換してカソードに供給する。
【００２０】
例えば、２つのカソードに供給される電力を逆位相とした場合、上述のように基板201とターゲット209との間の距離が比較的短く設定されていることから、当該２つのカソード間で放電が発生し、比較的限定された領域にプラズマが存在することとなる。これに対し、２つのカソードに供給される電力を同位相にした場合は、放電は基板201や接地された真空容器205の側壁とカソードとの間で発生し、逆位相とした場合よりも広い領域にプラズマが形成されることとなり、このため基板近傍の領域ではプラズマ密度が均一になる。  
位相の調整は、成膜処理の合間に行うが、成膜処理中に行ってもよい。
【００２１】
カソードの裏面側に設けられた磁石機構206により、ターゲット表面に水平で、プラズマ形成用の電界に直交する磁界を真空容器内に形成することができる。この磁界によりターゲット表面にプラズマが高密度に閉じ込められ、マグネトロン放電が発生する。なお、磁石機構206は本発明において必須の構成ではないが、基板の両面側でマグネトロン放電を行うことで、基板に届く放電用ガスのイオンの割合をより高めることができる。
【００２２】
基板保持機構210は、図４の正面図に示すように、基板41を側方から支持する導電性の支持爪42、43と、真空容器外部のバイアス電源からの供給を受けて支持爪42、43にバイアス電圧を供給する接続端子45とを有する基体44を備えている。この基板保持機構210の構成によって、基板201を支持すると共に基板201にバイアス電圧印加が可能になっている。本実施形態では、直流のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧として、交流電圧を印加してもよいし、パルス状の直流電圧を印加してもよい。バイアス電圧の大きさは、例えば１００Ｖ〜４００Ｖとすることができ、比較的大きな電圧を印加することで、基板表面における放電用ガスのイオンの割合を高めることができる。なお、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）は、バイアス電源側に放電用の高周波出力が入力するのを防ぐフィルタである。
【００２３】
また、ガス導入系214は、真空容器205の上部から放電用ガス（例えば、Ａｒ）を導入するように設けられ、排気手段212（クライオポンプやターボ分子ポンプなど）は下部に設けられ、スパッタ装置内を排気させる。これにより、スパッタ時の圧力を例えば１Ｐａ〜１０Ｐａに保つことができる。比較的高圧にすることで、放電用ガスのプラズマ密度を高め、放電用ガスのイオン化によるエッチングを促進できる。
【００２４】
図３に、上記構成の装置を磁気記録媒体の製造用として用いた成膜例として、ＤＴＭの成膜例を示す。
【００２５】
図３の工程１の積層体は、ＤＴＭに加工途中のものであり、基板301上に、軟磁性層302と、下地層303と、記録磁性層304と、が形成されている。基板301としては、例えば２．５インチのガラス基板やアルミニウム基板を用いることができる。軟磁性層302は、記録磁性層304のヨークとしての役割を果たす層であり、例えばＦｅ合金やＣｏ合金などの軟磁性材料である。下地層303は、記録磁性層304を垂直配向させるための層であり、例えばＲｕとＴａの積層体等である。記録磁性層304は、基板301に対して垂直方向に磁化される層であり、例えばＣｏ合金などである。このときのピッチｐ（溝幅＋トラック幅）は例えば５０〜１００ｎｍ、溝幅は２０〜３０ｎｍ、アスペクト比（溝深さ／溝幅）は０．１２〜１．２、記録磁性層304の厚さｄは例えば４〜２０ｎｍである。
【００２６】
この積層体に対し、図２に示すスパッタ装置を用い、Ｔ／Ｓ値を７０ｍｍ以下、２つのカソードへ供給する高周波電力を同位相とし、記録磁性層304の溝が埋まるように埋め込み層305を成膜する。埋め込み層305の形成材料は、例えば、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｗ，Ｓｉや、これらの組合せ、又は、これらと他の金属元素（例えば、Ｃｏ，Ｎｉ）の含有物であり、これらを含有するターゲットを用いてスパッタする。具体的には、ＣｏＴｉ、ＣｏＴａ、ＣｏＮｂ、ＣｏＺｒ、ＣｏＷ、ＣｏＳｉ、ＮｉＴｉ、ＮｉＴａ、ＮｉＮｂ、ＮｉＺｒ、ＮｉＷ、ＮｉＳｉ（組成比は任意）のターゲットなどが挙げられる。本実施形態では、上記構成のスパッタ装置を用いているので、図３の工程２に示すように埋め込み層305に生じる凹凸を小さくできる。
【００２７】
その後、エッチング等により余剰の埋め込み層305を除き、記録磁性層304を露出させた後（図３の工程３）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）306を形成することで（図３の工程３）、ＤＴＭを作製する。余剰の埋め込み層305を除く方法としては、従来の方法を用いることができ、例えば、記録磁性層304よりもエッチングレートの高い材料を埋め込み層305として用いることで、記録磁性層304の除去を抑え、平坦化することができる。本実施形態のスパッタ装置を用いることで、埋め込み層305の凹凸を抑えることができるので、エッチングを繰り返したりする手間を省ける。
【００２８】
なお、例えば、余剰の埋め込み層305を除く際に、その凹凸が小さくなるに従って、エッチング量が大きくなるように条件を変更したりしてもよい。
【００２９】
本発明では、引き込み電界を形成しない時と比較した成膜速度比が９０％以下となる条件で、高周波スパッタリング法により埋め込み材料を成膜することが更に好ましい。ここで、引き込み電界を形成しない時と比較した成膜速度比は、成膜用ガス（例えば、イオン化された成膜粒子を含むガス）とエッチング用ガス（例えば、放電ガス）とを用いる成膜において、引き込み電界を形成せずに平坦面に成膜した場合の成膜速度に対する、引き込み電界を形成しながら同じ条件で平坦面に成膜した場合の成膜速度の比である。また、成膜速度は、単位時間当たりに成膜される膜厚を基準としている。
【００３０】
成膜速度比が９０％を超えると、引き込み電界によるエッチング用ガスの基板への引き込みが弱く、エッチングが不十分となり膜表面平坦化の効果は小さくなる。また、あまりにエッチング量が高い条件では、成膜効率が低減し、膜厚分布も低減することがある。よって、限定ではないが、成膜速度比が５５％〜７５％の範囲から選択されることが好ましい。
【００３１】
目的とする成膜速度比を得るには、引き込み電界をかけない状態での基板平坦面への埋め込み材料を用いた成膜時の成膜速度を求め、同一成膜条件で引き込み電界をかけた場合の成膜速度を求め、これらの比を算出する。この操作で目的とする成膜速度比が得られない場合は、目的とする成膜速度比が得られるように成膜条件を種々変更する。こうして得られた目的とする成膜速度比が得られる成膜条件を用いて、実際の埋め込み層の形成を行う。
【００３２】
成膜速度比の調整は、成膜時の真空容器内圧力（プロセス圧力）、引き込み電界の印加条件、基板とターゲットの距離などから選択される１以上のパラメータによって行うことができる。これらの条件の中でも、引き込み電界を調整するための基板に印加するバイアス電圧及びプロセス圧力の両方によって成膜速度比の調整を行うことが好ましい。
【００３３】
なお、埋め込み層３０５のほか、上記記録磁性層３０４や、下地層３０３、その他エッチングストップ層等を成膜する場合にも、本発明に係る両面成膜用の高周波スパッタ装置を用いることができ、基板の両側に配置されたカソードへと供給される電力を同位相とすることで、膜厚均一性の高い両面成膜が可能である。
【００３４】
このように、本発明では、対向配置される２つのカソードに、同位相の高周波電力を供給しているので、たとえ基板とカソードの各々との間の距離を短くして（例えば、７０ｍｍ以下）、上記２つのカソードの間の間隔を小さくしても、該２つのカソードに供給される高周波が互いに干渉することを抑えることができる。従って、２つのカソード間の距離を短くし、かつ高周波電力をカソードに供給しても、該高周波電力の干渉を抑えることができるので、上記カソードにより形成されるプラズマを均一にすることができる。さらに、上記干渉を低減した状態で高周波電力を用いることができるので、成膜粒子に対応するガスイオンを効率良く生成することができる。
【００３５】
よって、本発明では、記録磁性層に形成された凹凸パターンにおいて、表面段差が大きい場合であっても、上記均一なプラズマにより成膜される膜厚分布を均一にすることができ、埋め込み層に形成される凹凸を抑えることができる。従って、埋め込み層の成膜およびエッチングを繰り返さなくても、埋め込み層の平坦化を図ることができ、生産効率の低下や装置コストの上昇を抑えることができる。
【００３６】
（実施例１）  
実施例１では、図２に示すスパッタ装置を用い、９５ｍｍの平坦な基板上に成膜を行った。成膜条件は、Ｔ／Ｓ値が２８ｍｍであり、放電用ガスの種類がアルゴンであり、該アルゴンの流量が５００ｓｃｃｍであり、放電用ガスの圧力が５Ｐａであり，基板へのバイアス印加がなしであり、カソード供給電力周波数が１３．５６ＭＨｚであり、放電パワーが５００Ｗである。また、ターゲット材料は、Ｃｒである。
【表１】
2010074250.tif 000003
【００３７】
この結果、表１に示すように両カソードに供給される高周波の位相差が０°、つまり同相の状態の方が、逆相に比べて、基板上の膜厚分布の均一性がよく、成膜レートが若干低いことが分かった。これは、カソード間の放電が最も広がり、それによって基板付近の放電分布がより均一になったためと考えられる。
【００３８】
（実施例２）  
実施例２では、図２に示すスパッタ装置を用い、ピッチ１００ｎｍ（溝幅５０ｎｍ）、深さ２０ｎｍの溝を複数径方向に形成したＤＴＭ媒体基板上に、Ｔ／Ｓ値を各１００ｍｍ（比較例）、４０ｍｍとして成膜を行った。成膜条件は、放電用ガスの種類がＡｒであり、放電用ガスの圧力が９Ｐａであり、カソードに１３．５６ＭＨｚの高周波電力を５００Ｗ供給し、基板バイアスとして直流電圧−２００Ｖを印加し、ターゲット材料はＣｒである。
【００３９】
結果、Ｔ／Ｓ値を１００ｍｍの条件に比べて、Ｔ／Ｓ値を４０ｍｍとした場合、成膜後膜表面の凹凸が抑えられていることが確認された。
【００４０】
（実施例３）  
実施例３では、プロセス圧力とバイアス電圧と成膜速度比との関係について調べた。図２に示すスパッタ装置（Ｔ／Ｓ値：４０ｍｍ）を用い、両カソードに１３．５６ＭＨｚ、同位相の高周波電力を印加し、基板に０，−１００Ｖ，−２００Ｖ，−３００Ｖの各直流電圧を印加し、各プロセス圧力条件にて、ターゲット（材料：Ｃｒ）を平坦な基板面に成膜したところ、図５のグラフに示すような関係が得られた。ここで、成膜速度比は、基板にバイアス電圧を印加せずに平坦面に成膜した場合の成膜速度に対する、バイアス電圧を印加しながら同じ条件で平坦面に成膜した場合の成膜速度の比である。
【００４１】
各成膜速度比について上記と同一の条件を用いて、ピッチ１００ｎｍ（溝幅５０ｎｍ）、深さ２０ｎｍの溝を複数径方向に形成したＤＴＭ媒体基板上に成膜を行った。
【００４２】
図６に、成膜速度比１００％のバイアス電圧を印加しない条件ａ，ｂ（条件ａ：プロセス圧力３Ｐａ，条件ｂ：プロセス圧力９Ｐａ）と、成膜速度比６０％の条件ｃ（プロセス圧力９Ｐａ，バイアス電圧−２００Ｖ）の成膜状態を模式的に示す。
【００４３】
図６に示すように、条件ａの場合は凸部の膜のエッチング量、凹部への引き込み量が共に少ないため凸部の成膜量と凹部の成膜量に大きな差が生じ、大きなボイドが形成されることが確認された。条件ｂでは、凹部への引き込み量が増えてはいるが、凸部の膜のエッチング量が少ないため、ボイドが形成されていることが確認された。これに対し、条件ｃでは、ボイドが形成されることなく、凹部が充填され、凹部と凸部の膜厚差が小さく抑えられているのが確認された。
【００４４】
このことから、膜表面平坦化の効果を十分に発揮するためには、成膜速度比が９０％以下であることが好ましい。また、あまりにエッチング量が高い条件では、成膜効率が悪いばかりでなく、膜厚分布も悪くなることもある。よって限定では無いが、成膜速度比が５５％〜７５％の範囲から選択されることが好ましい。
【００４５】
なお、本発明では、上述のように、引き込み電界を用いる場合、成膜速度比を９０％以下とすることが好ましく、５５％〜７５％とすることがさらに好ましいが、成膜速度比をどのように設定するのかが本質ではない。本発明で重要なことは、対向配置された２つのカソードに高周波電力を供給する場合において、該２つのカソードに供給される高周波電力の位相を同位相にすることである。このように設定することで、上記２つのカソードを近づけて配置しても、高周波電力同士の干渉を抑えることができ、均一なプラズマを形成することができるので、埋め込み層の平坦化を図ることができるのである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月25日(2011.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面が接地された真空容器と、
前記真空容器内において対向配置された２つのカソードであって、同じ周波数を有する高周波電源出力が前記２つのカソードの各々に供給されることにより該２つのカソードの間の領域にプラズマを生成可能な２つのカソードと、
前記２つのカソードの間のプラズマが生成される領域に基板を保持することができる基板保持機構と、
成膜時において、前記２つのカソードの各々へ供給される前記高周波電源出力の位相を同位相に調整するように構成された位相調整機構と、
を備えることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記スパッタ装置は、
凹凸パターンで形成される記録磁性層と、前記凹凸パターンの凹部に位置する埋め込み層とを有する磁気記録媒体を製造可能であり、
前記プラズマ中の正イオンを、前記基板保持機構にて保持された基板に引き込むバイアス電圧を該基板に印加するためのバイアス電圧印加手段と、
前記２つのカソードの各々に同位相の高周波電力を供給して、前記領域にプラズマを生成し、かつ前記バイアス電圧により形成された引き込み電界により該プラズマ中の正イオンを前記基板保持機構にて保持された基板に引き込みながら前記埋め込み層の成膜を行わせる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記２つのカソードはそれぞれ、ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有し、
前記領域に前記基板を保持する基板保持機構を配置し、前記ターゲット支持面に前記ターゲットを配置する場合において、前記基板の表面と前記ターゲットの表面との間の距離が７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記高周波電源出力を前記カソードに供給する２つの高周波電源をさらに備え、
前記位相調整機構は、
前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相を検出する位相差検出手段と、
前記位相の検出の結果、前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相が異なる場合、前記２つのカソードの各々へ供給される高周波電源出力の位相が同位相になるように、前記２つの高周波電源をそれぞれ制御する位相調整手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
基板上に設けられた記録磁性層が有する凹凸パターンに対して、高周波スパッタリング法により埋め込み層を成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、
内壁面が接地された真空容器中に対向配置され、ターゲットを支持する２つのカソードの間の領域に、前記記録磁性層を有する基板を保持する基板保持機構を配置する工程と、
前記真空容器中に放電用のガスを導入し、前記２つのカソードに同じ周波数を有し、かつ同位相の高周波電力を供給して、前記基板両面にプラズマを生成する工程とを有し、
該前記プラズマを用いたスパッタにより前記ターゲットから生じたスパッタ粒子、および前記放電用のガスイオンにより、前記埋め込み層の高周波スパッタリング法による成膜を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマ中の正イオンを、前記基板保持機構にて保持された基板に引き込むバイアス電圧を該基板に印加する工程をさらに有し、
前記バイアス電圧により形成された引き込み電界により前記スパッタ粒子および前記放電用のガスイオンを前記基板に引き込みながら前記埋め込み層の成膜を行うことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記基板の表面と前記ダーゲットの表面との間の距離が７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【国際調査報告】
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