(57)【要約】  フィラメント状のカソード電極と、前記カソード電極の周囲に設けられたアノード電極と、前記カソード電極から離間された位置に配置された基板ホルダと、を備えた成膜室内で、中央開口部を有する円盤状の基板を、その一面を前記カソード電極と対向させて基板ホルダに配置するとともに、前記中央開口部の径以上の直径と、前記直径以上の高さとを有する円柱状部材を、その中心軸を前記基板の中心軸と同軸にし、かつ、一の円形面を前記カソード電極に向け、他の円形面を前記基板の一面に平行となるように、前記カソード電極及び前記基板から離間して配置する工程と、前記成膜室内を排気した後に、前記カソード電極側から前記基板側へ向けて炭素イオンを流して、前記基板の一面に炭素膜を形成する工程とを有することを特徴とする炭素膜の形成方法。
2010134354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメント状のカソード電極と、前記カソード電極の周囲に設けられたアノード電極と、前記カソード電極から離間された位置に配置された基板ホルダと、を備えた成膜室内で、中央開口部を有する円盤状の基板を、その一面を前記カソード電極と対向させて基板ホルダに配置するとともに、
前記中央開口部の径以上の直径と、前記直径以上の高さとを有する円柱状部材を、その中心軸を前記基板の中心軸と同軸にし、かつ、一の円形面を前記カソード電極に向け、他の円形面を前記基板の一面に平行となるように、前記カソード電極及び前記基板から離間して配置する工程と、
前記成膜室内を排気した後に、前記カソード電極側から前記基板側へ向けて炭素イオンを流して、前記基板の一面に炭素膜を形成工程と、を有することを特徴とする炭素膜の形成方法。
【請求項２】
前記基板の中央開口部が円形であり、前記円柱状部材の直径が、前記基板の中央開口部の径の１倍以上１．５倍未満であることを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項３】
前記円柱状部材の高さが、前記円柱状部材の直径の３倍以上６倍以内であることを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項４】
前記円柱状部材と前記基板との間の離間距離が、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項５】
前記円柱状部材を非接地電位にして配置することを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項６】
前記成膜室内に導入した炭素を含む原料ガスを、前記カソード電極で加熱するとともに、前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電して、前記炭素イオンを形成することを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項７】
前記炭素イオンを、前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板との間に電圧を印加して、前記カソード電極側から前記基板側へ向けて加速することを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項８】
前記アノード電極を取り囲むように、永久磁石を配置することを特徴とする請求項１に記載の炭素膜の形成方法。
【請求項９】
非磁性基板の少なくとも一面に磁性層を形成する工程と、
前記磁性層上に、請求項１に記載の炭素膜の形成方法を用いて炭素膜を形成する工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
減圧可能な成膜室と、
前記成膜室内に配置されたフィラメント状のカソード電極と、
前記カソード電極の周囲に配置されたアノード電極と、
前記カソード電極から離間された位置に配置された基板ホルダと、
前記基板ホルダと前記カソード電極との間に配置された円柱状部材と、
前記カソード電極を通電により加熱する第１の電源と、
前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電を生じさせる第２の電源と、
前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板ホルダとの間に電位差を与える第３の電源と、を有することを特徴とする炭素膜の形成装置。
【請求項１１】
前記基板の中央開口部が円形であり、前記円柱状部材の直径が、前記基板の中央開口部の径の１倍以上１．５倍未満であり、前記円柱状部材の高さが、前記円柱状部材の直径の３倍以上６倍以内であり、前記円柱状部材と前記基板との間の離間距離が５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、前記円柱状部材を非接地電位にして配置されている、請求項１０に記載の炭素膜の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素膜の形成方法、磁気記録媒体の製造方法及び炭素膜の形成装置に関する。
本願は、２００９年５月２２日に、日本に出願された特願２００９−１２４５１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体の分野では、記録密度の向上が著しい。前記記録密度は、驚異的な速度で伸び続け、最近１０年間で１００倍程度となっている。
前記記録密度の向上を支える技術は多岐にわたるが、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間における摺動特性の制御技術を、キーテクノロジーの一つとして挙げることができる。【０００３】
上記摺動特性の制御技術の一つに、ウインテェスター様式と呼ばれる技術がある。ウインテェスター様式は、磁気ヘッドの起動から停止までの基本動作を、磁気記録媒体に対して接触摺動−浮上−接触摺動としたＣＳＳ（接触起動停止（Contact Start Stop））方式としたものであり、ハードディスクドライブの主流となっている。この技術では、磁気記録媒体上での磁気ヘッドの接触摺動は避けることができない。【０００４】
そのためこの技術では、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間でのトライボロジー（ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ：摩擦、摩耗及び潤滑のメカニズムなどを扱う学問領域）の問題は、宿命的な技術課題となって現在に至っている。
そして、磁気記録媒体の磁性膜上に積層される保護膜を改善する努力が続けられている。この媒体の表面（保護膜表面）における耐摩耗性及び耐摺動性は、磁気記録媒体の信頼性を向上させる大きな柱となっている。【０００５】
前記保護膜には、磁気記録媒体の記録密度の向上を図るために磁気ヘッドの飛行高さ（フライングハイト）を低減した際に、前記磁気記録媒体と磁気ヘッドとが偶発的な接触しても、磁気記録媒体の磁気記録層を保護できるような、高い摺動耐久性や、優れた平坦性が要求される。また、磁気記録媒体と磁気ヘッドとのスペーシングロスを低減するためには、前記保護膜の厚さをできるだけ薄く、例えば３０Å以下の膜厚にすることが要求される。このように、前記保護膜に対しては、平滑性は勿論のこと、薄く、緻密で且つ強靭であることが強く求められている。【０００６】
前記保護膜の材料としては、様々な材料が提案されているが、成膜性や耐久性等の総合的な見地から、主に、炭素からなる膜（以下、炭素膜）が採用されている。なお、前記炭素膜の硬度、密度および動摩擦係数等の特性は、磁気記録媒体のＣＳＳ特性または耐コロージョン特性に如実に反映される。【０００７】
前記炭素膜は、スパッタリング法、ＣＶＤ法およびイオンビーム蒸着法等によって形成されている。しかしながら、スパッタリング法で形成した炭素膜は、例えば１００Å以下の膜厚とした場合に、その耐久性が不十分となるおそれがある。また、ＣＶＤ法で形成した炭素膜は、表面の平滑性が低く、膜厚を薄くした場合に、磁気記録媒体の表面の被覆率が低下して、磁気記録媒体のコロージョンを発生させるおそれがある。【０００８】
一方、イオンビーム蒸着法で形成した炭素膜は、スパッタリング法やＣＶＤ法で形成した炭素膜に比べて、より高硬度で、平滑性がより高く、より緻密な膜とすることができる。特許文献１には、イオンビーム蒸着法による炭素膜の形成方法の一例が開示されている。【０００９】
特許文献１は、ＣＶＤ装置および磁気記録媒体の製造方法に関するものであり、熱フィラメントとプラズマＣＶＤ装置を用いたイオンビーム蒸着法が開示されている。
特許文献１に記載されているように、イオンビーム蒸着法では、真空雰囲気下の成膜室内で、通電加熱されたフィラメント状カソードとアノードとの間の放電により、炭化水素系の原料ガスをプラズマ状態にする。前記原料ガスを励起分解することにより発生した炭素イオン及び炭素ラジカルは、前記カソードと対向するように配置させた、マイナス電位とされた基板の成膜面に加速衝突され、その結果、硬度の高い炭素膜が安定して成膜される。【００１０】
前記基板としては、通常、中央に円形の開口部を有する円盤状の基板を用いる。しかしながら、特許文献１に記載のイオンビーム蒸着法を用いて前記基板上に炭素膜を成膜した場合、前記開口部の縁の部分の炭素膜の膜厚がそれ以外の部分に比べて厚くなる傾向があった。この傾向の原因の一つとして、前記開口部の縁の部分に炭素イオンを含むプラズマが集中して照射されて炭素イオン濃度が高まるとともに、前記開口部の縁の部分の温度がそれ以外の部分に比べて高くなり、炭素膜の成長速度が高まることが考えられた。【００１１】
不均一な厚さの発生を防ぐため、特許文献１には、基板の成膜面側に膜厚を補正するための膜厚補正板を配置する構成が記載されている。具体的には、基板の開口部の成膜面側にコイン状の遮蔽板（膜厚補正板）を設置する。これにより、基板の開口部付近のプラズマ密度や炭素イオン濃度を下げ、基板の開口部の縁の部分の炭素膜の成長速度を下げて、炭素膜の平坦化及び平滑化を図っている。【００１２】
しかし、特許文献１に記載の膜厚補正板を配置しても、炭素膜の平坦化及び平滑化は十分ではなかった。すなわち、炭素膜の形成に関与する炭素イオンには、基板の成膜面に垂直な方向から基板の成膜面に到着する飛行成分ばかりではなく、それ以外の方向から飛行して基板の成膜面に到着する飛行成分も含まれている。そのため、前記コイン状の遮蔽板を配置したとしても、遮蔽したい炭素イオンの一部の飛行成分が前記コイン状の遮蔽板を回り込んで基板に炭素膜を形成してしまい、開口部の縁の部分の炭素膜の膜厚を厚くしていた。【００１３】
このように開口部の縁の部分の炭素膜の膜厚がそれ以外の部分に比べて厚くなると、炭素膜の平坦性及び平滑性が失われる。その結果、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの距離を低減させることが困難となり、磁気記録媒体の記録密度を向上させることができないという問題を発生させた。【００１４】
炭素イオンの回り込みを防ぐため、前記コイン状の遮蔽板の直径を大きくすると、基板の開口部の縁の部分には失活した炭素ラジカルが達して硬度の低い炭素膜が形成された。硬度の低い炭素膜は磁気記録媒体の保護膜としての機能を十分発揮できず、開口部の縁の部分から磁性層の腐食が発生して、磁気記録媒体の信頼性が低減した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−２２６６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる炭素膜の形成方法、炭素膜の形成装置及び記録密度の高い磁気記録媒体の製造方法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】
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１）  フィラメント状のカソード電極と、前記カソード電極の周囲に設けられたアノード電極と、前記カソード電極から離間された位置に配置された基板ホルダと、を備えた成膜室内で、中央開口部を有する円盤状の基板を、その一面を前記カソード電極と対向させて基板ホルダに配置するとともに、前記中央開口部の径以上の直径と、前記直径以上の高さとを有する円柱状部材を、その中心軸を前記基板の中心軸と同軸にし、かつ、一の円形面を前記カソード電極に向け、他方の円形面を前記基板の前記一面に平行となるように、前記カソード電極及び前記基板から離間して配置する工程と、
前記成膜室内を排気した後に、前記カソード電極側から前記基板側へ向けて炭素イオンを流して、前記基板の一面に炭素膜を形成する工程と、を有することを特徴とする炭素膜の形成方法。【００１８】
（２）  前記基板の中央開口部が円形であり、前記円柱状部材の直径が、前記基板の中央開口部の径の１倍以上１．５倍未満であることを特徴とする（１）に記載の炭素膜の形成方法。
（３）  前記円柱状部材の高さが、前記円柱状部材の直径の３倍以上６倍以内であることを特徴とする（１）または（２）に記載の炭素膜の形成方法。
（４）  前記円柱状部材と前記基板との間の離間距離が、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法。【００１９】
（５）  前記円柱状部材を非接地電位にして配置することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法。
（６）  前記成膜室内に導入した炭素を含む原料ガスを、前記カソード電極で加熱するとともに、前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電して、前記炭素イオンを形成することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法。
（７）  前記炭素イオンを、前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板との間に電圧を印加して、前記カソード電極側から前記基板側へ向けて加速することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法。
（８）  前記アノード電極を取り囲んで、永久磁石を配置することを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法。【００２０】
（９）  非磁性基板の少なくとも一面に磁性層を形成する工程と、前記磁性層上に（１）〜（８）のいずれかに記載の炭素膜の形成方法を用いて炭素膜を形成する工程と、を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１０）  減圧可能な成膜室と、前記成膜室内に配置されたフィラメント状のカソード電極と、前記カソード電極の周囲に配置されたアノード電極と、前記カソード電極から離間された位置に配置された基板ホルダと、前記基板ホルダと前記カソード電極との間に配置された円柱状部材と、前記カソード電極を通電により加熱する第１の電源と、前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電を生じさせる第２の電源と、前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板ホルダとの間に電位差を与える第３の電源と、を有することを特徴とする炭素膜の形成装置。
（１１）前記基板の中央開口部が円形であり、前記円柱状部材の直径が、前記基板の中央開口部の径の１倍以上１．５倍未満であり、前記円柱状部材の高さが、前記円柱状部材の直径の３倍以上６倍以内であり、前記円柱状部材と前記基板との間の離間距離が５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、前記円柱状部材を非接地電位にして配置されている、（１０）に記載の炭素膜の形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
上記の構成によれば、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる炭素膜の形成方法、炭素膜の形成装置及び記録密度の高い磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。【００２２】
本発明の炭素膜の形成方法は、中央開口部を有する円盤状の基板を、その一面をカソード電極と対向させて配置した後、前記中央開口部の径以上の直径と、前記直径以上の高さとを有する円柱状部材を、その中心軸を前記基板の中心軸と同軸とするとともに、一の円形面を前記カソード電極に向け、他の円形面を前記基板の一面に平行となるように離間して配置する構成である。よって、イオンビームやプラズマそのものを整流して、基板の一面に垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、及びプラズマ密度を上げることができ、炭素イオンの回り込みを抑制して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。また、基板の中央開口部へのイオンビーム及びプラズマの集中を抑制して、基板の中央開口部の縁の部分の温度上昇を防止することにより、基板の中央開口部の縁の部分の炭素膜の成長速度を低減して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。【００２３】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁性層上に、先に記載の炭素膜の形成方法を用いて炭素膜を形成する工程を有する構成である。よって、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を保護膜として形成することができ、前記保護膜の膜厚を薄くして、磁気ヘッドの浮上高さを低減することにより、記録密度の高い磁気記録媒体を製造することができる。【００２４】
本発明の炭素膜の形成装置は、基板ホルダとカソード電極との間に配置された円柱状部材を有する構成である。よって、イオンビームやプラズマそのものを整流して、基板の一面に垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度及びプラズマ密度を上げることができ、炭素イオンの回り込みを抑制して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。また、基板の中央開口部へのイオンビーム及びプラズマの集中を抑制して、基板の中央開口部の縁の部分の温度上昇を防止することにより、基板の中央開口部の縁の部分の炭素膜の成長速度を低減して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の炭素膜の形成装置の一例を示す概略模式図である。
【図２Ａ】本発明の炭素膜の形成装置で、永久磁石が印加する磁場とその磁力線の方向の一例を示す模式図である。
【図２Ｂ】本発明の炭素膜の形成装置で、永久磁石が印加する磁場とその磁力線の方向の一例を示す模式図である。
【図２Ｃ】本発明の炭素膜の形成装置で、永久磁石が印加する磁場とその磁力線の方向の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造される磁気記録媒体の別の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造される磁気記録媒体を具備した磁気記録再生装置の一例を示す断面図である。
【図６】インライン式成膜装置のキャリアの拡大図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体の製造方法に用いられるインライン式成膜装置の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の磁気記録媒体の製造方法に用いられるインライン式成膜装置のキャリアの一例を示す側面図である。
【図９】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１０】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１１】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１２】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１３】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１４】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１５】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１６】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１７】図４に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜＜炭素膜の形成装置＞＞
以下、本発明を実施するための好ましい形態について説明する。なお本発明はこれら例のみに限られるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、材料や数や位置や大きさや長さや数値などの、変更や追加や省略をする事ができる。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図１は、本発明の実施形態である炭素膜の形成装置を示す概略模式図である。
図１に示すように、本発明の実施形態である炭素膜の形成装置（成膜装置）１２１には、イオンビーム蒸着法を用いた成膜装置であり、減圧可能な成膜室１０１と、成膜室１０１内に備えられたフィラメント状のカソード電極１０４と、カソード電極１０４の周囲に設けられたアノード電極１０５と、カソード電極１０４から離間された位置に配置された基板ホルダ１０２と、成膜室１０１の壁面に接続された第１の導入管（以下、原料ガス導入管）１０３と、排気管１１０と、が備えられている。なお本発明において、カソード電極の周囲に設けられたアノード電極とは、中心に位置するカソード電極の周りに離間して配置されていることを意味し、カソード電極とアノード電極との間で放電が生じる構成であれば良い。任意に数、大きさ、種類や位置などの条件を選択できる。例えば、好ましいカソード電極の条件は、円筒状、平行平板を用いたロの字、多角形状、内部をくりぬいた半球で開口部を基板側に向けた形状、あるいは内部をくりぬいた円錐で底部を基板側に向けた形状などである。また本発明においてフィラメント状のカソード電極とは、一般的にフィラメント電極として知られている電極を使用でき、例えばコイル状、直線状、平面に蛇行した形状などが挙げられる。
また、基板ホルダ１０２には、基板Ｄが、基板Ｄの一面（成膜面）１３１ａがカソード電極１０４と対向するように支持されている。さらに、円柱状の遮蔽物（以下、円柱状部材）１３３が、一の円形面１３３ａがカソード電極１０４に向けられ、他の円形面１３３ｂが基板Ｄの一面１３１ａに平行となるように離間されて配置されている。
【００２７】
＜成膜室１０１＞
成膜室１０１は、チャンバ壁１０１ａによって気密に構成されている。また、成膜室１０１には排気管１１０が接続されており、排気管１１０に接続された真空ポンプ（図示略）を通じて内部を減圧排気可能とされている。
【００２８】
＜第１〜第３の電源＞
成膜室１０１の外部には、カソード電極１０４を通電により加熱する第１の電源１０６と、カソード電極１０４とアノード電極１０５との間で放電を生じさせる第２の電源１０７と、カソード電極１０４又はアノード電極１０５と基板Ｄとの間に電圧を印加して電位差を与える第３の電源１０８と、が配置されている。
【００２９】
第１の電源１０６は、カソード電極１０４に接続された交流電源であり、炭素膜の成膜時にカソード電極１０４に電力を供給することができる。なお、第１の電源１０６は、交流電源に限られるものではなく、直流電源を用いてもよい。
第２の電源１０７は、−電極側がカソード電極１０４に接続され、＋電極側がアノード電極１０５に接続された直流電源であり、炭素膜の成膜時にカソード電極１０４とアノード電極１０５との間で放電を生じさせることができる。
第３の電源１０８は、＋電極側がアノード電極１０５に接続され、−電極側がホルダ１０２に接続された直流電源であり、炭素膜の成膜時にアノード電極１０５とホルダ１０２に保持された基板Ｄとの間に電位差を付与する。なお、第３の電源１０８は、＋電極側がカソード電極１０４に接続された構成としてもよい。
【００３０】
なお、第１の電源１０６〜第３の電源１０８を操作して印加する電圧は、特に限定されるものではなく、基板Ｄのサイズに応じて適宜設定することが好ましい。
たとえば、基板Ｄが円盤状であり、そのサイズが外径３．５インチである場合には、第１の電源１０６は、その電圧を１０〜１００Ｖの範囲とし、電流を直流又は交流で５〜５０Ａの範囲に設定することが好ましい。また、第２の電源１０７は、その電圧を５０〜３００Ｖの範囲とし、電流を１０〜５０００ｍＡの範囲に設定することが好ましい。さらに、第３の電源１０８は、その電圧を３０〜５００Ｖの範囲とし、電流を１０〜２００ｍＡの範囲に設定することが好ましい。
【００３１】
＜原料ガス＞
原料ガス導入管１０３から、成膜室１０１内には、炭素を含む気体（以下、原料ガス）Ｇが導入される。
原料ガスＧとしては、炭化水素を含むガスを挙げることができる。原料ガスＧは炭化水素だけから構成されてもよい。必要に応じて、炭化水素は、その他の元素、例えば窒素やフッ素などを含む炭化水素であってもよい。前記炭化水素としては、低級飽和炭化水素、低級不飽和炭化水素または低級環式炭化水素のうちいずれか１種又は２種以上の低級炭化水素を用いることが好ましい。なお、ここでいう低級とは、炭素数が１〜１０の場合を指す。
前記炭化水素の炭素数が１０を超える場合には、ガス導入管１０３から原料ガスＧとして供給することが困難となることに加え、放電時に原料ガスＧに含まれる炭化水素の分解が進行しににくくなり、基板上に形成した炭素膜が、強度に劣る高分子成分を多く含む膜となる。
【００３２】
低級飽和炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、及びオクタン等を挙げることができる。また、低級不飽和炭化水素としては、イソプレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、及びブタジエン等を挙げることができる。さらにまた、低級環式炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、ナフタレン、シクロヘキサン、及びシクロヘキサジエン等を挙げることができる。
【００３３】
さらに、原料ガスＧに、Ａｒ，Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２及びＯ２等の不活性ガスや水素ガスなどを含有させた、混合ガス等を用いることが好ましい。また、この混合ガスにおける炭化水素と不活性ガス等との混合割合は、炭化水素：不活性ガスを２：１〜１：１００（体積比）の範囲とすることが好ましく、１．５：１〜１：７５（体積比）とすることがより好ましく、１：１〜１：５０（体積比）の範囲とすることが更に好ましい。これにより、成膜室１０１内でのプラズマの発生を誘発することができ、高硬度の耐久性の高い炭素膜を形成することができる。
【００３４】
＜永久磁石＞
成膜室１０１の外部には、アノード電極１０５を取り囲むように、円筒状の永久磁石１０９が備えられる事が好ましい。永久磁石１０９は、原料ガスＧをイオン化し、前記イオン化した気体（以下、イオンビーム）を加速する領域（以下、励起空間Ｒ）の少なくとも一部を取り囲むように配置されることが好ましい。これにより、カソード電極１０４とアノード電極１０５又は基板Ｄとの間で磁場を印加して、基板Ｄの一面１３１ａに向かって加速照射される炭素イオンのイオン密度を高めることができる。永久磁石の数、サイズ、磁力、形状及び位置などの条件は、任意に選択できる。永久磁石はアノード電極と基板とを結ぶ軸に対して回転対称形に多数を配置するのが、イオンの加速領域での磁場の分布を均一化する上で好ましい。  
【００３５】
＜基板＞
基板Ｄとしては、中央に円形の開口部（以下、中央開口部）１３１ｃを有する円盤状の基板が用いられる。図１に示すように、中央開口部１３１ｃの直径はｄ２とされている。
なお、磁気記録媒体用の基板としては好ましいものを任意選択でき、外径０．８５インチの基板（外径２１．６ｍｍ、中央開口部径６ｍｍ）、外径１．９インチの基板（外径４８ｍｍ、中央開口部径１２ｍｍ）、外径２．５インチの基板（外径６５ｍｍ、中央開口部径２０ｍｍ）、外径３．５インチの基板（外径９５ｍｍ、中央開口部径２５ｍｍ）などを例示できる。
【００３６】
＜円柱状部材＞
円柱状部材１３３は、その直径ｄ１が基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２より大きく、円柱状部材１３３の高さｌが、円柱状部材１３３の直径ｄ１より大きい円柱状の部材である。
円柱状部材１３３は、一の円形面１３３ａがカソード電極１０４に向けられるように、基板Ｄとカソード電極１０４との間に配置されている。また、円柱状部材１３３の他の円形面１３３ｂは、基板Ｄの一面１３１ａに平行に配置され、かつ、基板Ｄの一面１３１ａから離間されている。さらに、円柱状部材１３３の中心軸Ｃ２は、基板Ｄの中心軸Ｃ１と同軸となるように配置されている。
【００３７】
円柱状部材１３３の直径ｄ１は、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２の１倍以上１．５倍未満であることが好ましい。
円柱状部材１３３の直径ｄ１を基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２の１倍以上１．５倍未満とすることにより、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄのみを遮蔽するように、円柱状部材１３３を配置することができ、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の膜厚をより平坦化及び平滑化することができる。
【００３８】
円柱状部材１３３の直径ｄ１が基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２の１倍未満の場合には、円柱状部材１３３の遮蔽効果がなくなり、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄに成膜される炭素膜の平坦性及び平滑性が低減する。
逆に、円柱状部材１３３の直径ｄ１が基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２の１．５倍を超える場合には、円柱状部材１３３の遮蔽効果が大きくなりすぎ、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄに炭素膜が析出しなくなる、あるいは薄すぎる炭素膜部分が形成される。
【００３９】
円柱状部材１３３の高さｌは、円柱状部材１３３の直径ｄ１の３倍以上６倍以内であることが好ましい。より好ましくは３．５倍以上５倍以内である。
円柱状部材１３３の高さｌを、円柱状部材１３３の直径ｄ１の３倍以上６倍以内とすることにより、イオンビーム及びプラズマを整流する効果をより顕著に発現させることができる。これにより、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中をより防止するとともに、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、プラズマ密度をより上げて、より平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【００４０】
円柱状部材１３３の高さｌが円柱状部材１３３の直径ｄ１の３倍未満の場合には、基板Ｄの一面１３１ａと垂直な方向に飛行する飛行成分以外の炭素イオンが多くなり、炭素イオンの回り込みにより炭素膜の膜厚が基板Ｄの中央開口部１３１ｃの周辺で厚くなる。
逆に、円柱状部材１３３の高さｌが円柱状部材１３３の直径ｄ１の６倍を超える場合には、イオンビーム及びプラズマの整流が過度となる。その結果、円柱状部材１３３の周囲を流れるイオンビーム及びプラズマ密度が低下して、プラズマ空間である励起空間Ｒにおける炭素イオンの励起力が低下して、基板Ｄの一面１３１ａ上に形成する炭素膜の硬度を低下させる。
【００４１】
円柱状部材１３３と基板Ｄとの間の離間距離ｄ３は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。その中でも２０ｍｍ以下であることがより好ましい。
円柱状部材１３３と基板Ｄとの間の離間距離ｄ３を５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることにより、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の膜厚をより平坦化及び平滑化することができるとともに、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【００４２】
円柱状部材１３３と基板Ｄとの間の離間距離ｄ３が５ｍｍ未満である場合には、円柱状部材１３３によって基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄに達する炭素ラジカルが失活して、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄに析出する炭素膜の硬度が低下する。
逆に、円柱状部材１３３と基板Ｄとの間の離間距離ｄ３が４０ｍｍを超える場合には、円柱状部材１３３の遮蔽効果が低下して、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄに形成される炭素膜の平坦性及び平滑性が低減する。
【００４３】
円柱状部材１３３は非接地電位（フローティング電位）にして配置することが好ましい。円柱状部材１３３を非接地電位（フローティング電位）にして配置することにより、炭素イオンの飛行を阻害しないようにすることができ、炭素イオンを基板Ｄの一面１３１ａに垂直に照射することができる。
【００４４】
なお、図１に示す炭素膜の形成装置では、基板Ｄの一面１３１ａにのみ炭素膜を成膜する構成となっている。しかしながら、基板Ｄの一面１３１ａにのみ炭素膜を成膜する場合と同様の装置を２つ用意し、成膜室１０１内の基板Ｄを挟んだ両側に配置して、基板Ｄの両面１３１ａ、１３１ｂに炭素膜を成膜する構成としてもよい。
【００４５】
本発明において、円柱状部材１３３は、本実施形態で示した一面と多面が同形の円である円柱部材に限定されるわけではなく、その他の柱状部材も含見えるものとする。例えば、四角柱もしくは五角柱などの多角柱または円錐台などを用いてもよい。
多角柱または円錐台を用いた場合には、直径ｄ１及び高さｌは最大寸法を示す。すなわち、四角柱の場合には、底面の対角線の長さがｄ１となる。また、円錐台の場合には、直径の大きい面の直径がｄ１となる。そして、いずれの場合も、高さｌをｄ１より大きくし、かつ、ｄ１を基板Ｄの中央開口部１３１ｃの直径ｄ２より大きくした部材を用いる。
しかし、これらの中で前述のような円柱部材（円筒部材）が円柱状部材１３３として最も好ましい。
【００４６】
＜＜炭素膜の形成方法＞＞
次に、本発明の実施形態である炭素膜の形成方法について説明する。
本発明の実施形態である炭素膜の形成方法は、本発明の実施形態である炭素膜の形成装置を用いて実施されるものであり、円柱状部材配置工程と、炭素膜形成工程とを有する。なお、本発明の実施形態である炭素膜の形成装置で示した部材と同一の部材については同一の符号を付して説明する。
【００４７】
＜円柱状部材配置工程＞
まず、フィラメント状のカソード電極１０４と、カソード電極１０４の周囲に設けられたアノード電極１０５と、前記カソード電極１０４から離間された位置に配置された基板ホルダ１０２と、を備えた成膜室１０１内で、基板ホルダ１０２に、一面１３１ａがカソード電極１０４と対向するように、中央開口部１３１ｃを有する円盤状の基板Ｄを設置する。
【００４８】
次に、基板Ｄとカソード電極１０４との間に、円柱状部材１３３を配置する。このとき、円柱状部材１３３の一の円形面１３３ａをカソード電極１４０に向けるとともに、他の円形面１３３ｂを基板Ｄの一面１３１ａに平行にして、基板Ｄの一面１３１ａから離間させて、円柱状部材１３３を配置する。また、円柱状部材１３３の中心軸Ｃ２を基板Ｄの中心軸Ｃ１と同軸となるように配置する。
【００４９】
＜炭素膜形成工程＞
まず、排気管１１０に接続された真空ポンプを稼動して、成膜室１０１内を減圧する。なお減圧の程度は生産性の観点から必要に応じて選択されるが、高真空度であるほど好ましい。
次に、成膜室１０１に接続された原料ガス導入管１０３から成膜室１０１内に原料ガスＧを導入する。
次に、第１の電源１０６から電力を供給して、フィラメント状のカソード電極１０４を通電加熱して、熱プラズマを発生させる。また、第２の電源１０７を操作して、カソード電極１０４とアノード電極１０５との間で放電させてプラズマを発生させる。これにより、原料ガスＧを励起分解して、炭素イオンを形成する。前記炭素イオンには炭素ラジカルが含まれる場合もある。通電加熱によるカソード電極の加熱温度は任意に設定されるが、カソード電極での原料ガスＧの分解、励起力を高めるためには高温であるほど好ましい。
【００５０】
次に、第３の電源１０８によりカソード電極１０４又はアノード電極１０５と基板Ｄとの間に電圧を印加して、電位差を与えて、前記炭素イオンを、マイナス電位とした基板Ｄに向かって加速させ、基板Ｄの一面１３１ａに照射する。前記炭素イオンは、基板Ｄの一面１３１ａに衝突して、炭素膜を形成する。なお、前記炭素イオンは、励起された高いエネルギー状態にあるので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜が形成される。
【００５１】
基板Ｄの一面１３１ａ側には、中央開口部１３１ｃを遮蔽するように、円柱状部材１３３を設置されている。これにより、円柱状部材１３３の周囲を流れるイオンビーム及びプラズマそのものが整流され、イオンビーム及びプラズマが基板Ｄの中央開口部１３１ｃに集中することが防止される。そして、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中を防止することにより、基板１３１の中央開口部１３１ｃの周辺のプラズマ密度、炭素イオン密度を低下させ、基板１３１の中央開口部１３１ｃの周辺の炭素膜の成長速度を下げる。
【００５２】
また、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中を防止することにより、基板ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄ（エッジ部分）の温度上昇が防止され、基板ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の成長速度を低減されて、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜が形成される。
さらにまた、イオンビームやプラズマそのものを整流することにより、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、プラズマ密度が高められ、炭素イオンの回り込みによる硬度の低い炭素膜の形成が抑制されて、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜が形成される。
【００５３】
なお、前記炭素イオンを加速する領域である励起空間Ｒには、永久磁石１０９によって磁場が印加されている。これにより、基板Ｄの一面１３１ａに向かって加速照射される前記炭素イオンのイオン密度を高めることができ、より平坦性及び平滑性が高く、より高硬度で緻密な炭素膜が形成される。
【００５４】
炭素膜の膜厚は５ｎｍ以下とすることが好ましく、３ｎｍ以下とすることがより好ましい。炭素膜の膜厚は５ｎｍ以下と薄く形成することにより、磁気ヘッドと磁性層との距離が短くなり、磁気記録媒体の記録密度を向上させることができる。炭素膜の膜厚の下限は、磁気記録媒体への保護能力が満足される下限に設定するのが好ましい。
【００５５】
＜永久磁石が印加する磁場とその磁力線＞
図２Ａ〜２Ｃは、図１に示した成膜装置に備えた永久磁石が印加する磁場とその磁力線の方向の例を示す模式図である。
図２Ａには、成膜室１０１のチャンバ壁１０１ａの周囲に、Ｓ極が基板Ｄ側、Ｎ極がカソード電極１０４側となるように永久磁石１０９が配置されている例が示される。また、図２Ｂには、成膜室１０１のチャンバ壁１０１ａの周囲に、Ｓ極がカソード電極１０４側、Ｎ極が基板Ｄ側となるように永久磁石１０９が配置されている例が示される。さらに、図２Ｃには、成膜室１０１のチャンバ壁１０１ａの周囲に、Ｎ極とＳ極との向きを内周側と外周側とで交互に入れ替えた複数の永久磁石１０９が配置されている例が示される。
【００５６】
図２Ａ〜２Ｃに示したいずれの構成でも、永久磁石１０９によって生じた磁力線Ｍは、成膜室１０１の中央付近で、加速照射される炭素イオン（以下、イオンビーム）Ｂの加速方向とほぼ平行となる。そして、永久磁石１０９によって生じた磁力線Ｍの方向に沿うように、すなわち、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向が主となるように、イオンビームＢを整流することができ、円柱状部材１３３の裏側への回り込みを少なくすることができる。
また、イオンビームＢの炭素イオンは磁気モーメントを有するので、永久磁石１０９によって生じた磁場によって、成膜室１０１内の励起空間Ｒ内の中央付近に集中され、炭素膜形成に寄与するイオンビームＢの炭素イオンのイオン密度を高めることができ、より平坦性及び平滑性が高く、より高硬度で緻密な炭素膜が形成される。
【００５７】
＜＜磁気記録媒体の製造方法＞＞
まず、磁気記録媒体及び磁気記録再生装置について説明する。
＜磁気記録媒体＞
図３は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法を用いて製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
図３に示すように、磁気記録媒体１２２は、非磁性基板８０の両面にそれぞれ磁性層８１０と、保護層８４と、潤滑膜８５とが順次積層されて構成されている。また、磁性層８１０は、非磁性基板８０側から軟磁性層８１、中間層８２、記録磁性層８３が順次積層されてなる。
【００５８】
＜保護層＞
保護層８４は、磁性層８１０上に形成されている。保護層８４は、本発明の実施形態である炭素膜の形成方法を用いて形成された高硬度で緻密な炭素膜である。そのため、保護層８４の膜厚を、たとえば２ｎｍ程度以下まで薄くしても、保護膜としての効果を保つことができる。
【００５９】
磁気記録媒体１２２をハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）などに搭載した場合には、保護層８４の膜厚を薄くすることにより、磁気記録媒体１２２と磁気ヘッドとの距離を狭く設定することができる。これにより、磁気記録媒体２の記録密度を高めることができる。また、保護層８４は高硬度で緻密な炭素膜であるので、磁気記録媒体２の耐コロージョン性を高めることができる。
【００６０】
＜非磁性基板＞
非磁性基板８０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、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、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。
【００６１】
その中でも、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、またはシリコン基板を用いることが好ましい。また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
＜磁性層＞
磁性層８１０は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。
また、磁性層８１０は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、例えば軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、及びＣｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層８１と、Ｒｕ等からなる中間層８２と、７０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層８３とを積層したものを利用できる。また、軟磁性層８１と中間層８２との間に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、またはＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を積層してもよい。
一方、面内磁気記録媒体用の磁性層８１０としては、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものを利用できる。
【００６３】
磁性層８１０の全体の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とする事が好ましい。磁性層８１０は使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層８１０の膜厚は、再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層の膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。
【００６４】
＜潤滑膜＞
潤滑膜８５に用いる潤滑剤としては、パーフルオロエーテル（ＰＦＰＥ）等の弗化系液体潤滑剤、及び、脂肪酸等の固体潤滑剤などを用いることができる。通常は１〜４ｎｍの厚さで潤滑層８５を形成する。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法やスピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
【００６５】
図４は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法を用いて製造される磁気記録媒体の別の一例を示す断面図である。
図４に示すように、磁気記録媒体１２３は、非磁性基板８０の両面に磁性層８１０と、保護層８４と、潤滑膜８５とが順次積層されて構成されている。保護層８４は、磁性層８１０上に形成されている。また、磁性層８１０は、非磁性基板８０側から、軟磁性層８１および／または中間層８２、記録磁性層８３が順次積層されてなる。さらに、記録磁性層８３では、磁気記録パターン８３ａが非磁性領域８３ｂによって分離されて形成されており、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体とされている。
【００６６】
前記ディスクリート型の磁気記録媒体は、磁気記録パターン８３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターン８３ａがトラック状に配置されたメディアや、その他、磁気記録パターン８３ａがサーボ信号パターン等を含むメディアであってもよい。
【００６７】
前記ディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層８３の表面にマスク層を設けた後、前記マスク層に覆われていない箇所を反応性プラズマ処理やイオン照射処理等に曝すことによって、記録磁性層８３の一部を磁性体から非磁性体に改質して、非磁性領域８３ｂを形成して作製する。
【００６８】
＜磁気記録再生装置＞
図５は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置の一例を示す断面図である。前記磁気記録再生装置は、ハードディスク（ドライブ）装置（以下、ＨＤＤ装置）である。
磁気記録再生装置１２４は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された磁気記録媒体（以下、磁気ディスク）９６と、磁気ディスク９６を回転駆動させる媒体駆動部９７と、磁気ディスク９６に情報を記録再生する磁気ヘッド９８と、磁気ヘッド９８を任意の位置に駆動するヘッド駆動部９９と、磁気記録再生信号処理系１００と、を備えている。磁気記録再生信号処理系１００では、入力されたデータを処理して（磁気）記録信号を磁気ヘッド９８に送り、磁気ヘッド９８からの再生信号を処理してデータを出力する。
【００６９】
＜磁気記録媒体の製造方法＞
次に、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板の少なくとも一面に磁性層を形成する工程（磁性層形成工程）と、前記磁性層上に、先に記載の炭素膜の形成方法を用いて炭素膜を形成する工程（炭素膜形成工程）と、を有する。
なお、本実施形態では、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて、ＨＤＤ装置に搭載される磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて説明する。
まず、インライン式成膜装置について説明する。
【００７０】
＜インライン式成膜装置＞
図７は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の製造方法で用いるインライン式成膜装置（磁気記録媒体の製造装置）の一例を示す平面模式図である。
図７に示すように、インライン式成膜装置１２５は、ロボット台１と、ロボット台１上に截置された基板カセット移載ロボット３と、ロボット台１に隣接する基板供給ロボット室２と、基板供給ロボット室２内に配置された基板供給ロボット３４と、基板供給ロボット室２に隣接する基板取り付け室５２と、キャリア２５を回転させるコーナー室４、７、１４、１７と、各コーナー室４、７、１４、１７の間に配置された処理チャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２１と、処理チャンバ２０に隣接して配置された基板取り外し室５３と、基板取り付け室５２との基板取り外し室５３との間に配置されたアッシング室３Ａと、基板取り外し室５３に隣接して配置された基板取り外しロボット室２２と、基板取り外しロボット室２２内に設置された基板取り外しロボット４９と、これら各室の間で搬送される複数のキャリア２５とを有して概略構成されている。また図中、３１は、基板供給ロボット室２、基板取り外しロボット室２２内に基板を搬入、搬出するためのエアロック室を意味する。符号５４は基板取り外し室と処理チャンバーとの間のゲートバルブを意味する。
【００７１】
各室２、５２、４〜２１、５３、３Ａは、隣接する２つの壁部にそれぞれ接続されており、各室２、５２、４〜２１、５３、３Ａの接続部にはゲートバルブ５５〜７２が設けられている。そして、ゲートバルブ５５〜７１が閉状態のとき、各室内はそれぞれ独立の密閉空間となる。また、各室２、５２、４〜２０、５３、３Ａには、それぞれ真空ポンプ（図示略）が接続されており、真空ポンプの動作によって、各室内は減圧状態となされる。
各コーナー室４、７、１４、１７は、キャリア２５の移動方向を変更する室であり、内部には、キャリア２５を回転させて次の成膜室に移動させる機構が設けられている。
【００７２】
各室５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０は、処理チャンバである。各処理チャンバには、処理用ガス供給管（図示略）が接続されており、前記処理用ガス供給管には開閉を制御するバルブが設けられている。
前記バルブ及びポンプ用のゲートバルブ５５〜７２を開閉操作することにより、処理用ガス供給管からのガスの供給、各処理チャンバ内の圧力およびガスの排出を制御することができる。
【００７３】
前記処理チャンバのうち、各室５、６、８〜１３、１５、１６が、磁性層を形成するための処理チャンバである。この処理チャンバには、非磁性基板の両面に、軟磁性層８１、中間層及び記録磁性層からなる磁性層を成膜する機構が備えられている。これらの処理チャンバで磁性層形成工程を行う。
また、前記処理チャンバのうち、各室チャンバ１８〜２０が、保護層を形成するための処理チャンバである。この処理チャンバには、図１に示した成膜装置（イオンビーム蒸着装置）と同様の構成を備えた装置が備えられている。これらの処理チャンバで炭素膜形成工程を行う。
【００７４】
なお、必要に応じて、マスク層をパターニングする処理チャンバや、反応性プラズマ処理又はイオン照射処理を実施する処理チャンバ、マスク層を除去する処理チャンバなどを追加してもよい。これにより、図４に示したディスクリート型の磁気記録媒体を製造することができる。
【００７５】
基板カセット移載ロボット３は、成膜前の非磁性基板８０が収納されたカセットから、基板供給ロボット室２に非磁性基板を供給するとともに、基板取り外しロボット室２２で取り外された成膜後の非磁性基板（磁気記録媒体）を取り出す。この基板供給ロボット室及び基板取り外しロボット室２、２２の一側壁には、エアロック室への開口と、この開口を開閉する部材５１、５５’が設けられている。
【００７６】
基板取り付け室５２の内部では、基板供給ロボット３４を用いて成膜前の非磁性基板がキャリア２５に装着される。一方、基板取り外し室５３の内部では、基板取り外しロボット４９を用いて、キャリア２５に装着された成膜後の非磁性基板（磁気記録媒体）が取り外される。アッシング室３Ａは、基板取り外し室５３から搬送されたキャリア２５のアッシングを行った後、キャリア２５を基板取り付け室５２へと搬送させる。
【００７７】
図８は、インライン式成膜装置のキャリアの一例を示す側面図である。また、図６は、図８に示したキャリアの拡大側面図である。
図６及び図８に示すように、キャリア２５は、支持台２６と、支持台２６の上面に設けられた基板装着部２７と、を有している。
なお、本実施形態では、基板装着部２７を２基搭載した構成のため、これら基板装着部２７に装着される２枚の非磁性基板は、それぞれ第１成膜用基板２３及び第２成膜用基板２４として示されている。
【００７８】
基板装着部２７は、第１及び第２成膜用基板２３、２４の厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板体２８と、成膜用基板２３、２４の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴２９と、貫通穴２９の周囲に設けられ、該貫通穴２９の内側に向かって突出する複数の支持部材３０と、を有して構成されている。
貫通穴２９には第１及び第２成膜用基板２３、２４が嵌め込まれ、その縁部に支持部材３０が係合することによって、成膜用基板２３、２４が縦置き（基板２３，２４の主面が重力方向と平行となる状態）に保持される。これにより、キャリア２５に装着された第１及び第２成膜用基板２３、２４の主面は、支持台２６の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台２６の上面に並列して配置される。
【００７９】
図８に示すように、処理チャンバ５、６、９、１９のそれぞれには、搬送方向にそって、キャリア２５を挟んで２つの支持台２６が備えられている。なお、図７では省略しているが、処理チャンバ８、１０〜１３、１５、１６、１８、２０も同様の構成とされている。図中、３６は処理チャンバを排気するための真空ポンプを、３８、４６はキャリアに載置された左側の基板を処理するためのキャリアの停止位置を、３９、４７は  キャリアに載置された右側の基板を処理するためのキャリアの停止位置を意味する。
処理の際には、例えば、まず、図８中の実線で示す第１処理位置にキャリア２５が停止した状態で、このキャリア２５の左側の第１成膜用基板２３に対して成膜処理等を行う。
次に、キャリア２５が図７中の破線で示す第２処理位置に移動して、この第２処理位置にキャリア２５が停止した状態で、キャリア２５の右側の第２成膜用基板２４に対して成膜処理等を行う。
【００８０】
なお、キャリア２５を挟んだ両側に、それぞれ第１及び第２成膜用基板２３、２４に対向した、４つの処理装置がある場合は、キャリア２５の移動は不要となる。キャリア２５に保持された第１及び第２成膜用基板２３、２４に対して同時に成膜処理等を行うことができる。
【００８１】
成膜後は、第１及び第２成膜用基板２３、２４をキャリア２５から取り外し、炭素膜が堆積したキャリア２５のみをアッシング室３Ａ内へと搬送する。
そして、アッシング室３Ａの任意の箇所から導入した酸素ガスを用いて、アッシング室３Ａ内に酸素プラズマを発生させる。
前記酸素プラズマをキャリア２５の表面に堆積した炭素膜に接触させて、炭素膜をＣＯやＣＯ２ガスに分解して除去する。
【００８２】
次に、上記図７に示すインライン式成膜装置１２５（磁気記録媒体の製造装置）を用いて、上記図４に示すディスクリート型の磁気記録媒体を製造する工程を説明する。
【００８３】
まず、上記インライン式成膜装置１２５を用いて、非磁性基板８０をキャリア２５に取り付けた後、複数の処理チャンバの間で順次搬送させながら、この非磁性基板８０の両面に、軟磁性層８１、中間層８２、記録磁性層８３により構成される磁性層８１０と、保護層８４とを順次積層する。
また、記録磁性層８３を成膜した後に、この記録磁性層８３に対して、反応性プラズマ処理又はイオン照射処理を行うことによって、記録磁性層８３の一部の磁気特性を改質し、好ましくは磁性体から非磁性体に改質して、残存した磁性体からなる磁気記録パターン８３ａを形成する。又は、記録磁性層８３の一部をエッチングにより除去し、残存した磁性体からなる磁気記録パターン８３ａを形成する。
さらに、上記インライン式成膜装置１２５を用いた後は、図示を省略する塗布装置を用いて、成膜後の被処理基板Ｗの最表面に潤滑膜８５を成膜することによって、上記図９に示す磁気記録媒体を得ることができる。
【００８４】
具体的に、上記図４に示すディスクリート型の磁気記録媒体は、図９〜図１７に示す工程を経ることによって製造することができる。なお、図４に示す磁気記録媒体を得る工程では、実際は非磁性基板８０の両面を好ましくは同時に処理することになるが、図９〜図１７においては、処理が施される非磁性基板８０の片面のみを図示するものとする。
【００８５】
このディスクリート型の磁気記録媒体を製造する際は、先ず、図９に示すように、非磁性基板８０の両面に、軟磁性層８１及び中間層８２を順次積層した後に、スパッタ法により記録磁性層８３を形成する。
【００８６】
次に、図１０に示すように、記録磁性層８３の上にマスク層８７を形成する。このマスク層８７には、Ｔａ、Ｗ、Ｔａ窒化物、Ｗ窒化物、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｎｉからなる群から選ばれる何れか１種又は２種以上を含む材料を用いることが好ましい。また、これらの物質の中で、Ａｓ、Ｇｅ、Ｓｎ、及びＧａから選ばれる何れか１種又は２種以上を用いることがより好ましい。さらに好ましくはＮｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂから選ばれる何れか１種又は２種以上を用いることであり、最も好ましくはＭｏ、Ｔａ、Ｗから選ばれる何れか１種又は２種以上を用いることである。
【００８７】
このような材料を用いることにより、マスク層８７によるミリングイオンに対する遮蔽性を向上させ、磁気記録パターン８３ａの形成特性を向上させることができる。さらに、これらの物質は、反応性ガスを用いたドライエッチングが容易となるため、マスク層８７を除去する際に、残留物を減らし、磁気記録媒体の表面における汚染を減少させることができる。
【００８８】
ところで、上記マスク層８７を形成する際は、例えばナノインプリント法やフォトリソグラフィ法などを用いてマスク層８７をパターニングする必要がある。すなわち、ナノインプリント法やフォトリソグラフィ法などによりマスク層８７をパターニングする際は、液体状のレジストを使用する場合があるため、これらの方法をインライン式成膜装置１２５で行うことは困難である。
【００８９】
このため、本実施形態では、記録磁性層８３まで形成した非磁性基板８０をインライン式成膜装置１２５から一旦取り出す。そして、このインライン式成膜装置１２５から取り出された非磁性基板８０に対しては、図１１に示すように、マスク層８７の上に好ましい方法を用いてレジスト層８８を形成する。レジスト層８８には、放射線照射により硬化性を有する材料を用いることが好ましく、例えば、ノボラック系樹脂、アクリル酸エステル類、及び脂環式エポキシ類等の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。
【００９０】
次に、図１２に示すように、スタンプ８９を用いて、レジスト層８８に磁気記録パターン８３ａのネガパターンを転写する。なお、図１２中における矢印は、スタンプ８９の動きを示している。このスタンプ８９には、紫外線に対して透過性の高いガラス又は樹脂を用いることが好ましい。また、スタンプ８９には、例えば、Ｎｉなどの金属プレートに、電子線描画などの方法を用いて微細な記録トラックに対応したネガパターンを形成したものを使用することができる。なお、スタンプ８９は、上記プロセスに耐え得る硬度及び耐久性を有するものであれば、その材質について特に限定されるものではない。
【００９１】
スタンプ８９を用いてレジスト層８８にパターンを転写する工程中又はこの工程後に、レジスト層８８を硬化させるために、レジスト層８８に任意に選択される放射線を照射する。なお、ここで言う放射線とは、熱線、可視光線、紫外線、Ｘ線、及びガンマ線等の広い概念の電磁波のことである。使用される材料に応じて任意に選択される。また、放射線照射により硬化性を有する材料とは、例えば、熱線に対しては熱硬化樹脂、紫外線に対しては紫外線硬化樹脂がある。
【００９２】
特に、スタンプ８９を用いてレジスト層８８にパターンを転写する工程においては、レジスト層８８の流動性が高い状態で、このレジスト層８８にスタンプ８９を押圧し、その押圧した状態で、レジスト層８８に放射線を照射することが好ましい。これにより、レジスト層８８を硬化させた後、このレジスト層８８からスタンプ８９を離すことにより、スタンプ８９の形状を精度良く、レジスト層８８に転写することができる。
【００９３】
レジスト層８８にスタンプ８９を押圧した状態で、このレジスト層８８に放射線を照射する方法としては任意に選択できる。例えば、スタンプ８９の反対側、すなわち非磁性基板８０側から放射線を照射する方法や、スタンプ８９の構成材料に放射線を透過できる物質を選択し、このスタンプ８９側から放射線を照射する方法、スタンプ８９の側面から放射線を照射する方法、熱線のように固体に対して伝導性の高い放射線を用いて、スタンプ８９又は非磁性基板８０を介して、熱伝導により放射線を照射する方法などを用いることができる。
【００９４】
このような方法を用いることにより、レジスト層８８にスタンプ８９の形状を精度良く転写することが可能となり、マスク層８７のパターニング工程において、マスク層８７のエッジの部分のダレを無くし、このマスク層８７に対する注入イオンに対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層８７による磁気記録パターン８３ａの形成特性を向上させることができる。
【００９５】
また、スタンプ８９を用いてレジスト層８８にパターンを転写した後のレジスト層８８の残部８８ａにおける厚みは、０〜１０ｎｍの範囲とすることが好ましい。これにより、後述するマスク層８７を用いたパターニング工程において、マスク層８７のエッジ部分のダレを無くし、マスク層８７によるミリングイオンに対する遮蔽性を向上させ、記録磁性層８３に凹部８３ｃを精度良く形成することができる。また、マスク層８７による磁気記録パターン８３ａの形成特性を向上させることができる。
【００９６】
なお、上記スタンプ８９を用いることによって、通常のデータを記録するトラックパターンの他にも、例えば、バーストパターンや、グレイコードパターン、プリアンブルパターンといったサーボ信号のパターンも形成することができる。
【００９７】
次に、ここまで処理した非磁性基板８０を再び上記インライン式成膜装置１２５に投入する。そして、非磁性基板８０をキャリア４に取り付けた後、このキャリア４に取り付けられた非磁性基板８０を順次搬送しながら、例えば上記インライン式成膜装置１２５の処理チャンバにおいて、パターンが転写されたレジスト層８８を用いて、図１３に示すように、マスク層８７をパターニングする。
【００９８】
次に、図１４に示すように、上記インライン式成膜装置１２５の処理チャンバにおいて、マスク層８７のパターニングによって露出された記録磁性層８３の表面を部分的にイオンミリング処理することによって凹部８３ｃを形成する。この記録磁性層８３に設けた凹部８３ｃの深さｄは、０．１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１〜１０ｎｍの範囲である。イオンミリングによる除去深さｄが０．１ｎｍより少ない場合は、上述した記録磁性層８３の除去効果が現れない。また、除去深さが１５ｎｍより大きくなると、磁気記録媒体の表面平滑性が悪化し、磁気記録再生装置を製造した際の磁気ヘッドの浮上特性が悪くなる。
【００９９】
次に、図１５に示すように、上記インライン式成膜装置１２５の３つの処理チャンバにおいて、記録磁性層８３のうち、マスク層８７に覆われていない箇所に対し、反応性プラズマ処理又は反応性イオン照射処理を行って、記録磁性層８３を構成する磁性体を非磁性体に改質する。これにより、記録磁性層８３に磁気記録パターン８３ａと非磁性領域８３ｂとを形成することができる。
【０１００】
なお、本実施形態のように、上記凹部８３ｃを設けてから、記録磁性層８３の表面を反応性プラズマや反応性イオンに曝して、この記録磁性層８３の磁気特性を改質させた場合には、上記凹部８３ｃを設けず記録磁性層８３の表面を反応性プラズマや反応性イオンに曝した場合に比べて、磁気記録パターン８３ａと非磁性領域８３ｂとのパターンのコントラストがより鮮明となり、磁気記録媒体のＳ／Ｎを向上させることができる。この理由としては、記録磁性層８３の表層部を除去することにより、その表面の清浄化及び活性化が図られ、反応性プラズマや反応性イオンとの反応性が高まったこと、また記録磁性層８３の表層部に空孔等の欠陥が導入され、その欠陥を通じて記録磁性層８３に反応性イオンが侵入しやすくなったと考えられる。
【０１０１】
非磁性体への改質に使用される反応性プラズマは任意に選択でき、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）や反応性イオンプラズマ（ＲＩＥ；Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｐｌａｓｍａ）がなどを例示することができる。また、反応性イオンとしては、上述した誘導結合プラズマ、反応性イオンプラズマ内に存在する反応性のイオンを例示することができる。
【０１０２】
誘導結合プラズマとしては、気体に高電圧をかけることによってプラズマ化し、さらに高周波数の変動磁場によってそのプラズマ内部に渦電流によるジュール熱を発生させることによって得られる高温のプラズマを例示することができる。誘導結合プラズマは、電子密度が高く、従来のイオンビームを用いてディスクリート型の磁気記録媒体を製造する場合に比べ、記録磁性層８３に対して、広い面積に高い効率で磁気特性の改質を行うことができる。
【０１０３】
反応性イオンプラズマとは、プラズマ中にＯ２、ＳＦ６、ＣＨＦ３、ＣＦ４、ＣＣｌ４等の反応性ガスを加えた反応性の高いプラズマのことである。このようなプラズマを用いることにより、記録磁性層８３の磁気特性の改質をより高い効率で実現することできる。
【０１０４】
本発明では、成膜された記録磁性層８３を反応性プラズマに曝すことによって記録磁性層８３を改質するが、この改質は、記録磁性層８３を構成する磁性金属と反応性プラズマ中の原子又はイオンとの反応により実現することが好ましい。
【０１０５】
この場合、反応とは、磁性金属に反応性プラズマ中の原子等が侵入し、磁性金属の結晶構造が変化すること、磁性金属の組成が変化すること、磁性金属が酸化すること、磁性金属が窒化すること、磁性金属が珪化することなどを例示することができる。
【０１０６】
特に、反応性プラズマに酸素原子を含有させ、記録磁性層８３を構成する磁性金属と反応性プラズマ中の酸素原子とを反応させることにより、記録磁性層８３を酸化させることが好ましい。記録磁性層８３を部分的に酸化させることにより、酸化部分の残留磁化及び保磁力等を効率良く低減させることが可能となる。また、反応性プラズマによって磁気記録パターン８３ａを形成する時間を短縮することができる。
【０１０７】
また、反応性プラズマには、ハロゲン原子を含有させることが好ましい。特に、ハロゲン原子として、Ｆ原子を用いることが好ましい。ハロゲン原子は、酸素原子と一緒に反応性プラズマ中に添加して用いてもよく、また酸素原子を用いずに反応性プラズマ中に添加してもよい。上述したように、反応性プラズマ中に酸素原子等を加えることにより、記録磁性層８３を構成する磁性金属と酸素原子等が反応して記録磁性層８３の磁気特性を改質することができる。このとき、反応性プラズマ中にハロゲン原子を含有させることによって、このような反応を更に促進させることができる。
【０１０８】
一方、反応性プラズマ中に酸素原子を添加していない場合においても、ハロゲン原子が磁性合金と反応して、記録磁性層８３の磁気特性を改質させることが可能である。特に、このような反応には、フッ素を用いることが好ましい。この理由の詳細は明らかではないが、反応性プラズマ中のハロゲン原子が、記録磁性層８３の表面に形成している異物をエッチングし、これにより記録磁性層８３の表面が清浄化し、記録磁性層８３の反応性が高まることが考えられる。また、清浄化した記録磁性層８３の表面とハロゲン原子とが高い効率で反応することが考えられる。
【０１０９】
次に、図１６に示すように、上記インライン式成膜装置１２５の２つの処理チャンバにおいて、レジスト層８８を除去した後、上記インライン式成膜装置１２５の２つの処理チャンバにおいて、マスク層８７を除去する。レジスト層８８及びマスク層８７の除去は任意に選択でき、例えばドライエッチングや、反応性イオンエッチング、イオンミリング、及び湿式エッチングなどを用いることができる。
【０１１０】
次に、図１７に示すように、上記インライン式成膜装置１２５の２つの処理チャンバにおいて、記録磁性層８３の表面上に保護層８４を形成する。この保護層８４の形成には、上述の炭素膜の形成方法を用いればよい。すなわち、円柱状部材１３３を非磁性基板８０の一面と離間して配置し、成膜室内を排気し、炭素イオンを流して、炭素膜からなる保護膜を形成すればよい。
【０１１１】
上記インライン式成膜装置１２５を用いた後は、図示を省略する塗布装置を用いて、非磁性基板８０の最表面に潤滑膜８５を成膜する。この潤滑膜８５に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物などを挙げることができ、通常１〜４ｎｍの厚さで潤滑膜８５を形成する。
以上の工程を経ることによって、上記図４に示すディスクリート型の磁気記録媒体を製造することができる。
【０１１２】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、フィラメント状のカソード電極１０４と、カソード電極１０４の周囲に設けられたアノード電極１０５と、カソード電極１０４から離間された位置に配置された基板ホルダ１０２と、を備えた成膜室１０１内で、中央開口部１３１ｃを有する円盤状の基板Ｄを、その一面１３１ａをカソード電極１０４と対向させて基板ホルダに配置するとともに、中央開口部１３１ｃの径ｄ２以上の直径ｄ１と、直径ｄ１以上の高さｌとを有する円柱状部材を、その中心軸Ｃ２を基板Ｄの中心軸Ｃ１と同軸にし、かつ、一の円形面１３３ａをカソード電極１０４に向け、他の円形面１３３ｂを基板Ｄの前記一面に平行となるように、前記カソード電極及び前記基板から離間して配置する工程と、成膜室１０１内を排気した後に、カソード電極１０４側から基板Ｄ側へ向けて炭素イオンを流して、基板Ｄの一面に炭素膜を形成する工程と、を有する構成である。よって、イオンビームやプラズマそのものを整流して、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、プラズマ密度を上げることができ、炭素イオンの回り込みを抑制して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。また、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中を抑制して、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの温度上昇を防止することにより、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の成長速度を低減して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１３】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、前記基板の中央開口部が円形であり、円柱状部材１３３の直径ｄ１が、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの径ｄ２の１倍以上１．５倍未満である構成なので、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分（エッジ部分）１３１ｄのみを遮蔽するように、円柱状部材１３３を配置することができ、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の膜厚をより平坦化及び平滑化することができる。
【０１１４】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、円柱状部材１３３の高さｌが、円柱状部材１３３の直径ｄ１の３倍以上６倍以内である構成なので、イオンビーム及びプラズマを整流する効果をより顕著に発現させて、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中をより防止するとともに、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、プラズマ密度をより上げて、より平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１５】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、円柱状部材１３３と基板Ｄとの間の離間距離ｄ２が、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である構成なので、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の膜厚をより平坦化及び平滑化することができるとともに、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１６】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、円柱状部材１３３を非接地電位にして配置する構成なので、炭素イオンの飛行を阻害しないようにすることができ、炭素イオンを基板Ｄの一面１３１ａに垂直に照射して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１７】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、カソード電極１０４の加熱と、カソード電極１０４とアノード電極１０５との間の放電により炭素を含む原料ガスから生成された炭素イオンを、カソード電極１０４又はアノード電極１０５と基板Ｄとの間に電圧を印加して、カソード電極１０４側から基板Ｄ側へ向けて加速して前記イオンビームを形成する構成なので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１８】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、成膜室１０１内に導入した炭素を含む原料ガスを、カソード電極１０４で加熱するとともに、カソード電極１０４とアノード電極１０５との間で放電して、前記炭素イオンを形成する構成なので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１１９】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成方法は、前記炭素イオンを、カソード電極１０４又はアノード電極１０５と基板Ｄとの間に電圧を印加して、カソード電極１０４側から基板Ｄ側へ向けて加速する構成なので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１２０】
本発明の実施形態である炭素膜の形成方法は、アノード電極１０５を取り囲むように、永久磁石１０９を配置する構成なので、より平坦性及び平滑性が高く、より高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【０１２１】
本発明の好ましい実施形態である磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板８０の少なくとも一面に磁性層８１０を形成する工程と、磁性層８１０上に、先に記載の炭素膜の形成方法を用いて炭素膜を形成する工程と、を有する構成なので、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を保護膜８４として形成することができ、保護膜８４の膜厚を薄くして、磁気ヘッドの浮上高さを低減することにより、記録密度の高い磁気記録媒体を製造することができる。
【０１２２】
本発明の好ましい実施形態である炭素膜の形成装置は、減圧可能な成膜室１０１と、成膜室１０１内に配置されたフィラメント状のカソード電極１０４と、カソード電極１０４の周囲に配置されたアノード電極１０５と、カソード電極１０４から離間された位置に配置された基板ホルダ１０２と、基板ホルダ１０２とカソード電極１０４との間に配置された円柱状部材１３３と、カソード電極１０４を通電により加熱する第１の電源１０６と、カソード電極１０４とアノード電極１０５との間で放電を生じさせる第２の電源１０７と、カソード電極１０４又はアノード電極１０５と前記基板ホルダ１０２との間に電位差を与える第３の電源１０８と、を有する構成である。よって、円柱状部材１３３が、イオンビームやプラズマそのものを整流して、基板Ｄの一面１３１ａに垂直な方向に飛行する炭素イオン濃度、プラズマ密度を上げることができ、炭素イオンの回り込みを抑制して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。また、基板Ｄの中央開口部１３１ｃへのイオンビーム及びプラズマの集中を抑制して、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの温度上昇を防止することにより、基板Ｄの中央開口部１３１ｃの縁の部分１３１ｄの炭素膜の成長速度を低減して、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成できる。
【実施例】
【０１２３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１）
まず、非磁性基板（以下、基板）として外径３．５インチの中央に開口部のある円盤状の基板（外径９５ｍｍ、中央開口部径２５ｍｍ）でＮｉＰめっきが施されたアルミニウム基板を用意した。
次に、図７に示すインライン式成膜装置に備えられた任意の処理チャンバで、Ａ５０５２アルミ合金製のキャリアに装着された基板の両面に、膜厚６０ｎｍのＦｅＣｏＢからなる軟磁性層と、膜厚１０ｎｍのＲｕからなる中間層と、膜厚１５ｎｍの７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層とを順次積層してなる磁性層を形成した。
次に、図７に示すインライン式成膜装置に備えられ、図１に示す成膜装置と同様の装置構成を基板の両面側に備える処理チャンバに、磁性層を形成した基板を搬送した。【０１２４】
図１に示す成膜装置と同様の装置構成を基板の両面側に備える処理チャンバとしては、チャンバ壁の材質がＳＵＳ３０４であり、外径が１８０ｍｍ、長さが２５０ｍｍの円筒形状を有するものを用いた。
また、処理チャンバ内には、長さ約３０ｍｍのタングステンからなるコイル状のカソード電極と、カソード電極の周囲を囲む円筒状のアノード電極とを設けた。アノード電極としては、材質がＳＵＳ３０４であり、外径が１４０ｍｍ、長さが４０ｍｍであるものを用いた。【０１２５】
また、チャンバ壁の周囲を囲むように、円筒状の永久磁石を配置した。永久磁石としては、内径が１８５ｍｍ、長さが４０ｍｍであり、その中心にアノード電極が位置するように、かつ、Ｓ極が基板側、Ｎ極がカソード電極側となるように配置した。この永久磁石のトータル磁力は５０Ｇ（５ｍＴ）であった。【０１２６】
また、カソード電極と基板との距離は１６０ｍｍとした。
そして、基板の両面側に、直径が２６ｍｍ、長さが１００ｍｍの銅製の円柱状部材を、その中心軸を基板の中心軸と同軸となるようにして、一の円形面をカソード電極に向け、他の円形面を基板の一面に平行になるようにして、カソード電極から１０ｍｍ離間させて配置した。なお、円柱状部材は、処理チャンバ壁に取り付けた直径３ｍｍのＳＵＳ３０４製のロッド３本により保持した。【０１２７】
次に、基板の両面に形成された磁性層上にそれぞれ炭素膜からなる保護層を、以下のようにして形成した。
まず、ガス導入管からガス化したトルエンからなる原料ガスを成膜室内に、ガス流量２．９ＳＣＣＭの条件で導入した。そして、反応圧力０．３Ｐａ、カソード電力２２５Ｗ（ＡＣ２２．５Ｖ、１０Ａ）、カソード電極とアノード電極間の電圧７５Ｖ、電流１６５０ｍＡ、イオンの加速電圧２００Ｖ、６０ｍＡの成膜条件で、基板の一面及び他面の磁性層上にそれぞれ炭素膜を膜厚３．５ｎｍで形成した。
その後、炭素膜を形成した磁気記録媒体（実施例１）を取り出した。【０１２８】
＜膜厚測定＞
まず、公知の膜厚測定装置を用いて、炭素膜を形成した磁気記録媒体（実施例１）の両面に形成した炭素膜の平均膜厚を測定した。
次に、基板の中央開口部の縁の部分（基板の中央開口部から３ｍｍ外周側の位置）の炭素膜の平均膜厚を測定した。
炭素膜の平均膜厚に対して、基板の中央開口部の縁の部分の平均膜厚は約４％厚かった。【０１２９】
（実施例２〜１２）
表１に示す条件としたほかは実施例１と同様にして、炭素膜を形成した磁気記録媒体（実施例２〜１２）を製造した。その後、実施例１と同様に膜厚測定を行った。【０１３０】
（比較例１）
高さが３ｍｍ、直径が２６のコイン状の遮蔽物をカソード電極から１０ｍｍ離間させて用いたほかは、実施例１と同様にして、炭素膜を形成した磁気記録媒体（比較例１）を製造した。その後、実施例１と同様に膜厚測定を行った。炭素膜の平均膜厚に対して、基板の中央開口部の縁の部分の平均膜厚は約１２％厚かった。  【０１３１】
（比較例２）
円柱状部材の直径を、基板の中央開口部径２５ｍｍ未満の２４ｍｍとしたほかは、実施例１と同様にして、炭素膜を形成した磁気記録媒体（比較例２）を製造した。その後、実施例１と同様に膜厚測定を行った。
得られた結果については、表１にまとめた。【０１３２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の炭素膜の形成方法、炭素膜の形成装置及び磁気記録媒体の製造方法は、平坦性及び平滑性が高く、高硬度で緻密な炭素膜を形成でき、磁気記録密度を向上させた磁気記録媒体を製造及び利用する産業において、利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１３４】
１  基板カセット移載ロボット台
２  基板供給ロボット室
３  基板カセット移載ロボット
３Ａ  アッシング室
４、７、１４、１７  コーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６、１８〜２０  処理チャンバ
２２  基板取り外しロボット室
２３  第１成膜用基板
２４  第２成膜用基板
２５  キャリア
２６  支持台
２７  基板装着部
２８  板体
２９  円形状の貫通穴
３０  支持部材
３４  基板供給ロボット
４９  基板取り外しロボット
５２  基板取り付け室
５３  基板取り外し室
５５〜７２  ゲートバルブ
８０  非磁性基板
８１  軟磁性層
８２  中間層
８３  記録磁性層
８３ａ  磁気記録パターン
８３ｂ  非磁性領域
８３ｃ  凹部
８４  保護層
８５  潤滑膜
８７  マスク層
８８  レジスト層
８８ａ  残部
８９  スタンプ
９６  磁気記録媒体（磁気ディスク）
９７  媒体駆動部
９８  磁気ヘッド
９９  ヘッド駆動部
１００  磁気記録再生信号処理系
１０１  成膜室
１０１ａ  チャンバ壁
１０２  基板ホルダ
１０３  原料ガス導入管
１０４  カソード電極
１０５  アノード電極
１０６  第１の電源
１０７  第２の電源
１０８  第３の電源
１０９  永久磁石
１１０  排気管
１２１  成膜装置
１２２、１２３  磁気記録媒体
１２４  磁気記録再生装置（ＨＤＤ装置）
１２５  インライン成膜装置
１３１ａ  一面
１３１ｂ  他面
１３１ｃ  中央開口部
１３１ｄ  縁の部分（エッジ部分）
１３３  円柱状部材
１３３ａ  一の円形面
１３３ｂ  他の円形面
８１０  磁性層
Ｂ  イオンビーム（炭素を含むガス）
Ｄ  基板
Ｇ  原料ガス
Ｍ  磁力線
Ｒ  励起空間。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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