(57)【要約】【課題】基板上に単層または多層の薄膜を形成する方法であって、高密度記録特性および表面平坦性に優れた薄膜形成基板の製造方法および記録再生用ディスクを提供する。【解決手段】表面が平滑な成膜用基板１に単層または多層の薄膜２を成膜する成膜工程と、成膜用基板１と熱可塑性基板３とを薄膜２を介して加熱加圧し、薄膜２を熱可塑性基板３に圧接する圧接工程と、成膜用基板１を除去し、熱可塑性基板３の主面の少なくとも一部を薄膜２により被覆する被覆工程とを備えた方法からなる。熱可塑性基板３の主面、およびその主面に転写された薄膜２の平坦性を良好にすることができ、耐熱性の低い熱可塑性基板３に対しても充分な特性を有する薄膜２を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が平滑な成膜用基板に単層または多層の薄膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜用基板と加熱により軟化する材料からなる被転写基板とを前記薄膜を介して加熱加圧し、前記薄膜を前記被転写基板に圧接する圧接工程と、
前記成膜用基板を除去し、前記被転写基板の主面の少なくとも一部を前記薄膜により被覆する被覆工程とを備えたことを特徴とする薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２】
前記圧接工程において、前記薄膜が被覆された前記被転写基板の表面を前記圧接工程において同時に平滑化することを特徴とする請求項１記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項３】
前記圧接工程が、真空中、還元雰囲気中および不活性ガス中のいずれかで行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項４】
前記被転写基板または前記薄膜を改質するための表面改質工程を付加したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項５】
前記表面改質工程が、酸化還元反応を伴うものであることを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項６】
前記圧接工程を、前記被転写基板の両面に対して実施することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項７】
前記被覆工程において、前記薄膜を前記被転写基板の一部に転写し、前記薄膜が転写されなかった領域に残存する前記薄膜の少なくとも一部を除去する工程を付加したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項８】
前記被覆工程の後に、前記成膜用基板に残存している前記薄膜を除去する工程を付加したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項９】
前記成膜工程において、前記成膜用基板上に形成される前記薄膜上に、さらに機能膜を成膜することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１０】
前記薄膜または機能膜の少なくとも一方が磁性体層であるか、または磁性体層を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１１】
前記薄膜または機能膜の少なくとも一方が、構造相転移可能な材料の層であるか、または構造層転移可能な層を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１２】
前記薄膜がアモルファス層であるか、またはアモルファス層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１３】
前記薄膜が、シリコンまたはカーボンを主成分とする層であるか、またはシリコンまたはカーボンを主成分とする層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜が、水素を含有しない層であるか、または水素を含有しない層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１５】
前記薄膜が、空気中で自然酸化される材料からなる層であるか、または空気中で自然酸化される材料からなる層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１６】
前記薄膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層であるか、または酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１７】
前記薄膜が、貴金属層であるか、または貴金属層を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１８】
前記成膜用基板上に形成される前記薄膜が多層膜であり、前記多層膜の少なくとも一層が剥離層であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項１９】
前記成膜工程が、真空中で行われることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２０】
前記成膜用基板が、サファイア基板、シリコン基板、石英ガラス基板、またはガラス状カーボン基板であることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２１】
前記成膜用基板の表面に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２２】
前記被転写基板として、ガラス基板を用いることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２３】
前記ガラス基板が、アルカリ金属を含有することを特徴とする請求項２２に記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２４】
前記被転写基板として、金属基板を用いることを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれかに記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２５】
前記金属基板が、アルミニウムを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項２４に記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２６】
前記被転写基板として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂の少なくとも１つからなる樹脂基板を用いることを特徴とする請求項１から請求項２１に記載の薄膜形成基板の製造方法。
【請求項２７】
請求項１から請求項２６に記載のいずれかの製造方法により得られる薄膜形成基板を用いた記録再生用ディスク。
【請求項２８】
前記薄膜形成基板上に形成された前記薄膜が磁性体層であるか、または磁性体層を有し、かつ記録方式が磁気記録であることを特徴とする請求項２７に記載の記録再生用ディスク。
【請求項２９】
請求項２７に記載の記録再生用ディスクを備えた記録再生装置。
【請求項３０】
モバイル性を有する構成からなることを特徴とする請求項２９に記載の記録再生装置。
【請求項３１】
自動車に搭載される構成からなることを特徴とする請求項２９に記載の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い表面平滑性を有する薄膜形成基板の製造方法および記録再生用ディスクに関し、特にハードディスクドライブ用のディスクに用いられる薄膜形成基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブの主要部品の１つに磁気ディスクがある。磁気ヘッドが、このディスク面から一定の浮上量を保ちつつ飛行することで情報の記録再生がなされる。この浮上量は、記録の高密度化の進展に伴い低下してきている。低浮上量の場合、ディスクの平滑性が充分でなければ、ヘッドとディスクとの間で衝突が発生し、ハードディスクドライブの故障の原因となる。このため、より平滑なディスクが要望される。
【０００３】
ハードディスク用の磁気ディスクは、主に、アルミ基板またはガラス基板を用いて製造されている。また樹脂基板を用いることも、コストダウンを目的に、提案されている（例えば、特許文献１参照）。平滑なディスクを得るためには、これら基板の表面が平滑であることが要求される。これら基板のうち、高密度記録向けとして主流であるガラス基板について、以下、さらに詳述する。
【０００４】
従来の、表面平滑性の高いガラス基板を得る方法としては、表面研磨による方法がある（例えば、特許文献２参照）。これは、まずプレス成形により、比較的粗い表面を有するガラス基板を製造し、続いて数ステップにわたる研磨工程を実施することにより、徐々に表面平滑性を向上させていく方法である。
【０００５】
ここで用いられるガラス基板には、一般にアルカリ金属が含有されている。このアルカリ金属は、磁気ディスクの磁性体層に対して腐食作用があるため、アルカリ金属の磁性体層への拡散を抑制することが必要である。このために、ガラス基板と磁性体層との間に二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜等の拡散防止膜を成膜することで防止する方法が示されている（例えば、特許文献３参照）。あるいは、ガラス基板内部におけるアルカリ金属の濃度に勾配を付与して防止する方法も示されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１７１１３号公報
【特許文献２】特開平５−８９４５９号公報
【特許文献３】特開昭６３−１１２８１９号公報
【特許文献４】特開平８−３３５３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の研磨により平滑性を高める方法では、高いノウハウを要する研磨工程が複数ステップ必要であることから、高コストとなる。また、研磨方法では、基板の表面粗さＲａにより代表される短周期の凹凸の低減と、基板のうねりＷａにより代表される長周期の凹凸の低減を両立させることが困難であった。
【０００７】
また、上記従来のガラス基板と磁性体層との間に拡散防止膜を成膜してアルカリ金属による磁性体層の腐食を抑制する方法では、前述の研磨工程により平滑性を得た上で、さらに拡散防止膜の成膜工程を実施しなければならず、コストが高くなるという課題を有していた。
【０００８】
また、上記従来の、ガラス基板内のアルカリ金属濃度に勾配を付与する方法では、勾配付与のための工程により、ガラス基板表面が当初の性質から変質してしまうことおよび腐食抑制効果が不充分であるという課題を有していた。
【０００９】
また、上記従来の樹脂基板を用いた磁気ディスクの製造方法では、磁性体層の成膜を耐熱性の低い樹脂基板の耐熱温度以下で実施しなければならず、高い記録密度や充分な密着性等の磁性体層として必要な特性が得難かった。
【００１０】
本発明は、上記の従来の課題を解決するもので、基板上に単層または多層の薄膜を形成する方法であって、高密度記録特性および表面平坦性に優れた薄膜形成基板の製造方法および記録再生用ディスク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】
この目的を達成するために、本発明の薄膜形成基板の製造方法は、表面が平滑な成膜用基板に単層または多層の薄膜を成膜する成膜工程と、成膜用基板と加熱により軟化する材料からなる被転写基板とを薄膜を介して加熱加圧し、薄膜を被転写基板に圧接する圧接工程と、成膜用基板を除去し、被転写基板の主面の少なくとも一部を薄膜により被覆する被覆工程とを備えた方法からなる。
【００１２】
この方法により、被転写基板の主面、およびその主面に転写された薄膜の平坦性を良好にすることができる。このようにして作製された薄膜形成基板を用いた記録再生用ディスクは、高平坦化されたことにより浮上量（記録・再生用ヘッドとディスクとの間隙）を低下させることができ、高密度記録・再生を可能にする。また、成膜用基板として、耐熱性を有する基板を使用し、その上に薄膜を形成する工程または形成した後に薄膜を熱処理することによって、耐熱性の低い被転写基板に充分な特性を有する薄膜を形成することができる。
【００１３】
また、上記方法において、薄膜が被覆された被転写基板の表面を、この圧接工程により同時に平滑化するようにしてもよい。これにより、被転写基板へ薄膜を転写するとともに、薄膜の表面を平坦化することができるので工程を簡略化できる。
【００１４】
また、圧接工程が真空中、還元雰囲気中および不活性ガス中のいずれかで行われてもよい。これにより、薄膜の物理的性質を損なうことなく、表面が平坦な薄膜形成基板を実現することができる。
【００１５】
さらに、被転写基板または薄膜を改質するための表面改質工程を付加してもよい。また、表面改質工程が酸化還元反応を伴うものであってもよい。これにより、薄膜の機能を制御した薄膜形成基板を実現することができる。
【００１６】
さらに、圧接工程を被転写基板の両面に対して実施してもよい。これにより、両面に薄膜を有する薄膜形成基板を実現することができる。
【００１７】
また、被覆工程において、薄膜を被転写基板の一部に転写し、薄膜が転写されなかった領域に残存する薄膜の少なくとも一部を除去する工程を付加してもよい。あるいは、被覆工程の後に、成膜用基板に残存している薄膜を除去する工程を付加してもよい。これにより、薄膜の剥離による不良発生を防止できる。また、被覆工程の後に成膜用基板に残存している不要な薄膜を除去することにより、成膜用基板の再使用が可能となる。
【００１８】
さらに、成膜工程において、成膜用基板上に形成される薄膜上にさらに機能膜を成膜してもよい。この場合に、薄膜または機能膜の少なくとも一方が磁性体層であるか、または磁性体層を有してもよい。あるいは、薄膜または機能膜の少なくとも一方が、構造相転移可能な材料の層であるか、または構造層転移可能な層を有してもよい。これにより、それぞれの用途に対応した薄膜を形成でき、かつ表面が高平坦性を有する薄膜形成基板を実現することができる。
【００１９】
さらに、薄膜がアモルファス層であるか、またはアモルファス層を有してもよい。または、薄膜がシリコンまたはカーボンを主成分とする層であるか、またはシリコンまたはカーボンを主成分とする層を有してもよい。あるいは、薄膜が水素を含有しない層であるか、または水素を含有しない層を有してもよい。または、薄膜が空気中で自然酸化される材料からなる層であるか、または空気中で自然酸化される材料からなる層を有してもよい。
【００２０】
あるいは、薄膜が酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層であるか、または酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする層を有してもよい。または、薄膜が貴金属層であるか、または貴金属層を有してもよい。
【００２１】
これにより、密着性や使用環境に対する耐性等を向上させることができる。
【００２２】
さらに、上記方法において、成膜用基板上に形成される薄膜が多層膜であり、この多層膜の少なくとも一層が剥離層であってもよい。これにより、被転写基板への薄膜の転写を容易にすることができる。
【００２３】
さらに、上記方法の成膜工程が真空中で行われる方法であってもよい。これにより、薄膜のガス吸着がなくなり、性能の劣化、信頼性の低下を防止することができる。
【００２４】
さらに、上記方法において、成膜用基板がサファイア基板、シリコン基板、石英ガラス基板、またはガラス状カーボン基板であってもよい。この場合に、成膜用基板の表面に保護膜が形成されていてもよい。これにより、薄膜の形成時に耐熱性が要求される場合にも容易に成膜することができる。また、薄膜によっては、基板の結晶性が要求される場合にも必要な基板を選択して成膜することができる。また、成膜用基板上に保護膜を形成し、その上に薄膜を形成することによって、薄膜形成工程における成膜用基板からの不純物の影響を低減することができる。
【００２５】
さらに、上記方法において、被転写基板として、ガラス基板を用いてもよい。この場合に、このガラス基板がアルカリ金属を含有してもよい。また、被転写基板として、金属基板を用いてもよい。この場合に、金属基板がアルミニウムを主成分とする材料であってもよい。さらに、被転写基板として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂の少なくとも１つからなる樹脂基板を用いてもよい。これにより、使用する用途に柔軟に対応して最適の基板を選択して薄膜形成基板を製造することができる。
【００２６】
さらに、本発明の記録再生用ディスクは、上記製造方法により得られる薄膜形成基板を用いた記録再生用ディスクである。この場合に、薄膜形成基板上に形成された薄膜が磁性体層であるか、または磁性体層を有し、かつ記録方式が磁気記録であってもよい。
【００２７】
さらに、本発明の記録再生装置は、上記記録再生用ディスクを備えた構成である。この記録再生装置はモバイル性を有する構成としてもよい。あるいは、自動車に搭載される構成としてもよい。
【００２８】
これにより、高密度記録を実現することができる。また、薄膜を磁性体層とし、記録方式を磁気記録とした記録再生用ディスクは、ハードディスク用として高密度記録を実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による薄膜形成基板の製造方法によれば、被転写基板自体に充分な平滑性がない場合であっても、その表面を被覆する薄膜の表面が高い平滑性を有するために、実質的に平滑性の高い薄膜形成基板を得ることができる。また、圧接工程では、被転写基板と薄膜との間の、基板のうねり等に起因する空隙をなくすことができる。この結果、薄膜形成基板の長周期の平滑性も改善できるという効果を発揮する。
【００３０】
また、被転写基板を被覆する薄膜として、被転写基板に含まれる元素の外界への拡散を封じる作用を有する材料を選択できることから、その拡散が最終製品の信頼性劣化要因となっている場合、信頼性を向上させるという効果を発揮する。
【００３１】
また、耐熱性の劣る樹脂基板を磁気ディスクに用いる場合であっても、いったん耐熱性の高い成膜用基板に高温で磁性体膜を成膜してから樹脂基板に転写することにより、高温での成膜プロセスが可能であり、また磁性体膜の転写にあたっては加熱加圧による圧接を行うことから良好な密着性が得られる。
【００３２】
さらには、上記の製造方法を、被転写基板以外の材料からなる基板、例えば、ガラス基板、金属基板等に適用しても同様の効果が得られる。ただし、この場合には、圧接工程の前に基板の表面を平坦にしておくことが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については、同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における薄膜形成基板の第１の製造方法を説明する主要工程の断面図である。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、表面粗さＲａおよび表面うねりＷａの値がともに小さい、つまり平滑性に優れた成膜用基板１を用意する。続いて、成膜用基板１の上に薄膜２を成膜する。
【００３６】
次に、図１（ｂ）に示すように、薄膜２の上に被転写基板３を置く。この被転写基板３としては、加熱により軟化する材料を用いる。具体的には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂等の樹脂材料、ガラス材料あるいは金属材料を用いることができる。
【００３７】
図１（ｂ）において、単に被転写基板３を薄膜２の上に置いたのみでは、薄膜２と被転写基板３との間にはミクロの空隙が多数存在する。ここで、加熱した状態で圧力を矢印４で示すように被転写基板３の厚み方向に印加、すなわち加熱加圧による圧接を行う。これにより、被転写基板３の被転写により空隙部分が充填され、薄膜２と被転写基板３が良好に密着した状態となる。なお、空隙の消失作用は、プロセスを真空中で実施することにより高めることが可能である。このような薄膜２と被転写基板３の密着および空隙の消失は、本発明における必須の作用である。しかし、その作用は被転写基板３の最小限の変形により引き起こされることが望ましい。なぜなら、被転写基板３の変形量が大きいと、その変形過程で薄膜２にクラックや剥離が発生したり、また空隙の消失が充分に起こらなかったり、あるいは薄膜２と被転写基板３との最終的な密着性が低下するからである。よって、被転写基板３としては、最終形状に近い形状のものを用意し、圧力の印加による変形を最小限にとどめることが望ましい。同様の理由から、被転写基板３を用意する代わりに、射出成形や溶融原料の注入を行うようなことは望ましくない。射出成形や溶融原料の注入では、薄膜と接合される面をあらかじめ精密洗浄しておいたり、表面改質しておいたりすることができない点でも好ましくない。
【００３８】
圧力の印加によるプレスの方法としては、平板状の板を被転写基板３の上面に押し付ければよい。この際、被転写基板３の側面は開放状態で圧力を印加することが望ましい。側面まで圧力を印加すると、その部分が癒着して、後に被転写基板３を分離することが困難となるからである。よって、側面まで密閉された状態で静水圧的な圧力が印加されるよりも、１軸圧力が厚み方向に印加されるようにすることが好ましい。
【００３９】
続いて図１（ｃ）に示すように、成膜用基板１と被転写基板３とを分離し、薄膜２のうち、被転写基板３に接していた部分の薄膜２ａが転写された状態とする。なお、成膜用基板１には、転写されなかった薄膜２の残膜６が残る。ここで、成膜用基板１の平滑性が高いので、結果、薄膜２ａの転写表面５の表面平滑性も高い。このようにして、平滑性の優れた表面を有する被転写基板３を得ることができる。なお、図１（ｃ）において被転写基板３の最外周部分は、薄膜の転写が不充分であったり、ささくれだってしまうことがあるが、必要に応じて最外周部分を面取りすればよい。
【００４０】
ここで、薄膜２として、なんらかの機能を有する機能膜を用いれば、図１（ｃ）において得られる薄膜形成基板はその機能を有することとなる。機能膜の機能としては、情報記憶機能、元素拡散防止機能、摩擦低減機能等がある。情報記憶機能を有する機能膜としては、磁性体や、アモルファス構造と結晶構造の間での構造相転移が可能な膜等がある。前者は磁気ディスク（例えば、ハードディスク等）として機能する上で必須のものであり、後者は光磁気ディスク（例えば、ＤＶＤ等）が機能する上で必須のものである。
【００４１】
元素拡散防止機能を有する膜としては、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が、アルカリ金属の拡散を防止する膜として機能する。
【００４２】
摩擦低減機能を有する膜としては、平滑性の高いダイヤモンドライクカーボン等のカーボン膜や、結晶構造起因の凹凸の存在しない各種アモルファス膜、あるいは硬度が高いため高い表面平滑性を維持できるイリジウム膜等を用いることができる。
【００４３】
その他、広く一般的に、薄膜２として、磁性体膜、強誘電体膜、導電膜、半導体膜、絶縁膜、拡散防止膜を選択すれば、被転写基板３の表面に、所望の特性をそれぞれ付与することができる。
【００４４】
さらに、薄膜２として単層膜ではなく、多層膜を使用することもできる。例えば、成膜用基板１に磁性体膜と拡散防止膜をこの順に成膜する。そして、被転写基板３としてガラス基板を用いて薄膜２を転写すると、薄膜２が転写された側の構成は、ガラス基板の上にまず拡散防止膜があり、続いて磁性体膜がある構造になる。この場合、薄膜２が単に磁性体膜である場合に比して、磁性体膜がガラス基板中の有害な成分に侵されることを拡散防止膜が防止するという効果を得ることができる。
【００４５】
他の例としては、成膜用基板１に異なる材料の磁性体膜を積層成膜し、これを転写する方法がある。このような磁性体膜の積層の手法は、磁気特性を向上させるために広く行われているものであるが、本実施の形態によれば積層成膜の順番が逆になる点と、その積層成膜する磁性体膜を最終的に使用する基板である被転写基板とは別の成膜用基板を用いて行うことが可能となるという相違がある。良好な特性の磁性体膜は、高温でのアニールや平滑性を必要とする等の条件があるが、本実施の形態の場合には磁性体膜を有する基板を形成する上での技術選択の範囲を広くすることができる。
【００４６】
また、薄膜が成膜用基板１上に形成された状態から被転写基板３に転写されるにあたっては、成膜用基板１、薄膜２および被転写基板３の組み合わせは、相互の界面の密着性の関係が最適になるよう選択することが望ましい。ここで最適な密着性の関係がある状態とは、薄膜２が被転写基板３に転写される直前までは成膜用基板１に安定して保持されるに充分な密着性が確保されており、かつ加熱加圧工程直後の状態としては薄膜２と被転写基板３の密着性が、薄膜２と成膜用基板１との密着性よりも高い状態であることである。
【００４７】
これを実現するために密着性を調整する手段としては、（ａ）材料の組み合わせの選択、（ｂ）表面改質処理の実施、（ｃ）薄膜成膜条件の選択、（ｄ）加熱加圧条件の選択等がある。薄膜２の良好な転写を実施するためには、そのプロセス条件は、上記（ａ）〜（ｄ）の４要素の相対的な関係から決定することが望ましい。そのため１要素のみを抽出して絶対的に最適な条件を述べることは困難である。
【００４８】
例えば、薄膜２としてダイヤモンドライクカーボンを用いる場合、成膜用基板１としてシリコン基板や石英ガラス基板の使用が可能であるが、他の条件によっては成膜用基板１と薄膜２との密着性が大きすぎて、被転写基板３への転写時に薄膜２の大部分が成膜用基板１上に残存してしまい、転写不良となる場合がある。このような場合には、シリコン基板の代わりに、例えばサファイア基板を用いることにより、密着性を低下させ、転写を行いやすくすることができる。これは、ダイヤモンドライクカーボンという材料が、サファイア基板を構成するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）に対してよりも、シリコン基板を構成するシリコン（Ｓｉ）や、石英ガラス基板を構成する二酸化シリコン（ＳｉＯ２）に対して密着性が高いことに起因するものである。
【００４９】
なお、ダイヤモンドライクカーボンの成膜条件によっては、サファイア基板上で転写前に剥離してしまい、プロセスの継続ができなくなってしまうことも生じるので注意が必要である。例えば、非常に高エネルギー状態で基板に衝突して堆積されたダイヤモンドライクカーボン薄膜の場合、膜に強い内部応力が発生し、これにより自然に膜剥離が発生してしまうことがある。このような場合は、上述したのとは逆に、成膜用基板としてサファイア基板ではなくシリコン基板を使用することが適している場合がある。このように、最適条件はプロセス要素間で相対的なものである。
【００５０】
上述した（ａ）〜（ｄ）の各要素については、下記の点を考慮しておくことが望ましい。
【００５１】
まず、材料の組み合わせの選択であるが、例えばシリコン基板上にイリジウム等の貴金属を成膜した場合、密着度の低い状態が得られる。逆に、チタン等はシリコン基板に強固に密着する。例えば、密着性の強い状態でシリコン基板上にイリジウム薄膜を形成したい場合は、シリコン基板にまずチタンを成膜しておき、続いてイリジウムを成膜することで強固に密着した薄膜を成膜することが可能となる。この場合、薄膜を転写した後に表面に現れるチタン層が不要であれば、ドライエッチング等の手法により除去することも可能である。この場合、チタンは密着力を上げるために基板と薄膜の間に挿入された「密着層」として機能する。これとは逆に、基板と薄膜の間の密着力を低下させるための「剥離層」を挿入することも可能である。例えば、上述のチタンとイリジウムの成膜順序を逆にすれば、イリジウムが「剥離層」として機能し、密着力を低下させ、被転写基板へのチタン薄膜の転写を容易にすることが可能である。
【００５２】
成膜用基板１と薄膜２の間の密着性を低下させたい場合、成膜用基板１としてガラス状カーボン基板を使用することが可能である。ただし、密着性が低いため、加熱加圧による圧接工程までに剥離してしまわないようにハンドリングに注意する必要がある。
【００５３】
最終製品として基板の反り、うねり、変形が好ましくない場合には、被転写基板３としてガラス基板を用いることが望ましい。高密度用の磁気ディスクにガラス基板が用いられているのは、この理由によるものである。ただし、アルミニウムを主成分とする金属基板も、その機械的特性が良好な点から被転写基板として使用することが可能である。
【００５４】
また、熱可塑性樹脂を用いた熱可塑性基板は、機械的特性や熱的特性に劣るものの低コストである点が優れている。本実施の形態の方法によると、図１に示すように、薄膜２の成膜は被転写基板３ではなく、成膜用基板１上に対して行われる。したがって、被転写基板３では耐熱性が不足するような高温成膜により薄膜２を形成し、それを最終的に被転写基板３上に転写して形成することができる。このように、本発明を用いれば熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の硬化性樹脂基板だけでなく、熱可塑性樹脂からなる樹脂基板に対しても、高温成膜して特性の良好な薄膜を転写形成できる。このため、従来の樹脂基板上に直接成膜する方法では形成できなかった、良好な特性を有する磁性体膜や強誘電体膜等を低耐熱性の基板上に形成することが可能となる。なお、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエステルやポリアミド等の樹脂を用いることができる。
【００５５】
次に、表面改質であるが、成膜用基板１の表面を改質してから薄膜２を成膜することで密着性を調整することができる。例えば、成膜用基板１としてシリコン基板を用いる場合、薄膜２の成膜直前にシリコン基板表面の自然酸化膜をスパッタして除去し、金属状態のシリコン表面を露出した状態で薄膜２を成膜する場合の密着性と、シリコン基板表面に酸化膜が形成された状態で薄膜２を成膜する場合の密着性とは、それぞれ異なる。アルミニウム基板も、その性質がシリコン基板と類似している。すなわち、表面酸化膜のある状態で薄膜２を成膜する場合と、真空保持が必要ではあるが最表面も金属アルミニウムの状態で薄膜２を成膜する場合とでは、その密着性が異なる。このため、これらのどちらかを選択することで密着性を制御できる。また、酸化以外に、水酸基や炭酸基等による表面改質も可能である。
【００５６】
また、化学的な表面改質以外に、成膜用基板１の最表面をダイヤモンドライクカーボン等により保護コートしておくこともできる。ダイヤモンドライクカーボンは、平滑な基板に対しては平滑にコートできることや硬度が高くプレスに耐えること、さらには劣化してきたら燃焼させて除去し、再度ダイヤモンドライクカーボンを形成して再使用できること等の特徴を有している。
【００５７】
このダイヤモンドライクカーボンを用いる場合には、加熱加圧時の温度を４００℃程度以上とするときにはダイヤモンドライクカーボンの酸化を防止するため、不活性ガス中あるいは真空中で加熱加圧により圧接を実施する必要がある。さらに、５００℃程度以上とするときには、水素を含有しないダイヤモンドライクカーボンを使用した方が、プロセス中の水素の脱離による劣化が生じない点で優れている。一般的なダイヤモンドライクカーボンは、ＣＶＤ法等により形成可能である。水素を含有しないダイヤモンドライクカーボンは、スパッタ法等により形成することが可能である。
【００５８】
さらに、成膜用基板１ではなく、薄膜２の表面を改質することで、薄膜２と被転写基板３の界面での圧接工程、すなわち加熱加圧時の密着性を強化することができる。例えば、薄膜２としてアモルファスシリコンを真空中でスパッタ成膜した場合、真空状態を保ったままで被転写基板と加熱加圧による圧接をすると、真空中であるので酸化しないことから被転写基板との界面はシリコンのままである。一方、いったん空気中に出したり、さらには空気中で熱処理を行ったりすれば、アモルファスシリコンの表面は酸化状態となり、被転写基板３には酸化物として接触することとなる。このように、被転写基板３との界面が、酸化物か、あるいは非酸化物かを選択することで、加熱加圧による圧接時の密着性を変化させることができる。したがって、薄膜２の転写を安定的に実施するために、密着性の高い方を選択することができる。
【００５９】
薄膜の成膜条件の調整によっても、成膜用基板１と薄膜２の密着性を調整することができる。成膜条件がスパッタ法の場合、例えば高パワーにしたり、成膜用基板１に対して飛行してくるイオンを加速するように積極的な電圧印加を行ったりすることにより、密着性の調整を行うことが可能である。
【００６０】
また、薄膜２の成膜温度によって密着性を調整できることもある。例えば、サファイア基板に貴金属の薄膜を成膜する場合、常温で成膜したのでは容易に剥離してしまう一方で、サファイア基板を加熱して成膜すれば密着力を強化することができる。よって温度調整によって最適化を行うことが可能である。
【００６１】
また、成膜方法としては、スパッタ法の他、レーザーアブレーション法やＣＶＤ法、加熱蒸着法等により、良質の薄膜を形成することが可能である。このような乾式のプロセスは平滑な薄膜を欠陥なく形成する点で優れている。低コスト化を優先する場合は、スピンコート等の湿式成膜を用いることも可能である。
【００６２】
加熱加圧による圧接の条件も重要なパラメータである。温度と圧力が充分でなければ薄膜２が被転写基板３に転写されない。一方で、温度と圧力が高すぎると、被転写基板３の可塑性が過度に発現され、被転写基板３が潰れすぎてしまったり、薄膜２に高温によるダメージを与えてしまったり、あるいは高温になった結果、薄膜２と成膜用基板１との界面が融合してしまい、薄膜２を成膜用基板１から分離できなくなったりすることがあるからである。加熱加圧による圧接時に最も重要なパラメータは温度と圧力であり、この２つを調整して最適な値があればよいし、もし最適値がない場合は、上述した加熱加圧による圧接以外の要素を再調整すればよい。
【００６３】
なお、薄膜２のうち転写されずに残存したものである残膜６について、化学処理による除去や、研磨等の機械的手段による除去を行えば、一度使用した成膜用基板１を再度使用することができる。この残膜処理は、必ずしも薄膜２の１回の転写ごとに行わなければならないものではなく、残膜の堆積が著しくなってきたときに適宜実施すればよい。成膜用基板は表面平滑性の特に優れたものを使用するため高価であることから、このように再生利用することにより製造コストを低減することができる。
【００６４】
次に、本発明の第１の実施の形態にかかる薄膜形成基板の第２の製造方法について、説明する。図２は、この第２の製造方法を説明する工程断面図である。本実施の形態の薄膜形成基板の第２の製造方法は、上記の第１の製造方法の変形例であって、出発時における被転写基板３が成膜用基板１よりも大きい点で異なっている。
【００６５】
まず、図１（ａ）と同様にして、平滑性に優れた成膜用基板１を用意し、この成膜用基板１の上に薄膜２を成膜する。
【００６６】
次に、図２（ａ）に示すように、薄膜２の上に成膜用基板１より大きい被転写基板３を配置する。次に、高温状態で圧力を矢印４で示す方向、すなわち被転写基板３の厚み方向に印加する（加熱加圧による圧接）。これにより、被転写基板３の加熱による軟化が生じて空隙部分が充填される。
【００６７】
この圧接により、図２（ｂ）に示すように、薄膜２と被転写基板３が良好に密着した状態となる。なお、空隙の消失作用は、プロセスを真空中で実施することにより高めることが可能である。また、被転写基板３が成膜用基板１より大きいために、成膜用基板１からはみ出した部分に段差を生ずる。
【００６８】
成膜用基板１から被転写基板３を引き離した状態を図２（ｃ）に示した。このとき、転写された薄膜２ａは、被転写基板３の凹部の底面に形成された状態となる。
【００６９】
なお、図１（ｃ）に示した状態では、成膜用基板１の周辺部に残膜６があったが、図２（ｃ）では成膜用基板１の上に薄膜は残存していない。よって、図２に示す第２の製造方法は、成膜用基板１上の残膜を除去する工程が不要となる効果がある。
【００７０】
図３は、図２（ｃ）に示した段差を除去する工程を説明する断面図である。図３（ａ）に示す切断線７に沿って被転写基板３を切断または研削する。これにより、図３（ｂ）に示すように、薄膜２ａの不要部も同時に切断されて被転写基板３の表面に薄膜２ａが全面に形成された薄膜形成基板が得られる。なお、切断後の被転写基板３には不要部８ができるが、これらは廃棄する。
【００７１】
次に、本発明の第１の実施の形態にかかる薄膜形成基板の第３の製造方法について、説明する。図４は、この第３の製造方法を説明する工程断面図である。
【００７２】
第３の製造方法は、第１の製造方法のさらに別の変形例であって、被転写基板３の両面に対して薄膜２を加熱加圧による圧接により転写する点で異なっている。
【００７３】
まず、図４（ａ）に示すように、薄膜２がそれぞれ成膜された２枚の成膜用基板１により被転写基板３の両面を挟む。続いて、加熱しながら、圧力を矢印４に示すように両側から印加する。
【００７４】
その後、図４（ｂ）に示すように、２枚の成膜用基板１を被転写基板３からそれぞれ分離すると、両面に薄膜２ａが転写された薄膜形成基板が得られる。
【００７５】
ここで、図４（ａ）では被転写基板３の側面部位は外界に対して開放されているが、これにより図４（ｂ）の段階で被転写基板を取り外すことが容易となる。なお、側面部位まで密閉された状態で圧力を印加すると、側面部位が付着し、被転写基板をその付着部位から分離することが困難となる。
【００７６】
次に、上記の第１から第３の製造方法を応用した記録再生用ディスクの製造工程について説明する。図５は、記録再生用ディスクの製造工程を説明する断面図である。
【００７７】
図５（ａ）は被転写基板３の片面に薄膜２ａが形成された薄膜形成基板であり、上記の製造方法により得ることができる。
【００７８】
続いて、図５（ｂ）に示すように、薄膜２ａの上に記録再生用ディスクにおいて、その記録再生機能を発揮する機能膜９を形成する。例えば、機能膜９として磁性体膜を選択すれば、磁気ディスクを製造することができる。ここで、機能膜９を保護するための保護膜をさらに形成してもよい。
【００７９】
また、第３の製造方法により得た、両面に薄膜２ａが形成された被転写基板３に対して、その両面に機能膜９を形成することもできる。これにより、両面に記録再生可能な記録再生用ディスクが得られる。機能膜９の成膜は高温状態で行うか、あるいは成膜後に高温処理を行ってもよい。例えば、良好な磁性体膜を形成するためには、高温成膜または成膜後の高温処理が必要となる。よって、そのとき使用する基板は、その高温状態に耐えられることが必要である。
【００８０】
また、そのような高温状態での熱処理工程において、基板の成分の一部が拡散し、機能膜９中に進入すると、その特性を害することがあることが知られている。例えば、被転写基板３としてアルカリ金属を含有するガラス基板を使用し、機能膜９が磁性体膜である場合、磁性体膜中にアルカリ金属が侵食して、磁気特性を害することがあることが知られている。この拡散を防止する拡散防止膜としての機能を、図５（ｂ）における薄膜２が発揮することにより、良好な特性および高信頼性を有する記録再生用ディスクを製造することができる。
【００８１】
なお、耐熱性があり、かつアルカリ金属の拡散防止効果の高い薄膜としては、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等を用いることができる。また、炭素を主成分とするものでも適用可能なものがあり、ダイヤモンドライクカーボンを用いることができる。この場合、薄膜２の耐熱性を高める必要がある場合は、水素を含有しないタイプのダイヤモンドライクカーボンを用いることが好ましい。
【００８２】
次に、上記の薄膜形成基板の形成方法を用いて、ガラス基板上にアモルファスシリコン薄膜および磁性体膜を形成した実施例について説明する。
【００８３】
表面粗さＲａが０．１ｎｍであり、直径３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのサファイア基板を成膜用基板とする。これに室温スパッタ成膜にてアモルファスシリコンの薄膜を５０ｎｍ成膜した。オージェ電子分光分析によると、このアモルファスシリコンの最表面には自然酸化膜が形成されていた。
【００８４】
続いて、表面粗さＲａが１ｎｍであり、直径２０ｍｍ、厚さ５００μｍであって、アルカリ金属を含有するガラス基板を、薄膜の上に重ねて、厚み方向の圧力１０ＭＰａ、温度６００℃にて２分間加熱加圧による圧接を実施した。この圧接により、ガラス基板の厚みは１μｍほど減少し、直径は３０μｍほど増大した。加熱加圧による圧接後のサファイア基板とアモルファスシリコン薄膜との密着力は低く、特別な手段を用いずとも分離することができ、アモルファスシリコン薄膜はサファイア基板の上からガラス基板の上に分離していた。このガラス基板の表面、つまり転写したアモルファスシリコン薄膜の面の表面粗さは０．１ｎｍであり、当初のガラス基板の表面粗さ１ｎｍよりも高い平滑性を有していた。続いて、アモルファスシリコン薄膜の上に磁性体膜、および保護膜をスパッタ成膜により形成し、ハードディスクドライブ用の磁気ディスクを得た。
【００８５】
次に、上記の薄膜形成基板の形成方法を用いて、ガラス基板上にカーボン薄膜を形成した実施例について説明する。
【００８６】
表面粗さＲａが０．１ｎｍであり、直径３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのサファイア基板を成膜用基板とする。これに基板温度２５０℃のスパッタ成膜にてカーボン薄膜を２０ｎｍ成膜した。続いて、表面粗さＲａが１ｎｍであり、直径２０ｍｍ、厚さ５００μｍであって、アルカリ金属を含有するガラス基板を、薄膜の上に重ねて、厚み方向の圧力１０ＭＰａ、温度６００℃にて２分間加熱加圧による圧接を実施した。この圧接により、ガラス基板の厚みは１μｍほど減少し、直径は３０μｍほど増大した。圧接後は、サファイア基板とガラス基板を容易に分離することができた。このとき、サファイア基板とガラス基板が接していた部分は、薄膜がサファイア基板の上からガラス基板の上に転写していた。
【００８７】
このガラス基板を純水で洗浄した後、基板の表面、つまり転写したカーボン薄膜の面の表面粗さをＡＦＭにより測定したところ、基板エッジ部分、幅０．５ｍｍを除けば、表面粗さＲａ０．１ｎｍであり、当初のガラス基板の表面粗さ１ｎｍよりも高い平滑性を有していた。そこで、ガラス基板の外周部分を幅１ｍｍほど研削することで、平滑性の低い部位を除去し、全面にわたり表面平滑性の高いガラス基板とした。サファイア基板の面のうち、ガラス基板と接していなかった部分は、カーボン膜が残留していたが、酸素アッシング処理を行うことにより除去を行い、再利用に供した。
【００８８】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態において説明した記録再生用ディスクを搭載した記録再生装置について、その特徴を説明する。記録再生用ディスクは、被転写基板上に拡散防止膜が形成され、拡散防止膜の上に機能膜が形成されていることを特徴とする。この拡散防止膜の機能により、記録再生装置が高温環境で使用されるような状況においても、被転写基板の成分が機能膜側に拡散してその記録再生特性を劣化させることを抑制できる。
【００８９】
機能膜とは、記録再生ディスクにおいて記録再生を担う本質的部分を指し、記録再生が磁気によるものである場合は、記録情報を表す磁化を有する磁性体膜である。この磁性体膜は、被転写基板に含有されるアルカリ金属成分による腐食を受けやすいものであることが知られているが、本実施の形態においては、被転写基板と磁性体膜の間に拡散防止膜を形成しているため、腐食され難いという特色を有する。よって、被転写基板として、アルカリ金属を含有するガラス基板を用いる場合であって、記録再生装置が高温下で使用される場合に、その寿命、信頼性が、従来品と比して高いものとなる。
【００９０】
記録再生装置の高温環境での使用の例としては、モバイル機器として利用され、そのモバイル機器が自動車内に持ち込まれることがある場合、あるいは記録再生装置が自動車のエンジンルーム等に設置され、自動車と一体化して使用される場合等がある。自動車内のダッシュボード等は炎天下でドアを閉め切っていた場合に５０℃以上の高温となり得る。また、記録再生装置がエンジンルーム等に搭載され、自動車と一体化して使用される場合は、その設置位置によっては１００℃以上になることもあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明にかかる薄膜形成基板の製造方法は、記録再生用ディスク等に用いる基板の表面平滑性を確保する手段として有用である。また、材料を適切に選択・組み合わせることによって、薄膜形成基板の表面に転写形成される薄膜に所望の機能を持たせることも容易であり、記録再生や低摩擦化、耐久性向上等の、記録再生用ディスクに求められる機能を付与することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる薄膜形成基板の第１の製造方法を説明する工程断面図
【図２】同実施の形態にかかる薄膜形成基板の第２の製造方法を説明する工程断面図
【図３】同実施の形態にかかる薄膜形成基板の第２の製造方法において発生する段差の除去方法を説明する断面図
【図４】同実施の形態にかかる薄膜形成基板の第３の製造方法を説明する工程断面図
【図５】同実施の形態にかかる薄膜形成基板の製造方法を用いた記録再生用ディスクの製造工程を説明する断面図
【符号の説明】
【００９３】
１    成膜用基板
２，２ａ    薄膜
３    被転写基板
４    矢印
５    転写表面
６    残膜
７    切断線
８    不要部
９    機能膜
【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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