(57)【要約】【課題】処理対象物内部の急激な昇温を防ぐことのできるイオン注入装置を提供する。【解決手段】第一のイオン照射装置５３を第二のイオン照射装置５４よりも真空槽５１の搬入口６０側に、第二のイオン照射装置５４を第一のイオン照射装置５３よりも真空槽５１の搬出口６１側に、それぞれ離間して設け、さらに第一、第二のイオン引出電極５３ｂ、５４ｂによるイオンの照射範囲は重ならないようにしたので、処理対象物３０の第一面３０ａにイオンが照射されている間と、第一面３０ａへのイオン照射後、第二面３０ｂにイオンが照射されている間は、イオンが照射されている位置の真裏位置にはイオンの照射が行われず、処理対象物３０内の温度の上昇は緩やかとなる。さらに、片面がイオンの照射により昇温しても、他面から放熱が行われることで昇温が緩和され、処理対象物３０内の急激な温度の上昇が防止されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽に設けられ、処理対象物が搬入される搬入口と、
前記真空槽に設けられ、前記処理対象物が前記真空槽から搬出される搬出口と、
前記搬入口から前記搬出口に前記処理対象物を移動させる搬送機構と、
前記真空槽内の前記処理対象物の片面にイオンを照射する第一のイオン照射装置と、
前記真空槽内の前記処理対象物の反対側の面にイオンを照射する第二のイオン照射装置とを有するイオン注入装置であって、
前記第一のイオン照射装置は前記第二のイオン照射装置よりも前記搬入口側に配置され、
前記第一のイオン照射装置のイオン照射範囲は、前記第二のイオン照射装置のイオン照射範囲よりも前記搬入口側に位置するようにされたイオン注入装置。
【請求項２】
前記第一、第二のイオン照射装置の前記イオン照射範囲は離間して配置され、
前記第一のイオン照射装置によって前記処理対象物に前記イオンを照射する間、前記第二のイオン照射装置は、異なる処理対象物にイオンを照射できるように構成された請求項１記載のイオン注入装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物にイオンを照射してイオンの注入を行うイオン注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性層にイオンを照射しイオンの注入を行うと、イオンを注入された部分は磁気特性が低下する。
従来より、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の高密度の磁気記録媒体の製造工程において、処理対象物の第一面及び第二面に形成された磁性層の、記録領域部分を囲むように非磁性化させる領域を設け、この非磁性化させる領域にイオンの注入を行い磁気特性を低下させることで、隣接した記録領域を磁気的に分離する方法がある。
【特許文献１】特開２００２−２８８８１３号公報
【特許文献２】特開２００８−７７７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このイオン注入工程では、処理対象物の第一面及び第二面に同時にイオン照射を行っている。
しかしながら、処理対象物は、第一面及び第二面をともに露出させるために、ガラス基板の側面に複数のピンを接触させることによって基板ホルダーに支持されている。そのため、接触されたピン以外から熱が逃げず、イオン注入のエネルギーにより磁性層内部に発生した熱は外部に放出されないまま処理対象物内部に溜まる。そのため、処理対象物の両面に同時に照射を行うと、処理対象物は数百度にまで温度が上昇してしまい、磁性膜の変性を誘引する原因となるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、前記真空槽に設けられ、処理対象物が搬入される搬入口と、前記真空槽に設けられ、前記処理対象物が前記真空槽から搬出される搬出口と、前記搬入口から前記搬出口に前記処理対象物を移動させる搬送機構と、前記真空槽内の前記処理対象物の片面にイオンを照射する第一のイオン照射装置と、前記真空槽内の前記処理対象物の反対側の面にイオンを照射する第二のイオン照射装置とを有するイオン注入装置であって、前記第一のイオン照射装置は前記第二のイオン照射装置よりも前記搬入口側に配置され、前記第一のイオン照射装置のイオン照射範囲は、前記第二のイオン照射装置のイオン照射範囲よりも前記搬入口側に位置するようにされたイオン注入装置である。
また、本発明はイオン注入装置であって、前記第一、第二のイオン照射装置の前記イオン照射範囲は離間して配置され、前記第一のイオン照射装置によって前記処理対象物に前記イオンを照射する間、前記第二のイオン照射装置は、異なる処理対象物にイオンを照射できるように構成されたイオン注入装置である。
【発明の効果】
【０００５】
イオンの照射は片面ずつ行われるため、両面同時に照射したときと比較して、処理対象物内の温度の上昇は緩やかとなる。さらに、片面がイオンの照射により昇温しても、他面から放熱が行われることで昇温が緩和され、処理対象物内の急激な温度の上昇が防止されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態における磁気記録媒体製造装置の概略構成図である。
この磁気記録媒体製造装置１は、大気搬出入室１０と、基板受け渡し室１１と、真空搬出入室１２と、イオン注入室１５と、レジスト除去室１６と、保護膜形成室１７とを有している。
【０００７】
真空搬出入室１２と、イオン注入室１５と、レジスト除去室１６と保護膜形成室１７とは、コーナーチャンバー１４を介してこの順序で連結されており、また、保護膜形成室１７と真空搬出入室１２ともコーナーチャンバー１４を介して連結され、真空搬出入室１２とイオン注入室１５とレジスト除去室１６と保護膜形成室１７とは環状となっており、内部には搬送機構が設けられている。
【０００８】
また、真空搬出入室１２は基板受け渡し室１１に連結され、基板受け渡し室１１は大気搬出入室１０に連結されており、大気搬出入室１０と真空搬出入室１２とには不図示の搬送ロボットが配置されている。
【０００９】
大気搬出入室１０に搬入された処理対象物は、搬送ロボットにより基板受け渡し室１１、真空搬出入室１２の順に搬入される。真空搬出入室１２に搬入された処理対象物は、搬送機構によってイオン注入室１５、レジスト除去室１６、保護膜形成室１７の順に移動し、再び真空搬出入室１２に戻る。真空搬出入室１２に戻った処理対象物は不図示の搬送ロボットにより再び基板受け渡し室１１、大気搬出入室１０の順に搬入されて、磁気記録媒体製造装置１から取り出される。
【００１０】
次に、各工程について説明する。
まず、大気搬出入室１０以外の各室１１〜１７は真空排気系に接続されており、真空排気系を作動させ、上記大気搬出入室１０及び基板受け渡し室１１を除いた各室１２〜１７の排気を行い、内部を真空雰囲気にしておく。
【００１１】
図２（ａ）は、大気搬出入室１０に搬入される処理対象物３０の部分断面図を示している。図２（ａ）に示すとおり、処理対象物３０はガラス基板３１を有しており、このガラス基板３１の表面と裏面には、それぞれ磁性層３２、保護膜３３、レジスト層３４が、ガラス基板３１に近い側から順に積層されている。ここで、磁性層３２は金属製の層であり、保護膜３３はダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）等の炭素を主成分に形成された膜である。また、レジスト層３４は樹脂製の層であり、膜厚の薄い薄膜部３４ａと膜厚の厚い厚膜部３４ｂとを有しており、厚膜部３４ｂは薄膜部３４ａに囲まれるように形成されている。
【００１２】
この処理対象物３０は大気搬出入室１０から基板受け渡し室１１に移動させ、基板受け渡し室１１の大気搬出入室１０側の不図示のバルブを閉じ、基板受け渡し室１１内部の排気を行い、内部を真空雰囲気とする。その後、真空搬出入室１２側の不図示のバルブを開け、真空搬出入室１２内部の真空雰囲気を維持したまま処理対象物３０を真空搬出入室１２に搬入する。
【００１３】
真空搬出入室１２は着脱機構１３を有している。
真空搬出入室１２には基板ホルダー５８が配置されており、真空搬出入室１２に搬入された処理対象物３０は、着脱機構１３によって、基板ホルダー５８に処理対象物３０の第一面及び第二面が露出した状態で装着される。
【００１４】
イオン注入室１５は、複数のイオン注入装置１８ａ〜１８ｄを有している。
これら複数のイオン注入装置１８ａ〜１８ｄは、同じ構造を有しており、各イオン注入装置１８ａ〜１８ｄは、前段の搬出口が後段の搬入口に接続されて、直列的に接続されている。
【００１５】
また、直列接続されたイオン注入装置１８ａ〜１８ｄの最前段のイオン注入装置１８ａはコーナーチャンバー１４を介して真空搬出入室１２に接続され、最後段のイオン注入装置１８ｄはコーナーチャンバー１４を介してレジスト除去室１６に接続されている。
【００１６】
真空搬出入室１２や前段のイオン注入装置から搬入口より真空槽５１内に搬入された処理対象物３０は、不図示の搬送機構によって移動され、搬出口より後段のイオン注入装置やレジスト除去装置１９ａに搬入される。
【００１７】
イオン注入装置１８ａ〜１８ｄの構造を図３に示す。
ここで、イオン注入装置１８ａ〜１８ｄは同じ部材を有しており、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
図３に示すとおり、イオン注入装置１８ａ〜１８ｄは、真空槽５１と、第一、第二のイオン照射装置５３、５４とを有している。
【００１８】
第一、第二のイオン照射装置５３、５４は、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａと、それぞれ複数の第一、第二のイオン引出電極５３ｂ、５４ｂとをそれぞれ有している。
【００１９】
第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａにはガス源５２ａ、５２ｂがそれぞれ接続されており、ガス源５２ａ、５２ｂから第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａ内にガスを導入し、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａ内の不図示の高周波アンテナにそれぞれ電圧を印加することで、導入されたガスを放電させてイオン化する。
【００２０】
第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａは、それぞれ不図示のイオン放出口を有している。各イオン放出口は真空槽５１内に位置している。
第一のイオン発生部５３ａのイオン放出口の前面には、第一のイオン引出電極５３ｂが複数設けられており、第二のイオン発生部５４ａのイオン放出口の前面には、第二のイオン引出電極５４ｂが複数設けられている。
【００２１】
また、複数の第一、第二のイオン引出電極５３ｂ、５４ｂには、各々にイオン引出電源５５がそれぞれ接続されている。イオン引出電源５５によって、第一、第二のイオン引出電極５３ｂ、５４ｂの初段電極に負極性の引出電圧を印加すると、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａ内に生成された正電荷のイオンは引出電圧によって引き付けられ、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａに注入したいイオンエネルギーに相当する正極性電圧を印加することで、イオン放出口から第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａの外部に引き出され、処理対象物３０の所望の深さにイオンを注入することができる。
【００２２】
真空槽５１内部の搬入口６０と搬出口６１との間には、不図示の搬送機構が設けられており、処理対象物３０は基板ホルダー５８に固定されて垂直に搬入されて搬入口６０から搬出口６１へ向かってまっすぐ移動される。
【００２３】
処理対象物３０の第一面３０ａは第一のイオン引出電極５３ｂの不図示のイオン放出口に向けられて配置されており、第二面３０ｂは、第二のイオン引出電極５４ｂのイオン放出口に向けられて配置されているので、第一、第二のイオン照射装置５３、５４は、真空槽５１内部を通って搬入口６０から搬出口６１へ移動されるときに、処理対象物３０の第一、第二面３０ａ、３０ｂにそれぞれ面する。
【００２４】
第一、第二のイオン引出電極５３ｂ、５４ｂによって引き出されたイオンは、処理対象物３０の第一、第二面３０ａ、３０ｂに照射される。
また、第一のイオン照射装置５３は第二のイオン照射装置５４よりも真空槽５１の搬入口６０側に、第二のイオン照射装置５４は第一のイオン照射装置５３よりも真空槽５１の搬出口６１側に、それぞれ離間して設けられており、さらに、第一のイオン引出電極５３ｂによるイオンの照射範囲と第二のイオン引出電極５４ｂによるイオンの照射範囲は重ならないようになっている。
【００２５】
まず、ガス源５２ａ、５２ｂに磁性層３２を非磁性化するための、たとえばＯ2ガスやＮ2ガスのようなイオン化ガスを配置する。ガス源５２ａ、５２ｂから、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａ内に同じ種類のイオン化ガスを導入し、イオン生成電源によって、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａに高周波電圧を印加して、第一、第二のイオン発生部５３ａ、５４ａの内部に予めイオン化ガスのイオンを発生させておく。
【００２６】
処理対象物３０は、不図示の搬送機構により最前段のイオン注入装置１８ａの内部に搬入され、最前段のイオン注入装置１８ａ内部の第一のイオン引出電極５３ｂの前面に到達したところで静止される。
【００２７】
第一のイオン引出電極５３ｂ夫々に、各イオン引出電源５５によって、夫々所望の電圧を印加すると、第一のイオン発生部５３ａ内に生成された正電荷のイオンは、イオン放出口から第一のイオン発生部５３ａの外部に引き出され、引き出されたイオンは、所望エネルギーで第一面３０ａに照射される。
【００２８】
第一面３０ａのイオン照射が終了すると、処理対象物３０は不図示の搬送機構によって搬出口６１方向に移動され、第二のイオン引出電極５４ｂの前面に到達したところで静止される。
このとき、第一のイオン引出電極５３ｂと第二のイオン引出電極５４ｂとは、真空槽５１の搬入口６０から搬出口６１に向けて離間して配置されているので、第一のイオン引出電極５３ｂの前面には、別の処理対象物３０を搬入する空間ができる。真空槽５１には新たな処理対象物３０が搬入口６０から真空槽５１内部に搬入され、第一のイオン引出電極５３ｂの前面に到達したところで静止される。
【００２９】
第二のイオン引出電極５４ｂ夫々に、各イオン引出電源５５によって、夫々所望の電圧を印加すると、第二のイオン発生部５４ａ内に生成された正電荷のイオンは引出電圧によって引き付けられ、イオン放出口から第二のイオン発生部５４ａの外部に引き出される。所望エネルギーで引き出されたイオンは、第一面３０ａにイオン照射が終了した処理対象物３０の第二面３０ｂに照射される。
【００３０】
また、ここでは、イオン引出電源５５によって第二のイオン引出電極５４ｂに電圧が印加されたとき、イオン引出電源５５によって第一のイオン引出電極５３ｂにも負極性の引出電圧が印加される。よって、第一面３０ａにイオン照射が終了した処理対象物３０の第二面３０ｂに、第二のイオン引出電極５４ｂから引き出されたイオンが照射されている間、新たに搬入されたイオン未照射の処理対象物３０の第一面３０ａには、第一のイオン引出電極５３ｂから引き出されたイオンが照射される。
【００３１】
第一のイオン引出電極５３ｂによって、処理対象物３０の第一面３０ａにイオンが照射されている間と、第一面３０ａにイオンを照射した後、第二のイオン引き出し電極５４ｂによって、処理対象物３０の第二面３０ｂにイオンが照射されている間は、イオンが照射されている位置の真裏位置にはイオンの照射が行われない。処理対象物３０の両面同時にイオンを照射したときと比較して、処理対象物３０内の温度の上昇は緩やかとなる。さらに、片面がイオンの照射により昇温しても、他面から放熱が行われることで昇温が緩和され、処理対象物３０内の急激な温度の上昇が防止されている。
【００３２】
第一面３０ａ及び第二面３０ｂへのイオン照射が終了した処理対象物３０は、不図示の搬送機構によって、搬出口６１から後段の装置に移動される。
このとき、第一面３０ａのイオン照射が終了した処理対象物３０は、不図示の搬送機構によって第二のイオン引出電極５４ｂの前面に移動されて静止され、真空槽５１には新たな処理対象物３０が搬入され、第一のイオン引出電極５３ｂの前面で静止される。
【００３３】
このように、イオン注入装置１８ａ〜１８ｄでは、複数の処理対象物３０を次々搬入し、第一面３０ａ、第二面３０ｂの順にイオンの照射を行った後、搬送機構によって後段の装置に次々移動されるようになっている。
【００３４】
図２（ｂ）は、イオン注入工程終了後の処理対象物３０の部分断面図を示している。
処理対象物３０の第一面３０ａ及び第二面３０ｂにイオンが照射されると、レジスト層３４の薄膜部３４ａに照射されたイオンは、薄膜部３４ａを透過し、直下の磁性層３２に注入され、イオンの注入を受けた磁性層３２は非磁性化される。図２（ｂ）の符号３５は、イオンが注入されて非磁性化された領域を示している。
【００３５】
また、レジスト層３４の厚膜部３４ｂに照射されたイオンは厚膜部３４ｂの内部に留まる。よって、厚膜部３４ｂに覆われた部分の磁性層３２はイオンによる変性を受けず、記録領域３６となる。
【００３６】
厚膜部３４ｂは薄膜部３４ａに囲まれるように形成されているので、記録領域３６は、非磁性化領域３５によって分離される。
ここで、再び図１を参照し、レジスト除去室１６は複数のレジスト除去装置１９ａ、１９ｂを有している。レジスト除去装置１９ａ、１９ｂは、同じ構造を有しており、直列的に接続されている。
【００３７】
前段のレジスト除去装置１９ａはコーナーチャンバー１４を介してイオン注入装置１８ｄに接続され、後段のレジスト除去装置１９ｂはコーナーチャンバー１４を介して保護膜形成室１７に接続されている。
イオン注入を終えた処理対象物３０は、不図示の搬送機構により前段のレジスト除去装置１９ａに移動される。
【００３８】
レジスト除去装置１９ａ、１９ｂには不図示のガス供給源がそれぞれ接続されている。処理対象物３０を加熱し、この処理対象物３０が所定温度に達した後、ガス供給源から酸素ガスを導入し、レジスト除去装置１９ａ、１９ｂ内にある不図示の電極に電圧を印加することで酸素ガスをプラズマ化させる。処理対象物３０両面に形成されているレジスト層３４及び保護膜３３は、プラズマ化した酸素ガスに反応し除去される。
【００３９】
ここで、保護膜形成室１７は、加熱装置２０と、成膜装置２１又は２２と、後処理室２３とを有しており、この順序で直列的に接続されている。また、加熱装置２０は、コーナーチャンバー１４を介してレジスト除去装置１９ｂに接続され、後処理室２３はコーナーチャンバー１４を介して真空搬出入室１２に接続されている。
【００４０】
レジスト層３４と保護膜３３とを除去された処理対象物３０は、不図示の搬送機構により加熱装置２０に移動される。加熱装置２０では、処理対象物３０は加熱され、内部を昇温される。処理対象物３０は、所定温度に到達した後、不図示の搬送機構により成膜装置２１又は２２に移動される。
【００４１】
成膜装置２１又は２２には不図示のガス供給源が接続されている。
このガス供給源からアセチレンなどの炭化水素ガスを導入し、処理対象物３０を加熱すると同時に、成膜装置２１又は２２内部の不図示の電極に電圧を印加してこの炭化水素ガスをプラズマ化することで、処理対象物３０の両面に再度ＤＬＣの保護膜３３が形成される。
【００４２】
保護膜３３を形成した処理対象物３０は、搬送機構により後処理室２３に移動され、順次後処理を行われる。
後処理室２３により後処理をされた処理対象物３０は、搬送機構により真空搬出入室１２に移動される。真空搬出入室１２に戻った処理対象物３０は、着脱機構１３によって基板ホルダー５８から取り外された後、基板受け渡し室１１へ搬入される。
【００４３】
その後、基板受け渡し室１１の真空搬出入室１２側の不図示のバルブを閉じ、基板受け渡し室１１の排気を停止し、内部を大気雰囲気とする。その後、大気搬出入室１０側のバルブを開け、処理対象物３０を大気搬出入室１０に搬入して大気中に取り出すと、磁気記録媒体４０を得ることができる（図２（ｃ））。
【００４４】
この磁気記録媒体４０は、磁性化した記録領域３６が非磁性化領域３５に囲まれており、近傍の記録領域３６同士で互いに干渉が生じにくく、記録再生特性の安定した磁気記録媒体４０となっている。
【００４５】
なお、本実施の形態では、処理対象物３０を垂直に搬入し、不図示の搬送機構による移動軌跡を中心として左右に第一、第二のイオン照射装置５３、５４を設けたが、処理対象物３０を水平に搬入し、搬送機構による移動軌跡を中心として上下に第一、第二のイオン照射装置５３、５４を設けてもよいし、左右どちらか一方の搬入口６０側及び搬出口６１側に第一、第二のイオン照射装置５３、５４を設けて処理対象物３０を垂直に搬入し、第一のイオン照射装置５３による片面照射終了後に処理対象物３０を反転させて他面が第二のイオン照射装置５４に対面するようにしてもよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４６】
また、本実施の形態では、イオンの照射を行う際に処理対象物３０を静止させるようにしたが、第一、第二のイオン照射装置５３、５４の前面を通過させながら照射してもよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態における磁気記録媒体製造装置の概略構成図
【図２】（ａ）〜（ｃ）：処理対象物の状態を説明するための断面図
【図３】イオン注入装置の内部を模式的に表した図
【符号の説明】
【００４８】
１８ａ〜１８ｄ……イオン注入装置
３０……処理対象物
３０ａ……処理対象物の第一面
３０ｂ……処理対象物の第二面
４０……磁気記録媒体
５１……真空槽
５３……第一のイオン照射装置
５４……第二のイオン照射装置
６０……搬入口
６１……搬出口
【図１】
2012014747.tif 000003
【図２】
2012014747.tif 000004
【図３】
2012014747.tif 000005