(57)【要約】【課題】ＣＶＤ法等により基板にカーボン保護膜を成膜する際に、基板を保持するキャリアに堆積するカーボン膜を効果的に低減し、堆積膜の剥離に伴うパーティクルの発生を抑制し、かつ、キャリア表面のカーボン堆積膜を発生源とするアウトガスの放出をも抑制する。【解決手段】キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、次の成膜用基板をキャリアに装着する工程の前に、キャリア表面に堆積付着したカーボン保護膜を、酸素を含むガス中でアッシング除去する工程を設け、この工程に際してキャリアにパルス電圧バイアスを印加する。また、カーボン保護膜をアッシング除去する工程の初期においてプラズマ中の不活性ガス濃度を酸素ガス濃度に対して高め、その後、酸素ガス濃度を不活性ガス濃度に対して高める。【選択図】  図５
2009110595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアに装着した成膜用基板を、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、次の成膜用基板をキャリアに装着する工程の前に、キャリア表面に堆積付着したカーボン保護膜を、チャンバ内で発生させた酸素を含むプラズマ中でアッシング除去する工程を有し、この工程に際してキャリアにバイアス電圧を印加することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
バイアス電圧がパルス電圧バイアスであることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
プラズマに、更に、不活性ガスを添加することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
カーボン保護膜をアッシング除去する工程の初期においてプラズマ中の不活性ガス濃度を酸素ガス濃度に対して高め、その後、酸素ガス濃度を不活性ガス濃度に対して高めることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
酸素ガス濃度を不活性ガス濃度に対して高めた後、再度、不活性ガス濃度を酸素ガス濃度に対して高めることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
酸素を含有するプラズマに外部から磁界を付与し、アッシングに作用するプラズマをキャリア表面に集中させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の記録媒体の製造方法。
【請求項７】
プラズマに加える磁界が、永久磁石による磁界である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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の製造方法に関し、さらに詳しくは、基板保持キャリアの表面に堆積するカーボン膜をアッシング除去し、装置内でのダストの発生やガスの発生を減少させる磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録媒体、とりわけ磁気ディスクの分野においては記録密度の向上が著しく、特に最近では、記録密度が１０年間で１００倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。このような記録密度の向上を支える技術は多岐にわたるが、キーテクノロジーの一つとして、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挙げることができる。
【０００３】
ウインテェスター様式と呼ばれる、磁気ヘッド−磁気記録媒体間における接触摺動−ヘッド浮上−接触摺動を基本動作とするＣＳＳ（接触起動停止）方式がハードディスクドライブの主流となって以来、記録媒体上でのヘッドの摺動は避けることのできないものとなり、磁気ヘッド−磁気記録媒体間のトライボロジーに関する問題は、宿命的な技術課題となって現在に至っている。このため、媒体表面の耐摩耗性、耐摺動性は、磁気記録媒体の信頼性の大きな柱となり、磁性膜上に積層される保護膜、潤滑膜などの開発、改善の努力が営々と続けられている。
【０００４】
磁気記録媒体の保護膜としては、様々な材質からなるものが提案されているが、成膜性、耐久性等の総合的な見地から、主にカーボン膜が採用されている。カーボン膜は、従来は、ＣＶＤ法によって形成されており、この成膜の際の条件は、カーボン膜の耐コロージョン性、あるいはＣＳＳ特性に如実に反映されるため、非常に重要である。
【０００５】
また、記録密度の向上を図るためには、磁気ヘッドの飛行高さ（フライングハイト）の低減、媒体回転数の増加等を行うことが好ましいため、磁気記録媒体にはより高い摺動耐久性が要求されるようになってきている。
【０００６】
その一方、スペーシングロスを低減して記録密度を高めるため、保護膜の厚さを出来るだけ薄く、例えば１００Å以下の膜厚にすることが要求されるようになってきており、平滑性は勿論のこと、薄く且つ強靭な保護膜が強く求められている。
【０００７】
しかしながら、従来のスパッタリング成膜法によって形成されたカーボン保護膜では、例えば１００Å以下の膜厚とした場合、その耐久性が不十分となることがある。
【０００８】
このため、スパッタリング法に比べて高強度のカーボン保護膜を形成することができる方法として、プラズマＣＶＤ法を採用した方法が主流となっている。
【０００９】
しかしながら、スパッタ法やプラズマＣＶＤ法を用いてカーボン保護膜を形成する方法では、成膜装置において、基板の表面のみならず、基板を保持するキャリア表面等にもカーボンが堆積する。このような、露出面におけるカーボンの堆積量が多くなると、堆積したカーボンからなる膜が内部応力等によって露出面から剥離する。このような剥離によって生じたカーボンの微粒子（パーティクル）が基板表面に付着した場合、カーボン保護膜の表面に突起が形成されて局所的な膜厚異常となり、製品不良の原因となるという問題がある。特に、プラズマＣＶＤ法を用いてカーボン保護膜を成膜する場合、従来のスパッタ法を用いてカーボン保護膜を形成する場合に比べ、カーボンからなる膜の硬度が高く、また、膜の内部応力も高いため、カーボンのパーティクルの発生が多く、上述のような膜厚異常等を生じるという問題があった。
【００１０】
上述のようなパーティクルの発生を防止するため、基板保持キャリア表面に堆積したカーボン膜を、酸素プラズマによってアッシング除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２の記載。）。また、基板保持キャリアにおいて、表面に堆積した膜の剥離を防止するため、キャリアの表面を粗面化することにより、電極上の堆積物の剥離を抑制する処理が行なわれている（例えば、特許文献３の記載。）。
【００１１】
しかしながら、近年、磁気記録媒体の記録密度をさらに向上させるため、磁気記録媒体の表面の清浄度をより一層向上させることが求められているが、上記の手法のみでは、キャリアの端部のように、プラズマの集まりやすい部分が積極的にアッシングされる一方、キャリアの平面部などプラズマの集まりにくい部分は充分アッシングが行われない結果、パーティクルの発生を低減することができず、磁気記録媒体におけるカーボン保護膜のパーティクル起因の欠陥を減らす事が困難な状況を迎えている。
【００１２】
以上のように、カーボン保護膜起因のパーティクル発生原因の一つとして、基板を保持しているキャリア自体の清浄度を高めることが困難であるという問題があり、改善するための方法が求められていた。
【００１３】
また、本発明者の研究によると、キャリア表面に堆積したカーボン膜は、上記のアッシング処理後においても、主にキャリア平面部においては完全に除去することが出来ずに残渣として残り、この残渣はキャリアと共に他の成膜チャンバに運ばれた後に真空チャンバ内においてアウトガスとして放出される事も確認された。磁気記録媒体の記録密度をさらに向上させ、安定した品質を得る事を実現する上で、意図して用いるプロセスガス以外の成分が真空チャンバ内で放出されることは避けなければならず、併せて改善が求められていた。
【特許文献１】特開平１１−２２９１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−０２５０４７号公報
【特許文献３】特開２００６−１７３３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＣＶＤ法等により基板にカーボン保護膜を成膜する際に、基板を保持するキャリアに堆積するカーボン膜を効果的に低減し、堆積膜の剥離に伴うパーティクルの発生を抑制し、かつ、キャリア表面のカーボン堆積膜を発生源とするアウトガスの放出をも抑制する事で、高い記録密度を有し、且つ記録再生特性に優れた、安定した品質の磁気記録媒体を製造することが可能な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】
【００１５】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力研究したところ、基板上にカーボン保護膜を形成する際に基板保持キャリアに堆積する残留カーボン膜は、キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、キャリアに成膜用基板を装着する工程の前に、キャリアにバイアス電圧を印加した条件下で、酸素プラズマによるアッシング工程を設けることで効率的に除去が可能であること、また、酸素プラズマに磁界によるプラズマ収束を付与すること、とりわけキャリアのカーボン堆積の多い領域の近傍に磁界を形成することにより、アッシング効率が大幅に改善できる事を見出した。即ち、本発明は以下に関する。
（１）キャリアに装着した成膜用基板を、接続された複数のチャンバ内に順次搬送し、前記成膜用基板上に、少なくとも磁性膜とカーボン保護膜とを成膜する磁気記録媒体の製造方法であって、前記キャリアから成膜後の磁気記録媒体を取り外す工程の後、次の成膜用基板をキャリアに装着する工程の前に、キャリア表面に堆積付着したカーボン保護膜を、チャンバ内で発生させた酸素を含むプラズマ中でアッシング除去する工程を有し、この工程に際してキャリアにバイアス電圧を印加することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）バイアス電圧がパルス電圧バイアスであることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）プラズマに、更に、不活性ガスを添加することを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４）カーボン保護膜をアッシング除去する工程の初期においてプラズマ中の不活性ガス濃度を酸素ガス濃度に対して高め、その後、酸素ガス濃度を不活性ガス濃度に対して高めることを特徴とする（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）酸素ガス濃度を不活性ガス濃度に対して高めた後、再度、不活性ガス濃度を酸素ガス濃度に対して高めることを特徴とする（４）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６）酸素を含有するプラズマに外部から磁界を付与し、アッシングに作用するプラズマをキャリア表面に集中させることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の記録媒体の製造方法。
（７）プラズマに加える磁界が、永久磁石による磁界であることを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の、基板保持キャリアの堆積カーボン膜アッシング方法を用いた磁気記録媒体の製造方法によれば、カーボン膜がキャリアから剥離してパーティクルとなり基板自体に付着することを抑制することができる。また、キャリアからのアウトガスを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るキャリアの堆積カーボン膜アッシングについて説明する。
【００１８】
まず、本発明の磁気記録媒体の製造方法によって製造される薄膜積層体の一例である磁気記録媒体について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の製造方法によって製造される磁気記録媒体（薄膜積層体）の一例を示す模式的な縦断面図である。
【００２０】
図１に示すように、この磁気記録媒体は、例えば、非磁性基板８０と、非磁性基板８０の両面あるいは片面上に順次積層されたシード層８１、下地膜８２、磁気記録膜８３、保護膜８４および潤滑剤層８５から構成されている。
【００２１】
非磁性基板８０としては、磁気記録媒体用基板として一般的に用いられているＮｉＰメッキ膜が形成されたＡｌ合金基板（以下、ＮｉＰメッキＡｌ基板）の他、ガラス基板、セラミックス基板、可曉性樹脂基板、さらに、これら非磁性基板にＮｉＰをメッキあるいはスパッタ法により被着せしめた基板などを用いることができる。
【００２２】
また、非磁性基板８０には、より良好な電磁変換特性を得る、面内磁気異方性を付与して熱揺らぎ特性を良くする、また、研磨痕を消す等の目的でテクスチャー処理が施されているものでもよい。
【００２３】
非磁性基板８０上に形成されるシード層（下部下地層）８１は、直上の膜の結晶配向性を制御する。このシード層８１の構成材料としては、例えばＴｉ，ＴｉＣｒ，Ｈｆ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＭｏ，ＮｉＦｅＣｒ，ＮｉＡｌ、ＮｉＴａおよびＮｉＮｂを直上の膜に合わせて適宜使用することができる。
【００２４】
また、シード層８１は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。
【００２５】
下地膜８２としては、従来公知の非磁性下地膜、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ等の単一組成膜、または、それらの結晶性を損なわない範囲で他の元素を含有する合金を使用できるが、後述する磁気記録膜８３との関係では、Ｃｒ単一組成、または、ＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉのうちの１種または２種以上の元素を含有させた合金からなる下地膜８２であることが望ましい。とくに、非磁性基板８０の種類によっては、下地膜８２としてＮｉＡｌを積層させると格段のＳＮＲの向上が達成され、好ましい場合がある。
【００２６】
下地膜８２の厚さは、所望の保磁力が得られる範囲であれば制限されるものではないが、５ｎｍ〜４０ｎｍが好ましい範囲であり、１０ｎｍ〜３０ｎｍにするとさらに好ましい。下地膜８２の膜厚が薄くなりすぎると、下地膜８２上の磁気記録膜８３、または、必要に応じて、下地膜８２と磁気記録膜８３の間に設ける非磁性中間膜の結晶配向性が悪くなって、ＳＮＲが低くなるので好ましくない。逆に、下地膜８２の膜厚が厚すぎると、下地膜８２の粒子径が大きくなり、下地膜８２上の磁気記録膜８３、または非磁性中間膜の粒子径が下地膜８２の粒子径の増加に伴って大きくなって、ＳＮＲが低くなるので好ましくない。
【００２７】
また、下地膜８２は一層のみから構成される場合のみならず、必要に応じて同一組成の膜、もしくは異なる組成の膜を複数積層させた多層構造としても良い。
【００２８】
磁気記録膜８３は、所望の保磁力が得られる磁性膜であれば特に制限されるものではないが、ＣｏａＣｒｂＰｔｃＴａｄＺｒｅＣｕｆＮｉｇ（但し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇは組成比を示し、それぞれ、ｂ：１６〜２５原子％、ｃ：０〜１０原子％、ｄ：１〜７原子％、ｅ：０〜４原子％、ｆ：０〜３原子％、ｇ：０〜１０原子％、ａ：残部である）で表されるＣｏ合金層とすることで磁気異方性を高め、より保磁力を向上させることができる。
【００２９】
本実施形態の磁気記録媒体においては、ヘッドと媒体表面の接触による損傷を防ぐために、磁気記録膜８３上に保護膜８４が形成される、保護膜８４を構成する物質としては、従来公知のもので良く、例えば、Ｃ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等の単一成分またはそれぞれを主成分とし、これに添加元素を含有させた膜を使用することができる。
【００３０】
保護膜８４は、スパッタリング法、イオンビーム法、プラズマＣＶＤ法等を用いて成膜することができる。
【００３１】
保護膜８４厚さは、通常２〜２０ｎｍとされる。さらに、保護膜８４の厚さを、２〜９ｎｍとすると、スペーシングロスを少なくできるため好ましい。
【００３２】
保護膜８４の表面には、潤滑剤層８５が形成される。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、脂肪酸等の固体潤滑剤が使用される。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
【００３３】
次に、本発明の薄膜積層体の１例である磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【００３４】
図２は、本発明の磁気記録媒体製造装置の一例を示す模式図、図３は、本発明の磁気記録媒体製造装置のスパッタチャンバとキャリアを示す模式図、図４は、本発明の磁気記録媒体製造装置が備えるキャリアを示す側面図である。なお、図３において、実線で示すキャリアは、第１成膜位置に停止した状態を示し、破線で示すキャリアは、第２成膜位置に停止した状態を示す。すなわち、本例で示したスパッタチャンバは、チャンバ内に、基板に対向した２枚のターゲットがあるため、第１成膜位置に停止した状態でキャリアの左側の基板に成膜を行い、その後、キャリアが破線で示す位置に移動し、第２成膜位置に停止した状態で、キャリアの右側の基板に成膜を行う。なお、チャンバ内に、基板に対向して４枚のターゲットがある場合は、このようなキャリアの移動は不要となり、キャリアの右側および左側に保持された基板に同時に成膜を行うことができる。
【００３５】
図２に示すように、この磁気記録媒体製造装置は、基板カセット移載ロボット台１、基板カセット移載ロボット３、基板供給ロボット室２、基板供給ロボット３４、基板取り付け室５２、キャリアを回転させるコーナー室４、７、１４、１７、スパッタチャンバおよび基板加熱チャンバ５、６、８〜１３、１５、１６、保護膜形成室１８〜２０、基板取り外し室５４、基板取り外しロボット室２２、基板取り外しロボット４９、キャリアのアッシング室３Ａ、複数の成膜用基板（非磁性基板）２３、２４が装着される複数のキャリア２５を有している。
【００３６】
これら各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａには、それぞれ真空ポンプが接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、キャリア２５を順次搬送し、各形成室内において、装着された成膜用基板２３、２４の両面に薄膜（例えば、シード層８１、下地層８２、磁気記録膜８３および保護膜８４）を形成することによって薄膜積層体の一例としての磁気記録媒体が得られるように構成されている。
【００３７】
例えば、この形態の磁気記録媒体製造装置は、インライン式の成膜装置として構成されている。なお、この形態の磁気記録媒体製造装置では、シード層８１、下地層８２、磁気記録膜８３および保護膜８４を、それぞれ、２層構成、２層構成、４層構成および２層構成で形成することができる。
【００３８】
図４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複数の基板装着部２７（本実施形態では２基搭載）とを有している。
【００３９】
基板装着部２７は、成膜用基板（非磁性基板）２３、２４の厚さとほぼ等しい厚さを有する板体２８に、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が形成されて構成され、貫通穴２９の周囲には、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が設けられている。この基板装着部２７には、貫通穴２９の内部に成膜用基板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が保持される。この基板装着部２７は、装着された２枚の成膜用基板２３、２４の主面が支持台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の上面に並列して設けられている。以下、これら基板装着部２７に装着される２枚の成膜用基板２３、２４を、それぞれ、第１成膜用基板２３および第２成膜用基
板２４と称する。
【００４０】
基板カセット移載ロボット３は、成膜用基板２３、２４が収納されたカセットから、基板取り付け室２に基板を供給するとともに、基板取り外し室２２で取り外された磁気ディスク（各薄膜８１〜８４が形成された成膜用基板２３、２４）を取り出す。この基板取り付け・取り外し室２、２２の一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する５１、５５が設けられている。
【００４１】
また、各室２、５２、４〜２０、５４、３Ａは隣接する２つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室の接続部には、ゲートバルブが設けられており、これらゲートバルブが閉状態のとき、各室内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
【００４２】
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、その内部に、図示しない、キャリアを回転させて次のチャンバに移動させる機構が設けられている。
【００４３】
保護膜形成室１８〜２０は、第１成膜用基板２３および第２成膜用基板２４に形成された最上層の表面に、ＣＶＤ法等によって、保護膜を形成する室である。保護膜形成室には、図示しない反応性ガス供給管および真空ポンプが接続されている。
【００４４】
反応性ガス供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、真空ポンプと保護膜形成室の間には、図示しない制御手段によって開閉が制御されるポンプ用ゲートバルブが設けられている。これらバルブおよびポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、スパッタガス供給管からのガスの供給、保護膜形成室内の圧力およびガスの排出が制御される。
【００４５】
保護膜形成室では、ＣＶＤ法による成膜では、室内に反応性ガスが供給され、電極と成膜用基板との間に高周波電圧が印加されると、これらの間に放電が生じ、この放電によって室内に導入された反応性ガスがプラズマ状態となる。このプラズマ中で生じた活性ラジカルやイオンの反応物が成膜用基板２３、２４に形成された最上層の表面に被着することによって保護膜が形成される。
【００４６】
基板取り外しチャンバ５４の内部では、キャリア２５に装着された第１成膜用基板２３および第２成膜用基板２４が、ロボット４９を用いて取り外される。その後、キャリア２５は、キャリアのアッシング室３Ａに搬入される。
【００４７】
まず本実施形態のキャリアの堆積カーボン膜アッシングは、磁性膜や保護膜が成膜された基板を真空内で基板保持キャリアから取り除いた後、基板と共にカーボン膜が堆積したキャリアのみをチャンバ内に設置し、同時にチャンバの任意の箇所から酸素ガスを導入し、この酸素ガスを用いてチャンバ内に酸素プラズマを生成させる。生成した酸素プラズマは、キャリア表面のカーボン堆積膜に接触すると、カーボンをＣＯやＣＯ２ガスとして分解除去する。  
ここでカーボン膜のアッシングを行なう際、生成したプラズマはその性質上、尖部やプラズマ発生電力の導入部付近に集まりやすい事が知られている。これによりキャリアはその端部やプラズマ発生電力の導入部付近が積極的にアッシングされる一方、平面部を含めたキャリア全体を均一にアッシングすることが困難となる。
【００４８】
この問題点を解決するために、本発明では、プラズマをキャリアに均一に収束させることを目的として、キャリアにバイアス電圧を印加する。キャリアにバイアス電圧を印加することにより、プラズマはキャリアに均一に収束され、キャリア表面のカーボン堆積膜を効率よく均一に除去することが可能となる。
【００４９】
また本願発明では、キャリアに印加するバイアス電圧として、パルス状のバイアス電圧（パルス電圧バイアス）を用いるのが好ましい。ここでパルス状のバイアス電圧を用いる理由は、バイアス電圧印加時のアーキングの発生を防ぐためである。すなわち、キャリアにバイアス電圧を印加する場合、チャンバ内に設けられた電極ロッドをキャリアに押しあて、この電極ロッドを通じて電圧を印加する。この際、電極ロッドの押しあて箇所でアーキングが発生する場合があるが、キャリアにパルス状のバイアス電圧を用いた場合は、このアーキングを低減させることができる。
【００５０】
本発明で用いるパルス電圧バイアスとは、パルス幅が、４００ｎ秒〜５０００ｎ秒の範囲内、より好ましくは、５００ｎ秒〜１０００ｎ秒の範囲内、パルスの周期が、５ｋＨｚ〜３５０ｋＨｚの範囲内、より好ましくは、１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲内、電圧が、１００Ｖ〜４００Ｖの範囲内、より好ましくは、２００Ｖ〜３００Ｖの範囲内とする。この範囲内のパルス電圧バイアスを用いることにより、より効率的にキャリアのプラズマアッシングを行うことができる。
【００５１】
また本発明では、プラズマをキャリアに均一に収束させることを目的として、磁界によるプラズマの流れ制御を行う。磁界を形成する手法としては、チャンバの内側もしくは外側に固定式の永久磁石や電磁石の設置が考えられ、図５に示した様な磁界の構成が考えられる。特に固定式の永久磁石５０４を用いた場合は、装置の構成が簡便となり、キャリア５０３でアッシングを行いたい位置に対応してプラズマを容易に収束させることが可能となる。
【００５２】
また、プラズマに回転磁界を加えることもできる。この回転磁界によりアッシングに寄与するプラズマは運動エネルギーが付与され、キャリアに対して螺旋軌道を描きながら酸素ラジカルを斜方向から入射させることが可能となる。
【００５３】
キャリア表面のカーボンと接触した酸素プラズマは、当該カーボンと反応を起こし、ＣＯやＣＯ２に変化し、チャンバ内に放出される形でキャリア表面からカーボンを除去する作用に寄与する。
【００５４】
本発明では、上記の処理を行なうに際して、基本的には純酸素ガスを用いるが、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスと酸素ガスの混合されたガスを処理ガスとして用いることが好ましい。酸素ガスはカーボンを除去する効果が高いものの、不活性ガスに比べ電離しにくく、プラズマが発生しにくい。よって、酸素ガスに不活性ガスを添加することにより、プラズマの発生が容易となり、また、安定したプラズマを得ることができる。
混合ガスは、それぞれのガスをチャンバ内に独立して導入し、チャンバ内で混合して供給しても良いし、配管内で混合してチャンバ内に供給しても良い。
【００５５】
また、本発明では、プラズマ形成の初期においてガス中の不活性ガス濃度を酸素ガスに対して高めることにより、プラズマの発生を安定化し、その後、酸素ガスの濃度を高めてカーボンの除去効率を高めるのが好ましい。
【００５６】
さらに、アッシング処理によるカーボンの除去後に、再度不活性ガスの濃度を高める事により不活性ガスのプラズマを発生させ、キャリア表面に堆積する金属成分の膜を物理的なエッチングにより除去する事も可能となる。
【００５７】
次に処理時のチャンバ内圧であるが、本願発明は０．５Ｐａ〜１０Ｐａの範囲内で処理を行うことが可能である。従来、キャリアを酸素プラズマアッシングする場合、酸素プラズマを発生させるチャンバ内圧は、減圧側では２Ｐａが限界であった。本願発明では、キャリア付近に磁界を加えプラズマをキャリア付近に集中させるため、プラズマの発生が安定化し、２Ｐａより低い圧力でも酸素プラズマの発生が可能となった。これにより、キャリアのアッシングを低ガス圧で行うことが可能となり、放電終了後にチャンバ内の残留ガスを短時間で排出することが可能となった。
本願発明では、アッシング時のチャンバ内圧が低過ぎると酸素プラズマの放電が不安定になり、高過ぎると放電終了後にチャンバ内の残留酸素ガスを排出するために時間を要するため、ガス圧を０．５Ｐａ〜５Ｐａの範囲内とするのが好ましい。処理ガスの流量については上記の圧力を満足する範囲で、１００〜５００ｓｃｃｍの範囲とする事が好ましい。圧力の調整はチャンバに設置された排気量調整バルブ５０６を用いて対応する。
【００５８】
本発明では、チャンバ内に酸素プラズマを発生させるが、この時にチャンバ内に印加する高周波電力は、１３．５６ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの範囲の周波数の高周波電力であり、取り扱い性や設備に要求する仕様も考慮すると１３．５６ＭＨｚの周波数であることが好ましい。また、チャンバ内に導入する高周波電力は１００Ｗ〜５００Ｗの範囲であることが好ましい。さらに上記高周波電力の印加に伴いキャリア自体の加熱を伴うため、一回のアッシング処理当り１０秒以内の処理時間が望ましく、生産性も考慮すれば、３秒以内が好ましい。
【００５９】
インライン式の成膜装置では、アッシング工程の終了したキャリアは、新たに次の成膜前の基板が供給され、以降の他のチャンバにおいて磁気記録媒体を構成する上で必要な材料が順次成膜されるか、もしくは基板を加熱する処理が施される。この際、前者においては必要な材料をマグネトロン放電で成膜を行なう際に、チャンバ内に放出されたアウトガスは放電に必要なプロセスガス（通常は純Ａｒを用いる。）の純度を悪化させるため、成膜される膜自体の品質の悪化を引き起こす。また後者の基板加熱時においてはキャリア自体も基板と共に加熱に晒されるため、キャリア表面からのＣＯやＣＯ２のアウトガス放出は促進する事となる。キャリアから放出されたアウトガスは成膜前の基板表面に吸着する事で磁気記録媒体の静磁気特性や電磁変換特性の悪化を引き起こす。本発明によればこれらの影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００６０】
図５に示す装置は、本発明に係るキャリアのアッシングを行なう装置の一例である。この装置はキャリアのアッシングを行うためのものであり、チャンバ５０２は真空を保った状態で基板保持用キャリア５０３を納めている。この時、キャリア５０３には基板は設置されていない。チャンバ内側には磁界形成用の磁石５０４が設置されている。チャンバ内では、磁石５０４からの磁界５１１がチャンバ５０２内に生じ、プラズマはキャリア５０３部分に収束させる。チャンバ５０２には排気口が設けられ、排気ポンプ５１２でチャンバ５０２内の気体は吸引除去されるが、排気量調整バルブ５０６により、排気量は任意に設定可能である。チャンバ５０２内には、高周波電源５０８から高周波電力が印加される。チャンバ５０２にはガス導入管５０９が設置されており、処理ガスがチャンバ５０２内に導入される。
【００６１】
電源５０８は、本実施形態のキャリアアッシングにおいて、酸素を含むガス中でプラズマを発生させるための電力を供給するものである。電源５０８としては、高周波電源、マイクロ波電源を用いることができる。また電源５０８の容量としては、アッシング放電時にチャンバ内に５０Ｗ〜１０００Ｗの電力を供給することができるものを用いることが好ましい。
【００６２】
チャンバに導入されるガスは、アッシング処理時は主に酸素を主成分とするガスであることが好ましい。ここでアルゴン等の不活性ガスと酸素が混合されたガスを用いることも用いることも可能であるが、アルゴンガスはカーボン堆積膜をＣＯやＣＯ２の形で分解除去するアッシングには寄与しないため、アッシングの際には純酸素ガスを用いることが好ましい。また、アルゴンや酸素以外のガス、例えば窒素ガス等については、キャリアに吸着してチャンバの真空度を低下させるため好ましくない。この事から、アッシングに用いる酸素ガスは、純度９９．９％以上の高純度酸素ガスであることが好ましい。
【００６３】
本実施形態のアッシング処理とは、基板の設置されていない状態のキャリア５０３を、少なくとも１×１０−４Ｐａ以下の真空状態の保たれたチャンバ５０２の中に収納した後に、チャンバのゲートバルブを閉鎖する事から開始する。その後にガス導入管５０９から酸素ガスを導入し、さらに排気量調整バルブ５０６により排気量を適宜調整しチャンバ内の圧力を２Ｐａ〜５Ｐａの範囲内に保った後に、電源５０８からキャリア５０３に対し高周波電力を印加する。印加する高周波電力は、実用性を考慮して１３．５６ＭＨｚの周波数が好ましく、１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲、単位時間当りのアッシング量および高周波電力印加によるキャリア自体の温度上昇を考慮すると、３００Ｗ〜５００Ｗの範囲で、さらに実用的な工業生産に対応するためには、２〜５秒程度の時間内に処理が完了することが好ましい。チャンバ内に導入された酸素ガスは、チャンバ５０２に印加された高周波電力により電離されて酸素プラズマに分解される。この時、プラズマは主には高周波電力導入部や、キャリアの尖部などにプラズマが集中し、キャリアの平面部分のアッシングが不十分になることから、キャリアにバイアス電圧、好ましくは、パルス電圧バイアス５０７を印加し、また、プラズマを収束させる目的で磁石５０４を用いる。キャリア表面のカーボンと接触した酸素プラズマは、当該カーボンと反応を起こし、ＣＯやＣＯ２変化、チャンバ内に放出される形でホルダ表面からカーボンを除去する作用に寄与する。
【００６４】
発生した酸素プラズマはキャリア表面のカーボン堆積膜を反応し、ＣＯやＣＯ２に変化する。完全にガス化したＣＯやＣＯ２は排気ポンプ５１２によりチャンバ外に排出される事でキャリア表面のカーボンは除去される事となる。ここでアッシング処理が終了した段階で、ガス導入管５０９からの酸素ガス供給は停止し、残留酸素ガスも併せて排気ポンプ５１２によりチャンバ外に排出され、その後、チャンバに設けられたゲートバルブが開放され、キャリアはチャンバ５０２から移動を開始するが、この時にチャンバ５０２内でアッシング処理により生成したＣＯやＣＯ２ガス、さらには酸素ガスが十分に排気される前にゲートバルブが開放すると、前記ガスは次のチャンバへ流出するため好ましくない。そのためアッシング処理が完了した段階で即座に排気量調整バルブ５０６が作動し、最大排気速度に達する事が望ましい。スパッタリング装置全体の生産速度にも依存するが、排気量調整バルブは１．５秒以下、理想的には０．５秒以下で動作完了し、チャンバ内の残留ガスの排出に寄与することが好ましい。また、チャンバサイズにも依るが、排気ポンプ５１２は少なくとも毎秒１０００リットル以上、望ましくは２０００リットル以上の排気速度を有する事が望ましい。
【実施例】
【００６５】
以下に、本発明に係るキャリアアッシングの実施例について説明するが、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１〜２６）
ＮｉＰメッキアルミニウム基板からなる非磁性基板を、スパッタ成膜装置のチャンバ内に、基板搬送機を用いて基板を供給後、チャンバ内の排気を行った。排気完了後、チャンバの真空環境内で基板搬送機を用いて基板をＡ５０５２アルミ合金製のキャリアへ装着した。キャリアの表面には＃２０〜３０のＳｉＣ粒によりサンドブラスト処理を施したものを用いた。キャリアに装着された基板は、スパッタチャンバ内において、磁気記録媒体を構成するに必要な、Ｃｒからなる下地層、Ｃｏからなる磁気記録層を成膜後、ＣＶＤチャンバ内においてプラズマＣＶＤにより５０Åのカーボン保護膜を成膜した。この時、基板近傍のキャリア表面にもカーボンは堆積した。
【００６６】
その後、基板はチャンバ内において、基板搬送機によりキャリアから取り外した。基板の取り外されたキャリアは次のチャンバに搬送した。以降の処理を、図５を用いて説明を行なう。図５に示すガス導入管５０９から酸素ガス、アルゴンガスを供給し、排気量調整バルブを適宜操作の上、０．５Ｐａ〜５．６Ｐａの範囲にチャンバ内圧を調整した。その後チャンバ内に設けた２個のカソードに合計で２００Ｗ〜１０００Ｗの範囲で１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加した。この時、キャリアの基板設置位置付近に磁石５０４を取り付けるか、または、取り外した。プラズマでの処理時間は、１秒〜２．８秒間とした。表１に処理条件、および、堆積カーボン膜の除去率を示す。なお、堆積カーボン膜の除去率はアッシング前後でのカーボン膜厚を測定する事で評価した。また、ガスの供給は、プラズマ発生の最初の０．３秒間はアルゴンガスのみとし、その後、表１に記載したアルゴンと酸素の混合ガスとし、最後の０．３秒間はアルゴンガスのみとした。
（比較例１〜８）
実施例と同様にキャリアのアッシングを行ったが、比較例１〜８ではキャリアにバイアス電圧を印加せず、キャリアに高周波電力を印加し、キャリアの周囲にプラズマを発生させカーボンのアッシングを行った。比較例１〜８におけるアッシングの条件、カーボンの除去率を表１に示す。
（比較例９〜１５）
実施例と同様にキャリアのアッシングを行ったが、比較例９〜１５ではキャリアにバイアス電圧を印加せずにカーボンのアッシングを行った。比較例９〜１５におけるアッシングの条件、カーボンの除去率を表１に示す。
【００６７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法によって製造される磁気記録媒体の一例を示す模式的な縦断面図である。
【図２】本願発明の磁気記録媒体製造装置を示す模式図である。
【図３】本願発明の磁気記録媒体製造装置が備えるスパッタチャンバおよびキャリアを示す模式図である。
【図４】本願発明の磁気記録媒体製造装置が備えるキャリアを示す側面図である。
【図５】本願発明のアッシング処理装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
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  キャリアのアッシング室
４、７、１４、１７  キャリアを回転させるコーナー室
５、６、８〜１３、１５、１６  スパッタチャンバおよび基板加熱チャンバ
１８〜２０  保護膜形成室
２２  基板取り外しロボット室
２３、２４  成膜用基板（非磁性基板）
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
５４  基板取り外し室
８０  非磁性基板
８１  シード層
８２  下地膜
８３  磁気記録膜
８４  保護膜
８５  潤滑剤層
５０２  チャンバ
５０３  基板保持用キャリア
５０４  磁石
５０６  排気量調整バルブ
５０７  直流パルス電源
５０８  高周波電源
５０９  ガス導入管
５１１  磁界
【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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