JP2002133650A

JP2002133650A - 磁気記録ディスク用成膜装置

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Publication number: JP2002133650A
Application number: JP2000324423A
Authority: JP
Inventors: Osamu Watabe; 修渡部; Naoki Watanabe; 直樹渡辺; Hiromi Sasaki; 宏美佐々木
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: JP4567867B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気記録ディスク用の保護膜を作成する保護
膜作成チャンバー内のパーティクル発生を効果的に防止
した構成を提供する。【解決手段】磁性膜上にカーボン保護膜を作成する保
護膜作成チャンバー６の露出面に堆積したカーボン膜
は、クリーニング手段により除去される。保護膜作成チ
ャンバー６内にガス導入系６２によって酸素ガスが導入
され、クリーニング手段は、放電用電源６３３により放
電用電極６３１に電圧を印加して酸素ガスの放電を生じ
させて酸素プラズマＰを形成することによりカーボン膜
の除去を行う。放電用電極６３１は、露出した表面がカ
ーボンより成るとともに、中空の構造であって、基板９
と対向する面の周縁又はその近傍に酸素プラズマＰが進
入可能な大きさのガス吹き出し孔６３８を有する。ガス
導入系６２は、放電用電極６３１内を経由させてガス吹
き出し孔からガスを吹き出させて導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、磁気記録ディ
スクの製作に関するものであり、特に、記録層としての
磁性膜の上に作成されるカーボンよりなる保護膜の作成
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録ディスクは、ハードディスクや
ＣＤ−ＲＯＭ等として従来から良く知られている。この
ような磁気記録ディスクは、金属製又は誘電体製の基板
の表面に記録層を形成した構造であり、基板に対する表
面処理を経て製作される。このような表面処理を、ハー
ドディスクの製作を例にして説明する。

【０００３】ハードディスクを製作する場合、一般的に
は、ＮｉＰコーティングされたアルミニウム製の基板を
用いる。この基板の上に、まず、Ｃｒ等の金属の下地膜
を作成し、その上に、ＣｏＣｒＴａ等の磁性膜を記録層
として作成する。そして、記録層の上に保護膜を設ける
ことでハードディスクが製作される。保護膜は、記録再
生用の磁気ヘッドによる衝撃や摩耗から記録層を守るた
め及び耐候性を確保するために設けられるものであり、
潤滑性のある強固な膜が必要とされている。この保護膜
には、通常、カーボン膜が使用される。尚、以下の説明
では、カーボンよりなる保護膜をカーボン保護膜と称す
る。

【０００４】カーボン保護膜は、記録密度の増加に伴
い、より薄い厚さで必要な耐久性を備えることが要求さ
れている。記録密度の増加は、セクタ間距離の減少を意
味する。セクタ間距離が減少すると、記録層に対する磁
気ヘッドの距離も短くしなければならない。カーボン保
護膜は、記録層の上に形成されるから、磁気ヘッドまで
の距離を短くするには、保護膜の厚さを薄くしなければ
ならない。現在市販されている例えば１．６ギガビット
／平方インチ程度の記録密度のハードディスクでは、保
護膜の厚さは１００〜１５０オングストローム程度であ
るが、記録密度が向上して３ギガビット／平方インチ程
度になると、保護膜の厚さは５０〜１００オングストロ
ーム程度になると予想されている。

【０００５】その一方で、カーボン保護膜は、衝撃や摩
耗、熱、湿度等から記録層を十分に保護できるものでな
ければならない。このためには、一般的には、緻密な構
造の硬度の高い膜でなければならない。つまり、磁気記
録ディスクにおける保護膜は、より薄い厚さでかつ十分
な硬度で作成されることが要求されている。

【０００６】従来、このようなカーボン保護膜は、スパ
ッタリングによって作成されている。即ち、カーボンよ
りなるターゲットをスパッタして基板の表面にカーボン
よりなる膜を堆積させ、保護膜としている。しかしなが
ら、より薄くて高硬度の膜の作成には、スパッタリング
よりも化学蒸着（Chemical Vapor Deposition,CVD）の
方が適している。即ち、カーボン膜は、アモルファス状
のカーボン膜と結晶化したカーボン膜に大きく分けられ
る。そして、結晶化したカーボン膜は通常グラファイト
カーボン膜であるが、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄ
ＬＣ）膜と呼ばれるものがある。ＤＬＣ膜は、一般的に
は、ダイヤモンドに類似した構造のカーボン膜を意味す
る。プラズマＣＶＤによると、ＤＬＣ膜が得られ易くな
るので、磁気記録ディスクにおける保護膜用に適してい
る。

【０００７】図７は、従来の磁気記録ディスク用成膜装
置の要部の構成を示す正面概略図であり、プラズマＣＶ
Ｄによってカーボン保護膜を作成する構成が示されてい
る。図７に示す装置は、排気系６１を備えた保護膜作成
チャンバー６と、保護膜作成チャンバー６内に所定のプ
ロセスガスを導入するガス導入系６２と、導入されたプ
ロセスガスにエネルギーを与えてプラズマを形成するプ
ラズマ形成手段６３と、保護膜作成チャンバー６内に基
板９を搬入する不図示の搬送系とから主に構成されてい
る。

【０００８】ガス導入系６２は、ＣＨ₄ 等の有機化合物
ガスを導入するようになっている。プラズマ形成手段６
３は、プロセスガスに高周波放電を生じさせてプラズマ
を形成するようになっており、保護膜作成チャンバー６
内に設けられた放電用電極６３１と、整合器６３２を介
して放電用電極６３１に高周波電力を供給する放電用電
源６３３とから主に構成されている。

【０００９】放電用電極６３１は、内部が中空であり、
基板９と対向する面（以下、対向面）にガス吹き出し孔
６３０を多数有している。ガス導入系６２は、放電用電
極６３１内を経由してガス吹き出し孔６３０からプロセ
スガスを導入するようになっている。放電用電源６３３
によって高周波電圧が放電用電極６３１に与えられる
と、放電用電極６３１と基板９との間に高周波電界が与
えられ、プロセスガスに放電が生じてプラズマが形成さ
れる。そして、プラズマ中でのガスの分解等により、基
板９の表面にカーボンの薄膜が堆積する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したカーボン保護
膜を作成する磁気記録ディスク用成膜装置において、カ
ーボン膜は、基板の表面のみならず保護膜作成チャンバ
ー内の他の露出面にも堆積する。この膜の堆積量が多く
なると、膜は内部応力や自重などによって剥離する。こ
の剥離によって、保護膜作成チャンバー内にカーボンの
微粒子（パーティクル）が生じてしまう。このパーティ
クルが基板の表面に付着すると、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
の原因になる。

【００１１】より具体的に説明すると、ハードディスク
の場合、カーボン保護膜の上に高分子等で形成された潤
滑膜が作成されて最終的に製品となる。この場合、カー
ボン保護膜の表面に突起が形成されていると、その影響
で潤滑膜の表面にも突起が形成され易い。このように突
起が形成されていると、情報の記録や読み出しを行う磁
気ヘッドがその突起に接触して動かなくなってしまった
り、突起が磁気ヘッドによって削られてそれが引きずら
れる結果、表面が傷つけられてしまったりする問題があ
る。

【００１２】現状では、カーボン保護膜作成後にテープ
バーニッシュと呼ばれる工程があり、上記のような突起
は、テープバーニッシュ工程で削られて除去されてい
る。しかしながら、突起の数が多くなると、テープバニ
ッシ工程ですべての突起を除去するが困難になる。ま
た、パーティクルが重なったりして大きな突起が形成さ
れていると、その突起を除去する際にそれを引きずって
基板の表面を傷付けたり凹みを作ったりする問題があ
る。このような傷や凹みがあると、サーティファイテス
ト（記録再生テスト）で不良となることが多い。

【００１３】パーティクルによる突起の形成を防止する
構成としては、保護膜作成チャンバー内をプラズマクリ
ーニングする構成が挙げられる。プラズマクリーニング
は、例えば酸素ガスを保護膜作成チャンバー６内に導入
し、酸素プラズマを形成することにより行う。酸素プラ
ズマ中では、酸素活性種や酸素イオンが生成される。生
成された酸素活性種や酸素イオンは、保護膜作成チャン
バー内に堆積したカーボン膜と反応し、カーボン膜をア
ッシングする。アッシングにより、カーボン膜が炭酸ガ
ス等の揮発物となり、排気系６１によって保護膜作成チ
ャンバー６外に排出される。

【００１４】しかしながら、このようなプラズマクリー
ニングを行う構成でも、以下のような問題がある。ま
ず、カーボン保護膜作成の際には、カーボン膜は放電用
電極６３１の表面にも堆積する。プラズマクリーニング
により保護膜作成チャンバー６内の露出面のカーボン膜
を除去すると、この放電用電極６３１の表面のカーボン
膜も除去してしまう。

【００１５】一方、前述したようにプラズマを形成した
際、放電用電極６３１とプラズマとの間にはシース電界
又はセルフバイアスによる電界が形成される。この電界
によりプラズマ中のイオンが入射し、放電用電極６３１
の表面のスパッタリングが生じることがある。スパッタ
リングが生ずると、放電用電極６３１の材料のスパッタ
粒子が放出され、これがカーボン保護膜中に混入するこ
とがある。このような不純物が混入すると、一般的に膜
質が低下する。特に、プラズマクリーニング直後に作成
したカーボン保護膜は硬度の低下が生ずる。これは、プ
ラズマクリーニング中に放電用電極６３１の表面が酸化
され、カーボン保護膜作成の際にその酸化物がスパッタ
されて混入することによる生ずると考えられる。

【００１６】このような問題を解決する方法として、プ
ラズマクリーニング後、ダミーの基板を配置して数回カ
ーボン保護膜の作成を行い、放電用電極６３１の表面に
カーボン膜をある程度の厚さ堆積させる方法がある。し
かしながら、放電用電極６３１の表面のみにカーボン膜
を堆積させることは困難であり、他の露出面にも堆積し
てしまう。そして、堆積したカーボン膜は同様にパーテ
ィクル発生の原因となり易い。また、このようなダミー
の工程があると、プラズマクリーニング後に通常のカー
ボン保護膜の作成を再開するまでに長い時間を要してし
まい、生産性の点で問題が生ずる。

【００１７】また、従来のように放電用電極６３１が多
数のガス吹き出し孔６３０を有する構成では、カーボン
膜がガス吹き出し孔の縁にも堆積する。しかしながら、
ガス吹き出し孔６３０の縁に堆積したカーボン膜は、プ
ラズマがガス吹き出し孔に入り込みにくいため、プラズ
マクリーニングを行っても充分に除去できないという問
題がある。ガス吹き出し孔６３０の大きさを大きくすれ
ば、問題は解決されるが、基板９に平行な面内でのガス
圧分布が不均一となり、これが原因で成膜が不均一にな
り易い。

【００１８】本願の発明は、これらの課題を解決するた
めになされたものであり、保護膜作成チャンバー内のパ
ーティクル発生を効果的に防止した構成を提供する技術
的意義がある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、基板に作成された記
録用の磁性膜の上にカーボンよりなる保護膜を作成する
磁気記録ディスク用成膜装置であって、内部に基板が配
置されて前記保護膜が作成される保護膜作成チャンバー
と、保護膜作成チャンバー内の露出面に堆積したカーボ
ンの膜をプラズマによって除去するプラズマクリーニン
グを行うクリーニング手段とを備えており、保護膜作成
チャンバー内に酸素ガスを導入することが可能なガス導
入系が設けられており、クリーニング手段は、導入され
た酸素ガスに放電を生じさせて酸素プラズマを形成する
放電用電源と、保護膜作成チャンバー内に表面が露出し
ているとともに放電用電源によって酸素プラズマ形成用
の電圧が印加される放電用電極とから構成されており、
さらに、放電用電極は、保護膜作成チャンバー内に露出
した表面がカーボンより成るものであるという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項２記載の
発明は、前記請求項１の構成において、前記ガス導入系
には、保護膜作成用のガスであるプロセスガスを導入す
るものが兼用されており、前記放電用電極には、導入さ
れたプロセスガスに放電を生じさせて前記磁性膜の上に
前記カーボンより成る保護膜が作成されるよう保護膜作
成チャンバー内に設けられたものが兼用されているとい
う構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求
項３記載の発明は、基板に作成された記録用の磁性膜の
上にカーボンよりなる保護膜を作成する磁気記録ディス
ク用成膜装置であって、内部に基板が配置されて前記保
護膜が作成される保護膜作成チャンバーと、保護膜作成
チャンバー内にプロセスガスを導入するガス導入系と、
導入されたプロセスガスに放電を生じさせて前記磁性膜
の上に前記カーボンより成る保護膜が作成されるよう保
護膜作成チャンバー内に設けられた放電用電極と、放電
用電極に放電用の電圧を印加する放電用電源と、保護膜
作成チャンバー内の露出面に堆積したカーボンの膜をプ
ラズマによって除去するプラズマクリーニングを行うク
リーニング手段とを備えており、ガス導入系は、プロセ
スガスの他に酸素ガスを導入することが可能であって、
クリーニング手段は、導入されたガスに放電を生じさせ
て酸素プラズマを形成することにより前記カーボンの膜
を除去するものであり、さらに、放電用電極は中空の構
造であって、ガス導入系は、放電用電極内の空間を経由
して保護膜作成チャンバー内にプロセスガスを導入する
ものであり、放電用電極は、基板と対向する面である対
向面を有するとともに、対向面の周縁又はその近傍にガ
ス吹き出し孔が設けられており、ガス吹き出し孔は、ク
リーニング手段が形成する酸素プラズマが進入可能な程
度以上の大きさを有するものであるという構成を有す
る。また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発
明は、前記請求項３の構成において、前記ガス吹き出し
孔は、幅が１ｍｍ以上のスリット、直径１ｍｍ以上の複
数の円形の孔、又は、一辺が１ｍｍ以上の複数の方形の
孔であるという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項５記載の発明は、前記請求項３又は４の
構成において、前記対向面にはガス吹き出し孔が無いと
いう構成を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本願発明の実施の形態（以
下、実施形態）について説明する。図１は、本願発明の
実施形態に係る磁気記録ディスク用成膜装置の概略構成
を示す平面図である。本実施形態の装置は、インライン
式の装置になっている。インライン式とは、複数のチャ
ンバーが一列に縦設され、それらのチャンバーを経由し
て基板の搬送路が設定されている装置の総称である。本
実施形態の装置では、複数のチャンバー１，２，３，
４，５，６，７，８が方形の輪郭に沿って縦設されてお
り、これに沿って方形の搬送路が設定されている。

【００２１】各チャンバー１，２，３，４，５，６，
７，８は、専用又は兼用の排気系によって排気される真
空容器である。各チャンバー１，２，３，４，５，６，
７，８の境界部分には、ゲートバルブ１０が設けられて
いる。基板９は、キャリア９０に搭載されて図１中不図
示の搬送機構によって搬送路に沿って搬送されるように
なっている。複数のチャンバー１，２，３，４，５，
６，７，８のうち、方形の一辺に隣接して配置された二
つのチャンバー１，２が、キャリア９０への基板９の搭
載を行うロードロックチャンバー１及びキャリア９０か
らの基板９の回収を行うアンロードロックチャンバー２
になっている。

【００２２】また、方形の他の三辺に配置されたチャン
バー３，４，５，６，７は、各種処理を行う処理チャン
バーになっている。具体的には、薄膜の作成の前に基板
９を予め加熱するプリヒートチャンバー３と、プリヒー
トされた基板９に下地膜を作成する下地膜作成チャンバ
ー４と、下地膜の作成された基板９に磁性膜を作成する
磁性膜作成チャンバー５と、磁性膜の上に保護膜を作成
する保護膜作成チャンバー６とが設けられている。ま
た、方形の角の部分のチャンバー８は、基板９の搬送方
向を９０度転換する方向転換機構を備えた方向転換チャ
ンバーになっている。

【００２３】キャリア９０は、基板９の周縁を数カ所で
接触保持して基板９を保持するものである。搬送機構
は、磁気結合方式により動力を真空側に導入してキャリ
ア９０を移動させる。キャリア９０は、搬送ラインに沿
って並べられた多数の従動ローラに支持されながら移動
する。このようなキャリア９０及び搬送機構の構成とし
ては、特開平８−２７４１４２号公報に開示された構成
を採用することができる。

【００２４】次に、本実施形態の装置の大きな特徴点を
成す保護膜作成チャンバー６の構成について図２を使用
して説明する。図２は、図１に示す保護膜作成チャンバ
ー６の構成を説明する側面断面概略図である。図２に示
すように、保護膜作成チャンバー６は、排気系６１を備
えた気密な真空容器である。排気系６１は、ターボ分子
ポンプ等の真空ポンプを備えて保護膜作成チャンバー６
内を１０^−４Ｐａ程度まで排気可能に構成されている。

【００２５】また、保護膜作成チャンバー６は、原料と
なるガスを含むプロセスガスを導入するガス導入系６２
と、導入されたプロセスガスにエネルギーを与えてプラ
ズマを形成するプラズマ形成手段６３とを備えている。
ガス導入系６２は、プロセスガスとしてＣＨ_４とＨ_２の
混合ガスを所定の流量で導入できるよう構成されてい
る。

【００２６】プラズマ形成手段６３は、導入されたプロ
セスガスに高周波放電を生じさせてプラズマを形成する
ようになっている。プラズマ形成手段６３は、保護膜作
成チャンバー６内に設けられた放電用電極６３１と、放
電用電極６３１に整合器６３２を介して高周波電力を供
給する放電用電源６３３とから主に構成されている。

【００２７】放電用電極６３１の構成は、本実施形態の
装置の大きな特徴点の一つである。以下、この点につい
て説明する。図２に示すように、放電用電極６３１は、
板状の電極本体６３５と、電極本体６３５を取り囲む電
極カバー６３６とから主に構成されている。図３は、図
２に示す電極本体６３５の斜視概略図である。図４は、
図２及び図３に示す電極本体６３５の取付構造について
示す断面概略図であり、図３のＸ−Ｘの方向における放
電用電極６３１の断面図である。

【００２８】電極本体６３５は、図３に示すように、方
形の両側が半円状に膨らんだような形状となっている。
本実施形態では、二枚の基板９に同時に成膜行うように
なっている。二枚の基板９は、成膜時には、電極本体６
３５の両側の半円状の部分とほぼ同軸上の位置に配置さ
れる。図２に示すように、電極本体６３５の背面（基板
９を臨む面とは反対側の面）と、電極カバー６３６とは
接触しておらず、隙間がある。但し、図４に示すよう
に、電極カバー６３６には部分的に突出した部分があ
り、この部分は電極本体６３５に接触している。また、
図２及び図４に示すように、電極本体６３５の端面と電
極カバー６３６とは接触しておらず、隙間がある。

【００２９】そして、図４に示すように、電極本体６３
５の前面（基板９を臨む面）の周縁に接触するようにし
て取付リング６３７が設けられている。取付リング６３
７は、不図示の取付ネジによって電極カバー６３６の端
部に固定されており、電極本体６３５を電極カバー６３
６に押さえ付けている。

【００３０】また、図３に示すように、電極本体６３５
は、上下左右の縁に凹部が形成されている。この凹部と
取付リング６３７によって、放電用電極６３１の対向面
の周縁にスリット状の孔６３８が形成されるようになっ
ている。このスリット状の孔６３８は、放電用電極６３
１内のプロセスガスを吹き出させて放電用電極６３１と
基板９とが向かい合う空間（以下、対向空間）にを導入
するためのものであり、ガス吹き出し孔である。

【００３１】図２に示すように、ガス導入系６２の配管
は、電極カバー６３６に接続されている。プロセスガス
は、電極カバー６３６と電極本体６３５との隙間にいっ
たん溜まり、その後、電極本体６３５の周縁をまわって
ガス吹き出し孔６３８から対向空間に拡散する。

【００３２】また、本実施形態の装置の別な特徴点は、
電極本体６３５や電極カバー６３６等の放電用電極６３
１を構成する部材の表面がカーボン製となっていること
である。具体的には、図２中に拡大して示すように、例
えば電極本体６３５は、ステンレス又はアルミニウム等
の金属部と、金属部６３５ａの表面に設けたカーボン層
６３５ｂとより成っている。カーボン層６３５ｂは、コ
ーティングや蒸着等の方法により予め形成される。

【００３３】カーボン層６３５ｂは、より詳しくは、カ
ーボングラファイトや、パイロリティックカーボン（熱
分解炭素）より成っている。例えば、アドバンスドセラ
ミックコーポレーション社製のベーサルプレーンパイロ
リティックグラファイト等が使用できる。このような放
電用電極６３１は、絶縁ブロック６３４を介して保護膜
作成チャンバー６に気密に接続されている。そして、放
電用電源６３３は、例えば１３．５６ＭＨｚ５００Ｗ程
度の高周波電力の高周波電極６３１に供給するようにな
っている。

【００３４】上記構成の保護膜作成チャンバー６におい
て、排気系６１によって保護膜作成チャンバー６内が所
定の圧力まで排気され、ガス導入系６２によってプロセ
スガスが所定の流量で導入される。基板９は、キャリア
９０に保持された図２に示す位置に停止している。この
状態で、放電用電源６３３が動作し、放電用電極６３１
に高周波電圧が与えられる。この結果、対向空間に高周
波電界が設定され、プロセスガスに高周波放電が生じて
プロセスガスのプラズマＰが形成される。プラズマＰ中
では、ＣＨ_４ガスの分解反応が生じて、基板９の表面に
カーボンが堆積し、カーボン保護膜が作成されるように
なっている。

【００３５】尚、成膜中に基板９にバイアス電圧を与え
てプラズマ中のイオンを引き出し基板９の表面を衝撃す
るようにすると、膜質の改善や成膜速度の向上といった
効果が得られることが多い。特に、プラズマＣＶＤによ
るカーボン保護膜の作成では、基板９へのバイアス電圧
の印加によりイオン衝撃を行うと、Ｃ−Ｈ結合及びＣの
二重結合が減少してＣ単結合が多くなり、ダイヤモンド
構造の割合が高くなる。即ち、ＤＬＣ膜の構造が容易に
得られる。バイアス電圧の印加は、高周波とプラズマと
の相互作用による自己バイアス電圧によることが多い。
具体的には、キャリア９０に接触したり離れたりするス
イッチを介して高周波電源をキャリア９０に接続し、キ
ャリア９０を介して基板９に高周波電圧を印加するよう
にする。

【００３６】また、本実施形態の装置は、保護膜作成チ
ャンバー６内でのパーティクル発生を防止するため、プ
ラズマクリーニングを行う構成となっている。プラズマ
クリーニングは、前述したように、保護膜作成チャンバ
ー６内に酸素プラズマを形成してアッシングする構成で
ある。具体的には、保護膜作成チャンバー６のガス導入
系６２は、図２に示すように、プロセスガスに代えて酸
素ガスを導入できるようになっている。導入された酸素
ガスは、プロセスガスの場合と同様にプラズマ形成手段
６３によってエネルギーが与えられ、酸素プラズマが形
成される。プラズマ中では酸素イオンや励起酸素（酸素
活性種）等が盛んに生成される。

【００３７】酸素プラズマによるカーボン膜のアッシン
グのメカニズムについて、多少繰り返しになるが、より
詳しく説明する。保護膜作成チャンバー６内の露出面に
堆積するカーボン膜は、水素を含んだ膜であることが多
い。即ち、Ｃ−Ｃ結合の他に、Ｃ−Ｈ結合を含んだ膜で
ある。このようなカーボン膜に化学的な活性な酸素イオ
ンや励起酸素が触れると、Ｃ−Ｃ結合やＣ−Ｈ結合は以
下のような機構により分解される。尚、＊は活性種であ
ることを意味する。Ｏ_２→２Ｏ^＊（又は２Ｏ⁻）（Ｃ−Ｃ）＋４Ｏ^＊（又は４Ｏ⁻）→２ＣＯ_２（又は２ＣＯ＋Ｏ_２）（Ｃ−Ｈ）＋２Ｏ^＊（又は２Ｏ⁻）→ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ分解によって生じたＣＯ_２，ＣＯ，Ｏ_２，Ｈ_２Ｏはいず
れもガスであり、排気系６１によって保護膜作成チャン
バー６から排出される。従って、十分な量の酸素プラズ
マを形成してカーボン膜を酸素プラズマに晒すととも
に、排気系６１の排気速度を十分確保することによっ
て、カーボン膜を保護膜作成チャンバー６から取り除く
ことができる。

【００３８】尚、プラズマクリーニングは、保護膜作成
チャンバー６内に基板９を配置しない状態で行う必要が
ある。基板９が配置されていると、酸素プラズマにより
基板９の表面が酸化されるなどのダメージが生ずるから
である。尚、特開平１１−２２９１５０号公報に開示さ
れているように、プラズマクリーニング中に基板９を退
避させるための専用のチャンバーを設けると好適であ
る。

【００３９】また、図２に示すように、本実施形態の装
置におけるガス導入系６２は、アルゴンガスを導入でき
るようになっている。これは、プラズマクリーニング後
における酸素脱離処理のためのである。具体的に説明す
ると、上記プラズマクリーニングが終了した際、放電用
電極６３１の表面等の保護膜作成チャンバー６内の露出
面には、酸素分子が付着していることがある。この状態
でカーボン保護膜作成を再開すると、カーボン保護膜中
に酸素分子が混入し、硬度低下等の膜質の悪化が生ずる
恐れがある。

【００４０】そこで、本実施形態では、プラズマクリー
ニング終了後、カーボン保護膜作成を再開する前に、保
護膜作成チャンバー６内にアルゴンガスを導入し、同様
に高周波放電によりプラズマを形成する。プラズマ中で
はアルゴンイオンが生成され、このイオンが露出面を衝
撃する。この結果、露出面に付着している酸素分子は弾
き飛ばされ、排気系６１によって保護膜作成チャンバー
６から排出される。従って、カーボン保護膜中に酸素が
混入することが抑制される。

【００４１】次に、図１に示す他の各処理チャンバー
３，４，５の構成について説明する。プリヒートチャン
バー３は、内部に配置された輻射加熱ランプにより基板
９を所定温度まで加熱する構成とされる。プリヒート
は、脱ガス即ち基板９の吸蔵ガスを放出させる目的で行
われる。脱ガスを行わないで成膜を行うと、成膜時の熱
による吸蔵ガスの放出によって膜中に気泡が形成された
り、発泡によって膜の表面が粗くなったりする問題があ
る。このため、プリヒートチャンバー４で、基板９を１
００〜３００℃程度まで予め加熱するようになってい
る。

【００４２】次に、下地膜作成チャンバー４及び磁性膜
作成チャンバー５の構成について説明する。下地膜作成
チャンバー４及び磁性膜作成チャンバー５は、ともにス
パッタリングによって下地膜や磁性膜を作成するように
なっている。両チャンバーの構成は、ターゲットの材質
が異なるのみであり、他の構成は基本的に同じである。
以下の説明では、一例として、磁性膜作成チャンバーの
構成を説明する。図５は、磁性膜作成チャンバー５の構
成を説明する平面断面概略図である。

【００４３】磁性膜作成チャンバー５は、内部を排気す
る排気系５５と、内部にプロセスガスを導入するガス導
入系５６と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設
けたターゲット５７と、ターゲット５７にスパッタ放電
用の電圧を印加するスパッタ電源５８と、ターゲット５
７の背後に設けられた磁石機構５９とから主に構成され
ている。排気系５５は、クライオポンプ等の真空ポンプ
を備えて磁性膜作成チャンバー５内を１０^−６Ｐａ程度
まで排気可能に構成される。ガス導入系５６は、プロセ
スガスとしてアルゴン等のガスを所定の流量で導入でき
るよう構成される。

【００４４】スパッタ電源５８は、ターゲット５７に−
３００Ｖ〜−５００Ｖ程度の負の高電圧を印加できるよ
う構成される。磁石機構５９は、マグネトロン放電を達
成するためのものであり、中心磁石５９１と、この中心
磁石５９１を取り囲むリング状の周辺磁石５９２と、中
心磁石５９１と周辺磁石５９２とをつなぐ板状のヨーク
５９３とから構成される。尚、ターゲット５７や磁石機
構５９は、絶縁ブロック５７１を介して磁性膜作成チャ
ンバー５に固定されている。磁性膜作成チャンバー５は
電気的には接地されている。

【００４５】ガス導入系５６によってプロセスガスを導
入しながら排気系５５によって磁性膜作成チャンバー５
内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電源５８を
動作させる。この結果、スパッタ放電が生じてターゲッ
ト５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７
の材料が基板９に達して基板９の表面に所定の磁性膜が
作成される。例えば、ターゲット５７はＣｏＣｒＴａで
形成され、基板９の表面にＣｏＣｒＴａ膜が作成され
る。尚、図５から分かるように、ターゲット５７、磁石
機構５９及びスパッタ電源５８の組は、磁性膜作成チャ
ンバー５内の基板配置位置を挟んで両側に設けられてお
り、基板９の両面に同時に磁性膜が作成されるようにな
っている。

【００４６】また、図５に示すように、各ターゲット５
７の大きさは、一枚の基板９よりも少し大きい程度とな
っている。キャリア９０は、磁性膜作成チャンバー５内
で移動し、二枚の基板９が順次ターゲット５７の正面に
位置するようになっている。即ち、最初は搬送方向前方
の基板９がターゲット５７の正面に位置する状態となっ
てこの基板９に成膜が行われる。そして、その後、所定
距離前進して搬送方向後方の基板９がターゲット５７の
正面に位置する状態となり、この基板９への成膜が行わ
れる。

【００４７】尚、図１に示すように、さらに別の処理チ
ャンバー７が余っている。この処理チャンバー７は、カ
ーボン保護膜作成後に基板９を冷却する冷却チャンバー
や、表面に潤滑膜を作成する潤滑膜作成チャンバーとし
て構成される。

【００４８】次に、図１を使用して本実施形態の装置の
全体の動作について説明する。まず、ロードロックチャ
ンバー１内で未処理の二枚の基板９が最初のキャリア９
０に搭載される。このキャリア９０はプリヒートチャン
バー３に移動して、基板９がプリヒートされる。この
際、次のキャリア９０への二枚の未処理の基板９の搭載
動作が行われる。１タクトタイムが経過すると、キャリ
ア９０は下地膜作成チャンバー４に移動し、基板９に下
地膜が作成される。この際、次のキャリア９０はプリヒ
ートチャンバー３に移動し、基板９がプリヒートされ、
ロードロックチャンバー１内でさらに次のキャリア９０
への基板９の搭載動作が行われる。

【００４９】このようにして、１タクトタイム毎にキャ
リア９０が移動し、プリヒート、下地膜の作成、磁性膜
の作成、保護膜の作成の順で処理が行われる。そして、
保護膜の作成の後、キャリア９０はアンロードロックチ
ャンバー２に達し、このキャリア９０から処理済みの二
枚の基板９の回収動作が行われる。尚、本実施形態で
は、下地膜作成チャンバー４は二つ設けられている。従
って、最初の下地膜作成チャンバー４で半分の厚さの成
膜を行い、次に下地膜作成チャンバー４で残りの半分の
厚さの成膜を行う。この点は、磁性膜作成チャンバー５
や保護膜作成チャンバー６でも同じである。

【００５０】所定の枚数の基板９について上記処理を行
った後、保護膜作成チャンバー６内に基板９が無い状態
とする。具体的には、専用の退避チャンバーに退避させ
たり、冷却チャンバー等の他の処理チャンバーに退避さ
せたりして、保護膜作成チャンバー６内に基板９が無い
状態とする。この状態で、保護膜作成チャンバー６内を
再度高真空排気する。そして、バルブを切り替え、保護
膜作成チャンバー６内に酸素ガスを導入する。次に、放
電用電源６３３を動作させて酸素プラズマを形成し、前
述したようにプラズマクリーニングを行う。

【００５１】上記カーボン保護膜の作成の際、ガス吹き
出し孔６３８の縁にもカーボン膜が堆積しているが、プ
ラズマクリーニングの際にプラズマが充分にガス吹き出
し孔６３８に拡散するため、ガス吹き出し孔６３８の縁
のカーボン膜は充分にアッシングされて除去される。ガ
ス吹き出し孔６３８は、プラズマが充分に進入できる大
きさを有する。具体的には、スリット状のガス吹き出し
孔６３８の幅（図２にＷで示す）は、最も狭いところで
も１ｍｍ以上である。

【００５２】また、放電用電極６３１の表面がカーボン
より成るので、プラズマクリーニングの際にカーボン膜
がすべて除去されてしまった場合でも、成膜中又はプラ
ズマクリーニング中にカーボン以外の不純物が保護膜作
成チャンバー内に放出されることがない。また、ダミー
のプラズマＣＶＤ処理を行う必要が無いので、生産性が
低下することもない。

【００５３】尚、プラズマクリーニングやプラズマＣＶ
Ｄによる成膜の際に放電用電極６３１の表面はスパッタ
リングされることがあり、放電用電極６３１の表面のカ
ーボン層６３５ｂが削られることがある。従って、カー
ボン層６３５ｂは、相当回数のプラズマクリーニング及
びプラズマＣＶＤを繰り返しても完全に削られることが
無い程度の厚さとすることが必要である。具体的には、
カーボン層６３５ｂの厚さは、２ｍｍ程度以上とするこ
とが好ましい。また、図２から解るように、本実施形態
における放電用電極６３１は、対向面にガス吹き出し孔
を有しない。従って、基板９に平行な面内でガス圧分布
が不均一になって成膜が不均一になる恐れがない。

【００５４】

【実施例】次に、上記実施形態に属する実施例について
説明する。まず、プラズマＣＶＤによるカーボン保護膜
作成は、一例として以下の条件により行うことができ
る。プロセスガス：ＣＨ_４（１００ｃｍ^３／分）＋Ｈ_２（１
００ｃｍ^３／分）保護膜作成チャンバー６内の圧力：４Ｐａ放電用電源：１３．５６ＭＨｚ，７００Ｗ基板９へのバイアス電圧：−１５０Ｖ

【００５５】上記条件により成膜を行うと、０．５ｎｍ
／分程度でカーボン保護膜の作成ができる。そして、作
成されたカーボン保護膜は、硬度３０ＧＰａ程度のＤＬ
Ｃ膜となる。尚、プロセスガスとして、ＣＨ_４のみを使
用する場合もあり、この場合も同様の流量１００ｃｍ^３
／分で良い。上記条件によりプラズマＣＶＤを行う場
合、１０回程度の成膜処理を繰り返した後、プラズマク
リーニングが必要になる。尚、パーティクル仕様（許容
されるパーティクルの数）が厳しい場合には、１回の成
膜処理のたびに行った方が良い場合もある。

【００５６】プラズマクリーニングの具体的な条件とし
ては、以下の通りである。酸素ガスの流量：４００ｃｍ^３／分保護膜作成チャンバー６内の圧力：１０Ｐａ放電用電力：１３．５６ＭＨｚ，７００Ｗまた、前述した酸素分子除去のためのアルゴンの放電条
件の一例について示すと、以下の通りである。アルゴンガスの流量：１００ｃｍ^３／分保護膜作成チャンバー６内の圧力：０．２Ｐａ放電用電力：１３．５６ＭＨｚ，２００Ｗ

【００５７】次に、表面がカーボン層である放電用電極
を使用した場合と、全体がステンレス製の放電用電極と
を使用した場合の比較実験の結果について説明する。図
６は、この実験の結果について示した図である。図６に
結果を示す実験では、表面がカーボン層である放電用電
極と、全体がステンレス製の放電用電極とをそれぞれ使
用し、プラズマＣＶＤ及びプラズマクリーニングを行っ
た。そして、プラズマクリーニング直後のプラズマＣＶ
Ｄにより作成されたカーボン保護膜をラマン分光分析し
た結果を示したのが図６である。図６の横軸はラマン・
シフト、縦軸はラマン光（散乱光）の強度である。尚、
プラズマＣＶＤ及びプラズマクリーニングの条件は、上
記実施例のものと同様である。

【００５８】ＤＬＣ膜のラマン・スペクトルは、一般的
に、９００〜１５００ｃｍ^−１付近のＤＬＣの構造を反
映したピークと、３０００ｃｍ^−１付近にピークを持ち
非常に広いバンドにわたるバックグランドノイズとから
成る分布であるとされている。バックグラウンドノイズ
は、カーボン保護膜が発する蛍光によるものである。蛍
光は、カーボン保護膜がポリマー化している部分で生
じ、ポリマー化しているほど、バックグラウンドノイズ
（蛍光ノイズ）が大きくなる。

【００５９】図６に示すように、実施形態の放電用電極
（表面がカーボン層）の場合には、バックグラウンドノ
イズが小さいのに対し、全体がステンレスの放電用電極
の場合にはバックグラウンドノイズが大きい。そして、
このノイズは、高波数になるほど高くなっており、３０
００ｃｍ^−１付近にピークを持つ蛍光ノイズであると判
断される。つまり、全体がステンレスである放電用電極
の場合、ポリマー化している部分が実施形態の場合に比
べて多いことを図６は示している。

【００６０】そして、膜の硬度について測定してみる
と、実施形態の放電用電極を使用した場合には３０ＧＰ
ａであったのに対し、全体がステンレスの放電用電極を
使用した場合、２５ＧＰａにまで硬度が低下していた。
このように、本実施形態及び本実施例の構成によれば、
硬度の高いカーボン保護膜が作成できる。

【００６１】上記実施形態では、プラズマクリーニング
のための酸素ガスを導入するものとして、プロセスガス
を導入するガス導入系６２が兼用されたが、各々別のも
のを使用しても良い。同様に、プラズマクリーニングの
ためのプラズマを形成する手段としてプラズマＣＶＤ用
のプラズマ形成手段を兼用したが、これも別のものを使
用するようにしても良い。尚、プラズマクリーニングの
際の放電条件とプラズマＣＶＤの際の放電条件とは異な
る場合があるから、放電用電源６３３は出力が可変であ
ることが好ましい。

【００６２】また、上記実施形態では、ガス吹き出し孔
６３８はスリット状であったが、円形又は方形等のもの
を複数設ける構成でも良い。但し、この場合でも、その
大きさはプラズマクリーニングの際にプラズマが進入で
きる大きさとする。具体的には、円形の場合には直径１
ｍｍ以上、方形の場合には辺の長さが１ｍｍ以上であ
る。

【００６３】また、上記実施形態では、ガス吹き出し孔
６３８は、放電用電極６３１の対向面の周縁に位置して
いたが、周縁の近傍でも良い。「周縁の近傍」とは、基
板９に平行な面内でガス圧分布が均一になるよう対向空
間にガスを導入できる範囲内で「近傍」という意味であ
る。

【００６４】また、上記実施形態では、放電用電極６３
１を構成する部材は、金属部と表面のカーボン層より成
るものであったが、全体がカーボン製であっても良い。
但し、金属部があると、ねじ止め等の固定が容易にでき
るというメリットがある。保護膜作成チャンバー６のガ
ス導入系６２は、プロセスガスとして、ＣＨ_４の他、Ｃ
_６Ｈ_５ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_６、Ｃ_２Ｈ_８等のガスを導入する
よう構成される場合もある。

【００６５】上記実施形態では、磁気記録ディスクとし
て専らハードディスクを採り上げたが、フレキシブルデ
ィスクやＺＩＰディスクのような他の磁気記録ディスク
でもよい。また、光磁気ディスク（ＭＯディスク）のよ
うな磁気の作用とともに磁気以外の作用を利用する記録
ディスクについても、本願発明を利用することができ
る。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１記載
の発明によれば、放電用電極の表面がカーボンより成る
ので、プラズマクリーニングの際にカーボン膜がすべて
除去されてしまった場合でも、成膜中又はプラズマクリ
ーニング中にカーボン以外の不純物が保護膜作成チャン
バー内に放出されることがない。また、ダミーのプラズ
マＣＶＤ処理を行う必要が無いので、生産性が低下する
こともない。また、請求項２記載の発明によれば、上記
効果に加え、ガス導入系やプラズマ形成手段がプラズマ
クリーニングとプラズマＣＶＤとで兼用されるので、装
置の構成が簡略化され、装置のコストも安くなる。ま
た、請求項３又は４記載の発明によれば、プラズマクリ
ーニングの際にプラズマが充分にガス吹き出し孔に拡散
するため、ガス吹き出し孔の縁のカーボン膜は充分にア
ッシングされて除去される。また、請求項５記載の発明
によれば、放電用電極は対向面にガス吹き出し孔を有し
ないので、基板に平行な面内でガス圧分布が不均一にな
って成膜が不均一になる恐れが無い

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る磁気記録ディスク用
成膜装置の概略構成を示す平面図である。

【図２】図１に示す保護膜作成チャンバー６の構成を説
明する側面断面概略図である。

【図３】図２に示す電極本体６３５の斜視概略図であ
る。

【図４】図２及び図３に示す電極本体６３５の取付構造
について示す断面概略図であり、図３のＸ−Ｘの方向に
おける放電用電極６３１の断面図である。

【図５】磁性膜作成チャンバー５の構成を説明する平面
断面概略図である。

【図６】表面がカーボン層６３５ｂである放電用電極６
３１を使用した場合と、全体がステンレス製の放電用電
極とを使用した場合の比較実験の結果について示す図で
ある。

【図７】従来の磁気記録ディスク用成膜装置の要部の構
成を示す正面概略図であり、プラズマＣＶＤによってカ
ーボン保護膜を作成する構成が示されている。

【符号の説明】

６保護膜作成チャンバー６１排気系６２ガス導入系６３プラズマ形成手段６３１放電用電極６３３放電用電源６３５電極本体６３５ａ金属部６３５ｂカーボン層６３６電極カバー６３７取付リング６３８ガス吹き出し孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木宏美東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 4K030 AA10 AA17 BA27 DA06 FA03 LA01 LA20 5D112 AA07 BC05 FA10 FB22 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に作成された記録用の磁性膜の上に
カーボンよりなる保護膜を作成する磁気記録ディスク用
成膜装置であって、内部に基板が配置されて前記保護膜が作成される保護膜
作成チャンバーと、保護膜作成チャンバー内の露出面に
堆積したカーボンの膜をプラズマによって除去するプラ
ズマクリーニングを行うクリーニング手段とを備えてお
り、保護膜作成チャンバー内に酸素ガスを導入することが可
能なガス導入系が設けられており、クリーニング手段
は、導入された酸素ガスに放電を生じさせて酸素プラズ
マを形成する放電用電源と、保護膜作成チャンバー内に
表面が露出しているとともに放電用電源によって酸素プ
ラズマ形成用の電圧が印加される放電用電極とから構成
されており、さらに、放電用電極は、保護膜作成チャンバー内に露出
した表面がカーボンより成るものであることを特徴とす
る磁気記録ディスク用成膜装置。
【請求項２】前記ガス導入系には、保護膜作成用のガ
スであるプロセスガスを導入するものが兼用されてお
り、前記放電用電極には、導入されたプロセスガスに放
電を生じさせて前記磁性膜の上に前記カーボンより成る
保護膜が作成されるよう保護膜作成チャンバー内に設け
られたものが兼用されていることを特徴とする磁気記録
ディスク用成膜装置。
【請求項３】基板に作成された記録用の磁性膜の上に
カーボンよりなる保護膜を作成する磁気記録ディスク用
成膜装置であって、内部に基板が配置されて前記保護膜が作成される保護膜
作成チャンバーと、保護膜作成チャンバー内にプロセス
ガスを導入するガス導入系と、導入されたプロセスガス
に放電を生じさせて前記磁性膜の上に前記カーボンより
成る保護膜が作成されるよう保護膜作成チャンバー内に
設けられた放電用電極と、放電用電極に放電用の電圧を
印加する放電用電源と、保護膜作成チャンバー内の露出
面に堆積したカーボンの膜をプラズマによって除去する
プラズマクリーニングを行うクリーニング手段とを備え
ており、ガス導入系は、プロセスガスの他に酸素ガスを導入する
ことが可能であって、クリーニング手段は、導入された
ガスに放電を生じさせて酸素プラズマを形成することに
より前記カーボンの膜を除去するものであり、さらに、放電用電極は中空の構造であって、ガス導入系
は、放電用電極内の空間を経由して保護膜作成チャンバ
ー内にプロセスガスを導入するものであり、放電用電極
は、基板と対向する面である対向面を有するとともに、
対向面の周縁又はその近傍にガス吹き出し孔が設けられ
ており、ガス吹き出し孔は、クリーニング手段が形成する酸素プ
ラズマが進入可能な程度以上の大きさを有するものであ
ることを特徴とする磁気記録ディスク用成膜装置。
【請求項４】前記ガス吹き出し孔は、幅が１ｍｍ以上
のスリット、直径１ｍｍ以上の複数の円形の孔、又は、
一辺が１ｍｍ以上の複数の方形の孔であることを特徴と
する請求項３記載の磁気記録ディスク用成膜装置。
【請求項５】前記対向面にはガス吹き出し孔が無いこ
とを特徴とする請求項３又は４記載の磁気記録ディスク
用成膜装置。