JP2010244640A - 処理装置及びインライン式成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベーキング処理により反応容器内の真空度を短時間で高めることが可能な処理装置を提供する。
【解決手段】被処理基板Ｗが配置される反応容器２と、反応容器２内にガスを導入するガス導入管と、反応容器２内を減圧排気する真空ポンプ１５，１６と、反応容器２の内面に沿って配置されたシールド板３１と、シールド板３１を加熱するベーキングヒータとを備え、ベーキングヒータによりシールド板３１を加熱しながら、真空ポンプ１５，１６により前記反応容器２内を減圧排気する。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧雰囲気下で被処理基板に対して成膜等の処理を行う処理装置、並びにそのような処理装置を備えたインライン式成膜装置に関する。

近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術などの導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、さらに、近年ではＧＭＲヘッドやＴｕＭＲヘッドなども導入され、１年に約１００％ものペースで面記録密度が増加を続けている。

一方、ＨＤＤの磁気記録方式として、いわゆる垂直磁気記録方式が従来の面内磁気記録方式（磁化方向が基板面に平行な記録方式）に代わる技術として、近年急速に利用が広まっている。この垂直磁気記録方式では、情報を記録する記録層の結晶粒子が基板に対して垂直方向に磁化容易軸を持っている。磁化容易軸とは、磁化の向き易い方向を意味し、一般的に用いられているＣｏ合金の場合、Ｃｏのｈｃｐ構造の（０００１）面の法線に平行な軸（ｃ軸）である。垂直磁気記録方式は、このような磁性結晶粒子の磁化容易軸が垂直方向にあることにより、高記録密度が進んだ際にも、記録ビット間の反磁界の影響が小さく、静磁気的にも安定しているという特徴がある。

垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層（配向制御層）、記録磁性層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑膜を塗布形成する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層と呼ばれる磁性膜が下地層の下に設けられている。下地層や中間層は、記録磁性層の特性をより高める目的で形成される。具体的には、記録磁性層の結晶配向を整えると同時に、磁性結晶の形状を制御する働きがある。

上述した磁気記録媒体は、主にスパッタリング法を用いて形成された複数の薄膜を積層して構成されている。このため、磁気記録媒体は、このような磁気記録媒体を構成する各薄膜を成膜する複数のチャンバ（処理装置）を、ゲートバルブを介して一列に接続したインライン式成膜装置を用いて製造されるのが一般的である。ここで、各チャンバは、一対の電極を有する反応容器と、反応容器内にガスを導入するガス導入管と、反応容器内のガスを排気する真空ポンプ等を有して構成される。このインライン式成膜装置では、処理対象となる基板が、各チャンバ内に順次搬送され、各チャンバ内で所定の薄膜が成膜される。したがって、インライン式成膜装置では、基板を一巡させることにより、基板上にチャンバの数に応じた数の薄膜を成膜することができる（例えば、特許文献１を参照。）。

ところで、このようなインライン式成膜装置を用いて磁気記録媒体を製造する際に最も多く発生するトラブルとしては、反応容器内で被処理基板を保持するキャリアからの被処理基板の落下が挙げられる。具体的に、インライン式成膜装置では、被処理基板を保持するキャリアを複数のチャンバの間で順次搬送させながら、被処理基板に対して成膜等の処理を行うが、搬送中にキャリアから被処理基板が落下して、装置を停止させてしまうといったトラブルが発生することがあった。

このようなトラブルが発生した場合には、先ず、反応容器内を大気圧の状態にしてから反応容器を開放し、落下した基板を反応容器から取り出した後、再び反応容器内を減圧してから装置を再稼働する。ここで、反応容器から基板を取り出すまでの作業は数分で終了するものの、その後に反応容器を減圧して装置を再稼働するまでに数時間程度を要するため、磁気記録媒体の生産性が低下するといった問題が発生してしまう。特に、磁気記録媒体を構成する薄膜には、より高い結晶性が要求されるために、反応容器内のベースプレッシャー（最高到達真空度）をより高真空側とし、不純物が少ない環境下で成膜を行う必要がある。したがって、反応容器を減圧するのに要する時間も必然的に長くなる。

反応容器内のベースプレッシャーを高真空とする方法としてベーキング処理がある。ベーキング処理は、反応容器を加熱して壁面温度を高め、壁面に吸着したガスを脱離させ、反応容器内のガスを効率良く排気してベースプレッシャーを下げる方法である。しかしながら、従来のインライン式成膜装置では、複数の反応容器が連結された構造であるために、反応容器全体として大きな容積を有している。そして、それぞれの反応容器には複数の真空ポンプが取り付けられているために、短時間でベーキング処理を行うことが困難であった。特に、インライン式成膜装置の各反応容器は、その内部を高真空状態とするため、耐圧性を有する隔壁によって構成されている。しかしながら、このような隔壁に用いられるステンレスなどの高剛性材料は、熱伝導性が悪く、短時間でのベーキング処理に適していなかった。

特開平８−２７４１４２号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ベーキング処理により反応容器内の真空度を短時間で高めることが可能な処理装置、並びにそのような処理装置を備えたインライン式成膜装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 被処理基板が配置される反応容器と、
前記反応容器内にガスを導入するガス導入手段と、
前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
前記反応容器の内面に沿って配置されたシールド板と、
前記シールド板を加熱する加熱手段とを備え、
前記加熱手段により前記シールド板を加熱しながら、前記減圧排気手段により前記反応容器内を減圧排気することを特徴とする処理装置。
（２） 前記シールド板には、前記反応容器の内面に接触して設けられていることを特徴とする前項（１）に記載の処理装置。
（３） 前記シールド板には、複数の孔部が設けられていることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の処理装置。
（４） 前記シールド板は、前記反応容器を構成する隔壁よりも熱伝導率の高い材料からなることを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の処理装置。
（５） 前記加熱手段として、ベーキングヒータを用いることを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の処理装置。
（６） 前記減圧排気手段は、前記反応容器の上方に配置された上部ポンプ室を介して取り付けられた第１の真空ポンプを有することを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の処理装置。
（７） 前記第１の真空ポンプとして、ターボ分子ポンプを用いることを特徴とする前項（６）に記載の処理装置。
（８） 前記減圧排気手段は、前記反応容器の下方に配置された下部ポンプ室を介して取り付けられた第２の真空ポンプを有することを特徴とする前項（１）〜（７）の何れか一項に記載の処理装置。
（９） 前記第２の真空ポンプとして、クライオポンプを用いることを特徴とする前項（８）に記載の処理装置。
（１０） 前記ガス導入手段は、前記被処理基板の周囲に形成される反応空間にガスを導入するリング状のガス導入管を有することを特徴とする前項（１）〜（９）の何れか一項に記載の処理装置。
（１１） 複数のチャンバと、
前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、前項（１）〜（１０）の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。

以上のように、本発明では、反応容器の内面に沿って配置されたシールド板を加熱しながら、反応容器内を減圧排気することで、反応容器の内面の温度を効率良く高めて、この反応容器の内面に吸着したガス等を効率良く短時間に排気できるため、反応容器内の真空度を短時間で高めることが可能である。

本発明を適用した処理装置の一例を示す一部切欠き断面図である。 図１に示す処理装置の正面図である。 図１に示す処理装置が備えるガス流入管の平面図である。 図１に示す処理装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向と直交する方向から見た側面図である。 図１に示す処理装置が備えるキャリア及び搬送機構を搬送方向側から見た側面図である。 本発明を適用したインライン式成膜装置の一例を示す構成図である。 図６に示すインライン式成膜装置において２つの処理基板に対して交互に処理する場合を示す側面図である。 本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。 本発明を適用して製造されるディスクリート型の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。 磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、本発明を適用した処理装置を備えるインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク装置（磁気記録再生装置）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。

（処理装置）
先ず、図１に示す本発明を適用した処理装置１の一例について説明する。
本発明を適用した処理装置１は、後述する複数のチャンバの間で成膜対象となる基板（被処理基板）Ｗを順次搬送させながら成膜処理等を行うインライン式成膜装置において、１つの処理チャンバを構成するものである。

具体的に、この処理装置１は、図１に示すように、被処理基板Ｗが配置される反応容器２を備え、この反応容器２内には、被処理基板Ｗを保持するホルダ３が取り付けられたキャリア４と、このキャリア４を搬送する搬送機構５とが配置されている。

なお、この処理装置１では、２枚の被処理基板Ｗの両面に対して同時に成膜処理等を行うことが可能である。また、図１において図示されていないものの、キャリア４には２つのホルダ３が搬送方向に直線上に並んで取り付けられている。また、２つのホルダ３は、被処理基板Ｗを縦置き（被処理基板Ｗの主面が重力方向と平行となる状態）に保持している。

反応容器２は、図１及び図２に示すように、その内部を高真空状態とするため、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成された真空容器（チャンバ）であり、互いに対向する正面側隔壁６ａと背面側隔壁６ｂとの間には、扁平状の内部空間７が形成されている。そして、被処理基板Ｗを保持するキャリア４は、この内部空間７の中央部に、搬送機構５は、このキャリア４の下方に、それぞれ配置されている。

また、反応容器２の搬送方向の前後には、隣接する反応容器（チャンバ）との間でキャリア４を通過させる通路（図示せず）と、これらの通路を開閉する一対のゲートバルブ２Ａとが設けられている。すなわち、反応容器２は、隣接するチャンバとはゲートバルブ２Ａを介して接続されている。

また、反応容器２内には、キャリア４に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向するように、計４つのバッキングプレート８が配置されている。そして、これら４つのバッキングプレート８の被処理基板Ｗと対向する面（表面）には、ターゲットＴが取り付けられている。また、各バッキングプレート８は、図示を省略する高周波電源（又はマイクロ波電源）と接続されており、この高周波電源からバッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加することが可能となっている。

処理装置１は、図１及び図３に示すように、反応容器２内にガスを導入するガス導入管（ガス導入手段）９を備えている。このガス導入管９は、円盤状の被処理基板Ｗに対応してリング状に形成された環状部９ａを有し、この環状部９ａに接続された連結部９ｂを介してガス供給源１０と接続されている。また、ガス導入管９の環状部９ａは、被処理基板ＷとターゲットＴとの間に形成される反応空間Ｒの周囲を囲むように配置されている。さらに、この環状部９ａの内周部には、複数のガス放出口９ｃが周方向に並んで設けられており、ガス導入管９は、これら複数のガス放出口９ｃからその内側にある被処理基板Ｗに向かって、ガス供給源１０から供給されたガスＧを放出することが可能となっている。

なお、ガス放出口９ｃの口径については、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量を一定とするため、各ガス放出口９ｃの口径を変化させた構成とすることが好ましい。具体的には、各ガス放出口９ｃから放出されるガスＧの量が一定となるように、連結部９ｂからの距離に応じて、ガス放出口９ｃの口径を大きくすることが好ましい。

また、ガス導入管９とガス供給源１０との間の配管には、図示を省略する調整バルブが設けられている。処理装置１では、この調整バルブの開閉を制御すると共に、この調整バルブを介してガス導入管９に供給されるガスＧの流量を調整することが可能となっている。

各バッキングプレート８のターゲットＴとは反対側の面（裏面）には、それぞれ磁界を発生させるマグネット（磁界発生手段）１１が配置されている。各マグネット１１は、駆動モータ１２の回転軸１２ａに取り付けられて、駆動モータ１２によりバッキングプレート８と平行な面内で回転駆動される。

反応容器２の正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この反応容器２の内側に臨む開口部１３が設けられている。この開口部１３は、上記ホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗの両面にそれぞれ対向する位置に、上述したターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８、ガス導入管９、並びにマグネット１１が取り付けられた駆動モータ１２（以下、まとめて処理ユニット１Ａという。）を配置するのに十分な大きさで長円状（レーストラック状）に形成されている。また、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂには、この開口部１３の周囲を気密に封止する筒状のハウジング１４が取り付けられており、上記駆動モータ１２は、このハウジング１４の内側に固定支持されている。なお、正面側隔壁６ａ及び背面側隔壁６ｂは、メンテナンス等の際に反応容器２を開放するため、反応容器２に対して開閉自在に取り付けられている。

処理装置１は、図１に示すように、反応容器２内を減圧排気する減圧排気手段として、反応容器２の上方に配置された第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に配置された第２の真空ポンプ１６とを備えている。

第１の真空ポンプ１５は、反応容器２の上方に配置された上部ポンプ室１７Ａを介して取り付けられたターボ分子ポンプである。このターボ分子ポンプは、潤滑油を使用しない構成のため、清浄度（クリーン度）が高く、また、排気速度が大きいため、高い真空度が得られる。さらに、反応性の高いガスを排気するのに適している。

上部ポンプ室１７Ａは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の上部に取り付けられて、この反応容器２の内部空間７と連続した内部空間７Ａを形成している。そして、第１の真空ポンプ１５は、この上部ポンプ室１７Ａの両側面にそれぞれ対向した状態で取り付けられている。

一方、第２の真空ポンプ１６は、反応容器２の下方に配置された下部ポンプ室１７Ｂを介して取り付けられたクライオポンプである。クライオポンプは、極低温を作り出し、内部の気体を凝縮又は低温吸着することで高い真空度が得られ、特に、排気速度やクリーン度の点においてターボ分子ポンプよりも優れている。

下部ポンプ室１７Ｂは、耐圧性を有する隔壁によって気密に構成されており、反応容器２の内部空間７とは反応容器２の底壁６ｃに形成された孔部６ｄを介して連通されている。そして、第２の真空ポンプ１６は、この下部ポンプ室１７Ｂの側面に接続されている。

処理装置１では、これら第１の真空ポンプ１５及び第２の真空ポンプ１６の駆動を制御しながら、反応容器２内を減圧したり、反応容器２内に導入されたガスを排気したりすることが可能となっている。

キャリア４は、図１及び図４に示すように、板状を為す支持台１８の上部に２つのホルダ３が支持台１８と平行に取り付けられた構造を有している。ホルダ３は、被処理基板Ｗの厚さの１〜数倍程度の厚さを有する板材３ａに、被処理基板Ｗの外径よりも僅かに大径となされた円形状の孔部３ｂが形成されて、この孔部３ｂの内側に被処理基板Ｗを保持する構成となっている。

具体的に、ホルダ３の孔部３ｂの周囲には、被処理基板Ｗを支持する複数の支持アーム１９が弾性変形可能に取り付けられている。これら複数の支持アーム１９は、孔部３ｂの内側に配置された被処理基板Ｗの外周部を、その外周上の最下位に位置する下部側支点と、この下部側支点を通る重力方向に沿った中心線に対して対称となる外周上の上部側に位置する一対の上部側支点との３点で支持するように、板材３ａの孔部３ｂの周囲に所定の間隔で３つ並んで設けられている。

各支持部材１９は、Ｌ字状に折り曲げられた板バネからなり、その基端側がホルダ３に固定支持されると共に、その先端側が孔部３ｂの内側に向かって突出された状態で、それぞれホルダ３の孔部３ｂの周囲に形成されたスリット３ｃ内に配置されている。また、各支持部材１９の先端部には、図示を省略するものの、それぞれ被処理基板Ｗの外周部が係合される溝部が設けられている。

そして、ホルダ３は、これら３つの支持アーム１９に被処理基板Ｗの外周部を当接させながら、各支持アーム１９の内側に嵌め込まれた被処理基板Ｗを着脱自在に保持することが可能となっている。なお、ホルダ３に対する被処理基板Ｗの着脱は、下部側支点の支持アーム１９を下方に押し下げることにより行うことができる。

搬送機構５は、図１、図４及び図５に示すように、キャリア４を非接触状態で駆動する駆動機構２０と、搬送されるキャリア４をガイドするガイド機構２１とを有している。
駆動機構２０は、キャリア４の下部にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置された複数の磁石２２と、その下方にキャリア４の搬送方向に沿って配置された回転磁石２３とを備え、この回転磁石２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが二重螺旋状に交互に並んで形成されている。

駆動機構２０には、回転磁石２２の周囲を囲む真空隔壁２４が設けられており、この真空隔壁２４によって反応容器２の内部空間７とは隔離された空間（大気側）に回転磁石２２を配置している。また、真空隔壁２４は、複数の磁石２２と回転磁石２３とが磁気的に結合されるように透磁率の高い材料で形成されている。

回転磁石２２は、回転モータ２５により回転駆動される回転軸２６と互いに噛合されるギア機構２７を介して連結されている。これにより、回転モータ２５からの駆動力を回転軸２６及びギア機構２７を介して回転磁石２３に伝達しながら、この回転磁石２３を軸回りに回転することが可能となっている。

そして、この駆動機構２０は、複数の磁石２２と回転磁石２３とを非接触で磁気的に結合させながら、回転磁石２３を軸回りに回転させることにより、キャリア４を回転磁石２３の軸方向に沿って直線駆動する。

ガイド機構２１は、水平軸回りに回転自在に支持された複数の主ベアリング２８を有し、これら複数の主ベアリング２８は、キャリア４の搬送方向に直線上に並んで設けられている。一方、キャリア４は、支持台１８の下部側に複数の主ベアリング２８が係合される溝部が形成されたガイドレール２９を有している。

また、ガイド機構２１は、垂直軸回りに回転自在に支持された一対の副ベアリング３０を有し、これら一対の副ベアリング３０は、その間にキャリア４を挟み込むように対向して配置されている。さらに、これら一対の副ベアリング３０は、複数の主ベアリング２８と同様に、キャリア４の搬送方向に直線上に複数並んで設けられている。

そして、このガイド機構２１は、ガイドレール２９の溝部に複数の主ベアリング２８を係合させた状態で、これら複数の主ベアリング２８の上を移動するキャリア４を案内すると共に、一対の副ベアリング３０の間でキャリア４を挟み込むことによって、移動中にキャリア４が傾くことを防止している。

なお、主ベアリング２８及び副ベアリング３０は、機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保するため、転がり軸受によって構成されている。そして、この転がり軸受は、図示を省略するものの、反応容器２内に設けられたフレームに固定された支軸に回転自在に取り付けられている。

以上のような構造を有する処理装置１では、バッキングプレート８を介してターゲットＴに高周波電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、ターゲットＴの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマ中のイオンをターゲットＴの表面に衝突させることにより、ターゲットＴから叩き出されたターゲット粒子を被処理基板Ｗ上に堆積して薄膜を形成することが可能である。

また、この処理装置１では、上記ターゲットＴが取り付けられたバッキングプレート８を配置する代わりに、カソード電極を配置した場合、被処理基板Ｗにバイアス電圧を印加し、ガス導入管９から導入されたガスをイオン化して、被処理基板Ｗの周囲（反応空間Ｒ）にプラズマを発生させながら、このプラズマに被処理基板Ｗの表面を曝すことにより、曝露領域の改質を行うことが可能である。

ところで、本発明を適用した処理装置１は、図１及び図２に示すように、反応容器２の内面に沿って配置されたシールド板３１と、このシールド板３１を加熱するベーキングヒータ（加熱手段）３２とを備えており、ベーキングヒータ３２によりシールド板３１を加熱しながら、上記第１及び第２の真空ポンプ１５，１６により反応容器２内を減圧排気することで、反応容器２内をベーキング処理することが可能となっている。

具体的に、シールド板３１は、上記反応容器２を構成する隔壁よりも熱伝導率の高い材料からなり、上記反応容器２を構成する隔壁が、例えば鉄や、ステンレス、インコネル、ハイマンガン鋼などの高剛性材料からなるのに対して、シールド板３１は、例えば銅や、アルミニウム、又はそれらの合金などの上記隔壁よりも熱伝導率の高い材料からなっている。また、シールド板３１は、反応容器２の内面に接触して設けられていることが好ましく、上記反応容器２のキャリア４が通過する通路及び上記開口部１３を除く内面を覆うように設けられている。

シールド板３１は、ベーキング処理の際にガスの通り道となる複数の孔部（図示せず。）を設けた構成としてもよい。この孔部の大きさについては、なるべく大きい方がよいものの、大きくなり過ぎると、反応容器２の内面との接触面積が低下してしまうため、反応容器２の内面に対する加熱効果が低下してしまう。また、スパッタリングの際にターゲットＴから飛散したターゲット粒子が反応容器２の内面に付着することを防止するシールド板としての役割を果たさなくなる。したがって、このような観点から、孔部の直径については、反応容器２の大きさにもよるものの、１〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは３〜７ｍｍの範囲である。また、シールド板３１に形成される複数の孔部の配置（密度）については、孔部の大きさにもよるものの、隣接する孔部の間隔（最内距離）を５〜１００ｍｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは２０〜７０ｍｍの範囲である。

この処理装置１では、上記反応容器２の他にも、上記ポンプ室１７Ａ，１７Ｂの内面に、上記シールド板３１と同様のシールド板３１Ａ，３１Ｂと、これらシールド板３１Ａ，３１Ｂを加熱するベーキングヒータ３２Ａ，３２Ｂが設けられている。

ベーキングヒータ３２，３２Ａ，３２Ｂは、線状又はリボン状の発熱体（電熱線）からなり、上記シールド板３１，３１Ａ，３１Ｂを均一に加熱するため、各シールド板３１，３１Ａ，３１Ｂの表面に這わせるように、各シールド板３１，３１Ａ，３１Ｂに接触させた状態で設けられている。また、ベーキングヒータ３２，３２Ａ，３２Ｂには、シールド板３１，３１Ａ，３１Ｂとの電気的な絶縁を図るため、シースヒータを用いることが好ましい。

そして、この処理装置１で反応容器２内をベーキング処理する際は、電流を流すことにより発熱したベーキングヒータ３２，３２Ａ，３２Ｂでシールド板３１，３１Ａ，３１Ｂを加熱する。この状態で第１及び第２の真空ポンプ１５，１６によって反応容器２内を減圧排気する。

ここで、従来の反応容器２内に配置されているシールド板は、反応容器２の内面から脱離するガスの排気を阻害しないように、反応容器２の内面から離間して設けられている。これに対して、本発明では、シールド板３１を反応容器２の内面に接触した状態とし、このシールド板３１をベーキングヒータ３２で加熱する。また、本発明では、上述した熱伝導率の高い材料からなるシールド板２１を用いているため、このシールド板３１を加熱することで反応容器２の内面を短時間で目標温度まで加熱することができる。

そして、このようなシールド板３１からの伝熱によって反応容器２の内面を間接的に加熱しながら、反応容器２の内面に吸着したガスを効率良く短時間で脱離させることが可能となっている。また、反応容器２の内面から脱離したガスは、シールド板３１に設けられた複数の孔部を通じて、第１及び第２の真空ポンプ１５，１６により効率良く排気することが可能である。

以上のように、本発明を適用した処理装置１では、このようなベーキング処理によって、反応容器２の内面に吸着したガスを効率良く短時間で排気し、反応容器２内の真空度を短時間で高めることが可能である。

また、本発明を適用した処理装置１では、上述したベーキング処理を速やかに実施できるため、この処理装置１を磁気記録媒体を製造するインライン式成膜装置に適用した場合には、その装置の稼働率を高めて、磁気記録媒体の生産性を高めることが可能である。

なお、反応容器２の内面を加熱する温度（ベーキング温度）については、この反応容器２の内面に吸着しているガスを脱離させるためには高い方がよいものの、あまり高くし過ぎると、反応容器２に付属している樹脂等の耐熱性の低い部品が燃焼してしまう虞れがある。したがって、ベーキング温度については、これらの部品の耐熱温度以下とすることが好ましく、一方、反応容器２の内面に吸着しているガスとして最も多い水を脱離するため、水の沸点以上とすることが好ましい。

また、シールド板３１，３１Ａ，３１Ｂを加熱する時間については、反応容器２の内面に吸着しているガスを脱離させるためには長い方がよいものの、あまり長くし過ぎると、処理装置１の稼働時間が短くなり、生産性が低下することになる。したがって、要求されるベースプレッシャーに応じて、適切な範囲で加熱時間を選択する必要がある。

なお、本発明では、上記３つのシールド板３１，３１Ａ，３１Ｂのうち、反応容器２の内面に設けられたシールド板３１を加熱することが、上述したベーキング処理により反応容器２内の真空度を短時間で高める上で最も効果的である。

すなわち、反応容器２の内面に吸着したガスは、スパッタリング時に反応空間Ｒを通過する可能性が高く、磁気記録媒体を製造する際に最も影響を及ぼすからである。一方、上記ポンプ室１７Ａ，１７Ｂの内面にも吸着したガスは存在するものの、これらのガスは、脱離しても各ポンプ室１７Ａ，１７Ｂに接続された第１及び第２の真空ポンプ１５，１６によって速やかに排気されるため、磁気記録媒体を製造する際の影響は反応容器２の内面に吸着したガスほど大きくはない。

また、本発明において、上記反応容器２のキャリア４が通過する通路及び上記開口部１３を除いてシールド板３１を配置したのは、例えば、上記処理ユニット１ＡのターゲットＴを覆ってしまうと、スパッタリングによる成膜を行うことが阻害されるからである。また、ターゲットＴの周囲は成膜時に高温となるため、この部分に吸着しているガスは、速やかに脱離して、成膜に及ぼす影響が長くは続かないからである。さらに、上記反応容器２のキャリア４が通過する通路についても、この部分をシールド板３１で覆ってしまうと、キャリア４の搬送を阻害してしまうからである。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記処理装置１では、反応容器２の両側面に２つの第１の真空ポンプ１５と、反応容器２の下方に１つの第２の真空ポンプ１６とが配置された構成となっているが、これら真空ポンプ１５，１６の配置や数については適宜変更して実施することが可能である。例えば、反応容器２内を減圧排気するのに要する時間は、真空ポンプ１５，１６の数が多くなるほど短縮されるものの、第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数が余り多くなると、処理装置１の大型化や消費電力の増大を招くため、このような観点から第１及び第２の真空ポンプ１５，１６の数を決定することが望ましい。

なお、上記第２の真空ポンプ１６に使用されるクライオポンプは、外部に排出する構造のターボ分子ポンプとは異なり、内部に溜め込む構造のため、一定期間ごとにメンテナンスする必要がある。また、反応容器２内に導入されるガスが反応性の高いガスである場合には、上述したターボ分子ポンプからなる第１の真空ポンプ１５を用いて、反応容器２の外部へと排気することが望ましい。これにより、反応後のガスが反応空間７の下方に流れて、上記搬送機構５を構成するベアリング２８，３０等の金属部品が腐食してしまうことを防ぎつつ、反応容器２内をクリーンな状態に保つことが可能である。なお、上記第２の真空ポンプ１６には、クライオポンプの代わりに、ターボ分子ポンプを用いることも可能である。

（インライン式成膜装置）
次に、図６に示す上記処理装置１を備えたインライン式成膜装置５０の構成について説明する。
このインライン式成膜装置５０は、図６に示すように、基板移送用ロボット室５１と、基板移送用ロボット室５１上に設置された基板移送用ロボット５２と、基板移送用ロボット室５１に隣接する基板取付用ロボット室５３と、基板取付用ロボット室５３内に配置された基板取付用ロボット５４と、基板取付用ロボット室５３に隣接する基板交換室５５と、基板交換室５５に隣接する基板取外用ロボット室５６と、基板取外用ロボット室５６内に配置された基板取外用ロボット５７と、基板交換室５５の入側と出側との間に並んで配置された複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１と、複数のコーナー室７２〜７５と、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で順次搬送される複数の上記キャリア４とを備えて概略構成されている。

また、基板交換室５５の入側から出側に至る各室の間には、開閉自在なゲートバルブ７６〜９３が設けられている。各チャンバ５８〜７１は、これらゲートバルブ７６〜９３を閉状態とすることで、それぞれ独立した密閉空間を形成することが可能となっている。

基板移送用ロボット５２は、成膜前の非処理基板Ｗが収納されたカセット（図示せず。）から、基板取付用ロボット室５４に被処理基板Ｗを供給すると共に、基板取外用ロボット室５６から成膜後の被処理基板Ｗを回収するためのものである。また、基板移送用ロボット室５１と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６の間には、それぞれ開閉自在なゲート部９４，９５が設けられている。さらに、基板交換室５５と基板取付用及び基板取外用ロボット室５３，５６との間にも、それぞれ開閉自在なゲート部９６，９７が設けられている。

基板取付用ロボット５４は、基板交換室５５内にあるキャリア４に成膜前の被処理基板Ｗを取り付ける一方、基板取外用ロボット５７は、基板交換室５５内にあるキャリア４から成膜後の被処理基板Ｗを取り外す。

複数の処理チャンバ５８〜７０及び予備チャンバ７１は、基本的に上記処理装置１の反応容器２と同様の構成を有しており、各処理チャンバ５８〜７０の両側面には、上記キャリア４に保持された被処理基板Ｗに対する処理内容に応じた処理ユニット１Ａが配置されている。また、各チャンバ５８〜７１には、図示を省略するものの、上述した真空ポンプが接続されており、これら真空ポンプの動作によって各チャンバ５８〜７１を個別に減圧排気することが可能となっている。また、各コーナー室７２〜７５には、キャリア４の移動方向を変更するための回転機構（図示せず。）が設けられている。

そして、このインライン式成膜装置５０では、基板交換室５５の入側から出側に至る各チャンバ５８〜７１及びコーナー室７２〜７５の間で複数のキャリア４を順次搬送させながら、各キャリア４に保持された被処理基板Ｗ（図６において図示せず。）に対して成膜処理等を行うことが可能となっている。

なお、本実施形態では、上記キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗを同時に処理することが可能であるが、一方のホルダ３に保持された被処理基板Ｗのみに処理を行う構成である場合には、例えば図７中の実線で示すように、キャリア４の一方のホルダ３Ａに保持された被処理基板Ｗ１に対して処理を行った後、図７中の破線で示すように、反応容器２内でキャリア４の位置をずらし、キャリア４の他方のホルダ３Ｂ（図６中に破線で示す。）に保持された被処理基板Ｗ２に対して処理を行う。これにより、キャリア４のホルダ３に保持された２つの被処理基板Ｗ１，Ｗ２に対して交互に処理を行うことが可能である。

（磁気記録媒体）
次に、上記インライン式成膜装置５０を用いて製造される磁気記録媒体について説明する。
上記インライン式成膜装置５０を用いて製造される磁気記録媒体は、例えば図８に示すように、上記被処理基板Ｗとなる非磁性基板１００の両面に、軟磁性層１０１、中間層１０２、記録磁性層１０３及び保護層１０４が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜１０５が形成された構造を有している。また、軟磁性層８１、中間層８２及び記録磁性層８３によって磁性層１０６が構成されている。

非磁性基板１００としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金などのＡｌを主成分としたＡｌ合金基板、ソーダガラスやアルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラスなどのガラス基板、シリコン基板、チタン基板、セラミックス基板、樹脂基板等の各種基板を挙げることができるが、その中でも、Ａｌ合金基板や、ガラス基板、シリコン基板を用いることが好ましい。また、非磁性基板１００の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｎｍ以下である。

磁性層１０６としては、面内磁気記録媒体用の水平磁性層と、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層とに大別することができるが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層を用いることが好ましい。また、磁性層１０６には、Ｃｏを主成分とするＣｏ合金を用いることが好ましい。具体的に、垂直磁性層の場合には、例えば、軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、Ｃｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層１０１と、Ｒｕ等からなる中間層１０２と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ_２合金からなる記録磁性層１０３とを積層したものなどを用いることができる。また、軟磁性層８１と中間層８２との間に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を介在させてもよい。一方、水平磁性層の場合には、例えば、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などを用いることができる。

また、磁性層１０６は、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分な磁気ヘッドの出入力特性が得られるような厚みで形成する必要がある。一方、磁性層１０６は、再生時に一定以上の出力を得るため、ある程度の厚みが必要となるものの、記録再生特性を表す諸パラメータは出力の上昇と共に劣化するのが通例であるため、これらを考慮して最適な厚みを設定する必要がある。具体的に、磁性層１０６の全体の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。

保護層１０４には、磁気記録媒体において通常使用される材料を用いればよく、そのような材料として、例えば、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨＸＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質材料や、ＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなどを挙げることができる。また、保護層１０４は、２層以上積層したものであってもよい。保護層１０４の厚みは、１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと磁性層１０６との距離が大きくなり、十分な入出力特性が得られなくなるため、１０ｎｍ未満とすることが好ましい。

潤滑膜１０５は、例えば、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等からなる潤滑剤を保護層１０４上に塗布することにより形成することができる。また、潤滑膜１０５の膜厚は、通常は１〜４ｎｍ程度である。

また、磁気記録媒体に対しては、上記インライン式成膜装置５０を用いて、記録磁性層１０３に反応性プラズマ処理やイオン照射処理を施し、記録磁性層１０３の磁気特性の改質を行うことができる。例えば図９に示す磁気記録媒体は、記録磁性層１０３に形成された磁気記録パターン１０３ａが非磁性領域１０３ｂによって分離されてなる、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体である。

このディスクリート型の磁気記録媒体については、例えば、磁気記録パターン１０３ａが１ビットごとに一定の規則性をもって配置されたパターンドメディアや、磁気記録パターン１０３ａがトラック状に配置されたメディア、磁気記録パターン１０３ａがサーボ信号パターン等を含んだメディアなどを挙げることができる。

また、ディスクリート型の磁気記録媒体は、その記録密度を高めるために、記録磁性層１０３のうち、磁気記録パターン１０３ａとなる部分の幅Ｌ１を２００ｎｍ以下、非磁性化領域１０３ｂとなる部分の幅Ｌ２を１００ｎｍ以下とすることが好ましい。また、この磁気記録媒体のトラックピッチＰ（＝Ｌ１＋Ｌ２）は、３００ｎｍ以下とすることが好ましく、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましい。

このようなディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層１０３の表面にマスク層を設け、この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る。これにより、記録磁性層１０３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た非磁性領域１０３ｂを形成することによって得ることができる。

ここで、記録磁性層１０３の磁気特性の改質とは、記録磁性層１０３をパターン化するために、記録磁性層１０３の保磁力、残留磁化等を部分的に変化させることを言い、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを言う。

具体的に、記録磁性層１０３の磁気特性を改質する際は、反応性プラズマや反応性イオンに曝した箇所の記録磁性層１０３の磁化量を、当初（未処理）の７５％以下、より好ましくは５０％以下、保磁力を当初の５０％以下、より好ましくは２０％以下とすることが好ましい。これにより、磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることができる。

また、磁気特性の改質は、すでに成膜された記録磁性層１０３を反応性プラズマや反応性イオン等に曝し、磁気記録トラックやサーボ信号パターンを分離する箇所（非磁性領域１０３ｂ）を非晶質化することによっても実現することができる。

ここで、記録磁性層１０３を非晶質化するとは、記録磁性層１０３の結晶構造を改変することを言い、記録磁性層１０３の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の状態とすることを言う。具体的に、記録磁性層１０３を非晶質化する際は、記録磁性層１０３の原子配列を粒径２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることが好ましい。なお、このような記録磁性層１０３の原子配列状態は、Ｘ線回折や電子線回折などの分析手法によって、結晶面を表すピークが認められず、ハローのみが認められる状態として確認することが可能である。

（磁気記録再生装置）
上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置としては、例えば図１０に示すようなハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）を挙げることができる。この磁気記録再生装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク２００と、磁気ディスク２００を回転駆動させる媒体駆動部２０１と、磁気ディスク２０１に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド２０２と、磁気ヘッド２０２を磁気ディスク２００の径方向に移動させるヘッド駆動部２０３と、磁気ヘッド２０２への信号入力と磁気ヘッド２０２から出力信号の再生とを行うための信号処理系２０４とを備えている。

この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を磁気ディスク２００として用いた場合に、この磁気ディスク２００に磁気記録を行う際の書きにじみを無くし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を用いることで、記録密度の高い磁気記録再生装置を得ることが可能となる。

また、この磁気記録再生装置では、記録トラックを磁気的に不連続に加工することにより、従来はトラックエッジの磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができ、これによって十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることが可能となる。

また、この磁気記録再生装置では、磁気ヘッド２０２の再生部をＧＭＲヘッド又はＴＭＲヘッドで構成することによって、高記録密度においても十分な信号強度を得ることが可能となる。さらに、磁気ヘッド２０２を従来より低く浮上させる、具体的には、この磁気ヘッド２０２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍの範囲とすることで、出力の向上により高いＳＮＲを得ることができ、大容量で信頼性の高い磁気記録再生装置とすることが可能となる。

さらに、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせると、更なる記録密度の向上を図ることが可能となる。例えば、トラック密度１００ｋトラック／インチ以上、線記録密度１０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり１００Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも、十分なＳＮＲを得ることが可能となる。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１）
実施例１では、上記図１に示す処理装置１について、そのベースプレッシャーを実際に測定した。
なお、上記処理装置１の容積は、反応容器２が約６０リットル、上部ポンプ室１７Ａが約２０リットル、下部ポンプ室１７Ｂが約５リットルである。また、上部ポンプ室１７Ａに取り付けられた２台の第１の真空ポンプ１５は、排気速度９４７リットル／秒（計２台での計算値）のターボ分子ポンプである。一方、下部ポンプ室１７Ｂに取り付けられた１台の第２の真空ポンプ１６は、排気速度２９７リットル／秒（計算値）のターボ分子ポンプである。反応容器２の内面には、厚さ２ｍｍのアルミニウム合金製のシールド板３１が、この反応容器２の内面に密着した状態で取り付けられている。また、シールド板３１には、直径５ｍｍの孔部が３０ｍｍ間隔で複数並んで設けられている。ベーキングヒータ３２は、このシールド板の表面に這わせるようにシースヒータを配置している。さらに、反応容器２内にある４つのバッキングプレート８には、直径６インチのターゲットＴが取り付けられている。

そして、この処理装置１では、第１及び第２の真空ポンプ１５，１６で反応容器２内を減圧しながら、ベーキングヒータ３２によりシールド板３１を加熱した。なお、ベーキング温度は３００℃とし、加熱時間は６０分とした。加熱後、反応容器２を２０分間冷却し、この反応容器２内の真空度を測定したところ、１×１０^−５Ｐａであった。

（比較例１）
比較例１では、シールド板３１の加熱を行わずに８０分間の減圧のみを行った以外は、実施例１と同様の方法でベースプレッシャーの測定を行った。その結果、反応容器２内の真空度は、７×１０^−５Ｐａであった。

１…処理装置 １Ａ…処理ユニット ２…反応容器 ２Ａ…ゲートバルブ ３…ホルダ３ ４…キャリア ５…搬送機構 ６ａ…正面側隔壁 ６ｂ…背面側隔壁 ６ｃ…底壁 ６ｄ…孔部 ７，７Ａ…内部空間 ８…バッキングプレート（カソード電極） ９…ガス導入管（ガス導入手段）１０…ガス供給源 １１…マグネット（磁界発生手段） １２…駆動モータ １３…開口部 １４…ハウジング １５…第１の真空ポンプ（減圧排気手段） １６…第２の真空ポンプ（別の減圧排気手段） １７Ａ…上部ポンプ室 １７Ｂ…下部ポンプ室 １８…支持台 １９…支持アーム ２０…駆動機構 ２１…ガイド機構 ２２…磁石 ２３…回転磁石 ２４…真空隔壁 ２５…回転モータ ２６…回転軸 ２７…ギア機構 ２８…主ベアリング ２９…ガイドレール ３０…副ベアリング ３１，３１Ａ，３１Ｂ…シールド板 ３２，３２Ａ，３２Ｂ…ベーキングヒータ Ｗ…被処理基板 Ｔ…ターゲット Ｒ…反応空間 Ｇ…ガス
５０…インライン式成膜装置 ５１…基板移送用ロボット室 ５２…基板移送用ロボット ５３…基板取付用ロボット室 ５４…基板取付用ロボット ５５…基板交換室 ５６…基板取外用ロボット室 ５７…基板取外用ロボット ５８〜７０…処理チャンバ ７１…予備チャンバ ７２〜７５…コーナー室 ７６〜９３…ゲートバルブ ９４〜９７…ゲート部
１００…非磁性基板 １０１…軟磁性層 １０２…中間層 １０３…記録磁性層 １０３ａ…磁気記録パターン １０３ｂ…非磁性化領域 １０４…保護層 １０５…潤滑膜 １０６…磁性層 １０７…マスク層 １０８…レジスト層 １０９…スタンプ
２００…磁気ディスク ２０１…媒体駆動部 ２０２…磁気ヘッド ２０３…ヘッド駆動部 ２０４…信号処理系

Claims (11)

1. 被処理基板が配置される反応容器と、
   前記反応容器内にガスを導入するガス導入手段と、
   前記反応容器内を減圧排気する減圧排気手段と、
   前記反応容器の内面に沿って配置されたシールド板と、
   前記シールド板を加熱する加熱手段とを備え、
   前記加熱手段により前記シールド板を加熱しながら、前記減圧排気手段により前記反応容器内を減圧排気することを特徴とする処理装置。
2. 前記シールド板には、前記反応容器の内面に接触して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記シールド板には、複数の孔部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の処理装置。
4. 前記シールド板は、前記反応容器を構成する隔壁よりも熱伝導率の高い材料からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の処理装置。
5. 前記加熱手段として、ベーキングヒータを用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の処理装置。
6. 前記減圧排気手段は、前記反応容器の上方に配置された上部ポンプ室を介して取り付けられた第１の真空ポンプを有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の処理装置。
7. 前記第１の真空ポンプとして、ターボ分子ポンプを用いることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
8. 前記減圧排気手段は、前記反応容器の下方に配置された下部ポンプ室を介して取り付けられた第２の真空ポンプを有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の処理装置。
9. 前記第２の真空ポンプとして、クライオポンプを用いることを特徴とする請求項８に記載の処理装置。
10. 前記ガス導入手段は、前記被処理基板の周囲に形成される反応空間にガスを導入するリング状のガス導入管を有することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の処理装置。
11. 複数のチャンバと、
    前記複数のチャンバ内で被処理基板を保持するキャリアと、
    前記キャリアを前記複数のチャンバの間で順次搬送させる搬送機構とを備え、
    前記複数のチャンバのうち少なくとも１つは、請求項１〜１０の何れか一項に記載の処理装置によって構成されていることを特徴とするインライン式成膜装置。

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