JP2010086586A - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 保護層成膜工程に用いたチャンバー内部における堆積物を効率的に除去することで、基体上の層へのパーティクルの混入を低減し、垂直磁気記録媒体の歩留まりを向上することが可能な垂直磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明にかかる垂直磁気記録媒体１００の製造方法の構成は、基体１１０上に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層１２２を成膜する磁気記録層成膜工程と、ＣＶＤ法により炭素系保護層１２６を成膜する保護層成膜工程と、炭素系保護層の成膜に使用したチャンバーの内部に堆積した堆積物をオゾンを用いて除去するクリーニング工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法に関するものである。

近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径の磁気記録媒体にして、１枚あたり２００ＧＢを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり４００ＧＢを超える情報記録密度を実現することが求められる。

ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の垂直磁気記録媒体が提案されている。垂直磁気記録方式は、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は従来の面内記録方式に比べて、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。

垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体としては、高い熱安定性と良好な記録特性を示すことから、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２垂直磁気記録媒体（例えば、非特許文献１）が提案されている。これは磁気記録層において、Ｃｏのｈｃｐ構造（六方最密結晶格子）の結晶が柱状に連続して成長した磁性粒子の間に、非磁性のＣｒおよびＳｉＯ_２が偏析して粒界部を形成し、グラニュラー構造を構成する。これにより、磁性粒子の微細化と保磁力Ｈｃの向上をあわせて図るものである。

上述したような情報記録密度の増加に伴い、円周方向の線記録密度（ＢＰＩ:Bit Per Inch）、半径方向のトラック記録密度（ＴＰＩ:Track Per Inch）のいずれも増加の一途を辿っている。さらに、磁気ディスクの磁性層と、磁気ヘッドの記録再生素子との間隙（磁気的スペーシング）を狭くしてＳ／Ｎ比を向上させる技術も検討されている。近年望まれる磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下である。

このような、磁気的スペーシングを小さくするための１つの技術として、磁気ヘッド素子の動作時に、ヘッド素子を発熱させ、その熱によって磁気ヘッドを熱膨張させ、ＡＢＳ（The air bearing surface）方向にわずかに突出させるＤＦＨ(Dynamic Flying Height)ヘッドが提案されている。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隙を調節し、常に安定して狭い磁気的スペーシングで磁気ヘッドを飛行させることができる。

垂直磁気記録ディスクでは、磁気ヘッドが垂直磁気記録ディスクに衝突した際、磁気記録層の表面が傷つかないように保護する保護層が設けられる。保護層は、カーボンオーバーコート（ＣＯＣ）、即ち、カーボン皮膜によって高硬度な皮膜を形成する。保護層には、カーボンの硬いダイヤモンドライク結合と、柔らかいグラファイト結合とが混在しているものもある（例えば、特許文献１）。また、ダイヤモンドライク結合保護層を、ＣＶＤ(Chemical Vapour Deposition)法によって製造する技術も開示されている（例えば、特許文献２）。
特開平１０−１１７３４号公報 特開２００６−１１４１８２号公報 T. Oikawa et. al.、 IEEE Trans. Magn、 vol.38、 1976-1978(2002)

ところで、上述したように保護層の成膜方法には様々な手法があるが、現状では上記のＣＶＤ法が最も多く用いられている。ＣＶＤ法による保護層の成膜工程では、保護層の直下となる層までを成膜した基体をチャンバー内に導入し、チャンバー内を真空状態とした後に、チャンバー内にエチレンガスを送入する。そして、チャンバー設けられた電極に電圧をかけ、エチレンガスをプラズマ化させる。これにより炭素イオンが生成され、かかる炭素イオンが基体に付着（到達）し、炭素原子からなる皮膜である保護層が基体上に成膜される。このようなＣＶＤ法を用いて成膜された皮膜は、スパッタ法を用いて成膜したものよりも膜硬度が高いため、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体を防護することができる。

しかし、チャンバー内のエチレンガスのプラズマ化により生成した炭素イオンは、基体だけでなく、チャンバー内部のシールド等、基体以外の箇所にも付着してしまう。基体以外の箇所に付着した炭素イオンが堆積し続けると炭素の皮膜（堆積物）を形成してしまい、その膜厚が所定の膜厚に達すると、膜応力が増大するため堆積物はかかる箇所（基体以外の箇所）から剥離する。その結果、剥離した堆積物がパーティクルとなり、基体上に成膜された層に混入し、これにより垂直磁気記録媒体の歩留まりが低下してしまう。

したがって、歩留まりの低下を防ぐために従来からもチャンバー内の堆積物を除去するためのクリーニング工程が行われている。かかるクリーニング工程では酸素（ガス）が用いられており、酸素ガスによりチャンバー内に酸素イオンを発生させ、基体以外の箇所に付着している堆積物を酸化してアッシングし、ガス化した後にポンプにて除去している。

しかし、上述したクリーニング工程のプロセス時間は、４秒以下と非常に短時間である。このため、かかるクリーニング工程では、基体以外の箇所に付着している堆積物をすべて酸化してアッシングすることができておらず、故に、基体上の層へのパーティクルの混入は低減されたものの、垂直磁気記録媒体の歩留まりは所望する基準まで到達していない。

したがって、チャンバー内の堆積物の除去効率を向上するために、例えばクリーニング工程のプロセス時間の延長も検討された。しかし、プロセス時間を延長したところ、クリーニング工程において用いられたチャンバー内の気体の排気に要する時間を短縮せざるを得なかった。その結果、チャンバー内にクリーニング工程において用いた酸素ガスが残留することとなり、次に保護層を成膜する基体がチャンバー内に導入された際に、かかる基体に成膜されている保護層の直下となる層が酸素により酸化してしまい、垂直磁気記録媒体の品質の低下が発生してしまった。

このため、上記のクリーニング工程によるチャンバー内の堆積物の除去は限界に達しており、現状における垂直磁気記録媒体の歩留まりは頭打ちとなっている。したがって、垂直磁気記録媒体の歩留まりを向上するためには、チャンバー内の堆積物の除去効率を向上することが可能な新たな手法の確立が課題となっていた。

本発明は、このような課題に鑑み、保護層成膜工程に用いたチャンバー内部における堆積物を効率的に除去することで、基体上の層へのパーティクルの混入を低減し、垂直磁気記録媒体の歩留まりを向上することが可能な垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討したところ、酸素ガスよりも酸化能力が高いガスを用いることが、チャンバー内部における堆積物の除去効率の向上に有効であることに着目した。そして、さらに研究を重ねることにより、酸化能力が高いガスとしてオゾンが好適であることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基体上に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、ＣＶＤ法により炭素系保護層を成膜する保護層成膜工程と、炭素系保護層の成膜に使用したチャンバーの内部に堆積した堆積物をオゾンを用いて除去するクリーニング工程と、を含むことを特徴とする。

上記構成では、クリーニング工程において、保護層の成膜に使用したチャンバーの内部に堆積した堆積物をオゾンを用いて除去する。オゾンは従来用いられていた酸素よりも酸化能力が著しく高いため、短時間のクリーニング工程においてもチャンバー内部の堆積物を効率的に酸化してアッシングすることができる。したがって、従来と同じプロセス時間において、従来よりも堆積物を効率的に除去し、基体上の層へのパーティクルの混入を著しく低減することができるため、垂直磁気記録媒体の歩留まりを更に向上することが可能となる。

また上記構成では短時間のプロセス時間で効率的に堆積物を除去可能であることから、クリーニング工程において用いられたチャンバー内の気体の排気に要する時間を十分に得ることができる。したがって、チャンバー内における反応性の高いオゾンの残留を防止し、後にチャンバー内に導入される基体上に成膜している層（保護層の直下となる層）の酸化を防止することが可能となり、垂直磁気記録媒体の品質の低下を招くことがない。

上記のチャンバー内に不活性ガスを注入し、オゾンを不活性ガスが混合した混合ガスとすることで、チャンバー内におけるオゾンの濃度を低下させるガス混合工程と、混合ガスをチャンバーから排気する排気工程と、を更に含むとよい。

上述したように、クリーニング工程において酸素に替えてオゾンを用いることにより、堆積物の除去効率を著しく向上することができる。しかし、その一方で、オゾンの反応性の高さ故に、チャンバー内部の気体を排気する流路（排気流路）がオゾンにより腐食し、損傷してしまうおそれがある。

したがって、上記構成の如く、オゾンを用いたクリーニング工程を行った後に、ガス混合工程においてチャンバー内に不活性ガスを注入することにより、チャンバー内のオゾンに不活性ガスを混合し、チャンバー内におけるオゾンの濃度を低下させる。これにより、排気流路を通過する気体は、オゾンのみ、または高濃度のオゾンが含まれる気体ではなく、オゾンの濃度が低い、すなわち不活性ガスによりオゾンが希釈された気体（混合ガス）となる。したがって、チャンバー内のオゾンを含む排気が通過することによる排気流路のオゾンによる腐食を防止し、排気流路の劣化および損傷を防ぐことが可能となる。

上記の不活性ガスは、希ガス元素であるとよい。希ガス元素は原子の電子配置において最外殻が閉殻となっているため、化学的に非常に安定である、すなわち不活性である。したがって、不活性ガスとしては希ガス元素を好適に用いることができる。

上記の不活性ガスは、Ａｒであるとよい。Ａｒは希ガス元素であるため、上述した利点を得ることができる。またＡｒは、保護層以外の層を成膜するスパッタリングにおいて雰囲気ガスとして用いられているため、かかるＡｒを不活性ガスとして用いることで、他の希ガス元素を用いた場合と比較して、材料数の増加を抑え、コストの増加を防ぐことが可能となる。

なお不活性ガスは、反応性が低く、化学的に不活性なガス（気体）であればよく、希ガス元素以外には、窒素等も好適に用いることができる。

上記の混合ガスの混合比は、オゾン：不活性ガスが１５：５〜５：１０の範囲であるとよい。混合ガスにおけるオゾンと不活性ガスの混合比をかかる範囲内とすることで、上述した利点を最も効果的に得ることができる。

上記の混合ガスをチャンバーから排気する排気流路は、Ｎｉを含まないＣｒ−Ｆｅ合金のステンレス鋼からなるとよい。

排気流路としてＮｉを含有するステンレス鋼を用いた場合、Ｎｉとオゾンとが反応して腐食が生じ、排気流路の部材の劣化および損傷を招くおそれがある。したがって、上記構成のように、Ｎｉを含まないＣｒ−Ｆｅ合金のステンレス鋼を排気流路に用いることにより、オゾンによる排気流路の腐食を防止し、これによる劣化および損傷を回避することができる。

上記の排気工程において、混合ガスに還元ガスを添加するとよい。還元ガスとは、還元能力を有するガスである。したがって、かかる構成によれば、混合ガスに含まれ、高い酸化能力を有するオゾンと、還元能力を有する還元ガスとを排気工程において反応させ、オゾンの酸化能力を低下させることができる。これにより、オゾンの腐食による、混合ガスを排気するための排気流路の部材の劣化および損傷を低減することができる。なお、還元ガスとしては水素（ガス）を例示することができるが、これ限定するものではなく、還元能力を有するガス（気体）であればよい。

上記の磁気記録層成膜工程と保護層成膜工程の間に、基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層を成膜する補助記録層成膜工程を更に含むとよい。

上記構成によれば、磁気記録層と保護層との間に補助記録層が設けられる。これにより、逆磁区核形成磁界Ｈｎを向上させてノイズを低減し、飽和磁化Ｍｓを向上させて書き込みやすさ、すなわちオーバーライト特性を向上させることができる。

また上述したように、本発明によれば短時間のプロセス時間で効率的に堆積物を除去可能であることから、クリーニング工程後のチャンバー内の気体を排気する時間を十分に確保することができるため、チャンバー内におけるオゾンの残留を極めて低減することが可能となる。したがって、後にチャンバー内に導入される基体上に成膜している層、すなわち補助記録層の酸化を防止することが可能となり、垂直磁気記録媒体の品質の低下を招くことがない。

本発明によれば、保護層成膜工程に用いたチャンバー内部における堆積物を効率的に除去することで、基体上の層へのパーティクルの混入を低減し、垂直磁気記録媒体の歩留まりを向上することが可能な垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（実施形態）
本実施形態では、まず本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の実施形態について説明した後に、クリーニング工程、ガス混合工程、排気工程について詳細に説明する。

［垂直磁気記録媒体］
図１は、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、前下地層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、非磁性グラニュラー層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、補助記録層１２４、保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。

ディスク基体１１０は、アモルファス（非晶質）のアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体１１０を得ることができる。

ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。

なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。図２は、本実施形態で用いるインライン型成膜方法において各層を成膜するチャンバの配置を説明する配置図である。

図２に示すように、まずディスク基体１１０は、図中白抜矢印で示すように付着層１１２を成膜するチャンバに導入される。その後、図中黒矢印で示すように時計回りで各層を成膜するチャンバに導入される。本実施形態において、保護層１２６を成膜するＣＶＤチャンバ１５０は２つあり（ＣＶＤ１５０ａ、１５０ｂ）、並列に隣接して配置されている。ＣＶＤチャンバ１５０ａおよびＣＶＤチャンバ１５０ｂは、保護層１２６の成膜とＣＶＤチャンバ１５０のクリーニングとを交互に遂行しており、例えば、ＣＶＤチャンバ１５０ａで保護層１２６を成膜している場合、ＣＶＤチャンバ１５０ｂではクリーニングを行っている。

クリーニングとは、後述するようにＣＶＤチャンバ１５０内を、オゾン（Ｏ_３）プラズマを用いてアッシング（ドライエッチング）することにより付着したカーボンを取り除くことである。このようにＣＶＤチャンバ１５０を複数備え、保護層１２６の成膜とＣＶＤチャンバのクリーニングを交互に行うことにより、ラインを停止することなく、付着した成膜材料による基体の不具合を低減させることができる。

以下、各層の構成について説明する。

付着層１１２はディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。

軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層１１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。

前下地層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。

下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層１２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。なお、本実施形態のように下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、下層側の第１下地層１１８ａを形成する際にはＡｒのガス圧を所定圧力（低圧）にし、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際には、第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第１下地層１１８ａによる磁気記録層１２２の結晶配向性の向上、および第２下地層１１８ｂによる磁気記録層１２２の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。

非磁性グラニュラー層１２０はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａ（または磁気記録層１２２）のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層１２２の磁性粒子の孤立化を促進することができる。

磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層１２０を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層１２２は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｂとから構成されている。これにより、第１磁気記録層１２２ａの結晶粒子から継続して第２磁気記録層１２２ｂの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第２磁気記録層１２２ｂの微細化を図ることができ、ＳＮＲの向上が可能となる。

本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３を用いる。また第２磁気記録層１２２ｂには、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２を用いる。これにより、ＣｏＣｒＰｔからなる磁性粒（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＣｒおよび酸化物（Ｃｒ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２）が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。なお、これらの第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｂに用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。

さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａにおいて１種類の、第２磁気記録層１２２ｂにおいて２種類の非磁性物質（酸化物）を用いているが、これに限定されるものではなく、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方において２種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。

補助記録層１２４は基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１２４は磁気記録層１２２に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層１２４の材質としては、例えばＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層１２４は逆磁区核形成磁界Ｈｎの調整、保磁力Ｈｃの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層１２４は垂直磁気異方性Ｋｕおよび飽和磁化Ｍｓが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層１２４は磁気記録層１２２の上方に設けているが、下方に設けてもよい。

なお、「磁気的に連続している」とは磁性が連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１２４全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Ｃｒが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層１２４に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層１２２の粒界よりも面積が小さい（酸化物の含有量が少ない）ことが好ましい。補助記録層１２４の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層１２２のグラニュラー磁性粒と磁気的相互作用を有する（交換結合を行う）ことによってＨｎおよびＨｃを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびＳＮＲを向上させていると考えられる。またグラニュラー磁性粒と接続する結晶粒子（磁気的相互作用を有する結晶粒子）がグラニュラー磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のＯＷ特性を向上させるものと考えられる。

保護層１２６は炭素系の保護層であり、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成することができる（保護層成膜工程）。保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１００を防護することができる。

潤滑層１２８は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触しても、保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。

以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１００を得ることができた。次に、クリーニング工程、ガス混合工程、排気工程について詳述する。

上述したように、本実施形態では、ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、保護層１２６は、保護層成膜工程においてＣＶＤ法により成膜した。保護層までを成膜したディスク基体は、その後次のチャンバーに移動し、潤滑層１２８がディップコート法により形成されるが、保護層の成膜に使用されたチャンバーでは、以下に説明するクリーニング工程、ガス混合工程、排気工程が行われる。

［クリーニング工程］
クリーニング工程では、保護層１２６の成膜に使用したチャンバーの内部に堆積した堆積物をオゾンを用いて除去する。詳細には、保護層１２６の成膜に使用した、すなわち保護層１２６成膜後のチャンバーの内部にオゾンを送入し、かかるオゾンをイオン化する。そして、オゾンイオンにより、チャンバーの内部の基体以外の箇所に付着して堆積した堆積物を酸化してアッシングし、ガス化した後にポンプにて除去する。

このようにクリーニング工程にオゾンを用いることにより、堆積物を酸化する能力が著しく高まるため、チャンバー内部における堆積物を短時間で効率的に酸化してアッシングすることができる。したがって、酸素を用いた従来のクリーニング工程と同じプロセス時間であっても、従来よりも堆積物を効率的に除去し、ディスク基体１１０上の層へのパーティクルの混入を著しく低減することが可能となる。これにより、垂直磁気記録媒体１００の歩留まりを更に向上することができる。

また、短いプロセス時間で効率的に堆積物を除去できるため、チャンバー内の気体の排気に要する時間を十分に確保することが可能となる。これにより、クリーニングに用いられたオゾンをチャンバー内から確実に排気し、反応性の高いオゾンのチャンバー内への残留を防止することができるため、後にチャンバー内に導入される基体の上に成膜している層（保護層１２６の直下となる層、本実施形態においては補助記録層１２４）の酸化を防ぐことが可能となり、垂直磁気記録媒体１００の品質の低下を招くことがない。

［ガス混合工程］
ガス混合工程では、クリーニング工程後のチャンバー内に不活性ガスを注入し、オゾンを不活性ガスが混合した混合ガスとすることで、チャンバー内におけるオゾンの濃度を低下させる。これにより、後述する排気工程において排気流路を通過する気体は、オゾンのみ、または高濃度のオゾンが含まれる気体ではなく、オゾンの濃度が低い、すなわち不活性ガスによりオゾンが希釈された気体（混合ガス）となる。したがって、排気流路を、高濃度のオゾンを含む排気が通過しないため、すなわちオゾンが希釈された混合ガスが通過するため、反応性の高いオゾンによる排気流路の腐食を防止し、排気流路の劣化および損傷を防ぐことが可能となる。

なお混合ガスの混合比、すなわちオゾンと不活性ガスの混合比は、オゾン：不活性ガスが１５：５〜５：１０の範囲であるとよい。これにより、上述した利点を最も効果的に得ることができる。例えば、混合ガスにおけるオゾンの割合が大きすぎる場合、オゾンの希釈が不十分となり、オゾンによる排気流路の腐食を防止する効果が低減してしまう。また、オゾンの割合が小さすぎる場合、チャンバーから排気する混合ガスの量が増加してしまうため、排気に要する時間が増大してしまう。

上記の不活性ガスは、希ガス元素であるとよい。希ガス元素は、その電子配置故に化学的に非常に安定、すなわち不活性であるため、オゾンと反応したり、排気流路を腐食したりすることがない。したがって、不活性ガスとしては希ガス元素が好適である。

更に、数ある希ガス元素の中でも、不活性ガスとしてはＡｒが最も好適である。Ａｒは、保護層１２６以外の層を成膜するスパッタリングにおいて雰囲気ガスとして用いられているため、Ａｒを用いることにより、他の希ガス元素を用いた場合と比較してコストの増加を抑えることができる。

［排気工程］
排気工程では、ガス混合工程において生成された混合ガス、すなわちオゾンが希釈された気体をチャンバーから排気する。これにより、クリーニングに用いられたオゾンをチャンバー内から確実に排気し、反応性の高いオゾンのチャンバー内への残留を防止することができる。

なお、当該排気工程では、混合ガスに還元ガスを添加するとよい。これにより、排気工程において、混合ガスに含まれる高い酸化能力を有するオゾンと、還元能力を有する還元ガスとを反応させ、オゾンの酸化能力を低下させることができる。したがって、排気流路の部材のオゾンによる劣化および損傷を更に低減することができる。ここで、還元ガスとは、還元能力を有するガスであり、かかる還元ガスとしては水素（ガス）を例示することができるが、これ限定するものではない。

更に、混合ガスをチャンバーから排気する排気流路は、Ｎｉを含まないＣｒ−Ｆｅ合金のステンレス鋼からなるとよい。排気流路としてＮｉを含有するステンレス鋼を用いた場合、Ｎｉとオゾンとが反応して腐食が生じ、排気流路の部材の劣化および損傷を招くおそれがある。したがって、Ｎｉを含まないＣｒ−Ｆｅ合金のステンレス鋼を排気流路に用いることにより、オゾンによる排気流路の腐食を防止し、これによる劣化および損傷を回避することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、垂直磁気記録媒体の製造方法のクリーニング工程において酸素に替えてオゾンを用いることにより、堆積物の除去効率を著しく向上することが可能となる。

そして、クリーニング工程においてオゾンを用いることにより、オゾンの反応性の高さ故に、チャンバー内部の気体を排気する流路（排気流路）がオゾンにより腐食し、損傷してしまうおそれがあるため、クリーニング工程の後にガス混合工程を導入した。これにより、オゾンによる排気流路の腐食を低減し、これによる劣化および損傷を回避することが可能となる。

（実施例）
ディスク基体１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行った。付着層１１２は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層１１４は、第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成はＣｏＦｅＴａＺｒとし、スペーサ層１１４ｂの組成はＲｕとした。前下地層１１６の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。第１下地層１１８ａは所定圧力（低圧：例えば０．６〜０．７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下でＲｕ膜を成膜した。第２下地層１１８ｂは、酸素が含まれているターゲットを用いて所定圧力より高い圧力（高圧：例えば４．５〜７Ｐａ）のＡｒ雰囲気下で、酸素を含有するＲｕ膜を成膜した。非磁性グラニュラー層１２０の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２とした。第１磁気記録層１２２ａは粒界部に酸化物の例としてＣｒ_２Ｏ_３を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層１２２ｂは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した（磁気記録層成膜工程）。補助記録層１２４の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした（補助記録層成膜工程）。保護層１２６はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４およびＣＮを用いて成膜し（保護層成膜工程）、潤滑層１２８はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。

図３は、クリーニング工程に用いるガスとパーティクル量の関係を説明する図である。実施例は、オゾンを用いてクリーニング工程を行ったチャンバーにおいて保護層１２６を成膜した垂直磁気記録媒体１００であり、比較例は、酸素を用いてクリーニング工程を行ったチャンバーにおいて保護層１２６を成膜した垂直磁気記録媒体である。かかる実施例および比較例のパーティクル量をＳＥＭ−ＥＤＸで計測した。

図３に示すように、実施例では、クリーニング工程のプロセス時間を０．５秒としたチャンバーにおいて保護層１２６を成膜した場合には、垂直磁気記録媒体１００において１Ｐｃｓのパーティクルの混入が確認されたが、プロセス時間を１．０秒以上としたチャンバーにおいて保護層１２６を成膜した場合には、パーティクルの混入が確認されなかった。

また、比較例では、クリーニング工程のプロセス時間を０．５秒から１．５秒としたチャンバーにおいて保護層を成膜した場合には、パーティクルの混入が確認され、プロセス時間を２．０秒以上としたチャンバーにおいて保護層を成膜した場合には、パーティクルの混入が確認されなかった。

更に、チャンバー内の堆積物の皮膜を１００ｎｍとし、完全に剥離が完了するまでの時間を計測したところ、実施例の如くクリーニング工程にオゾンを用いた場合には、２８秒で堆積物の剥離が完了し、比較例の如くクリーニング工程に酸素を用いた場合には、５０秒で堆積物の剥離が完了した。

したがって、上記の結果によれば、クリーニング工程のプロセスガスとしてオゾンを用いることにより、酸素を用いた場合よりも短時間での堆積物の除去が可能であることが理解できる。これにより、チャンバー内の堆積物を短時間で効率的に除去し、垂直磁気記録媒体１００へのパーティクルの混入を低減することができるため、歩留まりを向上することが可能となる。

図４は、クリーニング工程に用いるガスと保磁力Ｈｃとの関係を示す図である。実施例は、オゾンを用いてクリーニング工程を行ったチャンバーにおいて保護層１２６を成膜した垂直磁気記録媒体１００であり、比較例１は、酸素を用いてクリーニング工程を行ったチャンバーにおいて保護層を成膜した垂直磁気記録媒体であり、比較例２は、クリーンニング工程を行っていないチャンバーにおいて保護層を成膜した垂直磁気記録媒体である。

図５は、クリーニング工程に用いるガスと排気流路の部材の組成の損傷との関係を示す図である。実施例は、排気流路にＮｉを含有しない組成の部材を用い、プロセスガスにオゾンを用いてクリーニング工程を行った場合、比較例１は、排気流路にＮｉを含有する組成の部材を用い、プロセスガスにオゾンを用いてクリーニング工程を行った場合、比較例２は、排気流路にＮｉを含有する組成の部材を用い、プロセスガスに酸素を用いてクリーニング工程を行った場合である。

図５に示すように、クリーニング工程のプロセスガスとしてオゾンを用いた場合、比較例１のように排気流路にＮｉを含有する組成の部材を用いると、かかる部材が損傷してしまうが、実施例のように排気流路にＮｉを含有する組成の部材を用いることにより、部材の損傷を防止することができる。なお、比較例２のようにプロセスガスとして従来と同様に酸素を用いる場合、排気流路にＮｉを含有する組成の部材を用いたとしても、部材の損傷は生じない。

上記説明した如く、クリーニング工程にオゾンを用いることにより、保護層１２６成膜工程に用いたチャンバー内部における堆積物を効率的に除去し、ディスク基体１１０上の層へのパーティクルの混入を低減し、垂直磁気記録媒体の歩留まりを向上することできる。

また、オゾンと混合させる不活性ガスの割合を適正の範囲にしたり、排気流路の部材を工夫したりすることにより、反応性の高いオゾンを用いたとしても、かかるオゾンによる排気流路の損傷を回避することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法として利用することができる。

本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。 チャンバの配置を説明する配置図である。 クリーニング工程に用いるガスとパーティクル量の関係を説明する図である。 クリーニング工程に用いるガスと保磁力Ｈｃとの関係を示す図である。 クリーニング工程に用いるガスと排気流路の部材の組成の損傷との関係を示す図である。

符号の説明

１００…垂直磁気記録媒体、１１０…ディスク基体、１１２…付着層、１１４…軟磁性層、１１４ａ…第１軟磁性層、１１４ｂ…スペーサ層、１１４ｃ…第２軟磁性層、１１６…前下地層、１１８…下地層、１１８ａ…第１下地層、１１８ｂ…第２下地層、１２０…非磁性グラニュラー層、１２２…磁気記録層、１２２ａ…第１磁気記録層、１２２ｂ…第２磁気記録層、１２４…補助記録層、１２６…保護層、１２８…潤滑層、１５０…ＣＶＤチャンバ

Claims (8)

1. 基体上に、
   柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性の粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、
   ＣＶＤ法により炭素系保護層を成膜する保護層成膜工程と、
   前記炭素系保護層の成膜に使用したチャンバーの内部に堆積した堆積物をオゾンを用いて除去するクリーニング工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記チャンバー内に不活性ガスを注入し、前記オゾンを該不活性ガスが混合した混合ガスとすることで、該チャンバー内におけるオゾンの濃度を低下させるガス混合工程と、
   前記混合ガスを前記チャンバーから排気する排気工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記不活性ガスは、希ガス元素であることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記不活性ガスは、Ａｒであることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記混合ガスの混合比は、オゾン：不活性ガスが１５：５〜５：１０の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記混合ガスを前記チャンバーから排気する排気流路は、Ｎｉを含まないＣｒ−Ｆｅ合金のステンレス鋼からなることを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
7. 前記排気工程において、前記混合ガスに還元ガスを添加することを特徴とする請求項２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記磁気記録層成膜工程と前記保護層成膜工程の間に、
   前記基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した補助記録層を成膜する補助記録層成膜工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。

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