專利名稱：離子注入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及離子注入裝置。
背景技術：
作為硬盤磁記錄介質，公知有DTR (Discrete Track Recording media)或 BPM (Bit Patterned Media)，特別是，期待多個磁性膜呈坑狀分散的BPM作為下一代的高密度記錄介質。迄今為止，這種磁記錄介質的磁性膜通過構圖來形成。對于磁記錄介質來說，為了記錄再現(xiàn)時磁頭在磁記錄介質的表面浮起，要求的表面平滑性。因此，在構圖后，需要用非磁性材料對磁性膜間進行填埋的平滑化工序。為了去掉平滑化的工序而使工序簡化，公知有向在磁性膜上配置有抗蝕劑層的處理對象物照射利用加速裝置加速后的處理氣體離子(離子束)的方法(參照下述專利文獻1、 2)。磁性膜的被抗蝕劑層覆蓋的部分受到保護，未被非磁性化，但是，在未配置抗蝕劑層或者抗蝕劑層覆蓋得薄的處理部，處理氣體的構成原子即目的原子注入到磁性膜中，被非磁性化。因此，在磁性膜上，沿著抗蝕劑層的開口圖案形成有被非磁性化的部分。殘留有磁性的部分(磁性部)由被非磁性化的部分分離，分離的磁性部成為進行信息的存儲/讀出的記錄區(qū)域。專利文獻1 日本特開2002-288813號公報。專利文獻2 日本特開2008-77756號公報。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題
當過剩地注入離子時，被照射物的溫度上升，磁性特性惡化，應殘留磁性的存儲區(qū)域也被非磁性化。因此，一邊測量離子注入量一邊進行非磁性化處理，如果注入量達到了預先設定的量，則結束非磁性化處理。以往，在離子注入量的測定中采用法拉第杯。法拉第杯是被電絕緣的導電性的容器，將容器開口朝向離子照射裝置配置。由于離子是帶正電或帶負電的電荷粒子，所以，當離子向容器入射時，在法拉第杯中流過電流。測定在法拉第杯中流動的電流，若求出該測定值和離子注入量的關系，則能夠根據(jù)電流計的電流值計算出離子注入量。但是，根據(jù)法拉第杯的電流值計算出的離子注入量比實際向處理對象物注入的離子注入量小，產(chǎn)生根據(jù)法拉第杯的電流值的注入量進行注入的過剩注入(過量)。用于解決課題的手段
離子照射在真空環(huán)境中進行，但是，當含有從離子照射裝置注入的物質的處理氣體的離子照射到處理對象物時，放出氣體從處理對象物放出，使法拉第杯周圍的壓力變高。
3
當壓力變高時，處理氣體的離子與放出氣體或其他離子碰撞，使一部分中性化。由于處理氣體的離子在被中性化之前被加速裝置加速，所以，處理氣體的離子中性化后的中性化粒子以具有某種程度的加速能量的狀態(tài)照射到處理對象物，注入了處理氣體的構成原子。因此，對處理對象物不僅注入處理氣體離子的構成原子，而且注入中性化粒子的構成原子。但是，即使中性化粒子入射到法拉第杯，也不會在法拉第杯中流過電流，所以，根據(jù)法拉第杯的電流值計算出的離子注入量比實際向處理對象物注入的離子注入量小，成為過剩注入(過量)的原因。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種離子注入裝置，具有真空槽；離子照射裝置，向所述真空槽內部照射離子；基板架，在所述真空槽內部的照射離子的照射范圍內保持處理對象物；測定對象物，配置在所述真空槽內部的所述照射范圍內；溫度測定裝置，測定所述測定對象物的溫度。本發(fā)明的離子注入裝置具有連接在所述溫度測定裝置上的控制裝置，在所述控制裝置中存儲有所述測定對象物的溫度和向所述處理對象物注入的原子數(shù)的關系。本發(fā)明以如上所述的方式構成，在本發(fā)明中使用的處理對象物例如是板狀，兩面都為應注入原子的處理面。當基板架或傳感器等其他構件與處理面接觸時，成為污染的原因，所以，在這樣的處理對象物中，僅限于側面等的部分能夠與其他構件接觸，安裝傳感器是困難的。測定對象物以不與處理對象物接觸的方式配置，處理對象物的處理面不被污染。 測定對象物和處理對象物這二者都配置在離子的照射范圍內，所以，在向處理對象物照射離子時，向處理對象物和測定對象物都入射離子和中性粒子而使其升溫。因此，若求出測定對象物的溫度和向處理對象物注入的原子數(shù)的關系，則對測定對象物的溫度進行測定，從而能夠求出向處理對象物注入離子的構成原子的量。發(fā)明效果
能夠正確地求出針對處理對象物的離子注入量。能夠正確地控制非磁性化，所以，能夠正確地進行磁性膜的分離，得到可靠性高的磁存儲介質。無需在處理對象物上安裝傳感器等，所以，處理對象物不會被污染。


圖1是示出本發(fā)明的離子注入裝置的一例的剖視圖。圖2 (a) (C)是示出磁記錄介質的制造工序的剖視圖。其中，附圖標記說明如下 10離子注入裝置
11真空槽 12離子照射裝置 15離子發(fā)生裝置 20加速裝置 30溫度測定裝置
31測定對象物34控制裝置 40 處理對象物。
具體實施例方式圖1的附圖標記10表示本發(fā)明的離子注入裝置的一例。離子注入裝置10具有真空槽11和離子照射裝置12。離子照射裝置12具有離子發(fā)生裝置15，對于離子發(fā)生裝置15來說，內部空間經(jīng)由未圖示的放出口連接到真空槽11的內部空間。在真空槽11上連接有真空排氣系統(tǒng)19。 當利用真空排氣系統(tǒng)19對真空槽11內部進行真空排氣時，離子發(fā)生裝置15內部也被真空排氣。在離子發(fā)生裝置15上連接有氣體供給系統(tǒng)16，氣體供給系統(tǒng)16將隊氣體這樣的處理氣體供給至離子發(fā)生裝置15內。在離子發(fā)生裝置15外部設置高頻天線17，當對其通電時，在離子發(fā)生裝置15內， 處理氣體進行離子化，從放出口放出到真空槽11內。在真空槽11內部的與放出口相面對的部位配置有加速裝置20。加速裝置20具有一個或多個加速電極21廣21山加速電極21a 21d沿著放出處理氣體離子的方向排列。在加速電極21a 21d上分別形成有貫通孔，處理氣體離子在加速裝置20的內部 (各加速電極21a 21d的貫通孔和加速電極21a 21d間的空間)飛行。即，處理氣體離子在加速裝置20的內部飛行之后，放出到真空槽11的內部。加速電極21εΓ21(1連接在加速電源25上。加速電源25施加使加速電極21εΓ21(1 間產(chǎn)生電位差的電壓作為加速電壓，在加速裝置20內形成加速電場。由于處理氣體離子帶電，所以，當形成加速電場時，從離子發(fā)生裝置15中被引出， 在加速裝置20的內部飛行的期間被加速，被加速的處理氣體離子照射在真空槽11內部的預定范圍內。圖1的附圖標記5表示照射了被加速的處理氣體離子的區(qū)域即照射范圍。在維持真空環(huán)境不變的狀態(tài)下，將處理對象物40搬入到真空槽11內部并且保持在基板架18上， 在該狀態(tài)下，在照射范圍5靜止或通過照射范圍5。如圖2 (a)所示，處理對象物40具有基板41和在基板41的表面以及背面配置的磁性膜44a、44b，整體的形成為板狀。此外，也可以在基板41和磁性膜44a、44b之間設置基底膜。對于該處理對象物40來說，兩面都是處理面，在各磁性膜44a、44b上直接或者隔著保護膜46a、46b等其他膜配置有抗蝕劑膜49a、49b。對于處理對象物40來說，側面與基板架18接觸，并且，配置有抗蝕劑膜49a、49b 的處理面露出。處理對象物40的至少單面在照射范圍5朝向離子照射裝置12的加速裝置 20。在照射范圍5，與基板架18、處理對象物40分離地配置有測定對象物31。測定對象物31是如碳等導熱性材料的板，并且表面朝向離子照射裝置12。對于處理對象物40和測定對象物31來說，一方不位于遮擋向另一方入射的離子的部位，從離子照射裝置12照射的處理氣體離子入射到處理對象物40和測定對象物31。
利用處理氣體離子的照射，對于照射范圍5來說，由于來自處理對象物的放出氣體，壓力比真空槽11內的其他區(qū)域高，引起處理氣體離子與放出氣體的碰撞或處理氣體離子與未被離子化的處理氣體的碰撞，使處理氣體離子的一部分中性化。因此，向處理對象物40和測定對象物31入射處理氣體離子和使處理氣體離子中性化后的中性化粒子，注入處理氣體離子的構成原子和中性化粒子的構成原子。對于測定對象物31來說，當注入構成原子時進行升溫。在測定對象物31上連接有溫度測定裝置30。溫度測定裝置30具有傳感器33和溫度檢測裝置32。傳感器33埋設在測定對象物31中，并且與測定對象物31相接觸。傳感器33連接在溫度檢測裝置32上，傳感器33向溫度檢測裝置32傳送測定對象物31的溫度作為電信號，溫度檢測裝置32基于該電信號求出測定對象物31的溫度。溫度檢測裝置32連接在控制裝置34上，測定對象物31的溫度信息被傳送到控制裝置34。當注入到處理對象物40的原子數(shù)較多時，注入到測定對象物31的原子數(shù)也變較多，測定對象物31變?yōu)楦邷?。另外，當施加在加速裝置20上的加速電壓變大、加速能量變高時，即使注入到測定對象物31的原子數(shù)相同，測定對象物31也變?yōu)楦邷亍Ｔ谡丈浞秶?配置有導電性的容器(法拉第杯35)，法拉第杯35連接在電流計36 上。針對各加速裝置20的加速電壓，求出測定對象物31的溫度、法拉第杯35的電流、向處理對象物40注入的注入原子數(shù)的關系。在控制裝置34中設定實際使用的加速電壓與該加速電壓下的溫度和注入原子數(shù)的關系?？刂蒲b置34將溫度測定裝置30所測定的溫度與所設定的溫度和注入原子數(shù)的關系對照，求出向處理對象物40注入的原子數(shù)(例如，每單位面積的原子數(shù))。應注入到處理對象物40的原子數(shù)預先決定。例如，在圖2 (a)的處理對象物40 中，應注入的原子數(shù)為如下的原子數(shù)使磁性膜44a、44b中的抗蝕劑膜49a、49b的薄膜部 48a、48b所位于的部分非磁性化，并且，厚膜部47a、47b所位于的部分的磁性殘留。在控制裝置34中設定所決定的原子數(shù)，如果測定對象物31的溫度求出的原子數(shù)達到了所決定的原子數(shù)，則控制裝置34停止加速電源25或關閉未圖示的閘門，停止向處理對象物40和測定對象物31照射處理氣體離子。向處理對象物40注入的原子數(shù)成為所決定的量，沒有引起過剩注入，所以，磁性膜4 的配置有薄膜部48a的部分被非磁性化，成為非磁性部52a，但是，配置有厚膜部47a 的部分未被非磁性化，磁性殘留，被非磁性部5 分離成多個而成為存儲區(qū)域51a (圖2 (b))。接著，在相同的真空槽11內部改變處理對象物40的朝向或將處理對象物40搬入具有與圖1相同結構的其他離子注入裝置中，使處理對象物40的與非磁性化處理結束的面的相反側的面朝向離子照射裝置12。與先前進行的非磁性化同樣，根據(jù)測定對象物31的溫度求出向處理對象物40注入的原子數(shù)，如果達到所決定的原子數(shù)，則停止照射處理氣體離子時，如圖2 (c)所示，在配置有厚膜部47b和薄膜部48b的部分，分別形成存儲區(qū)域51b和非磁性部52b。其中，圖2 (c)表示在使處理對象物40的兩面的非磁性化結束之后將抗蝕劑膜 49a、49b剝離的磁記錄介質50。
在非磁性化處理時沒有引起過剩注入，所以，存儲區(qū)域51a、51b不變窄，磁記錄介質50的可靠性高。以上，說明了一個面一個面地對處理對象物40進行原子注入的情況，但是，本發(fā)明并不限于此。也可以在真空槽11上連接多個離子照射裝置12，向相同的照射范圍照射處理氣體離子，向處理對象物40的兩面照射處理氣體離子。處理氣體離子的照射既可以一個面一個面地進行，也可以兩面同時進行。在該情況下，可以根據(jù)相同的測定對象物31的溫度測定結果求出處理對象物40 兩面的注入原子數(shù)，也可以對處理對象物40分別設置表面用和背面用的測定對象物31，根據(jù)表面用的測定對象物31求出處理對象物40表面的離子注入量，根據(jù)背面用的測定對象物31求出處理對象物40背面的離子注入量。處理氣體的種類并不特別限定，其構成原子優(yōu)選是從例如0、N、B、P、F、H、C、Kr、 Ar、Xe的組中選擇的任意一種以上，更優(yōu)選是從0、N、B、P、Si、F、H、C的組中選擇的任意一種以上，或者是從Si、In、Ge、Bi、Kr、Xe、W的組中選擇的任意一種以上，更優(yōu)選是Si或Kr。 另外，這些原子可以注入兩種以上。也可以在處理對象物40的表面和背面改變非磁性化的處理氣體的種類。磁性膜44并不特別限定，但是，能夠使用狗、Co、Ni等的磁性材料。具體地說，能夠使用Co/Pd、Co/Pt、Fe/Pd, Fe/Pt等的人造晶格膜或CoCrPt合金等。保護膜46并不特別限定，但是，能夠由從例如DLC (類金剛石)等的碳、氫化碳、氮化碳、碳化硅(SiC)、Si02、&203、TiN構成的組中選擇的任意一種以上的保護材料構成?？刮g劑膜49a、49b并不特別限定，若舉一例，則是樹脂等的有機物，利用壓模 (stamper)等的模具或光刻法形成預定形狀的厚膜部47a、47b和薄膜部48a、48b。對于基板41來說，若是非磁性基板，則并不特別限定，例如，使用玻璃基板、樹脂基板、陶瓷基板、鋁基板等。本發(fā)明的離子注入裝置10能夠廣泛適用于使磁性膜的一部分非磁性化并使多個磁性部分離的磁記錄介質的制造方法，更具體地說，能夠用于DTR (Discrete Track Recording Media)或 BPM (Bit Patterned Media)等各種磁記錄介質的制造。但是，本發(fā)明的離子注入裝置10的用途并不僅限于磁記錄介質50的制造。能夠用于灰化、離子注入、刻蝕等各種離子處理，特別是，適用于對兩面進行離子處理并且僅側面等窄的范圍能與基板架18等其他構件接觸的情況。測定對象物31的形狀或材質并不特別限定，若由碳等導熱性物質由構成，則由于測定對象物31整體升溫，所以，即使將傳感器設置在沒有直接照射處理氣體離子的位置， 也能夠正確地測定對象物31的溫度。若傳感器沒有被處理氣體離子直接照射，則使傳感器的壽命變長。既可以對測定對象物31和處理對象物40同時照射處理氣體離子，也可以使處理氣體離子束的照射位置移動，交替或依次對測定對象物31和處理對象物40照射處理氣體
1 子。為了使入射到測定對象物31的處理氣體離子和中性化粒子的比率與入射到處理對象物40的處理氣體離子和中性化粒子的比率相等，若使測定對象物31接近處理對象物
40，則根據(jù)測定對象物31的溫度所檢測的處理對象物40的注入原子數(shù)和實際所注入的注入原子數(shù)之間的測定誤差變小。
權利要求
1.一種離子注入裝置，具有 真空槽；離子照射裝置，向所述真空槽內部照射離子；基板架，在所述真空槽內部的照射離子的照射范圍內保持處理對象物； 測定對象物，配置在所述真空槽內部的所述照射范圍內；以及溫度測定裝置，測定所述測定對象物的溫度。
2.如權利要求1所述的離子注入裝置，其特征在于， 具有與所述溫度測定裝置連接的控制裝置，在所述控制裝置中存儲有所述測定對象物的溫度和向所述處理對象物注入的原子數(shù)的關系。
全文摘要
本發(fā)明涉及離子注入裝置。本發(fā)明的離子注入裝置(10)具有配置在照射離子的照射范圍(5)內的測定對象物(31)。在通過向處理對象物(40)照射處理氣體離子和所述處理氣體離子中性化的中性化粒子，由此，向所述處理對象物(40)注入原子時，向測定對象物(31)也照射所述處理氣體離子和所述中性化粒子，所以，所述測定對象物(31)的溫度上升。并且，控制裝置(34)根據(jù)所計測的所述測定對象物(31)的溫度求出所述處理對象物(40)的原子注入量。由此，能夠提供正確測定原子注入量的離子注入裝置。
文檔編號G11B5/84GK102203856SQ200980143329
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權日2008年10月31日
發(fā)明者佐藤賢治, 森田正, 渦卷拓也, 渡邊一弘, 田中努, 西橋勉 申請人:株式會社愛發(fā)科