Ok, resolvi esse problema. Meus passos foram:
- reordenar fisicamente os discos rígidos na placa-mãe, de modo que o disco de 120GB que eu queria hospedar no Windows fosse o primeiro ("Disco 0" na nomenclatura do Windows e "sda" na nomenclatura do Linux)
- iniciou o instalador do Windows, selecionou opções avançadas de particionamento
- removeu todo o gerenciador de inicialização, efi, partições de recuperação do Windows criado anteriormente
- remova partições do disco 0
- Disco 0 selecionado como local para instalar o Windows e instalação continuada sem problemas
Então eu instalei o Linux, instalei o GRUB no sdb (partição Linux de 512GB) para que ele não toque no disco do Windows e configure o UEFI para inicializar a partir do sdb e tudo funciona como eu queria.