JP2000144429A - Manufacture of carbonaceous protective film - Google Patents

Manufacture of carbonaceous protective film

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JP2000144429A
JP2000144429A JP32297898A JP32297898A JP2000144429A JP 2000144429 A JP2000144429 A JP 2000144429A JP 32297898 A JP32297898 A JP 32297898A JP 32297898 A JP32297898 A JP 32297898A JP 2000144429 A JP2000144429 A JP 2000144429A
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JP
Japan
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reaction chamber
film
substrate
plasma cvd
protective film
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JP32297898A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Matsuyama
秀昭 松山
Megumi Kato
恵 加藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form, in a short time, a carbonaceous film of stable film quality as a protective film for a magnetic recording layer formed on a substrate by performing a plasma CVD process using hydrocarbon gas as main raw material under respectively specifiied conditions of flow rate of raw material gas, volume of a reaction chamber, and pressure in the reaction chamber. SOLUTION: Methane gas is supplied as raw material gas via a flow rate controller 6 into a reaction chamber 1 connected via a control valve 9 to a turbo-molecular pump 8, formed into plasmic state by means of the microwave introduced from a microwave power source 3 via a waveguide 4 and an insulation window 7 and the magnetic field applied by an electromagnet 10, and introduced to a substrate 11 on a substrate holder 12 whose potential is made negative by a DC electric power source 13 to form a carbonaceous protective film on a magnetic recording layer formed on the surface of the substrate 11. In this ECR plasma CVD process, the value of Vc×Pc/Qc1/2 is regulated to <=7000 when the flow rate of the raw material gas, the volume of the reaction chamber, and the pressure in the reaction chamber are represented by Qc [ml/min], Vc [ml], and Pc [Pa], respectively. By this method, plasma stabilizing time can be reduced to about <=1 sec, and the length of time required for film formation can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置を構成する磁気記録媒体の保護膜等に利用されるカー
ボン系保護膜の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a carbon-based protective film used as a protective film for a magnetic recording medium constituting a hard disk drive.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスク装置はコンピューターの
主要な外部記録装置であり、マルチメディアの進展とと
もに急速に高記録密度化・小型化が進んでいる。これに
ともなって、ハードディスク装置主要部品である磁気記
録媒体に対しても、記録密度の向上とともにトライボロ
ジー的な機械的強度の維持が要求される。
2. Description of the Related Art A hard disk drive is a main external recording device of a computer, and a high recording density and a miniaturization are rapidly progressing with the development of multimedia. Accordingly, the magnetic recording medium, which is a main component of the hard disk device, is required to maintain the tribological mechanical strength while improving the recording density.

【0003】磁気記録媒体は、情報を磁気的に記録する
部品であり、基板に燐化ニッケル(以下NiPと記す)
メッキ層、下地膜、磁性膜、保護膜が積層され、さらに
潤滑剤が塗布されている。通常、基板はアルミニウム合
金よりなり、NiPメッキ層を施すことにより基板表面
は保護されている。情報を記録する磁性膜はコバルト
(以下Coと記す)系の強磁性体からなり、その磁気的
な特性を向上させるためにクロム(以下Crと記す)下
地膜が挿入される。また、磁性膜を保護するために、潤
滑性に優れ、磨耗し難いカーボン系保護膜がコートされ
る。
A magnetic recording medium is a component for magnetically recording information, and has a substrate on which nickel phosphide (hereinafter referred to as NiP) is formed.
A plating layer, a base film, a magnetic film, and a protective film are laminated, and a lubricant is applied. Usually, the substrate is made of an aluminum alloy, and the surface of the substrate is protected by applying a NiP plating layer. The magnetic film for recording information is made of a cobalt (hereinafter, referred to as Co) ferromagnetic material, and a chromium (hereinafter, referred to as Cr) base film is inserted in order to improve its magnetic properties. Further, in order to protect the magnetic film, a carbon-based protective film which is excellent in lubricity and hard to wear is coated.

【0004】Cr下地膜・Co系磁性膜・カーボン系保
護膜は、いずれも真空蒸着システムでこの順番で連続的
に形成される。各々の成膜は、相互の干渉をなくすため
に、成膜室は分離されており、基板は各成膜室を順番に
通過し、各層が形成される。基板の搬送方式には複数枚
の基板を乗せたパレットを移動するパレット搬送式と基
板を一枚ずつ移動する一枚送り式があり、一枚送り式が
主流となりつつある。一枚送り式で生産性をあげるには
1枚当たりの成膜時間の短縮が必要であり、タクトタイ
ムは最近では10秒程度まで短縮されている。
The Cr underlayer, Co-based magnetic film, and carbon-based protective film are all successively formed in this order by a vacuum evaporation system. In each film formation, the film formation chamber is separated in order to eliminate mutual interference, and the substrate sequentially passes through each film formation chamber to form each layer. Substrate transfer methods include a pallet transfer method in which a pallet on which a plurality of substrates are placed is moved and a single-sheet transfer method in which substrates are moved one by one. The single-sheet transfer method is becoming mainstream. In order to increase the productivity by the single-sheet feed method, it is necessary to shorten the film-forming time per sheet, and the tact time has recently been reduced to about 10 seconds.

【0005】磁気記録媒体の記録密度の向上に伴い、媒
体からの漏れ磁束は小さくなってきている。このため、
磁気ヘッドをより磁気記録媒体に近づけ、スペーシング
損失を低減することが必要であり、磁気ヘッドと磁気記
録媒体の間の距離は年々縮まり、100nm以下になっ
ている。スペーシング損失の低減には磁気ヘッドの浮上
量をさらに小さくするとともに磁気記録媒体の保護膜の
厚さや潤滑層の厚さを薄くする必要がある。現状の保護
膜は厚さが15nmであるが、更なる薄膜化が必要とな
っている。
[0005] As the recording density of a magnetic recording medium has been improved, the magnetic flux leakage from the medium has been reduced. For this reason,
It is necessary to bring the magnetic head closer to the magnetic recording medium and reduce the spacing loss, and the distance between the magnetic head and the magnetic recording medium is decreasing year by year, and has become less than 100 nm. To reduce the spacing loss, it is necessary to further reduce the flying height of the magnetic head and to reduce the thickness of the protective film and the thickness of the lubricating layer of the magnetic recording medium. Although the current protective film has a thickness of 15 nm, further thinning is required.

【0006】カーボン系保護膜の製造方法としてはスパ
ッタ法やプラズマCVD法(CVDは化学気相成長の通
称)などがあり、形成されるカーボン膜はアモルファス
状のカーボン膜(以下a−C膜と記す)であり、必要に
応じて水素・窒素などが添加される。通常、カーボン系
保護膜はCr下地膜や磁性膜と同様にスパッタ法でそれ
らの膜と連続して蒸着され、形成される。通常媒体製造
時には、短時間に大量の媒体を処理するため数秒から1
0秒程度でカーボン保護膜を形成している。このように
形成されたa−C膜はスパッタ用のターゲット材料とし
てグラファイトが用いられているのでsp2 結合を多く
含む。
As a method of manufacturing a carbon-based protective film, there are a sputtering method, a plasma CVD method (CVD is a common name for chemical vapor deposition), and the formed carbon film is an amorphous carbon film (hereinafter a-C film). And hydrogen, nitrogen and the like are added as necessary. Normally, the carbon-based protective film is formed by being vapor-deposited continuously with the Cr base film and the magnetic film by a sputtering method in the same manner as those films. In normal media production, several seconds to one
The carbon protective film is formed in about 0 seconds. The aC film thus formed contains many sp 2 bonds since graphite is used as a target material for sputtering.

【0007】しかし保護膜の薄膜化に伴って、カバレー
ジ特性がより優れるプラズマCVD法が注目されてい
る。a−C膜の製造に適用されるプラズマCVD法の内
最も一般的な方法は、13.56MHzの高周波(R
F)を用いたRF−プラズマCVD法である。この方法
は装置が簡単で安価である。その他、低圧成膜が可能な
電子サイクロトロン共鳴(以下ECRと略す)−プラズ
マCVD法も適用されている。この方法は、電子のサイ
クロトロン共鳴(ECR)によりマイクロ波(μ波)の
吸収効率上げているため、RF−プラズマCVD法では
困難な1Pa以下の圧力でも膜形成が可能である。EC
RプラズマCVD装置は、例えば特開平8−28827
4号公報に開示されている。
However, as the thickness of the protective film is reduced, a plasma CVD method having more excellent coverage characteristics is receiving attention. The most common plasma CVD method applied to the production of an aC film is a high frequency (R) of 13.56 MHz.
This is an RF-plasma CVD method using F). This method is simple and inexpensive. In addition, an electron cyclotron resonance (hereinafter abbreviated as ECR) -plasma CVD method capable of forming a film at a low pressure is also applied. In this method, since the absorption efficiency of microwaves (μ waves) is increased by electron cyclotron resonance (ECR), a film can be formed even at a pressure of 1 Pa or less, which is difficult with RF-plasma CVD. EC
An R plasma CVD apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-28827.
No. 4 discloses this.

【0008】また、プラズマCVD法では、原料ガスと
してメタンやエチレン等の炭化水素ガスが使われるた
め、その方法で形成したa−C膜は多量の水素を含む。
そしてまた、3次元的な構造であるsp3 結合を多く含
むので、スパッタ法で形成したa−C膜に比較して、緻
密な膜となっている。実際、水素を50%含む膜では密
度は約2.1g/cm3 と大きい。また、プラズマCV
D法によるa−C膜は硬く、特に成膜中に基板に300
V程度の負バイアスを印加することにより硬度が高くな
ることが知られている。
In the plasma CVD method, since a hydrocarbon gas such as methane or ethylene is used as a source gas, the aC film formed by the method contains a large amount of hydrogen.
Further, since it contains many sp 3 bonds, which are three-dimensional structures, the film is denser than an aC film formed by a sputtering method. In fact, the density of a film containing 50% of hydrogen is as large as about 2.1 g / cm 3 . In addition, plasma CV
The aC film obtained by the D method is hard, and particularly, 300 m
It is known that hardness is increased by applying a negative bias of about V.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、プラズマ
CVD法により形成したカーボン系膜が磁気記録媒体の
保護膜として優れた特性をもつことは知られている。生
産性を考慮した場合、短時間で成膜を行うことが要求さ
れる。
As described above, it is known that a carbon-based film formed by a plasma CVD method has excellent characteristics as a protective film for a magnetic recording medium. In consideration of productivity, it is required to form a film in a short time.

【0010】プラズマCVD法はプラズマによる反応ガ
スの分解によって活性種が作られるので、プラズマが発
生してから安定化するまでの過渡的な時間がある。特
に、比較的高反応圧力で膜形成をするRFプラズマCV
D法では、10秒間以上の時間がかかり、RFプラズマ
CVD法より1桁以上低い圧力下で膜形成ができるEC
RプラズマCVD法でも、数秒間程度かかる。
[0010] In the plasma CVD method, active species are produced by the decomposition of a reaction gas by the plasma, so that there is a transient time from generation of the plasma to stabilization. In particular, RF plasma CV that forms a film at a relatively high reaction pressure
The D method requires a time of 10 seconds or more, and is capable of forming a film under a pressure lower by one digit or more than that of the RF plasma CVD method.
It takes about several seconds even in the R plasma CVD method.

【0011】図3はECRプラズマCVD法における反
応槽内圧力の時間変化を示したグラフの一例である。横
軸は時間、縦軸は圧力である。プラズマCVD法では原
料ガスは、プラズマ中で分解され、各種のラジカル、イ
オンや分子などが生成される。分解生成物の一部がプリ
カーサとなって膜を形成する。通常、原料ガスは分解に
よって複数の生成物を作るため、反応槽の圧力は、始め
高くなる傾向にある。分解生成物は反応槽内に広がる。
一方、反応槽の分解生成物は排気系で排気されるが、そ
の際分解生成物は種類によって排気速度が異なり、プラ
ズマの分解と排気がバランスするところで平衡に達す
る。こうしてプラズマが安定するにはある時間を要す
る。そして、プラズマが安定した後に安定した成膜がお
こなわれる。
FIG. 3 is an example of a graph showing the time change of the pressure in the reaction tank in the ECR plasma CVD method. The horizontal axis is time, and the vertical axis is pressure. In the plasma CVD method, a source gas is decomposed in plasma to generate various radicals, ions, molecules, and the like. A part of the decomposition product serves as a precursor to form a film. Usually, the pressure of the reaction tank tends to increase at first because the source gas produces a plurality of products by decomposition. The decomposition products spread in the reaction vessel.
On the other hand, the decomposition products in the reaction tank are exhausted by an exhaust system. At that time, the decomposition products have different pumping speeds depending on the types, and reach an equilibrium where the decomposition of plasma and the exhaust are balanced. Thus, it takes some time for the plasma to stabilize. Then, a stable film formation is performed after the plasma is stabilized.

【0012】例えば磁気記録媒体においては、厚さ約5
nmの保護膜を数秒間で形成したいとする要求がある。
しかし、先に述べたように、プラズマCVD法によるカ
ーボン系保護膜を被着する際、反応圧力が安定化するま
でにECRプラズマCVD法でも数秒程度の時間を要す
る。成膜時間を短縮するためには、プラズマの安定化時
間は短いことが必要である。一枚送り式システムではタ
クトタイムが10秒間程度まで短縮されているので、プ
ラズマの安定化時間は1秒以内が望ましい。
For example, in a magnetic recording medium, a thickness of about 5
There is a demand to form a protective film of nm in a few seconds.
However, as described above, when a carbon-based protective film is deposited by the plasma CVD method, it takes several seconds for the ECR plasma CVD method to stabilize the reaction pressure. In order to shorten the film formation time, the plasma stabilization time needs to be short. Since the tact time is reduced to about 10 seconds in the single-sheet feed system, the plasma stabilization time is desirably within 1 second.

【0013】このような状況に鑑み本発明の目的は、プ
ラズマCVD法による磁気記録媒体の保護膜として、安
定した膜質のカーボン系保護膜を短時間に形成する製造
方法を提供することにある。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a manufacturing method for forming a carbon-based protective film of stable film quality in a short time as a protective film of a magnetic recording medium by a plasma CVD method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】プラズマの安定化のため
の時間を短くするには、次の3点が考えられる。 1)原料ガス流量を増やし、生成される分解生成物の量
を増やす。これによって、分解生成物が速く反応槽内に
広がる。 2)反応槽の容積を減らす。これによって、分解生成物
が反応槽内に広がる時間を速める。 3)反応圧力を下げ、反応槽内のガス密度を減らす。
2)と同様に分解生成物が反応槽内に広がる時間を速め
る。
In order to shorten the time for stabilizing the plasma, the following three points can be considered. 1) Increase the flow rate of the source gas and increase the amount of generated decomposition products. This allows the decomposition products to spread quickly into the reactor. 2) Reduce the volume of the reaction tank. This speeds up the time for the decomposition products to spread into the reactor. 3) Reduce the reaction pressure and reduce the gas density in the reaction tank.
As in 2), the time during which the decomposition product spreads in the reaction tank is increased.

【0015】上記の考察に基づき、原料ガスの流量(標
準状態)をQc [ml/min]、反応槽の容積をVc [ml]、反
応槽の圧力をPc [Pa]とするとき、 Vc ×Pc /Qc 1/2 で表される値が7000以下であるようにする。
Based on the above considerations, when the flow rate of the source gas (standard state) is Q c [ml / min], the volume of the reaction vessel is V c [ml], and the pressure of the reaction vessel is P c [Pa] , V c × P c / Q c 1/2 is set to 7000 or less.

【0016】そのようにすれば、後掲の実験結果に示さ
れるように、平衡に達する時間が短縮されるので、成膜
時間も短縮できる。特に、原料ガスがメタンガスである
ものとする。メタンは炭素原子を含む分子の中で最も軽
量であり、拡散速度が早いので、平衡到達も速い。
By doing so, the time required to reach equilibrium is reduced, as shown in the experimental results described later, so that the film formation time can also be reduced. In particular, it is assumed that the source gas is methane gas. Methane is the lightest of the molecules containing carbon atoms and has a fast diffusion rate, so it reaches equilibrium quickly.

【0017】また、プラズマCVD法がECRプラズマ
CVD法であるものとする。ECRプラズマCVD法
は、電子のサイクロトロン運動によりプラズマ化を利用
しているため、他の高周波(RF)プラズマCVD法等
にくらべ1桁以上低い圧力でもプラズマが安定である。
従って、上記の3)の条件に適ったプラズマCVD法で
ある。
It is assumed that the plasma CVD method is an ECR plasma CVD method. Since the ECR plasma CVD method utilizes the generation of plasma by cyclotron motion of electrons, the plasma is stable even at a pressure lower by one digit or more than other high-frequency (RF) plasma CVD methods.
Therefore, this is a plasma CVD method suitable for the above condition 3).

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、実施例に基づき本発明の実
施の形態を説明する。 [実施例1]図2は本実験に用いたECRプラズマCV
D装置の断面模式図である。反応室1にはECRプラズ
マを形成するキャビティ2が備えられている。キャビテ
ィ2の底にはマイクロ波電源3(周波数2.45GHz )
から発せられるマイクロ波を伝送する導波管4および原
料ガスを供給するガス導入管5が設けられている。原料
ガスはガス流量制御器6によって流量をコントロールさ
れる。導波管4とキャビティ2の境界にはマイクロ波を
透過させ、ガスを通過させない絶縁窓7が嵌められてい
る。キャビティ2の外側には電子サイクロトロン共鳴
(ECR)を起こすための磁場を発生させるコイル10
が設けられている。また、反応室1にはターボ分子ポン
プ8(排気量0.5 m3/sec )が接続され、コントロー
ルバルブ9で内部圧力が制御されている。反応室1内に
は、磁気媒体基板11を直接支持する基板ホルダ12が
装着されている。直流電源13は基板ホルダ12に接続
されており、基板11には負のバイアス電位が印加され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. Example 1 FIG. 2 shows the ECR plasma CV used in this experiment.
It is a cross section of D apparatus. The reaction chamber 1 is provided with a cavity 2 for forming an ECR plasma. Microwave power supply 3 (frequency 2.45 GHz) at the bottom of cavity 2
There is provided a waveguide 4 for transmitting microwaves emitted from a gas source and a gas introduction pipe 5 for supplying a raw material gas. The flow rate of the source gas is controlled by a gas flow controller 6. At the boundary between the waveguide 4 and the cavity 2, an insulating window 7 that allows microwaves to pass and does not allow gas to pass is fitted. A coil 10 for generating a magnetic field for generating electron cyclotron resonance (ECR) is provided outside the cavity 2.
Is provided. A turbo molecular pump 8 (displacement: 0.5 m 3 / sec) is connected to the reaction chamber 1, and the internal pressure is controlled by a control valve 9. In the reaction chamber 1, a substrate holder 12 for directly supporting a magnetic medium substrate 11 is mounted. The DC power supply 13 is connected to the substrate holder 12, and a negative bias potential is applied to the substrate 11.

【0019】磁気媒体基板11としては、Cr下地層・
Co系磁性層をスパッタ法で形成したアルミニウム合金
の磁気ディスク基板(外径65mm、内径20mm)および
Si単結晶基板を用いた。基板11はキャビティー2の
出口から100mmの位置に設置した。
As the magnetic medium substrate 11, a Cr underlayer,
An aluminum alloy magnetic disk substrate (outer diameter 65 mm, inner diameter 20 mm) having a Co-based magnetic layer formed by a sputtering method and a Si single crystal substrate were used. The substrate 11 was set at a position 100 mm from the exit of the cavity 2.

【0020】代表的な成膜条件は以下の通りである。反
応室容積(VC ):60000ml、反応ガス:メタン
(CH4 )、ガス流量(QC ):10ml/min、反応室内
の初期圧力(Pi ):1.3Pa、μ波出力:200W 、
基板バイアス電圧:−200V、磁場:2kG、基板温
度:200℃。成膜時間は2.5秒とし、厚さ約5nmの
a−C膜を形成した。なお、原料ガスの流量は、標準状
態における流量であり、従来のcgs単位におけるsccm
と同じである。以後も同様である。
Typical film forming conditions are as follows. Reaction chamber volume (V C ): 60000 ml, reaction gas: methane (CH 4 ), gas flow rate (Q C ): 10 ml / min, initial pressure (P i ) in the reaction chamber: 1.3 Pa, microwave output: 200 W
Substrate bias voltage: -200 V, magnetic field: 2 kG, substrate temperature: 200 ° C. The film formation time was 2.5 seconds, and an aC film having a thickness of about 5 nm was formed. The flow rate of the raw material gas is a flow rate in a standard state, and is a sccm in a conventional cgs unit.
Is the same as The same applies to the following.

【0021】図3は反応室内の圧力の時間変化を示して
いる。メタンが分解されることにより、水素や炭化水素
が形成される。このため、圧力は上昇する。炭化水素の
かなりの部分は膜となる。また、分子量の小さい水素は
コンダクタンスが大きい。このため圧力は低下し、平衡
に達する。最大圧力Pm と平衡圧力Pe に対して真空槽
内の圧力Pが P={( Pm −Pe ) / e}+ Pe となる時間をτとし、平衡に達するまでの時間の目安と
した。ここでeは自然対数の基底である。すなわち時間
τ後には、平衡状態にかなり近づいたと見なせる。図3
ではτは約3.6sec であった。また、成膜速度は約1
nm/secであった。 [実験1]メタンガス流量Qを2〜20ml/minと変えた
ときの、τの変化を図4に示した。VC =60000m
l、Pi =1.3Paとした。τはQ1/2 に反比例して減
少している。 [実験2]反応室の容積Vc を50000〜60000
mlと変えたときの、τの変化を図5に示した。Pi
1.3Pa、QC =10ml/minとした。τはVc に比例し
て増加している。 [実験3]反応室内の初期圧力Pi を0.067〜2.
7Paと変えたときの、τの変化を図6に示した。VC
60000ml、QC =10ml/minとした。τはPi に比
例して増加している。なお、初期圧力Pi は、コントロ
ールバルブ9で調節したので、ターボ分子ポンプ8の能
力は問題にならないと考えてよい。
FIG. 3 shows the time change of the pressure in the reaction chamber. Hydrogen and hydrocarbons are formed by the decomposition of methane. For this reason, the pressure increases. A significant portion of the hydrocarbon becomes a film. Hydrogen having a small molecular weight has a large conductance. This causes the pressure to drop and reach equilibrium. Maximum pressure P m and the equilibrium pressure P e pressure P in the vacuum chamber with respect to the P = {(P m -P e ) / e} + a P e become time as tau, approximate time to reach equilibrium And Where e is the base of the natural logarithm. That is, after time τ, it can be considered that the equilibrium state has been considerably approached. FIG.
Was about 3.6 sec. The deposition rate is about 1
nm / sec. [Experiment 1] FIG. 4 shows the change in τ when the methane gas flow rate Q was changed to 2 to 20 ml / min. V C = 60000m
l, P i = 1.3 Pa. τ decreases in inverse proportion to Q 1/2 . The volume V c of Experiment 2 reaction chamber from 50000 to 60000
FIG. 5 shows the change in τ when the amount was changed to ml. P i =
1.3Pa, and the Q C = 10ml / min. τ increases in proportion to V c . [Experiment 3] The initial pressure P i in the reaction chamber was set to 0.067-2.
FIG. 6 shows the change in τ when the pressure was changed to 7 Pa. V C =
60000ml, it was a Q C = 10ml / min. τ increases in proportion to P i . Since the initial pressure Pi is adjusted by the control valve 9, it may be considered that the performance of the turbo molecular pump 8 does not matter.

【0022】以上実験した範囲内のいずれの条件でも、
良質のカーボン系保護膜を成膜できた。この結果をまと
めると、τは次式で表すことができる。 τ=k×Pi ×Vc /Q1/2 ここで、kは比例定数である。Pi 、Vc 、Qの単位を
それぞれ[Pa]、[ml]、[ml/min]としたとき、kは1.4
3×10-4となる。
Under any of the conditions within the range of the experiments described above,
A good quality carbon-based protective film could be formed. To summarize this result, τ can be expressed by the following equation. τ = k × P i × V c / Q 1/2 where k is a proportional constant. When the units of P i , V c , and Q are [Pa], [ml], and [ml / min], k is 1.4.
It becomes 3 × 10 -4 .

【0023】図1は、τのパラメータ(Pi ×Vc /Q
1/2 )依存性を示す特性図である。横軸はパラメータ
(Pi ×Vc /Q1/2 )、縦軸はτである。τが1sec
以下となるためには、Pi ×Vc /Q1/2 を7000以
下とすることが必要であることがわかる。成膜される保
護膜が次第に薄膜化され、成膜時間が短縮される傾向に
あるとき、この結果はますます重要になる。
FIG. 1 shows the parameters of τ (P i × V c / Q
1/2 ) is a characteristic diagram showing dependence. The horizontal axis is a parameter (P i × V c / Q 1/2 ), and the vertical axis is τ. τ is 1 sec
It can be seen that P i × V c / Q 1/2 needs to be 7000 or less in order to achieve the following. This result becomes even more important as the deposited protective films tend to become thinner and shorter.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炭
化水素ガスを原料ガスとしたプラズマCVD法によりア
モルファス状カーボン保護膜を形成する際、原料ガス流
量Q・反応室の容積Vc 、反応の初期圧力Pi とすると
き、Pi ×Vc /Q1/2 を7000以下にすることによ
って、初期のプラズマが安定化する時間を1秒以内にす
ることができた。これによって、プラズマCVD法にお
いても十分短い時間でカーボン保護膜を形成することが
可能となった。
As described above, according to the present invention, when an amorphous carbon protective film is formed by a plasma CVD method using a hydrocarbon gas as a source gas, the flow rate of the source gas Q, the volume V c of the reaction chamber, When the initial pressure of the reaction was Pi , by setting P i × V c / Q 1/2 to 7000 or less, the initial plasma stabilization time could be made within 1 second. This makes it possible to form the carbon protective film in a sufficiently short time even in the plasma CVD method.

【0025】当然ではあるが、基板の種類によって圧力
が平衡に達するまでの時間に変わりはなかった。
As a matter of course, there was no change in the time until the pressure reached equilibrium depending on the type of the substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】平衡到達時間τのパラメータ(Pi ×Vc /Q
1/2 )依存性を示す特性図
FIG. 1 shows a parameter (P i × V c / Q) of an equilibrium arrival time τ.
1/2 ) Characteristic diagram showing dependence

【図2】ECRプラズマCVD装置の断面模式図FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an ECR plasma CVD apparatus.

【図3】反応室内の圧力の時間変化を示すグラフFIG. 3 is a graph showing the time change of the pressure in the reaction chamber.

【図4】τのガス流量(QC )依存性を示す特性図FIG. 4 is a characteristic diagram showing the dependence of τ on the gas flow rate (Q C ).

【図5】τの反応室容積(VC )依存性を示す特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing the dependence of τ on the reaction chamber volume (V C ).

【図6】τの初期圧力(Pi )依存性を示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing dependence of τ on initial pressure (P i ).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応室 2 キャビティ 3 マイクロ波電源 4 μ波導波管 5 ガス導入管 6 ガス流量制御器 7 絶縁窓 8 電磁石 9 ターボ分子ポンプ 10 コントロールバルブ 11 基板 12 基板ホルダ 13 直流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction chamber 2 Cavity 3 Microwave power supply 4 Microwave waveguide 5 Gas introduction pipe 6 Gas flow controller 7 Insulating window 8 Electromagnet 9 Turbo molecular pump 10 Control valve 11 Substrate 12 Substrate holder 13 DC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA09 AA10 BA27 BB05 CA02 CA04 DA02 FA01 FA02 HA04 JA05 JA09 JA20 KA08 KA30 LA20 5D112 AA07 AA24 BC05 FA10 FB09 FB19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 AA09 AA10 BA27 BB05 CA02 CA04 DA02 FA01 FA02 HA04 JA05 JA09 JA20 KA08 KA30 LA20 5D112 AA07 AA24 BC05 FA10 FB09 FB19

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを主原料ガスとしたプラズマCVDにより
カーボン系保護膜を形成する製造方法において、原料ガ
スの流量(標準状態)をQc [ml/min]、反応室の容積を
c [ml]、反応室の圧力をPc [Pa]とするとき、 Vc ×Pc /Qc 1/2 で表される値が7000以下であることを特徴とするカ
ーボン系保護膜の製造方法。
A magnetic recording layer formed on a substrate;
In a manufacturing method for forming a carbon-based protective film by plasma CVD using a hydrocarbon gas as a main source gas, the flow rate (standard state) of the source gas is Q c [ml / min], and the volume of the reaction chamber is V c [ml]. , when the pressure in the reaction chamber and P c [Pa], the method of manufacturing the carbon-based protective layer, characterized in that the value represented by V c × P c / Q c 1/2 is 7000 or less.
【請求項2】原料ガスがメタンガスであることを特徴と
する請求項1記載のカーボン系保護膜の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the source gas is methane gas.
【請求項3】プラズマCVD法がECRプラズマCVD
法であることを特徴とする請求項1または2に記載のカ
ーボン系保護膜の製造方法。
3. The plasma CVD method is ECR plasma CVD.
The method for producing a carbon-based protective film according to claim 1, wherein the method is a method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003087429A1 (en) * 2002-04-06 2003-10-23 Jung Joong Lee Automatic valve control system in plasma chemical vapor deposition system and chemical vapor deposition system for deposition of nano-scale multilayer film

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WO2003087429A1 (en) * 2002-04-06 2003-10-23 Jung Joong Lee Automatic valve control system in plasma chemical vapor deposition system and chemical vapor deposition system for deposition of nano-scale multilayer film

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