JP2000226659A - Cvd装置および磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
Cvd装置および磁気記録媒体の製造方法Info
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Abstract
して安定した放電状態を維持し得る様に改良された熱フ
ィラメント−プラズマCVD装置を提供する。 【解決手段】製膜室内で真空条件下に加熱されたフィラ
メント状カソードとアノードとの間の放電により製膜原
料ガスをプラズマ状態とし、そして、マイナス電位によ
り上記のプラズマを基板表面に加速衝突させて製膜す
る、熱フィラメント−プラズマCVD装置であって、当
該装置の稼働状態において450℃以上の温度に保持さ
れるアノードを配置して成る。
Description
磁気記録媒体の製造方法に関し、詳しくは、炭素が主成
分である膜を製膜する際に好適な熱フィラメント−プラ
ズマCVD(プラズマ促進化学蒸着)装置および当該装
置による製膜方法を利用した磁気記録媒体の製造方法に
関する。
pCVD)装置は、製膜室内で真空条件下に加熱された
フィラメント状のカソードとアノードとの間の放電によ
り製膜原料ガスをプラズマ状態とし、そして、マイナス
電位により上記のプラズマを基板表面に加速衝突させて
製膜する装置である。カソード及びアノードは、共に金
属で構成されるが、特にフィラメント状のカソードに
は、通常、タングステンやタンタル等の金属が使用され
る。本装置によれば、製膜原料ガスの種類に応じ、炭素
(C)膜、ケイ素(Si)膜、窒素(N)化膜などの製
膜が可能である。
−pCVD装置による製膜方法は、炭素含有モノマー
(液体)を使用することが出来るため、取扱いが容易で
ある等の利点を有する。従って、この製膜方法は、特に
磁気記録媒体の保護層の形成手段として注目され、ま
た、この製膜方法で得られた上記の膜から成る保護層
は、スパッタ膜に比し、薄膜領域で高い耐久性を有す
る。
D装置を使用し、製膜室への基板の搬入、製膜、基板の
搬出の操作を順次に繰り返して連続的に製膜する方法に
おいて、製膜原料ガスとして炭素含有モノマーガスを使
用し、炭素が主成分である膜を製膜する場合、カソード
とアノードとの間の放電状態が経時的に不安定となると
言う問題がある。
あり、その目的は、炭素が主成分である膜を連続的に製
膜するに際して安定した放電状態を維持し得る様に改良
された熱フィラメント−プラズマCVD装置および当該
製膜装置による製膜方法を利用した磁気記録媒体の製造
方法を提供することにある。
的を達成すべく種々検討を重ねた結果、経時的に放電が
不安定となる主たる原因は、炭素含有モノマーガスによ
りアノードに電気絶縁性の炭素が付着することにあると
の知見を得た。すなわち、アノード表面の電導性が経時
的に低下し、カソードとアノードとの間の放電状態が不
安定となる。
進めた結果として完成されたものであり、その第1の要
旨は、製膜室内で真空条件下に加熱されたフィラメント
状カソードとアノードとの間の放電により製膜原料ガス
をプラズマ状態とし、そして、マイナス電位により上記
のプラズマを基板表面に加速衝突させて製膜する、熱フ
ィラメント−プラズマCVD装置であって、当該装置の
稼働状態において450℃以上の温度に保持されるアノ
ードを配置して成ることを特徴とする熱フィラメント−
プラズマCVD装置に存する。
板上に少なくとも磁性層を形成した後に炭素が主成分で
ある保護層を形成する磁気記録媒体の製造方法におい
て、上記の装置による製膜方法により保護層を形成する
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法に存する。
詳細に説明する。図1は、本発明のF−pCVD装置の
一例の概念説明図である。図1に示されたF−pCVD
装置は、基板の両面に同時に製膜可能な装置であり、左
右対称の構成を備えているが、便宜上、右側の構成の一
部は図示を省略している。
説明する。本発明のF−pCVD装置は、基本的には、
前述の通り、製膜室内で真空条件下に加熱されたフィラ
メント状のカソードとアノードとの間の放電により製膜
原料ガスをプラズマ状態とし、そして、マイナス電位に
より上記のプラズマを基板の表面に加速衝突させて製膜
する装置である。図1に示したF−pCVD装置は次の
様な構成を備えている。
れた真空チャンバー壁(5)によって気密可能に構成さ
れ、真空チャンバー壁(5)は、その下側中央部に配置
された接続管(6)を介し、トランスファーケース用真
空排気ユニットを備えたトランスファーケース及び製膜
室用真空排気ユニットを備えたダクト(何れも図示せ
ず)に接続されている。そして、接続管(6)の内部に
は、昇降アーム(15)が配置され、昇降アーム(1
5)は、トランスファーケース(図示せず)の内部に配
置されたハンドリングロボット(図示せず)によって操
作される。なお、トランスファーケース用真空排気ユニ
ット及び製膜室用真空排気ユニットは、製膜運転中、常
時稼働している。
(5)の側部から製膜室(1)内に貫通した2個のソケ
ット(7)の先端部に形成され、交流のカソード電源
(8)に接続されている。アノード(3)は、特別にロ
ート状の形状を有し且つその内周面の中央部付近でカソ
ード(2)を包囲する位置に配置される。この点は、後
述する本発明の特徴において詳述する。そして、アノー
ド(3)は、ソケット(7)と同様に配置されたソケッ
ト(9)を介しアノード電源(10)(アノード(3)
側でプラス電位の電流)に接続されている。また、ソケ
ット(7)の表面は、付着した炭素膜の剥離を防止する
ため、金属溶射などで表面を粗面化するのが好ましい。
空チャンバー壁(5)に対し、電気絶縁性の気密体とし
て構成されている。また、アノード(3)は、真空チャ
ンバー壁(5)の内周面に対して電気絶縁性の固定手段
(図示せず)により固定されている。斯かる固定手段と
しては、例えば、真空チャンバー壁(5)の内周面およ
びアノード(3)の外周面から突出する各取付片を絶縁
材を介して接続する手段などが挙げられる。
して、円筒状の防着部材(遮蔽部材)(11)が配置さ
れている。防着部材(11)は、真空チャンバー壁
(5)の内周面に対して電気絶縁性の固定手段(図示せ
ず)により固定されている。また、防着部材(11)の
アノード(3)側の周端部には、内側に傾斜し且つアノ
ード(3)の最大内径(先端部内径)より小さい外径の
整流部(12)が設けられ、アノード(3)の先端部と
整流部(12)との間にはガス流路(13)が形成され
ている。
希釈された製膜原料ガスは、真空チャンバー壁(5)の
上部からガス流路(13)の近傍に貫通した製膜原料ガ
ス供給管(14)から供給される。
5)の先端に固定された支持爪(16)によって垂直に
支持される。すなわち、基板(4)は、カソード(2)
とアノード(3)に対向した位置に保持される。そし
て、昇降アーム(15)により、製膜室(1)内に基板
(4)が搬入された場合、接続管(6)と前記トランス
ファーケースの接続部に配置されたソフトシール(図示
せず)が昇降アーム(15)と接することにより、製膜
室(1)と上記トランスファーケースとが実質的に遮断
される。なお、製膜室(1)内の真空状態は、引き続
き、製膜室用真空排気ユニットにより維持される。
ましい態様として、膜厚補正板(17)が配置される。
基板(4)が円盤状の場合、その外周部と中心部は、薄
膜が厚く形成される傾向があり、また、基板(4)の両
面に同時に製膜する際に左右のプラズマが互いに影響し
合う領域となる。膜厚補正板(17)は、円盤状の基板
(4)の中心部と外周部を覆う様なドーナツ形状を有
し、基板(4)の全体に亘り、形成される薄膜の厚さを
均一にする機能を有する。
(11)の端部に固定され、内周部(17a)は、外周
部に設けられた支持アーム(18)に支持される。その
結果、膜厚補正板(17)は、防着部材(11)と同
様、真空チャンバー壁(5)の内周面に対して電気絶縁
性の状態である。すなわち、膜厚補正板(17)は、防
着部材(11)と共に、電気的に浮いて独立した状態
(フロート電位)に維持されている。
側近傍の内部には、真空チャンバー壁(5)の異常加熱
防止のため、冷却水循環路(19)が設けられ、冷却水
供給管(20)から冷却水が供給される。
1)に接続され、また、真空チャンバー壁(5)はアー
ス(22)に接続されている。そして、カソード電源
(8)のアース側と基板(4)との間は、基板(4)側
でマイナス電位となる直流のイオン加速用電源(23)
で接続されている。
(0〜50A)、アノード電源(10)には0〜200
v(0〜5000mA)、イオン加速用電源(23)に
は0〜1500v(0〜200mA)が適用される。な
お、製膜運転中、カソード(2)は、常時、通電加熱さ
れている。
装置の稼働状態において450℃以上の温度に保持され
るアノード(3)を配置して成る点にある。すなわち、
前述の通り、アノード(3)は、特別にロート状の形状
を有し且つその内周面の中央部付近でカソード(2)を
包囲する位置に配置される。従って、アノード(3)
は、カソード(2)の輻射熱によりに加熱され、450
℃以上の温度に保持される。その結果、炭素含有モノマ
ーガスによりアノード(3)の表面に付着した炭素膜
は、グラファイト化と推定される熱変化を生じる。従っ
て、アノード(3)の電導性の低下が抑制され、上記の
様な熱変化がない状態に比し、カソード(2)とアノー
ド(3)との間の放電状態が安定化する。
よび形状は、カソード(2)との間において放電し得る
限り特に制限されない。カソード(2)の輻射熱により
加熱されない様な位置にアノードを配置した場合は、ア
ノード(3)の450℃以上の温度の保持は、別途に設
けた加熱手段により行うことが出来る。また、図1に示
したF−pCVD装置の場合と異なって、真空チャンバ
ー壁(5)から離間させずに接触させてアノード(3)
を配置した場合は、真空チャンバー壁(5)側への伝熱
により、アノード(3)の温度が450℃以上にならな
い場合がある。斯かる場合は、アノード(3)の表面に
適当な支持具により、別途の金属箔(例えば50〜50
0μmのアルミニウム等)から成るアノードを離間させ
て配置すればよい。
D装置は、炭素が主成分である膜を連続的に製膜するに
際してカソードとアノードとの間の放電状態が経時的に
不安定とならないため、炭素が主成分である膜を製膜す
る際に好適に使用される。
製膜方法は、次の様に、主として、製膜室(1)への基
板(4)の搬入、製膜、基板(4)の搬出から成る操作
を順次に繰り返して行われる。
の昇降アーム(15)を上昇して基板(4)を製膜室
(1)内に搬入する。
製膜原料ガスを供給する。これにより、製膜原料ガスは
ガス流路(13)を通して製膜室(1)に流れ込む。以
上の操作はガス安定化と呼ばれる。なお、この際の製膜
室(1)内の圧力は、前述の製膜室用真空排気ユニット
の能力によって決定される。
対し、夫々アノード電源(10)及びイオン加速用電源
(23)から所定の電位を印加する。これにより、常に
高温に加熱されたカソード(2)からアノード(3)に
向かって多量の熱電子が放出され、両電極の間でグロー
放電が開始される。そして、放電によって生じた熱電子
は、製膜原料ガスをイオン化してプラズマ状態にする。
プラズマ状態の製膜原料イオンは、基板(4)のマイナ
ス電位によって加速され、基板(4)に衝突して付着
し、炭素が主成分である膜が製膜される。なお、例えば
トルエンを使用した場合、プラズマ領域においては次の
(I)の反応が起こり、基板(4)の表面では次の(I
I)の反応が起こっていると考えられる。
膜を終了する。その後、前述の製膜室用真空排気ユニッ
トにて製膜室(1)内に残留する原料ガスが排気されて
製膜室(1)内の圧力が原料ガスの供給前のレベルに復
帰するのを待った後、昇降アーム(15)を降下させる
ことにより、製膜室(1)から前述のトランスファーケ
ースに基板(4)を搬出する。
を製膜する場合、前記の製膜原料ガスとして炭素含有モ
ノマーガスを使用する。炭素含有モノマーの具体例とし
ては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、アセチレ
ン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素、アルコール類、
窒素含有炭化水素、フッ素含有炭化水素などが挙げられ
る。特に、ベンゼン、トルエン又はピロールが好適に使
用される。また、必要に応じ、炭素含有モノマーの濃度
調節および膜質調節のために使用される不活性ガスとし
ては、Ar、He、H2、N2、O2等が挙げられる。
ついて説明する。本発明の特徴は、非磁性基板上に少な
くとも磁性層を形成した後に炭素が主成分である保護層
を形成する磁気記録媒体の製造方法において、上記の装
置による製膜方法により保護層を形成する点にある。
法によりNi−P層を設けたAl合金板が使用される
が、その他、Cu、Ti等の金属基板、ガラス基板、セ
ラミック基板、炭素質基板または樹脂基板なども使用す
ることが出来る。
無電解メッキ、スパッタリング、蒸着などの方法によっ
て形成される。磁性層の具体例としては、Co−P、C
o−Ni−P、Co−Ni−Cr、Co−Cr−Ta、
Co−Ni−Pt、Co−Cr−Pt、Co−Cr−P
t−Ta系合金などの強磁性金属薄膜が挙げられる。磁
性層の厚さは通常10〜70nm程度とされる。また、
必要に応じ、複数層の磁性層を構成することも出来る。
非磁性基板と磁性層の間に設ける下地層や中間層などが
挙げられる。下地層としては、通常、スパッタリングに
より形成した5〜200nm厚さのCr層が使用され
る。下地層の上に設けられる中間層の材料は、公知の材
料から適宜選択される。
の表面に設けられるが、必要に応じて他の層を介して設
けてもよい。また、保護層の表面には、通常、パーフル
オロポリエーテル、高級脂肪酸またはその金属塩などの
潤滑層が形成される。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
炭素膜を有する磁気記録媒体を連続的に製造した。保護
層の製膜の際には図1に示したF−pCVD装置を使用
した。また、基板として、表面平均粗さ1.5nm、直
径3.5インチのNi−Pメッキ被覆Al合金ディスク
基板を使用した。そして、基板上に表面粗さが1.0n
mになる様に機械テキスチャー加工(表面処理)を施し
た後にCSSゾーンにレーザーテキスチャを施して使用
した。
Cr下地層(厚さ40nm)、Co合金磁性層(厚さ3
0nm)を形成した。
用し、製膜原料ガスとしてトルエンガスを使用し、搬入
−ガス安定化−製膜−排気−搬出の一連の操作を繰り返
し、C保護層(厚さ4nm)を形成した。この際、アノ
ード(3)の表面温度が約500℃となる様に冷却水供
給管(20)の水量を調節した。
00℃、トルエンの供給量を3.5SCCM(標準条件
における1分当たりのCC数)、製膜室(1)内の圧力
を0.1Pa、アノード(3)の印加電圧を75Vと
し、プラズマ電流が1500mAとなる様にカソード電
源(8)を調整し、イオン加速用電源(23)には電位
差が400Vとなる様にバイアス電圧を印加し、2.5
秒間行った。
内にトルエンを75SCCM(標準条件における1分当
たりのCC数)の供給量で流し、圧力を0.2Paと
し、放電を行わずに、カソード電源(8)に通常の製膜
条件よりも最大100Wまで高くなる様に徐々に電圧を
印可し、カソード(2)のカーバイド化を1時間行っ
た。
リエーテル液体潤滑剤を2nmの厚さで塗布し、磁気記
録媒体とした。
媒体を連続的に製造した。そして、2千枚毎にC保護層
の厚さを測定し、その結果を図2に示した。同図から明
らかな様に、C保護層の厚さ変動は±5%以内に抑えら
れており、生産が安定していることが分かる。
0℃となる様に冷却水供給管(20)の水量を調節した
以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を連続的に
製造した。その結果、100枚目において、カソード
(2)とアノード(3)との間の放電が不可能となり、
製造を中止せざるを得なかった。
放電状態を維持し得る様に改良された熱フィラメント−
プラズマCVD装置および当該製膜装置による製膜方法
を利用した磁気記録媒体の製造方法が提供され、本発明
の工業的価値は大きい。
ラフ
Claims (3)
- 【請求項1】 製膜室内で真空条件下に加熱されたフィ
ラメント状カソードとアノードとの間の放電により製膜
原料ガスをプラズマ状態とし、そして、マイナス電位に
より上記のプラズマを基板表面に加速衝突させて製膜す
る、熱フィラメント−プラズマCVD装置であって、当
該装置の稼働状態において450℃以上の温度に保持さ
れるアノードを配置して成ることを特徴とする熱フィラ
メント−プラズマCVD装置。 - 【請求項2】 アノードがカソードの輻射熱によりに加
熱される位置に配置されている請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成
した後に炭素が主成分である保護層を形成する磁気記録
媒体の製造方法において、請求項1又は2に記載の装置
による製膜方法により保護層を形成することを特徴とす
る磁気記録媒体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02503999A JP3930184B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Cvd装置および磁気記録媒体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP02503999A JP3930184B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Cvd装置および磁気記録媒体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3930184B2 JP3930184B2 (ja) | 2007-06-13 |
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ID=12154780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010134354A1 (ja) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | 昭和電工Hdシンガポール ピーティイー リミテッド | 炭素膜の形成方法、磁気記録媒体の製造方法及び炭素膜の形成装置 |
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1999
- 1999-02-02 JP JP02503999A patent/JP3930184B2/ja not_active Expired - Lifetime
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