JP2000239849A - Continuous plasma cvd method and cvd device - Google Patents

Continuous plasma cvd method and cvd device

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JP2000239849A
JP2000239849A JP11048780A JP4878099A JP2000239849A JP 2000239849 A JP2000239849 A JP 2000239849A JP 11048780 A JP11048780 A JP 11048780A JP 4878099 A JP4878099 A JP 4878099A JP 2000239849 A JP2000239849 A JP 2000239849A
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JP
Japan
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plasma
rotary drum
roll
chamber
vacuum chamber
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Withdrawn
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JP11048780A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kusada
英夫 草田
Takashi Kubota
隆 久保田
Kichio Asano
己知男 浅野
Tetsuo Mizumura
哲夫 水村
Akira Yano
亮 矢野
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a stable continuous thin film having low inside stress and high durability and free from secular deterioration on the surface of a wide and long flexible medium. SOLUTION: This is a method for continuously forming a thin film by exposing a wide and long flexible substrate 1 to the inside of plasma jointly using microwave plasma and RF plasma while it is run along a coating drum 5, microwaves are radiated from a linear array antenna 11 provided so as to be faced to the whole face of the width of the coating drum 5 via a wave-guide to make an introduced gas into plasma, and, as to the RF plasma, while a bias potential is applied by an RF generating source 12 connected to the drum 5 electrically insulated from a vacuum tank 2, an introduced gas is made into plasma, and, by exposing the flexible substrate 1 to the inside of these two kinds of plasma, a thin film can widely and continuously be formed.

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、広幅範囲で高速成
膜が可能な連続プラズマCVD法及びCVD装置に関
し、さらに詳細には、特に強磁性金属薄膜を磁気記録層
としたフレキシブル磁気テープの長尺原反表面に高耐久
性でしかも膜の内部応力が小さい表面保護層が高速に成
膜可能な連続プラズマCVD法及びCVD装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous plasma CVD method and a CVD apparatus capable of forming a film in a wide range at a high speed, and more particularly to a flexible magnetic tape having a magnetic recording layer of a ferromagnetic metal thin film. The present invention relates to a continuous plasma CVD method and a CVD apparatus capable of forming a surface protective layer having high durability and small internal stress of a film on a surface of a shaku original fabric at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】強磁性金属あるいはそれらの合金からな
る強磁性金属層を磁気記録層とした磁気テープ等の磁気
記録媒体は、高記録密度化に伴って、ヘッド−媒体間の
スペーシングやヘッドのトラック幅を減少させたり、ヘ
ッド−媒体間の相対速度やヘッド数を増加する方法や、
さらにはベースフィルムの表面平滑性を良くするなど、
媒体表面にかかる負荷は激しくなる一方である。
2. Description of the Related Art A magnetic recording medium such as a magnetic tape having a magnetic recording layer made of a ferromagnetic metal layer made of a ferromagnetic metal or an alloy thereof has been developed with increasing recording density. How to reduce the track width of the head, increase the relative speed between the head and the medium and the number of heads,
Furthermore, such as improving the surface smoothness of the base film,
The load on the media surface is only increasing.

【0003】例えば、一般的にHi8用として開発され
た蒸着テープは、強磁性層蒸着時に最表面を強制酸化し
て形成される酸化膜で被覆し、かつ、潤滑剤層を設ける
ことによって走行耐久性を維持している。これら表面処
理法は現行のHi8VTRではその効力を発揮している
ものの、次世代VTRでは対応できるという可能性は極
めて低い。
For example, a vapor deposition tape generally developed for Hi8 is coated with an oxide film formed by forcibly oxidizing the outermost surface during ferromagnetic layer deposition, and provided with a lubricant layer to provide a running durability. Maintain their sexuality. Although these surface treatment methods are effective in the current Hi8 VTR, they are very unlikely to be compatible with the next-generation VTR.

【0004】この問題を解決するために、磁気記録層上
に表面保護膜を形成する様々な検討がなされている。特
に、ここ数年、スパッタリング法やプラズマCVD法な
どで形成可能なアモルファスカーボン膜、ダイヤモンド
ライクカーボン膜(DLC膜)やその他の有機膜、さら
に金属酸化物系の無機保護膜に関する研究が盛んに行わ
れている。特に、DLC膜は文字通りダイヤモンドに近
い性質を持っており、高硬度で耐久性に優れ、かつ緻密
で防食性に富んだ保護膜として脚光を浴びている。
[0004] In order to solve this problem, various studies have been made to form a surface protective film on the magnetic recording layer. In particular, in recent years, researches on amorphous carbon films, diamond-like carbon films (DLC films), other organic films, and metal oxide inorganic protective films that can be formed by a sputtering method or a plasma CVD method have been actively conducted. Have been done. In particular, the DLC film literally has a property close to that of diamond, and has been spotlighted as a protective film having high hardness, excellent durability, and being dense and rich in corrosion resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】スパッタリング法で形
成されるDLC膜は、一般的にはグラファイトターゲッ
トをアルゴンガスや、これに水素ガスや炭化水素系ガス
を混合したスパッタガスを用いて成膜されるが、スパッ
タリング法で形成したDLC膜は、その膜厚に対する耐
久性の変化が大きく、膜厚が薄くなるにつれて耐久性が
悪くなる(例えば、山本著;ディスク用カーボン保護膜
のトライボロジー;表面技術;Vol.44,No.1
0,1993に記載されている)。
The DLC film formed by the sputtering method is generally formed by using a graphite target with an argon gas or a sputtering gas obtained by mixing a hydrogen gas or a hydrocarbon gas with the argon gas. However, the DLC film formed by the sputtering method has a large change in the durability with respect to the film thickness, and the durability decreases as the film thickness decreases (for example, by Yamamoto; tribology of a carbon protective film for a disk; surface technology). Vol.44, No.1
0, 1993).

【0006】このため、耐久性を損なわないように保護
膜厚を厚くすると、スペーシング損失が大きくなって記
録再生特性が低下するという問題が生じる。
For this reason, if the thickness of the protective film is increased so as not to impair the durability, there is a problem that the spacing loss increases and the recording / reproducing characteristics deteriorate.

【0007】また、プラズマCVD法で形成されるDL
C膜は、一般的にはRFプラズマを用いたCVD法で形
成(例えば、特公平6−1549号公報)され、前に述
べたように高硬度で緻密な薄膜が広幅で成膜できるもの
の、膜の内部応力が極めて大きいためにフレキシブルな
媒体表面に成膜した場合にその媒体自体を変形させるな
どの問題が生じる。
Further, a DL formed by a plasma CVD method is used.
The C film is generally formed by a CVD method using RF plasma (for example, Japanese Patent Publication No. 6-1549), and although a high-hardness and dense thin film can be formed in a wide width as described above, Since the internal stress of the film is extremely large, when the film is formed on the surface of a flexible medium, there arises a problem that the medium itself is deformed.

【0008】一方、磁気テープ等の記録媒体の価格低下
競争も年々激しくなっており、製造原価を如何に低減し
て安定供給できるかが大きなポイントとなっている。こ
のためには生産性を向上させることが不可欠であり、成
膜幅や成膜長さ、成膜速度をかせぐことが大きな課題と
なっている。
[0008] On the other hand, the price competition for recording media such as magnetic tapes is intensifying year by year, and it is an important point how the production cost can be reduced and stable supply can be achieved. For this purpose, it is indispensable to improve productivity, and it is a big problem to increase the film formation width, film formation length, and film formation speed.

【0009】スパッタリング法によって保護膜を形成す
るにあたっては、成膜速度が遅いことが大きな問題とな
る。またプラズマCVD法では、誘導型CVD装置によ
るRFプラズマCVD法または対向電極型CVD装置に
よるRFプラズマCVD法が用いられている。
In forming a protective film by a sputtering method, a slow film formation rate is a major problem. In the plasma CVD method, an RF plasma CVD method using an induction type CVD apparatus or an RF plasma CVD method using a counter electrode type CVD apparatus is used.

【0010】前者は成膜範囲が広くかつ比較的高い成膜
速度が得られるものの、前述したようにCVD膜の内部
応力が大きくなるために媒体を変形させることが問題と
なる。そこで内部応力を緩和させるCVD法としてマイ
クロ波とRFバイアスを併用したプラズマCVD法が検
討されている(例えば、A.Raveh et al,
Deposition and properties
of diamondlike carbon fi
lms produced in microwave
and radiofrequency plasm
a,J.Vac.Sci.Technol.A10
(4),Jul/Aug1992に記載)。しかし、こ
のマイクロ波とRFバイアスを併用したCVD法では一
般的にマイクロ波の伝播様式として円形モードを用いて
いるためマイクロ波の放出範囲が小さく、特に連続した
フレキシブル基体に広幅範囲で成膜することは極めて困
難であり、生産性を考慮する上で問題となる。
In the former, although the film forming range is wide and a relatively high film forming speed can be obtained, there is a problem in that the medium is deformed because the internal stress of the CVD film becomes large as described above. Therefore, as a CVD method for relaxing internal stress, a plasma CVD method using both microwave and RF bias has been studied (for example, A. Raveh et al.
Deposition and properties
of diamondlike carbon fi
lms produced in microwave
and radiofrequency plasma
a, J. et al. Vac. Sci. Technol. A10
(4), described in Jul / Aug 1992). However, in the CVD method using both microwaves and RF bias, a circular mode is generally used as a microwave propagation mode, so that the microwave emission range is small. This is extremely difficult and poses a problem when considering productivity.

【0011】本発明は、前述したようにスパッタリング
法で形成した膜のように薄膜化すると耐久性が劣化する
ことや、RFプラズマCVD法で形成した膜のように内
部応力が大きいこと、またこれまでのマイクロ波を用い
た技術の持っていた大面積での成膜が不可能であったよ
うな従来技術が持っていた問題点を解決するものであ
り、広幅の連続したフレキシブル基体の表面に高耐久性
でしかも膜の内部応力が低減されたCVD薄膜を高い成
膜速度で連続的に形成することを目的とする。
According to the present invention, as described above, when the thickness is reduced as in a film formed by the sputtering method, the durability is deteriorated, and the internal stress is large as in a film formed by the RF plasma CVD method. It solves the problems of the conventional technology, such as the inability to form a film on a large area, which the technology using microwaves has until now. An object is to continuously form a CVD thin film having high durability and reduced internal stress of the film at a high film forming rate.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
方法としては、磁気テープを回転ドラムに沿わせながら
連続的にマイクロ波プラズマとRFプラズマを併用した
プラズマ中にさらしながら薄膜を形成する方法におい
て、真空槽外部に設けたマイクロ波発生源によって発生
させたマイクロ波を導波管を介してドラム幅方向の所定
の位置に面するよう配設されたリニアアンテナより放射
する。
As a method for achieving the above-mentioned object, there is provided a method of forming a thin film while continuously exposing a magnetic tape along a rotating drum to plasma using a combination of microwave plasma and RF plasma. In the above, microwaves generated by a microwave generation source provided outside the vacuum chamber are radiated through a waveguide from a linear antenna disposed so as to face a predetermined position in a drum width direction.

【0013】このアンテナ近傍より導入したガスをプラ
ズマ化することにより、マイクロ波プラズマを発生さ
せ、かつ真空槽本体から電気的に絶縁された回転ドラム
に接続したRF発生源によってバイアス電位を印加しな
がら導入ガスをプラズマ化することにより発生させたプ
ラズマ中に、広幅長尺基体を直径300mm以上の回転
ドラムに沿うよう走行させ、連続的に磁気テープを成膜
室に輸送させることが有効であり、これによって広幅長
尺基体の表面に高耐久性で、かつ内部応力が極めて小さ
い安定した薄膜を形成することができるものである。
The gas introduced from the vicinity of the antenna is converted into plasma to generate microwave plasma, and while applying a bias potential by an RF generator connected to a rotating drum electrically insulated from the vacuum chamber body. In the plasma generated by converting the introduced gas into plasma, it is effective to cause the wide and long substrate to run along a rotating drum having a diameter of 300 mm or more, and to continuously transport the magnetic tape to the film forming chamber. This makes it possible to form a stable thin film having high durability and extremely small internal stress on the surface of the wide and long substrate.

【0014】内部応力がRFプラズマ単独での場合に比
べて小さい原因は完全には明白でなく推測の域を出ない
が、プラズマ中でのイオン化効率が高いこと、及び成膜
中に基体表面に到達した粒子やイオンの移動度が大きい
ため、応力や歪みが小さい安定した状態で膜成長するた
めであると考えられる。
The reason why the internal stress is smaller than that in the case of RF plasma alone is not completely clear and cannot be surmised. However, the ionization efficiency in the plasma is high, and the internal surface stress during the film formation is low. This is probably because the mobility of the arrived particles and ions is large, and the film grows in a stable state with small stress and distortion.

【0015】このとき、回転ドラムの直径は300mm
以下であると膜の内部応力は大きくなり、回転ドラムの
直径は300mm以上であることが望ましい。
At this time, the diameter of the rotating drum is 300 mm
Below this, the internal stress of the film increases, and the diameter of the rotating drum is desirably 300 mm or more.

【0016】この場合、1個のリニアアンテナより幅方
向に亘って均一にマイクロ波を放出させることは技術的
に困難であるため、広幅範囲で均一な膜厚を得るために
は複数個のリニアアンテナよりマイクロ波を放出させる
ことが望ましい。
In this case, since it is technically difficult to uniformly emit microwaves in the width direction from one linear antenna, a plurality of linear antennas are required to obtain a uniform film thickness over a wide range. It is desirable to emit microwaves from the antenna.

【0017】広幅の成膜面積を効率的に得るためには、
上記リニアアンテナは、リッジ導波管及びプラズマ収束
用マグネットを内装したスロット型リニアアレーアンテ
ナ、もしくはループアンテナ型リニアアレーアンテナで
あることが極めて有効である。また、成膜速度を増加さ
せる場合、成膜面積を稼ぐために複数個のマイクロ発生
源とリニアアンテナを配置することが可能である。
In order to efficiently obtain a wide film forming area,
It is extremely effective that the linear antenna is a slot type linear array antenna having a ridge waveguide and a plasma converging magnet inside, or a loop antenna type linear array antenna. In addition, when increasing the deposition rate, it is possible to arrange a plurality of micro sources and linear antennas to increase the deposition area.

【0018】また、フレキシブル基板が誘電体である場
合、回転ドラムにRFを印加すると巻き取りロール及び
巻き出しロールにRFが通電することから、走行系室を
成膜室と同じ真空度とすると走行系室内でプラズマが発
生し、マイクロ波により十分に分解されないイオン化効
率の低い原料ガスが基板表面に付着してしまい、高硬度
の膜を成膜することが困難である。
When the flexible substrate is made of a dielectric material, RF is applied to the take-up roll and the unwind roll when RF is applied to the rotating drum. Plasma is generated in the system chamber, and a source gas having a low ionization efficiency, which is not sufficiently decomposed by microwaves, adheres to the substrate surface, and it is difficult to form a film having high hardness.

【0019】このため、走行系室の真空度は成膜室の真
空度よりも高真空にする必要がある。また、RFバイア
スを効率的に印加するために、ドラム面に沿ってシール
ド板を設けてプラズマにさらされる面積をコントロール
し、単位面積あたりに印加されるバイアス電圧を増加さ
せる方法を取り入れることが有効である。また、このシ
ールド板を設けることによって無効部分へのプラズマの
拡散を抑制できる。このシールド板はドラム表面から1
mm以上10mm未満の間隔であることが望ましい。
Therefore, the degree of vacuum in the traveling system chamber needs to be higher than the degree of vacuum in the film forming chamber. In addition, in order to apply RF bias efficiently, it is effective to provide a shield plate along the drum surface to control the area exposed to plasma and to increase the bias voltage applied per unit area. It is. Further, by providing this shield plate, it is possible to suppress the diffusion of plasma to the ineffective portion. This shield plate is 1
It is desirable that the interval is not less than 10 mm and not more than 10 mm.

【0020】また、先に示したようにフレキシブル基板
にはRFによる自己バイアスが発生しており、走行室内
の巻き出し、巻き取り及びガイドロール等を電気的に導
電させると基板表面に電流が流れ、基板の損傷を引き起
こす原因となる。
Further, as described above, self-bias is generated in the flexible substrate by RF, and when the unwinding, winding and guide rolls in the traveling chamber are electrically conductive, a current flows on the substrate surface. , Causing damage to the substrate.

【0021】このため、走行室内の巻き出し、巻き取り
及びガイドロール等基板と接触する部品には全て高周波
を電気的に遮断する絶縁材料を用いる必要がある。
For this reason, it is necessary to use an insulating material that electrically blocks high frequency for all components that come into contact with the substrate, such as unwinding, winding and guide rolls in the traveling room.

【0022】このように、リニアアンテナを用いたマイ
クロ波プラズマとRFバイアスを印加することによるプ
ラズマを利用することによって、長尺かつ広幅の基体に
連続的にしかも内部応力の極めて少ない薄膜を形成でき
るため、特に広幅のフレキシブル長尺基体上に強磁性金
属やそれらの合金からなる強磁性金属層を磁気記録層と
して有する磁気テープ等の表面保護層を形成する手段と
して有効であり、ヘッド−媒体間の間隙によるスペーシ
ング損失を最低限に抑えられる保護層厚で形成しても遜
色のない走行耐久性を有し、内部応力による変形を起こ
さない表面保護膜を得ることができる。
As described above, by utilizing microwave plasma using a linear antenna and plasma generated by applying an RF bias, a thin film having a long and wide substrate can be formed continuously and with very little internal stress. Therefore, it is particularly effective as a means for forming a surface protective layer such as a magnetic tape having a ferromagnetic metal layer made of a ferromagnetic metal or an alloy thereof as a magnetic recording layer on a wide flexible long base. Thus, it is possible to obtain a surface protective film having running durability comparable to that of the protective layer even when formed with a protective layer thickness capable of minimizing the spacing loss due to the gap, and not causing deformation due to internal stress.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一例として、強
磁性金属層を磁気記録層とした蒸着原反の表面に、図
1、図2に示す連続プラズマCVD装置を用いて表面保
護層を形成した例について説明する。図1は連続CVD
装置の正面図、図2は同、側面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As an example of the present invention, a surface protective layer is formed on a surface of a vapor deposition source using a ferromagnetic metal layer as a magnetic recording layer by using a continuous plasma CVD apparatus shown in FIGS. An example in which is formed will be described. Figure 1 shows continuous CVD
FIG. 2 is a front view of the apparatus, and FIG.

【0024】まず、予め別の磁性膜形成用連続真空蒸着
装置を用いて、6μ厚、500mm幅、2nmRa粗さ
の長尺ポリエチレンテレフタレートフィルム上に所定量
の酸素ガスを導入しながら純Co金属を溶解/蒸発さ
せ、下層が80nm厚、上層が80nm厚、490mm
幅である2層構造のCo−Oからなる磁気記録層を有す
る500mm幅の蒸着原反を作製した。
First, using a continuous vacuum evaporation apparatus for forming another magnetic film, pure Co metal was introduced into a long polyethylene terephthalate film having a thickness of 6 μm, a width of 500 mm and a roughness of 2 nm Ra while introducing a predetermined amount of oxygen gas. Dissolve / evaporate, lower layer 80 nm thick, upper layer 80 nm thick, 490 mm
A 500 mm-wide vapor-deposited raw material having a magnetic recording layer made of Co-O having a two-layer structure having a width was prepared.

【0025】この原反を図1に示す基体1として、真空
槽2内に設けられたセラミックスを材料とした巻き出し
ロール3からガイドロール4及び直径が300mm以上
である冷却されたコーティングドラム(回転ドラム)5
面ならびにセラミックスを材料とした巻き取りロール6
に走行するように装填した。
The raw material is used as a substrate 1 shown in FIG. 1 as an unwinding roll 3 made of ceramic material provided in a vacuum chamber 2 and a guide roll 4 and a cooled coating drum having a diameter of 300 mm or more. Drum) 5
Winding roll 6 made of surface and ceramic material
Was loaded to run.

【0026】また、仕切板7を用いて成膜室と走行系室
の真空度を独立して調整できるようにし、プラズマにさ
らされる面積をコントロールできるよう回転ドラム5か
ら1mm以上10mm未満の間隔でアースシールド板8
を設けた。
Also, the degree of vacuum in the film forming chamber and the traveling system chamber can be independently adjusted by using the partition plate 7, and the area exposed to the plasma can be controlled at intervals of 1 mm or more and less than 10 mm from the rotating drum 5. Earth shield plate 8
Was provided.

【0027】次いで、マイクロ波発生源9によって発生
したマイクロ波を、導波管10及びセラミック窓を設け
たフランジを介して、リッジ導波管を内装したスロット
型リニアアレーアンテナである200mm幅のニリアア
ンテナ11を3体、図1に示すように配置し、各々より
マイクロ波を放射し、このアンテナ近傍に設置したガス
導入ノズルよりそれぞれ所定量のメタンガス、アルゴン
ガス、水素ガスを成膜室に混合して導入し、回転ドラム
5に接続されたRF発生源12によってバイアスを印加
しながらプラズマを発生させて、10nm厚で490m
m幅のDLC膜を形成して磁気テープ原反を作製した。
このとき、走行系室の真空度はプラズマが発生すること
のない十分な高真空にした。
Next, the microwave generated by the microwave generating source 9 is passed through a waveguide 10 and a flange provided with a ceramic window to a 200-mm-wide slot-type linear array antenna having a ridge waveguide therein. Three antennas 11 are arranged as shown in FIG. 1, and microwaves are radiated from each of them. A predetermined amount of methane gas, argon gas, and hydrogen gas are mixed into a film forming chamber from gas introduction nozzles installed near the antennas. And a plasma is generated while applying a bias by the RF generation source 12 connected to the rotating drum 5, and is 490 m thick with a thickness of 10 nm.
An m-width DLC film was formed to produce a raw magnetic tape.
At this time, the degree of vacuum in the traveling system chamber was set to a sufficiently high vacuum that plasma was not generated.

【0028】この磁気テープ原反を塗布機に装填し、フ
ッ素系溶媒であるFC−77(3M社製)で希釈したF
omblin−Z−DOL(モンテディソン社製)溶液
を塗布/乾燥して潤滑剤層を形成し、バインダー内に粉
体として、カーボンブラックを分散させた塗液を塗布/
乾燥してバックコート層を形成した後、所定の幅に裁断
して磁気テープAを作製した。
The raw magnetic tape was loaded into a coating machine, and F was diluted with FC-77 (3M), a fluorine-based solvent.
Omblin-Z-DOL (manufactured by Montedison) solution is applied / dried to form a lubricant layer, and a coating liquid in which carbon black is dispersed as a powder in a binder is applied / coated.
After drying to form a back coat layer, the tape was cut into a predetermined width to produce a magnetic tape A.

【0029】また、上述した同じ蒸着原反上に、リニア
アンテナとしてリッジ導波管及びプラズマ収束用マグネ
ットを内装した550mm幅のループアンテナ型リニア
アレーアンテナを備えた図1に示す連続プラズマCVD
装置を用いて、10nm厚で490mm幅のDLC膜を
形成し、上記磁気テープAと同様の塗布工程を経て磁気
テープBを作製した。
Further, a continuous plasma CVD shown in FIG. 1 is provided with a 550 mm-width loop antenna type linear array antenna having a ridge waveguide and a plasma focusing magnet as a linear antenna on the same vapor deposition source.
Using a device, a DLC film having a thickness of 10 nm and a width of 490 mm was formed, and a magnetic tape B was produced through the same coating process as that for the magnetic tape A.

【0030】さらに、同じ蒸着原反上に、磁気テープA
の作製に用いた図1に示される連続プラズマCVD装置
を用い、メタンガス、アルゴンガス、水素ガスの代わり
に所定量のシランガス、酸素ガス、アルゴンガスを混合
して導入して、10nm厚の酸化ケイ素保護層を形成し
た以外は、磁気テープAと同様にして磁気テープCを作
製した。
Further, a magnetic tape A was placed on the same evaporation source.
Using the continuous plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 used for the preparation of the above, a predetermined amount of silane gas, oxygen gas, and argon gas were mixed and introduced instead of methane gas, argon gas, and hydrogen gas, and silicon oxide having a thickness of 10 nm was introduced. A magnetic tape C was prepared in the same manner as the magnetic tape A except that a protective layer was formed.

【0031】以上の他に、同じ蒸着原反を使用して既存
のRFプラズマCVD装置を用いて10nm厚のDLC
膜を作製し、同様の塗布工程を経て磁気テーフDを、ま
た保護膜形成工程のみを省いて磁気テープEを作製し
た。
In addition to the above, a 10 nm-thick DLC using the same deposition source and an existing RF plasma CVD apparatus.
A film was formed, and a magnetic tape E was manufactured through the same coating process, and a magnetic tape E was manufactured by omitting only the protective film forming process.

【0032】次に、磁気テープA,B,C,D,Eにつ
いて、高速スチル寿命試験(ヘッド相対速度:11.3
m/sec、巻き付け角度:220度、テープ張力:1
0gf、再生出力が急変動し始めるまでの時間を計測)
を行った。この結果を図5に示す。
Next, for the magnetic tapes A, B, C, D and E, a high-speed still life test (head relative speed: 11.3)
m / sec, winding angle: 220 degrees, tape tension: 1
0gf, measure the time until the playback output starts to fluctuate rapidly)
Was done. The result is shown in FIG.

【0033】DLC保護膜もしくは酸化ケイ素保護膜を
成膜した磁気テープは、共に10時間程度のスチル寿命
を示し、保護膜無しの約15分に比べて格段にスチル耐
久性が向上したことがわかる。
Each of the magnetic tapes on which the DLC protective film or the silicon oxide protective film was formed exhibited a still life of about 10 hours, indicating that the still durability was remarkably improved as compared with about 15 minutes without the protective film. .

【0034】また、図2に鋼球摺動試験(摺動速度:2
m/min、荷重:5g、摺動子:1/4インチ径、S
UJ−2製、摺動部分の一部が剥離損傷し始めるまでの
回数を計測)を行った結果を示す。
FIG. 2 shows a steel ball sliding test (sliding speed: 2).
m / min, load: 5 g, slider: 1/4 inch diameter, S
UJ-2, the number of times until a part of the sliding portion starts to be peeled and damaged) is measured.

【0035】本測定法によると、磁気テープA及びCは
1000パス摺動も安定した走行性を示し、0.2程度
の低摩擦係数を維持した。
According to this measurement method, the magnetic tapes A and C exhibited stable running properties even after 1000-pass sliding, and maintained a low friction coefficient of about 0.2.

【0036】なお、図中には記載していないが磁気テー
プBに関しても殆ど同様な傾向を示した。
Although not shown in the figure, the magnetic tape B showed almost the same tendency.

【0037】一方、磁気テープCは約400パス程度ま
では安定に走行するものの、徐々に摩擦係数が増大する
傾向を示した。この磁気テープCを1000パス摺動さ
せた後の摺動部を観察したところ、裸眼では確認できな
いが光学顕微鏡では摺動方向と直交した割れ状のすじが
多く観察された。
On the other hand, although the magnetic tape C runs stably up to about 400 passes, the friction coefficient tends to gradually increase. When the sliding portion after sliding the magnetic tape C for 1000 passes was observed, many cracked streaks perpendicular to the sliding direction were observed with an optical microscope, although it could not be confirmed with the naked eye.

【0038】次いで、磁気テープA,B,C,Dを60
℃、90%RHの高温高湿雰囲気下に保存時間を変えて
静置したのちに高速スチル寿命試験を行い、保護膜の内
部応力が起因して膜質が変質し、走行耐久性が経時的劣
化を起こす指標として評価した結果を図3に示す。
Next, the magnetic tapes A, B, C, and D are
A high-speed still life test is performed after standing in a high-temperature and high-humidity atmosphere at 90 ° C and a high humidity for 90% RH. The quality of the protective film changes due to the internal stress of the protective film, and the running durability deteriorates with time. FIG. 3 shows the results of evaluation as indices for causing.

【0039】磁気テープA,Cでは25日間の保存後に
おいても大きな劣化を起こさず、安定したスチル耐久性
を示す(図示しないが磁気テープBについても同様な結
果を示す)反面、磁気テープDでは保存日数の増加に従
いスチル寿命が低下する傾向を示した。
The magnetic tapes A and C do not undergo any significant deterioration even after storage for 25 days and exhibit stable still durability (not shown, but the same results are obtained for the magnetic tape B), while the magnetic tape D does not. Still life tended to decrease as storage days increased.

【0040】この場合においても、鋼球摺動試験後の試
料で見られたようなヘッド走査方向に直交した割れ状の
すじが観察され、膜質が変化したことを示している。
Also in this case, cracked streaks perpendicular to the head scanning direction as observed in the sample after the steel ball sliding test were observed, indicating that the film quality was changed.

【0041】このようにリニアアンテナを備えたマイク
ロ波とRFプラズマによる連続プラズマCVD装置を用
いれば、長尺フレキシブル基体に連続的に成膜が可能で
あり、量産効率を大きく高めることができる。
When a continuous plasma CVD apparatus using a microwave and RF plasma equipped with a linear antenna is used as described above, a film can be continuously formed on a long flexible substrate, and mass production efficiency can be greatly improved.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、本発明による連続プラズマCVD
法及び装置を用いることにより、長尺フレキシブル基体
表面に広範囲でしかも高耐久性かつ内部応力の極めて少
ない薄膜を形成でき、特に、広幅のフレキシブル長尺基
体上に、強磁性金属やそれらの合金からなる強磁性金属
層を磁気記録層として有する磁気テープ等の表面保護層
を形成する手段として有効であり、ヘッド−媒体間の間
隙によるスペーシング損失を最低限に抑えられる保護層
厚で形成しても遜色の無い走行耐久性を有し、経時的劣
化の極めて少ない表面保護膜を得ることができる。
As described above, continuous plasma CVD according to the present invention.
By using the method and the apparatus, it is possible to form a thin film with a wide range, high durability and extremely low internal stress on the surface of the long flexible substrate, and in particular, a ferromagnetic metal or an alloy thereof on a wide flexible long substrate. It is effective as a means for forming a surface protective layer such as a magnetic tape having a ferromagnetic metal layer as a magnetic recording layer, and is formed with a protective layer thickness capable of minimizing a spacing loss due to a gap between a head and a medium. Thus, it is possible to obtain a surface protective film having comparable running durability and extremely little deterioration over time.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る連続プラズマCV
D装置の正面図である。
FIG. 1 shows a continuous plasma CV according to an embodiment of the present invention.
It is a front view of D apparatus.

【図2】同、側面図である。FIG. 2 is a side view of the same.

【図3】磁気テープA,C,D,Eの鋼球摺動試験結果
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the results of a steel ball sliding test of magnetic tapes A, C, D and E.

【図4】磁気テープA,C,Dの高温高湿保存後のスチ
ル寿命試験結果を示す図である。
FIG. 4 is a view showing still life test results of magnetic tapes A, C, and D after storage at high temperature and high humidity.

【図5】磁気テープA,B,C,D,Eのスチル寿命時
間を示す図表である。
FIG. 5 is a table showing still life times of magnetic tapes A, B, C, D, and E;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 真空槽 3 巻き出しロール 4 ガイドロール 5 コーティングドラム 6 巻き取りロール 7 仕切板 8 シールド板 9 マイクロ波発生源 10 導波管 11 リニアアンテナ 12 RF発生源 13 真空排気系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Vacuum tank 3 Unwind roll 4 Guide roll 5 Coating drum 6 Take-up roll 7 Partition plate 8 Shield plate 9 Microwave generation source 10 Waveguide 11 Linear antenna 12 RF generation source 13 Vacuum exhaust system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 己知男 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 水村 哲夫 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 矢野 亮 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA10 AA16 AA17 BA28 FA01 FA03 FA14 GA02 GA04 GA14 HA01 HA04 KA12 KA20 LA20 5D112 AA07 AA22 BC05 FA10 KK02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Kichio Asano 1-88 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture Inside Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Tetsuo Mizumura 1-188 Ushitora, Ibaraki City, Osaka Prefecture No. Hitachi Maxell Co., Ltd. (72) Inventor Ryo Yano 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka F-term in Hitachi Maxell Co., Ltd. 4K030 AA10 AA16 AA17 BA28 FA01 FA03 FA14 GA02 GA04 GA14 HA01 HA04 KA12 KA20 LA20 5D112 AA07 AA22 BC05 FA10 KK02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続したフレキシブル基体を、真空槽内
に配設した回転ドラムに沿って走行させながら、真空槽
本体から電気的に絶縁された回転ドラムに接続されたR
F発振器によるRFプラズマとマイクロ波プラズマとを
併用したプラズマ中にさらすことによって、連続的に薄
膜を形成することを特徴とする連続プラズマCVD法。
1. A method in which a continuous flexible substrate is moved along a rotary drum disposed in a vacuum chamber, and a flexible substrate connected to a rotary drum electrically insulated from the vacuum chamber body.
A continuous plasma CVD method characterized in that a thin film is continuously formed by exposing to a plasma using a combination of RF plasma and microwave plasma by an F oscillator.
【請求項2】 請求項1記載において、前記真空槽は仕
切板を用いることで、マイクロ波プラズマとRFプラズ
マを併用したプラズマにより薄膜が形成される成膜室
と、巻き出し及び巻き取りロールが設けられている走行
系室に分けられており、前記成膜室および走行系室の真
空度を独立に調節できることを特徴とする連続プラズマ
CVD法。
2. The vacuum chamber according to claim 1, wherein the vacuum chamber uses a partition plate to form a film forming chamber in which a thin film is formed by plasma using microwave plasma and RF plasma in combination, and an unwinding and winding roll. A continuous plasma CVD method, which is divided into provided traveling system chambers, and wherein the degree of vacuum in the film forming chamber and the traveling system chamber can be independently adjusted.
【請求項3】 請求項1記載において、前記真空槽に近
接して設けられたマイクロ波発振器によって発生させた
マイクロ波を、導波管を介して回転ドラムに面するよう
に配設された1ないし複数個のリニアアンテナより真空
槽内部に放射することを特徴とする連続プラズマCVD
法。
3. The device according to claim 1, wherein microwaves generated by a microwave oscillator provided close to the vacuum chamber are arranged to face the rotating drum via a waveguide. Or continuous plasma CVD characterized by radiating into a vacuum chamber from a plurality of linear antennas
Law.
【請求項4】 請求項1記載において、前記真空槽本体
から電気的に絶縁された回転ドラムの直径は300mm
以上であることを特徴とする連続プラズマCVD法。
4. The rotary drum according to claim 1, wherein a diameter of the rotary drum electrically insulated from the vacuum chamber main body is 300 mm.
A continuous plasma CVD method characterized by the above.
【請求項5】 請求項2記載において、前記走行系室に
設けられた巻き出しロール及びフレキシブル基板を回転
ドラムに送り出す1ないし数本のガイドロール、及び回
転ドラムから巻き取りロールへ送り出す1ないし数本の
ガイドロール、ならびに巻き取りロールに用いる材質に
電気的絶縁材料を用いることを特徴とする連続プラズマ
CVD法。
5. The method according to claim 2, wherein one or several guide rolls for feeding the unwinding roll and the flexible substrate provided in the traveling system chamber to the rotary drum, and one or several guide rolls for feeding the unwinding roll and the flexible substrate from the rotary drum to the take-up roll. A continuous plasma CVD method, wherein an electrically insulating material is used as a material for the guide roll and the take-up roll.
【請求項6】 連続したフレキシブル基体を、真空槽内
に配設した回転ドラムに沿って走行させながら、真空槽
本体から電気的に絶縁された回転ドラムに接続されたR
F発振器によるRFプラズマとマイクロ波プラズマとを
併用したプラズマ中にさらすことによって、連続的に薄
膜を形成することを特徴とする連続プラズマCVD装
置。
6. An R connected to a rotary drum electrically insulated from the vacuum tank body while running a continuous flexible substrate along a rotary drum disposed in the vacuum tank.
A continuous plasma CVD apparatus characterized in that a thin film is formed continuously by exposing to a plasma in which RF plasma and microwave plasma are used together by an F oscillator.
【請求項7】 請求項6記載において、前記真空槽は仕
切板を用いることで、マイクロ波プラズマとRFプラズ
マを併用したプラズマにより薄膜が形成される成膜室
と、巻き出し及び巻き取りロールが設けられている走行
系室に分けられており、前記成膜室および走行系室の真
空度を独立に調節できることを特徴とする連続プラズマ
CVD装置。
7. The vacuum chamber according to claim 6, wherein a partition plate is used as the vacuum chamber, and a film forming chamber in which a thin film is formed by plasma using microwave plasma and RF plasma together, and an unwinding and winding roll. A continuous plasma CVD apparatus, which is divided into a traveling system chamber provided, wherein the degree of vacuum in the film forming chamber and the traveling system chamber can be independently adjusted.
【請求項8】 請求項6記載において、前記真空槽に近
接して設けられたマイクロ波発振器によって発生させた
マイクロ波を、導波管を介して回転ドラムに面するよう
に配設された1ないし複数個のリニアアンテナより真空
槽内部に放射することを特徴とする連続プラズマCVD
装置。
8. The device according to claim 6, wherein microwaves generated by a microwave oscillator provided near the vacuum chamber are arranged so as to face the rotating drum via a waveguide. Or continuous plasma CVD characterized by radiating into a vacuum chamber from a plurality of linear antennas
apparatus.
【請求項9】 請求項6記載において、前記真空槽本体
から電気的に絶縁された回転ドラムの直径は300mm
以上であることを特徴とする連続プラズマCVD装置。
9. The rotary drum according to claim 6, wherein the diameter of the rotary drum electrically insulated from the vacuum chamber main body is 300 mm.
A continuous plasma CVD apparatus characterized by the above.
【請求項10】 請求項7記載において、前記走行系室
に設けられた巻き出しロール、及びフレキシブル基板を
回転ドラムに送り出す1ないし数本のガイドロール、及
び回転ドラムから巻き取りロールへ送り出す1ないし数
本のガイドロール、ならびに巻き取りロールに用いる材
質に電気的絶縁材料を用いることを特徴とする連続プラ
ズマCVD装置。
10. The unwinding roll provided in the traveling system chamber, one or several guide rolls for sending out a flexible substrate to a rotary drum, and 1 to 1 for sending out a flexible roll from a rotary drum to a take-up roll. A continuous plasma CVD apparatus characterized in that an electrically insulating material is used as a material for several guide rolls and a take-up roll.
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