JP2001028120A - Device for manufacturing magnetic recording medium - Google Patents

Device for manufacturing magnetic recording medium

Info

Publication number
JP2001028120A
JP2001028120A JP2000125601A JP2000125601A JP2001028120A JP 2001028120 A JP2001028120 A JP 2001028120A JP 2000125601 A JP2000125601 A JP 2000125601A JP 2000125601 A JP2000125601 A JP 2000125601A JP 2001028120 A JP2001028120 A JP 2001028120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
grid electrode
film
magnetic recording
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000125601A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Matsuyama
秀昭 松山
Megumi Nishimura
恵 西村
Toshie Nagayama
利枝 永山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2000125601A priority Critical patent/JP2001028120A/en
Publication of JP2001028120A publication Critical patent/JP2001028120A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a hard carbon film on a surface of even an insulating substrate by placing the substrate, disposing a grid electrode, each in a reaction chamber adjacent to a plasma generating chamber and impressing negative bias voltage to the grid electrode. SOLUTION: Gas consisting essentially of hydrocarbon gas is introduced to a plasma generating chamber (cavity) 2 within a plasma CVD device through a gas flow controller 6 and a gas introducing pipe 5. And a magnetic field is impressed to the gas through an electromagnetic coil 10 and a μ-wave is introduced from a μ-wave power source through a μ-wave waveguide 4 and an insulating window 7 to the gas. Plasma is generated in the plasma generating chamber 2 by electronic cyclotron resonance. A substrate 11 and a grid electrode 12 are provided within a vacuum vessel 1 adjacent to the plasma generating chamber 2 and a bias voltage is impressed on the grid electrode 12 from a power source 13. Ions in the plasma generated are accelerated by the grid electrode 12 and go through a grid of the grid electrode and collide against the substrate to accumulate on the substrate.

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】この発明はハードディスク装
置を構成するハードディスク磁気記録媒体の製造装置に
係り、特に磁気記録層を保護する保護膜の製造装置に関
する。
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a hard disk magnetic recording medium constituting a hard disk drive, and more particularly to an apparatus for manufacturing a protective film for protecting a magnetic recording layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスク装置はコンピュータの主
要な外部記録装置であり、マルチメディアの進行ととも
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(tribology:摩擦学)的な機械強度の維持
が要求されるようになった。
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 progress of multimedia. Accordingly, the magnetic recording medium, which is a main component of the hard disk drive, is required to have improved recording density and to maintain tribological (tribological) mechanical strength.

【0003】磁気記録媒体は、情報を磁気的に記録する
ものであり、基板上に下地膜、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Al
合金よりなり、NiP(無電解ニッケル−リン合金)メ
ッキ層を施すことにより基板表面は保護されている。対
衝撃性を向上させるためにガラス基板が用いられる。ま
た、低価格化のために基板材料をプラスチックで構成す
ることが検討されている。情報を記録する磁性膜はCo
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Cr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。通常カーボン保護膜は、Cr下地膜や磁
性膜と同様にスパッタ法で蒸着される。
A magnetic recording medium is for recording information magnetically, and has a base film, a magnetic film, and a protective film laminated on a substrate, and is further coated with a lubricant. Usually, the substrate is Al
The substrate surface is protected by applying an NiP (electroless nickel-phosphorus alloy) plating layer made of an alloy. A glass substrate is used to improve impact resistance. In addition, it has been studied to configure the substrate material of plastic for cost reduction. The magnetic film for recording information is Co
It is made of a ferromagnetic material, and a Cr underlayer is inserted in order to improve its magnetic properties. Further, to protect the magnetic film, a carbon-based protective film which is excellent in lubricity and hard to wear is coated. Usually, the carbon protective film is deposited by a sputtering method like the Cr base film and the magnetic film.

【0004】しかし、保護膜の薄膜化に伴って、硬くて
緻密な膜が得られるプラズマCVD法が注目されてい
る。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、これをプラズマ中で分解して基板に膜を形成
する。このように作製した水素化アモルファスカーボン
(a−C:H)膜は、多量の水素を含むため軟らかく、
ポリマー的な膜となっている。保護膜として適当な硬さ
を得るためには、成膜時に適当なエネルギーを持つ粒子
を入射させる必要がある。基板に負のバイアス電圧を印
加したり、高周波(RF)を印加して負のセルフバイア
ス電圧を発生させている。このようにして得られる(a
−C:H)膜は、ダイヤモンドライクカーボン(DL
C)といわれる硬い膜となる。
[0004] However, with the thinning of the protective film, a plasma CVD method capable of obtaining a hard and dense film has attracted attention. A hydrocarbon gas such as methane or ethylene is used as a source gas, and is decomposed in a plasma to form a film on a substrate. The hydrogenated amorphous carbon (aC: H) film thus produced is soft because it contains a large amount of hydrogen.
It is a polymer film. In order to obtain appropriate hardness as a protective film, it is necessary to make particles having appropriate energy incident upon film formation. A negative self-bias voltage is generated by applying a negative bias voltage or a radio frequency (RF) to the substrate. Obtained in this way (a
-C: H) film is diamond-like carbon (DL)
It becomes a hard film called C).

【0005】これらのカーボン膜の分析には、しばしば
ラマン分光が用いられる。DLC膜は1580cm-1
1350cm-1付近に幅の広いピークをもつことが特徴
である。ポリマー的なa−C:H膜はDLC膜のような
ピークがないが、蛍光によると考えられる発光がありバ
ックグランドのレベルが大きく上昇する。DLCによる
ピークの最大強度をAとし、バックグランドとAの和を
Bとして、その比B/Aでa−C:H膜の膜質が特徴付
けられる。B/A<1.5においてCSS(Conta
ct Start and Stop)などの耐久特性
が保たれる。
[0005] Raman spectroscopy is often used to analyze these carbon films. The DLC film is characterized by having broad peaks around 1580 cm -1 and 1350 cm -1 . The polymeric aC: H film does not have a peak like the DLC film, but emits light which is considered to be due to fluorescence, and the level of the background greatly increases. Assuming that the maximum intensity of the peak by DLC is A and the sum of the background and A is B, the film quality of the aC: H film is characterized by the ratio B / A. CSS (Conta) when B / A <1.5
(Start and Stop).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】プラズマCVD法で作
製した保護膜が優れた特性を持つことは知られている。
Al基板を用いた時は、基板に負の電位を印加すること
は容易であるが、基板材料がガラスやプラスチックまた
はサファイアなどの絶縁体の場合には、負の電位を印加
することが難しくなる。基板表面に磁性膜や下地膜など
の導電性を有する膜を形成するが、これらは非常に薄い
ばかりでなく、基板を固定する部分との間に微小な隙間
があくことがあるので、基板に負の電位を印加すること
ができない。
It is known that a protective film formed by a plasma CVD method has excellent characteristics.
When an Al substrate is used, it is easy to apply a negative potential to the substrate, but when the substrate material is an insulator such as glass, plastic, or sapphire, it becomes difficult to apply a negative potential. . A conductive film such as a magnetic film or a base film is formed on the substrate surface.These films are not only very thin, but also have a small gap between the substrate and the part to which the substrate is fixed. Negative potential cannot be applied.

【0007】この発明は上述の点に鑑みてなされ、その
目的は、プラズマ中のイオンの新規な加速方法を用いて
絶縁性の基板に対しても硬質なカーボン膜を形成するこ
とが可能なプラズマCVD装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a plasma capable of forming a hard carbon film even on an insulating substrate using a novel method for accelerating ions in the plasma. An object of the present invention is to provide a CVD apparatus.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項1の発明では、炭化水素ガスを主原料とする
プラズマCVDにより、基板に積層された磁気記録層上
にカーボン系保護膜を形成する磁気記録媒体の製造装置
において、プラズマCVD装置内のプラズマの発生領域
であるプラズマ発生室に隣接する反応室内に基板を載置
し、グリッド電極を配置してこれに負のバイアス電圧を
与える電源を接続することを特徴とする。この請求項1
の発明においては、前記グリッド電極をメッシュ状と
し、前記基板の近傍に配置することができ(請求項2の
発明)、または、前記グリッド電極をメッシュ状とし、
前記プラズマ発生室の出口に配置することができる(請
求項3の発明)。請求項3の発明においては、前記グリ
ッド電極のメッシュの隙間が3mm以下であることがで
きる(請求項4の発明)。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a carbon-based protective film is formed on a magnetic recording layer laminated on a substrate by plasma CVD using a hydrocarbon gas as a main material. In a manufacturing apparatus of a magnetic recording medium for forming a substrate, a substrate is placed in a reaction chamber adjacent to a plasma generation chamber, which is a plasma generation region in a plasma CVD apparatus, and a grid electrode is arranged thereon, and a negative bias voltage is applied thereto. It is characterized by connecting a power supply to be applied. This claim 1
In the invention, the grid electrode may be formed in a mesh shape and may be arranged near the substrate (the invention of claim 2), or the grid electrode is formed in a mesh shape,
It can be arranged at the outlet of the plasma generation chamber (the invention of claim 3). In the invention of claim 3, the gap between the meshes of the grid electrode can be 3 mm or less (the invention of claim 4).

【0009】上記請求項1ないし4の発明においては、
前記基板がガラス,プラスチックまたはサファイアの絶
縁体であることができ(請求項5の発明)、請求項1ま
たは2の発明では、前記電源は高周波電源であることが
できる(請求項6の発明)。この請求項6の発明におい
ては、前記高周波電源の周波数は13.56MHzであ
ることができる(請求項7の発明)。また上記請求項1
ないし5の発明においては、前記グリッド電極の電圧を
周期的に或る一定の時間だけ負電圧から正電圧にするこ
とができる(請求項8の発明)。請求項1ないし8の発
明においては、前記基板をフローティング状態とするこ
とができる(請求項9の発明)。
[0009] In the first to fourth aspects of the present invention,
The substrate may be an insulator of glass, plastic or sapphire (the invention of claim 5), and in the invention of claim 1 or 2, the power supply may be a high frequency power supply (the invention of claim 6). . In the invention of claim 6, the frequency of the high-frequency power supply can be 13.56 MHz (the invention of claim 7). Claim 1
In the inventions of the fifth to fifth aspects, the voltage of the grid electrode can be periodically changed from a negative voltage to a positive voltage for a certain period of time (the invention of claim 8). In the inventions of claims 1 to 8, the substrate can be in a floating state (the invention of claim 9).

【0010】グリッド電極に負のバイアス電圧を印加す
ると、プラズマ中のイオンがグリッド電極へと加速され
る。メッシュの間隙を通り抜けたイオンが基板に入射す
る。これによって、硬質なカーボン膜の形成に不可欠な
エネルギーを持つ粒子が基板に入射する。高周波電源に
よる高周波電圧は、グリッド電極においてプラズマ内の
自己バイアスにより主として負のバイアス電圧を与え、
また、一時的に正のバイアス電圧を与える。グリッド電
極には絶縁体であるカーボンが付着するために正電荷の
蓄積が起こり、負のバイアス電圧によるイオンの加速作
用が失われるが、グリッド電極が一時的に正のバイアス
電圧となったときには、プラズマ中の電子がグリッド電
極の正の電荷を中和し、グリッド電極のイオンに対する
加速作用が維持される。矩形波電源により強制的に正負
のバイアス電圧をグリッド電極に与えるときは正負の各
バイアス電圧は上述の高周波電源の場合と同様に機能し
てイオンを加速する。
When a negative bias voltage is applied to the grid electrode, ions in the plasma are accelerated to the grid electrode. The ions passing through the gap of the mesh enter the substrate. Thus, particles having energy essential for forming a hard carbon film enter the substrate. The high-frequency voltage from the high-frequency power supply mainly gives a negative bias voltage due to self-bias in the plasma at the grid electrode,
Further, a positive bias voltage is temporarily applied. Accumulation of positive charges occurs because carbon, which is an insulator, adheres to the grid electrode, and the ion accelerating action due to the negative bias voltage is lost.However, when the grid electrode temporarily becomes a positive bias voltage, The electrons in the plasma neutralize the positive charge of the grid electrode, and the acceleration action on the ions of the grid electrode is maintained. When positive and negative bias voltages are forcibly applied to the grid electrode by the rectangular wave power supply, the positive and negative bias voltages function in the same manner as in the case of the above-described high frequency power supply to accelerate ions.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す模式断面図である。この装置はECRプラズマ
CVD装置(電子サイクロトロン共鳴プラズマ化学蒸着
装置)である。プラズマCVD装置内のプラズマ発生室
(キャビティ)2にはガス流量制御器(MFC)6とガ
ス導入管5を介して炭化水素ガスを主原料とするガスが
導入される。ガスにコイル10を介して磁場を印加し、
さらにμ波電源より2.45GHzのマイクロ波導波管
4と絶縁窓7を介して導入する。電子サイクロトロン共
鳴によりプラズマ発生室内にプラズマが発生する。プラ
ズマ発生室に隣接する真空容器(反応室)1内には基板
11とグリッド電極12が設けられており、グリッド電
極12には電源13よりバイアス電圧が印加される。基
板11にはアルミニウム等の金属,シリコン等の半導
体,サファイア,ガラスやプラスチック等の絶縁体が使
用でき、基板はフロートされる(特に、金属製の場合に
有効)。図では電源13は直流電源を想定しているが、
この他に高周波電源や矩形波電源等も使用される。プラ
ズマ発生室内に発生したプラズマ中のイオンは、グリッ
ド電極12に加速されてグリッド電極の格子を潜り抜け
て基板と衝突し、基板に堆積する。真空容器1には内部
の圧力を制御する排気装置が接続される。排気はターボ
分子ポンプ8により、コントロールバルブ9を介して行
なわれる。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention. This apparatus is an ECR plasma CVD apparatus (electron cyclotron resonance plasma chemical vapor deposition apparatus). A gas mainly composed of a hydrocarbon gas is introduced into a plasma generation chamber (cavity) 2 in the plasma CVD apparatus via a gas flow controller (MFC) 6 and a gas introduction pipe 5. Applying a magnetic field to the gas through the coil 10;
Further, it is introduced from a microwave power supply through a microwave waveguide 4 of 2.45 GHz and an insulating window 7. Plasma is generated in the plasma generation chamber by electron cyclotron resonance. A substrate 11 and a grid electrode 12 are provided in a vacuum vessel (reaction chamber) 1 adjacent to the plasma generation chamber, and a bias voltage is applied to the grid electrode 12 from a power supply 13. A metal such as aluminum, a semiconductor such as silicon, or an insulator such as sapphire, glass or plastic can be used for the substrate 11, and the substrate is floated (especially effective when made of metal). In the figure, the power supply 13 is assumed to be a DC power supply,
In addition, a high frequency power supply, a rectangular wave power supply, and the like are also used. Ions in the plasma generated in the plasma generation chamber are accelerated by the grid electrode 12 and pass through the grid of the grid electrode, collide with the substrate, and deposit on the substrate. An exhaust device for controlling the internal pressure is connected to the vacuum vessel 1. Evacuation is performed by a turbo molecular pump 8 through a control valve 9.

【0012】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
模式断面図である。図1では、グリッド電極を基板の近
傍に配置したが、ここでは成膜室1とプラズマ発生室
(キャビティ)2との境界に設置され、これに電源13
を接続した。網目の間隔は3mm、線径は0.45mm
φとした。成膜室1とプラズマ発生室2の壁は接地さ
れ、基板1はフローティング状態とした。基板とグリッ
ド電極との距離は10mm、基板とキャビティの出口と
の距離は100mmとした。基板はSiウエハーを用い
た。その他は図1と同様である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 1, the grid electrode is arranged near the substrate. However, here, the grid electrode is installed at the boundary between the film forming chamber 1 and the plasma generating chamber (cavity) 2,
Connected. The mesh interval is 3 mm, and the wire diameter is 0.45 mm
φ. The walls of the film forming chamber 1 and the plasma generating chamber 2 were grounded, and the substrate 1 was in a floating state. The distance between the substrate and the grid electrode was 10 mm, and the distance between the substrate and the exit of the cavity was 100 mm. The substrate used was a Si wafer. Others are the same as FIG.

【0013】[0013]

【実施例】以下、実施例について説明する。なお、下記
実施例1〜6は上記第1の実施の形態に対応し、実施例
7〜11は上記第2の実施の形態に対応している。 実施例1 真空容器内には、ステンレスの網でできたグリッド電極
が置かれ、これに直流電源を接続した。網目(メッシ
ュ)の間隔は2.8mm、線径は0.45mmφとし
た。グリッド電極内に基板を配置し、基板はフローティ
ング状態とした。基板とグリッド電極との距離は10m
m、基板とキャビティの出口との距離は100mmとし
た。基板はSiウエハーを用いた。
Embodiments will be described below. The following Examples 1 to 6 correspond to the first embodiment, and Examples 7 to 11 correspond to the second embodiment. Example 1 A grid electrode made of a stainless steel net was placed in a vacuum vessel, and a DC power supply was connected to the grid electrode. The spacing between the meshes was 2.8 mm, and the wire diameter was 0.45 mmφ. A substrate was placed in the grid electrode, and the substrate was in a floating state. The distance between the substrate and the grid electrode is 10m
m, and the distance between the substrate and the exit of the cavity was 100 mm. The substrate used was a Si wafer.

【0014】これらの基板の上に以下の成膜条件でa−
C:H膜を形成した。到達圧力を1.3×10-4Pa以
下、反応ガスをエチレン、ガス流量を20sccm(s
tandard cc per minute)、反応
圧力を0.7Pa、μ波出力を200W、グリッド電圧
Vgを0〜−800V、磁場を2kGおよび基板温度を
室温とした。基板上には50〜200nmのa−C:H
膜を作製した。
On these substrates, a-
C: An H film was formed. The ultimate pressure is 1.3 × 10 −4 Pa or less, the reaction gas is ethylene, and the gas flow rate is 20 sccm (s).
standard cc per minute), the reaction pressure was 0.7 Pa, the microwave output was 200 W, the grid voltage Vg was 0 to -800 V, the magnetic field was 2 kG, and the substrate temperature was room temperature. 50 to 200 nm of aC: H on the substrate
A film was prepared.

【0015】a−C:H膜の評価はラマン分光特性で評
価した。DLCといわれる硬質な膜は、1580cm-1
と1350cm-1付近に幅の広いピークが現れるが、作
製したa−C:H膜はこれらのピークがなかった。ま
た、蛍光によると考えられるバックグランドの影響があ
り、これはポリマー的な膜に現れる現象で、軟らかい膜
であった。また、格子間隔が6mm(線径:1mmφ)
のグリッド電極を用い、Vg=−800Vで作製したa
−C:H膜は小さなDLCに特有のピークが観測でき
た。B/A比は20で大きな値であるが、グリッド電極
にバイアスを印加した効果を確認できた。
The aC: H film was evaluated by Raman spectral characteristics. A hard film called DLC is 1580 cm -1
And a broad peak appeared around 1350 cm -1 , but the produced aC: H film did not have these peaks. In addition, there was a background effect considered to be due to fluorescence, which was a phenomenon appearing in a polymer-like film, and was a soft film. The lattice spacing is 6 mm (wire diameter: 1 mmφ)
Produced at Vg = −800 V using the grid electrode of
In the -C: H film, a peak unique to a small DLC was observed. The B / A ratio was a large value of 20, but the effect of applying a bias to the grid electrode could be confirmed.

【0016】実施例2 グリッド電極用電源を直流電源に代えてパルスDC電源
とする他は、実施例1と同様にしてa−C:H膜を作製
した。この電源は正の設定電圧40Vと負の設定電圧V
gを繰り返す矩形波電圧を発生する。その周波数fを1
00kHz,電圧が40Vとなる時間の割合を示すデュ
ーティー比を10%,Vgを−200〜−600Vとし
た。
Example 2 An aC: H film was produced in the same manner as in Example 1 except that a pulsed DC power supply was used instead of a DC power supply for the grid electrode. This power supply has a positive set voltage 40V and a negative set voltage V
Generate a rectangular wave voltage that repeats g. The frequency f is 1
The duty ratio indicating the ratio of time at which the voltage becomes 40 V at 00 kHz is 10%, and Vg is -200 to -600 V.

【0017】作製したa−C:H膜のラマン分光スペク
トルには、DLCに特有のピークが現れた。パルスDC
の電圧VgとB/A比の関係を表1に示す。ただし、V
g=0Vはグリッド電極をアースに接地した時の結果で
ある。Vgの絶対値を大きくすることにより、DLC成
分が多い膜となっていくことが分かる。このとき基板を
アースに接地すると、形成された膜はDLC特有のピー
クがない軟らかい膜となった。
A peak unique to DLC appeared in the Raman spectrum of the produced aC: H film. Pulse DC
Table 1 shows the relationship between the voltage Vg and the B / A ratio. Where V
g = 0V is the result when the grid electrode is grounded to ground. It can be seen that increasing the absolute value of Vg results in a film having more DLC components. At this time, when the substrate was grounded to ground, the formed film was a soft film having no DLC-specific peak.

【表1】 [Table 1]

【0018】実施例3 周波数fを50〜200kHz、デューティー比を10
%,電圧Vgを−400Vにする他は実施例2と同様に
して、a−C:H膜を作製した。この膜のラマン分光ス
ペクトルにもDLCのピークが現れた。パルスDC周波
数fとB/A比の関係を表2に示す。周波数fを大きく
すると、DLC成分が多い膜となっていくことが分か
る。
Embodiment 3 A frequency f of 50 to 200 kHz and a duty ratio of 10
%, And an aC: H film was produced in the same manner as in Example 2 except that the voltage Vg was -400 V. A DLC peak also appeared in the Raman spectrum of this film. Table 2 shows the relationship between the pulse DC frequency f and the B / A ratio. It can be seen that as the frequency f is increased, the film becomes rich in DLC components.

【表2】 [Table 2]

【0019】実施例4 周波数fを100kHz、デューティー比を40%,電
圧Vgを−500Vとして、基板にSi基板,ガラス基
板,ガラス基板上に、NiP膜/Cr膜/CoCrTa
Pt膜を付けたガラス媒体を用いる他は実施例2と同様
にして、a−C:H膜を形成した。Si基板上に付けた
a−C:H膜はB/A比が1.6であり、ガラス媒体に
おいても同じ値であった。ガラス基板上のa−C:H膜
はガラス基板からの蛍光が強く、B/A比を決めること
はできなかったが、DLCのラマンピークを観測するこ
とができた。
Example 4 With a frequency f of 100 kHz, a duty ratio of 40% and a voltage Vg of -500 V, a NiP film / Cr film / CoCrTa was formed on a Si substrate, a glass substrate, and a glass substrate.
An aC: H film was formed in the same manner as in Example 2 except that a glass medium provided with a Pt film was used. The B / A ratio of the aC: H film provided on the Si substrate was 1.6, and the same value was obtained in the glass medium. The aC: H film on the glass substrate had strong fluorescence from the glass substrate, and the B / A ratio could not be determined, but the Raman peak of DLC could be observed.

【0020】実施例5 グリッド電極の電源を13.56MHzの高周波電源と
する他は、実施例1と同様にしてa−C:H膜を作製し
た。高周波出力100Wで作製したa−C:H膜は、ラ
マン分光スペクトルにDLC特有のピークが現れた。そ
のB/A比は1.3であった。このとき基板をアースに
接地すると、形成された膜はDLC特有のピークがない
軟らかい膜となった。ガラス基板,ガラス基板上にNi
P膜/Cr膜/CoCrTaPt膜を付けたガラス媒体
上へもDLCを形成することができた。ガラス媒体上の
a−C:H膜のB/A比はSi基板上のそれと同じ値で
あった。ガラス基板上のa−C:H膜はDLC膜であっ
たが、B/A比を決めることはできなかった。
Example 5 An aC: H film was produced in the same manner as in Example 1 except that the power supply for the grid electrode was a 13.56 MHz high frequency power supply. In the aC: H film produced at a high-frequency output of 100 W, a peak unique to DLC appeared in the Raman spectrum. Its B / A ratio was 1.3. At this time, when the substrate was grounded to ground, the formed film was a soft film having no DLC-specific peak. Glass substrate, Ni on glass substrate
DLC could also be formed on a glass medium provided with a P film / Cr film / CoCrTaPt film. The B / A ratio of the aC: H film on the glass medium was the same as that on the Si substrate. The aC: H film on the glass substrate was a DLC film, but the B / A ratio could not be determined.

【0021】実施例6 グリッド電極上にカーボン膜が付着する。剥がれて基板
に着くと、耐久性の劣化を引き起こす。カーボン膜の付
着を低減するために、グリッド電極の温度を変え、付着
するa−C:H膜の成膜速度を測定した。グリッド電極
の温度を室温から800℃まで変化し、Si基板を用い
る他は実施例4と同様にして成膜実験を行なった。次の
表3から成膜速度は600℃以上で急激に減少している
ことがわかる。
Example 6 A carbon film adheres on a grid electrode. When peeled off and reaches the substrate, durability is deteriorated. In order to reduce the deposition of the carbon film, the temperature of the grid electrode was changed, and the deposition rate of the deposited aC: H film was measured. A film forming experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that the temperature of the grid electrode was changed from room temperature to 800 ° C., and an Si substrate was used. From the following Table 3, it can be seen that the film formation rate sharply decreases at 600 ° C. or higher.

【表3】 [Table 3]

【0022】実施例7 以下の成膜条件でa−C:H膜を形成した。到達圧力を
1.3×10-4Pa以下、反応ガスをエチレン,ガス流
量を20sccm,反応圧力を0.7Pa、μ波出力を
200W、グリッド電圧Vgを0〜−800V、磁場を
2kGおよび基板温度を室温とした。グリッド電極には
非対称型バイポーラ・パルスDC電源を接続した。この
電源は、正の設定電圧40Vと負の設定電圧Vgを繰り
返す矩形波電圧を発生する。その周波数fを100kH
z,電圧が40Vとなる時間の割合を示すデューティー
比を10%,Vgを0〜−700Vとした。ただし、V
g=0Vはグリッド電極を接地した。基板上には50〜
200nmのa−C:H膜を形成した。
Example 7 An aC: H film was formed under the following film forming conditions. The ultimate pressure is 1.3 × 10 −4 Pa or less, the reaction gas is ethylene, the gas flow rate is 20 sccm, the reaction pressure is 0.7 Pa, the microwave output is 200 W, the grid voltage Vg is 0 to −800 V, the magnetic field is 2 kG, and the substrate is The temperature was brought to room temperature. An asymmetric bipolar pulse DC power supply was connected to the grid electrode. This power supply generates a rectangular wave voltage that repeats a positive set voltage of 40 V and a negative set voltage Vg. The frequency f is 100 kHz
z, the duty ratio indicating the ratio of the time when the voltage is 40 V is 10%, and Vg is 0 to -700 V. Where V
For g = 0 V, the grid electrode was grounded. 50 ~ on the substrate
A 200 nm aC: H film was formed.

【0023】作製したa−C:H膜をラマン分光で評価
した。Vg=0の膜は、蛍光に伴うバックグランドのみ
でDLCのピークはほとんど観測されなかった。これは
ポリマー的なa−C:H膜に特徴的なスペクトルであ
り、柔らかい膜であった。Vg<−400Vで作製した
a−C:H膜は1580cm-1と1350cm-1付近に
幅の広いピークが現れ、硬いDLC膜であった。ラマン
スペクトルから求めたB/A比とパルスDCの電圧Vg
との関係を表4にVg<−600でB/A<1.5とな
った。Vgの絶対値を大きくすることにより、DLC成
分が多い膜となっていくことがわかる。B/A<4のa
−C:H膜はピンセットによる引っ掻き試験で傷が付か
ない硬い膜であった。
The produced aC: H film was evaluated by Raman spectroscopy. In the film with Vg = 0, the DLC peak was hardly observed due to only background accompanying fluorescence. This is a spectrum characteristic of a polymeric aC: H film, and was a soft film. Vg <manufactured in -400V a-C: H films appear broad peak around 1580 cm -1 and 1350 cm -1, was hard DLC films. B / A ratio obtained from Raman spectrum and voltage Vg of pulse DC
Table 4 shows that B / A <1.5 when Vg <-600. It can be seen that increasing the absolute value of Vg results in a film having more DLC components. B / A <4 a
-C: The H film was a hard film that was not damaged in a scratch test using tweezers.

【表4】 [Table 4]

【0024】実施例8 実施例7において、パルスDC電源の周波数を変え、V
g=−400Vでa−C:H膜を成膜した。ただし、f
=0Hzは直流電圧を印加した。成膜したa−C:H膜
はDLCピークが観測され、ラマンのB/A比は表5の
ようになった。周波数の高い方がB/Aが小さく、良質
のDLCになることがわかる。グリッド表面に付着した
絶縁性のカーボン膜が影響し、DC電圧では帯電してイ
オンを加速できないためと推測される。
Embodiment 8 In Embodiment 7, the frequency of the pulse DC power source is changed to
An aC: H film was formed at g = −400 V. Where f
= 0 Hz applied a DC voltage. The DLC peak was observed in the formed aC: H film, and the Raman B / A ratio was as shown in Table 5. It can be seen that the higher the frequency, the smaller the B / A and the higher the quality of the DLC. It is presumed that the insulating carbon film attached to the grid surface has an effect and is charged with a DC voltage and cannot accelerate ions.

【表5】 実施例9 実施例7において、基板を接地し、Vg=−600Vで
a−C:H膜を成膜した。この膜でラマン分光スペクト
ルにはDLCピークが現れたが、フローティング状態に
比べて蛍光強度が強く、B/A=3.4と大きくなっ
た。
[Table 5] Example 9 In Example 7, the substrate was grounded, and an aC: H film was formed at Vg = −600 V. Although a DLC peak appeared in the Raman spectrum of this film, the fluorescence intensity was higher than that in the floating state, and B / A was increased to 3.4.

【0025】実施例10 実施例7において、基板をガラスおよび磁性膜を形成し
たガラス媒体とし、Vg=−600Vでa−C:H膜を
成膜した。この膜のラマン分光スペクトルには明らかな
DLCピークが現れ、B/A比はガラス基板とガラス媒
体とでそれぞれ2.0と1.35であった。ガラス基板
上のDLC膜のB/Aが大きい理由は、ガラス基板から
の蛍光の影響である。絶縁基板上へもDLC膜を形成で
きることがわかった。また、ガラス媒体上のDLC膜の
B/AはSi基板を用いたときと同程度かそれ以下であ
り、ガラス媒体上へもDLC膜を形成できることがわか
った。
Example 10 In Example 7, an aC: H film was formed at Vg = -600 V using a substrate as a glass medium on which glass and a magnetic film were formed. A clear DLC peak appeared in the Raman spectrum of this film, and the B / A ratio was 2.0 and 1.35 for the glass substrate and the glass medium, respectively. The reason why the B / A of the DLC film on the glass substrate is large is the influence of the fluorescence from the glass substrate. It was found that a DLC film could be formed on an insulating substrate. In addition, the B / A of the DLC film on the glass medium was about the same as or less than that when the Si substrate was used, and it was found that the DLC film could be formed on the glass medium.

【0026】実施例11 実施例7において、グリッド電極の網目(メッシュ)の
サイズを変え、Vg=−400Vでa−C:H膜を成膜
した。成膜したa−C:H膜はDLCピークが観察さ
れ、網目の間隔とラマンのB/A比の関係を表6に示
す。網目の間隔が3mm以下のときB/A比は飽和し、
1.5以下のDLC膜が得られることがわかった。
Example 11 In Example 7, an aC: H film was formed at Vg = −400 V by changing the size of the mesh of the grid electrode. A DLC peak was observed in the formed aC: H film, and Table 6 shows the relationship between the mesh spacing and the Raman B / A ratio. When the mesh interval is 3 mm or less, the B / A ratio is saturated,
It was found that a DLC film of 1.5 or less was obtained.

【表6】 [Table 6]

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明によれば、炭化水素ガスを主原
料ガスとするプラズマCVDにより、基板に積層された
磁気記録層上にカーボン系保護膜を形成する磁気記録媒
体の製造装置において、プラズマCVD装置内のプラズ
マの発生領域であるプラズマ発生室(キャビティ)に隣
接する反応室内に基板を載置し、グリッド電極を配置し
てこれに負のバイアス電圧を与える電源を接続したの
で、負のバイアス電圧によりプラズマ中のイオンが加速
され良好なDLC膜を生成することが可能となる。
According to the present invention, in a magnetic recording medium manufacturing apparatus for forming a carbon-based protective film on a magnetic recording layer laminated on a substrate by plasma CVD using a hydrocarbon gas as a main raw material gas, A substrate was placed in a reaction chamber adjacent to a plasma generation chamber (cavity), which is a plasma generation region in a CVD apparatus, and a grid electrode was arranged. A power supply for applying a negative bias voltage to the grid electrode was connected thereto. The ions in the plasma are accelerated by the bias voltage, and a good DLC film can be formed.

【0028】上記グリッド電極をメッシュ状としてプラ
ズマ発生室の出口に配置するときは、メッシュの間隔を
3mm以下とすることで、良好なDLC膜が生成され
る。また、グリッド電極に高周波電圧や正負のバイアス
電圧を与える矩形波電圧を印加するときは、一時的にグ
リッド電極に正のバイアス電圧が印加され、負のバイア
ス電圧によるイオンの加速作用が効果的に機能し、さら
に良好なDLC膜が生成できる。この発明装置は、基板
の両側より同時に成膜するときにも有効である。また、
窒素添加したカーボン膜の製造に際しても有効である。
When the grid electrode is arranged in the form of a mesh at the outlet of the plasma generation chamber, a good DLC film is formed by setting the mesh interval to 3 mm or less. Also, when a high-frequency voltage or a rectangular wave voltage giving a positive / negative bias voltage is applied to the grid electrode, a positive bias voltage is temporarily applied to the grid electrode, and the ion accelerating action by the negative bias voltage is effectively performed. It functions and can form a better DLC film. The apparatus of the present invention is also effective when forming films simultaneously from both sides of the substrate. Also,
It is also effective in producing a carbon film to which nitrogen is added.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態を示す模式断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態を示す模式断面図
である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空容器(反応室)、2…プラズマ発生室(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…ター
ボ分子ポンプ、9…コントロールバルブ、10…電磁コ
イル、11…基板、12…グリッド電極、13…電源。
REFERENCE SIGNS LIST 1 vacuum chamber (reaction chamber), 2 plasma generation chamber (cavity), 3 microwave power supply, 4 microwave waveguide, 5 gas introduction pipe, 6 gas flow controller, 7 insulating window, 8 ... Turbo molecular pump, 9 ... Control valve, 10 ... Electromagnetic coil, 11 ... Substrate, 12 ... Grid electrode, 13 ... Power supply.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永山 利枝 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA09 BA27 CA05 CA06 CA07 CA12 FA02 GA01 JA03 JA17 JA18 KA15 KA20 LA20 5D112 AA02 AA07 BA02 BA03 BC05 FA10 FB26  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshie Nagayama 1-1-1, Tanabe-shinden, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term within Fuji Electric Co., Ltd. 4K030 AA09 BA27 CA05 CA06 CA07 CA12 FA02 GA01 JA03 JA17 JA18 KA15 KA20 LA20 5D112 AA02 AA07 BA02 BA03 BC05 FA10 FB26

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素ガスを主原料とするプラズマC
VDにより、基板に積層された磁気記録層上にカーボン
系保護膜を形成する磁気記録媒体の製造装置において、
プラズマCVD装置内のプラズマの発生領域であるプラ
ズマ発生室に隣接する反応室内に基板を載置し、グリッ
ド電極を配置してこれに負のバイアス電圧を与える電源
を接続することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
1. A plasma C comprising a hydrocarbon gas as a main raw material.
In a magnetic recording medium manufacturing apparatus for forming a carbon-based protective film on a magnetic recording layer laminated on a substrate by VD,
A magnetic field characterized in that a substrate is placed in a reaction chamber adjacent to a plasma generation chamber which is a plasma generation area in a plasma CVD apparatus, a grid electrode is arranged, and a power supply for applying a negative bias voltage is connected to the grid electrode. Manufacturing equipment for recording media.
【請求項2】 前記グリッド電極をメッシュ状とし、前
記基板の近傍に配置する請求項1に記載の磁気記録媒体
の製造装置。
2. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the grid electrode is formed in a mesh shape and is arranged near the substrate.
【請求項3】 前記グリッド電極をメッシュ状とし、前
記プラズマ発生室の出口に配置する請求項1に記載の磁
気記録媒体の製造装置。
3. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the grid electrode has a mesh shape and is arranged at an outlet of the plasma generation chamber.
【請求項4】 前記グリッド電極のメッシュの隙間が3
mm以下である請求項3に記載の磁気記録媒体の製造装
置。
4. A gap between meshes of the grid electrode is 3
The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 3, wherein the diameter is equal to or less than mm.
【請求項5】 前記基板がガラス,プラスチックまたは
サファイアの絶縁体である請求項1ないし4のいずれか
に記載の磁気記録媒体の製造装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate is an insulator made of glass, plastic, or sapphire.
【請求項6】 前記電源は高周波電源である請求項1ま
たは2のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造装置。
6. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the power supply is a high-frequency power supply.
【請求項7】 前記高周波電源の周波数は13.56M
Hzである請求項6に記載の磁気記録媒体の製造装置。
7. The frequency of the high frequency power supply is 13.56M.
7. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 6, wherein the frequency is Hz.
【請求項8】 前記電源はグリッド電極の電圧を周期的
に或る一定の時間だけ負電圧から正電圧に変化させる請
求項1ないし5のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造
装置。
8. The magnetic recording medium manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the power supply periodically changes the voltage of the grid electrode from a negative voltage to a positive voltage for a certain period of time.
【請求項9】 前記基板をフローティング状態とする請
求項1ないし8のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造
装置。
9. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein said substrate is set in a floating state.
JP2000125601A 1999-05-10 2000-04-26 Device for manufacturing magnetic recording medium Pending JP2001028120A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000125601A JP2001028120A (en) 1999-05-10 2000-04-26 Device for manufacturing magnetic recording medium

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-128233 1999-05-10
JP12823399 1999-05-10
JP2000125601A JP2001028120A (en) 1999-05-10 2000-04-26 Device for manufacturing magnetic recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001028120A true JP2001028120A (en) 2001-01-30

Family

ID=26463956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000125601A Pending JP2001028120A (en) 1999-05-10 2000-04-26 Device for manufacturing magnetic recording medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001028120A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100530735B1 (en) * 2002-09-12 2005-11-28 송석균 High pressure plasma shower discharge device
JP2009097037A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Fuji Electric Systems Co Ltd Plasma cvd film-forming apparatus and film-forming method using the same
JP2016060954A (en) * 2014-09-19 2016-04-25 株式会社プラズマイオンアシスト Plasma processing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100530735B1 (en) * 2002-09-12 2005-11-28 송석균 High pressure plasma shower discharge device
JP2009097037A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Fuji Electric Systems Co Ltd Plasma cvd film-forming apparatus and film-forming method using the same
JP2016060954A (en) * 2014-09-19 2016-04-25 株式会社プラズマイオンアシスト Plasma processing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6001431A (en) Process for fabricating a magnetic recording medium
EP3711078B1 (en) Linearized energetic radio-frequency plasma ion source
JP4814986B2 (en) Carbon nanotube growth method
US20110104393A1 (en) Plasma ion implantation process for patterned disc media applications
JP2008120676A (en) Recording medium having protective overcoat of highly tetrahedral amorphous carbon and method for their production
JP3547402B2 (en) Plasma processing system and method
CN109402612B (en) Device for depositing DLC film by self-derived bias hollow cathode discharge method and method for depositing DLC film based on device
US20090236217A1 (en) Capillaritron ion beam sputtering system and thin film production method
JPH04374A (en) Production of hardened protective film on surface of plastic substrate
JP2007252970A (en) Method for activating surface of catalyst and method for growing carbon nanotube
JPH04373A (en) Production of hardened protective film on surface of plastic substrate
JP2001028120A (en) Device for manufacturing magnetic recording medium
JPH0380190A (en) Production of diamond-like thin film
JPH07258840A (en) Formation of carbon thin film
JP2004277800A (en) Method and apparatus for depositing carbon thin film
JP2808922B2 (en) Method for forming diamond-like carbon film
JP2005330556A (en) Carbon-based sliding material
KR20140110186A (en) Method for manufacturing cubic boron nitride thin film with reduced compressive residual stress and cubic boron nitride thin film manufactured using the same
JP3610289B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
JP3056827B2 (en) Article having a diamond-like carbon protective film and method for producing the same
JP2001143254A (en) Apparatus for manufacturing magnetic recording medium
Komatsu et al. Application of diamond-like carbon films to the integrated circuit fabrication process
JPH1096076A (en) Formation of amorphous carbon coating
JP3391245B2 (en) Thin film forming equipment
JPH10265955A (en) Formation of carbonaceous highly functional material thin film by electron beam-excited plasma cvd