JP2002030446A

JP2002030446A - 成膜方法、成膜装置、磁気テープの製造方法及びその装置

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Publication number: JP2002030446A
Application number: JP2000218020A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sugiyama; 正彦杉山; Masaru Segawa; 勝瀬川
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】連続して走行するフィルム状の基体の磁性膜
の表面に均質でＳＰ３性が高く、膜中のＨ成分が少ない
ＤＬＣ膜を高速に、しかも広範囲に成膜できる成膜方法
を提供する。【解決手段】真空ボックス２２内に設置された複数の
アノード電極２４によりサドルフィールド型の静電界を
発生させて、前記真空ボックス内に導入した反応ガスを
プラズマ化し、このプラズマ中のイオンを前記静電界に
より加速して、前記真空ボックスの少なくとも１面を構
成するグリット３８に前記加速イオンを衝突させて電子
を発生させ、この発生した電子により前記加速イオンを
中和することにより形成された中性アトムビームＭを基
体１上に放出して薄膜を成膜する。これにより、連続し
て走行するフィルム状の基体の磁性膜の表面に均質でＳ
Ｐ３性が高く、膜中のＨ成分が少ないＤＬＣ膜を高速
に、しかも広範囲に成膜できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応ガスをイオン
化した後に電子により中和して形成された中性アトムビ
ームにより薄膜を形成する方法及び装置に関し、特に、
高密度薄膜記録媒体の保護膜として最適なダイヤモンド
ライクカーボン膜（以下、ＤＬＣ膜とも称す）を形成す
るのに適した方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜記録媒体として、例えば磁気テ−プ
の記録密度は近年急速に高密度化が図られている。この
過程で、磁気テ−プは高抗磁力、高磁束密度を有する酸
化鉄テープ、メタルテ−プ、及び薄膜テ−プへと高性能
なものに移行している。この磁気テ−プの応用として、
ＶＴＲ分野では今後、デジタル化、高密度で高精細化を
達成するために、特に薄膜磁気テ−プが注目されてい
る。ここで、図６を参照して一般的な磁気テープの構造
について説明すると、この磁気テープはベースフィルム
としての非磁性材料よりなる基体（以下、非磁性基体と
も称す）１上に、磁性膜１Ａ、保護膜としてのダイヤモ
ンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも称す）１Ｂを順次
積層して構成される。そして、必要に応じて、上記ＤＬ
Ｃ膜１Ｂ上に潤滑膜１Ｃを形成し、また、非磁性基体１
の裏面側にバックコート層１Ｄを形成して構成されてい
る。

【０００３】この薄膜磁気テ−プとしては磁性膜１Ａが
斜方蒸着法により形成された、いわゆる蒸着テープが実
用化されている。これは、具体的には真空中でピアス型
電子銃を用いて、電子ビームをルツボ中のＣｏ，ＣｏＮ
ｉなどの磁性材料に照射して、これらの材料を溶融、蒸
発させ、酸素を導入しながら、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレー
ト）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡ（アラミド）、ＰＣ
（ポリカーボネート）などのベースフィルム（非磁性基
体）上にＣｏＯ、ＣｏＮｉＯよりなる磁性薄膜を形成す
ることにより製造される。磁性材料としては上記したも
の以外にはＦｅ、Ｎｉ等の磁性金属やＦｅＣｏ、ＣｏＮ
ｉ、ＦｅＣｏＮｉ、ＣｏＣｒ、ＦｅＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ
Ｃｒ、ＦｅＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＰｔ、ＦｅＣｏＢ、Ｃｏ
ＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ
Ｐｔ等の合金、或いはこれらの酸化物等を用いることが
出来る。

【０００４】次に、磁気テープの耐久性、耐蝕性を向上
させるために磁性膜１Ａの上に保護膜１Ｂが形成され
る。この保護膜１Ｂとしてはダイヤモンドライクカーボ
ン膜（ＤＬＣ膜）が多く利用されている。このＤＬＣ膜
１Ｂは硬度が大きく、摩擦係数が低いために、記録再生
時の磁気ヘッドとの摺動時における耐摩耗性に効果を発
揮する。また、上記ＤＬＣ膜１Ｂは１００オングストロ
ーム程度の薄い膜でも緻密であり、しかも磁性膜１Ａの
表面にムラなく均一に成膜することができるため、磁気
記録媒体の出力低下の一原因となるスペーシングロスを
低減できる。また、この磁性膜単独では酸化しやすいた
め、上記ＤＬＣ膜１Ｂにより磁性膜１Ａの酸化を防止
し、耐蝕性を向上させることができる。更に、耐摩耗
性、耐蝕性はこのＤＬＣ膜１Ｂの上に形成するフッ素系
の潤滑膜１Ｃとの相互作用により更に向上させることが
できる。

【０００５】上記ＤＬＣ膜１Ｂを形成する方法としては
スパッタ法、ＣＶＤ法などがいくつか提案されている。
例えばＣＶＤ法によりＤＬＣ膜１Ｂを形成する成膜法と
しては、特開昭６０−１４７９３３号公報、特開昭６０
−１７２３４２号公報等において開示されている。ここ
で開示されている成膜方法は、プラズマ管を用いた方法
であり、加速したイオンを含む炭化水素ガスを吹き付け
てＤＬＣ膜１Ｂを合成する方法である。図７にこの成膜
方法を実施する成膜装置の概略図を示す。まず、磁性膜
１Ａが積層されたフィルム状の非磁性基体１は、真空引
き可能な真空槽２中の巻出しロール３より巻出され、ガ
イドロール４、冷却ロール５、ガイドロール１４を経
て、巻取りロール６に巻き取られている。上記冷却ロー
ル５に対向して配置されるプラズマ管７は先端がノズル
状に絞られ、このノズル８が冷却ロール５に相対するよ
うに設置されている。このプラズマ管７の外周には励起
コイル９が巻き付けられる。上記プラズマ管７の内部に
はメッシュ状のアノード電極１０が設置され、上記磁性
膜１Ａとの間に電位差を生じる。上記磁性膜１Ａは普通
は接地電位となっているが、シワ、カール、基板の熱損
傷を防止することを目的として冷却ロール５と磁性膜１
Ａとの密着を高めるために、磁性膜１Ａと冷却ロール５
との間に電位差を設定する場合がある。

【０００６】上記プラズマ管７のガス導入部１１より導
入された炭化水素ガス、及びこの炭化水素ガスに対して
必要に応じて添加されるアルゴンガスは、高周波電源１
２から整合器１３を介して上記励起コイル９に印加され
た高周波電力によりプラズマ化される。このプラズマ中
のイオンは、アノード電極１０と磁性膜１Ａとの間の電
位差により磁性膜１Ａの方向に加速され、この磁性膜１
Ａには電流が生じる。また、上記プラズマは、プラズマ
管７と真空槽２との間の圧力差により加速されたイオン
と共に磁性膜１Ａに吹き付けられ、これによって上記磁
性膜１Ａ上に保護膜としてＤＬＣ膜１Ｂが合成される。
また、他のＣＤＶ法として、平板プラズマ電極を用いる
方法がある。図８に平板プラズマ電極を用いた成膜装置
の概略図を示す。まず、真空引き可能な真空槽２内に、
巻出しロール３、巻取りロール６、ガイドロール４、１
４及び冷却ロール５が配置されており、これらのロール
間に磁性膜１Ａが形成されたフィルム状の非磁性基体１
が巻き回され、巻出しロール３から巻取りロール６に至
るまで図中矢印１５の方向に走行する。上記冷却ロール
５の内部には、図示しない冷却装置が配置され、上記非
磁性基体１の磁性膜１Ａ上へＤＬＣ膜１Ｂを形成する時
の温度上昇に起因するフィルム状の非磁性基体１の熱変
形等を防止している。

【０００７】上記冷却ロール５に対向させて配置した平
板状のプラズマ発生用電極１６はプラズマ用電源１７に
接続されている。このプラズマ用電源１７はＤＣ、Ａ
Ｃ、ＲＦ或いはそれらの重畳である。ＡＣ、ＲＦ電源を
プラズマ発生用電源１７として用いる場合はこの電源１
７とプラズマ発生用電極１６との間に整合器１８を設置
する。そして、ガス導入口１９より、メタン、アセチレ
ン、エチレン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭
化水素系（ＣＨ系）のガスを導入し、上記プラズマ発生
用電極１６にＤＣ又はＡＣもしくはＲＦ電圧を印加して
プラズマを形成し、導入ガスをプラズマのエネルギーに
より一度分解し、カーボンを非磁性基体１上の磁性膜１
Ａ上で再結合させることによりＤＬＣ膜１Ｂを形成す
る。この際に、Ｎ₂、Ｈ₂などの添加ガスを導入して、Ｄ
ＬＣ膜１Ｂの膜質を改善する方法も考案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように連続走行するフィルム状の非磁性基体１の磁性
膜１Ａの表面にＤＬＣ膜１Ｂを形成する場合には、成膜
領域、成膜速度を高めて量産性を向上させようとすると
次のような問題点が発生した。まず、第１に、図７に示
すようにプラズマ管７を用いた方法では、プラズマ中の
イオン、中性アトムを効率よく磁性膜１Ａに吹きつける
ためにプラズマ吹出部をノズル状に絞り、プラズマ管７
内と真空槽２内との間に圧力差を設けなければならな
い。このため、ノズル８の口径を大きくして成膜領域を
広げることにより量産に対応させることは極めて困難で
あった。また、成膜速度を高める（プラズマ密度を高め
る）と磁性膜付きの非磁性基体１のプラズマの熱が蓄積
されて熱損傷・熱変形を受けやすくなる。また、高速成
膜を行うためにプラズマ管７内のガス圧を高めると、ア
ノード電極１０に印加したバイアス電圧により、いたる
ところで火花放電が発生しやすくなり、高速成膜を行な
うことが困難となる。また、図８に示す平板プラズマ発
生用電極１６を用いた方法でも高速成膜を行なうために
平板プラズマ発生用電極１６と磁性膜１Ａとの間に高電
圧を印加すると火花放電が発生し、磁性膜１Ａや非磁性
基体１が損傷してしまうので高速成膜を行なうことが困
難となる。

【０００９】また、第２に、図７に示すプラズマ管７を
用いた方法、及び図８に示す平板プラズマ発生用電極１
６を用いた方法では、イオンを利用しているため、ＤＬ
Ｃ膜１Ｂの成膜時には磁性膜１Ａに電流が生ずるが、量
産化に対応させるために成膜速度を高めようとすると
（ＤＬＣ膜１Ｂを合成する場合において、成膜速度を高
めるにはプラズマ管７内の圧力及びアノード電極１０と
磁性膜１Ａとの間の電位差を大きくする）、磁性膜１Ａ
に流れる電流が大きくなる。このように、大きな電流が
流れると抵抗に応じて発生するジュール熱が非常に大き
くなって、磁性膜１Ａは発熱する。そして、成膜速度を
高めると磁性膜１Ａの発熱量が過度に多くなり、磁性膜
１Ａが変質、ＤＬＣ膜１Ｂの剥がれ、時には非磁性基体
１や磁性膜１Ａが熱損傷を受ける、といった問題点が生
じる。

【００１０】更に、第３に、記録媒体の高密度化による
再生信号の出力低下を防ぐために、スペーシングロスと
なる保護膜の厚みは１００オングストローム以下に薄く
する必要があるが、保護膜であるＤＬＣ膜１Ｂの厚みが
１００オングストローム以下で良好な耐久性、耐蝕性を
得るには、より硬度の高い、ダイヤモンドに近いＤＬＣ
膜１Ｂを形成する必要がある。このためには、ＤＬＣ膜
１Ｂのカーボン構造のＳＰ３性を高くし、かつポリマー
化を防ぐためにＤＬＣ膜１Ｂ中のＨ（水素）成分を少な
くする必要がある。しかしながら、従来の成膜方法及び
成膜装置ではＳＰ３性を高くしかつ、ＤＬＣ膜１Ｂ中の
Ｈ成分を少なくすることが難しかった。尚、上記したＳ
Ｐ３性とは、ダイヤモンドのカーボン元素の結合状態で
あるＳＰ３混成軌道の割合を表すものである。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものであり、その目的は連続して走行す
るフィルム状の非磁性基体の磁性膜の表面に均質でＳＰ
３性が高く、膜中のＨ成分が少ないＤＬＣ膜を高速に、
しかも広範囲に成膜できる成膜方法、成膜装置、磁気テ
ープの製造方法及びその装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
真空ボックス内に設置された複数のアノード電極により
サドルフィールド型の静電界を発生させて、前記真空ボ
ックス内に導入した反応ガスをプラズマ化し、このプラ
ズマ中のイオンを前記静電界により加速して、前記真空
ボックスの少なくとも１面を構成するグリットに前記加
速イオンを衝突させて電子を発生させ、この発生した電
子により前記加速イオンを中和することにより形成され
た中性アトムビームを基体上に放出して薄膜を成膜する
ようにしたものである。

【００１２】この場合、例えば請求項２に規定するよう
に、前記反応ガスは炭化水素ガスであり、前記薄膜はダ
イヤモンドライクカーボン膜である。請求項３は、上記
請求項１の発明において非磁性基体としてベースフィル
ムを用いたものであり、すなわち、ベースフィルム上に
磁性膜を膜付けし、前記磁性膜上にダイヤモンドライク
カーボン膜を成膜してなる磁気テープの製造方法におい
て、真空ボックス内に設置された複数のアノード電極に
よりサドルフィールド型の静電界を発生させて、前記真
空ボックス内に導入した反応ガスをプラズマ化し、この
プラズマ中のイオンを前記静電界により加速して、前記
真空ボックスの少なくとも１面を構成するグリットに前
記加速イオンを衝突させて電子を発生させ、この発生し
た電子により前記加速イオンを中和することにより形成
された中性アトムビームを前記ベースフィルム上に形成
された磁性膜上に放出してダイヤモンドライクカーボン
を成膜することを特徴とする磁気テープの製造方法であ
る。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記方法発明を実
施する装置発明であり、真空ボックスと、前記真空ボッ
クス内に反応ガスを導入する反応ガス導入手段と、前記
反応ガスをイオン化させるサドルフィールド型の静電界
を発生する複数のアノード電極と、前記イオンを加速す
る加速用電源と、前記加速されたイオンを中和させて中
性アトムビームを基体上に放出して薄膜を成膜するグリ
ットとよりなることを特徴とする成膜装置である。

【００１４】この場合、例えば請求項５に規定するよう
に、前記反応ガスは炭化水素ガスであり、前記薄膜はダ
イヤモンドライクカーボン膜である。請求項６に係る発
明は、上記方法発明を実施する装置発明であり、ベース
フィルム上に形成されている磁性膜に、ダイヤモンドラ
イクカーボン膜を成膜してなる磁気テープの製造装置に
おいて、真空ボックス内に設置された複数のアノード電
極によりサドルフィールド型の静電界を発生させて、前
記真空ボックス内に導入した反応ガスをプラズマ化し、
このプラズマ中のイオンを前記静電界により加速して、
前記真空ボックスの少なくとも１面を構成するグリット
に前記加速イオンを衝突させて電子を発生させ、この発
生した電子により前記加速イオンを中和することにより
形成された中性アトムビームを前記ベースフィルム上に
形成された磁性膜上に放出してダイヤモンドライクカー
ボンを成膜することを特徴とする磁気テープの製造装置
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る成膜方法、
成膜装置、磁気テープの製造方法及びその装置の一実施
例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る
成膜装置を収容した真空槽を示す図、図２は本発明の成
膜装置を示す概略斜視図、図３は図２に示す装置の断面
図である。図中、図７に示す装置と同一構成部分につい
ては同一符号を付して説明する。また、ここでは非磁性
基体として、テープ状のベースフィルムを用いる場合を
例にとって説明するが、これに限定されることはなく、
非磁性基体としてディスク状の非磁性基体を用いる場合
にも適用できる。

【００１６】図１に示すように、２は図示しない真空ポ
ンプにより真空引き可能になされた箱状の真空槽であ
る。この真空槽２内には、巻出しロール３と、ガイドロ
ール４と、冷却ロール５と、ガイドロール１４と、巻取
りロール６とが設けられており、予め磁性膜１Ａがその
表面に形成されているフィルム状の非磁性基体（ベース
フィルム）１（図６参照）が上記巻出しロール３に巻回
されて、上記したロールの順に連続して流れて行くよう
になっている。そして、図示しない冷却装置を内蔵する
上記冷却ロール５の下方に、本発明の成膜装置２０が設
けられている。具体的には、図２及び図３にも示すよう
に、上記成膜装置２０は、例えば直方体形状になされた
真空ボックス２２を有しており、この真空ボックス２２
内にはその長手方向に沿って２本のアノード電極２４が
所定の間隔を隔てて設置されており、この２本のアノー
ド電極２４は上記真空ボックス２２の内壁に対して対称
に設置されている。また、真空ボックス２２の内面に
は、全面に亘って内壁層２６が形成されている。上記ア
ノード電極２４の材料及び真空ボックス２２の内壁層２
６の材料はプラズマによるスパッタを防止するために、
スパッタ効率が低い材料、例えばカーボンが用いられ
る。上記２本のアノード電極２４にはリード３０により
接続されたＤＣ（直流）電源２８（加速用電源）により
共に＋電位が印加されており、これに対して真空ボック
ス２２の内壁面及び内壁層２６はグランド電位になされ
て、カソードとなる。従って、上記２本のアノード電極
２４間には静電界３２が発生することになる。この静電
界３２は２本のアノード電極２４の中間点にサドルポイ
ントＰ１が存在するサドルフィールド型である。

【００１７】また、真空ボックス２２の底部には、反応
ガスをこの真空ボックス２２内に導入する反応ガス導入
手段としてのガス導入口３４が設けられており、流量制
御された反応ガスを導入するようになっている。更に、
この真空ボックス２２の天井部には、多数の断面円形の
通過孔３６を有するグリット３８が設けられており、後
述するようにこの通過孔３６より中性アトムビームを放
出できるようになっている。このグリット３８も内壁層
２６と同様に−電圧（接地）が印加されている。このグ
リット３８の材料は、スパッタ効率の低い材料、例えば
カーボンやタングステン等よりなり、また、通過孔３６
の直径は例えば３〜１０ｍｍ程度である。この通過孔３
６の形状は断面円形でなく、細長いスリット形状等に形
成してもよい。この真空ボックス２２には、特に真空ポ
ンプ等は接続されておらず、上記真空槽２内を真空引き
することにより、この真空ボックス２２内の雰囲気が上
記通過孔３６を介して真空ボックス２２内側へ排出され
て、従って、真空槽２内と真空ボックス２２内とは上記
通過孔３６を介して連通状態となっている。

【００１８】次に、以上のように構成された成膜装置を
用いて行なわれる成膜方法について説明する。まず、真
空槽２内及び真空ボックス２２内は、真空引きによりガ
ス導入口３４より所定のガスを導入した際には共に、例
えば１０^-2〜１．０Ｐａ程度の真空圧力に維持されてお
り、２本のアノード電極２４には、加速用電源であるＤ
Ｃ電源２８から＋電圧が印加されている。これにより、
両アノード電極２４間にサドルポイントＰ１が存在する
サドルフィールド型の静電界３２が発生することにな
る。そして、カーボン製のカソードである内壁層２６か
ら放出された電子ｅ１は上記サドルポイントＰ１を通っ
て振動し、アノード電極２４に捕獲されるまで長い軌道
を運動する。この時の軌道は２本のアノード電極２４を
含む平面に垂直な面内にあり、電子密度が高い。

【００１９】一方、ガス導入口３４より真空ボックス２
２内に導入された反応ガスが電子ｅ１と衝突するとイオ
ン化され、イオン化したプラスのガスＭ＋はカソードで
ある内壁層２６やグリット３８に向かって加速度運動
し、出口があるとそこから放出される。ここで前述のよ
うに、真空ボックス２２の天井部にはカーボン製のグリ
ット３８が設置されており、イオン化ガスＭ＋の一部は
カーボン製のグリット３８に衝突し、２次電子ｅ２が放
出する。この２次電子ｅ２がイオン化ガスＭ＋と結合
し、グリット３８の通過孔３６から放出されるガスは中
性アトムビームＭとなる。そして、この中性アトムビー
ムＭがフィルム状の非磁性基体１の磁性膜１Ａの表面に
到達してここに薄膜、すなわちＤＬＣ膜１Ｂが形成され
ることになる。これにより磁気テープ等が製造される。
この場合、この中性アトムビームＭは電気的に中性であ
るため、磁性膜１Ａに電流が流れることはなく、ジュー
ル熱により磁性膜１Ａが発熱することもなく、磁性膜１
Ａの変質、ＤＬＣ膜１Ｂの剥がれ、非磁性基体（ベース
フィルム）１及び磁性膜１Ａの熱損傷が発生する、とい
った問題点もない。このため、成膜速度を高めることが
できる。ここで、ＤＬＣ膜１Ｂを形成するには、反応ガ
スとしては、炭化水素系ガス（ＣＨ系ガス）として、メ
タン、エタン等の飽和炭化水素、アセチレン、エチレ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の不飽和炭化水
素、芳香族炭化水素などを用いることができる。

【００２０】次に、本発明の評価を行なうために、実施
例１から３、及び比較例１、２として具体的にＤＬＣ膜
１Ｂを成膜したので、その評価結果について説明する。＜実施例１＞図１に示す装置を用いて、反応ガスとして
エチレンガスを真空ボックス２２内に導入し、６．４μ
ｍ厚のＰＥＴフィルムの非磁性基体１上に、予め０．２
μｍ厚のＣｏＯ磁性膜１Ａを形成したフイルムを走行さ
せて、ＤＬＣ膜１Ｂを磁性膜１Ａ上に形成した。この時
の真空槽２内の圧力は５．３×１０^-4Ｔｏｒｒ（７．１
×１０^-2Ｐａ）、加速用電源２８の放電電圧は２ＫＶ、
放電電流は１Ａである。＜実施例２＞図１に示す装置を用いて、反応ガスとして
エチレンガスを真空ボックス２２内に導入し、６．４μ
ｍ厚のＰＥＴフィルムの非磁性基体１上に、予め０．２
μｍ厚のＣｏＯ磁性膜１Ａを形成したフイルムを走行さ
せて、ＤＬＣ膜１Ｂを磁性膜１Ａ上に形成した。この時
の真空槽２内の圧力は３．１×１０^-3Ｔｏｒｒ（４．１
×１０^-1Ｐａ）、加速用電源２８の放電電圧は０．８Ｋ
Ｖ、放電電流は１Ａである。＜実施例３＞図１に示す装置を用いて、反応ガスとして
エチレンガスとＡｒガスを真空ボックス２２内に導入し
て、実施例１で用いたフィルムと同じフィルムの磁性膜
１Ａ上にＤＬＣ膜１Ｂを形成した。ここで、エチレンガ
スとＡｒガスの比は１０：１である。この時の真空槽２
内の圧力は４．８×１０^-3Ｔｏｒｒ（６．４×１０^-1Ｐ
ａ）、加速用電源２８の放電電圧は０．７ＫＶ、放電電
流は１Ａである。

【００２１】＜比較例１＞図７に示すＣＶＤ装置によ
り、反応ガスとしてエチレンガスを導入しＤＬＣ膜１Ｂ
の形成のために、予め非磁性基体の表面に０．２μｍ厚
さのＣｏＯ磁性膜を形成した上に、ＤＬＣ膜１Ｂを形成
した。＜比較例２＞図８に示すＣＶＤ装置により、反応ガスを
加えてＤＬＣ膜１Ｂを形成した。プラズマ発生用電極１
６にＡＣ（交流）電源を接続し、反応ガスとしてエチレ
ンガスを真空槽２内に導入し、ガス圧を５．０×１０^-3
Ｔｏｒｒ（６．７×１０^-1Ｐａ）としてＤＬＣ膜１Ｂの
形成のために、予め６．４μｍ厚のＰＥＴフィルム上
に、０．２μｍ厚のＣｏＯ磁性膜１Ａを形成した上にＤ
ＬＣ膜１Ｂを形成した。以上のように作成した各ＤＬＣ
膜１Ｂをラマン分析により評価した結果を表１にしめ
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】ここでＤＬＣ膜１ＢはＳＰ３構造とＳＰ２
構造から成る。この際、ＳＰ３構造とは前述したよう
に、ダイヤモンドのカーボン元素の結合状態であるＳＰ
３混成軌道により結合した構造であり、一方、ＳＰ２構
造とはグラファイトのカーボン元素の結合状態であるＳ
Ｐ２混成軌道により結合した構造である。図４にＤＬＣ
膜１Ｂのバックグラウンド補正後のラマンスペクトルを
示す。ここで横軸は波数を示し、縦軸はラマン分光強度
に相当した任意の数値を示している。このスペクトル５
０は１５４０ｃｍ^-1付近に主ピークを持ち、１３９０ｃ
ｍ^-1付近にショルダーバンドを有する非対称なラマンバ
ンドが観測される。これらのラマンバンドはＳＰ２カー
ボンによるラマンバンドであるが、これらのラマンバン
ドの相対強度はＤＬＣ膜のＳＰ３性と密接な関係があ
る。そこで、構造比較のためスペクトルをベースライン
補正し、２成分のガウス関数を用いてフィッティングを
行い、高波数バンド５０Ａと低波数バンド５０Ｂに分離
し、高波数バンドの面積Ｇに対する低波数バンドの面積
Ｄの相対強度：Ｄ／Ｇにより評価した。Ｄ／Ｇが小さい
ほど、膜中のＳＰ３性は高く、硬度が高くなり、ダイヤ
モンドに近い。

【００２４】図５にバックグラウンド補正前のＤＬＣラ
マンスペクトルを示す。ＤＬＣ膜１Ｂ中にＨ（水素）が
多く含まれると、ポリマー成分が多くなる。ポリマー成
分が多いＤＬＣ膜１Ｂは蛍光がバックグラウンドに現れ
る。膜中に含まれるポリマー成分を比較するために高波
数側のバンド強度Ａに対する０点からの高さＢの比Ｂ／
Ａを用いた。このバンド強度Ａは図５に示すように８０
０ｃｍ^-1と１９００ｃｍ^-1を直線で結んだ時の、この直
線からピークまでの高さである。この比Ｂ／Ａが大きい
ほどＤＬＣ膜１Ｂ中に含まれるポリマー成分の割合が多
くなる。上記表１から明らかなように、本発明の実施例
１から３のＤＬＣ膜１Ｂは、比較例１及び２と比較して
Ｄ／Ｇ、Ｂ／Ａ共に小さく、ＳＰ３性が強く、ポリマー
成分が少ない。これから、本発明方法で作られたＤＬＣ
膜は、硬度が高く、薄膜化した場合に、耐摩耗性、化学
的安定性に優れていることが判明した。

【００２５】上記した実施例では、本発明に係る成膜装
置を用いて、フィルム状の非磁性基体１の磁性膜１Ａ上
に保護膜としてＤＬＣ膜１Ｂを成膜した場合について説
明したが、これに限ることなく以下に述べるような成膜
も可能である。即ち、本発明に係る成膜装置を適用し
て、反応ガスとしてＡｌＣｌ₃ 、Ｏ₂ を用いることによ
り基体上にＡｌ₂ Ｏ₃ 保護膜を成膜でき、また、反応ガ
スとしてＢ、Ｎ₂ 、Ｈ₂ を用いることにより基体上にＢ
Ｎ保護膜を成膜でき、また、反応ガスとしてＴｉＣｌ
₄ 、Ｃ₂ Ｈ₂ 、Ｈ₂ 、Ａｒを用いることにより、基体上
にＴｉＣ保護膜を成膜でき、上記した各保護膜は硬度が
高く、耐摩耗性、化学的安定性、熱的安定性にも優れて
いる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の成膜方
法、成膜装置によれば、各種の反応ガスを用いることに
より、基体上に各種の反応ガスに対応した各種の保護
膜を成膜でき、ここで成膜した各種の保護膜は硬度が高
く、耐摩耗性、化学的安定性、熱的安定性にも優れてい
る。また、本発明の磁気テープの製造方法及びその装置
によれば、非磁性基体及びこの表面に形成されている磁
性膜に熱損傷等を発生させることなく、ＳＰ３性が高
く、ダイヤモンドライクカーボン膜中のＨ成分が少な
く、しかも硬度が高い薄膜を高速且つ広範囲に形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成膜装置を収容した真空槽を示す
図である。

【図２】本発明の成膜装置を示す概略斜視図である。

【図３】図２に示す装置の断面図である。

【図４】ＤＬＣ膜のバックグラウンド補正後のラマンス
ペクトルを示す図である。

【図５】バックグラウンド補正前のＤＬＣラマンスペク
トルを示す図である。

【図６】一般的な磁気テープの構造を示す図である。

【図７】成膜方法を実施する成膜装置を示す概略図であ
る。

【図８】平板プラズマ電極を用いた成膜装置を示す概略
図である。

【符号の説明】

１…非磁性基体（ベースフィルム）、１Ａ…磁性膜、１
Ｂ…ダイヤモンドライクカーボン膜（薄膜）、２…真空
槽、３…巻出しロール、６…巻取りロール、２０…成膜
装置、２２…真空ボックス、２４…アノード電極、２８
…ＤＣ電源（加速用電源）、３４…ガス導入口（反応ガ
ス導入手段）、３６…通過孔、３８…グリット、Ｍ…中
性アトムビーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K030 AA09 BA28 CA07 CA12 FA01 JA14 KA15 KA30 KA32 LA20 5D112 AA07 AA22 BC05 FA03 FB08 FB18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空ボックス内に設置された複数のアノ
ード電極によりサドルフィールド型の静電界を発生させ
て、前記真空ボックス内に導入した反応ガスをプラズマ
化し、このプラズマ中のイオンを前記静電界により加速
して、前記真空ボックスの少なくとも１面を構成するグ
リットに前記加速イオンを衝突させて電子を発生させ、
この発生した電子により前記加速イオンを中和すること
により形成された中性アトムビームを基体上に放出して
薄膜を成膜することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】前記反応ガスは炭化水素ガスであり、前
記薄膜はダイヤモンドライクカーボン膜であることを特
徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】ベースフィルム上に磁性膜を膜付けし、
前記磁性膜上にダイヤモンドライクカーボン膜を成膜し
てなる磁気テープの製造方法において、真空ボックス内
に設置された複数のアノード電極によりサドルフィール
ド型の静電界を発生させて、前記真空ボックス内に導入
した反応ガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオン
を前記静電界により加速して、前記真空ボックスの少な
くとも１面を構成するグリットに前記加速イオンを衝突
させて電子を発生させ、この発生した電子により前記加
速イオンを中和することにより形成された中性アトムビ
ームを前記ベースフィルム上に形成された磁性膜上に放
出してダイヤモンドライクカーボンを成膜することを特
徴とする磁気テープの製造方法。
【請求項４】真空ボックスと、前記真空ボックス内に
反応ガスを導入する反応ガス導入手段と、前記反応ガス
をイオン化させるサドルフィールド型の静電界を発生す
る複数のアノード電極と、前記イオンを加速する加速用
電源と、前記加速されたイオンを中和させて中性アトム
ビームを基体上に放出して薄膜を成膜するグリットとよ
りなることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】前記反応ガスは炭化水素ガスであり、前
記薄膜はダイヤモンドライクカーボン膜であることを特
徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項６】ベースフィルム上に形成されている磁性
膜に、ダイヤモンドライクカーボン膜を成膜してなる磁
気テープの製造装置において、真空ボックス内に設置さ
れた複数のアノード電極によりサドルフィールド型の静
電界を発生させて、前記真空ボックス内に導入した反応
ガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンを前記静
電界により加速して、前記真空ボックスの少なくとも１
面を構成するグリットに前記加速イオンを衝突させて電
子を発生させ、この発生した電子により前記加速イオン
を中和することにより形成された中性アトムビームを前
記ベースフィルム上に形成された磁性膜上に放出してダ
イヤモンドライクカーボンを成膜することを特徴とする
磁気テープの製造装置。