JP2011065714A - Carbon film deposition method, method for manufacturing magnetic recording medium, and carbon film depositing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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に関する。 The present invention relates to a carbon film forming method, a magnetic recording medium manufacturing method, and a carbon film forming apparatus.
近年、ハードディスクドライブ(HDD)等に用いられる磁気記録媒体の分野では、記録密度の向上が著しく、最近では記録密度が1年間で1.5倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。このような記録密度の向上を支える技術は多岐にわたるが、キーテクノロジーの一つとして、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間における摺動特性の制御技術を挙げることができる。 In recent years, in the field of magnetic recording media used for hard disk drives (HDD) and the like, the recording density has been remarkably improved, and recently, the recording density has continued to grow at a phenomenal rate of about 1.5 times a year. There are a variety of technologies that support such an increase in recording density. One of key technologies is a technology for controlling sliding characteristics between a magnetic head and a magnetic recording medium.
例えば、ウインチェスター様式と呼ばれる、磁気ヘッドの起動から停止までの基本動作を磁気記録媒体に対して接触摺動−浮上−接触摺動としたCSS(接触起動停止)方式がハードディスクドライブの主流となって以来、磁気記録媒体上での磁気ヘッドの接触摺動は避けることのできないものとなっている。 For example, the CSS (contact activation stop) method called the Winchester format, in which the basic operation from the start to the stop of the magnetic head is the contact sliding-floating-contact sliding with respect to the magnetic recording medium, has become the mainstream of hard disk drives. Since then, contact sliding of the magnetic head on the magnetic recording medium has been unavoidable.
このため、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間のトライボロジーに関する問題は、宿命的な技術課題となって現在に至っており、磁気記録媒体の磁性膜上に積層される保護膜を改善する努力が営々と続けられていると共に、この媒体表面における耐摩耗性及び耐摺動性が、磁気記録媒体の信頼性向上の大きな柱となっている。 For this reason, the problem about tribology between the magnetic head and the magnetic recording medium has become a fateful technical problem, and there are many efforts to improve the protective film laminated on the magnetic film of the magnetic recording medium. In addition, the wear resistance and sliding resistance on the surface of the medium are a major pillar for improving the reliability of the magnetic recording medium.
磁気記録媒体の保護膜としては、様々な材質からなるものが提案されているが、成膜性や耐久性等の総合的な見地から、主に炭素膜が採用されている。また、この炭素膜の硬度、密度、動摩擦係数等は、磁気記録媒体のCSS特性、あるいは耐コロージョン特性に如実に反映されるため、非常に重要である。 As protective films for magnetic recording media, films made of various materials have been proposed, but carbon films are mainly used from a comprehensive viewpoint such as film formability and durability. Further, the hardness, density, dynamic friction coefficient, etc. of the carbon film are very important because they are reflected in the CSS characteristics or corrosion resistance characteristics of the magnetic recording medium.
一方、磁気記録媒体の記録密度の向上を図るためには、磁気ヘッドの飛行高さ(フライングハイト)の低減、媒体回転数の増加等を行うことが好ましい。したがって、磁気記録媒体の表面に形成される保護膜には、磁気ヘッドの偶発的な接触等に対応するため、より高い摺動耐久性や平坦性が要求されるようになってきている。加えて、磁気記録媒体と磁気ヘッドとのスペーシングロスを低減して記録密度を高めるためには、保護膜の厚さをできるだけ薄く、例えば30Å以下の膜厚にすることが要求されるようになってきており、平滑性は勿論のこと、薄く、緻密で且つ強靭な保護膜が強く求められている。 On the other hand, in order to improve the recording density of the magnetic recording medium, it is preferable to reduce the flying height (flying height) of the magnetic head, increase the rotational speed of the medium, and the like. Accordingly, the protective film formed on the surface of the magnetic recording medium is required to have higher sliding durability and flatness in order to cope with accidental contact of the magnetic head. In addition, in order to reduce the spacing loss between the magnetic recording medium and the magnetic head and increase the recording density, the thickness of the protective film is required to be as thin as possible, for example, 30 mm or less. Accordingly, there is a strong demand for a thin, dense and tough protective film as well as smoothness.
また、上述した磁気記録媒体の保護膜に用いられる炭素膜は、スパッタリング法やCVD法、イオンビーム蒸着法等によって形成される。このうち、スパッタリング法で形成した炭素膜は、例えば100Å以下の膜厚とした場合に、その耐久性が不十分となることがある。一方、CVD法で形成した炭素膜は、その表面の平滑性が低く、膜厚を薄くした場合に、磁気記録媒体の表面の被覆率が低下して、磁気記録媒体のコロージョンが発生する場合がある。一方、イオンビーム蒸着法は、上述したスパッタリング法やCVD法に比べて、高硬度で平滑性が高く、緻密な炭素膜を形成することが可能である。 The carbon film used for the protective film of the magnetic recording medium described above is formed by sputtering, CVD, ion beam evaporation, or the like. Among these, the durability of the carbon film formed by the sputtering method may be insufficient when the film thickness is, for example, 100 mm or less. On the other hand, the carbon film formed by the CVD method has low surface smoothness, and when the film thickness is reduced, the coverage of the surface of the magnetic recording medium is lowered, and corrosion of the magnetic recording medium may occur. is there. On the other hand, the ion beam evaporation method can form a dense carbon film with higher hardness and higher smoothness than the above-described sputtering method or CVD method.
イオンビーム蒸着法による炭素膜の形成方法としては、例えば、真空雰囲気下の成膜室内で、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成膜原料ガスをプラズマ状態とし、これをマイナス電位の基板表面に加速衝突させることにより、硬度の高い炭素膜を安定して成膜する方法が提案されている。(特許文献1を参照。)。 As a method for forming a carbon film by ion beam evaporation, for example, a film forming material gas is changed to a plasma state by a discharge between a heated filament cathode and an anode in a film forming chamber in a vacuum atmosphere, and this is minus. A method has been proposed in which a carbon film having high hardness is stably formed by accelerated collision with a substrate surface at a potential. (See Patent Document 1).
ところで、磁気記録媒体の記録密度を更に向上させるためには、上述した炭素膜を今まで以上に薄膜化することが求められる。しかしながら、磁気記録媒体の耐摩耗性や耐コロージョン性を確保するためには、磁気記録媒体の表面に形成された炭素膜の最も薄い部分を基準に膜厚の管理を行う必要がある。このため、磁気記録媒体の表面に形成された炭素膜が面内で膜厚分布を有すると、炭素膜の薄膜化が難しくなる。特に、上記特許文献1に記載された方法では、炭素ガスの励起源であるフィラメントの形状が横又は縦方向に長さを有しているため、基板表面に析出する炭素膜にフィラメントの形状に依存する膜厚分布が生じることになる。 Incidentally, in order to further improve the recording density of the magnetic recording medium, it is required to make the above-described carbon film thinner than ever. However, in order to ensure the wear resistance and corrosion resistance of the magnetic recording medium, it is necessary to manage the film thickness with reference to the thinnest part of the carbon film formed on the surface of the magnetic recording medium. For this reason, when the carbon film formed on the surface of the magnetic recording medium has an in-plane film thickness distribution, it is difficult to reduce the thickness of the carbon film. In particular, in the method described in Patent Document 1, since the shape of the filament that is the excitation source of the carbon gas has a length in the horizontal or vertical direction, the shape of the filament is formed on the carbon film deposited on the substrate surface. A dependent film thickness distribution results.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、高硬度で緻密な炭素膜を均一な厚みで形成することを可能とした炭素膜の形成方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのような方法を用いて形成される炭素膜を磁気記録媒体の保護層に用いることによって、耐摩耗性、耐コロージョン性に優れた磁気記録媒体を得ることを可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのような高硬度で緻密な炭素膜を均一な厚みで形成することを可能とした炭素膜の形成装置を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a carbon film forming method capable of forming a high-hardness and dense carbon film with a uniform thickness. And
In addition, the present invention makes it possible to obtain a magnetic recording medium excellent in wear resistance and corrosion resistance by using a carbon film formed by such a method as a protective layer of the magnetic recording medium. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium.
It is another object of the present invention to provide an apparatus for forming a carbon film that can form such a high hardness and dense carbon film with a uniform thickness.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行ったところ、減圧された成膜室内に炭素を含む原料の気体を導入し、この原料の気体を通電により加熱されたフィラメント状のカソード電極と、その周囲に設けられたアノード電極との間で放電によりイオン化し、このイオン化した気体を基板の表面に加速照射するときに、外部から磁場を印加することによって、基板の表面に向かって加速照射されるイオン化した気体のイオン密度を高めて、この基板の表面に硬度が高く緻密性の高い炭素膜を形成するに際し、磁場を印加するマグネットを周方向に回転させることによって、基板の表面に形成される炭素膜の膜厚分布が安定化することを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor conducted intensive research to solve the above problems, and introduced a raw material gas containing carbon into a decompressed film formation chamber, and the raw material gas was heated by energization into a filamentous cathode electrode When the ionized gas is accelerated and irradiated onto the surface of the substrate, the magnetic field is applied from the outside to accelerate toward the surface of the substrate. By increasing the ion density of the ionized gas to be irradiated and forming a carbon film with high hardness and high density on the surface of the substrate, the magnet that applies a magnetic field is rotated in the circumferential direction, so that the surface of the substrate is The inventors have found that the thickness distribution of the carbon film to be formed is stabilized, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の手段を提供する。
(1) 減圧した成膜室内に炭素を含む原料の気体を導入し、この気体を通電により加熱されたフィラメント状のカソード電極と、その周囲に設けられたアノード電極との間で放電によりイオン化し、このイオン化した気体を加速して基板の表面に照射することによって、基板の表面に炭素膜を形成する炭素膜の形成方法であって、
前記原料の気体をイオン化する領域又は前記イオン化した気体を加速する領域の周囲にマグネットを配置し、このマグネットを周方向に回転させながら、前記炭素膜の形成を行うことを特徴とする炭素膜の形成方法。
(2) 前記イオン化した気体の加速方向と、前記マグネットによる磁力線の方向とが平行となるように、前記マグネットを配置することを特徴とする前項(1)に記載の炭素膜の形成方法。
(3) 前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板との間に電位差を設けて、前記イオン化した気体を加速しながら前記基板の表面に照射することを特徴とする前項(1)又は(2)に記載の炭素膜の形成方法。
(4) 前項(1)〜(3)の何れか一項に記載の炭素膜の形成方法を用いて、少なくとも磁性層が形成された非磁性基板の上に炭素膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(5) 減圧可能な成膜室と、
前記成膜室内で基板を保持するホルダと、
前記成膜室内に炭素を含む原料の気体を導入する導入管と、
前記成膜室内に配置されたフィラメント状のカソード電極と、
前記成膜室内の前記カソード電極の周囲に配置されたアノード電極と、
前記カソード電極を通電により加熱する第1の電源と、
前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電を生じさせる第2の電源と、
前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板との間に電位差を与える第3の電源と、
前記原料の気体をイオン化する領域又は前記イオン化した気体を加速する領域の周囲に配置されて、その周方向に回転駆動されるマグネットとを備えることを特徴とする炭素膜の形成装置。
That is, the present invention provides the following means.
(1) A raw material gas containing carbon is introduced into a decompressed film formation chamber, and this gas is ionized by discharge between a filamentary cathode electrode heated by energization and an anode electrode provided around the cathode electrode. , A method of forming a carbon film by accelerating the ionized gas and irradiating the surface of the substrate to form a carbon film on the surface of the substrate,
A carbon film is formed by arranging a magnet around a region for ionizing the source gas or a region for accelerating the ionized gas and rotating the magnet in a circumferential direction. Forming method.
(2) The method for forming a carbon film as described in (1) above, wherein the magnet is arranged so that an acceleration direction of the ionized gas is parallel to a direction of a magnetic force line by the magnet.
(3) In the preceding item (1) or (2), a potential difference is provided between the cathode electrode or the anode electrode and the substrate, and the surface of the substrate is irradiated while accelerating the ionized gas. A method for forming a carbon film as described in 1. above.
(4) A carbon film is formed on a nonmagnetic substrate on which at least a magnetic layer is formed, using the carbon film forming method according to any one of (1) to (3) above. A method for manufacturing a magnetic recording medium.
(5) Depressurized film formation chamber;
A holder for holding the substrate in the film forming chamber;
An introduction pipe for introducing a raw material gas containing carbon into the film forming chamber;
A filamentary cathode electrode disposed in the film forming chamber;
An anode electrode disposed around the cathode electrode in the deposition chamber;
A first power source for heating the cathode electrode by energization;
A second power source for generating a discharge between the cathode electrode and the anode electrode;
A third power source for providing a potential difference between the cathode electrode or the anode electrode and the substrate;
An apparatus for forming a carbon film, comprising: a magnet that is arranged around a region that ionizes the gas of the raw material or a region that accelerates the ionized gas, and that is driven to rotate in the circumferential direction thereof.
以上のように、本発明によれば、高硬度で緻密な炭素膜を形成すると共に、この炭素膜の膜厚分布を安定化させることが可能である。したがって、このような炭素膜を磁気記録媒体等の保護膜に用いた場合には、炭素膜の膜厚を薄くすることが可能なため、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの距離を狭く設定することが可能である。その結果、磁気記録媒体の記録密度を高めると共に、磁気記録媒体の耐コロージョン性を高めることが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to form a high-hardness and dense carbon film and stabilize the film thickness distribution of the carbon film. Therefore, when such a carbon film is used as a protective film for a magnetic recording medium or the like, the film thickness of the carbon film can be reduced, so the distance between the magnetic recording medium and the magnetic head should be set narrow. Is possible. As a result, the recording density of the magnetic recording medium can be increased and the corrosion resistance of the magnetic recording medium can be increased.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
(炭素膜の形成方法及び形成装置)
先ず、本発明を適用した炭素膜の形成方法及び形成装置について説明する。
図1は、本発明を適用した炭素膜の形成装置を模式的に示す概略構成図である。
この炭素膜の形成装置は、図1に示すように、イオンビーム蒸着法を用いた成膜装置であり、減圧可能な成膜室101と、成膜室101内で基板Dを保持するホルダ102と、成膜室101内に炭素を含む原料の気体Gを導入する導入管103と、成膜室101内に配置されたフィラメント状のカソード電極104と、成膜室101内のカソード電極104の周囲に配置されたアノード電極105と、カソード電極104を通電により加熱する第1の電源106と、カソード電極104とアノード電極105との間で放電を生じさせる第2の電源107と、カソード電極104又はアノード電極105と基板Dとの間に電位差を与える第3の電源108と、カソード電極104とアノード電極105又は基板Dとの間で磁場を印加するマグネット109とを備えて概略構成されている。
(Method and apparatus for forming carbon film)
First, a method and apparatus for forming a carbon film to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a carbon film forming apparatus to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, this carbon film forming apparatus is a film forming apparatus using an ion beam evaporation method, and includes a
成膜室101は、チャンバ壁101aによって気密に構成されると共に、真空ポンプ(図示せず。)に接続された排気管110を通じて内部を減圧排気することが可能となっている。
The
第1の電源106は、カソード電極104に接続された交流電源であり、炭素膜の成膜時にカソード電極104に電力を供給する。また、第1の電源106には、交流電源に限らず、直流電源を用いてもよい。
The
第2の電源107は、−電極側がカソード電極104に、+電極側がアノード電極105に接続された直流電源であり、炭素膜の成膜時にカソード電極104とアノード電極105との間で放電を生じさせる。
The
第3の電源108は、+電極側がアノード電極105に、−電極側がホルダ102に接続された直流電源であり、炭素膜の成膜時にアノード電極105とホルダ102に保持された基板Dとの間に電位差を付与する。また、第3の電源108は、+電極側がカソード電極104に接続された構成としてもよい。
The
マグネット109は、永久磁石又は電磁石からなり、チャンバ壁101aの周囲に配置されると共に、駆動モータ(図示せず。)により周方向に回転駆動することが可能となっている。また、マグネット109として永久磁石を用いる場合には、強い磁場を発生させることができる焼結磁石を用いることが好ましい。
The
ここで、本発明で言うマグネット109の回転とは、マグネット109を360°の角度を超えて一方向に連続回転させることに加え、360°未満の角度で、往復回転(揺動)させる場合も含む。例えば、上記マグネット109として、回転の中心軸に対して等間隔で平行に複数の棒磁石を配置した場合、その棒磁石の最短の間隔が中心軸に対してX°を為す場合、往復回転(揺動)させる角度範囲をX°とすれば、成膜室101内で発生する磁界を均一なものとすることが可能である。また、電磁石を用いる場合は、電力を供給する必要があるため、180°以上360°未満の角度で往復回転させることが好ましい。
Here, the rotation of the
なお、本発明では、基板Dのサイズにもよるが、外径3.5インチの円盤状の基板に炭素膜を成膜する場合、第1の電源106については、電圧を10〜100Vの範囲、電流を直流又は交流で5〜50Aの範囲に設定することが好ましく、第2の電源107については、電圧を50〜300Vの範囲、電流を10〜5000mAの範囲に設定することが好ましく、第3の電源108については、電圧を30〜500Vの範囲、電流を10〜200mAの範囲に設定することが好ましい。マグネット109の回転数については、例えば20〜200rpmの範囲に設定することが好ましい。
In the present invention, although depending on the size of the substrate D, when a carbon film is formed on a disk-shaped substrate having an outer diameter of 3.5 inches, the voltage of the
以上のような構造を有する炭素膜の形成装置を用いて、基板Dの表面に炭素膜を形成する際は、排気管110を通じて減圧された成膜室101の内部に、導入管103を通じて炭素を含む原料の気体Gを導入する。この原料の気体Gは、第1の電源106からの電力の供給により加熱されたカソード電極104の熱プラズマと、第2の電源107に接続されたカソード電極104とアノード電極105との間で放電により発生したプラズマとによって励起分解されてイオン化した気体(炭素イオン)となる。そして、このプラズマ中で励起された炭素イオンは、第3の電源108によりマイナス電位とされた基板Dに向かって加速しながら、この基板Dの表面に衝突することになる。
When a carbon film is formed on the surface of the substrate D using the carbon film forming apparatus having the above structure, carbon is introduced into the
ここで、本発明を適用した炭素膜の成膜方法では、チャンバ壁101aの周囲に配置されたマグネット109によって、原料の気体Gをイオン化する領域又はイオン化した気体(イオンビームという。)を加速する領域(以下、励起空間という。)において磁場を印加する。
Here, in the carbon film forming method to which the present invention is applied, a region for ionizing the source gas G or an ionized gas (referred to as an ion beam) is accelerated by a
本発明では、炭素イオンを基板Dの表面に加速照射するときに、外部から磁場を印加することによって、この基板Dの表面に向かって加速照射される炭素イオンのイオン密度を高めることができる。これにより、励起空間内のイオン密度が高められると、この励起空間内の励起力が高められ、より高いエネルギー状態となった炭素イオンを基板Dの表面に加速照射することができ、その結果、基板Dの表面に硬度が高く緻密性の高い炭素膜を成膜することが可能となる。 In the present invention, when accelerating and irradiating the surface of the substrate D with carbon ions, the ion density of the carbon ions accelerated and irradiated toward the surface of the substrate D can be increased by applying a magnetic field from the outside. Thereby, when the ion density in the excitation space is increased, the excitation force in this excitation space is increased, and the surface of the substrate D can be accelerated and irradiated with carbon ions in a higher energy state. A carbon film having a high hardness and a high density can be formed on the surface of the substrate D.
さらに、本発明では、励起空間の周囲に配置されたマグネット109を周方向に回転させることによって、この励起空間に印加される磁場の分布を均質なものとし、この励起空間中の炭素イオンの分布を均一化して基板Dの表面に照射することができる。したがって、基板Dの表面に形成される炭素膜の膜厚分布も安定化させることが可能である。
Furthermore, in the present invention, by rotating the
本発明では、上述したカソード電極104及びアノード電極105の周囲に設けたマグネット109によって成膜室101内の励起空間に磁場を印加することができるが、このマグネット109が印加する磁場とその磁力線の方向については、例えば図2(a)〜(c)に示すような構成を採用することができる。
In the present invention, a magnetic field can be applied to the excitation space in the
すなわち、図2(a)に示す構成(図1に示す場合と同様な構成)では、成膜室101のチャンバ壁101aの周囲に、S極が基板D側、N極がカソード電極104側となるようにマグネット109が配置されている。この構成の場合、マグネット109によって生ずる磁力線Mは、成膜室101の中央付近においては、イオンビームBの加速方向とほぼ平行となる。成膜室101内の磁力線Mの方向をこのような方向に設定することにより、励起空間における炭素イオンを、その磁気モーメントにより成膜室101内の中央付近に集中させ、この励起空間内のイオン密度を効率良く高めることが可能である。
That is, in the configuration shown in FIG. 2A (the same configuration as shown in FIG. 1), the S pole is on the substrate D side and the N pole is on the
一方、図2(b)に示す構成では、成膜室101のチャンバ壁101aの周囲に、S極がカソード電極104側、N極が基板D側となるようにマグネット109が配置されている。一方、図2(c)に示す構成では、成膜室101のチャンバ壁101aの周囲に、N極とS極との向きを内周側と外周側とで交互に入れ替えた複数のマグネット109が配置されている。何れの場合も、マグネット109によって生ずる磁力線Mは、成膜室101の中央付近においては、イオンビームBの加速方向とほぼ平行となり、これにより励起空間内のイオン密度を効率良く高めることが可能である。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 2B, a
また、本発明では、強い磁場を発生させるために焼結磁石が好適に用いられるが、上記マグネット109に焼結磁石を用いた場合、1つの大きなマグネット109を製造することが困難なために、上記マグネット109をチャンバ壁101aの周囲に複数並べて配置することが行われている。この場合、これらチャンバ壁101aの周囲に配置された複数のマグネット109によって発生する磁場は、励起空間内において必ずしも一定(対称形)なものとはならない。そこで、本発明では、チャンバ壁101aの周囲に配置された複数のマグネット109を周方向に回転させることで、励起空間内での磁場分布を均質なものとしている。
In the present invention, a sintered magnet is preferably used to generate a strong magnetic field. However, when a sintered magnet is used as the
さらに、上記マグネット109を電磁石によって構成する場合も、電磁石は磁心へのコイルの巻き方によって発生する磁界に分布が生ずるため、このような電磁石で構成されたマグネット109を周方向に回転させることで、励起空間内での磁場分布を均質なものとすることが可能である。
Further, when the
また、本発明を適用した炭素膜の形成方法では、炭素を含む原料の気体Gとして、例えば炭化水素を含むものを用いることができる。炭化水素としては、低級飽和炭化水素、低級不飽和炭化水素、低級環式炭化水素のうち何れか1種又は2種以上の低炭素炭化水素を用いることが好ましい。なお、ここでいう低級とは、炭素数が1〜10の場合を指す。 In the carbon film forming method to which the present invention is applied, for example, a gas containing hydrocarbon can be used as the gas G of the raw material containing carbon. As the hydrocarbon, it is preferable to use one kind or two or more kinds of low carbon hydrocarbons among lower saturated hydrocarbons, lower unsaturated hydrocarbons, and lower cyclic hydrocarbons. Here, the term “lower” refers to a case of 1 to 10 carbon atoms.
このうち、低級飽和炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、オクタン等を用いることができる。一方、低級不飽和炭化水素としては、イソプレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン等を用いることができる。一方、低級環式炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、ナフタレン、シクロヘキサン、シクロヘキサジエン等を用いることができる。 Among these, methane, ethane, propane, butane, octane, etc. can be used as the lower saturated hydrocarbon. On the other hand, as the lower unsaturated hydrocarbon, isoprene, ethylene, propylene, butylene, butadiene and the like can be used. On the other hand, as the lower cyclic hydrocarbon, benzene, toluene, xylene, styrene, naphthalene, cyclohexane, cyclohexadiene, or the like can be used.
本発明において、低級炭化水素を用いることが好ましいとしたのは、炭化水素の炭素数が上記範囲を越えると、導入管103から気体として供給することが困難となることに加え、放電時の炭化水素の分解が進行しににくくなり、炭素膜が強度に劣る高分子成分を多く含むものとなるためである。
In the present invention, it is preferable to use a lower hydrocarbon because when the carbon number of the hydrocarbon exceeds the above range, it becomes difficult to supply the gas from the
さらに、本発明では、成膜室101内でのプラズマの発生を誘発するため、炭素を含む原料の気体Gに、不活性ガスや水素ガスなどを含有させた混合ガス等を用いることが好ましい。この混合ガスにおける炭化水素と不活性ガス等との混合割合は、炭化水素:不活性ガスを2:1〜1:100(体積比)の範囲に設定することが好ましく、これにより、高硬度の耐久性の高い炭素膜を形成することができる。
Furthermore, in the present invention, in order to induce the generation of plasma in the
以上のように、本発明では、このようなイオンビーム蒸着法を用いた成膜装置において、減圧された成膜室101内に炭素を含む原料の気体Gを導入し、この原料の気体Gを通電により加熱されたフィラメント状のカソード電極104と、その周囲に設けられたアノード電極105との間で放電によりイオン化し、このイオン化した気体を基板Dの表面に加速照射するときに、外部から磁場を印加することによって、基板Dの表面に向かって加速照射されるイオン化した気体のイオン密度を高めて、この基板Dの表面に高硬度で緻密な炭素膜を形成することが可能である。
As described above, in the present invention, in the film forming apparatus using such an ion beam vapor deposition method, the raw material gas G containing carbon is introduced into the decompressed
さらに、本発明では、励起空間の周囲に配置されたマグネット109を周方向に回転させることによって、この励起空間に印加される磁場の分布を均質なものとし、基板Dの表面に形成される炭素膜の膜厚分布を安定化させることが可能である。
Furthermore, in the present invention, by rotating the
なお、上記図1に示す炭素膜の形成装置では、基板Dの片面にのみ炭素膜を成膜する構成となっているが、基板Dの両面に炭素膜を成膜する構成とすることも可能である。この場合、基板Dの片面にのみ炭素膜を成膜する場合と同様の装置構成を、成膜室101内の基板Dを挟んだ両側に配置すればよい。
In the carbon film forming apparatus shown in FIG. 1, the carbon film is formed only on one surface of the substrate D. However, the carbon film can be formed on both surfaces of the substrate D. It is. In this case, an apparatus configuration similar to that in the case where a carbon film is formed only on one surface of the substrate D may be disposed on both sides of the substrate D in the
(磁気記録媒体の製造方法)
次に、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について説明する。
本実施形態では、複数の成膜室の間で成膜対象となる基板を順次搬送させながら成膜処理を行うインライン式成膜装置を用いて、ハードディスク装置に搭載される磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて説明する。
(Method of manufacturing magnetic recording medium)
Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium to which the present invention is applied will be described.
In the present embodiment, a magnetic recording medium mounted on a hard disk device is manufactured using an in-line film forming apparatus that performs film forming processing while sequentially transferring a substrate to be formed between a plurality of film forming chambers. A case will be described as an example.
(磁気記録媒体)
本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、例えば図3に示すように、非磁性基板80の両面に、軟磁性層81、中間層82、記録磁性層83及び保護層84が順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜85が形成されてなる。また、軟磁性層81、中間層82及び記録磁性層83によって磁性層810が構成されている。
(Magnetic recording medium)
A magnetic recording medium manufactured by applying the present invention has a soft
そして、この磁気記録媒体では、保護層84として、上記本発明を適用した炭素膜の形成方法を用いて、高硬度で緻密な炭素膜が均一な厚みで形成されている。この場合、磁気記録媒体では、炭素膜の膜厚を薄くすることが可能であり、具体的には炭素膜の膜厚を2nm程度以下とすることが可能である。
In this magnetic recording medium, a high-hardness and dense carbon film is formed with a uniform thickness as the
したがって、本発明では、このような磁気記録媒体と磁気ヘッドとの距離を狭く設定することが可能となり、その結果、この磁気記録媒体の記録密度を高めると共に、この磁気記録媒体の耐コロージョン性を高めることが可能である。 Therefore, in the present invention, it is possible to set the distance between the magnetic recording medium and the magnetic head narrow, and as a result, the recording density of the magnetic recording medium is increased and the corrosion resistance of the magnetic recording medium is increased. It is possible to increase.
以下、上記磁気記録媒体の保護層84以外の各層について説明する。
非磁性基板80としては、Alを主成分とした例えばAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
Hereinafter, each layer other than the
The
その中でも、Al合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ(Ra)は、1nm以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.5nm以下であり、その中でも特に0.1nm以下であることが好ましい。 Among them, it is preferable to use an Al alloy substrate, a glass substrate such as crystallized glass, and a silicon substrate, and the average surface roughness (Ra) of these substrates is preferably 1 nm or less, more preferably It is 0.5 nm or less, and among these, 0.1 nm or less is particularly preferable.
磁性層810は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。また、磁性層810は、主としてCoを主成分とする合金から形成するのが好ましい。例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層810としては、例えば軟磁性のFeCo合金(FeCoB、FeCoSiB、FeCoZr、FeCoZrB、FeCoZrBCuなど)、FeTa合金(FeTaN、FeTaCなど)、Co合金(CoTaZr、CoZrNB、CoBなど)等からなる軟磁性層81と、Ru等からなる中間層82と、60Co−15Cr−15Pt合金や70Co−5Cr−15Pt−10SiO2合金からなる記録磁性層83とを積層したものを利用できる。また、軟磁性層81と中間層82との間にPt、Pd、NiCr、NiFeCrなどからなる配向制御膜を積層してもよい。一方、面内磁気記録媒体用の磁性層810としては、非磁性のCrMo下地層と強磁性のCoCrPtTa磁性層とを積層したものを利用できる。
The
磁性層810の全体の厚さは、3nm以上20nm以下、好ましくは5nm以上15nm以下とし、磁性層810は使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層810の膜厚は、再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層の膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。
The total thickness of the
潤滑膜85に用いる潤滑剤としては、パーフルオロエーテル(PFPE)等の弗化系液体潤滑剤、脂肪酸等の固体潤滑剤を用いることができ。通常は1〜4nmの厚さで潤滑層85を形成する。潤滑剤の塗布方法としては、ディッピング法やスピンコート法など従来公知の方法を使用すればよい。
As the lubricant used for the
また、本発明を適用して製造される他の磁気記録媒体としては、例えば図4に示すように、上記記録磁性層83に形成された磁気記録パターン83aが非磁性領域83bによって分離されてなる、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体であってもよい。
As another magnetic recording medium manufactured by applying the present invention, for example, as shown in FIG. 4, a
また、ディスクリート型の磁気記録媒体については、磁気記録パターン83aが1ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターン83aがトラック状に配置されたメディア、その他、磁気記録パターン83aがサーボ信号パターン等を含んでいてもよい。
As for the discrete type magnetic recording medium, a so-called patterned medium in which the
このようなディスクリート型の磁気記録媒体は、記録磁性層83の表面にマスク層を設け、このマスク層に覆われていない箇所を反応性プラズマ処理やイオン照射処理等に曝すことによって記録磁性層83の一部を磁性体から非磁性体に改質し、非磁性領域83bを形成することにより得られる。
In such a discrete type magnetic recording medium, a mask layer is provided on the surface of the recording
(磁気記録再生装置)
また、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置としては、例えば図5に示すようなハードディスク装置を挙げることができる。このハードディスク装置は、上記磁気記録媒体である磁気ディスク96と、磁気ディスク96を回転駆動させる媒体駆動部97と、磁気ディスク96に情報を記録再生する磁気ヘッド98と、ヘッド駆動部99と、記録再生信号処理系100とを備えている。そして、磁気再生信号処理系100は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド98に送り、磁気ヘッド98からの再生信号を処理してデータを出力する。
(Magnetic recording / reproducing device)
An example of the magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic recording medium is a hard disk apparatus as shown in FIG. This hard disk device includes a
(インライン式成膜装置)
上記磁気記録媒体を製造する際は、例えば図6に示すような本発明を適用したインライン式成膜装置(磁気記録媒体の製造装置)を用いて、成膜対象となる非磁性基板80の両面に、少なくとも軟磁性層81、中間層82及び記録磁性層83からなる磁性層810と、保護層84とを順次積層することによって、保護層84として高硬度で緻密な炭素膜を備えた上記磁気記録媒体を安定して製造することができる。
(In-line deposition system)
When the magnetic recording medium is manufactured, for example, an in-line film forming apparatus (magnetic recording medium manufacturing apparatus) to which the present invention is applied as shown in FIG. In addition, the
具体的に、本発明を適用したインライン式成膜装置は、ロボット台1と、ロボット台1上に截置された基板カセット移載ロボット3と、ロボット台1に隣接する基板供給ロボット室2と、基板供給ロボット室2内に配置された基板供給ロボット34と、基板供給ロボット室2に隣接する基板取り付け室52と、キャリア25を回転させるコーナー室4、7、14、17と、各コーナー室4、7、14、17の間に配置された処理チャンバ5、6、8〜13、15、16、18〜20と、処理チャンバ20に隣接して配置された基板取り外し室54と、基板取り付け室52との基板取り外し室54との間に配置されたアッシング室3Aと、基板取り外し室54に隣接して配置された基板取り外しロボット室22と、基板取り外しロボット室22内に設置された基板取り外しロボット49と、これら各室の間で搬送される複数のキャリア25とを有して概略構成されている。
Specifically, an in-line type film forming apparatus to which the present invention is applied includes a robot stand 1, a substrate
また、各室2、52、4〜20、54、3Aは、隣接する2つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室2、52、4〜20、54、3Aの接続部には、ゲートバルブ55〜71が設けられ、これらゲートバルブ55〜71が閉状態のとき、各室内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
In addition, each
また、各室2、52、4〜20、54、3Aには、それぞれ真空ポンプ(図示せず。)が接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、搬送機構(図示せず。)によりキャリア25を順次搬送させながら、各室内において、キャリア25に装着された非磁性基板80の両面に、上述した軟磁性層81、中間層82及び記録磁性層83、及び保護層84を順次成膜することによって、最終的に上記図3に示す磁気記録媒体が得られるように構成されている。また、各コーナー室4、7、14、17は、キャリア25の移動方向を変更する室であり、その内部にキャリア25を回転させて次の成膜室に移動させる機構が設けられている。
Also, each
基板カセット移載ロボット3は、成膜前の非磁性基板80が収納されたカセットから、基板取り付け室2に非磁性基板80を供給するとともに、基板取り外し室22で取り外された成膜後の非磁性基板80(磁気記録媒体)を取り出す。この基板取り付け・取り外し室2、22の一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する51、55が設けられている。
The substrate
基板取り付け室52の内部では、基板供給ロボット34を用いて成膜前の非磁性基板80がキャリア25に装着される。一方、基板取り外し室54の内部では、基板取り外しロボット49を用いて、キャリア25に装着された成膜後の非磁性基板80(磁気記録媒体)が取り外される。アッシング室3Aは、基板取り外し室54から搬送されたキャリア25のアッシングを行った後、キャリア25を基板取り付け室52へと搬送させる。
Inside the
処理チャンバ5、6、8〜13、15、16、18〜20のうち、処理チャンバ5、6、8〜13、15、16によって、上記磁性層810を形成するための複数の成膜室が構成されている。これら成膜室は、非磁性基板80の両面に、上述した軟磁性層81、中間層82及び記録磁性層83を形成する機構を備えている。
Among the
一方、処理チャンバ18〜20によって保護層84を形成するための成膜室が構成されている。これら成膜室は、上記図1に示すイオンビーム蒸着法を用いた成膜装置と同様の装置構成を備え、上記磁性層810が形成された非磁性基板80の表面に、保護層84として、上述した高硬度で緻密な炭素膜を形成する。
On the other hand, a film forming chamber for forming the
なお、処理チャンバは、上記図4に示す磁気記録媒体を製造する場合は、更に、マスク層をパターニングするパターニングチャンバや、記録磁性層83のうち、パターンニング後のマスク層によって覆われていない箇所に対し、反応性プラズマ処理又はイオン照射処理を行い、記録磁性層83の一部を磁性体から非磁性体に改質することによって、非磁性領域83bによって分離された磁気記録パターン83bを形成する改質チャンバ、マスク層を除去する除去チャンバを追加した構成とすればよい。
When the magnetic recording medium shown in FIG. 4 is manufactured, the processing chamber further includes a patterning chamber for patterning the mask layer and a portion of the recording
また、各処理チャンバ5、6、8〜13、15、16、18〜20には、処理用ガス供給管が設けられ、供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、これらバルブ及びポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、処理用ガス供給管からのガスの供給、チャンバ内の圧力およびガスの排出が制御される。
Each
キャリア25は、図7及び図8に示すように、支持台26と、支持台26の上面に設けられた複数の基板装着部27とを有している。なお、本実施形態では、基板装着部27を2基搭載した構成のため、これら基板装着部27に装着される2枚の非磁性基板80を、それぞれ第1成膜用基板23及び第2成膜用基板24として扱うものとする。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
基板装着部27は、第1及び第2成膜用基板23,24の厚さの1〜数倍程度の厚さを有する板体28に、これら成膜用基板23、24の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴29が形成されて構成され、貫通穴29の周囲には、該貫通穴29の内側に向かって突出する複数の支持部材30が設けられている。この基板装着部27には、貫通穴29の内部に第1及び第2成膜用基板23、24が嵌め込まれ、その縁部に支持部材30が係合することによって、これら成膜用基板23、24が縦置き(基板23,24の主面が重力方向と平行となる状態)に保持される。すなわち、この基板装着部27は、キャリア25に装着された第1及び第2成膜用基板23、24の主面が支持台26の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台26の上面に並列して設けられている。
The
また、上述した処理チャンバ5、6、8〜13、15、16、18〜20には、キャリア25を挟んだ両側に2つの処理装置がある。この場合、例えば、図7中の実線で示す第1処理位置にキャリア25が停止した状態において、このキャリア25の左側の第1成膜用基板23に対して成膜処理等を行い、その後、キャリア25が図7中の破線で示す第2処理位置に移動し、この第2処理位置にキャリア25が停止した状態において、キャリア25の右側の第2成膜用基板24に対して成膜処理等を行うことができる。
Further, the
なお、キャリア25を挟んだ両側に、それぞれ第1及び第2成膜用基板23、24に対向した4つの処理装置がある場合は、キャリア25の移動は不要となり、キャリア25に保持された第1及び第2成膜用基板23、24に対して同時に成膜処理等を行うことができる。
If there are four processing apparatuses facing the first and second film-forming
成膜後は、第1及び第2成膜用基板23、24をキャリア25から取り外し、炭素膜が堆積したキャリア25のみをアッシング室3A内へと搬送する。そして、このアッシング室3Aの任意の箇所から酸素ガスを導入し、この酸素ガスを用いてアッシング室3A内に酸素プラズマを発生させる。酸素プラズマは、キャリア25の表面に堆積した炭素膜に接触すると、この炭素膜をCOやCO2ガスに分解して除去する。
After the film formation, the first and second
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
(実施例1)
実施例1では、先ず、非磁性基板としてNiPめっきが施されたアルミニウム基板を用意した。次に、上記図6に示すインライン式成膜装置を用いて、A5052アルミ合金製のキャリアに装着された非磁性基板の両面に、膜厚60nmのFeCoBからなる軟磁性層と、膜厚10nmのRuからなる中間層と、膜厚15nmの70Co−5Cr−15Pt−10SiO2合金からなる記録磁性層とを順次積層することによって磁性層を形成した。次に、キャリアに装着された非磁性基板を上記図1に示す成膜装置と同様の装置構成を備える処理チャンバに搬送し、この磁性層が形成された非磁性基板の両面に炭素膜からなる保護層を形成した。
Example 1
In Example 1, first, an aluminum substrate on which NiP plating was applied was prepared as a nonmagnetic substrate. Next, using the in-line film forming apparatus shown in FIG. 6, a soft magnetic layer made of FeCoB having a film thickness of 60 nm and a film thickness of 10 nm are formed on both surfaces of a nonmagnetic substrate mounted on an A5052 aluminum alloy carrier. A magnetic layer was formed by sequentially laminating an intermediate layer made of Ru and a recording magnetic layer made of 70Co-5Cr-15Pt-10SiO 2 alloy having a thickness of 15 nm. Next, the nonmagnetic substrate mounted on the carrier is transferred to a processing chamber having the same apparatus configuration as the film forming apparatus shown in FIG. 1, and is formed of carbon films on both surfaces of the nonmagnetic substrate on which the magnetic layer is formed. A protective layer was formed.
具体的に、処理チャンバは、外径が180mm、長さが250mmの円筒形状を有し、この処理チャンバを構成するチャンバ壁の材質はSUS304である。処理チャンバ内には、長さ約30mmのタンタルからなるコイル状のカソード電極と、カソード電極の周囲を囲む円筒状のアノード電極とが設けられている。アノード電極は、材質がSUS304であり、外径が140mm、長さが40mmである。また、カソード電極と非磁性基板との距離は160mmとした。さらに、チャンバ壁の周囲を囲む円筒状のマグネットを配置し、その中心にアノード電極が位置するようにした。マグネットは、内径が185mm、長さが40mmであり、その内側に、上記図2(a)に示すように、10mm角で長さ40mmのNdFe系の焼結棒磁石を等間隔で平行に20本配置すると共に、S極が基板側、N極がカソード電極側となるように、各焼結棒磁石を配置した。また、このマグネットのトータル磁力は50G(5mT)である。そして、炭素膜の成膜中は、このマグネットを100rpmで回転させた。 Specifically, the processing chamber has a cylindrical shape with an outer diameter of 180 mm and a length of 250 mm, and the material of the chamber wall constituting the processing chamber is SUS304. A coiled cathode electrode made of tantalum having a length of about 30 mm and a cylindrical anode electrode surrounding the cathode electrode are provided in the processing chamber. The anode electrode is made of SUS304, has an outer diameter of 140 mm, and a length of 40 mm. The distance between the cathode electrode and the nonmagnetic substrate was 160 mm. Furthermore, a cylindrical magnet surrounding the periphery of the chamber wall was arranged so that the anode electrode was positioned at the center. The magnet has an inner diameter of 185 mm and a length of 40 mm. Inside, as shown in FIG. 2 (a), an NdFe-based sintered bar magnet having a 10 mm square and a length of 40 mm is arranged in parallel at equal intervals. In addition to the actual arrangement, the sintered bar magnets were arranged so that the S pole was on the substrate side and the N pole was on the cathode electrode side. The total magnetic force of this magnet is 50 G (5 mT). During the formation of the carbon film, the magnet was rotated at 100 rpm.
原料ガスについては、ガス化したトルエンを用いた。そして、炭素膜の成膜条件については、ガス流量を2.9SCCM、反応圧力を0.2Paとし、カソード電力を225W(AC22.5V、10A)、カソード電極とアノード電極間の電圧を75V、電流を1650mA、イオンの加速電圧を200V、180mA、成膜時間を1.5秒、成膜する炭素膜厚を3.5nmとした。 As the source gas, gasified toluene was used. As for the carbon film deposition conditions, the gas flow rate is 2.9 SCCM, the reaction pressure is 0.2 Pa, the cathode power is 225 W (AC 22.5 V, 10 A), the voltage between the cathode electrode and the anode electrode is 75 V, and the current Was 1650 mA, the acceleration voltage of ions was 200 V, 180 mA, the deposition time was 1.5 seconds, and the carbon film thickness was 3.5 nm.
(比較例1)
比較例1では、炭素膜の成膜中にマグネットを回転させなかった以外は、実施例1と同様の条件で磁気記録媒体を製造した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a magnetic recording medium was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the magnet was not rotated during the formation of the carbon film.
(磁気記録媒体の評価)
そして、これら実施例1及び比較例1の磁気記録媒体に対して、膜厚分布測定、ラマン分光測定、スクラッチ試験、及びコロージョン試験を実施した。
(Evaluation of magnetic recording media)
Then, film thickness distribution measurement, Raman spectroscopic measurement, scratch test, and corrosion test were performed on the magnetic recording media of Example 1 and Comparative Example 1.
具体的に、膜厚分布測定については、基板の外周、中周、内周で各10点の膜厚測定を行い、平均の膜厚と膜厚の分布幅を調べた。
その結果、実施例1の磁気記録媒体の膜厚分布は3.5nm±0.2nm、比較例1の磁気記録媒体の膜厚分布は3.5nm±0.6nmであり、実施例1の磁気記録媒体の方が比較例1の磁気記録媒体よりも、炭素膜の膜厚が均一であることがわかった。
Specifically, for film thickness distribution measurement, film thickness measurement was performed at 10 points each on the outer periphery, middle periphery, and inner periphery of the substrate, and the average film thickness and the distribution width of the film thickness were examined.
As a result, the film thickness distribution of the magnetic recording medium of Example 1 is 3.5 nm ± 0.2 nm, and the film thickness distribution of the magnetic recording medium of Comparative Example 1 is 3.5 nm ± 0.6 nm. The recording medium was found to have a more uniform carbon film thickness than the magnetic recording medium of Comparative Example 1.
一方、ラマン分光測定については、JEOL社製のラマン分光装置を用いて、B/Aの測定を行った。ここで、B/Aとは、ラマンスペクトルのピーク強度をB値、ベースライン補正を行ったときのピーク強度をA値として算出される値である。このB/Aの値が小さいほど、炭素膜中のポリマー成分が少なく、硬質の炭素膜であることを示す。
その結果、実施例1の磁気記録媒体のB/Aは1.4、比較例1の磁気記録媒体のB/Aは1.4であり、実施例1の磁気記録媒体の方が比較例1の磁気記録媒体よりも、B/Aの低い炭素膜が得られることがわかった。すなわち、本発明を用いて製造される磁気記録媒体の炭素膜は、sp3成分の多い硬質の炭素膜であることが明らかとなった。
On the other hand, for Raman spectroscopic measurement, B / A was measured using a Raman spectroscope manufactured by JEOL. Here, B / A is a value calculated using the peak intensity of the Raman spectrum as the B value and the peak intensity when the baseline correction is performed as the A value. The smaller the B / A value, the smaller the polymer component in the carbon film, indicating a hard carbon film.
As a result, the B / A of the magnetic recording medium of Example 1 is 1.4, the B / A of the magnetic recording medium of Comparative Example 1 is 1.4, and the magnetic recording medium of Example 1 is the comparative example 1. It was found that a carbon film having a B / A lower than that of the magnetic recording medium was obtained. That is, it has been clarified that the carbon film of the magnetic recording medium manufactured by using the present invention is a hard carbon film having many sp3 components.
一方、スクラッチ試験については、クボタ社製のSAFテスターを用いて行った。試験条件は、磁気記録媒体を12000rpmで回転させ、PP6ヘッドを用いて、ディスク表面を2時間、5インチ/秒の速度でシーク動作を繰り返し、その後、光学顕微鏡でスクラッチの有無を確認した。このようなスクラッチ試験を20枚の各磁気記録媒体に対して行い、その発生枚率(%)を調べた。
その結果、実施例1の磁気記録媒体のスクラッチ発生率は20%、比較例1の磁気記録媒体のスクラッチ発生率は100%であり、実施例1の磁気記録媒体の方が比較例1の磁気記録媒体よりも、スクラッチが発生しにくい硬質の炭素膜が得られることがわかった。すなわち、本発明を用いて製造される磁気記録媒体の炭素膜は、従来の炭素膜に比べて膜厚分布が均一となるため、薄膜化しても膜厚の薄い部分からのスクラッチの発生を防ぐことができる。
On the other hand, the scratch test was performed using a SAF tester manufactured by Kubota Corporation. As test conditions, the magnetic recording medium was rotated at 12000 rpm, and the seek operation was repeated on the disk surface at a speed of 5 inches / second for 2 hours using a PP6 head, and then the presence or absence of scratches was confirmed with an optical microscope. Such a scratch test was performed on each of the 20 magnetic recording media, and the generation rate (%) was examined.
As a result, the scratch occurrence rate of the magnetic recording medium of Example 1 is 20%, the scratch occurrence rate of the magnetic recording medium of Comparative Example 1 is 100%, and the magnetic recording medium of Example 1 is more magnetic than that of Comparative Example 1. It was found that a hard carbon film that is less likely to generate scratches than the recording medium can be obtained. That is, the carbon film of the magnetic recording medium manufactured using the present invention has a uniform film thickness distribution as compared with the conventional carbon film, and therefore, even when the film thickness is reduced, generation of scratches from a thin film portion is prevented. be able to.
一方、コロージョン試験については、磁気記録媒体を90℃、湿度90%の環境下に96時間放置した後、磁気記録媒体の表面に発生したコロージョンスポットの個数(個/面)を光学式表面検査機でカウントした。
その結果、実施例1の磁気記録媒体のコロージョンスポット個数は120個/面、比較例1の磁気記録媒体のコロージョンスポット個数は150個/面であり、実施例1の磁気記録媒体の方が比較例1の磁気記録媒体よりも、コロージョンの発生が緩和されることがわかった。すなわち、本発明を用いて製造される磁気記録媒体の炭素膜は、従来の炭素膜に比べて膜厚分布が均一となるため、薄膜化しても膜厚の薄い部分からのコロージョンの発生を防ぐことができる。
On the other hand, for the corrosion test, after the magnetic recording medium was left in an environment of 90 ° C. and 90% humidity for 96 hours, the number of corrosion spots (pieces / surface) generated on the surface of the magnetic recording medium was measured using an optical surface inspection machine. Counted.
As a result, the number of corrosion spots of the magnetic recording medium of Example 1 was 120 / surface, and the number of corrosion spots of the magnetic recording medium of Comparative Example 1 was 150 / surface, and the magnetic recording medium of Example 1 was compared. It was found that the occurrence of corrosion was reduced as compared with the magnetic recording medium of Example 1. That is, the carbon film of the magnetic recording medium manufactured using the present invention has a uniform film thickness distribution as compared with the conventional carbon film, and therefore, even when the film is thinned, the occurrence of corrosion from a thin part is prevented. be able to.
1…基板カセット移載ロボット台
2…基板供給ロボット室
3…基板カセット移載ロボット
3A…アッシング室
4、7、14、17…コーナー室
5、6、8〜13、15、16、18〜20…処理チャンバ
22…基板取り外しロボット室
23…第1成膜用基板
24…第2成膜用基板
25…キャリア
26…支持台
27…基板装着部
28…板体
29…円形状の貫通穴
30…支持部材
34…基板供給ロボット
49…基板取り外しロボット
52…基板取り付け室
54…基板取り外し室
80…非磁性基板
81…軟磁性層
82…中間層
83…記録磁性層
84…保護層
85…潤滑膜
810…磁性層
101…成膜室
102…ホルダ
103…導入管
104…カソード電極
105…アノード電極
106…第1の電源
107…第2の電源
108…第3の電源
109…マグネット
110…排気管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate cassette transfer robot stand 2 ... Substrate
Claims (5)
前記原料の気体をイオン化する領域又は前記イオン化した気体を加速する領域の周囲にマグネットを配置し、このマグネットを周方向に回転させながら、前記炭素膜の形成を行うことを特徴とする炭素膜の形成方法。 The raw material gas containing carbon is introduced into the decompressed film formation chamber, and this gas is ionized by discharge between the filament-shaped cathode electrode heated by energization and the anode electrode provided around the gas. A method of forming a carbon film by accelerating the irradiated gas and irradiating the surface of the substrate with a carbon film on the surface of the substrate,
A carbon film is formed by arranging a magnet around a region for ionizing the source gas or a region for accelerating the ionized gas and rotating the magnet in a circumferential direction. Forming method.
前記成膜室内で基板を保持するホルダと、
前記成膜室内に炭素を含む原料の気体を導入する導入管と、
前記成膜室内に配置されたフィラメント状のカソード電極と、
前記成膜室内の前記カソード電極の周囲に配置されたアノード電極と、
前記カソード電極を通電により加熱する第1の電源と、
前記カソード電極と前記アノード電極との間で放電を生じさせる第2の電源と、
前記カソード電極又は前記アノード電極と前記基板との間に電位差を与える第3の電源と、
前記原料の気体をイオン化する領域又は前記イオン化した気体を加速する領域の周囲に配置されて、その周方向に回転駆動されるマグネットとを備えることを特徴とする炭素膜の形成装置。 A deposition chamber capable of depressurization;
A holder for holding the substrate in the film forming chamber;
An introduction pipe for introducing a raw material gas containing carbon into the film forming chamber;
A filamentary cathode electrode disposed in the film forming chamber;
An anode electrode disposed around the cathode electrode in the deposition chamber;
A first power source for heating the cathode electrode by energization;
A second power source for generating a discharge between the cathode electrode and the anode electrode;
A third power source for providing a potential difference between the cathode electrode or the anode electrode and the substrate;
An apparatus for forming a carbon film, comprising: a magnet that is arranged around a region that ionizes the gas of the raw material or a region that accelerates the ionized gas, and that is driven to rotate in the circumferential direction thereof.
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JP2009215837A JP2011065714A (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Carbon film deposition method, method for manufacturing magnetic recording medium, and carbon film depositing apparatus |
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US20150187381A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | Showa Denko K.K. | Carbon film forming apparatus, carbon film forming method, and magnetic recording medium manufacturing method |
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