JP2014025117A - Plasma cvd apparatus and method of manufacturing magnetic recording medium - Google Patents

Plasma cvd apparatus and method of manufacturing magnetic recording medium Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a thickness of a film to be deposited on a substrate to have a film deposited, with excellent uniformity.SOLUTION: A plasma CVD apparatus includes: a chamber 102; an anode 104; a cathode 103; a holding part for holding a substrate 1 to have a film deposited; an inner shield 108 provided so as to cover spaces between the substrate to have a film deposited and the anode and the cathode respectively; a magnet 109 disposed on the outer side of the inner shield and arranged so as to surround the inner shield; a first DC power source 107 electrically connected to the anode; an AC power source 105 electrically connected to the cathode; a second DC power source 112 electrically connected to the substrate to have a film deposited, which is held by the holding part; a gas supply mechanism for supplying a raw material gas into the chamber; and an exhaust mechanism for exhausting the inside of the chamber. A distance between a plane 109c which is parallel to the surface of the substrate to have a film deposited and includes an end 109b on the side of the substrate to have a film formed of the magnet, and the surface of the substrate to have a film deposited is 15-100 mm.

Description

本発明は、プラズマCVD装置及び磁気記録媒体の製造方法に関する。   The present invention relates to a plasma CVD apparatus and a method for manufacturing a magnetic recording medium.

図5は、プラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。このプラズマCVD装置は、被成膜基板101の両面に薄膜を成膜する装置であり、被成膜基板101に対して左右対称に構成されているが、図5では左側のみを示している。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a plasma CVD apparatus. This plasma CVD apparatus is an apparatus for forming a thin film on both surfaces of a film formation substrate 101, and is configured symmetrically with respect to the film formation substrate 101, but only the left side is shown in FIG.

プラズマCVD装置はチャンバーを有しており、このチャンバー102内には、例えばタンタルからなるフィラメント状のカソード電極103が形成されている。カソード電極103の両端はカソード電源105に電気的に接続されており、カソード電源105はアース106に電気的に接続されている。カソード電極103の周囲を囲むようにロート状の形状を有するアノード電極104が配置されている。アノード104電極はDC(直流)電源107のプラス電位側に電気的に接続されており、DC電源107のマイナス電位側がアースに電気的に接続されている。   The plasma CVD apparatus has a chamber, and a filamentary cathode electrode 103 made of, for example, tantalum is formed in the chamber 102. Both ends of the cathode electrode 103 are electrically connected to the cathode power source 105, and the cathode power source 105 is electrically connected to the ground 106. An anode electrode 104 having a funnel shape is disposed so as to surround the periphery of the cathode electrode 103. The anode 104 electrode is electrically connected to the positive potential side of the DC (direct current) power source 107, and the negative potential side of the DC power source 107 is electrically connected to the ground.

チャンバー102内には被成膜基板101が配置されており、この被成膜基板101はカソード電極103及びアノード電極104に対向するように配置されている。被成膜基板101はイオン加速用電源としてのバイアス電源(DC電源)112のマイナス電位側に電気的に接続されており、DC電源112のプラス電位側がアース106に電気的に接続されている。   A deposition target substrate 101 is disposed in the chamber 102, and the deposition target substrate 101 is disposed to face the cathode electrode 103 and the anode electrode 104. The deposition target substrate 101 is electrically connected to the negative potential side of a bias power source (DC power source) 112 as an ion acceleration power source, and the positive potential side of the DC power source 112 is electrically connected to the ground 106.

チャンバー102内には、カソード電極103及びアノード電極104それぞれと被成膜基板101との間の空間を覆うようにインナーシールド108が配置されている。   An inner shield 108 is disposed in the chamber 102 so as to cover the space between the cathode electrode 103 and the anode electrode 104 and the deposition target substrate 101.

また、プラズマCVD装置はチャンバー102内を真空排気する真空排気機構(図示せず)を有している。また、プラズマCVD装置はチャンバー内に成膜原料ガスを供給するガス供給機構(図示せず)を有している(例えば特許文献1参照)。   In addition, the plasma CVD apparatus has an evacuation mechanism (not shown) for evacuating the chamber 102. Further, the plasma CVD apparatus has a gas supply mechanism (not shown) for supplying a film forming material gas into the chamber (see, for example, Patent Document 1).

上記のプラズマ処理装置によって被成膜基板101に成膜される膜の厚さを均一性よく制御するという要望がある。   There is a demand for controlling the thickness of a film deposited on the deposition target substrate 101 with the plasma processing apparatus with good uniformity.

特許3930181(図1)Patent 3930181 (FIG. 1)

本発明の一態様は、被成膜基板に成膜される膜の厚さを均一性よく制御できるプラズマCVD装置または磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus or a method for manufacturing a magnetic recording medium that can control the thickness of a film formed over a deposition target substrate with high uniformity.

以下に、本発明の種々の態様について説明する。
(1)チャンバーと、
前記チャンバー内に配置されたアノードと、
前記チャンバー内に配置されたカソードと、
前記チャンバー内に配置され、前記カソード及び前記アノードに対向するように配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記チャンバー内に配置され、前記保持部に保持された前記被成膜基板と前記アノード及び前記カソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられたインナーシールドと、
前記チャンバー内に配置され、前記インナーシールドの外側に配置され、前記インナーシールドを囲むように配置されたマグネットと、
前記アノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記カソードに電気的に接続された交流電源と、
前記保持部に保持された前記被成膜基板に電気的に接続された第2の直流電源と、
前記チャンバー内に原料ガスを供給するガス供給機構と、
前記チャンバー内を排気する排気機構と、
を具備し、
前記被成膜基板の表面と平行で且つ前記マグネットの前記被成膜基板側の端部を含む平面と、前記被成膜基板の表面との距離が15〜100mm(好ましくは20〜50mm)であることを特徴とするプラズマCVD装置。
Hereinafter, various aspects of the present invention will be described.
(1) a chamber;
An anode disposed in the chamber;
A cathode disposed within the chamber;
A holding unit arranged in the chamber and holding a deposition target substrate arranged to face the cathode and the anode;
An inner shield disposed in the chamber and provided so as to cover a space between the deposition target substrate held by the holding unit and each of the anode and the cathode;
A magnet disposed in the chamber, disposed outside the inner shield, and disposed so as to surround the inner shield;
A first DC power supply electrically connected to the anode;
An AC power source electrically connected to the cathode;
A second DC power source electrically connected to the film formation substrate held by the holding unit;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
Comprising
The distance between the plane parallel to the surface of the film formation substrate and including the end of the magnet on the film formation substrate side and the surface of the film formation substrate is 15 to 100 mm (preferably 20 to 50 mm). There is a plasma CVD apparatus.

(2)上記(1)において、
前記インナーシールドは2n個のマグネットによって囲まれており、
前記2n個のマグネットそれぞれは、前記インナーシールドの内側にN極またはS極の一方が向いており、且つ隣り合う前記マグネットは前記インナーシールドの内側に向く磁極が逆であることを特徴とするプラズマCVD装置。
ただし、nは2〜12の整数である。
(2) In (1) above,
The inner shield is surrounded by 2n magnets,
Each of the 2n magnets has one of the north and south poles facing the inner shield, and the adjacent magnets have opposite magnetic poles facing the inner shield. CVD equipment.
However, n is an integer of 2-12.

(3)上記(2)において、
前記被成膜基板の外周の磁場が±0.1G〜±50G(好ましくは±1G〜±40G)であることを特徴とするプラズマCVD装置。
(3) In (2) above,
A plasma CVD apparatus characterized in that the magnetic field around the deposition substrate is within a range of ± 0.1 G to ± 50 G (preferably ± 1 G to ± 40 G).

(4)上記(1)において、
前記インナーシールドは1個のマグネットによって囲まれており、
前記1個のマグネットは、前記カソード側にN極またはS極の一方が向き、前記被成膜基板側にN極またはS極の他方が向いていることを特徴とするプラズマCVD装置。
(4) In (1) above,
The inner shield is surrounded by one magnet,
The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the one magnet has one of an N pole and an S pole facing the cathode side and the other of the N pole and the S pole facing the deposition target substrate side.

(5)上記(1)乃至(4)のいずれか一項において、
前記チャンバー内に配置され、前記インナーシールドの外側に配置されたアウターシールドを有し、
前記マグネットは、前記アウターシールドの外側に位置していることを特徴とするプラズマCVD装置。
(5) In any one of (1) to (4) above,
An outer shield disposed within the chamber and disposed outside the inner shield;
The plasma CVD apparatus, wherein the magnet is located outside the outer shield.

(6)上記(1)乃至(5)のいずれか一項に記載のプラズマCVD装置を用いた磁気記録媒体の製造方法において、
非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した被成膜基板を前記保持部に保持し、
前記チャンバー内で前記カソードと前記アノードとの間の放電により前記原料ガスをプラズマ状態とし、このプラズマを前記保持部に保持された被成膜基板の表面に加速衝突させて炭素が主成分である保護層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(6) In the method for manufacturing a magnetic recording medium using the plasma CVD apparatus according to any one of (1) to (5),
Holding the film formation substrate on which at least the magnetic layer is formed on the nonmagnetic substrate in the holding unit,
The source gas is brought into a plasma state by discharge between the cathode and the anode in the chamber, and the plasma is accelerated and collided with the surface of the film formation substrate held in the holding portion, so that carbon is a main component. A method for producing a magnetic recording medium, comprising forming a protective layer.

(7) 非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した後に炭素が主成分である保護層を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
上記(1)乃至(5)のいずれか一項に記載のプラズマCVD装置を用いて前記保護層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(7) In the method of manufacturing a magnetic recording medium, a protective layer mainly composed of carbon is formed after forming at least a magnetic layer on a nonmagnetic substrate.
A method for producing a magnetic recording medium, wherein the protective layer is formed using the plasma CVD apparatus according to any one of (1) to (5) above.

本発明の一態様によれば、被成膜基板に成膜される膜の厚さを均一性よく制御できるプラズマCVD装置または磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, a plasma CVD apparatus or a method for manufacturing a magnetic recording medium that can control the thickness of a film formed over a deposition target substrate with high uniformity can be provided.

実施の形態1に係るプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma CVD apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係るプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a plasma CVD apparatus according to a second embodiment. FIG. (A)は図2に示すプラズマ処理装置を用いて被成膜基板1にDLC膜10を成膜した写真、(B)は(A)に示す被成膜基板1上に成膜されたDLC膜10の膜厚を模式的に示す断面図である。(A) is a photograph of the DLC film 10 formed on the film formation substrate 1 using the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, and (B) is a DLC film formed on the film formation substrate 1 shown in (A). 2 is a cross-sectional view schematically showing the film thickness of a film 10. FIG. (A)は図2に示すプラズマCVD装置からマグネット119を除いた装置を用いて被成膜基板1にDLC膜11を成膜した写真、(B)は(A)に示す被成膜基板1上に成膜されたDLC膜11の膜厚を模式的に示す断面図である。2A is a photograph of the DLC film 11 formed on the film formation substrate 1 using an apparatus obtained by removing the magnet 119 from the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 2B is a film formation substrate 1 shown in FIG. It is sectional drawing which shows typically the film thickness of the DLC film 11 formed into a film on it. プラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a plasma CVD apparatus typically.

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.

[実施の形態1]
<プラズマCVD装置>
図1は、本発明の一態様に係るプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。このプラズマCVD装置は被成膜基板(例えばディスク基板)1に対して左右対称の構造を有しており、被成膜基板1の両面に同時に成膜可能な装置であるが、図1では左側のみを示している。
[Embodiment 1]
<Plasma CVD equipment>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a plasma CVD apparatus according to one embodiment of the present invention. This plasma CVD apparatus has a symmetrical structure with respect to a film formation substrate (for example, a disk substrate) 1 and can form films on both surfaces of the film formation substrate 1 simultaneously. Only shows.

プラズマCVD装置はチャンバー102を有しており、このチャンバー102内には、例えばタンタルからなるフィラメント状のカソード電極(カソードフィラメント)103が形成されている。カソードフィラメント103の両端はチャンバー102の外部に位置するカソード電源(交流電源)105に電気的に接続されており、カソード電源105はチャンバー102に対して絶縁された状態で配置されている。   The plasma CVD apparatus has a chamber 102, and a filamentary cathode electrode (cathode filament) 103 made of, for example, tantalum is formed in the chamber 102. Both ends of the cathode filament 103 are electrically connected to a cathode power source (AC power source) 105 located outside the chamber 102, and the cathode power source 105 is disposed in an insulated state with respect to the chamber 102.

カソード電源105は、図示せぬ制御部によって制御される。これにより、カソードフィラメント103に印加される電圧が制御される。なお、カソード電源105としては例えば0〜50V、10〜50A(アンペア)の電源を用いることができる。カソード電源105の一端はアース106に電気的に接続されている。   The cathode power source 105 is controlled by a control unit (not shown). Thereby, the voltage applied to the cathode filament 103 is controlled. As the cathode power source 105, for example, a power source of 0 to 50 V and 10 to 50 A (ampere) can be used. One end of the cathode power source 105 is electrically connected to the ground 106.

チャンバー102内には、カソードフィラメント103それぞれの周囲を囲むようにロート状の形状を有するアノード電極(アノードコーン)104が配置されており、アノードコーン104はスピーカーのような形状とされている。   An anode electrode (anode cone) 104 having a funnel shape is disposed in the chamber 102 so as to surround each cathode filament 103, and the anode cone 104 is shaped like a speaker.

アノードコーン104はアノード電源(DC(直流)電源)107に電気的に接続されており、DC電源107はチャンバー102に対して絶縁された状態で配置されている。DC電源107のプラス電位側がアノードコーン104に電気的に接続されており、DC電源107のマイナス電位側がアース106に電気的に接続されている。   The anode cone 104 is electrically connected to an anode power source (DC (direct current) power source) 107, and the DC power source 107 is disposed in an insulated state with respect to the chamber 102. The positive potential side of the DC power source 107 is electrically connected to the anode cone 104, and the negative potential side of the DC power source 107 is electrically connected to the ground 106.

DC電源107は、前記制御部によって制御される。これにより、アノードコーン104に印加される電圧が制御される。なお、DC電源107としては例えば0〜500V、0〜7.5A(アンペア)の電源を用いることができる。   The DC power source 107 is controlled by the control unit. Thereby, the voltage applied to the anode cone 104 is controlled. As the DC power source 107, for example, a power source of 0 to 500 V and 0 to 7.5 A (ampere) can be used.

チャンバー102内には被成膜基板1が配置されており、この被成膜基板1はカソードフィラメント103及びアノードコーン104に対向するように配置されている。詳細には、カソードフィラメント103はアノードコーン104の内周面の中央部付近で包囲されており、アノードコーン104は、その最大内径側を被成膜基板1に向けて配置されている。   A deposition substrate 1 is disposed in the chamber 102, and the deposition substrate 1 is disposed so as to face the cathode filament 103 and the anode cone 104. Specifically, the cathode filament 103 is surrounded in the vicinity of the central portion of the inner peripheral surface of the anode cone 104, and the anode cone 104 is arranged with the maximum inner diameter side facing the deposition target substrate 1.

被成膜基板1は、図示しないホルダー(保持部)および図示しないトランスファー装置(ハンドリングロボットあるいはロータリインデックスデーブル)により、図示の位置に、順次供給されるようになっている。   The deposition target substrate 1 is sequentially supplied to the positions shown by a holder (holding unit) not shown and a transfer device (handling robot or rotary index table) not shown.

被成膜基板1はイオン加速用電源としてのバイアス電源(DC電源,直流電源)112に電気的に接続されており、このDC電源112はチャンバー102に対して絶縁された状態で配置されている。このDC電源112のマイナス電位側が被成膜基板1に電気的に接続されており、DC電源112のプラス電位側がアース106に電気的に接続されている。   The deposition target substrate 1 is electrically connected to a bias power source (DC power source, DC power source) 112 as a power source for accelerating ions, and the DC power source 112 is arranged in an insulated state with respect to the chamber 102. . The negative potential side of the DC power source 112 is electrically connected to the deposition target substrate 1, and the positive potential side of the DC power source 112 is electrically connected to the ground 106.

DC電源112は、前記制御部によって制御される。これにより、被成膜基板1に印加される電圧が制御される。なお、DC電源112としては例えば0〜1500V、0〜100mA(ミリアンペア)の電源を用いることができる。   The DC power source 112 is controlled by the control unit. Thereby, the voltage applied to the deposition target substrate 1 is controlled. As the DC power source 112, for example, a power source of 0 to 1500 V and 0 to 100 mA (milliampere) can be used.

アノードコーン104の被成膜基板1側には導電体からなるインナーシールド108が設けられており、インナーシールド108は、カソードフィラメント103及びアノードコーン104それぞれと被成膜基板1との間の空間を覆うように形成されている。インナーシールド108は、フロート電位とされており、チャンバー102に対して絶縁された状態で配置されている。また、インナーシールド108は円筒形状又は多角形状を有している。   An inner shield 108 made of a conductor is provided on the deposition substrate 1 side of the anode cone 104, and the inner shield 108 forms a space between the cathode filament 103 and the anode cone 104 and the deposition substrate 1. It is formed to cover. The inner shield 108 has a float potential and is disposed in an insulated state with respect to the chamber 102. The inner shield 108 has a cylindrical shape or a polygonal shape.

インナーシールド108の被成膜基板1側の端部には膜厚補正板118が設けられている。膜厚補正板118は、インナーシールド108に電気的に接続されており、フロート電位とされている。膜厚補正板118は、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さを制御するものである。   A film thickness correction plate 118 is provided at the end of the inner shield 108 on the film formation substrate 1 side. The film thickness correction plate 118 is electrically connected to the inner shield 108 and has a float potential. The film thickness correction plate 118 controls the thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1.

インナーシールド108の外側には、インナーシールド108を覆うように導電体または絶縁体からなるアウターシールド90が配置されており、このアウターシールド90は円筒形状又は多角形状を有している。また、アウターシールド90は、フロート電位またはアース電位に電気的に接続されている。アウターシールド90は、チャンバー102とインナーシールド108の間の放電を防止する役割を有する。   An outer shield 90 made of a conductor or an insulator is disposed outside the inner shield 108 so as to cover the inner shield 108, and the outer shield 90 has a cylindrical shape or a polygonal shape. The outer shield 90 is electrically connected to a float potential or a ground potential. The outer shield 90 has a role of preventing discharge between the chamber 102 and the inner shield 108.

チャンバー102の内側で且つアウターシールド90の外側には1個のマグネット(例えばネオジウム磁石)109が配置されており、このマグネット109はインナーシールド108を囲むように配置されている。マグネット109はカソードフィラメント103より被成膜基板1に近い側に配置されている。詳細には、被成膜基板1の表面(マグネット109側の表面)と平行で且つマグネット109の被成膜基板1側の端部109bを含む平面109cと、被成膜基板1の表面との距離が15〜100mm(好ましくは20〜50mm)であるとよい。   One magnet (for example, a neodymium magnet) 109 is disposed inside the chamber 102 and outside the outer shield 90, and the magnet 109 is disposed so as to surround the inner shield 108. The magnet 109 is disposed closer to the film formation substrate 1 than the cathode filament 103. Specifically, a plane 109 c that is parallel to the surface of the film formation substrate 1 (the surface on the magnet 109 side) and includes the end 109 b of the magnet 109 on the film formation substrate 1 side, and the surface of the film formation substrate 1 The distance may be 15 to 100 mm (preferably 20 to 50 mm).

マグネット109は例えば円筒形状又は多角形状を有しており、円筒形又は多角形の内径の中心は磁石中心となり、この磁石中心はカソードフィラメント103の略中心及び被成膜基板1の略中心それぞれと対向するように位置している。磁石中心はカソードフィラメント103の略中心より被成膜基板1の略中心に近い方に位置している。   The magnet 109 has, for example, a cylindrical shape or a polygonal shape, and the center of the inner diameter of the cylindrical shape or the polygon is the magnet center, and the magnet center is the approximate center of the cathode filament 103 and the approximate center of the deposition target substrate 1. It is located so as to face each other. The magnet center is located closer to the approximate center of the film formation substrate 1 than the approximate center of the cathode filament 103.

マグネット109は、カソードフィラメント103側にN極が向き、被成膜基板1側にS極が向いている。   The magnet 109 has the north pole facing the cathode filament 103 and the south pole facing the film formation substrate 1.

また、プラズマCVD装置はチャンバー102内を真空排気する真空排気機構(図示せず)を有している。また、プラズマCVD装置はガス導入部102aからチャンバー102内に成膜原料ガスを供給するガス供給機構(図示せず)を有している。   In addition, the plasma CVD apparatus has an evacuation mechanism (not shown) for evacuating the chamber 102. Further, the plasma CVD apparatus has a gas supply mechanism (not shown) for supplying a film forming raw material gas into the chamber 102 from the gas introduction part 102a.

<成膜方法>
図1に示すプラズマCVD装置を用いて被成膜基板1にDLC(Diamond Like Carbon)膜を成膜する方法について説明する。
<Film formation method>
A method of forming a DLC (Diamond Like Carbon) film on the deposition target substrate 1 using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described.

まず、前記真空排気機構を起動させ、チャンバー102の内部を所定の真空状態とし、ガス導入部102aからチャンバー102の内部に前記ガス導入機構によって成膜原料ガスとして例えばトルエン(C)ガスを導入する。チャンバー102内が所定の圧力になった後、カソードフィラメント103にカソード電源105によって交流電流を供給することによりカソードフィラメント103が加熱される。 First, the vacuum evacuation mechanism is activated, the inside of the chamber 102 is brought into a predetermined vacuum state, and, for example, toluene (C 7 H 8 ) gas is used as a film forming source gas from the gas introduction unit 102 a to the inside of the chamber 102 by the gas introduction mechanism. Is introduced. After the chamber 102 reaches a predetermined pressure, the cathode filament 103 is heated by supplying an alternating current to the cathode filament 103 from the cathode power source 105.

また、被成膜基板1にDC電源112によって直流電流を供給する。また、DC電源107からアノードコーン104に直流電流を供給する。また、マグネット109によって被成膜基板1の表面の近傍で且つ対向する位置に磁界を形成する。   Further, a direct current is supplied to the deposition target substrate 1 by a DC power source 112. Further, a direct current is supplied from the DC power source 107 to the anode cone 104. Further, a magnetic field is formed by the magnet 109 in the vicinity of the surface of the deposition target substrate 1 and at a position facing it.

カソードフィラメント103の加熱によって、カソードフィラメント103からアノードコーン104に向けて多量の電子が放出され、カソードフィラメント103とアノードコーン104との間でグロー放電が開始される。多量の電子によってチャンバー102の内部の成膜原料ガスとしてのトルエンガスがイオン化され、プラズマ状態109aとされる。そして、プラズマ状態の成膜原料分子は、被成膜基板1のマイナス電位によって直接に加速されて、被成膜基板1の方向に向かって飛走して、被成膜基板1の表面に付着される。この際、被成膜基板1の表面へ向かう成膜原料分子をマグネット109による磁界によってより均一性良く飛走させることができる。その結果、被成膜基板1に膜厚均一性の良いDLC膜を形成することができる。特に、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さの制御性を向上させることができる。なお、被成膜基板1の表面では下記式(1)の反応が起きている。   By heating the cathode filament 103, a large amount of electrons are emitted from the cathode filament 103 toward the anode cone 104, and glow discharge is started between the cathode filament 103 and the anode cone 104. Toluene gas as a film forming material gas inside the chamber 102 is ionized by a large amount of electrons, and a plasma state 109a is obtained. The deposition raw material molecules in the plasma state are directly accelerated by the negative potential of the deposition target substrate 1, fly toward the deposition target substrate 1, and adhere to the surface of the deposition target substrate 1. Is done. At this time, film forming raw material molecules directed toward the surface of the film formation substrate 1 can fly with higher uniformity by the magnetic field generated by the magnet 109. As a result, a DLC film with good film thickness uniformity can be formed on the deposition target substrate 1. In particular, the controllability of the thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1 can be improved. The reaction of the following formula (1) occurs on the surface of the film formation substrate 1.

+e → C +xH↑ ・・・(1) C 7 H 8 + e → C a H b + xH 2 ↑ (1)

次に、図1に示すプラズマCVD装置を用いた磁気記録媒体の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described.

まず、非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した被成膜基板を用意し、この被成膜基板を保持部に保持させる。次いで、チャンバー102内で所定の真空条件下に加熱されたカソードフィラメント103とアノードコーン104との間の放電により原料ガスをプラズマ状態とし、このプラズマを前記保持部に保持された被成膜基板の表面に加速衝突させる。これにより、この被成膜基板の表面には炭素が主成分である保護層が形成される。   First, a film formation substrate having at least a magnetic layer formed on a nonmagnetic substrate is prepared, and this film formation substrate is held by a holding unit. Next, the source gas is turned into a plasma state by discharge between the cathode filament 103 and the anode cone 104 heated in the chamber 102 under a predetermined vacuum condition, and this plasma is formed on the film formation substrate held in the holding portion. Accelerate collision with the surface. As a result, a protective layer mainly composed of carbon is formed on the surface of the film formation substrate.

上記の磁気記録媒体の製造方法によれば、マグネット109によって形成される磁界により、被成膜基板1に膜厚均一性の良いDLC膜を形成することができる。特に、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さの制御性を向上させることができる。   According to the above method for manufacturing a magnetic recording medium, a DLC film with good film thickness uniformity can be formed on the film formation substrate 1 by the magnetic field formed by the magnet 109. In particular, the controllability of the thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1 can be improved.

[実施の形態2]
<プラズマCVD装置>
図2は、本発明の一態様に係るプラズマCVD装置を模式的に示す断面図であり、図1と同一部分には同一符号を付し、同一部分の説明を省略する。このプラズマCVD装置は被成膜基板(例えばディスク基板)1に対して左右対称の構造を有しており、被成膜基板1の両面に同時に成膜可能な装置であるが、図2では左側のみを示している。
[Embodiment 2]
<Plasma CVD equipment>
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a plasma CVD apparatus according to one embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. This plasma CVD apparatus has a symmetrical structure with respect to a film formation substrate (for example, a disk substrate) 1 and can form films on both surfaces of the film formation substrate 1 simultaneously. Only shows.

チャンバー102の内側で且つアウターシールド90の外側には2n個のマグネット(例えばネオジウム磁石)119が配置されており、2n個のマグネット119はインナーシールド108を囲むように配置されている。ただし、nは2〜12の整数であるとよいが、nは4〜10の整数であってもよい。   2n magnets (for example, neodymium magnets) 119 are disposed inside the chamber 102 and outside the outer shield 90, and the 2n magnets 119 are disposed so as to surround the inner shield 108. However, n may be an integer of 2 to 12, but n may be an integer of 4 to 10.

2n個のマグネット119それぞれは、インナーシールド108の内側にN極またはS極の一方が向いており、インナーシールド108の外側にN極またはS極の他方が向いており、且つ隣り合うマグネット119はインナーシールド108の内側に向く磁極が逆である。例えば、4個のマグネット119を配置した場合は、それらのマグネット119によって被成膜基板1の表面に対向するように磁界119aが形成される。また、8個のマグネット129を配置した場合は、それらのマグネット129によって被成膜基板1の表面に対向するように磁界129aが形成される。   Each of the 2n magnets 119 has one of the N and S poles facing the inside of the inner shield 108, the other of the N and S poles facing the outside of the inner shield 108, and the adjacent magnets 119 are The magnetic poles facing the inner shield 108 are reversed. For example, when four magnets 119 are arranged, the magnetic field 119 a is formed by the magnets 119 so as to face the surface of the deposition target substrate 1. When eight magnets 129 are arranged, a magnetic field 129 a is formed by these magnets 129 so as to face the surface of the deposition target substrate 1.

被成膜基板1の表面(マグネット119側の表面)と平行で且つマグネット119の被成膜基板1側の端部119bを含む平面119cと、被成膜基板1の表面との距離が15〜100mm(好ましくは20〜50mm)であるとよい。   The distance between the plane 119c parallel to the surface of the film formation substrate 1 (the surface on the magnet 119 side) and including the end 119b of the magnet 119 on the film formation substrate 1 side is 15 to 15 mm. It is good that it is 100 mm (preferably 20-50 mm).

2n個のマグネット119は例えば円筒形状又は多角形状となるように配置されており、円筒形又は多角形の内径の中心は磁石中心119dとなり、この磁石中心119dはカソードフィラメント103の略中心及び被成膜基板1の略中心それぞれと対向するように位置している。磁石中心119dはカソードフィラメント103の略中心より被成膜基板1の略中心に近い方に位置している。   The 2n magnets 119 are arranged so as to have, for example, a cylindrical shape or a polygonal shape, and the center of the inner diameter of the cylindrical shape or the polygonal shape is a magnet center 119d. The film substrate 1 is positioned so as to face each of the approximate centers. The magnet center 119d is located closer to the approximate center of the deposition target substrate 1 than the approximate center of the cathode filament 103.

マグネット119,129によって被成膜基板1の外周に形成される磁場は±0.1G(ガウス)〜±50G(好ましくは±1G〜±40G)であるとよい。これは、4個のマグネット119、8個のマグネット119、16個のマグネット119、24個のマグネット119それぞれをプラズマCVD装置に設置し、磁場を測定した結果から求めた範囲である。このような範囲とすることで、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さの制御性を向上させることができる。   The magnetic field formed on the outer periphery of the deposition target substrate 1 by the magnets 119 and 129 may be ± 0.1 G (Gauss) to ± 50 G (preferably ± 1 G to ± 40 G). This is a range obtained from the result of measuring the magnetic field by installing four magnets 119, eight magnets 119, sixteen magnets 119, and twenty-four magnets 119 in the plasma CVD apparatus. By setting it as such a range, the controllability of the thickness of the film | membrane formed in the outer peripheral part of the to-be-deposited substrate 1 can be improved.

なお、被成膜基板1の外周は、例えば被成膜基板が2.5インチ基板の場合は磁石中心119dから半径32.5mmの円周に相当し、被成膜基板が3.5インチ基板の場合は磁石中心119dから半径47.5mmの円周に相当する。   The outer periphery of the film formation substrate 1 corresponds to, for example, a circumference having a radius of 32.5 mm from the magnet center 119d when the film formation substrate is a 2.5 inch substrate, and the film formation substrate is a 3.5 inch substrate. This corresponds to a circumference having a radius of 47.5 mm from the magnet center 119d.

<成膜方法>
図2に示すプラズマCVD装置を用いて被成膜基板1にDLC膜を成膜する方法について説明する。
<Film formation method>
A method for forming a DLC film on the deposition target substrate 1 using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 will be described.

まず、前記真空排気機構を起動させ、チャンバー102の内部を所定の真空状態とし、ガス導入部102aからチャンバー102の内部に前記ガス導入機構によって成膜原料ガスとして例えばトルエン(C)ガスを導入する。チャンバー102内が所定の圧力になった後、カソードフィラメント103にカソード電源105によって交流電流を供給することによりカソードフィラメント103が加熱される。 First, the vacuum evacuation mechanism is activated, the inside of the chamber 102 is brought into a predetermined vacuum state, and, for example, toluene (C 7 H 8 ) gas is used as a film forming source gas from the gas introduction unit 102 a to the inside of the chamber 102 by the gas introduction mechanism. Is introduced. After the chamber 102 reaches a predetermined pressure, the cathode filament 103 is heated by supplying an alternating current to the cathode filament 103 from the cathode power source 105.

また、被成膜基板1にDC電源112によって直流電流を供給する。また、DC電源107からアノードコーン104に直流電流を供給する。また、マグネット119によって被成膜基板1の表面の近傍で且つ対向する位置に磁界を形成する。   Further, a direct current is supplied to the deposition target substrate 1 by a DC power source 112. Further, a direct current is supplied from the DC power source 107 to the anode cone 104. Further, the magnet 119 forms a magnetic field in the vicinity of the surface of the film formation substrate 1 and at a position facing it.

カソードフィラメント103の加熱によって、カソードフィラメント103からアノードコーン104に向けて多量の電子が放出され、カソードフィラメント103とアノードコーン104との間でグロー放電が開始される。多量の電子によってチャンバー102の内部の成膜原料ガスとしてのトルエンガスがイオン化され、プラズマ状態とされる。そして、プラズマ状態の成膜原料分子は、被成膜基板1のマイナス電位によって直接に加速されて、被成膜基板1の方向に向かって飛走して、被成膜基板1の表面に付着される。この際、被成膜基板1の表面へ向かう成膜原料分子をマグネット119による磁界によってより均一性良く飛走させることができる。その結果、被成膜基板1に膜厚均一性の良いDLC膜を形成することができる。特に、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さの制御性を向上させることができる。   By heating the cathode filament 103, a large amount of electrons are emitted from the cathode filament 103 toward the anode cone 104, and glow discharge is started between the cathode filament 103 and the anode cone 104. Toluene gas as a film forming raw material gas inside the chamber 102 is ionized by a large amount of electrons to be in a plasma state. The deposition raw material molecules in the plasma state are directly accelerated by the negative potential of the deposition target substrate 1, fly toward the deposition target substrate 1, and adhere to the surface of the deposition target substrate 1. Is done. At this time, film forming raw material molecules directed toward the surface of the film formation substrate 1 can fly with higher uniformity by a magnetic field generated by the magnet 119. As a result, a DLC film with good film thickness uniformity can be formed on the deposition target substrate 1. In particular, the controllability of the thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1 can be improved.

次に、図2に示すプラズマCVD装置を用いた磁気記録媒体の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium using the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 will be described.

まず、非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した被成膜基板を用意し、この被成膜基板を保持部に保持させる。次いで、チャンバー102内で所定の真空条件下に加熱されたカソードフィラメント103とアノードコーン104との間の放電により原料ガスをプラズマ状態とし、このプラズマを前記保持部に保持された被成膜基板の表面に加速衝突させる。これにより、この被成膜基板の表面には炭素が主成分である保護層が形成される。   First, a film formation substrate having at least a magnetic layer formed on a nonmagnetic substrate is prepared, and this film formation substrate is held by a holding unit. Next, the source gas is turned into a plasma state by discharge between the cathode filament 103 and the anode cone 104 heated in the chamber 102 under a predetermined vacuum condition, and this plasma is formed on the film formation substrate held in the holding portion. Accelerate collision with the surface. As a result, a protective layer mainly composed of carbon is formed on the surface of the film formation substrate.

上記の磁気記録媒体の製造方法によれば、マグネット119によって形成される磁界により、被成膜基板1に膜厚均一性の良いDLC膜を形成することができる。特に、被成膜基板1の外周部分に成膜される膜の厚さの制御性を向上させることができる。   According to the above method for manufacturing a magnetic recording medium, a DLC film with good film thickness uniformity can be formed on the film formation substrate 1 by a magnetic field formed by the magnet 119. In particular, the controllability of the thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1 can be improved.

(実施例1)
図3(A)は、図2に示すプラズマ処理装置を用いて被成膜基板1にDLC膜10を成膜した写真であり、図3(B)は、図3(A)に示す被成膜基板1上に成膜されたDLC膜10の膜厚を模式的に示す断面図である。
Example 1
FIG. 3A is a photograph in which the DLC film 10 is formed on the deposition target substrate 1 using the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 3B is the deposition shown in FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the thickness of a DLC film 10 formed on a film substrate 1. FIG.

図3(A),(B)に示すDLC膜10を成膜した際の条件は以下のとおりである。
成膜装置:図2に示すプラズマCVD装置にマグネットを16個配置したもの
被成膜基板1:メタル層付きガラスディスク
出発原料:高純度トルエン
ガス流量:3.0sccm
圧力 :0.3Pa
成膜時間:2sec×5回
カソードフィラメント103:タンタルフィラメント
交流電源105の出力:230W
DC電源107の電流:1650mA
DC電源112の電圧:250V
The conditions when the DLC film 10 shown in FIGS. 3A and 3B is formed are as follows.
Deposition apparatus: 16 magnets arranged on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2. Deposition substrate 1: Glass disk with metal layer Starting material: High-purity toluene Gas flow rate: 3.0 sccm
Pressure: 0.3 Pa
Deposition time: 2 sec × 5 times Cathode filament 103: Tantalum filament Output of AC power supply 105: 230 W
Current of DC power supply 107: 1650 mA
Voltage of DC power supply 112: 250V

(比較例1)
図4(A)は、図2に示すプラズマCVD装置からマグネット119を除いた装置を用いて被成膜基板1にDLC膜11を成膜した写真であり、図4(B)は、図4(A)に示す被成膜基板1上に成膜されたDLC膜11の膜厚を模式的に示す断面図である。
(Comparative Example 1)
4A is a photograph in which the DLC film 11 is formed on the deposition target substrate 1 using an apparatus in which the magnet 119 is removed from the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing which shows typically the film thickness of the DLC film 11 formed into the film-forming substrate 1 shown to (A).

図4(A),(B)に示すDLC膜11を成膜した際の条件は以下のとおりである。
成膜装置:図2に示すプラズマCVD装置からマグネット119を除いた装置
被成膜基板1:メタル層付きガラスディスク
出発原料:高純度トルエン
ガス流量:3.0sccm
圧力 :0.3Pa
成膜時間:2sec×5回
カソードフィラメント103:タンタルフィラメント
交流電源105の出力:230W
DC電源107の電流:1650mA
DC電源112の電圧:250V
The conditions when the DLC film 11 shown in FIGS. 4A and 4B is formed are as follows.
Deposition apparatus: apparatus excluding magnet 119 from the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 Deposition substrate 1: Glass disk with metal layer Starting material: High purity toluene Gas flow rate: 3.0 sccm
Pressure: 0.3 Pa
Deposition time: 2 sec × 5 times Cathode filament 103: Tantalum filament Output of AC power supply 105: 230 W
Current of DC power supply 107: 1650 mA
Voltage of DC power supply 112: 250V

上記の比較例では、図4(B)に示すように、被成膜基板1の外周付近のDLC膜11の膜厚が厚くなったのに対し、上記の実施例1では、図3(B)に示すように、被成膜基板1の外周付近のDLC膜10の膜厚が比較例に比べて薄くなった。従って、マグネットの磁場によって被成膜基板1に成膜される膜の厚さを比較例に比べて均一性よく制御できることが確認された。   In the above comparative example, as shown in FIG. 4B, the thickness of the DLC film 11 near the outer periphery of the deposition target substrate 1 is increased. ), The film thickness of the DLC film 10 in the vicinity of the outer periphery of the deposition target substrate 1 was thinner than that in the comparative example. Therefore, it was confirmed that the thickness of the film formed on the film formation substrate 1 by the magnetic field of the magnet can be controlled with higher uniformity than in the comparative example.

1 被成膜基板
10,11 DLC膜
90 アウターシールド
102 チャンバー
103 カソード電極(カソードフィラメント)
104 アノード電極(アノードコーン)
105 カソード電源(交流電源)
106 アース電源
107 アノード電源(DC(直流)電源)
108 インナーシールド
109,119,129 マグネット
109a プラズマ
119a,129a 磁界
112 バイアス電源(DC電源,直流電源)
118 膜厚補正板
140 カソードマグネット
140a 磁界
1109,1119,1129,1139 外部マグネット
1109a,1119a,1129a,1139a 磁界
1 Substrate to be deposited 10, 11 DLC film 90 Outer shield 102 Chamber 103 Cathode electrode (cathode filament)
104 Anode electrode (anode cone)
105 Cathode power supply (AC power supply)
106 Ground power source 107 Anode power source (DC (direct current) power source)
108 Inner shield 109, 119, 129 Magnet 109a Plasma 119a, 129a Magnetic field 112 Bias power supply (DC power supply, DC power supply)
118 Thickness Correction Plate 140 Cathode Magnet 140a Magnetic Field 1109, 1119, 1129, 1139 External Magnet 1109a, 1119a, 1129a, 1139a Magnetic Field

Claims (7)

チャンバーと、
前記チャンバー内に配置されたアノードと、
前記チャンバー内に配置されたカソードと、
前記チャンバー内に配置され、前記カソード及び前記アノードに対向するように配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記チャンバー内に配置され、前記保持部に保持された前記被成膜基板と前記アノード及び前記カソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられたインナーシールドと、
前記チャンバー内に配置され、前記インナーシールドの外側に配置され、前記インナーシールドを囲むように配置されたマグネットと、
前記アノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記カソードに電気的に接続された交流電源と、
前記保持部に保持された前記被成膜基板に電気的に接続された第2の直流電源と、
前記チャンバー内に原料ガスを供給するガス供給機構と、
前記チャンバー内を排気する排気機構と、
を具備し、
前記被成膜基板の表面と平行で且つ前記マグネットの前記被成膜基板側の端部を含む平面と、前記被成膜基板の表面との距離が15〜100mmであることを特徴とするプラズマCVD装置。
A chamber;
An anode disposed in the chamber;
A cathode disposed within the chamber;
A holding unit arranged in the chamber and holding a deposition target substrate arranged to face the cathode and the anode;
An inner shield disposed in the chamber and provided so as to cover a space between the deposition target substrate held by the holding unit and each of the anode and the cathode;
A magnet disposed in the chamber, disposed outside the inner shield, and disposed so as to surround the inner shield;
A first DC power supply electrically connected to the anode;
An AC power source electrically connected to the cathode;
A second DC power source electrically connected to the film formation substrate held by the holding unit;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
Comprising
The plasma is characterized in that a distance between a plane parallel to the surface of the film formation substrate and including an end of the magnet on the film formation substrate side and the surface of the film formation substrate is 15 to 100 mm. CVD equipment.
請求項1において、
前記インナーシールドは2n個のマグネットによって囲まれており、
前記2n個のマグネットそれぞれは、前記インナーシールドの内側にN極またはS極の一方が向いており、且つ隣り合う前記マグネットは前記インナーシールドの内側に向く磁極が逆であることを特徴とするプラズマCVD装置。
ただし、nは2〜12の整数である。
In claim 1,
The inner shield is surrounded by 2n magnets,
Each of the 2n magnets has one of the north and south poles facing the inner shield, and the adjacent magnets have opposite magnetic poles facing the inner shield. CVD equipment.
However, n is an integer of 2-12.
請求項2において、
前記被成膜基板の外周の磁場が±0.1G〜±50Gであることを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 2,
A plasma CVD apparatus characterized in that a magnetic field around the deposition substrate is within a range of ± 0.1 G to ± 50 G.
請求項1において、
前記インナーシールドは1個のマグネットによって囲まれており、
前記1個のマグネットは、前記カソード側にN極またはS極の一方が向き、前記被成膜基板側にN極またはS極の他方が向いていることを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The inner shield is surrounded by one magnet,
The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the one magnet has one of an N pole and an S pole facing the cathode side and the other of the N pole and the S pole facing the deposition target substrate side.
請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記チャンバー内に配置され、前記インナーシールドの外側に配置されたアウターシールドを有し、
前記マグネットは、前記アウターシールドの外側に位置していることを特徴とするプラズマCVD装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
An outer shield disposed within the chamber and disposed outside the inner shield;
The plasma CVD apparatus, wherein the magnet is located outside the outer shield.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のプラズマCVD装置を用いた磁気記録媒体の製造方法において、
非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した被成膜基板を前記保持部に保持し、
前記チャンバー内で前記カソードと前記アノードとの間の放電により前記原料ガスをプラズマ状態とし、このプラズマを前記保持部に保持された被成膜基板の表面に加速衝突させて炭素が主成分である保護層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
In the manufacturing method of the magnetic-recording medium using the plasma CVD apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 5,
Holding the film formation substrate on which at least the magnetic layer is formed on the nonmagnetic substrate in the holding unit,
The source gas is brought into a plasma state by discharge between the cathode and the anode in the chamber, and the plasma is accelerated and collided with the surface of the film formation substrate held in the holding portion, so that carbon is a main component. A method for producing a magnetic recording medium, comprising forming a protective layer.
非磁性基板上に少なくとも磁性層を形成した後に炭素が主成分である保護層を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のプラズマCVD装置を用いて前記保護層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
In a method for manufacturing a magnetic recording medium, in which a protective layer mainly composed of carbon is formed after forming at least a magnetic layer on a nonmagnetic substrate.
A method for producing a magnetic recording medium, comprising forming the protective layer using the plasma CVD apparatus according to claim 1.
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