JP6007380B2

JP6007380B2 - プラズマｃｖｄ装置及び磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JP6007380B2
Application number: JP2012166890A
Authority: JP
Inventors: 利行渡辺; 阿部　浩二; 浩二阿部; 本多　祐二; 祐二本多; 田中　正史; 正史田中
Original assignee: Youtec Co Ltd
Current assignee: Youtec Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP2014025116A

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。

図４（Ｂ）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４（Ｂ）では左側のみを示している。

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。

チャンバー内には被成膜基板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に電気的に接続されている。

チャンバー内には、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。インナーシールド１０８は、その材質がＳＵＳからなる導電体であり、フロート電位に電気的に接続されている。インナーシールド１０８の被成膜基板１０１側の端部には膜厚補正板１１８が設けられており、膜厚補正板１１８はフロート電位に電気的に接続されている。膜厚補正板１１８により被成膜基板１０１の外周部分に成膜される膜の厚さを制御することができる。

また、プラズマＣＶＤ装置はチャンバー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）。

上記のプラズマＣＶＤ装置を用いて被成膜基板１０１にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜を成膜する方法について説明する。
まず、真空排気機構を起動させ、チャンバーの内部を所定の真空状態とし、チャンバーの内部に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_７Ｈ_８）ガスを導入する。また、カソード電極１０３にカソード電源１０５によって交流電流を供給し、被成膜基板１０１にＤＣ電源１１２によって直流電流を供給し、ＤＣ電源１０７からアノード電極１０４に直流電流を供給する。

カソード電極１０３の加熱によって、カソード電極１０３からアノード電極１０４に向けて多量の電子が放出され、カソード電極１０３とアノード電極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。そのプラズマ状態の成膜原料分子１３０は、被成膜基板１０１のマイナス電位によって直接に加速されて、被成膜基板１０１の方向に向かって飛走して、被成膜基板１０１の表面に付着され、被成膜基板１０１に薄いＤＬＣ膜が形成される（図４（Ｂ）参照）。

図４（Ａ）は、図４（Ｂ）に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜時間と、インナーシールドとアース間の直流電圧との関係を示すグラフである。なお、インナーシールドとアース間の直流電圧は、インナーシールド１０８にオシロスコープ（図示せず）を電気的に接続し、このオシロスコープによって測定されたものである。
図４（Ａ）のデータを取得した際のＤＬＣ膜の成膜条件は以下のとおりである。
成膜装置：ＳＵＳ製のプラズマウォールを備えたプラズマＣＶＤ装置（インナーシールドに電位を付加せずにフロートとした点以外は図１に示すプラズマＣＶＤ装置と同様の構成）
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：１時間あたり２ｓｅｃ×４５０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

図４（Ａ）に示すように、上記の被成膜基板１０１へのＤＬＣ膜の成膜が繰り返されて累積の成膜時間が長くなると、インナーシールドとアース間の直流電圧が高くなっていく。累積の成膜時間が０時間の時の直流電圧は３５Ｖであったが、累積の成膜時間が８時間の時の直流電圧は約７０Ｖとなった。このことから、成膜時間が長くなると成膜レートが変動することが分かる。具体的には、累積の成膜時間が０時間の時の成膜レートは１．６ｎｍ／ｓｅｃであったが、累積の成膜時間が４４時間の時の成膜レートは２．２ｎｍ／ｓｅｃとなった。

上記のように成膜時間が長くなるとインナーシールドとアース間の直流電圧が高くなり、その結果、成膜レートが大きくなる。その理由は、以下のように考えられる。

累積の成膜時間が０時間の時は、図４（Ｂ）に示すようにインナーシールド１０８にＤＬＣ膜が付着していないが、累積の成膜時間が長くなるにつれて図４（Ｃ）に示すようにプラズマ状態の成膜原料分子１３０がインナーシールド１０８の方向に向かって飛走してインナーシールド１０８の表面に付着されてＤＬＣ膜１３１が成膜される。さらに成膜時間が長くなると図４（Ｄ）に示すようにインナーシールド１０８に成膜されたＤＬＣ膜１３１の厚さが厚くなる。

このようにインナーシールド１０８にＤＬＣ膜１３１が成膜されると図４（Ｄ）に示すようにインナーシールド１０８がプラスに帯電され、それによって、インナーシールド１０８の方向に向かう成膜原料分子１３０が減り、被成膜基板１０１の方向に向かう成膜原料分子１３０の数が増える。その結果、成膜レートが高くなると考えられる。

プラズマＣＶＤ装置の成膜レートが変動すると、複数の被成膜基板に薄膜を成膜する際の膜厚を一定に制御することが困難になる。そのため、成膜レートの変動を抑えたプラズマＣＶＤ装置が求められている。

特許３９３０１８５（図１）

本発明の一態様は、累積の成膜時間が長くなっても成膜レートの変動を抑制できるプラズマ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。

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、
前記空間の電場をコントロールする機構と、
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、
前記機構は、前記インナーシールドに電気的に接続され電源を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。

（２）上記（１）において、
前記電源は、直流電源、直流パルス電源、直流バイポーラ電源及び高周波電源の群から選択された一の電源であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
（３）上記（１）または（２）において、
前記機構は、前記空間の電場の初期状態に対する変動を抑制するようにコントロールする機構であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
（４）上記（３）において、
前記機構は、前記インナーシールドの電圧を測定する電圧計を有し、前記インナーシールドの電圧の初期状態に対する変動を抑制するようにコントロールする機構であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。

（５）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、前記アノードに電気的に接続されたインナーシールドと、
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、
を具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。

（６）上記（５）において、
前記インナーシールドは、前記アノードと一体的に形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。

（７）上記（１）乃至（６）のいずれか一項において、
前記インナーシールドの前記被成膜基板側の端部に形成された膜厚補正板を有しており、
前記膜厚補正板は前記インナーシールドに電気的に接続されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。

（８）上記（１）乃至（７）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。

（９）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（７）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。

本発明の一態様によれば、累積の成膜時間が長くなっても成膜レートの変動を抑制できるプラズマ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。

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。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。図２に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜時間と、インナーシールドとアース間の直流電圧との関係を示すグラフである。（Ａ）は（Ｂ）に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜時間と、インナーシールドとアース間の直流電圧との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、（Ｃ），（Ｄ）は成膜時間が長くなるにつれてインナーシールド表面にＤＬＣ膜が付着する厚さが厚くなる様子を示す図である。

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。

［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。

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。
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。

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。

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はアノードコーン１０４と分離して形成されている。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。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。

また、プラズマＣＶＤ装置は、上記の空間の電場をコントロールする機構を有しており、この機構はインナーシールド１０８に電気的に接続された電源９１を有している。この電源９１は、直流電源（ＤＣ電源）、直流パルス電源、直流バイポーラ電源及び高周波電源の群から選択された一の電源であるとよい。なお、本実施の形態では、電源９１をＤＣ電源として説明する。

上記の機構は、上記の空間の電場の初期状態に対する変動を抑制するようにコントロールする機構であってもよい。詳細には、プラズマＣＶＤ装置による初期状態の成膜時の上記空間の電場に対して、累積の成膜時間が長くなるに伴い上記空間の電場が変化していくので、上記の機構によって上記空間の電場を初期状態の電場に近づけるようにコントロールする。その結果、累積の成膜時間が長くなっても成膜レートの変動を抑制することができる。

また、上記の機構は、インナーシールド１０８の電圧を測定する電圧計（図示せず）を有し、インナーシールド１０８の電圧の初期状態に対する変動を抑制するようにコントロールする機構であってもよい。詳細には、プラズマＣＶＤ装置による初期状態の成膜時のインナーシールド１０８の電圧に対して、累積の成膜時間が長くなるに伴いインナーシールド１０８の電圧が変化していくので、上記の機構によってインナーシールド１０８の電圧を初期状態の電圧に近づけるようにコントロールする。つまり、電圧計によって初期状態のインナーシールド１０８の電圧を測定しておき、その後、定期的または連続的にインナーシールド１０８の電圧を電圧計によって測定し、その測定結果に基づき、インナーシールド１０８に電源９１によって電圧を印加することで、初期状態のインナーシールド１０８の電圧に近づけるようにコントロールする。その結果、累積の成膜時間が長くなっても成膜レートの変動を抑制することができる。

なお、上記の初期状態とは、プラズマＣＶＤ装置を最初に稼動させた時の状態、またはプラズマＣＶＤ装置のメンテナンス直後の状態をいう。

インナーシールド１０８はＤＣ電源９１に電気的に接続されており、ＤＣ電源９１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９１の一方の電位側がインナーシールド１０８に電気的に接続されており、ＤＣ電源９１の他方の電位側がアース１０６に電気的に接続されている。ＤＣ電源９１は前記制御部によって制御される。これにより、インナーシールド１０８に印加される電圧が制御される。

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。

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。

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と一体的に形成されている。膜厚補正板１１８により被成膜基板１の外周部分に成膜される膜の厚さを制御することができる。なお、図１では膜厚補正板１１８をインナーシールド１０８と一体的に形成しているが、膜厚補正板１１８がインナーシールド１０８に電気的に接続されていれば膜厚補正板をインナーシールドと分離して形成してもよい。

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。

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。

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。

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。

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。

チャンバー１０２の外側にはネオジウム磁石１０９が配置されている。ネオジウム磁石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。ネオジウム磁石１０９は、その磁石中心の磁力が５０Ｇ（ガウス）以上２００Ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｇ以上１５０Ｇ以下である。磁石中心の磁力を２００Ｇ以下とする理由は、ネオジウム磁石では磁石中心の磁力を２００Ｇまで高めるのが製造上の限界であるからである。また、磁石中心の磁力を１５０Ｇ以下とするのがより好ましい理由は、磁石中心の磁力を１５０Ｇ超とすると磁石を作るコストが増大するからである。

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。

＜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膜を成膜する方法について説明する。

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_７Ｈ_８）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。

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、アノードコーン１０４にＤＣ電源１０７によって直流電流を供給する。また、インナーシールド１０８に電源９１によって直流電流、直流パルス、直流バイポーラまたは高周波電流のいずれかを供給する。この際、膜厚補正板１１８はインナーシールド１０８と同電位とされる。

詳細には、電源９１によって直流電流をインナーシールド１０８に供給する場合は、プラスの直流電流でもよいし、マイナスの直流電流でもよい。また、電源９１によって直流パルスをインナーシールド１０８に供給する場合は、プラスの直流パルスでもよいし、マイナスの直流パルスでもよい。例えば、インナーシールド１０８にＤＬＣ膜が付着してインナーシールドが絶縁化されても、電流パルスであれば電場をコントロールしやすいので好ましい。

また、電源９１によってインナーシールド１０８に供給される直流バイポーラは、例えばプラスの直流パルスとマイナスの直流パルスを交互に供給することである。また、電源９１によってインナーシールド１０８に高周波電流を供給する場合、その高周波電流が持つ直流バイアスによってインナーシールド１０８内の空間の電場をコントロールすることができる。

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。この際、ネオジウム磁石１０９によってカソードフィラメント１０３の近傍に位置するトルエンガスをプラズマ化する領域に磁場が発生されているので、この磁場によってプラズマを高密度化することができ、イオン化効率を向上させることができる。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。これにより、被成膜基板１には薄いＤＬＣ膜が形成される。この際、被成膜基板１の表面では下記式（１）の反応が起きている。

Ｃ_７Ｈ_８＋ｅ⁻ → Ｃ_ａＨ_ｂ＋ｘＨ_２↑ ・・・（１）

上記の被成膜基板１へのＤＬＣ膜の成膜が繰り返されて累積の成膜時間が長くなるにつれてプラズマ状態の成膜原料分子がインナーシールド１０８の方向に向かって飛走してインナーシールド１０８の表面に付着されたＤＬＣ膜の膜厚が厚くなっても、上述したようにインナーシールド１０８内の空間の電場をコントロールすることにより、従来のインナーシールドに比べて成膜レートの変動を抑制することができる。

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。

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。

上記の磁気記録媒体の製造方法によれば、上述したようにインナーシールド１０８内の空間の電場をコントロールすることにより、累積の成膜時間が長くなっても、従来のインナーシールドに比べて成膜レートの変動を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、インナーシールド１０８の被成膜基板１側の端部に膜厚補正板を設け、この膜厚補正板１１８をインナーシールド１０８と同電位にすることにより、累積の成膜時間が長くなっても、膜厚補正板１１８による被成膜基板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、本実施の形態では、膜厚補正板１１８をインナーシールド１０８と一体的に設けることで膜厚補正板１１８をインナーシールド１０８と同電位にしているが、膜厚補正板をインナーシールドと分離して設け、膜厚補正板１１８に直流電流等を供給しないことも可能である。

［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。

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はアノードコーン１０４と一体的に形成されている。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。なお、図１ではインナーシールド１０８をアノードコーン１０４と一体的に形成しているが、インナーシールド１０８がアノードコーン１０４に電気的に接続されていればインナーシールドをアノードコーンと分離して形成してもよい。

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いる。ＤＣ電源１０７は、図示せぬ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及びインナーシールド１０８に印加される電圧が制御される。

インナーシールド１０８は、アノードコーン１０４と同電位になるようにアノードコーン１０４に電気的に接続されており、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。

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（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、膜厚補正板はインナーシールド１０８に電気的に接続されている。膜厚補正板により被成膜基板１の外周部分に成膜される膜の厚さを制御することができる。

＜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。

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（例えば直流パルス）を供給する。この際、インナーシールド１０８はアノードコーン１０４と同電位とされる。また、アノードコーン１０４に印加される電圧は、制御部によって制御される。

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。この際、ネオジウム磁石１０９によってカソードフィラメント１０３の近傍に位置するトルエンガスをプラズマ化する領域に磁場が発生されているので、この磁場によってプラズマを高密度化することができ、イオン化効率を向上させることができる。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。これにより、被成膜基板１には薄いＤＬＣ膜が形成される。

上記の被成膜基板１へのＤＬＣ膜の成膜が繰り返されて累積の成膜時間が長くなるにつれてプラズマ状態の成膜原料分子がインナーシールド１０８の方向に向かって飛走してインナーシールド１０８の表面に付着されたＤＬＣ膜の膜厚が厚くなっても、インナーシールド１０８をアノードコーン１０４と同電位とすることで、インナーシールド１０８内の空間の電場をコントロールすることにより、従来のインナーシールドに比べて成膜レートの変動を抑制することができる。

図３は、図２に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜時間と、インナーシールドとアース間の直流電圧との関係を示すグラフである。なお、インナーシールドとアース間の直流電圧は、インナーシールド１０８にオシロスコープ（図示せず）を電気的に接続し、このオシロスコープによって測定されたものである。

図３のデータを取得した際のＤＬＣ膜の成膜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
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：１時間あたり２ｓｅｃ×４５０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１０７の電圧：９５Ｖの一定
ＤＣ電源１１２の電圧：２５０Ｖ

図４（Ａ）に示すように、インナーシールドがフロート電位である場合、被成膜基板１へのＤＬＣ膜の成膜が繰り返されて累積の成膜時間が長くなると、インナーシールドとアース間の直流電圧が高くなっていく。これに対し、図３に示すように、インナーシールドにアノード電圧を印加した場合、被成膜基板１へのＤＬＣ膜の成膜が繰り返されて累積の成膜時間が長くなっても、インナーシールドとアース間の直流電圧がアノード電圧のままで一定である。その結果、従来技術のようにインナーシールドをフロート電位とした場合に比べて成膜レートの変動を抑制できるものと考えられる。

上記の磁気記録媒体の製造方法によれば、インナーシールド１０８をアノードコーン１０４と同電位にすることで、インナーシールド１０８内の空間の電場をコントロールすることにより、累積の成膜時間が長くなっても、従来のインナーシールドに比べて成膜レートの変動を抑制することができる。

また、本実施の形態においてインナーシールド１０８の被成膜基板１側の端部に膜厚補正板が設けられ、この膜厚補正板がインナーシールド１０８に電気的に接続されている場合、膜厚補正板１１８がアノードコーン１０４と同電位にされることにより、累積の成膜時間が長くなっても、膜厚補正板１１８による被成膜基板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。

また、本実施の形態では、インナーシールド１０８に印加する電源とアノードコーン１０４に印加する電源を共通にしているため、実施の形態１に比べて電源の数を減らすことができる。これにより、プラズマＣＶＤ装置のコストを低減することができる。

１被成膜基板
９０アウターシールド
９１電源
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ネオジウム磁石
１１２バイアス電源（ＤＣ電源，直流電源）
１１８膜厚補正板

Claims

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、
前記空間の電場をコントロールする機構と、
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、
前記機構は、前記インナーシールドに電気的に接続され電源を有し、
前記機構は、前記インナーシールドの電圧を測定する電圧計を有し、前記インナーシールドの電圧を初期状態の電圧に近づけるように前記電源をコントロールする機構であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
請求項１において、
前記電源は、直流電源、直流パルス電源、直流バイポーラ電源及び高周波電源の群から選択された一の電源であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
請求項１または２において、
前記機構は、前記空間の電場の初期状態に対する変動を抑制するようにコントロールする機構であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
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、前記アノードに電気的に接続されたインナーシールドと、
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、
を具備することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
請求項４において、
前記インナーシールドは、前記アノードと一体的に形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記インナーシールドの前記被成膜基板側の端部に形成された膜厚補正板を有しており、
前記膜厚補正板は前記インナーシールドに電気的に接続されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
請求項１乃至６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。
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６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。