JP6019343B2 - Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method - Google Patents
Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6019343B2 JP6019343B2 JP2012166888A JP2012166888A JP6019343B2 JP 6019343 B2 JP6019343 B2 JP 6019343B2 JP 2012166888 A JP2012166888 A JP 2012166888A JP 2012166888 A JP2012166888 A JP 2012166888A JP 6019343 B2 JP6019343 B2 JP 6019343B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- anodes
- timing
- chamber
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 118
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 53
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 53
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 7
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 71
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 24
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
本発明は、基板の両面に成膜するプラズマCVD装置、磁気記録媒体の製造方法及び成膜方法に関する。 The present invention relates to a plasma CVD apparatus for forming films on both sides of a substrate, a method for manufacturing a magnetic recording medium, and a film forming method.
従来のプラズマCVD装置は、チャンバー内の被成膜基板の両側にイオン源を配置し、それらのイオン源に高周波パルスのプラズマ電源によって高周波電圧を印加することで、チャンバー内で原料ガスをプラズマ状態として被成膜基板の両面に加速衝突させて両面成膜する装置である。このように被成膜基板の両側でプラズマを生成させると、プラズマが相互干渉してしまい、面内均一性良く膜を形成することが困難である。そこで、プラズマの相互干渉を抑制した成膜方法を実現するためのプラズマCVD装置として、図7に示すものが提案されている。 In the conventional plasma CVD apparatus, ion sources are arranged on both sides of a film formation substrate in a chamber, and a high frequency voltage is applied to these ion sources by a plasma power source of a high frequency pulse, so that a source gas is plasma in the chamber. As an apparatus for performing both-side film formation by accelerating and colliding with both surfaces of the film formation substrate. When plasma is generated on both sides of the deposition substrate in this way, the plasmas interfere with each other and it is difficult to form a film with good in-plane uniformity. Therefore, as a plasma CVD apparatus for realizing a film forming method in which mutual interference of plasma is suppressed, the apparatus shown in FIG. 7 has been proposed.
図7に示すように、プラズマCVD装置は、処理チャンバー10と、スイッチ9を介してバイアス電圧8への電気的接続11を有する基板ホルダー12とを含む。基板ホルダー12は処理チャンバー10内で基板14を支持する。イオン源20,22は基板14の両側に配置されている。処理チャンバー10は、伝導性があり、アースされている。処理の間、必要に応じて、電気的バイアスが基板14に印加される。 As shown in FIG. 7, the plasma CVD apparatus includes a processing chamber 10 and a substrate holder 12 having an electrical connection 11 to a bias voltage 8 via a switch 9. The substrate holder 12 supports the substrate 14 in the processing chamber 10. The ion sources 20 and 22 are disposed on both sides of the substrate 14. The processing chamber 10 is conductive and grounded. An electrical bias is applied to the substrate 14 as needed during processing.
イオン源20は陽極30および電子源を含む。電子源は、陽極30の近傍に位置するフィラメント32およびフィラメント32に接続されたフィラメントパワー源34を含む。イオン源22は陽極40ならびに陽極40の近傍に位置するフィラメント42およびフィラメント42に接続されたフィラメントパワー源44とから成る電子源を含む。フィラメントパワー源34,44は、各イオン源20,22内に電子を発生させるために、それぞれフィラメント32,42を電気的に加熱する。フィラメント32,42はそれぞれのイオン源に対する陰極として機能する。陽極30,40は、以下で説明するように、それぞれのイオン源20,22を付勢するためのパワー源50に接続されている。 The ion source 20 includes an anode 30 and an electron source. The electron source includes a filament 32 located near the anode 30 and a filament power source 34 connected to the filament 32. The ion source 22 includes an electron source comprising an anode 40 and a filament 42 located in the vicinity of the anode 40 and a filament power source 44 connected to the filament 42. The filament power sources 34 and 44 electrically heat the filaments 32 and 42, respectively, to generate electrons in the ion sources 20 and 22, respectively. Filaments 32 and 42 function as cathodes for the respective ion sources. The anodes 30 and 40 are connected to a power source 50 for energizing the respective ion sources 20 and 22 as described below.
ガス源54が処理ガスを処理チャンバー10に供給する。とくに、ガス源54は陽極30,40と基板14との間の領域のイオン源20,22のそれぞれに、ガスを供給する。 A gas source 54 supplies process gas to the process chamber 10. In particular, the gas source 54 supplies gas to each of the ion sources 20 and 22 in the region between the anodes 30 and 40 and the substrate 14.
ガスが、チャンバーに連結された真空ポンプ60によりチャンバー10から排気される。ガス源54および真空ポンプ60は、チャンバー10内のガス流速および圧力の制御を可能にする。 Gas is evacuated from the chamber 10 by a vacuum pump 60 connected to the chamber. Gas source 54 and vacuum pump 60 allow control of gas flow rate and pressure within chamber 10.
動作中、イオン源20,22のそれぞれは、処理ガスのイオンを形成するために、処理ガスをイオン化する。イオンは、付着またはエッチングのために、基板14に向けられる。イオン源20,22が付勢されると、処理チャンバー内の陽極30,40の近傍にプラズマが発生する。フィラメント32,42は、処理ガス分子のイオン化のための電子が、プラズマ内に供給される。イオンは、基板表面のプラズマシースを横切り、基板14の基板表面に加速される。図7のプラズマCVD装置は、基板14の両側の同時処理を可能にする。 In operation, each of the ion sources 20, 22 ionizes the process gas to form process gas ions. Ions are directed to the substrate 14 for deposition or etching. When the ion sources 20 and 22 are energized, plasma is generated in the vicinity of the anodes 30 and 40 in the processing chamber. The filaments 32 and 42 are supplied with electrons for ionization of process gas molecules in the plasma. Ions cross the plasma sheath on the substrate surface and are accelerated to the substrate surface of the substrate 14. The plasma CVD apparatus of FIG. 7 enables simultaneous processing on both sides of the substrate 14.
図7のプラズマCVD装置において、イオン源20,22は、陽極の一方のみが常に付勢されるように同期した、時間多重化法により付勢される。とくに、多重化電圧はイオン源20,22の陽極30,40に印加される。図8に示すように、陽極30,40の電圧は時間の関数で示されている。付勢電圧が時間T1,T3,T5のとき、陽極30に印加され、付勢電圧が時間T2,T4のとき、陽極40に印加される。陽極30,40に印加された電圧は、時間的に重なり合うことがなく、その結果イオン源の一方のみが常に付勢される。イオン源が交互にオンオフされ、イオン源の間のイオンとプラズマ電子の相互作用が除去される。電子は一方の陽極により、他方の陽極に交互に集められる。同期された、または時間多重化された操作により、複雑なシールド、または一方のプラズマを他方のプラズマから電気的に絶縁するためのグリッドの必要性がなくなる。 In the plasma CVD apparatus of FIG. 7, the ion sources 20 and 22 are energized by a time multiplexing method synchronized so that only one of the anodes is always energized. In particular, the multiplexed voltage is applied to the anodes 30 and 40 of the ion sources 20 and 22. As shown in FIG. 8, the voltages at the anodes 30 and 40 are shown as a function of time. When the energizing voltage is time T1, T3, T5, it is applied to the anode 30, and when the energizing voltage is time T2, T4, it is applied to the anode 40. The voltages applied to the anodes 30, 40 do not overlap in time, so that only one of the ion sources is always energized. The ion source is alternately turned on and off, and the interaction of ions and plasma electrons between the ion source is removed. Electrons are collected alternately by one anode and the other. Synchronized or time multiplexed operations eliminate the need for complex shields or grids to electrically isolate one plasma from the other.
陽極30,40に印加される交番電圧は好適に 約1kHzから約100kHzより低い周波数をもつ。一般的に、陽極電圧の周波数は、イオン源20,22内のイオンの反応回数と比較して低くあるべきである。このことは、イオン源が、陽極電圧のオンオフ時と比較して急速にオンオフに切り替わることを確実にする(例えば特許文献1参照)。 The alternating voltage applied to the anodes 30, 40 preferably has a frequency from about 1 kHz to less than about 100 kHz. In general, the frequency of the anode voltage should be low compared to the number of ion reactions in the ion source 20,22. This ensures that the ion source switches on and off more rapidly than when the anode voltage is on and off (see, for example, Patent Document 1).
図7に示すプラズマCVD装置の陽極30,40に1kHzから100kHzの高周波電圧を印加するパワー源50として、通常、高周波のパルスを使えるDCプラズマ電源を用いる。しかし、そのDCプラズマ電源は、作製するのに高度な技術を必要とするため、価格が高くなりがちである。 As a power source 50 for applying a high frequency voltage of 1 kHz to 100 kHz to the anodes 30 and 40 of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 7, a DC plasma power source that can use high frequency pulses is usually used. However, the DC plasma power supply tends to be expensive because it requires advanced technology to produce.
また、図7に示すプラズマCVD装置では、図8に示すように陽極に印加する電圧の位相をずらすための位相シフターをさらに設備しなければならないが、この位相シフターは高価である。 Further, in the plasma CVD apparatus shown in FIG. 7, it is necessary to further provide a phase shifter for shifting the phase of the voltage applied to the anode as shown in FIG. 8, but this phase shifter is expensive.
本発明の一態様は、被成膜基板の両側でプラズマを生成させてもプラズマの相互干渉を抑制できるプラズマCVD装置、磁気記録媒体の製造方法または成膜方法を提供することを課題とする。
また、本発明の一態様は、プラズマの相互干渉を抑制できるプラズマCVD装置、磁気記録媒体の製造方法または成膜方法をより安価に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, a method for manufacturing a magnetic recording medium, or a film forming method that can suppress plasma mutual interference even when plasma is generated on both sides of a deposition target substrate.
Another object of one embodiment of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus, a method for manufacturing a magnetic recording medium, or a film formation method that can suppress plasma mutual interference at a lower cost.
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第1及び第2のアノードと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のカソードと、
前記チャンバー内に配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記第1及び第2のアノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記第1及び第2のカソードに電気的に接続された交流電源と、
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、
第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御する制御部と、
を具備し、
前記被成膜基板の一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように配置され、前記被成膜基板の他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置され、
前記第2の電圧は0Vより大きく、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きい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;
First and second anodes disposed in the chamber;
First and second cathodes disposed in the chamber;
A holding unit for holding a deposition target substrate disposed in the chamber;
A first DC power source electrically connected to the first and second anodes;
An alternating current power source electrically connected to the first and second cathodes;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
At a first timing, a second voltage is applied to the other of the first and second anodes while a first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source. The second voltage is applied to the other one of the first and second anodes while the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing. A control unit for controlling to apply
Comprising
One surface of the film formation substrate is disposed so as to face the first anode and the first cathode, and the other surface of the film formation substrate is the second anode and the second cathode. Arranged to face
The plasma CVD apparatus, wherein the second voltage is greater than 0V, and the first voltage is greater than the second voltage.
上記のプラズマCVD装置によれば、常に被成膜基板の一方側でのみ強いプラズマを生成させ、被成膜基板1の他方側では弱いプラズマを生成させるため、プラズマの相互干渉を抑制することができる。 According to the plasma CVD apparatus described above, strong plasma is always generated only on one side of the deposition target substrate and weak plasma is generated on the other side of the deposition target substrate 1. it can.
(2)上記(1)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とするプラズマCVD装置。
(2) In (1) above,
The control unit repeats the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz).
上記(2)のプラズマCVD装置によれば、より安価にプラズマCVD装置を製造することができる。 According to the plasma CVD apparatus of (2) above, the plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
(3)上記(1)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、
前記制御部はシーケンサを有し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とするプラズマCVD装置。
(4)上記(1)乃至(3)のいずれか一項において、
前記制御部は、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第1の電圧が印加されることがなく、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第2の電圧が印加されることがないように制御することを特徴とするプラズマCVD装置。
(3) In (1) above,
The control unit repeats the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 100 Hz,
The plasma CVD apparatus, wherein the control unit includes a sequencer, and the frequency is controlled by the sequencer.
(4) In any one of (1) to (3) above,
The controller does not apply the first voltage to both the first and second anodes simultaneously, and applies the second voltage to both the first and second anodes simultaneously. A plasma CVD apparatus which is controlled so as not to have any.
(5)上記(1)において、
前記制御部は、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間に第3のタイミングを有し、前記第3のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加するように制御することを特徴とするプラズマCVD装置。
(5) In (1) above,
The control unit has a third timing between the first timing and the second timing, and the first and second anodes by the first DC power source at the third timing. The plasma CVD apparatus is controlled to apply the first voltage to both.
上記(5)のプラズマCVD装置によれば、被成膜基板の一方側に強いプラズマを生成させ、被成膜基板1の他方側に弱いプラズマを生成させるタイミングを設けることにより、プラズマの相互干渉を抑制することができる。 According to the plasma CVD apparatus of the above (5), mutual plasma interference is provided by providing a timing for generating strong plasma on one side of the deposition substrate and generating weak plasma on the other side of the deposition substrate 1. Can be suppressed.
(6)チャンバーと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のカソードと、
前記チャンバー内に配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記第1及び第2のアノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記第1及び第2のカソードに電気的に接続された交流電源と、
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、
第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御する制御部と、
を具備し、
前記被成膜基板の一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように配置され、前記被成膜基板の他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置され、
前記第2の電圧は0Vであり、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きく、
前記制御部は、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間に第3のタイミングを有し、前記第3のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加するように制御することを特徴とするプラズマCVD装置。
(6) a chamber;
First and second anodes disposed in the chamber;
First and second cathodes disposed in the chamber;
A holding unit for holding a deposition target substrate disposed in the chamber;
A first DC power source electrically connected to the first and second anodes;
An alternating current power source electrically connected to the first and second cathodes;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
At a first timing, a second voltage is applied to the other of the first and second anodes while a first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source. The second voltage is applied to the other one of the first and second anodes while the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing. A control unit for controlling to apply
Comprising
One surface of the film formation substrate is disposed so as to face the first anode and the first cathode, and the other surface of the film formation substrate is the second anode and the second cathode. Arranged to face
The second voltage is 0V, the first voltage is greater than the second voltage;
The control unit has a third timing between the first timing and the second timing, and the first and second anodes by the first DC power source at the third timing. The plasma CVD apparatus is controlled to apply the first voltage to both.
上記(6)のプラズマCVD装置によれば、被成膜基板の一方側でのみプラズマを生成させるタイミングを設けることによりプラズマの相互干渉を抑制することができる。 According to the plasma CVD apparatus of (6), it is possible to suppress the mutual interference of plasma by providing a timing for generating plasma only on one side of the deposition target substrate.
(7)上記(5)または(6)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とするプラズマCVD装置。
(8)上記(5)または(6)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、
前記制御部はシーケンサを有し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とするプラズマCVD装置。
(7) In the above (5) or (6),
The control unit repeats the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). Plasma CVD apparatus.
(8) In the above (5) or (6),
The controller repeats the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing at a frequency in the range of 10 Hz to 100 Hz,
The plasma CVD apparatus, wherein the control unit includes a sequencer, and the frequency is controlled by the sequencer.
(9)上記(1)乃至(8)のいずれか一項において、
前記第2の電圧は、前記第1の電圧の1〜50%(好ましくは10〜30%)の電圧であることを特徴とするプラズマCVD装置。
(9) In any one of (1) to (8) above,
The plasma CVD apparatus, wherein the second voltage is 1 to 50% (preferably 10 to 30%) of the first voltage.
(10)チャンバーと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のカソードと、
前記チャンバー内に配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記第1及び第2のアノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記第1及び第2のカソードに電気的に接続された交流電源と、
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、
第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御する制御部と、
を具備し、
前記被成膜基板の一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように配置され、前記被成膜基板の他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置され、
前記第2の電圧は0Vであり、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きく、
前記制御部は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とするプラズマCVD装置。
(10) a chamber;
First and second anodes disposed in the chamber;
First and second cathodes disposed in the chamber;
A holding unit for holding a deposition target substrate disposed in the chamber;
A first DC power source electrically connected to the first and second anodes;
An alternating current power source electrically connected to the first and second cathodes;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
At a first timing, a second voltage is applied to the other of the first and second anodes while a first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source. The second voltage is applied to the other one of the first and second anodes while the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing. A control unit for controlling to apply
Comprising
One surface of the film formation substrate is disposed so as to face the first anode and the first cathode, and the other surface of the film formation substrate is the second anode and the second cathode. Arranged to face
The second voltage is 0V, the first voltage is greater than the second voltage;
The control unit repeats the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz).
上記(10)のプラズマCVD装置によれば、被成膜基板の両側で同時にプラズマを生成させることがなく、常に被成膜基板の一方側でのみプラズマを生成させるため、プラズマの相互干渉を抑制することができる。さらに、10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で電圧印加を行うため、プラズマCVD装置をより安価に製造することができる。 According to the plasma CVD apparatus of (10), plasma is not generated simultaneously on both sides of the film formation substrate, and plasma is always generated only on one side of the film formation substrate, so that mutual interference of plasma is suppressed. can do. Furthermore, since voltage application is performed at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz), a plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
(11)上記(1)乃至(10)のいずれか一項において、
前記チャンバー内に配置され、前記保持部に保持された前記被成膜基板と前記第1のアノード及び前記第1のカソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられ、フロート電位とされる第1のプラズマウォールと、
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第2のアノード及び前記第2のカソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられ、フロート電位とされる第2のプラズマウォールと、を具備することを特徴とするプラズマCVD装置。
(11) In any one of the above (1) to (10),
A first electrode disposed in the chamber and covering the space between the film formation substrate held by the holding portion and the first anode and the first cathode is set to a float potential. 1 plasma wall,
A first electrode disposed in the chamber and covering the space between the deposition target substrate held by the holding portion and the second anode and the second cathode and having a float potential. A plasma CVD apparatus comprising: 2 plasma walls.
(12)上記(1)乃至(11)のいずれか一項において、
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3の直流電源を具備することを特徴とするプラズマCVD装置。
(12) In any one of the above (1) to (11),
A plasma CVD apparatus comprising a third DC power source electrically connected to the deposition target substrate held by the holding unit.
(13)上記(1)乃至(12)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第1及び第2のカソードそれぞれと前記第1及び第2のアノードそれぞれ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。
(13) In the method for manufacturing a magnetic recording medium using the plasma CVD apparatus according to any one of (1) to (12),
Holding the film formation substrate on which at least the magnetic layer is formed on the nonmagnetic substrate in the holding unit,
In the chamber, the source gas is put into a plasma state by discharge between the first and second cathodes and the first and second anodes, respectively, and the film is formed by holding the plasma in the holding unit. A method for producing a magnetic recording medium, comprising forming a protective layer comprising carbon as a main component by accelerated collision with a surface of a substrate.
(14)チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと第1及び第2のカソードを有するプラズマCVD装置を用いて基板に成膜する成膜方法において、
前記チャンバー内に前記基板を、その一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように、且つその他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置し、
第1のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
第2のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
前記第1及び第2のタイミングに前記第1及び第2のカソードに交流電圧が印加されており、
前記第2の電圧は0Vより大きく、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きいことを特徴とする成膜方法。
(14) In a film forming method for forming a film on a substrate using a plasma CVD apparatus having first and second anodes and first and second cathodes arranged in a chamber,
The substrate is placed in the chamber such that one surface thereof faces the first anode and the first cathode, and the other surface faces the second anode and the second cathode. And place
By applying a second voltage to the other of the first and second anodes while applying a first voltage to one of the first and second anodes at a first timing, A source gas is made into a plasma state and accelerated to collide with the substrate to form a film,
Applying the first voltage to the other of the first and second anodes while applying the second voltage to one of the first and second anodes at a second timing; The source gas is in a plasma state and acceleratedly collided with the substrate to form a film,
AC voltage is applied to the first and second cathodes at the first and second timings,
The film forming method, wherein the second voltage is greater than 0 V, and the first voltage is greater than the second voltage.
(15)上記(14)において、
前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とする成膜方法。
(16)上記(14)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、
前記制御部はシーケンサを有し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とする成膜方法。
(15) In the above (14),
The film formation method characterized by repeating the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz).
(16) In the above (14),
The control unit repeats the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 100 Hz,
The film forming method, wherein the control unit includes a sequencer, and the frequency is controlled by the sequencer.
(17)上記(14)において、
前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間に第3のタイミングを有し、前記第3のタイミングに、前記第1及び第2のカソードに交流電圧が印加され、且つ前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜することを特徴とする成膜方法。
(17) In the above (14),
There is a third timing between the first timing and the second timing, and an AC voltage is applied to the first and second cathodes at the third timing, and the first and second timings A film forming method, wherein the first voltage is applied to both of the second anodes to cause the source gas to be accelerated and collide with the substrate in a plasma state in the chamber.
(18)チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと第1及び第2のカソードを有するプラズマCVD装置を用いて基板に成膜する成膜方法において、
前記チャンバー内に前記基板を、その一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように、且つその他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置し、
第1のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
第3のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
第2のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
前記第1乃至第3のタイミングに前記第1及び第2のカソードに交流電圧が印加されており、
前記第2の電圧は0Vであり、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きいことを特徴とする成膜方法。
(18) In a film forming method for forming a film on a substrate using a plasma CVD apparatus having first and second anodes and first and second cathodes arranged in a chamber,
The substrate is placed in the chamber such that one surface thereof faces the first anode and the first cathode, and the other surface faces the second anode and the second cathode. And place
By applying a second voltage to the other of the first and second anodes while applying a first voltage to one of the first and second anodes at a first timing, A source gas is made into a plasma state and accelerated to collide with the substrate to form a film,
At the third timing, by applying the first voltage to both the first and second anodes, the source gas is caused to accelerate and collide with the substrate in a plasma state in the chamber;
Applying the first voltage to the other of the first and second anodes while applying the second voltage to one of the first and second anodes at a second timing; The source gas is in a plasma state and acceleratedly collided with the substrate to form a film,
AC voltage is applied to the first and second cathodes at the first to third timings,
The film forming method, wherein the second voltage is 0 V, and the first voltage is larger than the second voltage.
(19)上記(17)または(18)において、
前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とする成膜方法。
(20)上記(17)または(18)において、
前記制御部は、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、
前記制御部はシーケンサを有し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とする成膜方法。
(19) In the above (17) or (18),
The film formation method characterized by repeating the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). .
(20) In the above (17) or (18),
The controller repeats the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing at a frequency in the range of 10 Hz to 100 Hz,
The film forming method, wherein the control unit includes a sequencer, and the frequency is controlled by the sequencer.
(21)上記(14)乃至(20)のいずれか一項において、
前記第2の電圧は、前記第1の電圧の1〜50%(好ましくは10〜30%)の電圧であることを特徴とする成膜方法。
(21) In any one of the above (14) to (20),
The film forming method, wherein the second voltage is 1 to 50% (preferably 10 to 30%) of the first voltage.
(22)チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと第1及び第2のカソードを有するプラズマCVD装置を用いて基板に成膜する成膜方法において、
前記チャンバー内に前記基板を、その一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように、且つその他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置し、
第1のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
第2のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
前記第1及び第2のタイミングに前記第1及び第2のカソードに交流電圧が印加されており、
前記第2の電圧は0Vであり、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きく、
前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことを特徴とする成膜方法。
(22) In a film forming method for forming a film on a substrate using a plasma CVD apparatus having first and second anodes and first and second cathodes arranged in a chamber,
The substrate is placed in the chamber such that one surface thereof faces the first anode and the first cathode, and the other surface faces the second anode and the second cathode. And place
By applying a second voltage to the other of the first and second anodes while applying a first voltage to one of the first and second anodes at a first timing, A source gas is made into a plasma state and accelerated to collide with the substrate to form a film,
Applying the first voltage to the other of the first and second anodes while applying the second voltage to one of the first and second anodes at a second timing; The source gas is in a plasma state and acceleratedly collided with the substrate to form a film,
AC voltage is applied to the first and second cathodes at the first and second timings,
The second voltage is 0V, the first voltage is greater than the second voltage;
The film formation method characterized by repeating the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz).
(23)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(14)乃至(22)のいずれか一項に記載の成膜方法により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。
(23) 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 a protective layer by the film forming method according to any one of (14) to (22).
本発明の一態様によれば、被成膜基板の両側でプラズマを生成させてもプラズマの相互干渉を抑制できるプラズマCVD装置、磁気記録媒体の製造方法または成膜方法を提供することができる。
また、本発明の一態様によれば、プラズマの相互干渉を抑制できるプラズマCVD装置、磁気記録媒体の製造方法または成膜方法をより安価に提供することができる。
According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a plasma CVD apparatus, a method for manufacturing a magnetic recording medium, or a film forming method that can suppress plasma mutual interference even when plasma is generated on both sides of a film formation substrate.
Further, according to one embodiment of the present invention, a plasma CVD apparatus, a method for manufacturing a magnetic recording medium, or a film formation method that can suppress mutual interference of plasma can be provided at a lower cost.
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.
<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。
<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 is an apparatus capable of forming films on both surfaces of the film formation substrate 1 simultaneously.
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第1及び第2のカソード電極(第1及び第2のカソードフィラメント)103a,103bが形成されている。第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれの両端はチャンバー102の外部に位置する第1及び第2のカソード電源(第1及び第2の交流電源)105a,105bに電気的に接続されており、第1及び第2のカソード電源105a,105b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。第1及び第2のカソード電源105a,105b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。第1及び第2のカソード電源105a,105bの一端はアース106に電気的に接続されている。 The plasma CVD apparatus includes a chamber 102, and filament-shaped first and second cathode electrodes (first and second cathode filaments) 103a and 103b made of, for example, tantalum are formed in the chamber 102. ing. Both ends of each of the first and second cathode filaments 103a and 103b are electrically connected to first and second cathode power sources (first and second AC power sources) 105a and 105b located outside the chamber 102. The first and second cathode power supplies 105 a and 105 b are arranged in an insulated state with respect to the chamber 102. As the first and second cathode power supplies 105a and 105b, for example, power supplies of 0 to 50 V and 10 to 50 A (ampere) can be used. One ends of the first and second cathode power supplies 105 a and 105 b are electrically connected to the ground 106.
チャンバー102内には、第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれの周囲を囲むようにロート状の形状を有する第1及び第2のアノード電極(第1及び第2のアノードコーン)104a,104bが配置されており、第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれはスピーカーのような形状とされている。 In the chamber 102, first and second anode electrodes (first and second anode cones) 104a having funnel-like shapes so as to surround the first and second cathode filaments 103a and 103b, respectively. 104b is disposed, and each of the first and second anode cones 104a and 104b is shaped like a speaker.
第1のアノードコーン104aは第1のスイッチ121aを介して第1のアノード電源(第1のDC(直流)電源)107aに電気的に接続されており、第1のDC電源107a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。第1のDC電源107aのプラス電位側が第1のスイッチ121aを介して第1のアノードコーン104aに電気的に接続されており、第1のDC電源107a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 first anode cone 104 a is electrically connected to a first anode power source (first DC (direct current) power source) 107 a via a first switch 121 a, and the first DC power source 107 a is connected to the chamber 102. It is arranged in an insulated state. The positive potential side of the first DC power source 107a is electrically connected to the first anode cone 104a via the first switch 121a, and the negative potential side of the first DC power source 107a is electrically connected to the ground 106. Has been.
第2のアノードコーン104bは第2のスイッチ121bを介して第2のアノード電源(第2のDC(直流)電源)107bに電気的に接続されており、第2のDC電源107b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。第2のDC電源107bのプラス電位側が第2のスイッチ121bを介して第2のアノードコーン104bに電気的に接続されており、第2のDC電源107b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 second anode cone 104b is electrically connected to a second anode power source (second DC (direct current) power source) 107b via a second switch 121b, and the second DC power source 107b is connected to the chamber 102. It is arranged in an insulated state. The positive potential side of the second DC power source 107b is electrically connected to the second anode cone 104b via the second switch 121b, and the negative potential side of the second DC power source 107b is electrically connected to the ground 106. Has been.
第1及び第2のスイッチ121a,121b、第1及び第2のDC電源107a,107bそれぞれは、図示せぬ制御部によって制御される。これにより、第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれに印加される電圧が制御される。なお、第1及び第2のDC電源107a,107b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 first and second switches 121a and 121b and the first and second DC power sources 107a and 107b are controlled by a control unit (not shown). Thereby, the voltages applied to the first and second anode cones 104a and 104b are controlled. As the first and second DC power sources 107a and 107b, for example, power sources of 0 to 500 V and 0 to 7.5 A (ampere) can be used.
上記の制御部は、例えば以下の第1〜第4の制御を行うものである。また、制御部はシーケンサを有しているとよい。 Said control part performs the following 1st-4th control, for example. The control unit may have a sequencer.
[第1の制御:図2(A),(B)]
第1の制御は、第1のタイミングに、第1の直流電源によって第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御し、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すものである。第2の電圧は0Vであり、第1の電圧は第2の電圧より大きい。
[First control: FIGS. 2A and 2B]
In the first control, a second voltage is applied to the other of the first and second anodes while applying a first voltage to one of the first and second anodes by a first DC power source at a first timing. A voltage is applied, and the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing, while the second voltage is applied to the other of the first and second anodes. Control is performed so that a first voltage is applied, and the first timing and the second timing are repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). The second voltage is 0V, and the first voltage is greater than the second voltage.
以下に具体的に説明する。
図2(A)は第1のアノード電極104aに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートであり、図2(B)は第2のアノード電極104bに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートである。
This will be specifically described below.
FIG. 2A is a timing chart showing the relationship between the voltage applied to the first anode electrode 104a and time, and FIG. 2B shows the relationship between the voltage applied to the second anode electrode 104b and time. It is a timing chart which shows.
第1の制御は、図2(A),(B)に示す0.00〜0.02秒である第1のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第1の電圧である0Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第2の電圧である75Vを印加し、図2(A),(B)に示す0.02〜0.04秒である第2のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第2の電圧である75Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第1の電圧である0Vを印加し、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すものである。なお、シーケンサが周波数制御を行うとよく、その場合の周波数は10〜100Hzの範囲が好ましい。 The first control is the first anode electrode by the first and second DC power sources 107a and 107b at the first timing of 0.00 to 0.02 seconds shown in FIGS. While applying a first voltage of 0V to 104a, a second voltage of 75V is applied to the second anode electrode 104b for 0.02 to 0.04 seconds as shown in FIGS. At the second timing, the first and second DC power sources 107a and 107b apply the second voltage 75V to the first anode electrode 104a while applying the first voltage to the second anode electrode 104b. A certain 0 V is applied, and the first timing and the second timing are repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). Note that the sequencer preferably performs frequency control, and the frequency in that case is preferably in the range of 10 to 100 Hz.
上記の第1の制御によれば、被成膜基板1の両側で同時にプラズマを生成させることがなく、常に被成膜基板1の一方側でのみプラズマを生成させるため、プラズマの相互干渉を抑制することができる。従って、面内均一性良く膜を形成することができる。さらに、10Hz以上400kHz以下の範囲の周波数で電圧印加を行うため、プラズマCVD装置をより安価に製造することができる。 According to the first control described above, plasma is not generated simultaneously on both sides of the deposition target substrate 1, and plasma is always generated only on one side of the deposition target substrate 1, thereby suppressing plasma mutual interference. can do. Therefore, a film can be formed with good in-plane uniformity. Furthermore, since voltage application is performed at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz, the plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
[第2の制御:図2(C),(D)]
第2の制御は、第1のタイミングに、第1の直流電源によって第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御する。第2の電圧は0Vより大きく、第1の電圧は第2の電圧より大きい。なお、第2の電圧は、第1の電圧の1〜50%(好ましくは10〜30%)の電圧であることが好ましい。
[Second Control: FIGS. 2C and 2D]
In the second control, the first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at the first timing, while the second voltage is applied to the other of the first and second anodes. A voltage is applied, and the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing, while the second voltage is applied to the other of the first and second anodes. Control is performed so as to apply the first voltage. The second voltage is greater than 0V and the first voltage is greater than the second voltage. Note that the second voltage is preferably 1 to 50% (preferably 10 to 30%) of the first voltage.
なお、第2の制御は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことが好ましく、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第1の電圧が印加されることがなく、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第2の電圧が印加されることがないことが好ましい。 In the second control, the first timing and the second timing are preferably repeated at a frequency in a range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz), and the first and second anodes are repeated. Preferably, the first voltage is not applied to both of the first and second anodes, and the second voltage is not applied to both the first and second anodes simultaneously.
以下に具体的に説明する。
図2(C)は第2のアノード電極104bに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートであり、図2(D)は第1のアノード電極104aに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートである。
This will be specifically described below.
2C is a timing chart showing the relationship between the voltage applied to the second anode electrode 104b and time, and FIG. 2D shows the relationship between the voltage applied to the first anode electrode 104a and time. It is a timing chart which shows.
第2の制御は、図2(C),(D)に示す0.00〜0.02秒である第1のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第1の電圧である75Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第2の電圧である10Vを印加し、図2(C),(D)に示す0.02〜0.04秒である第2のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第2の電圧である10Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第1の電圧である75Vを印加し、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すものである。なお、シーケンサが周波数制御を行うとよく、その場合の周波数は10〜100Hzの範囲が好ましい。 In the second control, the first anode electrode is supplied by the first and second DC power sources 107a and 107b at the first timing of 0.00 to 0.02 seconds shown in FIGS. While applying the first voltage of 75V to 104a, the second voltage of 10V is applied to the second anode electrode 104b for 0.02 to 0.04 seconds as shown in FIGS. At the second timing, the first and second DC power sources 107a and 107b apply the second voltage of 10V to the first anode electrode 104a while applying the first voltage to the second anode electrode 104b. A certain 75 V is applied, and the first timing and the second timing are repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). Note that the sequencer preferably performs frequency control, and the frequency in that case is preferably in the range of 10 to 100 Hz.
上記の第2の制御によれば、常に被成膜基板1の一方側でのみ強いプラズマを生成させ、被成膜基板1の他方側では弱いプラズマを生成させるため、プラズマの相互干渉を抑制することができる。従って、面内均一性良く膜を形成することができる。また、10Hz以上400kHz以下の範囲の周波数で電圧印加を行うため、プラズマCVD装置をより安価に製造することができる。 According to the second control, a strong plasma is always generated only on one side of the deposition target substrate 1 and a weak plasma is generated on the other side of the deposition target substrate 1. be able to. Therefore, a film can be formed with good in-plane uniformity. Moreover, since voltage application is performed at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz, the plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
[第3の制御:図3(A),(B)]
第3の制御は、第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加し、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間に第3のタイミングを有し、前記第3のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加するように制御する。第2の電圧は0Vであり、第1の電圧は第2の電圧より大きい。なお、第2の電圧は、第1の電圧の1〜50%(好ましくは10〜30%)の電圧であることが好ましい。
[Third Control: FIGS. 3A and 3B]
In the third control, the first voltage is applied to the other of the first and second anodes while applying the first voltage to one of the first and second anodes by the first DC power source at the first timing. 2 and applying the second voltage to one of the first and second anodes by the first DC power source at the second timing, while the other of the first and second anodes is applied. The first voltage is applied to the first timing, and a third timing is provided between the first timing and the second timing, and the first DC power source is used for the first timing at the third timing. And controlling to apply the first voltage to both the second anode and the second anode. The second voltage is 0V, and the first voltage is greater than the second voltage. Note that the second voltage is preferably 1 to 50% (preferably 10 to 30%) of the first voltage.
なお、第2の制御は、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことが好ましい。 In the second control, the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing are repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). It is preferable.
以下に具体的に説明する。
図3(A)は第2のアノード電極104bに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートであり、図3(B)は第1のアノード電極104aに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートである。
This will be specifically described below.
FIG. 3A is a timing chart showing the relationship between the voltage applied to the second anode electrode 104b and time, and FIG. 3B shows the relationship between the voltage applied to the first anode electrode 104a and time. It is a timing chart which shows.
第3の制御は、図3(A),(B)に示す0.01〜0.02秒である第1のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第1の電圧である75Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第2の電圧である0Vを印加し、図3(A),(B)に示す0.02〜0.03秒である第3のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1及び第2のアノード電極104a,104bの両方に第1の電圧である75Vを印加し、図3(A),(B)に示す0.03〜0.04秒である第2のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第2の電圧である0Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第1の電圧である75Vを印加し、図3(A),(B)に示す0.04〜0.05秒である第3のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1及び第2のアノード電極104a,104bの両方に第1の電圧である75Vを印加し、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すものである。なお、シーケンサが周波数制御を行うとよく、その場合の周波数は10〜100Hzの範囲が好ましい。 The third control is the first anode electrode by the first and second DC power sources 107a and 107b at the first timing of 0.01 to 0.02 seconds shown in FIGS. While applying a first voltage of 75V to 104a, a second voltage of 0V is applied to the second anode electrode 104b, and 0.02 to 0.03 seconds shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). At the third timing, 75V, which is the first voltage, is applied to both the first and second anode electrodes 104a, 104b by the first and second DC power sources 107a, 107b, and FIG. , (B), a second voltage of 0 V is applied to the first anode electrode 104a by the first and second DC power sources 107a and 107b at the second timing of 0.03 to 0.04 seconds. While the second anode electrode 104b The first and second DC power supplies 107a and 107b are applied at the third timing of 0.04 to 0.05 seconds shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). 75V, which is the first voltage, is applied to both the second anode electrode 104a and the second anode electrode 104b, and the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing are set to 10 Hz or more and 400 kHz. It repeats at a frequency in the following range (preferably 10 Hz or more and less than 1 kHz). Note that the sequencer preferably performs frequency control, and the frequency in that case is preferably in the range of 10 to 100 Hz.
上記の第3の制御によれば、被成膜基板1の一方側でのみプラズマを生成させるタイミングを設けることによりプラズマの相互干渉を抑制することができる。従って、面内均一性良く膜を形成することができる。また、10Hz以上400kHz以下の範囲の周波数で電圧印加を行うため、プラズマCVD装置をより安価に製造することができる。 According to the third control, it is possible to suppress the mutual interference of plasma by providing a timing for generating plasma only on one side of the deposition target substrate 1. Therefore, a film can be formed with good in-plane uniformity. Moreover, since voltage application is performed at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz, the plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
[第4の制御:図3(C),(D)]
第4の制御は、第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加し、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間に第3のタイミングを有し、前記第3のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの両方に前記第1の電圧を印加するように制御する。第2の電圧は0Vより大きく、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きい。なお、第2の電圧は、第1の電圧の1〜50%(好ましくは10〜30%)の電圧であることが好ましい。
[Fourth Control: FIGS. 3C and 3D]
In the fourth control, the first voltage is applied to the other one of the first and second anodes while the first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at the first timing. 2 and applying the second voltage to one of the first and second anodes by the first DC power source at the second timing, while the other of the first and second anodes is applied. The first voltage is applied to the first timing, and a third timing is provided between the first timing and the second timing, and the first DC power source is used for the first timing at the third timing. And controlling to apply the first voltage to both the second anode and the second anode. The second voltage is greater than 0V and the first voltage is greater than the second voltage. Note that the second voltage is preferably 1 to 50% (preferably 10 to 30%) of the first voltage.
なお、第2の制御は、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すことが好ましい。 In the second control, the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing are repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). It is preferable.
以下に具体的に説明する。
図3(C)は第2のアノード電極104bに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートであり、図3(D)は第1のアノード電極104aに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートである。
This will be specifically described below.
FIG. 3C is a timing chart showing the relationship between the voltage applied to the second anode electrode 104b and time, and FIG. 3D shows the relationship between the voltage applied to the first anode electrode 104a and time. It is a timing chart which shows.
第4の制御は、図3(C),(D)に示す0.01〜0.02秒である第1のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1のアノード電極104aに第1の電圧である75Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第2の電圧である10Vを印加し、図3(C),(D)に示す0.02〜0.03秒である第3のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって、第1及び第2のアノード電極104a,104bの両方に第1の電圧である75Vを印加し、図3(C),(D)に示す0.03〜0.04秒である第2のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって、第1のアノード電極104aに第2の電圧である10Vを印加しながら第2のアノード電極104bに第1の電圧である75Vを印加し、図3(C),(D)に示す0.04〜0.05秒である第3のタイミングに、第1及び第2のDC電源107a,107bによって第1及び第2のアノード電極104a,104bの両方に第1の電圧である75Vを印加し、前記第1のタイミング、前記第3のタイミング、前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングを10Hz以上400kHz以下(好ましくは10Hz以上1kHz未満)の範囲の周波数で繰り返すものである。なお、シーケンサが周波数制御を行うとよく、その場合の周波数は10〜100Hzの範囲が好ましい。 The fourth control is the first anode electrode by the first and second DC power sources 107a and 107b at the first timing of 0.01 to 0.02 seconds shown in FIGS. While applying 75V as the first voltage to 104a, 10V as the second voltage is applied to the second anode electrode 104b, and 0.02 to 0.03 seconds shown in FIGS. 3 (C) and 3 (D). At the third timing, the first and second DC power sources 107a and 107b apply the first voltage of 75 V to both the first and second anode electrodes 104a and 104b, and FIG. ) And (D) at the second timing of 0.03 to 0.04 seconds, the first and second DC power supplies 107a and 107b apply a second voltage of 10V to the first anode electrode 104a. The second anode electrode 10 while applying The first and second DC power sources 107a and 107a are applied to b at a third timing of 0.04 to 0.05 seconds shown in FIGS. A first voltage 75V is applied to both the first and second anode electrodes 104a and 104b by 107b, and the first timing, the third timing, the second timing, and the third timing are applied. Is repeated at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz (preferably 10 Hz to less than 1 kHz). Note that the sequencer preferably performs frequency control, and the frequency in that case is preferably in the range of 10 to 100 Hz.
上記の第4の制御によれば、被成膜基板1の一方側に強いプラズマを生成させ、被成膜基板1の他方側に弱いプラズマを生成させるタイミングを設けることにより、プラズマの相互干渉を抑制することができる。従って、面内均一性良く膜を形成することができる。また、10Hz以上400kHz以下の範囲の周波数で電圧印加を行うため、プラズマCVD装置をより安価に製造することができる。 According to the fourth control described above, by providing a timing at which strong plasma is generated on one side of the deposition target substrate 1 and weak plasma is generated on the other side of the deposition target substrate 1, plasma mutual interference is achieved. Can be suppressed. Therefore, a film can be formed with good in-plane uniformity. Moreover, since voltage application is performed at a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz, the plasma CVD apparatus can be manufactured at a lower cost.
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は第1及び第2のカソードフィラメント103a,103b及び第1及び第2のアノードコーン104a,104bに対向するように配置されている。詳細には、第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bは第1及び第2のアノードコーン104a,104bの内周面の中央部付近で包囲されており、第1及び第2のアノードコーン104a,104b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 target substrate 1 is disposed in the chamber 102, and this deposition target substrate 1 is opposed to the first and second cathode filaments 103a and 103b and the first and second anode cones 104a and 104b. Is arranged. Specifically, the first and second cathode filaments 103a and 103b are surrounded near the center of the inner peripheral surface of the first and second anode cones 104a and 104b, and the first and second anode cones 104a are surrounded. , 104b are arranged with the maximum inner diameter side facing the film formation 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。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 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. 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.
チャンバー102内には、第1のカソードフィラメント103a及び第1のアノードコーン104aそれぞれと被成膜基板1との間の空間を覆うように第1のプラズマウォール108aが配置され、且つ第2のカソードフィラメント103b及び第2のアノードコーン104bそれぞれと被成膜基板1との間の空間を覆うように第2のプラズマウォール108bが配置されている。 A first plasma wall 108 a is disposed in the chamber 102 so as to cover the space between the first cathode filament 103 a and the first anode cone 104 a and the deposition target substrate 1, and the second cathode A second plasma wall 108b is disposed so as to cover the space between each of the filament 103b and the second anode cone 104b and the deposition target substrate 1.
第1及び第2のプラズマウォール108a,108bそれぞれは、フロート電位(図示せず)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。また、第1及び第2のプラズマウォール108a,108bは円筒形状又は多角形状を有している。 Each of the first and second plasma walls 108 a and 108 b is electrically connected to a float potential (not shown), and is disposed in an insulated state with respect to the chamber 102. The first and second plasma walls 108a and 108b have a cylindrical shape or a polygonal shape.
第1及び第2のプラズマウォール108a,108bそれぞれの被成膜基板1側の端部には膜厚補正板118a,118bが設けられており、膜厚補正板118a,118bは前記フロート電位に電気的に接続されている。膜厚補正板118a,118b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。 Film thickness correction plates 118a and 118b are provided at the ends of the first and second plasma walls 108a and 108b on the film formation substrate 1 side, and the film thickness correction plates 118a and 118b are electrically connected to the float potential. Connected. The thickness of the film formed on the outer peripheral portion of the deposition target substrate 1 can be controlled by the film thickness correction plates 118a and 118b.
チャンバー102の外側には第1及び第2のネオジウム磁石109a,109bが配置されている。第1及び第2のネオジウム磁石109a,109b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、この磁石中心は第1及び第2のカソードフィラメント103a,103b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。第1及び第2のネオジウム磁石109a,109bそれぞれは、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。 First and second neodymium magnets 109 a and 109 b are disposed outside the chamber 102. The first and second neodymium magnets 109a and 109b have, for example, a cylindrical shape or a polygonal shape, and the center of the cylindrical or polygonal inner diameter is the magnet center, and the magnet center is the first and second cathode filaments. They are positioned so as to face the approximate centers of 103a and 103b and the approximate center of the deposition target substrate 1, respectively. Each of the first and second neodymium magnets 109a and 109b preferably has a magnetic force of 50G (Gauss) or more and 200G or less, more preferably 50G or more and 150G or less. The reason why the magnetic force at the magnet center is set to 200 G or less is that in the case of a neodymium magnet, it is a manufacturing limit to increase the magnetic force at the magnet center to 200 G. The reason why the magnetic force at the center of the magnet is preferably 150 G or less is that if the magnetic force at the center of the magnet exceeds 150 G, the cost of making the magnet increases.
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. In addition, the plasma CVD apparatus has a gas supply mechanism (not shown) for supplying a film forming material gas into the chamber 102.
<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、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(C7H8)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、第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれに第1及び第2のカソード電源105a,105bによって交流電流を供給することにより第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bが加熱される。 First, the 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 introduced into the chamber 102 as a film forming source gas by the gas introduction mechanism. After the chamber 102 reaches a predetermined pressure, the first and second cathode power sources 105a and 105b supply alternating currents to the first and second cathode filaments 103a and 103b, respectively. The cathode filaments 103a and 103b are heated.
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、第1及び第2のDC電源107a,107bそれぞれから第1及び第2のスイッチ121a,121bを介して第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれに直流電流を供給する。この際、第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれに印加される電圧は、制御部によって、前述した図2(A),(B)に示す第1の制御、図2(C),(D)に示す第2の制御、図3(A),(B)に示す第3の制御または図3(C),(D)に示す第4の制御のいずれかのように制御される。 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 first and second DC power sources 107a and 107b to the first and second anode cones 104a and 104b via the first and second switches 121a and 121b, respectively. At this time, the voltage applied to each of the first and second anode cones 104a and 104b is controlled by the control unit according to the first control shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). The second control shown in (D), the third control shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), or the fourth control shown in FIGS. 3 (C) and 3 (D). .
第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bの加熱によって、第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれから第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれに向けて多量の電子が放出され、第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれと第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれ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、第1及び第2のネオジウム磁石109a,109bそれぞれによって第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれ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。 By heating the first and second cathode filaments 103a and 103b, a large amount of electrons are emitted from the first and second cathode filaments 103a and 103b toward the first and second anode cones 104a and 104b, respectively. Glow discharge is started between each of the first and second cathode filaments 103a and 103b and each of the first and second anode cones 104a and 104b. 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. At this time, since the first and second neodymium magnets 109a and 109b respectively generate magnetic fields in regions where the toluene gas located in the vicinity of the first and second cathode filaments 103a and 103b is turned into plasma, Plasma can be densified by a magnetic field, and ionization efficiency can be improved. 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. Thereby, a thin DLC film is formed on the deposition target substrate 1. At this time, the reaction of the following formula (1) occurs on the surface of the film formation substrate 1.
C7H8+e− → CaHb +xH2↑ ・・・(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第1及び第2のカソードフィラメント103a,103bそれぞれと第1及び第2のアノードコーン104a,104bそれぞれ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 plasma-treated by discharge between the first and second cathode filaments 103a and 103b and the first and second anode cones 104a and 104b, respectively, heated in the chamber 102 under a predetermined vacuum condition. The plasma is accelerated and collided with the surface of the film formation substrate held by the holding unit. As a result, a protective layer mainly composed of carbon is formed on the surface of the film formation substrate.
上記実施の形態によれば、被成膜基板1の両側でプラズマを生成させて被成膜基板1の両面に成膜させるプラズマCVD装置、成膜方法及び磁気記録媒体の製造方法であっても、プラズマの相互干渉を抑制することにより、被成膜基板1の両面に成膜された膜の面内均一性を良くすることができる。 According to the above-described embodiment, even in the plasma CVD apparatus, the film forming method, and the magnetic recording medium manufacturing method in which the plasma is generated on both sides of the film formation substrate 1 to form the film on both surfaces of the film formation substrate 1. By suppressing the mutual interference of the plasma, the in-plane uniformity of the films formed on both surfaces of the deposition target substrate 1 can be improved.
(実施例1)
図4(A)は、図1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4(B)は、図4(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。図6(A)は第1のアノードコーン104aに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートであり、図6(B)は第2のアノードコーン104bに印加される電圧と時間の関係を示すタイミングチャートである。
Example 1
FIG. 4A 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. 1, and FIG. 4B 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. FIG. 6A is a timing chart showing the relationship between the voltage applied to the first anode cone 104a and time, and FIG. 6B shows the relationship between the voltage applied to the second anode cone 104b and time. It is a timing chart which shows.
図4(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1に示すプラズマCVD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103a,103b:タンタルフィラメント
交流電源105a,105bの出力:230W
DC電源107a,107bの電流:1650mA
DC電源107a,107bの電圧:最大95V,最小10V
周波数 :20Hz
第1及び第2のアノードコーン104a,104bへの電圧制御:図6(A),(B)
DC電源112の電圧:250V
The conditions when the DLC film 10 shown in FIGS. 4A and 4B is formed are as follows.
Deposition apparatus: plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 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 103a, 103b: Tantalum filament Output from AC power supply 105a, 105b: 230W
Current of DC power supplies 107a and 107b: 1650 mA
DC power supply 107a, 107b voltage: maximum 95V, minimum 10V
Frequency: 20Hz
Voltage control to the first and second anode cones 104a and 104b: FIGS. 6 (A) and 6 (B)
Voltage of DC power supply 112: 250V
(比較例1)
図5(A)は、図1に示すプラズマ処理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5(B)は、図5(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)
FIG. 5A is a photograph in which the DLC film 11 is formed on the deposition target substrate 1 using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5B is the deposition shown in FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a film thickness of a DLC film 11 formed on a film substrate 1. FIG.
図5(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1に示すプラズマCVD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103a,103b:タンタルフィラメント
交流電源105a,105bの出力:230W
DC電源107a,107bの電流:1650mA
DC電源107a,107bの電圧:95V一定
DC電源112の電圧:250V
Conditions for forming the DLC film 11 shown in FIGS. 5A and 5B are as follows.
Deposition apparatus: plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 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 103a, 103b: Tantalum filament Output from AC power supply 105a, 105b: 230W
Current of DC power supplies 107a and 107b: 1650 mA
Voltage of DC power supply 107a, 107b: constant 95V Voltage of DC power supply 112: 250V
上記の比較例では、図5(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4(B)に示すように、被成膜基板1の外周付近のDLC膜10の膜厚がほぼ一定になった。従って、被成膜基板1の両側でプラズマを生成させてもプラズマの相互干渉を抑制できることが確認された。 In the above comparative example, as shown in FIG. 5B, the thickness of the DLC film 11 near the outer periphery of the deposition target substrate 1 is increased. ), The thickness of the DLC film 10 in the vicinity of the outer periphery of the deposition target substrate 1 became substantially constant. Therefore, it was confirmed that even if plasma was generated on both sides of the deposition target substrate 1, the mutual interference of the plasma could be suppressed.
1 被成膜基板
10,11 DLC膜
102 チャンバー
103a 第1のカソード電極(第1のカソードフィラメント)
103b 第2のカソード電極(第2のカソードフィラメント)
104a 第1のアノード電極(第1のアノードコーン)
104b 第2のアノード電極(第2のアノードコーン)
105a 第1のカソード電源(第1の交流電源)
105b 第2のカソード電源(第2の交流電源)
106 アース電源
107a 第1のアノード電源(第1のDC(直流)電源)
107b 第2のアノード電源(第2のDC(直流)電源)
108a 第1のプラズマウォール
108b 第2のプラズマウォール
118a,118b 膜厚補正板
109a 第1のネオジウム磁石
109b 第2のネオジウム磁石
112 バイアス電源(DC電源,直流電源)
121a 第1のスイッチ
121b 第2のスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate to be deposited 10,11 DLC film 102 Chamber 103a First cathode electrode (first cathode filament)
103b Second cathode electrode (second cathode filament)
104a First anode electrode (first anode cone)
104b Second anode electrode (second anode cone)
105a First cathode power source (first AC power source)
105b Second cathode power source (second AC power source)
106 Ground power source 107a First anode power source (first DC (direct current) power source)
107b Second anode power source (second DC (direct current) power source)
108a First plasma wall 108b Second plasma wall 118a, 118b Film thickness correction plate 109a First neodymium magnet 109b Second neodymium magnet 112 Bias power source (DC power source, DC power source)
121a first switch 121b second switch
Claims (6)
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のアノードと、
前記チャンバー内に配置された第1及び第2のカソードと、
前記チャンバー内に配置される被成膜基板を保持する保持部と、
前記第1及び第2のアノードに電気的に接続された第1の直流電源と、
前記第1及び第2のカソードに電気的に接続された交流電源と、
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、
第1のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加し、第2のタイミングに、前記第1の直流電源によって前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加するように制御する制御部と、
を具備し、
前記被成膜基板の一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように配置され、前記被成膜基板の他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置され、
前記制御部は、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第1の電圧が印加されることがなく、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第2の電圧が印加されることがないように制御され、
前記第2の電圧は0Vより大きく、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きく、前記第2の電圧は、前記第1の電圧の1〜50%の電圧であり、
前記制御部は、前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、
前記制御部はシーケンサを有し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とするプラズマCVD装置。 A chamber;
First and second anodes disposed in the chamber;
First and second cathodes disposed in the chamber;
A holding unit for holding a deposition target substrate disposed in the chamber;
A first DC power source electrically connected to the first and second anodes;
An alternating current power source electrically connected to the first and second cathodes;
A gas supply mechanism for supplying a source gas into the chamber;
An exhaust mechanism for exhausting the chamber;
At a first timing, a second voltage is applied to the other of the first and second anodes while a first voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source. The second voltage is applied to the other one of the first and second anodes while the second voltage is applied to one of the first and second anodes by the first DC power source at a second timing. A control unit for controlling to apply
Comprising
One surface of the film formation substrate is disposed so as to face the first anode and the first cathode, and the other surface of the film formation substrate is the second anode and the second cathode. Arranged to face
The controller does not apply the first voltage to both the first and second anodes simultaneously, and applies the second voltage to both the first and second anodes simultaneously. Controlled so that there is no
Said second voltage is greater than 0V, the first voltage is greater than said second voltage, the second voltage, Ri 1% to 50% of the voltage der of the first voltage,
The control unit repeats the first timing and the second timing at a frequency in a range of 10 Hz to 100 Hz,
The plasma CVD apparatus, wherein the control unit includes a sequencer, and the frequency is controlled by the sequencer .
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第1のアノード及び前記第1のカソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられ、フロート電位とされる第1のプラズマウォールと、
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第2のアノード及び前記第2のカソードそれぞれとの間の空間を覆うように設けられ、フロート電位とされる第2のプラズマウォールと、を具備することを特徴とするプラズマCVD装置。 In claim 1 ,
A first electrode disposed in the chamber and covering the space between the film formation substrate held by the holding portion and the first anode and the first cathode is set to a float potential. 1 plasma wall,
A first electrode disposed in the chamber and covering the space between the deposition target substrate held by the holding portion and the second anode and the second cathode and having a float potential. A plasma CVD apparatus comprising: 2 plasma walls.
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3の直流電源を具備することを特徴とするプラズマCVD装置。 In claim 1 or 2 ,
A plasma CVD apparatus comprising a third DC power source electrically connected to the deposition target substrate held by the holding unit.
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第1及び第2のカソードそれぞれと前記第1及び第2のアノードそれぞれ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 3 ,
Holding the film formation substrate on which at least the magnetic layer is formed on the nonmagnetic substrate in the holding unit,
In the chamber, the source gas is put into a plasma state by discharge between the first and second cathodes and the first and second anodes, respectively, and the film is formed by holding the plasma in the holding unit. A method for producing a magnetic recording medium, comprising forming a protective layer comprising carbon as a main component by accelerated collision with a surface of a substrate.
前記プラズマCVD装置は制御部を有し、前記制御部はシーケンサを有し、
前記チャンバー内に前記基板を、その一方の面が前記第1のアノード及び前記第1のカソードに対向するように、且つその他方の面が前記第2のアノード及び前記第2のカソードに対向するように配置し、
第1のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に第1の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に第2の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
第2のタイミングに、前記第1及び第2のアノードの一方に前記第2の電圧を印加しながら前記第1及び第2のアノードの他方に前記第1の電圧を印加することにより、前記チャンバー内で前記原料ガスをプラズマ状態として前記基板に加速衝突させて成膜し、
前記第1及び第2のタイミングに前記第1及び第2のカソードに交流電圧が印加されており、
前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第1の電圧が印加されることがなく、前記第1及び第2のアノードの両方同時に前記第2の電圧が印加されることがなく、
前記第2の電圧は0Vより大きく、前記第1の電圧は前記第2の電圧より大きく、前記第2の電圧は、前記第1の電圧の1〜50%の電圧であり、
前記第1のタイミング及び前記第2のタイミングを10Hz以上100Hz以下の範囲の周波数で繰り返し、前記シーケンサによって前記周波数の制御を行うことを特徴とする成膜方法。 In a film forming method for forming a film on a substrate using a plasma CVD apparatus having first and second anodes and first and second cathodes disposed in a chamber,
The plasma CVD apparatus has a control unit, the control unit has a sequencer,
The substrate is placed in the chamber such that one surface thereof faces the first anode and the first cathode, and the other surface faces the second anode and the second cathode. And place
By applying a second voltage to the other of the first and second anodes while applying a first voltage to one of the first and second anodes at a first timing, A source gas is made into a plasma state and accelerated to collide with the substrate to form a film,
Applying the first voltage to the other of the first and second anodes while applying the second voltage to one of the first and second anodes at a second timing; The source gas is in a plasma state and acceleratedly collided with the substrate to form a film,
AC voltage is applied to the first and second cathodes at the first and second timings,
The first voltage is not applied to both the first and second anodes simultaneously; the second voltage is not applied to both the first and second anodes simultaneously;
Said second voltage is greater than 0V, the first voltage is greater than said second voltage, the second voltage, Ri 1% to 50% of the voltage der of the first voltage,
The film forming method, wherein the first timing and the second timing are repeated at a frequency in a range of 10 Hz to 100 Hz, and the frequency is controlled by the sequencer .
請求項5に記載の成膜方法により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 a protective layer by the film forming method according to claim 5 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012166888A JP6019343B2 (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012166888A JP6019343B2 (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014025114A JP2014025114A (en) | 2014-02-06 |
JP6019343B2 true JP6019343B2 (en) | 2016-11-02 |
Family
ID=50199021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012166888A Active JP6019343B2 (en) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6019343B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016024361A1 (en) * | 2014-08-14 | 2016-02-18 | 株式会社ユーテック | Filament electrode, plasma cvd device and method for manufacturing magnetic recording medium |
JP7219941B2 (en) * | 2017-07-14 | 2023-02-09 | ジャパンクリエイト株式会社 | Plasma CVD device, magnetic recording medium manufacturing method and film forming method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04180569A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Control method for plasma cvd device |
US6101972A (en) * | 1998-05-13 | 2000-08-15 | Intevac, Inc. | Plasma processing system and method |
US6203862B1 (en) * | 1998-05-13 | 2001-03-20 | Intevac, Inc. | Processing systems with dual ion sources |
JP3930182B2 (en) * | 1999-02-02 | 2007-06-13 | 三菱化学株式会社 | Film forming method and magnetic recording medium manufacturing method |
JP5095524B2 (en) * | 2008-06-26 | 2012-12-12 | 株式会社ユーテック | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing magnetic recording medium |
-
2012
- 2012-07-27 JP JP2012166888A patent/JP6019343B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014025114A (en) | 2014-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201903179A (en) | Deposition or treatment of diamond-like carbon in plasma reactor and plasma reactor | |
US6849857B2 (en) | Beam processing apparatus | |
TW201505066A (en) | Dc pulse etcher | |
WO2005121394A1 (en) | Magnetron sputtering method and magnetron sputtering system | |
TWI436412B (en) | Method and apparatus for manufacturing cleaned substrates or clean substrates which are further processed | |
JPH10270430A (en) | Plasma treating device | |
JP6019343B2 (en) | Plasma CVD apparatus, method for manufacturing magnetic recording medium, and film forming method | |
WO2002078407A2 (en) | Neutral particle beam processing apparatus | |
US6858838B2 (en) | Neutral particle beam processing apparatus | |
JP4003305B2 (en) | Plasma processing method | |
JP5095524B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing magnetic recording medium | |
JP2017002340A (en) | Dlc film coating apparatus and method of coating object to be coated by using dlc film coating apparatus | |
JP6007380B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing magnetic recording medium | |
JP7219941B2 (en) | Plasma CVD device, magnetic recording medium manufacturing method and film forming method | |
JPH11335832A (en) | Ion implantation and ion implantation device | |
WO2016208094A1 (en) | Vacuum arc film-forming apparatus and film-forming method | |
KR20110122456A (en) | Apparatus and method for manufacturing liquid crystal display device | |
JP5982678B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing magnetic recording medium | |
JP6713623B2 (en) | Plasma CVD apparatus, magnetic recording medium manufacturing method and film forming method | |
JP4032504B2 (en) | Sputtering equipment | |
JP3784203B2 (en) | Magnetron sputtering method and apparatus | |
WO2016024639A1 (en) | Plasma cvd device and method for producing magnetic recording medium | |
JP2013079420A (en) | Sputtering apparatus | |
KR20040012264A (en) | High effective magnetron sputtering apparatus | |
JP2014025115A (en) | Plasma cvd apparatus and method of manufacturing magnetic recording medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150608 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160322 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160715 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20160725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160829 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6019343 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |