JPH06248458A - Plasma treatment device and production of magnetic disk by using this device - Google Patents

Plasma treatment device and production of magnetic disk by using this device

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Publication number
JPH06248458A
JPH06248458A JP3352193A JP3352193A JPH06248458A JP H06248458 A JPH06248458 A JP H06248458A JP 3352193 A JP3352193 A JP 3352193A JP 3352193 A JP3352193 A JP 3352193A JP H06248458 A JPH06248458 A JP H06248458A
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JP
Japan
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plasma
substrate
spaces
difference
potential
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Application number
JP3352193A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Kokado
雄一 小角
Hiroshi Inaba
宏 稲葉
Hiroshi Matsumoto
洋 松本
Makoto Kito
諒 鬼頭
Shigehiko Fujimaki
成彦 藤巻
Keigo Iechika
啓吾 家近
Katsuo Abe
勝男 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the plasma treatment device capable of simultaneously and stably subjecting both surfaces of a substrate having a through hole to a plasma treatment. CONSTITUTION:Electrodes 2a, 2b are arranged respectively on both sides of the substrate 1 and are controlled to delay the phase of the one electrode voltage by detecting the phase of the potential of the generated plasma in such a manner that the phase difference attains the value smaller than a predetermined value. As a result, the magnetic disk having protective films provided with a uniform film thickness and film quality over the entire surface of both surfaces of the disk is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被処理材をプラズマ処
理するためのプラズマ処理装置に係り、特に両面に保護
層を有する磁気ディスクの製造方法に適したプラズマ処
理装置に関する関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for plasma processing a material to be processed, and more particularly to a plasma processing apparatus suitable for a method of manufacturing a magnetic disk having protective layers on both sides.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータやワークステーションの記
憶装置として用いられる磁気ディスク装置については近
年益々小型化大容量化のニーズが高まってきており、こ
れに対応するため記録密度の飛躍的な向上が必須となっ
ている。このための第1の条件は記録再生のための磁気
ヘッドと磁気ディスクの記録層との間隔をつめることで
あり、具体的には磁気ヘッドの浮上高さを低くするこ
と、記録層を保護する保護層の厚さを薄くすること、磁
気ディスク表面を平滑にすることなどが必要である。し
かし、これによって耐摺動性が劣下しヘッドクラッシュ
を生じる恐れがあるため、同時に磁気ディスクの強度向
上もはかる必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing need for miniaturization and high capacity of magnetic disk devices used as storage devices for computers and workstations, and in order to meet this, it is essential to dramatically improve the recording density. Has become. The first condition for this purpose is to reduce the distance between the magnetic head for recording and reproduction and the recording layer of the magnetic disk. Specifically, the flying height of the magnetic head is reduced and the recording layer is protected. It is necessary to reduce the thickness of the protective layer and smooth the surface of the magnetic disk. However, this may deteriorate the sliding resistance and cause a head crash, and at the same time, it is necessary to improve the strength of the magnetic disk.

【0003】現在用いられている磁気ディスク円板は磁
気記録層としてCo合金などの強磁性合金薄膜をスパッ
タリングにより形成したものが主流であり、これを保護
する保護層としてはスパッタリングで形成する非晶質カ
ーボン薄膜が多く用いられている。しかし、この非晶質
カーボン薄膜では上記のような磁気ヘッド低浮上化、保
護層薄膜化を実現するには強度が不足しており、磁気デ
ィスク装置の性能向上の妨げとなっていた。
The magnetic disk currently used is mainly formed by sputtering a ferromagnetic alloy thin film such as a Co alloy as a magnetic recording layer, and an amorphous layer formed by sputtering is used as a protective layer for protecting it. A high quality carbon thin film is often used. However, the strength of this amorphous carbon thin film is insufficient to realize the low flying height of the magnetic head and the thinning of the protective layer as described above, which hinders the improvement of the performance of the magnetic disk device.

【0004】従って、従来より薄くても十分な耐久性を
もつ保護層材料が必要となっている。このためには同じ
カーボン系材料でもスパッタリングではなく炭化水素系
ガスのプラズマ分解で形成する非晶質水素化カーボンを
用いるのがよいことが知られている。ただし、非晶質水
素化カーボンにも多くの種類があり、それぞれ構造、組
成がことなるため保護効果も異なっている。本発明は従
来に比べ保護効果の飛躍的に高い非晶質水素化カーボン
保護層を有する磁気ディスクの製造方法を提供するもの
である。
Therefore, there is a need for a protective layer material which is thinner than the conventional one but has sufficient durability. For this purpose, it is known that even if the same carbon material is used, amorphous hydrogenated carbon formed by plasma decomposition of hydrocarbon gas instead of sputtering is preferably used. However, there are many types of amorphous hydrogenated carbons, which have different structures and compositions, and therefore have different protective effects. The present invention provides a method of manufacturing a magnetic disk having an amorphous hydrogenated carbon protective layer, which has a remarkably high protective effect as compared with the prior art.

【0005】一口にカーボンと言ってもその構造、性質
は千差万別である。そこで本発明の磁気ディスクの製造
方法によって形成される保護層の材料を解説するに先立
ち、まず、カーボン材料を分類しておく。結晶学的に構
造がよく知られているダイヤモンドおよびグラファイト
は、それぞれカーボンのsp3およびsp2の結合のみで構成
される純粋な結晶からなる。これらは非常に異なる性質
をもち、グラファイトは導電性で柔らかく、光を吸収す
るのに対し、ダイヤモンドは絶縁性、高硬度で光を透過
する。sp2結合からなるカーボンにも単結晶グラファイ
ト、多結晶グラファイト、ガラス状カーボン、フラーレ
ン等の異なる物質があり、性質もそれぞれ異なる。近年
注目されてきたものに非晶質カーボンがあり、これはダ
イヤモンドとグラファイトの中間的な物性をもつが、前
記の2者が両極端の物性をもつため、非晶質カーボンと
いっても構造によってそれぞれまったく異なる材料であ
るといえる。また、製造方法を工夫することにより従来
なかった新しい性質をもつ材料が見いだされつつある。
Even if it is called carbon in a bit, its structure and properties are very different. Therefore, prior to explaining the material of the protective layer formed by the magnetic disk manufacturing method of the present invention, the carbon materials are first classified. Diamond and graphite, whose structures are well known crystallographically, consist of pure crystals composed only of sp3 and sp2 bonds of carbon, respectively. They have very different properties: graphite is electrically conductive and soft and absorbs light, whereas diamond is insulating and highly transparent. There are different substances such as single crystal graphite, polycrystalline graphite, glassy carbon, and fullerene in carbon composed of sp2 bonds, and their properties are also different. Amorphous carbon has been attracting attention in recent years, and it has intermediate physical properties between diamond and graphite. However, since the above-mentioned two have both extreme physical properties, even amorphous carbon is structurally different. It can be said that they are completely different materials. In addition, by devising the manufacturing method, materials with new properties that have never existed before are being found.

【0006】非晶質カーボンのなかでも、前記のスパッ
タカーボンはグラファイトのターゲットをスパッタして
たたき出された粒子を堆積させるものであるため、sp2
結合比率が多く、導電性であり、グラファイトに近い性
質をもつ。ただし、硬度はグラファイトに比べ高く、ビ
ッカース硬度にして1000〜1500程度である。これに対し
非晶質水素化カーボンと呼ばれる材料があり、水素を含
むため上記スパッタカーボンにくらべsp3結合の割合が
多く、一般に絶縁性である。しかし、非晶質水素化カー
ボンのなかにも性質の異なるものがあり、カーボンの分
類としては適当でない。例えばいわゆるプラズマ重合法
のように炭化水素ガスをプラズマで反応させ、生じるラ
ジカルの作用で膜を堆積させる場合は水素含有率が多
く、有機物に近い柔らかい膜となる。また、前記のスパ
ッタ法において不活性ガスに炭化水素ガスや水素ガスを
混ぜてスパッタし、膜を堆積させる場合はグラファイト
成分が残り、その周辺に水素が結合したような膜とな
り、やはり柔らかい膜となる。これらに対し、炭化水素
のイオンが100V以上の高い電圧で加速されて基板に
ぶつかり、このエネルギーで脱水素化しながら膜を堆積
させる場合は、水素が抜けたところが炭素原子間のsp3
結合となり、結果的に3次元的な密な網目構造が多くで
きるため、高硬度でダイヤモンドに比較的近い性質の膜
となる。
Among the amorphous carbons, the sputtered carbon described above sputters a graphite target and deposits particles smashed, so sp2
It has a large bond ratio, is electrically conductive, and has properties close to those of graphite. However, the hardness is higher than that of graphite, and the Vickers hardness is about 1000 to 1500. On the other hand, there is a material called amorphous hydrogenated carbon, which has a larger proportion of sp3 bonds than the above sputtered carbon because it contains hydrogen, and is generally insulating. However, some amorphous hydrogenated carbons have different properties and are not suitable as a classification of carbons. For example, when a hydrocarbon gas is reacted with plasma and a film is deposited by the action of radicals generated as in the so-called plasma polymerization method, the film has a high hydrogen content and becomes a soft film close to an organic substance. In addition, in the case of depositing a film by mixing hydrocarbon gas or hydrogen gas with an inert gas in the above-mentioned sputtering method and depositing a film, a graphite component remains and it becomes a film in which hydrogen is bound to its periphery, which is also a soft film. Become. In contrast, hydrocarbon ions are accelerated by a high voltage of 100 V or more and hit the substrate, and when the film is deposited while dehydrogenating with this energy, the place where hydrogen escapes is sp3 between carbon atoms.
Bonding results in the formation of many three-dimensional dense mesh structures, resulting in a film with high hardness and properties relatively close to those of diamond.

【0007】この高硬度の非晶質水素化カーボンは種々
の方法で形成されている。例えば、特開昭60-157726で
は、ディスク基板を一方の電極とする高周波プラズマC
VD法で形成する例が開示されている。また、特開昭61
-210518では、誘導プラズマ発生器から電界によりイオ
ンをひきだして形成する方法が開示されている。また、
直流放電で形成する方法も知られている。
This high hardness amorphous hydrogenated carbon is formed by various methods. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-157726, a high frequency plasma C having a disk substrate as one electrode is used.
An example of forming by the VD method is disclosed. In addition, JP-A-61
-210518 discloses a method of extracting ions from an induction plasma generator by an electric field to form the ions. Also,
A method of forming by DC discharge is also known.

【0008】これらの中で、量産性を考慮した場合もっ
とも好ましいのは高周波プラズマCVD法である。この
方法によると絶縁性の膜でも安定に形成することが可能
であり、比較的大面積でも均一に成膜可能である。
Of these, the high frequency plasma CVD method is most preferable in view of mass productivity. According to this method, even an insulating film can be stably formed, and even a relatively large area can be formed uniformly.

【0009】この高硬度非晶質水素化カーボン膜を、高
周波プラズマCVD法によって形成する方法をさらに解
説する。一般に、プラズマと電極材などの境界では電子
とイオンの易動度の差により電位の差が発生し、イオン
の移動速度が遅いためプラズマの方が正電位となる自己
バイアス効果が生じる。この自己バイアスの大きさは、
プラズマ状態と電極構成に左右される。高周波2極放電
においては、プラズマがそれぞれの電極(およびそれと
電気的に接続された部材)と接触する面積(以下実効電
極面積と呼ぶ)の大小関係できまることが公知であり、
実効電極面積の小さな電極側に大きな自己バイアス電圧
が発生する。通常の高周波プラズマCVD装置において
は高周波電極が接地電位の真空容器の中に組み込まれる
ため、プラズマの大部分は接地電位の部材と接触する。
従って高周波電極側に大きな自己バイアス電圧が発生す
ることになる。前述の特開昭60-157726に記載されてい
る高周波プラズマCVD法による高硬度非晶質水素化カ
ーボンの形成は、まさにこの効果を利用したもので、高
周波電極に基板を取り付け、炭化水素ガスを導入してプ
ラズマを発生させ、自己バイアス電圧によってメチルカ
チオン等の正イオンを加速し基板に衝突させるものであ
る。
A method of forming this high hardness amorphous hydrogenated carbon film by a high frequency plasma CVD method will be further described. Generally, at the boundary between the plasma and the electrode material, a difference in potential occurs due to the difference in mobility of electrons and ions, and since the moving speed of ions is slower, the plasma has a self-bias effect in which it has a positive potential. The magnitude of this self-bias is
It depends on the plasma state and electrode configuration. In high frequency bipolar discharge, it is known that the size of the area (hereinafter referred to as the effective electrode area) in which plasma contacts each electrode (and a member electrically connected thereto) can be changed.
A large self-bias voltage is generated on the electrode side where the effective electrode area is small. In a normal high-frequency plasma CVD apparatus, since the high-frequency electrode is incorporated in a vacuum container having a ground potential, most of the plasma comes into contact with a member having a ground potential.
Therefore, a large self-bias voltage is generated on the high frequency electrode side. The formation of high hardness amorphous hydrogenated carbon by the high frequency plasma CVD method described in the above-mentioned JP-A-60-157726 utilizes exactly this effect. A substrate is attached to the high frequency electrode and a hydrocarbon gas is supplied. It is introduced to generate plasma, and positive ions such as methyl cations are accelerated by a self-bias voltage to collide with the substrate.

【0010】しかし、この方法でディスク基板両面に均
一に高硬度非晶質水素化カーボンを成膜することは次の
理由から困難である。
However, it is difficult to uniformly form a high hardness amorphous hydrogenated carbon film on both surfaces of the disk substrate by this method for the following reason.

【0011】1)磁気ディスクでは、通常記録層として
Coなどの金属合金薄膜を形成したのち保護層が同一装
置で連続的に形成される。そのため、ディスク基板に高
電圧を印加するには、基板搬送系を一旦絶縁するか、全
体を高電圧に浮かすかをしなければならず、非常に複雑
な装置構成が必要となる。
1) In a magnetic disk, a metal alloy thin film such as Co is usually formed as a recording layer, and then a protective layer is continuously formed by the same device. Therefore, in order to apply a high voltage to the disk substrate, it is necessary to insulate the substrate transfer system once or float the entire substrate at a high voltage, which requires a very complicated device configuration.

【0012】2)ディスク基板自身に電圧を印加するた
めには、十分な接触面積をもってディスク基板と電圧導
入端子とを接触させなければならず、接触させた部分は
膜がつかないため膜厚分布ができる。
2) In order to apply a voltage to the disk substrate itself, the disk substrate and the voltage introducing terminal must be brought into contact with each other with a sufficient contact area, and a film is not formed at the contacted portion, so that the film thickness distribution You can

【0013】これらの問題点を解決するため、本発明者
らは、ディスク基板を接地電位とする磁気ディスクの製
造方法を、特開昭59-247945、特開昭63-206471、特開平
3ー120362号公報で開示している。この手法で高硬度非晶
質水素化カーボンができる理由は次の通りである。
In order to solve these problems, the present inventors have disclosed a method of manufacturing a magnetic disk in which the disk substrate is at the ground potential, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 59-247945, 63-206471 and 63-206471.
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-120362. The reason why a high hardness amorphous hydrogenated carbon can be formed by this method is as follows.

【0014】特開昭59-247945、特開昭63-206471、特開
平3ー120362号公報に記載した手法は、基板(及び基板ホ
ルダー)を接地電位とし、これを取り囲むように高周波
電極を配し、この間でプラズマを発生させるものであ
る。これによって、接地電位の部分とプラズマとの接す
る面積が、高周波電極とプラズマとの接する面積に比べ
て小さくなる。プラズマと電極の間に発生する自己バイ
アス電圧は、電極面積の比対称性によって分配されるの
で、この手法では接地側に大きな自己バイアス電圧がか
かる。したがって、この電圧を利用して、接地電位のデ
ィスク基板に高硬度非晶質水素化カーボンが形成でき
る。
In the methods described in JP-A-59-247945, JP-A-63-206471 and JP-A-3-120362, the substrate (and the substrate holder) is set to the ground potential, and the high frequency electrode is arranged so as to surround it. However, plasma is generated during this period. As a result, the contact area between the ground potential portion and the plasma becomes smaller than the contact area between the high frequency electrode and the plasma. Since the self-bias voltage generated between the plasma and the electrode is distributed by the relative symmetry of the electrode area, a large self-bias voltage is applied to the ground side in this method. Therefore, by utilizing this voltage, highly hard amorphous hydrogenated carbon can be formed on the disk substrate at the ground potential.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭59-247945、特開昭63-206471、特開平3ー120362号
公報に記載したこの方法を実際に磁気ディスク両面同時
成膜に適用する場合、さらに次の問題が生じることがわ
かった。
However, this method described in the above-mentioned JP-A-59-247945, JP-A-63-206471 and JP-A-3-120362 is actually applied to simultaneous film formation on both sides of a magnetic disk. However, the following problems were found to occur.

【0016】1)ディスク中央の穴を貫通してプラズマ
がつながるため、2つのプラズマが干渉し合って不安定
になる。
1) Since plasma is connected through the hole in the center of the disk, the two plasmas interfere with each other and become unstable.

【0017】2)ディスク中央の穴の所にプラズマの強
い部分ができ、穴の淵で膜厚が厚くなる。
2) A strong plasma portion is formed in the hole at the center of the disk, and the film thickness increases at the edge of the hole.

【0018】このため、膜厚や膜質の分布が著しく、膜
厚の厚い部分ではヘッドを浮上させたときにヘッド素子
部と記録膜との間隔が広くなるため記録再生に支障をき
たす。また、薄い部分では保護性能が劣り、信頼性が劣
化するという問題があった。さらに甚だしい場合にはプ
ラズマが1点に集中してアーク状態になり、プラズマ電
位が極端に低下して炭化水素の分解が進まなくなるため
有機物的な膜しかできなくなるという問題も発生した。
For this reason, the distribution of the film thickness and film quality is remarkable, and when the head is levitated in the thick film portion, the distance between the head element portion and the recording film becomes large, which hinders recording and reproduction. Further, there is a problem that the protection performance is poor and the reliability is deteriorated in the thin portion. Further, in extreme cases, the plasma concentrates at one point and becomes an arc state, the plasma potential is extremely lowered, and the decomposition of hydrocarbon is not progressed, so that there is a problem that only an organic film can be formed.

【0019】これを防ぐためには穴の部分にキャップを
取り付けてプラズマがつながらないようにするという方
法があるが、キャップの取り付けは煩雑で量産に向か
ず、ごみの発生も促進して磁気ディスクの信頼性を損ね
ることになる。さらに、キャップを取り付けられた内周
端面には保護膜がつかないため、内周端面の基板がむき
だしになり、ここから腐食等が発生し円板面を汚染する
という問題も発生した。
In order to prevent this, there is a method in which a cap is attached to the hole to prevent plasma from connecting, but the attachment of the cap is complicated and not suitable for mass production, and the generation of dust is promoted to improve the reliability of the magnetic disk. It will damage the sex. Furthermore, since the protective film is not attached to the inner peripheral end surface with the cap attached, the substrate on the inner peripheral end surface is exposed, and there is a problem that corrosion or the like occurs from here and the disk surface is contaminated.

【0020】本発明の第1の目的は、貫通孔を有する基
板の両面を安定に処理することのできるプラズマ処理装
置を提供することにある。また、第2の目的は、磁気デ
イスクの両面に、同時に、実質的に均一な膜厚分布で高
硬度非晶質水素化カーボンの保護層を形成することので
きる磁気デイスクの製造方法を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of stably processing both surfaces of a substrate having a through hole. A second object of the present invention is to provide a method for producing a magnetic disk capable of forming a protective layer of high hardness amorphous hydrogenated carbon on both sides of the magnetic disk at the same time with a substantially uniform film thickness distribution. Especially.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために本発明によれば、 真空容器と、前記真空容器
中に基板を保持する基板ホルダと、前記基板の両面が接
する2つの空間に各々プラズマを生成させるために前記
2つの空間にそれぞれ配置された2つの電極と、前記2
つの電極に同周波数の高周波電圧を印加する電圧供給手
段とを有するプラズマ処理装置において、 前記基板の
両面が接する2つの空間に生成されたプラズマの電位を
各々検出する検出手段と、前記電圧供給手段が前記一方
の電極に印加する高周波電圧の位相と前記他方の電極に
印加する高周波電圧の位相との差を調節する位相差調節
手段と、前記検出手段の検出した2つの空間のプラズマ
の電位に差がある場合、前記電位差が予め定めた値より
小さくなるように前記位相差調節手段を制御する制御手
段を有することを特徴とするプラズマ処理装置が提供さ
れる。前記検出手段は、前記2つの電極の電位をそれぞ
れ検出することにより、前記2つの空間に生成されたプ
ラズマの電位を検出するものを用いることができる。ま
た、前記検出手段は、前記プラズマに電圧を印加する手
段と、前記電圧を印加した時に前記プラズマに流れる電
流を検出する手段とを有し、前記電流の大きさから前記
プラズマの電位を検出するものを用いることができる。
According to the present invention, in order to achieve the first object, a vacuum container, a substrate holder for holding a substrate in the vacuum container, and two contacting surfaces of the substrate are provided. Two electrodes respectively disposed in the two spaces to generate plasma in the spaces;
A plasma processing apparatus having voltage supply means for applying a high-frequency voltage of the same frequency to one electrode, wherein detection means for detecting potentials of plasma generated in two spaces contacting both surfaces of the substrate, and the voltage supply means Is a phase difference adjusting means for adjusting the difference between the phase of the high frequency voltage applied to the one electrode and the phase of the high frequency voltage applied to the other electrode, and the potential of the plasma in the two spaces detected by the detecting means. If there is a difference, the plasma processing apparatus is provided with a control unit that controls the phase difference adjusting unit so that the potential difference becomes smaller than a predetermined value. The detecting means may be one that detects the potentials of the plasma generated in the two spaces by detecting the potentials of the two electrodes, respectively. Further, the detection means has a means for applying a voltage to the plasma and a means for detecting a current flowing in the plasma when the voltage is applied, and detects the potential of the plasma from the magnitude of the current. Any thing can be used.

【0022】前記2つの電極は、プラズマが生成される
前記基板の両面に接する空間をそれぞれ取り囲むように
配置され、前記電極の面積は、前記基板の面積よりも大
きくなるように構成することができる。
The two electrodes are arranged so as to respectively surround spaces in contact with both surfaces of the substrate where plasma is generated, and the area of the electrodes may be larger than the area of the substrate. .

【0023】また、第2の目的を達成するために本発明
によれば、 基板と、前記基板の両面に、磁性層と、保
護層とを有する磁気ディスクの製造方法であって、前記
基板の両面に磁性層を形成し、前記基板の両面が接する
2つの空間にそれぞれプラズマ発生させ、前記2つの空
間のプラズマの電位をそれぞれ測定し、前記2つの空間
のプラズマの電位に差がある場合、前記一方の空間のプ
ラズマの位相を他方の空間のプラズマの位相から相対的
に遅延させて、前記電位差を予め定めた値よりも小さく
し、前記2つの空間に炭化水素類のガスを導入して、前
記磁性膜上に水素化カーボン膜を前記保護層として堆積
させることを特徴とする磁気ディスクの製造方法が提供
される。
According to the present invention to achieve the second object, there is provided a method of manufacturing a magnetic disk having a substrate and a magnetic layer and a protective layer on both surfaces of the substrate, the method comprising: When magnetic layers are formed on both surfaces, plasma is generated in each of the two spaces where both surfaces of the substrate are in contact with each other, the electric potentials of the plasmas in the two spaces are respectively measured, and when there is a difference in the electric potentials of the plasmas in the two spaces, The phase of the plasma in the one space is relatively delayed from the phase of the plasma in the other space to make the potential difference smaller than a predetermined value, and a gas of hydrocarbons is introduced into the two spaces. There is provided a method for manufacturing a magnetic disk, which comprises depositing a hydrogenated carbon film as the protective layer on the magnetic film.

【0024】[0024]

【作用】本発明により、磁気ディスク基板の両面同時に
均一な高硬度非晶質水素化カーボンが形成できる理由を
次に説明する。
The reason why the present invention makes it possible to form a uniform high hardness amorphous hydrogenated carbon on both sides of a magnetic disk substrate will be described below.

【0025】図8は、プラズマ処理装置において、A、
B、2つの電極に印加する高周波電圧の出力の位相差を
変えたときの電極3におけるA面側とB面側のそれぞれ
のバイアス電圧の変化を示したものである。バイアス電
圧に大きな差が生じているときはディスク基板の内孔に
プラズマが集中しているのが観測された。位相差を調節
して図4の(a)点にしたときバイアス電圧差が極小に
なり、内孔のプラズマ集中がほとんどなくった。この条
件で成膜すれば、ディスクの有効使用部分すなわち5.25
インチディスクでは半径30mmから62mmにわたっ
て均一な膜厚分布が達成できる。
FIG. 8 shows a plasma processing apparatus with A,
B shows changes in the bias voltage on the A surface side and the B surface side of the electrode 3 when the phase difference between the outputs of the high frequency voltage applied to the two electrodes is changed. It was observed that plasma was concentrated in the inner hole of the disk substrate when there was a large difference in the bias voltage. When the phase difference was adjusted to point (a) in FIG. 4, the bias voltage difference was minimized, and plasma concentration in the inner hole was almost eliminated. If the film is formed under this condition, the effective use area of the disk, that is, 5.25
With an inch disc, a uniform film thickness distribution can be achieved over a radius of 30 mm to 62 mm.

【0026】ここで、2つの電極間のバイアス電圧のバ
ランスをとることが膜厚・膜質均一化に効果があるのは
下記の理由による。
Here, the fact that balancing the bias voltage between the two electrodes is effective in making the film thickness and film quality uniform is as follows.

【0027】前記のバイアス電圧はそれぞれの高周波電
極の平均電位を表しており、プラズマの電位はこれより
数V〜数十V高い値となるが、バイアス電圧差は実質的
にそれぞれのプラズマの差を示すと考えてよい。したが
って、この値が異なると、ディスク内孔において互いに
接するプラズマの電位に差が生じることになり、この電
位差がある値をこえると電子がこの電位差により加速さ
れてエネルギーが高くなり、ディスク内孔の空間でプラ
ズマ密度が増加し、プラズマ集中が起こる。このプラズ
マ集中が起こると原料ガスの分解が促進され、成膜レー
トが部分的に増加するのでディスク内孔近傍の膜厚が厚
くなり、膜厚分布が著しく悪化するわけである。したが
って、この電位差を可能な限り小さくすることによって
両面同時に均一な成膜が可能となる。
The bias voltage represents the average potential of each high-frequency electrode, and the plasma potential is several V to several tens V higher than this, but the bias voltage difference is substantially the difference between the plasmas. Can be thought of as indicating. Therefore, if this value is different, a difference occurs in the potentials of plasmas contacting each other in the disc inner hole. If the potential difference exceeds a certain value, the electrons are accelerated by this potential difference and the energy increases, and Plasma density increases in the space and plasma concentration occurs. When this plasma concentration occurs, the decomposition of the raw material gas is promoted and the film forming rate is partially increased, so that the film thickness in the vicinity of the inner hole of the disk becomes thick and the film thickness distribution is significantly deteriorated. Therefore, by making this potential difference as small as possible, uniform film formation on both surfaces can be achieved.

【0028】従って、本発明では、検出手段によりプラ
ズマの電位を検出し、制御手段が、2つの空間のプラズ
マの電位差を予め定めた値よりも小さくするように、電
圧供給手段の出力する電圧の位相差を調節する手段を制
御することにより、プラズマの電位差を小さくしてい
る。
Therefore, in the present invention, the detection means detects the plasma potential, and the control means controls the voltage output from the voltage supply means so that the potential difference between the plasmas in the two spaces is smaller than a predetermined value. The potential difference of plasma is reduced by controlling the means for adjusting the phase difference.

【0029】なお、検出手段は、上述の説明のように、
プラズマの電位を電極のバイアス電圧を測定することに
よって測定することも可能であるが、プラズマに電圧を
印加して流れる電流を測定するラングミュアプローブ等
の手段を用いることも可能である。
The detecting means is, as described above,
The plasma potential can be measured by measuring the bias voltage of the electrodes, but a means such as a Langmuir probe for applying a voltage to the plasma and measuring the flowing current can also be used.

【0030】なお、本発明では、上述の検出手段、位相
差調節手段、および、制御手段を設けることを特徴とす
るが、単純に考えると、このような手段を設けなくて、
本発明の目的は、一つの電源から出力を2つに分け、こ
れをそれぞれ2つの電極に供給することで達成できるよ
うに考えられる。しかし、これでは、十分な効果は、得
られない。なぜならば、2つの電極の間には、極わずか
な条件の差異、例えば電極とアースシールドとの間隔の
差やマッチング回路の冷却効率の違い等により、微妙な
インピーダンスの差異が生じる。よって、2つの電極の
インピーダンスを完全に一致させることは、現実には不
可能である。このようにインピーダンスに差異がある
と、これにより電極での高周波電圧の位相に差が生じ、
バイアス電圧が異なってくる。従って、基板の貫通孔に
プラズマ集中が生じない程度に等しいバイアス電圧を得
るためには、本発明のように、一方の電極の位相差を相
対的に調節する手段を備え、これを検出手段の検出結果
を用いて制御することが必要となる。
The present invention is characterized in that the above-mentioned detecting means, phase difference adjusting means, and control means are provided. However, in simple terms, such means are not provided,
It is considered that the object of the present invention can be achieved by dividing the output from one power supply into two and supplying the two outputs to two electrodes. However, this does not provide a sufficient effect. This is because a slight difference in impedance occurs between the two electrodes due to an extremely slight difference in conditions, such as a difference in distance between the electrode and the ground shield and a difference in cooling efficiency of the matching circuit. Therefore, it is impossible in reality to completely match the impedances of the two electrodes. When there is such a difference in impedance, this causes a difference in the phase of the high frequency voltage at the electrodes,
The bias voltage is different. Therefore, in order to obtain a bias voltage equal to the extent that plasma concentration does not occur in the through hole of the substrate, a means for relatively adjusting the phase difference of one electrode is provided as in the present invention, and this means is provided as a detecting means. It is necessary to control using the detection result.

【0031】また本発明のプラズマ処理装置において、
2つの電極は、プラズマが生成される前記基板の両面に
接する空間をそれぞれ取り囲むように配置し、前記電極
の面積は、前記基板の面積よりも大きい構成とした場
合、つぎのような作用がある。
In the plasma processing apparatus of the present invention,
When the two electrodes are arranged so as to surround the spaces in contact with both surfaces of the substrate where plasma is generated, and the area of the electrodes is larger than the area of the substrate, the following effects are obtained. .

【0032】すなわち、高電圧側の電極の面積が基板の
面積に比べ十分大きいため、イオン電流と電子電流のバ
ランスを取るために、プラズマ電位が、基板の電位より
も高い正の値となる。すなわち、面積の小さい基板側で
は単位面積あたりにより多くのイオンを流入させる必要
が生ずるため、この近傍で大きな電圧効果が発生する。
これに対し、高電圧電極側は、プラズマ電位に引きずら
れて正の大きな電位となるのである。
That is, since the area of the electrode on the high voltage side is sufficiently larger than the area of the substrate, the plasma potential has a positive value higher than the potential of the substrate in order to balance the ion current and the electron current. That is, since it is necessary to allow more ions to flow in per unit area on the side of the substrate having a small area, a large voltage effect is generated in the vicinity of this.
On the other hand, the high-voltage electrode side is dragged by the plasma potential and becomes a large positive potential.

【0033】電極を基板両面に配した装置を、図5、図
6に示す。従来のように、プラズマ電位を制御しない場
合には、図6のように、2つの空間に発生しているプラ
ズマの電位が対称とならない。したがって、基板の両側
のプラズマに電位勾配があるので、基板に貫通孔がある
場合には、この貫通孔付近でプラズマが集中してしまう
のである。しかし、本発明では、検出手段によりプラズ
マの位相を検出して、制御手段により位相差を予め定め
た値を小さくするように高周波電源を制御した場合に
は、図5のように、基板を境にプラズマ電位が対称とな
り、基板の両面全体を安定に処理できる。
An apparatus in which electrodes are arranged on both sides of the substrate is shown in FIGS. When the plasma potential is not controlled as in the conventional case, the potentials of the plasmas generated in the two spaces are not symmetrical as shown in FIG. Therefore, since there is a potential gradient in the plasma on both sides of the substrate, when the substrate has a through hole, the plasma concentrates near this through hole. However, in the present invention, when the detection means detects the phase of the plasma and the control means controls the high frequency power supply so as to reduce the predetermined value of the phase difference, as shown in FIG. Since the plasma potential is symmetrical, the entire surface of the substrate can be stably processed.

【0034】[0034]

【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】本実施例では、改良された高周波プラズマ
CVD法によって、磁気ディスク両面に高硬度非晶質水
素化カーボンを形成する。すなわち、電極には、正バイ
アス高周波電極を用い、その両面に印加する高周波電圧
およびその位相を特定の方法で制御することによって実
質的に両面均一な成膜を可能としたものである。
In this embodiment, high hardness amorphous hydrogenated carbon is formed on both surfaces of the magnetic disk by the improved high frequency plasma CVD method. That is, a positive bias high frequency electrode is used as the electrode, and by controlling the high frequency voltage applied to both surfaces and the phase thereof by a specific method, substantially uniform film formation on both sides is possible.

【0036】図1、図2、図5、図7を用いて、本実施
例の高周波プラズマCVD装置の構成を説明する。
The structure of the high-frequency plasma CVD apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 5, and 7.

【0037】図1、図2および図5に示すように、磁気
ディスク基板1をはさむように1対の高周波電極2a、
2bが配置され、この外側を接地電極3a、3bが取り
囲んでいる。接地電極3a、3bと高周波電極2a、2
bとは、絶縁材110a、110bによって絶縁されて
いる。磁気ディスク基板1は、基板ホルダー4に搭載さ
れ、これと共に真空槽5に搬入され、プロセス終了後搬
出される。基板ホルダ4は、グランドに接続されてお
り、これにより基板1は、接地電位となっている。
As shown in FIGS. 1, 2 and 5, a pair of high frequency electrodes 2a sandwiching the magnetic disk substrate 1 are provided.
2b is arranged, and the ground electrodes 3a and 3b surround the outside. Ground electrodes 3a, 3b and high frequency electrodes 2a, 2
It is insulated from b by the insulating materials 110a and 110b. The magnetic disk substrate 1 is mounted on the substrate holder 4, and is carried into the vacuum chamber 5 together with it, and is carried out after the process is completed. The substrate holder 4 is connected to the ground, so that the substrate 1 is at the ground potential.

【0038】また、基板1の面積と、接地電極3a、3
bの実効電極面積の合計が、高周波電極2a、2bの実
効電極面積に比べ十分小さくなるように構成されてい
る。高周波電極2a、2bと接地電極3a、3bを併せ
て正バイアス電極を構成している。
The area of the substrate 1 and the ground electrodes 3a, 3
The total effective electrode area of b is sufficiently smaller than the effective electrode areas of the high frequency electrodes 2a and 2b. The high frequency electrodes 2a and 2b and the ground electrodes 3a and 3b are combined to form a positive bias electrode.

【0039】高周波電極2a、2bおよび接地電極3
a、3bは、真空槽5の内部に設置されている。この真
空槽5には、排気装置(図示せず)、ガス導入装置13
a、13b、圧力測定装置(図示せず)がとりつけられ
ている。
High frequency electrodes 2a, 2b and ground electrode 3
a and 3b are installed inside the vacuum chamber 5. The vacuum chamber 5 includes an exhaust device (not shown) and a gas introduction device 13
a, 13b and a pressure measuring device (not shown) are attached.

【0040】2つの高周波電極2a、2bには、それぞ
れマッチングコントローラ6a、6bを介して高周波電
源7a、7bが接続されている。マッチングコントロー
ラ6a、6bは、高周波電源7a、7bの出力側インピ
ーダンスと電極2a、2b側のインピーダンスを整合さ
せるための回路であり、ブロッキングコンデンサ8a、
8bを含んでいる。これにより高周波電極2a、2bの
電位が接地電位と切り離され、自己バイアスの発生が可
能となる。
High frequency power supplies 7a and 7b are connected to the two high frequency electrodes 2a and 2b via matching controllers 6a and 6b, respectively. The matching controllers 6a and 6b are circuits for matching the output impedance of the high frequency power supplies 7a and 7b and the impedance of the electrodes 2a and 2b, and the blocking capacitors 8a and
8b is included. As a result, the potentials of the high frequency electrodes 2a and 2b are separated from the ground potential, and self bias can be generated.

【0041】本実施例の特徴は高周波電極2a、2bに
バイアス電圧測定回路9a、9bを接続し、2つの高周
波電極2a、2bに発生するバイアス電圧を測定し、か
つこの値ができるだけ近く、かつ大きな正の値になるよ
うに調節するための機構を設けたことにある。
The feature of this embodiment is that the bias voltage measuring circuits 9a and 9b are connected to the high frequency electrodes 2a and 2b, the bias voltages generated in the two high frequency electrodes 2a and 2b are measured, and the values are as close as possible to each other. There is a mechanism to adjust to a large positive value.

【0042】具体的には、図1、図7に示すように、こ
の機構は、位相差調節回路10とバイアス制御機構11
とからなる。位相差調節回路10は、図7のように、遅
延信号発生回路101と遅延回路102と高周波発振回
路103とを有しており、2つの高周波電源2a、2b
の出力電圧波形の位相の差を任意の値に調節するもので
ある。高周波発振回路103は、高周波電源7a、7b
に13.56MHZの信号を発振する。高周波電源7a、7b
は、この信号のタイミングに従って、高周波電圧を電極
2a、2bに印加する。遅延回路102は、B側電源7
bと高周波発振回路103との間に配置されている。遅
延回路102には、遅延信号発生回路101が接続され
ている。遅延回路102は、高周波発振回路103がB
側電源7bに対して出力した13.56MHZの信号の位相を、
遅延信号発生回路101の出力した直流電圧信号Xの大
きさに応じて遅延させる。遅延信号発生回路101は、
バイアス制御機構11の指示された大きさの直流電圧信
号Xを出力する。
Specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, this mechanism includes a phase difference adjusting circuit 10 and a bias control mechanism 11.
Consists of. As shown in FIG. 7, the phase difference adjusting circuit 10 has a delay signal generating circuit 101, a delay circuit 102, and a high frequency oscillating circuit 103, and has two high frequency power supplies 2a and 2b.
The output voltage waveform phase difference is adjusted to an arbitrary value. The high frequency oscillator circuit 103 includes high frequency power supplies 7a and 7b.
It oscillates a signal of 13.56MHZ. High frequency power supplies 7a, 7b
Applies a high frequency voltage to the electrodes 2a and 2b in accordance with the timing of this signal. The delay circuit 102 uses the B-side power supply 7
It is arranged between b and the high frequency oscillation circuit 103. The delay signal generation circuit 101 is connected to the delay circuit 102. In the delay circuit 102, the high frequency oscillation circuit 103 is B
The phase of the 13.56MHZ signal output to the side power supply 7b is
The delay is generated according to the magnitude of the DC voltage signal X output from the delay signal generation circuit 101. The delay signal generation circuit 101 is
The bias control mechanism 11 outputs the direct-current voltage signal X having the instructed magnitude.

【0043】また、バイアス制御機構11は、2つのバ
イアス電圧測定回路9a、9bからの出力を入力とし、
この値が2つとも大きく、かつその差が小さくなるよう
に位相差調節回路10の出力Xを制御する役割をもつ。
本実施例では、バイアス制御機構11をプログラマブル
コントローラで構成している。
The bias control mechanism 11 receives the outputs from the two bias voltage measuring circuits 9a and 9b as inputs,
Both have a role of controlling the output X of the phase difference adjusting circuit 10 so that both values are large and the difference between them is small.
In this embodiment, the bias control mechanism 11 is composed of a programmable controller.

【0044】つぎに、上述の本実施例のプラズマ処理装
置を用いて、実際に磁気ディスク基板に保護膜を形成す
る方法について説明する。まず、磁気ディスク基板1を
基板ホルダ4に搭載し、基板1とホルダ4とを2つ電極
2a、2bのすきまから挿入する。基板1あるいは保持
具4と、電極2a、2bとの最短の間隔を2mm以下に保
持する。次に、ガス導入口13a、13bからメタンガ
スを一定流量で導入し、排気装置の排気速度を調節し
て、ガス圧を10〜100mTorrの範囲の一定値に保つ。次
に、高周波発振回路103は、信号の出力を開始させ、
高周波電源7a、7bから13.56MHzの高周波電圧を印加
してプラズマを発生させる。
Next, a method of actually forming a protective film on a magnetic disk substrate using the plasma processing apparatus of the above-described embodiment will be described. First, the magnetic disk substrate 1 is mounted on the substrate holder 4, and the substrate 1 and the holder 4 are inserted through the gaps between the two electrodes 2a and 2b. The shortest distance between the substrate 1 or the holder 4 and the electrodes 2a and 2b is kept to 2 mm or less. Next, methane gas is introduced at a constant flow rate from the gas introduction ports 13a and 13b, the exhaust speed of the exhaust device is adjusted, and the gas pressure is maintained at a constant value in the range of 10 to 100 mTorr. Next, the high frequency oscillation circuit 103 starts the output of a signal,
A high frequency voltage of 13.56 MHz is applied from the high frequency power supplies 7a and 7b to generate plasma.

【0045】つぎに、前記工程で発生した磁気ディスク
基板1の両面のプラズマの電位を調節して、バランスを
とる。バイアス制御機構11の内部には、プログラムを
格納しているメモリと、メモリ内のプログラムを読み込
んでプログラムに従って演算する演算部とが配置されて
いる。メモリ内には、図13にフローチャートで示した
ようなプログラムが格納されている。まず、バイアス制
御機構11は、図13のステップ201で、遅延信号発
生回路101に対して指示する電圧値として、初期値X
0を読み込み、ステップ202で、遅延信号発生回路1
01に電圧値X0を指示する。
Next, the electric potentials of the plasmas on both surfaces of the magnetic disk substrate 1 generated in the above step are adjusted to achieve balance. Inside the bias control mechanism 11, a memory that stores a program and a calculation unit that reads the program in the memory and calculates according to the program are arranged. A program as shown in the flowchart of FIG. 13 is stored in the memory. First, in step 201 of FIG. 13, the bias control mechanism 11 sets the initial value X as the voltage value instructed to the delay signal generation circuit 101.
0 is read, and in step 202, the delay signal generation circuit 1
01 indicates the voltage value X 0 .

【0046】バイアス電圧測定回路9a、9bは、電極
2a、2bそれぞれのバイアス電圧の値を測定する。ス
テップ203において、バイアス制御機構11は、両電
極2a、2bに取り付けられたバイアス電圧測定回路9
a、9bが測定したバイアス電圧の値を取り込む。ステ
ップ204では、バイアス制御機構11は、A側電極2
aのバイアス電圧の値をp,B側電極2bのバイアス電
圧をqとした場合、(p−q)/(p+q)を演算し
て、(p−q)/(p+q)<aの場合には、ステップ
206に進み、(p−q)/(p+q)≧aの場合に
は、ステップ205に進む。但し、aは、予め定めた一
定値である。本実施例では、aは、予め実験により求め
たディスク基板1の穴の部分にプラズマが集中すること
がなくなる電圧値から、計算により求めた値を用いた。
The bias voltage measuring circuits 9a and 9b measure the value of the bias voltage of each of the electrodes 2a and 2b. In step 203, the bias control mechanism 11 controls the bias voltage measuring circuit 9 attached to both electrodes 2a and 2b.
The values of the bias voltage measured by a and 9b are fetched. In step 204, the bias control mechanism 11 controls the A-side electrode 2
When the value of the bias voltage of a is p and the bias voltage of the B-side electrode 2b is q, (p−q) / (p + q) is calculated, and when (p−q) / (p + q) <a Proceeds to step 206, and if (p−q) / (p + q) ≧ a, proceeds to step 205. However, a is a predetermined constant value. In the present embodiment, a is a value obtained by calculation from a voltage value at which plasma will not be concentrated in the hole portion of the disk substrate 1 obtained by an experiment in advance.

【0047】電圧値p、qは、作用の欄で述べたよう
に、電極2a、2bの平均電位を表わしており、プラズ
マの電位より数Vから数十V低い値である。したがっ
て、(p−q)/(p+q)≧aであるということは、
プラズマの電位差が大きいことを示しているので、ステ
ップ205では、遅延信号発生回路101に新たな電圧
値XとしてX=X+k(p−q)/(p+q)を指示す
る。ここでkは予め実験により定めた定数である。そし
て、上記ステップ202に戻りステップ203、204
を繰り返す。ステップ204で、(p−q)/(p+
q)<aの場合には、プラズマの電位差が予め定めた範
囲内であるということを示しているので、ステップ20
6では、Xを現状の値に保持してステップ202に戻
る。
The voltage values p and q represent the average potentials of the electrodes 2a and 2b, as described in the section of the action, and are values several V to several tens V lower than the plasma potential. Therefore, (p−q) / (p + q) ≧ a means that
Since it indicates that the potential difference of the plasma is large, in step 205, X = X + k (p−q) / (p + q) is instructed to the delay signal generation circuit 101 as a new voltage value X. Here, k is a constant determined in advance by an experiment. Then, the process returns to step 202 and steps 203 and 204
repeat. In step 204, (p−q) / (p +
If q) <a, it means that the plasma potential difference is within a predetermined range.
In step 6, X is held at the current value and the process returns to step 202.

【0048】このようにステップ202から206を繰
り返すことにより、A側のプラズマとB側のプラズマの
電位の差をできる限り小さく、かつその和をできる限り
大きくするように、位相差信号Xを調節することができ
る。よって、効率よくかつバランスよくプラズマが発生
し、ディスク基板1の穴の部分にプラズマが集中するこ
とがなくなる。発明者らの実験によれば、2つの電極の
バイアス電圧の差p−qが30V以下、好ましくは15
V以下とした時にプラズマ集中が無くなった。
By repeating steps 202 to 206 in this manner, the phase difference signal X is adjusted so that the potential difference between the plasma on the A side and the plasma on the B side is as small as possible and the sum thereof is as large as possible. can do. Therefore, the plasma is efficiently and well-balancedly generated, and the plasma is not concentrated in the hole portion of the disk substrate 1. According to the experiments conducted by the inventors, the difference pq between the bias voltages of the two electrodes is 30 V or less, preferably 15 V or less.
When it was set to V or less, plasma concentration disappeared.

【0049】つぎに、本実施例に用いることのできる成
膜条件を以下に示す。
Next, the film forming conditions that can be used in this embodiment are shown below.

【0050】(1)ガス種類:主として炭素を含む硬質
保護被膜を形成できるようなガスであればなんでもよ
く、例えば下記のものから選ぶのがよい。
(1) Gas type: Any gas can be used as long as it can form a hard protective film containing mainly carbon. For example, the following gas is preferable.

【0051】メタン、エタン、プロパン、ブタンなどの
飽和炭化水素類 エチレン、アセチレン、プロピレン、ブテンなどの不飽
和炭化水素類 ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類 メタノール、エタノール、アセトン、エチルエーテルな
どの含酸素炭化水素類 アセトニトリル、メチルアミンなどの含窒素炭化水素類 CF4、C2F6、C2F4、C6F6などのフッ化炭素類 CH3F、C2H2F2などのフッ化炭化水素類 上記のガスから選ばれる2種以上の混合ガス 上記のガスとAr、He、Ne、Xeなどの不活性ガス
あるいは酸素、窒素、水素などとの混合ガス (2)ガス圧 :上限は高周波放電におけるバイアス電
圧が正常に発生する条件できまり、ガス種に寄って変わ
るがおおむね500mTorr以下である。これ以上だとバイア
ス電圧自身の値が下がってしまい、性能のよい非晶質炭
素皮膜が形成できなくなる。また、下限は放電の安定性
できまり、おおむね1mTorr程度である。好ましいのは10
〜100mTorrの範囲である。
Saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane Unsaturated hydrocarbons such as ethylene, acetylene, propylene and butene Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene Methanol, ethanol, acetone, ethyl ether Oxygen-containing hydrocarbons such as acetonitrile Nitrogen-containing hydrocarbons such as methylamine CF4, C2F6, C2F4, C6F6 and other fluorocarbons CH3F, C2H2F2 and other fluorocarbons Two or more selected from the above gases Mixed gas of the above gas and mixed gas of inert gas such as Ar, He, Ne, Xe or oxygen, nitrogen, hydrogen, etc. (2) Gas pressure: The upper limit is under the condition that the bias voltage in high frequency discharge is generated normally. It depends on the type of gas, but it is less than 500mTorr. If it is higher than this, the value of the bias voltage itself is lowered, and it becomes impossible to form an amorphous carbon film having good performance. The lower limit depends on the stability of the discharge, and is about 1 mTorr. Preferred is 10
It is in the range of ~ 100mTorr.

【0052】(3)バイアス電圧:バイアス電圧は投入
電力とガス圧、ガス種及び電極形状で決まるが、この値
が小さいと原料ガスの分解が進まずポリマに類似の膜と
なり、大きすぎると高エネルギーイオンによるエッチン
グが起こってしまうのである範囲とするのがよい。この
範囲としてはおおよそ150〜1500Vがよい。
(3) Bias voltage: The bias voltage is determined by the applied power, gas pressure, gas species and electrode shape. If this value is small, the decomposition of the raw material gas does not proceed and a film similar to a polymer is formed. The range is preferably such that etching by energetic ions will occur. About 150 to 1500V is good for this range.

【0053】また、本実施例の高周波プラズマCVD装
置を用いた保護膜を製造する方法は、磁気ディスクの基
板1の種類に依存するものではないが、優れた磁気ディ
スクを得るためには基板の選択も重要である。本実施例
において好ましいものとしては、NiPめっきAl−M
g基板、強化ガラス基板、セラミックス基板、ガラス状
カーボン基板等である。耐摺動性、ヘッドの浮上安定性
のよい磁気ディスクを得るには基板の平坦度をできる限
り向上し、かつ面粗し処理を行ってヘッドとの接触面積
を小さくするのがよい。例えばNiPめっきAl−Mg
基板の場合には研磨テープ或いは研磨砥粒により細かな
凹凸をつけるテクスチャ処理を施すのがよく、強化ガラ
ス基板やセラミックス基板の場合には化学薬品による選
択エッチングで凹凸をつけるのがよい。ただし、これら
の凹凸の高さはヘッドの安定浮上を妨げないよう100nm
以下としたほうがよい。
The method of manufacturing the protective film using the high frequency plasma CVD apparatus of this embodiment does not depend on the kind of the substrate 1 of the magnetic disk, but in order to obtain an excellent magnetic disk, the substrate Choice is also important. In this embodiment, NiP plated Al-M is preferable.
g substrate, tempered glass substrate, ceramics substrate, glassy carbon substrate and the like. In order to obtain a magnetic disk having excellent sliding resistance and flying stability of the head, it is preferable to improve the flatness of the substrate as much as possible and reduce the contact area with the head by roughening the surface. For example, NiP plated Al-Mg
In the case of a substrate, it is preferable to carry out a texture treatment for making fine irregularities with a polishing tape or abrasive grains, and in the case of a tempered glass substrate or a ceramic substrate, it is preferable to make irregularities by selective etching with a chemical agent. However, the height of these irregularities is 100 nm so as not to hinder the stable flying of the head.
The following is better.

【0054】上記基板1は、図3に示したような、上述
の本実施例の高周波プラズマCVD装置を組み込んだ連
続成膜装置で連続して成膜することが望ましい。たとえ
ば、図4のフローチャートに示したように、まず、よく
洗浄して異物を除去した後(ステップ301)、仕込室
401にロードし(ステップ302)、加熱室402で
基板加熱し(ステップ303)、スパッタ室403で下
地膜形成(ステップ304a)、スパッタ室404で磁
性膜形成(ステップ304b)、さらに、隔離室405
を通過させて、上述の本実施例の高周波プラズマCVD
装置406に基板1を搬入する(ステップ305)。高
周波プラズマCVD装置406では、上述したように原
料ガスを導入し(ステップ306)、放電を開始させ
(ステップ307)、図13のステップ201からステ
ップ206を行ってバイアス電圧を制御する(ステップ
308)。この状態で一定時間が経過したら保護膜が形
成されているので、放電を終了させ(ステップ30
9)、原料ガスを停止し(ステップ310)、取出し室
407に基板1を搬出する(ステップ311)。
It is desirable that the substrate 1 is continuously formed by a continuous film forming apparatus incorporating the high frequency plasma CVD apparatus of the present embodiment as shown in FIG. For example, as shown in the flow chart of FIG. 4, first, after thoroughly washing and removing foreign matter (step 301), the substrate is loaded into the preparation chamber 401 (step 302), and the substrate is heated in the heating chamber 402 (step 303). , Forming a base film in the sputtering chamber 403 (step 304a), forming a magnetic film in the sputtering chamber 404 (step 304b), and further isolating chamber 405.
Through the high frequency plasma CVD of this embodiment.
The substrate 1 is loaded into the device 406 (step 305). In the high-frequency plasma CVD apparatus 406, the source gas is introduced as described above (step 306), discharge is started (step 307), and step 201 to step 206 of FIG. 13 are performed to control the bias voltage (step 308). . After a certain period of time has passed in this state, the protective film has been formed, so the discharge is terminated (step 30
9), the source gas is stopped (step 310), and the substrate 1 is unloaded into the unloading chamber 407 (step 311).

【0055】このように、磁気記録層から連続で成膜す
ることにより、保護膜の界面に酸化皮膜ができず、密着
性を向上させることができる。
As described above, by continuously forming a film from the magnetic recording layer, an oxide film is not formed at the interface of the protective film, and the adhesion can be improved.

【0056】ステップ303の基板加熱は、下地層及び
磁性層の結晶成長を制御するために行うもので、用いる
材料によって適する温度に設定すべきである。下地層は
磁性膜の結晶成長のしかたを制御するもので、Crまた
はその合金がよく用いられる。また、磁性層としては強
磁性体の合金薄膜が用いられ、本実施例では、次の材料
の中から選択して用いた。
The substrate heating in step 303 is performed to control the crystal growth of the underlayer and the magnetic layer, and should be set to a temperature suitable for the material used. The underlayer controls the crystal growth of the magnetic film, and Cr or its alloy is often used. Further, a ferromagnetic alloy thin film is used as the magnetic layer, and in the present embodiment, the following materials were selected and used.

【0057】CoCr、CoCrTa、CoCrPt、
CoCrV、CoCrMo等のCoCr合金、CoN
i、CoNiZr等のCoNi系合金或いはさらにこれ
らに第4の元素を加えた4元系合金等。
CoCr, CoCrTa, CoCrPt,
CoCr alloys such as CoCrV and CoCrMo, CoN
i, CoNi-based alloys such as CoNiZr, or quaternary alloys in which a fourth element is further added.

【0058】本実施例によって得られる保護層は、非晶
質水素化炭素皮膜であり、その構造は、励起波長514.5n
mのレーザー光を用いてラマンスペクトルを測定すると
主ピークが1550cm~1或いはそれ以下の波数であっ
た。このピーク位置は非晶質炭素の中のグラファイト的
結合の量を示すもので、1550cm~1以上であるとグ
ラファイト性の強い、比較的柔らかい膜となる。また、
膜中の水素の量は10〜45%程度であり、条件によっ
てはこれ以外のものもできたが、この範囲のほうが耐摩
耗性が優れていた。
The protective layer obtained in this example is an amorphous hydrogenated carbon film, the structure of which is an excitation wavelength of 514.5n.
When the Raman spectrum was measured using a laser beam of m, the main peak was a wave number of 1550 cm -1 or less. This peak position indicates the amount of graphite-like bonds in the amorphous carbon, and if it is 1550 cm- 1 or more, a relatively soft film having strong graphitization is obtained. Also,
The amount of hydrogen in the film was about 10 to 45%, and other materials could be produced depending on the conditions, but the wear resistance was better in this range.

【0059】上記の成膜後、一旦装置から基板を取り出
し、必要があれば表面の突起等の除去工程を入れた後潤
滑層を形成する。潤滑層はフッ素化ポリエーテル系の高
分子がよく、分子量2000〜10000のものが好適
に用いられる。本発明は潤滑層の種類に依存するもので
はないが、磁気ディスクとしての耐摺動特性を向上させ
るには特定の潤滑層としたほうがよく、とくに末端にエ
ステル、カルボキシル基、アミド基、アミン基、アミン
塩、アジド基等極性基を持つものや保護層表面に反応し
て固着するようなものを用いることができる。
After the above film formation, the substrate is once taken out from the apparatus, and if necessary, a step of removing surface protrusions and the like is performed, and then a lubricating layer is formed. The lubricating layer is preferably a fluorinated polyether polymer, and a polymer having a molecular weight of 2000 to 10,000 is preferably used. Although the present invention does not depend on the type of the lubricating layer, it is better to use a specific lubricating layer in order to improve the sliding resistance of the magnetic disk. Particularly, an ester, a carboxyl group, an amide group or an amine group is added to the terminal. , Amine salts, those having a polar group such as an azide group, and those which react and stick to the surface of the protective layer can be used.

【0060】図9に、本実施例で得られた保護膜につい
て、製造時のバイアス電圧差と膜厚分布の関係を示す。
この場合には、バイアス電圧差p−qを平均バイアス電
圧の10%以下とすることで±5%以下の膜厚分布を実
現できた。ただし、このしきい値は成膜条件によって異
なるので、実際には実験によって求めるのがよい。経験
的にはガス圧(mTorr)が倍になるとこの値も半分すな
わち5%以下とする必要がある。
FIG. 9 shows the relationship between the bias voltage difference and the film thickness distribution at the time of manufacturing the protective film obtained in this example.
In this case, the film thickness distribution of ± 5% or less could be realized by setting the bias voltage difference p−q to 10% or less of the average bias voltage. However, since this threshold value differs depending on the film forming conditions, it is actually preferable to obtain it by experiment. Empirically, when the gas pressure (mTorr) is doubled, this value should be half, that is, 5% or less.

【0061】図10は、本実施例でえられた保護膜を成
膜した磁気ディスクの断面構造の模式図であり、ディス
ク全面にわたって均一に保護膜が形成されていることが
わかる。また、図11は、比較例として、本実施例の装
置で図13のステップ202から206のバイアス電圧
制御を行わないで保護膜を成膜した磁気ディスクの断面
構造を示す模式図であり、中央のディスク穴周辺の保護
膜の膜厚が厚く形成されている。
FIG. 10 is a schematic view of the cross-sectional structure of the magnetic disk having the protective film formed in this example formed thereon, and it can be seen that the protective film is formed uniformly over the entire surface of the disk. As a comparative example, FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a magnetic disk having a protective film formed without performing the bias voltage control of steps 202 to 206 of FIG. The protective film around the disk hole is thickly formed.

【0062】さらに、図12は、図10及び図11の保
護膜を備えた磁気ディスクをドライブに組み込み、薄膜
ヘッドを搭載して実際のコンタクトスタートストップモ
ードで動作させ、信号の記録再生を行った時の再生出力
のディスク半径方向の変動を示す図である。この図から
明らかなように、比較例の場合は内周で膜厚が厚くなる
ために再生信号が極端に弱くなるが、これに対し本実施
例の場合は均一な再生信号が得られていることがわか
る。
Further, in FIG. 12, the magnetic disk provided with the protective film of FIGS. 10 and 11 was incorporated into a drive, a thin film head was mounted, and it was operated in an actual contact start / stop mode to record / reproduce signals. FIG. 6 is a diagram showing a change in reproduction output in the radial direction of the disc at the time. As is clear from this figure, in the case of the comparative example, the reproduction signal becomes extremely weak because the film thickness becomes thicker in the inner circumference, whereas in the case of the present example, a uniform reproduction signal is obtained. I understand.

【0063】以下、図3の製造装置を用いた本実施例に
よる磁気ディスクの製造方法をさらに具体的に数値を示
して詳細に説明する。
The method of manufacturing the magnetic disk according to the present embodiment using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3 will be described below in more detail by showing numerical values.

【0064】まず、図4のフローのステップ302にお
いて、直径5.25インチのディスク基板1を5枚づつ
ホルダー4に搭載したものを20セット仕込み室401
にセットし、真空排気した。スパッタ室403のスパッ
タ用カソードにはあらかじめ下地膜用のCrターゲット
をセットし、スパッタ室404には、磁性膜用のCoC
rTa合金ターゲットを一対づつセットし、一旦真空排
気した後アルゴンを導入し、ガス圧を10mTorrに
保って直流プラズマを発生させ、1〜2時間ダミースパ
ッタを行った後プラズマを停止させた。
First, in step 302 of the flow of FIG. 4, 20 sets of five disc substrates 1 having a diameter of 5.25 inches mounted on the holder 4 are prepared in the preparation chamber 401.
And was evacuated. A Cr target for a base film is set in advance in the sputtering cathode of the sputtering chamber 403, and CoC for a magnetic film is set in the sputtering chamber 404.
The rTa alloy targets were set one by one, evacuated once, and then argon was introduced, the gas pressure was maintained at 10 mTorr to generate direct current plasma, and dummy sputtering was performed for 1 to 2 hours, and then the plasma was stopped.

【0065】つぎにステップ302で、前記ホルダ−4
を1枚取り出し室側に向かって搬送し、加熱室402に
到達したところで一旦とめて、ステップ303として、
約200℃まで基板1を加熱した。つぎにこのホルダー
4をスパッタ室403に搬送すると同時に次のホルダー
4を仕込み室401から加熱室402に送った。このよ
うにそれぞれの加熱室402で処理を行いながらホルダ
ー4を順次送り出した。ステップ304a、304bに
おいてディスク基板1にスパッタ室403でCrを約1
00nmスパッタし、つぎにスパッタ室404でCoC
rTa合金を30nmスパッタした。
Next, in step 302, the holder-4
Is conveyed toward the ejection chamber side, and once it reaches the heating chamber 402, it is temporarily stopped.
The substrate 1 was heated to about 200 ° C. Next, the holder 4 was transferred to the sputtering chamber 403, and at the same time, the next holder 4 was sent from the charging chamber 401 to the heating chamber 402. In this way, the holder 4 was sequentially sent out while performing the processing in each heating chamber 402. In steps 304a and 304b, about 1% of Cr is deposited on the disk substrate 1 in the sputtering chamber 403.
00 nm sputter, then CoC in sputter chamber 404
30 nm of rTa alloy was sputtered.

【0066】ついでステップ305に進み、ホルダー4
を隔離室405を通過させて、プラズマCVD室406
に搬送した。このとき真空槽5内をあらかじめ排気し、
かつ電極2a、2bの側面を基板1から遠ざかる方向に
動かしておき、ホルダー4が容易に通る間隔を確保し
た。ホルダー4が被処理部に到達し停止した時点で上記
側面が基板1の方向に動かし、電極2a、2bとホルダ
ーの間隔を狭めた。
Next, in step 305, the holder 4
Through the isolation chamber 405 and the plasma CVD chamber 406
Transported to. At this time, the vacuum chamber 5 is evacuated in advance,
Moreover, the side surfaces of the electrodes 2a and 2b were moved in a direction away from the substrate 1 to secure an interval through which the holder 4 could easily pass. When the holder 4 reached the portion to be processed and stopped, the side surface moved toward the substrate 1 to narrow the gap between the electrodes 2a and 2b and the holder.

【0067】そして、ステップ306に進み、CH4
スを導入し、圧力が50mTorr一定となるように流
量と排気速度が調節した。その後、ステップ307で周
波数13.56MHzの高電圧を印加し、プラズマを発
生させた。実効電力は500Wであった。
Then, proceeding to step 306, CH 4 gas was introduced, and the flow rate and exhaust speed were adjusted so that the pressure was constant at 50 mTorr. Then, in step 307, a high voltage having a frequency of 13.56 MHz was applied to generate plasma. The effective power was 500W.

【0068】この際、ステップ308でバイアス調整機
構11を作用させることにより、図13のステップ20
2から206を繰返し、AB両面のバイアス電圧を500V
±10Vに保持した。30秒間プラズマを保持したのち電
圧印加を停止し(ステップ309)、電極2a、2bを
再び基板1から遠ざけ、ガスを止め、排気したのちこの
ホルダー4を取出し室407に送る(ステップ311)
と同時に次の基板1を導入した。上記のサイクルを繰り
返す事により20枚のホルダー4に搭載したディスク基
板1に保護膜を形成した。
At this time, by operating the bias adjusting mechanism 11 in step 308, step 20 in FIG.
Repeat steps 2 to 206 to set the bias voltage on both sides of AB to 500V.
It was maintained at ± 10V. After holding the plasma for 30 seconds, the voltage application is stopped (step 309), the electrodes 2a and 2b are moved away from the substrate 1 again, the gas is stopped, the gas is exhausted, and then the holder 4 is taken out to the chamber 407 (step 311).
At the same time, the next substrate 1 was introduced. By repeating the above cycle, a protective film was formed on the disk substrates 1 mounted on the 20 holders 4.

【0069】上記の工程で成膜した磁気ディスク基板の
保護膜のラマンスペクトルのピーク位置を全面に渡って
測定したが、いずれも1520cm~1〜1540cm~1
の間にあった。
The peak position of the Raman spectrum of the protective film of the magnetic disk substrate formed in the above process was measured over the entire surface. In all cases, it was 1520 cm to 1 to 1540 cm to 1.
Was in between.

【0070】このディスク基板にディップ工程によりパ
ーフロロポリエーテル系潤滑剤を塗布し、実ヘッドによ
るCSS試験を行った。結果は内周(R30mm)、中周(R4
5),外周(R62)のいずれも50k回のCSSによっても損
傷なく、摩擦係数も0.2以下であった。また、記録再生
を行ったところ内周(R30mm)、中周(R45),外周(R62)の
いずれも再生出力に変化はなく、良好な再生波形を得
た。さらにこのディスクを80度90%RHの条件で加
湿試験を行った所、200時間の後にも腐食は起こらな
かった。
A perfluoropolyether lubricant was applied to this disk substrate by a dipping process, and a CSS test with an actual head was conducted. Results are inner circumference (R30mm), middle circumference (R4
Both of 5) and the outer circumference (R62) were not damaged even by 50k CSS, and the friction coefficient was 0.2 or less. In addition, when recording and reproducing were performed, there was no change in reproduction output at any of the inner circumference (R30 mm), the middle circumference (R45), and the outer circumference (R62), and a good reproduction waveform was obtained. Further, when a humidification test was conducted on the disk under the conditions of 80 ° C. and 90% RH, no corrosion occurred even after 200 hours.

【0071】また、比較例として、上記具体的な実施例
と同様に磁気ディスク基板に下地層、磁性層、保護層を
設けた磁気ディスクを作成した。ただし、保護層の形成
時に図13のステップ202から206のバイアス調整
を行わなかった。この結果、バイアスの値はA側が535
V,B側が470Vであった。このようにして成膜した磁気デ
ィスクに保護膜の膜厚分布を調べたところ、内周から15
mm程度の所まで明らかに膜厚が厚くなり、最大で平均膜
厚の5倍あった。また、ラマンスペクトルを調べたとこ
ろ、膜厚の厚い部分はそのピークが1560〜1580
cm~1の位置にあり、膜質も異なっていることがわかっ
た。このディスクに潤滑剤を塗布してCSS試験を行っ
たところ、最内周では5k回でクラッシュした。また記
録再生を行ったところ、内周側ほど再生出力が小さくな
り、平均の1/2以下となった。
Further, as a comparative example, a magnetic disk was prepared in which an underlayer, a magnetic layer and a protective layer were provided on a magnetic disk substrate as in the above specific examples. However, the bias adjustment in steps 202 to 206 of FIG. 13 was not performed at the time of forming the protective layer. As a result, the bias value is 535 on the A side.
It was 470V on the V and B sides. When the film thickness distribution of the protective film was examined on the magnetic disk thus formed,
The film thickness clearly increased to about mm, and the maximum film thickness was 5 times the average film thickness. Moreover, when the Raman spectrum was examined, the peak of the thick film portion was 1560 to 1580.
It was found to be at a position of cm ~ 1 and the film quality was different. When a CSS test was conducted by applying a lubricant to this disk, it crashed 5k times at the innermost circumference. When recording and reproduction were performed, the reproduction output became smaller toward the inner circumference side, and was 1/2 or less of the average.

【0072】上述の実施例では、電極2a、2bの電圧
を検出することにより、プラズマの電位を検出したが、
ラングミュアプローブを用いることによりプラズマ電位
を検出することも可能である。この場合には、上述の実
施例と同様にディスク基板1に、ステップ304a、3
04bでCr膜,CoCrTa膜をスパッタリングによ
り成膜した後、プラブマCVD装置406に基板1を導
入する。プラズマCVD装置406内には、ディスク基
板1の両面に近接する形で、ラングミュアプローブを設
けておく。このプローブに一定の電圧をかけておいて、
流入する電流値s,tをモニタする。
In the above embodiment, the plasma potential is detected by detecting the voltage of the electrodes 2a and 2b.
It is also possible to detect the plasma potential by using a Langmuir probe. In this case, as in the above-described embodiment, the steps 304a, 3b are performed on the disc substrate 1.
After forming a Cr film and a CoCrTa film by sputtering in 04b, the substrate 1 is introduced into the plasma CVD apparatus 406. A Langmuir probe is provided in the plasma CVD apparatus 406 so as to be close to both surfaces of the disk substrate 1. Apply a constant voltage to this probe,
The inflowing current values s and t are monitored.

【0073】バイアス制御機構11には、得られる電流
値s,tを、上述の図13のステップ202から206
のp,qと同様に処理して、遅延信号発生回路101に
指示する構成とする。但し、ステップ204、205に
おいて、a、kは、予め実験により求めた、ラングミュ
アプローブを用いた場合に適した値に変えておく。この
結果、プラズマの電位差は、一定値以下に保たれるの
で、あとは上述の実施例と同様にステップ309から3
11を行えば磁気ディスクが得られる。この結果、ディ
スク面内の膜厚分布は、±3%以下となり、良好な結果
が得られた。また、膜厚を表わす指標としてのラマンス
ペクトルも上述の実施例とほぼ一致した。
The bias control mechanism 11 sets the obtained current values s and t to the above-mentioned steps 202 to 206 of FIG.
The processing is performed in the same manner as p and q in FIG. However, in steps 204 and 205, a and k are changed in advance to values that are obtained by experiments and are suitable for the case of using the Langmuir probe. As a result, the potential difference of the plasma is maintained at a certain value or less, and the steps 309 to 3 are performed thereafter as in the above-described embodiment.
If step 11 is performed, a magnetic disk is obtained. As a result, the film thickness distribution on the disk surface was ± 3% or less, and good results were obtained. Further, the Raman spectrum as an index representing the film thickness was also in good agreement with the above-mentioned examples.

【0074】以上のように、本実施例によるとプラズマ
CVDで硬質非晶質カーボン保護膜を形成する場合、デ
ィスク中央の穴を貫通してプラズマが干渉することがな
いため、穴付近においてもプラズマが安定になる。これ
により、ディスク内周および外周端部における膜厚分布
が大幅に改善されるため、高性能な保護層をディスクの
両面同時に均一に形成することができる。また、このよ
うにして膜厚の均一な保護層を形成した磁気ディスクを
用いることにより有効記録面積を増加させるとともに記
録再生時の出力変動を低減することができ、高記録密度
化および高信頼化に大きな効果がある。
As described above, according to the present embodiment, when the hard amorphous carbon protective film is formed by plasma CVD, the plasma does not penetrate through the hole in the center of the disk, so that plasma does not interfere even near the hole. Becomes stable. As a result, the film thickness distribution at the inner and outer circumferences of the disc is greatly improved, so that a high-performance protective layer can be formed uniformly on both sides of the disc. In addition, by using a magnetic disk having a protective layer having a uniform film thickness in this way, it is possible to increase the effective recording area and reduce the output fluctuation during recording / reproducing, thereby achieving high recording density and high reliability. Has a great effect on.

【0075】さらに、プラズマが安定になるため、原料
ガスが効率よく分解され、高品質な硬質非晶質カーボン
保護膜が得られる。
Further, since the plasma becomes stable, the raw material gas is efficiently decomposed and a high quality hard amorphous carbon protective film can be obtained.

【0076】また、両面同時に安定に保護膜を形成する
ことができるので、製造効率を向上させることができ
る。
Further, since the protective film can be stably formed on both surfaces simultaneously, the manufacturing efficiency can be improved.

【0077】さらに本実施例のプラズマCVD装置で
は、プラズマを安定化させるためにディスク基板の穴を
ふさぐ必要がないので、基板を汚染する恐れもなく、か
つ、ディスク基板の内周の端部まで保護膜を形成するこ
とができる。
Further, in the plasma CVD apparatus of this embodiment, since it is not necessary to close the holes of the disk substrate to stabilize the plasma, there is no risk of contaminating the substrate, and the inner peripheral edge of the disk substrate is reached. A protective film can be formed.

【0078】本実施例は、磁気ディスクへの応用を中心
に記述してきたが、このほか光ディスク、光磁気ディス
クなどにも効果があることは言うまでもない。また、さ
らに一般的に基板に高バイアスがかかる条件でプラズマ
CVD、プラズマエッチング、表面改質などの両面プラ
ズマ処理をおこなう場合に同様の効果が得られることは
言うまでもない。
Although this embodiment has been described focusing on the application to a magnetic disk, it goes without saying that it is also effective for an optical disk, a magneto-optical disk and the like. Further, it is needless to say that the same effect can be obtained when the double-sided plasma treatment such as plasma CVD, plasma etching, and surface modification is generally performed under the condition that a high bias is applied to the substrate.

【0079】[0079]

【発明の効果】上述の様に、本発明によれば、プラズマ
の電位を制御することにより、貫通孔を有する基板の両
面を安定に処理することのできるプラズマ処理装置を提
供することができる。また、この装置を用いることによ
り、磁気デイスクの両面に、同時に、実質的に均一な膜
厚分布で高硬度非晶質水素化カーボンの保護層を形成す
ることのできる磁気デイスクの製造方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of stably processing both surfaces of a substrate having a through hole by controlling the plasma potential. Further, by using this apparatus, a method for producing a magnetic disk is provided, which can form a protective layer of high hardness amorphous hydrogenated carbon on both sides of the magnetic disk at the same time with a substantially uniform film thickness distribution. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の高周波プラズマCVD装置
の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a high frequency plasma CVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の高周波プラズマCVD装置の電極および
基板の部分的な位置関係を示す切欠き斜視図。
FIG. 2 is a cutaway perspective view showing a partial positional relationship between electrodes and a substrate of the high frequency plasma CVD apparatus of FIG.

【図3】図1の高周波プラズマCVD装置を用いた磁気
ディスクを製造装置の構成を示すブロック図。
3 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk manufacturing apparatus using the high frequency plasma CVD apparatus of FIG.

【図4】図4の装置を用いて磁気ディスクを製造する手
順を示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of manufacturing a magnetic disk using the apparatus of FIG.

【図5】図1の高周波プラズマCVD装置のプラズマの
状態を示す説明図。
5 is an explanatory view showing a state of plasma of the high frequency plasma CVD apparatus of FIG. 1. FIG.

【図6】従来の高周波プラズマCVD装置のプラズマの
状態を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a plasma state of a conventional high frequency plasma CVD apparatus.

【図7】図1の高周波プラズマCVD装置のプラズマの
電位制御のための回路を示すブロック図。
7 is a block diagram showing a circuit for controlling plasma potential of the high frequency plasma CVD apparatus of FIG.

【図8】本発明のプラズマ処理装置の電極の電圧の位相
を調節した場合の、位相とバイアス電圧の関係を示すグ
ラフ。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the phase and the bias voltage when the phase of the voltage of the electrodes of the plasma processing apparatus of the present invention is adjusted.

【図9】本発明の一実施例でえられた磁気ディスクの保
護膜の膜厚分布と、製造時のバイアス電圧との関係を表
わすグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the film thickness distribution of the protective film of the magnetic disk obtained in one example of the present invention and the bias voltage during manufacturing.

【図10】本発明の一実施例で得られた磁気ディスクの
保護膜の膜厚分布を示す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a film thickness distribution of a protective film of a magnetic disk obtained in an example of the present invention.

【図11】比較例の磁気ディスクの保護膜の膜厚分布を
示す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing a film thickness distribution of a protective film of a magnetic disk of a comparative example.

【図12】本発明の一実施例でえられた磁気ディスクの
再生出力を示すグラフ。
FIG. 12 is a graph showing the reproduction output of the magnetic disk obtained in one example of the present invention.

【図13】本発明の一実施例のプラズマCVD装置のバ
イアス制御機構11の制御を示すフローチャート。
FIG. 13 is a flowchart showing control of the bias control mechanism 11 of the plasma CVD apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2a、2b…高周波電極、3a、3b…接地
電極、4…基板ホルダー、5…真空槽、6a、6b…マ
ッチングコントローラ、7a、7b…高周波電源、8
a、8b…ブロッキングコンデンサ、9a、9b…バイ
アス測定回路、10…位相差調節回路、11…バイアス
制御機構、13a、13b…ガス導入系
1 ... Substrate, 2a, 2b ... High frequency electrode, 3a, 3b ... Ground electrode, 4 ... Substrate holder, 5 ... Vacuum chamber, 6a, 6b ... Matching controller, 7a, 7b ... High frequency power supply, 8
a, 8b ... Blocking capacitor, 9a, 9b ... Bias measuring circuit, 10 ... Phase difference adjusting circuit, 11 ... Bias control mechanism, 13a, 13b ... Gas introduction system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 諒 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 藤巻 成彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 家近 啓吾 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 阿部 勝男 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Ryo Kito, Ryo Kito, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa, Ltd., Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (72) Naruhiko Fujimaki, 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock company Hitachi Production Engineering Laboratory (72) Inventor Keigo Iechika 2880 Kozu, Odawara, Kanagawa Stock Company Hitachi Storage Systems Division (72) Inventor Katsuo Abe 2880 Kozu, Odawara, Kanagawa Stock Company Hitachi Storage Systems Division

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空容器と、前記真空容器中に基板を保持
する基板ホルダと、前記基板の両面が接する2つの空間
に各々プラズマを生成させるために前記2つの空間にそ
れぞれ配置された電極と、前記2つの電極に同周波数の
高周波電圧を印加する電圧供給手段とを有するプラズマ
処理装置において、 前記基板の両面が接する2つの空間に生成されたプラズ
マの電位を各々検出する検出手段と、前記電圧供給手段
が前記一方の電極に印加する高周波電圧の位相と前記他
方の電極に印加する高周波電圧の位相との差を調節する
位相差調節手段と、前記検出手段の検出した2つの空間
のプラズマの電位に差がある場合、前記プラズマの電位
差が予め定めた値より小さくなるように前記位相差調節
手段を制御する制御手段を有することを特徴とするプラ
ズマ処理装置。
1. A vacuum container, a substrate holder for holding a substrate in the vacuum container, and electrodes respectively arranged in the two spaces for generating plasma in the two spaces in contact with both surfaces of the substrate. A plasma processing apparatus having voltage supply means for applying a high-frequency voltage of the same frequency to the two electrodes, a detection means for detecting a potential of plasma generated in each of two spaces contacting both surfaces of the substrate; Phase difference adjusting means for adjusting the difference between the phase of the high frequency voltage applied to the one electrode by the voltage supply means and the phase of the high frequency voltage applied to the other electrode, and the plasma in the two spaces detected by the detecting means. When there is a difference in the electric potentials of the plasma, the control means controls the phase difference adjusting means so that the electric potential difference of the plasma becomes smaller than a predetermined value. Plasma processing device.
【請求項2】請求項1において、前記検出手段は、前記
2つの電極の電位をそれぞれ検出することにより、前記
2つの空間に生成されたプラズマの電位を検出すること
を特徴とするプラズマ処理装置。
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the detecting means detects the electric potentials of the plasma generated in the two spaces by detecting the electric potentials of the two electrodes, respectively. .
【請求項3】請求項1において、前記検出手段は、前記
プラズマに電圧を印加する手段と、前記電圧を印加した
時に前記プラズマに流れる電流を検出する手段とを有
し、前記電流の大きさから前記プラズマの電位を検出す
ることを特徴とするプラズマ処理装置。
3. The detection means according to claim 1, further comprising means for applying a voltage to the plasma and means for detecting a current flowing through the plasma when the voltage is applied, and the magnitude of the current. A plasma processing apparatus, wherein the plasma processing apparatus detects the electric potential of the plasma.
【請求項4】請求項1において、前記2つの電極は、プ
ラズマが生成される前記基板の両面に接する空間をそれ
ぞれ取り囲むように配置され、前記電極の面積は、前記
基板の面積よりも大きいことを特徴とするプラズマ処理
装置。
4. The electrode according to claim 1, wherein the two electrodes are arranged so as to respectively surround a space in contact with both surfaces of the substrate where plasma is generated, and the area of the electrode is larger than the area of the substrate. A plasma processing apparatus characterized by the above.
【請求項5】請求項4において、前記基板ホルダには、
前記基板を前記高周波電源の電位よりも相対的に低い電
位に保持するための電圧印加手段が接続されていること
を特徴とするプラズマ処理装置。
5. The substrate holder according to claim 4, wherein:
A plasma processing apparatus, to which a voltage applying means for holding the substrate at a potential relatively lower than the potential of the high frequency power source is connected.
【請求項6】請求項1において、前記2つの空間にガス
状物質を供給する手段をさらに有することを特徴とする
プラズマ処理装置。
6. The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising means for supplying a gaseous substance to the two spaces.
【請求項7】貫通孔を有する基板の両面を同時にプラズ
マ処理する方法であって、 前記基板の両面が接する2つの空間にそれぞれプラズマ
を発生させ、 前記2つの空間のプラズマの電位をそれぞれ測定し、 前記2つの空間のプラズマの電位に差がある場合、前記
一方の空間のプラズマの電位の位相を他方の空間のプラ
ズマの電位の位相から相対的に遅延させて、前記電位差
を予め定めた値よりも小さくし、この状態で前記基板の
両面をプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理
方法。
7. A method of simultaneously plasma-treating both surfaces of a substrate having a through hole, wherein plasma is generated in each of two spaces where both surfaces of the substrate are in contact, and the potentials of the plasma in the two spaces are measured. When there is a difference in the electric potentials of the plasmas of the two spaces, the phase of the electric potential of the plasma of the one space is relatively delayed from the phase of the electric potential of the plasma of the other space, and the electric potential difference is a predetermined value. The plasma treatment method is characterized in that both sides of the substrate are plasma-treated in this state.
【請求項8】請求項7において、前記予め定めた値は、
前記基板の貫通孔において放電集中を生じさせない値で
あることを特徴とするプラズマ処理方法。
8. The method according to claim 7, wherein the predetermined value is
The plasma processing method is characterized in that it has a value that does not cause discharge concentration in the through hole of the substrate.
【請求項9】基板と、前記基板の両面に、磁性層と、保
護層とを有する磁気ディスクの製造方法であって、 前記基板の両面に磁性層を形成し、 前記基板の両面が接する2つの空間にそれぞれプラズマ
発生させ、 前記2つの空間のプラズマの電位をそれぞれ測定し、 前記2つの空間のプラズマの電位に差がある場合、前記
一方の空間のプラズマの電位の位相を他方の空間のプラ
ズマの電位の位相から相対的に遅延させて、前記電位差
を予め定めた値よりも小さくし、 前記2つの空間に炭化水素類のガスを導入して、前記磁
性膜上に水素化カーボン膜を前記保護層として堆積させ
ることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
9. A method of manufacturing a magnetic disk having a substrate and a magnetic layer and a protective layer on both sides of the substrate, wherein magnetic layers are formed on both sides of the substrate, and both sides of the substrate are in contact with each other. Plasma is generated in each of the two spaces, the electric potentials of the plasmas of the two spaces are measured, and when there is a difference in the electric potentials of the plasmas of the two spaces, the phase of the electric potential of the plasma of the one space is changed to that of the other space. The potential difference of the plasma is relatively delayed to make the potential difference smaller than a predetermined value, a gas of hydrocarbons is introduced into the two spaces, and a hydrogenated carbon film is formed on the magnetic film. A method of manufacturing a magnetic disk, comprising depositing the protective layer.
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