JPH06251366A - 被膜形成方法及び形成装置 - Google Patents

被膜形成方法及び形成装置

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JPH06251366A
JPH06251366A JP5347648A JP34764893A JPH06251366A JP H06251366 A JPH06251366 A JP H06251366A JP 5347648 A JP5347648 A JP 5347648A JP 34764893 A JP34764893 A JP 34764893A JP H06251366 A JPH06251366 A JP H06251366A
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Kenji Ito
健二 伊藤
Shigenori Hayashi
茂則 林
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】面内記録において等方な磁気特性を有し、高い
信頼性を持つ磁気記録媒体を量産可能にした。 【構成】磁気記録媒体における磁性層を形成する為の第
1の真空容器とダイヤモンド状炭素膜を形成する為の第
2の真空容器とを少なくとも含み、前記第1の真空容器
と第2の真空容器の動作圧力の差圧が10-2〜10-5To
rrの範囲内に設定されていることを特徴とする、高分子
基板材料に磁性層とダイヤモンド状炭素膜を連続的に積
層形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐久性の高記録密度
を有する量産性に優れた磁気記録媒体を高分子基板材料
上に形成する製造装置に関するもので、その産業上の利
用分野は映像機器、及び情報機器分野等多岐にわたる。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録媒体は高密度化の傾向に
あり、従来の磁気記録媒体の例としては、オーディオ,
ビデオ用テープ材料に用いられるγ−Fe2 3 粉末,
CrO粉末,純鉄粉末等を研磨材,バインダーと共に高
分子基板材料上に塗布した塗布型のものが使用されてき
たが、高密度化はもとより保持力,電磁変換特性等を改
良する目的で、真空蒸着法,メッキ法,イオンプレーテ
ィング法,スパッタ法等広義な意味でPVDと称される
方法により、Fe、Ni、Co、Cr等の磁性金属が高
い生産性を有し、安定な金属薄膜型の磁性層として形成
されている。
【0003】また、ダイヤモンド状炭素膜においても前
述の種々のPVD法あるいは、プラズマCVD法に代表
されるCVD法により形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法及び装置で高い被膜形成速度を維持しつつ、良好な
界面特性及び表面特性を有する積層薄膜を得ることは、
大気開放工程等の問題、及び磁性層とダイヤモンド状炭
素膜の被膜形成速度が大きく異なる為、同期させること
が技術的に困難である等の理由により、新しい技術の開
発が急がれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の異なる
被膜形成工程による非連続的な方法を各工程間の動作圧
力の差圧を所望値に制御することにより、有機的かつ合
理的に連系,同期した被膜形成領域として区分しつつ一
体連結し、面内記録において等方な磁気特性を有し、高
い信頼性を持つ磁気記録媒体を量産可能にした。
【0006】
【作用】本発明によれば、複数の工程よりなる被膜形成
領域すなわち、真空容器の動作圧力を段階または傾斜さ
せることで、真空装置として正常かつ機能的に動作する
ことはもとより、被膜形成の立場からも非常に効率的な
方法で高い効果すなわち、界面特性,密着性,表面特性
等を持つ積層薄膜群の形成を実現できる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図1乃至図4に基づいて説
明する。図1において、真空容器(1)1内の供給ロー
ル2から送られる高分子基板材料3はフリーローラガイ
ド4を経由して、円筒状キャン7に沿って矢印の向きに
走行する。
【0008】本実施例では、高分子基板材料3として幅
50cm,厚さ6μmのポリイミドフィルムを使用し
た。
【0009】蒸発源6から蒸発した金属原子は高分子基
板材料3上に堆積し、磁性層21(図2参照)として
0.15〜0.18μmの膜厚に形成される。
【0010】本実施例では、蒸発物質として、Co−C
r−Ni合金を用い、広範囲な走査が可能なピアス型電
子銃を用い、加速電圧を35KV加え、5×10-4Torr
の動作圧力で電子ビーム蒸着法により形成した。高分子
基板材料3の通過速度は135m/min とした。なお、
遮へい板5は堆積領域を制限する為に設けられたもので
ある。
【0011】円筒状キャン7と形成された磁性層21と
の間には、フリーローラガイド4を介して、直流電源1
5によって電位差を設けることで、高分子基板材料3と
円筒状キャン7とは静電的に密着するよう80Vの電圧
を印加した。磁性層21が形成された高分子基板材料3
は、中間ロール8を経由して真空容器(2)9へ導か
れ、プラズマ活性化処理がなされる。
【0012】ここで、プラズマ活性化処理工程について
説明する。接地電極10と高周波給電電極11が平行に
3cmの間隔で配設された電極間に原料ガス供給系18
より水素ガスを導入し、排気系19で排気しながら動作
圧力を10-1〜10-2Torrに制御し、13.56MHz
の高周波を0.5W/cm2の電力密度で高周波電源系1
2から印加し、水素プラズマを形成し、このプラズマ領
域16を高分子基板材料3が磁性層形成工程に同期した
速度で通過するようにした。
【0013】この工程を施すことで、磁性層21表面が
活性な水素ラジカルあるいは、水素イオンにさらされる
ことで、適度に清浄化されることはもとより、磁性層2
1表面の活性化が促進される。同様な効果がアルゴンガ
ス及びアルゴンと水素の混合ガスについても確認でき
た。尚、真空容器(2)9とバッファー室20を隔てる
壁に開けられた高分子基板材料3が通過するべき隙間の
大きさは前記真空容器(2)9で生成するプラズマ16
のデバイ距離もしくは該プラズマ領域16の圧力におけ
る平均自由行程より小さくするとよい。そうするとプラ
ズマがバッファー室20に漏れだすことがなくなる。
【0014】更に本発明におけるダイヤモンド状炭素膜
22の形成領域である真空容器(3)13について説明
する。フリーローラガイド4を介して導かれた磁性層2
1が堆積された高分子基板材料3は、シートビーム型プ
ラズマ領域17を通過する過程で良質のダイヤモンド状
炭素膜22が形成される。
【0015】ここで、シートビーム型プラズマ領域17
を発生させる手段について具体的な条件の一例を示す。
【0016】接地電極10と高周波給電電極11が平行
に1cmの間隔で精度よく配設された電極間に炭素ソー
スとしてエチレンガスを用い、動作圧力を1Torrに制御
した。さらに接地電極10を中空構造とし、原料ガスの
吹き出し部の寸法を幅0.5〜1.0cm,長さ60c
mのスリット状に高精度に加工したものとし、高周波電
源系12より3W/cm2 の電力密度の高周波を印加す
ることにより、局部的に線状の高輝度発光プラズマ領域
が発生し、前述の2つの工程と連動した通過速度で20
0Åの膜厚のダイヤモンドで形成され、巻取りロール1
4を介して回収した。ここで、高分子基板材料3は、高
周波給電電極11上を走行することが重要となる。
【0017】これは、被膜形成基板上、すなわち高分子
基板材料3にダイヤモンド状炭素膜22を形成する場
合、被形成面を有する基板を設けた高周波給電電極11
の近傍において、プラズマ中の分子,原子,正負イオ
ン,電子,ラジカル等の内、移動度,質量等の差から電
子が高周波給電電極11はもとより、被形成面の表面に
蓄積されることによって生じる自己バイアスとプラズマ
電位(プラズマポテンシャル)との間に生成する電界に
より加速された正イオンが形成中のダイヤモンド状炭素
膜に衝突することで、物理的,化学的反応を促進させ、
C=Cのような二重結合を有する炭素の割合を減らし
て、C−C結合を有する炭素の割合を増やすことにより
被膜の高品質が得られる。
【0018】さらにまた、高分子基板材料3を所定の速
度で高周波給電電極11上を走行させることにより、被
膜形成基板が固定、すなわち静的な形成法でかつ高速で
形成する場合に見られるような被膜形成基板の熱的ダメ
ージの問題を解消し得る。
【0019】図2は、以上の被膜形成工程で作製された
磁気記録媒体の断面図を示し、磁性層21とダイヤモン
ド状炭素膜22の界面特性を著しく向上させることがで
きた。
【0020】図3は、本発明の実施例で得たダイヤモン
ド状炭素膜22のラマンスペクトルを示し、高速で堆積
したにもかかわらず、良質な膜質であることを示してい
る。
【0021】本発明を実施するにあたり、磁性層21の
形成前の処理としては、必要に応じイオン及び電子等の
照射、あるいは加熱等公知の技術を用いて行うことがで
きる。また基板として、例えば、本実施例ではポリイミ
ドフィルムを用いたが、金属樹脂,プラスチック等をロ
ール状あるいは板状にしてもよい。
【0022】図4は、再生出力のダイヤモンド状炭素膜
22の膜厚依存性を記録周波数をかえて評価した結果
で、ダイヤモンド状炭素膜22の膜厚が200Åを超え
る領域で再生出力が飽和し、表面の平滑性の重要性を示
唆している。
【0023】さらに、作製した磁気記録媒体を8mm幅
のテープ状にカットし、市販の8mmビデオデッキを用
い、再生出力及び耐久性の評価を行ったところダイヤモ
ンド状炭素膜の22の膜厚が200Å以上のものでは、
走行安定性,スチル耐久性の優れたドロップアップの少
ない安定な再生出力が得られた。
【0024】また、正規の再生動作の他に特殊な再生動
作の連続,断続試験においても優れた耐久性を示すこと
が確認できた。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明の
製造装置で作製された磁気記録媒体は、磁性層21とダ
イヤモンド状炭素膜22の界面特性,密着性が改善され
た。更に大気にさらすことを避けるだけでは、磁性層2
1表面に生成される低級酸化物は本質的に除去できない
が、本発明によるプラズマ活性化処理が効果的であるこ
とも確認した。
【0026】また、ダイヤモンド状炭素膜22の表面特
性すなわち、耐摩耗性、高平滑性,硬度等が著しく向上
し、産業的にも十分価値のある磁気記録媒体の製造を可
能とし、従来問題とされていた連続形成上の律則点も回
避することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における磁気記録媒体製造装置
の内部構造の概略を示す断面図
【図2】本発明の実施例で得た磁気記録媒体の断面図
【図3】本発明の実施例で得た磁気記録媒体におけるダ
イヤモンド状炭素膜のラマンスペクトルを示す。
【図4】本発明の実施例で得た磁気記録媒体の再生出力
のダイヤモンド状炭素膜の膜厚依存性を示すデータであ
る。
【符号の説明】
1・・・真空容器(1) 2・・・供給ロール 3・・・高分子基板材料 4・・・フリーローラガイド 5・・・遮へい板 6・・・蒸発源 7・・・円筒状キャン 8・・・中間ロール 9・・・真空容器(2) 10・・接地電極 11・・高周波給電電極 12・・高周波電源系 13・・真空容器(3) 14・・巻取りロール 15・・直流電源 16・・プラズマ領域 17・・シートビーム型プラズマ領域 18・・原料ガス供給系 19・・排気系 20・・バッファー室

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性層を形成する為の第1の真空容器と
    ダイヤモンド状炭素膜を形成する為の第2の真空容器と
    を少なくとも含み、前記第1の真空容器と第2の真空容
    器の動作圧力の差圧が10-2〜10-5Torrの範囲内に設
    定されていることを特徴とする、基体に磁性層とダイヤ
    モンド状炭素膜を連続的に積層形成するための被膜形成
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、第1の真空容器と第
    2の真空容器の間にプラズマ活性化処理を行う為の第3
    の真空容器を設けたことを特徴とする被膜形成装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、第2の真空容器内に
    シートビーム形のプラズマ領域発生手段を具備したこと
    を特徴とする被膜形成装置。
  4. 【請求項4】 ロール状に巻かれた有機樹脂のフィルム
    を送り出しロールに設置し、該フィルムを適当なガイド
    ロールを介して巻取りロールに送り出し、巻取りロール
    を回転してフィルムを巻き取るロールツゥロール式フィ
    ルム処理装置を用いて、前記フィルムにダイヤモンド状
    炭素膜を形成する被膜形成方法において前記ダイヤモン
    ド状炭素膜はシートビーム形のプラズマ領域発生手段を
    用いて形成されたことを特徴とする被膜形成方法。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記フィルムは磁性
    層を有し、該磁性層表面にシートビーム形のプラズマ領
    域発生手段を用いてダイヤモンド状炭素膜を形成するこ
    とを特徴とする被膜形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002133650A (ja) * 2000-10-24 2002-05-10 Anelva Corp 磁気記録ディスク用成膜装置

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