JPH08167141A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応管と電極間の隙間を良好に管理し、膜厚
ムラを抑える。 【構成】 外周面に沿って非磁性支持体１が走行される
円筒型の電極１１と接触するようにして、内部に原料ガ
スが導入され膜形成が行われる反応管５の先端に回転ロ
ール６を配設し、該回転ロール６の径に応じて上記電極
１１と反応管５間との隙間を一定に調節する。上記回転
ロール６の材質としては、金属或いは石英管、パイレッ
クスガラス又はプラスチィック等の絶縁体が好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性層を有する非磁性
支持体上にいわゆる連続巻き取り方式により保護膜を成
膜する際に用いて好適な成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高密度磁気記録化に対応可能
な磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ
合金、Ｃｏ−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜
形成手段（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレ
ーティング法等）によってポリエステルフィルムやポリ
アミド、ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接
被着した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が知
られている。

【０００３】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗
磁力や角形比等に優れ、磁性層の厚みを極めて薄くでき
る為、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく短波
長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層中に
非磁性材であるバインダーを混入する必要がないため磁
性材料の充填密度を高めることができる等、数々の利点
を有している。このような磁気特性的な優位さ故に、上
記金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、高密度磁気記録の
主流になりつつある。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体におい
ては、高密度化の流れからスペーシング損失を少なくす
る為に媒体が平滑化される傾向にある。このような媒体
の平滑化が進むと、それに伴いヘッドと媒体間の摩擦力
が増大し、媒体に生ずる剪断応力は大きくなる。

【０００５】そこで、この厳しい摺動耐久性に対処する
ために、磁性層表面にカーボン膜や石英（ＳｉＯ₂ ）
膜、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）膜等からなる保護膜を形成
する技術が検討されている。この保護膜として、特に最
近はカーボン膜においてもより硬度な膜であるダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜が有力視されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ダイヤ
モンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜の成膜方法として
は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等が使用されて
いる。

【０００７】このうち、上記スパッタリング法とは、先
ず電場や磁場を利用してＡｒガス等の不活性ガスの電離
（プラズマ化）を行う。そして、電離されたＡｒイオン
を加速することによってその運動エネルギーによりター
ゲット原子をはじき出す。続いて、そのはじき出された
原子が上記ターゲットと対向配設される基板上に堆積
し、目的とする膜を形成する物理的プロセスである。

【０００８】このプロセスにより上記ダイヤモンドライ
クカーボン（ＤＬＣ）膜を形成した場合、膜形成速度は
一般に遅く、工業的見地からは生産性に劣る。

【０００９】これに対して、ＣＶＤ法は、電場や磁場を
用いて発生させたプラズマのエネルギーを利用して原料
となる気体の分解、合成等の化学反応を起こさせ、膜を
形成する化学的プロセスである。

【００１０】このＣＶＤ法は、上記スパッタリング法に
比べて膜形成速度が速く、今後上記ダイヤモンドライク
カーボン（ＤＬＣ）膜の成膜手段として期待されている
ものである。

【００１１】しかしながら、このＣＶＤ法において、反
応管を使用する場合には、上記スパッタリング法に比べ
て膜形成上困難な点があり、実用化は難しいとされてい
る。上記困難な点として、例えば上記反応管と該反応管
と対向配置される円筒型の電極との隙間をミリオーダー
で一定に管理する必要がある点が挙げられる。この反応
管と電極間の距離の管理が不適当な場合、得られる膜に
膜厚ムラ等が生じ製品として著しい欠陥をもつものとな
る恐れがある。

【００１２】この問題を改善する方法として、例えば特
開平４−９４７４号公報等に記載されるように、検出器
を用いて上記隙間の管理を行う方法が知られている。し
かし、この方法は、上記隙間を管理する方法としては優
れているものの、フィードバック回路や反応管を上下さ
せる機構を設けなければならず、装置が複雑化するとい
った欠点を抱えている。

【００１３】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであって、反応管と電極間の隙間を良
好に管理し、膜厚ムラを抑えることが可能な成膜装置を
提供する事を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、円筒型の電極と接
触するように反応管の先端に回転ロールを設け、上記電
極と反応管との隙間を上記回転ロールの径に応じて機械
的に一定にすることにより、膜厚ムラが抑えられ、バラ
ツキの少ない製品を製造することができることを見い出
し、本発明を完成するに至ったものである。

【００１５】即ち、本発明の成膜装置は、外周面に沿っ
て非磁性支持体が走行される円筒型の電極と、内部に原
料ガスが導入され膜形成が行われる反応管とが真空チャ
ンバ内において対向配置され、上記反応管の先端に上記
円筒型の電極と接触する回転ロールが配設されてなるこ
とを特徴とするものである。

【００１６】上記回転ロールの構成材料としては、例え
ば金属でも良いが、石英管やパイレックスガラス、プラ
スチィック等の絶縁体がより好ましい。

【００１７】この回転ロールの周ぶれは５ｍｍ以内であ
ることが望ましい。

【００１８】また、上記反応管内には、上記回転ロール
と空間的に分ける仕切板が配設されることが望ましい。

【００１９】本発明の成膜装置は、主に磁気記録媒体を
製造する際に使用して好適である。ここで対象となる磁
気記録媒体としては、非磁性支持体上に真空薄膜形成技
術により金属磁性薄膜が磁性層として形成される、いわ
ゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が挙げられる。

【００２０】上記金属磁性薄膜型の磁気記録媒体におい
て、上記非磁性支持体や金属磁性薄膜を構成する金属磁
性材料等は従来よりこの種の磁気記録媒体において使用
されているものがいずれも使用可能であり、特に限定さ
れるものではない。

【００２１】具体的に例示するならば、金属磁性材料と
してはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ，
Ｃｏ−Ｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃ
ｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａ
ｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等
の強磁性合金等が挙げられる。

【００２２】これらの単層膜であっても良いし、多層膜
であっても良い。

【００２３】また、上記非磁性支持体と上記金属磁性薄
膜間、或いは多層膜の場合には、各層間の付着力の向
上、並びに抗磁力の制御等のために、下地層、又は中間
層を設けても良い。更に、例えば磁性層表面近傍が耐食
性の改善等のために酸化物となっていても良い。

【００２４】この金属磁性薄膜を形成する手段として
は、真空下で上述の金属磁性材料を加熱蒸発させ上記非
磁性支持体上に被着せしめる真空蒸着法や、上記金属磁
性材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法、
アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こし
生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子をたたき
出すスパッタ法等、いわゆるＰＶＤ技術がいずれも使用
可能である。

【００２５】この金属磁性薄膜上には、ＣＶＤ法により
保護膜が形成される。

【００２６】上記保護膜としては、例えばダイヤモンド
ライクカーボン（ＤＬＣ）膜等が好適である。

【００２７】勿論、本発明が適用される磁気記録媒体の
構成としては、これに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲での変更、例えば必要に応じて
バックコート層を形成したり、上記非磁性支持体上に下
塗り層を形成したり、潤滑剤層等の各種層を形成するこ
とはなんら差し支えない。この場合、上記バックコート
層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤、或いは上記潤滑
剤層に含まれる材料等としては、従来公知のものがいず
れも使用可能である。

【００２８】

【作用】非磁性支持体を円筒型の電極の外周面に沿って
走行させながらＣＶＤ法により膜形成を行う際に、内部
に原料ガスが導入される反応管の先端に、上記電極に接
触するように回転ロールを配設すると、上記電極と反応
管との隙間が前記回転ロールの径に応じて機械的に一定
に保たれる。これにより、得られる膜の膜厚ムラが著し
く抑えられる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもない。

【００３０】先ず、本実施例により磁気テープを作製す
る際に、保護膜の形成工程において使用したプラズマＣ
ＶＤ連続膜形成装置の構成について説明する。

【００３１】このプラズマＣＶＤ連続膜形成装置は、図
１に示すように、頭部に取り付けられた排気系１２によ
り内部が所定の真空度に保たれた真空槽１３内におい
て、被処理体であるテープ状の非磁性支持体１が、図１
中の反時計回り方向に定速回転する送りロール３から反
時計回り方向に定速回転する巻き取りロール４に向かっ
て順次走行するようになされている。

【００３２】上記非磁性支持体１上には、酸素ガスを導
入しながらＣｏを蒸着して部分酸化された強磁性金属薄
膜が形成されてなる。

【００３３】この非磁性支持体１が上記送りロール３側
から巻き取りロール４側に亘って走行する中途部には、
該非磁性支持体１を図１中下方に引き出すように設けら
れるとともに、上記各ロール３，４の径よりも大径とな
された対向電極１１が図１中時計回り方向に定速回転す
るように設けられている。

【００３４】また、これら送りロール３と対向電極１１
及び該対向電極１１と巻き取りロール４間には、ガイド
ロール２ａ，２ｂがそれぞれ配設されており、上記送り
ロール３と対向電極１１及び該対向電極１１と巻き取り
ロール４間を走行する上記非磁性支持体１に適当なテン
ションを与えつつ、円滑な走行がなされるようになされ
ている。

【００３５】なお、上記送りロール３、巻き取りロール
４及び対向電極１１は、それぞれ上記非磁性支持体１の
幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。

【００３６】従って、このプラズマＣＶＤ連続膜形成装
置においては、上記非磁性支持体１が、上記送りロール
３から順次送り出され、上記対向電極１１の外周面に沿
って通過し、更に上記巻き取りロール４に巻き取られて
いくようになされている。

【００３７】一方、上記真空槽１３内には、上記対向電
極１１の下方に反応管５が設けられる。この反応管５
は、底部に設けられた放電ガス導入口７より導入される
炭化水素ガスを主成分とした原料ガスの分解、合成が行
われ、該反応管５と上記対向電極１１の間を上記非磁性
支持体１が通過する際に、上記非磁性支持体１上に形成
された磁性層上に保護膜が形成されるようになされてい
る。

【００３８】この反応管５の材質としては、絶縁性のあ
る石英管やパイレックスガラス、プラスチック等が適し
ている。

【００３９】この反応管５の内部には、上記真空槽１３
の外部に配設された直流電源９により＋５００〜２００
０Ｖの電位が加えられる電極８が組み込まれている。

【００４０】この電極８としては、ガスを透過しやす
く、且つ電界を均一にかけることができ、柔軟性に富ん
だ材質であることが要求され、例えば金網のような金属
メッシュ等が好適である。このような電極８の構成材料
としては、例えば銅等が代表的であるが、導電性から言
えば例えば金等も使用可能である。

【００４１】また、上記反応管５の先端には、上記対向
電極１１の外周面と接触するようにして回転ロール６が
取り付けられる。この回転ロール６は、上記反応管５の
底部に配設された放電ガス導入口７の周囲に挿入された
バネ支持体１４により上記対向電極１１の外周面に圧着
され、該対向電極１１と上記反応管５との隙間を該回転
ロール６の径に応じて一定に保つようになされている。
これにより、得られる膜の膜厚の再現性が良好となり、
バラツキの少ない製品を製造することができる。

【００４２】この回転ロール６の材質としては、加工精
度の点から言えば金属等でも良いが、異常放電等が発生
し易くなるので、より望ましくは上述のように反応管５
と同様、石英管やパイレックスガラス、プラスチック等
の絶縁物が挙げられる。

【００４３】また、この回転ロール６の周ぶれは５ｍｍ
以内であることが望まれる。この回転ロール６の周ぶれ
が５ｍｍより大きいと、上記対向電極１１と上記反応管
５との隙間が変化し、得られる膜の膜厚が一定にならな
いのみならず、放電不安定になる虞れが生じる。

【００４４】なお、図２及び図３に示すように、上記反
応管５内には、仕切り板１０が配設され、該反応管５の
内部と上記回転ロール６とを空間的に分けるように区切
られている。これにより、上記反応管５の内部にて発生
した生成物が上記回転ロール６に堆積しないような構成
とされる。

【００４５】そこで、このような構成を有するのプラズ
マＣＶＤ連続膜形成装置を使用して、以下のようにして
蒸着テープを作製した。

【００４６】先ず、厚さ１０ｎｍのポリエチレンテレフ
タレートからなるベースフィルム上に斜め蒸着によりＣ
ｏ₈₀Ｎｉ₂₀（数値は組成比を表す。）合金からなる金属
磁性薄膜を膜厚が２００ｎｍとなるように形成して単層
膜からなる磁性層を設けた。この斜め蒸着に際し、成膜
条件は次の通りとした。

【００４７】入射角 ： ４５〜９０゜ 導入ガス ： 酸素ガス 蒸着時真空度 ： ２×１０^-2Ｐａ 続いて、上記図１に示すプラズマＣＶＤ連続膜形成装置
を使用し、上記金属磁性薄膜上に膜厚１０ｎｍのダイヤ
モンドライクカーボン膜を形成した。このプラズマＣＶ
Ｄを行うに際し、成膜条件は下記に示す通りとした。

【００４８】導入ガス ： トルエン 反応圧力 ： １０Ｐａ 投入電力 ： 直流１．５ｋＶ 以上のようにして作製したサンプルテープと、比較用と
して上述のような回転ロールを用いず、上記反応管を直
接取り付けたプラズマＣＶＤ装置により上記ダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成した比較テープについて、上
記ダイヤモンドライクカーボン膜を形成した場合におけ
る膜厚の再現性を調べた。

【００４９】この結果を図４に示す。

【００５０】図４中、○は本実施例の結果を表し、×は
上記比較テープの結果を表す。

【００５１】図４から明らかなように、本実施例のよう
に反応管の先端に回転ロールを配設し、該回転ロールを
対向電極の外周面に圧着させながら膜形成を行った場合
には、設定膜圧１０ｎｍに対して±１ｎｍの範囲内にバ
ラツキが収まった。

【００５２】これに対して、比較例では、膜厚ムラが大
きく、良好な再現性を得ることができなかった。これ
は、膜形成後の掃除等による反応管のセッティングにバ
ラツキがあり、位置決めの容易な本発明による反応管で
は上記対向電極との隙間の再現性が良好であったのに対
して、比較例ではこの再現性が悪いためである。

【００５３】このように、上記対向電極と反応管との隙
間をミリオーダーにて一定に保つことができる本発明の
プラズマＣＶＤ装置は保護膜形成において非常に有効で
ある。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、磁性層を有する非磁性支持体上にＣＶＤ法
により保護膜を形成する際に、反応管の先端に回転ロー
ルを取り付け、この回転ロールを対向電極の外周面に圧
着するようにして膜形成を行うので、これら対向電極と
反応管との隙間をミリオーダーで一定に保つことがで
き、膜厚ムラを抑えることができる。この結果、得られ
る膜の膜厚再現性が良好となり、バラツキの少ない製品
を製造することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用して磁気テープを製造するに際
し、ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜時に使用した
プラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。

【図２】上記プラズマＣＶＤ装置における反応管の一構
成例を示す側面図である。

【図３】上記プラズマＣＶＤ装置における反応管の一構
成例を示す正面図である。

【図４】実験回数と得られる保護膜の設定膜厚からのバ
ラツキ度の関係を示す特性図である。

【符号の説明】 １ 非磁性支持体（被処理体） ２ａ，２ｂ ガイドロール ３ 送りロール ４ 巻き取りロール ５ 反応管 ６ 回転ロール ７ 放電ガス導入口 ８ 電極 ９ 直流電源 １０ 仕切り板 １１ 対向電極 １２ 排気系 １３ 真空槽 １４ バネ支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 ゆかり 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に沿って非磁性支持体が走行され
   る円筒型の電極と、内部に原料ガスが導入され膜形成が
   行われる反応管とが真空チャンバ内において対向配置さ
   れ、 上記反応管の先端に上記円筒型の電極と接触する回転ロ
   ールが配設されてなることを特徴とする成膜装置。
2. 【請求項２】 上記回転ロールが金属或いは絶縁体から
   なることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 【請求項３】 上記回転ロールが石英管又はパイレック
   スガラス又はプラスチィックからなることを特徴とする
   請求項１記載の成膜装置。
4. 【請求項４】 上記回転ロールの周ぶれが５ｍｍ以内で
   あることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
5. 【請求項５】 上記反応管内に上記回転ロールを空間的
   に分ける仕切り板が配設されてなることを特徴とする請
   求項１記載の成膜装置。