JPH08193270A - ダイヤモンド状カーボン膜の形成方法及びその装置 - Google Patents

ダイヤモンド状カーボン膜の形成方法及びその装置

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JPH08193270A
JPH08193270A JP497495A JP497495A JPH08193270A JP H08193270 A JPH08193270 A JP H08193270A JP 497495 A JP497495 A JP 497495A JP 497495 A JP497495 A JP 497495A JP H08193270 A JPH08193270 A JP H08193270A
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JP
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film
carbon film
carbon
plasma cvd
diamond
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JP497495A
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English (en)
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Hideki Imamura
秀樹 今村
Yuzo Matsuo
祐三 松尾
Hirohide Mizunoya
博英 水野谷
Akira Shiga
章 志賀
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイヤモンド構造に富むダイヤモンド状カー
ボン膜を得ることが出来る技術を提供することである。 【構成】 支持体上にDCマグネトロンスパッタ法によ
りカーボンを付けた後、その上にECRマイクロ波プラ
ズマCVD法によりカーボン膜を形成するダイヤモンド
状カーボン膜の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド状カーボ
ン膜を形成する為の技術に関する。
【0002】
【発明の背景】磁気テープ等の磁気記録媒体において
は、高密度記録化の要請から、支持体上に設けられる磁
性層として、バインダ樹脂を用いた塗布型のものではな
く、バインダ樹脂を用いない金属薄膜型のものが提案さ
れている。すなわち、無電解メッキ等の湿式メッキ手
段、真空蒸着、スパッタリングあるいはイオンプレーテ
ィング等の乾式メッキ手段により磁性層を形成した磁気
記録媒体が提案されている。そして、この種の磁気記録
媒体は磁性体の充填密度が高く、高密度記録に適したも
のである。
【0003】この種の磁気記録媒体における金属磁性膜
を保護する為に、各種の保護膜を表面に設けることが提
案されている。例えば、ダイヤモンド状カーボン膜もこ
れらの提案の一つである。このダイヤモンド状カーボン
膜を表面に設ける手段としては各種のものが有る。例え
ば、熱フィラメントCVD装置、光CVD装置、RFプ
ラズマCVD装置、マイクロ波プラズマCVD装置、E
CRマイクロ波プラズマCVD装置などのCVD(ケミ
カルベーパーデポジション)装置が有る。
【0004】これらの装置により形成されるダイヤモン
ド状カーボン膜は、ダイヤモンド構造を有しているもの
の、完全なダイヤモンド構造のものではなく、グラファ
イト構造も有している。すなわち、ダイヤモンド及びグ
ラフィトのEELS(Electron Energy Loss Spectrosc
opy )を図3に、そしてECRマイクロ波プラズマCV
D装置を用いて形成されるダイヤモンド状カーボン膜の
EELSを図4に示すが、グラファイト結合がある程度
存在することが認められる。
【0005】このグラファイト結合を有した膜は、軟ら
かいことから、金属薄膜型の磁気記録媒体の保護膜とし
ては充分なものでない。つまり、ダイヤモンド構造に富
むダイヤモンド状カーボン膜が求められている。
【0006】
【発明の開示】本発明の目的は、ダイヤモンド構造に富
むダイヤモンド状カーボン膜を得ることが出来る技術を
提供することである。この本発明の目的は、支持体上に
DCマグネトロンスパッタ法によりカーボンを付けた
後、その上にECRマイクロ波プラズマCVD法により
カーボン膜を形成することを特徴とするダイヤモンド状
カーボン膜の形成方法によって達成される。
【0007】又、ダイヤモンド状カーボン膜を形成する
装置であって、支持体の供給手段と、支持体の巻取手段
と、第1の真空槽と、この第1の真空槽内に設けられた
第1の冷却キャンロールと、前記第1の真空槽に設けら
れたDCマグネトロンスパッタ装置と、第2の真空槽
と、この第2の真空槽内に設けられた第2の冷却キャン
ロールと、前記第2の真空槽に設けられたECRマイク
ロ波プラズマCVD装置とを具備してなり、前記支持体
の供給手段から供給された第1の冷却キャンロールに沿
って走行する支持体上にDCマグネトロンスパッタ法に
よりカーボンを付けた後、第2の冷却キャンロールに沿
って走行する支持体上のカーボンの上にECRマイクロ
波プラズマCVD法によりカーボン膜を形成するよう構
成したことを特徴とするダイヤモンド状カーボン膜の形
成装置によって達成される。
【0008】ECRマイクロ波プラズマCVD法は、成
膜面積が広く、他のCVD法に比べて高いプラズマ密度
を持ち、成膜速度が速い特長を有しているものの、前述
した通り、ダイヤモンド構造に富むものが得られ難い。
そこで、予め、ダイヤモンド構造に富むものを付けた
後、その上にECRマイクロ波プラズマCVD法でカー
ボン膜を成膜させれば、この膜は下地のダイヤモンド構
造の影響によってダイヤモンド構造に富むものになると
考えた。そして、ECRマイクロ波プラズマCVD工程
の前にDCマグネトロンスパッタ工程を設けておけば、
DCマグネトロンスパッタ工程によって得られる膜(膜
になってなく、斑点状であっても良い)はダイヤモンド
構造に富むから、この上に形成されるECRマイクロ波
プラズマCVD膜がダイヤモンド構造に富むものになる
と考えた。つまり、DCマグネトロンスパッタ膜は成膜
速度が遅いものの、これによって膜全ての厚さを形成す
るものではなく、下地膜を形成する程度に過ぎないか
ら、成膜速度が遅いと言う欠点は問題にならない。そし
て、得られる膜は質が高いダイヤモンド構造を有する。
この高品質なダイヤモンド構造を有するDCマグネトロ
ンスパッタ膜の上に、成膜速度が速いECRマイクロ波
プラズマCVD法を用いて成膜すれば、結果的に、高品
質なダイヤモンド構造を有するカーボン膜を生産性良く
製造できる。
【0009】DCマグネトロンスパッタ工程において用
いられるターゲットは、例えばグラファイトが用いられ
る。ECRマイクロ波プラズマCVD工程でダイヤモン
ド状カーボン膜を成膜する為に用いられる反応ガスとし
ては、例えばメタン等の鎖状炭化水素、ベンゼンやシク
ロヘキサン等の環状炭化水素、あるいはこれらの炭化水
素と窒素やアンモニア等の窒素化合物との混合物、又は
ピラジン、ピラゾリジン、ピラゾリン、ピラゾール、ピ
リジン、ピリダジン、ピリミジン、ピペリジン、ピペラ
ジン、イミダゾール、ピロール、あるいはこれらの同族
体や誘導体のような窒素含有環状炭化水素などの炭化水
素系のものが挙げられる。
【0010】本発明は、例えば金属薄膜型の磁性膜の上
にダイヤモンド状カーボン膜を形成する為に用いられ
る。磁気記録媒体における支持体は、磁性を有するもの
でも、非磁性のものでも良い。一般的には非磁性のもの
である。例えば、PET等のポリエステル、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリカーボネート、
ポリプロピレン等のオレフィン系の樹脂、セルロース系
の樹脂、塩化ビニル系の樹脂といった高分子材料、ガラ
スやセラミック等の無機系材料などが用いられる。この
支持体上に、蒸着やスパッタ等の乾式メッキ手段によっ
て金属薄膜型の磁性膜が設けられる。金属薄膜型の磁性
膜を形成する磁性粒子の材料としては、例えばFe,C
o,Ni等の金属の他に、Co−Ni合金、Co−Pt
合金、Co−Ni−Pt合金、Fe−Co合金、Fe−
Ni合金、Fe−Co−Ni合金、Fe−Co−B合
金、Co−Ni−Fe−B合金、Co−Cr合金、ある
いはこれらにAl等の金属を含有させたもの等が用いら
れる。
【0011】尚、本発明は、磁気記録媒体の保護膜の形
成にのみ適用されるものではない。その代表的な一例を
挙げただけである。
【0012】
【実施例】図1は本発明になる薄膜形成装置(DCマグ
ネトロンスパッタ装置+ECRマイクロ波プラズマCV
D装置)全体の概略図、図2はこの装置により成膜され
たダイヤモンド状カーボン膜のEELSである。図1
中、1は1600Å厚さのCo金属磁性膜が支持体表面
に設けられた磁気記録媒体の原反、2a,2bは真空
槽、3aは原反1の供給側ロール、3bは原反1の巻取
側ロール、4a,4bは冷却キャンロールである。原反
1は、真空槽2a内の供給側ロール3aから冷却キャン
ロール4aを経、そして真空槽2b内の冷却キャンロー
ル4bを経て巻取側ロール3bに走行し、巻き取られて
行くように構成されている。
【0013】Aは、DCマグネトロンスパッタ装置であ
る。尚、5はグラファイト製ターゲット(カソード)、
6はDC電源、7はグラウンドケーブルである。Bは、
ECRマイクロ波プラズマCVD装置である。尚、8は
冷却キャンロール4bに対向して設けられたプラズマ反
応管、9は反応ガス(メタン(供給量75sccm)と
水素(供給量150sccm)との混合ガス)供給用の
パイプ、10はマイクロ波の導波管、11は出力が0.
8kWのマイクロ波(2.45GHz)発信器、12は
ECR磁場が875GのECR用コイルである。
【0014】この装置において、先ず、DCマグネトロ
ンスパッタ装置Aによりアルゴンガス雰囲気下で原反1
上にカーボン膜を薄く成膜する。このDCマグネトロン
スパッタ工程で全てのカーボン膜を形成するものではな
く、下地膜とするのみであるから、10〜20Å程度の
厚さで充分である。そして、10Å程度の厚さであれ
ば、これに要する時間も長くはかからない。すなわち、
原反1の走行速度を速くできる。
【0015】DCマグネトロンスパッタ工程の後、EC
Rマイクロ波プラズマCVD装置Bによる工程が行われ
る。すなわち、反応ガスがパイプ9からプラズマ反応管
8内に供給され、かつ、波長λのマイクロ波が導入さ
れ、プラズマを励起し、マイクロ波の進行方向と同方向
にECR用コイル12で磁場を掛け、サイクロトロン共
鳴を起こさせ、ECRマイクロ波プラズマCVDを行わ
せる。このECRマイクロ波プラズマCVD工程で形成
される膜は高品質なダイヤモンド構造を有するDCマグ
ネトロンスパッタカーボン膜上に堆積するから、DCマ
グネトロンスパッタカーボン膜の影響を受けてダイヤモ
ンド構造に富むものとなる。
【0016】因みに、4m/minの速度で走行する原
反1表面の金属磁性膜上にDCマグネトロンスパッタ工
程で10Åのカーボン膜を、次いでECRマイクロ波プ
ラズマCVD工程で90Å厚さのカーボン膜を形成し
た。得られたカーボン膜のEELSを図2に示す。これ
によれば、図4の場合に比べて、明らかにグラファイト
構造の強度が低下しており、ダイヤモンド構造に富むも
のであることが判る。すなわち、カーボン膜は、ダイヤ
モンド構造を有するDCマグネトロンスパッタカーボン
膜の上にECRマイクロ波プラズマCVDカーボン膜が
形成されたものであるから、ダイヤモンド構造に富むも
のであった。
【0017】又、このようにして得られた磁気記録媒体
の耐久性を調べる為にスチル耐久性試験を行った。比較
の為、DCマグネトロンスパッタ装置Aを作動させず、
ECRマイクロ波プラズマCVD装置Bのみで100Å
厚さのダイヤモンド状カーボン膜を金属磁性膜上に形成
した。この比較用の磁気記録媒体にあっては、スチル時
間が3分間経過後で8.5dBの出力低下が認められた
のに対し、本実施例のものではスチル時間が60分間経
過後にあっても出力低下が認められなかった。これより
しても、本実施例のダイヤモンド状カーボン膜は保護膜
として優れた機能を有していることが判る。
【0018】
【効果】本発明によれば、ダイヤモンド構造に富むダイ
ヤモンド状カーボン薄膜が生産性高く形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄膜形成装置(DCマグネトロンスパッタ装置
+ECRマイクロ波プラズマCVD装置)全体の概略図
【図2】本発明で得られたダイヤモンド状カーボン膜の
EELS
【図3】ダイヤモンド膜及びグラファイト膜のEELS
【図4】従来のECRプラズマCVDで得たダイヤモン
ド状カーボン膜のEELS
【符号の説明】
A DCマグネトロンスパッタ装置 B ECRマイクロ波プラズマCVD装置 1 磁気記録媒体の原反
フロントページの続き (72)発明者 志賀 章 栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606 花王株 式会社情報科学研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上にDCマグネトロンスパッタ法
    によりカーボンを付けた後、その上にECRマイクロ波
    プラズマCVD法によりカーボン膜を形成することを特
    徴とするダイヤモンド状カーボン膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 ダイヤモンド状カーボン膜を形成する装
    置であって、支持体の供給手段と、支持体の巻取手段
    と、第1の真空槽と、この第1の真空槽内に設けられた
    第1の冷却キャンロールと、前記第1の真空槽に設けら
    れたDCマグネトロンスパッタ装置と、第2の真空槽
    と、この第2の真空槽内に設けられた第2の冷却キャン
    ロールと、前記第2の真空槽に設けられたECRマイク
    ロ波プラズマCVD装置とを具備してなり、前記支持体
    の供給手段から供給された第1の冷却キャンロールに沿
    って走行する支持体上にDCマグネトロンスパッタ法に
    よりカーボンを付けた後、第2の冷却キャンロールに沿
    って走行する支持体上のカーボンの上にECRマイクロ
    波プラズマCVD法によりカーボン膜を形成するよう構
    成したことを特徴とするダイヤモンド状カーボン膜の形
    成装置。
JP497495A 1995-01-17 1995-01-17 ダイヤモンド状カーボン膜の形成方法及びその装置 Pending JPH08193270A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146533A (ja) * 2000-11-06 2002-05-22 Mitsubishi Electric Corp 炭素薄体、炭素薄体形成方法および電界放出型電子源
EP2083095A3 (en) * 2008-01-21 2010-12-15 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Diamond-like carbon film for sliding parts and method for production thereof

Cited By (3)

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