JPH0853768A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な厚さのダイヤモンドライクカーボン薄
膜を形成できる技術を提供することである。 【構成】 ＣＶＤ法により支持体上に薄膜を形成する装
置であって、ガスが供給される反応管の内壁に複数の板
が立設されてなる薄膜形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばダイヤモンドラ
イクカーボン膜と言った薄膜を形成する為の技術に関す
るものである。

【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、非磁性支持体上に設けら
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
提案されていることは周知の通りである。

【０００３】すなわち、無電解メッキといった湿式メッ
キ手段、真空蒸着、スパッタリングあるいはイオンプレ
ーティングといった乾式メッキ手段により磁性層を構成
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いことから、高密
度記録に適したものである。ところで、この種の金属薄
膜型磁気記録媒体における金属磁性膜を保護する為に、
従来より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、ダイヤモンドライクカーボン膜もこれら
の提案の一つである。このダイヤモンドライクカーボン
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。中でも、ＥＣ
Ｒマイクロ波プラズマＣＶＤ装置が用いられる。

【０００４】ところで、上記のような手段により形成さ
れるダイヤモンドライクカーボン膜は均一な厚さである
ことが望まれている。特に、磁気ヘッドと磁気記録媒体
との間の距離が小さい、すなわち磁気ヘッドの浮上高さ
が低くなればなる程、形成されるダイヤモンドライクカ
ーボン膜の厚さの均一性が一層要求される。又、ダイヤ
モンドライクカーボン膜が厚いと、磁性膜と磁気ヘッド
との間の距離がそれだけ大きくなり、再生出力がそれだ
け低下する。従って、ダイヤモンドライクカーボン膜は
薄い方が好ましい。しかしながら、薄くなると、そのバ
ラツキが相対的に大きくなっている。従って、薄い場合
に、ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さの均一性が一
層要求される。

【０００５】このような観点から、均一な厚さのダイヤ
モンドライクカーボン薄膜が望まれているものの、満足
できる技術は未だの状況下にある。

【０００６】

【発明の開示】本発明の目的は、均一な厚さのダイヤモ
ンドライクカーボン薄膜を形成できる技術を提供するこ
とである。この本発明の目的は、ＣＶＤ法により支持体
上に薄膜を形成する装置であって、ガスが供給される反
応管の内壁に複数の板が立設されてなることを特徴とす
る薄膜形成装置によって達成される。

【０００７】尚、ＣＶＤがＥＣＲマイクロ波プラズマＣ
ＶＤである場合には、ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ
法により、例えばダイヤモンドライクカーボン薄膜を形
成する装置であって、真空槽と、この真空槽内に配設さ
れた支持体に対向した位置にあるプラズマ反応管と、こ
のプラズマ反応管にマイクロ波を導入するマイクロ波導
入手段と、前記プラズマ反応管に炭化水素系の反応ガス
を供給する反応ガス供給手段と、前記プラズマ反応管の
内壁に立設されてなる複数の板とを具備するものであ
る。

【０００８】そして、上記のような立設板を反応管の内
壁に構成させていると、反応ガスが供給されて来た際、
この板によってガスが反応管内部において均一に攪拌さ
れるようになり、反応ガスが均一に分布するからと考え
られたのであるが、均一な厚さのダイヤモンドライクカ
ーボン薄膜が形成されていたのである。尚、立設板の高
さは、反応管の大きさ（円筒形とした場合には、その半
径）の５％程度はあることが好ましかった。すなわち、
低すぎた場合には、立設板を設けた意味が小さいからで
ある。逆に、立設板の高さが高くなり過ぎると、ガスの
流れが逆に低下し、均一に分布し難くなったことから、
その上限は反応管の大きさの３５％程度であった。より
好ましくは反応管の大きさの１０〜２０％程度である。

【０００９】又、立設板の間隔が余りにも小さ過ぎる
と、ガスの流れが低下する。これは立設板の高さとも関
係しており、立設板の高さの１／２〜３／２程度の間隔
があいていることが好ましい。より好ましくは立設板の
高さの８０〜１２０％程度である。立設板は、炭化水素
系の反応ガスを反応管内に供給する位置の前後の位置に
少なくとも設けられていることが好ましい。これは、反
応管内に反応ガスが供給された最初の時点で均一に攪拌
されるようにしておくことが効果的であったからによ
る。尚、反応管内全域にわたって設けられていても良
い。

【００１０】すなわち、上記のように立設板を反応管の
内壁に断面櫛状に構成させていると、反応ガスが均一に
分布するようになり、均一な厚さのダイヤモンドライク
カーボン薄膜が形成される。本発明でダイヤモンドライ
ク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が用いられ
る。

【００１１】プラズマ反応管内に反応ガスを供給する位
置は、マイクロ波導入部とＥＣＲ点との間の位置である
ことが好ましい。すなわち、このような位置に反応ガス
を供給させると、反応ガスのプラズマ化が効率よく行わ
れ、均一、かつ、良好な薄膜が形成されていた。又、反
応ガスを供給する反応ガス供給手段（例えば、パイプ）
の先端部に取り付けた多孔質体からプラズマ反応管内に
ガスが供給されるよう構成されていることが好ましい。
すなわち、多孔質体からプラズマ反応管内にガスが供給
されるよう構成していると、ガスは四方八方に吹き出す
ようになり、均一に、かつ、効率よく薄膜が形成されて
いた。

【００１２】本発明における支持体とは、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
などが挙げられる。又、これらに蒸着手段やスパッタ手
段といった乾式メッキ手段によって金属薄膜型の磁性膜
が設けられたものであっても良い。尚、金属薄膜型の磁
性膜を構成する磁性粒子の材料としては、例えばＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ等の金属の他に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐ
ｔ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。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明になる薄膜形成装置の全体概
略図である。図１中、１は金属薄膜型の磁性膜が支持体
表面に設けられた磁気記録媒体の原反、２は真空槽、３
ａは原反１の供給側ロール、３ｂは原反１の巻取側ロー
ル、４は冷却キャンローラであり、原反１は供給側ロー
ル３ａから冷却キャンローラ４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。

【００１４】５は冷却キャンローラ４に対向して設けら
れている半径１５ｃｍの略円筒形状（基部側はラクビー
ボール状）の石英製のプラズマ反応管、６は炭化水素ガ
ス供給用のパイプ、６ａはパイプ先端に取り付けられて
いる直径３ｃｍの球状多孔質体（ゼオライト）、７はマ
イクロ波の導波管、８はＥＣＲ用コイルである。尚、球
状多孔質体６ａは、プラズマ反応管内におけるＥＣＲ点
とマイクロ波導入部との間の位置に設定されている。そ
して、炭化水素ガスをパイプ６先端の球状多孔質体６ａ
からプラズマ反応管５に供給し、かつ、導波管７によっ
てプラズマ反応管５に波長λのマイクロ波を導入して、
プラズマを励起し、マイクロ波の進行方向と同方向にＥ
ＣＲ用コイル８で磁場を掛け、サイクロトロン共鳴を起
こさせることにより、原反１表面の金属磁性膜上にダイ
ヤモンドライクカーボン膜が形成される。

【００１５】９はプラズマ反応管５の内壁に断面櫛状に
立設されてなるリング状（先端部側は、その外径が３０
ｃｍで、内径が２０ｃｍ。基部側はその外径が２５ｃｍ
で、内径が１８ｃｍ）の板である。尚、この板９の高さ
は５ｃｍ（プラズマ反応管５の半径の１／３）であり、
この板９が５ｃｍ（板９の高さの１／１）の間隔をおい
て設けられたものである。

【００１６】１０はバイアス電源であり、金属磁性膜に
５０Ｖのバイアス電圧が掛かっている。上記のように構
成させた薄膜形成装置を用いて、５ｍ／ｍｉｎの速度で
走行する原反１表面の金属磁性膜上に７０Å厚さのダイ
ヤモンドライクカーボン膜を形成した。

【００１７】尚、マイクロ波の周波数は２．４５ＧＨ
ｚ、出力は１０００Ｗ、ＥＣＲ磁場は８７５Ｇａｕｓｓ
であり、供給ガスはＣＨ₄ ＋Ｈ₂ （供給量が５０ｓｃｃ
ｍ＋５０ｓｃｃｍ）である。このようにして得られたダ
イヤモンドライクカーボン膜の厚さをオージェ電子分光
により評価した処、±０．１％の範疇にあり、広範囲に
わたって極めて均一性が高いものであった。

【００１８】これに対して、板９を設けていない従来の
ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置により成膜させたダイヤモン
ドライクカーボン膜の厚さをオージェ電子分光により評
価した処、±８％の変動が認められ、均一性は充分なも
のでなかった。

【００１９】

【効果】本発明によれば、極めて均一性に富むダイヤモ
ンドライクカーボン薄膜が良好に形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜形成装置の全体概略図

【符号の説明】

１ 磁気記録媒体の原反 ２ 真空槽 ４ 冷却キャンローラ ５ プラズマ反応管 ６ 炭化水素ガス供給用のパイプ ６ａ 球状多孔質体 ７ 導波管 ８ ＥＣＲ用コイル ９ 板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野谷 博英 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 (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】 ＣＶＤ法により支持体上に薄膜を形成す
   る装置であって、ガスが供給される反応管の内壁に複数
   の板が立設されてなることを特徴とする薄膜形成装置。
2. 【請求項２】 反応管の内壁に複数の板が断面櫛状に立
   設されてなることを特徴とする請求項１の薄膜形成装
   置。