JPH0853769A - 薄膜形成方法及びその装置 - Google Patents
薄膜形成方法及びその装置Info
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- JPH0853769A JPH0853769A JP18696994A JP18696994A JPH0853769A JP H0853769 A JPH0853769 A JP H0853769A JP 18696994 A JP18696994 A JP 18696994A JP 18696994 A JP18696994 A JP 18696994A JP H0853769 A JPH0853769 A JP H0853769A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続成膜時間が長く、ダイヤモンドライクカ
ーボン薄膜を長尺状のものに効率よく形成できる技術を
提供することである。 【構成】 支持体上にECRマイクロ波プラズマCVD
法により薄膜を形成する技術であって、薄膜形成時にプ
ラズマ反応管に超音波振動を作用させる薄膜形成技術。
ーボン薄膜を長尺状のものに効率よく形成できる技術を
提供することである。 【構成】 支持体上にECRマイクロ波プラズマCVD
法により薄膜を形成する技術であって、薄膜形成時にプ
ラズマ反応管に超音波振動を作用させる薄膜形成技術。
Description
【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。
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。
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。尚、こ
のECRマイクロ波プラズマCVDは、反応管内に反応
ガスを供給し、そこにマイクロ波を入射してプラズマを
励起し、又、マイクロ波の進行方向と同方向の磁場をか
けてサイクロトロン共鳴を起こさせ、高い電子温度を実
現するものである。
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。尚、こ
のECRマイクロ波プラズマCVDは、反応管内に反応
ガスを供給し、そこにマイクロ波を入射してプラズマを
励起し、又、マイクロ波の進行方向と同方向の磁場をか
けてサイクロトロン共鳴を起こさせ、高い電子温度を実
現するものである。
【0004】ところで、上記のようなECRマイクロ波
プラズマCVD手段によりダイヤモンドライクカーボン
膜を成膜しようとした場合に、連続して成膜できる時間
が比較的短く、この為長尺状の磁気記録媒体に連続成膜
しようとしても限界があり、生産効率が低い問題点があ
る。すなわち、連続成膜時間が長くなると、プラズマ反
応管にダイヤモンドライクカーボン膜が堆積してしま
い、これがマイクロ波を吸収するようになってプラズマ
が励起され難くなり、成膜効率が低下してしまうのであ
る。
プラズマCVD手段によりダイヤモンドライクカーボン
膜を成膜しようとした場合に、連続して成膜できる時間
が比較的短く、この為長尺状の磁気記録媒体に連続成膜
しようとしても限界があり、生産効率が低い問題点があ
る。すなわち、連続成膜時間が長くなると、プラズマ反
応管にダイヤモンドライクカーボン膜が堆積してしま
い、これがマイクロ波を吸収するようになってプラズマ
が励起され難くなり、成膜効率が低下してしまうのであ
る。
【0005】
【発明の開示】本発明の目的は、連続成膜時間が長く、
ダイヤモンドライクカーボン薄膜を長尺状のものに効率
よく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、支持体上にECRマイクロ波プラズマCVD
法により薄膜を形成する方法であって、薄膜形成時にプ
ラズマ反応管に超音波振動を作用させることを特徴とす
る薄膜形成方法によって達成される。
ダイヤモンドライクカーボン薄膜を長尺状のものに効率
よく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、支持体上にECRマイクロ波プラズマCVD
法により薄膜を形成する方法であって、薄膜形成時にプ
ラズマ反応管に超音波振動を作用させることを特徴とす
る薄膜形成方法によって達成される。
【0006】特に、プラズマ反応管に対向した位置にあ
る支持体上に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
方法であって、前記プラズマ反応管にマイクロ波を導入
する工程と、前記プラズマ反応管に炭化水素系等の反応
ガスを導入する工程と、薄膜形成時に前記プラズマ反応
管に超音波振動を作用させる超音波振動工程とを具備す
ることを特徴とする薄膜形成方法によって達成される。
る支持体上に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
方法であって、前記プラズマ反応管にマイクロ波を導入
する工程と、前記プラズマ反応管に炭化水素系等の反応
ガスを導入する工程と、薄膜形成時に前記プラズマ反応
管に超音波振動を作用させる超音波振動工程とを具備す
ることを特徴とする薄膜形成方法によって達成される。
【0007】尚、薄膜形成時に支持体にも超音波振動を
作用させることが好ましい。すなわち、薄膜形成時に支
持体に超音波振動を作用させる超音波振動工程を具備し
ていることが好ましい。又、支持体上にECRマイクロ
波プラズマCVD法により薄膜を形成する装置であっ
て、支持体上に薄膜を形成するプラズマ反応管を具備す
るECRマイクロ波プラズマCVD装置と、前記プラズ
マ反応管に超音波振動を作用させる超音波装置とを具備
することを特徴とする薄膜形成装置によって達成され
る。
作用させることが好ましい。すなわち、薄膜形成時に支
持体に超音波振動を作用させる超音波振動工程を具備し
ていることが好ましい。又、支持体上にECRマイクロ
波プラズマCVD法により薄膜を形成する装置であっ
て、支持体上に薄膜を形成するプラズマ反応管を具備す
るECRマイクロ波プラズマCVD装置と、前記プラズ
マ反応管に超音波振動を作用させる超音波装置とを具備
することを特徴とする薄膜形成装置によって達成され
る。
【0008】特に、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等の反応ガス
を供給する反応ガス供給手段と、前記プラズマ反応管に
超音波振動を作用させる超音波装置とを具備することを
特徴とする薄膜形成装置によって達成される。
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等の反応ガス
を供給する反応ガス供給手段と、前記プラズマ反応管に
超音波振動を作用させる超音波装置とを具備することを
特徴とする薄膜形成装置によって達成される。
【0009】尚、薄膜形成時に支持体にも超音波振動を
作用させる超音波装置を具備していることが好ましい。
すなわち、上記技術を用いて50〜150Å厚さのダイ
ヤモンドライクカーボン薄膜を形成するに際して、例え
ば1kHz〜50kHz、振幅0.01〜10μm程度
の超音波をプラズマ反応管に作用させていると、プラズ
マ反応管の内壁にダイヤモンドライクカーボンが付着・
堆積することなく、すなわち長時間の連続運転が可能で
あった。これは、プラズマ反応管が極めて微小な振幅で
繰り返して振動していることから、反応管内壁に付着し
たある程度大きなダイヤモンドダストは振るい落とさ
れ、反応管内壁にカーボン膜が堆積しないのであろうと
考えられた。
作用させる超音波装置を具備していることが好ましい。
すなわち、上記技術を用いて50〜150Å厚さのダイ
ヤモンドライクカーボン薄膜を形成するに際して、例え
ば1kHz〜50kHz、振幅0.01〜10μm程度
の超音波をプラズマ反応管に作用させていると、プラズ
マ反応管の内壁にダイヤモンドライクカーボンが付着・
堆積することなく、すなわち長時間の連続運転が可能で
あった。これは、プラズマ反応管が極めて微小な振幅で
繰り返して振動していることから、反応管内壁に付着し
たある程度大きなダイヤモンドダストは振るい落とさ
れ、反応管内壁にカーボン膜が堆積しないのであろうと
考えられた。
【0010】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。
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。
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。
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】尚、成膜が行われる支持体にも超音波振動
を作用させていると、成膜される膜の厚さが極めて均一
なものが得られていた。従って、超音波振動を、プラズ
マ反応管と支持体との双方に作用させるようにしている
ことが好ましい。
を作用させていると、成膜される膜の厚さが極めて均一
なものが得られていた。従って、超音波振動を、プラズ
マ反応管と支持体との双方に作用させるようにしている
ことが好ましい。
【0014】
【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。
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。
【0015】5は冷却キャンローラ4に対向して設けら
れている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EC
R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。
れている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EC
R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。
【0016】9,10は超音波発生装置である。超音波
発生装置9からの超音波振動は冷却キャンローラ4に作
用する。従って、冷却キャンローラ4に沿って走行して
いる原反1に周波数15kHz〜100kHz、振幅
0.01〜10μm程度、例えば周波数25kHzで振
幅1μm程度の超音波振動が作用するようになってい
る。超音波発生装置10からの超音波振動はプラズマ反
応管5に作用する。従って、プラズマ反応管5の管壁に
超音波振動が作用し、プラズマ反応管5の管壁は周波数
1kHz〜50kHz、振幅0.01〜10μm程度、
例えば周波数25kHzで振幅1μm程度で振動してい
る。
発生装置9からの超音波振動は冷却キャンローラ4に作
用する。従って、冷却キャンローラ4に沿って走行して
いる原反1に周波数15kHz〜100kHz、振幅
0.01〜10μm程度、例えば周波数25kHzで振
幅1μm程度の超音波振動が作用するようになってい
る。超音波発生装置10からの超音波振動はプラズマ反
応管5に作用する。従って、プラズマ反応管5の管壁に
超音波振動が作用し、プラズマ反応管5の管壁は周波数
1kHz〜50kHz、振幅0.01〜10μm程度、
例えば周波数25kHzで振幅1μm程度で振動してい
る。
【0017】11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(2000Å厚さのC
o系金属磁性膜)上に70Å厚さのダイヤモンドライク
カーボン膜を3時間にわたって連続成膜した。
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(2000Å厚さのC
o系金属磁性膜)上に70Å厚さのダイヤモンドライク
カーボン膜を3時間にわたって連続成膜した。
【0018】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。このように長時間の連続成
膜で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。
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。このように長時間の連続成
膜で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。
【0019】これに対して、超音波振動を作用させてい
ない従来のECRプラズマCVD装置により3時間にわ
たって連続成膜していると、徐々に成膜効率が低下して
おり、3時間後には成膜効率が70%にも低下してしま
い、作業開始直後のダイヤモンドライクカーボン膜の厚
さと3時間後のダイヤモンドライクカーボン膜の厚さと
は全く異なっており、これでは到底に長時間の連続成膜
を安定して行えるものではなかった。
ない従来のECRプラズマCVD装置により3時間にわ
たって連続成膜していると、徐々に成膜効率が低下して
おり、3時間後には成膜効率が70%にも低下してしま
い、作業開始直後のダイヤモンドライクカーボン膜の厚
さと3時間後のダイヤモンドライクカーボン膜の厚さと
は全く異なっており、これでは到底に長時間の連続成膜
を安定して行えるものではなかった。
【0020】尚、上記本実施例のものでは、6時間後に
あっても成膜効率が殆ど低下していなかった。
あっても成膜効率が殆ど低下していなかった。
【0021】
【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。
ンドライクカーボン薄膜が良好に形成される。
【図1】薄膜形成装置の全体概略図
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 9,10 超音波発生装置
───────────────────────────────────────────────────── 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)
- 【請求項1】 支持体上にECRマイクロ波プラズマC
VD法により薄膜を形成する方法であって、薄膜形成時
にプラズマ反応管に超音波振動を作用させることを特徴
とする薄膜形成方法。 - 【請求項2】 支持体上にECRマイクロ波プラズマC
VD法により薄膜を形成する装置であって、支持体上に
薄膜を形成するプラズマ反応管を具備するECRマイク
ロ波プラズマCVD装置と、前記プラズマ反応管に超音
波振動を作用させる超音波装置とを具備することを特徴
とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18696994A JPH0853769A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18696994A JPH0853769A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0853769A true JPH0853769A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16197899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18696994A Pending JPH0853769A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0853769A (ja) |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP18696994A patent/JPH0853769A/ja active Pending
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