JPH10219458A - 成膜装置 - Google Patents

成膜装置

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JPH10219458A
JPH10219458A JP2634797A JP2634797A JPH10219458A JP H10219458 A JPH10219458 A JP H10219458A JP 2634797 A JP2634797 A JP 2634797A JP 2634797 A JP2634797 A JP 2634797A JP H10219458 A JPH10219458 A JP H10219458A
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JP
Japan
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plasma
film
reaction tube
alloy
hydrogen
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Pending
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JP2634797A
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English (en)
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Takeshi Miyamura
猛史 宮村
Katsumi Endo
克巳 遠藤
Katsumi Sasaki
克己 佐々木
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れた特長を奏する保護膜を形成で
きる装置を提供することである。 【解決手段】 プラズマCVD法により成膜が行われる
装置であって、該装置は、プラズマ反応管と、前記プラ
ズマ反応管内にプラズマ原料を供給する供給手段と、前
記供給手段により供給されたプラズマ原料をプラズマ化
するプラズマ化手段とを有し、前記プラズマ反応管内に
水素吸蔵手段が設けられた成膜装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば金属磁性膜
上に保護膜を形成する成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】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
れる磁性膜として、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膜を
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。
【0003】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は耐久性や耐蝕性に劣ることか
ら、金属磁性膜を保護する為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
ボン等のカーボン膜、炭化ホウ素膜、炭化珪素膜、窒化
ホウ素膜、窒化珪素膜、酸化アルミニウム膜を表面に設
けることが提案されている。現在では、ダイヤモンドラ
イクカーボン膜が主流である。この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り、その一つとして
CVD(Chemical Vapor Deposi
tion)手段が有る。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、ECR(Electron
Cyclotron Resonance)マイクロ波
プラズマCVD装置などのCVD装置が有る。中でも、
ECR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、プラズマ
反応管内に反応ガスを供給し、そこにマイクロ波を照射
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】すなわち、金属磁性膜が支持体上に設けら
れた磁気記録媒体の原反を真空槽内に配設した供給側ロ
ールから冷却キャンロールを経て巻取側ロールに走行さ
せ、そして前記原反に対向して開口部を有するプラズマ
反応管内に炭化水素ガスを供給すると共に、マイクロ波
を照射し、これによって炭化水素ガスのプラズマを生成
し、このプラズマを前記原反の表面に照射することで、
原反の金属磁性膜の表面にダイヤモンドライクカーボン
膜などのカーボン膜が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して得られたカーボン膜は保護膜として十分なものでな
いことが判って来た。特に、耐久性に改善が求められ
た。従って、本発明が解決しようとする課題は、耐久性
に優れた特長を奏する保護膜を形成できる装置を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の課題に対する検討
が鋭意押し進められて行った結果、保護膜の主成分はカ
ーボンであり、グラファイトカーボンやダイヤモンドラ
イクカーボンで主に構成されているものの、保護膜中に
はポリマー状の炭化水素が多少含まれていることを見出
すに至った。そして、このポリマー状の炭化水素が多く
含まれていると、形成されたカーボン膜の硬度が低下
し、保護膜の機能が低下することを見出した。すなわ
ち、ポリマー状の炭化水素を多く含んだカーボン膜は耐
久性に劣っていたのである。
【0007】このような知見に基づいて本発明が達成さ
れたものであり、前記の課題は、プラズマCVD法によ
り成膜が行われる装置であって、該装置は、プラズマ反
応管と、前記プラズマ反応管内にプラズマ原料を供給す
る供給手段と、前記供給手段により供給されたプラズマ
原料をプラズマ化するプラズマ化手段とを有し、前記プ
ラズマ反応管内に水素吸蔵手段が設けられたことを特徴
とする成膜装置によって解決される。
【0008】すなわち、本発明の成膜装置は、前述の水
素吸蔵手段を設けたところに特徴を有するものである。
特に、ECRマイクロ波プラズマCVD法により成膜が
行われる装置であって、該装置は、支持体の走行手段
と、前記走行手段によって走行する支持体に対向して開
口部を有するプラズマ反応管と、前記プラズマ反応管内
にプラズマ原料を供給する供給手段と、前記供給手段に
よりプラズマ反応管内に供給されたプラズマ原料にマイ
クロ波を照射するマイクロ波照射手段と、前記プラズマ
反応管の外側に配設されたECR用コイルとを有し、前
記プラズマ反応管内に水素吸蔵手段が設けられたことを
特徴とする成膜装置によって解決される。
【0009】すなわち、プラズマ反応管内に水素吸蔵手
段を設けておくと、プラズマの生成時に発生した水素成
分は水素吸蔵手段によって取り込まれるから、保護膜中
に生成したポリマー状の炭化水素が含まれるとしても、
その量は減少する。従って、カーボン膜の硬度は低下せ
ず、硬質なカーボン膜が形成されることから、耐久性に
富んだ保護膜が形成されることになる。
【0010】尚、水素吸蔵手段はプラズマ生成箇所から
保護膜が形成される位置にかけて設けられておれば良
い。特に、好ましくはプラズマ反応管の開口部近傍の位
置である。すなわち、このような位置に配設しておけ
ば、プラズマの生成時に発生した水素成分を効率よく取
り込むことが出来る。水素吸蔵手段としては如何なるも
のでも良いが、例えばPd,Pt,Ni,Ti,Fe或
いはLa−Ni系合金、Ti−Fe系合金、Mg−Ni
系合金、Ti−Ni系合金、Fe−Ni−Ti系合金、
Ti−Mn系合金、Zr−Mn系合金、Zr−Cr系合
金、Zr−V系合金、La−Ni−Cu系合金、La−
Ni−Al系合金、Zr−Ni系合金、Ti−Zr−N
i系合金などの水素を吸蔵する金属(単体のみならず、
合金も含む)が挙げられる。尚、水素吸蔵手段として好
ましいものは、Ti−Ni系合金、Ti−Mn系合金、
Zr−Mn系合金、Zr−Cr系合金、Zr−V系合金
である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明になる成膜装置は、プラズ
マCVD法により成膜が行われる装置であって、該装置
は、プラズマ反応管と、前記プラズマ反応管内にプラズ
マ原料を供給する供給手段と、前記供給手段により供給
されたプラズマ原料をプラズマ化するプラズマ化手段と
を有し、前記プラズマ反応管内に水素吸蔵手段が設けら
れたものである。特に、ECRマイクロ波プラズマCV
D法により成膜が行われる装置であって、該装置は、支
持体の走行手段と、前記走行手段によって走行する支持
体に対向して開口部を有するプラズマ反応管と、前記プ
ラズマ反応管内にプラズマ原料を供給する供給手段と、
前記供給手段によりプラズマ反応管内に供給されたプラ
ズマ原料にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段
と、前記プラズマ反応管の外側に配設されたECR用コ
イルとを有し、前記プラズマ反応管内に水素吸蔵手段が
設けられたものである。水素吸蔵手段はプラズマ生成箇
所から保護膜が形成される位置にかけて設けられてい
る。特に、プラズマ反応管の開口部近傍の位置に設けら
れている。水素吸蔵手段としては如何なるものでも良い
が、例えばPd,Pt,Ni,Ti,Fe或いはLa−
Ni系合金、Ti−Fe系合金、Mg−Ni系合金、T
i−Ni系合金、Fe−Ni−Ti系合金、Ti−Mn
系合金、Zr−Mn系合金、Zr−Cr系合金、Zr−
V系合金、La−Ni−Cu系合金、La−Ni−Al
系合金、Zr−Ni系合金、Ti−Zr−Ni系合金な
どの水素を吸蔵する金属が挙げられる。特に、Ti−N
i系合金、Ti−Mn系合金、Zr−Mn系合金、Zr
−Cr系合金、Zr−V系合金である。
【0012】以下、更に詳しく説明する。図1は、磁気
記録媒体の磁性膜に対する保護膜を形成する為の本発明
になる成膜装置の一実施形態を示す概略図である。図1
中、1は磁性膜2が設けられた支持体である。そして、
供給側ロール4aから走行して来た支持体1は冷却キャ
ンロール5に添接され、この後巻取側ロール4bに巻き
取られて行く。6はECRマイクロ波プラズマCVD装
置であり、7はプラズマ反応管、8はECR用コイル、
9は導波管、10は炭化水素系の化合物(メタン、エチ
レン、アセチレン、ベンゼン等の炭化水素系の気体また
は液体。特に、エチレンやアセチレン等の二重結合ある
いは三重結合を持つ鎖状の不飽和炭化水素や、ベンゼ
ン、トルエン、安息香酸、ベンズアルデヒド等の環式の
不飽和炭化水素(芳香族炭化水素)、又はナフタレンや
アントラセン等をベンゼンやトルエンに希釈したもの等
のように不飽和結合を有する炭化水素系の化合物の混合
物)をプラズマ反応管7内に供給するノズル、11は真
空槽、12は分圧真空計(QIG−066、日電アネル
バ社製)である。そして、このような成膜装置(ECR
マイクロ波プラズマCVD装置)を用いることによっ
て、支持体1表面に設けられた磁性膜2上に、例えばダ
イヤモンドライクカーボン膜などの保護膜3が形成され
る。尚、このような点については良く知られているか
ら、詳細な説明は省略する。
【0013】本発明で最も重要な点は、プラズマ反応管
7内、特にプラズマ反応管7の開口部7a近傍(特に、
支持体1とECR点との間であって、プラズマ反応管7
の開口部7a近傍)に水素を吸蔵する金属などの水素吸
蔵手段が配設されたことである。例えば、支持体1とE
CR点との間であって、プラズマ反応管7の開口部7a
近傍に、ワイヤー13が張られている。
【0014】ワイヤー13は、Pd,Pt,Ni,T
i,Fe或いはTiMn2 合金、ZrMn2 合金、Zr
Cr2 合金、ZrV2 合金、TiNi合金、Ti2 Ni
合金、LaNi5 合金、LaNi4 Cu合金、LaNi
4 Al合金、LaNi2.5 Cu 2.5 合金、ZrNi1.43
合金、Ti0.5 Zr0.5 Ni1.22合金のような水素を吸
蔵する金属で構成されている。
【0015】上記装置を用いての成膜は次のようにして
行われる。先ず、真空槽11内を真空排気し、支持体1
を走行させると共に、ECRマイクロ波プラズマCVD
装置6を動作させる。ノズル10からプラズマ反応管7
内に炭化水素系のガスを供給し、これにマイクロ波を照
射する。これにより、プラズマ状態のものとなり、供給
側ロール4aから巻取側ロール4bに走行する支持体1
上の金属磁性膜2の上にダイヤモンドライクカーボン膜
(保護膜)3が形成される。
【0016】尚、ECRマイクロ波プラズマCVDを行
う条件は、次の通りである。 真空排気度;1.0×10-6〜1.0×10-4Torr 原料(炭化水素)供給量;真空度により規定 1.2×10-1〜2.2×10-5Torr キャンロール温度;−20℃〜40℃ μ波振動周波数;2.45GHz μ波出力;50〜1000W 共鳴点磁場;875Gauss そして、上記装置を用いて保護膜が形成されると、プラ
ズマの生成時に発生した水素成分は水素吸蔵合金からな
るワイヤー13に衝突した際に取り込まれる。従って、
水素成分が支持体1表面に設けられた磁性膜2に衝突
し、保護膜中にポリマー状の炭化水素が含まれるにして
も、その量は減少する。この為、カーボン膜の硬度は低
下せず、硬質で、耐久性に富む保護膜が形成される。
【0017】本発明における支持体1は、ポリエチレン
テレフタレート(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。この
ような支持体1上に、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、図2に示す如く、金属薄膜型
の磁性膜2が設けられる。尚、金属薄膜型の磁性膜2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−Pt合
金、Co−Ni−Pt合金、Fe−Co合金、Fe−N
i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。
【0018】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明する。
【0019】
【実施例1】先ず、通常の斜め蒸着装置を用いて6.3
μm厚のPETフィルム1にCo粒子を堆積させ、20
0nm厚のCo磁性膜2を設けた。この後、Co磁性膜
2付きのPETフィルム1を図1に示す装置(ワイヤー
13の直径は1mmのTiNi合金製のものであり、プ
ラズマ反応管7の開口部7aから3cm内側の位置に、
上下方向において4cm間隔で、計5本、図1の紙面に
垂直方向に張った。)に装填し、Co磁性膜2面上に厚
さ12nmのダイヤモンドライクカーボン膜3を設け
た。
【0020】尚、このダイヤモンドライクカーボン膜3
の形成時の条件は次の通りである。 マイクロ波出力;500W マイクロ波周波数;2.45GHz ECR磁場;875G 反応ガス;ベンゼン ベンゼン供給量;真空度で規定;2.0×10-6Tor
rのところにベンゼンを供給した時の真空度が2.0×
10-5Torr キャンロール温度;5℃ 支持体走行速度;9.8m/min 分圧真空計12により測定した水素の分圧/全圧;17
% この後、通常の工程を経て、磁気テープを作製した。
【0021】
【実施例2】3cm間隔で計7本のTiNi合金製ワイ
ヤー13を張った以外は実施例1と同じECRマイクロ
波プラズマCVD装置を用い、そして支持体走行速度を
9.5m/minとした以外は実施例1の方法に準じ
て、磁気テープを作製した。尚、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜3の形成時における分圧真空計12により測定
した水素の分圧/全圧は13%であった。
【0022】
【実施例3】2cm間隔で計9本のTiNi合金製ワイ
ヤー13を張った以外は実施例1と同じECRマイクロ
波プラズマCVD装置を用い、そして支持体走行速度を
9.2m/minとした以外は実施例1の方法に準じ
て、磁気テープを作製した。尚、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜3の形成時における分圧真空計12により測定
した水素の分圧/全圧は10%であった。
【0023】
【比較例1】TiNi合金製ワイヤーを張らなかった以
外は実施例1と同じECRマイクロ波プラズマCVD装
置を用い、そして支持体走行速度を10m/minとし
た以外は実施例1の方法に準じて、磁気テープを作製し
た。尚、ダイヤモンドライクカーボン膜の形成時におけ
る分圧真空計12により測定した水素の分圧/全圧は2
0%であった。
【0024】
【特性】上記各例で得た磁気テープについて、そのスチ
ル耐久性を調べたので、その結果を表−1に示す。 *スチル耐久性は、市販のデジタルビデオカメラを改造
した装置を用いて測定したものであり、測定開始から出
力がなくなるまでの時間で評価。
【0025】これによれば、本実施例になる保護膜は耐
久性に優れたものであることが判る。
【0026】
【効果】プラズマ反応管内に水素吸蔵手段を設けたの
で、プラズマの生成時に発生した水素成分が水素吸蔵手
段によって取り込まれ、保護膜中にポリマー状の炭化水
素が含まれるとしても、その量は減少する。従って、保
護膜の硬度は低下せず、硬質な保護膜が形成されること
から、耐久性に富んだ保護膜が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる成膜装置の概略図
【図2】磁気記録媒体の概略断面図
【符号の説明】
1 支持体 2 磁性膜 3 保護膜 6 ECRマイクロ波プラズマCVD装置 7 プラズマ反応管 8 ECR用コイル 9 導波管 10 ノズル 11 真空槽 13 水素吸蔵合金からなるワイヤー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマCVD法により成膜が行われる
    装置であって、 該装置は、プラズマ反応管と、前記プラズマ反応管内に
    プラズマ原料を供給する供給手段と、前記供給手段によ
    り供給されたプラズマ原料をプラズマ化するプラズマ化
    手段とを有し、 前記プラズマ反応管内に水素吸蔵手段が設けられたこと
    を特徴とする成膜装置。
  2. 【請求項2】 ECRマイクロ波プラズマCVD法によ
    り成膜が行われる装置であって、 該装置は、支持体の走行手段と、前記走行手段によって
    走行する支持体に対向して開口部を有するプラズマ反応
    管と、前記プラズマ反応管内にプラズマ原料を供給する
    供給手段と、前記供給手段によりプラズマ反応管内に供
    給されたプラズマ原料にマイクロ波を照射するマイクロ
    波照射手段と、前記プラズマ反応管の外側に配設された
    ECR用コイルとを有し、 前記プラズマ反応管内に水素吸蔵手段が設けられたこと
    を特徴とする成膜装置。
  3. 【請求項3】 水素吸蔵手段がプラズマ反応管の開口部
    近傍に配置されてなることを特徴とする請求項1又は請
    求項2の成膜装置。
  4. 【請求項4】 水素吸蔵手段が水素を吸蔵する金属であ
    ることを特徴とする請求項1〜請求項3いずれかの成膜
    装置。
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