JPH11193468A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPH11193468A
JPH11193468A JP9369534A JP36953497A JPH11193468A JP H11193468 A JPH11193468 A JP H11193468A JP 9369534 A JP9369534 A JP 9369534A JP 36953497 A JP36953497 A JP 36953497A JP H11193468 A JPH11193468 A JP H11193468A
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JP
Japan
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substrate
thin film
vacuum chamber
disk
substrate holder
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Pending
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JP9369534A
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Noritaka Akita
典孝 秋田
Masayasu Suzuki
正康 鈴木
Yoshihiro Hashimoto
喜裕 橋本
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマCVDによって基板の両面に同時に
薄膜を形成する場合に膜厚を均一にする。 【解決手段】 薄膜を形成しようとする基板たるディス
ク13を基板ホルダ14によりツメ17を介して保持す
る。この基板ホルダ14は、ディスク13の外形に対応
させてリング型とし、ディスク13との間隔dをどこで
も一定になるような形状とし、さらに基板ホルダ14の
肉厚tを、強度の点で可能な限り、なるべく薄いものに
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜形成装置に
関し、とくに、ハードディスク記録装置の記録媒体であ
る磁気ディスクを製造するのに好適な、プラズマCVD
による薄膜形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハードディスク記録装置の磁気ディスク
は、通常、ガラス等のディスクの表面に磁性層を成膜
し、さらにその上に保護層を設けて作られる。この保護
層は、従来では、スパッタリングよる薄膜形成装置を用
いることによって、炭素系保護膜としてディスクの両面
に同時に成膜されているが、新しい市場要求として、ス
パッタリング法からCVD法による成膜法を利用した炭
素系保護膜が求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マCVD装置によって薄膜を形成する場合、基板(ディ
スク)ホルダの形状に依存して形成される膜厚がばらつ
き、均一な膜厚分布が得られないという問題がある。
【0004】すなわち、従来では、図4の(b)に示す
ようにディスク13に膜厚の不均一部がところどころに
形成されてしまう。この一つの要因として従来の基板ホ
ルダの形状に原因があり、図5に示すように従来の基板
ホルダ18は概略的に矩形の形状であり、そのため基板
であるディスク13と基板ホルダ18との間の隙間は
A、Bのように不均等になっている。その隙間が広い部
分(A)付近に対応して成膜速度の速い部分、つまり形
成される膜の膜厚の厚い部分34が生じる。
【0005】この発明は、上記に鑑み、基板両面の全面
に均一な厚さの薄膜を形成することができるように改善
した、プラズマCVDによる薄膜形成装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による薄膜形成装置においては、真空チャ
ンバと、該真空チャンバ内の中央付近で基板を保持す
る、基板の外形に対応した形状を有する基板ホルダと、
上記真空チャンバの両側面に各々連結されたECRプラ
ズマ発生手段と、上記チャンバ内に所定の磁界を発生さ
せる磁界発生手段と、不活性ガスおよび反応ガスを上記
真空チャンバに導入するガス導入手段と、上記真空チャ
ンバ内で保持される基板に負の電圧を印加する電圧印加
手段とが備えられることが特徴となっている。
【0007】基板ホルダは、基板の外形に対応した形状
を有しており、そのため、これによって保持される基板
との間の隙間がどの部分でも一定になっている。そこ
で、基板の両面側で生じるプラズマイオンの通り道がど
こでも一定になるので、空間的に均一なプラズマイオン
を形成し、基板の全面にわたり形成される薄膜の厚さを
均一にすることが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の
実施形態では、図1、図2に示すように、薄膜を形成し
ようとする基板(ディスク)13を基板ホルダ14によ
りツメ17を介して保持する。この基板ホルダ14は、
ディスク13の外形に対応させてリング型になってお
り、ディスク13との間隔dがどこでも一定になるよう
な形状とされている。この間隔dは3mm〜50mm程
度とされている。このリング型基板ホルダ14の上端の
隙間の幅wは5mm以下とされる。さらに基板ホルダ1
4の肉厚tは、強度の点で可能な限り、なるべく薄いも
のとされている。ツメ17は図2にように基板ホルダ1
4の内側面に固定されている。このツメ17にディスク
13をはさむことにより、ディスク13を保持する。
【0009】図3は、この発明にかかるプラズマCVD
による薄膜形成装置の全体を模式的に示すブロック図で
ある。上記のように基板ホルダ14によって保持された
基板13が、図示しない排気系により真空に排気された
真空チャンバ11内に配置される。基板13は上記のよ
うに基板ホルダ14によって保持された状態で、真空チ
ャンバ11の側面に設けられたロードロック室12を介
して真空チャンバ11内に搬入され、且つこれから搬出
される。
【0010】基板13には基板ホルダ14を通じて電圧
印加装置15により負の直流電圧あるいは高周波電圧が
印加されるようになっている。真空チャンバ11には、
その中にアルゴンガスや反応ガスを導入するための、ボ
ンベおよび制御バルブ等からなるガス導入系16が接続
されている。また、この例では、真空チャンバ11の両
側面(図では左右)の窓に、キャビティ21、21が連
結されている。このキャビティ21にはマイクロ波を導
入するための導波管22が取り付けられ、且つその周囲
にマグネットコイル23、24が設けられており、この
キャビティ21内でECR(電子サイクロトロン共鳴)
プラズマが発生するようにされている。
【0011】すなわち、導波管22により2.45GH
zのマイクロ波をキャビティ21内に導入し、同時にマ
グネットコイル23、24により磁場を形成することに
より、ECRを発生させて活性なECRプラズマを形成
する。このECRプラズマは、マグネットコイル23、
24により真空チャンバ11内に形成されたミラー磁場
あるいはカスプ磁場等の適宜な磁場により真空チャンバ
11内に引き出される。
【0012】制御装置25は、電圧印加装置15を制御
して基板13に加える電圧をコントロールするととも
に、ガス導入系16のバルブを開閉してガスを真空チャ
ンバ11内に導入する。また、マグネットコイル23、
24に電流を流す電源(図示しない)を制御して、発生
磁場をコントロールする。
【0013】基板13の両表面に保護層を成膜してハー
ドディスク記録装置の磁気ディスクを製造するものとす
ると、基板13に負の電圧を印加し、真空チャンバ11
内にCnHmガス(炭化水素ガス)あるいは不活性ガス
とCnHmガスとの混合ガスを真空チャンバ11に導入
する。このCnHmガスがECRプラズマによってイオ
ン化され、炭素イオンおよび水素イオンが基板13に付
着して薄膜を形成する。このようなECR−CVDによ
り基板13の両表面に炭素系膜の成膜がなされる。EC
R−CVDにより形成した炭素系膜はアモルファス状薄
膜であり、耐摩耗性・耐腐食性・耐剥離性・耐電圧特性
・耐絶縁性に優れたものとなる。こうして非常に硬度が
高くしかも薄膜として磁気ディスクの保護層に最適なも
のが形成できる。
【0014】このようにECR−CVDにより基板13
の両面に成膜する場合、図4の(a)に示すように、基
板13の両面において内側および外側の縁部32、33
(これらでは膜厚が厚くなっている)を除く大部分で均
一な膜厚の部分31を形成することができる。すなわ
ち、基板ホルダ14の形状は、上記の通り、基板たるデ
ィスク13の外形に対応させてリング型となっており、
基板ホルダ14とディスク13との間の距離dがどこで
も一定になり、しかも基板ホルダ14の肉厚tを薄くし
ている。ECR−CVDにより基板13の両面に成膜す
る場合、プラズマイオンは基板13の両面に生じるが、
隙間の距離dが一定でしかも肉厚tが小さいため、プラ
ズマイオンの通り道が均一となり、基板13に対して空
間的に均一なプラズマイオンを生じさせることができ
る。その結果、基板13において図4の(a)に示すよ
うに均一膜厚部31を形成できたものと考えられる。
【0015】さらに、基板ホルダ14の形状を、基板た
るディスク13の外形に対応させてリング型とし、基板
ホルダ14とディスク13との間の距離dがどこでも一
定になるようにしたため、中心軸(ディスク13の中心
軸)に対して軸対称となっており、このことも膜厚を均
一にすることに寄与している。すなわち、プラズマはガ
ウシアン分布で広がるため、真空チャンバ11内におい
て物理的障害がない限り均一に広がる。ディスク13の
中心軸はプラズマの中心軸に概略対応しているため、上
記のような軸対称な形状とすることによって、膜厚分布
を均一にできる。
【0016】なお、上記は一つの例についての説明であ
り、この発明は上記の構成に限定されないものであるこ
とはもちろんである。たとえば、ツメ17の形状などは
図示のものに限定されない。また、ハードディスク記録
装置の磁気ディスクの製造プロセスにおいて保護層を両
面同時に形成する場合だけでなく、一般の基板13の両
面に対してその他の薄膜を形成することも可能であるこ
とは言うまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の薄膜形
成装置によれば、ECR−CVDによる両面同時成膜を
行う場合に、均一な厚さの薄膜を形成することができ
る。このように均一な薄膜の両面同時成膜が可能である
ことから、効率のよい成膜ができ、低コスト化を図るこ
とができる。とくに、ECR−CVDにより形成した炭
素系膜は、耐摩耗性・耐腐食性・耐剥離性・耐電圧特性
・耐絶縁性に優れ、磁気ディスクの保護膜として最適で
あり、このような炭素系膜を均一な膜厚で効率よく両面
同時に成膜できるので、磁気ディスクの製造プロセスに
用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態にかかる基板ホルダを示す
正面図。
【図2】同基板ホルダの一部を示す模式的な斜視図。
【図3】この発明の実施形態にかかる薄膜形成装置の全
体を示すブロック図。
【図4】基板に成膜した薄膜の膜厚分布を示す模式図。
【図5】従来例にかかる基板ホルダを示す正面図。
【符号の説明】
11 真空チャンバ 12 ロードロック室 13 基板(ディスク) 14、18 基板ホルダ 15 電圧印加装置 16 ガス導入系 17 ツメ 21 キャビティ 22 導波管 23、24 マグネットコイル 25 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバと、該真空チャンバ内の中
    央付近で基板を保持する、基板の外形に対応した形状を
    有する基板ホルダと、上記真空チャンバの両側面に各々
    連結されたECRプラズマ発生手段と、上記チャンバ内
    に所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、不活性ガス
    および反応ガスを上記真空チャンバに導入するガス導入
    手段と、上記真空チャンバ内で保持される基板に負の電
    圧を印加する電圧印加手段とを備えることを特徴とする
    薄膜形成装置。
JP9369534A 1997-12-30 1997-12-30 薄膜形成装置 Pending JPH11193468A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9369534A JPH11193468A (ja) 1997-12-30 1997-12-30 薄膜形成装置
US09/210,477 US6089185A (en) 1997-12-30 1998-12-14 Thin film forming apparatus

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JP9369534A JPH11193468A (ja) 1997-12-30 1997-12-30 薄膜形成装置

Publications (1)

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ID=18494673

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JP9369534A Pending JPH11193468A (ja) 1997-12-30 1997-12-30 薄膜形成装置

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JP (1) JPH11193468A (ja)

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US6089185A (en) 2000-07-18

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