JPH11335853A - 薄膜製造装置及び磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜製造において、装置を小型化し、かつ生
産効率を向上できる薄膜製造装置を実現すること。 【解決手段】 磁気記録媒体７上に薄膜を形成するに際
し、薄膜を形成する基体支持部１０及び対面する放電室
１１の開口部とが平面で構成されていることにより、薄
膜深層部を形成する時（放電室１１左端）と薄膜表層部
を形成する時（放電室１１右端）でのプラズマ密度が均
一化され、かつ放電室１１と基体支持部１０との間隔制
御が精度良く行える為、厚み方向で均一な性能の薄膜が
形成でき、また基体支持部の搬送手段として大径ローラ
を用いていない為、装置の小型化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空中に於いて基
体上にプラズマを照射して基体の表面をエッチングまた
は薄膜を形成するプラズマ発生装置に関し、特に薄膜製
造と薄膜性能の安定性に優れた薄膜の製造装置と薄膜の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薄膜形成法としては真空蒸着
法、スパッタ法などが多く用いられてきたが、これら従
来の薄膜製造法に加えて近年プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用
いた薄膜の製造方法が多く用いられるようになってき
た。プラズマＣＶＤ法によれば、化学反応による複雑な
組成の薄膜や、スパッタ法と同等の薄膜を高速で形成す
ることが可能となり、従来より、最も多くプラズマＣＶ
Ｄ法が用いられてきたのは半導体の製造プロセスであ
る。しかし近年では磁気記録媒体の保護膜形成にも用い
られるようになってきており、磁気記録媒体上にプラズ
マＣＶＤ法により連続的に処理が行われている例もあ
る。とくに、これらの例におけるプラズマＣＶＤ法とし
ては、生産性を高めるために特開平３−１１３８２４号
公報に示されるような装置により生産されている。

【０００３】以下、特開平３−１１３８２４号公報に記
載されたものを従来の薄膜の製造方法及び製造装置とし
て説明する。

【０００４】同公報第１図において、繰り出しローラか
ら繰り出された基体である磁気記録媒体は、パスローラ
を経て基体支持部であるメインローラに密着させて連続
的に搬送される。放電室であるプラズマ用ノズル内に導
入された反応ガスがプラズマ用電源からの電圧印加によ
りプラズマ化し、磁気記録媒体上に保護膜として形成さ
れる。その後、磁気記録媒体はパスローラを経て巻き取
りローラに巻き取られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、保護膜形成の
生産効率は、放電室の搬送方向の長さを長くすれば向上
する。つまり、基体の搬送速度が同一の場合では、放電
室開口部が搬送方向に長いほど、保護膜形成厚みが厚く
なるのである。

【０００６】そこで、上記従来の装置では、放電室開口
部の搬送方向の寸法を見かけ上メインローラの直径まで
大きくできる。しかし、実際に放電室内に於ける搬送方
向のプラズマ密度の分布を確認すると、放電室の長さが
メインローラの直径に対して６０％迄であれば、プラズ
マ密度の分布はほぼ均一であるが、放電室の長さがメイ
ンローラの直径に対して８０％付近になると、放電室端
部におけるプラズマ密度は中央部の５０％程度に低下す
る。

【０００７】つまり、基体を搬送し、プラズマＣＶＤ法
にて保護膜が形成される過程において、基体に初期に積
層される保護膜層は、放電室端部のプラズマ粒子が基体
に付着したものであるのに対し、その次に基体上に積層
される保護膜層は、放電室中央部のプラズマ粒子である
ため、初期生成部に対し、密度が高い。さらにその後に
積層される保護膜層については、放電室端部のプラズマ
粒子であるため再び密度の低いものとなる。従って、放
電室の搬送方向寸法を大きくしても、生成される保護膜
は、厚み方向に不均一なものとなり、放電室の長さと生
産効率は比例しないことになる。また、厚み方向に不均
一であるということは、性能的にも不安定なものとな
る。

【０００８】以上のことより、プラズマ密度分布の均一
性を確保するためには、放電室の長さをメインローラの
直径に対して６０％迄に抑える必要があり、さらに生産
効率を向上させるためには、メインローラの直径を大き
くする必要があり、装置の大型化は回避できなくなる。

【０００９】次に、保護膜性能は放電室内に反応ガスを
導入した後の、放電室内の真空度で決定される。そのた
め、メインローラと放電室開口面との距離（以後ギャッ
プと呼ぶ）を制御する必要がある。通常の生産機では、
大径ローラの偏芯の精度はローラ径の０．０１％程度で
あり、直径６００ｍｍのローラでは６０μｍ程度の偏芯
となる。この偏芯はメインローラと放電室開口面とのギ
ャップ変動となり、放電室内の真空度を不安定にする。

【００１０】そこで、放電室内の真空度分布を均一にす
るためには、メインローラとのギャップを搬送方向で均
一にする必要がある。そのために放電室の搬送方向の形
状をメインローラに沿わせた弧状にする必要がある。か
かる形状とした場合、プラズマ放電中は放電室の温度上
昇が発生するため放電室は膨張するが、弧状部分がある
ために変形が均一でなく長さ方向のギャップが搬送方向
で不均一になるため、放電室内の真空度分布が不均一と
なるとともに、ギャップ制御が困難となる。

【００１１】以上のように、従来のプラズマＣＶＤ法に
おける装置では、基体支持材として１つのメインローラ
を用いていることから、放電室の形状を弧状にする必要
がある他に、放電室の真空度の確保、メインローラとの
ギャップの制御等の問題があり、安定した保護膜を得る
のが困難であった。

【００１２】そこで本発明は、上記従来の課題を解決す
るものであり、薄膜製造装置の小型化と生産効率の向上
を同時に実現するとともに、プラズマ密度を安定化さ
せ、膜性能の均一な薄膜製造装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、薄膜を形成する基体支持部及び対面する放
電室の開口面とを平面形状とした構成にしている。

【００１４】これにより、生産効率と装置の小型化を両
立するとともに、製膜された膜性能の均一な薄膜製造装
置が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基体搬送系を有する真空中の真空槽内で、放電室を
有して基体を移動させながら薄膜を形成する薄膜製造装
置に於いて、薄膜を形成する基体支持部及び対面する放
電室の開口面とが平面で構成されること、を特徴とする
ものであり、基体支持部の容積を小容量化できることで
装置の小型化を実現する。また、基体支持部の搬送方向
の長さと同じ長さの放電室を設置できることにより、生
産効率が向上する。さらに、基体支持部が平面であるこ
とで放電室に対するギャップ変動を抑制するとともに、
放電室の開口面を平面化できることにより、プラズマ発
生中の熱膨張による放電室の変形が均一化できることか
ら、ギャップ制御が容易となり、放電室内の真空度分布
が安定化し、性能の優れた薄膜を形成することが出来る
ものである。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、プラズ
マＣＶＤ法によって連続的に製膜される炭素膜を保護膜
として有する磁気記録媒体であって、前記炭素膜はその
積層密度が厚み方向において均一であることを特徴とす
る磁気記録媒体、としたものであり、炭素膜の厚み方向
の膜質を均一にすることにより、保護膜等に利用する場
合の炭素膜の厚みを、さらに薄膜化できるという作用を
有する。

【００１７】以下、本発明の実施形態について、磁気記
録媒体の保護膜形成の場合を例にとって図面を参照しな
がら説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の保護膜製
造装置の概略図である。

【００１９】真空槽１は真空ポンプ２にて１×１０Ｅ−
３Ｐａ程度まで真空引きしてある。磁気記録媒体７は巻
き出しローラ３からパスローラ５を経て、基体支持部１
０に磁性層と反対側の面を密着させて搬送される。回転
ローラ８及び９は基体支持部１０に張力を与えるととも
に、駆動させている。基体支持部１０に対面して設置さ
れた放電室１１に反応ガス１２としてメタンガスを１０
０ＳＣＣＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔ
ｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）導入する。

【００２０】放電室内の真空度が２６Ｐａになるよう
に、放電室１１を図示しない駆動手段により駆動して基
体支持部１０とのギャップを調整する。

【００２１】次に、プラズマ電源１３により電圧を印加
すると、メタンガスはプラズマ化し磁気記録媒体７の磁
性層上に保護膜として堆積しパスローラ６を経て、巻き
取りローラ４に巻き取られる。

【００２２】本実施の形態では回転ローラ８と回転ロー
ラ９との中心距離を６００ｍｍとし、放電室１１の搬送
方向に対する長さも６００ｍｍとして前記処理を行っ
た。その結果、従来例の基体支持部を直径６００ｍｍの
回転ローラ、放電室の搬送方向の長さを６００ｍｍとし
て装置を設計した場合と比較して、真空槽の容積は約２
／３に小型化された。また、放電室１１内の搬送方向に
おけるプラズマ密度のバラツキもほとんど皆無であり、
生産効率は約１．６倍となった。

【００２３】またプラズマ放電中の放電室１１の温度上
昇によるギャップの変化は、放電室１１を基体支持部１
０に対して垂直に駆動するといった単純な操作で制御す
ることができた。さらに、本発明の薄膜製造装置の、放
電室内の搬送方向におけるプラズマ密度は均一であり、
従来例と比較して約２０％薄い膜厚でも、実用上同等の
膜性能を維持できた。

【００２４】尚、本実施の形態においては、真空層中の
回転ローラは２個の場合について説明したが、３個以上
有していても同様の効果を奏することが出来、さらには
直径が回転ローラ８，９よりも小さいローラを、回転ロ
ーラ８及び９の間に配置する事もできる。特に放電室１
１の搬送方向寸法を大きくした場合には、かかる構成と
することにより、基体支持部１０の放電室１１開口部に
相対する部分の平面度をより向上させることが出来る。

【００２５】（実施の形態２）図２は実施の形態２にお
ける装置の概略図であり、実施の形態１との差違は、放
電室を１１ａ〜１１ｃに３分割した点である。また図３
は、比較例として、従来例におけるメインローラを使用
した装置の放電室を１６ａ〜１６ｃに３分割した装置の
概略図である。

【００２６】まず、放電室１１ａのみを使用して、反応
ガス１２を放電室１１ａに３３ＳＣＣＭ導入し、その他
の条件については、実施の形態１と同様にして磁気記録
媒体７の磁性層上に保護膜を形成した。

【００２７】以下、放電室１１ｂ，１１ｃ及び１６ａ〜
１６ｃのそれぞれの放電室でも同様に保護膜を形成し
た。どの放電室を使用して保護膜を形成するかは、切り
替え機１４の操作により行った。

【００２８】ここで、本実施の形態では、保護膜の膜厚
を１２ｎｍとして、Ｈｉ８ＶＣＲ用テープを試作した。

【００２９】放電室１１ａ〜１１ｃ及び１６ａ〜１６ｃ
で試作したテープ６種類を、６０℃９０％の環境に１週
間放置し、Ｈｉ８ＶＣＲのＬＰモードによる記録、再生
を行い、再生時の再生出力を放置前の再生出力と比較し
た。

【００３０】この時の変化の最大値を示したのが（表
１）である。

【００３１】

【表１】

【００３２】（表１）より、最大出力変化は、本実施の
形態における放電室１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいては
いずれも１ｄＢ未満の変化であり、安定していることが
わかる。これに対して、比較例の放電室１６ａ，１６
ｂ，１６ｃのうち、１６ｂについては最大出力変化は１
ｄＢ未満と小さいものの、１６ａ及び１６ｃについては
大きな出力変化を見せており、積層密度の違いから膜質
が不安定となっていることがわかる。

【００３３】つまり、本実施の形態のごとく、基体支持
部と放電室の対向面を平面で形成することにより、相互
のギャップ調整も精度良く行うことが出来、放電室内の
圧力を一定に保持することが容易となり、高性能な薄膜
を形成することが出来る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、装置を大
型化することなく、厚み方向に安定した膜質の薄膜を形
成することが出来る薄膜製造装置を実現出来る。

【００３５】また、薄膜製造過程における圧力管理も容
易となり、生産効率も向上する薄膜製造装置を実現出来
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における薄膜製造装置の
概略図

【図２】本発明の実施の形態２における薄膜製造装置の
概略図

【図３】比較例における薄膜製造装置の概略図

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 真空ポンプ ３ 巻き出しローラ ４ 巻き取りローラ ５ パスローラ ６ パスローラ ７ 磁気記録媒体 ８ 回転ローラ ９ 回転ローラ １０ 基体支持部 １１ 放電室 １２ 反応ガス １３ プラズマ電源 １４ 切り替え機 １５ メインローラ １６ 放電室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体搬送系を有する真空中の真空槽内で、
   放電室を有して基体を移動させながら薄膜を形成する薄
   膜製造装置に於いて、薄膜を形成する基体支持部及び対
   面する放電室の開口面とが平面で構成されることを特徴
   とする薄膜製造装置。
2. 【請求項２】複数のローラに板状支持板を巻回し、前記
   板状支持板により基体を搬送する基体搬送系を真空槽内
   に有し、前記基体上にプラズマＣＶＤ法によって炭素膜
   を連続的に製膜する薄膜製造装置であって、前記板状支
   持板の平面部に放電室の開口面が対面することを特徴と
   する薄膜製造装置。
3. 【請求項３】板状支持板と放電室の開口部間の距離を制
   御することを特徴とする請求項１または２記載の薄膜製
   造装置。
4. 【請求項４】複数のローラは、板状支持板に張力を与え
   るため、付勢されていることを特徴とする請求項２記載
   の薄膜製造装置。
5. 【請求項５】放電室の開口部の搬送方向寸法と、板状支
   持板の平面部の搬送方向寸法との比が０．６以上１以下
   であることを特徴とする請求項１または２記載の薄膜製
   造装置。
6. 【請求項６】プラズマＣＶＤ法によって連続的に製膜さ
   れる炭素膜を保護膜として有する磁気記録媒体であっ
   て、前記炭素膜はその積層密度が厚み方向において均一
   であることを特徴とする磁気記録媒体。