WO2017183313A1

WO2017183313A1 - ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法、炭素膜の作製方法及び磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: WO2017183313A1
Application number: PCT/JP2017/007857
Authority: WO
Inventors: 川邉　丈晴; 健一高野; 裕康関野; 阿部　浩二
Original assignee: 株式会社ユーテック
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2017-10-26
Also published as: TW201802799A

Abstract

【課題】分子量の大きい固体の昇華性の有機化合物を真空チャンバー内に供給するガス供給装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、真空チャンバー２１にガスを供給するガス供給装置であって、前記真空チャンバーに第１の配管１９によって接続された容器１６と、前記容器を加熱する加熱機構２０と、前記容器内に収容された固体の昇華性の有機化合物１７と、前記容器に第２の配管１８によって接続されたキャリアガス供給源１１と、を具備するガス供給装置である。

Description

ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法、炭素膜の作製方法及び磁気記録媒体の製造方法

　本発明は、ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法、炭素膜の作製方法及び磁気記録媒体の製造方法に関する。

　現在、世界のＨＤＤ(Hard Disk Drive)出荷台数は年間約６億台であり、市場規模は３７０億ドルに上る。２０２０年には、人類が扱うデータの総量が２０１０年の５０倍に急増し、年間で４０Ｚｂに達するとの見通しが示されている。このことからも今後のＨＤＤの高記録密度化のため、ＨＤＤのメディア用カーボン保護膜の更なる薄膜化が望まれている。

　高密度で低水素濃度のカーボン保護膜を開発することで、カーボン保護膜の更なる薄膜化が可能となる。そのために、フラーレン等の固体の昇華性の有機化合物をカーボン保護膜の原料として用いることを考えた。しかし、フラーレン等の分子量の大きい昇華性の原料をガス化して真空チャンバー内に供給するのは難しい。

　本発明の一態様は、分子量の大きい固体の昇華性の有機化合物を真空チャンバー内に供給するガス供給装置またはガス供給方法を提供することを課題とする。
　また、本発明の一態様は、上記のガス供給装置を用いた成膜装置を提供することを課題とする。
　また、本発明の一態様は、高密度で低水素濃度の炭素膜の作製方法を提供することを課題とする。
　また、本発明の一態様は、高密度で低水素濃度の炭素膜を用いた磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。

　以下に、本発明の種々の態様について説明する。
［１］真空チャンバーにガスを供給するガス供給装置であって、
　前記真空チャンバーに第１の配管によって接続された容器と、
　前記容器を加熱する第１の加熱機構と、
　前記容器内に収容された固体の昇華性の有機化合物と、
　前記容器に第２の配管によって接続されたキャリアガス供給源と、
を具備することを特徴とするガス供給装置。

［２］上記［１］において、
　前記有機化合物は、フラーレン、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであることを特徴とするガス供給装置。

［３］上記［１］または［２］において、
　前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有することを特徴とするガス供給装置。

［４］上記［１］において、
　前記有機化合物は、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであり、
　前記キャリアガスは、Ｈ_２ガスを有することを特徴とするガス供給装置。

［５］上記［１］乃至［４］のいずれか一項において、
　前記キャリアガス供給源と前記容器との間に配置され、前記キャリアガス供給源から供給されるキャリアガスの温度を上昇させるための熱交換器を有することを特徴とするガス供給装置。

［６］上記［１］乃至［５］のいずれか一項において、
　前記第１の配管を加熱する第２の加熱機構を有することを特徴とするガス供給装置。

［７］上記［１］乃至［５］のいずれか一項に記載のガス供給装置と、
　前記真空チャンバーと、
　前記真空チャンバー内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
　前記真空チャンバー内に配置され、前記保持部に保持された前記被成膜基板に対向する電極と、
　前記保持部または前記電極の一方に電力を供給する電源と、
　前記保持部または前記電極の他方に電気的に接続する接地電位と、
を具備することを特徴とする成膜装置。

［８］上記［７］において、
　前記電源はパルス機能付高周波電源であり、
　前記パルス機能付高周波電源は、前記保持部または前記電極の一方に、１０ｋＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の高周波出力を、１／１００ｍｓ以上１ｍｓ以下の周期で０％超１００％未満のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものであることを特徴とする成膜装置。

［９］上記［７］において、
　前記電源はパルス機能付直流電源であり、
　前記パルス機能付直流電源は、前記保持部または前記電極の一方に、５ｋＨｚ以上３５０ｋＨｚ以下の周期で０％超１００％未満（好ましくは２５％以上９０％以下、より好ましくは２５％以上７５％以下、更に好ましくは２５％以上６０％以下、より更に好ましくは２５％以上４５％以下）のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものであることを特徴とする成膜装置。

［１０］上記［１］乃至［５］のいずれか一項に記載のガス供給装置と、
　前記真空チャンバーと、
　前記真空チャンバー内に配置されたアノードと、
　前記真空チャンバー内に配置されたカソードと、
　前記真空チャンバー内に配置され、前記カソード及び前記アノードに対向するように配置される被成膜基板を保持する保持部と、
　前記アノードに電気的に接続された第１の直流電源と、
　前記カソードに電気的に接続された交流電源と、
　前記保持部に保持された前記被成膜基板に電気的に接続された第２の直流電源と、
を具備することを特徴とする成膜装置。

［１１］上記［１０］において、
　前記保持部に保持された前記被成膜基板に第１の電圧を、１ｓｅｃ以下の周期で１０％以上９５％以下のＤＵＴＹ比のパルス状に印加するように前記第２の直流電源を制御する制御部を有することを特徴とする成膜装置。

［１２］真空チャンバーにガスを供給するガス供給方法であって、
　固体の昇華性の有機化合物を加熱して昇華させ、その昇華した気体の有機化合物をキャリアガスとともに前記真空チャンバーに供給することを特徴とするガス供給方法。

［１３］上記［１２］において、
　前記有機化合物は、フラーレン、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであることを特徴とするガス供給方法。

［１４］上記［１２］または［１３］において、
　前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有することを特徴とするガス供給方法。

［１５］上記［１２］において、
　前記有機化合物は、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであり、
　前記キャリアガスは、Ｈ_２ガスを有することを特徴とするガス供給方法。

［１６］フラーレンを加熱して昇華させ、その昇華した気体のフラーレンをキャリアガスとともに真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバー内で前記フラーレンをプラズマ状態とすることで被成膜基板上に炭素膜を形成する炭素膜の作製方法であり、
　前記炭素膜の密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上（好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは２．２ｇ／ｃｍ^３以上）であり、
　前記炭素膜の水素濃度が２０原子％以下（好ましくは１５原子％以下、より好ましくは１０原子％以下）であることを特徴とする炭素膜の作製方法。

［１７］上記［１６］において、
　前記キャリアガスの温度は１００℃以上であることを特徴とする炭素膜の作製方法。

［１８］上記［１６］または［１７］において、
　前記被成膜基板の温度は１００℃以下であることを特徴とする炭素膜の作製方法。

［１９］非磁性基板上に磁性層を形成し、
　前記磁性層上に炭素膜を形成し、
　前記炭素膜上にフッ化有機膜を形成する磁気記録媒体の製造方法であり、
　前記炭素膜は、フラーレンを加熱して昇華させ、その昇華した気体のフラーレンをキャリアガスとともに真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバー内で前記フラーレンをプラズマ状態とすることで形成されることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２０］上記［１９］において、
　前記炭素膜の密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上（好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは２．２ｇ／ｃｍ^３以上）であり、
　前記炭素膜の水素濃度が２０原子％以下（好ましくは１５原子％以下、より好ましくは１０原子％以下）であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２１］上記［１９］または［２０］において、
　前記フッ化有機膜は、Ｃ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜のいずれかの膜であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、自然数である。

［２２］上記［２１］において、
　前記Ｃ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜それぞれはアモルファス膜であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、自然数である。

［２３］上記［２１］または［２２］において、
　前記フッ化有機膜の厚さは３ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２４］上記［２１］乃至［２３］のいずれか一項において、
　前記フッ化有機膜は、炭素とフッ素を含む有機物ガスを有する原料ガスを用いたＣＶＤ法により形成されることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２５］上記［２４］において、
　前記有機物ガスが３個以上の炭素を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２６］上記［２１］乃至［２５］のいずれか一項において、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_１２、Ｃ_６Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_８、Ｃ_７Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_２０、Ｃ_１０Ｆ_８、Ｃ_１０Ｆ_１８、Ｃ_１１Ｆ_２０、Ｃ_１２Ｆ_１０、Ｃ_１３Ｆ_２８、Ｃ_１５Ｆ_３２、Ｃ_２０Ｆ_４２、及びＣ_２４Ｆ_５０の少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_３Ｎ_３、Ｃ_３Ｆ_９Ｎ、Ｃ_５Ｆ_５Ｎ、Ｃ_６Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_９Ｎ_３、Ｃ_６Ｆ_１２Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_１５Ｎ、Ｃ_７Ｆ_５Ｎ、Ｃ_８Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_９Ｆ_２１Ｎ、Ｃ_１２Ｆ_４Ｎ_４、Ｃ_１２Ｆ_２７Ｎ、Ｃ_１４Ｆ_８Ｎ_２、Ｃ_１５Ｆ_３３Ｎ、Ｃ_２４Ｆ_４５Ｎ_３、及びトリヘプタフルオロプロピルアミンの少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｄ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_６Ｏ、Ｃ_４Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_４Ｆ_８Ｏ、Ｃ_５Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_６Ｆ_４Ｏ_２、Ｃ_６Ｆ_１０Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_４Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ_２、Ｃ_８Ｆ_１４Ｏ_３、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ_３、及びＣ_２Ｆ_６Ｏ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）ｎ（ＣＦ_２Ｏ）ｍの少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｄ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_７Ｆ_５ＮＯを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２７］上記［２４］または［２５］において、
　前記有機物ガスとしてパーフルオロアミン類を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

［２８］上記［２４］、［２５］及び［２７］のいずれか一項において、
　前記原料ガスを用いたＣＶＤ法は、前記非磁性基板を保持部に保持し、前記保持部に保持された前記非磁性基板に対向する電極を配置し、前記保持部および前記電極の一方に電力を供給して直流プラズマを形成する際の直流電圧または高周波プラズマを形成する際の直流電圧成分を＋１５０Ｖ～－１５０Ｖとすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

　本発明の一態様によれば、分子量の大きい固体の昇華性の有機化合物を真空チャンバー内に供給するガス供給装置またはガス供給方法を提供することができる。
　また、本発明の一態様によれば、上記のガス供給装置を用いた成膜装置を提供することができる。
　また、本発明の一態様によれば、高密度で低水素濃度の炭素膜の作製方法を提供することができる。
　また、本発明の一態様によれば、高密度で低水素濃度の炭素膜を用いた磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図である。１００Ｓ／Ｔ％のＤＵＴＹ比の場合を説明する図である。本発明の一態様に係る磁気記録媒体の製造方法を説明するための断面図である。本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図である。本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図である。パルス状に印加する電圧値と時間の関係を示す図である。実施例の炭素膜の成膜レートとＲＦパワーの関係を示す図である。実施例の炭素膜及び比較例の炭素膜それぞれの膜密度とＲＦパワーの関係を示す図である。実施例の炭素膜及び比較例の炭素膜それぞれの膜中の水素濃度とＲＦパワーの関係を示す図である。（Ａ）は炭素膜の成膜レートとＡｒガス流量の関係を示す図、（Ｂ）は炭素膜の成膜レートとＤＣ電圧の関係を示す図である。

　以下では、本発明の実施形態及び実施例について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施形態の記載内容及び実施例に限定して解釈されるものではない。

［第１の実施形態］
　図１は、本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図である。この成膜装置はプラズマＣＶＤ装置である。

　＜ガス供給装置＞
　図１に示すガス供給装置は真空チャンバー２１にガスを供給する装置である。その装置は、真空チャンバー２１に第１の配管１９によって接続された容器１６を有する。容器１６内には固体の昇華性の有機化合物１７が収容されている。有機化合物１７は、フラーレン（Ｃ_６０、Ｃ_７０、Ｃ_７２、Ｃ_７４、Ｃ_７６、Ｃ_７８、Ｃ_８０、Ｃ_８２、Ｃ_８４、Ｃ_８６、Ｃ_８８、Ｃ_９０、Ｃ_３９９６）、アダマンタン（Ｃ_１０Ｈ_１６）、ジアマンタン（Ｃ_１４Ｈ_２０）、トリアマンタン（Ｃ_１８Ｈ_２４）及びテトラマンタン（Ｃ_２２Ｈ_２８）のいずれかであるとよい。

　容器１６は第２の配管１８によって熱交換器１５と接続されている。容器１６の周囲には容器１６を加熱するヒーター等の加熱機構２０が配置されている。この加熱機構２０は少なくとも容器１６を加熱できればよいが、第１の配管１９及び第２の配管１８も加熱できる構成とするとよい。なお、本実施形態では、容器１６及び第１の配管１９を加熱する加熱機構２０を配置するが、容器１６を加熱する第１の加熱機構と第１の配管を加熱する第２の加熱機構を別々に配置してもよい。

　熱交換器１５は配管を介して第２のバルブ１４に接続されており、第２のバルブ１４はマスフローコントローラー１２に接続されており、マスフローコントローラー１２は第１のバルブ１３に接続されている。第１のバルブ１３は配管を介してガスボンベ等のキャリアガス供給源１１に接続されている。なお、容器１６は少なくとも第２の配管１８によってキャリアガス供給源１１に接続されていればよい。また、熱交換器１５は、キャリアガス供給源１１と容器１６との間に配置され、キャリアガス供給源１１から供給されるキャリアガスの温度を上昇させるものである。

　キャリアガス供給源１１により供給されるキャリアガスは、Ｈ_２、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有するガスであるとよい。ただし、昇華性の有機化合物１７にフラーレンを用いた場合はキャリアガスにＨ_２を用いない。つまり、有機化合物１７にフラーレンを用いた場合は、キャリアガスにＨｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有するガスを用いるとよい。フラーレンを原料として使用する場合は、炭素膜中の水素を減らすために水素ガスをキャリアガスとして用いない方が好ましい。

　一方、有機化合物１７にアダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかを用いた場合は、キャリアガスにＨ_２を用いてもよい。その理由は、アダマンタン等を原料として使用する場合は、キャリアガスとして水素ガスを用いることで、アダマンタン等を原料中に含まれる水素が炭素膜に残存する量を減らすことができるからである。つまり、水素ガスがエッチングの作用をして、アダマンタン中の水素を成膜された炭素膜から除去することができるからである。

　なお、有機化合物１７にアダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかを用いた場合は、キャリアガスにＨ_２、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有するガスを用いてもよい。

　＜成膜装置＞
　次に、図１に示す成膜装置（プラズマＣＶＤ装置）について説明する。
　この成膜装置は、前述したガス供給装置及び真空チャンバー２１を有し、真空チャンバー２１内には被成膜基板２５を保持する保持部としての保持電極２３が配置されている。保持電極２３の内部には被成膜基板２５を冷却する冷却機構（図示せず）が設けられている。

　保持電極２３は例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源２６に電気的に接続されており、保持電極２３はＲＦ印加電極としても作用する。保持電極２３の周囲及び下部はアースシールド２４によってシールドされている。高周波電源２６は接地電位２７に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、高周波電源２６を用いているが、他の電源、例えば直流電源又はマイクロ波電源を用いても良い。

　また、本実施形態では、高周波電源２６を用いているが、パルス機能付高周波電源を用いてもよい。つまり、パルス機能付高周波電源は、保持電極２３に、１０ｋＨｚ以上３０ＭＨｚ以下（好ましくは５０ｋＨｚ以上３０ＭＨｚ以下）の高周波出力を、１／１００ｍｓ以上１ｍｓ以下の周期（１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下）で０％超１００％未満（好ましくは２５％以上９０％以下、より好ましくは２５％以上７５％以下、更に好ましくは２５％以上６０％以下、より更に好ましくは２５％以上４５％以下）のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものである。このようにパルス状に供給することで、成膜速度が向上したり、膜質が向上することが期待できる。

　ＤＵＴＹ比は、１周期の間で保持電極２３に高周波出力が印加される期間の比率である。例えば、２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１周期の２５％の期間が保持電極２３に高周波出力が印加される期間（高周波出力オンの期間）となり、１周期の７５％の期間が保持電極２３に高周波出力が印加されない期間（高周波出力オフの期間）となる。詳細には、例えば１ｍｓの周期（１ｋＨｚの周波数）で２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１ｍｓ（１周期）の２５％の１／４ｍｓの期間が高周波出力オンの期間となり、１ｍｓ（１周期）の７５％の３／４ｍｓの期間が高周波出力オフの期間となる。

　また、例えば図２は、１００Ｓ／Ｔ％のＤＵＴＹ比の場合を示しており、１周期の１００Ｓ／Ｔ％の期間が高周波出力オンの期間となり、１周期の残りの１００Ｎ／Ｔ％の期間が高周波出力オフの期間となる。

　真空チャンバー２１内には、保持電極２３に対向して平行の位置にガスシャワー電極２２が配置されている。これらは一対の平行平板型電極である。ガスシャワー電極は保持電極２３に保持された被成膜基板２５に対向するように位置する。ガスシャワー電極２２は接地電位に電気的に接続されている。

　なお、本実施形態では、保持電極２３に電源を接続し、ガスシャワー電極２２に接地電位を接続しているが、保持電極２３に接地電位を接続し、ガスシャワー電極２２に電源を接続しても良い。

　ガスシャワー電極２２の下面には、ガス供給装置によって供給される原料ガスを真空チャンバー２１内にシャワー状に供給する複数の供給口（図示せず）が形成されている。複数の供給口はガスシャワー電極２２の内部のガス導入経路（図示せず）に接続されており、ガス導入経路は第１の配管１９に接続されている。なお、本実施形態では、原料ガスを供給する経路及び供給口を電極に備えたガスシャワー電極２２を用いているが、これに限られず、原料ガスを供給する経路及び供給口と電極を別々に構成してもよい。

　真空チャンバー　　２１には、真空チャンバー２１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。

　また、成膜装置は、高周波電源２６、マスフローコントローラー１２、熱交換器１５、加熱機構２０及び排気ポンプなどを制御する制御部（図示せず）を有しており、この制御部は後述する成膜処理を行うように成膜装置を制御するものである。

　なお、本実施形態では、容器１６とキャリアガス供給源１１との間に熱交換器１５、マスフローコントローラー１２、第１及び第２のバルブ１３，１４を配置するが、これに限定されず、容器１６が少なくとも第２の配管１８によってキャリアガス供給源１１に接続されていればよい。

　＜磁気記録媒体の製造方法＞
　図３は、本発明の一態様に係る磁気記録媒体の製造方法を説明するための断面図である。

　まず、図３に示すように、非磁性基板２５ａの上に少なくとも磁性層２５ｂを形成した被成膜基板２５を用意する。なお、被成膜基板２５は、例えばバードディスク基板、メディアヘッドなどである。

　次に、磁性層２５ｂの上に膜厚２ｎｍ以下（好ましくは１ｎｍ以下、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下）の炭素膜４１を図１に示す成膜装置を用いて成膜する。

　以下に炭素膜４１の成膜方法について詳細に説明する。
　被成膜基板２５を図１に示す真空チャンバー２１内に挿入し、この真空チャンバー２１内の保持電極２３上に被成膜基板２５を保持する。

　次に、排気ポンプによって真空チャンバー２１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極２２の供給口からシャワー状の原料ガスを、図１のガス供給装置によって真空チャンバー２１内に導入して被成膜基板２５の表面に供給する。

　以下に原料ガスの真空チャンバー２１への供給方法について詳細に説明する。
　容器１６内の固体の昇華性の有機化合物を加熱機構２０によって加熱して昇華させる。次いで、第１及び第２のバルブ１３，１４を開き、キャリアガス供給源１１からキャリアガスをマスフローコントローラー１２及び配管を通して熱交換器１５に導入し、熱交換器１５によってキャリアガスを所定の温度（例えば１００℃以上）に加熱する。次いで、その加熱されたキャリアガスを第２の配管１８を通して容器１６内に導入する。そして、容器内１６で昇華した気体の有機化合物をキャリアガスとともに第１の配管１９及びガスシャワー電極２２の内部のガス導入経路を通して供給口から真空チャンバー２１に供給する。この際、加熱機構２０によって第２の配管１８及び第１の配管１９を所定の温度に加熱しているため、キャリアガス及び気体の有機化合物の温度が低下するのを抑制できる。

　なお、本実施形態では、所定の温度に加熱したキャリアガスを容器１６に導入しているが、キャリアガスを加熱せずに容器１６に導入してもよい。

　有機化合物１７は、フラーレン、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかを用いることができる。キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有するガスを用いることができる。

　ただし、有機化合物に、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかを用いた場合は、キャリアガスにＨ_２ガスまたはＨ_２ガスを有するガスを用いることが好ましい。その理由は、前述したように水素ガスがエッチングの作用をして、アダマンタン等の中の水素を成膜された炭素膜から除去することができるからである。

　上述したように、真空チャンバー２１内の被成膜基板２５の表面に供給された原料ガス（気体の有機化合物とキャリアガス）は、保持電極２３とアースシールド２４との間を通って真空チャンバー２１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、原料ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、原料ガス流量に制御することにより真空チャンバー２１内を原料ガス雰囲気とし、高周波電源２６により例えば１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）を印加し、プラズマを発生させて原料ガスをプラズマ状態とする。これにより、被成膜基板２５の磁性層２５ｂの上に炭素膜４１を成膜する。この際、被成膜基板２５を保持電極２３の内部の冷却機構により冷却することで、被成膜基板２５の温度を１００℃以下とするとよい。

　次いで、高周波電源２６からの電力供給を停止し、ガスシャワー電極２２の供給口からの原料ガスの供給を停止し、成膜処理を終了する。このようして被成膜基板２５上に形成された炭素膜４１の密度は２．０ｇ／ｃｍ^３以上（好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは２．２ｇ／ｃｍ^３以上）であるとよく、また炭素膜４１の水素濃度は２０原子％以下（好ましくは１５原子％以下、より好ましくは１０原子％以下）であるとよい。

　この後、炭素膜４１をフッ素系のフォンブリン油にディッピングすることにより、炭素膜４１の上にはフォンブリン油が塗布される。次に、被成膜基板２５を１５０℃の温度で１時間アニールすることにより、炭素膜４１上には固体潤滑剤として機能する膜厚４ｎｍのフッ化有機膜４２が形成される。なお、フッ化有機膜４２の作製方法として蒸着法を用いても良く、その場合の蒸着温度は１１０℃である。

　本実施形態のガス供給装置によれば、容器１６内の固体の昇華性の有機化合物を加熱して昇華させ、その昇華した気体の有機化合物をキャリアガスとともに真空チャンバー２１に供給するため、分子量の大きい固体の昇華性の有機化合物を原料ガスとして真空チャンバー内に供給することが可能となる。

　また、本実施形態によれば、フラーレン等の分子量の大きい昇華性の有機化合物を原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により炭素膜４１を被成膜基板２５上に成膜するため、高密度で低水素濃度の炭素膜を作製することが可能となる。また、炭素膜４１中の水素濃度を２０原子％以下とすることで、炭素膜の耐熱性を向上させることができる。

　また、本実施形態によれば、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上で水素濃度が２０原子％以下の炭素膜４１を、温度が１００℃以下の低温の被成膜基板２５上に成膜することができる。つまり、本実施形態では、高密度で低水素濃度の炭素膜４１を低温の被成膜基板２５上に成膜することが可能である。

　また、本実施形態によれば、高密度で低水素濃度の炭素膜４１を磁気記録媒体のカーボン保護膜として用いるため、カーボン保護膜の更なる薄膜化が期待できる。

［第２の実施形態］
　本実施形態は、図３に示すフッ化有機膜４２を第１の実施形態とは異なる方法で形成し、その他については第１の実施形態と同一であるので、以下に異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態によるフッ化有機膜を成膜する装置は、図１に示す成膜装置においてガス供給装置をフッ化有機膜の原料ガスを供給する装置に変更したプラズマＣＶＤ装置である。原料ガスとしては、炭素とフッ素を含む有機物原料ガスを有するものを用いることができる。この有機物原料ガスは３個以上の炭素を含むことが好ましい。

　次に、上述したプラズマＣＶＤ装置を用いて図３に示す炭素膜４１の上にフッ化有機膜を形成する工程について説明する。

　本実施形態では、Ｃ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜のいずれかの膜を用いる。ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、自然数である。

　以下にＣ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜のいずれかの膜の成膜について詳細に説明する。
　被成膜基板２５を図３に示す真空チャンバー２１内に挿入し、この真空チャンバー２１内の保持電極２３上に被成膜基板２５を保持する。

　次に、排気ポンプによって真空チャンバー２１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極２２の供給口からシャワー状の原料ガスを、真空チャンバー２１内に導入して被成膜基板２５の表面に供給する。この供給された原料ガスは、保持電極２３とアースシールド２４との間を通って真空チャンバー２１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、原料ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、原料ガス流量に制御することにより真空チャンバー２１内を原料ガス雰囲気とし、高周波電源２６により例えば１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）を印加し、プラズマを発生させることにより被成膜基板２５の炭素膜４１の上にフッ化有機膜４２を成膜する。この際の成膜条件は、圧力が０．０１Ｐａ～大気圧、処理温度が常温で、高周波プラズマを形成する際の直流電圧成分が＋１５０Ｖ～－１５０Ｖ（より好ましくは＋５０Ｖ～－５０Ｖ）である条件で行うことが好ましい。このように直流電圧成分を低く抑えることにより、フッ化有機膜４２より下層の膜へのプラズマダメージを抑制することができる。

　次いで、高周波電源２６からの電力供給を停止し、ガスシャワー電極２２の供給口からの原料ガスの供給を停止し、成膜処理を終了する。

　上記の原料ガスとしては、炭素とフッ素を含む有機物原料ガスを有するものを用いることが好ましい。

　有機物原料ガスの具体例は、以下のとおりである。
　フッ化有機膜としてＣ_ａＦ_ｂ膜を成膜する場合の有機物原料ガスは、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_１２、Ｃ_６Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_８、Ｃ_７Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_２０、Ｃ_１０Ｆ_８、Ｃ_１０Ｆ_１８、Ｃ_１１Ｆ_２０、Ｃ_１２Ｆ_１０、Ｃ_１３Ｆ_２８、Ｃ_１５Ｆ_３２、Ｃ_２０Ｆ_４２、及びＣ_２４Ｆ_５０の少なくとも一つを有するものである。

　フッ化有機膜としてＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜を成膜する場合の有機物原料ガスは、Ｃ_３Ｆ_３Ｎ_３、Ｃ_３Ｆ_９Ｎ、Ｃ_５Ｆ_５Ｎ、Ｃ_６Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_９Ｎ_３、Ｃ_６Ｆ_１２Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_１５Ｎ、Ｃ_７Ｆ_５Ｎ、Ｃ_８Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_９Ｆ_２１Ｎ、Ｃ_１２Ｆ_４Ｎ_４、Ｃ_１２Ｆ_２７Ｎ、Ｃ_１４Ｆ_８Ｎ_２、Ｃ_１５Ｆ_３３Ｎ、Ｃ_２４Ｆ_４５Ｎ_３、及びトリヘプタフルオロプロピルアミンの少なくとも一つを有するものである。

　フッ化有機膜としてＣ_ａＦ_ｂＯ_ｄ膜を成膜する場合の有機物原料ガスは、Ｃ_３Ｆ_６Ｏ、Ｃ_４Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_４Ｆ_８Ｏ、Ｃ_５Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_６Ｆ_４Ｏ_２、Ｃ_６Ｆ_１０Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_４Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ_２、Ｃ_８Ｆ_１４Ｏ_３、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ_３、及びＣ_２Ｆ_６Ｏ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）ｎ（ＣＦ_２Ｏ）ｍの少なくとも一つを有するものである。

　フッ化有機膜としてＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｄ膜を成膜する場合の有機物原料ガスは、Ｃ_７Ｆ_５ＮＯを有するものである。

　また、有機物原料ガスとしては、パーフルオロアミン類のトリヘプタフルオロプロピルアミン（第３級アミン類）を用いることができる。

　なお、本実施形態では、高周波電源２６を用いているが、直流電源またはマイクロ波電源を用いても良い。このように直流電源を用いることで直流プラズマを形成する際の直流電圧は、＋１５０Ｖ～－１５０Ｖ（より好ましくは＋５０Ｖ～－５０Ｖ）であることが好ましい。

　このようにして被成膜基板２５の炭素膜４１の上に成膜されたＣ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜のいずれかの膜は、その膜厚が３ｎｍ以下（より好ましくは１ｎｍ以下）であり、水の接触角が大きく撥水性であり、固体潤滑剤として機能する。この膜はアモルファス膜であることが好ましい。また、この膜のヤング率は０．１～３０ＧＰａであることが好ましい。

［第３の実施形態］
　図４は、本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

　図４に示すように、保持電極２３はパルス機能付ＤＣ電源（直流電源）１１３に電気的に接続されており、パルス機能付ＤＣ電源１１３は接地電位２７に電気的に接続されている。

１／１００ｍｓ以上１ｍｓ以下の周期（１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下）
　パルス機能付ＤＣ電源１１３は、保持電極２３に直流電圧を、１／３５０ｍｓ以上１／５ｍｓ以下の周期（５ｋＨｚ以上３５０ｋＨｚ以下）で０％超１００％未満（好ましくは２５％以上９０％以下、より好ましくは２５％以上７５％以下、更に好ましくは２５％以上６０％以下、より更に好ましくは２５％以上４５％以下）のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものである。

　ＤＵＴＹ比は、１周期の間で被成膜基板２５に直流電圧が印加される期間の比率である。例えば、２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１周期の２５％の期間が被成膜基板２５に直流電圧が印加される期間（直流電圧オンの期間）となり、１周期の７５％の期間が被成膜基板２５に直流電圧が印加されない期間（直流電圧オフの期間）となる。詳細には、例えば１ｓｅｃの周期（１Ｈｚの周波数）で２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１ｓｅｃ（１周期）の２５％の１／４ｓｅｃの期間が直流電圧オンの期間となり、１ｓｅｃ（１周期）の７５％の３／４ｓｅｃの期間が直流電圧オフの期間となる。

［第４の実施形態］
　図５は、本発明の一態様に係るガス供給装置を備えた成膜装置を概略的に示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付す。

　＜ガス供給装置＞
　図５に示すガス供給装置は、図１に示すガス供給装置と同様である。

　＜成膜装置＞
　次に、図５に示す成膜装置（プラズマＣＶＤ装置）について説明する。
　このプラズマＣＶＤ装置は被成膜基板（例えばディスク基板）１に対して左右対称の構造を有しており、被成膜基板１の両面に同時に成膜可能な装置であるが、図１では左側のみを示している。

　プラズマＣＶＤ装置は真空チャンバー１０２を有しており、この真空チャンバー１０２内には、例えばタンタルからなるフィラメント状のカソード電極（カソードフィラメント）１０３が形成されている。カソードフィラメント１０３の両端は真空チャンバー１０２の外部に位置するカソード電源（交流電源）１０５に電気的に接続されており、カソード電源１０５は真空チャンバー１０２に対して絶縁された状態で配置されている。
　カソード電源１０５は、図示せぬ制御部によって制御される。これにより、カソードフィラメント１０３に印加される電圧が制御される。なお、カソード電源１０５としては例えば０～５０Ｖ、１０～５０Ａ（アンペア）の電源を用いることができる。カソード電源１０５の一端は接地電位１０６に電気的に接続されている。

　真空チャンバー１０２内には、カソードフィラメント１０３それぞれの周囲を囲むようにロート状の形状を有するアノード電極（アノードコーン）１０４が配置されており、アノードコーン１０４はスピーカーのような形状とされている。

　アノードコーン１０４の被成膜基板１側には導電体からなるインナーシールド１０８が設けられており、インナーシールド１０８はアノードコーン１０４と分離して形成されている。インナーシールド１０８は、カソードフィラメント１０３及びアノードコーン１０４それぞれと被成膜基板１との間の空間を覆うように形成されている。また、インナーシールド１０８は円筒形状又は多角形状を有している。

　アノードコーン１０４はアノード電源（ＤＣ（直流）電源）１０７に電気的に接続されており、ＤＣ電源１０７は真空チャンバー１０２に対して絶縁された状態で配置されている。ＤＣ電源１０７のプラス電位側がアノードコーン１０４に電気的に接続されており、ＤＣ電源１０７のマイナス電位側が接地電位１０６に電気的に接続されている。

　ＤＣ電源１０７は、制御部によって制御される。これにより、アノードコーン１０４に印加される電圧が制御される。なお、ＤＣ電源１０７としては例えば０～５００Ｖ、０～７．５Ａ（アンペア）の電源を用いることができる。

　インナーシールド１０８の被成膜基板１側の端部には膜厚補正板１１８が設けられている。膜厚補正板１１８はインナーシールド１０８と一体的に形成されている。膜厚補正板１１８により被成膜基板１の外周部分に成膜される膜の厚さを制御することができる。なお、図１では膜厚補正板１１８をインナーシールド１０８と一体的に形成しているが、膜厚補正板１１８がインナーシールド１０８に電気的に接続されていれば膜厚補正板をインナーシールドと分離して形成してもよい。

　真空チャンバー１０２内には被成膜基板１が配置されており、この被成膜基板１はカソードフィラメント１０３及びアノードコーン１０４に対向するように配置されている。詳細には、カソードフィラメント１０３はアノードコーン１０４の内周面の中央部付近で包囲されており、アノードコーン１０４は、その最大内径側を被成膜基板１に向けて配置されている。

　被成膜基板１は、図示しないホルダー（保持部）および図示しないトランスファー装置（ハンドリングロボットあるいはロータリインデックスデーブル）により、図示の位置に、順次供給されるようになっている。

　被成膜基板１はイオン加速用電源としてのバイアス電源（ＤＣ電源，直流電源）１１２に電気的に接続されており、このＤＣ電源１１２は真空チャンバー１０２に対して絶縁された状態で配置されている。このＤＣ電源１１２のマイナス電位側が被成膜基板１に電気的に接続されており、ＤＣ電源１１２のプラス電位側が接地電位１０６に電気的に接続されている。

　ＤＣ電源１１２は、前記制御部によって制御される。これにより、被成膜基板１に印加される電圧が制御される。なお、ＤＣ電源１１２としては例えば０～１５００Ｖ、０～１００ｍＡ（ミリアンペア）の電源を用いることができる。

　なお、本成膜装置は、ＤＣ電源１１２をパルス制御するパルス制御部１３０を有していてもよい。その場合、被成膜基板１に印加される電圧が次のように制御される。ＤＣ電源１１２は、被成膜基板１に直流電圧を、１／１００ｓｅｃ以上１ｓｅｃ以下の周期（１Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数）で１０％以上９５％以下（好ましくは３０％以上７５％以下）のＤＵＴＹ比のパルス状に印加するように制御される。これにより、上記の直流電圧が被成膜基板１に供給される。パルス制御部１３０はシーケンサを有しているとよく、そのシーケンサが上記のパルス状に印加するようにＤＣ電源１１２を制御するとよい。なお、本実施形態では、ＤＣ電源１１２により直流電圧を被成膜基板１に供給するが、ＤＣ電源１１２により直流電圧を被成膜基板１に直接供給してもよい。

　ＤＵＴＹ比は、１周期の間で被成膜基板１に直流電圧が印加される期間の比率である。例えば、２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１周期の２５％の期間が被成膜基板１に直流電圧が印加される期間（直流電圧オンの期間）となり、１周期の７５％の期間が被成膜基板１に直流電圧が印加されない期間（直流電圧オフの期間）となる。詳細には、例えば１ｓｅｃの周期（１Ｈｚの周波数）で２５％のＤＵＴＹ比の場合は、１ｓｅｃ（１周期）の２５％の１／４ｓｅｃの期間が直流電圧オンの期間となり、１ｓｅｃ（１周期）の７５％の３／４ｓｅｃの期間が直流電圧オフの期間となる。

　また、例えば図６は、１００Ｓ／Ｔ％のＤＵＴＹ比の場合を示しており、１周期の１００Ｓ／Ｔ％の期間が直流電圧（２５０Ｖ）オンの期間となり、１周期の残りの１００Ｎ／Ｔ％の期間が直流電圧オフの期間となる。なお、図６では、Ｔが０．２ｓｅｃであり、Ｓ及びＮそれぞれが０．１ｓｅｃである。

　また、本実施の形態では、ＤＣ電源１１２によって被成膜基板１に直流電圧をパルス状に印加する際の当該パルス状を、１／１００ｓｅｃ以上１ｓｅｃ以下の周期（１Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数）で１０％以上９５％以下のＤＵＴＹ比としているが、当該パルス状を少なくとも１ｓｅｃ以下の周期（１Ｈｚ以上の周波数）で１０％以上９５％以下のＤＵＴＹ比であれば、１／１００ｓｅｃ未満（１００Ｈｚ超の周波数）の周期を用いてもよい。

　ＤＵＴＹ比を１０％以上とする理由は、ＤＵＴＹ比を１０％以下にすると、成膜レート（膜の堆積スピード）が遅くなりすぎるためである。ＤＵＴＹ比を９５％以下とする理由は、ＤＵＴＹ比を９５％以上にすると、外周部の膜厚を厚くする効果がなくなるためである。

　また、本実施形態では、ＤＵＴＹ比を１０％以上９５％以下とし、１周期の１０％以上９５％以下の期間を被成膜基板１に直流電圧が印加される期間（直流電圧オンの期間）とし、１周期の残りの期間を被成膜基板１に直流電圧が印加されない期間（直流電圧オフの期間）としているが、１周期の１０％以上９５％以下の期間を被成膜基板１に第１の直流電圧が印加される期間とし、１周期の残りの期間を被成膜基板１に第２の直流電圧が印加される期間としてもよい。この場合、第２の直流電圧は第１の直流電圧の０％以上５０％以下（好ましくは１０％以上３０％以下）の電圧値であるとよい。

　上記のようにパルス状に被成膜基板１に直流電圧を印加することで次のような効果が得られる。被成膜基板１上に成膜される炭素が主成分である保護膜の外周部の膜厚を確保しつつ中央部の膜厚を薄くできる。

　インナーシールド１０８の外側には、インナーシールド１０８を覆うように導電体または絶縁体からなるアウターシールド９０が配置されており、このアウターシールド９０は円筒形状又は多角形状を有している。また、アウターシールド９０は、フロート電位または接地電位に電気的に接続されている。アウターシールド９０は、真空チャンバー１０２とインナーシールド１０８の間の放電を防止する役割を有する。

　真空チャンバー１０２の外側にはネオジウム磁石１０９が配置されている。ネオジウム磁石１０９は例えば円筒形状又は多角形状を有しており、円筒形又は多角形の内径の中心は磁石中心となり、この磁石中心はカソードフィラメント１０３の略中心及び被成膜基板１の略中心それぞれと対向するように位置している。ネオジウム磁石１０９は、その磁石中心の磁力が５０Ｇ（ガウス）以上２００Ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｇ以上１５０Ｇ以下である。磁石中心の磁力を２００Ｇ以下とする理由は、ネオジウム磁石では磁石中心の磁力を２００Ｇまで高めるのが製造上の限界であるからである。また、磁石中心の磁力を１５０Ｇ以下とするのがより好ましい理由は、磁石中心の磁力を１５０Ｇ超とすると磁石を作るコストが増大するからである。

　また、プラズマＣＶＤ装置は真空チャンバー１０２内を真空排気する真空排気機構（図示せず）を有している。また、ガス導入部１０２ａは第１の配管１９に接続されている。

　＜磁気記録媒体の製造方法＞
　まず、非磁性基板の上に少なくとも磁性層を形成した被成膜基板１を用意する。なお、被成膜基板１は、例えばバードディスク基板、メディアヘッドなどである。

　次に、被成膜基板１の磁性層の上に膜厚２ｎｍ以下（好ましくは１ｎｍ以下、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下）の炭素膜を図５に示す成膜装置を用いて成膜する。

　この炭素膜の成膜方法について以下に詳細に説明する。

　まず、前記真空排気機構を起動させ、真空チャンバー１０２の内部を所定の真空状態とし、ガス導入部１０２ａから真空チャンバー１０２の内部にガス供給装置によって原料ガスを導入する。原料ガスの真空チャンバー１０２への供給方法は第１の実施形態と同様である。真空チャンバー１０２内が所定の圧力になった後、カソードフィラメント１０３にカソード電源１０５によって交流電流を供給することによりカソードフィラメント１０３が加熱される。

　また、被成膜基板１にＤＣ電源１１２によって直流電流を供給する。また、アノードコーン１０４にＤＣ電源１０７によって直流電流を供給する。

　カソードフィラメント１０３の加熱によって、カソードフィラメント１０３からアノードコーン１０４に向けて多量の電子が放出され、カソードフィラメント１０３とアノードコーン１０４との間でグロー放電が開始される。多量の電子によって真空チャンバー１０２の内部の原料ガスがイオン化され、プラズマ状態とされる。この際、ネオジウム磁石１０９によってカソードフィラメント１０３の近傍に位置する原料ガスをプラズマ化する領域に磁場が発生されているので、この磁場によってプラズマを高密度化することができ、イオン化効率を向上させることができる。そして、プラズマ状態の成膜原料分子は、被成膜基板１のマイナス電位によって直接に加速されて、被成膜基板１の方向に向かって飛走して、被成膜基板１の表面に付着される。これにより、被成膜基板１には炭素膜が形成される。

　このようして被成膜基板１上に形成された炭素膜の密度は２．０ｇ／ｃｍ^３以上（好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３以上、より好ましくは２．２ｇ／ｃｍ^３以上）であるとよく、また炭素膜の水素濃度は２０原子％以下（好ましくは１５原子％以下、より好ましくは１０原子％以下）であるとよい。

　この後、炭素膜をフッ素系のフォンブリン油にディッピングすることにより、炭素膜の上にはフォンブリン油が塗布される。次に、被成膜基板１を１５０℃の温度で１時間アニールすることにより、炭素膜上には固体潤滑剤として機能する膜厚４ｎｍのフッ化有機膜が形成される。なお、フッ化有機膜４２の作製方法として蒸着法を用いても良く、その場合の蒸着温度は１１０℃である。

　本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

　また、第１乃至第４の実施形態を互いに適宜組み合わせて実施することも可能である。

　まず、基板を用意した。この基板は、φ６インチシリコンウェハである。

　次に、図１に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示す成膜条件で基板上に炭素膜を成膜した。この際、キャリアガスの熱交換器１５による加熱温度は５００℃であり、容器１６内のフラーレンをマントルヒーターによって加熱する温度は６５０℃であり、第１及び第２の配管１８，１９を加熱する温度は６００℃であった。なお、基板温度は保持電極２３を冷却することで１００℃以下に保持した。高周波電源２６の周波数は１３．５６ＭＨｚである。

　本実施例では、表１に示すＬｏｗ、Ｍｉｄｄｌｅ、Ｈｉｇｈの３種類のＲＦパワーそれぞれを用いて、３枚の基板に炭素膜を成膜した。この３枚の基板上の炭素膜の成膜レートとＲＦパワーの関係を図７に示す。

　図７に示すように、３枚の基板それぞれに炭素膜が成膜されたことが確認され、ＲＦパワーが大きいほど成膜レートが速いことが確認された。

　また、比較例として原料ガスをフラーレンからトルエン（Ｃ_７Ｈ_８）に変更し、その他の条件は全て同一として３枚の基板に炭素膜を成膜したサンプルを作製した。これらの比較例の３枚の基板の炭素膜及び実施例１の３枚の基板の炭素膜それぞれの膜密度とＲＦパワーの関係を図８に示し、炭素膜中の水素濃度とＲＦパワーの関係を図９に示す。

　図８に示すように、実施例１の炭素膜は、比較例の炭素膜に比べて膜密度が２．２５ｇ／ｃｍ^３～２．３ｇ／ｃｍ^３と非常に高く、緻密な膜が成膜されていることが確認された。また、図９に示すように、実施例１の炭素膜は、比較例の炭素膜に比べて膜中の水素濃度が１０原子％以下と非常に低いことが確認された。

　本実施例によれば、分子量の大きい昇華性の有機化合物であるフラーレン（Ｃ_６０）を原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法により炭素膜を基板上に成膜できることが確認され、その炭素膜が高密度で低水素濃度であることが確認された。

　まず、基板を用意した。この基板は、φ４インチシリコンウェハである。

　次に、図４に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて表２に示す成膜条件で基板上に炭素膜を成膜した。この際、キャリアガスの熱交換器１５による加熱温度は５００℃であり、容器１６内のフラーレンをマントルヒーターによって加熱する温度は６５０℃であり、第１及び第２の配管１８，１９を加熱する温度は６００℃であった。

　本実施例では、表２に示すＤＣ電圧を用いて、７枚の基板に炭素膜を成膜した。この７枚の基板上の炭素膜の成膜レートとＤＣ電圧の関係を図１０（Ｂ）に示す。また、炭素膜の成膜レートとＡｒガス流量の関係を図１０（Ａ）に示す。

　図１０（Ｂ）に示すように、７枚の基板それぞれに炭素膜が成膜されたことが確認された。

　本実施例によれば、分子量の大きい昇華性の有機化合物であるフラーレン（Ｃ_６０）を原料ガスとして用い、保持電極２３に直流電圧を、１／３５０ｍｓの周期（３５０ｋＨｚの周波数）で３８．５％のＤＵＴＹ比のパルス状に印加するプラズマＣＶＤ法により炭素膜を基板上に成膜できることが確認された。

　　１　　被成膜基板
　１１　　キャリアガス供給源
　１２　　マスフローコントローラー（ＭＦＣ）
　１３　　第１のバルブ
　１４　　第２のバルブ
　１５　　熱交換器
　１６　　容器
　１７　　昇華性の有機化合物
　１８　　第２の配管
　１９　　第１の配管
　２０　　加熱機構
　２１　　真空チャンバー
　２２　　ガスシャワー電極
　２３　　保持電極（保持部）
　２４　　アースシールド
　２５　　被成膜基板
　２５ａ　非磁性基板
　２５ｂ　磁性層
　２６　　高周波電源（ＲＦ）
　２７　　接地電位
　４１　　炭素膜
　４２　　フッ化有機膜
　９０　　アウターシールド
１０２　　真空チャンバー
１０３　　カソード電極（カソードフィラメント）
１０４　　アノード電極（アノードコーン）
１０５　　カソード電源（交流電源）
１０６　　接地電位
１０７　　アノード電源（ＤＣ（直流）電源）
１０８　　インナーシールド
１０９　　ネオジウム磁石
１１２　　バイアス電源（ＤＣ電源，直流電源）
１１３　　パルス機能付ＤＣ電源（直流電源）
１１８　　膜厚補正板
１３０　　パルス制御部

Claims

　真空チャンバーにガスを供給するガス供給装置であって、
　前記真空チャンバーに第１の配管によって接続された容器と、
　前記容器を加熱する第１の加熱機構と、
　前記容器内に収容された固体の昇華性の有機化合物と、
　前記容器に第２の配管によって接続されたキャリアガス供給源と、
を具備することを特徴とするガス供給装置。
　請求項１において、
　前記有機化合物は、フラーレン、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであることを特徴とするガス供給装置。
　請求項１または２において、
　前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有することを特徴とするガス供給装置。
　請求項１において、
　前記有機化合物は、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであり、
　前記キャリアガスは、Ｈ_２ガスを有することを特徴とするガス供給装置。
　請求項１乃至４のいずれか一項において、
　前記キャリアガス供給源と前記容器との間に配置され、前記キャリアガス供給源から供給されるキャリアガスの温度を上昇させるための熱交換器を有することを特徴とするガス供給装置。
　請求項１乃至５のいずれか一項において、
　前記第１の配管を加熱する第２の加熱機構を有することを特徴とするガス供給装置。
　請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置と、
　前記真空チャンバーと、
　前記真空チャンバー内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
　前記真空チャンバー内に配置され、前記保持部に保持された前記被成膜基板に対向する電極と、
　前記保持部または前記電極の一方に電力を供給する電源と、
　前記保持部または前記電極の他方に電気的に接続する接地電位と、
を具備することを特徴とする成膜装置。
　請求項７において、
　前記電源はパルス機能付高周波電源であり、
　前記パルス機能付高周波電源は、前記保持部または前記電極の一方に、１０ｋＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の高周波出力を、１／１００ｍｓ以上１ｍｓ以下の周期で０％超１００％未満のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものであることを特徴とする成膜装置。
　請求項７において、
　前記電源はパルス機能付直流電源であり、
　前記パルス機能付直流電源は、前記保持部または前記電極の一方に、１／３５０ｍｓ以上１／５ｍｓ以下の周期で０％超１００％未満のＤＵＴＹ比のパルス状に供給するものであることを特徴とする成膜装置。
　請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置と、
　前記真空チャンバーと、
　前記真空チャンバー内に配置されたアノードと、
　前記真空チャンバー内に配置されたカソードと、
　前記真空チャンバー内に配置され、前記カソード及び前記アノードに対向するように配置される被成膜基板を保持する保持部と、
　前記アノードに電気的に接続された第１の直流電源と、
　前記カソードに電気的に接続された交流電源と、
　前記保持部に保持された前記被成膜基板に電気的に接続された第２の直流電源と、
を具備することを特徴とする成膜装置。
　請求項１０において、
　前記保持部に保持された前記被成膜基板に第１の電圧を、１ｓｅｃ以下の周期で１０％以上９５％以下のＤＵＴＹ比のパルス状に印加するように前記第２の直流電源を制御する制御部を有することを特徴とする成膜装置。
　真空チャンバーにガスを供給するガス供給方法であって、
　固体の昇華性の有機化合物を加熱して昇華させ、その昇華した気体の有機化合物をキャリアガスとともに前記真空チャンバーに供給することを特徴とするガス供給方法。
　請求項１２において、
　前記有機化合物は、フラーレン、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであることを特徴とするガス供給方法。
　請求項１２または１３において、
　前記キャリアガスは、Ｈｅ、Ｎ_２、Ｆ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの群から選択された少なくとも一つのガスを有することを特徴とするガス供給方法。
　請求項１２において、
　前記有機化合物は、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン及びテトラマンタンのいずれかであり、
　前記キャリアガスは、Ｈ_２ガスを有することを特徴とするガス供給方法。
　フラーレンを加熱して昇華させ、その昇華した気体のフラーレンをキャリアガスとともに真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバー内で前記フラーレンをプラズマ状態とすることで被成膜基板上に炭素膜を形成する炭素膜の作製方法であり、
　前記炭素膜の密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上であり、
　前記炭素膜の水素濃度が２０原子％以下であることを特徴とする炭素膜の作製方法。
　請求項１６において、
　前記キャリアガスの温度は１００℃以上であることを特徴とする炭素膜の作製方法。
　請求項１６または１７において、
　前記被成膜基板の温度は１００℃以下であることを特徴とする炭素膜の作製方法。
　非磁性基板上に磁性層を形成し、
　前記磁性層上に炭素膜を形成し、
　前記炭素膜上にフッ化有機膜を形成する磁気記録媒体の製造方法であり、
　前記炭素膜は、フラーレンを加熱して昇華させ、その昇華した気体のフラーレンをキャリアガスとともに真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバー内で前記フラーレンをプラズマ状態とすることで形成されることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項１９において、
　前記炭素膜の密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上であり、
　前記炭素膜の水素濃度が２０原子％以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項１９または２０において、
　前記フッ化有機膜は、Ｃ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜のいずれかの膜であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、自然数である。
　請求項２１において、
　前記Ｃ_ａＦ_ｂ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｅＨ_ｄ膜、Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅ膜及びＣ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｅＨ_ｄ膜それぞれはアモルファス膜であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、自然数である。
　請求項２１または２２において、
　前記フッ化有機膜の厚さは３ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項２１乃至２３のいずれか一項において、
　前記フッ化有機膜は、炭素とフッ素を含む有機物ガスを有する原料ガスを用いたＣＶＤ法により形成されることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項２４において、
　前記有機物ガスが３個以上の炭素を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項２１乃至２５のいずれか一項において、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_６、Ｃ_６Ｆ_１２、Ｃ_６Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_８、Ｃ_７Ｆ_１４、Ｃ_７Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１６、Ｃ_８Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_１８、Ｃ_９Ｆ_２０、Ｃ_１０Ｆ_８、Ｃ_１０Ｆ_１８、Ｃ_１１Ｆ_２０、Ｃ_１２Ｆ_１０、Ｃ_１３Ｆ_２８、Ｃ_１５Ｆ_３２、Ｃ_２０Ｆ_４２、及びＣ_２４Ｆ_５０の少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_３Ｎ_３、Ｃ_３Ｆ_９Ｎ、Ｃ_５Ｆ_５Ｎ、Ｃ_６Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_９Ｎ_３、Ｃ_６Ｆ_１２Ｎ_２、Ｃ_６Ｆ_１５Ｎ、Ｃ_７Ｆ_５Ｎ、Ｃ_８Ｆ_４Ｎ_２、Ｃ_９Ｆ_２１Ｎ、Ｃ_１２Ｆ_４Ｎ_４、Ｃ_１２Ｆ_２７Ｎ、Ｃ_１４Ｆ_８Ｎ_２、Ｃ_１５Ｆ_３３Ｎ、Ｃ_２４Ｆ_４５Ｎ_３、及びトリヘプタフルオロプロピルアミンの少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＯ_ｄ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_３Ｆ_６Ｏ、Ｃ_４Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_４Ｆ_８Ｏ、Ｃ_５Ｆ_６Ｏ_３、Ｃ_６Ｆ_４Ｏ_２、Ｃ_６Ｆ_１０Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_４Ｏ_３、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ、Ｃ_８Ｆ_８Ｏ_２、Ｃ_８Ｆ_１４Ｏ_３、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ、Ｃ_１３Ｆ_１０Ｏ_３、及びＣ_２Ｆ_６Ｏ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）ｎ（ＣＦ_２Ｏ）ｍの少なくとも一つを有し、
　前記炭素膜上に前記Ｃ_ａＦ_ｂＮ_ｃＯ_ｄ膜を形成する場合の前記有機物ガスは、Ｃ_７Ｆ_５ＮＯを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項２４または２５において、
　前記有機物ガスとしてパーフルオロアミン類を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　請求項２４、２５及び２７のいずれか一項において、
　前記原料ガスを用いたＣＶＤ法は、前記非磁性基板を保持部に保持し、前記保持部に保持された前記非磁性基板に対向する電極を配置し、前記保持部および前記電極の一方に電力を供給して直流プラズマを形成する際の直流電圧または高周波プラズマを形成する際の直流電圧成分を＋１５０Ｖ～－１５０Ｖとすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。