JPH08100266A - 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

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JPH08100266A
JPH08100266A JP23666394A JP23666394A JPH08100266A JP H08100266 A JPH08100266 A JP H08100266A JP 23666394 A JP23666394 A JP 23666394A JP 23666394 A JP23666394 A JP 23666394A JP H08100266 A JPH08100266 A JP H08100266A
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JP
Japan
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thin film
reaction tube
plasma
film
forming
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JP23666394A
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English (en)
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Shigemi Wakabayashi
繁美 若林
Noriyuki Kitaori
典之 北折
Osamu Yoshida
修 吉田
Hirohide Mizunoya
博英 水野谷
Akira Shiga
章 志賀
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Kao Corp
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Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成膜速度が速いプラズマCVDの技術を提供
することである。 【構成】 プラズマCVD法により薄膜を形成する方法
であって、薄膜構成原料を超音波噴霧により反応管に供
給する工程と、反応管に供給された薄膜構成原料の噴霧
粒子をプラズマ化する工程とを具備する薄膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気記録媒体な
どの記録媒体上に設けられる保護薄膜、特にダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成する為の薄膜形成技術に関す
る。
【0002】
【発明の背景】磁気テープ等の磁気記録媒体には、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、無電解メッキ等の湿式メッキ手
段、蒸着、スパッタリングあるいはイオンプレーティン
グ等のフィジカルベーパーデポジション(PVD)法に
よる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。
【0003】ところで、この種の金属薄膜型の磁気記録
媒体における金属磁性膜は磁気ヘッドとの摺動による耐
久性に乏しいことから、表面酸化処理を行い、酸化膜に
よる保護膜を設けることが行われている。しかしなが
ら、表面酸化の手段では耐久性の向上効果が少なく、更
なる研究が行われている。
【0004】このような観点から、表面酸化膜ではな
く、カーボン、特にダイヤモンドライクカーボン等の保
護膜を設けることが提案されている。例えば、ケミカル
ベーパーデポジション(CVD)装置に炭素源としての
6 6 ガスを供給し、これからのプラズマガスを金属
磁性膜表面に堆積させることにより、表面にダイヤモン
ドライクカーボンからなる保護膜が設けられた磁気記録
媒体が提案(特開平6−41758号公報)されてい
る。
【0005】しかしながら、このプラズマCVD手段に
よる薄膜形成手段は、その成膜速度が遅く、改善が求め
られている。
【0006】
【発明の開示】ところで、プラズマCVDにおける従来
の成膜速度の問題点についての検討を押し進めているう
ちに、これは原料ガスの供給量が少ないからであること
に気付いた。すなわち、ダイヤモンドライクカーボン膜
を成膜するに際して、基本原料である炭化水素の供給量
が少ないことから、成膜速度は遅かったのである。
【0007】このことから、炭化水素ガスの供給量を多
くしてみた。ところが、炭化水素ガスの供給量を多くす
ると、反応管内の真空度が崩れ、プラズマ化に問題が起
き、単純に解決できるものではなかった。そこで、反応
管内の真空度を崩すことなく炭化水素ガスを反応管内に
多く供給できないものかとの思索を続けているうちに、
気体状態で供給するのではなく、液体で供給すれば良い
ことに気付いた。つまり、液状で炭化水素を供給すれ
ば、その供給量は多くなり、かつ、供給量が多いにもか
かわらず反応管内の真空度は低下しないことに気付いた
のである。特に、超音波噴霧の手段で供給してやれば、
液滴の径は小さく、プラズマ化も可能であることが判明
して来た。尚、これまで、プラズマCVDに際して、原
料を気化せず、液体のままで用いようとする発想は皆無
であった。
【0008】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、本発明の目的は、成膜速度が速いプラ
ズマCVDの技術を提供することである。この本発明の
目的は、プラズマCVD法により薄膜を形成する方法で
あって、薄膜構成原料を超音波噴霧により反応管に供給
する工程と、反応管に供給された薄膜構成原料の噴霧粒
子をプラズマ化する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。
【0009】又、金属磁性膜の上にダイヤモンドライク
カーボンからなる薄膜をプラズマCVD法により形成す
る方法であって、液状の炭素化合物を超音波噴霧により
反応管に供給する工程と、炭素化合物の噴霧粒子にマイ
クロ波を照射してプラズマ化する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。又、プ
ラズマCVD法により薄膜を形成する装置であって、真
空槽と、薄膜が形成される支持体と、この支持体の供給
手段および巻取手段と、供給手段と巻取手段との間の真
空槽内における支持体走行経路に設けられた冷却キャン
ローラと、この冷却キャンローラに沿って走行する支持
体に対向して設けられたプラズマ反応管と、薄膜構成原
料の液を入れた容器と、この容器からプラズマ反応管内
に薄膜構成原料の液滴を超音波噴霧により供給する超音
波噴霧手段と、前記プラズマ反応管に反応ガスを供給す
る手段と、前記プラズマ反応管にマイクロ波を照射する
マイクロ波発振器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。
【0010】尚、本発明で形成される薄膜がカーボン
膜、特にダイヤモンドライクカーボン膜である場合に
は、容器内に入れられている薄膜構成原料(炭素化合
物)としては、例えばn−ヘキサン等の鎖状炭化水素、
ベンゼン、トルエン、シクロヘキサン等の環状炭化水
素、ピラジン、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
ロール等の窒素含有環状炭化水素などの群の中から選ば
れる液状(常温で液状)のものが用いられる。
【0011】本発明における超音波噴霧の手段は良く知
られている。例えば、加湿器の分野では周知であるか
ら、簡単に述べる。炭化水素化合物の液が入れられてい
る容器とプラズマ反応管とはパイプで接続されている。
このプラズマ反応管につながっている部分がノズル状に
なっている。このノズル状部分に超音波振動子からの超
音波振動が作用し、ノズル状部分に存在している炭化水
素化合物の液に超音波振動が作用し、微粒子となって噴
霧される。
【0012】プラズマCVDに際しては、上記のような
炭化水素と併用される反応ガスとして、水素や酸素など
のエッチングガスが用いられる。そして、プラズマ反応
管内に炭化水素の液滴(微粒子)と水素ガスとが供給さ
れた段階でマイクロ波が照射され、プラズマ化が行われ
る。このプラズマ粒子が金属磁性膜上に堆積し、例えば
ダイヤモンドライクカーボン膜が形成される。
【0013】このダイヤモンドライクカーボン膜は、2
0〜500Å厚さであることが好ましい。尚、厚さの下
限値は30Åであることがより好ましく、そして更に好
ましくは40Å、もっと好ましくは50Åである。厚さ
の上限値は300Åであることがより好ましく、そして
更に好ましくは200Å、さらに好ましくは150Å、
もっと好ましくは100Å、最も好ましくは90Åであ
る。
【0014】本発明で用いられる磁気記録媒体の支持体
は非磁性のものが好ましく、この支持体は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な
どの高分子材料、ガラスやセラミック等の無機系材料な
どが用いられる。
【0015】この支持体上に蒸着やスパッタなどの乾式
メッキ手段によって金属薄膜型の磁性膜が設けられる。
尚、蒸着装置やスパッタ装置などは従来から知られてい
るものを用いて差し支えない。金属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−Pt合金、Co−N
i−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。尚、金属磁
性膜の成膜時には酸化性ガスなどが供されていて、磁気
特性の向上が図られる。
【0016】又、必要に応じて、支持体の他面側にバッ
クコート層が設けられる。このバックコート層は蒸着な
どの乾式メッキ手段によって構成された非磁性の金属系
薄膜であっても、カーボンブラックやバインダ樹脂を含
む塗料を塗布することによって構成された塗布型のもの
であっても良い。磁性膜上には本発明の技術が適用され
て、例えばダイヤモンドライクカーボン膜などの保護膜
が形成される。
【0017】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明する。
【0018】
【実施例】図1は、本発明になる磁気記録媒体の製造装
置(ECRマイクロ波プラズマCVD装置)の概略図で
ある。同図中、1は、金属磁性膜が設けられたPETフ
ィルム等の支持体である。尚、この金属磁性膜(厚さ2
000ÅのCo−Ni(80%−20%)合金磁性膜)
は、厚さ2〜50μm、例えば6μmで、中心線平均粗
さRa1nmのPETフィルム等の非磁性の支持体1の
一面上に斜め蒸着装置を用いて設けられたものである。
磁性膜は、面内保磁力1600Oe、面内飽和磁化60
00Gauss、角型比0.9であった。
【0019】この支持体1が、真空槽2内に配設された
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に走行させられるよう配設されている。5は
ECRマイクロ波プラズマCVD装置である。6はプラ
ズマ反応管、7は2.45GHzのマイクロ波発振器、
8はアイソレータ、9はパワーモニター、10はスリー
スタブチューナー、11はコイル、12はベンゼン等の
液状炭化水素が入れられている容器、13は容器12と
プラズマ反応管6とをつなぐパイプ、14は超音波振動
子、15は反応ガス(H2 )ボンベ、16はマスフロー
コントローラ(MFC)である。尚、このプラズマCV
D装置における容器12、パイプ13、及び超音波振動
子14の部分の構成を除けば、従来の装置と大幅な変更
はないので、詳細な説明を省略する。すなわち、容器1
2からの液状炭化水素に超音波振動子14からの超音波
振動(周波数25kHz、出力1kW)が作用し、液状
炭化水素がプラズマ反応管6内に超音波噴霧されるよう
に構成させた点に大きなポイントがある。
【0020】そして、磁気記録媒体原反の金属磁性膜上
に、図1に示したECRマイクロ波プラズマCVD装置
を用いてダイヤモンドライクカーボン膜を66Å厚さ堆
積させた。尚、このCVD時に導入した反応ガス
(H2 )は25sccmであり、液状炭化水素(C6
6 )は1ml/secであり、液状炭化水素の微粒子液
滴は冷却キャンローラ4側口からプラズマ反応管6内
に、H2 を発振器側口からプラズマ反応管6内に導入し
た。又、供給側ロール3aから−10℃に冷却されてい
る冷却キャンローラ4を経て巻取側ロール3bに走行さ
せた磁気記録媒体原反の走行速度は30m/min(従
来の走行速度に比べて50倍以上の走行速度)であり、
真空槽2内の真空度は4×10-3Torrである。マイ
クロ波出力は入射波300W、反射波はスリースタブチ
ューナー10を制御することで30Wとなるようにし
た。
【0021】上記のようにして得られたダイヤモンドラ
イクカーボン膜をXPSスペクトルにより調べた処、こ
れは従来と同様なダイヤモンドライクカーボン膜である
ことが判った。従って、従来の手法に比べればダイヤモ
ンドライクカーボン膜の成膜速度は50倍以上にもな
り、極めて効率的に成膜できることが判る。しかも、得
られた膜は従来と同様なものであって、特性が劣るもの
ではなかった。例えば、得られたものを用いて作製した
8mmVTR用磁気テープを再生装置に装着してスチル
耐久性を調べた処、このものは耐久性に富むものであっ
た。
【0022】
【効果】本発明によれば、効率よく高性能な膜を成膜で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気記録媒体の製造装置概略図
【符号の説明】
1 支持体(磁気記録媒体原反) 2 真空槽 3a 供給側ロール 3b 巻取側ロール 4 冷却キャンローラ 5 ECRマイクロ波プラズマCVD装置 6 プラズマ反応管 7 マイクロ波発振器 12 液状炭化水素が入れられている容器 14 超音波振動子 15 反応ガス(H2 )ボンベ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマCVD法により薄膜を形成する
    方法であって、薄膜構成原料を超音波噴霧により反応管
    に供給する工程と、反応管に供給された薄膜構成原料の
    噴霧粒子をプラズマ化する工程とを具備することを特徴
    とする薄膜形成方法。
  2. 【請求項2】 金属磁性膜の上にダイヤモンドライクカ
    ーボンからなる薄膜をプラズマCVD法により形成する
    方法であって、液状の炭素化合物を超音波噴霧により反
    応管に供給する工程と、炭素化合物の噴霧粒子にマイク
    ロ波を照射してプラズマ化する工程とを具備することを
    特徴とする薄膜形成方法。
  3. 【請求項3】 プラズマCVD法により薄膜を形成する
    装置であって、真空槽と、薄膜が形成される支持体と、
    この支持体の供給手段および巻取手段と、供給手段と巻
    取手段との間の真空槽内における支持体走行経路に設け
    られた冷却キャンローラと、この冷却キャンローラに沿
    って走行する支持体に対向して設けられたプラズマ反応
    管と、薄膜構成原料の液を入れた容器と、この容器から
    プラズマ反応管内に薄膜構成原料の液滴を超音波噴霧に
    より供給する超音波噴霧手段と、前記プラズマ反応管に
    反応ガスを供給する手段と、前記プラズマ反応管にマイ
    クロ波を照射するマイクロ波発振器とを具備することを
    特徴とする薄膜形成装置。
JP23666394A 1994-09-30 1994-09-30 薄膜形成方法及びその装置 Pending JPH08100266A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008069312A1 (ja) 2006-12-07 2008-06-12 National University Corporation Nagoya University 炭素質膜の製造方法および製造装置
KR101141520B1 (ko) * 2009-06-26 2012-05-15 염세환 Ecr 장비를 이용한 철망 가공장치
JP2017020076A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 成膜装置及び成膜方法
RU2763713C1 (ru) * 2020-08-27 2021-12-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" (ИОФ РАН) Устройство для плазмохимического осаждения алмазных покрытий

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008069312A1 (ja) 2006-12-07 2008-06-12 National University Corporation Nagoya University 炭素質膜の製造方法および製造装置
KR101141520B1 (ko) * 2009-06-26 2012-05-15 염세환 Ecr 장비를 이용한 철망 가공장치
JP2017020076A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 成膜装置及び成膜方法
RU2763713C1 (ru) * 2020-08-27 2021-12-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" (ИОФ РАН) Устройство для плазмохимического осаждения алмазных покрытий

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