JPH10172140A - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents
磁気記録媒体の製造方法および製造装置Info
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- JPH10172140A JPH10172140A JP32942096A JP32942096A JPH10172140A JP H10172140 A JPH10172140 A JP H10172140A JP 32942096 A JP32942096 A JP 32942096A JP 32942096 A JP32942096 A JP 32942096A JP H10172140 A JPH10172140 A JP H10172140A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマＣＶＤによるａ−Ｃ保護膜を磁気記録
媒体全面にわたり均一に成膜できる磁気記録媒体の製造
方法および製造装置を提供する。 【解決手段】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤによりア
モルファス状カーボン保護膜を形成する磁気記録媒体の
製造方法において、前記プラズマＣＶＤは反応圧力が
３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマであることとする。Ｅ
ＣＲ−プラズマＣＶＤによりａ−Ｃ保護膜を形成する磁
気記録媒体の製造装置において、基板Ｂに直接接触して
支持する支持治具４２の、直接プラズマに接触する表面
は絶縁シールド４２ｉにより被覆されていることとす
る。４１は基板ホルダ。
媒体全面にわたり均一に成膜できる磁気記録媒体の製造
方法および製造装置を提供する。 【解決手段】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤによりア
モルファス状カーボン保護膜を形成する磁気記録媒体の
製造方法において、前記プラズマＣＶＤは反応圧力が
３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマであることとする。Ｅ
ＣＲ−プラズマＣＶＤによりａ−Ｃ保護膜を形成する磁
気記録媒体の製造装置において、基板Ｂに直接接触して
支持する支持治具４２の、直接プラズマに接触する表面
は絶縁シールド４２ｉにより被覆されていることとす
る。４１は基板ホルダ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハードディスク装置
を構成するハード磁気記録媒体の製造方法に関し、特に
磁気記録層を保護する保護膜の製造方法に関係する。
を構成するハード磁気記録媒体の製造方法に関し、特に
磁気記録層を保護する保護膜の製造方法に関係する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク装置はコンピューターの
主要な外部記録装置であり、マルチメディアの進行とと
もに急速に高記録密度化・小型化が進んでいる。これに
ともなって、ハードディスク装置主要部品である磁気記
録媒体に対しても、記録密度の向上とともにトライボロ
ジー的な機械強度の維持が要求される。
主要な外部記録装置であり、マルチメディアの進行とと
もに急速に高記録密度化・小型化が進んでいる。これに
ともなって、ハードディスク装置主要部品である磁気記
録媒体に対しても、記録密度の向上とともにトライボロ
ジー的な機械強度の維持が要求される。
【０００３】磁気記録媒体は、情報を磁気的に記録する
部品であり、基板にＮｉＰメッキ層、下地膜、磁性膜、
保護膜が積層され、さらに潤滑剤が塗布されている。通
常、基板はＡｌ合金よりなり、ＮｉＰメッキ層を施すこ
とにより基板表面は保護されている。情報を記録する磁
性膜はＣｏ系の強磁性体からなり、その磁気的な特性を
向上させるためにＣｒ下地膜が挿入される。また、磁性
膜を保護するために、潤滑性に優れ、磨耗し難いカーボ
ン保護膜がコートされる。
部品であり、基板にＮｉＰメッキ層、下地膜、磁性膜、
保護膜が積層され、さらに潤滑剤が塗布されている。通
常、基板はＡｌ合金よりなり、ＮｉＰメッキ層を施すこ
とにより基板表面は保護されている。情報を記録する磁
性膜はＣｏ系の強磁性体からなり、その磁気的な特性を
向上させるためにＣｒ下地膜が挿入される。また、磁性
膜を保護するために、潤滑性に優れ、磨耗し難いカーボ
ン保護膜がコートされる。
【０００４】磁気記録媒体の記録密度の向上に伴い、媒
体からの漏れ磁界は小さくなってきている。このため、
磁気ヘッドをより磁気記録媒体に近づけ、スペーシング
損失を低減することが必要であり、磁気ヘッドと磁気記
録媒体の間の距離は年々縮まり、０．１μm 以下になっ
ている。スペーシング損失の低減には磁気ヘッドの浮上
量をさらに小さくするとともに磁気記録媒体の保護膜の
厚さや潤滑層の厚さを薄くする必要がある。現状の保護
膜には厚さが１５nmであるが、更なる薄膜化が必要とな
っている。
体からの漏れ磁界は小さくなってきている。このため、
磁気ヘッドをより磁気記録媒体に近づけ、スペーシング
損失を低減することが必要であり、磁気ヘッドと磁気記
録媒体の間の距離は年々縮まり、０．１μm 以下になっ
ている。スペーシング損失の低減には磁気ヘッドの浮上
量をさらに小さくするとともに磁気記録媒体の保護膜の
厚さや潤滑層の厚さを薄くする必要がある。現状の保護
膜には厚さが１５nmであるが、更なる薄膜化が必要とな
っている。
【０００５】カーボン保護膜の製造方法としてはスパッ
タ法やプラズマＣＶＤ法（ＣＶＤは化学気相成長の通
称）などがあり、形成されるカーボン膜はアモルファス
状のカーボン（以下ａ−Ｃと記す）膜である。通常、カ
ーボン保護膜はＣｒ下地膜や磁性膜と同様にスパッタ法
で蒸着され、これらの膜は連続して形成される。スパッ
タ用のターゲット材料としてグラファイトが用いられ、
形成されたａ−Ｃ膜もｓｐ2 結合を多く含む。しかし、
保護膜の薄膜化に伴ってカバレージ特性がより優れいる
プラズマＣＶＤ法が注目されている。
タ法やプラズマＣＶＤ法（ＣＶＤは化学気相成長の通
称）などがあり、形成されるカーボン膜はアモルファス
状のカーボン（以下ａ−Ｃと記す）膜である。通常、カ
ーボン保護膜はＣｒ下地膜や磁性膜と同様にスパッタ法
で蒸着され、これらの膜は連続して形成される。スパッ
タ用のターゲット材料としてグラファイトが用いられ、
形成されたａ−Ｃ膜もｓｐ2 結合を多く含む。しかし、
保護膜の薄膜化に伴ってカバレージ特性がより優れいる
プラズマＣＶＤ法が注目されている。
【０００６】ａ−Ｃ膜の製造に適用されるプラズマＣＶ
Ｄ法の内最も一般的な方法は１３．５６MHz の高周波
（ＲＦ）を用いたＲＦ−プラズマＣＶＤ法であるが、低
圧成膜が可能なＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法も適用されて
いる。この方法は電子サイクロトロン共鳴（通常ＥＣＲ
と記す）によりマイクロ波（μ波）の吸収効率上げてい
るため、１Pa以下の圧力でも膜形成が可能である。通
常、この圧力領域ではＲＦ−プラズマＣＶＤ法ではプラ
スマを維持できなくなる。
Ｄ法の内最も一般的な方法は１３．５６MHz の高周波
（ＲＦ）を用いたＲＦ−プラズマＣＶＤ法であるが、低
圧成膜が可能なＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法も適用されて
いる。この方法は電子サイクロトロン共鳴（通常ＥＣＲ
と記す）によりマイクロ波（μ波）の吸収効率上げてい
るため、１Pa以下の圧力でも膜形成が可能である。通
常、この圧力領域ではＲＦ−プラズマＣＶＤ法ではプラ
スマを維持できなくなる。
【０００７】また、原料ガスとしてメタンやエチレン等
の炭化水素ガスが使われるため、プラズマＣＶＤ法で形
成したａ−Ｃ膜は多量の水素を含む。また、３次元的な
構造であるｓｐ3 結合を多く含むので、スパッタ法で形
成したｓｐ2 結合が主であるａ−Ｃ膜に比較して、緻密
な膜となっている。実際、水素を５０％含む膜では密度
は約２．１g/cm3 と大きい。また、ａ−Ｃ膜は硬く、特
に成膜中に基板に３００ V程度の負バイアスを印加する
ことにより硬度が高くなることが知られているが、ａ−
Ｃ膜の比抵抗は１０12Ωcmと絶縁性が高く、直流バイア
スの場合はａ−Ｃ膜に蓄積した電荷が基板へ異常放電す
ることがあ。電荷蓄積を避けるため。ＥＣＲプラズマＣ
ＶＤの場合は１３．５６MHz の高周波（ＲＦ）バイアス
が印加される。
の炭化水素ガスが使われるため、プラズマＣＶＤ法で形
成したａ−Ｃ膜は多量の水素を含む。また、３次元的な
構造であるｓｐ3 結合を多く含むので、スパッタ法で形
成したｓｐ2 結合が主であるａ−Ｃ膜に比較して、緻密
な膜となっている。実際、水素を５０％含む膜では密度
は約２．１g/cm3 と大きい。また、ａ−Ｃ膜は硬く、特
に成膜中に基板に３００ V程度の負バイアスを印加する
ことにより硬度が高くなることが知られているが、ａ−
Ｃ膜の比抵抗は１０12Ωcmと絶縁性が高く、直流バイア
スの場合はａ−Ｃ膜に蓄積した電荷が基板へ異常放電す
ることがあ。電荷蓄積を避けるため。ＥＣＲプラズマＣ
ＶＤの場合は１３．５６MHz の高周波（ＲＦ）バイアス
が印加される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、ａ−Ｃ膜
が磁気記録媒体の保護膜として優れた特性をもつことは
知られているが、実際に磁気記録媒体に適用できる程度
に基板全面にわたり均一な膜厚とすることに関して報告
はまだない。保護膜の厚さがnmオーダーであることから
判るように、磁気記録媒体は極度に汚れや塵を嫌うこ
と、両面同時に成膜すること、さらに磁気記録媒体はそ
の外周近傍まで記録領域として使用されるため外周近傍
も内部と同じ状態であることなどが必要である。しか
し、上記の従来実験例では、基板と電気的導通を確保す
るために、基板に近いサイズの押さえ金具を用いて、あ
るいは直接ねじ止めしたりして、基板を基板ホルダに固
定していた。前者の場合は、押さえ金具の周辺のａ−Ｃ
膜の膜厚は不均一であり、後者の場合は基板のねじ孔が
実用に適さない。
が磁気記録媒体の保護膜として優れた特性をもつことは
知られているが、実際に磁気記録媒体に適用できる程度
に基板全面にわたり均一な膜厚とすることに関して報告
はまだない。保護膜の厚さがnmオーダーであることから
判るように、磁気記録媒体は極度に汚れや塵を嫌うこ
と、両面同時に成膜すること、さらに磁気記録媒体はそ
の外周近傍まで記録領域として使用されるため外周近傍
も内部と同じ状態であることなどが必要である。しか
し、上記の従来実験例では、基板と電気的導通を確保す
るために、基板に近いサイズの押さえ金具を用いて、あ
るいは直接ねじ止めしたりして、基板を基板ホルダに固
定していた。前者の場合は、押さえ金具の周辺のａ−Ｃ
膜の膜厚は不均一であり、後者の場合は基板のねじ孔が
実用に適さない。
【０００９】上記の必要事項を満たすためには、基板は
外周端でのみ基板サイズに対して小さな支持治具により
支持され、同時にこの支持治具を通じて導通され、安定
してバイアスが印加されなければならない。本発明の目
的は、プラズマＣＶＤによるａ−Ｃ保護膜を磁気記録媒
体全面にわたり均一に成膜できる磁気記録媒体の製造方
法および製造装置を提供することにある。
外周端でのみ基板サイズに対して小さな支持治具により
支持され、同時にこの支持治具を通じて導通され、安定
してバイアスが印加されなければならない。本発明の目
的は、プラズマＣＶＤによるａ−Ｃ保護膜を磁気記録媒
体全面にわたり均一に成膜できる磁気記録媒体の製造方
法および製造装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、基板上に形成されている磁気記録層上に、炭化水
素ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤによりアモルフ
ァス状カーボン保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方
法において、前記プラズマＣＶＤは反応圧力が３．５Pa
以下のＥＣＲ−プラズマであることとする。
めに、基板上に形成されている磁気記録層上に、炭化水
素ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤによりアモルフ
ァス状カーボン保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方
法において、前記プラズマＣＶＤは反応圧力が３．５Pa
以下のＥＣＲ−プラズマであることとする。
【００１１】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとしたＲＦプラズマＣＶＤまた
はＥＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボ
ン保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
前記炭化水素ガスにボロンを成分とするガスを添加し、
かつ負の直流バイアスを基板に印加することとする。前
記ボロンを成分とするガスはジボランであると良い。
炭化水素ガスを原料ガスとしたＲＦプラズマＣＶＤまた
はＥＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボ
ン保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
前記炭化水素ガスにボロンを成分とするガスを添加し、
かつ負の直流バイアスを基板に印加することとする。前
記ボロンを成分とするガスはジボランであると良い。
【００１２】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとし、基板に直接接触している
導電性の支持治具を通じてバイアスを印加しながら、Ｅ
ＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボン保
護膜を形成する磁気記録媒体の製造装置において、前記
支持治具の、少なくとも直接プラズマに接触する表面は
絶縁材料により被覆されていることとする。
炭化水素ガスを原料ガスとし、基板に直接接触している
導電性の支持治具を通じてバイアスを印加しながら、Ｅ
ＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボン保
護膜を形成する磁気記録媒体の製造装置において、前記
支持治具の、少なくとも直接プラズマに接触する表面は
絶縁材料により被覆されていることとする。
【００１３】前記絶縁材料は四フッ化エチレンであると
良い。
良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、ＲＦ−プラズマＣＶＤ
法において現れた膜厚分布の不均一について調べた結
果、その不均一は成膜時における反応圧力が高いことに
原因があることをつきとめたことに基づいている。本発
明によれば、３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマＣＶＤに
よりａ−Ｃ膜を成膜するので、原料ガスは分子流体に近
い状態であり、イオンの平均自由行程は１０mm以上と長
くなり、基板の幅（基板は円板の中心に穴の空いた円環
であるので、円環部の幅である）と同程度となる。この
ため、活性種は幅の両側から内部まで届くので、膜厚の
均一度が向上すると推測できる。これに反して、反応圧
力が約７Pa以上では粘性流体に近く、平均自由行程は１
mm程度と短い。このため、基板の内外周から数mmの領域
迄しか基板内外周の外側にあるプラズマから活性種は入
射せず、周縁部で膜厚の増加が生じたと推測される。
法において現れた膜厚分布の不均一について調べた結
果、その不均一は成膜時における反応圧力が高いことに
原因があることをつきとめたことに基づいている。本発
明によれば、３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマＣＶＤに
よりａ−Ｃ膜を成膜するので、原料ガスは分子流体に近
い状態であり、イオンの平均自由行程は１０mm以上と長
くなり、基板の幅（基板は円板の中心に穴の空いた円環
であるので、円環部の幅である）と同程度となる。この
ため、活性種は幅の両側から内部まで届くので、膜厚の
均一度が向上すると推測できる。これに反して、反応圧
力が約７Pa以上では粘性流体に近く、平均自由行程は１
mm程度と短い。このため、基板の内外周から数mmの領域
迄しか基板内外周の外側にあるプラズマから活性種は入
射せず、周縁部で膜厚の増加が生じたと推測される。
【００１５】本発明は、また、ＤＣバイアス印加時に不
均一放電を起こす場所が膜が厚く堆積する導電性の基板
支持治具の部分であることを発見したことにも基づいて
いる。不均一放電が発生する原因として、ａ−Ｃ膜はそ
の比抵抗が１０12Ωcmと高く絶縁体であるので、ａ−Ｃ
膜表面に蓄積された電荷が、膜を貫通して、支持体との
間に放電すると推定できる。この現象の回避のために
は、本発明に係る、支持治具の表面を、放電しない程度
の厚さの絶縁体材料でで被覆すること、あるいは、常に
導電性を保持しておくこと、すなわち本発明に係る、ａ
−Ｃ膜に添加物を導入し導電性としておくことである。 実施例１ 磁気記録媒体は円板の中心に穴の空いた円環であるた
め、その周縁部の膜厚分布が問題となる。
均一放電を起こす場所が膜が厚く堆積する導電性の基板
支持治具の部分であることを発見したことにも基づいて
いる。不均一放電が発生する原因として、ａ−Ｃ膜はそ
の比抵抗が１０12Ωcmと高く絶縁体であるので、ａ−Ｃ
膜表面に蓄積された電荷が、膜を貫通して、支持体との
間に放電すると推定できる。この現象の回避のために
は、本発明に係る、支持治具の表面を、放電しない程度
の厚さの絶縁体材料でで被覆すること、あるいは、常に
導電性を保持しておくこと、すなわち本発明に係る、ａ
−Ｃ膜に添加物を導入し導電性としておくことである。 実施例１ 磁気記録媒体は円板の中心に穴の空いた円環であるた
め、その周縁部の膜厚分布が問題となる。
【００１６】次に、図１はＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置
の断面模式図である。ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の真
空容器１にはＥＣＲプラズマを形成するキャビティ２３
が備えられており、キャビティ２３の底にはマイクロ波
電源２１（周波数２．４５GHz ）から発せられるマイク
ロ波を伝送する導波管２２および原料ガス（メタンガ
ス）を供給するガス流量制御器３が設けられている。導
波管２２とキャビティ２３の境界にはマイクロ波を透過
させ、ガスを通過させない絶縁窓２５を嵌めてある。ま
た、真空容器１には内部の圧力を制御する排気装置（図
示してない）が接続されている。キャビティ２３の外側
には電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を起こすための
コイル２４が設けられている。真空容器１内には、基板
Ｂを直接支持する複数の導電性の支持治具４２を有する
導電性の基板ホルダ４１が装着される。バイアス電源５
は基板ホルダ４１に接続されており、支持治具４２を介
して基板Ｂはバイアス電位とされる。
の断面模式図である。ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の真
空容器１にはＥＣＲプラズマを形成するキャビティ２３
が備えられており、キャビティ２３の底にはマイクロ波
電源２１（周波数２．４５GHz ）から発せられるマイク
ロ波を伝送する導波管２２および原料ガス（メタンガ
ス）を供給するガス流量制御器３が設けられている。導
波管２２とキャビティ２３の境界にはマイクロ波を透過
させ、ガスを通過させない絶縁窓２５を嵌めてある。ま
た、真空容器１には内部の圧力を制御する排気装置（図
示してない）が接続されている。キャビティ２３の外側
には電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を起こすための
コイル２４が設けられている。真空容器１内には、基板
Ｂを直接支持する複数の導電性の支持治具４２を有する
導電性の基板ホルダ４１が装着される。バイアス電源５
は基板ホルダ４１に接続されており、支持治具４２を介
して基板Ｂはバイアス電位とされる。
【００１７】図２はＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の支持
治具と基板の断面拡大図である。支持治具４２はａ−Ｃ
膜の膜厚均一度を低下させないように基板Ｂの厚さ程度
のサイズとする必要がある。基板はＡｌなどの金属板あ
るいは既に導電性のある下地層および磁性体膜により被
覆されているガラス板なので、その外周部のみで支持治
具４２と接して、支持治具４２と導通を維持できるよう
に、支持治具４２は基板Ｂの外周部が僅か嵌まる溝を有
している。このように、基板の支持は基板サイズに較べ
極めて小さく、基板両面に対称であり、基板の両面に同
時に保護膜を形成することが可能である。
治具と基板の断面拡大図である。支持治具４２はａ−Ｃ
膜の膜厚均一度を低下させないように基板Ｂの厚さ程度
のサイズとする必要がある。基板はＡｌなどの金属板あ
るいは既に導電性のある下地層および磁性体膜により被
覆されているガラス板なので、その外周部のみで支持治
具４２と接して、支持治具４２と導通を維持できるよう
に、支持治具４２は基板Ｂの外周部が僅か嵌まる溝を有
している。このように、基板の支持は基板サイズに較べ
極めて小さく、基板両面に対称であり、基板の両面に同
時に保護膜を形成することが可能である。
【００１８】基板Ｂとして、ディスク用の基板（外径６
４mm、内径２０mm）を用いた。基板Ｂはキャビティーの
出口から１００m m の位置に設置した。主な成膜条件は
以下の通りである。反応ガス：メタン、ガス流量：１２
sccm、μ波出力：２００W 、基板バイアス電圧：０V 、
磁場：２ｋＧおよび基板温度：２００℃とした。成膜時
間は１０分とした。反応圧力のみを、０．７Paから７Pa
まで変化させて成膜を行ない、圧力と膜厚分布との関係
を調べた。
４mm、内径２０mm）を用いた。基板Ｂはキャビティーの
出口から１００m m の位置に設置した。主な成膜条件は
以下の通りである。反応ガス：メタン、ガス流量：１２
sccm、μ波出力：２００W 、基板バイアス電圧：０V 、
磁場：２ｋＧおよび基板温度：２００℃とした。成膜時
間は１０分とした。反応圧力のみを、０．７Paから７Pa
まで変化させて成膜を行ない、圧力と膜厚分布との関係
を調べた。
【００１９】このようにして成膜したａ−Ｃ膜について
その半径方向の膜厚分布を測定した。図３はＥＣＲ−プ
ラズマＣＶＤにおける基板中心からの距離とａ−Ｃ膜々
厚の関係を示すグラフである。膜厚は均一部の膜厚を１
として規格化してある。カーブａは反応圧力０．７Pa、
カーブｂは反応圧力２Pa、カーブｃは反応圧力４Paおよ
びカーブｄは反応圧力７Paの場合である。図４はＥＣＲ
−プラズマＣＶＤにおける基板外周部の規格化膜厚の反
応圧力依存を示すグラフである。反応圧力約１．５Paで
均一度はもっとも良く、反応圧力の増加とともに外周部
の膜厚は大きくなっている。磁気記録媒体に必要な保護
膜の膜厚均一度は１±０．０５以内であるので、これに
対応する反応圧力の高い側の限界は３．５Paであること
が判る。
その半径方向の膜厚分布を測定した。図３はＥＣＲ−プ
ラズマＣＶＤにおける基板中心からの距離とａ−Ｃ膜々
厚の関係を示すグラフである。膜厚は均一部の膜厚を１
として規格化してある。カーブａは反応圧力０．７Pa、
カーブｂは反応圧力２Pa、カーブｃは反応圧力４Paおよ
びカーブｄは反応圧力７Paの場合である。図４はＥＣＲ
−プラズマＣＶＤにおける基板外周部の規格化膜厚の反
応圧力依存を示すグラフである。反応圧力約１．５Paで
均一度はもっとも良く、反応圧力の増加とともに外周部
の膜厚は大きくなっている。磁気記録媒体に必要な保護
膜の膜厚均一度は１±０．０５以内であるので、これに
対応する反応圧力の高い側の限界は３．５Paであること
が判る。
【００２０】上記と同様に、ＲＦ−プラズマＣＶＤ成膜
における膜厚分布の反応圧力依存性を調べた。図５はＲ
Ｆ−プラズマＣＶＤ装置の断面模式図である。ＲＦ−プ
ラズマＣＶＤ装置は、真空容器１、原料ガス（メタンガ
ス）を吹き出す多数の孔を有する対向電極２とこれに接
続されているＲＦ電源２６、ガス流量制御器３、基板ホ
ルダ４３、反応圧力を制御する排気装置（図示してな
い）からなっている。基板Ｂは対向電極２７に平行に基
板ホルダ４４（支柱４３により支持されている）に密着
され、バイアス電源５に接続されている基板ホルダ４４
を介してバイアス電位とされる。基板ホルダ４４は成膜
面のプラズマ状態を乱さないように、基板面からはみ出
さず、基板Ｂの非成膜面に密着でき、幾つかの爪４５に
より基板を固定するようになっている。
における膜厚分布の反応圧力依存性を調べた。図５はＲ
Ｆ−プラズマＣＶＤ装置の断面模式図である。ＲＦ−プ
ラズマＣＶＤ装置は、真空容器１、原料ガス（メタンガ
ス）を吹き出す多数の孔を有する対向電極２とこれに接
続されているＲＦ電源２６、ガス流量制御器３、基板ホ
ルダ４３、反応圧力を制御する排気装置（図示してな
い）からなっている。基板Ｂは対向電極２７に平行に基
板ホルダ４４（支柱４３により支持されている）に密着
され、バイアス電源５に接続されている基板ホルダ４４
を介してバイアス電位とされる。基板ホルダ４４は成膜
面のプラズマ状態を乱さないように、基板面からはみ出
さず、基板Ｂの非成膜面に密着でき、幾つかの爪４５に
より基板を固定するようになっている。
【００２１】基板Ｂとして、ディスク用の基板（外径６
４mm、内径２０mm）を用いた。対向電極２７は外径２０
０mmのアルミニウム製の円盤とした。ＲＦ波として１
３．５６MHz の高周波を用いた。成膜条件は以下の通り
である。反応ガス：メタン、ガス流量：５０sccm、反応
圧力：７Pa、ＲＦ出力：５０ W、バイアス電圧：０ Vお
よび基板温度：２００℃とした。成膜時間は１５分であ
る。
４mm、内径２０mm）を用いた。対向電極２７は外径２０
０mmのアルミニウム製の円盤とした。ＲＦ波として１
３．５６MHz の高周波を用いた。成膜条件は以下の通り
である。反応ガス：メタン、ガス流量：５０sccm、反応
圧力：７Pa、ＲＦ出力：５０ W、バイアス電圧：０ Vお
よび基板温度：２００℃とした。成膜時間は１５分であ
る。
【００２２】この条件で成膜したａ−Ｃ膜の基板の半径
方向の膜厚分布を測定した。図６はＲＦ−プラズマＣＶ
Ｄにおける基板中心からの距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を
示すグラフである。膜厚は平坦部を１として規格化して
ある。この結果基板の内周端近傍では１．２６、外周端
近傍では１．４３と不均一な膜厚の増加が観察された。
磁気記録媒体に必要な保護膜の膜厚均一度は１±０．０
５以内であるので、使用不能である。
方向の膜厚分布を測定した。図６はＲＦ−プラズマＣＶ
Ｄにおける基板中心からの距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を
示すグラフである。膜厚は平坦部を１として規格化して
ある。この結果基板の内周端近傍では１．２６、外周端
近傍では１．４３と不均一な膜厚の増加が観察された。
磁気記録媒体に必要な保護膜の膜厚均一度は１±０．０
５以内であるので、使用不能である。
【００２３】反応圧力を１Paとした場合は、プラズマは
立たず、成膜できなかった。以上から、反応圧力３．５
Pa以下のＥＣＲ−プラズマＣＶＤにより、膜厚均一度が
１±０．０５以内のａ−Ｃ膜を得られることが判る。 実施例２ ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ成膜においては、基板に負バイ
アスを印加すると、ａ−Ｃ膜が硬質になるが、ａ−Ｃが
絶縁性の膜であるため１３．５６MHz のＲＦバイアスが
有用であることは知られている。しかし、実施例１の様
な基板と支持治具との接触部の小さい磁気記録媒体の製
造装置においては、基板の電気的な接続が不十分で高周
波を印加した場合、マッチングを合わせることはできな
い。一方、このような装置でも、直流（ＤＣ）バイアス
は基板に印加できるが、多数基板の成膜経過後では、絶
縁性ａ−Ｃ膜が厚く付着し不均一放電が発生することが
ある。上記不均一放電は基板ホルダの部分で発生し、基
板では発生しなかった。これは、成膜するａ−Ｃの膜厚
が１５nm程度と薄く、膜表面に蓄積される電荷を逃がす
ことができるためと考えられる。図７は本発明に係るＥ
ＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の基板支持治具と基板の関係
を示す断面図である。支持治具４２のプラズマにさらさ
れる部分を絶縁体である四フッ化エチレンよりなる絶縁
シールド４２ｉで被覆した。
立たず、成膜できなかった。以上から、反応圧力３．５
Pa以下のＥＣＲ−プラズマＣＶＤにより、膜厚均一度が
１±０．０５以内のａ−Ｃ膜を得られることが判る。 実施例２ ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ成膜においては、基板に負バイ
アスを印加すると、ａ−Ｃ膜が硬質になるが、ａ−Ｃが
絶縁性の膜であるため１３．５６MHz のＲＦバイアスが
有用であることは知られている。しかし、実施例１の様
な基板と支持治具との接触部の小さい磁気記録媒体の製
造装置においては、基板の電気的な接続が不十分で高周
波を印加した場合、マッチングを合わせることはできな
い。一方、このような装置でも、直流（ＤＣ）バイアス
は基板に印加できるが、多数基板の成膜経過後では、絶
縁性ａ−Ｃ膜が厚く付着し不均一放電が発生することが
ある。上記不均一放電は基板ホルダの部分で発生し、基
板では発生しなかった。これは、成膜するａ−Ｃの膜厚
が１５nm程度と薄く、膜表面に蓄積される電荷を逃がす
ことができるためと考えられる。図７は本発明に係るＥ
ＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の基板支持治具と基板の関係
を示す断面図である。支持治具４２のプラズマにさらさ
れる部分を絶縁体である四フッ化エチレンよりなる絶縁
シールド４２ｉで被覆した。
【００２４】この装置を用いてＤＣバイアスの印加実験
を行った。実験条件は実施例１のＥＣＲ−プラズマＣＶ
Ｄの実験と同様である。初めに、基板に電圧を印加しな
いで１μm 膜を形成し、次に、直流電圧を印加して成膜
した。電圧を−３００ Vまで加えたが不均一放電は無か
った。ただし、絶縁シールドをしない支持治具では、こ
の膜厚で−７０ Vの電圧を加えると不均一放電が発生す
ることを確認した。
を行った。実験条件は実施例１のＥＣＲ−プラズマＣＶ
Ｄの実験と同様である。初めに、基板に電圧を印加しな
いで１μm 膜を形成し、次に、直流電圧を印加して成膜
した。電圧を−３００ Vまで加えたが不均一放電は無か
った。ただし、絶縁シールドをしない支持治具では、こ
の膜厚で−７０ Vの電圧を加えると不均一放電が発生す
ることを確認した。
【００２５】四フッ化エチレンよりなる絶縁部材の内側
に薄い金属板をはめ込んで同じ外形で同じ機能を有する
支持治具を得ることもできる。 実施例３ ａ−Ｃはハンドギャップが約２．１ｅ Vの半導体であ
り、ダイヤモンドと同様にＢ添加によって膜の抵抗が急
激に低下する。実施例１のＥＣＲ−プラズマＣＶＤによ
る成膜実験条件において、原料ガス（メタンガス）供給
と同時に、水素希釈ジボランガス（１０００ppm)を０．
１sccm供給することによって、ａ−Ｃ膜の抵抗率が約１
０6 Ωcmに低下した。これはａ−Ｃ中に入ったＢがアク
セプタとして働き電気抵抗を低下させたものと考えられ
る。そこで、絶縁シールドをしない基板支持治具を用い
てＢ添加したａ−Ｃ膜の成膜を行った。その結果、基板
に直流バイアスを−３００ Vまで印加して、５μm 膜厚
まで成膜を行ったが不均一放電は起こらなかった。以上
から、Ｂ添加したａ−Ｃ膜は表面に電荷を蓄積せず、直
流バイアス印加を可能とすることが判った。
に薄い金属板をはめ込んで同じ外形で同じ機能を有する
支持治具を得ることもできる。 実施例３ ａ−Ｃはハンドギャップが約２．１ｅ Vの半導体であ
り、ダイヤモンドと同様にＢ添加によって膜の抵抗が急
激に低下する。実施例１のＥＣＲ−プラズマＣＶＤによ
る成膜実験条件において、原料ガス（メタンガス）供給
と同時に、水素希釈ジボランガス（１０００ppm)を０．
１sccm供給することによって、ａ−Ｃ膜の抵抗率が約１
０6 Ωcmに低下した。これはａ−Ｃ中に入ったＢがアク
セプタとして働き電気抵抗を低下させたものと考えられ
る。そこで、絶縁シールドをしない基板支持治具を用い
てＢ添加したａ−Ｃ膜の成膜を行った。その結果、基板
に直流バイアスを−３００ Vまで印加して、５μm 膜厚
まで成膜を行ったが不均一放電は起こらなかった。以上
から、Ｂ添加したａ−Ｃ膜は表面に電荷を蓄積せず、直
流バイアス印加を可能とすることが判った。
【００２６】また、Ｂ添加したａ−Ｃ膜は、膜厚分布は
必ずしも優れていないＲＦプラズマＣＶＤにおいても同
様に効果があり、絶縁シールドをしない基板支持治具
（図５の爪４５）を用いて負の直流バイアスを印加し
て、硬度の高いａ−Ｃ膜を得ることができた。
必ずしも優れていないＲＦプラズマＣＶＤにおいても同
様に効果があり、絶縁シールドをしない基板支持治具
（図５の爪４５）を用いて負の直流バイアスを印加し
て、硬度の高いａ−Ｃ膜を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、基板上に形成されてい
る磁気記録層上に、炭化水素ガスを原料ガスとしたプラ
ズマＣＶＤによりアモルファス状カーボン保護膜を形成
する磁気記録媒体の製造方法において、前記プラズマＣ
ＶＤは反応圧力が３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマであ
ることとしたため、プラズマ中のイオンの平均自由工程
が長くなり、基板面全体に均一な厚さのａ−Ｃ膜を成膜
することが可能となった。従って、スパッタ保護膜より
信頼性の高い磁気記録媒体を得ることができるようにな
る。
る磁気記録層上に、炭化水素ガスを原料ガスとしたプラ
ズマＣＶＤによりアモルファス状カーボン保護膜を形成
する磁気記録媒体の製造方法において、前記プラズマＣ
ＶＤは反応圧力が３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマであ
ることとしたため、プラズマ中のイオンの平均自由工程
が長くなり、基板面全体に均一な厚さのａ−Ｃ膜を成膜
することが可能となった。従って、スパッタ保護膜より
信頼性の高い磁気記録媒体を得ることができるようにな
る。
【００２８】原料ガスである炭化水素ガスにボロンを成
分とするガスを添加し、かつ負の直流バイアスを基板に
印加することとしたため、ａ−Ｃ膜の抵抗率は低下し、
ＥＣＲまたはＲＦ−プラズマＣＶＤにおいて、ａ−Ｃ膜
と支持治具の間で異常放電は起こらなくなり、安定して
多数回成膜にわたりａ−Ｃ保護膜を成膜できる。あるい
は、基板を直接接触して支持する支持治具の、直接プラ
ズマに接触する表面を絶縁シールドにより被覆したた
め、この部分の耐圧が高くなり、ａ−Ｃ膜と支持治具の
間で異常放電は起こらなくなり、多数回成膜にわたり安
定してａ−Ｃ保護膜を成膜できる。
分とするガスを添加し、かつ負の直流バイアスを基板に
印加することとしたため、ａ−Ｃ膜の抵抗率は低下し、
ＥＣＲまたはＲＦ−プラズマＣＶＤにおいて、ａ−Ｃ膜
と支持治具の間で異常放電は起こらなくなり、安定して
多数回成膜にわたりａ−Ｃ保護膜を成膜できる。あるい
は、基板を直接接触して支持する支持治具の、直接プラ
ズマに接触する表面を絶縁シールドにより被覆したた
め、この部分の耐圧が高くなり、ａ−Ｃ膜と支持治具の
間で異常放電は起こらなくなり、多数回成膜にわたり安
定してａ−Ｃ保護膜を成膜できる。
【図１】ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の断面模式図
【図２】ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の支持治具と基板
の断面拡大図
の断面拡大図
【図３】ＥＣＲ−プラズマＣＶＤにおける基板中心から
の距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を示すグラフ
の距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を示すグラフ
【図４】ＥＣＲ−プラズマＣＶＤにおける基板外周部の
規格化膜厚の反応圧力依存を示すグラフ
規格化膜厚の反応圧力依存を示すグラフ
【図５】ＲＦ−プラズマＣＶＤ装置の断面模式図
【図６】ＲＦ−プラズマＣＶＤにおける基板中心からの
距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を示すグラフ
距離とａ−Ｃ膜々厚の関係を示すグラフ
【図７】本発明に係るＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の基
板支持治具と基板の関係を示す断面図
板支持治具と基板の関係を示す断面図
Ｂ 基板 １ 真空容器 ２１ μ波電源 ２２ 導波管 ２３ キャビティ ２４ コイル ２５ 絶縁窓 ２６ ＲＦ電源 ２７ 電極盤 ３ 流量制御器 ４１ 基板ホルダ ４２ 支持治具 ４２ｉ 絶縁シールド ４４ 基板ホルダ ４３ 支柱 ４５ 爪
Claims (5)
- 【請求項１】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとしたプラズマＣＶＤによりア
モルファス状カーボン保護膜を形成する磁気記録媒体の
製造方法において、前記プラズマＣＶＤは反応圧力が
３．５Pa以下のＥＣＲ−プラズマ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２】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとしたＲＦプラズマＣＶＤまた
はＥＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボ
ン保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
前記炭化水素ガスにボロンを成分とするガスを添加し、
かつ負の直流バイアスを基板に印加することを特徴とす
る磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項３】前記ボロンを成分とするガスはジボランで
あることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体の
製造方法。 - 【請求項４】基板上に形成されている磁気記録層上に、
炭化水素ガスを原料ガスとし、基板に直接接触している
導電性の支持治具を通じてバイアスを印加しながら、Ｅ
ＣＲ−プラズマＣＶＤによりアモルファス状カーボン保
護膜を形成する磁気記録媒体の製造装置において、前記
支持治具の、少なくとも直接プラズマに接触する表面は
絶縁材料により被覆されていることを特徴とする磁気記
録媒体の製造装置。 - 【請求項５】前記絶縁材料は四フッ化エチレンであるこ
とを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32942096A JPH10172140A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32942096A JPH10172140A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172140A true JPH10172140A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18221203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32942096A Pending JPH10172140A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172140A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003003262A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 硬質炭素膜被覆部材の製造方法 |
| JP2003030823A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 |
| JP2006351135A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Hoya Corp | 磁気ディスク及び磁気ディスクの製造方法 |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP32942096A patent/JPH10172140A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003003262A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 硬質炭素膜被覆部材の製造方法 |
| JP2003030823A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 |
| JP2006351135A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Hoya Corp | 磁気ディスク及び磁気ディスクの製造方法 |
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