JPH10280156A

JPH10280156A - プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH10280156A
Application number: JP9051397A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Hiratsuka; 亮一平塚; Yasunori Kin; 康憲金; Hiroshi Hayashi; 弘志林; Atsuhiro Abe; 淳博阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】保護膜を成膜することの生産性が向上するよ
うにしたプラズマＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】フィルム保護膜成膜装置４４は、保護膜
を形成するガス状物質を供給する放出口４８を有するプ
ラズマ発生管４６と、電極円筒面１６が放出口４８に近
接している回転自在のローラ１８を有するフィルム送給
／巻き取り機構１３とを備えている。放出口４８は、フ
ィルムの走行方向に沿って、フィルム幅内に形成されて
いるように開口し、かつ、放出口４８を形成している縁
は、全てフィルム長手方向に交差している。これによ
り、プラズマ発生管４６内の反応ガス圧力を上げて、放
出口４８の縁に形成されるプラズマ密度が高くなって
も、フィルム１２が熱損傷することなく、保護膜を成膜
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体層上
に保護膜を成膜するプラズマＣＶＤ装置に関し、更に詳
しくは、保護膜を成膜する生産性が向上するようにした
プラズマＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープなどの磁気記録媒体には、磁
性塗料をフィルム等の非磁性体上に塗布、乾燥させてな
る塗布型の磁気記録媒体が広く使用されてきた。磁性塗
料とは、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、ポリエス
テル樹脂、ウレタン樹脂等の有機バインダ内に、酸化物
磁性粉末や合金磁性粉末等の粉末磁性塗料を分散させた
ものである。近年では、高密度の磁気記録を行うことが
できる高密度磁気記録媒体が要求され、メッキ、真空蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の
薄膜形成手段により、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合
金、又はＣｏ−Ｏからなる酸化コバルト等の強磁性金属
材料をフィルムに直接に成膜した、いわゆる金属磁性薄
膜型の磁気記録媒体が注目されてきている。金属磁性薄
膜型の磁気記録媒体（以下、簡単のため単に磁気記録媒
体又は媒体と言う）は、（１）抗磁力や角形比の点で優
れ、（２）磁性層の厚みを薄くすることができ、（３）
記録減磁や再生による磨耗量が小さく、（４）短波長で
の電磁変換特性に優れており、（５）磁性材料の充填密
度を高めることが可能である等の数々の利点を有してい
る。

【０００３】磁気記録媒体は、益々高密度化される傾向
にあり、これに伴い、表面の平坦化が要求されている。
ところで、媒体が平坦化されると、磁気記録ヘッドと媒
体との間の摩擦力が増大し、媒体に働くせん断力が増大
する。このため、媒体の耐久性を向上させる必要があ
り、この対策として、媒体の表面に保護膜が成膜されて
いることが多い。

【０００４】保護膜は、主として、カーボン膜、ダイヤ
モンドライクカーボン膜（以下、ＤＬＣ膜と言う）、石
英ガラス（ＳｉＯ₂）膜及びジルコニア（ＺｒＯ₂）膜
で、このうちの一部は、既に実用化されている。これら
の保護膜は、スパッタリング法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成
膜されているが、成膜速度の点でＣＶＤ法が優れている
ので、保護膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜されてい
ることが多い。尚、成膜時の放電方式は、装置構成が簡
易で、成膜時での温度制御をし易いＤＣ（直流）放電方
式が多い。

【０００５】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、フィ
ルムに保護膜を成膜する従来のプラズマＣＶＤ装置の構
成を示す側面断面図及び矢視Ｉ−Ｉから見た部分拡大平
面図である。従来のプラズマＣＶＤ装置１０は、フィル
ム１２を一定速度で送給して巻き取るフィルム送給／巻
き取り機構１３と、フィルム送給／巻き取り機構１３の
下方に近接して配置され、フィルム１２の被成膜面に向
けて、保護膜形成用の反応ガスをプラズマ化したガス
（以下、プラズマガスと言う）を供給するプラズマ発生
管１４とを備えている。

【０００６】フィルム送給／巻き取り機構１３は、円筒
面１６の全周にわたり電極が形成されている回転自在な
円筒状ローラ１８と、ローラ状に巻かれたフィルムを支
えるロール２６と、保護膜が成膜されたフィルムを巻き
取る巻き取りローラ２２とを備えていて、保護膜の被成
膜面とは反対側の面でフィルムを電極円筒面１６に面接
触させつつローラ１８を回転して、フィルムを長手方向
に一定速度で走行させる機構を有している。

【０００７】プラズマ発生管１４は、筒状体として形成
され、反応ガスを導入する導入口２０を筒状体の一方の
端部に有する。また、ローラ１８の電極円筒面１６に対
面し、プラズマ化された反応ガスをフィルムの被成膜面
に放出する放出口２４を筒状体の他方の端部に有する。
筒状体の材質は、電気的に絶縁性である。プラズマ発生
管１４は、更に、導入口２０から導入した反応ガスをプ
ラズマ化する電極３０を導入口２０と放出口２４との間
に備えている。電極３０には、電圧を供給するＤＣ電源
３４が接続されている。放出口２４は、プラズマＣＶＤ
装置１０の側面から見ると、図１（ａ）に示すように、
ローラ１８の電極円筒面１６に対応するような上に凹の
円弧状で、円筒面１６に近接している。放出口２４は、
矢視Ｉ−Ｉから見た平面図では、図１（ｂ）に示すよう
に矩形状である。プラズマＣＶＤ装置１０は、更に、フ
ィルム送給機構１３及びプラズマ発生１４とを収容する
チャンバ３８と、チャンバ３８を真空吸引する排気系統
４０とを備えている。

【０００８】従来のプラズマＣＶＤ装置１０を用いてフ
ィルム被成膜面に保護膜を成膜するには、ローラ状で、
中心の孔径がロール２６の径と同じであるように巻かれ
た、保護膜の成膜されていないフィルム１２をロール２
６にセットする。そして、フィルムを引き出して、フィ
ルム被成膜面が放出口２４に対面するように電極円筒面
１６によりフィルム面を保持し、巻取りロール２２にフ
ィルム端部を掛止する。フィルム１２の被成膜面には、
磁気記録媒体層が形成されている。次いで、チャンバ３
８を排気系統４０により真空吸引し、チャンバ３８内を
所定圧力にする。次いで、反応ガスをプラズマ発生管１
４に所定の流量で導入し、巻取りロール２２を回転させ
て、フィルム１２を一定速度で送給／巻き取りつつ、Ｄ
Ｃ電源３４により電極３０に直流電圧を印加してプラズ
マガスを生成し、プラズマＣＶＤ法によりフィルム被成
膜面に保護膜を成膜する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプラ
ズマＣＶＤ装置では、フィルムの送給速度を上げて生産
性を上げようとすると、反応ガスのガス圧力を上げて、
保護膜の成膜速度を上げる必要がある。しかし、反応ガ
ス圧力を２０Pa以上にして成膜すると、フィルムに皺等
の損傷が生じるので、生産性を上げることができないと
いう問題があった。以上のような事情に照らして、本発
明の目的は、保護膜を成膜することの生産性が向上する
ようにしたプラズマＣＶＤ装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、プラズマ発
生管１４の放出口２４は、矢視Ｉ−Ｉから見た平面図で
は、図４（ｂ）に示すように矩形状であり、放出口２４
を形成している縁の一部は、フィルム長手方向、すなわ
ちフィルム走行方向Ｕに対して平行に形成されている縁
（以下、平行縁と言う）４２であることに着眼した。更
に、フィルムに保護膜を成膜するとき、平行縁４２及び
他の縁４１に、それぞれ、プラズマシース４３ａ、ｂが
形成されていることにも着眼した。そして、フィルム被
成膜面のうち平行縁４２上に位置する部分は、放出口２
４の上を通過する過程で、常にプラズマシース４３ａに
接触しており、一方、フィルム被成膜面のプラズマシー
ス４３ｂに接触している時間は、一瞬であることにも着
眼した。そして、反応ガスのガス圧力が高いと、シース
内のプラズマ密度が高くなり、この結果、プラズマシー
ス４３ａに接触しているフィルム被成膜面部分（以下、
フィルム接触面部分と言う）に、フィルムの熱変形によ
る皺等の損傷が発生していることを突き止めた。本発明
者は、保護膜の縁近傍では、保護膜の膜厚が均一である
必要のないことに着目し、フィルム走行方向Ｕに非平行
な縁のみから放出口２４を形成することにより、フィル
ム接触面部分での、単位面積あたりのシースに接触して
いる最大時間を大幅に短縮することを考えつき、本発明
を完成するに至った。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明に係る
プラズマＣＶＤ装置は、テープ状フィルムに形成された
磁気記録媒体層上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を長
手方向に連続的に成膜するプラズマＣＶＤ装置であっ
て、円筒面全周にわたり電極を有する回転自在な円筒状
ローラを有し、保護膜の被成膜面とは反対側の面でフィ
ルムを電極円筒面に面接触させつつローラを回転して、
フィルムを長手方向に一定速度で走行させるようにした
フィルム送給機構と、筒状体として形成され、保護膜形
成用の反応ガスを導入する導入口を筒状体の一方の端部
に、ローラの電極円筒面に対面し、プラズマ化された反
応ガスをフィルムの被成膜面に放出する放出口を筒状体
の他方の端部に、ローラの電極に対向し、導入口から導
入した反応ガスをプラズマ化する電極を導入口と放出口
との間に備えるプラズマ発生装置と、フィルム送給機構
と、フィルム送給機構のローラの電極円筒面に対して放
出口を近接して配置したプラズマ発生装置とを収容する
チャンバとを備え、放出口は、フィルムの走行方向に沿
って開口し、筒状体の長手方向に沿って投影した放出口
の投影面がフィルム走行面内に位置し、かつ放出口の開
口全周にわたり開口縁がフィルムの走行方向に交差して
いることを特徴としている。

【００１２】本明細書では、円弧状などの湾曲した縁
は、フィルム長手方向に交差していると解釈する。放出
口の向きは、どの向きにも限定しなく、上下左右何れの
方向に向いていてもよい。フィルムは、例えばポリエス
テル、ポリアミドやポリイミドである。保護膜の成膜の
ためにプラズマ発生装置に導入する反応ガスは、一般
に、炭化水素系のガスである。

【００１３】フィルム被成膜面に形成されている磁気記
録媒体層は、強磁性金属材料を含む金属からなり、例え
ば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の単一組成からなる強磁性金属
や、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｏ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−
Ｃｕ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｍｎ−Ｂ
ｉ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金である。磁気記録媒体層
は、単層膜で構成されていても多層膜で構成されていて
もよい。フィルムと磁気記録媒体層との間に、潤滑剤を
有する層や、付着力の向上又は抗磁力の制御のための中
間層が形成されていてもよい。磁気記録媒体層が多層膜
で構成される場合、膜と膜との間に、上記と同様の中間
層が形成されていてもよい。また、耐食性改善のため
に、磁気記録媒体層の表面に酸化物層が形成されていて
もよい。磁気記録媒体は、例えば、真空蒸着法、イオン
プレーティング法やスパッタ法などのＰＶＤ（Physical
Vapor Deposition）法により、フィルムの被成膜面に
形成されている。

【００１４】本発明により、フィルム接触面部分での、
単位面積あたりのプラズマシースに接触している最大時
間が、従来に比べて大幅に短縮されるので、保護膜成膜
時の反応ガス圧力を１００Pa程度にまで上げてプラズマ
密度が上昇しても、フィルムに皺等の熱損傷が生じるこ
とはない。よって、保護膜の成膜速度を従来に比べて遥
かに高くすることができ、生産性が向上する。

【００１５】好適には、放出口の投影面が、台形、平行
四辺形及び少なくともフィルムの走行方向に延びる開口
縁が曲線辺からなる図形の何れかである。これにより、
フィルム被成膜面が放出口からのガス状物質により成膜
されている時間は、フィルム幅方向の両端の縁近傍以外
では均一であるので、保護膜の膜厚も均一である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより詳細
に説明する。実施例本実施例は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の一実施
例である。図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本実施
例のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す側面図及び矢視Ｉ
Ｉ−ＩＩから見た部分平面拡大図である。本実施例のプ
ラズマＣＶＤ装置４４では、プラズマ発生管４６の放出
口４８の形状が、従来のプラズマＣＶＤ装置１０の放出
口２４に比べて異なる。図１では、図４と同じ部品には
同じ符号を付してその説明を省略する。電極３０は金網
状であり、反応ガスが通過し易く、電極全面にわたり均
一な電界を生じさせることが可能で、しかも、柔軟性を
有する。電極３０の材質は、例えば銅や金である。ま
た、ＤＣ電源３４は、電極３０に、０．５kV〜２kVの直
流電圧を印加することが可能である。ローラ１８の直径
は、１mである。ローラ１８と巻取りロール２２との間
には、フィルム１２の進行経路を規制する棒状の支持体
４５ａが設けられており、ローラ１８とロール２６との
間にも、同様の支持体４５ｂが設けられている。

【００１７】放出口４８の縁形状の平面図は、図１
（ｂ）に示すように、フィルム１２の中心線を含みフィ
ルム１２に直交する中心面５３に対して対称な台形で、
フィルム１２の走行方向Ｕに直交する上辺５０ａ及び底
辺５０ｂを有しており、台形の斜辺に相当する縁５２
ａ、ｂは、フィルム１２の走行方向Ｕに交差している。
上辺５０ａの長さｌ₁は５０cm、底辺５０ｂの長さｌ₂は
６０cmであり、中心面５３の両側では、底辺５０ｂと上
辺５０ａとの長さ差は、何れもｌ₃=５cmになるように形
成されている。また、上辺５０ａと底辺５０ｂとの距離
（台形高さ）ｈは、４０cmであるが、３０cmでもよい。

【００１８】プラズマＣＶＤ装置４４を用いて、幅６０
cmのフィルム１２のフィルム被成膜面に保護膜を形成し
た方法を以下に記載する。本実施例では、フィルム被成
膜面には、予め、単層の磁気記録媒体層が、斜め方向か
ら蒸着される斜方蒸着によって形成されている。フィル
ム及び磁気記録媒体層の材質及び厚みを以下に示す。フィルムの材質：ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）フィルムの厚み：１０μm 磁気記録媒体層の材質：Ｃｏ（コバルト）８０％、Ｎｉ
（ニッケル）２０％磁気記録媒体層の膜厚：２００nm また、磁気記録媒体層の成膜条件を以下に示す。入射角：４５°〜９０° 成膜時に使用したガス：酸素ガス成膜時の真空度：２×１０^-2Pa

【００１９】先ず、従来と同様にして、保護膜の成膜さ
れていないフィルム１２をフィルム送給／巻き取り機構
１３にセットした。次いで、チャンバ３８を排気系統４
０により真空吸引し、チャンバ３８内を所定圧力に減圧
した。次いで、保護膜形成用の反応ガスとしてエチレン
をプラズマ発生管１４に導入し、フィルムの送給／巻き
取り速度を従来よりも遥かに速い１３m/minの一定速度
になるようにして、巻取りロール２２を回転させて放出
口４８上にフィルム被成膜面を連続して供給しつつ、Ｄ
Ｃ電源３４により電極３０に直流電圧を供給し、プラズ
マＣＶＤ法によりフィルム被成膜面にＤＬＣ膜を成膜し
た。成膜条件を以下に示す。プラズマ発生管４６内に導入した反応ガス：エチレンチャンバ３８内の反応ガス圧力：５０Pa 反応ガスの導入流量：１．２SLM 電極３０への印加電圧：ＤＣ１．０kV ＤＬＣ膜の膜厚：１０nm ＤＬＣ膜の成膜後、フィルムに皺等の熱損傷は生じてい
なかった。

【００２０】尚、ｌ₃が５cmよりも短いと、フィルムの
走行方向Ｕにやや平行な縁が形成され、保護膜の成膜中
に、フィルムがプラズマシースにより損傷される虞があ
る。

【００２１】本実施例では、チャンバ３８内の反応ガス
圧力を高くしてＤＬＣ膜をフィルム被成膜面に成膜して
いるので、保護膜の成膜速度が高く、従って、巻取りロ
ール２２の巻き取り速度を高速にすることができる。よ
って、保護膜の生産性が、従来に比べ、遥かに高い。ま
た、放出口４８を形成している上辺５０ａと下辺５０ｂ
との間隔が一定なので、保護膜の膜厚は、保護膜の縁近
傍以外では均一である。

【００２２】矢視ＩＩ−ＩＩから見たプラズマ発生装置
４６の放出口を示す拡大平面図が図２に示すような図
で、放出口４８の平面形状が、内側に凹の円弧状の縁５
６ａ、ｂを斜辺５２に代えて有している略四辺形状の放
出口５５であってもよい。この場合、放出口５５のう
ち、中心面５３の両側で、中心面５３に対する各々の最
長位置の縁点５８ａ、ｂよりも、それぞれｌ₃＝５cm内
側に形成されている放出口領域では、フィルム長手方向
の開口幅ｄは、ｈと同じ４０cmの均一な値である。プラ
ズマＣＶＤ装置４４が、放出口５５を備えていることに
より、放出口４８を備えていることと同様の効果を奏す
ることができる。

【００２３】また、矢視ＩＩ−ＩＩから見たプラズマ発
生装置４６の放出口を示す拡大平面図が図３に示すよう
な図で、放出口４８の平面形状が、フィルム幅方向に互
いに平行な辺を有する平行四辺形である放出口６２であ
ってもよい。この場合、放出口６２のうち、中心面５３
の両側で、中心面５３に対する各々の最長位置の縁点６
６ａ、ｂよりも、それぞれｌ₃＝５cm内側に形成されて
いる放出口領域では、フィルム長手方向の開口幅ｄは、
放出口５５と同様、ｈと同じ４０cmの均一な値である。
プラズマＣＶＤ装置４４が、放出口６２を備えているこ
とにより、放出口４８を備えていることと同様の効果を
奏することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、テープ状フィルムに形
成された磁気記録媒体層上に、保護膜を長手方向に連続
的に成膜するプラズマ発生装置の放出口は、フィルムの
走行方向に沿って、フィルム幅内に形成されているよう
に開口し、かつ、放出口を形成している縁は、全てフィ
ルム長手方向に交差している。これにより、放出口の縁
に形成されるプラズマシースに接触するフィルム被成膜
面部分での、単位面積あたりのシースに接触している最
大時間長さは、従来に比べて大幅に短縮される。よっ
て、保護膜成膜時の反応ガス圧力を上げ、シース内のプ
ラズマ密度が高くなっても、フィルムに皺等の熱損傷が
生じることを回避できるので、保護膜の成膜速度を上げ
ることができる。よって、フィルムの送給速度を上げる
ことができ、生産性が向上する。好適には、フィルムの
長手方向の開口幅が、フィルム幅方向の両端の縁近傍以
外では均一である。これにより、フィルム被成膜面が放
出口からのガス状物質により成膜されている時間は、フ
ィルム幅方向の両端の縁近傍以外では均一であるので、
保護膜の膜厚も均一である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例の
プラズマＣＶＤ装置の構成を示す側面図、及び矢視ＩＩ
−ＩＩから見たプラズマ発生管の放出口の平面拡大図で
ある。

【図２】実施例の別のプラズマ発生管の放出口の部分平
面拡大図である。

【図３】実施例の別のプラズマ発生管の放出口の部分平
面拡大図である。

【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来のプ
ラズマＣＶＤ装置の構成を示す側面図、及び矢視Ｉ−Ｉ
から見たプラズマ発生管の放出口の平面拡大図である。

【符号の説明】

１０……プラズマＣＶＤ装置、１２……フィルム、１３
……フィルム送給／巻き取り機構、１４……プラズマ発
生管、１６……電極円筒面、１８……ローラ、２０……
ガス導入口、２２……巻取りロール、２４……放出口、
２６……ロール、３０……電極、３４……ＤＣ電源、３
８……チャンバと、４０……排気系統、４１……縁、４
２……平行縁、４３ａ、ｂ……プラズマシース、４４…
…プラズマＣＶＤ装置、４５ａ、ｂ……支持体、４６…
…プラズマ発生管、４８……放出口、５０ａ……上辺、
５０ｂ……底辺、５２ａ、ｂ……縁（斜辺）、５３……
中心面、５５……放出口、５６ａ、ｂ……縁、５８ａ、
ｂ……縁点、６２……放出口、６６ａ、ｂ……縁点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部淳博東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テープ状フィルムに形成された磁気記録
媒体層上にプラズマＣＶＤ法により保護膜を長手方向に
連続的に成膜するプラズマＣＶＤ装置であって、円筒面全周にわたり電極を有する回転自在な円筒状ロー
ラを有し、保護膜の被成膜面とは反対側の面でフィルム
を電極円筒面に面接触させつつローラを回転して、フィ
ルムを長手方向に一定速度で走行させるようにしたフィ
ルム送給機構と、筒状体として形成され、保護膜形成用の反応ガスを導入
する導入口を筒状体の一方の端部に、ローラの電極円筒
面に対面し、プラズマ化された反応ガスをフィルムの被
成膜面に放出する放出口を筒状体の他方の端部に、ロー
ラの電極に対向し、導入口から導入した反応ガスをプラ
ズマ化する電極を導入口と放出口との間に備えるプラズ
マ発生装置と、フィルム送給機構と、フィルム送給機構のローラの電極
円筒面に対して放出口を近接して配置したプラズマ発生
装置とを収容するチャンバとを備え、放出口は、フィルムの走行方向に沿って開口し、筒状体
の長手方向に沿って投影した放出口の投影面がフィルム
走行面内に位置し、かつ放出口の開口全周にわたり開口
縁がフィルムの走行方向に交差していることを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】放出口の投影面が、台形、平行四辺形及
び少なくともフィルムの走行方向に延びる開口縁が曲線
辺からなる図形の何れかであることを特徴とする請求項
１に記載のプラズマＣＶＤ装置。