JPH097169A

JPH097169A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH097169A
Application number: JP14990995A
Authority: JP
Inventors: Hideki Imamura; 秀樹今村; Akira Shiga; 章志賀; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】成膜作業中にマイクロ波透過窓の清掃が不
要であって、成膜作業を連続して効率良く行える薄膜形
成装置を提供することである。【構成】プラズマ反応管に対向した位置にある支持
体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装置であ
って、真空槽と、この真空槽内に配設された支持体に対
向した位置にあり、一側端側にマイクロ波透過窓が設け
られたプラズマ反応管と、このプラズマ反応管内に反応
ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記マイクロ波透
過窓を通して前記プラズマ反応管内にマイクロ波を供給
するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管内にお
いて前記マイクロ波透過窓に対向して交換可能に設けら
れるマイクロ波を透過させる防着板と、使用済みの防着
板を未使用のものと交換する防着板交換手段とを具備し
てなる薄膜形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばダイヤモンドラ
イクカーボン膜を形成する為の装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】磁気テープ等の磁気記録媒体において
は、高密度記録化の要請から、支持体上に設けられる磁
性層として、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、真空蒸着、スパッタリングあるいはイオンプレーテ
ィング等の乾式メッキ手段により磁性層を形成した磁気
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く、高密度記録に適したも
のである。

【０００３】この種の磁気記録媒体における金属磁性膜
を保護する為に、各種の保護膜を表面に設けることが提
案されている。例えば、ダイヤモンドライクカーボン膜
もこれらの提案の一つである。このダイヤモンドライク
カーボン膜を表面に設ける手段としては各種のものが有
る。例えば、熱フィラメントＣＶＤ装置、光ＣＶＤ装
置、ＲＦプラズマＣＶＤ装置、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置、ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置などのＣ
ＶＤ（ケミカルベーパーデポジション）装置が有る。

【０００４】中でも、ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ
装置は、特に良好な保護膜の形成が可能であることか
ら、最も広く用いられている。ここで、図６にＥＣＲマ
イクロ波プラズマＣＶＤ装置の概略構造を示す。図６
中、３１は１６００Å厚さのＣｏ金属磁性膜が支持体表
面に設けられた磁気記録媒体の原反、３２は真空槽、３
３ａは原反３１の供給側ロール、３３ｂは原反３１の巻
取側ロール、３４は冷却キャンロールであり、原反３１
は供給側ロール３３ａから冷却キャンロール３４を経て
巻取側ロール３３ｂに走行し、巻き取られて行くように
構成されている。

【０００５】３５は冷却キャンロール３４に対向して設
けられたプラズマ反応管、３５ａは石英ガラスからなる
円錐状のマイクロ波透過窓、３６は反応ガス（例えば、
メタンや水素の混合ガス）供給用のパイプ、３７はマイ
クロ波の導波管、３８はマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）
発振器、３９はＥＣＲ磁場が８７５ＧｓのＥＣＲ用コイ
ルである。尚、反応ガス供給用のパイプ３６の口は、プ
ラズマ反応管３５内であって、冷却キャンロール３４近
傍の位置に有る。

【０００６】この装置において、反応ガスをパイプ３６
からプラズマ反応管３５内に供給し、かつ、導波管３７
によってプラズマ反応管３５内に波長λのマイクロ波を
導入して、プラズマを励起し、マイクロ波の進行方向と
同方向にＥＣＲ用コイル３９で磁場を掛け、サイクロト
ロン共鳴を起こさせ、ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ
を行わせるようになっている。

【０００７】ところで、こうしたＥＣＲマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置では、マイクロ波透過窓３５ａの内面に
徐々にカーボン粒子が付着・堆積し、これに伴ってマイ
クロ波の透過量が低下して行く。そして、ある程度の時
間が経過すると、必要な透過量が得られず、マイクロ波
がプラズマ反応管３５内に十分に供給されなくなる。こ
の為、成膜速度が一定せず、不安定なものとなってしま
い、このまま作業を続行すれば製品に欠陥が生じる恐れ
もある。

【０００８】そこで、現状では、カーボン粒子の付着・
堆積による影響が無視できなくなる前に、例えば１時間
毎に作業を中断し、一旦、マイクロ波透過窓３５ａを取
り外して清掃を行っているが、作業効率の低下は避けら
れなかった。

【０００９】

【発明の開示】本発明の目的は、成膜作業中にマイクロ
波透過窓の清掃が不要であって、成膜作業を連続して効
率良く行える薄膜形成装置を提供することである。この
本発明の目的は、プラズマ反応管に対向した位置にある
支持体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装置
であって、真空槽と、この真空槽内に配設された支持体
に対向した位置にあり、一側端側にマイクロ波透過窓が
設けられたプラズマ反応管と、このプラズマ反応管内に
反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記マイクロ
波透過窓を通して前記プラズマ反応管内にマイクロ波を
供給するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管内
において前記マイクロ波透過窓に対向して交換可能に設
けられるマイクロ波を透過させる防着板と、使用済みの
防着板を未使用のものと交換する防着板交換手段とを具
備してな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】又、プラズマ反応管に対向した位置にある
支持体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装置
であって、真空槽と、この真空槽内に配設された支持体
に対向した位置にあり、一側端側にマイクロ波透過窓が
設けられたプラズマ反応管と、このプラズマ反応管内に
反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記マイクロ
波透過窓を通して前記プラズマ反応管内にマイクロ波を
供給するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管内
において前記マイクロ波透過窓に対向して交換可能に設
けられるマイクロ波を透過させる防着板と、この防着板
を所定枚数保持する防着板保持手段と、この防着板保持
手段から未使用の防着板を一枚受け取り、前記マイクロ
波透過窓に対向して送り出す防着板送出手段と、使用済
みの防着板を回収する防着板回収手段とを具備してなる
ことを特徴とする薄膜形成装置によって達成される。

【００１１】特に、プラズマ反応管に対向した位置にあ
る支持体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装
置であって、真空槽と、この真空槽内に配設された支持
体に対向した位置にあり、一側端側にマイクロ波透過窓
が設けられたプラズマ反応管と、このプラズマ反応管内
に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記マイク
ロ波透過窓を通して前記プラズマ反応管内にマイクロ波
を供給するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管
内において前記マイクロ波透過窓に対向して交換可能に
設けられるマイクロ波を透過させる防着板と、この防着
板を所定枚数保持する防着板保持手段と、この防着板保
持手段から未使用の防着板を一枚受け取り、前記マイク
ロ波透過窓の正面まで送り出す防着板送出手段と、使用
済みの防着板を回収する防着板回収手段とを具備し、前
記防着板保持手段と防着板回収手段とはマイクロ波透過
窓を挟んだ位置に設けられてなり、前記防着板保持手段
と防着板回収手段との間に掛け渡されたレールにガイド
されて、防着板が前記防着板保持手段側から防着板回収
手段側に送り出されるよう構成してなることを特徴とす
る薄膜形成装置によって達成される。

【００１２】すなわち、本発明では、マイクロ波透過窓
の例えば正面にマイクロ波を透過させる防着板を交換可
能に設けたので、マイクロ波の供給に影響を与えること
なく、マイクロ波透過窓の汚損を防止できる。従って、
成膜作業中にマイクロ波透過窓を取り外して清掃を行う
必要がなく、防着板を未使用のものと交換するだけで良
いから、清掃の都度、装置の内部を大気中に開放し、再
び真空状態にするといった手間を省略でき、成膜作業を
中止する必要がなく、成膜作業を連続して、効率良く行
えるようになる。

【００１３】尚、上記薄膜形成装置において、レールに
は、防着板送出手段によって送り出された未使用の防着
板をマイクロ波透過窓の正面で停止させる為の掛止部が
設けられてなることが好ましい。すなわち、送り出され
る未使用の防着板は掛止部の作用で定位置に自動的にセ
ットされるから、位置調整が容易に行える。又、防着板
の中央には孔が形成されてなると共に、防着板回収手段
には、先端部が防着板に形成された孔の径よりも大きく
開拡し、かつ、レール位置を越えて突出・退避する軸が
設けられてなり、前記軸の先端部が回収位置にある使用
済みの防着板の孔に挿通した後、開拡し、使用済みの防
着板を強制的にレールから離脱させて回収するよう構成
してなることが好ましい。これによって使用済みの防着
板の回収がより確実に行えるようになる。

【００１４】本発明の装置は、例えばダイヤモンドライ
クカーボン膜を成膜する為に用いられる。ダイヤモンド
ライクカーボン膜を成膜する為に用いる反応ガスとして
は、例えばメタン等の鎖状炭化水素、ベンゼンやシクロ
ヘキサン等の環状炭化水素、あるいはこれらの炭化水素
と窒素やアンモニア等の窒素化合物との混合物、又はピ
ラジン、ピラゾリジン、ピラゾリン、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、あるいはこれらの同族体
や誘導体のような窒素含有環状炭化水素などの炭化水素
系のものが挙げられる。

【００１５】本発明は、例えば金属薄膜型の磁性膜の上
にダイヤモンドライクカーボン膜を形成する為に用いら
れる。磁気記録媒体における支持体は、磁性を有するも
のでも、非磁性のものでも良い。一般的には非磁性のも
のである。例えば、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といった高分子材料、ガラ
スやセラミック等の無機系材料などが用いられる。この
支持体上に、蒸着やスパッタ等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。金属薄膜型の磁性
膜を形成する磁性粒子の材料としては、例えばＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ等の金属の他に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ
合金、Ｃｏ−Ｎｉ−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。

【００１６】尚、本発明は、磁気記録媒体の保護膜の形
成にのみ適用されるものではない。その代表的な一例を
挙げただけである。

【００１７】

【実施例】図１〜図４は本発明に係る薄膜形成装置（Ｅ
ＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置）の一実施例を示す
もので、図１はＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の
要部平面図、図２は冷却キャンロール側から観た装置の
要部正面図、図３は防着板を交換する途中の状況を示す
装置の要部平面図、図４は防着板の交換が完了した状況
を示す装置の要部平面図である。

【００１８】本実施例のＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置においても、要部を除き、その基本的な構成は先
に説明した従来装置と略同じであるから、ここでは全体
構造の説明を省略し、要部についてのみ詳細に説明す
る。各図中、１は真空槽であり、その内部には、図６の
従来装置と同様に磁気記録媒体の原反の供給側ロールや
巻取側ロール、冷却キャンロール等が設けられている。

【００１９】２は冷却キャンロールに対向して設けられ
たプラズマ反応管、２ａは石英ガラスからなる円錐状の
マイクロ波透過窓であり、このマイクロ波透過窓２ａに
対向して図６の従来装置と同様にマイクロ波発振器やマ
イクロ波導波管が設けられている。３はプラズマ反応管
２の周囲に設けられたＥＣＲ用コイルである。４は円板
状で厚さが数ｍｍの石英からなる防着板、５は防着板４
を保持するホルダであり、防着板４は成膜する時間に応
じて予め必要枚数だけホルダ５内に収められている。

【００２０】６はホルダ５の端面を貫通し、気密性を保
って変位できるよう設けられたプッシュロッド、７はプ
ッシュロッド６の先端に取り付けられた防着板押出板、
８はプッシュロッド操作用のツマミである。９はホルダ
５から送られる防着板４を定位置、すなわちマイクロ波
透過窓２ａの正面位置まで押し出すプッシュロッドであ
る。このプッシュロッド９はプラズマ反応管２の側壁を
貫通し、気密性を保って変位できるよう設けられてお
り、その先端には防着板４の径に対応した円弧状のフォ
ーク１０が、又、他端には操作用のツマミ１１が取り付
けられている。プッシュロッド９はフッ素樹脂でコーテ
ィングされており、カーボン粒子の付着に起因した動作
不良が起きないようになっている。又、プッシュロッド
６，９の操作は手動、自動いずれによっても行うことが
できる。

【００２１】１２ａ，１２ｂは、防着板４の直径に対応
した間隔で設けられた一対のステンレス製レールであ
る。このレール１２ａ，１２ｂの対向面は、縁部に丸み
を設けた防着板４を両サイドから確実に保持できるよう
凹状になっている。レール１２ａ，１２ｂは、ホルダ５
の開口に面する位置からマイクロ波透過窓２ａを経て、
防着板回収ポケット１３の位置まで延びており、防着板
４はレール１２ａ，１２ｂにガイドされて、ホルダ５か
ら防着板回収ポケット１３まで移動できるように構成さ
れている。尚、レール１２ａ，１２ｂは、これに沿って
移動する防着板４とマイクロ波透過窓２ａとの間隔が
０．５〜２０ｍｍ程度となるよう設けられている。

【００２２】１４ａ，１４ｂはレール１２ａ，１２ｂの
対向面にそれぞれ形成された凸部及び凹部であり、この
凸部１４ａ及び凹部１４ｂからなる掛止機構によって、
防着板４がマイクロ波透過窓２ａの正面位置で仮固定さ
れるようになっている。すなわち、プッシュロッド９に
よって送り出された未使用の防着板４は、この掛止機構
が設けられた位置で凹部１４ｂの深さだけ沈んで一旦停
止するので、煩わしい位置調整が不要となっている。

【００２３】１５は防着板４がプラズマ反応管２内に落
下しないようにする為の隔壁、１６は未使用の防着板４
の汚損を防止する為の固定防着板である。上記の如く構
成されたＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置では、図
１や図２に示す状態から成膜作業が開始される。そし
て、所定の時間が経過し、マイクロ波透過窓２ａの正面
にセットされていた防着板４が汚れて来ると、未使用の
ものと交換される。防着板４の交換は次のようにして行
われる。

【００２４】先ず、ツマミ１１を押して、レール１２
ａ，１２ｂ間に予めセットされている未使用の防着板４
を送り出す。この未使用の防着板４は、図３に示す如
く、使用済みの防着板４に当接して、それを定位置から
押し出す。そして、使用済みの防着板４はレール１２
ａ，１２ｂから外れて、防着板回収ポケット１３内に落
下する。

【００２５】一方、未使用の防着板４はレール１２ａ，
１２ｂ間に設けた掛止機構の位置で停止する。こうして
未使用の防着板４が定位置にセットされた後、ツマミ１
１を引いてプッシュロッド９をもとの位置まで退避させ
る。続いて、図４に示す如く、ツマミ８を押してホルダ
５内に収納された未使用の防着板４を押し出し、先頭の
１枚をレール１２ａ，１２ｂ間にセットする。勿論、こ
の交換作業の間にも成膜が行われている。

【００２６】このように本実施例のＥＣＲマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ装置は、防着板４を成膜作業の途中で繰り
返し交換することで、マイクロ波透過窓２ａの汚損を防
止できるよう構成されているので、マイクロ波透過窓２
ａの清掃の為に成膜作業を中断する必要がなく、作業効
率に優れ、高品質な製品を得ることが可能である。次
に、本実施例のＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の
有効性を確かめる為、以下の条件でダイヤモンドライク
カーボン膜の形成を行い、成膜速度の変化を調べたの
で、その結果を示す。尚、比較例は、防着板を使用せ
ず、マイクロ波透過窓を直接、プラズマに晒し、清掃を
行わずに連続してダイヤモンドライクカーボン膜の形成
を行った場合のデータである。

【００２７】〔条件〕マイクロ波周波数：２．４５ＧＨｚマイクロ波出力：６００ＷＥＣＲ磁場：８７５Ｇｓ反応ガス：ＣＨ₄（５０ｓｃｃｍ）成膜開始前の真空度：４．０ｍＴｏｒｒ原反素材（厚さ）：ＰＥＴ（１０μｍ）原反走行速度：１ｍ／ｍｉｎ防着板直径：８０ｍｍ防着板厚：３ｍｍ〔結果〕初期時１時間後２時間後３時間後４時間後実施例（Å／min ）１０００９５０９５０９５０９５０比較例（Å／min ）１０００９５０８７５８００７２０この結果から判るように、本実施例の装置では、従来装
置に比べて極めて安定して成膜が行われ、均質な保護膜
の形成に優れた効果を発揮することが判る。

【００２８】上記実施例では、使用済みの防着板をレー
ルから自然に落下させて回収する機構を有するものにつ
いて示したが、これ以外にも例えば図５に示す如くの回
収機構を用いることもできる。図５中、２１は中央に孔
２１ａが形成された防着板、２２ａ，２２ｂはレールで
あり、未使用の防着板を保持するホルダ（図示せず）か
ら使用済み防着板回収ホルダ２３の開口に面する位置ま
で延在されている。

【００２９】２４はレール２２ａ，２２ｂを越えて突出
・退避する軸であり、その先端には開閉式の爪２５ａ，
２５ｂが設けられている。そして、爪２５ａ，２５ｂが
閉状態である時には、先端部の径は防着板２１の孔２１
ａの径よりも小さく、逆に開状態にあってはそれより大
きくなるよう構成されている。この回収機構を用いた装
置では、使用済み防着板回収ホルダ２３の開口位置まで
送り出された防着板２１には、軸２４が挿通し、爪部２
５ａ，２５ｂが開拡してこの防着板２１を掛止する。そ
して、軸２４を退避されることで、防着板２１はレール
２２ａ，２２ｂから外れて、強制的に防着板回収ホルダ
２３内に引き込まれる。

【００３０】

【効果】本発明によれば、成膜作業中のマイクロ波透過
窓の清掃が不要であって、成膜作業を連続して効率良く
行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の要部平
面図である。

【図２】冷却キャンロール側から観た装置の要部正面図
である。

【図３】防着板を交換する途中の状況を示す装置の要部
平面図である。

【図４】防着板の交換が完了した状況を示す装置の要部
平面図である。

【図５】防着板回収機構の他実施例を示す装置の要部平
面図である。

【図６】従来のＥＣＲマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の
概略図である。

【符号の説明】

１真空槽２プラズマ反応管２ａマイクロ波透過窓４防着板５防着板ホルダ（防着板保持手段）９プッシュロッド（防着板送出手
段）１２ａ，１２ｂレール１３防着板回収ポケット（防着板回収
手段）１４ａ凸部（掛止機構）１４ｂ凹部（掛止機構）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ反応管に対向した位置にある支
持体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装置で
あって、真空槽と、この真空槽内に配設された支持体に対向した位置にあ
り、一側端側にマイクロ波透過窓が設けられたプラズマ
反応管と、このプラズマ反応管内に反応ガスを供給する反応ガス供
給手段と、前記マイクロ波透過窓を通して前記プラズマ反応管内に
マイクロ波を供給するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管内において前記マイクロ波透過窓に
対向して交換可能に設けられるマイクロ波を透過させる
防着板と、使用済みの防着板を未使用のものと交換する防着板交換
手段とを具備してなることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】プラズマ反応管に対向した位置にある支
持体上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を形成する装置で
あって、真空槽と、この真空槽内に配設された支持体に対向した位置にあ
り、一側端側にマイクロ波透過窓が設けられたプラズマ
反応管と、このプラズマ反応管内に反応ガスを供給する反応ガス供
給手段と、前記マイクロ波透過窓を通して前記プラズマ反応管内に
マイクロ波を供給するマイクロ波発振手段と、前記プラズマ反応管内において前記マイクロ波透過窓に
対向して交換可能に設けられるマイクロ波を透過させる
防着板と、この防着板を所定枚数保持する防着板保持手段と、この防着板保持手段から未使用の防着板を一枚受け取
り、前記マイクロ波透過窓に対向して送り出す防着板送
出手段と、使用済みの防着板を回収する防着板回収手段とを具備し
てなることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】防着板保持手段と防着板回収手段とはマ
イクロ波透過窓を挟んだ位置に設けられてなり、前記防
着板保持手段と防着板回収手段との間に掛け渡されたレ
ールにガイドされて、防着板が前記防着板保持手段側か
ら防着板回収手段側に送り出されるよう構成してなるこ
とを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】レールには、防着板送出手段によって送
り出された未使用の防着板をマイクロ波透過窓に対向し
て停止させる為の掛止部が設けられてなることを特徴と
する請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】防着板の中央には孔が形成されてなると
共に、防着板回収手段には、先端部が防着板に形成され
た孔の径よりも大きく開拡し、かつ、レール位置を越え
て突出・退避する軸が設けられてなり、前記軸の先端部
が回収位置にある使用済みの防着板の孔に挿通した後、
開拡し、使用済みの防着板を強制的にレールから離脱さ
せて回収するよう構成してなることを特徴とする請求項
３又は請求項４に記載の薄膜形成装置。