(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に、放電電極と円筒型の対向電極とが対向配置され、上記対向電極の周面に沿って金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体を連続走行させながら、上記金属磁性薄膜上に硬質カーボン保護膜を連続的に形成するプラズマＣＶＤ装置において、
放電電極は、対向電極に対して、上記金属性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように配置されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
平板状の放電電極が、対向電極に対して、上記金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように斜めに配置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
放電電極が、対向電極に対して、上記金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるような階段状となされていることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
【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の保護膜を形成するのに使用されるプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高密度磁気記録化に対応可能な磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等）によってポリエステルフィルムやポリアミド、ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が知られている。
【０００３】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗磁力や角形比等に優れ、磁性層の厚みを極めて薄くできる為、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく短波長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層中に非磁性材であるバインダーを混入する必要がないため磁性材料の充填密度を高めることができる等、数々の利点を有している。このような磁気特性的な優位さ故に、上記金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、高密度磁気記録の主流になりつつある。
【０００４】
さらに、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体としては、電磁変換特性を一層向上させ、より大きな出力を確保するために、金属磁性材料を斜め方向から蒸着することで磁性層が形成される、いわゆる斜方蒸着タイプの磁気記録媒体も提案され実用化されている。
【０００５】
ところで、磁気記録媒体では、ますます高密度記録化が進行しており、それに対応すべくスペーシング損失を少なくするため、媒体表面は平滑化される傾向にある。しかし、媒体表面の平滑化が進むと、それに伴いヘッドと媒体間の摩擦力が増大し、媒体に生ずる剪断応力が大きくなる。したがって、磁気記録媒体には、より大きな摺動耐久性が要求されるようになる。
【０００６】
そこで、媒体に摺動耐久性を付与する手法として、磁性層の表面に保護膜を形成する技術が検討されている。
【０００７】
この保護膜としては、例えばカーボン膜や石英（ＳｉＯ２  ）膜、ジルコニア（ＺｒＯ２  ）膜等が知られている。これらの材料膜は、ハードディスクにおいて既に使用されているものである。そして、さらに最近では、カーボン膜のうちでも特に、ダイヤモンド構造を有する硬質カーボン膜（いわゆるダイヤモンドライクカーボン膜）が、保護膜として有力視されており、今後広く利用されるものと考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、硬質カーボン保護膜を成膜する方法としては、スパッタリング法あるいはプラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
【０００９】
このうち、スパッタリング法では、Ａｒ等のパッタガスを、電場や磁場を利用して電離（プラズマ化）し、加速することでターゲット表面に衝突させる。プラズマ粒子が衝突したターゲットからはターゲット原子がはじき出され、このはじき出された原子が被処理体上に堆積することでスパッタ膜が形成される。
【００１０】
しかし、このスパッタリング法によって、硬質カーボン膜を形成した場合、膜形成速度が一般に遅く、工業的見地から見たときに生産性に劣る。
【００１１】
一方、プラズマＣＶＤ法では、膜の原料となる原料ガスを、電場で発生したプラズマのエネルギーによって分解あるいは合成等の化学反応を起こさせる。この化学反応の結果生成された反応物は被処理体上に堆積し、ＣＶＤ膜が形成される。
【００１２】
このプラズマＣＶＤ法は、スパッタリング法に比べて膜形成速度が速い。このため、上述の硬質カーボン保護膜の成膜手段として期待されるものである。
【００１３】
このようなプラズマＣＶＤ法で硬質カーボン保護膜を成膜する場合、具体的には、図３に示すようなプラズマＣＶＤ装置が用いられる。
【００１４】
すなわち、このプラズマＣＶＤ装置は、真空チャンバ内に、円筒状の対向電極２１、反応管２２及び反応管２２の中途部に取り付けられた放電電極２３を有して構成される。上記反応管２２はその一端２２ａが真空チャンバの底部を貫通しており、この一端２２ａから原料ガスが反応管２２内に導入されるようになっている。また、上記対向電極２１と放電電極２３とは互いに対向して平行配置され、この電極２１，２３間にプラズマが発生するようになっている。
【００１５】
このようなプラズマＣＶＤ装置では、ＣＶＤ膜が成膜される被処理体２４は上記円筒型の対向電極２１に沿って連続走行させられる。この連続走行している被処理体２４が、放電電極２３との対向位置に来たときに、プラズマによって生成された原料ガスの反応生成物が被着堆積し、ＣＶＤ膜が連続的に成膜されることになる。
【００１６】
しかしながら、このようなプラズマＣＶＤ装置によって成膜された硬質カーボン膜は耐久性が十分であるとは言えず、厳しい摺動条件下で用いられる媒体の保護膜としては不満が残る。
【００１７】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、良好な膜質を有し、例えば磁気記録媒体の保護膜として用いたときに優れた耐久性を発揮するＣＶＤ膜が形成できるプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、真空チャンバ内に、放電電極と円筒型の対向電極とが対向配置され、上記対向電極の周面に沿って金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体を連続走行させながら、上記金属磁性薄膜上に硬質カーボン保護膜を連続的に形成するプラズマＣＶＤ装置において、
放電電極は、対向電極に対して、上記金属性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
例えば、上記放電電極は板状に成形され、対向電極に対して、上記金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように斜めに配置されていてもよい。また、上記放電電極は、対向電極に対して、上記金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるような階段状となされていても良い。
【００２０】
【作用】
放電電極と円筒型の対向電極とが対向配置され、上記対向電極の周面に沿って金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体が連続走行するプラズマＣＶＤ装置において、放電電極を、対向電極に対して、上記金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるような配置にすると、非常に膜質の良好なＣＶＤ膜が成膜されるようになる。
【００２１】
このようなプラズマＣＶＤ装置を用いると、例えば磁気記録媒体の硬質カーボン保護膜が高い硬度で形成され、耐久性に優れた磁気記録媒体が獲得される。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。なお、本実施例は、本発明のプラズマＣＶＤ装置を磁気記録媒体の硬質カーボン保護膜の形成に用いた例である。
【００２３】
硬質カーボン保護膜は、非磁性支持体上に形成された磁性層上に形成される。
【００２４】
磁性層は、例えば金属磁性材料を、真空薄膜形成技術によって非磁性支持体上に被着させることで形成される金属磁性薄膜である。
【００２５】
金属磁性材料としてはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金等が挙げられる。
【００２６】
金属磁性薄膜としては、これらの単層膜であっても良いし、多層膜であっても良い。
【００２７】
また、非磁性支持体と金属磁性薄膜の間、あるいは多層膜の場合には各層間に、付着力の向上、並びに抗磁力の制御等の目的で下地層または中間層を設けても良い。更に、金属磁性薄膜表面近傍が耐食性の改善等のために酸化物となっていても良い。
【００２８】
この金属磁性薄膜を形成する真空薄膜形成技術としては、真空下で金属磁性材料を加熱蒸発させ非磁性支持体上に被着せしめる真空蒸着法や、金属磁性材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こし生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子をたたき出すスパッタ法等、いわゆるＰＶＤ技術がいずれも使用可能である。
【００２９】
硬質カーボン保護膜は、このような磁性層上に形成される。
【００３０】
ここで、この硬質カーボン保護膜は、ダイヤモンド構造を有するカーボン膜、いわゆるダイヤモンドライクカーボン膜である。すなわち、カーボンには、グラファイト構造を有するもの、ダイヤモンド構造を有するもの等が知られており、ラマン分光スペクトルを測定すると、それぞれに由来するピークが観測される。ここで言うダイヤモンドライクカーボン膜とは、少なくともその一部がダイヤモンド構造を有するもので、ラマン分光スペクトルにおいて前記ダイヤモンド構造に由来するピークが観測されるものである。通常は、グラファイト構造に由来するピークとともに、前記ダイヤモンド構造に由来するピークが現れる。
【００３１】
この硬質カーボン保護膜の形成に用いるプラズマＣＶＤ装置を図１に示す。
【００３２】
このプラズマＣＶＤ装置は、金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体１を連続走行させながら、当該金属磁性薄膜上に硬質カーボン保護膜を連続的に形成するようになされたものである。
【００３３】
すなわち、このプラズマＣＶＤ装置は、頭部に取り付けられた排気系１２により内部が所定の真空度に保たれた真空チャンバ１３内において、被処理体であるテープ状の非磁性支持体１が、図１中の反時計回り方向に定速回転する巻き出しロール３から反時計回り方向に定速回転する巻き取りロール４に向かって順次走行するようになされている。
【００３４】
この非磁性支持体１が上記巻き出しロール３側から巻き取りロール４側に亘って走行する中途部には、該非磁性支持体１を図１中下方に引き出すように設けられるとともに、上記各ロール３，４の径よりも大径となされた対向電極１１が図１中時計回り方向に定速回転するように設けられている。
【００３５】
また、これら巻き出しロール３と対向電極１１及び該対向電極１１と巻き取りロール４間には、ガイドロール２ａ，２ｂがそれぞれ配設されており、上記巻き出しロール３と対向電極１１及び該対向電極１１と巻き取りロール４間を走行する上記非磁性支持体１に適当なテンションを与えつつ、円滑な走行がなされるようになされている。
【００３６】
なお、上記巻き出しロール３、巻き取りロール４及び対向電極１１は、それぞれ上記非磁性支持体１の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。
【００３７】
従って、このプラズマＣＶＤ装置においては、上記非磁性支持体１が、上記巻き出しロール３から順次送り出され、上記対向電極１１の外周面に沿って通過し、更に上記巻き取りロール４に巻き取られていくようになされている。
【００３８】
また、上記真空チャンバ１３内には、上記対向電極１１の下方に反応管５が設けられている。この反応管５は、石英やパイレックスガラス、プラスチック等の絶縁材よりなり、その一方の端部５ａが真空チャンバ１３の底部を貫通し、この端部５ａから原料ガスが当該反応管５内に導入されるようになっている。ここでは、硬質カーボン膜を成膜するため、原料ガスとしてはトルエン等の炭化水素ガスが用いられる。
【００３９】
そして、この反応管５内の中途部には、平板状の放電電極８が、上記対向電極１１に対して、非磁性支持体１の導入される側がその逆側よりも近くなるように斜めに配置されている。この放電電極８は、外部に配設された直流電源９に接続され、＋５００〜２０００Ｖの電位が印加されるようになっている。
【００４０】
このようなプラズマＣＶＤ装置では、この放電電極８に電圧が印加されることで、当該放電電極８と対向電極用キャン１１との間にプラズマが発生する。そして、反応管５内に導入された原料ガスは、この生じたプラズマのエネルギーによって分解し、非磁性支持体１上に被着堆積する。
【００４１】
ここで、このようなＣＶＤプロセスでは、放電電極８が、対向電極１１に対して非磁性支持体１の導入される側がその逆側よりも近くになるように配置されていることにより、非常に膜質の良好な硬質カーボン膜が成膜されることになる。
【００４２】
なお、上記放電電極８としては、ガスを透過しやすく、且つ電解を均一にかけることができ、さらに柔軟性が得られることからメッシュ状とされているのが望ましい。その材料としては、例えば銅が代表的であるが、導電性を有する金属であればいずれでも良く、ステンレスや真鍮、金等も使用可能である。
【００４３】
また、ここでは平板状の放電電極８が、対向電極１１に対して非磁性支持体１の導入される側がその逆側よりも近くなるように斜めに配置されているが、対向電極１１に対してこのような位置関係がとれるのであれば、放電電極８の形状、配置はこれに限るものではない。たとえば図２に示すように、階段状の放電電極８を用い、この階段状の放電電極８が、対向電極１１に対して非磁性支持体１の導入される側がその逆側よりも近くなるような向きで配置されていても良い。
【００４４】
磁気記録媒体には、以上のようにして保護膜が形成されるが、さらに必要に応じて非磁性支持体の磁性層を形成した側とは反対側の面にバックコート層を形成したり、上記非磁性支持体と磁性層の間に下塗り層を形成したり、さらに磁性層上に滑剤層を形成する等、付加的に各種層を形成することはなんら差し支えない。この場合、例えばバックコート層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤あるいは潤滑剤層に含まれる材料等としては、従来公知のものがいずれも使用可能である。
【００４５】
次に、実際に、このような構成を有するプラズマＣＶＤ装置を使用して磁性層上に硬質カーボン保護膜を成膜し、耐久性の評価を行った。
【００４６】
先ず、厚さ１０ｎｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるベースフィルム上に酸素ガスを導入しながらＣｏ８０Ｎｉ２０（但し、添字は各元素の組成比を表す）単層合金膜を斜め蒸着法により成膜した。成膜条件は、
入射角        ：    ４５〜９０゜
導入ガス      ：    酸素ガス
蒸着時真空度  ：    ２×１０−２Ｐａ
膜厚          ：    ２００ｎｍ
である。
【００４７】
続いて、このＣｏ８０Ｎｉ２０単層合金膜上に、上記プラズマＣＶＤ装置を使用して硬質カーボン保護膜を成膜し、サンプルテープ（実施例テープ）を作製した。なお、プラズマＣＶＤ装置は、放電電極が対向電極に対して斜めに配置された図１に示すタイプの装置である。成膜条件は、
導入ガス      ：    トルエン
反応圧力      ：    １０Ｐａ
投入電力      ：    直流１．５ｋＶ
膜厚          ：    １０ｎｍ
である。
【００４８】
以上のようにして作製されたサンプルテープについて、硬質カーボン保護膜の硬度を測定するとともにシャトル耐久性を調べた。
【００４９】
硬質カーボン保護膜の硬度は、ＮＥＣ社製  商品名ＭＨＡ４００の硬度測定器により測定した。
【００５０】
シャトル耐久性は、温度２０℃相対湿度６０％環境下、８ｍｍＶＴＲデッキ（ソニー社製  商品名ＥＶＯ９５００）を用いて２０分間信号記録を行い、その記録信号を９９回繰り返し再生し、９９回目での再生出力を測定することで評価した。結果は、初期出力に対する相対値をｄＢ表示で表した。これら測定結果を表１に示す。
【００５１】
また、比較として、図３に示すように放電電極が対向電極に対して平行に配置された、従来のタイプのＣＶＤプラズマ装置を用いて硬質カーボン保護膜を成膜したサンプルテープ（比較例テープ）についても、同様にして保護膜の硬度及びシャトル耐久性を調べた。その結果も表１に併せて示す。
【００５２】
【表１】
0003627284.tif 000002
【００５３】
表１に示すように、放電電極を対向電極に対して斜めに配置したプラズマＣＶＤ装置で形成された実施例テープの硬質カーボン保護膜は、放電電極が対向電極に対して平行に配置されたプラズマＣＶＤ装置で形成された比較例の硬質カーボン保護膜に比べて硬度が高い。そして、この硬度が高い保護膜が形成された実施例テープは、比較例テープに比べて優れたシャトル耐久性が得られる。
【００５４】
このことから、プラズマＣＶＤ装置において、放電電極を、対向電極に対して金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように斜めに配置すると、膜質に優れたＣＶＤ膜が形成できることが確認された。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のプラズマＣＶＤ装置では、放電電極が、対向電極に対して、金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体の導入される側がその逆側よりも近くなるように配置されているので、良質な膜質のＣＶＤ膜を形成することができる。したがって、本発明のプラズマＣＶＤ装置によれば、例えば磁気記録媒体の硬質カーボン保護膜が高い硬度で形成でき、耐久性に優れた磁気記録媒体を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプラズマＣＶＤ装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明を適用したプラズマＣＶＤ装置の他の構成例を示す模式図である。
【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  非磁性支持体（被処理体）
２ａ，２ｂ  ガイドロール
３  巻き出しロール
４  巻き取りロール
５  反応管
８  放電電極
９  直流電源
１１  対向電極
１２  排気系
１３  真空チャンバ
【図１】
0003627284.tif 000003
【図２】
0003627284.tif 000004
【図３】
0003627284.tif 000005