(57)【要約】  【課題】    従来のＥＣＲプラズマ成膜装置における、成膜原材料として用いる炭化水素に起因する成膜室内における水素の発生およびそのＤＬＣ膜への混入を排除し、ＥＣＲプラズマ成膜法によるＤＬＣ膜の膜質を改善する。  【解決手段】  気化器２１内のフラーレンを気化ヒータ２２により加熱・気化し、導入路２３および導入路バルブ２４を経由してキャビティ２に導入し、気化カーボンと電磁コイル６で発生する磁界およびマイクロ波Ｍによりカーボンイオンおよび電離電子のみの純度の高いＥＣＲプラズマ７を発生させる。ＥＣＲプラズマ７中のカーボンイオンを基板９Ｎに向けて加速し、基板９Ｎの表面に堆積させＤＬＣ膜を作製する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、該成膜室の側面に設けられ導波管を介してマイクロ波が導入されるキャビティと、該キャビティの周囲に設けられた電磁コイルと、該成膜室内に配設されその表面に薄膜を堆積させるための基板を設置する基板ホルダを備えたＥＣＲプラズマ成膜装置において、固体カーボンを気化する機構と気化されたカーボンをキャビティに導入する機構を設けたことを特徴とするＥＣＲプラズマ成膜装置。
【請求項２】
前記固体カーボンはフラーレン（Ｃ６０  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）であることを特徴とする請求項１のＥＣＲプラズマ成膜装置。
【請求項３】
前記固体カーボンを気化する機構は加熱により固体カーボンを気化する機構であることを特徴とする請求項１から２記載のＥＣＲプラズマ成膜装置。
【請求項４】
前記基板に膜質制御のための電圧を印加することを特徴とした請求項１から３記載のＥＣＲプラズマ成膜装置。
【請求項５】
基板ホルダは基板面がキャビティの軸芯に対し傾斜して設置できるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のＥＣＲプラズマ成膜装置。
【請求項６】
基板ホルダは設置された基板がキャビティの軸芯を中心に回転できるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のＥＣＲプラズマ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスクやＭＲ／ＧＭＲヘッドの保護膜を製造するためのＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスクやＭＲ／ＧＭＲヘッドの保護膜としては優れた耐摩耗性・耐湿性を有する硬質炭素膜、特にＤＬＣ膜（ダイアモンド状炭素薄膜）が用いられている。ＤＬＣ膜を成膜する方法は幾つかあるが、固体カーボンをアーク放電でプラズマ化し、これを再び基板上に析出させるＦＣＶＡ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ｖａｃｕｕｍ  Ａｒｃ法）が主流となっている。ＦＣＶＡ法は電流密度の大きなアーク放電を利用するため電離効率も大きく、大きな成膜速度で緻密かつ高硬度のＤＬＣ膜を作製することができる。しかしアーク放電は一般にグロー放電のような安定性に欠けるので、一定条件で成膜を行っても十分な膜厚の繰り返し再現性が得られないという大きな問題がある。
【０００３】
ＤＬＣ膜を作製する他の方法として電子サイクロトロン共鳴による低圧グロー放電を利用したＥＣＲプラズマ成膜法、ＥＣＲプラズマ成膜装置が知られている。ＥＣＲプラズマ成膜法は一般にはＥＣＲ−ＣＶＤ（電子サイクロトロン共鳴−化学気相成膜）法を指すので（たとえば特許文献１参照）、以下ＥＣＲ−ＣＶＤ装置によって背景技術を説明する。
【０００４】
ＥＣＲ−ＣＶＤ装置の１例を図２に示す。図２において成膜室１の側面に設けられたキャビティ２には導波管３および電波に対して透明な材質の窓４を介してたとえば周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波Ｍが導入される。また成膜室１にはガス導入系Ｇからガス導入パルブ５を介してプラズマガスＰが導入される。プラズマガスＰはたとえばアルゴン（Ａｒ）とメタン（ＣＨ4）の混合ガスである。プラズマガスＰはキャビティ２内で、電磁コイル６で発生する８７５ガウスの磁界とマイクロ波Ｍによって発生する電磁界によって電子サイクロトロン共鳴を生じＥＣＲプラズマ７を生成する。ＥＣＲプラズマ７は、プラズマガスＰ中の分子または原子の各イオンすなわちＣＨ4のイオンまたはＡｒおよびＣＨ4から分解したカーボン（Ｃ）、水素（Ｈ）などの各イオンと、プラズマガスＰの電離によって発生した電子から構成されている。
【０００５】
ＥＣＲプラズマ７中のカーボンのイオンはキャビティ２から引き出され、基板ホルダ８上の基板９の表面にＤＬＣ膜として堆積する。なお、プラズマガスＰとしては、上記メタンの他に、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）など他の炭化水素を用いることも可能である。通常成膜室１は真空排気系（図示せず）で常時排気されており、プラズマガスＰの圧力はガス導入バルブ５の開度および排気速度の制御により導入ガス量および排気量をバランスさせることによって、安定なＥＣＲプラズマ７を得るのに最適な値に保たれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７７２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＥＣＲプラズマ成膜装置の構造およびＤＬＣ膜の成膜方法は以上のとおりであるが、この構造および方法ではＤＬＣ膜の膜質が十分ではない。すなわち、この方法ではプラズマガス中のメタンなどの炭化水素を成膜原材料として用いるため、成膜したＤＬＣ膜に水素が混入しており、高品質な膜が得られないという問題があった。本発明はこのような問題点を解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、成膜室と、該成膜室の側面に設けられ導波管を介してマイクロ波が導入されるキャビティと、該キャビティの周囲に設けられた電磁コイルと、該成膜室内に配設されその表面に薄膜を堆積させるための基板を設置する基板ホルダを備えたＥＣＲプラズマ成膜装置において、固体カーボンを気化する機構と気化されたカーボンをキャビティに導入する機構を設ける。また前記固体カーボンはフラーレン（Ｃ６０  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）とすることもできる。また前記固体カーボンを気化する機構は加熱により固体カーボンを気化する機構とすることもできる。また前記基板に膜質制御のための電圧を印加することもできる。また基板ホルダは基板面がキャビティの軸芯に対し傾斜して設置できるように構成することもできる。さらに基板ホルダは設置された基板がキャビティの軸芯を中心に回転できるよう構成することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成膜原材料に炭化水素を用いることなく、気化された固体カーボンのみによってＥＣＲプラズマを発生させることができるため、ＤＬＣ膜に水素が取り込まれることが無く、ＤＬＣ膜の膜質を向上させることができる。基板の傾斜設置により均一な成膜ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明が提供するＥＣＲプラズマ成膜装置の第１の特徴は固体カーボンを気化する機構と気化されたカーボンをキャビティに導入する機構を設けた点であり、第２の特徴は前記固体カーボンをフラーレン（Ｃ６０  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）としたことであり、第３の特徴は前記固体カーボンを気化する機構として加熱により固体カーボンを気化する機構を設けた点であり、第４の特徴は前記基板に膜質制御のための電圧を印加したことであり、第５の特徴は基板ホルダを基板面がキャビティの軸芯に対し傾斜するように設置したことであり、第６の特徴は基板ホルダを基板がキャビティの軸芯を中心に回転できるように構成したことであり、これらの特徴を全て備えた形態が最良の形態である。
【実施例】
【００１１】
以下図示例にしたがって説明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す図である。図１において図２と同一符号の部品の構造および作動は図２と同一である。気化器２１には成膜原材料として固体カーボンであるフラーレン（Ｃ６０  Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）が内蔵されており、該材料は気化ヒータ２２により加熱されて気化し、導入路２３および導入路バルブ２４を経由してキャビティ２に導入され、マイクロ波Ｍおよび電磁コイル６により発生している電磁界によって図２のプラズマガスＰの導入を必要とせずにＥＣＲプラズマ７を発生する。ＥＣＲプラズマ７はフラーレンの分解したカーボンイオンおよび電離電子で構成されており、ＥＣＲプラズマ７中のカーボンイオンは基板ホルダ８Ｎ上の基板９Ｎに堆積する。基板ホルダ８ＮはＥＣＲプラズマ７に対して斜方向に配設されており、回転機構（図示せず）により成膜中は回転し、膜厚の均一性を改善している。また基板ホルダ８Ｎ、従って基板９Ｎにはバイアス電源２５からバイアス電圧が印加されている。バイアス電圧を印加することで基板９Ｎに入射するカーボンイオンの入射エネルギーを定め、バイアス電圧を調整することで膜質を制御し高品位なＤＬＣ膜を得ることができる。成膜室１は真空排気系（図示せず）で常時排気されており、キャビティ２内の気化カーボンの圧力は気化器２１の温度、導入路バルブ２４の開度および排気速度の制御により、安定なＥＣＲプラズマ７を得るのに最適な値に保たれている。
【００１２】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば図１においてキャビティ２、導波管３、基板ホルダ８Ｎその他各要素の配設の形態は図示の形態に限定されない。たとえば目的によっては基板ホルダ８Ｎの表面をＥＣＲプラズマ７に正対させ回転を省いても良く、また導入路２３のキャビティ２への導入箇所も自由に定めることができる。気化ヒータ２２に替えて誘導加熱コイルから高周波を供給し誘導加熱により気化器２１および内蔵固体カーボンを加熱しても良い。本発明はこれらをすべて包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は磁気ディスクやＭＲ／ＧＭＲヘッドの保護膜を製造するためのＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ成膜装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】従来のＥＣＲプラズマ成膜装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  成膜室
２  キャビティ
３  導波管
４  窓
５  ガス導入バルブ
６  電磁コイル
７  ＥＣＲプラズマ
８  基板ホルダ
８Ｎ  基板ホルダ
９  基板
９Ｎ  基板
２１  気化器
２２  気化ヒータ
２３  導入路
２４  導入路バルブ
２５  バイアス電源
Ｇ  ガス導入系
Ｍ  マイクロ波
【図１】
2007191762.tif 000003
【図２】
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