JP2002020869A

JP2002020869A - ダイヤモンド状炭素膜の形成方法及び表面処理方法

Info

Publication number: JP2002020869A
Application number: JP2000203926A
Authority: JP
Inventors: Shogo Nasu; 昌吾那須; Yoshinori Yoshiji; 慶記吉次; Tatsutoshi Suenaga; 辰敏末永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜磁気ヘッドスライダーの摺動面保護膜と
して信頼性の高い、超薄膜化と高耐摩耗性とを両立させ
たダイヤモンド状炭素膜の形成方法を提供する。【解決手段】成膜原料ガスであるメタン、またはエチ
レン中に、フッ素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、
Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ₄Ｆ₈のガスから選ばれた少なくとも一種
のガスを混合して用いるとともに、基板面に遠赤外線か
ら紫外線域までのいずれかの波長の光を照射しながら、
プラズマＣＶＤにより成膜する。また、上記のフッ素炭
素化合物ガスから選ばれた少なくとも一種のガスを含む
プラズマにより、基板面に遠赤外線から紫外線域までの
いずれかの波長の光を照射しながら、ダイヤモンド状炭
素膜の表面を処理する。あるいは同様のガスとアルゴン
ガスとを含むイオンビームにより、ダイヤモンド状炭素
膜の表面を処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド状炭
素膜の形成方法、および形成されたダイヤモンド状炭素
膜の表面処理方法に関する。特に、磁気ディスク装置
（ＨＤＤ）等の磁気記録媒体に対して記録・再生する装
置に適用される薄膜磁気ヘッドスライダーの摺動面（Ａ
ＢＳ面）にダイヤモンド状炭素膜を形成するのに適した
薄膜形成方法、およびダイヤモンド状炭素膜の表面処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記録装置であ
るハードディスク装置において、高記録密度化が急速に
高まり、この傾向は将来的にはさらに高まっていくこと
は確実である。

【０００３】この要求に対し、磁気ヘッドスライダ−は
０．０５μｍ以下の非常に低い浮上高さや、記録媒体の
周速によって変化することのない安定した浮上特性を有
することが求められるようになる。更に今後は、高記録
密度においても高い電磁変換特性が要求されるため、浮
上量はより低減され、かつ安定に走行させることが強く
要求される。

【０００４】これらの中で、電磁変換特性は、磁気スペ
ーシングといわれるヘッドと記録媒体との距離に大きく
依存する。この距離は浮上量と摺動面に形成されている
保護膜の厚さに分けることができる。実際浮上量が、
０．０５μｍ以下でも保護膜の厚みが更に付加されて磁
気スペーシングとなる。従って、保護膜の厚さは直接磁
気スペーシングとして大きく影響する。更に浮上量の低
減が要求されると更に保護膜は、薄層化しなければなら
ないため、薄層化と耐摩耗性、耐腐食性の確保を同時に
実現することが要求される。

【０００５】ところで、実際に実用化されている保護膜
は、ダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ膜）である。その形
成法としては、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、プラズマＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）プラズマＣＶＤなどがある。いずれも膜厚は、５
ｎｍ以下で使用される。また、膜構成も付着力の向上を
狙ったシリコン下地を設置した二層膜がしばしば使用さ
れる。

【０００６】スパッタリング法は、グラファイトなどの
炭素系ターゲットを直接スパッタリングして膜を成膜す
る方法であるが、膜の硬度が小さく、耐摩耗性が十分で
ない。また、イオンプレーティング法は、高硬度の膜を
得ることができるが、生産性に懸念が残る。従って、プ
ラズマを利用した成膜方法が、最も利用されている。

【０００７】本発明者らは、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を
用いて薄膜磁気ヘッドのスライダー摺動面に下地層を設
置したＤＬＣ膜を成膜する薄膜形成を検討してきた。特
にＤＬＣ膜の性質には、ＥＣＲプラズマＣＶＤの成膜条
件が大きく影響する。そこで、最も硬度の大きなＤＬＣ
膜を得るための探索、検討を行った。その結果、原料ガ
スとしてメタンを使用した場合で、膜の硬度が２３ＧＰ
ａ、エチレンガスを使用した場合で、３０ＧＰａの硬度
が得られている。尚、ここで、硬度は、ナノインデンテ
ーションによる方法で求められたものである。

【０００８】更に本発明者らは、膜の硬度と膜中の水素
量との関係に着目した。プラズマＣＶＤにより薄膜磁気
ヘッドのスライダー摺動面にＤＬＣ膜を成膜する薄膜形
成法において、成膜原料ガス中に一酸化炭素あるいは二
酸化炭素ガスや、窒素酸化物ガスを混合させること、形
成する際に、遠赤外から紫外域までのいずれかの波長の
光を照射しながら成膜すること、下地層成膜後に、下地
層表面に酸素原子を吸着させた後、ＤＬＣ膜を成膜する
ことなどによって、ＤＬＣ膜の水素量を低減できること
を見出し、その結果膜の硬度を向上させることが可能と
なった。

【０００９】しかしながら、今後更に低浮上量化が要求
されて、スライダー摺動面がディスク表面に接触する機
会が増え、またコンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）
方式のように、スライダー摺動面がディスク表面と接触
する機会が多い場合等には、従来方法による高硬度な膜
を形成するのみでは、ＡＢＳ面あるいはディスク表面
に、接触による破壊を生じるおそれが高まる。その破壊
の機構は極めて複雑で明らかではないが、スライダー表
面、ディスク表面、潤滑剤層の物理、化学的特性が複雑
に絡んでいるもの考えられる。

【００１０】これらを解決する手段として、プラズマを
利用してフッ素系のガスであるＣＨＦ₄などを添加し
て、ＤＬＣ表面にフッ素を含有させる方法が、例えば特
開平１０−６８０８３号公報に記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
プラズマのイオン化率は低く、フッ素系のガスを入れて
も効率良く膜表面及び膜中にフッ素基を取り込むことは
困難である。

【００１２】また、実際にディスクとの摩擦を通して得
られる摺動特性評価が不十分である。

【００１３】以上のように、高い信頼性を得るために、
ＤＬＣ膜の硬度を上げることは、超薄膜化と高耐摩耗性
とを両立させる上での必要条件であるが、接触による破
壊の対策としては十分ではないという課題があった。更
に、表面改質においても効率の良い処理が行われていな
いという課題があった。

【００１４】本発明は、上記の課題を解決し、ＤＬＣ膜
の超薄膜化と高耐摩耗性とを両立させ、耐摩耗性に優れ
た信頼性の高いＤＬＣ膜の形成方法を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、ＤＬＣ膜中または表面にフッ素原子
を添加し、動摩擦係数を低減させる方法を検討した。そ
して、成膜プロセスにおいて、フッ素を含有しているガ
スを原料ガス中に混合すること、及びフッ素を含有して
いるガスで表面処理を行うことなどを検討した。その結
果、以下の手段が極めて有効であることを見出した。

【００１６】本発明のダイヤモンド状炭素膜の形成方法
は、プラズマＣＶＤによりダイヤモンド状炭素膜を成膜
する方法であって、成膜原料ガス中に、フッ素炭素化合
物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ₄Ｆ₈のガス
から選ばれた少なくとも一種のガスを混合するととも
に、基板面に遠赤外線から紫外線域までのいずれかの波
長の光を照射しながら成膜することを特徴とする。成膜
原料ガスとしては、メタン、エチレン、及びアセチレン
等の炭素水素系のガスから選ばれた少なくとも一種を用
いることができる。

【００１７】この方法によれば、遠赤外線から紫外線域
までのいずれかの波長の光を照射しながら成膜すること
で、原料ガス及び添加ガスの分子を励起し反応性を高め
る効果が得られる。それにより、膜中及び表面のフッ素
基を安定化でき、膜中及び膜表面にフッ素基を効率的に
固定することができる。その結果、動摩擦係数を低下さ
せる効果が大である。

【００１８】次に、本発明のダイヤモンド状炭素膜の表
面処理方法は、プラズマＣＶＤにより基板上に成膜され
たダイヤモンド状炭素膜の表面処理方法であって、フッ
素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ
₄Ｆ₈のガスから選ばれた少なくとも一種のガスを含むプ
ラズマにより、基板面に遠赤外線から紫外線域までのい
ずれかの波長の光を照射しながら表面を処理することを
特徴とする。

【００１９】この方法によれば、ＤＬＣ膜表面にフッ素
原子が打ち込まれ、動摩擦係数を小さくする効果が得ら
れる。また、光の照射によりガス分子が励起され、反応
性が高まり、ＤＬＣ膜表面のフッ化がより進行する効果
も得られる。更に、この方法を用いれば、ＤＬＣ膜とデ
ィスクとの動摩擦係数を設定することが可能となり、低
浮上量化による耐摩耗性向上、ＤＬＣ膜厚の薄層化など
様々な要求に対する自由度が拡がる。更に成膜と同じ装
置で処理が行えるため、連続してＤＬＣ膜の処理を行う
ことができるので、新規設備の必要が無い。

【００２０】本発明の他のダイヤモンド状炭素膜の表面
処理方法は、基板上に成膜されたダイヤモンド状炭素膜
の表面処理方法であって、アルゴンガスと、フッ素炭素
化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ₄Ｆ₈の
ガスから選ばれた少なくとも一種とを含むガスのイオン
ビームを表面に照射することを特徴とする。

【００２１】この方法によれば、イオンビームを表面に
照射することによって、ＤＬＣ膜表面にフッ素基が打ち
込まれ、膜の硬度はあまり変化させないで、表面での動
摩擦係数を小さくするととともに、膜表面にフッ素基を
打ち込む深さを制御できるいう効果が得られる。また、
上記処理方法の場合と同様に、ＤＬＣ膜とディスクとの
動摩擦係数を設定することが可能となる。

【００２２】以上の方法は、薄膜磁気ヘッドのスライダ
ー摺動面にダイヤモンド状炭素膜を形成するために、特
に効果的に適用できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下の実施の形態は、薄膜磁気ヘ
ッドスライダーの摺動面に相当する面への成膜を例とし
たものである。

【００２４】（実施の形態１）図９は、本発明の実施の
形態１におけるダイヤモンド状炭素膜の形成方法を実施
するための、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の概要図であ
る。ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置２は、主にプラズマ室
７、ＥＣＲプラズマを生成するマイクロ波発振器４、励
磁用のマグネット６、マイクロ波をプラズマ室７に導く
導波管５から構成されている。薄膜が形成される基板１
０は、基板ホルダー９に保持されており、高周波電源３
により基板バイアスが印加される。１はガス導入口、８
はプラズマ室７に生成されたプラズマを示す。

【００２５】本実施の形態に基づく実施例では、基板１
０として、アルミナと炭化チタンとの複合焼結体（Ａｌ
ＴｉＣ）製のピンを使用した。ピンのサイズは、直径４
ｍｍ、長さ１０ｍｍで、ディスクに接触する面（摺動
面）の曲率半径は１０ｍｍ、表面粗さは５ｎｍであっ
た。

【００２６】成膜方法は以下のとおりである。すなわ
ち、同じ装置内に設置されているスパッタ室で、まず下
地層となるシリコン層を約１．５ｎｍ成膜した後、真空
中でプラズマ室７に基板を移動した。次に原料ガスをガ
ス導入口１より導入し、マイクロ波発振器でプラズマ８
を生成させた。そして、マグネット６に磁場を発生させ
て、原料ガスのプラズマを基板側に引き出した。この
時、基板ホルダー９に高周波電源３により基板バイアス
を印加した。

【００２７】実施例における成膜の条件は、原料ガスと
してメタンガスを用い、ガス圧は５Ｐａ、入力電力は２
００Ｗ、高周波バイアス電力は２００Ｗとした。ＤＬＣ
とシリコンの全膜厚は、５ｎｍとした。ＤＬＣ膜の特性
は、マイクロ波電力、バイアス電圧、成膜時の圧力など
に支配されるが、実施例では、最も硬度の高い成膜条件
を選んだ。この時のＤＬＣ膜の硬度は、原料ガスとして
メタンガスを用いた場合、２３ＧＰａであった。

【００２８】本実施の形態において用いるフッ素炭素化
合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈などのガ
スは、ガス導入口１よりプラズマ室７に導入した。これ
らのガスの量は、流量によって制御し、原料ガスである
メタンガスの流量に対する割合を変えて、効果を調べ
た。

【００２９】光照射は、プラズマ室７でプラズマの影響
が少ない位置で、基板１０に直接光が照射される位置に
光源を設置して（図示せず）実施した。また、プラズマ
室７に設置できない場合は、光を導く管を利用して光照
射を行った。光照射用の光源は、波長約１８５ｎｍ、４
３０ｎｍ、１．１μｍの３種類を使用した。

【００３０】図１は、本実施の形態に基づく実施例にお
いて、フッ素炭素化合物ＣＦ₄またはＣＨＦ₃のガスを、
原料ガスであるメタンガスのプラズマに混合して成膜し
た膜についての、動摩擦係数の測定結果を示す。測定方
法は、ピンオンディスク法を用いた。測定は、アルミナ
と炭化チタンとの複合焼結体（ＡｌＴｉＣ）製のピンに
ＤＬＣ膜を５ｎｍコーティングしたものについて行っ
た。ＤＬＣ膜をコーティングした後の摺動面の曲率半径
は１０ｍｍ、表面粗さは約４ｎｍであった。測定時に
は、ディスクを回転数３０ｒｐｍで３０パス回転させな
がら、動摩擦計数を測定した。この時ピンは荷重０．５
ｇでディスクに接触させた。

【００３１】尚、動摩擦係数の絶対値は、材料、雰囲
気、被測定物の表面状態、装置などに依存するため、本
発明の実施例では、ピンの摺動面に、本発明の方法によ
りＤＬＣ膜を成膜し、あるいは成膜後の処理を行い、評
価は動摩擦係数の相対比較で行うものとする。

【００３２】ガス量は、ＣＦ₄またはＣＨＦ₃ガス流量
を、原料ガスであるメタンガスとの混合ガス総量で割っ
た割合であり、図１の実施例では、４％とした。また成
膜に使用した光照射用光源の波長は１８５ｎｍ、出力電
力は、１５ｍＷであった。

【００３３】図１には、従来例としてメタンガスのみで
成膜した、硬度が２３ＧＰａのＤＬＣ膜についての測定
データも示した。

【００３４】図１から判るように、回転回数の増加にと
もない、ＤＬＣ膜の動摩擦係数は大きくなるが、５回転
ほどで安定化する。ＣＦ₄の場合、安定した時の回転回
数での動摩擦係数は、０．１８，ＣＨＦ₃の場合、安定
した時の回転回数での動摩擦係数は、０．２５であっ
た。従来例の混合ガス無しの場合は、回転回数とともに
動摩擦係数は大きくなるが、２０回転で安定化する。安
定した時の回転回数での動摩擦係数は、０．６であっ
た。

【００３５】実施例と従来例とを比較すると、実施例の
場合、動摩擦係数を３分の１程度に低減でき、かつ安定
な摺動状態に早く到達することが判る。

【００３６】以上のように本実施例では、原料ガスであ
るメタンガスのプラズマに、フッ素炭素化合物ＣＦ₄ま
たはＣＨＦ₃のガスを混合してＤＬＣ膜を成膜すること
によって、従来例と比較してＤＬＣ膜とディスクとの間
の動摩擦係数を大幅に低下させることができた。

【００３７】ここで、本発明の実施の形態では、動摩擦
係数の値として、図１の測定結果に示されるような安定
化した状態での値を用いて、比較検討する。

【００３８】図２、３、４は、実施の形態１に基づいて
実施されたＤＬＣ膜の形成の結果における、動摩擦係数
とガス量との関係を示す。ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、またはＣ₂
Ｆ₆ガスの量を変化させてＤＬＣ膜を成膜し、更に基板
面に照射する光の波長を変化させた。図２は１８５ｎ
ｍ、図３は４３０ｎｍ、図４は１．１μｍの場合を示
す。照射電力は１５ｍＷとした。

【００３９】図２より、ガスを混合させて成膜すること
で動摩擦係数が大幅に低減することが判る。比較例は、
混合ガスとしてＣＦ₄を使用し光照射を行わない場合で
あるが、図より明らかに動摩擦係数の低減に差がある。
光照射すると大幅に動摩擦係数を低減させることができ
る。図３の場合、図４の場合のいずれも、光を照射しな
い場合と比較して、動摩擦係数が小さくなっている。こ
こで、比較例で使用したガスは、ＣＨＦ₃である。ま
た、前記フッ素炭素化合物ガスを混合させないガス量０
の従来例と比較しても大きく改善されている。

【００４０】本実施例では、波長約１８５ｎｍ、４３０
ｎｍ、１．１μｍの３種類の光照射を実施したが、光照
射の波長による効果の相違については、以下のように考
えられる。すなわち、遠赤外から紫外域までの波長の中
で、より短波長の１８５ｎｍ、４３０ｎｍの場合は、照
射光がガス分子を光励起する効果、一方１．１μｍの場
合は、基板表面を熱的に励起する効果によって、ＤＬＣ
膜中及び表面にフッ素基が安定に固定される。

【００４１】尚、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈ガスを用いた場合につ
いても上記と同様な効果が得られる。また、混合するガ
スは、一種類のみに限らず、複数種を適宜併用してもよ
い。更に、他の目的によるガスを併せて混合することも
可能である。

【００４２】以上のように、フッ素炭素化合物のガスを
混合した成膜原料ガスを用いてＥＣＲプラズマＣＶＤに
よってＤＬＣ膜を成膜する際に、光照射を行いながら成
膜することで、大幅に動摩擦係数を低減できる。（実施の形態２）図１０は、実施の形態２におけるダイ
ヤモンド状炭素膜の表面処理方法を実施するための、ス
パッタ装置の概要図である。スパッタ室１１に、ターゲ
ット１２、基板ホルダー１３、ガス導入口１６が設けら
れている。基板ホルダー１３には、バイアス電圧電源１
５が接続されている。ＤＬＣ膜をコーティングした表面
処理する基板１４を基板ホルダー１３に固定し、スパッ
タ室１１に搬送して、高真空になるまで真空引きを行
う。その後、ガス導入口１６よりアルゴンガスを導入
し、続いてフッ素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、
Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈のガスのいずれかのガスを導入する。以
下に言及するガス量は、アルゴンガスと混合させたフッ
素炭素化合物ガスの全ガス量に対する、フッ素炭素化合
物ガスの割合である。

【００４３】次に基板１４表面に内部に固定した光源
（図示せず）から光を照射する。光源は、プラズマの影
響が少なく、基板１４表面に光が照射される位置に固定
した。光の照射を開始した後、バイアス電圧電源１５を
入れて放電させ、基板１４表面のＤＬＣ膜の処理を行っ
た。ここで、電源は、直流でも高周波の交流でもどちら
でも用いることができる。処理は、光の波長を変えて最
大３０秒間行った。この時のプラズマ生成のための投入
電力は５０Ｗ、ガス圧は３ｍＴｏｒｒであった。

【００４４】図５は、実施の形態２に基づく実施例にお
いて表面処理されたＤＬＣ膜について、動摩擦係数を測
定した結果を示す。各例はそれぞれ、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、
Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈のガスを、ガス量として３％ア
ルゴンガスに混合して使用した場合である。光照射光源
の波長は１８５ｎｍである。動摩擦係数の値としては、
実施の形態１で用いたピンオンディスク法より求めた値
で、図１に示したような安定化した状態における値を用
いた。比較例としては、ＣＨＦ₃ガスを使用し、光を照
射せずに処理を行った場合を示した。図５より、比較例
と比較して、１８５ｎｍの光を照射して処理すること
で、動摩擦係数は小さくできることが判る。同様に、図
６は波長４３０ｎｍ、図７は波長１．１μｍの光を照射
した場合を示す。図６、７の例では、いずれも光を照射
することで、動摩擦係数が大幅に低減している。

【００４５】以上のように、フッ素炭素化合物ＣＦ₄、
ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、またはＣ ₄Ｆ₈ガスを含むプ
ラズマにより、光照射を行いながらＤＬＣ膜表面をプラ
ズマ処理することにより、ＤＬＣ膜とディスクとの動摩
擦係数を大幅に低減することができる。なおフッ素炭素
化合物のガスは、一種類のみに限らず、複数種を適宜併
用してもよい。また、他の目的によるガスを併せて含む
ことも可能である。

【００４６】（実施の形態３）実施の形態３は、実施の
形態１で説明したＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用い、混
合ガスを入れないで形成した従来例と同様のＤＬＣ膜
に、イオンビームを照射することにより動摩擦係数を低
減させるものである。

【００４７】図１１は、本実施の形態におけるダイヤモ
ンド状炭素膜の表面処理方法を実施するための、イオン
ビーム処理装置の概要図である。イオンビーム処理室１
７には、イオン源１８、基板ホルダー１９、及びガス導
入口２１が設けられている。

【００４８】まず、ＤＬＣ膜をコーティングした表面処
理する基板２０を、基板ホルダー１９に固定し、イオン
ビーム処理室１７に設置して、高真空になるまで真空引
きを行う。その後、ガス導入口２１よりアルゴンガスを
導入し、続いてフッ素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂
Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈のいずれかのガスをガス導入口２
１から導入する。以下に言及するガス量は、アルゴンガ
スと混合させたフッ素炭素化合物ガスの全ガス量に対す
る、フッ素炭素化合物ガスの割合である。イオンビーム
は、３００Ｖ、４００ｍＡで生成させた。

【００４９】図８は、実施の形態３に基づく実施例にお
いて表面処理されたＤＬＣ膜について、動摩擦係数を測
定した結果を示す。各例はそれぞれ、アルゴンガスにフ
ッ素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈
のいずれかのガスを混合したときの、動摩擦係数と混合
ガス量との関係を示す。処理時間は約１０秒とした。

【００５０】処理時間は、長すぎるとＤＬＣ膜の膜厚に
影響を及ぼし、また、スライダーＡＢＳ表面に存在する
素子に対しても劣化などの悪影響を与える。これはＤＬ
Ｃの膜質とも関係があり、各要因に応じて最適処理時間
を決めればよい。

【００５１】図８より、従来例の何も処理を行わないＤ
ＬＣ膜に対して、フッ素炭素化合物のガスを混合したイ
オンビームを表面に照射することで、動摩擦係数が大幅
に低減することが判る。

【００５２】以上のように、ＥＣＲプラズマＣＶＤによ
ってＤＬＣ膜を成膜する際に、アルゴンガスにフッ素炭
素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈のい
ずれかのガスを混合したイオンビームで処理を行うこと
で、大幅に動摩擦係数を低減できる。なおフッ素炭素化
合物のガスは、一種類のみに限らず、複数種を適宜併用
してもよい。また、他の目的によるガスを併せて含むこ
とも可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明のＤＬＣ膜の形成方法によれば、
ＤＬＣ膜中及び表面のフッ素基を安定化する作用によ
り、動摩擦係数を低減させ、その結果、ＤＬＣ膜の超薄
膜化と高耐摩耗性とを両立させることが可能となる。従
って、薄膜磁気ヘッドスライダーに対する更なる高密度
化の要求に対して、高い信頼性を確保することができ
る。

【００５４】また、本発明のＤＬＣ膜の表面処理方法に
よれば、上記と同様に動摩擦係数を低減させ、その結
果、ＤＬＣ膜とディスクとの動摩擦係数を設定すること
が可能となり、低浮上量化による耐摩耗性向上、ＤＬＣ
膜厚の薄層化など様々な要求に対する自由度が拡がる。
更に成膜と同じ装置で処理が行えるため、連続してＤＬ
Ｃ膜の処理を行うことができるので、新規設備の必要が
無くコストアップを抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における形成方法により成膜さ
れたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とディスク回転
回数の関係を示す図

【図２】実施の形態１における形成方法により成膜さ
れたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とガス量の関係
を示す図

【図３】実施の形態１における形成方法により成膜さ
れたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とガス量の関係
を示す図

【図４】実施の形態１における形成方法により成膜さ
れたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とガス量の関係
を示す図

【図５】実施の形態２における表面処理方法により処
理されたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とプラズマ
処理時間の関係を示す図

【図６】実施の形態２における表面処理方法により処
理されたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とプラズマ
処理時間の関係を示す図

【図７】実施の形態２における表面処理方法により処
理されたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とプラズマ
処理時間の関係を示す図

【図８】実施の形態３における表面処理方法により処
理されたダイヤモンド状炭素膜の動摩擦係数とイオンビ
ーム処理時間の関係を示す図

【図９】実施の形態１において用いるＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ装置の概要図

【図１０】実施の形態２において用いるプラズマ処理
装置の概要図

【図１１】実施の形態３において用いるイオンビーム
処理装置の概要図

【符号の説明】

１、１６、２１ガス導入口２ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置３高周波電源４マイクロ波発振器５導波管６マグネット７プラズマ室８プラズマ９、１３、１９基板ホルダー１０、１４、２０基板１１スパッタ室１２ターゲット１５バイアス電圧電源１７イオンビーム処理室１８イオン源

フロントページの続き (72)発明者末永辰敏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4G046 CA01 CB01 CB03 CB08 CC06 4K030 AA04 AA10 BA28 BB12 CA03 CA04 CA05 CA12 DA08 FA02 FA12 LA19 5D042 NA02 PA08 RA02 SA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマＣＶＤによりダイヤモンド状炭
素膜を成膜する方法において、成膜原料ガス中に、フッ
素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ
₄Ｆ₈のガスから選ばれた少なくとも一種のガスを混合す
るとともに、基板面に遠赤外線から紫外線域までのいず
れかの波長の光を照射しながら成膜することを特徴とす
るダイヤモンド状炭素膜の形成方法。
【請求項２】成膜原料ガスが、メタン、エチレン、及
びアセチレン等の炭素水素系のガスから選ばれた少なく
とも一種である請求項１に記載のダイヤモンド状炭素膜
の形成方法。
【請求項３】プラズマＣＶＤにより基板上に成膜され
たダイヤモンド状炭素膜の表面処理方法であって、フッ
素炭素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ
₄Ｆ₈のガスから選ばれた少なくとも一種のガスを含むプ
ラズマにより、前記基板面に遠赤外線から紫外線域まで
のいずれかの波長の光を照射しながら表面を処理するこ
とを特徴とするダイヤモンド状炭素膜の表面処理方法。
【請求項４】基板上に成膜されたダイヤモンド状炭素
膜の表面処理方法であって、アルゴンガスと、フッ素炭
素化合物ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、及びＣ₄Ｆ₈
のガスから選ばれた少なくとも一種とを含むガスのイオ
ンビームを表面に照射することを特徴とするダイヤモン
ド状炭素膜の表面処理方法。
【請求項５】薄膜磁気ヘッドのスライダー摺動面にダ
イヤモンド状炭素膜を成膜することを特徴とする請求項
１または２に記載のダイヤモンド状炭素膜の形成方法。
【請求項６】薄膜磁気ヘッドのスライダー摺動面に形
成したダイヤモンド状炭素膜を処理することを特徴とす
る請求項３または４に記載のダイヤモンド状炭素膜の表
面処理方法。