JP2000149270A - 光ディスクメモリの読み取り方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ディスクや磁気テープ等の記録媒体を保護す
るために、その表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカー
ボン)膜をＣＶＤ法で成膜する。 【解決手段】１５〜１００Ｔｏｒｒの圧力で、かつ電極
間隔を６ｍｍ以下とすることにより、高密度のプラズマ
を形成し、アノード側にイオンシースを形成する。そし
て、イオンのボンバードメントを利用してＤＬＣ膜を形
成する。また成膜中に、基体に対して超音波振動を与え
つつ成膜を行う。この結果、ＤＬＣ膜のピンホール数を
３０個／ｍｍ2にできる。
るために、その表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカー
ボン)膜をＣＶＤ法で成膜する。 【解決手段】１５〜１００Ｔｏｒｒの圧力で、かつ電極
間隔を６ｍｍ以下とすることにより、高密度のプラズマ
を形成し、アノード側にイオンシースを形成する。そし
て、イオンのボンバードメントを利用してＤＬＣ膜を形
成する。また成膜中に、基体に対して超音波振動を与え
つつ成膜を行う。この結果、ＤＬＣ膜のピンホール数を
３０個／ｍｍ2にできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高耐久性の高記録
密度を有する量産性に優れた磁気記録媒体を高分子基板
材料上に形成する製造装置、および形成方法に関するも
のである。特に耐摩耗性、潤滑性の機能が要求される保
護膜の形成装置及び形成方法に関するものである。その
産業上の利用分野は映像機器、及び情報機器分野等多岐
にわたる。
密度を有する量産性に優れた磁気記録媒体を高分子基板
材料上に形成する製造装置、および形成方法に関するも
のである。特に耐摩耗性、潤滑性の機能が要求される保
護膜の形成装置及び形成方法に関するものである。その
産業上の利用分野は映像機器、及び情報機器分野等多岐
にわたる。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録媒体は高密度化の傾向に
ある。従来の磁気記録媒体の例としては、オーディオ，
ビデオ用テープ材料に用いられるγ−Ｆｅ2 Ｏ3 粉末，
ＣｒＯ粉末，純鉄粉末等を研磨材，バインダーと共に高
分子基板材料上に塗布した塗布型のものが知られてい
る。さらに性能の高い磁気記録媒体では金属磁性材料を
蒸着したものが用いられる。
ある。従来の磁気記録媒体の例としては、オーディオ，
ビデオ用テープ材料に用いられるγ−Ｆｅ2 Ｏ3 粉末，
ＣｒＯ粉末，純鉄粉末等を研磨材，バインダーと共に高
分子基板材料上に塗布した塗布型のものが知られてい
る。さらに性能の高い磁気記録媒体では金属磁性材料を
蒸着したものが用いられる。
【０００３】また、これらの磁気記録媒体の表面に炭素
を主成分とする被膜（炭素膜、ＤＬＣや硬質炭素膜とも
呼ばれる）を成膜し、表面保護、耐摩耗性あるいは潤滑
性を有せしめる技術が知られている。この炭素を主成分
とする被膜はプラズマＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法に
より形成されるのが普通である。
を主成分とする被膜（炭素膜、ＤＬＣや硬質炭素膜とも
呼ばれる）を成膜し、表面保護、耐摩耗性あるいは潤滑
性を有せしめる技術が知られている。この炭素を主成分
とする被膜はプラズマＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法に
より形成されるのが普通である。
【０００４】代表的なプラズマＣＶＤ法は高周波電圧給
電側（カソード）に基板を設置し、カソード近傍に形成
されるセルフバイアスを用いて高硬度膜を作製してい
る。一般に、接地電極（アノード）側では硬度の高い炭
素膜は形成できない。
電側（カソード）に基板を設置し、カソード近傍に形成
されるセルフバイアスを用いて高硬度膜を作製してい
る。一般に、接地電極（アノード）側では硬度の高い炭
素膜は形成できない。
【０００５】平行平板型のプラズマＣＶＤ法を用いて炭
素を主成分とする被膜を成膜せんとする場合、磁気記憶
媒体の基体となる有機樹脂基板はカソード電極側に設置
せねばならない。高密度記録用の磁気記録媒体は一般に
金属磁性材料を蒸着して得られるので、このような基体
をカソード電極に接触させると基体が電極の一部のよう
になり高周波電界が漏れて、好ましくない領域で放電が
発生してしまう。このような放電は基体である有機樹脂
フィルムを破損する可能性が高く、生産の安定性や信頼
性の点で問題があった。
素を主成分とする被膜を成膜せんとする場合、磁気記憶
媒体の基体となる有機樹脂基板はカソード電極側に設置
せねばならない。高密度記録用の磁気記録媒体は一般に
金属磁性材料を蒸着して得られるので、このような基体
をカソード電極に接触させると基体が電極の一部のよう
になり高周波電界が漏れて、好ましくない領域で放電が
発生してしまう。このような放電は基体である有機樹脂
フィルムを破損する可能性が高く、生産の安定性や信頼
性の点で問題があった。
【０００６】また、ロールツウロール式の磁性層作製プ
ロセスと同時に保護膜である硬質炭素膜を形成しようと
すると、炭素膜の成膜速度が遅く、不可能であった。
ロセスと同時に保護膜である硬質炭素膜を形成しようと
すると、炭素膜の成膜速度が遅く、不可能であった。
【０００７】また従来より、ダイヤモンド状の炭素被膜
を成膜する技術が知られている。このダイヤモンド状の
炭素被膜は、ダイヤモンド構造を有した炭素被膜であ
り、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜とも呼ば
れている。以下このような炭素被膜を硬質炭素被膜とい
う。
を成膜する技術が知られている。このダイヤモンド状の
炭素被膜は、ダイヤモンド構造を有した炭素被膜であ
り、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜とも呼ば
れている。以下このような炭素被膜を硬質炭素被膜とい
う。
【０００８】このような硬質炭素被膜は、樹脂や高分子
フィルムの表面にコーティングされ、耐磨耗層や保護膜
として用いることができる。このような硬質炭素被膜を
形成する方法として、図１１に示すような成膜装置が知
られている。図１１に示す成膜装置は真空容器１１１内
に、一対の電極１１２、１１４が設けられており、一方
の電極１１２は高周波（一般には１３．５６ＭＨｚ）電
源１１５に接続されており、一方の電極１１４は接地さ
れている。成膜がされる基板または基体は、１１３で示
され、高周波電力が供給される電極１１２側に配置され
る。また、図示はしないが、反応性気体の供給系や排気
系、さらには給電のための整合装置が設けられている。
フィルムの表面にコーティングされ、耐磨耗層や保護膜
として用いることができる。このような硬質炭素被膜を
形成する方法として、図１１に示すような成膜装置が知
られている。図１１に示す成膜装置は真空容器１１１内
に、一対の電極１１２、１１４が設けられており、一方
の電極１１２は高周波（一般には１３．５６ＭＨｚ）電
源１１５に接続されており、一方の電極１１４は接地さ
れている。成膜がされる基板または基体は、１１３で示
され、高周波電力が供給される電極１１２側に配置され
る。また、図示はしないが、反応性気体の供給系や排気
系、さらには給電のための整合装置が設けられている。
【０００９】図１１に示すプラズマＣＶＤ装置は、高周
波電源が接続された電極側、即ち接地電極の反対側の電
極側、さらには基体側に電子が帯電するので、自己バイ
アスの作用によって基体側に膜の高品質化に寄与するＨ
+ イオンやＨラジカルが衝突し、ダイヤモンド構造を有
する炭素皮膜を形成できる。
波電源が接続された電極側、即ち接地電極の反対側の電
極側、さらには基体側に電子が帯電するので、自己バイ
アスの作用によって基体側に膜の高品質化に寄与するＨ
+ イオンやＨラジカルが衝突し、ダイヤモンド構造を有
する炭素皮膜を形成できる。
【００１０】この様な硬質炭素被膜は、磁気テープや光
磁気ディスク等の磁気記録媒体の保護膜として利用する
ことができる。これら磁気記録媒体は、磁性材料を利用
するものであり、異物が混入したり、傷つけられたりす
るのを防ぐために、保護する必要がある。
磁気ディスク等の磁気記録媒体の保護膜として利用する
ことができる。これら磁気記録媒体は、磁性材料を利用
するものであり、異物が混入したり、傷つけられたりす
るのを防ぐために、保護する必要がある。
【００１１】このような技術として、特公平３−２３９
７３号公報に記載されているような技術がある。この公
報には、高周波放電に加えて、ＤＣバイアスを印加する
ことによって、ピンホールが１０2 〜１０5 個／ｍｍ2
形成された炭素被膜を磁気記録媒体表面に形成すること
が記載されている。
７３号公報に記載されているような技術がある。この公
報には、高周波放電に加えて、ＤＣバイアスを印加する
ことによって、ピンホールが１０2 〜１０5 個／ｍｍ2
形成された炭素被膜を磁気記録媒体表面に形成すること
が記載されている。
【００１２】しかしながら、本発明者らの実験によれ
ば、ピンホールの存在する硬質炭素被膜は、ピンホール
中に水分等が侵入して、保護膜としての長期信頼性には
欠けるものであることが判明した。また、硬質炭素被膜
の硬度や密着性とピンホールの存在を無くすこととは、
必ずしも両立しないことが判明した。
ば、ピンホールの存在する硬質炭素被膜は、ピンホール
中に水分等が侵入して、保護膜としての長期信頼性には
欠けるものであることが判明した。また、硬質炭素被膜
の硬度や密着性とピンホールの存在を無くすこととは、
必ずしも両立しないことが判明した。
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
導電性である金属磁性層を有する磁気記録媒体表面に安
定に高い信頼性で硬質炭素膜を生産できる装置を提供す
ることを目的とする。
導電性である金属磁性層を有する磁気記録媒体表面に安
定に高い信頼性で硬質炭素膜を生産できる装置を提供す
ることを目的とする。
【００１３】すなわち、接地電極であるアノードに接触
させた状態で十分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が
形成できる装置を提供する。
させた状態で十分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が
形成できる装置を提供する。
【００１４】本発明の別の目的は、磁性層作製プロセス
と同時に保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度の、
高速成膜が可能な装置を提供することである。
と同時に保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度の、
高速成膜が可能な装置を提供することである。
【００１５】さらに、本発明の目的は、高速成膜を達成
することによる新たな問題である、電極の汚れに起因す
るフレークの発生を抑制できる装置を提供することを目
的とする。
することによる新たな問題である、電極の汚れに起因す
るフレークの発生を抑制できる装置を提供することを目
的とする。
【００１６】また本発明は、緻密で高い硬度と密着性を
有し、かつピンホールの少ない硬質炭素被膜を磁気記録
媒体の保護膜として形成することを目的とする。
有し、かつピンホールの少ない硬質炭素被膜を磁気記録
媒体の保護膜として形成することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁エネルギ
ーが印加される第１の電極と、接地された第２の電極を
対向して配置し、高周波電界の印加により、該第１およ
び第２の電極間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導
入した原料ガスを活性化せしめて被膜を形成する被膜形
成装置において、前記第１の電極と第２の電極の間隔は
６ｍｍ以下であり、かつ、前記電極間の圧力は１５Ｔｏ
ｒｒから１００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被
膜形成装置である。
ーが印加される第１の電極と、接地された第２の電極を
対向して配置し、高周波電界の印加により、該第１およ
び第２の電極間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導
入した原料ガスを活性化せしめて被膜を形成する被膜形
成装置において、前記第１の電極と第２の電極の間隔は
６ｍｍ以下であり、かつ、前記電極間の圧力は１５Ｔｏ
ｒｒから１００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被
膜形成装置である。
【００１８】電磁エネルギーとしては、数十ＫＨｚ〜数
ＧＨｚの周波数を用いることができる。一般には、１
３．５６ＭＨｚの高周波が利用される。また、複数の周
波数を組み合わせたものを電磁エネルギーとして用いて
もよい。例えば、１〜２００Ｈｚの極低周波と、１ＫＨ
ｚ〜１ＭＨｚの低周波、さらに１０〜１００ＭＨｚの高
周波を組み合わせて電磁エネルギーとする方法を採用し
てもよい。即ち、それぞれの周波数が有する特質を複数
組み合わせる方法を採用してもよい。
ＧＨｚの周波数を用いることができる。一般には、１
３．５６ＭＨｚの高周波が利用される。また、複数の周
波数を組み合わせたものを電磁エネルギーとして用いて
もよい。例えば、１〜２００Ｈｚの極低周波と、１ＫＨ
ｚ〜１ＭＨｚの低周波、さらに１０〜１００ＭＨｚの高
周波を組み合わせて電磁エネルギーとする方法を採用し
てもよい。即ち、それぞれの周波数が有する特質を複数
組み合わせる方法を採用してもよい。
【００１９】また本発明は、第１および第２の電極の間
隔が６ｍｍ以下で、かつ、圧力が１５Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの間であれば、基体を接地電極である第二の
電極に接触させていても高硬度な炭素膜の形成が可能で
あるという点が主旨であり、発明人の実験的な知見によ
るものである。
隔が６ｍｍ以下で、かつ、圧力が１５Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの間であれば、基体を接地電極である第二の
電極に接触させていても高硬度な炭素膜の形成が可能で
あるという点が主旨であり、発明人の実験的な知見によ
るものである。
【００２０】本発明人は上記の知見に先立ち、一般に、
プラズマＣＶＤで選択される圧力領域（１０ｍＴｏｒｒ
から１Ｔｏｒｒ）よりかなり高い圧力領域（５Ｔｏｒｒ
から７６０Ｔｏｒｒ）での、プラズマの物性を観察し
た。このような一般に考えられるものより高い圧力範囲
に着目したのは、通常のプラズマＣＶＤの成膜速度を桁
違いに向上させたいと考えたからである。
プラズマＣＶＤで選択される圧力領域（１０ｍＴｏｒｒ
から１Ｔｏｒｒ）よりかなり高い圧力領域（５Ｔｏｒｒ
から７６０Ｔｏｒｒ）での、プラズマの物性を観察し
た。このような一般に考えられるものより高い圧力範囲
に着目したのは、通常のプラズマＣＶＤの成膜速度を桁
違いに向上させたいと考えたからである。
【００２１】プラズマＣＶＤでの成膜素過程（ラジカル
の発生、基板表面への輸送、表面での反応）を考慮すれ
ば、 （１）成膜の前駆体となるラジカル密度の向上 （２）ラジカルの基体表面への輸送効率の向上 の２点を改善できれば成膜速度が向上することが理解で
きる。プラズマＣＶＤの場合はラジカルはプラズマ空間
全体で発生しており、ラジカルの輸送よりは発生の方が
成膜速度への影響は大きいと推察できる。ラジカル密度
の増加は反応圧力の上昇で可能と期待できる。つまり、
高い圧力領域での成膜は高速成膜になることが期待でき
る。
の発生、基板表面への輸送、表面での反応）を考慮すれ
ば、 （１）成膜の前駆体となるラジカル密度の向上 （２）ラジカルの基体表面への輸送効率の向上 の２点を改善できれば成膜速度が向上することが理解で
きる。プラズマＣＶＤの場合はラジカルはプラズマ空間
全体で発生しており、ラジカルの輸送よりは発生の方が
成膜速度への影響は大きいと推察できる。ラジカル密度
の増加は反応圧力の上昇で可能と期待できる。つまり、
高い圧力領域での成膜は高速成膜になることが期待でき
る。
【００２２】成膜素過程にはさらに、 （３）膜表面での反応（表面脱離の抑制） も考えられるが、プラズマＣＶＤのような低温プロセス
の場合は表面反応律速になることはなく、成膜速度への
膜表面での反応過程は寄与しない。ただし、硬質炭素膜
を製膜する場合は表面でのイオンの作用が膜質におおき
く影響する。すなわち、硬質炭素膜では成膜中にイオン
のボンバードメントを積極的に作用させ、膜中の強い結
合を残し、弱い結合を切断しつつ成膜するものだからで
ある。よって、一般にはカソード側に基板を設置し、セ
ルフバイアスを用いて成膜する。
の場合は表面反応律速になることはなく、成膜速度への
膜表面での反応過程は寄与しない。ただし、硬質炭素膜
を製膜する場合は表面でのイオンの作用が膜質におおき
く影響する。すなわち、硬質炭素膜では成膜中にイオン
のボンバードメントを積極的に作用させ、膜中の強い結
合を残し、弱い結合を切断しつつ成膜するものだからで
ある。よって、一般にはカソード側に基板を設置し、セ
ルフバイアスを用いて成膜する。
【００２３】ラジカル密度の増加を成膜時の圧力増加で
実現するとしても、ラジカル発生の前提となるプラズマ
が、圧力上昇によりその物性を大きく変化させては意味
がない。そこで、本発明人は先に述べた通り、高い圧力
領域（５Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒ）でのプラズマを
観察した。
実現するとしても、ラジカル発生の前提となるプラズマ
が、圧力上昇によりその物性を大きく変化させては意味
がない。そこで、本発明人は先に述べた通り、高い圧力
領域（５Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒ）でのプラズマを
観察した。
【００２４】まず、高い圧力領域（５Ｔｏｒｒから７６
０Ｔｏｒｒ）でプラズマを発生させるための要件であ
る。従来、低圧グロー放電が、１０ｍＴｏｒｒから１Ｔ
ｏｒｒの圧力領域で生成されていたのは、該圧力領域で
最も放電が生成しやすい（すなわち、放電が安定であ
る）からである。ある電極間隔ｄ（通常の低圧グローの
場合ｄ＝数十ｍｍ）の平行平板電極の間に存在する粒子
が、電子と衝突する回数（電子は電極間の電界で加速さ
れ、一方の電極からもう一方の電極の方向に飛翔してい
ると仮定する）は、その雰囲気の圧力に比例する（平均
自由行程に逆比例する）。すなわち、圧力が低く、衝突
回数が少ないと、電子は十分なエネルギーを持つため、
衝突すれば粒子の電離はおこるものの、低圧力のため粒
子自体が少なく、プラズマに成りえない。一方、圧力が
高いと、電子の衝突回数が増加し、次の衝突までに電子
は十分なエネルギーを持ちえず、衝突しても粒子をイオ
ン化することができない。これは、パッシェンの法則と
して知られているもので、放電開始電圧Ｖが、圧力ｐと
電極間隔ｄの積（ｐｄ積）の関数になり、あるｐｄ積の
値で最低放電開始電圧Ｖｍｉｎが存在するというもので
ある。
０Ｔｏｒｒ）でプラズマを発生させるための要件であ
る。従来、低圧グロー放電が、１０ｍＴｏｒｒから１Ｔ
ｏｒｒの圧力領域で生成されていたのは、該圧力領域で
最も放電が生成しやすい（すなわち、放電が安定であ
る）からである。ある電極間隔ｄ（通常の低圧グローの
場合ｄ＝数十ｍｍ）の平行平板電極の間に存在する粒子
が、電子と衝突する回数（電子は電極間の電界で加速さ
れ、一方の電極からもう一方の電極の方向に飛翔してい
ると仮定する）は、その雰囲気の圧力に比例する（平均
自由行程に逆比例する）。すなわち、圧力が低く、衝突
回数が少ないと、電子は十分なエネルギーを持つため、
衝突すれば粒子の電離はおこるものの、低圧力のため粒
子自体が少なく、プラズマに成りえない。一方、圧力が
高いと、電子の衝突回数が増加し、次の衝突までに電子
は十分なエネルギーを持ちえず、衝突しても粒子をイオ
ン化することができない。これは、パッシェンの法則と
して知られているもので、放電開始電圧Ｖが、圧力ｐと
電極間隔ｄの積（ｐｄ積）の関数になり、あるｐｄ積の
値で最低放電開始電圧Ｖｍｉｎが存在するというもので
ある。
【００２５】すなわち、高い圧力領域でプラズマを生成
するには、短い自由行程間で粒子を電離するに十分な電
界を電子に与える必要がある。これは電極間隔ｄを小さ
くすることと、電極間に印加する電圧を上げることで対
処できる。
するには、短い自由行程間で粒子を電離するに十分な電
界を電子に与える必要がある。これは電極間隔ｄを小さ
くすることと、電極間に印加する電圧を上げることで対
処できる。
【００２６】ただし、電極間に印加する電圧を上げるこ
とによる効果には限界がある。すなわち、グロー放電の
場合、プラズマ内での電界分布は一様ではなく、電界は
電極近傍に形成されるシース部に最も大きくかかる。次
に、シース部に続く陽光柱部にかかる。シース部の長さ
はプラズマに特有のデバイ長さ程度であり、空間的に大
部分を占める陽光柱にはあまり電界はかからない。よっ
て、電極間に、多大な電圧を印加したとしても、空間的
に大部分を占める陽光柱部での実質的な電界増加はあま
り見込めない。もっとも、電極間電圧の増加分はシース
部にかかるため、該領域での電離は促進される。シース
部にかかる電界が限度を越えると、加速された電子が電
極表面に衝突し、電極を加熱する事による電極からの熱
電子放出が発生してくる。グロー放電の場合の電極から
の電子放出機構は電界放出および二次電子放出である
が、熱電子放出が発生すると、電極からの電子放出に費
やされる電界がほとんどなくなり、その分の電界はシー
ス部にかかるようになる。そうなると、シース部の電子
はさらに加速されて電極を加熱し、電極電位が維持され
る限り熱暴走を起こしてしまう。このような状態は負性
抵抗であり、全路にわたって電流が流れるとアーク放電
に移行する。
とによる効果には限界がある。すなわち、グロー放電の
場合、プラズマ内での電界分布は一様ではなく、電界は
電極近傍に形成されるシース部に最も大きくかかる。次
に、シース部に続く陽光柱部にかかる。シース部の長さ
はプラズマに特有のデバイ長さ程度であり、空間的に大
部分を占める陽光柱にはあまり電界はかからない。よっ
て、電極間に、多大な電圧を印加したとしても、空間的
に大部分を占める陽光柱部での実質的な電界増加はあま
り見込めない。もっとも、電極間電圧の増加分はシース
部にかかるため、該領域での電離は促進される。シース
部にかかる電界が限度を越えると、加速された電子が電
極表面に衝突し、電極を加熱する事による電極からの熱
電子放出が発生してくる。グロー放電の場合の電極から
の電子放出機構は電界放出および二次電子放出である
が、熱電子放出が発生すると、電極からの電子放出に費
やされる電界がほとんどなくなり、その分の電界はシー
ス部にかかるようになる。そうなると、シース部の電子
はさらに加速されて電極を加熱し、電極電位が維持され
る限り熱暴走を起こしてしまう。このような状態は負性
抵抗であり、全路にわたって電流が流れるとアーク放電
に移行する。
【００２７】よって、高い圧力領域でのプラズマ生成に
は電極間隔の小さくすることが効果がある。ただし、電
極間隔の下限値も存在する。プラズマを存在させるに
は、電極間隔はデバイ距離の数倍は少なくとも必要であ
る。デバイ距離λは以下の式で表される。 λ＝（ε0 ・κ・Ｔｅ／ｑ2 ・Ｎｅ）1/2 ただし、ε0 は真空の誘電率 κはボルツマン定数 ｑは電荷素量 Ｔｅは電子温度 Ｎｅは電荷密度である。本発明のプラズマは電子密度が
１０15／ｍ3 、電子温度が２ｅＶ程度であることよりデ
バイ距離は約０．３ｍｍとなる。よって、電極間隔は１
ｍｍ以上あることが望ましい。
は電極間隔の小さくすることが効果がある。ただし、電
極間隔の下限値も存在する。プラズマを存在させるに
は、電極間隔はデバイ距離の数倍は少なくとも必要であ
る。デバイ距離λは以下の式で表される。 λ＝（ε0 ・κ・Ｔｅ／ｑ2 ・Ｎｅ）1/2 ただし、ε0 は真空の誘電率 κはボルツマン定数 ｑは電荷素量 Ｔｅは電子温度 Ｎｅは電荷密度である。本発明のプラズマは電子密度が
１０15／ｍ3 、電子温度が２ｅＶ程度であることよりデ
バイ距離は約０．３ｍｍとなる。よって、電極間隔は１
ｍｍ以上あることが望ましい。
【００２８】上記の通り、１Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒ
ｒまでの圧力での放電は可能であるが、プラズマの物性
は大きく変化する。１００Ｔｏｒｒ程度から７６０Ｔｏ
ｒｒの圧力領域では、通常の電極構造では先に示したア
ーク放電への移行メカニズムにも示したように、放電が
不安定になりやすい。そこで、本発明人の他の発明であ
る大気圧放電の発生方法を利用することができる。
ｒまでの圧力での放電は可能であるが、プラズマの物性
は大きく変化する。１００Ｔｏｒｒ程度から７６０Ｔｏ
ｒｒの圧力領域では、通常の電極構造では先に示したア
ーク放電への移行メカニズムにも示したように、放電が
不安定になりやすい。そこで、本発明人の他の発明であ
る大気圧放電の発生方法を利用することができる。
【００２９】放電が負性抵抗を示しても系全体で負性抵
抗を示さないように電極表面に耐熱性の誘電体を挿入す
る。該誘電体が正抵抗を持つため、系全体では正抵抗と
なる。この場合、誘電体が等価回路的には直列に入るた
め、電極間に印加する電界は交流とする必要がある。
抗を示さないように電極表面に耐熱性の誘電体を挿入す
る。該誘電体が正抵抗を持つため、系全体では正抵抗と
なる。この場合、誘電体が等価回路的には直列に入るた
め、電極間に印加する電界は交流とする必要がある。
【００３０】さらに、該領域では、圧力が高く、空間中
でのイオンおよび電子の衝突・再結合の確率が大きくな
り、プラズマが消滅しやすくなる。よって、イオンおよ
び電子の拡散（特にイオンの拡散）を促進してプラズマ
を広げる必要がある。そのために、準安定状態を有する
希ガス特にヘリウムもしくはアルゴンの添加が効果があ
る。希ガスは全ガスの８０％以上とするのが好ましい。
でのイオンおよび電子の衝突・再結合の確率が大きくな
り、プラズマが消滅しやすくなる。よって、イオンおよ
び電子の拡散（特にイオンの拡散）を促進してプラズマ
を広げる必要がある。そのために、準安定状態を有する
希ガス特にヘリウムもしくはアルゴンの添加が効果があ
る。希ガスは全ガスの８０％以上とするのが好ましい。
【００３１】また、磁場を作用させてプラズマを構成す
る粒子を拡散させることも効果がある。磁場の分布は電
極の中心部より外部の方向に磁束を発散させるようにす
ると良い。こうすると、発散する磁束に沿って電子がド
リフトし、該電子のつくる電場を打ち消すように陽イオ
ンが引き寄せられる。結果としてプラズマが拡散する事
となる。
る粒子を拡散させることも効果がある。磁場の分布は電
極の中心部より外部の方向に磁束を発散させるようにす
ると良い。こうすると、発散する磁束に沿って電子がド
リフトし、該電子のつくる電場を打ち消すように陽イオ
ンが引き寄せられる。結果としてプラズマが拡散する事
となる。
【００３２】前記のように、１００Ｔｏｒｒ程度から７
６０Ｔｏｒｒの圧力領域では、電極表面の誘電体と希ガ
スの添加が必要であるが、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧
力領域では、誘電体と希ガスは必ずしも必要ではない。
しかし、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧力領域での誘電体
と希ガスの存在は放電を安定させる効果があり有効であ
る。ただし、コストの上昇と成膜速度の低下を招く要素
となる。
６０Ｔｏｒｒの圧力領域では、電極表面の誘電体と希ガ
スの添加が必要であるが、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧
力領域では、誘電体と希ガスは必ずしも必要ではない。
しかし、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧力領域での誘電体
と希ガスの存在は放電を安定させる効果があり有効であ
る。ただし、コストの上昇と成膜速度の低下を招く要素
となる。
【００３３】本発明人は、前記の手段をもちいて、５Ｔ
ｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒでのプラズマの物性を観察し
た。実験に用いたガスはアルゴンで、電極はプラズマ安
定化のため誘電体を挿入したものを用いた。誘電体は
０．５ｍｍ厚さの焼結アルミナを用いた。高周波の周波
数は１３．５６ＭＨｚである。
ｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒでのプラズマの物性を観察し
た。実験に用いたガスはアルゴンで、電極はプラズマ安
定化のため誘電体を挿入したものを用いた。誘電体は
０．５ｍｍ厚さの焼結アルミナを用いた。高周波の周波
数は１３．５６ＭＨｚである。
【００３４】プラズマの代表的な物性値として電子温度
（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）とプラズマを維持するに必
要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇ
ｅ）を測定した。電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）
はラングミュアプローブ法（シングルプローブ法）を用
いて、プラズマを維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓ
ｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）は電源の端子電圧を
測定した。結果を図７及び図９に示す。
（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）とプラズマを維持するに必
要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇ
ｅ）を測定した。電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）
はラングミュアプローブ法（シングルプローブ法）を用
いて、プラズマを維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓ
ｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）は電源の端子電圧を
測定した。結果を図７及び図９に示す。
【００３５】図９に電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎ
ｅ）を同時に示す。電子密度（Ｎｅ）は、プローブ電圧
を正電圧方向にかけていくと観察することのできる電子
飽和電流領域が、観測できない圧力領域（６０Ｔｏｒｒ
以上）が存在するため、計算ができず、よって、６０Ｔ
ｏｒｒ以上は図示していない。４０Ｔｏｒｒ以下での電
子密度（Ｎｅ）は、圧力の上昇とともに１×１０14／ｍ
3 から１．７×１０14／ｍ3 に徐々に上昇し、４０Ｔｏ
ｒｒから６０Ｔｏｒｒの領域では急激に８×１０ 14／ｍ
3 まで上昇している。これは約４０Ｔｏｒｒを境にし
て、局部的にアーク放電が発生していることを示してお
り、該領域（４０Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ）のプラズ
マが不安定に成りつつあることを示している。しかし、
これを利用すると、非常に高密度なプラズマを得ること
ができる。
ｅ）を同時に示す。電子密度（Ｎｅ）は、プローブ電圧
を正電圧方向にかけていくと観察することのできる電子
飽和電流領域が、観測できない圧力領域（６０Ｔｏｒｒ
以上）が存在するため、計算ができず、よって、６０Ｔ
ｏｒｒ以上は図示していない。４０Ｔｏｒｒ以下での電
子密度（Ｎｅ）は、圧力の上昇とともに１×１０14／ｍ
3 から１．７×１０14／ｍ3 に徐々に上昇し、４０Ｔｏ
ｒｒから６０Ｔｏｒｒの領域では急激に８×１０ 14／ｍ
3 まで上昇している。これは約４０Ｔｏｒｒを境にし
て、局部的にアーク放電が発生していることを示してお
り、該領域（４０Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ）のプラズ
マが不安定に成りつつあることを示している。しかし、
これを利用すると、非常に高密度なプラズマを得ること
ができる。
【００３６】図７は電子温度（Ｔｅ）とプラズマを維持
するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏ
ｌｔａｇｅ）を同時に示す。プラズマを維持するに必要
な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇ
ｅ）は、その物理的意味はともかく、装置としてのプラ
ズマの取り扱い易さを示す物であり。出来るだけ低いこ
とが好ましい。この観点からすると、１０Ｔｏｒｒから
１００Ｔｏｒｒの間で極小を示しており、該領域で使用
することが好ましい。
するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏ
ｌｔａｇｅ）を同時に示す。プラズマを維持するに必要
な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇ
ｅ）は、その物理的意味はともかく、装置としてのプラ
ズマの取り扱い易さを示す物であり。出来るだけ低いこ
とが好ましい。この観点からすると、１０Ｔｏｒｒから
１００Ｔｏｒｒの間で極小を示しており、該領域で使用
することが好ましい。
【００３７】一方、電子温度（Ｔｅ）のグラフは、６０
Ｔｏｒｒを極小とし、Ｕ字型の形状となっている。１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの中圧力領域では、これよ
り低い圧力領域および高い圧力領域より、電子温度（Ｔ
ｅ）が低く、３ｅＶ以下となっている。
Ｔｏｒｒを極小とし、Ｕ字型の形状となっている。１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの中圧力領域では、これよ
り低い圧力領域および高い圧力領域より、電子温度（Ｔ
ｅ）が低く、３ｅＶ以下となっている。
【００３８】上記の結果はあくまで代表的な結果であ
り、全てを表しているわけではない。例えばガスをヘリ
ウム、ネオン等に変えたり、炭化水素ガスを加えたり、
ガス流量を変化させたりすると、結果は異なる。たとえ
ば、電子温度（Ｔｅ）が極小となる圧力は６０Ｔｏｒｒ
から１００Ｔｏｒｒの範囲で変化し、電子密度（Ｎｅ）
が急激に増加する圧力は４０Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ
の範囲で変化し、プラズマを維持するに必要な最低の電
圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）が極小と
なる圧力は２０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲で変
化する。しかしながら、定性的にはほぼ同様の結果を得
る。
り、全てを表しているわけではない。例えばガスをヘリ
ウム、ネオン等に変えたり、炭化水素ガスを加えたり、
ガス流量を変化させたりすると、結果は異なる。たとえ
ば、電子温度（Ｔｅ）が極小となる圧力は６０Ｔｏｒｒ
から１００Ｔｏｒｒの範囲で変化し、電子密度（Ｎｅ）
が急激に増加する圧力は４０Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ
の範囲で変化し、プラズマを維持するに必要な最低の電
圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）が極小と
なる圧力は２０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲で変
化する。しかしながら、定性的にはほぼ同様の結果を得
る。
【００３９】以上のべたことより、中圧力領域（１５Ｔ
ｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲）では、プラズマを維
持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖ
ｏｌｔａｇｅ）が低くなることは装置の使い勝手、電源
の軽量化および低コスト化の点から好ましく、電子密度
（Ｎｅ）の増加はラジカル密度を増加させる効果の点で
好ましい。
ｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲）では、プラズマを維
持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ Ｖ
ｏｌｔａｇｅ）が低くなることは装置の使い勝手、電源
の軽量化および低コスト化の点から好ましく、電子密度
（Ｎｅ）の増加はラジカル密度を増加させる効果の点で
好ましい。
【００４０】更に、中圧力領域（１５Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの範囲）では、電子温度が低くなるため、ラ
ジカルの生成に対しては不利ではあるが、プラズマの電
位が接地電位であるアノードに対して上昇するため、ア
ノードへのイオンのボンバードメントが発生する。これ
は、アノード側に設置した硬質炭素膜の作製には大変都
合がよい。理由を以下に説明する。
０Ｔｏｒｒの範囲）では、電子温度が低くなるため、ラ
ジカルの生成に対しては不利ではあるが、プラズマの電
位が接地電位であるアノードに対して上昇するため、ア
ノードへのイオンのボンバードメントが発生する。これ
は、アノード側に設置した硬質炭素膜の作製には大変都
合がよい。理由を以下に説明する。
【００４１】プラズマ内の電子とイオンはその質量の差
より、同じ電界強度の下で、電子の方が容易に運動す
る。よっで、電子の方がより容器に到達する確率が高く
なる。容器が絶縁体であれば、容器が負に帯電すること
となる。容器が導電体であれば、プラズマに接する容器
がプラズマと同電位であると仮定すると、容器を介して
プラズマの方向に電流が流れる。電流が流れては電荷中
性の条件に反するので、電流のながれをキャンセルする
ようにプラズマの電位は容器に対して正の方向に動く。
すなわち、容器が導電体であろうと絶縁体であろうと、
電子とイオンの移動度の相違により、プラズマは容器に
対して正に帯電する。
より、同じ電界強度の下で、電子の方が容易に運動す
る。よっで、電子の方がより容器に到達する確率が高く
なる。容器が絶縁体であれば、容器が負に帯電すること
となる。容器が導電体であれば、プラズマに接する容器
がプラズマと同電位であると仮定すると、容器を介して
プラズマの方向に電流が流れる。電流が流れては電荷中
性の条件に反するので、電流のながれをキャンセルする
ようにプラズマの電位は容器に対して正の方向に動く。
すなわち、容器が導電体であろうと絶縁体であろうと、
電子とイオンの移動度の相違により、プラズマは容器に
対して正に帯電する。
【００４２】これは、接地電極側にもイオンシースが存
在することを示す。もちろん、カソード（給電電極側）
にもイオンシースが存在する。しかし、通常は、自然に
発生するイオンシースはセルフバイアスにより発生する
シースよりも十分小さいために無視されている。
在することを示す。もちろん、カソード（給電電極側）
にもイオンシースが存在する。しかし、通常は、自然に
発生するイオンシースはセルフバイアスにより発生する
シースよりも十分小さいために無視されている。
【００４３】イオンシースにより発生する電界は、イオ
ンシースを電気二重層によるコンデンサと等価として見
積もることが可能である。
ンシースを電気二重層によるコンデンサと等価として見
積もることが可能である。
【００４４】電子の速度がボルツマン分布していると仮
定すると、イオンシース内の電子密度は指数関数的に減
少し、イオンシース内の空間電荷はエクスポネンシャル
カーブとなる。イオンシースとプラズマとの境界は、プ
ラズマのバルク電位に対して、 Ｖｔ＝−κ・Ｔｅ／２ｑ 程度の電位になる位置と定義するのが妥当である。これ
は、プラズマバルク内の電子がκ・Ｔｅ／２程度のエネ
ルギーで運動していることによる。
定すると、イオンシース内の電子密度は指数関数的に減
少し、イオンシース内の空間電荷はエクスポネンシャル
カーブとなる。イオンシースとプラズマとの境界は、プ
ラズマのバルク電位に対して、 Ｖｔ＝−κ・Ｔｅ／２ｑ 程度の電位になる位置と定義するのが妥当である。これ
は、プラズマバルク内の電子がκ・Ｔｅ／２程度のエネ
ルギーで運動していることによる。
【００４５】電子温度（Ｔｅ）が大きくなると電子がイ
オンシース内に侵入するためイオンシースの厚さｄは減
少し、電気二重層の容量Ｃは増加する。逆に、電子温度
（Ｔｅ）が小さくなると、電気二重層の容量Ｃは減少す
る。イオンシースに蓄積される電荷量は電子密度（Ｎ
ｅ）すまわちイオン密度（Ｎｉ）に比例するため、電気
二重層の両端にかかる電圧Ｖは、 Ｖ ＝ Ｑ／Ｃ ＝ （Ｎｅ）2/3 ・ｄ／ε0 ・Ｓ ただし、 ｄはイオンシースの厚さ Ｓは電極面積 となる。すなわち、電子温度（Ｔｅ）が小さいほどイオ
ンシース内の電界は強くなり、アノードへのイオンのボ
ンバードメントは大きくなる。
オンシース内に侵入するためイオンシースの厚さｄは減
少し、電気二重層の容量Ｃは増加する。逆に、電子温度
（Ｔｅ）が小さくなると、電気二重層の容量Ｃは減少す
る。イオンシースに蓄積される電荷量は電子密度（Ｎ
ｅ）すまわちイオン密度（Ｎｉ）に比例するため、電気
二重層の両端にかかる電圧Ｖは、 Ｖ ＝ Ｑ／Ｃ ＝ （Ｎｅ）2/3 ・ｄ／ε0 ・Ｓ ただし、 ｄはイオンシースの厚さ Ｓは電極面積 となる。すなわち、電子温度（Ｔｅ）が小さいほどイオ
ンシース内の電界は強くなり、アノードへのイオンのボ
ンバードメントは大きくなる。
【００４６】従来、アノード側では硬質炭素膜が生成で
きなかったが、本発明の装置では、圧力を中圧力（１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ）とし、結果として電子温
度を低下させ、もって、アノードにもイオンのボンバー
ドメントを発生させることにより、アノード側でも硬質
炭素膜が成膜できるようになった。
きなかったが、本発明の装置では、圧力を中圧力（１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ）とし、結果として電子温
度を低下させ、もって、アノードにもイオンのボンバー
ドメントを発生させることにより、アノード側でも硬質
炭素膜が成膜できるようになった。
【００４７】また、本発明は、第１の電極に対向して、
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第一の電極に高周波の電
界を印加して前記第一及び第二の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極の周端部が絶縁体で覆われ、前記第１の電極
および第２の電極と絶縁体により実質的に閉空間が構成
され、該閉空間には前記第１の電極に設けられた細孔を
介してガスが供給され、前記閉空間内にプラズマが閉じ
込められて外部に漏れにくくなっている構造を有し、か
つ、前記第１の電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下で
あり、かつ、前記閉空間内の圧力は１５Ｔｏｒｒから１
００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成装置
である。
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第一の電極に高周波の電
界を印加して前記第一及び第二の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極の周端部が絶縁体で覆われ、前記第１の電極
および第２の電極と絶縁体により実質的に閉空間が構成
され、該閉空間には前記第１の電極に設けられた細孔を
介してガスが供給され、前記閉空間内にプラズマが閉じ
込められて外部に漏れにくくなっている構造を有し、か
つ、前記第１の電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下で
あり、かつ、前記閉空間内の圧力は１５Ｔｏｒｒから１
００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成装置
である。
【００４８】これは、中圧力とすることに加えて、プラ
ズマを閉空間に閉じ込めることにより、好ましくない領
域での放電を防止し、更に、より高密度のプラズマを生
成して、アノードへのボンバードメントの増加を実現し
たものである。
ズマを閉空間に閉じ込めることにより、好ましくない領
域での放電を防止し、更に、より高密度のプラズマを生
成して、アノードへのボンバードメントの増加を実現し
たものである。
【００４９】好ましくない領域は、具体的には電極周辺
部である。電極中心部は一般に電界は一定もしくは均一
な変化率を有している。しかし、電極周辺部特に給電電
極の端部では電界強度は大きくなり、該領域に放電が集
中することとなる。すなわち、該領域のプラズマ密度の
増加によりインピーダンスが低下し、電流は該領域に多
く流れるようになる。すると、電力の多くは周辺部で消
費され、電極中心部でのプラズマ密度は低下してしま
う。これは電子密度の上昇を招き、電極中心部のイオン
のボンバードメントが低下することとなる。
部である。電極中心部は一般に電界は一定もしくは均一
な変化率を有している。しかし、電極周辺部特に給電電
極の端部では電界強度は大きくなり、該領域に放電が集
中することとなる。すなわち、該領域のプラズマ密度の
増加によりインピーダンスが低下し、電流は該領域に多
く流れるようになる。すると、電力の多くは周辺部で消
費され、電極中心部でのプラズマ密度は低下してしま
う。これは電子密度の上昇を招き、電極中心部のイオン
のボンバードメントが低下することとなる。
【００５０】よって、給電電極（第１の電極）の周端部
を絶縁体で覆い、プラズマを中心部分に閉じ込めること
により前記問題を解決したものである。
を絶縁体で覆い、プラズマを中心部分に閉じ込めること
により前記問題を解決したものである。
【００５１】更に、本発明は、第１の電極に対向して、
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第１の電極に高周波の電
界を印加して前記第１及び第２の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極が前記第２の電極に対して形成する電界強度
が前記第１の電極の表面において最も強く、前記第２の
電極の表面において最も弱くなるように、電極を構成す
るとともに、前記第１の電極と第２の電極の最短間隔は
６ｍｍ以下であり、かつ、前記第１の電極と第２の電極
の間の圧力は１５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間であ
ることを特徴とする被膜形成装置である。
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第１の電極に高周波の電
界を印加して前記第１及び第２の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極が前記第２の電極に対して形成する電界強度
が前記第１の電極の表面において最も強く、前記第２の
電極の表面において最も弱くなるように、電極を構成す
るとともに、前記第１の電極と第２の電極の最短間隔は
６ｍｍ以下であり、かつ、前記第１の電極と第２の電極
の間の圧力は１５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間であ
ることを特徴とする被膜形成装置である。
【００５２】これは、中圧力とすることに加えて、第１
の電極すなわちカソード周辺の電界強度を高め、該領域
でプラズマの密度を増加させたものである。第１の電極
すなわちカソード電極の形状としては平板の端部を用い
た物のほか、ナイフ状、針状のものが有効である。
の電極すなわちカソード周辺の電界強度を高め、該領域
でプラズマの密度を増加させたものである。第１の電極
すなわちカソード電極の形状としては平板の端部を用い
た物のほか、ナイフ状、針状のものが有効である。
【００５３】すなわち、電界強度の不均一な領域を積極
的に利用して、高密度のプラズマを実現したものであ
る。
的に利用して、高密度のプラズマを実現したものであ
る。
【００５４】また、本発明は、高周波電界が印加される
第１の電極と、接地された第２の電極を対向して配置
し、高周波電界の印加により、該第１および第２の電極
間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導入した原料ガ
スを活性化せしめて被膜を形成する被膜形成装置であっ
て、接地された円筒形状金属表面に、前記第１および第
２の電極間で発生したプラズマが吹きつけられるよう
に、該円筒形状金属を配置し、該円筒形状金属の一部
に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付
けられ、前記円筒形状金属が回転することにより、前記
フィルムが吹きつけられたプラズマ領域を通過する機構
を有してなる被膜形成装置において、前記第１の電極と
第２の電極の間隔は６ｍｍ以下であり、かつ、前記１の
電極と第２の電極の間の圧力は１５Ｔｏｒｒから１００
Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成装置。
第１の電極と、接地された第２の電極を対向して配置
し、高周波電界の印加により、該第１および第２の電極
間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導入した原料ガ
スを活性化せしめて被膜を形成する被膜形成装置であっ
て、接地された円筒形状金属表面に、前記第１および第
２の電極間で発生したプラズマが吹きつけられるよう
に、該円筒形状金属を配置し、該円筒形状金属の一部
に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付
けられ、前記円筒形状金属が回転することにより、前記
フィルムが吹きつけられたプラズマ領域を通過する機構
を有してなる被膜形成装置において、前記第１の電極と
第２の電極の間隔は６ｍｍ以下であり、かつ、前記１の
電極と第２の電極の間の圧力は１５Ｔｏｒｒから１００
Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成装置。
【００５５】これは、平行平板もしくは同心円筒状電極
構造を有するプラズマ発生装置で、同様に中圧力とする
ことにより高密度プラズマが形成できるが、これをガス
流でもって積極的に基体に吹きつける物である。中圧力
のため、ガスの拡散は低圧に比べて遅くなり、ラジカル
の輸送が律速する場合がある。これを吹きつけにより解
決したものである。
構造を有するプラズマ発生装置で、同様に中圧力とする
ことにより高密度プラズマが形成できるが、これをガス
流でもって積極的に基体に吹きつける物である。中圧力
のため、ガスの拡散は低圧に比べて遅くなり、ラジカル
の輸送が律速する場合がある。これを吹きつけにより解
決したものである。
【００５６】また、本発明は、前記プラズマ空間内に供
給されるガスは炭化水素、ハロゲン化炭素およびハロゲ
ン化炭化水素からなる群より選ばれたガスと水素の混合
ガス、もしくは、該混合ガスと希ガスの混合ガスである
ことを特徴とする各請求項に記載の被膜形成装置であ
る。
給されるガスは炭化水素、ハロゲン化炭素およびハロゲ
ン化炭化水素からなる群より選ばれたガスと水素の混合
ガス、もしくは、該混合ガスと希ガスの混合ガスである
ことを特徴とする各請求項に記載の被膜形成装置であ
る。
【００５７】中圧力としたことにより高速度での成膜が
実現できるが、一方、カソードへの膜の付着が問題とな
る。これを、炭素のハロゲン化物を添加することにより
解決するものである。
実現できるが、一方、カソードへの膜の付着が問題とな
る。これを、炭素のハロゲン化物を添加することにより
解決するものである。
【００５８】本発明では、アノード側にイオンのボンバ
ードメントを作用させて、アノード側でも硬質炭素膜が
形成きるものであるが、カソード側にもアノード側より
も大きなセルフバイアスがかかるので、イオンのボンバ
ードメントはアノード側よりも強くなる。本発明では、
この現象を利用して、エッチング作用を有したハロゲン
系ガスを原料ガスに添加し、カソード側では成膜ではな
くエッチングをおこなうものである。
ードメントを作用させて、アノード側でも硬質炭素膜が
形成きるものであるが、カソード側にもアノード側より
も大きなセルフバイアスがかかるので、イオンのボンバ
ードメントはアノード側よりも強くなる。本発明では、
この現象を利用して、エッチング作用を有したハロゲン
系ガスを原料ガスに添加し、カソード側では成膜ではな
くエッチングをおこなうものである。
【００５９】炭素のハロゲン化物、たとえば４フッ化炭
素はエッチングガスとして知られている。４フッ化炭素
ではエッチング作用のみ見られるわけだが、６フッ化２
炭素もしくは８フッ化３炭素等では、セルフバイアスの
強さにより、エッチングされたり、成膜されたりする。
すなわち、セルフバイアスが強く、イオンのボンバード
メントが強い場合にはエッチングされ、セルフバイアス
が弱く、イオンのボンバードメントが弱い場合には成膜
される。
素はエッチングガスとして知られている。４フッ化炭素
ではエッチング作用のみ見られるわけだが、６フッ化２
炭素もしくは８フッ化３炭素等では、セルフバイアスの
強さにより、エッチングされたり、成膜されたりする。
すなわち、セルフバイアスが強く、イオンのボンバード
メントが強い場合にはエッチングされ、セルフバイアス
が弱く、イオンのボンバードメントが弱い場合には成膜
される。
【００６０】本発明では、成膜されることが好ましくな
いカソード側の方がボンバードメントが強く、大変都合
がよい。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、
フレークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナ
ンス期間が延ばせるので、スループットが向上し、コス
ト削減に大きく寄与できる。
いカソード側の方がボンバードメントが強く、大変都合
がよい。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、
フレークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナ
ンス期間が延ばせるので、スループットが向上し、コス
ト削減に大きく寄与できる。
【００６１】また、超ＬＳＩプロセス等の場合はコンタ
ミネーションの原因となるため、避けられることがおお
いが、本発明のように炭素膜の形成の場合はコンタミネ
ーションを気にする必要もない。
ミネーションの原因となるため、避けられることがおお
いが、本発明のように炭素膜の形成の場合はコンタミネ
ーションを気にする必要もない。
【００６２】また、本発明は、基体であるフィルムは導
電性のフィルムであることを特徴とする被膜形成装置で
ある。カソード側でなく、アノード側にしか置くことが
出来ない導電性フィルムの場合、本発明は最も有効とな
る。
電性のフィルムであることを特徴とする被膜形成装置で
ある。カソード側でなく、アノード側にしか置くことが
出来ない導電性フィルムの場合、本発明は最も有効とな
る。
【００６３】さらに本発明は、基体を超音波振動させな
がら、硬質炭素被膜を形成することを要旨とする。特に
基体として磁気記録媒体を用い、この磁気記録媒体の保
護膜として硬質炭素被膜を形成することを特徴とする。
がら、硬質炭素被膜を形成することを要旨とする。特に
基体として磁気記録媒体を用い、この磁気記録媒体の保
護膜として硬質炭素被膜を形成することを特徴とする。
【００６４】また、硬質炭素被膜が形成される基体が配
置される方の電極に高周波電源を接続し、他方の電極を
接地電極とした平行平板構成のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、基体に超音波振動を加えつつ、炭素皮膜を形成す
ることを特徴とする。
置される方の電極に高周波電源を接続し、他方の電極を
接地電極とした平行平板構成のプラズマＣＶＤ装置にお
いて、基体に超音波振動を加えつつ、炭素皮膜を形成す
ることを特徴とする。
【００６５】さらに本発明は、基体として帯状のフィル
ム基体（例えばテープ状のフィルム）を用い、この基体
に超音波振動を与えつつ走行させ、その表面に硬質炭素
皮膜を形成することを特徴とする。
ム基体（例えばテープ状のフィルム）を用い、この基体
に超音波振動を与えつつ走行させ、その表面に硬質炭素
皮膜を形成することを特徴とする。
【００６６】また基体としてフィルム状基体を用い、こ
の基体が電極間方向に振動するようにすることによっ
て、パルスモード、あるいは高周波モードでバイアスを
加えた状態を実現することを特徴とする。
の基体が電極間方向に振動するようにすることによっ
て、パルスモード、あるいは高周波モードでバイアスを
加えた状態を実現することを特徴とする。
【００６７】さらに本発明は、硬質炭素被膜の１ｍｍ2
当たりのピンホールの数が３０個以下であることを特徴
とする。この硬質炭素被膜の膜厚は、５０〜２０００
Å、好ましくは１００〜５００Åとすればよい。
当たりのピンホールの数が３０個以下であることを特徴
とする。この硬質炭素被膜の膜厚は、５０〜２０００
Å、好ましくは１００〜５００Åとすればよい。
【００６８】この保護膜として利用される硬質炭素被膜
中に、Ｓｉ、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆから選ばれた少なくとも一
種類の元素を２０原子％以下含有させることは、被膜の
密着性を向上させたり、導電性を与えたりするのに効果
がある。例えば、硬質炭素被膜中にＳｉとＰを含有させ
ることによって、その導電率を高め、静電気が帯電しに
くい保護膜とすることができる。
中に、Ｓｉ、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆから選ばれた少なくとも一
種類の元素を２０原子％以下含有させることは、被膜の
密着性を向上させたり、導電性を与えたりするのに効果
がある。例えば、硬質炭素被膜中にＳｉとＰを含有させ
ることによって、その導電率を高め、静電気が帯電しに
くい保護膜とすることができる。
【００６９】基体が超音波振動することによって、粒の
小さいクラスタ状炭素、あるいは炭素分子を基体表面に
堆積することができ、成膜される炭素被膜を緻密で均質
なものとすることができる。これは、基体が超音波振動
していることによって、大きな炭素分子は振動している
基板から弾かれてしまい、特定の大きさ以下の分子が基
体表面に堆積し易くなるからである。
小さいクラスタ状炭素、あるいは炭素分子を基体表面に
堆積することができ、成膜される炭素被膜を緻密で均質
なものとすることができる。これは、基体が超音波振動
していることによって、大きな炭素分子は振動している
基板から弾かれてしまい、特定の大きさ以下の分子が基
体表面に堆積し易くなるからである。
【００７０】また基体として、磁気テープ等の細長いフ
ィルム状のものを用いた場合には、基体に超音波振動を
与えることによって、基体が絡むことを防ぐことができ
る。
ィルム状のものを用いた場合には、基体に超音波振動を
与えることによって、基体が絡むことを防ぐことができ
る。
【００７１】また、基体表面に付着したパーティクル
（膜とならない粉状の原材料）を超音波振動によって除
去することができる。
（膜とならない粉状の原材料）を超音波振動によって除
去することができる。
【００７２】また、平行に配置された電極間方向に超音
波振動を加えることによって、電極間に交流バイアス電
圧を加えた状態を実現できる。この作用は、フレキシブ
ルで大きな振幅がとれる磁気テープ等のフィルム状基体
を用いる場合に特に有効に作用する。
波振動を加えることによって、電極間に交流バイアス電
圧を加えた状態を実現できる。この作用は、フレキシブ
ルで大きな振幅がとれる磁気テープ等のフィルム状基体
を用いる場合に特に有効に作用する。
【００７３】上記基体に超音波振動を与える構成は、本
明細書で開示する全ての発明に利用することができる。
明細書で開示する全ての発明に利用することができる。
【００７４】
【実施例】〔実施例１〕本発明の実施例を図に基づいて
説明する。図４において、真空容器１内の供給ロール２
から送られる高分子基板材料３はフリーローラガイド４
を経由して、円筒状キャン７に沿って矢印の向きに走行
する。
説明する。図４において、真空容器１内の供給ロール２
から送られる高分子基板材料３はフリーローラガイド４
を経由して、円筒状キャン７に沿って矢印の向きに走行
する。
【００７５】本実施例では、高分子基板材料３として幅
４ｃｍ，厚さ６μｍのポリイミドフィルム（一般に磁気
テープの基体として利用される）を使用した。
４ｃｍ，厚さ６μｍのポリイミドフィルム（一般に磁気
テープの基体として利用される）を使用した。
【００７６】蒸発源６から蒸発した金属原子は高分子基
板材料３上に堆積し、磁性層して０．１５〜０．１８μ
ｍの膜厚に形成される。
板材料３上に堆積し、磁性層して０．１５〜０．１８μ
ｍの膜厚に形成される。
【００７７】本実施例では、蒸発物質として、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ合金を用い、広範囲な走査が可能なピアス型電
子銃を用い、加速電圧を３５ＫＶ加え、５×１０-4Ｔｏ
ｒｒの動作圧力で電子ビーム蒸着法により形成した。高
分子基板材料３の通過速度は１３５ｍ／min とした。な
お、遮へい板５は堆積領域を制限する為に設けられたも
のである。
ｒ−Ｎｉ合金を用い、広範囲な走査が可能なピアス型電
子銃を用い、加速電圧を３５ＫＶ加え、５×１０-4Ｔｏ
ｒｒの動作圧力で電子ビーム蒸着法により形成した。高
分子基板材料３の通過速度は１３５ｍ／min とした。な
お、遮へい板５は堆積領域を制限する為に設けられたも
のである。
【００７８】円筒状キャン７と形成された磁性層との間
には、フリーローラガイド４を介して、直流電源１５に
よって電位差が与えられる。ここでは、高分子基板材料
３と円筒状キャン７とは静電的に密着するよう８０Ｖの
電圧を印加した。磁性層が形成された高分子基板材料３
は、中間ロール８を経由して真空容器９へ導かれ、プラ
ズマ活性化処理がなされる。
には、フリーローラガイド４を介して、直流電源１５に
よって電位差が与えられる。ここでは、高分子基板材料
３と円筒状キャン７とは静電的に密着するよう８０Ｖの
電圧を印加した。磁性層が形成された高分子基板材料３
は、中間ロール８を経由して真空容器９へ導かれ、プラ
ズマ活性化処理がなされる。
【００７９】ここで、プラズマ活性化処理工程について
説明する。接地電極１０と高周波給電電極１１が平行に
３ｃｍの間隔で配設された電極間に原料ガス供給系１８
より水素ガスを導入し、排気系１９で排気しながら動作
圧力を１０-1〜１０-2Ｔｏｒｒに制御し、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波を０．５Ｗ／cm2 の電力密度で高周波電源
系１２から印加し、水素プラズマを形成する。そして形
成されたプラズマ領域１６を高分子基板材料３が磁性層
形成工程に同期した速度で通過するように構成されてい
る。
説明する。接地電極１０と高周波給電電極１１が平行に
３ｃｍの間隔で配設された電極間に原料ガス供給系１８
より水素ガスを導入し、排気系１９で排気しながら動作
圧力を１０-1〜１０-2Ｔｏｒｒに制御し、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波を０．５Ｗ／cm2 の電力密度で高周波電源
系１２から印加し、水素プラズマを形成する。そして形
成されたプラズマ領域１６を高分子基板材料３が磁性層
形成工程に同期した速度で通過するように構成されてい
る。
【００８０】この工程を施すことで、磁性層表面が活性
な水素ラジカルあるいは、水素イオンに曝される。この
結果、適度に清浄化されると同時に磁性層の表面の活性
化が促進される。同様な効果はアルゴンガス及びアルゴ
ンと水素の混合ガスを用いた場合でも行なうことができ
る。尚、真空容器９バッファー室２０を隔てる壁に開け
られた高分子基板材料３が通過するべき隙間の大きさは
前記真空容器２で生成されるプラズマ１６のデバイ距離
もしくは該プラズマ領域１６の圧力における平均自由行
程より小さくするとよい。そうするとプラズマがバッフ
ァー室２０に漏れだすことがなくなる。
な水素ラジカルあるいは、水素イオンに曝される。この
結果、適度に清浄化されると同時に磁性層の表面の活性
化が促進される。同様な効果はアルゴンガス及びアルゴ
ンと水素の混合ガスを用いた場合でも行なうことができ
る。尚、真空容器９バッファー室２０を隔てる壁に開け
られた高分子基板材料３が通過するべき隙間の大きさは
前記真空容器２で生成されるプラズマ１６のデバイ距離
もしくは該プラズマ領域１６の圧力における平均自由行
程より小さくするとよい。そうするとプラズマがバッフ
ァー室２０に漏れだすことがなくなる。
【００８１】次に炭素を主成分とする被膜の形成領域で
ある真空容器１３について説明する。フリーローラガイ
ド４を介して導かれた磁性層が堆積された高分子基板材
料３には、複数のビーム型プラズマ発生装置が配置され
た領域を通過する過程で良質の炭素を主成分とする被膜
が形成される。
ある真空容器１３について説明する。フリーローラガイ
ド４を介して導かれた磁性層が堆積された高分子基板材
料３には、複数のビーム型プラズマ発生装置が配置され
た領域を通過する過程で良質の炭素を主成分とする被膜
が形成される。
【００８２】ここで、ビーム型プラズマを発生させるプ
ラズマ発生装置について図１を用いて説明する。図１に
示すプラズマ発生装置は、ヘリウムやアルゴン等の希ガ
スを主体としたガスを用いて、１Ｔｏｒｒを越え２００
Ｔｏｒｒ未満の中圧力、好ましくは５〜１５０Ｔｏｒ
ｒ、さらに好ましくは５０〜１００Ｔｏｒｒの圧力にお
いてプラズマを生成することができる。希ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプト
ンから選ばれた少なくとも一種類のガスを用いることが
できる。勿論これら希ガスを混合して用いてもよい。
ラズマ発生装置について図１を用いて説明する。図１に
示すプラズマ発生装置は、ヘリウムやアルゴン等の希ガ
スを主体としたガスを用いて、１Ｔｏｒｒを越え２００
Ｔｏｒｒ未満の中圧力、好ましくは５〜１５０Ｔｏｒ
ｒ、さらに好ましくは５０〜１００Ｔｏｒｒの圧力にお
いてプラズマを生成することができる。希ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプト
ンから選ばれた少なくとも一種類のガスを用いることが
できる。勿論これら希ガスを混合して用いてもよい。
【００８３】ただし、コストを度外視すればヘリウムが
放電の安定性が良く好ましい。コストを考慮すれば、放
電安定性には難があるもののアルゴンがより安価である
点で有利である。アルゴンを用いる場合には、絶縁体の
比誘電率が９以上のもの例えばアルミナ等が好ましい。
放電の安定性が良く好ましい。コストを考慮すれば、放
電安定性には難があるもののアルゴンがより安価である
点で有利である。アルゴンを用いる場合には、絶縁体の
比誘電率が９以上のもの例えばアルミナ等が好ましい。
【００８４】本実施例においては、図１に示す一つのプ
ラズマ発生装置が発生させるプラズマの領域が２０ｍｍ
φ強であるので、図５に示すように、４つのプラズマ発
生装置５２を互い違いに配置し、幅２０ｍｍの高分子基
板材料３の表面に均一に炭素を主成分とする被膜が成膜
できる構成としてある。
ラズマ発生装置が発生させるプラズマの領域が２０ｍｍ
φ強であるので、図５に示すように、４つのプラズマ発
生装置５２を互い違いに配置し、幅２０ｍｍの高分子基
板材料３の表面に均一に炭素を主成分とする被膜が成膜
できる構成としてある。
【００８５】以下において図１に示すプラズマ発生装置
の概要を説明する。図１に示すプラズマ発生装置は、同
軸状に構成された電極間において放電を起こしてプラズ
マを生成し、このプラズマを装置外にビーム状に噴射す
る。放電は希ガスを主体としたガスを用いることによっ
て行なう。炭素を主成分とする被膜を成膜するには、希
ガス中にメタンやアルコール等の原料ガスとして炭化水
素気体を添加することによって行なわれる。また後述す
るように電極構造を工夫し、原料ガスを別途供給するこ
とで成膜を行なうこともできる。
の概要を説明する。図１に示すプラズマ発生装置は、同
軸状に構成された電極間において放電を起こしてプラズ
マを生成し、このプラズマを装置外にビーム状に噴射す
る。放電は希ガスを主体としたガスを用いることによっ
て行なう。炭素を主成分とする被膜を成膜するには、希
ガス中にメタンやアルコール等の原料ガスとして炭化水
素気体を添加することによって行なわれる。また後述す
るように電極構造を工夫し、原料ガスを別途供給するこ
とで成膜を行なうこともできる。
【００８６】図１に示す装置において、放電は中心導体
３１、円筒状絶縁体３３、外側導体２９により構成され
る同軸円筒電極で行なわれる。具体的には、中心導体３
１と円筒状絶縁体３３との隙間において放電が行なわれ
る。本実施例においては、円筒状絶縁体３３と外側導体
２９との隙間にはガスが供給されないのでこの部分での
放電は行なわれない。
３１、円筒状絶縁体３３、外側導体２９により構成され
る同軸円筒電極で行なわれる。具体的には、中心導体３
１と円筒状絶縁体３３との隙間において放電が行なわれ
る。本実施例においては、円筒状絶縁体３３と外側導体
２９との隙間にはガスが供給されないのでこの部分での
放電は行なわれない。
【００８７】本実施例では中心導体３１はステンレス、
円筒状絶縁体３３は石英ガラス、外側導体２９はステン
レスを用いて構成されている。円筒状絶縁体としてはな
るべく誘電率の大きな材料を用いることが望ましい。ま
た中心導体３１の表面に凹凸や突起物を設け、放電が容
易になるようにすることは有用である。
円筒状絶縁体３３は石英ガラス、外側導体２９はステン
レスを用いて構成されている。円筒状絶縁体としてはな
るべく誘電率の大きな材料を用いることが望ましい。ま
た中心導体３１の表面に凹凸や突起物を設け、放電が容
易になるようにすることは有用である。
【００８８】中心導体３１はＭＨＶ同軸接栓２１に接続
され、ＭＨＶ同軸接栓２１につながれた同軸ケーブルを
介して交流電源１２（図４参照）より交流電界が印加さ
れ、中心導体３１と外部導体２９との間に電磁エネルギ
ーが供給される。中心導体３１と円筒状絶縁体３３との
間に供給される希ガス（例えばヘリウム）を主成分とす
る気体は、ガス導入口１０より供給され、テフロン製絶
縁体２２、２７の間を通って流れ込む。テフロン製絶縁
体２２、２７は不要な場所での放電を防止する役割もあ
る。匡体２３、２８は締めつけ治具２５、２６により固
定される。匡体２３、２８と締めつけ治具２５、２６は
ステンレスで作製され、外側導体２９と共に接地電位に
保たれる。
され、ＭＨＶ同軸接栓２１につながれた同軸ケーブルを
介して交流電源１２（図４参照）より交流電界が印加さ
れ、中心導体３１と外部導体２９との間に電磁エネルギ
ーが供給される。中心導体３１と円筒状絶縁体３３との
間に供給される希ガス（例えばヘリウム）を主成分とす
る気体は、ガス導入口１０より供給され、テフロン製絶
縁体２２、２７の間を通って流れ込む。テフロン製絶縁
体２２、２７は不要な場所での放電を防止する役割もあ
る。匡体２３、２８は締めつけ治具２５、２６により固
定される。匡体２３、２８と締めつけ治具２５、２６は
ステンレスで作製され、外側導体２９と共に接地電位に
保たれる。
【００８９】希ガスを主体とするガスにおける希ガスの
割合は、希ガスが８０％以上であることが望ましい。こ
れは、数Ｔｏｒｒ以上の圧力においては、主に希ガスが
プラズマ化し、このプラズマ化した希ガスのエネルギー
によって、原料ガスが活性化され、原料ガス（例えばメ
タン）は殆ど直接活性化されないからである。また、不
要になったガスは排気系１９（図４参照）より排気され
る。
割合は、希ガスが８０％以上であることが望ましい。こ
れは、数Ｔｏｒｒ以上の圧力においては、主に希ガスが
プラズマ化し、このプラズマ化した希ガスのエネルギー
によって、原料ガスが活性化され、原料ガス（例えばメ
タン）は殆ど直接活性化されないからである。また、不
要になったガスは排気系１９（図４参照）より排気され
る。
【００９０】導入された希ガスを主体とする気体が各部
品の隙間より漏れないようにＯリング２４でシールされ
ている。また、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙
間には導電性の金属フォイルが充填されている。従っ
て、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙間にはガス
は流れない。勿論この隙間にガスを流してもよい。
品の隙間より漏れないようにＯリング２４でシールされ
ている。また、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙
間には導電性の金属フォイルが充填されている。従っ
て、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙間にはガス
は流れない。勿論この隙間にガスを流してもよい。
【００９１】本実施例においては、被形成面（高分子基
板材料３）と中心導体３１の距離は２ｍｍである。な
お、中心導体３１の直径は５ｍｍ、円筒状絶縁体３３外
径は２２ｍｍ、厚さは１ｍｍである。また電極の長さは
３０ｍｍである。発生するプラズマは希ガスとしてヘリ
ウム９０％のガスを用いた場合、直径２０ｍｍ強のプラ
ズマが生成される。即ち、直径２０ｍｍ強の領域にプラ
ズマ処理を施すことができる。
板材料３）と中心導体３１の距離は２ｍｍである。な
お、中心導体３１の直径は５ｍｍ、円筒状絶縁体３３外
径は２２ｍｍ、厚さは１ｍｍである。また電極の長さは
３０ｍｍである。発生するプラズマは希ガスとしてヘリ
ウム９０％のガスを用いた場合、直径２０ｍｍ強のプラ
ズマが生成される。即ち、直径２０ｍｍ強の領域にプラ
ズマ処理を施すことができる。
【００９２】図１のＡ−Ａ’で切った断面を図２に示
す。図２には、中心導体３１、外側導体２９、円筒状絶
縁体３３が示されている。希ガスと原料ガスとの混合ガ
ス（希ガスを主体としたガス）は、隙間３２を通り、こ
の隙間３２でプラズマ化される。そして装置の外部へと
ビーム状のプラズマが噴射され、活性化された原料ガス
によって成膜が行なわれる。
す。図２には、中心導体３１、外側導体２９、円筒状絶
縁体３３が示されている。希ガスと原料ガスとの混合ガ
ス（希ガスを主体としたガス）は、隙間３２を通り、こ
の隙間３２でプラズマ化される。そして装置の外部へと
ビーム状のプラズマが噴射され、活性化された原料ガス
によって成膜が行なわれる。
【００９３】図４に示す構成においては、高分子基板材
料３の幅が２０ｍｍであるので、図５に示すように図１
に示すプラズマ発生装置（図５では５２で示される）を
４つ互い違いに配置し、均一な成膜が行なわれる構成と
してある。この４つのプラズマ発生装置５２は、図４の
４１で示される部分に配置され、電源１２から１３．５
６ＭＨｚの高周波が個々５００Ｗ供給される。プラズマ
は５１で示される領領域で発生し、その領域において成
膜が行なわれる。本実施例においては、希ガスとしてヘ
リウム、原料ガスとしてメタンを用いることにより、炭
素を主成分とする被膜を成膜することができる。
料３の幅が２０ｍｍであるので、図５に示すように図１
に示すプラズマ発生装置（図５では５２で示される）を
４つ互い違いに配置し、均一な成膜が行なわれる構成と
してある。この４つのプラズマ発生装置５２は、図４の
４１で示される部分に配置され、電源１２から１３．５
６ＭＨｚの高周波が個々５００Ｗ供給される。プラズマ
は５１で示される領領域で発生し、その領域において成
膜が行なわれる。本実施例においては、希ガスとしてヘ
リウム、原料ガスとしてメタンを用いることにより、炭
素を主成分とする被膜を成膜することができる。
【００９４】成膜条件を以下に示す。 投入電力 ５００Ｗ（１基あたり） 圧力 １００Ｔｏｒｒ ガス ヘリウム：メタン＝１００ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ（１基あたり）
【００９５】また生成されるプラズマは低温グロー放電
であり、その温度は１００℃以下である。従って、気体
が高分子基板材料であっても何ら問題はなく、良好な成
膜を行なうことができる。
であり、その温度は１００℃以下である。従って、気体
が高分子基板材料であっても何ら問題はなく、良好な成
膜を行なうことができる。
【００９６】なお図４の４２で示されているバイアス電
源４２を用いて直流、または交流（高周波）のバイアス
電圧を被形成面に対し加えてもよい。さらに被形成面に
対して磁場を加え、ビーム状のプラズマが効果的に被形
成面に噴射されるようにしてもよい。
源４２を用いて直流、または交流（高周波）のバイアス
電圧を被形成面に対し加えてもよい。さらに被形成面に
対して磁場を加え、ビーム状のプラズマが効果的に被形
成面に噴射されるようにしてもよい。
【００９７】図５に示されるようなプラズマ発生装置の
配置方法は、必要とされる成膜速度や被形成面の大きさ
によって自由に設定することができる。例えば、図５に
示すような構成をさらにもう一組設ければ、成膜速度を
２倍にすることができる。
配置方法は、必要とされる成膜速度や被形成面の大きさ
によって自由に設定することができる。例えば、図５に
示すような構成をさらにもう一組設ければ、成膜速度を
２倍にすることができる。
【００９８】この炭素を主成分とする被膜の成膜は、前
述の２つの工程と連動した通過速度で行なわれ、約２０
０Åの膜厚の炭素を主成分とする被膜が成膜されること
となる。成膜が終了した高分子基板材料３は、フリーロ
ーラガイド４を介して巻取りロール１４に回収される。
述の２つの工程と連動した通過速度で行なわれ、約２０
０Åの膜厚の炭素を主成分とする被膜が成膜されること
となる。成膜が終了した高分子基板材料３は、フリーロ
ーラガイド４を介して巻取りロール１４に回収される。
【００９９】本発明を実施するにあたり、磁性層の形成
前の処理としては、必要に応じイオン及び電子等の照
射、あるいは加熱等公知の技術を用いて行うことができ
る。また基板として、例えば、本実施例ではポリイミド
フィルムを用いたが、金属樹脂，プラスチック等をロー
ル状あるいは板状にして用いてもよい。
前の処理としては、必要に応じイオン及び電子等の照
射、あるいは加熱等公知の技術を用いて行うことができ
る。また基板として、例えば、本実施例ではポリイミド
フィルムを用いたが、金属樹脂，プラスチック等をロー
ル状あるいは板状にして用いてもよい。
【０１００】本実施例において作製した磁気記録媒体を
８ｍｍ幅のテープ状にカットし、市販の８ｍｍビデオデ
ッキを用い、再生出力及び耐久性の評価を行ったところ
炭素を主成分とする被膜の膜厚が２００Å以上のもので
は、走行安定性，スチル耐久性の優れたドロップアップ
の少ない安定な再生出力が得られた。
８ｍｍ幅のテープ状にカットし、市販の８ｍｍビデオデ
ッキを用い、再生出力及び耐久性の評価を行ったところ
炭素を主成分とする被膜の膜厚が２００Å以上のもので
は、走行安定性，スチル耐久性の優れたドロップアップ
の少ない安定な再生出力が得られた。
【０１０１】また、正規の再生動作の他に特殊な再生動
作の連続，断続試験においても優れた耐久性を示すこと
が確認できた。
作の連続，断続試験においても優れた耐久性を示すこと
が確認できた。
【０１０２】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示し
た構成において、同軸状の放電電極部分において反応生
成物が付着しない構成とした例である。本実施例が実施
例１に示す構成と異なるのは、図３に示すように、中心
導体（中心電極３１）を中空とし、その中空部分３０に
原料ガスを流す構成とした点である。なお図３は図１の
Ａ−Ａ’で切った断面の概略図である。
た構成において、同軸状の放電電極部分において反応生
成物が付着しない構成とした例である。本実施例が実施
例１に示す構成と異なるのは、図３に示すように、中心
導体（中心電極３１）を中空とし、その中空部分３０に
原料ガスを流す構成とした点である。なお図３は図１の
Ａ−Ａ’で切った断面の概略図である。
【０１０３】このような構成を採用した場合、隙間３２
に希ガス（例えばヘリウム）を流し、中空部分３０に原
料ガス（例えばメタン）を流すこととなる。中空部分３
０では放電が起こらないからここでは原料ガスは全く活
性化されず、装置外部に排出される。一方、隙間３２を
流れる希ガスは、中心導体３１と外側導体２９との間で
行なわれる高周波放電によってプラズマ化される。そし
て装置を出た所で活性化されていない原料ガスがプラズ
マ化された希ガスによって同軸状に包み込まれ、希ガス
のプラズマエネルギーによって活性化あるいはプラズマ
化されることとなる。
に希ガス（例えばヘリウム）を流し、中空部分３０に原
料ガス（例えばメタン）を流すこととなる。中空部分３
０では放電が起こらないからここでは原料ガスは全く活
性化されず、装置外部に排出される。一方、隙間３２を
流れる希ガスは、中心導体３１と外側導体２９との間で
行なわれる高周波放電によってプラズマ化される。そし
て装置を出た所で活性化されていない原料ガスがプラズ
マ化された希ガスによって同軸状に包み込まれ、希ガス
のプラズマエネルギーによって活性化あるいはプラズマ
化されることとなる。
【０１０４】原料ガスは装置の外部で活性化されるの
で、装置内に反応生成物が付着し、フレークが発生する
可能性を根本的に排除することができる。また装置の外
部において原料ガスがプラズマ化された希ガスによって
包み込まれることになるので、その収集効率を極めて高
くすることができる。
で、装置内に反応生成物が付着し、フレークが発生する
可能性を根本的に排除することができる。また装置の外
部において原料ガスがプラズマ化された希ガスによって
包み込まれることになるので、その収集効率を極めて高
くすることができる。
【０１０５】〔実施例３〕本実施例は、図４の４１で示
される部分に配置されるプラズマ発生装置をシート状
（板状）のプラズマ発生装置とした例である。このシー
ト状プラズマ発生装置の構成を図６に示す。
される部分に配置されるプラズマ発生装置をシート状
（板状）のプラズマ発生装置とした例である。このシー
ト状プラズマ発生装置の構成を図６に示す。
【０１０６】図６に示す装置は、平行平板型の電極を有
し、この平行平板電極で生成されたプラズマを板状のプ
ラズマとして装置外部に引出し、このシート状のプラズ
マを用いるものである。
し、この平行平板電極で生成されたプラズマを板状のプ
ラズマとして装置外部に引出し、このシート状のプラズ
マを用いるものである。
【０１０７】図６において、平行平板電極部分は、電極
板６１、絶縁体板６３、外側匡体６２より構成される。
絶縁体板６３は外側匡体６２に密接して設けられてい
る。本実施例では電極板６１はステンレス、絶縁体板６
３は石英ガラス、外側匡体６２はステンレスを用いてあ
る。電極板６１は３つのテフロンシールド６２０、６２
１、６２２にて他と絶縁され、ＭＨＶ同軸接栓６１１に
接続されている。そして電極板６１にはＭＨＶ同軸接栓
６１１につながれた同軸ケーブル（図示せず）を介して
交流電源（13.56NHz）６４（図４の４２に対応）より交
流電界が印加される。電極板６１と絶縁体板６３の間に
供給される希ガスは、ガス導入口６１２より供給され、
テフロン製絶縁体６１３に彫り込んだガス溝を通って供
給される。テフロン製絶縁体６１３は不要な場所での放
電を防止する役割もある。外側匡体６２と電極板ホルダ
ー６１６は天板６１７において螺子固定される。電極板
ホルダー６１６と天板６１７はステンレスで作製され、
外側匡体６２と共に接地電位に保たれる。対向する絶縁
体板の幅すなわち放電部幅（図６でいうと電極の奥行き
方向の長さ）は２５ｍｍ、絶縁体厚さは１．０ｍｍであ
る。また電極間隔は５ｍｍ、電極長（図６でいうと縦方
向の長さ）は３０ｍｍである。従って、概略５ｍｍ×２
５ｍｍのシート型プラズマが生成されることとなる。
板６１、絶縁体板６３、外側匡体６２より構成される。
絶縁体板６３は外側匡体６２に密接して設けられてい
る。本実施例では電極板６１はステンレス、絶縁体板６
３は石英ガラス、外側匡体６２はステンレスを用いてあ
る。電極板６１は３つのテフロンシールド６２０、６２
１、６２２にて他と絶縁され、ＭＨＶ同軸接栓６１１に
接続されている。そして電極板６１にはＭＨＶ同軸接栓
６１１につながれた同軸ケーブル（図示せず）を介して
交流電源（13.56NHz）６４（図４の４２に対応）より交
流電界が印加される。電極板６１と絶縁体板６３の間に
供給される希ガスは、ガス導入口６１２より供給され、
テフロン製絶縁体６１３に彫り込んだガス溝を通って供
給される。テフロン製絶縁体６１３は不要な場所での放
電を防止する役割もある。外側匡体６２と電極板ホルダ
ー６１６は天板６１７において螺子固定される。電極板
ホルダー６１６と天板６１７はステンレスで作製され、
外側匡体６２と共に接地電位に保たれる。対向する絶縁
体板の幅すなわち放電部幅（図６でいうと電極の奥行き
方向の長さ）は２５ｍｍ、絶縁体厚さは１．０ｍｍであ
る。また電極間隔は５ｍｍ、電極長（図６でいうと縦方
向の長さ）は３０ｍｍである。従って、概略５ｍｍ×２
５ｍｍのシート型プラズマが生成されることとなる。
【０１０８】上記の装置にヘリウムを１００ｓｃｃｍを
供給し、１００Ｔｏｒｒの圧力において周波数13.56MHz
の高周波電力を５００Ｗ加えたところ、該放電部幅全域
において安定な放電が得られ、シート状（板状）プラズ
マを装置外部に放出させることができた。またこの状態
を10分間以上に渡って保持しても、過熱など装置上の障
害はなんら発生しなかった。
供給し、１００Ｔｏｒｒの圧力において周波数13.56MHz
の高周波電力を５００Ｗ加えたところ、該放電部幅全域
において安定な放電が得られ、シート状（板状）プラズ
マを装置外部に放出させることができた。またこの状態
を10分間以上に渡って保持しても、過熱など装置上の障
害はなんら発生しなかった。
【０１０９】放電によって形成されたプラズマの温度を
プラズマを熱電対に吹きつけることによって、測定した
ところ、室温〜７０℃程度の温度を示した。このことよ
り、低温のグロー放電が行われていることが確認され
る。
プラズマを熱電対に吹きつけることによって、測定した
ところ、室温〜７０℃程度の温度を示した。このことよ
り、低温のグロー放電が行われていることが確認され
る。
【０１１０】図４に示す構成に利用する場合は、添加ガ
スとしてメタンやエチレン等の原料ガスを流せばよい。
また成膜速度を高める場合や、成膜面積を大きくする場
合は、複数の装置を図５に示すように配置すればよい。
スとしてメタンやエチレン等の原料ガスを流せばよい。
また成膜速度を高める場合や、成膜面積を大きくする場
合は、複数の装置を図５に示すように配置すればよい。
【０１１１】〔実施例４〕本実施例は、図４の４１で示
される部分を図８で示される構成とした例である。図８
において、８１はフィルム状の基体である。このような
フィルム状基体としては、磁気記憶媒体のテープを挙げ
ることができる。８２は、カソード電極であり、高周波
電源８７にマッチングボックス８６を介して接続されて
いる。８５はアノード電極を構成する円筒形状電極であ
り、接地されている。このアノード電極８５とカソード
電極８２との間におけるプラズマ反応空間８９において
高周波放電が行われる。またアノード電極８２は回転
し、フィルム状基体８１がスムーズに移動するように構
成されている。８３は絶縁体である。８４は、ガス導入
管であり、原料ガスや希釈ガス、さらには添加ガスは、
このガス導入管８４を通ってプラズマ放電空間８９に導
かれる。これらのガスは、ガス導入管８４からアノード
電極８２に設けられた細孔８８に導かれ、プラズマ反応
空間に噴出する。
される部分を図８で示される構成とした例である。図８
において、８１はフィルム状の基体である。このような
フィルム状基体としては、磁気記憶媒体のテープを挙げ
ることができる。８２は、カソード電極であり、高周波
電源８７にマッチングボックス８６を介して接続されて
いる。８５はアノード電極を構成する円筒形状電極であ
り、接地されている。このアノード電極８５とカソード
電極８２との間におけるプラズマ反応空間８９において
高周波放電が行われる。またアノード電極８２は回転
し、フィルム状基体８１がスムーズに移動するように構
成されている。８３は絶縁体である。８４は、ガス導入
管であり、原料ガスや希釈ガス、さらには添加ガスは、
このガス導入管８４を通ってプラズマ放電空間８９に導
かれる。これらのガスは、ガス導入管８４からアノード
電極８２に設けられた細孔８８に導かれ、プラズマ反応
空間に噴出する。
【０１１２】カソード電極８２の幅（放電に有効な幅）
は、２０ｍｍであり、その長さは３０ｃｍである。また
円筒状のアノード電極８５は、直径が２０ｍｍであり、
その長さが３０ｃｍである。またカソード電極８２とア
ノード電極８５との間隔は５ｍｍである。この一対の電
極の間隔は１０ｍｍ以下であることが好ましい。
は、２０ｍｍであり、その長さは３０ｃｍである。また
円筒状のアノード電極８５は、直径が２０ｍｍであり、
その長さが３０ｃｍである。またカソード電極８２とア
ノード電極８５との間隔は５ｍｍである。この一対の電
極の間隔は１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１３】以下にフィルム状の基体８１として、金属
磁性体が蒸着された幅１０インチの有機樹脂フィルムを
用い、その表面に硬質炭素被膜を３００Åの厚さに成膜
する例を示す。ここでは、フィルム状の基体を１２ｍ／
ｍｉｎ（２０ｃｍ／ｓｅｃ）で移動させるとする。この
場合幅２０ｍｍの放電空間８９をフィルム状の基体が0.
1 秒で移動することになる。従って、３００Åの厚さに
成膜を行うには、成膜速度として、３０００Å／ｓｅｃ
が必要とされる。
磁性体が蒸着された幅１０インチの有機樹脂フィルムを
用い、その表面に硬質炭素被膜を３００Åの厚さに成膜
する例を示す。ここでは、フィルム状の基体を１２ｍ／
ｍｉｎ（２０ｃｍ／ｓｅｃ）で移動させるとする。この
場合幅２０ｍｍの放電空間８９をフィルム状の基体が0.
1 秒で移動することになる。従って、３００Åの厚さに
成膜を行うには、成膜速度として、３０００Å／ｓｅｃ
が必要とされる。
【０１１４】以下において、図８に示す構成を用いて、
３０００Å／ｓｅｃの成膜速度を得るための条件を示
す。 反応圧力 ６０Ｔｏｒｒ 投入電力 ３００Ｗ（５Ｗ／ｃｍ2 ）（１３．５６ＭＨｚ） 原料ガス Ｃ2 Ｈ4 ：Ｈ2 ：Ａｒ＝１：１：２（計１０００ｓｃｃｍ） 添加ガス Ｃ2 Ｆ6 （Ｃ2 Ｈ4 に対して１０％添加）
３０００Å／ｓｅｃの成膜速度を得るための条件を示
す。 反応圧力 ６０Ｔｏｒｒ 投入電力 ３００Ｗ（５Ｗ／ｃｍ2 ）（１３．５６ＭＨｚ） 原料ガス Ｃ2 Ｈ4 ：Ｈ2 ：Ａｒ＝１：１：２（計１０００ｓｃｃｍ） 添加ガス Ｃ2 Ｆ6 （Ｃ2 Ｈ4 に対して１０％添加）
【０１１５】上記成膜条件とすることによって、３００
０Å／ｓｅｃの成膜速度を得ることができる。そして、
フィルム状の基体８１の表面に３００Åの厚さに硬質炭
素被膜を成膜することができる。
０Å／ｓｅｃの成膜速度を得ることができる。そして、
フィルム状の基体８１の表面に３００Åの厚さに硬質炭
素被膜を成膜することができる。
【０１１６】添加ガスとして、Ｃ2 Ｆ6 を用いたのは以
下の理由による。一般に上記のように高い成膜速度で成
膜を行うと、カソード電極に多量の反応生成物が付着す
る。この反応生成物はフレークとなり、成膜の障害とな
る。従って、カソード電極に反応生成物が付着しない工
夫が必要とされる。
下の理由による。一般に上記のように高い成膜速度で成
膜を行うと、カソード電極に多量の反応生成物が付着す
る。この反応生成物はフレークとなり、成膜の障害とな
る。従って、カソード電極に反応生成物が付着しない工
夫が必要とされる。
【０１１７】一方、図８に示すような構成とした場合、
自己バイアスの作用によって、カソード電極８２がマイ
ナス電位にバイアスされ、プラズマ放電によって生じた
プラスイオンがカソード電極８２側に引き寄せられる。
その結果、カソード電極８２側がスパッタされることに
なる。
自己バイアスの作用によって、カソード電極８２がマイ
ナス電位にバイアスされ、プラズマ放電によって生じた
プラスイオンがカソード電極８２側に引き寄せられる。
その結果、カソード電極８２側がスパッタされることに
なる。
【０１１８】そこで、本実施例のように添加ガスとして
Ｃ2 Ｆ6 を用いると、カソード電極８２側がスパッタさ
れ、エッチングされることになる。従って、カソード電
極８２に付着する反応生成物は付着と同時にエッチング
されることになる。こうして、カソード電極に反応生成
物が付着することなく、硬質炭素被膜の成膜を行うこと
ができる。
Ｃ2 Ｆ6 を用いると、カソード電極８２側がスパッタさ
れ、エッチングされることになる。従って、カソード電
極８２に付着する反応生成物は付着と同時にエッチング
されることになる。こうして、カソード電極に反応生成
物が付着することなく、硬質炭素被膜の成膜を行うこと
ができる。
【０１１９】ここで、Ｃ2 Ｆ6 を用いるのは、Ｃ2 Ｆ6
には、Ｆによるエッチング作用とＣによる硬質炭素膜の
成膜作用とがあるからである。ここで、ＣＦ4 を添加ガ
スとして用いることもできる。しかし、ＣＦ4 は硬質炭
素膜に対する成膜作用がないため、硬質炭素膜の成膜に
寄与するＣ2 Ｆ6 を用いることが好ましい。
には、Ｆによるエッチング作用とＣによる硬質炭素膜の
成膜作用とがあるからである。ここで、ＣＦ4 を添加ガ
スとして用いることもできる。しかし、ＣＦ4 は硬質炭
素膜に対する成膜作用がないため、硬質炭素膜の成膜に
寄与するＣ2 Ｆ6 を用いることが好ましい。
【０１２０】以上説明したように、カソード電極８２を
ハロゲン系ガスによってエッチングしつつ、アノード電
極８５側の基体上に成膜を行うことによって、カソード
電極８２に反応生成物を付着させることなしに、フィル
ム状の基体８１の表面上に成膜を行うことができる。
ハロゲン系ガスによってエッチングしつつ、アノード電
極８５側の基体上に成膜を行うことによって、カソード
電極８２に反応生成物を付着させることなしに、フィル
ム状の基体８１の表面上に成膜を行うことができる。
【０１２１】〔実施例５〕図１０に示すのは、基体１１
３表面に硬質炭素被膜を形成するプラズマＣＶＤ装置で
ある。図１０に示す装置は、基体１１３を超音波振動さ
せながら成膜を行うことが特徴である。以下、図１０に
示すプラズマＣＶＤ装置について説明する。また、基体
１１３としては、光磁気ディスク等の磁気記録媒体を用
いる。
３表面に硬質炭素被膜を形成するプラズマＣＶＤ装置で
ある。図１０に示す装置は、基体１１３を超音波振動さ
せながら成膜を行うことが特徴である。以下、図１０に
示すプラズマＣＶＤ装置について説明する。また、基体
１１３としては、光磁気ディスク等の磁気記録媒体を用
いる。
【０１２２】図１０に示すプラズマＣＶＤ装置は、反応
性気体を活性化（プラズマ化）させるための一対の電極
１１２と１１４を真空容器１１１内に有している。電極
１１４は接地されており、電極１１２は高周波電源１１
５に接続されている。ここでは高周波電源１１５とし
て、１３．５６ＭＨｚの高周波を発生するものを用い
る。また、図には示さないが、ガス導入系や排気系、さ
らにはマッチング装置等が配置される。また必要に応じ
て、ヒータや赤外光ランプによる加熱手段が設けられ
る。
性気体を活性化（プラズマ化）させるための一対の電極
１１２と１１４を真空容器１１１内に有している。電極
１１４は接地されており、電極１１２は高周波電源１１
５に接続されている。ここでは高周波電源１１５とし
て、１３．５６ＭＨｚの高周波を発生するものを用い
る。また、図には示さないが、ガス導入系や排気系、さ
らにはマッチング装置等が配置される。また必要に応じ
て、ヒータや赤外光ランプによる加熱手段が設けられ
る。
【０１２３】電極１１２上には、一対の電極１２２と１
２３とに挟まれた圧電素子１２１が設けられ、その上に
基体１１３が配置される。圧電素子１２１へは、電源１
２５より高周波が加えられ、所定の周波数で圧電素子１
２１は振動する。この周波数は任意であるが、例えば１
ＫＨｚ〜１００ＭＨｚまでの周波数を利用することがで
きる。
２３とに挟まれた圧電素子１２１が設けられ、その上に
基体１１３が配置される。圧電素子１２１へは、電源１
２５より高周波が加えられ、所定の周波数で圧電素子１
２１は振動する。この周波数は任意であるが、例えば１
ＫＨｚ〜１００ＭＨｚまでの周波数を利用することがで
きる。
【０１２４】また、電極１２３と電極１１２とは絶縁す
る必要がある。さらに、必要に応じて基体１１３は電極
１２２にろう材や接着材、さらには突起や鍵型の係止部
材（基体を固定する部材）により機械的に固定される。
る必要がある。さらに、必要に応じて基体１１３は電極
１２２にろう材や接着材、さらには突起や鍵型の係止部
材（基体を固定する部材）により機械的に固定される。
【０１２５】圧電素子１２１としては、水晶、ロッシュ
ル塩、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＰ）、その他有機圧電物質、圧電セ
ラミックス等を用いることができる。
ル塩、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＰ）、その他有機圧電物質、圧電セ
ラミックス等を用いることができる。
【０１２６】図１２に圧電素子１２１の部分を拡大した
概略図を示す。図１２に示されているのは、圧電素子１
２１と該圧電素子に電圧を加えるための一対の電極１２
２と１２３、さらに硬質炭素被膜が成膜される基体１１
３、それに圧電素子に電圧を加えるための高周波電源１
２５である。また基体１１３は、圧電素子１２１が超音
波振動するに従って振動する。
概略図を示す。図１２に示されているのは、圧電素子１
２１と該圧電素子に電圧を加えるための一対の電極１２
２と１２３、さらに硬質炭素被膜が成膜される基体１１
３、それに圧電素子に電圧を加えるための高周波電源１
２５である。また基体１１３は、圧電素子１２１が超音
波振動するに従って振動する。
【０１２７】圧電素子１２１は、そのカット方向によっ
て、振動方向や振動数を選択することができる。振動方
向は、圧電素子１２１の厚さ方向、面方向を選択するこ
とができ、その振動のモードもすべり振動、あるいはた
わみ振動とすることができる。振動出力の制御は、圧電
素子１２１に加わる電圧をモニターすることによって行
うことができる。
て、振動方向や振動数を選択することができる。振動方
向は、圧電素子１２１の厚さ方向、面方向を選択するこ
とができ、その振動のモードもすべり振動、あるいはた
わみ振動とすることができる。振動出力の制御は、圧電
素子１２１に加わる電圧をモニターすることによって行
うことができる。
【０１２８】また、図１０に示すプラズマＣＶＤ装置に
おいて、一対の電極１１２と１１４との間隔はできうる
限り狭くすることが好ましい。これは実験的に見出され
た事実である。具体的には、１０ｍｍ以下の間隔である
と、速い成膜速度と良質な膜質が得られる。しかし、図
１０に示したような構成を採用した場合、この電極間隔
は、圧電素子１２１の厚さや基体１１３の厚さによって
制限されるので、その値を２０ｍｍ以下とすることが好
ましい。
おいて、一対の電極１１２と１１４との間隔はできうる
限り狭くすることが好ましい。これは実験的に見出され
た事実である。具体的には、１０ｍｍ以下の間隔である
と、速い成膜速度と良質な膜質が得られる。しかし、図
１０に示したような構成を採用した場合、この電極間隔
は、圧電素子１２１の厚さや基体１１３の厚さによって
制限されるので、その値を２０ｍｍ以下とすることが好
ましい。
【０１２９】以下に基体１１３上に硬質炭素被膜を成膜
する条件を示す。ここでは、基体１１３として光磁気デ
ィスクの代わりに有機樹脂板を用いた。 原料ガス エチレンガス＋水素ガス 動作圧力 ８０Ｐａ 高周波電力 １．５ＫＷ 基体温度 非加熱
する条件を示す。ここでは、基体１１３として光磁気デ
ィスクの代わりに有機樹脂板を用いた。 原料ガス エチレンガス＋水素ガス 動作圧力 ８０Ｐａ 高周波電力 １．５ＫＷ 基体温度 非加熱
【０１３０】上記条件で基体１１３上に成膜された硬質
炭素被膜は膜厚が２００Åであり、剥離が少なく、緻密
な膜質であった。また、硬質炭素被膜中におけるピンホ
ールの数も平均して１０個／ｍｍ2 以下であった。
炭素被膜は膜厚が２００Åであり、剥離が少なく、緻密
な膜質であった。また、硬質炭素被膜中におけるピンホ
ールの数も平均して１０個／ｍｍ2 以下であった。
【０１３１】〔実施例６〕本実施例は、実施例５とは異
なる手段で、基体１１３に超音波振動を与える構成に関
する。図１３に本実施例のプラズマＣＶＤ装置の概略を
示す。図１３において特徴とするのは、電極１１２を超
音波振動子１４１によって振動させる構成である。この
ような構成とすることによって、基体１１３を超音波振
動させることができる。また、図１３に示すような構成
を採ることで、一対の電極１１２と１１４との間隔を１
０ｍｍ以下とすることができ、高速成膜を実現すること
ができる。
なる手段で、基体１１３に超音波振動を与える構成に関
する。図１３に本実施例のプラズマＣＶＤ装置の概略を
示す。図１３において特徴とするのは、電極１１２を超
音波振動子１４１によって振動させる構成である。この
ような構成とすることによって、基体１１３を超音波振
動させることができる。また、図１３に示すような構成
を採ることで、一対の電極１１２と１１４との間隔を１
０ｍｍ以下とすることができ、高速成膜を実現すること
ができる。
【０１３２】〔実施例７〕本実施例は、磁気テープ等の
テープ状の材料に硬質炭素被膜を被覆する例である。図
１４に本実施例で用いられるプラズマＣＶＤ装置の概要
を示す。図１４に示プラズマＣＶＤ装置は、真空容器内
にロール状の電極１５５とこのロール状の電極１５５と
対をなす電極１５６と、超音波振動子を兼ねたガイドロ
ーラー１５３、１５４と、巻き送り用のドラム１５１ま
たは１５２、巻き取り用のドラム１５２または１５１が
備えられている。また図示はしていないが、反応性ガス
やドーピングガス、さらには希釈ガス等のガス導入系
と、ガス排気系が設けられている。
テープ状の材料に硬質炭素被膜を被覆する例である。図
１４に本実施例で用いられるプラズマＣＶＤ装置の概要
を示す。図１４に示プラズマＣＶＤ装置は、真空容器内
にロール状の電極１５５とこのロール状の電極１５５と
対をなす電極１５６と、超音波振動子を兼ねたガイドロ
ーラー１５３、１５４と、巻き送り用のドラム１５１ま
たは１５２、巻き取り用のドラム１５２または１５１が
備えられている。また図示はしていないが、反応性ガス
やドーピングガス、さらには希釈ガス等のガス導入系
と、ガス排気系が設けられている。
【０１３３】ここでは、テープ状の基体として、ポリイ
ミドフィルムの帯状基体（磁気テープの基体材料）を用
いている。図１４に示すように、帯状のフィルム基体１
５７は、一方のドラム１５１または１５２から他方のド
ラム１５２または１５１へと巻き取られ移動する。ドラ
ム状の電極１５５は１３．５６ＭＨｚの高周波電源１１
５に接続されており、接地電極である電極１５６との間
で放電が行われる。この際、ドラム状の電極１５５も基
体１５７の移動に従って回転する。そしてこの時、フィ
ルム状の基体１５７の表面に硬質炭素皮膜が成膜され
る。
ミドフィルムの帯状基体（磁気テープの基体材料）を用
いている。図１４に示すように、帯状のフィルム基体１
５７は、一方のドラム１５１または１５２から他方のド
ラム１５２または１５１へと巻き取られ移動する。ドラ
ム状の電極１５５は１３．５６ＭＨｚの高周波電源１１
５に接続されており、接地電極である電極１５６との間
で放電が行われる。この際、ドラム状の電極１５５も基
体１５７の移動に従って回転する。そしてこの時、フィ
ルム状の基体１５７の表面に硬質炭素皮膜が成膜され
る。
【０１３４】即ち、各ドラムとローラーが回転すること
によって、一方のドラムから他方のドラムにフィルム状
の基体が移動し、その際にフィルム状の基体表面に硬質
炭素皮膜が形成される。
によって、一方のドラムから他方のドラムにフィルム状
の基体が移動し、その際にフィルム状の基体表面に硬質
炭素皮膜が形成される。
【０１３５】以下に実際の成膜条件の一例を示す。 基体の移動速度は、５０ｍ／ｍｉｎとした。また成膜さ
れた硬質炭素皮膜の膜厚は２００Åである。
れた硬質炭素皮膜の膜厚は２００Åである。
【０１３６】成膜された硬質炭素皮膜の膜質をラマンス
ペクトルにより測定したところ、ダイヤモンド状の炭素
膜としての特徴を示し、良質な硬質炭素皮膜であること
が確認された。またピンホールの数も３０個／ｍｍ2 以
下であり、耐薬品性や水分に対するブロッキング作用も
良好であった。
ペクトルにより測定したところ、ダイヤモンド状の炭素
膜としての特徴を示し、良質な硬質炭素皮膜であること
が確認された。またピンホールの数も３０個／ｍｍ2 以
下であり、耐薬品性や水分に対するブロッキング作用も
良好であった。
【０１３７】図１４に示す構成においては、フィルム状
の基体１５７にガイドローラー１５３、１５４より超音
波振動を与える構成であるが、このようにすると、一対
のガイドローラ１５３、１５４より面振動として、フィ
ルム状の基体１５７に超音波振動を与えることができ
る。
の基体１５７にガイドローラー１５３、１５４より超音
波振動を与える構成であるが、このようにすると、一対
のガイドローラ１５３、１５４より面振動として、フィ
ルム状の基体１５７に超音波振動を与えることができ
る。
【０１３８】特に、ガイドローラ１５３、１５４による
超音波振動を基体１５７に与えることによって、反応空
間（放電が行われる電極１５５と１５６の間の空間）以
外の場所において、テープ状に細長いフィルム状の基体
１５７が絡むことを防ぐことができる。さらには基体１
５７の表面に付着したパーティクルを除去することがで
き、生産性の向上を得ることができる。
超音波振動を基体１５７に与えることによって、反応空
間（放電が行われる電極１５５と１５６の間の空間）以
外の場所において、テープ状に細長いフィルム状の基体
１５７が絡むことを防ぐことができる。さらには基体１
５７の表面に付着したパーティクルを除去することがで
き、生産性の向上を得ることができる。
【０１３９】また、成膜が終了した基体１５７は、ドラ
ム１５１または１５２に巻き取られる。
ム１５１または１５２に巻き取られる。
【０１４０】フィルム状の基体１５７への超音波の与え
方は、ガイドローラー１５３、１５４によるものでな
く、別に超音波振動子をフィルム状の基体１５７に接触
させて、超音波振動を与える方法でもよい。また、フィ
ルム状の基体１５７と接触しているドラム状の電極１５
５を超音波振動させるのでもよい。
方は、ガイドローラー１５３、１５４によるものでな
く、別に超音波振動子をフィルム状の基体１５７に接触
させて、超音波振動を与える方法でもよい。また、フィ
ルム状の基体１５７と接触しているドラム状の電極１５
５を超音波振動させるのでもよい。
【０１４１】〔実施例８〕本実施例は、図１４に示す装
置において、ドラム状の電極１５５を振動させる構成に
ついてである。ドラム状の電極１５５を超音波振動させ
るには、超音波振動子を電極１５５に密着して配置すれ
ばよい。
置において、ドラム状の電極１５５を振動させる構成に
ついてである。ドラム状の電極１５５を超音波振動させ
るには、超音波振動子を電極１５５に密着して配置すれ
ばよい。
【０１４２】電極１５５の振動の状態としては、図１４
５の矢印で示されるように、電極間方向、即ち基体１５
７に垂直な方向（図面でいうと上下方向）に振動を与え
る方法と、電極間方向とは垂直な方向、即ち基体１５７
に平行な方向（図面でいうと左右方向）に振動を与える
方法とがある。
５の矢印で示されるように、電極間方向、即ち基体１５
７に垂直な方向（図面でいうと上下方向）に振動を与え
る方法と、電極間方向とは垂直な方向、即ち基体１５７
に平行な方向（図面でいうと左右方向）に振動を与える
方法とがある。
【０１４３】図１４において、電極１５５を上下に超音
波振動させた場合、丁度交流バイアスを加えた状態を実
現できる。周知のように、図１４のような構成を採用し
た場合、接地された電極１５６側に対して、高周波電源
に接続された電極１５５側は負に帯電し、丁度負のバイ
アス（自己バイアスという）が印加された状態となる。
この状態において、電極１５５が上下に振動すると、電
極１５５方向に加速されるイオンにとっては、基体１５
７がある周期（電極１５５に加えられる超音波振動の周
波数によって決まる）で加速して近づいて来たり、遠ざ
かっていく状態が実現される。即ち、交流バイアスが電
極１５５に印加された状態が実現される。
波振動させた場合、丁度交流バイアスを加えた状態を実
現できる。周知のように、図１４のような構成を採用し
た場合、接地された電極１５６側に対して、高周波電源
に接続された電極１５５側は負に帯電し、丁度負のバイ
アス（自己バイアスという）が印加された状態となる。
この状態において、電極１５５が上下に振動すると、電
極１５５方向に加速されるイオンにとっては、基体１５
７がある周期（電極１５５に加えられる超音波振動の周
波数によって決まる）で加速して近づいて来たり、遠ざ
かっていく状態が実現される。即ち、交流バイアスが電
極１５５に印加された状態が実現される。
【０１４４】上記の作用は、ガイドローラー１５３、１
５４に超音波振動を与えた場合でも得ることができる
が、電極１５５に超音波振動を与えた場合の方が顕著で
ある。また図５に示すような状態で、フレキシブルな基
体（例えば磁気テープ等の基体）に超音波振動を加えた
場合によりその効果を顕著に得ることができる。
５４に超音波振動を与えた場合でも得ることができる
が、電極１５５に超音波振動を与えた場合の方が顕著で
ある。また図５に示すような状態で、フレキシブルな基
体（例えば磁気テープ等の基体）に超音波振動を加えた
場合によりその効果を顕著に得ることができる。
【０１４５】〔実施例９〕本実施例は、図１０または図
１４に示す装置を用いて、磁気記録媒体である光磁気デ
ィスクの表面保護膜を形成する例を示す。光磁気ディス
クあるいは光ディスクメモリは、ＣＤ（コンパクトディ
スク）に代表されるように、記録媒体として広く知られ
ている。これらは、有機樹脂や工業用プラスチックー材
料でディスクを構成しており、生産性の高さ、取扱の良
さ、といった特徴を有する。
１４に示す装置を用いて、磁気記録媒体である光磁気デ
ィスクの表面保護膜を形成する例を示す。光磁気ディス
クあるいは光ディスクメモリは、ＣＤ（コンパクトディ
スク）に代表されるように、記録媒体として広く知られ
ている。これらは、有機樹脂や工業用プラスチックー材
料でディスクを構成しており、生産性の高さ、取扱の良
さ、といった特徴を有する。
【０１４６】しかしながら、その表面層を保護する保護
膜は必要となる。この保護膜は、可視光領域の光（一般
に７００〜８００ｎｍの半導体レーザー光が利用され
る）を透過させる必要があり、かつ高い硬度と密着性が
要求される。
膜は必要となる。この保護膜は、可視光領域の光（一般
に７００〜８００ｎｍの半導体レーザー光が利用され
る）を透過させる必要があり、かつ高い硬度と密着性が
要求される。
【０１４７】このような要求を満たす保護膜として、図
１０や図１４に示す装置で成膜される硬質炭素被膜を利
用することが考えられる。成膜方法としては、基体１１
３として光ディスクを用いればよい。硬質炭素被膜は加
熱を行わずに成膜が行えるので、熱に弱い材料を用いた
光ディスクの表面保護膜として最適である。
１０や図１４に示す装置で成膜される硬質炭素被膜を利
用することが考えられる。成膜方法としては、基体１１
３として光ディスクを用いればよい。硬質炭素被膜は加
熱を行わずに成膜が行えるので、熱に弱い材料を用いた
光ディスクの表面保護膜として最適である。
【０１４８】以上の実施例においては、放電を起こすた
めの高周波として、１３．５６ＭＨｚの周波数を用いる
例を示したが、これはこの周波数に限定されるものでは
ない。また、パルス放電を利用してもよい。さらに高周
波放電に加えて、ＤＣまたはＡＣのバイアスを印加する
のでもよい。
めの高周波として、１３．５６ＭＨｚの周波数を用いる
例を示したが、これはこの周波数に限定されるものでは
ない。また、パルス放電を利用してもよい。さらに高周
波放電に加えて、ＤＣまたはＡＣのバイアスを印加する
のでもよい。
【０１４９】また、硬質炭素被膜のための原料ガスとし
ては、メタン等の炭化水素ガスやアルコール等を利用す
ることができる。さらに、成膜の際には、水素や他の添
加ガスやドーピングガスを導入することもできる。
ては、メタン等の炭化水素ガスやアルコール等を利用す
ることができる。さらに、成膜の際には、水素や他の添
加ガスやドーピングガスを導入することもできる。
【０１５０】〔実施例１０〕本実施例の概略を図８に示
す。図８に示す装置は、テープやフィルム状の基体の表
面に被膜を形成するための装置である。本実施例では特
に磁気テープの表面に表面保護膜として炭素被膜を形成
する構成について説明する。図８に示す構成において、
８１がフィルム状の基体であり、ここではポリイミド等
の樹脂材料の表面に磁性材料が蒸着法等により成膜され
たものである。８２はカソード電極であり、高周波電源
８７にマッチングボックス８６を介して接続されてい
る。８５は、アノード電極を構成するキャンロールであ
り、基体８１を移送するために成膜中は回転する。ま
た、この電極８５は圧電素子によって超音波振動するよ
うに構成されている。即ち、成膜の最中において、基体
８１は円筒状の電極８５によって超音波振動が与えら
れ、超音波振動することになる。
す。図８に示す装置は、テープやフィルム状の基体の表
面に被膜を形成するための装置である。本実施例では特
に磁気テープの表面に表面保護膜として炭素被膜を形成
する構成について説明する。図８に示す構成において、
８１がフィルム状の基体であり、ここではポリイミド等
の樹脂材料の表面に磁性材料が蒸着法等により成膜され
たものである。８２はカソード電極であり、高周波電源
８７にマッチングボックス８６を介して接続されてい
る。８５は、アノード電極を構成するキャンロールであ
り、基体８１を移送するために成膜中は回転する。ま
た、この電極８５は圧電素子によって超音波振動するよ
うに構成されている。即ち、成膜の最中において、基体
８１は円筒状の電極８５によって超音波振動が与えら
れ、超音波振動することになる。
【０１５１】成膜においては、アノード電極８５とカソ
ード電極８２との間のプラズマ反応空間８９において高
周波放電が行われる。８３は絶縁体であり、８４はガス
導入管である。ガス導入管からは、原料ガスであるメタ
ンと水素等の希釈ガスがプラズマ反応空間８９に導入さ
れる。ガスは、アノード電極８２に設けられた細孔８８
から反応空間８９に噴出する。
ード電極８２との間のプラズマ反応空間８９において高
周波放電が行われる。８３は絶縁体であり、８４はガス
導入管である。ガス導入管からは、原料ガスであるメタ
ンと水素等の希釈ガスがプラズマ反応空間８９に導入さ
れる。ガスは、アノード電極８２に設けられた細孔８８
から反応空間８９に噴出する。
【０１５２】カソード電極の幅は例えば２０ｍｍとす
る。またその長さは例えば３０ｃｍとする。また、円筒
状のアノード電極８０１の直径は例えば２０ｍｍとす
る。またその長さは例えば３０ｃｍとする。このような
場合、基体８１として幅３０ｃｍ以内のものを用いるこ
とができる。上記に示す寸法の電極を用いた場合の成膜
条件例を以下に示す。 反応圧力 ６０Ｔｏｒｒ 投入電力 ３００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 原料ガス Ｃ2 Ｈ4 ：Ｈ2 ：Ａｒ＝１：１：２（計１０００ｓｃｃｍ） 添加ガス Ｃ2 Ｆ6 （Ｃ2 Ｈ4 に対して１０％添加） 超音波周波数 ３０ＫＨｚ（電極８０１に与えられる超音波振動） 電極８５を介して基体８１に超音波振動を与えることに
よって、基体８１の被形成面に反応生成物のフレークが
付着したりすることがなく、緻密なピンホールの無い炭
素被膜を形成することができる。
る。またその長さは例えば３０ｃｍとする。また、円筒
状のアノード電極８０１の直径は例えば２０ｍｍとす
る。またその長さは例えば３０ｃｍとする。このような
場合、基体８１として幅３０ｃｍ以内のものを用いるこ
とができる。上記に示す寸法の電極を用いた場合の成膜
条件例を以下に示す。 反応圧力 ６０Ｔｏｒｒ 投入電力 ３００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 原料ガス Ｃ2 Ｈ4 ：Ｈ2 ：Ａｒ＝１：１：２（計１０００ｓｃｃｍ） 添加ガス Ｃ2 Ｆ6 （Ｃ2 Ｈ4 に対して１０％添加） 超音波周波数 ３０ＫＨｚ（電極８０１に与えられる超音波振動） 電極８５を介して基体８１に超音波振動を与えることに
よって、基体８１の被形成面に反応生成物のフレークが
付着したりすることがなく、緻密なピンホールの無い炭
素被膜を形成することができる。
【０１５３】
【発明の効果】本発明により、導電性である金属磁性層
を有する磁気記録媒体表面に安定に高い信頼性で硬質炭
素膜を生産できる装置を提供することができる。
を有する磁気記録媒体表面に安定に高い信頼性で硬質炭
素膜を生産できる装置を提供することができる。
【０１５４】また、従来では十分に硬度の高い炭素膜が
接地電極側で形成することができなかったが、本発明に
より、接地電極であるアノードに接触させた状態でも十
分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が形成できる装置
を提供することができる。
接地電極側で形成することができなかったが、本発明に
より、接地電極であるアノードに接触させた状態でも十
分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が形成できる装置
を提供することができる。
【０１５５】さらに、本発明により磁性層作製プロセス
と同時に、保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度
の、高速成膜が可能な装置を提供することができる。
と同時に、保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度
の、高速成膜が可能な装置を提供することができる。
【０１５６】また、本発明により、高速成膜を達成する
ことによる新たな問題である、電極の汚れに起因するフ
レークの発生を抑制できる装置を提供することができ
る。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、フレ
ークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナンス
期間が延ばせるので、スループットが向上し、コスト削
減に大きく寄与できる。
ことによる新たな問題である、電極の汚れに起因するフ
レークの発生を抑制できる装置を提供することができ
る。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、フレ
ークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナンス
期間が延ばせるので、スループットが向上し、コスト削
減に大きく寄与できる。
【０１５７】また、本発明の製造装置で作製された磁気
記録媒体は、磁性層と炭素を主成分とする被膜との界面
特性，密着性が改善され、高品質なもとすることができ
る。更に大気にさらすことを避けるだけでは、磁性層表
面に生成される低級酸化物は本質的に除去できないが、
本発明によるプラズマ活性化処理が効果的である。
記録媒体は、磁性層と炭素を主成分とする被膜との界面
特性，密着性が改善され、高品質なもとすることができ
る。更に大気にさらすことを避けるだけでは、磁性層表
面に生成される低級酸化物は本質的に除去できないが、
本発明によるプラズマ活性化処理が効果的である。
【０１５８】また、炭素を主成分とする被膜の表面特性
すなわち、耐摩耗性、高平滑性，硬度等が著しく向上
し、産業的にも十分価値のある磁気記録媒体の製造を可
能とし、従来問題とされていた連続形成上の律則点も回
避することができる。
すなわち、耐摩耗性、高平滑性，硬度等が著しく向上
し、産業的にも十分価値のある磁気記録媒体の製造を可
能とし、従来問題とされていた連続形成上の律則点も回
避することができる。
【０１５９】基体に超音波振動を与えながら硬質炭素被
膜を形成することで、緻密で良好な膜質を得ることがで
きる。特にピンホールの数が３０個／ｍｍ2 以下である
という極めて緻密な炭素被膜を得ることができ、保護膜
として極めて有用である。
膜を形成することで、緻密で良好な膜質を得ることがで
きる。特にピンホールの数が３０個／ｍｍ2 以下である
という極めて緻密な炭素被膜を得ることができ、保護膜
として極めて有用である。
【図１】 プラズマ発生装置の概略の断面を示す。
【図２】 図１のＡ−Ａ’で切った断面を示す。
【図３】 図１のＡ−Ａ’で切った断面を示す。
【図４】 実施例の成膜装置の概要を示す。
【図５】 プラズマ発生装置の配置の状態を示す。
【図６】 プラズマ発生装置の概略の断面図を示す。
【図７】 圧力と電子温度（Ｔｅ）、及び圧力とプラズ
マを維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎ
ｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）との関係を示す。
マを維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎ
ｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）との関係を示す。
【図８】 プラズマ発生装置の概略の断面を示す。
【図９】 圧力と電子温度（Ｔｅ）、及び圧力と電子密
度（Ｎｅ）との関係を示す。
度（Ｎｅ）との関係を示す。
【図１０】 実施例の構成を示す。
【図１１】 従来例の構成を示す。
【図１２】 実施例の構成を示す。
【図１３】 実施例の構成を示す。
【図１４】 実施例の構成を示す。
１・・・真空容器 ２・・・供給ロール ３・・・高分子基板材料 ４・・・フリーローラガイド ５・・・遮へい板 ６・・・蒸発源 ７・・・円筒状キャン ８・・・中間ロール ９・・・真空容器（２） １０・・接地電極 １１・・高周波給電電極 １２・・高周波電源系 １３・・真空容器 １４・・巻取りロール １５・・直流電源 １６・・プラズマ領域 １７・・シートビーム型プラズマ領域 １８・・原料ガス供給系 １９・・排気系 ２０・・バッファー室 ２１・・ＭＨＶ接栓 ３１・・中心導体 ３３・・円筒状絶縁体 ２９・・外側導体 ３０・・ガス導入口 ２２・・テフロン製絶縁体 ２７・・テフロン製絶縁体 ２３・・筐体 ２８・・筐体 ２５・・治具 ２６・・治具 ５２・・プラズマ発生装置 ４２・・バイアス電源 ６１・・電極板 ６３・・絶縁体板 ６２・・外側筐体 ８１・・フィルム状の基体 ８２・・カソード電極 ８３・・絶縁体 ８４・・ガス導入管 ８５・・アノード電極 ８６・・マッチングボックス ８７・・高周波電源 ８８・・細孔 ８９・・プラズマ放電空間 ６２０・テフロンシールド ６２１・テフロンシールド ６２２・テフロンシールド ６１１・ＭＨＶ接栓 ６１２・ガス導入口 ６１６・ホルダー ６１７・天板 ６１３・テフロン製絶縁体 １１１・・・・真空容器 １１２・・・・電極 １１３・・・・基体 １１４・・・・電極 １１５・・・・高周波電源 １２１・・・・圧電素子 １２２・・・・電極 １２３・・・・電極 １２５・・・・高周波電源 １４１・・・・超音波振動子 １５１・・・・送り出しドラム／巻き取りドラム １５２・・・・巻き取りドラム／送り出しドラム １５３・・・・ガイドローラー １５４・・・・ガイドローラー １５５・・・・ドラム状電極 １５６・・・・接地電極 １５７・・・・フィルム状の基体。
Claims (20)
- 【請求項１】 光ディスクと、前記光ディスクの表面上
に設けられた保護膜とを有する光ディスクメモリの読み
取り方法であって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下のダイヤモンドライクカーボンを有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光が前記光ディス
クに照射されることを特徴とする光ディスクメモリの読
み取り方法。 - 【請求項２】 光ディスクと、前記光ディスクの表面上
に設けられた保護膜とを有する光ディスクメモリの読み
取り方法であって、 前記保護膜は、厚さが５００Å以下で、ピンホール数が
３０個/ｍｍ2以下で、Ｓｉ，Ｂ，Ｎ，Ｐ，Ｆから選ばれ
た少なくともひとつの元素を含むダイヤモンドライクカ
ーボンを有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光が前記光ディス
クに照射されることを特徴とする光ディスクメモリの読
み取り方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記光ディス
クメモリはコンパクトディスクであることを特徴とする
光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、
前記ダイヤモンドライクカーボンは、前記光ディスクを
加熱しないで形成されていることを特徴とする光ディス
クメモリの読み取り方法。 - 【請求項５】 有機樹脂又はプラスチックからなる基板
と、前記基板の表面を保護するための保護膜とを有する
光ディスクメモリであって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下のダイヤモンドライクカーボンを有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光を照射すること
を特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項６】 有機樹脂又はプラスチックからなる基板
と、前記基板の表面を保護するための保護膜とを有する
光ディスクメモリであって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下で、Ｓｉ，Ｂ，Ｎ，Ｐ，Ｆから選ばれた
少なくともひとつの元素を含むダイヤモンドライクカー
ボンを有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光を照射すること
を特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項７】 請求項５又は６において、前記ダイヤモ
ンドライクカーボンは、前記基板を加熱しないで形成さ
れていることを特徴とする光ディスクメモリの読み取り
方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項において、
前記ダイヤモンドライクカーボンの膜厚は５０Å以上で
あることを特徴とする光ディスクメモリの読み取り方
法。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項において、
前記ダイヤモンドライクカーボンの膜質はラマンスペク
トルから決定されることを特徴とする光ディスクメモリ
の読み取り方法。 - 【請求項１０】 光ディスクと、前記光ディスクの表面
上に設けられた保護膜とを有する光ディスクメモリの読
み取り方法であって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下の硬質炭素膜を有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光が前記光ディス
クに照射されることを特徴とする光ディスクメモリの読
み取り方法。 - 【請求項１１】 光ディスクと、前記光ディスクの表面
上に設けられた保護膜とを有する光ディスクメモリの読
み取り方法であって、 前記保護膜は、厚さが５００Å以下で、ピンホール数が
３０個/ｍｍ2以下で、Ｓｉ，Ｂ，Ｎ，Ｐ，Ｆから選ばれ
た少なくともひとつの元素を含む硬質炭素膜膜を有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光が前記光ディス
クに照射されることを特徴とする光ディスクメモリの読
み取り方法。 - 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、前記光
ディスクメモリはコンパクトディスクであることを特徴
とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１３】 請求項１０〜１２のいずれか１項にお
いて、前記光ディスクを加熱しないで、前記ダイヤモン
ドライクカーボンが形成されていることを特徴とする光
ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１４】 有機樹脂又はプラスチックからなる基
板と、前記基板の表面を保護するための保護膜とを有す
る光ディスクメモリであって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下の硬質炭素膜を有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光を照射すること
を特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１５】 有機樹脂又はプラスチックからなる基
板と、前記基板の表面を保護するための保護膜とを有す
る光ディスクメモリであって、 前記保護膜は、厚さ５００Å以下で、ピンホール数が３
０個/ｍｍ2以下で、Ｓｉ，Ｂ，Ｎ，Ｐ，Ｆから選ばれた
少なくともひとつの元素を含む硬質炭素膜を有し、 前記保護膜を介して、半導体レーザー光を照射すること
を特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１６】請求項１４又は１５において、前記硬質
炭素膜は、前記基板を加熱しないで形成されていること
を特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１７】 請求項１０〜１６のいずれか１項にお
いて、前記硬質炭素膜の膜厚は５０Å以上であることを
特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１８】請求項１０〜１７のいずれか１項におい
て、前記硬質炭素膜の膜質はラマンスペクトルからされ
ることを特徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれか１項におい
て、前記半導体レーザービームは可視光であることを特
徴とする光ディスクメモリの読み取り方法。 - 【請求項２０】 請求項１〜１８のいずれか１項におい
て、前記半導体レーザービームの波長は７００〜８００
ｎｍであることを特徴とする光ディスクメモリの読み取
り方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20025193 | 1993-07-20 | ||
| JP5-200251 | 1993-07-20 | ||
| JP5-201833 | 1993-07-22 | ||
| JP20183393 | 1993-07-22 | ||
| JP11963294 | 1994-05-09 | ||
| JP6-119632 | 1994-05-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19003094A Division JP3267810B2 (ja) | 1993-07-20 | 1994-07-19 | 被膜形成方法 |
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|---|---|
| JP2000149270A true JP2000149270A (ja) | 2000-05-30 |
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ID=27313871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2000149270A (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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