JP2001131755A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体に損傷もしくは変質などが生じることな
く、連続的に品質の良好な成膜が可能なプラズマＣＶＤ
装置を提供する。 【解決手段】 マイクロ波によりプラズマを発生させて
基体上に有機薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置におい
て、前記マイクロ波を導入するための窓と、前記有機薄
膜の原料であるモノマーガスを導入するためのモノマー
ガス導入口と、キャリアガスを導入するためのキャリア
ガス導入口を設け、前記キャリアガス導入口を窓側に配
置し、前記モノマーガス導入口を基体側に配置したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気記録媒
体や他の各種機能性薄膜の製造などに使用される連続プ
ラズマＣＶＤ装置に係り、さらに詳しくは、損傷のない
高品質のＣＶＤ薄膜を広幅で均一に高速度で成膜するの
に好適な連続プラズマＣＶＤ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポ
リアラミド、ポリイミドなどの絶縁性を有するフィルム
を用いた薄膜磁気記録媒体や各種の機能性媒体の広範な
分野において、これらの長尺基体上にさらに保護膜、潤
滑膜、防湿膜などのプラズマＣＶＤ膜を設ける試みがな
されている。

【０００３】このような長尺状のフレキシブル基体にＣ
ＶＤ成膜を行なえば、多量生産が可能となり、大幅なコ
スト低減が見込まれる。そしてより生産性を向上させる
には高速、広幅成膜の技術が重要となる。

【０００４】成膜速度を高める最も重要な要件は、プラ
ズマに多量のエネルギーを供給して活性なイオンやラジ
カルなどの分子種を高密度に生成し、これらを有効に基
体に入射させることである。また、高品質な膜を得るた
めには基体に入射するイオンに所定の運動エネルギーを
与える必要があり、このためプラズマ励起部および（ま
たは）基体側にバイアス電圧を印加してイオンの加速が
行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようにプラズマに
多くのエネルギーを加えれば必然的にプラズマのエネル
ギーが基体に移動し、基体が加熱される。基体が加熱さ
れれば、成膜速度が大幅に減少し、膜質が低下するとと
もに基体の変形、破壊が生じる。

【０００６】基体が薄膜磁気記録媒体や各種機能性膜な
どの導電性を有する基体の場合、導電膜にイオン電流が
流れるためジュール熱による加熱が加わる。特に、成膜
速度の高速度化のためイオン入射量を増し、また膜質向
上のためイオン加速電圧を上げると著しい基体損傷を引
き起こすことは広く知られている。

【０００７】また、生産性を上げるうえで高速度化とと
もに基体の広幅化を図る必要がある。成膜幅を左右する
重要な要件は、プラズマ密度とイオン加速バイアス電圧
の均一性である。プラズマ密度ならびにバイアス電圧が
不均一だと膜厚、膜質が幅方向において大きくばらつ
く。

【０００８】プラズマＣＶＤ膜の高速成膜、広幅成膜は
このように非常に難しい技術であり、特に基体の少なく
とも一部が導電性を有し、電流を流すとジュール熱を発
生するような基体を用いたとき、プラズマＣＶＤ膜の高
速成膜、広幅成膜はより一層困難となり、ブレークスル
ーが必要となっている。

【０００９】基体加熱の原因として多くの要因が考えら
れるが、主な要因は基体に入射する加速イオンの衝撃エ
ネルギーによる発熱とイオン電流のジュール熱による発
熱である。この中で、衝撃エネルギーによる発熱は衝撃
エネルギーが高品質な膜を得るため必要なものであり、
避けることができない。一方、イオン電流によるジュー
ル熱は不要なものであり、イオンを加速するバイアス印
加法に依存する。このイオン電流による加熱を如何に抑
制するかが、安定な高速プロセスを実現する上で最も重
要なポイントとなる。

【００１０】次に従来例を比較検討した結果を述べる。
図３７に、従来例の一つとして直流バイアスによるイオ
ン加速法を用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示
す。

【００１１】図中の１３１は例えばフレキシブルな合成
樹脂フィルムなどからなる基体、１３２はその基体１３
１を連続的に繰り出す供給ローラ、１３３はその供給ロ
ーラ１３２に接続された直流電源、１３４は基体１３１
をガイドする中間ローラ、１３５は回転ドラム、１３６
はプラズマ管、１３７はそのプラズマ管１３６に巻装さ
れた高周波コイル、１３８はその高周波コイル１３７に
高周波を印加する高周波電源、１３９は前記プラズマ管
１３６内に配置されたアノード電極、１４０はそのアノ
ード電極１３９に接続された直流電源、１４１は前記プ
ラズマ管１３６に形成されたガス導入口、１４２は成膜
された基体１３１を巻き取る巻取ローラである。

【００１２】このようにプラズマ管１３６に巻き付けた
高周波コイル１３７でプラズマを励起し、導電性を有す
る基体１３１に直流電源１３３を用いてバイアス電圧を
印加する方法では、基体１３１の導電性部分に矢印１４
３に示すようにイオン電流が流れてしまう。

【００１３】また同図に示すようにバイアス電圧をプラ
ズマを挟んで基体１３１と反対側のアノード電極１３９
から印加する方法でも、基体１３１のイオンによる帯電
を防ぐために基体１３１からイオンを逃がす経路を設け
る必要があり、同じように矢印１４３方向にイオン電流
が流れる。

【００１４】このように導電性を有する基体にイオン電
流が流れると、基体の電気抵抗が極めて小さいか反対に
極めて大きい場合を除き、イオン電流により多量のジュ
ール熱が発生し、そのために成膜速度の低下と基体の損
傷が起こる。

【００１５】このイオン電流による基体の加熱を低減す
るため、図３８に示すように冷却された回転ドラム上の
フィルムに単数または複数の電位ローラを設けて、イオ
ン電流を冷却された回転ドラム上のみに局限し、また電
流の分流を図る手段が提案されている（特公平７−１０
５０３７号公報参照）。

【００１６】同図においては１５１は合成樹脂フィルム
などからなる基体、１５２は基体１５１を連続的に繰り
出す供給ローラ、１５３はその基体１５１をガイドする
中間ローラ、１５４は回転ドラム、１５５は複数のプラ
ズマ管、１５６は各プラズマ管１５５に巻装された高周
波コイル、１５７は各プラズマ管１５５内に配置された
アノード電極、１５８はそのアノード電極１５７に接続
された直流電源、１５９は各プラズマ管１５５に接続さ
れたガス導入管、１６０は成膜された基体１５１を巻き
取る巻取ローラ、１６１はバイアス電圧を印加するため
の電位ローラである。

【００１７】同図に示す装置ではイオン電流の総量は変
化しておらず、基体１５１に流れ込む熱量の大幅な減少
にはつながらない。このように直流電源を用いてバイア
ス電圧を印加する方法（交流であってもプラズマ的に直
流と見なせる低周波数バイアス印加法でも同様）では、
イオン入射量の多い成膜法において、イオン電流によっ
て成膜速度が制限されるという欠点はまだ解消できな
い。

【００１８】このため基体の冷却効率をあげるのに、さ
らに基体と回転ドラム間に高電圧の直流電圧を印加し静
電吸着を利用して密着性を上げる手段などが提案されて
いる。

【００１９】なお、この直流バイアス法では、基体１５
１が移動しているため電位ローラ１６１の電圧はスリッ
プリングやロータリージョイントなどを介して電気導通
をとって調整する必要があるが、スリップリングなどの
接触面が汚れたり、スティックスリップが生じたりする
と電圧が変動し、生成した膜の膜質が不均質になりやす
い。

【００２０】またバイアス印加アノード電極１５７が高
電位になるとプラズマ電位が高くなり、異常放電が起こ
り易くなる。さらにイオン加速を広い面積にわたって均
等に行うことが難しい。また、基体の帯電により塵埃が
基体に付着して、基体が汚染されやすい問題がある。

【００２１】このように直流電源を用いてバイアス電圧
を印加する方法は、広幅ならびに高速成膜という観点か
らみて技術的難度が高いと言わざるを得ない。

【００２２】イオン電流によるジュール熱は、周波数１
３．５６ＭＨｚの高周波を基体に印加して、いわゆる自
己バイアス電圧によるイオン加速を行う高周波自己バイ
アス法を用いればほとんど避けることができる。これは
イオン電流が基体の厚さ方向に向かい、さらに絶縁性フ
ィルムの静電容量を介して変位電流として回転ドラム側
に流れ込むためである。また、この方法は基体全体に均
一なバイアス電圧を発生させることができるため広幅成
膜が容易である利点がある。

【００２３】図３９は、冷却ドラムと高周波電力を印加
しプラズマを励起するとともに自己バイアス電圧を発生
させるプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である（特開平
８−４１６４５号公報，特開平８−４９０７６号公報参
照）。同図において１７１は例えばフレキシブルな合成
樹脂フィルムなどからなる基体、１７２はその基体１７
１を連続的に繰り出す供給ローラ、１７３は基体１７１
をガイドする中間ローラ、１７４は回転ドラム、１７５
は回転ドラム１７４に高周波を印加する高周波電源、１
７６はガス導入口、１７７は成膜された基体１７１を巻
き取る巻取ローラである。

【００２４】この方法では、イオン電流によるジュール
熱はほとんど発生しないが、高周波電力による電流が基
体の導電膜を通じて、基体搬送系や真空槽壁を介してア
ース側に流れて多量のジュール熱が発生する。この高周
波電流を防止するためには徹底した高周波絶縁を行う必
要があるが、周波数が高いため極めて困難である。薄膜
とアース電位間に僅かな静電気容量があっても静電気的
につながってしまい、同図に矢印１７８で示す如く薄膜
中に高周波電流が流れ、多量のジュール熱が発生する。
また、この際に発生する過電流によって基体の導電膜破
壊が起こる。

【００２５】また、本発明者らがさらに詳細に検討した
結果、仮に高周波的に絶縁がとれたとしても、バイアス
電圧を上げると、回転ドラムに基体が接触しはじめる近
傍およびドラムから離れ始める近傍で過電流が流れたり
異常放電が発生し、導電膜が破壊したり基体が切れると
いうトラブルが頻発することが分かった。この原因は、
その近傍で静電容量の変化量が大きいためと考えられ
る。また、さらに高周波バイアスによる絶縁性ベースフ
ィルムの誘電加熱も無視できない。

【００２６】また、プラズマ励起側に直流バイアスを印
加するとともに基体側に数１００ｋＨｚのパルス状の高
周波バイアスを印加する方法が提案されている（特開平
８−６９６２２号公報参照）。この方法も直流的にバイ
アス電圧を印加するので、基体に流入するイオンをアー
スして逃がさなければならない。もし逃がさなければ、
基体が帯電してすぐにバイアス電圧が印加できなくな
る。また、基体側の接地型パルス高周波によるバイアス
印加はプラズマ密度を高める効果が認められたが、ほと
んどバイアス電圧に対する寄与は認められなかった。従
ってパルス状の高周波はバイアス的には副次的な役割し
か果たしていないものと思われる。

【００２７】本発明の第１の目的は、このような従来技
術の欠点を解消し、基体に損傷もしくは変質などが生じ
ることなく、連続的に品質の良好な成膜が可能なプラズ
マＣＶＤ装置を提供することにある。

【００２８】本発明の第２の目的は、長時間成膜しても
膜厚にばらつきのない均一な成膜が可能なプラズマＣＶ
Ｄ装置を提供することにある。

【００２９】本発明の第３の目的は、長時間成膜しても
発塵の少ないプラズマＣＶＤ装置を提供することにあ
る。

【００３０】本発明の第４の目的は、成膜時に基体が損
傷されることのないプラズマＣＶＤ装置を提供すること
にある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、第１の本発明は、ローラ系を介して回転ドラム
上を移動する導電性を有する基体表面にプラズマにより
連続的に成膜するプラズマＣＶＤ装置において、前記基
体の供給ローラから回転ドラムに至る経路の全てのロー
ラのローラ表面とアース電位の間のインピーダンスの合
計を１０ｋΩ以上、かつ回転ドラムから巻取ローラに至
る経路の全てのローラのローラ表面とアース電位の間の
インピーダンスの合計を１０ｋΩ以上とし、前記基体と
その基体に高周波を印加する高周波電源の間にブロッキ
ングコンデンサを介在させたことを特徴とするものであ
る。

【００３２】前記第２の目的を達成するため、第２の本
発明は、マイクロ波によってプラズマを発生させて基体
上に成膜するプラズマＣＶＤ装置において、マイクロ波
を導入するための窓を、真空を保持するための窓とプラ
ズマを封じ込めるための窓の２重構造にしたことを特徴
とするものである。

【００３３】前記第３の目的を達成するため、第３の本
発明は、プラズマを発生させて基体上に成膜するプラズ
マＣＶＤ装置において、前記プラズマの発生領域を制限
するフードが設けられ、そのフードのプラズマと接する
表面温度が１５０℃以上に加熱されていることを特徴と
するものである。

【００３４】前記第４の目的を達成するため、第４の本
発明は、ローラ系を介して回転ドラム上を移動する少な
くともその一部が導電性を有する基体に高周波自己バイ
アス電圧を印加して成膜を行うプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記回転ドラムと基体の導電性部分の電位差が２
０〜１０００Ｖの範囲にあることを特徴とするものであ
る。

【００３５】前記第３の目的を達成するため、第５の本
発明は、基体表面の近くでプラズマを発生させて、基体
上に成膜するプラズマＣＶＤ装置において、前記プラズ
マの発生領域に前記基体以外の長尺状の膜担持フィルム
を設け、プラズマＣＶＤ膜が付着した膜担持フィルムを
順次巻き取るように構成されていることを特徴とするも
のである。

【００３６】前記第３の目的を達成するため、第６の本
発明は、マイクロ波によりプラズマを発生させて基体上
に有機薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、前
記マイクロ波を導入するための窓と、前記有機薄膜の原
料であるモノマーガスを導入するためのモノマーガス導
入口と、キャリアガスを導入するためのキャリアガス導
入口を設け、前記キャリアガス導入口を窓側に配置し、
前記モノマーガス導入口を基体側に配置したことを特徴
とするものである。

【００３７】

【発明の実施の形態】例えば表面に導電性薄膜を形成し
た合成樹脂フィルム、導電性微粉末を混入した合成樹脂
フィルムなどの導電性を有する基体表面に、プラズマに
より連続的に例えばカーボン薄膜などを成膜する連続プ
ラズマＣＶＤ装置において、本発明は前述のように従来
より大幅に低い周波数を用いた高周波自己バイアス発生
機構および前記基体とアース電位間のインピーダンスを
大幅に上げた基体搬送系を有することを特徴とする連続
プラズマＣＶＤ装置である。

【００３８】前述の第１の目的を達するためには、まず
第１にイオン電流によるジュール熱を避けることが必要
である。そこで本発明者らは、従来の高周波自己バイア
ス法における基体の損傷発生状況を詳細に検討した。こ
の結果、基体搬送系の高周波絶縁をかなり徹底した後で
も、損傷が起こることが分かった。特に、冷却された回
転ドラムとこれに近い中間ロールの間で損傷を受けやす
く、損傷は一般に直流バイアス法の場合よりも著しい。

【００３９】バイアス電力を上げるとバイアスを印加し
た瞬間に導電膜が破断する場合がある。また、低バイア
ス電力で損傷がほぼ認められない場合でも回転ドラム上
でしわが発生し、成膜時にしわ部分の熱負けが生じる。

【００４０】前記の損傷やしわ発生を防止する条件を検
討した結果、中間ロール間の基体における高周波電流に
よる単位面積当たりの発熱量を１５０ｍＷ／ｃｍ2 以
下、好ましくは５０ｍＷ／ｃｍ2 以下に抑制しなければ
ならないことが分かった。また、この条件を満たすため
には、バイアスの周波数を大幅に下げるとともに基体搬
送系の高周波絶縁性（インピーダンス）を所定の値以上
に高めなければならないことが分かった。

【００４１】そこでバイアス周波数を下げることを検討
した。通常、高周波が１ＭＨｚ以下になると、基体に帯
電が生じて自己バイアス電圧が有効にかからなくなるこ
とが知られている（Diamond and Diamond-Like Films a
nd Coatings Edited by R.E.Ciausing et al.,Plenum P
ress,New York,1991,p247 参照) 。

【００４２】そこで１ＭＨｚから１０ＭＨｚの範囲を検
討したが、損傷の発生しない十分な条件を見い出すこと
ができなかった。また、回転ドラムに基体が接触しはじ
める近傍および基体が回転ドラムから離れ始める近傍で
過電流が流れたり異常放電が発生するトラブルも周波数
を下げることによって減少することが判明したが、完全
に抑制することができなかった。従って損傷を避けるた
めにはさらに周波数を下げなければならないことが分か
った。

【００４３】そこで１ＭＨｚ以下の自己バイアス発生機
構を実験的に、また理論的にさらに詳細に検討した。こ
の結果、この周波数領域における自己バイアス電圧は、
イオン電流、高周波電源のブロッキングコンデンサの静
電容量、基体の厚み、基体の誘電率、プラズマ密度、高
周波入力電圧などの関数であることが判明した。

【００４４】イオン電流が多く、かつブロッキングコン
デンサの容量が小さく、かつ基体の厚みが厚い場合など
には、基体の帯電によると見られるバイアス波形の歪み
およびバイアス電圧の低下が顕著に認められた。しか
し、以下に述べる適切な条件を選択すれば十分なバイア
ス電圧を得ることができることを見出した。また異常放
電も確実に抑制できることが分かった。

【００４５】すなわち第１の本発明は、高周波バイアス
の周波数を５０ＫＨｚ〜９００ＫＨｚの範囲、好ましく
は１５０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの範囲とし、高周波電源
と導電性を有する薄膜の間に、静電容量Ｃと高周波周波
数ｆの積Ｃ・ｆが０．０２〔Ｆ・Ｈｚ〕以上、好ましく
は０．３〔Ｆ・Ｈｚ〕以上になるようなブロッキングコ
ンデンサを介在させる。そして基体搬送系の高周波絶縁
として、基体供給ローラから回転ドラムに至る経路の全
てのローラのインピーダンスの合計を少なくとも１０ｋ
Ω以上、好ましくは２０ｋΩ以上とし、また同様に回転
ドラムから巻取ローラに至る経路の全てのローラのイン
ピーダンスの合計を少なくとも１０ｋΩ以上、好ましく
は２０ｋΩ以上とすることによって所期の目的を達した
ものである。

【００４６】この構成によれば十分な自己バイアス電圧
が印加されるから、直流電圧を必要としない。そのため
直流的に自己バイアス電圧を印加した場合に発生する問
題点、すなわちイオン電流によるジュール熱、バイアス
電圧の不均等性、不安定性、異常放電、基体の帯電によ
る塵埃の付着の問題を解消できる。

【００４７】なお、前記インピーダンスとはローラの基
体走行面の全幅にわたって１〜２周、アルミホイルを巻
き付け、このアルミホイルとアース電位とのインピーダ
ンスをインピーダンスメータで測定した値である。

【００４８】このように回転ドラムに印加されるバイア
ス電圧の安定性および均一性は前記の手段により解消さ
れるが、膜の均一性を確保するにはプラズマ密度の分布
を均一にする必要がある。このためには、プラズマの主
たる生成源としてマイクロ波を用いることが有効であ
る。マイクロ波の電界は、アンテナ形状を調整すること
により容易に均一にすることができる。

【００４９】また、基体を搬送するためのローラ（供給
ローラ、巻取ローラ、中間ローラなど）の本体またはそ
の一部をセラミックや合成樹脂などの電気絶縁性の材料
で構成するか、ローラの芯材に電気絶縁材を用いるか、
あるいは導電性を有する芯材を持たない中空状のローラ
を使用する手段が有効である。

【００５０】第２の本発明は、マイクロ波によってプラ
ズマを発生させて基体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置
において、マイクロ波を導入するための窓を、真空を保
持するための窓とプラズマを封じ込めるための窓の２重
構造にしたことを特徴とするものである。このように構
成することにより、長時間成膜を行なっても膜厚のばら
つきが小さく、均一な成膜が可能である。

【００５１】第３の本発明は、プラズマを発生させて基
体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置において、前記プラ
ズマの発生領域を制限するフードが設けられ、そのフー
ドのプラズマと接する表面温度が１５０℃以上に加熱さ
れていることを特徴とするものである。このように構成
することにより、長時間成膜してもプラズマＣＶＤ膜の
付着による基体の汚染が有効に防止できる。

【００５２】第４の本発明は、ローラ系を介して回転ド
ラム上を移動する少なくともその一部が導電性を有する
基体に高周波自己バイアス電圧を印加して成膜を行うプ
ラズマＣＶＤ装置において、前記回転ドラムと基体の導
電性部分の電位差を２０〜１０００Ｖの範囲に規制する
ことにより、成膜時の基体の損傷を有効に防止すること
ができる。

【００５３】第５の本発明は、基体表面の近くでプラズ
マを発生させて、基体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置
において、前記プラズマの発生領域に前記基体以外の長
尺状の膜担持フィルムを設け、プラズマＣＶＤ膜が付着
した膜担持フィルムを順次巻き取るように構成すること
により、基体への塵埃類の付着を有効に防止することが
できる。

【００５４】第６の発明は、マイクロ波によりプラズマ
を発生させて基体上に有機薄膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記マイクロ波を導入するための窓
と、前記有機薄膜の原料であるモノマーガスを導入する
ためのモノマーガス導入口と、キャリアガスを導入する
ためのキャリアガス導入口を設け、前記キャリアガス導
入口を窓側に配置し、前記モノマーガス導入口を基体側
に配置することにより、膜付着による周囲の汚染が抑制
され、そのために基体への塵埃類の付着を有効に防止す
ることができる。

【００５５】図１は本発明の第１の実施の形態に係るプ
ラズマ成膜装置の概略構成図、図２はそのプラズマ成膜
装置に用いられる供給ローラならびに巻取ローラの構成
を説明するための図、図３はそのプラズマ成膜装置によ
って保護膜を形成した磁気記録媒体の拡大断面図であ
る。

【００５６】以下、図面に従って実施の形態を説明す
る。長尺状で導電性を有する幅広の基体１を供給ローラ
２から連続的に繰り出し、所定の速度で回転する冷却状
態の回転ドラム３の周面を通して成膜を行い、巻取ロー
ラ４に順次巻き取る。

【００５７】この供給ローラ２ならびに巻取ローラ４は
回転軸（芯材）及びローラ本体をセラミックス、合成樹
脂、ガラス繊維及びそれらの複合物などで形成するか、
あるいは図２に示すように、円筒状のコア１４と、その
両端を支持するセラミックス製のテーパコーン１５から
主に構成され、ローラ内部に回転軸を持たない中空構造
にしてもよい。同図において１６はエアシリンダ、１７
はモータ、１８はベアリング、１９はシール部材であ
る。

【００５８】図１のガス導入口５，６，７，８からはメ
タン，エタン，エチレン，アセチレン，ブタン，ベンゼ
ン，ヘキサンなどの炭化水素ガスからなるモノマーガ
ス、アルゴン，ヘリウム，ネオン，クリプトン，キセノ
ン，ラドンなどの不活性なキャリヤガス、窒素，水素，
二酸化炭素，一酸化炭素，酸素などの活性なキャリヤガ
スなどが必要に応じて同時にまたは異なるガス導入口か
ら所定の割合で供給される。プラズマの安定上キャリヤ
ガスをマイクロ波導入窓近辺のガス導入口６，８から、
モノマーガスを基体の近傍にあるガス導入口５，７から
導入することが望ましい。このように導入すると、膜付
着による周囲の汚染が抑制される。

【００５９】これらのガスは、マイクロ波リニアアプリ
ケータ９から印加されるマイクロ波（ＭＷ）によりプラ
ズマ状態に保たれ、搬送される基体１の外表面にプラズ
マＣＶＤ膜が連続的に形成される。

【００６０】回転ドラム３にはブロッキングコンデンサ
１２を介して高周波電源１０によって自己バイアス電圧
が加えられ、基体１上に連続して幅広で均質なプラズマ
ＣＶＤ膜が形成される。高周波電源の周波数は５０ＫＨ
ｚ〜９００ＫＨｚ、好ましくは１５０ｋＨｚ〜６００ｋ
Ｈｚとする。１１は回転ドラム３の周面に沿って設けら
れてプラズマ発生領域を制限する隔壁、１３はセラミッ
クス、合成樹脂、ガラス繊維及びそれらの複合物などで
形成したガイド用の中間ローラである。

【００６１】この中間ロール１３の回転軸はセラミック
ス、合成樹脂、ガラス繊維及びそれらの複合物などで形
成するか、前記供給ローラ２、巻取ローラ４と同様に回
転軸を持たない中空構造にする。なお、ローラ本体と回
転軸が一体になった構造でも何ら問題ない。

【００６２】基体１の搬送系のある搬送室２０と成膜を
行なう成膜室２１の真空度は独立に制御が可能であり、
搬送室２０はプラズマの発生しない高真空に保たれる。

【００６３】本発明の連続プラズマＣＶＤ装置で磁気記
録媒体を製造する場合、図３に示すように前記基体１と
しては例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレート、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリベンゾオキサ
ゾールなど各種の合成樹脂フィルムが使用される。その
上に例えばＣｏ−Ｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−
Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ、Ｃｏ−Ｐｔ
−Ｃｒなどからなる磁性層２２が、例えば蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法、イオン化蒸着
法などの手段により形成され、この磁性層２２により基
体１に導電性が付与されている。

【００６４】この磁性層２２を有する長尺状の基体１が
前記供給ローラ２から繰り出され、プラズマＣＶＤ法に
より磁性層２２上に所定膜厚のプラズマＣＶＤ保護膜２
３が形成される。

【００６５】図４は、ポリエチレンテレフタレート上に
厚さ０．１５μｍのＣｏ−Ｏ膜を形成した基体を用い
て、マイクロ波の周波数を２．４５ＧＨｚ、投入電力３
ｋＷ、導入ガスとしてメタンとアルゴンを用い、メタン
とアルゴンの導入割合を３：１、搬送室２０の真空度を
５×１０-5Ｔｏｒｒ、成膜室２１の真空度を０．０７Ｔ
ｏｒｒとして、Ｃｏ−Ｏ膜の上に厚さ１０ｎｍのダイヤ
モンドライクカーボン膜を形成した。

【００６６】そのときの高周波電源１０の周波数、ブロ
ッキングコンデンサ１２の静電容量Ｃ、ブロッキングコ
ンデンサ１２の静電容量Ｃと高周波電源１０の周波数ｆ
の積Ｃ・ｆ、供給ローラから回転ドラムに至る経路の全
てのローラのインピーダンスの合計と回転ドラムから巻
取ローラに至る経路の全てのローラのインピーダンスの
合計のうち小さい方の値、中間ローラ１３の材質、回転
軸（芯材）の有無と材質、供給ローラ２ならびに巻取ロ
ーラ４の材質、回転軸の有無、薄膜の体積抵抗率（Ｃｏ
−Ｏ斜め蒸着膜中のＯ2 含有率の抵抗値を調整）、磁気
テープを製造してそれの耐久性を評価したスチル試験結
果（４０℃、８０％ＲＨの環境下において、磁気テープ
をデッキにかけて走行し、ＲＦ出力が−５ｄＢになるま
でのスチル時間）、基体の損傷の有無などについてテス
トした結果をまとめた表である。なお、スチル試験の欄
に示している−印のものは、測定が不可能なものを示し
ている。

【００６７】このテストの結果、 ○試料Ｎｏ．１のものは、高周波電源１０の周波数が３
０ＫＨｚと低いから、膜質劣化があり、そのためスチル
試験の結果が悪い。

【００６８】○試料Ｎｏ．２のものは、高周波電源１０
の周波数は５０ＫＨｚであるが、ブロッキングコンデン
サ１２の静電容量Ｃが０．３μＦと小さく、従ってＣ・
ｆの値が０．０１５であるから、帯電によりバイアス電
圧が十分に印加されないため、スチル試験の結果がまだ
不十分である。

【００６９】○試料Ｎｏ．３〜９及び２０〜２１のもの
は、高周波電源１０の周波数は５０ＫＨｚ〜９００ＫＨ
ｚで、Ｃ・ｆの値が０．０２以上（０．０２〜１の範
囲）であることから、薄膜形成時に十分な自己バイアス
電圧が印加され、その結果、薄膜の損傷がなく、均質な
ダイヤモンドライクカーボン膜が形成されるため、スチ
ル試験の結果が１２０分以上で耐磨耗性に優れている。

【００７０】○試料Ｎｏ．１０のものは、Ｃ・ｆの値が
０．０２であるが、高周波電源１０の周波数が１０００
ＫＨｚと高いから、高周波電流の低減が不十分で、その
ため高周波電流で基体が加熱されて損傷を生じ、スチル
試験が不可能であった。

【００７１】○試料Ｎｏ．１１，１２のものは、高周波
電源１０の周波数は６００ＫＨｚ，９００ＫＨｚである
が、ブロッキングコンデンサ１２の静電容量Ｃが０．０
２５μＦ，０．０１５μＦと小さく、従ってＣ・ｆの値
が０．０１５以下となり、帯電によりバイアス電圧が十
分に印加されないため、スチル試験の結果がまだ不十分
である。

【００７２】○試料Ｎｏ．１３のものは、Ｃ・ｆの値が
０．９であるが、高周波電源１０の周波数が１０００Ｋ
Ｈｚと高いから、高周波電流の低減が不十分で、そのた
め高周波電流で基体が加熱されて損傷を生じ、スチル試
験が不可能であった。

【００７３】○試料Ｎｏ．１４〜１５のものは、試料Ｎ
ｏ．１３と同様に高周波電源１０の周波数が１０００Ｋ
Ｈｚと高いが、薄膜の体積抵抗率が、Ｎｏ．１４は大き
いために、Ｎｏ．１５は小さいために高周波電流による
基体の加熱が生じなかった。しかし、体積抵抗率を変え
るためにＣｏ−Ｏ斜め蒸着膜中のＯ2 含有率 を調整し
たため、磁気特性が劣化しており、スチル試験は不可能
であった。

【００７４】○試料Ｎｏ．１６〜１９のものは、Ｃ・ｆ
の値が０．９であるが、ローラ系のインピーダンスが１
０ｋΩ以下と小さいため、高周波電流の低減が不十分
で、そのため高周波電流で基体が加熱されて損傷を生
じ、スチル試験の結果がまだ不十分である。

【００７５】以上の結果から明らかなように、供給ロー
ラから回転ドラムに至る経路の全てのローラのローラ表
面とアース電位の間のインピーダンスの合計を１０ｋΩ
以上、また同様に回転ドラムから巻取ローラに至る経路
の全てのローラのローラ表面とアース電位の間のインピ
ーダンスの合計を１０ｋΩ以上とし、基体と高周波電源
の間にブロッキングコンデンサを介在させ、Ｃ・ｆの値
が０．０２以上として、高周波電源の周波数を５０ｋＨ
ｚ〜９００ｋＨｚとすることにより、成膜時における基
体の損傷がなく、しかも全幅にわたって目的にかなった
緻密で均質なプラズマＣＶＤ膜が得られる。

【００７６】前述のような高性能な膜を製造するための
プラズマ源の一つにマイクロ波（ＭＷ）プラズマがあ
る。ＭＷは電極を放電管内に設ける必要がなく、電力を
局所的に集中することができるため、高密度のプラズマ
の生成が可能である。磁界を印加してＥＣＲ条件（elec
tron cyclotron resonance 電子サイクロトロン共鳴）
を付与すれば、高真空度での成膜も可能となる。高真空
度での成膜は不純物の混入が減少するため、膜質も改善
される。

【００７７】しかし、このプラズマＣＶＤ装置におい
て、ＭＷを導入する石英などのＭＷ透過性材料で構成し
たＭＷ導入窓の表面もプラズマに曝されるから、プラズ
マＣＶＤ膜が導入窓に付着することが多々ある。その成
膜された膜がＭＷの透過する膜であればよいが、ＭＷを
吸収したり、反射する膜であると時間と共にプラズマ状
態が変化し、そのため長時間の安定した成膜が難しくな
るという新たな問題点がある。これを解消するために頻
繁に導入窓の清掃を行わなければならず、生産性を低下
させる原因となる。

【００７８】図５ならびに図６は、この問題点を解消す
るための第２ならびに第３の実施の形態に係るプラズマ
成膜装置の概略構成図である。図５に示すように長尺の
フレキシブルな基体１が供給ロール２から連続的にある
いは間欠的に繰り出され、回転ドラム３の周面を通して
成膜を行い、巻取ロール４に巻き取られる。

【００７９】基体１には、直流電源２４によってバイア
ス電圧が印加さる。ガス導入口５からは、原料ガス及び
キャリアガスとしてヘキサメチルジシロキサンと酸素の
混合ガス（混合比３：７）を導入する。

【００８０】ＭＷが、真空維持用ＭＷ導入窓２５からプ
ラズマ制限用ＭＷ導入窓２６を通してプラズマ発生領域
２７に導入される。この真空維持用ＭＷ導入窓２５は真
空を維持するための窓で、プラズマ制限用ＭＷ導入窓２
６はプラズマを封じ込めるための窓で、両方の窓により
２重構造になっており、真空維持用ＭＷ導入窓２５はプ
ラズマ制限用ＭＷ導入窓２６の外側に配置され、プラズ
マに曝されないようになっている。真空維持用ＭＷ導入
窓２５とプラズマ制限用ＭＷ導入窓２６の間は高真空に
するか、あるいは両者間の間隔をプラズマのシースの厚
み以下にしてプラズマが発生しないようにする。

【００８１】プラズマ制限用ＭＷ導入窓２６は、例えば
厚さ５０μｍのポリテトラフルオロエチレンなどのフッ
素樹脂、あるいはそれにガラス繊維などのフィラーを混
入したもの、またはポリプロピレンなどの長尺のＭＷ透
過性でかつ耐熱性のフレキシブル材料でできており、時
間の経過とともに徐々に巻き取られていく。

【００８２】この結果、プラズマ制限用ＭＷ導入窓２６
のプラズマ発生領域２７と対向した表面に付着したプラ
ズマＣＶＤ膜も窓２６と一緒に移動し、プラズマ発生領
域２７には常に綺麗な窓２６の部分が供給されるから、
プラズマ状態が長期間安定に保たれる。

【００８３】この実施の形態ではプラズマ制限用ＭＷ導
入窓２６にフレキシブルな材料を用いたが、板状の材料
を用いて横方向に移動させてもよい。プラズマ制限用Ｍ
Ｗ導入窓としてはＭＷを透明するもの（反射、吸収の少
ない材料、もしくは反射、吸収が大きくてもその厚さが
薄くて実質的にＭＷを透明するもの）が使用され。

【００８４】図６に示す第３の実施の形態では、ディス
ク状の基体にＭＷによる成膜を行う装置を示す。ガラス
製のディスク状基体２８は基体供給装置２９から１枚ず
つ供給され、基体ホルダー３０に支持されて循環式の搬
送系３１によりプラズマ発生領域２７を通過することに
よりディスク状基体２８の表面にプラズマＣＶＤ膜が形
成され、その後に基体収納装置３２へ運ばれる。

【００８５】ディスク状基体２８には直流電源２４によ
ってバイアス電圧が印加される。ガス導入口５から原料
ガス及びキャリアガスとしてそれぞれメタンガスとアル
ゴンガスを１：２の割合で導入する。

【００８６】ＭＷが、真空維持用ＭＷ導入窓２５からプ
ラズマ制限用ＭＷ導入窓２６を通してプラズマ発生領域
２７に導入される。真空維持用ＭＷ導入窓２５とプラズ
マ制限用ＭＷ導入窓２６の間は、高真空にするかあるい
は両者の間隔をプラズマのシースの厚み以下にしてプラ
ズマが発生しないようにする。プラズマ制限用ＭＷ導入
窓２６は長尺の石英ガラス板でできており、時間の経過
とともに連続的にあるいは間欠的に横方向に移動する。

【００８７】厚さ６μｍのポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム上に厚さ０．１５μｍのＣｏ−Ｏ膜
を蒸着したシート状の磁気記録媒体を基体として用い、
その表面に図５のプラズマＣＶＤ装置を使用して厚さ１
５ｎｍのＳｉＯｘ膜（ｘ＝１．７）を形成したＮｏ．３
０の試料と、プラズマ制限用ＭＷ導入窓を用いない他は
図５と同じ構成の装置を用いて厚さ１５ｎｍのＳｉＯｘ
膜（ｘ＝１．７）を形成したＮｏ．３１の試料の時間経
過に伴う膜厚の変化を図７に示す。

【００８８】ガラス製のディスク上に厚さ５０ｎｍのＣ
ｒ薄膜と厚さ２０ｎｍのＣｏ−Ｃｒ薄膜を積層スパッタ
リングしたディスク状の磁気記録媒体を基体として用
い、その表面に図６のプラズマＣＶＤ装置を使用して厚
さ１０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン膜を形成した
Ｎｏ．３２の試料と、プラズマ制限用ＭＷ導入窓を用い
ない他は図６と同じ構成の装置を用いて厚さ１０ｎｍの
ダイヤモンドライクカーボン膜を形成したＮｏ．３３の
試料の時間経過に伴う膜厚の変化を図８に示す。図７な
らびに図８の結果から明らかなように、プラズマ制限用
ＭＷ導入窓を用いないで製作した試料Ｎｏ．３１，３３
のものはある時間以上成膜を行うと膜厚のばらつきが大
きくなる。これに対して図５ならびに図６の装置を用い
て成膜を行うと長時間にわたって均一な膜厚が得られ
る。

【００８９】連続プラズマＣＶＤ装置において、成膜中
は成膜しようとしている基体上ばかりでなく、その周辺
のプラズマに曝された部分にもプラズマＣＶＤ膜が付着
する。このプラズマＣＶＤ膜はある程度厚くなると、膜
中の内部応力によって剥離を生じる。この剥離片は塵埃
となり、基体等を汚染するという問題がある。

【００９０】そのため、成膜領域（プラズマ発生領域）
を制限するフードを設けることにより、高密度プラズマ
を一定領域内で制御することが可能となる。さらにその
フードのプラズマと接する表面温度を１５０℃以上に維
持することにより、成膜部分以外のプラズマに曝された
部分への膜の付着を防止することができる。プラズマ中
で原料ガス成分は基体との付着、解離を繰り返してお
り、この平衡状態が付着側に傾いたときに膜形成がなさ
れる。１５０℃以上の加熱によりこの平衡状態が解離側
に傾くために膜がフードに付着しなくなったものと思わ
れる。

【００９１】また加熱の際、水素ガスや酸素ガスなどを
導入すると、膜付着防止効果がより高くなる。この加熱
による膜付着防止効果は、前述のＭＷ導入窓に対しても
有効であり、ＭＷ導入窓を１５０℃以上に加熱すること
によって、前述の二重窓構造を用いずに長時間安定な成
膜が可能となる。

【００９２】しかし、この加熱により基体やプラズマに
曝されていない部分も加熱してしまう。この結果、加熱
に要する消費電力が大となり、耐熱性が劣る部分に熱損
傷を与えるなどの問題が生じる場合がある。この問題に
ついては加熱部分の固定を非常に小さな面積で、熱伝導
率の低い材料を用いて行い、更に熱を遮蔽する遮蔽板を
基体の成膜領域を遮らないように、フードの加熱部分と
回転ドラム等の非加熱部分の間に入れることにより解決
することができる。

【００９３】具体的には、フードの固定部に熱伝導率５
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料を用い、熱を遮蔽する遮蔽板を
加熱部分と非加熱部分の間に入れることにより、容易に
周囲の加熱を低減することができる。更に、フードと支
持部材の接触面積をフードの加熱部分の表面積に対し
て、１／１００以下の面積比に設定することにより、周
囲の加熱を低減する効果が増す。

【００９４】前記遮蔽板は冷却されていることが望まし
い。しかし、前述のように冷却した部分がプラズマに曝
されるとそこに膜が付着する。そこで冷却した遮蔽板に
膜が付着しないように、遮蔽板とフードとの間隔をプラ
ズマのシース厚さ以下に保たれるように設計する。

【００９５】また、基体に自己バイアス電圧を印加する
場合、単純にフードで成膜領域を覆うと十分な自己バイ
アス電圧がかからなくなる場合が生じる。この解決手段
として、フード内部に表面積の大きな構造物を設置し、
プラズマに暴露されたアース電位部分の面積がプラズマ
に暴露され基体表面の面積の６倍以上、好ましくは９倍
以上にすることによって、自己バイアス電圧が安定して
印加されるようにした。

【００９６】図９は本発明の第４の実施の形態に係るプ
ラズマＣＶＤ装置の概略構成図、図１０は図９のＡ部の
拡大概略構成図、図１１ならびに図１２はそのプラズマ
ＣＶＤ装置に用いられる隔壁の拡大断面図である。

【００９７】以下、図面に従ってこの実施の形態を説明
する。基体１の搬送経路などは図１に示したものと同様
であるので、それらの説明は省略する。図１０に示すガ
ス導入口５，７からは炭化水素ガスからなるモノマーガ
スが、またガス導入口６，８からはキャリヤガスが所定
の割合で供給される。これらのガスは、マイクロ波リニ
アアプリケータ９から印加されるマイクロ波によりプラ
ズマ状態に保たれ、搬送される基体１の外表面にプラズ
マＣＶＤ膜が連続的に形成される。

【００９８】プラズマはアルミニウム製のフード３３に
よって発生領域が制限される。このフード３３は加熱ヒ
ータ３４によりプラズマと接する表面温度が１５０℃以
上に維持される。フード３３はセラミックスなどの熱伝
導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料でできた支持部材３５に
よって非常に小さな接触面積で真空槽壁などのアース電
位構造材に固定され、熱伝導による熱の流出を最小限に
抑える。

【００９９】加熱部分と回転ドラム３などの非加熱部分
の間に熱の遮蔽板を兼ねた隔壁１１を配置して熱放射に
よる基体１の損傷を防止する。隔壁１１は図１１に示す
ように連続した中空部３６を有し、その中を冷却水が流
通するか、あるいは図１２に示すように冷却水が流通す
る冷却管３７が付設されており、これらの冷却手段によ
り隔壁１１は１００℃以下に維持されている。

【０１００】フード３３内にはアース面積を増やすため
の薄板状のフィン３８が配置される。この実施の形態で
は薄板状のフィン３８を用いたが、これに限定されず、
例えばピンフィンやコルゲートフィンなど他のフィンを
用いることもできる。

【０１０１】図９に示すように、回転ドラム３にはマッ
チングボックス３９を介して高周波電源１０によって自
己バイアス電圧が加えられ、基体１上に連続して幅広で
均質なプラズマＣＶＤ膜が形成される。

【０１０２】図１３はポリエチレンテレフタレート上に
厚さ０．１５μｍのＣｏ−Ｏ膜を形成した基体を用い
て、下記の条件で厚さ１０ｎｍのダイヤモンドライクカ
ーボン膜を形成したときの、フードの有無ならびにフー
ドのプラズマと接する表面温度とプラズマＣＶＤ膜の付
着状態との関係をテストした結果をまとめた表である。 マイクロ波の周波数 ：２．４５ＧＨｚ 投入電力 ：３ｋＷ 導入ガス ：メタンとアルゴン（導入割合３：１） 搬送室の真空度 ：５×１０-5Ｔｏｒｒ 成膜室の真空度 ：０．０７Ｔｏｒｒ 支持部材の熱伝導率 ：２０Ｗ／ｍ・Ｋ 熱遮蔽板（隔壁） ：有り 基体への自己バイアス電圧：２００Ｖ プラズマに暴露された基体の面積に対するフードのアース電位部分の面積比 ：１０倍 フードと支持部材の接触面積とフードの加熱部分の表面積の面積比 ：１／１５０ このテストの結果、 ○試料Ｎｏ．４１のものは、フードがないので真空槽全
体にプラズマが広がり、広範囲な面積にプラズマＣＶＤ
膜が付着した。

【０１０３】○試料Ｎｏ．４２のものは、フードによっ
てプラズマをフード内に閉じ込めているが、フードを加
熱していないためにフード内面に多量のプラズマＣＶＤ
膜が付着した。

【０１０４】○試料Ｎｏ．４３のものは、フードを加熱
しているが加熱が十分でないためにフード内面に少量の
プラズマＣＶＤ膜が付着した。

【０１０５】○試料Ｎｏ．４４、４５のものは、フード
を十分に加熱しているのでフード内にほとんどプラズマ
ＣＶＤ膜が付着しなかった。

【０１０６】従って、成膜領域（プラズマ発生領域）を
制限するフードを設け、フードのプラズマと接する表面
温度を１５０℃以上に維持することにより、フードへの
膜の付着を防止することができる。

【０１０７】なおここで１５０℃以上の加熱とは、プラ
ズマを発生させていない時に熱電対で測定した値であ
る。プラズマ発生時にはプラズマの熱により、更に高温
に加熱されているものと思われる。

【０１０８】図１４は、フードを使用して、その表面温
度を１６０℃に維持するように加熱するとき、フードを
支持する支持部材の熱熱伝導率（材質）を種々変えた場
合のヒータ電力との関係をテストした表である。なお、
他の条件は前述と同じにした。

【０１０９】このテストの結果、試料Ｎｏ．４８のよう
に支持部材の熱伝導率が大きいと、余分にヒータ電力が
消費され、ランニングコストが高くつく。これに対して
試料Ｎｏ．４６，４７のように支持部材の熱伝導率が５
０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、装置外への熱の放出が抑制
され、少ないヒータ電力でプラズマＣＶＤ膜が有効に形
成されて、ランニングコストの低減を図ることができ
る。

【０１１０】図１５は、フード内で基体がプラズマに曝
される面積に対するフード内のアース電位部分の面積
（フィンの表面積）の比率を種々変えた場合のバイアス
電圧との関係をテストした表である。なお、他の条件は
前述と同じにした。

【０１１１】このテストの結果、試料Ｎｏ．４９のよう
にプラズマに暴露される基体の表面積に対するアース電
位部分の面積が５倍程度であれば、面積比が十分でない
ためバイアス電圧が４０Ｖと低く、基体への自己バイア
ス電圧を十分に印加することができず、成膜状態に悪影
響を及ぼす。

【０１１２】これに対して試料Ｎｏ．５０〜５２のよう
にアース面積比を６倍以上、好ましくは９倍以上にする
ことにより、基体に対して自己バイアス電圧が安定して
印加され、品質ならびに効率の良い成膜が可能となる。

【０１１３】プラズマＣＶＤ法において、成膜速度や膜
質に影響を与える大きな要因として、基体のバイアス電
圧がある。このバイアス電圧を印加する方法として、前
述の高周波プラズマの自己バイアス電圧を利用する高周
波バイアス法があり、この方法は異常放電が起こりにく
く、安定しており、この安定性から長時間の成膜に適し
ている。

【０１１４】しかしこの成膜法ではイオン電流による加
熱が少なく、基体損傷はＤＣバイアス法よりも少ない
が、それでも成膜時にプラズマから受ける熱（加速イオ
ンによる衝撃エネルギー、中性粒子の運ぶ熱など）、あ
るいは基体に高周波電力を印加したときに基体からアー
スに向かって流れる高周波電流で発生するジュール熱に
よる基体損傷を完全に防止することは難しい。特に耐熱
性の弱い基体を用いた場合、しわ、エンボス、熱変形、
熱融解、破断などの熱損傷が発生する。また耐熱性の他
に、ローラの表面性が基体に影響を及ぼす。ローラの表
面性が悪いと、基体に変形や損傷を与える。

【０１１５】通常、回転ドラムは冷却するが、単に冷却
しただけでは基体走行中に回転ドラムから基体が浮き上
がり、やはり熱損傷が生じる。そこで本発明者らは、基
体の浮き上がり防止のため、回転ドラムと基体に電位差
を設けて、回転ドラムと基体を静電吸着させることによ
ってこの問題を解消できることを見い出した。

【０１１６】例えば表面に導電性薄膜を形成した合成樹
脂フィルムなどの導電性を有する基体に高周波自己バイ
アス電圧を印加しつつ、プラズマにより連続的に成膜す
る連続プラズマＣＶＤ装置において、回転ドラムと基体
の導電性部分に電位差が存在し、その平均電位差を２０
〜１０００Ｖ、好ましくは４０〜６００Ｖとすることに
より、基体と回転ドラムが静電吸着で密着して、基体の
熱による損傷が防止できることが判明した。

【０１１７】電位差を設けるためには、基体に印加され
る自己バイアス電圧を利用する方法、それに加えて回転
ドラムに直流電圧を印加する方法が有効である。なお、
基体と回転ドラム（ローラ系）間は電気絶縁されていな
ければならない。当然、基体と回転ドラムの間でプラズ
マが発生してはならない。

【０１１８】通常、プラズマの回り込みは、プラズマの
シースの厚さよりも薄いアースシールドを設けることに
よって防ぐ。しかし高成膜速度で、プラズマ密度を高く
するほどプラズマのシース厚さが薄くなり、間隔が１〜
２ｍｍの非常に狭い空間でもプラズマが発生し、こうな
るとアース膜担持での絶縁は困難となる。そこで回転ド
ラムの少なくともプラズマと接触する部分を電気絶縁物
で覆うことにより、基体と回転ドラム間の電気絶縁を確
実なものとした。もちろんプラズマ密度が小さくプラズ
マのシース厚さが十分に厚い部分ではアースシールドで
絶縁しても何ら問題ない。

【０１１９】また、ローラ系の表面性は基体の平滑性を
保つために必要である。前述のように各ローラの表面性
が悪いと、基体に微少な変形を与える。そこで本発明者
等は、基体とアース間に十分なインピーダンスを保持す
るため、ローラの回転軸（芯材）を電気絶縁物（アルミ
ナ、ジルコニアなどのセラミックス、硬質ガラス等）で
構成し、ローラ表面がビッカース硬度５００以上、表面
粗度が０．２Ｓ以下の部材で覆うことにより、ローラ表
面による、基体の損傷を殆ど抑えられることを見出し
た。

【０１２０】表面粗度を０．２Ｓ以下に抑えただけで
は、成膜時における基体との摺接によって、次第にその
表面性が損なわれ、基体に微少な変形、損傷が生じる。
そこで、ローラ表面の硬度を強くする必要がある。

【０１２１】そこで本発明では、ローラ本体を鏡面研磨
可能な材質で構成するか、ローラ本体を鏡面研磨できな
い電気絶縁物で構成し、その上を鏡面研磨可能な材質で
覆うなどの手段を施した後、この表面を研磨することで
表面性を確保し、前記鏡面研磨可能な材料をビッカース
硬度５００以上のものから選択することにより、前記問
題点を解決した。

【０１２２】また、ローラ本体の硬度を調整する代わり
に、ローラ本体表面にビッカース硬度５００以上の耐摺
動用の保護膜（硬質クロムメッキ、プラズマＣＶＤ膜、
スパッタリング膜、イオンプレーティング膜、蒸着膜
等）を設けても同様な効果が得られる。

【０１２３】図１６は本発明の第５の実施の形態に係る
プラズマＣＶＤ装置の概略構成図、図１７はそのプラズ
マＣＶＤ装置に使用する回転ドラムの側面図、図１８は
図１７Ｂ−Ｂ線上の断面略図、図１９はそのプラズマＣ
ＶＤ装置に使用する中間ローラの斜視図である。

【０１２４】図１６に示すように、長尺状で導電性を有
する幅広の基体１を電気的にアース電位と絶縁された供
給ローラ２から連続的に繰り出し、所定の速度で回転す
る冷却状態の回転ドラム３の周面を通して成膜を行い、
同じく電気的にアース電位と絶縁された巻取ローラ４に
順次巻き取る。供給ローラ２、回転ドラム３、巻取ロー
ラ４の間には、アース電位と電気絶縁された数本の中間
ロール１３が設けられている。

【０１２５】ガス導入口５，７からは炭化水素ガスから
なるモノマーガスが、ガス導入口６，８からはキャリヤ
ガスが所定の割合で供給される。これらのガスは、マイ
クロ波リニアアプリケータ９から印加されるマイクロ波
によりプラズマ状態に保たれ、搬送される基体１の外表
面にプラズマＣＶＤ膜が連続的に形成される。

【０１２６】図示していないが回転ドラム３にはマッチ
ングボックスを介して高周波電源によって自己バイアス
電圧が加えられ、基体１上に連続して幅広で均質なプラ
ズマＣＶＤ膜が形成される。また回転ドラム３には直流
電源によって直流電圧が印加され、回転ドラム３と基体
１に電位差が設けられる。自己バイアス電圧のみで電位
差を設ける場合、この直流電源は必要ない。

【０１２７】図１８に示すように、回転ドラム３の側面
はポリテトラフルオロエチレン（商品名 テフロン）な
どのフッ素樹脂膜４０で、フィルム走行面の両端はアル
ミナプラズマ溶射膜４１で覆われている。ここでは絶縁
材料としてフッ素樹脂膜４０とアルミナプラズマ溶射膜
膜４１を用いたが、特にこれに限定されることはなく、
電気絶縁材料なら何ら問題ない。また、フィルム走行面
は本実施の形態では両端のみを覆っているが、走行面全
体を覆っても何ら問題ない。

【０１２８】また、基体とアース間に十分なインピーダ
ンスを保持するために中間ローラ１３は図１９に示すよ
うに、アルミナなどのセラミックス材料、ガラス、高分
子材料もしくはそれらの複合材料を主体とする電気絶縁
材からなるローラ芯材４２と、ステンレス鋼（ＳＵＳ）
などからなるローラ本体４３と、ローラ本体４３の表面
を覆う硬質Ｃｒメッキ、セラミックス材料、硬質ガラ
ス、カーボン膜、ボロン膜、金属炭化膜、金属酸化膜、
金属窒化膜などからなるローラ表層４４とから構成され
ている。

【０１２９】図２０は、ベースフィルム上に厚さ０．１
５μｍのＣｏ−Ｏ膜を形成した基体を用いて、下記の条
件で厚さ１０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン膜を形
成したときの、ベースフィルムの構成、回転ドラム側面
の構成、フィルム走行面の構成、基体と回転ドラムの電
位差と基体損傷の有無との関係をテストした結果をまと
めた表である。

【０１３０】 マイクロ波の周波数 ：２．４５ＧＨｚ 投入電力 ：３ｋＷ 導入ガス ：メタンとアルゴン（導入割合３：１） 搬送室の真空度 ：５×１０-5Ｔｏｒｒ 成膜室の真空度 ：０．０７Ｔｏｒｒ このテストの結果、 ○試料Ｎｏ．６１のものは、回転ドラム側面及び走行面
端部にプラズマが回り込み、基体と回転ドラムの絶縁が
とれず、電位差が設けられないために、基体が浮き上が
り、耐熱性の高いアラミドフィルムでも熱損傷が生じ
た。

【０１３１】○試料Ｎｏ．６２のものは、回転ドラム走
行面端部にプラズマが回り込み、基体と回転ドラムの絶
縁が十分にとれず、電位差が不十分なために、基体が浮
き上がり、耐熱性の高いアラミドフィルムでも損傷生じ
た。

【０１３２】○試料Ｎｏ．６３のものは、回転ドラム側
面にプラズマが回り込み、基体と回転ドラムの絶縁が十
分にとれず、電位差が不十分なために、基体が浮き上が
ってしまい、耐熱性の高いアラミドフィルムでも損傷が
生じる。

【０１３３】○試料Ｎｏ．６４〜６９のもののように、
回転ドラム側面にテフロン膜を形成し、フィルム走行面
端部にアルミナのプラズマ溶着膜を設ければ、回転ドラ
ム側面及び走行面端部にプラズマが回り込むことがな
く、基体と回転ドラムの絶縁が十分にとれ、しかも基体
と回転ドラムの間に２０〜１０００Ｖの電位差が存在す
ると、基体の熱損傷が生じない。

【０１３４】○試料Ｎｏ．７０のものは、基体と回転ド
ラムに十分な電位差が存在するものの、電位差が大きす
ぎてフィルムの絶縁破壊強度を越えてしまい、異常放電
が起こり、そのために基体に損傷が生じる。

【０１３５】図２０の試料Ｎｏ．６７のものにおいて、
中間ローラのローラ芯材の材質（軸材質）、ローラ本体
の材質（ローラ材質）、ローラ表層の材質（ローラ表
面）、ローラの表面粗度、ローラ表面とアースのインピ
ーダンス、及び同電位板の有無と基体の損傷の有無との
関係についてテストした結果を、図２１に示す。

【０１３６】このテストの結果、 ○試料Ｎｏ．７１のものは、中間ローラ全体が金属でで
きているため、ローラとアースの間のインピーダンスが
０に近く、高周波電流が流れ、そのジュール熱によって
基体の損傷が生じる。

【０１３７】○試料Ｎｏ．７２のものは、ローラとアー
スの間のインピーダンスが８００Ωと小さいため、この
場合も高周波電流が流れ、そのジュール熱によって基体
の損傷が生じる。

【０１３８】○試料Ｎｏ．７３のものは、ローラとアー
スの間のインピーダンスは大きいが、ローラの表面性が
粗いため（表面粗度０．３Ｓ）、基体に若干の変形、損
傷が生じる。

【０１３９】○試料Ｎｏ．７４のものは、ローラとアー
スの間のインピーダンスは大きく、ローラの表面粗度も
０．１５Ｓと小さいが、ローラ硬度が低いため、基体と
の摺接により次第にその表面性が損なわれ、基体に微少
の変形、損傷が生じる。

【０１４０】○試料Ｎｏ．７５，７６のものは、ローラ
とアースの間のインピーダンスが十分に大きく、ローラ
表面性、硬度も十分であるため、基体の損傷を生じな
い。

【０１４１】前記図２０ならびに図２１の結果から明ら
かなように、回転ドラムと基体の導電性部分に電位差が
存在し、その平均電位差が２０〜１０００Ｖ、好ましく
は４０〜６００Ｖの範囲、更にガイドローラ表面とアー
ス間のインピーダンスを１ＫΩ以上、ガイドローラ表面
の表面粗度を０．２Ｓ以下、ビッカース硬度を５００以
上にすることにより、成膜時における基体の損傷がな
い、目的に適った薄膜が得られる。

【０１４２】図２２は本発明の第６の実施の形態に係る
中間ローラの拡大断面図、図２３はその中間ローラのロ
ーラ本体の拡大平面図である。この実施の形態に係る中
間ローラ１３のローラ芯材４２は例えばアルミナやＳＵ
Ｓなどの硬質材料からなり、ローラ本体４３はゴムや軟
質の合成樹脂など比較的弾性のある電気絶縁材料からな
る。

【０１４３】このローラ本体４３の周面には図２３に示
すように、ローラ本体４３の中央部から両側端部に向け
て開くように延びた山形の傾斜溝４６が多数平行に形成
され、かつこの傾斜溝４６は図２２に示すようにその溝
の底部がローラ本体４３の中央部に向けて傾斜している
とともに、中央部の傾斜溝４６よりも両側端部の傾斜溝
４６の方が溝が徐々に深くなっている。

【０１４４】このローラ本体４３の外周には、傾斜溝４
６の後述する機能を損なわないような柔らかくて比較的
薄いゴムまたは合成樹脂からなるローラ表層４４が被着
されている。なお、この実施の形態ではローラ表層４４
を用いたが、必ずしも必要ではない。

【０１４５】図２４は、本発明の第７の実施の形態に係
る中間ローラの拡大断面図である。この実施の形態に係
る中間ローラ１３の場合、ローラ本体４３は硬質ゴムや
硬質合成樹脂など比較的硬い電気絶縁材料からなり、前
記第６の実施の形態と同様に傾斜溝４６が多数形成さ
れ、その傾斜溝４６には軟質ゴムなどからなる軟質材料
４７が充填されている。

【０１４６】図２５は本発明の第８の実施の形態に係る
中間ローラの拡大側面図で、この中間ローラ１３はロー
ラの中央部から両端部側にかけてローラの径が徐々に小
さくなっており、中脹らみのローラ（クラウンローラ）
になっている。

【０１４７】図２６は本発明の第９の実施の形態に係る
中間ローラの拡大側面図で、この中間ローラ１３はロー
ラの中央部から両端部側にかけて湾曲してバナナ状をし
ている。

【０１４８】以上説明した第６〜９の実施の形態に係る
中間ローラ１３を基体１の搬送系に使用することによ
り、基体１の高速搬送時にも基体１が搬送経路の中心か
らずれることなく、しかも基体１の幅方向に適度の緊張
を与えて、しわの発生を有効に防止することができる。

【０１４９】図２７および図２８は、本発明の第１０お
よび第１１の実施の形態に係る供給ローラならびに（ま
たは）巻取ローラの拡大断面図である。図２７に示す第
１０の実施の形態の場合、供給ローラ２ならびに（また
は）巻取ローラ４は、円筒状の絶縁コア１４ａと、その
両端を支持するセラミック製のテーパーコーン１５ａ，
１５ｂとから主に構成されている。そしてテーパーコー
ン１５の一方または両方（本実施の形態では一方）が点
線の位置まで後退可能になっており、それにより絶縁コ
ア１４ａの交換を容易にしている。同図に示すように絶
縁コア１４ａの両端面には、テーパーコーン１５ａ，１
５ｂと同じ角度のテーパが付けられ、絶縁コア１４ａが
安定して支持されるようになっている。

【０１５０】図２８に示す第１１の実施の形態の場合、
絶縁コア１４ａの外周にそれよりも軸方向の長さが短い
円筒状の金属コア１４ｂが一体に設けられ、金属コア１
４ｂの基体１と接する表面は鏡面加工されて高い表面性
を確保している。他の構成は前記第１０の実施の形態と
同様である。

【０１５１】図２９は、本発明の第１２の実施の形態に
係る供給ローラならびに（または）巻取ローラの拡大断
面図である。この例の場合、絶縁コア１４ａの両端部近
くの周面にネジ４７が形成され、そのネジ４７に２つの
コア固定リング４８ａ，４８ｂが螺合されている。この
コア固定リング４８ａとコア固定リング４８ｂの対向す
る側に傾斜面が設けられ、コア固定リング４８ａとコア
固定リング４８ｂの間に金属コア１４ｂが介在されて、
コア固定リング４８ａ，４８ｂを回して金属コア１４ｂ
を固定している。

【０１５２】前述のようにプラズマＣＶＤ装置を用いて
長時間成膜を行うと、基体以外の周辺部にも大量のプラ
ズマＣＶＤ膜が形成される。この膜は非常にもろく、成
膜中に剥離し、その一部が基体などに付着して汚染等の
種々の不利益を生み出す。例えば、付着物がそのまま巻
き取られると、付着物上に巻き取られたフレキシブルな
フィルムなどからなる基体は図３０に示すように変形し
てしまう。

【０１５３】図中の１はフレキシブルなフィルムなどか
らなる基体、４は巻取ローラ、５１は基体１に付着して
巻き取られた付着物、５２はその付着物５１によって変
形した基体１の変形部である。

【０１５４】これが磁気記録媒体や太陽電池などの機能
性薄膜の場合、その機能の信頼性が低下することにな
る。また、付着物が付着したまま出荷されると、これを
食品用包装フィルムに用いた場合、内部の食品が付着物
によって汚染されるなどの問題を有している。

【０１５５】本発明者らの広範な検討の結果、基体の汚
染は基体以外の部分で成膜されたプラズマＣＶＤ膜があ
る程度以上の膜厚になると、内部応力によって剥離し、
これが基体に付着することが原因と判明した。そこでこ
れを防止するためには、基体近傍以外での成膜を少なく
するか、成膜されたとしてもこれが基体に被着しないよ
うにすることが必要である。

【０１５６】本実施の形態はこのような考察に基づき、
原料ガスや不活性ガスなどの導入ガスを基体表面に沿っ
て流すことにより、塵埃が基体表面に付着するのを防止
したものである。

【０１５７】図３１は、本発明の第１３の実施の形態に
係るプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。厚さ６μ
ｍのＰＥＴフィルム上に厚さ０．１５μｍのＣｏ−Ｏ斜
め蒸着膜を設けたフィルム状の基体１は、供給ロール２
から回転ドラム３を通して巻取ローラ４に巻き取られ
る。ガス導入口５３からメタン１０体積％、水素９体積
％の混合ガスを１４０ｓｃｃｍプラズマ管５４中に導入
し、回転ドラム３の周面近くに設けられたガス導入口５
５からはメタン１００％ガスを基体１の表面に沿って流
れるように４０ｓｃｃｍ吹き付けて、成膜と基体表面の
清掃を行なう。反応に寄与しなかった余剰のガスは、ガ
ス導入口５５と対向する位置に設けられたガス排出口６
０から装置外に排出される。

【０１５８】プラズマ管５４に巻き付けた高周波コイル
５６に高周波電源５７で１３．５６ＭＨｚ、８００Ｗの
高周波を印加することにより、前記導入ガスがプラズマ
状態に保たれる。加速電極５８に定電圧電源５９で＋３
０００Ｖの電圧を印加することによりバイアスが与えら
れ、基体１上にダイヤモンドライクカーボン膜が形成さ
れる。

【０１５９】こように導入ガスで基体表面の清掃を行な
う実施の形態は、例えば図１、図１６に示すようなプラ
ズマＣＶＤ装置でも可能である。この図１のプラズマＣ
ＶＤ装置を使用し、ガス導入口５，７からヘキサメチル
ジシロキサン３０体積％、酸素７０体積％の混合ガスを
基体（厚さ１０μｍのポリエステルフィルム）１の表面
に沿って流れるように１２０ｓｃｃｍ吹き付け、ガス導
入口６，８からヘリウム１００％ガスを基体１に向けて
６０ｓｃｃｍ吹き付ける。

【０１６０】これらのガスはマイクロ波リニアアプリケ
ータ９から印加される２．４５ＧＨｚ、１５００Ｗのマ
イクロ波によってプラズマ状態に保たれる。回転ドラム
３には高周波電源１０によって３００Ｖの自己バイアス
が加えられ、基体１上にＳｉＯｘ膜（ｘ＝１．７）が形
成される。

【０１６１】図３２は、図３０で製造されたダイヤモン
ドライクカーボン膜付きの磁気記録媒体〔実施例
（１）〕と比較例（１）のスチル耐久テストを行なった
結果を示す表である。なお、比較例（１）は、図３０に
おいてガス導入口５３からメタン３０体積％、水素７０
体積％の混合ガスを１７０ｓｃｃｍプラズマ管５４中に
導入し、ガス導入口５５からのガス吹き付けは行わない
他は実施例（１）と同様にして製造したダイヤモンドラ
イクカーボン膜付きの磁気記録媒体である。

【０１６２】これら磁気記録媒体はデジタルＶＴＲ用磁
気テープで、それぞれ１０本製造して（試料Ｎｏ．８１
〜９０）、全数についてスチル耐久テストを行なった。
このテスト結果、本実施の形態に係る磁気テープは、全
て６０分以上のスチル耐久性があるのに対して、比較例
（１）の磁気テープは塵埃の付着によってスチル耐久性
が大きくばらついていることが分かる。

【０１６３】図３３は、図１で製造されたＳｉＯｘ膜付
きフィルム〔実施例（２）〕と比較例（２）のフィルム
で３０ｃｍ×３０ｃｍの袋をそれぞれ１００００枚作成
し、袋の中への塵埃の混入状況を調べた表である。な
お、比較例（２）は、図１においてガス導入口５、７か
らガス吹き付けは行わず、ガス導入口６，８からヘキサ
メチルジシロキサン２５体積％、酸素５０体積％、ヘリ
ウム２５体積％の混合ガスを基体１に向けて１８００ｓ
ｃｃｍ吹き付けた他は実施例（２）と同様にしてポリエ
ステルフィルム上にＳｉＯｘ（ｘ＝１．７）膜を形成し
たものである。このテスト結果から明らかなように、本
実施の形態に係る袋への塵埃の混入が比較例より極端に
減少していることが分かる。

【０１６４】図３４は、本発明の第１４の実施の形態を
示すプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。この実施
の形態の場合、プラズマ管５４における回転ドラム３側
の開口部付近の両側に、例えば厚さ３０μｍのポリエチ
レンテレフタレートフィルムからなるフレキシブルな膜
担持フィルム６１と、それを供給する供給ローラ６２
と、膜担持フィルム６１を巻取る巻取ローラ６３が配置
され、膜担持フィルム６１の一部が供給ローラ６２と巻
取ローラ６３の間において露呈している。

【０１６５】そして成膜時、露呈している膜担持フィル
ム６１の表面にもプラズマＣＶＤ膜が付着するが、膜が
剥離を生じる厚さになる前に、すなわち成膜して所定時
間が経過すると、膜担持フィルム６１は巻取ローラ６３
に自動的に巻き取られ、塵埃の発生を防止している。

【０１６６】図３５は、本発明の第１５の実施の形態を
示すプラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。この実施
の形態の場合、供給ローラ６２と巻取ローラ６３の間で
かつ回転ドラム３の近傍に中間ローラ６４が配置され、
供給ローラ６２から繰り出された膜担持フィルム６１は
膜の剥離を生じる厚さになる前に中間ローラ６４を経て
巻取ローラ６３に自動的に巻き取ることによって、塵埃
の発生を防止している。

【０１６７】図３６は、図３５で製造されたＳｉＯｘ膜
付きフィルム〔実施例（３）〕と比較例（３）のフィル
ムで３０ｃｍ×３０ｃｍの袋をそれぞれ１００００枚作
成し、袋の中への塵埃の混入状況を調べた表である。な
お、比較例（３）は、図３５において膜担持フィルム６
１、供給ローラ６２、巻取ローラ６３、中間ローラ６４
を設けない他は実施例（３）と同様にして基体１上にＳ
ｉＯｘ（ｘ＝１．７）膜を形成したものである。このテ
スト結果から明らかなように、本実施の形態に係る袋へ
の塵埃の混入が比較例より極端に減少していることが分
かる。

【０１６８】前記実施の形態では強磁性金属膜を有する
磁気記録媒体の場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば基体上にＭｎ−Ｚｎ
フェライト膜など各種の機能膜を形成する場合にも適用
可能である。前記実施の形態では回転ドラムを介して基
体に高周波電圧を印加したが、基体に直接高周波電圧を
印加することも可能である。

【０１６９】

【発明の効果】第１の本発明は前述のように、基体の供
給ローラから回転ドラムに至る経路の全てのローラのロ
ーラ表面とアース電位の間のインピーダンスの合計を１
０ｋΩ以上、かつ回転ドラムから巻取ローラに至る経路
の全てのローラのローラ表面とアース電位の間のインピ
ーダンスの合計を１０ｋΩ以上とし、導電性を有する前
記基体とその基体に高周波を印加する高周波電源の間に
ブロッキングコンデンサを介在させることにより、十分
な自己バイアス電圧が印加されるから、直流電圧を必要
としない。そのため直流的に自己バイアス電圧を印加し
た場合に発生する問題点、すなわちイオン電流によるジ
ュール熱、バイアス電圧の不均等性、不安定性、異常放
電、基体の帯電による塵埃の付着などがすべて解消でき
る。

【０１７０】このような効果は、高周波電源の周波数を
５０ＫＨｚ〜９００ＫＨｚの範囲、好ましくは１５０Ｋ
Ｈｚ〜６００ＫＨｚの範囲とし、高周波電源と導電性を
有する基体の間に、静電容量Ｃと高周波電源の周波数ｆ
の積Ｃ・ｆが０．０２〔Ｆ・Ｈｚ〕以上、好ましくは
０．３〔Ｆ・Ｈｚ〕以上になるようなブロッキングコン
デンサを介在させることにより、さらに確実に発揮する
ことができる。

【０１７１】また、膜の均一性を確保するにはプラズマ
密度の分布を均一にする必要があり、このためには、プ
ラズマの主たる生成源としてマイクロ波を用いることが
有効である。マイクロ波の電界は、アンテナ形状を調整
することにより容易に均一にすることができる。

【０１７２】さらに、基体を搬送するためのローラ（供
給ローラ、巻取ローラ、ガイドローラなど）またはその
一部をセラミックや合成樹脂などの電気絶縁性の材料で
構成するか、ローラの芯材に電気絶縁材を用いるか、あ
るいは導電性を有する芯材を持たない中空状のローラを
使用する手段が有効である。

【０１７３】第２の本発明は、マイクロ波によってプラ
ズマを発生させて基体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置
において、マイクロ波を導入するための窓を、真空を保
持するための窓とプラズマを封じ込めるための窓の２重
構造にしたことを特徴とするものである。このように構
成することにより、長時間成膜を行なっても膜厚のばら
つきが小さく、均一な成膜が可能である。

【０１７４】第３の本発明は、プラズマを発生させて基
体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置において、前記プラ
ズマの発生領域を制限するフードが設けられ、そのフー
ドのプラズマと接する表面温度が１５０℃以上に加熱さ
れていることを特徴とするものである。このように構成
することにより、長時間成膜してもプラズマＣＶＤ膜の
付着による基体の汚染が有効に防止できる。

【０１７５】第４の本発明は、ローラ系を介して回転ド
ラム上を移動する少なくともその一部が導電性を有する
基体に高周波自己バイアス電圧を印加して成膜を行うプ
ラズマＣＶＤ装置において、前記回転ドラムと基体の導
電性部分の電位差を２０〜１０００Ｖの範囲に規制する
ことにより、成膜時の基体の損傷を有効に防止すること
ができる。

【０１７６】第５の本発明は、基体表面の近くでプラズ
マを発生させて、基体上に成膜するプラズマＣＶＤ装置
において、前記プラズマの発生領域に前記基体以外の長
尺状の膜担持フィルムを設け、プラズマＣＶＤ膜が付着
した膜担持フィルムを順次巻き取るように構成すること
により、基体への塵埃類の付着を有効に防止することが
できる。

【０１７７】第６の本発明は、マイクロ波によりプラズ
マを発生させて基体上に有機薄膜を形成するプラズマＣ
ＶＤ装置において、前記マイクロ波を導入するための窓
と、前記有機薄膜の原料であるモノマーガスを導入する
ためのモノマーガス導入口と、キャリアガスを導入する
ためのキャリアガス導入口を設け、前記キャリアガス導
入口を窓側に配置し、前記モノマーガス導入口を基体側
に配置することにより、膜付着による周囲の汚染が抑制
され、そのために基体への塵埃類の付着を有効に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る連続プラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図２】この連続プラズマＣＶＤ装置に用いられる供給
ローラ、巻取ローラの構成図である。

【図３】この連続プラズマＣＶＤ装置で製造された磁気
記録媒体の拡大断面図である。

【図４】連続プラズマＣＶＤ装置の構成と性能をまとめ
た図表である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る連続プラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る連続プラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図７】時間経過とプラズマＣＶＤ膜の膜厚分布との関
係を示す特性図である。

【図８】時間経過とプラズマＣＶＤ膜の膜厚分布との関
係を示す特性図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係る連続プラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図１０】図９のＡ部の拡大概略構成図である。

【図１１】そのプラズマＣＶＤ装置に用いられる隔壁の
拡大断面図である。

【図１２】そのプラズマＣＶＤ装置に用いられる隔壁の
拡大断面図である。

【図１３】そのプラズマＣＶＤ装置におけるフードの有
無ならびにその表面温度とプラズマＣＶＤ膜の付着状態
との関係を示す図表である。

【図１４】そのプラズマＣＶＤ装置におけるフード支持
部材の熱伝導率とヒータの消費電力との関係を示す図表
である。

【図１５】そのプラズマＣＶＤ装置におけるフードの基
体に対するアース電位部分の面積比と基体への自己バイ
アス電圧との関係を示す図表である。

【図１６】本発明の第５の実施の形態に係るプラズマＣ
ＶＤ装置の概略構成図である。

【図１７】そのプラズマＣＶＤ装置に使用する回転ドラ
ムの側面図である。

【図１８】図１７Ｂ−Ｂ線上の断面略図である。

【図１９】そのプラズマＣＶＤ装置に使用する中間ロー
ラの斜視図である。

【図２０】ベースフィルムの種類、回転ドラムの側面な
らびに基体走行面の状態、基体と回転ドラムの電位差と
基体の損傷の有無との関係を示す図表である。

【図２１】ローラの状態、ローラ表面とアースのインピ
ーダンス、同電位板の有無と基体の損傷の有無との関係
を示す図表である。

【図２２】本発明の第６の実施の形態に係る中間ローラ
の断面図である。

【図２３】その中間ローラのローラ本体の平面図であ
る。

【図２４】本発明の第７の実施の形態に係る中間ローラ
の断面図である。

【図２５】本発明の第８の実施の形態に係る中間ローラ
の平面図である。

【図２６】本発明の第９の実施の形態に係る中間ローラ
の平面図である。

【図２７】本発明の第１０の実施の形態に係る供給ロー
ラ（巻取ローラ）の断面図である。

【図２８】本発明の第１１の実施の形態に係る供給ロー
ラ（巻取ローラ）の断面図である。

【図２９】本発明の第１２の実施の形態に係る供給ロー
ラ（巻取ローラ）の断面図である。

【図３０】基体に付着物が付着した状態を示す拡大断面
図である。

【図３１】本発明の第１３の実施の形態に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図３２】そのプラズマＣＶＤ装置で得られたデジタル
ＶＴＲ用磁気テープと比較例のスチル耐久性テストの結
果を示す図表である。

【図３３】図１のプラズマＣＶＤ装置で得られた袋と比
較例の塵埃混入状況の結果を示す図表である。

【図３４】本発明の第１４の実施の形態に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図３５】本発明の第１５の実施の形態に係るプラズマ
ＣＶＤ装置の概略構成図である。

【図３６】図３５のプラズマＣＶＤ装置で得られた袋と
比較例の塵埃混入状況の結果を示す図表である。

【図３７】従来のプラズマＣＶＤ装置の概略構成図であ
る。

【図３８】従来の他のプラズマＣＶＤ装置の概略構成図
である。

【図３９】従来のさらに他のプラズマＣＶＤ装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 供給ローラ ３ 回転ドラム ４ 巻取ローラ ５，６，７，８ ガス導入口 ９ マイクロ波リニアアプリケータ １０ 高周波電源 １１ 隔壁 １２ ブロッキングコンデンサ １３ 中間ローラ １４ コア １５ テーパコーン ２２ 磁性層 ２３ 保護膜 ２５ 真空維持用ＭＷ導入窓 ２６ プラズマ制限用ＭＷ導入窓 ２７ プラズマ発生領域 ２８ ディスク状基体 ３３ フード ３４ 加熱ヒータ ３５ 支持部 ３８ フィン ４０ フッ素樹脂膜 ４１ アルミナプラズマ溶射膜 ４２ ローラ芯体 ４３ ローラ本体 ４４ ローラ表層 ４５ 同電位板 ５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂ ガス導入口 ５４ プラズマ管 ６０ ガス排出口 ６１ 膜担持フィルム ６２ 供給ローラ ６３ 巻取ローラ ６４ 中間ローラ

フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平9−42187 (32)優先日 平成９年２月26日(1997．2．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 若居 邦夫 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 矢野 亮 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 草田 英夫 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 久保田 隆 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 浅野 巳知男 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波によりプラズマを発生させて
   基体上に有機薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置におい
   て、前記マイクロ波を導入するための窓と、前記有機薄
   膜の原料であるモノマーガスを導入するためのモノマー
   ガス導入口と、キャリアガスを導入するためのキャリア
   ガス導入口を設け、前記キャリアガス導入口を窓側に配
   置し、前記モノマーガス導入口を基体側に配置したこと
   を特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記プラズマの
   発生領域を制限するフードが設けられ、そのフードのプ
   ラズマと接する表面を高温に維持するための加熱手段が
   設けられていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載において、前記フードの加
   熱部分が熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の部材を介して非
   加熱部分に固定されていることを特徴とするプラズマＣ
   ＶＤ装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載において、前記基体とフー
   ドの間の少なくとも一部にフードから基体へ伝わる熱を
   抑止するための熱遮蔽部材が設けられていることを特徴
   とするプラズマＣＶＤ装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載において、前記基体に高周
   波プラズマによる自己バイアス電圧が印加され、前記フ
   ード内のプラズマに暴露されたアース電位部分の面積が
   プラズマに暴露された基体表面の面積の６倍以上であ
   り、かつ前記フードがアース電位に保持されていること
   を特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載において、前記フード内に
   アース電位部分の面積を拡大するための部材が設けられ
   ていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。