JP2001192826A - Surface treatment system, surface treatment method, and surface treated article - Google Patents

Surface treatment system, surface treatment method, and surface treated article

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JP2001192826A JP2000106841A JP2000106841A JP2001192826A JP 2001192826 A JP2001192826 A JP 2001192826A JP 2000106841 A JP2000106841 A JP 2000106841A JP 2000106841 A JP2000106841 A JP 2000106841A JP 2001192826 A JP2001192826 A JP 2001192826A
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Mitsunori Ueda
充紀 植田
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裕之 沖田
Tomoharu Mukasa
智治 武笠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface treatment system capable of applying surface treatment by injecting ions by the plasma injection method even if the object of surface treatment is composed of an insulator. SOLUTION: The system is provided with an ion generation equipment 6 for generating ions and a pulse power source 8 for applying pulsative voltage to an insulator (material to be treated) 2. Ions generated by the ion generation equipment 6 are introduced into a vacuum chamber 3, where a plasma containing the ions to be injected is generated. By applying, within the plasma, the pulsative voltage containing positive pulse voltage and negative pulse voltage to the insulator from the pulse power source 8, the ions contained in the plasma are implanted into the insulator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁物にイオンを
注入することによりその表面を処理するための表面処理
装置および表面処理方法、並びにこの表面処理方法によ
り得られる表面処理物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus and a surface treatment method for treating the surface of an insulator by implanting ions into the insulator, and a surface treated product obtained by the surface treatment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスク装置などの光記録装置の分野
においては、面記録密度を向上させるための研究開発が
活発になされている。特に、近年、光源波長が短い(4
10nm前後)青紫色レーザが開発され、このレーザを
用いると共に、光学ピックアップに設けられた対物レン
ズの開口数(NA;Numerical Aperture)を大きくする
ことにより、面記録密度を向上させる試みがなされてい
る。このように対物レンズのNAが大きくなると、光線
収差の一種であるコマ収差の増大による信号再生への悪
影響を回避することが要求されてくる。
2. Description of the Related Art In the field of optical recording devices such as optical disk devices, research and development for improving areal recording density have been actively conducted. In particular, in recent years, the light source wavelength is short (4
A blue-violet laser (about 10 nm) has been developed, and attempts have been made to improve the areal recording density by using this laser and increasing the numerical aperture (NA) of an objective lens provided in an optical pickup. . As described above, when the NA of the objective lens is increased, it is required to avoid an adverse effect on signal reproduction due to an increase in coma aberration, which is a kind of ray aberration.

【0003】ところで、従来より、CD(Compact Dis
k)やMD(Mini Disk )に代表される光ディスクの基
板の構成材料としては、ポリカーボネートなどの絶縁材
料が用いられている。これらのCDやMDなどでは、上
述したコマ収差の増大を防止するために、ディスク基板
(レーザ光が通過する部分)の厚さを0.1mm程度に
薄くする必要がある。ところが、ディスク基板が薄くな
ると、傷が付きやすく、読み書きを行う際にエラーが発
生するという問題があった。また、面記録密度の向上に
伴い、光ディスクと光学ピックアップとの距離が短くな
るので、これらが接触してしまうことがある。このよう
に、光ディスクと光学ピックアップとが接触した場合に
は、光ディスクおよび光学ピックアップが損傷したり、
この損傷に伴い発生する塵埃が光ディスクや光学ピック
アップに付着したりして、読み書きを行う際にエラーが
発生するという問題があった。したがって、光ディス
ク、更には光学ピックアップの表面を保護する必要があ
る。
By the way, a CD (Compact Dis
As a constituent material of a substrate of an optical disc represented by k) or MD (Mini Disk), an insulating material such as polycarbonate is used. In these CDs and MDs, it is necessary to reduce the thickness of the disk substrate (portion through which laser light passes) to about 0.1 mm in order to prevent the above-mentioned increase in coma aberration. However, when the disk substrate becomes thin, there is a problem that the disk substrate is easily scratched and an error occurs when reading and writing. In addition, the distance between the optical disc and the optical pickup is shortened with the improvement of the areal recording density, so that they may come into contact with each other. Thus, when the optical disk and the optical pickup come into contact with each other, the optical disk and the optical pickup may be damaged,
There is a problem that dust generated due to the damage adheres to an optical disk or an optical pickup, and an error occurs when reading or writing. Therefore, it is necessary to protect the surface of the optical disk and further the optical pickup.

【0004】一般に、物質(被処理物)の表面を保護す
る手法としては、その表面に保護膜を形成する手法や、
表面にイオンを注入することにより表面処理を施して、
硬度,弾塑性特性,電気伝導度,潤滑性,耐久性,耐湿
性,耐食性,濡れ性あるいは気体透過率などの各種特性
を改良する手法が知られている。
In general, as a method of protecting the surface of a substance (object to be processed), a method of forming a protective film on the surface,
Surface treatment by injecting ions into the surface,
Techniques for improving various properties such as hardness, elastoplastic properties, electric conductivity, lubricity, durability, moisture resistance, corrosion resistance, wettability, and gas permeability are known.

【0005】被処理物にイオンを注入する方法として
は、イオンビームを被処理物に直接照射することで、イ
オンを被処理物に注入する手法(以下、イオンビーム注
入法と称する。)が知られている。しかしながら、イオ
ンビーム注入法は、被処理物が立体的な構造を有するよ
うな場合には、被処理物の表面に均一にイオンを注入す
ることが困難であるという問題があった。
[0005] As a method of implanting ions into an object to be processed, a method of directly irradiating an object with an ion beam to implant ions into the object to be processed (hereinafter referred to as an ion beam implantation method) is known. Have been. However, the ion beam implantation method has a problem that when the object to be processed has a three-dimensional structure, it is difficult to uniformly implant ions into the surface of the object to be processed.

【0006】そこで、このような問題を解決して、被処
理物が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能な手法として、注入するイオンを含むプ
ラズマを発生させ、基板にバイアスを印加することによ
って当該プラズマに含まれるイオンを加速させ、被処理
物に引き込んで注入する手法(以下、プラズマ注入法と
称する。)が考案されている。
In order to solve such a problem and to uniformly implant ions even when the object to be processed has a three-dimensional structure, plasma containing ions to be implanted is generated. A method has been devised in which a bias is applied to a substrate to accelerate ions contained in the plasma, and the ions are drawn into a workpiece and implanted (hereinafter, referred to as a plasma implantation method).

【0007】プラズマ注入法では、注入するイオンを含
むプラズマ中に被処理物を配して、図24に示したよう
な負のパルス状のバイアス電圧を被処理物に印加する。
そして、被処理物に負の電圧が印加されたときに、プラ
ズマ中のイオンが被処理物に引き込まれて、被処理物に
イオンが注入される。
In the plasma implantation method, an object to be processed is arranged in a plasma containing ions to be implanted, and a negative pulse-like bias voltage as shown in FIG. 24 is applied to the object to be processed.
Then, when a negative voltage is applied to the object, ions in the plasma are drawn into the object and ions are implanted into the object.

【0008】このようなプラズマ注入法では、注入する
イオンを含むプラズマを被処理物の周囲に均一に発生さ
せておけば、被処理物が立体的な構造を有していたとし
ても、被処理物の表面に均一にイオンを注入することが
できる。
In such a plasma implantation method, if plasma containing ions to be implanted is uniformly generated around the object to be processed, even if the object to be processed has a three-dimensional structure, Ions can be implanted uniformly on the surface of an object.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
プラズマ注入法を適用できるのは、被処理物が金属等の
導体の場合に限られていた。なぜなら、被処理物が絶縁
体の場合には、プラズマ注入法によるイオン注入を行う
と、直ぐに被処理物に電荷がたまり、いわゆるチャージ
アップの状態になってしまい、イオンが被処理物に引き
込まれなくなってしまうからである。
However, conventionally,
The application of the plasma injection method has been limited to the case where the object to be processed is a conductor such as a metal. This is because, when an object to be processed is an insulator, if ions are implanted by a plasma implantation method, charges are immediately accumulated in the object to be processed, and a so-called charge-up state occurs, and ions are drawn into the object to be processed. Because it will be gone.

【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、表面処理の対象が絶縁物であっ
ても、プラズマ注入法によりイオンを注入して表面処理
を施すことが可能な表面処理装置および表面処理方法並
びにこの表面処理方法により得られる表面処理物を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to be able to perform surface treatment by implanting ions by a plasma implantation method even if the object of surface treatment is an insulator. Another object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus and a surface treatment method, and a surface-treated product obtained by the surface treatment method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る表面処理装
置は、絶縁物にイオンを注入することにより絶縁物の表
面を処理する表面処理装置であって、絶縁物に注入する
イオンを含むプラズマを発生させるプラズマ発生手段
と、絶縁物に対してパルス状電圧を印加する電圧印加手
段とを備え、プラズマ発生手段により、絶縁物に注入す
るイオンを含むプラズマを発生させ、当該プラズマ中で
電圧印加手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧と
を含むパルス状電圧を絶縁物に印加することにより、イ
オンを絶縁物に注入するようにしたものである。
A surface treatment apparatus according to the present invention is a surface treatment apparatus for treating the surface of an insulator by implanting ions into the insulator, and comprises a plasma containing ions implanted into the insulator. And a voltage applying means for applying a pulsed voltage to the insulator. The plasma generating means generates plasma containing ions to be injected into the insulator, and applies a voltage in the plasma. By applying a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage to the insulator by means, ions are implanted into the insulator.

【0012】本発明に係る表面処理方法は、絶縁物にイ
オンを注入することにより絶縁物の表面を処理する表面
処理方法であって、注入するイオンを含むプラズマ中に
おいて、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状電圧を絶縁物に印加することにより、絶縁物にイオ
ンを注入するようにしたものである。
A surface treatment method according to the present invention is a surface treatment method for treating the surface of an insulator by implanting ions into the insulator, wherein a positive pulse voltage and a negative pulse voltage are applied to a plasma containing ions to be implanted. By applying a pulse-like voltage including the above pulse voltage to the insulator, ions are implanted into the insulator.

【0013】本発明に係る表面処理物は、プラズマ中に
おいて光透過性を有する絶縁物にイオンが注入されるこ
とにより、その表面が処理されたものである。
The surface-treated product according to the present invention has a surface treated by injecting ions into a light-transmitting insulator in plasma.

【0014】本発明に係る表面処理装置では、電圧印加
手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパ
ルス状電圧が絶縁物に印加されると、プラズマ発生手段
により発生したプラズマ中のイオンが絶縁物に均一に注
入される。
In the surface treatment apparatus according to the present invention, when a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage is applied to the insulator by the voltage applying means, ions in the plasma generated by the plasma generating means are applied. Is uniformly injected into the insulator.

【0015】本発明に係る表面処理方法では、プラズマ
中において、プラズマ中のイオンが絶縁物に注入され
る。
In the surface treatment method according to the present invention, ions in the plasma are implanted into the insulator in the plasma.

【0016】本発明に係る表面処理物では、光透過性を
有する絶縁物にイオンが注入されている。ここでは、プ
ラズマ中においてイオンが注入されているので、基体の
全体に渡って、均一に注入されている。
In the surface-treated material according to the present invention, ions are implanted into an insulator having a light transmitting property. Here, since ions are implanted in the plasma, the ions are uniformly implanted over the entire substrate.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】[第1の実施の形態]図1は、本発明の第
1の実施の形態に係る表面処理装置の構成を表すもので
ある。この表面処理装置1は、絶縁物からなる被処理物
2に対してプラズマ注入法によりイオンを注入すること
により、被処理物2の表面を処理するためのものであ
る。
[First Embodiment] FIG. 1 shows the configuration of a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention. The surface treatment apparatus 1 is for treating the surface of the object 2 by injecting ions into the object 2 made of an insulating material by a plasma implantation method.

【0019】ここで、イオン注入による表面処理の対象
となる被処理物2の材料としては、例えば、アモルファ
スポリオレフィン(APO;Amorphous Polyolefin),
ポリカーボネート(PC;Polycarbonate ),ポリメチ
ルメタクリレート(PMMA;Polrmethyl Methacrylat
e ),ポリエチレンテレフタラート(PET;Polyethy
lene Terephthalate),アクリル樹脂,ポリイミド樹
脂,カーボンあるいはガラスなどが挙げられる。また、
被処理物2に注入するイオン種としては、例えば、炭素
(C),窒素(N),タングステン(W),タンタル
(Ta),クロム(Cr),モリブデン(Mo),コバ
ルト(Co),白金(Pt),ニッケル(Ni),鉄
(Fe),チタン(Ti),マンガン(Mn),銅(C
u)あるいはサマリウム(Sm)などが挙げられる。
Here, as a material of the workpiece 2 to be subjected to the surface treatment by ion implantation, for example, amorphous polyolefin (APO; Amorphous Polyolefin),
Polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA)
e), polyethylene terephthalate (PET; Polyethy)
lene terephthalate), acrylic resin, polyimide resin, carbon or glass. Also,
Examples of ion species to be implanted into the object 2 include carbon (C), nitrogen (N), tungsten (W), tantalum (Ta), chromium (Cr), molybdenum (Mo), cobalt (Co), and platinum. (Pt), nickel (Ni), iron (Fe), titanium (Ti), manganese (Mn), copper (C
u) or samarium (Sm).

【0020】この表面処理装置1は、真空容器3と、真
空容器3の内部を排気するためのクライオポンプ4と、
真空容器3の内部において被処理物2を支持するホルダ
ー5と、被処理物2に注入するイオンを供給するイオン
発生装置6と、イオン供給のオン/オフの切り換えを行
うシャッタ7と、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含
むパルス状電圧を被処理物2に印加するパルス電源回路
8とを備えている。
The surface treatment apparatus 1 includes a vacuum vessel 3, a cryopump 4 for exhausting the inside of the vacuum vessel 3,
A holder 5 for supporting the workpiece 2 inside the vacuum vessel 3, an ion generator 6 for supplying ions to be implanted into the workpiece 2, a shutter 7 for switching on / off of ion supply, A pulse power supply circuit for applying a pulse voltage including a pulse voltage and a negative pulse voltage to the workpiece;

【0021】真空容器3は、内部が排気され高真空状態
とされる容器である。この表面処理装置1では、この真
空容器3の内部において、被処理物2に注入するイオン
を含むプラズマを発生させ、当該プラズマに含まれるイ
オンを被処理物2に注入する。
The vacuum vessel 3 is a vessel in which the inside is evacuated to a high vacuum state. In the surface treatment apparatus 1, a plasma containing ions to be implanted into the workpiece 2 is generated inside the vacuum vessel 3, and ions contained in the plasma are injected into the workpiece 2.

【0022】クライオポンプ4は、真空容器3の内部を
排気して、高い真空状態を得るための真空ポンプであ
る。この表面処理装置1では、クライオポンプ4により
真空容器3の内部を排気して、イオンを真空容器3の内
部に導入する前の真空度、すなわち背景真空度を、例え
ば1.33×10-5Pa(10-7Torr)程度とす
る。また、クライオポンプ4により真空容器3の内部を
排気して、イオンを真空容器3の内部に導入してプラズ
マを発生させたときの真空度、すなわちイオン注入を行
う際の真空度を、例えば1.33×10-3Pa(10-5
Torr)程度とする。
The cryopump 4 is a vacuum pump for evacuating the inside of the vacuum vessel 3 to obtain a high vacuum state. In the surface treatment apparatus 1, the inside of the vacuum vessel 3 is evacuated by the cryopump 4, and the degree of vacuum before introducing ions into the inside of the vacuum vessel 3, that is, the background vacuum degree is, for example, 1.33 × 10 -5 Pa (10 −7 Torr) or so. Further, the inside of the vacuum vessel 3 is evacuated by the cryopump 4 and ions are introduced into the inside of the vacuum vessel 3 to generate plasma. .33 × 10 −3 Pa (10 −5)
Torr).

【0023】ホルダー5は、被処理物2を支持するため
のものであり、真空容器3に取り付けられた絶縁性の支
持部材9により、真空容器3の内部に支持されている。
絶縁物からなる被処理物2に対して表面処理を施す際、
当該被処理物2は、このホルダー5に取り付けられる。
なお、支持部材9は例えば碍子を介して真空容器3に取
り付けられている。
The holder 5 is for supporting the workpiece 2, and is supported inside the vacuum vessel 3 by an insulating support member 9 attached to the vacuum vessel 3.
When performing a surface treatment on the workpiece 2 made of an insulating material,
The workpiece 2 is attached to the holder 5.
Note that the support member 9 is attached to the vacuum vessel 3 via an insulator, for example.

【0024】このホルダー5には、冷却水導入用パイプ
が組み込まれており、当該パイプに冷却水を流すことに
より、ホルダー5に取り付けられた被処理物2を冷却で
きるようになっている。この冷却水導入用パイプは、支
持部材9を介して真空容器3の外部に導出されるように
なっている。したがって図中矢印Aに示すように、冷却
水導入用パイプにより冷却水を循環させることができ
る。
A cooling water introduction pipe is incorporated in the holder 5, and the workpiece 2 attached to the holder 5 can be cooled by flowing cooling water through the pipe. The cooling water introduction pipe is led out of the vacuum vessel 3 via the support member 9. Therefore, as shown by arrow A in the figure, the cooling water can be circulated by the cooling water introduction pipe.

【0025】このように水冷機能を備えたホルダー5を
用いることにより、被処理物2に対してイオン注入を行
う際に、被処理物2の温度が上昇しても、その温度を制
御することが可能である。したがって、被処理物2がプ
ラスチック等のように高温での処理が好ましくない材料
からなる場合でも、被処理物2の温度上昇を抑えて、被
処理物2へのイオン注入を行うことができる。
By using the holder 5 having the water cooling function as described above, it is possible to control the temperature of the processing target 2 even when the temperature of the processing target 2 rises when performing ion implantation on the processing target 2. Is possible. Therefore, even when the processing target 2 is made of a material that is not preferable to be processed at a high temperature, such as a plastic, the temperature increase of the processing target 2 can be suppressed and the ions can be implanted into the processing target 2.

【0026】イオン発生装置6は、被処理物2に注入す
るイオンを供給して、被処理物2に注入するイオンを含
むプラズマを発生させるプラズマ発生手段であり、被処
理物2に注入するイオンを発生させるイオン発生源10
を備えると共に、イオン発生源10から発生した粒子の
うち、被処理物2に注入するイオンだけを真空容器3の
内部に導くための質量分離器11を備えている。なお、
図示はしないが、真空容器3とイオン発生装置6とは、
例えば碍子を介して隣接するように構成されている。
The ion generator 6 is a plasma generating means for supplying ions to be implanted into the object 2 to generate plasma containing ions to be implanted into the object 2. Generation source 10 for generating methane
And a mass separator 11 for guiding only ions to be injected into the processing target 2 out of the particles generated from the ion generation source 10 to the inside of the vacuum vessel 3. In addition,
Although not shown, the vacuum vessel 3 and the ion generator 6
For example, it is configured to be adjacent via an insulator.

【0027】ここで、イオン発生源10としては、例え
ば、カウフマン型イオンソース,マグネトロンスパッタ
ソースあるいはカソーディックアークソースなどが使用
可能である。ここで、カウフマン型イオンソースおよび
マグネトロンスパッタソースでは、イオン源となる動作
ガスが導入され、当該動作ガスからイオンが生成され
る。一方、カソーディックアークソースは、動作ガスを
使用することなくイオンを発生させる。具体的には、カ
ソーディックアークソースでは、イオン源となる材料か
らなるカソードを用いてアーク放電を発生させ、このア
ーク放電によりカソードが蒸発してイオン化した粒子を
取り出す。このようなカソーディックアークソースで
は、イオン発生に動作ガスを使用しないため、高真空状
態を維持しつつイオンを発生させることができるという
利点がある。
Here, as the ion source 10, for example, a Kauffman-type ion source, a magnetron sputter source, or a cathodic arc source can be used. Here, in the Kauffman-type ion source and the magnetron sputter source, an operating gas serving as an ion source is introduced, and ions are generated from the operating gas. Cathodic arc sources, on the other hand, generate ions without using a working gas. Specifically, in a cathodic arc source, an arc discharge is generated using a cathode made of a material serving as an ion source, and the arc discharge causes the cathode to evaporate and extract ionized particles. Since such a cathodic arc source does not use an operating gas for generating ions, it has the advantage that ions can be generated while maintaining a high vacuum state.

【0028】なお、イオン発生源10としてカソーディ
ックアークソースを用いる場合には、カソードが融ける
ことによる液滴の発生が問題になることがある。このよ
うな液滴発生の問題を解消するために、電磁フィルター
を用いて液滴を除去するようにしたものもあり、そのよ
うなカソーディックアークソースはフィルタードカソー
ディックアークソースと呼ばれている。この表面処理装
置1では、フィルタードカソーディックアークソースを
イオン発生源10として用いるようにしても良い。
When a cathodic arc source is used as the ion source 10, the generation of droplets due to the melting of the cathode may be a problem. In order to solve such a problem of droplet generation, there is also one that removes droplets using an electromagnetic filter, and such a cathodic arc source is called a filtered cathodic arc source. . In this surface treatment apparatus 1, a filtered cathodic arc source may be used as the ion source 10.

【0029】イオン発生源10からは、所望するイオン
と共に、中性の粒子や質量の大きなマクロパーティクル
も同時に発生する。しかし、所望するイオン以外の粒子
までもが被処理物2に到達してしまうことは好ましくな
い。そこで、このイオン発生装置6は、イオン発生源1
0からの粒子のうち、所望するイオンだけを、質量分離
器11により真空容器3の内部に導くようにしている。
From the ion source 10, neutral particles and macroparticles having a large mass are simultaneously generated together with desired ions. However, it is not preferable that particles other than the desired ions reach the object 2. Thus, the ion generator 6 is provided with the ion source 1
Of the particles from 0, only desired ions are introduced into the vacuum vessel 3 by the mass separator 11.

【0030】質量分離器11は、例えば約45度屈曲し
た経路を有し、当該経路に沿ってマグネットが配置され
てなる。この質量分離器11では、マグネットからの磁
場により、所望するイオンが、屈曲した経路に沿って真
空容器3の内部に導かれるようになっている。一方、中
性の粒子や質量の大きなマクロパーティクルは、磁場に
拘束されにくいため、屈曲した経路を通過できずに遮ら
れる。
The mass separator 11 has, for example, a path bent at about 45 degrees, and a magnet is arranged along the path. In the mass separator 11, desired ions are guided into the inside of the vacuum vessel 3 along a curved path by a magnetic field from a magnet. On the other hand, neutral particles and macroparticles having a large mass are hardly restrained by the magnetic field, so that they cannot pass through the curved path and are blocked.

【0031】このような質量分離器11を、イオン発生
源10と真空容器3との間に配置しておくことで、中性
の粒子や質量の大きなマクロパーティクルを遮り、所望
するイオンだけを真空容器3の内部に導くことが可能と
なる。これにより、中性の粒子や質量の大きなマクロパ
ーティクルによる影響を除去して、表面処理の品質を向
上させることできる。
By arranging such a mass separator 11 between the ion source 10 and the vacuum vessel 3, neutral particles and macro particles having a large mass are blocked, and only desired ions are evacuated. It is possible to guide the inside of the container 3. Thereby, the influence of neutral particles and macroparticles having a large mass can be removed, and the quality of the surface treatment can be improved.

【0032】シャッタ7は、イオン発生装置6のイオン
出射口近傍に配され、イオン供給のオン/オフの切り換
えを行う。すなわち、シャッタ7が開かれたときに、イ
オン発生装置11からのイオン供給がなされ、シャッタ
7が閉じられたときに、イオン発生装置6からのイオン
供給が停止される。
The shutter 7 is arranged in the vicinity of the ion exit of the ion generator 6, and switches on / off of ion supply. That is, when the shutter 7 is opened, the supply of ions from the ion generator 11 is performed, and when the shutter 7 is closed, the supply of ions from the ion generator 6 is stopped.

【0033】パルス電源回路8は、ホルダー5に支持さ
れた被処理物2に対して、正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加する電圧印加手段であ
る。すなわち、パルス電源回路8は、被処理物2にイオ
ンを注入する際に、バイアス電圧としてパルス状の電圧
を被処理物2に対して印加する。そして、被処理物2に
負のパルス電圧が印加されたときに、プラズマ中のイオ
ンが被処理物2に引き込まれて、被処理物2にイオンが
注入されることとなる。
The pulse power supply circuit 8 is a voltage applying means for applying a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage to the workpiece 2 supported by the holder 5. That is, the pulse power supply circuit 8 applies a pulse-like voltage to the object 2 as a bias voltage when implanting ions into the object 2. When a negative pulse voltage is applied to the object 2, ions in the plasma are drawn into the object 2, and ions are implanted into the object 2.

【0034】このパルス電源回路8は、正の直流(D
C;Direct Current)電圧源となる第1の電源21と、
負の直流電圧源となる第2の電源22と、第1の電源2
1からの直流電圧をパルス状電圧に変換する第1のイン
バータ回路23と、第2の電源22からの直流電圧をパ
ルス状電圧に変換する第2のインバータ回路24と、第
1および第2のインバータ回路23,24からのパルス
状電圧を昇圧するパルストランス25と、第1および第
2のインバータ回路23,24を制御する制御回路26
と、制御回路26の動作を制御するコンピュータ27と
を備えている。
The pulse power supply circuit 8 has a positive direct current (D
C: Direct Current) a first power supply 21 serving as a voltage source;
A second power supply 22 serving as a negative DC voltage source and a first power supply 2
A first inverter circuit 23 for converting a DC voltage from the first power supply 1 into a pulsed voltage, a second inverter circuit 24 for converting a DC voltage from the second power supply 22 into a pulsed voltage, first and second A pulse transformer 25 for increasing the pulse voltage from the inverter circuits 23 and 24, and a control circuit 26 for controlling the first and second inverter circuits 23 and 24
And a computer 27 for controlling the operation of the control circuit 26.

【0035】このパルス電源回路8では、第1のインバ
ータ回路23により、第1の電源21からの正の直流電
圧をパルス状電圧に変換するとともに、第2のインバー
タ回路24により、第2の電源22からの負の直流電圧
をパルス状電圧に変換する。
In this pulse power supply circuit 8, the first inverter circuit 23 converts the positive DC voltage from the first power supply 21 into a pulsed voltage, and the second inverter circuit 24 supplies the second power supply The negative DC voltage from 22 is converted to a pulsed voltage.

【0036】これらのインバータ回路23,24からの
出力は、波形制御手段としての制御回路26により制御
される。すなわち、このパルス電源回路8は、正のパル
ス状電圧を出力する第1のインバータ回路23と、負の
パルス状電圧を出力する第2のインバータ回路24とが
並列に動作するとともに、それらのインバータ回路2
3,24を制御回路26により制御することで、インバ
ータ回路23,24から出力される正負のパルス状電圧
をそれぞれ独立に、それらのパルスピーク値(パルス波
高)、パルス立ち上がり時間、パルス間隔およびパルス
幅等を変化させることが可能となっている。
Outputs from these inverter circuits 23 and 24 are controlled by a control circuit 26 as a waveform control means. That is, the pulse power supply circuit 8 includes a first inverter circuit 23 that outputs a positive pulse-like voltage and a second inverter circuit 24 that outputs a negative pulse-like voltage, which operate in parallel with each other. Circuit 2
The control circuit 26 controls the positive and negative pulse-like voltages output from the inverter circuits 23 and 24 independently of their pulse peak value (pulse wave height), pulse rise time, pulse interval and pulse. It is possible to change the width and the like.

【0037】具体的には例えば、制御回路26は、第1
のインバータ回路23から出力される正の電圧パルス
と、第2のインバータ回路24から出力される負の電圧
パルスとが交互に出力されるように、第1のインバータ
回路23からの出力と、第2のインバータ回路24から
の出力との切り換えを行う。そして、このように制御回
路26により制御され、第1および第2のインバータ回
路23,24から出力されたパルス状電圧が、パルスト
ランス25の一次巻線に供給される。
More specifically, for example, the control circuit 26
The output from the first inverter circuit 23 and the negative voltage pulse output from the second inverter circuit 24 are alternately output so that the positive voltage pulse output from the inverter circuit 23 and the negative voltage pulse output from the second inverter circuit 24 are alternately output. 2 and the output from the inverter circuit 24. Then, the pulse-shaped voltage controlled by the control circuit 26 and output from the first and second inverter circuits 23 and 24 is supplied to the primary winding of the pulse transformer 25.

【0038】パルストランス25に供給されたパルス状
電圧は、パルストランス25により昇圧される。ここ
で、パルストランス25の二次巻線からの端子は、ホル
ダー5を支持する支持部材9の内部を通って、ホルダー
5の被処理物支持面に設置されている。したがって、ホ
ルダー5に被処理物2が取り付けられている場合には、
パルストランス25により昇圧されたパルス状電圧が被
処理物2に印加されることとなる。
The pulse voltage supplied to the pulse transformer 25 is boosted by the pulse transformer 25. Here, the terminal from the secondary winding of the pulse transformer 25 passes through the inside of the support member 9 supporting the holder 5 and is set on the workpiece support surface of the holder 5. Therefore, when the workpiece 2 is attached to the holder 5,
The pulse voltage boosted by the pulse transformer 25 is applied to the workpiece 2.

【0039】ここで、被処理物2に印加されるパルス状
電圧は、第1のインバータ回路23から出力される正の
電圧パルスが昇圧されてなるパルスと、第2のインバー
タ回路24から出力される負の電圧パルスが昇圧されて
なるパルスとを含むようにする。すなわち、被処理物2
には、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧が印加される。
Here, the pulse-like voltage applied to the workpiece 2 includes a pulse obtained by boosting a positive voltage pulse output from the first inverter circuit 23 and a pulse output from the second inverter circuit 24. And a pulse obtained by boosting a negative voltage pulse. That is, the workpiece 2
, A pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage is applied.

【0040】このように、被処理物2に印加する電圧
を、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電
圧とすることにより、被処理物2にイオン注入を行う際
に、被処理物2に電荷がたまってしまうようなことがな
くなる。すなわち、負のパルス電圧を印加することによ
り被処理物2に電荷がたまったとしても、当該電荷は正
のパルス電圧により直ちに中和される。同様に、正のパ
ルス電圧を印加することにより被処理物2に電荷がたま
ったとしても、当該電荷は負のパルス電圧により直ちに
中和される。したがって、いわゆるチャージアップの状
態になってしまうようなことなく、被処理物2に対して
継続してイオンの注入を行うことができる。
As described above, when the voltage to be applied to the object 2 is a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage, the ion This eliminates the possibility that charges accumulate on the object 2. That is, even if charges are accumulated on the processing target 2 by applying a negative pulse voltage, the charges are immediately neutralized by the positive pulse voltage. Similarly, even if charges accumulate on the workpiece 2 by applying a positive pulse voltage, the charges are immediately neutralized by the negative pulse voltage. Therefore, ions can be continuously implanted into the processing object 2 without causing a so-called charge-up state.

【0041】なお、このパルス電源回路8において、被
処理物2に印加するパルス状電圧のパルスピーク値,パ
ルス立ち上がり時間,パルス間隔,パルス幅あるいは正
負のパルスの順番などは、コンピュータ27への指示入
力によって可変とされる。すなわち、このパルス電源回
路8を用いる際は、どのような波形のパルス状電圧を被
処理物2に印加するかをコンピュータ27に入力する。
この入力に基づいて、コンピュータ27は制御回路26
の動作を制御する。制御回路26は、コンピュータ27
からの指示に基づいて、所望する波形のパルス状電圧が
被処理物2に印加されるように、第1および第2のイン
バータ回路23,24からの出力を制御する。
In the pulse power supply circuit 8, the pulse peak value, pulse rise time, pulse interval, pulse width, and the order of positive and negative pulses of the pulse voltage applied to the workpiece 2 are instructed to the computer 27. Variable by input. That is, when the pulse power supply circuit 8 is used, what kind of waveform of the pulsed voltage is applied to the workpiece 2 is input to the computer 27.
Based on this input, the computer 27 controls the control circuit 26
Control the operation of. The control circuit 26 includes a computer 27
The outputs from the first and second inverter circuits 23 and 24 are controlled so that a pulse-shaped voltage having a desired waveform is applied to the processing target 2 based on the instruction from.

【0042】具体的には、例えば、被処理物2に印加す
るパルス状電圧のパルスピーク電圧を、正負それぞれ0
V〜40kV程度にまで、正負それぞれ独立に変えられ
るようにする。また、パルス幅は数μsec〜数sec
程度の範囲で可変とする。また、パルス間隔は数十μs
ec〜数sec程度の範囲で可変とする。また、正負の
パルスの順番も制御回路26に接続されたコンピュータ
27により制御できるようにする。
Specifically, for example, the pulse peak voltage of the pulse voltage applied to the object 2 is
It can be changed independently for each of positive and negative up to about V to 40 kV. The pulse width is several μsec to several sec.
It is variable within the range of about. The pulse interval is several tens μs
Variable within a range of about ec to several seconds. Also, the order of the positive and negative pulses can be controlled by the computer 27 connected to the control circuit 26.

【0043】このパルス電源回路8において、インバー
タ回路23,24には、半導体素子を用いて構成された
回路を用いることが好ましい。半導体素子を用いた構成
されたインバータ回路は廉価であるので、パルス電源回
路8に組み込むインバータ回路23,24として半導体
素子を用いて構成された回路を用いることで、パルス電
源回路8を安価に構成することが可能となる。また、半
導体素子を用いて構成された回路は小型化しやすいの
で、インバータ回路23,24として半導体素子を用い
て構成された回路を用いることは、パルス電源回路8を
小型化する上でも好ましい。
In this pulse power supply circuit 8, it is preferable to use a circuit configured using a semiconductor element for the inverter circuits 23 and 24. Since an inverter circuit using a semiconductor element is inexpensive, the pulse power supply circuit 8 can be configured at low cost by using a circuit using a semiconductor element as the inverter circuits 23 and 24 incorporated in the pulse power supply circuit 8. It is possible to do. Further, since a circuit formed using a semiconductor element is easily reduced in size, it is preferable to use a circuit formed using a semiconductor element as the inverter circuits 23 and 24 in order to reduce the size of the pulse power supply circuit 8.

【0044】なお、インバータ回路23,24として半
導体素子を用いて構成された回路を用いる場合には、イ
ンバータ回路23,24から高い出力電圧を得ることが
難しくなるが、その場合は、上記パルス電源回路8のよ
うに、インバータ回路23,24からの出力をパルスト
ランス25により昇圧するようにすればよい。
When a circuit composed of semiconductor elements is used as the inverter circuits 23 and 24, it is difficult to obtain a high output voltage from the inverter circuits 23 and 24. As in the circuit 8, the output from the inverter circuits 23 and 24 may be boosted by the pulse transformer 25.

【0045】すなわち、インバータ回路23,24とし
て半導体素子を用いて構成された回路を用いる場合は、
例えば、インバータ回路23,24から出力されるパル
ス状電圧のパルスピーク電圧は、数百V〜数kV程度と
する。これをパルストランス25により昇圧して、パル
スピーク電圧が数十kV程度のパルス状電圧とする。そ
して、このようにパルストランス25により昇圧された
パルス状電圧を被処理物2に印加する。
That is, when using a circuit constituted by using a semiconductor element as the inverter circuits 23 and 24,
For example, the pulse peak voltage of the pulse-like voltage output from the inverter circuits 23 and 24 is about several hundred V to several kV. This is boosted by the pulse transformer 25 to obtain a pulse voltage having a pulse peak voltage of about several tens kV. Then, the pulse voltage boosted by the pulse transformer 25 is applied to the workpiece 2.

【0046】次に、このような構成を有する表面処理装
置1を用いた被処理物2の表面処理方法について説明す
る。
Next, a method for treating the surface of the workpiece 2 using the surface treatment apparatus 1 having such a configuration will be described.

【0047】まず、表面処理の対象となる絶縁物よりな
る被処理物2を、真空容器3の内部に配されたホルダー
5に取り付ける。その後、真空容器3の内部を、クライ
オポンプ4により排気して、高真空状態とする。このと
きの真空容器3の内部の真空度、すなわちイオンを真空
容器3の内部に導入する前の真空度(背景真空度)は、
例えば1.33×10-5Pa(10-7Torr)程度と
する。
First, the workpiece 2 made of an insulating material to be subjected to surface treatment is mounted on a holder 5 disposed inside the vacuum vessel 3. Thereafter, the inside of the vacuum vessel 3 is evacuated by the cryopump 4 to a high vacuum state. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum before introducing ions into the vacuum vessel 3 (background vacuum degree) is as follows.
For example, the pressure is about 1.33 × 10 −5 Pa (10 −7 Torr).

【0048】なお、被処理物2が、例えばプラスチック
等のように高温での処理が好ましくない材料からなる場
合には、ホルダー5に組み込まれた冷却水導入用パイプ
に冷却水を流して、被処理物2の温度が上がりすぎない
ようにしておく。
When the object 2 is made of a material that is not preferable to be processed at a high temperature, such as plastic, for example, the cooling water is caused to flow through a cooling water introduction pipe incorporated in the holder 5 to be processed. The temperature of the processing object 2 is not excessively increased.

【0049】次に、イオン発生装置6により、被処理物
2に注入するイオンを発生させ、当該イオンを真空容器
3の内部に導入する。これにより、真空容器3の内部
に、被処理物2に注入するイオンを含むプラズマを発生
させる。このときの真空容器3の内部の真空度、すなわ
ちイオン注入を行う際の真空度は、例えば1.33×1
-3Pa(10-5Torr)程度となる。
Next, ions to be implanted into the workpiece 2 are generated by the ion generator 6, and the ions are introduced into the vacuum chamber 3. As a result, a plasma containing ions to be implanted into the workpiece 2 is generated inside the vacuum vessel 3. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum when performing ion implantation, is, for example, 1.33 × 1
It is about 0 -3 Pa (10 -5 Torr).

【0050】そして、注入するイオンを含むプラズマ中
に被処理物2が配された状態において、パルス電源回路
8により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状のバイアス電圧を発生させ、当該パルス状電圧を被
処理物2に印加する。これにより、被処理物2にイオン
が引き込まれ、被処理物2へのイオン注入がなされる。
より詳細には、負のパルス電圧が被処理物2に印加され
たときに、プラズマ中に含まれている正イオンが被処理
物2に引き込まれ、当該正イオンが被処理物2に注入さ
れる。
Then, in a state where the object to be processed 2 is arranged in the plasma containing the ions to be implanted, the pulse power supply circuit 8 generates a pulse-like bias voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage, The pulse voltage is applied to the processing target 2. As a result, ions are drawn into the processing target 2, and ions are implanted into the processing target 2.
More specifically, when a negative pulse voltage is applied to the object 2, positive ions contained in the plasma are drawn into the object 2, and the positive ions are injected into the object 2. You.

【0051】このように正イオンを被処理物2に引き込
んで、被処理物2へのイオン注入を行うと、被処理物2
に電荷がたまる。そのため、被処理物2に負電圧を印加
し続けたのでは、絶縁物からなる被処理物2へのイオン
注入を継続することはできない。そこで、この表面処理
装置1では、被処理物2に印加するバイアス電圧を、正
のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電圧とし
て、被処理物2にたまった電荷を正のパルス電圧により
中和する。より詳細には、正のパルス電圧が被処理物2
に印加されたときに、電子が被処理物2に引き込まれ、
当該電子により被処理物2にたまっていた電荷が中和さ
れる。このように、被処理物2にたまっていた電荷を中
和しておけば、その後、負のパルス電圧を印加したとき
に、改めて、正イオンが被処理物2に引き込まれ、被処
理物2へのイオン注入がなされることとなる。
As described above, when the positive ions are drawn into the object 2 and the ions are implanted into the object 2, the ions
Charge builds up. Therefore, if a negative voltage is continuously applied to the object 2, the ion implantation into the object 2 made of an insulator cannot be continued. Therefore, in the surface treatment apparatus 1, the bias voltage applied to the workpiece 2 is set to a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage, and the charges accumulated in the workpiece 2 are converted to a positive pulse voltage. Neutralize. More specifically, a positive pulse voltage is applied to the object 2
When applied to, the electrons are drawn into the processing object 2,
The charges accumulated in the object 2 are neutralized by the electrons. As described above, if the charges accumulated in the object 2 are neutralized, then, when a negative pulse voltage is applied, positive ions are drawn into the object 2 again, and Is implanted.

【0052】以上のように、被処理物2に印加するバイ
アス電圧を、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含む
パルス状電圧とすることで、被処理物2が絶縁物であっ
てもチャージアップ状態になることなく、被処理物2へ
のイオン注入を行うことができる。
As described above, by setting the bias voltage applied to the object 2 to be a pulsed voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage, even if the object 2 is an insulator, The ions can be implanted into the object 2 without being charged up.

【0053】本実施の形態では、被処理物2へのイオン
の注入量や注入深さや注入プロファイル等は、被処理物
2に印加される負のパルス電圧のパルスピーク値,パル
ス立ち上がり時間,パルス間隔あるいはパルス幅などに
依存する。したがって、被処理物2に印加するパルス状
電圧の波形を制御することにより、被処理物2にイオン
を注入する際の注入量や注入深さや注入プロファイル等
を制御することができる。
In the present embodiment, the amount, depth and profile of ions to be implanted into the workpiece 2 are determined by the pulse peak value of the negative pulse voltage applied to the workpiece 2, the pulse rise time, the pulse rise time, and the like. It depends on the interval or pulse width. Therefore, by controlling the waveform of the pulse-like voltage applied to the processing target 2, it is possible to control the implantation amount, the implantation depth, the implantation profile, and the like when implanting ions into the processing target 2.

【0054】図2は、表面処理装置1によりプラズマ注
入法でイオン注入を行った際に得られる注入プロファイ
ル(被処理物2の表面からの深さと、被処理物2に注入
されたイオンの濃度との関係)の一例を示したものであ
る。この図からも分かるように、プラズマ注入法では、
被処理物2に印加するパルス状電圧を制御することによ
り、被処理物2に注入するイオンの注入量や注入深さや
注入プロファイル等を制御することができる。したがっ
て、注入するイオンの濃度のピークが、被処理物2の表
面近傍に存在するようにすることも可能である。
FIG. 2 shows an implantation profile (depth from the surface of the workpiece 2 and the concentration of ions implanted into the workpiece 2) obtained when the ion implantation is performed by the plasma implantation method using the surface treatment apparatus 1. (Relationship with). As can be seen from this figure, in the plasma injection method,
By controlling the pulsed voltage applied to the processing target 2, it is possible to control the amount, depth, and profile of ions to be injected into the processing target 2. Therefore, it is possible to make the peak of the concentration of the ions to be implanted exist near the surface of the workpiece 2.

【0055】しかも、ここでのイオン注入は、プラズマ
に含まれるイオンを被処理物2に注入するプラズマ注入
法によるものであるので、イオンビーム注入法とは異な
り、被処理物2が立体的な構造を有していても、被処理
物2の表面に均一にイオンを注入することが可能であ
る。
In addition, since the ion implantation here is performed by the plasma implantation method of implanting ions contained in the plasma into the object 2, the object 2 is three-dimensionally different from the ion beam implantation method. Even if it has a structure, it is possible to implant ions uniformly on the surface of the processing object 2.

【0056】なお、図3は、イオンビーム注入法でイオ
ン注入を行った際に得られる注入プロファイルの一例を
示したものである。イオンビーム注入法の場合には、一
定エネルギーのイオンビームが加速されて被処理物に注
入されるため、その注入プロファイルは、表面からある
程度の深さのところにピークを持つガウシアン型の分布
となる。
FIG. 3 shows an example of an implantation profile obtained when performing ion implantation by the ion beam implantation method. In the case of the ion beam implantation method, since an ion beam having a constant energy is accelerated and implanted into an object, the implantation profile has a Gaussian-type distribution having a peak at a certain depth from the surface. .

【0057】以上のようなイオン注入による表面処理の
対象となる被処理物2の例としては、例えば、ヘリカル
スキャン方式による磁気テープの記録・再生に使用され
る回転ドラムや、記録媒体の記録層を支持する基材や、
基材上に記録層が形成されてなる記録媒体や、基材上に
例えば磁性材料よりなる記録層(磁性層)が形成される
と共に当該記録層上に保護膜が形成されてなる記録媒体
や、液晶パネルにおいて液晶を封入するためのパネル基
板や、絶縁体に印刷が施されてなる印刷物や、プラスチ
ック等の絶縁材料により作製された各種のマイクロマシ
ンなどが挙げられる。
Examples of the workpiece 2 to be subjected to the surface treatment by ion implantation as described above include, for example, a rotating drum used for recording / reproducing a magnetic tape by a helical scan method, a recording layer of a recording medium, and the like. A substrate that supports
A recording medium in which a recording layer is formed on a base material, a recording medium in which a recording layer (magnetic layer) made of, for example, a magnetic material is formed on a base material and a protective film is formed on the recording layer, Examples include a panel substrate for enclosing liquid crystal in a liquid crystal panel, a printed matter obtained by printing an insulator, and various types of micromachines made of an insulating material such as plastic.

【0058】図4は、ヘリカルスキャン方式による磁気
記録再生装置の外観を表すものである。この磁気記録再
生装置には、上述したような、例えばプラスチックによ
り形成された回転ドラム30が配設されている。この回
転ドラム30を用いて磁気テープの記録・再生を行う際
は、図4中の矢印B1に示すように、回転ドラム30に
磁気テープ31を巻き付けて走行させるとともに、図4
中の矢印B2に示すように、モータにより回転ドラム3
0を回転させる。そして、回転ドラム30に搭載された
磁気ヘッドにより、磁気テープ31の記録・再生を行
う。
FIG. 4 shows the appearance of a helical scan type magnetic recording / reproducing apparatus. The magnetic recording / reproducing apparatus is provided with the rotating drum 30 formed of, for example, plastic as described above. When recording / reproducing a magnetic tape by using the rotating drum 30, the magnetic tape 31 is wound around the rotating drum 30 and run as shown by an arrow B1 in FIG.
As shown by an arrow B2 in the middle, the rotating drum 3 is driven by a motor.
Rotate 0. Then, recording / reproduction of the magnetic tape 31 is performed by the magnetic head mounted on the rotating drum 30.

【0059】本実施の形態に係る表面処理方法により回
転ドラムに対して表面処理を施せば、その表面硬度を大
幅に向上させることができ、磁気テープとの摺動によっ
ても摩耗しにくいプラスチック製の回転ドラムを得るこ
とができる。その結果、従来のアルミニウム合金よりな
る回転ドラムに比べて、大幅に軽量化を図ることがで
き、回転ドラムを回転駆動するモータへの負荷を、例え
ば1/10程度にまで大幅に軽減することができる。こ
のように、モータへの負荷を軽減することにより、ヘリ
カルスキャン方式の磁気記録再生装置の駆動に必要な電
力を大幅に低減することが可能となる。したがって、例
えば電池駆動時間を大幅に長くするようなことが可能と
なる。また、電力が少なくて済むので、地球環境に対し
ても非常に好ましい。
When the surface treatment is performed on the rotating drum by the surface treatment method according to the present embodiment, the surface hardness thereof can be greatly improved, and the plastic is hardly worn even by sliding with the magnetic tape. A rotating drum can be obtained. As a result, the weight of the motor that drives the rotary drum can be significantly reduced to, for example, about 1/10, as compared with the conventional rotary drum made of aluminum alloy. it can. Thus, by reducing the load on the motor, it is possible to greatly reduce the power required for driving the helical scan type magnetic recording / reproducing apparatus. Therefore, for example, it is possible to greatly increase the battery driving time. In addition, since less power is required, it is very preferable for the global environment.

【0060】ところで、回転ドラムをプラスチックによ
り作製した場合には、その表面の絶縁性により、回転ド
ラムに磁気テープが貼り付いてしまうという問題が生じ
る場合がある。その場合には、イオン注入を行う際に、
チタン等の金属イオンも導入しておく。これにより、回
転ドラムの表面に導電性を持たせることが可能となり、
磁気テープの貼り付きの問題を解消できる。
When the rotating drum is made of plastic, there is a case where the magnetic tape sticks to the rotating drum due to the insulating property of the surface. In that case, when performing ion implantation,
Metal ions such as titanium are also introduced. This makes it possible to make the surface of the rotating drum conductive.
The problem of sticking of the magnetic tape can be solved.

【0061】具体的には、イオン発生源10に例えばメ
タンガス(CH4 )等を導入してイオンを生成する際
に、メタンガスと共に、Ti(CH32 Cl2 や、テ
トラメチルアミノチタンや、テトラキスジメチルアミノ
チタン(TDMAT)や、テトラキスジエチルアミノチ
タン(TDEAT)等の有機金属を導入して、チタンイ
オンもプラズマ中に供給する。これにより、回転ドラム
の表面をチタン化することができ、磁気テープ貼り付き
の問題を解消することができる。
More specifically, when methane gas (CH 4 ) or the like is introduced into the ion source 10 to generate ions, Ti (CH 3 ) 2 Cl 2 , tetramethylaminotitanium, An organic metal such as tetrakisdimethylaminotitanium (TDDMAT) or tetrakisdiethylaminotitanium (TDEAT) is introduced, and titanium ions are also supplied into the plasma. Thereby, the surface of the rotating drum can be made titanium, and the problem of sticking the magnetic tape can be solved.

【0062】なお、回転ドラムの表面に導電性薄膜を形
成するようにしても、磁気テープ貼り付きの問題は解消
可能であるが、プラスチック上に導電性薄膜を形成した
場合は、プラスチックと導電性薄膜との密着性が悪く、
回転ドラムの耐久性に劣る。したがって、磁気テープ貼
り付きの問題は解消するには、上述のように、イオン注
入を行う際にチタン等の金属イオンも導入し、これによ
り回転ドラムの表面に導電性を持たせるようにすること
が好ましい。
The problem of sticking the magnetic tape can be solved by forming a conductive thin film on the surface of the rotating drum. However, when the conductive thin film is formed on plastic, the plastic and conductive Poor adhesion to thin film,
Poor durability of rotating drum. Therefore, in order to solve the problem of sticking the magnetic tape, as described above, metal ions such as titanium are also introduced at the time of ion implantation, so that the surface of the rotating drum has conductivity. Is preferred.

【0063】また、回転ドラム上に後から薄膜を形成し
た場合には、当該薄膜の成膜条件によっては、表面加工
精度が変化してしまう。これに対して、イオン注入の場
合には、回転ドラムの表面に沿ってイオンが注入される
ので、回転ドラムの表面加工精度が変化するようなこと
は殆どない。例えば、機械加工後の面粗度が0.8Sで
あった場合には、イオン注入を行った後の面粗度もほぼ
0.8Sのまま維持される。したがって、表面加工精度
を維持するという観点からも、イオン注入による表面処
理だけを行うようにした方が好ましい。
Further, when a thin film is formed on the rotating drum later, the surface processing accuracy changes depending on the film forming conditions of the thin film. On the other hand, in the case of ion implantation, ions are implanted along the surface of the rotating drum, so that the surface processing accuracy of the rotating drum hardly changes. For example, when the surface roughness after machining is 0.8S, the surface roughness after ion implantation is maintained at approximately 0.8S. Therefore, from the viewpoint of maintaining the surface processing accuracy, it is preferable to perform only the surface treatment by ion implantation.

【0064】被処理物2が、基材上に磁性層が形成され
たディスク状記録媒体である場合には、イオン注入を行
う際に、ディスク状記録媒体に印加するパルス状電圧の
波形を制御して、磁性層の表面近傍により多くのイオン
が注入されるようにすることが好ましい。これにより、
主に磁性層表面近傍を改質して、磁性層の表面硬度を非
常に高めることができる。
When the object 2 is a disk-shaped recording medium having a magnetic layer formed on a base material, the waveform of the pulse-shaped voltage applied to the disk-shaped recording medium during ion implantation is controlled. It is preferable that more ions be implanted near the surface of the magnetic layer. This allows
The surface hardness of the magnetic layer can be significantly increased by mainly modifying the vicinity of the surface of the magnetic layer.

【0065】なお、本発明を用いてイオン注入を行う際
には、詳細は後述するように、被処理物2に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御することにより、被処理物2に
イオンを注入するだけでなく、成膜も同時に行うことが
できる。そこで、上述したディスク状記録媒体に対する
表面処理を行う際は、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、イオン注入による表面改
質と同時に、磁性層を保護する保護膜の形成等を同時に
行うようにしても良い。
When the ion implantation is performed using the present invention, the ions are implanted into the object 2 by controlling the waveform of the pulsed voltage applied to the object 2 as will be described later in detail. In addition to injection, film formation can be performed simultaneously. Therefore, when performing the above-described surface treatment on the disk-shaped recording medium, the waveform of the pulse-shaped voltage applied to the disk-shaped recording medium is controlled, and simultaneously with the surface modification by ion implantation, a protective film for protecting the magnetic layer is formed. The formation and the like may be performed simultaneously.

【0066】また、被処理物2が、基材上に磁性層およ
び保護膜が形成されたディスク状記録媒体である場合に
は、保護膜にイオンを注入することで、保護膜の表面硬
度を高めて、ディスク状記録媒体の耐久性および信頼性
を向上させることができる。そして、このようにディス
ク状記録媒体の保護膜の表面硬度を高めることにより、
例えば、従来は傷付防止のためにキャディに入れて使用
していたようなディスク状記録媒体をキャディに入れる
ことなく使用するようなことも可能となる。
When the object 2 is a disk-shaped recording medium having a magnetic layer and a protective film formed on a substrate, ions are implanted into the protective film to reduce the surface hardness of the protective film. By improving the durability, the durability and reliability of the disk-shaped recording medium can be improved. By increasing the surface hardness of the protective film of the disk-shaped recording medium in this way,
For example, it is also possible to use a disk-shaped recording medium, which was conventionally used in a caddy to prevent damage, without using the caddy.

【0067】なお、このディスク状記録媒体に対する表
面処理を行う際には、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、保護膜の表面近傍により
多くのイオンが注入されるようにすることが好ましい。
これにより、主に保護膜表面近傍を改質して、保護膜の
表面硬度を非常に高めることができる。
When performing the surface treatment on the disk-shaped recording medium, the waveform of the pulsed voltage applied to the disk-shaped recording medium is controlled so that more ions are implanted near the surface of the protective film. Is preferable.
As a result, mainly the vicinity of the surface of the protective film can be modified, and the surface hardness of the protective film can be greatly increased.

【0068】更に、被処理物2が、液晶パネルにおいて
液晶を封入するためのプラスチックパネル基板である場
合には、プラスチックパネル基板の表面処理を行うこと
により、透湿度および酸素透過度を、従来のガラスパネ
ル基板なみに向上させることができ、良質のプラスチッ
クパネル基板とすることができる。したがって、プラス
チック製のパネル基板を利用することができ、液晶パネ
ルの軽量化や低コスト化が図られる。
Further, when the object to be processed 2 is a plastic panel substrate for enclosing liquid crystal in a liquid crystal panel, the surface treatment of the plastic panel substrate reduces the moisture permeability and oxygen permeability. It can be improved as much as a glass panel substrate, and can be a high quality plastic panel substrate. Therefore, a plastic panel substrate can be used, and the weight and cost of the liquid crystal panel can be reduced.

【0069】また、被処理物2が、絶縁体に印刷が施さ
れてなる印刷物である場合には、印刷物に対してイオン
を注入することで、印刷されたインクを改質して、印刷
を落ちにくくすることができる。なお、本実施の形態の
イオン注入はプラズマ注入法によるものであるので、イ
オンビーム注入法と異なり、被処理物2が立体的な構造
を有していても均一にイオンを注入することが可能であ
る。したがって、印刷物が立体的な構造を有している場
合でも、当該印刷物の表面全体に対して均一にイオン注
入を行い、印刷面全体について、印刷を落ちにくくする
ことができる。
When the object to be processed 2 is a printed matter obtained by performing printing on an insulator, ions are implanted into the printed matter to modify the printed ink and perform printing. It can be hard to fall. Note that the ion implantation of the present embodiment is performed by the plasma implantation method, and therefore, unlike the ion beam implantation method, the ions can be uniformly implanted even if the processing target 2 has a three-dimensional structure. It is. Therefore, even when the printed matter has a three-dimensional structure, the entire surface of the printed matter can be uniformly ion-implanted, and the printed surface can be hardly dropped.

【0070】次に、上記表面処理装置1によりイオン注
入を行う際に被処理物2に印加するパルス状電圧につい
て、具体的な例(図5乃至図12)を挙げて説明する。
Next, the pulsed voltage applied to the workpiece 2 when ion implantation is performed by the surface treatment apparatus 1 will be described with reference to specific examples (FIGS. 5 to 12).

【0071】図5に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加し
ない期間を設けている。そして、このようなパルス列を
被処理物2に繰り返し印加するようにしている。
In the example shown in FIG. 5, first, a negative pulse voltage is applied, immediately after that, a positive pulse voltage having substantially the same absolute value of the pulse peak is applied, and thereafter, a period in which no voltage is applied is provided. ing. Then, such a pulse train is repeatedly applied to the workpiece 2.

【0072】パルス状電圧を図5に示すような波形にし
た場合は、負のパルス電圧を印加したときに、正のイオ
ンが加速され被処理物2に引き込まれる。これにより、
被処理物2へのイオン注入がなされる。このとき、正の
イオンが被処理物2に引き込まれことにより、被処理物
2には電荷がたまる。一方、正のパルス電圧を印加した
ときには、電子が被処理物2に引き込まれる。これによ
り、被処理物2にたまっていた電荷が中和される。
In the case where the pulse voltage has a waveform as shown in FIG. 5, when a negative pulse voltage is applied, positive ions are accelerated and drawn into the workpiece 2. This allows
Ions are implanted into the workpiece 2. At this time, the positive ions are attracted to the object 2, so that charges are accumulated on the object 2. On the other hand, when a positive pulse voltage is applied, electrons are drawn into the workpiece 2. As a result, the charges accumulated on the object 2 are neutralized.

【0073】したがって、図5に示すような波形のパル
ス状電圧を被処理物2にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、被処理物2が絶縁物であってもチャー
ジアップ状態となることなく、被処理物2へのイオン注
入を継続して行うことができる。
Therefore, by applying a pulse-like voltage having a waveform as shown in FIG. 5 to the object 2 as a bias voltage, even if the object 2 is an insulator, a charge-up state is achieved. In addition, the ion implantation into the workpiece 2 can be performed continuously.

【0074】図6に示した例は、図5に示す例と正負の
順番を逆にした例である。すなわち、まず、正のパルス
電圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほ
ぼ等しい負のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加
しない期間を設けている。そして、このようなパルス列
を被処理物2に繰り返し印加するものである。
The example shown in FIG. 6 is an example in which the order of positive and negative is reversed from the example shown in FIG. That is, first, a positive pulse voltage is applied, immediately after that, a negative pulse voltage having almost the same absolute value of the pulse peak is applied, and thereafter, a period in which no voltage is applied is provided. Then, such a pulse train is repeatedly applied to the workpiece 2.

【0075】パルス状電圧を図6に示すような波形にし
た場合も、図5に示した例と同様に、負のパルス電圧を
印加したときに、正のイオンが加速され被処理物2に引
き込まれる。これにより、被処理物2へのイオン注入が
なされる。このとき、正のイオンが被処理物2に引き込
まれことにより、被処理物2には電荷がたまる。一方、
正のパルス電圧を印加したときには、電子が被処理物2
に引き込まれる。これにより、被処理物2にたまってい
た電荷が中和される。
When the pulse voltage has a waveform as shown in FIG. 6, similarly to the example shown in FIG. 5, when a negative pulse voltage is applied, positive ions are accelerated and Be drawn in. As a result, ions are implanted into the workpiece 2. At this time, the positive ions are attracted to the object 2, so that charges are accumulated on the object 2. on the other hand,
When a positive pulse voltage is applied, the electrons
Drawn into. As a result, the charges accumulated on the object 2 are neutralized.

【0076】したがって、図6に示すような波形のパル
ス状電圧を被処理物2にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、図5に示した例と同様に、被処理物2
が絶縁物であってもチャージアップ状態となることな
く、被処理物2へのイオン注入を継続して行うことがで
きる。
Therefore, by applying a pulse-like voltage having a waveform as shown in FIG. 6 to the object 2 as a bias voltage, the object 2 can be treated similarly to the example shown in FIG.
Even if is an insulator, the ion implantation into the processing object 2 can be continuously performed without being in a charge-up state.

【0077】図7に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加した後、電圧を印加しない期間を設けている。
続いて、負のパルス電圧とパルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加した後、電圧を印加しない
期間を設けている。そして、このようなパルス列を被処
理物2に繰り返し印加するようにしている。
In the example shown in FIG. 7, after applying a negative pulse voltage, a period during which no voltage is applied is provided.
Subsequently, a period is provided in which a negative pulse voltage and a positive pulse voltage having substantially the same absolute value of the pulse peak are applied, and then no voltage is applied. Then, such a pulse train is repeatedly applied to the workpiece 2.

【0078】パルス状電圧を図7に示したような波形に
した場合も、図5および図6に示した例と同様に、被処
理物2が絶縁物であってもチャージアップ状態となるこ
となく、被処理物2へのイオン注入を継続して行うこと
ができる。
When the pulse-like voltage has a waveform as shown in FIG. 7, the charge-up state is obtained even if the processing target 2 is an insulator, as in the examples shown in FIGS. 5 and 6. In addition, the ion implantation into the workpiece 2 can be performed continuously.

【0079】また、図7に示した例では、負のパルス電
圧を印加した後に電圧を印加しない期間を設けて、ある
程度の時間が経ってから、正のパルス電圧を印加するよ
うにしている。このように、負のパルス電圧を印加した
後に電圧を印加しない期間を設けた場合には、その期間
中に、被処理物2にたまっていた電荷がある程度抜ける
こととなる。したがって、正のパルス電圧の印加による
電荷の中和を行いやすくなる。
In the example shown in FIG. 7, a period in which no voltage is applied is provided after the application of the negative pulse voltage, and the positive pulse voltage is applied after a certain period of time. As described above, in the case where a period in which no voltage is applied after the application of the negative pulse voltage is provided, the charges accumulated in the processing object 2 are drained to some extent during that period. Therefore, the charge is easily neutralized by applying a positive pulse voltage.

【0080】図8に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値が負の
パルス電圧のそれよりも小さい正のパルス電圧を印加
し、その後、電圧を印加しない期間を設けている。そし
て、このようなパルス列を被処理物2に繰り返し印加す
るようにしたものである。
In the example shown in FIG. 8, first, a negative pulse voltage is applied, and immediately thereafter, a positive pulse voltage whose absolute value of the pulse peak is smaller than that of the negative pulse voltage is applied. A period during which no voltage is applied is provided. Then, such a pulse train is repeatedly applied to the workpiece 2.

【0081】パルス状電圧を図8に示したような波形に
した場合も、図5乃至図7に示した例と同様に、負のパ
ルス電圧を印加したときに、被処理物2へのイオン注入
がなされと共に、被処理物2に電荷がたまり、正のパル
ス電圧を印加することにより、被処理物2にたまってい
た電荷が中和される。
In the case where the pulse-like voltage has a waveform as shown in FIG. 8, when the negative pulse voltage is applied, the ion As the injection is performed, charges accumulate on the object 2 and a positive pulse voltage is applied to neutralize the charges accumulated on the object 2.

【0082】なお、図8に示した例では、正のパルス電
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも小さくしているが、被処理物2に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを小
さくしても、十分に行うことが可能である。特に、パル
ス間に電圧を印加していない期間を設けている場合に
は、その期間において、被処理物2にたまっていた電荷
が抜けるので、被処理物2にたまった電荷を中和するた
めの正のパルス電圧は、より小さなものであっても構わ
ない。
In the example shown in FIG. 8, the absolute value of the pulse peak of the positive pulse voltage is smaller than the absolute value of the pulse peak of the negative pulse voltage. Even if the positive pulse is made small as in this example, the charge can be sufficiently neutralized. In particular, in the case where a period in which no voltage is applied between pulses is provided, charges accumulated in the object 2 are drained during that period, so that the charges accumulated in the object 2 are neutralized. May be smaller.

【0083】図9に示した例は、図8に示した例と正負
の順番を逆にした例である。すなわち、図8に示した例
では、まず、正のパルス電圧を印加し、その直後に、パ
ルスピークの絶対値が小さい負のパルス電圧を印加し、
その後、電圧を印加しない期間を設けている。そして、
このようなパルス列を被処理物2に繰り返し印加する。
この場合においても、図5乃至図8に示した例と同様
に、被処理物2に電荷がたまっても、中和される。
The example shown in FIG. 9 is an example in which the order of positive and negative is reversed from the example shown in FIG. That is, in the example shown in FIG. 8, first, a positive pulse voltage is applied, and immediately thereafter, a negative pulse voltage having a small absolute value of the pulse peak is applied,
Thereafter, a period in which no voltage is applied is provided. And
Such a pulse train is repeatedly applied to the processing target 2.
In this case as well, as in the examples shown in FIGS. 5 to 8, even if the electric charge accumulates on the processing target 2, it is neutralized.

【0084】なお、図9に示した例では、正のパルス電
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも大きくしているが、被処理物2に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを大
きくして行うようにしても可能である。また、この例の
場合は、正のパルス電圧を印加したときに、被処理物2
にたまった電荷を中和する以上の電子が被処理物2に引
き込まれる。したがって、この例の場合は、電子照射に
よる表面処理の効果も得られる。
In the example shown in FIG. 9, the absolute value of the pulse peak of the positive pulse voltage is larger than the absolute value of the pulse peak of the negative pulse voltage. The charge can be neutralized by increasing the positive pulse as in this example. In the case of this example, when a positive pulse voltage is applied,
Electrons more than neutralizing the accumulated charges are drawn into the object 2. Therefore, in the case of this example, the effect of the surface treatment by electron irradiation can also be obtained.

【0085】図10に示した例では、まず、複数の負の
パルス電圧を印加する。このとき、徐々に負の電圧が大
きくなるパルスを連続させて、全体的に見ると、図中点
線で示すような緩やかな負の傾きを持つパルス列からな
る波形とする。そして、これらの負のパルス電圧を印加
した直後に、正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を
印加しない期間を設けている。そして、このようなパル
ス列を被処理物2に繰り返し印加するようにしている。
In the example shown in FIG. 10, first, a plurality of negative pulse voltages are applied. At this time, a pulse in which the negative voltage gradually increases is made continuous to form a waveform composed of a pulse train having a gentle negative slope as shown by a dotted line in the figure as a whole. Immediately after the application of the negative pulse voltage, a positive pulse voltage is applied, and thereafter, a period in which no voltage is applied is provided. Then, such a pulse train is repeatedly applied to the workpiece 2.

【0086】パルス状電圧を図10に示したような波形
にした場合は、複数の負のパルス電圧を印加したとき
に、正のイオンが加速され被処理物2に引き込まれる。
これにより、被処理物2へのイオン注入がなされる。こ
のとき、正のイオンが被処理物2に引き込まれことによ
り、被処理物2には電荷がたまる。一方、正のパルス電
圧を印加したときには、電子が被処理物2に引き込まれ
る。これにより、被処理物2にたまっていた電荷が中和
される。
In the case where the pulse voltage has a waveform as shown in FIG. 10, when a plurality of negative pulse voltages are applied, positive ions are accelerated and drawn into the workpiece 2.
As a result, ions are implanted into the workpiece 2. At this time, the positive ions are attracted to the object 2, so that charges are accumulated on the object 2. On the other hand, when a positive pulse voltage is applied, electrons are drawn into the workpiece 2. As a result, the charges accumulated on the object 2 are neutralized.

【0087】この例にように、正のイオンを加速して被
処理物2に引き込むためのバイアス電圧となる負のパル
ス電圧を、複数のパルスを組み合わせたものとすること
により、被処理物2にイオンを注入する際の注入プロフ
ァイルを、より細かく制御することが可能となる。
As described in this example, the negative pulse voltage serving as the bias voltage for accelerating the positive ions and drawing them into the workpiece 2 is a combination of a plurality of pulses. It is possible to more finely control the implantation profile when implanting ions into the substrate.

【0088】なお、図5乃至図10に示した例では、パ
ルス間に電圧を印加していない期間を設けているが、電
圧を印加していない期間において、初期エネルギーのま
ま被処理物2に到達したイオンは、そのまま被処理物2
の上に堆積する。したがって、電圧を印加しない期間で
は、被処理物2へのイオン注入ではなく、被処理物2へ
の成膜がなされることとなる。すなわち、図5乃至図1
0に示した例では、イオン注入の効果と成膜の効果の両
方が得られることとなる。
In the examples shown in FIGS. 5 to 10, a period in which no voltage is applied is provided between the pulses. However, during the period in which no voltage is applied, the object 2 is applied with the initial energy. The arriving ions are directly processed
Deposits on top of Therefore, during a period in which no voltage is applied, film formation is performed on the object 2 instead of ion implantation into the object 2. That is, FIGS.
In the example shown in FIG. 2, both the effect of ion implantation and the effect of film formation are obtained.

【0089】一方、被処理物2への成膜を行いたくない
場合には、被処理物2に印加するパルス状電圧にDC電
圧成分を重畳すればよい。DC電圧成分を重畳したパル
ス状電圧の例を図11に示す。この例のように、パルス
状電圧に正のDC電圧成分を重畳しておくことにより、
パルスとパルスの間において成膜状態となることなく、
被処理物2へのイオン注入だけを行うことができる。
On the other hand, if it is not desired to form a film on the object 2, a DC voltage component may be superimposed on the pulse voltage applied to the object 2. FIG. 11 shows an example of a pulse voltage in which a DC voltage component is superimposed. By superimposing a positive DC voltage component on the pulsed voltage as in this example,
Without forming a film between pulses,
Only ion implantation into the object 2 can be performed.

【0090】ところで、以上の説明では、被処理物2に
負電圧を印加したときにイオンが注入されるものとして
説明してきたが、条件によっては、被処理物2に負電圧
を印加したときに、被処理物2の内部にイオンが入り込
まず、スパッタリング状態にもなり得る。
In the above description, it has been described that ions are implanted when a negative voltage is applied to the object 2. However, depending on conditions, when ions are applied to the object 2, a negative voltage is applied. In addition, ions may not enter the inside of the processing target 2 and may be in a sputtering state.

【0091】すなわち、被処理物2に十分に大きな負電
圧を印加した場合には、被処理物2に到達するイオンの
エネルギーが十分に大きくなり、被処理物2の内部にイ
オンが入り込み、イオン注入状態となるが、被処理物2
に印加する負電圧が小さい場合には、被処理物2に到達
するイオンのエネルギーが小さく、被処理物2の内部に
イオンが入り込まず、スパッタリング状態となる。
That is, when a sufficiently large negative voltage is applied to the object 2, the energy of the ions reaching the object 2 becomes sufficiently large, ions enter the inside of the object 2, and It is in the injection state,
When the negative voltage applied to the object 2 is small, the energy of the ions reaching the object 2 is small, so that the ions do not enter the inside of the object 2 and a sputtering state occurs.

【0092】具体的には例えば、被処理物2がプラスチ
ックからなり、イオン種が炭素の場合、被処理物2に印
加する負電圧が10kV程度のときには、イオンが十分
に加速され、イオン注入状態となるが、被処理物2に印
加する負電圧が数百V程度の場合には、イオンの加速が
不十分であり、被処理物2の内部にイオンが入り込ま
ず、スパッタリング状態となる。
More specifically, for example, when the object 2 is made of plastic and the ion species is carbon, when the negative voltage applied to the object 2 is about 10 kV, the ions are sufficiently accelerated and the ion implantation state is reduced. However, when the negative voltage applied to the object 2 is about several hundred volts, the acceleration of the ions is insufficient, and the ions do not enter the inside of the object 2 to be in a sputtering state.

【0093】そして、被処理物2に表面処理を施す際
は、このようなスパッタリングを積極的に利用するよう
にしてもよい。スパッタリングを積極的に利用する場合
のパルス状電圧の例を図12に示す。図12に示した例
では、負のパルス電圧を印加する際に、まず、−数百V
程度のバイアスを与えて、これにより、被処理物2の表
面をスパッタリングする。その後、−10kV程度のパ
ルスを与えて、これにより、被処理物2へのイオン注入
を行う。
When the surface treatment is performed on the object 2, such sputtering may be positively used. FIG. 12 shows an example of a pulsed voltage when sputtering is actively used. In the example shown in FIG. 12, when applying a negative pulse voltage, first,-several hundred V
By applying a certain degree of bias, the surface of the object 2 is sputtered. After that, a pulse of about −10 kV is applied, thereby ion-implanting the object to be processed 2.

【0094】このように、被処理物2に印加する電圧を
調整することにより、被処理物2へのイオン注入だけで
はなく、被処理物2のスパッタリングをも行うことがで
きる。すなわち、被処理物2に印加する電圧を調整する
ことにより、スパッタリングとイオン注入とを組み合わ
せた表面処理を、被処理物2に対して施すことができ
る。
As described above, by adjusting the voltage applied to the object 2, not only ion implantation into the object 2 but also sputtering of the object 2 can be performed. That is, by adjusting the voltage applied to the object 2, surface treatment combining sputtering and ion implantation can be performed on the object 2.

【0095】ところで、上記表面処理装置1では、イオ
ン発生装置11をパルス動作させたり、シャッタ7の開
閉動作を制御することにより、被処理物2に注入するイ
オンを断続的に供給することができる。そこで、被処理
物2に注入するイオンの供給を、被処理物2に印加する
バイアス電圧のパルスと同期させて行うようにしてもよ
い。これにより、例えば、被処理物2に対して純粋にイ
オン注入だけを行うようにしたり、或いは、イオン注入
と成膜やスパッタリングとを組み合わせて表面処理を行
うようにするなど、所望する条件での表面処理をより細
かく制御して行うことが可能となる。
In the surface treatment apparatus 1, the ions to be implanted into the workpiece 2 can be intermittently supplied by pulsing the ion generator 11 or controlling the opening and closing operations of the shutter 7. . Therefore, the supply of ions to be implanted into the processing target 2 may be performed in synchronization with the pulse of the bias voltage applied to the processing target 2. Thereby, for example, only ion implantation is performed purely on the workpiece 2 or surface treatment is performed by combining ion implantation with film formation or sputtering under desired conditions. The surface treatment can be performed with finer control.

【0096】このように本実施の形態では、プラズマイ
オン注入法によりイオン注入を行う際に、正のパルス電
圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を被処理物2
に印加するようにしたので、被処理物2が絶縁物であっ
ても、内部に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの
状態になるおそれがない。また、プラズマイオン注入法
により行うので、イオンビーム注入法と異なり、被処理
物2が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能である。そのため、絶縁物の表面の、硬
度,弾塑性特性,電気伝導度,潤滑性,耐久性,耐湿
性,耐食性,濡れ性および気体透過率等の各種特性を改
質することができる。したがって、従来は導電体により
作られていた多くの部品を、プラスチックなどの安価な
材料に作製することが可能となる。
As described above, in this embodiment, when performing ion implantation by the plasma ion implantation method, a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage is applied to the workpiece 2.
Is applied, there is no possibility that even if the object to be processed 2 is an insulator, electric charges are accumulated inside the object 2 and a so-called charge-up state is caused. Further, since the ion implantation is performed by the plasma ion implantation method, unlike the ion beam implantation method, it is possible to implant ions evenly even if the processing target 2 has a three-dimensional structure. Therefore, various properties of the surface of the insulator such as hardness, elasto-plastic properties, electrical conductivity, lubricity, durability, moisture resistance, corrosion resistance, wettability, and gas permeability can be modified. Therefore, many parts conventionally made of a conductor can be made of an inexpensive material such as plastic.

【0097】[第2の実施の形態]本発明の第2の実施
の形態は、光透過性を有する絶縁物からなる被処理物の
表面処理方法、およびそれにより得られる表面処理物に
関するものである。ここでは、被処理物が光ディスク基
板である場合について説明する。なお、以下の説明で
は、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention relates to a method for treating a surface of an object to be processed made of an insulating material having optical transparency and a surface-treated object obtained by the method. is there. Here, a case where the object to be processed is an optical disk substrate will be described. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

【0098】図13は、本実施の形態の表面処理方法を
表すフローチャートである。本実施の形態では、まず、
例えばポリカーボネートあるいはアモルファスポリオレ
フィンよりなる透明基板を用意し、この透明基板に対し
て例えばアルコールを用いた超音波洗浄を行う(図13
ステップS1)。
FIG. 13 is a flowchart showing a surface treatment method according to the present embodiment. In the present embodiment, first,
For example, a transparent substrate made of polycarbonate or amorphous polyolefin is prepared, and the transparent substrate is subjected to ultrasonic cleaning using, for example, alcohol (FIG. 13).
Step S1).

【0099】次に、洗浄した透明基板上に、保護膜を形
成する(ステップS2)。具体的には、まず、例えばス
ピンコート法により熱硬化性を有するシリコーン(例え
ば東芝製トスガード510)を塗布する(ステップS2
−1)。続いて、例えば、湿度が40%以下に制御され
た乾燥庫中においてシリコーンを乾燥させた(ステップ
S2−2)のち、例えば80℃で3時間加熱することに
より、シリコーンを硬化させ(ステップS2−3)、シ
リコーンが硬化されてなる保護膜を形成する。このよう
にして、透明基板の上に保護膜が形成された被処理物2
を作製する。
Next, a protective film is formed on the cleaned transparent substrate (Step S2). Specifically, first, a thermosetting silicone (for example, Tosgard 510 manufactured by Toshiba) is applied by, for example, a spin coating method (Step S2).
-1). Subsequently, for example, the silicone is dried in a drying oven in which the humidity is controlled to 40% or less (Step S2-2), and then the silicone is cured by heating at, for example, 80 ° C. for 3 hours (Step S2-). 3), a protective film formed by curing the silicone is formed. The object 2 having the protective film formed on the transparent substrate in this manner
Is prepared.

【0100】なお、ここでは、熱硬化性を有するシリコ
ーンの代わりに、紫外線硬化性を有するシリコーン(例
えば、東芝製TUV6020)を用いることもできる。
その場合には、例えば、高圧水銀灯を用いて、照射距離
10cm,出力80W/cmの条件のもとで、10分間
紫外線を照射して、シリコーンを硬化させる。また、シ
リコーンを塗布して硬化させる方法の他に、図14に示
したように、液体または気体のシリコーン原料をプリカ
ーサ(前駆体)として用いたCVD(ChemicalVapor De
position )法により保護膜を形成することもできる
(図14ステップS2a)。
In this case, instead of the thermosetting silicone, an ultraviolet curable silicone (for example, TUV6020 manufactured by Toshiba) can be used.
In this case, for example, the silicone is cured by irradiating ultraviolet rays for 10 minutes under the conditions of an irradiation distance of 10 cm and an output of 80 W / cm using a high-pressure mercury lamp. In addition to the method of applying and curing silicone, as shown in FIG. 14, a CVD (Chemical Vapor Deposition) using a liquid or gaseous silicone material as a precursor is used.
position), a protective film can be formed (step S2a in FIG. 14).

【0101】次に、先の図1に示したような表面処理装
置1を用い、次のようにして被処理物2の表面処理を行
う(ステップ3)。すなわち、まず、例えば、冷却水導
入用パイプを介して供給された冷却水により水冷された
ホルダー5に被処理物2を取り付け、真空容器3の内部
をクライオポンプ4により排気して高真空状態にする。
続いて、例えば、メタンガス(CH4 )などのパラフィ
ン炭化水素をイオンソースとして、カウフマン型のイオ
ン発生源10から炭素イオンを発生させ、発生したイオ
ンを真空容器3の内部に導入する。これにより、真空容
器3の内部に、被処理物2に注入するイオンを含むプラ
ズマを発生させる。このとき、真空容器内部の真空度
を、例えば10-2〜10-6Paとする。ここでは、炭素
イオン以外にも、窒素イオンや酸素イオンを発生させる
ことも有用である。窒素イオンを発生させる場合には、
イオンソースに例えばN2 (窒素)やNH3 (アンモニ
ア)を用い、酸素イオンを発生させる場合には、イオン
ソースに例えばO2 (酸素)やH2 Oを用いる。なお、
カウフマン型のイオン発生源10の代わりに、イオン発
生源10として、カソーディックアークソースを備えた
イオン発生装置6を用いることもできる。
Next, using the surface treatment apparatus 1 as shown in FIG. 1, the surface treatment of the object 2 is performed as follows (step 3). That is, first, for example, the workpiece 2 is attached to the holder 5 that is water-cooled with the cooling water supplied through the cooling water introduction pipe, and the inside of the vacuum vessel 3 is evacuated by the cryopump 4 to a high vacuum state. I do.
Subsequently, for example, carbon ions are generated from a Kauffman-type ion source 10 using a paraffin hydrocarbon such as methane gas (CH 4 ) as an ion source, and the generated ions are introduced into the vacuum vessel 3. As a result, a plasma containing ions to be implanted into the workpiece 2 is generated inside the vacuum vessel 3. At this time, the degree of vacuum inside the vacuum container is, for example, 10 −2 to 10 −6 Pa. Here, it is also useful to generate nitrogen ions and oxygen ions in addition to carbon ions. When generating nitrogen ions,
When N 2 (nitrogen) or NH 3 (ammonia) is used as an ion source to generate oxygen ions, for example, O 2 (oxygen) or H 2 O is used as an ion source. In addition,
Instead of the Kauffman-type ion source 10, an ion generator 6 having a cathodic arc source can be used as the ion source 10.

【0102】真空容器3の内部を注入イオンを含むプラ
ズマ雰囲気としたのち、例えば、パルス電源によりパル
ス状のバイアス電圧を1〜20分間被処理物2に印加す
る。これにより、被処理物2に炭素イオン,窒素イオン
あるいは酸素イオンなどのイオンが引き込まれ、被処理
物2へのイオンの注入がなされる。なお、本実施の形態
においても、第1の実施の形態と同様に、パルス電源8
により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパルス
状電圧を印加することが好ましい。電圧の印加は、例え
ば、パルス幅を5μ秒程度、正のパルス電圧を10kV
程度、負のパルス電圧を−10kV程度、周波数を1〜
100kHzの条件で行う。
After the inside of the vacuum chamber 3 is made into a plasma atmosphere containing implanted ions, a pulse-like bias voltage is applied to the object 2 by, for example, a pulse power source for 1 to 20 minutes. As a result, ions such as carbon ions, nitrogen ions, and oxygen ions are drawn into the processing target 2, and the ions are implanted into the processing target 2. Note that, in the present embodiment, as in the first embodiment, the pulse power supply 8
It is preferable to apply a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage. The voltage is applied, for example, with a pulse width of about 5 μsec and a positive pulse voltage of 10 kV.
The negative pulse voltage is about -10 kV and the frequency is 1 to
This is performed under the condition of 100 kHz.

【0103】このようにして得られる表面処理物(被処
理物2)の表面では、イオンが注入されたことにより化
学的構造が変化する。その結果、イオンが注入されてい
ないものよりも降伏応力(降伏点)が大きく、高い硬度
を有すると共に、耐摩耗性に優れている。また、透明基
板と保護膜との密着力も大きくなっている。
On the surface of the surface-treated product (workpiece 2) thus obtained, the chemical structure changes due to the ion implantation. As a result, the yield stress (yield point) is higher than that in which ions are not implanted, the hardness is high, and the wear resistance is excellent. Further, the adhesion between the transparent substrate and the protective film is also increased.

【0104】更に、透湿度や酸素透過度が非常に小さ
く、大気中の水蒸気や酸素を吸収しないようにすること
ができる。したがって、従来は、プラスチック製のディ
スク基板では、大気中の水蒸気や酸素をディスク基板が
吸収し、その影響により、ディスク基板が変形してしま
うという問題があったが、これを解決することができ
る。
Further, the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate are extremely small, so that the water vapor and oxygen in the atmosphere can be prevented from being absorbed. Therefore, conventionally, in a plastic disk substrate, there has been a problem that the disk substrate absorbs water vapor and oxygen in the atmosphere, and the disk substrate is deformed by the influence thereof, but this problem can be solved. .

【0105】一方、この表面処理物は、化学的構造が変
化したにもかかわらず、イオンが注入されていないもの
と同等の光学特性を有している。例えば、380〜90
0nmの波長領域において、イオンが注入されていない
ものの光透過率とほぼ等しい光透過率を有している。
On the other hand, this surface-treated product has the same optical characteristics as those to which no ions have been implanted, despite the change in the chemical structure. For example, 380-90
In the wavelength region of 0 nm, it has a light transmittance substantially equal to the light transmittance of the ion-implanted region.

【0106】このように本実施の形態に係る表面処理方
法によれば、光透過性を有する被処理物2(ここでは、
光ディスク基板)にイオンを注入することにより、被処
理物表面の硬度,耐摩耗性および密着力を、イオンが注
入されていないもののそれらよりも向上させることがで
きる。一方、得られた表面処理物の光学特性は、イオン
が注入されていないものと同等に保たれる。したがっ
て、ディスク基板の厚さが薄くなった場合にも、損傷を
受けにくく、光ディスクの長寿命化を図ることができ
る。
As described above, according to the surface treatment method according to the present embodiment, the object 2 having light transmittance (here,
By implanting ions into the optical disc substrate), the hardness, abrasion resistance and adhesion of the surface of the object to be processed can be improved as compared with those obtained without implanting ions. On the other hand, the optical properties of the obtained surface-treated product are kept equal to those obtained without ion implantation. Therefore, even when the thickness of the disk substrate is reduced, the disk is hardly damaged, and the life of the optical disk can be extended.

【0107】なお、上記第2の実施の形態では、被処理
物2が、透明基板の上に保護膜が形成されてなる光ディ
スク基板である場合について説明したが、透明基板の上
に光透過性を有する記録層が設けられた光ディスクや、
記録層の上に更に保護膜が設けられた光ディスクを被処
理物とすることもできる。光ディスクを被処理物とした
場合には、その表面に塵埃などの異物が付着した場合に
おいても損傷を受けにくく、光ディスクの長寿命化を図
ることができることに加えて、光信号の読み書きを行う
際のエラーの発生を回避することができ、光ディスクの
信頼性を向上させることができる。また、ガラスなどの
酸化ケイ素を主成分とする被処理物に対して表面処理を
施す場合にも、同様にして適用することができる。
In the second embodiment, the case where the object 2 is an optical disk substrate in which a protective film is formed on a transparent substrate has been described. An optical disc provided with a recording layer having
An optical disk in which a protective film is further provided on the recording layer can be used as an object to be processed. When an optical disk is used as an object to be processed, the optical disk is hardly damaged even when foreign matter such as dust adheres to the surface thereof, and the life of the optical disk can be extended. Can be avoided, and the reliability of the optical disk can be improved. Further, the present invention can be similarly applied to a case where a surface treatment is performed on an object mainly containing silicon oxide such as glass.

【0108】[第3の実施の形態]本発明の第3の実施
の形態は、表面処理物としての対物レンズおよびその表
面処理方法に関するものである。なお、以下の説明で
は、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention relates to an objective lens as a surface-treated product and a surface treatment method thereof. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

【0109】図15は、本実施の形態に係る表面処理物
としての対物レンズを用いた光学ピックアップの概略構
成を表すものである。この光学ピックアップは、例え
ば、図示しないレーザダイオードから出射し、ミラー5
3において反射した光信号を、光ディスク40の記録・
再生面に導くためのものであり、光透過性を有する絶縁
物からなる対物レンズ50を備えている。対物レンズ5
0は、例えば、アクリル樹脂よりなる透明基板51と、
この透明基板51の上に形成された表面保護層52とを
有している。
FIG. 15 shows a schematic configuration of an optical pickup using an objective lens as a surface-treated object according to the present embodiment. This optical pickup emits light from a laser diode (not shown),
The optical signal reflected at 3 is recorded on the optical disc 40 and
An objective lens 50 for guiding to a reproduction surface and made of an insulator having a light transmitting property is provided. Objective lens 5
0 is, for example, a transparent substrate 51 made of an acrylic resin;
And a surface protection layer 52 formed on the transparent substrate 51.

【0110】表面保護層52は、例えば、先の図1に示
したような表面処理装置1を用いて透明基板51に対し
て表面処理を施すことにより形成されたものである。具
体的には、例えば、イオン発生源10にカソーディック
アークソースを用い、イオン発生源10から、炭素イオ
ン,酸素イオンあるいは窒素イオンなどの所望のイオン
を発生させ、発生したイオンを高真空状態の真空容器3
の内部に導入したのち、ホルダー5に取り付けられた透
明基板51にパルス状電圧を印加することにより、形成
されたものである。
The surface protective layer 52 is formed, for example, by subjecting the transparent substrate 51 to a surface treatment using the surface treatment apparatus 1 as shown in FIG. Specifically, for example, a cathodic arc source is used as the ion source 10, desired ions such as carbon ions, oxygen ions, or nitrogen ions are generated from the ion source 10, and the generated ions are placed in a high vacuum state. Vacuum container 3
Of the transparent substrate 51 attached to the holder 5 and then applying a pulse-like voltage.

【0111】この表面保護層52は、第2の実施の形態
の保護膜と同様に、イオンが注入されていないもの(す
なわち、透明基板51にイオンが注入されていないも
の)とは化学的構造が異なっている。そのため、イオン
が注入されていないものよりも降伏応力(降伏点)が大
きく、高い硬度を有すると共に、耐摩耗性に優れてい
る。一方、この表面保護層52は、イオンが注入されて
いないものと同等の光学特性を有している。
The surface protective layer 52 has a chemical structure similar to that of the protective film of the second embodiment, in which ions are not implanted (ie, the transparent substrate 51 is not ion-implanted). Are different. Therefore, it has a higher yield stress (yield point) than those in which ions are not implanted, has high hardness, and has excellent wear resistance. On the other hand, the surface protective layer 52 has optical characteristics equivalent to those in which ions are not implanted.

【0112】このように本実施の形態に係る対物レンズ
およびその表面処理方法によれば、透明基板51の表面
にイオンを注入することにより表面保護層52が形成さ
れるので、イオンが注入されていないものよりも対物レ
ンズ表面の硬度および耐摩耗性を向上させることができ
る。したがって、対物レンズ50と光ディスク40とが
衝突することによる対物レンズ表面の損傷を防止するこ
とができ、耐久性に優れた光学ピックアップを得ること
ができる。
As described above, according to the objective lens and the surface treatment method according to the present embodiment, ions are implanted into the surface of the transparent substrate 51 because the surface protective layer 52 is formed by implanting the ions. The hardness and abrasion resistance of the surface of the objective lens can be improved as compared with those having no objective lens. Therefore, it is possible to prevent damage to the surface of the objective lens due to collision between the objective lens 50 and the optical disc 40, and to obtain an optical pickup having excellent durability.

【0113】[0113]

【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。なお、以下の各実施例では、図1に示した
表面処理装置1を用いて表面処理を行った。
EXAMPLES Further, specific examples of the present invention will be described in detail. In each of the following examples, surface treatment was performed using the surface treatment apparatus 1 shown in FIG.

【0114】[実施例1]本実施例において、被処理物
2は、アモルファスポリオレフィンを円盤状に成形した
プラスチック基板とした。また、被処理物2に注入する
イオン種はカーボンとし、イオン発生源10には、コモ
ンウェルス・サイエンティフィック社(Commonwealth S
cientific Corp. )製のフィルタードカソーディックア
ークソースを用いた。
[Example 1] In this example, the object 2 was a plastic substrate obtained by molding amorphous polyolefin into a disk shape. The ion species to be implanted into the processing object 2 is carbon, and the ion source 10 includes Commonwealth Scientific (Commonwealth S).
cientific Corp.) was used.

【0115】そして、まず、表面処理の対象となるプラ
スチック基板を、真空容器3の内部に配されたホルダー
5に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときにプ
ラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホルダ
ー5に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流し
た。そして、表面処理の対象となるプラスチック基板を
ホルダー5に取り付けた後、真空容器3の内部をクライ
オポンプ4により排気して高真空状態とした。このとき
の真空容器3の内部の真空度、すなわちイオンを真空容
器3の内部に導入する前の真空度(背景真空度)は、約
1.33×10 -5Pa(10-7Torr)とした。
Then, first, the plastic to be subjected to the surface treatment is processed.
Stick substrate placed inside vacuum container 3
5 and when ion implantation is performed,
Make sure that the temperature of the plastic substrate is not too high
The cooling water through the cooling water introduction pipe incorporated in the -5
Was. Then, the plastic substrate to be surface-treated
After attaching to the holder 5, the inside of the vacuum
The gas was evacuated by the opump 4 to a high vacuum state. At this time
Degree of vacuum inside the vacuum vessel 3, ie, the ion
The degree of vacuum before introduction into the vessel 3 (background vacuum degree) is approximately
1.33 × 10 -FivePa (10-7Torr).

【0116】次に、イオン発生装置6によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器3の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約10A、カーボンイオンのエネルギーは約25
eVとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器3の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器3の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約1.33×10-3Pa(10-5Torr)であった。
Next, carbon ions were generated by the ion generator 6, and the carbon ions were introduced into the vacuum vessel 3. Here, the ion current due to the carbon ion flow is about 10 A, and the energy of the carbon ions is about 25 A.
eV. Then, the carbon ions were introduced into the inside of the vacuum vessel 3 to generate plasma containing the carbon ions. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum when performing ion implantation,
It was about 1.33 × 10 −3 Pa (10 −5 Torr).

【0117】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源8によりパルス状電圧を発生させ、当該パルス状電圧
をバイアス電圧として、プラスチック基板に印加した。
これにより、プラスチック基板にカーボンイオンが引き
込まれ、プラスチック基板へのイオン注入が行われた。
Then, in a state where the plastic substrate was placed in the plasma containing carbon ions, a pulse-like voltage was generated by the pulse power supply 8, and the pulse-like voltage was applied to the plastic substrate as a bias voltage.
As a result, carbon ions were drawn into the plastic substrate, and ions were implanted into the plastic substrate.

【0118】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、被処理物2であるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
During the ion implantation as described above, it was observed that the plasma sheath was pale on the surface of the plastic substrate as the object to be processed 2.

【0119】そして、本実施例では、プラスチック基板
に印加するパルス状電圧の波形を変えて、それらの比較
を行った。具体的には、まず、第1の例として、図16
に示したように、正負のパルスが交互に現れるパルス状
電圧をプラスチック基板に印加した。ここで、パルス状
電圧の正負のパルスピーク値は±10kVとし、正負の
それぞれのパルスの幅は5μsecとし、パルス間隔は
0.1msec(10kHz)とした。また、第2の例
として、図17に示したように、負のパルスだけからな
るパルス状電圧をプラスチック基板に印加した。ここ
で、パルス状電圧の負のパルスピーク値は−10kVと
し、パルス幅は5μsecとし、パルス間隔は0.1m
sec(10kHz)とした。
In the present embodiment, the waveforms of the pulsed voltages applied to the plastic substrate were changed, and their comparisons were made. Specifically, first, as a first example, FIG.
As shown in (1), a pulsed voltage in which positive and negative pulses alternated was applied to the plastic substrate. Here, the positive and negative pulse peak values of the pulsed voltage were ± 10 kV, the width of each of the positive and negative pulses was 5 μsec, and the pulse interval was 0.1 msec (10 kHz). In addition, as a second example, as shown in FIG. 17, a pulse-like voltage consisting of only a negative pulse was applied to the plastic substrate. Here, the negative pulse peak value of the pulse voltage is −10 kV, the pulse width is 5 μsec, and the pulse interval is 0.1 m.
sec (10 kHz).

【0120】そして、これら2つの条件にてイオン注入
を行ったプラスチック基板について、それらの表面硬度
を測定した。ここで、表面硬度の測定は、NEC製の薄
膜硬度計「MHA−400」による押し込み硬度試験に
より行った。
Then, the surface hardness of the plastic substrate on which the ion implantation was performed under these two conditions was measured. Here, the surface hardness was measured by an indentation hardness test using an NEC-made thin film hardness meter “MHA-400”.

【0121】図16に示したパルス状電圧を印加してイ
オン注入を行った場合の測定結果を図18に示すととも
に、図17に示したパルス状電圧を印加してイオン注入
を行った場合の測定結果を図19に示す。なお、図18
および図19において、横軸は押し込み硬度試験用圧子
の押し込み深さ(単位;nm)を示しており、縦軸は押
し込み硬度試験用圧子に加えた押し込み荷重の大きさ
(単位;μN)を示している。
FIG. 18 shows the measurement results when the pulsed voltage shown in FIG. 16 is applied to perform ion implantation, and the results obtained when the pulsed voltage shown in FIG. 17 is applied to perform ion implantation. FIG. 19 shows the measurement results. Note that FIG.
19 and FIG. 19, the abscissa indicates the indentation depth (unit: nm) of the indenter for indentation hardness test, and the ordinate indicates the magnitude of the indentation load (unit; μN) applied to the indenter for indentation hardness test. ing.

【0122】図18および図19から分かるように、負
のパルスだけからなるパルス状電圧をプラスチック基板
に印加してイオン注入を行った場合(図19の場合)に
比べて、正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧をプ
ラスチック基板に印加してイオン注入を行った場合(図
18の場合)の方が、荷重を与えたときの変位量が少な
く、表面硬度が向上している。
As can be seen from FIGS. 18 and 19, positive and negative pulses are alternated as compared with the case where a pulse-like voltage consisting of only negative pulses is applied to the plastic substrate to perform ion implantation (case of FIG. 19). When the ion implantation is performed by applying the pulse voltage appearing in (1) to the plastic substrate (in the case of FIG. 18), the amount of displacement when a load is applied is smaller, and the surface hardness is improved.

【0123】すなわち、正負のパルスが交互に現れるパ
ルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を
行った方が、プラスチック基板の表面改質効果が大きく
得られている。これは、負のパルスだけからなるパルス
状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を行っ
た場合には、チャージアップのためにイオン注入があま
り行われないのに対して、正負のパルスが交互に現れる
パルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入
を行った場合には、チャージアップ状態となることな
く、イオン注入が安定に行われるからである。
That is, by applying a pulse-like voltage in which positive and negative pulses alternately appear to the plastic substrate and performing ion implantation, a greater effect of modifying the surface of the plastic substrate can be obtained. This is because when a pulse-like voltage consisting of only a negative pulse is applied to a plastic substrate and ion implantation is performed, ion implantation is rarely performed due to charge-up, while positive and negative pulses alternate. This is because when the pulse-like voltage appearing in the above is applied to the plastic substrate to perform the ion implantation, the ion implantation is stably performed without a charge-up state.

【0124】[実施例2]本実施例では、アモルファス
ポリオレフィンを円盤状に成形したプラスチック基板上
に油性インクを塗布し、これを被処理物2とした。ここ
で、プラスチック基板上に塗布する油性インクの膜厚は
約10μmとした。また、実施例1と同様に、被処理物
2に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源1
0には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製の
フィルタードカソーディックアークソースを用いた。
[Example 2] In this example, an oil-based ink was applied on a plastic substrate obtained by molding an amorphous polyolefin into a disk shape, and this was used as a workpiece 2. Here, the film thickness of the oil-based ink applied on the plastic substrate was about 10 μm. Further, as in the first embodiment, the ion species to be implanted into the processing object 2 is carbon, and the ion source 1
For 0, a filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used.

【0125】そして、まず、油性インクが塗布されたプ
ラスチック基板を、真空容器3の内部に配されたホルダ
ー5に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときに
プラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホル
ダー5に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流
した。そして、油性インクが塗布されたプラスチック基
板をホルダー5に取り付けた後、真空容器3の内部をク
ライオポンプ4により排気して高真空状態とした。この
ときの真空容器3の内部の真空度、すなわちイオンを真
空容器3の内部に導入する前の真空度(背景真空度)
は、約2.79×10-5Pa(2.1×10-7Tor
r)とした。
First, the plastic substrate to which the oil-based ink has been applied is attached to the holder 5 disposed inside the vacuum vessel 3, and the temperature of the plastic substrate is not excessively increased when ion implantation is performed. The cooling water was supplied to a cooling water introduction pipe incorporated in the holder 5. After the plastic substrate coated with the oil-based ink was attached to the holder 5, the inside of the vacuum vessel 3 was evacuated by the cryopump 4 to a high vacuum state. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum before introducing ions into the inside of the vacuum vessel 3 (background vacuum degree)
Is about 2.79 × 10 −5 Pa (2.1 × 10 −7 Torr)
r).

【0126】次に、イオン発生装置6によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器3の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約10A、カーボンイオンのエネルギーは約25
eVとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器3の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器3の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約6.65×10-3Pa(5×10-5Torr)であっ
た。
Next, carbon ions were generated by the ion generator 6, and the carbon ions were introduced into the vacuum vessel 3. Here, the ion current due to the carbon ion flow is about 10 A, and the energy of the carbon ions is about 25 A.
eV. Then, the carbon ions were introduced into the inside of the vacuum vessel 3 to generate plasma containing the carbon ions. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum when performing ion implantation,
It was about 6.65 × 10 −3 Pa (5 × 10 −5 Torr).

【0127】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源8により正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧を
発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧として、プ
ラスチック基板に印加した。これにより、プラスチック
基板にカーボンイオンが引き込まれ、プラスチック基板
へのイオン注入が行われた。ここで、プラスチック基板
に印加するパルス状電圧は、第1の実施例と同様に、正
負のパルスピーク値を±10kVとし、パルス幅を5μ
secとし、パルス間隔を0.1msec(10kH
z)とした。
In a state where the plastic substrate is arranged in the plasma containing carbon ions, the pulse power supply 8 generates a pulse-like voltage in which positive and negative pulses alternately appear, and the pulse-like voltage is used as a bias voltage to generate the plastic substrate. Was applied. As a result, carbon ions were drawn into the plastic substrate, and ions were implanted into the plastic substrate. Here, the pulse-like voltage applied to the plastic substrate has a positive / negative pulse peak value of ± 10 kV and a pulse width of 5 μm as in the first embodiment.
sec, and the pulse interval is 0.1 msec (10 kHz).
z).

【0128】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、油性インクが塗布されたプラスチック基板の
表面に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測
された。
During the ion implantation, it was observed that the plasma sheath was pale on the surface of the plastic substrate on which the oil-based ink was applied.

【0129】そして、以上のように油性インクを塗布し
たプラスチック基板に対してイオン注入による表面処理
を行う前と行った後について、減衰全反射法(ATR:
attenuated total reflectance)により、赤外分光特性
を測定した。なお、赤外分光特性の測定には、島津製作
所製のATR測定用顕微鏡「FTIRAIM8000」
を用いた。赤外分光特性の測定結果を図20に示す。図
20に示したように、プラズマイオン注入法による表面
処理を行うことにより、油性インクが塗布されたプラス
チック基板の表面特性が変化しており、イオン注入によ
り表面改質がなされていることが分かる。
Then, before and after performing the surface treatment by ion implantation on the plastic substrate coated with the oil-based ink as described above, the attenuated total reflection method (ATR:
The infrared spectral characteristics were measured by attenuated total reflectance). For the measurement of the infrared spectral characteristics, an ATR measuring microscope “FTIRAIM8000” manufactured by Shimadzu Corporation was used.
Was used. FIG. 20 shows the measurement results of the infrared spectral characteristics. As shown in FIG. 20, by performing the surface treatment by the plasma ion implantation method, the surface characteristics of the plastic substrate coated with the oil-based ink are changed, and it can be seen that the surface modification is performed by the ion implantation. .

【0130】また、油性インクを塗布したプラスチック
基板に対してイオン注入による表面処理を行う前と行っ
た後について、ヘイドン製の表面評価装置によるスクラ
ッチテストを行った。その結果、表面処理を行う前は荷
重0.01gで傷が付いたが、表面処理を行った後は荷
重1gまで傷が付かなかった。
Before and after performing the surface treatment by ion implantation on the plastic substrate coated with the oil-based ink, a scratch test was performed using a surface evaluation device manufactured by Haydon. As a result, before the surface treatment was performed, the surface was damaged by a load of 0.01 g, but after the surface treatment, the surface was not damaged by the load of 1 g.

【0131】また、以上のようにイオン注入による表面
処理を施した後、油性インクが塗布されたプラスチック
基板を、アセトンやエタノール等の溶媒に入れて、超音
波洗浄機に1時間ほどかけたところ、油性インクが溶け
なくなっていることが確認された。これは、イオン注入
による表面処理により、プラスチック基板上に塗布され
た油性インクが、アセトンやエタノール等の溶媒に対し
て不溶となるように改質されたことを示している。
After performing the surface treatment by ion implantation as described above, the plastic substrate to which the oil-based ink was applied was put into a solvent such as acetone or ethanol, and was subjected to an ultrasonic cleaning machine for about one hour. It was confirmed that the oil-based ink was no longer dissolved. This indicates that the oil-based ink applied on the plastic substrate was modified so as to be insoluble in solvents such as acetone and ethanol by the surface treatment by ion implantation.

【0132】なお、ポリカーボネート,ポリメチルメタ
クリレート,ポリエチレンテレフタラート,アクリル樹
脂などからなるプラスチック基板、あるいはシリコン基
板やガラス基板の上に油性インクを塗布してなる被処理
物2に表面処理を施した場合についても、同様の結果が
得られる。また、油性インクを塗布する代わりに、紫外
線硬化樹脂あるいは磁性粉末とバインダとの混合物を塗
布した場合についても、同様の結果が得られる。更に、
プラズマCVD装置により酸化シリコン(SiO2 )膜
や窒化シリコン(Sixy )膜を形成したのち、これ
らの薄膜にイオン注入を行った合についても、同様の結
果が得られる。
In the case where a surface treatment is performed on a substrate 2 made of a plastic substrate made of polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, acrylic resin, or the like, or a silicon substrate or a glass substrate coated with oily ink. The same result can be obtained for. Similar results can be obtained when an ultraviolet curable resin or a mixture of a magnetic powder and a binder is applied instead of applying the oil-based ink. Furthermore,
After forming the silicon oxide (SiO 2) film or a silicon nitride (Si x N y) film by plasma CVD apparatus, for the case of performing ion implantation into these thin films, similar results are obtained.

【0133】[実施例3]本実施例においては、図4に
示した回転ドラム30をプラスチックにより作製し、当
該回転ドラム30を被処理物2とした。
Embodiment 3 In this embodiment, the rotating drum 30 shown in FIG. 4 was made of plastic, and the rotating drum 30 was used as the workpiece 2.

【0134】本実施例では、まず、回転ドラム30をプ
ラスチックにより作製した。そして、イオン発生源10
にRFプラズマソースを用い、50sccmの流量でメ
タンガスを導入し、当該メタンガスから炭素、水素およ
び炭化水素のイオンを発生させたことを除き、他は実施
例2と同様にして、回転ドラム30の表面にイオンを注
入した。なお、イオン注入を行っているときには、回転
ドラム30の表面に、プラズマシースが青白く発生して
いるのが観測された。
In this embodiment, first, the rotating drum 30 was made of plastic. And the ion source 10
In the same manner as in Example 2, except that methane gas was introduced at a flow rate of 50 sccm using an RF plasma source and ions of carbon, hydrogen, and hydrocarbon were generated from the methane gas, Was implanted with ions. During ion implantation, a pale white plasma sheath was observed on the surface of the rotating drum 30.

【0135】次に、プラスチック製の回転ドラム30に
対してイオン注入を行うことにより、回転ドラム30の
表面の硬度が向上したことを確認するために、上記回転
ドラム30と同一の材料からなるプラスチック製試験片
を作製し、上記の条件でイオン注入を行う前と行った後
の表面硬度を、NEC製の薄膜硬度計「MHA−40
0」により測定した。その結果、イオン注入を行う前の
表面硬度が0.5GPaであったのに対して、イオン注
入を行った後の表面硬度は20GPaであった。これ
は、回転ドラムを実用化するのに十分な硬度である。す
なわち、本発明を適用することにより、摩耗の問題を解
決して、プラスチック製の回転ドラムを実用化すること
が可能となることが確認された。
Next, in order to confirm that the hardness of the surface of the rotating drum 30 has been improved by performing ion implantation on the rotating drum 30 made of plastic, a plastic made of the same material as the rotating drum 30 is used. The surface hardness before and after performing ion implantation under the above-described conditions was measured using a thin film hardness tester “MHA-40” manufactured by NEC.
0 ". As a result, the surface hardness before ion implantation was 0.5 GPa, whereas the surface hardness after ion implantation was 20 GPa. This is sufficient hardness to make the rotating drum practical. That is, it has been confirmed that by applying the present invention, the problem of abrasion can be solved and a plastic rotating drum can be put to practical use.

【0136】更に、回転ドラム30に、メタンガスに加
えてチタンを含む有機金属ガスをRFプラズマソースに
導入したことを除き、他は上記の条件で回転ドラムを作
製し、この回転ドラムを走行試験装置に組み込み、10
00時間にわたって走行試験を行った。なお、走行試験
装置は、ヘリカルスキャン方式により磁気テープの記録
・再生を行うときと同様に、回転ドラムを回転させると
ともに磁気テープを走行させて、走行試験を行う装置で
あり、磁気テープのワインドおよびリワインドを自動的
に繰り返し、磁気テープを連続して走行させるようにな
っている。
Further, except that an organic metal gas containing titanium in addition to methane gas was introduced into the rotating drum 30 under the above-described conditions, a rotating drum was manufactured. Embedded in 10
A running test was performed over 00 hours. The running test device is a device that performs a running test by rotating the rotating drum and running the magnetic tape in the same manner as when recording / reproducing a magnetic tape by the helical scan method. The rewinding is automatically repeated so that the magnetic tape runs continuously.

【0137】走行試験を行った結果、回転ドラムの摩耗
の問題や、磁気テープ貼り付きの問題は起こらず、10
00時間以上の寿命が確保可能であることが確認でき
た。この走行試験結果から、本発明を適用して表面処理
を施すようにすることにより、プラスチック製の回転ド
ラムにおいて、摩耗の問題や磁気テープ貼り付きの問題
を解消することができ、プラスチック製の回転ドラムを
実用化することが可能となること分かった。
As a result of the running test, no problem of abrasion of the rotating drum and no problem of sticking of the magnetic tape occurred.
It was confirmed that a life of 00 hours or more could be secured. From the results of the running test, by applying the present invention and applying a surface treatment, it is possible to solve the problem of abrasion and the problem of sticking of the magnetic tape on the plastic rotating drum. It turned out that the drum could be put to practical use.

【0138】[実施例4]本実施例においては、光ディ
スク,光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなデ
ィスク状記録媒体に使用される、プラスチック製のディ
スク基板を、表面処理の対象となる被処理物2とした。
すなわち、ここでは、表面処理の対象となる絶縁物を、
記録媒体の記録層を支持する基材とした。また、被処理
物2に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源
10には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製
のフィルタードカソーディックアークソースを用いた。
[Embodiment 4] In this embodiment, a plastic disk substrate used for a disk-shaped recording medium such as an optical disk, a magneto-optical disk, or a magnetic disk is processed on a surface to be processed. It was thing 2.
That is, here, the insulator to be surface-treated is
It was used as a substrate supporting the recording layer of the recording medium. The ion species to be injected into the object 2 was carbon, and a filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used as the ion source 10.

【0139】そして、まず、イオンを真空容器3の内部
に導入する前の真空度を、約1.33×10-5Pa(1
-7Torr)としたことを除き、他は実施例2と同様
にして、被処理物2の表面にイオンを注入した。なお、
イオン注入を行う際の真空度は、約1.33×10-3
a(10-5Torr)であった。また、イオン注入を行
っているときには、回転ドラム30の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
First, the degree of vacuum before introducing ions into the vacuum vessel 3 is set to about 1.33 × 10 −5 Pa (1
Except that the pressure was set to 0 −7 Torr, ions were implanted into the surface of the processing object 2 in the same manner as in Example 2 except for using 0-7 Torr. In addition,
The degree of vacuum at the time of performing ion implantation is about 1.33 × 10 −3 P
a (10 −5 Torr). During ion implantation, a pale white plasma sheath was observed on the surface of the rotating drum 30.

【0140】そして、ディスク基板に対してイオン注入
による表面処理を行う前および行った後のそれぞれにつ
いて、当該ディスク基板の透湿度および酸素透過度を測
定した。
The moisture permeability and oxygen permeability of the disk substrate were measured before and after performing surface treatment by ion implantation on the disk substrate, respectively.

【0141】その結果、イオン注入による表面処理を行
う前は、透湿度が10g・m-2・24h-1であり、酸素
透過度が1/1.33×10-14 cm2 /s・Pa(1
×10-11 cm3 ・cm/cm2 ・s・cmHg)であ
った。これに対して、イオン注入による表面処理を行っ
た後は、透湿度が0.007g・m-2・24h-1とな
り、酸素透過度が3/1.33×10-17 cm2 /s・
Pa(3×10-14 cm 3 ・cm/cm2 ・s・cmH
g)となった。このように、イオン注入による表面処理
を行うことにより、ディスク基板の透湿度および酸素透
過度が非常に小さくなった。
As a result, surface treatment by ion implantation was performed.
Before, the moisture permeability is 10g ・ m-2・ 24h-1And oxygen
The transmittance is 1 / 1.33 × 10-14 cmTwo / S · Pa (1
× 10-11 cmThree ・ Cm / cmTwo ・ S ・ cmHg)
Was. On the other hand, surface treatment by ion implantation was performed.
After that, the moisture permeability is 0.007 gm-2・ 24h-1Tona
And the oxygen permeability is 3 / 1.33 × 10-17 cmTwo / S ・
Pa (3 × 10-14 cm Three ・ Cm / cmTwo ・ S ・ cmH
g). Thus, surface treatment by ion implantation
By carrying out, the moisture permeability and oxygen permeability of the disk substrate
Excess is very small.

【0142】[実施例5]本実施例においては、ディス
ク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスクを、表
面処理の対象となる被処理物2とし、磁性層上に形成さ
れた保護膜に対してイオン注入を行った。すなわち、こ
こでは、表面処理の対象となる絶縁物を、基材上に記録
層が形成されてなる記録媒体とした。また、被処理物2
に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源10
には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製のフ
ィルタードカソーディックアークソースを用いた。
[Embodiment 5] In this embodiment, a magnetic disk in which a magnetic layer is formed on a disk substrate is used as an object 2 to be surface-treated, and a protective film formed on the magnetic layer is used. Was subjected to ion implantation. That is, here, the insulator to be subjected to the surface treatment was a recording medium in which a recording layer was formed on a base material. The object 2
The ion species to be implanted into the ion source is carbon.
A filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used.

【0143】本実施例では、まず、磁性粉末をバインダ
に混ぜて、プラスチック製のディスク基板上に塗布し、
ディスク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスク
を作製した。
In this embodiment, first, a magnetic powder is mixed with a binder and applied on a plastic disk substrate.
A magnetic disk having a magnetic layer formed on a disk substrate was manufactured.

【0144】そして、この磁気ディスクを、真空容器3
の内部に配されたホルダー5に取り付けるとともに、イ
オン注入を行ったときに磁気ディスクの温度が上昇しす
ぎないように、ホルダー5に組み込まれた冷却水導入用
パイプに冷却水を流した。そして、表面処理の対象とな
る磁気ディスクをホルダー5に取り付けた後、真空容器
3の内部をクライオポンプ4により排気して高真空状態
とした。このときの真空容器3の内部の真空度、すなわ
ちイオンを真空容器3の内部に導入する前の真空度(背
景真空度)は、約1.33×10-5Pa(10-7Tor
r)とした。
Then, the magnetic disk is placed in the vacuum container 3
The cooling water was supplied to a cooling water introduction pipe built in the holder 5 so that the temperature of the magnetic disk was not excessively increased when ion implantation was performed. After the magnetic disk to be subjected to the surface treatment was attached to the holder 5, the inside of the vacuum vessel 3 was evacuated by the cryopump 4 to a high vacuum state. At this time, the degree of vacuum inside the vacuum vessel 3, that is, the degree of vacuum before introducing ions into the vacuum vessel 3 (background vacuum degree) is about 1.33 × 10 −5 Pa (10 −7 Torr).
r).

【0145】次に、イオン発生装置6によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器3の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約10A、カーボンイオンのエネルギーは約25
eVとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器3の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器3の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約1.33×10-3Pa(10-5Torr)であった。
Next, carbon ions were generated by the ion generator 6, and the carbon ions were introduced into the vacuum vessel 3. Here, the ion current due to the carbon ion flow is about 10 A, and the energy of the carbon ions is about 25 A.
eV. Then, the carbon ions were introduced into the inside of the vacuum vessel 3 to generate plasma containing the carbon ions. The degree of vacuum inside the vacuum vessel 3 at this time, that is, the degree of vacuum when performing ion implantation,
It was about 1.33 × 10 −3 Pa (10 −5 Torr).

【0146】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
に磁気ディスクが配された状態において、パルス電源8
により正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧を発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧とし
て、磁気ディスクに印加した。これにより、磁気ディス
クにカーボンイオンを引き込んで、磁気ディスクの磁性
層へのイオン注入を行った。
When the magnetic disk is placed in the plasma containing carbon ions, the pulse power source 8
As a result, a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage was generated, and the pulse-like voltage was applied to the magnetic disk as a bias voltage. As a result, carbon ions were drawn into the magnetic disk, and ions were implanted into the magnetic layer of the magnetic disk.

【0147】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、表面処理の対象となる磁気ディスクの表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
During the ion implantation, it was observed that the plasma sheath was pale on the surface of the magnetic disk to be subjected to the surface treatment.

【0148】以上のように磁気ディスクの磁性層にイオ
ンを注入することで、磁性層の表面硬度を高めて、磁気
ディスクの耐久性および信頼性を向上することができ
た。
As described above, by implanting ions into the magnetic layer of the magnetic disk, the surface hardness of the magnetic layer was increased, and the durability and reliability of the magnetic disk could be improved.

【0149】[実施例6]本実施例では、光ディスク,
光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなディスク
状記録媒体において記録層を保護する保護膜を、表面処
理の対象となる被処理物2とした。すなわち、基材上に
記録層が形成されてなると共に、当該記録層上に保護膜
が形成されてなる記録媒体を表面処理の対象とし、記録
層上に形成された保護膜に対してイオン注入を行った。
また、被処理物2に注入するイオン種はカーボンとし、
イオン発生源10には、コモンウェルス・サイエンティ
フィック社製のフィルタードカソーディックアークソー
スを用いた。
[Embodiment 6] In this embodiment, an optical disc,
A protective film for protecting a recording layer in a disk-shaped recording medium such as a magneto-optical disk or a magnetic disk was used as a processing target 2 to be subjected to a surface treatment. That is, a recording medium having a recording layer formed on a base material and a protective film formed on the recording layer is subjected to surface treatment, and ion implantation is performed on the protective film formed on the recording layer. Was done.
The ion species to be implanted into the object 2 is carbon,
As the ion source 10, a filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used.

【0150】本実施例では、まず、プラスチック製のデ
ィスク基板上に記録層を形成し、次に、当該記録層上に
スピンコート装置を用いて紫外線硬化樹脂からなる保護
膜を形成して、ディスク基板上に記録層および保護膜が
積層形成されてなるディスク状記録媒体を作製した。
In this embodiment, first, a recording layer is formed on a plastic disk substrate, and then a protective film made of an ultraviolet curable resin is formed on the recording layer using a spin coater. A disk-shaped recording medium having a recording layer and a protective film laminated on a substrate was produced.

【0151】そして、実施例5と同様にして、ディスク
状記録媒体の表面にイオンを注入した。なお、イオン注
入を行っているときには、ディスク状記録媒体の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
Then, ions were implanted into the surface of the disk-shaped recording medium in the same manner as in Example 5. During ion implantation, a pale blue plasma sheath was observed on the surface of the disk-shaped recording medium.

【0152】[実施例7]本実施例では、液晶パネルに
おいて液晶を封入するためのパネル基板をプラスチック
により作製し、当該パネル基板を、表面処理の対象とな
る被処理物2とした。また、被処理物2に注入するイオ
ン種はカーボンとし、イオン発生源10には、コモンウ
ェルス・サイエンティフィック社製のフィルタードカソ
ーディックアークソースを用いた。
[Embodiment 7] In this embodiment, a panel substrate for enclosing liquid crystal in a liquid crystal panel was made of plastic, and the panel substrate was used as an object 2 to be subjected to surface treatment. The ion species to be injected into the object 2 was carbon, and a filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used as the ion source 10.

【0153】そして、まず、実施例5と同様にして、パ
ネル基板の表面にイオンを注入した。なお、イオン注入
を行っているときには、パネル基板の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
First, ions were implanted into the surface of the panel substrate in the same manner as in Example 5. During ion implantation, a pale white plasma sheath was observed on the surface of the panel substrate.

【0154】そして、以上のようにパネル基板に対して
イオン注入による表面処理を行う前と行った後につい
て、当該パネル基板の透湿度および酸素透過度を測定し
た。その結果、イオン注入による表面処理を行う前は、
透湿度が10g・m-2・24h -1であり、酸素透過度が
1/1.33×10-14 cm2 /s・Pa(1×10-1
1 cm3 ・cm/cm2 ・s・cmHg)であったのに
対して、イオン注入による表面処理を行った後は、透湿
度が0.007g・m-2・24h-1となり、酸素透過度
が3/1.33×10-17 cm2 /s・Pa(3×10
-14 cm3 ・cm/cm2 ・s・cmHg)となった。
このように、イオン注入による表面処理を行うことによ
り、パネル基板の透湿度および酸素透過度が非常に小さ
くなり、プラスチック製のパネル基板の透湿度および酸
素透過度を、ガラスによって作製したパネル基板と同程
度にすることができた。
As described above, with respect to the panel substrate,
Before and after surface treatment by ion implantation
To measure the moisture permeability and oxygen permeability of the panel substrate.
Was. As a result, before performing surface treatment by ion implantation,
Moisture permeability is 10g ・ m-2・ 24h -1And the oxygen permeability is
1 / 1.33 × 10-14 cmTwo / S · Pa (1 × 10-1
1 cmThree ・ Cm / cmTwo ・ S ・ cmHg)
On the other hand, after surface treatment by ion implantation,
The degree is 0.007g ・ m-2・ 24h-1And oxygen permeability
Is 3 / 1.33 × 10-17 cmTwo / S · Pa (3 × 10
-14 cmThree ・ Cm / cmTwo S · cmHg).
Thus, by performing the surface treatment by ion implantation,
The moisture permeability and oxygen permeability of the panel substrate are very small.
And the moisture permeability and acidity of the plastic panel substrate
Elemental transmittance similar to that of panel substrates made of glass
I was able to do it.

【0155】[実施例8]本実施例では、プラスチック
基板に印刷を施し、それを表面処理の対象となる被処理
物2とした。すなわち、絶縁体に印刷が施されてなる印
刷物を表面処理の対象とし、その印刷面に対してイオン
注入を行った。また、被処理物2に注入するイオン種は
カーボンとし、イオン発生源10には、コモンウェルス
・サイエンティフィック社製のフィルタードカソーディ
ックアークソースを用いた。
[Embodiment 8] In this embodiment, printing was performed on a plastic substrate, which was used as an object 2 to be subjected to surface treatment. That is, a printed material obtained by printing on an insulator was subjected to surface treatment, and ion implantation was performed on the printed surface. The ion species to be injected into the object 2 was carbon, and a filtered cathodic arc source manufactured by Commonwealth Scientific was used as the ion source 10.

【0156】本実施例では、まず、実施例5と同様にし
て、印刷を施したプラスチック基板の表面にイオンを注
入した。なお、このようにイオン注入を行っているとき
には、表面処理の対象となるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
In this embodiment, first, ions were implanted into the surface of the printed plastic substrate in the same manner as in the fifth embodiment. During the ion implantation, it was observed that the plasma sheath was pale on the surface of the plastic substrate to be subjected to the surface treatment.

【0157】そして、印刷が施されたプラスチック基板
に対してイオン注入による表面処理を行う前および行っ
た後のそれぞれについて、新東科学製のヘイドンTyp
e22型の表面評価装置によるスクラッチテストを行っ
た。その結果、表面処理を行う前は荷重0.01g程度
で印刷面に傷が付いたが、表面処理を行った後は荷重1
gまで傷が付かなかった。
Before and after performing the surface treatment by ion implantation on the printed plastic substrate, Haydon Type manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd. was used.
A scratch test was performed using an e22 type surface evaluation device. As a result, before the surface treatment, the printed surface was scratched with a load of about 0.01 g, but after the surface treatment, a load of 1 g was applied.
g.

【0158】また、以上のようにイオン注入による表面
処理を施した後、プラスチック基板を、アセトンやエタ
ノール等の溶媒に入れて、超音波洗浄機に1時間ほどか
けたところ、印刷が落ちないことが確認された。これ
は、イオン注入による表面処理により、プラスチック基
板に印刷されたインクが、アセトンやエタノール等の溶
媒に対して不溶となるように改質されたことを示してい
る。
After the surface treatment by ion implantation as described above, the plastic substrate was put into a solvent such as acetone or ethanol, and was subjected to an ultrasonic cleaning machine for about 1 hour. Was confirmed. This indicates that the ink printed on the plastic substrate was modified so as to be insoluble in solvents such as acetone and ethanol by the surface treatment by ion implantation.

【0159】[実施例9]本実施例では、まず、ポリカ
ーボネートよりなる透明基板を用意し、この透明基板に
対して30分間アルコールを用いた超音波洗浄を行っ
た。次に、洗浄した透明基板上に、スピンコート法によ
りシリコーン(東芝製トスガード510)を塗布した。
続いて、湿度が40%以下に制御された乾燥庫中におい
てシリコーンを乾燥させた(乾燥時間30分)のち、オ
ーブンを用いて80℃で3時間加熱することにより、シ
リコーンを硬化させ、透明基板上に厚さ約2μmの保護
膜を形成した。
Embodiment 9 In this embodiment, first, a transparent substrate made of polycarbonate was prepared, and this transparent substrate was subjected to ultrasonic cleaning using alcohol for 30 minutes. Next, silicone (Tosgard 510 made by Toshiba) was applied on the washed transparent substrate by a spin coating method.
Subsequently, the silicone was dried in a drying oven in which the humidity was controlled to 40% or less (drying time: 30 minutes), and then heated at 80 ° C. for 3 hours using an oven to cure the silicone. A protective film having a thickness of about 2 μm was formed thereon.

【0160】次に、表面処理装置1を用い、次のように
して被処理物2の表面処理を行った。すなわち、まず、
冷却水導入用パイプを介して供給された冷却水により水
冷されたホルダーに透明基板を取り付け、真空容器の内
部をクライオポンプにより排気して高真空状態にした。
続いて、メタンガスをイオンソースとして、イオン発生
源から炭素イオンを発生させ、この炭素イオンを真空容
器の内部に導入した。これにより、真空容器の内部に、
炭素イオンを含むプラズマを発生させた。なお、このと
き、真空容器内部の真空度は、5×10-3Pa程度であ
った。
Next, the surface treatment of the workpiece 2 was performed using the surface treatment apparatus 1 as follows. That is, first,
The transparent substrate was attached to a holder cooled by water with cooling water supplied through a cooling water introduction pipe, and the inside of the vacuum vessel was evacuated by a cryopump to a high vacuum state.
Subsequently, carbon ions were generated from the ion source using methane gas as an ion source, and the carbon ions were introduced into the vacuum chamber. Thereby, inside the vacuum vessel,
A plasma containing carbon ions was generated. At this time, the degree of vacuum inside the vacuum vessel was about 5 × 10 −3 Pa.

【0161】真空容器の内部を炭素イオンを含むプラズ
マ雰囲気としたのち、パルス電源により、保護膜が形成
された透明基板に、正負のパルスが交互に現れるパルス
状電圧を3分間印加した。このとき、パルス状電圧の正
負のパルスピーク値は±10kVとし、正負のそれぞれ
のパルスの幅は5μsecとし、パルス間隔は0.1m
sec(10kHz)とした。これにより、保護膜に炭
素イオンが引き込まれ、注入された。
After setting the inside of the vacuum vessel to a plasma atmosphere containing carbon ions, a pulse-like voltage was applied to the transparent substrate on which the protective film was formed for three minutes by a pulse power supply, in which positive and negative pulses alternately appeared. At this time, the positive and negative pulse peak values of the pulsed voltage are ± 10 kV, the width of each of the positive and negative pulses is 5 μsec, and the pulse interval is 0.1 m.
sec (10 kHz). As a result, carbon ions were drawn into the protective film and implanted.

【0162】更に、透明基板に、N2 またはNH3 をイ
オンソースとして、イオン発生源から窒素イオンを発生
させたことを除き、他は上記の条件で透明基板の表面処
理を行った。
Further, the surface treatment of the transparent substrate was carried out under the above-mentioned conditions except that nitrogen ions were generated from the ion source using N 2 or NH 3 as an ion source.

【0163】なお、本実施例に対する比較例1として、
保護膜を形成せずに、透明基板にイオンを注入したこと
を除き、他は本実施例と同様にして表面処理を行った。
また、本実施例に対する比較例2として、クォーツガラ
ス上にDLC(Diamond LikeCarbon )よりなる保護膜
を形成し、後述する光透過率の測定を行った。
As Comparative Example 1 for this embodiment,
The surface treatment was performed in the same manner as in this example except that ions were implanted into the transparent substrate without forming the protective film.
As Comparative Example 2 for this example, a protective film made of DLC (Diamond Like Carbon) was formed on quartz glass, and the light transmittance described later was measured.

【0164】そののち、得られた表面処理物の特性を調
べるために、本実施例の表面処理前のものおよび表面処
理後のもの(表面処理物)、並びに比較例1の表面処理
物について、以下に詳しく述べるように、光透過率の測
定,赤外吸収スペクトルの測定およびスクラッチテスト
を行った。
Thereafter, in order to examine the characteristics of the obtained surface-treated product, the surface-treated product before and after the surface treatment of this example (the surface-treated product) and the surface-treated product of Comparative Example 1 were examined. As described in detail below, measurement of light transmittance, measurement of infrared absorption spectrum, and scratch test were performed.

【0165】光透過率は、分光光度計(PERKIN ELMER社
製Lambda19)を用いて測定した。得られた結果を図21
に示す。なお、図21では、縦軸は光透過率(単位;
%)を示し、横軸は光の波長(単位;nm)を示してい
る。また、データAは本実施例の表面処理前のものの光
透過率を示し、データBは本実施例の炭素イオンによる
表面処理後のものの光透過率を示し、データCは比較例
1の表面処理物の光透過率を示し、データDは比較例2
の光透過率を示している。図21からも分かるように、
本実施例の表面処理前のものと表面処理後のものとで
は、光透過率にほとんど変化がなく、共に可視光領域
(波長380〜900nm)において80%以上の光透
過率を有していた。したがって、本実施例の表面処理物
は、青紫色レーザを備えた光ディスク装置に用いる光デ
ィスク基板に適用できることが確認された。
The light transmittance was measured using a spectrophotometer (Lambda19 manufactured by PERKIN ELMER). FIG. 21 shows the obtained results.
Shown in In FIG. 21, the vertical axis represents the light transmittance (unit;
%), And the horizontal axis shows the wavelength of light (unit: nm). Data A shows the light transmittance of the sample before surface treatment of the present example, data B shows the light transmittance of the sample after surface treatment with carbon ions of the present example, and data C shows the surface transmittance of comparative example 1. Shows the light transmittance of the object, and data D is Comparative Example 2.
Is shown. As can be seen from FIG.
The light transmittance before and after the surface treatment of the present example hardly changed, and both had a light transmittance of 80% or more in the visible light region (wavelength 380 to 900 nm). . Therefore, it was confirmed that the surface-treated product of this example can be applied to an optical disk substrate used for an optical disk device having a blue-violet laser.

【0166】赤外吸収スペクトルの測定は、実施例2と
同様にして、減衰全反射法により行った。ここでは、測
定深度を0.5〜2.5μm付近とした。得られた結果
を図22に示す。なお、図22では、縦軸は赤外吸収ス
ペクトル(任意単位)を示し、横軸は波数(単位;cm
-1)を示している。また、データAは本実施例の表面処
理前のもののスペクトルを示し、データBは本実施例の
炭素イオンによる表面処理後のもののスペクトルを示
し、データEは本実施例の窒素イオンによる表面処理後
のもののスペクトルを示している。データAと、データ
BおよびデータEとでは、図22に矢印で示した波数の
領域において、赤外吸収強度に変化が認められた。例え
ば、イオンを注入する前(データA)には、1100c
-1付近に最大のピークに付随するショルダー(図22
符号S)が見られるが、イオンを注入することにより、
このショルダーが消失している。これは、イオンを注入
した結果、保護膜の表面付近において、化学的構造が変
化していることを示している。
The measurement of the infrared absorption spectrum was performed by the attenuated total reflection method in the same manner as in Example 2. Here, the measurement depth was around 0.5 to 2.5 μm. FIG. 22 shows the obtained result. In FIG. 22, the vertical axis indicates the infrared absorption spectrum (arbitrary unit), and the horizontal axis indicates the wave number (unit: cm).
-1 ). Data A shows the spectrum before the surface treatment of the present embodiment, data B shows the spectrum after the surface treatment with carbon ions of the present embodiment, and data E shows the spectrum after the surface treatment with nitrogen ions of the present embodiment. Shows the spectrum of In the data A, the data B, and the data E, a change was observed in the infrared absorption intensity in the region of the wave number indicated by the arrow in FIG. For example, before ion implantation (data A), 1100c
The shoulder accompanying the largest peak around m -1 (FIG. 22)
Sign S) can be seen, but by implanting ions,
This shoulder has disappeared. This indicates that as a result of the ion implantation, the chemical structure has changed near the surface of the protective film.

【0167】スクラッチテストは、スクラッチテスト装
置(新東科学社製トライボギア(HEIDON-22 ))を用い
て行った。具体的には、荷重を0〜0.49N(0〜5
0g重)に変化させながら、探針により試料の表面を1
0mm/分の速さで引っかいた際(引っかき距離10m
m)の摩擦力を測定した(連続荷重モード)。なお、探
針には、アルミナ(Al23 )よりなると共に、先端
半径が0.05mmであり、先端角度が60°である通
常の探針を用いた。得られた結果を図23に示す。な
お、図23では、縦軸は摩擦力(単位;N)を示し、横
軸は荷重(単位;Nを示している。また、データAは本
実施例の表面処理前のものの摩擦力を示し、データBは
本実施例の炭素イオンによる表面処理後のものの摩擦力
を示している。表面処理前のものについては、降伏点が
0.23N(23g重)であり、これを越える力が負荷
されると、保護膜が破壊されることが分かった。一方、
表面処理物の降伏点は、0.33N(34g重)であっ
た。すなわち、イオンを注入することにより、保護膜の
硬度,耐摩耗性および保護膜と透明基板との間の密着力
が向上することが確認された。
The scratch test was performed using a scratch test device (Tribogear (HEIDON-22) manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). Specifically, the load is set to 0 to 0.49 N (0 to 5 N).
0 g weight), while changing the surface of the sample to 1 with a probe.
When scratching at a speed of 0 mm / min (scratch distance 10 m
m) was measured (continuous load mode). The probe used was a normal probe made of alumina (Al 2 O 3 ), having a tip radius of 0.05 mm and a tip angle of 60 °. FIG. 23 shows the obtained result. 23, the vertical axis represents the frictional force (unit: N), and the horizontal axis represents the load (unit: N), and data A represents the frictional force before the surface treatment in this embodiment. And data B show the frictional force after the surface treatment with carbon ions in the present example, where the yield point was 0.23 N (23 g weight) before the surface treatment, It was found that the protective film was destroyed.
The yield point of the surface-treated product was 0.33 N (34 g weight). That is, it was confirmed that the ion implantation improves the hardness and wear resistance of the protective film and the adhesion between the protective film and the transparent substrate.

【0168】以上の結果から、本実施例の表面処理方法
により保護膜に対するイオン注入を行えば、得られる表
面処理物は、表面処理を行う前のものと比べて、高い硬
度を有すると共に、耐摩耗性に優れていることが分かっ
た。また、この表面処理物の光透過率は、表面処理を行
う前のもののそれとほとんど変化がないことも分かっ
た。
From the above results, when the ion implantation into the protective film is performed by the surface treatment method of the present embodiment, the obtained surface treated product has a higher hardness and a higher resistance than before the surface treatment. It turned out that it was excellent in abrasion property. It was also found that the light transmittance of the surface-treated product was almost unchanged from that before surface treatment.

【0169】[実施例10]本実施例は、まず、アクリ
ル樹脂よりなる透明基板51を用意し、表面処理装置1
を用い、実施例9と同様にして透明基板51の表面に炭
素イオンを注入して、表面保護層52を形成した。これ
により、対物レンズ50が作製された。
[Embodiment 10] In this embodiment, first, a transparent substrate 51 made of an acrylic resin was prepared, and a surface treatment apparatus 1 was prepared.
In the same manner as in Example 9, carbon ions were implanted into the surface of the transparent substrate 51 to form a surface protective layer 52. Thus, the objective lens 50 was manufactured.

【0170】そののち、得られた対物レンズ50につい
て、薄膜硬度計を用いて、表面保護層52側から先端半
径0.5μmのバーコビッチ圧子により押し込み距離1
00nmまで押し込み、さらに荷重290μNまで測定
を行ったが、表面保護層52には、なんら圧痕が見られ
ず、歪み変位曲線よりも変形がほとんどないことが示さ
れた。このことは、応力による保護膜52の塑性変形が
なく、降伏点が大きなことを示しており、このような表
面処理が有効であることを示唆している。
After that, the obtained objective lens 50 was pushed in from the surface protective layer 52 side by a Berkovich indenter having a tip radius of 0.5 μm using a thin film hardness tester.
Pressing down to 00 nm and further measuring up to a load of 290 μN showed no indentation on the surface protective layer 52, indicating that there was little deformation compared to the strain displacement curve. This indicates that there is no plastic deformation of the protective film 52 due to stress and that the yield point is large, which suggests that such a surface treatment is effective.

【0171】[第4の実施の形態]本発明の第4の実施
の形態は、第1の実施の形態に用いた表面処理装置の変
形例としてインバータ回路を真空管を用いて構成したも
のである。インバータ回路として真空管を用いると、 第
1の実施の形態のようにパルストランスを介さずに、 イ
ンバータ回路から出力されるパルス状電圧を被処理物に
直接印加することができる。また、このように真空管方
式を採用した場合には、パルストランス方式においては
共振のため測定できなかった電流波形を測定することが
可能になる。なお、以下の説明では、第1の実施の形態
と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその
説明を省略する。
[Fourth Embodiment] In a fourth embodiment of the present invention, as a modification of the surface treatment apparatus used in the first embodiment, an inverter circuit is configured using a vacuum tube. . When a vacuum tube is used as the inverter circuit, the pulse-like voltage output from the inverter circuit can be directly applied to the object without passing through a pulse transformer as in the first embodiment. In addition, when the vacuum tube method is employed, it is possible to measure a current waveform that cannot be measured due to resonance in the pulse transformer method. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

【0172】本実施の形態では、真空チャンバ3内に5
cmグリッドのカウフマン型イオン源10よりイオンの
みが、基板ホルダー5および例えば直径150mmの基
板2に向かって例えば200V,1mAで照射される。
真空チャンバ3内は真空ポンプ(図示せず)により例え
ば10-4Paまでに真空引きされるが、イオン源10の
動作時にはメタンガスがフィラメントにより分解されて
炭素,水素イオンとなるため、真空度は10-2Paとな
る。基板ホルダー5は碍子により真空チャンバ3より絶
縁されており、かつ冷媒液体窒素により冷却されてい
る。この基板ホルダー5にはパルス電源回路60より高
電圧パルスが印加されるようになっている。
In the present embodiment, 5
Only ions are irradiated from the Kauffman-type ion source 10 having a cm grid toward the substrate holder 5 and the substrate 2 having a diameter of, for example, 150 mm at, for example, 200 V and 1 mA.
The inside of the vacuum chamber 3 is evacuated to, for example, 10 −4 Pa by a vacuum pump (not shown). At the time of operation of the ion source 10, the methane gas is decomposed by the filament into carbon and hydrogen ions. It becomes 10 -2 Pa. The substrate holder 5 is insulated from the vacuum chamber 3 by an insulator, and is cooled by a refrigerant liquid nitrogen. A high voltage pulse is applied to the substrate holder 5 from a pulse power supply circuit 60.

【0173】パルス電源回路60は、コイル63を間に
して正負のパルス電圧を出力するための高電圧真空管6
1,62を備えている。これら高電圧真空管61,62
には制御器64,65を介して充電器66,67が接続
されている。一方の充電器66は正の直流電圧、他方の
充電器67は負の直流電圧をそれぞれ出力するものであ
る。制御器64,65にはタイミング信号発生器68か
らタイミング信号が供給され、これにより充電器66,
67から出力される正負の直流電圧のオン・オフ制御を
行い、正負のパルス状電圧に変換すると共に、正のパル
ス状電圧と負のパルス状電圧とが交互に出力されるよう
に制御器64,65の切換え制御を行うようになってい
る。
The pulse power supply circuit 60 includes a high-voltage vacuum tube 6 for outputting positive and negative pulse voltages with the coil 63 interposed therebetween.
1, 62 are provided. These high voltage vacuum tubes 61, 62
Are connected to chargers 66 and 67 via controllers 64 and 65, respectively. One charger 66 outputs a positive DC voltage, and the other charger 67 outputs a negative DC voltage. The timing signals are supplied from the timing signal generator 68 to the controllers 64 and 65, whereby the chargers 66 and 65 are controlled.
The on / off control of the positive / negative DC voltage output from 67 is performed to convert the DC voltage into a positive / negative pulse-like voltage, and the controller 64 outputs a positive pulse-like voltage and a negative pulse-like voltage alternately. , 65 are controlled.

【0174】すなわち、このパルス電源回路60では、
充電器66,67から出力される正負の直流電圧が、タ
イミング信号発生器68から供給されるタイミング信号
に基づいてオン・オフ制御されパルス状電圧に変換され
た後、高電圧真空管61,62により増幅される。これ
により正負のパルス状電圧が交互に出力され、支持部材
9および基板ホルダー5を介して被処理物2に印加され
る。その他の作用は第1の実施の形態と同様である。
That is, in the pulse power supply circuit 60,
The positive and negative DC voltages output from the chargers 66 and 67 are turned on / off based on the timing signal supplied from the timing signal generator 68 and converted into pulsed voltages. Amplified. As a result, positive and negative pulse-like voltages are alternately output and applied to the workpiece 2 via the support member 9 and the substrate holder 5. Other operations are the same as those of the first embodiment.

【0175】図25〜図30はそれぞれパルス電源回路
60から出力される電圧波形の具体例、図31〜図36
は図25〜図30に示した電圧波形を印加したときの電
流波形を表すものである。なお、電圧はテクトロニクス
社製の高電圧プローブ、電流はピアソン社製のCTプロ
ーブにより測定することができる。図25において、T
d1は負のパルスの立上がり時間が2μsecであるこ
とを示している。また、Tnは立上がり、立下がりを含
めてパルス幅が10μsecであること、Tpは正のパ
ルス幅が5μsec、Tcは周期が1msecであるこ
とをそれぞれ示している。このときの電流波形は図31
に示したように、0.2Aほど定常的にパルス電流が測
定される。
FIGS. 25 to 30 show specific examples of voltage waveforms output from the pulse power supply circuit 60, respectively. FIGS.
Represents a current waveform when the voltage waveforms shown in FIGS. 25 to 30 are applied. The voltage can be measured by a high voltage probe manufactured by Tektronix, and the current can be measured by a CT probe manufactured by Pearson. In FIG. 25, T
d1 indicates that the rise time of the negative pulse is 2 μsec. Tn indicates that the pulse width including the rising and falling edges is 10 μsec, Tp indicates that the positive pulse width is 5 μsec, and Tc indicates that the period is 1 msec. The current waveform at this time is shown in FIG.
As shown in (2), the pulse current is constantly measured at about 0.2 A.

【0176】図26では、負のパルスの立下がり時間T
bが100μsecであることを示している。このとき
の電流波形は図32に示したとおりである。図27で
は、正のパルスの立下がり時間Td2が負のパルスと同
様に2μsecであることを示している。このときの電
流波形は図33に示したとおりである。図28、図29
および図30は、それぞれ図25,図26および図27
に対して正負の極性が反転した場合の波形である。な
お、上述のパルス幅Tp,Tnの値はそれぞれ1μse
c〜1000μsecの範囲内であることが好ましい。
また、図中の正負の電圧の具体的な値は、例えば、+V
は10KV、−Vは−20KVである。なお、+Vは0
KVから200KV、−Vは、0から−200KVの範
囲内とすることが好ましい。
In FIG. 26, the fall time T of the negative pulse
b indicates 100 μsec. The current waveform at this time is as shown in FIG. FIG. 27 shows that the fall time Td2 of the positive pulse is 2 μsec as in the case of the negative pulse. The current waveform at this time is as shown in FIG. FIG. 28 and FIG. 29
And FIG. 30 correspond to FIGS. 25, 26 and 27, respectively.
Is a waveform when the positive and negative polarities are inverted. The values of the pulse widths Tp and Tn are each 1 μsec.
It is preferable to be in the range of c to 1000 μsec.
The specific values of the positive and negative voltages in the figure are, for example, + V
Is 10 KV and -V is -20 KV. Note that + V is 0
KV to 200 KV and -V are preferably in the range of 0 to -200 KV.

【0177】本実施の形態では、パルス電源回路60と
してトランスの代わりに真空管を用いるようにしたの
で、高い出力電圧を得ることができることに加え、正負
のパルス幅の制御が可能になる。従って、被処理物の種
類に応じて適正なパルス幅の電圧を印加することがで
き、イオン注入による表面処理をより適切に行うことが
可能になる。その他の作用効果は、第1の実施の形態と
同様である。
In this embodiment, since a vacuum tube is used instead of a transformer as the pulse power supply circuit 60, a high output voltage can be obtained, and positive and negative pulse widths can be controlled. Therefore, a voltage having an appropriate pulse width can be applied according to the type of the object to be processed, and the surface treatment by ion implantation can be performed more appropriately. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

【0178】以上、いくつかの実施の形態および実施例
を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態
および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能
である。例えば、上記第3の実施の形態では、透明基板
51の表面にイオンを注入して表面保護層52を形成す
るようにしたが、第2の実施の形態と同様に、透明基板
上に予め形成された保護膜に対してイオンを注入するよ
うにしてもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to some embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and can be variously modified. For example, in the third embodiment, ions are implanted into the surface of the transparent substrate 51 to form the surface protective layer 52. However, similarly to the second embodiment, the surface protection layer 52 is formed on the transparent substrate in advance. Ions may be implanted into the formed protective film.

【0179】また、上記第2の実施の形態では被処理物
2として光ディスク基板を例に挙げると共に、上記第3
の実施の形態では被処理物2として光学ピックアップを
構成する対物レンズ50を例に挙げて説明したが、本発
明は、光磁気ディスクなどの他の光透過性を有する被処
理物についても広く適用することができる。
In the second embodiment, an optical disk substrate is taken as an example of the object 2 to be processed, and
In the above embodiments, the objective lens 50 constituting an optical pickup has been described as an example of the object 2 to be processed, but the present invention can be widely applied to other objects having optical transparency such as a magneto-optical disk. can do.

【0180】[0180]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1ま
たは請求項2記載の表面処理装置あるいは請求項3ない
し請求項16のいずれか1項に記載の表面処理方法によ
れば、プラズマ中において正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加することにより、絶縁
物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物にイオン
を注入するようにしたので、イオンを注入する際に、絶
縁物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物の内部
に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの状態になる
おそれがなくなり、表面にイオンが均一に注入されると
いう効果を奏する。特に、絶縁物であるプラスチックに
対しても、イオン注入による表面処理を施すことが可能
となる。すなわち、本発明の表面処理装置あるいは表面
処理方法によれば、プラスチックに対してイオン注入に
よる表面改質を施して、硬度、弾塑性特性、電気伝導
度、潤滑性、耐久性、耐湿性、耐食性、濡れ性、気体透
過率などの各種特性を改質することが可能となる。した
がって、従来は金属やガラスなどにより作られていた多
くの部品を、安価なプラスチックに置き換えることが可
能となり、産業上極めて有効である。
As described above in detail, according to the surface treatment apparatus according to claim 1 or 2, or the surface treatment method according to any one of claims 3 to 16, plasma By applying a pulse-like voltage including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage in the above, ions are implanted into an object to be processed mainly containing an insulator or silicon oxide. In addition, there is no possibility that charges are accumulated inside the object to be processed containing an insulator or silicon oxide as a main component, so that a so-called charge-up state is eliminated, and an effect is obtained that ions are uniformly implanted into the surface. In particular, surface treatment by ion implantation can be performed on plastics, which are insulators. That is, according to the surface treatment apparatus or the surface treatment method of the present invention, plastics are subjected to surface modification by ion implantation to obtain hardness, elastoplastic properties, electrical conductivity, lubricity, durability, moisture resistance, and corrosion resistance. It is possible to modify various properties such as wettability and gas permeability. Therefore, many parts conventionally made of metal, glass, and the like can be replaced with inexpensive plastic, which is extremely effective in industry.

【0181】また、請求項14または請求項15記載の
表面処理方法あるいは請求項17ないし請求項23のい
ずれか1項に記載の表面処理物によれば、光透過性を有
する絶縁物の表面処理がなされるように構成したので、
光学的特性がイオンが注入されていないもののそれとほ
ぼ等しく、かつ表面の機械的特性がイオンが注入されて
いないものよりも優れた表面処理物を得ることができる
という効果を奏する。
According to the surface treatment method of the present invention, the surface treatment of an insulator having a light-transmitting property is achieved. Is configured so that
This has the effect of obtaining a surface-treated product whose optical properties are almost the same as those without ions implanted and whose surface mechanical properties are better than those without ions implanted.

【0182】特に、請求項20記載の表面処理物によれ
ば、光記録媒体または光記録媒体に用いられる基材の表
面が処理されているので、その厚さが薄い場合や、その
表面に塵埃などの異物が付着した場合にも、損傷を受け
にくく、光記録媒体の長寿命化を図ることができる。ま
た、光信号の読み書きを行う際のエラーの発生を回避す
ることができ、光記録媒体の信頼性を向上させることが
できる。
In particular, according to the surface-treated product according to the twentieth aspect, since the surface of the optical recording medium or the base material used for the optical recording medium is treated, the case where the thickness is small or the surface Even when foreign matter such as adheres, the optical recording medium is hardly damaged, and the life of the optical recording medium can be extended. Further, it is possible to avoid occurrence of an error when reading and writing an optical signal, and it is possible to improve the reliability of the optical recording medium.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理装置
の構成を表す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
(プラズマ注入法)によりイオン注入を行う場合の注入
プロファイルを表す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an implantation profile when ion implantation is performed by a surface treatment method (plasma implantation method) according to the first embodiment of the present invention.

【図3】イオンビーム注入法によりイオン注入を行う場
合の注入プロファイルを表す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating an implantation profile when ion implantation is performed by an ion beam implantation method.

【図4】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う回転ドラムの外観を表す斜視図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view illustrating an appearance of a rotary drum that performs a surface treatment by a surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の一例を表す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a waveform of a pulsed voltage applied when performing a surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の他の例を表す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例をす図である。
FIG. 9 is a diagram showing still another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating yet another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第1の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied when performing the surface treatment by the surface treatment method according to the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2の実施の形態に係る表面処理方
法を表す流れ図である。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a surface treatment method according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施の形態に係る他の表面処
理方法を表す流れ図である。
FIG. 14 is a flowchart illustrating another surface treatment method according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3の実施の形態に係る表面処理物
としての対物レンズを備えた光学ピックアップの構成を
表す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical pickup including an objective lens as a surface-treated object according to a third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施例1においてプラスチック基板
に印加したパルス状電圧の第1の例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a first example of a pulsed voltage applied to a plastic substrate in the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施例1においてプラスチック基板
に印加したパルス状電圧の第2の例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a second example of the pulsed voltage applied to the plastic substrate in the first embodiment of the present invention.

【図18】図16に示したパルス状電圧を印加してイオ
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
18 is a characteristic diagram illustrating a result of an indentation hardness test when ion implantation is performed by applying the pulsed voltage illustrated in FIG.

【図19】図17に示したパルス状電圧を印加してイオ
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
19 is a characteristic diagram illustrating a result of an indentation hardness test when the pulsed voltage illustrated in FIG. 17 is applied to perform ion implantation.

【図20】本発明の実施例2に係る赤外吸収スペクトル
の測定結果を表す特性図である。
FIG. 20 is a characteristic diagram illustrating measurement results of an infrared absorption spectrum according to Example 2 of the present invention.

【図21】本発明の実施例9に係る光透過率と波長との
関係を表す特性図である。
FIG. 21 is a characteristic diagram illustrating a relationship between light transmittance and wavelength according to Embodiment 9 of the present invention.

【図22】本発明の実施例9に係る赤外吸収スペクトル
の測定結果を表す特性図である。
FIG. 22 is a characteristic diagram illustrating a measurement result of an infrared absorption spectrum according to Example 9 of the present invention.

【図23】本発明の実施例9に係るスクラッチ試験の結
果を表す特性図である。
FIG. 23 is a characteristic diagram illustrating a result of a scratch test according to Example 9 of the present invention.

【図24】本発明の第4の実施の形態に係る表面処理装
置の構成を表す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a surface treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の一例を表す図である。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a waveform of a pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の他の例を表す図である。
FIG. 26 is a diagram illustrating another example of the waveform of the pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第4の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating still another example of the waveform of the pulsed voltage applied in the fourth embodiment of the present invention.

【図31】図25に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
FIG. 31 is a diagram showing a current waveform when the voltage shown in FIG. 25 is applied.

【図32】図26に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
FIG. 32 is a diagram showing a current waveform when the voltage shown in FIG. 26 is applied.

【図33】図27に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
FIG. 33 is a diagram showing a current waveform when the voltage shown in FIG. 27 is applied.

【図34】図28に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
FIG. 34 is a diagram illustrating a current waveform when the voltage illustrated in FIG. 28 is applied.

【図35】図29に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
35 is a diagram showing a current waveform when the voltage shown in FIG. 29 is applied.

【図36】図30に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
FIG. 36 is a diagram showing a current waveform when the voltage shown in FIG. 30 is applied.

【図37】従来のプラズマ注入法において被処理物に印
加するパルスバイアス電圧の波形を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a waveform of a pulse bias voltage applied to an object to be processed in a conventional plasma injection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…表面処理装置、2…被処理物、3…真空容器、4…
クライオポンプ、5…ホルダー、6…イオン発生装置、
7…シャッタ、8…パルス電源回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Surface treatment apparatus, 2 ... Workpiece, 3 ... Vacuum container, 4 ...
Cryopump, 5 ... Holder, 6 ... Ion generator,
7 shutter, 8 pulse power supply circuit

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Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁物にイオンを注入することにより絶
縁物の表面を処理する表面処理装置であって、 絶縁物に注入するイオンを含むプラズマを発生させるプ
ラズマ発生手段と、 絶縁物に対してパルス状電圧を印加する電圧印加手段と
を備え、 前記プラズマ発生手段により、絶縁物に注入するイオン
を含むプラズマを発生させ、当該プラズマ中で前記電圧
印加手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含
むパルス状電圧を絶縁物に印加することにより、イオン
を絶縁物に注入することを特徴とする表面処理装置。
1. A surface treatment apparatus for treating a surface of an insulator by implanting ions into the insulator, comprising: a plasma generating means for generating plasma containing ions to be implanted into the insulator; Voltage applying means for applying a pulsed voltage, wherein the plasma generating means generates plasma containing ions to be injected into an insulator, and the voltage applying means generates a positive pulse voltage and a negative pulse voltage in the plasma. A surface treatment apparatus characterized in that ions are implanted into an insulator by applying a pulse voltage including the following to an insulator.
【請求項2】 前記電圧印加手段は、絶縁物に対して印
加するパルス状電圧の波形を制御する波形制御手段を有
することを特徴とする請求項1記載の表面処理装置。
2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein said voltage applying means has a waveform control means for controlling a waveform of a pulsed voltage applied to the insulator.
【請求項3】 絶縁物にイオンを注入することにより絶
縁物の表面を処理する表面処理方法であって、 注入するイオンを含むプラズマ中において、正のパルス
電圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を絶縁物に
印加することにより、絶縁物にイオンを注入することを
特徴とする表面処理方法。
3. A surface treatment method for treating a surface of an insulator by implanting ions into the insulator, comprising: a pulse including a positive pulse voltage and a negative pulse voltage in a plasma containing the ions to be implanted. A surface treatment method comprising applying ions to an insulator by applying a state voltage to the insulator.
【請求項4】 前記絶縁物にパルス状電圧を印加する際
に、電圧パルスの間に電圧を印加しない期間を設けるこ
とを特徴とする請求項3記載の表面処理方法。
4. The surface treatment method according to claim 3, wherein a period during which no voltage is applied is provided between the voltage pulses when the pulse-like voltage is applied to the insulator.
【請求項5】 絶縁物にパルス状電圧を印加する際に、
当該パルス状電圧にDC電圧成分を重畳すること特徴と
する請求項3記載の表面処理方法。
5. When applying a pulse voltage to an insulator,
The surface treatment method according to claim 3, wherein a DC voltage component is superimposed on the pulse voltage.
【請求項6】 絶縁物に印加するパルス状電圧の波形
を、パルスピーク値、パルス立ち上がり時間、パルス間
隔及およびパルス幅のうちの少なくともいずれかが異な
る複数のパルスを組み合わせた波形とすることを特徴と
する請求項3記載の表面処理方法。
6. A pulse-shaped voltage applied to an insulator is formed by combining a plurality of pulses different in at least one of a pulse peak value, a pulse rise time, a pulse interval, and a pulse width. The surface treatment method according to claim 3, wherein:
【請求項7】 絶縁物に印加するパルス状電圧の波形を
制御することにより、絶縁物にイオンを注入する際の注
入量、注入深さおよび注入プロファイルのうちの少なく
ともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項3
記載の表面処理方法。
7. A method for controlling at least one of an implantation amount, an implantation depth, and an implantation profile when implanting ions into an insulator by controlling a waveform of a pulsed voltage applied to the insulator. 4. The method according to claim 3, wherein
The surface treatment method described.
【請求項8】 表面処理の対象となる絶縁物が、ヘリカ
ルスキャン方式による磁気テープの記録または再生の少
なくとも一方に使用される回転ドラムであることを特徴
とする請求項3記載の表面処理方法。
8. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be subjected to the surface treatment is a rotary drum used for at least one of recording and reproduction of a magnetic tape by a helical scan method.
【請求項9】 表面処理の対象となる絶縁物が、記録媒
体の記録層を支持する基材であることを特徴とする請求
項3記載の表面処理方法。
9. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be subjected to the surface treatment is a substrate that supports a recording layer of a recording medium.
【請求項10】 表面処理の対象となる絶縁物が、基材
上に記録層が形成されてなる記録媒体であることを特徴
とする請求項3記載の表面処理方法。
10. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be subjected to the surface treatment is a recording medium in which a recording layer is formed on a base material.
【請求項11】 表面処理の対象となる絶縁物が、基材
上に記録層が形成されてなると共に、当該記録層上に保
護膜が形成されてなる記録媒体であり、 少なくとも前記記録媒体の保護膜に対して、イオンを注
入して表面処理を施すことを特徴とする請求項3記載の
表面処理方法。
11. An insulating material to be subjected to a surface treatment is a recording medium in which a recording layer is formed on a base material and a protective film is formed on the recording layer. The surface treatment method according to claim 3, wherein ions are implanted into the protective film to perform a surface treatment.
【請求項12】 表面処理の対象となる絶縁物が、液晶
パネルにおいて液晶を封入するためのパネル基板である
ことを特徴とする請求項3記載の表面処理方法。
12. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be surface-treated is a panel substrate for enclosing liquid crystal in a liquid crystal panel.
【請求項13】 表面処理の対象となる絶縁物が、絶縁
体に印刷が施されてなる印刷物であることを特徴とする
請求項3記載の表面処理方法。
13. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be subjected to the surface treatment is a printed matter obtained by printing the insulator.
【請求項14】 表面処理の対象となる絶縁物が、光透
過性を有することを特徴とする請求項3記載の表面処理
方法。
14. The surface treatment method according to claim 3, wherein the insulator to be subjected to the surface treatment has a light transmitting property.
【請求項15】 前記絶縁物は、基板と、この基板の上
に設けられると共に、絶縁物の表面を構成する保護膜と
を含むことを特徴とする請求項14記載の表面処理方
法。
15. The surface treatment method according to claim 14, wherein the insulator includes a substrate and a protective film provided on the substrate and constituting a surface of the insulator.
【請求項16】 酸化ケイ素を主成分とする被処理物に
イオンを注入することにより被処理物の表面を処理する
表面処理方法であって、 注入するイオンを含むプラズマ中において、正のパルス
電圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を絶縁物に
印加することにより、被処理物にイオンを注入すること
を特徴とする表面処理方法。
16. A surface treatment method for treating a surface of an object to be processed by injecting ions into an object mainly composed of silicon oxide, wherein a positive pulse voltage is applied to the plasma containing the ions to be implanted. A surface treatment method characterized in that ions are implanted into an object by applying a pulse-like voltage including a pulse voltage and a negative pulse voltage to an insulator.
【請求項17】 光透過性を有する絶縁物に、プラズマ
中においてイオンが注入されることにより、その表面が
処理されていることを特徴とする表面処理物。
17. A surface-treated material characterized in that a surface thereof is treated by implanting ions in plasma into an insulator having a light-transmitting property.
【請求項18】 前記絶縁物は、イオン注入の有無にか
かわらず、所定の波長領域において、実質的にその光透
過率が等しいことを特徴とする請求項17記載の表面処
理物。
18. The surface-treated product according to claim 17, wherein the insulator has substantially the same light transmittance in a predetermined wavelength region regardless of whether or not ion implantation is performed.
【請求項19】 前記絶縁物は、イオン注入の有無にか
かわらず、380nm以上900nm以下の範囲内の領
域のある一部において、実質的にその光透過率が等しい
ことを特徴とする請求項17記載の表面処理物。
19. The light transmittance of the insulator is substantially equal in a part of a region within a range from 380 nm to 900 nm irrespective of the presence or absence of ion implantation. The surface-treated product described.
【請求項20】 前記絶縁物は、少なくとも基材と記録
層とを有する光記録媒体または光記録媒体の基材として
用いられるものであることを特徴とする請求項17記載
の表面処理物。
20. The surface-treated product according to claim 17, wherein the insulator is used as an optical recording medium having at least a substrate and a recording layer or a substrate of the optical recording medium.
【請求項21】 前記絶縁物の表面における降伏応力
は、イオン注入により大きくなっていることを特徴とす
る請求項17記載の表面処理物。
21. The surface-treated product according to claim 17, wherein the yield stress on the surface of the insulator is increased by ion implantation.
【請求項22】 前記絶縁物の表面の硬度は、イオン注
入により高くなっていることを特徴とする請求項17記
載の表面処理物。
22. The surface-treated product according to claim 17, wherein the hardness of the surface of the insulator is increased by ion implantation.
【請求項23】 前記絶縁物は、基板と、この基板の上
に設けられ、前記絶縁物の表面を構成する保護膜とを含
むと共に、前記基板と前記保護膜との密着力が、イオン
注入により大きくなっていることを特徴とする請求項1
7記載の表面処理物。
23. The insulator, comprising: a substrate; and a protective film provided on the substrate and forming a surface of the insulator, wherein the adhesion between the substrate and the protective film is reduced by ion implantation. 2. The method according to claim 1, wherein
7. The surface-treated product according to 7.
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