JP3145243B2

JP3145243B2 - 被膜形成装置

Info

Publication number: JP3145243B2
Application number: JP04644694A
Authority: JP
Inventors: 茂則林; 健二伊藤; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1994-02-20
Filing date: 1994-02-20
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH07228965A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高耐久性の高記録密度
を有する量産性に優れた磁気記録媒体を高分子基板材料
上に形成する製造装置に関するものである。特に耐摩耗
性、潤滑性の機能が要求される保護膜の形成装置に関す
るものである。その産業上の利用分野は映像機器、及び
情報機器分野等多岐にわたる。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録媒体は高密度化の傾向に
ある。従来の磁気記録媒体の例としては、オーディオ，
ビデオ用テープ材料に用いられるγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 粉末，
ＣｒＯ粉末，純鉄粉末等を研磨材，バインダーと共に高
分子基板材料上に塗布した塗布型のものが知られてい
る。さらに性能の高い磁気記録媒体では金属磁性材料を
蒸着したものが用いられる。

【０００３】また、これらの磁気記録媒体の表面に炭素
を主成分とする被膜（炭素膜、ＤＬＣや硬質炭素膜とも
呼ばれる）を成膜し、表面保護、耐摩耗性あるいは潤滑
性を有せしめる技術が知られている。この炭素を主成分
とする被膜はプラズマＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ法に
より形成されるのが普通である。

【０００４】代表的なプラズマＣＶＤ法は高周波電圧給
電側（カソード）に基板を設置し、カソード近傍に形成
されるセルフバイアスを用いて高硬度膜を作製してい
る。一般に、接地電極（アノード）側では硬度の高い炭
素膜は形成できない。

【０００５】平行平板型のプラズマＣＶＤ法を用いて炭
素を主成分とする被膜を成膜せんとする場合、磁気記憶
媒体の基体となる有機樹脂基板はカソード電極側に設置
せねばならない。高密度記録用の磁気記録媒体は一般に
金属磁性材料を蒸着して得られるので、このような基体
をカソード電極に接触させると基体が電極の一部のよう
になり高周波電界が漏れて、好ましくない領域で放電が
発生してしまう。このような放電は基体である有機樹脂
フィルムを破損する可能性が高く、生産の安定性や信頼
性の点で問題があった。

【０００６】また、ロールツウロール式の磁性層作製プ
ロセスと同時に保護膜である硬質炭素膜を形成しようと
すると、炭素膜の成膜速度が遅く、不可能であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
導電性である金属磁性層を有する磁気記録媒体表面に安
定に高い信頼性で硬質炭素膜を生産できる装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】すなわち、接地電極であるアノードに接触
させた状態で十分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が
形成できる装置を提供する。

【０００９】本発明の別の目的は、磁性層作製プロセス
と同時に保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度の、
高速成膜が可能な装置を提供することである。

【００１０】さらに、本発明の目的は、高速成膜を達成
することによる新たな問題である、電極の汚れに起因す
るフレークの発生を抑制できる装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波電界が
印加される第１の電極と、接地された第２の電極を対向
して配置し、高周波電界の印加により、該第１および第
２の電極間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導入し
た原料ガスを活性化せしめて被膜を形成する被膜形成装
置において、前記第１の電極と第２の電極の間隔は６ｍ
ｍ以下であり、かつ、前記電極間の圧力は１５Ｔｏｒｒ
から１００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形
成装置である。

【００１２】本発明は、第１および第２の電極の間隔が
６ｍｍ以下で、かつ、圧力が１５Ｔｏｒｒから１００Ｔ
ｏｒｒの間であれば、基体を接地電極である第二の電極
に接触させていても高硬度な炭素膜の形成が可能である
という点が主旨であり、発明人の実験的な知見によるも
のである。

【００１３】本発明人は上記の知見に先立ち、一般に、
プラズマＣＶＤで選択される圧力領域（１０ｍＴｏｒｒ
から１Ｔｏｒｒ）よりかなり高い圧力領域（５Ｔｏｒｒ
から７６０Ｔｏｒｒ）での、プラズマの物性を観察し
た。このような一般に考えられるものより高い圧力範囲
に着目したのは、通常のプラズマＣＶＤの成膜速度を桁
違いに向上させたいと考えたからである。

【００１４】プラズマＣＶＤでの成膜素過程（ラジカル
の発生、基板表面への輸送、表面での反応）を考慮すれ
ば、（１）成膜の前駆体となるラジカル密度の向上（２）ラジカルの基体表面への輸送効率の向上の２点を改善できれば成膜速度が向上することが理解で
きる。プラズマＣＶＤの場合はラジカルはプラズマ空間
全体で発生しており、ラジカルの輸送よりは発生の方が
成膜速度への影響は大きいと推察できる。ラジカル密度
の増加は反応圧力の上昇で可能と期待できる。つまり、
高い圧力領域での成膜は高速成膜になることが期待でき
る。

【００１５】成膜素過程にはさらに、（３）膜表面での反応（表面脱離の抑制）も考えられるが、プラズマＣＶＤのような低温プロセス
の場合は表面反応律速になることはなく、成膜速度への
膜表面での反応過程は寄与しない。ただし、硬質炭素膜
を製膜する場合は表面でのイオンの作用が膜質におおき
く影響する。すなわち、硬質炭素膜では成膜中にイオン
のボンバードメントを積極的に作用させ、膜中の強い結
合を残し、弱い結合を切断しつつ成膜するものだからで
ある。よって、一般にはカソード側に基板を設置し、セ
ルフバイアスを用いて成膜する。

【００１６】ラジカル密度の増加を成膜時の圧力増加で
実現するとしても、ラジカル発生の前提となるプラズマ
が、圧力上昇によりその物性を大きく変化させては意味
がない。そこで、本発明人は先に述べた通り、高い圧力
領域（５Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒ）でのプラズマを
観察した。

【００１７】まず、高い圧力領域（５Ｔｏｒｒから７６
０Ｔｏｒｒ）でプラズマを発生させるための要件であ
る。従来、低圧グロー放電が、１０ｍＴｏｒｒから１Ｔ
ｏｒｒの圧力領域で生成されていたのは、該圧力領域で
最も放電が生成しやすい（すなわち、放電が安定であ
る）からである。ある電極間隔ｄ（通常の低圧グローの
場合ｄ＝数十ｍｍ）の平行平板電極の間に存在する粒子
が、電子と衝突する回数（電子は電極間の電界で加速さ
れ、一方の電極からもう一方の電極の方向に飛翔してい
ると仮定する）は、その雰囲気の圧力に比例する（平均
自由行程に逆比例する）。すなわち、圧力が低く、衝突
回数が少ないと、電子は十分なエネルギーを持つため、
衝突すれば粒子の電離はおこるものの、低圧力のため粒
子自体が少なく、プラズマに成りえない。一方、圧力が
高いと、電子の衝突回数が増加し、次の衝突までに電子
は十分なエネルギーを持ちえず、衝突しても粒子をイオ
ン化することができない。これは、パッシェンの法則と
して知られているもので、放電開始電圧Ｖが、圧力ｐと
電極間隔ｄの積（ｐｄ積）の関数になり、あるｐｄ積の
値で最低放電開始電圧Ｖｍｉｎが存在するというもので
ある。

【００１８】すなわち、高い圧力領域でプラズマを生成
するには、短い自由行程間で粒子を電離するに十分な電
界を電子に与える必要がある。これは電極間隔ｄを小さ
くすることと、電極間に印加する電圧を上げることで対
処できる。

【００１９】ただし、電極間に印加する電圧を上げるこ
とによる効果には限界がある。すなわち、グロー放電の
場合、プラズマ内での電界分布は一様ではなく、電界は
電極近傍に形成されるシース部に最も大きくかかる。次
に、シース部に続く陽光柱部にかかる。シース部の長さ
はプラズマに特有のデバイ長さ程度であり、空間的に大
部分を占める陽光柱にはあまり電界はかからない。よっ
て、電極間に、多大な電圧を印加したとしても、空間的
に大部分を占める陽光柱部での実質的な電界増加はあま
り見込めない。もっとも、電極間電圧の増加分はシース
部にかかるため、該領域での電離は促進される。シース
部にかかる電界が限度を越えると、加速された電子が電
極表面に衝突し、電極を加熱する事による電極からの熱
電子放出が発生してくる。グロー放電の場合の電極から
の電子放出機構は電界放出および二次電子放出である
が、熱電子放出が発生すると、電極からの電子放出に費
やされる電界がほとんどなくなり、その分の電界はシー
ス部にかかるようになる。そうなると、シース部の電子
はさらに加速されて電極を加熱し、電極電位が維持され
る限り熱暴走を起こしてしまう。このような状態は負性
抵抗であり、全路にわたって電流が流れるとアーク放電
に移行する。

【００２０】よって、高い圧力領域でのプラズマ生成に
は電極間隔の小さくすることが効果がある。ただし、電
極間隔の下限値も存在する。プラズマを存在させるに
は、電極間隔はデバイ距離の数倍は少なくとも必要であ
る。デバイ距離λは以下の式で表される。 λ＝（ε₀ ・κ・Ｔｅ／ｑ² ・Ｎｅ）^1/2 ただし、ε₀ は真空の誘電率 κはボルツマン定数ｑは電荷素量Ｔｅは電子温度Ｎｅは電荷密度である。本発明のプラズマは電子密度が１０¹⁵／ｍ³ 、
電子温度が２ｅＶ程度であることよりデバイ距離は約
０．３ｍｍとなる。よって、電極間隔は１ｍｍ以上ある
ことが望ましい。

【００２１】上記の通り、１Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒ
ｒまでの圧力での放電は可能であるが、プラズマの物性
は大きく変化する。１００Ｔｏｒｒ程度から７６０Ｔｏ
ｒｒの圧力領域では、通常の電極構造では先に示したア
ーク放電への移行メカニズムにも示したように、放電が
不安定になりやすい。そこで、本発明人の他の発明であ
る大気圧放電の発生方法を利用することができる。

【００２２】放電が負性抵抗を示しても系全体で負性抵
抗を示さないように電極表面に耐熱性の誘電体を挿入す
る。該誘電体が正抵抗を持つため、系全体では正抵抗と
なる。この場合、誘電体が等価回路的には直列に入るた
め、電極間に印加する電界は交流とする必要がある。

【００２３】さらに、該領域では、圧力が高く、空間中
でのイオンおよび電子の衝突・再結合の確率が大きくな
り、プラズマが消滅しやすくなる。よって、イオンおよ
び電子の拡散（特にイオンの拡散）を促進してプラズマ
を広げる必要がある。そのために、準安定状態を有する
希ガス特にヘリウムもしくはアルゴンの添加が効果があ
る。希ガスは全ガスの８０％以上とするのが好ましい。

【００２４】前記のように、１００Ｔｏｒｒ程度から７
６０Ｔｏｒｒの圧力領域では、電極表面の誘電体と希ガ
スの添加が必要であるが、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧
力領域では、誘電体と希ガスは必ずしも必要ではない。
しかし、１００Ｔｏｒｒ程度以下の圧力領域での誘電体
と希ガスの存在は放電を安定させる効果があり有効であ
る。ただし、コストの上昇と成膜速度の低下を招く要素
となる。

【００２５】本発明人は、前記の手段をもちいて、５Ｔ
ｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒでのプラズマの物性を観察し
た。実験に用いたガスはアルゴンで、電極はプラズマ安
定化のため誘電体を挿入したものを用いた。誘電体は
０．５ｍｍ厚さの焼結アルミナを用いた。高周波の周波
数は１３．５６ＭＨｚである。

【００２６】プラズマの代表的な物性値として電子温度
（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）とプラズマを維持するに必
要な最低の電圧（ＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＶｏｌｔａｇ
ｅ）を測定した。電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎｅ）
はラングミュアプローブ法（シングルプローブ法）を用
いて、プラズマを維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓ
ｔａｉｎｉｎｇＶｏｌｔａｇｅ）は電源の端子電圧を
測定した。結果を図７及び図９に示す。

【００２７】図９に電子温度（Ｔｅ）と電子密度（Ｎ
ｅ）を同時に示す。電子密度（Ｎｅ）は、プローブ電圧
を正電圧方向にかけていくと観察することのできる電子
飽和電流領域が、観測できない圧力領域（６０Ｔｏｒｒ
以上）が存在するため、計算ができず、よって、６０Ｔ
ｏｒｒ以上は図示していない。４０Ｔｏｒｒ以下での電
子密度（Ｎｅ）は、圧力の上昇とともに１×１０¹⁴／ｍ
³ から１．７×１０¹⁴／ｍ³ に徐々に上昇し、４０Ｔｏ
ｒｒから６０Ｔｏｒｒの領域では急激に８×１０¹⁴／ｍ
³ まで上昇している。これは約４０Ｔｏｒｒを境にし
て、局部的にアーク放電が発生していることを示してお
り、該領域（４０Ｔｏｒｒから６０Ｔｏｒｒ）のプラズ
マが不安定に成りつつあることを示している。しかし、
これを利用すると、非常に高密度なプラズマを得ること
ができる。

【００２８】図７は電子温度（Ｔｅ）とプラズマを維持
するに必要な最低の電圧（ＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＶｏ
ｌｔａｇｅ）を同時に示す。プラズマを維持するに必要
な最低の電圧（ＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＶｏｌｔａｇ
ｅ）は、その物理的意味はともかく、装置としてのプラ
ズマの取り扱い易さを示す物であり。出来るだけ低いこ
とが好ましい。この観点からすると、１０Ｔｏｒｒから
１００Ｔｏｒｒの間で極小を示しており、該領域で使用
することが好ましい。

【００２９】一方、電子温度（Ｔｅ）のグラフは、６０
Ｔｏｒｒを極小とし、Ｕ字型の形状となっている。１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの中圧力領域では、これよ
り低い圧力領域および高い圧力領域より、電子温度（Ｔ
ｅ）が低く、３ｅＶ以下となっている。

【００３０】上記の結果はあくまで代表的な結果であ
り、全てを表しているわけではない。例えばガスをヘリ
ウム、ネオン等に変えたり、炭化水素ガスを加えたり、
ガス流量を変化させたりすると、結果は異なる。たとえ
ば、電子温度（Ｔｅ）が極小となる圧力は６０Ｔｏｒｒ
から１００Ｔｏｒｒの範囲で変化し、電子密度（Ｎｅ）
が急激に増加する圧力は４０Ｔｏｒｒから８０Ｔｏｒｒ
の範囲で変化し、プラズマを維持するに必要な最低の電
圧（ＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＶｏｌｔａｇｅ）が極小と
なる圧力は２０Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲で変
化する。しかしながら、定性的にはほぼ同様の結果を得
る。

【００３１】以上のべたことより、中圧力領域（１５Ｔ
ｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの範囲）では、プラズマを維
持するに必要な最低の電圧（ＳｕｓｔａｉｎｉｎｇＶ
ｏｌｔａｇｅ）が低くなることは装置の使い勝手、電源
の軽量化および低コスト化の点から好ましく、電子密度
（Ｎｅ）の増加はラジカル密度を増加させる効果の点で
好ましい。

【００３２】更に、中圧力領域（１５Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの範囲）では、電子温度が低くなるため、ラ
ジカルの生成に対しては不利ではあるが、プラズマの電
位が接地電位であるアノードに対して上昇するため、ア
ノードへのイオンのボンバードメントが発生する。これ
は、アノード側に設置した硬質炭素膜の作製には大変都
合がよい。理由を以下に説明する。

【００３３】プラズマ内の電子とイオンはその質量の差
より、同じ電界強度の下で、電子の方が容易に運動す
る。よっで、電子の方がより容器に到達する確率が高く
なる。容器が絶縁体であれば、容器が負に帯電すること
となる。容器が導電体であれば、プラズマに接する容器
がプラズマと同電位であると仮定すると、容器を介して
プラズマの方向に電流が流れる。電流が流れては電荷中
性の条件に反するので、電流のながれをキャンセルする
ようにプラズマの電位は容器に対して正の方向に動く。
すなわち、容器が導電体であろうと絶縁体であろうと、
電子とイオンの移動度の相違により、プラズマは容器に
対して正に帯電する。

【００３４】これは、接地電極側にもイオンシースが存
在することを示す。もちろん、カソード（給電電極側）
にもイオンシースが存在する。しかし、通常は、自然に
発生するイオンシースはセルフバイアスにより発生する
シースよりも十分小さいために無視されている。

【００３５】イオンシースにより発生する電界は、イオ
ンシースを電気二重層によるコンデンサと等価として見
積もることが可能である。

【００３６】電子の速度がボルツマン分布していると仮
定すると、イオンシース内の電子密度は指数関数的に減
少し、イオンシース内の空間電荷はエクスポネンシャル
カーブとなる。イオンシースとプラズマとの境界は、プ
ラズマのバルク電位に対して、Ｖｔ＝−κ・Ｔｅ／２ｑ程度の電位になる位置と定義するのが妥当である。これ
は、プラズマバルク内の電子がκ・Ｔｅ／２程度のエネ
ルギーで運動していることによる。

【００３７】電子温度（Ｔｅ）が大きくなると電子がイ
オンシース内に侵入するためイオンシースの厚さｄは減
少し、電気二重層の容量Ｃは増加する。逆に、電子温度
（Ｔｅ）が小さくなると、電気二重層の容量Ｃは減少す
る。イオンシースに蓄積される電荷量は電子密度（Ｎ
ｅ）すまわちイオン密度（Ｎｉ）に比例するため、電気
二重層の両端にかかる電圧Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｃ＝（Ｎｅ）^2/3 ・ｄ／ε₀ ・Ｓただし、ｄはイオンシースの厚さＳは電極面積となる。すなわち、電子温度（Ｔｅ）が小さいほどイオ
ンシース内の電界は強くなり、アノードへのイオンのボ
ンバードメントは大きくなる。

【００３８】従来、アノード側では硬質炭素膜が生成で
きなかったが、本発明の装置では、圧力を中圧力（１５
Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒ）とし、結果として電子温
度を低下させ、もって、アノードにもイオンのボンバー
ドメントを発生させることにより、アノード側でも硬質
炭素膜が成膜できるようになった。

【００３９】また、本発明は、第１の電極に対向して、
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第一の電極に高周波の電
界を印加して前記第一及び第二の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極の周端部が絶縁体で覆われ、前記第１の電極
および第２の電極と絶縁体により実質的に閉空間が構成
され、該閉空間には前記第１の電極に設けられた細孔を
介してガスが供給され、前記閉空間内にプラズマが閉じ
込められて外部に漏れにくくなっている構造を有し、か
つ、前記第１の電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下で
あり、かつ、前記閉空間内の圧力は１５Ｔｏｒｒから１
００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成装置
である。

【００４０】これは、中圧力とすることに加えて、プラ
ズマを閉空間に閉じ込めることにより、好ましくない領
域での放電を防止し、更に、より高密度のプラズマを生
成して、アノードへのボンバードメントの増加を実現し
たものである。

【００４１】更に、本発明は、第１の電極に対向して、
接地された円筒形状の第２の電極を有し、該第２の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第２の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第１および第２の電極の
間を通過する機構を有し、前記第１の電極に高周波の電
界を印加して前記第１及び第２の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第１の電極が前記第２の電極に対して形成する電界強度
が前記第１の電極の表面において最も強く、前記第２の
電極の表面において最も弱くなるように、電極を構成す
るとともに、前記第１の電極と第２の電極の最短間隔は
６ｍｍ以下であり、かつ、前記第１の電極と第２の電極
の間の圧力は１５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間であ
ることを特徴とする被膜形成装置である。

【００４２】これは、中圧力とすることに加えて、第１
の電極すなわちカソード周辺の電界強度を高め、該領域
でプラズマの密度を増加させたものである。第１の電極
すなわちカソード電極の形状としては平板の端部を用い
た物のほか、ナイフ状、針状のものが有効である。

【００４３】また、本発明は、高周波電界が印加される
第１の電極と、接地された円筒第２の電極を対向して配
置し、高周波電界の印加により、該第１および第２の電
極間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導入した原料
ガスを活性化せしめて被膜を形成する被膜形成装置であ
って、接地された円筒形状金属表面に、前記第１および
第２の電極間で発生したプラズマが吹きつけられるよう
に、該円筒形状金属を配置し、該円筒形状金属の一部
に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付
けられ、前記円筒形状金属が回転することにより、前記
プラズマが吹きつけられる領域を前記フィルムが通過す
る機構を有してなる被膜形成装置において、前記第１の
電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下であり、かつ、前
記第１の電極と第２の電極の間の圧力は１５Ｔｏｒｒか
ら１００Ｔｏｒｒの間であることを特徴とする被膜形成
装置。

【００４４】これは、平行平板もしくは同心円筒状電極
構造を有するプラズマ発生装置で、同様に中圧力とする
ことにより高密度プラズマが形成できるが、これをガス
流でもって積極的に基体に吹きつける物である。中圧力
のため、ガスの拡散は低圧に比べて遅くなり、ラジカル
の輸送が律速する場合がある。これを吹きつけにより解
決したものである。

【００４５】また、本発明は、前記プラズマ空間内に供
給されるガスは炭化水素、ハロゲン化炭素およびハロゲ
ン化炭化水素からなる群より選ばれたガスと水素の混合
ガス、もしくは、該混合ガスと希ガスの混合ガスである
ことを特徴とする各請求項に記載の被膜形成装置であ
る。

【００４６】中圧力としたことにより高速度での成膜が
実現できるが、一方、カソードへの膜の付着が問題とな
る。これを、炭素のハロゲン化物を添加することにより
解決するものである。

【００４７】本発明では、アノード側にイオンのボンバ
ードメントを作用させて、アノード側でも硬質炭素膜が
形成きるものであるが、カソード側にもアノード側より
も大きなセルフバイアスがかかるので、イオンのボンバ
ードメントはアノード側よりも強くなる。本発明では、
この現象を利用して、エッチング作用を有したハロゲン
系ガスを原料ガスに添加し、カソード側では成膜ではな
くエッチングをおこなうものである。

【００４８】炭素のハロゲン化物、たとえば４フッ化炭
素はエッチングガスとして知られている。４フッ化炭素
ではエッチング作用のみ見られるわけだが、６フッ化２
炭素もしくは８フッ化３炭素等では、セルフバイアスの
強さにより、エッチングされたり、成膜されたりする。
すなわち、セルフバイアスが強く、イオンのボンバード
メントが強い場合にはエッチングされ、セルフバイアス
が弱く、イオンのボンバードメントが弱い場合には成膜
される。

【００４９】本発明では、成膜されることが好ましくな
いカソード側の方がボンバードメントが強く、大変都合
がよい。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、
フレークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナ
ンス期間が延ばせるので、スループットが向上し、コス
ト削減に大きく寄与できる。

【００５０】また、超ＬＳＩプロセス等の場合はコンタ
ミネーションの原因となるため、避けられることがおお
いが、本発明のように炭素膜の形成の場合はコンタミネ
ーションを気にする必要もない。

【００５１】また、本発明は、基体であるフィルムは導
電性のフィルムであることを特徴とする被膜形成装置で
ある。カソード側でなく、アノード側にしか置くことが
出来ない導電性フィルムの場合、本発明は最も有効とな
る。

【００５２】

【実施例】以下、実施例において、本発明を更に詳しく
説明する。なお、実施例では、金属磁性層の形成と同時
に本発明を実施する例を示し、本発明が最も有効に作用
刷る例を示した。

【００５３】〔実施例１〕本発明の実施例を図に基づい
て説明する。図４において、真空容器１内の供給ロール
２から送られる高分子基板材料３はフリーローラガイド
４を経由して、円筒状キャン７に沿って矢印の向きに走
行する。

【００５４】本実施例では、高分子基板材料３として幅
４ｃｍ，厚さ６μｍのポリイミドフィルムを使用した。

【００５５】蒸発源６から蒸発した金属原子は高分子基
板材料３上に堆積し、磁性層して０．１５〜０．１８μ
ｍの膜厚に形成される。

【００５６】本実施例では、蒸発物質として、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ合金を用い、広範囲な走査が可能なピアス型電
子銃を用い、加速電圧を３５ＫＶ加え、５×１０^-4Ｔｏ
ｒｒの動作圧力で電子ビーム蒸着法により形成した。高
分子基板材料３の通過速度は１３５ｍ／min とした。な
お、遮へい板５は堆積領域を制限する為に設けられたも
のである。

【００５７】円筒状キャン７と形成された磁性層との間
には、フリーローラガイド４を介して、直流電源１５に
よって電位差が与えられる。ここでは、高分子基板材料
３と円筒状キャン７とは静電的に密着するよう８０Ｖの
電圧を印加した。磁性層が形成された高分子基板材料３
は、中間ロール８を経由して真空容器９へ導かれ、プラ
ズマ活性化処理がなされる。

【００５８】ここで、プラズマ活性化処理工程について
説明する。接地電極１０と高周波給電電極１１が平行に
３ｃｍの間隔で配設された電極間に原料ガス供給系１８
より水素ガスを導入し、排気系１９で排気しながら動作
圧力を１０^-1〜１０^-2Ｔｏｒｒに制御し、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波を０．５Ｗ／cm² の電力密度で高周波電源
系１２から印加し、水素プラズマを形成する。そして形
成されたプラズマ領域１６を高分子基板材料３が磁性層
形成工程に同期した速度で通過するように構成されてい
る。

【００５９】この工程を施すことで、磁性層表面が活性
な水素ラジカルあるいは、水素イオンに曝される。この
結果、適度に清浄化されると同時に磁性層の表面の活性
化が促進される。同様な効果はアルゴンガス及びアルゴ
ンと水素の混合ガスを用いた場合でも行なうことができ
る。尚、真空容器９バッファー室２０を隔てる壁に開け
られた高分子基板材料３が通過するべき隙間の大きさは
前記真空容器２で生成されるプラズマ１６のデバイ距離
もしくは該プラズマ領域１６の圧力における平均自由行
程より小さくするとよい。そうするとプラズマがバッフ
ァー室２０に漏れだすことがなくなる。

【００６０】次に炭素を主成分とする被膜の形成領域で
ある真空容器１３について説明する。フリーローラガイ
ド４を介して導かれた磁性層が堆積された高分子基板材
料３には、複数のビーム型プラズマ発生装置が配置され
た領域を通過する過程で良質の炭素を主成分とする被膜
が形成される。

【００６１】ここで、ビーム型プラズマを発生させるプ
ラズマ発生装置について図１を用いて説明する。図１に
示すプラズマ発生装置は、ヘリウムやアルゴン等の希ガ
スを主体としたガスを用いて、１Ｔｏｒｒを越え２００
Ｔｏｒｒ未満の中圧力、好ましくは５〜１５０Ｔｏｒ
ｒ、さらに好ましくは５０〜１００Ｔｏｒｒの圧力にお
いてプラズマを生成することができる。希ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプト
ンから選ばれた少なくとも一種類のガスを用いることが
できる。勿論これら希ガスを混合して用いてもよい。

【００６２】本実施例においては、図１に示す一つのプ
ラズマ発生装置が発生させるプラズマの領域が２０ｍｍ
φ強であるので、図５に示すように、４つのプラズマ発
生装置５２を互い違いに配置し、幅２０ｍｍの高分子基
板材料３の表面に均一に炭素を主成分とする被膜が成膜
できる構成としてある。

【００６３】以下において図１に示すプラズマ発生装置
の概要を説明する。図１に示すプラズマ発生装置は、同
軸状に構成された電極間において放電を起こしてプラズ
マを生成し、このプラズマを装置外にビーム状に噴射す
る。放電は希ガスを主体としたガスを用いることによっ
て行なう。炭素を主成分とする被膜を成膜するには、希
ガス中にメタンやアルコール等の原料ガスとして炭化水
素気体を添加することによって行なわれる。また後述す
るように電極構造を工夫し、原料ガスを別途供給するこ
とで成膜を行なうこともできる。

【００６４】図１に示す装置において、放電は中心導体
３１、円筒状絶縁体３３、外側導体２９により構成され
る同軸円筒電極で行なわれる。具体的には、中心導体３
１と円筒状絶縁体３３との隙間において放電が行なわれ
る。本実施例においては、円筒状絶縁体３３と外側導体
２９との隙間にはガスが供給されないのでこの部分での
放電は行なわれない。

【００６５】本実施例では中心導体３１はステンレス、
円筒状絶縁体３３は石英ガラス、外側導体２９はステン
レスを用いて構成されている。円筒状絶縁体としてはな
るべく誘電率の大きな材料を用いることが望ましい。ま
た中心導体３１の表面に凹凸や突起物を設け、放電が容
易になるようにすることは有用である。

【００６６】中心導体３１はＭＨＶ同軸接栓２１に接続
され、ＭＨＶ同軸接栓２１につながれた同軸ケーブルを
介して交流電源１２（図４参照）より交流電界が印加さ
れ、中心導体３１と外部導体２９との間に電磁エネルギ
ーが供給される。中心導体３１と円筒状絶縁体３３との
間に供給される希ガス（例えばヘリウム）を主成分とす
る気体は、ガス導入口３０より供給され、テフロン製絶
縁体２２、２７の間を通って流れ込む。テフロン製絶縁
体２２、２７は不要な場所での放電を防止する役割もあ
る。匡体２３、２８は締めつけ治具２５、２６により固
定される。匡体２３、２８と締めつけ治具２５、２６は
ステンレスで作製され、外側導体２９と共に接地電位に
保たれる。

【００６７】希ガスを主体とするガスにおける希ガスの
割合は、希ガスが８０％以上であることが望ましい。こ
れは、数Ｔｏｒｒ以上の圧力においては、主に希ガスが
プラズマ化し、このプラズマ化した希ガスのエネルギー
によって、原料ガスが活性化され、原料ガス（例えばメ
タン）は殆ど直接活性化されないからである。また、不
要になったガスは排気系１９（図４参照）より排気され
る。

【００６８】導入された希ガスを主体とする気体が各部
品の隙間より漏れないようにＯリング２４でシールされ
ている。また、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙
間には導電性の金属フォイルが充填されている。従っ
て、円筒状絶縁体３３と外側導体２９との隙間にはガス
は流れない。勿論この隙間にガスを流してもよい。

【００６９】本実施例においては、被形成面（高分子基
板材料３）と中心導体３１の距離は２ｍｍである。な
お、中心導体３１の直径は５ｍｍ、円筒状絶縁体３３外
径は２２ｍｍ、厚さは１ｍｍである。また電極の長さは
３０ｍｍである。発生するプラズマは希ガスとしてヘリ
ウム９０％のガスを用いた場合、直径２０ｍｍ強のプラ
ズマが生成される。即ち、直径２０ｍｍ強の領域にプラ
ズマ処理を施すことができる。

【００７０】図１のＡ−Ａ’で切った断面を図２に示
す。図２には、中心導体３１、外側導体２９、円筒状絶
縁体３３が示されている。希ガスと原料ガスとの混合ガ
ス（希ガスを主体としたガス）は、隙間３２を通り、こ
の隙間３２でプラズマ化される。そして装置の外部へと
ビーム状のプラズマが噴射され、活性化された原料ガス
によって成膜が行なわれる。

【００７１】図４に示す構成においては、（高分子基板
材料３の幅が２０ｍｍであるので、図５に示すように図
１に示すプラズマ発生装置（図５では５２で示される）
を４つ互い違いに配置し、均一な成膜が行なわれる構成
としてある。この４つのプラズマ発生装置５２は、図４
の４１で示される部分に配置され、電源１２から１３．
５６ＭＨｚの高周波が個々５００Ｗ供給される。プラズ
マは５１で示される領領域で発生し、その領域において
成膜が行なわれる。本実施例においては、希ガスとして
ヘリウム、原料ガスとしてメタンを用いることにより、
炭素を主成分とする被膜を成膜することができる。

【００７２】成膜条件を以下に示す。投入電力５００Ｗ（１基あたり）圧力１００Ｔｏｒｒガスヘリウム：メタン＝１００ｓｃｃｍ：１０ｓ
ｃｃｍ（１基あたり）

【００７３】また生成されるプラズマは低温グロー放電
であり、その温度は１００℃以下である。従って、基体
が高分子基板材料であっても何ら問題はなく、良好な成
膜を行なうことができる。

【００７４】なお図４の４２で示されているバイアス電
源４２を用いて直流、または交流（高周波）のバイアス
電圧を被形成面に対し加えてもよい。さらに被形成面に
対して磁場を加え、ビーム状のプラズマが効果的に被形
成面に噴射されるようにしてもよい。

【００７５】図５に示されるようなプラズマ発生装置に
配置方法は、必要とされる成膜速度や被形成面の大きさ
によって自由に設定することができる。例えば、図５に
示すような構成をさらにもう一組設ければ、成膜速度を
２倍にすることができる。

【００７６】この炭素を主成分とする被膜の成膜は、前
述の２つの工程と連動した通過速度で行なわれ、約２０
０Åの膜厚の炭素を主成分とする被膜が成膜されること
となる。成膜が終了した高分子基板材料３は、フリーロ
ーラガイド４を介して巻取りロール１４に回収される。

【００７７】本発明を実施するにあたり、磁性層の形成
前の処理としては、必要に応じイオン及び電子等の照
射、あるいは加熱等公知の技術を用いて行うことができ
る。ま／基板として、例えば、本実施例ではポリイミド
フィルムを用いたが、金属樹脂，プラスチック等をロー
ル状あるいは板状にして用いてもよい。

【００７８】本実施例において作製した磁気記録媒体を
８ｍｍ幅のテープ状にカットし、市［の８ｍｍビデオデ
ッキを用い、再生出力及び耐久性の評価を行ったところ
炭素を主成分とする被膜の膜厚が２００Å以上のもので
は、走行安定性，スチル耐久性の優れたドロップアップ
の少ない安定な再生出力が得られた。

【００７９】また、正規の再生動作の他に特殊な再生動
作の連続，断続試験においても優れた耐久性を示すこと
が確認できた。

【００８０】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示し
た構成において、同軸状の放電電極部分において反応生
成物が付着しない構成とした例である。本実施例が実施
例１に示す構成と異なるのは、図３に示すように、中心
導体（中心電極３１）を中空とし、その中空部分３０に
原料ガスを流す構成とした点である。なお図３は図１の
Ａ−Ａ’で切った断面の概略図である。

【００８１】このような構成を採用した場合、隙間３２
に希ガス（例えばヘリウム）を流し、中空部分３０に原
料ガス（例えばメタン）を流すこととなる。中空部分３
０では放電が起こらないからここでは原料ガスは全く活
性化されず、装置外部に排出される。一方、隙間３２を
流れる希ガスは、中心導体３１と外側導体２９との間で
行なわれる高周波放電によってプラズマ化される。そし
て装置を出た所で活性化されていない原料ガスがプラズ
マ化された希ガスによって同軸状に包み込まれ、希ガス
のプラズマエネルギーによって活性化あるいはプラズマ
化されることとなる。

【００８２】原料ガスは装置の外部で活性化されるの
で、装置内に反応生成物が付着し、フレークが発生する
可能性を根本的に排除することができる。また装置の外
部において原料ガスがプラズマ化された希ガスによって
包み込まれることになるので、その収集効率を極めて高
くすることができる。

【００８３】〔実施例３〕本実施例は、図４の４１で示
される部分に配置されるプラズマ発生装置をシート状
（板状）のプラズマ発生装置とした例である。このシー
ト状プラズマ発生装置の構成を図６に示す。

【００８４】図６に示す装置は、平行平板型の電極を有
し、この平行平板電極で生成されたプラズマを板状のプ
ラズマとして装置外部に引出し、このシート状のプラズ
マを用いるものである。

【００８５】図６において、平行平板電極部分は、電極
板６１、絶縁体板６３、外側匡体６２より構成される。
絶縁体板６３は外側匡体６２に密接して設けられてい
る。本実施例では電極板６１はステンレス、絶縁体板６
３は石英ガラス、外側匡体６２はステンレスを用いてあ
る。電極板６１は３つのテフロンシールド６２０、６２
１、６２２にて他と絶縁され、ＭＨＶ同軸接栓６１１に
接続されている。そして電極板６１にはＭＨＶ同軸接栓
６１１につながれた同軸ケーブル（図示せず）を介して
交流電源（13.56NHz）６４（図４の４２に対応）より交
流電界が印加される。電極板６１と絶縁体板６３の間に
供給される希ガスは、ガス導入口６１２より供給され、
テフロン製絶縁体６１３に彫り込んだガス溝を通って供
給される。テフロン製絶縁体６１３は不要な場所での放
電を防止する役割もある。外側匡体６２と電極板ホルダ
ー６１６は天板６１７において螺子固定される。電極板
ホルダー６１６と天板６１７はステンレスで作製され、
外側匡体６２と共に接地電位に保たれる。対向する絶縁
体板の幅すなわち放電部幅（図６でいうと電極の奥行き
方向の長さ）は２５ｍｍ、絶縁体厚さは１．０ｍｍであ
る。また電極間隔は５ｍｍ、電極長（図６でいうと縦方
向の長さ）は３０ｍｍである。従って、概略５ｍｍ×２
５ｍｍのシート型プラズマが生成されることとなる。

【００８６】上記の装置にヘリウムを１００ｓｃｃｍを
供給し、１００Ｔｏｒｒの圧力において周波数13.56MHz
の高周波電力を５００Ｗ加えたところ、該放電部幅全域
において安定な放電が得られ、シート状（板状）プラズ
マを装置外部に放出させることができた。またこの状態
を10分間以上に渡って保持しても、過熱など装置上の障
害はなんら発生しなかった。

【００８７】放電によって形成されたプラズマの温度を
プラズマを熱電対に吹きつけることによって、測定した
ところ、室温〜７０℃程度の温度を示した。このことよ
り、低温のグロー放電が行われていることが確認され
る。

【００８８】図４に示す構成に利用する場合は、添加ガ
スとしてメタンやエチレン等の原料ガスを流せばよい。
また成膜速度を高める場合や、成膜面積を大きくする場
合は、複数の装置を図５に示すように配置すればよい。

【００８９】〔実施例４〕本実施例は、図４の４１で示される部分を図８で示され
る構成とした例である。図８において、８１はフィルム
状の基体である。このようなフィルム状基体としては、
磁気記憶媒体のテープを挙げることができる。８２は、
カソード電極であり、高周波電源８７にマッチングボッ
クス８６を介して接続されている。８５はアノード電極
を構成する円筒形状電極であり、接地されている。この
アノード電極８５とカソード電極８２との間におけるプ
ラズマ反応空間８９において高周波放電が行われる。ま
たカソード電極８２は回転し、フィルム状基体８１がス
ムーズに移動するように構成されている。８３は絶縁体
である。８４は、ガス導入管であり、原料ガスや希釈ガ
ス、さらには添加ガスは、このガス導入管８４を通って
プラズマ放電空間８９に導かれる。これらのガスは、ガ
ス導入管８４からカソード電極８２に設けられた細孔８
８に導かれ、プラズマ反応空間に噴出する。

【００９０】カソード電極８２の幅（放電に有効な幅）
は、２０ｍｍであり、その長さは３０ｃｍである。また
円筒状のアノード電極８５は、直径が２０ｍｍであり、
その長さが３０ｃｍである。またカソード電極８２とア
ノード電極８５との間隔は５ｍｍである。この一対の電
極の間隔は１０ｍｍ以下であることが好ましい。

【００９１】以下にフィルム状の基体８１として、金属
磁性体が蒸着された幅１０インチの有機樹脂フィルムを
用い、その表面に硬質炭素被膜を３００Åの厚さに成膜
する例を示す。ここでは、フィルム状の基体を１２ｍ／
ｍｉｎ（２０ｃｍ／ｓｅｃ）で移動させるとする。この
場合幅２０ｍｍの放電空間８９をフィルム状の基体が0.
1 秒で移動することになる。従って、３００Åの厚さに
成膜を行うには、成膜速度として、３０００Å／ｓｅｃ
が必要とされる。

【００９２】以下において、図８に示す構成を用いて、
３０００Å／ｓｅｃの成膜速度を得るための条件を示
す。反応圧力６０Ｔｏｒｒ投入電力３００Ｗ（５Ｗ／ｃｍ² ）（１３．５６
ＭＨｚ）原料ガスＣ₂ Ｈ₄ ：Ｈ₂ ：Ａｒ＝１：１：２（計
１０００ｓｃｃｍ）添加ガスＣ₂ Ｆ₆ （Ｃ₂ Ｈ₄ に対して１０％添
加）

【００９３】上記成膜条件とすることによって、３００
０Å／ｓｅｃの成膜速度を得ることができる。そして、
フィルム状の基体８１の表面に３００Åの厚さに硬質炭
素被膜を成膜することができる。

【００９４】添加ガスとして、Ｃ₂ Ｆ₆ を用いたのは以
下の理由による。一般に上記のように高い成膜速度で成
膜を行うと、カソード電極に多量の反応生成物が付着す
る。この反応生成物はフレークとなり、成膜の障害とな
る。従って、カソード電極に反応生成物が付着しない工
夫が必要とされる。

【００９５】一方、図８に示すような構成とした場合、
自己バイアスの作用によって、カソード電極８２がマイ
ナス電位にバイアスされ、プラズマ放電によって生じた
プラスイオンがカソード電極８２側に引き寄せられる。
その結果、カソード電極８２側がスパッタされることに
なる。

【００９６】そこで、本実施例のように添加ガスとして
Ｃ₂ Ｆ₆ を用いると、カソード電極８２側がスパッタさ
れ、エッチングされることになる。従って、カソード電
極８２に付着する反応生成物は付着と同時にエッチング
されることになる。こうして、カソード電極に反応生成
物が付着することなく、硬質炭素被膜の成膜を行うこと
ができる。

【００９７】ここで、Ｃ₂ Ｆ₆ を用いるのは、Ｃ₂ Ｆ₆
には、Ｆによるエッチング作用とＣによる硬質炭素膜の
成膜作用とがあるからである。ここで、ＣＦ₄ を添加ガ
スとして用いることもできる。しかし、ＣＦ₄ は硬質炭
素膜に対する成膜作用がないため、硬質炭素膜の成膜に
寄与するＣ₂ Ｆ₆ を用いることが好ましい。

【００９８】以上説明したように、カソード電極８２を
ハロゲン系ガスによってエッチングしつつ、アノード電
極８５側の基体上に成膜を行うことによって、カソード
電極８２に反応生成物を付着させることなしに、フィル
ム状の基体８１の表面上に成膜を行うことができる。

【００９９】

【発明の効果】本発明により、導電性である金属磁性層
を有する磁気記録媒体表面に安定に高い信頼性で硬質炭
素膜を生産できる装置を提供することができる。

【０１００】また、従来では十分に硬度の高い炭素膜が
接地電極側で形成することができなかったが、本発明に
より、接地電極であるアノードに接触させた状態でも十
分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が形成できる装置
を提供することができる。

【０１０１】さらに、本発明により磁性層作製プロセス
と同時に、保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度
の、高速成膜が可能な装置を提供することができる。

【０１０２】また、本発明により、高速成膜を達成する
ことによる新たな問題である、電極の汚れに起因するフ
レークの発生を抑制できる装置を提供することができ
る。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、フレ
ークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナンス
期間が延ばせるので、スループットが向上し、コスト削
減に大きく寄与できる。

【０１０３】また、本発明の製造装置で作製された磁気
記録媒体は、磁性層と炭素を主成分とする被膜との界面
特性，密着性が改善され、高品質なもとすることができ
る。更に大気にさらすことを避けるだけでは、磁性層表
面に生成される低級酸化物は本質的に除去できないが、
本発明によるプラズマ活性化処理が効果的である。

【０１０４】また、炭素を主成分とする被膜の表面特性
すなわち、耐摩耗性、高平滑性、硬度等が著しく向上
し、産業的にも十分価値のある磁気記録媒体の製造を可
能とし、従来問題とされていた連続形成上の律速点も回
避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマ発生装置の概略の断面を示す。

【図２】図１のＡ−Ａ’で切った断面を示す。

【図３】図１のＡ−Ａ’で切った断面を示す。

【図４】実施例の成膜装置の概要を示す。

【図５】プラズマ発生装置の配置の状態を示す。

【図６】プラズマ発生装置の概略の断面図を示す。

【図７】圧力と電子温度（Ｔｅ）、及び圧力とプラズマ
を維持するに必要な最低の電圧（Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ
Ｖｏｌｔａｇｅ）との関係を示す。

【図８】プラズマ発生装置の概略の断面を示す。

【図９】圧力と電子温度（Ｔｅ）、及び圧力と電子密度
（Ｎｅ）との関係を示す。

【符号の説明】

１・・・真空容器２・・・供給ロール３・・・高分子基板材料４・・・フリーローラガイド５・・・遮へい板６・・・蒸発源７・・・円筒状キャン８・・・中間ロール９・・・真空容器（２）１０・・接地電極１１・・高周波給電電極１２・・高周波電源系１３・・真空容器１４・・巻取りロール１５・・直流電源１６・・プラズマ領域１７・・シートビーム型プラズマ領域１８・・原料ガス供給系１９・・排気系２０・・バッファー室２１・・ＭＨＶ接栓３１・・中心導体３３・・円筒状絶縁体２９・・外側導体３０・・ガス導入口２２・・テフロン製絶縁体２７・・テフロン製絶縁体２３・・筐体２８・・筐体２５・・治具２６・・治具５２・・プラズマ発生装置４２・・バイアス電源６１・・電極板６３・・絶縁体板６２・・外側筐体８１・・フィルム状の基体８２・・カソード電極８３・・絶縁体８４・・ガス導入管８５・・アノード電極８６・・マッチングボックス８７・・高周波電源８８・・細孔８９・・プラズマ放電空間６２０・テフロンシールド６２１・テフロンシールド６２２・テフロンシールド６１１・ＭＨＶ接栓６１２・ガス導入口６１６・ホルダー６１７・天板６１３・テフロン製絶縁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−157152（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−44318（ＪＰ，Ａ) 特開平６−41758（ＪＰ，Ａ) 特開平３−52937（ＪＰ，Ａ) 特開平５−44041（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 14/00 - 14/58 G11B 5/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波電界が印加される第１の電極と、
接地された第２の電極を対向して配置し、高周波電界の
印加により、該第１および第２の電極間でプラズマを生
成し、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性化せしめ
て被膜を形成する被膜形成装置において、前記第１の電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下であ
り、かつ、１５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間の圧力
で成膜することを特徴とする被膜形成装置。
【請求項２】第１の電極に対向して、接地された円筒
形状の第２の電極を有し、該第２の電極の一部に、被膜
が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付けられ、
前記円筒形状の第２の電極が回転することにより、前記
フィルムが前記第１および第２の電極の間を通過する機
構を有し、前記第一の電極に高周波の電界を印加して前
記第一及び第二の電極間の空間をプラズマ化せしめて、
該プラズマ中に導入した原料ガスを活性化せしめて被膜
を形成する被膜形成装置において、前記第１の電極の周
端部が絶縁体で覆われ、前記第１の電極および第２の電
極と絶縁体により実質的に閉空間が構成され、該閉空間
には前記第１の電極に設けられた細孔を介してガスが供
給され、前記閉空間内にプラズマが閉じ込められて外部
に漏れにくくなっている構造を有し、かつ、前記第１の
電極と第２の電極の間隔は６ｍｍ以下であり、かつ、１
５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間の圧力で成膜するこ
とを特徴とする被膜形成装置。
【請求項３】第１の電極に対向して、接地された円筒
形状の第２の電極を有し、該第２の電極の一部に、被膜
が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付けられ、
前記円筒形状の第２の電極が回転することにより、前記
フィルムが前記第１および第２の電極の間を通過する機
構を有し、前記第１の電極に高周波の電界を印加して前
記第１及び第２の電極間の空間をプラズマ化せしめて、
該プラズマ中に導入した原料ガスを活性化せしめて被膜
を形成する被膜形成装置において、前記第１の電極が前
記第２の電極に対して形成する電界強度が前記第１の電
極の表面において最も強く、前記第２の電極の表面にお
いて最も弱くなるように、電極を構成するとともに、前
記第１の電極と第２の電極の最短間隔は６ｍｍ以下であ
り、かつ、１５Ｔｏｒｒから１００Ｔｏｒｒの間の圧力
で成膜することを特徴とする被膜形成装置。
【請求項４】高周波電界が印加される第１の電極と、
接地された第２の電極を対向して配置し、高周波電界の
印加により、該第１および第２の電極間でプラズマを生
成し、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性化せしめ
て被膜を形成する被膜形成装置であって、接地された円
筒形状金属表面に、前記第１および第２の電極間で発生
したプラズマが吹きつけられるように、該円筒形状金属
を配置し、該円筒形状金属の一部に、被膜が形成される
べき基体であるフィルムが巻き付けられ、前記円筒形状
金属が回転することにより、前記プラズマが吹きつけら
れる領域を前記フィルムが通過する機構を有してなる被
膜形成装置において、前記第１の電極と第２の電極の間
隔は６ｍｍ以下であり、かつ、１５Ｔｏｒｒから１００
Ｔｏｒｒの間の圧力で成膜することを特徴とする被膜形
成装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか一項
において前記プラズマ空間内に供給されるガスは炭化水
素、ハロゲン化炭素およびハロゲン化炭化水素からなる
群より選ばれたガスと水素の混合ガス、もしくは、該混
合ガスと希ガスの混合ガスであることを特徴とする被膜
形成装置。
【請求項６】請求項２ないし請求項４のいずれか一項
において前記フィルムは導電性のフィルムであることを
特徴とする被膜形成装置。