JP3299721B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、プラズマ現象を利用し
て、加工対象の光ディスクや磁気ディスクなどの情報記
録用のディスク、または磁気ヘッドの表面に、化学的に
薄膜を形成するプラズマＣＶＤ（プラズマ促進化学蒸
着）装置の改良に関する。
て、加工対象の光ディスクや磁気ディスクなどの情報記
録用のディスク、または磁気ヘッドの表面に、化学的に
薄膜を形成するプラズマＣＶＤ（プラズマ促進化学蒸
着）装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤは、真空中での放電によ
り成膜原料ガスをプラズマ状態とし、イオン化物質の分
子をマイナス電位により加速し、加工対象のワークの表
面に付着させて、薄膜を形成する技術である。
り成膜原料ガスをプラズマ状態とし、イオン化物質の分
子をマイナス電位により加速し、加工対象のワークの表
面に付着させて、薄膜を形成する技術である。
【０００３】
【従来の技術の課題】特許出願人は、前の特許出願で、
プラズマ式のＣＶＤ装置を提案している。そのＣＶＤ装
置によると、プラズマの発生源とワークとしてのディス
クとの間の距離が２４０〔ｍｍ〕以上あったため、プラ
ズマ状態のイオンがディスクまで有効に到達せず、成膜
能率は、２００〔オングストローム／ｍｉｎ〕までしか
上がらなかった。また放電用の電極（アノード・カソー
ド）をプラズマ室の側面から入れていたため、構造が複
雑になり、分解がしづらく、その保守点検も煩雑であっ
た。しかも、中空のアノードに冷却用の水を導入する構
造となっているため、水導入管の溶接部が長く使用して
いると、水漏れし易く、プラズマ室の内部に水が入り込
むおそれがあった。さらに、プラズマガンのアノード電
極がメッシュ式であり、カソードの近くで電子を受ける
表面積が小さいため、プラズマ電流で２５０〔ｍＡ〕以
上流すと、プラズマが安定しなかった。また、メッシュ
式のアノード電極のため、高周波（ＲＦ）電極として用
いられず、直流プラズマ専用の装置となり、ＲＦプラズ
マＣＶＤ装置として利用できなかった。
プラズマ式のＣＶＤ装置を提案している。そのＣＶＤ装
置によると、プラズマの発生源とワークとしてのディス
クとの間の距離が２４０〔ｍｍ〕以上あったため、プラ
ズマ状態のイオンがディスクまで有効に到達せず、成膜
能率は、２００〔オングストローム／ｍｉｎ〕までしか
上がらなかった。また放電用の電極（アノード・カソー
ド）をプラズマ室の側面から入れていたため、構造が複
雑になり、分解がしづらく、その保守点検も煩雑であっ
た。しかも、中空のアノードに冷却用の水を導入する構
造となっているため、水導入管の溶接部が長く使用して
いると、水漏れし易く、プラズマ室の内部に水が入り込
むおそれがあった。さらに、プラズマガンのアノード電
極がメッシュ式であり、カソードの近くで電子を受ける
表面積が小さいため、プラズマ電流で２５０〔ｍＡ〕以
上流すと、プラズマが安定しなかった。また、メッシュ
式のアノード電極のため、高周波（ＲＦ）電極として用
いられず、直流プラズマ専用の装置となり、ＲＦプラズ
マＣＶＤ装置として利用できなかった。
【０００４】したがって、本発明の目的は、上記従来の
技術の欠点をなくし、分解清掃組み立て容易で、加工対
象のワークに対する薄膜の形成に有効なプラズマＣＶＤ
装置を提供することである。
技術の欠点をなくし、分解清掃組み立て容易で、加工対
象のワークに対する薄膜の形成に有効なプラズマＣＶＤ
装置を提供することである。
【０００５】
【発明の解決手段】上記目的の下に、本発明は、請求項
１のプラズマＣＶＤ装置（１）において、筒状のチャン
バーブロック（２）の一方の開口面に、電気絶縁状態と
して筒状のアノードブロック（３）、カソードブロック
（４）を順次に重ねて着脱自在に取り付けて、密閉可能
なプラズマ室（５）を形成し、このプラズマ室（５）に
成膜原料ガス（６）の供給ユニット（７）、減圧用の真
空ユニット（８）を接続するとともに、プラズマ室
（５）の内部で、アノードブロック（３）の内側にリン
グ状のアノード（９）を固定し、またプラズマ室（５）
の内部で、カソードブロック（４）の中心位置にカソー
ド（１０）を固定し、カソード（１０）の両端にカソー
ド電源（１１）を電気的に接続し、カソード電源（１
１）のアース（１４）側の一端とアノード（９）との間
にアノード（９）側でプラス電位のアノード電源（１
２）を電気的に接続し、プラズマ室（５）の内部でアノ
ード（９）、カソード（１０）に対向した状態で配置さ
れる加工対象のワーク（１３）とアース（１４）との間
にワーク（１３）側でマイナス電位のイオン加速用電源
（１５）を電気的に接続している。
１のプラズマＣＶＤ装置（１）において、筒状のチャン
バーブロック（２）の一方の開口面に、電気絶縁状態と
して筒状のアノードブロック（３）、カソードブロック
（４）を順次に重ねて着脱自在に取り付けて、密閉可能
なプラズマ室（５）を形成し、このプラズマ室（５）に
成膜原料ガス（６）の供給ユニット（７）、減圧用の真
空ユニット（８）を接続するとともに、プラズマ室
（５）の内部で、アノードブロック（３）の内側にリン
グ状のアノード（９）を固定し、またプラズマ室（５）
の内部で、カソードブロック（４）の中心位置にカソー
ド（１０）を固定し、カソード（１０）の両端にカソー
ド電源（１１）を電気的に接続し、カソード電源（１
１）のアース（１４）側の一端とアノード（９）との間
にアノード（９）側でプラス電位のアノード電源（１
２）を電気的に接続し、プラズマ室（５）の内部でアノ
ード（９）、カソード（１０）に対向した状態で配置さ
れる加工対象のワーク（１３）とアース（１４）との間
にワーク（１３）側でマイナス電位のイオン加速用電源
（１５）を電気的に接続している。
【０００６】また、本発明は、請求項２のプラズマＣＶ
Ｄ装置（１）において、請求項２の構成を前提として、
カソード（１０）の両端に高周波カットフイルタ（４
６）によりカソード電源（１１）を電気的に接続し、カ
ソード電源（１１）のアース（１４）側の一端とアノー
ド（９）との間に、アノード（９）側でプラス電位のア
ノード電源（１２）および高周波カットフイルタ（４
７）と高周波電源（５０）とを切り換えスイッチ（４
９）により電気的に選択可能な状態として接続し、プラ
ズマ室（５）の内部でカソード（１０）、アノード
（９）に対向した状態で配置される加工対象のワーク
（１３）とアース（１４）との間にワーク（１３）側で
マイナス電位のイオン加速用電源（１５）および高周波
カットフイルタ（４８）を電気的に接続している。
Ｄ装置（１）において、請求項２の構成を前提として、
カソード（１０）の両端に高周波カットフイルタ（４
６）によりカソード電源（１１）を電気的に接続し、カ
ソード電源（１１）のアース（１４）側の一端とアノー
ド（９）との間に、アノード（９）側でプラス電位のア
ノード電源（１２）および高周波カットフイルタ（４
７）と高周波電源（５０）とを切り換えスイッチ（４
９）により電気的に選択可能な状態として接続し、プラ
ズマ室（５）の内部でカソード（１０）、アノード
（９）に対向した状態で配置される加工対象のワーク
（１３）とアース（１４）との間にワーク（１３）側で
マイナス電位のイオン加速用電源（１５）および高周波
カットフイルタ（４８）を電気的に接続している。
【０００７】さらに、本発明は、請求項３において、プ
ラズマ室（５）の内部で、アノード（９）の内側にリン
グ状のシャドウアノード（１６）を一体的に形成し、リ
ング状のシャドウアノード（１６）の中心位置にカソー
ド（１０）を配置し、請求項４において、プラズマ室
（５）の内部でカソードブロック（４）に円錐状凹面の
イオン反射板（１７）を取り付け、請求項５において、
チャンバーブロック（２）、アノードブロック（３）、
カソードブロック（４）に冷却水（１８）の循環可能な
ジャケット（１９、２０、２１）を形成し、請求項６に
おいて、プラズマ室（５）の内部で、チャンバーブロッ
ク（２）に膜厚補正板（２２）を加工対象のワーク（１
３）に対向させて取り付け、この膜厚補正板（２２）を
アノード（９）およびカソード（１０）とワーク（１
３）との間で、ワーク（１３）の前面に配置し、請求項
７において、カソードブロック（４）にカソード電源
（１１）のアース（１４）でない一端を電気的に接続
し、かつチャンバーブロック（２）およびチャンバーブ
ロック（２）と一体の膜厚補正板（２２）をフロート電
位に設定するようにしている。
ラズマ室（５）の内部で、アノード（９）の内側にリン
グ状のシャドウアノード（１６）を一体的に形成し、リ
ング状のシャドウアノード（１６）の中心位置にカソー
ド（１０）を配置し、請求項４において、プラズマ室
（５）の内部でカソードブロック（４）に円錐状凹面の
イオン反射板（１７）を取り付け、請求項５において、
チャンバーブロック（２）、アノードブロック（３）、
カソードブロック（４）に冷却水（１８）の循環可能な
ジャケット（１９、２０、２１）を形成し、請求項６に
おいて、プラズマ室（５）の内部で、チャンバーブロッ
ク（２）に膜厚補正板（２２）を加工対象のワーク（１
３）に対向させて取り付け、この膜厚補正板（２２）を
アノード（９）およびカソード（１０）とワーク（１
３）との間で、ワーク（１３）の前面に配置し、請求項
７において、カソードブロック（４）にカソード電源
（１１）のアース（１４）でない一端を電気的に接続
し、かつチャンバーブロック（２）およびチャンバーブ
ロック（２）と一体の膜厚補正板（２２）をフロート電
位に設定するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のプラズマＣＶＤ
装置１を示している。プラズマＣＶＤ装置１は、筒状の
チャンバーブロック２、筒状のアノードブロック３、お
よび円盤状のカソードブロック４によって組み立てられ
ている。これらのチャンバーブロック２、アノードブロ
ック３およびカソードブロック４は、リング状の電気絶
縁体２９、３０により電気的に絶縁状態として、順次着
脱自在に組み合わせられ、内部で密閉可能なプラズマ室
５を形成している。このプラズマ室５は、例えばチャン
バーリング２３の減圧ポート４３により真空ユニット８
に接続されている。
装置１を示している。プラズマＣＶＤ装置１は、筒状の
チャンバーブロック２、筒状のアノードブロック３、お
よび円盤状のカソードブロック４によって組み立てられ
ている。これらのチャンバーブロック２、アノードブロ
ック３およびカソードブロック４は、リング状の電気絶
縁体２９、３０により電気的に絶縁状態として、順次着
脱自在に組み合わせられ、内部で密閉可能なプラズマ室
５を形成している。このプラズマ室５は、例えばチャン
バーリング２３の減圧ポート４３により真空ユニット８
に接続されている。
【０００９】上記のチャンバーブロック２は、チャンバ
ーリング２３、カラー２４およびフランジ２５によって
構成されており、これらのチャンバーリング２３、カラ
ー２４およびフランジ２５は、固定ボルト２６によって
順次に重ね合わせた状態として固定されている。フラン
ジ２５は、中空部分で冷却水１８を導入するために、ジ
ャケット１９を形成している。なお、チャンバーリング
２３は、一方の開口面でフレーム２７に固定されてお
り、また外周部分でのぞき窓２８を一体的に形成してい
る。
ーリング２３、カラー２４およびフランジ２５によって
構成されており、これらのチャンバーリング２３、カラ
ー２４およびフランジ２５は、固定ボルト２６によって
順次に重ね合わせた状態として固定されている。フラン
ジ２５は、中空部分で冷却水１８を導入するために、ジ
ャケット１９を形成している。なお、チャンバーリング
２３は、一方の開口面でフレーム２７に固定されてお
り、また外周部分でのぞき窓２８を一体的に形成してい
る。
【００１０】チャンバーリング２３、カラー２４、フラ
ンジ２５、およびフレーム２７は、導電体によって製作
さている。なお、フレーム２７は、図面上、ワーク１３
の周囲で開放しているが、フレーム２７の図上の上下の
開放部分は、図示しないトランスファーケースにより密
閉され、また、フレーム２７の図上の右側の開放部分
は、加速対象のワーク１３の右側の面を左側の面と同時
に加工するために、同様の装置により密閉されている。
ンジ２５、およびフレーム２７は、導電体によって製作
さている。なお、フレーム２７は、図面上、ワーク１３
の周囲で開放しているが、フレーム２７の図上の上下の
開放部分は、図示しないトランスファーケースにより密
閉され、また、フレーム２７の図上の右側の開放部分
は、加速対象のワーク１３の右側の面を左側の面と同時
に加工するために、同様の装置により密閉されている。
【００１１】また、アノードブロック３は、２つの溶接
構造のアノードリング３１によって構成されており、電
気絶縁体２９を介在した状態で、固定ボルト３２により
チャンバーブロック２のフランジ２５に固定されてい
る。アノードリング３１は、導電体によって製作さてお
り、冷却水１８を導入するために、中空のジャケット２
０を形成し、リング内周面でリング状のアノード９と一
体化している。アノード９は、リング状導電性のアノー
ドリング３１に対し止めねじ３３により固定されてお
り、内周面で別部材または同一部材のシャドウアノード
１６と一体となっている。このため、リング状のアノー
ド９およびシャドウアノード１６は、カソード１０に直
接対向しない迷路状の面を形成している。
構造のアノードリング３１によって構成されており、電
気絶縁体２９を介在した状態で、固定ボルト３２により
チャンバーブロック２のフランジ２５に固定されてい
る。アノードリング３１は、導電体によって製作さてお
り、冷却水１８を導入するために、中空のジャケット２
０を形成し、リング内周面でリング状のアノード９と一
体化している。アノード９は、リング状導電性のアノー
ドリング３１に対し止めねじ３３により固定されてお
り、内周面で別部材または同一部材のシャドウアノード
１６と一体となっている。このため、リング状のアノー
ド９およびシャドウアノード１６は、カソード１０に直
接対向しない迷路状の面を形成している。
【００１２】さらに、カソードブロック４は、積み重ね
状態で固定されたリング状のカバー３５、円板状のカバ
ープレート３６およびホルダー３７などによって構成さ
れている。カバー３５は、電気絶縁体３０を介在させな
がら固定ボルト３９によってアノードブロック３の開口
面に取り付けられており、冷却水１８の導入用のジャケ
ット２１および成膜原料ガス６の導入用のポート４０を
形成している。成膜原料ガス６は、供給ユニット７から
ポート４０を経て、プラズマ室５の内部に供給できるよ
うになっている。
状態で固定されたリング状のカバー３５、円板状のカバ
ープレート３６およびホルダー３７などによって構成さ
れている。カバー３５は、電気絶縁体３０を介在させな
がら固定ボルト３９によってアノードブロック３の開口
面に取り付けられており、冷却水１８の導入用のジャケ
ット２１および成膜原料ガス６の導入用のポート４０を
形成している。成膜原料ガス６は、供給ユニット７から
ポート４０を経て、プラズマ室５の内部に供給できるよ
うになっている。
【００１３】またカバー３５は、プラズマ室５の内部で
円錐状凹面のイオン反射板１７と一体化している。イオ
ン反射板１７の円錐状凹面は、プラズマ室５の内部でイ
オンを反射するために、チャンバーブロック２、アノー
ドブロック３の中心線上に固定ボルト５４により取り付
けられており、プラズマ室５の内部に成膜原料ガス６を
噴射するために、例えば中心に対し４等配位置で、ポー
ト４０に通じるノズル３８を形成している。
円錐状凹面のイオン反射板１７と一体化している。イオ
ン反射板１７の円錐状凹面は、プラズマ室５の内部でイ
オンを反射するために、チャンバーブロック２、アノー
ドブロック３の中心線上に固定ボルト５４により取り付
けられており、プラズマ室５の内部に成膜原料ガス６を
噴射するために、例えば中心に対し４等配位置で、ポー
ト４０に通じるノズル３８を形成している。
【００１４】カバープレート３６およびホルダー３７
は、カバー３５の外側面に対して固定ボルト４４、４５
より固定されており、中心位置に固定されたソケット４
１、その中心位置の２本のステム４２によってプラズマ
室５の内部において、リング状のアノード９の中心位置
でカソード１０を保持している。なお、ホルダー３７に
も冷却水１８を導入するためにジャケット２１が形成さ
れている。ジャケット１９、２０、２１は、すべて循環
用の冷却水１８の供給ユニット５１に接続されている。
供給ユニット５１は、冷却水１８を冷やしながらジャケ
ット１９、２０、２１中に循環させる。
は、カバー３５の外側面に対して固定ボルト４４、４５
より固定されており、中心位置に固定されたソケット４
１、その中心位置の２本のステム４２によってプラズマ
室５の内部において、リング状のアノード９の中心位置
でカソード１０を保持している。なお、ホルダー３７に
も冷却水１８を導入するためにジャケット２１が形成さ
れている。ジャケット１９、２０、２１は、すべて循環
用の冷却水１８の供給ユニット５１に接続されている。
供給ユニット５１は、冷却水１８を冷やしながらジャケ
ット１９、２０、２１中に循環させる。
【００１５】カソード１０の両端は、高周波カットフイ
ルタ４６を介して、たとえば交流（０〜２０〔Ｖ〕／１
０〜３０〔Ａ〕）のカソード電源１１に接続されてい
る。カソード電源１１の一端は、アース１４に接続さ
れ、アノード９側でプラス電位の直流（０〜２００
〔Ｖ〕／０〜２０００〔ｍＡ〕）のアノード電源１２、
高周波カットフイルタ４７、切り換えスイッチ４９の一
方の接点、切り換え接点を介して、アノード９に接続さ
れている。また切り換えスイッチ４９の他方の接点は、
調整器５５、高周波（１３．５〔ＭＨｚ〕／５００
〔Ｗ〕）の高周波電源５０を介して、アース１４に接続
されている。
ルタ４６を介して、たとえば交流（０〜２０〔Ｖ〕／１
０〜３０〔Ａ〕）のカソード電源１１に接続されてい
る。カソード電源１１の一端は、アース１４に接続さ
れ、アノード９側でプラス電位の直流（０〜２００
〔Ｖ〕／０〜２０００〔ｍＡ〕）のアノード電源１２、
高周波カットフイルタ４７、切り換えスイッチ４９の一
方の接点、切り換え接点を介して、アノード９に接続さ
れている。また切り換えスイッチ４９の他方の接点は、
調整器５５、高周波（１３．５〔ＭＨｚ〕／５００
〔Ｗ〕）の高周波電源５０を介して、アース１４に接続
されている。
【００１６】加工対象のデイスクなどのワーク１３は、
プラズマ室５の内で、アノード９、カソード１０に対向
した状態で、図示しないホルダーおよび図示しないトラ
ンスファー装置（ハンドリングロボットあるいはロータ
リインデックスデーブル）により、図示の位置に、順次
供給されるようになっている。
プラズマ室５の内で、アノード９、カソード１０に対向
した状態で、図示しないホルダーおよび図示しないトラ
ンスファー装置（ハンドリングロボットあるいはロータ
リインデックスデーブル）により、図示の位置に、順次
供給されるようになっている。
【００１７】ワーク１３の中心部分および外周部分は、
通常、薄膜を形成しない領域か、または薄く形成する領
域となっている。このため、プラズマ室５の内部で、ワ
ーク１３に対向した状態で、上記領域に応じた形状の１
または２枚の膜厚補正板２２が設けられている。この具
体例で、２枚の膜厚補正板２２は、プラズマ室５の内
で、それぞれサポート５２、５３およびロッド３４によ
りフランジ２５に対して保持されており、ワーク１３の
背面側に設けられる同様の装置とワーク１３の正面側の
プラズマＣＶＤ装置１との干渉を防止する機能をも営
む。
通常、薄膜を形成しない領域か、または薄く形成する領
域となっている。このため、プラズマ室５の内部で、ワ
ーク１３に対向した状態で、上記領域に応じた形状の１
または２枚の膜厚補正板２２が設けられている。この具
体例で、２枚の膜厚補正板２２は、プラズマ室５の内
で、それぞれサポート５２、５３およびロッド３４によ
りフランジ２５に対して保持されており、ワーク１３の
背面側に設けられる同様の装置とワーク１３の正面側の
プラズマＣＶＤ装置１との干渉を防止する機能をも営
む。
【００１８】そして、アース１４とワーク１３との間
に、ワーク１３側でプラス電位の直流（０〜１５００
〔Ｖ〕／０〜１００〔ｍＡ〕）のイオン加速用電源１
５、ワーク１３側で高周波カットフイルタ４８が直列に
接続されている。チャンバーブロック２および膜厚補正
板２２は、電気的に接続されていて、いずれの電源にも
接続されず、電気的に浮いて独立した状態の電位、すな
わちフロート電位に設定されている。
に、ワーク１３側でプラス電位の直流（０〜１５００
〔Ｖ〕／０〜１００〔ｍＡ〕）のイオン加速用電源１
５、ワーク１３側で高周波カットフイルタ４８が直列に
接続されている。チャンバーブロック２および膜厚補正
板２２は、電気的に接続されていて、いずれの電源にも
接続されず、電気的に浮いて独立した状態の電位、すな
わちフロート電位に設定されている。
【００１９】成膜動作にあたり、オペレータは、真空ユ
ニット８を起動し、プラズマ室５の内部を適当な真空度
の真空状態としてから、プラズマ室５の内部に、成膜原
料ガス６たとえばダイヤモンド状カーボン膜（ＤＬＣ
膜）を形成するために、トルエン（Ｃ7 Ｈ8 ）ガスを供
給ユニット７により供給し、カソード８、アノード９お
よびワーク１３にカソード電源１１、アノード電源１
２、イオン加速用電源１５をそれぞれ接続する。なお、
異常加熱の防止のために、供給ユニット５１は、ジャケ
ット１９、２０、２１に冷却水１８を循環状態とて供給
する。
ニット８を起動し、プラズマ室５の内部を適当な真空度
の真空状態としてから、プラズマ室５の内部に、成膜原
料ガス６たとえばダイヤモンド状カーボン膜（ＤＬＣ
膜）を形成するために、トルエン（Ｃ7 Ｈ8 ）ガスを供
給ユニット７により供給し、カソード８、アノード９お
よびワーク１３にカソード電源１１、アノード電源１
２、イオン加速用電源１５をそれぞれ接続する。なお、
異常加熱の防止のために、供給ユニット５１は、ジャケ
ット１９、２０、２１に冷却水１８を循環状態とて供給
する。
【００２０】カソード１０の加熱によって、カソード１
０からアノード９に向けて多量の電子が放出され、カソ
ード１０とアノード９との間でグロー放電が開始され
る。多量の電子は、プラズマ室５の内部の成膜原料ガス
６としてのトルエンガスをイオン化し、プラズマ状態と
する。プラズマ状態の成膜原料分子は、ワーク１３のマ
イナス電位によって直接に加速されるか、またはカソー
ド電位のイオン反射板１７によって反射された後に、ワ
ーク１３のマイナス電位によって加速されて、ワーク１
３の方向に向かって飛走して、ワーク１３の表面に付着
し、薄いＤＬＣ膜（Ｃ7 Ｈ2 の膜）を形成する。図１中
で、プラズマ領域では、の反応が起き、ワーク１３の
表面では、の反応が起きている。
０からアノード９に向けて多量の電子が放出され、カソ
ード１０とアノード９との間でグロー放電が開始され
る。多量の電子は、プラズマ室５の内部の成膜原料ガス
６としてのトルエンガスをイオン化し、プラズマ状態と
する。プラズマ状態の成膜原料分子は、ワーク１３のマ
イナス電位によって直接に加速されるか、またはカソー
ド電位のイオン反射板１７によって反射された後に、ワ
ーク１３のマイナス電位によって加速されて、ワーク１
３の方向に向かって飛走して、ワーク１３の表面に付着
し、薄いＤＬＣ膜（Ｃ7 Ｈ2 の膜）を形成する。図１中
で、プラズマ領域では、の反応が起き、ワーク１３の
表面では、の反応が起きている。
【００２１】 Ｃ7 Ｈ8 ＋ｅ- → Ｃ7 Ｈ8 + ＋２ｅ- Ｃ7 Ｈ8 + ＋ｅ- → Ｃ7 Ｈ2 ＋３Ｈ2 ↑
【００２２】
【発明の効果】本発明では、つぎの効果がえられる。な
お、以下の括弧内の番号は、特許請求の範囲の請求項の
番号と対応している。
お、以下の括弧内の番号は、特許請求の範囲の請求項の
番号と対応している。
【００２３】（１）プラズマＣＶＤ装置１は、筒状のチ
ャンバーブロック２、アノードブロック３およびカソー
ドブロック４によって順次重ね合わせる構造として組み
立てられている。このため、定期的な点検や清掃時に、
それらの分解および組み立てが簡単に行え、組み立て分
解に伴う必要な作業時間が従来のものに比較してかなり
短縮できる。アノード９およびカソード１０がアノード
ブロック３およびカソードブロック４にそれぞれ取り付
けられており、チャンバーブロック２の中心線の方向の
長さを小さくすることによって、加工対象のワーク１３
とプラズマ源（アノード９・カソード１０）との間の距
離が可能な限り小さくできるため、成膜原料ガス６の単
位時間当りに対する付着量が従来のものに比較して３倍
程度に高められる。またリング状のアノード９がアノー
ドブロック３と一体化しており、プラズマ状態のイオン
の進む経路に存在しないため、プラズマ状態のイオンの
動きが素直になり、この点からも、成膜効率が向上す
る。さらに、成膜原料ガス６のイオン化が促進している
領域に加工対象のワーク１３が存在しているため、従来
のものと同じ硬度の薄膜を形成するのに、従来、大きな
バイアス電圧を掛けていたが、本発明によると、小さな
バイアス電圧で済むようになった。このためワーク１３
の表面状態による異常放電時の表面のダメージが小さく
なった。
ャンバーブロック２、アノードブロック３およびカソー
ドブロック４によって順次重ね合わせる構造として組み
立てられている。このため、定期的な点検や清掃時に、
それらの分解および組み立てが簡単に行え、組み立て分
解に伴う必要な作業時間が従来のものに比較してかなり
短縮できる。アノード９およびカソード１０がアノード
ブロック３およびカソードブロック４にそれぞれ取り付
けられており、チャンバーブロック２の中心線の方向の
長さを小さくすることによって、加工対象のワーク１３
とプラズマ源（アノード９・カソード１０）との間の距
離が可能な限り小さくできるため、成膜原料ガス６の単
位時間当りに対する付着量が従来のものに比較して３倍
程度に高められる。またリング状のアノード９がアノー
ドブロック３と一体化しており、プラズマ状態のイオン
の進む経路に存在しないため、プラズマ状態のイオンの
動きが素直になり、この点からも、成膜効率が向上す
る。さらに、成膜原料ガス６のイオン化が促進している
領域に加工対象のワーク１３が存在しているため、従来
のものと同じ硬度の薄膜を形成するのに、従来、大きな
バイアス電圧を掛けていたが、本発明によると、小さな
バイアス電圧で済むようになった。このためワーク１３
の表面状態による異常放電時の表面のダメージが小さく
なった。
【００２４】（２）給電回路中に、高周波カットフイル
タ４６、４７、４８が介在しているため、カソード電源
１１でカソード１０を加熱しながら、高周波放電がで
る。カソード電源１１でカソード１０を加熱しながら、
高周波電源５０により高周波放電を開始すると、プラズ
マ中の電子密度が高いので、ＲＦ着火トリガーがなくて
も、圧力５×１０-4〔Ｔｏｒｒ〕程度のもとでもトルエ
ンのプラズマ放電が安定して得られる。この高周波プラ
ズマ放電によれば、ワーク１３が非導電体例えばプラス
チックであっても、成膜が可能となる。なお、プラズマ
室５の非分解清掃にあたって、プラズマ室５の内部に酸
素ガスを入れて、高周波放電をすれば、酸素プラズマに
よるアッシング作用によって、加工対象物以外のアノー
ド９、カソード１０、膜厚補正板２２やブロック壁面な
どに付着したＤＬＣ膜を剥離することができる。
タ４６、４７、４８が介在しているため、カソード電源
１１でカソード１０を加熱しながら、高周波放電がで
る。カソード電源１１でカソード１０を加熱しながら、
高周波電源５０により高周波放電を開始すると、プラズ
マ中の電子密度が高いので、ＲＦ着火トリガーがなくて
も、圧力５×１０-4〔Ｔｏｒｒ〕程度のもとでもトルエ
ンのプラズマ放電が安定して得られる。この高周波プラ
ズマ放電によれば、ワーク１３が非導電体例えばプラス
チックであっても、成膜が可能となる。なお、プラズマ
室５の非分解清掃にあたって、プラズマ室５の内部に酸
素ガスを入れて、高周波放電をすれば、酸素プラズマに
よるアッシング作用によって、加工対象物以外のアノー
ド９、カソード１０、膜厚補正板２２やブロック壁面な
どに付着したＤＬＣ膜を剥離することができる。
【００２５】（３）成膜過程で、リング状のアノード９
がカソード８から熱的に放出される電子を広い面積で受
け取るため、大きなプラズマ電流（放電電流）を流して
も、プラズマ（放電）が安定する。しかも、薄膜が絶縁
性の膜としてカソード１０に対向するアノード９や、シ
ャドウアノード１６の面に形成されたとしても、カソー
ド１０に直接対向しないアノード９や、シャドウアノー
ド１６の面に絶縁性の膜が形成されにくいため、カソー
ド１０とアノード９との間で長い期間にわたって安定な
放電が確保でき、ワーク１３に対する成膜動作が安定化
し、成膜能率が高められる。
がカソード８から熱的に放出される電子を広い面積で受
け取るため、大きなプラズマ電流（放電電流）を流して
も、プラズマ（放電）が安定する。しかも、薄膜が絶縁
性の膜としてカソード１０に対向するアノード９や、シ
ャドウアノード１６の面に形成されたとしても、カソー
ド１０に直接対向しないアノード９や、シャドウアノー
ド１６の面に絶縁性の膜が形成されにくいため、カソー
ド１０とアノード９との間で長い期間にわたって安定な
放電が確保でき、ワーク１３に対する成膜動作が安定化
し、成膜能率が高められる。
【００２６】（４）プラズマ状態のイオンがカソード電
位のイオン反射板１７によって反射され、ワーク１３の
方向に向けられるため、イオンの滞留がすくなくなり、
成膜作業の能率が向上する。
位のイオン反射板１７によって反射され、ワーク１３の
方向に向けられるため、イオンの滞留がすくなくなり、
成膜作業の能率が向上する。
【００２７】（５）冷却水１８を導入するためのジャケ
ット１９、２０、２１がチャンバーブロック２、アノー
ドブロック３およびカソードブロック４の内部に設けら
れていて、プラズマ室５の内部に入り込む構造となって
いないため、動作中や、分解時に、プラズマ室５の内部
への水の侵入事故が未然に防止できる。
ット１９、２０、２１がチャンバーブロック２、アノー
ドブロック３およびカソードブロック４の内部に設けら
れていて、プラズマ室５の内部に入り込む構造となって
いないため、動作中や、分解時に、プラズマ室５の内部
への水の侵入事故が未然に防止できる。
【００２８】（６）膜厚補正板２２の存在によって、ワ
ーク１３の表面に形成される薄膜の膜厚分布が制御でき
るため、膜厚補正板２２の形状によって、必要な領域に
のみ成膜が可能となる。
ーク１３の表面に形成される薄膜の膜厚分布が制御でき
るため、膜厚補正板２２の形状によって、必要な領域に
のみ成膜が可能となる。
【００２９】（７）カソードブロック４がカソード電源
１１のアース１４でない電位に設定されているため、局
部的な異常放電が少なく、プラズマ室５の内部で均一な
プラズマ状態が確保できる。また、チャンバーブロック
２がフロート電位に設定されていて、成膜原料ガス６の
プラスイオンがストレートにワーク１３に向かうように
なり、プラズマ室５の部分でプラズマが均一に分布する
ので、ワーク１３に対する成膜も厚みむらのない状態で
形成できる。さらにチャンバーブロック２および膜厚補
正板２２がフロート電位に設定されているので、それら
の表面に成膜原料分子が付着したとしても、成膜原料分
子がフロート電位によって加速されない状態で付着す
る。このため、それらの表面に付着した薄膜が低い硬度
で、内部応力歪がおきず、剥がれにくい。したがって、
薄膜の剥がれによるワーク１３の成膜不良が少なくな
る。
１１のアース１４でない電位に設定されているため、局
部的な異常放電が少なく、プラズマ室５の内部で均一な
プラズマ状態が確保できる。また、チャンバーブロック
２がフロート電位に設定されていて、成膜原料ガス６の
プラスイオンがストレートにワーク１３に向かうように
なり、プラズマ室５の部分でプラズマが均一に分布する
ので、ワーク１３に対する成膜も厚みむらのない状態で
形成できる。さらにチャンバーブロック２および膜厚補
正板２２がフロート電位に設定されているので、それら
の表面に成膜原料分子が付着したとしても、成膜原料分
子がフロート電位によって加速されない状態で付着す
る。このため、それらの表面に付着した薄膜が低い硬度
で、内部応力歪がおきず、剥がれにくい。したがって、
薄膜の剥がれによるワーク１３の成膜不良が少なくな
る。
【００３０】（８）ワーク１３がディスクで、その表面
に保護膜としてＤＬＣ膜が形成されるとき、均一な膜が
形成でき、ディスク表面の耐摩耗性が向上する。
に保護膜としてＤＬＣ膜が形成されるとき、均一な膜が
形成でき、ディスク表面の耐摩耗性が向上する。
【図１】本発明によるプラズマＣＶＤ装置の断面図およ
び電気系、配管系の回路図である。
び電気系、配管系の回路図である。
１ プラズマＣＶＤ装置 ２ チャンバーブロック ３ アノードブロック ４ カソードブロック ５ プラズマ室 ６ 成膜原料ガス ７ 供給ユニット ８ 真空ユニット ９ アノード １０ カソード １１ カソード電源 １２ アノード電源 １３ 加工対象のワーク １４ アース １５ イオン加速用電源 １６ シャドウアノード １７ イオン反射板 １８ 冷却水 １９ ジャケット ２０ ジャケット ２１ ジャケット ２２ 膜厚補正板 ２３ チャンバーリング ２４ カラー ２５ フランジ ２６ 固定ボルト ２７ フレーム ２８ のぞき窓 ２９ 電気絶縁体 ３０ 電気絶縁体 ３１ アノードリング ３２ 固定ボルト ３３ 止めねじ ３４ ロッド ３５ カバー ３６ カバープレート ３７ ホルダー ３８ ノズル ３９ 固定ボルト ４０ ポート ４１ ソケット ４２ ステム ４３ 減圧ポート ４４ 固定ボルト ４５ 固定ボルト ４６ 高周波カットフイルタ ４７ 高周波カットフイルタ ４８ 高周波カットフイルタ ４９ 切り換えスイッチ ５０ 高周波電源 ５１ 供給ユニット ５２ サポート ５３ サポート ５４ 固定ボルト ５５ 調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−335851（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−335854（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−211655（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/31 H05H 1/00 - 1/46 B01J 10/00 - 12/00 B01J 14/00 - 19/32
Claims (8)
- 【請求項１】 筒状のチャンバーブロック（２）の一方
の開口面に、電気絶縁状態として筒状のアノードブロッ
ク（３）、カソードブロック（４）を順次に重ねて着脱
自在に取り付けて、密閉可能なプラズマ室（５）を形成
し、このプラズマ室（５）に成膜原料ガス（６）の供給
ユニット（７）、減圧用の真空ユニット（８）を接続す
るとともに、 プラズマ室（５）の内部で、アノードブロック（３）の
内側にリング状のアノード（９）を固定し、またプラズ
マ室（５）の内部で、カソードブロック（４）の中心位
置にカソード（１０）を固定し、 カソード（１０）の両端にカソード電源（１１）を電気
的に接続し、カソード電源（１１）のアース（１４）側
の一端とアノード（９）との間にアノード（９）側でプ
ラス電位のアノード電源（１２）を電気的に接続し、プ
ラズマ室（５）の内部でアノード（９）、カソード（１
０）に対向した状態で配置される加工対象のワーク（１
３）とアース（１４）との間にワーク（１３）側でマイ
ナス電位のイオン加速用電源（１５）を電気的に接続し
たことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項２】 筒状のチャンバーブロック（２）の一方
の開口面に、電気絶縁状態として筒状のアノードブロッ
ク（３）、カソードブロック（４）を順次に重ねて着脱
自在に取り付けて、密閉可能なプラズマ室（５）を形成
し、このプラズマ室（５）に成膜原料ガス（６）の供給
ユニット（７）、減圧用の真空ユニット（８）を接続す
るとともに、 プラズマ室（５）の内部で、アノードブロック（３）の
内側にリング状のアノード（９）を固定し、またプラズ
マ室（５）の内部で、カソードブロック（４）の中心位
置にカソード（１０）を固定し、 カソード（１０）の両端に高周波カットフイルタ（４
６）によりカソード電源（１１）を電気的に接続し、カ
ソード電源（１１）のアース（１４）側の一端とアノー
ド（９）との間に、アノード（９）側でプラス電位のア
ノード電源（１２）および高周波カットフイルタ（４
７）と高周波電源（５０）とを切り換えスイッチ（４
９）により電気的に選択可能な状態として接続し、プラ
ズマ室（５）の内部でカソード（１０）、アノード
（９）に対向した状態で配置される加工対象のワーク
（１３）とアース（１４）との間にワーク（１３）側で
マイナス電位のイオン加速用電源（１５）および高周波
カットフイルタ（４８）を電気的に接続したことを特徴
とするプラズマＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項３】 プラズマ室（５）の内部で、アノード
（９）の内側にリング状のシャドウアノード（１６）を
一体的に形成し、リング状のシャドウアノード（１６）
の中心位置にカソード（１０）を配置したことを特徴と
する請求項１または２記載のプラズマＣＶＤ装置
（１）。 - 【請求項４】 プラズマ室（５）の内部でカソードブロ
ック（４）に円錐状凹面のイオン反射板（１７）を取り
付けたことを特徴とする請求項１、２または３記載のプ
ラズマＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項５】 チャンバーブロック（２）、アノードブ
ロック（３）、カソードブロック（４）に冷却水（１
８）の循環可能なジャケット（１９、２０、２１）を形
成したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載
のプラズマＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項６】 プラズマ室（５）の内部で、チャンバー
ブロック（２）に膜厚補正板（２２）を加工対象のワー
ク（１３）に対向させて取り付け、この膜厚補正板（２
２）をアノード（９）およびカソード（１０）とワーク
（１３）との間で、ワーク（１３）の前面に配置したこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のプ
ラズマＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項７】 カソードブロック（４）にカソード電源
（１１）のアース（１４）でない一端を電気的に接続
し、かつチャンバーブロック（２）およびチャンバーブ
ロック（２）と一体の膜厚補正板（２２）をフロート電
位に設定したことを特徴とする請求項６記載のプラズマ
ＣＶＤ装置（１）。 - 【請求項８】 加工対象のワーク（１３）を情報記録用
のディスクとし、ディスクの表面に保護用のＤＬＣ膜を
形成することを特徴とする請求項１または２記載のプラ
ズマＣＶＤ装置（１）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303198A JP3299721B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303198A JP3299721B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335855A JPH11335855A (ja) | 1999-12-07 |
| JP3299721B2 true JP3299721B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=15765880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16303198A Expired - Fee Related JP3299721B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3299721B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007126A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Utec:Kk | プラズマｃｖｄ装置及び磁気記録媒体の製造方法 |
| US10626494B2 (en) | 2012-12-20 | 2020-04-21 | Canon Anelva Corporation | Plasma CVD apparatus and vacuum treatment apparatus |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP16303198A patent/JP3299721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007126A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Utec:Kk | プラズマｃｖｄ装置及び磁気記録媒体の製造方法 |
| US10626494B2 (en) | 2012-12-20 | 2020-04-21 | Canon Anelva Corporation | Plasma CVD apparatus and vacuum treatment apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11335855A (ja) | 1999-12-07 |
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