JP3352435B2 - Coating method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高耐久性の高記録
密度を有する量産性に優れた磁気記録媒体を高分子基板
材料上に形成する製造装置、および形成方法に関するも
のである。特に耐摩耗性、潤滑性の機能が要求される保
護膜の形成装置及び形成方法に関するものである。その
産業上の利用分野は映像機器、及び情報機器分野等多岐
にわたる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing apparatus and method for forming a magnetic recording medium having high durability and high recording density and excellent mass productivity on a polymer substrate material. In particular, the present invention relates to an apparatus and a method for forming a protective film that requires functions of wear resistance and lubricity. Its industrial application fields cover a wide variety of fields, such as video equipment and information equipment.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, the density of magnetic recording media has been increasing. Examples of conventional magnetic recording media include audio,
Γ-Fe 2 O 3 powder used for video tape material,
A coating type in which CrO powder, pure iron powder, or the like is coated on a polymer substrate material together with an abrasive and a binder is known. For a magnetic recording medium having higher performance, a magnetic recording material having a metal magnetic material deposited thereon is used.
【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。Further, a technique of forming a film containing carbon as a main component (also called a carbon film, DLC or hard carbon film) on the surface of these magnetic recording media to impart surface protection, wear resistance or lubricity. It has been known. The coating containing carbon as a main component is generally formed by a CVD method typified by a plasma CVD method.
【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。In a typical plasma CVD method, a substrate is placed on a high-frequency voltage supply side (cathode), and a high hardness film is formed using a self-bias formed near the cathode. Generally, a carbon film having high hardness cannot be formed on the ground electrode (anode) side.
【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。[0005] In the case of forming a film containing carbon as a main component by using a parallel plate type plasma CVD method, an organic resin substrate serving as a base of a magnetic storage medium must be provided on a cathode electrode side. Since a magnetic recording medium for high-density recording is generally obtained by evaporating a metal magnetic material, contacting such a base with a cathode electrode causes the base to be a part of the electrode and leaks a high-frequency electric field, which is not preferable. Discharge occurs in the region. Such discharge has a high possibility of damaging the organic resin film as a base, and has a problem in terms of production stability and reliability.
【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。Further, if a hard carbon film as a protective film is to be formed simultaneously with the roll-to-roll type magnetic layer manufacturing process, the film forming speed of the carbon film is too slow to be possible.
【0007】また従来より、ダイヤモンド状の炭素被膜
を成膜する技術が知られている。このダイヤモンド状の
炭素被膜は、ダイヤモンド構造を有した炭素被膜であ
り、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜とも呼ば
れている。以下このような炭素被膜を硬質炭素被膜とい
う。Conventionally, a technique of forming a diamond-like carbon film has been known. This diamond-like carbon film is a carbon film having a diamond structure, and is also called a diamond-like carbon (DLC) film. Hereinafter, such a carbon coating is referred to as a hard carbon coating.
【0008】このような硬質炭素被膜は、樹脂や高分子
フィルムの表面にコーティングされ、耐磨耗層や保護膜
として用いることができる。このような硬質炭素被膜を
形成する方法として、図11に示すような成膜装置が知
られている。図11に示す成膜装置は真空容器111内
に、一対の電極112、114が設けられており、一方
の電極112は高周波(一般には13.56MHz)電
源115に接続されており、一方の電極114は接地さ
れている。成膜がされる基板または基体は、113で示
され、高周波電力が供給される電極112側に配置され
る。また、図示はしないが、反応性気体の供給系や排気
系、さらには給電のための整合装置が設けられている。[0008] Such a hard carbon coating is coated on the surface of a resin or polymer film and can be used as a wear-resistant layer or a protective film. As a method for forming such a hard carbon film, a film forming apparatus as shown in FIG. 11 is known. In the film formation apparatus illustrated in FIG. 11, a pair of electrodes 112 and 114 are provided in a vacuum vessel 111, and one electrode 112 is connected to a high-frequency (generally 13.56 MHz) power supply 115 and one electrode 114 is grounded. The substrate or base on which the film is formed is indicated by 113 and is disposed on the electrode 112 side to which high-frequency power is supplied. Although not shown, a supply system and an exhaust system for the reactive gas, and a matching device for power supply are provided.
【0009】図11に示すプラズマCVD装置は、高周
波電源が接続された電極側、即ち接地電極の反対側の電
極側、さらには基体側に電子が帯電するので、自己バイ
アスの作用によって基体側に膜の高品質化に寄与するH
+ イオンやHラジカルが衝突し、ダイヤモンド構造を有
する炭素皮膜を形成できる。In the plasma CVD apparatus shown in FIG. 11, electrons are charged on the electrode side to which the high-frequency power supply is connected, that is, on the electrode side opposite to the ground electrode, and further on the substrate side. H that contributes to high quality film
+ Ions and H radicals collide to form a carbon film having a diamond structure.
【0010】この様な硬質炭素被膜は、磁気テープや光
磁気ディスク等の磁気記録媒体の保護膜として利用する
ことができる。これら磁気記録媒体は、磁性材料を利用
するものであり、異物が混入したり、傷つけられたりす
るのを防ぐために、保護する必要がある。[0010] Such a hard carbon film can be used as a protective film for a magnetic recording medium such as a magnetic tape or a magneto-optical disk. These magnetic recording media use a magnetic material and need to be protected in order to prevent foreign substances from entering or being damaged.
【0011】このような技術として、特公平3−239
73号公報に記載されているような技術がある。この公
報には、高周波放電に加えて、DCバイアスを印加する
ことによって、ピンホールが102 〜105 個/mm2
形成された炭素被膜を磁気記録媒体表面に形成すること
が記載されている。As such a technique, Japanese Patent Publication No. 3-239
There is a technique as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 73-73. This publication discloses that a DC bias is applied in addition to a high-frequency discharge so that pinholes of 10 2 to 10 5 / mm 2 are formed.
It describes that the formed carbon film is formed on the surface of a magnetic recording medium.
【0012】しかしながら、本発明者らの実験によれ
ば、ピンホールの存在する硬質炭素被膜は、ピンホール
中に水分等が侵入して、保護膜としての長期信頼性には
欠けるものであることが判明した。また、硬質炭素被膜
の硬度や密着性とピンホールの存在を無くすこととは、
必ずしも両立しないことが判明した。However, according to the experiments performed by the present inventors, it has been found that a hard carbon film having a pinhole lacks long-term reliability as a protective film because moisture or the like enters the pinhole. There was found. Also, to eliminate the hardness and adhesion of the hard carbon coating and the existence of pinholes,
It turns out that they are not always compatible.
【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。SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to:
It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of stably and reliably producing a hard carbon film on the surface of a magnetic recording medium having a conductive metal magnetic layer.
【0013】すなわち、接地電極であるアノードに接触
させた状態で十分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が
形成できる装置を提供する。That is, there is provided an apparatus capable of forming a carbon film having sufficient wear resistance and lubricity in a state in which the carbon film is in contact with an anode serving as a ground electrode.
【0014】本発明の別の目的は、磁性層作製プロセス
と同時に保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度の、
高速成膜が可能な装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a hard carbon film as a protective film at the same time as the magnetic layer forming process.
An object of the present invention is to provide an apparatus capable of high-speed film formation.
【0015】さらに、本発明の目的は、高速成膜を達成
することによる新たな問題である、電極の汚れに起因す
るフレークの発生を抑制できる装置を提供することを目
的とする。A further object of the present invention is to provide an apparatus capable of suppressing the generation of flakes due to contamination of electrodes, which is a new problem caused by achieving high-speed film formation.
【0016】また本発明は、緻密で高い硬度と密着性を
有し、かつピンホールの少ない硬質炭素被膜を磁気記録
媒体の保護膜として形成することを目的とする。Another object of the present invention is to form a hard carbon coating having high density, high hardness and adhesion and having few pinholes as a protective film of a magnetic recording medium.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁エネルギ
ーが印加される第1の電極と、接地された第2の電極を
対向して配置し、高周波電界の印加により、該第1およ
び第2の電極間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導
入した原料ガスを活性化せしめて被膜を形成する被膜形
成装置において、前記第1の電極と第2の電極の間隔は
6mm以下であり、かつ、前記電極間の圧力は15To
rrから100Torrの間であることを特徴とする被
膜形成装置である。According to the present invention, a first electrode to which electromagnetic energy is applied and a grounded second electrode are arranged to face each other, and the first and second electrodes are applied by applying a high-frequency electric field. In a film forming apparatus for generating a plasma between two electrodes and activating a source gas introduced into the plasma to form a film, a distance between the first electrode and the second electrode is 6 mm or less; And the pressure between the electrodes is 15 To
A film forming apparatus characterized by being between rr and 100 Torr.
【0018】電磁エネルギーとしては、数十KHz〜数
GHzの周波数を用いることができる。一般には、1
3.56MHzの高周波が利用される。また、複数の周
波数を組み合わせたものを電磁エネルギーとして用いて
もよい。例えば、1〜200Hzの極低周波と、1KH
z〜1MHzの低周波、さらに10〜100MHzの高
周波を組み合わせて電磁エネルギーとする方法を採用し
てもよい。即ち、それぞれの周波数が有する特質を複数
組み合わせる方法を採用してもよい。As the electromagnetic energy, a frequency of several tens KHz to several GHz can be used. Generally, 1
A high frequency of 3.56 MHz is used. Also, a combination of a plurality of frequencies may be used as the electromagnetic energy. For example, an extremely low frequency of 1 to 200 Hz and 1 KH
A method of combining low frequency of z to 1 MHz and high frequency of 10 to 100 MHz to obtain electromagnetic energy may be adopted. That is, a method of combining a plurality of characteristics of each frequency may be adopted.
【0019】また本発明は、第1および第2の電極の間
隔が6mm以下で、かつ、圧力が15Torrから10
0Torrの間であれば、基体を接地電極である第二の
電極に接触させていても高硬度な炭素膜の形成が可能で
あるという点が主旨であり、発明人の実験的な知見によ
るものである。Further, according to the present invention, the distance between the first and second electrodes is 6 mm or less, and the pressure is from 15 Torr to 10 mm.
The main point is that if it is between 0 Torr, it is possible to form a carbon film with high hardness even if the substrate is in contact with the second electrode, which is a ground electrode. It is.
【0020】本発明人は上記の知見に先立ち、一般に、
プラズマCVDで選択される圧力領域(10mTorr
から1Torr)よりかなり高い圧力領域(5Torr
から760Torr)での、プラズマの物性を観察し
た。このような一般に考えられるものより高い圧力範囲
に着目したのは、通常のプラズマCVDの成膜速度を桁
違いに向上させたいと考えたからである。Prior to the above findings, the present inventor generally
Pressure range selected by plasma CVD (10 mTorr
Pressure region (5 Torr)
From 760 Torr). The reason for focusing on such a higher pressure range than generally conceivable is that it is desired to improve the film formation rate of ordinary plasma CVD by orders of magnitude.
【0021】プラズマCVDでの成膜素過程(ラジカル
の発生、基板表面への輸送、表面での反応)を考慮すれ
ば、 (1)成膜の前駆体となるラジカル密度の向上 (2)ラジカルの基体表面への輸送効率の向上 の2点を改善できれば成膜速度が向上することが理解で
きる。プラズマCVDの場合はラジカルはプラズマ空間
全体で発生しており、ラジカルの輸送よりは発生の方が
成膜速度への影響は大きいと推察できる。ラジカル密度
の増加は反応圧力の上昇で可能と期待できる。つまり、
高い圧力領域での成膜は高速成膜になることが期待でき
る。Considering the film formation elementary process (generation of radicals, transport to the substrate surface, reaction on the surface) in plasma CVD, (1) improvement of radical density as a precursor of film formation (2) radical It can be understood that the film formation rate can be improved if the two points of improving the efficiency of transport to the substrate surface can be improved. In the case of plasma CVD, radicals are generated in the entire plasma space, and it can be inferred that generation of radicals has a greater effect on the film formation rate than transport of radicals. It can be expected that the radical density can be increased by increasing the reaction pressure. That is,
Film formation in a high pressure region can be expected to be high-speed film formation.
【0022】成膜素過程にはさらに、 (3)膜表面での反応(表面脱離の抑制) も考えられるが、プラズマCVDのような低温プロセス
の場合は表面反応律速になることはなく、成膜速度への
膜表面での反応過程は寄与しない。ただし、硬質炭素膜
を製膜する場合は表面でのイオンの作用が膜質におおき
く影響する。すなわち、硬質炭素膜では成膜中にイオン
のボンバードメントを積極的に作用させ、膜中の強い結
合を残し、弱い結合を切断しつつ成膜するものだからで
ある。よって、一般にはカソード側に基板を設置し、セ
ルフバイアスを用いて成膜する。In the elementary process of film formation, (3) a reaction on the film surface (suppression of surface desorption) can be considered. However, in the case of a low-temperature process such as plasma CVD, the surface reaction does not become rate-determining. The reaction process on the film surface does not contribute to the film formation rate. However, when a hard carbon film is formed, the action of ions on the surface greatly affects the film quality. That is, in the case of a hard carbon film, bombardment of ions is positively applied during film formation, leaving strong bonds in the film and forming films while cutting weak bonds. Therefore, in general, a substrate is provided on the cathode side, and a film is formed using a self-bias.
【0023】ラジカル密度の増加を成膜時の圧力増加で
実現するとしても、ラジカル発生の前提となるプラズマ
が、圧力上昇によりその物性を大きく変化させては意味
がない。そこで、本発明人は先に述べた通り、高い圧力
領域(5Torrから760Torr)でのプラズマを
観察した。Even if the radical density is increased by increasing the pressure during film formation, it is meaningless if the physical properties of the plasma, which is the premise of radical generation, are significantly changed by the pressure increase. Therefore, as described above, the present inventors observed plasma in a high pressure region (5 Torr to 760 Torr).
【0024】まず、高い圧力領域(5Torrから76
0Torr)でプラズマを発生させるための要件であ
る。従来、低圧グロー放電が、10mTorrから1T
orrの圧力領域で生成されていたのは、該圧力領域で
最も放電が生成しやすい(すなわち、放電が安定であ
る)からである。ある電極間隔d(通常の低圧グローの
場合d=数十mm)の平行平板電極の間に存在する粒子
が、電子と衝突する回数(電子は電極間の電界で加速さ
れ、一方の電極からもう一方の電極の方向に飛翔してい
ると仮定する)は、その雰囲気の圧力に比例する(平均
自由行程に逆比例する)。すなわち、圧力が低く、衝突
回数が少ないと、電子は十分なエネルギーを持つため、
衝突すれば粒子の電離はおこるものの、低圧力のため粒
子自体が少なく、プラズマに成りえない。一方、圧力が
高いと、電子の衝突回数が増加し、次の衝突までに電子
は十分なエネルギーを持ちえず、衝突しても粒子をイオ
ン化することができない。これは、パッシェンの法則と
して知られているもので、放電開始電圧Vが、圧力pと
電極間隔dの積(pd積)の関数になり、あるpd積の
値で最低放電開始電圧Vminが存在するというもので
ある。First, a high pressure region (from 5 Torr to 76
0 Torr). Conventionally, low-pressure glow discharge has been reduced from 10 mTorr to 1 T
The discharge was generated in the orr pressure region because a discharge is most easily generated in the pressure region (that is, the discharge is stable). The number of times particles present between parallel plate electrodes with a certain electrode spacing d (d = several tens of mm in the case of a normal low pressure glow) collide with electrons (the electrons are accelerated by the electric field between the electrodes, and from one electrode to another Flying in the direction of one electrode) is proportional to the pressure of the atmosphere (inversely proportional to the mean free path). In other words, when the pressure is low and the number of collisions is small, the electrons have sufficient energy,
If the particles collide, ionization of the particles occurs, but the particles themselves are small due to the low pressure and cannot be turned into plasma. On the other hand, if the pressure is high, the number of collisions of the electrons increases, and the electrons cannot have sufficient energy before the next collision, and the particles cannot be ionized by the collision. This is known as Paschen's law, in which the firing voltage V is a function of the product of the pressure p and the electrode spacing d (pd product), and the minimum firing voltage Vmin exists at a certain pd product value. It is to do.
【0025】すなわち、高い圧力領域でプラズマを生成
するには、短い自由行程間で粒子を電離するに十分な電
界を電子に与える必要がある。これは電極間隔dを小さ
くすることと、電極間に印加する電圧を上げることで対
処できる。That is, in order to generate plasma in a high pressure region, it is necessary to apply an electric field to the electrons sufficient to ionize particles during a short free path. This can be dealt with by reducing the electrode interval d and increasing the voltage applied between the electrodes.
【0026】ただし、電極間に印加する電圧を上げるこ
とによる効果には限界がある。すなわち、グロー放電の
場合、プラズマ内での電界分布は一様ではなく、電界は
電極近傍に形成されるシース部に最も大きくかかる。次
に、シース部に続く陽光柱部にかかる。シース部の長さ
はプラズマに特有のデバイ長さ程度であり、空間的に大
部分を占める陽光柱にはあまり電界はかからない。よっ
て、電極間に、多大な電圧を印加したとしても、空間的
に大部分を占める陽光柱部での実質的な電界増加はあま
り見込めない。もっとも、電極間電圧の増加分はシース
部にかかるため、該領域での電離は促進される。シース
部にかかる電界が限度を越えると、加速された電子が電
極表面に衝突し、電極を加熱する事による電極からの熱
電子放出が発生してくる。グロー放電の場合の電極から
の電子放出機構は電界放出および二次電子放出である
が、熱電子放出が発生すると、電極からの電子放出に費
やされる電界がほとんどなくなり、その分の電界はシー
ス部にかかるようになる。そうなると、シース部の電子
はさらに加速されて電極を加熱し、電極電位が維持され
る限り熱暴走を起こしてしまう。このような状態は負性
抵抗であり、全路にわたって電流が流れるとアーク放電
に移行する。However, there is a limit to the effect of increasing the voltage applied between the electrodes. That is, in the case of the glow discharge, the electric field distribution in the plasma is not uniform, and the electric field is applied most to the sheath formed near the electrode. Next, it is applied to the positive column following the sheath. The length of the sheath portion is about the Debye length peculiar to the plasma, and the electric field is not applied so much to the positive column that occupies most of the space. Therefore, even if a large voltage is applied between the electrodes, a substantial increase in the electric field in the positive column that occupies most of the space cannot be expected. However, since the increase in the voltage between the electrodes is applied to the sheath, ionization in the region is promoted. When the electric field applied to the sheath portion exceeds the limit, accelerated electrons collide with the electrode surface, and thermionic electrons are emitted from the electrode by heating the electrode. In the case of glow discharge, the electron emission mechanism from the electrode is field emission and secondary electron emission.When thermionic emission occurs, the electric field used for electron emission from the electrode almost disappears, and the electric field corresponding to that is reduced by the sheath part. Will be taken. In such a case, the electrons in the sheath are further accelerated to heat the electrode, and thermal runaway occurs as long as the electrode potential is maintained. Such a state is a negative resistance, and when a current flows over all the paths, the state shifts to arc discharge.
【0027】よって、高い圧力領域でのプラズマ生成に
は電極間隔の小さくすることが効果がある。ただし、電
極間隔の下限値も存在する。プラズマを存在させるに
は、電極間隔はデバイ距離の数倍は少なくとも必要であ
る。デバイ距離λは以下の式で表される。 λ=(ε0 ・κ・Te/q2 ・Ne)1/2 ただし、ε0 は真空の誘電率 κはボルツマン定数 qは電荷素量 Teは電子温度 Neは電荷密度 である。本発明のプラズマは電子密度が1015/m3 、
電子温度が2eV程度であることよりデバイ距離は約
0.3mmとなる。よって、電極間隔は1mm以上ある
ことが望ましい。Therefore, it is effective to reduce the electrode interval for plasma generation in a high pressure region. However, there is also a lower limit value of the electrode interval. In order for the plasma to exist, the electrode spacing must be at least several times the Debye distance. The Debye distance λ is represented by the following equation. λ = (ε 0 κ Te / q 2 Ne) 1/2 where ε 0 is the dielectric constant of vacuum κ is the Boltzmann constant q is the elementary charge amount Te is the electron temperature Ne is the charge density. The plasma of the present invention has an electron density of 10 15 / m 3 ,
Since the electron temperature is about 2 eV, the Debye distance is about 0.3 mm. Therefore, it is desirable that the electrode interval is 1 mm or more.
【0028】上記の通り、1Torrから760Tor
rまでの圧力での放電は可能であるが、プラズマの物性
は大きく変化する。100Torr程度から760To
rrの圧力領域では、通常の電極構造では先に示したア
ーク放電への移行メカニズムにも示したように、放電が
不安定になりやすい。そこで、本発明人の他の発明であ
る大気圧放電の発生方法を利用することができる。As described above, 1 Torr to 760 Torr
Discharge at pressures up to r is possible, but the physical properties of the plasma change significantly. About 100 Torr to 760 To
In the rr pressure range, the discharge tends to become unstable in the normal electrode structure, as shown in the transition mechanism to the arc discharge described above. Then, the atmospheric pressure discharge generating method which is another invention of the present inventor can be used.
【0029】放電が負性抵抗を示しても系全体で負性抵
抗を示さないように電極表面に耐熱性の誘電体を挿入す
る。該誘電体が正抵抗を持つため、系全体では正抵抗と
なる。この場合、誘電体が等価回路的には直列に入るた
め、電極間に印加する電界は交流とする必要がある。A heat-resistant dielectric is inserted into the electrode surface so that even if the discharge shows negative resistance, the whole system does not show negative resistance. Since the dielectric has a positive resistance, the whole system has a positive resistance. In this case, since the dielectric enters the series in terms of an equivalent circuit, the electric field applied between the electrodes needs to be an alternating current.
【0030】さらに、該領域では、圧力が高く、空間中
でのイオンおよび電子の衝突・再結合の確率が大きくな
り、プラズマが消滅しやすくなる。よって、イオンおよ
び電子の拡散(特にイオンの拡散)を促進してプラズマ
を広げる必要がある。そのために、準安定状態を有する
希ガス特にヘリウムもしくはアルゴンの添加が効果があ
る。希ガスは全ガスの80%以上とするのが好ましい。Further, in this region, the pressure is high, the probability of collision and recombination of ions and electrons in space increases, and the plasma is easily extinguished. Therefore, it is necessary to promote the diffusion of ions and electrons (particularly the diffusion of ions) to spread the plasma. For this purpose, the addition of a rare gas having a metastable state, particularly helium or argon, is effective. The rare gas is preferably at least 80% of the total gas.
【0031】また、磁場を作用させてプラズマを構成す
る粒子を拡散させることも効果がある。磁場の分布は電
極の中心部より外部の方向に磁束を発散させるようにす
ると良い。こうすると、発散する磁束に沿って電子がド
リフトし、該電子のつくる電場を打ち消すように陽イオ
ンが引き寄せられる。結果としてプラズマが拡散する事
となる。It is also effective to diffuse the particles constituting the plasma by applying a magnetic field. The distribution of the magnetic field is preferably such that the magnetic flux is diverged outward from the center of the electrode. Then, the electrons drift along the diverging magnetic flux, and cations are attracted so as to cancel the electric field created by the electrons. As a result, the plasma is diffused.
【0032】前記のように、100Torr程度から7
60Torrの圧力領域では、電極表面の誘電体と希ガ
スの添加が必要であるが、100Torr程度以下の圧
力領域では、誘電体と希ガスは必ずしも必要ではない。
しかし、100Torr程度以下の圧力領域での誘電体
と希ガスの存在は放電を安定させる効果があり有効であ
る。ただし、コストの上昇と成膜速度の低下を招く要素
となる。As described above, from about 100 Torr to 7
In a pressure region of 60 Torr, addition of a dielectric substance and a rare gas on the electrode surface is necessary, but in a pressure region of about 100 Torr or less, a dielectric substance and a rare gas are not necessarily required.
However, the presence of a dielectric and a rare gas in a pressure region of about 100 Torr or less has an effect of stabilizing discharge and is effective. However, this is a factor that causes an increase in cost and a decrease in the deposition rate.
【0033】本発明人は、前記の手段をもちいて、5T
orrから760Torrでのプラズマの物性を観察し
た。実験に用いたガスはアルゴンで、電極はプラズマ安
定化のため誘電体を挿入したものを用いた。誘電体は
0.5mm厚さの焼結アルミナを用いた。高周波の周波
数は13.56MHzである。The inventor of the present invention has proposed a method of 5T
The physical properties of the plasma from rr to 760 Torr were observed. The gas used in the experiment was argon, and the electrode used was one into which a dielectric was inserted for plasma stabilization. As the dielectric, sintered alumina having a thickness of 0.5 mm was used. The high frequency is 13.56 MHz.
【0034】プラズマの代表的な物性値として電子温度
(Te)と電子密度(Ne)とプラズマを維持するに必
要な最低の電圧(Sustaining Voltag
e)を測定した。電子温度(Te)と電子密度(Ne)
はラングミュアプローブ法(シングルプローブ法)を用
いて、プラズマを維持するに必要な最低の電圧(Sus
taining Voltage)は電源の端子電圧を
測定した。結果を図7及び図9に示す。Typical physical properties of the plasma include an electron temperature (Te), an electron density (Ne), and a minimum voltage required to maintain the plasma (Sustaining Voltag).
e) was measured. Electron temperature (Te) and electron density (Ne)
Uses the Langmuir probe method (single probe method) to measure the minimum voltage (Sus
In the case of “taining voltage”, the terminal voltage of the power supply was measured. The results are shown in FIGS.
【0035】図9に電子温度(Te)と電子密度(N
e)を同時に示す。電子密度(Ne)は、プローブ電圧
を正電圧方向にかけていくと観察することのできる電子
飽和電流領域が、観測できない圧力領域(60Torr
以上)が存在するため、計算ができず、よって、60T
orr以上は図示していない。40Torr以下での電
子密度(Ne)は、圧力の上昇とともに1×1014/m
3 から1.7×1014/m3 に徐々に上昇し、40To
rrから60Torrの領域では急激に8×10 14/m
3 まで上昇している。これは約40Torrを境にし
て、局部的にアーク放電が発生していることを示してお
り、該領域(40Torrから60Torr)のプラズ
マが不安定に成りつつあることを示している。しかし、
これを利用すると、非常に高密度なプラズマを得ること
ができる。FIG. 9 shows the electron temperature (Te) and the electron density (N
e) is also shown. Electron density (Ne) is the probe voltage
Electrons that can be observed when applied to the positive voltage direction
The saturation current region is a pressure region where it cannot be observed (60 Torr).
Above), the calculation cannot be performed, and therefore 60T
Not shown above orr. Electricity below 40 Torr
The density of the particles (Ne) is 1 × 10 with increasing pressure.14/ M
ThreeFrom 1.7 × 1014/ MThreeGradually rises to 40To
In the region from rr to 60 Torr, 8 × 10 14/ M
ThreeIt is rising. This is about 40 Torr
To indicate that arcing is occurring locally.
Of the area (40 Torr to 60 Torr)
It shows that Ma is becoming unstable. But,
By using this, you can obtain a very dense plasma
Can be.
【0036】図7は電子温度(Te)とプラズマを維持
するに必要な最低の電圧(Sustaining Vo
ltage)を同時に示す。プラズマを維持するに必要
な最低の電圧(Sustaining Voltag
e)は、その物理的意味はともかく、装置としてのプラ
ズマの取り扱い易さを示す物であり。出来るだけ低いこ
とが好ましい。この観点からすると、10Torrから
100Torrの間で極小を示しており、該領域で使用
することが好ましい。FIG. 7 shows an electron temperature (Te) and a minimum voltage (Sustaining Vo) required to maintain plasma.
ltage) are also shown. Minimum voltage required to maintain plasma (Sustaining Voltag)
e) shows the ease of handling the plasma as an apparatus, irrespective of its physical meaning. Preferably, it is as low as possible. From this point of view, the minimum is shown between 10 Torr and 100 Torr, and it is preferable to use in this region.
【0037】一方、電子温度(Te)のグラフは、60
Torrを極小とし、U字型の形状となっている。15
Torrから100Torrの中圧力領域では、これよ
り低い圧力領域および高い圧力領域より、電子温度(T
e)が低く、3eV以下となっている。On the other hand, the graph of the electron temperature (Te) is
Torr is minimized, and the shape is U-shaped. Fifteen
In the medium pressure region from Torr to 100 Torr, the electron temperature (T
e) is low and is 3 eV or less.
【0038】上記の結果はあくまで代表的な結果であ
り、全てを表しているわけではない。例えばガスをヘリ
ウム、ネオン等に変えたり、炭化水素ガスを加えたり、
ガス流量を変化させたりすると、結果は異なる。たとえ
ば、電子温度(Te)が極小となる圧力は60Torr
から100Torrの範囲で変化し、電子密度(Ne)
が急激に増加する圧力は40Torrから80Torr
の範囲で変化し、プラズマを維持するに必要な最低の電
圧(Sustaining Voltage)が極小と
なる圧力は20Torrから100Torrの範囲で変
化する。しかしながら、定性的にはほぼ同様の結果を得
る。The above results are representative results only, and do not represent all. For example, changing the gas to helium, neon, adding hydrocarbon gas,
Varying the gas flow rate will give different results. For example, the pressure at which the electron temperature (Te) becomes a minimum is 60 Torr.
From 100 Torr to the electron density (Ne)
Pressure increases rapidly from 40 Torr to 80 Torr
And the pressure at which the minimum voltage (Sustaining Voltage) required to maintain the plasma is minimized varies from 20 Torr to 100 Torr. However, a qualitatively similar result is obtained.
【0039】以上のべたことより、中圧力領域(15T
orrから100Torrの範囲)では、プラズマを維
持するに必要な最低の電圧(Sustaining V
oltage)が低くなることは装置の使い勝手、電源
の軽量化および低コスト化の点から好ましく、電子密度
(Ne)の増加はラジカル密度を増加させる効果の点で
好ましい。From the above, it can be seen that the medium pressure range (15T
orr to 100 Torr), the minimum voltage required to sustain the plasma (Sustaining V)
It is preferable that the aging is low from the viewpoints of usability of the apparatus, weight reduction of the power supply and cost reduction, and increase of the electron density (Ne) is preferable from the viewpoint of increasing the radical density.
【0040】更に、中圧力領域(15Torrから10
0Torrの範囲)では、電子温度が低くなるため、ラ
ジカルの生成に対しては不利ではあるが、プラズマの電
位が接地電位であるアノードに対して上昇するため、ア
ノードへのイオンのボンバードメントが発生する。これ
は、アノード側に設置した硬質炭素膜の作製には大変都
合がよい。理由を以下に説明する。Further, in a medium pressure range (15 Torr to 10
At 0 Torr, the electron temperature is low, which is disadvantageous for the generation of radicals. However, since the plasma potential rises with respect to the anode which is the ground potential, ion bombardment to the anode occurs. I do. This is very convenient for producing a hard carbon film installed on the anode side. The reason will be described below.
【0041】プラズマ内の電子とイオンはその質量の差
より、同じ電界強度の下で、電子の方が容易に運動す
る。よっで、電子の方がより容器に到達する確率が高く
なる。容器が絶縁体であれば、容器が負に帯電すること
となる。容器が導電体であれば、プラズマに接する容器
がプラズマと同電位であると仮定すると、容器を介して
プラズマの方向に電流が流れる。電流が流れては電荷中
性の条件に反するので、電流のながれをキャンセルする
ようにプラズマの電位は容器に対して正の方向に動く。
すなわち、容器が導電体であろうと絶縁体であろうと、
電子とイオンの移動度の相違により、プラズマは容器に
対して正に帯電する。The electrons and ions in the plasma move more easily under the same electric field strength due to the difference in their masses. Therefore, the probability that electrons reach the container is higher. If the container is an insulator, the container will be negatively charged. If the container is a conductor, assuming that the container in contact with the plasma has the same potential as the plasma, current flows in the direction of the plasma through the container. Since the flow of current is contrary to the neutral condition of charge, the potential of the plasma moves in a positive direction with respect to the container so as to cancel the flow of current.
That is, whether the container is a conductor or an insulator,
Due to the difference in mobility between electrons and ions, the plasma is positively charged with respect to the container.
【0042】これは、接地電極側にもイオンシースが存
在することを示す。もちろん、カソード(給電電極側)
にもイオンシースが存在する。しかし、通常は、自然に
発生するイオンシースはセルフバイアスにより発生する
シースよりも十分小さいために無視されている。This indicates that the ion sheath also exists on the ground electrode side. Of course, cathode (power supply electrode side)
Also has an ion sheath. However, naturally occurring ion sheaths are usually ignored because they are sufficiently smaller than sheaths generated by self-bias.
【0043】イオンシースにより発生する電界は、イオ
ンシースを電気二重層によるコンデンサと等価として見
積もることが可能である。The electric field generated by the ion sheath can be estimated on the assumption that the ion sheath is equivalent to a capacitor using an electric double layer.
【0044】電子の速度がボルツマン分布していると仮
定すると、イオンシース内の電子密度は指数関数的に減
少し、イオンシース内の空間電荷はエクスポネンシャル
カーブとなる。イオンシースとプラズマとの境界は、プ
ラズマのバルク電位に対して、 Vt=−κ・Te/2q 程度の電位になる位置と定義するのが妥当である。これ
は、プラズマバルク内の電子がκ・Te/2程度のエネ
ルギーで運動していることによる。Assuming that the electron velocity has a Boltzmann distribution, the electron density in the ion sheath decreases exponentially, and the space charge in the ion sheath becomes an exponential curve. It is appropriate to define the boundary between the ion sheath and the plasma as a position where the potential becomes about Vt = −κ · Te / 2q with respect to the bulk potential of the plasma. This is because electrons in the plasma bulk are moving with an energy of about κ · Te / 2.
【0045】電子温度(Te)が大きくなると電子がイ
オンシース内に侵入するためイオンシースの厚さdは減
少し、電気二重層の容量Cは増加する。逆に、電子温度
(Te)が小さくなると、電気二重層の容量Cは減少す
る。イオンシースに蓄積される電荷量は電子密度(N
e)すまわちイオン密度(Ni)に比例するため、電気
二重層の両端にかかる電圧Vは、 V = Q/C = (Ne)2/3 ・d/ε0 ・S ただし、 dはイオンシースの厚さ Sは電極面積 となる。すなわち、電子温度(Te)が小さいほどイオ
ンシース内の電界は強くなり、アノードへのイオンのボ
ンバードメントは大きくなる。When the electron temperature (Te) increases, the electrons enter the ion sheath, so that the thickness d of the ion sheath decreases and the capacitance C of the electric double layer increases. Conversely, when the electron temperature (Te) decreases, the capacitance C of the electric double layer decreases. The amount of charge stored in the ion sheath is the electron density (N
e) That is, since it is proportional to the ion density (Ni), the voltage V applied to both ends of the electric double layer is as follows: V = Q / C = (Ne) 2/3 · d / ε 0 · S where d is an ion The thickness S of the sheath is the electrode area. That is, as the electron temperature (Te) is smaller, the electric field in the ion sheath becomes stronger, and the bombardment of ions to the anode becomes larger.
【0046】従来、アノード側では硬質炭素膜が生成で
きなかったが、本発明の装置では、圧力を中圧力(15
Torrから100Torr)とし、結果として電子温
度を低下させ、もって、アノードにもイオンのボンバー
ドメントを発生させることにより、アノード側でも硬質
炭素膜が成膜できるようになった。Conventionally, a hard carbon film could not be formed on the anode side.
From Torr to 100 Torr), as a result, the electron temperature was lowered, and ion bombardment was also generated on the anode, so that a hard carbon film could be formed on the anode side.
【0047】また、本発明は、第1の電極に対向して、
接地された円筒形状の第2の電極を有し、該第2の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第2の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第1および第2の電極の
間を通過する機構を有し、前記第一の電極に高周波の電
界を印加して前記第一及び第二の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第1の電極の周端部が絶縁体で覆われ、前記第1の電極
および第2の電極と絶縁体により実質的に閉空間が構成
され、該閉空間には前記第1の電極に設けられた細孔を
介してガスが供給され、前記閉空間内にプラズマが閉じ
込められて外部に漏れにくくなっている構造を有し、か
つ、前記第1の電極と第2の電極の間隔は6mm以下で
あり、かつ、前記閉空間内の圧力は15Torrから1
00Torrの間であることを特徴とする被膜形成装置
である。Further, according to the present invention, in opposition to the first electrode,
A second electrode having a grounded cylindrical shape, a film serving as a substrate on which a film is to be formed is wound around a part of the second electrode, and the second cylindrical electrode is rotated; Has a mechanism in which the film passes between the first and second electrodes, and applies a high-frequency electric field to the first electrode to convert the space between the first and second electrodes into a plasma. At least, in a film forming apparatus for forming a film by activating a source gas introduced into the plasma, a peripheral end of the first electrode is covered with an insulator, and the first electrode and the second electrode are covered with an insulator. A substantially closed space is formed by the electrode and the insulator, and gas is supplied to the closed space via a pore provided in the first electrode, and plasma is confined in the closed space and externally provided. Having a structure that is difficult to leak, and If the interval of the second electrode is at 6mm or less, and the pressure in the closed space from 15 Torr 1
A film forming apparatus characterized by being between 00 Torr.
【0048】これは、中圧力とすることに加えて、プラ
ズマを閉空間に閉じ込めることにより、好ましくない領
域での放電を防止し、更に、より高密度のプラズマを生
成して、アノードへのボンバードメントの増加を実現し
たものである。This is because, in addition to the medium pressure, the plasma is confined in a closed space to prevent discharge in an undesired area, and further, a higher-density plasma is generated, and bombardment to the anode is performed. This is an increase in the number of employees.
【0049】好ましくない領域は、具体的には電極周辺
部である。電極中心部は一般に電界は一定もしくは均一
な変化率を有している。しかし、電極周辺部特に給電電
極の端部では電界強度は大きくなり、該領域に放電が集
中することとなる。すなわち、該領域のプラズマ密度の
増加によりインピーダンスが低下し、電流は該領域に多
く流れるようになる。すると、電力の多くは周辺部で消
費され、電極中心部でのプラズマ密度は低下してしま
う。これは電子密度の上昇を招き、電極中心部のイオン
のボンバードメントが低下することとなる。The undesired region is specifically the periphery of the electrode. The electric field generally has a constant or uniform rate of change at the center of the electrode. However, the electric field intensity becomes large in the peripheral portion of the electrode, especially in the end portion of the power supply electrode, and the discharge concentrates in the region. That is, the impedance decreases due to an increase in the plasma density in the region, and a large amount of current flows in the region. Then, much of the power is consumed in the peripheral portion, and the plasma density in the central portion of the electrode decreases. This leads to an increase in electron density, and a reduction in ion bombardment at the center of the electrode.
【0050】よって、給電電極(第1の電極)の周端部
を絶縁体で覆い、プラズマを中心部分に閉じ込めること
により前記問題を解決したものである。Therefore, the above problem is solved by covering the peripheral end of the power supply electrode (first electrode) with an insulator and confining the plasma at the center.
【0051】更に、本発明は、第1の電極に対向して、
接地された円筒形状の第2の電極を有し、該第2の電極
の一部に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが
巻き付けられ、前記円筒形状の第2の電極が回転するこ
とにより、前記フィルムが前記第1および第2の電極の
間を通過する機構を有し、前記第1の電極に高周波の電
界を印加して前記第1及び第2の電極間の空間をプラズ
マ化せしめて、該プラズマ中に導入した原料ガスを活性
化せしめて被膜を形成する被膜形成装置において、前記
第1の電極が前記第2の電極に対して形成する電界強度
が前記第1の電極の表面において最も強く、前記第2の
電極の表面において最も弱くなるように、電極を構成す
るとともに、前記第1の電極と第2の電極の最短間隔は
6mm以下であり、かつ、前記第1の電極と第2の電極
の間の圧力は15Torrから100Torrの間であ
ることを特徴とする被膜形成装置である。Further, according to the present invention, in opposition to the first electrode,
A second electrode having a grounded cylindrical shape, a film serving as a substrate on which a film is to be formed is wound around a part of the second electrode, and the second cylindrical electrode is rotated; Has a mechanism that allows the film to pass between the first and second electrodes, and applies a high-frequency electric field to the first electrode to convert the space between the first and second electrodes into a plasma. At least, in a film forming apparatus for forming a film by activating the source gas introduced into the plasma, the electric field intensity formed by the first electrode with respect to the second electrode is higher than that of the first electrode. The electrode is configured to be strongest on the surface and weakest on the surface of the second electrode, and the shortest distance between the first electrode and the second electrode is 6 mm or less, and the first electrode The pressure between the electrode and the second electrode is 15 A film forming apparatus, characterized in that is between orr the 100 Torr.
【0052】これは、中圧力とすることに加えて、第1
の電極すなわちカソード周辺の電界強度を高め、該領域
でプラズマの密度を増加させたものである。第1の電極
すなわちカソード電極の形状としては平板の端部を用い
た物のほか、ナイフ状、針状のものが有効である。This is because, in addition to the medium pressure, the first
The electric field intensity around the electrode, ie, the cathode, is increased, and the density of the plasma is increased in the region. As the shape of the first electrode, that is, the cathode electrode, in addition to the shape using the end of the flat plate, a knife shape or a needle shape is effective.
【0053】すなわち、電界強度の不均一な領域を積極
的に利用して、高密度のプラズマを実現したものであ
る。That is, high-density plasma is realized by positively utilizing the region where the electric field intensity is not uniform.
【0054】また、本発明は、高周波電界が印加される
第1の電極と、接地された第2の電極を対向して配置
し、高周波電界の印加により、該第1および第2の電極
間でプラズマを生成し、該プラズマ中に導入した原料ガ
スを活性化せしめて被膜を形成する被膜形成装置であっ
て、接地された円筒形状金属表面に、前記第1および第
2の電極間で発生したプラズマが吹きつけられるよう
に、該円筒形状金属を配置し、該円筒形状金属の一部
に、被膜が形成されるべき基体であるフィルムが巻き付
けられ、前記円筒形状金属が回転することにより、前記
フィルムが吹きつけられたプラズマ領域を通過する機構
を有してなる被膜形成装置において、前記第1の電極と
第2の電極の間隔は6mm以下であり、かつ、前記1の
電極と第2の電極の間の圧力は15Torrから100
Torrの間であることを特徴とする被膜形成装置。Further, according to the present invention, a first electrode to which a high-frequency electric field is applied and a grounded second electrode are disposed so as to face each other. A film forming apparatus for generating a plasma by activating a source gas introduced into the plasma to form a film, wherein a plasma is generated between the first and second electrodes on a grounded cylindrical metal surface. As the plasma is blown, the cylindrical metal is arranged, and a part of the cylindrical metal is wrapped with a film that is a substrate on which a coating is to be formed, and the cylindrical metal is rotated. In a film forming apparatus having a mechanism for passing the film through a plasma region, the distance between the first electrode and the second electrode is 6 mm or less, and the distance between the first electrode and the second electrode is Between the electrodes Forces from 15Torr 100
A film forming apparatus characterized by being between Torr.
【0055】これは、平行平板もしくは同心円筒状電極
構造を有するプラズマ発生装置で、同様に中圧力とする
ことにより高密度プラズマが形成できるが、これをガス
流でもって積極的に基体に吹きつける物である。中圧力
のため、ガスの拡散は低圧に比べて遅くなり、ラジカル
の輸送が律速する場合がある。これを吹きつけにより解
決したものである。This is a plasma generating apparatus having a parallel plate or concentric cylindrical electrode structure. Similarly, high-density plasma can be formed by applying a medium pressure. Things. Due to the medium pressure, gas diffusion is slower than at low pressure, and the transport of radicals may be rate-limiting. This was solved by spraying.
【0056】また、本発明は、前記プラズマ空間内に供
給されるガスは炭化水素、ハロゲン化炭素およびハロゲ
ン化炭化水素からなる群より選ばれたガスと水素の混合
ガス、もしくは、該混合ガスと希ガスの混合ガスである
ことを特徴とする各請求項に記載の被膜形成装置であ
る。Further, according to the present invention, the gas supplied into the plasma space is a mixed gas of hydrogen and a gas selected from the group consisting of hydrocarbons, halogenated carbons and halogenated hydrocarbons, or The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is a mixed gas of a rare gas.
【0057】中圧力としたことにより高速度での成膜が
実現できるが、一方、カソードへの膜の付着が問題とな
る。これを、炭素のハロゲン化物を添加することにより
解決するものである。Although the film formation at a high speed can be realized by setting the medium pressure, on the other hand, adhesion of the film to the cathode poses a problem. This is solved by adding a carbon halide.
【0058】本発明では、アノード側にイオンのボンバ
ードメントを作用させて、アノード側でも硬質炭素膜が
形成きるものであるが、カソード側にもアノード側より
も大きなセルフバイアスがかかるので、イオンのボンバ
ードメントはアノード側よりも強くなる。本発明では、
この現象を利用して、エッチング作用を有したハロゲン
系ガスを原料ガスに添加し、カソード側では成膜ではな
くエッチングをおこなうものである。In the present invention, ion bombardment is applied to the anode side to form a hard carbon film on the anode side. However, a larger self-bias is applied to the cathode side than to the anode side. Bombardment is stronger than the anode side. In the present invention,
Utilizing this phenomenon, a halogen-based gas having an etching action is added to the source gas, and etching is performed on the cathode side instead of film formation.
【0059】炭素のハロゲン化物、たとえば4フッ化炭
素はエッチングガスとして知られている。4フッ化炭素
ではエッチング作用のみ見られるわけだが、6フッ化2
炭素もしくは8フッ化3炭素等では、セルフバイアスの
強さにより、エッチングされたり、成膜されたりする。
すなわち、セルフバイアスが強く、イオンのボンバード
メントが強い場合にはエッチングされ、セルフバイアス
が弱く、イオンのボンバードメントが弱い場合には成膜
される。A carbon halide, for example, carbon tetrafluoride, is known as an etching gas. Although only the etching effect can be seen with carbon tetrafluoride,
In the case of carbon or tricarbon octafluoride, etching or film formation is performed depending on the strength of self-bias.
That is, the film is etched when the self-bias is strong and the ion bombardment is strong, and the film is formed when the self-bias is weak and the ion bombardment is weak.
【0060】本発明では、成膜されることが好ましくな
いカソード側の方がボンバードメントが強く、大変都合
がよい。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、
フレークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナ
ンス期間が延ばせるので、スループットが向上し、コス
ト削減に大きく寄与できる。In the present invention, the bombardment is stronger on the cathode side where film formation is not preferable, which is very convenient. As a result, film formation on the cathode side can be suppressed,
The generation of flakes can be suppressed. Further, since the maintenance period of the apparatus can be extended, the throughput can be improved, which can greatly contribute to cost reduction.
【0061】また、超LSIプロセス等の場合はコンタ
ミネーションの原因となるため、避けられることがおお
いが、本発明のように炭素膜の形成の場合はコンタミネ
ーションを気にする必要もない。In the case of an VLSI process or the like, contamination is likely to be avoided because it causes contamination. However, in the case of forming a carbon film as in the present invention, there is no need to worry about contamination.
【0062】また、本発明は、基体であるフィルムは導
電性のフィルムであることを特徴とする被膜形成装置で
ある。カソード側でなく、アノード側にしか置くことが
出来ない導電性フィルムの場合、本発明は最も有効とな
る。Further, the present invention is the coating forming apparatus, wherein the base film is a conductive film. The present invention is most effective for a conductive film that can be placed only on the anode side, not on the cathode side.
【0063】さらに本発明は、基体を超音波振動させな
がら、硬質炭素被膜を形成することを要旨とする。特に
基体として磁気記録媒体を用い、この磁気記録媒体の保
護膜として硬質炭素被膜を形成することを特徴とする。The gist of the present invention is to form a hard carbon coating while ultrasonically oscillating a substrate. In particular, a magnetic recording medium is used as a substrate, and a hard carbon film is formed as a protective film of the magnetic recording medium.
【0064】また、硬質炭素被膜が形成される基体が配
置される方の電極に高周波電源を接続し、他方の電極を
接地電極とした平行平板構成のプラズマCVD装置にお
いて、基体に超音波振動を加えつつ、炭素皮膜を形成す
ることを特徴とする。In a plasma CVD apparatus having a parallel plate structure in which a high-frequency power source is connected to the electrode on which the substrate on which the hard carbon film is to be formed is arranged and the other electrode is a ground electrode, ultrasonic vibration is applied to the substrate. It is characterized by forming a carbon film while adding.
【0065】さらに本発明は、基体として帯状のフィル
ム基体(例えばテープ状のフィルム)を用い、この基体
に超音波振動を与えつつ走行させ、その表面に硬質炭素
皮膜を形成することを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a belt-like film substrate (for example, a tape-like film) is used as the substrate, and the substrate is run while applying ultrasonic vibration to form a hard carbon film on the surface thereof. .
【0066】また基体としてフィルム状基体を用い、こ
の基体が電極間方向に振動するようにすることによっ
て、パルスモード、あるいは高周波モードでバイアスを
加えた状態を実現することを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a film-like substrate is used as the substrate, and the substrate is vibrated in the direction between the electrodes, thereby realizing a biased state in the pulse mode or the high-frequency mode.
【0067】さらに本発明は、硬質炭素被膜の1mm2
当たりのピンホールの数が30個以下であることを特徴
とする。この硬質炭素被膜の膜厚は、50〜2000
Å、好ましくは100〜500Åとすればよい。Further, the present invention relates to a method for forming a 1 mm 2
The number of pinholes per hit is 30 or less. The thickness of this hard carbon coating is 50 to 2000
{, Preferably 100 to 500}.
【0068】この保護膜として利用される硬質炭素被膜
中に、Si、B、N、P、Fから選ばれた少なくとも一
種類の元素を20原子%以下含有させることは、被膜の
密着性を向上させたり、導電性を与えたりするのに効果
がある。例えば、硬質炭素被膜中にSiとPを含有させ
ることによって、その導電率を高め、静電気が帯電しに
くい保護膜とすることができる。By including at least one element selected from the group consisting of Si, B, N, P and F in the hard carbon film used as the protective film in an amount of 20 atomic% or less, the adhesion of the film is improved. And has an effect to impart conductivity. For example, by including Si and P in the hard carbon film, the conductivity can be increased, and a protective film that is less likely to be charged with static electricity can be obtained.
【0069】基体が超音波振動することによって、粒の
小さいクラスタ状炭素、あるいは炭素分子を基体表面に
堆積することができ、成膜される炭素被膜を緻密で均質
なものとすることができる。これは、基体が超音波振動
していることによって、大きな炭素分子は振動している
基板から弾かれてしまい、特定の大きさ以下の分子が基
体表面に堆積し易くなるからである。When the substrate is subjected to ultrasonic vibration, cluster-like carbon or carbon molecules having small grains can be deposited on the surface of the substrate, and the carbon film to be formed can be made dense and uniform. This is because large carbon molecules are repelled from the vibrating substrate due to the ultrasonic vibration of the substrate, and molecules having a specific size or less are easily deposited on the surface of the substrate.
【0070】また基体として、磁気テープ等の細長いフ
ィルム状のものを用いた場合には、基体に超音波振動を
与えることによって、基体が絡むことを防ぐことができ
る。When an elongated film-shaped substrate such as a magnetic tape is used as the substrate, it is possible to prevent the substrate from being entangled by applying ultrasonic vibration to the substrate.
【0071】また、基体表面に付着したパーティクル
(膜とならない粉状の原材料)を超音波振動によって除
去することができる。Further, particles (powder raw material which does not form a film) adhered to the surface of the substrate can be removed by ultrasonic vibration.
【0072】また、平行に配置された電極間方向に超音
波振動を加えることによって、電極間に交流バイアス電
圧を加えた状態を実現できる。この作用は、フレキシブ
ルで大きな振幅がとれる磁気テープ等のフィルム状基体
を用いる場合に特に有効に作用する。Further, by applying ultrasonic vibration in the direction between the electrodes arranged in parallel, a state in which an AC bias voltage is applied between the electrodes can be realized. This effect is particularly effective when a film-like substrate such as a magnetic tape which is flexible and has a large amplitude is used.
【0073】上記基体に超音波振動を与える構成は、本
明細書で開示する全ての発明に利用することができる。The configuration for applying ultrasonic vibration to the base can be used for all the inventions disclosed in this specification.
【0074】[0074]
【実施例】〔実施例1〕本発明の実施例を図に基づいて
説明する。図4において、真空容器1内の供給ロール2
から送られる高分子基板材料3はフリーローラガイド4
を経由して、円筒状キャン7に沿って矢印の向きに走行
する。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 4, supply roll 2 in vacuum vessel 1
The polymer substrate material 3 sent from the
And travels along the cylindrical can 7 in the direction of the arrow.
【0075】本実施例では、高分子基板材料3として幅
4cm,厚さ6μmのポリイミドフィルム(一般に磁気
テープの基体として利用される)を使用した。In this embodiment, a 4 cm wide and 6 μm thick polyimide film (generally used as a base of a magnetic tape) was used as the polymer substrate material 3.
【0076】蒸発源6から蒸発した金属原子は高分子基
板材料3上に堆積し、磁性層して0.15〜0.18μ
mの膜厚に形成される。The metal atoms evaporated from the evaporation source 6 are deposited on the polymer substrate material 3 to form a magnetic layer of 0.15 to 0.18 μm.
m.
【0077】本実施例では、蒸発物質として、Co−C
r−Ni合金を用い、広範囲な走査が可能なピアス型電
子銃を用い、加速電圧を35KV加え、5×10-4To
rrの動作圧力で電子ビーム蒸着法により形成した。高
分子基板材料3の通過速度は135m/min とした。な
お、遮へい板5は堆積領域を制限する為に設けられたも
のである。In the present embodiment, Co-C
Using a r-Ni alloy, a pierce-type electron gun capable of scanning over a wide range, and applying an acceleration voltage of 35 KV, 5 × 10 -4 To
It was formed by electron beam evaporation at an operating pressure of rr. The passing speed of the polymer substrate material 3 was 135 m / min. The shielding plate 5 is provided to limit the deposition area.
【0078】円筒状キャン7と形成された磁性層との間
には、フリーローラガイド4を介して、直流電源15に
よって電位差が与えられる。ここでは、高分子基板材料
3と円筒状キャン7とは静電的に密着するよう80Vの
電圧を印加した。磁性層が形成された高分子基板材料3
は、中間ロール8を経由して真空容器9へ導かれ、プラ
ズマ活性化処理がなされる。A potential difference is applied between the cylindrical can 7 and the formed magnetic layer by the DC power supply 15 via the free roller guide 4. Here, a voltage of 80 V was applied so that the polymer substrate material 3 and the cylindrical can 7 were brought into close electrostatic contact. Polymer substrate material 3 with magnetic layer formed
Is guided to the vacuum vessel 9 via the intermediate roll 8 and subjected to plasma activation processing.
【0079】ここで、プラズマ活性化処理工程について
説明する。接地電極10と高周波給電電極11が平行に
3cmの間隔で配設された電極間に原料ガス供給系18
より水素ガスを導入し、排気系19で排気しながら動作
圧力を10-1〜10-2Torrに制御し、13.56M
Hzの高周波を0.5W/cm2 の電力密度で高周波電源
系12から印加し、水素プラズマを形成する。そして形
成されたプラズマ領域16を高分子基板材料3が磁性層
形成工程に同期した速度で通過するように構成されてい
る。Here, the plasma activation process will be described. A source gas supply system 18 is provided between electrodes in which a ground electrode 10 and a high-frequency power supply electrode 11 are arranged in parallel at an interval of 3 cm.
The operating pressure was controlled to 10 -1 to 10 -2 Torr while introducing hydrogen gas and exhausting the gas through the exhaust system 19.
A high frequency of 0.5 Hz is applied from the high frequency power supply system 12 at a power density of 0.5 W / cm 2 to form hydrogen plasma. The polymer substrate material 3 is configured to pass through the formed plasma region 16 at a speed synchronized with the magnetic layer forming step.
【0080】この工程を施すことで、磁性層表面が活性
な水素ラジカルあるいは、水素イオンに曝される。この
結果、適度に清浄化されると同時に磁性層の表面の活性
化が促進される。同様な効果はアルゴンガス及びアルゴ
ンと水素の混合ガスを用いた場合でも行なうことができ
る。尚、真空容器9バッファー室20を隔てる壁に開け
られた高分子基板材料3が通過するべき隙間の大きさは
前記真空容器2で生成されるプラズマ16のデバイ距離
もしくは該プラズマ領域16の圧力における平均自由行
程より小さくするとよい。そうするとプラズマがバッフ
ァー室20に漏れだすことがなくなる。By performing this step, the surface of the magnetic layer is exposed to active hydrogen radicals or hydrogen ions. As a result, the surface of the magnetic layer is activated at the same time as being appropriately cleaned. The same effect can be obtained even when an argon gas or a mixed gas of argon and hydrogen is used. The size of the gap through which the polymer substrate material 3 opened in the wall separating the vacuum chamber 9 and the buffer chamber 20 should pass depends on the Debye distance of the plasma 16 generated in the vacuum vessel 2 or the pressure in the plasma region 16. It should be smaller than the mean free path. Then, the plasma does not leak into the buffer chamber 20.
【0081】次に炭素を主成分とする被膜の形成領域で
ある真空容器13について説明する。フリーローラガイ
ド4を介して導かれた磁性層が堆積された高分子基板材
料3には、複数のビーム型プラズマ発生装置が配置され
た領域を通過する過程で良質の炭素を主成分とする被膜
が形成される。Next, a description will be given of the vacuum container 13 which is a region for forming a coating containing carbon as a main component. The polymer substrate material 3 on which the magnetic layer guided through the free roller guide 4 is deposited, has a coating mainly composed of high-quality carbon as it passes through the region where the plurality of beam-type plasma generators are arranged. Is formed.
【0082】ここで、ビーム型プラズマを発生させるプ
ラズマ発生装置について図1を用いて説明する。図1に
示すプラズマ発生装置は、ヘリウムやアルゴン等の希ガ
スを主体としたガスを用いて、1Torrを越え200
Torr未満の中圧力、好ましくは5〜150Tor
r、さらに好ましくは50〜100Torrの圧力にお
いてプラズマを生成することができる。希ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプト
ンから選ばれた少なくとも一種類のガスを用いることが
できる。勿論これら希ガスを混合して用いてもよい。Here, a plasma generator for generating beam-type plasma will be described with reference to FIG. The plasma generating apparatus shown in FIG. 1 uses a gas mainly composed of a rare gas such as helium or argon, and exceeds 1 Torr and exceeds 200 Torr.
Medium pressure below Torr, preferably 5 to 150 Torr
r, more preferably at a pressure of 50-100 Torr. As the rare gas, at least one kind of gas selected from helium, argon, xenon, neon, and krypton can be used. Of course, these rare gases may be mixed and used.
【0083】ただし、コストを度外視すればヘリウムが
放電の安定性が良く好ましい。コストを考慮すれば、放
電安定性には難があるもののアルゴンがより安価である
点で有利である。アルゴンを用いる場合には、絶縁体の
比誘電率が9以上のもの例えばアルミナ等が好ましい。However, if ignoring cost, helium is preferable because it has good discharge stability. Considering the cost, argon is advantageous in that it is cheaper, although the discharge stability is difficult. When argon is used, an insulator having a relative dielectric constant of 9 or more, for example, alumina is preferable.
【0084】本実施例においては、図1に示す一つのプ
ラズマ発生装置が発生させるプラズマの領域が20mm
φ強であるので、図5に示すように、4つのプラズマ発
生装置52を互い違いに配置し、幅20mmの高分子基
板材料3の表面に均一に炭素を主成分とする被膜が成膜
できる構成としてある。In the present embodiment, the area of the plasma generated by one plasma generator shown in FIG.
As shown in FIG. 5, four plasma generators 52 are arranged alternately, so that a film mainly composed of carbon can be uniformly formed on the surface of the polymer substrate material 3 having a width of 20 mm as shown in FIG. There is.
【0085】以下において図1に示すプラズマ発生装置
の概要を説明する。図1に示すプラズマ発生装置は、同
軸状に構成された電極間において放電を起こしてプラズ
マを生成し、このプラズマを装置外にビーム状に噴射す
る。放電は希ガスを主体としたガスを用いることによっ
て行なう。炭素を主成分とする被膜を成膜するには、希
ガス中にメタンやアルコール等の原料ガスとして炭化水
素気体を添加することによって行なわれる。また後述す
るように電極構造を工夫し、原料ガスを別途供給するこ
とで成膜を行なうこともできる。The outline of the plasma generator shown in FIG. 1 will be described below. The plasma generator shown in FIG. 1 generates a plasma by generating a discharge between coaxial electrodes and emits the plasma in a beam form outside the apparatus. Discharge is performed by using a gas mainly composed of a rare gas. The formation of a film containing carbon as a main component is performed by adding a hydrocarbon gas as a raw material gas such as methane or alcohol to a rare gas. Further, as described later, a film can be formed by devising an electrode structure and separately supplying a raw material gas.
【0086】図1に示す装置において、放電は中心導体
31、円筒状絶縁体33、外側導体29により構成され
る同軸円筒電極で行なわれる。具体的には、中心導体3
1と円筒状絶縁体33との隙間において放電が行なわれ
る。本実施例においては、円筒状絶縁体33と外側導体
29との隙間にはガスが供給されないのでこの部分での
放電は行なわれない。In the apparatus shown in FIG. 1, the discharge is carried out by a coaxial cylindrical electrode composed of a central conductor 31, a cylindrical insulator 33 and an outer conductor 29. Specifically, the center conductor 3
Discharge is performed in the gap between the first insulator 1 and the cylindrical insulator 33. In the present embodiment, no gas is supplied to the gap between the cylindrical insulator 33 and the outer conductor 29, so that discharge is not performed in this portion.
【0087】本実施例では中心導体31はステンレス、
円筒状絶縁体33は石英ガラス、外側導体29はステン
レスを用いて構成されている。円筒状絶縁体としてはな
るべく誘電率の大きな材料を用いることが望ましい。ま
た中心導体31の表面に凹凸や突起物を設け、放電が容
易になるようにすることは有用である。In this embodiment, the center conductor 31 is made of stainless steel,
The cylindrical insulator 33 is made of quartz glass, and the outer conductor 29 is made of stainless steel. It is desirable to use a material having a large dielectric constant as much as possible for the cylindrical insulator. It is also useful to provide irregularities or protrusions on the surface of the center conductor 31 to facilitate discharge.
【0088】中心導体31はMHV同軸接栓21に接続
され、MHV同軸接栓21につながれた同軸ケーブルを
介して交流電源12(図4参照)より交流電界が印加さ
れ、中心導体31と外部導体29との間に電磁エネルギ
ーが供給される。中心導体31と円筒状絶縁体33との
間に供給される希ガス(例えばヘリウム)を主成分とす
る気体は、ガス導入口10より供給され、テフロン製絶
縁体22、27の間を通って流れ込む。テフロン製絶縁
体22、27は不要な場所での放電を防止する役割もあ
る。匡体23、28は締めつけ治具25、26により固
定される。匡体23、28と締めつけ治具25、26は
ステンレスで作製され、外側導体29と共に接地電位に
保たれる。The center conductor 31 is connected to the MHV coaxial connector 21, and an AC electric field is applied from the AC power supply 12 (see FIG. 4) via a coaxial cable connected to the MHV coaxial connector 21, so that the center conductor 31 and the external conductor 29 is supplied with electromagnetic energy. A gas mainly composed of a rare gas (for example, helium) supplied between the central conductor 31 and the cylindrical insulator 33 is supplied from the gas inlet 10 and passes between the Teflon insulators 22 and 27. Flow in. The Teflon insulators 22 and 27 also have a role of preventing discharge in unnecessary places. The housings 23 and 28 are fixed by fastening jigs 25 and 26. The housings 23 and 28 and the fastening jigs 25 and 26 are made of stainless steel, and are kept at the ground potential together with the outer conductor 29.
【0089】希ガスを主体とするガスにおける希ガスの
割合は、希ガスが80%以上であることが望ましい。こ
れは、数Torr以上の圧力においては、主に希ガスが
プラズマ化し、このプラズマ化した希ガスのエネルギー
によって、原料ガスが活性化され、原料ガス(例えばメ
タン)は殆ど直接活性化されないからである。また、不
要になったガスは排気系19(図4参照)より排気され
る。The ratio of the rare gas in the gas mainly composed of the rare gas is preferably 80% or more. This is because at a pressure of several Torr or more, the rare gas is mainly turned into plasma, and the source gas is activated by the energy of the plasma-converted rare gas, and the source gas (for example, methane) is hardly directly activated. is there. The unnecessary gas is exhausted from the exhaust system 19 (see FIG. 4).
【0090】導入された希ガスを主体とする気体が各部
品の隙間より漏れないようにOリング24でシールされ
ている。また、円筒状絶縁体33と外側導体29との隙
間には導電性の金属フォイルが充填されている。従っ
て、円筒状絶縁体33と外側導体29との隙間にはガス
は流れない。勿論この隙間にガスを流してもよい。The gas mainly composed of the introduced rare gas is sealed by an O-ring 24 so as not to leak from gaps between the components. The gap between the cylindrical insulator 33 and the outer conductor 29 is filled with a conductive metal foil. Therefore, no gas flows in the gap between the cylindrical insulator 33 and the outer conductor 29. Of course, gas may be flowed into this gap.
【0091】本実施例においては、被形成面(高分子基
板材料3)と中心導体31の距離は2mmである。な
お、中心導体31の直径は5mm、円筒状絶縁体33外
径は22mm、厚さは1mmである。また電極の長さは
30mmである。発生するプラズマは希ガスとしてヘリ
ウム90%のガスを用いた場合、直径20mm強のプラ
ズマが生成される。即ち、直径20mm強の領域にプラ
ズマ処理を施すことができる。In this embodiment, the distance between the surface to be formed (polymer substrate material 3) and the center conductor 31 is 2 mm. The diameter of the central conductor 31 is 5 mm, the outer diameter of the cylindrical insulator 33 is 22 mm, and the thickness is 1 mm. The length of the electrode is 30 mm. When a gas of 90% helium is used as a rare gas, a plasma having a diameter of just over 20 mm is generated. That is, a plasma treatment can be performed on a region having a diameter of just over 20 mm.
【0092】図1のA−A’で切った断面を図2に示
す。図2には、中心導体31、外側導体29、円筒状絶
縁体33が示されている。希ガスと原料ガスとの混合ガ
ス(希ガスを主体としたガス)は、隙間32を通り、こ
の隙間32でプラズマ化される。そして装置の外部へと
ビーム状のプラズマが噴射され、活性化された原料ガス
によって成膜が行なわれる。FIG. 2 shows a cross section taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 2 shows the center conductor 31, the outer conductor 29, and the cylindrical insulator 33. A mixed gas of a rare gas and a source gas (a gas mainly composed of a rare gas) passes through the gap 32 and is turned into plasma in the gap 32. Then, a beam-like plasma is injected to the outside of the apparatus, and a film is formed by the activated source gas.
【0093】図4に示す構成においては、高分子基板材
料3の幅が20mmであるので、図5に示すように図1
に示すプラズマ発生装置(図5では52で示される)を
4つ互い違いに配置し、均一な成膜が行なわれる構成と
してある。この4つのプラズマ発生装置52は、図4の
41で示される部分に配置され、電源12から13.5
6MHzの高周波が個々500W供給される。プラズマ
は51で示される領領域で発生し、その領域において成
膜が行なわれる。本実施例においては、希ガスとしてヘ
リウム、原料ガスとしてメタンを用いることにより、炭
素を主成分とする被膜を成膜することができる。In the structure shown in FIG. 4, since the width of the polymer substrate material 3 is 20 mm, as shown in FIG.
The four plasma generators (indicated by 52 in FIG. 5) shown in FIG. 5 are alternately arranged to form a uniform film. The four plasma generators 52 are arranged at a portion indicated by 41 in FIG.
A high frequency of 6 MHz is supplied at 500 W each. The plasma is generated in a region indicated by 51, and a film is formed in that region. In this embodiment, a film mainly containing carbon can be formed by using helium as a rare gas and methane as a source gas.
【0094】成膜条件を以下に示す。 投入電力 500W(1基あたり) 圧力 100Torr ガス ヘリウム:メタン=100sccm:10s
ccm(1基あたり)The film forming conditions are shown below. Input power 500W (per unit) Pressure 100Torr Gas Helium: methane = 100sccm: 10s
ccm (per unit)
【0095】また生成されるプラズマは低温グロー放電
であり、その温度は100℃以下である。従って、気体
が高分子基板材料であっても何ら問題はなく、良好な成
膜を行なうことができる。The generated plasma is a low-temperature glow discharge at a temperature of 100 ° C. or less. Therefore, there is no problem even if the gas is a polymer substrate material, and good film formation can be performed.
【0096】なお図4の42で示されているバイアス電
源42を用いて直流、または交流(高周波)のバイアス
電圧を被形成面に対し加えてもよい。さらに被形成面に
対して磁場を加え、ビーム状のプラズマが効果的に被形
成面に噴射されるようにしてもよい。Note that a DC or AC (high frequency) bias voltage may be applied to the surface to be formed by using the bias power supply 42 shown in FIG. Further, a magnetic field may be applied to the formation surface so that the beam-like plasma is effectively jetted to the formation surface.
【0097】図5に示されるようなプラズマ発生装置の
配置方法は、必要とされる成膜速度や被形成面の大きさ
によって自由に設定することができる。例えば、図5に
示すような構成をさらにもう一組設ければ、成膜速度を
2倍にすることができる。The method of arranging the plasma generator as shown in FIG. 5 can be freely set depending on the required film forming speed and the size of the surface to be formed. For example, if another set as shown in FIG. 5 is provided, the film forming speed can be doubled.
【0098】この炭素を主成分とする被膜の成膜は、前
述の2つの工程と連動した通過速度で行なわれ、約20
0Åの膜厚の炭素を主成分とする被膜が成膜されること
となる。成膜が終了した高分子基板材料3は、フリーロ
ーラガイド4を介して巻取りロール14に回収される。The film containing carbon as a main component is formed at a passage speed interlocked with the above-described two steps.
Thus, a film having carbon as a main component having a thickness of 0 ° is formed. The polymer substrate material 3 on which the film formation has been completed is collected by the take-up roll 14 via the free roller guide 4.
【0099】本発明を実施するにあたり、磁性層の形成
前の処理としては、必要に応じイオン及び電子等の照
射、あるいは加熱等公知の技術を用いて行うことができ
る。また基板として、例えば、本実施例ではポリイミド
フィルムを用いたが、金属樹脂,プラスチック等をロー
ル状あるいは板状にして用いてもよい。In practicing the present invention, the treatment before the formation of the magnetic layer can be carried out by a known technique such as irradiation with ions and electrons or heating, if necessary. As the substrate, for example, a polyimide film is used in this embodiment, but a metal resin, plastic, or the like may be used in a roll shape or a plate shape.
【0100】本実施例において作製した磁気記録媒体を
8mm幅のテープ状にカットし、市販の8mmビデオデ
ッキを用い、再生出力及び耐久性の評価を行ったところ
炭素を主成分とする被膜の膜厚が200Å以上のもので
は、走行安定性,スチル耐久性の優れたドロップアップ
の少ない安定な再生出力が得られた。The magnetic recording medium produced in this example was cut into a tape having a width of 8 mm, and the reproduction output and durability were evaluated using a commercially available 8 mm video deck. When the thickness was 200 mm or more, a stable reproduction output with little drop-up and excellent running stability and still durability was obtained.
【0101】また、正規の再生動作の他に特殊な再生動
作の連続,断続試験においても優れた耐久性を示すこと
が確認できた。It was also confirmed that excellent durability was exhibited in continuous and intermittent tests of special reproducing operations in addition to the normal reproducing operation.
【0102】〔実施例2〕本実施例は、実施例1に示し
た構成において、同軸状の放電電極部分において反応生
成物が付着しない構成とした例である。本実施例が実施
例1に示す構成と異なるのは、図3に示すように、中心
導体(中心電極31)を中空とし、その中空部分30に
原料ガスを流す構成とした点である。なお図3は図1の
A−A’で切った断面の概略図である。[Embodiment 2] This embodiment is an example in which, in the configuration shown in Embodiment 1, a reaction product does not adhere to a coaxial discharge electrode portion. This embodiment differs from the configuration shown in the first embodiment in that the central conductor (center electrode 31) is hollow and the raw material gas flows through the hollow portion 30, as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic view of a cross section taken along line AA ′ of FIG.
【0103】このような構成を採用した場合、隙間32
に希ガス(例えばヘリウム)を流し、中空部分30に原
料ガス(例えばメタン)を流すこととなる。中空部分3
0では放電が起こらないからここでは原料ガスは全く活
性化されず、装置外部に排出される。一方、隙間32を
流れる希ガスは、中心導体31と外側導体29との間で
行なわれる高周波放電によってプラズマ化される。そし
て装置を出た所で活性化されていない原料ガスがプラズ
マ化された希ガスによって同軸状に包み込まれ、希ガス
のプラズマエネルギーによって活性化あるいはプラズマ
化されることとなる。When such a configuration is adopted, the gap 32
, And a raw material gas (eg, methane) flows through the hollow portion 30. Hollow part 3
At 0, no discharge occurs, so that the source gas is not activated at all here and is discharged outside the apparatus. On the other hand, the rare gas flowing through the gap 32 is turned into plasma by high-frequency discharge performed between the center conductor 31 and the outer conductor 29. Then, the raw material gas which has not been activated at the place of leaving the apparatus is coaxially wrapped by the rare gas converted into plasma, and is activated or converted into plasma by the plasma energy of the rare gas.
【0104】原料ガスは装置の外部で活性化されるの
で、装置内に反応生成物が付着し、フレークが発生する
可能性を根本的に排除することができる。また装置の外
部において原料ガスがプラズマ化された希ガスによって
包み込まれることになるので、その収集効率を極めて高
くすることができる。Since the raw material gas is activated outside the apparatus, the possibility that reaction products adhere to the inside of the apparatus and generate flakes can be basically eliminated. Further, since the source gas is wrapped by the rare gas converted into plasma outside the apparatus, the collection efficiency can be extremely increased.
【0105】〔実施例3〕本実施例は、図4の41で示
される部分に配置されるプラズマ発生装置をシート状
(板状)のプラズマ発生装置とした例である。このシー
ト状プラズマ発生装置の構成を図6に示す。[Embodiment 3] This embodiment is an example in which the plasma generator arranged at the portion indicated by 41 in FIG. 4 is a sheet-like (plate-like) plasma generator. FIG. 6 shows the configuration of this sheet-shaped plasma generator.
【0106】図6に示す装置は、平行平板型の電極を有
し、この平行平板電極で生成されたプラズマを板状のプ
ラズマとして装置外部に引出し、このシート状のプラズ
マを用いるものである。The apparatus shown in FIG. 6 has parallel plate type electrodes, draws plasma generated by the parallel plate electrodes outside the apparatus as plate-like plasma, and uses this sheet-like plasma.
【0107】図6において、平行平板電極部分は、電極
板61、絶縁体板63、外側匡体62より構成される。
絶縁体板63は外側匡体62に密接して設けられてい
る。本実施例では電極板61はステンレス、絶縁体板6
3は石英ガラス、外側匡体62はステンレスを用いてあ
る。電極板61は3つのテフロンシールド620、62
1、622にて他と絶縁され、MHV同軸接栓611に
接続されている。そして電極板61にはMHV同軸接栓
611につながれた同軸ケーブル(図示せず)を介して
交流電源(13.56NHz)64(図4の42に対応)より交
流電界が印加される。電極板61と絶縁体板63の間に
供給される希ガスは、ガス導入口612より供給され、
テフロン製絶縁体613に彫り込んだガス溝を通って供
給される。テフロン製絶縁体613は不要な場所での放
電を防止する役割もある。外側匡体62と電極板ホルダ
ー616は天板617において螺子固定される。電極板
ホルダー616と天板617はステンレスで作製され、
外側匡体62と共に接地電位に保たれる。対向する絶縁
体板の幅すなわち放電部幅(図6でいうと電極の奥行き
方向の長さ)は25mm、絶縁体厚さは1.0mmであ
る。また電極間隔は5mm、電極長(図6でいうと縦方
向の長さ)は30mmである。従って、概略5mm×2
5mmのシート型プラズマが生成されることとなる。In FIG. 6, the parallel plate electrode portion includes an electrode plate 61, an insulator plate 63, and an outer casing 62.
The insulator plate 63 is provided in close contact with the outer casing 62. In this embodiment, the electrode plate 61 is made of stainless steel,
Reference numeral 3 denotes quartz glass, and the outer casing 62 uses stainless steel. The electrode plate 61 has three Teflon shields 620, 62
Insulated from others at 1, 622 and connected to the MHV coaxial plug 611. Then, an AC electric field is applied to the electrode plate 61 from an AC power supply (13.56 NHz) 64 (corresponding to 42 in FIG. 4) via a coaxial cable (not shown) connected to the MHV coaxial plug 611. The rare gas supplied between the electrode plate 61 and the insulator plate 63 is supplied from the gas inlet 612,
The gas is supplied through a gas groove carved in a Teflon insulator 613. The Teflon insulator 613 also has a role of preventing discharge in unnecessary places. The outer case 62 and the electrode plate holder 616 are screw-fixed on the top plate 617. The electrode plate holder 616 and the top plate 617 are made of stainless steel,
It is kept at the ground potential together with the outer housing 62. The width of the opposing insulator plate, that is, the discharge portion width (the length in the depth direction of the electrode in FIG. 6) is 25 mm, and the thickness of the insulator is 1.0 mm. The electrode interval is 5 mm, and the electrode length (vertical length in FIG. 6) is 30 mm. Therefore, approximately 5 mm × 2
A 5 mm sheet-type plasma will be generated.
【0108】上記の装置にヘリウムを100sccmを
供給し、100Torrの圧力において周波数13.56MHz
の高周波電力を500W加えたところ、該放電部幅全域
において安定な放電が得られ、シート状(板状)プラズ
マを装置外部に放出させることができた。またこの状態
を10分間以上に渡って保持しても、過熱など装置上の障
害はなんら発生しなかった。Helium was supplied at a flow rate of 100 sccm to the above apparatus, and a frequency of 13.56 MHz was applied at a pressure of 100 Torr.
When 500 W of the high-frequency power was applied, stable discharge was obtained over the entire width of the discharge portion, and sheet-like (plate-like) plasma could be released to the outside of the apparatus. Even if this state was maintained for more than 10 minutes, no trouble on the apparatus such as overheating occurred.
【0109】放電によって形成されたプラズマの温度を
プラズマを熱電対に吹きつけることによって、測定した
ところ、室温〜70℃程度の温度を示した。このことよ
り、低温のグロー放電が行われていることが確認され
る。When the temperature of the plasma formed by the discharge was measured by blowing the plasma onto the thermocouple, it was found that the temperature was from room temperature to about 70 ° C. This confirms that low-temperature glow discharge is being performed.
【0110】図4に示す構成に利用する場合は、添加ガ
スとしてメタンやエチレン等の原料ガスを流せばよい。
また成膜速度を高める場合や、成膜面積を大きくする場
合は、複数の装置を図5に示すように配置すればよい。In the case of using the structure shown in FIG. 4, a raw material gas such as methane or ethylene may be flowed as an additional gas.
In the case of increasing the deposition rate or increasing the deposition area, a plurality of devices may be arranged as shown in FIG.
【0111】〔実施例4〕本実施例は、図4の41で示
される部分を図8で示される構成とした例である。図8
において、81はフィルム状の基体である。このような
フィルム状基体としては、磁気記憶媒体のテープを挙げ
ることができる。82は、カソード電極であり、高周波
電源87にマッチングボックス86を介して接続されて
いる。85はアノード電極を構成する円筒形状電極であ
り、接地されている。このアノード電極85とカソード
電極82との間におけるプラズマ反応空間89において
高周波放電が行われる。またアノード電極82は回転
し、フィルム状基体81がスムーズに移動するように構
成されている。83は絶縁体である。84は、ガス導入
管であり、原料ガスや希釈ガス、さらには添加ガスは、
このガス導入管84を通ってプラズマ放電空間89に導
かれる。これらのガスは、ガス導入管84からアノード
電極82に設けられた細孔88に導かれ、プラズマ反応
空間に噴出する。[Embodiment 4] This embodiment is an example in which the part indicated by 41 in FIG. 4 is configured as shown in FIG. FIG.
In the above, 81 is a film-like substrate. Examples of such a film-like substrate include a tape of a magnetic storage medium. Reference numeral 82 denotes a cathode electrode, which is connected to a high-frequency power supply 87 via a matching box 86. Reference numeral 85 denotes a cylindrical electrode constituting the anode electrode, which is grounded. High-frequency discharge is performed in a plasma reaction space 89 between the anode electrode 85 and the cathode electrode 82. Further, the anode electrode 82 is configured to rotate and the film-shaped substrate 81 to move smoothly. 83 is an insulator. Reference numeral 84 denotes a gas introduction pipe, and the raw material gas, the dilution gas, and the additional gas are:
The gas is led to the plasma discharge space 89 through the gas introduction pipe 84. These gases are guided from the gas introduction pipe 84 to the pores 88 provided on the anode electrode 82 and are ejected into the plasma reaction space.
【0112】カソード電極82の幅(放電に有効な幅)
は、20mmであり、その長さは30cmである。また
円筒状のアノード電極85は、直径が20mmであり、
その長さが30cmである。またカソード電極82とア
ノード電極85との間隔は5mmである。この一対の電
極の間隔は10mm以下であることが好ましい。Width of cathode electrode 82 (width effective for discharge)
Is 20 mm and its length is 30 cm. The cylindrical anode electrode 85 has a diameter of 20 mm,
Its length is 30 cm. The distance between the cathode electrode 82 and the anode electrode 85 is 5 mm. The distance between the pair of electrodes is preferably 10 mm or less.
【0113】以下にフィルム状の基体81として、金属
磁性体が蒸着された幅10インチの有機樹脂フィルムを
用い、その表面に硬質炭素被膜を300Åの厚さに成膜
する例を示す。ここでは、フィルム状の基体を12m/
min(20cm/sec)で移動させるとする。この
場合幅20mmの放電空間89をフィルム状の基体が0.
1 秒で移動することになる。従って、300Åの厚さに
成膜を行うには、成膜速度として、3000Å/sec
が必要とされる。An example in which a 10-inch wide organic resin film on which a magnetic metal material is deposited is used as the film-like substrate 81 and a hard carbon film is formed to a thickness of 300 mm on the surface thereof will be described. Here, the film-like substrate is 12 m /
It is assumed that the robot is moved at a speed of min (20 cm / sec). In this case, the discharge space 89 having a width of 20 mm is filled with a film-shaped substrate having a width of 0.1 mm.
It will move in one second. Therefore, in order to form a film with a thickness of 300 °, the film forming speed is 3000 ° / sec.
Is required.
【0114】以下において、図8に示す構成を用いて、
3000Å/secの成膜速度を得るための条件を示
す。 反応圧力 60Torr 投入電力 300W(5W/cm2 )(13.56
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)In the following, using the configuration shown in FIG.
The conditions for obtaining a film formation rate of 3000 ° / sec are shown. Reaction pressure 60 Torr Input power 300 W (5 W / cm 2 ) (13.56
MHz) Source gas C 2 H 4 : H 2 : Ar = 1: 1: 2 (total 1000 sccm) Additive gas C 2 F 6 (10% added to C 2 H 4 )
【0115】上記成膜条件とすることによって、300
0Å/secの成膜速度を得ることができる。そして、
フィルム状の基体81の表面に300Åの厚さに硬質炭
素被膜を成膜することができる。By setting the above film forming conditions, 300
A film formation rate of 0 ° / sec can be obtained. And
A hard carbon film having a thickness of 300 mm can be formed on the surface of the film-like substrate 81.
【0116】添加ガスとして、C2 F6 を用いたのは以
下の理由による。一般に上記のように高い成膜速度で成
膜を行うと、カソード電極に多量の反応生成物が付着す
る。この反応生成物はフレークとなり、成膜の障害とな
る。従って、カソード電極に反応生成物が付着しない工
夫が必要とされる。The reason why C 2 F 6 was used as the additive gas is as follows. Generally, when a film is formed at a high film forming rate as described above, a large amount of reaction products adhere to the cathode electrode. This reaction product turns into flakes and hinders film formation. Therefore, it is necessary to take measures to prevent the reaction product from adhering to the cathode electrode.
【0117】一方、図8に示すような構成とした場合、
自己バイアスの作用によって、カソード電極82がマイ
ナス電位にバイアスされ、プラズマ放電によって生じた
プラスイオンがカソード電極82側に引き寄せられる。
その結果、カソード電極82側がスパッタされることに
なる。On the other hand, when the configuration shown in FIG.
The cathode electrode 82 is biased to a negative potential by the action of the self-bias, and positive ions generated by the plasma discharge are attracted to the cathode electrode 82 side.
As a result, the cathode electrode 82 is sputtered.
【0118】そこで、本実施例のように添加ガスとして
C2 F6 を用いると、カソード電極82側がスパッタさ
れ、エッチングされることになる。従って、カソード電
極82に付着する反応生成物は付着と同時にエッチング
されることになる。こうして、カソード電極に反応生成
物が付着することなく、硬質炭素被膜の成膜を行うこと
ができる。Therefore, when C 2 F 6 is used as an additive gas as in this embodiment, the cathode electrode 82 is sputtered and etched. Therefore, the reaction product attached to the cathode electrode 82 is etched at the same time as the attachment. Thus, the hard carbon film can be formed without the reaction product adhering to the cathode electrode.
【0119】ここで、C2 F6 を用いるのは、C2 F6
には、Fによるエッチング作用とCによる硬質炭素膜の
成膜作用とがあるからである。ここで、CF4 を添加ガ
スとして用いることもできる。しかし、CF4 は硬質炭
素膜に対する成膜作用がないため、硬質炭素膜の成膜に
寄与するC2 F6 を用いることが好ましい。The reason why C 2 F 6 is used is that C 2 F 6
This is because there is an etching effect by F and a film forming effect of a hard carbon film by C. Here, CF 4 can be used as an additive gas. However, CF 4 does not have a film-forming effect on the hard carbon film, so it is preferable to use C 2 F 6 which contributes to the film formation of the hard carbon film.
【0120】以上説明したように、カソード電極82を
ハロゲン系ガスによってエッチングしつつ、アノード電
極85側の基体上に成膜を行うことによって、カソード
電極82に反応生成物を付着させることなしに、フィル
ム状の基体81の表面上に成膜を行うことができる。As described above, by forming a film on the substrate on the side of the anode electrode 85 while etching the cathode electrode 82 with a halogen-based gas, the reaction products can be prevented from adhering to the cathode electrode 82. Film formation can be performed on the surface of the film-like substrate 81.
【0121】〔実施例5〕図10に示すのは、基体11
3表面に硬質炭素被膜を形成するプラズマCVD装置で
ある。図10に示す装置は、基体113を超音波振動さ
せながら成膜を行うことが特徴である。以下、図10に
示すプラズマCVD装置について説明する。また、基体
113としては、光磁気ディスク等の磁気記録媒体を用
いる。[Embodiment 5] FIG.
3 is a plasma CVD apparatus for forming a hard carbon film on the surface. The apparatus shown in FIG. 10 is characterized in that a film is formed while the substrate 113 is subjected to ultrasonic vibration. Hereinafter, the plasma CVD apparatus shown in FIG. 10 will be described. Further, as the base 113, a magnetic recording medium such as a magneto-optical disk is used.
【0122】図10に示すプラズマCVD装置は、反応
性気体を活性化(プラズマ化)させるための一対の電極
112と114を真空容器111内に有している。電極
114は接地されており、電極112は高周波電源11
5に接続されている。ここでは高周波電源115とし
て、13.56MHzの高周波を発生するものを用い
る。また、図には示さないが、ガス導入系や排気系、さ
らにはマッチング装置等が配置される。また必要に応じ
て、ヒータや赤外光ランプによる加熱手段が設けられ
る。The plasma CVD apparatus shown in FIG. 10 has a pair of electrodes 112 and 114 for activating (plasma) a reactive gas in a vacuum vessel 111. The electrode 114 is grounded, and the electrode 112 is
5 is connected. Here, a high-frequency power source 115 that generates a high frequency of 13.56 MHz is used. Although not shown in the figure, a gas introduction system, an exhaust system, and a matching device are arranged. If necessary, a heating means such as a heater or an infrared light lamp is provided.
【0123】電極112上には、一対の電極122と1
23とに挟まれた圧電素子121が設けられ、その上に
基体113が配置される。圧電素子121へは、電源1
25より高周波が加えられ、所定の周波数で圧電素子1
21は振動する。この周波数は任意であるが、例えば1
KHz〜100MHzまでの周波数を利用することがで
きる。On the electrode 112, a pair of electrodes 122 and 1
23, a piezoelectric element 121 is provided, and a base 113 is disposed thereon. The power supply 1 is connected to the piezoelectric element 121.
25 is applied to the piezoelectric element 1 at a predetermined frequency.
21 vibrates. This frequency is arbitrary, for example, 1
Frequencies from KHz to 100 MHz can be used.
【0124】また、電極123と電極112とは絶縁す
る必要がある。さらに、必要に応じて基体113は電極
122にろう材や接着材、さらには突起や鍵型の係止部
材(基体を固定する部材)により機械的に固定される。It is necessary to insulate the electrode 123 from the electrode 112. Further, if necessary, the base 113 is mechanically fixed to the electrode 122 by a brazing material or an adhesive, and furthermore, a projection or a key-shaped locking member (a member for fixing the base).
【0125】圧電素子121としては、水晶、ロッシュ
ル塩、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸
ジルコン酸鉛(PZP)、その他有機圧電物質、圧電セ
ラミックス等を用いることができる。As the piezoelectric element 121, quartz, roschel salt, lithium niobate, barium titanate, lead zirconate titanate (PZP), other organic piezoelectric substances, piezoelectric ceramics and the like can be used.
【0126】図12に圧電素子121の部分を拡大した
概略図を示す。図12に示されているのは、圧電素子1
21と該圧電素子に電圧を加えるための一対の電極12
2と123、さらに硬質炭素被膜が成膜される基体11
3、それに圧電素子に電圧を加えるための高周波電源1
25である。また基体113は、圧電素子121が超音
波振動するに従って振動する。FIG. 12 is an enlarged schematic view of a portion of the piezoelectric element 121. As shown in FIG. FIG. 12 shows the piezoelectric element 1
21 and a pair of electrodes 12 for applying a voltage to the piezoelectric element
2 and 123, and a substrate 11 on which a hard carbon film is formed
3. High frequency power supply 1 for applying voltage to the piezoelectric element
25. The base 113 vibrates as the piezoelectric element 121 ultrasonically vibrates.
【0127】圧電素子121は、そのカット方向によっ
て、振動方向や振動数を選択することができる。振動方
向は、圧電素子121の厚さ方向、面方向を選択するこ
とができ、その振動のモードもすべり振動、あるいはた
わみ振動とすることができる。振動出力の制御は、圧電
素子121に加わる電圧をモニターすることによって行
うことができる。The vibration direction and frequency of the piezoelectric element 121 can be selected according to the cutting direction. The vibration direction can be selected from the thickness direction and the surface direction of the piezoelectric element 121, and the mode of the vibration can be a sliding vibration or a bending vibration. The control of the vibration output can be performed by monitoring the voltage applied to the piezoelectric element 121.
【0128】また、図10に示すプラズマCVD装置に
おいて、一対の電極112と114との間隔はできうる
限り狭くすることが好ましい。これは実験的に見出され
た事実である。具体的には、10mm以下の間隔である
と、速い成膜速度と良質な膜質が得られる。しかし、図
10に示したような構成を採用した場合、この電極間隔
は、圧電素子121の厚さや基体113の厚さによって
制限されるので、その値を20mm以下とすることが好
ましい。In the plasma CVD apparatus shown in FIG. 10, the distance between the pair of electrodes 112 and 114 is preferably made as small as possible. This is an experimental finding. Specifically, if the interval is 10 mm or less, a high film forming speed and good film quality can be obtained. However, when the configuration as shown in FIG. 10 is employed, since the electrode spacing is limited by the thickness of the piezoelectric element 121 and the thickness of the base 113, the value is preferably set to 20 mm or less.
【0129】以下に基体113上に硬質炭素被膜を成膜
する条件を示す。ここでは、基体113として光磁気デ
ィスクの代わりに有機樹脂板を用いた。 原料ガス エチレンガス+水素ガス 動作圧力 80Pa 高周波電力 1.5KW 基体温度 非加熱The conditions for forming a hard carbon film on the substrate 113 will be described below. Here, an organic resin plate was used as the base 113 instead of the magneto-optical disk. Raw material gas Ethylene gas + hydrogen gas Operating pressure 80 Pa High frequency power 1.5 kW Base temperature Non-heating
【0130】上記条件で基体113上に成膜された硬質
炭素被膜は膜厚が200Åであり、剥離が少なく、緻密
な膜質であった。また、硬質炭素被膜中におけるピンホ
ールの数も平均して10個/mm2 以下であった。The hard carbon film formed on the substrate 113 under the above conditions had a film thickness of 200 °, little peeling, and a dense film quality. In addition, the number of pinholes in the hard carbon coating was 10 / mm 2 or less on average.
【0131】〔実施例6〕本実施例は、実施例5とは異
なる手段で、基体113に超音波振動を与える構成に関
する。図13に本実施例のプラズマCVD装置の概略を
示す。図13において特徴とするのは、電極112を超
音波振動子141によって振動させる構成である。この
ような構成とすることによって、基体113を超音波振
動させることができる。また、図13に示すような構成
を採ることで、一対の電極112と114との間隔を1
0mm以下とすることができ、高速成膜を実現すること
ができる。[Embodiment 6] The present embodiment relates to a structure for applying ultrasonic vibration to the base 113 by means different from that of the fifth embodiment. FIG. 13 shows an outline of the plasma CVD apparatus of this embodiment. The feature in FIG. 13 is that the electrode 112 is vibrated by the ultrasonic vibrator 141. With such a configuration, the base 113 can be ultrasonically vibrated. In addition, by adopting the configuration shown in FIG. 13, the distance between the pair of electrodes 112 and 114 is reduced by one.
0 mm or less, and high-speed film formation can be realized.
【0132】〔実施例7〕本実施例は、磁気テープ等の
テープ状の材料に硬質炭素被膜を被覆する例である。図
14に本実施例で用いられるプラズマCVD装置の概要
を示す。図14に示プラズマCVD装置は、真空容器内
にロール状の電極155とこのロール状の電極155と
対をなす電極156と、超音波振動子を兼ねたガイドロ
ーラー153、154と、巻き送り用のドラム151ま
たは152、巻き取り用のドラム152または151が
備えられている。また図示はしていないが、反応性ガス
やドーピングガス、さらには希釈ガス等のガス導入系
と、ガス排気系が設けられている。[Embodiment 7] This embodiment is an example in which a tape-like material such as a magnetic tape is coated with a hard carbon film. FIG. 14 shows an outline of a plasma CVD apparatus used in this embodiment. The plasma CVD apparatus shown in FIG. 14 includes a roll-shaped electrode 155, an electrode 156 paired with the roll-shaped electrode 155, guide rollers 153 and 154 also serving as an ultrasonic vibrator, and a roll-feeding electrode. Drum 151 or 152, and a winding drum 152 or 151 are provided. Although not shown, a gas introduction system such as a reactive gas, a doping gas, and a dilution gas, and a gas exhaust system are provided.
【0133】ここでは、テープ状の基体として、ポリイ
ミドフィルムの帯状基体(磁気テープの基体材料)を用
いている。図14に示すように、帯状のフィルム基体1
57は、一方のドラム151または152から他方のド
ラム152または151へと巻き取られ移動する。ドラ
ム状の電極155は13.56MHzの高周波電源11
5に接続されており、接地電極である電極156との間
で放電が行われる。この際、ドラム状の電極155も基
体157の移動に従って回転する。そしてこの時、フィ
ルム状の基体157の表面に硬質炭素皮膜が成膜され
る。Here, a belt-like substrate of a polyimide film (substrate material of a magnetic tape) is used as the tape-like substrate. As shown in FIG.
57 is wound and moved from one drum 151 or 152 to the other drum 152 or 151. The drum-shaped electrode 155 is a 13.56 MHz high frequency power supply 11.
5 and is discharged between the electrode 156 which is a ground electrode. At this time, the drum-shaped electrode 155 also rotates as the base 157 moves. At this time, a hard carbon film is formed on the surface of the film-like substrate 157.
【0134】即ち、各ドラムとローラーが回転すること
によって、一方のドラムから他方のドラムにフィルム状
の基体が移動し、その際にフィルム状の基体表面に硬質
炭素皮膜が形成される。That is, as each drum and roller rotate, the film-like substrate moves from one drum to the other, and a hard carbon film is formed on the surface of the film-like substrate.
【0135】以下に実際の成膜条件の一例を示す。 基体の移動速度は、50m/minとした。また成膜さ
れた硬質炭素皮膜の膜厚は200Åである。An example of actual film forming conditions is shown below. The moving speed of the substrate was 50 m / min. The thickness of the formed hard carbon film is 200 °.
【0136】成膜された硬質炭素皮膜の膜質をラマンス
ペクトルにより測定したところ、ダイヤモンド状の炭素
膜としての特徴を示し、良質な硬質炭素皮膜であること
が確認された。またピンホールの数も30個/mm2 以
下であり、耐薬品性や水分に対するブロッキング作用も
良好であった。The film quality of the formed hard carbon film was measured by Raman spectrum. As a result, the film showed characteristics as a diamond-like carbon film and was confirmed to be a good quality hard carbon film. Also, the number of pinholes was 30 / mm 2 or less, and the chemical resistance and the blocking action against moisture were also good.
【0137】図14に示す構成においては、フィルム状
の基体157にガイドローラー153、154より超音
波振動を与える構成であるが、このようにすると、一対
のガイドローラ153、154より面振動として、フィ
ルム状の基体157に超音波振動を与えることができ
る。In the configuration shown in FIG. 14, the ultrasonic vibration is applied to the film-like base 157 from the guide rollers 153 and 154. In this case, the surface vibration is generated by the pair of guide rollers 153 and 154. Ultrasonic vibration can be applied to the film-like substrate 157.
【0138】特に、ガイドローラ153、154による
超音波振動を基体157に与えることによって、反応空
間(放電が行われる電極155と156の間の空間)以
外の場所において、テープ状に細長いフィルム状の基体
157が絡むことを防ぐことができる。さらには基体1
57の表面に付着したパーティクルを除去することがで
き、生産性の向上を得ることができる。In particular, by applying ultrasonic vibration to the base body 157 by the guide rollers 153 and 154, a tape-shaped thin film-like film is formed in a place other than the reaction space (space between the electrodes 155 and 156 where discharge is performed). The entanglement of the base 157 can be prevented. Further, the substrate 1
Particles adhered to the surface of the surface 57 can be removed, and productivity can be improved.
【0139】また、成膜が終了した基体157は、ドラ
ム151または152に巻き取られる。The substrate 157 on which the film formation has been completed is wound around the drum 151 or 152.
【0140】フィルム状の基体157への超音波の与え
方は、ガイドローラー153、154によるものでな
く、別に超音波振動子をフィルム状の基体157に接触
させて、超音波振動を与える方法でもよい。また、フィ
ルム状の基体157と接触しているドラム状の電極15
5を超音波振動させるのでもよい。The method of applying ultrasonic waves to the film-like base 157 is not limited to the guide rollers 153 and 154, but may be a method in which an ultrasonic vibrator is separately brought into contact with the film-like base 157 to apply ultrasonic vibration. Good. The drum-shaped electrode 15 in contact with the film-shaped base 157
5 may be ultrasonically vibrated.
【0141】〔実施例8〕本実施例は、図14に示す装
置において、ドラム状の電極155を振動させる構成に
ついてである。ドラム状の電極155を超音波振動させ
るには、超音波振動子を電極155に密着して配置すれ
ばよい。[Embodiment 8] This embodiment relates to a configuration in which the drum-shaped electrode 155 is vibrated in the apparatus shown in FIG. In order to ultrasonically vibrate the drum-shaped electrode 155, an ultrasonic vibrator may be disposed in close contact with the electrode 155.
【0142】電極155の振動の状態としては、図14
5の矢印で示されるように、電極間方向、即ち基体15
7に垂直な方向(図面でいうと上下方向)に振動を与え
る方法と、電極間方向とは垂直な方向、即ち基体157
に平行な方向(図面でいうと左右方向)に振動を与える
方法とがある。The state of the vibration of the electrode 155 is shown in FIG.
5, the direction between the electrodes, that is, the substrate 15
A method of applying vibration in a direction perpendicular to the vertical direction (vertical direction in the drawing), and a direction perpendicular to the inter-electrode direction,
There is a method in which vibration is applied in a direction parallel to (i.e., the left-right direction in the drawing).
【0143】図14において、電極155を上下に超音
波振動させた場合、丁度交流バイアスを加えた状態を実
現できる。周知のように、図14のような構成を採用し
た場合、接地された電極156側に対して、高周波電源
に接続された電極155側は負に帯電し、丁度負のバイ
アス(自己バイアスという)が印加された状態となる。
この状態において、電極155が上下に振動すると、電
極155方向に加速されるイオンにとっては、基体15
7がある周期(電極155に加えられる超音波振動の周
波数によって決まる)で加速して近づいて来たり、遠ざ
かっていく状態が実現される。即ち、交流バイアスが電
極155に印加された状態が実現される。In FIG. 14, when the electrode 155 is ultrasonically vibrated up and down, a state where an AC bias is applied can be realized. As is well known, when the configuration as shown in FIG. 14 is employed, the electrode 155 connected to the high-frequency power supply is negatively charged with respect to the grounded electrode 156, and has a negative bias (called self-bias). Is applied.
In this state, if the electrode 155 vibrates up and down, the ions accelerated in the direction of the electrode 155 will cause the base 15
7 is accelerated in a certain period (determined by the frequency of the ultrasonic vibration applied to the electrode 155), and a state of approaching or moving away is realized. That is, a state in which an AC bias is applied to the electrode 155 is realized.
【0144】上記の作用は、ガイドローラー153、1
54に超音波振動を与えた場合でも得ることができる
が、電極155に超音波振動を与えた場合の方が顕著で
ある。また図5に示すような状態で、フレキシブルな基
体(例えば磁気テープ等の基体)に超音波振動を加えた
場合によりその効果を顕著に得ることができる。The above operation is performed by the guide rollers 153, 1
Although it can be obtained even when ultrasonic vibration is applied to 54, it is more remarkable when ultrasonic vibration is applied to the electrode 155. Further, in a state as shown in FIG. 5, when a supersonic vibration is applied to a flexible base (for example, a base such as a magnetic tape), the effect can be more remarkably obtained.
【0145】〔実施例9〕本実施例は、図10または図
14に示す装置を用いて、磁気記録媒体である光磁気デ
ィスクの表面保護膜を形成する例を示す。光磁気ディス
クあるいは光ディスクメモリは、CD(コンパクトディ
スク)に代表されるように、記録媒体として広く知られ
ている。これらは、有機樹脂や工業用プラスチックー材
料でディスクを構成しており、生産性の高さ、取扱の良
さ、といった特徴を有する。[Embodiment 9] This embodiment shows an example in which a surface protective film of a magneto-optical disk as a magnetic recording medium is formed using the apparatus shown in FIG. 10 or FIG. A magneto-optical disk or an optical disk memory is widely known as a recording medium as represented by a CD (compact disk). These discs are made of an organic resin or an industrial plastic material, and have characteristics such as high productivity and easy handling.
【0146】しかしながら、その表面層を保護する保護
膜は必要となる。この保護膜は、可視光領域の光(一般
に700〜800nmの半導体レーザー光が利用され
る)を透過させる必要があり、かつ高い硬度と密着性が
要求される。However, a protective film for protecting the surface layer is required. This protective film needs to transmit light in the visible light region (a semiconductor laser light of 700 to 800 nm is generally used), and is required to have high hardness and adhesion.
【0147】このような要求を満たす保護膜として、図
10や図14に示す装置で成膜される硬質炭素被膜を利
用することが考えられる。成膜方法としては、基体11
3として光ディスクを用いればよい。硬質炭素被膜は加
熱を行わずに成膜が行えるので、熱に弱い材料を用いた
光ディスクの表面保護膜として最適である。It is conceivable to use a hard carbon film formed by the apparatus shown in FIGS. 10 and 14 as a protective film satisfying such requirements. As the film forming method, the base 11
An optical disk may be used as 3. Since the hard carbon film can be formed without heating, it is most suitable as a surface protection film of an optical disk using a material weak to heat.
【0148】以上の実施例においては、放電を起こすた
めの高周波として、13.56MHzの周波数を用いる
例を示したが、これはこの周波数に限定されるものでは
ない。また、パルス放電を利用してもよい。さらに高周
波放電に加えて、DCまたはACのバイアスを印加する
のでもよい。In the above embodiment, an example is shown in which a frequency of 13.56 MHz is used as a high frequency for causing discharge. However, the present invention is not limited to this frequency. Further, pulse discharge may be used. Further, a DC or AC bias may be applied in addition to the high frequency discharge.
【0149】また、硬質炭素被膜のための原料ガスとし
ては、メタン等の炭化水素ガスやアルコール等を利用す
ることができる。さらに、成膜の際には、水素や他の添
加ガスやドーピングガスを導入することもできる。As a raw material gas for the hard carbon film, a hydrocarbon gas such as methane, alcohol, or the like can be used. Further, at the time of film formation, hydrogen, another additive gas, or a doping gas can be introduced.
【0150】〔実施例10〕本実施例の概略を図8に示
す。図8に示す装置は、テープやフィルム状の基体の表
面に被膜を形成するための装置である。本実施例では特
に磁気テープの表面に表面保護膜として炭素被膜を形成
する構成について説明する。図8に示す構成において、
81がフィルム状の基体であり、ここではポリイミド等
の樹脂材料の表面に磁性材料が蒸着法等により成膜され
たものである。82はカソード電極であり、高周波電源
87にマッチングボックス86を介して接続されてい
る。85は、アノード電極を構成するキャンロールであ
り、基体81を移送するために成膜中は回転する。ま
た、この電極85は圧電素子によって超音波振動するよ
うに構成されている。即ち、成膜の最中において、基体
81は円筒状の電極85によって超音波振動が与えら
れ、超音波振動することになる。[Embodiment 10] An outline of this embodiment is shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 8 is an apparatus for forming a coating on the surface of a tape or film-like substrate. In this embodiment, a configuration in which a carbon coating is formed as a surface protective film on the surface of a magnetic tape will be particularly described. In the configuration shown in FIG.
Reference numeral 81 denotes a film-like substrate, in which a magnetic material is formed on a surface of a resin material such as polyimide by a vapor deposition method or the like. Reference numeral 82 denotes a cathode electrode, which is connected to a high-frequency power supply 87 via a matching box 86. Reference numeral 85 denotes a can roll constituting the anode electrode, which rotates during film formation to transfer the substrate 81. The electrode 85 is configured to vibrate ultrasonically by a piezoelectric element. That is, during the film formation, the substrate 81 is subjected to ultrasonic vibration by the cylindrical electrode 85, so that the substrate 81 is ultrasonically vibrated.
【0151】成膜においては、アノード電極85とカソ
ード電極82との間のプラズマ反応空間89において高
周波放電が行われる。83は絶縁体であり、84はガス
導入管である。ガス導入管からは、原料ガスであるメタ
ンと水素等の希釈ガスがプラズマ反応空間89に導入さ
れる。ガスは、アノード電極82に設けられた細孔88
から反応空間89に噴出する。In the film formation, high-frequency discharge is performed in a plasma reaction space 89 between the anode electrode 85 and the cathode electrode. 83 is an insulator, and 84 is a gas introduction pipe. From the gas introduction pipe, diluent gases such as methane and hydrogen, which are source gases, are introduced into the plasma reaction space 89. The gas is supplied to pores 88 provided in the anode electrode 82.
From the reaction space 89.
【0152】カソード電極の幅は例えば20mmとす
る。またその長さは例えば30cmとする。また、円筒
状のアノード電極801の直径は例えば20mmとす
る。またその長さは例えば30cmとする。このような
場合、基体81として幅30cm以内のものを用いるこ
とができる。上記に示す寸法の電極を用いた場合の成膜
条件例を以下に示す。 反応圧力 60Torr 投入電力 300W(13.56MHz) 原料ガス C2 H4 :H2 :Ar=1:1:2
(計1000sccm) 添加ガス C2 F6 (C2 H4 に対して10%添
加) 超音波周波数 30KHz(電極801に与えられる
超音波振動) 電極85を介して基体81に超音波振動を与えることに
よって、基体81の被形成面に反応生成物のフレークが
付着したりすることがなく、緻密なピンホールの無い炭
素被膜を形成することができる。The width of the cathode electrode is, for example, 20 mm. The length is, for example, 30 cm. The diameter of the cylindrical anode electrode 801 is, for example, 20 mm. The length is, for example, 30 cm. In such a case, a substrate having a width of 30 cm or less can be used as the base 81. Examples of film forming conditions when the electrodes having the above dimensions are used are shown below. Reaction pressure 60 Torr Input power 300 W (13.56 MHz) Raw material gas C 2 H 4 : H 2 : Ar = 1: 1: 2
(Total 1000 sccm) Additional gas C 2 F 6 (10% added to C 2 H 4 ) Ultrasonic frequency 30 KHz (ultrasonic vibration applied to electrode 801) Ultrasonic vibration applied to base 81 via electrode 85 This makes it possible to form a dense pinhole-free carbon coating without the reaction product flakes adhering to the formation surface of the base 81.
【0153】[0153]
【発明の効果】本発明により、導電性である金属磁性層
を有する磁気記録媒体表面に安定に高い信頼性で硬質炭
素膜を生産できる装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide an apparatus capable of stably and reliably producing a hard carbon film on the surface of a magnetic recording medium having a conductive metal magnetic layer.
【0154】また、従来では十分に硬度の高い炭素膜が
接地電極側で形成することができなかったが、本発明に
より、接地電極であるアノードに接触させた状態でも十
分な耐摩耗性、潤滑性を有する炭素膜が形成できる装置
を提供することができる。In the prior art, a sufficiently hard carbon film could not be formed on the ground electrode side. However, the present invention provides sufficient wear resistance and lubrication even when the carbon film is in contact with the anode which is the ground electrode. An apparatus capable of forming a carbon film having properties can be provided.
【0155】さらに、本発明により磁性層作製プロセス
と同時に、保護膜である硬質炭素膜を形成できる程度
の、高速成膜が可能な装置を提供することができる。Further, according to the present invention, it is possible to provide an apparatus capable of forming a hard carbon film as a protective film at the same time as the magnetic layer forming process.
【0156】また、本発明により、高速成膜を達成する
ことによる新たな問題である、電極の汚れに起因するフ
レークの発生を抑制できる装置を提供することができ
る。これにより、カソード側の膜生成が抑制でき、フレ
ークの発生を抑制できる。さらに、装置のメンテナンス
期間が延ばせるので、スループットが向上し、コスト削
減に大きく寄与できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide an apparatus capable of suppressing generation of flakes due to contamination of electrodes, which is a new problem caused by achieving high-speed film formation. Thereby, film formation on the cathode side can be suppressed, and generation of flakes can be suppressed. Further, since the maintenance period of the apparatus can be extended, the throughput can be improved, which can greatly contribute to cost reduction.
【0157】また、本発明の製造装置で作製された磁気
記録媒体は、磁性層と炭素を主成分とする被膜との界面
特性,密着性が改善され、高品質なもとすることができ
る。更に大気にさらすことを避けるだけでは、磁性層表
面に生成される低級酸化物は本質的に除去できないが、
本発明によるプラズマ活性化処理が効果的である。Further, the magnetic recording medium manufactured by the manufacturing apparatus of the present invention can be improved in interface characteristics and adhesion between the magnetic layer and the film containing carbon as a main component, and can be of high quality. Furthermore, lower oxides generated on the surface of the magnetic layer cannot be removed essentially by simply avoiding exposure to the atmosphere,
The plasma activation processing according to the present invention is effective.
【0158】また、炭素を主成分とする被膜の表面特性
すなわち、耐摩耗性、高平滑性,硬度等が著しく向上
し、産業的にも十分価値のある磁気記録媒体の製造を可
能とし、従来問題とされていた連続形成上の律則点も回
避することができる。Further, the surface characteristics of the coating containing carbon as a main component, that is, the abrasion resistance, the high smoothness, the hardness and the like are remarkably improved, and it is possible to manufacture a magnetic recording medium of industrially sufficient value. The problematic rule point in continuous formation can also be avoided.
【0159】基体に超音波振動を与えながら硬質炭素被
膜を形成することで、緻密で良好な膜質を得ることがで
きる。特にピンホールの数が30個/mm2 以下である
という極めて緻密な炭素被膜を得ることができ、保護膜
として極めて有用である。By forming the hard carbon film while applying ultrasonic vibration to the substrate, a dense and good film quality can be obtained. In particular, a very dense carbon coating having the number of pinholes of 30 / mm 2 or less can be obtained, which is extremely useful as a protective film.
【図1】 プラズマ発生装置の概略の断面を示す。FIG. 1 shows a schematic cross section of a plasma generator.
【図2】 図1のA−A’で切った断面を示す。FIG. 2 shows a cross section taken along the line A-A 'in FIG.
【図3】 図1のA−A’で切った断面を示す。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG.
【図4】 実施例の成膜装置の概要を示す。FIG. 4 shows an outline of a film forming apparatus of an embodiment.
【図5】 プラズマ発生装置の配置の状態を示す。FIG. 5 shows an arrangement state of a plasma generator.
【図6】 プラズマ発生装置の概略の断面図を示す。FIG. 6 shows a schematic sectional view of a plasma generator.
【図7】 圧力と電子温度(Te)、及び圧力とプラズ
マを維持するに必要な最低の電圧(Sustainin
g Voltage)との関係を示す。FIG. 7 shows the pressure and electron temperature (Te), and the minimum voltage (Sustainin) required to maintain pressure and plasma.
g Voltage).
【図8】 プラズマ発生装置の概略の断面を示す。FIG. 8 shows a schematic cross section of a plasma generator.
【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。FIG. 9 shows the relationship between pressure and electron temperature (Te), and the relationship between pressure and electron density (Ne).
【図10】 実施例の構成を示す。FIG. 10 shows a configuration of an example.
【図11】 従来例の構成を示す。FIG. 11 shows a configuration of a conventional example.
【図12】 実施例の構成を示す。FIG. 12 shows a configuration of an example.
【図13】 実施例の構成を示す。FIG. 13 shows a configuration of an example.
【図14】 実施例の構成を示す。FIG. 14 shows a configuration of an example.
1・・・真空容器 2・・・供給ロール 3・・・高分子基板材料 4・・・フリーローラガイド 5・・・遮へい板 6・・・蒸発源 7・・・円筒状キャン 8・・・中間ロール 9・・・真空容器(2) 10・・接地電極 11・・高周波給電電極 12・・高周波電源系 13・・真空容器 14・・巻取りロール 15・・直流電源 16・・プラズマ領域 17・・シートビーム型プラズマ領域 18・・原料ガス供給系 19・・排気系 20・・バッファー室 21・・MHV接栓 31・・中心導体 33・・円筒状絶縁体 29・・外側導体 30・・ガス導入口 22・・テフロン製絶縁体 27・・テフロン製絶縁体 23・・筐体 28・・筐体 25・・治具 26・・治具 52・・プラズマ発生装置 42・・バイアス電源 61・・電極板 63・・絶縁体板 62・・外側筐体 81・・フィルム状の基体 82・・カソード電極 83・・絶縁体 84・・ガス導入管 85・・アノード電極 86・・マッチングボックス 87・・高周波電源 88・・細孔 89・・プラズマ放電空間 620・テフロンシールド 621・テフロンシールド 622・テフロンシールド 611・MHV接栓 612・ガス導入口 616・ホルダー 617・天板 613・テフロン製絶縁体 111・・・・真空容器 112・・・・電極 113・・・・基体 114・・・・電極 115・・・・高周波電源 121・・・・圧電素子 122・・・・電極 123・・・・電極 125・・・・高周波電源 141・・・・超音波振動子 151・・・・送り出しドラム/巻き取りドラム 152・・・・巻き取りドラム/送り出しドラム 153・・・・ガイドローラー 154・・・・ガイドローラー 155・・・・ドラム状電極 156・・・・接地電極 157・・・・フィルム状の基体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container 2 ... Supply roll 3 ... Polymer substrate material 4 ... Free roller guide 5 ... Shield plate 6 ... Evaporation source 7 ... Cylindrical can 8 ... Intermediate roll 9 Vacuum container (2) 10 Ground electrode 11 High-frequency power supply electrode 12 High-frequency power supply system 13 Vacuum container 14 Winding roll 15 DC power supply 16 Plasma area 17・ ・ Sheet beam type plasma region 18 ・ ・ Raw material supply system 19 ・ ・ Exhaust system 20 ・ ・ Buffer room 21 ・ ・ MHV connector 31 ・ ・ Center conductor 33 ・ ・ Cylinder insulator 29 ・ ・ Outer conductor 30 ・ ・Gas inlet 22 Teflon insulator 27 Teflon insulator 23 Casing 28 Casing 25 Jig 26 Jig 52 Plasma generator 42 Bias power supply 61・ Electrode plate 63 ... Edge plate 62 Outer housing 81 Film-shaped base 82 Cathode electrode 83 Insulator 84 Gas introduction tube 85 Anode electrode 86 Matching box 87 High frequency power supply 88 Pores 89 Plasma discharge space 620 Teflon shield 621 Teflon shield 622 Teflon shield 611 MHV connector 612 Gas inlet 616 Holder 617 Top plate 613 Teflon insulator 111 Vacuum container 112 ... electrode 113 ... base 114 ... electrode 115 ... high frequency power supply 121 ... piezoelectric element 122 ... electrode 123 ... electrode 125 ... high frequency Power supply 141 Ultrasonic vibrator 151 Feeding drum / winding drum 152 Winding drum / feeding Drum 153 ... guide roller 154 ... guide roller 155 .... drum shaped electrode 156 ... ground electrode 157 .... film-shaped base.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−166329(JP,A) 特開 平1−245562(JP,A) 特開 平1−261298(JP,A) 特開 平1−294867(JP,A) 特開 昭62−279521(JP,A) 特開 昭63−297208(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 16/56 C01B 31/00 - 31/36 C30B 29/04 H01L 21/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-166329 (JP, A) JP-A-1-245562 (JP, A) JP-A-1-261298 (JP, A) JP-A-1- 294867 (JP, A) JP-A-62-279521 (JP, A) JP-A-63-297208 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-16 / 56 C01B 31/00-31/36 C30B 29/04 H01L 21/205
Claims (9)
して前記一対の電極の間に設けられた基体の表面に炭素
被膜を形成する被膜形成方法であって、 圧電素子を挟んだ一対の電極の一方の電極上に前記基体
を設け、前記圧電素子に電圧を印加して該圧電素子を超
音波振動させながら前記基体の表面に炭素被膜を形成す
ることを特徴とする被膜形成方法。1. A method for forming a carbon film on a surface of a substrate provided between a pair of electrodes by converting a reactive gas into a plasma between the pair of electrodes, the method comprising: Forming a carbon film on the surface of the substrate while applying a voltage to the piezoelectric element and ultrasonically oscillating the piezoelectric element.
して前記一対の電極の間に設けられた基体の表面に炭素
被膜を形成する被膜形成方法であって、 圧電素子を挟んだ一対の電極の一方の電極上に前記基体
を設け、前記圧電素子に電圧を印加して該圧電素子を1
KHz〜100MHzの周波数で振動させながら前記基
体の表面に炭素被膜を形成することを特徴とする被膜形
成方法。2. A method for forming a carbon film on a surface of a substrate provided between a pair of electrodes by converting a reactive gas into a plasma between the pair of electrodes, the method comprising: The substrate is provided on one of the electrodes, and a voltage is applied to the piezoelectric element so that the piezoelectric element
A method for forming a film, comprising forming a carbon film on the surface of the substrate while vibrating at a frequency of KHz to 100 MHz.
は、磁気記録媒体であることを特徴とする被膜形成方
法。3. The method according to claim 1, wherein the substrate is a magnetic recording medium.
は、有機樹脂板であることを特徴とする被膜形成方法。4. The method according to claim 1, wherein the substrate is an organic resin plate.
ィルム状の基体を移動させつつ一対の電極の間において
前記基体の表面に炭素被膜を形成する被膜形成方法であ
って、 前記炭素被膜を形成する際、前記一対の電極であるドラ
ム状の電極を前記基体に対して垂直方向に超音波振動さ
せることにより前記ドラム状の電極に接する前記基体を
前記一対の電極の間において超音波振動させることを特
徴とする被膜形成方法。5. A method for forming a carbon film on a surface of a substrate between a pair of electrodes while moving a film-shaped substrate from a winding drum to a winding drum, wherein the carbon film is formed. When driving, the pair of electrodes
Ultrasonic electrode in a direction perpendicular to the substrate
The substrate in contact with the drum-shaped electrode
A method of forming a coating film, wherein ultrasonic vibration is performed between the pair of electrodes .
ィルム状の基体を移動させつつ一対の電極の間において
前記基体の表面に炭素被膜を形成する被膜形成方法であ
って、前記炭素被膜を形成する際、前記一対の電極であ
るドラム状の電極を前記基体に対して垂直方向に1KH
z〜100MHzの周波数で振動させることにより前記
ドラム状の電極に接する前記基体を前記一対の電極の間
において1KHz〜100MHzの周波数で振動させる
ことを特徴とする被膜形成方法。6. A method for forming a carbon film on a surface of a substrate between a pair of electrodes while moving a film-shaped substrate from a winding drum to a winding drum, wherein the carbon film is formed. When performing , the pair of electrodes
1 KH in a direction perpendicular to the substrate
By vibrating at a frequency of z to 100 MHz,
The substrate in contact with the drum-shaped electrode is placed between the pair of electrodes.
3. The method for forming a film according to claim 1, wherein the vibration is performed at a frequency of 1 KHz to 100 MHz.
記フィルム状の基体は、磁気テープであることを特徴と
する被膜形成方法。7. The method according to claim 5, wherein
The method for forming a film, wherein the film-like substrate is a magnetic tape .
記基体は、導電性フィルムであることを特徴とする被膜
形成方法。8. The method according to claim 5, wherein
The method for forming a film, wherein the substrate is a conductive film .
記炭素被膜は、ダイヤモンドライクカーボン膜であるこ
とを特徴とする被膜形成方法。9. The method according to claim 1 , wherein
The carbon coating is a diamond-like carbon film.
And a method for forming a film.
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