JPH09241406A

JPH09241406A - 成膜装置および成膜方法

Info

Publication number: JPH09241406A
Application number: JP8053371A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kashiwatani; 誠柏谷; Junji Nakada; 純司中田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-11
Also published as: JP3555797B2; US5935335A

Abstract

(57)【要約】【課題】基板として、ウェブ状の高分子フィルムが使用
された場合においても、基板に対してダメージが少な
く、特に、幅方向の膜厚分布が良好な状態で成膜可能と
されるとともに、成膜が高速で行える成膜装置および成
膜方法を提供する。【解決手段】真空ポンプ１３が設けられた真空チャンバ
ー３と、真空チャンバー３内に保護膜形成用のガスが導
入されるガス導入手段５と、真空チャンバー３内にプラ
ズマを発生させるプラズマ発生手段７と、プラズマ発生
手段７により発生されたプラズマ近傍に、基板１０が搬
送される基板搬送手段９と、基板１０に所望のバイアス
電圧が印加されるバイアス電圧印加手段１１とが備えら
れ、プラズマ発生手段７では、マイクロ波発生部１５で
発生されたマイクロ波と、複数の永久磁石２１Ａが形成
する磁場とで、電子サイクロトロン共鳴を生じさせるこ
とによりプラズマが発生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板となる高分子
フィルムに、プラズマを利用した気相反応によって薄膜
を形成する際に好適な成膜装置および成膜方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高画質のビデオテープとして用いられる
金属蒸着型テープや、コンピュータ用の高記録容量スト
レージとして使用されるハードディスク、あるいは高密
度フロッピィディスク等の高密度磁気記録メディアなど
をはじめとする磁気記録メディアは、近年、さらに高密
度化が進められている。例えば、デジタルビデオカメラ
用の金属蒸着型テープや、コンピュータ用ストレージと
しては、記録容量が値１００[ ＭＢ] のフロッピィディ
スクや、ＧＢ（ギガ・バイト）クラスの記録容量を有す
るハードディスクが使用されている。

【０００３】そして、フロッピィディスクは、高分子基
板としてウェブ状の高分子フィルムが使用されているの
で、製造工程において固定基板が使用されるハードディ
スクや光ディスクに比べて生産性が極めて高く、その記
録密度をさらに高める方法としては、磁性膜として、Ｃ
ｏＮｉ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、
ＣｏＣｒＰｔＳｉ、ＳｍＣｏ等の金属磁性膜を形成（成
膜）する構成が考えられる。また、それら金属磁性膜を
保護するための保護膜の素材には、硬度や摺動性に優れ
ているという特性が要求され、そのような特性を有する
素材としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｃ
Ｎ、ａ−Ｃ、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）などが
挙げられる。

【０００４】この場合、それらの素材を使って保護膜を
形成する方法としては、スパッタ方式により、カーボン
保護膜を形成する方法、プラズマＣＤＶ方式により保護
膜を形成する方法が知られているが、成膜速度を対比す
ると、スパッタ方式はプラズマＣＤＶ方式に比べて極め
て遅いので、生産性などを考慮するとプラズマＣＶＤ方
式を採用することが望ましい。

【０００５】そして、プラズマＣＶＤ方式では、プラズ
マ中の電子と反応ガスとの衝突によって、反応ガスの分
子が励起、イオン化されて分解反応を起こし、気相反応
で基板上に薄膜、すなわち保護膜が形成されるので、成
膜速度は、プラズマ中の電子の数がは多くなるほど、ま
たプラズマ密度が高いほど、反応ガスの分解が多くなる
ため、速くなることが知られている。

【０００６】また、プラズマＣＶＤ方式におけるプラズ
マ発生方法には、直流アーク放電方式や、高周波放電方
式などが知られており、プラズマ密度はそれらプラズマ
発生方式により大きく異なり、高周波放電方式では、値
１０⁹［個/ ｃｃ] 〜値１０ ¹⁰[ 個/ ｃｃ] 程度である
のに対して、直流アーク放電方式では、値１０¹¹[ 個/
ｃｃ] 〜値１０¹²[ 個/ ｃｃ] 程度となる。

【０００７】従って、プラズマ密度の点で比較すると、
直流アーク放電方式の方が、高速で成膜することが可能
であるが、直流アーク放電方式で発生されるプラズマは
平衡プラズマと呼ばれ、イオンの温度が非常に高く、高
分子フィルムが基板に使用された場合、プラズマの輻射
熱によって、高分子フィルムが熱ダメージを受けるため
に、良質な磁気記録メディアの作成が困難であった。

【０００８】例えば、米国特許第5232791 号明細書に記
載された「直流アーク放電ＣＶＤ装置」、あるいは特公
平7-51753 号公報に記載された「直流アーク放電ＣＶＤ
装置」においては、プラズマ密度が高く、その点では高
速の成膜に適しているが、プラズマの温度が高いため
に、ＰＥＴ、ＰＥＮ、アラミド、ポリイミドなどの高分
子フィルムが基板として使用されると、プラズマの輻射
熱によって、基板のダメージが大きいといことが知られ
ており、良質な磁気記録メディアの作成には適していな
い。一方、高周波放電方式とされている、米国特許第53
60483 号明細書に記載された「高周波ＣＶＤ装置」、あ
るいは、特公平7-100857号公報に記載された「高周波Ｃ
ＶＤ装置」について検討してみると、上記のように、プ
ラズマ密度が低く、成膜速度が遅いという問題があっ
た。

【０００９】また、米国特許第5360483 号明細書に記載
された「高周波ＣＶＤ装置」では、反応管が使用される
ため、幅方向における膜厚分布が悪く、高分子フィルム
のように連続している基板には不向きであり、一方、特
公平7-100857号公報に記載された「高周波ＣＶＤ装置」
では、連続して成膜する場合、成膜ドラムと電極との間
にカスが堆積するので、基板の表面に傷が発生し易いた
め、長尺の高分子フィルムに成膜する工程での採用は好
ましくない。

【００１０】以上のことを総合して判断すると、高分子
フィルムが基板として使用される場合には、非平衡で、
低温のプラズマであることが要求され、かつ生産性を上
げるには、プラズマ密度が高いという条件を満たすプラ
ズマソースが必要であることを意味している。そこで、
プラズマ発生方式として、マイクロ波ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）を利用した、マイクロ波ＥＣＲプラズ
マＣＶＤ装置の採用が考えられ、この場合、発生される
プラズマは低温の非平衡プラズマであって、プラズマ密
度としては、値１０¹¹[ 個/ ｃｃ] 〜値１０¹²[ 個/ ｃ
ｃ] 程度となることが知られており、この点では、低温
での成膜が可能であるとともに、成膜速度が速く、上記
直流アーク放電方式と、高周波放電方式の利点をともに
両立させることが可能である。

【００１１】そして、図３には、そのような従来のマイ
クロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置１００（以下、単に装
置１００と称する）が示されており、同図から理解され
るように、装置１００には、排気口１２０から内部の気
体が排気される真空チャンバー１１０を有し、この真空
チャンバー１１０内には、基板１３０を搬送する際に、
基板１３０を保護膜形成領域へ送り出す送り出し部１４
０と、基板１３０にバイアス電圧を印可する電極ローラ
１３０と、保護膜形成領域で、基板１３０が冷却される
冷却ドラム１６０と、パスローラ１７０と、保護膜形成
後の基板１３０が巻き取られる巻き取り部１８０と、保
護膜形成用のガスが真空チャンバー１１０内に導入され
る反応ガス導入部１９０とが、各々配設されている。

【００１２】また、真空チャンバー１１０の外部には、
マイクロ波が発生されるマイクロ波発生部２００が設け
られ、発生したマイクロ波は、マイクロ波導入部２１０
と、マイクロ波導入窓２２０を介してプラズマ生成室２
３０内に伝搬され、このプラズマ生成室２３０内には、
不活性ガス導入部２５０から、プラズマ発生用の不活性
ガスが導入される。

【００１３】そして、プラズマ生成室２３０の外部に
は、プラズマ発生のための磁場を形成させる電流コイル
２５０が複数設けれており、これらの構成により、導入
された不活性ガスに電子サイクロトロン共鳴を利用し
て、非平衡の低温プラズマが、アーク放電方式と略同数
発生される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置１
００には、ＥＣＲ用の磁場を形成するために、大型の電
流コイル２５０が使用されているので、形成された磁場
の分布が不均一となる結果、大きな面積にわたって成膜
することができず、特に、幅方向の膜厚分布が悪くなる
という重大な欠点があった。

【００１５】この場合、真空チャンバー１１０内に形成
される磁場を均一化するために、多数の電流コイル２５
０が使用される構成も可能であるが、装置１００全体の
製造コストが高くなるという問題があり、また、仮にそ
のようにして均一化を図ったとしても、ウェブ状の高分
子フィルムとされた高分子基板に対しては、膜厚分布を
良好にするためには、その程度の均一化では不十分であ
った。

【００１６】さらに、マイクロ波が真空チャンバー１１
０内に導入される場合、マイクロ波の伝搬経路に、誘電
体のマイクロ波導入窓２２０が介在する構成が採用され
ているため、保護膜や、成膜中のカスが透明ではないの
で、それら保護膜やカスがそのマイクロ波導入窓２２０
に付着して汚染し、プラズマ発生に供給されるマイクロ
波の出力が低下するため、長尺フィルムが基板１３０と
して使用されると、その基板１３０の長手方向における
膜厚変動が大きくなって、均一化されず、品質上等で十
分なものは得ることができなかった。

【００１７】本発明の目的は、基板として、ウェブ状の
高分子フィルムが使用された場合においても、基板に対
してダメージが少なく、特に、幅方向の膜厚分布が良好
な状態で成膜可能とされるとともに、成膜が高速で行え
る成膜装置および成膜方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ウ
ェブ状の高分子フィルムの基板上に薄膜を形成可能にす
るとともに、真空排気装置が設けられた真空チャンバー
と、前記真空チャンバー内に薄膜形成用のガスが導入さ
れるガス導入手段と、前記真空チャンバー内にプラズマ
を発生させるプラズマ発生手段と、前記プラズマ発生手
段により発生されたプラズマ近傍に、前記基板が搬送さ
れる基板搬送手段と、前記基板に所望のバイアス電圧が
印加されるバイアス電圧印加手段と、が備えられた成膜
装置であって、前記プラズマ発生手段は、マイクロ波
が発生されるマイクロ波発生手段と、発生されたマイク
ロ波が、前記真空チャンバー内に同軸導入されるととも
に、該真空チャンバー内で放射状に伝搬されるマイクロ
波導入・伝搬手段と、前記真空チャンバーに設けられて
磁場を形成し、導入・伝搬された前記マイクロ波ととも
に電子サイクロトロン共鳴を生じさせる永久磁石と、を
有するマイクロ波ＥＣＲプラズマ発生手段とされたこと
を特徴とする成膜装置によって達成される。

【００１９】そして、上記成膜装置の実施の形態として
は、前記プラズマ発生手段により発生したプラズマのう
ち、成膜形成に寄与しないプラズマにさらされる前記成
膜装置の各部位と、前記マイクロ波発生手段により発生
された前記マイクロ波のうち、成膜形成に寄与しないマ
イクロ波が伝搬する前記成膜装置の各部位とが、それぞ
れ絶縁性部材により被覆された構成が好適である。

【００２０】また、上記目的は、ウェブ状の高分子フィ
ルムの基板上に薄膜を形成可能とされるとともに、真空
排気装置が設けられた真空チャンバーと、前記真空チャ
ンバー内に薄膜形成用のガスが導入されるガス導入手段
と、前記真空チャンバー内にプラズマを発生させるプラ
ズマ発生手段と、前記プラズマ発生手段により発生され
たプラズマ近傍に、前記基板が搬送される基板搬送手段
と、前記基板に所望のバイアス電圧が印加されるバイア
ス電圧印加手段と、が備えられた成膜装置の前記プラズ
マ発生手段に、マイクロ波が発生されるマイクロ波発生
手段と、発生されたマイクロ波が、前記真空チャンバー
内に同軸導入されるとともに、該真空チャンバー内で放
射状に伝搬されるマイクロ波導入・伝搬手段と、前記真
空チャンバーに設けられて磁場を形成し、導入・伝搬さ
れた前記マイクロ波とともに電子サイクロトロン共鳴を
生じさせる永久磁石とが設けられた成膜装置により薄膜
が形成される成膜方法であって、前記真空チャンバー内
を差動排気しつつ不活性ガスが導入される第１過程と、
前記不活性ガスが導入された前記真空チャンバー内に、
前記マイクロ波発生手段により発生されたマイクロ波が
放射状に伝搬されるとともに、前記永久磁石が形成する
磁場と、前記伝搬されたマイクロ波とにより、電子サイ
クロトロン共鳴を生じさせて、プラズマを発生させる第
２過程と、前記発生されたプラズマに薄膜形成用の反応
ガスが前記ガス導入手段により導入されて、前記反応ガ
スを、励起させるとともにイオン化させて分解反応を生
じさせる第３の過程と、前記バイアス電圧印加手段で前
記基板上にバイアス電圧が印加されつつ、該基板が前記
基板搬送手段で前記プラズマ近傍に搬送され、前記反応
ガスの気相反応により所望の薄膜が形成される第４過程
と、を有することを特徴とする成膜方法によっても達成
される。そして、上記に記載の成膜方法の実施の形態と
しては、前記基板上に予め強磁性体からなる金属層が形
成され、前記金属層に前記バイアス電圧印加手段により
前記バイアス電圧が印加されるとともに、前記反応ガス
が炭化水素とされてることにより、カーボンを主体とす
る前記薄膜が形成される構成が好適である。また、上記
成膜方法の実施の形態としては、前記反応ガスが炭化水
素とされるとともに、前記薄膜が形成されている状態に
おける反応ガスの圧力範囲は値１×１０^-4［Ｔｏｒｒ］
〜値１×１０^-2［Ｔｏｒｒ］が適当であるが、値５×１
０^-4［Ｔｏｒｒ］〜値５×１０^-3［Ｔｏｒｒ］に設定さ
れた構成が特に好適である。さらに、上記成膜方法の実
施の形態としては、薄膜形成用とし導入された前記反応
ガスが、原子間結合エネルギーが、値４[ ｅＶ] 〜値１
２[ ｅＶ] 、より好ましくは値５[ ｅＶ] 〜値１０[ ｅ
Ｖ] の結合部を有する炭化水素とされた構成が好適であ
る。

【００２１】上記成膜装置では、真空チャンバー内で放
射状に伝搬されるマイクロ波が、永久磁石が形成する磁
場と、マイクロ波とによって電子サイクロトロン共鳴を
生じさせられて、プラズマが発生され、このプラズマに
よって成膜が行われる。

【００２２】さらに、上記成膜装置では、発生したプラ
ズマのうち、成膜形成に寄与しないプラズマにさらされ
る前記成膜装置の各部位と、前記マイクロ波発生手段に
より発生された前記マイクロ波のうち、成膜形成に寄与
しないマイクロ波が伝搬する前記成膜装置の各部位と
が、それぞれ絶縁性部材により被覆されて保護されてい
る。

【００２３】一方、上記成膜方法では、前記不活性ガス
が導入された前記真空チャンバー内に、前記マイクロ波
発生手段により発生されたマイクロ波が放射状に伝搬さ
せて、前記永久磁石が形成する磁場とともに、電子サイ
クロトロン共鳴を生じさせてプラズマが発生され、この
発生されたプラズマに薄膜形成用の反応ガスが前記ガス
導入手段により導入されて、前記反応ガスを、励起、イ
オン化させて分解反応を生じさせる一方、前記バイアス
電圧印加手段で前記基板上にバイアス電圧が印加されつ
つ、該基板が前記基板搬送手段で前記プラズマ近傍に搬
送されて、前記反応ガスの気相反応により所望の薄膜が
形成される。

【００２４】さらに又、上記成膜方法では、前記基板上
に予め強磁性体からなる金属層が形成され、この金属層
に前記バイアス電圧印加手段により前記バイアス電圧が
印加されるとともに、前記反応ガスが炭化水素とされて
ることにより、カーボンを主体とする前記薄膜が形成さ
れる。

【００２５】また、上記成膜方法では、前記反応ガスが
炭化水素とされるとともに、前記薄膜が形成されている
状態における反応ガスの圧力範囲が、値１×１０^-4〜値
１×１０^-2［Ｔｏｒｒ］に設定されるのが適しており、
特に好ましくは値５×１０^-4［Ｔｏｒｒ］〜値５×１０
^-3［Ｔｏｒｒ］に設定された状態が維持されて成膜が行
われる。

【００２６】さらに、上記成膜方法では、薄膜形成用と
し導入された前記反応ガスの属性として、原子間結合エ
ネルギーが、値５[ ｅＶ] 以上の結合部を有する炭化水
素とされて成膜が行われる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る成膜装置およ
び成膜方法の好適な実施の形態について、図面に基づい
て詳細に説明する。そこで、まず、本発明に係る成膜装
置が適用された磁気記録媒体製造装置について説明す
る。図１には、磁気記録媒体製造装置（以下、単に装置
と略称する）１の全体概略構成図が示されており、同図
から理解されるように、装置１は、マイクロ波ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置であって、ウェブ状の高分子フィルム
が基板（高分子基板）１０とされ、この基板１０に、プ
ラズマを利用して保護膜を形成できるように構成され、
そのプラズマは、マイクロ波ＥＣＲ放電によって発生さ
れる。

【００２８】なお、基板１０は、フロッピィディスクな
どを形成する場合に、形成材料として使用されている、
ＰＥＮフィルム、ＰＥＴフィルム、アラミドフィルム、
あるいは、ポリイミドフィルムなどの高分子フィルムと
されている。

【００２９】そして、装置１は、保護膜を形成する環境
下に基板１０を保持するための真空チャンバー３と、保
護膜形成用のガスおよび不活性ガスを真空チャンバー３
内に導入するガス導入手段５と、非平衡の低温プラズマ
が、多数（アーク放電方式程度）発生されるマイクロ波
ＥＣＲプラズマ発生手段７と、基板１０が所定位置か
ら、保護膜形成空間（プラズマ発生領域）を経由して他
の所定位置まで搬送される基板搬送手段（高分子基板搬
送装置）９と、保護膜形成時に、基板１０に所定のバイ
アス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段１１とを主
体として構成されている。

【００３０】真空チャンバー３は、プラズマ発生用の磁
場（後述）が外乱を受けないように、ＳＵＳ３０４等の
非磁性材料によって形成されており、内部圧力は、初期
排気の到達圧力では、値２×１０^-5［Ｔｏｒｒ] 以下で
あることが条件とされ、好適な値としては、値２×１０
^-6［Ｔｏｒｒ］以下が良く、また、成膜中における内部
圧力は、値１×１０^-4［Ｔｏｒｒ] 〜値１×１０^-2［Ｔ
ｏｒｒ] が維持される真空シール性能とされている。

【００３１】また、真空チャンバー３内は、真空排気ポ
ンプ１３によって排気され、この真空排気ポンプ１３
は、ロータリーポンプと、メカニカルブースターポンプ
と、ターボポンプ（各々図示せず）との組み合わせとさ
れており、ターブポンプに代えて、ディフュージョンポ
ンプを組み合わせる構成も好適であり、排気能力やポン
プの台数などは、真空チャンバー３の内容積に対応させ
て、適宜、選択することができる。

【００３２】さらに、排気速度を調整する場合、排気経
路に介在するバイパス配管を設け、そのバイパス配管の
抵抗によって、排気速度を変化・調整する構成、あるい
は、オリフィスバルブをその排気経路に介在させて設
け、そのオリフィスバルブの開口度の調整により、排気
速度を変化・調整する構成が挙げらる。

【００３３】次に、ガス導入手段５には、保護膜形成用
の反応ガスが真空チャンバー３内に導入される反応ガス
導入部５Ａと、プラズマ生成用の不活性ガスが真空チャ
ンバー３内に導入される不活性ガス導入部５Ｂが設けら
れており、各々のガス流量制御として、マスフローコン
トローラー（図示せず）が使用され、真空チャンバー３
内へのガス導入に際しては、例えば、ＳＵＳ製のパイプ
を利用して、そのガス導入部位が真空シールされるよに
構成されており、真空チャンバー３内では、プラズマ発
生領域の近傍に向けてガスが噴出されるように設定され
ている。

【００３４】この場合、ガス導入部５Ａ、５Ｂからのガ
ス噴出（吹き出し）位置は、プラズマの分布に影響しな
いように最適化されており、特に、保護膜形成用の反応
ガス吹き出し位置は、保護膜の膜厚分布にも影響するの
で、ウェブ状の基板１０の位置に対応させて最適化する
と好適である。

【００３５】そして、プラズマ生成用の不活性ガスとし
ては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、またはＸｅなどが挙げ
られ、特に、Ａｒは入手が容易で廉価であるが、その他
のガスは高価であるので、Ａｒを使用することにより保
護膜が形成される磁気記録媒体の製造コストを廉価にす
ることが可能となる。

【００３６】一方、保護膜形成用の反応ガスとしては、
ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆（ベ
ンゼン）等の炭化水素ガスを使用すると好適であり、特
に、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆などでは、原子間の結合エネル
ギーが、値５[ ｅＶ] 以上の結合部分があるので、この
ような属性を有する炭化水素ガスを選択するとより好適
である。

【００３７】次に、図１、および図１におけるＩ矢視を
示す図２から理解されるように、マイクロ波ＥＣＲプラ
ズマ発生手段７には、マイクロ波が公知の手段によって
発生されるマイクロ波発生部１５と、発生されたマイク
ロ波が真空チャンバー３内に向けて伝搬されるマイクロ
波導入部１７と、伝搬されたマイクロ波が真空チャンバ
ー３内で、放射状に伝搬させるための前段階として同軸
となるように調整される同軸導入部１９とが備えられて
いる。

【００３８】この場合、マイクロ波発生電源には、周波
数が値１〔ＧＨｚ〕〜値１０〔ＧＨｚ〕、最大出力が値
１〔ｋｗ〕〜値５〔ｋｗ〕の範囲が適当であり、工業用
電力（周波数が値2.45[GHz] で、最大出力が値１[kW]〜
値３[kW]）を使用すると特に好適であり、電力消費料金
が高い他の周波数帯の電源に比べて、装置１の稼働経費
を節約することができるという利点がある。

【００３９】また、マイクロ波導入部１７は、公知の導
波管が使用されており、この導波管は、ＪＩＳ規格のも
のでよく、導波管内の導波路（伝搬経路）には、図示し
ないマイクロ波反射吸収装置、マイクロ波マッチング装
置、パワーモニターが各々配設されており、同軸導入部
１９では、導波管と真空チャンバー３との間でマイクロ
波に対して同軸変換が行われ真空チャンバー３内に同軸
導入される。なお、同軸導入部１９などにおける真空シ
ール部等、マイクロ波による発熱によって加熱される部
分は、適宜な手段によって冷却されるように設定されて
いるが、その手段は従来公知であるので、説明は省略す
る。

【００４０】また、マイクロ波ＥＣＲプラズマ発生手段
７には、同軸導入部１９のマイクロ波伝搬方向先端位置
に、縦横に各々所望数配列された複数個の永久磁石２１
Ａにより構成される磁場形成手段２１と、それら永久磁
石２１Ａに対向させて、真空チャンバー３内に設けられ
た誘電体板２３と、誘電体板２３の前面に設けられ、複
数本のアンテナ本体２５Ａが放射状に配設された放射状
アンテナ２５とが備えられており、誘電体板２３は、石
英等の誘電体で形成され、放射状アンテナ２５と、真空
チャンバー３の内側壁との間に、プラズマを発生させな
い機能を有している。

【００４１】そして、各々の永久磁石２１Ａは、ＳｍＣ
ｏ等の強磁性材料で形成されて、強度が極めて高い磁場
を形成することができるように設定されており、この実
施の形態では、縦横（角形状）に配列されているが、同
心円上に配列する構成も好適である。

【００４２】そのように配列された複数の永久磁石２１
Ａ（磁場形成手段２１）の表面には、値500[Gauss]〜値
2000[Gauss] 程度の強度（磁束密度）を有する磁場が形
成されるように設定されており、また、磁場形成手段２
１の配置姿勢は、磁場形成手段２１に対向して設けられ
ている冷却ドラム３５（後述）の形状に対応させて設定
されており、この実施の形態では、冷却ドラム３５に向
かう方向の磁束密度が略、値875[Gauss]となるように設
定されている。

【００４３】そして、放射状アンテナ２５のアンテナ本
体５Ａの長さは、マイクロ波の波長をλとした場合に、
（１/4）λ、または（１/ ８）λの奇数倍となるように
設定されており、各々のアンテナ本体５Ａは、放射中心
から、４方向、あるいは、８方向等に広がる構成が挙げ
られ、また、その長さ、本数は、プラズマの均一化とい
う観点から適宜、設定すると好適である（後述する実験
例を参照）。

【００４４】なお、同軸導入部１９や、放射状アンテナ
２５の配設においては、例えば、マイクロ波導入部１７
が幅広い角形である場合には、マイクロ波の導波路を途
中で２系統に分割し、それら分割されたマイクロ波が各
々同軸導入される構成を採用することができる。

【００４５】また、磁場の形成については、磁場形成手
段２１の他に、例えば、値50[Gauss] 〜値100[Gauss]程
度の磁場を、真空チャンバー３の外部から重畳させるこ
とによって、プラズマを閉じ込めて、一層高速で成膜す
ることが可能となる。

【００４６】さらに、この実施の形態では、真空チャン
バー３内に発生したプラズマのうち、保護膜形成に寄与
しないプラズマが、真空チャンバー３内の各部位に衝突
することを防止するために、ＭＣナイロン、テフロン等
のプラスチック、あるいは、ＰＥＮフィルム、ＰＥＴフ
ィルム等で構成された所望の絶縁性部材（図示せず）に
よって、それら各部位が被覆されているとともに、マイ
クロ波が不用な部位に伝搬する箇所にも、所望の絶縁性
部材による被覆が施されている。

【００４７】これは、マイクロ波ＥＣＲ放電を利用する
場合、局部的に絶縁部分があるとアークが発生して、装
置１を構成する機器が損傷したり、製品となる保護膜形
成後の基板１０にピンホールなどの欠陥が生じる場合が
あるからであり、その原因としては、マイクロ波が真空
チャンバー３内に伝搬したときに、絶縁破壊を生じさせ
ることにあり、従って、その絶縁破壊が生じるような部
位周辺を絶縁性部材で被覆することにより、アークの発
生を防止して、各種の不都合を回避することが可能とな
る。

【００４８】次に、基板搬送手段９には、ウェブ状の基
板１０を送り出す機構とされた送り出し部２７と、保護
膜が形成された基板１０を巻き取る機構とされた巻き取
り部２９と、プラズマの近傍に基板１０を搬送するパス
ロール３３とが備えられ、送り出し部２７の基板１０搬
送方向下流位置には、電極ロール３１を主体として構成
されて、基板１０に所望のバイアス電圧を印可するバイ
アス電圧印可手段１１が設けられている。

【００４９】なお、搬送中の基板１０に生じるシワをな
くすためにＥＸＰロール等を使用する構成も好適であ
り、また、成膜領域には冷却ドラム３５を配置して、そ
の冷却ドラム３５の外周面に基板１０を沿わせながら成
膜することも可能で、これは適宜選択すれば良く、さら
に、成膜部位に適宜なマスク部材３７を配設し、本来保
護膜が形成されてはらない不用部に対して保護膜物質が
付着しないようにすることも好適である。

【００５０】そして、バイアス電圧印可手段１１は、基
板１０に印可するバイアス用電源として、負電圧を発生
する直流電源とされており、値２[kHz] 〜値20[kHz] に
パルス変調された負の直流電源や、高周波電源が使用さ
れ、この場合、高周波電源の周波数は工業用の13.56[MH
z]の電源を使用すると、電力料金が廉価であるため、装
置１の稼働経費を節約できる等のメリットがあるが、他
の周波数の電源を使用することも可能である。

【００５１】装置１は、以上のように構成され、複数の
永久磁石２１Ａで構成される磁場形成手段２１を利用し
たマイクロ波ＥＣＲプラズマ発生装置が応用されてお
り、これにより、ウェブ状の高分子フィルムとされた基
板１０に対して基板ダメージが少なく、高速で幅方向の
膜厚が均一化され、装置１のコストも廉価にすることが
できるプラズマＣＶＤ装置として構成することが可能と
なったが、永久磁石による磁場により、プラズマを発生
させる技術については、特開平6-310494号公報に記載さ
れた「ＥＣＲ型プラズマ発生装置」などにより公知とな
っているので、詳細な説明は省略する。

【００５２】以上説明したように、この実施の形態にお
ける成膜装置１では、真空チャンバー３内で放射状に伝
搬されるマイクロ波が、複数の永久磁石２１Ａで構成さ
れた磁場形成部２１が形成する磁場によって、マイクロ
波に電子サイクロトロン共鳴を生じさせられて、非平衡
の低温プラズマがアーク放電方式と同程度に多数発生さ
れ、このプラズマによって成膜が行われる。

【００５３】従って、基板１０として、ウェブ状の高分
子フィルムが使用された場合においても、プラズマ温度
が低いので、基板１０に対してダメージが少なく、特
に、基板１０の幅方向における膜厚分布が良好な状態で
成膜可能とされるとともに、発生されるプラズマ数が多
いので、成膜が高速で行える。

【００５４】また、発生したプラズマのうち、成膜形成
に寄与しないプラズマにさらされる成膜装置１の各部位
と、マイクロ波発生手段７により発生されたマイクロ波
のうち、成膜形成に寄与しないマイクロ波が伝搬する成
膜装置１の各部位とが、それぞれ絶縁性部材により被覆
されて保護されているので、成膜装置１の耐久性を向上
させることが可能となるとともに、長時間の連続性膜が
可能となる。

【００５５】次に、本発明に係る成膜方法の好適な実施
の形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形
態では、上記装置１を使用して基板１０に保護膜が形成
される。そして、第１過程では、真空チャンバー３内
が、真空ポンプ１３とガス導入手段５のガス導入部５Ｂ
によって差動排気されて、上記不活性ガスが導入され
る。

【００５６】次に、第２過程では、不活性ガスが導入さ
れた真空チャンバー３内に、マイクロ波発生手段７によ
り発生されたマイクロ波が放射状に伝搬されるととも
に、複数の永久磁石２１Ａにより構成された磁場形成手
段２１が形成する磁場により、その伝搬されたマイクロ
波に電子サイクロトロン共鳴が生じる結果、非平衡の低
温プラズマが、アーク放電方式と同程度に多数発生され
る。

【００５７】続いて、第３過程では、発生されたプラズ
マに薄膜形成用の反応ガスがガス導入手段５のガス導入
部５Ａにより導入されて、その反応ガスを励起させると
ともにイオン化させて分解反応を生じさせる。

【００５８】そして、第４過程では、バイアス電圧印加
手段９でウェブ状の高分子フィルムとされた基板１０に
所望のバイアス電圧が印加されつつ、基板１０が基板搬
送手段９で冷却ドラム３５の外周面に沿ってプラズマ近
傍に搬送され、反応ガスの気相反応により所望の薄膜、
すなわち保護膜が形成される。

【００５９】この場合、高密度磁気メディア用の保護膜
としては、硬度、摺動性に優れたダイヤモンド状カーボ
ン膜が有望であり、このダイヤモンド状カーボン膜を形
成するために、この実施の形態では、反応ガスとして炭
化水素がを用いられ、基板１０上に予め強磁性体からな
る金属層（後述する実験例を参照）が形成され、その金
属層にバイアス電圧が印加されつつ保護膜が形成され
る。

【００６０】また、本出願人が検討した結果、マイクロ
波を使用したプラズマＣＶＤ装置では、成膜中の反応ガ
スの圧力が膜質に影響することが判明し、圧力が高すぎ
るとプラズマ電子温度が低下して、充分に反応ガスを分
解できず、軟質の膜になってしまうとともに、放電モー
ドがＥＣＲ放電からマイクロ波放電に移行し、プラズマ
密が低下するため、成膜速度が遅くなるという弊害があ
る一方、圧力が、逆に低すぎると電子温度が高くなり、
反応ガスを分解し過ぎて膜質を劣化させてしまうという
不都合がある。従って、この実施の形態では、保護膜が
形成されている状態における反応ガスの圧力範囲が、値
５×１０^-4［Ｔｏｒｒ］〜値５×１０^-3［Ｔｏｒｒ］に
設定されている。

【００６１】さらに、装置１は、同軸導入部１９を有す
る、いわゆる同軸導入型のマイクロ波ＥＣＲプラズマ発
生装置とされており、反応ガスとして炭化水素ガスが使
用された場合、放射状アンテナ２５の周辺に付着するカ
ーボンが導電性になり、放射状アンテナ２５は、アンテ
ナとして機能しなくなる。

【００６２】これは、炭化水素ガスの属性である、原子
間の結合エネルギーが小さいことに起因しており、その
原子間原子間の結合エネルギーが値５[ ｅＶ] 以上の炭
化水素では、導電性を有するカスになるまで分解が進ま
ず、絶縁性となるので、この実施の形態では、原子間原
子間の結合エネルギーが値５[ ｅＶ] 以上の炭化水素が
反応ガスとして使用され、これにより、カスが放射状ア
ンテナ２５に付着してもアンテナの機能を果たし、良好
な連続運転が行えるように設定されている。

【００６３】以上説明したように、この実施の形態にお
ける成膜方法では、不活性ガスが不活性ガス導入部５Ｂ
から導入された真空チャンバー３内に、マイクロ波発生
手段７により発生されたマイクロ波が放射状に伝搬させ
て、複数の永久磁石２１Ａで構成された磁場形成手段２
１が形成する磁場により、電子サイクロトロン共鳴を生
じさせてプラズマが発生される。

【００６４】そして、その発生されたプラズマに薄膜形
成用の反応ガスが反応ガス導入部５Ａにより導入され、
その反応ガスを、励起、イオン化させて分解反応を生じ
させる一方、バイアス電圧印加手段１１で基板１０上に
バイアス電圧が印加されつつ、基板１０が基板搬送手段
９でプラズマ近傍に搬送されて、反応ガスの気相反応に
より所望の薄膜が形成される。従って、基板１０とし
て、高分子フィルムが使用された場合においても、基板
１０に対してダメージが少なく、特に、幅方向の膜厚分
布が良好な状態で成膜可能とされるとともに、成膜が高
速で行える。

【００６５】また、基板１０上に予め強磁性体からなる
金属層が形成され、この金属層にバイアス電圧印加手段
１１によりバイアス電圧が印加されるとともに、反応ガ
スが炭化水素とされてることにより、カーボンを主体と
する保護膜が形成される結果、より品質の高い保護膜が
形成されるという利点がある。

【００６６】そして、反応ガスが炭化水素とされるとと
もに、保護膜が形成されている状態における反応ガスの
圧力範囲が、値５×１０^-4［Ｔｏｒｒ］〜値５×１０^-3
［Ｔｏｒｒ］に設定された状態が維持されて成膜が行わ
れるので、なお一層、品質の高い保護膜が形成されると
いう利点がある。

【００６７】さらに、保護膜形成用とし導入された反応
ガスの属性として、原子間結合エネルギーが、値５[ ｅ
Ｖ] 以上の結合部を有する炭化水素とされて成膜が行わ
れるので、放射状アンテナ２５の機能が適正に維持され
るため、長時間にわり、連続して保護膜を形成する工程
が良好に行えるという利点がある。

【００６８】

【実施例】本出願人は、上記装置１による保護膜形成に
ついて、何度かの実験を行ったので、以下、その実験例
について説明する。この場合、下記（１）〜（６）に示
されている実験環境条件に従って実験が行われた。

【００６９】（１）真空チャンバー３についての条件排気速度が3000[ リットル/min] のロータリーポンプを１
台、値25000[リットル/min]のメカニカルブースターポンプ
が１台、値3000[ リットル/sec] のターボポンプが２台、そ
れぞれ備えられ、材質がＳＵＳ３０４製で容量が、約１
[ ｍ３] の真空チャンバー３が使用された。

【００７０】また、マイクロ波の大気側への漏れ防止と
して、真空チャンバー３内を観察するための窓には、値
0.5[mm] メッシュ状のＳＵＳ網線が貼り付けられ、真空
チャンバー３を構成する部材の接合部分には、アルミニ
ウムが表面にコーティングされたテープがを貼り付けら
れるとともに、アークが発生する部分にはＰＥＮフィル
ムが貼り付けられた。

【００７１】（２）ガス導入手段５についての条件最大流量200[sccm] 〜500[sccm] のマスフローコントロ
ーラーが使用され、ガス導入部５Ａ、５Ｂには、内径6
[mm] のＳＵＳ３０４製パイプが使用された。

【００７２】（３）マイクロ波ＥＣＲプラズマ発生手段
７についての条件発進周波数2.45[GHz] 、最大出力1.5[kW] のマイクロ波
電源が使用され、値0.8[kW] 〜値1.2[kW] の電力で印可
されるとともに、プラズマ発生部の大きさは角形とさ
れ、幅は値400[mm] 、ウェブの搬送方向の長さは、値20
0[mm] とされた。そして、永久磁石２１Ａは、円筒状の
ＳｍＣｏ製の磁石が使用され、プラズマ発生部の形状に
合わせて複数個配置されるとともに、中心部から径方向
に隣接する永久磁石２１Ａ、２１Ａの極性が逆になるよ
うに設定された。

【００７３】また、誘電体板２３には大きさ400[mm] ×
200[mm] の石英板が使用され、放射状アンテナ２５はＳ
ＵＳ３０４製で中心部の取り付け部分の直径が、値40[m
m]とされるとともに、棒の部分の長さは、値80[mm]のも
のが２本、値140[mm] のものが４本、値190[mm] のもの
が２本、それぞれ使用された。

【００７４】（４）基板搬送手段９についての条件送り出し部２７、巻き取り部２９、冷却ドラム３５、パ
スロール３３、電極ロール３１が備えられて、張力制御
が行なわれつつ、基板１０が搬送制御される方式が採用
され、搬送スピードは値0[m/min]〜値40[m/min] とされ
るとともに、張力は値0[kg/ 幅] 〜値6[kg/ 幅] の範囲
に設定された。

【００７５】また、冷却ドラム３５については、水冷す
るドラムの温度が摂氏15度〜40度になるように設定され
た条件での実験と、冷却ドラム３５を使用せず、パスロ
ール３３のみで上記搬送条件に従った実験とが、各々行
われた。

【００７６】（５）バイアス電圧印可手段についての条
件値2[KHz]〜値20[KHz] に変調されたＤＣパルス電圧が、
電極ロール３１を介して基板１０の表面に、値0[V]〜値
500[V]だけ印可された。

【００７７】（６）基板材料、およびガス種類について
の条件幅が値300[mm] 、厚みが値60[ μm]のＰＥＮベース上
に、予め磁性膜としてＣｒ下地層が値90[nm]、ＣｏＰｔ
Ｃｒ磁性層が値30[nm]積層された基板１０が使用され
た。また、プラズマの生成には、Ａｒガスが使用され、
マスフローコントローラーで流量が値0[sccm] 〜値200
[sccm] に制御された。さらに、原子間結合エネルギー
が、値５[ ｅＶ] 以上の結合を含む炭素水素ガスとし
て、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆が使用される一方、値５[ ｅ
Ｖ] 以上の原子間結合エネルギーを含まない炭素水素ガ
スとしては、ＣＨ₄がを使用され、それぞれ、マスフロ
ーコントローラーで、流量が値0[sccm] 〜値500[sccm]
の間に制御された。

【００７８】実験は以上の成膜条件下で行われて、ダイ
ヤモンド状カーボン膜の膜厚が、値10[nm]〜値100[nm]
だけ形成された後、そのサンプルが以下（A ）、(B) 、
(C)の方法によって、それぞれ評価され、表１が作成さ
れた。

【００７９】(A) 膜厚分布および成膜速度、膜質の評価ＴＥＭ（Transmission Electron Microscopy）で断面観
察を行い、幅方向の最大値Max と、最小値Min とにより
δ＝[ （Max −Min ）/ （Max+Min ）] ×100 を算出し、その結果を函数δ(%) とし、このδ(%) を膜
厚分布の代表値とした。また、成膜速度については、幅
方向の平均値avg と、ウェブの搬送速度v と、ウェブ搬
送方向の成膜領域の長さ１とより、rate＝avg/（１/
ｖ）を算出した。そして、膜質は、ＥＳＣＡ（Electron
Spectrodcopy for Chemical Analysis）により、プラ
ズモンロスエネルギーを測定し、値27[ ｅＶ] であれば
良好とし評価した。

【００８０】(B) スクラッチ耐久性の評価サンプルをディスク状に打ち抜き、ディスク状サンプル
を回転させながら、ハードディスク用の磁気ヘッドを用
いて１Ｈｒ同一部分を擦った後、傷発生の有無を光学顕
微鏡で観察し、傷が発生しない場合を、印○、やや傷が
発生する場合を印△、傷が発生する場合を印×を付記し
て判定した。

【００８１】(C) 環境耐久性サンプルをシート状に切り出し、摂氏60度、90% 、72Ｈ
r の環境下に放置し、磁性膜の腐食の有無を光学顕微鏡
で観察し、腐食が発生しない場合を、印○、やや腐食が
発生する場合を印△、腐食が発生する場合を印×を付記
して判定した。

【００８２】

【表１】

【００８３】なお、表１には記載されていないが、以
下、（ａ）〜（ｅ）に示された結果も得ることが出来
た。（ａ）膜厚分布は成膜条件によるが、δ＝（3%−10% ）
で良好な膜厚分布が得られた。（ｂ）成膜速度は反応ガスの種類にもよるが、Ｃ₂Ｈ₂
ガスで、値15[nm/sec]を得られて充分な高速成膜が可能
となった。また、Ｃ₆Ｈ₆ガスを使用した場合には、さらに２〜３
倍の成膜速度になり、同様に高速成膜が可能となった。

【００８４】（ｃ）ＣＨ₄ガスの場合には、値1000[m]
の連続成膜において、成膜速度が成膜開始と成膜終了時
とで比較すると、20% 〜40% 減少したのに対し、Ｃ₂Ｈ
₂ガスの場合には値2000[m] の連続成膜でも成膜速度の
変動はなかった。（ｄ）絶縁性部材で成膜部周辺を被覆しなかった場合、
真空チャンバー３の内部側壁や搬送装置等のアークが発
生し、機器がダメージを受けたが、絶縁性部材で被覆し
てからは、アークの発生がなかった。（ｅ）冷却ドラム３５を使用しない場合でも、反りが少
なく、充分に実用に供することができるサンプルが作成
できた。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明で理解されるように、本発明
の成膜装置では、真空チャンバー内で放射状に伝搬され
るマイクロ波と、永久磁石が形成する磁場とによって、
電子サイクロトロン共鳴が生じさせられて、プラズマが
発生され、このプラズマによって成膜が行われる。従っ
て、高分子基板として、ウェブ状の高分子フィルムが使
用された場合においても、基板に対してダメージが少な
く、特に、幅方向の膜厚分布が良好な状態で成膜可能と
されるとともに、成膜が高速で行える。

【００８６】又、本発明の成膜装置によれば、発生した
プラズマのうち、成膜形成に寄与しないプラズマにさら
される前記成膜装置の各部位と、前記マイクロ波発生手
段により発生された前記マイクロ波のうち、成膜形成に
寄与しないマイクロ波が伝搬する前記成膜装置の各部位
とが、それぞれ絶縁性部材により被覆されて保護されて
いる。従って、基板として、高分子フィルムが使用され
た場合においても、高分子基板に対してダメージが少な
く、特に、幅方向の膜厚分布が良好な状態で成膜可能と
されるとともに、成膜が高速で行えることに加え、成膜
装置の耐久性を向上させることが可能となる。

【００８７】一方、本発明の成膜方法では、前記不活性
ガスが導入された前記真空チャンバー内に、前記マイク
ロ波発生手段により発生されたマイクロ波が放射状に伝
搬させて、前記永久磁石が形成する磁場とにより、電子
サイクロトロン共鳴を生じさせてプラズマが発生され、
この発生されたプラズマに薄膜形成用の反応ガスが前記
ガス導入手段により導入されて、前記反応ガスを、励
起、イオン化させて分解反応を生じさせる一方、前記バ
イアス電圧印加手段で前記高分子基板上にバイアス電圧
が印加されつつ、該高分子基板が前記高分子基板搬送手
段で前記プラズマ近傍に搬送されて、前記反応ガスの気
相反応により所望の薄膜が形成される。従って、高分子
基板として、高分子フィルムが使用された場合において
も、高分子基板に対してダメージが少なく、特に、幅方
向の膜厚分布が良好な状態で成膜可能とされるととも
に、成膜が高速で行える。

【００８８】さらに、本発明の成膜方法では、前記高分
子基板上に予め強磁性体からなる金属層が形成され、こ
の金属層に前記バイアス電圧印加手段により前記バイア
ス電圧が印加されるとともに、前記反応ガスが炭化水素
とされてることにより、カーボンを主体とする前記薄膜
が形成される。従って、より品質の高い保護膜が形成さ
れるという利点に加え、高分子基板として、高分子フィ
ルムが使用された場合においても、高分子基板に対して
ダメージが少なく、特に、幅方向の膜厚分布が良好な状
態で成膜可能とされるとともに、成膜が高速で行える。

【００８９】また、本発明の成膜方法では、前記反応ガ
スが炭化水素とされるとともに、前記薄膜が形成されて
いる状態における反応ガスの圧力範囲が、値５×１０^-4
［Ｔｏｒｒ］〜値５×１０^-3［Ｔｏｒｒ］に設定された
状態が維持されて成膜が行われることで、さらに品質の
高い保護膜が形成されるという利点に加え、高分子基板
として、高分子フィルムが使用された場合においても、
高分子基板に対してダメージが少なく、特に、幅方向の
膜厚分布が良好な状態で成膜可能とされるとともに、成
膜が高速で行える。

【００９０】さらに又、本発明の成膜方法によれば、薄
膜形成用とし導入された前記反応ガスの属性として、原
子間結合エネルギーが、値５[ ｅＶ] 以上の結合部を有
する炭化水素とされて成膜が行われることで、炭化水素
が絶縁性を有する物質に反応するという不都合を回避し
て、連続して薄膜を形成する工程が良好に維持されると
ともに、品質の高い薄膜を形成することができるという
という利点に加え、高分子基板として、高分子フィルム
が使用された場合においても、高分子基板に対してダメ
ージが少なく、特に、幅方向の膜厚分布が良好な状態で
成膜可能とされるとともに、成膜が高速で行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成膜装置が適用された、磁気記録
媒体製造装置の全体概略構成図である。

【図２】図１におけるＩ矢視を示し、放射状アンテナ等
の構成などを示す説明図である。

【図３】従来のマイクロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の
全体概略構成図である。

【符号の説明】

１磁気記録媒体製造装置（マイクロ波ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ装置）３真空チャンバー５ガス導入手段５Ａ反応ガス導入部５Ｂ不活性ガス導入部７マイクロ波発生手段９基板搬送手段１１バイアス電圧印可手段１３真空ポンプ１５マイクロ波発生部１７マイクロ波導入部１９同軸導入部２１磁場形成手段２１Ａ永久磁石２３誘電体板２５放射状アンテナ２７送り出し部２９巻き取り部３１電極ローラ３３パスローラ３５冷却ドラム３７マスク部材１００マイクロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置１３０基板（従来）２５０磁場形成用電流コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェブ状の高分子フィルムの基板上に薄膜
を形成可能にするとともに、真空排気装置が設けられた
真空チャンバーと、前記真空チャンバー内に薄膜形成用
のガスが導入されるガス導入手段と、前記真空チャンバ
ー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記
プラズマ発生手段により発生されたプラズマ近傍に、前
記基板が搬送される基板搬送手段と、前記基板に所望の
バイアス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段と、が
備えられた成膜装置であって、前記プラズマ発生手段は、マイクロ波が発生されるマイ
クロ波発生手段と、発生されたマイクロ波が、前記真空
チャンバー内に同軸導入されるとともに、該真空チャン
バー内で放射状に伝搬されるマイクロ波導入・伝搬手段
と、前記真空チャンバーに設けられて磁場を形成し、導
入・伝搬された前記マイクロ波とともに電子サイクロト
ロン共鳴を生じさせる永久磁石と、を有するマイクロ波
ＥＣＲプラズマ発生手段とされたことを特徴とする成膜
装置。
【請求項２】前記プラズマ発生手段により発生したプラ
ズマのうち、成膜形成に寄与しないプラズマにさらされ
る前記成膜装置の各部位と、前記マイクロ波発生手段に
より発生された前記マイクロ波のうち、成膜形成に寄与
しないマイクロ波が伝搬する前記成膜装置の各部位と
が、それぞれ絶縁性部材により被覆されたことを特徴と
する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】ウェブ状の高分子フィルムの基板上に薄膜
を形成可能とされるとともに、真空排気装置が設けられ
た真空チャンバーと、前記真空チャンバー内に薄膜形成
用のガスが導入されるガス導入手段と、前記真空チャン
バー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前
記プラズマ発生手段により発生されたプラズマ近傍に、
前記基板が搬送される基板搬送手段と、前記基板に所望
のバイアス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段と、
が備えられた成膜装置の前記プラズマ発生手段に、マイ
クロ波が発生されるマイクロ波発生手段と、発生された
マイクロ波が、前記真空チャンバー内に同軸導入される
とともに、該真空チャンバー内で放射状に伝搬されるマ
イクロ波導入・伝搬手段と、前記真空チャンバーに設け
られて磁場を形成し、導入・伝搬された前記マイクロ波
とともに電子サイクロトロン共鳴を生じさせる永久磁石
と、が設けられた成膜装置により薄膜が形成される成膜
方法であって、前記真空チャンバー内を差動排気しつつ不活性ガスが導
入される第１過程と、前記不活性ガスが導入された前記
真空チャンバー内に、前記マイクロ波発生手段により発
生されたマイクロ波が放射状に伝搬されるとともに、前
記永久磁石が形成する磁場と、前記伝搬されたマイクロ
波とともに電子サイクロトロン共鳴を生じさせて、プラ
ズマを発生させる第２過程と、前記発生されたプラズマに薄膜形成用の反応ガスが前記
ガス導入手段により導入されて、前記反応ガスを、励起
させるとともにイオン化させて分解反応を生じさせる第
３の過程と、前記バイアス電圧印加手段で前記基板上にバイアス電圧
が印加されつつ、該基板が前記基板搬送手段で前記プラ
ズマ近傍に搬送され、前記反応ガスの気相反応により所
望の薄膜が形成される第４過程と、を有することを特徴
とする成膜方法。
【請求項４】前記基板上に予め強磁性体からなる金属層
が形成され、前記金属層に前記バイアス電圧印加手段に
より前記バイアス電圧が印加されるとともに、前記反応
ガスが炭化水素とされてることにより、カーボンを主体
とする前記薄膜が形成される、ことを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。