JP2001192826A - 表面処理装置および表面処理方法並びに表面処理物 - Google Patents
表面処理装置および表面処理方法並びに表面処理物Info
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Landscapes
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面処理の対象が絶縁物であっても、プラズ
マ注入法によりイオンを注入して表面処理を施すことが
可能な表面処理装置を提供する。 【解決手段】 イオンを発生させるイオン発生装置６
と、絶縁物（被処理物２）に対してパルス状電圧を印加
するパルス電源８とを備える。イオン発生装置６により
発生させたイオンを真空容器３の内部に導入し、注入す
るイオンを含むプラズマを発生させる。当該プラズマ中
で、絶縁物にパルス電源８から正のパルス電圧と負のパ
ルス電圧とを含むパルス状電圧を印加することにより、
プラズマ中に含まれているイオンを絶縁物に注入する。
マ注入法によりイオンを注入して表面処理を施すことが
可能な表面処理装置を提供する。 【解決手段】 イオンを発生させるイオン発生装置６
と、絶縁物（被処理物２）に対してパルス状電圧を印加
するパルス電源８とを備える。イオン発生装置６により
発生させたイオンを真空容器３の内部に導入し、注入す
るイオンを含むプラズマを発生させる。当該プラズマ中
で、絶縁物にパルス電源８から正のパルス電圧と負のパ
ルス電圧とを含むパルス状電圧を印加することにより、
プラズマ中に含まれているイオンを絶縁物に注入する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁物にイオンを
注入することによりその表面を処理するための表面処理
装置および表面処理方法、並びにこの表面処理方法によ
り得られる表面処理物に関する。
注入することによりその表面を処理するための表面処理
装置および表面処理方法、並びにこの表面処理方法によ
り得られる表面処理物に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置などの光記録装置の分野
においては、面記録密度を向上させるための研究開発が
活発になされている。特に、近年、光源波長が短い（４
１０ｎｍ前後）青紫色レーザが開発され、このレーザを
用いると共に、光学ピックアップに設けられた対物レン
ズの開口数（ＮＡ；Numerical Aperture）を大きくする
ことにより、面記録密度を向上させる試みがなされてい
る。このように対物レンズのＮＡが大きくなると、光線
収差の一種であるコマ収差の増大による信号再生への悪
影響を回避することが要求されてくる。
においては、面記録密度を向上させるための研究開発が
活発になされている。特に、近年、光源波長が短い（４
１０ｎｍ前後）青紫色レーザが開発され、このレーザを
用いると共に、光学ピックアップに設けられた対物レン
ズの開口数（ＮＡ；Numerical Aperture）を大きくする
ことにより、面記録密度を向上させる試みがなされてい
る。このように対物レンズのＮＡが大きくなると、光線
収差の一種であるコマ収差の増大による信号再生への悪
影響を回避することが要求されてくる。
【０００３】ところで、従来より、ＣＤ（Compact Dis
k）やＭＤ（Mini Disk ）に代表される光ディスクの基
板の構成材料としては、ポリカーボネートなどの絶縁材
料が用いられている。これらのＣＤやＭＤなどでは、上
述したコマ収差の増大を防止するために、ディスク基板
（レーザ光が通過する部分）の厚さを０．１ｍｍ程度に
薄くする必要がある。ところが、ディスク基板が薄くな
ると、傷が付きやすく、読み書きを行う際にエラーが発
生するという問題があった。また、面記録密度の向上に
伴い、光ディスクと光学ピックアップとの距離が短くな
るので、これらが接触してしまうことがある。このよう
に、光ディスクと光学ピックアップとが接触した場合に
は、光ディスクおよび光学ピックアップが損傷したり、
この損傷に伴い発生する塵埃が光ディスクや光学ピック
アップに付着したりして、読み書きを行う際にエラーが
発生するという問題があった。したがって、光ディス
ク、更には光学ピックアップの表面を保護する必要があ
る。
k）やＭＤ（Mini Disk ）に代表される光ディスクの基
板の構成材料としては、ポリカーボネートなどの絶縁材
料が用いられている。これらのＣＤやＭＤなどでは、上
述したコマ収差の増大を防止するために、ディスク基板
（レーザ光が通過する部分）の厚さを０．１ｍｍ程度に
薄くする必要がある。ところが、ディスク基板が薄くな
ると、傷が付きやすく、読み書きを行う際にエラーが発
生するという問題があった。また、面記録密度の向上に
伴い、光ディスクと光学ピックアップとの距離が短くな
るので、これらが接触してしまうことがある。このよう
に、光ディスクと光学ピックアップとが接触した場合に
は、光ディスクおよび光学ピックアップが損傷したり、
この損傷に伴い発生する塵埃が光ディスクや光学ピック
アップに付着したりして、読み書きを行う際にエラーが
発生するという問題があった。したがって、光ディス
ク、更には光学ピックアップの表面を保護する必要があ
る。
【０００４】一般に、物質（被処理物）の表面を保護す
る手法としては、その表面に保護膜を形成する手法や、
表面にイオンを注入することにより表面処理を施して、
硬度，弾塑性特性，電気伝導度，潤滑性，耐久性，耐湿
性，耐食性，濡れ性あるいは気体透過率などの各種特性
を改良する手法が知られている。
る手法としては、その表面に保護膜を形成する手法や、
表面にイオンを注入することにより表面処理を施して、
硬度，弾塑性特性，電気伝導度，潤滑性，耐久性，耐湿
性，耐食性，濡れ性あるいは気体透過率などの各種特性
を改良する手法が知られている。
【０００５】被処理物にイオンを注入する方法として
は、イオンビームを被処理物に直接照射することで、イ
オンを被処理物に注入する手法（以下、イオンビーム注
入法と称する。）が知られている。しかしながら、イオ
ンビーム注入法は、被処理物が立体的な構造を有するよ
うな場合には、被処理物の表面に均一にイオンを注入す
ることが困難であるという問題があった。
は、イオンビームを被処理物に直接照射することで、イ
オンを被処理物に注入する手法（以下、イオンビーム注
入法と称する。）が知られている。しかしながら、イオ
ンビーム注入法は、被処理物が立体的な構造を有するよ
うな場合には、被処理物の表面に均一にイオンを注入す
ることが困難であるという問題があった。
【０００６】そこで、このような問題を解決して、被処
理物が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能な手法として、注入するイオンを含むプ
ラズマを発生させ、基板にバイアスを印加することによ
って当該プラズマに含まれるイオンを加速させ、被処理
物に引き込んで注入する手法（以下、プラズマ注入法と
称する。）が考案されている。
理物が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能な手法として、注入するイオンを含むプ
ラズマを発生させ、基板にバイアスを印加することによ
って当該プラズマに含まれるイオンを加速させ、被処理
物に引き込んで注入する手法（以下、プラズマ注入法と
称する。）が考案されている。
【０００７】プラズマ注入法では、注入するイオンを含
むプラズマ中に被処理物を配して、図２４に示したよう
な負のパルス状のバイアス電圧を被処理物に印加する。
そして、被処理物に負の電圧が印加されたときに、プラ
ズマ中のイオンが被処理物に引き込まれて、被処理物に
イオンが注入される。
むプラズマ中に被処理物を配して、図２４に示したよう
な負のパルス状のバイアス電圧を被処理物に印加する。
そして、被処理物に負の電圧が印加されたときに、プラ
ズマ中のイオンが被処理物に引き込まれて、被処理物に
イオンが注入される。
【０００８】このようなプラズマ注入法では、注入する
イオンを含むプラズマを被処理物の周囲に均一に発生さ
せておけば、被処理物が立体的な構造を有していたとし
ても、被処理物の表面に均一にイオンを注入することが
できる。
イオンを含むプラズマを被処理物の周囲に均一に発生さ
せておけば、被処理物が立体的な構造を有していたとし
ても、被処理物の表面に均一にイオンを注入することが
できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
プラズマ注入法を適用できるのは、被処理物が金属等の
導体の場合に限られていた。なぜなら、被処理物が絶縁
体の場合には、プラズマ注入法によるイオン注入を行う
と、直ぐに被処理物に電荷がたまり、いわゆるチャージ
アップの状態になってしまい、イオンが被処理物に引き
込まれなくなってしまうからである。
プラズマ注入法を適用できるのは、被処理物が金属等の
導体の場合に限られていた。なぜなら、被処理物が絶縁
体の場合には、プラズマ注入法によるイオン注入を行う
と、直ぐに被処理物に電荷がたまり、いわゆるチャージ
アップの状態になってしまい、イオンが被処理物に引き
込まれなくなってしまうからである。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、表面処理の対象が絶縁物であっ
ても、プラズマ注入法によりイオンを注入して表面処理
を施すことが可能な表面処理装置および表面処理方法並
びにこの表面処理方法により得られる表面処理物を提供
することにある。
のであり、その目的は、表面処理の対象が絶縁物であっ
ても、プラズマ注入法によりイオンを注入して表面処理
を施すことが可能な表面処理装置および表面処理方法並
びにこの表面処理方法により得られる表面処理物を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る表面処理装
置は、絶縁物にイオンを注入することにより絶縁物の表
面を処理する表面処理装置であって、絶縁物に注入する
イオンを含むプラズマを発生させるプラズマ発生手段
と、絶縁物に対してパルス状電圧を印加する電圧印加手
段とを備え、プラズマ発生手段により、絶縁物に注入す
るイオンを含むプラズマを発生させ、当該プラズマ中で
電圧印加手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧と
を含むパルス状電圧を絶縁物に印加することにより、イ
オンを絶縁物に注入するようにしたものである。
置は、絶縁物にイオンを注入することにより絶縁物の表
面を処理する表面処理装置であって、絶縁物に注入する
イオンを含むプラズマを発生させるプラズマ発生手段
と、絶縁物に対してパルス状電圧を印加する電圧印加手
段とを備え、プラズマ発生手段により、絶縁物に注入す
るイオンを含むプラズマを発生させ、当該プラズマ中で
電圧印加手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧と
を含むパルス状電圧を絶縁物に印加することにより、イ
オンを絶縁物に注入するようにしたものである。
【００１２】本発明に係る表面処理方法は、絶縁物にイ
オンを注入することにより絶縁物の表面を処理する表面
処理方法であって、注入するイオンを含むプラズマ中に
おいて、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状電圧を絶縁物に印加することにより、絶縁物にイオ
ンを注入するようにしたものである。
オンを注入することにより絶縁物の表面を処理する表面
処理方法であって、注入するイオンを含むプラズマ中に
おいて、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状電圧を絶縁物に印加することにより、絶縁物にイオ
ンを注入するようにしたものである。
【００１３】本発明に係る表面処理物は、プラズマ中に
おいて光透過性を有する絶縁物にイオンが注入されるこ
とにより、その表面が処理されたものである。
おいて光透過性を有する絶縁物にイオンが注入されるこ
とにより、その表面が処理されたものである。
【００１４】本発明に係る表面処理装置では、電圧印加
手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパ
ルス状電圧が絶縁物に印加されると、プラズマ発生手段
により発生したプラズマ中のイオンが絶縁物に均一に注
入される。
手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパ
ルス状電圧が絶縁物に印加されると、プラズマ発生手段
により発生したプラズマ中のイオンが絶縁物に均一に注
入される。
【００１５】本発明に係る表面処理方法では、プラズマ
中において、プラズマ中のイオンが絶縁物に注入され
る。
中において、プラズマ中のイオンが絶縁物に注入され
る。
【００１６】本発明に係る表面処理物では、光透過性を
有する絶縁物にイオンが注入されている。ここでは、プ
ラズマ中においてイオンが注入されているので、基体の
全体に渡って、均一に注入されている。
有する絶縁物にイオンが注入されている。ここでは、プ
ラズマ中においてイオンが注入されているので、基体の
全体に渡って、均一に注入されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る表面処理装置の構成を表すもので
ある。この表面処理装置１は、絶縁物からなる被処理物
２に対してプラズマ注入法によりイオンを注入すること
により、被処理物２の表面を処理するためのものであ
る。
１の実施の形態に係る表面処理装置の構成を表すもので
ある。この表面処理装置１は、絶縁物からなる被処理物
２に対してプラズマ注入法によりイオンを注入すること
により、被処理物２の表面を処理するためのものであ
る。
【００１９】ここで、イオン注入による表面処理の対象
となる被処理物２の材料としては、例えば、アモルファ
スポリオレフィン（ＡＰＯ；Amorphous Polyolefin），
ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate ），ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ；Polrmethyl Methacrylat
e ），ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ；Polyethy
lene Terephthalate），アクリル樹脂，ポリイミド樹
脂，カーボンあるいはガラスなどが挙げられる。また、
被処理物２に注入するイオン種としては、例えば、炭素
（Ｃ），窒素（Ｎ），タングステン（Ｗ），タンタル
（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），コバ
ルト（Ｃｏ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），鉄
（Ｆｅ），チタン（Ｔｉ），マンガン（Ｍｎ），銅（Ｃ
ｕ）あるいはサマリウム（Ｓｍ）などが挙げられる。
となる被処理物２の材料としては、例えば、アモルファ
スポリオレフィン（ＡＰＯ；Amorphous Polyolefin），
ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate ），ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ；Polrmethyl Methacrylat
e ），ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ；Polyethy
lene Terephthalate），アクリル樹脂，ポリイミド樹
脂，カーボンあるいはガラスなどが挙げられる。また、
被処理物２に注入するイオン種としては、例えば、炭素
（Ｃ），窒素（Ｎ），タングステン（Ｗ），タンタル
（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），コバ
ルト（Ｃｏ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），鉄
（Ｆｅ），チタン（Ｔｉ），マンガン（Ｍｎ），銅（Ｃ
ｕ）あるいはサマリウム（Ｓｍ）などが挙げられる。
【００２０】この表面処理装置１は、真空容器３と、真
空容器３の内部を排気するためのクライオポンプ４と、
真空容器３の内部において被処理物２を支持するホルダ
ー５と、被処理物２に注入するイオンを供給するイオン
発生装置６と、イオン供給のオン／オフの切り換えを行
うシャッタ７と、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含
むパルス状電圧を被処理物２に印加するパルス電源回路
８とを備えている。
空容器３の内部を排気するためのクライオポンプ４と、
真空容器３の内部において被処理物２を支持するホルダ
ー５と、被処理物２に注入するイオンを供給するイオン
発生装置６と、イオン供給のオン／オフの切り換えを行
うシャッタ７と、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含
むパルス状電圧を被処理物２に印加するパルス電源回路
８とを備えている。
【００２１】真空容器３は、内部が排気され高真空状態
とされる容器である。この表面処理装置１では、この真
空容器３の内部において、被処理物２に注入するイオン
を含むプラズマを発生させ、当該プラズマに含まれるイ
オンを被処理物２に注入する。
とされる容器である。この表面処理装置１では、この真
空容器３の内部において、被処理物２に注入するイオン
を含むプラズマを発生させ、当該プラズマに含まれるイ
オンを被処理物２に注入する。
【００２２】クライオポンプ４は、真空容器３の内部を
排気して、高い真空状態を得るための真空ポンプであ
る。この表面処理装置１では、クライオポンプ４により
真空容器３の内部を排気して、イオンを真空容器３の内
部に導入する前の真空度、すなわち背景真空度を、例え
ば１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）程度とす
る。また、クライオポンプ４により真空容器３の内部を
排気して、イオンを真空容器３の内部に導入してプラズ
マを発生させたときの真空度、すなわちイオン注入を行
う際の真空度を、例えば１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5
Ｔｏｒｒ）程度とする。
排気して、高い真空状態を得るための真空ポンプであ
る。この表面処理装置１では、クライオポンプ４により
真空容器３の内部を排気して、イオンを真空容器３の内
部に導入する前の真空度、すなわち背景真空度を、例え
ば１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）程度とす
る。また、クライオポンプ４により真空容器３の内部を
排気して、イオンを真空容器３の内部に導入してプラズ
マを発生させたときの真空度、すなわちイオン注入を行
う際の真空度を、例えば１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5
Ｔｏｒｒ）程度とする。
【００２３】ホルダー５は、被処理物２を支持するため
のものであり、真空容器３に取り付けられた絶縁性の支
持部材９により、真空容器３の内部に支持されている。
絶縁物からなる被処理物２に対して表面処理を施す際、
当該被処理物２は、このホルダー５に取り付けられる。
なお、支持部材９は例えば碍子を介して真空容器３に取
り付けられている。
のものであり、真空容器３に取り付けられた絶縁性の支
持部材９により、真空容器３の内部に支持されている。
絶縁物からなる被処理物２に対して表面処理を施す際、
当該被処理物２は、このホルダー５に取り付けられる。
なお、支持部材９は例えば碍子を介して真空容器３に取
り付けられている。
【００２４】このホルダー５には、冷却水導入用パイプ
が組み込まれており、当該パイプに冷却水を流すことに
より、ホルダー５に取り付けられた被処理物２を冷却で
きるようになっている。この冷却水導入用パイプは、支
持部材９を介して真空容器３の外部に導出されるように
なっている。したがって図中矢印Ａに示すように、冷却
水導入用パイプにより冷却水を循環させることができ
る。
が組み込まれており、当該パイプに冷却水を流すことに
より、ホルダー５に取り付けられた被処理物２を冷却で
きるようになっている。この冷却水導入用パイプは、支
持部材９を介して真空容器３の外部に導出されるように
なっている。したがって図中矢印Ａに示すように、冷却
水導入用パイプにより冷却水を循環させることができ
る。
【００２５】このように水冷機能を備えたホルダー５を
用いることにより、被処理物２に対してイオン注入を行
う際に、被処理物２の温度が上昇しても、その温度を制
御することが可能である。したがって、被処理物２がプ
ラスチック等のように高温での処理が好ましくない材料
からなる場合でも、被処理物２の温度上昇を抑えて、被
処理物２へのイオン注入を行うことができる。
用いることにより、被処理物２に対してイオン注入を行
う際に、被処理物２の温度が上昇しても、その温度を制
御することが可能である。したがって、被処理物２がプ
ラスチック等のように高温での処理が好ましくない材料
からなる場合でも、被処理物２の温度上昇を抑えて、被
処理物２へのイオン注入を行うことができる。
【００２６】イオン発生装置６は、被処理物２に注入す
るイオンを供給して、被処理物２に注入するイオンを含
むプラズマを発生させるプラズマ発生手段であり、被処
理物２に注入するイオンを発生させるイオン発生源１０
を備えると共に、イオン発生源１０から発生した粒子の
うち、被処理物２に注入するイオンだけを真空容器３の
内部に導くための質量分離器１１を備えている。なお、
図示はしないが、真空容器３とイオン発生装置６とは、
例えば碍子を介して隣接するように構成されている。
るイオンを供給して、被処理物２に注入するイオンを含
むプラズマを発生させるプラズマ発生手段であり、被処
理物２に注入するイオンを発生させるイオン発生源１０
を備えると共に、イオン発生源１０から発生した粒子の
うち、被処理物２に注入するイオンだけを真空容器３の
内部に導くための質量分離器１１を備えている。なお、
図示はしないが、真空容器３とイオン発生装置６とは、
例えば碍子を介して隣接するように構成されている。
【００２７】ここで、イオン発生源１０としては、例え
ば、カウフマン型イオンソース，マグネトロンスパッタ
ソースあるいはカソーディックアークソースなどが使用
可能である。ここで、カウフマン型イオンソースおよび
マグネトロンスパッタソースでは、イオン源となる動作
ガスが導入され、当該動作ガスからイオンが生成され
る。一方、カソーディックアークソースは、動作ガスを
使用することなくイオンを発生させる。具体的には、カ
ソーディックアークソースでは、イオン源となる材料か
らなるカソードを用いてアーク放電を発生させ、このア
ーク放電によりカソードが蒸発してイオン化した粒子を
取り出す。このようなカソーディックアークソースで
は、イオン発生に動作ガスを使用しないため、高真空状
態を維持しつつイオンを発生させることができるという
利点がある。
ば、カウフマン型イオンソース，マグネトロンスパッタ
ソースあるいはカソーディックアークソースなどが使用
可能である。ここで、カウフマン型イオンソースおよび
マグネトロンスパッタソースでは、イオン源となる動作
ガスが導入され、当該動作ガスからイオンが生成され
る。一方、カソーディックアークソースは、動作ガスを
使用することなくイオンを発生させる。具体的には、カ
ソーディックアークソースでは、イオン源となる材料か
らなるカソードを用いてアーク放電を発生させ、このア
ーク放電によりカソードが蒸発してイオン化した粒子を
取り出す。このようなカソーディックアークソースで
は、イオン発生に動作ガスを使用しないため、高真空状
態を維持しつつイオンを発生させることができるという
利点がある。
【００２８】なお、イオン発生源１０としてカソーディ
ックアークソースを用いる場合には、カソードが融ける
ことによる液滴の発生が問題になることがある。このよ
うな液滴発生の問題を解消するために、電磁フィルター
を用いて液滴を除去するようにしたものもあり、そのよ
うなカソーディックアークソースはフィルタードカソー
ディックアークソースと呼ばれている。この表面処理装
置１では、フィルタードカソーディックアークソースを
イオン発生源１０として用いるようにしても良い。
ックアークソースを用いる場合には、カソードが融ける
ことによる液滴の発生が問題になることがある。このよ
うな液滴発生の問題を解消するために、電磁フィルター
を用いて液滴を除去するようにしたものもあり、そのよ
うなカソーディックアークソースはフィルタードカソー
ディックアークソースと呼ばれている。この表面処理装
置１では、フィルタードカソーディックアークソースを
イオン発生源１０として用いるようにしても良い。
【００２９】イオン発生源１０からは、所望するイオン
と共に、中性の粒子や質量の大きなマクロパーティクル
も同時に発生する。しかし、所望するイオン以外の粒子
までもが被処理物２に到達してしまうことは好ましくな
い。そこで、このイオン発生装置６は、イオン発生源１
０からの粒子のうち、所望するイオンだけを、質量分離
器１１により真空容器３の内部に導くようにしている。
と共に、中性の粒子や質量の大きなマクロパーティクル
も同時に発生する。しかし、所望するイオン以外の粒子
までもが被処理物２に到達してしまうことは好ましくな
い。そこで、このイオン発生装置６は、イオン発生源１
０からの粒子のうち、所望するイオンだけを、質量分離
器１１により真空容器３の内部に導くようにしている。
【００３０】質量分離器１１は、例えば約４５度屈曲し
た経路を有し、当該経路に沿ってマグネットが配置され
てなる。この質量分離器１１では、マグネットからの磁
場により、所望するイオンが、屈曲した経路に沿って真
空容器３の内部に導かれるようになっている。一方、中
性の粒子や質量の大きなマクロパーティクルは、磁場に
拘束されにくいため、屈曲した経路を通過できずに遮ら
れる。
た経路を有し、当該経路に沿ってマグネットが配置され
てなる。この質量分離器１１では、マグネットからの磁
場により、所望するイオンが、屈曲した経路に沿って真
空容器３の内部に導かれるようになっている。一方、中
性の粒子や質量の大きなマクロパーティクルは、磁場に
拘束されにくいため、屈曲した経路を通過できずに遮ら
れる。
【００３１】このような質量分離器１１を、イオン発生
源１０と真空容器３との間に配置しておくことで、中性
の粒子や質量の大きなマクロパーティクルを遮り、所望
するイオンだけを真空容器３の内部に導くことが可能と
なる。これにより、中性の粒子や質量の大きなマクロパ
ーティクルによる影響を除去して、表面処理の品質を向
上させることできる。
源１０と真空容器３との間に配置しておくことで、中性
の粒子や質量の大きなマクロパーティクルを遮り、所望
するイオンだけを真空容器３の内部に導くことが可能と
なる。これにより、中性の粒子や質量の大きなマクロパ
ーティクルによる影響を除去して、表面処理の品質を向
上させることできる。
【００３２】シャッタ７は、イオン発生装置６のイオン
出射口近傍に配され、イオン供給のオン／オフの切り換
えを行う。すなわち、シャッタ７が開かれたときに、イ
オン発生装置１１からのイオン供給がなされ、シャッタ
７が閉じられたときに、イオン発生装置６からのイオン
供給が停止される。
出射口近傍に配され、イオン供給のオン／オフの切り換
えを行う。すなわち、シャッタ７が開かれたときに、イ
オン発生装置１１からのイオン供給がなされ、シャッタ
７が閉じられたときに、イオン発生装置６からのイオン
供給が停止される。
【００３３】パルス電源回路８は、ホルダー５に支持さ
れた被処理物２に対して、正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加する電圧印加手段であ
る。すなわち、パルス電源回路８は、被処理物２にイオ
ンを注入する際に、バイアス電圧としてパルス状の電圧
を被処理物２に対して印加する。そして、被処理物２に
負のパルス電圧が印加されたときに、プラズマ中のイオ
ンが被処理物２に引き込まれて、被処理物２にイオンが
注入されることとなる。
れた被処理物２に対して、正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加する電圧印加手段であ
る。すなわち、パルス電源回路８は、被処理物２にイオ
ンを注入する際に、バイアス電圧としてパルス状の電圧
を被処理物２に対して印加する。そして、被処理物２に
負のパルス電圧が印加されたときに、プラズマ中のイオ
ンが被処理物２に引き込まれて、被処理物２にイオンが
注入されることとなる。
【００３４】このパルス電源回路８は、正の直流（Ｄ
Ｃ；Direct Current）電圧源となる第１の電源２１と、
負の直流電圧源となる第２の電源２２と、第１の電源２
１からの直流電圧をパルス状電圧に変換する第１のイン
バータ回路２３と、第２の電源２２からの直流電圧をパ
ルス状電圧に変換する第２のインバータ回路２４と、第
１および第２のインバータ回路２３，２４からのパルス
状電圧を昇圧するパルストランス２５と、第１および第
２のインバータ回路２３，２４を制御する制御回路２６
と、制御回路２６の動作を制御するコンピュータ２７と
を備えている。
Ｃ；Direct Current）電圧源となる第１の電源２１と、
負の直流電圧源となる第２の電源２２と、第１の電源２
１からの直流電圧をパルス状電圧に変換する第１のイン
バータ回路２３と、第２の電源２２からの直流電圧をパ
ルス状電圧に変換する第２のインバータ回路２４と、第
１および第２のインバータ回路２３，２４からのパルス
状電圧を昇圧するパルストランス２５と、第１および第
２のインバータ回路２３，２４を制御する制御回路２６
と、制御回路２６の動作を制御するコンピュータ２７と
を備えている。
【００３５】このパルス電源回路８では、第１のインバ
ータ回路２３により、第１の電源２１からの正の直流電
圧をパルス状電圧に変換するとともに、第２のインバー
タ回路２４により、第２の電源２２からの負の直流電圧
をパルス状電圧に変換する。
ータ回路２３により、第１の電源２１からの正の直流電
圧をパルス状電圧に変換するとともに、第２のインバー
タ回路２４により、第２の電源２２からの負の直流電圧
をパルス状電圧に変換する。
【００３６】これらのインバータ回路２３，２４からの
出力は、波形制御手段としての制御回路２６により制御
される。すなわち、このパルス電源回路８は、正のパル
ス状電圧を出力する第１のインバータ回路２３と、負の
パルス状電圧を出力する第２のインバータ回路２４とが
並列に動作するとともに、それらのインバータ回路２
３，２４を制御回路２６により制御することで、インバ
ータ回路２３，２４から出力される正負のパルス状電圧
をそれぞれ独立に、それらのパルスピーク値（パルス波
高）、パルス立ち上がり時間、パルス間隔およびパルス
幅等を変化させることが可能となっている。
出力は、波形制御手段としての制御回路２６により制御
される。すなわち、このパルス電源回路８は、正のパル
ス状電圧を出力する第１のインバータ回路２３と、負の
パルス状電圧を出力する第２のインバータ回路２４とが
並列に動作するとともに、それらのインバータ回路２
３，２４を制御回路２６により制御することで、インバ
ータ回路２３，２４から出力される正負のパルス状電圧
をそれぞれ独立に、それらのパルスピーク値（パルス波
高）、パルス立ち上がり時間、パルス間隔およびパルス
幅等を変化させることが可能となっている。
【００３７】具体的には例えば、制御回路２６は、第１
のインバータ回路２３から出力される正の電圧パルス
と、第２のインバータ回路２４から出力される負の電圧
パルスとが交互に出力されるように、第１のインバータ
回路２３からの出力と、第２のインバータ回路２４から
の出力との切り換えを行う。そして、このように制御回
路２６により制御され、第１および第２のインバータ回
路２３，２４から出力されたパルス状電圧が、パルスト
ランス２５の一次巻線に供給される。
のインバータ回路２３から出力される正の電圧パルス
と、第２のインバータ回路２４から出力される負の電圧
パルスとが交互に出力されるように、第１のインバータ
回路２３からの出力と、第２のインバータ回路２４から
の出力との切り換えを行う。そして、このように制御回
路２６により制御され、第１および第２のインバータ回
路２３，２４から出力されたパルス状電圧が、パルスト
ランス２５の一次巻線に供給される。
【００３８】パルストランス２５に供給されたパルス状
電圧は、パルストランス２５により昇圧される。ここ
で、パルストランス２５の二次巻線からの端子は、ホル
ダー５を支持する支持部材９の内部を通って、ホルダー
５の被処理物支持面に設置されている。したがって、ホ
ルダー５に被処理物２が取り付けられている場合には、
パルストランス２５により昇圧されたパルス状電圧が被
処理物２に印加されることとなる。
電圧は、パルストランス２５により昇圧される。ここ
で、パルストランス２５の二次巻線からの端子は、ホル
ダー５を支持する支持部材９の内部を通って、ホルダー
５の被処理物支持面に設置されている。したがって、ホ
ルダー５に被処理物２が取り付けられている場合には、
パルストランス２５により昇圧されたパルス状電圧が被
処理物２に印加されることとなる。
【００３９】ここで、被処理物２に印加されるパルス状
電圧は、第１のインバータ回路２３から出力される正の
電圧パルスが昇圧されてなるパルスと、第２のインバー
タ回路２４から出力される負の電圧パルスが昇圧されて
なるパルスとを含むようにする。すなわち、被処理物２
には、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧が印加される。
電圧は、第１のインバータ回路２３から出力される正の
電圧パルスが昇圧されてなるパルスと、第２のインバー
タ回路２４から出力される負の電圧パルスが昇圧されて
なるパルスとを含むようにする。すなわち、被処理物２
には、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧が印加される。
【００４０】このように、被処理物２に印加する電圧
を、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電
圧とすることにより、被処理物２にイオン注入を行う際
に、被処理物２に電荷がたまってしまうようなことがな
くなる。すなわち、負のパルス電圧を印加することによ
り被処理物２に電荷がたまったとしても、当該電荷は正
のパルス電圧により直ちに中和される。同様に、正のパ
ルス電圧を印加することにより被処理物２に電荷がたま
ったとしても、当該電荷は負のパルス電圧により直ちに
中和される。したがって、いわゆるチャージアップの状
態になってしまうようなことなく、被処理物２に対して
継続してイオンの注入を行うことができる。
を、正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電
圧とすることにより、被処理物２にイオン注入を行う際
に、被処理物２に電荷がたまってしまうようなことがな
くなる。すなわち、負のパルス電圧を印加することによ
り被処理物２に電荷がたまったとしても、当該電荷は正
のパルス電圧により直ちに中和される。同様に、正のパ
ルス電圧を印加することにより被処理物２に電荷がたま
ったとしても、当該電荷は負のパルス電圧により直ちに
中和される。したがって、いわゆるチャージアップの状
態になってしまうようなことなく、被処理物２に対して
継続してイオンの注入を行うことができる。
【００４１】なお、このパルス電源回路８において、被
処理物２に印加するパルス状電圧のパルスピーク値，パ
ルス立ち上がり時間，パルス間隔，パルス幅あるいは正
負のパルスの順番などは、コンピュータ２７への指示入
力によって可変とされる。すなわち、このパルス電源回
路８を用いる際は、どのような波形のパルス状電圧を被
処理物２に印加するかをコンピュータ２７に入力する。
この入力に基づいて、コンピュータ２７は制御回路２６
の動作を制御する。制御回路２６は、コンピュータ２７
からの指示に基づいて、所望する波形のパルス状電圧が
被処理物２に印加されるように、第１および第２のイン
バータ回路２３，２４からの出力を制御する。
処理物２に印加するパルス状電圧のパルスピーク値，パ
ルス立ち上がり時間，パルス間隔，パルス幅あるいは正
負のパルスの順番などは、コンピュータ２７への指示入
力によって可変とされる。すなわち、このパルス電源回
路８を用いる際は、どのような波形のパルス状電圧を被
処理物２に印加するかをコンピュータ２７に入力する。
この入力に基づいて、コンピュータ２７は制御回路２６
の動作を制御する。制御回路２６は、コンピュータ２７
からの指示に基づいて、所望する波形のパルス状電圧が
被処理物２に印加されるように、第１および第２のイン
バータ回路２３，２４からの出力を制御する。
【００４２】具体的には、例えば、被処理物２に印加す
るパルス状電圧のパルスピーク電圧を、正負それぞれ０
Ｖ〜４０ｋＶ程度にまで、正負それぞれ独立に変えられ
るようにする。また、パルス幅は数μｓｅｃ〜数ｓｅｃ
程度の範囲で可変とする。また、パルス間隔は数十μｓ
ｅｃ〜数ｓｅｃ程度の範囲で可変とする。また、正負の
パルスの順番も制御回路２６に接続されたコンピュータ
２７により制御できるようにする。
るパルス状電圧のパルスピーク電圧を、正負それぞれ０
Ｖ〜４０ｋＶ程度にまで、正負それぞれ独立に変えられ
るようにする。また、パルス幅は数μｓｅｃ〜数ｓｅｃ
程度の範囲で可変とする。また、パルス間隔は数十μｓ
ｅｃ〜数ｓｅｃ程度の範囲で可変とする。また、正負の
パルスの順番も制御回路２６に接続されたコンピュータ
２７により制御できるようにする。
【００４３】このパルス電源回路８において、インバー
タ回路２３，２４には、半導体素子を用いて構成された
回路を用いることが好ましい。半導体素子を用いた構成
されたインバータ回路は廉価であるので、パルス電源回
路８に組み込むインバータ回路２３，２４として半導体
素子を用いて構成された回路を用いることで、パルス電
源回路８を安価に構成することが可能となる。また、半
導体素子を用いて構成された回路は小型化しやすいの
で、インバータ回路２３，２４として半導体素子を用い
て構成された回路を用いることは、パルス電源回路８を
小型化する上でも好ましい。
タ回路２３，２４には、半導体素子を用いて構成された
回路を用いることが好ましい。半導体素子を用いた構成
されたインバータ回路は廉価であるので、パルス電源回
路８に組み込むインバータ回路２３，２４として半導体
素子を用いて構成された回路を用いることで、パルス電
源回路８を安価に構成することが可能となる。また、半
導体素子を用いて構成された回路は小型化しやすいの
で、インバータ回路２３，２４として半導体素子を用い
て構成された回路を用いることは、パルス電源回路８を
小型化する上でも好ましい。
【００４４】なお、インバータ回路２３，２４として半
導体素子を用いて構成された回路を用いる場合には、イ
ンバータ回路２３，２４から高い出力電圧を得ることが
難しくなるが、その場合は、上記パルス電源回路８のよ
うに、インバータ回路２３，２４からの出力をパルスト
ランス２５により昇圧するようにすればよい。
導体素子を用いて構成された回路を用いる場合には、イ
ンバータ回路２３，２４から高い出力電圧を得ることが
難しくなるが、その場合は、上記パルス電源回路８のよ
うに、インバータ回路２３，２４からの出力をパルスト
ランス２５により昇圧するようにすればよい。
【００４５】すなわち、インバータ回路２３，２４とし
て半導体素子を用いて構成された回路を用いる場合は、
例えば、インバータ回路２３，２４から出力されるパル
ス状電圧のパルスピーク電圧は、数百Ｖ〜数ｋＶ程度と
する。これをパルストランス２５により昇圧して、パル
スピーク電圧が数十ｋＶ程度のパルス状電圧とする。そ
して、このようにパルストランス２５により昇圧された
パルス状電圧を被処理物２に印加する。
て半導体素子を用いて構成された回路を用いる場合は、
例えば、インバータ回路２３，２４から出力されるパル
ス状電圧のパルスピーク電圧は、数百Ｖ〜数ｋＶ程度と
する。これをパルストランス２５により昇圧して、パル
スピーク電圧が数十ｋＶ程度のパルス状電圧とする。そ
して、このようにパルストランス２５により昇圧された
パルス状電圧を被処理物２に印加する。
【００４６】次に、このような構成を有する表面処理装
置１を用いた被処理物２の表面処理方法について説明す
る。
置１を用いた被処理物２の表面処理方法について説明す
る。
【００４７】まず、表面処理の対象となる絶縁物よりな
る被処理物２を、真空容器３の内部に配されたホルダー
５に取り付ける。その後、真空容器３の内部を、クライ
オポンプ４により排気して、高真空状態とする。このと
きの真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真空
容器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）は、
例えば１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）程度と
する。
る被処理物２を、真空容器３の内部に配されたホルダー
５に取り付ける。その後、真空容器３の内部を、クライ
オポンプ４により排気して、高真空状態とする。このと
きの真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真空
容器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）は、
例えば１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）程度と
する。
【００４８】なお、被処理物２が、例えばプラスチック
等のように高温での処理が好ましくない材料からなる場
合には、ホルダー５に組み込まれた冷却水導入用パイプ
に冷却水を流して、被処理物２の温度が上がりすぎない
ようにしておく。
等のように高温での処理が好ましくない材料からなる場
合には、ホルダー５に組み込まれた冷却水導入用パイプ
に冷却水を流して、被処理物２の温度が上がりすぎない
ようにしておく。
【００４９】次に、イオン発生装置６により、被処理物
２に注入するイオンを発生させ、当該イオンを真空容器
３の内部に導入する。これにより、真空容器３の内部
に、被処理物２に注入するイオンを含むプラズマを発生
させる。このときの真空容器３の内部の真空度、すなわ
ちイオン注入を行う際の真空度は、例えば１．３３×１
０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）程度となる。
２に注入するイオンを発生させ、当該イオンを真空容器
３の内部に導入する。これにより、真空容器３の内部
に、被処理物２に注入するイオンを含むプラズマを発生
させる。このときの真空容器３の内部の真空度、すなわ
ちイオン注入を行う際の真空度は、例えば１．３３×１
０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）程度となる。
【００５０】そして、注入するイオンを含むプラズマ中
に被処理物２が配された状態において、パルス電源回路
８により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状のバイアス電圧を発生させ、当該パルス状電圧を被
処理物２に印加する。これにより、被処理物２にイオン
が引き込まれ、被処理物２へのイオン注入がなされる。
より詳細には、負のパルス電圧が被処理物２に印加され
たときに、プラズマ中に含まれている正イオンが被処理
物２に引き込まれ、当該正イオンが被処理物２に注入さ
れる。
に被処理物２が配された状態において、パルス電源回路
８により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパル
ス状のバイアス電圧を発生させ、当該パルス状電圧を被
処理物２に印加する。これにより、被処理物２にイオン
が引き込まれ、被処理物２へのイオン注入がなされる。
より詳細には、負のパルス電圧が被処理物２に印加され
たときに、プラズマ中に含まれている正イオンが被処理
物２に引き込まれ、当該正イオンが被処理物２に注入さ
れる。
【００５１】このように正イオンを被処理物２に引き込
んで、被処理物２へのイオン注入を行うと、被処理物２
に電荷がたまる。そのため、被処理物２に負電圧を印加
し続けたのでは、絶縁物からなる被処理物２へのイオン
注入を継続することはできない。そこで、この表面処理
装置１では、被処理物２に印加するバイアス電圧を、正
のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電圧とし
て、被処理物２にたまった電荷を正のパルス電圧により
中和する。より詳細には、正のパルス電圧が被処理物２
に印加されたときに、電子が被処理物２に引き込まれ、
当該電子により被処理物２にたまっていた電荷が中和さ
れる。このように、被処理物２にたまっていた電荷を中
和しておけば、その後、負のパルス電圧を印加したとき
に、改めて、正イオンが被処理物２に引き込まれ、被処
理物２へのイオン注入がなされることとなる。
んで、被処理物２へのイオン注入を行うと、被処理物２
に電荷がたまる。そのため、被処理物２に負電圧を印加
し続けたのでは、絶縁物からなる被処理物２へのイオン
注入を継続することはできない。そこで、この表面処理
装置１では、被処理物２に印加するバイアス電圧を、正
のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状電圧とし
て、被処理物２にたまった電荷を正のパルス電圧により
中和する。より詳細には、正のパルス電圧が被処理物２
に印加されたときに、電子が被処理物２に引き込まれ、
当該電子により被処理物２にたまっていた電荷が中和さ
れる。このように、被処理物２にたまっていた電荷を中
和しておけば、その後、負のパルス電圧を印加したとき
に、改めて、正イオンが被処理物２に引き込まれ、被処
理物２へのイオン注入がなされることとなる。
【００５２】以上のように、被処理物２に印加するバイ
アス電圧を、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含む
パルス状電圧とすることで、被処理物２が絶縁物であっ
てもチャージアップ状態になることなく、被処理物２へ
のイオン注入を行うことができる。
アス電圧を、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含む
パルス状電圧とすることで、被処理物２が絶縁物であっ
てもチャージアップ状態になることなく、被処理物２へ
のイオン注入を行うことができる。
【００５３】本実施の形態では、被処理物２へのイオン
の注入量や注入深さや注入プロファイル等は、被処理物
２に印加される負のパルス電圧のパルスピーク値，パル
ス立ち上がり時間，パルス間隔あるいはパルス幅などに
依存する。したがって、被処理物２に印加するパルス状
電圧の波形を制御することにより、被処理物２にイオン
を注入する際の注入量や注入深さや注入プロファイル等
を制御することができる。
の注入量や注入深さや注入プロファイル等は、被処理物
２に印加される負のパルス電圧のパルスピーク値，パル
ス立ち上がり時間，パルス間隔あるいはパルス幅などに
依存する。したがって、被処理物２に印加するパルス状
電圧の波形を制御することにより、被処理物２にイオン
を注入する際の注入量や注入深さや注入プロファイル等
を制御することができる。
【００５４】図２は、表面処理装置１によりプラズマ注
入法でイオン注入を行った際に得られる注入プロファイ
ル（被処理物２の表面からの深さと、被処理物２に注入
されたイオンの濃度との関係）の一例を示したものであ
る。この図からも分かるように、プラズマ注入法では、
被処理物２に印加するパルス状電圧を制御することによ
り、被処理物２に注入するイオンの注入量や注入深さや
注入プロファイル等を制御することができる。したがっ
て、注入するイオンの濃度のピークが、被処理物２の表
面近傍に存在するようにすることも可能である。
入法でイオン注入を行った際に得られる注入プロファイ
ル（被処理物２の表面からの深さと、被処理物２に注入
されたイオンの濃度との関係）の一例を示したものであ
る。この図からも分かるように、プラズマ注入法では、
被処理物２に印加するパルス状電圧を制御することによ
り、被処理物２に注入するイオンの注入量や注入深さや
注入プロファイル等を制御することができる。したがっ
て、注入するイオンの濃度のピークが、被処理物２の表
面近傍に存在するようにすることも可能である。
【００５５】しかも、ここでのイオン注入は、プラズマ
に含まれるイオンを被処理物２に注入するプラズマ注入
法によるものであるので、イオンビーム注入法とは異な
り、被処理物２が立体的な構造を有していても、被処理
物２の表面に均一にイオンを注入することが可能であ
る。
に含まれるイオンを被処理物２に注入するプラズマ注入
法によるものであるので、イオンビーム注入法とは異な
り、被処理物２が立体的な構造を有していても、被処理
物２の表面に均一にイオンを注入することが可能であ
る。
【００５６】なお、図３は、イオンビーム注入法でイオ
ン注入を行った際に得られる注入プロファイルの一例を
示したものである。イオンビーム注入法の場合には、一
定エネルギーのイオンビームが加速されて被処理物に注
入されるため、その注入プロファイルは、表面からある
程度の深さのところにピークを持つガウシアン型の分布
となる。
ン注入を行った際に得られる注入プロファイルの一例を
示したものである。イオンビーム注入法の場合には、一
定エネルギーのイオンビームが加速されて被処理物に注
入されるため、その注入プロファイルは、表面からある
程度の深さのところにピークを持つガウシアン型の分布
となる。
【００５７】以上のようなイオン注入による表面処理の
対象となる被処理物２の例としては、例えば、ヘリカル
スキャン方式による磁気テープの記録・再生に使用され
る回転ドラムや、記録媒体の記録層を支持する基材や、
基材上に記録層が形成されてなる記録媒体や、基材上に
例えば磁性材料よりなる記録層（磁性層）が形成される
と共に当該記録層上に保護膜が形成されてなる記録媒体
や、液晶パネルにおいて液晶を封入するためのパネル基
板や、絶縁体に印刷が施されてなる印刷物や、プラスチ
ック等の絶縁材料により作製された各種のマイクロマシ
ンなどが挙げられる。
対象となる被処理物２の例としては、例えば、ヘリカル
スキャン方式による磁気テープの記録・再生に使用され
る回転ドラムや、記録媒体の記録層を支持する基材や、
基材上に記録層が形成されてなる記録媒体や、基材上に
例えば磁性材料よりなる記録層（磁性層）が形成される
と共に当該記録層上に保護膜が形成されてなる記録媒体
や、液晶パネルにおいて液晶を封入するためのパネル基
板や、絶縁体に印刷が施されてなる印刷物や、プラスチ
ック等の絶縁材料により作製された各種のマイクロマシ
ンなどが挙げられる。
【００５８】図４は、ヘリカルスキャン方式による磁気
記録再生装置の外観を表すものである。この磁気記録再
生装置には、上述したような、例えばプラスチックによ
り形成された回転ドラム３０が配設されている。この回
転ドラム３０を用いて磁気テープの記録・再生を行う際
は、図４中の矢印Ｂ１に示すように、回転ドラム３０に
磁気テープ３１を巻き付けて走行させるとともに、図４
中の矢印Ｂ２に示すように、モータにより回転ドラム３
０を回転させる。そして、回転ドラム３０に搭載された
磁気ヘッドにより、磁気テープ３１の記録・再生を行
う。
記録再生装置の外観を表すものである。この磁気記録再
生装置には、上述したような、例えばプラスチックによ
り形成された回転ドラム３０が配設されている。この回
転ドラム３０を用いて磁気テープの記録・再生を行う際
は、図４中の矢印Ｂ１に示すように、回転ドラム３０に
磁気テープ３１を巻き付けて走行させるとともに、図４
中の矢印Ｂ２に示すように、モータにより回転ドラム３
０を回転させる。そして、回転ドラム３０に搭載された
磁気ヘッドにより、磁気テープ３１の記録・再生を行
う。
【００５９】本実施の形態に係る表面処理方法により回
転ドラムに対して表面処理を施せば、その表面硬度を大
幅に向上させることができ、磁気テープとの摺動によっ
ても摩耗しにくいプラスチック製の回転ドラムを得るこ
とができる。その結果、従来のアルミニウム合金よりな
る回転ドラムに比べて、大幅に軽量化を図ることがで
き、回転ドラムを回転駆動するモータへの負荷を、例え
ば１／１０程度にまで大幅に軽減することができる。こ
のように、モータへの負荷を軽減することにより、ヘリ
カルスキャン方式の磁気記録再生装置の駆動に必要な電
力を大幅に低減することが可能となる。したがって、例
えば電池駆動時間を大幅に長くするようなことが可能と
なる。また、電力が少なくて済むので、地球環境に対し
ても非常に好ましい。
転ドラムに対して表面処理を施せば、その表面硬度を大
幅に向上させることができ、磁気テープとの摺動によっ
ても摩耗しにくいプラスチック製の回転ドラムを得るこ
とができる。その結果、従来のアルミニウム合金よりな
る回転ドラムに比べて、大幅に軽量化を図ることがで
き、回転ドラムを回転駆動するモータへの負荷を、例え
ば１／１０程度にまで大幅に軽減することができる。こ
のように、モータへの負荷を軽減することにより、ヘリ
カルスキャン方式の磁気記録再生装置の駆動に必要な電
力を大幅に低減することが可能となる。したがって、例
えば電池駆動時間を大幅に長くするようなことが可能と
なる。また、電力が少なくて済むので、地球環境に対し
ても非常に好ましい。
【００６０】ところで、回転ドラムをプラスチックによ
り作製した場合には、その表面の絶縁性により、回転ド
ラムに磁気テープが貼り付いてしまうという問題が生じ
る場合がある。その場合には、イオン注入を行う際に、
チタン等の金属イオンも導入しておく。これにより、回
転ドラムの表面に導電性を持たせることが可能となり、
磁気テープの貼り付きの問題を解消できる。
り作製した場合には、その表面の絶縁性により、回転ド
ラムに磁気テープが貼り付いてしまうという問題が生じ
る場合がある。その場合には、イオン注入を行う際に、
チタン等の金属イオンも導入しておく。これにより、回
転ドラムの表面に導電性を持たせることが可能となり、
磁気テープの貼り付きの問題を解消できる。
【００６１】具体的には、イオン発生源１０に例えばメ
タンガス（ＣＨ4 ）等を導入してイオンを生成する際
に、メタンガスと共に、Ｔｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 や、テ
トラメチルアミノチタンや、テトラキスジメチルアミノ
チタン（ＴＤＭＡＴ）や、テトラキスジエチルアミノチ
タン（ＴＤＥＡＴ）等の有機金属を導入して、チタンイ
オンもプラズマ中に供給する。これにより、回転ドラム
の表面をチタン化することができ、磁気テープ貼り付き
の問題を解消することができる。
タンガス（ＣＨ4 ）等を導入してイオンを生成する際
に、メタンガスと共に、Ｔｉ（ＣＨ3 ）2 Ｃｌ2 や、テ
トラメチルアミノチタンや、テトラキスジメチルアミノ
チタン（ＴＤＭＡＴ）や、テトラキスジエチルアミノチ
タン（ＴＤＥＡＴ）等の有機金属を導入して、チタンイ
オンもプラズマ中に供給する。これにより、回転ドラム
の表面をチタン化することができ、磁気テープ貼り付き
の問題を解消することができる。
【００６２】なお、回転ドラムの表面に導電性薄膜を形
成するようにしても、磁気テープ貼り付きの問題は解消
可能であるが、プラスチック上に導電性薄膜を形成した
場合は、プラスチックと導電性薄膜との密着性が悪く、
回転ドラムの耐久性に劣る。したがって、磁気テープ貼
り付きの問題は解消するには、上述のように、イオン注
入を行う際にチタン等の金属イオンも導入し、これによ
り回転ドラムの表面に導電性を持たせるようにすること
が好ましい。
成するようにしても、磁気テープ貼り付きの問題は解消
可能であるが、プラスチック上に導電性薄膜を形成した
場合は、プラスチックと導電性薄膜との密着性が悪く、
回転ドラムの耐久性に劣る。したがって、磁気テープ貼
り付きの問題は解消するには、上述のように、イオン注
入を行う際にチタン等の金属イオンも導入し、これによ
り回転ドラムの表面に導電性を持たせるようにすること
が好ましい。
【００６３】また、回転ドラム上に後から薄膜を形成し
た場合には、当該薄膜の成膜条件によっては、表面加工
精度が変化してしまう。これに対して、イオン注入の場
合には、回転ドラムの表面に沿ってイオンが注入される
ので、回転ドラムの表面加工精度が変化するようなこと
は殆どない。例えば、機械加工後の面粗度が０．８Ｓで
あった場合には、イオン注入を行った後の面粗度もほぼ
０．８Ｓのまま維持される。したがって、表面加工精度
を維持するという観点からも、イオン注入による表面処
理だけを行うようにした方が好ましい。
た場合には、当該薄膜の成膜条件によっては、表面加工
精度が変化してしまう。これに対して、イオン注入の場
合には、回転ドラムの表面に沿ってイオンが注入される
ので、回転ドラムの表面加工精度が変化するようなこと
は殆どない。例えば、機械加工後の面粗度が０．８Ｓで
あった場合には、イオン注入を行った後の面粗度もほぼ
０．８Ｓのまま維持される。したがって、表面加工精度
を維持するという観点からも、イオン注入による表面処
理だけを行うようにした方が好ましい。
【００６４】被処理物２が、基材上に磁性層が形成され
たディスク状記録媒体である場合には、イオン注入を行
う際に、ディスク状記録媒体に印加するパルス状電圧の
波形を制御して、磁性層の表面近傍により多くのイオン
が注入されるようにすることが好ましい。これにより、
主に磁性層表面近傍を改質して、磁性層の表面硬度を非
常に高めることができる。
たディスク状記録媒体である場合には、イオン注入を行
う際に、ディスク状記録媒体に印加するパルス状電圧の
波形を制御して、磁性層の表面近傍により多くのイオン
が注入されるようにすることが好ましい。これにより、
主に磁性層表面近傍を改質して、磁性層の表面硬度を非
常に高めることができる。
【００６５】なお、本発明を用いてイオン注入を行う際
には、詳細は後述するように、被処理物２に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御することにより、被処理物２に
イオンを注入するだけでなく、成膜も同時に行うことが
できる。そこで、上述したディスク状記録媒体に対する
表面処理を行う際は、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、イオン注入による表面改
質と同時に、磁性層を保護する保護膜の形成等を同時に
行うようにしても良い。
には、詳細は後述するように、被処理物２に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御することにより、被処理物２に
イオンを注入するだけでなく、成膜も同時に行うことが
できる。そこで、上述したディスク状記録媒体に対する
表面処理を行う際は、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、イオン注入による表面改
質と同時に、磁性層を保護する保護膜の形成等を同時に
行うようにしても良い。
【００６６】また、被処理物２が、基材上に磁性層およ
び保護膜が形成されたディスク状記録媒体である場合に
は、保護膜にイオンを注入することで、保護膜の表面硬
度を高めて、ディスク状記録媒体の耐久性および信頼性
を向上させることができる。そして、このようにディス
ク状記録媒体の保護膜の表面硬度を高めることにより、
例えば、従来は傷付防止のためにキャディに入れて使用
していたようなディスク状記録媒体をキャディに入れる
ことなく使用するようなことも可能となる。
び保護膜が形成されたディスク状記録媒体である場合に
は、保護膜にイオンを注入することで、保護膜の表面硬
度を高めて、ディスク状記録媒体の耐久性および信頼性
を向上させることができる。そして、このようにディス
ク状記録媒体の保護膜の表面硬度を高めることにより、
例えば、従来は傷付防止のためにキャディに入れて使用
していたようなディスク状記録媒体をキャディに入れる
ことなく使用するようなことも可能となる。
【００６７】なお、このディスク状記録媒体に対する表
面処理を行う際には、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、保護膜の表面近傍により
多くのイオンが注入されるようにすることが好ましい。
これにより、主に保護膜表面近傍を改質して、保護膜の
表面硬度を非常に高めることができる。
面処理を行う際には、ディスク状記録媒体に印加するパ
ルス状電圧の波形を制御して、保護膜の表面近傍により
多くのイオンが注入されるようにすることが好ましい。
これにより、主に保護膜表面近傍を改質して、保護膜の
表面硬度を非常に高めることができる。
【００６８】更に、被処理物２が、液晶パネルにおいて
液晶を封入するためのプラスチックパネル基板である場
合には、プラスチックパネル基板の表面処理を行うこと
により、透湿度および酸素透過度を、従来のガラスパネ
ル基板なみに向上させることができ、良質のプラスチッ
クパネル基板とすることができる。したがって、プラス
チック製のパネル基板を利用することができ、液晶パネ
ルの軽量化や低コスト化が図られる。
液晶を封入するためのプラスチックパネル基板である場
合には、プラスチックパネル基板の表面処理を行うこと
により、透湿度および酸素透過度を、従来のガラスパネ
ル基板なみに向上させることができ、良質のプラスチッ
クパネル基板とすることができる。したがって、プラス
チック製のパネル基板を利用することができ、液晶パネ
ルの軽量化や低コスト化が図られる。
【００６９】また、被処理物２が、絶縁体に印刷が施さ
れてなる印刷物である場合には、印刷物に対してイオン
を注入することで、印刷されたインクを改質して、印刷
を落ちにくくすることができる。なお、本実施の形態の
イオン注入はプラズマ注入法によるものであるので、イ
オンビーム注入法と異なり、被処理物２が立体的な構造
を有していても均一にイオンを注入することが可能であ
る。したがって、印刷物が立体的な構造を有している場
合でも、当該印刷物の表面全体に対して均一にイオン注
入を行い、印刷面全体について、印刷を落ちにくくする
ことができる。
れてなる印刷物である場合には、印刷物に対してイオン
を注入することで、印刷されたインクを改質して、印刷
を落ちにくくすることができる。なお、本実施の形態の
イオン注入はプラズマ注入法によるものであるので、イ
オンビーム注入法と異なり、被処理物２が立体的な構造
を有していても均一にイオンを注入することが可能であ
る。したがって、印刷物が立体的な構造を有している場
合でも、当該印刷物の表面全体に対して均一にイオン注
入を行い、印刷面全体について、印刷を落ちにくくする
ことができる。
【００７０】次に、上記表面処理装置１によりイオン注
入を行う際に被処理物２に印加するパルス状電圧につい
て、具体的な例（図５乃至図１２）を挙げて説明する。
入を行う際に被処理物２に印加するパルス状電圧につい
て、具体的な例（図５乃至図１２）を挙げて説明する。
【００７１】図５に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加し
ない期間を設けている。そして、このようなパルス列を
被処理物２に繰り返し印加するようにしている。
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加し
ない期間を設けている。そして、このようなパルス列を
被処理物２に繰り返し印加するようにしている。
【００７２】パルス状電圧を図５に示すような波形にし
た場合は、負のパルス電圧を印加したときに、正のイオ
ンが加速され被処理物２に引き込まれる。これにより、
被処理物２へのイオン注入がなされる。このとき、正の
イオンが被処理物２に引き込まれことにより、被処理物
２には電荷がたまる。一方、正のパルス電圧を印加した
ときには、電子が被処理物２に引き込まれる。これによ
り、被処理物２にたまっていた電荷が中和される。
た場合は、負のパルス電圧を印加したときに、正のイオ
ンが加速され被処理物２に引き込まれる。これにより、
被処理物２へのイオン注入がなされる。このとき、正の
イオンが被処理物２に引き込まれことにより、被処理物
２には電荷がたまる。一方、正のパルス電圧を印加した
ときには、電子が被処理物２に引き込まれる。これによ
り、被処理物２にたまっていた電荷が中和される。
【００７３】したがって、図５に示すような波形のパル
ス状電圧を被処理物２にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、被処理物２が絶縁物であってもチャー
ジアップ状態となることなく、被処理物２へのイオン注
入を継続して行うことができる。
ス状電圧を被処理物２にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、被処理物２が絶縁物であってもチャー
ジアップ状態となることなく、被処理物２へのイオン注
入を継続して行うことができる。
【００７４】図６に示した例は、図５に示す例と正負の
順番を逆にした例である。すなわち、まず、正のパルス
電圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほ
ぼ等しい負のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加
しない期間を設けている。そして、このようなパルス列
を被処理物２に繰り返し印加するものである。
順番を逆にした例である。すなわち、まず、正のパルス
電圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値がほ
ぼ等しい負のパルス電圧を印加し、その後、電圧を印加
しない期間を設けている。そして、このようなパルス列
を被処理物２に繰り返し印加するものである。
【００７５】パルス状電圧を図６に示すような波形にし
た場合も、図５に示した例と同様に、負のパルス電圧を
印加したときに、正のイオンが加速され被処理物２に引
き込まれる。これにより、被処理物２へのイオン注入が
なされる。このとき、正のイオンが被処理物２に引き込
まれことにより、被処理物２には電荷がたまる。一方、
正のパルス電圧を印加したときには、電子が被処理物２
に引き込まれる。これにより、被処理物２にたまってい
た電荷が中和される。
た場合も、図５に示した例と同様に、負のパルス電圧を
印加したときに、正のイオンが加速され被処理物２に引
き込まれる。これにより、被処理物２へのイオン注入が
なされる。このとき、正のイオンが被処理物２に引き込
まれことにより、被処理物２には電荷がたまる。一方、
正のパルス電圧を印加したときには、電子が被処理物２
に引き込まれる。これにより、被処理物２にたまってい
た電荷が中和される。
【００７６】したがって、図６に示すような波形のパル
ス状電圧を被処理物２にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、図５に示した例と同様に、被処理物２
が絶縁物であってもチャージアップ状態となることな
く、被処理物２へのイオン注入を継続して行うことがで
きる。
ス状電圧を被処理物２にバイアス電圧として印加するよ
うにすることで、図５に示した例と同様に、被処理物２
が絶縁物であってもチャージアップ状態となることな
く、被処理物２へのイオン注入を継続して行うことがで
きる。
【００７７】図７に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加した後、電圧を印加しない期間を設けている。
続いて、負のパルス電圧とパルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加した後、電圧を印加しない
期間を設けている。そして、このようなパルス列を被処
理物２に繰り返し印加するようにしている。
圧を印加した後、電圧を印加しない期間を設けている。
続いて、負のパルス電圧とパルスピークの絶対値がほぼ
等しい正のパルス電圧を印加した後、電圧を印加しない
期間を設けている。そして、このようなパルス列を被処
理物２に繰り返し印加するようにしている。
【００７８】パルス状電圧を図７に示したような波形に
した場合も、図５および図６に示した例と同様に、被処
理物２が絶縁物であってもチャージアップ状態となるこ
となく、被処理物２へのイオン注入を継続して行うこと
ができる。
した場合も、図５および図６に示した例と同様に、被処
理物２が絶縁物であってもチャージアップ状態となるこ
となく、被処理物２へのイオン注入を継続して行うこと
ができる。
【００７９】また、図７に示した例では、負のパルス電
圧を印加した後に電圧を印加しない期間を設けて、ある
程度の時間が経ってから、正のパルス電圧を印加するよ
うにしている。このように、負のパルス電圧を印加した
後に電圧を印加しない期間を設けた場合には、その期間
中に、被処理物２にたまっていた電荷がある程度抜ける
こととなる。したがって、正のパルス電圧の印加による
電荷の中和を行いやすくなる。
圧を印加した後に電圧を印加しない期間を設けて、ある
程度の時間が経ってから、正のパルス電圧を印加するよ
うにしている。このように、負のパルス電圧を印加した
後に電圧を印加しない期間を設けた場合には、その期間
中に、被処理物２にたまっていた電荷がある程度抜ける
こととなる。したがって、正のパルス電圧の印加による
電荷の中和を行いやすくなる。
【００８０】図８に示した例では、まず、負のパルス電
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値が負の
パルス電圧のそれよりも小さい正のパルス電圧を印加
し、その後、電圧を印加しない期間を設けている。そし
て、このようなパルス列を被処理物２に繰り返し印加す
るようにしたものである。
圧を印加し、その直後に、パルスピークの絶対値が負の
パルス電圧のそれよりも小さい正のパルス電圧を印加
し、その後、電圧を印加しない期間を設けている。そし
て、このようなパルス列を被処理物２に繰り返し印加す
るようにしたものである。
【００８１】パルス状電圧を図８に示したような波形に
した場合も、図５乃至図７に示した例と同様に、負のパ
ルス電圧を印加したときに、被処理物２へのイオン注入
がなされと共に、被処理物２に電荷がたまり、正のパル
ス電圧を印加することにより、被処理物２にたまってい
た電荷が中和される。
した場合も、図５乃至図７に示した例と同様に、負のパ
ルス電圧を印加したときに、被処理物２へのイオン注入
がなされと共に、被処理物２に電荷がたまり、正のパル
ス電圧を印加することにより、被処理物２にたまってい
た電荷が中和される。
【００８２】なお、図８に示した例では、正のパルス電
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも小さくしているが、被処理物２に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを小
さくしても、十分に行うことが可能である。特に、パル
ス間に電圧を印加していない期間を設けている場合に
は、その期間において、被処理物２にたまっていた電荷
が抜けるので、被処理物２にたまった電荷を中和するた
めの正のパルス電圧は、より小さなものであっても構わ
ない。
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも小さくしているが、被処理物２に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを小
さくしても、十分に行うことが可能である。特に、パル
ス間に電圧を印加していない期間を設けている場合に
は、その期間において、被処理物２にたまっていた電荷
が抜けるので、被処理物２にたまった電荷を中和するた
めの正のパルス電圧は、より小さなものであっても構わ
ない。
【００８３】図９に示した例は、図８に示した例と正負
の順番を逆にした例である。すなわち、図８に示した例
では、まず、正のパルス電圧を印加し、その直後に、パ
ルスピークの絶対値が小さい負のパルス電圧を印加し、
その後、電圧を印加しない期間を設けている。そして、
このようなパルス列を被処理物２に繰り返し印加する。
この場合においても、図５乃至図８に示した例と同様
に、被処理物２に電荷がたまっても、中和される。
の順番を逆にした例である。すなわち、図８に示した例
では、まず、正のパルス電圧を印加し、その直後に、パ
ルスピークの絶対値が小さい負のパルス電圧を印加し、
その後、電圧を印加しない期間を設けている。そして、
このようなパルス列を被処理物２に繰り返し印加する。
この場合においても、図５乃至図８に示した例と同様
に、被処理物２に電荷がたまっても、中和される。
【００８４】なお、図９に示した例では、正のパルス電
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも大きくしているが、被処理物２に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを大
きくして行うようにしても可能である。また、この例の
場合は、正のパルス電圧を印加したときに、被処理物２
にたまった電荷を中和する以上の電子が被処理物２に引
き込まれる。したがって、この例の場合は、電子照射に
よる表面処理の効果も得られる。
圧のパルスピークの絶対値を、負のパルス電圧のパルス
ピークの絶対値よりも大きくしているが、被処理物２に
たまった電荷の中和は、この例のように正のパルスを大
きくして行うようにしても可能である。また、この例の
場合は、正のパルス電圧を印加したときに、被処理物２
にたまった電荷を中和する以上の電子が被処理物２に引
き込まれる。したがって、この例の場合は、電子照射に
よる表面処理の効果も得られる。
【００８５】図１０に示した例では、まず、複数の負の
パルス電圧を印加する。このとき、徐々に負の電圧が大
きくなるパルスを連続させて、全体的に見ると、図中点
線で示すような緩やかな負の傾きを持つパルス列からな
る波形とする。そして、これらの負のパルス電圧を印加
した直後に、正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を
印加しない期間を設けている。そして、このようなパル
ス列を被処理物２に繰り返し印加するようにしている。
パルス電圧を印加する。このとき、徐々に負の電圧が大
きくなるパルスを連続させて、全体的に見ると、図中点
線で示すような緩やかな負の傾きを持つパルス列からな
る波形とする。そして、これらの負のパルス電圧を印加
した直後に、正のパルス電圧を印加し、その後、電圧を
印加しない期間を設けている。そして、このようなパル
ス列を被処理物２に繰り返し印加するようにしている。
【００８６】パルス状電圧を図１０に示したような波形
にした場合は、複数の負のパルス電圧を印加したとき
に、正のイオンが加速され被処理物２に引き込まれる。
これにより、被処理物２へのイオン注入がなされる。こ
のとき、正のイオンが被処理物２に引き込まれことによ
り、被処理物２には電荷がたまる。一方、正のパルス電
圧を印加したときには、電子が被処理物２に引き込まれ
る。これにより、被処理物２にたまっていた電荷が中和
される。
にした場合は、複数の負のパルス電圧を印加したとき
に、正のイオンが加速され被処理物２に引き込まれる。
これにより、被処理物２へのイオン注入がなされる。こ
のとき、正のイオンが被処理物２に引き込まれことによ
り、被処理物２には電荷がたまる。一方、正のパルス電
圧を印加したときには、電子が被処理物２に引き込まれ
る。これにより、被処理物２にたまっていた電荷が中和
される。
【００８７】この例にように、正のイオンを加速して被
処理物２に引き込むためのバイアス電圧となる負のパル
ス電圧を、複数のパルスを組み合わせたものとすること
により、被処理物２にイオンを注入する際の注入プロフ
ァイルを、より細かく制御することが可能となる。
処理物２に引き込むためのバイアス電圧となる負のパル
ス電圧を、複数のパルスを組み合わせたものとすること
により、被処理物２にイオンを注入する際の注入プロフ
ァイルを、より細かく制御することが可能となる。
【００８８】なお、図５乃至図１０に示した例では、パ
ルス間に電圧を印加していない期間を設けているが、電
圧を印加していない期間において、初期エネルギーのま
ま被処理物２に到達したイオンは、そのまま被処理物２
の上に堆積する。したがって、電圧を印加しない期間で
は、被処理物２へのイオン注入ではなく、被処理物２へ
の成膜がなされることとなる。すなわち、図５乃至図１
０に示した例では、イオン注入の効果と成膜の効果の両
方が得られることとなる。
ルス間に電圧を印加していない期間を設けているが、電
圧を印加していない期間において、初期エネルギーのま
ま被処理物２に到達したイオンは、そのまま被処理物２
の上に堆積する。したがって、電圧を印加しない期間で
は、被処理物２へのイオン注入ではなく、被処理物２へ
の成膜がなされることとなる。すなわち、図５乃至図１
０に示した例では、イオン注入の効果と成膜の効果の両
方が得られることとなる。
【００８９】一方、被処理物２への成膜を行いたくない
場合には、被処理物２に印加するパルス状電圧にＤＣ電
圧成分を重畳すればよい。ＤＣ電圧成分を重畳したパル
ス状電圧の例を図１１に示す。この例のように、パルス
状電圧に正のＤＣ電圧成分を重畳しておくことにより、
パルスとパルスの間において成膜状態となることなく、
被処理物２へのイオン注入だけを行うことができる。
場合には、被処理物２に印加するパルス状電圧にＤＣ電
圧成分を重畳すればよい。ＤＣ電圧成分を重畳したパル
ス状電圧の例を図１１に示す。この例のように、パルス
状電圧に正のＤＣ電圧成分を重畳しておくことにより、
パルスとパルスの間において成膜状態となることなく、
被処理物２へのイオン注入だけを行うことができる。
【００９０】ところで、以上の説明では、被処理物２に
負電圧を印加したときにイオンが注入されるものとして
説明してきたが、条件によっては、被処理物２に負電圧
を印加したときに、被処理物２の内部にイオンが入り込
まず、スパッタリング状態にもなり得る。
負電圧を印加したときにイオンが注入されるものとして
説明してきたが、条件によっては、被処理物２に負電圧
を印加したときに、被処理物２の内部にイオンが入り込
まず、スパッタリング状態にもなり得る。
【００９１】すなわち、被処理物２に十分に大きな負電
圧を印加した場合には、被処理物２に到達するイオンの
エネルギーが十分に大きくなり、被処理物２の内部にイ
オンが入り込み、イオン注入状態となるが、被処理物２
に印加する負電圧が小さい場合には、被処理物２に到達
するイオンのエネルギーが小さく、被処理物２の内部に
イオンが入り込まず、スパッタリング状態となる。
圧を印加した場合には、被処理物２に到達するイオンの
エネルギーが十分に大きくなり、被処理物２の内部にイ
オンが入り込み、イオン注入状態となるが、被処理物２
に印加する負電圧が小さい場合には、被処理物２に到達
するイオンのエネルギーが小さく、被処理物２の内部に
イオンが入り込まず、スパッタリング状態となる。
【００９２】具体的には例えば、被処理物２がプラスチ
ックからなり、イオン種が炭素の場合、被処理物２に印
加する負電圧が１０ｋＶ程度のときには、イオンが十分
に加速され、イオン注入状態となるが、被処理物２に印
加する負電圧が数百Ｖ程度の場合には、イオンの加速が
不十分であり、被処理物２の内部にイオンが入り込ま
ず、スパッタリング状態となる。
ックからなり、イオン種が炭素の場合、被処理物２に印
加する負電圧が１０ｋＶ程度のときには、イオンが十分
に加速され、イオン注入状態となるが、被処理物２に印
加する負電圧が数百Ｖ程度の場合には、イオンの加速が
不十分であり、被処理物２の内部にイオンが入り込ま
ず、スパッタリング状態となる。
【００９３】そして、被処理物２に表面処理を施す際
は、このようなスパッタリングを積極的に利用するよう
にしてもよい。スパッタリングを積極的に利用する場合
のパルス状電圧の例を図１２に示す。図１２に示した例
では、負のパルス電圧を印加する際に、まず、−数百Ｖ
程度のバイアスを与えて、これにより、被処理物２の表
面をスパッタリングする。その後、−１０ｋＶ程度のパ
ルスを与えて、これにより、被処理物２へのイオン注入
を行う。
は、このようなスパッタリングを積極的に利用するよう
にしてもよい。スパッタリングを積極的に利用する場合
のパルス状電圧の例を図１２に示す。図１２に示した例
では、負のパルス電圧を印加する際に、まず、−数百Ｖ
程度のバイアスを与えて、これにより、被処理物２の表
面をスパッタリングする。その後、−１０ｋＶ程度のパ
ルスを与えて、これにより、被処理物２へのイオン注入
を行う。
【００９４】このように、被処理物２に印加する電圧を
調整することにより、被処理物２へのイオン注入だけで
はなく、被処理物２のスパッタリングをも行うことがで
きる。すなわち、被処理物２に印加する電圧を調整する
ことにより、スパッタリングとイオン注入とを組み合わ
せた表面処理を、被処理物２に対して施すことができ
る。
調整することにより、被処理物２へのイオン注入だけで
はなく、被処理物２のスパッタリングをも行うことがで
きる。すなわち、被処理物２に印加する電圧を調整する
ことにより、スパッタリングとイオン注入とを組み合わ
せた表面処理を、被処理物２に対して施すことができ
る。
【００９５】ところで、上記表面処理装置１では、イオ
ン発生装置１１をパルス動作させたり、シャッタ７の開
閉動作を制御することにより、被処理物２に注入するイ
オンを断続的に供給することができる。そこで、被処理
物２に注入するイオンの供給を、被処理物２に印加する
バイアス電圧のパルスと同期させて行うようにしてもよ
い。これにより、例えば、被処理物２に対して純粋にイ
オン注入だけを行うようにしたり、或いは、イオン注入
と成膜やスパッタリングとを組み合わせて表面処理を行
うようにするなど、所望する条件での表面処理をより細
かく制御して行うことが可能となる。
ン発生装置１１をパルス動作させたり、シャッタ７の開
閉動作を制御することにより、被処理物２に注入するイ
オンを断続的に供給することができる。そこで、被処理
物２に注入するイオンの供給を、被処理物２に印加する
バイアス電圧のパルスと同期させて行うようにしてもよ
い。これにより、例えば、被処理物２に対して純粋にイ
オン注入だけを行うようにしたり、或いは、イオン注入
と成膜やスパッタリングとを組み合わせて表面処理を行
うようにするなど、所望する条件での表面処理をより細
かく制御して行うことが可能となる。
【００９６】このように本実施の形態では、プラズマイ
オン注入法によりイオン注入を行う際に、正のパルス電
圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を被処理物２
に印加するようにしたので、被処理物２が絶縁物であっ
ても、内部に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの
状態になるおそれがない。また、プラズマイオン注入法
により行うので、イオンビーム注入法と異なり、被処理
物２が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能である。そのため、絶縁物の表面の、硬
度，弾塑性特性，電気伝導度，潤滑性，耐久性，耐湿
性，耐食性，濡れ性および気体透過率等の各種特性を改
質することができる。したがって、従来は導電体により
作られていた多くの部品を、プラスチックなどの安価な
材料に作製することが可能となる。
オン注入法によりイオン注入を行う際に、正のパルス電
圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を被処理物２
に印加するようにしたので、被処理物２が絶縁物であっ
ても、内部に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの
状態になるおそれがない。また、プラズマイオン注入法
により行うので、イオンビーム注入法と異なり、被処理
物２が立体的な構造を有していても均一にイオンを注入
することが可能である。そのため、絶縁物の表面の、硬
度，弾塑性特性，電気伝導度，潤滑性，耐久性，耐湿
性，耐食性，濡れ性および気体透過率等の各種特性を改
質することができる。したがって、従来は導電体により
作られていた多くの部品を、プラスチックなどの安価な
材料に作製することが可能となる。
【００９７】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態は、光透過性を有する絶縁物からなる被処理物の
表面処理方法、およびそれにより得られる表面処理物に
関するものである。ここでは、被処理物が光ディスク基
板である場合について説明する。なお、以下の説明で
は、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
の形態は、光透過性を有する絶縁物からなる被処理物の
表面処理方法、およびそれにより得られる表面処理物に
関するものである。ここでは、被処理物が光ディスク基
板である場合について説明する。なお、以下の説明で
は、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
【００９８】図１３は、本実施の形態の表面処理方法を
表すフローチャートである。本実施の形態では、まず、
例えばポリカーボネートあるいはアモルファスポリオレ
フィンよりなる透明基板を用意し、この透明基板に対し
て例えばアルコールを用いた超音波洗浄を行う（図１３
ステップＳ１）。
表すフローチャートである。本実施の形態では、まず、
例えばポリカーボネートあるいはアモルファスポリオレ
フィンよりなる透明基板を用意し、この透明基板に対し
て例えばアルコールを用いた超音波洗浄を行う（図１３
ステップＳ１）。
【００９９】次に、洗浄した透明基板上に、保護膜を形
成する（ステップＳ２）。具体的には、まず、例えばス
ピンコート法により熱硬化性を有するシリコーン（例え
ば東芝製トスガード５１０）を塗布する（ステップＳ２
−１）。続いて、例えば、湿度が４０％以下に制御され
た乾燥庫中においてシリコーンを乾燥させた（ステップ
Ｓ２−２）のち、例えば８０℃で３時間加熱することに
より、シリコーンを硬化させ（ステップＳ２−３）、シ
リコーンが硬化されてなる保護膜を形成する。このよう
にして、透明基板の上に保護膜が形成された被処理物２
を作製する。
成する（ステップＳ２）。具体的には、まず、例えばス
ピンコート法により熱硬化性を有するシリコーン（例え
ば東芝製トスガード５１０）を塗布する（ステップＳ２
−１）。続いて、例えば、湿度が４０％以下に制御され
た乾燥庫中においてシリコーンを乾燥させた（ステップ
Ｓ２−２）のち、例えば８０℃で３時間加熱することに
より、シリコーンを硬化させ（ステップＳ２−３）、シ
リコーンが硬化されてなる保護膜を形成する。このよう
にして、透明基板の上に保護膜が形成された被処理物２
を作製する。
【０１００】なお、ここでは、熱硬化性を有するシリコ
ーンの代わりに、紫外線硬化性を有するシリコーン（例
えば、東芝製ＴＵＶ６０２０）を用いることもできる。
その場合には、例えば、高圧水銀灯を用いて、照射距離
１０ｃｍ，出力８０Ｗ／ｃｍの条件のもとで、１０分間
紫外線を照射して、シリコーンを硬化させる。また、シ
リコーンを塗布して硬化させる方法の他に、図１４に示
したように、液体または気体のシリコーン原料をプリカ
ーサ（前駆体）として用いたＣＶＤ（ChemicalVapor De
position ）法により保護膜を形成することもできる
（図１４ステップＳ２ａ）。
ーンの代わりに、紫外線硬化性を有するシリコーン（例
えば、東芝製ＴＵＶ６０２０）を用いることもできる。
その場合には、例えば、高圧水銀灯を用いて、照射距離
１０ｃｍ，出力８０Ｗ／ｃｍの条件のもとで、１０分間
紫外線を照射して、シリコーンを硬化させる。また、シ
リコーンを塗布して硬化させる方法の他に、図１４に示
したように、液体または気体のシリコーン原料をプリカ
ーサ（前駆体）として用いたＣＶＤ（ChemicalVapor De
position ）法により保護膜を形成することもできる
（図１４ステップＳ２ａ）。
【０１０１】次に、先の図１に示したような表面処理装
置１を用い、次のようにして被処理物２の表面処理を行
う（ステップ３）。すなわち、まず、例えば、冷却水導
入用パイプを介して供給された冷却水により水冷された
ホルダー５に被処理物２を取り付け、真空容器３の内部
をクライオポンプ４により排気して高真空状態にする。
続いて、例えば、メタンガス（ＣＨ4 ）などのパラフィ
ン炭化水素をイオンソースとして、カウフマン型のイオ
ン発生源１０から炭素イオンを発生させ、発生したイオ
ンを真空容器３の内部に導入する。これにより、真空容
器３の内部に、被処理物２に注入するイオンを含むプラ
ズマを発生させる。このとき、真空容器内部の真空度
を、例えば１０-2〜１０-6Ｐａとする。ここでは、炭素
イオン以外にも、窒素イオンや酸素イオンを発生させる
ことも有用である。窒素イオンを発生させる場合には、
イオンソースに例えばＮ2 （窒素）やＮＨ3 （アンモニ
ア）を用い、酸素イオンを発生させる場合には、イオン
ソースに例えばＯ2 （酸素）やＨ2 Ｏを用いる。なお、
カウフマン型のイオン発生源１０の代わりに、イオン発
生源１０として、カソーディックアークソースを備えた
イオン発生装置６を用いることもできる。
置１を用い、次のようにして被処理物２の表面処理を行
う（ステップ３）。すなわち、まず、例えば、冷却水導
入用パイプを介して供給された冷却水により水冷された
ホルダー５に被処理物２を取り付け、真空容器３の内部
をクライオポンプ４により排気して高真空状態にする。
続いて、例えば、メタンガス（ＣＨ4 ）などのパラフィ
ン炭化水素をイオンソースとして、カウフマン型のイオ
ン発生源１０から炭素イオンを発生させ、発生したイオ
ンを真空容器３の内部に導入する。これにより、真空容
器３の内部に、被処理物２に注入するイオンを含むプラ
ズマを発生させる。このとき、真空容器内部の真空度
を、例えば１０-2〜１０-6Ｐａとする。ここでは、炭素
イオン以外にも、窒素イオンや酸素イオンを発生させる
ことも有用である。窒素イオンを発生させる場合には、
イオンソースに例えばＮ2 （窒素）やＮＨ3 （アンモニ
ア）を用い、酸素イオンを発生させる場合には、イオン
ソースに例えばＯ2 （酸素）やＨ2 Ｏを用いる。なお、
カウフマン型のイオン発生源１０の代わりに、イオン発
生源１０として、カソーディックアークソースを備えた
イオン発生装置６を用いることもできる。
【０１０２】真空容器３の内部を注入イオンを含むプラ
ズマ雰囲気としたのち、例えば、パルス電源によりパル
ス状のバイアス電圧を１〜２０分間被処理物２に印加す
る。これにより、被処理物２に炭素イオン，窒素イオン
あるいは酸素イオンなどのイオンが引き込まれ、被処理
物２へのイオンの注入がなされる。なお、本実施の形態
においても、第１の実施の形態と同様に、パルス電源８
により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパルス
状電圧を印加することが好ましい。電圧の印加は、例え
ば、パルス幅を５μ秒程度、正のパルス電圧を１０ｋＶ
程度、負のパルス電圧を−１０ｋＶ程度、周波数を１〜
１００ｋＨｚの条件で行う。
ズマ雰囲気としたのち、例えば、パルス電源によりパル
ス状のバイアス電圧を１〜２０分間被処理物２に印加す
る。これにより、被処理物２に炭素イオン，窒素イオン
あるいは酸素イオンなどのイオンが引き込まれ、被処理
物２へのイオンの注入がなされる。なお、本実施の形態
においても、第１の実施の形態と同様に、パルス電源８
により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含むパルス
状電圧を印加することが好ましい。電圧の印加は、例え
ば、パルス幅を５μ秒程度、正のパルス電圧を１０ｋＶ
程度、負のパルス電圧を−１０ｋＶ程度、周波数を１〜
１００ｋＨｚの条件で行う。
【０１０３】このようにして得られる表面処理物（被処
理物２）の表面では、イオンが注入されたことにより化
学的構造が変化する。その結果、イオンが注入されてい
ないものよりも降伏応力（降伏点）が大きく、高い硬度
を有すると共に、耐摩耗性に優れている。また、透明基
板と保護膜との密着力も大きくなっている。
理物２）の表面では、イオンが注入されたことにより化
学的構造が変化する。その結果、イオンが注入されてい
ないものよりも降伏応力（降伏点）が大きく、高い硬度
を有すると共に、耐摩耗性に優れている。また、透明基
板と保護膜との密着力も大きくなっている。
【０１０４】更に、透湿度や酸素透過度が非常に小さ
く、大気中の水蒸気や酸素を吸収しないようにすること
ができる。したがって、従来は、プラスチック製のディ
スク基板では、大気中の水蒸気や酸素をディスク基板が
吸収し、その影響により、ディスク基板が変形してしま
うという問題があったが、これを解決することができ
る。
く、大気中の水蒸気や酸素を吸収しないようにすること
ができる。したがって、従来は、プラスチック製のディ
スク基板では、大気中の水蒸気や酸素をディスク基板が
吸収し、その影響により、ディスク基板が変形してしま
うという問題があったが、これを解決することができ
る。
【０１０５】一方、この表面処理物は、化学的構造が変
化したにもかかわらず、イオンが注入されていないもの
と同等の光学特性を有している。例えば、３８０〜９０
０ｎｍの波長領域において、イオンが注入されていない
ものの光透過率とほぼ等しい光透過率を有している。
化したにもかかわらず、イオンが注入されていないもの
と同等の光学特性を有している。例えば、３８０〜９０
０ｎｍの波長領域において、イオンが注入されていない
ものの光透過率とほぼ等しい光透過率を有している。
【０１０６】このように本実施の形態に係る表面処理方
法によれば、光透過性を有する被処理物２（ここでは、
光ディスク基板）にイオンを注入することにより、被処
理物表面の硬度，耐摩耗性および密着力を、イオンが注
入されていないもののそれらよりも向上させることがで
きる。一方、得られた表面処理物の光学特性は、イオン
が注入されていないものと同等に保たれる。したがっ
て、ディスク基板の厚さが薄くなった場合にも、損傷を
受けにくく、光ディスクの長寿命化を図ることができ
る。
法によれば、光透過性を有する被処理物２（ここでは、
光ディスク基板）にイオンを注入することにより、被処
理物表面の硬度，耐摩耗性および密着力を、イオンが注
入されていないもののそれらよりも向上させることがで
きる。一方、得られた表面処理物の光学特性は、イオン
が注入されていないものと同等に保たれる。したがっ
て、ディスク基板の厚さが薄くなった場合にも、損傷を
受けにくく、光ディスクの長寿命化を図ることができ
る。
【０１０７】なお、上記第２の実施の形態では、被処理
物２が、透明基板の上に保護膜が形成されてなる光ディ
スク基板である場合について説明したが、透明基板の上
に光透過性を有する記録層が設けられた光ディスクや、
記録層の上に更に保護膜が設けられた光ディスクを被処
理物とすることもできる。光ディスクを被処理物とした
場合には、その表面に塵埃などの異物が付着した場合に
おいても損傷を受けにくく、光ディスクの長寿命化を図
ることができることに加えて、光信号の読み書きを行う
際のエラーの発生を回避することができ、光ディスクの
信頼性を向上させることができる。また、ガラスなどの
酸化ケイ素を主成分とする被処理物に対して表面処理を
施す場合にも、同様にして適用することができる。
物２が、透明基板の上に保護膜が形成されてなる光ディ
スク基板である場合について説明したが、透明基板の上
に光透過性を有する記録層が設けられた光ディスクや、
記録層の上に更に保護膜が設けられた光ディスクを被処
理物とすることもできる。光ディスクを被処理物とした
場合には、その表面に塵埃などの異物が付着した場合に
おいても損傷を受けにくく、光ディスクの長寿命化を図
ることができることに加えて、光信号の読み書きを行う
際のエラーの発生を回避することができ、光ディスクの
信頼性を向上させることができる。また、ガラスなどの
酸化ケイ素を主成分とする被処理物に対して表面処理を
施す場合にも、同様にして適用することができる。
【０１０８】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態は、表面処理物としての対物レンズおよびその表
面処理方法に関するものである。なお、以下の説明で
は、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
の形態は、表面処理物としての対物レンズおよびその表
面処理方法に関するものである。なお、以下の説明で
は、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、ここではその説明を省略する。
【０１０９】図１５は、本実施の形態に係る表面処理物
としての対物レンズを用いた光学ピックアップの概略構
成を表すものである。この光学ピックアップは、例え
ば、図示しないレーザダイオードから出射し、ミラー５
３において反射した光信号を、光ディスク４０の記録・
再生面に導くためのものであり、光透過性を有する絶縁
物からなる対物レンズ５０を備えている。対物レンズ５
０は、例えば、アクリル樹脂よりなる透明基板５１と、
この透明基板５１の上に形成された表面保護層５２とを
有している。
としての対物レンズを用いた光学ピックアップの概略構
成を表すものである。この光学ピックアップは、例え
ば、図示しないレーザダイオードから出射し、ミラー５
３において反射した光信号を、光ディスク４０の記録・
再生面に導くためのものであり、光透過性を有する絶縁
物からなる対物レンズ５０を備えている。対物レンズ５
０は、例えば、アクリル樹脂よりなる透明基板５１と、
この透明基板５１の上に形成された表面保護層５２とを
有している。
【０１１０】表面保護層５２は、例えば、先の図１に示
したような表面処理装置１を用いて透明基板５１に対し
て表面処理を施すことにより形成されたものである。具
体的には、例えば、イオン発生源１０にカソーディック
アークソースを用い、イオン発生源１０から、炭素イオ
ン，酸素イオンあるいは窒素イオンなどの所望のイオン
を発生させ、発生したイオンを高真空状態の真空容器３
の内部に導入したのち、ホルダー５に取り付けられた透
明基板５１にパルス状電圧を印加することにより、形成
されたものである。
したような表面処理装置１を用いて透明基板５１に対し
て表面処理を施すことにより形成されたものである。具
体的には、例えば、イオン発生源１０にカソーディック
アークソースを用い、イオン発生源１０から、炭素イオ
ン，酸素イオンあるいは窒素イオンなどの所望のイオン
を発生させ、発生したイオンを高真空状態の真空容器３
の内部に導入したのち、ホルダー５に取り付けられた透
明基板５１にパルス状電圧を印加することにより、形成
されたものである。
【０１１１】この表面保護層５２は、第２の実施の形態
の保護膜と同様に、イオンが注入されていないもの（す
なわち、透明基板５１にイオンが注入されていないも
の）とは化学的構造が異なっている。そのため、イオン
が注入されていないものよりも降伏応力（降伏点）が大
きく、高い硬度を有すると共に、耐摩耗性に優れてい
る。一方、この表面保護層５２は、イオンが注入されて
いないものと同等の光学特性を有している。
の保護膜と同様に、イオンが注入されていないもの（す
なわち、透明基板５１にイオンが注入されていないも
の）とは化学的構造が異なっている。そのため、イオン
が注入されていないものよりも降伏応力（降伏点）が大
きく、高い硬度を有すると共に、耐摩耗性に優れてい
る。一方、この表面保護層５２は、イオンが注入されて
いないものと同等の光学特性を有している。
【０１１２】このように本実施の形態に係る対物レンズ
およびその表面処理方法によれば、透明基板５１の表面
にイオンを注入することにより表面保護層５２が形成さ
れるので、イオンが注入されていないものよりも対物レ
ンズ表面の硬度および耐摩耗性を向上させることができ
る。したがって、対物レンズ５０と光ディスク４０とが
衝突することによる対物レンズ表面の損傷を防止するこ
とができ、耐久性に優れた光学ピックアップを得ること
ができる。
およびその表面処理方法によれば、透明基板５１の表面
にイオンを注入することにより表面保護層５２が形成さ
れるので、イオンが注入されていないものよりも対物レ
ンズ表面の硬度および耐摩耗性を向上させることができ
る。したがって、対物レンズ５０と光ディスク４０とが
衝突することによる対物レンズ表面の損傷を防止するこ
とができ、耐久性に優れた光学ピックアップを得ること
ができる。
【０１１３】
【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。なお、以下の各実施例では、図１に示した
表面処理装置１を用いて表面処理を行った。
に説明する。なお、以下の各実施例では、図１に示した
表面処理装置１を用いて表面処理を行った。
【０１１４】［実施例１］本実施例において、被処理物
２は、アモルファスポリオレフィンを円盤状に成形した
プラスチック基板とした。また、被処理物２に注入する
イオン種はカーボンとし、イオン発生源１０には、コモ
ンウェルス・サイエンティフィック社（Commonwealth S
cientific Corp. ）製のフィルタードカソーディックア
ークソースを用いた。
２は、アモルファスポリオレフィンを円盤状に成形した
プラスチック基板とした。また、被処理物２に注入する
イオン種はカーボンとし、イオン発生源１０には、コモ
ンウェルス・サイエンティフィック社（Commonwealth S
cientific Corp. ）製のフィルタードカソーディックア
ークソースを用いた。
【０１１５】そして、まず、表面処理の対象となるプラ
スチック基板を、真空容器３の内部に配されたホルダー
５に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときにプ
ラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホルダ
ー５に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流し
た。そして、表面処理の対象となるプラスチック基板を
ホルダー５に取り付けた後、真空容器３の内部をクライ
オポンプ４により排気して高真空状態とした。このとき
の真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真空容
器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）は、約
１．３３×１０ -5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）とした。
スチック基板を、真空容器３の内部に配されたホルダー
５に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときにプ
ラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホルダ
ー５に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流し
た。そして、表面処理の対象となるプラスチック基板を
ホルダー５に取り付けた後、真空容器３の内部をクライ
オポンプ４により排気して高真空状態とした。このとき
の真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真空容
器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）は、約
１．３３×１０ -5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒｒ）とした。
【０１１６】次に、イオン発生装置６によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。
【０１１７】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源８によりパルス状電圧を発生させ、当該パルス状電圧
をバイアス電圧として、プラスチック基板に印加した。
これにより、プラスチック基板にカーボンイオンが引き
込まれ、プラスチック基板へのイオン注入が行われた。
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源８によりパルス状電圧を発生させ、当該パルス状電圧
をバイアス電圧として、プラスチック基板に印加した。
これにより、プラスチック基板にカーボンイオンが引き
込まれ、プラスチック基板へのイオン注入が行われた。
【０１１８】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、被処理物２であるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
ときには、被処理物２であるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
【０１１９】そして、本実施例では、プラスチック基板
に印加するパルス状電圧の波形を変えて、それらの比較
を行った。具体的には、まず、第１の例として、図１６
に示したように、正負のパルスが交互に現れるパルス状
電圧をプラスチック基板に印加した。ここで、パルス状
電圧の正負のパルスピーク値は±１０ｋＶとし、正負の
それぞれのパルスの幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は
０．１ｍｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。また、第２の例
として、図１７に示したように、負のパルスだけからな
るパルス状電圧をプラスチック基板に印加した。ここ
で、パルス状電圧の負のパルスピーク値は−１０ｋＶと
し、パルス幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は０．１ｍ
ｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。
に印加するパルス状電圧の波形を変えて、それらの比較
を行った。具体的には、まず、第１の例として、図１６
に示したように、正負のパルスが交互に現れるパルス状
電圧をプラスチック基板に印加した。ここで、パルス状
電圧の正負のパルスピーク値は±１０ｋＶとし、正負の
それぞれのパルスの幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は
０．１ｍｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。また、第２の例
として、図１７に示したように、負のパルスだけからな
るパルス状電圧をプラスチック基板に印加した。ここ
で、パルス状電圧の負のパルスピーク値は−１０ｋＶと
し、パルス幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は０．１ｍ
ｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。
【０１２０】そして、これら２つの条件にてイオン注入
を行ったプラスチック基板について、それらの表面硬度
を測定した。ここで、表面硬度の測定は、ＮＥＣ製の薄
膜硬度計「ＭＨＡ−４００」による押し込み硬度試験に
より行った。
を行ったプラスチック基板について、それらの表面硬度
を測定した。ここで、表面硬度の測定は、ＮＥＣ製の薄
膜硬度計「ＭＨＡ−４００」による押し込み硬度試験に
より行った。
【０１２１】図１６に示したパルス状電圧を印加してイ
オン注入を行った場合の測定結果を図１８に示すととも
に、図１７に示したパルス状電圧を印加してイオン注入
を行った場合の測定結果を図１９に示す。なお、図１８
および図１９において、横軸は押し込み硬度試験用圧子
の押し込み深さ（単位；ｎｍ）を示しており、縦軸は押
し込み硬度試験用圧子に加えた押し込み荷重の大きさ
（単位；μＮ）を示している。
オン注入を行った場合の測定結果を図１８に示すととも
に、図１７に示したパルス状電圧を印加してイオン注入
を行った場合の測定結果を図１９に示す。なお、図１８
および図１９において、横軸は押し込み硬度試験用圧子
の押し込み深さ（単位；ｎｍ）を示しており、縦軸は押
し込み硬度試験用圧子に加えた押し込み荷重の大きさ
（単位；μＮ）を示している。
【０１２２】図１８および図１９から分かるように、負
のパルスだけからなるパルス状電圧をプラスチック基板
に印加してイオン注入を行った場合（図１９の場合）に
比べて、正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧をプ
ラスチック基板に印加してイオン注入を行った場合（図
１８の場合）の方が、荷重を与えたときの変位量が少な
く、表面硬度が向上している。
のパルスだけからなるパルス状電圧をプラスチック基板
に印加してイオン注入を行った場合（図１９の場合）に
比べて、正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧をプ
ラスチック基板に印加してイオン注入を行った場合（図
１８の場合）の方が、荷重を与えたときの変位量が少な
く、表面硬度が向上している。
【０１２３】すなわち、正負のパルスが交互に現れるパ
ルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を
行った方が、プラスチック基板の表面改質効果が大きく
得られている。これは、負のパルスだけからなるパルス
状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を行っ
た場合には、チャージアップのためにイオン注入があま
り行われないのに対して、正負のパルスが交互に現れる
パルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入
を行った場合には、チャージアップ状態となることな
く、イオン注入が安定に行われるからである。
ルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を
行った方が、プラスチック基板の表面改質効果が大きく
得られている。これは、負のパルスだけからなるパルス
状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入を行っ
た場合には、チャージアップのためにイオン注入があま
り行われないのに対して、正負のパルスが交互に現れる
パルス状電圧をプラスチック基板に印加してイオン注入
を行った場合には、チャージアップ状態となることな
く、イオン注入が安定に行われるからである。
【０１２４】［実施例２］本実施例では、アモルファス
ポリオレフィンを円盤状に成形したプラスチック基板上
に油性インクを塗布し、これを被処理物２とした。ここ
で、プラスチック基板上に塗布する油性インクの膜厚は
約１０μｍとした。また、実施例１と同様に、被処理物
２に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源１
０には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製の
フィルタードカソーディックアークソースを用いた。
ポリオレフィンを円盤状に成形したプラスチック基板上
に油性インクを塗布し、これを被処理物２とした。ここ
で、プラスチック基板上に塗布する油性インクの膜厚は
約１０μｍとした。また、実施例１と同様に、被処理物
２に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源１
０には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製の
フィルタードカソーディックアークソースを用いた。
【０１２５】そして、まず、油性インクが塗布されたプ
ラスチック基板を、真空容器３の内部に配されたホルダ
ー５に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときに
プラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホル
ダー５に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流
した。そして、油性インクが塗布されたプラスチック基
板をホルダー５に取り付けた後、真空容器３の内部をク
ライオポンプ４により排気して高真空状態とした。この
ときの真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真
空容器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）
は、約２．７９×１０-5Ｐａ（２．１×１０-7Ｔｏｒ
ｒ）とした。
ラスチック基板を、真空容器３の内部に配されたホルダ
ー５に取り付けるとともに、イオン注入を行ったときに
プラスチック基板の温度が上昇しすぎないように、ホル
ダー５に組み込まれた冷却水導入用パイプに冷却水を流
した。そして、油性インクが塗布されたプラスチック基
板をホルダー５に取り付けた後、真空容器３の内部をク
ライオポンプ４により排気して高真空状態とした。この
ときの真空容器３の内部の真空度、すなわちイオンを真
空容器３の内部に導入する前の真空度（背景真空度）
は、約２．７９×１０-5Ｐａ（２．１×１０-7Ｔｏｒ
ｒ）とした。
【０１２６】次に、イオン発生装置６によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約６．６５×１０-3Ｐａ（５×１０-5Ｔｏｒｒ）であっ
た。
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約６．６５×１０-3Ｐａ（５×１０-5Ｔｏｒｒ）であっ
た。
【０１２７】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源８により正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧を
発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧として、プ
ラスチック基板に印加した。これにより、プラスチック
基板にカーボンイオンが引き込まれ、プラスチック基板
へのイオン注入が行われた。ここで、プラスチック基板
に印加するパルス状電圧は、第１の実施例と同様に、正
負のパルスピーク値を±１０ｋＶとし、パルス幅を５μ
ｓｅｃとし、パルス間隔を０．１ｍｓｅｃ（１０ｋＨ
ｚ）とした。
にプラスチック基板が配された状態において、パルス電
源８により正負のパルスが交互に現れるパルス状電圧を
発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧として、プ
ラスチック基板に印加した。これにより、プラスチック
基板にカーボンイオンが引き込まれ、プラスチック基板
へのイオン注入が行われた。ここで、プラスチック基板
に印加するパルス状電圧は、第１の実施例と同様に、正
負のパルスピーク値を±１０ｋＶとし、パルス幅を５μ
ｓｅｃとし、パルス間隔を０．１ｍｓｅｃ（１０ｋＨ
ｚ）とした。
【０１２８】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、油性インクが塗布されたプラスチック基板の
表面に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測
された。
ときには、油性インクが塗布されたプラスチック基板の
表面に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測
された。
【０１２９】そして、以上のように油性インクを塗布し
たプラスチック基板に対してイオン注入による表面処理
を行う前と行った後について、減衰全反射法（ＡＴＲ：
attenuated total reflectance）により、赤外分光特性
を測定した。なお、赤外分光特性の測定には、島津製作
所製のＡＴＲ測定用顕微鏡「ＦＴＩＲＡＩＭ８０００」
を用いた。赤外分光特性の測定結果を図２０に示す。図
２０に示したように、プラズマイオン注入法による表面
処理を行うことにより、油性インクが塗布されたプラス
チック基板の表面特性が変化しており、イオン注入によ
り表面改質がなされていることが分かる。
たプラスチック基板に対してイオン注入による表面処理
を行う前と行った後について、減衰全反射法（ＡＴＲ：
attenuated total reflectance）により、赤外分光特性
を測定した。なお、赤外分光特性の測定には、島津製作
所製のＡＴＲ測定用顕微鏡「ＦＴＩＲＡＩＭ８０００」
を用いた。赤外分光特性の測定結果を図２０に示す。図
２０に示したように、プラズマイオン注入法による表面
処理を行うことにより、油性インクが塗布されたプラス
チック基板の表面特性が変化しており、イオン注入によ
り表面改質がなされていることが分かる。
【０１３０】また、油性インクを塗布したプラスチック
基板に対してイオン注入による表面処理を行う前と行っ
た後について、ヘイドン製の表面評価装置によるスクラ
ッチテストを行った。その結果、表面処理を行う前は荷
重０．０１ｇで傷が付いたが、表面処理を行った後は荷
重１ｇまで傷が付かなかった。
基板に対してイオン注入による表面処理を行う前と行っ
た後について、ヘイドン製の表面評価装置によるスクラ
ッチテストを行った。その結果、表面処理を行う前は荷
重０．０１ｇで傷が付いたが、表面処理を行った後は荷
重１ｇまで傷が付かなかった。
【０１３１】また、以上のようにイオン注入による表面
処理を施した後、油性インクが塗布されたプラスチック
基板を、アセトンやエタノール等の溶媒に入れて、超音
波洗浄機に１時間ほどかけたところ、油性インクが溶け
なくなっていることが確認された。これは、イオン注入
による表面処理により、プラスチック基板上に塗布され
た油性インクが、アセトンやエタノール等の溶媒に対し
て不溶となるように改質されたことを示している。
処理を施した後、油性インクが塗布されたプラスチック
基板を、アセトンやエタノール等の溶媒に入れて、超音
波洗浄機に１時間ほどかけたところ、油性インクが溶け
なくなっていることが確認された。これは、イオン注入
による表面処理により、プラスチック基板上に塗布され
た油性インクが、アセトンやエタノール等の溶媒に対し
て不溶となるように改質されたことを示している。
【０１３２】なお、ポリカーボネート，ポリメチルメタ
クリレート，ポリエチレンテレフタラート，アクリル樹
脂などからなるプラスチック基板、あるいはシリコン基
板やガラス基板の上に油性インクを塗布してなる被処理
物２に表面処理を施した場合についても、同様の結果が
得られる。また、油性インクを塗布する代わりに、紫外
線硬化樹脂あるいは磁性粉末とバインダとの混合物を塗
布した場合についても、同様の結果が得られる。更に、
プラズマＣＶＤ装置により酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜
や窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）膜を形成したのち、これ
らの薄膜にイオン注入を行った合についても、同様の結
果が得られる。
クリレート，ポリエチレンテレフタラート，アクリル樹
脂などからなるプラスチック基板、あるいはシリコン基
板やガラス基板の上に油性インクを塗布してなる被処理
物２に表面処理を施した場合についても、同様の結果が
得られる。また、油性インクを塗布する代わりに、紫外
線硬化樹脂あるいは磁性粉末とバインダとの混合物を塗
布した場合についても、同様の結果が得られる。更に、
プラズマＣＶＤ装置により酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜
や窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）膜を形成したのち、これ
らの薄膜にイオン注入を行った合についても、同様の結
果が得られる。
【０１３３】［実施例３］本実施例においては、図４に
示した回転ドラム３０をプラスチックにより作製し、当
該回転ドラム３０を被処理物２とした。
示した回転ドラム３０をプラスチックにより作製し、当
該回転ドラム３０を被処理物２とした。
【０１３４】本実施例では、まず、回転ドラム３０をプ
ラスチックにより作製した。そして、イオン発生源１０
にＲＦプラズマソースを用い、５０ｓｃｃｍの流量でメ
タンガスを導入し、当該メタンガスから炭素、水素およ
び炭化水素のイオンを発生させたことを除き、他は実施
例２と同様にして、回転ドラム３０の表面にイオンを注
入した。なお、イオン注入を行っているときには、回転
ドラム３０の表面に、プラズマシースが青白く発生して
いるのが観測された。
ラスチックにより作製した。そして、イオン発生源１０
にＲＦプラズマソースを用い、５０ｓｃｃｍの流量でメ
タンガスを導入し、当該メタンガスから炭素、水素およ
び炭化水素のイオンを発生させたことを除き、他は実施
例２と同様にして、回転ドラム３０の表面にイオンを注
入した。なお、イオン注入を行っているときには、回転
ドラム３０の表面に、プラズマシースが青白く発生して
いるのが観測された。
【０１３５】次に、プラスチック製の回転ドラム３０に
対してイオン注入を行うことにより、回転ドラム３０の
表面の硬度が向上したことを確認するために、上記回転
ドラム３０と同一の材料からなるプラスチック製試験片
を作製し、上記の条件でイオン注入を行う前と行った後
の表面硬度を、ＮＥＣ製の薄膜硬度計「ＭＨＡ−４０
０」により測定した。その結果、イオン注入を行う前の
表面硬度が０．５ＧＰａであったのに対して、イオン注
入を行った後の表面硬度は２０ＧＰａであった。これ
は、回転ドラムを実用化するのに十分な硬度である。す
なわち、本発明を適用することにより、摩耗の問題を解
決して、プラスチック製の回転ドラムを実用化すること
が可能となることが確認された。
対してイオン注入を行うことにより、回転ドラム３０の
表面の硬度が向上したことを確認するために、上記回転
ドラム３０と同一の材料からなるプラスチック製試験片
を作製し、上記の条件でイオン注入を行う前と行った後
の表面硬度を、ＮＥＣ製の薄膜硬度計「ＭＨＡ−４０
０」により測定した。その結果、イオン注入を行う前の
表面硬度が０．５ＧＰａであったのに対して、イオン注
入を行った後の表面硬度は２０ＧＰａであった。これ
は、回転ドラムを実用化するのに十分な硬度である。す
なわち、本発明を適用することにより、摩耗の問題を解
決して、プラスチック製の回転ドラムを実用化すること
が可能となることが確認された。
【０１３６】更に、回転ドラム３０に、メタンガスに加
えてチタンを含む有機金属ガスをＲＦプラズマソースに
導入したことを除き、他は上記の条件で回転ドラムを作
製し、この回転ドラムを走行試験装置に組み込み、１０
００時間にわたって走行試験を行った。なお、走行試験
装置は、ヘリカルスキャン方式により磁気テープの記録
・再生を行うときと同様に、回転ドラムを回転させると
ともに磁気テープを走行させて、走行試験を行う装置で
あり、磁気テープのワインドおよびリワインドを自動的
に繰り返し、磁気テープを連続して走行させるようにな
っている。
えてチタンを含む有機金属ガスをＲＦプラズマソースに
導入したことを除き、他は上記の条件で回転ドラムを作
製し、この回転ドラムを走行試験装置に組み込み、１０
００時間にわたって走行試験を行った。なお、走行試験
装置は、ヘリカルスキャン方式により磁気テープの記録
・再生を行うときと同様に、回転ドラムを回転させると
ともに磁気テープを走行させて、走行試験を行う装置で
あり、磁気テープのワインドおよびリワインドを自動的
に繰り返し、磁気テープを連続して走行させるようにな
っている。
【０１３７】走行試験を行った結果、回転ドラムの摩耗
の問題や、磁気テープ貼り付きの問題は起こらず、１０
００時間以上の寿命が確保可能であることが確認でき
た。この走行試験結果から、本発明を適用して表面処理
を施すようにすることにより、プラスチック製の回転ド
ラムにおいて、摩耗の問題や磁気テープ貼り付きの問題
を解消することができ、プラスチック製の回転ドラムを
実用化することが可能となること分かった。
の問題や、磁気テープ貼り付きの問題は起こらず、１０
００時間以上の寿命が確保可能であることが確認でき
た。この走行試験結果から、本発明を適用して表面処理
を施すようにすることにより、プラスチック製の回転ド
ラムにおいて、摩耗の問題や磁気テープ貼り付きの問題
を解消することができ、プラスチック製の回転ドラムを
実用化することが可能となること分かった。
【０１３８】［実施例４］本実施例においては、光ディ
スク，光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなデ
ィスク状記録媒体に使用される、プラスチック製のディ
スク基板を、表面処理の対象となる被処理物２とした。
すなわち、ここでは、表面処理の対象となる絶縁物を、
記録媒体の記録層を支持する基材とした。また、被処理
物２に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源
１０には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製
のフィルタードカソーディックアークソースを用いた。
スク，光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなデ
ィスク状記録媒体に使用される、プラスチック製のディ
スク基板を、表面処理の対象となる被処理物２とした。
すなわち、ここでは、表面処理の対象となる絶縁物を、
記録媒体の記録層を支持する基材とした。また、被処理
物２に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源
１０には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製
のフィルタードカソーディックアークソースを用いた。
【０１３９】そして、まず、イオンを真空容器３の内部
に導入する前の真空度を、約１．３３×１０-5Ｐａ（１
０-7Ｔｏｒｒ）としたことを除き、他は実施例２と同様
にして、被処理物２の表面にイオンを注入した。なお、
イオン注入を行う際の真空度は、約１．３３×１０-3Ｐ
ａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。また、イオン注入を行
っているときには、回転ドラム３０の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
に導入する前の真空度を、約１．３３×１０-5Ｐａ（１
０-7Ｔｏｒｒ）としたことを除き、他は実施例２と同様
にして、被処理物２の表面にイオンを注入した。なお、
イオン注入を行う際の真空度は、約１．３３×１０-3Ｐ
ａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。また、イオン注入を行
っているときには、回転ドラム３０の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
【０１４０】そして、ディスク基板に対してイオン注入
による表面処理を行う前および行った後のそれぞれにつ
いて、当該ディスク基板の透湿度および酸素透過度を測
定した。
による表面処理を行う前および行った後のそれぞれにつ
いて、当該ディスク基板の透湿度および酸素透過度を測
定した。
【０１４１】その結果、イオン注入による表面処理を行
う前は、透湿度が１０ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1であり、酸素
透過度が１／１．３３×１０-14 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（１
×１０-11 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）であ
った。これに対して、イオン注入による表面処理を行っ
た後は、透湿度が０．００７ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1とな
り、酸素透過度が３／１．３３×１０-17 ｃｍ2 ／ｓ・
Ｐａ（３×１０-14 ｃｍ 3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨ
ｇ）となった。このように、イオン注入による表面処理
を行うことにより、ディスク基板の透湿度および酸素透
過度が非常に小さくなった。
う前は、透湿度が１０ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1であり、酸素
透過度が１／１．３３×１０-14 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（１
×１０-11 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）であ
った。これに対して、イオン注入による表面処理を行っ
た後は、透湿度が０．００７ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1とな
り、酸素透過度が３／１．３３×１０-17 ｃｍ2 ／ｓ・
Ｐａ（３×１０-14 ｃｍ 3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨ
ｇ）となった。このように、イオン注入による表面処理
を行うことにより、ディスク基板の透湿度および酸素透
過度が非常に小さくなった。
【０１４２】［実施例５］本実施例においては、ディス
ク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスクを、表
面処理の対象となる被処理物２とし、磁性層上に形成さ
れた保護膜に対してイオン注入を行った。すなわち、こ
こでは、表面処理の対象となる絶縁物を、基材上に記録
層が形成されてなる記録媒体とした。また、被処理物２
に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源１０
には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製のフ
ィルタードカソーディックアークソースを用いた。
ク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスクを、表
面処理の対象となる被処理物２とし、磁性層上に形成さ
れた保護膜に対してイオン注入を行った。すなわち、こ
こでは、表面処理の対象となる絶縁物を、基材上に記録
層が形成されてなる記録媒体とした。また、被処理物２
に注入するイオン種はカーボンとし、イオン発生源１０
には、コモンウェルス・サイエンティフィック社製のフ
ィルタードカソーディックアークソースを用いた。
【０１４３】本実施例では、まず、磁性粉末をバインダ
に混ぜて、プラスチック製のディスク基板上に塗布し、
ディスク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスク
を作製した。
に混ぜて、プラスチック製のディスク基板上に塗布し、
ディスク基板上に磁性層が形成されてなる磁気ディスク
を作製した。
【０１４４】そして、この磁気ディスクを、真空容器３
の内部に配されたホルダー５に取り付けるとともに、イ
オン注入を行ったときに磁気ディスクの温度が上昇しす
ぎないように、ホルダー５に組み込まれた冷却水導入用
パイプに冷却水を流した。そして、表面処理の対象とな
る磁気ディスクをホルダー５に取り付けた後、真空容器
３の内部をクライオポンプ４により排気して高真空状態
とした。このときの真空容器３の内部の真空度、すなわ
ちイオンを真空容器３の内部に導入する前の真空度（背
景真空度）は、約１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒ
ｒ）とした。
の内部に配されたホルダー５に取り付けるとともに、イ
オン注入を行ったときに磁気ディスクの温度が上昇しす
ぎないように、ホルダー５に組み込まれた冷却水導入用
パイプに冷却水を流した。そして、表面処理の対象とな
る磁気ディスクをホルダー５に取り付けた後、真空容器
３の内部をクライオポンプ４により排気して高真空状態
とした。このときの真空容器３の内部の真空度、すなわ
ちイオンを真空容器３の内部に導入する前の真空度（背
景真空度）は、約１．３３×１０-5Ｐａ（１０-7Ｔｏｒ
ｒ）とした。
【０１４５】次に、イオン発生装置６によりカーボンイ
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。
オンを発生させ、当該カーボンイオンを真空容器３の内
部に導入した。ここで、カーボンイオン流によるイオン
電流は約１０Ａ、カーボンイオンのエネルギーは約２５
ｅＶとなるようにした。そして、このようにカーボンイ
オンを真空容器３の内部に導入して、カーボンイオンを
含むプラズマを発生させた。このときの真空容器３の内
部の真空度、すなわちイオン注入を行う際の真空度は、
約１．３３×１０-3Ｐａ（１０-5Ｔｏｒｒ）であった。
【０１４６】そして、カーボンイオンを含むプラズマ中
に磁気ディスクが配された状態において、パルス電源８
により正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧を発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧とし
て、磁気ディスクに印加した。これにより、磁気ディス
クにカーボンイオンを引き込んで、磁気ディスクの磁性
層へのイオン注入を行った。
に磁気ディスクが配された状態において、パルス電源８
により正のパルス電圧と負のパルス電圧を含むパルス状
電圧を発生させ、当該パルス状電圧をバイアス電圧とし
て、磁気ディスクに印加した。これにより、磁気ディス
クにカーボンイオンを引き込んで、磁気ディスクの磁性
層へのイオン注入を行った。
【０１４７】なお、このようにイオン注入を行っている
ときには、表面処理の対象となる磁気ディスクの表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
ときには、表面処理の対象となる磁気ディスクの表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
【０１４８】以上のように磁気ディスクの磁性層にイオ
ンを注入することで、磁性層の表面硬度を高めて、磁気
ディスクの耐久性および信頼性を向上することができ
た。
ンを注入することで、磁性層の表面硬度を高めて、磁気
ディスクの耐久性および信頼性を向上することができ
た。
【０１４９】［実施例６］本実施例では、光ディスク，
光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなディスク
状記録媒体において記録層を保護する保護膜を、表面処
理の対象となる被処理物２とした。すなわち、基材上に
記録層が形成されてなると共に、当該記録層上に保護膜
が形成されてなる記録媒体を表面処理の対象とし、記録
層上に形成された保護膜に対してイオン注入を行った。
また、被処理物２に注入するイオン種はカーボンとし、
イオン発生源１０には、コモンウェルス・サイエンティ
フィック社製のフィルタードカソーディックアークソー
スを用いた。
光磁気ディスクまたは磁気ディスク等のようなディスク
状記録媒体において記録層を保護する保護膜を、表面処
理の対象となる被処理物２とした。すなわち、基材上に
記録層が形成されてなると共に、当該記録層上に保護膜
が形成されてなる記録媒体を表面処理の対象とし、記録
層上に形成された保護膜に対してイオン注入を行った。
また、被処理物２に注入するイオン種はカーボンとし、
イオン発生源１０には、コモンウェルス・サイエンティ
フィック社製のフィルタードカソーディックアークソー
スを用いた。
【０１５０】本実施例では、まず、プラスチック製のデ
ィスク基板上に記録層を形成し、次に、当該記録層上に
スピンコート装置を用いて紫外線硬化樹脂からなる保護
膜を形成して、ディスク基板上に記録層および保護膜が
積層形成されてなるディスク状記録媒体を作製した。
ィスク基板上に記録層を形成し、次に、当該記録層上に
スピンコート装置を用いて紫外線硬化樹脂からなる保護
膜を形成して、ディスク基板上に記録層および保護膜が
積層形成されてなるディスク状記録媒体を作製した。
【０１５１】そして、実施例５と同様にして、ディスク
状記録媒体の表面にイオンを注入した。なお、イオン注
入を行っているときには、ディスク状記録媒体の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
状記録媒体の表面にイオンを注入した。なお、イオン注
入を行っているときには、ディスク状記録媒体の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
【０１５２】［実施例７］本実施例では、液晶パネルに
おいて液晶を封入するためのパネル基板をプラスチック
により作製し、当該パネル基板を、表面処理の対象とな
る被処理物２とした。また、被処理物２に注入するイオ
ン種はカーボンとし、イオン発生源１０には、コモンウ
ェルス・サイエンティフィック社製のフィルタードカソ
ーディックアークソースを用いた。
おいて液晶を封入するためのパネル基板をプラスチック
により作製し、当該パネル基板を、表面処理の対象とな
る被処理物２とした。また、被処理物２に注入するイオ
ン種はカーボンとし、イオン発生源１０には、コモンウ
ェルス・サイエンティフィック社製のフィルタードカソ
ーディックアークソースを用いた。
【０１５３】そして、まず、実施例５と同様にして、パ
ネル基板の表面にイオンを注入した。なお、イオン注入
を行っているときには、パネル基板の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
ネル基板の表面にイオンを注入した。なお、イオン注入
を行っているときには、パネル基板の表面に、プラズマ
シースが青白く発生しているのが観測された。
【０１５４】そして、以上のようにパネル基板に対して
イオン注入による表面処理を行う前と行った後につい
て、当該パネル基板の透湿度および酸素透過度を測定し
た。その結果、イオン注入による表面処理を行う前は、
透湿度が１０ｇ・ｍ-2・２４ｈ -1であり、酸素透過度が
１／１．３３×１０-14 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（１×１０-1
1 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）であったのに
対して、イオン注入による表面処理を行った後は、透湿
度が０．００７ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1となり、酸素透過度
が３／１．３３×１０-17 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（３×１０
-14 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）となった。
このように、イオン注入による表面処理を行うことによ
り、パネル基板の透湿度および酸素透過度が非常に小さ
くなり、プラスチック製のパネル基板の透湿度および酸
素透過度を、ガラスによって作製したパネル基板と同程
度にすることができた。
イオン注入による表面処理を行う前と行った後につい
て、当該パネル基板の透湿度および酸素透過度を測定し
た。その結果、イオン注入による表面処理を行う前は、
透湿度が１０ｇ・ｍ-2・２４ｈ -1であり、酸素透過度が
１／１．３３×１０-14 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（１×１０-1
1 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）であったのに
対して、イオン注入による表面処理を行った後は、透湿
度が０．００７ｇ・ｍ-2・２４ｈ-1となり、酸素透過度
が３／１．３３×１０-17 ｃｍ2 ／ｓ・Ｐａ（３×１０
-14 ｃｍ3 ・ｃｍ／ｃｍ2 ・ｓ・ｃｍＨｇ）となった。
このように、イオン注入による表面処理を行うことによ
り、パネル基板の透湿度および酸素透過度が非常に小さ
くなり、プラスチック製のパネル基板の透湿度および酸
素透過度を、ガラスによって作製したパネル基板と同程
度にすることができた。
【０１５５】［実施例８］本実施例では、プラスチック
基板に印刷を施し、それを表面処理の対象となる被処理
物２とした。すなわち、絶縁体に印刷が施されてなる印
刷物を表面処理の対象とし、その印刷面に対してイオン
注入を行った。また、被処理物２に注入するイオン種は
カーボンとし、イオン発生源１０には、コモンウェルス
・サイエンティフィック社製のフィルタードカソーディ
ックアークソースを用いた。
基板に印刷を施し、それを表面処理の対象となる被処理
物２とした。すなわち、絶縁体に印刷が施されてなる印
刷物を表面処理の対象とし、その印刷面に対してイオン
注入を行った。また、被処理物２に注入するイオン種は
カーボンとし、イオン発生源１０には、コモンウェルス
・サイエンティフィック社製のフィルタードカソーディ
ックアークソースを用いた。
【０１５６】本実施例では、まず、実施例５と同様にし
て、印刷を施したプラスチック基板の表面にイオンを注
入した。なお、このようにイオン注入を行っているとき
には、表面処理の対象となるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
て、印刷を施したプラスチック基板の表面にイオンを注
入した。なお、このようにイオン注入を行っているとき
には、表面処理の対象となるプラスチック基板の表面
に、プラズマシースが青白く発生しているのが観測され
た。
【０１５７】そして、印刷が施されたプラスチック基板
に対してイオン注入による表面処理を行う前および行っ
た後のそれぞれについて、新東科学製のヘイドンＴｙｐ
ｅ２２型の表面評価装置によるスクラッチテストを行っ
た。その結果、表面処理を行う前は荷重０．０１ｇ程度
で印刷面に傷が付いたが、表面処理を行った後は荷重１
ｇまで傷が付かなかった。
に対してイオン注入による表面処理を行う前および行っ
た後のそれぞれについて、新東科学製のヘイドンＴｙｐ
ｅ２２型の表面評価装置によるスクラッチテストを行っ
た。その結果、表面処理を行う前は荷重０．０１ｇ程度
で印刷面に傷が付いたが、表面処理を行った後は荷重１
ｇまで傷が付かなかった。
【０１５８】また、以上のようにイオン注入による表面
処理を施した後、プラスチック基板を、アセトンやエタ
ノール等の溶媒に入れて、超音波洗浄機に１時間ほどか
けたところ、印刷が落ちないことが確認された。これ
は、イオン注入による表面処理により、プラスチック基
板に印刷されたインクが、アセトンやエタノール等の溶
媒に対して不溶となるように改質されたことを示してい
る。
処理を施した後、プラスチック基板を、アセトンやエタ
ノール等の溶媒に入れて、超音波洗浄機に１時間ほどか
けたところ、印刷が落ちないことが確認された。これ
は、イオン注入による表面処理により、プラスチック基
板に印刷されたインクが、アセトンやエタノール等の溶
媒に対して不溶となるように改質されたことを示してい
る。
【０１５９】［実施例９］本実施例では、まず、ポリカ
ーボネートよりなる透明基板を用意し、この透明基板に
対して３０分間アルコールを用いた超音波洗浄を行っ
た。次に、洗浄した透明基板上に、スピンコート法によ
りシリコーン（東芝製トスガード５１０）を塗布した。
続いて、湿度が４０％以下に制御された乾燥庫中におい
てシリコーンを乾燥させた（乾燥時間３０分）のち、オ
ーブンを用いて８０℃で３時間加熱することにより、シ
リコーンを硬化させ、透明基板上に厚さ約２μｍの保護
膜を形成した。
ーボネートよりなる透明基板を用意し、この透明基板に
対して３０分間アルコールを用いた超音波洗浄を行っ
た。次に、洗浄した透明基板上に、スピンコート法によ
りシリコーン（東芝製トスガード５１０）を塗布した。
続いて、湿度が４０％以下に制御された乾燥庫中におい
てシリコーンを乾燥させた（乾燥時間３０分）のち、オ
ーブンを用いて８０℃で３時間加熱することにより、シ
リコーンを硬化させ、透明基板上に厚さ約２μｍの保護
膜を形成した。
【０１６０】次に、表面処理装置１を用い、次のように
して被処理物２の表面処理を行った。すなわち、まず、
冷却水導入用パイプを介して供給された冷却水により水
冷されたホルダーに透明基板を取り付け、真空容器の内
部をクライオポンプにより排気して高真空状態にした。
続いて、メタンガスをイオンソースとして、イオン発生
源から炭素イオンを発生させ、この炭素イオンを真空容
器の内部に導入した。これにより、真空容器の内部に、
炭素イオンを含むプラズマを発生させた。なお、このと
き、真空容器内部の真空度は、５×１０-3Ｐａ程度であ
った。
して被処理物２の表面処理を行った。すなわち、まず、
冷却水導入用パイプを介して供給された冷却水により水
冷されたホルダーに透明基板を取り付け、真空容器の内
部をクライオポンプにより排気して高真空状態にした。
続いて、メタンガスをイオンソースとして、イオン発生
源から炭素イオンを発生させ、この炭素イオンを真空容
器の内部に導入した。これにより、真空容器の内部に、
炭素イオンを含むプラズマを発生させた。なお、このと
き、真空容器内部の真空度は、５×１０-3Ｐａ程度であ
った。
【０１６１】真空容器の内部を炭素イオンを含むプラズ
マ雰囲気としたのち、パルス電源により、保護膜が形成
された透明基板に、正負のパルスが交互に現れるパルス
状電圧を３分間印加した。このとき、パルス状電圧の正
負のパルスピーク値は±１０ｋＶとし、正負のそれぞれ
のパルスの幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は０．１ｍ
ｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。これにより、保護膜に炭
素イオンが引き込まれ、注入された。
マ雰囲気としたのち、パルス電源により、保護膜が形成
された透明基板に、正負のパルスが交互に現れるパルス
状電圧を３分間印加した。このとき、パルス状電圧の正
負のパルスピーク値は±１０ｋＶとし、正負のそれぞれ
のパルスの幅は５μｓｅｃとし、パルス間隔は０．１ｍ
ｓｅｃ（１０ｋＨｚ）とした。これにより、保護膜に炭
素イオンが引き込まれ、注入された。
【０１６２】更に、透明基板に、Ｎ2 またはＮＨ3 をイ
オンソースとして、イオン発生源から窒素イオンを発生
させたことを除き、他は上記の条件で透明基板の表面処
理を行った。
オンソースとして、イオン発生源から窒素イオンを発生
させたことを除き、他は上記の条件で透明基板の表面処
理を行った。
【０１６３】なお、本実施例に対する比較例１として、
保護膜を形成せずに、透明基板にイオンを注入したこと
を除き、他は本実施例と同様にして表面処理を行った。
また、本実施例に対する比較例２として、クォーツガラ
ス上にＤＬＣ（Diamond LikeCarbon ）よりなる保護膜
を形成し、後述する光透過率の測定を行った。
保護膜を形成せずに、透明基板にイオンを注入したこと
を除き、他は本実施例と同様にして表面処理を行った。
また、本実施例に対する比較例２として、クォーツガラ
ス上にＤＬＣ（Diamond LikeCarbon ）よりなる保護膜
を形成し、後述する光透過率の測定を行った。
【０１６４】そののち、得られた表面処理物の特性を調
べるために、本実施例の表面処理前のものおよび表面処
理後のもの（表面処理物）、並びに比較例１の表面処理
物について、以下に詳しく述べるように、光透過率の測
定，赤外吸収スペクトルの測定およびスクラッチテスト
を行った。
べるために、本実施例の表面処理前のものおよび表面処
理後のもの（表面処理物）、並びに比較例１の表面処理
物について、以下に詳しく述べるように、光透過率の測
定，赤外吸収スペクトルの測定およびスクラッチテスト
を行った。
【０１６５】光透過率は、分光光度計（PERKIN ELMER社
製Lambda19）を用いて測定した。得られた結果を図２１
に示す。なお、図２１では、縦軸は光透過率（単位；
％）を示し、横軸は光の波長（単位；ｎｍ）を示してい
る。また、データＡは本実施例の表面処理前のものの光
透過率を示し、データＢは本実施例の炭素イオンによる
表面処理後のものの光透過率を示し、データＣは比較例
１の表面処理物の光透過率を示し、データＤは比較例２
の光透過率を示している。図２１からも分かるように、
本実施例の表面処理前のものと表面処理後のものとで
は、光透過率にほとんど変化がなく、共に可視光領域
（波長３８０〜９００ｎｍ）において８０％以上の光透
過率を有していた。したがって、本実施例の表面処理物
は、青紫色レーザを備えた光ディスク装置に用いる光デ
ィスク基板に適用できることが確認された。
製Lambda19）を用いて測定した。得られた結果を図２１
に示す。なお、図２１では、縦軸は光透過率（単位；
％）を示し、横軸は光の波長（単位；ｎｍ）を示してい
る。また、データＡは本実施例の表面処理前のものの光
透過率を示し、データＢは本実施例の炭素イオンによる
表面処理後のものの光透過率を示し、データＣは比較例
１の表面処理物の光透過率を示し、データＤは比較例２
の光透過率を示している。図２１からも分かるように、
本実施例の表面処理前のものと表面処理後のものとで
は、光透過率にほとんど変化がなく、共に可視光領域
（波長３８０〜９００ｎｍ）において８０％以上の光透
過率を有していた。したがって、本実施例の表面処理物
は、青紫色レーザを備えた光ディスク装置に用いる光デ
ィスク基板に適用できることが確認された。
【０１６６】赤外吸収スペクトルの測定は、実施例２と
同様にして、減衰全反射法により行った。ここでは、測
定深度を０．５〜２．５μｍ付近とした。得られた結果
を図２２に示す。なお、図２２では、縦軸は赤外吸収ス
ペクトル（任意単位）を示し、横軸は波数（単位；ｃｍ
-1）を示している。また、データＡは本実施例の表面処
理前のもののスペクトルを示し、データＢは本実施例の
炭素イオンによる表面処理後のもののスペクトルを示
し、データＥは本実施例の窒素イオンによる表面処理後
のもののスペクトルを示している。データＡと、データ
ＢおよびデータＥとでは、図２２に矢印で示した波数の
領域において、赤外吸収強度に変化が認められた。例え
ば、イオンを注入する前（データＡ）には、１１００ｃ
ｍ-1付近に最大のピークに付随するショルダー（図２２
符号Ｓ）が見られるが、イオンを注入することにより、
このショルダーが消失している。これは、イオンを注入
した結果、保護膜の表面付近において、化学的構造が変
化していることを示している。
同様にして、減衰全反射法により行った。ここでは、測
定深度を０．５〜２．５μｍ付近とした。得られた結果
を図２２に示す。なお、図２２では、縦軸は赤外吸収ス
ペクトル（任意単位）を示し、横軸は波数（単位；ｃｍ
-1）を示している。また、データＡは本実施例の表面処
理前のもののスペクトルを示し、データＢは本実施例の
炭素イオンによる表面処理後のもののスペクトルを示
し、データＥは本実施例の窒素イオンによる表面処理後
のもののスペクトルを示している。データＡと、データ
ＢおよびデータＥとでは、図２２に矢印で示した波数の
領域において、赤外吸収強度に変化が認められた。例え
ば、イオンを注入する前（データＡ）には、１１００ｃ
ｍ-1付近に最大のピークに付随するショルダー（図２２
符号Ｓ）が見られるが、イオンを注入することにより、
このショルダーが消失している。これは、イオンを注入
した結果、保護膜の表面付近において、化学的構造が変
化していることを示している。
【０１６７】スクラッチテストは、スクラッチテスト装
置（新東科学社製トライボギア（HEIDON-22 ））を用い
て行った。具体的には、荷重を０〜０．４９Ｎ（０〜５
０ｇ重）に変化させながら、探針により試料の表面を１
０ｍｍ／分の速さで引っかいた際（引っかき距離１０ｍ
ｍ）の摩擦力を測定した（連続荷重モード）。なお、探
針には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）よりなると共に、先端
半径が０．０５ｍｍであり、先端角度が６０°である通
常の探針を用いた。得られた結果を図２３に示す。な
お、図２３では、縦軸は摩擦力（単位；Ｎ）を示し、横
軸は荷重（単位；Ｎを示している。また、データＡは本
実施例の表面処理前のものの摩擦力を示し、データＢは
本実施例の炭素イオンによる表面処理後のものの摩擦力
を示している。表面処理前のものについては、降伏点が
０．２３Ｎ（２３ｇ重）であり、これを越える力が負荷
されると、保護膜が破壊されることが分かった。一方、
表面処理物の降伏点は、０．３３Ｎ（３４ｇ重）であっ
た。すなわち、イオンを注入することにより、保護膜の
硬度，耐摩耗性および保護膜と透明基板との間の密着力
が向上することが確認された。
置（新東科学社製トライボギア（HEIDON-22 ））を用い
て行った。具体的には、荷重を０〜０．４９Ｎ（０〜５
０ｇ重）に変化させながら、探針により試料の表面を１
０ｍｍ／分の速さで引っかいた際（引っかき距離１０ｍ
ｍ）の摩擦力を測定した（連続荷重モード）。なお、探
針には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）よりなると共に、先端
半径が０．０５ｍｍであり、先端角度が６０°である通
常の探針を用いた。得られた結果を図２３に示す。な
お、図２３では、縦軸は摩擦力（単位；Ｎ）を示し、横
軸は荷重（単位；Ｎを示している。また、データＡは本
実施例の表面処理前のものの摩擦力を示し、データＢは
本実施例の炭素イオンによる表面処理後のものの摩擦力
を示している。表面処理前のものについては、降伏点が
０．２３Ｎ（２３ｇ重）であり、これを越える力が負荷
されると、保護膜が破壊されることが分かった。一方、
表面処理物の降伏点は、０．３３Ｎ（３４ｇ重）であっ
た。すなわち、イオンを注入することにより、保護膜の
硬度，耐摩耗性および保護膜と透明基板との間の密着力
が向上することが確認された。
【０１６８】以上の結果から、本実施例の表面処理方法
により保護膜に対するイオン注入を行えば、得られる表
面処理物は、表面処理を行う前のものと比べて、高い硬
度を有すると共に、耐摩耗性に優れていることが分かっ
た。また、この表面処理物の光透過率は、表面処理を行
う前のもののそれとほとんど変化がないことも分かっ
た。
により保護膜に対するイオン注入を行えば、得られる表
面処理物は、表面処理を行う前のものと比べて、高い硬
度を有すると共に、耐摩耗性に優れていることが分かっ
た。また、この表面処理物の光透過率は、表面処理を行
う前のもののそれとほとんど変化がないことも分かっ
た。
【０１６９】［実施例１０］本実施例は、まず、アクリ
ル樹脂よりなる透明基板５１を用意し、表面処理装置１
を用い、実施例９と同様にして透明基板５１の表面に炭
素イオンを注入して、表面保護層５２を形成した。これ
により、対物レンズ５０が作製された。
ル樹脂よりなる透明基板５１を用意し、表面処理装置１
を用い、実施例９と同様にして透明基板５１の表面に炭
素イオンを注入して、表面保護層５２を形成した。これ
により、対物レンズ５０が作製された。
【０１７０】そののち、得られた対物レンズ５０につい
て、薄膜硬度計を用いて、表面保護層５２側から先端半
径０．５μｍのバーコビッチ圧子により押し込み距離１
００ｎｍまで押し込み、さらに荷重２９０μＮまで測定
を行ったが、表面保護層５２には、なんら圧痕が見られ
ず、歪み変位曲線よりも変形がほとんどないことが示さ
れた。このことは、応力による保護膜５２の塑性変形が
なく、降伏点が大きなことを示しており、このような表
面処理が有効であることを示唆している。
て、薄膜硬度計を用いて、表面保護層５２側から先端半
径０．５μｍのバーコビッチ圧子により押し込み距離１
００ｎｍまで押し込み、さらに荷重２９０μＮまで測定
を行ったが、表面保護層５２には、なんら圧痕が見られ
ず、歪み変位曲線よりも変形がほとんどないことが示さ
れた。このことは、応力による保護膜５２の塑性変形が
なく、降伏点が大きなことを示しており、このような表
面処理が有効であることを示唆している。
【０１７１】［第４の実施の形態］本発明の第４の実施
の形態は、第１の実施の形態に用いた表面処理装置の変
形例としてインバータ回路を真空管を用いて構成したも
のである。インバータ回路として真空管を用いると、 第
１の実施の形態のようにパルストランスを介さずに、 イ
ンバータ回路から出力されるパルス状電圧を被処理物に
直接印加することができる。また、このように真空管方
式を採用した場合には、パルストランス方式においては
共振のため測定できなかった電流波形を測定することが
可能になる。なお、以下の説明では、第１の実施の形態
と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその
説明を省略する。
の形態は、第１の実施の形態に用いた表面処理装置の変
形例としてインバータ回路を真空管を用いて構成したも
のである。インバータ回路として真空管を用いると、 第
１の実施の形態のようにパルストランスを介さずに、 イ
ンバータ回路から出力されるパルス状電圧を被処理物に
直接印加することができる。また、このように真空管方
式を採用した場合には、パルストランス方式においては
共振のため測定できなかった電流波形を測定することが
可能になる。なお、以下の説明では、第１の実施の形態
と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここではその
説明を省略する。
【０１７２】本実施の形態では、真空チャンバ３内に５
ｃｍグリッドのカウフマン型イオン源１０よりイオンの
みが、基板ホルダー５および例えば直径１５０ｍｍの基
板２に向かって例えば２００Ｖ，１ｍＡで照射される。
真空チャンバ３内は真空ポンプ（図示せず）により例え
ば１０-4Ｐａまでに真空引きされるが、イオン源１０の
動作時にはメタンガスがフィラメントにより分解されて
炭素，水素イオンとなるため、真空度は１０-2Ｐａとな
る。基板ホルダー５は碍子により真空チャンバ３より絶
縁されており、かつ冷媒液体窒素により冷却されてい
る。この基板ホルダー５にはパルス電源回路６０より高
電圧パルスが印加されるようになっている。
ｃｍグリッドのカウフマン型イオン源１０よりイオンの
みが、基板ホルダー５および例えば直径１５０ｍｍの基
板２に向かって例えば２００Ｖ，１ｍＡで照射される。
真空チャンバ３内は真空ポンプ（図示せず）により例え
ば１０-4Ｐａまでに真空引きされるが、イオン源１０の
動作時にはメタンガスがフィラメントにより分解されて
炭素，水素イオンとなるため、真空度は１０-2Ｐａとな
る。基板ホルダー５は碍子により真空チャンバ３より絶
縁されており、かつ冷媒液体窒素により冷却されてい
る。この基板ホルダー５にはパルス電源回路６０より高
電圧パルスが印加されるようになっている。
【０１７３】パルス電源回路６０は、コイル６３を間に
して正負のパルス電圧を出力するための高電圧真空管６
１，６２を備えている。これら高電圧真空管６１，６２
には制御器６４，６５を介して充電器６６，６７が接続
されている。一方の充電器６６は正の直流電圧、他方の
充電器６７は負の直流電圧をそれぞれ出力するものであ
る。制御器６４，６５にはタイミング信号発生器６８か
らタイミング信号が供給され、これにより充電器６６，
６７から出力される正負の直流電圧のオン・オフ制御を
行い、正負のパルス状電圧に変換すると共に、正のパル
ス状電圧と負のパルス状電圧とが交互に出力されるよう
に制御器６４，６５の切換え制御を行うようになってい
る。
して正負のパルス電圧を出力するための高電圧真空管６
１，６２を備えている。これら高電圧真空管６１，６２
には制御器６４，６５を介して充電器６６，６７が接続
されている。一方の充電器６６は正の直流電圧、他方の
充電器６７は負の直流電圧をそれぞれ出力するものであ
る。制御器６４，６５にはタイミング信号発生器６８か
らタイミング信号が供給され、これにより充電器６６，
６７から出力される正負の直流電圧のオン・オフ制御を
行い、正負のパルス状電圧に変換すると共に、正のパル
ス状電圧と負のパルス状電圧とが交互に出力されるよう
に制御器６４，６５の切換え制御を行うようになってい
る。
【０１７４】すなわち、このパルス電源回路６０では、
充電器６６，６７から出力される正負の直流電圧が、タ
イミング信号発生器６８から供給されるタイミング信号
に基づいてオン・オフ制御されパルス状電圧に変換され
た後、高電圧真空管６１，６２により増幅される。これ
により正負のパルス状電圧が交互に出力され、支持部材
９および基板ホルダー５を介して被処理物２に印加され
る。その他の作用は第１の実施の形態と同様である。
充電器６６，６７から出力される正負の直流電圧が、タ
イミング信号発生器６８から供給されるタイミング信号
に基づいてオン・オフ制御されパルス状電圧に変換され
た後、高電圧真空管６１，６２により増幅される。これ
により正負のパルス状電圧が交互に出力され、支持部材
９および基板ホルダー５を介して被処理物２に印加され
る。その他の作用は第１の実施の形態と同様である。
【０１７５】図２５〜図３０はそれぞれパルス電源回路
６０から出力される電圧波形の具体例、図３１〜図３６
は図２５〜図３０に示した電圧波形を印加したときの電
流波形を表すものである。なお、電圧はテクトロニクス
社製の高電圧プローブ、電流はピアソン社製のＣＴプロ
ーブにより測定することができる。図２５において、Ｔ
ｄ１は負のパルスの立上がり時間が２μｓｅｃであるこ
とを示している。また、Ｔｎは立上がり、立下がりを含
めてパルス幅が１０μｓｅｃであること、Ｔｐは正のパ
ルス幅が５μｓｅｃ、Ｔｃは周期が１ｍｓｅｃであるこ
とをそれぞれ示している。このときの電流波形は図３１
に示したように、０．２Ａほど定常的にパルス電流が測
定される。
６０から出力される電圧波形の具体例、図３１〜図３６
は図２５〜図３０に示した電圧波形を印加したときの電
流波形を表すものである。なお、電圧はテクトロニクス
社製の高電圧プローブ、電流はピアソン社製のＣＴプロ
ーブにより測定することができる。図２５において、Ｔ
ｄ１は負のパルスの立上がり時間が２μｓｅｃであるこ
とを示している。また、Ｔｎは立上がり、立下がりを含
めてパルス幅が１０μｓｅｃであること、Ｔｐは正のパ
ルス幅が５μｓｅｃ、Ｔｃは周期が１ｍｓｅｃであるこ
とをそれぞれ示している。このときの電流波形は図３１
に示したように、０．２Ａほど定常的にパルス電流が測
定される。
【０１７６】図２６では、負のパルスの立下がり時間Ｔ
ｂが１００μｓｅｃであることを示している。このとき
の電流波形は図３２に示したとおりである。図２７で
は、正のパルスの立下がり時間Ｔｄ２が負のパルスと同
様に２μｓｅｃであることを示している。このときの電
流波形は図３３に示したとおりである。図２８、図２９
および図３０は、それぞれ図２５，図２６および図２７
に対して正負の極性が反転した場合の波形である。な
お、上述のパルス幅Ｔｐ，Ｔｎの値はそれぞれ１μｓｅ
ｃ〜１０００μｓｅｃの範囲内であることが好ましい。
また、図中の正負の電圧の具体的な値は、例えば、＋Ｖ
は１０ＫＶ、−Ｖは−２０ＫＶである。なお、＋Ｖは０
ＫＶから２００ＫＶ、−Ｖは、０から−２００ＫＶの範
囲内とすることが好ましい。
ｂが１００μｓｅｃであることを示している。このとき
の電流波形は図３２に示したとおりである。図２７で
は、正のパルスの立下がり時間Ｔｄ２が負のパルスと同
様に２μｓｅｃであることを示している。このときの電
流波形は図３３に示したとおりである。図２８、図２９
および図３０は、それぞれ図２５，図２６および図２７
に対して正負の極性が反転した場合の波形である。な
お、上述のパルス幅Ｔｐ，Ｔｎの値はそれぞれ１μｓｅ
ｃ〜１０００μｓｅｃの範囲内であることが好ましい。
また、図中の正負の電圧の具体的な値は、例えば、＋Ｖ
は１０ＫＶ、−Ｖは−２０ＫＶである。なお、＋Ｖは０
ＫＶから２００ＫＶ、−Ｖは、０から−２００ＫＶの範
囲内とすることが好ましい。
【０１７７】本実施の形態では、パルス電源回路６０と
してトランスの代わりに真空管を用いるようにしたの
で、高い出力電圧を得ることができることに加え、正負
のパルス幅の制御が可能になる。従って、被処理物の種
類に応じて適正なパルス幅の電圧を印加することがで
き、イオン注入による表面処理をより適切に行うことが
可能になる。その他の作用効果は、第１の実施の形態と
同様である。
してトランスの代わりに真空管を用いるようにしたの
で、高い出力電圧を得ることができることに加え、正負
のパルス幅の制御が可能になる。従って、被処理物の種
類に応じて適正なパルス幅の電圧を印加することがで
き、イオン注入による表面処理をより適切に行うことが
可能になる。その他の作用効果は、第１の実施の形態と
同様である。
【０１７８】以上、いくつかの実施の形態および実施例
を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態
および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能
である。例えば、上記第３の実施の形態では、透明基板
５１の表面にイオンを注入して表面保護層５２を形成す
るようにしたが、第２の実施の形態と同様に、透明基板
上に予め形成された保護膜に対してイオンを注入するよ
うにしてもよい。
を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態
および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能
である。例えば、上記第３の実施の形態では、透明基板
５１の表面にイオンを注入して表面保護層５２を形成す
るようにしたが、第２の実施の形態と同様に、透明基板
上に予め形成された保護膜に対してイオンを注入するよ
うにしてもよい。
【０１７９】また、上記第２の実施の形態では被処理物
２として光ディスク基板を例に挙げると共に、上記第３
の実施の形態では被処理物２として光学ピックアップを
構成する対物レンズ５０を例に挙げて説明したが、本発
明は、光磁気ディスクなどの他の光透過性を有する被処
理物についても広く適用することができる。
２として光ディスク基板を例に挙げると共に、上記第３
の実施の形態では被処理物２として光学ピックアップを
構成する対物レンズ５０を例に挙げて説明したが、本発
明は、光磁気ディスクなどの他の光透過性を有する被処
理物についても広く適用することができる。
【０１８０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１ま
たは請求項２記載の表面処理装置あるいは請求項３ない
し請求項１６のいずれか１項に記載の表面処理方法によ
れば、プラズマ中において正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加することにより、絶縁
物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物にイオン
を注入するようにしたので、イオンを注入する際に、絶
縁物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物の内部
に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの状態になる
おそれがなくなり、表面にイオンが均一に注入されると
いう効果を奏する。特に、絶縁物であるプラスチックに
対しても、イオン注入による表面処理を施すことが可能
となる。すなわち、本発明の表面処理装置あるいは表面
処理方法によれば、プラスチックに対してイオン注入に
よる表面改質を施して、硬度、弾塑性特性、電気伝導
度、潤滑性、耐久性、耐湿性、耐食性、濡れ性、気体透
過率などの各種特性を改質することが可能となる。した
がって、従来は金属やガラスなどにより作られていた多
くの部品を、安価なプラスチックに置き換えることが可
能となり、産業上極めて有効である。
たは請求項２記載の表面処理装置あるいは請求項３ない
し請求項１６のいずれか１項に記載の表面処理方法によ
れば、プラズマ中において正のパルス電圧と負のパルス
電圧とを含むパルス状電圧を印加することにより、絶縁
物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物にイオン
を注入するようにしたので、イオンを注入する際に、絶
縁物あるいは酸化ケイ素を主成分とする被処理物の内部
に電荷がたまり、いわゆるチャージアップの状態になる
おそれがなくなり、表面にイオンが均一に注入されると
いう効果を奏する。特に、絶縁物であるプラスチックに
対しても、イオン注入による表面処理を施すことが可能
となる。すなわち、本発明の表面処理装置あるいは表面
処理方法によれば、プラスチックに対してイオン注入に
よる表面改質を施して、硬度、弾塑性特性、電気伝導
度、潤滑性、耐久性、耐湿性、耐食性、濡れ性、気体透
過率などの各種特性を改質することが可能となる。した
がって、従来は金属やガラスなどにより作られていた多
くの部品を、安価なプラスチックに置き換えることが可
能となり、産業上極めて有効である。
【０１８１】また、請求項１４または請求項１５記載の
表面処理方法あるいは請求項１７ないし請求項２３のい
ずれか１項に記載の表面処理物によれば、光透過性を有
する絶縁物の表面処理がなされるように構成したので、
光学的特性がイオンが注入されていないもののそれとほ
ぼ等しく、かつ表面の機械的特性がイオンが注入されて
いないものよりも優れた表面処理物を得ることができる
という効果を奏する。
表面処理方法あるいは請求項１７ないし請求項２３のい
ずれか１項に記載の表面処理物によれば、光透過性を有
する絶縁物の表面処理がなされるように構成したので、
光学的特性がイオンが注入されていないもののそれとほ
ぼ等しく、かつ表面の機械的特性がイオンが注入されて
いないものよりも優れた表面処理物を得ることができる
という効果を奏する。
【０１８２】特に、請求項２０記載の表面処理物によれ
ば、光記録媒体または光記録媒体に用いられる基材の表
面が処理されているので、その厚さが薄い場合や、その
表面に塵埃などの異物が付着した場合にも、損傷を受け
にくく、光記録媒体の長寿命化を図ることができる。ま
た、光信号の読み書きを行う際のエラーの発生を回避す
ることができ、光記録媒体の信頼性を向上させることが
できる。
ば、光記録媒体または光記録媒体に用いられる基材の表
面が処理されているので、その厚さが薄い場合や、その
表面に塵埃などの異物が付着した場合にも、損傷を受け
にくく、光記録媒体の長寿命化を図ることができる。ま
た、光信号の読み書きを行う際のエラーの発生を回避す
ることができ、光記録媒体の信頼性を向上させることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理装置
の構成を表す図である。
の構成を表す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
（プラズマ注入法）によりイオン注入を行う場合の注入
プロファイルを表す特性図である。
（プラズマ注入法）によりイオン注入を行う場合の注入
プロファイルを表す特性図である。
【図３】イオンビーム注入法によりイオン注入を行う場
合の注入プロファイルを表す特性図である。
合の注入プロファイルを表す特性図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う回転ドラムの外観を表す斜視図で
ある。
により表面処理を行う回転ドラムの外観を表す斜視図で
ある。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の一例を表す図である。
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の一例を表す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の他の例を表す図である。
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の他の例を表す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例を表す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方法
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例をす図である。
により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波形
の更に他の例をす図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る表面処理方
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
法により表面処理を行う際に印加するパルス状電圧の波
形の更に他の例を表す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る表面処理方
法を表す流れ図である。
法を表す流れ図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る他の表面処
理方法を表す流れ図である。
理方法を表す流れ図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る表面処理物
としての対物レンズを備えた光学ピックアップの構成を
表す断面図である。
としての対物レンズを備えた光学ピックアップの構成を
表す断面図である。
【図１６】本発明の実施例１においてプラスチック基板
に印加したパルス状電圧の第１の例を示す図である。
に印加したパルス状電圧の第１の例を示す図である。
【図１７】本発明の実施例１においてプラスチック基板
に印加したパルス状電圧の第２の例を示す図である。
に印加したパルス状電圧の第２の例を示す図である。
【図１８】図１６に示したパルス状電圧を印加してイオ
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
【図１９】図１７に示したパルス状電圧を印加してイオ
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
ン注入を行った場合の押し込み硬度試験の結果を表す特
性図である。
【図２０】本発明の実施例２に係る赤外吸収スペクトル
の測定結果を表す特性図である。
の測定結果を表す特性図である。
【図２１】本発明の実施例９に係る光透過率と波長との
関係を表す特性図である。
関係を表す特性図である。
【図２２】本発明の実施例９に係る赤外吸収スペクトル
の測定結果を表す特性図である。
の測定結果を表す特性図である。
【図２３】本発明の実施例９に係るスクラッチ試験の結
果を表す特性図である。
果を表す特性図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態に係る表面処理装
置の構成を表す図である。
置の構成を表す図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の一例を表す図である。
パルス状電圧の波形の一例を表す図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の他の例を表す図である。
パルス状電圧の波形の他の例を表す図である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
【図３０】本発明の第４の実施の形態において印加する
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
パルス状電圧の波形の更に他の例を表す図である。
【図３１】図２５に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３２】図２６に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３３】図２７に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３４】図２８に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３５】図２９に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３６】図３０に示した電圧を印加したときの電流波
形を表す図である。
形を表す図である。
【図３７】従来のプラズマ注入法において被処理物に印
加するパルスバイアス電圧の波形を示す図である。
加するパルスバイアス電圧の波形を示す図である。
１…表面処理装置、２…被処理物、３…真空容器、４…
クライオポンプ、５…ホルダー、６…イオン発生装置、
７…シャッタ、８…パルス電源回路
クライオポンプ、５…ホルダー、６…イオン発生装置、
７…シャッタ、８…パルス電源回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/26 Ｇ１１Ｂ 7/26 ５Ｄ１２１ 11/105 ５２１ 11/105 ５２１Ｄ ５３１ ５３１Ｅ ５４６ ５４６Ｅ ５４６Ｇ (72)発明者 植田 充紀 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 沖田 裕之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 武笠 智治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 AA11 AA24 AA27 BA34 BD12 CA10 DE04 GA02 5D029 KB11 LB20 LC21 5D075 EE03 FG04 FG11 GG16 GG20 5D112 AA02 AA05 AA07 AA24 BA01 FB21 FB26 FB27 5D119 BA01 JA43 JA64 NA05 5D121 AA02 AA04 EE04 EE19
Claims (23)
- 【請求項１】 絶縁物にイオンを注入することにより絶
縁物の表面を処理する表面処理装置であって、 絶縁物に注入するイオンを含むプラズマを発生させるプ
ラズマ発生手段と、 絶縁物に対してパルス状電圧を印加する電圧印加手段と
を備え、 前記プラズマ発生手段により、絶縁物に注入するイオン
を含むプラズマを発生させ、当該プラズマ中で前記電圧
印加手段により正のパルス電圧と負のパルス電圧とを含
むパルス状電圧を絶縁物に印加することにより、イオン
を絶縁物に注入することを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項２】 前記電圧印加手段は、絶縁物に対して印
加するパルス状電圧の波形を制御する波形制御手段を有
することを特徴とする請求項１記載の表面処理装置。 - 【請求項３】 絶縁物にイオンを注入することにより絶
縁物の表面を処理する表面処理方法であって、 注入するイオンを含むプラズマ中において、正のパルス
電圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を絶縁物に
印加することにより、絶縁物にイオンを注入することを
特徴とする表面処理方法。 - 【請求項４】 前記絶縁物にパルス状電圧を印加する際
に、電圧パルスの間に電圧を印加しない期間を設けるこ
とを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項５】 絶縁物にパルス状電圧を印加する際に、
当該パルス状電圧にＤＣ電圧成分を重畳すること特徴と
する請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項６】 絶縁物に印加するパルス状電圧の波形
を、パルスピーク値、パルス立ち上がり時間、パルス間
隔及およびパルス幅のうちの少なくともいずれかが異な
る複数のパルスを組み合わせた波形とすることを特徴と
する請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項７】 絶縁物に印加するパルス状電圧の波形を
制御することにより、絶縁物にイオンを注入する際の注
入量、注入深さおよび注入プロファイルのうちの少なく
ともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項３
記載の表面処理方法。 - 【請求項８】 表面処理の対象となる絶縁物が、ヘリカ
ルスキャン方式による磁気テープの記録または再生の少
なくとも一方に使用される回転ドラムであることを特徴
とする請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項９】 表面処理の対象となる絶縁物が、記録媒
体の記録層を支持する基材であることを特徴とする請求
項３記載の表面処理方法。 - 【請求項１０】 表面処理の対象となる絶縁物が、基材
上に記録層が形成されてなる記録媒体であることを特徴
とする請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項１１】 表面処理の対象となる絶縁物が、基材
上に記録層が形成されてなると共に、当該記録層上に保
護膜が形成されてなる記録媒体であり、 少なくとも前記記録媒体の保護膜に対して、イオンを注
入して表面処理を施すことを特徴とする請求項３記載の
表面処理方法。 - 【請求項１２】 表面処理の対象となる絶縁物が、液晶
パネルにおいて液晶を封入するためのパネル基板である
ことを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項１３】 表面処理の対象となる絶縁物が、絶縁
体に印刷が施されてなる印刷物であることを特徴とする
請求項３記載の表面処理方法。 - 【請求項１４】 表面処理の対象となる絶縁物が、光透
過性を有することを特徴とする請求項３記載の表面処理
方法。 - 【請求項１５】 前記絶縁物は、基板と、この基板の上
に設けられると共に、絶縁物の表面を構成する保護膜と
を含むことを特徴とする請求項１４記載の表面処理方
法。 - 【請求項１６】 酸化ケイ素を主成分とする被処理物に
イオンを注入することにより被処理物の表面を処理する
表面処理方法であって、 注入するイオンを含むプラズマ中において、正のパルス
電圧と負のパルス電圧とを含むパルス状電圧を絶縁物に
印加することにより、被処理物にイオンを注入すること
を特徴とする表面処理方法。 - 【請求項１７】 光透過性を有する絶縁物に、プラズマ
中においてイオンが注入されることにより、その表面が
処理されていることを特徴とする表面処理物。 - 【請求項１８】 前記絶縁物は、イオン注入の有無にか
かわらず、所定の波長領域において、実質的にその光透
過率が等しいことを特徴とする請求項１７記載の表面処
理物。 - 【請求項１９】 前記絶縁物は、イオン注入の有無にか
かわらず、３８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲内の領
域のある一部において、実質的にその光透過率が等しい
ことを特徴とする請求項１７記載の表面処理物。 - 【請求項２０】 前記絶縁物は、少なくとも基材と記録
層とを有する光記録媒体または光記録媒体の基材として
用いられるものであることを特徴とする請求項１７記載
の表面処理物。 - 【請求項２１】 前記絶縁物の表面における降伏応力
は、イオン注入により大きくなっていることを特徴とす
る請求項１７記載の表面処理物。 - 【請求項２２】 前記絶縁物の表面の硬度は、イオン注
入により高くなっていることを特徴とする請求項１７記
載の表面処理物。 - 【請求項２３】 前記絶縁物は、基板と、この基板の上
に設けられ、前記絶縁物の表面を構成する保護膜とを含
むと共に、前記基板と前記保護膜との密着力が、イオン
注入により大きくなっていることを特徴とする請求項１
７記載の表面処理物。
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| JP11-148905 | 1999-10-28 | ||
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-
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