JP2970344B2 - プラズマ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中において基体上
に薄膜を形成するプラズマ装置に関し、特に多層薄膜の
形成に優れたプラズマ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、真空を利用したプラズマ装置は半
導体分野や記録メディアの分野でそれぞれ高集積化、高
密度化を目的として広く用いられている。これらの装置
では一般に、真空槽内に放電室と基体（基体ホルダに取
り付けられ固定されている場合や基体搬送系の働きで移
動する場合などがある）を有しており、これによりプラ
ズマ化した材料を基体表面に付着させ、薄膜形成や保護
膜形成に利用している。さらに薄膜を多層化しそれぞれ
の層に機能分担させ総合的な薄膜の高性能化を図る取り
組みがなされている。

【０００３】以下に従来のプラズマ装置について説明す
る。図１はプラズマ装置の概略を示す図である。図１に
おいて、１は基体、２は巻だし軸、３は巻き取り軸、４
は第一の放電室、８は第二の放電室、５、９は陽極、
６、１０は交流電源、７、１１はモノマーガス供給パイ
プ、１２は真空槽、である。

【０００４】以上のように構成されたプラズマ装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、基体１を
巻だし軸２に取り付け巻き取り軸３に巻き回し、真空槽
１２を真空ポンプ（図示せず）で１０^-5ｔｏｒｒ程度ま
で排気する。次にモノマーガスを供給パイプ７を通して
第一の放電室４に供給し、交流電源６により陽極５に電
圧を印加して基体１との間にグロー放電を生じさせ放電
室内をプラズマ状態にすることにより、モノマーガスは
基体上に第一の重合膜として堆積する。同様に第二の放
電室８にもモノマーガスを供給パイプ１１を通じ供給し
電圧を印加することにより基体上に第二の重合膜として
堆積する。基体１を巻きだし軸２から巻き取り軸３に順
次巻き取ることにより連続的にそれぞれ機能の異なる薄
膜を多層形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、対向電極として導電性の基体１を使用し
ているためにグロー放電電流は基体１を流れアースに落
ち、このときオームの法則により電圧効果が生じ基体１
の放電室に対向する位置の電位がアース電位より上昇す
る。すなわち基体１の電位はアース電位で一定ではなく
第一の放電電流と第二の放電電流によって生じる電圧降
下の合成された交流電位を持っていることになる。つま
り放電室内のプラズマに印加される電圧は陽極印加電圧
と基体の電位の差となり、第一の陽極印加波形と第二の
陽極印加波形の周波数と位相によってビートが生じ、実
際にプラズマに印加される電圧は印加電圧とは大きな違
いを生じる。特に第一と第二の電源の周波数が近い場合
はビートの周期が長くなり実効印加電圧が低くなると放
電が不安定になったり、放電が止まったりして、成膜さ
れた薄膜の特性が劣化したりばらつきを生じるという問
題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、安定で均一な膜を提供するとともに、効率的に多層
薄膜を成膜できるプラズマ装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のプラズマ装置は、第一の放電室の陽極に印加
する電源の周波数に対して、第二の放電室の陽極に印加
する電源の周波数は５０Ｈｚ以上異なっている構成を有
している。

【０００８】

【作用】この構成によって、第一と第二の電源の周波数
のビート周波数は、５０Ｈｚ以上となり常に安定な放電
が得られる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について、金属磁性薄
膜を真空蒸着法によって形成した磁気テープの保護膜を
プラズマＣＶＤ法によって形成する場合を例にとって説
明する。

【００１０】図２は金属薄膜テープの断面図であり、１
３はポリエステルフィルムなどの高分子フィルムやアル
ミニューム薄膜などの非磁性金属薄膜からなる基板であ
る。１４は強磁性金属薄膜からなる磁気記録層でコバル
ト、ニッケル、鉄またはそれらを主成分とする合金を電
子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法などの真空蒸着法によって、基板１３の上に形成
されている。１５ａ、１５ｂはプラズマＣＶＤ法によっ
て形成された硬質炭素膜からなる保護膜層で、１６はカ
ルボン酸やフッ素系潤滑剤からなる潤滑剤層、１７はバ
ックコート層でポリウレタンなどの樹脂中にカーボンブ
ラックなどの充填剤を分散させた塗膜からなっている。
保護膜層１５ａ、１５ｂはそれぞれ金属薄膜、潤滑剤と
密着性のよい性質になるよう適宜原料ガスが選択され
る。

【００１１】本実施例では第一の放電室では、メタンガ
スとアルゴンガスを等量放電室に供給し放電室内の真空
度を０．１Ｔｏｒｒに保ち、陽極には交流電圧を実効値
で６５０Ｖ印加して保護膜を約５ｎｍ形成し、さらに第
二の放電室では、メタンガスとアルゴンガスをそれぞれ
３：７の割合で放電室に供給し放電室内の真空度を０．
３Ｔｏｒｒに保ち、陽極には交流電圧を実効値で９００
Ｖ印加して保護膜を約１０ｎｍ形成した。それぞれの電
源の周波数を変えて保護膜を形成し磁気テープを作製し
た。保護膜の出来映えは磁気テープをＶＴＲで繰り返し
走行し、その出力変化を調べ評価した。

【００１２】その結果を（表１）に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】繰り返し耐久性は、２３℃１５％の環境で
２００パス繰り返し走行を行い、初期出力と２００パス
後の出力を比較した。試料はそれぞれの実験水準でテー
プ原反の長手方向で５０巻について測定した。

【００１５】（表１）から明らかなように、本発明によ
って形成された保護膜を有する磁気テープは、繰り返し
走行後の出力低下が少ない値を示している。しかしなが
ら、電源周波数が近い時は、出力低下の大きいものがあ
りばらつきが大きくなっている。

【００１６】なお、本実施例ではプラズマに電圧を印加
する電源として交流電源を使用したが公知の直流バイア
スを付加した交流電源でもよい。

【００１７】また本実施例では、金属テープの保護膜用
のプラズマ装置について説明したが導電性の基体を対向
電極とするプラズマ装置においても同様の作用効果を有
するものである。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明のプラズマ装置に
よれば、それぞれの放電電圧のビートによるプラズマの
不安定が解消され、安定で均一な膜を提供するととも
に、効率的に多層薄膜を成膜できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ装置の概略図

【図２】本発明の実施例で作製した磁気テープの断面図

【符号の説明】

１ 基体 ２ 巻きだし軸 ３ 巻き取り軸 ４ 第一の放電室 ８ 第二の放電室 ５、９ 陽極 ６、１０ 交流電源 ７、１１ モノマーガス供給パイプ １２ 真空槽 １３ 基板 １４ 金属磁性薄膜層 １５ａ、１５ｂ 保護膜層 １６ 潤滑剤層 １７ バックコート層

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空中で移動する導電性の基体を対向
   電極として、基本上に薄膜を形成する放電室を複数有す
   るプラズマ装置において、各々の放電室に印加する交流
   電圧の周波数の差が５０Ｈｚ以上あることを特徴とする
   プラズマ装置。