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JP3175894B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

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JP3175894B2
JP3175894B2 JP07967594A JP7967594A JP3175894B2 JP 3175894 B2 JP3175894 B2 JP 3175894B2 JP 07967594 A JP07967594 A JP 07967594A JP 7967594 A JP7967594 A JP 7967594A JP 3175894 B2 JP3175894 B2 JP 3175894B2
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electrode
plasma processing
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film
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健二 伊藤
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相反応によって成膜
やエッチング等の各種プラズマ処理を行うプラズマ処理
装置およびプラズマ処理方法に関する。特に本発明は、
テープ状やフィルム状の基体（例えば磁気テープ）に対
して成膜や表面処理等のプラズマ処理を行う装置の構成
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気テープ等のテープ状ある
いはフィルム状の基体の表面に保護膜として炭素膜等を
成膜する技術が知られている。このような技術の一例を
図３に示す。図３には、円筒状の電極であるキャンロー
ル１０３、該キャンロール１０３が回転することによ
り、移送されるテープ状あるいはフィルム状の基体１１
５、一方の電極である平板電極３００、平板電極３００
にマッチングボックス１０７とブロッキングコンデンサ
ー１０６を介して高周波電力を供給する高周波電源１０
８が示されている。基体１１５は、送り出しローラー１
１３から送り出され、ガイドローラー１０４を介してキ
ャンロール１０３に移送される。そしてキャンロール１
０３と電極３００との間で行われる高周波放電によって
基体１１５の表面には炭素被膜が成膜される。原料ガス
は、ガス供給系１０２から供給される。炭素被膜を成膜
する場合には、エチレン等の炭化水素気体を原料ガスが
用いられる。
【０００３】成膜の終わった基体１１５は、ガイドロー
ラー１０４を経て、巻取りローラー１１４に巻き取られ
る。基体１１５の表面に行われる炭素被膜の成膜は、基
体を移送しながら連続的に行われる。図３に示す装置
は、送り出しローラー１１３が配置された送り出し室１
１１と巻取りローラー１１４が配置された巻取り室１１
２とを大気圧状態とし、成膜が行われる室１０１を減圧
状態とするため、バッファ室１１０を設け、差動排気シ
ステムとした例である。チャンバー１００を構成する材
料は、普通ステンレスやアルミニウムが用いられる。１
０９は成膜室１０１の排気を行うため排気ポンプであ
る。１１６は、バッファ室の排気を行うための排気ポン
プである。
【０００４】一方の電極を構成するキャンロール１０３
は、図面の奥行き方向または手前方向が長手方向となる
円筒状であり、接地されている。即ち、平板電極３００
がカソード電極、キャンロール１０３がアノード電極と
なる。
【０００５】図３に示すような構成において、基体１１
５として磁気テープ等の長尺ものを用いた場合、その生
産性を高めるためにできるだけ基体の移送速度を大きく
する必要がある。しかし基体１１５の移送速度を大きく
した場合、基体１１５の表面に成膜される膜厚が薄くな
るという問題が生じる。また、表面保護膜として炭素被
膜またはその他被膜を用いようとする場合、その密着性
が問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以下に示す
事項の少なくとも一つを課題を解決し、生産性の高いプ
ラズマ処理システムを得ることを目的とする。 （１）成膜速度を大きくする。 （２）プラズマ処理効率を高くする。 （３）密着性の高い膜質を実現する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の主要な構成は、
一つの一方の電極と、該電極に対して複数設けられた多
数の電極が設けられていることを特徴とする。例えば、
図１に示すように一方の電極である円筒状の電極（キャ
ンロール）１０３と、該電極１０３に対して複数配置さ
れた複数の他方の電極１０５を有することを特徴とす
る。
【０００８】また図１に示すような構成において、複数
の他方の電極が電極１０３の表面（円筒表面）に対して
概略同心円の関係にある位置に配置されていることを特
徴とする。これは、電極１０３の表面で構成される円筒
と同軸状の関係にある位置に、複数の他方の電極１０５
が配置されていることを意味する。このような構成とす
ることによって、複数の電極１０５と電極１０３との距
離をどこでも概略同じものとすることができる。なお、
電極１０３は、図面の奥行き方向または手前方向が長手
方向となる円柱状を有し、電極１０５は、図面の奥行き
方向または手前方向が長手方向となる長方形状である。
【０００９】また、図１に示すような構成において、電
極１０５を図２の２００で示されるように所定の曲率を
有せしめたことも有用である。この曲率を、円筒状の電
極１０３の表面に合わせたものとすることにより、電極
１０３と複数の電極２００との間の距離を概略一定なも
のとすることができる。
【００１０】また、図４に示すように複数の電極４００
〜４０４に対して、それぞれ独立に複数の電極４１０〜
４１４を配置したことを特徴とする。このような構成を
採ると、それぞれの電極に異なる出力で高周波電力を供
給することができる。
【００１１】複数の電極４００〜４０４は、ある特定の
方向に沿って配置されていることが必要である。そして
その方向に沿って基体を移送しつつ成膜等のプラズマ処
理を行うことを特徴とする。例えば、図４に示す構成の
ように、複数の電極４００〜４０４を、円筒状の電極１
０３の表面の円周方向に沿って配置し、その方向に沿っ
て、基体１１５（ここではテープ状あるいはフィルム状
の基体）を矢印で示すように移送し、成膜等のプラズマ
処理を行うことを特徴とする。
【００１２】また上記のような構成において、複数の電
極４００〜４０４が配置されている方向に沿って、各電
極に供給される高周波電力値を漸次変化させることも有
用である。例えば電極４００には、高周波電源４１５よ
り１００Ｗの高周波電力を供給し、電極４０１には、高
周波電源４１６より２００Ｗの高周波電力を供給し、電
極４０２には、高周波電源４１７より３００Ｗの高周波
電力を供給し、電極４０３には、高周波電源４１８より
４００Ｗの高周波電力を供給し、電極４０４には、高周
波電源４１９より５００Ｗの高周波電力を供給し、とい
うような構成とすることを特徴とする。この場合、電極
１０３の円周方向に向かって、各電極４００〜４０４に
供給される電力値が段階的に変化することになる。
【００１３】また、電極４００には、高周波電源４１５
より１００Ｗの高周波電力を供給し、電極４０１には、
高周波電源４１６より２００Ｗの高周波電力を供給し、
電極４０２には、高周波電源４１７より３００Ｗの高周
波電力を供給し、電極４０３には、高周波電源４１８よ
り２００Ｗの高周波電力を供給し、電極４０４には、高
周波電源４１９より１００Ｗの高周波電力を供給し、と
いうような構成とすることもできる。
【００１４】また、電極４００〜４０４の全ての電極に
おいて異なる高周波電力値を与えない構成としてもよ
い。例えば、電極４００には、高周波電源４１５より１
００Ｗの高周波電力を供給し、電極４０１には、高周波
電源４１６より１００Ｗの高周波電力を供給し、電極４
０２には、高周波電源４１７より１００Ｗの高周波電力
を供給し、電極４０３には、高周波電源４１８より３０
０Ｗの高周波電力を供給し、電極４０４には、高周波電
源４１９より５００Ｗの高周波電力を供給し、というよ
うな構成とすることもできる。即ち、少なくとも複数の
電極４００〜４０４の中の少なくとも一つに供給される
電力値を他と異なったものとしてもよい。
【００１５】本発明の主要な他の構成は、対向した一方
の電極と他方の電極とを有し、前記他方の電極は前記一
方の電極に対して複数設けられており、前記一方の電極
と前記複数の他方の電極の少なくとも一つとの距離は、
他の対向する電極の間隔と異なることを特徴とする。
【００１６】上記の構成の例として、図６に示す構成を
挙げることができる。図６に示す構成は、一方の電極１
０３に対向して複数の他方の電極４００〜４０４が配置
されており、一方の電極１０３と複数の他方の電極４０
０〜４０４との距離（間隔）Ｘ1〜Ｘ5が段階的に小さく
なっている例である。
【００１７】また、本発明の主要な構成は、対向した一
方の電極と他方の電極とを有し、前記他方の電極は前記
一方の電極に対して複数設けられており、前記他方の電
極の面積の少なくとも一つが他の他方の電極の面積と異
なることを特徴とする。
【００１８】この構成において、他方の電極を一方の電
極に対して特定の方向に向かって複数配置させ、他方の
電極の面積のそれぞれは、前記特定の方向に向かって段
階的に変化させることは有用である。こうすることによ
って、電極の面積に対応させて異なる放電の強さを設定
でき、段階的に変化したプラズマ処理（例えば成膜）を
行うことができる。
【００１９】
【作用】円筒状を有した一方の電極に対向させて、複数
の他方の電極を設けることで、両電極間で行われるプラ
ズマ反応の効率を実質的に高めることができる。特に円
筒状を有した一方の電極に沿ってテープ状あるいはフィ
ルム状の基体を移送させ、該基体上に連続して成膜を行
っていく構成において、実質的な成膜速度を他方電極の
数に比例して高めることができる。
【００２０】また他方の電極を小さくすることで、プラ
ズマ密度を高めることができ、反応効率を高めることが
できる。
【００２１】また、複数の他方の電極を円筒状を有した
電極の表面と概略同心円上に設けることで、電極間の距
離を実質的に概略同一とすることができ、安定した放電
を行うことができる。
【００２２】特に複数の他方の電極に曲率を与えること
で、電極間の距離をほぼ同一とすることができ、放電の
安定性や均一性をさらに高めることができる。
【００２３】また、一方の電極に対して他方の電極を一
方から他方の方向に向かって複数設け、この他方の電極
に供給される高周波電力を段階的に変化させる構成をと
り、前記一方の電極と他方の電極間に基体を移送させな
がら成膜を行うことによって、基体上に漸次膜質が変化
（段階的に膜質が変化）した薄膜を成膜することができ
る。即ち、段階的に変化したプラズマ処理を行うことが
できる。
【００２４】例えば、基体表面に一方から他方の方向に
向かって、供給する高周波電力を漸次大きくしていった
構成をとり、炭素被膜を成膜した場合、基体表面に近い
部分から膜の表面に向かって徐々にその硬度が高い膜質
とすることができる。このような膜は、基体に接する部
分の硬度が低い（軟らかい）ので密着性がよく、同時に
その表面が硬いので、表面保護膜として極めて有用なも
のとなる。
【００２５】また、一方の電極に対して他方の電極を一
方から他方の方向に向かって複数設け、その間隔を漸次
変化させていった構成を採用した場合において、一方か
ら他方の方向に向かって基体を移送しつつ薄膜を成膜し
た場合、電極間隔に応じてその膜質を徐々に変化させた
ものを成膜することができる。
【００２６】例えば、基体に接する部分からその表面に
向かって徐々にその硬度が硬くなる炭素被膜を成膜する
ことができる。
【００２７】
【実施例】以下に実施例を示す。以下の実施例において
は、テープ状またはフィルム状の基体に炭素被膜を成膜
する例を示す。しかし基体としては他の材料を用いても
よいことはいうまでもない。また以下に示す実施例にお
いては、一方の電極を円筒状のものとしたが、円筒状で
はく平板型電極としてもよい。
【００２８】〔実施例１〕本実施例は、磁気テープの表
面に炭素膜を成膜するためのものである。図１に本実施
例の概要を示す。図１において、１００はステンレスで
構成された真空チャンバーであり内部の反応室１０１を
減圧状態することができる。反応室１０１を減圧状態と
するには、排気ポンプ１０９を動作させることによって
行われる。反応室１０１には、原料ガスとしてメタンガ
スと水素ガスとが供給系１０２から供給される。炭素膜
の成膜は、磁気テープ１１５の表面に行われる。磁気テ
ープ１１５の表面には、予め磁性材料が蒸着やスパッタ
法によって層状に形成されているポリイミド等の樹脂材
料を用いる。
【００２９】この磁気テープ１１５は、送り出しロール
１１３から送り出され、ガイドローラー１０４を介して
キャンロール１０３に導かれる。キャンロール１０３が
回転することによって、磁気テープ１１５は移送される
ことになる。そしてキャンロール１０３と複数設けられ
た電極１０５との間に形成される気相反応空間におい
て、磁性材料が予め形成された磁気テープ１１５の表面
に炭素膜が形成される。
【００３０】成膜が行われた磁気テープは、ガイドロー
ラー１０４を経て、巻取りロール１１４に巻き取られ
る。送り出しロール１１３が配置されている送り出し室
１１１、及び巻取りロール１１４が配置されて巻取り室
１１２とは、常圧に保持されている。これらの室と減圧
状態に保たれる反応室１０１とは、バッファ室１１０を
介して連結されている。バッファ室１１０は、排気ポン
プ１１６によって、反応室１０１と常圧である室１１
１、１１２との中間の圧力に保たれる。このバッファ室
は、反応室１０１と室１１１、１１２との間の圧力差を
緩和させるためのものである。図１においては、各１つ
のバッファ室を設けた例が示されているが、バッファ室
の数をさらに多くしてもよい。
【００３１】キャンロール１０３は、図面の奥行き方向
または手前方向が長手方向となる円筒形状であり、その
長さは磁気テープ１１５の幅により大きいことが必要と
される。電極１０５は平板電極であり、図面の奥行き方
向または図面手前方向に長手方向を有する長方形を有し
ている。その長さは、キャンロール１０３の長さと同じ
である。
【００３２】複数の電極１０５には、高周波電源１０８
より13.56 ＭＨｚの高周波電力が、マッチングボックス
１０７とブロッキングコンデンサー１０６を介して供給
される。
【００３３】図１に示す構成においては、キャンロール
１０３の直径は650 ｍｍであり、その長さは900 ｍｍで
ある。また平板電極１０５は幅は９０ｍｍ、長さは900
ｍｍの長方形を有している。そしてこの平板電極１０５
は５つ設けられている。またキャンロール１０３と平板
電極の中心部との距離は８ｍｍである。このキャンロー
ル１０３と平板電極の中心部との距離は、１０ｍｍ以下
とすることが望ましい。このことは高い成膜成膜速度や
高い硬度を有する炭素被膜を得るために極めて重要な事
項である。
【００３４】以下に成膜条件の例を示す。以下における
例は、磁気テープ１１５として、その表面に磁性材料が
0.2 ｍｍの厚さに蒸着された幅700 ｍｍ、長さ５ｋｍの
ポリイミドフィルムを用いる場合の例である。 原料ガス エチレン／水素＝3000／1000ｓｃｃｍ 高周波電力 ５ｋＷ（13.56 ＭＨｚ） 成膜圧力 １Ｔｏｒｒ なお磁気テープ１１３の移送速度は100 ｍ／分である。
【００３５】〔実施例２〕図１に示す構成においては、
キャンロール１０３を接地する構成を示した。これは、
キャンロール１０３に高周波電源を接続させた場合、導
電体である磁性材料がその表面に形成されたテープ状あ
るいはフィルム状の基体に高周波が乗ることになり、成
膜の安定性や安全性に問題が生じるからである。しか
し、基体に絶縁体を用いるのであれば、キャンロール１
０３に高周波電源を接続し、複数設けられた平板電極１
０５を接地する構成としてもよい。即ち、キャンロール
１０３をカソード電極とし、複数設けられた平板電極１
０５をアノード電極としてもよい。
【００３６】〔実施例３〕本実施例は、図１に示す構成
において、平板電極１０５を平板ではなく、Ｒ（曲率）
をもたせた構成としたことを特徴とする。図２に本実施
例の構成を示す。図２において、図１と同じ符号は図１
と同じ部分を示す。図２に示す構成において図１と異な
るのは、２００で示される電極部分である。この電極２
００は、キャンロール１０３の曲面に対応させた曲率を
有している。本実施例においても実施例１と同様に電極
２００は５つ配置されている。
【００３７】２００で示される電極は、キャンロール１
０３の表面に対して概略同心円の関係になるように配置
されている。即ち、キャンロール１０３の中心と所定の
曲率を有した複数の電極２００で構成さる円の中心とは
概略同一になるように構成されている。従って、キャン
ロール１０３の表面と複数の電極２００との間の距離は
どこでも概略一定となっている。
【００３８】図２の２００で示すような形状の電極とす
ることによって、接地された電極であるキャンロール１
０３と高周波電源１０８に接続された複数の電極２００
との間の距離を一定または概略一定とすることができ、
安定した放電を起こすことができる。
【００３９】〔実施例４〕本実施例は、実施例１（図１
参照）に示す構成において、複数設けられている電極１
０５のそれぞれに独立した電源を接続した例である。本
実施例の構成を図４に示す。図４に示す符号で図１と同
じものは図１に示すものと同様である。
【００４０】図４に示すように、電極４００〜４０４に
は、それぞれ独立した電源４１５〜４１９がマッチング
ボックス４１０〜４１４、ブロッキングコンデンサー４
０５〜４０９を介して接続されている。
【００４１】電源４１５〜４１９は、順にその出力が大
きくなるように構成されている。基体である磁気テープ
１１５は、電極４００から電極４０４へと順次通過して
いく。従ってこの場合、磁気テープ１１５の表面には徐
々に強い放電パワーで成膜が行われていく状態が実現さ
れる。
【００４２】炭素の被膜の成膜において、放電パワーを
強くすると高い硬度を有する膜質を得ることができ、逆
に放電パワーを小さくすると低い硬度を有する膜質が得
られることが本発明者らの実験により判明している。従
って、この場合、磁気テープ表面には、徐々に硬い膜が
成膜されていくことになる。
【００４３】また本発明者らの知見によれば、硬度の低
い膜質は基体との密着性に優れ、硬度の高い膜質は耐磨
耗性に優れている。しかし、硬度が低い膜質は耐磨耗性
が低く、硬度の高い膜は基体との密着性が悪いので、基
体から剥がれやすいという問題がある。
【００４４】この問題を解決するための方法として、基
体と接する部分の膜質を低硬度とし、その表面を高硬度
とした傾斜構造を有した炭素被膜を実現する方法があ
る。こうすることで、基体と接する部分を低硬度とする
ことによって、高い密着性を実現し、同時にその表面を
高硬度とすることによって、高い耐磨耗性を実現するこ
とができる。
【００４５】以下に成膜例を示す。ここでは、基体であ
る磁気テープ１１５として、幅ｍｍでその表面（炭素膜
が成膜される面側）に磁性材料が蒸着されたものを用い
る。以下の成膜条件を示す。なお電源の周波数は、全て
13.56 ＭＨｚとする。 成膜圧力 １Ｔｏｒｒ 移送速度 80 ｍ／分 原料ガス C2H4/H2 ＝3000/1000 ＳＣＣＭ 電極間隔 ８ｍｍ 電源４１５の出力 700Ｗ 電源４１６の出力 900Ｗ 電源４１７の出力 1100Ｗ 電源４１８の出力 1300Ｗ 電源４１９の出力 1500Ｗ
【００４６】上記のような条件で成膜を行うことによ
り、およそ150 Åの厚さに炭素被膜を成膜することがで
きる。上記のような条件で成膜を行うことにより、基体
側から順次硬度の高い炭素被膜を連続的に成膜すること
ができる。そして、密着性と耐磨耗性に優れた炭素被膜
を成膜することができる。
【００４７】上記の例では、基体である磁気テープ１１
５は移送される方向、即ち複数の電極４００〜４０４が
配置された方向に向かって、それぞれの電極４００〜４
０４に供給される電力を大きくした。しかし、電力値の
変化のさせ方は上記例に限定されるものではない。例え
ば、表面層のみを硬い膜質とした場合には、４０３と４
０４あるいは４０４に供給される電力値を大きなものと
すればよい。
【００４８】〔実施例５〕本実施例は、図４に示す構成
において、電極４００〜４０４を所定を曲率を有するも
のとした例である。図５に本実施例の構成を示す。図五
において図５と同じ符号は図４に示すものと同様の箇所
を示す。
【００４９】電極５００〜５０４は同じ曲率を有してい
る。これら電極５００〜５０４で構成される曲面は、一
方の電極であるキャンロール１０３の表面で構成される
曲面（円柱の表面）と概略同心円の関係にある。即ち、
電極５００〜５０４で構成される曲面（円柱）の中心
と、一方の電極であるキャンロール１０３の表面で構成
される曲面（円柱の表面）の中心とは概略同一である。
従って、キャンロール１０３と電極５００〜５０４との
間隔は場所に関係無く、概略一定なものとなる。
【００５０】本実施例の構成を採用することで安定した
放電を行うことができる。なお、動作の方法について
は、実施例４に説明したのと同様である。
【００５１】〔実施例６〕本実施例は、図１に示す構成
において、複数の電極１０５それぞれにおいて、キャン
ロール１０３との間隔を異ならせて設けた例である。図
６に本実施例の電極部分を拡大した概略図を示す。図６
には、チャンバーや排気装置が示されていないが、図６
に示されていない構成、あるいは特に説明しない構成
は、図１に示されている物と同様である。
【００５２】図６に示す構成では、電極４００から電極
４０４にかけて、キャンロール１０３との距離Ｘ1 〜Ｘ
5 を順次小さくしていく構成としている。
【００５３】キャンロール１０３と電極４００〜４０４
のそれぞれとは、それぞれ一対の電極を形成している。
即ち、共通の一方の電極であるキャンロール１０３と、
複数の他方の電極４００〜４０４とは、それぞれ一対の
電極を構成している。
【００５４】炭素被膜の成膜において、一対の電極間の
間隔を広くすれば、その膜の硬度を低くすることがで
き、一対の電極間の間隔を狭くすれば、その膜の硬度を
高くすることができることが、本発明者らの知見として
得られている。
【００５５】従って、１１５で示されるテープ状あるい
はフィルム状の基体を矢印で示す方向に移送し、一方の
電極であるキャンロール１０３と他方の電極である平板
電極４００〜４０４との間で炭素被膜を成膜した場合、
キャンロール１０３と平板電極４００との間で比較的硬
度の低い炭素被膜を成膜し、基体１１５が移送されるに
従って順次硬度の高い炭素被膜を成膜する構成とするこ
とができる。
【００５６】こうして、基体との密着性が高く、しかも
その表面が硬い炭素被膜をテープ状あるいはフィルム状
の基体表面に連続して成膜することができる。
【００５７】以下に成膜例の条件を示す。また電極の寸
法は図１に示す実施例１の場合と同様である。 成膜圧力 １Ｔｏｒｒ 原料ガス C2H4/H2 ＝3000/1000 ＳＣＣ
Ｍ 電源出力(13.56ＭＨｚ) ５ｋＷ Ｘ1 ＝１８ｍｍ Ｘ2 ＝１５ｍｍ Ｘ3 ＝１２ｍｍ Ｘ4 ＝９ｍｍ Ｘ5 ＝６ｍｍ 移送速度８０ｍ／分 上記の条件で成膜を行うころによって、およそ150 Åの
膜厚に密着性がよく、同時に耐磨耗性に優れた炭素被膜
を形成することができる。
【００５８】図６に示す構成においては、複数配置され
た電極４００〜４０４を平板電極としたが、これら電極
４００〜４０４を図２に示すような所定の曲率を有する
構成としてもよい。即ち、キャンロール１０３と各電極
との距離が場所に寄らず概略一定の値となるように、電
極４００〜４０４に曲率を与えてもよい。
【００５９】図６に示す構成においては、電極４００〜
４０４に接続される電源を共通なものとし、供給される
高周波電力とその周波数を同一なものとした。しかし、
図４や図５に示すように電極４００〜４０４に独立に電
源を接続する構成としてもよい。
【００６０】〔実施例７〕本実施例は、図７に示すよう
に、複数設けられた電極４００〜４０４に共通の電源６
００からそれぞれ異なるマッチングボックス４１０〜４
１４、ブロッキングコンデンサー４０５〜４０９を介し
て高周波電力を供給する構成した例である。
【００６１】ブロッキングコンデンサー４０５〜４０９
を同じものとし、マッチングボックス４１０〜４１４を
同じマッチング条件とした場合、各電極４００〜４０４
に供給される電力値は、概略同じものとなる。しかし、
各マッチングボックスにおいてマッチング条件を異なら
せた場合、電極４００〜４０４に供給される電力値はマ
ッチング条件に応じて異なることになる。
【００６２】例えば、マッチングボックス４１４におけ
るマッチング条件を反射波０の状態（完全にインピーダ
ンスマッチングがとれた状態）とし、４１３〜４１０に
いくに従って、徐々にそのマッチング条件をずらしてい
った場合、各電極に供給される高周波電力の実効値は、
電極４０４から電極４００にいくに従って、徐々にその
値が小さなものとなる。即ち、共通の電源を用いて、各
電極に少しづつ異なるパワーの高周波電力を供給するこ
とができる。
【００６３】本実施例のような構成を採用することによ
り、図４に示した場合と同様の作用効果を得ることがで
きる。
【００６４】〔実施例８〕本実施例は、実施例１（図１
参照）に示すような構成において、複数配置された電極
１０５の面積をそれぞれ異ならせた構成を特徴とする。
図１に示すように、複数の電極に対して共通の電源１０
８を設けた場合、各電極には概略同じ電力が配分され
る。放電の強さに関係するパラメータは、電力密度（電
極に供給されるパワーを電極面積で割った値）であるの
で、図１に示すような場合に各電極の面積を変化させる
ことで、放電の強さは各電極において異なることによ
る。
【００６５】従って、テープ状あるいはフィルム状の基
体１１５が移送される方向に向かって、５つ配置されて
いる電極１０５の面積を徐々に小さくしていった場合、
放電に際する電力密度を基体１１５が移送される方向に
向かって５段階に渡り徐々に大きくしていく構成を実現
できる。
【００６６】そして、基体１１５を移送させながら炭素
被膜の成膜を行うことで、基体側から徐々にその硬度を
高くした炭素被膜を成膜することができる。換言すれ
ば、基体側に行くほど柔らかく、基体との密着性に優
れ、同時に表面にいくほど硬質で耐磨耗性に優れた炭素
被膜を得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】一方の電極に対して他方の電極を複数設
けることによって、安定した高密度な放電を実現するこ
とができる。また、一方の電極を円筒形状とし、他方の
複数設けられた電極を所定の曲率を有したものとするこ
とによって、一方の電極と他方の電極との間の距離を場
所に寄らず概略同一なものとすることができ、さらに安
定した放電を生じさせることができる。
【００６８】また、一方の電極に対して他方の電極を一
方向に渡って複数設け、他方の電極それぞれに異なる値
の高周波電力を与え、複数の電極が配置された一方向に
テープ状あるいはフィルム状の基体を移送しつつ成膜を
行うことによって、膜厚方向に膜質を変化させた被膜を
成膜することができる。
【００６９】また、一方の電極に対して他方の電極を一
方向に渡って複数設け、一方の電極と他方の電極それぞ
れとの電極間隔を異ならせ、他方の電極が配置された一
方向にテープ状あるいはフィルム状の基体を移送しつつ
成膜を行うことによって、膜厚方向に膜質を変化させた
被膜を成膜することができる。
【００７０】また、一方の電極に対して他方の電極を一
方向に渡って複数設け、他方の電極の面積をそれぞれ異
ならせ、他方の電極が配置された一方向にフィルム状あ
るいはリボン状の基体を移送しつつ成膜を行うことによ
って、膜厚方向に膜質を変化させた被膜を成膜すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の概略の構成を示す。
【図２】 実施例の概略の構成を示す。
【図３】 従来の例の構成を示す。
【図４】 実施例の概略の構成を示す。
【図５】 実施例の概略の構成を示す。
【図６】 実施例の概略の構成を示す。
【図７】 実施例の概略の構成を示す。
【符号の説明】
１００・・・・・・チャンバー １０２・・・・・・ガス供給系 １０３・・・・・・キャンロール（電極） １０４・・・・・・ガイドローラー １０５・・・・・・電極 １０６・・・・・・ブロッキングコンデンサー １０７・・・・・・マッチングボックス １０８・・・・・・高周波電源 １０９、１１６・・排気ポンプ １１０・・・・・・バッファー室 １１１・・・・・・送り出し室 １１２・・・・・・巻取り室 １１３・・・・・・送りだしロール １１４・・・・・・巻き取りロール １１５・・・・・・テープ状あるいはフィルム状の基体 ２００・・・・・・電極 ３００・・・・・・電極 ４００〜４０４・・電極 ４０５〜４０９・・ブロッキングコンデンサー ４１０〜４１４・・マッチングボックス ４１５〜４１９・・高周波電源 ５００〜５０４・・電極 ６００・・・・・・高周波電源

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記複数の他方の電極にそれぞれ異なる高周波電力を与
    えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  2. 【請求項２】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れ、 前記複数の他方の電極にはそれぞれ独立に高周波電源が
    接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れ、 前記複数の他方の電極にはそれぞれ独立に高周波電源が
    接続されており、 前記高周波電源の出力がそれぞれ異なることを特徴とす
    るプラズマ処理装置。
  4. 【請求項４】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れ、 前記複数の他方の電極にはそれぞれ独立に高周波電源が
    接続されており、 前記高周波電源のそれぞれの出力を基体が移送される方
    向に向かって大きくすることを特徴とするプラズマ処理
    装置。
  5. 【請求項５】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記複数の他方の電極に供給される高周波電力のそれぞ
    れの出力を、基体が移送される方向に向かって大きくす
    ることを特徴とするプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記一方の電極は円筒状であり、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記複数の他方の電極にそれぞれ異なる高周波電力を与
    えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】一方の電極と複数の他方の電極とを有する
    プラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記一方の電極と前記複数の他方の電極の一つとの距離
    は、前記一方の電極と前記複数の他方の電極の一つ以外
    の前記複数の他方の電極との距離と異なることを特徴と
    するプラズマ処理装置。
  8. 【請求項８】一方の電極と複数の他方の電極とからなる
    一対の電極を有するプラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記一方の電極と前記複数の他方の電極のそれぞれとの
    距離は異なることを特徴とするプラズマ処理装置。
  9. 【請求項９】一方の電極と複数の他方の電極とからなる
    一対の電極を有するプラズマ処理装置であって、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記複数の他方の電極の一つの面積は前記一方の電極と
    前記複数の他方の電極の一つ以外の前記複数の他方の電
    極の面積と異なることを特徴とするプラズマ処理装置。
  10. 【請求項１０】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置であって、 面積の異なる前記複数の他方の電極は前記一方の電極に
    対して設けられており、 前記複数の他方の電極のそれぞれの面積は、基体が移送
    される方向に向かって減少していることを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  11. 【請求項１１】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いるプラズマ処理方法であっ
    て、 前記複数の他方の電極を前記一方の電極に対して設け、 前記複数の他方の電極にそれぞれ独立に高周波電力を供
    給し、前記複数の他方の電極のそれぞれに供給される高
    周波電力の出力を、基体を移送させる方向に向かって大
    きくさせることを特徴とするプラズマ処理方法。
  12. 【請求項１２】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いるプラズマ処理方法であっ
    て、 前記複数の他方の電極を前記一方の電極に対して設け、 前記一方の電極と前記複数の他方の電極とのそれぞれの
    距離を基体を移送させる方向に向かって減少させて配置
    し、 前記複数の他方の電極に高周波電力を供給することを特
    徴とするプラズマ処理方法。
  13. 【請求項１３】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いるプラズマ処理方法であっ
    て、 前記複数の他方の電極を前記一方の電極に対して設け、 前記複数の他方の電極に共通の電源から高周波電力を供
    給し、 前記複数の他方の電極のそれぞれにおいてマッチング条
    件を異ならせて、前記複数の他方の電極のそれぞれに供
    給される高周波電力の出力を、基体を移送させる方向に
    向かって大きくさせることを特徴とするプラズマ処理方
    法。
  14. 【請求項１４】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いるプラズマ処理方法であっ
    て、 面積の異なる前記複数の他方の電極を前記一方の電極に
    対して設け、 前記複数の他方の電極のそれぞれの面積を基体を移送す
    る方向に向かって減少するように配置し、 前記複数の他方の電極に高周波電力を供給することを特
    徴とするプラズマ処理方法。
  15. 【請求項１５】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いて、前記一方の電極と前記複
    数の他方の電極との間で放電させるとともに、前記電極
    間に基体を移送させ、前記基体表面に膜を形成させるプ
    ラズマ処理方法であって、 前記一方の電極は円筒状であり、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して設けら
    れており、 前記複数の他方の電極にそれぞれ異なる高周波電力を与
    えることを特徴とするプラズマ処理方法。
  16. 【請求項１６】一方の電極と複数の他方の電極とを有す
    るプラズマ処理装置を用いて、前記一方の電極と前記複
    数の他方の電極との間で放電をさせるとともに、前記電
    極間に基体を移送させ、前記基体表面に膜を形成させる
    プラズマ処理方法であって、 前記一方の電極は円筒状であり、 前記複数の他方の電極は前記一方の電極に対して前記一
    方の電極の同心円上に設けられており、 前記基体を前記同心円上を移送させ、 前記複数の他方の電極に供給される電力を前記基体の移
    送される方向に向かって大きくさせることを特徴とする
    プラズマ処理方法。
  17. 【請求項１７】前記基体の表面から前記膜の表面に向か
    って徐々にその硬度が高い膜を形成することを特徴とす
    る請求項１５または１６に記載のプラズマ処理方法。
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