JPH07100857B2 - 炭素皮膜形成方法及び装置 - Google Patents

炭素皮膜形成方法及び装置

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JPH07100857B2
JPH07100857B2 JP60223547A JP22354785A JPH07100857B2 JP H07100857 B2 JPH07100857 B2 JP H07100857B2 JP 60223547 A JP60223547 A JP 60223547A JP 22354785 A JP22354785 A JP 22354785A JP H07100857 B2 JPH07100857 B2 JP H07100857B2
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carbon film
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は基材表面に硬質な炭素皮膜を形成する方法及び
装置に関する。
〔発明の背景〕
メタンはどの炭化水素気体をグロー放電のエネルギーに
より分解すると条件によってはダイヤモンド状カーボン
やi−カーボンと呼ばれる硬質な皮膜が堆積することは
公知である。この硬質炭素皮膜は高電気絶縁性,高赤外
透過率,高屈折率,高耐摩耗性,低摩擦係数などの特徴
をもち、種々の応用が考えらえる。特に高耐摩耗性に着
目すれば磁気ヘッド、磁気ディスク,光学レンズ,超硬
工具などの保護コーティング層としての利用が考えられ
る。
かかる硬質炭素皮膜をフィルム状基材表面に経済性よく
堆積させることができれば、磁気テープ,フロッピーデ
ィスクなどの耐摩耗保護層としての用途がある。
従来の硬質炭素皮膜形成方法においてはフィルム状基材
に適用する場合に不都合な点があった。すなわち、硬質
炭素皮膜形成には高エネルギーのイオンを基材表面に照
射しつつ膜形成するか或は基材を600℃以上に熱しつつ
膜形成する方法がとられていた。前者の例としては特開
昭58−55319号に水素イオンを基材に照射しつつ炭素を
蒸着する方法が開示され、又特開昭59−35092号には直
流バイアス電圧を基材に印加してイオンを加速し基材表
面に当てる方法が開示されている。然しながら絶縁性フ
ィルム状基材に皮膜を形成する場合には、該基材にバイ
アス電圧を印加することが不可能であり、又イオンを照
射した場合は電荷の蓄積により異常放電が発生したり膜
質が安定しないなどの問題が生ずる。一方後者の基材を
加熱する方法の場合には多くの場合フィルムは有機高分
子素材でできており耐熱性に欠けるため適用不可能であ
る。
これに代る皮膜方法として絶縁性基材にチャージアップ
を起こさせないで硬質炭素皮膜を形成するには、高周波
プラズマを用いるのがよい。文献(L.Holland and S.M.
Ojha,シンソリッド フィルムズ,38巻,L17(1976年))
にあるように、高周波二極放電によって炭化水素ガスを
分解すると高周波印加側電極に硬質炭素皮膜が形成され
ることが示されている。高周波プラズマでは、電圧振動
の1周期の間に基材を流入する正負の電荷が中和される
のでチャージアップの恐れがないのである。
しかしながら、上記高周波プラズマ法をそのままフィル
ム状基材に対し適用するには、種々の問題がある。すな
わち、フィルム状基材の連続処理には該フィルムを円筒
型回転ドラムの側面に巻きつけ、該回転ドラムの回転と
同期させて基材を巻き取りつつ前記回転ドラムの一部で
処理を行う方法が用いられるが、高周波電圧を回転ドラ
ムに印加すると、 1)回転体に高電圧を印加するため、機構が複雑になる
こと。
2)回転ドラムの被処理部以外も高電圧になるので不要
な放電が発生する恐れがあること。
3)磁気テープなどでフィルム上に金属薄膜が設けられ
ている場合、金属薄膜自身も高電圧にしなければならな
いが、そのためには送り出しおよび巻き取り機構も高電
圧となり、絶縁方式が複雑になる などの問題があった。
〔発明の目的〕 本発明は、上記問題点を解決し、高周波プラズマを用い
て基材の表面にダイヤモンド状カーボンやi−カーボン
と呼ばれる硬質炭素皮膜を容易に形成する炭素皮膜形成
方法及び装置を提供せんとするものである。
〔発明の概要〕
本発明の炭素皮膜形成方法は、容器内に接地された第1
の電極上に基材を配置し、前記容器内を真空排気し、前
記容器内に炭化水素を含むガスを充填し、前記第1の電
極のプラズマの当たる面積よりも大きなプラズマの当た
る面積を有しかつ前記第1の電極の基材側に位置する第
2の電極に高周波電圧を印加し、基材上に炭素皮膜を形
成する炭素皮膜形成方法である。
また、本発明の炭素皮膜形成装置は、容器と、前記容器
を真空排気する真空排気機構と、接地され、前記容器内
に位置し、基材を配置するための第1の電極と、前記第
1の電極のプラズマの当たる面積よりも大きなプラズマ
の当たる面積を有し、前記第1の電極の基材側に位置
し、かつ前記容器内に位置する第2の電極と、前記第2
の電極に高周波電圧を印加する高周波電圧印加機構と、
前記容器に炭化水素を含むガスを供給する反応ガス供給
機構とを具備することを特徴とする炭素皮膜形成装置で
ある。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例について詳細に説明する。先ず第
1図を用いて、装置について説明する。図において、本
装置は真空槽1およびこれを排気する真空排気機構2、
フィルム送り機構、プラズマ処理室3、高周波電圧印加
機構4、反応性ガス印加機構5からなる。フィルム送り
機構はフィルム6を送り出す送り出しロール7、回転電
極8、巻き取りロール9とフィルム張力安定化やしわの
発生を防ぐためのガイドロール10、およびそれらを回転
させる動力機構と回転速度調節機構から成る。プラズマ
処理室3には対向電極11と反応性ガス導入口12および排
気口13を設ける。反応性ガスを処理室3内に均一に導入
するにはたとえば第2図に示すように対向電極11に多数
の小孔14をあけ、そこからガスを吹き出させるのがよ
い。回転電極8および対向電極11はプラズマで発生する
熱による温度上昇を防ぐため水冷するのがよい。
回転電極8は真空槽1とともに接地される。
又、対向電極11の面積は、回転電極8に当るプラズマの
面積よりも十分に大きな面積になっている。
上記装置において、皮膜の形成方法を次に説明する。
本実施例において回転電極8を接地側電極とし、それに
対向する対向電極11に100KHzないし100MHzの高周波電圧
を印加することにより炭化水素または炭化水素と水素の
混合ガスのプラズマを保持し、接地側電極上(回転電極
8)のフィルム状基材表面に炭素皮膜を形成する。本発
明の最も大きな特徴は対向電極11の面積を回転電極8
(接地側電極)の被処理部の面積より十分大きくしたこ
とにある。上記周波数範囲の高周波放電においては電子
の移動速度が正イオンの移動速度に比べ著しく大きいた
め生ずるシース電圧降下が2つの電極の有効面積比によ
って変化し、面積の小さい電極の電圧降下が大きくな
る。ただし、上記有効面積とはプラズマに触れている部
分の面積である。従って回転電極8(接地側電極)の被
処理部分の面積に対し対向電極11のプラズマに触れてい
る面積を十分大きくすることによるプラズマ電位が被処
理部表面の電位に対し高電位となり、高エネルギーのイ
オンが被処理部表面に流入する状況を作り出すことがで
き、硬質炭素皮膜が形成される。
上記した回転電極8の(接地側電極)被処理部と対向電
極11の有効面積比は少なくとも1:3、好ましくは1:5以上
が好ましい。また、高周波電圧の振幅は1KV以上あるこ
とが好ましい。
前記炭化水素としてはたとえば以下のようなガスまたは
蒸気が用いられる。
1)メタン,エタン,プロパン,ブタンなど飽和脂肪族
炭化水素 2)エチレン,アセチレン,プロペン,ブテン,ブタジ
エンなど不飽和脂肪族炭化水素 3)ベンゼン,ナフタレン,トルエン,エチルベンゼン
など芳香族炭化水素 本発明により形成される硬質炭素皮膜は水素原子を含む
アモルファスまたは微結晶部分の混在したアモルファス
構造の炭素膜であり、ビッカース硬度1000以上の硬質か
つ摩耗しにくい膜である。
次に、本発明による硬質炭素皮膜形成方法を、蒸着磁気
テープの保護膜形成工程に実際に適用した場合を例にと
って更に説明する。
第1図に示した装置に厚さ10μmのポリエステルフィル
ムの片面に0.1μmの厚さでCo/Ni合金磁性薄膜を蒸着し
た基材をセットした。次いで真空槽1と処理室3を1×
10-3Pa以下に予備排気した後、ベンゼン蒸気を一定流量
で導入し、排気速度を調整して処理室3内の圧力を0.05
Torrに保持した。次にフィルムを5m/minの速度で送りつ
つ対向電極11に13.56MHz、電圧振幅2KVの高周波電圧を
印加し、プラズマを発生させた。連続3時間の処理の結
果900mの長さのフィルム全面に均一に200Å厚みの硬質
炭素膜が形成された。処理中異常放電の発生は見られな
かった。上記処理を行った磁気テープを8ミリ巾にスリ
ットし、VTR用再生装置にかけたところテープ貼りつき
や走行不安定化は起こらず処理前に比べテープ寿命が大
巾に向上した。
第3図は他の実施例であり、回転ドラムに対し処理室を
複数個配置し、処理速度を向上させた装置の例である。
この型の装置においては各処理室の処理条件や反応性ガ
スの種類を変えることにより多層皮膜を形成したり、特
定の処理室の構造を変えてプラズマクリーニング,エッ
チング,スパッタ,蒸着など他の処理を炭素皮膜形成と
同時にすることも可能である。回転電極8に高電圧をか
ける場合には上記のような多機能性は発揮されない。従
ってこの多機能性も回転電極8を接地したことによる本
発明の副次的効果である。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り本発明によれば、第1の電極を接地
し、第2の電極に高周波電圧を印加してプラズマを保持
するようにしたので、第1の電極に高周波電圧を印加し
た場合の機構上の問題,不要な放電の発生、絶縁の問題
は全くなくすことができた。
更には、第1の電極のプラズマの当たる面積よりも第2
の電極のプラズマの当たる面積を大きな面積としたの
で、高エネルギのイオンが被処理部面積に流入する状況
を作り出すことができ、硬質の炭素皮膜の形成を容易に
行なうことができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例であり、炭素皮膜形成装置
の全体構成図である。第2図は、対向電極部の部分構成
図である。第3図は、本発明の他の実施例を示す全体構
成図である。 7……送り出しローラ 8……回転電極 9……巻き取りロール 11……対向電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器内に接地された第1の電極上に基材を
    配置し、 前記容器内を真空排気し、 前記容器内に炭化水素を含むガスを充填し、 前記第1の電極のプラズマの当たる面積よりも大きなプ
    ラズマの当たる面積を有しかつ前記第1の電極の基材側
    に位置する第2の電極に高周波電圧を印加し、基材上に
    炭素皮膜を形成することを特徴とする炭素皮膜形成方
    法。
  2. 【請求項2】容器と、 前記容器を真空排気する真空排気機構と、 接地され、前記容器内に位置し、基材を配置するための
    第1の電極と、 前記第1の電極のプラズマの当たる面積よりも大きなプ
    ラズマの当たる面積を有し、前記第1の電極の基材側に
    位置し、かつ前記容器内に位置する第2の電極と、 前記第2の電極に高周波電圧を印加する高周波電圧印加
    機構と、 前記容器に炭化水素を含むガスを供給する反応ガス供給
    機構とを具備することを特徴とする炭素皮膜形成装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0672306B2 (ja) 1987-04-27 1994-09-14 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2597127B2 (ja) * 1988-01-22 1997-04-02 株式会社半導体エネルギー研究所 炭素膜をテープ上に形成する方法
JP2700247B2 (ja) * 1988-03-26 1998-01-19 株式会社半導体エネルギー研究所 炭素膜がコートされた光電変換装置の作製方法
US6835523B1 (en) 1993-05-09 2004-12-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating
US5932302A (en) * 1993-07-20 1999-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating with ultrasonic vibration a carbon coating
US5888594A (en) * 1996-11-05 1999-03-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for depositing a carbon-rich coating on a moving substrate
US5948166A (en) * 1996-11-05 1999-09-07 3M Innovative Properties Company Process and apparatus for depositing a carbon-rich coating on a moving substrate
JP4319755B2 (ja) * 2000-01-28 2009-08-26 Tdk株式会社 プラズマ処理装置
JP4570277B2 (ja) * 2001-05-21 2010-10-27 大倉工業株式会社 内表面処理プラスチックチューブ製造装置、及び該装置を用いた内表面処理プラスチックチューブの製造方法
JP4956876B2 (ja) * 2001-09-20 2012-06-20 凸版印刷株式会社 真空成膜装置及びそれを用いた成膜方法
CH696013A5 (de) * 2002-10-03 2006-11-15 Tetra Laval Holdings & Finance Vorrichtung zur Behandlung eines bandförmigen Materials in einem Plasma-unterstützten Prozess.
JP5099693B2 (ja) * 2008-02-06 2012-12-19 地方独立行政法人山口県産業技術センター 非晶質炭素膜及びその成膜方法
JP5096974B2 (ja) * 2008-03-25 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 RE−Ba−Cu−O系超電導テープ線材の製造方法及びそれに用いるプラズマ処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59147353A (ja) * 1983-02-12 1984-08-23 Minolta Camera Co Ltd 感光体
JPS6061761A (ja) * 1983-09-16 1985-04-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 電子写真用感光体
JPS6067671A (ja) * 1983-09-24 1985-04-18 Anelva Corp 薄膜作成装置
JPS61219961A (ja) * 1985-03-26 1986-09-30 Fuji Electric Co Ltd 電子写真感光体

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