法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-12-30
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C23C14/32 专利号:ZL2014800055820 申请日:20140121 授权公告日:20171024
专利权的终止
2017-10-24
授权
授权
2015-10-21
实质审查的生效 IPC(主分类):C23C14/32 申请日:20140121
实质审查的生效
2015-09-23
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种等离子体装置、使用该等离子体装置的碳薄膜的制造方法及涂布方 法。
背景技术
以前，在使用电弧放电形成薄膜的薄膜形成装置中使用的电弧式蒸发源中，抑制粗大 粒子附着于基板的电弧式蒸发源已为人所知(专利文献1)。
该电弧式蒸发源包括真空容器、等离子体管、多孔构件、磁线圈、及蒸发源。等离子 体管的一端安装于真空容器。蒸发源安装于等离子体管的另一端。
磁线圈卷绕在等离子体管的周围。而且，磁线圈将蒸发源的附近产生的等离子体引导 至配置于真空容器内的基板的附近。
多孔构件安装于等离子体管的内壁，捕获从安装于蒸发源的阴极物质飞出的粗大粒 子。
这样，现有的真空电弧蒸镀装置利用等离子体管将蒸发源连结于真空容器，且利用设 置于等离子体管的内壁的多孔构件来捕获从阴极物质飞出的粗大粒子而抑制粗大粒子飞向 基板。
专利文献1：日本专利特开2002-105628号公报
发明内容
然而，现有的真空电弧蒸镀装置中，使用作为阴极物质的石墨(碳)，石墨是将碳粒 子烧结制作而成，因而存在晶界。结果，在将石墨用作阴极物质的情况下，存在阴极物质 沿着晶界裂开而产生粗大粒子(微粒)的问题。
因此，本发明是为了解决所述问题而完成，其目的在于提供一种能够抑制阴极物质裂 开的等离子体装置。
而且，本发明的另一目的在于提供一种能够抑制阴极物质裂开而制造碳薄膜的碳薄膜 的制造方法。
此外，本发明的另一目的在于提供一种能够抑制阴极物质裂开而涂布碳薄膜的碳薄膜 的涂布方法。
根据本发明的实施方式，等离子体装置包括真空容器、电弧式蒸发源、阴极构件、保 持构件、放电开始单元、及电源。电弧式蒸发源固定于真空容器。阴极构件安装于电弧式 蒸发源。保持构件对朝向阴极构件配置的基板加以保持。放电开始单元使放电开始。电源 对电弧式蒸发源施加负的电压。而且，阴极构件包含玻璃状碳，且包括至少一个柱状部分， 所述柱状部分具有柱状形状。放电开始单元以等离子体从阴极构件的至少一个柱状部分被 释放的方式使放电开始。
而且，根据本发明的实施方式，碳薄膜的制造方法包括：第一工序，在朝向基板而固 定于真空容器的电弧式蒸发源中，安装包含玻璃状碳，且包括至少一个柱状部分的阴极构 件，所述柱状部分具有柱状形状；第二工序，对电弧式蒸发源施加负的电压；以及第三工 序，以等离子体从阴极构件的至少一个柱状部分被释放的方式使放电开始。
此外，根据本发明的实施方式，碳薄膜的涂布方法对基材的表面涂布碳薄膜，所述基 材包含金属、陶瓷、树脂、半导体及将选自他们的材质组合而成的材料中的任一个，所述 涂布方法包括：第一工序，朝向固定于真空容器的电弧式蒸发源保持基材；第二工序，将 包含玻璃状碳，且包含至少一个柱状部分的阴极构件安装于电弧式蒸发源，所述柱状部分 具有柱状形状；第三工序，对电弧式蒸发源施加负的电压；以及第四工序，以等离子体从 阴极构件的至少一个柱状部分被释放的方式使放电开始。
本发明的实施方式的等离子体装置对电弧式蒸发源施加负的电压，以从阴极构件的至 少一个柱状部分(包含玻璃状碳)被释放的方式产生等离子体，而制造碳薄膜。结果，突 起部中的热应变减少，原子状的碳从阴极构件的柱状部分被释放。而且，玻璃状碳不具有 晶界。
因此，因突起部中的热应变减少及玻璃状碳不具有晶界，而可抑制阴极构件裂开。
而且，本发明的实施方式的碳薄膜的制造方法中，对电弧式蒸发源施加负的电压，以 从阴极构件的至少一个柱状部分(包含玻璃状碳)被释放的方式产生等离子体，而制造碳 薄膜。结果，如所述般，可抑制阴极构件裂开而制造碳薄膜。
此外，本发明的实施方式的碳薄膜的涂布方法中，对电弧式蒸发源施加负的电压，以 从阴极构件的至少一个柱状部分(包含玻璃状碳)被释放的方式产生等离子体，而将碳薄 膜涂布于基材的表面。结果，如所述般，可抑制阴极构件裂开而将碳薄膜涂布于基材上。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的等离子体装置的构成的概略图。
图2是图1所示的阴极构件的立体图。
图3是图2所示的线III-III间的阴极构件的剖面图。
图4是表示使用了图1所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图5是表示碳薄膜的表面形状的图。
图6是表示实施方式1的另一阴极构件的剖面图。
图7是表示实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图8是图7所示的线VIII-VIII间的阴极构件的剖面图。
图9是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图10是图9所示的线X-X间的阴极构件的剖面图。
图11是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图12是图11所示的线XII-XII间的阴极构件的剖面图。
图13是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图14是图13所示的线XIV-XIV间的阴极构件的剖面图。
图15是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图16是图15所示的线XVI-XVI间的阴极构件的剖面图。
图17是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图18是图17所示的线XVIII-XVIII间的阴极构件的剖面图。
图19是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图20是图19所示的线XX-XX间的阴极构件的剖面图。
图21是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图22是图21所示的线XXII-XXII间的阴极构件的剖面图。
图23是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图24是图23所示的线XXIV-XXIV间的阴极构件的剖面图。
图25是实施方式1的又一阴极构件的概略图。
图26是图25所示的线XXVI-XXVI间的阴极构件的剖面图。
图27是实施方式1的又一阴极构件的概念图。
图28是图27所示的线XXVIII-XXVIII间的阴极构件的剖面图。
图29是表示实施方式1的另一等离子体装置的构成的概略图。
图30是表示实施方式2的等离子体装置的构成的概略图。
图31是表示图30所示的阴极构件的构成的概略图。
图32是表示图30所示的气动机构的构成的概略图。
图33是用以说明图30所示的触发电极与阴极构件的全部的玻璃状碳接触的机构的 图。
图34是表示使用了图30所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图35是表示实施方式2的另一等离子体装置的构成的概略图。
图36是用以说明图35所示的触发电极与阴极构件的全部的玻璃状碳接触的机构的 图。
图37是表示实施方式3的等离子体装置的构成的概略图。
图38是表示图37所示的送出机构的构成的概略图。
图39是表示使用了图37所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图40是表示实施方式4的等离子体装置的构成的概略图。
图41是图40所示的触发电极的一端侧的剖面图。
图42是图40所示的触发电极的一端侧的从阴极构件侧观察而得的平面图。
图43是表示实施方式5的等离子体装置的构成的概略图。
图44是图43所示的触发电极的一端侧的剖面图。
图45是图43所示的触发电极的一端侧的从阴极构件侧观察而得的平面图。
图46是图43所示的触发电极与阴极构件的突起部接触时的概念图。
图47是实施方式5的另一触发电极的剖面图。
图48是表示实施方式6的等离子体装置的构成的概略图。
图49是表示电弧电压的时间变化的图。
图50是表示使用了图48所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图51是表示实施方式7的等离子体装置的构成的概略图。
图52是表示使用了图51所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图53是表示实施方式8的等离子体装置的构成的概略图。
图54是用以说明图53所示的永久磁铁的配置位置的图。
图55是用以说明图53所示的永久磁铁的功能的概念图。
图56是表示使用了图53所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图57是表示实施方式9的等离子体装置的构成的概略图。
图58是用以说明图57所示的永久磁铁的功能的图。
图59是表示使用了图57所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图60是实施方式9的另一等离子体装置的构成的概略图。
图61是用以说明图60所示的电磁铁(线圈及电源)的功能的图。
图62是表示实施方式10的等离子体装置的构成的概略图。
图63是表示未消弧的比例下的轴方向磁场与电弧电流密度的关系的图。
图64是表示电弧点未移动到本体部的比例下的轴方向磁场与电弧电流密度的关系的 图。
图65是放电前的玻璃状碳的立体图。
图66是表示第一次放电结束后的玻璃状碳的图。
图67是表示第二次放电结束后的玻璃状碳的图。
图68是表示放电前的阴极构件的图。
图69是表示使用了直径3mmφ的玻璃状碳(突起部)时的放电后的突起部的图。
图70是表示使用了直径5.2mmφ的玻璃状碳(突起部)时的放电后的突起部的图。
图71是表示使用了直径2mmφ的玻璃状碳(突起部)时的放电后的突起部的图。
图72是表示实施方式10的另一等离子体装置的构成的概略图。
图73是图72所示的阴极构件及线圈的放大图。
图74是表示实施方式10的另一线圈的图。
图75是表示实施方式10的又一等离子体装置的构成的构成图。
图76是图75所示的电弧式蒸发源、阴极构件及线圈的放大图。
图77是表示使用了图62所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图78是表示实施方式11的等离子体装置的构成的概略图。
图79是图78所示的永久磁铁、齿轮及配重的从基板侧观察而得的平面图。
图80是表示实施方式11的另一等离子体装置的构成的概略图。
图81是表示使用了图78所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图82是表示实施方式12的等离子体装置的构成的概略图。
图83是表示实施方式13的等离子体装置的构成的概略图。
图84是表示使用了图83所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的概略图。
图85是表示实施方式14的等离子体装置的构成的概略图。
图86是表示使用了图85所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图87是表示实施方式15的等离子体装置的构成的概略图。
图88是表示使用了图87所示的等离子体装置的碳薄膜的制造方法的工序图。
图89是表示本发明的实施方式的阴极构件的图。
具体实施方式
一边参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当的部 分附上相同的符号且不重复其说明。
[实施方式1]
图1是表示本发明的实施方式1的等离子体装置的构成的概略图。参照图1，本发明 的实施方式1的等离子体装置包括真空容器1、保持构件2、电弧式蒸发源3、阴极构件4、 挡板5、电源6、电源7、触发电极8、以及电阻9。
另外，等离子体装置10中，如图1所示般对x轴、y轴及z轴进行定义。
真空容器1具有排气口11，利用排气装置(未图示)从排气口11抽成真空。而且， 真空容器1连接于接地节点GND。
保持构件2配置于真空容器1内。电弧式蒸发源3固定于真空容器1的侧壁。
阴极构件4安装于电弧式蒸发源3的基板20侧的表面。而且，阴极构件4包含玻璃 状碳。玻璃状碳是通过将酚树脂等热硬化性树脂煅烧、碳化而制造。该玻璃状碳包含碳原 子呈非晶状排列的结构，且不存在晶界。基于不存在晶界的理由，阴极构件4也可包含导 电性的金刚石。而且，阴极构件4具有向基板20侧突出的突起部。
另外，作为玻璃状碳的具体例，可列举日清纺(Nisshinbo)化学制造的玻璃状碳、或 东海碳(Tokaicarbon)制造的玻璃碳。而且，本发明的实施方式中，设为玻璃碳(glassy carbon)、非晶碳(amorphous carbon)、非晶质碳、非定形碳、无定形碳、非石墨化碳及 玻璃碳(vitreous carbon)均包含于玻璃状碳。
挡板5与阴极构件4相向而配置于阴极构件4与基板20之间。
电源6连接于保持构件2与接地节点GND之间。电源7连接于电弧式蒸发源3与接 地节点GND之间。
触发电极8的一部分经由真空容器1的侧壁而配置于真空容器1内，剩余部分配置于 真空容器1外。而且，触发电极8例如包含钼(Mo)，且经由电阻9连接于接地节点GND。 电阻9连接于触发电极8与接地节点GND之间。
保持构件2对基板20加以保持。电弧式蒸发源3利用阴极构件4与真空容器1之间 的电弧放电而使阴极构件4局部地加热并使阴极物质蒸发。
挡板5利用开闭机构(未图示)沿箭头12的方向移动。
电源6将负的电压经由保持构件2施加到基板20。电源7将负的电压施加到电弧式蒸 发源3。
触发电极8利用往复驱动装置(未图示)而与阴极构件4接触或背离。电阻9抑制电 弧电流流向触发电极8。
图2是图1所示的阴极构件4的立体图。而且，图3是图2所示的线III-III间的阴极 构件4的剖面图。
参照图2及图3，阴极构件4包含本体部41、及突起部42。本体部41具有圆盘形状。 突起部42具有圆柱形状。而且，突起部42以突起部42的中心轴X2与本体部41的中心轴 X1一致的方式配置于本体部41上。另外，将本体部41及突起部42制作成一体。
本体部41例如具有64mmφ的直径R1，具有12mm的高度H1。突起部42具有数cmφ 以下的直径R2，且具有数mm以上的高度H2。而且，突起部42例如具有3mmφ、6mmφ 的直径R2。
阴极构件4利用如下方法制作。将酚树脂等热硬化性树脂煅烧、碳化而制作圆柱形状 的玻璃状碳。然后，对如此制作的玻璃状碳以具有突起部42的方式进行车床加工而制作阴 极构件4。另外，形成突起部42的方法不限于车床加工，也可为蚀刻(包含湿式蚀刻及干 式蚀刻两者)，只要为可形成突起部42的方法，则可为任一方法。
与中心轴X2垂直的方向上的突起部42的剖面积在突起部42的直径R2为6mmφ的 情况下，为π×3mm×3mm＝28.3mm2，与中心轴X1垂直的方向上的本体部41的剖面积为 π×32mm×32mm＝3215.4mm2。结果，突起部42的剖面积相对于本体部41的剖面积的比为 约1/113。
结果，因突起部42的传热成分减少而热不易从突起部42逸散，从而突起部42整体 容易均热化，因而热应变减少。
而且，玻璃状碳因不具有晶界，所以在被用作阴极构件4的情况下，电弧放电中原子 状碳从阴极构件4被释放。
因此，可抑制阴极构件4裂开。
如所述般，因原子状的碳从阴极构件4被释放，所以不会产生微粒。结果，如果使用 阴极构件4，则可产生无火花放电。该无火花放电为不产生微粒的放电。另外，本说明书中， 微粒是指尺寸为50nm～数微米(μm)的碳粒。
另一方面，将碳粒烧结而成的烧结体不适合作为阴极构件4。其理由为如下所述。碳 的烧结体是将碳粒压固烧制而成者，因而存在晶界。结果，在将碳的烧结体用作阴极构件4 的情况下，电弧放电中阴极构件4从晶界处裂开，微粒从阴极构件4被释放。
图4是表示使用了图1所示的等离子体装置10的碳薄膜的制造方法的工序图。参照 图4，当开始制造碳薄膜时，将具有突起部42的玻璃状碳作为阴极构件4而安装于电弧式 蒸发源3(工序S1)。
而且，经由排气口11对真空容器1内进行排气，将真空容器1内的压力设定为5×10-4Pa。
于是，利用电源6对基板20施加-10V～-300V的负的电压(工序S2)，利用电源7 对电弧式蒸发源3施加-15V～-50V的负的电压(工序S3)。
而且，利用往复驱动装置(未图示)，使触发电极8与阴极构件4的突起部42接触 (工序S4)，然后，使触发电极8与阴极构件4背离。由此，电弧放电开始，电弧点出现 在阴极构件4的表面。该电弧点为阴极构件4的熔融部且强烈发光。
然后，打开挡板5(工序S5)。由此，碳薄膜(类金刚石碳(DLC：Dimond Like Carbon)) 形成于基板20上。而且，由等离子体装置10的操作者来判定放电是否已停止(工序S6)。 电弧点因强烈发光，所以等离子体装置10的操作者在电弧点发光时，判定为放电尚未停止， 在电弧点不发光时，判定为放电已停止。
工序S6中，在判定为放电已停止时，关闭挡板5(工序S7)，然后，重复执行所述 工序S4～S6。
另一方面，工序S6中，当判定为放电尚未停止时，经过所需时间后，关闭挡板5(工 序S8)。由此，碳薄膜的制造结束。
而且，设为依据所述工序S1～S8制造的碳薄膜中包含非晶碳薄膜、类金刚石碳薄膜、 四面体(tetrahedral)非晶碳膜、非晶质硬质碳薄膜及硬质碳薄膜。
另外，实施方式1中，电源6也可将0V的电压施加到基板20。而且，也可在打开挡 板5的状态下制造碳薄膜。因此，实施方式1的碳薄膜的制造方法至少包括图4所示的工 序S1、S3、S4即可。
这样，碳薄膜是使用具有突起部42且包含玻璃状碳的阴极构件4，利用电弧放电而形 成于基板20上。
结果，突起部42的热应变减少，阴极构件4(玻璃状碳)不具有晶界，因此可抑制阴 极构件4沿着晶界裂开。
图5是表示使用触针式的表面形状的测定器戴科泰克(Dektak)150(维易科(Veeco) 公司制造)在同一条件下测定碳薄膜的表面形状的结果的图。图5中，纵轴表示碳薄膜的 表面形状，横轴表示扫描距离(测定出的长度)。图5(a)、(b)中，均利用排气装置(未 图示)对真空容器1进行排气直至为9.9×10-3Pa后，设定为80A的电弧电流及的 膜厚而分别在基板(直径20mm、厚度2mm、SKH51制造，镜面研磨精加工)上成膜碳薄 膜。两者的差异仅在于成膜时的阴极构件，图5(a)是将玻璃状碳用作阴极构件4的情况， 图5(b)将烧结结构的碳材料用作阴极构件4的情况。
图5(a)、(b)中，从水平(level)向正方向呈针状突出的峰值均表示碳薄膜 中的粗大粒子(因粗大粒子＝存在微粒，所以表面形状为凸)，从而可知由阴极构件的差异 导致的碳薄膜中的粗大粒子数的差异。清楚地表明该差异如所述般是由玻璃状碳与烧结结 构的碳材料的结构而引起，且从不存在晶界的玻璃状碳释放出的粗大粒子极少，或几乎等 于0个。
作为一例，在将以上的粗大粒子数加以比较的情况下，将玻璃状碳用作阴极构 件4的图5(a)为0个。另一方面，将烧结结构的碳材料用作阴极构件4的图5(b)为21 个。在将以上的粗大粒子数加以比较的情况下，将玻璃状碳用作阴极构件4的图5 (a)为1个。另一方面，将烧结结构的碳材料用作阴极构件4的图5(b)为58个。在将 以上的粗大粒子数加以比较的情况下，将玻璃状碳用作阴极构件4的图5(a)为2 个。另一方面，将烧结结构的碳材料用作阴极构件4的图5(b)中存在无数个。根据该结 果，在将玻璃状碳用于阴极构件4的情况下，可使碳薄膜中的粗大粒子数大幅减少。同时， 在将玻璃状碳用于阴极构件4的情况下，可使碳薄膜的表面粗糙度大幅减小(优化)。
图5(a)、(b)中，均为基板表面与水平相对应，碳薄膜的表面与水平 (因基板上存在起伏、翘曲，所以受其影响不会成纵轴为水平的直线)相对应。另外， 基板的起伏、翘曲与由粗大粒子引起的呈针状突出的峰值完全不同，从而不会误识别粗大 粒子的存在或个数。
而且，图5(b)中，存在无数个从纵轴为水平向负方向呈针状突出的峰值，这些 显示的是在碳薄膜上暂时引入的粗大粒子脱离后的痕迹(粗大粒子脱离后碳薄膜的表面为 凹形形状)，根据该点也判断出：在将烧结结构的碳材料用作阴极构件4的情况下，释放 出无数个粗大粒子。
这样，证实通过将玻璃状碳用作阴极构件4，而碳薄膜的表面粗糙度变得非常小。这 是因为，在将玻璃状碳用作阴极构件4的情况下，如所述般，原子状的碳从阴极构件4被 释放，该被释放的原子状的碳有助于碳薄膜的成膜。
图6是表示实施方式1的另一阴极构件的剖面图。实施方式1中，等离子体装置10 也可代替阴极构件4而包括图6所示的阴极构件4A。
参照图6，阴极构件4A包括本体部41A、及突起部42A。本体部41A在图2及图3 所示的本体部41形成M5内螺纹。而且，本体部41A具有与本体部41相同的尺寸，且包 含与本体部41相同的材料。
突起部42A包含如下结构，即，以啮合于本体部41A的M5内螺纹的方式在根部侧形 成M5外螺纹。而且，突起部42A具有与突起部42相同的直径及形状，且从本体部41A突 出的部分的高度例如为9mm。而且，突起部42A包含与本体部41A相同的材料。
通过使用阴极构件4A，可仅更换突起部42A，且可重复使用本体部41A。
图7是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图8是图7所示的线VIII-VIII 间的阴极构件4B的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图7及图8所示的阴极 构件4B。
参照图7及图8，阴极构件4B中，将图2所示的阴极构件4的突起部42替换为突起 部42B、42C、42D、42E，其他与阴极构件4相同。
突起部42B、42C、42D、42E各自具有圆柱形状，且包含玻璃状碳。而且，突起部42B、 42C、42D、42E各自具有与突起部42相同的直径及形状。而且，突起部42B、42C、42D、 42E各自例如具有9mm的高度。此外，突起部42B、42C、42D、42E例如呈棋盘格状配置 于本体部41上。该情况下，突起部42B、42C、42D、42E的相互的间隔为任意。此外，将 本体部41及突起部42B、42C、42D、42E制作成一体。而且，阴极构件4B是通过将本体 部41固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部42B、42C、42D、42E 向基板20侧突出。
阴极构件4B是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，阴极构件4B中，突起部42B、42C、42D、42E不限于棋盘格状，也能够以任 意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4B不限于4个突起部42B、42C、42D、42E，可包括2个突起部， 也可包括3个突起部，还可包括5个以上的突起部，一般来说，包括2个以上的突起部即 可。而且，2个以上的突起部可配置成棋盘格状，也能够以任意的间隔无规地配置。而且， 2个以上的突起部可具有彼此相同的直径，也可具有彼此不同的直径。
图9是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图10是图9所示的线X-X间的 阴极构件4C的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图9及图10所示的阴极 构件4C。
参照图9及图10，阴极构件4C包括本体部48、及突起部49A、49B、49C、49D、49E、 49F。
本体部48具有平板形状，该平板形状具有为正方形的表面48A，且包含玻璃状碳。而 且，本体部48的一边的长度例如为64mm。而且，本体部48具有与本体部41相同的高度 H1(＝10mm)。
突起部49A、49B、49C、49D、49E、49F各自具有以与表面48A平行的平面切断的 剖面形状为正方形的棱柱形状，且包含玻璃状碳。而且，突起部49A、49B、49C、49D、 49E、49F各自具有数cm以下的一边的长度，且具有数mm以上的高度。而且，突起部49A、 49B、49C、49D、49E、49F例如呈棋盘格状配置于本体部48上。该情况下，突起部49A、 49B、49C、49D、49E、49F的相互的间隔为任意。此外，将本体部48及突起部49A、49B、 49C、49D、49E、49F制作成一体。而且，阴极构件4C是通过将本体部48固定于电弧式 蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部49A、49B、49C、49D、49E、49F向基 板20侧突出。
阴极构件4C利用与阴极构件4相同的方法制作。
另外，阴极构件4C中，突起部49A、49B、49C、49D、49E、49F不限于棋盘格状， 能够以任意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4C不限于6个突起部49A、49B、49C、49D、49E、49F，也可包括 1个～5个突起部，还可包括7个以上的突起部，一般而言，包括1个以上的突起部即可。 而且，在阴极构件4C包括2个以上的突起部的情况下，2个以上的突起部可配置成棋盘格 状，也能够以任意的间隔无规地配置。而且，2个以上的突起部可具有彼此相同的一边的长 度，也可具有彼此不同的一边的长度。
此外，本体部48的剖面形状也可不为正方形，剖面形状也可为长方形。该情况下， 长方形的长边及短边的长度可设定为任意的值。
此外，突起部49A、49B、49C、49D、49E、49F各自的剖面形状也可不为正方形，剖 面形状也可为长方形。该情况下，长方形的长边及短边的长度可设定为数cm以下。
此外，阴极构件4C不限于具有剖面形状为四边形的平板形状的本体部，也可包括具 有剖面形状为三角形的平板形状的本体部，或具有剖面形状为五边形的平板形状的本体部， 一般而言，包括具有剖面形状为多边形的平板形状的本体部即可。
此外，阴极构件4C不限于包括具有剖面形状为四边形的棱柱形状的突起部，也可包 括具有剖面形状为三角形的棱柱形状的突起部、或具有剖面形状为五边形的棱柱形状的突 起部，一般而言，包括具有剖面形状为多边形的棱柱形状的突起部即可。
图11是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图12是图11所示的线XII-XII 间的阴极构件4D的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图11及图12所示的阴 极构件4D。
参照图11及图12，阴极构件4D中，将图2所示的阴极构件4的突起部42替换为突 起部42F、42G、42H、42I，其他与阴极构件4相同。
突起部42F、42G、42H、42I各自具有圆锥形状，且包含玻璃状碳。而且，突起部42F、 42G、42H、42I各自在本体部41的表面411具有数cmφ以下的直径。而且，突起部42F、 42G、42H、42I各自例如具有9mm的高度。此外，突起部42F、42G、42H、42I例如呈棋 盘格状配置于本体部41上。该情况下，突起部42F、42G、42H、42I的相互的间隔为任意。 此外，将本体部41及突起部42F、42G、42H、42I制作成一体。而且，阴极构件4D是通 过将本体部41固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部42F、42G、 42H、42I向基板20侧突出。
阴极构件4D是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，阴极构件4D中，突起部42F、42G、42H、42I不限于棋盘格状，也能够以任 意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4D不限于4个突起部42F、42G、42H、42I，可包括2个突起部，也 可包括3个突起部，还可包括5个以上的突起部，一般而言，包括2个以上的突起部即可。 而且，2个以上的突起部可配置成棋盘格状，也能够以任意的间隔无规地配置。而且，2个 以上的突起部在本体部41的表面411，可具有彼此相同的直径，也可具有彼此不同的直径。
图13是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图14是图13所示的线XIV-XIV 间的阴极构件4E的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图13及图14所示的阴 极构件4E。
参照图13及图14，阴极构件4E中，将图2所示的阴极构件4的突起部42替换为突 起部42J、42K、42L、42M，其他与阴极构件4相同。
突起部42J、42K、42L、42M各自具有截圆锥状的形状，且包含玻璃状碳。而且，突 起部42J、42K、42L、42M各自在本体部41的表面411具有数cmφ以下的直径，在前端部 具有比表面411中的直径小的直径。而且，突起部42J、42K、42L、42M各自例如具有9mm 的高度。此外，突起部42J、42K、42L、42M例如呈棋盘格状配置于本体部41上。该情况 下，突起部42J、42K、42L、42M的相互的间隔为任意。此外，将本体部41及突起部42J、 42K、42L、42M制作成一体。而且，阴极构件4E是通过将本体部41固定于电弧式蒸发源 3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部42J、42K、42L、42M向基板20侧突出。
阴极构件4E是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，阴极构件4E中，突起部42J、42K、42L、42M不限于棋盘格状，也能够以任 意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4E不限于4个突起部42J、42K、42L、42M，可包括2个突起部，也 可包括3个突起部，还可包括5个以上的突起部，一般而言，包括2个以上的突起部即可。 而且，2个以上的突起部可配置成棋盘格状，也能够以任意的间隔无规地配置。而且，2个 以上的突起部可在本体部41的表面411具有彼此相同的直径，也可具有彼此不同的直径
图15是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图16是图15所示的线XVI-XVI 间的阴极构件4F的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图15及图16所示的阴 极构件4F。
参照图15及图16，阴极构件4F中，将图9及图10所示的阴极构件4C的突起部49A、 49B、49C、49D、49E、49F替换为突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L，其他与阴极 构件4C相同。
突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L各自具有棱锥形状，且包含玻璃状碳。而且， 突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L各自在本体部48的表面48A具有一边的长度为数 cm以下的正方形的形状。而且，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L各自例如具有9mm 的高度。此外，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L例如呈棋盘格状配置于本体部48 上。该情况下，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L的相互的间隔为任意。此外，将 本体部48及突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L制作成一体。而且，阴极构件4F是 通过将本体部48固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。
因此，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L向基板20侧突出。
阴极构件4F是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，阴极构件4F中，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L不限于棋盘格状， 也能够以任意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4F不限于6个突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L，可包括2个 突起部，也可包括3个突起部，还可包括5个以上的突起部，一般而言，包括2个以上的 突起部即可。而且，2个以上的突起部可配置成棋盘格状，也能够以任意的间隔无规地配置。 而且，2个以上的突起部在本体部48的表面48A可具有彼此相同的一边的长度，也可具有 彼此不同的一边的长度。
此外，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L各自在本体部48的表面48A不限于 具有正方形的形状，也可具有长方形的形状。该情况下，长方形的长边及短边的长度为数 cm以下。
此外，突起部49G、49H、49I、49J、49K、49L各自在本体部48的表面48A可具有 三角形的形状，也可具有五边形的形状，还可具有六边形的形状，一般而言，可具有多边 形的形状。该情况下，多边形的最长对角线的长度为数cm以下。
图17是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图18是图17所示的线XVIII-XVIII 间的阴极构件4G的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图17及图18所示的阴 极构件4G。
参照图17及图18，阴极构件4G也可将图9所示的阴极构件4C的突起部49A、49B、 49C、49D、49E、49F替换为突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R，其他与阴极构件 4C相同。
突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R各自具有截棱锥状的形状，且包含玻璃状 碳。而且，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R各自在本体部48的表面48A包含一 边的长度为数cm以下的正方形的形状，在前端部包含具有比表面48A中的一边的长度短 的一边的长度的正方形的形状。而且，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R各自例如 具有9mm的高度。此外，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R例如呈棋盘格状配置 于本体部48上。该情况下，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R的相互的间隔为任 意。此外，将本体部48及突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R制作成一体。而且， 阴极构件4G是通过将本体部48固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此， 突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R向基板20侧突出。
阴极构件4G是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，阴极构件4G中，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R不限于棋盘格状， 也能够以任意的间隔无规地配置。
而且，阴极构件4G不限于6个突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R，可包括2 个突起部，也可包括3个突起部，还可包括5个以上的突起部，一般而言，包括2个以上 的突起部即可。而且，2个以上的突起部可配置成棋盘格状，也能够以任意的间隔无规地配 置。而且，2个以上的突起部在本体部48的表面48A可具有彼此相同的一边的长度，也可 具有彼此不同的一边的长度。
此外，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R各自在前端部及本体部48的表面 48A不限于具有正方形的形状，也可具有长方形的形状。该情况下，长方形的长边及短边 的长度为数cm以下。
此外，突起部49M、49N、49O、49P、49Q、49R各自在前端部及本体部48的表面 48A可具有三角形的形状，也可具有五边形的形状，还可具有六边形的形状，一般而言， 可具有多边形的形状。该情况下，表面48A中的多边形的最长对角线的长度为数cm以下。
图19是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图20是图19所示的线XX-XX 间的阴极构件4H的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图19及图20所示的阴 极构件4H。
参照图19及图20，阴极构件4H中，将图2所示的阴极构件4的突起部42替换为突 起部45，其他与阴极构件4相同。
突起部45具有平面形状包含环形状的壁状结构，且包含玻璃状碳。而且，突起部45 具有与本体部41的直径R1相等的外径，及例如1mm～10mm的宽度。而且，突起部45 具有比宽度大的高度，例如具有数mm～数cm的高度。此外，将本体部41及突起部45制 作成一体。而且，阴极构件4H是通过将本体部41固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式 蒸发源3。因此，突起部45向基板20侧突出。
阴极构件4H是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，突起部45不限于与本体部41的直径R1相同的外径，也可具有比本体部41的 直径R1小的外径。
图21是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图22是图21所示的线XXII-XXII 间的阴极构件4I的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图21及图22所示的阴 极构件4I。
参照图21及图22，阴极构件4I在图19及图20所示的阴极构件4H中追加了突起部 46，其他与阴极构件4H相同。
突起部46具有平面形状包含环形状的壁状结构，且包含玻璃状碳。而且，突起部46 配置于突起部45的内周侧，例如具有1mm～10mm的宽度。而且，突起部46具有大于宽 度的高度，例如具有数mm～数cm的高度。此外，突起部45与突起部46的间隔为任意。 此外，将本体部41及突起部45、46制作成一体。而且，阴极构件4I是通过将本体部41 固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部45、46向基板20侧突出。
阴极构件4I是通过对玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。
另外，突起部45可具有与突起部46相同的宽度，也可具有与突起部46不同的宽度。
图23是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图24是图23所示的线XXIV-XXIV 间的阴极构件4J的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图23及图24所示的阴 极构件4J。
参照图23及图24，阴极构件4J将图15及图16所示的阴极构件4F的突起部49G、 49H、49I、49J、49K、49L替换为突起部50，其他与阴极构件4F相同。
突起部50具有平面形状包含四边形的环形状的壁状结构，且包含玻璃状碳。而且， 突起部50沿着本体部48的周缘配置于本体部48上。而且，突起部50的宽度例如为数mm～ 1cm，突起部50的高度大于宽度，例如为数mm～数cm。此外，将突起部50与本体部48 制作成一体。
阴极构件4J是通过对具有平板形状的玻璃状碳进行车床加工或蚀刻而制作。而且，阴 极构件4J是通过将本体部48固定于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起 部50向基板20侧突出。
图25是实施方式1的又一阴极构件的概略图。而且，图26是图25所示的线XXVI-XXVI 间的阴极构件4K的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图25及图26所示的阴 极构件4K。
参照图25及图26，阴极构件4K将图23及图24所示的阴极构件4J的突起部50替换 为突起部45A、45B、45C、45D、45E、45F，其他与阴极构件4J相同。
突起部45A、45B、45C、45D、45E、45F各自具有平面形状包含直线形状的壁状结构， 且包含玻璃状碳。而且，突起部45A、45B、45C、45D、45E、45F各自例如具有数mm的 厚度，例如具有大于厚度的数mm～1cm的高度。此外，突起部45A、45B、45C、45D、 45E、45F以所需的间隔大致平行地配置于本体部48上。此外，将本体部48及突起部45A、 45B、45C、45D、45E、45F制作成一体。
阴极构件4K是通过对具有平板形状的玻璃状碳以具有突起部45A、45B、45C、45D、 45E、45F的方式进行车床加工或蚀刻而制作。而且，阴极构件4K是通过将本体部48固定 于电弧式蒸发源3而安装于电弧式蒸发源3。因此，突起部45A、45B、45C、45D、45E、 45F向基板20侧突出。
另外，阴极构件4K中，突起部的个数不限于6个，为1个以上即可。
而且，阴极构件4K中，6个突起部45A、45B、45C、45D、45E、45F可不以彼此相 同的间隔而配置，还能够以无规的间隔配置。
此外，在阴极构件4K包括多个突起部的情况下，多个突起部也可不平行地配置。
图27是实施方式1的又一阴极构件的概念图。而且，图28是图27所示的线 XXVIII-XXVIII间的阴极构件4L的剖面图。
实施方式1中，等离子体装置10也可代替阴极构件4而包括图27及图28所示的阴 极构件4L。
参照图27及图28，阴极构件4L将图23及图24所示的阴极构件4J的突起部50替换 为突起部51～53，其他与阴极构件4J相同。
突起部51～53各自具有平面形状包含圆弧状的形状的壁状结构，且包含玻璃状碳。 而且，突起部51～53各自例如具有数mm的厚度，例如具有大于厚度的数mm～1cm的高 度。此外，突起部51～53以所需的间隔配置于本体部48上。此外，将本体部48及突起部 51～53制作成一体。
阴极构件4L通过对具有平板形状的玻璃状碳以具有突起部51～53的方式进行车床加 工或蚀刻而制作。而且，阴极构件4L是通过将本体部48固定于电弧式蒸发源3而安装于 电弧式蒸发源3。因此，突起部51～53向基板20侧突出。
另外，阴极构件4L中，突起部的个数不限于3个，为1个以上即可。
而且，阴极构件4L中，3个突起部51～53可不以彼此相同的间隔配置，还能够以无 规的间隔配置。
此外，实施方式1中使用的阴极构件中，与从阴极构件4向阴极构件4A的变更相同 的变更也可应用于阴极构件4B、4C、4D、4E、4F、4G。
所述中，已对各种阴极构件4、4A～4L进行了说明。而且，阴极构件4、4A～4L各 自具有向基板20侧突出的突起部。因此，实施方式1的阴极构件具有向基板20侧突出的 至少一个突起部即可。
在等离子体装置10包括阴极构件4A～4L中的任一个的情况下，碳薄膜依照图4所示 的工序图制造。该情况下，工序S1中，将阴极构件4A～4L的任一个安装于电弧式蒸发源 3。
图29是表示实施方式1的另一等离子体装置的构成的概略图。实施方式1的等离子 体装置可为图29所示的等离子体装置10A。
参照图29，等离子体装置10A在图1所示的等离子体装置10中追加了绝缘构件13、 波纹管14及保持构件15，其他与等离子体装置10相同。
触发电极8穿过设置于真空容器1的侧壁的贯通孔16而配置，一端与阴极构件4相 向，另一端固定于保持构件15。
绝缘构件13以包围贯通孔16的方式经由O型环(未图示)而固定于真空容器1的侧 壁。波纹管14配置于绝缘构件13与保持构件15之间，且固定于绝缘构件13及保持构件 15。保持构件15固定于触发电极8的另一端，例如包含Mo。而且，保持构件15经由电阻 9而连接于接地电位GND。
波纹管14在z轴方向上可伸缩，波纹管14的靠近保持构件15的部分可伴随x-y平面 的保持构件15的移动而移动。
由等离子体装置10A的操作者使保持构件15在z轴方向上移动，并且在x-y平面移 动。
另外，将电阻9与保持构件15连接的配线实际上具有螺旋状的形状，因而即便保持 构件15在z轴方向及x-y平面移动，保持构件15也可利用配线而稳定地连接于电阻9。
通过使用等离子体装置10A，可使触发电极8移动到阴极构件4的突起部42的任意的 部位。尤其在使用具有多个突起部的阴极构件4B～4G及具有壁状结构的突起部的阴极构件 4H～4L的情况下，可使触发电极8移动到突起部的任意的部位，可全面消耗阴极构件4B～ 4L的突起部。
在等离子体装置10、10A代替阴极构件4而包括阴极构件4A～4L中的任一个的情况 下，也与阴极构件4同样地，突起部的热应变减少，因而可抑制阴极构件4A～4L裂开。
所述中，已对如下进行了说明，当使用各种阴极构件4、4A～4L并利用电弧式放电形 成碳薄膜时，可抑制阴极构件4、4A～4L裂开。认为这是因为，突起部(＝突起部42等) 的整体的温度增高，而热应变得到松弛。因此，本发明的实施方式中，阴极构件为使阴极 整体的温度上升而热应变得到松弛的结构即可。
[实施方式2]
图30是表示实施方式2的等离子体装置的构成的概略图。参照图30，实施方式2的 等离子体装置100将图1所示的等离子体装置10的电弧式蒸发源3替换为电弧式蒸发源30， 阴极构件4替换为阴极构件40，触发电极8替换为触发电极17，且追加了保持构件18、螺 杆构件19、支撑构件21、电动机22、气动(压缩气体作动)机构23及带24，其他与等离 子体装置10相同。
电弧式蒸发源30具有圆柱形状，以穿过设置于真空容器1的侧壁的贯通孔的方式配 置。该情况下，真空容器1的侧壁与电弧式蒸发源30之间存在O型环。由此，真空容器1 内保持为真空。而且，电弧式蒸发源30在气动机构23侧具有齿轮30A。此外，电弧式蒸 发源30连接于电源7。
阴极构件40安装于电弧式蒸发源30的真空容器1内的表面。
触发电极17的一端与阴极构件40相向，另一端固定于支撑构件21。而且，触发电极 17经由电阻9而连接于接地电位GND。
保持构件18固定于真空容器1。螺杆构件19穿过设置于保持构件18的上部构件18A 的贯通孔与设置于底部构件18B的贯通孔而配置。而且，螺杆构件19中形成着螺旋状的螺 纹槽，由等离子体装置100的操作者使螺杆构件19在y-z平面内顺时针或逆时针地旋转。
支撑构件21与触发电极17的另一端连结，并且与螺杆构件19的螺纹槽啮合。当螺 杆构件19在y-z平面内顺时针旋转时，支撑构件21向x轴的负的方向移动，当螺杆构件 19在y-Z平面内逆时针旋转时，支撑构件21向x轴的正的方向移动。因此，触发电极17 通过螺杆构件19在y-z平面内旋转，而沿x轴移动。
电动机22固定于真空容器1的侧壁。气动机构23连结于电弧式蒸发源30的齿轮30A， 经支撑构件(未图示)支撑。而且，气动机构23利用后述的方法，使电弧式蒸发源30及 阴极构件40沿着z轴移动。带24安装于电动机22的齿轮22A与电弧式蒸发源30的齿轮 30A。
齿轮22A利用电动机22的旋转而旋转，带24将齿轮22A的旋转传递到齿轮30A。结 果，电弧式蒸发源30及阴极构件40在x-y平面内，分别绕电弧式蒸发源30的中心轴及阴 极构件40的中心轴旋转。
图31是表示图30所示的阴极构件40的构成的概略图。参照图31，阴极构件40包含 玻璃状碳401、及绝缘框402。玻璃状碳401具有圆柱形状，且具有数cmφ以下的直径及数 mm以上的长度。玻璃状碳401例如具有3mmφ或6mmφ的直径，且具有10mm的长度。
绝缘框402具有圆盘形状，且包含高熔点的绝缘物(例如，Al2O3、Si3N4及六方晶-BN)。 绝缘框402的直径例如为64mmφ，且具有与玻璃状碳401的长度相同的厚度。而且，绝缘 框402具有与玻璃状碳401的根数为相同个数的贯通孔402A。贯通孔402A具有与玻璃状 碳401的直径大致相同的直径。而且，多个贯通孔402A配置成同心圆状。
玻璃状碳401插入到绝缘框402的贯通孔402A中。多个贯通孔402A配置成同心圆状， 因而多个玻璃状碳401在插入到多个贯通孔402A时，配置成同心圆状。
绝缘框402在玻璃状碳401插入到贯通孔402A的状态下安装于电弧式蒸发源30。结 果，玻璃状碳401的一端与电弧式蒸发源30相接，玻璃状碳401对电弧式蒸发源30施加 负的电压来使放电开始，同时升温。
玻璃状碳401如所述般具有圆柱形状，因而可视作实施方式1中所说明的突起部(突 起部42等)。因此，阴极构件40包含多个突起部(玻璃状碳401)、及配置于多个突起部 (玻璃状碳401)间的绝缘框402。
图32是表示图30所示的气动机构23的构成的概略图。参照图32，气动机构23包含 气缸231、阀232、及轴233。
气缸231包含空心的圆柱形状，在侧壁具有两个输入输出口231A、输入输出口231B。 气缸231中，分别经由输入输出口231A、输入输出口231B而将气体(例如加压至0.5MPa 左右的压缩空气)导入到气缸231内，或将气缸231内的气体排出到气缸231外。
阀232具有圆盘形状。阀232连结于轴233，与气缸231的内壁相接而配置。而且， 阀232可沿着z轴移动，并且可在x-y平面内旋转。阀232与气缸231的内壁相接配置的结 果为，气缸231被阀232隔开为两个空间区域231C、空间区域231D。
轴233以贯通阀232的方式固定于阀232。而且，轴233的一端贯通气缸231而连结 于齿轮30A。
使气体在气缸231内的空间区域231C、空间区域231D进出，当空间区域231D的压 力低于空间区域231C的压力时，阀232向z轴的正的方向移动，使齿轮30A、电弧式蒸发 源30及阴极构件40向z轴的正的方向(靠近基板20的方向)移动。
而且，使气体在气缸231内的空间区域231C、空间区域231D进出，当空间区域231C 的压力低于空间区域231D的压力时，阀232向z轴的负的方向移动，使齿轮30A、电弧式 蒸发源30及阴极构件40向z轴的负的方向(远离基板20的方向)移动。
这样，气动机构23通过对空间区域231C、空间区域231D的压力进行调整，而使齿 轮30A、电弧式蒸发源30及阴极构件40沿着z轴移动。
另外，即便齿轮30A在x-y平面内旋转，阀232也会与齿轮30A的旋转连动而在x-y 平面内旋转，因而气缸231不会旋转。
而且，将电弧式蒸发源30连接于电源7的配线并未固定于电弧式蒸发源30，而与电 弧式蒸发源30相接，因而即便电弧式蒸发源30伴随齿轮30A的旋转而旋转，也可对电弧 式蒸发源30施加负的电压。
图33是用以说明图30所示的触发电极17与阴极构件40的全部的玻璃状碳401接触 的机构的图。
参照图33，触发电极17利用保持构件18、螺杆构件19及支撑构件21，在从配置于 最内周侧的玻璃状碳401(玻璃状碳401A)到配置于最外周侧的玻璃状碳401(例如玻璃 状碳401B)之间沿着x轴移动。而且，阴极构件40利用电动机22，例如向箭头ARW1的 方向旋转，且以任意的旋转角度停止。
结果，可使触发电极17与阴极构件40的全部的玻璃状碳401相向。
在等离子体装置100中，利用保持构件18、螺杆构件19及支撑构件21使触发电极 17向x轴方向移动，利用电动机22、齿轮22A、带24及齿轮30A使电弧式蒸发源30及阴 极构件40以所需角度旋转，从而使触发电极17与一个玻璃状碳401相向。而且，利用气 动机构23使电弧式蒸发源30及阴极构件40向z轴方向移动，从而使触发电极17与阴极 构件40的一个玻璃状碳401接触，然后，在背离时开始放电。
图34是表示使用了图30所示的等离子体装置100的碳薄膜的制造方法的工序图。
图34所示的工序图是在图4所示的工序图的工序S3与工序S4之间追加了工序S11、 S12，其他与图4所示的工序图相同。
参照图34，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S1～S3。
而且，工序S3后，利用电动机22、齿轮22A、带24及齿轮30A使电弧式蒸发源30 绕电弧式蒸发源30的中心轴以所需角度旋转(工序S11)。
然后，以触发电极17的前端部在从配置于最外周侧的玻璃状碳401(突起部)到配置 于最内周侧的玻璃状碳401(突起部)为止的范围内移动的方式，使触发电极17移动(工 序S12)。由此，触发电极17与一个玻璃状碳401(突起部)相向。
然后，依次执行所述工序S4～S8。由此，碳薄膜的制造结束。该情况下，工序S4中， 触发电极17利用气动机构23而与阴极构件40的一个玻璃状碳401接触，然后背离。而且， 在触发电极17与一个玻璃状碳401背离时开始放电。
图34所示的工序图中，在放电已停止的情况下，重复执行工序S11、S12，因而能够 使触发电极17与如下的玻璃状碳401(突起部)相向，该玻璃状碳401(突起部)与放电 停止时触发电极17所相向的玻璃状碳401(突起部)不同。因此，即便放电停止，也可连 续地使用不同的玻璃状碳401来制造碳薄膜。
而且，阴极构件40包括配置于多个玻璃状碳401(多个突起部)间的绝缘框402，因 而当使用一个玻璃状碳401产生电弧放电时，可抑制电弧点向另一玻璃状碳401移动。
图35是表示实施方式2的另一等离子体装置的构成的概略图。实施方式2的等离子 体装置也可为图35所示的等离子体装置100A。
参照图35，等离子体装置100A中去除了图30所示的等离子体装置100的保持构件 18、螺杆构件19及支撑构件21，而将触发电极17替换为触发电极25，并追加了把手构件 26，其他与等离子体装置100相同。
触发电极25以一端与阴极构件40相向另一端配置于真空容器1的外部的方式，穿过 设置于真空容器1的侧壁的贯通孔而配置。该情况下，在贯通孔的部分，在真空容器1与 触发电极25之间配置着O型环。
把手构件26包含绝缘构件，且固定于触发电极25的另一端。而且，由等离子体装置 100A的操作者使把手构件26在x-y平面内旋转。
另外，触发电极25经由把手构件26的贯通孔且利用配线连接于电阻9。
图36是用以说明图35所示的触发电极25与阴极构件40的全部的玻璃状碳401接触 的机构的图。
参照图36，通过使把手构件26在x-y平面内旋转，触发电极25在从配置于最内周侧 的玻璃状碳401(玻璃状碳401A)到配置于最外周侧的玻璃状碳401(例如玻璃状碳401B) 之间呈圆弧状移动。而且，阴极构件40利用电动机22，例如向箭头ARW1的方向旋转， 且以所需的旋转角度停止。
结果，可使触发电极25与阴极构件40的全部的玻璃状碳401相向。
等离子体装置100A中，利用把手构件26使触发电极25呈圆弧状移动，利用电动机 22、齿轮22A、带24及齿轮30A使电弧式蒸发源30及阴极构件40以所需角度旋转，从而 使触发电极25与一个玻璃状碳401相向。而且，利用气动机构23使电弧式蒸发源30及阴 极构件40向z轴方向移动，从而使触发电极25与阴极构件40的一个玻璃状碳401接触， 然后背离。
使用了等离子体装置100A的碳薄膜的制造依照图34所示的工序图进行。该情况下， 工序S12中，通过使把手构件26在x-y平面内旋转，触发电极25在从配置于最内周侧的玻 璃状碳401(玻璃状碳401A)到配置于最外周侧的玻璃状碳401(例如玻璃状碳401B)为 止的范围内呈圆弧状移动。
在使用了等离子体装置100A的情况下，在工序S6中已停止放电的情况下，重复执行 工序S11、S12，因而可使触发电极25与如下的玻璃状碳401(突起部)相向，该玻璃状碳 401与放电停止时触发电极25所相向的玻璃状碳401(突起部)不同。因此，即便放电停 止，也可连续地使用不同的玻璃状碳401来制造碳薄膜。
而且，阴极构件40包括配置于多个玻璃状碳401(多个突起部)间的绝缘框402，因 而当使用一个玻璃状碳401产生电弧放电时，可抑制电弧点向另一玻璃状碳401移动。
另外，所述中，玻璃状碳401的直径与绝缘框402的贯通孔402A的直径大致相同， 因而玻璃状碳401以与绝缘框402相接的方式插入到贯通孔402A中。然而，放电中主要将 玻璃状碳401加热，因而与周缘部的绝缘框402的温度差增大，从而存在玻璃状碳401中 产生热应变而裂开的可能性。
因此，实施方式2中，绝缘框402的贯通孔402A的直径优选以玻璃状碳401不与绝 缘框402相接的方式而决定。例如，在玻璃状碳401的直径为10mmφ的情况下，优选将贯 通孔402A的直径设定为11mmφ～12mmφ。
由此，玻璃状碳401不易与绝缘框402相接，从而不易产生热应变。因此，可进一步 抑制玻璃状碳401裂开。
如所述般，实施方式2的等离子体装置100、100A使触发电极17、25与多个玻璃状 碳401(多个突起部)的各个相向，而使用多个玻璃状碳401(多个突起部)的全部来制造 碳薄膜。
而且，等离子体装置100的特征在于：利用使触发电极17以所需距离沿着x轴呈直 线状移动的移动机构、及使阴极构件40以所需角度旋转的旋转机构，使触发电极17与多 个玻璃状碳401(多个突起部)的各个相向，且利用气动机构23使触发电极17与多个玻璃 状碳401(多个突起部)的各个接触或背离。
而且，等离子体装置100A的特征在于：利用使触发电极25以所需距离呈圆弧状移动 的移动机构、及使阴极构件40以所需角度旋转的旋转机构，使触发电极25与多个玻璃状 碳401(多个突起部)的各个相向，且利用气动机构23使触发电极17与多个玻璃状碳401 (多个突起部)的各个接触或背离。
实施方式2中，保持构件18、螺杆构件19及支撑构件21构成“移动机构”。
而且，实施方式2中，电动机22、齿轮22A、带24及齿轮30A构成“旋转机构”。
实施方式2的其他说明与实施方式1的说明相同。
[实施方式3]
图37是表示实施方式3的等离子体装置的构成的概略图。参照图37，实施方式3的 等离子体装置200将图1所示的等离子体装置10的电弧式蒸发源3替换为电弧式蒸发源3A， 阴极构件4替换为阴极构件140，且追加了绝缘构件27、轴承28及送出机构29，其他与等 离子体装置10相同。
绝缘构件27以包围设置于真空容器1的侧壁的贯通孔1B的方式，经由O型环(未图 示)而固定于真空容器1的侧壁。
电弧式蒸发源3A包含空心的圆柱形状，且固定于绝缘构件27。而且，电弧式蒸发源 3A连接于电源7的负极。
阴极构件140包含与阴极构件4相同的材料，且具有圆柱形状。而且，阴极构件140 例如具有数cmφ以下的直径及数mm以上的长度。而且，阴极构件140穿过设置于真空容 器1的侧壁的贯通孔1B而配置，且一端与触发电极8的一端相向。
轴承28包含金属材料，与电弧式蒸发源3A及阴极构件140相接，且配置于电弧式蒸 发源3A与阴极构件140之间。而且，阴极构件140利用送出机构29被朝向z轴方向送出。
送出机构29配置于电弧式蒸发源3A的内部，利用后述的方法将阴极构件140向z轴 方向送出。
图38是表示图37所示的送出机构29的构成的概略图。参照图38，送出机构29包含 棒构件291、凹凸构件292、齿轮293、电动机294、及座构件295。
棒构件291包含绝缘物，且沿着z轴配置。而且，棒构件291的一端连结于阴极构件 140。凹凸构件292固定于棒构件291。齿轮293嵌合于凹凸构件292。电动机294配置于 座构件295上。而且，电动机294的旋转轴294A连结于齿轮293。座构件295配置于电弧 式蒸发源3A上。
电动机294经由旋转轴294A使齿轮293顺时针旋转。结果，棒构件291利用齿轮293 的旋转而被朝向z轴方向送出。因此，送出机构29可将阴极构件140向z轴方向送出。
如所述般，电弧式蒸发源3A固定于绝缘构件27，绝缘构件27经由O型环而固定于 真空容器1的侧壁，因而电弧式蒸发源3A的内部保持为与真空容器1内的压力相同的压力。
而且，轴承28包含金属材料，且与电弧式蒸发源3A及阴极构件140两者相接，因而 当触发电极8与阴极构件140的一端接触，由此在阴极构件140与阳极(真空容器1)之间 产生电弧放电时，经由阴极构件140、轴承28及电弧式蒸发源3A而流动电流。结果，阴 极构件140的温度上升。
该情况下，阴极构件140因具有与阴极构件4的突起部42相同的直径，故容易升温 (均热化)，而热应变减少。
因此，可抑制阴极构件140裂开。
等离子体装置200中，当因电弧放电而消耗阴极构件140时，以阴极构件140的前端 部(基板20侧的前端部)与消耗前的前端部为相同位置的方式，利用送出机构29将阴极 构件140向基板20侧送出。
由此，能够使稳定的电弧放电持续长时间。结果，可制造膜厚厚的碳薄膜。而且，可 提高生产性。
作为使阴极构件140向基板20侧移动的时机，例如设想经过了固定的放电时间的时 机。
更具体而言，经过了固定的放电时间的时机为一次成膜结束的时机。
而且，阴极构件140以堆积于基板20的碳薄膜的膜厚分布或碳薄膜的成膜速度位于 所需的范围内的方式，利用送出机构29向基板20侧送出。
图39是表示使用了图37所示的等离子体装置200的碳薄膜的制造方法的工序图。
图39所示的工序图在图4所示的工序图中追加了工序S21～S24，其他与图4所示的 工序图相同。
另外，图39所示的工序图是在一次成膜结束的时机送出阴极构件140时的工序图。
参照图39，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S1～S7。而且，工序S6中，当 判定为放电尚未停止时，进而判定一次成膜是否已结束(工序S21)。
工序S21中，当判定为一次成膜尚未结束时，重复执行工序S6、S7、S21。
另一方面，工序S21中，当判定为一次成膜已结束时，使真空容器1向大气开放而更 换基板20(工序S22)。而且，进而判定是否可使用阴极构件140(工序S23)。
工序S23中，当判定为可使用阴极构件140时，送出机构29以消耗后的阴极构件140 的前端部的位置为消耗前的阴极构件140的前端部的位置的方式，将阴极构件140向基板 20侧送出(工序S24)。
而且，重复执行所述工序S2～S7、S21～S24，在工序S23中，当判定为无法使用阴 极构件140时，一连串的动作结束。
这样，依据图39所示的工序图，在将阴极构件140一次安装于电弧式蒸发源3A时， 将阴极构件140向基板20侧重复送出直至无法使用阴极构件140为止。结果，无须频繁更 换阴极构件，从而可提高碳薄膜的生产性。
而且，执行碳薄膜的多次成膜直至无法使用阴极构件140为止，在碳薄膜的各次成膜 中，可将阴极构件140的前端部的位置一直保持为固定的位置，因而可稳定地使电弧放电 持续长时间，从而可极大提高碳薄膜的生产性。
此外，工序S21中，通过判定碳薄膜的膜厚是否达到所需的膜厚，而将碳薄膜重复堆 积于基板20上直至碳薄膜的膜厚达到所需的膜厚为止，从而可制造膜厚厚的碳薄膜。
另外，等离子体装置200中，阴极构件140的剖面不限于圆形，剖面可为三角形、四 边形及五边形等，一般而言，剖面也可为多边形。
而且，等离子体装置200也可包括多个阴极构件140。该情况下，与轴承28相同的轴 承也能够以与阴极构件140接触的方式配置于邻接的两个阴极构件140间。
此外，等离子体装置200也可代替阴极构件140而包括阴极构件4、4A～4L中的任一 个。
实施方式3的其他说明与实施方式1的说明相同。
[实施方式4]
图40是表示实施方式4的等离子体装置的构成的概略图。参照图40，实施方式4的 等离子体装置300将图1所示的等离子体装置10的触发电极8替换为触发电极301，其他 与等离子体装置10相同。
触发电极301的一部分经由真空容器1的侧壁而配置于真空容器1内，剩余部分配置 于真空容器1外。而且，触发电极301例如包含Mo，经由电阻9而连接于接地节点GND。
图41是图40所示的触发电极301的一端侧的剖面图。图42是图40所示的触发电极 301的一端侧的从阴极构件4侧观察而得的平面图。
参照图41及图42，触发电极301包括本体部3011、前端部3012、薄膜部3013、及 螺杆3014。
本体部3011例如具有6mmφ的直径。前端部3012固定于本端部3011的一端。而且， 前端部3012具有比本体部3011薄的厚度，例如具有3.1mm的厚度。而且，前端部3012 例如具有10mm的长度。另外，将本体部3011及前端部3012制作成一体。
薄膜部3013的一端利用螺杆3014而固定于触发电极301的前端部3012。薄膜部3013 例如包含Mo，且包含尼拉克(Nilaco)股份有限公司制造的薄板。而且，薄膜部3013例如 具有30mm的长度L1及0.1mm的厚度。而且，薄膜部3013具有比本体部3011的宽度宽 的宽度。
螺杆3014例如包含具有六角孔的M3螺杆。
触发电极301以薄膜部3013与阴极构件4相向的方式配置。而且，通过触发电极301 向z轴方向移动，薄膜部3013与阴极构件4的突起部42接触或背离。该情况下，薄膜部 3013因具有0.1mm的厚度，所以通过触发电极301向z轴方向移动而发生挠曲。结果，即 便薄膜部3013与阴极构件4的突起部42接触也可防止突起部42的破损。
＜实验＞
对阴极构件4有无破损进行实验。实验方法如以下所示。利用排气装置(未图示)对 真空容器1内进行排气直至为9.9×10-3Pa，将电弧电流设定为80A，对是否正常进行放电点 弧及阴极构件4是否破损进行实验。而且，实验进行10次。
另外，阴极构件4包括：包含石墨的本体部41，及包含3mmφ的玻璃状碳(GC20SS： 东海精碳公司制造)的突起部42。而且，阴极构件4每次均更换为新品，排除了因重复使 用所致的影响。
实验结果为如下所示。确认通过使用触发电极301，而连续10次正常进行放电点弧。 而且，阴极构件4的突起部42不会破损，薄膜部3013始终无须更换。
证实通过使用包含前端部3012安装着薄膜部3013的结构的触发电极301，可防止阴 极构件4的突起部42的破损而稳定地进行放电点弧。
另外，实施方式4中，薄膜部3013也可包含钨、钽及不锈钢(Steel Use Stainless，SUS) 304等。而且，薄膜部3013不限于0.1mm的厚度，也可具有0.3mm或0.5mm的厚度。而 且，一般而言，薄膜部3013包含具有导电性的可挠性物质即可。
而且，使用了等离子体装置300的碳薄膜的制造依据图4所示的工序S1～工序S8而 执行。
此外，实施方式4的等离子体装置可为将图29所示的等离子体装置10A的触发电极8 替换为触发电极301的等离子体装置，也可为将图30所示的等离子体装置100的触发电极 17替换为触发电极301的等离子体装置，也可为将图35所示的等离子体装置100A的触发 电极25替换为触发电极301的等离子体装置，还可为将图37所示的等离子体装置200的 触发电极8替换为触发电极301的等离子体装置。
实施方式4的其他说明与实施方式1～实施方式3的说明相同。
[实施方式5]
图43是表示实施方式5的等离子体装置的构成的概略图。参照图43，实施方式5的 等离子体装置400将图1所示的等离子体装置10的触发电极8替换为触发电极410，其他 与等离子体装置10相同。
触发电极410的一部分经由真空容器1的侧壁而配置于真空容器1内，剩余部分配置 于真空容器1外。而且，触发电极410例如包含Mo，且经由电阻9而连接于接地节点GND。
图44是图43所示的触发电极410的一端侧的剖面图。图45是图43所示的触发电极 410的一端侧的从阴极构件4侧观察而得的平面图。
参照图44及图45，触发电极410包含本端部4101、弯曲部4102、薄板部4103、及 螺杆4104、4105。
本端部4101例如包含Mo，且具有3mmφ的直径。本体部4101具有前端部4101A。 前端部4101A例如具有1.6mm的厚度及5mm的长度L2。
弯曲部4102例如包含Mo，且具有3mmφ的直径。弯曲部4102具有前端部4102A及 突出部4102B。前端部4102A例如具有1.6mm的厚度及5mm的长度L3。
弯曲部4102中，从前端部4102A的端面到突出部4102B的中心轴的长度L4例如为 20mm。而且，弯曲部4102中，从突出部4102B的端面到弯曲部4102的中心轴的长度L5 例如为10mm。此外，弯曲部4102的曲率半径R3为3mm。
这样，弯曲部4102具有3mmφ的直径，因而具有大于所述触发电极301的薄膜部3013 的体积。
薄板部4103的一端利用螺杆4104而固定于本体部4101的前端部4101A，另一端利用 螺杆4105而固定于弯曲部4102的前端部4102A。薄板部4103例如具有0.5mm的厚度、 30mm的长度L6及10mm的宽度W1。而且，薄板部4103作为板弹簧而发挥功能。
螺杆4104、4105各自包含具有六角孔的M2的螺杆。
触发电极410以弯曲部4102的突出部4102B与阴极构件4相向的方式配置。
图46是图43所示的触发电极410与阴极构件4的突起部42接触时的概念图。参照 图46，通过触发电极410向z轴方向移动，而触发电极410的弯曲部4102与阴极构件4的 突起部42接触，薄板部4103以向阴极构件4侧突出的方式呈圆弧状弯曲。结果，即便弯 曲部4102与阴极构件4的突起部42接触也可防止突起部42的破损。
而且，即便在电弧电流集中流向触发电极410与阴极构件4的接触部分的情况下，因 触发电极410的弯曲部4102的体积比触发电极301的薄膜部3013的体积大，所以可防止 弯曲部4102容易蒸发消耗，而可实现触发电极410的长寿命化。
图47是实施方式5的另一触发电极的剖面图。等离子体装置400也可代替触发电极 410而包括图47所示的触发电极410A。
参照图47，触发电极410A将图44及图45所示的触发电极410的薄板部4103替换为 弹簧部4106，其他与触发电极410相同。
弹簧部4106的一端利用螺杆4104而固定于本体部4101的前端部4101A，另一端利用 螺杆4105而固定于弯曲部4102的前端部4102A。
而且，弹簧部4106例如包含将具有8mmφ的直径的Mo制的线呈螺旋状卷绕而成的 结构。
在使用了触发电极410A的情况下，也通过触发电极410A向z轴方向移动，而触发电 极410A的弯曲部4102与阴极构件4的突起部42接触，且弹簧部4106以向阴极构件4侧 突出的方式呈圆弧状弯曲。结果，即便弯曲部4102与阴极构件4的突起部42接触也可防 止突起部42的破损。
而且，可与触发电极410同样地实现触发电极410A的长寿命化。
另外，实施方式5中，薄板部4103及弹簧部4106各自可包含钨、钽及SUS304等。 而且，薄板部4103不限于0.5mm的厚度，也可具有0.3mm或0.7mm的厚度。而且，一 般而言，薄板部4103及弹簧部4106各自包含具有导电性的可挠性物质即可。
而且，使用了等离子体装置400的碳薄膜的制造依照图4所示的工序S1～工序S8而 执行。
此外，实施方式5的等离子体装置可为将图29所示的等离子体装置10A的触发电极8 替换为触发电极410、410A的等离子体装置，也可为将图30所示的等离子体装置100的触 发电极17替换为触发电极410、410A的等离子体装置，也可为将图35所示的等离子体装 置100A的触发电极25替换为触发电极410、410A的等离子体装置，还可为将图37所示 的等离子体装置200的触发电极8替换为触发电极410、410A的等离子体装置。
实施方式5的其他的说明与实施方式1～实施方式3的说明相同。
[实施方式6]
图48是表示实施方式6的等离子体装置的构成的概略图。参照图48，实施方式6的 等离子体装置500在图30所示的等离子体装置100中追加了电压计501、控制装置502及 电动机503，其他与等离子体装置100相同。
电压计501连接于电弧式蒸发源30与接地电位GND之间。电压计501对电弧放电中 的放电电压Vd进行检测，将该检测出的放电电压Vd向控制装置502输出。
控制装置502从电压计501接收放电电压Vd。而且，控制装置502将放电电压Vd的 绝对值∣Vd∣与阈值Vd_th进行比较，在绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，以使触发电 极17向x轴方向移动所需距离的方式控制电动机503，以使电弧式蒸发源30旋转所需角度 的方式控制电动机22，以阴极构件40与触发电极17接触或背离的方式控制气动机构23。 另一方面，控制装置502在绝对值∣Vd∣大于阈值Vd_th时，不对电动机22、503及气动 机构23进行控制。
图49是表示电弧电压的随时间变化的图。图49中，纵轴表示电弧电压(＝放电电压 Vd)，横轴表示从放电开始算起的时间。另外，图49所示的电弧电压的随时间的变化是使 用直径3mmφ、长度60mm的柱状形状的玻璃状碳401进行测定而得。该情况下，将放电 电流固定设为80A。
参照图49，电弧电压(＝放电电压Vd)的绝对值在刚开始放电后不久，为35V左右， 在放电开始后的300秒以上时为22V左右。而且，在放电开始后，300秒时的玻璃状碳401 的长度为3mm。
在从放电开始算起的时间为250秒至300秒的期间，电弧电压(＝放电电压Vd)为-25 V左右，因而如果将阈值Vd_th设定为25V，则控制装置502在绝对值∣Vd∣为25V(＝ 阈值Vd_th)以下时，以使触发电极17向x轴方向移动所需距离的方式控制电动机503， 以使电弧式蒸发源30旋转所需角度的方式控制电动机22，以阴极构件40与触发电极17接 触或背离的方式控制气动机构23。另一方面，控制装置502在绝对值∣Vd∣大于25V(＝ 阈值Vd_th)时，不对电动机22、503及气动机构23进行控制。
由此，当一个玻璃状碳401的长度变为3mm左右时，使用另一玻璃状碳401进行放 电点弧，而可将碳薄膜堆积于基板20上。
结果，在将多个玻璃状碳401设置于衬板(packing plate)上的情况下，对一个玻璃状 碳401进行点弧而使其放电后，当消弧的时机延迟时，电弧点会向衬板移动，不仅会损伤 衬板，来自衬板的蒸发物也会混入到碳薄膜中，而产生碳薄膜的品质降低及密接性降低的 问题。
然而，实施方式6中，当一个玻璃状碳401的长度变为3mm左右时会产生消弧，而 对另一玻璃状碳进行点弧使其放电，因而不会产生所述问题。
因此，可防止衬板的损伤，并且可提高碳薄膜的品质及密接性。
图50是表示使用了图48所示的等离子体装置500的碳薄膜的制造方法的工序图。
图50所示的工序图将图34所示的工序图的工序S6替换为工序S31、S32，并追加了 工序S33～S36，其他与图34所示的工序图相同。
参照图50，当开始进行使用了等离子体装置500的碳薄膜的制造时，依次执行所述工 序S1～S3、S11、S12、S4、S5。
而且，工序S5后，电压计501对放电电压Vd进行检测(工序S31)，控制装置502 判定放电电压Vd的绝对值∣Vd∣是否为阈值Vd_th以下(工序S32)。
工序S32中，当判定为绝对值∣Vd∣大于阈值Vd_th时，判定膜厚是否为所需的膜厚 (工序S33)。该情况下，预先对碳薄膜的成膜速度进行测定，将该成膜速度乘以放电时间 而求出碳薄膜的膜厚。而且，判定该求出的膜厚是否为所需的膜厚。
工序S33中，当判定为膜厚为所需的膜厚时，一连串的动作结束。
另一方面，工序S33中，当判定为膜厚并非为所需的膜厚时，使一连串的动作回到工 序S31，重复执行工序S31～S33直至工序S32中判定为绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下为 止，或工序S33中判定为膜厚为所需的膜厚为止。
而且，工序S32中，当判定为绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，判定是否结束成膜 (工序S34)。
工序S34中，当判定为未结束成膜时，执行所述工序S7，使放电消弧(工序S35)。
而且，控制装置502以使另一玻璃状碳401与触发电极17相向的方式控制电动机22、 503及气动机构23(工序S36)。
然后，使一连串的动作回到工序S3，重复执行所述工序S3、S11、S12、S4、S5、S31、 S32、S7、S33、S34、S35、S36，直至工序S34中判定为结束成膜为止。而且，工序S34 中，当判定为结束成膜时，碳薄膜的制造结束。
另外，所述中，已对在判定为放电电压Vd的绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，使 用另一玻璃状碳401来放电进行了说明，在实施方式6中，也可在放电电阻Rd为阈值Rd_th 以下时，使用另一玻璃状碳401来放电。
如所述般，放电电流固定为80A，因而如果检测出放电电压Vd，则可计算放电电阻 Rd。所述例中，刚开始放电后不久，放电电阻Rd为Rd＝35/80＝0.44Ω，在放电开始后的300 秒以后，放电电阻Rd为Rd＝22/80＝0.28Ω。
因此，例如，通过将阈值Rd_th设定为0.30Ω，而当控制装置502判定为放电电阻Rd 为阈值Rd_th以下时，以另一玻璃状碳401与触发电极17相向的方式控制电动机22、503 及气动机构23，当判定为放电电阻Rd大于阈值Rd_th时，可不对电动机22、503及气动机 构23进行控制。
在使用放电电阻Rd制造碳薄膜的情况下，碳薄膜也可依照图50所示的工序图制造。 该情况下，控制装置502当从电压计501接收放电电压Vd时，对放电电阻Rd进行运算， 工序S32中，判定放电电阻Rd是否为阈值Rd_th以下。
在使用放电电阻Rd制造碳薄膜的情况下，也可获得所述效果。
而且，实施方式6中，也可在从放电开始经过固定时间(＝例如300秒)后，将使用 中的玻璃状碳401消弧，而对另一玻璃状碳401进行点弧。
该情况下，工序S31中，对从放电开始算起的经过时间进行计测，工序S32中，判定 经过时间是否为阈值(＝300秒)以上。而且，当经过时间为阈值(＝300秒)以上时，依次 执行工序S34、S7、S35、S36，使一连串的动作回到工序S3。另一方面，在经过时间比阈 值(＝300秒)短的情况下，使一连串的动作移至工序S33。
在使用从放电开始算起的经过时间来制造碳薄膜的情况下，也可获得所述效果。
另外，控制装置502在从电压计501接收放电电压Vd时，也可利用积分电路对该收 到的放电电压Vd进行积分，从而将放电电压Vd的积分值的绝对值作为绝对值∣Vd∣而求 出。放电电压Vd如图49所示般变动剧烈，因而将放电电压Vd的积分值的绝对值与阈值 Vd_th加以比较能够进行更正确的比较。
而且，实施方式6中，等离子体装置500也可代替触发电极17而包括触发电极301、 410、410A中的任一个。
实施方式6的其他说明与实施方式1、4、5相同。
[实施方式7]
图51是表示实施方式7的等离子体装置的构成的概略图。参照图51，实施方式7的 等离子体装置600在图37所示的等离子体装置200中追加了电压计501及控制装置502， 其他与等离子体装置200相同。
等离子体装置600中，电压计501连接于电弧式蒸发源3A与接地电位GND之间。
控制装置502如所述般，判定放电电压Vd的绝对值∣Vd∣是否为阈值Vd_th以下。 而且，当判定为放电电压Vd的绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，控制装置502以将阴 极构件140向基板20侧送出固定的距离的方式控制送出机构29。另一方面，当判定为放电 电压Vd的绝对值∣Vd∣大于阈值Vd_th时，控制装置502不对送出机构29进行控制。
所述例中，当从放电开始经过300秒后，柱状形状的阴极构件140的长度从60mm缩 短到3mm。
因此，当判定为绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，控制装置502以将阴极构件140 向基板20侧送出57mm(＝60mm-3mm)的方式控制送出机构29。
结果，可将阴极构件140的前端部的位置保持为固定的位置而进行点弧，因而可稳定 地产生电弧放电。
图52是表示使用了图51所示的等离子体装置600的碳薄膜的制造方法的工序图。
图52所示的工序图中去除了图39所示的工序图的工序S21～S24，将工序S6、S7替 换为工序S31～S34，并追加了工序S35，其他与图39所示的工序图相同。
参照图52，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S1～S5、S31～S34。
而且，工序S34中，当判定为尚未结束成膜时，利用送出机构29将阴极构件140向 基板20侧送出所需距离(工序S35)。
然后，使一连串的动作回到工序S31，重复执行所述S31～S35直至在工序S34中判定 为结束成膜为止。而且，工序S34中，当判定为结束成膜时，碳薄膜的制造结束。
另外，所述中，已对当判定为放电电压Vd的绝对值∣Vd∣为阈值Vd_th以下时，将 阴极构件140向基板20侧送出所需距离进行了说明，实施方式7中，也可在放电电阻Rd 为阈值Rd_th以下时，将阴极构件140向基板20侧送出所需距离。
如所述般，因放电电流固定为80A，所以如果检测出放电电压Vd，则能够计算放电 电阻Rd。所述例中，在刚开始放电后不久，放电电阻Rd为Rd＝35/80＝0.44Ω，在放电开始 后的300秒以后，放电电阻Rd为Rd＝22/80＝0.28Ω。
因此，例如，通过将阈值Rd_th设定为0.30Ω，而可在控制装置502判定为放电电阻 Rd为阈值Rd_th以下时，以将阴极构件140向基板20侧送出所需距离的方式控制送出机构 29，当判定为放电电阻Rd大于阈值Rd_th时，不对送出机构29进行控制。
在使用放电电阻Rd制造碳薄膜的情况下，碳薄膜也可依照图52所示的工序图制造。 该情况下，控制装置502在从电压计501接收放电电压Vd时，对放电电阻Rd进行运算， 工序S32中，判定放电电阻Rd是否为阈值Rd_th以下。
在使用放电电阻Rd制造碳薄膜的情况下，也可获得所述效果。
而且，实施方式7中，也可在从放电开始经过固定时间(＝例如300秒)后，将使用 中的玻璃状碳401消弧，而将阴极构件140向基板20侧送出所需距离。
该情况下，工序S31中，对从放电开始算起的经过时间进行计测，工序S32中，判定 经过时间是否为阈值(＝300秒)以上。而且，当经过时间为阈值(＝300秒)以上时，依次 执行工序S34、S35，使一连串的动作回到工序S31。另一方面，在经过时间比阈值(＝300 秒)短的情况下，使一连串的动作转至工序S33。
在使用从放电开始算起的经过时间来制造碳薄膜的情况下，也可获得所述效果。
此外，实施方式7中，等离子体装置600也可代替触发电极8而包括触发电极301、 410、410A中的任一个。
实施方式7中的其他说明与实施方式1、4、5、6相同。
[实施方式8]
图53是表示实施方式8的等离子体装置的构成的概略图。参照图53，实施方式8的 等离子体装置700将图1所示的等离子体装置10的保持构件2替换为保持构件710，且追 加了永久磁铁711、712及支撑构件713，其他与等离子体装置10相同。
保持构件710配置于真空容器1内，且包含圆柱部710A、及支撑部710B。圆柱部710A 及支撑部710B各自包含金属。圆柱部710A贯通真空容器1的底面而配置。支撑部710B 例如具有立方体形状，且固定于圆柱部710A。而且，圆柱部710A在y-z平面内利用旋转 装置(未图示)而旋转。于是，支撑部710B伴随圆柱部710A的旋转而在y-z平面内旋转。
永久磁铁711、712各自例如具有圆柱形状，在阴极构件4与基板20之间沿着x轴配 置。
等离子体装置700中，电源6连接于保持构件710与接地节点GND之间。支撑构件 713的一部分经由真空容器1的底面而配置于真空容器1内，剩余部分配置于真空容器1外。 该情况下，在支撑构件713与真空容器1的底面之间配置着O型环。
保持构件710利用支撑部710B来保持多个基板20，并且使多个基板20在y-z平面内 旋转。永久磁铁711、712产生磁场，利用该产生的磁场使射束状的等离子体扩散。
电源6经由保持构件710将负的电压施加到多个基板20。支撑构件713对永久磁铁 711、712进行支撑，并且利用往复驱动装置(未图示)使永久磁铁711、712沿着x轴(从 真空容器1的底面朝向顶板的方向)移动。
图54是用以说明图53所示的永久磁铁711、712的配置位置的图。参照图54，永久 磁铁711、712各自例如具有5mmφ的直径，且具有20mm的长度。永久磁铁711、712在 阴极构件4与基板20之间使长度方向沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向(x轴方向) 大致平行地配置。该情况下，永久磁铁711与永久磁铁712的间隔例如为20mm。而且， 永久磁铁711、712以x轴方向的两端为同极的方式配置。而且，永久磁铁711、712以距 阴极构件4的基板20侧的表面的距离L为200mm以下的方式，与阴极构件4相向而配置。
图55是用以说明图53所示的永久磁铁711、712的功能的概念图。参照图55，在永 久磁铁711、712未配置于阴极构件4与基板20之间的情况下，当对阴极构件4施加负的 电压，使触发电极8与阴极构件4的突起部42接触，然后背离时，会在触发电极8与阴极 构件4的突起部42背离时产生电弧放电。而且，射束状的等离子体PLZ1被朝向从阴极构 件4的突起部42向基板20的方向释放。该射束状的等离子体PLZ1的在基板20表面中的 直径例如为数十mmφ～100mmφ(参照图55的(a))。
另一方面，在通过使支撑构件713向x轴方向移动而永久磁铁711、712配置于等离 子体PLZ1中的情况下，从阴极构件4的突起部42释放出的射束状的等离子体PLZ1利用 两个永久磁铁711、712而向x轴方向(从真空容器1的底面朝向顶板的方向)扩散。结果， 形成等离子体PLZ2(参照图55的(b))。
然后，基板20绕沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向配置的中心轴AX1(支撑 部710B的中心轴)而旋转，因而等离子体PLZ2被照射到基板20的整个面。因此，利用 永久磁铁711、712使射束状的等离子体PLZ1扩散，由此能够在宽广的区域形成碳薄膜。
这样，两个永久磁铁711、712在阴极构件4与基板20之间配置于等离子体PLZ1中， 且以长度方向为从真空容器1的底面朝向顶板的方向的方式大致平行地配置。
另外，虽未确认通过将永久磁铁711、712配置于阴极构件4与基板20之间，射束状 的等离子体PLZ1会在y轴方向上扩散，但也存在向y轴方向扩散的可能性。
图56是表示使用了图53所示的等离子体装置700的碳薄膜的制造方法的工序图。参 照图56，当开始制造碳薄膜时，将玻璃状碳作为阴极构件4而安装于电弧式蒸发源3(工 序S41)。
然后，经由排气口11对真空容器1内进行排气，将真空容器1内的压力设定为5×10-4Pa。
于是，利用电源6对基板20施加-10V～-300V的负的电压(工序S42)，利用电源7 对电弧式蒸发源3施加-15V～-50V的负的电压(工序S43)。
然后，利用往复驱动装置(未图示)，使触发电极8与阴极构件4的突起部42接触 (工序S44)，然后，使触发电极8与阴极构件4的突起部42背离。于是，当触发电极8 与阴极构件4的突起部42背离时开始进行电弧放电，电弧点出现在阴极构件4的突起部42 的表面。
然后，使支撑构件713向x轴方向(从真空容器1的底面朝向顶板的方向)移动，而 将两个永久磁铁711、712配置于等离子体PLZ1中，由此将磁场施加到等离子体PLZ1(工 序S45)，该磁场是使从阴极构件4的突起部42释放出的射束状的等离子体PLZ1向从真 空容器1的底面朝向顶板的方向扩散。
然后，使基板20绕沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向配置的轴(中心轴AX1) 旋转(工序S46)。而且，当经过所需时间后，碳薄膜的制造结束。
这样，在图56所示的碳薄膜的制造工序中，将使射束状的等离子体PLZ1向从真空容 器1的底面朝向顶板的方向扩散的磁场施加到等离子体PLZ1，，并使基板20绕沿着从真 空容器1的底面朝向顶板的方向配置的轴旋转而将碳薄膜形成于基板20上，因而碳薄膜形 成于基板20的整个面上。
因此，可在宽广的区域形成碳薄膜。
另外，等离子体装置10中，电源6也可将0V的电压施加到基板20。而且，即便不 使基板20旋转，也可利用来自永久磁铁711、712的磁场使等离子体PLZ1扩散，由此能够 在比使用等离子体PLZ1形成碳薄膜的情况更宽广的区域形成碳薄膜。因此，使用了等离子 体装置700的碳薄膜的制造方法至少包括图56所示的工序S41、S43～S45即可。而且，等 离子体装置700也可不包括基板20的旋转机构。
所述中，已对等离子体装置700包括两个永久磁铁711、712进行了说明，但实施方 式8中不限于此，等离子体装置700也可代替永久磁铁711、712，而包括以与永久磁铁711、 712相同的方式配置的两个电磁铁。
而且，所述中，已对永久磁铁711、712以x轴方向的两端为同极的方式配置进行了 说明，但实施方式8中不限于此，也能够以x轴方向的两端彼此为不同极的方式配置。
[实施方式9]
图57是表示实施方式9的等离子体装置的构成的概略图。参照图57，实施方式9的 等离子体装置800将图53所示的等离子体装置700的支撑构件713替换为支撑构件801， 将永久磁铁711、712替换为永久磁铁802，其他与等离子体装置700相同。
支撑构件801的一部分经由真空容器1的底面而配置于真空容器1内，剩余部分配置 于真空容器1的外部。该情况下，在支撑构件801与真空容器1的底面之间配置着O型环。
永久磁铁802固定于支撑构件801。而且，永久磁铁802包含与永久磁铁711相同的 形状，且具有与永久磁铁711相同的尺寸。
支撑构件801利用往复驱动装置(未图示)沿着x轴进行往复运动。结果，永久磁铁 802在阴极构件4与基板20之间，沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向而进行往复运 动。
图58是用以说明图57所示的永久磁铁802的功能的图。参照图58，在永久磁铁802 未配置于阴极构件4与基板20之间的情况下，如所述般，产生等离子体PLZ1(参照图58 的(a))。
当使支撑构件801向x轴的正的方向移动而使永久磁铁802靠近等离子体PLZ1时， 使等离子体PLZ1朝向x轴的正的方向进行扫描，从而形成等离子体PLZ3(参照图58的(b))。
而且，当使支撑构件801向x轴的负的方向移动而使永久磁铁802远离等离子体PLZ1 时，使等离子体PLZ1朝向x轴的负的方向进行扫描，从而形成等离子体PLZ4(参照图58 的(c))。
因此，在阴极构件4与基板20之间，利用支撑构件801使永久磁铁802沿着x轴进 行往复运动，由此，使等离子体PLZ1沿着x轴方向(从真空容器1的底面朝向顶板的方向) 进行扫描。
而且，如所述般，使基板20绕中心轴AX1旋转。结果，在基板20的整个面形成碳薄 膜。
因此，可在宽广的区域形成碳薄膜。
图59是表示使用了图57所示的等离子体装置800的碳薄膜的制造方法的工序图。
图59所示的工序图将图56所示的工序图的工序S45替换为工序S45A，其他与图56 所示的工序图相同。
参照图59，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S41～S44。
然后，在工序S44后，利用支撑构件801使永久磁铁802向从真空容器1的底面朝向 顶板的方向往复运度，将磁场施加到等离子体PLZ1(工序S45A)，该磁场是对从阴极构 件4的突起部42释放出的射束状的等离子体PLZ1向从真空容器1的底面朝向顶板的方向 进行扫描。
然后，执行所述工序S46，当经过所需时间后，碳薄膜的制造结束。
这样，图59所示的碳薄膜的制造工序中，将磁场施加到等离子体PLZ1，该磁场是对 射束状的等离子体PLZ1向从真空容器1的底面朝向顶板的方向进行扫描，并使基板20绕 沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向配置的轴旋转而将碳薄膜形成于基板20上，因而 碳薄膜形成于基板20的整个面上。
因此，可在宽广的区域形成碳薄膜。
另外，等离子体装置800中，电源6也可将0V的电压施加到基板20。而且，即便不 使基板20旋转，也可利用来自永久磁铁802的磁场对等离子体PLZ1进行扫描，由此在比 使用等离子体PLZ1形成碳薄膜的情况更宽广的区域形成碳薄膜。因此，使用了等离子体装 置800的碳薄膜的制造方法至少包括图59所示的工序S41、S43、S44、S45A即可。
图60是表示实施方式9的另一等离子体装置的构成的概略图。实施方式9的等离子 体装置也可为图60所示的等离子体装置800A。
参照图60，等离子体装置800A将图57所示的等离子体装置800的支撑构件801及永 久磁铁802替换为线圈803及电源804，其他与等离子体装置800相同。
线圈803绕沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向配置的中心轴AX2卷绕。而且， 线圈803配置于阴极构件4与基板20之间。
电源804连接于线圈803。而且，电源804使大小呈周期性变化的电流流向线圈803。
另外，线圈803及电源804构成电磁铁。
图61是用以说明图60所示的电磁铁(线圈803及电源804)的功能的图。参照图61， 在电流未流向线圈803的情况下，因阴极构件4与基板20之间不存在磁场，所以如所述般 产生等离子体PLZ1(参照图61的(a))。
当利用电源804使电流I1流向线圈803时，产生磁通密度为B1的磁场。结果，等离 子体PLZ1朝向x轴的正的方向进行扫描，从而形成等离子体PLZ3(参照图61的(b))。
而且，在利用电源804使电流I2(＜I1)流向线圈803时，产生磁通密度B2(＜B1) 的磁场。结果，使等离子体PLZ1朝向x轴的负的方向进行扫描，从而形成等离子体PLZ4 (参照图61的(c))。
因此，在阴极构件4与基板20之间，通过使流向线圈803的电流的大小呈周期性地 变化，而使等离子体PLZ1沿着x轴方向(从真空容器1的底面朝向顶板的方向)进行扫描。
而且，如所述般，使基板20绕中心轴AX1旋转。结果，在基板20的整个面形成碳薄 膜。
因此，可在宽广的区域形成碳薄膜。
另外，使用了图60所示的等离子体装置800A的碳薄膜的制造方法依照图59所示的 工序图执行。
该情况下，工序S45A中，通过使流向线圈803的电流的大小呈周期性地变化，而能 够将磁场施加到等离子体PLZ1，该磁场是对从阴极构件4的突起部42释放出的射束状的 等离子体PLZ1向从真空容器1的底面朝向顶板的方向进行扫描。
实施方式9的其他说明与实施方式8的说明相同。
[实施方式10]
图62是表示实施方式10的等离子体装置的构成的概略图。参照图62，实施方式10 的等离子体装置900将图57所示的等离子体装置800的支撑构件801及永久磁铁802替换 为永久磁铁901，其他与等离子体装置800相同。
永久磁铁901包含环形状，在真空容器1的外部，与电弧式蒸发源3接近地配置。更 具体而言，永久磁铁901以中心轴与电弧式蒸发源3的中心轴一致的方式配置。而且，永 久磁铁901中，电弧式蒸发源3侧为N极，电弧式蒸发源3的相反侧为S极。这样，永久 磁铁901相对于阴极构件4而配置于与基板20相反的一侧。而且，永久磁铁901对阴极构 件4施加轴方向(从阴极构件4朝向基板20的方向)的磁场。另外，永久磁铁901的磁化 方向只要为轴方向(从阴极构件4朝向基板20的方向)即可，永久磁铁901的电弧式蒸发 源3侧也可为S极。
＜实验1＞
进行如下实验，即，对放电消弧的比例及电弧点未移动的比例进行调查。
(实验方法)
使用阴极构件4，该阴极构件4包括：包含烧结体碳(烧结体石墨)IG510(东洋碳公 司制造)的本体部41，及包含玻璃状碳GC20SS(东海精碳公司制造)的突起部42。而且， 突起部42的直径为2mmφ、3mmφ及5.2mmφ中的任一个。
而且，使电弧电流变为30A、40A、60A、80A、100A及150A，使轴方向的磁场 变为0Gauss、13Gauss、26Gauss、40Gauss、85Gauss及170Gauss。而且，利用电弧电流 /(玻璃状碳(突起部42)的剖面积)求出电弧电流密度(A/mm2)。而且，轴方向的磁场 是利用高斯计(Gauss meter)(湖滨(Lake Shore)公司制造410-SCT型)测定突起部42 的前端的值。在使轴方向的磁场变为13Gauss、26Gauss、40Gauss、85Gauss及170Gauss 的情况下，突起部42的半径方向的磁场分别为2Gauss、5Gauss、8Gauss、14Gauss及32 Gauss。
将实验条件1～14的玻璃状碳的直径、电弧电流及电弧电流密度表示于表1。
[表1]
另外，使用表1所示的实验条件1～14的各个来进行N(N＝3～7)次实验。
利用排气装置(未图示)对真空容器1进行排气直至为9.9×10-3Pa，对包含玻璃状碳 的阴极构件4的突起部42进行放电点弧，然后，确认60秒内是否未消弧，及电弧点是否 未移动。
(实验结果)
图63是表示未消弧的比例下的轴方向磁场与电弧电流密度的关系的图。
图63中，纵轴表示轴方向磁场，横轴表示电弧电流密度。而且，●表示未消弧的比例 为100％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系，○表示未消弧的比例大于50％的轴方向磁场 与电弧电流密度的关系，△表示未消弧的比例低于50％的轴方向磁场与电弧电流密度的关 系，×表示未消弧的比例为0％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系。此外，未消弧的比例 利用(同一条件下未消弧的次数)/(同一条件的全部次数N)×100％而求出。此外，将电 弧电流密度设为x，轴方向磁场设为y。
参照图63，在将轴方向磁场y设定为0Gauss而减小电弧电流密度时，在1.413A/mm2的电弧电流密度下，未消弧的比例为0％(即，以100％的比例消弧)。认为这是因为如果 减小电弧电流密度，则突起部42的玻璃状碳自身、或因放电而形成的电弧点部分未被充分 加热，热电子不易被释放。而且，如果施加轴方向磁场，则使电弧点向圆周方向移动的力 发挥作用，因而更容易消弧，在轴方向磁场为170Gauss时，即便电弧电流密度为5.662 A/mm2，未消弧的比例也为0％。
此处，设想将电弧电流密度为1.413A/mm2、轴方向磁场为0Gauss的点与电弧电流密 度为1.413A/mm2、轴方向磁场为85Gauss的点连结的直线k1，及将电弧电流密度为1.413 A/mm2、轴方向磁场为85Gauss的点与电弧电流密度为5.662A/mm2、轴方向磁场为170 Gauss的点连结的直线k2。直线2由y-20.008x+56.723表示。于是，在比直线k1及直线k2 靠右侧的区域，未消弧的比例大于0。
而且，区域REG1中未消弧的比例大于50％。此处，设想直线k3～k7。直线k3由x＝3.769 A/mm2表示。直线k4由y＝17.9932x+17.1836表示。直线k5由y＝170Gauss表示。直线k6 由x＝25.478A/mm2表示。直线k7由y＝0Gauss表示。
因此，区域REG1包含直线k3～k7上及由直线k3～k7包围的区域。
由此，在电弧电流密度及轴方向磁场进入到比直线k1及直线k2靠右侧的区域的条件 下产生电弧放电。
而且，优选使用存在于直线k3～k7上的电弧电流密度及轴方向磁场，或存在于由直 线k3～k7包围的区域内的电弧电流密度及轴方向磁场来产生电弧放电。
由此，可使未消弧的比例大于0％，优选可使未消弧的比例大于50％。
图64是表示电弧点未移动到本体部41的比例下的轴方向磁场与电弧电流密度的关系 的图。
图64中，纵轴表示轴方向磁场，横轴表示电弧电流密度。而且，●表示电弧点未移动 到本体部41的比例为100％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系，○表示电弧点未移动到本 体部41的比例大于50％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系，△表示电弧点未移动到本体 部41的比例小于50％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系，×表示电弧点未移动到本体部 41的比例为0％的轴方向磁场与电弧电流密度的关系。此外，电弧点未移动到本体部41的 比例利用(同一条件下电弧点未移动到本体部41的次数)/(同一条件的全部次数N)×100％ 而求出。此外，将电弧电流密度设为x，轴方向磁场设为y。
参照图64，当在轴方向磁场为0Gauss的状态下增大电弧电流密度时，在8.493A/mm2， 电弧点未移动到本体部41的比例为0％(即，电弧点100％移动)。
认为这是因为，在将电弧电流密度增大至8.493A/mm2时，利用电弧电流流经突起部 42的玻璃状碳时所形成的磁场而电弧点向本体部41侧移动的力大于在突起部42使放电持 续的力。就该点而言，有效的是施加轴方向磁场而让使电弧点向突起部42的圆周方向移动 的力发挥作用，即便电弧电流密度为21.231A/mm2，通过将横方向磁场设为26Gauss也可 抑制电弧点向本体部41移动。
此处，设想将电弧电流密度为1.413A/mm2、轴方向磁场为0Gauss的点与电弧电流密 度为8.493A/mm2、轴方向磁场为0Gauss的点连结的直线k8，及将电弧电流密度为8.493 A/mm2、轴方向磁场为0Gauss的点、与电弧电流密度为21.231A/mm2、轴方向磁场为13 Gauss点连结的直线k9。而且，直线k9由y＝1.021x-8.667表示。于是，通过使用直线k8 上、或比直线k8及直线k9靠上侧的区域中所包含的轴方向磁场及电弧电流密度，而电弧 点未移动到本体部41的比例大于0％。
而且，区域REG2中电弧点未移动到本体部41的比例大于50％。此处，设想直线k10～ k12。直线k10由x＝1.413A/mm2表示。直线k11由y＝40Gauss表示。直线k12由x＝25.478 A/mm2表示。
因此，区域REG2包含直线k10～k12上及由直线k10～k12包围的区域。
由此，在电弧电流密度及轴方向磁场进入直线k8上或比直线k8及直线k9靠上侧的 区域的条件下产生电弧放电。
而且，优选使用存在于直线k10～k12上的电弧电流密度及轴方向磁场，或存在于由 直线k10～k12包围的区域内的电弧电流密度及轴方向磁场而产生电弧放电。
由此，可使电弧点未移动到本体部41的比例大于0％，优选可使电弧点未移动到本体 部41的比例大于50％。
而且，根据图63及图64所示的结果，通过使用比直线k1及直线k2靠右侧的区域、 且为直线k8上或比直线k8及直线k9靠上侧的区域中包含的轴方向磁场及电弧电流密度， 可使未消弧的比例大于0％，且，电弧点未移动到本体部41的比例大于0％。结果，可稳定 地制造碳薄膜。
如所述般，证实通过利用永久磁铁901施加轴方向磁场可使未消弧的比例大于0％， 且，可使电弧点未移动到本体部41的比例大于0％。
＜实验2＞
进行如下实验，即，对阴极构件是否因电弧放电而裂开进行调查。
(i)使用了平板状的玻璃状碳的情况
将直径为64mmφ、厚度为9mm的平板状的玻璃状碳(GC20SS，东海精碳公司制造) 用作阴极构件。而且，将直径为64mmφ、厚度为11mm的烧结体石墨(IG510，东洋碳公 司制造)用作基座(＝本体部41)。而且，在电弧式蒸发源3设置将烧结体石墨配置于衬板 上、将玻璃状碳配置于烧结体石墨上而成者。
然后，利用排气装置(未图示)对真空容器1内进行排气直至为9.9×10-3Pa，以80A 的电弧电流对玻璃状碳的表面进行放电点弧。
图65是放电前的玻璃状碳的立体图。参照图65，玻璃状碳在放电前具有平坦的表面。
图66是表示第一次放电结束后的玻璃状碳的图。从放电点弧开始持续进行131秒的 无火花放电后产生消弧。虽尝试再次点弧，但无法点弧，因而使真空容器1向大气开放并 进行观察。放电痕的深度为4mm左右，在放电痕的底部(基座侧)发现多个条纹状的微小 裂痕。认为仅电弧点附近受到加热，由此产生局部热应变、热应力，而导致产生微小裂痕。
图67是表示第二次放电结束后的玻璃状碳的图。在与第一次实验不同的位置进行放 电点弧，在持续35秒的无火花放电后，产生异音并且消弧。虽尝试再次点弧，但无法点弧， 因而使真空容器1向大气开放并进行观察。从第二次实验的放电痕产生两条裂痕，一条直 接到达外周端，另一条经过第一次实验的放电痕而到达外周端。而且，两条裂痕的深度均 达到9mm。因两条裂痕，直径为64mmφ、厚度为9mm的平板状的玻璃状碳完全损坏， 而成为无法再使用的状况。
认为产生异音的原因是由于产生了两条裂痕。而且，认为仅电弧点附近受到加热，由 此产生局部的热应变、热应力，而导致产生两条裂痕。
与第一次实验相比，持续时间变的极短，为约1/4，就该点而言，认为原因在于：因 第一次实验(放电)，微小裂痕也会在放电痕的底部以外产生，而成为容易损坏的状态。 因此认为因第一次实验已被实质损坏，从而可知在不损坏平板状的玻璃状碳的状态下使用 是极其困难的。
(ii)使用了圆柱状的玻璃状碳的情况
将直径为3mmφ、长度为60mm的玻璃状碳(GC20SS：东海精碳公司制造)用作突 起部42，将直径为64mmφ、厚度为20mm的烧结体石墨(IG510：东洋碳公司制造)用作 本体部41。而且，将外径为59mm、内径为19mm、厚度为10mm的钕制的环状磁铁 ((NR0018：日本磁铁公司制造)用作永久磁铁901。
然后，将永久磁铁901设置于衬板上，本体部41设置于永久磁铁901上，突起部42 设置于本体部41。
该情况下，突起部41的前端的轴方向的磁场强度为112Gauss，半径方向的磁场强度 为13Gauss，在从突起部42的前端向本端部41侧隔开30mm的位置，轴方向的磁场强度 为350Gauss，半径方向的磁场强度为45Gauss。这些磁场强度为利用高斯计(湖滨(Lake Shore)公司制造410-SCT型)测定的值。
利用排气装置(未图示)对真空容器1内进行排气直至为9.9×10-3Pa，以80A的电弧 电流对突起部42的前端进行放电点弧。
(实验结果)
图68是表示放电前的阴极构件4的图。参照图68，突起部42设置于本体部41的中 心上。而且，本体部41及突起部42具有无划痕等的平滑的表面。另外，图68所示的放电 前的阴极构件4为一个具体例，该照片的例子中，突起部42具有3mmφ的直径及10mm 的长度。
如果对突起部42的前端进行放电点弧，则持续进行484秒的无火花放电。然后，通 过停止电弧电源而强制消弧。在放电中始终未消弧，而且，电弧点也始终未向本体部41移 动，从而可确认非常稳定的长时间的无火花放电。实验后，使真空容器1向大气开放并进 行观察的结果为，阴极材料消耗至剩余为33mm。
通过将阴极构件4的玻璃状碳的直径设为3mmφ，尤其半径方向上的局部的热应变、 热应力得到松弛，由此如平板状的玻璃状碳般，裂痕或损坏的产生也得到抑制，因而认为 可持续进行非常稳定的长时间的无火花放电。
根据所述结果，将玻璃状碳的形状设为突起状的效果明显，可进行稳定的长时间的无 火花放电。
＜实验3＞
对放电痕进行调查。所述阴极构件4的构成中，将突起部42的直径设定为2mmφ、3 mmφ及5.2mmφ。该情况下，突起部42的前端的轴方向的磁场强度为85Gauss，半径方向 的磁场强度为14Gauss。这些磁场强度为利用高斯计(湖滨(Lake Shore)公司制造410-SCT 型)测定的值。
利用排气装置(未图示)对真空容器1内进行排气直至为9.9×10-3Pa，以各设定的电 弧电流对突起部42的前端进行放电点弧。然后，经过各设定的时间后，通过停止电弧电源 而强制消弧。
此处，在使用了直径3mmφ的玻璃状碳的情况下，电弧电流为80A，无火花的放电持 续时间为60秒。而且，在使用了直径5.2mmφ的玻璃状碳的情况下，电弧电流为100A， 无火花的放电持续时间为120秒。此外，在使用了直径2mmφ的玻璃状碳的情况下，电弧 电流为40A，无火花的放电持续时间为60秒。
图69是表示使用了直径3mmφ的玻璃状碳(突起部42)时的放电后的突起部42的图。 图70是表示使用了直径5.2mmφ的玻璃状碳(突起部42)时的放电后的突起部42的图。 图71是表示使用了直径2mmφ的玻璃状碳(突起部42)时的放电后的突起部42的图。
无论将玻璃状碳(突起部42)的直径设定为2mmφ、3mmφ及5.2mmφ中的哪一者， 放电状况均仅为无火花放电。而且，始终未产生消弧及电弧点的向本体部41的移动。而且， 放电后，突起部42中形成着螺旋状的放电痕(参照图69～71)。
这样，在使用包括突起部42的阴极构件4产生电弧放电的情况下，电弧点利用来自 永久磁铁901的磁场而沿突起部42的表面呈螺旋状移动。结果，放电不会消弧，电弧点也 不会向本体部41移动。因此，由于放电后螺旋状的放电痕形成于突起部42，而不会产生消 弧及电弧点的朝向本体部41的移动。
图72是表示实施方式10的另一等离子体装置的构成的概略图。实施方式10的等离 子体装置也可为图72所示的等离子体装置900A。
参照图72，等离子体装置900A将图62所示的等离子体装置900的永久磁铁901替换 为线圈902及电源903，其他与等离子体装置900相同。
线圈902以包围阴极构件4的方式配置于真空容器1内。电源903连接于线圈902。 而且，电源903使所需电流流向线圈902。
图73是图72所示的阴极构件4及线圈902的放大图。参照图73，线圈902被卷绕所 需次数。而且，阴极构件4以中心轴与线圈902的中心轴一致的方式配置于线圈902的内 部。即，阴极构件4由线圈902包围。电源903连接于线圈902的一端与另一端之间。
因电源903向线圈902供给所需电流，由此线圈902产生磁场。在流经线圈902的上 侧部分902A的电流为从图73的纸面的纵深朝向近前的方向，流经线圈902的下侧部分902B 的电流为从图73的纸面的近前朝向纵深的方向的情况下，在线圈902的内部，向箭头ARW2 的方向(z轴方向)产生磁场。结果，线圈902对阴极构件4的突起部42施加轴方向的磁 场。
因此，如所述般，不会产生放电的消弧及电弧点的朝向本体部41的移动，从而可实 现稳定的长时间的无火花放电。
另外，等离子体装置900A中，也可产生与箭头ARW2相反方向(z轴方向)的磁场。 该情况下，使从图73的纸面的近前朝向纵深的方向的电流流向线圈902的上侧部分902A， 使从图73的纸面的纵深朝向近前的方向的电流流向线圈902的下侧部分902B。由此，将轴 方向的磁场施加到阴极构件4，因而可获得所述效果。
这样，等离子体装置900A中，可将从阴极构件4朝向基板20的方向的磁场、及从基 板20朝向阴极构件4的方向的磁场中的任一磁场施加到阴极构件4，一般而言，将轴方向 (z轴方向)的磁场施加到阴极构件4即可。
图74是表示实施方式10的另一线圈的图。等离子体装置900A也可代替线圈902，而 包括图74所示的线圈904。
参照图74，线圈904的直径朝向箭头ARW2的方向增大。而且，阴极构件4以中心 轴与线圈904的中心轴一致的方式配置于线圈904的内部。
使从图74的纸面的纵深朝向近前的方向的电流流向线圈904的上侧部分904A，使从 图74的纸面的近前朝向纵深的方向的电流流向线圈904的下侧部分904B，由此，线圈904 在其内部产生箭头ARW2的方向(z轴方向)的磁场。而且，使从图74的纸面的近前朝向 纵深的方向的电流流向线圈904的上侧部分904A，使从图74的纸面的纵深朝向近前的方 向的电流流向线圈904的下侧部分904B，由此，线圈904在其内部产生与箭头ARW2相反 方向(z轴方向)的磁场。
因此，使用直径随着从阴极构件4朝向基板20而增大的线圈904也不会产生放电的 消弧及电弧点的朝向本体部41的移动，从而可实现稳定的长时间的无火花放电。
另外，等离子体装置900A也可包括直径随着从阴极构件4朝向基板20而减小的线圈。
此外，等离子体装置900A中，线圈902、904也可在真空容器1的外部，相对于阴极 构件4而配置于与基板20相反的一侧。
图75是表示实施方式10的又一等离子体装置的构成的构成图。实施方式10的等离 子体装置也可为图75所示的等离子体装置900B。
参照图75，等离子体装置900B在图37所示的等离子体装置200中追加了线圈905 及电源906，其他与等离子体装置200相同。
线圈905以包围阴极构件140的一部分的方式配置于真空容器1内。电源906连接于 线圈905。而且，电源906使所需电流流向线圈905。
图76是图75所示的电弧式蒸发源3A、阴极构件140及线圈905的放大图。参照图 76，线圈905包含与图73所示的线圈902相同的构成。而且，阴极构件140的前端部侧的 一部分以中心轴与线圈905的中心轴一致的方式配置于线圈905的内部。即，阴极构件140 的一部分由线圈905包围。电源906连接于线圈905的一端与另一端之间。
电源906对线圈905供给所需电流，由此线圈905产生磁场。在流经线圈905的上侧 部分905A的电流为从图76的纸面的纵深朝向近前的方向，流经线圈905的下侧部分905B 的电流为从图76的纸面的近前朝向纵深的方向的情况下，在线圈905的内部，向箭头ARW2 的方向(z轴方向)产生磁场。结果，线圈905对阴极构件140施加轴方向的磁场。而且， 当阴极构件140的前端部被消耗时，送出机构29以阴极构件140的前端部(基板20侧的 前端部)位于与消耗前的前端部相同的位置的方式，将阴极构件140向基板20侧送出，因 而对阴极构件140的前端部施加固定的磁场。
因此，不会产生放电的消弧及电弧点的朝向阴极构件140以外的移动，从而可实现稳 定的长时间的无火花放电。
另外，等离子体装置900B中，也可产生与箭头ARW2相反方向(z轴方向)的磁场。 该情况下，使从图76的纸面的近前朝向纵深的方向的电流流向线圈905的上侧部分905A， 使从图76的纸面的纵深朝向近前的方向的电流流向线圈905的下侧部分905B。由此，将轴 方向的磁场施加到阴极构件140，因而也可获得所述效果。
而且，等离子体装置900B也可代替线圈905而包括图74所示的线圈904。
此外，等离子体装置900B中，线圈905或线圈904也可在真空容器1的外部，相对 于阴极构件140而配置于与基板20相反的一侧。
这样，等离子体装置900B中，可将从阴极构件140朝向基板20的方向的磁场、及从 基板20朝向阴极构件140的方向的磁场中的任一磁场施加到阴极构件140，一般而言，将 轴方向(z轴方向)的磁场施加到阴极构件140即可。
图77是表示使用了图62所示的等离子体装置900的碳薄膜的制造方法的工序图。
图77所示的工序图将图56所示的工序图的工序S45替换为工序S45B，其他与图56 所示的工序图相同。
参照图77，当开始制造碳薄膜时，执行所述工序41～S44。而且，工序S44后，施加 轴方向的磁场(工序S45B)。然后，执行所述工序S46，碳薄膜的制造结束。
另外，使用了图72所示的等离子体装置900A及图75所示的等离子体装置900B的碳 薄膜的制造方法也依照图77所示的工序图S41～S44、S45B、S46执行。
通过将轴方向的磁场施加到阴极构件4(或阴极构件140)，而不会产生消弧及电弧 点的朝向阴极构件4的突起部42(或阴极构件140)以外的部分的移动，从而可实现稳定 且长时间的无火花放电。因此，通过使用图77所示的工序图S41～S44、S45B、S46制造碳 薄膜，而可制造高品质且低成本的碳薄膜。
[实施方式11]
图78是表示实施方式11的等离子体装置的构成的概略图。参照图78，实施方式11 的等离子体装置1000在图37所示的等离子体装置200中追加了永久磁铁1001、齿轮1002、 齿轮1003、电动机1004、电源1005及配重1006，其他与等离子体装置200相同。
永久磁铁1001与固定着电弧式蒸发源3A的真空容器1的侧壁接近地配置。而且，永 久磁铁1001例如以真空容器1侧为N极，齿轮1002侧为S极的方式配置。永久磁铁1001 固定于齿轮1002。
齿轮1002与齿轮1003啮合。电动机1004与齿轮1003连结。而且，在电动机1004 由电源1005驱动时，使齿轮1003旋转。电源1005对电动机1004进行驱动。配重1006固 定于齿轮1002。
图79是图78所示的永久磁铁1001、齿轮1002、齿轮1003及配重1006的从基板20 侧观察而得的平面图。
参照图79，永久磁铁1001及配重1006以相对于齿轮1002的旋转轴对称的方式配置 于齿轮1002上。结果，配重1006作为用以相对于永久磁铁1001获取平衡的重物发挥功能。 齿轮1002在中心部具有贯通孔1002A。电弧式蒸发源3A以中心轴与贯通孔1002A的中心 轴一致的方式穿过贯通孔1002A而配置。齿轮1003与齿轮1002啮合。
在齿轮1003利用电动机1004向箭头ARW3的方向旋转时，齿轮1002向箭头ARW4 的方向旋转。通过齿轮1002向箭头ARW4的方向旋转，而永久磁铁1001及配重1006也向 箭头ARW4的方向旋转。
永久磁铁1001绕阴极构件140的中心轴旋转，由此由永久磁铁1001形成的磁场也旋 转，从阴极构件140释放出的等离子体也利用该旋转的磁场而旋转(利用旋转磁场进行的 等离子体扫描)。因此，无论电弧点位于阴极构件140的表面的哪一部位，均可强制地使 电弧点旋转。
在永久磁铁1001到达图78的y轴方向的上端的情况下，使等离子体向y轴的下端方 向(纸面下方向)进行扫描，在到达y轴方向的下端的情况下，使等离子体朝向y轴的上 端方向(纸面上方向)进行扫描。
而且，如果使永久磁铁1001的位置与阴极构件140的中心轴进一步隔开，则使等离 子体朝向与中心轴进一步隔开的位置进行扫描，如果使永久磁铁1001的位置进一步靠近阴 极构件140的中心轴，则使等离子体朝向离中心轴更近的位置进行扫描。
因此，利用永久磁铁1001的配置的不同，而可控制等离子体的扫描范围，且可同时 控制成膜区域。
而且，因永久磁铁1001旋转，而对阴极构件140向轴方向(z轴方向)与阴极构件140 的半径方向对称地施加磁场，因而可防止放电的消弧及电弧点的朝向阴极构件140以外的 部分的移动，也可同时实现稳定且长时间的无火花放电。
此外，通过设置配重1006，不会有偏载(offset load)，可防止永久磁铁1001的旋转 不均。
另外，等离子体装置1000不限于包括1个永久磁铁，也可包括2个以上的永久磁铁。 而且，永久磁铁的形状不限于方形，也可为圆形或环状。
图80是表示实施方式11的另一等离子体装置的构成的概略图。实施方式11的等离 子体装置也可为图80所示的等离子体装置1000A。
参照图80，等离子体装置1000A在图62所示的等离子体装置900中追加了支撑构件 1006、齿轮1007、齿轮1008、电动机1009、电源1010及电刷1011，其他与等离子体装置 900相同。
支撑构件1006具有圆柱形状，一端固定于电弧式蒸发源3，另一端固定于齿轮1007。 该情况下，支撑构件1006的中心轴与电弧式蒸发源3及齿轮1007的中心轴一致。而且， 支撑构件1006包含金属等导电性材料。
齿轮1007固定于支撑构件1006的一端。齿轮1008与齿轮1007啮合。电动机1009 连结于齿轮1008。而且，电动机1009在由电源1010驱动时，使齿轮1008向所需方向旋转。
电刷1011包含导电性材料，与支撑构件1006相接地配置。而且，电刷1011连接于 电源7的负极。即便支撑构件1006绕中心轴旋转，电刷1011也不会旋转，从而可将来自 电源7的负的电压稳定地施加到支撑构件1006。
齿轮1007、1008的从阴极构件4侧观察而得的平面图与图79所示的齿轮1002、1003 的平面图相同。
电动机1009在由电源1010驱动时，使齿轮1008向所需方向旋转，使齿轮1007向与 齿轮1008相反的方向旋转。结果，支撑构件1006绕中心轴旋转，电弧式蒸发源3及阴极 构件4也绕中心轴旋转。
而且，电源7经由电刷1011及支撑构件1006对电弧式蒸发源3施加负的电压。而且， 永久磁铁901施加轴方向的磁场及阴极构件4的半径方向的磁场。
而且，当使触发电极8与阴极构件4的突起部42接触、背离时，阴极构件4一边旋 转一边从突起部42开始放电。
这样，等离子体装置1000A中，一边使阴极构件4相对于永久磁铁901移动，一边进 行电弧放电。
该情况下，也可获得与等离子体装置1000相同的效果。即，这是因为，无论电弧点 位于突起部42的表面的哪一部位，在由永久磁铁901形成的磁场中均使电弧点旋转，结果 从电弧点释放出的等离子体也被强制性地旋转。
如果进一步增大永久磁铁901的外径，则使等离子体朝向与突起部42进一步隔开的 位置进行扫描，如果减小永久磁铁901的外径，则使等离子体朝向进一步靠近突起部42的 位置进行扫描。因此，利用永久磁铁901的外径的不同，可控制等离子体的扫描范围，且 可同时控制成膜区域。
因利用永久磁铁901施加阴极构件4的轴方向的磁场及半径方向的磁场，所以可防止 放电的消弧及电弧点的朝向突起部42以外的部分的移动，也可同时实现稳定的长时间的无 火花放电。因此，可获得与等离子体装置1000相同的效果。
图81是表示使用了图78所示的等离子体装置1000的碳薄膜的制造方法的工序图。
图81所示的工序图在图77所示的工序图的工序S43与工序S44之间追加了工序S47， 其他与图77所示的工序图相同。
参照图81，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S41～S43。而且，在工序S43 后，使阴极构件及永久磁铁中的一者相对于另一者相对地移动(工序S47)。
然后，依次执行所述工序S44、S45B、S46，碳薄膜的制造结束。
另外，使用了图80所示的等离子体装置1000A的碳薄膜的制造也依照图81所示的工 序图而执行。
通过使阴极构件4(或阴极构件140)及永久磁铁901(或永久磁铁1001)中的一者 相对于另一者相对地移动，而即便电弧点存在于阴极构件4的突起部42(或阴极构件140) 的外周面的任意位置，也可将磁场施加到电弧点。结果，沿阴极构件4的突起部42(或阴 极构件140)的外周面上呈螺旋状移动的力作用于电弧点。
因此，可抑制放电的消弧及电弧点的朝向突起部42(或阴极构件140)以外的部分的 移动，从而可实现稳定的长时间的无火花放电。
[实施方式12]
图82是表示实施方式12的等离子体装置的构成的概略图。参照图82，实施方式12 的等离子体装置1100在图29所示的等离子体装置10A中追加了电弧式蒸发源1101、阴极 构件1102、永久磁铁1103、永久磁铁1104及电源1105，其他与等离子体装置10A相同。
电弧式蒸发源1101包含与电弧式蒸发源3相同的构成，以与电弧式蒸发源3相同的 方式固定于真空容器1的侧壁。而且，电弧式蒸发源1101连接于电源1105的负极。
阴极构件1102具有与阴极构件4相同的构成、材料及形状。而且，阴极构件1102固 定于电弧式蒸发源1101的基板20侧的表面。
永久磁铁1103具有环形状，在真空容器1的外侧与电弧式蒸发源3接近地配置。而 且，永久磁铁1103对阴极构件4施加磁场。
永久磁铁1104具有环形状，在真空容器1的外侧与电弧式蒸发源1101接近地配置。 而且，永久磁铁1104对阴极构件1102施加磁场。
电源1105连接于电弧式蒸发源1102与接地节点GND之间。
这样，等离子体装置1100包括两个电弧式蒸发源。
使用了等离子体装置1100的碳薄膜的制造依照图77所示的工序图进行。该情况下， 工序S44中，触发电极8依次与阴极构件4、1102接触，从两个阴极构件4、1102的突起 部42产生等离子体。
因此，可制造大面积的碳薄膜。
另外，等离子体装置1100不限于2个电弧式蒸发源3、1101，包括多个电弧式蒸发源 即可。这是因为，如果包括多个电弧式蒸发源，则可制造面积比电弧式蒸发源为1个的情 况大的碳薄膜。
实施方式12的其他说明与实施方式1的说明相同。
[实施方式13]
图83是表示实施方式13的等离子体装置的构成的概略图。参照图83，实施方式13 的等离子体装置1200在图1所示的等离子体装置10中追加了配管1210、质量流量控制器 1220、及气体供给单元1230，其他与等离子体装置10相同。
配管1210的一端贯通真空容器1的顶板而配置于真空容器1内，另一端与气体供给 单元1230连接。
质量流量控制器1220将从气体供给单元1230接收到的气体的流量设定为所需流量并 导向真空容器1内。
气体供给单元1230例如利用储气罐来保持氩(Ar)气。而且，气体供给单元1230将 Ar气经由配管1210及质量流量控制器1220而供给到真空容器1内。
图84是表示使用了图83所示的等离子体装置1200的碳薄膜的制造方法的概略图。
图84所示的工序图在图4所示的工序图的工序S2与工序S3之间追加了工序S51，其 他与图4所示的工序图相同。
参照图84，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S1、S2。而且，工序S2后，气 体供给单元1230经由质量流量控制器1220及配管1210将所需流量的Ar气供给到真空容 器1内。
然后，依次执行所述工序S3～S8，碳薄膜的制造结束。
等离子体装置1200中，一边对真空容器1内供给Ar气一边制造碳。结果，Ar气为容 易电离的气体，因而可使电弧放电稳定化。而且，通过将Ar原子引入到碳薄膜中，可控制 碳薄膜的硬度及应力。
另外，等离子体装置1200中，气体供给单元1230不限于供给Ar气，也可将Ar气以 外的气体供给到真空容器1内。
而且，实施方式13的等离子体装置也可为在所述等离子体装置10A、100、100A、200、 300、400、500、600、700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200 中的任一个中追加了配管1210、质量流量控制器1220、及气体供给单元1230的等离子体 装置。
实施方式13的其他说明与实施方式1～实施方式12的说明相同。
[实施方式14]
图85是表示实施方式14的等离子体装置的构成的概略图。参照图85，实施方式14 的等离子体装置1300去除了图1所示的等离子体装置10的触发电极8及电阻9，并追加了 激光源1310，其他与等离子体装置10相同。
激光源1310例如固定于真空容器1的顶板。而且，激光源1310对阴极构件4的突起 部42的前端照射激光。作为激光，例如使用YAG激光，且为1kW的连续输出、点径设为 0.8mm即可。
激光源1310例如可与真空容器1分离而设置于大气侧，该情况下，通过安装于真空 容器1的石英制的观察口(viewing port)(未图示)对突起部42的前端照射激光即可。
图86是表示使用了图85所示的等离子体装置1300的碳薄膜的制造方法的工序图。
图86所示的工序图将图4所示的工序图的工序S4替换为工序S4A，其他与图4所示 的工序图相同。
参照图86，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S1～S3。而且，在工序S3后， 激光源1310将激光照射到阴极构件4的突起部42的前端(工序S4A)。
然后，依次执行所述工序S5～S8，碳薄膜的制造结束。
这样，在使用了等离子体装置1300的碳薄膜的制造中，将激光照射到突起部42的前 端并点弧。结果，从突起部42产生电弧放电。
结果，比起使触发电极8与阴极构件4接触而点弧的情况，可防止阴极构件4破损。
另外，等离子体装置1300也可代替阴极构件4而包括所述印胸构件4A～4L、40、140 中的任一个。该情况下，在使用包含多个突起部或多个柱状构件的阴极构件的情况下，通 过使激光源1310旋转，而对多个突起部或多个柱状构件的前端部照射激光即可。
而且，实施方式14的等离子体装置也可为去除了所述等离子体装置10A、100、100A、 200、300、400、500、600、700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、 1200中的任一个的触发电极8、17、25、301、410、410A及电阻9，并追加了激光源1310 的等离子体装置。
实施方式14的其他说明与实施方式1～实施方式13的说明相同。
[实施方式15]
图87是表示实施方式15的等离子体装置的构成的概略图。参照图87，实施方式15 的等离子体装置1400包括电弧式蒸发源3、电源7、触发电极8、电阻9、真空容器1410、 及线圈1420。
真空容器1410包含呈圆弧状弯曲的筒状构件。而且，真空容器1410利用排气装置(未 图示)而排气为真空。
电弧式蒸发源3固定于真空容器1410的壁1410A。而且，电弧式蒸发源3连接于电源 7的负极。阴极构件4固定于电弧式蒸发源3的基板20侧的表面。
电源7连接于电弧式蒸发源3与接地节点GND之间。
触发电极8的一端侧经由真空容器1410的壁1410A而配置于真空容器1410内，且与 阴极构件4的突起部42相向。而且，触发电极8的另一端连接于电阻9。
电阻9连接于触发电极8与接地节点GND之间。
线圈1420沿着真空容器1410的壁1410B、1410C配置于真空容器1410的周围。而且， 线圈1420的两端连接于电源(未图示)。
基板20固定于真空容器1410的壁1410D。
当利用电源(未图示)而使线圈1420中流动电流时，线圈1420在真空容器1410的 内部产生磁场。该磁场使从阴极构件4的突起部42飞出的碳离子沿着真空容器1410呈圆 弧状弯曲，且使碳离子到达基板20。从阴极构件4飞出的微粒及中性粒子与真空容器1410 的壁1410B、1410C碰撞，而未到达基板20。
因此，如果使用等离子体装置1400，则即便图5(a)中确认到的极微少的微粒也可被 除去，从而可制造微粒极少、即表面粗糙度极小的碳薄膜。
而且，如果使用等离子体装置1400，则可制造杂质少且品质高的碳薄膜。
图88是表示使用了图87所示的等离子体装置1400的碳薄膜的制造方法的工序图。
图88所示的工序图中去除了图77所示的工序图的工序S45B、S46，将工序S45C插 入到工序S42与工序S43之间，其他与图77所示的工序图相同。
参照图88，当开始制造碳薄膜时，依次执行所述工序S41、S42。而且，工序S42后， 施加用以使从阴极构件4的突起部42向真空容器1410内飞出的碳离子沿着圆弧状的真空 容器1410弯曲的磁场(工序S45C)。然后，依次执行所述工序S43、S44。由此，微粒及 中性粒子未到达基板20，仅碳离子到达基板20而制造碳薄膜，一连串的动作结束。
这样，通过使用等离子体装置1400，可制造高品质的碳薄膜。
另外，等离子体装置1400中，真空容器1410的壁1410D构成保持基板20的“保持 构件”。
而且，实施方式15的等离子体装置1400也可代替阴极构件4而包括所述阴极构件 4A～4L、40、140中的任一个，还可代替触发电极8而包括触发电极17、25、301、410、 410A中的任一个。
此外，实施方式15的等离子体装置1400也可代替触发电极8及电阻9而包括激光源 1310。
实施方式15的其他说明与实施方式1～实施方式14的说明相同。
图89是表示本发明的实施方式的阴极构件的图。参照图89，阴极构件1500包括本体 部1510、突起部1520、及弹簧1530。本体部1510具有圆盘形状，例如包含烧结体石墨。 突起部1520包含玻璃状碳，且具有圆柱形状。而且，突起部1520经由弹簧1530而固定于 本体部1510(参照图89的(a))。
而且，阴极构件1600包括圆柱构件1610、1620、及弹簧1630。圆柱构件1610包含 玻璃状碳。圆柱构件1620例如包含烧结体石墨。圆柱构件1610利用弹簧1630固定于圆柱 构件1620(参照图89(b))。
通过使用阴极构件1500、1600，可防止阴极构件1500、1600的前端部的破损。这是 因为，即便触发电极8等与阴极构件1500、1600的前端部接触，弹簧1530、1630也会吸 收触发电极8等接触时的冲击。
而且，阴极构件1500、1600各自可用于所述实施方式1～实施方式15的等离子体装 置10、10A、100、100A、200、300、400、500、600、700、800、800A、900、900A、900B、 1000、1000A、1100、1200、1300、1400中的任一个。
所述中，已对各种等离子体装置10、10A、100、100A、200、300、400、500、600、 700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200、1300、1400进行了说 明。而且，等离子体装置10、10A、100、100A、200、300、400、500、600、700、800、 800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200、1300、1400包括阴极构件，所述 阴极构件包含具有至少一个突起部的玻璃状碳。
因此，本发明的实施方式的等离子体装置包括：真空容器，固定于真空容器的电弧式 蒸发源，安装于电弧式蒸发源的阴极构件，保持朝向阴极构件配置的基板的保持构件，使 放电开始的放电开始单元，以及对电弧式蒸发源施加负的电压的电源，阴极构件包括至少 一个柱状部分，该柱状部分包含玻璃状碳且具有柱状形状，放电开始单元以等离子体从阴 极构件的至少一个柱状部分被释放的方式使放电开始即可。
而且，至少一个柱状部分各自具有包含圆柱状、圆锥状、截圆锥状、棱柱状及截棱锥 状中的任一个的形状。该情况下，设为圆柱状、圆锥状及截圆锥状的与长度方向垂直的剖 面形状不限于圆，也可包含椭圆。
而且，所述中，已对使用了各种等离子体装置10、10A、100、100A、200、300、400、 500、600、700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200、1300、1400 的碳薄膜的制造方法进行了说明。而且，等离子体装置10、10A、100、100A、200、300、 400、500、600、700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200、1300、 1400包括阴极构件，该阴极构件包含具有至少一个突起部的玻璃状碳。
因此，本发明的实施方式的碳薄膜的制造方法包括如下工序即可，即，第一工序，在 朝向基板而固定于真空容器的电弧式蒸发源安装包含至少一个柱状部分的阴极构件，该柱 状部分包含玻璃状碳且具有柱状形状；第二工序，对电弧式蒸发源施加负的电压；以及第 三工序，以等离子体从阴极构件的至少一个柱状部分被释放的方式使放电开始。
这是因为，如果使用包含具有至少一个突起部的玻璃状碳的阴极构件来产生电弧放 电，则至少一个突起部的热应变减少，从而可抑制阴极构件裂开。
此外，本发明的实施方式中，也可使用等离子体装置10、10A、100、100A、200、300、 400、500、600、700、800、800A、900、900A、900B、1000、1000A、1100、1200、1300、 1400中的任一个而在基材的表面涂布碳薄膜。
该情况下，基材包含金属、陶瓷、树脂、半导体及将选自他们的材质组合而成的材料 中的任一个。而且，碳薄膜的涂布方法是在基材的表面涂布碳薄膜的方法，所述基材包含 金属、陶瓷、树脂、半导体及将选自他们的材质组合而成的材料中的任一个，所述涂布方 法包括如下工序即可：第一工序，朝向固定于真空容器的电弧式蒸发源保持基材；第二工 序，将包含至少一个柱状部分的阴极构件安装于电弧式蒸发源，所述柱状部分包含玻璃状 碳且具有柱状形状；第三工序，对电弧式蒸发源施加负的电压；以及第四工序，以等离子 体从阴极构件的至少一个柱状部分被释放的方式使放电开始。
而且，金属例如包含碳化钨、钢、铝及钴铬合金。而且，陶瓷例如包含氧化铝、氮化 硅、立方晶氮化硼及氧化硅。此外，树脂例如包含聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚 氯乙烯。此外，半导体例如包含硅、氮化镓及氧化锌。
所述实施方式8中，已对通过使射束状的等离子体PLZ1扩散而在基板20的整个面形 成碳薄膜进行了说明。而且，实施方式9中，已对通过扫描射束状的等离子体PLZ1而在基 板20的整个面形成碳薄膜进行了说明。
而且，实施方式8中，已对两个永久磁铁711、712沿着从真空容器1的底面朝向顶 板的方向配置进行了说明，但可通过将两个永久磁铁711、712沿着任意的方向大致平行地 配置而使射束状的等离子体PLZ1向任意的方向扩散。该情况下，使基板20绕沿着使等离 子体PLZ1扩散的方向配置的轴旋转。
此外，实施方式2中，已对使永久磁铁802沿着从真空容器1的底面朝向顶板的方向 往复运动进行了说明，但可通过使永久磁铁802沿任意的方向往复运动而使射束状的等离 子体PLZ1向任意的方向进行扫描。该情况下，使基板20绕沿着扫描等离子体PLZ1的方 向配置的轴旋转。
本发明的实施方式中，两个永久磁铁711、712或两个电磁铁构成“磁场产生机构”， 支撑构件801及永久磁铁802构成“磁场产生机构”，线圈803及电源804构成“磁场产 生机构”，永久磁铁901构成磁场产生机构”。
此外，线圈902(或线圈904)及电源903构成“磁场产生机构”，线圈905(或线圈 904)及电源906构成“磁场产生机构”，永久磁铁1001构成“磁场产生机构”，永久磁 铁1003、1004构成“磁场产生机构”，线圈1420及电源(未图示)构成“磁场产生机构”。
此外，本发明的实施方式中，保持构件710及旋转装置构成“旋转机构”。
应当认为此次公开的实施方式的全部方面为例示而非限制性内容。本发明的范围并非 由所述实施方式的说明而是由权利要求书来表示，旨在包含与权利要求书均等的含义及范 围内的全部变更。
[工业上的可利用性]
本发明应用于等离子体装置、使用该等离子体装置的碳薄膜的制造方法及涂布方法。
机译： 等离子体装置，碳薄膜制造方法及使用该等离子体装置的涂层方法
机译： 等离子体装置，碳薄膜制造方法及使用该等离子体装置的涂层方法
机译： 等离子体显示面板的涂布液的涂布方法，基板的制造方法，等离子体显示面板的基板的涂布液的涂布装置和制造装置
