JP2007308752A - Water-repellent thin film, and method for producing water-repellent thin film - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a water-repellent thin film where a water-repellent thin film having high water repellency can be easily deposited even on a base material having a large area, and to provide a water-repellent thin film which can be deposited on a base material with a large area at low cost. <P>SOLUTION: The method for producing a water-repellent thin film deposited on the surface of a base material by a plasma CVD process is characterized in that gas components comprising a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas are introduced into a region between at least a pair of electrodes provided for generating plasma by discharge under the pressure near the atmospheric pressure, discharge is caused between a pair of the electrodes, thus plasma is generated, so as to crack the gas components, the cracked product of the gas components is brought into contact with the surface of the base material, and a thin film is deposited on the surface of the base material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマCVD法を用いて基材上に形成される撥水性薄膜及びその撥水性薄膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a water repellent thin film formed on a substrate using a plasma CVD method and a method for producing the water repellent thin film.

従来から、アルミニウム等の金属材料、ガラスやシリコン等のセラミックス材料、繊維,木材,合成樹脂等の有機材料からなる基材の表面に撥水性薄膜を形成する方法が知られている。   Conventionally, a method of forming a water-repellent thin film on the surface of a base material made of a metal material such as aluminum, a ceramic material such as glass or silicon, or an organic material such as fiber, wood, or synthetic resin is known.

基材表面に撥水性薄膜を形成させる方法としては、刷毛、スプレー、ロールコーター又は浸漬等の塗布手段を用いて基材上に撥水性の塗料を塗布し、乾燥することにより撥水性塗膜を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1及び非特許文献1)。   As a method of forming a water-repellent thin film on the surface of the base material, a water-repellent coating film is formed by applying a water-repellent paint on the base material using a coating means such as brush, spray, roll coater or dipping and drying. A method of forming is known (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

前記特許文献1には、シリコーン系樹脂溶液とシランカップリング剤と特定の粒子径の無機充填材とからなる塗料を金属基材に浸漬塗布した後、前記塗料を乾燥することにより撥水性薄膜を形成する方法が開示されている。この方法により形成される撥水性薄膜は、シリコーン系樹脂薄膜の高い撥水性の作用に加え、無機充填材が薄膜表面に凹凸を形成して薄膜表面と水滴との接触面積を小さくさせる作用により、高い撥水性を維持することが記載されている。   In Patent Document 1, a water-repellent thin film is formed by dip-coating a paint comprising a silicone resin solution, a silane coupling agent, and an inorganic filler having a specific particle diameter on a metal substrate, and then drying the paint. A method of forming is disclosed. In addition to the high water repellency of the silicone resin thin film, the water-repellent thin film formed by this method has the effect that the inorganic filler forms irregularities on the surface of the thin film to reduce the contact area between the surface of the thin film and the water droplets. It is described that high water repellency is maintained.

また、前記非特許文献1には、テフロン(登録商標)粒子を含有する撥水性塗料が記載されている。前記撥水性塗料は基材表面に刷毛やスプレー等の塗布手段により塗布されるものである。前記文献には、前記塗料を塗布して形成された撥水性薄膜により、水に対する接触角が150℃を達成した例が記載されている。   In addition, Non-Patent Document 1 describes a water-repellent paint containing Teflon (registered trademark) particles. The water-repellent paint is applied to the surface of the substrate by application means such as a brush or a spray. The document describes an example in which a water contact angle of 150 ° C. is achieved by a water repellent thin film formed by applying the paint.

しかしながら、前記特許文献1及び非特許文献1に記載された、塗布により撥水性薄膜を形成させる方法は、薄膜が形成される基材の種類によっては密着力が非常に低くなる。また、面積が大きい基材に塗膜を均一の厚みで形成するためには、膜厚を厚くする必要がある。そして、膜厚が厚い場合には基材との密着性が低下し、基材の切削加工、穴あけ加工、折り曲げ加工等の際に形成された薄膜が剥離してしまうという問題があった。   However, the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 for forming a water-repellent thin film by coating have a very low adhesion force depending on the type of substrate on which the thin film is formed. Moreover, in order to form a coating film with a uniform thickness on a substrate having a large area, it is necessary to increase the film thickness. And when the film thickness is thick, there is a problem that the adhesion to the substrate is lowered, and the thin film formed at the time of cutting, drilling, bending and the like of the substrate is peeled off.

前記問題を解決する方法として、CVD(chemical vapor deposition)法を用いた撥水性薄膜の形成方法が知られている(例えば、特許文献2及び特許文献3)。   As a method for solving the above problem, a method of forming a water-repellent thin film using a chemical vapor deposition (CVD) method is known (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).

例えば、特許文献2には、オルガノシラン等の有機ケイ素化合物ガスとフッ素化合物ガスとをプラズマや高熱、光等により気相中で分解反応させて、前記分解反応物を基材表面に堆積させることにより撥水性薄膜を形成させる方法が記載されている。また、特許文献3には、有機ケイ素化合物ガスを低温プラズマ法により分解して生成する反応生成物を基材上に堆積させて、撥水性酸化ケイ素薄膜を形成させる方法が記載されている。   For example, in Patent Document 2, an organosilicon compound gas such as organosilane and a fluorine compound gas are decomposed in a gas phase by plasma, high heat, light, or the like, and the decomposition reaction product is deposited on the surface of a substrate. Describes a method of forming a water-repellent thin film. Patent Document 3 describes a method of forming a water-repellent silicon oxide thin film by depositing a reaction product produced by decomposing an organosilicon compound gas by a low temperature plasma method on a substrate.

前記特許文献2及び特許文献3の技術においては、薄膜の撥水性成分としてオルガノシラン等の有機ケイ素化合物が用いられている。前記有機ケイ素化合物は、一般的に、蒸気圧が低いために、大気圧において、常温では液体である。CVD法における薄膜を形成するためのガス成分として前記有機ケイ素化合物を用いる場合には、有機ケイ素化合物を気化させる必要がある。蒸気圧が低い有機ケイ素化合物を気化させる場合には真空チャンバ等を用いて高真空雰囲気で気化させる必要がある。このような場合には、撥水性薄膜の形成に用いられるCVD装置に高真空を維持する性能が要求され、高価な装置が必要になるという問題があった。   In the techniques of Patent Document 2 and Patent Document 3, an organosilicon compound such as organosilane is used as the water-repellent component of the thin film. Since the organosilicon compound generally has a low vapor pressure, it is a liquid at room temperature at atmospheric pressure. When using the organosilicon compound as a gas component for forming a thin film in the CVD method, it is necessary to vaporize the organosilicon compound. In the case of vaporizing an organosilicon compound having a low vapor pressure, it is necessary to vaporize in a high vacuum atmosphere using a vacuum chamber or the like. In such a case, the CVD apparatus used for forming the water repellent thin film is required to have a performance of maintaining a high vacuum, and there is a problem that an expensive apparatus is required.

特に、大面積のガラス板等の基材に撥水性薄膜を形成したり、工業生産する際にロール状の鋼材等に連続的に撥水性薄膜を形成させる場合においては、大きな真空チャンバとプラズマ形成領域を備えたCVD装置が必要になり、生産コストが非常に高くなるという問題があった。   In particular, when a water-repellent thin film is formed on a substrate such as a large-area glass plate or when a water-repellent thin film is continuously formed on a rolled steel material during industrial production, a large vacuum chamber and plasma are formed. There is a problem that a CVD apparatus having a region is required and the production cost becomes very high.

また、大型のCVD装置を用いて撥水性薄膜を基材上に均一に形成するためには、前記プラズマ形成領域に均一且つ効率よく薄膜を形成するためのガス成分を供給する必要がある。この場合に、薄膜を形成するためのガスの主成分として前記有機ケイ素化合物を用いる場合には、装置内の温度分布により、例えば真空チャンバの壁面等で有機ケイ素化合物が結露して、プラズマ形成領域における有機ケイ素濃度が変動し、基材表面に均一な薄膜を形成することが困難であった。
特開平5−222339号公報 特開平10−130844号公報 特許第3720974号公報 NTT AT、ホームページ(URL: www.keytech.ntt-at.co.jp/environ)
Further, in order to uniformly form a water-repellent thin film on a substrate using a large CVD apparatus, it is necessary to supply a gas component for forming a thin film uniformly and efficiently in the plasma forming region. In this case, when the organosilicon compound is used as the main component of the gas for forming the thin film, the organosilicon compound is condensed on the wall surface of the vacuum chamber, for example, due to the temperature distribution in the apparatus, so that the plasma formation region It was difficult to form a uniform thin film on the surface of the substrate due to the variation in the organosilicon concentration.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-222339 JP-A-10-130844 Japanese Patent No. 3720974 NTT AT, homepage (URL: www.keytech.ntt-at.co.jp/environ)

本発明は前記従来の問題点に鑑みて、プラズマCVD法を用いて基材表面に撥水性薄膜を形成する製造方法であって、大きな面積を有する基材にも、高い撥水性を有する撥水性薄膜を容易に形成することができる撥水性薄膜の製造方法、及び、大きな面積を有する基材に低コストで形成することができる撥水性薄膜を提供することを課題とする。   The present invention is a manufacturing method for forming a water-repellent thin film on the surface of a substrate using a plasma CVD method in view of the conventional problems, and has a high water repellency even on a substrate having a large area. It is an object of the present invention to provide a method for producing a water-repellent thin film capable of easily forming a thin film and a water-repellent thin film that can be formed on a substrate having a large area at a low cost.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、以下の手段により、解決できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the problem can be solved by the following means.

すなわち、本発明の撥水性薄膜の製造方法は、プラズマCVD法により基材表面に形成される撥水性薄膜の製造方法であって、放電によりプラズマを発生させるために備えられた少なくとも一対の電極対の電極対間の領域に、炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスとを含有するガス成分を大気圧近傍の圧力で導入し、前記電極対間で放電してプラズマを発生させることにより前記ガス成分を分解し、前記ガス成分の分解生成物を基材表面に接触させて、前記基材表面に薄膜を形成させることを特徴とするものである。   That is, the method for producing a water-repellent thin film of the present invention is a method for producing a water-repellent thin film formed on the surface of a substrate by a plasma CVD method, and includes at least a pair of electrodes provided for generating plasma by discharge. A gas component containing a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas is introduced into a region between the electrode pair at a pressure near atmospheric pressure, and the gas component is discharged by generating a plasma by discharging between the electrode pair. It decomposes | disassembles, the decomposition product of the said gas component is made to contact a base material surface, and a thin film is formed in the said base material surface, It is characterized by the above-mentioned.

プラズマCVD法により形成される前記ガス成分の分解生成物は基材上に撥水性薄膜を形成するとともに、成膜された前記薄膜をエッチングする作用を有する。形成される撥水性薄膜は複数の粒子が凝集した粒子の凝集体を含有する。一方、前記エッチングにより薄膜表面には凹凸が形成される。そして、前記撥水性薄膜の撥水作用と、前記凹凸及び粒子の凝集体の水との接触面積を小さくする作用により、優れた撥水性を示す撥水性薄膜が形成される。なお、本発明の撥水性薄膜の製造方法においては、従来の撥水性薄膜の製造に用いられていた有機ケイ素化合物を用いなくとも、撥水性薄膜を形成することができる。従って、従来の有機ケイ素化合物を用いた撥水性薄膜の製造方法で要求されていた極めて高い真空状態を維持しなくとも、大気圧近傍の圧力で撥水性薄膜を形成することができる。よって、薄膜形成に高真空状態が要求されないために、大きな面積を有する基材にも撥水性薄膜を容易に形成しうる。   The decomposition product of the gas component formed by the plasma CVD method has a function of forming a water-repellent thin film on a substrate and etching the formed thin film. The formed water-repellent thin film contains an aggregate of particles in which a plurality of particles are aggregated. On the other hand, unevenness is formed on the surface of the thin film by the etching. And the water-repellent thin film which shows the outstanding water repellency is formed by the water-repellent action of the said water-repellent thin film, and the effect | action which makes the contact area with the water of the said unevenness | corrugation and particle aggregate small. In the method for producing a water-repellent thin film of the present invention, the water-repellent thin film can be formed without using an organic silicon compound that has been used in the production of a conventional water-repellent thin film. Therefore, the water-repellent thin film can be formed at a pressure in the vicinity of atmospheric pressure without maintaining the extremely high vacuum required by the conventional method for producing a water-repellent thin film using an organosilicon compound. Therefore, since a high vacuum state is not required for thin film formation, a water-repellent thin film can be easily formed even on a substrate having a large area.

なお、本発明におけるプラズマCVD法としては、例えば、大気圧付近の圧力下でグロー放電することによりプラズマを発生させて基材上に薄膜を形成させる特開平6−2149号公報等で提案されている方法、対向する電極の少なくとも一方に誘電体を形成し、DCパルスなどにより大気圧でプラズマを発生させるとともに、ガスの圧力で基材に原料ガスを吹き付ける特開2002−237480号公報に記載の方法、さらには、例えば特開平9−104985号公報に開示されているような回転電極を用いて成膜する方法等の各種方法が限定なく用いられる。   The plasma CVD method in the present invention is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-2149, in which plasma is generated by glow discharge under a pressure near atmospheric pressure to form a thin film on a substrate. The method described in JP-A-2002-237480 is a method in which a dielectric is formed on at least one of opposing electrodes, plasma is generated at atmospheric pressure by a DC pulse or the like, and a source gas is blown onto a substrate with a gas pressure. For example, various methods such as a film forming method using a rotating electrode as disclosed in JP-A-9-104985 can be used without limitation.

本発明におけるプラズマCVD法で用いられるプラズマを発生させるための電極対としては、互いに対向して配置される電極対であることが好ましい。互いに対向して配置される電極対を用いた場合には、電圧印加により放電させて、電極対間の領域にプラズマを発生させてガス成分を分解してプラズマ領域を形成し、このプラズマ領域に基材を配設することにより、基材上に撥水性薄膜を容易に形成することができる。また、大面積の基材や長い基材の場合には、基材を前記プラズマ領域に順次移送することにより大面積の基材にも撥水性薄膜を容易に形成することができる。   The electrode pair for generating plasma used in the plasma CVD method in the present invention is preferably an electrode pair arranged to face each other. When electrode pairs arranged opposite to each other are used, discharge is performed by applying a voltage, plasma is generated in a region between the electrode pairs, gas components are decomposed, and a plasma region is formed. By disposing the base material, the water-repellent thin film can be easily formed on the base material. In the case of a large-area substrate or a long substrate, the water-repellent thin film can be easily formed on the large-area substrate by sequentially transferring the substrate to the plasma region.

そして、本発明の製造方法においては、前記電極対間に炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスとを含有するガス成分が導入される。   In the production method of the present invention, a gas component containing a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas is introduced between the electrode pairs.

前記ガス成分を導入するガス導入工程においては、プラズマを発生させるために備えられた電極対間には炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスとを含有するガス成分が大気圧近傍の圧力である、0.01〜0.1MPa、好ましくは0.08〜0.1MPaになるように調整されて導入される。このような、圧力範囲は圧力調整が容易で装置構成が簡易になる。   In the gas introduction step for introducing the gas component, a gas component containing a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas is at a pressure close to atmospheric pressure between the electrode pair provided for generating plasma. 0.01 to 0.1 MPa, preferably 0.08 to 0.1 MPa. In such a pressure range, pressure adjustment is easy and the device configuration is simplified.

前記炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン等のアルカン類や、エチレン、プロピレン、ブテン等のアルケン類や、アセチレン等のアルキン類が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon gas include alkanes such as methane, ethane, propane, and butane, alkenes such as ethylene, propylene, and butene, and alkynes such as acetylene.

これらの中では、プロピレン、メタン、プロパン、アセチレン等がガスのハンドリングが容易であるので好ましく用いられる。   Among these, propylene, methane, propane, acetylene and the like are preferably used because of easy gas handling.

一方、前記フッ素ガスとしては、テトラフルオロメタン(CF)、六フッ化エタン(C)、トリフルオロメタン(CHF)、オクタフルオロシクロブテン(C)、等のフッ化炭化水素及びその誘導体のほか、六フッ化硫黄(SF)等のプラズマエッチングで好ましく用いられるガスが好ましく用いられる。 On the other hand, examples of the fluorine gas include fluorinated carbonization such as tetrafluoromethane (CF 4 ), hexafluoroethane (C 2 F 6 ), trifluoromethane (CHF 3 ), and octafluorocyclobutene (C 4 F 8 ). In addition to hydrogen and derivatives thereof, a gas preferably used in plasma etching such as sulfur hexafluoride (SF 6 ) is preferably used.

また、前記ガス成分中には、通常、反応性のラジカルを発生しない雰囲気で安定なグロー放電を発生させるために、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)、クリプトン(Kr)等の希ガスや窒素(N)等の不活性ガスが含有される。前記不活性ガスとしては、準安定励起状態の寿命が長い点から、ヘリウムが特に好ましい。 In the gas component, helium (He), argon (Ar), xenon (Xe), krypton (Kr), etc. are generally used to generate a stable glow discharge in an atmosphere that does not generate reactive radicals. A rare gas or an inert gas such as nitrogen (N 2 ). As the inert gas, helium is particularly preferable because it has a long life in a metastable excited state.

さらに、本発明に用いられるガス成分中には、その他の成分、具体的には酸素や水、窒素酸化物等が含有されてもよい。   Furthermore, the gas component used in the present invention may contain other components, specifically oxygen, water, nitrogen oxides and the like.

前記ガス成分中の炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスの含有割合は分圧比で0.01〜10(炭化水素ガス/フッ素含有化合物ガス)、さらには0.02〜2、とくには0.05〜0.25であることが好ましい。この範囲においては、フッ素含有化合物ガスの分解生成物によるエッチングが適度に生じることにより、適度な凹凸を有する薄膜が形成される。なお、前記分圧比が0.02〜2、とくには0.05〜0.25の範囲では、薄膜を構成する微小粒子の凝集体の密度が高くなり、さらに、撥水性が高くなる点から好ましい。   The content ratio of the hydrocarbon gas and the fluorine-containing compound gas in the gas component is 0.01 to 10 (hydrocarbon gas / fluorine-containing compound gas) in a partial pressure ratio, more preferably 0.02 to 2, particularly 0.05 to It is preferably 0.25. In this range, a thin film having moderate unevenness is formed by moderately generating etching due to the decomposition product of the fluorine-containing compound gas. In addition, when the partial pressure ratio is in the range of 0.02 to 2, particularly 0.05 to 0.25, the density of the aggregates of the fine particles constituting the thin film is increased, and further, the water repellency is increased. .

また、前記ガス成分の合計量に対して、炭化水素ガスの割合が0.02〜7モル%であり、フッ素含有化合物ガスの割合が0.02〜7モル%であることが好ましい。炭化水素ガスとフッ素ガスの割合が前記範囲内である場合には特に高い撥水性を示す。   Moreover, it is preferable that the ratio of hydrocarbon gas is 0.02-7 mol% with respect to the total amount of the said gas component, and the ratio of fluorine-containing compound gas is 0.02-7 mol%. When the ratio of hydrocarbon gas to fluorine gas is within the above range, particularly high water repellency is exhibited.

本発明の製造方法においては、前記電極対間で放電することによりプラズマを発生させる。前記放電は電極に高周波電力を印加することにより生じる。前記放電としてはグロー放電が連続的に安定した成膜が可能である点から好ましい。なお、プラズマの発生には、13.56MHzの高周波の低LFやDCパルスなども利用できる。   In the manufacturing method of the present invention, plasma is generated by discharging between the electrode pairs. The discharge is generated by applying high frequency power to the electrodes. As the discharge, glow discharge is preferable because continuous and stable film formation is possible. For generation of plasma, a high frequency low LF of 13.56 MHz, a DC pulse, or the like can be used.

そして、前記プラズマが発生された領域において、基材の表面に、プラズマにより分解された前記分解生成物を接触させることにより、基材表面に撥水性薄膜が形成される。また、前記基材を前記領域に所定の速度で通過させることにより前記基材表面に前記分解生成物を接触させて薄膜を連続的に形成することもできる。このように、前記電極対間の領域に前記基材を所定の速度で通過させることにより、大面積の基材や、ロール形態の鋼板のような連続した長い基材にも均一な膜厚の撥水性薄膜を形成させることができる。   And in the area | region where the said plasma was generated, the water-repellent thin film is formed in the base-material surface by making the said decomposition product decomposed | disassembled by plasma contact the surface of a base material. Further, the thin film can be continuously formed by passing the base material through the region at a predetermined speed to bring the decomposition product into contact with the surface of the base material. Thus, by passing the base material through the region between the electrode pair at a predetermined speed, a uniform film thickness can be obtained on a large area base material or a continuous long base material such as a roll-shaped steel plate. A water repellent thin film can be formed.

なお、前記移送速度は、特に限定されないが、移送速度を調整することによって膜厚を調整したり、マイグレーションを抑制することができる。そして、その結果として、微小粒子の凝集体の形成密度や網目構造を制御することが可能である。   The transfer speed is not particularly limited, but the film thickness can be adjusted or migration can be suppressed by adjusting the transfer speed. As a result, it is possible to control the formation density of fine particle aggregates and the network structure.

なお、本発明における基材としては、アルミニウム、ニッケルや銅等の金属、ガラスやシリコン等のセラミックス、木材や合成樹脂等の有機材料等からなる板状、繊維状等のあらゆる形態の基材を用いることができる。特に、本発明の製造方法は、大面積の基材やロール状の鋼材のような大面積の基材にも適用することができる。   In addition, as a base material in this invention, the base material of all forms, such as plate shape which consists of metals, such as aluminum, nickel, copper, ceramics, such as glass and silicon | silicone, organic materials, such as a timber and a synthetic resin, and fibrous form, etc. Can be used. In particular, the production method of the present invention can be applied to a large area base material such as a large area base material or a roll-shaped steel material.

また、本発明における薄膜形成工程での前記基材の温度は70〜350℃、さらには、70〜200℃、とくには、70〜150℃に維持されることが好ましい。このような範囲に基材の温度を維持することは基材に対する薄膜の密着性を高め、また、基材の熱劣化が少ない点から好ましい。   Moreover, it is preferable that the temperature of the said base material in the thin film formation process in this invention is maintained at 70-350 degreeC, 70-200 degreeC, especially 70-150 degreeC. Maintaining the temperature of the substrate in such a range is preferable from the viewpoint of improving the adhesion of the thin film to the substrate and reducing the thermal deterioration of the substrate.

なお、前記互いに対向して配置される電極対としては、その少なくとも一方の電極が回転電極であることが好ましい。回転電極を用いた場合には、電界の集中がないためにアーク放電がおきにくく、また、回転する電極に沿ってガス流が幅方向で均一になるために連続的に、生産性よく、薄膜を形成することができる。   In addition, as an electrode pair arrange | positioned mutually facing, it is preferable that the at least one electrode is a rotating electrode. When a rotating electrode is used, arc discharge is difficult to occur because there is no electric field concentration, and the gas flow is uniform in the width direction along the rotating electrode. Can be formed.

ここで、回転電極を備えたプラズマCVD装置を用いて基材上に撥水性薄膜を形成する方法の一例について、さらに、具体的に説明する。   Here, an example of a method for forming a water-repellent thin film on a substrate using a plasma CVD apparatus provided with a rotating electrode will be described more specifically.

回転電極を備えたプラズマCVD装置の構成例としては、図1に示すようなチャンバ内部に対向する電極対を備え、電極対の一方の電極を回転電極とし、他の一方を平面電極とする構成が挙げられる。なお、ここで、前記回転電極は放電電極として機能する。   As an example of the configuration of a plasma CVD apparatus provided with a rotating electrode, an electrode pair facing the inside of the chamber as shown in FIG. 1 is provided, and one electrode of the electrode pair is a rotating electrode and the other is a planar electrode. Is mentioned. Here, the rotating electrode functions as a discharge electrode.

はじめに、平面電極6上に基材7を配設する。そして、チャンバ1の内部にガス成分を導入し、回転電極9と基材7との隙間(以下、「狭隙間」と呼ぶ)の圧力を大気圧付近の0.01〜0.1MPaに維持し、前記電極対間で放電させて狭隙間にライン状のプラズマを発生させる。そして、プラズマ空間を横切るように基材7を所定の速度で通過させる。   First, the base material 7 is disposed on the planar electrode 6. Then, a gas component is introduced into the chamber 1, and the pressure in the gap (hereinafter referred to as “narrow gap”) between the rotating electrode 9 and the base material 7 is maintained at 0.01 to 0.1 MPa near atmospheric pressure. Then, the plasma is discharged between the electrode pairs to generate line-shaped plasma in a narrow gap. Then, the base material 7 is passed at a predetermined speed so as to cross the plasma space.

なお、回転電極としては、図1に示すプラズマCVD装置の構成例に示されているような円筒状回転電極のほか、図2に示されているような無端状ベルト電極等を用いることができる。   As the rotating electrode, in addition to the cylindrical rotating electrode as shown in the configuration example of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1, an endless belt electrode as shown in FIG. 2 can be used. .

また、回転電極の表面形状は特に限られず、平滑面の他、その表面に凹凸形状が形成されていてもよい。凹凸形状は、基材上の所望の位置における回転電極と基材との距離を調整することに用いられ、例えば、回転方向に沿って凹凸形状を形成した場合には、基材上の凸部に対向する部分においてのみ優先的にプラズマを発生させることができ、その部分のみに優先的に撥水性薄膜を形成させることができる。従って、形成される撥水性薄膜の表面に凹凸を形成することができる。回転電極上に凹凸形状を設けた場合には、層流(粘性流)であるガス成分を拡散させる効果もある。   Moreover, the surface shape of the rotating electrode is not particularly limited, and an uneven shape may be formed on the surface other than the smooth surface. The uneven shape is used to adjust the distance between the rotating electrode and the substrate at a desired position on the base material. For example, when the uneven shape is formed along the rotation direction, the convex portion on the base material is used. It is possible to preferentially generate plasma only at the portion facing the surface, and to form the water repellent thin film preferentially only at that portion. Accordingly, irregularities can be formed on the surface of the formed water-repellent thin film. When the uneven shape is provided on the rotating electrode, there is an effect of diffusing a gas component which is a laminar flow (viscous flow).

前記回転電極と前記平面電極に載置された基材との間隔(前記狭隙間の間隔)は、回転電極に印加する高周波電力や、用いられるガス成分の種類、組成比等によって適宜調整されるが、通常0.5〜5mm、さらには、1〜3mm程度とすることが好ましい。前記間隔が狭すぎる場合には、その狭隙間へのガス成分の安定供給が困難になる。従って、回転電極の幅方向における狭隙間バラツキが顕著になるために、均一な成膜が困難になる。また、狭隙間が狭すぎる場合に安定なプラズマ生成を実現するためには、電子・イオンのプラズマ荷電粒子を捕捉するために100MHz以上の高周波が必要になるため、コスト的に不利になる傾向がある。   The interval between the rotating electrode and the substrate placed on the planar electrode (the interval between the narrow gaps) is appropriately adjusted depending on the high-frequency power applied to the rotating electrode, the type of gas component used, the composition ratio, and the like. However, it is usually preferably 0.5 to 5 mm, more preferably about 1 to 3 mm. When the interval is too narrow, it is difficult to stably supply the gas component to the narrow gap. Therefore, since the narrow gap variation in the width direction of the rotating electrode becomes remarkable, uniform film formation becomes difficult. In addition, in order to realize stable plasma generation when the narrow gap is too narrow, a high frequency of 100 MHz or more is required to capture plasma charged particles of electrons and ions, which tends to be disadvantageous in cost. is there.

一方、前記間隔が広すぎる場合には、電界の減少、プラズマ密度の減少による成膜速度の低下を招く傾向がある。また、回転電極の回転にて発生する層流によって成膜の前駆体が基材上から排出されることによる成膜速度の低下およびチャンバ内の汚染等の問題が生じることがある。   On the other hand, when the interval is too wide, the film formation rate tends to decrease due to a decrease in electric field and a decrease in plasma density. Further, problems such as a decrease in film formation speed and contamination in the chamber may occur due to the film formation precursor being discharged from the substrate by the laminar flow generated by the rotation of the rotating electrode.

前記回転電極の周速度としては3000cm/分以上であることが好ましい。前記周速度が3000cm/分未満の場合には、成膜速度が遅くなる傾向があり、好ましくは10000cm/分以上とするのが良いが、収率の向上ということを考慮すると100000cm/分以下であることがさらに好ましい。この場合、グロー放電によりプラズマ化されたガス成分の分子の電離後の再結合までの寿命が短く、また電子の平均自由工程も短いので、対向する狭隙間にグロー放電を安定に発生させるためには、狭隙間にて電子・イオンの荷電粒子を捕捉する必要がある。   The peripheral speed of the rotating electrode is preferably 3000 cm / min or more. When the peripheral speed is less than 3000 cm / min, the film forming speed tends to be low, and preferably 10,000 cm / min or more, but considering the improvement in yield, the film forming speed is less than 100,000 cm / min. More preferably it is. In this case, the lifetime until recombination after ionization of the gas component molecules converted into plasma by glow discharge is short, and the mean free path of electrons is also short, so that the glow discharge can be stably generated in the opposing narrow gap. Needs to capture charged particles of electrons and ions in a narrow gap.

従って、回転電極に高周波電力を印加する際には、100KHz以上の周波数が利用可能であるが、特に10MHz以上の高周波であることが好ましい。10MHz以上の高周波、例えば最も入手の容易な商用周波数である13.56MHzや電源として入手可能な70MHzや100MHz、150MHzの周波数を用いることによりプラズマ密度が向上し、安定なプラズマを発生させることが可能になる。   Therefore, when high frequency power is applied to the rotating electrode, a frequency of 100 KHz or higher can be used, but a high frequency of 10 MHz or higher is particularly preferable. By using high frequency of 10 MHz or higher, for example, 13.56 MHz, which is the most readily available commercial frequency, and frequencies of 70 MHz, 100 MHz, and 150 MHz available as a power source, plasma density can be improved and stable plasma can be generated. become.

そして、前記放電により電極対間にプラズマを発生させ、前記炭化水素ガスと前記フッ素含有化合物ガスとを分解することにより分解生成物が形成される。そして、前記分解生成物を前記基材表面に接触させることにより撥水性薄膜が形成される。   Then, plasma is generated between the electrode pair by the discharge, and a decomposition product is formed by decomposing the hydrocarbon gas and the fluorine-containing compound gas. And the water-repellent thin film is formed by making the said decomposition product contact the said base-material surface.

次に、本発明の製造方法により得られる撥水性薄膜について説明する。   Next, the water repellent thin film obtained by the production method of the present invention will be described.

本発明の製造方法により形成される撥水性薄膜は、C−Hx及びC−Fx(xは1〜3の整数)からなる基を含有する炭化水素系薄膜であって、且つ、前記撥水性薄膜の表面に微小粒子の凝集体が形成されているものである。   The water-repellent thin film formed by the production method of the present invention is a hydrocarbon-based thin film containing a group consisting of C-Hx and C-Fx (x is an integer of 1 to 3), and the water-repellent thin film The aggregate of the microparticles is formed on the surface.

前記C−Hxからなる基の存在は前記薄膜の赤外吸収スペクトルの2800〜3000cm−1のピークの存在により確認することができ、前記C−Fxからなる基の存在は1120〜1180cm−1のピークの存在により確認することができる。なお、薄膜の撥水性が高くなればなるほど、前記二つのピークは明瞭に観察される。 The presence of the group consisting of C—Hx can be confirmed by the presence of a peak at 2800 to 3000 cm −1 in the infrared absorption spectrum of the thin film, and the presence of the group consisting of C—Fx is 1120 to 1180 cm −1 . This can be confirmed by the presence of a peak. Note that the higher the water repellency of the thin film, the more clearly the two peaks are observed.

また、本発明の撥水性薄膜表面には、微小粒子の凝集体が存在する。前記微小粒子の凝集体の存在密度としては130×10個/cm以上であることが好ましく、また、1×1010個/cm以下であることが好ましい。前記撥水性薄膜の製造方法により得られる薄膜は、粒子状に成長して形成される。そして、その粒子は凝集して凝集体を形成する。このような微小粒子及び微小粒子の凝集体は、薄膜表面に凹凸を形成し、より撥水性を高める作用をする。 Moreover, the aggregate of fine particles exists on the surface of the water-repellent thin film of the present invention. Preferably as the density of the aggregates of the fine particles is 130 × 10 6 / cm 2 or more, also, is preferably 1 × 10 10 / cm 2 or less. A thin film obtained by the method for producing a water-repellent thin film is formed by growing in the form of particles. The particles aggregate to form an aggregate. Such microparticles and aggregates of microparticles have the effect of forming irregularities on the surface of the thin film and increasing water repellency.

また、前記微小粒子の凝集体の粒子径としては0.5〜5μmであることが撥水性の点から好ましい。前記微小粒子の凝集体は粒子同士がほぼ連続的につながって形成される網目構造を形成していることが好ましい。このような、網目構造を形成している場合には、水との接触面積を特に小さくすることができ、より高い撥水性が得られる。   Further, the particle diameter of the fine particle aggregate is preferably 0.5 to 5 μm from the viewpoint of water repellency. The agglomerates of the fine particles preferably form a network structure formed by connecting particles almost continuously. When such a network structure is formed, the contact area with water can be particularly reduced, and higher water repellency can be obtained.

本発明の撥水性薄膜の厚みは特に限定されないが1〜1000nm、さらには5〜100nm程度であることが好ましい。前記膜厚が厚すぎる場合には成膜に時間がかかるためにコストアップの要因になるとともに、基材に対する密着性が低下し、また、薄すぎる場合には充分な密着強度を得ることができないおそれがある。   The thickness of the water-repellent thin film of the present invention is not particularly limited, but is preferably about 1 to 1000 nm, more preferably about 5 to 100 nm. If the film thickness is too thick, it takes a long time to form the film, which increases the cost and decreases the adhesion to the substrate. If the film is too thin, sufficient adhesion strength cannot be obtained. There is a fear.

以上説明した本発明の撥水性薄膜は、優れた撥水性、具体的には、水に対する接触角が100〜150度以上を達成することができる。従って、このような撥水性薄膜が表面に形成された基材は、例えば、エアコン用フィン材や防汚機能を備える金属基材や自動車用のガラス基材や鏡等の用途に好ましく用いられる。   The water repellent thin film of the present invention described above can achieve excellent water repellency, specifically, a contact angle with water of 100 to 150 degrees or more. Accordingly, a substrate on which such a water-repellent thin film is formed is preferably used for applications such as air conditioner fin materials, metal substrates having antifouling functions, glass substrates for automobiles, mirrors, and the like.

以下に、本発明の撥水性薄膜の製造方法について、チャンバ内に回転電極を備えたプラズマCVD成膜装置を用いた成膜方法を一例として詳しく説明する。なお、本発明の実施は以下の方法以外にも、例えば、チャンバを持たない回転電極を用いたプラズマCVD成膜装置を用いた成膜方法等によっても当然、実施可能である。   Below, the manufacturing method of the water-repellent thin film of the present invention will be described in detail by taking as an example a film forming method using a plasma CVD film forming apparatus provided with a rotating electrode in a chamber. In addition to the following method, the present invention can naturally be implemented by, for example, a film forming method using a plasma CVD film forming apparatus using a rotating electrode having no chamber.

図1は、本発明の撥水性薄膜の製造方法に好適に用いられるCVD成膜装置の構成例を示す概略説明図であり、図中1は成膜チャンバ、2aは基材導入用ロードロック室、2bは基材搬出用ロードロック室、3a〜3dはゲートバルブ、4a〜4dはガス導入口、5a〜5cはリーク口、6は基材ホルダー、7は基材、8はベアリング、9は回転電極、10は架台、11a〜11cは回転電極支持用絶縁体、12は合成石英ガラス、13は近赤外線ランプ、14は覗き窓、15は放射温度計、16,19は高周波電源、17,20は整合器、18は基材ホルダーに内蔵されたヒータ、21はグロー放電領域(プラズマ発生領域)をそれぞれ示す。   FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a configuration example of a CVD film forming apparatus suitably used in the method for producing a water-repellent thin film of the present invention, in which 1 is a film forming chamber, and 2a is a load lock chamber for introducing a substrate. 2b is a load lock chamber for carrying out the substrate, 3a to 3d are gate valves, 4a to 4d are gas inlets, 5a to 5c are leak ports, 6 is a substrate holder, 7 is a substrate, 8 is a bearing, 9 is Rotating electrode, 10 is a base, 11a to 11c are rotating electrode supporting insulators, 12 is a synthetic quartz glass, 13 is a near infrared lamp, 14 is a viewing window, 15 is a radiation thermometer, 16 and 19 are high-frequency power supplies, Reference numeral 20 denotes a matching unit, 18 denotes a heater built in the base material holder, and 21 denotes a glow discharge region (plasma generation region).

図1に示した装置構成において、成膜チャンバ1には、基材導入用ロードロック室2aおよび基材搬出用ロードロック室2bが、それぞれゲートバルブ3b,3cを介して接続されている。そして、ロードロック室2a,2bには、それぞれガス導入口4a,4bからヘリウム等のキャリアガスが常時導入されており(V1,V2は流量調整バルブ)、ロードロック室2a,2bのそれぞれに設けられたリーク口5a,5bによって圧力調整がされ(V3,V4は流量調整バルブ)、ロードロック室2a,2bは常圧(0.1MPa程度)に保持されている。   In the apparatus configuration shown in FIG. 1, a substrate introduction load lock chamber 2a and a substrate carry out load lock chamber 2b are connected to the film forming chamber 1 through gate valves 3b and 3c, respectively. A carrier gas such as helium is always introduced into the load lock chambers 2a and 2b from the gas introduction ports 4a and 4b (V1 and V2 are flow rate adjusting valves), and is provided in each of the load lock chambers 2a and 2b. The pressure is adjusted by the leak ports 5a and 5b (V3 and V4 are flow rate adjusting valves), and the load lock chambers 2a and 2b are maintained at a normal pressure (about 0.1 MPa).

前記成膜チャンバ1内には、ガス導入口4cからヘリウム等の不活性ガスを成分とするキャリアガスがマスフロー(図示せず)を介して流量調整されつつ導入されている。また、ガス導入口4dからは、マスフロー(図示せず)を介して流量調整されたヘリウム等の不活性ガスによるバプリングによって希釈された炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスを含有するガスが導入される。尚、チャンバ1内の圧力調整は、排気口5cからの流量を調整することによって行われる。   A carrier gas containing an inert gas such as helium as a component is introduced into the film forming chamber 1 through a mass flow (not shown) through a gas inlet 4c. Further, a gas containing a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas diluted by bubbling with an inert gas such as helium whose flow rate is adjusted through a mass flow (not shown) is introduced from the gas introduction port 4d. . The pressure in the chamber 1 is adjusted by adjusting the flow rate from the exhaust port 5c.

基材ホルダー6の上には基材7が載置されており、この基材ホルダー6は、まずゲートバルブ3aを開状態としてロードロック室2aに移送・格納される。その後、ゲートバルブ3aを閉の状態とすると共に、ゲートバルブ3bを開の状態として、基材ホルダー7は矢印Aの方向に移送されて、チャンバ1内に格納され、その後ゲートバルブ3bは閉の状態になる。   A base material 7 is placed on the base material holder 6. The base material holder 6 is first transferred and stored in the load lock chamber 2a with the gate valve 3a opened. Thereafter, the gate valve 3a is closed, the gate valve 3b is opened, and the substrate holder 7 is transferred in the direction of arrow A and stored in the chamber 1, and then the gate valve 3b is closed. It becomes a state.

基材ホルダー6はチャンバ1内に格納された状態で、基材ホルダー6上に載置された基材7の表面に撥水性薄膜が形成される。基材7の表面に撥水性薄膜が形成された後は、ゲートバルブ3cが開状態とされ、基材ホルダー7は、ロードロック室2bに格納される。引き続き、ゲートバルブ3cを閉状態とすると共に、ゲートバルブ3dを開の状態とし、基材ホルダー7およびその上に載置されている基材7は、ロードロック室2b外に搬出される。これら一連の動作は、連続的に行われ、基材ホルダー6の停止および進行を自由に制御することができる。また、回転電極9については、合成石英ガラス12を介して近赤外線ランプ13から放射される赤外線によって加熱され、150℃程度に昇温されることが好ましい。尚、回転電極9の温度モニターは、例えばBaFからなる覗き窓14を介して放射温度計15によって行われる。 In the state in which the substrate holder 6 is stored in the chamber 1, a water-repellent thin film is formed on the surface of the substrate 7 placed on the substrate holder 6. After the water repellent thin film is formed on the surface of the base material 7, the gate valve 3c is opened, and the base material holder 7 is stored in the load lock chamber 2b. Subsequently, the gate valve 3c is closed and the gate valve 3d is opened, and the substrate holder 7 and the substrate 7 placed thereon are carried out of the load lock chamber 2b. These series of operations are continuously performed, and the stop and progress of the base material holder 6 can be freely controlled. The rotating electrode 9 is preferably heated by infrared rays emitted from the near-infrared lamp 13 through the synthetic quartz glass 12 and heated to about 150 ° C. The temperature monitor rotating electrode 9 is performed by the radiation thermometer 15 via the observation window 14 made of, for example, BaF 2.

前記した装置において、回転電極9と基材7間の狭隙間にグロー放電21によるプラズマを形成することによって、基材7上に撥水性薄膜を形成する。この撥水性薄膜の形成の原理について説明する。回転電極9は、例えばアルミニウム製で構成されており、そのサイズは例えば幅:120mm、直径:100mm程度の円筒状であり、そのエッジ部は電界集中を防止するために、R5(mm)の曲率半径で丸く形成されている。また、回転電極9の表面は、アーキングを防止するために、誘電体コーティングがなされている。このときの誘電体コーティングとしては、例えばホワイトアルミナが溶射コート(厚み:150μm程度)されることによって構成される。   In the apparatus described above, a water repellent thin film is formed on the substrate 7 by forming plasma by glow discharge 21 in a narrow gap between the rotating electrode 9 and the substrate 7. The principle of forming this water-repellent thin film will be described. The rotating electrode 9 is made of, for example, aluminum, and its size is, for example, a cylindrical shape having a width of about 120 mm and a diameter of about 100 mm, and its edge portion has a curvature of R5 (mm) to prevent electric field concentration. It is rounded with a radius. In addition, the surface of the rotating electrode 9 is coated with a dielectric to prevent arcing. As the dielectric coating at this time, for example, white alumina is formed by thermal spray coating (thickness: about 150 μm).

回転電極9において、基材7との狭隙を形成する面は研磨仕様となっており、必要に応じて凹凸形状が形成されている。また、回転電極9はベアリング8と架台10とによって支持されている。回転電極9の一方の軸端はマグネットカップリングとなっており、成膜チャンバ1の外側に配置されているモータ端のマグネット(図示せず)とカップリングし、回転電極9を0〜3000rpmの範囲で回転させることができる。   The surface of the rotating electrode 9 that forms a narrow gap with the base material 7 has a polishing specification, and an uneven shape is formed as necessary. The rotating electrode 9 is supported by the bearing 8 and the gantry 10. One shaft end of the rotating electrode 9 is a magnet coupling, which is coupled with a magnet (not shown) at the motor end disposed outside the film forming chamber 1 so that the rotating electrode 9 is rotated at 0 to 3000 rpm. Can be rotated in range.

架台10は例えばステンレス鋼製で構成されており、この架台10に整合器17を介して、高周波電源16からの高周波電力が印加できるようにされている。基材ホルダー6のスキャン先端部が回転電極9の直下に到着したときに、前記高周波電力が印加され、まず回転電極9と基材ホルダー6(即ち、基材ホルダー6は対向電極に相当する)の狭隙間でグロー放電が開始される。次いで、基材ホルダー6が順次スキャンされ、基材ホルダー6上に載置された基材7が回転電極9の直下に到着した後に、狭隙は回転電極9と基材7との間となる。   The gantry 10 is made of, for example, stainless steel, and high frequency power from a high frequency power source 16 can be applied to the gantry 10 via a matching unit 17. When the scanning tip of the substrate holder 6 arrives directly under the rotating electrode 9, the high-frequency power is applied. First, the rotating electrode 9 and the substrate holder 6 (that is, the substrate holder 6 corresponds to the counter electrode). Glow discharge starts in the narrow gap. Next, after the base material holder 6 is sequentially scanned and the base material 7 placed on the base material holder 6 arrives immediately below the rotary electrode 9, the narrow gap is between the rotary electrode 9 and the base material 7. .

基材ホルダー6の内部にはヒータ18が埋設されており、このヒータ18によって基材ホルダー6の温度を室温から300℃程度にまで加熱できるように構成されている。また、基材ホルダー6の表面にはホワイトアルミナが厚み:100μm程度で溶射コ―ティングされており、基本的には電気的にアース(接地)された状態でもよいが、図1に示すように整合器20を介して高周波電源19からの高周波電力を印加するように構成されていてもよい。このように基材ホルダー6にも高周波電力を印加することによって、プラズマ密度の増加やプラズマの封じ込め効果等が発揮されることになる。高周波電源19からの電力を基材ホルダー6に印加する時期については、回転電極9への高周波電源16からの電力を印加後、直ちに高周波電力を印加するようにすればよい。   A heater 18 is embedded in the base material holder 6, and the heater 18 is configured so that the temperature of the base material holder 6 can be heated from room temperature to about 300 ° C. The surface of the substrate holder 6 is thermally sprayed with white alumina having a thickness of about 100 μm. Basically, it may be electrically grounded, but as shown in FIG. The high frequency power from the high frequency power supply 19 may be applied via the matching unit 20. In this way, by applying the high frequency power to the substrate holder 6, an increase in plasma density, a plasma containment effect, and the like are exhibited. About the time to apply the power from the high frequency power source 19 to the substrate holder 6, the high frequency power may be applied immediately after the power from the high frequency power source 16 is applied to the rotating electrode 9.

尚、整合器17は、高周波電源16側と整合器17を含めた負荷側をマッチングさせるため周波数の同調とインピーダンスの調整を行うこと、整合器17を含めた負荷回路全体での消費電力を最大にすること、および高周波電源16や高周波発振回路を保護すること等の役目を担うものである(整合器20と高周波電源19の関係についても同じ)。   The matching unit 17 performs frequency tuning and impedance adjustment to match the high frequency power source 16 side and the load side including the matching unit 17, and maximizes power consumption in the entire load circuit including the matching unit 17. And protecting the high-frequency power supply 16 and the high-frequency oscillation circuit (the relationship between the matching unit 20 and the high-frequency power supply 19 is the same).

図2は、本発明を実施するためのCVD成膜装置の他の例を示す概略説明図であり、その基本的な構成は前記図1に示した装置構成に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付すことによって重複説明を回避する。また図2では、説明の便宜上図面では示していないが、この装置においても前記図1に示した装置と同様に、基材導入用ロードロック室2a、基材搬出用ロードロック室2bおよびそれに付随する部材が配置されるものである。   FIG. 2 is a schematic explanatory view showing another example of a CVD film forming apparatus for carrying out the present invention. The basic structure is similar to the apparatus structure shown in FIG. Duplicate description is avoided by assigning the same reference numerals. In FIG. 2, although not shown in the drawing for convenience of explanation, in this apparatus as well as the apparatus shown in FIG. 1, the substrate introduction load lock chamber 2a, the substrate carry-out load lock chamber 2b, and the accompanying lock chamber 2b. The member to be arranged is arranged.

そして、図2に示した装置構成においては、前記円筒状回転電極9の代わりに無端状ベルト電極22が設けられており、この無端状ベルト電極22は、例えば薄肉鋼製の導電性部材からなり、2つのローラ23,24に掛け回されて走行するように構成されている。   In the apparatus configuration shown in FIG. 2, an endless belt electrode 22 is provided instead of the cylindrical rotating electrode 9, and the endless belt electrode 22 is made of a conductive member made of, for example, thin steel. It is configured to run around two rollers 23 and 24.

ローラ23,24は、円筒状外周面を有しており、これらはプラズマ発生領域Pにおいて無端状ベルト電極22表面と水平に延びる基材7表面とが平行をなし、両者の狭隙間距離が一定となるように配置されている。無端状ベルト電極22は、その回転方向がプラズマ発生領域Pにおいて基材7の移動方向と同方向に走行するようになっている。   Each of the rollers 23 and 24 has a cylindrical outer peripheral surface, and in the plasma generation region P, the surface of the endless belt electrode 22 and the surface of the substrate 7 extending horizontally are parallel to each other, and the narrow gap distance between them is constant. It is arranged to become. The endless belt electrode 22 travels in the same direction as the movement direction of the base material 7 in the plasma generation region P.

前記2つのローラ23,24のうち、図2における右側に位置するものが金属性の駆動兼給電用ローラ24である。このローラ24をベルト駆動用モータ(図示せず)によって回転させることによって、ローラ24が回転するように構成されている。また、成膜チャンバ1内において、基材ホルダー6上に載置された基材7は、基材移送機構25によって水平方向(矢印B方向)に移動されるようになされている。   Of the two rollers 23 and 24, the one located on the right side in FIG. 2 is a metallic drive / feed roller 24. The roller 24 is configured to rotate by rotating the roller 24 with a belt driving motor (not shown). In the film forming chamber 1, the base material 7 placed on the base material holder 6 is moved in the horizontal direction (arrow B direction) by the base material transfer mechanism 25.

図2に示したプラズマCVD成膜装置では、ガス導入口4eより成膜チャンバ1内にガス成分を導入すると共に、排気用ダクト5eを介して排気し、成膜チャンバ1内を所定の雰囲気圧力に維持する。そして、ローラ23,24により無端状ベルト電極22を走行させ、該ベルト電極22と基材7との狭隙間にグロー放電により比較的広いライン状のプラズマを発生させ、基材7を移動させながらガスの化学反応により基材7上に撥水性薄膜を形成するものである。   In the plasma CVD film forming apparatus shown in FIG. 2, a gas component is introduced into the film forming chamber 1 from the gas introduction port 4e, and exhausted through the exhaust duct 5e, whereby the film forming chamber 1 has a predetermined atmospheric pressure. To maintain. Then, the endless belt electrode 22 is caused to travel by the rollers 23 and 24, and a relatively wide line-shaped plasma is generated by glow discharge in a narrow gap between the belt electrode 22 and the base material 7, and the base material 7 is moved. A water-repellent thin film is formed on the base material 7 by a chemical reaction of gas.

図3は、本発明を実施するための回転電極を用いたCVD成膜装置の他の例を示す概略説明図である。この例はガスの排気・置換工程を省略することにより生産性を高めるとともに、高価な真空容器の使用を避けるために大気からの直接的な基板の挿入と搬出が可能となっている。なお、基本的な回転電極部分の構成は図1と同様であり、同様の部分については説明を省略する。   FIG. 3 is a schematic explanatory view showing another example of a CVD film forming apparatus using a rotating electrode for carrying out the present invention. In this example, productivity is improved by omitting the gas evacuation / replacement step, and the substrate can be directly inserted and removed from the atmosphere in order to avoid the use of an expensive vacuum vessel. The basic structure of the rotating electrode portion is the same as that in FIG. 1, and the description of the same portion is omitted.

この装置では、基材7はベルトコンベア26によって一方向に移送される。基材7は、基板ハンドリングロボット(図示せず)により、一定間隔でベルトコンベアの一方の端に載せられる。その後、基材7はベルトコンベアの移動に伴い、反応容器内に誘導される。   In this apparatus, the base material 7 is transferred in one direction by the belt conveyor 26. The substrate 7 is placed on one end of the belt conveyor at regular intervals by a substrate handling robot (not shown). Thereafter, the base material 7 is guided into the reaction container as the belt conveyor moves.

本装置では、入り口(出口)を被処理基材7の移送に最低限必要な大きさに開口部に限るとともに、エアーカーテン27が備え付けられており、ガス流れを利用して外気の遮断を行なっている。反応空間は、不活性ガスに満たされており、別途導入される炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスを含有するガス成分を回転電極9の回転によりプラズマ空間に導き、基材7上に撥水性薄膜を形成する。   In this apparatus, the entrance (exit) is limited to the opening necessary for the transfer of the substrate 7 to be processed, and the air curtain 27 is provided to block outside air by using the gas flow. ing. The reaction space is filled with an inert gas, and a gas component containing separately introduced hydrocarbon gas and fluorine-containing compound gas is guided to the plasma space by the rotation of the rotating electrode 9, and the water-repellent thin film is formed on the substrate 7. Form.

図4は本発明を実施するための回転電極を用いたCVD成膜装置の更に別の例を示す概略説明図である。   FIG. 4 is a schematic explanatory view showing still another example of a CVD film forming apparatus using a rotating electrode for carrying out the present invention.

この装置では、基材7をコイル状として、送出しロール29から被処理基材7を送出し、巻き取りロール30で基材7を巻き取る。反応容器とは入り口/出口に設置されたガス遮断ロール31により外気と分離される。このような構成にすることで基材7の連続処理が可能となり、生産性を著しく向上させることが可能である。   In this apparatus, the substrate 7 is coiled, the substrate 7 to be treated is fed from the feed roll 29, and the substrate 7 is wound up by the winding roll 30. The reaction vessel is separated from the outside air by a gas blocking roll 31 installed at the entrance / exit. With such a configuration, the base material 7 can be continuously processed, and the productivity can be remarkably improved.

次に、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示すが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することはいずれも本発明の技術範囲に含まれるものである   Next, the working effects of the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the following examples are not of a nature that limits the present invention, and any modifications may be made without departing from the spirit of the preceding and following descriptions. Are also included in the technical scope of the present invention.

(実施例1)
図1に示した回転電極型CVD成膜装置を用いて、撥水性薄膜の形成を行った。
Example 1
A water-repellent thin film was formed using the rotating electrode type CVD film forming apparatus shown in FIG.

図1中、基材ホルダー6としては、幅:170mm、長さ(移送方向長さ):170mmのものを使用し、この基材ホルダー6上に基材7を載置してチャンバー1内に収納した。   In FIG. 1, a substrate holder 6 having a width of 170 mm and a length (length in the transfer direction): 170 mm is used, and a substrate 7 is placed on the substrate holder 6 and placed in the chamber 1. Stowed.

基材7としては、幅:100mm、長さ(移送方向長さ):150mm、厚さ:90μmのアルミニウム基材を用いた。   As the base material 7, an aluminum base material having a width of 100 mm, a length (length in the transfer direction): 150 mm, and a thickness of 90 μm was used.

そして、基材ホルダー6の先端が回転電極9の直下に到達した後、回転電極9に高周波電源16から高周波電力(周波数:13.56MHz、700W)を印加した。なお、基材ホルダー6はアースに接続した。   And after the front-end | tip of the base-material holder 6 reached right under the rotating electrode 9, the high frequency electric power (frequency: 13.56 MHz, 700W) was applied to the rotating electrode 9 from the high frequency power supply 16. FIG. The substrate holder 6 was connected to ground.

このとき基材ホルダー6の設定温度を100℃、回転電極9の設定温度を100℃、成膜チャンバー1およびその部材の設定温度を100℃にした。   At this time, the set temperature of the substrate holder 6 was set to 100 ° C., the set temperature of the rotary electrode 9 was set to 100 ° C., and the set temperature of the film forming chamber 1 and its members was set to 100 ° C.

また回転電極9の回転数は1500rpm(周速度:45000cm/分)とし、回転電極9と基材7との狭隙間は1mmに設定した。このとき基材7の移送速度は10mm/秒としたので、基材7の移送方向における端間での放電時間は約15秒となった。   The rotational speed of the rotating electrode 9 was 1500 rpm (circumferential speed: 45000 cm / min), and the narrow gap between the rotating electrode 9 and the substrate 7 was set to 1 mm. Since the transfer speed of the base material 7 was 10 mm / sec at this time, the discharge time between the ends in the transfer direction of the base material 7 was about 15 seconds.

成膜チャンバー1の圧力は、排気口5cに設置されたオートプレシャーコントロール(図示せず)によって行い、全圧101KPaに調整した。成膜チャンバー1にはヘリウムガスとプロピレン及びテトラフルオロメタン(CF)の混合ガスを導入した。なお、前記各ガス成分の流量を調整することにより各ガス成分の分圧を調整した。 The pressure in the film forming chamber 1 was controlled by an auto pressure control (not shown) installed in the exhaust port 5c and adjusted to a total pressure of 101 KPa. A gas mixture of helium gas, propylene, and tetrafluoromethane (CF 4 ) was introduced into the film forming chamber 1. The partial pressure of each gas component was adjusted by adjusting the flow rate of each gas component.

プロピレンとテトラフルオロメタンの合計の分圧は1.33KPa(分圧比換算で1.33/101:1.3(モル%))に固定して、プロピレンとテトラフルオロメタンの分圧比を1/9〜9/1の範囲で変化させた。   The total partial pressure of propylene and tetrafluoromethane is fixed at 1.33 KPa (1.33 / 101: 1.3 (mol%) in terms of partial pressure ratio), and the partial pressure ratio of propylene and tetrafluoromethane is 1/9. It was varied in the range of ~ 9/1.

このようにして得られた撥水性薄膜の一例として、プロピレンとテトラフルオロメタンの分圧比が5/5のときの撥水性薄膜の走査型電子顕微鏡(SEM)観察したときの顕微鏡写真(3万倍)を図5に示す。   As an example of the water-repellent thin film thus obtained, a micrograph (30,000 times magnification) of the water-repellent thin film observed with a scanning electron microscope (SEM) when the partial pressure ratio of propylene and tetrafluoromethane is 5/5 ) Is shown in FIG.

図5の顕微鏡写真においては、0.05〜0.2μm程度の微小粒子が凝集して粒子径0.2〜1μm程度の凝集体を形成していることがわかる。なお、微小粒子の形状は、真球状ではなく、いびつな球形状であったり、部分的に扁平や凹凸が存在することがあるが、この場合における粒子径は、長径部分を指す。   In the micrograph of FIG. 5, it can be seen that fine particles of about 0.05 to 0.2 μm are aggregated to form aggregates having a particle size of about 0.2 to 1 μm. Note that the shape of the microparticles is not a perfect sphere, but may be an irregular spherical shape or may be partially flat or uneven, but the particle diameter in this case refers to the long diameter portion.

また、顕微鏡写真から以下の方法により粒子密度を算出した。
(粒子密度の算出)
顕微鏡写真中に1μm間隔の格子目盛を配し、複数の部分において、単位面積当たりの微小粒子の凝集体の数を数えて平均した。
Further, the particle density was calculated from the micrograph by the following method.
(Calculation of particle density)
A grid scale having a 1 μm interval was arranged in the micrograph, and the number of fine particle aggregates per unit area was counted and averaged in a plurality of portions.

一方、前記形成された撥水性薄膜の水に対する接触角を以下の方法で評価した。   On the other hand, the contact angle of the formed water-repellent thin film with water was evaluated by the following method.

(接触角の測定)
得られた撥水性薄膜の表面に、液滴径約2mmφになるように蒸留水の液滴を滴下した。一例として実施例2で得られた接触角約145度を示した撥水性薄膜上の液滴の状態を図11に示す。そして、前記液滴の静的接触角を測定した。なお、測定は25℃の雰囲気で行った。また、測定に用いた接触角測定計は協和界面科学(株)製のCA−X150型である。
(Measurement of contact angle)
Droplets of distilled water were dropped on the surface of the obtained water-repellent thin film so that the droplet diameter was about 2 mmφ. As an example, FIG. 11 shows the state of a droplet on a water-repellent thin film having a contact angle of about 145 degrees obtained in Example 2. And the static contact angle of the said droplet was measured. The measurement was performed in an atmosphere at 25 ° C. The contact angle meter used for the measurement is CA-X150 type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

結果を図6に示す。   The results are shown in FIG.

図6より、テトラフルオロメタンの分圧比が高くなるにつれて、接触角が高くなり、撥水性が向上していることがわかる。特に、テトラフルオロメタンとプロピレンとの分圧比が9/1(テトラフルオロメタン/プロピレン)近傍では接触角は約140度を示した。なお、この分圧比においては、粒子密度が非常に高いことがわかる。   From FIG. 6, it can be seen that as the partial pressure ratio of tetrafluoromethane increases, the contact angle increases and the water repellency is improved. In particular, when the partial pressure ratio between tetrafluoromethane and propylene was in the vicinity of 9/1 (tetrafluoromethane / propylene), the contact angle was about 140 degrees. It can be seen that the particle density is very high at this partial pressure ratio.

また、得られた撥水性薄膜のFT−IRによる測定チャートの一例を図9及び図10に示す。   Moreover, an example of the measurement chart by FT-IR of the obtained water-repellent thin film is shown in FIG.9 and FIG.10.

図9は、プロピレンとテトラフルオロメタンとの分圧比が9/1近傍のときで約115度の接触角を示した薄膜、図10はプロピレンとテトラフルオロメタンとの分圧比が1/9近傍のときで、約140度の接触角を示した薄膜についてのチャートである。   FIG. 9 shows a thin film having a contact angle of about 115 degrees when the partial pressure ratio between propylene and tetrafluoromethane is about 9/1. FIG. 10 shows the partial pressure ratio between propylene and tetrafluoromethane near 1/9. Sometimes, it is a chart for a thin film showing a contact angle of about 140 degrees.

接触角が約140度の薄膜の図10のチャートでは、−C−Hxの結合の存在を示す2800〜3000cm−1付近のピークに比べて、−C−Fxの結合の存在を示す1120〜1180cm−1付近のピークが非常に大きいことがわかる。 In the chart of FIG. 10 for a thin film having a contact angle of about 140 degrees, 1120 to 1180 cm indicating the presence of -C-Fx bonds as compared to a peak near 2800 to 3000 cm -1 indicating the presence of -C-Hx bonds. It can be seen that the peak near −1 is very large.

一方、接触角が約115度の薄膜の図9のチャートでは、−C−Hxの結合の存在を示す2800〜3000cm−1付近のピークに比べて、−C−Fxの結合の存在を示す1120〜1180cm−1付近のピークは小さいことがわかる。 On the other hand, in the chart of FIG. 9 of a thin film having a contact angle of about 115 degrees, 1120 indicating the presence of a —C—Fx bond as compared to a peak near 2800 to 3000 cm −1 indicating the presence of a —C—Hx bond. It can be seen that the peak around ˜1180 cm −1 is small.

従って、薄膜の撥水性が高くなるほど、−C−Hxの結合の存在を示す2800〜3000cm−1付近のピークに比べて、−C−Fxの結合の存在を示す1120〜1180cm−1付近のピークが大きくなることがわかる。 Therefore, as the water repellency of the thin film increases, the peak near 1120 to 1180 cm −1 indicating the presence of the bond of —C—Fx as compared to the peak near 2800 to 3000 cm −1 indicating the presence of the bond of —C—Hx. It turns out that becomes large.

(比較例1及び比較例2)
比較例1として、薄膜を形成するためのガスとしてプロピレンのみを用いた場合、比較例2としてテトラフルオロメタンのみを用いた場合であって、それ以外は実施例1と同様の条件で撥水性薄膜を形成させた。結果を図6に示す。なお、比較例1は図6中のテトラフルオロメタンの分圧比が0kPaの部分であり、比較例2は図6中のテトラフルオロメタンの分圧が1.33kPaの部分である。
(Comparative Example 1 and Comparative Example 2)
In Comparative Example 1, when only propylene is used as a gas for forming a thin film, only Tetrafluoromethane is used as Comparative Example 2, and the water-repellent thin film is used under the same conditions as in Example 1 except for that. Formed. The results are shown in FIG. Comparative Example 1 is a portion where the partial pressure ratio of tetrafluoromethane in FIG. 6 is 0 kPa, and Comparative Example 2 is a portion where the partial pressure of tetrafluoromethane in FIG. 6 is 1.33 kPa.

プロピレンのみを用いて薄膜を形成した比較例1においては、接触角は100度程度であり、テトラフルオロメタンのみを用いて薄膜を形成した比較例2においては、接触角は40度程度であって、充分な撥水性を示さなかった。   In Comparative Example 1 in which a thin film is formed using only propylene, the contact angle is about 100 degrees, and in Comparative Example 2 in which a thin film is formed using only tetrafluoromethane, the contact angle is about 40 degrees. It did not show sufficient water repellency.

(実施例2)
分圧比を1/9(プロピレン/テトラフルオロメタン)に固定して、プロピレンの分圧を0.133〜0.665kPaの範囲で変化させ、また、高周波電力を(周波数:13.56MHz、1000W)にした以外は実施例1と同様にして撥水性薄膜を形成し、接触角を評価した。結果を図7に示す。
(Example 2)
The partial pressure ratio is fixed to 1/9 (propylene / tetrafluoromethane), the partial pressure of propylene is changed in the range of 0.133 to 0.665 kPa, and the high frequency power is (frequency: 13.56 MHz, 1000 W). A water-repellent thin film was formed in the same manner as in Example 1 except that the contact angle was changed, and the contact angle was evaluated. The results are shown in FIG.

(実施例3)
プロピレンの分圧を0.026〜6.65kPa、テトラフルオロメタンの分圧を0.026〜6.65kPaとし(分圧比換算で0.026/101〜6.65/101:0.026〜6.6(モル%))、全圧を101kPaとして成膜した。なお、このときの基材ホルダー6の設定温度を100〜250℃、回転電極9の温度を150℃、成膜チャンバ1及びその部材は100℃に設定した。
(Example 3)
The partial pressure of propylene was 0.026 to 6.65 kPa, and the partial pressure of tetrafluoromethane was 0.026 to 6.65 kPa (0.026 / 101 to 6.65 / 101: 0.026 to 6 in terms of partial pressure ratio). .6 (mol%)) and the total pressure was 101 kPa. At this time, the set temperature of the substrate holder 6 was set to 100 to 250 ° C., the temperature of the rotating electrode 9 was set to 150 ° C., and the film forming chamber 1 and its members were set to 100 ° C.

また、回転電極9の回転数は500〜1500rpm(周速度:15000〜45000cm/分)とし、回転電極9と基材の狭隙間は1mmに設定した。このときの基材7のスキャン速度は3.3〜17mm/秒としたので、基材7のスキャン方向における端間での放電時間は約8〜51秒となった。   The rotational speed of the rotary electrode 9 was 500-1500 rpm (peripheral speed: 15000-45000 cm / min), and the narrow gap between the rotary electrode 9 and the substrate was set to 1 mm. Since the scanning speed of the base material 7 at this time was 3.3 to 17 mm / second, the discharge time between the ends of the base material 7 in the scanning direction was about 8 to 51 seconds.

このとき、分圧比0.01〜10の場合においては、プロピレン単独での場合に比べて特に接触角の向上が見られた。   At this time, when the partial pressure ratio was 0.01 to 10, the contact angle was particularly improved as compared with the case of propylene alone.

(実施例4)
実施例1のテトラフルオロメタンの分圧が1.19kPaの場合において、移送速度を3.3mm/秒にした以外は実施例1と同様にして撥水性薄膜を形成した。なお、移送速度を下げたのは、分解・生成された活性種のマイグレーションを抑制するためである。図8にその表面の電子顕微鏡による拡大写真を示す。図8に示すようにマイグレーションを抑制することにより、表面に0.05〜0.2μm程度の微小粒子が凝集し、その凝集体がほぼ連続的につながって形成される網目状の構造が観察された。また、前記薄膜における水の接触角は160度であった。
Example 4
In the case where the partial pressure of tetrafluoromethane in Example 1 was 1.19 kPa, a water repellent thin film was formed in the same manner as in Example 1 except that the transfer rate was 3.3 mm / second. The reason for lowering the transfer speed is to suppress the migration of the decomposed / generated active species. FIG. 8 shows an enlarged photograph of the surface with an electron microscope. As shown in FIG. 8, by suppressing migration, fine particles of about 0.05 to 0.2 μm are aggregated on the surface, and a network structure formed by connecting the aggregates almost continuously is observed. It was. The contact angle of water in the thin film was 160 degrees.

なお、以上のような成膜をシリコン基板、ガラス基板などの基板に対しても同様に行ったところ、撥水性が向上することを確認した。また、炭化水素ガスとして、メタン、プロパン等を、フッ素含有化合物ガスとしてSF等を用いても、同様の結果が得られた。 It was confirmed that the water repellency was improved when the above film formation was performed on a silicon substrate, a glass substrate, or the like. Similar results were obtained even when methane, propane or the like was used as the hydrocarbon gas and SF 6 or the like was used as the fluorine-containing compound gas.

本発明を実施するためのCVD成膜装置の一構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one structural example of the CVD film-forming apparatus for implementing this invention. 本発明を実施するためのCVD成膜装置の他の構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other structural example of the CVD film-forming apparatus for implementing this invention. 本発明を実施するためのCVD成膜装置の他の構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other structural example of the CVD film-forming apparatus for implementing this invention. 本発明を実施するためのCVD成膜装置の他の構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other structural example of the CVD film-forming apparatus for implementing this invention. 実施例1で得られた撥水性薄膜の走査型電子顕微鏡による写真である。2 is a photograph taken with a scanning electron microscope of the water-repellent thin film obtained in Example 1. FIG. 実施例1と比較例1及び比較例2で形成された撥水性薄膜の水に対する接触角及び撥水性薄膜の粒子密度を示すグラフである。It is a graph which shows the contact angle with respect to the water of the water-repellent thin film formed in Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2, and the particle density of a water-repellent thin film. 実施例2で形成された撥水性薄膜の水に対する接触角を示すグラフである。It is a graph which shows the contact angle with respect to the water of the water-repellent thin film formed in Example 2. 実施例4で得られた撥水性薄膜の走査型電子顕微鏡による写真である。4 is a photograph taken with a scanning electron microscope of the water-repellent thin film obtained in Example 4. FIG. 実施例1で得られた接触角約115度の撥水性薄膜のFT−IRチャートである。3 is an FT-IR chart of a water-repellent thin film having a contact angle of about 115 degrees obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた水に対する接触角が約140度の撥水性薄膜のFT−IRチャートである。2 is an FT-IR chart of a water-repellent thin film having a contact angle with water of about 140 degrees obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた水に対する接触角が約145度の撥水性薄膜上の液滴の状態を観察した拡大写真である。2 is an enlarged photograph of the state of droplets on a water-repellent thin film having a contact angle with water of about 145 degrees obtained in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 成膜チャンバー
2a 基材導入用ロードロック室
2b 基材搬出用ロードロック室
3a〜3d ゲートバルブ
4a〜4f ガス導入口
5a〜5f リーク口
6 基材ホルダー
7 基材
8 ベアリング
9 回転電極
10 架台
11a〜11c 絶縁体
12 合成石英ガラス
13 近赤外線ランプ
14 覗き窓
15 放射温度計
16,19 高周波電源
17,20 整合器
18 ヒータ
21 グロー放電領域
22 ベルト電極
23, 24 ローラ
25 基材移送機構
26 ベルトコンベア
27 エアーカーテン
28 対向電極
29 送り出しロール
30 巻き取りロール
31 ガス遮断ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deposition chamber 2a Load lock chamber for substrate introduction 2b Load lock chamber for substrate removal 3a to 3d Gate valve 4a to 4f Gas introduction port 5a to 5f Leak port 6 Substrate holder 7 Substrate 8 Bearing 9 Rotating electrode 10 Mounting base 11a to 11c Insulator 12 Synthetic quartz glass 13 Near-infrared lamp 14 Viewing window 15 Radiation thermometer 16, 19 High-frequency power source 17, 20 Matching device 18 Heater 21 Glow discharge area 22 Belt electrode 23, 24 Roller 25 Base material transfer mechanism 26 Belt Conveyor 27 Air curtain 28 Counter electrode 29 Sending roll 30 Winding roll 31 Gas shut-off roll

Claims (6)

プラズマCVD法により基材表面に形成される撥水性薄膜の製造方法であって、
放電によりプラズマを発生させるために備えられた少なくとも一対の電極対の電極対間の領域に、炭化水素ガスとフッ素含有化合物ガスとを含有するガス成分を大気圧近傍の圧力で導入し、前記電極対間で放電してプラズマを発生させることにより前記ガス成分を分解し、前記ガス成分の分解生成物を基材表面に接触させて、前記基材表面に薄膜を形成させることを特徴とする撥水性薄膜の製造方法。
A method for producing a water-repellent thin film formed on a substrate surface by a plasma CVD method,
A gas component containing a hydrocarbon gas and a fluorine-containing compound gas is introduced into a region between at least one pair of electrode pairs provided for generating plasma by discharge at a pressure near atmospheric pressure, and the electrodes The gas component is decomposed by generating a plasma by discharging between a pair, and the decomposition product of the gas component is brought into contact with the substrate surface to form a thin film on the substrate surface. A method for producing an aqueous thin film.
前記電極対間の領域に前記基材を通過させることにより前記基材表面に前記分解生成物を接触させて薄膜を形成する請求項1に記載の撥水性薄膜の製造方法。   The method for producing a water-repellent thin film according to claim 1, wherein the thin film is formed by allowing the decomposition product to contact the surface of the base material by passing the base material through a region between the electrode pair. 前記放電がグロー放電である請求項1又は請求項2に記載の撥水性薄膜の製造方法。   The method for producing a water-repellent thin film according to claim 1 or 2, wherein the discharge is a glow discharge. プラズマCVD法により基材表面に形成される撥水性薄膜であって、
前記撥水性薄膜がC−Hx及びC−Fx(xは1〜3の整数)からなる基を含有する炭化水素系薄膜であって、且つ、前記撥水性薄膜の表面に微小粒子の凝集体が形成されていることを特徴とする基材上に形成された撥水性薄膜。
A water-repellent thin film formed on a substrate surface by a plasma CVD method,
The water-repellent thin film is a hydrocarbon-based thin film containing a group consisting of C-Hx and C-Fx (x is an integer of 1 to 3), and fine particle aggregates are formed on the surface of the water-repellent thin film. A water-repellent thin film formed on a substrate, characterized in that it is formed.
前記撥水性薄膜の表面に前記凝集体が130×10個/cm以上形成された請求項4に記載の撥水性薄膜。 The water-repellent thin film according to claim 4, wherein the aggregate is formed on the surface of the water-repellent thin film in an amount of 130 × 10 6 pieces / cm 2 or more. 前記凝集体が網目構造を形成している請求項4または5に記載の撥水性薄膜。   The water repellent thin film according to claim 4 or 5, wherein the aggregate forms a network structure.
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