JP2019108569A - フッ素含有熱化学気相堆積方法および物品 - Google Patents

Abstract

【課題】熱化学気相堆積処理による物品及び処理方法の提供。【解決手段】熱化学気相堆積で処理された物品は、支持体、および支持体に対する撥油処理部を含み、撥油処理部は、酸素、炭素、ケイ素、フッ素および水素を有する。撥油処理部は、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する。熱化学気相堆積の方法は、熱化学気相堆積用チャンバー内に物品を位置付けすること、ジメチルシランを熱的に反応させて層を生成させること、層を酸化して酸化された層を生成させること、および酸化された層をフルオロ官能化して、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部を生成させることを含む。酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部は、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する。【選択図】図１

Description

[0001]本発明はフッ素を含有する熱化学気相堆積を対象とする。より詳細には、本発明はフッ素を含有する熱化学気相堆積の方法およびフッ素を含有する熱化学気相堆積で処理された物品を対象とする。

[0002]処理の方法は、構成要素の性能に大きな影響を及ぼし得る表面特性を実現するための重要な方法である。本明細書では、「処理」という用語およびその文法上の変形は、材料の成長または適用・施用（例えば、コーティング）および化学品の使用による表面改質（例えば、官能化）を包含することが意図される。

[0003]公知の処理剤は、熱化学気相堆積により種々の表面に施される材料を含む。そのような材料は、一般に、反応チャンバー内での一定流量のガスを伴うフロースルーシステムに適用され、そのシステムは、ガス浸漬を含まず、また、フロースルーシステム用の条件を、フロースルーでないシステム用の条件に転用することができないという特徴を含む。一部の適用は、反応容器内でのガス浸漬の期間に反応容器のポンプおよびパージサイクリングを含む静的プロセスにより行われた。

[0004]フロースルー方法では、一定の、または実質的に一定の濃度の前駆体流体が、表面に接することができ、気相核生成なしにコーティングの適用が可能であるため望ましい方法である。しかし、そのようなフロースルー方法は、真っ直ぐな線内の、または実質的に真っ直ぐな線の近くの表面を被覆する視線技術に限定される。そのようなフロースルー方法は、そのような表面に堆積しない大過剰のガス前駆体を有するので、高価であり、浪費的である。

[0005]原子層堆積では、視線すなわち真っ直ぐな線の近傍でもない領域のコーティングが可能である。しかし、原子層堆積は、単一層の方法であり、コーティングを実施するために長時間の加工条件が必要なため、大きな経済的課題を有する。

[0006]熱化学気相堆積を使用する従来技術は、フロースルー技術および原子層堆積の上記欠点に焦点を当てた。プラズマ援用化学気相堆積などのフロースルー技術の相対的な精密さのため、ある非常に繊細な業界は、熱化学気相堆積は選択肢ではないと考えていた。そのような業界は、熱化学気相堆積の機能上の可能性よりも感度を従来重視し、浪費的なフロースルー技術にただ満足することができた。

[0007]熱化学気相堆積に関する従来技術は、広範囲の厚さに焦点を置いてきた。例えば、８００ｎｍ超の、より大きな厚さを有するコーティングが、望ましいと考えられてきた。しかし、そのようなコーティングは、均一濡れ領域と一致した好ましくない特性を有した。

[0008]従来技術と比較して１つまたは複数の改善点を示す熱化学気相堆積の方法および熱化学気相堆積で処理された物品は、当技術分野で望まれることになる。

[0009]一実施形態では、熱化学気相堆積で処理された物品は、支持体、および支持体に対して撥油処理部を含み、撥油処理部は、酸素、炭素、ケイ素、フッ素、および水素を有する。撥油処理部は、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する。

[0010]別の実施形態では、熱化学気相堆積で処理された物品は、支持体、および支持体に対する撥油処理部を含み、撥油処理部は、酸素、炭素、ケイ素、フッ素、および水素を有する。撥油処理部は１の粗さ率を有し、粗さ率は、撥油処理部の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである。

[0011]別の実施形態では、熱化学気相堆積の方法は、熱化学気相堆積用チャンバー内に物品を位置付けすること、ジメチルシランを熱的に反応させて層を生成させること、層を酸化して酸化された層を生成させること、および酸化された層をフルオロ官能化して、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部を生成させることを含む。酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部は、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する。

[0012]本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を例として示す添付の図面と共に、以下のより詳細な説明から明らかであろう。

[0013]図１は、本開示の一実施形態による、熱化学気相堆積の方法の概略的な斜視図である。

[0014]可能な限り、全図面で同じ参照番号が同じ部分を表すのに使われることになる。
[0015]熱化学気相堆積の方法および熱化学気相堆積で処理された物品が提供される。例えば、本明細書で開示される１つまたは複数の特徴を含まない概念に比べ、本開示の実施形態は、処理の一貫性／繰り返し性を高め、美観を改善し、微細構造を変更し、光学特性を変更し、気孔率を変更し、耐腐食性を変更し、光沢を変更し、表面の特徴を変更し、処理部のより効率的な生成を可能にし、広範囲の幾何形状（例えば、狭いチャネル／チューブ、３次元の複雑な幾何形状、および／または隠れた、もしくは視線上にない幾何形状、例えば、ニードル、チューブ、プローブ、固定具、複雑な平面および／または非平面幾何形状物品、単純な非平面および／または平面幾何形状物品、ならびにそれらの組合せで）の処理を可能にし、欠陥／微孔質を低減または除去し、大きな物品の処理を可能にし、フロースルー方法でない方法には従来繊細過ぎると考えられてきた業界において、使用する構成要素で使用されるかまたは置き換えることができ（例えば、組成の純度、汚染物質の存在、厚さの均一性、および／または埋め込まれる気相核生成の量に基づく）、別のやり方ではプラズマ環境で電気アークを発生するであろう材料を支持体として使用することを可能にし、表面エネルギーの変更を可能にし（例えば、表面濡れ変更および／または液体の接触角変更）、またはそれらの組合せを可能にする。

[0016]図１を参照して、熱化学気相堆積（「ＣＶＤ」）の方法１００は、処理された物品１０１を生成させ、例えば、本開示に記載の、熱ＣＶＤ方法により生成させることに特有の特徴および特性を有し、前駆体がチャンバーに同時に流入および流出する流動性ＣＶＤと対照的に、密閉チャンバーまたは密閉容器１１３（例えば、密閉チャンバー内で）を使用する静的プロセスである。本明細書では、表現「熱ＣＶＤ」または「熱化学気相堆積」は、例えば、不足した反応器構成での、１つまたは複数のガスの反応および／または分解を指し、プラズマアシストＣＶＤ、ラジカル開始ＣＶＤ、および／または触媒利用ＣＶＤ、スパッタリング、原子層堆積（一層超の分子堆積をすることができるのとは対照的に、サイクル当たり単一層の分子堆積に限定される）、および／またはエピタキシャル成長（例えば、７００℃超での成長）と区別される。

[0017]処理された物品１０１は、未処理の物品１１１から生成され、支持体１０３（例えば、シリコンウエハではない）および１つまたは複数の層、例えば、支持体１０３に接するベース層１０５、ベース層１０５に接する１つまたは複数の中間層１０７、および／または中間層１０７（または複数の中間層１０７の最外殻）に接する表面層１０９を含む。未処理の物品１１１を記述するのに使われる、「未処理」という用語は、方法１００により包含される処理された物品１０１の完全な堆積を有しないことを指す。例えば、方法１００の実施形態は、未処理の支持体材料、処理された支持体材料、洗浄された支持体材料、処理部、バインダー、酸化、他のいずれかの適切な表面作用、またはそれらの組合せを有する未処理の物品１１１を含む。

[0018]処理された物品１０１内に含まれるベース層１０５、中間層１０７、および／または表面層１０９は、処理部１２１、具体的には、撥油処理部を規定する。いくつかの実施形態では、ベース層１０５は、表面層１０９でもある。処理部１２１は、視線技術により同時に処理することができない領域の処理された物品１０１上にある。別の実施形態では、処理部１２１は、視線技術により同時にまたは順次処理することができない領域上にある。

[0019]一実施形態では、方法１００は、密閉容器１１３内に１つまたは複数の未処理の物品１１１を位置付け（ステップ１０２）することを含む。さらなる実施形態では、位置付け（ステップ１０２）は、手動で未処理の物品１１１が、支持体から分離して（したがって、視線から遮られて）縦向きに（積層されて）配列され、横にまたは重力に対し垂直に配列され（例えば、すべてのまたは大部分の開口部が重力に対し垂直である）、未処理の物品１１１の幾何形状に対応する固定具に位置し、気相核生成が生じる容積量を低減するオーバーラップ方式で配列され、またはそれらの組合せで配列される。

[0020]位置付け（ステップ１０２）後に、方法１００は、前駆体流体（例えば、液体またはガス、しかし、プラズマではない）を例えば、最初の一定分量として、密閉容器１１３に導入（ステップ１０４）すること、次いで、未処理の物品１１１を前駆体流体の反応温度（熱分解温度および／または反応促進温度など）より高い温度で浸漬（ステップ１０６）して処理された物品１０１のベース層１０５を生成させることを含む。一実施形態では、方法１００はさらに、中間層（複数可）１０７および表面層１０９を生成させるために、前駆体流体を例えば、第二の一定分量として導入（ステップ１０４）することを繰り返すこと、または、異なる前駆体流体を導入することを含む。浸漬（ステップ１０６）は、前駆体流体または異なる前駆体流体の反応温度より高い温度で行う。

[0021]処理部１２１は、所望の施用に対する所望の特性を提供する任意の適切な厚さを有する。一実施形態では、所望の特性は、不均一濡れ領域を有すること、ヘキサデカン接触角測定時に液体−空気複合システムを有すること、実質的に１の粗さ率を有すること（粗さ率は、処理部１２１の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである）、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部よりも大きな耐熱酸化性を有すること、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部と比較して実質的に同一のヘキサデカン接触角測定値を有すること、またはそれらの組合せからなる群から選択される。本明細書では、定量化できる値に関して、「実質的に」という用語は、±３％の許容範囲を有することを指す。

[0022]一実施形態では、厚さは、支持体１０３に浸透する拡散深度を含む。別の実施形態では、厚さは、ベース層１０５、中間層１０７、および表面層１０９の累積深度を含む。さらに別の実施形態では、厚さは、拡散深度および累積深度を含む。

[0023]適切な厚さは、これに限定されるものではないが、６００ｎｍ未満、３４０ｎｍ〜５４０ｎｍ、５００ｎｍ未満、３４９ｎｍ、３６８ｎｍ、３７２ｎｍ、３７３ｎｍ、４３０ｎｍ、４８２ｎｍ、５０３ｎｍ、５０８ｎｍ、５２７ｎｍ、５３４ｎｍ、３００ｎｍ〜６００ｎｍ、３００ｎｍ〜５５０ｎｍ、３５０ｎｍ〜５００ｎｍ、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、３００ｎｍ〜４００ｎｍ、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲を含む。撥油処理部へのヘキサンの塗布は、不均一濡れ領域であることを示す、撥油処理部からの一貫しない流出を示す。

[0024]前駆体流体は、熱的反応／分解によって処理部１２１を生成させることができる任意の適切な種である。ガスは、方法１００内において熱的に反応／分解する限り、周囲温度でガスであっても液体であってもよい。流体は、方法１００内において処理用ガス１１７を生成させる。

[0025]処理用ガス１１７として生成させる、または機能する適切なガスは、これに限定されるものではないが、シラン、シランおよびエチレン、シランおよび酸化剤、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジアルキルシリルジヒドリド、アルキルシリルトリヒドリド、非自然発火性種（例えば、ジアルキルシリルジヒドリドおよび／またはアルキルシリルトリヒドリド）、熱反応材料（例えば、非晶質カルボシランおよび／または非晶質カルボキシシランなどのカルボシランおよび／またはカルボキシシラン）、カルボシリルの再結合可能種（ジシリルまたはトリシリルフラグメント）、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、１つまたは複数の窒素含有種（例えば、アンモニア、窒素、ヒドラジン、トリシリルアミン（ＴＳＡ；シラナミン；Ｎ，Ｎ−ジシリル−ジシラザン；２−シリル−；シラン、ニトリロトリス；または３ＳＡとしても知られる）、ビス（ターシャリー−ブチルアミノ）シラン、１，２ビス−（ジメチルアミノ）テトラメチルジシラン、および／またはジクロロシラン、ヘキサクロロジシラン）、およびそれらの組み合わせを含む。２種以上が導入される実施形態では、種は、同時に（予め混合またはその場で混合）または順次（どちらかの種が最初に導入される）導入される。

[0026]一般に、方法１００で使用されるガスは、熱反応性ガスおよび不活性ガスを含むガス混合物の各部である。熱反応性ガスの適切な濃度は、容積比で、１０％〜２０％、１０％〜１５％、１２％〜１４％、１０％〜１００％、３０％〜７０％、５０％〜８０％、７０％〜１００％、８０％〜９０％、８４％〜８６％、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲である。

[0027]適切な液体は、これに限定されるものではないが、オルガノフルオロトリアルコキシシラン、オルガノフルオロシリルヒドリド、オルガノフルオロシリル、フッ素化アルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、フルオロシラン、またはそれらの組合せを含む。さらに、または、代替的に、特定の実施形態は、これに限定されるものではないが、トリデカフルオロ１，１，２，２−テトラヒドロオクチルシラン；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン（トリエトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロ−１−オクチル）シラン、トリエトキシ（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロ−１−オクチル）シラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン、またはシラン，トリエトキシ（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）−としても知られる）；（パーフルオロヘキシルエチル）トリエトキシシラン；シラン，（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシル）トリメトキシ−；１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリクロロシラン；１Ｈ，１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシラン；１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン；１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン；またはそれらの組合せを含む。液体は、方法１００の条件下で処理用ガス１１７に転化する。

[0028]方法１００は、処理された物品１０１を生成させるために適切な温度および圧力で達成される。一実施形態では、密閉容器１１３内で未処理の物品１１１を位置付け（ステップ１０２）した後、密閉容器１１３内の温度を、処理用ガス１１７の導入（ステップ１０４）の前、間、および／または後に、処理用ガス１１７の反応／分解温度未満の温度から処理用ガス１１７の反応／分解温度より高い温度に上げる。処理用ガス１１７の導入（ステップ１０４）は、単一のサイクル、または、例えば中間体パージを伴う複数のサイクルである。複数のサイクルを伴う実施形態では、処理用ガス１１７の導入（ステップ１０４）は、２サイクル、３サイクル、４サイクル、５サイクル、６サイクル、７サイクル、８サイクル、９サイクル、１０サイクル、１１サイクル、１２サイクル、１３サイクル、１４サイクル、１５サイクル、１６サイクル、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲である。

[0029]一実施形態では、温度は、２００℃超、３００℃超、３５０℃超、３７０℃超、３８０℃超、３９０℃超、４００℃超、４１０℃超、４２０℃超、４３０℃超、４４０℃超、４５０℃超、５００℃超、３００℃〜４５０℃、３５０℃〜４５０℃、３８０℃〜４５０℃、３００℃〜５００℃、４００℃〜５００℃、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲である。

[0030]一実施形態では、処理用ガス１１７用の分圧は、１トル〜１０トル、１トル〜５トル、１トル〜３トル、２トル〜３トル、１０トル〜１５０トル、１０トル〜３０トル、２０トル〜４０トル、３０トル〜５０トル、６０トル〜８０トル、５０トル〜１００トル、５０トル〜１５０トル、１００トル〜１５０トル、１５０トル未満、１００トル未満、５０トル未満、３０トル未満、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲である。

[0031]一実施形態では、処理用ガス１１７は、ある期間、所望の範囲を促進する温度および圧力で維持される。適切な期間は、これに限定されるものではないが、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４５分間、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも７時間、１０分間〜１時間、２０分間〜４５分間、４〜１０時間、６〜８時間、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲を含む。

[0032]不活性ガスでのパージは、方法１００時に密閉容器１１３で実施することができる。例えば、処理用ガス１１７の導入（ステップ１０４）の前または後に、不活性ガスを密閉容器１１３に導入することができる。適切な不活性ガスは、これに限定されるものではないが、窒素、ヘリウム、および／またはアルゴンを含む。

[0033]酸化剤を用いる酸化は、方法１００時に密閉容器１１３で実施することができる。例えば、処理用ガス１１７の導入（ステップ１０４）の前または後に、酸化剤を密閉容器１１３に導入することができる。適切な酸化剤は、これに限定されるものではないが、水（単独、ゼロ空気と共に、または不活性ガスと共に）、酸素（例えば、重量比で、少なくとも５０％の濃度で）、空気（例えば、単独、非単独、および／またはゼロ空気として）、一酸化二窒素、オゾン、過酸化物、またはそれらの組合せを含む。本明細書では、「ゼロ空気」という用語は、０．１ｐｐｍ未満の総炭化水素を有する大気を指す。「空気」という用語は、一般に、ガス状流体中、重量比で窒素が大部分で、酸素が２番目に高濃度の種であるガス状流体を指す。例えば、一実施形態では、窒素は、重量比で、少なくとも７０％（例えば、７５％〜７６％）の濃度で存在し、酸素は、重量比で、少なくとも２０％（例えば、２３％〜２４％）の濃度で存在する。

[0034]表面層１０９は、例えば、乱流の方法で後洗浄することができる。さらに、または、代替的に、洗浄技術は、超音波を伴う脱イオン水フラッシング、埃を吸収するポリエチレンペレット、ＣＯ_２スプレー、および／または良好な濡れ／親水性を有する非腐食性化学品の使用（例えば、炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、アセトン、ハロゲン化溶媒、イソプロパノールなどのアルコール類、水酸化アンモニウム＋水）を含む。

[0035]密閉容器１１３は、温度および圧力内で処理された物品１０１を生成させることができる任意の大きさまたは幾何形状を有する。一実施形態では、密閉容器１１３の大きさは、これに限定されるものではないが、５ｃｍ超、１０ｃｍ超、２０ｃｍ超、３０ｃｍ超、１００ｃｍ超、３００ｃｍ超、１，０００ｃｍ超、１０ｃｍ〜１００ｃｍ、１００ｃｍ〜３００ｃｍ、１００ｃｍ〜１，０００ｃｍ、３００ｃｍ〜１，０００ｃｍの最小幅、均一なもしくは実質的に均一な加熱をすることができる他の任意の最小幅、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲を含む。密閉容器１１３の適切な容積は、これに限定されるものではないが、少なくとも１，０００ｃｍ^３、３，０００ｃｍ^３超、５，０００ｃｍ^３超、１０，０００ｃｍ^３超、２０，０００ｃｍ^３超、３，０００ｃｍ^３〜５，０００ｃｍ^３、５，０００ｃｍ^３〜１０，０００ｃｍ^３、５，０００ｃｍ^３〜２０，０００ｃｍ^３、１０，０００ｃｍ^３〜２０，０００ｃｍ^３、均一なまたは実質的に均一な加熱をすることができる他の任意の容積、またはそれらの任意の適切な組合せ、副次的組合せ、範囲、もしくは副次的範囲を含む。

[0036]処理された物品１０１に作りかえることができる適切な構成要素は、これに限定されるものではないが、フィッティング（例えば、ユニオン、コネクタ、アダプタ、例えばリークフリーのまたは実質的にリークフリーのシールを作ることができる他の２つ以上のチュービング部品間の接続）、コンプレッションフィッティング（フロントおよびバックフェルールなどのフェルールを含む）、チュービング（例えば、コイルドチュービング、サンプリング装置を結合するのに使用されるようなチュービング部分、予め曲げてあるチュービング、ストレートチュービング、ゆるく巻かれたチュービング、きつく結合したチュービング、および／またはフレキシブルチュービング、処理される内側で構成されていてもよいし、処理される内側と外側を含んでいてもよい）、バルブ（例えば、ガスサンプリング、液体サンプリング、移送、シャットオフ、またはチェックバルブ、例えば、ラプチャディスク、ステム、ポペット、ローター、真空または圧力を取り扱うことができるマルチポジション構成、ノブ用のハンドルまたはステム、ボールステム機能、ボールバルブ機能、チェックバルブ機能、スプリング、マルチプルボディ、シール、ニードルバルブ機能、パッキングワッシャー、および／またはステムを含む）、クイックコネクト、サンプルシリンダー、レギュレーターおよび／またはフローコントローラー（例えば、ｏ−リング、シール、および／またはダイアフラムを含む）、注入ポート（例えば、ガスクロマトグラフ用）、インラインフィルター（例えば、スプリング、焼結金属フィルター、メッシュスクリーン、および／または溶接物を有する）、ガラスライナー、ガスクロマトグラフ構成要素、液体クロマトグラフィー構成要素、真空システムおよびチャンバーを伴う構成要素、分析システムを伴う構成要素、サンプルプローブ、コントロールプローブ、ダウンホールサンプリングコンテナー、掘削および／または機械ブロック構成要素、マニホールド、粒子、粉末、ニードル、プローブ、反応チャンバー、反応容器、実験機器、パイピング、自動車構成要素、機械構成要素、石油およびガスの加工ならびに移送装置、他の類似物品、またはそれらの組合せを含む。さらに、または、代替的に、いくつかの実施形態では、処理された物品１１１は、消費財、例えば、調理器具（ポット、パン、蓋、メッシュスプラッシュガード）、台所用品、オーブンおよび／またはコンロ構成要素（例えば、ラックおよび加熱コイル）、調理具（フォーク、ナイフ、スプーン、スパチュラ、サービングウェアなど）、台所温度計、他の類似物品、またはそれらの組合せを含む。

[0037]一実施形態では、未処理の物品１１１、したがって、処理された物品１０１は、非平面幾何形状を有する。例示的な非平面幾何形状は、チャネル、曲線、ねじ切り、ベーン、突起、キャビティ、ジャンクション、嵌合インターフェース、およびそれらの組合せからなる群から選択される特徴を有することを含む。さらなる実施形態では、処理された物品１０１のすべてのばく露表面は、ベース層１０５、中間層（１０７、および表面層１０９を含む。本明細書では、「ばく露表面」に関して「ばく露」という用語は、本方法中でガスに接する任意の表面を指し、密閉容器１１３を有しないフロースルー化学気相堆積の方法でみられるような視線上表面または視線方向の近傍の表面に限定されない。当業者に理解されることになるが、処理された物品１０１を、より大きな構成要素またはシステムが他の処理された物品１０１を含むか含まないかにかかわらず、より大きな構成要素またはシステム（示されていない）に組み込むことができる。

[0038]支持体１０３は、方法１００に適合する任意の適切な材料である。適切な金属または金属材料は、これに限定されるものではないが、鉄系合金、非鉄系合金、ニッケル系合金、ステンレス鋼（マルテンサイトまたはオーステナイト）、アルミニウム合金、複合金属、またはそれらの組合せを含む。適切な非金属または非金属材料は、これに限定されるものではないが、セラミックス、ガラス、セラミックマトリックス複合材、またはそれらの組合せを含む。適切な材料は、焼き入れされていてもいなくてもよく、等軸、方向性凝固、および／または単結晶の粒構造を有してもよく、非晶質または結晶質の構造を有してもよく、フォイル、繊維状、重合体、薄膜および／または処理されていてもよく、または、方法１００の動作温度に耐えることができるそれらの任意の適切な組合せもしくは副次的組合せを有してもよい。

[0039]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、最大で０．０８％の炭素、１８％〜２０％のクロム、最大で２％のマンガン、８％〜１０．５％のニッケル、最大で０．０４５％のリン、最大で０．０３％の硫黄、最大で１％のケイ素、および残部の鉄（例えば、６６％〜７４％の鉄）の組成物であるか組成物を含む。

[0040]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、最大で０．０８％の炭素、最大で２％のマンガン、最大で０．０４５％のリン、最大で０．０３％の硫黄、最大で０．７５％のケイ素、１６％〜１８％のクロム、１０％〜１４％のニッケル、２％〜３％のモリブデン、最大で０．１％の窒素、および残部の鉄の組成物であるか組成物を含む。

[0041]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、最大で０．０３％の炭素、最大で２％のマンガン、最大で０．０４５％のリン、最大で０．０３％の硫黄、最大で０．７５％のケイ素、１６％〜１８％のクロム、１０％〜１４％のニッケル、２％〜３％のモリブデン、最大で０．１％の窒素、および残部の鉄の組成物であるか組成物を含む。

[0042]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、１４％〜１７％のクロム、６％〜１０％の鉄、０．５％〜１．５％のマンガン、０．１％〜１％の銅、０．１％〜１％のケイ素、０．０１％〜０．２％の炭素、０．００１％〜０．２％の硫黄、および残部のニッケル（例えば、７２％）の組成物であるか組成物を含む。

[0043]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、２０％〜２４％のクロム、１％〜５％の鉄、８％〜１０％のモリブデン、１０％〜１５％のコバルト、０．１％〜１％のマンガン、０．１％〜１％の銅、０．８％〜１．５％のアルミニウム、０．１％〜１％のチタン、０．１％〜１％のケイ素、０．０１％〜０．２％の炭素、０．００１％〜０．２％の硫黄、０．００１％〜０．２％のリン、０．００１％〜０．２％のホウ素、および残部のニッケル（例えば、４４．２％〜５６％）の組成物であるか組成物を含む。

[0044]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、２０％〜２３％のクロム、４％〜６％の鉄、８％〜１０％のモリブデン、３％〜４．５％ニオブ、０．５％〜１．５％のコバルト、０．１％〜１％のマンガン、０．１％〜１％のアルミニウム、０．１％〜１％のチタン、０．１％〜１％のケイ素、０．０１％〜０．５％の炭素、０．００１％〜０．０２％の硫黄、０．００１％〜０．０２％のリン、および残部のニッケル（例えば、５８％）の組成物であるか組成物を含む。

[0045]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、２５％〜３５％のクロム、８％〜１０％の鉄、０．２％〜０．５％のマンガン、０．００５％〜０．０２％の銅、０．０１％〜０．０３％のアルミニウム、０．３％〜０．４％のケイ素、０．００５％〜０．０３％の炭素、０．００１％〜０．００５％の硫黄、および残部のニッケル（例えば、５９．５％）の組成物であるか組成物を含む。

[0046]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、１７％〜２１％、２．８％〜３．３％、４．７５％〜５．５％ニオブ、０．５％〜１．５％のコバルト、０．１％〜０．５％のマンガン、０．２％〜０．８％の銅、０．６５％〜１．１５％のアルミニウム、０．２％〜０．４％のチタン、０．３％〜０．４％のケイ素、０．０１％〜１％の炭素、０．００１〜０．０２％の硫黄、０．００１〜０．０２％のリン、０．００１〜０．０２％のホウ素、および残部のニッケル（例えば、５０％〜５５％）の組成物であるか組成物を含む。

[0047]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、２％〜３％のコバルト、１５％〜１７％のクロム、５％〜１７％のモリブデン、３％〜５％のタングステン、４％〜６％の鉄、０．５％〜１％のケイ素、０．５％〜１．５％のマンガン、０．００５〜０．０２％の炭素、０．３％〜０．４％のバナジウム、および残部のニッケルの組成物であるか組成物を含む。

[0048]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、最大で０．１５％の炭素、３．５％〜５．５％のタングステン、４．５％〜７％の鉄、１５．５％〜１７．５％のクロム、１６％〜１８％のモリブデン、０．２％〜０．４％のバナジウム、最大で１％のマンガン、最大で１％の硫黄、最大で１％のケイ素、最大で０．０４％のリン、最大で０．０３％の硫黄、および残部のニッケルの組成物であるか組成物を含む。

[0049]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、最大で２．５％のコバルト、最大で２２％のクロム、最大で１３％のモリブデン、最大で３％のタングステン、最大で３％の鉄、最大で０．０８％のケイ素、最大で０．５％のマンガン、最大で０．０１％の炭素、最大で０．３５％のバナジウム、および残部のニッケル（例えば、５６％）の組成物であるか組成物を含む。

[0050]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、１％〜２％のコバルト、２０％〜２２％のクロム、８％〜１０％のモリブデン、０．１％〜１％のタングステン、１７％〜２０％の鉄、０．１％〜１％のケイ素、０．１％〜１％のマンガン、０．０５〜０．２％の炭素、および残部のニッケルの組成物であるか組成物を含む。

[0051]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、０．０１％〜０．０５％のホウ素、０．０１％〜０．１％のクロム、０．００３％〜０．３５％の銅、０．００５％〜０．０３％のガリウム、０．００６％〜０．８％の鉄、０．００６％〜０．３％のマグネシウム、０．０２％〜１％のケイ素＋鉄、０．００６％〜０．３５％のケイ素、０．００２％〜０．２％のチタン、０．０１％〜０．０３％のバナジウム＋チタン、０．００５％〜０．０５％のバナジウム、０．００６％〜０．１％の亜鉛、および残部のアルミニウム（例えば、９９％超）の組成物であるか組成物を含む。

[0052]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、０．０５％〜０．４％のクロム、０．０３％〜０．９％の銅、０．０５％〜１％の鉄、０．０５％〜１．５％のマグネシウム、０．５％〜１．８％のマンガン、０．５％〜０．１％のニッケル、０．０３％〜０．３５％のチタン、最大で０．５％のバナジウム、０．０４％〜１．３％の亜鉛、および残部のアルミニウム（例えば、９４．３％〜９９．８％）の組成物であるか組成物を含む。

[0053]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、０．０００３％〜０．０７％のベリリウム、０．０２％〜２％のビスマス、０．０１％〜０．２５％のクロム、０．０３％〜５％の銅、０．０９％〜５．４％の鉄、０．０１％〜２％のマグネシウム、０．０３％〜１．５％のマンガン、０．１５％〜２．２％のニッケル、０．６％〜２１．５％のケイ素、０．００５％〜０．２％のチタン、０．０５％〜１０．７％の亜鉛、および残部のアルミニウム（例えば、７０．７％〜９８．７％）の組成物であるか組成物を含む。

[0054]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、０．１５％〜１．５％のビスマス、０．００３％〜０．０６％のホウ素、０．０３％〜０．４％のクロム、０．０１％〜１．２％の銅、０．１２％〜０．５％のクロム＋マンガン、０．０４％〜１％の鉄、０．００３％〜２％の鉛、０．２％〜３％のマグネシウム、０．０２％〜１．４％のマンガン、０．０５％〜０．２％のニッケル、０．５％〜０．５％の酸素、０．２％〜１．８％のケイ素、最大で０．０５％のストロンチウム、０．０５％〜２％のスズ、０．０１％〜０．２５％のチタン、０．０５％〜０．３％のバナジウム、０．０３％〜２．４％の亜鉛、０．０５％〜０．２％のジルコニウム、０．１５０〜０．２％のジルコニウム＋チタン、および残部のアルミニウム（例えば、９１．７％〜９９．６％）の組成物であるか組成物を含む。

[0055]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、０．４％〜０．８％のケイ素、最大で０．７％の鉄、０．１５％〜０．４％の銅、最大で０．１５％のマンガン、０．８％〜１．２％のマグネシウム、０．０４％〜０．３５％のクロム、最大で０．２５％の亜鉛、最大で０．１５％のチタン、任意選択の偶然の不純物（例えば、各０．０５％未満、全体で０．１５％未満）、および残部のアルミニウム（例えば、９５％〜９８．６％）の組成物であるか組成物を含む。

[0056]一実施形態では、支持体１０３は、重量比で、１１％〜１３％のケイ素、最大で０．６％不純物／残留物、および残部のアルミニウムの組成物であるか組成物を含む。

[0057]比較例である第１の例では、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン熱化学気相堆積処理の撥油処理により処理された、ステンレス鋼支持体が試験される。厚み測定値は、６７３ｎｍ、６８２ｎｍ、６８４ｎｍ、７５０ｎｍ、７９８ｎｍ、８４５ｎｍ、９５２ｎｍ、および９９０ｎｍである。撥油処理部へのヘキサンの塗布は、均一濡れ領域であることを示す、撥油処理部からの一貫した流出を示す。

[0058]本開示の一実施形態に対応する第２の例では、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン熱化学気相堆積処理の撥油処理により処理された、ステンレス鋼支持体が試験される。厚み測定値は、３４９ｎｍ、３６８ｎｍ、３７２ｎｍ、３７３ｎｍ、４３０ｎｍ、４８２ｎｍ、５０３ｎｍ、５０８ｎｍ、５２７ｎｍ、および５３４ｎｍである。撥油処理部へのヘキサンの塗布は、不均一濡れ領域であることを示す、撥油処理部からの一貫しない流出を示す。

[0059]別の比較例である第３の例では、酸化後、（フルオロではない）官能化がされたジメチルシラン熱化学気相堆積処理による比較用の処理品である、ステンレス鋼支持体が試験される。厚み測定値は、４９３ｎｍ、６４４ｎｍ、８７４ｎｍ、９０６ｎｍ、および９３１ｎｍである。比較用の処理部へのヘキサンの塗布は、均一濡れ領域であることを示す、一貫した流出を示す。

[0060]１つまたは複数の実施形態に関連して本発明を記述してきたが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更が実施され得、また、その要素が等価物で置換され得ることを当業者は理解するであろう。さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に特定の状況または材料を適合させるため、多くの変更を実施することができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられた最善の様式として開示される特定の実施形態に限定されないものであり、本発明は、添付の請求項の範囲に入るすべての実施形態を含むことになる。さらに、詳細な説明で識別されるすべての数値は、正確なおよび近似の値がどちらも明確に識別されるように解釈されることになる。

[0061]
［発明の実施形態］
［１］．熱化学気相堆積で処理された物品であって、
支持体、および
支持体に対する撥油処理部、前記撥油処理部が、酸素、炭素、ケイ素、フッ素および水素を有する、
を含み、
ここで、撥油処理部が６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する、物品。
［２］．撥油処理部が、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部である、［１］に記載の物品。
［３］．撥油処理部が、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部より大きい耐熱酸化性を有する、［１］に記載の物品。
［４］．撥油処理部が、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部と実質的に同一のヘキサデカン接触角測定値を有する、［１］に記載の物品。
［５］．撥油処理部が、３４０ｎｍ〜５４０ｎｍの厚さを有する、［１］に記載の物品。
［６］．撥油処理部が、５００ｎｍ未満の厚さを有する、［１］に記載の物品。
［７］．撥油処理部が、ヘキサデカン接触角測定時に液体−空気複合システムを有する、［１］に記載の物品。
［８］．撥油処理部が１の粗さ率を有し、粗さ率が、撥油処理部の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである、［１］に記載の物品。
［９］．支持体が、ステンレス鋼である、［１］に記載の物品。
［１０］．支持体が、アルミニウム合金である、［１］に記載の物品。
［１１］．支持体が、プラズマ環境でアーク放電を受けやすい材料である、［１］に記載の物品。
［１２］．物品が、３次元プロファイルを有し、３次元プロファイルが、視線から遮られた隠された領域を有し、撥油処理部が、隠された領域に位置付けされる、［１］に記載の物品。
［１３］．［１］に記載の物品を製造する方法。
［１４］．熱化学気相堆積で処理された物品であって、
支持体、および
支持体への撥油処理部、前記撥油部が、酸素、炭素、ケイ素、フッ素および水素を有する、
を含み、
撥油処理部が１の粗さ率を有し、粗さ率が、撥油処理部の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである、物品。
［１５］．熱化学気相堆積チャンバー内に物品を位置付けすること、
ジメチルシランを熱的に反応させて層を生成させること、
層を酸化して酸化された層を生成させること、および
酸化された層をフルオロ官能化して、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部を生成させること
を含む熱化学気相堆積の方法であって、
ここで、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部が、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する、方法。

Claims (15)

1. 熱化学気相堆積で処理された物品であって、
   支持体、および
   前記支持体に対する撥油処理部、前記撥油処理部は酸素、炭素、ケイ素、フッ素および水素を有する、
   を含み、
   ここで、前記撥油処理部が６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する、物品。
2. 前記撥油処理部が、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部である、請求項１に記載の物品。
3. 前記撥油処理部が、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部より大きい耐熱酸化性を有する、請求項１に記載の物品。
4. 前記撥油処理部が、７００ｎｍ超の匹敵する厚さを有する同一の処理部と実質的に同一のヘキサデカン接触角測定値を有する、請求項１に記載の物品。
5. 前記撥油処理部が、３４０ｎｍ〜５４０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の物品。
6. 前記撥油処理部が、５００ｎｍ未満の厚さを有する、請求項１に記載の物品。
7. 前記撥油処理部が、ヘキサデカン接触角測定時に液体−空気複合システムを有する、請求項１に記載の物品。
8. 前記撥油処理部が１の粗さ率を有し、前記粗さ率が、前記撥油処理部の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである、請求項１に記載の物品。
9. 前記支持体が、ステンレス鋼である、請求項１に記載の物品。
10. 前記支持体が、アルミニウム合金である、請求項１に記載の物品。
11. 前記支持体が、プラズマ環境でアーク放電を受けやすい材料である、請求項１に記載の物品。
12. 前記物品が、３次元プロファイルを有し、前記３次元プロファイルが、視線から遮られた隠された領域を有し、前記撥油処理部が、前記隠された領域上に位置付けされている、請求項１に記載の物品。
13. 請求項１に記載の物品を製造する方法。
14. 熱化学気相堆積で処理された物品であって、
    支持体、および
    前記支持体に対する撥油処理部、前記撥油処理部は酸素、炭素、ケイ素、フッ素および水素を有する、
    を含み、
    ここで、前記撥油処理部が１の粗さ率を有し、前記粗さ率が、前記撥油処理部の真の表面積をヘキサデカン接触角測定時の見掛けの表面積で割ったものである、物品。
15. 熱化学気相堆積用チャンバー内に物品を位置付けすること、
    ジメチルシランを熱的に反応させて層を生成させること、
    前記層を酸化して酸化された層を生成させること、および
    前記酸化された層をフルオロ官能化して、酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部を生成させること
    を含む熱化学気相堆積の方法であって、
    ここで、前記酸化後フルオロ官能化されたジメチルシラン化学気相堆積での処理部が、６００ｎｍ未満の処理厚さおよび不均一濡れ領域を有する、方法。

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