JP3014289B2 - 硬質カーボン膜の形成方法 - Google Patents
硬質カーボン膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は硬質カーボン膜の形成方
法に関し、とくに開口部を有する試料に硬質カーボン膜
を形成する方法に関する。
法に関し、とくに開口部を有する試料に硬質カーボン膜
を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】硬質カーボン膜は黒色を有し、ダイヤモ
ンドによく似た性質をもつ。すなわち硬質カーボン膜
は、高い機械的硬度や低い摩擦係数や良好な電気的絶縁
性や高い熱伝導率や高い耐腐食性をもつ。そのため装飾
品や医療機器や磁気ヘッドや工具などに硬質カーボン膜
を被覆することが提案されている。
ンドによく似た性質をもつ。すなわち硬質カーボン膜
は、高い機械的硬度や低い摩擦係数や良好な電気的絶縁
性や高い熱伝導率や高い耐腐食性をもつ。そのため装飾
品や医療機器や磁気ヘッドや工具などに硬質カーボン膜
を被覆することが提案されている。
【０００３】プラスマ化学気相成長法を用いた従来の硬
質カーボン膜の形成方法を、図４を用いて説明する。図
４は従来技術における硬質カーボン膜の形成方法を示す
断面図である。
質カーボン膜の形成方法を、図４を用いて説明する。図
４は従来技術における硬質カーボン膜の形成方法を示す
断面図である。
【０００４】図４に示すように、ガス導入口１５と排気
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
【０００５】そしてこの試料１１には、直流電源２５か
ら直流電圧を印加する。さらにアノード３１にはアノー
ド電源２７から直流電圧を印加し、さらにフィラメント
３３にはフィラメント電源２９から交流電圧を印加す
る。
ら直流電圧を印加する。さらにアノード３１にはアノー
ド電源２７から直流電圧を印加し、さらにフィラメント
３３にはフィラメント電源２９から交流電圧を印加す
る。
【０００６】そして排気口１７から真空槽１３内を真空
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスを真空槽１
３内に導入し、真空槽１３内にプラズマを発生させて、
試料１１に硬質カーボン膜を形成している。
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスを真空槽１
３内に導入し、真空槽１３内にプラズマを発生させて、
試料１１に硬質カーボン膜を形成している。
【０００７】この図４に示す硬質カーボン膜の被膜形成
方法においては、試料１１に印加する直流電圧により発
生するプラズマと、交流電圧を印加するフィラメント３
３と直流電圧を印加するアノード３１で発生するプラズ
マとが発生する。
方法においては、試料１１に印加する直流電圧により発
生するプラズマと、交流電圧を印加するフィラメント３
３と直流電圧を印加するアノード３１で発生するプラズ
マとが発生する。
【０００８】そして硬質カーボン膜を形成するときの真
空槽１３内の圧力により、試料１１周囲のプラズマか、
フィラメント３３とアノード３１近傍のプラズマかが主
になって、硬質カーボン膜を形成している。
空槽１３内の圧力により、試料１１周囲のプラズマか、
フィラメント３３とアノード３１近傍のプラズマかが主
になって、硬質カーボン膜を形成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図４を用いて説明した
硬質カーボン膜の形成方法においては、真空槽１３内の
圧力が３×１０-3ｔｏｒｒ以上のときは、試料１１の周
囲に発生するプラズマが主になって、炭素を含むガスを
分解して硬質カーボン膜を形成する。
硬質カーボン膜の形成方法においては、真空槽１３内の
圧力が３×１０-3ｔｏｒｒ以上のときは、試料１１の周
囲に発生するプラズマが主になって、炭素を含むガスを
分解して硬質カーボン膜を形成する。
【００１０】このとき試料１１の外周部には硬質カーボ
ン膜を均一性よく形成することができるが、試料１１の
開口内面に形成する硬質カーボン膜は密着性が悪く、さ
らに硬度などの膜質が劣る。
ン膜を均一性よく形成することができるが、試料１１の
開口内面に形成する硬質カーボン膜は密着性が悪く、さ
らに硬度などの膜質が劣る。
【００１１】これは、試料１１には同じ電位が印加され
ており、開口内面は同電位の電極どうしが対向している
空間となり、その開口内面でのプラズマはホロー放電と
呼ばれる異常放電を発生する。
ており、開口内面は同電位の電極どうしが対向している
空間となり、その開口内面でのプラズマはホロー放電と
呼ばれる異常放電を発生する。
【００１２】このホロー放電によって形成される硬質カ
ーボン膜は、ポリマーライクな密着性の悪い被膜であ
り、試料１１から剥離しやすく、硬度も低い。
ーボン膜は、ポリマーライクな密着性の悪い被膜であ
り、試料１１から剥離しやすく、硬度も低い。
【００１３】これに対して真空槽１３内の圧力が３×１
０-3ｔｏｒｒより低いときは、試料１１周囲のプラズマ
より、硬質カーボン膜の形成はフィラメント３３とアノ
ード３１近傍に発生するプラズマがおもに寄与する。
０-3ｔｏｒｒより低いときは、試料１１周囲のプラズマ
より、硬質カーボン膜の形成はフィラメント３３とアノ
ード３１近傍に発生するプラズマがおもに寄与する。
【００１４】このとき試料１１の外周部には硬質カーボ
ン膜を均一性よく形成することができるが、試料１１の
開口内面に形成する硬質カーボン膜は試料１１の長手方
向で膜厚を均一に形成することができない。
ン膜を均一性よく形成することができるが、試料１１の
開口内面に形成する硬質カーボン膜は試料１１の長手方
向で膜厚を均一に形成することができない。
【００１５】ここで、フィラメント３３とアノード３１
近傍に発生するプラズマでイオン化された炭素イオン
は、試料１１に印加する直流負電位に引っ張られて堆積
し、試料１１に硬質カーボン膜の被膜形成を行ってい
る。
近傍に発生するプラズマでイオン化された炭素イオン
は、試料１１に印加する直流負電位に引っ張られて堆積
し、試料１１に硬質カーボン膜の被膜形成を行ってい
る。
【００１６】前述の真空槽１３内の圧力が３×１０-3ｔ
ｏｒｒより高いときは、硬質カーボン膜が化学気相成長
的に形成されるのに対して、圧力が３×１０-3ｔｏｒｒ
より低いときは、硬質カーボン膜が物理気相成長的に形
成される。
ｏｒｒより高いときは、硬質カーボン膜が化学気相成長
的に形成されるのに対して、圧力が３×１０-3ｔｏｒｒ
より低いときは、硬質カーボン膜が物理気相成長的に形
成される。
【００１７】このためにフィラメント３３とアノード３
１近傍に発生するプラズマがおもに寄与する硬質カーボ
ン膜形成のときは、真空蒸着法などの物理気相成長法と
同様に、試料１１の開口内面には開口端面から開口奥側
に向かう従って、硬質カーボン膜の膜厚が薄くなる。こ
の結果、試料１１の開口内面に形成する硬質カーボン膜
は試料１１の長手方向で膜厚を均一に形成することがで
きない。
１近傍に発生するプラズマがおもに寄与する硬質カーボ
ン膜形成のときは、真空蒸着法などの物理気相成長法と
同様に、試料１１の開口内面には開口端面から開口奥側
に向かう従って、硬質カーボン膜の膜厚が薄くなる。こ
の結果、試料１１の開口内面に形成する硬質カーボン膜
は試料１１の長手方向で膜厚を均一に形成することがで
きない。
【００１８】本発明の目的は、上記課題を解決して、開
口内面に密着性よくしかも均一な膜厚で硬質カーボン膜
を形成することが可能な硬質カーボン膜の形成方法を提
供することである。
口内面に密着性よくしかも均一な膜厚で硬質カーボン膜
を形成することが可能な硬質カーボン膜の形成方法を提
供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の硬質カーボン膜の形成方法においては、下記
記載の手段を採用する。
に本発明の硬質カーボン膜の形成方法においては、下記
記載の手段を採用する。
【００２０】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加しアノードに直流電圧を印加しフィラ
メントに交流電圧を印加してプラズマを発生させて試料
に硬質カーボン膜を形成することを特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加しアノードに直流電圧を印加しフィラ
メントに交流電圧を印加してプラズマを発生させて試料
に硬質カーボン膜を形成することを特徴とする。
【００２１】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加しアノードに直流電
圧を印加しフィラメントに交流電圧を印加してプラズマ
を発生させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特
徴とする。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加しアノードに直流電
圧を印加しフィラメントに交流電圧を印加してプラズマ
を発生させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特
徴とする。
【００２２】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させて試料に硬
質カーボン膜を形成することを特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させて試料に硬
質カーボン膜を形成することを特徴とする。
【００２３】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特徴と
する。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特徴と
する。
【００２４】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加し、プラズマを発生させて試料に硬質
カーボン膜を形成することを特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加し、プラズマを発生させて試料に硬質
カーボン膜を形成することを特徴とする。
【００２５】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加し、プラズマを発生
させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特徴とす
る。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加し、プラズマを発生
させて試料に硬質カーボン膜を形成することを特徴とす
る。
【００２６】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加しアノードに直流電圧を印加しフィラ
メントに交流電圧を印加してプラズマを発生させて試料
の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成す
ることを特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加しアノードに直流電圧を印加しフィラ
メントに交流電圧を印加してプラズマを発生させて試料
の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成す
ることを特徴とする。
【００２７】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加しアノードに直流電
圧を印加しフィラメントに交流電圧を印加してプラズマ
を発生させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カ
ーボン膜を形成することを特徴とする。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加しアノードに直流電
圧を印加しフィラメントに交流電圧を印加してプラズマ
を発生させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カ
ーボン膜を形成することを特徴とする。
【００２８】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させて試料の外
周部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成するこ
とを特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させて試料の外
周部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成するこ
とを特徴とする。
【００２９】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボ
ン膜を形成することを特徴とする。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に高周波電圧を印加し、プラズマを発
生させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボ
ン膜を形成することを特徴とする。
【００３０】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、試
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加し、プラズマを発生させて試料の外周
部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成すること
を特徴とする。
料の開口内面に接地電位に接続する補助電極を挿入する
ように試料を真空槽内に配置し、真空槽内を排気後、ガ
ス導入口から炭素を含むガスを真空槽内に導入し、試料
に直流電圧を印加し、プラズマを発生させて試料の外周
部を被覆して開口内面に硬質カーボン膜を形成すること
を特徴とする。
【００３１】本発明の硬質カーボン膜の形成方法は、中
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加し、プラズマを発生
させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボン
膜を形成することを特徴とする。
間層を形成した試料の開口内面に接地電位に接続する補
助電極を挿入するように試料を真空槽内に配置し、真空
槽内を排気後、ガス導入口から炭素を含むガスを真空槽
内に導入し、試料に直流電圧を印加し、プラズマを発生
させて試料の外周部を被覆して開口内面に硬質カーボン
膜を形成することを特徴とする。
【００３２】
【作用】本発明の硬質カーボン膜の形成方法において
は、試料の開口内面の開口の中央部にに、接地電位に接
続する補助電極を配置して硬質カーボン膜を形成する。
そして試料には、負の直流電圧あるいは高周波電圧を印
加する。
は、試料の開口内面の開口の中央部にに、接地電位に接
続する補助電極を配置して硬質カーボン膜を形成する。
そして試料には、負の直流電圧あるいは高周波電圧を印
加する。
【００３３】その結果、同電位の電極どうしが対向して
いる開口内面に、接地電位に接続する補助電極を設ける
こととなり、同電位同士が対向することがなくなる。
いる開口内面に、接地電位に接続する補助電極を設ける
こととなり、同電位同士が対向することがなくなる。
【００３４】このような電位状態は、プラスマ化学気相
成長法にとって最も望ましい状態であり、ホロー放電は
発生しない。そのため、密着の良好な硬質カーボン膜を
試料に形成することができる。
成長法にとって最も望ましい状態であり、ホロー放電は
発生しない。そのため、密着の良好な硬質カーボン膜を
試料に形成することができる。
【００３５】さらに本発明の硬質カーボン膜の形成方法
においては、試料の長手方向の開口内面で、電位特性が
均一になる。
においては、試料の長手方向の開口内面で、電位特性が
均一になる。
【００３６】この結果、開口内面に形成する硬質カーボ
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口奥側とで
均一な膜厚を形成することができるという効果ももつ。
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口奥側とで
均一な膜厚を形成することができるという効果ももつ。
【００３７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例における
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図１は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図１は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
【００３８】図１に示すように、ガス導入口１５と排気
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。そしてこの試料１１の開口
内面には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように設ける。このとき補助電極２３が試料１１の開口
中央部になるようにする。
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。そしてこの試料１１の開口
内面には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように設ける。このとき補助電極２３が試料１１の開口
中央部になるようにする。
【００３９】そしてこの試料１１には、直流電源２５か
ら直流電圧を印加し、さらにアノード３１にはアノード
電源２７から直流電圧を印加し、さらにフィラメント３
３にはフィラメント電源２９から交流電圧を印加する。
ら直流電圧を印加し、さらにアノード３１にはアノード
電源２７から直流電圧を印加し、さらにフィラメント３
３にはフィラメント電源２９から交流電圧を印加する。
【００４０】このとき、直流電源２５から試料１１に印
加する直流電圧はマイナス３ｋＶを印加し、さらにアノ
ード電源２７からアノード３１に印加する直流電圧はプ
ラス５０Ｖを印加する。さらにフィラメント電源２９か
らフィラメント３３に印加する電圧は３０Ａの電流が流
れるように１０Ｖの交流電圧を印加する。
加する直流電圧はマイナス３ｋＶを印加し、さらにアノ
ード電源２７からアノード３１に印加する直流電圧はプ
ラス５０Ｖを印加する。さらにフィラメント電源２９か
らフィラメント３３に印加する電圧は３０Ａの電流が流
れるように１０Ｖの交流電圧を印加する。
【００４１】そして真空槽１３内を真空度が３×１０-5
ｔｏｒｒになるように排気口１７から真空排気する。
ｔｏｒｒになるように排気口１７から真空排気する。
【００４２】その後、ガス導入口１５から炭素を含むガ
スとしてベンゼンを真空槽１３内に導入して、真空槽１
３内の圧力を５×１０-3ｔｏｒｒになるように制御す
る。
スとしてベンゼンを真空槽１３内に導入して、真空槽１
３内の圧力を５×１０-3ｔｏｒｒになるように制御す
る。
【００４３】真空槽１３内の試料１１の周囲領域にプラ
ズマを発生させて、試料１１に硬質カーボン膜を形成し
ている。
ズマを発生させて、試料１１に硬質カーボン膜を形成し
ている。
【００４４】この図１に示す硬質カーボン膜の被膜形成
方法においては、試料１１の開口内面に挿入するように
設ける補助電極２３により、試料１１の外周部だけでな
く、試料１１開口内面にもプラズマを形成することがで
きる。
方法においては、試料１１の開口内面に挿入するように
設ける補助電極２３により、試料１１の外周部だけでな
く、試料１１開口内面にもプラズマを形成することがで
きる。
【００４５】この試料１１の開口内面に挿入する補助電
極２３により、異常放電であるホロー放電の発生はな
く、硬質カーボン膜の密着性が向上する。
極２３により、異常放電であるホロー放電の発生はな
く、硬質カーボン膜の密着性が向上する。
【００４６】さらに試料１１の長手方向の開口内面で、
電位特性が均一になり、開口内面に形成する硬質カーボ
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口奥側とで
均一な膜厚を形成することができる。
電位特性が均一になり、開口内面に形成する硬質カーボ
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口奥側とで
均一な膜厚を形成することができる。
【００４７】この補助電極２３は、試料１１の開口大き
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。
【００４８】そしてこの補助電極２３は、ステンレスの
ような金属材料で形成すればよい。
ような金属材料で形成すればよい。
【００４９】さらに補助電極２３の断面形状は円形と
し、試料１１に補助電極２３を挿入したとき開口長さと
ほぼ同じにするか、あるいは試料より補助電極２３を突
出するように構成する。
し、試料１１に補助電極２３を挿入したとき開口長さと
ほぼ同じにするか、あるいは試料より補助電極２３を突
出するように構成する。
【００５０】ここで補助電極２３の断面形状は、試料１
１の開口の断面形状に合わせてもよい。すなわち試料１
１の断面形状が四角形であれば補助電極２３の断面形状
は四角形とし、試料１１の断面形状が円形であれば補助
電極２３の断面形状は円形とする。
１の開口の断面形状に合わせてもよい。すなわち試料１
１の断面形状が四角形であれば補助電極２３の断面形状
は四角形とし、試料１１の断面形状が円形であれば補助
電極２３の断面形状は円形とする。
【００５１】つぎに以上の説明と異なる実施例における
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図２は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図２は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
【００５２】図２に示すように、ガス導入口１５と排気
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
【００５３】そしてこの試料１１には、マッチング回路
１９を介して１３．５６ＭＨｚの発振周波数を有する高
周波電源２１から高周波電圧を印加する。
１９を介して１３．５６ＭＨｚの発振周波数を有する高
周波電源２１から高周波電圧を印加する。
【００５４】そして排気口１７から真空槽１３内を真空
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスとしてメタ
ンガスを真空槽１３内に導入し、真空度を０．１ｔｏｒ
ｒになるように調整する。
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスとしてメタ
ンガスを真空槽１３内に導入し、真空度を０．１ｔｏｒ
ｒになるように調整する。
【００５５】さらに試料１１の開口内面でしかも開口中
央部には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように配置して、プラズマを発生させる。このときプラ
ズマは、試料１１の外周部だけでなく、試料１１の開口
内面にもプラズマは発生し、試料１１に硬質カーボン膜
を形成している。
央部には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように配置して、プラズマを発生させる。このときプラ
ズマは、試料１１の外周部だけでなく、試料１１の開口
内面にもプラズマは発生し、試料１１に硬質カーボン膜
を形成している。
【００５６】このときプラズマは、試料１１の外周部だ
けでなく、試料１１の開口内面にもプラズマは発生して
いるので、試料１１の開口内面にも硬質カーボン膜を形
成することができる。そして硬質カーボン膜は、外周部
と開口内面とではその膜質に差は発生していない。
けでなく、試料１１の開口内面にもプラズマは発生して
いるので、試料１１の開口内面にも硬質カーボン膜を形
成することができる。そして硬質カーボン膜は、外周部
と開口内面とではその膜質に差は発生していない。
【００５７】試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているため、異常放電であるホロー放電は発生せず。開
口内面にも密着性よく、均一な硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
ているため、異常放電であるホロー放電は発生せず。開
口内面にも密着性よく、均一な硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
【００５８】さらに本発明の硬質カーボン膜の形成方法
においては、試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているので、試料１１の長手方向の開口内面で、電位特
性が均一になる。
においては、試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているので、試料１１の長手方向の開口内面で、電位特
性が均一になる。
【００５９】この結果、試料１１の開口内面に形成する
硬質カーボン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開
口奥側とで均一な膜厚を形成することができる。
硬質カーボン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開
口奥側とで均一な膜厚を形成することができる。
【００６０】この補助電極２３は、試料１１の開口大き
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。そして
この補助電極２３は、ステンレスのような金属材料で形
成すればよい。
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。そして
この補助電極２３は、ステンレスのような金属材料で形
成すればよい。
【００６１】さらに補助電極２３の断面形状は円形と
し、試料１１に補助電極２３を挿入したとき開口長さと
ほぼ同じにするか、あるいは試料１１の開口から補助電
極２３が突出するように構成してもよい。
し、試料１１に補助電極２３を挿入したとき開口長さと
ほぼ同じにするか、あるいは試料１１の開口から補助電
極２３が突出するように構成してもよい。
【００６２】つぎに以上の説明と異なる実施例における
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図３は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。図３は本発明の
実施例における硬質カーボン膜の形成方法を示す断面図
である。
【００６３】図３に示すように、ガス導入口１５と排気
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
口１７とを有する真空槽１３内に、硬質カーボン膜を形
成する試料１１を配置する。
【００６４】そしてこの試料１１には、直流電源２５か
らマイナス６００Ｖの直流電圧を印加する。
らマイナス６００Ｖの直流電圧を印加する。
【００６５】そして排気口１７から真空槽１３内を真空
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスとしてメタ
ンガスを真空槽１３内に導入し、真空度を０．１ｔｏｒ
ｒになるように調整する。
排気後、ガス導入口１５から炭素を含むガスとしてメタ
ンガスを真空槽１３内に導入し、真空度を０．１ｔｏｒ
ｒになるように調整する。
【００６６】さらに試料１１の開口内面でしかも開口中
央部には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように配置して、プラズマを発生させる。このときプラ
ズマは、試料１１の外周部だけでなく、試料１１の開口
内面にもプラズマは発生し、試料１１に硬質カーボン膜
を形成している。
央部には、接地電位に接続する補助電極２３を挿入する
ように配置して、プラズマを発生させる。このときプラ
ズマは、試料１１の外周部だけでなく、試料１１の開口
内面にもプラズマは発生し、試料１１に硬質カーボン膜
を形成している。
【００６７】このときプラズマは、試料１１の外周部だ
けでなく、試料１１の開口内面にもプラズマは発生して
いるので、試料１１の開口内面にも硬質カーボン膜を形
成することができる。そして硬質カーボン膜は、外周部
と開口内面とではその膜質に差は発生していない。
けでなく、試料１１の開口内面にもプラズマは発生して
いるので、試料１１の開口内面にも硬質カーボン膜を形
成することができる。そして硬質カーボン膜は、外周部
と開口内面とではその膜質に差は発生していない。
【００６８】試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているため、異常放電であるホロー放電は発生せず。開
口内面にも密着性よく、均一な硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
ているため、異常放電であるホロー放電は発生せず。開
口内面にも密着性よく、均一な硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
【００６９】さらに本発明の硬質カーボン膜の形成方法
においては、試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているので、試料１１の長手方向の開口内面で、電位特
性が均一になる。
においては、試料１１の開口内面に補助電極２３を設け
ているので、試料１１の長手方向の開口内面で、電位特
性が均一になる。
【００７０】この結果、試料１１の開口内面に形成する
硬質カーボン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開
口奥側とで均一な膜厚を形成することができる。
硬質カーボン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開
口奥側とで均一な膜厚を形成することができる。
【００７１】この補助電極２３は、試料１１の開口大き
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。そして
この補助電極２３は、ステンレスのような金属材料で形
成すればよい。
さより小さければよく、好ましくは５ｍｍ程度の隙間、
すなわちプラズマ形成領域を設けるようにする。そして
この補助電極２３は、ステンレスのような金属材料で形
成すればよい。
【００７２】さらに以上の説明においては、試料１１の
外周部と開口内面とに硬質カーボン膜を形成する実施例
で説明したが、開口内面にのみに硬質カーボン膜を形成
するすることができる。
外周部と開口内面とに硬質カーボン膜を形成する実施例
で説明したが、開口内面にのみに硬質カーボン膜を形成
するすることができる。
【００７３】そのときは、試料１１の外周部に被覆部材
を配置する方法や、簡易的にはアルミニウム箔を試料１
１の外周部に巻き付けるように形成してもよい。
を配置する方法や、簡易的にはアルミニウム箔を試料１
１の外周部に巻き付けるように形成してもよい。
【００７４】さらに以上の説明においては、試料１１に
直接硬質カーボン膜を形成する実施例で説明したが、中
間層を介して硬質カーボン膜を形成してもよい。
直接硬質カーボン膜を形成する実施例で説明したが、中
間層を介して硬質カーボン膜を形成してもよい。
【００７５】そのときは、この中間層としては、周期律
表第ＩＶ族のシリコンやゲルマニウムや、あるいはシリ
コンやゲルマニウムの化合物でもよい。あるいはこの中
間層としては、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）やチタン
カーバイト（ＴｉＣ）のような炭素を含む化合物でもよ
い。
表第ＩＶ族のシリコンやゲルマニウムや、あるいはシリ
コンやゲルマニウムの化合物でもよい。あるいはこの中
間層としては、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）やチタン
カーバイト（ＴｉＣ）のような炭素を含む化合物でもよ
い。
【００７６】そしてこの中間層の形成方法としては、ス
パッタリング法やイオンプレーティング法や化学気相成
長（ＣＶＤ）法や溶射法を適用すればよい。
パッタリング法やイオンプレーティング法や化学気相成
長（ＣＶＤ）法や溶射法を適用すればよい。
【００７７】さらに以上の本発明の硬質カーボン膜の形
成方法の説明においては、炭素を含むガスとしてメタン
ガスやベンゼンガスを用いる実施例で説明したが、メタ
ン以外にエチレンなどの炭素を含むガスや、あるいはヘ
キサンなどの炭素を含む液体の蒸発蒸気も使用すること
ができる。
成方法の説明においては、炭素を含むガスとしてメタン
ガスやベンゼンガスを用いる実施例で説明したが、メタ
ン以外にエチレンなどの炭素を含むガスや、あるいはヘ
キサンなどの炭素を含む液体の蒸発蒸気も使用すること
ができる。
【００７８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
硬質カーボン膜の形成方法では、試料の開口内面に、接
地電位に接続する補助電極を配置して硬質カーボン膜を
形成している。そして試料には、高周波電圧あるいは負
の直流電圧を印加する。
硬質カーボン膜の形成方法では、試料の開口内面に、接
地電位に接続する補助電極を配置して硬質カーボン膜を
形成している。そして試料には、高周波電圧あるいは負
の直流電圧を印加する。
【００７９】このため、同電位の電極どうしが対向して
いる開口内面に、接地電位に接続する補助電極を設ける
こととなり、同電位どうしが対向することがなくなり、
異常放電であるホロー放電は発生しない。そのため、密
着の良好な硬質カーボン膜を試料に形成することができ
る。
いる開口内面に、接地電位に接続する補助電極を設ける
こととなり、同電位どうしが対向することがなくなり、
異常放電であるホロー放電は発生しない。そのため、密
着の良好な硬質カーボン膜を試料に形成することができ
る。
【００８０】さらに本発明の硬質カーボン膜の形成方法
においては、試料の長手方向の開口内面で、電位特性を
均一にすることができる。
においては、試料の長手方向の開口内面で、電位特性を
均一にすることができる。
【００８１】この結果、開口内面に形成する硬質カーボ
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口中側とで
均一な膜厚を形成することができるという効果ももつ。
ン膜の膜厚分布の発生がなく、開口端面と開口中側とで
均一な膜厚を形成することができるという効果ももつ。
【図１】本発明の実施例における硬質カーボン膜の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例における硬質カーボン膜の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例における硬質カーボン膜の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図４】従来例における硬質カーボン膜の形成方法を示
す断面図である。
す断面図である。
１１ 試料 １３ 真空槽 １５ ガス導入口 １７ 排気口 ２１ 高周波電源 ２３ 補助電極 ２５ 直流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−182278（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−305886（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−230658（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−54768（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C01B 31/02 C23C 14/00 - 14/58
Claims (1)
- 【請求項１】 中心開口を有する試料の開口内面に、硬
質カーボン膜を形成する硬質カーボン膜の形成方法であ
って、 上記試料を、ガス導入口、排気口、アノード、およびフ
ィラメントを備える真空槽内に配置し、 上記試料の中心開口内に、補助電極を挿入し、その補助
電極を接地電位に接続し、 上記真空槽内を上記排気口から排気したのち、上記ガス
導入口から炭素を含むガスを上記真空槽内に導入し、 上記試料に負の直流電圧を印加し、上記アノードに直流
電圧を印加し、上記フィラメントに交流電圧を印加し
て、上記中心開口を含む上記真空槽内にプラズマを発生
させ、上記試料の開口内面に硬質カーボン膜を形成する
ことを特徴とする硬質カーボン膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7032068A JP3014289B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 硬質カーボン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7032068A JP3014289B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 硬質カーボン膜の形成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11267221A Division JP2000119853A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 硬質カ―ボン膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08225944A JPH08225944A (ja) | 1996-09-03 |
| JP3014289B2 true JP3014289B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=12348568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7032068A Expired - Fee Related JP3014289B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 硬質カーボン膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014289B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3224134B2 (ja) * | 1996-08-15 | 2001-10-29 | シチズン時計株式会社 | ガイドブッシュの内周面に形成された硬質カーボン膜の剥離方法 |
| JP5930783B2 (ja) | 2012-03-19 | 2016-06-08 | シチズンホールディングス株式会社 | 有色硬質装飾部材 |
-
1995
- 1995-02-21 JP JP7032068A patent/JP3014289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08225944A (ja) | 1996-09-03 |
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