JP3170814B2 - Method for producing plasma polymerized film and plasma polymerization apparatus - Google Patents

Method for producing plasma polymerized film and plasma polymerization apparatus

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JP3170814B2
JP3170814B2 JP12842891A JP12842891A JP3170814B2 JP 3170814 B2 JP3170814 B2 JP 3170814B2 JP 12842891 A JP12842891 A JP 12842891A JP 12842891 A JP12842891 A JP 12842891A JP 3170814 B2 JP3170814 B2 JP 3170814B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ重合膜の製造
方法及びプラズマ重合装置に係わり、例えば水蒸気バリ
ア性に優れ、磁気ディスク、光ディスク等の保護膜とし
て用いられるプラズマ重合膜を、光ディスク等の表面を
傷めずに効率よく形成するためのプラズマ重合膜の製造
方法と、その製造方法を実施するために適した製造装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a plasma-polymerized film and a plasma-polymerized apparatus, for example, a plasma-polymerized film having excellent water vapor barrier properties and used as a protective film for magnetic disks, optical disks and the like. The present invention relates to a method for manufacturing a plasma-polymerized film for efficiently forming a surface without damaging the surface, and a manufacturing apparatus suitable for implementing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマ重合は、ほとんど全てのモノマ
ーを重合できる方法であるが、プラズマ重合膜が形成さ
れる基材表面またはプラズマ重合膜自体が、プラズマ処
理によりアブレーションが生じたり、重合により発生し
たクラスターや大粒径粒子の飛来で膜質が劣化するこ
が多い。
2. Description of the Related Art Plasma polymerization is a method in which almost all monomers can be polymerized. However, the surface of a substrate on which a plasma-polymerized film is formed or the plasma-polymerized film itself is ablated by plasma treatment or generated by polymerization. the film quality in the flying of the cluster and the large particles is a <br/> often child deterioration.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】プラズマ重合を利用し
た表面薄膜の形成方法、または水蒸気バリア性に優れた
保護膜の形成方法は、数多く報告されているが(例え
ば、特開昭59−68818号)、何れも成膜効率、材
料に主眼をおいたものであり、基材またはプラズマ重合
膜の表面を傷めない処理が追求されているとはいい難
い。
A number of methods for forming a surface thin film using plasma polymerization or a method for forming a protective film having excellent water vapor barrier properties have been reported (for example, see JP-A-59-68818). ), All focus on film formation efficiency and materials, and it is hard to say that a treatment that does not damage the surface of the substrate or the plasma polymerized film has been pursued.

【0004】また、プラズマ重合膜で構成された表面保
護膜は多数報告されているが、得られた保護膜には、何
れもプラズマ重合膜に特有の2重結合や極性基が多く含
まれていることが確認されている。プラズマ重合膜に特
有の2重結合や極性基が含まれると、そのプラズマ重合
膜が着色したり、膜の水蒸気バリア性が低下する傾向に
ある。
[0004] Although many surface protective films composed of a plasma-polymerized film have been reported, any of the resulting protective films contains many double bonds and polar groups peculiar to the plasma-polymerized film. Has been confirmed. When a double bond or a polar group peculiar to a plasma polymerized film is contained, the plasma polymerized film tends to be colored or the water vapor barrier property of the film tends to be reduced.

【0005】そこで、本発明者等は、基材表面並びにプ
ラズマ重合膜の膜表面を傷めず、質のよいプラズマ重合
膜を得る成膜方法について鋭意検討した結果、プラズマ
重合装置にプラズマガイド筒体を導入することにより、
プラズマ発生源と、プラズマ重合膜が形成される基材表
面位置とを分け、成膜速度を落とさずに、基材表面並び
にプラズマ重合膜の膜表面を傷めず、質のよいプラズマ
重合膜を得る成膜方法を見い出し、本発明を完成するに
至った。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a film forming method for obtaining a high quality plasma polymerized film without damaging the substrate surface and the film surface of the plasma polymerized film. By introducing
Separate the plasma generation source and the substrate surface position where the plasma polymerized film is formed, and obtain a high quality plasma polymerized film without damaging the substrate surface and the film surface of the plasma polymerized film without reducing the film forming speed. The inventors have found a film forming method and completed the present invention.

【0006】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、成膜速度を落とさずに、基材表面並びにプラズマ重
合膜の膜表面を傷めず、質のよいプラズマ重合膜を得る
ためのプラズマ重合膜の製造方法及びその方法を実施す
るために適した製造装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in order to obtain a high quality plasma polymerized film without lowering the film forming rate, damaging the substrate surface and the film surface of the plasma polymerized film. and purpose thereof is to provide a manufacturing apparatus suitable for carrying out the manufacturing method and a method of film.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプラズマ重合膜の製造方法は、プラズマ発
生源の周囲にガイド筒体を設け、前記ガイド筒体の外部
であって、基材の成膜面を下向きまたは斜めに向けて前
記プラズマ発生源よりも上方に設置し、前記プラズマ発
生源にて励起モノマーガスを発生させ、前記励起モノマ
ーガスを、前記ガイド筒体に沿って前記基材の成膜面に
向けて流れ込むように導き、前記基材の成膜面にプラズ
マ重合膜を形成することを特徴とする。
To achieve the above Symbol purpose SUMMARY OF THE INVENTION The method for producing a flop plasma polymerized film of the present invention, a plasma onset
A guide cylinder is provided around the source, and outside the guide cylinder.
With the film-forming surface of the substrate facing downward or obliquely
Installed above the plasma source, and
An excited monomer gas is generated at the source,
-Gas is applied to the film-forming surface of the base material along the guide cylinder.
To the film surface of the substrate.
A polymerized film is formed.

【0008】また、上記目的を達成するために、本発明
のプラズマ重合装置は、励起モノマーガスを発生するプ
ラズマ発生源と、このプラズマ発生源の周囲環境を密封
状態に覆う密閉容器とを有するプラズマ重合装置であっ
て、前記密閉容器内部の前記プラズマ発生源の周囲に、
前記プラズマ発生源にて発生した前記励起モノマーガス
を導くガイド筒体を有し、前記密閉容器内部の前記ガイ
ド筒体の外部にあって、前記プラズマ発生源よりも上方
に設置され、成膜面を下向きまたは斜めに向けた基材に
プラズマ重合膜を成膜することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above Symbol purpose, a plasma polymerization device of the present invention, flop that generates the excitation monomer gas
Seals the plasma source and the surrounding environment of this plasma source
A plasma polymerization apparatus having a sealed container
Around the plasma source inside the closed vessel,
The excited monomer gas generated by the plasma generation source
The guide tube inside the closed container.
Outside the cylinder and above the plasma source
On a substrate with the film deposition surface facing downward or obliquely
A plasma polymerized film is formed.

【0009】[0009]

【作用】本発明のプラズマ重合装置を用いた本発明のプ
ラズマ重合膜の製造方法では、プラズマ重合装置内にプ
ラズマガイド筒体を導入することにより、プラズマ発生
源と、プラズマ重合膜が形成される基材表面位置とを分
けており、プラズマ発生源で発生した励起モノマーガス
をガイド筒体に沿って基材表面に導き、そこでプラズマ
重合させる。このため、基板表面を傷めずに、また膜の
アブレーションを最小に抑えた水蒸気バリア性保護膜の
形成が可能になる。
In the method of manufacturing flop <br/> plasma polymerized film of the present invention using the plasma polymerization device of the present invention, by introducing the plasma guide cylinder body plasma polymerization device, and a plasma source, plasma polymerization Excitation monomer gas generated by the plasma generation source is guided to the surface of the substrate along the guide cylinder, and plasma polymerization is performed there. For this reason, it is possible to form a water vapor barrier protective film without damaging the substrate surface and minimizing ablation of the film.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明に係るプラズマ重合膜の製造方
法及びそれに用いる製造装置について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係るプラ
ズマ重合装置の概略断面図、図2はモノマー流量と装置
内圧力との関係における成膜条件を示すグラフ、図3は
本発明の実施例に係るプラズマ重合膜の製造方法におけ
る基板位置を示す概略断面図、図4,5はプラズマ重合
膜の赤外線分光スペクトルを調べた結果を示すグラフ、
図6,7は比較例7,8のESCAスぺクトルから、実
施例8のESCAスぺクトルを引いたスペクトル分析結
果を示すグラフである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for producing a plasma-polymerized film according to the present invention and a production apparatus used therefor will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a plasma polymerization apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing film forming conditions in relation to a monomer flow rate and an internal pressure of the apparatus, and FIG. 3 is a plasma according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 are schematic cross-sectional views showing substrate positions in a method for producing a polymerized film, and FIGS.
6 and 7 are graphs showing the results of spectrum analysis in which the ESCA spectrum of Example 8 was subtracted from the ESCA spectrum of Comparative Examples 7 and 8.

【0011】まず、本発明のプラズマ重合膜の製造方法
に用いるプラズマ重合装置の一例について説明する。図
1に示すように、本発明の一実施例に係るプラズマ重合
装置2は、プラズマ発生源としてのアノードシャワー電
極4とカソード電極6とを有する。このプラズマ発生源
は、密閉容器8内に収容され、密閉容器8内は、パイプ
10を通して吸引され、所定の真空度に保持されるよう
になっている。
First, an example of a plasma polymerization apparatus used in the method for producing a plasma polymerization film of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a plasma polymerization apparatus 2 according to one embodiment of the present invention has an anode shower electrode 4 and a cathode electrode 6 as a plasma generation source. The plasma generation source is housed in a closed container 8, and the inside of the closed container 8 is sucked through a pipe 10 and is maintained at a predetermined degree of vacuum.

【0012】カソード電極6は、アースされている。ア
ノードシャワー電極4は、カソード電極6に対して所定
距離はなれて平行に配置され、直流電圧もしくは高周波
電圧が印可され、カソード電極6との間で放電現象が生
じ、その間に存在する気体をプラズマ状態にするように
なっている。アノードシャワー電極4には、通孔が形成
してあり、この通孔を通してモノマーが電極間に放出さ
せるようになっている。
The cathode electrode 6 is grounded. The anode shower electrode 4 is disposed parallel to the cathode electrode 6 at a predetermined distance from the cathode electrode 6, to which a DC voltage or a high-frequency voltage is applied. It is supposed to. Through holes are formed in the anode shower electrode 4, and monomers are released between the electrodes through the through holes.

【0013】プラズマ発生源としては、上述したような
平行平板電極のみならず、その他の形状の電極、または
電極以外のプラズマ発生用のエネルギーを放出する手
段、例えば、レーザ発生装置等を用いるようにしてもよ
い。また、モノマーは、必ずしもシャワー電極から供給
されることなく、電極以外の部分から定常的に供給する
ようにしても良い。
As the plasma generating source, not only the above-mentioned parallel plate electrode but also an electrode of other shape or a means other than the electrode for emitting energy for plasma generation, for example, a laser generating device or the like is used. You may. Further, the monomer may not always be supplied from the shower electrode but may be supplied constantly from a portion other than the electrode.

【0014】密閉容器8内には、プラズマ発生源として
の電極4,6の上部に、プラズマ重合膜が形成される基
材としての基板12が、回転軸14により回転自在に保
持してある。基板12は、例えば記録媒体で構成され、
回転軸により回転されることが好ましいが、必ずしも回
転させなくとも良い。
In a closed vessel 8, a substrate 12 as a base material on which a plasma polymerized film is formed is rotatably held on a rotating shaft 14 above the electrodes 4 and 6 as plasma generating sources. The substrate 12 is made of, for example, a recording medium,
Although it is preferable that the rotation is performed by the rotation shaft, the rotation is not necessarily performed.

【0015】なお、本発明では、プラズマ重合膜が形成
される基材としては、単なる基板のみならず、記録層が
形成された磁気ディスク、光ディスク等、単層または多
層の板状、テープ状あるいはその他の形状を有するもの
が適用される。また、基材としての基板12は、重力に
より堆積する重合物や不純物の堆積を避けるために、プ
ラズマ重合膜が形成される面が下向きになるように配置
されることが好ましいが、必ずしも下向きではなく、斜
めまたは側方を向くようにしても良い。プラズマ発生源
としての電極間から、基材としての基板12までの距離
は、活性種としての励起モノマーガスのライフタイム以
内で到達できる距離であることが好ましい。また、基板
12におけるプラズマ重合膜を形成したくない表面は、
マスクしておく。
In the present invention, the substrate on which the plasma-polymerized film is formed is not limited to a mere substrate, but may be a single-layer or multilayer plate, tape, tape, or the like, such as a magnetic disk or optical disk having a recording layer formed thereon. Those having other shapes are applied. In addition, the substrate 12 as the base material is preferably arranged so that the surface on which the plasma polymerized film is formed faces downward in order to avoid the deposition of polymers and impurities deposited by gravity, but it is not necessarily required to face downward. Instead, it may be turned obliquely or sideways. It is preferable that the distance from the electrode as the plasma generation source to the substrate 12 as the substrate is a distance that can be reached within the lifetime of the excited monomer gas as the active species. The surface of the substrate 12 where the plasma polymerized film is not desired to be formed is
Mask it.

【0016】密閉容器8は、内部が観察できるように、
外側面が透明であることが好ましい。この密閉容器8の
側面には、保護金網16が張設してある。本実施例で
は、このようなプラズマ重合装置2において、カソード
電極6の周縁部に、ガイド筒体18が、アノードシャワ
ー電極4を囲むように、かつ電極間で発生する励起モノ
マーガスを、容器上部に配置してある回転する基板12
の表面に向けて自然に流すように設置してある。ガイド
筒体は、石英管またはパイレックス管等の耐熱性材料で
構成されることが好ましい。
The closed container 8 is provided so that the inside can be observed.
Preferably, the outer surface is transparent. A protective wire mesh 16 is stretched on a side surface of the closed container 8. In the present embodiment, in such a plasma polymerization apparatus 2, an excited monomer gas generated between the electrodes so that the guide cylinder 18 surrounds the anode shower electrode 4 is provided around the periphery of the cathode electrode 6. Rotating substrate 12 arranged at
It is set to flow naturally toward the surface of. The guide cylinder is preferably made of a heat-resistant material such as a quartz tube or a Pyrex tube.

【0017】次に、このようなプラズマ重合装置2を用
いた本発明に係るプラズマ重合膜の製造方法について説
明する。まず、密閉容器8内に、プラズマ重合膜を形成
すべき基板12を設置する。その後、密閉容器内を減圧
する。密閉容器8内の圧力は、電極4,6間に印可され
る電圧条件及びモノマー流量等によっても変化し、特に
限定されないが、0.5〜2torrが好ましい。重合条件
としては、図2に示す重合状態図のフィルム形成条件を
満たす条件であれば、すべて可能である。
Next, a method for producing a plasma polymerized film according to the present invention using such a plasma polymerization apparatus 2 will be described. First, a substrate 12 on which a plasma-polymerized film is to be formed is placed in a sealed container 8. Thereafter, the pressure in the closed container is reduced. The pressure in the sealed container 8 varies depending on the voltage conditions applied between the electrodes 4 and 6, the monomer flow rate, and the like, and is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2 torr. As the polymerization conditions, any conditions can be used as long as the film formation conditions in the polymerization diagram shown in FIG. 2 are satisfied.

【0018】次に、アノードシャワー電極4に、電力を
供給すると共に、アノードシャワー電極4からモノマー
を電極間に放出させ、モノマーをプラズマ状態にし、励
起モノマーを発生させる。アノードシャワー電極4に印
可する電力は、電極間にプラズマ状態を発生させるよう
に決定され、電極間距離などによっても相違し、特に限
定されないが、1〜100MHz程度の高周波で、50
〜100ワット程度の電力が好ましい。電極間の距離
は、2〜6cmが好ましい。
Next, electric power is supplied to the anode shower electrode 4, and at the same time, the monomer is discharged from the anode shower electrode 4 between the electrodes to bring the monomer into a plasma state to generate an excited monomer. The power applied to the anode shower electrode 4 is determined so as to generate a plasma state between the electrodes, and varies depending on the distance between the electrodes, and is not particularly limited.
A power of about 100 watts is preferred. The distance between the electrodes is preferably 2 to 6 cm.

【0019】電極間に放出されるモノマーは、得ようと
するプラズマ重合膜の種類によって変化し、特に限定さ
れず、例えば、エチレン、エタン、スチレン、テトラフ
ルオロエチレン、アセチレン、キシレン等を用いること
ができる。モノマーの流量も、モノマーの種類などによ
って変化し、例えばエチレンモノマーの場合(圧力1to
rr、出力50Wの条件では)には40〜60cm3(STP)/m
inが好ましい。
The monomer released between the electrodes varies depending on the type of the plasma-polymerized film to be obtained, and is not particularly limited. For example, ethylene, ethane, styrene, tetrafluoroethylene, acetylene, xylene and the like can be used. it can. The flow rate of the monomer also varies depending on the type of the monomer.
rr, under the condition of output 50W) is 40-60cm 3 (STP) / m
in is preferred.

【0020】電極間で発生した励起モノマーは、ガイド
筒体に沿って、それ自身のフローにより自然に上方に移
動し、回転する基板表面に到達し、そこでプラズマ重合
反応が生じ、基板表面にプラズマ重合膜が形成される。
その際に、本実施例では、基板12の表面並びにプラズ
マ重合膜自身の膜表面を傷めず、質のよいプラズマ重合
膜を得ることができる。プラズマ重合の時間は、得よう
とするプラズマ重合膜の膜厚によっても変化するが、膜
厚が2000オングストロームのエチレンプラズマ重合
膜である場合には、15〜30分が好ましい。
The excited monomer generated between the electrodes naturally moves upward by its own flow along the guide cylinder and reaches the rotating substrate surface, where a plasma polymerization reaction occurs, and the plasma surface is exposed to the plasma. A polymer film is formed.
At this time, in this embodiment, a high quality plasma polymerized film can be obtained without damaging the surface of the substrate 12 and the film surface of the plasma polymerized film itself. The plasma polymerization time varies depending on the thickness of the plasma-polymerized film to be obtained, but is preferably 15 to 30 minutes in the case of an ethylene plasma-polymerized film having a thickness of 2000 Å.

【0021】本発明の第2のプラズマ重合膜の製造方法
では、このようなプラズマ重合膜の製造後に、密閉容器
8の内部に、図示しないパイプを通して水素ガスを導入
し、プラズマ重合膜が形成された基板周囲環境を水素ガ
ス雰囲気下とする。その場合には、当然のことながら、
電極間には、プラズマを発生させるための電圧印可はな
されていないと共に、モノマーの放出もない。
In the second method for producing a plasma-polymerized film of the present invention, after producing such a plasma-polymerized film, hydrogen gas is introduced into the closed vessel 8 through a pipe (not shown) to form the plasma-polymerized film. The environment around the substrate is set to a hydrogen gas atmosphere. In that case, of course,
No voltage is applied between the electrodes to generate plasma, and no monomer is released.

【0022】水素ガスによる密閉容器内部のパージ圧力
は、特に限定されないが、1〜10気圧が好ましい。ま
た、水素ガスによるパージ時間も特に限定されないが、
1分〜10時間が好ましい。製造されたプラズマ重合膜
の膜温度が高いほど(基板を構成する材料のガラス転移
温度以下であるが)、またパージ圧力が高いほど、パー
ジ時間は短くて済む。このような水素パージが終了した
後に、プラズマ重合膜が形成された基板12をプラズマ
重合装置2から外部に取り出す。
The purge pressure of the inside of the closed vessel with hydrogen gas is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 atm. Further, the purge time by the hydrogen gas is not particularly limited, either.
1 minute to 10 hours are preferred. The higher the film temperature of the manufactured plasma polymerized film (below the glass transition temperature of the material constituting the substrate) or the higher the purge pressure, the shorter the purge time. After the completion of the hydrogen purging, the substrate 12 on which the plasma polymerization film is formed is taken out of the plasma polymerization apparatus 2.

【0023】このような本発明の第2のプラズマ重合膜
の製造方法では、プラズマ重合膜の重合後に、装置内部
を水素パージ処理することにより、重合後にプラズマ重
合膜を大気中に取り出した際に特に進む残留ラジカルの
再結合による二重結合、または酸化による極性基の導入
を、効率的に抑制することができる。その結果、得られ
るプラズマ重合膜の水蒸気バリア性は、水素パージしな
いものに比較し、著しく向上する。
In the second method for producing a plasma-polymerized film according to the present invention, after the plasma-polymerized film is polymerized, the inside of the apparatus is subjected to a hydrogen purge treatment, whereby the plasma-polymerized film is taken out into the atmosphere after the polymerization. In particular, the introduction of a double bond due to recombination of a residual radical or the introduction of a polar group due to oxidation can be efficiently suppressed. As a result, the water vapor barrier properties of the resulting plasma-polymerized film are significantly improved as compared with those without hydrogen purge.

【0024】なお、本発明の第2のプラズマ重合膜の製
造方法では、プラズマ重合膜自体の製造方法は、上述し
た実施例に限定されず、従来公知のプラズマ重合膜の製
造方法のみでなく、本出願人により提案されている全て
のプラズマ重合膜の製造方法に適用することが可能であ
る。また、モノマーガスの種類については、エチレン以
外でも、残留ラジカルが2重結合を形成したり、酸素と
結合して極性基を形成したりする性質のものであれば全
てに適用できる。
In the second method for producing a plasma-polymerized film according to the present invention, the method for producing the plasma-polymerized film itself is not limited to the above-described embodiment, and is not limited to the conventionally known method for producing a plasma-polymerized film. The present invention can be applied to all the plasma polymerized film manufacturing methods proposed by the present applicant. In addition, as for the type of the monomer gas, any other than ethylene can be used as long as the residual radical forms a double bond or bonds with oxygen to form a polar group.

【0025】次に、本発明のさらに具体的な実施例につ
いて説明するが、本発明は、これら実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することが
できる。
Next, more specific embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be variously modified within the scope of the present invention.

【0026】実施例1〜7 図3に示すような平行平板内部電極式プラズマ重合装置
を用い、アノード電極(上部電極)4の全体が入るよう
なパイレックス管をガイド筒体18として、カソード
(下部電極)電極6上に設けた。アノード電極はシャワ
ー電極となっており、モノマーはそこから放出された。
アノード電極から放出されるモノマーとしては、エチレ
ンモノマーを用い、電極間には、13.56MHz、5
0Wの電力を供給した。エチレンモノマーの流量は、4
0cm3(STP)/min であった。密閉容器内部の圧力は、0.
1 torrであり、電極間距離は、3.5〜4cmであった。
また、重合時間は30分であった。
Embodiments 1 to 7 Using a parallel plate internal electrode type plasma polymerization apparatus as shown in FIG. (Electrode) Provided on the electrode 6. The anode electrode was a shower electrode from which the monomer was released.
An ethylene monomer is used as a monomer released from the anode electrode, and 13.56 MHz, 5
0 W of power was supplied. The flow rate of ethylene monomer is 4
It was 0 cm 3 (STP) / min. The pressure inside the closed container is 0.
1 torr, and the distance between the electrodes was 3.5 to 4 cm.
The polymerization time was 30 minutes.

【0027】プラズマ重合膜を形成すべき基板を、それ
ぞれ図3に示すように、A〜Gの位置におき、それぞれ
の位置でのプラズマ重合膜の成膜速度を調べた。基板と
しては、厚さ100μm のポリカーボネートを用いた。
結果を表1に示す。実施例1〜7は、それぞれA〜Gの
位置において上記条件でプラズマ重合を行った例を示
す。
The substrates on which the plasma polymerized film was to be formed were placed at positions A to G as shown in FIG. 3, and the film forming speed of the plasma polymerized film at each position was examined. As the substrate, a 100 μm-thick polycarbonate was used.
Table 1 shows the results. Examples 1 to 7 show examples in which plasma polymerization was performed at the positions A to G under the above conditions.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】また、実施例1及び実施例2におけるプラ
ズマ重合膜の赤外線分光スペクトルを調べた結果を図4
に示す。図4に示すように、低密度ポリエチレンに近い
きれいなスペクトルが得られた。また、実施例1,2に
おけるプラズマ重合膜の透湿度を、サンレジ法(St.
Regis法)にて測定したところ、2.0g 25 μm/
2 ・day であった。
FIG. 4 shows the result of examining the infrared spectrum of the plasma-polymerized films in Examples 1 and 2.
Shown in As shown in FIG. 4, a clear spectrum close to low-density polyethylene was obtained. Further, the moisture permeability of the plasma polymerized film in Examples 1 and 2 was measured by the sun-resist method (St.
Regis method), it was found that 2.0 g 25 μm /
m 2 · day .

【0030】比較例1 プラズマ重合膜を形成すべき基板を、図3のH位置にお
いた以外は、実施例1〜7と同様にしてプラズマ重合膜
の製造を行った。この比較例1に係るプラズマ重合膜の
成膜速度を表1に示すと共に、赤外線分光スペクトルを
調べた結果を図5に示す。
Comparative Example 1 A plasma-polymerized film was produced in the same manner as in Examples 1 to 7, except that the substrate on which the plasma-polymerized film was to be formed was at the position H in FIG. Table 1 shows the film forming speed of the plasma polymerized film according to Comparative Example 1, and FIG. 5 shows the result of examining the infrared spectrum.

【0031】図5に示すように、比較例1では、実施例
1に対応する図4に比較し、C=O、COOH、OH基
が多く含まれる膜が得られることが判明した。水蒸気バ
リア性保護膜等に用いる場合には、極性基を含まない実
施例1の膜の方が優れている。実際に透湿度をサンレジ
法で測定すると実施例1,2に関しては、上述したよう
に2.0g 25 μm/m 2 ・day であり、比較例1に関し
ては、2.9g 25 μm/m2 ・day となり、A,B の位置
に置かれた実施例1,2のプラズマ重合膜が最も実用に
適する膜であることが判明した。
As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, it was found that a film containing a large amount of C 実 施 O, COOH and OH groups was obtained as compared with FIG. 4 corresponding to Example 1. When used as a water vapor barrier protective film or the like, the film of Example 1 containing no polar group is superior. When the moisture permeability is actually measured by the sun-resist method, it is 2.0 g 25 μm / m 2 · day for Examples 1 and 2 as described above, and 2.9 g 25 μm / m 2 for Comparative Example 1. -It was day, and it was found that the plasma-polymerized films of Examples 1 and 2 placed at positions A and B were the most practically suitable films.

【0032】比較例2 ガイド筒体18を取り除き、図中、Aの位置に基板をお
いた以外は実施例1と同様にしてプラズマ重合を行い、
プラズマ重合膜を得た。このプラズマ重合膜の成膜速度
は、6.7nm/minであり、実施例1と同等であるが、透
湿度をサンレジ法で測定すると、3.5g 25 μm/m2
・day となり、実施例1に比較し、水蒸気バリア性が低
下することが判明した。
Comparative Example 2 Plasma polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the guide cylinder 18 was removed, and the substrate was placed at the position A in the figure.
A plasma polymerized film was obtained. The film formation rate of this plasma polymerized film is 6.7 nm / min, which is the same as that in Example 1. However, when the moisture permeability is measured by a sun-resist method, it is 3.5 g 25 μm / m 2.
-It was day, and it was found that the water vapor barrier property was lower than that in Example 1.

【0033】比較例3〜6 基板の置く位置を、図3中のI〜Lにした以外は実施例
1と同様にして、プラズマ重合膜を得た。各比較例3〜
6の成膜速度を表1に示す。
Comparative Examples 3 to 6 A plasma polymerized film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the positions of the substrates were changed to I to L in FIG. Comparative Examples 3 to
Table 1 shows the film forming rates of No. 6.

【0034】表1において、各比較例と実施例とを比較
すると、実施例1,2,3及び比較例1での重合効率が
よいことが判明している。また、アノード電極に近い比
較例5では、アブレーションによる膜厚の減少が起こっ
ていることが判明した。ここで、実施例3及び実施例6
のプラズマ重合膜では、重合速度は大きいが、膜厚に勾
配があるなどの不均一性が大きかった。また、比較例1
では、成膜速度の点では問題ないが、上述したように、
水蒸気バリア性に劣るので、実施例1,2のA,Bが最
適位置であることが判明した。
In Table 1, a comparison between each comparative example and the example shows that the polymerization efficiency of the examples 1, 2, 3 and the comparative example 1 is good. In Comparative Example 5 close to the anode electrode, it was found that the film thickness was reduced by ablation. Here, Example 3 and Example 6
In the plasma polymerized film, the polymerization rate was high, but the nonuniformity such as a gradient in the film thickness was large. Comparative Example 1
Then, although there is no problem in terms of the film formation speed, as described above,
It was found that A and B in Examples 1 and 2 were the optimal positions because of poor water vapor barrier properties.

【0035】実施例8 基板を図3のB位置に設置した以外は、実施例1と同様
にして、プラズマ重合膜を製造した。その後、密閉容器
8内を水素ガスでパージし、内部圧力を1torrとした。
その状態を12時間保持し、その後、プラズマ重合膜が
形成された基板を取り出した。膜の組成は、X線光電子
分光法(ESCA)を用いて調べた。その結果を表2に
示す。なお、表には、膜中の炭素原子、酸素原子の割合
をatom%で示した。
Example 8 A plasma polymerized film was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the substrate was set at the position B in FIG. Thereafter, the inside of the sealed container 8 was purged with hydrogen gas, and the internal pressure was set to 1 torr.
This state was maintained for 12 hours, and then the substrate on which the plasma polymerized film was formed was taken out. The composition of the film was examined using X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). Table 2 shows the results. In the table, the ratio of carbon atoms and oxygen atoms in the film is represented by atom%.

【0036】比較例7 水素ガスの代わりに、窒素ガスを1分間パージした以外
は実施例8と同様にしてプラズマ重合膜を得た。ESC
Aの結果を表2に示す。
Comparative Example 7 A plasma polymerized film was obtained in the same manner as in Example 8, except that nitrogen gas was purged for 1 minute instead of hydrogen gas. ESC
Table 2 shows the results of A.

【表2】 [Table 2]

【0037】比較例8 水素ガスの代わりに、エチレンガスを12時間パージし
た以外は実施例8と同様にしてプラズマ重合膜を得た。
ESCAの結果を表2に示す。1分後に大気中に出した
比較例7の試料にはいちばん酸素が多く、ついでエチレ
ンパージした比較例8に多く、水素パージした実施例8
に係る膜には最も酸素が少なかった。
Comparative Example 8 A plasma polymerized film was obtained in the same manner as in Example 8, except that ethylene gas was purged for 12 hours instead of hydrogen gas.
Table 2 shows the results of ESCA. The sample of Comparative Example 7 discharged into the atmosphere one minute later had the highest oxygen content, and the sample of Comparative Example 8 which had been purged with ethylene had the highest oxygen content.
The film according to (1) had the least amount of oxygen.

【0038】図6及び図7には、それぞれ比較例7の試
料のESCAスぺクトルから、実施例8の試料のESC
Aスぺクトルを引いたスペクトル分析結果、比較例8の
試料のESCAスぺクトルから、実施例8の試料のES
CAスぺクトルを引いたスペクトル分析結果を示す。
6 and 7 show the ESC spectrum of the sample of Example 8 and the ESC spectrum of the sample of Example 8, respectively.
The spectrum analysis results obtained by subtracting the A spectrum show that the ESCA spectrum of the sample of Comparative Example 8
The spectrum analysis result obtained by subtracting the CA spectrum is shown.

【0039】基線Xより、上に出ているピークは実施例
8の試料より多い成分、下に出ているピークは実施例8
の試料の方が多い成分である。これより、重合後1分で
大気圧に戻した比較例7に係る試料には、C=O、CO
O−等の極性基の形での酸素が多いことが判明した。ま
た水素パージした実施例8の膜には、CH、C−Cの様
に、モノマー構造をより保存している構造がみられた。
The peaks above the base line X are more components than those of the sample of Example 8, and the peaks below the base line X are those of Example 8.
Is a component that is more in the sample. Thus, the sample according to Comparative Example 7, which was returned to the atmospheric pressure one minute after the polymerization, had C = O, CO
It has been found that there is much oxygen in the form of polar groups such as O-. Further, in the film of Example 8 which had been purged with hydrogen, a structure such as CH and CC which further preserved the monomer structure was observed.

【0040】一方、エチレンでパージを行い12時間後
に大気中に取り出した比較例8の膜には、C=O、CO
Oー等の極性基が存在するが、1分後パージの比較例7
の膜に比べるとその量は少ない。またエーテル結合を示
すC−Oも水素パージした膜に比べて少ない。以上を勘
案すると、保護膜の性質上、極性基は含まない膜が望ま
しいので、水素パージをした実施例8の膜がよりよい膜
といえる。
On the other hand, the film of Comparative Example 8 which was purged with ethylene and taken out into the air 12 hours later, had C = O, CO
Although there is a polar group such as O-, Comparative Example 7 of purge after 1 minute
The amount is smaller than that of the film. Also, the amount of C—O showing an ether bond is smaller than that of the hydrogen purged film. In view of the above, a film containing no polar group is desirable in view of the properties of the protective film, and thus the hydrogen-purged film of Example 8 can be said to be a better film.

【0041】比較例9 水素パージすることなく、プラズマ重合後に基板をすぐ
に大気中に取り出した以外は、実施例8と同様にしてプ
ラズマ重合膜を得た。透湿度の測定の結果を次に示す。
透湿度の測定は、サンレジ法にて行った。
Comparative Example 9 A plasma polymerized film was obtained in the same manner as in Example 8, except that the substrate was immediately taken out into the air after plasma polymerization without purging with hydrogen. The results of the moisture permeability measurement are shown below.
The measurement of the water vapor transmission rate was performed by the sun-register method.

【0042】重合後、すぐに大気圧に戻した比較例9の
試料では、2g 25 μm/m2 ・day、水素パージした実
施例8の試料では、1.2g 25 μm/m2 ・day であ
り、実施例8の試料の方が、水蒸気バリア性が向上して
いることが判明した。
After the polymerization, the sample of Comparative Example 9 which was immediately returned to the atmospheric pressure was 2 g at 25 μm / m 2 · day, and the sample of Example 8 which had been purged with hydrogen was at 1.2 g at 25 μm / m 2 · day. It was found that the sample of Example 8 had better water vapor barrier properties.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のプラズマ重合装置を用いた本発
のプラズマ重合膜の製造方法によれば、プラズマ重合
装置内にプラズマガイド筒体を導入することにより、プ
ラズマ発生源と、プラズマ重合膜が形成される基材表面
位置とを分けており、プラズマ発生源で発生した励起モ
ノマーガスをガイド筒体に沿って基材表面に導き、そこ
でプラズマ重合させる。このため、成膜速度を落とさず
に、しかも基材表面並びにプラズマ重合膜の膜表面を傷
めず、質のよいプラズマ重合膜を得ることが可能にな
る。
According to the manufacturing method of the flop plasma polymerized film of the present invention using the plasma polymerization device of the present invention, by introducing the plasma guide cylinder body plasma polymerization device, and a plasma source, plasma polymerization Excitation monomer gas generated by the plasma generation source is guided to the surface of the substrate along the guide cylinder, and plasma polymerization is performed there. For this reason, it is possible to obtain a high-quality plasma polymerized film without lowering the film forming speed and without damaging the substrate surface and the film surface of the plasma polymerized film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の一実施例に係るプラズマ重合装
置の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a plasma polymerization apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】図2はモノマー流量と装置内圧力との関係にお
ける成膜条件を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing film forming conditions in a relationship between a monomer flow rate and an internal pressure of the apparatus.

【図3】図3は本発明の実施例に係るプラズマ重合膜の
製造方法における基板位置を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a substrate position in a method for manufacturing a plasma-polymerized film according to an embodiment of the present invention.

【図4】図4はプラズマ重合膜の赤外線分光スペクトル
を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the result of examining the infrared spectrum of the plasma polymerized film.

【図5】図5はプラズマ重合膜の赤外線分光スペクトル
を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a result of examining an infrared spectrum of the plasma polymerized film.

【図6】図6は比較例7のESCAスぺクトルから、実
施例8のESCAスぺクトルを引いたスペクトル分析結
果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the result of spectrum analysis obtained by subtracting the ESCA spectrum of Example 8 from the ESCA spectrum of Comparative Example 7.

【図7】図7は比較例8のESCAスぺクトルから、実
施例8のESCAスぺクトルを引いたスペクトル分析結
果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a spectrum analysis result obtained by subtracting the ESCA spectrum of Example 8 from the ESCA spectrum of Comparative Example 8.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 プラズマ重合装置 4 アノードシャワー電極 6 カソード電極 8 密閉容器 12 基板(基材) 18 ガイド筒 2 plasma polymerization apparatus 4 anode shower electrode 6 cathode electrode 8 sealed container 12 substrate (base material) 18 guide cylinder

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プラズマ発生源の周囲にガイド筒体を設
け、 前記ガイド筒体の外部であって、基材の成膜面を下向き
または斜めに向けて前記プラズマ発生源よりも上方に設
置し、 前記 プラズマ発生源にて励起モノマーガスを発生させ、前記 励起モノマーガスを、前記ガイド筒体に沿って前記
基材の成膜面に向けて流れ込むように導き、前記 基材の成膜面にプラズマ重合膜を形成することを特
徴とするプラズマ重合膜の製造方法。
1. A guide cylinder is provided around a plasma source.
Only, an external of the guide cylinder, downward deposition surface of the substrate
Or, set obliquely above the plasma source.
And location, to generate excited monomer gas in the plasma generating source, said excitation monomer gas, said along said guide cylinder
It led to flow toward the deposition surface of the substrate, a manufacturing method of the plasma polymerization film, which comprises forming a plasma polymerized film on the deposition surface of the substrate.
【請求項2】励起モノマーガスを発生するプラズマ発生
源と、このプラズマ発生源の周囲環境を密封状態に覆う
密閉容器とを有するプラズマ重合装置であって、前記 密閉容器内部の前記プラズマ発生源の周囲に、前記
プラズマ発生源にて発生した前記励起モノマーガスを
くガイド筒体を有し、 前記密閉容器内部の前記ガイド筒体の外部にあって、前
記プラズマ発生源よりも上方に設置され、成膜面を下向
きまたは斜めに向けた基材にプラズマ重合膜を成膜する
ことを特徴とするプラズマ重合装置。
2. A plasma polymerization apparatus comprising : a plasma generating source for generating an excited monomer gas; and a sealed container for covering an environment surrounding the plasma generating source in a sealed state, wherein the plasma generating source inside the sealed container is around guide the excitation monomer gas generated by the <br/> plasma source
Having a guide cylinder, outside the guide cylinder inside the closed container,
Installed above the plasma source and face down
A plasma polymerization apparatus characterized in that a plasma polymerization film is formed on a substrate which is oriented obliquely or obliquely .
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