JP3355892B2 - 炭素膜の形成方法 - Google Patents
炭素膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機材料からなる
被成膜基体上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon) 膜等の炭
素膜を形成する方法に関する。
被成膜基体上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon) 膜等の炭
素膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素膜の中でもＤＬＣ膜は、耐摩耗性、
摺動性、絶縁性等に優れていることから、物品の潤滑性
等を向上させる目的で幅広い用途が開拓されている。ま
た、ＤＬＣ膜は比較的低温で形成できるため、比較的耐
熱性が劣る樹脂等の有機材料からなる物品上へも形成す
ることができる。
摺動性、絶縁性等に優れていることから、物品の潤滑性
等を向上させる目的で幅広い用途が開拓されている。ま
た、ＤＬＣ膜は比較的低温で形成できるため、比較的耐
熱性が劣る樹脂等の有機材料からなる物品上へも形成す
ることができる。
【０００３】従来、ＤＬＣ膜等の炭素膜の形成にはプラ
ズマＣＶＤ法が多用されている。しかし、通常のプラズ
マＣＶＤ法によっては、ＤＬＣ膜等の炭素膜を基体上に
密着性良好に形成することは困難である。そこで、基体
が金属等の導電性材料からなる場合は、炭素膜と基体と
の密着性を向上させるために、例えば図２又は図３に示
すプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜している。
ズマＣＶＤ法が多用されている。しかし、通常のプラズ
マＣＶＤ法によっては、ＤＬＣ膜等の炭素膜を基体上に
密着性良好に形成することは困難である。そこで、基体
が金属等の導電性材料からなる場合は、炭素膜と基体と
の密着性を向上させるために、例えば図２又は図３に示
すプラズマＣＶＤ装置を用いて成膜している。
【０００４】図２の装置は、排気装置１１が付設された
真空チャンバ１を有し、チャンバ１内には基体ホルダを
兼ねる電極２及びこれに対向する位置に高周波電極３１
が設置されている。電極２には直流電源２１が接続さ
れ、高周波電極３１にはマッチングボックス３２を介し
て高周波電源３３が接続されている。また、電極２には
ヒータ２０が付設されており、電極２に支持される被成
膜基体Ｓ１を所定の成膜温度に加熱することができる。
また、チャンバ１にはガス供給部４が付設されて、内部
にプラズマ原料ガスを導入できるようになっている。ガ
ス供給部４には、マスフローコントローラ４１１、４１
２・・・及び弁４２１、４２２・・・を介して接続され
た１又は２以上のプラズマ原料ガスのガス源４３１、４
３２・・・が含まれる。
真空チャンバ１を有し、チャンバ１内には基体ホルダを
兼ねる電極２及びこれに対向する位置に高周波電極３１
が設置されている。電極２には直流電源２１が接続さ
れ、高周波電極３１にはマッチングボックス３２を介し
て高周波電源３３が接続されている。また、電極２には
ヒータ２０が付設されており、電極２に支持される被成
膜基体Ｓ１を所定の成膜温度に加熱することができる。
また、チャンバ１にはガス供給部４が付設されて、内部
にプラズマ原料ガスを導入できるようになっている。ガ
ス供給部４には、マスフローコントローラ４１１、４１
２・・・及び弁４２１、４２２・・・を介して接続され
た１又は２以上のプラズマ原料ガスのガス源４３１、４
３２・・・が含まれる。
【０００５】この装置を用いて金属材料からなる被成膜
基体Ｓ１上に炭素膜を形成するにあたっては、基体Ｓ１
をチャンバ１内に搬入し、ホルダ２に支持させた後、排
気装置１１の運転にてチャンバ１内を所定の真空度とす
る。次いで、ガス供給部４からチャンバ１内にプラズマ
原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するととも
に、高周波電源３３からマッチングボックス３２を介し
て電極３１に高周波電圧を印加して前記導入したプラズ
マ原料ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で基体Ｓ１
上に炭素膜を形成する。この間、電源２１から電極２に
数ｋＶ程度の負バイアスを印加することで、プラズマ中
の炭素イオンを引きつけ、基体Ｓ１に打ち込みながら成
膜を行う。これにより、形成される炭素膜と基体Ｓ１と
の密着性を向上させることができる。
基体Ｓ１上に炭素膜を形成するにあたっては、基体Ｓ１
をチャンバ１内に搬入し、ホルダ２に支持させた後、排
気装置１１の運転にてチャンバ１内を所定の真空度とす
る。次いで、ガス供給部４からチャンバ１内にプラズマ
原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するととも
に、高周波電源３３からマッチングボックス３２を介し
て電極３１に高周波電圧を印加して前記導入したプラズ
マ原料ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で基体Ｓ１
上に炭素膜を形成する。この間、電源２１から電極２に
数ｋＶ程度の負バイアスを印加することで、プラズマ中
の炭素イオンを引きつけ、基体Ｓ１に打ち込みながら成
膜を行う。これにより、形成される炭素膜と基体Ｓ１と
の密着性を向上させることができる。
【０００６】また、図３の装置は、図２の装置におい
て、高周波電極３１とこれに接続されたマッチングボッ
クス３２及び高周波電源３３に代えて、接地電極５を備
えたものである。その他の構成は図２の装置と同様であ
り、実質上同じ部品は同じ符号を付してある。この装置
を用いて金属材料からなる被成膜基体Ｓ１上に炭素膜を
形成するにあたっては、基体Ｓ１をチャンバ１内に搬入
し、ホルダ２に支持させた後、排気装置１１の運転にて
チャンバ１内を所定の真空度とする。次いで、ガス供給
部４からチャンバ１内にプラズマ原料ガスとして炭化水
素化合物ガスを導入するとともに、直流電源２１から電
極２に負電圧を印加して前記導入したガスをプラズマ化
し、該プラズマの下で基体Ｓ１上に炭素膜を形成する。
この間、負バイアスが印加される電極２１にプラズマ中
の炭素イオンが引きつけられることで、該イオンが基体
Ｓ１に打ち込まれ、これにより形成される炭素膜と基体
Ｓ１との密着性を向上させることができる。
て、高周波電極３１とこれに接続されたマッチングボッ
クス３２及び高周波電源３３に代えて、接地電極５を備
えたものである。その他の構成は図２の装置と同様であ
り、実質上同じ部品は同じ符号を付してある。この装置
を用いて金属材料からなる被成膜基体Ｓ１上に炭素膜を
形成するにあたっては、基体Ｓ１をチャンバ１内に搬入
し、ホルダ２に支持させた後、排気装置１１の運転にて
チャンバ１内を所定の真空度とする。次いで、ガス供給
部４からチャンバ１内にプラズマ原料ガスとして炭化水
素化合物ガスを導入するとともに、直流電源２１から電
極２に負電圧を印加して前記導入したガスをプラズマ化
し、該プラズマの下で基体Ｓ１上に炭素膜を形成する。
この間、負バイアスが印加される電極２１にプラズマ中
の炭素イオンが引きつけられることで、該イオンが基体
Ｓ１に打ち込まれ、これにより形成される炭素膜と基体
Ｓ１との密着性を向上させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被成膜
基体が樹脂、ゴム等の有機材料からなる場合、該材料は
電気絶縁性を示すため、プラズマＣＶＤにおいてこのよ
うに基体側電極に直流バイアスを印加すると、該基体が
帯電し、絶縁破壊を起こし易い。このように有機材料か
らなる被成膜基体上に炭素膜を密着性良好に形成する方
法は得られていないのが現状である。
基体が樹脂、ゴム等の有機材料からなる場合、該材料は
電気絶縁性を示すため、プラズマＣＶＤにおいてこのよ
うに基体側電極に直流バイアスを印加すると、該基体が
帯電し、絶縁破壊を起こし易い。このように有機材料か
らなる被成膜基体上に炭素膜を密着性良好に形成する方
法は得られていないのが現状である。
【０００８】そこで本発明は、有機材料からなる被成膜
基体上に炭素膜を密着性良好に形成できる炭素膜の形成
方法を提供することを課題とする。
基体上に炭素膜を密着性良好に形成できる炭素膜の形成
方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の炭素膜の形成方法は、有機材料からなる被成膜基体
を酸素（Ｏ 2 ）ガスプラズマに曝した後、フッ素（Ｆ）
含有ガス又は水素（Ｈ2 ）ガスのプラズマに曝し、さら
にそのあと該基体上に炭素膜を形成することを特徴とす
る。
明の炭素膜の形成方法は、有機材料からなる被成膜基体
を酸素（Ｏ 2 ）ガスプラズマに曝した後、フッ素（Ｆ）
含有ガス又は水素（Ｈ2 ）ガスのプラズマに曝し、さら
にそのあと該基体上に炭素膜を形成することを特徴とす
る。
【００１０】本発明方法における被成膜基体の材質であ
る有機材料としては、各種の樹脂、ゴム等を挙げること
ができるが、特に限定されない。また、前記基体の形状
も膜被覆基体の用途により異なり、ブロック状、プレー
ト状、チューブ状、袋状、フィルム状、繊維状等種々考
えられるが、特に限定されない。また、本発明方法にお
けるフッ素含有ガスとしては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、３
フッ化窒素（ＮＦ3 ）ガス、６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガ
ス、４フッ化炭素（ＣＦ 4 ）ガス、４フッ化ケイ素（Ｓ
ｉＦ4 ）ガス、６フッ化２ケイ素（Ｓｉ2 Ｆ6 ）ガス、
３フッ化塩素（ＣｌＦ3 ）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガ
ス等を挙げることができる。
る有機材料としては、各種の樹脂、ゴム等を挙げること
ができるが、特に限定されない。また、前記基体の形状
も膜被覆基体の用途により異なり、ブロック状、プレー
ト状、チューブ状、袋状、フィルム状、繊維状等種々考
えられるが、特に限定されない。また、本発明方法にお
けるフッ素含有ガスとしては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、３
フッ化窒素（ＮＦ3 ）ガス、６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガ
ス、４フッ化炭素（ＣＦ 4 ）ガス、４フッ化ケイ素（Ｓ
ｉＦ4 ）ガス、６フッ化２ケイ素（Ｓｉ2 Ｆ6 ）ガス、
３フッ化塩素（ＣｌＦ3 ）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガ
ス等を挙げることができる。
【００１１】また、本発明方法における炭素膜形成方法
としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法等を挙げることができるが、特にプ
ラズマＣＶＤ法を用いる場合は、被成膜基体のプラズマ
による前処理と炭素膜形成とを同一の装置で行うことが
できる。また、本発明方法により形成する炭素膜は、被
成膜基体に熱的損傷を与えない温度範囲で形成できるも
のであればよいが、代表的には用途の広いＤＬＣ膜を挙
げることができる。
としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法等を挙げることができるが、特にプ
ラズマＣＶＤ法を用いる場合は、被成膜基体のプラズマ
による前処理と炭素膜形成とを同一の装置で行うことが
できる。また、本発明方法により形成する炭素膜は、被
成膜基体に熱的損傷を与えない温度範囲で形成できるも
のであればよいが、代表的には用途の広いＤＬＣ膜を挙
げることができる。
【００１２】プラズマＣＶＤ法により炭素膜を形成する
場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素膜形成に一般に
用いられるメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プ
ロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、アセチレン
（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ 6 Ｈ6 ）等の炭化水素化合
物ガス、及び必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガ
スにキャリアガスとして水素ガス、不活性ガス等を混合
したものを用いることができる。
場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素膜形成に一般に
用いられるメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プ
ロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、アセチレン
（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ 6 Ｈ6 ）等の炭化水素化合
物ガス、及び必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガ
スにキャリアガスとして水素ガス、不活性ガス等を混合
したものを用いることができる。
【００１３】本発明の炭素膜の形成方法によると、有機
材料からなる被成膜基体上への炭素膜の形成に先立ち、
該基体を酸素ガスプラズマに曝した後、フッ素含有ガス
又は水素ガスのプラズマに曝す。これにより、該基体表
面が該プラズマにより清浄化されるとともに、フッ素含
有ガスプラズマを採用するときはこれによって基体表面
がフッ素終端され、水素ガスプラズマを採用するときは
これによって該基体表面が水素終端される。そしてこれ
らのことから、その後形成する炭素膜と該基体との密着
性を向上させることができる。特に、フッ素−炭素結合
及び水素−炭素結合は安定であるため、前記のように終
端処理することで膜中の炭素原子が基体表面部分のフッ
素原子又は水素原子と安定に結合を形成する。また、酸
素ガスプラズマを採用することによって基体表面に付着
した有機物等の汚れを特に効率良く除去できる。このよ
うに基体を酸素ガスプラズマに曝露した後、フッ素含有
ガスプラズマ又は水素ガスプラズマに曝露し、さらにそ
の上に炭素膜を形成することで、基体表面がクリーニン
グされた後、該面がフッ素終端又は水素終端されて、そ
の後形成する炭素膜と該基体との密着性は非常に良好な
ものとなる。
材料からなる被成膜基体上への炭素膜の形成に先立ち、
該基体を酸素ガスプラズマに曝した後、フッ素含有ガス
又は水素ガスのプラズマに曝す。これにより、該基体表
面が該プラズマにより清浄化されるとともに、フッ素含
有ガスプラズマを採用するときはこれによって基体表面
がフッ素終端され、水素ガスプラズマを採用するときは
これによって該基体表面が水素終端される。そしてこれ
らのことから、その後形成する炭素膜と該基体との密着
性を向上させることができる。特に、フッ素−炭素結合
及び水素−炭素結合は安定であるため、前記のように終
端処理することで膜中の炭素原子が基体表面部分のフッ
素原子又は水素原子と安定に結合を形成する。また、酸
素ガスプラズマを採用することによって基体表面に付着
した有機物等の汚れを特に効率良く除去できる。このよ
うに基体を酸素ガスプラズマに曝露した後、フッ素含有
ガスプラズマ又は水素ガスプラズマに曝露し、さらにそ
の上に炭素膜を形成することで、基体表面がクリーニン
グされた後、該面がフッ素終端又は水素終端されて、そ
の後形成する炭素膜と該基体との密着性は非常に良好な
ものとなる。
【００１４】本発明方法において、炭素膜形成に先立っ
て行うプラズマによる被成膜基体の前処理は、同種類の
プラズマを用いて或いは異なる種類のプラズマを用いて
複数回行っても構わない。
て行うプラズマによる被成膜基体の前処理は、同種類の
プラズマを用いて或いは異なる種類のプラズマを用いて
複数回行っても構わない。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る炭素膜形成方
法の実施に用いることができる成膜装置の概略構成を示
す図である。この装置は、図２に示すプラズマＣＶＤ装
置において、基体ホルダを兼ねる電極２に直流電源２１
が接続されておらず、直接接地されているものである。
その他の構成は図２の装置と同様であり、同じ部品には
同じ符号を付してある。
を参照して説明する。図１は本発明に係る炭素膜形成方
法の実施に用いることができる成膜装置の概略構成を示
す図である。この装置は、図２に示すプラズマＣＶＤ装
置において、基体ホルダを兼ねる電極２に直流電源２１
が接続されておらず、直接接地されているものである。
その他の構成は図２の装置と同様であり、同じ部品には
同じ符号を付してある。
【００１６】この装置では、有機材料からなる被成膜基
体Ｓを真空チャンバ１内に搬入し、基体ホルダ２に支持
させ、排気装置１１の運転にてチャンバ１内部を所定の
真空度にする。次いで、ガス供給部４からチャンバ１内
にフッ素含有ガス、水素ガス及び酸素ガスのうち１種以
上のガスを前処理用ガスとして導入するとともに高周波
電源３３からマッチングボックス３２を介して電極３１
に高周波電力を印加し、これにより前記導入した前処理
用ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で被成膜基体Ｓ
の表面処理を行う。
体Ｓを真空チャンバ１内に搬入し、基体ホルダ２に支持
させ、排気装置１１の運転にてチャンバ１内部を所定の
真空度にする。次いで、ガス供給部４からチャンバ１内
にフッ素含有ガス、水素ガス及び酸素ガスのうち１種以
上のガスを前処理用ガスとして導入するとともに高周波
電源３３からマッチングボックス３２を介して電極３１
に高周波電力を印加し、これにより前記導入した前処理
用ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で被成膜基体Ｓ
の表面処理を行う。
【００１７】次いで、必要に応じてチャンバ１内を再び
真空引きした後、ガス供給部４からチャンバ１内に成膜
用原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するととも
に高周波電源３３から電極３１に高周波電圧を印加し、
これにより前記導入した炭化水素化合物ガスをプラズマ
化し、該プラズマの下で被成膜基体Ｓ上に炭素膜を形成
する。
真空引きした後、ガス供給部４からチャンバ１内に成膜
用原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するととも
に高周波電源３３から電極３１に高周波電圧を印加し、
これにより前記導入した炭化水素化合物ガスをプラズマ
化し、該プラズマの下で被成膜基体Ｓ上に炭素膜を形成
する。
【００１８】本発明の炭素膜形成方法によると、成膜に
先立ち有機材料からなる被成膜基体Ｓ表面を酸素ガスプ
ラズマに曝露した後、フッ素含有ガスプラズマ又は水素
ガスプラズマに曝露することで、基体Ｓ表面のクリーニ
ングが行われると共に、フッ素含有ガスプラズマ又は水
素ガスプラズマによる基体Ｓ表面のフッ素終端又は水素
終端が行われ、これらにより炭素膜と基体Ｓとの密着性
は良好なものとなる。
先立ち有機材料からなる被成膜基体Ｓ表面を酸素ガスプ
ラズマに曝露した後、フッ素含有ガスプラズマ又は水素
ガスプラズマに曝露することで、基体Ｓ表面のクリーニ
ングが行われると共に、フッ素含有ガスプラズマ又は水
素ガスプラズマによる基体Ｓ表面のフッ素終端又は水素
終端が行われ、これらにより炭素膜と基体Ｓとの密着性
は良好なものとなる。
【００１９】次に、図１の装置を用いてウレタンゴムか
らなる被成膜基体Ｓ上にＤＬＣ膜を形成した本発明方法
実施の具体例を比較例とともに説明する。比較 例１ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ比較 例２ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１５Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ 実施例１ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ 処理真空度 ０．２Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ 実施例２ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ 処理真空度 ０．２Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１５Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ また、比較例３として、ウレタンゴムからなる厚さ２ｍ
ｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍの被成膜基体Ｓ上に実施例
１、２及び比較例１、２と同様の条件で、但しプラズマ
による前処理を行わずＤＬＣ膜を形成した。
らなる被成膜基体Ｓ上にＤＬＣ膜を形成した本発明方法
実施の具体例を比較例とともに説明する。比較 例１ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ比較 例２ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１５Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ 実施例１ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ 処理真空度 ０．２Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス 水素（Ｈ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ 実施例２ 被成膜基体Ｓ材質 ウレタンゴム サイズ 厚さ２ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ 高周波電極３１サイズ 直径２８０ｍｍ 第１前処理条件 前処理用ガス 酸素（Ｏ2 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、１５０Ｗ 処理真空度 ０．２Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 第２前処理条件 前処理用ガス ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 処理真空度 ０．１５Ｔｏｒｒ 処理時間 ５ｍｉｎ 成膜条件 成膜用原料ガス メタン（ＣＨ4 ） ５０ｓｃｃｍ 高周波電力 周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ 成膜真空度 ０．１Ｔｏｒｒ 成膜速度 ２０００Å／ｍｉｎ 成膜時間 １０ｍｉｎ また、比較例３として、ウレタンゴムからなる厚さ２ｍ
ｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍの被成膜基体Ｓ上に実施例
１、２及び比較例１、２と同様の条件で、但しプラズマ
による前処理を行わずＤＬＣ膜を形成した。
【００２０】次に、前記実施例１、２及び比較例１〜３
により得られた各ＤＬＣ膜の基体Ｓとの密着性を評価し
た。膜密着性は、円柱状部材を接着剤を用いて膜表面に
接合させ、該円柱状部材を膜に対して垂直方向に引っ張
って該膜を基体Ｓから剥離させ、剥離に要した力を測定
する引っ張り法により評価した。この結果、水素ガスプ
ラズマによる前処理を行った比較例１、フッ素含有ガス
プラズマにより前処理を行った比較例２により得られた
各ＤＬＣ膜の基体との密着強度は比較例３により得られ
たＤＬＣ膜と基体との密着強度のそれぞれ５倍、７倍で
あった。また、酸素ガスプラズマによる第１前処理の
後、水素ガスプラズマによる第２前処理を行った実施例
１、酸素ガスプラズマによる第１前処理の後、フッ素含
有ガスプラズマによる第２前処理を行った実施例２によ
り得られた各ＤＬＣ膜の基体との密着強度は比較例３に
より得られたＤＬＣ膜と基体との密着強度のそれぞれ６
倍、８倍であった。
により得られた各ＤＬＣ膜の基体Ｓとの密着性を評価し
た。膜密着性は、円柱状部材を接着剤を用いて膜表面に
接合させ、該円柱状部材を膜に対して垂直方向に引っ張
って該膜を基体Ｓから剥離させ、剥離に要した力を測定
する引っ張り法により評価した。この結果、水素ガスプ
ラズマによる前処理を行った比較例１、フッ素含有ガス
プラズマにより前処理を行った比較例２により得られた
各ＤＬＣ膜の基体との密着強度は比較例３により得られ
たＤＬＣ膜と基体との密着強度のそれぞれ５倍、７倍で
あった。また、酸素ガスプラズマによる第１前処理の
後、水素ガスプラズマによる第２前処理を行った実施例
１、酸素ガスプラズマによる第１前処理の後、フッ素含
有ガスプラズマによる第２前処理を行った実施例２によ
り得られた各ＤＬＣ膜の基体との密着強度は比較例３に
より得られたＤＬＣ膜と基体との密着強度のそれぞれ６
倍、８倍であった。
【００２１】このことから、ＤＬＣ膜等の炭素膜を有機
材料からなる基体上に形成するに先立ち、該基体を酸素
ガスプラズマに曝露した後、フッ素含有ガスプラズマや
水素ガスプラズマに曝露することで、該基体上に後に形
成する炭素膜と該基体との密着性が向上したことが分か
る。
材料からなる基体上に形成するに先立ち、該基体を酸素
ガスプラズマに曝露した後、フッ素含有ガスプラズマや
水素ガスプラズマに曝露することで、該基体上に後に形
成する炭素膜と該基体との密着性が向上したことが分か
る。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、有機材料からな
る被成膜基体上に炭素膜を密着性良好に形成できる炭素
膜の形成方法を提供することができる。
る被成膜基体上に炭素膜を密着性良好に形成できる炭素
膜の形成方法を提供することができる。
【図１】本発明に係る炭素膜形成方法の実施に用いるこ
とができる成膜装置の概略構成を示す図である。
とができる成膜装置の概略構成を示す図である。
【図２】従来方法による炭素膜形成に用いる成膜装置の
１例の概略構成を示す図である。
１例の概略構成を示す図である。
【図３】従来方法による炭素膜形成に用いる成膜装置の
他の例の概略構成を示す図である。
他の例の概略構成を示す図である。
１ 真空チャンバ １１ 排気装置 ２ 基体ホルダ ２０ ヒータ ２１ 直流電源 ３１ 高周波電極 ３２ マッチングボックス ３３ 高周波電源 ４ プラズマ原料ガス供給部 ５ 接地電極 Ｓ 有機材料からなる被成膜基体 Ｓ１ 金属材料からなる被成膜基体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 16/56 C30B 29/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (3)
- 【請求項１】 有機材料からなる被成膜基体を酸素（Ｏ
2 ）ガスプラズマに曝した後、フッ素（Ｆ）含有ガス又
は水素（Ｈ2 ）ガスのプラズマに曝し、さらにそのあと
該基体上に炭素膜を形成することを特徴とする炭素膜の
形成方法。 - 【請求項２】 前記炭素膜をプラズマＣＶＤ法により形
成する請求項１記載の炭素膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記炭素膜としてＤＬＣ膜を形成する請
求項１又は２記載の炭素膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25494995A JP3355892B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 炭素膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25494995A JP3355892B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 炭素膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995784A JPH0995784A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3355892B2 true JP3355892B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=17272100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25494995A Expired - Fee Related JP3355892B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 炭素膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355892B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (ja) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | 自動車用部品及びそれらの製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69736790T2 (de) * | 1996-06-27 | 2007-08-16 | Nissin Electric Co., Ltd. | Mit einem Kohlenstofffilm beschichteter Gegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US6893720B1 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-17 | Nissin Electric Co., Ltd. | Object coated with carbon film and method of manufacturing the same |
| JPH11333773A (ja) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Nissin Electric Co Ltd | 真空吸着機器の吸着用部材及びその製造方法 |
| JP4506111B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-07-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 薄膜形成方法及び薄膜製造装置 |
| JP4506110B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-07-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 薄膜形成方法及び薄膜製造装置 |
| JP4733941B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2011-07-27 | 株式会社プラズマイオンアシスト | シール材およびその製造方法 |
| JP5050471B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2012-10-17 | 東レ株式会社 | ロールおよび電気絶縁性シートの巻取装置 |
| JP2023012621A (ja) * | 2021-07-14 | 2023-01-26 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法及びプラズマ処理装置 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25494995A patent/JP3355892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (ja) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | 自動車用部品及びそれらの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0995784A (ja) | 1997-04-08 |
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