JP5247323B2 - 液中プラズマ成膜方法、その方法により成膜される被覆膜および液中プラズマ成膜装置 - Google Patents
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前記液体中に気泡を発生させる気泡発生工程と、
前記原料からなるプラズマを前記気泡に発生させるプラズマ発生工程と、
を経て、前記プラズマを内包する前記気泡を前記マスクを通じて前記被成膜面に接触させて、該被成膜面に前記原料の分解成分を堆積させることを特徴とする。
本発明の液中プラズマ成膜方法(以下「本発明の成膜方法」と略記することもある)は、主として、配設工程、気泡発生工程、およびプラズマ発生工程を含む。
図1(A)は、連続被覆膜を模式的に示す断面図である。連続被覆膜FAは、基材Sの被成膜面S0を被覆するベース部Fbと、ベース部Fbと一体的に形成されベース部Fbの表面から突出する複数の凸部Fcと、からなる。そのため、連続被覆膜FAは、ベース部Fbのみからなる薄膜部F1およびベース部Fbにさらに突部Fcが形成された厚膜部F2をもつ。
図1(B)は、島状被覆膜を模式的に示す断面図である。島状被覆膜FBは、基材Sの被成膜面S0から突出する複数の凸部Fcからなる。そのため、島状被覆膜FBは、凸部Fcの間に被成膜面S0が露出する部分をもつ。
上記本発明の被覆膜は、以下に説明する本発明の液中プラズマ成膜装置を用いて成膜可能である。図2は本発明の液中プラズマ成膜装置を模式的に示す説明図である。なお、図2は、本発明の液中プラズマを用いた成膜方法に用いられる液中プラズマ成膜装置の一例を示す図であって、図に示される形態に限定されるものではない。
液中プラズマ成膜装置(図3)は、石英ガラス製で円筒形状である容器本体と、その下部開口端および上部開口端を閉塞するステンレス製で略円板状の閉塞部材と、からなる容器10を備える。下部開口端を閉塞する閉塞部材には、その中心部に液中プラズマ用電極50が固定されている。液中プラズマ用電極50は、その端部が容器10の内部に突出して配置されている。
上記の液中プラズマ成膜装置を用いて、基板表面に被膜を成膜した。
マスク20として、線径φ0.05mm、50mesh/inchのタングステン金網(貫通孔:0.45mm×0.45mm)を準備した。このマスク20を、マスク基板間距離D=0mm、つまり、スペーサ21を用いず、基板Sの被成膜面S0に接触させて固定した他は、実施例1と同様にして成膜を行った。マスク20と基板Sとの配置を図5に示す。得られたDLC膜を#2とする。
#1および#2のDLC膜の表面観察および断面観察を行った。表面観察には走査電子顕微鏡(SEM)観察、断面観察には収束イオンビーム法(FIB)を用いた。また、DLC膜の表面のエネルギー分散型X線分析(EDS)を行った。結果を図6(#1)および図7(#2)にそれぞれ示す。なお、図6において、中央の断面図は#1のDLC膜の断面形状を示す模式図であり、この模式図の左側は薄膜部のFIBによる断面観察の結果、右側は厚膜部のFIBによる断面観察の結果、上側はSEMによる表面観察の結果をそれぞれ示す図面代用写真である。また、図7は、左から順に、SEMによる表面観察の結果、EDSによる炭素の元素分析結果、EDSによる鉄の元素分析結果、を示す図面代用写真であり、SEM像の下方の断面図は#2のDLC膜の断面形状を示す模式図である。
Fb:ベース部 Fc:凸部 F1:薄膜部 F2:厚膜部
1,10:容器
2,20:マスク
3:気泡発生手段 4:プラズマ発生手段
5,50:液中プラズマ用電極
S:基材(基板) S0:被成膜面
L:原料を含む液体
Claims (8)
- 原料を含む液体中に、基材と該基材の被成膜面を覆う複数の貫通孔をもつマスクとを、前記マスクを前記被成膜面と間隙をもたせて配置する配設工程と、
前記液体中に気泡を発生させる気泡発生工程と、
前記原料からなるプラズマを前記気泡に発生させるプラズマ発生工程と、
を経て、前記プラズマを内包する前記気泡を前記マスクを通じて前記被成膜面に接触させて、該被成膜面に前記原料の分解成分を堆積させることを特徴とする液中プラズマを用いた成膜方法。 - 前記マスクの表面と前記被成膜面との対向面間の距離は、0.001〜1mmである請求項1記載の液中プラズマ成膜方法。
- 前記マスクは、厚さ方向に貫通する複数の前記貫通孔をもつ板状体または網状体である請求項1または2に記載の液中プラズマ成膜方法。
- 前記配設工程は、前記液体中に電極を配設する工程であって、
前記気泡発生工程および前記プラズマ発生工程は、前記電極に高周波電力を印加することで併行する工程である請求項1〜3のいずれかに記載の液中プラズマを用いた成膜方法。 - 請求項1または2に記載の液中プラズマ成膜方法により成膜され、前記被成膜面を被覆するベース部と、該ベース部と一体的に形成され該ベース部の表面から突出する複数の凸部と、からなることを特徴とする連続被覆膜。
- 原料を含む液体と基材とを収容可能な容器と、
複数の貫通孔をもち前記基材の被成膜面をマスキングすると共に、前記被成膜面と間隙をもたせて配置されるマスクと、
前記液体中に気泡を発生させる気泡発生手段と、
前記原料からなるプラズマを前記気泡に発生させるプラズマ発生手段と、
を備え、前記プラズマを内包する前記気泡を前記マスクを通じて前記被成膜面に接触させて、該被成膜面に前記原料の分解成分を堆積させることを特徴とする液中プラズマ成膜装置。 - 前記マスクの表面と前記被成膜面との対向面間の距離は、0.001〜1mmである請求項6記載の液中プラズマ成膜装置。
- さらに、前記容器内に配設される電極を備え、
前記気泡発生手段および前記プラズマ発生手段は、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源装置である請求項6または7に記載の液中プラズマ成膜装置。
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