JP5286519B2 - Ｄｌｃ膜、樹脂膜及び表面処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＤＬＣ膜、樹脂膜及び表面処理方法に係わり、特に、膜厚をほとんど減少又は増加させることなく、表面に撥水性を持たせたＤＬＣ膜、樹脂膜及び表面処理方法に関する。
ＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜は、高硬度、耐摩耗性、自己潤滑性、絶縁性、化学的安定性といった多様な特徴から、工具、金型、飲料容器、自動車部品、医療関係など様々な用途に使われている。このような従来のＤＬＣ膜の表面は、水との接触角が６０°〜８０°程度であり、撥水性がそれほどない。このため、ＤＬＣ膜の表面に汚れが付着しやすく、用途によっては寿命が短くなることがあった。
ポリカーボネートなどからなる樹脂膜も様々な用途に使われている。このポリカーボネート膜の表面は、水との接触角が８０°程度であり、撥水性がそれほどない。このため、ポリカーボネート膜の表面に汚れが付着しやすく、用途によっては寿命が短くなることがあった。
ところで、プラズマを照射することで基板に撥水性や親水性といった機能を持たせる表面改質技術も知られているが、ＤＬＣ膜や樹脂膜の表面改質に関してはほとんど検討されていなかった。しかし、ＤＬＣ膜や樹脂膜の表面に撥水性を持たせたいという要求が高まりつつある。
また、ＤＬＣ膜や樹脂膜は基材表面に成膜することで使用することが多く、成膜されたＤＬＣ膜や樹脂膜の膜厚は非常に薄いことが多い。このため、ＤＬＣ膜や樹脂膜の膜厚をほとんど減少又は増加させることなく、その表面に撥水性を持たせることが求められている。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、膜厚をほとんど減少又は増加させることなく、表面に撥水性を持たせたＤＬＣ膜、樹脂膜及び表面処理方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
本発明に係る表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１０．６ｎｍ以下の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
本発明に係る表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜を堆積させる工程と、
を具備し、
前記堆積させる工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１０．６ｎｍ以下の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
本発明に係る表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜を堆積させる工程と、
を具備し、
前記堆積させる工程の後の前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記エッチングガスは酸素ガスを有することも可能である。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記酸素ガスは、前記フルオロカーボン系のガスと前記酸素ガスの供給量全体に対する前記酸素ガスの割合が３０％以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記酸素ガスは、前記フルオロカーボン系のガスと前記酸素ガスの供給量全体に対する前記酸素ガスの割合が３０％以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記フルオロカーボン系のガスがＣＦ４ガスであることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記フルオロカーボン系のガスがＣ３Ｆ６ガスであることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記フルオロカーボン系のガスがＣ３Ｆ６ガスであることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記プラズマエッチング処理を施す際に供給される高周波電力は、１×１０−２Ｗ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記高周波電力の周波数は、１００ｋＨｚ以上２７ＭＨｚ以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記プラズマエッチング処理を施す際の圧力は、０．０５Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記高周波電力の周波数は、１００ｋＨｚ以上２７ＭＨｚ以下であることが好ましい。
また、本発明に係る表面処理方法において、前記プラズマエッチング処理を施す際の圧力は、０．０５Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。
本発明に係るＤＬＣ膜は、基材上に形成されたＤＬＣ膜であって、
前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有することを特徴とする。
前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有することを特徴とする。
また、本発明に係るＤＬＣ膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記ＤＬＣ膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削られた後の表面であることも可能である。
また、本発明に係るＤＬＣ膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記ＤＬＣ膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜が堆積された後の表面であることも可能である。
また、本発明に係るＤＬＣ膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記ＤＬＣ膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜が堆積された後の表面であることも可能である。
また、本発明に係るＤＬＣ膜において、前記ＤＬＣ膜の内部の組成はＣ１−ａＨａで、かつ、０．０７５≦ａ＜０．２５であり、前記ＤＬＣ膜の表面はＨがＦに置換された組成を有することが好ましい。
本発明に係る樹脂膜は、基材上に形成された樹脂膜であって、
前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有することを特徴とする。
前記樹脂膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有することを特徴とする。
また、本発明に係る樹脂膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削られた後の表面であることも可能である。
また、本発明に係る樹脂膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記樹脂膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜が堆積された後の表面であることも可能である。
また、本発明に係る樹脂膜において、前記水との接触角が９０°以上である表面は、プラズマエッチング処理により前記樹脂膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜が堆積された後の表面であることも可能である。
また、本発明に係る樹脂膜において、前記樹脂膜の表面はＨがＦに置換された組成を有することが好ましい。
以上説明したように本発明によれば、膜厚をほとんど減少又は増加させることなく、表面に撥水性を持たせたＤＬＣ膜、樹脂膜及び表面処理方法を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を公知の技術により形成し、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削り、その結果得られた前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面は、水との接触角が９０°以上（好ましくは１００°以上）となるものである。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による表面処理方法は、基材上にＤＬＣ膜又は樹脂膜を公知の技術により形成し、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面から０ｎｍ以上１ｎｍ未満の深さまで削り、その結果得られた前記ＤＬＣ膜又は前記樹脂膜の表面は、水との接触角が９０°以上（好ましくは１００°以上）となるものである。
次に、前記プラズマエッチング処理を施す際に用いられるプラズマエッチング装置について図１を参照しつつ説明する。
図１は、ＤＬＣ膜又は樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施す際に用いられるプラズマエッチング装置を概略的に示す構成図である。
図１は、ＤＬＣ膜又は樹脂膜の表面にプラズマエッチング処理を施す際に用いられるプラズマエッチング装置を概略的に示す構成図である。
プラズマエッチング装置は真空容器１０１を有しており、この真空容器１０１の上部には蓋１０２が配置されている。真空容器１０１に蓋をすることにより、真空容器１０１内にはエッチング室１０３が形成される。
このエッチング室１０３内の下方には被エッチング基板（図示せず）などの基材を載置固定するステージ電極１０４が配置されており、このステージ電極１０４はＲＦ印加電極（カソード電極）としても作用する。このステージ電極１０４は例えば静電チャック方式により被エッチング基板を固定するようになっている。なお、静電チャック方式は、クーロン力によって被エッチング基板を吸引して固定する方式である。
ステージ電極１０４の周囲及び下部はアースシールド１０５によってシールドされている。また、ステージ電極１０４はマッチングボックス（Ｍ．Ｂｏｘ）１０６ａを介して高周波電源（周波数１３．５６ＭＨｚ）１０６に電気的に接続されている。
エッチング室１０３内の上方には、ステージ電極１０４に対向して平行の位置にガスシャワー電極１０７が配置されており、このガスシャワー電極１０７はアノード側に位置している。これらは一対の平行平板型電極である。ガスシャワー電極１０７の周囲及び上部はアースシールド１０８によってシールドされている。また、ガスシャワー電極１０７は接地電位に接続されている。
ガスシャワー電極１０７の下方（ステージ電極上面側）には、被エッチング基板の表面側にシャワー状のエッチングガスを導入する複数の導入口（図示せず）が形成されている。ガスシャワー電極１０７の内部にはガス導入経路（図示せず）が設けられている。このガス導入経路の一方側は上記導入口に繋げられており、ガス導入経路の他方側はエッチングガスの供給機構に接続されている。
前記エッチングガスの供給機構について詳細に説明する。
ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１２の一方側に接続されており、バルブ１１２の他方側は配管１１０を介してＣＦ４ガス用マスフローコントローラ１２２の一方側に接続されている。ＣＦ４ガス用マスフローコントローラ１２２の他方側は配管１１０を介してバルブ１１５の一方側に接続されており、バルブ１１５の他方側は配管１１０を介してＣＦ４ガス供給源１１９に接続されている。また、ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１３の一方側に接続されており、バルブ１１３の他方側は配管１１０を介してＣ３Ｆ６ガス用マスフローコントローラ１２３の一方側に接続されている。Ｃ３Ｆ６ガス用マスフローコントローラ１２３の他方側は配管１１０を介してバルブ１１６の一方側に接続されており、バルブ１１６の他方側は配管１１０を介してＣ３Ｆ６ガス供給源１２０に接続されている。また、ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１４の一方側に接続されており、バルブ１１４の他方側は配管１１０を介してＯ２ガス用マスフローコントローラ１２４の一方側に接続されている。Ｏ２ガス用マスフローコントローラ１２４の他方側は配管１１０を介してバルブ１１７の一方側に接続されており、バルブ１１７の他方側は配管１１０を介してＯ２ガス供給源１２１に接続されている。
ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１２の一方側に接続されており、バルブ１１２の他方側は配管１１０を介してＣＦ４ガス用マスフローコントローラ１２２の一方側に接続されている。ＣＦ４ガス用マスフローコントローラ１２２の他方側は配管１１０を介してバルブ１１５の一方側に接続されており、バルブ１１５の他方側は配管１１０を介してＣＦ４ガス供給源１１９に接続されている。また、ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１３の一方側に接続されており、バルブ１１３の他方側は配管１１０を介してＣ３Ｆ６ガス用マスフローコントローラ１２３の一方側に接続されている。Ｃ３Ｆ６ガス用マスフローコントローラ１２３の他方側は配管１１０を介してバルブ１１６の一方側に接続されており、バルブ１１６の他方側は配管１１０を介してＣ３Ｆ６ガス供給源１２０に接続されている。また、ガス導入経路の他方側は配管１１０を介してバルブ１１４の一方側に接続されており、バルブ１１４の他方側は配管１１０を介してＯ２ガス用マスフローコントローラ１２４の一方側に接続されている。Ｏ２ガス用マスフローコントローラ１２４の他方側は配管１１０を介してバルブ１１７の一方側に接続されており、バルブ１１７の他方側は配管１１０を介してＯ２ガス供給源１２１に接続されている。
また、真空容器１０１には、エッチング室１０３の内部を真空排気する排気口（図示せず）が設けられている。この排気口は配管１１１を介してバルブ１１８の一方側に接続されており、バルブ１１８の他方側はメカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）１２５に接続されている。メカニカルブースターポンプ１２５はロータリーポンプ（Ｒ．Ｐ）１２６に接続されている。
次に、上記プラズマエッチング装置を用いたプラズマエッチング処理について説明する。
まず、被エッチング基板をプラズマエッチング装置のエッチング室１０３内に挿入し、このエッチング室内のステージ電極１０４上に被エッチング基板を載置する。この被エッチング基板上にはＤＬＣ膜又は樹脂膜が既に成膜されている。
まず、被エッチング基板をプラズマエッチング装置のエッチング室１０３内に挿入し、このエッチング室内のステージ電極１０４上に被エッチング基板を載置する。この被エッチング基板上にはＤＬＣ膜又は樹脂膜が既に成膜されている。
次いで、この被エッチング基板をステージ電極１０４上に静電チャックにより固定し、真空容器１０１を蓋１０２で閉じ、メカニカルブースターポンプ１２５及びロータリーポンプ１２６で真空排気する。次いで、ガスシャワー電極１０７の導入口からシャワー状のエッチングガス、例えばフルオロカーボン系のガス又はフルオロカーボン系のガスと酸素ガスの混合ガスをエッチング室１０３の被エッチング基板の表面側に導入する。これにより、０．０５Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下の圧力、エッチングガス流量などのエッチング室内が所望の雰囲気となり、１００ｋＨｚ以上２７ＭＨｚ以下の周波数の高周波電源１０６により高周波電力をステージ電極１０４に印加し、プラズマを発生させることにより被エッチング基板のプラズマエッチング処理を行う。
尚、エッチングガスとしてフルオロカーボン系のガスと酸素ガスの混合ガスを用いる場合は、前記フルオロカーボン系のガスと前記酸素ガスの供給量全体に対する前記酸素ガスの割合が３０％以下であることが好ましい。また、前記高周波電力は、１×１０−２Ｗ／ｃｍ２未満であることが好ましい。
前記の被エッチング基板上にＤＬＣ膜を成膜する成膜条件は下記のとおりである。
装置 ： 平行平板型高周波プラズマＣＶＤ装置
原料ガス ： トルエン（Ｃ７Ｈ８）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
成膜圧力 ： １．０Ｐａ
高周波出力 ： １００Ｗ又は５００Ｗ
装置 ： 平行平板型高周波プラズマＣＶＤ装置
原料ガス ： トルエン（Ｃ７Ｈ８）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
成膜圧力 ： １．０Ｐａ
高周波出力 ： １００Ｗ又は５００Ｗ
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： ＣＦ４
エッチングガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： ＣＦ４
エッチングガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、段差は検出されなかった。この触針段差計の段差検出限界（分解能）が１ｎｍであるため、前記プラズマエッチング処理によってエッチングされた深さは０ｎｍ以上１ｎｍ未満であるか、又は前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満であることが確認された。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣＦ４のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が４となるから、前記プラズマエッチング処理によってエッチングされた深さは０ｎｍ以上１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣＦ４のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が４となるから、前記プラズマエッチング処理によってエッチングされた深さは０ｎｍ以上１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、７９．６°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１０７．０°であった。従って、前記プラズマエッチング処理によりＤＬＣ膜の表面に撥水性を持たせることができ、その際に膜厚をほとんど減少又は増加させることがなかった。
このように膜厚をほとんど減少又は増加させることなくＤＬＣ膜の表面に撥水性を持たせることができる理由は、前記ＤＬＣ膜の内部の組成はＣ１−ａＨａで、かつ、０．０７５≦ａ＜０．２５であり、前記ＤＬＣ膜の表面はＨがＦに置換された組成を有するものとなったと考えられる。また、水との接触角が１０７．０°というのは、テフロン（登録商標）とほぼ同程度の撥水性であるから、ＤＬＣ膜の表面のＨがＦに置換されることによりテフロン（登録商標）に近い材質にＤＬＣ膜を変質させることができたものと考えられる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態２において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
本発明の実施の形態２による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態２において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： ＣＦ４
エッチングガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： １０Ｗ（１×１０−２Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： ＣＦ４
エッチングガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： １０Ｗ（１×１０−２Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、１０．６ｎｍの段差が検出され、前記プラズマエッチング処理によりＤＬＣ膜の表面が１０．６ｎｍ削られていることが確認された。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、７９．６°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１０２．４°であった。従って、前記プラズマエッチング処理によりＤＬＣ膜の表面に撥水性を持たせることができ、その際に膜厚をほとんど減少させることがなかった。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態３において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
本発明の実施の形態３による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態３において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ４０ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： １０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ４０ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： １０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、段差は検出されなかった。この触針段差計の段差検出限界が１ｎｍであるため、前記プラズマエッチング処理によってエッチングされた深さは０ｎｍ以上１ｎｍ未満であるか、又は前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満であることが確認された。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣ３Ｆ６のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が２となるから、前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣ３Ｆ６のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が２となるから、前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、８０．１°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１０７．３°であった。従って、前記プラズマエッチング処理によりＤＬＣ膜の表面に撥水性を持たせることができ、その際に膜厚をほとんど減少又は増加させることがなかった。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態４において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
本発明の実施の形態４による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、実施の形態４において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ３５ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： １５ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ３５ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： １５ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、段差は検出されなかった。この触針段差計の段差検出限界が１ｎｍであるため、前記プラズマエッチング処理によってエッチングされた深さが０ｎｍ以上１ｎｍ未満であるか、又は前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満であることが確認された。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣ３Ｆ６のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が２となるから、前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
但し、ＣＸＦＹとあらわされるフルオロカーボン系のエッチングガスを用いた場合、Ｙ／Ｘの値が２．５以下のものは膜が堆積され易く、Ｙ／Ｘの値が２．５以上のものは膜が堆積されにくい。従って、本実施の形態で用いるＣ３Ｆ６のエッチングガスは、Ｙ／Ｘの値が２となるから、前記プラズマエッチング処理によって膜が堆積された厚さが０ｎｍ超１ｎｍ未満である可能性が高いと考えられる。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、８０．１°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１０７．３°であった。従って、前記プラズマエッチング処理によりＤＬＣ膜の表面に撥水性を持たせることができ、その際に膜厚をほとんど減少又は増加させることがなかった。
（比較例１）
比較例１による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、比較例１において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
比較例１による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、比較例１において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ４５ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： ５ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６及びＯ２
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ４５ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス流量 ： ５ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、７．８ｎｍの段差が検出され、前記プラズマエッチング処理によりエッチングではなく膜が堆積されていることが確認された。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、８０．１°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１０７．４°であった。従って、前記プラズマエッチング処理により膜が堆積されても表面に撥水性を持たせることができることが確認された。
（比較例２）
比較例２による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、比較例２において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
比較例２による表面処理方法は、実施の形態１と同一のプラズマエッチング装置を用い、プラズマエッチング処理の条件を変更したものである。尚、比較例２において実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
前記プラズマエッチング処理の条件は下記のとおりである。
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
装置 ： 図１に示すプラズマエッチング装置
エッチングガス ： Ｃ３Ｆ６
Ｃ３Ｆ６ガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．２５Ｔｏｒｒ
高周波の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波出力 ： ５Ｗ（５×１０−３Ｗ／ｃｍ２）
エッチング時間 ： ２０分
プラズマエッチング処理を施す被エッチング基板は、その表面に成膜されたＤＬＣ膜の一部をポリイミドテープでマスキングしたものを用いた。そして、上記の条件でプラズマエッチング処理した後に、ポリイミドテープを剥がし、マスクされた面（即ちプラズマエッチング処理が施されていないＤＬＣ膜）とマスクされていない面（即ちプラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜）との間に生じた段差を触針段差計（Tencor製 α−ＳＴＥＰ ５００）にて計測した。その結果、３８．６ｎｍの段差が検出され、前記プラズマエッチング処理によりエッチングではなく膜が堆積されていることが確認された。
また、前記プラズマエッチング処理を施す前の被エッチング基板表面のＤＬＣ膜の水との接触角を測定した結果は、８０．１°であった。また、前記プラズマエッチング処理が施されたＤＬＣ膜（即ちポリイミドテープでマスクされていない面）の水との接触角を測定した結果は、１１１．６°であった。従って、前記プラズマエッチング処理により膜が堆積されても表面に撥水性を持たせることができることが確認された。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
１０１…真空容器
１０２…蓋
１０３…エッチング室
１０４…ステージ電極
１０５，１０８…アースシールド
１０６…高周波電源
１０６ａ…マッチングボックス
１０７…ガスシャワー電極
１１０，１１１…配管
１１２〜１１８…バルブ
１１９〜１２１…ガス供給源
１２２〜１２４…マスフローコントローラ
１２５…メカニカルブースターポンプ
１２６…ロータリーポンプ
１０２…蓋
１０３…エッチング室
１０４…ステージ電極
１０５，１０８…アースシールド
１０６…高周波電源
１０６ａ…マッチングボックス
１０７…ガスシャワー電極
１１０，１１１…配管
１１２〜１１８…バルブ
１１９〜１２１…ガス供給源
１２２〜１２４…マスフローコントローラ
１２５…メカニカルブースターポンプ
１２６…ロータリーポンプ
Claims (13)
- 基材上にＤＬＣ膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜の表面から０ｎｍ超１ｎｍ未満の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする表面処理方法。 - 基材上にＤＬＣ膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜の表面から０ｎｍ超１０．６ｎｍ以下の深さまで削る工程と、
を具備し、
前記削る工程の後の前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする表面処理方法。 - 基材上にＤＬＣ膜を形成する工程と、
前記ＤＬＣ膜の表面にプラズマエッチング処理を施すことにより、前記ＤＬＣ膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜を堆積させる工程と、
を具備し、
前記堆積させる工程の後の前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記プラズマエッチング処理を施す際に供給されるエッチングガスは、フルオロカーボン系のガスを有することを特徴とする表面処理方法。 - 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記エッチングガスは酸素ガスを有することを特徴とする表面処理方法。
- 請求項４において、前記酸素ガスは、前記フルオロカーボン系のガスと前記酸素ガスの供給量全体に対する前記酸素ガスの割合が３０％以下であることを特徴とする表面処理方法。
- 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記フルオロカーボン系のガスがＣＦ４ガスであることを特徴とする表面処理方法。
- 請求項４又は５において、前記フルオロカーボン系のガスがＣ３Ｆ６ガスであることを特徴とする表面処理方法。
- 請求項１乃至７のいずれか一項において、前記プラズマエッチング処理を施す際に供給される高周波電力は、１×１０−２Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする表面処理方法。
- 請求項８において、前記高周波電力の周波数は、１００ｋＨｚ以上２７ＭＨｚ以下であることを特徴とする表面処理方法。
- 請求項１乃至９のいずれか一項において、前記プラズマエッチング処理を施す際の圧力は、０．０５Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下であることを特徴とする表面処理方法。
- 基材上に形成されたＤＬＣ膜であって、
前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記水との接触角が９０°以上である表面は、フルオロカーボン系のガスをエッチングガスとして用いたプラズマエッチング処理により前記ＤＬＣ膜の表面から０ｎｍ超１ｎｍ未満の深さまで削られた後の表面であることを特徴とするＤＬＣ膜。 - 基材上に形成されたＤＬＣ膜であって、
前記ＤＬＣ膜は、水との接触角が９０°以上である表面を有し、
前記水との接触角が９０°以上である表面は、フルオロカーボン系のガスをエッチングガスとして用いたプラズマエッチング処理により前記ＤＬＣ膜の表面に０ｎｍ超１ｎｍ未満の厚さの膜が堆積された後の表面であることを特徴とするＤＬＣ膜。 - 請求項１１または１２において、前記ＤＬＣ膜の内部の組成はＣ１−ａＨａで、かつ、０．０７５≦ａ＜０．２５であり、前記ＤＬＣ膜の表面はＨがＦに置換された組成を有することを特徴とするＤＬＣ膜。
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