JP5810462B2 - プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5810462B2 JP5810462B2 JP2011159917A JP2011159917A JP5810462B2 JP 5810462 B2 JP5810462 B2 JP 5810462B2 JP 2011159917 A JP2011159917 A JP 2011159917A JP 2011159917 A JP2011159917 A JP 2011159917A JP 5810462 B2 JP5810462 B2 JP 5810462B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- gas
- substrate
- dlc film
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
前記チャンバー内に配置され、基材を保持する基材ホルダーと、
前記チャンバーに繋げられ、前記チャンバー内に処理ガスを導入するガス導入経路と、
前記チャンバー内に50〜500kHzの高周波出力を供給する高周波電源と、
を具備し、
前記高周波電源から供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記処理ガスのプラズマを発生させて前記基材にプラズマ処理を行うことを特徴とする。
前記チャンバー内に配置され、基材を保持する基材ホルダーと、
前記チャンバーに繋げられ、前記チャンバー内にイオン注入用の処理ガスを導入する第1ガス導入経路と、
前記チャンバーに繋げられ、前記チャンバー内に成膜用の処理ガスを導入する第2ガス導入経路と、
前記チャンバー内に50〜500kHzの高周波出力を供給する高周波電源と、
を具備し、
前記高周波電源から供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記処理ガスのプラズマを発生させて前記基材にプラズマ処理を行うことを特徴とする。
前記プラズマ処理は、前記チャンバー内に前記一の処理ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面を窒化又は浸炭又は浸炭窒化又は珪素イオン注入した後に、前記チャンバー内に前記DLC成膜用処理ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面にDLC膜を成膜する処理であることも可能である。
上記プラズマ処理装置によれば、50〜500kHzの高周波電源を用いるため、DLC膜の成膜速度を従来技術に比べて速くすることができ、その結果、生産コストを低くすることができる。
また、前記DLC成膜用処理ガスが珪素を含有するガスであり、前記基材の表面に成膜するDLC膜が珪素含有DLC膜であることも可能である。
前記プラズマ処理は、前記チャンバー内に前記一の処理ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面を窒化又は浸炭又は浸炭窒化又は珪素イオン注入した後に、前記チャンバー内に前記珪素化合物ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面に珪素化合物膜を成膜し、前記珪素化合物ガス及び前記DLC成膜用処理ガスのプラズマを発生させて前記珪素化合物膜上に珪素含有DLC膜を成膜する処理であることも可能である。
前記チャンバー内に配置され、基材を保持する基材ホルダーと、
前記チャンバーに繋げられ、前記チャンバー内に第1及び第2の珪素化合物ガス、DLC成膜用処理ガスを導入するガス導入経路と、
前記チャンバー内に50〜500kHzの高周波出力を供給する高周波電源と、
を具備し、
前記高周波電源から供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記第1の珪素化合物ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面に珪素化合物膜を成膜した後に、前記高周波電源から供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記第2の珪素化合物ガス及び前記DLC成膜用処理ガスのプラズマを発生させて前記珪素化合物膜上に珪素含有DLC膜を成膜するプラズマ処理を行うことを特徴とする。
尚、第2の珪素化合物ガスは第1の珪素化合物ガスと同一のガスであっても良いし、異なるガスであっても良い。
50〜500kHzの高周波出力によって成膜用の処理ガスのプラズマを発生させることにより、前記基材上に薄膜を成膜する第2工程と、
を具備することを特徴とする特徴とする。
DLC成膜用処理ガスのプラズマを50〜500kHzの高周波出力によって発生させることにより、前記基材の表面にDLC膜を成膜する第2工程と、
を具備することを特徴とする。
また、前記DLC成膜用処理ガスが珪素を含有するガスであり、前記基材の表面に成膜するDLC膜が珪素含有DLC膜であることも可能である。
本発明に係る基材の表面処理方法は、50〜500kHzの高周波出力によって珪素イオン注入用の処理ガスのプラズマを発生させることにより、基材の表面に珪素イオンを注入することを特徴とする。
本発明に係る基材の表面処理方法は、50〜500kHzの高周波出力によって珪素化合物ガスのプラズマを発生させることにより、基材の表面に珪素化合物膜を成膜することを特徴とする。
第2の珪素化合物ガス及びDLC成膜用処理ガスのプラズマを50〜500kHzの高周波出力によって発生させることにより、前記珪素化合物膜上又は前記基材上に珪素含有DLC膜を成膜する第2工程と、
を具備することを特徴とする。
また、前記第1工程の前に、窒化用処理ガス、浸炭用処理ガス、浸炭窒化用処理ガス及び珪素イオン注入用処理ガスのいずれか一の処理ガスのプラズマを50〜500kHzの高周波出力によって発生させることにより、前記基材の表面の窒化又は浸炭又は浸炭窒化又は珪素イオン注入を行う工程をさらに具備することも可能である。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1によるプラズマ処理装置を概略的に示す構成図である。
以下、本発明の実施の形態2による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に窒化層を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガスとしては窒素ガス又はアンモニアガス又はアンモニアと水素の混合ガス等を用いる。
以下、本発明の実施の形態3による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に浸炭層を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガス(原料ガス)としてはメタンガス、アセチレンなどの炭化水素系ガス及びアルゴンガスを用いる。
以下、本発明の実施の形態4による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に窒化層を形成し、この窒化層上にDLC膜を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガスとしては窒素ガスを用い、DLC膜の原料ガスとしては、炭化水素系のガスを用いるが、トルエンガスやアセチレンガスが取り扱いやすい。
実施の形態2と同様のオーステナイト系ステンレス鋼SUS304からなる基材と、SKH51からなる基材を用意する。
まず、上述した基材と同様のSUS304基材及びSKH51基材を用意する。
以下、本発明の実施の形態5による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に浸炭窒化層を形成し、この浸炭窒化層上にDLC膜を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガスとしてはメタンガス及び窒素ガスを用い、DLC膜の原料ガスとしては実施の形態4と同様のものを用いる。
実施の形態1と同様のオーステナイト系ステンレス鋼SUS304からなる基材2を用意し、実施の形態1と同様の方法により、基材2の表面の酸化物層をエッチングにより除去する。
上述した (1)のように基材表面に浸炭窒化層を形成した後に、実施の形態4と同様の成膜条件で、前記浸炭窒化層上に60分間の成膜時間でDLC膜を成膜する。
まず、実施の形態1と同様のオーステナイト系ステンレス鋼SUS304からなる基材2を用意し、実施の形態1と同様の方法により、基材2の表面の酸化物層をエッチングにより除去する。この後、実施の形態4と同様の成膜条件で、基材2の表面上にDLC膜を成膜する。
実施の形態4の(1)と同様の方法で、SUS304基材及びSKH51基材それぞれの表面に窒化処理をした後にDLC膜を形成したサンプルを用意する。また、実施の形態4の(2)と同様の方法で、SUS304基材及びSKH51基材それぞれの表面に窒化処理をせずにDLC膜を形成したサンプルを用意する。
荷重負荷速度100N/分でダイヤモンド圧子を10mm/分で押し付けながら引張り、皮膜の破壊した臨界荷重(Lc値)をAEセンサー及び顕微鏡観察により求めた。
実施の形態4の(1)と同様の方法で、SUS304基材の表面に窒化処理をした後にDLC膜を形成したサンプルを用意する。また、実施の形態4の(2)と同様の方法で、SUS304基材の表面に窒化処理をせずにDLC膜を形成したサンプルを用意する。
図8は、摩擦係数に及ぼす浸炭窒化処理の影響を調べるために、浸炭窒化処理無しサンプル33及び浸炭窒化処理有りサンプル34それぞれのDLC膜の摩擦係数を測定した結果である摩擦係数とすべり距離との関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態8による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に窒化層を形成し、この窒化層上に珪素含有DLC膜を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガスとしては窒素ガスを用い、珪素含有DLC膜の原料ガスとしては、珪素化合物ガス及び炭化水素系のガスを用いる。珪素化合物ガスとしては、取り扱いの容易で低温での成膜が可能なヘキサメチルジシラザンやヘキサメチルジシロキサン(以下、これらを総称してHMDSともいう)を用いることが好ましい。
また、本実施の形態では、DLC膜に珪素を含有させているため、珪素を含有しないDLC膜に比べて摩擦・摩耗特性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態9による基材の表面処理方法について説明するが、実施の形態8と同一部分についての詳細な説明は省略する。
以下、本発明の実施の形態10による基材の表面処理方法について説明する。この基材の表面処理方法は、図1に示すプラズマ処理装置を用いることにより基材の表面に珪素イオンを注入して珪素注入層を形成し、この珪素注入層上にDLC膜を形成するものである。このプラズマ処理装置における高周波電源4は例えば250kHzの周波数を用い、処理ガスとしてはHMDSを用いる。
実施の形態4、5、8、9又は10と同様の方法でDLC膜を成膜した場合でも、何らかの事情でDLC膜を除去した後に再度DLC膜を基材表面に成膜する場合がある。この場合も図1に示すプラズマ処理装置を用いてDLC膜を除去することが可能である。
2…基材
3…基材ホルダー
4…高周波電源(RF電源)
5…ヒーター
10…ガス導入口
13…真空ポンプ
Claims (7)
- チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、基材を保持する基材ホルダーと、
前記チャンバーに繋げられ、前記チャンバー内にエッチング用の処理ガスを導入するガス導入経路と、
前記基材に、前記基材ホルダーを介して50〜500kHzの高周波出力を供給する高周波電源と、
を具備し、
前記高周波電源から前記基材に供給された50〜500kHzの高周波出力のみにより前記チャンバー内に前記エッチング用の処理ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面層を除去することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1において、
前記ガス導入経路は、さらに成膜用の処理ガスを導入する経路であり、
前記基材の表面層を除去した後に、前記高周波電源から前記基材に供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記成膜用の処理ガスのプラズマを発生させて前記基材の表面上に薄膜を成膜することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項2において、
前記ガス導入経路は、さらにアッシング用の処理ガスを導入する経路であり、
前記薄膜を成膜した後に、前記高周波電源から前記基材に供給された高周波出力により前記チャンバー内に前記アッシング用の処理ガスのプラズマを発生させて前記薄膜を除去することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記高周波電源は300kHz以下の高周波電源を供給するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - チャンバー内の基材ホルダーに基材を配置し、
前記チャンバー内にエッチング用の処理ガスを導入し、
前記基材に前記基材ホルダーを介して50〜500kHzの高周波出力のみを供給することによって前記チャンバー内に前記エッチング用の処理ガスのプラズマを発生させることにより、前記基材の表面層を除去することを特徴とする基材の表面処理方法。 - 請求項5において、
前記基材の表面層を除去した後に、前記チャンバー内に成膜用の処理ガスを導入し、前記基材に前記高周波出力を供給することによって前記チャンバー内に前記成膜用の処理ガスのプラズマを発生させることにより、前記基材の表面上に薄膜を成膜することを特徴とする特徴とする基材の表面処理方法。 - 請求項6において、
前記薄膜を成膜した後に、前記チャンバー内にアッシング用の処理ガスを導入し、前記基材に前記高周波出力を供給することによって前記チャンバー内に前記アッシング用の処理ガスのプラズマを発生させることにより、前記薄膜を除去することを特徴とする基材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011159917A JP5810462B2 (ja) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011159917A JP5810462B2 (ja) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006216135A Division JP4840655B2 (ja) | 2006-08-08 | 2006-08-08 | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015152101A Division JP6014941B2 (ja) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | プラズマ処理装置及び成膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012026038A JP2012026038A (ja) | 2012-02-09 |
JP5810462B2 true JP5810462B2 (ja) | 2015-11-11 |
Family
ID=45779299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011159917A Active JP5810462B2 (ja) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5810462B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6175773B2 (ja) * | 2013-01-16 | 2017-08-09 | 株式会社豊田自動織機 | 燃焼制御装置 |
JP2016053204A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 三井造船株式会社 | 皮膜形成方法、皮膜形成装置、および皮膜付き部材 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62158859A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 前処理方法 |
JP3277558B2 (ja) * | 1992-06-11 | 2002-04-22 | 住友電気工業株式会社 | 被覆切削チップの製造方法 |
JP3339597B2 (ja) * | 1993-09-03 | 2002-10-28 | アネルバ株式会社 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
JPH07118850A (ja) * | 1993-10-20 | 1995-05-09 | Limes:Kk | イオン窒化プラズマcvd法による硬質膜の形成方法 |
DK0908535T3 (da) * | 1997-10-08 | 2003-11-10 | Cockerill Rech & Dev | Fremgangsmåde til at dekapere et substrat og anlæg til at udføre fremgangsmåden |
JP4116144B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2008-07-09 | 日本アイ・ティ・エフ株式会社 | 硬質炭素被膜部材の製造方法 |
JP4902054B2 (ja) * | 2001-04-10 | 2012-03-21 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置 |
TWI315966B (en) * | 2002-02-20 | 2009-10-11 | Panasonic Elec Works Co Ltd | Plasma processing device and plasma processing method |
JP2005002432A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Konica Minolta Holdings Inc | プラズマエッチング装置並びにそれを用いた光学素子成形用金型に用いる母型の製作方法、光学素子成形用金型、光学素子成形用金型の製作方法、光学素子の製作方法及び光学素子 |
JP2006169589A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Shinko Seiki Co Ltd | 表面処理装置 |
-
2011
- 2011-07-21 JP JP2011159917A patent/JP5810462B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012026038A (ja) | 2012-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4840655B2 (ja) | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 | |
JP4653964B2 (ja) | Dlc膜の成膜方法およびdlc成膜物 | |
KR101338059B1 (ko) | 금형 모재의 코팅재 | |
JP4264479B2 (ja) | Cvd装置のクリーニング方法 | |
CN105385983B (zh) | 一种以纳米碳材料的热扩散为预处理的硬质涂层制备方法 | |
TW200943419A (en) | Low wet etch rate silicon nitride film | |
WO2007092130A3 (en) | Dry etch and epitaxial deposition process and apparatus | |
TWI577820B (zh) | Means for improving MOCVD reaction method and improvement method thereof | |
WO2010087102A1 (ja) | ダイヤモンドライクカーボン膜の製造方法 | |
JP5574165B2 (ja) | 被覆部材の製造方法 | |
JP5810462B2 (ja) | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 | |
JP4122387B2 (ja) | 複合硬質皮膜、その製造方法及び成膜装置 | |
JP2009185336A (ja) | 非晶質炭素膜及びその成膜方法 | |
KR101968783B1 (ko) | 질화막의 제조 장치 및 이의 제조 방법, 및 이의 제조 프로그램 | |
JP6014941B2 (ja) | プラズマ処理装置及び成膜方法 | |
JP2009503845A (ja) | 基材表面を不動態化する方法 | |
JP5772757B2 (ja) | 非晶質硬質炭素膜の成膜方法及び成膜装置 | |
JP4801709B2 (ja) | Cvd装置を用いた成膜方法 | |
JP2011225999A (ja) | プラズマ処理装置及び成膜方法 | |
JP4612147B2 (ja) | 非晶質硬質炭素膜及びその製造方法 | |
WO2006025164A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100906377B1 (ko) | 기판의 고속 박층화장치 및 방법 | |
Qian et al. | The effects of magnetic field on the properties of diamond-like carbon films produced by high-density helicon wave plasma | |
US8663795B2 (en) | Coated article and method for making same | |
JP2008231473A (ja) | 膜形成方法および膜形成材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140416 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150317 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150731 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150828 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5810462 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |