JP6292769B2 - プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ膜の形成方法 - Google Patents

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本発明は、プラズマＣＶＤ装置とプラズマＣＶＤ膜の形成方法と積層品の製造方法と樹脂製品の製造方法とに係り、特に、基板の表面上に、プラズマＣＶＤ膜をプラズマガスを利用したプラズマＣＶＤ法によって積層形成するのに使用されるプラズマＣＶＤ装置の改良と、そのようなプラズマＣＶＤ膜の有利な形成方法と、基材表面にプラズマＣＶＤ膜が積層形成された積層品の有利な製造方法と、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面にアンダーコート層と珪素化合物のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層とが積層されてなる樹脂製品の有利な製造方法とに関するものである。
従来から、薄膜形成手法の一つとして、プラズマガスを利用するプラズマＣＶＤ法が知られている。このプラズマＣＶＤ法は、薄膜形成後の乾燥工程を何等必要としないドライプロセスであり、しかも、同じドライプロセスの一種たる、例えばスパッタリング法等に比べて、十分に高い成膜レート（単位時間当たりの成膜量）が確保され得る。このため、プラズマＣＶＤ法は、様々な材質からなる基材の表面上に薄膜を効率的に形成可能な手法として広く利用されており、例えば、無機ガラスを代替する樹脂製品として、近年、注目されているポリカーボネート製の透明な樹脂成形品からなる樹脂ガラス（有機ガラス）の表面に、耐摩傷性（耐摩耗性と耐擦傷性）に優れた珪素化合物層からなるトップコート層を積層形成する際にも、かかるプラズマＣＶＤ法が採用されている。
そして、そのようなプラズマＣＶＤ法を実施して、基板表面にプラズマＣＶＤ膜を積層形成する装置も、様々な構造のものが知られている。例えば、特開２００９−１２０８８１号公報（特許文献１）等に開示される平行平板型のプラズマＣＶＤ装置や、特開２００５−２４８３２７号公報（特許文献２）等に明らかにされる誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置等が、それである。
それらの公報から明らかなように、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置は、基板が収容される反応室と、かかる反応室内に、互いに平行に延びるように対向配置された一対の平板状のプラズマ発生電極とを有して、構成されている。また、誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置は、基板が収容される反応室と、その反応室の外部に配置された高周波誘導用のアンテナとを有して、構成されている。そして、それら平行平板型のプラズマＣＶＤ装置と誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置にあっては、プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスとかかる原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスとが、真空状態とされた反応室内に供給された状態下で、一対のプラズマ発生電極間や高周波誘導用のアンテナに対して高周波電源から電力が印加されることにより、反応室内で、原料ガスと反応ガスとがそれぞれ分解・プラズマ化されたプラズマガスを発生させるようになっている。また、そうして発生した原料ガスのプラズマガス（原料ガスが分解・プラズマ化したプラズマガス）と反応ガスのプラズマガス（反応ガスが分解・プラズマ化したプラズマガス）とが反応することにより、所定の生成物が生成され、そして、その生成物が基板の表面上に堆積させられることによって、プラズマＣＶＤ膜が、基板表面上に積層形成されるようになっているのである。
このような平行平板型のプラズマＣＶＤ装置と誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置にあっては、プラズマガスが、反応室内の全体に分散するため、プラズマＣＶＤ膜を、大面積の基板の表面の全体に対して、一度の成膜工程で一挙に積層形成することができるといった利点がある。しかしながら、その反面、プラズマガスのプラズマＣＶＤ法による反応によって生成された生成物が、反応室の内面や、反応室内に配置された電極、或いは基板を支持する支持部材等に付着することが避けられず、それ故、それらを除去するための余分な作業を行う必要があった。
また、例えば、特開２０００−３８６７８号公報（特許文献３）等に明らかにされるように、直流プラズマトーチによって発生させたプラズマアークを利用する、所謂トーチ型プラズマＣＶＤ装置も、知られている。このトーチ型プラズマＣＶＤ装置は、直流プラズマトーチ内で発生させたプラズマガス（プラズマアーク）を、直流プラズマトーチの吹出口から真空状態の反応室内に吹き出させる一方、反応室内に原料ガスと反応ガスとを導入して、それらのガスを、反応室内に吹き出されるプラズマガスと接触させることによりプラズマ化するようになっている。そして、原料ガスのプラズマガスと反応ガスのプラズマガスとを反応させることにより、所定の生成物を生成する一方、それを反応室内の基板の表面上に堆積させることによって、かかる生成物からなるプラズマＣＶＤ膜を基板表面上に積層形成するように構成されているのである。
かくの如き構造を有する、トーチ型プラズマＣＶＤ装置を用いる場合には、例えば、プラズマアークを反応室内の基板表面上に吹き出させる一方、原料ガスと反応ガスとをプラズマアークに向かって吹き出させるようにすれば、反応室内全体へのプラズマガスの分散が有利に抑制されて、プラズマＣＶＤ法による反応により生成した生成物が、基板表面に集中的に堆積するようになる。そして、それにより、反応室の内面や基板を支持する支持部材等への生成物の付着が可及的に防止され、以て、そのような付着物を除去するための作業から開放され得るのである。
ところが、そのようなトーチ型プラズマＣＶＤ装置を用いてプラズマＣＶＤ膜を形成する場合には、以下の問題が惹起される。
すなわち、トーチ型プラズマＣＶＤ装置においては、前記した平行平板型や誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置とは異なって、プラズマＣＶＤ膜の形成時に、プラズマＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスたる原料ガスと反応ガスとは別に、それらの成膜用ガスを分解・プラズマ化するプラズマアークを発生させるための不活性ガスが必要となる。これは、トーチ型プラズマＣＶＤ装置が、直流プラズマトーチ内に設けられたアノードとカソードとの間で発生させたアーク放電によって、トーチ内に供給されたガスをプラズマ化して、プラズマアークを発生させるものであるため、プラズマアークを発生させるためのガスが不活性ガス以外のものであると、アノードとカソードが熱溶解したり、損傷したりする事態が生じて、プラズマアークを安定的に発生させることができなくなるからである。
それ故、従来の直流プラズマトーチを備えたトーチ型プラズマＣＶＤ装置を用いてプラズマＣＶＤ膜を形成する際には、前記した平行平板型や誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いる場合に比して、それらの装置には不要な不活性ガスを使用するために、材料費が嵩むだけでなく、成膜効率も低下する。しかも、反応室内を所定の真空度にまで減圧するための真空ポンプ等の排気装置として、より大型のものが必要となり、それによって、設備費も高騰するといった問題が惹起されるのである。
特開２００９−１２０８８１号公報 特開２００５−２４８３２７号公報 特開２０００−３８６７８号公報
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、基板表面以外へのプラズマＣＶＤ膜の付着を可及的に抑制しつつ、プラズマＣＶＤ膜を、基材表面に対して、より効率的且つ低コストに積層形成可能なプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。また、本発明は、基板表面以外へのプラズマＣＶＤ膜の付着を可及的に抑制しつつ、プラズマＣＶＤ膜を、基材表面に対して、より効率的且つ低コストに積層形成可能なプラズマＣＶＤ膜の形成方法を提供することも、その解決課題とする。更に、本発明は、基材表面にプラズマＣＶＤ膜が積層形成された積層品を有利に製造し得る方法と、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面に、アンダーコート層と珪素化合物からなるプラズマＣＶＤ膜が更に積層形成されてなる樹脂製品の有利な製造方法を提供することをも、また、その解決課題とするものである。
そして、本発明（第一発明）にあっては、かかる課題の解決のために、プラズマガスを利用して、基材の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、（ａ）前記基材を収容する反応室と、（ｂ）該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする排気手段と、（ｃ）前記反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルと、該誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源手段と、該トーチ管内に、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給するトーチ管用ガス供給手段とを有し、該高周波電源手段から該誘導コイルへの通電によって該トーチ管内に生じる高周波電磁界により、該トーチ管内に供給されたガスをプラズマ化して、前記プラズマガスを発生させると共に、該プラズマガスを、該トーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる誘導結合型プラズマトーチユニットの複数を、それぞれのトーチ管の吹出口が、前記基材の表面に向けて開口した状態で、互いに隣り合うように並設して構成されるプラズマトーチユニット群と、（ｄ）前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を前記反応室内に供給する反応室用ガス供給手段と、（ｅ）前記複数の誘導結合型プラズマトーチユニットのそれぞれに設けられた、前記誘導コイルの全体を外側から覆う筒状の電磁シールド部材とを含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を、その要旨とするものである。
また、本発明（第二発明）は、前記した課題を解決するために、プラズマガスを利用して、基材の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、（ａ）前記基材を収容する反応室と、（ｂ）該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする排気手段と、（ｃ）前記反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルと、該誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源手段と、該トーチ管内に、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスの両方を供給するトーチ管用ガス供給手段とを有し、該高周波電源手段から該誘導コイルへの通電によって該トーチ管内に生じる高周波電磁界により、該トーチ管内に供給されたガスをプラズマ化して、前記プラズマガスを発生させると共に、該プラズマガスを、該トーチ管の前記吹出口を通じて該反応室内に吹き出させる誘導結合型プラズマトーチユニットの複数を、それぞれのトーチ管の吹出口が、前記基材の表面に向けて開口した状態で、互いに隣り合うように並設して構成されるプラズマトーチユニット群と、（ｄ）前記複数の誘導結合型プラズマトーチユニットのそれぞれに設けられた、前記誘導コイルの全体を外側から覆う筒状の電磁シールド部材とを含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置をも、また、その要旨とするものである。
なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記吹出口を通じて、前記トーチ管内から吹き出される前記プラズマガスの単位時間当たりの吹出量が、前記トーチ管用ガス供給手段にて該トーチ管内に供給される前記原料ガスや前記反応ガスの単位時間あたりの供給量よりも小さくなるように、該吹出口の大きさが設定されて、該トーチ管内に該原料ガスや該反応ガスが供給されたときの該トーチ管の内圧が、真空状態とされた前記チャンバの内圧よりも高くなるように構成される。
そして、本発明（第三発明）は、前記した課題の解決のために、プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成する方法であって、（ａ）前記基材を反応室内に収容する工程と、（ｂ）該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｃ）該反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該一方のガスをプラズマ化し、前記プラズマガスを発生させて、該プラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、（ｄ）前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を、前記反応室内に導入して、前記誘導結合型プラズマトーチの複数から該反応室内にそれぞれ吹き出された前記プラズマガスと接触させることによって、該他方のガスをプラズマ化する一方、該反応室内で、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを反応させて、生成物を生成すると共に、該反応室内に収容された前記基材の表面上に、該生成物を堆積させることにより、前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程とを含むことを特徴とするプラズマＣＶＤ膜の形成方法をも、その要旨とするものである。
また、本発明（第四発明）は、前記した課題の解決のために、プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成する方法であって、（ａ）前記基材を反応室内に収容する工程と、（ｂ）該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｃ）該反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスの両方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該原料ガスと該反応ガスとをそれぞれプラズマ化し、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを発生させて、それらのプラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、（ｄ）前記反応室内で、前記原料ガスのプラズマガスと前記反応ガスのプラズマガスとを反応させて、生成物を生成すると共に、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該生成物を堆積させることにより、前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程とを含むことを特徴とするプラズマＣＶＤ膜の形成方法をも、その要旨とする。
さらに、本発明（第五発明）は、前記した課題を解決するために、基材の表面にプラズマＣＶＤ膜が積層形成されてなる積層品の製造方法であって、（ａ）前記基材を準備する工程と、（ｂ）該基材の表面に対して、前記プラズマＣＶＤ膜を、前記した特徴を有する形成方法によって積層形成する工程とを含むことを特徴とする積層品の製造方法をも、その要旨とするものである。
更にまた、本発明（第六発明）は、前記した課題の解決のために、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上にアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるプラズマＣＶＤ層が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、（ａ）前記樹脂基材を準備する工程と、（ｂ）該樹脂基材の表面に、前記アンダーコート層を積層形成する工程と、（ｃ）該アンダーコート層が積層形成された前記樹脂基材を反応室内に収容した後、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｄ）該反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、珪素を含む原料ガスと、該原料ガス中の珪素と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給されたガスをプラズマ化し、前記プラズマガスを発生させて、該プラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、（ｅ）前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を、前記反応室内に導入して、前記誘導結合型プラズマトーチの複数から該反応室内にそれぞれ吹き出された前記プラズマガスと接触させることにより、該他方のガスをプラズマ化する一方、該反応室内で、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを反応させて、前記珪素化合物を生成すると共に、該反応室内に収容される前記基材表面に積層された前記アンダーコート層上に、該珪素化合物を堆積させることにより、該珪素化合物からなる前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程とを含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法をも、その要旨とする。
また、本発明（第七発明）は、前記した課題の解決のために、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上にアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるプラズマＣＶＤ膜が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、（ａ）前記樹脂基材を準備する工程と、（ｂ）該樹脂基材の表面に、前記アンダーコート層を積層形成する工程と、（ｃ）該アンダーコート層が積層形成された前記樹脂基材を反応室内に収容した後、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｄ）該反応室内に開口する吹出口を備えたトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、珪素を含む原料ガスと、該原料ガス中の珪素と反応する成分を含む反応ガスの両方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該原料ガスと該反応ガスとをそれぞれプラズマ化し、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを発生させて、それらのプラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、（ｅ）前記反応室内で、前記原料ガスのプラズマガスと前記反応ガスのプラズマガスとを反応させて、前記珪素化合物を生成すると共に、該反応室内に収容される前記基材表面に積層された前記アンダーコート層上に、該珪素化合物を堆積させることにより、該珪素化合物からなる前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程とを含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法をも、また、その要旨とするものである。
すなわち、第一発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、誘導結合型プラズマトーチユニットを有し、この誘導結合型プラズマトーチユニットのトーチ管内で発生したプラズマガスが、吹出口を通じて、反応室内に吹き出されるようになっている。それ故、そのようなプラズマガスが、反応室内に収容される基板の表面上に向かって吹き出されるようにすれば、反応室内全体へのプラズマガスの分散が有利に抑制されて、プラズマＣＶＤ法による原料ガスのプラズマガスと反応ガスのプラズマガスとの反応により生成した生成物が、基板表面に集中的に堆積するようになる。そして、それにより、反応室の内面や基板を支持する支持部材等への生成物の付着が可及的に防止され得ることとなる。
また、第一発明に係るプラズマＣＶＤ装置においては、原料ガスと材料ガスのうちの何れか一方が、トーチ用ガス供給手段によって誘導結合型プラズマトーチユニットのトーチ管内に供給されて、プラズマ化されるようになっている。更に、原料ガスと材料ガスのうちの何れか他方が、反応室用ガス供給手段によって反応室内に供給されて、原料ガスと材料ガスのうちの何れか一方が分解・プラズマ化されたプラズマガスと接触することでプラズマ化されるようになっている。このため、前記した従来のトーチ型プラズマＣＶＤ装置とは異なって、原料ガスと材料ガスとを分解、プラズマ化するために、それらのガスとは別の不活性ガス等の余分なガスが何等使用されない。そして、それにより、不活性ガスの使用に起因した材料費や設備費の高騰及び成膜効率の低下の問題等が、何れも、効果的に解消され得る。
しかも、誘導結合型プラズマトーチユニットが、高周波電源手段から誘導コイルへの通電によりトーチ管内に生じる高周波電磁界によって、プラズマガスを発生させるものであるため、誘導結合型プラズマトーチユニットには、電極が何等設けられていない。それ故、プラズマガスの発生時での電極の熱溶解や損傷により、原料ガスと材料ガスのプラズマ化が不安定となることも皆無とされて、それら原料ガスと反応ガスのプラズマガスを、常に安定的に発生させることができる。
従って、かくの如き第一発明に係るプラズマＣＶＤ装置を用いれば、基板表面以外へのプラズマＣＶＤ膜の付着を可及的に抑制しつつ、プラズマＣＶＤ膜を、基材表面に対して、より効率的且つ低コストに形成することができるのである。
第二発明に係るプラズマＣＶＤ装置にあっても、第一発明に従うプラズマＣＶＤ装置において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、有効に享受され得ることとなる。
第三発明に係るプラズマＣＶＤ膜の形成方法と第四発明に係るプラズマＣＶＤ膜の形成方法にあっても、第一発明に従うプラズマＣＶＤ装置において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、有効に享受され得る。
第五発明に係る積層品の製造方法によれば、プラズマＣＶＤ膜が、基材表面に対して、より効率的且つ低コストに形成され得ることによって、目的とする積層品の生産性の向上と生産コストの低下とが、極めて効果的に実現され得るのである。
第六発明に係る樹脂製品の製造方法と第七発明に係る樹脂製品の製造方法によれば、プラズマＣＶＤ膜が、基材表面に対して、より効率的且つ低コストに形成され得ることによって、目的とする樹脂製品の生産性の向上と生産コストの低下とが、極めて効果的に実現され得るのである。
本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用いてプラズマＣＶＤ膜が基板上に形成されてなる樹脂製品の一例の部分断面説明図である。 プラズマＣＶＤ装置の一形態を示す断面説明図である。 プラズマＣＶＤ装置の別の形態を示す、図２に対応する図である。 本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の一つの実施形態を示す、図２に対応する図である。 本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の他の実施形態を示す、図２に対応する図である。
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
先ず、図１には、本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、プラズマＣＶＤ膜が形成された樹脂製品として、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス１０が、その部分縦断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、樹脂ガラス１０は、基材としての基板１２を有し、この基板１２の表面（図１での上面）には、アンダーコート層１４が積層形成されている。また、かかるアンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面上には、トップコート層１６が、積層形成されている。なお、以下からは、便宜上、図１での上面を表面と言い、図１での下面を裏面と言うこととする。
基板１２は、透明な平板形態を呈し、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品にて構成されている。なお、基板１２は、射出成形以外の手法で成形されたものであっても良い。
アンダーコート層１４は、樹脂ガラス１０に対して、紫外線耐性等に基づいた耐候性を付与すること等を目的として、基板１２の表面に対して、その全面を被覆するように、直接に積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。このようなアンダーコート層１４は、一般に、液状のアクリル樹脂やポリウレタン樹脂を基板１２表面上に塗布して、塗膜を成膜した後、加熱操作や紫外線照射を行って、かかる塗膜を硬化させることにより形成される。なお、かかるアンダーコート層１４は、形成工程の簡略化や迅速化、更には形成に要する設備コストの低減等を図る上において、紫外線硬化膜にて構成されていることが、望ましい。また、アンダーコート層１４は、耐候性を有するものであれば、上記例示以外の樹脂材料や硬化手法を採用して、形成することもできる。更に、かかるアンダーコート層１４は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。
トップコート層１６は、樹脂ガラス１０に対して、耐摩傷性を付与するために、アンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面に、その全面を覆うように積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。そして、ここでは、かかるトップコート層１６が、優れた耐摩傷性を発揮するＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜にて構成されている。なお、トップコート層１６の形成材料は、樹脂ガラス１０に対して十分な耐摩傷性を付与し得るものであれば、特に限定されるものではないものの、一般に、ＳiＯ2の他、ＳiＯＮ やＳi3Ｎ4 等の珪素化合物が用いられる。また、トップコート層１６は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。
そして、かくの如き優れた特徴を有する樹脂ガラス１０は、例えば、ポリカーボネート製の基板１２を、射出成形等により成形した後、かかる基板１２上に、アクリル樹脂やポリウレタン樹脂からなる塗膜層を形成し、これを硬化させることにより、アンダーコート層１４を形成して、中間製品１８を作製し、その後、この中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上にトップコート層１６を形成することで作製されるが、このトップコート層１６の形成に際して、本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置が有利に用いられるのである。
図２には、プラズマＣＶＤ装置の一形態が、その縦断面形態において示されている。かかる図２から明らかなように、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０は、反応室としての真空チャンバ２２と、この真空チャンバ２２に固設された誘導結合型プラズマトーチユニット２４とを有している。そして、かかるプラズマＣＶＤ装置２０にあっては、誘導結合型プラズマトーチユニット２４にて発生させられて、真空チャンバ２２内に供給される誘導結合熱プラズマを利用して、真空チャンバ２２に収容された中間製品１８のアンダーコート層１４上に、プラズマＣＶＤ膜を積層形成するようになっている。
より具体的には、真空チャンバ２２は、チャンバ本体２６と蓋体２８とからなっている。チャンバ本体２６は、筒状の側壁部３０と、かかる側壁部３０の下側開口部を閉塞する底壁部３２とを備えた有底筒状乃至は筐体状を呈している。チャンバ本体２６の底壁部３２の内面の中央部には、基板ホルダ３４が固着されている。この基板ホルダ３４は、全体として、平板形状を呈しており、底壁部３２への固着面とは反対側の上面が、支持面３６とされている。
そして、本形態では、基板ホルダ３４の支持面３６に対して、中間製品１８が、基板１２のアンダーコート層１４の形成側とは反対側の裏面を重ね合わせた状態で支持されるようになっている。即ち、基板１２が、チャンバ本体２６の底壁部３２の中央部において、アンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面を上側に向けて、真空チャンバ２２の内部空間内に露呈させた状態で、基板ホルダ３４にて保持されるようになっているのである。
チャンバ本体２６の側壁部３０には、排気パイプ３８が、チャンバ本体２６の内外を連通するように、側壁部３０を貫通して設置されている。また、かかる排気パイプ３８上には、真空ポンプ４０が設置されている。
蓋体２８は、チャンバ本体２６の上側開口部４２の全体を覆蓋可能な大きさを有する平板にて構成されている。この蓋体２８が、チャンバ本体２６の上側開口部４２を覆蓋した状態下で、図示しないロック機構にて側壁部３０にロックされることにより、チャンバ本体２６内が気密に密閉されるようになっている。また、そのようなチャンバ本体２６の密閉状態下での真空ポンプ４０の作動により、チャンバ本体２６内の気体が排気パイプ３８を通じて外部に排出され、チャンバ本体２６内が減圧されて、所定の真空状態とされるようになっている。このことから明らかなように、本形態では、排気パイプ３８と真空ポンプ４０とにて、排気手段が構成されている。
そして、本形態においては、上記の如き構造とされた真空チャンバ２２と共に、プラズマＣＶＤ装置２０を構成する誘導結合型プラズマトーチユニット２４が、従来装置には見られない特別な構造を有しているのである。
より詳細には、誘導結合型プラズマトーチユニット２４は、誘導結合型プラズマトーチ４４と高周波電源手段としての高周波電源装置４６と第一ガス供給パイプ４８とを含んで構成されている。そして、誘導結合型プラズマトーチ４４は、トーチ管５０と誘導コイル５２とを有している。この誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０は、ここでは、電気絶縁性と耐熱性とを備えた、例えば、石英等からなる円筒管にて構成されている。また、トーチ管５０は、その上側開口部が、栓体５３にて密閉されている一方、下側開口部が、外部に連通する吹出口５４とされている。栓体５３は、ここでは、電気絶縁性と耐熱性とを備えた、例えばセラミックス材料等を用いて形成されている。更に、トーチ管５０においては、その下端部が、下方に向かって次第に小径化するテーパ筒形状とされて、狭窄化されており、それによって、吹出口５４の開口面積が、トーチ管５０の上側開口部の開口面積や、軸方向中間部の軸直角方向の断面積に比して、所定の大きさだけ小さくされている。
そして、そのようなトーチ管５０が、真空チャンバ２２の蓋体２８の中央部に設けられた貫通孔５６内に、上下方向に延びるように挿通配置されて、蓋体２８に設けられた固定ホルダ５８により、蓋体２８に固定されている。また、かかるトーチ管５０の蓋体２８への固定状態下で、トーチ管５０の上端部が、蓋体２８の上面から外方に突出している一方、上端部を除く大部分が、真空チャンバ２２内に突入配置されている。そして、トーチ管５０の吹出口５４が、真空チャンバ２２内において、基板ホルダ３４に支持された中間製品１８に対して比較的に近位の位置で、中間製品１８のアンダーコート層１４に向かって、鉛直下方に開口するように配置されている。
誘導コイル５２は、トーチ管５０の軸方向長さよりも所定寸法短い軸方向長さと、トーチ管５０の外径と略同じ内径とを有している。そして、かかる誘導コイル５２が、トーチ管５０の真空チャンバ２２内への突入部分のうち、テーパ筒形状呈する下端部を除く部分の外周面に、複数ターン、巻き付けられている。これにより、誘導コイル５２が、トーチ管５０に対して、それと同軸的に延びるように外挿され、固定されて、トーチ管５０と共に、真空チャンバ２２内に収容配置されている。かくして、ここでは、誘導結合型プラズマトーチ４４が、真空チャンバ２２内に、上端部を除く大部分を突入させて、上下方向に延出させた状態で、上端部において、固定ホルダ５８を介して、真空チャンバ２２の蓋体２８に固定されている。
また、かかる誘導結合型プラズマトーチ４４の誘導コイル５２には、高周波電源装置（高周波電源手段）４６が、電気的に接続されている。この高周波電源装置４６は、公知の構造を有しており、誘導コイル５２に対して、高周波電流を供給し得るように構成されている。
一方、第一ガス供給パイプ４８は、一端部が、トーチ管５０の栓体５３を貫通して、トーチ管５０内に突入配置されて、かかる一端部側の開口部が、トーチ管５０内に開口している。そして、この第一のガス供給パイプ４８の一端部側開口部が、第一ガス供給口６０とされている。
また、第一ガス供給パイプ４８の他端部には、第一ガスボンベ６２が接続されている。更に、かかる第一ガス供給パイプ４８の第一ガスボンベ６２との接続部分には、第一開閉バルブ６４が設けられている。そして、第一ガスボンベ６２には、ここでは、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスのうち、トップコート層１６の主成分たる珪素を含む原料ガスとしてのモノシラン（ＳiＨ4）ガスが、大気圧を超える圧力で収容されている。これにより、第一開閉バルブ６４が開作動されて、その開作動状態が維持されている間、第一ガスボンベ６２内のモノシランガスが、第一ガス供給パイプ４８と第一ガス供給口６０とを通じて、トーチ管５０内に供給されるようになっている。このことから明らかなように、本形態では、第一ガス供給パイプ４８と第一ガスボンベ６２とにて、トーチ管用ガス供給手段が構成されている。
なお、第一ガスボンベ６２内に収容されるガスは、トップコート層１６を形成するための成膜用ガスのうちの原料ガスとして使用可能なものであれば、何等限定されるものではない。それ故、モノシランガスの他に、例えば、ジシラン（Ｓi2Ｈ6 ）ガス等の無機珪素化合物ガスや、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシロキサン類や、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシジメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシラン類、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン類等の有機珪素化合物のガス等が、それぞれ単独で、或いはそれらが適宜に組み合わされて使用される。２種類以上の珪素化合物ガスを用いる場合には、それら複数種類の珪素化合物ガスを混合した状態で、一つの第一ガスボンベ６２内に収容しても良く、或いは２種類以上の珪素化合物ガスを、複数の第一ガスボンベ６２内にそれぞれ別個に収容しても良い。
かくして、かくの如き構造とされた誘導結合型プラズマトーチユニット２４にあっては、高周波電源装置４６から誘導コイル５２への高周波電流の給電により、トーチ管５０内に、高周波電磁界を発生させ、そして、かかるトーチ管５０内に、第一ガス供給パイプ４８と第一ガス供給口６０を通じて、第一ガスボンベ６２から供給されるモノシランガスを、トーチ管５０内に生じた高周波電磁界によって分解し、プラズマ化させるようになっている。また、高周波電源装置４６から誘導コイル５２への給電時に、プラズマ電磁誘導作用により、誘導コイル５２内に渦電流を生じさせ、そして、そのような渦電流によって発生するジュール熱により、プラズマを高温に維持させるようになっている。
すなわち、誘導結合型プラズマトーチユニット２４は、第一ガス供給パイプ４８と第一ガス供給口６０を通じてのトーチ管５０内へのモノシランガスの供給と、高周波電源装置４６から誘導コイル５２への給電により、トーチ管５０内で、モノシランガスが分解、プラズマ化されてなる誘導結合型熱プラズマガス（以下、単に、モノシランのプラズマガスと言う）を発生させ、また、そのようなモノシランのプラズマガスを、トーチ管５０の吹出口５４から、真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４の支持面３６に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４上に向かって吹き出すように構成されているのである。なお、誘導結合型プラズマトーチ４４には、アノードやカソード等の電極が、何等設けられていないため、誘導結合型プラズマトーチ４４内で、モノシランのプラズマガスを発生させた際に、電極の熱溶解や損傷が生じ、それが原因で、モノシランガスの分解、プラズマ化が不安定となることも、有利に解消され得る。
そして、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０においては、プラズマガスを真空チャンバ２２内に吹き出す吹出口５４の開口面積が、モノシランガスをトーチ管５０内に供給する第一ガス供給口６０の開口面積よりも小さくされている。これにより、モノシランのプラズマガスのトーチ管５０から真空チャンバ２２内への単位時間当たりの吹出量が、モノシランガスのトーチ管５０内への単位時間当たりの供給量よりも少なくされ、以て、プラズマガスの真空チャンバ２２内への吹出時において、トーチ管５０の内圧が、減圧された真空チャンバ２２の内圧よりも十分に高くなるように構成されているのである。なお、吹出口５４の開口面積と第一ガス供給口６０の開口面積との差は、トーチ管５０の内圧が所定の大きさとなるように、第一ガス供給口６０を通じてトーチ管５０内に供給されるモノシランガスの流量や流速、圧力等に応じて、適宜に決定される。
一方、真空チャンバ２２には、第二ガス供給パイプ６６が接続されている。この第二ガス供給パイプ６６は、その一端部が、真空チャンバ２２のチャンバ本体２６における側壁部３０を貫通して、真空チャンバ２２内に突入している。そして、かかる第二ガス供給パイプ６６の真空チャンバ２２内への突入側端部の開口部が、第二ガス供給口６８とされている。この第二ガス供給口６８は、真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４の側方において、基板ホルダ３４の支持面３６とトーチ管５０の吹出口５４との間の空間に向かって、水平方向に開口するように配置されている。
また、第二ガス供給パイプ６６の他端部には、第二ガスボンベ７０が接続されている。更に、かかる第二ガス供給パイプ６６の第二ガスボンベ７０との接続部分には、第二開閉バルブ７２が設けられている。そして、第二ガスボンベ７０には、ここでは、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスのうち、原料ガスとしてのモノシラン（ＳiＨ4）ガス中の珪素と反応する反応ガスたる酸素ガスが、大気圧を超える圧力で収容されている。これにより、第二開閉バルブ７２が開作動されて、その開作動状態が維持されている間、第二ガスボンベ７０内の酸素ガスが、第二ガス供給パイプ６６と第二ガス供給口６８とを通じて、真空チャンバ２２内に供給されるようになっている。このことから明らかなように、本形態では、第二ガス供給パイプ６６と第二ガスボンベ７０とにて、反応室用ガス供給手段が構成されている。
なお、第二ガスボンベ７０内に収容されるガスは、トップコート層１６を形成するための成膜用ガスのうちの原料ガスとして使用可能なものであれば、何等限定されるものではない。それ故、酸素ガスの他に、例えば、窒素ガスやアンモニアガス等が、トップコート層１６を構成する珪素化合物の種類に応じて、適宜に選択されて、使用され得る。
かくして、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０においては、酸素ガスが、誘導結合型プラズマトーチ４４の吹出口５４を通じて真空チャンバ２２内に吹き出されたモノシランのプラズマガスに向かって、第二ガス供給口６８から吹き付けられるようになっている。また、それにより、酸素ガスが、真空チャンバ２２内でモノシランのプラズマガスと接触して、プラズマ化されて、真空チャンバ２２に、酸素のプラズマガスが発生させられるようになっている。
そして、かくの如き構造とされたプラズマＣＶＤ装置２０を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上にプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を形成する際には、例えば、以下のようにして、その操作が進められる。
すなわち、先ず、図２に示されるように、中間製品１８を、チャンバ本体２６内の基板ホルダ３４の支持面３６上に支持させた状態で、基板ホルダ３４にて保持する。このとき、中間製品１８は、アンダーコート層１４の表面を上側に向けた状態で配置される。
次いで、チャンバ本体２６の上側開口部４２を蓋体２８にて覆蓋した後、図示しないロック機構にて、蓋体２８をチャンバ本体２６にロックする。これにより、真空チャンバ２２内を気密に密閉する。そして、その後、真空ポンプ４０を作動させて、真空チャンバ２２内を減圧する。この減圧操作によって、真空チャンバ２２内の圧力は、例えば１０-5〜１０-3Ｐａ程度とされる。また、そのような真空チャンバ２２内の減圧操作を行う一方で、誘導結合型プラズマトーチユニット２４の高周波電源装置４６を作動させて、高周波電源装置４６から、誘導結合型プラズマトーチ４４の誘導コイル５２に１３．５６ＭＨｚの高周波電流を供給する。これにより、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内に、高周波電磁界を発生させる。
引き続き、真空チャンバ２２内の圧力が所定の値となったら、真空ポンプ４０を作動させたままで、第一開閉バルブ６４を開作動させる。これにより、第一ガスボンベ６２内のモノシランガスを、高周波電磁界が生じているトーチ管５０内に、第一ガス供給パイプ４８と第一ガス供給口６０を通じて供給する。そして、トーチ管５０内に供給されたモノシランガスを、高周波電磁界により分解し、プラズマ化して、プラズマガスを発生させると共に、かかるモノシランのプラズマガスを、誘導コイル５２内に生ずるジュール熱により高温に維持させる。
このとき、モノシランが、高周波電磁界とジュール熱とを利用して、大きなエネルギー密度と反応速度により、十分に高い分解効率をもって分解されて、プラズマ化される。しかも、前記したように、トーチ管５０内が真空チャンバ２２内よりも高圧とされていることによっても、プラズマガスが高温とされる。それにより、モノシランの分解、プラズマ化が更に一層促進されて、モノシランのプラズマガスが、トーチ管５０内で、より効率的に多量に発生させられるようになる。
そして、そのようにしてトーチ管５０内で発生させた高温で多量のモノシランのプラズマガスを、トーチ管５０の吹出口５４から、真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４の支持面３６に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４に向かって、一気に吹き出させる。
また、第一開閉バルブ６４を開作動させたときに、或いはその直前又は直後に、第二開閉バルブ７２を開作動して、第二ガスボンベ７０内の酸素ガスを、真空チャンバ２２内に、第二ガス供給パイプ６６と第二ガス供給口６８を通じて供給する。これによって、トーチ管５０の吹出口５４から中間製品１８のアンダーコート層１４に向かって吹き出されるモノシランのプラズマガスに対して、酸素ガスを吹き付けて、接触させる。かくして、酸素ガスをプラズマ化して、酸素のプラズマガスを発生させる。
そして、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとを反応させて、ＳiＯ2を生成し、かかるＳiＯ2を、中間製品１８のアンダーコート層１４上に積層させる。このとき、誘導結合型プラズマトーチ４４の吹出口５４から、モノシランのプラズマガスが、中間製品１８のアンダーコート層１４に向かって吹き出されるところから、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとの反応が、真空チャンバ２２内における中間製品１８のアンダーコート層１４上の空間において、局所的に進行する。それによって、かかる反応によって生成されるＳiＯ2が、真空チャンバ２２内の全体に分散することなく、その大部分が、アンダーコート層１４の表面上に堆積するようになる。
かくして、中間製品１８のアンダーコート層１４の全表面上に、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を積層形成する。そうして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
以上の説明から明らかなように、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０を用いれば、真空チャンバ２２内でのモノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとの反応により生成されるＳiＯ2の大部分を、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に堆積させることができる。このため、真空チャンバ２２の内面や基板ホルダ３４等のアンダーコート層１４の表面以外へのＳiＯ2の付着を、効果的に抑制することができる。それ故、真空チャンバ２２内の不要な部位に付着したＳiＯ2を除去するための余分な作業から有利に開放されるか、或いはそのような作業の実施回数を飛躍的に減少させることができる。その結果、トップコート層１６の形成工程、ひいては樹脂ガラス１０の製造工程の簡略化及び効率化を、極めて効果的に達成することが可能となる。
また、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０においては、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６の成膜用ガスのうちの原料ガスたるモノシランガスと反応ガスたる酸素ガスのみが、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内や真空チャンバ２２内に供給されて、それぞれプラズマ化されるようになっている。それ故、かかるプラズマＣＶＤ装置２０では、アルゴンガス等の不活性ガスをプラズマ化し、このアルゴンのプラズマガスに対して、原料ガスと反応ガスとを接触させて、それら原料ガスと反応ガスとをプラズマ化させる従来プラズマＣＶＤ装置とは異なって、原料ガスと反応ガス以外の余分なガスが何等使用されない。
このため、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０にあっては、不活性ガスを使用する従来のプラズマＣＶＤ装置に比して、プラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６の形成コストを、活性ガスを使用しない分だけ低下させることができ、また、真空チャンバ２２内へのガスの供給量を減少させることが可能となる。それによって、真空チャンバ２２内の減圧に使用される真空ポンプ４０の小型化及び低コスト化が、有利に実現され得る。その上、真空チャンバ２２内がトップコート層１６の成膜用ガスのプラズマのみで充満されるため、真空チャンバ２２内に、成膜用ガスのプラズマとアルゴンのプラズマガスとが混在する場合に比して、トップコート層１６の成膜効率の向上が、効果的に図られ得るのである。
さらに、かかるプラズマＣＶＤ装置２０では、誘導結合型プラズマトーチ４４が無電極とされていることで、モノシランガスが安定的にプラズマ化され得るため、高品質のトップコート層１６を、中間製品１８のアンダーコート層１４上に、より一層安定的に形成することが可能となる。
加えて、本形態のプラズマＣＶＤ装置２０においては、モノシランのプラズマガスの発生時に、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０の内圧が、真空チャンバ２２の内圧よりも高くされることで、モノシランのプラズマガスを、より一層効率的に大量に発生させることが可能となっている。これによって、中間製品１８のアンダーコート層１４上に、トップコート層１６を、より大きな成膜速度で効率的に形成することができ、その結果として、目的とする樹脂ガラス１０の生産性の向上が、効果的に図られ得ることとなるのである。
以上、プラズマＣＶＤ装置の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
例えば、前記第一の形態では、プラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスのうち、原料ガスたるモノシランガスだけが、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内に供給されるようになっていた。しかしながら、成膜用ガスのうちの反応ガスたる酸素ガスも、原料ガスたるモノシランガスと一緒にトーチ管５０内に供給して、トップコート層１６を形成することもできる。
その際には、例えば、図３に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置７４が、好適に用いられる。なお、図３に示されるプラズマＣＶＤ装置７４と、後述する図４及び図５に示されるプラズマＣＶＤ装置７６，７８に関しては、図２に示されるプラズマＣＶＤ措置２０と同様な構造とされた部材及び部位について、図２と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
図３から明らかなように、本形態のプラズマＣＶＤ装置７４においては、第一ガス供給パイプ４８の第一ガス供給口６０側の端部と共に、第二ガス供給パイプ６６の第二ガス供給口６８側の端部が、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０を閉塞する栓体５３に対して貫通して、固定されている。そして、第一ガス供給口６０と第二ガス供給口６８とが、共に、トーチ管５０内に開口するように配置されている。これにより、第一ガスボンベ６２内に収容された原料ガスたるモノシランガスと、第二ガスボンベ７０内に収容された反応ガスたる酸素ガスとが、第一及び第二ガス供給パイプ４８，６６と第一及び第二ガス供給口６０，６８とを通じて、トーチ管５０内に供給されるようになっている。
かくして、かかるプラズマＣＶＤ装置７４にあっては、トーチ管５０内に供給されたモノシランガスと酸素ガスとが、誘導コイル５２への高周波電流の給電によりトーチ管５０内に発生する高周波電磁界によって、分解、プラズマ化されて、トーチ管５０内で、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとが発生させられるように構成されている。そして、それらモノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとが、トーチ管５０の吹出口５４から、真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４の表面に向かって吹き出されるようになっているのである。
また、本形態のプラズマＣＶＤ装置７４では、吹出口５４の開口面積が、第一ガス供給口６０の開口面積と第二ガス供給口６８の開口面積の合計値よりも小さくされている。これによって、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスのトーチ管５０から真空チャンバ２２内への単位時間当たりの合計の吹出量が、モノシランガスと酸素ガスのトーチ管５０内への単位時間当たりの合計の供給量よりも少なくされ、以て、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスの真空チャンバ２２内への吹出時において、トーチ管５０の内圧が、減圧された真空チャンバ２２の内圧よりも十分に高くなるように構成されている。なお、第一ガス供給口６０の開口面積と第二ガス供給口６８の開口面積の合計値と、吹出口５４の開口面積との差は、トーチ管５０の内圧が所定の大きさとなるように、第一ガス供給口６０と第二ガス供給口６８を通じてトーチ管５０内に供給されるモノシランガスと酸素ガスの流量や流速、圧力等に応じて、適宜に決定される。
そして、このようなプラズマＣＶＤ装置７４を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上に、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を形成して、樹脂ガラス１０を製造する際には、前記第一の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０を用いる場合と同様に、先ず、中間製品１８を真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４に支持させて、真空チャンバ２２内を密閉した後、真空チャンバ２２内を減圧する。
その後、誘導結合型プラズマトーチ４４の誘導コイル５２に高周波電流を供給して、トーチ管５０内に高周波電磁界を発生させると共に、誘導コイル５２内にジュール熱を発生させた状態で、トーチ管５０内に、モノシランガスと酸素ガスを同時に供給する。これにより、トーチ管５０内で、モノシランガスを分解、プラズマ化すると共に、酸素ガスをプラズマ化し、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとを発生させて、それらのプラズマガスを、吹出口５４から真空チャンバ２２内に吹き出させる。
そして、真空チャンバ２２内に吹き出されたモノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとを、基板ホルダ３４に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４上で反応させて、ＳiＯ2を生成し、かかるＳiＯ2を、中間製品１８のアンダーコート層１４上に積層させる。
かくして、中間製品１８のアンダーコート層１４の全表面上に、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を積層形成する。そうして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
このように、図３に示される構造を有するプラズマＣＶＤ装置７４を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上にトップコート層１６を形成する場合にあっても、前記第一の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上にトップコート層１６を形成する際に奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、有効に奏され得る。
そして、本形態のプラズマＣＶＤ装置７４を用いる場合にあっては、特に、原料ガスたるモノシランガスと反応ガスたる酸素ガスの両方が、誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内で高周波電磁界によってプラズマ化されて、真空チャンバ２２内に吹き出されるため、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとが、無駄なく、より効率的に且つ確実に真空チャンバ２２内に供給される。そして、それにより、それらモノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスの真空チャンバ２２内での反応が、より確実に実施され、その結果として、トップコート層１６の成膜速度の向上等が、十分に期待され得るのである。
また、前記第一及び第二の形態のプラズマＣＶＤ装置２０，７４においては、誘導結合型プラズマトーチユニット２４が一つだけ設けられていた。しかしながら、アンダーコート層１４やトップコート層１６が積層される基板１２表面の面積が比較的に大型の基板１２を有する樹脂ガラス１０を得る際には、本発明に従って、例えば、図４や図５に示されるように、複数の誘導結合型プラズマトーチユニット２４が設けられてなるプラズマＣＶＤ装置７６，７８等が、有利に用いられる。
図４に示されるプラズマＣＶＤ装置７６は、三つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４，２４，２４を有して、構成されている。そして、それら三つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４，２４，２４は、何れも、図２に示される前記第一の形態のプラズマＣＶＤ装置２０に設けられる誘導結合型プラズマトーチユニット２４と同一の基本構造を有している。
すなわち、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置７６に設けられる各誘導結合型プラズマトーチユニット２４は、何れも、トーチ管５０と誘導コイル５２を備えた誘導結合型プラズマトーチ４４と、高周波電源装置４６と、第一ガス供給パイプ４８と、第一ガスボンベ６２とを、有している。また、第一ガス供給パイプ４８が、第一誘導結合型プラズマトーチ４４におけるトーチ管５０の吹出口５４側とは反対側の開口部を閉塞する栓体５３に対して、第一ガス供給口６０側の端部が貫通固定されて、第一ガス供給口６０が、トーチ管５０内に開口している。
そして、そのような三つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４，２４，２４からなるプラズマトーチユニット群の各誘導結合型プラズマトーチ４４が、トーチ管５０の吹出口５４を、真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４の支持面３６に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４に向けて開口した状態で、互いに隣り合うように並んで配設されている。これにより、三つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４，２４，２４における各誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内で発生したモノシランのプラズマガスが、各トーチ管５０の吹出口５４から、中間製品１８のアンダーコート層１４に向けて吹き出されるようになっている。
また、本実施形態では、各誘導結合型プラズマトーチ４４に対して、電磁シールド部材としての電磁シールドケース８０が、それぞれ設けられている。この電磁シールドケース８０は、ここでは、誘導コイル５２の外径及び軸方向長さよりも僅かに大きな外径及び軸方向長さを有する金属製の円筒体からなっている。そして、そのような電磁シールドケース８０が、各誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０に巻き付けられた誘導コイル５２の全体を外側から覆って、誘導コイル５２の圧嵌めされることで、各誘導結合型プラズマトーチ４４に取り付けられている。
かくして、各誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内で発生する高周波電磁界のトーチ管５０外への漏洩が、電磁シールドケース８０にて阻止されるようになっている。また、それにより、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチ４４のトーチ管５０内で生ずる高周波電磁界同士が相互に干渉することが防止され、以て、誘導結合型プラズマトーチ４４，４４，４４の各トーチ管５０内で、それぞれ、高周波電磁界によるモノシランガスのプラズマ化が、安定的に行われ得るのである。なお、電磁シールドケース８０は、トーチ管５０内で発生する高周波電磁界のトーチ管５０外への漏洩を阻止し得るものであれば、その形成材料は、金属材料に何等限定されるものではない。
さらに、かかるプラズマＣＶＤ装置７６は、複数（ここでは二つ）の第二ガス供給パイプ６６を有している。それら各第二ガス供給パイプ６６は、前記第一の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０に設けられる第二ガス供給パイプ６６と同様に、第二ガス供給口６８側の端部が、真空チャンバ２２に対して、チャンバ本体２６の側壁部３０を貫通して固定されている一方、他端部に、第二ガスボンベ７０が接続されている。更に、それら二つの第二ガス供給パイプ６６，６６のそれぞれの第二ガス供給口６８，６８が、真空チャンバ２２内において、三つの誘導結合型プラズマトーチ４４，４４，４４の各吹出口５４，５４，５４と中間製品１８のアンダーコート層１４との間に向かって開口するように配置されている。
そして、かくの如き構造とされたプラズマＣＶＤ装置７６を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上に、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を形成して、樹脂ガラス１０を得る際には、前記第一及び第二の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０，７４を用いる場合と同様に、先ず、比較的に大型の中間製品１８を真空チャンバ２２内の基板ホルダ３４に支持させて、真空チャンバ２２内を密閉した後、真空チャンバ２２内を減圧する。
その後、三つの誘導結合型プラズマトーチ４４，４４，４４の各誘導コイル５２に高周波電流を供給して、各トーチ管５０内に高周波電磁界を発生させると共に、各誘導コイル５２内にジュール熱を発生させた状態で、三つの第一ガス供給パイプ４８，４８，４８を通じて、モノシランガスを各トーチ管５０内に供給する。また、その一方で、二つの第二ガス供給パイプ６６，６６を通じて、酸素ガスを真空チャンバ２２内に供給する。
これにより、各トーチ管５０内で、モノシランガスを分解、プラズマ化し、モノシランのプラズマガスを発生させて、かかるプラズマガスを、各トーチ管５０の吹出口５４から、大型の中間製品１８のアンダーコート層１４の全表面に満遍に行き渡るように、かかるアンダーコート層１４の表面に向かって、真空チャンバ２２内に、それぞれ吹き出させる。また、かくして真空チャンバ２２内に吹き出されたモノシランのプラズマガスに向かって酸素ガスを吹き付けて、プラズマガスと接触させる。それにより、真空チャンバ２２内における各トーチ管５０の吹出口５４と基板１２との間の空間で、酸素ガスをプラズマ化して、酸素のプラズマガスを発生させる。
そして、基板ホルダ３４に支持された中間製品１８のアンダーコート層１４上で、モノシランのプラズマガスと酸素のプラズマガスとを反応させて、ＳiＯ2を生成し、かかるＳiＯ2を、中間製品１８のアンダーコート層１４上に積層させる。
かくして、中間製品１８のアンダーコート層１４の全表面上に、ＳiＯ2のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を積層形成する。そうして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
このように、図４に示される構造を有する本実施形態のプラズマＣＶＤ装置７６を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上にトップコート層１６を形成する場合にあっても、前記第一の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０を用いて、中間製品１８のアンダーコート層１４上にトップコート層１６を形成する際に奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、有効に奏され得る。
そして、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置７６を用いる場合にあっては、特に、複数の誘導結合型プラズマトーチユニット２４の各トーチ管５０吹出口５４からモノシランのプラズマガスが、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面に吹き出されるようになっている。それ故、例えば、一つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４だけを有するプラズマＣＶＤ装置とは異なって、表面積の大きなアンダーコート層１４の全表面上に、モノシランのプラズマガスを均一に吹き付けるために、トーチ管５０の吹出口５４を中間製品１８のアンダーコート層１４から離間させる必要がなく、三つのトーチ管５０の各吹出口５４を、中間製品１８のアンダーコート層１４に近づけることができる。それによって、アンダーコート層１４の表面積が大きくても、モノシランのプラズマガスを、各吹出口５４からアンダーコート層１４の全表面に満遍に行き渡るように吹き出させることができる。
それ故、そのような本実施形態のプラズマＣＶＤ装置７６を用いれば、表面積の大きなアンダーコート層１４の全表面上に、トップコート層１６を均一な厚さで確実に形成することができる。そして、それにより、表面積が大きな基板１２上にアンダーコート層１４とトップコート層１６とが積層されてなる大型の樹脂ガラス１０を、容易に且つ確実に製造することが可能となるのである。
また、かかるプラズマＣＶＤ装置７６においては、各トーチ管５０の吹出口５４が、中間製品１８のアンダーコート層１４に近い位置に配置されているため、各吹出口５４から吹き出されたモノシランのプラズマガスの全量が、真空チャンバ２２内に分散することなく、中間製品１８のアンダーコート層１４上に無駄なく確実に吹き付けられる。これにより、モノシランのプラズマガスが、酸素のプラズマガスとの反応前に、真空ポンプ４０によって真空チャンバ２２内から排出されることが効果的に防止され、その結果として、モノシランガスの各トーチ管５０内への供給量を、トップコート層１６の形成に必要な量だけに抑えることが可能となって、材料費の節約と成膜効率の向上とが、共に有利に実現され得ることとなるのである。
図５に示されるプラズマＣＶＤ装置７８は、図３に示される前記第二の形態のプラズマＣＶＤ装置７４に設けられる誘導結合型プラズマトーチユニット２４、即ち、第一ガス供給パイプ４８と第二ガス供給パイプ６６とを有し、第一ガス供給口６０と第二ガス供給口６８とがトーチ管５０内に開口する構造を備えた誘導結合型プラズマトーチユニット２４を複数（ここでは三つ）有している。そして、図４に示される前記第三の実施形態のプラズマＣＶＤ装置７６と同様に、それら三つの誘導結合型プラズマトーチユニット２４，２４，２４が、各トーチ管５０の吹出口５４を、真空チャンバ２２内の中間製品１８のアンダーコート層１４上に向かって開口させた状態で、真空チャンバ２２に取り付けられている。
かくの如き構造を有する本実施形態のプラズマＣＶＤ装置７８を用いれば、前記第二の形態に係るプラズマＣＶＤ装置７４において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果と、前記第三の形態に係るプラズマＣＶＤ装置７６において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果とが、何れも、有効に享受され得るのである。
また、前記第一及び第三の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０，７６では、プラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６の成膜用ガスのうちの原料ガスたるモノシランガスが、第一ガス供給パイプ４８を通じて、誘導結合型プラズマトーチユニット２４のトーチ管５０内に供給される一方、反応ガスたる酸素ガスが、第二ガス供給パイプ６６を通じて、真空チャンバ２２内に供給されるようになっていた。しかしながら、反応ガスたる酸素ガスを、第一ガス供給パイプ４８からトーチ管５０内に供給する一方、原料ガスたるモノシランガスを、第二ガス供給パイプ６６から真空チャンバ２２内に供給するように為しても良い。
さらに、基板１２に設けられたアンダーコート層１４上に、プラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層１６を積層形成して、樹脂ガラス１０を製造する際には、前記第一乃至第四の形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０，７４，７６，７８の何れを使用する場合にあっても、トップコート層１６の形成工程の前工程として、アルゴンや窒素、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン等の不活性ガスをプラズマ化したプラズマガスによるアンダーコート層１４の表面処理を行うことも可能である。このアンダーコート層１４の表面処理は、例えば、トーチ管５０や真空チャンバ２２内に原料ガスや反応ガスを供給する前に、不活性ガスをトーチ管５０内に供給し、トーチ管５０内で、それらの不活性ガスをプラズマ化して、不活性ガスのプラズマガスを真空チャンバ２２内に収容された中間製品１８のアンダーコート層１４に吹き付けることにより実施される。このようなアンダーコート層１４の表面処理を行うことによって、トップコート層１６のアンダーコート層１４に対する密着性を有利に高めることができる。
また、前工程として、酸素ガスを、不活性ガスと一緒に、或いは単独で、トーチ管５０内に供給して、酸素ガスや不活性ガスをプラズマ化し、それらのプラズマガスを、アンダーコート層１４に対して同時に接触させる表面処理を行っても良い。このような表面処理により、アンダーコート層１４の親水性を高めることで、トップコート層１６のアンダーコート層１４に対する密着性の向上を図ることも可能となる。
さらに、前記第三及び第四の形態に係るプラズマＣＶＤ装置７６，７８では、複数の誘導結合型プラズマトーチユニット２４が、高周波電源装置４６を、それぞれ一つずつ有していたが、単に一つの高周波電源装置４６から、複数の誘導結合型プラズマトーチユニット２４のそれぞれに対して、高周波電流を供給するように構成しても良い。
更にまた、トーチ管５０内や真空チャンバ２２内に原料ガスや反応ガスを供給するトーチ管用ガス供給手段や反応室用ガス供給手段の構造は、例示されたものに何等限定されるものでない。
また、基材は、樹脂成形品に何等限定されるものではなく、樹脂以外の材質であっても、何等差し支えない。
加えて、前記実施形態では、本発明を、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に積層されたアンダーコート層上に、プラズマＣＶＤ膜からなるトップコート層を形成するのに用いられるプラズマＣＶＤ装置と、そのようなプラズマＣＶＤ膜の形成方法と、樹脂製品の製造方法とに適用したものの具体例を示したが、本発明は、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を形成するプラズマＣＶＤ装置と、基材表面上へのプラズマＣＶＤ膜の形成方法と、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜が積層形成されてなる積層品の製造方法の何れにも、有利に適用可能であることは、勿論である。
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
１０ 樹脂ガラス １２ 基板
１４ アンダーコート層 １６ トップコート層
１８ 中間製品 ２０，７４，７６，７８ プラズマＣＶＤ装置
２２ 真空チャンバ ２４ 誘導結合型プラズマトーチユニット
３８ 排気パイプ ４０ 真空ポンプ
４４ 誘導結合型プラズマトーチ ４６ 高周波電源装置
４８ 第一ガス供給パイプ ５０ トーチ管
５２ 誘導コイル ５４ 吹出口
６２ 第一ガスボンベ ６６ 第二ガス供給パイプ
７０ 第二ガスボンベ

Claims (9)

  1. プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
    前記基材を収容する反応室と、
    該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする排気手段と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、前記反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルと、該誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源手段と、該トーチ管内に、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな開口面積を有するガス供給口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給するトーチ管用ガス供給手段とを有し、該高周波電源手段から該誘導コイルへの通電によって該トーチ管内に生じる高周波電磁界により、該トーチ管内に供給された該一方のガスをプラズマ化して、前記プラズマガスを発生させると共に、該プラズマガスを、該トーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる誘導結合型プラズマトーチユニットの複数を、それぞれのトーチ管の吹出口が、前記基材の表面に向けて開口した状態で、互いに隣り合うように並設して構成されるプラズマトーチユニット群と、
    前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を前記反応室内に供給する反応室用ガス供給手段と、
    前記複数の誘導結合型プラズマトーチユニットのそれぞれに設けられた、前記誘導コイルの全体を外側から覆う筒状の電磁シールド部材と、
    を含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
  2. プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
    前記基材を収容する反応室と、
    該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする排気手段と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、前記反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルと、該誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電源手段と、該トーチ管内に、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな合計開口面積を有する二つのガス供給口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスとをそれぞれ供給するトーチ管用ガス供給手段とを有し、該高周波電源手段から該誘導コイルへの通電によって該トーチ管内に生じる高周波電磁界により、該トーチ管内に供給された該原料ガスと該反応ガスとをプラズマ化して、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを発生させると共に、それらのプラズマガスを、該トーチ管の前記吹出口を通じて該反応室内に吹き出させる誘導結合型プラズマトーチユニットの複数を、それぞれのトーチ管の吹出口が、前記基材の表面に向けて開口した状態で、互いに隣り合うように並設して構成されるプラズマトーチユニット群と、
    前記複数の誘導結合型プラズマトーチユニットのそれぞれに設けられた、前記誘導コイルの全体を外側から覆う筒状の電磁シールド部材と、
    を含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
  3. 前記吹出口を通じて、前記トーチ管内から吹き出される前記プラズマガスの単位時間当たりの吹出量が、前記トーチ管用ガス供給手段にて該トーチ管内に供給される前記原料ガスや前記反応ガスの単位時間あたりの供給量よりも小さくなるように、該吹出口の大きさが設定されて、該トーチ管内に該原料ガスや該反応ガスが供給されたときの該トーチ管の内圧が、真空状態とされた前記チャンバの内圧よりも高くなるように構成されている請求項１又は請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
  4. 前記反応室用ガス供給手段が、前記反応室の側壁部を貫通して該反応室内に突入し、先端開口部が水平方向に開口するように配置されたガス供給パイプを有しており、該ガス供給パイプの先端開口部から、前記原料ガスと反応ガスのうちの何れか他方が、前記トーチ管の吹出口と前記基材との間の空間に向かって、吹き出されるようになっている請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
  5. プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成する方法であって、
    前記基材を反応室内に収容する工程と、
    該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする工程と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、該反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな開口面積を有するガス供給口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該一方のガスをプラズマ化し、前記プラズマガスを発生させて、該プラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、
    前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を、前記反応室内に導入して、前記誘導結合型プラズマトーチの複数から該反応室内にそれぞれ吹き出された前記プラズマガスと接触させることによって、該他方のガスをプラズマ化する一方、該反応室内で、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを反応させて、生成物を生成すると共に、該反応室内に収容された前記基材の表面上に、該生成物を堆積させることにより、前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
    を含むことを特徴とするプラズマＣＶＤ膜の形成方法。
  6. プラズマガスを利用して、基材の表面上にプラズマＣＶＤ膜を積層形成する方法であって、
    前記基材を反応室内に収容する工程と、
    該反応室内の空気を排出して、該反応室内を真空状態とする工程と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、該反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな合計開口面積を有する二つのガス供給口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜の主成分を含む原料ガスと、該原料ガス中の成分と反応する成分を含む反応ガスとをそれぞれ供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該原料ガスと該反応ガスとをそれぞれプラズマ化し、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを発生させて、それらのプラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、
    前記反応室内で、前記原料ガスのプラズマガスと前記反応ガスのプラズマガスとを反応させて、生成物を生成すると共に、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該生成物を堆積させることにより、前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
    を含むことを特徴とするプラズマＣＶＤ膜の形成方法。
  7. 基材の表面にプラズマＣＶＤ膜が積層形成されてなる積層品の製造方法であって、
    前記基材を準備する工程と、
    該基材の表面に対して、前記プラズマＣＶＤ膜を、前記請求項５又は６に記載の形成方法によって積層形成する工程と、
    を含むことを特徴とする積層品の製造方法。
  8. ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上にアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるプラズマＣＶＤ層が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、
    前記樹脂基材を準備する工程と、
    該樹脂基材の表面に、前記アンダーコート層を積層形成する工程と、
    該アンダーコート層が積層形成された前記樹脂基材を反応室内に収容した後、該反応室内を真空状態とする工程と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、該反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな開口面積を有するガス供給口を通じて、珪素を含む原料ガスと、該原料ガス中の珪素と反応する成分を含む反応ガスのうちの何れか一方を供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給されたガスをプラズマ化し、前記プラズマガスを発生させて、該プラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、
    前記原料ガスと前記反応ガスのうちの何れか他方を、前記反応室内に導入して、前記誘導結合型プラズマトーチの複数から該反応室内にそれぞれ吹き出された前記プラズマガスと接触させることにより、該他方のガスをプラズマ化する一方、該反応室内で、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを反応させて、前記珪素化合物を生成すると共に、該反応室内に収容される前記基材表面に積層された前記アンダーコート層上に、該珪素化合物を堆積させることにより、該珪素化合物からなる前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
    を含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
  9. ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上にアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるプラズマＣＶＤ膜が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、
    前記樹脂基材を準備する工程と、
    該樹脂基材の表面に、前記アンダーコート層を積層形成する工程と、
    該アンダーコート層が積層形成された前記樹脂基材を反応室内に収容した後、該反応室内を真空状態とする工程と、
    円筒管の端部を次第に小径化するテーパ筒形状として、該反応室内に開口する吹出口を形成したトーチ管と、該トーチ管と同軸的に延びるように配置された誘導コイルとを有する誘導結合型プラズマトーチの複数を並設すると共に、それら誘導結合型プラズマトーチのそれぞれの誘導コイルの全体を外側から個別に覆う筒状の電磁シールド部材を設けて、互いに隣り合う誘導結合型プラズマトーチのトーチ管内に発生せしめられる高周波電磁界同士が相互に干渉するのを防止しつつ、それらトーチ管内に、それぞれ、該トーチ管の前記吹出口の開口面積よりも大きな合計開口面積を有する二つのガス供給口を通じて、珪素を含む原料ガスと、該原料ガス中の珪素と反応する成分を含む反応ガスとをそれぞれ供給する一方、各誘導結合型プラズマトーチの誘導コイルに高周波電流を供給して、それぞれのトーチ管内に高周波電磁界を発生させることにより、それらトーチ管内に供給された該原料ガスと該反応ガスとをそれぞれプラズマ化し、該原料ガスがプラズマ化したプラズマガスと該反応ガスがプラズマ化したプラズマガスとを発生させて、それらのプラズマガスを、それぞれのトーチ管の前記吹出口を通じて前記反応室内に吹き出させる工程と、
    前記反応室内で、前記原料ガスのプラズマガスと前記反応ガスのプラズマガスとを反応させて、前記珪素化合物を生成すると共に、該反応室内に収容される前記基材表面に積層された前記アンダーコート層上に、該珪素化合物を堆積させることにより、該珪素化合物からなる前記プラズマＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
    を含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
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DE10104614A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Plasmaanlage und Verfahren zur Erzeugung einer Funktionsbeschichtung
JP2003273033A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Crystage Co Ltd プラズマ反応装置
JP2005175242A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 薄膜作製装置及び薄膜作製方法
JP4567979B2 (ja) * 2004-01-15 2010-10-27 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法
JP2006073354A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置
JP2006310481A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Elpida Memory Inc Ｃｖｄ装置
CA2649520A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 Silica Tech, Llc Plasma deposition apparatus and method for making solar cells
JP5595897B2 (ja) * 2010-12-24 2014-09-24 小島プレス工業株式会社 樹脂製品の製造方法
JP2013098067A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Panasonic Corp プラズマ処理装置及び方法

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