JPH04304373A - 硬質カーボン膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に硬質カーボン
膜を形成するための硬質カーボン膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学部品，磁気ディスク，磁気ヘッドあ
るいはプラスチックレンズの表面保護膜として、硬質カ
ーボン膜であるダイヤモンド状カーボン膜（以下、ＤＬ
Ｃ膜と記す）が用いられている。このＤＬＣ膜の製造方
法としては、従来よりイオンビーム法、スパッタ法、イ
オンプレーティング法及びプラズマＣＶＤ法等が用いら
れている。また、最近、プラズマＣＶＤ法の一種として
、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法が開発され、既に実用に供さ
れている。このＥＣＲプラズマＣＶＤ法では、ＥＣＲイ
オン源において電子サイクロトロン共鳴を起こして高密
度のプラズマを発生させ、このプラズマ流を基板等に照
射して成膜を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の製造方法を
用いて基板上にＤＬＣ膜を形成した場合、このＤＬＣ膜
には１０１０ｄｙｎｅ／ｃｍ２程度の内部応力が残留し
ている。この残留応力のために、ＤＬＣ膜と基板との密
着度が悪く、剥離またはクラック等の問題が生じる。

【０００４】本発明の目的は、基板との密着度を向上で
きる硬質カーボン膜形成方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る硬質カーボ
ン膜形成方法は、以下の工程を含んでいる。 ◎　　基板上にポリイミド膜からなる中間層を形成する
工程。 ◎　　前記中間層上にダイヤモンド状カーボン膜を形成
する工程。

【０００６】

【作用】本発明に係る硬質カーボン膜形成方法では、ま
ず基板上にポリイミド膜からなる中間層が形成され、こ
の中間層上にダイヤモンド状カーボン膜が形成される。 そして、前記中間層により、ダイヤモンド状カーボン膜
の残留応力が緩衝され、ダイヤモンド状カーボン膜の基
板に対する密着度は向上する。

【０００７】

【実施例】まず、本発明の一実施例による方法が適用さ
れるＥＣＲプラズマＣＶＤ装置について説明する。図１
は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の断面構成図である。図
において、プラズマ室１は、導入されるマイクロ波（周
波数２．４５ＧＨｚ）に対して空洞共振器となるように
構成されている。プラズマ室１には、石英等で構成され
たマイクロ波導入窓２を介してマイクロ波導入用の導波
管３が接続されている。プラズマ室１の上部には、ガス
導入口１０が形成されている。また、プラズマ室１の周
囲には、プラズマ発生用の磁気回路として、電磁コイル
４ａ，４ｂが配設されている。電磁コイル４ａ，４ｂに
よる磁界の強度は、マイクロ波による電子サイクロトロ
ン共鳴の条件がプラズマ室１の内部で成立するように決
定される。この電磁コイル４ａ，４ｂによって、下方に
向けて発散する発散磁界が形成される。

【０００８】プラズマ室１の下方には、反応室５が設け
られている。反応室５の下方には、プラズマ室１から引
き出されたプラズマ流Ｍが照射されるプラスチックレン
ズ７がホルダ８に保持されている。このプラスチックレ
ンズ７の表面には予め他のスピンコート装置により形成
されたポリイミド膜からなる中間層が形成されている。 ホルダ８は支軸９に取り付けられている。またホルダ８
には、支軸９を介して高周波電源（たとえば周波数１３
．５６ＭＨｚ）１１が接続されており、これによりプラ
スチックレンズ７に対し所定の高周波電圧が印加される
ようになっている。また、プラズマ室１とホルダ８との
間には、開閉自在なシャッタ１２が設けられている。 このシャッタ１２の開度により、プラズマ流Ｍのプラス
チックレンズ７への照射が調節されるようになっている
。また、反応室５の下部には、排気口５ａが形成されて
おり、この排気口５ａは図示しない排気系に接続されて
いる。

【０００９】次に、本装置の作用を説明しながら、硬質
カーボン膜、特にＤＬＣ膜の形成方法について説明する
。まず、図２で示すプラスチックレンズ７の表面に中間
層としてのポリイミド膜を形成する方法について説明す
る。プラスチックレンズ７は、図３に示すように、スピ
ンコート装置の回転台（図示せず）上に載置され、載置
台とともに回転する。上部に配置されたノズル１３から
はポリイミドが表面上に液滴され、回転するプラスチッ
クレンズ７上に広がり、図４に示すようにポリイミド膜
１４が形成される。この際、ポリイミドの粘度は２７ｃ
ｐに設定されており、プラスチックレンズ７の回転数は
４０００ｒｐｍである。そして、ポリイミド膜１４の厚
さは２μｍとする。続いて、図４に示すプラスチックレ
ンズ７を別のベーキング装置において、２００〜３００
℃で２時間ベークすることにより、ポリイミド膜１４内
の溶剤を飛散させる。このプラスチックレンズ７は、図
１に示すＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の反応室５内のホル
ダ８に設置される。

【００１０】ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置においては、ま
ず最初に、図示しない排気系により、プラズマ室１及び
反応室５を真空状態にする。次に、ガス導入口１０から
反応室５内に反応ガス（ＣＨ４　）を導入する。そして
、プラズマ室１の周囲に設けられた電磁コイル４ａ，４
ｂに通電して、プラズマ室１内の磁束密度が８７５ガウ
スになるようにする。次に、導波管３を介して周波数２
．４５ＧＨｚのマイクロ波をプラズマ室１に導入する。 このような条件により、プラズマ室１内においては、８
７５ガウスの磁場により回転する電子の周波数と、マイ
クロ波の周波数２．４５ＧＨｚとが一致し、電子サイク
ロトロン共鳴を起こす。したがって電子はマイクロ波か
ら効率良くエネルギーを吸収し、低ガス圧にて高密度の
プラズマが発生する。このプラズマ室１内に発生したプ
ラズマは、電磁コイル４ａ，４ｂによって形成される発
散磁界の磁力線によって引き出される。このとき、シャ
ッタ１２を開くと、引き出されたプラズマ流Ｍは反応室
５内のプラスチックレンズ７に照射される。その結果、
図５に示すように、ダイヤモンド状カーボン膜１５がポ
リイミド膜１４上に形成される。

【００１１】この際、ダイヤモンド状カーボン膜１５に
発生している圧縮応力を、中間層であるポリイミド膜１
４が緩衝する。その結果、プラスチックレンズ７上に直
接ダイヤモンド状カーボン膜を形成する場合に比べ、ダ
イヤモンド状カーボン膜とプラスチックレンズとの密着
度が向上する。また、ポリイミド膜１４はスピンコート
法により容易に形成できるため、他の中間層を形成する
場合に比較して成膜が容易になる。

【００１２】〔他の実施例〕 （ａ）　　前記実施例では、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を
用いた場合について説明したが、本発明の適用はこれに
限定されない。たとえば、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法にも同様に本発明を適用することができる。

【００１３】（ｂ）　　前記実施例では、ポリイミド膜
１４のベーキングはダイヤモンド状カーボン膜１５の形
成前に行ったが、ポリイミド膜１４上にダイヤモンド状
カーボン鶴１５を形成した後にベーキングを行いポリイ
ミド膜１４内の溶剤を飛散させてもよい。

【００１４】（ｃ）　　前記実施例では、ポリイミド膜
１４の形成をスピンコート法によって行ったが、ディッ
プ法で行ってもよい。

【００１５】（ｄ）　　前記実施例では、基板としてプ
ラスチックレンズを用いたが、これには、たとえば金属
性基板を用いても同様の効果が得られる。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る硬質カーボン膜形成方法で
は、基板上に、ポリイミド膜からなる中間層を介してダ
イヤモンド状カーボン膜が形成されるので、中間層によ
りダイヤモンド状カーボン膜の残留応力を緩衝でき、ダ
イヤモンド状カーボン膜と基板との密着度を向上させる
ことができる。また、中間層としてポリイミド膜を用い
るので、その製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による硬質カーボン膜形成方
法が適用されるＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の断面概略構
成図。

【図２】プラスチックレンズの縦断面図。

【図３】スピンコート法によるポリイミド膜形成方法の
一例を示す斜視図。

【図４】ポリイミド膜が形成されたプラスチックレンズ
の縦断面図。

【図５】ダイヤモンド状カーボン膜が形成されたプラス
チックレンズの縦断面図。

【符号の説明】

７　　プラスチックレンズ（基板） １４　　ポリイミド膜（中間層） １５　　ダイヤモンド状カーボン膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にポリイミド膜からなる中間層を形
   成する工程と、前記中間層上にダイヤモンド状カーボン
   膜を形成する工程と、を含む硬質カーボン膜形成方法。