JPH06128747A - 化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法及びその装置 - Google Patents
化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法及びその装置Info
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- JPH06128747A JPH06128747A JP30182792A JP30182792A JPH06128747A JP H06128747 A JPH06128747 A JP H06128747A JP 30182792 A JP30182792 A JP 30182792A JP 30182792 A JP30182792 A JP 30182792A JP H06128747 A JPH06128747 A JP H06128747A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】放電用固定電極板を多数対向させて配置して成
る反応室において、それぞれの電極板間に大口径基板を
配置したのち、該反応室に炭素源ガス及び不活性ガスを
供給し、減圧下に該放電用固定電極板の両面にプラズマ
を発生させ、複数枚の大口径基板の両面に硬質炭素質薄
膜を同時に形成させる方法、及びこの方法を実施するた
めの化学的気相合成装置である。 【効果】化学的気相合成法により、複数枚の大口径基板
の両面に硬質炭素質薄膜を同時に形成させることができ
る。
る反応室において、それぞれの電極板間に大口径基板を
配置したのち、該反応室に炭素源ガス及び不活性ガスを
供給し、減圧下に該放電用固定電極板の両面にプラズマ
を発生させ、複数枚の大口径基板の両面に硬質炭素質薄
膜を同時に形成させる方法、及びこの方法を実施するた
めの化学的気相合成装置である。 【効果】化学的気相合成法により、複数枚の大口径基板
の両面に硬質炭素質薄膜を同時に形成させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化学的気相合成法による
硬質炭素質薄膜の新規な形成方法及びその装置に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、化学的気
相合成法により、複数枚の大口径平板から成る基板の両
面に硬質炭素質薄膜を同時に形成させる方法、及びこの
方法を実施するための化学的気相合成装置に関するもの
である。
硬質炭素質薄膜の新規な形成方法及びその装置に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、化学的気
相合成法により、複数枚の大口径平板から成る基板の両
面に硬質炭素質薄膜を同時に形成させる方法、及びこの
方法を実施するための化学的気相合成装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、気相合成法によるダイヤモンド状
炭素膜又はダイヤモンド類似炭素膜と称される硬質炭素
質薄膜の合成技術が著しい発展を遂げ、この気相合成法
によって、金属基板表面に硬質炭素質薄膜を形成させ、
該基板に化学的安定性、撥水性、耐摩耗性、平滑性など
の性質を付与し、これを種々の用途の材料に利用するこ
とが試みられている。この気相合成法としては、例え
ば、炭素源を含む原料ガスを用い、これをプラズマ分解
するか、又は不均等化反応を利用して、硬質炭素質薄膜
を基板表面に析出させる化学蒸着法（ＣＶＤ法）、熱陰
極ＰＩＧガン、冷陰極ガン、スパッターガンなどを用い
て硬質炭素質薄膜を基板表面に形成させるイオン化蒸着
法などが知られている。特にＣＶＤ法により、硬質炭素
質薄膜を基板表面上に析出させる方法は、あまり高温を
必要とせず、かつ連続操業が容易であって工業的に有利
であることから、最近注目を浴びている。しかしなが
ら、従来のＣＶＤ法においては、基板の両面に同時に硬
質炭素質薄膜を形成させる技術は知られておらず、また
大口径平板、例えば直径５００mm程度以上の平板から成
る基板上に硬質炭素質薄膜を形成させる技術も知られて
いない。大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄
膜を形成することができれば、例えば切削用ブレード台
金、摺動板、各種シュート（物品搬送用の滑り台）など
に応用が可能となり、用途範囲が拡大され、産業上極め
て有利となる。
炭素膜又はダイヤモンド類似炭素膜と称される硬質炭素
質薄膜の合成技術が著しい発展を遂げ、この気相合成法
によって、金属基板表面に硬質炭素質薄膜を形成させ、
該基板に化学的安定性、撥水性、耐摩耗性、平滑性など
の性質を付与し、これを種々の用途の材料に利用するこ
とが試みられている。この気相合成法としては、例え
ば、炭素源を含む原料ガスを用い、これをプラズマ分解
するか、又は不均等化反応を利用して、硬質炭素質薄膜
を基板表面に析出させる化学蒸着法（ＣＶＤ法）、熱陰
極ＰＩＧガン、冷陰極ガン、スパッターガンなどを用い
て硬質炭素質薄膜を基板表面に形成させるイオン化蒸着
法などが知られている。特にＣＶＤ法により、硬質炭素
質薄膜を基板表面上に析出させる方法は、あまり高温を
必要とせず、かつ連続操業が容易であって工業的に有利
であることから、最近注目を浴びている。しかしなが
ら、従来のＣＶＤ法においては、基板の両面に同時に硬
質炭素質薄膜を形成させる技術は知られておらず、また
大口径平板、例えば直径５００mm程度以上の平板から成
る基板上に硬質炭素質薄膜を形成させる技術も知られて
いない。大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄
膜を形成することができれば、例えば切削用ブレード台
金、摺動板、各種シュート（物品搬送用の滑り台）など
に応用が可能となり、用途範囲が拡大され、産業上極め
て有利となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、化学的気相合成法により、複数枚の大口
径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄膜を同時に形
成させる方法、及びこの方法を実施するための化学的気
相合成装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。
事情のもとで、化学的気相合成法により、複数枚の大口
径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄膜を同時に形
成させる方法、及びこの方法を実施するための化学的気
相合成装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、放電用固定電
極板を多数配置した反応室において、それぞれの電極板
間に被処理基板を配置したのち、該反応室に炭素源ガス
及び不活性ガスを供給し、減圧下に該放電用固定電極板
の両面にプラズマを発生させることにより、複数枚の大
口径基板の両面に硬質炭素質薄膜が同時に形成されるこ
とを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、放電用固定電極板を多数
対向させて配置して成る反応室において、それぞれの電
極板間に大口径平板からなる基板を１個ずつ配置したの
ち、該反応室に炭素源ガス及び不活性ガスを供給し、減
圧下に該放電用固定電極板の両面にプラズマを発生さ
せ、複数枚の大口径基板の両面に硬質炭素質薄膜を同時
に形成させることを特徴とする化学的気相合成法による
硬質炭素質薄膜の形成方法、及びこの硬質炭素質薄膜の
形成方法を実施するための化学的気相合成装置を提供す
るものである。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、放電用固定電
極板を多数配置した反応室において、それぞれの電極板
間に被処理基板を配置したのち、該反応室に炭素源ガス
及び不活性ガスを供給し、減圧下に該放電用固定電極板
の両面にプラズマを発生させることにより、複数枚の大
口径基板の両面に硬質炭素質薄膜が同時に形成されるこ
とを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、放電用固定電極板を多数
対向させて配置して成る反応室において、それぞれの電
極板間に大口径平板からなる基板を１個ずつ配置したの
ち、該反応室に炭素源ガス及び不活性ガスを供給し、減
圧下に該放電用固定電極板の両面にプラズマを発生さ
せ、複数枚の大口径基板の両面に硬質炭素質薄膜を同時
に形成させることを特徴とする化学的気相合成法による
硬質炭素質薄膜の形成方法、及びこの硬質炭素質薄膜の
形成方法を実施するための化学的気相合成装置を提供す
るものである。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
硬質炭素質薄膜を形成する方法においては、放電用固定
電極板を多数対向させて配置して成る反応室を有する化
学的気相合成装置が用いられる。そして、加工すべき大
口径平板、例えば直径５００mm以上の平板から成る基板
を、それぞれの電極板間に１個ずつ配置し、直流電源又
は電圧を印加する場合該放電用固定電極板が陽極に、被
加工基板が陰極になるようにする。この反応室に、炭素
源ガス及びアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを供給
し、減圧下に、該放電用固定電極板と被加工基板との間
に直流又は交流電圧、あるいは高周波（通常１３.５６M
Hz）を印加して該放電用固定電極板の両面にプラズマを
発生させ、被加工基板の両面に硬質炭素質薄膜を形成さ
せる。
硬質炭素質薄膜を形成する方法においては、放電用固定
電極板を多数対向させて配置して成る反応室を有する化
学的気相合成装置が用いられる。そして、加工すべき大
口径平板、例えば直径５００mm以上の平板から成る基板
を、それぞれの電極板間に１個ずつ配置し、直流電源又
は電圧を印加する場合該放電用固定電極板が陽極に、被
加工基板が陰極になるようにする。この反応室に、炭素
源ガス及びアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを供給
し、減圧下に、該放電用固定電極板と被加工基板との間
に直流又は交流電圧、あるいは高周波（通常１３.５６M
Hz）を印加して該放電用固定電極板の両面にプラズマを
発生させ、被加工基板の両面に硬質炭素質薄膜を形成さ
せる。
【０００６】この際、使用する基板については、特に制
限はなく、例えばケイ素、モリブデン、タンタル、タン
グステン、チタンなどの金属や、これらの金属の合金、
炭化物、窒化物、酸化物、あるいはＴｉＣ−Ｎｉ系、Ｔ
ｉＣ−Ｃｏ系、Ａｌ2Ｏ3−Ｆｅ系などのサーメットなど
を用いることができる。また、炭素源ガスとしては、例
えば一酸化炭素や二酸化炭素、アルカン類、アルケン
類、アルキン類、芳香族炭化水素類、シクロパラフィン
類、シクロオレフィン類、含酸素炭素化合物、含窒素化
合物などの中から選ばれた１種又は２種以上の混合物が
用いられる。
限はなく、例えばケイ素、モリブデン、タンタル、タン
グステン、チタンなどの金属や、これらの金属の合金、
炭化物、窒化物、酸化物、あるいはＴｉＣ−Ｎｉ系、Ｔ
ｉＣ−Ｃｏ系、Ａｌ2Ｏ3−Ｆｅ系などのサーメットなど
を用いることができる。また、炭素源ガスとしては、例
えば一酸化炭素や二酸化炭素、アルカン類、アルケン
類、アルキン類、芳香族炭化水素類、シクロパラフィン
類、シクロオレフィン類、含酸素炭素化合物、含窒素化
合物などの中から選ばれた１種又は２種以上の混合物が
用いられる。
【０００７】次に、本発明の化学的気相合成装置につい
て、添付図面に従って説明すると、図１は被加工基板を
放電用固定電極板間に配置するために陰極板に取付けた
状態の１例を示す斜視図であって、陰極棒１に連結され
た陰極板２に被加工基板３が固定された構成となってい
る。図２は放電用固定電極板の構成の１例を示す斜視図
であって、陽極棒４に放電用固定電極板（陽極板）５が
固定されており、６は絶縁支持棒である。図３及び図４
は、それぞれ被加工基板を放電用固定電極板間に配置し
た状態の１例を示す正面図及び側面図である。図５は本
発明の装置の全体の構成の１例を示す概略図であって、
陰極板２に固定された被加工基板３が放電用固定電極板
（陽極板）５間に配置され、それらが一体となって、ガ
ス導入口７及びガス排気口８を有するチャンバー１１内
に設置されている。電極（陽極及び陰極）のそれぞれに
は外部にリード線９を出し、反応に係わる電界が印加さ
れるようになっている。ここでは直流電源１０を用い、
陽極をアース電位とし、陰極に負の高電圧が印加できる
ようになっている。
て、添付図面に従って説明すると、図１は被加工基板を
放電用固定電極板間に配置するために陰極板に取付けた
状態の１例を示す斜視図であって、陰極棒１に連結され
た陰極板２に被加工基板３が固定された構成となってい
る。図２は放電用固定電極板の構成の１例を示す斜視図
であって、陽極棒４に放電用固定電極板（陽極板）５が
固定されており、６は絶縁支持棒である。図３及び図４
は、それぞれ被加工基板を放電用固定電極板間に配置し
た状態の１例を示す正面図及び側面図である。図５は本
発明の装置の全体の構成の１例を示す概略図であって、
陰極板２に固定された被加工基板３が放電用固定電極板
（陽極板）５間に配置され、それらが一体となって、ガ
ス導入口７及びガス排気口８を有するチャンバー１１内
に設置されている。電極（陽極及び陰極）のそれぞれに
は外部にリード線９を出し、反応に係わる電界が印加さ
れるようになっている。ここでは直流電源１０を用い、
陽極をアース電位とし、陰極に負の高電圧が印加できる
ようになっている。
【０００８】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例１ 図５に示す化学的気相合成装置を用い、被加工基板の両
面に硬質炭素質薄膜を形成させた。排気口８から真空ポ
ンプを用いてチャンバー１１内を減圧にし、これにガス
導入口７から炭素源ガスとしてメタンを、不活性ガスと
してアルゴンを導入し、１００mtorrに保ち、電源１０
により、−１０００Ｖを被加工基板電極に印加した。プ
ラズマが電極間に一様に発生し、およそ１時間後に被加
工基板の両面に約１μｍ厚の硬質炭素質薄膜が成長して
いた。なお被加工基板として直径８００mmの平板を６枚
用いた。
する。 実施例１ 図５に示す化学的気相合成装置を用い、被加工基板の両
面に硬質炭素質薄膜を形成させた。排気口８から真空ポ
ンプを用いてチャンバー１１内を減圧にし、これにガス
導入口７から炭素源ガスとしてメタンを、不活性ガスと
してアルゴンを導入し、１００mtorrに保ち、電源１０
により、−１０００Ｖを被加工基板電極に印加した。プ
ラズマが電極間に一様に発生し、およそ１時間後に被加
工基板の両面に約１μｍ厚の硬質炭素質薄膜が成長して
いた。なお被加工基板として直径８００mmの平板を６枚
用いた。
【０００９】実施例２ 実施例１において、陰極に−１０００Ｖの電圧を印加す
る代わりに、１３.５６MHzの高周波（電力約５００Ｗ）
を印加した以外は、実施例１と同様に実施した。プラズ
マは実施例１と同様に全面に発生し、被加工基板の両面
に約１μｍの硬質炭素質薄膜が成長していた。また実際
の消費電力は１割ほど少なくなったことが観察された。
さらに試料の一部を絶縁物とした場合も、その表面に硬
質炭素質薄膜が成膜していた。
る代わりに、１３.５６MHzの高周波（電力約５００Ｗ）
を印加した以外は、実施例１と同様に実施した。プラズ
マは実施例１と同様に全面に発生し、被加工基板の両面
に約１μｍの硬質炭素質薄膜が成長していた。また実際
の消費電力は１割ほど少なくなったことが観察された。
さらに試料の一部を絶縁物とした場合も、その表面に硬
質炭素質薄膜が成膜していた。
【００１０】
【発明の効果】本発明によると、化学的気相合成法によ
り、複数枚の大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素
質薄膜を同時に形成させることができる。このようにし
て、大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄膜が
形成されたものは、例えば切削用ブレードの台金、摺動
板、各種シュートなどに応用できる。
り、複数枚の大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素
質薄膜を同時に形成させることができる。このようにし
て、大口径平板から成る基板の両面に硬質炭素質薄膜が
形成されたものは、例えば切削用ブレードの台金、摺動
板、各種シュートなどに応用できる。
【図１】図１は被加工基板を放電用固定電極板間に配置
するために陰極板に取付けた状態の１例を示す斜視図で
ある。
するために陰極板に取付けた状態の１例を示す斜視図で
ある。
【図２】図２は放電用固定電極板の構成の１例を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】図３は被加工基板を放電用固定電極板間に配置
した状態の１例を示す正面図である。
した状態の１例を示す正面図である。
【図４】図４は被加工基板を放電用固定電極板間に配置
した状態の１例を示す側面図である。
した状態の１例を示す側面図である。
【図５】図５は本発明の化学的気相合成装置の全体の構
成の１例を示す概略図である。
成の１例を示す概略図である。
１ 陰極棒 ２ 陰極板 ３ 被加工基板 ４ 陽極棒 ５ 陽極板 ６ 絶縁支持棒 ７ ガス導入口 ８ ガス排気口 ９ 電極リード線 １０ 直流電源 １１ チャンバー
Claims (4)
- 【請求項１】放電用固定電極板を多数対向させて配置し
て成る反応室において、それぞれの電極板間に大口径平
板からなる基板を１個ずつ配置したのち、該反応室に炭
素源ガス及び不活性ガスを供給し、減圧下に該放電用固
定電極板の両面にプラズマを発生させ、複数枚の大口径
基板の両面に硬質炭素質薄膜を同時に形成させることを
特徴とする化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形
成方法。 - 【請求項２】放電用固定電極板と基板との間に直流又は
交流電圧を印加してプラズマを発生させる請求項１記載
の化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法。 - 【請求項３】放電用固定電極板と基板との間に高周波を
印加してプラズマを発生させる請求項１記載の化学的気
相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法。 - 【請求項４】請求項１、２又は３記載の硬質炭素質薄膜
の形成方法を実施するための化学的気相合成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301827A JP2547156B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301827A JP2547156B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128747A true JPH06128747A (ja) | 1994-05-10 |
| JP2547156B2 JP2547156B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=17901642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4301827A Expired - Fee Related JP2547156B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 化学的気相合成法による硬質炭素質薄膜の形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547156B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (ja) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | 自動車用部品及びそれらの製造方法 |
| JP2002093722A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマｃｖｄ装置、薄膜形成方法および太陽電池の製造方法 |
| KR100360686B1 (ko) * | 2000-07-27 | 2002-11-13 | 일진나노텍 주식회사 | 탄소나노튜브 또는 탄소나노섬유 합성용 기상합성장치 및이를 사용한 합성 방법 |
| JP2006092765A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Ulvac Japan Ltd | 画像表示装置用金属部材の製造方法 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4301827A patent/JP2547156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (ja) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | 自動車用部品及びそれらの製造方法 |
| KR100360686B1 (ko) * | 2000-07-27 | 2002-11-13 | 일진나노텍 주식회사 | 탄소나노튜브 또는 탄소나노섬유 합성용 기상합성장치 및이를 사용한 합성 방법 |
| JP2002093722A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマｃｖｄ装置、薄膜形成方法および太陽電池の製造方法 |
| JP4496401B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | プラズマｃｖｄ装置および太陽電池の製造方法 |
| JP2006092765A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Ulvac Japan Ltd | 画像表示装置用金属部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2547156B2 (ja) | 1996-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |