JPH06200377A - 硬質カーボン膜の形成方法および形成装置 - Google Patents
硬質カーボン膜の形成方法および形成装置Info
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- JPH06200377A JPH06200377A JP4353160A JP35316092A JPH06200377A JP H06200377 A JPH06200377 A JP H06200377A JP 4353160 A JP4353160 A JP 4353160A JP 35316092 A JP35316092 A JP 35316092A JP H06200377 A JPH06200377 A JP H06200377A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】膜中にパ−ティクルなどが混入することによっ
て生ずる膜品質低下を防止し、かつ、生産性に優れた硬
質カ−ボン膜の形成方法および形成装置を提供するこ
と。 【構成】初期プラズマ発生手段と、硬質カ−ボン膜を形
成するための基材周辺でのプラズマ形成手段とを備えた
プラズマＣＶＤ装置を用い、初期プラズマを発生させた
のち、カソ−ド電極を介して基材に負の直流電圧を印加
して近傍に高密度のプラズマを形成するようにした。 【効果】基材周辺で生成された炭化水素系ガスイオン
は、基材に印加されたマイナスのＤＣ電圧により速やか
に基材に衝突・反応して硬質カ−ボン膜を形成するた
め、パ−ティクル混入などの膜品質低下の無い硬質カ−
ボン膜が、生産性に優れたかたちで得られる。
て生ずる膜品質低下を防止し、かつ、生産性に優れた硬
質カ−ボン膜の形成方法および形成装置を提供するこ
と。 【構成】初期プラズマ発生手段と、硬質カ−ボン膜を形
成するための基材周辺でのプラズマ形成手段とを備えた
プラズマＣＶＤ装置を用い、初期プラズマを発生させた
のち、カソ−ド電極を介して基材に負の直流電圧を印加
して近傍に高密度のプラズマを形成するようにした。 【効果】基材周辺で生成された炭化水素系ガスイオン
は、基材に印加されたマイナスのＤＣ電圧により速やか
に基材に衝突・反応して硬質カ−ボン膜を形成するた
め、パ−ティクル混入などの膜品質低下の無い硬質カ−
ボン膜が、生産性に優れたかたちで得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素系ガスを含有
する雰囲気中におけるプラズマ化学蒸着法（以下プラズ
マＣＶＤと略記）による硬質カ−ボン膜の形成方法およ
び形成装置に関し、さらに詳しくは膜品質および生産性
に優れた硬質カ−ボン膜の形成方法および形成装置に関
する。
する雰囲気中におけるプラズマ化学蒸着法（以下プラズ
マＣＶＤと略記）による硬質カ−ボン膜の形成方法およ
び形成装置に関し、さらに詳しくは膜品質および生産性
に優れた硬質カ−ボン膜の形成方法および形成装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】硬質カ−ボン膜は１９７０年代後半から
英国で研究され始めたｉ−カ−ボンと俗称される超硬質
炭素膜であり、炭素原子の結合状態に長周期の結晶性が
見られず、アモルファスシリコンと類似の結合状態を有
するものと考えられている。また、その物性にはダイヤ
モンドのそれと類似点が多く、その特性（高硬度、耐摩
耗性、潤滑性、絶縁性、耐薬品性）から工具をはじめと
して各種機械、電子部品への保護コ−ティング、あるい
は機能性デバイスへの応用が期待されている。この膜の
形成方法としては炭化水素系ガスをプラズマ分解する気
相合成法が主なものでありＲＦ（高周波）方式とＤＣ
（直流）方式に大別される。
英国で研究され始めたｉ−カ−ボンと俗称される超硬質
炭素膜であり、炭素原子の結合状態に長周期の結晶性が
見られず、アモルファスシリコンと類似の結合状態を有
するものと考えられている。また、その物性にはダイヤ
モンドのそれと類似点が多く、その特性（高硬度、耐摩
耗性、潤滑性、絶縁性、耐薬品性）から工具をはじめと
して各種機械、電子部品への保護コ−ティング、あるい
は機能性デバイスへの応用が期待されている。この膜の
形成方法としては炭化水素系ガスをプラズマ分解する気
相合成法が主なものでありＲＦ（高周波）方式とＤＣ
（直流）方式に大別される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
式にはいずれも一長一短があり、真に生産性のある方法
および装置は未だ実現できていないという課題があっ
た。すなわち、ＲＦ方式においては基材にＲＦパワ−を
印加し、そこに生じるセルフバイアス電圧を利用して炭
化水素系イオンを引っ張り、基材に衝突させることによ
り硬質カ−ボン膜を形成しているため、基材面積が増加
すると一定のセルフバイアス電圧を得るためには非常に
大きなＲＦパワ−が必要となる。また、基材にＲＦパワ
−を印加することから基材形状、基材間距離、処理真空
度などの因子が複雑に絡み合った結果として部分的なア
−ク放電が発生し易くなるため、この対策としてある程
度の基材間距離が必要となり、１バッチあたりの処理個
数の低下を招いていた。更に、高ＲＦパワ−の投入はア
−ク放電の発生原因にもつながるため、生産システムと
してのＲＦ方式には自ずと限界があり、これを解決する
ようなシステムは未だ提案されていない。同様に、ＤＣ
方式においてもイオン発生室で作られた炭化水素系イオ
ンをマイナスのＤＣ電圧を印加した基材に衝突させて硬
質カ−ボン膜を形成しているため、炭化水素系イオンの
動きに指向性があり、このため基材上に三次元的に成膜
するためには基材を回転させることが必要となる。さら
に、イオン発生室で作られた炭化水素系イオンは基材ま
でのプラズマ中を移動する間に気相反応によりパ−ティ
クルを形成しやすく、これらが基材に付着することによ
り表面粗度および電気的特性などの大幅な膜品質の低下
が起こるなど、まだまだ問題の多いのが現状である。
式にはいずれも一長一短があり、真に生産性のある方法
および装置は未だ実現できていないという課題があっ
た。すなわち、ＲＦ方式においては基材にＲＦパワ−を
印加し、そこに生じるセルフバイアス電圧を利用して炭
化水素系イオンを引っ張り、基材に衝突させることによ
り硬質カ−ボン膜を形成しているため、基材面積が増加
すると一定のセルフバイアス電圧を得るためには非常に
大きなＲＦパワ−が必要となる。また、基材にＲＦパワ
−を印加することから基材形状、基材間距離、処理真空
度などの因子が複雑に絡み合った結果として部分的なア
−ク放電が発生し易くなるため、この対策としてある程
度の基材間距離が必要となり、１バッチあたりの処理個
数の低下を招いていた。更に、高ＲＦパワ−の投入はア
−ク放電の発生原因にもつながるため、生産システムと
してのＲＦ方式には自ずと限界があり、これを解決する
ようなシステムは未だ提案されていない。同様に、ＤＣ
方式においてもイオン発生室で作られた炭化水素系イオ
ンをマイナスのＤＣ電圧を印加した基材に衝突させて硬
質カ−ボン膜を形成しているため、炭化水素系イオンの
動きに指向性があり、このため基材上に三次元的に成膜
するためには基材を回転させることが必要となる。さら
に、イオン発生室で作られた炭化水素系イオンは基材ま
でのプラズマ中を移動する間に気相反応によりパ−ティ
クルを形成しやすく、これらが基材に付着することによ
り表面粗度および電気的特性などの大幅な膜品質の低下
が起こるなど、まだまだ問題の多いのが現状である。
【０００４】この課題を解決するため、本発明の目的
は、膜品質および生産性に優れた硬質カ−ボン膜の形成
方法を提案することおよび形成装置を提供することにあ
る。
は、膜品質および生産性に優れた硬質カ−ボン膜の形成
方法を提案することおよび形成装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、まず真空槽中にプラズマを発生させるた
めの初期プラズマ発生手段と、基材周辺で導入炭化水素
系ガスの分解を促進し基材に衝突させて硬質カ−ボン膜
を形成するための基材周辺でのプラズマ形成手段とから
構成される。
に、本発明は、まず真空槽中にプラズマを発生させるた
めの初期プラズマ発生手段と、基材周辺で導入炭化水素
系ガスの分解を促進し基材に衝突させて硬質カ−ボン膜
を形成するための基材周辺でのプラズマ形成手段とから
構成される。
【０００６】
【作用】気相合成法により硬質カ−ボン膜を形成するた
めにはプラズマの形成が必須であり、このために初期プ
ラズマ発生手段により真空槽中にまずプラズマを発生さ
せるが、ここで必要なのはプラズマを発生させることで
あり炭化水素系ガスの分解を促進させることではないた
め投入パワ−は小さいほうが良い。こうすることにより
従来ＤＣ方式のイオン発生室におけるような高プラズマ
密度中でのパ−ティクル形成などの気相反応が極力抑え
られる。初期プラズマ発生法としては、フィラメントを
加熱することにより放出される電子をガス分子に衝突さ
せる熱電子放電法、高周波印加によりガスイオンをトラ
ップする高周波放電法などが利用できる。真空槽中に初
期プラズマが発生した状態で基材にマイナスのＤＣバイ
アス電圧を印加することにより基材周辺には容易に印加
電圧に応じた密度・エネルギ−を有したプラズマが形成
される。通常このプラズマは先の初期プラズマ発生手段
により形成されたプラズマよりも密度が高くなるように
設定される。ここでは炭化水素系ガスが分解されイオン
種が生成されるが基材近傍のため速やかに基材に加速・
衝突して硬質カ−ボン膜が効率よく形成される。さらに
基材周辺を三次元的にプラズマがおおっているため成膜
指向性もなく、非常に優れた付き回り性を示す。この結
果、膜品質低下の無い生産性に優れた硬質カ−ボン膜が
得られる。
めにはプラズマの形成が必須であり、このために初期プ
ラズマ発生手段により真空槽中にまずプラズマを発生さ
せるが、ここで必要なのはプラズマを発生させることで
あり炭化水素系ガスの分解を促進させることではないた
め投入パワ−は小さいほうが良い。こうすることにより
従来ＤＣ方式のイオン発生室におけるような高プラズマ
密度中でのパ−ティクル形成などの気相反応が極力抑え
られる。初期プラズマ発生法としては、フィラメントを
加熱することにより放出される電子をガス分子に衝突さ
せる熱電子放電法、高周波印加によりガスイオンをトラ
ップする高周波放電法などが利用できる。真空槽中に初
期プラズマが発生した状態で基材にマイナスのＤＣバイ
アス電圧を印加することにより基材周辺には容易に印加
電圧に応じた密度・エネルギ−を有したプラズマが形成
される。通常このプラズマは先の初期プラズマ発生手段
により形成されたプラズマよりも密度が高くなるように
設定される。ここでは炭化水素系ガスが分解されイオン
種が生成されるが基材近傍のため速やかに基材に加速・
衝突して硬質カ−ボン膜が効率よく形成される。さらに
基材周辺を三次元的にプラズマがおおっているため成膜
指向性もなく、非常に優れた付き回り性を示す。この結
果、膜品質低下の無い生産性に優れた硬質カ−ボン膜が
得られる。
【０００７】
【実施例１】以下、本発明による一実施例を図面を基に
説明する。図１は本発明による硬質カ−ボン膜形成方法
および形成装置を説明するための断面模式図である。真
空槽１中には初期プラズマを発生させるためにトリガ−
電極としてのコイル状電極２が配されており、真空槽外
部でマッチングボックスを介して高周波電源に接続され
ている。一方、基材３はカソ−ド電極４上に置かれ、電
極は外部でＤＣ電源と接続されマイナスのバイアス電圧
が印加されるようになっている。さらに外部よりガス導
入口５を経て炭化水素系ガスが導入できる構造となって
いる。
説明する。図１は本発明による硬質カ−ボン膜形成方法
および形成装置を説明するための断面模式図である。真
空槽１中には初期プラズマを発生させるためにトリガ−
電極としてのコイル状電極２が配されており、真空槽外
部でマッチングボックスを介して高周波電源に接続され
ている。一方、基材３はカソ−ド電極４上に置かれ、電
極は外部でＤＣ電源と接続されマイナスのバイアス電圧
が印加されるようになっている。さらに外部よりガス導
入口５を経て炭化水素系ガスが導入できる構造となって
いる。
【０００８】本実施例においては、まず、真空槽１を排
気後、ガス圧が５×１０- 3 Ｔｏｒｒになるようにガス
導入口５よりベンゼンガスを導入した。その後、コイル
状電極２に高周波電力１００Ｗを投入することにより真
空槽中にプラズマを形成した。この時、真空槽内部の負
荷インピ−ダンスが最小となるようにマッチングボック
スでインピ−ダンスマッチングをとることにより高周波
電力は効率よくコイル状電極２に伝送されプラズマ発生
に寄与する。この操作は広い真空度範囲で有効である。
次いで、カソ−ド電極４に−３ＫＶを印加することによ
りカソ−ド電極４および基材３周囲に初期プラズマより
も密度の高いプラズマを形成した。この時基材３材料と
してはステンレスを用いた。この条件下では、ベンゼン
ガスはカソ−ド電極４および基材３周囲のプラズマ中で
分解され、その結果生成されたイオンがエネルギ−を持
って衝突することにより、基材３上には三次元的に硬質
カ−ボン膜が堆積した。
気後、ガス圧が５×１０- 3 Ｔｏｒｒになるようにガス
導入口５よりベンゼンガスを導入した。その後、コイル
状電極２に高周波電力１００Ｗを投入することにより真
空槽中にプラズマを形成した。この時、真空槽内部の負
荷インピ−ダンスが最小となるようにマッチングボック
スでインピ−ダンスマッチングをとることにより高周波
電力は効率よくコイル状電極２に伝送されプラズマ発生
に寄与する。この操作は広い真空度範囲で有効である。
次いで、カソ−ド電極４に−３ＫＶを印加することによ
りカソ−ド電極４および基材３周囲に初期プラズマより
も密度の高いプラズマを形成した。この時基材３材料と
してはステンレスを用いた。この条件下では、ベンゼン
ガスはカソ−ド電極４および基材３周囲のプラズマ中で
分解され、その結果生成されたイオンがエネルギ−を持
って衝突することにより、基材３上には三次元的に硬質
カ−ボン膜が堆積した。
【０００９】以上の条件で得られた硬質カ−ボン膜のビ
ッカ−ス硬度は３０００（ｋｇ／ｍｍ2 ）以上であり、
Ｘ線回折、ＲＨＥＥＤ、ラマン分光スペクトルおよびフ
−リエ変換赤外吸収分光法（ＦＴ−ＩＲ）などの分析結
果より、アモルファス構造を有し膜中に水素を含有して
いることが判った。
ッカ−ス硬度は３０００（ｋｇ／ｍｍ2 ）以上であり、
Ｘ線回折、ＲＨＥＥＤ、ラマン分光スペクトルおよびフ
−リエ変換赤外吸収分光法（ＦＴ−ＩＲ）などの分析結
果より、アモルファス構造を有し膜中に水素を含有して
いることが判った。
【００１０】本発明の実施例の効果を確認するための比
較試料として、本実施例で用いたものと同一ステンレス
基材の上に、従来ＲＦ方式、ＤＣ方式による硬質カ−ボ
ン膜を作成し、膜品質および生産性について比較評価し
た。図３は従来ＲＦ方式を示す装置の断面模式図であ
る。本実施例と同様に真空槽２１、ガス導入口２５、カ
ソ−ド電極２４、基材２３が配されているが、この場合
にはカソ−ド電極２４を介して基材２３に高周波電力が
投入されている。図４は従来ＤＣ方式を示す装置の断面
模式図である。真空槽３１中にはカソ−ド電極３４、基
材３３、ガス導入口３５が配されている。イオン発生室
にはフィラメント電極３６とアノ−ド電極３７があり、
この部分で形成されたイオンは指向性を持って基材３３
に照射する構造となっているため通常基材は回転するよ
うになっている。さらに、従来ＤＣ方式においてはイオ
ンの指向性のためにフィラメント電極と基材は相対する
ように配置されている。
較試料として、本実施例で用いたものと同一ステンレス
基材の上に、従来ＲＦ方式、ＤＣ方式による硬質カ−ボ
ン膜を作成し、膜品質および生産性について比較評価し
た。図３は従来ＲＦ方式を示す装置の断面模式図であ
る。本実施例と同様に真空槽２１、ガス導入口２５、カ
ソ−ド電極２４、基材２３が配されているが、この場合
にはカソ−ド電極２４を介して基材２３に高周波電力が
投入されている。図４は従来ＤＣ方式を示す装置の断面
模式図である。真空槽３１中にはカソ−ド電極３４、基
材３３、ガス導入口３５が配されている。イオン発生室
にはフィラメント電極３６とアノ−ド電極３７があり、
この部分で形成されたイオンは指向性を持って基材３３
に照射する構造となっているため通常基材は回転するよ
うになっている。さらに、従来ＤＣ方式においてはイオ
ンの指向性のためにフィラメント電極と基材は相対する
ように配置されている。
【００１１】ここでの膜品質の評価はステンレス基材上
に形成された硬質カ−ボン膜の表面上のφ１００μｍ以
上のパ−ティクル数で評価した。生産性については同一
空間での処理数量の見積を行った。従来ＤＣ方式ではイ
オンの指向性のために基材はフィラメント電極と相対し
かつ回転が必要であること、また従来ＲＦ方式では投入
電力の限界およびア−ク放電対策の必要から生ずる基材
配置上の制限などによる処理数量の低下を考慮した。そ
の結果を表１に示すが、本実施例においては膜品質、生
産性共が両立していることが判る。
に形成された硬質カ−ボン膜の表面上のφ１００μｍ以
上のパ−ティクル数で評価した。生産性については同一
空間での処理数量の見積を行った。従来ＤＣ方式ではイ
オンの指向性のために基材はフィラメント電極と相対し
かつ回転が必要であること、また従来ＲＦ方式では投入
電力の限界およびア−ク放電対策の必要から生ずる基材
配置上の制限などによる処理数量の低下を考慮した。そ
の結果を表１に示すが、本実施例においては膜品質、生
産性共が両立していることが判る。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【実施例２】真空槽１１中には初期プラズマを発生させ
るためにトリガ−電極としてフィラメント電極１２が配
されており、真空槽外部で交流電源と接続されており、
実施例１と同様にカソ−ド電極１４、基材１３、ガス導
入口１５が配されている。本実施例においては実施例１
と同様にしてベンゼンガスを導入後フィラメント電極１
２に１０Ａ流すことにより熱電子を発生させて真空槽中
のベンゼンガスに衝突させることにより弱い初期プラズ
マを発生させた。次いでカソ−ド電極１４にマイナス３
ＫＶの電圧を印加することによりカソ−ド電極１４およ
び基材１３の周囲に初期プラズマよりも密度の高いプラ
ズマを形成した後フィラメント電極１２への電圧印加を
停止した。この様な手続きを経ることにより基材１３周
辺に形成されたプラズマは、これ以降は基材に印加され
たＤＣバイアス電圧だけで維持され成膜プロセスが進行
していることになるが、ガス圧およびバイアス電圧値の
設定などにより十分安定に成膜プロセスが遂行できた。
なお、ＤＣバイアス電圧値はその値から得られる硬質カ
−ボン膜特性との相関から予め決定される。
るためにトリガ−電極としてフィラメント電極１２が配
されており、真空槽外部で交流電源と接続されており、
実施例１と同様にカソ−ド電極１４、基材１３、ガス導
入口１５が配されている。本実施例においては実施例１
と同様にしてベンゼンガスを導入後フィラメント電極１
２に１０Ａ流すことにより熱電子を発生させて真空槽中
のベンゼンガスに衝突させることにより弱い初期プラズ
マを発生させた。次いでカソ−ド電極１４にマイナス３
ＫＶの電圧を印加することによりカソ−ド電極１４およ
び基材１３の周囲に初期プラズマよりも密度の高いプラ
ズマを形成した後フィラメント電極１２への電圧印加を
停止した。この様な手続きを経ることにより基材１３周
辺に形成されたプラズマは、これ以降は基材に印加され
たＤＣバイアス電圧だけで維持され成膜プロセスが進行
していることになるが、ガス圧およびバイアス電圧値の
設定などにより十分安定に成膜プロセスが遂行できた。
なお、ＤＣバイアス電圧値はその値から得られる硬質カ
−ボン膜特性との相関から予め決定される。
【００１４】本実施例により得られた膜を実施例１と同
様の評価基準で評価した。この際、実施例１における従
来ＤＣ方式の膜を比較試料とした。この結果、パ−ティ
クル数はほぼ０となり、従来方法に比して大幅な膜品質
の改善が認められた。パ−ティクルの発生メカニズムに
ついてはいまだ不明な点が多いが、従来ＤＣ方式に見ら
れるような過度の電子放出による必要以上に高いプラズ
マ密度領域の形成はイオン、ラディカル、電子などの相
互作用の結果としての気相反応を促進し、その結果とし
てパ−ティクルの発生が増え膜品質の低下を招くものと
思われ、このことから成膜領域以外ではむしろプラズマ
密度をある設定値以下に抑える工夫が必要と思われる。
しかしながら、パ−ティクルの発生しない条件範囲での
成膜レ−トアップのために従来ＤＣ方式で用いられてい
るようなアノ−ド電極の導入は可能である。さらに従来
ＤＣ方式と比較して、本実施例によればイオン指向性が
無いことからフィラメント電極と基材が必ずしも相対す
る必要もないため真空槽内部の基材配置自由度およびフ
ィラメント電極配置自由度が増え基材処理数量について
も実施例１と同様の効果が確認された。
様の評価基準で評価した。この際、実施例１における従
来ＤＣ方式の膜を比較試料とした。この結果、パ−ティ
クル数はほぼ０となり、従来方法に比して大幅な膜品質
の改善が認められた。パ−ティクルの発生メカニズムに
ついてはいまだ不明な点が多いが、従来ＤＣ方式に見ら
れるような過度の電子放出による必要以上に高いプラズ
マ密度領域の形成はイオン、ラディカル、電子などの相
互作用の結果としての気相反応を促進し、その結果とし
てパ−ティクルの発生が増え膜品質の低下を招くものと
思われ、このことから成膜領域以外ではむしろプラズマ
密度をある設定値以下に抑える工夫が必要と思われる。
しかしながら、パ−ティクルの発生しない条件範囲での
成膜レ−トアップのために従来ＤＣ方式で用いられてい
るようなアノ−ド電極の導入は可能である。さらに従来
ＤＣ方式と比較して、本実施例によればイオン指向性が
無いことからフィラメント電極と基材が必ずしも相対す
る必要もないため真空槽内部の基材配置自由度およびフ
ィラメント電極配置自由度が増え基材処理数量について
も実施例１と同様の効果が確認された。
【００１５】本実施例においてはステンレス基材上に直
接硬質カ−ボン膜を形成したが、中間層導入により密着
強度をより上げる場合にも全く同様にして適用可能であ
る。また、炭化水素系ガスとしてベンゼンを使用した
が、他のメタン、エタンなどの炭化水素系ガス、炭化フ
ッソ系ガスあるいはそれらの混合ガスでも良い。また、
処理真空度、ＤＣバイアス電圧などの処理条件について
も本実施例に限定することなく可変であるが、ＤＣバイ
アス電圧については硬質カ−ボン膜特性との相関から−
１ＫＶ〜−７ＫＶの範囲が望ましい。さらに、初期プラ
ズマ発生手段としての熱電子励起方式としてフィラメン
ト加熱を用いたが、ホロ−カソ−ド法などの他の手段で
も良い。基材としてはステンレスを用いたが、ＳＫ材な
ど任意の材料が適用可能であり、具体的な応用例として
は時計部品、織機部品、編機部品などの外観品質および
表面粗度が重要視される分野に対して特に有効である。
接硬質カ−ボン膜を形成したが、中間層導入により密着
強度をより上げる場合にも全く同様にして適用可能であ
る。また、炭化水素系ガスとしてベンゼンを使用した
が、他のメタン、エタンなどの炭化水素系ガス、炭化フ
ッソ系ガスあるいはそれらの混合ガスでも良い。また、
処理真空度、ＤＣバイアス電圧などの処理条件について
も本実施例に限定することなく可変であるが、ＤＣバイ
アス電圧については硬質カ−ボン膜特性との相関から−
１ＫＶ〜−７ＫＶの範囲が望ましい。さらに、初期プラ
ズマ発生手段としての熱電子励起方式としてフィラメン
ト加熱を用いたが、ホロ−カソ−ド法などの他の手段で
も良い。基材としてはステンレスを用いたが、ＳＫ材な
ど任意の材料が適用可能であり、具体的な応用例として
は時計部品、織機部品、編機部品などの外観品質および
表面粗度が重要視される分野に対して特に有効である。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
硬質カ−ボン膜の形成方法および形成装置によれば、硬
質カ−ボン膜の持つ耐摩耗性、低摩擦係数などの優れた
特徴を活かすのに十分な膜品質が、従来にない生産性の
ある形で実現できる。
硬質カ−ボン膜の形成方法および形成装置によれば、硬
質カ−ボン膜の持つ耐摩耗性、低摩擦係数などの優れた
特徴を活かすのに十分な膜品質が、従来にない生産性の
ある形で実現できる。
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施例におけるプラズマＣＶＤ装
置の模式断面図である。
置の模式断面図である。
【図３】従来のＲＦ方式におけるプラズマＣＶＤ装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図３】従来のＤＣ方式におけるプラズマＣＶＤ装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
１ 真空槽 ２ コイル状電極 ３ 基材 ４ カソ−ド電極 ５ ガス導入口 １１ 真空槽 １２ フィラメント電極 １３ 基材 １４ カソ−ド電極 １５ ガス導入口 ２１ 真空槽 ２３ 基材 ２４ カソ−ド電極 ２５ ガス導入口 ３１ 真空槽 ３３ 基材 ３４ カソ−ド電極 ３５ ガス導入口 ３６ フィラメント電極 ３７ アノ−ド電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマＣＶＤ装置
の模式断面図である。
の模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施例におけるプラズマＣＶＤ装
置の模式断面図である。
置の模式断面図である。
【図３】従来のＲＦ方式におけるプラズマＣＶＤ装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図４】従来のＤＣ方式におけるプラズマＣＶＤ装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【符号の説明】 １ 真空槽 ２ コイル状電極 ３ 基材 ４ カソード電極 ５ ガス導入口 １１ 真空槽 １２ フィラメント電極 １３ 基材 １４ カソード電極 １５ ガス導入口 ２１ 真空槽 ２３ 基材 ２４ カソード電極 ２５ ガス導入口 ３１ 真空槽 ３３ 基材 ３４ カソード電極 ３５ ガス導入口 ３６ フィラメント電極 ３７ アノード電極
Claims (5)
- 【請求項１】 基材に直流電圧を印加するためのカソ−
ド電極と、このカソ−ド電極とは独立して駆動できるよ
うに構成されているトリガ−電極とが真空槽中に配置さ
れているプラズマＣＶＤ装置を用い、真空槽に炭化水素
系ガスを導入したのちトリガ−電極に電圧を印加して真
空槽中に初期プラズマを発生させ、次いでカソ−ド電極
にマイナスの直流バイアス電圧を印加して基材周辺に前
記初期プラズマよりも密度の高いプラズマを形成し、こ
のプラズマ中で炭化水素系ガスの分解を促進して基材の
表面に硬質カ−ボン膜を形成することを特徴とする硬質
カ−ボン膜の形成方法。 - 【請求項２】 基材周辺に初期プラズマよりも密度の高
いプラズマを形成した後にトリガ−電極への電圧印加を
停止することを特徴とする請求項１に記載の硬質カ−ボ
ン膜の形成方法。 - 【請求項３】 真空槽にガスを導入する手段と、基材に
直流電圧を印加し得るカソ−ド電極と、初期プラズマを
発生させるためにカソ−ド電極とは独立して駆動できる
ように構成されているトリガ−電極とを備えていること
を特徴とする硬質カ−ボン膜の形成装置。 - 【請求項４】 初期プラズマ発生手段が、高周波電源と
コイル状電極と両者間のパワ−伝達を最大とするための
マッチングボックスからなり、真空槽内部の負荷インピ
−ダンスを最小とするようにインピ−ダンスマッチング
できるように構成されている高周波励起方式のプラズマ
発生手段であることを特徴とする請求項３に記載の硬質
カ−ボン膜の形成装置。 - 【請求項５】 初期プラズマ発生手段が、交流電源とフ
ィラメント電極からなり、フィラメント電極を加熱する
ことにより気相中へ電子を放出するように構成されてい
る熱電子励起方式のプラズマ発生手段であることを特徴
とする請求項３に記載の硬質カ−ボン膜の形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35316092A JP3246780B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 硬質カーボン膜の形成方法および形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35316092A JP3246780B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 硬質カーボン膜の形成方法および形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06200377A true JPH06200377A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3246780B2 JP3246780B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=18428972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35316092A Expired - Fee Related JP3246780B2 (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | 硬質カーボン膜の形成方法および形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246780B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996028270A1 (fr) * | 1995-03-09 | 1996-09-19 | Citizen Watch Co., Ltd. | Douille de guidage et procede de formation d'un film de carbone dur sur la surface circonferentielle interne de ladite douille |
| JP2001508124A (ja) * | 1996-11-05 | 2001-06-19 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー | 移動基材上にカーボンリッチ被膜を付着させるための方法および装置 |
| JP2010126734A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Industries Corp | 非晶質硬質炭素皮膜の成膜方法及びその成膜装置 |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP35316092A patent/JP3246780B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1063116C (zh) * | 1995-03-09 | 2001-03-14 | 时至准钟表股份有限公司 | 导筒以及在其内周面上形成硬质碳膜的方法 |
| US6419997B1 (en) | 1995-03-09 | 2002-07-16 | Citizen Watch Co., Ltd. | Guide bush and method of forming hard carbon film over the inner surface of the guide bush |
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| JP2010126734A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Industries Corp | 非晶質硬質炭素皮膜の成膜方法及びその成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3246780B2 (ja) | 2002-01-15 |
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