JPH11140646A - Ｄｌｃ膜成膜用のｄｃプラズマｃｖｄ装置及びｄｌｃ膜の成膜方法 - Google Patents
Ｄｌｃ膜成膜用のｄｃプラズマｃｖｄ装置及びｄｌｃ膜の成膜方法Info
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- JPH11140646A JPH11140646A JP30179597A JP30179597A JPH11140646A JP H11140646 A JPH11140646 A JP H11140646A JP 30179597 A JP30179597 A JP 30179597A JP 30179597 A JP30179597 A JP 30179597A JP H11140646 A JPH11140646 A JP H11140646A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁膜上にＤＬＣ膜を成膜できるＤＣプラズ
マＣＶＤ装置及びＤＬＣ膜のＤＣプラズマＣＶＤ成膜方
法を提供する。 【解決手段】 本ＤＣプラズマＣＶＤ装置１０は、ＤＣ
電源２２にそれぞれ接続された対のカソード電極１６及
びアノード電極２０を反応管１８内に備え、電極間にＤ
Ｃグロー放電を発生させて、ダイヤモンド状カーボン
（ＤＬＣ）膜を絶縁基板上に成膜するＤＣプラズマＣＶ
Ｄ装置である。カソード電極１６は、絶縁基板の基板面
の広さより広い電極面を有し、アノード電極２０は絶縁
基板の基板面の広さの２倍以上の広さの電極面を有す
る。
マＣＶＤ装置及びＤＬＣ膜のＤＣプラズマＣＶＤ成膜方
法を提供する。 【解決手段】 本ＤＣプラズマＣＶＤ装置１０は、ＤＣ
電源２２にそれぞれ接続された対のカソード電極１６及
びアノード電極２０を反応管１８内に備え、電極間にＤ
Ｃグロー放電を発生させて、ダイヤモンド状カーボン
（ＤＬＣ）膜を絶縁基板上に成膜するＤＣプラズマＣＶ
Ｄ装置である。カソード電極１６は、絶縁基板の基板面
の広さより広い電極面を有し、アノード電極２０は絶縁
基板の基板面の広さの２倍以上の広さの電極面を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド状カ
ーボン（ＤＬＣ）膜を絶縁性基板上に成膜するＤＣプラ
ズマＣＶＤ装置及びＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性
基板上にＤＬＣ膜を成膜する方法に関するものである。
ーボン（ＤＬＣ）膜を絶縁性基板上に成膜するＤＣプラ
ズマＣＶＤ装置及びＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性
基板上にＤＬＣ膜を成膜する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンド状カーボン膜（以下、ＤＬ
Ｃ膜と略記する）は、硬度、低摩擦性及び密着性等につ
いて優れた膜特性を有する緻密な膜で、近年、徐々にそ
の利用が盛んになっている。プラスチック基板やセラミ
ック基板などの絶縁性基板上にダイヤモンド状カーボン
膜（以下、ＤＬＣ膜と略記する）を成膜する場合には、
従来、ＲＦスパッタ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、イオン
ビームスパッタ法等が用いられている。尤も、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法には、絶縁性基板を高い温度に維持するこ
とが必要であるという問題があった。一方、ＤＣプラズ
マＣＶＤ法は、１〜３ｋＶの高いバイアス電圧を電極間
に印加してイオンの入射エネルギーを高くすることによ
り、高硬度、低摩擦性、及び高密着性のＤＬＣ膜を成膜
することができるので、治工具のハードコーティング、
蒸着テープ用の保護膜のコーティング等に応用されてい
るものの、従来、導電性基板上にＤＬＣ膜を成膜する場
合にのみ用いられている。
Ｃ膜と略記する）は、硬度、低摩擦性及び密着性等につ
いて優れた膜特性を有する緻密な膜で、近年、徐々にそ
の利用が盛んになっている。プラスチック基板やセラミ
ック基板などの絶縁性基板上にダイヤモンド状カーボン
膜（以下、ＤＬＣ膜と略記する）を成膜する場合には、
従来、ＲＦスパッタ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、イオン
ビームスパッタ法等が用いられている。尤も、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法には、絶縁性基板を高い温度に維持するこ
とが必要であるという問題があった。一方、ＤＣプラズ
マＣＶＤ法は、１〜３ｋＶの高いバイアス電圧を電極間
に印加してイオンの入射エネルギーを高くすることによ
り、高硬度、低摩擦性、及び高密着性のＤＬＣ膜を成膜
することができるので、治工具のハードコーティング、
蒸着テープ用の保護膜のコーティング等に応用されてい
るものの、従来、導電性基板上にＤＬＣ膜を成膜する場
合にのみ用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＣプラズ
マＣＶＤ法は、ＤＣグロー放電の特性上、絶縁性基板上
では、プラズマを直接的に発生させることができないた
めに、従来、ＤＣプラズマＣＶＤ法は、絶縁性基板上に
ＤＬＣ膜を成膜する場合には、適用できなかった。その
ため、ＤＣプラズマＣＶＤ法により実現できる優れたＤ
ＬＣ膜、即ち高硬度、低摩擦係数、高密着性等の優れた
膜特性を有するＤＬＣ膜をＤＣプラズマＣＶＤ法により
絶縁性基板上に成膜する技術の提供が、強く要望されて
いた。
マＣＶＤ法は、ＤＣグロー放電の特性上、絶縁性基板上
では、プラズマを直接的に発生させることができないた
めに、従来、ＤＣプラズマＣＶＤ法は、絶縁性基板上に
ＤＬＣ膜を成膜する場合には、適用できなかった。その
ため、ＤＣプラズマＣＶＤ法により実現できる優れたＤ
ＬＣ膜、即ち高硬度、低摩擦係数、高密着性等の優れた
膜特性を有するＤＬＣ膜をＤＣプラズマＣＶＤ法により
絶縁性基板上に成膜する技術の提供が、強く要望されて
いた。
【０００４】そこで、本発明の目的は、絶縁性基板上に
ＤＬＣ膜をＤＣプラズマＣＶＤ法により成膜できるＤＣ
プラズマＣＶＤ装置、及びＤＣプラズマＣＶＤ法による
ＤＬＣ膜の成膜方法を提供することである。
ＤＬＣ膜をＤＣプラズマＣＶＤ法により成膜できるＤＣ
プラズマＣＶＤ装置、及びＤＣプラズマＣＶＤ法による
ＤＬＣ膜の成膜方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ＤＣプラズ
マＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を絶縁性基板上に成膜する方
法を鋭意検討した結果、次のことを見い出した。即ち、
ＤＣプラズマＣＶＤ装置のカソード電極の電極面の広さ
を絶縁性基板の基板面より広くし、カソード電極上に絶
縁性基板を載置した際に、カソード電極の電極面の周辺
部を反応管内に露出させ、かつカソード電極に対向する
アノード電極の電極面の面積を絶縁性基板の基板面の面
積の２倍以上とする。これにより、絶縁性基板に覆われ
ていない、反応管内に露出したカソード電極と、アノー
ド電極との間で、ＤＣグロー放電が発生し、かつ持続す
ることができるため、プラズマ化された炭化水素ガス
が、カソード電極のみならず、絶縁性基板にも到達する
ので、ＤＬＣ膜の成膜が可能であることを見出し、本発
明を完成するに到った。
マＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を絶縁性基板上に成膜する方
法を鋭意検討した結果、次のことを見い出した。即ち、
ＤＣプラズマＣＶＤ装置のカソード電極の電極面の広さ
を絶縁性基板の基板面より広くし、カソード電極上に絶
縁性基板を載置した際に、カソード電極の電極面の周辺
部を反応管内に露出させ、かつカソード電極に対向する
アノード電極の電極面の面積を絶縁性基板の基板面の面
積の２倍以上とする。これにより、絶縁性基板に覆われ
ていない、反応管内に露出したカソード電極と、アノー
ド電極との間で、ＤＣグロー放電が発生し、かつ持続す
ることができるため、プラズマ化された炭化水素ガス
が、カソード電極のみならず、絶縁性基板にも到達する
ので、ＤＬＣ膜の成膜が可能であることを見出し、本発
明を完成するに到った。
【０００６】上記目的を達成するために、本発明に係る
ＤＬＣ膜成膜用のＤＣプラズマＣＶＤ装置は、ＤＣ電源
にそれぞれ接続された対のカソード電極及びアノード電
極を反応管内に備え、反応管内に反応ガスを導入しつつ
電極間にＤＣグロー放電を発生させて、ダイヤモンド状
カーボン（ＤＬＣ）膜を絶縁性基板上に成膜するＤＣプ
ラズマＣＶＤ装置であって、カソード電極が、絶縁性基
板の基板面の面積より広い電極面を有し、電極面の周縁
部を反応管内に露出させるようにして電極面上に絶縁性
基板を載置させ、アノード電極が、絶縁性基板の基板面
の面積の２倍以上の広さの電極面を有し、カソード電極
に対向して反応管内上部に設けられていることを特徴と
している。
ＤＬＣ膜成膜用のＤＣプラズマＣＶＤ装置は、ＤＣ電源
にそれぞれ接続された対のカソード電極及びアノード電
極を反応管内に備え、反応管内に反応ガスを導入しつつ
電極間にＤＣグロー放電を発生させて、ダイヤモンド状
カーボン（ＤＬＣ）膜を絶縁性基板上に成膜するＤＣプ
ラズマＣＶＤ装置であって、カソード電極が、絶縁性基
板の基板面の面積より広い電極面を有し、電極面の周縁
部を反応管内に露出させるようにして電極面上に絶縁性
基板を載置させ、アノード電極が、絶縁性基板の基板面
の面積の２倍以上の広さの電極面を有し、カソード電極
に対向して反応管内上部に設けられていることを特徴と
している。
【０００７】ここで、絶縁性基板とは、基板のＤＬＣ膜
成膜面、即ち基板面が電気絶縁性である基板を言い、例
えばポリカーボネートやポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）等のプラスチックからなる基板面を有するプラス
チック基板や、アルミナ等のセラミックからなる基板面
を有するセラミック基板などの絶縁性基板である。本発
明で、アノード電極が絶縁性基板の基板面の面積の２倍
以下であると、グロー放電の持続が難しく、良好な膜質
のＤＬＣ膜を成膜することが難しい。
成膜面、即ち基板面が電気絶縁性である基板を言い、例
えばポリカーボネートやポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）等のプラスチックからなる基板面を有するプラス
チック基板や、アルミナ等のセラミックからなる基板面
を有するセラミック基板などの絶縁性基板である。本発
明で、アノード電極が絶縁性基板の基板面の面積の２倍
以下であると、グロー放電の持続が難しく、良好な膜質
のＤＬＣ膜を成膜することが難しい。
【０００８】また、本発明に係るＤＬＣ膜の成膜方法
は、ＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性基板上にダイヤ
モンド状カーボン（ＤＬＣ）膜を成膜するようにしたＤ
ＬＣ膜の成膜方法であって、絶縁性基板の基板面の面積
より広い電極面を有するカソード電極上に、電極面の周
囲部を反応管内に露出させるようにして、絶縁性基板を
載置し、反応管内に反応ガスを導入しつつ、絶縁性基板
の基板面の面積の２倍以上の広さの電極面を有するアノ
ード電極との間で、ＤＣグロー放電を発生させて、カソ
ード電極上の絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜することを
特徴としている。
は、ＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性基板上にダイヤ
モンド状カーボン（ＤＬＣ）膜を成膜するようにしたＤ
ＬＣ膜の成膜方法であって、絶縁性基板の基板面の面積
より広い電極面を有するカソード電極上に、電極面の周
囲部を反応管内に露出させるようにして、絶縁性基板を
載置し、反応管内に反応ガスを導入しつつ、絶縁性基板
の基板面の面積の２倍以上の広さの電極面を有するアノ
ード電極との間で、ＤＣグロー放電を発生させて、カソ
ード電極上の絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜することを
特徴としている。
【０００９】ところで、光ディスク等の基板のポリカー
ボネートやポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの
上に、また光ディスク基板の保護膜の紫外線硬化樹脂膜
上にＤＬＣ膜を成膜する場合には、光ディスクの中央部
の開口の部分を利用し、開口の部分を通してカソード電
極を露出させることにより、プラズマの発生が容易にな
ることも見出した。即ち、中央部に直径１０ｍｍ以上の
開口部を有する絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜するに際
し、絶縁性基板の開口部を介してカソード電極の電極面
を露出させ、かつ電極面の周囲部を反応管内に露出させ
るようにして、絶縁性基板をカソード電極上に載置する
ことにより、絶縁性基板上、例えば光ディスクの紫外線
硬化樹脂膜上に均一な膜厚のＤＬＣ膜を成膜することが
できる。
ボネートやポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの
上に、また光ディスク基板の保護膜の紫外線硬化樹脂膜
上にＤＬＣ膜を成膜する場合には、光ディスクの中央部
の開口の部分を利用し、開口の部分を通してカソード電
極を露出させることにより、プラズマの発生が容易にな
ることも見出した。即ち、中央部に直径１０ｍｍ以上の
開口部を有する絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜するに際
し、絶縁性基板の開口部を介してカソード電極の電極面
を露出させ、かつ電極面の周囲部を反応管内に露出させ
るようにして、絶縁性基板をカソード電極上に載置する
ことにより、絶縁性基板上、例えば光ディスクの紫外線
硬化樹脂膜上に均一な膜厚のＤＬＣ膜を成膜することが
できる。
【００１０】本発明方法により成膜したＤＬＣ膜は、Ｄ
ＣプラズマＣＶＤ法により導電性基板上に成膜したＤＬ
Ｃ膜と同様に、高硬度、低摩擦係数及び高密着力を有
し、例えば、ビッカース硬度１０００以上、屈折率１．
６以上２．０以内で、更には１．７以上１．９以内であ
る。
ＣプラズマＣＶＤ法により導電性基板上に成膜したＤＬ
Ｃ膜と同様に、高硬度、低摩擦係数及び高密着力を有
し、例えば、ビッカース硬度１０００以上、屈折率１．
６以上２．０以内で、更には１．７以上１．９以内であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。ＤＣプラズマＣＶＤ装置の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るＤＣプラズマＣＶＤ装置
の実施形態の例であって、図１は本実施形態例のＤＣプ
ラズマＣＶＤ装置の要部の構成を示す模式図である。本
実施形態例のＤＣプラズマＣＶＤ装置１０は、真空ポン
プ（図示せず）に接続される排出口１２を下部に有し、
所定の真空圧に保持される真空槽１４と、真空槽１４内
の下部に配置され、電気的に接地されているカソード電
極板１６と、カソード電極板１６を上方から覆う反応管
１８と、カソード電極板１６に対向して反応管１８内の
上部に設けられたアノード電極板２０と、アノード電極
板２０とカソード電極板１６間に直流電圧を印加するＤ
Ｃ電源２２とを備えている。反応管１８は、アノード電
極板２０の上方から反応ガスを導入する反応ガス入口２
４を上部に備え、また、反応管１８の下端縁とカソード
電極１６との間は、環状の間隙２６が設けてあって、未
反応の反応ガスが反応管１８から真空槽１４に流出する
ようになっている。ＤＬＣ膜を成膜する絶縁性基板Ｗ
は、カソード電極板１６上に載置される。
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。ＤＣプラズマＣＶＤ装置の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係るＤＣプラズマＣＶＤ装置
の実施形態の例であって、図１は本実施形態例のＤＣプ
ラズマＣＶＤ装置の要部の構成を示す模式図である。本
実施形態例のＤＣプラズマＣＶＤ装置１０は、真空ポン
プ（図示せず）に接続される排出口１２を下部に有し、
所定の真空圧に保持される真空槽１４と、真空槽１４内
の下部に配置され、電気的に接地されているカソード電
極板１６と、カソード電極板１６を上方から覆う反応管
１８と、カソード電極板１６に対向して反応管１８内の
上部に設けられたアノード電極板２０と、アノード電極
板２０とカソード電極板１６間に直流電圧を印加するＤ
Ｃ電源２２とを備えている。反応管１８は、アノード電
極板２０の上方から反応ガスを導入する反応ガス入口２
４を上部に備え、また、反応管１８の下端縁とカソード
電極１６との間は、環状の間隙２６が設けてあって、未
反応の反応ガスが反応管１８から真空槽１４に流出する
ようになっている。ＤＬＣ膜を成膜する絶縁性基板Ｗ
は、カソード電極板１６上に載置される。
【００１２】カソード電極板１６は、絶縁性基板Ｗの基
板面の面積より広い電極面を有し、電極面の周縁部を反
応管内に露出させるようにして基板面上に絶縁性基板Ｗ
を載置させ、アノード電極板２０は、絶縁性基板Ｗの基
板面の面積の２倍以上の広さの電極面を有する。
板面の面積より広い電極面を有し、電極面の周縁部を反
応管内に露出させるようにして基板面上に絶縁性基板Ｗ
を載置させ、アノード電極板２０は、絶縁性基板Ｗの基
板面の面積の２倍以上の広さの電極面を有する。
【００１３】以上の構成により、例えば原料ガス導入時
１Paから６０Paの範囲の真空槽１４の真空条件及び０．
７ｋｖから３．０ｋｖのバイアス電圧条件の下で、カソ
ード電極板１６の反応管１８内に露出した領域と、アノ
ード電極板２０との間で、ＤＣグロー放電が起こり、反
応管１８内に反応ガスとして導入されたメタンやエチレ
ンなどの炭化水素ガスが、分解されてプラズマとなる。
イオンはＤＣ電界により加速され、ラジカルや未解離の
中性分子は反応管１８と真空槽１４との圧力差により加
速されて、カソード電極板１６上に到達し、同時に、発
生プラズマは、カソード電極板１６のみならず絶縁性基
板Ｗ上にも到達し、ＤＬＣ膜として成膜される。絶縁性
基板Ｗの基板面の面積がカソード電極板１６より大きい
場合は、絶縁性基板Ｗがカソード電極板１６を遮蔽して
しまい、ＤＣグロー放電が発生せず、また仮に発生した
としても持続しないので、絶縁性基板Ｗ上にＤＬＣ膜が
成膜されることはない。しかし、本装置のような絶縁性
基板Ｗの配置および電極板との面積比率にすることによ
り、絶縁性基板Ｗ上にＤＬＣ膜が成膜可能となる。
１Paから６０Paの範囲の真空槽１４の真空条件及び０．
７ｋｖから３．０ｋｖのバイアス電圧条件の下で、カソ
ード電極板１６の反応管１８内に露出した領域と、アノ
ード電極板２０との間で、ＤＣグロー放電が起こり、反
応管１８内に反応ガスとして導入されたメタンやエチレ
ンなどの炭化水素ガスが、分解されてプラズマとなる。
イオンはＤＣ電界により加速され、ラジカルや未解離の
中性分子は反応管１８と真空槽１４との圧力差により加
速されて、カソード電極板１６上に到達し、同時に、発
生プラズマは、カソード電極板１６のみならず絶縁性基
板Ｗ上にも到達し、ＤＬＣ膜として成膜される。絶縁性
基板Ｗの基板面の面積がカソード電極板１６より大きい
場合は、絶縁性基板Ｗがカソード電極板１６を遮蔽して
しまい、ＤＣグロー放電が発生せず、また仮に発生した
としても持続しないので、絶縁性基板Ｗ上にＤＬＣ膜が
成膜されることはない。しかし、本装置のような絶縁性
基板Ｗの配置および電極板との面積比率にすることによ
り、絶縁性基板Ｗ上にＤＬＣ膜が成膜可能となる。
【００１４】ＤＬＣ膜の成膜方法の実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係るＤＣプラズマＣＶＤ装置
の上述の実施形態例を使用して、絶縁性基板上にＤＬＣ
膜を成膜する、本発明に係るＤＬＣ膜の成膜方法の実施
形態の例である。本実施形態例では、上述のＤＣプラズ
マＣＶＤ装置１０を使用し、以下の条件でカソード電極
板１６とアノード電極板２０との間にＤＣグロー放電を
発生させて、カソード電極板１６上の絶縁性基板ＷにＤ
ＬＣ膜を成膜する。 印加ＤＣバイアス電圧 ：２．０ｋＶ 真空槽の圧力 ：４．０Pa 反応ガスの種類及び流量：トルエン／１０sccm 得たＤＬＣ膜の特性は、以下の表１に示す通りであっ
て、比較のために導電性基板としてＳｉ基板上に成膜し
たＤＬＣ膜の特性も合わせて示してある。 表１ 特性値 絶縁性基板上のＤＬＣ膜 Ｓｉ基板上のＤＬＣ膜 ビッカース硬度 １１００ １５００ 屈折率 １．７ １．８５ ダスト試験 良好 良好 ダスト試験は、直径１μｍのアルミナ粉をＤＬＣ膜上に
散布し、ＤＬＣ膜の表面をアルミナ粉で擦って傷が付く
かどうかを目視評価し、傷が付かない時に良好の評価を
与えた。絶縁性基板上のＤＬＣ膜とＳｉ基板上のＤＬＣ
膜とを比較した場合、絶縁性基板に入射するイオンのエ
ネルギーが、導電性基板に比べてやや小さくなるため、
表１のように、硬度は多少低くなるものの、一般の高分
子重合膜に比べて、遙に高い値を持ち、ダストなどによ
る傷も付き難いものになる。
の上述の実施形態例を使用して、絶縁性基板上にＤＬＣ
膜を成膜する、本発明に係るＤＬＣ膜の成膜方法の実施
形態の例である。本実施形態例では、上述のＤＣプラズ
マＣＶＤ装置１０を使用し、以下の条件でカソード電極
板１６とアノード電極板２０との間にＤＣグロー放電を
発生させて、カソード電極板１６上の絶縁性基板ＷにＤ
ＬＣ膜を成膜する。 印加ＤＣバイアス電圧 ：２．０ｋＶ 真空槽の圧力 ：４．０Pa 反応ガスの種類及び流量：トルエン／１０sccm 得たＤＬＣ膜の特性は、以下の表１に示す通りであっ
て、比較のために導電性基板としてＳｉ基板上に成膜し
たＤＬＣ膜の特性も合わせて示してある。 表１ 特性値 絶縁性基板上のＤＬＣ膜 Ｓｉ基板上のＤＬＣ膜 ビッカース硬度 １１００ １５００ 屈折率 １．７ １．８５ ダスト試験 良好 良好 ダスト試験は、直径１μｍのアルミナ粉をＤＬＣ膜上に
散布し、ＤＬＣ膜の表面をアルミナ粉で擦って傷が付く
かどうかを目視評価し、傷が付かない時に良好の評価を
与えた。絶縁性基板上のＤＬＣ膜とＳｉ基板上のＤＬＣ
膜とを比較した場合、絶縁性基板に入射するイオンのエ
ネルギーが、導電性基板に比べてやや小さくなるため、
表１のように、硬度は多少低くなるものの、一般の高分
子重合膜に比べて、遙に高い値を持ち、ダストなどによ
る傷も付き難いものになる。
【００１５】ＤＬＣ膜の成膜方法の実施形態例２ 本実施形態例は、本発明に係るＤＣプラズマＣＶＤ装置
の上述の実施形態例を使用して、中央部に開口を有する
光ディスク上にＤＬＣ膜を成膜する、本発明に係るＤＬ
Ｃ膜の成膜方法の実施形態の別の例である。本実施形態
例では、上述のＤＣプラズマＣＶＤ装置１０を使用し、
図２（ａ）に示すようにカソード電極板１６上に光ディ
スクＤを載置し、以下の条件でカソード電極板１６とア
ノード電極板２０との間にＤＣグロー放電を発生させ
て、カソード電極板１６上に載置した光ディスクＤ上に
膜厚０．５μｍのＤＬＣ膜を成膜することができる。光
ディスクＤは、図２（ｂ）に示すように、中央に径１０
mm以上の開口Ｏを備えており、開口Ｏを介してカソード
電極板１６を反応管１８内に露出させている。 印加ＤＣバイアス電圧 ：２ｋＶ 真空槽の圧力 ：反応ガス導入前 ０．３Pa 反応ガス導入後 ６０Pa 反応ガスの種類及び流量：トルエン、
の上述の実施形態例を使用して、中央部に開口を有する
光ディスク上にＤＬＣ膜を成膜する、本発明に係るＤＬ
Ｃ膜の成膜方法の実施形態の別の例である。本実施形態
例では、上述のＤＣプラズマＣＶＤ装置１０を使用し、
図２（ａ）に示すようにカソード電極板１６上に光ディ
スクＤを載置し、以下の条件でカソード電極板１６とア
ノード電極板２０との間にＤＣグロー放電を発生させ
て、カソード電極板１６上に載置した光ディスクＤ上に
膜厚０．５μｍのＤＬＣ膜を成膜することができる。光
ディスクＤは、図２（ｂ）に示すように、中央に径１０
mm以上の開口Ｏを備えており、開口Ｏを介してカソード
電極板１６を反応管１８内に露出させている。 印加ＤＣバイアス電圧 ：２ｋＶ 真空槽の圧力 ：反応ガス導入前 ０．３Pa 反応ガス導入後 ６０Pa 反応ガスの種類及び流量：トルエン、
【００１６】本実施形態例のように、光ディスク用のプ
ラスチック基板などに成膜する場合は、図２に示すよう
に、中央の開口Ｏからカソード電極板１６が一部露出さ
せることにより、ＤＣグロー放電によるプラズマの発生
を誘発することができる。中心の開口Ｏが無いとする
と、プラズマは光ディスクＤの外周部に広がるような形
状になり、光ディスクＤの外周部で膜厚が厚い不均一な
膜厚分布の膜となる。本実施形態例では、光ディスクが
中央に開口を有するので、光ディスクの外周から露出し
たカソード電極板１６の領域のみならず、中央の開口Ｏ
から露出したカソード電極板１６の領域がプラズマの発
生を誘発することにより、ディスク状基板全面に一様な
膜厚で表１に示すような膜質のＤＬＣ膜を成膜すること
ができる。
ラスチック基板などに成膜する場合は、図２に示すよう
に、中央の開口Ｏからカソード電極板１６が一部露出さ
せることにより、ＤＣグロー放電によるプラズマの発生
を誘発することができる。中心の開口Ｏが無いとする
と、プラズマは光ディスクＤの外周部に広がるような形
状になり、光ディスクＤの外周部で膜厚が厚い不均一な
膜厚分布の膜となる。本実施形態例では、光ディスクが
中央に開口を有するので、光ディスクの外周から露出し
たカソード電極板１６の領域のみならず、中央の開口Ｏ
から露出したカソード電極板１６の領域がプラズマの発
生を誘発することにより、ディスク状基板全面に一様な
膜厚で表１に示すような膜質のＤＬＣ膜を成膜すること
ができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ＤＣプラズマＣＶＤ装
置の電極として、絶縁性基板の基板面の広さより広い電
極面を有するカソード電極と、基板面の広さの２倍以上
の広さの電極面を有するアノード電極とを備えることに
より、ＲＦプラズマＣＶＤ法に比べて低温（室温付近）
でＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性基板上に低屈折率
で、高硬度のＤＬＣ膜を成膜することができる。本発明
方法を適用することにより、ビッカース硬度１０００以
上、屈折率１．６以上２．０以内の、望ましくは１．７
以上１．９以内のＤＬＣ膜を絶縁性基板上に成膜するこ
とができる。
置の電極として、絶縁性基板の基板面の広さより広い電
極面を有するカソード電極と、基板面の広さの２倍以上
の広さの電極面を有するアノード電極とを備えることに
より、ＲＦプラズマＣＶＤ法に比べて低温（室温付近）
でＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性基板上に低屈折率
で、高硬度のＤＬＣ膜を成膜することができる。本発明
方法を適用することにより、ビッカース硬度１０００以
上、屈折率１．６以上２．０以内の、望ましくは１．７
以上１．９以内のＤＬＣ膜を絶縁性基板上に成膜するこ
とができる。
【図１】ＤＣプラズマＣＶＤ装置の実施形態例の要部の
構成を示す模式図である。
構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、は光ディ
スク上にＤＬＣ膜を成膜する際のカソード電極と光ディ
スクとの面比率の関係を説明する模式図である。
スク上にＤＬＣ膜を成膜する際のカソード電極と光ディ
スクとの面比率の関係を説明する模式図である。
１０……ＤＣプラズマＣＶＤ装置の実施形態例、１２…
…真空ポンプ（図示せず）に接続される排出口、１４…
…真空槽、１６……カソード電極板、１８……反応管、
２０……アノード電極板、２２……ＤＣ電源、２４……
反応ガス入口、２６……環状の間隙。
…真空ポンプ（図示せず）に接続される排出口、１４…
…真空槽、１６……カソード電極板、１８……反応管、
２０……アノード電極板、２２……ＤＣ電源、２４……
反応ガス入口、２６……環状の間隙。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＤＣ電源にそれぞれ接続された対のカソ
ード電極及びアノード電極を反応管内に備え、反応管内
に反応ガスを導入しつつ電極間にＤＣグロー放電を発生
させて、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）膜を絶縁性
基板上に成膜するＤＣプラズマＣＶＤ装置であって、 カソード電極が、絶縁性基板の基板面の面積より広い電
極面を有し、電極面の周縁部を反応管内に露出させるよ
うにして電極面上に絶縁性基板を載置させ、 アノード電極が、絶縁性基板の基板面の面積の２倍以上
の広さの電極面を有し、カソード電極に対向して反応管
内上部に設けられていることを特徴とするＤＬＣ膜成膜
用のＤＣプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 ＤＣプラズマＣＶＤ法により絶縁性基板
上にダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）膜を成膜するよ
うにしたＤＬＣ膜の成膜方法であって、 絶縁性基板の基板面の面積より広い電極面を有するカソ
ード電極上に、電極面の周囲部を反応管内に露出させる
ようにして、絶縁性基板を載置し、 反応管内に反応ガスを導入しつつ、絶縁性基板の基板面
の面積の２倍以上の広さの電極面を有するアノード電極
との間で、ＤＣグロー放電を発生させて、カソード電極
上の絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜することを特徴とす
るＤＬＣ膜の成膜方法。 - 【請求項３】 中央部に直径１０ｍｍ以上の開口部を有
する絶縁性基板上にＤＬＣ膜を成膜するに際し、 絶縁性基板の開口部を介してカソード電極の電極面を露
出させ、かつ電極面の周囲部を反応管内に露出させるよ
うにして、絶縁性基板をカソード電極上に載置すること
を特徴とする請求項２に記載のＤＬＣ膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30179597A JPH11140646A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Ｄｌｃ膜成膜用のｄｃプラズマｃｖｄ装置及びｄｌｃ膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30179597A JPH11140646A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Ｄｌｃ膜成膜用のｄｃプラズマｃｖｄ装置及びｄｌｃ膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140646A true JPH11140646A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17901275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30179597A Pending JPH11140646A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | Ｄｌｃ膜成膜用のｄｃプラズマｃｖｄ装置及びｄｌｃ膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140646A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453693C (zh) * | 2003-08-29 | 2009-01-21 | 赵跃 | 低温大面积类金刚石薄膜沉积方法 |
| CN102098865A (zh) * | 2009-12-11 | 2011-06-15 | 株式会社电装 | 等离子体发生器 |
| CN111676463A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-18 | 河北省激光研究所 | 一种环状工件内壁沉积金刚石涂层的方法 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP30179597A patent/JPH11140646A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453693C (zh) * | 2003-08-29 | 2009-01-21 | 赵跃 | 低温大面积类金刚石薄膜沉积方法 |
| CN102098865A (zh) * | 2009-12-11 | 2011-06-15 | 株式会社电装 | 等离子体发生器 |
| JP2011124153A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Denso Corp | プラズマ発生装置 |
| DE102010060591B4 (de) | 2009-12-11 | 2021-08-26 | Denso Corporation | Plasmagenerator |
| CN111676463A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-18 | 河北省激光研究所 | 一种环状工件内壁沉积金刚石涂层的方法 |
| CN111676463B (zh) * | 2020-06-11 | 2022-06-17 | 河北省激光研究所有限公司 | 一种环状工件内壁沉积金刚石涂层的方法 |
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