被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置及びプラスチック基材
【課題】薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保できる被成膜基材への薄膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材２の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法である。
【解決手段】本発明の一態様は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材２の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にＤＬＣ膜を成膜する方法について説明する。
まず、金属からなる基板表面にＡｒプラズマ処理を行う。次いで、この基板表面上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜をプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により成膜する。このようにして成膜されたＤＬＣ膜は基板と十分な密着性を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、プラスチックなどの基材にＤＬＣ膜などの薄膜を成膜する要望がある。
しかし、プラスチック基材の表面にＡｒプラズマ処理を行い、その後、このプラスチック基材の表面上に薄膜をプラズマＣＶＤ法により成膜した場合、この薄膜とプラスチック基材との密着性を十分に確保することができないことがある。
【０００４】
本発明の一態様は、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保できる被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施すことを特徴とする被成膜基材の前処理方法である。
なお、前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行う処理であることが好ましく、
前記オゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行う処理であることが好ましい。
【０００６】
本発明の一態様は、上記本発明の一態様に係る被成膜基材の前処理方法により前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、
前記被成膜基材の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法である。
【０００７】
上記本発明の一態様によれば、被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、被成膜基材の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保することができる。
【０００８】
本発明の一態様において、
前記薄膜は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれかであることも可能である。
【０００９】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持電極と、
前記保持電極に電気的に接続される高周波電源と、
前記保持電極に保持された前記被成膜基材に対向して配置された対向電極と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に原料ガスを供給する原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に酸素ガス又はオゾンガスを供給する機構及び前記保持電極に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれか一方の機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を成膜することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置された蒸着源と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記蒸着源と前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上に蒸着法により薄膜を成膜することを特徴とする蒸着装置である。
【００１１】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波を印加する高周波電源と、
前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に不活性ガスを供給する供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にスパッタ法により薄膜を成膜することを特徴とするスパッタ装置である。
【００１２】
本発明の一態様は、表面に酸素プラズマ処理を施したプラスチック基材であって、前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行ったことを特徴とするプラスチック基材である。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記プラスチック基材は、前記酸素プラズマ処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であることを特徴とするプラスチック基材である。
本発明の一態様は、上記のプラスチック基材の表面上にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜したものであって、テープ剥離試験を行っても前記ＤＬＣ膜が前記プラスチック基板から剥離しない密着性を有することを特徴とするプラスチック基材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保できる被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図２】比較用サンプルについての密着性試験結果である。
【図３】サンプル１についての密着性試験結果である。
【図４】サンプル２についての密着性試験結果である。
【図５】第２の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図６】第３の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図７】第４の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図８】第５の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図９】第６の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図１０】第７の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【図１１】第８の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【図１２】第９の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
プラズマＣＶＤ装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持電極４が配置されている。
【００１８】
被成膜基材２は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなり、被成膜基材２は、種々の形状の基材を用いることができ、例えばフィルム、シート、プレート、容器又は基板等を用いることができる。
【００１９】
プラスチックは、炭素及び水素を含むものであって、詳細には、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルプチラール）、ウレタン、セルロース、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（環状ポリオレフィン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトル）、フッ素樹脂、テフロン（登録商標）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、アラミド、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＳＵ（ポリサルフォン）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＳＦ（ポリスルホン）及びＰＡＲ（非晶ポリアリレート）のいずれか一つ又は二つ以上の混合物等である。
【００２０】
保持電極４は高周波電源６に電気的に接続されており、保持電極４はＲＦ印加電極としても作用する。保持電極４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００２１】
成膜チャンバー１内の下方には、保持電極４に対向して平行の位置にガスシャワー電極（対向電極）７が配置されている。これらは一対の平行平板型電極である。ガスシャワー電極は接地電位（図示せず）に接続されている。
【００２２】
ガスシャワー電極７の上面には、被成膜基材２の表面側（ガスシャワー電極７と保持電極４との間の空間）にシャワー状の原料ガスを供給する複数の供給口（図示せず）が形成されている。ガスシャワー電極７の内部にはガス導入経路（図示せず）が設けられている。このガス導入経路の一方側は上記供給口に繋げられており、ガス導入経路の他方側は原料ガス及びＯ２ガスの供給機構３に接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００２３】
次に、上記プラズマＣＶＤ装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００２４】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持電極４上に被成膜基材２を保持する。
【００２５】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状のＯ２ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、ガスシャワー電極７の供給口からのＯ２ガスの供給を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００２６】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状の原料ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給された原料ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、原料ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、原料ガス流量などに制御することにより成膜チャンバー１内を所望の雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
【００２７】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００２８】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００２９】
（実施例）
次に、本実施形態による被成膜基材への薄膜の成膜方法の実施例について説明する。本実施例では、成膜装置として図１に示すプラズマＣＶＤ装置を用い、被成膜基材としてプラスチック基板を用いた。
【００３０】
(1)サンプル１の作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ｏ２ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： １Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： １０Ｗ
処理時間 ： ５ｍｉｎ
処理温度 ： 室温
【００３１】
このようにして得られたプラスチック基板は、前処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であるという特徴がある。前処理が行われていないプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は９２°であり、Ａｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は５０°であったのに対し、酸素プラズマの前処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は４０°であった。
【００３２】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン（Ｃ７Ｈ８）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３３】
(2)サンプル２の作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ｏ２ガス流量 ： ８０ｓｃｃｍ
圧力 ： ２０Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
処理時間 ： ２ｓｅｃ
処理温度 ： 室温
【００３４】
このようにして得られたプラスチック基板は、前処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であるという特徴がある。前処理が行われていないプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は９２°であり、Ａｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は５０°であったのに対し、酸素プラズマの前処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は４０°であった。
【００３５】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３６】
(3)比較用サンプルの作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ａｒガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： １Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： １０Ｗ
処理時間 ： ５分
処理温度 ： 室温
【００３７】
プラスチック基板の表面に前処理を施した後に、プラスチック基板の表面上に密着層を成膜した。
（密着層の成膜条件）
密着層 ： ＳｉＣＮＨ膜
原料ガス ： ＨＭＤＳ−Ｎ（ヘキサメチルジシラザン）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ６０ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３８】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３９】
次に、上記のようにして作製されたサンプル１，２及び比較用サンプルそれぞれについて密着性の試験としてテープ剥離試験を行った。
試験方法は次のとおりである。住友スリーエム社製のテープをＤＬＣ膜に貼り付けた後に、そのテープを引き剥がした。
【００４０】
図２は、比較用サンプルについての密着性試験結果である。図２に示すように、全ての比較用サンプルは、テープによってＤＬＣ膜が剥離された。従って、プラスチック基材の表面にＡｒプラズマ処理を行い、その後、このプラスチック基材の表面上にＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により成膜しても、このＤＬＣ膜とプラスチック基材との密着性を十分に確保することができないことが確認された。
【００４１】
図４の左側は、サンプル２についての密着性試験結果である。図４に示すように、サンプル２のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。また、サンプル１についての密着試験結果は、サンプルのＤＬＣ膜がテープによって剥離されなかった。
【００４２】
この後、サンプル１，２に擬似オートクレーブ処理を行った。ここでの擬似オートクレーブ処理とは、サンプルを圧力鍋に入れて３０分間沸騰させる滅菌処理のことである。
【００４３】
この後、サンプル１，２それぞれについて密着性の試験を行った。試験方法は上記の試験方法と同様である。
【００４４】
図３は、サンプル１についての密着性試験結果である。図４の右側は、サンプル２についての密着性試験結果である。
図３に示すように、サンプル１のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。また、図４に示すように、サンプル２のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。
【００４５】
以上の結果により、プラスチック基板の表面上にＤＬＣ膜を成膜する前に、プラスチック基板の表面に酸素プラズマ処理を施すことにより、ＤＬＣ膜とプラスチック基板との密着性を十分に確保できることが確認された。
【００４６】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４７】
図５は、第２の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４８】
図５に示すプラズマＣＶＤ装置は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置の原料ガス及びＯ２ガスの供給機構３を原料ガス及びＯ３ガスの供給機構３ａに変更したものである。この供給機構３ａは、Ｏ３発生器を有している。
【００４９】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状のＯ３ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面上にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、ガスシャワー電極７の供給口からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００５０】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５２】
図６は、第３の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
図６に示すプラズマＣＶＤ装置は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置したものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００５４】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
【００５５】
次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００５６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
蒸着装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持部４が配置されている。
【００５８】
被成膜基材２は、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
保持部４は高周波電源６に電気的に接続されており、保持部４はＲＦ印加電極としても作用する。保持部４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００５９】
成膜チャンバー１内の下方には、蒸着源（Ｃｅｌｌ）９が配置されている。本蒸着装置では、蒸着源９を加熱して蒸発材料又は昇華材料を上方に放出させることにより、被成膜基材２の表面に蒸着膜を成膜するようになっている。尚、本実施形態では、成膜チャンバー１内に一つの蒸着源９を配置しているが、成膜チャンバー１内に複数の蒸着源を配置することも可能である。
【００６０】
成膜チャンバー１の側面には、蒸着源９と保持部４との間の空間にＯ２ガスを供給する供給口１０が設けられている。この供給口１０はＯ２ガスの供給機構３ｂに接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００６１】
次に、上記蒸着装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００６２】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持部４上に被成膜基材２を保持する。
【００６３】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｂによって供給口１０からＯ２ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持部４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、第１の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ２ガスの供給を停止し、高周波電源６による高周波（ＲＦ）の印加を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００６４】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気することにより、成膜チャンバー１内を所定の圧力に制御する。次いで、蒸着源９を加熱して蒸発材料又は昇華材料を上方に放出させることにより、被成膜基材２の表面に蒸着膜を成膜する。
【００６５】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００６６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００６７】
（第５の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６８】
図８は、第５の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図であり、図７と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
図８に示す蒸着装置は、図７に示す蒸着装置のＯ２ガスの供給機構３ｂをＯ３ガスの供給機構３ｃに変更し、高周波電源６を取り外したものである。この供給機構３ｃは、Ｏ３発生器を有している。
【００７０】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｃによって供給口１０からＯ３ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、第２の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００７１】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００７２】
（第６の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図９は、第６の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図であり、図７と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図９に示す蒸着装置は、図７に示す蒸着装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置したものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００７５】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
この紫外線照射処理は、第３の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００７６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００７７】
（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
スパッタ装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持部４が配置されている。
【００７８】
被成膜基材２は、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
保持部４はスイッチ１１を介して高周波電源６に電気的に接続されており、保持部４はＲＦ印加電極としても作用する。保持部４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００７９】
成膜チャンバー１内の下方には、保持部４に対向して平行の位置にスパッタリングターゲット１２を保持するためのカソード電極１３が配置されている。カソード電極１３の周囲及び下部はアースシールド５ａによってシールドされている。
【００８０】
カソード電極１３はスイッチ１１を介して高周波電源６に電気的に接続されている。高周波電源６は、スイッチ１１によって保持部４に電気的に接続することと、カソード電極１３に電気的に接続することができるようになっている。なお、本実施形態では、一つの高周波電源６をスイッチ１１によって保持部４とカソード電極１３の両方に高周波を印加できるようにしているが、第１の高周波電源によって保持部４に高周波を印加し、第２の高周波電源によってカソード電極１３に高周波を印加するようにしても良い。
【００８１】
成膜チャンバー１の側面には、保持部４とスパッタリングターゲット１２との間の空間にＡｒガス又はＯ２ガスを供給する供給口１０が設けられている。この供給口１０はＡｒガス及びＯ２ガスの供給機構３ｄに接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００８２】
次に、上記スパッタ装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００８３】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持部４上に被成膜基材２を保持する。
【００８４】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｄによって供給口１０からＯ２ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持部４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）をスイッチ１１を通して保持部４に印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、第１の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ２ガスの供給を停止し、高周波電源６による高周波（ＲＦ）の印加を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００８５】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気することにより、成膜チャンバー１内を所定の圧力に制御する。次いで、供給機構３ｄによりＡｒガス（不活性ガスでもよい）を成膜チャンバー１内に供給する。その後、高周波電源６によりスイッチ１１を通してカソード電極１３及びスパッタリングターゲット１２に高周波（ＲＦ）を印加することで、被成膜基材２の表面に薄膜をスパッタリングにて成膜する。
【００８６】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００８７】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００８８】
（第８の実施形態）
本実施形態では、第７の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００８９】
図１１は、第８の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図であり、図１０と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９０】
図１１に示すスパッタ装置は、図１０に示すスパッタ装置のＡｒガス及びＯ２ガスの供給機構３ｄをＡｒガス及びＯ３ガスの供給機構３ｅに変更し、高周波電源６を保持部４に接続されないようにしたものである。この供給機構３ｅは、Ｏ３発生器を有している。
【００９１】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｅによって供給口１０からＯ３ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、第２の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００９２】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００９３】
（第９の実施形態）
本実施形態では、第７の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
図１２は、第９の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図であり、図１０と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９５】
図１２に示すスパッタ装置は、図１０に示すスパッタ装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置し、高周波電源６を保持部４に接続されないようにしたものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００９６】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
この紫外線照射処理は、第３の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００９７】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１…成膜チャンバー
２…被成膜基材
３…原料ガス及びＯ２ガスの供給機構
３ａ…原料ガス及びＯ３ガスの供給機構
３ｂ…Ｏ２ガスの供給機構
３ｃ…Ｏ３ガスの供給機構
３ｄ…Ａｒガス及びＯ２ガスの供給機構
３ｅ…Ａｒガス及びＯ３ガスの供給機構
４…保持電極
５，５ａ…アースシールド
６…高周波電源
７…ガスシャワー電極
８…ＵＶランプ
９…蒸着源（Ｃｅｌｌ）
１０…供給口
１１…スイッチ
１２…スパッタリングターゲット
１３…カソード電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にＤＬＣ膜を成膜する方法について説明する。
まず、金属からなる基板表面にＡｒプラズマ処理を行う。次いで、この基板表面上にＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜をプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により成膜する。このようにして成膜されたＤＬＣ膜は基板と十分な密着性を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、プラスチックなどの基材にＤＬＣ膜などの薄膜を成膜する要望がある。
しかし、プラスチック基材の表面にＡｒプラズマ処理を行い、その後、このプラスチック基材の表面上に薄膜をプラズマＣＶＤ法により成膜した場合、この薄膜とプラスチック基材との密着性を十分に確保することができないことがある。
【０００４】
本発明の一態様は、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保できる被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施すことを特徴とする被成膜基材の前処理方法である。
なお、前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行う処理であることが好ましく、
前記オゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行う処理であることが好ましい。
【０００６】
本発明の一態様は、上記本発明の一態様に係る被成膜基材の前処理方法により前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、
前記被成膜基材の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法である。
【０００７】
上記本発明の一態様によれば、被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、被成膜基材の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保することができる。
【０００８】
本発明の一態様において、
前記薄膜は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれかであることも可能である。
【０００９】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持電極と、
前記保持電極に電気的に接続される高周波電源と、
前記保持電極に保持された前記被成膜基材に対向して配置された対向電極と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に原料ガスを供給する原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に酸素ガス又はオゾンガスを供給する機構及び前記保持電極に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれか一方の機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を成膜することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置された蒸着源と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記蒸着源と前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上に蒸着法により薄膜を成膜することを特徴とする蒸着装置である。
【００１１】
本発明の一態様は、チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波を印加する高周波電源と、
前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に不活性ガスを供給する供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
前述した被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にスパッタ法により薄膜を成膜することを特徴とするスパッタ装置である。
【００１２】
本発明の一態様は、表面に酸素プラズマ処理を施したプラスチック基材であって、前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行ったことを特徴とするプラスチック基材である。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記プラスチック基材は、前記酸素プラズマ処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であることを特徴とするプラスチック基材である。
本発明の一態様は、上記のプラスチック基材の表面上にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜したものであって、テープ剥離試験を行っても前記ＤＬＣ膜が前記プラスチック基板から剥離しない密着性を有することを特徴とするプラスチック基材である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、薄膜と被成膜基材との密着性を十分に確保できる被成膜基材の前処理方法、被成膜基材への薄膜の成膜方法、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置、スパッタ装置又はプラスチック基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図２】比較用サンプルについての密着性試験結果である。
【図３】サンプル１についての密着性試験結果である。
【図４】サンプル２についての密着性試験結果である。
【図５】第２の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図６】第３の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
【図７】第４の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図８】第５の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図９】第６の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図１０】第７の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【図１１】第８の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【図１２】第９の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図である。
プラズマＣＶＤ装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持電極４が配置されている。
【００１８】
被成膜基材２は、プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなり、被成膜基材２は、種々の形状の基材を用いることができ、例えばフィルム、シート、プレート、容器又は基板等を用いることができる。
【００１９】
プラスチックは、炭素及び水素を含むものであって、詳細には、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルプチラール）、ウレタン、セルロース、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（環状ポリオレフィン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトル）、フッ素樹脂、テフロン（登録商標）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、アラミド、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＳＵ（ポリサルフォン）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＳＦ（ポリスルホン）及びＰＡＲ（非晶ポリアリレート）のいずれか一つ又は二つ以上の混合物等である。
【００２０】
保持電極４は高周波電源６に電気的に接続されており、保持電極４はＲＦ印加電極としても作用する。保持電極４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００２１】
成膜チャンバー１内の下方には、保持電極４に対向して平行の位置にガスシャワー電極（対向電極）７が配置されている。これらは一対の平行平板型電極である。ガスシャワー電極は接地電位（図示せず）に接続されている。
【００２２】
ガスシャワー電極７の上面には、被成膜基材２の表面側（ガスシャワー電極７と保持電極４との間の空間）にシャワー状の原料ガスを供給する複数の供給口（図示せず）が形成されている。ガスシャワー電極７の内部にはガス導入経路（図示せず）が設けられている。このガス導入経路の一方側は上記供給口に繋げられており、ガス導入経路の他方側は原料ガス及びＯ２ガスの供給機構３に接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００２３】
次に、上記プラズマＣＶＤ装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００２４】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持電極４上に被成膜基材２を保持する。
【００２５】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状のＯ２ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、ガスシャワー電極７の供給口からのＯ２ガスの供給を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００２６】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状の原料ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給された原料ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、原料ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、原料ガス流量などに制御することにより成膜チャンバー１内を所望の雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
【００２７】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００２８】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００２９】
（実施例）
次に、本実施形態による被成膜基材への薄膜の成膜方法の実施例について説明する。本実施例では、成膜装置として図１に示すプラズマＣＶＤ装置を用い、被成膜基材としてプラスチック基板を用いた。
【００３０】
(1)サンプル１の作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ｏ２ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： １Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： １０Ｗ
処理時間 ： ５ｍｉｎ
処理温度 ： 室温
【００３１】
このようにして得られたプラスチック基板は、前処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であるという特徴がある。前処理が行われていないプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は９２°であり、Ａｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は５０°であったのに対し、酸素プラズマの前処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は４０°であった。
【００３２】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン（Ｃ７Ｈ８）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３３】
(2)サンプル２の作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ｏ２ガス流量 ： ８０ｓｃｃｍ
圧力 ： ２０Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
処理時間 ： ２ｓｅｃ
処理温度 ： 室温
【００３４】
このようにして得られたプラスチック基板は、前処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であるという特徴がある。前処理が行われていないプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は９２°であり、Ａｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は５０°であったのに対し、酸素プラズマの前処理が行われたプラスチック基板の表面の接触角を測定した結果は４０°であった。
【００３５】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３６】
(3)比較用サンプルの作製方法について説明する。
（前処理条件）
プラスチック基板 ： ポリプロピレン
Ａｒガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： １Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： １０Ｗ
処理時間 ： ５分
処理温度 ： 室温
【００３７】
プラスチック基板の表面に前処理を施した後に、プラスチック基板の表面上に密着層を成膜した。
（密着層の成膜条件）
密着層 ： ＳｉＣＮＨ膜
原料ガス ： ＨＭＤＳ−Ｎ（ヘキサメチルジシラザン）
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ６０ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３８】
（薄膜の成膜条件）
薄膜 ： ＤＬＣ膜
原料ガス ： トルエン
原料ガス流量 ： ３０ｓｃｃｍ
圧力 ： ０．５Ｐａ
高周波電源の周波数 ： １３．５６ＭＨｚ
高周波電源の出力 ： ９００Ｗ
膜厚 ： ２００ｎｍ
処理温度 ： 室温
【００３９】
次に、上記のようにして作製されたサンプル１，２及び比較用サンプルそれぞれについて密着性の試験としてテープ剥離試験を行った。
試験方法は次のとおりである。住友スリーエム社製のテープをＤＬＣ膜に貼り付けた後に、そのテープを引き剥がした。
【００４０】
図２は、比較用サンプルについての密着性試験結果である。図２に示すように、全ての比較用サンプルは、テープによってＤＬＣ膜が剥離された。従って、プラスチック基材の表面にＡｒプラズマ処理を行い、その後、このプラスチック基材の表面上にＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により成膜しても、このＤＬＣ膜とプラスチック基材との密着性を十分に確保することができないことが確認された。
【００４１】
図４の左側は、サンプル２についての密着性試験結果である。図４に示すように、サンプル２のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。また、サンプル１についての密着試験結果は、サンプルのＤＬＣ膜がテープによって剥離されなかった。
【００４２】
この後、サンプル１，２に擬似オートクレーブ処理を行った。ここでの擬似オートクレーブ処理とは、サンプルを圧力鍋に入れて３０分間沸騰させる滅菌処理のことである。
【００４３】
この後、サンプル１，２それぞれについて密着性の試験を行った。試験方法は上記の試験方法と同様である。
【００４４】
図３は、サンプル１についての密着性試験結果である。図４の右側は、サンプル２についての密着性試験結果である。
図３に示すように、サンプル１のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。また、図４に示すように、サンプル２のＤＬＣ膜はテープによって剥離されなかった。
【００４５】
以上の結果により、プラスチック基板の表面上にＤＬＣ膜を成膜する前に、プラスチック基板の表面に酸素プラズマ処理を施すことにより、ＤＬＣ膜とプラスチック基板との密着性を十分に確保できることが確認された。
【００４６】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４７】
図５は、第２の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４８】
図５に示すプラズマＣＶＤ装置は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置の原料ガス及びＯ２ガスの供給機構３を原料ガス及びＯ３ガスの供給機構３ａに変更したものである。この供給機構３ａは、Ｏ３発生器を有している。
【００４９】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、ガスシャワー電極７の供給口からシャワー状のＯ３ガスを、成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、保持電極４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面上にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、ガスシャワー電極７の供給口からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００５０】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５２】
図６は、第３の実施形態によるプラズマＣＶＤ装置を模式的に示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
図６に示すプラズマＣＶＤ装置は、図１に示すプラズマＣＶＤ装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置したものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００５４】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
【００５５】
次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００５６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図である。
蒸着装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持部４が配置されている。
【００５８】
被成膜基材２は、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
保持部４は高周波電源６に電気的に接続されており、保持部４はＲＦ印加電極としても作用する。保持部４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００５９】
成膜チャンバー１内の下方には、蒸着源（Ｃｅｌｌ）９が配置されている。本蒸着装置では、蒸着源９を加熱して蒸発材料又は昇華材料を上方に放出させることにより、被成膜基材２の表面に蒸着膜を成膜するようになっている。尚、本実施形態では、成膜チャンバー１内に一つの蒸着源９を配置しているが、成膜チャンバー１内に複数の蒸着源を配置することも可能である。
【００６０】
成膜チャンバー１の側面には、蒸着源９と保持部４との間の空間にＯ２ガスを供給する供給口１０が設けられている。この供給口１０はＯ２ガスの供給機構３ｂに接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００６１】
次に、上記蒸着装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００６２】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持部４上に被成膜基材２を保持する。
【００６３】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｂによって供給口１０からＯ２ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持部４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）を印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、第１の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ２ガスの供給を停止し、高周波電源６による高周波（ＲＦ）の印加を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００６４】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気することにより、成膜チャンバー１内を所定の圧力に制御する。次いで、蒸着源９を加熱して蒸発材料又は昇華材料を上方に放出させることにより、被成膜基材２の表面に蒸着膜を成膜する。
【００６５】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００６６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００６７】
（第５の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６８】
図８は、第５の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図であり、図７と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
図８に示す蒸着装置は、図７に示す蒸着装置のＯ２ガスの供給機構３ｂをＯ３ガスの供給機構３ｃに変更し、高周波電源６を取り外したものである。この供給機構３ｃは、Ｏ３発生器を有している。
【００７０】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｃによって供給口１０からＯ３ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、第２の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００７１】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００７２】
（第６の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図９は、第６の実施形態による蒸着装置を模式的に示す断面図であり、図７と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図９に示す蒸着装置は、図７に示す蒸着装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置したものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００７５】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
この紫外線照射処理は、第３の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００７６】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００７７】
（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図である。
スパッタ装置は成膜チャンバー１を有しており、成膜チャンバー１内の上方には被成膜基材２を保持する保持部４が配置されている。
【００７８】
被成膜基材２は、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
保持部４はスイッチ１１を介して高周波電源６に電気的に接続されており、保持部４はＲＦ印加電極としても作用する。保持部４の周囲及び上部はアースシールド５によってシールドされている。
【００７９】
成膜チャンバー１内の下方には、保持部４に対向して平行の位置にスパッタリングターゲット１２を保持するためのカソード電極１３が配置されている。カソード電極１３の周囲及び下部はアースシールド５ａによってシールドされている。
【００８０】
カソード電極１３はスイッチ１１を介して高周波電源６に電気的に接続されている。高周波電源６は、スイッチ１１によって保持部４に電気的に接続することと、カソード電極１３に電気的に接続することができるようになっている。なお、本実施形態では、一つの高周波電源６をスイッチ１１によって保持部４とカソード電極１３の両方に高周波を印加できるようにしているが、第１の高周波電源によって保持部４に高周波を印加し、第２の高周波電源によってカソード電極１３に高周波を印加するようにしても良い。
【００８１】
成膜チャンバー１の側面には、保持部４とスパッタリングターゲット１２との間の空間にＡｒガス又はＯ２ガスを供給する供給口１０が設けられている。この供給口１０はＡｒガス及びＯ２ガスの供給機構３ｄに接続されている。また、成膜チャンバー１には、成膜チャンバー１の内部を真空排気する排気口が設けられている。この排気口は排気ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００８２】
次に、上記スパッタ装置を用いて被成膜基材上に薄膜を作製する方法について説明する。
【００８３】
まず、被成膜基材２を成膜チャンバー１内に挿入し、この成膜チャンバー１内の保持部４上に被成膜基材２を保持する。
【００８４】
次いで、被成膜基材２の表面に前処理を施す。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｄによって供給口１０からＯ２ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ２ガスは、保持部４とアースシールド５との間を通って成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ２ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ２ガス流量に制御することにより成膜チャンバー１内を酸素雰囲気とし、高周波電源６により高周波（ＲＦ）をスイッチ１１を通して保持部４に印加し、酸素プラズマを発生させることにより被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理は、第１の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、酸素プラズマ処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ２ガスの供給を停止し、高周波電源６による高周波（ＲＦ）の印加を停止し、酸素プラズマ処理を終了する。
【００８５】
この後、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気することにより、成膜チャンバー１内を所定の圧力に制御する。次いで、供給機構３ｄによりＡｒガス（不活性ガスでもよい）を成膜チャンバー１内に供給する。その後、高周波電源６によりスイッチ１１を通してカソード電極１３及びスパッタリングターゲット１２に高周波（ＲＦ）を印加することで、被成膜基材２の表面に薄膜をスパッタリングにて成膜する。
【００８６】
このようにして作製される薄膜は、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれか等である。
【００８７】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に酸素プラズマ処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００８８】
（第８の実施形態）
本実施形態では、第７の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００８９】
図１１は、第８の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図であり、図１０と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９０】
図１１に示すスパッタ装置は、図１０に示すスパッタ装置のＡｒガス及びＯ２ガスの供給機構３ｄをＡｒガス及びＯ３ガスの供給機構３ｅに変更し、高周波電源６を保持部４に接続されないようにしたものである。この供給機構３ｅは、Ｏ３発生器を有している。
【００９１】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
詳細には、排気ポンプによって成膜チャンバー１内を真空排気する。次いで、供給機構３ｅによって供給口１０からＯ３ガスを成膜チャンバー１内に導入して被成膜基材２の表面に供給する。この供給されたＯ３ガスは、成膜チャンバー１の外側へ排気ポンプによって排気される。そして、Ｏ３ガスの供給量と排気のバランスにより、所定の圧力、Ｏ３ガス流量に制御することにより被成膜基材２の表面にオゾン処理を行う。このオゾン処理は、第２の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、オゾン処理を所定時間行った後に、供給口１０からのＯ３ガスの供給を停止し、オゾン処理を終了する。
【００９２】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面にオゾン処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【００９３】
（第９の実施形態）
本実施形態では、第７の実施形態と同一部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
図１２は、第９の実施形態によるスパッタ装置を模式的に示す断面図であり、図１０と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００９５】
図１２に示すスパッタ装置は、図１０に示すスパッタ装置の成膜チャンバー１内にＵＶランプ８を配置し、高周波電源６を保持部４に接続されないようにしたものである。このＵＶランプ８は、被成膜基材２に紫外線を照射するためのものである。この紫外線照射によって１８５ｎｍ線が酸素分子を分解してＯ３を合成し、２５４ｎｍ線がＯ３を分解して高いエネルギーの活性酸素ができる。
【００９６】
被成膜基材２の表面に施す前処理について説明する。
被成膜基材２の表面にＵＶランプ８により紫外線を照射して紫外線照射処理を施す。この際の成膜チャンバー１内は大気又は酸素雰囲気である。
この紫外線照射処理は、第３の実施形態と同様の条件で行うことが好ましい。次いで、紫外線照射処理を所定時間行った後に、ＵＶランプ８の発光を停止し、紫外線照射処理を終了する。
【００９７】
本実施形態によれば、被成膜基材２の表面に紫外線照射処理を施した後に、被成膜基材２の表面上に薄膜を成膜するため、薄膜と被成膜基材２との密着性を十分に確保することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１…成膜チャンバー
２…被成膜基材
３…原料ガス及びＯ２ガスの供給機構
３ａ…原料ガス及びＯ３ガスの供給機構
３ｂ…Ｏ２ガスの供給機構
３ｃ…Ｏ３ガスの供給機構
３ｄ…Ａｒガス及びＯ２ガスの供給機構
３ｅ…Ａｒガス及びＯ３ガスの供給機構
４…保持電極
５，５ａ…アースシールド
６…高周波電源
７…ガスシャワー電極
８…ＵＶランプ
９…蒸着源（Ｃｅｌｌ）
１０…供給口
１１…スイッチ
１２…スパッタリングターゲット
１３…カソード電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施すことを特徴とする被成膜基材の前処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行う処理であり、
前記オゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行う処理であることを特徴とする被成膜基材の前処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の被成膜基材の前処理方法により前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、
前記被成膜基材の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記薄膜は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれかであることを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法。
【請求項５】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持電極と、
前記保持電極に電気的に接続される高周波電源と、
前記保持電極に保持された前記被成膜基材に対向して配置された対向電極と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に原料ガスを供給する原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に酸素ガス又はオゾンガスを供給する機構及び前記保持電極に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれか一方の機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を成膜することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置された蒸着源と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記蒸着源と前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上に蒸着法により薄膜を成膜することを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波を印加する高周波電源と、
前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に不活性ガスを供給する供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にスパッタ法により薄膜を成膜することを特徴とするスパッタ装置。
【請求項８】
表面に酸素プラズマ処理を施したプラスチック基材であって、
前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行ったことを特徴とするプラスチック基材。
【請求項９】
請求項８において、
前記プラスチック基材は、前記酸素プラズマ処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であることを特徴とするプラスチック基材。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のプラスチック基材の表面上にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜したものであって、
テープ剥離試験を行っても前記ＤＬＣ膜が前記プラスチック基板から剥離しない密着性を有することを特徴とするプラスチック基材。
【請求項１】
プラスチック又はプラスチックにＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一方を分散させた材料からなる被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施すことを特徴とする被成膜基材の前処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行う処理であり、
前記オゾン処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、オゾンガス流量が１０ｓｃｃｍ〜５ｓｌｍで、オゾン濃度が５〜１００％で、処理時間が０．１秒〜１時間の条件で行う処理であることを特徴とする被成膜基材の前処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の被成膜基材の前処理方法により前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、
前記被成膜基材の表面上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法のいずれかの方法により薄膜を成膜することを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記薄膜は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜及びＰｔ膜のいずれかの膜、又は前記いずれかの膜にＣとＨがそれぞれ２０ａｔ％以下含まれる膜、又はＤＬＣ膜及びパリレン膜のいずれかであることを特徴とする被成膜基材への薄膜の成膜方法。
【請求項５】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持電極と、
前記保持電極に電気的に接続される高周波電源と、
前記保持電極に保持された前記被成膜基材に対向して配置された対向電極と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に原料ガスを供給する原料ガス供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記対向電極と前記保持電極との間の空間に酸素ガス又はオゾンガスを供給する機構及び前記保持電極に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれか一方の機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にプラズマＣＶＤ法により薄膜を成膜することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置された蒸着源と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記蒸着源と前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上に蒸着法により薄膜を成膜することを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
チャンバーと、
前記チャンバー内に配置され、被成膜基材が保持される保持部と、
前記保持部に保持された前記被成膜基材に対向して配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波を印加する高周波電源と、
前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に不活性ガスを供給する供給機構と、
前記チャンバー内を真空排気する排気機構と、
前記保持部に電気的に接続される高周波電源及び前記スパッタリングターゲットと前記保持部との間の空間に酸素ガスを供給する機構、前記保持部に保持された前記被成膜基材の表面にオゾンガスを供給する機構、及び、前記保持部に保持された前記被成膜基材に紫外線を照射する機構のいずれかの機構と、
を具備し、
請求項３又は４に記載の被成膜基材への薄膜の成膜方法により、前記被成膜基材の表面に酸素プラズマ処理、オゾン処理及び紫外線照射処理のいずれかの処理を施した後に、前記被成膜基材の表面上にスパッタ法により薄膜を成膜することを特徴とするスパッタ装置。
【請求項８】
表面に酸素プラズマ処理を施したプラスチック基材であって、
前記酸素プラズマ処理は、圧力が０．０１Ｐａ〜常圧で、電源が直流電源、高周波電源又はマイクロ波電源で、処理時間が０．１秒〜１時間で、酸素ガス流量が０．１ｓｃｃｍ〜１０００ｓｌｍの条件で行ったことを特徴とするプラスチック基材。
【請求項９】
請求項８において、
前記プラスチック基材は、前記酸素プラズマ処理が行われていないプラスチック基板及びＡｒプラズマ処理が行われたプラスチック基板それぞれと比較して、接触角が小さく、親水性であることを特徴とするプラスチック基材。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のプラスチック基材の表面上にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜したものであって、
テープ剥離試験を行っても前記ＤＬＣ膜が前記プラスチック基板から剥離しない密着性を有することを特徴とするプラスチック基材。
【図１】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２６０００（Ｐ２０１２−２６０００Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６５９８５（Ｐ２０１０−１６５９８５）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５９５１５２４３８）株式会社ユーテック (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【出願人】（５９５１５２４３８）株式会社ユーテック (59)
【Ｆターム（参考）】
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