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公開番号2024158287
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073369
出願日2023-04-27
発明の名称プラズマCVD装置及びカーボン系ナノ材料の製造方法
出願人国立大学法人東海国立大学機構,NU-Rei株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類C23C 16/509 20060101AFI20241031BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】カーボン系ナノ材料の高い生産性を実現することができる、プラズマCVD装置及びカーボン系ナノ材料の製造方法を提供すること。
【解決手段】カーボン系ナノ材料を製造するためのプラズマCVD装置1。プラズマCVD装置1は、カーボン系ナノ材料を成膜する基板4を配置するチャンバ2と、チャンバ2内に誘導結合型のプラズマを生じさせるプラズマ生成装置3と、を有する。プラズマ生成装置3は、基板4の被成膜面41に対向する平坦面311を備えた高周波アンテナ31と、高周波アンテナ31の平坦面311を覆う絶縁性のアンテナカバー32と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
カーボン系ナノ材料を製造するためのプラズマＣＶＤ装置であって、
上記カーボン系ナノ材料を成膜する基板を配置するチャンバと、
該チャンバ内に誘導結合型のプラズマを生じさせるプラズマ生成装置と、を有し、
上記プラズマ生成装置は、上記基板の被成膜面に対向する平坦面を備えた高周波アンテナと、該高周波アンテナの上記平坦面を覆う絶縁性のアンテナカバーと、を有する、プラズマＣＶＤ装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
上記高周波アンテナは、シート状である、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
上記高周波アンテナの上記平坦面と上記基板の上記被成膜面との間の距離は、６ｃｍ以下である、請求項１又は２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
上記高周波アンテナの上記平坦面と上記基板の上記被成膜面との間の距離は、３ｃｍ以下である、請求項１又は２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
チャンバと、該チャンバ内に誘導結合型のプラズマを生じさせるプラズマ生成装置と、を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、基板の被成膜面にカーボン系ナノ材料を成膜する、カーボン系ナノ材料の製造方法であって、
上記プラズマ生成装置は、平坦面を備えた高周波アンテナと、該高周波アンテナの上記平坦面を覆う絶縁性のアンテナカバーと、を有し、
上記被成膜面を上記平坦面に対向させて、上記基板を上記チャンバ内に配置した状態で、上記基板の上記被成膜面に上記カーボン系ナノ材料を成膜する、カーボン系ナノ材料の製造方法。
【請求項６】
上記高周波アンテナは、シート状である、請求項５に記載のカーボン系ナノ材料の製造方法。
【請求項７】
上記高周波アンテナの上記平坦面と上記基板の上記被成膜面との間の距離は、６ｃｍ以下である、請求項５又は６に記載のカーボン系ナノ材料の製造方法。
【請求項８】
上記高周波アンテナの上記平坦面と上記基板の上記被成膜面との間の距離は、３ｃｍ以下である、請求項５又は６に記載のカーボン系ナノ材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン系ナノ材料を製造するためのプラズマＣＶＤ装置及びカーボン系ナノ材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ法により、基板上にカーボンナノ構造体を形成する方法及び装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された方法においては、真空容器内に炭素含有ガスを導入すると共に、真空容器内に配置された高周波アンテナに高周波電力を印加することで、誘導結合型プラズマ（以下、適宜「ＩＣＰ」という。）を発生させる。このＩＣＰのもとで、基板上にカーボンナノ構造体を形成する。
【０００３】
特許文献１に記載の方法は、カーボンナノ構造体を、大面積の基板上へ安価に形成できるカーボンナノ構造体の形成方法を提供することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－３１２５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カーボン系ナノ材料（例えば、カーボンナノウォール、カーボンナノフレーク、カーボンナノフラワーカーボンナノチューブ、フラーレン、ダイアモンドなど）を、より高い生産性にて製造することが望まれている。本願発明者らは、例えば、カーボン系ナノ材料をリチウムイオン二次電池の負極に用いる技術について研究開発中である。この技術を工業的に実用化する際には、高い生産性が要求されることとなる。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、カーボン系ナノ材料の高い生産性を実現することができる、プラズマＣＶＤ装置及びカーボン系ナノ材料の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、カーボン系ナノ材料を製造するためのプラズマＣＶＤ装置であって、
上記カーボン系ナノ材料を成膜する基板を配置するチャンバと、
該チャンバ内に誘導結合型のプラズマを生じさせるプラズマ生成装置と、を有し、
上記プラズマ生成装置は、上記基板の被成膜面に対向する平坦面を備えた高周波アンテナと、該高周波アンテナの上記平坦面を覆う絶縁性のアンテナカバーと、を有する、プラズマＣＶＤ装置にある。
【０００８】
本発明の他の態様は、チャンバと、該チャンバ内に誘導結合型のプラズマを生じさせるプラズマ生成装置と、を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、基板の被成膜面にカーボン系ナノ材料を成膜する、カーボン系ナノ材料の製造方法であって、
上記プラズマ生成装置は、平坦面を備えた高周波アンテナと、該高周波アンテナの上記平坦面を覆う絶縁性のアンテナカバーと、を有し、
上記被成膜面を上記平坦面に対向させて、上記基板を上記チャンバ内に配置した状態で、上記基板の上記被成膜面に上記カーボン系ナノ材料を成膜する、カーボン系ナノ材料の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記プラズマＣＶＤ装置において、上記プラズマ生成装置は、上記平坦面を備えた高周波アンテナを有する。これにより、上記高周波放電アンテナにおける上記平坦面を構成する部位のインダクタンスを低くすることができる。それゆえ、高周波放電アンテナのインピーダンスを低減することができ、効率的にチャンバ内に誘導結合型のプラズマを生じさせることができる。その結果、基板上にカーボン系ナノ材料を高い生産性にて形成することができる。
【００１０】
上記カーボン系ナノ材料の製造方法は、平坦面を備えた高周波アンテナを有するプラズマ生成装置を用いる。これにより、基板上にカーボン系ナノ材料を高い生産性にて形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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