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公開番号2025000255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023100015
出願日2023-06-19
発明の名称成膜方法及び成膜装置
出願人株式会社オプトラン
代理人個人,個人
主分類B05C 11/08 20060101AFI20241224BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】装置全体の構成及び制御の複雑化を伴うことなく、硬質炭素膜の品質を確保することが可能な成膜方法及び成膜装置の提供。
【解決手段】本発明に係る成膜方法は、基板W上に硬質炭素膜を形成する方法であって、コーティング工程と、照射工程とを含んで構成されている。コーティング工程は、コーティング装置10を用いて、大気圧下で基板W上に炭素質材料をコーティングする作業を行う。照射工程は、真空減圧装置20を用いて、真空減圧下で炭素質材料がコーティングされた基板Wのコーティング面にガスクラスタイオンビームBを照射する作業を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基材上に硬質炭素膜を形成する成膜方法であって、
大気圧下で前記基材上に炭素質材料をコーティングするコーティング工程と、
真空減圧下で前記炭素質材料がコーティングされた前記基材のコーティング面にガスクラスタイオンビームを照射する照射工程と、
を含む、成膜方法。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記コーティング工程は、スピンコート法を用いて前記基材上に前記炭素質材料をコーティングする工程を含む、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記照射工程は、前記コーティング面に照射する前記ガスクラスタイオンビームの照射位置を変更する工程を含む、請求項１又は請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
基材上に硬質炭素膜を形成する成膜装置であって、
大気圧下で前記基材上に炭素質材料をコーティングするコーティング手段と、
前記炭素質材料がコーティングされた前記基材を収容する収容空間を有する真空チャンバと、
真空減圧された前記収容空間内で前記コーティング手段によりコーティングされた前記基材のコーティング面にガスクラスタイオンビームを照射する照射手段と、
を備える、成膜装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法及び成膜装置に関し、特に、基材上に硬質炭素膜を形成する成膜方法及び成膜装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス基板等の基材では、耐衝撃性や対傷性の向上等を図る観点から、その表面上に薄膜が形成されたものが知られている。
近年、この種の薄膜として、硬度や耐摩耗性等の特性に優れた、ダイアモンド状の炭素膜（Ｄａｉａｍｏｎｄ－ＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ、以下、「ＤＬＣ」という）に代表される硬質炭素膜が注目されている。
【０００３】
このような硬質炭素膜の形成は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの公知の手法を用いて行うことが可能である。
【０００４】
ところで、一般に、上記したような特性を持つ薄膜は、基材との界面付近においては密着性が高い組成や構造からなる膜で形成する一方、その表面付近においては硬度等の特性を発揮できる組成等からなる膜（薄膜の特性を劣化させる結晶構造等を含まない膜）で形成することが重要である。
【０００５】
しかしながら、上記したＣＶＤ法等の公知の手法では、硬質炭素膜の界面付近から表面付近にかけて膜の組成等を変化させるべく、所定膜厚ごとに蒸着速度やイオン電流等の成膜条件を詳細に設定しなければならないため、斯かる設定の内容によっては、硬質炭素膜の品質が低下するなどの問題があった。
そこで、このような問題を解消するべく、例えば、特許文献１に記載の成膜方法（薄膜形成方法）が提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載の成膜方法は、真空減圧下で基材に対して、炭素質材料（例えば、炭素ペレット）を加熱・気化させた蒸発粒子の蒸着と、加速されたイオン（例えば、Ａrイオン）の照射を行うことで、当該基材上に炭素膜からなる薄膜を形成し、その後更に、当該薄膜の表面に加速されたイオンを照射するようにしたものである。
【０００７】
このような成膜方法では、硬質炭素膜を形成する初期段階において、基材上（硬質炭素膜の界面付近）に、蒸発粒子（炭素質材料）及びイオンの各元素が混じり合った混合層を形成することができるので、密着性の高い硬質炭素膜を得ることが可能である。
一方、斯かる成膜方法では、基材上に硬質炭素膜が形成された後、イオンを更に照射することで、当該硬質炭素膜の特性を劣化させる不要な結晶構造や結晶面を除去することが可能なため、その表面付近に上記した特性が発揮される層（例えば、高硬度の層）を形成することができる。
【０００８】
このように、特許文献１に記載の成膜方法によれば、基材上に形成される硬質炭素膜の品質を確保することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開平０８－２６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の成膜方法では、基材廻りに浮遊（存在）する蒸発粒子にイオンを照射することで、基材上に硬質炭素膜が形成されているため、当該蒸発粒子の分布（例えば、蒸発粒子量やその密度）によっては、膜厚ごとの組成等にばらつきが生じ、硬質炭素膜の品質を確保することができないといった問題が生じる。
（【００１１】以降は省略されています）

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