JP-2026076875-A - ＣＶＤ成膜装置

JP2026076875AJP 2026076875 AJP2026076875 AJP 2026076875AJP-2026076875-A

Abstract

【課題】成膜し難い内側面の成膜を促進できるＣＶＤ成膜装置を提供する。【解決手段】成膜対象物が収容される真空チャンバと、前記成膜対象物の壁部により形成された内側空間に原料ガスを導入するガス導入部と、前記壁部の外側に配置されて高周波電力が供給されるカソード電極と、前記内側空間に配置されるアノード電極と、を備え、所定の真空条件下で、前記内側空間に前記原料ガスを導入するとともに前記高周波電力を供給することで、プラズマＣＶＤ法により前記壁部の前記内側空間と接する内側面に成膜するＣＶＤ成膜装置において、前記内側空間の一部に対応する前記壁部の外側の一部に磁石を配置することで前記内側空間の一部に他の部位より強い磁場を生成した状態で前記内側面を成膜する。【選択図】図２

Inventors

川邉丈晴
田中正史

Assignees

ジャパンクリエイト株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (5)

成膜対象物が収容される真空チャンバと、前記成膜対象物の壁部により形成された内側空間に原料ガスを導入するガス導入部と、前記壁部の外側に配置されて高周波電力が供給されるカソード電極と、前記内側空間に配置されるアノード電極と、を備え、所定の真空条件下で、前記内側空間に前記原料ガスを導入するとともに前記高周波電力を供給することで、プラズマＣＶＤ法により前記壁部の前記内側空間と接する内側面に成膜するＣＶＤ成膜装置において、前記内側空間の一部に対応する前記壁部の外側の一部に磁石を配置することで前記内側空間の一部に他の部位より強い磁場を生成した状態で前記内側面を成膜する、ＣＶＤ成膜装置。
前記壁部は前記内側空間を囲んで設けられ、前記壁部の外周囲に前記磁石が配置されている、請求項１に記載のＣＶＤ成膜装置。
前記磁石は、前記壁部の外周囲における前記内側空間の一部を挟むようにして複数の位置に配置されている、請求項２に記載のＣＶＤ成膜装置。
前記壁部は、前記ガス導入部が配置される第１内側空間を囲む第１壁部と、該第１内側空間より小さい断面形状を有して該第１内側空間と連続した第２内側空間を囲む第２壁部と、を有し、前記磁石は、前記第２壁部の外周囲に配置されている、請求項２に記載のＣＶＤ成膜装置。
前記成膜対象物は容器であり、前記第１壁部により形成された容器本体部と、前記第２壁部により形成されて前記容器本体部に両端で連結した取手部とを有し、前記取手部の前記第２内側空間が両端で前記第１内側空間と連続している、請求項４に記載のＣＶＤ成膜装置。

Description

本発明は、ＣＶＤ成膜装置に関する。プラズマＣＶＤ法を用いて樹脂部材に成膜する技術が多数知られている。例えば下記特許文献１では、ペットボトル等の樹脂容器の内面にＤＬＣ膜を成膜する際に、短時間で容器内に導入する原料ガスの流量を一定に制御できるＣＶＤ成膜装置が提案されている。この文献では、容器の外側を囲むように外部電極を配置し、容器の内部に内部電極を配置して、原料ガスを容器内部に流して高周波電力を供給することで容器の内面に成膜していた。また下記特許文献２では、紫外線に対する遮光性を有し且つ透明性を有するＤＬＣ膜やＳｉＯ２膜を成膜するＣＶＤ成膜装置が提案されている。この文献では、容器の外側面を囲むように外周電極を配置し、容器の外表面に出発原料を供給しながらプラズマＣＶＤ法により容器の外表面にＤＬＣ膜又はＳｉＯ２膜を成膜していた。特開２００１－３３５９４７号公報特許第４７５９２６３号公報図１（ａ）は、本発明の実施形態における成膜対象物である取手付容器の側面図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施形態における成膜対象物である取手付容器の縦断面図である。本発明の実施形態におけるＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示した構成図である。空間用電極を取手部に装着した状態を示した正面図である。空間用電極を取手部に装着した状態を示した側面図である。取手部に設置される磁石の設置状態を示す側面図である。取手部内に磁力によって電子が引き込まれる様子を示した図である。実施例で用いるＣＤＶ成膜装置の構成を示した模式図である。以下、本発明の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。まず、本実施形態のＣＶＤ成膜装置により成膜可能な成膜対象物は、凹形状の壁部により内側空間が形成された部材であり、壁部により内側空間が囲まれた各種の容器であってもよい。本実施形態では、図１（ａ），（ｂ）に示すような取手付容器１００の例を用いる。取手付容器１００は、容器本体部１０１と、容器本体部１０１の上部の一部を窪ませた位置に設けた取手部１０２と、を有する。この取手付容器１００は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴ樹脂等の樹脂製の容器であり、容器本体部１０１及び取手部１０２を含む全体が樹脂により一体に成形されている。容器本体部１０１は、第１壁部１０３により底部及び側周囲が連続して形成されたもので、上部には開口部１０４が設けられている。第１壁部１０３により内側に第１内側空間１０５が囲まれて形成されている。取手部１０２は、上下両端で容器本体部１０１の第１壁部１０３に連結した第２壁部１０６と、対向する第２の壁部１０６ａにより、略一定太さで中空に形成されている。取手部１０２と容器本体部１０１との間に使用者が把持する際に手指を挿入するための貫通開口部１０７が設けられている。第２壁部１０６により全長にわたる内側に第２内側空間１０８が囲まれて形成されている。第２内側空間１０８は、上下両端で容器本体部１０１の第１内側空間１０５に開口し、上下両端で第１内側空間１０５と連続している。本実施形態の取手付容器１００では第１内側空間１０５と第２内側空間１０８とが連続して形成されることで一つの内側空間が形成されている。取手部７ｂの第２内側空間１０８の断面形状は、容器本体部１０１の第１内側空間１０５の断面形状より小さく形成されていが、断面形状の大きさについては特に限定されるものではない。本実施形態のＣＶＤ成膜装置は、成膜対象物の内側空間に接する壁部の内側面にプラズマＣＶＤ法により成膜する装置である。本実施形態は、成膜対象物である取手付容器１００の内表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、シリコン酸化膜等を成膜する装置の例である。なお、本実施形態における成膜対象物は、合成樹脂で成形された取手付容器を例としているが、成膜対象物はこれに限らず容器の材質は金属やセラミックでもよく、後述する磁石を用いる場合には非磁性もしくは弱磁性の材質が好適である。さらに、容器の形状についても取手付容器に限らず、一部が他の内側空間より狭くなるような形状の容器であれば成膜対象物となる。図２は、本実施形態に係るＣＶＤ成膜装置の構成を示した図である。図２に示すように、ＣＶＤ成膜装置は、取手容器１００が収容される真空チャンバ２００と、取手容器１００の第１及び第２内側空間１０５，１０８に原料ガスを導入するガス導入部２０１と、取手付き容器１００の外側に配置されるカソード電極２０３と、取手付容器２００の内部に挿入されるアノード電極２０４と、を備えている。本実施形態の真空チャンバ２００は、導電性の蓋部２０５と、絶縁部材２０６と、カソード電極２０３により気密に構成されている。気密性を有する真空チャンバ２００内に、真空チャンバ２００とは別部材として形成された蓋部２０５、絶縁部材２０４及びカソード電極２０３を収容してもよいが、本実施形態では、これらの部材の構成を簡素化している。カソード電極２０３は、上部電極２０７と下部電極２０８とからなり、上部電極２０７と下部電極２０８との間にＯリング２０９を介して内部を密封して着脱自在に取り付けられている。カソード電極２０３は、例えばアルミニウム等により形成されている。上部電極２０７は容器本体部１０１の外形を覆うような形状であり、取手部１０２周辺については、上部電極２０７とは別体の空間用電極３００を装着する状態で、容器本体部１０１の外形全体を覆う状態となっている。次に、空間用電極３００の構成について説明する。図３は、空間用電極を容器本体に装着した状態を示す正面図であり、図４は、空間用電極を容器本体に装着状態を示す側面図である。空間用電極３００は、容器本体部１０１に形成されている取手部１０２に装着することで、取手部１０２の全体及び取手部１０２に連結している容器本体部１０１の一部を覆うような形状をしている。図示するように、空間用電極３００は、左右一対で分割された分割体３０１，３０２を組み合わせて取手部１０２の形状に合わせて装着可能に構成されている。分割体３０１，３０２は、それぞれ容器本体部１０１の第１壁部の一部と取手部１０２の外周囲と、貫通開口部１０７とに対応した形状を有し、対向面間で一定の間隔を有して装着される。この空間用電極３００は、一対の分割体３０１，３０２を取手部１０２の左右両側から挟むように組み合わせ、図示しない締結具により締結することで空間用電極３００を容器本体部１０１に装着が可能となる。なお、本実施形態では成膜対象物が取手付容器１００であることから、空間用電極３００は取手付容器１００の取手部１０２の形状に合致するような形状に構成されているが、成膜対象物の形状によって空間用電極３００の形状を適宜変更することは可能である。一方、上部電極２０７の取手付容器１００の取手部１０２付近及び貫通開口部１０７付近以外においては略容器本体部１０１の第１壁部１０３の外周形状に対応する形状の上部収容空間が設けられている。なお、分割体３０１，３０２を取手部１０２に装着する際には、分割体３０１，３０２が対向する部分に後述する磁石が配置される。このような上部電極２０７では、取手付容器１００の貫通開口部１０７に一対の分割体３０１，３０２を挿入して締結することで空間用電極３００を貫通開口部１０７に固定し、取手付容器１００の上部側を上部電極２０７が形成する上部収容空間に挿入することで、取手付容器１００に上部電極２０７を装着することができる。このとき取手付容器１００に装着されている空間用電極３００は、外側面で上部電極２０７と接触して配置され電気的に接続される。下部電極２０８は、取手付容器１００の下部、具体的には上部電極２０７が形成する上部収容空間に収容されない下部を収容するための下部収容空間が設けられている。下部電極２０８は上部電極２０７に対して開閉可能に構成されている。下部電極２０８は上部電極２０７に対して開閉可能に構成されている。下部電極２０８を開いた状態で上部電極２０７の上部収容空間に取手付容器１００の上部を収容し、上部電極２０７に下部電極２０８を組み合わせて固定することで、取手付容器１００全体をカソード電極２０３の収容空間に収容することができ、取手付容器１００の外周囲をカソード電極２０３で囲むことができる。カソード電極２０３には、整合器（マッチングボックス）２１０を介して高周波電源（ＲＦ電源）２１１が接続され、このＲＦ電源２１１が接地されている。本実施形態では、下部電極２０８にＲＦ電源２１１が接続され、下部電極２０８と上部電極２０７とが電気的に接続されている。次に、取手付容器の取手部に設置される磁石について説明する。図５は、取手部に設置される磁石の設置状態を示す側面図である。なお、図５において磁石の設置状態をわかりやすく示すために空間用電極を省略した図となっている。本実施形態のＣＶＤ成膜装置では、図５に示すように、第２内側空間１０８に取手部１０２付近の第１内側空間１０５より強い磁場を生成するために、第２内側空間１０８に対応する第２壁１０６の外側に第１の磁石４００が配置され、貫通開口部１０７内に第２の磁石４０１が配置されている。本実施形態では、第１の磁石４００及び第２の磁石４０１は、上部電極２０７及び空間用電極３００に組み合わされて配置されている。第１の磁石４００及び第２の磁石４０１は、形状として例えば円筒状、棒状、角柱状のようなものを使用することができる。第１の磁石４００は、上部電極２０７の第２壁部１０６の外周囲に取手部１０２の長手方向い沿うように上下方向に沿って配置され、第２の磁石４０１の両磁極が取手部１０２の長手方向に沿うように配置されている。磁束を取手部１０２の長手方向に沿わせることで、電子を第２内側空間１０８内に引き寄せる効果を広い範囲で得られることが可能となる。一方、第２の磁石４０１は、空間用電極３００を取手部１０２に装着する際に、分割体３０１，３０２で挟み込むことで貫通開口部１０７の位置に固定される。本実施形態では、取手部１０２の外周囲に第１の磁石４００及び第２の磁石４０１が配置される。また、図５に示すように各磁石４００，４０１の数は、上部電極２０７側と空間用電極３００側にそれぞれ一本ずつであるが各側に複数本配置してもよく、また、各側において配置する本数が異なってもよい。また、第１の磁石４００及び第２の磁石４０１の長さは同一又は異なっていてもよく、さらに、各磁石４００，４０１をそれぞれ複数本配置する場合、全て同一の長さ又は異なる長さのものを組み合わせてもよい。また、第１の磁石４００と第２の磁石４０１のそれぞれの磁極の向きについては両者の向きを同一方向又は逆向きにしてもよく、また、各磁石４００，４０１をそれぞれ複数本配置する場合には、複数本の磁極の向きを同一方向に揃える又は磁極の向きを交互にするようにしてもよい。次に、図２に戻り、アノード電極２０４は、ガス導入部２０１及び真空チャンバ２００を構成する蓋部２０５とともに設けられている。蓋部２０５は、導電性を有する金属により形成され、内部に空間が設けられている。蓋部２０５は、絶縁部材２０６を介在させて、上部電極２０７と気密に接合されており、蓋部２０５は接地されている。蓋部２０５の絶縁部材２０６側の端面及び絶縁部材２０６には開口が設けられている。蓋部２０５の内部の空間は、この開口を介してアノード電極２０３内の収容空間と連続している。蓋部２０５には、管形状のアノード電極２０４が固定して設けられている。管形状のアノード電極２０４は、導電性を有する金属からなり、蓋部２０５と電気的に接続されている。このアノード電極２０４は、蓋部２０５の上部から蓋部２０５内の空間、蓋部２０５と