(57)【要約】【課題】ＤＬＣ膜の膜厚を減らすことなく、ＤＬＣ膜にプラズマ処理することができるプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】ここで開示されるプラズマ処理方法は、チャンバ９０内に配置された互いに対向する一対の電極板６０、７０間にプラズマ発生用ガスを導入し、一対の電極板６０、７０間に電圧を印加することによってプラズマを発生させ、一対の電極板６０、７０間に配置されたＤＬＣ膜１０にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させ、その起立させた状態のＤＬＣ膜１０に対してプラズマ処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に配置された互いに対向する一対の電極板間にプラズマ発生用ガスを導入し、前記一対の電極板間に電圧を印加することによってプラズマを発生させ、前記一対の電極板間に配置されたＤＬＣ膜にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記ＤＬＣ膜の膜表面が前記電極板に対して略垂直となるように前記ＤＬＣ膜を起立させ、その起立させた状態のＤＬＣ膜に対して前記プラズマ処理を行うことを特徴とする、ＤＬＣ膜のプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記プラズマ発生用ガスとして、水素ガスを利用する、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記一対の電極板間に印加する電圧のＲＦ出力を５０Ｗ〜２００Ｗに設定する、請求項１または２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記ＤＬＣ膜の膜厚が２００ｎｍ以上である、請求項１〜３の何れか一つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
基板の表面にＤＬＣ膜を形成すること；および、
前記形成したＤＬＣ膜に対して、請求項１〜３の何れか一つに記載のプラズマ処理方法を実施すること；
を包含する、プラズマ処理されたＤＬＣ膜の製造方法。
【請求項６】
前記ＤＬＣ膜の形成と前記プラズマ処理とを同一のチャンバ内で実行する、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された製造方法において、
平板状の基板を用意し、該基板の主面がチャンバ内に配置された互いに対向する一対の電極板に対して略平行となるように、前記基板を前記一対の電極板間に配置し、
その配置した基板の表面にＤＬＣ膜を形成し、
その形成したＤＬＣ膜の膜表面が前記電極板に対して略垂直となるように前記ＤＬＣ膜を起立させた後に、前記プラズマ処理を行う、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
チャンバ内に配置された基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置された一対の電極板と、
前記一対の電極板間に設けられ、基板を保持する基板保持部と
を備え、
前記基板保持部は、前記基板の主面が前記電極板に対して略垂直となるように、前記基板を起立させた状態で保持するように構成されている、プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＬＣ膜のプラズマ処理方法に関する。より詳細には、膜厚を減らすことなくＤＬＣ膜にプラズマ処理することが可能なＤＬＣ膜のプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック材料は、透明、軽量、安価等の長所があり、その用途は飲料用ペットボトル、自動車のヘッドライトレンズ、液晶ディスプレイフィルム、窓、その他エレクトロ二クス材料用透明樹脂パネルなど様々である。その一方、プラスチック材料は傷が付きやすい欠点があるため、傷付き防止のために表面を保護する必要がある。かかる要求を満足するべくプラスチックの表面に保護層としてのＤＬＣ膜を形成することが検討されている。ここでＤＬＣ膜は、非晶系無機物の炭素質材料であり、典型的には炭化水素や炭素の同素体からなるダイヤモンド結合（ＳＰ３結合）とグラファイト結合（ＳＰ２結合）の両方が混在しているアモルファスの硬質炭素質膜である。ＤＬＣ膜は、硬度および化学的安定性が高くかつ耐摩耗性に優れることから、プラスチックの保護層として好適に用いられている。このようなＤＬＣ膜に関する従来技術としては、特許文献1が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２９９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＤＬＣ膜は一般に茶色から黒色を呈し、膜厚に比例して光透過性が悪くなる。そのため、ＤＬＣ膜の膜厚を厚くすると、透過率が低下し、光透過性や透明性が要求される用途には不適となる。その一方、ＤＬＣ膜の膜厚を薄くすることで、光透過性を向上することは可能であるが、その背反としてＤＬＣ膜の耐摩耗性が低下してしまう。膜厚が厚くても光透過性が高いＤＬＣ膜と該ＤＬＣ膜を製造する方法が求められている。本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、ＤＬＣ膜に対してプラズマ処理を行うことにより、ＤＬＣ膜の透過率を高めることに思い至り、さらに、当該プラズマ処理を、ＤＬＣ膜を電極板に対して略垂直に起立させた状態で行うことによって、ＤＬＣ膜の膜厚を減らすことなく透過率を効果的に向上できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明のプラズマ処理方法は、チャンバ内に配置された互いに対向する一対の電極板間にプラズマ発生用ガスを導入し、前記一対の電極板間に電圧を印加することによってプラズマを発生させ、前記一対の電極板間に配置されたＤＬＣ膜にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法である。そして、前記ＤＬＣ膜の膜表面が前記電極板に対して略垂直となるように前記ＤＬＣ膜を起立させ、その起立させた状態のＤＬＣ膜に対して前記プラズマ処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成のプラズマ処理方法によれば、ＤＬＣ膜の膜表面が電極板に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜を起立させた状態でプラズマ処理を行うので、ＤＬＣ膜の膜厚を減らすことなくＤＬＣ膜に対してプラズマ処理を行うことができる。
【０００８】
ここで開示されるプラズマ処理方法の好ましい一態様では、前記プラズマ発生用ガスとして、水素ガスを利用する。この場合、例えば、ＤＬＣ膜を削ることなくＤＬＣ膜の透過率を効果的に高めることができる。
【０００９】
ここで開示されるプラズマ処理方法の好ましい一態様では、前記一対の電極板間に印加する電圧のＲＦ出力を５０Ｗ〜２００Ｗに設定する。このような高いＲＦ出力を用いた場合でも、ＤＬＣ膜を削ることなくプラズマ処理を好適に実施することができる。
【００１０】
ここで開示されるプラズマ処理方法の好ましい一態様では、前記ＤＬＣ膜の膜厚が２００ｎｍ以上である。ＤＬＣ膜は膜厚に比例して光透過性が悪くなり、特にＤＬＣ膜の膜厚が２００ｎｍを超えると、ＤＬＣ膜が茶色から黒色を呈し、光透過性が要求される用途での使用が難しい。しかし、本発明のプラズマ処理方法によれば、２００ｎｍを超えるような厚いＤＬＣ膜に対しても、膜厚を減らすことなく、その透過率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の他の側面として、プラズマ処理されたＤＬＣ膜の製造方法が提供される。この製造方法は、基板の表面にＤＬＣ膜を形成することを包含する。また、前記形成したＤＬＣ膜に対して、ここで開示される何れかに記載のプラズマ処理方法を実施することを包含する。かかる構成によると、ＤＬＣ膜の膜表面が電極板に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜を起立させた状態でプラズマ処理を行うので、ＤＬＣ膜を殆ど削ることなくＤＬＣ膜に対してプラズマ処理を行うことができる。したがって、ＤＬＣ膜の膜厚が減少したり、ひいては消失したりする事態を回避することができる。その結果、プラズマ処理が施されたＤＬＣ膜を安定して製造することができる。
【００１２】
ここで開示される製造方法の好ましい一態様では、前記ＤＬＣ膜の形成と前記プラズマ処理とを同一のチャンバ内で実行する。この場合、平板状の基板を用意し、該基板の主面がチャンバ内に配置された互いに対向する一対の電極板に対して略平行となるように、前記基板を前記一対の電極板間に配置し、該配置した基板の表面にＤＬＣ膜を形成し、その形成したＤＬＣ膜の膜表面が前記電極板に対して略垂直となるように前記ＤＬＣ膜を起立させた後に、前記プラズマ処理を行うとよい。かかる構成によると、基板をチャンバに一度配置するだけで該基板上にプラズマ処理されたＤＬＣ膜を形成することができる。したがって、プラズマ処理がなされたＤＬＣ膜の生産性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の他の側面として、チャンバ内に配置された基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置が提供される。このプラズマ処理装置は、チャンバと、前記チャンバ内に配置された一対の電極板と、前記一対の電極板間に設けられ、基板を保持する基板保持部とを備える。そして、前記基板保持部は、前記基板の主面が前記電極板に対して略垂直となるように、前記基板を起立させた状態で保持するように構成されている。このプラズマ処理装置によると、基板を起立させた状態でプラズマ処理を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を模式的に示す斜視図である。
【図３】比較例のプラズマ処理装置の要部を模式的に示す斜視図である。
【図４】波数と透過率との関係を示すグラフである（実施例）。
【図５】ＲＦ出力と膜厚との関係を示すグラフである（実施例）。
【図６】波数と透過率との関係を示すグラフである（比較例）。
【図７】ＲＦ出力と膜厚との関係を示すグラフである（比較例）。
【図８】本発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のプラズマ処理方法について説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書および図面に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係るプラズマ処理方法を用いてＤＬＣ膜を透明化する場合を例として、本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明の適用対象を限定する意図ではない。図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す構成図である。
【００１７】
このプラズマ処理装置１００は、チャンバ９０内に配置されたＤＬＣ膜１０にプラズマを用いて処理（ここでは透明化処理）を施す装置である。本実施形態のプラズマ処理装置１００は、チャンバ９０と、チャンバ９０内に配置された下部電極板６０と、下部電極板６０に対向する上部電極板７０と、上部電極板７０と下部電極板６０との間に設けられ、基板１２を保持する基板保持部２０とを備えている。基板１２の表面には、プラズマ処理されるＤＬＣ膜１０が形成されている。ここでは基板１２は、平板状のポリカーボネート樹脂から構成されている。ただし、基板１２の材質および形状はこれに限定されない。基板１２は種々の材質および種々の形状のものを用いることが可能である。
【００１８】
基板保持部２０は、下部電極板６０の上面に取り付けられている。基板保持部２０は、図２に示すように、基板１２の主面が電極板６０、７０に対して略垂直となるように、基板１２を起立させた状態で保持するように構成されている。この実施形態では、基板保持部２０は、基板１２を起立させた状態で差し込むための溝２６を有している。
【００１９】
図１に示したプラズマ処理装置１００は、平行平板型プラズマ処理装置であり、チャンバ９０内には、上部電極板７０と下部電極板６０とが対向して配置されている。この例では、上部電極板７０はグランドに接続されている。一方、下部電極板６０は整合器５０を介して高周波電源５２に接続されている。この高周波電源５２は、整合器５０を介して下部電極板６０と上部電極板７０との間に高周波電圧を印加するものである。つまり、このプラズマ処理装置１００では、高周波電源５２によって、下部電極板６０および上部電極板７０間に高周波電圧を供給して、基板１２の上方にプラズマを発生させるようになっている。
【００２０】
プラズマを発生させるための高周波電圧の印加条件は、ＤＬＣ膜の改質の度合いによって異なるため一概には言えないが、例えば、ＲＦ出力：約５０Ｗ〜２００Ｗ、周波数：約１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲とすることができる。さらに限定的には、投入電力（ＲＦ出力）：約５０Ｗ〜３００Ｗ、周波数：約１０ＭＨｚ〜１５ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ）とするのがより好ましい。より詳細な条件は、例えば、処理対象とするＤＬＣ膜の改質具合に応じて上記範囲内で適宜調整することができる。プラズマ処理時間は特に限定されないが、約５分〜２０分、例えば１０分程度とするとよい。
【００２１】
チャンバ９０内には、プラズマ発生用ガスの導入口９２が配置されている。この導入口９２には、チャンバ９０内にプラズマ発生用ガスを導入する導入配管（図示せず）が接続されている。また、チャンバ９０には、その内部を真空排気する真空ポンプ（図示せず）が接続されている。チャンバ９０内は、上記導入口９２からプラズマ発生用ガスが導入される一方で、図示しない真空ポンプによって排気されているので、常時一定の圧力に保持されている。かかるチャンバ９０内の圧力は特に限定されないが、概ね２０Ｐａ以下、例えば１０Ｐａ程度となるように調整すれば十分である。
【００２２】
チャンバ９０内に導入されるプラズマ発生用ガスは、ＤＬＣ膜１０の改質の目的に応じて適宜好適なものが選択される。例えば、ＤＬＣ膜１０を透明化処理する場合、プラズマ発生用ガスとして水素（Ｈ２）ガスを好適に利用し得る。かかるプラズマ発生用ガスは、チャンバ９０内に直接供給してもよく、あるいは、アルゴン（Ａｒ）ガスや窒素（Ｎ２）ガス等のキャリヤガスで希釈して供給してもよい。これにより、チャンバ９０内に酸素が残留するのを防止でき、より安定したガス雰囲気を形成することができる。この実施形態では、導入口９２を通じて水素ガスとアルゴンガスを予め所定の割合で混合した混合気体を供給する。これにより、チャンバ９０内に水素ガスとアルゴンガスの混合雰囲気が形成される。水素ガスとアルゴンガスとの混合割合は、体積比にて、水素ガス：アルゴンガス＝５０：５０〜０：１００の範囲内とするとよい。ただし、水素ガスとアルゴンガスとの混合割合は、かかる割合に限定されない。なお、図示した例では、水素ガスとアルゴンガスとを同一の導入口９２からチャンバ９０内に導入するようになっているが、これに限定されない。例えば、水素ガスとアルゴンガスとを別々の導入口９２から導入するように構成してもよい。
【００２３】
次に、図１のプラズマ処理装置１００を用いてＤＬＣ膜１０をプラズマ処理する方法について説明する。このプラズマ処理装置１００では、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させ、その起立させた状態のＤＬＣ膜１０に対してプラズマ処理を行う。
【００２４】
具体的には、基板１２の主面にＤＬＣ膜１０が形成された基板１２を用意し、基板保持部２０の溝１４に装着する。これにより、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０が起立した状態で配置される。次いで、図示しない真空ポンプによってチャンバ９０内を１０Ｐａ以下まで排気し、導入口９２から水素ガスとアルゴンガスとの混合気体を供給する。次いで、所定のＲＦ出力で高周波電源５２を用いて下部電極板６０および上部電極板７０間に高周波電圧を印加することにより、基板１２およびＤＬＣ膜１０の上方にプラズマを発生させる。これにより、ＤＬＣ膜１０の表面がプラズマ処理される。このとき、本実施形態の装置１００においては、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させ、その起立させた状態のＤＬＣ膜１０に対してプラズマ処理が行われる。なお、ここでいう「略垂直」とは、完全に垂直であることの他に、本発明の効果を奏する限りにおいて、実質的に垂直であると見なすことができる場合も含むものとする。例えば、ＤＬＣ膜１０の膜表面と電極板６０、７０との角度が７０度以上９０度以下であってもよい。好ましくは、ＤＬＣ膜１０の膜表面と電極板６０、７０との角度が９０度またはそれ以下であって、８０度よりも大きく、さらに好ましくは８５度よりも大きい。
【００２５】
かかるプラズマ処理により、ＤＬＣ膜１０の膜厚を減少させることなく、ＤＬＣ膜１０の透過率を高めることができる。さらに説明すると、図４は、上述したプラズマ処理を、ＲＦ出力が種々異なる条件で行ったときのＤＬＣ膜の透過率の変化を示している。また、図５は、上記プラズマ処理後のＤＬＣ膜の膜厚とＲＦ出力との関係を示している。図４に示すように、同じ波数の場合、ＲＦ出力が上昇すると、ＤＬＣ膜の透過率が増大する。一方、図５に示すように、ＤＬＣ膜の膜厚については、ＲＦ出力が上昇しても膜厚の減少は見られない。このことから、上記プラズマ処理によるＤＬＣ膜の透過率の向上は、ＤＬＣ膜の構造変化（具体的にはＤＬＣ膜に存在するダングリングボンド（未結合の手）と水素との結合）に起因していると推測される。
【００２６】
これに対し、本実施形態の構成を採用しない従来のプラズマ処理装置（比較例）の場合には、図３に示すように、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略平行となるようにＤＬＣ膜１０を横置きにした状態で、ＤＬＣ膜１０がプラズマ処理される。この場合でもＤＬＣ膜の透過率は向上するが、ＤＬＣ膜の膜厚の減少の問題が生じ得る。
【００２７】
図６は、ＤＬＣ膜１０を横置きに寝かせた状態で、ＲＦ出力が種々異なる条件でプラズマ処理を行ったときのＤＬＣ膜の透過率の変化を示している。また、図７は、上記プラズマ処理後のＤＬＣ膜の膜厚とＲＦ出力との関係を示している。図６および図７に示すように、比較例の場合も、ＲＦ出力が上昇すると、ＤＬＣ膜の透過率が向上するが、同時にＤＬＣ膜の膜厚も減少する。つまり、比較例の場合、ＤＬＣ膜の透過率の向上は、主にエッチングによるＤＬＣ膜の膜厚の減少に起因していると推測される。このように膜厚が減少すると、ＤＬＣ膜の耐摩耗性が低下するため、保護層としての利用が難しい。この点に関して、エッチングによる膜厚減少分を予め考慮してＤＬＣ膜を厚めに形成しておくことも可能であるが、この場合、生産効率が低下するとともに、精密な膜厚の制御が難しいという別の問題が生じ得る。
【００２８】
本実施形態のプラズマ処理方法によれば、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させた状態でプラズマ処理を行うので、ＤＬＣ膜１０を殆ど削ることなくＨ（水素）をダングリングボンドに導入することができる。したがって、ＤＬＣ膜の膜厚が減少したり、ひいては消失したりする事態を回避することができる。その結果、プラズマ処理（透明化処理）がなされたＤＬＣ膜を安定して製造することができる。また、比較例において発生する種々の問題を解決することができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態では、図８に示すプラズマ処理装置を用いることにより、基板１２の表面にＤＬＣ膜１０が形成され、そのＤＬＣ膜１０に対してプラズマ処理が行われる。この実施形態では、ＤＬＣ膜１０の形成とプラズマ処理とを同一のチャンバ９０内で実行する。ここでは基板１２は、平板状のポリカーボネート樹脂から構成されている。ただし、基板１２の材質および形状はこれに限定されない。基板１２は、上部電極板７０と下部電極板６０との間で、基板保持部２０に保持されている。基板保持部２０は台座９４に取り付けられている。
【００３０】
基板保持部２０は、基板１２の主面が電極板６０、７０に対して略平行となるように、基板１２を横置きに寝かせた状態で保持するホルダー２２と、該ホルダー２２を９０度回動させるアクチュエータ（ここでは電動モータ）２４とを備えている。電動モータ２４を作動してホルダー２２を９０度回動させると、図８の一点鎖線で示すように、基板１２の主面が電極板６０、７０に対して略垂直となるように、基板１２が起立する。すなわち、ホルダー２２を回転させて、基板１２を寝かせた状態から立たせた状態に、その向きを変えることができるようになっている。  
【００３１】
ＤＬＣ膜１０の形成の際に使用される成膜ガスとしては、炭化水素系のガスを用いることが好ましく、取扱性の観点からは、メタンガス、トルエンガス、アセチレンガスの使用が特に好ましい。これらの成膜ガスは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、成膜ガスをアルゴンガス、ヘリウムガスなどの希ガスで希釈して用いてもよい。さらに、水素ガス、酸素ガス、二酸化水素ガス、テトラメチルシラン（tetramethylsilane：ＴＭＳ）等の任意のガスを加えてもよい。これらの任意のガスを加えることで、ＤＬＣ膜１０の透過率をさらに高めることが可能である。この実施形態では、成膜ガスとして、メタンガスと水素ガスとアルゴンガスを予め所定の割合で混合した混合気体を供給する。これにより、チャンバ９０内にメタンガスと水素ガスとアルゴンガスの混合雰囲気が形成される。メタンガスと水素ガスとの混合比率は、体積比にて、メタンガス：水素ガス＝１：１０〜１：５（例えば１：６）の範囲内とするとよい。ただし、メタンガスと水素ガスとの混合割合は、かかる割合に限定されない。
【００３２】
基板１２に形成されるＤＬＣ膜１０の膜厚は、１００ｎｍ以上（１００ｎｍ〜３００ｎｍ）、好ましくは１５０ｎｍ以上（１５０ｎｍ〜３００ｎｍ）、より好ましくは２００ｎｍ以上（２００ｎｍ〜３００ｎｍ、例えば２５０ｎｍ〜３００ｎｍ）である。本発明によれば、１００ｎｍを超えるような厚いＤＬＣ膜に対しても、膜厚を減らすことなく、その透過率を高めることができる。
【００３３】
なお、その他の形態については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
次に、図８のプラズマ処理装置１００を用いてプラズマ処理されたＤＬＣ膜１０を製造する方法について説明する。このプラズマ処理装置１００では、まず、基板１２をホルダー２２に装着し、該基板１２の主面が一対の電極板６０、７０に対して略平行となるように、一対の電極板６０、７０間に配置する。次いで、図示しない真空ポンプによってチャンバ９０内を５０Ｐａ以下まで排気し、導入口９２からメタンガスと水素ガスとアルゴンガスとの混合気体を供給する。次いで、所定のＲＦ出力で高周波電源５２を用いて下部電極板６０および上部電極板７０間に高周波電圧を印加することにより、基板１２の表面に、例えば膜厚２００ｎｍ〜３００ｎｍのＤＬＣ膜１０を形成する。
【００３５】
その後、真空ポンプによってチャンバ９０内の圧力を１０Ｐａ以下に維持し、電動モータ２４を作動してホルダー２２を９０度回動させる。これにより、基板１２の主面（ひいてはＤＬＣ膜１０の膜表面）が電極板６０、７０に対して略垂直となるように、基板１２を起立させる。そして、導入口９２から水素ガスとアルゴンガスとの混合気体を供給し、所定のＲＦ出力（例えば２００Ｗ）で高周波電源５２を用いて下部電極板６０および上部電極板７０間に高周波電圧を印加することにより、基板１２およびＤＬＣ膜１０の上方にプラズマを発生させる。これにより、ＤＬＣ膜１０の表面がプラズマ処理される。このプラズマ処理により、ＤＬＣ膜１０の膜厚を減少させることなく、ＤＬＣ膜１０の透過率を高めることができる。例えば、上記プラズマ処理により、ＤＬＣ膜１０の膜厚を減少させることなく、ＤＬＣ膜１０の透過率を５％以上（好ましくは９％以上）高めることができる。
【００３６】
ここで開示される製造方法によると、膜厚が厚くても光透過性が高いＤＬＣ膜１０を得ることができる。例えば、ここで開示される製造方法により得られたＤＬＣ膜１０は、波数５５５ｎｍにおける透過率が４０％以上であり、好ましくは４５％以上である。また、その膜厚は、用途に応じて適宜膜厚を選択することができるが、耐摩耗性の観点からは２００ｎｍ以上にすることが好ましく、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲が適当であり、より好ましくは２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。ここで開示されるＤＬＣ膜１０の好適例として、ＤＬＣ膜１０の波数５５５ｎｍにおける透過率が４５％以上（例えば４５％〜５５％）であり、かつ膜厚が２００ｎｍ以上（例えば２００ｎｍ〜３００ｎｍ）であるものが挙げられる。このような所定範囲内の透過率および膜厚を両立して有することにより、高い透明性および優れた耐摩耗性の双方を高度なレベルで実現したＤＬＣ膜とすることができる。
【００３７】
かかる第２実施形態の構成によると、ＤＬＣ膜１０の形成とＤＬＣ膜１０に対するプラズマ処理とが同一のチャンバ９０内で連続して行われる。この場合、基板１２をチャンバ９０に一度配置するだけで該基板１２上にプラズマ処理がなされたＤＬＣ膜１０を形成することができる。したがって、プラズマ処理されたＤＬＣ膜１０の生産性を向上させることができる。
【００３８】
また、この実施形態では、基板保持部２０は、基板１２の主面が電極板６０、７０に対して略平行となるように、基板１２を寝かせた状態で保持するホルダー２２と、該ホルダー２２を９０度回転させる電動モータ２４とを備えている。そして、電動モータ２４を作動してホルダー２２を９０度回転させると、図８の一点鎖線で示すように、基板１２の主面が電極板６０、７０に対して略垂直となるように、基板１２が起立するように構成されている。かかる構成によると、基板１２の向きの変更が電動モータ２４で行われるため、基板１２にＤＬＣ膜１０を形成した後、チャンバ９０の温度を下げ、さらにチャンバ９０の内部を大気開放した後、基板１２の向きを変えるという作業が不要になる。したがって、プラズマ処理装置１００を効率よく稼働できると共に、基板１２の向きの変更のためにプラズマ処理装置１００を停止することによってもたらされるスループットの低下を抑えることができる。
【００３９】
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明を以下の試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００４０】
＜実施例：垂直配置＞
図１に示すプラズマ処理装置を用い、ＤＬＣ膜１０に対してプラズマ処理を行った。具体的には、膜厚２５０ｎｍのＤＬＣ膜１０が形成された基板１２を用意し、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させた状態で配置した。次いで、チャンバ９０内を１０Ｐａ以下まで排気し、導入口９２から水素ガスとアルゴンガスとの混合気体を供給した。次いで、高周波電源５２を用いて下部電極板６０および上部電極板７０間に高周波電圧を印加することにより、基板１２およびＤＬＣ膜１０の上方にプラズマを発生させた。これにより、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略垂直となるようにＤＬＣ膜１０を起立させた状態で、ＤＬＣ膜１０をプラズマ処理した。本実施形態においてプラズマを発生させるための電圧の印加条件は、周波数を１３．５６ＭＨｚとし、ＲＦ出力を５０Ｗとし、この条件でプラズマを１０分間発生させた。さらに、膜厚２５０ｎｍのＤＬＣ膜１０に対して、同様のプラズマ処理を、ＲＦ出力を１００Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗにそれぞれ変更して行った。上記プラズマ処理された実施例のＤＬＣ膜の透過率を測定した。透過率の測定は、紫外可視分光（Ultraviolet・Visible Absorption Spectroscopy:UV-VIS）光度計（株式会社島津製作所製、ＵＶ-３６００装置）を用いて行った。また、参考のために、上記プラズマ処理を行っていない未処理のＤＬＣ膜（膜厚２５０ｎｍ）の透過率を測定した。結果を図４および表１に示す。表１は、波数５５５ｎｍにおけるＤＬＣ膜の透過率を示している。また、プラズマ処理後のＤＬＣ膜のＦＥ−ＳＥＭ（Field Emission Scanning Electron Microscope：電界放出形走査型電子顕微鏡）観察に基づく膜厚を測定した。結果を図５に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
＜比較例：平行配置＞
図３に示すように、プラズマ処理の際、ＤＬＣ膜１０の膜表面が電極板６０、７０に対して略平行となるようにＤＬＣ膜１０を寝かせた状態で配置したこと、および、ＲＦ出力を３０Ｗ、５０Ｗ、７０Ｗ、１００Ｗ、１５０Ｗに変更したこと以外は実施例と同じ条件でプラズマ処理を行った。そして、プラズマ処理後のＤＬＣ膜の透過率および膜厚を測定した。結果を図６および図７に示す。
【００４３】
図６および図７に示すように、ＤＬＣ膜１０を電極板６０、７０に対して略平行に配してプラズマ処理を行った比較例の場合、ＲＦ出力が上昇するにつれてＤＬＣ膜の透過率が向上したが、同時にＤＬＣ膜の膜厚も減少した。つまり、比較例の場合、ＤＬＣ膜の透過率の向上は、主にエッチングによるＤＬＣ膜の膜厚の減少に起因していると推測される。
【００４４】
これに対し、図４および表１に示すように、ＤＬＣ膜１０を電極板６０、７０に対して略垂直に配してプラズマ処理を行った実施例の場合、ＲＦ出力が上昇するにつれてＤＬＣ膜の透過率が増大した。例えば、ＲＦ出力が２００Ｗの場合、未処理のものに比べて、波数５５５ｎｍにおける透過率が９％も上昇した。一方、図５に示すように、ＤＬＣ膜の膜厚については、ＲＦ出力が上昇しても２００ｎｍ以上の膜厚が維持され、膜厚の減少はほとんど見られなかった。このことから、ＤＬＣ膜の透過率の向上は、膜の構造変化に起因するものと推測される。具体的には、水素ガス雰囲気下でプラズマを発生させると、高いエネルギーを有した水素を含む活性種（水素イオン、水素ラジカル等）が生成する。これらの活性種がＤＬＣ膜に存在するダングリングボンド（未結合の手）と反応して結合することで、ＤＬＣ膜中のダングリングボンドに由来する炭素‐炭素二重結合が減少するとともに、ＤＬＣ膜中の水素の含有量が増大する。これによりＤＬＣ膜が透明化されたものと考えられる。
【００４５】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【００４６】
例えば、上述した実施形態では、透明なＤＬＣ膜の製造を目的として、ＤＬＣ膜１０を水素雰囲気下でプラズマ処理する場合について説明した。しかし、ここで開示される技術の好適な用途は、上述したＤＬＣ膜の透明化処理に限定されない。本発明のプラズマ処理方法は、ＤＬＣ膜に対してプラズマ処理が必要とされる他の用途、例えばＤＬＣ膜の親水化処理などにも好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０    ＤＬＣ膜
１２    基板
１４    溝
２０    基板保持部
２２    ホルダー
２４    電動モータ
５０    整合器
５２    高周波電源
６０    下部電極板
７０    上部電極板
９０    チャンバ
９２    導入口
９４    台座
１００  プラズマ処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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