(57)【要約】      （修正有）【課題】医療器具、半導体ウエハおよびレチクルなどの環境感受性基板を保護するための環境包装材用途に適する耐摩耗性素材を提供する。【解決手段】熱可塑性材料および前記熱可塑性材料の１つ以上の表面上の粘着性ダイヤモンド用炭素コーティングを含み、前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングは前記熱可塑性材料のヘリウムに対する浸透係数の少なくとも１０分の１未満であるヘリウムガスに対する浸透係数を有し、前記ダイヤモンド様炭素コーティングは約１０７から約１０１４オーム／スクエアの表面抵抗率を有し、前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティング５２０は約３００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の前記熱可塑性材料５１０の光透過率よりも０％から７０％低い透過率を有する、物品。【選択図】図５
2014028520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料および前記熱可塑性材料の１つ以上の表面上の粘着性ダイヤモンド用炭素コーティングを含み、前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングは前記熱可塑性材料のヘリウムに対する浸透係数の少なくとも１０分の１未満であるヘリウムガスに対する浸透係数を有し、前記ダイヤモンド様炭素コーティングは約１０７から約１０１４オーム／スクエアの表面抵抗率を有し、前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングは約３００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の前記熱可塑性材料の光透過率よりも０％から７０％低い透過率を有する、物品。
【請求項２】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが、窒素または酸素をさらに含む、ドープ処理されたダイヤモンド炭素である、請求項１の物品。
【請求項３】
物品が環境感受性基板のための包装材である、請求項１の物品。
【請求項４】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングの表面抵抗率が１０８オーム／スクエアから１０１２オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を与える、請求項１の物品。
【請求項５】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングの表面抵抗率が１０９オーム／スクエアから１０１２オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を与える、請求項１の物品。
【請求項６】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが１０２オーム／スクエア未満である表面抵抗率の変形を有する、請求項１の物品。
【請求項７】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが１０１オーム／スクエア未満である各種の表面抵抗率を有する、請求項１の物品。
【請求項８】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが炭素ピーク、酸素ピークおよび窒素ピークを有するＸＰＳスペクトルを有する、請求項１の物品。
【請求項９】
前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルが約２８４ｅＶにおける炭素ピーク、約５３２ｅＶにおける酸素ピークおよび約３９９ｅＶにおける窒素ピークを含む、請求項８の物品。
【請求項１０】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが、プラズマ、プラズマを含有する反応性ガスまたはコロナ放電、酸素含有プラズマによってさらに処理されて、親水性粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが形成される、請求項１の物品。
【請求項１１】
物品が基板キャリアである、請求項１の物品。
【請求項１２】
基板包装材の熱可塑性材料上に少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材を販売する段階を含み、前記ダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面が１０７オーム／スクエアから１０１４オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率および３００ｎｍから１１００ｎｍの熱可塑性材料の少なくとも７０％である透過パーセント並びに０．５９バレル以下のヘリウムに対するガス浸透係数を有する、方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材を作製する動作をさらに含む、請求項１２の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材を、ガス浸透、表面抵抗率、光透過パーセントまたはこれらのいずれかの組み合わせについて試験する段階、および、試験に基づいて包装材を分類する段階をさらに含む、請求項１３の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材がこれの表面抵抗率に基づいて分類される、請求項１４の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有するハウジングによって基板を保護するための、被覆された表面の表面抵抗率、被覆された表面の光透過、被覆された表面のガス浸透率またはこれらの組み合わせを含む顧客の要件を決定する段階；および
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有するハウジングによって基板を保護するための顧客の要件を入力するために中央サーバまたはデータベースに接触して、顧客の要件を満足するために少なくとも１つのハウジング表面をダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングによって被覆する段階；
を含む方法。
【請求項１７】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有するハウジングの価格を決定する段階；
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有するハウジングの価格を顧客に提供する段階；および
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有するハウジングの納入時期を顧客に提供する段階；
をさらに含む、請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ダイヤモンド様炭素コーティングは、低い摩擦係数、高い表面高度および高い耐摩耗性などの、幾つかの独自の特性を有する。ダイヤモンド様炭素コーティングは、ベアリング、医療器具などの幾つかの高摩耗用途はもちろんのこと、食品や飲料の容器にも使用されてきた。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の実施形態として、ダイヤモンド様炭素コーティング（ＤＬＣ）、ドープ処理されたＤＬＣコーティングまたは環境感受性基板を保護するための貯蔵用容器に作製することができるプラスチック上のこれらを含む組み合わせが挙げられる。このようなコーティングは、静電放電（ＥＳＤ）からの保護と使用者が容器の内容を確認できるようにするのに十分な透明性とおよび周囲環境での汚染または容器構成材料からのガス放出から基板を保護するガス遮断特性との組み合わせも提供することができる。一部の実施形態において、ダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングは、ダイヤモンド様コーティングの接触角を小さくして、湿潤性（親水特性）を上昇させるようにさらに改質することができる。接触角は開始ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングの接触角よりも小さい。親水性の改善は、これらのＤＬＣコーティングを用いた容器の洗浄のために望ましい。一部の実施形態において、ＤＬＣコーティングのドーパントは酸素、窒素またはこれらのいずれかの組み合わせである。
【０００３】
本発明の実施形態は、プラスチック基板またはプラスチック包装材の１つ以上の表面にダイヤモンド様炭素コーティングを含む物品を含む。ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングの実施形態は、被覆されたプラスチックまたは熱可塑性材料の水素またはヘリウムに対するガス浸透をプラスチック単独の浸透率と比較して１０分の１未満に低下させることが可能であり、このコーティングは約１０７から約１０１２オーム／スクエアの表面抵抗率を与え、約３００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の基礎プラスチックの光透過率よりも約０％から約７０％低い範囲に及ぶ透過率を有する。本発明の他の実施形態は、基板包装材であって、この包装材の熱可塑性材料上に少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティング表面を有する基板包装材で構成されることまたはこの基板包装材よりなることが可能である。ダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティング表面は、約１０７オーム／スクエアから約１０１４オーム／スクエアの表面抵抗率と、３００ｎｍから１１００ｎｍの熱可塑性材料の少なくとも７０％である透過パーセントとおよび０．５９バレル以下のヘリウムに対するガス浸透係数とを有する。なお他の実施形態は、プラスチックまたは熱可塑性材料とおよびプラスチックまたは熱可塑性材料の１つ以上の表面上の粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングとで構成されるまたはこれらよりなる物品であることが可能である。粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングは、プラスチックまたは熱可塑性材料のヘリウムに対する透過係数の少なくとも１０分の１である、ヘリウムガスに対する透過係数を有する。ダイヤモンド様炭素コーティングは、約１０７から約１０１４オーム／スクエアの表面抵抗率を有し、粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングは、３００ｎｍから１１００ｎｍの範囲の、プラスチックまたは熱可塑性材料の光透過率よりも０％から７０％低い透過率を有する。
【０００４】
一部の実施形態において、ダイヤモンド様炭素コーティングは、ポリマーまたは熱可塑性材料基板の１つ以上の表面上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素で構成されるまたはこのドープ処理されたダイヤモンド様炭素を含み、この基板は環境感受性基板用の包装材を作製するために使用できる。他の実施形態において、１つ以上の環境感受性基板を保護するために使用される成形包装材またはこの部分を、本発明のダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングによって被覆することができる。このようなコーティングは、環境からのガスまたは包装材を作製するために使用したプラスチックからの汚染物質に対する包装材のガス浸透率を低下させる。このコーティングは、基礎基板の水素ガスに対する浸透率を１００分の１未満に低下させることが可能であり、このコーティングは約１０７から約１０１２オーム／スクエアの表面抵抗率を提供することが可能であり、約３００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の、基礎プラスチック基板の光透過率より約０％から約７０％低い範囲に及ぶ透過率を有する。
【０００５】
本発明の実施形態における、プラスチック材料上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングは、炭素、酸素、窒素、または３００ｎｍから１１００ｎｍの範囲の基礎プラスチック基板の光透過率より約０％から約７０％低い範囲に及ぶ透過率を有するこれらのいずれかを含む組み合わせで構成されることが可能であり、このドープ処理されたダイヤモンド様炭素の表面抵抗率は、約１０７オーム／スクエアから約１０１４オーム／スクエアの範囲にあり、他の実施形態において、約１０８オーム／スクエアから約１０１２オーム／スクエアの、なお他の実施形態において、約１０９オーム／スクエアから約１０１２オーム／スクエアの範囲にある。一部の実施形態において、このコーティングは一様であり、ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣが被覆されたプラスチックの一部分からの表面抵抗率の変動は約１０２オーム／スクエア未満であり、一部の場合では、被覆された表面にわたって１０１オーム／スクエア未満である。このようなコーティング一様性は、被覆されたプラスチックから絶縁スポットを除去することができるために好都合である。本発明の実施形態におけるダイヤモンド様コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングの実施形態は、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．６，８０５，９３１で報告されたプラスチック上のダイヤモンド様炭素と比較して低いガス浸透係数を有する。本発明の一部の実施形態において、プラスチック基板上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティング中の窒素、酸素またはこれらの組み合わせの量は、０．５９バレルから０．０３バレルの、水素またはヘリウムガスに対する浸透係数を与えるように、または一部の実施形態においては、０．１５バレルから０．０３バレルの浸透係数を与えるように選択することができる。本発明の一部の実施形態において、プラスチック基板上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティング中の窒素、酸素またはこれらの組み合わせの量は、０．１２バレル以下の、水素またはヘリウムガスに対する浸透係数を、または一部の実施形態においては、０．０６バレル以下の浸透係数を、およびなお他の実施形態においては、０．０３バレル以下の浸透係数を与えるように選択することができる。ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングの厚さおよび組成は限定されず、本明細書に記載するような浸透係数、光透過パーセント、表面抵抗率、表面抵抗率一様性またはこれらのいずれの組み合わせも与えるように選択することができる。一部の実施形態において、コーティング厚は１ミクロン未満、他の実施形態においては２５０ｎｍ以下、他の実施形態においては１２０ｎｍ以下、およびなお他の実施形態においては７０ｎｍ以下であることが可能である。
【０００６】
本発明の一実施形態において、本発明の各種の実施形態におけるダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングを備えた基板または包装材の部分は、本発明の実施形態のダイヤモンド様炭素フィルムのＸＰＳスペクトルが炭素ピーク、酸素ピークおよび窒素ピークを有することを特徴とすることがある。一部の実施形態において、ＸＰＳスペクトルは、約２８４ｅＶにおける炭素ピーク、約５３２ｅＶにおける酸素ピーク、および約３９９ｅＶにおける窒素ピークを有する。
【０００７】
本発明の各種の実施形態におけるダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素で被覆されたプラスチック基板またはプラスチック包装材の１つ以上の表面は、さらに処理され得る。例えば処理は、これに限定されるわけではないが、プラズマ、プラズマを含有する反応性ガスもしくはコロナ放電、酸素含有プラズマによる処理またはコーティングをさらに改質してより親水性にする他の方法が挙げられる。包装材の１つ以上のＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣが被覆された表面は、次に限定されるわけではないが、ウエハ用キャリア、フラットパネルディスプレイ用キャリア、もしくはリソグラフィレチクル用キャリアまたは他の環境感受性基板用キャリアなどの、基板キャリアのいずれかの部分である、またはいずれかの部分を形成することができる。包装材は、静電放電、環境ガス、粒子、包装材構成材料からのガス放出種またはこれらを含むいずれかの組み合わせからの保護を与えることができる。ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングは、基板キャリアまたは半導体ウエハ製造、薬物製造またはファインケミカル製造で使用される有機液体などの可燃性液体と接触している流体取り扱い機器においてなどの静電放電（ＥＳＤ）を低減させるためにも使用できる。このような流体取り扱い機器としては、コンジットおよび管材料、流量計およびコントローラならびにこの中の表面、分配ノズル、熱交換器、流体フィルタまたは変換器表面などが挙げられる。
【０００８】
本発明の一実施形態は、半導体ウエハ、レチクルまたはフラットパネルディスプレイなどの感受性基板の環境保護に対する顧客の要求を決定する動作またはステップとおよび静電放電保護、透明性、ガス浸透またはガス放出耐性を別々に含むことができる指定された特性を備えた包装材を顧客に供給する動作またはステップとを含む。一部の実施形態において、特性の組み合わせを使用して顧客に供給または販売される包装材の種類を決定することが可能であり、このような特性は、ＥＳＤ保護（表面抵抗率）、透明性または光の透過率、ガス浸透係数またはこれらを含む特性のいずれの組み合わせも含むことができる。
【０００９】
本発明の一実施形態は、約１０７オーム／スクエアから約１０１２オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率と、可視またはＵＶスペクトルにおいて基礎基板の０％から７０％である透過％と、および、ポリマー基板の両面へのコーティングについて０．５９バレルから０．０３バレル以下の、または０．１５バレルから０．０３バレル以下の水素またはヘリウムに対する浸透係数とを備えた、少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたＤＬＣが被覆された表面を有する包装材を販売することとを含む方法を含むことができる。この方法は、包装材を作製すること、浸透率、ＥＳＤ、透過率またはこれらのいずれかの組み合わせについて包装材を試験すること、または試験基準に基づいて包装材を分類することとをさらに含むことができる。分類された包装材は、このＥＳＤ特性またはこれらの特性のいずれかの組み合わせに基づいて販売することができる。一部の実施形態において、この方法は、コーティングの特性をさらに改質するために１回以上のコーティング操作で包装材の部分を被覆することをさらに含むことができる。
【００１０】
別の方法は、ＥＳＤまたは表面抵抗率、透過パーセント、ガス浸透率またはこれらのいずれかの組み合わせを含むことが可能である、基板を保護するための顧客の要件を決定することを含む。この方法は、顧客の要件に関する情報を入力するための中央サーバ／データベースに接触するステップ、および顧客の要件を満足するためにドープ処理されたダイヤモンド様コーティングによってハウジングを被覆するステップをさらに含むことができる。この方法は、ハウジングの価格を決定するステップ、および顧客に価格および納入時期を提供するステップとをさらに含むことができる。
【００１１】
図面の簡単な説明
図１は、１０ミルＰＣサンプルの両面上に被覆された、本発明の実施形態におけるダイヤモンド様炭素の図解であり、このダイヤモンド様炭素はＰＣサンプルの各面上にて１２０ｎｍのコーティング厚を有する。図１Ａは、本発明の実施形態の透明および粘着性ダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）の領域を備えたプラスチックフィルム（１２０）を示す拡大図であり、プラスチックフィルム（１２０）は１枚の紙上のテキスト（１１０）に重ねて示されている。図１Ｂは、プラスチックフィルム（１２０）上のダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）の領域の下のテキスト（１１０Ａ）の一部が透明ダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）を通じて見えることを示す、フィルム（１２０）を通じた図１Ａの上面図を示す。
【００１２】
図２Ａは、ポリカーボネートフィルム（プラズマによって処理されていない）上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルであり、図２Ｂは、ポリカーボネートフィルム（プラズマによって処理されている上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルを示す。これら２つのサンプルのＸＰＳスペクトルは、約２８４ｅＶにおける炭素ピーク、約５３２ｅＶにおける酸素ピークおよび約３９９ｅＶにおける窒素ピークを示す。
【００１３】
図３Ａ−図３Ｄは、本発明の実施形態のＸＰＳスペクトルを示す。図３Ａは、図２Ａに示したポリカーボネートフィルム上の処理されていないＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＣ１ｓピークを示し、このＣ１ｓピークは約２８４ｅＶを中心としており、このピークの周囲は２８２ｅＶから２８６ｅＶの範囲である。図３Ｂは、図２Ａに示したポリカーボネートフィルム上の処理されていないＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＯ１ｓピークを示し、このＯ１ｓピークは約５３２ｅＶを中心としており、このピークの周囲は５３０ｅＶから５３４ｅＶの範囲である。図３Ｃは、図２Ｂに示したポリカーボネートフィルム上のプラズマ処理されたＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＣ１ｓピークを示し、このＣ１ｓピークは約２８５ｅＶを中心としており、このピークの周囲は２８３ｅＶから２９０ｅＶの範囲である。図３Ｄは、図２Ｂに示したポリカーボネートフィルム上のプラズマされたＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＯ１ｓピークを示し、このＯ１ｓピークは約５３３ｅＶを中心としており、このピークの周囲は５３０ｅＶから５３５ｅＶの範囲である。
【００１４】
図４は、本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。
【００１５】
図５は、図１からの本発明の実施形態における、ポリカーボネートフィルムのサンプル（５１０）およびポリカーボネートフィルムの各面上に約１２０ｎｍのダイヤモンド様炭素コーティングを備えたポリカーボネートフィルムのサンプル（５２０）のＵＶ−ＶＩＳスペクトルである。
【００１６】
図６は、本発明の実施形態において約１２０ｎｍダイヤモンド様炭素によりドーム内面を被覆した、基板キャリアの一部の非制限的な例である透明が被覆されたレクチルドーム（６１０）を示す。被覆された表面は、約１０９オーム／スクエアの表面抵抗率を有し、図１のより厚いダイヤモンド様炭素コーティングよりも明るく見える。背景（６２０）上のテキスト（６３０）は、図示するように、ドーム（６１０）の表面上の透明ダイヤモンド様炭素コーティングを通して見える。
【００１７】
図７は、本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】１０ミルＰＣサンプルの両面上に被覆された、本発明の実施形態におけるダイヤモンド様炭素の図解であり、本発明の実施形態の透明および粘着性ダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）の領域を備えたプラスチックフィルム（１２０）を示す拡大図である。
【図１ｂ】１０ミルＰＣサンプルの両面上に被覆された、本発明の実施形態のダイヤモンド様炭素の図解であり、プラスチックフィルム（１２０）上のダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）の領域の下のテキスト（１１０Ａ）の一部が透明ダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）を通じて見えることを示す、フィルム（１２０）を通じた図１Ａの上面図を示す。
【図２ａ】ポリカーボネートフィルム（プラズマによって処理されていない）上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルである。
【図２ｂ】ポリカーボネートフィルム（プラズマによって処理されている）上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルを示す。
【図３ａ】本発明の実施形態のＸＰＳスペクトルを示し、図２Ａに示したポリカーボネートフィルム上の処理されていないＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＣ１ｓピークを示す。
【図３ｂ】本発明の実施形態のＸＰＳスペクトルを示し、図２Ａに示したポリカーボネートフィルム上の処理されていないＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＯ１ｓピークを示す。
【図３ｃ】本発明の実施形態のＸＰＳスペクトルを示し、図２Ｂに示したポリカーボネートフィルム上のプラズマ処理されたＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＣ１ｓピークを示す。
【図３ｄ】本発明の実施形態のＸＰＳスペクトルを示し、図２Ｂに示したポリカーボネートフィルム上のプラズマ処理されたＤＬＣコーティングのＸＰＳスペクトルのＯ１ｓピークを示す。
【図４】本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。
【図５】図１からの本発明の実施形態における、ポリカーボネートフィルムのサンプル（５１０）およびポリカーボネートフィルムの各面上に約１２０ｎｍのダイヤモンド様炭素コーティングを備えたポリカーボネートフィルムのサンプル（５２０）のＵＶ−ＶＩＳスペクトルである。
【図６】本発明の実施形態において約１２０ｎｍダイヤモンド様炭素でドーム内面を被覆した、基板キャリアの一部の非制限的な例である透明が被覆されたレクチルドーム（６１０）を示す。
【図７】本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。
【００１９】
詳細な説明
本組成物および方法を説明する前に、説明された特定の分子、組成、方法またはプロトコルは変わることがあり得るので、本発明がこれらに限定されないことが理解されるべきである。説明に使用される用語が特定のバージョンまたは実施形態を説明するためのものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される本発明の範囲を制限することを意図しないことも理解するべきである。
【００２０】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用するように、単数形の不定冠詞および冠詞は、文脈が明らかに別途規定しない限り、複数の言及を含むことにも注目しなければならない。それゆえ例えば「コーティング層」への言及は、当業者に公知である１つまたはそれ以上のコーティング層およびこの等価物への言及などである。別途定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術的および科学的用語は、当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載したのと同様または等価の方法および材料は、本発明の実施形態の実施または試験で使用することができる。本明細書で引用したすべての刊行物は、参照により本明細書に組み入れられている。本明細書では、いずれも本発明が従来の発明によりこのような開示に先行するように権利化されないことを認めるものとして解釈されるべきではない。
【００２１】
「任意の」または「場合により」は、続いて記載される事象または状況が起こり得るが、起こる必要がないこと、および記載が、事象が起こる例および起こらない例を含むことを意味する。例えば包装材のプラスチック部分上のダイヤモンド様炭素コーティングは、コーティングがドープ処理されている例、ドープ処理されていない例を含むことができる、またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素およびダイヤモンド様炭素層の組み合わせを含む。
【００２２】
図１は、１０ミル厚のポリカーボネート基板（１２０）の両面に適用された１２０ｎｍ厚の透明ダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）の本発明の実施形態におけるフィルムの図解を示す。フィルムは１０１１オーム／スクエアの表面抵抗率を有した。１０ミル厚ＰＣ（５２０）および被覆されていないポリカーボネートフィルム（５１０）上のこのダイヤモンド様炭素コーティングの約３００ｎｍから１１００ｎｍのＵＶ−ＶＩＳスペクトルを図５に示す。図５に示すように、約３００ｎｍにて、ポリカーボネートフィルム（５１０）は約３％の透過パーセントを有し、ＤＬＣが被覆されたポリカーボネート（５２０）は約０％の透過率を有した、ダイヤモンド様炭素が被覆された基板は、被覆されていないポリカーボネートプラスチックとほぼ同じ、または被覆されていないポリカーボネートプラスチックよりも０％低い透過率を有した。約４００ｎｍにて、ポリカーボネートフィルム（５１０）は約７０％の透過パーセントを有し、ＤＬＣが被覆されたポリカーボネート（５２０）は約２％の透過率を有した、ダイヤモンド様炭素が被覆された基板（５２０）は、被覆されていないポリカーボネートプラスチック（５１０）よりほぼ７０％低い透過率を有した。約６００ｎｍにて、ポリカーボネートフィルム（５１０）は約７２％の透過パーセントを有し、ＤＬＣが被覆されたポリカーボネート（５２０）は約１０％の透過率を有した。被覆された基板（５２０）は、被覆されていないポリカーボネートプラスチック（５１０）より約６０％低い透過率を有した。約７００ｎｍの波長にて、ポリカーボネートフィルム（５１０）は約７７％の透過パーセントを有し、ＤＬＣが被覆されたポリカーボネート（５２０）は約３８％の透過率を有した。被覆された基板（５２０）は、被覆されていないポリカーボネートプラスチック（５１０）より約４０％低い透過率を有した。約１１００ｎｍの波長にてポリカーボネートフィルム（５１０）は約８０％の透過パーセントを有し、ＤＬＣが被覆されたポリカーボネート（５２０）は約４５％の透過率を有した。被覆された基板（５２０）は、被覆されていないポリカーボネートプラスチック（５１０）より約３５％低い透過率を有した。このドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆されたプラスチック基板（５２０）は、図２ＡのＸＰＳスペクトル（未処理）を特徴とし、約３００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の基礎プラスチック基板の透過率よりも約０％から約７０％低い範囲に及ぶ透過率を有する。図５の被覆されたサンプル（５２０）の透過率は、約５００ｎｍから約９００ｎｍで直線的に上昇する。特に約４００ｎｍから５００ｎｍ以下のスペクトルのＵＶ部分における低い透過率は、例えばこのダイヤモンド様炭素コーティングで被覆されたキャリアによって包囲された環境感受性表面と接触するＵＶ光の量を防止または低減することができるため、好都合である。ＵＶ光は感受性表面を損傷させるおそれがあり、環境感受性表面上で反応を引き起こすことがある。このような反応は、薄膜損傷を引き起こす可能性がある。図１に示すように、このコーティングは被覆されたフィルムを通じてテキストを見るために十分に透明である。
【００２３】
各種のプラスチック基板をＤＬＣで被覆すること、ドープ処理されたダイヤモンド様炭素で被覆すること、またはこれらのコーティングの組み合わせによって被覆することができる。例えばポリカーボネート基板を被覆することが可能であり、この表面抵抗率はコーティングをドープ処理することによって制御できる。ドープ処理されたダイヤモンド様炭素およびコーティングは、ガス放出、抽出可能金属、抽出可能アニオンに関して非常に純粋であった。本発明の実施形態のドープ処理されたダイヤモンド様炭素は、被覆されていないプラスチック基板と比較して、被覆された材料の浸透抵抗を改善した。例えばポリカーボネート基板の両面上の１２０ｎｍダイヤモンド様炭素コーティングは、被覆されていないベースポリカーボネート基板と比較して、基礎プラスチックの水素ガス浸透を１０分の１未満に、一部の実施形態では１００分の１未満に、なお他の実施形態では３００分の１未満に低下させた。
【００２４】
ポリカーボネート（ＰＣ）、パーフルオロアルキル（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を、ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングによって被覆するためのプラスチックまたは熱可塑性基板として使用した。厚さ１０および２０ミルのＰＣフィルム（ＧＥ）を使用し、厚さ１０ミルのＰＦＡフィルム（ＤｕＰｏｎｔ、Ｔｅｆｌｏｎ  １０００ＬＰ）を使用した。厚さ５７ミルのＰＰシートおよび厚さ２０ミルのＡＢＳフィルムをＭｃＭａｓｔｅｒより購入した。シリコンウエハをガス放出および純度試験の基板として使用した。
【００２５】
本発明の実施形態におけるＤＬＣコーティングは、酸素および窒素の制御された量をＤＬＣコーティング中に混ぜるドープ処理技術を使用して調製できる。この被覆プロセスは、ドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングの特性、例えば電子伝導率または抵抗率、ガス浸透率、光透過パーセント、ポリマーへの粘着これらの特性の組み合わせまたはフィルムの他の特性を変更させる。本発明におけるプラスチック上のダイヤモンド様炭素の実施形態は、酸素、窒素、またはダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングをポリマー基板上に与えるこれらのいずれかを含む組み合わせで構成されるまたはこれらからなることが可能であり、それにより被覆された基板は、約３００ｎｍから約１１００ｎｍの基礎プラスチック基板の光透過パーセントよりも約０％から約７０％低い範囲（およびこの中の値）に及ぶ透過率を有し、ドープ処理されたダイヤモンド様炭素の表面抵抗率は、約１０７オーム／スクエアから約１０１４オーム／スクエアの範囲およびこの中の値であり、水素またはヘリウムガスのガス浸透は０．５９バレルから０．０３バレル以下、または０．１５バレルから０．０３バレル以下である。抵抗率、透過パーセント、ガス浸透率などを制御するためにドープ処理されたＤＬＣコーティングは、マサチューセッツ州バーリントンのＳｕｒｍｅｔが作製した。これらのフィルムは、原子組成パーセントが図２Ａに示すようなＸＰＳスペクトルで説明される組成を有した。これらのフィルムは続いて、原子組成パーセントによって証明されるようなより高い酸素含有率およびより小さい接触角を与えるために、図２Ｂに示すように、これに限定されるわけではないが、酸素プラズマで処理することができる（例えば図２Ｂおよび表５を参照）。３つの異なるコーティングを調製した。１つのフィルムは、プラスチック基板として１０および２０ミル厚のＰＣフィルムを利用した。ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングの目的厚さは１２０ｎｍであった。第２のフィルムはＰＣおよびＰＦＡを基板として使用して、目的ＤＬＣまたはドープ処理された炭素コーティング厚は７０ｎｍであった。第３の実験はＰＰおよびＡＢＳを基板として使用して、目的ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣの厚は１２０ｎｍであった。
【００２６】
一部の実施形態において、ダイヤモンド様炭素コーティングは、このコーティングの一部または全部が基礎プラスチックに粘着する条件下で適用される。この粘着は、これに限定されるわけではないが共有化学結合、またはより弱い結合、例えば水素結合、双極子相互作用もしくはファンデルワールス力などの力または一部の実施形態においてはこれらの組み合わせが挙げられる。本発明の実施形態において、ダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングは、ＤＬＣが被覆されたプラスチック上に小片として付着されたテープがテープの除去時にテープへのコーティングの転写を引き起こさないときに、基礎ポリマー基板に粘着性であるまたは粘着する。一部の実施形態において、プラスチックは熱可塑性材料である。他の実施形態において、熱可塑性材料はポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、全フッ素置換熱可塑性材料、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトンまたはウエハ、レチクルもしくは他の感受性基板容器に適切な他の材料である。一部の実施形態において、熱可塑性材料はポリカーボネートである。またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの材料を使用できる。ＰＥＩは、１５０℃から２００℃の温度にてＰＥＥＫよりも良好な寸法安定性を与えることができる。バルク構造で使用したポリマーは、非導電性（未充填）または導電性（炭素粉末、セラミックなど）であることが可能である。
【００２７】
一部の実施形態において、ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣが被覆されたプラスチックは、一体型フィルムが形成されて基礎プラスチックよりも低いガス浸透係数を示すような表面エネルギーまたは粗度を有する。このような材料の非制限的な例としては、ポリカーボネート、ポリカーボネートを含むブレンド、他のポリエステル、ポリホスホナートおよび同様のまたはより高い表面エネルギーを持つ材料などが挙げられる。
【００２８】
本発明の実施形態において、他の導電性コーティングに対するドープ処理されたＤＬＣコーティングを含むＤＬＣコーティングの１つの利点は、これが比較的透明であることである。本発明の実施形態のＤＬＣコーティングは、図１に示したようにＤＬＣコーティングを通して見えるように十分に透明である、または半導体ウエハ製造施設のオペレータが通常の半導体製造の照明の条件下で、１から１０メートル以内にて、本発明の実施形態におけるＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングにより被覆されたウエハまたはレチクル包装材がウエハ、レチクルまたは他の環境感受性基板または材料が含有したかどうかを判定できるように十分に透明である。図１は、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム上の、本発明の実施形態におけるドープ処理されたＤＬＣコーティングの透明度を示す。ＤＬＣが被覆されたＰＣの直径２インチの円板を図１に示すように、ロゴ（１１０）の右半分の上に置いた。本実施形態のポリカーボネート基板（１２０）に粘着するダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）は黄褐色または褐色色相を有していても、ダイヤモンド様炭素領域（１３０）の下のロゴの部分（１１０Ａ）は、なお明瞭に見え、このことはダイヤモンド様炭素コーティング（１３０）が透明であったことを示す。本発明の実施形態のコーティングフィルムは他の色相を有し、透明なままであることが可能である。例えば色相は淡黄色から明褐色色相の範囲で変化できる。他の色および色相も可能である。色相および透明度によって、作業者はレチクルまたはウエハなどの１つ以上の基板について、周辺製造照明条件下で装置取り扱いの場合の内容を目視確認できる。包装材の一部として使用されたプラスチック基板上のこのようなコーティングの例を図６に示す。本例では、コーティングは図１のコーティングに似ているが、厚さがわずか約１２０ｎｍであり、印刷テキスト（６３０）に最も近い表面のみに適用される。視覚的には、図６の実施形態は図１の実施形態よりも明るい。
【００２９】
ダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングの厚さは、被覆されるプラスチック基板と同じコーティングチャンバ内に配置されている部分的にマスクされた試験クーポンを使用して測定できる。コーティングの厚さはプロフィロメトリーによって決定できる。２つの異なるコーティング厚さ１２０ｎｍおよび７０ｎｍを生成できるが、本発明の実施形態はこの範囲またはこれらの特定の値に限定されない。異なる厚さの他のドープ処理フィルムＤＬＣ組成物は、フィルムが基板のガス浸透率を低下させ、ウエハ、レチクルまたは他の静電気感受性装置を保護するのに十分なＥＳＤ特性を有し、十分な透明度またはこれらのいずれかの組み合わせを有するという条件で、作製および使用することができる。フィルム中の窒素または酸素などの各ドーパントの量は、利用要件を満足するように変更できる。フィルムはキャリアの一部、キャリア全体または１つ以上の面に適用され得る。ＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣコーティングの厚さおよび組成は限定されず、本明細書に記載するような水素ガス浸透係数、光透過パーセント、表面抵抗率、表面抵抗率一様性またはこれらのいずれの組み合わせも与えるように選択することができる。一部の実施形態において、コーティング厚は１ミクロン以下、他の実施形態においては２５０ｎｍ以下、他の実施形態においては１２０ｎｍ以下、およびなお他の実施形態においては７０ｎｍ以下であることが可能である。
【００３０】
ＤＬＣフィルムで使用できるドーパントは、窒素、酸素もしくはこれらの組み合わせを含むことまたは窒素、酸素もしくはこれらの組み合わせよりなることが可能である。ドープ処理されたＤＬＣコーティングに包含される酸素または窒素の量は、コーティング装置に導入される窒素および／または酸素含有前駆ガスの量によって、コーティングプロセスの間に変更することができる。コーティングの組成はＸＰＳによって決定することが可能であり、ポリマー上のドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングの特性、例えば電子伝導率または抵抗率、ガス浸透率、光透過パーセント、コーティングのポリマーへの粘着を測定することができる。電気的特性は、ドーパントおよびフィルム中のドーパントの量によって変化させることができる。
【００３１】
本発明の実施形態のプラスチック基板上のＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣフィルムの表面抵抗は、Ｍｏｎｒｏｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ２６２Ａ表面抵抗計などの表面抵抗計を使用して測定できる。ＰＣサンプルでは、第１の実験のサンプル（両面にて１２０ｎｍ）は約１０１１オーム／スクエアの表面抵抗率を示し、第２の実験（両面にて７０ｎｍ）のサンプルは約１０９オーム／スクエアの表面抵抗率を示した。一部の実施形態において、表面抵抗率は約１０７から約１０１３オーム／スクエアの範囲に及ぶことができる。ＰＦＡおよびＡＢＳサンプルでは、２つの面が異なる表面抵抗を示し、サンプルの表面粗度に依存していた。平滑表面はより低い表面抵抗を示した。ＰＦＡは、１０１１から１０１２オーム／スクエアを示した。ＰＰサンプルは両面で１０１２オーム／スクエアを示した。フィルムの厚さをＤＬＣフィルム中のドーパントの組成と同様に変更して、表面抵抗率を約１０４から約１０１４オーム／スクエアの範囲に変化させることができる。
【００３２】
ポリマー表面条件を使用して、ＤＬＣコーティングの形態を変更することができる。ＤＬＣフィルムの形態は光学顕微鏡を使用して検査できる。ＰＰ、ＰＦＡおよびＡＢＳ基板は粗く、ＤＬＣが被覆された基板は、コーティングプロセス中に導入された、表面上の多くのひび割れ様外観を有することが観察された。ＰＣ基板は非常に平滑であり、ＤＬＣが被覆されたＰＣ基板は平滑なＤＬＣコーティングを与えた。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。この方法は、包装材または流体取り扱い装置の１つ以上の表面をダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングによって被覆するステップ（４１０）と、コーティング厚、表面抵抗率または静電気放電特性、光の透過パーセント、ガス浸透率、コーティング粘着、硬度またはこれらのいずれかの組み合わせなどのコーティングの特性を測定するステップ（４２０）とを含むことができる。この試験に基づいて、特定の用途のための包装材または流体取り扱い装置のコーティングの許容性が決定される（４３０）。コーティングが使用について許容される場合（４３２）、物品は測定の結果に基づいて販売または分類される（４６０）。一部の実施形態において、この物品は、測定した１つ以上の特性が測定した各特性の目標値の１％、２％、５％、１０％またはこれ以上の範囲内であるかどうかに基づいて分類することができる。例えば６００ｎｍの光透過パーセントの顧客要件は６０±２％であり、ヘリウムに対する浸透係数は０．０５±１０％バレルでもよい。被覆後に６０±２％の透過率および０．０５±１０％のヘリウムへの浸透係数を有する物品は販売用にグループ分けすることができる。より高い透過率および／または浸透率を有する物品はさらなる被覆のためにグループ分けすることができる。一部の実施形態において、この物品は、１つ以上の特性が被覆した他の物品の１０倍、１００倍、１０００倍以上の範囲内であるかどうかに基づいて分類することができる。例えば被覆された物品の表面抵抗率の目標値は、１０９オーム／スクエアであり得、１００倍以内のまたは１０７オーム／スクエアから１０１１オームスクエアの表面抵抗率を有する物品は使用のために許容されることが可能であり（４３２）、この物品は本測定の結果に基づいて販売または分類することができる（４６０）。他の実施形態において、この物品は、表面抵抗率に基づいて、例えばこれに限定されるわけではないが、１０７から１０８オーム／スクエア、１０９から１０１０オーム／スクエアおよび１０１１から１０１２オーム／スクエアの範囲に及ぶ箱に分類することができる。コーティングが許容されない場合（４３４）、コーティングを補正する決定が行われる（４４０）。コーティングが補正できる場合には、物品を再被覆することができる（４１２）。物品コーティングが補正できない場合（４４２）、物品の部品または部分を廃棄することができる（４５０）。
【００３４】
図７は、本発明の実施形態の方法を記載した非制限的なフローチャートを示す。この方法は、ＥＳＤまたは表面抵抗率、光の透過パーセント、ガス浸透率、コーティング硬度またはこれらのいずれかの組み合わせに基づいて被覆されたハウジングによって基板を保護するための顧客またはエンドユーザの要件を決定するステップ（７１０）を含む。方法は、顧客の要件に関する情報を入力するための中央サーバ／データベースに接触するステップ（７２０）と、顧客の要件を満足するためにダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングによってハウジングをコーティングするステップをさらに含むことができる（７３０）。被覆されたハウジングまたはハウジングの被覆部分の特性を測定するステップ（７４０）。この方法は、被覆されたハウジングの価格を決定するステップ（７５０）とおよび場合により被覆されたハウジング納入のための価格および時間を顧客に提供するステップ（７６０）とを場合によりさらに含むことができる。
【００３５】
表１に、本発明の一部の実施形態におけるドープ処理されたＤＬＣが被覆されたＰＣサンプルのガス浸透特性をまとめる。図２ＡのＸＰＳによって特徴付けられるように、両面上に１２０ｎｍドープ処理されたＤＬＣコーティングを、全体で約２４０ｎｍのドープ処理されたＤＬＣコーティングを備えた１０ミルＰＣフィルム（未処理）をガス浸透試験のサンプルとして使用した。比較のために、被覆されていないＰＣフィルムのガス浸透特性も測定した。ポリマー上のドープ処理されたＤＬＣコーティング層は、ＰＣフィルムの浸透抵抗特性を１０倍超、一部の場合では８０倍超、一部の場合では１７０倍超、なお他の場合では３５０倍超改善して、同時に透明度およびＥＳＤ（静電荷放電に有用な表面抵抗率；例えば１０７から１０１４オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を維持した。ＤＬＣが被覆されたＰＦＡフィルム上でのガス浸透試験を実施して改善が見られなかったことは、使用した被覆条件下でガスのための開口チャネルがこれらの実施形態のコーティング層に存在したことを示唆している。顕微鏡検査でのひび割れ様外観は開口チャネルであると考えられる。両面に１２０ｎｍのＤＬＣコーティングを持つ１０ミル厚ポリカーボネートフィルムでは表１に示すように、Ｈ２ガスの場合、３気圧での浸透率は被覆されていないＰＣフィルムに対して１７９．９分の１に低下した。６気圧の水素ガスでは、この浸透率は、被覆されていないポリカーボネートフィルムと比較して、本発明の実施形態のドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆されたＰＣ基板においては８４分の１に低下した。
【００３６】
本発明の実施形態におけるプラスチック上のドープ処理されたＤＬＣフィルムは、被覆されていない基板と比較して良好なガス浸透抵抗（より小さいガス浸透係数）を有した。このガス浸透抵抗は、他の報告されたダイヤモンド様炭素コーティングより良好である。例えばＵＳ  ６，８０５，９３１、図１２において、ポリアクリロニトリルは２３１．５ｎｍおよび４００ｎｍのＤＬＣによって被覆されることが報告された。２枚のフィルムについて被覆されていないポリアクリロニトリルプラスチックとそれぞれ比較すると、酸素に対するガス浸透率は３３．８分の１に低下して、ＣＯ２浸透率は３７．４分の１に低下した。
【００３７】
【表１】
2014028520.tif 000003
【００３８】
１０ミルＰＣフィルムの両面上の、図２Ａの１２０ｎｍダイヤモンド様炭素フィルム（処理されていない、即ちプラズマ処理なし）の反復試験にて、Ｈ２の浸透係数０．０３（バレル）を測定した。本実施形態において、浸透係数は、Ｈ２ガスに対する被覆されていないＰＣフィルムの浸透係数の約３５０分の１であった。浸透係数は、約７０ｎｍのドープ処理されたダイヤモンド様コーティングにて両面を被覆したＰＣフィルム上での反復測定でも決定した。測定した浸透係数は約０．０６から約０．０３（バレル）であった。
【００３９】
浸透係数は、約２５℃にて１３．６６ｃｍ２の被覆された材料サンプルにて測定した。高圧側は２２３ｍｍＨｇであった。約３．５ｘ１０５秒にわたって、フィルムの下流側での圧力上昇を測定した。
【００４０】
本発明の実施形態に記載したダイヤモンド様炭素コーティング、例えばＤＬＣ、ドープ処理されたＤＬＣ、これらの組み合わせ、これらのプラズマ改質バージョンは、熱交換器中空管、流体取り扱い構成要素、ウエハ取り扱いシステム、レチクル取り扱い製品の被覆にも使用できる。
【００４１】
本発明の実施形態におけるプラスチック基板上のダイヤモンド様コーティングは良好な粘着を示し、このコーティングはプラズマ誘導などのさらなる表面処理のために中間層として使用できる。例えばコーティングの粘着を測定するために、３Ｍのマジック（商標）テープを約（１ｘ１ｃｍ）の小片としてＤＬＣが被覆されたフィルムに付着させて、取り込まれたあらゆる空気を、手袋を付けた手でこすって除去することができる。このテープをＤＬＣフィルムから剥離して、このテープに転写されたＤＬＣコーティングの量を測定することができる。ＤＬＣが被覆されたＰＣからの、このテープ上には著しい量のコーティングはない（目視検査）。ＡＢＳでは、粘着はかなり良好であり、ＰＣとほぼ同じである。ＰＦＡはごくわずかに劣った粘着（から１０％転写）を示し、ＰＰはより多い転写さえ示した。ＰＰ基板は、各面上で全く異なった表面粗度を有する。より粗い面から、コーティングのほぼ５０％がテープに転写され、平滑な面からは１０％未満であった。
【００４２】
本発明の実施形態におけるダイヤモンド様炭素が被覆されたプラスチックは、化学的に安定である。例えばＤＬＣが被覆されたＰＣフィルムの小片（両面に１２０ｎｍ  ＤＬＣコーティングを持つ２０ミル厚フィルム）を切断した（幅５ｍｍおよび長さ２．５ｃｍ）。１片をＩＰＡに浸漬した実験用ティッシュ（キムワイプ）で約１０分間こすった。小片の一端にカミソリの刃で×印を付けて、サンプルをＩＰＡ  １０ｍＬ中に３日間置いた。別の試験では、２片を水１０ｍＬ中と１％界面活性剤（Ａｌｆｏｎｉｃ  Ａ１０）水溶液中にそれぞれ置いた。どちらも実験用電子レンジを使用して２分間沸騰させた。２つのサンプルを同じ液体中に３日間置いた。３つのサンプルを取り出して、水ですすぎ、拭いて乾燥させた。表面抵抗を測定すると、すべて試験前と同じ表面抵抗を示した（１０１１オーム／スクエア）。３Ｍマジック（商標）テープを使用して上述したようにテープ試験を実施すると、いずれのコーティングも（目視検査）テープに転写されなかった。
【００４３】
ＳｉウエハをＤＬＣコーティング純度試験の基板として使用した。Ｓｉウエハは非常に清浄であることが公知であり、そのため上を覆っているコーティングの純度はこのようにして測定することができる。
【００４４】
ガス放出有機物質では、各ウエハを清浄な皿にＴｅｎａｘチューブと共に置いて、室温にて７日間静置した。実験のバックグラウンドブランクを与えるために、Ｔｅｎａｘチューブも空の皿に置いた。
【００４５】
ＤＬＣが被覆されたウエアについて測定したガス放出有機物質はすべて、被覆されていない対照ウエハと著しく異ならなかった。両方のサンプルで検出された主な有機種（または一般的なクラスの有機種）は、ケトンと脂肪族であった。被覆されていない対照ウエハで観察されなかったわずか３つの種がＤＬＣが被覆されたウエハで観察された。これらはシロキサンおよび窒素含有化合物を含んでいた。表２に結果を示す。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
ウエハまたは被覆されたウエハのアニオンおよび金属分析のためのサンプル調製を、超純水脱イオン水の２５ｍｌの分割量を清浄な、事前に浸出させた容器に入れて、次に分割量をピペットで吸引し、ウエハの適切な面を３回すすぐことによって実施した。すすぎ手順は各ウエハについて別々に行った。各ウエハについて生じたすすぎ液を分けて、一部分はイオンクロマトグラフィーによってアニオンについて分析し、残りの部分は酸性化させて、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ／ＭＳ）によって金属について分析した。
【００４８】
ＤＬＣが被覆されたウエハで検出されたアニオンは、被覆されていない対照ウエハで検出されたアニオンと著しく異ならなかった。被覆されていない対照ウエハは、低レベルの硝酸塩および硫酸塩のみを示したが、これに対してＤＬＣが被覆されたウエハは低レベルの硝酸塩のみを示した。両方のサンプルの他のアニオンはすべて検出限界より低かった。
【００４９】
【表３】
2014028520.tif 000005
【００５０】
ＤＬＣが被覆されたウエハおよび被覆されていない対照ウエハの微量金属分析は、両方のサンプルで水性すすぎ液中に微量金属がないことを示した。どちらかのサンプルで観察された唯一の微量金属は、被覆されていない対照ウエハ中の１９ｎｇのニッケルであった。両方のサンプルの他の微量金属はすべて検出限界より低かった。
【００５１】
本発明の実施形態におけるドープ処理されたＤＬＣフィルムはベース基板の２％以内でガス放出して、表３および４で測定したのと同じまたは低いイオンおよび金属含有量を有することができる。
【００５２】
【表４】
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【００５３】
本発明の実施形態におけるドープ処理されたＤＬＣフィルムの硬度は、鉛筆硬度によって測定できる（ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３）。鉛筆硬度は、塗料およびコーティングに使用されてきた硬度測定である。これは各種の黒鉛芯グレードを使用して表面を引っかくこと、および表面に引っかき傷を生じた最も弱い黒鉛芯を決定することを含む。ヒトの指の爪は約２Ｈの硬度を有し、この方法は表面の引っかき抵抗性を測定するのに有効である。
【００５４】
本発明の実施形態においてドープ処理されたＤＬＣフィルムの硬度は、基礎ポリマー基板の硬度に近付く。フィルムは非常に薄いので、機械的特性は、全体の変形による基礎基板の機械的特性によって決定される。例えばＰＣフィルム上のＤＬＣ層は非常に薄く、ＰＣフィルムはかなり柔らかく約２Ｂであるので、鉛筆硬度試験は、柔らかい基礎ＰＣフィルムのためにＤＬＣフィルムの破損を引き起こす。これに対して、Ｓｉウエハに被覆された本発明のＤＬＣは、ＤＬＣフィルムの硬度を測定するための良好なサンプルであって；Ｓｉウエハ上のＤＬＣ層は８Ｈより硬い。
【００５５】
ＤＬＣコーティング層表面は、表面上に炭素構造を有するので改質することができる。ドープ処理されたＤＬＣ構造は、ダイヤモンド様炭素およびグラファイト構造を有する網目である。表面処理は安定であり、このことは表５に示すように時間によってあまり変化しないことを意味する。一部の実施形態において、表面処理は、周囲空気中で３週間後に未処理基板の水との接触角より３０度から４０度小さい接触角を生じる。他の実施形態において、表面処理は、周囲空気中で１０週間後に未処理基板の水との接触角より２５度から４０度小さい接触角を生じる。なお他の実施形態において、表面処理は、周囲空気中で１６週間後に未処理基板の水との接触角より２０度から３０度小さい接触角を生じる。理論には縛られたくないが、化学改質ドープ処理されたＤＬＣフィルムの接触角の安定性は、表面再配列のための十分な移動性を有さない表面上の官能基による可能性があり、基礎基板からの有機物質または他の汚染物質は表面基、またはこれらの組み合わせをマスクできない。
【００５６】
ＤＬＣコーティングはプラズマ処理法によって改質できる。例えば図２ＡのＤＬＣコーティングを次に酸素プラズマ処理法によって処理して、接触角の変化を経時的に測定した。表５は結果を示す。水は処理直後に広がり、接触角は経時的に増大したが、試験を行った時間の範囲内では完全に回復しなかった。図２Ｂ（処理）は、ＸＰＳによってプラズマ改質フィルムを特徴付けている。
【００５７】
【表５】
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【００５８】
ポリカーボネートに被覆されたドープ処理されたＤＬＣフィルム（図２Ａのスペクトル（２１０））、およびポリカーボネート上に被覆された酸素プラズマ処理ドープ処理されたＤＬＣフィルム（図２Ｂのスペクトル（２２０））のＸＰＳ解析を行った。酸素の量は、（２１０）から（２２０）までの５３４ｅＶ付近のＯ１ｓピークの強度の上昇によって、および２つのスペクトルの原子パーセント比での差によって示されるように、酸素プラズマ表面処理によって増加した。未処理ダイヤモンド様炭素コーティング（２１０）のＸＰＳスペクトルにおいて、炭素（Ｃ１ｓ）の原子パーセント（％）は８２．２％である。窒素では（Ｎ１ｓ）、原子パーセントは９．７％である。酸素（Ｏ１ｓ）では、原子パーセントは８．１％である。スペクトル（２２０）に示された実施形態での処理したダイヤモンド様炭素コーティングにおいて、炭素（Ｃ１ｓ）の原子パーセント（％）は約７１．６％である。窒素（Ｎ１ｓ）では、原子パーセントは約８．０％である。酸素（Ｏ１ｓ）では、原子パーセントは約２０．４％である。原子比はこれらに限定されず、蒸着または次の処理時間はもちろんのこと、コーティングを蒸着させるために、または次にコーティング表面を処理するために使用するガスまたは試薬の混合物も変化させることによって変更することができる。未処理サンプル中の酸素および窒素は、ドープ処理されたＤＬＣコーティングのドープ処理プロセスによるものであり得る。
【００５９】
本発明の実施形態におけるＤＬＣコーティングは、静電荷を減少させるために流体取り扱い部品にて使用することができる。例えばこのようなコーティングは、ウエハ製造で使用されたスプレーノズルまたは全フッ素置換管材料または熱交換器への静電荷蓄積を減少させるのに役立ち得る。これらの実施形態において、このコーティングは静電気放電を与える表面抵抗率、即ち約１０７オーム／スクエアから約１０１４オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を有することが可能であり、ガス浸透係数は基礎ポリマーの浸透率の約０．１倍と同じであり得る。
【００６０】
ＰＣは、より多くの極性基、水酸基、カルボニル基などを有するので、使用されるポリマーの中でより高い表面エネルギーを有する。他のポリマーをプラズマで前処理して、より高い表面エネルギーをこれらに与えて、同様の結合（ファンデルワールス、Ｈ結合）を与えることができる。ＤＬＣコーティングがさらなる表面処理のための初期層としても使用できるのは、表面が各種の方法を使用して改質可能であり、処理した表面が長期の耐用期間を示すためである。場合により、プラスチック材料の表面を活性化して、ダイヤモンド様炭素コーティングのプラスチックへの粘着を強化することができる。例えばプラスチック表面は、無機ガス、例えばこれに限定されるわけではないが、アルゴンまたは酸素ガスまたは他の適切なガス（Ｃｌ２、水、ＮＨ３、空気、窒素）を用いてプラズマによって活性化することができる。
【００６１】
コーティングの一様性は、基質にわたって約５０％未満で、一部の実施形態では約１０％未満で変化することがある。変化が小さければ小さいほど、表面抵抗率（ＥＳＤ）およびガス浸透抵抗またはガス透過係数がより一様である。
【００６２】
本発明の実施形態におけるＤＬＣコーティングは、気相蒸着によって作製できる。一部の実施形態において、基板の温度を制御して、熱応力と、蒸着プロセス中および蒸着プロセス後のコーティングと基板との間の熱膨張差とを低下させることができる。これは改善されたガス浸透抵抗と、より一様なＥＳＤを与えることができる。一部の実施形態において、基板は約７０℃以下にて被覆され得る。
【００６３】
例えばＥＳＤの制御または汚染物質のウエハキャリアへの拡散または浸透が問題である、ウエハキャリア表面の各種の部分が、本発明の実施形態において被覆され得る。キャリアの異なる部品を異なる量のコーティングにより被覆して、ＥＳＤ特性、透明度または他の特性を調整することができる。ウエハキャリア、ＦＯＵＰＳ、ウエハシッパーおよび環境感受性材料用の他の類似の基板キャリアはＤＬＣまたはドープ処理されたＤＬＣにより被覆できる。このようなキャリアは、次に限定されるわけではないが、内容が参照により全体として本明細書に組み入れられているＵ．Ｓ．５，２５５，７８３号明細書で開示された方法および材料などの方法および材料によって調製可能である。ＥＳＤの制御または汚染物質のレチクルポッドへの拡散または浸透が問題である、レチクルポッド表面の各種の部分が本発明の実施形態において被覆され得る。レチクルポッドの異なる部品を異なる量のコーティングにより被覆して、ＥＳＤ特性および透明度を調整することができる。レチクルポッドは、内容が参照により全体として本明細書に組み入れられているＵ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．６，３３８，４０９またはＵ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．６，４９８，６１９で開示された方法および材料などの方法および材料によって作製可能である。キャリアの部分は、異なる量のＤＬＣコーティング、ドープ処理されたＤＬＣコーティングまたはこれらのコーティングの改質バージョンを用いて被覆されて、基板を静電気放電、光触媒または光駆動反応から保護することができる。
【００６４】
本発明は、このある好ましい実施形態を参照してかなり詳細に説明されてきたが、他のバージョンも可能である。本発明の実施形態におけるＤＬＣおよびドープ処理されたＤＬＣコーティングは、非常に特有な特性、例えば低い摩擦係数、高い引っかき抵抗性、高いバリア特性および良好な熱伝導率を有する。チップトレー、マトリクストレーおよびテストソケットは、これらの表面の全部または一部を本発明のコーティングにより被覆することができる。ウエハハンドリング製品（低摩擦は粒子発生を低下させて、低浸透は酸素および水による悪影響を改善する。）。ポリマー熱交換器（良好な熱伝導率は性能を改善し、低浸透は危険な化学薬品蒸気、例えばＨＦおよびＨＣｌの拡散を低下させる。）の場合、化学薬品適合性に応じて、ＤＬＣコーティング層を熱交換器中空線維の外部および／または内部に適用することができる。流体取り扱いシステムおよび部品において、低浸透は危険な化学薬品および蒸気の漏出を減少させる。さらなる表面改質のためのベースコーティング（ＤＬＣは、プラズマ処理を含む各種の技法によって改質できる）。ＤＬＣ、ドープ処理されたＤＬＣまたはこれらの処理バージョンの実施形態を液体および／またはガス濾過膜に適用して、浸透、熱伝導率および／または表面特性を制御することができる。
【００６５】
従って添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含有される説明および好ましいバージョンに限定されるべきではない。
【図１ａ】
2014028520.tif 000008
【図１ｂ】
2014028520.tif 000009
【図２ａ】
2014028520.tif 000010
【図２ｂ】
2014028520.tif 000011
【図３ａ】
2014028520.tif 000012
【図３ｂ】
2014028520.tif 000013
【図３ｃ】
2014028520.tif 000014
【図３ｄ】
2014028520.tif 000015
【図４】
2014028520.tif 000016
【図５】
2014028520.tif 000017
【図６】
2014028520.tif 000018
【図７】
2014028520.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月15日(2013.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料および前記熱可塑性材料の１つ以上の表面上の粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングを含む基板包装材を販売する段階を含み、前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングまたはドープ処理されたダイヤモンド様炭素コーティングは、８．１原子パーセント以上の酸素原子及び９．７原子パーセント以下の窒素原子を含み、そして１０７オーム／スクエアから１０１４オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率および３００ｎｍから１１００ｎｍの前記熱可塑性材料の少なくとも７０％である透過パーセントを有する、方法。
【請求項２】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材を作製する動作をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材を、ガス浸透、表面抵抗率、光透過パーセントまたはこれらのいずれかの組み合わせについて試験する段階、および、試験に基づいて包装材を分類する段階をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのダイヤモンド様炭素またはドープ処理されたダイヤモンド様炭素が被覆された表面を有する基板包装材がこれの表面抵抗率に基づいて分類される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
包装材が、ウエハ用キャリア、フラットパネルディスプレイ用キャリア、およびリソグラフィレチクル用キャリアからなる群から選択されるキャリアの少なくとも部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングの表面抵抗率が１０８オーム／スクエアから１０１２オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を与える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングの表面抵抗率が１０９オーム／スクエアから１０１２オーム／スクエアの範囲の表面抵抗率を与える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが１０２オーム／スクエア未満である表面抵抗率の変動を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが１０１オーム／スクエア未満である表面抵抗率の変動を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが炭素ピーク、酸素ピークおよび窒素ピークを有するＸＰＳスペクトルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングのＸＰＳスペクトルが２８４ｅＶにおける炭素ピーク、５３２ｅＶにおける酸素ピークおよび３９９ｅＶにおける窒素ピークを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが、プラズマ、プラズマを含有する反応性ガスまたはコロナ放電、酸素含有プラズマによってさらに処理されて、親水性粘着性ダイヤモンド様炭素コーティングが形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
包装材が基板キャリアである、請求項１に記載の方法。