(57)【要約】【課題】ダイヤモンドライクカーボン膜（以下、ＤＬＣ膜という）よりなる被覆層を有する成形金型であって、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難い成形金型を提供する。【解決手段】ＤＬＣ膜よりなる被覆層を有する成形金型であって、この被覆層と成形金型基材との間に下記の中間層を有することを特徴とする成形金型。  中間層：（Ｃｒ1-a Ｓｉa ）（Ｂx Ｃy Ｎ1-x-y ）からなり、下記の式(1) 〜(3) を満たす皮膜層であって、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜された皮膜層。    0.5 ≦ａ≦0.95  --- 式(1) 、０≦ｘ≦0.2 --- 式(2) 、０≦ｙ≦0.5 --- 式(3)   但し、上記式(1) 〜(3) において、ａはＳｉの原子比、ｘはＢの原子比、ｙはＣの原子比を示すものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドライクカーボン膜よりなる被覆層を有する成形金型であって、この被覆層と成形金型基材との間に下記の中間層を有することを特徴とする成形金型。
中間層：
（Ｃｒ1-a Ｓｉa ）（Ｂx Ｃy Ｎ1-x-y ）からなり、下記の式(1) 〜(3) を満たす皮膜層であって、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜された皮膜層。
０．５≦ａ≦０．９５  --------------- 式(1) 
０≦ｘ≦０．２  --------------------- 式(2) 
０≦ｙ≦０．５  --------------------- 式(3) 
但し、上記式(1) 〜(3) において、ａはＳｉの原子比、ｘはＢの原子比、ｙはＣの原子比を示すものである。
【請求項２】
前記中間膜の厚さが２０〜１０００ｎｍである請求項１記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型に関する技術分野に属するものであり、特には、ガラスレンズあるいは樹脂成形用の成形金型に関する技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−３４２９２２号公報には樹脂成形用の成形金型においてダイヤモンド状炭素膜を用いることで離型材を塗布することなく成型可能であることが示されている。即ち、ダイヤモンド状炭素膜を被覆した樹脂成形用成形金型によれば離型材を塗布することなく成型可能であることが示されている。
【０００３】
なお、ダイヤモンド状炭素膜とダイヤモンドライクカーボン膜とは同義のものである。以下、ダイヤモンドライクカーボン膜のことをＤＬＣ膜という。
【特許文献１】特開２００５−３４２９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）を被覆した成形金型においては、被覆（コーティング）の無い成形金型に比べて耐久性が向上するものの、ＤＬＣ膜の耐久性の観点から成形金型の高寿命化のためには周期的なＤＬＣ膜の除膜、再生作業が必要である。
【０００５】
このＤＬＣ膜の除膜は、直流グロー放電方式のエッチング方法等によりＤＬＣ膜をエッチングして除去することにより行われる。このとき、成形金型基材までエッチングされてしまう可能性がある。即ち、成形金型基材中の成分が選択的にエッチングされて成形金型基材の表面が粗くなってしまう可能性がある。
【０００６】
このように粗面化した成形金型基材の表面にＤＬＣ膜を被覆すると、成形金型基材の表面状態の影響を受けてＤＬＣ膜の表面粗度が粗くなる（粗面化する）。このため、成形金型基材が粗面化すると、この基材の表面粗度を調整する必要がある。この表面粗度調整には多大な時間とコストがかかる。特に、ガラスレンズあるいは樹脂成形用の成形金型においては極めて表面平滑性に優れていることが必要であるので、成形金型基材の表面粗度調整には特に多大な時間とコストがかかる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＤＬＣ膜よりなる被覆層を有する成形金型であって、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難い成形金型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】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。
【０００９】
このようにして完成されて上記目的を達成することができた本発明は、成形金型に係わり、請求項１〜２記載の成形金型（第１〜２発明に係る成形金型）であり、それは次のような構成としたものである。
【００１０】
即ち、請求項１記載の成形金型は、ダイヤモンドライクカーボン膜よりなる被覆層を有する成形金型であって、この被覆層と成形金型基材との間に下記の中間層を有することを特徴とする成形金型である〔第１発明〕。
中間層：
（Ｃｒ1-a Ｓｉa ）（Ｂx Ｃy Ｎ1-x-y ）からなり、下記の式(1) 〜(3) を満たす皮膜層であって、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜された皮膜層。
０．５≦ａ≦０．９５  --------------- 式(1) 
０≦ｘ≦０．２  --------------------- 式(2) 
０≦ｙ≦０．５  --------------------- 式(3) 
但し、上記式(1) 〜(3) において、ａはＳｉの原子比、ｘはＢの原子比、ｙはＣの原子比を示すものである。
【００１１】
請求項２記載の成形金型は、前記中間膜の厚さが２０〜１０００ｎｍである請求項１記載の成形金型である〔第２発明〕。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る成形金型は、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難く、このため、ＤＬＣ膜再生前の成形金型基材の表面粗度調整をしなくてもよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る成形金型は、前述のように、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）よりなる被覆層を有する成形金型であって、この被覆層と成形金型基材との間に下記の中間層を有することを特徴とする成形金型である。
中間層：
（Ｃｒ1-a Ｓｉa ）（Ｂx Ｃy Ｎ1-x-y ）からなり、下記の式(1) 〜(3) を満たす皮膜層であって、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜された皮膜層。
０．５≦ａ≦０．９５  --------------- 式(1) 
０≦ｘ≦０．２  --------------------- 式(2) 
０≦ｙ≦０．５  --------------------- 式(3) 
但し、上記式(1) 〜(3) において、ａはＳｉの原子比、ｘはＢの原子比、ｙはＣの原子比を示すものである。
【００１４】
上記中間層は、ＤＬＣ膜の除膜をする場合の金型保護膜として作用する。即ち、ＤＬＣ膜の除膜に際し、上記中間層は成形金型基材までエッチングされることを防止するためのバリアーとなる。このため、成形金型基材はエッチングされ難くなる。ひいては、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難くなる。
【００１５】
従って、本発明に係る成形金型は、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難い。このため、ＤＬＣ膜再生前の成形金型基材の表面粗度調整をしなくてもよくなる。
【００１６】
成形金型としては、表面品質に優れた成形品を効率よく製造できるようにするため、表面平滑性に優れていること、硬度が高いこと等が必要である。上記ＤＬＣ膜の除膜に際して成形金型基材までエッチングされることを防止するためだけであれば、バリアー効果を有する中間層を設ければよいので、上記中間層（本発明に係る成形金型での中間層）以外の中間層を設けることでもよい。しかしながら、中間層の表面平滑性が悪いと、ＤＬＣ膜の表面平滑性すなわち成形金型の表面平滑性が悪くなる。また、中間層の硬度が低いと、成形金型としての硬度が低くなる。従って、中間層としては、バリアー効果を有するだけでなく、表面平滑性に優れ、かつ、硬度が高いことが必要である。本発明に係る成形金型での中間層は、かかる点をも考慮したものであり、バリアー効果を有するだけでなく、表面平滑性に優れ、かつ、硬度が高い。この詳細を、以下説明する。
【００１７】
本発明に係る成形金型での中間層は、その組成および成膜条件（成膜時のガス圧力）に起因して、表面平滑性に優れ、かつ、高硬度で耐摩耗性に優れている。このため、上記中間層上のＤＬＣ膜は表面平滑性に優れたものとなり、かつ、成形金型として硬度が高くて耐摩耗性に優れたものとなる。
【００１８】
即ち、ＤＬＣ膜を成膜したとき、その表面平滑性はＤＬＣ膜の下の層の表面平滑性の影響を受ける。この下の層の表面平滑性が優れているほど、その上に成膜されたＤＬＣ膜は表面平滑性に優れたものとなる。本発明に係る成形金型での中間層は、上記のように、表面平滑性に優れている。故に、本発明に係る成形金型でのＤＬＣ膜は表面平滑性に優れている。つまり、本発明に係る成形金型は表面平滑性に優れている。
【００１９】
ＤＬＣ膜の硬度は高いが、中間層の硬度が低いと、成形金型としての硬度が低くなる。本発明に係る成形金型での中間層は、上記のように、硬度が高い。故に、成形金型として硬度が高くて耐摩耗性に優れている。
【００２０】
以上より、本発明に係る成形金型は、表面平滑性に優れていると共に硬度が高くて耐摩耗性に優れており、且つ、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難く、このため、ＤＬＣ膜再生前の成形金型基材の表面粗度調整をしなくてもよくなる。つまり、成形金型が有すべき基本特性を損なうことなく、ＤＬＣ膜の除膜に際してのエッチングによる成形金型基材の粗面化を生じ難くすることができる。
【００２１】
本発明における数値限定理由等を、以下説明する。
【００２２】
中間層でのＳｉ量：ａ（原子比）が０．５以上の領域においてアモルファス構造が得られ、アモルファス構造を示すことにより中間層は平滑な表面となる。このことから、Ｓｉ量：ａ（原子比）の下限値を０．５とした。一方、Ｓｉ量：ａの大きい領域では中間層が絶縁性となり中間層およびＤＬＣ膜の成膜が困難になり、また、成形金型基材に対する中間層の密着性が低下することから、Ｓｉ量ａ（原子比）の上限値を０．９５とした。従って、０．５≦ａ≦０．９５とした。より好ましくは、０．７≦ａ≦０．９である。
【００２３】
Ｃｒは中間層の硬度を高める。即ち、硬度を高める金属元素としてはＣｒ以外にもあるが、硬度を高めることでガラス成型時の中間層およびＤＬＣ膜の劣化を低減するために特にＣｒが有効であることからＣｒとした。
【００２４】
ＢはＣｒと結合してＣｒＢ化合物を生成し、中間層を高硬度化する。しかしながら、Ｂの添加量が多くなると中間層が脆くなることから、Ｂ添加の場合はＢ量：ｘ（原子比）は０．２以下とした。より好ましくは０．１以下である。
【００２５】
ＣはＣｒと結合してＣｒＣ化合物を生成し、中間層を高硬度化する。しかしながら、Ｃの添加量が多くなると中間層が脆くなることから、Ｃ添加の場合はＣ量：ｙ（原子比）は０．５以下とした。より好ましくは０．３以下である。
【００２６】
ＮはＣｒと結合して硬質窒化物を形成し、中間層の高硬度化に特に有効であるので、必須の元素である。ＮはＣｒＮ、ＳｉＮを形成し、これにより中間層はアモルファス構造となり、中間層の表面平滑性に寄与することから、Ｎ量：１−ｘ−ｙ（原子比）は０．３〜１．０であることが好ましい。より好ましくは０．５〜０．７である。
【００２７】
以上のことに基づき、本発明に係る成形金型での中間層は、組成としては、（Ｃｒ1-a Ｓｉa ）（Ｂx Ｃy Ｎ1-x-y ）からなり、前述の式(1) 〜(3) を満たすものであることとしている。
【００２８】
本発明に係る成形金型での中間層は、このような組成だけで特定されるものではなく、成膜条件によっても特定されるものであり、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜されたものであることとしている。これは、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜された中間層は表面平滑性に優れていると共に硬度が高いからである。即ち、成膜時のガス圧力：０．５Ｐａ超で成膜すると、成膜される中間層の硬度が低くなると共に、表面平滑性が低くなり、一方、成膜時のガス圧力：０．２Ｐａ未満にすると、成膜時のプラズマ発生が不安定になり成膜できなくなる可能性がある。かかる点から、成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａとしている。好ましくは成膜時のガス圧力：０．２〜０．４Ｐａである。
【００２９】
レンズ成型時の面粗度向上のためには成形金型最表面のRa値が３ｎｍ以下であることが好ましい。アモルファス構造を有する中間層でも、その厚さが１０００ｎｍを超える場合には中間層の平滑性が低下し、ひいては成形金型最表面のRa値が３ｎｍ以下とならなくなる。また、中間層の厚さが２０ｎｍ未満の場合には保護膜としての効果が低下し、ＤＬＣ膜の除膜の際に中間層も剥離することがあり、中間層が剥離した場合には中間層の再成膜が必要となる。このような点から、本発明に係る成形金型での中間膜の厚さは２０〜１０００ｎｍであることが望ましい〔第２発明〕。
【００３０】
従来の成形金型の場合、前述のように、ＤＬＣ膜の除膜に際してエッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ、ＤＬＣ膜再生前に表面粗度調整をする必要があり、この表面粗度調整には多大な時間とコストがかかる。特に、ガラスレンズあるいは樹脂成形用の成形金型においては極めて表面平滑性に優れていることが必要であるので、成形金型基材の表面粗度調整には特に多大な時間とコストがかかる。本発明に係る成形金型は、前述のように、ＤＬＣ膜の除膜に際してエッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難いため、ＤＬＣ膜再生前の成形金型基材の表面粗度調整をしなくてもよくなる。故に、本発明に係る成形金型はガラスレンズあるいは樹脂成形用の成形金型に適用して特に意義を有するものであるといえる。
【００３１】
本発明に係る成形金型でのＤＬＣ膜の除膜、再生は、例えば次のようにして行う。直流グロー放電方式のエッチング方法によりＤＬＣ膜をエッチングして除去（除膜）する。このとき、バイアス：４００Ｖ，雰囲気ガス圧力：４Ｐａ，雰囲気ガス：Ａｒ（５０％）＋Ｎ2 （５０％）の条件，時間：４時間とする。このような方法によりＤＬＣ膜の除膜をする場合、ＤＬＣ膜が除去された後、ＤＬＣ膜の下層の中間層が露出した段階では、中間層はその表面から均質にエッチングされるため、中間層の表面が粗れる（粗面化する）ことはない。従って、この段階でエッチングを止める限り、改めて中間層を成膜する必要はなく、ＤＬＣ膜の除膜後はＤＬＣ膜を成膜して再生する。もし、エッチング時間が所定時間を超過する等の誤操作により、中間層が非常にエッチングされて成形金型基材表面が露出し、成形金型基材までもがエッチングされてしまうと、成形金型基材表面が粗面化するため、ＤＬＣ膜の再生に際し、この成形金型基材の表面粗度を調整し、この後、改めて中間層を成膜する必要があり、従って、誤操作により成形金型基材までもがエッチングされてしまうことがないよう注意する必要がある。なお、成形金型基材がエッチングされてしまうと成形金型基材表面が粗面化するのは、成形金型基材の成形金型基材中の成分が選択的にエッチングされるからである。成形金型基材がＳＫＤ材（Ｃｏを含有）からなる場合、Ｃｏが選択的にエッチングされる。
【００３２】
なお、特開２００４−２９２８３５号公報には、水環境化における潤滑性および耐摩耗性に優れる硬質皮膜として（Ｍ1-x Six ）（Ｃ1-d Ｎd ）からなる硬質皮膜であって、Ｍは３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ族の元素およびＡｌから選択される１種以上の元素であると共に、０．４５≦ｘ≦０．９５、０≦ｄ≦１である硬質皮膜が記載されており、この公報記載の硬質皮膜においてＭがＣｒのものの中には、本発明に係る成形金型での中間層と組成が同一のものがある。しかしながら、この公報記載の硬質皮膜は、作動媒体が水である摺動部材の潤滑性および耐摩耗性を向上させるためのものであり、硬質皮膜を成形金型に利用することを考慮していないことから、表面平滑性についての検討はなされておらず、ましてや成形金型に必要な表面平滑性を得るための手段については全く検討されていない。従って、水環境化における潤滑性および耐摩耗性に優れることを必要とする部材や硬度が高いことを必要とする部材には、上記公報記載の硬質皮膜を適用することは容易に想到し得ることであり、上記公報記載の硬質皮膜は好適に用いることができると考えられるが、硬度が高く且つ表面平滑性に優れていることを必要とする成形金型には、上記公報記載の硬質皮膜を適用することは容易に想到し得るものではなく、ましてやＤＬＣ膜と成形金型基材との間の中間層として上記公報記載の硬質皮膜を適用することは容易に想到し得るものではなく、たとえこのような適用を想到し得たとしても上記公報記載の硬質皮膜を単に適用する（単なる置換または単なる付加をする）のでは本発明に係る成形金型のように硬度が高く且つ表面平滑性に優れた成形金型を得ることはできない。本発明に係る成形金型での中間層は、硬度、密着性および表面平滑性の点から前述のような組成のものにしているだけでなく、表面平滑性の向上の点から前述のような特定の成膜条件（成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａ）で成膜されたものとしている。よって、本発明は上記公報や前述の特開２００５−３４２９２２号公報に記載された発明に基づいて容易に発明することができるものではないといえる。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
〔例１〕
スパッタ蒸発源を有する装置にて２元同時スパッタを行うことで表１に示す組成の皮膜を作製した。このとき、基材としては、組成、密着性評価用には鏡面研磨した超硬合金を使用している。基材を装置内に導入後１×10-3Pa以下に排気し、基材を約400 ℃に加熱した後、Ａｒイオンを用いてスパッタクリーニングを実施した。スパッタ成膜はφ６インチのターゲットを用い、ＣｒあるいはＣｒ、Ｂを含むターゲットを０．５から３．０ｋＷの範囲で変化させ、Ｓｉを含むターゲット側の投入電力を０．５から２ｋＷの範囲で変化させて組成の調整を行った。成膜時にはＡｒ：Ｎ2 ＝６５：３５の混合ガス、あるいは、Ｃを添加するときはＡｒ：Ｎ2 ：ＣＨ4 の混合ガスを用いて全圧力０．２Ｐａとし、成膜時の基板印加バイアスは−５０Ｖに固定して成膜を実施した。膜厚は約６００ｎｍで一定とした。なお、上記の圧力０．２Ｐａは、本発明に係る成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａを満たすものである。
【００３５】
皮膜組成はＳＥＭ（ＨＩＴＡＣＨＩ製、型番Ｓ−３５００Ｎ）のＥＤＸを用い、超硬基材上に成膜した膜で組成分析を行った。皮膜の硬度は、ナノインデンテーション法により測定した。この硬度の測定にはＨＹＳＩＴＲＯＮ社製ＴＲＩＢＯＳＣＯＰＥを用い、ダイヤモンド製のＢｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子を用い、測定荷重１０００μＮで負荷−除荷曲線を測定し、硬度を算出した。表面粗度Ｒａの測定にはナノオーダーにおける表面の微細な凹凸を評価するために、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて２μｍ×２μｍの走査領域にて表面の３次元形状の測定を実施して、算出した。結晶構造の同定は超硬基材上に膜を成膜したものについてＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて行った。このとき、２θ＝３０°〜５０°の範囲でＸＲＤ測定を実施し、基材由来の回折線以外の回折線が見られる場合は結晶質の皮膜が形成されているとし、基材の回折線以外の回折線が見られない場合はアモルファス構造を示すとした。
【００３６】
上記皮膜組成分析、皮膜硬度測定、皮膜表面粗度Ｒａの測定の結果、及び、皮膜結晶構造測定の結果を表１に示す。表１に示す皮膜は、いずれも、成膜時のガス圧力：０．２Ｐａで成膜されたものであるので、本発明に係る中間層の成膜時のガス圧力：０．２〜０．５Ｐａで成膜されたものであるという要件は満たすものである。しかし、これらの皮膜の中には、本発明に係る中間層の組成的要件を満たす皮膜（No.4〜6 、14、16）と、満たさない皮膜（No.1〜3 、7 、15、17〜18）とがある。本発明に係る中間層の組成的要件を満たさない皮膜は、結晶質であり、皮膜表面粗度Ｒａの値が大きくて表面平滑性が低く、また、皮膜硬度の低いものがある。これに対し、本発明に係る中間層の組成的要件を満たす皮膜は、非晶質（アモルファス構造）であり、皮膜表面粗度Ｒａの値が極めて小さくて表面平滑性に優れており、また、皮膜硬度の低いものがなく、いずれも皮膜硬度が高い。
【００３７】
なお、上記皮膜の上にＤＬＣ膜を成膜して得られるもの（被覆材）において、上記皮膜の表面平滑性が低い場合、被覆材の表面すなわちＤＬＣ膜の表面の粗度Ｒａの値が大きくて表面平滑性が低くなる。上記皮膜の表面平滑性が優れている場合、被覆材の表面すなわちＤＬＣ膜の表面の粗度Ｒａの値が小さくて表面平滑性に優れている。上記皮膜の硬度が低い場合、被覆材の硬度が低くなる。上記皮膜の硬度が高い場合、被覆材の硬度が高くなる。上記皮膜の表面平滑性が優れており、かつ、皮膜硬度が高い場合、被覆材の表面すなわちＤＬＣ膜の表面の粗度Ｒａの値が小さくて表面平滑性に優れており、かつ、被覆材の硬度が高い。
【００３８】
〔例２〕
組成が（Ｃｒ0.1 Ｓｉ0.9 ）Ｎの皮膜について、その成膜条件と表面粗さ及び硬度との関係について調査した。このとき、基材としては、皮膜の組成分析、密着性評価には鏡面研磨した超硬合金を使用している。基材を装置内に導入後１×10-3Pa以下に排気し、基材を約400 ℃に加熱した後、Ａｒイオンを用いてスパッタクリーニングを実施した。成膜時にはＡｒ：Ｎ2 ＝６５：３５の混合ガスを用い、全圧力を０．２Ｐａから０．６Ｐａまで変化させた。さらに、成膜時の基板印加バイアスについても０から−２００Ｖまで変化させた。膜厚は約６００ｎｍで一定とした。なお、上記皮膜の組成は本発明に係る皮膜（中間層）の組成を満たすものである。
【００３９】
皮膜の表面粗さ及び硬度の測定は前記例１の場合と同様の方法で行った。上記皮膜の成膜条件と表面粗さ及び硬度の測定の結果に基づき図を作成した。これを図１〜２に示す。図１は成膜時のガス圧力と印加バイアスと成膜された皮膜の表面粗さの関係を示す図である。図２は成膜時のガス圧力と印加バイアスと成膜された皮膜の硬度の関係を示す図である。これらの図１〜２からわかるように、成膜時のガス圧力が０．６Paの場合にはバイアスを印加しないと平滑な表面が得られず、また、硬度も低いのに対し、成膜時のガス圧力が０．５Pa以下の場合にはバイアス印加しない場合でもＲａが１．５ｎｍ以下であり、また、硬度も２０ＧＰａ以上であり、平滑且つ高硬度な膜が得られる。
【００４０】
なお、上記皮膜の上にＤＬＣ膜を成膜して得られるもの（被覆材）において、上記皮膜の表面平滑性が低い場合は、被覆材の表面すなわちＤＬＣ膜の表面の粗度Ｒａの値が大きくて表面平滑性が低くなる。上記皮膜の硬度が低い場合は、被覆材の硬度が低くなる。上記皮膜が表面平滑性が優れており、かつ、皮膜硬度が高い場合は、被覆材の表面すなわちＤＬＣ膜の表面の粗度Ｒａの値が小さくて表面平滑性に優れており、かつ、被覆材の硬度が高い。
【００４１】
〔例３〕
１０〜１５００ｎｍのＣｒＳｉＮよりなる中間層（層１）を成膜し、その後連続してＤＬＣ膜（層２）を厚み１０００ｎｍで成膜した後、これについて密着性および表面粗度を調査した。このとき、基材としては、密着性評価には鏡面研磨した超硬合金を使用し、表面粗度測定用にはＳｉ基板を用いた。基材を装置内に導入後１×10-3Pa以下に排気し、基材を約400 ℃に加熱した後、Ａｒイオンを用いてスパッタクリーニングを行った。中間層のスパッタ成膜はφ６インチのターゲットを用い、Ｃｒターゲット側の投入電力を０．２ｋＷとし、Siターゲット側の投入電力を２．０ｋＷとして成膜を行った。この成膜時にはＡｒ：Ｎ2 ＝６５：３５の混合ガスを用い、全圧力を０．２Ｐａとし、成膜時の基板印加バイアスは−１００Ｖとして成膜を行った。なお、これにより得られた中間層は、組成が（Ｃｒ0.1 Ｓｉ0.9 ）Ｎであり、且つ、成膜時のガス圧力：０．２Ｐａで成膜された皮膜層であるので、本発明の第１発明での中間層の要件を満たすものである。
【００４２】
ＤＬＣ膜の成膜はΦ６インチのＣターゲットを用いて行った。このターゲットへの投入電力は１．０ｋＷとした。成膜時にはＡｒ：ＣＨ2 ＝９０：１０の混合ガスを用い、全圧を０．６Ｐａとし、成膜時の印加バイアスは−５０Ｖとした。成膜するＤＬＣ膜の膜厚は１０００ｎｍで一定とした。このようにして中間層（層１）およびＤＬＣ膜（層２）が成膜されたもの（被覆材）を図３に示す。なお、これらの被覆材はいずれも本発明の第１発明での要件を満たすものであるが、この中には本発明の第２発明での要件を満たすものと満たさないものとがある。
【００４３】
このようにして得られた被覆材について皮膜（中間層およびＤＬＣ膜）の基材との密着性を評価した。この密着性はスクラッチテストにより測定した。即ち、２００μｍＲのダイヤモンド圧子を用い、荷重０〜１０００Ｎの範囲で、スクラッチ速度１．０cm/minで、荷重速度を100N/minという条件でスクラッチテストを行って、皮膜が剥離し始めた荷重をLc１として求め、このLc１により密着性を評価した。また、ＤＬＣ膜の表面粗度の測定を前記例１の場合と同様の方法で行った。
【００４４】
上記皮膜の密着性およびＤＬＣ膜の表面粗度の測定の結果を表２に示す。表２からわかるように、中間層（層１）の膜厚が１０ｎｍの場合は、皮膜表面粗度Ｒａの値が小さくて表面平滑性に優れているものの、Lc１値が小さくて皮膜の密着性が低い。中間層（層１）の膜厚が１５００ｎｍの場合は、皮膜表面粗度Ｒａの値が大きくて表面平滑性が低く、かつ、Lc１値が小さくて皮膜の密着性が低い。これに対し、中間層（層１）の膜厚が２０〜１０００ｎｍを満たす場合は、皮膜表面粗度Ｒａの値が小さくて表面平滑性に優れていると共に、Lc１値が大きくて皮膜の密着性に優れている。
【００４５】
【表１】
2008214154.tif 000003
【００４６】
【表２】
2008214154.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る成形金型は、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのＤＬＣ膜の除膜に際し、エッチングによる成形金型基材の粗面化が生じ難く、このため、ＤＬＣ膜再生前の成形金型基材の表面粗度調整をしなくてもよくなるので、ＤＬＣ膜の除膜、再生が簡単にでき、ＤＬＣ膜の除膜、再生のための所要時間を短縮でき、ＤＬＣ膜の除膜、再生工程でのコストダウンがはかれて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例および比較例に係る皮膜の成膜時の印加バイアスと皮膜のＲａとの関係を示す図である。
【図２】実施例および比較例に係る皮膜の成膜時の印加バイアスと皮膜の硬度との関係を示す図である。
【図３】超硬合金またはＳｉウエハの上に層１および層２を形成したものを示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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