(57)【要約】【課題】フッ素系樹脂基板の表面に直接に比較的薄い薄膜を形成することができるようにした、フッ素系樹脂基板への薄膜形成方法を提供する。【解決手段】フッ素系樹脂基板１４の表面への薄膜形成方法において、フッ素系樹脂基板１４の表面をプラズマ処理する第一の段階と、表面をプラズマ処理したフッ素系樹脂基板１４の表面に直接に薄膜１５を形成する第二の段階と、を含むように、フッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法において、
フッ素系樹脂基板の表面をプラズマ処理する第一の段階と、
表面をプラズマ処理したフッ素系樹脂基板の表面に直接に薄膜を形成する第二の段階と、
を含んでいることを特徴とする、フッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法。
【請求項２】
上記第二の段階にて、薄膜が物理的成膜法により形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法。
【請求項３】
上記第二の段階にて、薄膜が化学的成膜法により形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素系樹脂基板の表面に薄膜を形成するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フッ素系樹脂は、フッ素を含むオレフィンの重合により得られる合成樹脂の総称であり、耐薬品性に優れ、電気的特性において絶縁体中、最小の誘電率・誘電正接を有し、広い周波数帯域で安定していると共に、機械的特性において樹脂中で最小の摩擦係数を備えており、潤滑性に優れるという特徴を備えている。
【０００３】
従って、上述した電気的特性に着目して、フッ素系樹脂基板の表面に薄膜を形成することにより、高周波回路基板を構成することが好ましい。
しかしながら、フッ素系樹脂基板の表面に薄膜を形成することは、その機械的特性により、困難であった。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、薄膜としての銅箔等を接着フィルムを介してフッ素系樹脂基板に圧着する方法が開示されている。
この方法によれば、図３に示すように、フッ素系樹脂基板１の表面に対して、接着フィルム２を介して、薄膜としての銅箔３が圧着により接着されている。
【０００５】
また、本出願人による特許文献２には、図４に示すように、フッ素系樹脂基板４の表面を前もって活性化工程により粗面加工４ａした後、その表面に薄膜５を形成する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１８３２６７号
【特許文献２】
特開２００１−２５１０４０号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１による接着フィルムを介して銅箔等を圧着する方法においては、貼り合わせ強度を確保するために、銅箔等の厚さを比較的厚くする必要があり、５μｍ以下の薄膜を形成することは困難であった。また、フッ素系樹脂基板と薄膜との間に接着フィルムが介在することから、全体の厚さがより一層厚くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２による活性化工程により粗面加工したフッ素系樹脂基板の表面に薄膜を形成する方法においては、フッ素系樹脂基板の表面を粗面加工するための活性化工程は、例えばイオンビーム照射やサンディング、エッチング等により行なわれ、フッ素系樹脂基板の表面に微細な凹凸を形成するものである。
従って、薄膜として銅箔等を形成する場合には好適であるが、薄膜として例えば半導体層から成る微小パターンを形成するような場合、パターンが凹凸形状の影響を受けることになってしまう。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、フッ素系樹脂基板の表面に直接に比較的薄い薄膜を形成することができるようにした、フッ素系樹脂基板への薄膜形成方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、フッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法において、フッ素系樹脂基板の表面をプラズマ処理する第一の段階と、表面をプラズマ処理したフッ素系樹脂基板の表面に直接に薄膜を形成する第二の段階と、を含んでいることを特徴とする、フッ素系樹脂基板の表面への薄膜形成方法により、達成される。
【００１１】
本発明によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法は、好ましくは、上記第二の段階にて、薄膜が物理的成膜法により形成される。
【００１２】
本発明によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法は、好ましくは、上記第二の段階にて、薄膜が化学的成膜法により形成される。
【００１３】
上記構成によれば、第一の段階にて、例えば真空中にてフッ素系樹脂基板に対してプラズマ照射を行なうことにより、低エネルギーのグロー放電が発生して、プラズマ処理が行なわれる。これにより、プラズマ照射の際のガスイオンのスパッタリング効果を利用して、フッ素系樹脂基板の表面が、物理的現象に加えて、化学反応が促進されることになり、フッ素系樹脂基板の表面が清浄化され、表面改質される。
このようにして清浄化され、活性化されたフッ素系樹脂基板の表面に対して、第二の段階にて、直接に薄膜を形成すると、薄膜は、フッ素系樹脂基板の表面に対して強い付着力をもって形成されることになる。
【００１４】
この場合、薄膜の貼り合わせ強度を確保するために膜厚を厚くする必要がないことから、例えば５μｍ以下の膜厚の薄膜を形成することが可能になると共に、薄膜が直接に基板表面に形成され、その間に接着フィルム等が介在しないので、全体がより一層薄型に構成され得ることになる。
【００１５】
また、フッ素系樹脂基板の表面がプラズマ処理により清浄化され活性化されるので、プラズマ処理されたフッ素系樹脂基板の表面には、微細な凹凸形状が存在せず、従って、例えば半導体層から成る微小パターンを形成する場合でも、これらの微小パターンは、フッ素系樹脂基板の表面の凹凸形状の影響を受けるようなことがない。
さらに、フッ素系樹脂基板の表面のプラズマ処理は、ドライプロセスにより行なわれ得るので、工程が簡単であり、処理が容易に行なわれ得る。
【００１６】
上記第二の段階にて、薄膜が物理的成膜法により形成される場合には、例えば真空蒸着法，イオンプレーティング法またはスパッタリング法等の物理的成膜法により、プラズマ処理されたフッ素系樹脂基板の表面に、薄膜が形成されることになる。
【００１７】
上記第二の段階にて、薄膜が化学的成膜法により形成される場合には、例えばＣＶＤ法等の化学的成膜法により、プラズマ処理されたフッ素系樹脂基板の表面に、薄膜が形成されることになる。
【００１８】
このようにして、本発明によれば、フッ素系樹脂基板の表面をプラズマ処理した後、薄膜を形成するようにしたので、薄膜のフッ素系樹脂基板の表面に対する付着力が強く、従来のように接着フィルム等を使用せずに、しかも例えば５μｍ以下の比較的薄い薄膜を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法を説明する。
図１及び図２は、本発明実施形態のフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法を順次に示すものである。
【００２０】
先づ、図１は、フッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の第一の段階としてのプラズマ処理を実施するためのプラズマ処理装置１０を示している。
プラズマ処理装置１０は、真空チャンバー１１と、この真空チャンバー１１内に設けられた基板ホルダー１２と、真空チャンバー１１内の下方に設けられたプラズマ照射装置１３と、を含んでいる。
【００２１】
上記真空チャンバー１１は、図示しない真空排気手段により真空排気され得るようになっている。
上記基板ホルダー１２は、図示の場合、真空チャンバ１１内の上部に配置されており、フッ素系樹脂基板１４を下向きに支持するように構成されている。
上記プラズマ照射装置１３は、公知の構成であって、例えば不活性ガスとしてのアルゴンガスをプラズマ状態にして、このプラズマを上方に向かって照射するようになっている。
【００２２】
また、図２は、フッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の第二の段階としての薄膜形成を実施するための成膜装置２０を示している。
成膜装置２０は、真空チャンバー２１と、この真空チャンバー２１内に設けられた基板ホルダー２２と、真空チャンバー２１内の下方に設けられた成膜手段２３と、を含んでいる。
【００２３】
上記真空チャンバー２１及び基板ホルダー２２は、図１のプラズマ処理装置１０における真空チャンバー１１及び基板ホルダー１２と同じ構成であるから、その説明は省略する。
上記成膜手段２３は、例えば真空蒸着法により成膜を行なう場合、蒸着源であり、またスパッタリング法により成膜を行なう場合、スパッタターゲットである。
【００２４】
次に、上述したプラズマ処理装置１０及び成膜装置２０を使用した本発明によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の一実施形態について説明する。
先づ、図１に示すように、フッ素系樹脂基板１４が、プラズマ処理装置１０の真空チャンバー１１内に導入され、基板ホルダー１２に装着される。
続いて、真空チャンバー１１が図示しない真空排気手段により所定の真空度まで真空排気される。
【００２５】
その後、プラズマ照射装置１３が作動して、例えば不活性ガスとしてのアルゴンガスがプラズマ状態にされ、このアルゴンプラズマ中のアルゴンイオンＡｒ＋  のスパッタリング効果（イオンボンバードメント）を利用して、フッ素系樹脂基板１４の表面（下面）がプラズマ処理される。
このとき、フッ素系樹脂基板１４の表面は、プラズマ照射によって物理的現象としての表面改質が行なわれると共に、化学反応が促進される。従って、フッ素系樹脂基板１４の表面は、プラズマ処理によって清浄化され、活性化されることになる。
このようにして、清浄化され活性化されたフッ素系樹脂基板１４は、真空チャンバー１１から取り出される。
【００２６】
次に、図２に示すように、フッ素系樹脂基板１４が、成膜装置２０の真空チャンバー２１内に導入され、基板ホルダー２２に装着される。
続いて、真空チャンバー２１が図示しない真空排気手段により所定の真空度まで真空排気される。
【００２７】
その後、成膜手段２３が作動して、形成すべき薄膜の原料である蒸着源，スパッタターゲット等から材料がガス化されて、材料ガスがフッ素系樹脂基板１４の表面に向かって進み、当該表面に付着する。
このとき、フッ素系樹脂基板１４の表面がプラズマ処理によって清浄化及び活性化されているので、材料ガスが容易にフッ素系樹脂基板１４の表面に強い付着力で付着することになる。
このようにして、フッ素系樹脂基板１４の表面に材料ガスが付着し、堆積することにより、薄膜１５が形成されることになる。
【００２８】
この場合、上記薄膜１５は、強い付着力でフッ素系樹脂基板１４の表面に形成されるので、薄膜１５のフッ素系樹脂基板１４に対する貼り合わせ強度を確保するために、薄膜１５の膜厚を厚くする必要はない。従って、５μｍ以下、例えばｎｍオーダーから数μｍ程度の薄膜１５をフッ素系樹脂基板１４の表面に形成することができる。
しかも、薄膜１５は、フッ素系樹脂基板１４の表面に直接に形成されるので、従来のような薄膜１５をフッ素系樹脂基板１４の表面に接着するための接着フィルム等が不要である。従って、薄膜１５を含むフッ素系樹脂基板１４全体がより一層薄型化され得ることになる。
【００２９】
また、フッ素系樹脂基板１４の表面がプラズマ処理により清浄化され活性化されるので、プラズマ処理されたフッ素系樹脂基板１４の表面には、粗面加工におけるような微細な凹凸形状が存在せず、従って、例えば半導体層から成る微小パターンを形成する場合でも、これらの微小パターンは、フッ素系樹脂基板の表面の凹凸形状の影響を受けるようなことがない。
【００３０】
上述した実施形態においては、プラズマ処理装置１０において、プラズマ照射装置１３が、アルゴンガスのプラズマを生成するように構成されているが、これに限らず、他のガスのプラズマを生成するようにしてもよいことは明らかである。
また、上述した実施形態においては、成膜装置２０において、成膜手段２３が、真空蒸着法またはスパッタリング法により、薄膜１５を形成するように構成されているが、これに限らず、例えばイオンプレーティング法等の物理的成膜方法、あるいはＣＶＤ法等の化学的成膜方法により、薄膜１５を形成するようにしてもよいことは明らかである。
【００３１】
さらに、上述した実施形態においては、プラズマ処理装置１０及び成膜装置２０は、それぞれ真空チャンバー１１，２１及び基板ホルダー１２，２２を備えており、プラズマ処理装置１０においてフッ素系樹脂基板１４のプラズマ処理が行なわれ、成膜装置２０において、薄膜形成が行なわれるようになっているが、これらのプラズマ処理及び薄膜形成は何れもドライプロセスで行なわれることから、共通の真空チャンバー及び基板ホルダーを使用して、フッ素系樹脂基板１４に対して連続的にプラズマ処理及び薄膜形成を行なうことにより、より簡単な構成により、薄膜を形成することが可能になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一の段階にて、例えば真空中にてフッ素系樹脂基板に対してプラズマ照射を行なうことにより、低エネルギーのグロー放電が発生して、プラズマ処理が行なわれる。これにより、プラズマ照射の際のガスイオンのスパッタリング効果を利用して、フッ素系樹脂基板の表面が、物理的現象に加えて、化学反応が促進されることになり、フッ素系樹脂基板の表面が清浄化され、表面改質される。
このようにして清浄化され、活性化されたフッ素系樹脂基板の表面に対して、第二の段階にて、直接に薄膜を形成すると、薄膜は、フッ素系樹脂基板の表面に対して強い付着力をもって形成されることになる。
【００３３】
この場合、薄膜の貼り合わせ強度を確保するために膜厚を厚くする必要がないことから、例えば５μｍ以下の膜厚の薄膜を形成することが可能になると共に、薄膜が直接に基板表面に形成され、その間に接着フィルム等が介在しないので、全体がより一層薄型に構成され得ることになる。
【００３４】
また、フッ素系樹脂基板の表面がプラズマ処理により清浄化され活性化されるので、プラズマ処理されたフッ素系樹脂基板の表面には、微細な凹凸形状が存在せず、従って、例えば半導体層から成る微小パターンを形成する場合でも、これらの微小パターンは、フッ素系樹脂基板の表面の凹凸形状の影響を受けるようなことがない。
さらに、フッ素系樹脂基板の表面のプラズマ処理は、ドライプロセスにより行なわれ得るので、工程が簡単であり、処理が容易に行なわれ得る。
【００３５】
このようにして、本発明によれば、フッ素系樹脂基板の表面に直接に比較的薄い薄膜を形成することができるようにした、極めて優れたフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法が提供され得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の一実施形態における第一の段階を実施するためのプラズマ処理装置の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明によるフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の一実施形態における第二の段階を実施するための成膜装置の構成例を示す概略図である。
【図３】従来のフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の一例によるフッ素系樹脂基板の部分拡大断面図である。
【図４】従来のフッ素系樹脂基板への薄膜形成方法の他の例によるフッ素系樹脂基板の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    プラズマ処理装置
１１    真空チャンバー
１２    基板ホルダー
１３    プラズマ照射装置
１４    フッ素系樹脂基板
１５    薄膜
２０    成膜装置
２１    真空チャンバー
２２    基板ホルダー
２３    成膜手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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