(57)【要約】【課題】  基材との密着力が強く均質なＤＬＣを成膜する場合において、成膜を高速に行う方法およびこの方法によりＤＬＣを成膜した物を提供する。【解決手段】  制御部１４０は、基材電位供給部１３４に、基材への電位Ｖ１１の供給を開始させる。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に所定の時間ｔ１１の経過を検出させる。制御部１４０は、時間ｔ１１の経過した旨の通知があれば、基材電位供給部１３４に、基材への電位Ｖ１１より絶対値の小さい電位Ｖ１２の供給を開始させる。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に所定の時間ｔ１２の経過を検出させる。制御部１４０は、時間ｔ１２の経過した旨の通知があれば、基材電位供給部１３４に、基材への電位Ｖ１２より絶対値の大きい電位Ｖ１３の供給を開始させる。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素イオンを基材に衝突させることにより当該基材の表面に炭素原子で構成されるダイアモンドライクカーボン膜を生成させるダイアモンドライクカーボン成膜方法であって、
前記炭素イオンを発生させるイオン発生ステップと、
前記炭素イオンが存在する空間に第１の電界を発生させる第１の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第１の所定の分布状態であれば第１の告知を出力する第１の検出ステップと、
前記第１の告知に応答して、前記第１の電界を第２の電界に切り替える第２の電界発生ステップとを備える、ダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２】
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、前記基材において第２の所定の分布状態であれば第２の告知を出力する第２の検出ステップと、
前記第２の告知に応答して、前記第２の電界を第３の電界に切り替える第３の電界発生ステップとをさらに備える、請求項１に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項３】
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、前記基材において第３の所定の分布状態であれば第３の告知を出力する第３の検出ステップと、
前記第３の告知に応答して、前記第３の電界を前記第１の電界に切り替える第４の電界発生ステップとをさらに備える、請求項２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項４】
炭素イオンを基材に衝突させることにより当該基材の表面に炭素原子からなるダイアモンドライクカーボン膜を生成させるダイアモンドライクカーボン成膜方法であって、
前記炭素イオンを発生させるイオン発生ステップと、
前記炭素イオンが存在する空間に第１の電界を発生させる第１の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第４の所定の分布状態であれば第４の告知を出力する第４の検出ステップと、
前記第４の告知に応答して、前記炭素イオンと衝突する際のエネルギーの吸収量が炭素原子に比べて大きい材料を、前記炭素原子を含む前記基材の表面へ堆積させる第１の阻止層形成ステップと、
前記基材表面での前記材料の分布を検出し、第５の所定の分布状態であれば検出して第１の告知を出力する第５の検出ステップと、
前記第１の告知に応答して、前記第２の電界を発生させる第２の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第６の所定の分布状態であれば第２の告知をする第６の検出ステップと、
前記第２の告知に応答して、前記第２の電界を前記第３の電界に切り替える第３の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第７の所定の分布状態であれば第１の告知をする第７の検出ステップとを備える、ダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項５】
炭素イオンを基材に衝突させることにより当該基材の表面に炭素原子からなるダイアモンドライクカーボン膜を生成させるダイアモンドライクカーボン成膜方法であって、
前記炭素イオンを発生させるイオン発生ステップと、
前記炭素イオンが存在する空間に第１の電界を発生させる第１の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第４の所定の分布状態であれば第１の告知を出力する第４の検出ステップと、
前記第１の告知に応答して、前記第２の電界を発生させる第２の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第６の所定の分布状態であれば第２の告知をする第６の検出ステップと、
前記第２の告知に応答して、前記第２の電界を前記第３の電界に切り替える第３の電界発生ステップと、
前記基材表面での前記炭素原子の分布を検出し、第７の所定の分布状態であれば第４の告知をする第７の検出ステップと、
前記第４の告知に応答して、前記炭素イオンと衝突する際のエネルギーの吸収量が炭素原子に比べて大きい材料を、前記炭素原子を含む前記基材の表面へ堆積させる第２の阻止層形成ステップと、
前記基材表面での前記材料の分布を検出し、第５の所定の分布状態であれば第１の告知を出力する第５の検出ステップとを備える、ダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項６】
前記第１の告知に応じて、前記炭素イオンが存在する空間に気体を供給および排気する気体制御ステップをさらに備える、請求項１または請求項４ないし請求項５に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項７】
前記第１の電界発生ステップは、
前記基材の電位を負の第１の電位に切り替えるステップを含み、
前記第２の電界発生ステップは、
前記基材の電位を負の第２の電位に切り替えるステップを含み、
前記第２の電位の絶対値は、前記第１の電位の絶対値より小さいことを特徴とする、請求項１または請求項４ないし請求項５に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項８】
前記第３の電界発生ステップは、
前記基材の電位を負の第３の電位に切り替えるステップを含み、
前記第３の電位の絶対値は、前記第２の電位の絶対値より大きいことを特徴とする、請求項２または請求項４ないし請求項５に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項９】
前記第４の電界発生ステップは、
前記基材の電位を負の第１の電位に切り替えるステップを含む、請求項３に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１０】
前記第１の電位の絶対値は、前記衝突させられる炭素原子によって基材に形成されるダイアモンド構造が破壊されるのに必要な電界を発生させる負の電位の絶対値より小さく、前記基材の表面からの深さで、単位深さあたりの炭素原子の数がとり得る最大値の半値となる少なくとも２つの深さのうち当該基材の表面に最も近い第１の深さが当該基材を構成する原子の直径に相当する深さより大きくなるような電界を発生させる負の電位の絶対値より大きく、
前記第２の電位の絶対値は、前記第１の電位の絶対値より小さく、前記炭素イオンを前記基材の表面に衝突させることができる電界を発生させる負の電位の絶対値より大きいことを特徴とする、請求項７に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１１】
前記第１の深さは、１０ｎｍ以上であることを特徴とする、請求項１０に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１２】
前記第３の電位の絶対値は、前記基材の表面付近の炭素をグラファイト構造からダイアモンド構造に変化させるのに必要な電界を発生させる負の電位の絶対値より大きく、前記衝突させられる炭素イオンによって基材に形成されるダイアモンド構造が破壊されるのに必要な電界を発生させる負の電位の絶対値より小さいことを特徴とする、請求項８に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１３】
前記第３の電位の絶対値は、すでに堆積された炭素の厚さよりも前記第１の深さのほうが小さくなる電界を発生させるのに必要な電位の絶対値より小さいことを特徴とする、請求項１２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１４】
前記第１の電界発生ステップは、
前記第１の電界の発生に応じて第５の告知を出力する告知ステップを含み、
前記第１の検出ステップは、
前記第５の告知に応じて前記第１の時間を計測し、第１の告知を出力する第１の時間計測ステップとを含む、請求項１に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１５】
前記第２の検出ステップは、
前記第１の告知に応じて前記第２の時間を計測し、第２の告知を出力する第２の時間計測ステップとを含む、請求項２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１６】
前記第３の検出ステップは、
前記第２の告知に応じて前記第３の時間を計測し、第３の告知を出力する第３の時間計測ステップとを含む、請求項３に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１７】
前記第１の検出ステップは、
前記第５の告知に応じて前記第１の時間を計測し、第６の告知を出力する第４の時間計測ステップとを含み、
前期イオン発生ステップは、
前期第６の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を開始させる第１の開始ステップと、
前期第１の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を停止させる第１の停止ステップとを含む、請求項１１に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１８】
前記第２の検出ステップは、
前記第１の告知に応じて前記第５の時間を計測し、第７の告知を出力する第５の時間計測ステップとを含み、
前期イオン発生ステップは、
前期第７の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を開始させる第２の開始ステップと、
前期第１の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を停止させる第２の停止ステップとを含む、請求項１２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項１９】
前記第３の検出ステップは、
前記第２の告知に応じて前記第６の時間を計測し、第８の告知を出力する第６の時間計測ステップとを含み、
前期イオン発生ステップは、
前期第８の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を開始させる第３の開始ステップと、
前期第１の告知に応じて前期イオン発生ステップに炭素イオンの発生を停止させる第３の停止ステップとを含む、請求項１３に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２０】
前記第１の所定の分布状態は、前記基材の表面から所定の深さに至るまでの部分において、炭素原子数と前記基材を構成する原子の数とが所定の比率で存在する分布状態であることを特徴とする、請求項１に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２１】
前記第１の所定の分布状態は、前記基材の表面に炭素原子に覆われていない部分が存在し、かつ、前記基材の表面から１０ｎｍの深さまでの基材内部において、炭素原子の数が前記基材を構成する原子の数以上存在する分布状態であることを特徴とする、請求項２０に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２２】
前記第２の所定の分布状態は、前記基材の表面から所定の厚さまで炭素原子の層が形成されている分布状態であることを特徴とする、請求項２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２３】
前記所定の厚さは、前記基材の表面から１０ｎｍから１５ｎｍであることを特徴とする、請求項２２に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２４】
前記第３の所定の分布状態は、前記基材の表面から所定の厚さまで炭素原子の層が形成されている分布状態であることを特徴とする、請求項３に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２５】
前記基材の電位は、直流電位および高周波電位のいずれかにより構成されるパルス波であることを特徴とした、請求項７ないし請求項９に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２６】
前記基材の電位は、直流電位および高周波電位のいずれかにより構成されるパルス波と、直流電位および高周波電位のいずれかにより構成される複数のパルス波との重畳であることを特徴とした、請求項７ないし請求項９に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【請求項２７】
前記イオン発生ステップにおいて発生するイオンを含む粒子を、電荷を基準に選別する粒子選別ステップをさらに含む、請求項１または請求項４ないし請求項５に記載のダイアモンドライクカーボン成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアモンドライクカーボン（以下「ＤＬＣ」と称する。）を基材表面に形成する、ＤＬＣ成膜方法と、ＤＬＣ成膜装置と、ＤＬＣ成膜製品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工具や金型、機構部品といった製品の寿命向上および高機能化を図るために、基材の表面に被膜を形成することが一般に行われている。被膜を形成した製品の耐摩耗性および耐腐食性をより高めるため、膜材料の開発や、成膜方法の改良が求められている。
【０００３】
被膜として、ＤＬＣが知られている。ＤＬＣは、炭素原子Ｃがアモルファス状のダイアモンド構造をとって結合したものと考えられている。ＤＬＣは、ダイアモンド構造に対応したＳＰ３結合を持ってはいるが、部分的にグラファイトの構造に対応するＳＰ２結合やＨ結合を含むために、長距離秩序的には決まった形を持たない。ＤＬＣは他の被膜と比較すると、高度が高く摩擦係数が低いため耐摩耗性に優れ、化学的に不活性なため耐腐食性に優れている。このようなＤＬＣの成膜方法として、イオンプレーティング法や、イオン注入法、プラズマドーピング法、ＣＶＤ法等の様々な方法が用いられている。
【０００４】
ＤＬＣと基材との密着力が弱い場合、ＤＬＣが剥離し、ＤＬＣの性能を十分に発揮できないこととなる。そのため、密着力を強めることが重要である。密着力は、基材の種類や、成膜方法に依存する。
【０００５】
ガラス材やＳｉ等は共有結合し、金属は金属結合する。そのため、一般に、基材がガラス材やＳｉ等である場合に比べ、基材が金属である場合の方が、ＤＬＣと基材との密着力が弱い。基材が金属である場合、ＤＬＣは共有結合するのに対し基材は金属結合することから、両者の密着力は、基材原子と炭素とが密着力の強い炭化物を形成するか否かに依存する。クロム系材料は炭化物を形成し、銅系材料は炭化物を形成しない。また、鉄系材料は炭化物を形成するが、触媒効果によりＤＬＣをグラファイト化する。そのため、基材がクロム系材料である場合に比べ、基材が銅系材料または鉄系材料である場合の方が、ＤＬＣと基材との密着力が弱い。鉄系材料として例えばステンレスがある。
【０００６】
近年、密着力が比較的弱い基材へＤＬＣを成膜する技術が要求されている。鉄系材料または銅系材料である基材にＤＬＣを成膜する場合には、基材とＤＬＣとの密着力をより強める方法が種々存在する。例えば、基材とＤＬＣとの間に、他の材料を用いた中間層を設ける方法がある。この方法では、基材およびＤＬＣの両者と中間層との密着力が、基材とＤＬＣとの間の密着力よりも強いため、基材に直接ＤＬＣを成膜する場合よりも密着力が強くなる。
【０００７】
成膜方法の選択によっても、密着力を強くすることができる。イオンプレーティング法は、基材に電位を供給し、電界により炭素イオンを基材に衝突させ密着力を強める方法である。また、イオン注入法やプラズマドーピング法は、炭素イオンを電界により高速に加速し、基材に衝突させて打ち込み、基材表面付近に混合層を形成することにより、密着力を高める方法である。
【０００８】
金属プラズマを利用したプラズマドーピング法は、特に注目されている。この方法では、材料として純粋な炭素を用いると、ＤＬＣへの水素の混入に起因した硬度の低下を避けることができる。しかし、この方法ではイオン源から、炭素原子や炭素イオンが直径１μｍ程度に集まってできた液滴と呼ばれる集合体が発生する。液滴がＤＬＣに付着するとＤＬＣの表面が粗くなり、均質なＤＬＣの形成が阻害されるという問題がある。
【０００９】
この問題の解決のために、イオンを選択的に輸送して液滴を除去する装置（以下「液滴除去装置」と称する。）を、イオン発生源と基材との間に挿入する方法がある。例えば、磁場を用いる方法（特許文献１）や、メッシュ状の電極に電場を与える方法（特許文献２）などが提案されている。
【特許文献１】特開平６−５０８２３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら液滴除去装置を使用した場合、液滴が取り除かれると同時に、基材に到達するイオンの数も減少する問題がある。そのため成膜速度が低下する問題がある。供給電位を上昇させると、基材に到達するイオンの数を増加させることができ、成膜速度が上昇する。また、供給電位を上げると、注入深さが深くなり、基材１０６とＤＬＣとの密着力が強くなる（図２０）。
【００１１】
しかし、注入深さが比較的深い場合、ＤＬＣの形成が始まる程度に表面を炭素イオンで満たすために必要な時間が比較的長くなる。さらに、基材表面を炭素が完全に覆う前に、基材表面の一部においてＤＬＣが形成されるため、表面全体で均質なＤＬＣを形成することが困難である。
【００１２】
本発明は、基材との密着力が強く均質なＤＬＣを成膜する場合において、成膜を高速に行う方法およびこの方法によりＤＬＣを成膜した物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るダイアモンドライクカーボン成膜方法は、炭素イオンを電界により基材に衝突させることにより当該基材の表面処理としてダイアモンドライクカーボン膜を生成させるダイアモンドライクカーボン成膜方法であって、炭素イオンを発生させるイオン発生ステップと、炭素イオンが存在する空間に第１の電界を発生させる第１の電界発生ステップと、炭素原子が基材において第１の所定の分布状態であることを検出して第１の告知を出力する第１の検出ステップと、第１の告知に応答して、第１の電界を第２の電界に切り替える第２の電界発生ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１段階における電界で継続的に成膜していた従来に比較して、第１段階を早期に中止することにより、剥離に対する耐性を高めるための第１段階における時間を短縮できる。これにより、開始から終了までの成膜時間の短縮が図れる。
【００１５】
本発明に係るＤＬＣ成膜方法においては、基材における炭素の分布状態を検出する方法および、あらかじめ基材における炭素の分布状態を検出して得た成膜時間の情報を有している。これにより、所望の密着力が得られているにもかかわらず、継続して混合層を形成することを防止でき、成膜時間の短縮が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置１００の構成を示す。以下、図１を用いて本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法について説明する。本実施形態では、基材をＳＵＳ３０３とした場合について説明するが、本発明は基材をＳＵＳ３０３に限るものではない。
【００１７】
図１において、イオン発生源は、固体炭素１０２とストライカー１０４とを備えている。固体炭素１０２は、炭素を主成分とした固体である。ストライカー１０４は、抵抗を介して接地されており、先端を固体炭素１０２の表面と所定の隙間を設けて設置される。固体炭素１０２に電位が与えられると、固体炭素１０２とストライカー１０４との間にアーク放電が発生し、炭素イオンが発生する。多くの場合、炭素イオンは、イオン化率の高い粒子として発生する。基材１０６は、ＤＬＣを成膜させる対象物である。ステージ１０８は、基材１０６を保持し、電気的に基材１０６と接続される。液滴除去装置１１０は、固体炭素１０２と基材１０６との間の空間に設置される。液滴除去装置１１０は、液滴１４４を吸着や飛散などさせることにより、液滴１４４が基材１０６に付着することを防止する。
【００１８】
真空室１１２は、固体炭素１０２と、ストライカー１０４と、基材１０６と、ステージ１０８と、液滴除去装置１１０とを備えた空間（以下「成膜空間」と称する。）を覆う部材である。真空ポンプ１１４は、真空室１１２と接続され、成膜空間の圧力を下げる。本実施形態に係る成膜方法は、真空ポンプ１１４により、成膜空間の圧力を１．０×１０-3Ｐａ以下として行われる。
【００１９】
炭素電位供給部１３２は、固体炭素１０２に電気的に接続され、制御部１４０の指示に基づき、固体炭素１０２に電位を供給する。基材電位供給部１３４は、ステージ１０８を介して基材１０６と電気的に接続され、制御部１４０の指示に基づき、基材１０６に電位を供給する。時間電位記憶部１３６は、基材電位供給部１３４が供給する電位と、基材電位供給部１３４が電位を維持する時間と、炭素電位供給部１３２が電位を供給しない時間とを記憶している。
【００２０】
制御部１４０は、時間電位記憶部１３６が記憶する電位と時間を読み出す。制御部１４０は、基材電位供給部１３４に、読み出した電位の基材１０６への供給を開始させる。また、制御部１４０は、炭素電位供給部１３２に、炭素イオンの発生の開始および中止をさせる。また、制御部１４０は、時間経過検出部１３８に、時間電位記憶部１３６から読み出した時間の計測を指示する。時間経過検出部１３８は、制御部１４０により指定された時間が経過した旨を制御部１４０に出力する。制御部１４０は、各段階において、時間電位記憶部１３６に記憶された時間電位記憶部１３６が基材１０６に供給すべき電位と当該電位を供給する時間を読み出す。
【００２１】
図２は、本実施形態において、基材電位供給部１３４が基材１０６に供給する電位の波形を示す。本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法は、３つの段階により構成される。第１段階においては、成膜開始から時間ｔ１５および時間ｔ１１が経過するまで、電位Ｖ１１が供給される。第２段階においては、時間ｔ１１経過後、時間ｔ１５および時間ｔ１２が経過するまで、電位Ｖ１２が供給される。第３段階においては、時間ｔ１２経過後、時間ｔ１５および時間ｔ１３が経過するまで、電位Ｖ１３が供給される。
【００２２】
立体的形状の場合など、基材１０６に電位が供給されてしばらくは、基材１０６の表面各部における電位が不均一な場合がある。この状態で基材１０６に電位を供給すると、衝突前の炭素イオンに与えられるエネルギーが不均一となるため、基材１０６において所望の炭素原子の分布を得ることが困難となる。そのため、制御部１４０は、電位を切り替えてから時間ｔ１５が経過した後、炭素電位供給部１３２に固体炭素１０２への電位の供給を開始させる。時間ｔ１５は、基材１０６の電位が変化するのに十分な時間である。時間ｔ１５は、時間ｔ１１および、時間ｔ１２、時間ｔ１３の以前で全て同じになっているが、異なっていてもよい。
【００２３】
固体炭素１０２から発生した炭素イオンは、正の電荷を帯びており、基材１０６に与えられた負の電位によりエネルギーを与えられる。エネルギーを与えられた炭素イオンは、加速されて基材１０６に衝突し、電荷を失い炭素原子となる。基材１０６に与えられた電位の絶対値が大きいほど、炭素イオンに与えられるエネルギーは大きい。そのため、基材１０６に与えられた電位が、絶対値の大きな負の電位である場合には、基材１０６の表面から深い位置に炭素原子が入り込む。基材１０６に与えられた電位が、絶対値の小さい負の電位である場合には、基材１０６の表面により近い位置に炭素原子が入り込む。
【００２４】
基材１０６に与えられる電位が一定でも、基材１０６と衝突する前に炭素イオンが有するエネルギーは、ある値を中心として広がりを持つ。そのため、基材１０６において炭素イオンが入り込む位置は、衝突前に炭素イオンが有するエネルギーの分布に応じて、深さ方向に分布する。また、衝突直後の炭素イオンと、すでに存在する炭素原子とが互いに影響し合うことで、深さ方向の散乱も生じる。
【００２５】
ＤＬＣはアモルファス状のダイアモンド構造であると一般に考えられている。ＤＬＣの成膜とは、グラファイト構造やダイアモンド構造が混在して炭素の膜ができることをいう。良質なＤＬＣ膜は、ダイアモンド構造の領域が広く、均一であることをいう。エネルギーが低いほどダイアモンド構造は形成されにくい。そのため、グラファイト構造の炭素の膜をダイアモンド構造の炭素の膜に変化させるためには、より高いエネルギーを与える必要がある。しかし、高いエネルギーを与えすぎるとダイアモンド構造が破壊される。
【００２６】
図２において、電位Ｖ１１は、多くの炭素イオンが基材１０６の内部に入り込むために必要な負の電位である。時間ｔ１１において、基材１０６内部の表面近くに、炭素原子と基材１０６を構成する原子とが混合してできた混合層が形成される。表面に形成されるＤＬＣの剥離に対する耐性（以下「剥離耐性」と称する。）は、混合層に炭素が多く含まれるほど強くなる。
【００２７】
電位Ｖ１２は、多くの炭素イオンが基材１０６の表面にとどまるために必要な負の電位である。時間ｔ１２において、基材１０６表面の炭素の密度が上昇し、基材１０６の表面が炭素で覆われ、ＤＬＣの成膜が開始される。だだし、電位Ｖ１２により炭素イオンが与えられたエネルギーは、ダイアモンド構造を形成するのに十分ではない。そのため、時間ｔ２において成膜されるＤＬＣは、グラファイト構造が大半である。
【００２８】
電位Ｖ１３は、基材１０６の表面を覆う炭素を、衝突する炭素イオンによりダイアモンド構造に変化させるのに必要な負の電位である。電位Ｖ１３は、電位Ｖ１１と同じ値に設定されているが、異なる値に設定されていてもよい。時間ｔ１２において、すでに基材１０６の表面を覆う炭素が存在するため、基材１０６の影響を直接に受けずにダイアモンド構造を形成することができる。第３の時間ｔ３において、すでに成膜されたＤＬＣにエネルギーが注入され、ダイアモンド構造の領域が増加する。
【００２９】
時間ｔ１１は、第１段階において、混合層を形成するのに必要な時間である。時間ｔ１１を長くとれば、基材１０６に入り込む炭素原子数は増加する。一般に、剥離耐性と、基材１０６に入り込んだ炭素原子の数との間には相関がある。例えば、基材１０６に入り込む炭素原子数を増加させると、剥離耐性が強くなるというような相関である。従って、あらかじめ時間ｔ１１と、基材１０６に入り込む炭素原子数との関係、および、基材１０６に入り込む炭素原子数と、剥離耐性との関係を測定しておく。そうすることで、所望の耐性強度を得るために必要な時間ｔ１１を選択することが可能となる。原子数の測定は、走査線電子顕微鏡（ＳＩＥ）等で測定可能である。
【００３０】
例えば、基材１０６の表面から１０ｎｍの深さまでにおける全原子数に対する、注入された炭素の原子数の割合ｒを測定する。割合ｒが５０％のときに、所望の剥離耐性が得られる場合、成膜開始から割合ｒが５０％になるまでの時間を測定しておき、これを時間ｔ１１とする。
【００３１】
時間ｔ１２は、第２段階において、ＤＬＣが基材１０６の表面を覆う程度にまで成膜されるまでの時間とする。基材１０６の表面から１０ｎｍから１５ｎｍ程度であるのが好ましい。１０ｎｍ成膜するために必要な時間や１５ｎｍ成膜するために必要な時間を、あらかじめ測定しておき、時間ｔ１２として設定する。
【００３２】
時間ｔ１３は、第３段階において、電位Ｖ１３により、基材１０６の表面を覆う炭素を、衝突する炭素イオンによりダイアモンド構造に変化させるのに必要な時間であり、さらに必要に応じて所望の厚さまでＤＬＣを成膜するための時間である。あらかじめ、ダイアモンド構造の形成に必要な時間や、剥離耐性と時間との関係や、時間と成膜速度との関係などを測定しておき、必要に応じて時間ｔ１３を設定する。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において、時間電位記憶部１３６が記憶している電位と時間との関係の例を示す。第１段階では、電位Ｖ１１は−１０ｋＶ、時間ｔ１１は１００秒である。第２段階では、電位Ｖ１２は−２００Ｖ、時間ｔ１２は１００秒である。第３段階では、電位Ｖ１３は−２００Ｖ、時間ｔ１３は２００秒である。ＳＵＳ３０３にＤＬＣを成膜する場合、電位Ｖ１１を−１０ｋＶとし、電位Ｖ１２を−２００Ｖとし、電位Ｖ１３を−１０ｋＶとした場合、時間ｔ１１は２０〜３００秒程度が好ましく、時間ｔ１２は１０〜３００秒程度とするのが好ましい。
【００３４】
図４は、本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法における成膜処理を示すフローチャートである。以下、図４および図５を用いて、本実施形態に係る成膜方法を説明する。
【００３５】
（第１段階）
制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、基材１０６に供給すべき電位Ｖiを電位Ｖ１１に設定する（ステップＳ１０２）。制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、時間経過検出部１３８に検出させる時間ｔを時間ｔ１１とする（ステップＳ１０４）。ＤＬＣ成膜装置１００は、第１の成膜処理（ステップＳ１０６）を実行する。
【００３６】
ステップＳ１０６の第１の成膜処理について説明する。制御部１４０は、基材電位供給部１３４に、基材１０６への電位Ｖｉの供給を開始させる（ステップＳ１３２）。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に、ステップＳ１３２の後、所定時間ｔ１５が経過したか否かを検出させる（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４において時間ｔ１５の経過を検出しない場合には、ステップＳ１３４を繰り返す。時間経過検出部１３８は、ステップＳ１３４において時間ｔ１５の経過を検出した場合には、時間ｔ１５が経過した旨の通知を出力する（ステップＳ１３６）。第１段階において混合層が形成される。
【００３７】
制御部１４０は、時間ｔ１５が経過した旨の通知を受け取ると、炭素電位供給部１３２に、固体炭素１０２に電位を供給させ、炭素イオンの発生を開始させる（ステップＳ１３８）。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に、ステップＳ１３８の後、所定時間ｔが経過したか否かを検出させる（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において時間ｔの経過を検出しない場合には、ステップＳ１４０を繰り返す。時間経過検出部１３８は、ステップＳ１４０において時間ｔの経過を検出した場合には、時間ｔが経過した旨の通知を出力する（ステップＳ１４２）。制御部１４０は、時間ｔが経過した旨の通知を受け取ると、炭素電位供給部１３２に、炭素イオンの発生を中止させる（ステップＳ１４４）。以上でステップＳ１０６の第１の成膜処理が終了する。第１段階により、基材１０６と炭素原子とが混合した混合層が形成される。
【００３８】
（第２段階）
制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、基材１０６に供給すべき電位Ｖiを電位Ｖ１２に設定する（ステップＳ１１２）。制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、時間経過検出部１３８に検出させる時間ｔを時間ｔ１２とする（ステップＳ１１４）。ＤＬＣ成膜装置１００は、第２の成膜処理（ステップＳ１１６）を実行する。ステップＳ１１６は、ステップＳ１０６と電位Ｖｉおよび時間ｔの値が異なるのみで、フローは同じであるため説明を省略する。第２段階により、基材１０６の表面にグラファイト構造を含むＤＬＣが形成される。
【００３９】
（第３段階）
制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、基材１０６に供給すべき電位Ｖiを電位Ｖ１３に設定する（ステップＳ１２２）。制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、時間経過検出部１３８に検出させる時間ｔを時間ｔ１３とする（ステップＳ１２４）。ＤＬＣ成膜装置１００は、第３の成膜処理（ステップＳ１２６）を実行する。ステップＳ１２６は、ステップＳ１０６およびステップＳ１１６と電位Ｖｉおよび時間ｔの値が異なるのみで、フローは同じであるため説明を省略する。第３段階により、基材１０６の表面のＤＬＣにおいて、第２段階よりもダイアモンド構造が多く含まれるようになり、さらに所望の厚さにＤＬＣが成膜される。
【００４０】
（実験例）
電位Ｖ１１〜Ｖ１３の範囲を求めるため、本実施形態に係るＤＬＣ成膜装置１００において、基材１０６を鉄としてシミュレーションを行った。基材１０６に供給する電位を固定し、深さ方向の割合ｒの分布を測定した。図６に示すように、基材１０６の表面を基準位置（深さ０ｎｍ）とし、基準位置から基材内部に向かう方向を正の深さとした。深さ方向の割合ｒの最大値を求め、割合ｒが最大値の５０％になる２つ深さのうち、浅い方を深さＤ１とし、深い方を深さＤ２とした。次に、電位を変化させて、各電位に対する深さＤ１およびＤ２を求めた。求めた結果を図７に示す。
【００４１】
まず、電位Ｖ１１について検討する。電位Ｖ１１は基材１０６と炭素原子が混合した混合層を形成する目的で供給される。そのため電位Ｖ１１によりエネルギーを与えられた炭素イオンは、基材１０６の内側すなわち鉄の原子１つ分の直径より深い位置に入り込むことが必要である。さらに、密着力を十分にとるため、炭素粒子は鉄の原子数個分の深さに入り込むことが望ましい。ここで、炭素原子の直径は約０．１５ｎｍであり、鉄原子の直径は約０．２５ｎｍであるため、約１０ｎｍ程度の深さに入り込むことが望ましい。従って図７より、電位Ｖ１１≦−１ｋＶであることが適切である。また、基材表面に形成されたＤＬＣの構造を破壊しないためには、電位Ｖ１１≧−２０ｋＶであることが適切である。以上より−２０ｋＶ≦Ｖ１１≦−１ｋＶであることが適切である。
【００４２】
次に、電位Ｖ１２について検討する。電位Ｖ１２は、電位Ｖ１１が継続して供給された場合に比べて早期に表面を炭素原子で覆い、ＤＬＣの成膜を行う目的で供給される。そのため、電位Ｖ１２によりエネルギーを与えられた炭素イオンは、電位Ｖ１１によりエネルギーを与えられた炭素イオンよりも、浅い位置にとどまる必要がある。従って、電位Ｖ１２≧−５００Ｖであることが適切である。また、炭素イオンは、注入される前に運動エネルギーを持っており、炭素イオンが基材１０６に衝突するためには、電位Ｖ１２≦−５０Ｖである必要がある。以上より−５００Ｖ≦Ｖ１２≦−５０Ｖであることが適切である。
【００４３】
次に、電位Ｖ１３について検討する。電位Ｖ１３は、電位Ｖ１２を供給することにより基材１０６の表面を覆う炭素の膜にエネルギーを与え、ダイアモンド構造の領域を増加させる目的で供給される。実験では、電位Ｖ１３を−１０ｋＶとした場合、炭素イオンが炭素の膜にエネルギーを与え、ダイアモンド構造が広範囲にわたって形成された。電位Ｖ１３は、電位Ｖ１１と同様の範囲が望ましく、−２０ｋＶ≦Ｖ１１≦−１ｋＶであることが適切である。
【００４４】
なお、図２に示される３段階の電位変化のみならず、図８に示されるような４段階以上の電位変化を採用してもよい。４段階以上の電位変化が採用される場合、第１段階、第２段階、第３段階のあと、第２段階と、第３段階とが順に繰り返されることとなる。最初の第２段階及び第３段階のそれぞれに於ける電圧は、２回目以降の第２段階及び第３段階のそれぞれに於ける電圧と同一で無くても良い。各段階において電位を供給する各時間は短くなる。第２段階で成膜された炭素原子の膜は薄く、第３段階におけるエネルギーの注入が十分に行われる。以上のように、短時間に混合層の形成と、炭素原子の堆積と、ダイアモンド構造の形成とが行われることで各効果を高められる利点がある。
【００４５】
なお、第１段階、第２段階の後に、必ずしも第３段階を実行させなくても良い。しかし、段３段階があれば、引き込み効果は高いので、第３段階に引き続き第２段階と第３段階を順に繰り返ことによって、より強固なダイアモンド構造を得られる。
【００４６】
基材電位供給部１３４が基材１０６に供給する電位は、直流電位（ＤＣ）の連続波に限るものではない。例えば、直流電位であっても高周波電位であってもよく、これらは連続波であってもパルス波であってもよい。また、直流電位と高周波電位（ＲＦ）との重畳や、連続波とパルス波との重畳であってもよい。基材が立体形状である場合、基材１０６に供給される電位が連続波であると、基材近傍の電位傾斜が不均一となり、衝突前の炭素イオンのエネルギーが不均一となる。そのため、基材１０６において所望の炭素原子の分布を得ることが困難となる。従って、基材近傍の電位傾斜を均一にし、注入される炭素イオンのエネルギーを均一にするため、基材電位供給部１３４が基材１０６に供給する電位は、パルス波や、連続波とパルス波との重畳であることが好ましい。
【００４７】
イオン発生源は、金属イオン源に限るものではない。例えば、ガスを用いたイオン源や、熱フィラメントを用いたイオン源や、ガスクラスターイオンビーム源等であってもよい。
【００４８】
液滴除去装置１０５は、遮蔽板に限るものではない。図９に示すような、永久磁石や電磁石等が発生させる磁気を利用してイオンを輸送する液滴除去装置１５０（特許文献１）であってもよい。また、電位が供給されたまたは浮遊電位を有する、板状の電極を用いた液滴除去装置１５２（図１０）またはメッシュ状の電極を用いた液滴除去装置１５４（図１１）（特許文献２）であってもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置２００の構成を示す。以下、図１２を用いて本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法について説明する。
【００５０】
ＤＬＣ成膜装置２００は、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜装置１００に、ガス供給部２０２と、圧力記憶部２０４とをさらに備えている。他の構成部分については、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜装置１００と同じであるため、説明を省略する。ガス供給部２０２は、真空室１１２に接続されている。制御部１４０は、圧力記憶部２０４を参照し、ガス供給部２０２に、成膜空間においてアルゴンガス２０６が所定の圧力で存在するように調整する。
【００５１】
図１３は、本実施形態において、基材電位供給部１３４が基材１０６に供給する電位の波形を示す。本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法は、３つの段階により構成される。第１段階においては、成膜開始から時間ｔ２５および時間ｔ１１が経過するまで、電位Ｖ１１が供給される。第２段階においては、時間ｔ１１経過後、時間ｔ２５および時間ｔ２２が経過するまで、電位Ｖ２２が供給される。第３段階においては、時間ｔ２２経過後、時間ｔ２５および時間ｔ１３が経過するまで、電位Ｖ１３が供給される。
【００５２】
第２段階において、制御部１４０は、ガス供給部２０２に、アルゴンガスを成膜空間に導入させ、真空室１１２内の圧力を所定の圧力に設定させる。成膜空間の圧力が所望の圧力に到達するためには、ある程度の時間の経過が必要である。そのため、電位の切り替え時は、制御部１４０は、時間ｔ２５が経過した後、炭素電位供給部１３２に固体炭素１０２への電位の供給を開始させる。時間ｔ２５は、成膜空間の圧力が所望の圧力に到達するために十分な時間である。また、時間ｔ２５は、基材１０６の電位が変化するのに十分な時間でもある。時間ｔ２５は、時間ｔ１１および、時間ｔ２２、時間ｔ１３の以前で全て同じになっているが、異なっていてもよい。
【００５３】
時間ｔ１１および時間ｔ１３については、第１の実施形態に係る時間ｔ１１および時間１３と同じであるため、説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の第２段階における電位Ｖ２２を、第１の実施形態の第２段階における電位Ｖ１２より高電位にした場合、炭素イオンはより大きなエネルギーを与えられて加速する。しかし、炭素イオンは、真空室中のアルゴンガス分子に衝突してエネルギーを失い減速する。そのため、電位Ｖ２２を電位Ｖ１２より高電位にした場合にも、電位Ｖ１２を供給した場合と同程度の深さに入り込ませることが可能である。さらに、電位Ｖ２２を電位Ｖ１２より高電位にすることにより、基材１０６から遠くに存在する炭素イオンにも、基材１０６へ到達するために必要なエネルギーが与えられる。従って、基材１０６の表面への炭素イオンの衝突数が増加し、所定の膜厚を得るために必要な時間ｔ２２は、時間ｔ１２に比較して短縮される。その結果、成膜開始から終了までの時間ｔ２９は、第１の実施形態における時間ｔ１９に比較して短縮される。
【００５５】
電位Ｖ１１および電位Ｖ１３については、第１の実施形態に係る電位Ｖ１１および電位Ｖ１３と同じであるため、説明を省略する。
【００５６】
なお、時間ｔ２５は、各電位が十分に変化する以前であってもよく、成膜空間のアルゴンの圧力が十分に変化する以前であってもよい。また、真空チャンバ内に導入されるガスの種類は、特に限定するものではないが、アルゴンやキセノン等の希ガスを用いることが好ましい。
【００５７】
図１４は、本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法を示すフローチャートである。図１５は、本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法における成膜処理を示すフローチャートである。以下、図１４および図１５を用いて、本実施形態に係る成膜方法を説明する。なお、第１段階および第３段階については、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法と同じであるため、説明を省略する。
【００５８】
第２段階のフローについて説明する。制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、基材１０６に供給すべき電位Ｖiを電位Ｖ２２に設定する（ステップＳ２１２）。制御部１４０は、時間電位記憶部１３６を参照し、時間経過検出部１３８に検出させる時間ｔを時間ｔ２２とする（ステップＳ２１４）。ＤＬＣ成膜装置２００は、第２の成膜処理（ステップＳ２１６）を実行する。
【００５９】
ステップＳ２１６の第２の成膜処理について説明する。制御部１４０は、圧力記憶部２０４を参照して得た時間と圧力、ガス供給部２０２に、真空室１１２内の圧力が所定の圧力になるように、アルゴンガス２０６を供給させる（ステップＳ２５２）。
【００６０】
制御部１４０は、基材電位供給部１３４に、基材１０６への電位Ｖｉの供給を開始させる（ステップＳ１３２）。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に、ステップＳ１３２の後、所定時間ｔ１５が経過したか否かを検出させる（ステップＳ１３４）。ステップＳ１３４において時間ｔ１５の経過を検出しない場合には、ステップＳ１３４を繰り返す。時間経過検出部１３８は、ステップＳ１３４において時間ｔ１５の経過を検出した場合には、時間ｔ１５が経過した旨の通知を出力する（ステップＳ１３６）。
【００６１】
制御部１４０は、時間ｔ１５が経過した旨の通知を受け取ると、炭素電位供給部１３２に、固体炭素１０２に電位を供給させ、炭素イオンの発生を開始させる（ステップＳ１３８）。制御部１４０は、時間経過検出部１３８に、ステップＳ１３８の後、所定時間ｔが経過したか否かを検出させる（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０において時間ｔの経過を検出しない場合には、ステップＳ１４０を繰り返す。時間経過検出部１３８は、ステップＳ１４０において時間ｔの経過を検出した場合には、時間ｔが経過した旨の通知を出力する（ステップＳ１４２）。制御部１４０は、時間ｔが経過した旨の通知を受け取ると、炭素電位供給部１３２に、炭素イオンの発生を中止させる（ステップＳ１４４）。真空ポンプ１１４が真空室１１２内のアルゴンガスを排気して、ステップＳ２１６の第２の成膜処理が終了する。
【００６２】
このような第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法によれば、第２段階において基材に衝突する炭素原子の衝突深さを同じにして、衝突する数を増やすことができる。そのため、成膜時間ｔ２９を全体として短くすることができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
図１６は、本発明の第３の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置３００の構成を示す。以下、図１６を用いて本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法について説明する。
【００６４】
ＤＬＣ成膜装置３００は、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜装置１００に、蒸着部３０２と、蒸着時間記憶部３０４とをさらに備えている。他の構成部分については、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜装置１００と同じであるため、説明を省略する。蒸着時間記憶部３０４は、蒸着部３０２が蒸着を行う時間を記憶している。蒸着部３０２は、真空室１１２に接続されている。蒸着部３０２は、蒸着時間記憶部３０４を参照し、所定の時間、基材１０６に所定の材料を蒸着する。
【００６５】
図１７は、本実施形態において、基材電位供給部１３４が基材１０６に供給する電位の波形を示す。本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法は、４つの段階により構成される。第１段階においては、成膜開始から時間ｔ３５および時間ｔ３１が経過するまで、電位Ｖ１１が供給される。第２段階においては、時間ｔ３１経過後、時間ｔ３５および時間ｔ３２が経過するまで、電位Ｖ１２が供給される。
【００６６】
電位Ｖ１１および電位Ｖ１２については、第１の実施形態に係る電位Ｖ１１および電位Ｖ１２と同じであるため、説明を省略する。
【００６７】
第３段階においては、第４段階が行われる前と後とで、基材電位供給部１３４が基材１０６に電位を供給する時間が異なる。第４段階が行われる前の第３段階では、時間ｔ３２経過後、時間ｔ３５および時間ｔ３３が経過するまで、電位Ｖ１３が供給される。第４段階が行われた後の第３段階では、時間ｔ３２経過後、時間ｔ３５および時間ｔ３６が経過するまで、電位Ｖ１３が供給される。第４段階においては、時間ｔ３３または時間ｔ３６の経過後、時間ｔ４０が経過するまで、蒸着部３０２が基材１０６に所定の材料を蒸着する。
【００６８】
蒸着部３０２により蒸着されて形成された阻止層の効果を説明する。ＤＬＣ成膜装置３００をもちいたシミュレーションとして、基材１０６をアルミニウムである場合および鉄とした場合の、炭素イオンが基材１０６に入り込む深さを測定した。その結果、基材１０６をアルミニウムとした場合に、より深い位置まで炭素イオンが入り込んだ。アルミニウムのほうが鉄よりも原子量が小さいことから、より小さい原子量をもつ材料を基材１０６とした場合に、より深い位置に炭素イオンが入り込むといえる。阻止層の材料である原子は、タングステン（元素記号Ｗ）など、炭素より原子量の大きいものが使用される。そのため、炭素原子に炭素イオンを衝突させる場合よりも、阻止層に炭素イオンを衝突させた場合のほうが、より浅い位置に炭素イオンをとどめることができる。また、阻止層と炭素原子の層との境界で、炭素イオンが後方散乱することにより、阻止層手前での炭素原子の堆積が効率よく行われると考えられる。
【００６９】
本実施形態に係るＤＬＣ成膜方法は、第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において、４段以上の電位変化を採用する場合に、阻止層を形成するステップがさらに備えられたものである。阻止層を形成するステップ以外のステップは、同様であるため説明を省略する。
【００７０】
以上の結果として、阻止層を形成することで、ＤＬＣの成膜時間を短縮することができる。すなわち、時間ｔ３６は時間ｔ３３より短く設定される。シミュレーションの結果によると、阻止層を形成しない場合に比較して、阻止層を形成した場合には１０倍程度の時間短縮効果が得られた。
【００７１】
蒸着部３０２は、阻止層を形成するために用いられ、スパッタ源であってもよい。阻止層を形成する材料は、タングステン（元素記号Ｗ）や、クロム（元素記号Ｃｒ）や、チタン（元素記号Ｔｉ）であることが好ましい。
【００７２】
図１８および図１９は、本実施形態に係る成膜方法により基材１０６にＤＬＣ膜が形成されたＤＬＣ成膜製品の断面を表す図である。基材１０６中に混合層４０４が形成され、基材１０６の表面から、ＤＬＣ膜４０６と、阻止層４０８とが順に繰り返し積層されている。図１８は、混合層４０４の形成直後に、阻止層４０８を形成したものであり、図１９は、混合層４０４の形成後、ＤＬＣを成膜した後に阻止層４０８を形成したものである。
【００７３】
図１８および図１９からは、各層が明確に分離されている。しかし、実際の各層の違いは、基材を構成する材料と、阻止層を形成する材料と、炭素との密度の違いとして把握される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
金属製品の耐摩耗性の改善、寸法精度および形状の経時変化を押さえるための、表面処理に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置の構成を示す図
【図２】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において基材電位供給部が基材に供給する電位の波形を示す図
【図３】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において時間電位記憶部が記憶している電位と時間との関係の例を示す図
【図４】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法を示すフローチャート
【図５】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法における成膜処理を示すフローチャート
【図６】基材表面からの深さと基材内部における炭素原子の割合との関係を表す図
【図７】基材に供給する電位を変化させて深さＤ１およびＤ２を求めたシミュレーション結果
【図８】第１の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において基材電位供給部が基材に供給する４段以上の電位変化を示す図
【図９】磁気を利用してイオンを輸送する液滴除去装置を示す図
【図１０】電位が供給されたまたは浮遊電位を有する板状の電極を用いた液滴除去装置を示す図
【図１１】電位が供給されたまたは浮遊電位を有するメッシュ状の電極を用いた液滴除去装置を示す図
【図１２】第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置の構成を示す図
【図１３】第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において基材電位供給部が基材に供給する電位の波形を示す図
【図１４】第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法を示すフローチャート
【図１５】第２の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法における成膜処理を示すフローチャート
【図１６】第３の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法に用いられるＤＬＣ成膜装置の構成を示す図
【図１７】第３の実施形態に係るＤＬＣ成膜方法において基材電位供給部が基材に供給する電位の波形を示す図
【図１８】第３の実施形態に係る成膜方法であって混合層４０４の次にＤＬＣ膜が形成される場合のＤＬＣ成膜製品の断面を表す図
【図１９】第３の実施形態に係る成膜方法であって混合層４０４の次に阻止層が形成される場合のＤＬＣ成膜製品の断面を表す図
【図２０】従来のＤＬＣ成膜方法において基材に供給される電位の波形を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１００  …  ＤＬＣ成膜装置
１０２  …  固体炭素
１０４  …  ストライカー
１０６  …  基材
１０８  …  ステージ
１１０  …  液滴除去装置
１１２  …  真空室
１１４  …  真空ポンプ
１３２  …  炭素電位供給部
１３４  …  基材電位供給部
１３６  …  時間電位記憶部
１３８  …  時間経過検出部
１４０  …  制御部
１４２  …  炭素イオン
１４４  …  液滴
１５０  …  液滴除去装置
１５２  …  液滴除去装置
１５４  …  液滴除去装置
２００  …  ＤＬＣ成膜装置
２０２  …  ガス供給部
２０４  …  圧力記憶部
２０６  …  アルゴンガス
３００  …  ＤＬＣ成膜装置
３０２  …  蒸着部
３０４  …  蒸着時間記憶部
４０４  …  混合層
４０６  …  ＤＬＣ膜
４０８  …  阻止層
【図１】
2005068528.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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