(57)【要約】【課題】反応炉内でのフレークの発生を抑制し、同反応炉内に設置されたワークへのフレークの付着を抑制することができるプラズマ化学気相成長装置を提供する。【解決手段】プラズマ化学気相成長装置の反応炉内には、ワークの設置位置と同反応炉の内壁との間に付着抑制シート６０が配設されている。この付着抑制シート６０は、互いに異なる方向に延伸する第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とを有する織物である。第１の繊維束６１では、第２の繊維束６２よりも表側に位置し、表に露出している表側部分６１１と、第２の繊維束６２よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分６１２とが第１の方向Ｘ１に交互に並ぶ。また、第２の繊維束６２では、第１の繊維束６１よりも表側に位置し、表に露出している表側部分６２１と、第１の繊維束６１よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分６２２とが第２の方向Ｘ２に交互に並ぶ。【選択図】図３
2017141490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に供給されたプロセスガスをプラズマ化して分解することにより、同反応炉内に設置されたワークに膜を生成するプラズマ化学気相成長装置であって、
前記反応炉内におけるワークの設置位置と同反応炉の内壁との間に、プロセスガスの同内壁への付着を抑制する付着抑制シートが配設されており、
前記付着抑制シートは、第１の方向に延伸するとともに各々が複数の繊維で構成されている複数の第１の繊維束と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延伸するとともに各々が複数の繊維で構成されている複数の第２の繊維束とで構成された織物であり、
前記付着抑制シートにおける前記設置位置側の面を表とし、前記反応炉の内壁側の面を裏とした場合、
前記複数の第１の繊維束の各々では、前記第２の繊維束よりも表側に位置し、表に露出している表側部分と、前記第２の繊維束よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分とが前記第１の方向に交互に並び、
前記複数の第２の繊維束の各々では、前記第１の繊維束よりも表側に位置し、表に露出している表側部分と、前記第１の繊維束よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分とが前記第２の方向に交互に並んでいる
プラズマ化学気相成長装置。
【請求項２】
前記複数の第１の繊維束及び前記複数の第２の繊維束の各々は、複数の繊維が平行に並んだものである
請求項１に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項３】
前記第１の繊維束及び前記第２の繊維束の少なくとも一方は、延伸方向と直交する方向のうち、同繊維束の並ぶ方向を幅方向とし、前記延伸方向及び前記幅方向の双方と直交する方向を厚さ方向とした場合、幅寸法が厚さ寸法よりも大きい
請求項１又は請求項２に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項４】
前記複数の第１の繊維束の各々では幅が厚さの５倍以上であり、
前記複数の第２の繊維束の各々では幅が厚さの５倍以上である
請求項３に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項５】
前記付着抑制シートは筒状をなしており、
前記付着抑制シートが、前記設置位置を取り囲むように配設されている
請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項６】
前記ワークに生成する膜はダイヤモンドライクカーボン膜であり、
前記繊維は炭素繊維である
請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項７】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率を基準比率とした場合、
前記炭素繊維に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率が、前記基準比率と等しい
請求項６に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【請求項８】
前記反応炉の内壁と前記付着抑制シートとの間には、前記内壁に固定されている固定部材が配設されており、
前記付着抑制シートの複数箇所が、拘束部材によって前記固定部材に拘束されている
請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載のプラズマ化学気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ化学気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ化学気相成長装置（以下、「ＰＣＶＤ装置」ともいう。）では、反応炉内に設置されたワークの近傍でプロセスガスをプラズマ化して分解することにより、同ワークに膜を生成するようにしている。このようなワークへの成膜時には、プラズマ化によって分解されたプロセスガスのうち、ワークに付着しなかったものの一部が反応炉の内壁に付着してしまう。このようにプロセスガスに基づく付着物が反応炉の内壁に堆積すると、内壁には、同内壁を変形させようとする力が付着物から加わることとなる。しかし、反応炉の内壁の剛性は高いため、同内壁は、堆積している付着物から力が加わっても変形しない。そのため、付着物の内部に溜まる力である内部応力が大きくなりやすい。そして、付着物の内壁への付着力では付着し続けることができなくなるほど同付着物の内部応力が大きくなると、内壁から付着物が剥離することがある。この場合、反応炉の内壁から剥離した付着物がフレークとして反応炉内で飛散し、反応炉内に設置されたワークにフレークが付着してしまうことがある。
【０００３】
そこで、反応炉内におけるワークの設置位置と同反応炉の内壁との間に、例えば特許文献１に記載されるような付着抑制シートを配設することにより、同内壁への付着物の堆積を抑制して反応炉内でのフレークの飛散を抑制する方法が知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の付着抑制シートは、アルミニウムの薄板で構成されている。図１０に示すように、この付着抑制シート１００では、多数の凹凸を設けることにより、その柔軟性を高めている。
【０００５】
この場合、図１０に示すように、ワークへの膜の生成時にあっては、上記の付着物２００が付着抑制シート１００に堆積するようになり、反応炉の内壁に付着物２００が堆積しなくなる。しかも、付着抑制シート１００の柔軟性は反応炉の内壁の柔軟性よりも高い。そのため、付着抑制シート１００に堆積する付着物２００から付着抑制シート１００に加わる力によって、付着抑制シート１００が容易に変形するようになっている。具体的には、図１０に矢印で示すように凸部１０１の先端部分の曲率が大きくなる態様で付着抑制シート１００が変形する。そのため、付着抑制シート１００への付着物２００の堆積量が増えても、付着抑制シート１００が変形することで付着物２００の内部応力が大きくなりにくい。その結果、付着物２００の付着抑制シート１００への付着力では付着し続けることができなくなるほど付着物２００の内部応力が大きくなることが抑制され、付着抑制シート１００からの付着物２００の剥離が抑制される。したがって、反応炉内でのフレークの飛散を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２８９１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、付着抑制シート１００への付着物２００の堆積量が増えるほど、付着物２００から付着抑制シート１００に加わる力が大きくなる。そのため、付着抑制シート１００にあっては、付着物２００の堆積量が増えるに従い、その変形量が大きくなる。具体的には、付着抑制シート１００の凸部１０１では、凸部１０１への付着物２００の堆積量が多くなると、その先端部分の曲率が大きくなる。このとき、凸部１０１の先端部分の曲率が過大になると、すなわち凸部１０１の変形量が過大になると、凸部１０１の変形によって凸部１０１に堆積している付着物２００が破損することがある。この場合、付着物２００の一部が凸部１０１から剥離し、剥離した付着物がフレークとして反応炉内で飛散してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、反応炉内でのフレークの発生を抑制し、同反応炉内に設置されたワークへのフレークの付着を抑制することができるプラズマ化学気相成長装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためのプラズマ化学気相成長装置（以下、「ＰＣＶＤ装置」ともいう。）は、反応炉内に供給されたプロセスガスをプラズマ化して分解することにより、同反応炉内に設置されたワークに膜を生成する装置である。このＰＣＶＤ装置には、反応炉内におけるワークの設置位置と同反応炉の内壁との間に、プロセスガスの同内壁への付着を抑制する付着抑制シートが配設されている。付着抑制シートは、第１の方向に延伸するとともに各々が複数の繊維で構成されている複数の第１の繊維束と、第１の方向とは異なる第２の方向に延伸するとともに各々が複数の繊維で構成されている複数の第２の繊維束とで構成された織物である。そして、付着抑制シートにおける設置位置側の面を表とし、反応炉の内壁側の面を裏とした場合、複数の第１の繊維束の各々では、第２の繊維束よりも表側に位置し、表に露出している表側部分と、第２の繊維束よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分とが第１の方向に交互に並んでいる。また、複数の第２の繊維束の各々では、第１の繊維束よりも表側に位置し、表に露出している表側部分と、第１の繊維束よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分とが第２の方向に交互に並んでいる。
【００１０】
上記構成によれば、反応炉内でワークへの膜の生成が行われると、第１の繊維束では、表側部分にはプロセスガスに基づいた付着物が堆積する一方で、裏側部分には当該付着物が堆積しない。同様に、第２の繊維束でも、表側部分にはプロセスガスに基づいた付着物が堆積する一方で、裏側部分には当該付着物が堆積しない。そのため、各繊維束では、それらの長手方向に、付着物が堆積する部分と、付着物が堆積しない部分とが交互に並ぶようになる。すなわち、上記構成では、各繊維束においては、全体に付着物が堆積するのではなく、付着物の堆積する複数の領域が、間隔を空けて位置することとなる。
【００１１】
繊維束の表側部分に付着物が堆積すると、同付着物から加わる力によって、上記設置位置側に突出するように表側部分が変形する。このような表側部分の変形によって生じた応力によって、同繊維束では表側部分に加えて裏側部分も変形する。このように表側部分を変形させるためには、表側部分に付着した付着物から加わる力によって裏側部分も変形させなければならないため、表側部分の変形量が多くなりにくくなる。そのため、表側部分の変形量が大きくなることによって表側部分に堆積している付着物が破損しまうことを抑制することができる。したがって、反応炉内でのフレークの発生を抑制し、同反応炉内に設置されたワークへのフレークの付着を抑制することができるようになる。
【００１２】
なお、繊維束の柔軟性が低いと、繊維束の表側部分に付着物が堆積しても同表側部分の変形量が少なすぎ、付着物の内部応力が大きくなるおそれがある。そのため、繊維束からの付着物の剥離を抑制するためには、付着物が堆積している表側部分の過剰な変形は抑制しつつも、付着物の内部応力の増大を抑制するために同表側部分をある程度変形させる必要がある。
【００１３】
ところで、繊維束は、複数の繊維を平行に並べて引き揃えることで構成することができるし、複数の繊維を撚り合わせることでも構成することができる。しかし、複数の繊維を引き揃えた繊維束の柔軟性の方が、複数の繊維を撚り合わせた繊維束の柔軟性よりも高い。そこで、複数の第１の繊維束及び複数の第２の繊維束の各々を、複数の繊維が平行に並んだもの、すなわち複数の繊維を引き揃えたものとすることが好ましい。この構成によれば、繊維束の柔軟性が比較的高いため、付着物の堆積している表側部分の変形量が少なくなりすぎることが抑制される。その結果、繊維束の表側部分に堆積している付着物の内部応力が大きくなりにくいため、付着物の内部応力の増大に起因する表側部分からの同付着物の剥離を抑制することができるようになる。
【００１４】
また、第１の繊維束では、裏側部分の第１の方向の長さが長いほど、表側部分の変形によって繊維束で生じた応力が、長い裏側部分に分散されるようになるため、裏側部分の変形が抑制され、結果として表側部分の変形も抑制される。同様に、第２の繊維束でも裏側部分の第２の方向の長さが長いほど、表側部分の変形量が抑制される。
【００１５】
そこで、第１の繊維束及び第２の繊維束の少なくとも一方は、延伸方向と直交する方向のうち、同繊維束の並ぶ方向を幅方向とし、延伸方向及び幅方向の双方と直交する方向を厚さ方向とした場合、幅寸法を厚さ寸法よりも大きくすることが好ましい。
【００１６】
例えば、複数の第１の繊維束において幅寸法を厚さ寸法よりも大きくすることで、第２の繊維束の裏側部分の第２の方向の長さをある程度確保することができる。そのため、第２の繊維束の表側部分の過剰な変形が抑制される分、同表側部分の変形によって同表側部分に堆積している付着物が破損してしまうことの抑制効果を高めることができるようになる。
【００１７】
また、複数の第２の繊維束において幅寸法を厚さ寸法よりも大きくすることで、第１の繊維束の表側部分の過剰な変形を抑制し、同表側部分に堆積している付着物が破損してしまうことの抑制効果を高めることができるようになる。
【００１８】
特に、複数の第１の繊維束の各々では幅を厚さの５倍以上とし、複数の第２の繊維束の各々では幅を厚さの５倍以上とすることで、第１の繊維束及び第２の繊維束の双方で、裏側部分を広くすることができる。そのため、第１の繊維束及び第２の繊維束の双方で、付着物の堆積する表側部分の過剰な変形を抑制することができるようになる。
【００１９】
また、上記設置位置に設置されたワークに対して膜を生成する場合、プラズマ化によって分解されたプロセスガスのうち、ワークに付着しなかったものの一部は、反応炉内を飛散することとなる。そこで、上記プラズマ化学気相成長装置において、付着抑制シートを筒状とし、付着抑制シートを、上記設置位置を取り囲むように配設することが好ましい。この構成によれば、反応炉内で発生したプラズマを、付着抑制シートによって囲むことができる。そのため、ワークに付着しなかったプロセスガスを、付着抑制シートの内側面、すなわち各繊維束の表側部分に付着させやすくすることができる。したがって、プロセスガスの反応炉の内壁への付着を好適に抑制できるようになる。
【００２０】
なお、上記プラズマ化学気相成長装置において、ワークに生成する膜がダイヤモンドライクカーボン膜である場合、繊維束を構成する繊維が炭素繊維であることが好ましい。この構成によれば、繊維束の表側部分に堆積する付着物と繊維束とがいずれも炭素系の物質であるため、付着物の繊維束への付着力が大きくなる。そのため、付着物の内部応力が大きくなったとしても、繊維束からの付着物の剥離が生じにくくなる。
【００２１】
また、ダイヤモンドライクカーボン膜に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率を基準比率とした場合、上記炭素繊維に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率を、基準比率と等しくすることが好ましい。この構成によれば、付着物の構造に近い構造を有する繊維束に、付着物が堆積することとなるため、付着物の繊維束への付着力をより大きくすることができるようになる。
【００２２】
また、上記プラズマ化学気相成長装置において、反応炉の内壁と付着抑制シートとの間に、同内壁に固定されている固定部材を配設し、付着抑制シートの複数箇所を、拘束部材によって固定部材に拘束するようにしてもよい。この構成によれば、付着抑制シートの全体が固定部材に固定されているわけではないため、付着抑制シートにおける拘束部材による拘束箇所以外では、表側部分への付着物の堆積に起因する変形が阻害されにくい。また、固定部材が反応炉の内壁に固定されているため、付着物の堆積に起因する変形によって付着抑制シートが変形しても固定部材は変形しない。付着抑制シートは拘束部材によって固定部材に拘束されているため、付着物が堆積して付着抑制シートが変形しても同付着抑制シートが上記設置位置側に近づきにくくなっている。したがって、付着物の堆積に起因する繊維束の変形が阻害されてしまうことを抑制しつつ、付着抑制シートとプラズマとの干渉を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】プラズマ化学気相成長装置の一実施形態の一部を模式的に示す断面図。
【図２】同プラズマ化学気相成長装置において、付着抑制シートが拘束されている様子を模式的に示す断面図。
【図３】同プラズマ化学気相成長装置の付着抑制シートにおいて、繊維束の一部分を破断した状態を模式的に示す平面図。
【図４】同付着抑制シートを構成する第１の繊維束、第２の繊維束の断面形状を模式的に示す図。
【図５】同第１の繊維束に表側部分と裏側部分とが交互に並んでいる様子を模式的に示す断面図。
【図６】同第１の繊維束の表側部分に付着物が堆積している様子を模式的に示す断面図。
【図７】別の実施形態のプラズマ化学気相成長装置の付着抑制シートを模式的に示す平面図。
【図８】別の実施形態のプラズマ化学気相成長装置の付着抑制シートを模式的に示す平面図。
【図９】別の実施形態のプラズマ化学気相成長装置の付着抑制シートを模式的に示す平面図。
【図１０】従来の付着抑制シートに付着物が堆積している様子を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、プラズマ化学気相成長装置の一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のプラズマ化学気相成長装置１１は、金属などの導電材料で構成されているワークＷが設置される反応炉１２を備えている。この反応炉１２内におけるワークＷの設置位置ＰＡの近傍には、プロセスガスの一例である炭化水素ガスと、アルゴンなどの不活性の希ガスとが供給されるようになっている。なお、本明細書では、プラズマ化学気相成長装置１１のことを、「ＰＣＶＤ装置１１」ともいう。
【００２５】
また、ＰＣＶＤ装置１１には、長尺状の第１の導体２０と、第１の導体２０よりも外側に位置し、第１の導体２０と同軸配置されている筒状の第２の導体３０とが設けられている。第２の導体３０の内側面３０ａと、この内側面３０ａと対向する第１の導体２０の側面２０ａとの間には、空間が形成されている。そして、第２の導体３０と第１の導体２０との間には、反応炉１２内への外気の流入を規制するためのシール部材４１が配置されている。このシール部材４１の内周面が第１の導体２０の側面２０ａに密接し、シール部材４１の外周面が第２の導体３０の内側面３０ａに密接している。なお、シール部材４１は、マイクロ波を通過させることのできる絶縁材料で構成されている。
【００２６】
第１の導体２０の先端は、反応炉１２内に位置しており、ワークＷが設置されるようになっている。すなわち、反応炉１２内に位置する第１の導体２０の先端が、ワークＷを直接支持する支持部２１となっている。
【００２７】
第２の導体３０はグランドに接地されており、第２の導体３０の電位は「０Ｖ」である。こうした第２の導体３０の先端は、反応炉１２の側壁に形成されている開口部１２１を通じて同反応炉１２内に進入している。
【００２８】
また、ＰＣＶＤ装置１１は、マイクロ波を出力する高周波出力装置４５と、直流電圧を出力する直流電源４６とを備えている。高周波出力装置４５にはマイクロ波を出力する出力部４５１が設けられており、この出力部４５１は、第２の導体３０に設けられている貫通孔３１内を通過し、すなわち第２の導体３０とは接触することなく、第１の導体２０に接続されている。そして、第１の導体２０の側面２０ａを、高周波出力装置４５から出力されたマイクロ波が流れるようになっている。この際、第１の導体２０の側面２０ａを流れるマイクロ波が装置外に漏れ出ることが第２の導体３０によって抑制される。
【００２９】
また、直流電源４６は第１の導体２０に接続されており、直流電源４６から直流電圧が第１の導体２０に供給されるようになっている。そして、第１の導体２０を流れる直流電流は、第１の導体２０に支持されているワークＷにも流れる。これにより、ワークＷには、負の電荷が帯電するようになっている。
【００３０】
そして、ワークＷの成膜時には、このように直流電流がワークＷに流れている状況下で、高周波出力装置４５からマイクロ波が出力される。これにより、負の電荷が帯電しているワークＷの表面にマイクロ波が伝播し、反応炉１２内におけるワークＷの近傍で炭化水素ガスがプラズマ化して分解する。その結果、ワークＷの表面に、炭化水素ガスに基づいた膜であるダイヤモンドライクカーボン膜（以下、「ＤＬＣ膜」ともいう。）が生成されるようになっている。
【００３１】
次に、反応炉１２の内壁に炭化水素ガスが付着することを抑制するための構成について説明する。
図１に示すように、反応炉１２内におけるワークＷの設置位置ＰＡよりも上方には、同反応炉１２の内壁に固定されている環状の支持部材１３が設けられている。この支持部材１３は、固定部材の一例である網部材５０を支持している。網部材５０は、金属製の線材で構成されている。この網部材５０は、ワークＷの設置位置ＰＡを取り囲む円筒形状の筒状部５１と、筒状部５１の一端に接続されている環状のフランジ５２とを有している。そして、フランジ５２が、ボルト５５によって支持部材１３に締結されている。すなわち、網部材５０が、支持部材１３を介して反応炉１２の内壁に固定されている。
【００３２】
また、網部材５０の筒状部５１とワークＷの設置位置ＰＡとの間には、筒状をなす付着抑制シート６０が配設されている。すなわち、付着抑制シート６０は、設置位置ＰＡを取り囲むように配置されている。
【００３３】
図２に示すように、付着抑制シート６０は、炭素繊維で構成されている複数の拘束用糸材５６（拘束部材の一例）によって、複数箇所が網部材５０の筒状部５１に結びつけられている。
【００３４】
次に、図３〜図５を参照し、付着抑制シート６０の構成について説明する。
図３に示すように、付着抑制シート６０は、第１の方向Ｘ１（すなわち、図中上下方向）に延伸する複数の第１の繊維束６１と、第１の方向Ｘ１と直交する方向である第２の方向Ｘ２（すなわち、図中左右方向）に延伸する複数の第２の繊維束６２とで構成された織物である。本実施形態では、付着抑制シート６０は、第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とを平織りしたものである。
【００３５】
図４に示すように、第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２は、複数の炭素繊維６５が平行に並んだもの、すなわち複数の炭素繊維６５を引き揃えたものである。すなわち、各繊維束６１，６２では、付着抑制シート６０において複数の繊維束６１，６２が並ぶ方向、すなわち第１の繊維束６１においては図３における左右方向、第２の繊維束６２においては図３における上下方向と同一方向に複数の炭素繊維６５が並んでいる。そして、各繊維束６１，６２において、延伸方向と直交する方向のうち、各繊維束６１，６２を構成する複数の炭素繊維６５が並ぶ方向（すなわち、図４における左右方向）を幅方向とし、延伸方向及び当該幅方向の双方と直交する方向を厚さ方向（すなわち、図４における上下方向）としたとする。この場合、各繊維束６１，６２の幅は、各繊維束６１，６２の厚さの５倍以上であり、第１の繊維束６１の幅と第２の繊維束６２の幅とは互いに等しい。
【００３６】
なお、ワークＷに生成されるＤＬＣ膜は、ダイヤモンド構造（「ｓｐ３構造」ともいう。）を有している炭素と、炭素構造（「ｓｐ２構造」ともいう。）を有している炭素とが混在している膜である。ＤＬＣ膜の硬度は、同膜に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率が高いほど高い。また、ワークＷへのＤＬＣ膜の生成に際して付着抑制シート６０に堆積する付着物の組成は、ＤＬＣ膜の組成と同じであるとみなすことができる。そこで、ワークＷに生成されるＤＬＣ膜に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率を基準比率としたとする。そして、繊維束６１，６２の構造を、同繊維束６１，６２に堆積する付着物の構造に近づけるために、各繊維束６１，６２を構成する炭素繊維６５として、同炭素繊維６５に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率が当該基準比率と等しいものを採用している。
【００３７】
図３及び図５に示すように、付着抑制シート６０における設置位置ＰＡ側の面を表とし、反応炉１２の内壁側の面を裏とした場合、第１の繊維束６１では、第２の繊維束６２よりも表側に位置し、表に露出している表側部分６１１と、第２の繊維束６２よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分６１２とが第１の方向Ｘ１に交互に並んでいる。同様に、図３に示すように、第２の繊維束６２では、第１の繊維束６１よりも表側に位置し、表に露出している表側部分６２１と、第１の繊維束６１よりも裏側に位置し、表に露出していない裏側部分６２２とが第２の方向Ｘ２に交互に並んでいる。
【００３８】
次に、図５及び図６を参照し、反応炉１２内に設置されたワークＷへのＤＬＣ膜の成膜時における作用について説明する。
ワークＷへの成膜時には、図５に示すように、プラズマ化によって分解された炭化水素ガスのうち、ワークＷに付着しなかったものの一部が第１の繊維束６１の各表側部分６１１及び第２の繊維束６２の各表側部分６２１に付着する。そのため、第１の繊維束６１の各表側部分６１１及び第２の繊維束６２の各表側部分６２１の各々には、分解された炭化水素ガスに基づいた付着物Ｄが堆積するようになる。
【００３９】
その一方で、第１の繊維束６１の各裏側部分６１２へのガスの付着は、第２の繊維束６２によって抑制されるとともに、第２の繊維束６２の各裏側部分６２２へのガスの付着は、第１の繊維束６１によって抑制される。そのため、第１の繊維束６１の各裏側部分６１２及び第２の繊維束６２の各裏側部分６２２の各々には、付着物Ｄが堆積しない。すなわち、本実施形態では、第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２においては、全体に付着物Ｄが堆積するのではなく、付着物Ｄの堆積する複数の領域が、間隔を空けて位置することとなる。
【００４０】
表側部分６１１，６２１に付着物Ｄが堆積すると、付着物Ｄから表側部分６１１，６２１に力が加わる。このような付着物Ｄからの力は、表側部分６１１，６２１への付着物Ｄの堆積量が増えるほど大きくなる。すなわち、図５及び図６に矢印で示すように、付着物Ｄから第１の繊維束６１の表側部分６１１に加わる力、付着物Ｄから第２の繊維束６２の表側部分６２１に加わる力は、付着物Ｄの堆積量が増えるほど大きくなる。そのため、図６に示すように、表側部分６１１，６２１への付着物Ｄの堆積量が多くなると、付着物Ｄから加わる力によって、表側部分６１１，６２１が、ワークＷの設置位置ＰＡ側に突出するように変形する。このとき、このような表側部分６１１，６２１の変形によって第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２で応力がそれぞれ生じる。そして、このような応力によって、第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２では表側部分６１１，６２１に加えて裏側部分６１２，６２２も変形する。
【００４１】
以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）各繊維束６１，６２では、表側部分６１１，６２１に堆積している付着物Ｄからの力によって表側部分６１１，６２１を変形させるためには、当該力によって裏側部分６１２，６２２をも変形させなければならないため、表側部分６１１，６２１の変形量が多くなりにくい。これにより、表側部分６１１，６２１の変形量が大きくなることによって表側部分６１１，６２１に堆積している付着物Ｄが破損しまうことを抑制することができる。したがって、反応炉１２内でのフレークの発生を抑制し、反応炉１２内に設置されたワークＷへのフレークの付着を抑制することができる。
【００４２】
（２）本実施形態では、各繊維束６１，６２は複数の炭素繊維６５を引き揃えたものであるため、各繊維束を、複数の炭素繊維を撚り合わせて糸とする場合よりも繊維束の柔軟性が高い。そのため、付着物Ｄの堆積している表側部分６１１，６２１の変形量が少なくなりすぎることが抑制され、表側部分６１１，６２１に堆積している付着物Ｄの内部応力が大きくなりにくい。したがって、付着物Ｄの内部応力の増大に起因する表側部分６１１，６２１からの付着物Ｄの剥離を抑制することができる。
【００４３】
（３）また、第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２の各々における幅を、厚さの５倍以上としているため、第２の繊維束６２の裏側部分６２２の第２の方向Ｘ２の長さを十分に確保することができるとともに、第１の繊維束６１の裏側部分６１２の第１の方向Ｘ１の長さを十分に確保することができる。そのため、表側部分６１１，６２１の変形によって繊維束６１，６２で生じた応力が、長い裏側部分６１２，６２２に分散されるようになる。その結果、裏側部分６１２，６２２の変形が抑制され、結果として、表側部分６１１，６２１の変形も抑制される。したがって、繊維束６１，６２の表側部分６１１，６２１の過剰な変形が抑制される分、これら表側部分６１１，６２１の変形によって表側部分６１１，６２１に堆積している付着物Ｄが破損してしまうことの抑制効果をより高めることができる。
【００４４】
（４）第１の繊維束６１及び第２の繊維束６２の何れか一方の繊維束の幅が他方の繊維束の幅よりも狭い場合、他方の繊維束の裏側部分における延伸方向の長さが短く、当該裏側部分では、表側部分の変形によって他方の繊維束で生じた応力が分散されにくくなる。一方、この場合、一方の繊維束の裏側部分における延伸方向の長さは長いため、当該裏側部分では、表側部分の変形によって一方の繊維束で生じた応力が分散されやすい。そのため、一方の繊維束の表側部分はあまり変形していないにも拘わらず、他方の繊維束の表側部分の変形量が過大となってしまうことがある。この場合、他方の繊維束の表側部分の変形量が過大であるため、一方の繊維束からの付着物Ｄの剥離は未だ生じないにも拘わらず、付着抑制シート６０の交換が必要となってしまう。この点、本実施形態では、第１の繊維束６１の幅と第２の繊維束６２の幅とが互いに等しいため、一方の繊維束の幅が狭いために付着抑制シート６０の交換頻度が高くなってしまうことを抑制することができる。
【００４５】
（５）筒状の付着抑制シート６０がワークＷの設置位置ＰＡを取り囲むように配設されているため、反応炉１２内で発生したプラズマを、付着抑制シート６０によって囲むことができる。そのため、ワークＷに付着しなかったプロセスガスを、付着抑制シート６０の内側面、すなわち各繊維束６１，６２の表側部分６１１，６２１に付着させやすくすることができる。したがって、プロセスガスの反応炉１２の内壁への付着を好適に抑制できる。
【００４６】
（６）繊維束６１，６２の表側部分６１１，６２１に堆積する付着物Ｄと繊維束６１，６２とがいずれも炭素系の物質であるため、付着物Ｄの繊維束６１，６２への付着力が大きくなる。そのため、付着物Ｄの内部応力が大きくなったとしても、繊維束６１，６２からの付着物Ｄの剥離が生じにくくなる。
【００４７】
（７）繊維束６１，６２を構成する炭素繊維６５に含まれる炭素のうち、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率を、上記基準比率と等しくしたことにより、付着物Ｄの構造に近い構造を有する繊維束６１，６２に付着物Ｄが堆積することとなる。そのため、付着物Ｄの繊維束６１，６２への付着力をより大きくすることができる。また、付着物Ｄの構造が付着抑制シート６０の構造に近いため、付着物Ｄの熱膨張率が付着抑制シート６０の熱膨張率とがほぼ等しい。そのため、付着抑制シート６０に熱が加わり、付着抑制シート６０及び付着物Ｄが熱膨張した際、付着物Ｄの熱膨張量が付着抑制シート６０の熱膨張量と同程度となる。したがって、付着抑制シート６０が熱膨張したとしても同付着抑制シート６０からの付着物Ｄの剥離を抑制することができる。
【００４８】
（８）拘束用糸材５６によって付着抑制シート６０の複数箇所が、反応炉１２の内壁に固定されている網部材５０に拘束されている。そのため、付着抑制シート６０における拘束用糸材５６によって拘束されている箇所以外では、表側部分６１１，６２１への付着物Ｄの堆積に起因する繊維束６１，６２の変形が阻害されにくい。さらに、付着物Ｄの堆積に起因して繊維束６１，６２が変形しても反応炉１２の内壁に固定されている網部材５０は変形しないため、付着抑制シート６０が設置位置ＰＡに近づきにくくなっている。したがって、付着物Ｄの堆積に起因する繊維束６１，６２の変形が阻害されてしまうことを抑制しつつ、付着抑制シート６０とプラズマとの干渉を抑制することができる。
【００４９】
（９）また、付着抑制シート６０が複数の拘束用糸材５６によって網部材５０に取り付けられているため、ボルト５５を取り外して網部材５０の反応炉１２の内壁への固定を解除することにより、付着抑制シート６０を網部材５０と共に反応炉１２内から容易に離脱させることができる。そのため、付着抑制シート６０が複数の拘束用糸材５６によって反応炉１２の内壁に直接取り付けられている場合と比較し、付着抑制シート６０を容易に交換することができる。
【００５０】
（１０）また、このように付着物Ｄが堆積しても、付着抑制シート６０の設置位置ＰＡへの接近を抑制できるため、付着抑制シート６０とプラズマとの干渉を抑制するために付着抑制シート６０を設置位置ＰＡから大きく離間させて配置する必要がなく、反応炉１２として小型の反応炉を採用することができる。すなわち、ＰＣＶＤ装置１１の小型化を図ることができる。
【００５１】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・拘束用糸材５６によって付着抑制シート６０が拘束される固定部材は、付着物Ｄの堆積に起因する繊維束６１，６２の変形に基づいた力が付着抑制シート６０から加わっても変形しない程度の剛性を有しているのであれば、網部材５０以外のものであってもよい。例えば、アルミニウムなどの金属板で構成した筒体を固定部材として採用してもよい。
【００５２】
・付着抑制シート６０を、固定部材を介することなく、反応炉１２の内壁に直接取り付けるようにしてもよい。
・繊維束６１，６２を、ダイヤモンド構造を有している炭素の比率が上記基準比率とは異なる炭素繊維で構成するようにしてもよい。この場合であっても、（１）〜（６）及び（８）〜（１０）と同等の効果を得ることができる。なお、付着物Ｄの剥離を抑制する上では、繊維束６１，６２におけるダイヤモンド構造を有している炭素の比率を上記基準比率にできるだけ近づけることが望ましい。
【００５３】
・繊維束６１，６２は、堆積する付着物Ｄからの力によって変形するものであれば、炭素繊維以外の繊維で構成したものであってもよい。この場合であっても、上記（１）〜（５）及び（８）〜（１０）と同等の効果を得ることができる。
【００５４】
・付着抑制シートは、筒状をなしていなくてもよい。この場合であっても、複数枚の付着抑制シートを、上記設置位置ＰＡを囲むように配置することにより、反応炉１２の内壁への付着物Ｄの堆積を抑制することができる。
【００５５】
・各繊維束は、堆積する付着物Ｄからの力によって変形するのであれば、複数の繊維が平行に並んだもの以外のものであってもよい。例えば、こうした繊維束としては、複数の繊維を撚り合わせた糸を挙げることができる。
【００５６】
・上記実施形態では、付着抑制シート６０は、幅が同じである第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とを平織りすることで構成されている。しかし、例えば、図７に示すように、付着抑制シート６０Ａは、第２の繊維束６２と、第２の繊維束６２の幅よりも広い幅の第１の繊維束６１Ａとを平織りしたものであってもよい。このような付着抑制シート６０Ａを反応炉１２内に設けることにより、上記（１）〜（３）及び（５）〜（１０）と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、図７に示すものとは反対に、付着抑制シートは、第１の繊維束６１と、第１の繊維束６１の幅よりも広い幅の第２の繊維束とを平織りしたものであってもよい。
・付着抑制シートは、複数の第１の繊維束と複数の第２の繊維束とによって構成される織物であって、且つ、繊維束の延伸方向に沿って表側部分と裏側部分とが交互に並ぶものであれば、平織り以外の織り方で構成した織物であってもよい。例えば、図８に示すように、付着抑制シート６０Ｂは、第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とを綾織りしたものであってもよい。このような付着抑制シート６０Ｂを反応炉１２内に設けることにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、図９に示すように、付着抑制シートは、幅の異なる繊維束を綾織りしたものであってもよい。例えば、付着抑制シート６０Ｃは、第１の繊維束６１と、第１の繊維束６１の幅よりも狭い幅の第２の繊維束６２Ａとを綾織りしたものであってもよい。このような付着抑制シート６０Ｃを反応炉１２内に設けることにより、上記（１）〜（３）及び（５）〜（１０）と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
・表側部分６１１，６２１に堆積している付着物Ｄからの力に起因する表側部分６１１，６２１の変形によって付着物Ｄが表側部分６１１，６２１から剥離しないのであれば、繊維束６１，６２の幅は、繊維束６１，６２の厚さの５倍未満であってもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、互いに直交する方向に延伸する第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とによって付着抑制シート６０が構成されている。しかし、第１の繊維束６１では表側部分６１１と裏側部分６１２とが交互に並ぶとともに、第２の繊維束６２では表側部分６２１と裏側部分６２２とが交互に並ぶのであれば、第１の繊維束６１と第２の繊維束６２とのなす角が直角とはならない織り方で構成される付着抑制シートを、反応炉１２内に設置してもよい。
【００６１】
・上記付着抑制シート６０が反応炉１２内に設置されるＰＣＶＤ装置１１を、ＤＬＣ膜以外の膜をワークＷに生成するための装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１１…プラズマ化学気相成長装置（ＰＣＶＤ装置）、５０…網部材、５５…ボルト、６０，６０Ａ〜６０Ｃ…付着抑制シート、６１，６１Ａ…第１の繊維束、６１１…表側部分、６１２…裏側部分、６２，６２Ａ…第２の繊維束、６２１…表側部分、６２２…裏側部分、６５…炭素繊維、１２…反応炉、Ｄ…付着物、ＰＡ…設置位置、Ｘ１…第１の方向、Ｘ２…第２の方向、Ｗ…ワーク。
【図１】
2017141490.tif 000003
【図２】
2017141490.tif 000004
【図３】
2017141490.tif 000005
【図４】
2017141490.tif 000006
【図５】
2017141490.tif 000007
【図６】
2017141490.tif 000008
【図７】
2017141490.tif 000009
【図８】
2017141490.tif 000010
【図９】
2017141490.tif 000011
【図１０】
2017141490.tif 000012