[发明专利]等离子体处理装置和沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理装置、一种沉积方法、一种制造具有DLC(金刚石状碳)薄膜的金属板的方法、一种制造分离器的方法以及一种制造物品的方法，更特别是，本发明涉及一种等离子体处理装置，适用于将绝缘薄膜沉积在电极上的等离子体处理，还涉及一种沉积方法、一种通过使用这样的等离子体处理装置来制造具有DLC薄膜的金属板的方法、一种制造分离器的方法以及一种制造物品的方法。

背景技术

硬碳薄膜或DLC薄膜由于它的特性(高硬度、高耐磨性、高润滑能力和高耐化学品性)而预计将被用于多种机械和电子部件或功能装置的保护涂层。作为形成该DLC薄膜的一种方法，已知等离子体CVD(化学汽相沉积)，该等离子体CVD通过进行烃气体的等离子体分解和使得离子沉积在基体上而形成薄膜。

在这些方法之外，用于向目标部件施加DC(直流)或脉冲DC电的等离子体CVD方法是使用目标部件作为阴极以及使用环绕目标部件的真空容器或屏蔽件作为阳极的处理方法(见“SOKEIZAI”，由SOKEIZAI Center发表，Vol.48(2007)，12月，15至20页)。该技术能够通过使得由在目标部件和屏蔽件之间的等离子体放电而产生的烃气体离子与目标部件的表面碰撞，从而在目标部件的表面上形成DLC薄膜。与使用RF(射频)放电的沉积相比，通过DC或脉冲DC放电而进行的DLC沉积广泛使用，因为DLC沉积使用便宜的装置结构，并能够很容易地处理具有较大面积和复杂形状的目标部件。

不过，根据使用DC或脉冲DC放电的普通DLC沉积技术，由于烃气体的分解，碳薄膜也沉积在阳极上，该阳极是环绕目标部件的真空腔室或屏蔽件。沉积在阳极上的碳薄膜具有在薄膜中的较大氢含量和较高绝缘特性。使绝缘薄膜沉积在阳极上将逐渐改变在阳极附近产生的阳极辉光状态。这可能导致不能获得可重复的放电和沉积。此外，因为在阳极上的薄膜沉积并不均匀，因此阳极辉光可能集中在由于较小薄膜沉积而保持导电性的部分上。这可能引起频繁的不正常放电。

通常，为了稳定放电和沉积，作为阳极(绝缘薄膜沉积在该阳极上)的屏蔽件由新的屏蔽件定期更换。不过，这样的方法需要向大气打开真空腔室以便进行更换操作，因此可能延长维护时间。

还可以有通过引入蚀刻气体(例如氧气)和在要蚀刻碳薄膜时引起放电而除去在真空腔室中的沉积薄膜的方法。不过，用于在阳极上的沉积薄膜的蚀刻速率较低，因为缺乏离子辅助效果，因此，完全蚀刻沉积薄膜所花费的时间比沉积所需的时间更长。

此外，日本专利公开No.2007-191754公开了一种用于维持长时间放电的稳定性的技术，即通过使用紧凑阳极、由在阳极上的极度集中电流来加热阳极、以及将沉积的碳薄膜改变成导电薄膜。不过，电流在阳极上的集中引起不均匀的总体放电。这很难保证在特别大基体上的均匀沉积。

发明内容

本发明通过即使在等离子体处理装置的长时间连续操作中也稳定等离子体放电状态而有利地在沉积处理中获得很高的可重复性。

本发明的第一方面提供了一种等离子体处理装置，它包括保持器，该保持器将要进行处理的物体保持在真空腔室中，同时与该物体电连接，该装置包括：第一卷取部分，该第一卷取部分设置成卷取导电板，并在等离子体处理时设置为与物体的电势不同的电势；以及第二卷取部分，该第二卷取部分设置成卷取由第一卷取部分供给并经过对着由保持器保持的物体的处理表面的位置的导电板。

本发明的第二方面提供了一种通过使用上述等离子体处理装置而在金属板的表面上形成碳薄膜涂层的沉积方法，该方法包括以下步骤：使得第二卷取部分卷取导电板的表面的一部分，绝缘薄膜沉积在该部分上，并使得导电板的、上面没有沉积绝缘薄膜的表面部分定位成对着由保持器保持的物体的处理表面。

本发明的第三方面提供了一种制造具有DLC(金刚石状碳)薄膜的金属板的方法，它包括通过使用上述等离子体处理装置而在金属板的表面上形成碳薄膜涂层的处理，该方法包括以下步骤：使得第二卷取部分卷取导电板的表面的一部分，绝缘薄膜沉积在该部分上，并使得导电板的、上面没有沉积绝缘薄膜的表面部分定位成对着由保持器保持的物体的处理表面。

本发明的第四方面提供了一种制造分离器的方法，它包括通过使用上述等离子体处理装置而在预定金属板的表面上形成碳薄膜涂层的处理，该方法包括以下步骤：使得第二卷取部分卷取导电板的表面的一部分，绝缘薄膜沉积在该部分上，并使得导电板的、上面没有沉积绝缘薄膜的表面部分定位成对着由保持器保持的物体的处理表面。