JP2001288561A - Method for producing polytetrafluoroethylene thin film by light sensitizing pulse laser abrasion deposition method - Google Patents
Method for producing polytetrafluoroethylene thin film by light sensitizing pulse laser abrasion deposition methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光増感剤を１．０
重量％未満、特に０．３〜０．１重量％添加したポリテ
トラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと表現する場合
もある。）ターゲットを用いてパルスレーザアブレーシ
ョン堆積法によりポリテトラフルオロエチレン薄膜を作
成法する方法に関する。[0001] The present invention relates to a photosensitizer containing 1.0
A method of forming a polytetrafluoroethylene thin film by pulsed laser ablation deposition using a polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as PTFE) target added in an amount of less than 0.3% by weight, particularly 0.3 to 0.1% by weight. On how to do it.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレンは、高い絶
縁性、電荷保持能等の電気的性質、化学的安定性、熱的
・機械的安定性などが優れていることから、多くの技術
分野で利用されている高分子材料である。前記ＰＴＦＥ
の高い絶縁性は、例えば、配線基板の表面にＰＴＦＥの
薄膜を形成するなどして該基板の絶縁性を確保すること
に利用され、また、前記ＰＴＦＥの化学的安定、低摩擦
性、低濡れ性などの特性は、化学薬剤、薬液と接触面す
る機械や装置の表面、また、個体同士の摺動面にＰＴＦ
Ｅの薄膜を形成することによって利用されている。前記
のように、ＰＴＦＥは、多くの場合、薄膜の形で利用さ
れている。ところが、ＰＴＦＥは、これを溶解させる適
当な溶媒がないこと、および溶融前に熱分解してしまう
ことなどから薄膜の成形が難しい素材であることは良く
知られている。従って、薄膜などの形成には種々の工夫
をしないと、薄膜の被形成表面との接着性を十分に確保
できないし、形成された薄膜などの表面平滑性も十分で
ないという不都合があった。2. Description of the Related Art Polytetrafluoroethylene is used in many technical fields because of its excellent electrical properties such as high insulating properties and charge retention ability, chemical stability, thermal and mechanical stability, and the like. Polymer material. The PTFE
The high insulating property of the PTFE is used to secure the insulating property of the substrate by, for example, forming a thin film of PTFE on the surface of the wiring board, and the PTFE is chemically stable, has low friction, and has low wettability. Properties such as the properties of the PTFs on the surfaces of machines and devices that come into contact with chemicals and chemicals, and on the sliding surfaces between individuals
It is utilized by forming a thin film of E. As mentioned above, PTFE is often used in the form of a thin film. However, it is well known that PTFE is a material that is difficult to form a thin film because there is no suitable solvent for dissolving it and it is thermally decomposed before melting. Therefore, unless various measures are taken for the formation of the thin film or the like, there is a problem that the adhesiveness between the thin film and the surface on which the thin film is formed cannot be sufficiently ensured, and the surface smoothness of the formed thin film or the like is not sufficient.
【０００３】ところで、種々の材料の薄膜の形成法とし
て、パルスレーザアブレーションを応用した技術が提案
され、その後の多くの研究がされ、その技術を適用でき
る範囲も広げられてきた。すなわち、アブレーション技
術を利用した薄膜の形成方法については、初期には無機
材料の膜、例えばダイヤモンドライク炭素膜、セラミッ
クス材料による高温超伝導膜などへの応用が研究されて
いたが、その後、低分子の有機物、更に高分子材料をタ
ーゲット材料として用いて、パルスレーザを該ターゲッ
トに照射することにより、該ターゲット材料を飛散（ア
ブレーション）させ、対置された基材の表面に前記材料
を実質的に化学的変性をさせることなく堆積させ方法が
確立され、多くの材料表面に種々の材料の薄膜を再構築
させる、薄膜形成技術へと展開してきた。この方法で
は、レーザ光を照射したターゲット部分のみの物質を、
制御して移動させることが可能であり、高分子化合物な
どの有機物質からなる薄膜をドライプロセスのみで形成
させることができるという画期的な技術に発展してきて
いる（福村裕史著「分子注入とアブレーション転写」
「核燃料サイクルにおけるレーザプロセス技術に関する
調査報告書」レーザ技術研究所、５３頁−参照、以下、
文献Ａ）。文献Ａには、Hansenらは、様々な高分子フイ
ルムを、高真空紫外領域（157nm）〜紫外短波長レーザ
（192nm,248nm,355nm）および近赤外レーザ（1064nm）
を利用して、該高分子フイルム形成高分子材料からなる
ターゲットに該レーザ光を照射し、３ｃｍ離れて対置さ
れたガラス基板上に形成する試みをし、多くの高分子材
料について、照射レーザの波長、光強度を適当に選ぶこ
とによって、滑らかな膜を形成できることが分かったこ
と、ただ、近赤外と355nmの紫外光を用いる場合には滑
らかな膜が得られないことが観察されたことが報告され
ている。As a method of forming thin films of various materials, a technique using pulsed laser ablation has been proposed, and a lot of research has been conducted thereafter, and the applicable range of the technique has been widened. In other words, as for the method of forming a thin film using the ablation technique, application to inorganic material films, for example, a diamond-like carbon film, a high-temperature superconducting film made of a ceramic material, etc. was initially studied. The target material is scattered (ablated) by irradiating the target with a pulse laser using an organic substance and a polymer material as the target material, and the material is substantially chemically treated on the surface of the opposed base material. The deposition method has been established without causing any degeneration, and it has been developed into a thin film forming technique for reconstructing thin films of various materials on many material surfaces. In this method, the substance of only the target portion irradiated with the laser beam is
It is a revolutionary technology that can be controlled and moved, and a thin film made of an organic substance such as a polymer compound can be formed only by a dry process. Ablation transcription "
"Survey Report on Laser Processing Technology in Nuclear Fuel Cycle", Laser Technology Research Institute, page 53-
Reference A). In Document A, Hansen et al. Disclose various polymer films in the high vacuum ultraviolet region (157 nm) to ultraviolet short wavelength lasers (192 nm, 248 nm, 355 nm) and near infrared laser (1064 nm).
Using a laser beam, the target made of the polymer film-forming polymer material is irradiated with the laser light, and an attempt is made to form the target on a glass substrate which is 3 cm away from the glass substrate. It was found that a smooth film could be formed by appropriately selecting the wavelength and light intensity.However, it was observed that a smooth film could not be obtained when using near-infrared light and ultraviolet light at 355 nm. Have been reported.
【０００４】更に、最近、ＰＴＦＥの薄膜をＦ2レーザ
（高真空紫外域の波長１５７ｎｍのレーザ）を用いて形
成する技術が「レーザアブレーションとその応用」電気
学会レーザアブレーションとその産業応用調査専門委員
会編、株式会社コロナ社１９９９年１１月１５日発行、
p274−277、に報告されている。ただ、前記短波長レー
ザ光を用いた薄膜の形成方法では、ターゲットのポリマ
ーの化学的損傷は避けられないことが分かっているし、
比較的長波長のレーザ光を利用できることは、該方法を
実施する場合、比較的低いコストの装置の設計が可能で
り、平滑な表面を持つ薄膜を、パルスレーザアブレーシ
ョンのみ（熱処理などの、後処理を要することなく）に
よって製造する技術の確立のためにも重要である。因み
に、従来のレーザアブレーション方による高分子薄膜の
製造技術では比較的高真空装置、例えば１０-6ｍｍＨｇ
が必要であり、製造コストの面からも改良が望まれてい
た。Further, recently, a technique of forming a PTFE thin film using an F 2 laser (laser having a wavelength of 157 nm in a high vacuum ultraviolet region) has been described in “Laser Ablation and Its Application,” IEEJ Laser Ablation and its Industrial Application Research Specialist Ed., Corona Co., Ltd. issued on November 15, 1999,
p274-277. However, in the method of forming a thin film using the short-wavelength laser light, it has been found that chemical damage to the target polymer is inevitable,
The ability to use laser light of a relatively long wavelength makes it possible to design an apparatus at a relatively low cost when the method is implemented, and a thin film having a smooth surface can be removed by pulse laser ablation only (after heat treatment or the like). (Without processing) is also important for the establishment of manufacturing technology. By the way, in a conventional technique for producing a polymer thin film by a laser ablation method, a relatively high vacuum device, for example, 10 −6 mmHg is used.
Therefore, improvement has been desired from the viewpoint of manufacturing cost.
【０００５】このような技術の発展中で、本発明者は、
前記不都合を改良する技術として、ターゲットを成形す
る際、薄膜形成材料中に光増感剤（パルスレーザアブレ
ーションを該増感剤が励起される波長のレーザ光を用い
て可能にする成分をいう。）を添加することにより、よ
り長波長のレーザ光を用いることが可能になることを発
見し、そのような技術が、ＰＴＦＥの薄膜の形成にも適
用可能であることを発表している〔第１８回固体・表面
光化学討論会講演要旨集、「１１９ 光増感レーザアブ
レーション堆積法による高分子膜の作成」〕。しかし、
前記発表の技術ではターゲットとして、数重量％まで、
具体的には１重量％と、比較的多量のアントラセンをＰ
ＴＦＥに加えて成型したものを用いている。また、レー
ザ照射強度も〜２Ｊ／ｃｍ2、具体的には０．３５０Ｊ
／ｃｍ2と比較的大きく、形成された膜も、該膜にはグ
レインサイズ５０〜２００ｎｍの粒径物が数多く観測さ
れ、膜質は好ましいものとはいえなかった。In the course of the development of such technology, the present inventor has
As a technique for solving the above-mentioned inconvenience, a photosensitizer (a component that enables pulse laser ablation using a laser beam having a wavelength at which the sensitizer is excited is used in a thin film forming material when forming a target. ) Has been found to allow the use of longer wavelength laser light, and it has been announced that such a technique is also applicable to the formation of PTFE thin films [No. Proceedings of the 18th Symposium on Solid and Surface Photochemistry, "119 Preparation of Polymer Films by Photosensitized Laser Ablation Deposition"]. But,
In the technology of the announcement, the target is up to several weight percent,
Specifically, 1% by weight of a relatively large amount of anthracene is
A molded product is used in addition to TFE. Also, the laser irradiation intensity is up to 2 J / cm 2 , specifically 0.350 J
/ Cm 2, which was relatively large, and in the formed film, a large number of particles having a grain size of 50 to 200 nm were observed, and the film quality was not favorable.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
従来の問題点を取り除いて、比較的簡易で、低コストの
装置を用いて、平滑なＰＴＦＥの薄膜を作ることができ
るパルスレーザアブレーションを利用する薄膜の形成方
法を提供することである。特に、前記本発明者等の発表
しているＰＴＦＥの薄膜を形成する方法の技術を改善し
て、より容易に、より品質の改善された薄膜を形成でき
る方法を提供するものである。このような課題を解決す
べくターゲット材料を検討している中で、意外にも増感
剤の量を少なくすることにより、レーザ光としてより長
波長発振の安価なものが利用可能であり、また、光出力
が極めて低いものが利用可能であることを発見し、前記
本発明の課題を解決したものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pulsed laser ablation method capable of forming a smooth PTFE thin film by using a relatively simple and low-cost apparatus while eliminating the above-mentioned conventional problems. To provide a method for forming a thin film utilizing the method. In particular, it is an object of the present invention to improve the technique of the method of forming a thin film of PTFE disclosed by the present inventors, and to provide a method of forming a thin film with improved quality more easily. While studying target materials to solve such problems, surprisingly, by reducing the amount of sensitizer, it is possible to use inexpensive laser light with longer wavelength oscillation as laser light, and The present inventors have found that a device having an extremely low light output can be used, and the object of the present invention has been solved.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、一種または二
種以上の光増感剤を１重量％未満添加したポリテトラフ
ルオロエチレンをターゲットとして用いることを特徴と
するパルスレーザアブレーション堆積法によるポリテト
ラフルオロエチレン薄膜の作成方法である。好ましく
は、光増感剤の添加量を０．３〜０．１重量％とするこ
とを特徴とする前記パルスレーザアブレーション堆積法
によるポリテトラフルオロエチレン薄膜の作成法であ
り、より好ましくは、レーザとして３５５ｎｍより長波
長のものを用い、パルス幅８ｎｓ〜２０ｎｓ、照射光強
度０．０５〜０．５Ｊ／ｃｍ2でターケットを照射する
ことを特徴とする前記パルスレーザアブレーション堆積
法によるポリテトラフルオロエチレン薄膜の作成法であ
り、更に好ましくは、たかだか１０-3ｍｍＨｇの真空中
において薄膜を形成することを特徴とする前記パルスレ
ーザアブレーション堆積法によるポリテトラフルオロエ
チレン薄膜の作成法である。また、意外にも、形成され
た薄膜中には前記増感剤は存在しないことが確認され、
すなわちパルスレーザーアブレーション堆積中におい
て、該増感剤は堆積膜中に析出してこないことを意味
し、高分子膜の形成方法としては極めて望ましい特性で
ある。According to the present invention, a polytetrafluoroethylene containing one or more photosensitizers added in an amount of less than 1% by weight is used as a target. This is a method for forming a tetrafluoroethylene thin film. Preferably, a method of forming a polytetrafluoroethylene thin film by the pulsed laser ablation deposition method, wherein the amount of the photosensitizer added is 0.3 to 0.1% by weight. And irradiating the turret with a pulse width of 8 ns to 20 ns and an irradiation light intensity of 0.05 to 0.5 J / cm 2 by using a laser beam having a wavelength longer than 355 nm. It is a method of forming a thin film, and more preferably, a method of forming a polytetrafluoroethylene thin film by the pulse laser ablation deposition method, wherein the thin film is formed in a vacuum of at most 10 −3 mmHg. Also, surprisingly, it was confirmed that the sensitizer was not present in the formed thin film,
That is, during pulse laser ablation deposition, the sensitizer does not precipitate in the deposited film, which is a very desirable property as a method for forming a polymer film.
【０００８】[0008]
【本発明の実施の態様】本発明をより詳細に説明する。 Ａ．本発明で使用される、ポリテトラフルオロエチレン
としては、市販のものを使用できる。利用される、増感
剤は、レーザアブレーションに用いられるレーザの基本
波、第二高調波または第三高調波の少なくとも１つの波
長の吸収によりＰＴＦＥ薄膜を作成するものであればよ
い。例えば、355nmまたは532nmのレーザを用いる場合に
は、増感剤としては、ナフタレン、ピレンなどの縮合芳
香族化合物、色素、例えば可視域に吸収を持つローダミ
ン、ローズベンガルを１重量未満、特に０．３〜０．１
重量％ドープしたＰＴＦＥが使用できる。前記高調波
は、基本波長、例えばＹＡＧの1064nmを、ＫＤＰと呼ば
れる結晶（組成はＫＨ2Ｐ０4）、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴ
ａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4、ＫＮｂＯ3等の非線形結晶によ
り変換することによって得られる。前記増感剤に用いる
材料は、要は、薄膜を形成する材料の化学損傷が少ない
レーザ光の吸収特性（レーザの吸収効率を向上させる特
性）、または薄膜を形成する材料の化学損傷が小さい波
長の光の吸収により前記レーザアブレーションによる薄
膜の形成を進行させるレーザ吸収特性、を有すればよ
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail. A. Commercially available polytetrafluoroethylene can be used as the polytetrafluoroethylene used in the present invention. The sensitizer to be used may be any one capable of forming a PTFE thin film by absorbing at least one wavelength of a fundamental wave, a second harmonic or a third harmonic of a laser used for laser ablation. For example, in the case of using a laser of 355 nm or 532 nm, as a sensitizer, a condensed aromatic compound such as naphthalene or pyrene, a dye, for example, rhodamine or rose bengal having absorption in a visible region is less than 1 wt. 3-0.1
Weight percent doped PTFE can be used. The harmonic has a fundamental wavelength, for example, 1064 nm of YAG, a crystal called KDP (composition is KH 2 P 0 4 ), LiNbO 3 , LiT
It can be obtained by conversion with a non-linear crystal such as aO 3 , KTiOPO 4 , KNbO 3 . The material used for the sensitizer is, in short, a laser light absorption characteristic (a characteristic of improving the laser absorption efficiency) in which the material forming the thin film has little chemical damage, or a wavelength in which the chemical damage of the thin film forming material is small. Laser absorption characteristics that promote the formation of a thin film by the laser ablation due to the absorption of the light.
【０００９】Ｂ．レーザ発生手段としては、固体レーザ
（Ｎｄ3+：ＹＡＧレーザ）、気体レーザ（炭酸ガスレー
ザ）、半導体レーザ、色素レーザ、エキシマレーザなど
種々のものがある。本発明では、比較的光出力が小さく
ても薄膜の形成が可能であるから、安価なレーザ、例え
ば窒素レーザを使用することもできる。レーザのパルス
幅は、使用するレーザの波長にもよるが８ｎｓ〜２０ｎ
ｓを採用するのがよい。パルス幅が狭くなると（例え
ば、１０ピコ秒、１００フェムト秒）多光子吸収の寄与
が大きくなり好ましくないが、前記範囲に限定されな
い。また、１０ピコ秒、１００フェムト秒パルス幅のレ
ーザは、ナノ秒パルスレーザに比べて高価である。使用
するレーザの波長は、増感剤０．１重量％以下ドープし
たターゲットを用いることにより、増感剤の吸収特性に
より、利用できるレーザ波長として紫外光〜近赤外光の
範囲のものが利用可能である。レーザ強度も、使用する
波長、増感剤などとも関連するが、ターゲット材料の熱
分解による破壊を起こさない範囲、例えば０．０５〜
０．５Ｊ／ｃｍ2が特に好ましい。従って、レーザにつ
いては、波長、照射パワー、密度、パルス幅（照射パワ
ー密度×パルス幅＝エネルギー密度：レーザフルエン
ス）が重要なパラメータとなる。B. There are various laser generation means such as a solid-state laser (Nd 3+ : YAG laser), a gas laser (carbon dioxide laser), a semiconductor laser, a dye laser, and an excimer laser. In the present invention, since a thin film can be formed even with a relatively small optical output, an inexpensive laser such as a nitrogen laser can be used. The pulse width of the laser is 8 ns to 20 n, depending on the wavelength of the laser used.
It is good to adopt s. When the pulse width is narrow (for example, 10 picoseconds, 100 femtoseconds), the contribution of multiphoton absorption increases, which is not preferable, but is not limited to the above range. Also, lasers with 10 picosecond, 100 femtosecond pulse widths are more expensive than nanosecond pulse lasers. The wavelength of the laser used is in the range of ultraviolet light to near infrared light as the usable laser wavelength depending on the absorption characteristics of the sensitizer by using a target doped with 0.1% by weight or less of the sensitizer. It is possible. The laser intensity is also related to the wavelength used, the sensitizer, etc., but within a range that does not cause destruction by thermal decomposition of the target material, for example, 0.05 to
0.5 J / cm 2 is particularly preferred. Therefore, for a laser, wavelength, irradiation power, density, and pulse width (irradiation power density × pulse width = energy density: laser fluence) are important parameters.
【００１０】Ｃ．パルスレーザアブレーションを実施す
る装置（図３） たかだか１０-3ｍｍＨｇの真空〔高真空にする必要がな
いこと：従って、２次ポンプ（拡散ポンプ）やターボポ
ンプなどを必要としない〕を達成できる減圧チャンバー
（Ｃ）、ターゲット材料（ＴＧ）を固定して回転できる
回転ステージ、前記ターゲットから適当な間隔を維持し
て、前記ターゲット材料のアブレーション噴出物が堆積
されて薄膜（ＴＬ）が形成される基体（Ｂ）を保持する
部材、チャンバー内の前記ターゲットにパルスレーザを
連続照射するレーザ照射装置（ＬＳ）からなる。なお、
複合膜を形成できるように、ターゲットの前記回転ステ
ージは、別のターゲット材料を固定した回転ステージに
交換できる様に構成されていても良い。また、逆に薄膜
が形成される基体を、所望のターゲットに該ターゲット
から適当な間隔を維持して平行配置されるように移動で
きるように構成されていても良い。また、他の材料と同
時に基体上に堆積させることができるように、複数のパ
ルスレーザー照射装置と複数のターゲット保持装置（図
３ｂ）を設けるように設計することもできる。本発明の
パルスレーザーアブレーションを実施するに際して、基
体の温度は室温でよく、加熱を要しない。換言すれば、
パルスレーザーアブレーションのみによってＰＥＦＥの
薄膜を被処理材の表面に形成できる。C. Apparatus for performing pulsed laser ablation (FIG. 3) Reduced pressure that can achieve a vacuum of at most 10 −3 mmHg [no need to apply high vacuum: therefore, no secondary pump (diffusion pump) or turbo pump is required] A chamber (C), a rotary stage that can rotate while fixing the target material (TG), a substrate on which an ablation jet of the target material is deposited and a thin film (TL) is formed while maintaining an appropriate distance from the target (B), a laser irradiation device (LS) for continuously irradiating a pulse laser to the target in the chamber. In addition,
In order to form a composite film, the rotary stage of the target may be configured to be exchangeable with a rotary stage on which another target material is fixed. Conversely, the base on which the thin film is formed may be configured to be movable to a desired target so as to be arranged in parallel with a proper distance from the target. It is also possible to design a plurality of pulsed laser irradiation devices and a plurality of target holding devices (FIG. 3b) so that they can be simultaneously deposited on the substrate with other materials. When performing the pulsed laser ablation of the present invention, the substrate may be at room temperature and does not require heating. In other words,
A PEFE thin film can be formed on the surface of the material to be processed only by pulse laser ablation.
【００１１】Ｄ．被処理材料としては、前記ＰＴＦＥの
特性とその利用について述べた技術分野における材料、
例えば金属材料を挙げることができる。また、化学工学
や機械部品などを、表面に前記ＰＴＦＥの機能膜形成す
る材料として挙げることができる。D. As the material to be treated, materials in the technical field which described the properties of the PTFE and its use,
For example, a metal material can be used. Further, chemical engineering, mechanical parts, and the like can be mentioned as materials for forming the PTFE functional film on the surface.
【００１２】[0012]
【実施例】実施例１ ａ．ターゲットの作成 直径１μｍのＰＴＦＥ粉末をアントラセンのアセトン溶
液に分散後、アセトンを留去して、乾燥し、増感剤であ
るアントラセンが０．３〜０．１重量％ドープした材料
を得、これを８トン／ｃｍ2の圧力でペレット化して、
密度２．１ｇ／ｃｍ3程度のペレット状に成形すること
によって作成した。 ｂ．使用レーザ Ｎｄ3+：ＹＡＧレーザー（基本波パルス：1064nm）の第
３高調波（波長355nm）をパルス半値幅８ns〜２０ｎ
ｓ、照射強度０．０５〜０．５Ｊ／ｃｍ2で変化させて
用いた。 ｃ．堆積基板（表面被処理材料）として、半導体材料Ｚ
ｎＳｅ、単結晶ＫＢｒ、石英を用いた。 ｄ．パルスレーザアブレーション堆積の実施条件 たかだか１０-3Torrにした真空チャンバー内に設けられ
た、回転ステージからなるターゲット保持手段に前記タ
ーゲット材料を固定し、これから約２〜５ｃｍ間隔もっ
て対置できる堆積基板の保持手段（回転可能に設計する
こともできる）に前記堆積材料を固定した。前記レーザ
照射条件で前記ターゲットを照射することにより、対置
基板表面にＰＴＦＥからなる薄膜を堆積させた。この
際、チャンバー内にはアルゴン、ＣＦ4などの雰囲気ガ
スを導入しなかった。得られたＰＴＦＥ薄膜の特性を、
赤外線吸収スペクトルにより、ターゲット作成に使用し
たＰＴＦＥの赤外線吸収スペクトルと対比して調べた。
図１に示されるように、対置基板表面にＰＴＦＥの薄膜
が再構築されていることが理解される。形成されたＰＴ
ＦＥ薄膜の表面平滑性を原子間力顕微鏡で測定したした
ところ、水平方向１μｍに高さ５０ｎｍ以下のラフネス
が観察された。ＰＴＦＥ薄膜の透明性からも平滑性が良
いことが理解された。また、薄膜の蛍光スペクトルの測
定から、増感剤であるアントラセンが存在しないことが
確認された。すなわち、増感剤は、実質的に薄膜中に不
純物として残らないことが確認された。従って、本発明
の方法で得られるＰＴＦＥ薄膜は、化学的特性において
は、従来法で得られるＰＴＦＥ膜と実質的な差がないこ
とが理解される。更に、ＺｎＳｅ基板に堆積した薄膜
を、布で強く擦ったが、薄膜は剥離することがなく。有
機溶媒で湿らせた布で擦っても同様に剥離することがな
く、堆積膜の基板との接着性は良好であった。EXAMPLES Example 1 a. Preparation of Target After PTFE powder having a diameter of 1 μm is dispersed in an anthracene acetone solution, acetone is distilled off and dried to obtain a material doped with 0.3 to 0.1% by weight of anthracene as a sensitizer. Is pelletized at a pressure of 8 tons / cm 2 ,
It was prepared by molding into a pellet having a density of about 2.1 g / cm 3 . b. Laser used Nd 3+ : The third harmonic (wavelength: 355 nm) of YAG laser (basic wave pulse: 1064 nm) is pulse half width 8 ns to 20 n.
s, the irradiation intensity was changed at 0.05 to 0.5 J / cm 2 . c. Semiconductor material Z as the deposition substrate (material to be treated)
nSe, single crystal KBr, and quartz were used. d. Conditions for performing pulsed laser ablation deposition The target material is fixed to target holding means comprising a rotary stage provided in a vacuum chamber at a pressure of at most 10 -3 Torr, and a deposition substrate which can be opposed to the target material at an interval of about 2 to 5 cm therefrom. The deposition material was fixed by means (which could also be designed to be rotatable). By irradiating the target under the laser irradiation conditions, a thin film made of PTFE was deposited on the surface of the opposite substrate. At this time, no atmospheric gas such as argon or CF 4 was introduced into the chamber. The characteristics of the obtained PTFE thin film
The infrared absorption spectrum was compared with the infrared absorption spectrum of PTFE used for preparing the target.
As shown in FIG. 1, it is understood that a thin film of PTFE has been reconstructed on the surface of the opposite substrate. PT formed
When the surface smoothness of the FE thin film was measured with an atomic force microscope, a roughness having a height of 50 nm or less was observed in a horizontal direction of 1 μm. It was understood from the transparency of the PTFE thin film that the smoothness was good. Further, the measurement of the fluorescence spectrum of the thin film confirmed that anthracene as a sensitizer was not present. That is, it was confirmed that the sensitizer did not substantially remain as an impurity in the thin film. Therefore, it is understood that the PTFE thin film obtained by the method of the present invention has substantially no difference in chemical properties from the PTFE film obtained by the conventional method. Furthermore, the thin film deposited on the ZnSe substrate was strongly rubbed with a cloth, but the thin film did not peel off. Similarly, even when rubbed with a cloth moistened with an organic solvent, the film did not peel off, and the adhesion of the deposited film to the substrate was good.
【００１３】比較例１ ａ．ターゲットの作成 実施例１のＰＴＦＥ粉末をそのまま、ペレット成型した
ものをターゲット材料とした。 ｂ．使用レーザ エキシマレーザ（157,193,248nm）及びＮｄ3+：ＹＡＧ
レーザー（基本波パルス：1064nm）の第４高調波（波長
266nm）などを用いた。レーザ強度は０．５〜６Ｊ／ｃ
ｍ2（主として１Ｊ／ｃｍ2の条件を使用）、パルス幅
は、実施例１と同じ条件とした。 ｃ．堆積基板は実施例１と同じ。 ｄ．パルスレーザアブレーション堆積の実施条件 １０-6Torrにした真空チャンバーに、雰囲気ガスとして
アルゴン、ＣＦ4を導入した。Comparative Example 1 a. Preparation of target The PTFE powder of Example 1 was pellet-formed as it was to be a target material. b. Laser used Excimer laser (157,193,248 nm) and Nd 3+ : YAG
Fourth harmonic (wavelength) of laser (fundamental wave pulse: 1064nm)
266 nm). Laser intensity is 0.5-6J / c
m 2 (mainly under the condition of 1 J / cm 2 ), and the pulse width were the same as in Example 1. c. The deposition substrate is the same as in the first embodiment. d. Implementation Conditions of Pulsed Laser Ablation Deposition Argon and CF 4 were introduced as atmospheric gases into a vacuum chamber at 10 −6 Torr.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のパルスレー
ザアブレーション堆積法を用いると、比較的コストのか
からない手段により、高品質（広い波数範囲で堆積フイ
ルムのスペクトルが一致する）のＰＴＦＥ薄膜が得られ
るという優れた効果がもたらされる。As described above, by using the pulsed laser ablation deposition method of the present invention, it is possible to obtain a high-quality (the spectrum of the deposited film coincides over a wide range of wave numbers) PTFE thin film by a relatively inexpensive means. An excellent effect of being obtained is obtained.
【図１】 本発明の方法で得られたＰＴＦＥ薄膜および
ターゲット作成に使用したＰＴＦＥの赤外線吸収スペク
トルFIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a PTFE thin film obtained by the method of the present invention and PTFE used for preparing a target.
【図２】 比較例の方法で得られたＰＴＦＥ薄膜の赤外
線吸収スペクトルFIG. 2 is an infrared absorption spectrum of a PTFE thin film obtained by a method of a comparative example.
【図３】 パルスレーザアブレーション堆積装置の概略Fig. 3 Schematic of pulse laser ablation deposition system
Ｂ 基体 ＴＧ ターゲット材料 Ｃ チャンバー ＴＬ ＰＴＦＥ薄膜 ＬＳ レーザ発生装置 B Base TG Target material C Chamber TL PTFE thin film LS Laser generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA27 AB18 AC02 AC04 AF29 BB13 BC01 4J002 BD151 DE116 EA066 EL096 FD206 4K029 AA02 AA04 BA62 CA15 DB06 DB08 DB20 EA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4F071 AA27 AB18 AC02 AC04 AF29 BB13 BC01 4J002 BD151 DE116 EA066 EL096 FD206 4K029 AA02 AA04 BA62 CA15 DB06 DB08 DB20 EA03
Claims (4)
％未満添加したポリテトラフルオロエチレンをターゲッ
トとして用いることを特徴とするパルスレーザアブレー
ション堆積法によるポリテトラフルオロエチレン薄膜の
作成方法。1. A method for producing a polytetrafluoroethylene thin film by a pulsed laser ablation deposition method, wherein polytetrafluoroethylene to which one or more photosensitizers are added in an amount of less than 1% by weight is used as a target.
％であることを特徴とする請求項１に記載のパルスレー
ザアブレーション堆積法によるポリテトラフルオロエチ
レン薄膜の作成法。2. The method for producing a polytetrafluoroethylene thin film by a pulse laser ablation deposition method according to claim 1, wherein the amount of the photosensitizer added is 0.3 to 0.1% by weight.
のを用い、パルス幅８ｎｓ〜２０ｎｓ、照射光強度０．
０５〜０．５Ｊ／ｃｍ2でターケットを照射することを
特徴とする請求項１または２に記載のパルスレーザアブ
レーション堆積法によるポリテトラフルオロエチレン薄
膜の作成法。3. A laser having a wavelength longer than 355 nm, a pulse width of 8 ns to 20 ns, and an irradiation light intensity of 0.1 ns.
The method for producing a polytetrafluoroethylene thin film by pulsed laser ablation deposition according to claim 1 or 2, wherein the turret is irradiated at a rate of 0.5 to 0.5 J / cm 2 .
て薄膜を形成することを特徴とする請求項１、２または
３に記載のパルスレーザアブレーション堆積法によるポ
リテトラフルオロエチレン薄膜の作成法。4. The method for producing a polytetrafluoroethylene thin film by a pulsed laser ablation deposition method according to claim 1, wherein the thin film is formed in a vacuum of at most 10 −3 mmHg.
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