JP2020012155A - Plasma surface treatment apparatus and plasma surface treatment method - Google Patents

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ジュン豪 崔
観樹 北村
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Abstract

To increase a hardness of an amorphous hard carbon film formed on a surface of an object to be surface-treated in forming the amorphous hard carbon film on the surface of the object to be surface-treated using plasma.SOLUTION: A plasma surface treatment device 1 includes a housing device 2 for housing an object to be surface-treated M thereinside, a gas supply device 4 for supplying surface treatment gas G including hydrocarbon to inside the housing device 2, and a voltage applying device 3 for applying a potential P on an electrode C arranged inside the housing device 2. The plasma surface treatment device 1 forms the amorphous hard carbon film on the surface of the object to be surface-treated M with an ion generated from hydrocarbon by a discharge from the electrode C to which the potential P is applied. The surface treatment gas G further includes hydrogen.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金型、自動車部品等の表面処理対象物の表面にプラズマを利用して膜を形成するプラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法に関し、特に、この膜として非晶質硬質炭素膜を形成するプラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法に関するものである。   The present invention relates to a plasma surface treatment apparatus and a plasma surface treatment method for forming a film on a surface of a surface treatment target such as a mold and an automobile part by using plasma, and particularly, an amorphous hard carbon film as the film. The present invention relates to a plasma surface treatment apparatus and a plasma surface treatment method to be formed.

プラズマ表面処理装置とは、金型、自動車部品等の表面処理対象物の表面にプラズマを利用して膜を形成する装置である。そして、近年では、表面処理対象物の表面に形成する膜として非晶質硬質炭素膜が提案されている。この非晶質硬質炭素膜は、低摩擦性、高硬度性、耐食性などの性質を有している。よって、表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜を形成することで、表面処理対象物の表面が改質され、表面処理対象物の品質を向上させることができる。   The plasma surface treatment apparatus is an apparatus that forms a film on the surface of a surface treatment target such as a mold and an automobile part by using plasma. In recent years, an amorphous hard carbon film has been proposed as a film formed on the surface of a surface treatment target. This amorphous hard carbon film has properties such as low friction, high hardness, and corrosion resistance. Therefore, by forming the amorphous hard carbon film on the surface of the surface treatment object, the surface of the surface treatment object is modified, and the quality of the surface treatment object can be improved.

非晶質硬質炭素膜を形成するプラズマ表面処理装置は、表面処理対象物を内部に収容する収容装置と、炭化水素を含む表面処理ガスを収容装置の内部に供給するガス供給装置と、収容装置の内部に設けられた電極に電圧を印加する電圧印加装置とを備え、電圧が印加された電極からの放電で炭化水素から生じたイオンにより、表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜が形成されるものである。   A plasma surface treatment apparatus for forming an amorphous hard carbon film includes a housing device for housing a surface treatment target therein, a gas supply device for supplying a surface treatment gas containing hydrocarbons into the housing device, and a housing device. A voltage applying device that applies a voltage to an electrode provided inside the electrode, and an amorphous hard carbon film is formed on the surface of the surface treatment target by ions generated from hydrocarbons by discharge from the electrode to which the voltage is applied. Is formed.

例えば、特許文献１には、真空ポンプによってチャンバ内の圧力を０．０５Ｐａ〜１０Ｐａに維持したまま、反応ガス供給孔から炭化水素ガスをチャンバ内に供給し、炭化水素ガスをイオン化してチャンバ内に収容された被処理材の表面にＤＬＣ膜（非晶質硬質炭素膜）を形成するプラズマ表面処理装置が記載されている。   For example, in Patent Document 1, while maintaining the pressure in the chamber at 0.05 Pa to 10 Pa by a vacuum pump, a hydrocarbon gas is supplied into the chamber from a reaction gas supply hole, and the hydrocarbon gas is ionized to form a gas inside the chamber. Describes a plasma surface treatment apparatus for forming a DLC film (amorphous hard carbon film) on the surface of a material to be treated accommodated in a semiconductor device.

特開２０１６−２１３４４号公報JP 2016-21344 A

しかし、上記特許文献１に記載の発明では、炭化水素から生じたイオンにより表面処理対象物（被処理材）の表面に非晶質硬質炭素膜を形成することができるが、形成される非晶質硬質炭素膜は黒鉛構造を多く含むため硬度が低くなるおそれがある。   However, in the invention described in Patent Document 1, although an amorphous hard carbon film can be formed on the surface of a surface treatment target (material to be treated) by ions generated from a hydrocarbon, the amorphous Since the hard carbon film contains a large amount of graphite structure, the hardness may be low.

そこで、本発明は、表面処理対象物の表面にプラズマを利用して非晶質硬質炭素膜を形成するにあたり、表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の硬度を高めることを目的とする。   Therefore, the present invention increases the hardness of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment target when forming the amorphous hard carbon film on the surface of the surface treatment target using plasma. With the goal.

上記課題を解決するため、本発明は、表面処理対象物を内部に収容する収容装置と、炭化水素を含む表面処理ガスを前記収容装置の内部に供給するガス供給装置と、前記収容装置の内部に設けられた電極に電圧を印加する電圧印加装置とを備え、前記電圧が印加された電極からの放電で前記炭化水素から生じたイオンにより、前記表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜が形成されるプラズマ表面処理装置であって、前記表面処理ガスには、さらに水素が含まれることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a housing device for housing a surface treatment target object therein, a gas supply device for supplying a surface treatment gas containing hydrocarbons to the inside of the housing device, and an inside of the housing device. A voltage applying device for applying a voltage to the electrode provided on the surface of the object to be treated by the ions generated from the hydrocarbon by the discharge from the electrode to which the voltage is applied. A plasma surface treatment apparatus for forming a film, wherein the surface treatment gas further contains hydrogen.

本発明によれば、表面処理ガスにはさらに水素が含まれることにより、炭化水素イオンと水素イオンとの両方により非晶質硬質炭素膜を形成することができる。これにより、炭化水素イオンにより形成される非晶質硬質炭素膜におけるｓｐ２結合を水素イオンで解消し、黒鉛構造の含有率が低い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。このため、水素を含まずに炭化水素を含む表面処理ガスを使用する場合に比較して、硬度の高い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。 According to the present invention, since the surface treatment gas further contains hydrogen, an amorphous hard carbon film can be formed by both hydrocarbon ions and hydrogen ions. This makes it possible to eliminate sp 2 bonds in the amorphous hard carbon film formed by hydrocarbon ions with hydrogen ions, and to form an amorphous hard carbon film having a low graphite structure content. For this reason, an amorphous hard carbon film having higher hardness can be formed as compared with the case where a surface treatment gas containing hydrocarbons without hydrogen is used.

また、上記プラズマ表面処理装置において、前記表面処理ガスには、体積比で前記炭化水素の１００％を超える前記水素が含まれていてもよい。これにより、表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の黒鉛構造の含有率をより低くすることができ、この非晶質硬質炭素膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の性質に近づけることができる。   In the plasma surface treatment apparatus, the surface treatment gas may contain the hydrogen in excess of 100% of the hydrocarbon by volume. As a result, the content of the graphite structure of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment target can be further reduced, and this amorphous hard carbon film is converted into a diamond-like carbon (DLC) property. You can get closer.

さらに、上記プラズマ表面処理装置において、前記放電は、ホローカソード放電であってもよい。これにより、表面処理ガスにおける水素含有率の増加に伴う成膜率の低下分を補填することができる。   Further, in the plasma surface treatment apparatus, the discharge may be a hollow cathode discharge. This makes it possible to compensate for a decrease in the film formation rate due to an increase in the hydrogen content in the surface treatment gas.

また、本発明は、表面処理対象物を収容装置の内部に収容し、炭化水素を含む表面処理ガスを前記収容装置の内部に供給し、前記収容装置の内部に設けられた電極に電圧を印加し、前記電圧が印加された電極からの放電で前記炭化水素から生じたイオンにより、前記表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜を形成するプラズマ表面処理方法であって、前記表面処理ガスには、さらに水素が含まれることを特徴とする。   Further, according to the present invention, an object to be surface-treated is housed inside a housing device, a surface treatment gas containing hydrocarbon is supplied into the housing device, and a voltage is applied to an electrode provided inside the housing device. A plasma surface treatment method for forming an amorphous hard carbon film on the surface of the surface treatment object by using ions generated from the hydrocarbon by discharging from the electrode to which the voltage is applied; The gas is characterized by further containing hydrogen.

本発明によれば、表面処理ガスにはさらに水素が含まれることにより、炭化水素イオンと水素イオンとの両方により非晶質硬質炭素膜を形成することができる。これにより、炭化水素イオンにより形成される非晶質硬質炭素膜におけるｓｐ２結合を水素イオンで解消し、黒鉛構造の含有率が低い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。このため、水素を含まずに炭化水素を含む表面処理ガスを使用する場合に比較して、硬度の高い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。 According to the present invention, since the surface treatment gas further contains hydrogen, an amorphous hard carbon film can be formed by both hydrocarbon ions and hydrogen ions. This makes it possible to eliminate sp 2 bonds in the amorphous hard carbon film formed by hydrocarbon ions with hydrogen ions, and to form an amorphous hard carbon film having a low graphite structure content. For this reason, an amorphous hard carbon film having higher hardness can be formed as compared with the case where a surface treatment gas containing hydrocarbons without hydrogen is used.

以上のように、本発明によれば、表面処理対象物の表面にプラズマを利用して非晶質硬質炭素膜を形成するにあたり、表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の硬度を高めることができる。   As described above, according to the present invention, in forming an amorphous hard carbon film using plasma on the surface of a surface treatment object, an amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment object Hardness can be increased.

本発明に係るプラズマ表面処理装置の一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram showing one embodiment of a plasma surface treatment device concerning the present invention. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における試験条件を示す表である。2 is a table showing test conditions in a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示すグラフである。3 is a graph showing a result of a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示すグラフである。3 is a graph showing a result of a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示す写真である。3 is a photograph showing a result of a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における試験条件を示す表である。2 is a table showing test conditions in a second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における結果を示すグラフである。3 is a graph showing a result of a second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1. 図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における結果を示すグラフである。3 is a graph showing a result of a second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1.

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明に係るプラズマ表面処理装置の一実施形態を示すブロック図である。同図に示すプラズマ表面処理装置１は、表面処理対象物である金型Ｍを真空状態で収容する真空チャンバ２と、真空チャンバ２の内部に設けられた円筒部材Ａにパルス電圧Ｐを印加する電圧印加装置３と、炭化水素と水素とを含む表面処理ガスＧを真空チャンバ２の内部に供給するガス供給装置４とを備える。   FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a plasma surface treatment apparatus according to the present invention. The plasma surface treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 applies a pulse voltage P to a vacuum chamber 2 for accommodating a mold M to be surface-treated in a vacuum state and a cylindrical member A provided inside the vacuum chamber 2. The apparatus includes a voltage application device 3 and a gas supply device 4 that supplies a surface treatment gas G containing hydrocarbons and hydrogen into the vacuum chamber 2.

プラズマ表面処理装置１は、金型Ｍの表面に非晶質硬質炭素膜を形成する。非晶質硬質炭素膜とは、その分子中にダイヤモンド結晶構造と黒鉛構造との両方を含む膜である。ダイヤモンド結晶構造とは、ｓｐ３混成軌道を有する炭素原子（ｓｐ３結合がなされた炭素原子）を含み正四面体に形成された分子構造である。また、黒鉛構造とは、ｓｐ２混成軌道を有する炭素原子（ｓｐ２結合がなされた炭素原子）により正六角形状の平面層に形成された分子構造である。非晶質硬質炭素膜は、低摩擦性、耐摩耗性、高硬度性、離型性、耐腐食性を有している。 The plasma surface treatment apparatus 1 forms an amorphous hard carbon film on the surface of the mold M. An amorphous hard carbon film is a film whose molecules include both a diamond crystal structure and a graphite structure. The diamond crystal structure is a tetrahedral molecular structure including carbon atoms having sp 3 hybrid orbitals (carbon atoms having sp 3 bonds). The graphite structure is a molecular structure formed in a regular hexagonal plane layer by carbon atoms having sp 2 hybrid orbitals (carbon atoms having sp 2 bonds). The amorphous hard carbon film has low friction properties, wear resistance, high hardness, mold release properties, and corrosion resistance.

真空チャンバ２は、内部に金型Ｍを収容する収容装置として備えられる。また、真空チャンバ２は、真空ポンプ（図示せず）によって内部が真空状態に維持されている。そして、真空チャンバ２には、中空に形成されて水平方向両端面に開口する円筒部材Ａと、円筒部材Ａの内部に設けられた金型Ｍとが収容されている。ここで、円筒部材Ａは、ステンレス導管である。なお、表面処理対象物を収容可能な収容装置であれば真空チャンバ２以外の装置を設けることもでき、例えば大気圧で表面処理対象物を収容する大気圧チャンバを設けることもできる。   The vacuum chamber 2 is provided as a housing device for housing the mold M inside. The inside of the vacuum chamber 2 is maintained in a vacuum state by a vacuum pump (not shown). The vacuum chamber 2 accommodates a cylindrical member A which is formed in a hollow shape and opens at both end surfaces in the horizontal direction, and a mold M provided inside the cylindrical member A. Here, the cylindrical member A is a stainless steel conduit. It is to be noted that a device other than the vacuum chamber 2 may be provided as long as it is a storage device capable of storing the surface treatment target, and for example, an atmospheric pressure chamber for storing the surface treatment target at atmospheric pressure may be provided.

金型Ｍは、表面に深さｄの凹部Ｄが形成されている。金型Ｍには、例えば薄型直方体に形成されたものを使用することができる。金型Ｍの凹部Ｄにおける表面は、凹部Ｄのへこみ方向（凹部Ｄの深さ方向）に延びる側面ｓと、凹部Ｄのへこみ方向と直交する方向に広がる底面ｂとで構成されている。なお、側面ｓは、凹部Ｄのへこみ方向に延びていれば、当該へこみ方向に対して平行である状態又は傾斜する状態のいずれの状態で形成されていてもよい。また、凹部Ｄは、例えば円筒状やスリット状（角柱状）に形成されていてもよい。また、金型Ｍに代えて金型Ｍ以外の表面処理対象物を使用してもよく、例えば自動車部品（歯車など）、工具を使用することができる。   In the mold M, a concave portion D having a depth d is formed on the surface. As the mold M, for example, a mold formed in a thin rectangular parallelepiped can be used. The surface of the concave portion D of the mold M includes a side surface s extending in the concave direction of the concave portion D (the depth direction of the concave portion D) and a bottom surface b extending in a direction orthogonal to the concave direction of the concave portion D. Note that the side surface s may be formed in any state of being parallel or inclined with respect to the concave direction as long as it extends in the concave direction of the concave portion D. Further, the concave portion D may be formed, for example, in a cylindrical shape or a slit shape (a prismatic shape). Further, instead of the mold M, an object to be surface-treated other than the mold M may be used. For example, automobile parts (gears and the like) and tools can be used.

電圧印加装置３は、真空チャンバ２の内部に収容された円筒部材Ａにパルス電圧Ｐを印加する。具体的には、電圧印加装置３は、正電圧と負電圧とを電源（図示せず）から円筒部材Ａへ交互に印加する。ここで、電圧印加装置３が円筒部材Ａに負電圧を印加する時（円筒部材Ａが陰極となる時）、円筒部材Ａの内部で電子の振り子運動が生じ、ホローカソード放電がなされる。さらに、電圧印加装置３は、正電圧を印加してから負電圧を印加するまでの時間（ディレイタイム）と、印加電圧の周波数とを制御する制御部（図示せず）を備える。なお、金型Ｍは円筒部材Ａと同電位となっている。   The voltage applying device 3 applies a pulse voltage P to the cylindrical member A housed inside the vacuum chamber 2. Specifically, the voltage applying device 3 alternately applies a positive voltage and a negative voltage to the cylindrical member A from a power supply (not shown). Here, when the voltage applying device 3 applies a negative voltage to the cylindrical member A (when the cylindrical member A becomes a cathode), pendulum movement of electrons occurs inside the cylindrical member A, and hollow cathode discharge is performed. Further, the voltage application device 3 includes a control unit (not shown) that controls a time (delay time) from when a positive voltage is applied to when a negative voltage is applied, and a frequency of the applied voltage. The mold M has the same potential as the cylindrical member A.

ガス供給装置４は、炭化水素と水素とを含む表面処理ガスＧを真空チャンバ２の内部に供給するために備えられる。ここで、炭化水素には、ｓｐ２混成軌道を有する（ｓｐ２結合がなされた）炭素原子を含む炭化水素化合物を使用することができ、例えばトルエンを使用することができる。また、表面処理ガスＧには、体積比において水素は炭化水素の１倍（１００％）より多く含まれているのが好ましい。なお、ガス供給装置４に代えて、炭化水素を含むガスを真空チャンバ２の内部に供給するガス供給装置と、水素を含むガスを真空チャンバ２の内部に供給するガス供給装置とを別々に設けてもよい。また、表面処理ガスＧには、体積比において水素が炭化水素の１倍（１００％）以下の範囲で含まれていてもよい。 The gas supply device 4 is provided to supply a surface treatment gas G containing a hydrocarbon and hydrogen to the inside of the vacuum chamber 2. Here, as the hydrocarbon, a hydrocarbon compound containing a carbon atom having a sp 2 hybrid orbital (sp 2 bond formed) can be used, and for example, toluene can be used. Further, it is preferable that the surface treatment gas G contains more than one time (100%) of hydrogen in terms of volume ratio to hydrocarbon. Note that, instead of the gas supply device 4, a gas supply device that supplies a gas containing hydrocarbons to the inside of the vacuum chamber 2 and a gas supply device that supplies a gas containing hydrogen to the inside of the vacuum chamber 2 are separately provided. You may. Further, the surface treatment gas G may contain hydrogen in a range of not more than 1 time (100%) of hydrocarbon in volume ratio.

なお、電圧印加装置３は、パルス電圧以外の電圧（例えば、負電圧のみ）を円筒部材Ａに印加することもできる。また、円筒部材Ａに代えて２枚の平板金属板の間に金型Ｍを配置し、これら平板金属板に電圧印加装置３から電圧を印加することもできる。さらに、真空チャンバ２の内部においてはホローカソード放電以外の一般的な放電を行ってもよく、例えばグロー放電を行うことができる。この場合、円筒部材Ａを設けず、電圧印加装置３から電圧を金型Ｍに直接印加することができる。   The voltage application device 3 can also apply a voltage other than the pulse voltage (for example, only a negative voltage) to the cylindrical member A. Alternatively, the mold M may be disposed between two flat metal plates instead of the cylindrical member A, and a voltage may be applied to the flat metal plates from the voltage application device 3. Further, a general discharge other than the hollow cathode discharge may be performed inside the vacuum chamber 2, for example, a glow discharge can be performed. In this case, the voltage can be directly applied to the mold M from the voltage application device 3 without providing the cylindrical member A.

次に、図１に示すプラズマ表面処理装置１の動作について説明する。   Next, the operation of the plasma surface treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.

まず、真空チャンバ２の内部に円筒部材Ａを収容すると共に、この円筒部材Ａの内部に金型Ｍを収容する。次に、真空ポンプ（図示せず）などを使用して真空チャンバ２の内部を真空状態にする。そして、ガス供給装置４から炭化水素及び水素を含む表面処理ガスＧを真空チャンバ２の内部に供給する。さらに、電圧印加装置３により正電圧及び負電圧（パルス電圧Ｐ）を交互に円筒部材Ａに印加することでホローカソード放電を行う。これにより、表面処理ガスＧに含まれる炭化水素及び水素がイオン化し、炭化水素イオン及び水素イオンが金型Ｍの表面（凹部Ｄの表面である底面ｂ及び側面ｓも含む）で非晶質硬質炭素膜を形成する。   First, the cylindrical member A is housed inside the vacuum chamber 2, and the mold M is housed inside the cylindrical member A. Next, the inside of the vacuum chamber 2 is evacuated using a vacuum pump (not shown) or the like. Then, a surface treatment gas G containing hydrocarbons and hydrogen is supplied from the gas supply device 4 into the vacuum chamber 2. Further, a hollow cathode discharge is performed by alternately applying a positive voltage and a negative voltage (pulse voltage P) to the cylindrical member A by the voltage application device 3. As a result, hydrocarbons and hydrogen contained in the surface treatment gas G are ionized, and the hydrocarbon ions and hydrogen ions become amorphous hard on the surface of the mold M (including the bottom surface b and the side surface s which are the surface of the concave portion D). A carbon film is formed.

次に、図１に示すプラズマ表面処理装置の試験例について説明する。   Next, a test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1 will be described.

図２は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における試験条件を示す表である。この第１試験例は、図１に示すプラズマ表面処理装置においてホローカソード放電を行ったものである。この第１試験例においては、表面処理ガス（precursor gas）としてトルエン及び水素の混合ガスを使用した。また、表面処理ガスには、トルエン１６sccmに対し、水素を１６sccm、３２sccm、４８sccmの割合で混合したものをそれぞれ使用した。ここで、１sccmとは、０℃、１気圧において毎分１mlで流体が流れることを意味する。さらに、真空チャンバの内部における圧力は１．０Ｐａとした。そして、電極に印加される電圧は、＋２．８ｋＶ／−１．８ｋＶとした。また、ディレイタイムは２０μｓ、電極に印加する電圧の周波数は１０００Ｈｚとした。   FIG. 2 is a table showing test conditions in a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the first test example, hollow cathode discharge was performed in the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the first test example, a mixed gas of toluene and hydrogen was used as a surface treatment gas (precursor gas). As the surface treatment gas, a mixture of 16 sccm, 32 sccm, and 48 sccm of hydrogen with 16 sccm of toluene was used. Here, 1 sccm means that a fluid flows at 1 ml per minute at 0 ° C. and 1 atm. Further, the pressure inside the vacuum chamber was 1.0 Pa. The voltage applied to the electrodes was +2.8 kV / -1.8 kV. The delay time was 20 μs, and the frequency of the voltage applied to the electrodes was 1000 Hz.

図３は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示すグラフである。同図は、横軸を表面処理対象物の凹部における深さ、縦軸をＧピーク位置及び半値全幅、プロットの種類を表面処理ガスの水素含有率としたグラフである。同図は、試料にレーザー光を照射して生じたラマン散乱光を測定して得られたラマンスペクトル（試料の化学構造を特定可能なグラフであり、横軸をピーク位置とすると共に縦軸をピーク強度としたもの）から得たグラフである。ここで、Ｇピーク位置とは、ラマンスペクトルにおいてＧバンドの最大ピーク強度が検出されたピークシフトの位置である。さらに、ＦＷＨＭ（Ｇ）とは、ラマンスペクトルのＧバンドの半値全幅を意味している。   FIG. 3 is a graph showing the results of the first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is the depth of the concave portion of the surface treatment target, the vertical axis is the G peak position and the full width at half maximum, and the type of plot is the hydrogen content of the surface treatment gas. The figure shows the Raman spectrum obtained by measuring the Raman scattered light generated by irradiating the sample with laser light (a graph that can specify the chemical structure of the sample. The horizontal axis is the peak position and the vertical axis is the vertical axis. It is the graph obtained from what made the peak intensity. Here, the G peak position is a peak shift position where the maximum peak intensity of the G band is detected in the Raman spectrum. Further, FWHM (G) means the full width at half maximum of the G band of the Raman spectrum.

ここで、非晶質硬質炭素膜においては、膜が非晶質化及び硬質化するにつれて、ラマンスペクトルにおいてＧピークの位置が低下すると共に半値全幅が広がる。そして、図３に示すように、表面処理ガスの水素含有率が高まるにつれて、ラマンスペクトルにおいてＧピークの位置が低下すると共に半値全幅が広がっている。よって、図３においては、表面処理ガスの水素含有率が高まるにつれて、表面処理対象物に形成される非晶質硬質炭素膜が非晶質化及び硬質化されることが示されている。   Here, in the amorphous hard carbon film, as the film becomes amorphous and hardened, the position of the G peak in the Raman spectrum decreases and the full width at half maximum increases. Then, as shown in FIG. 3, as the hydrogen content of the surface treatment gas increases, the position of the G peak in the Raman spectrum decreases and the full width at half maximum increases. Therefore, FIG. 3 shows that as the hydrogen content of the surface treatment gas increases, the amorphous hard carbon film formed on the surface treatment target becomes amorphous and hardened.

図４は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示すグラフであり、（ａ）は表面処理ガスの水素含有率に対する非晶質硬質炭素膜の硬度を示しており、（ｂ）は表面処理ガスの水素含有率に対する非晶質硬質炭素膜の生成率（成膜率）を示している。   FIG. 4 is a graph showing the results of a first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1, where (a) shows the hardness of the amorphous hard carbon film with respect to the hydrogen content of the surface treatment gas, (B) shows the generation rate (film formation rate) of the amorphous hard carbon film with respect to the hydrogen content of the surface treatment gas.

図４（ａ）では、横軸が表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比（水素含有率）を示しており、縦軸が表面処理対象物の表面に形成された非晶質硬質炭素膜の硬度を示しており、プロットの種類が表面処理対象物の凹部における深さを示している。同図に示されるように、表面処理対象物に形成された凹部の深さが１．０ｍｍの位置においては、表面処理ガスに水素がわずかにでも含まれていれば非晶質硬質炭素膜の硬度が高まる。一方で、表面処理対象物に形成された凹部の深さが０．５ｍｍの位置においては、表面処理ガスに含まれる水素が炭化水素に対して体積比で１００％（１倍）を超える場合に、表面処理ガスの水素含有率の上昇に伴って非晶質硬質炭素膜の硬度が高まる。   In FIG. 4A, the horizontal axis represents the volume ratio (hydrogen content) of hydrogen to hydrocarbon contained in the surface treatment gas, and the vertical axis represents the amorphous hard material formed on the surface of the surface treatment target. The hardness of the carbon film is shown, and the type of plot indicates the depth of the surface treatment target in the concave portion. As shown in the figure, at the position where the depth of the concave portion formed in the surface treatment target is 1.0 mm, if the surface treatment gas contains even a small amount of hydrogen, the amorphous hard carbon film has Hardness increases. On the other hand, at a position where the depth of the concave portion formed in the surface treatment target is 0.5 mm, when hydrogen contained in the surface treatment gas exceeds 100% (1 time) in volume ratio to hydrocarbon. In addition, the hardness of the amorphous hard carbon film increases as the hydrogen content of the surface treatment gas increases.

図４（ｂ）では、横軸が表面処理対象物の表面に形成された凹部の深さを示しており、縦軸が表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の生成率を示しており、プロットの種類が表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比を示している。同図に示されるように、表面処理ガスの水素含有率が低下するにつれて表面処理対象物の表面における成膜率が高まる。また、表面処理ガスの水素含有率がいずれの場合であっても、表面処理対象物に形成された凹部の深さが浅くなるにつれて成膜率が高まる。なお、同図の縦軸には「Deposition rate」と記載されており、これは表面処理対象物の表面に単位時間あたりに溶着する非晶質硬質炭素膜の量（溶着方向長さ）を意味している。「Deposition rate」は、表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の生成率の指標として使用されている。   In FIG. 4B, the horizontal axis represents the depth of the concave portion formed on the surface of the surface treatment object, and the vertical axis represents the formation of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment object. And the type of plot indicates the volume ratio of hydrogen to hydrocarbon contained in the surface treatment gas. As shown in the figure, as the hydrogen content of the surface treatment gas decreases, the film formation rate on the surface of the surface treatment object increases. Also, regardless of the hydrogen content of the surface treatment gas, the film formation rate increases as the depth of the concave portion formed in the surface treatment target decreases. The vertical axis of the figure indicates “Deposition rate”, which means the amount of the amorphous hard carbon film deposited on the surface of the object to be treated per unit time (length in the welding direction). are doing. "Deposition rate" is used as an index of the generation rate of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment target.

図５は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第１試験例における結果を示す写真であり、表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比ごとの非晶質硬質炭素膜の外観を示している。そして、（ａ）は表面処理対象物の凹部において深さ０．５ｍｍの位置に形成された非晶質硬質炭素膜を示しており、（ｂ）は表面処理対象物の凹部において深さ１．０ｍｍの位置に形成された非晶質硬質炭素膜を示している。同図に示すように、表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比が２００％及び３００％である場合には、表面処理対象物に形成された凹部の深さにかかわらず、非晶質硬質炭素膜の表面がなめらかになる。これは、表面処理ガスに含まれる水素が、非晶質硬質炭素膜中のｓｐ２クラスター（黒鉛構造）の生成を抑制したためである。 FIG. 5 is a photograph showing the results of the first test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1, and shows the appearance of the amorphous hard carbon film for each volume ratio of hydrogen contained in the surface treatment gas to hydrocarbon. ing. (A) shows an amorphous hard carbon film formed at a depth of 0.5 mm in the concave portion of the surface treatment object, and (b) shows a depth of 1. in the concave portion of the surface treatment object. The figure shows an amorphous hard carbon film formed at a position of 0 mm. As shown in the figure, when the volume ratio of hydrogen to hydrocarbon contained in the surface treatment gas is 200% and 300%, regardless of the depth of the concave portion formed in the surface treatment target, The surface of the hard carbon film becomes smooth. This is because hydrogen contained in the surface treatment gas suppressed generation of sp 2 clusters (graphite structure) in the amorphous hard carbon film.

図６は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における試験条件を示す表である。この第２試験例は、図１に示すプラズマ表面処理装置においてグロー放電を行ったものである。この第２試験例においては、表面処理ガス（precursor gas）としてトルエン及び水素の混合ガスを使用した。また、真空チャンバの内部における圧力（deposition pressure）は、０．４Ｐａとした。さらに、電極に印加されるパルス電圧は、＋１．５ｋＶ／−２．０ｋＶとした。また、プラズマ表面処理時間（Coating time）は４ｈとした。また、電極に印加されるパルス電圧の周波数は４０００Ｈｚとした。そして、表面処理ガスには、トルエン１０sccmに対して水素が含まれないもの又は水素４、１０sccmがそれぞれ含まれるものを使用した。   FIG. 6 is a table showing test conditions in a second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the second test example, glow discharge was performed in the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the second test example, a mixed gas of toluene and hydrogen was used as a surface treatment gas (precursor gas). The pressure (deposition pressure) inside the vacuum chamber was 0.4 Pa. Further, the pulse voltage applied to the electrodes was +1.5 kV / -2.0 kV. The plasma surface treatment time (Coating time) was 4 h. The frequency of the pulse voltage applied to the electrodes was 4000 Hz. As the surface treatment gas, a gas containing no hydrogen or a gas containing 4,10 sccm of hydrogen with respect to 10 sccm of toluene was used.

図７は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における結果を示すグラフである。同図は、横軸を表面処理対象物の凹部における深さ、縦軸をＩ（Ｄ）／Ｉ（Ｇ）及びＧピーク位置、プロットの種類を表面処理ガスの水素含有率としたグラフである。同図は、試料にレーザー光を照射して生じたラマン散乱光を測定して得られたラマンスペクトルから得たグラフである。ここで、Ｉ（Ｄ）／Ｉ（Ｇ）とは、ラマンスペクトルにおいてＧバンドに対するＤバンドの強度比を意味する。また、２Ｄとは、２次元である平面に成膜した場合を示している。   FIG. 7 is a graph showing the results of the second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is the depth of the concave portion of the surface treatment target, the vertical axis is the I (D) / I (G) and G peak positions, and the type of plot is the hydrogen content of the surface treatment gas. . This figure is a graph obtained from a Raman spectrum obtained by measuring Raman scattered light generated by irradiating a sample with laser light. Here, I (D) / I (G) means the intensity ratio of the D band to the G band in the Raman spectrum. 2D indicates a case where the film is formed on a two-dimensional plane.

ここで、非晶質硬質炭素膜においては、炭素炭素間ｓｐ２結合の六員環の構成割合が少なくなり（炭素炭素間ｓｐ３結合の構成割合が増加し）硬質化するにつれて、ラマンスペクトルにおいてＧピークの位置が低下すると共にＩ（Ｄ）／Ｉ（Ｇ）が減少する。そして、図７に示されるように、表面処理対象物の凹部の深さ１．０ｍｍ以上の範囲では、表面処理ガスに水素が含まれることで表面処理ガスに水素が含まれない場合に比較して、Ｇピークの位置が低下すると共にＩ（Ｄ）／Ｉ（Ｇ）が減少する。よって、表面処理ガスに水素が含まれるものを使用することで、形成される非晶質硬質炭素膜を硬質化することができる。 Here, in the amorphous hard carbon film, as the composition ratio of the six-membered ring of the sp 2 bond between carbon and carbon decreases (the composition ratio of the sp 3 bond between carbon and carbon increases), and as the film becomes harder, the Raman spectrum becomes higher. As the position of the G peak decreases, I (D) / I (G) decreases. Then, as shown in FIG. 7, in the range where the depth of the concave portion of the surface treatment object is 1.0 mm or more, the surface treatment gas contains hydrogen, so that the surface treatment gas does not contain hydrogen. Thus, the position of the G peak decreases and I (D) / I (G) decreases. Therefore, by using a hydrogen gas as the surface treatment gas, the formed amorphous hard carbon film can be hardened.

図８は、図１に示すプラズマ表面処理装置の第２試験例における結果を示すグラフであり、（ａ）は表面処理ガスの水素含有率に対する非晶質硬質炭素膜の硬度を示しており、（ｂ）は表面処理ガスの水素含有率に対する非晶質硬質炭素膜の生成率（成膜率）を示している。   FIG. 8 is a graph showing the results of a second test example of the plasma surface treatment apparatus shown in FIG. 1, where (a) shows the hardness of the amorphous hard carbon film with respect to the hydrogen content of the surface treatment gas, (B) shows the generation rate (film formation rate) of the amorphous hard carbon film with respect to the hydrogen content of the surface treatment gas.

図８（ａ）では、横軸が表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比（水素含有率）を示しており、縦軸が表面処理対象物の表面に形成された非晶質硬質炭素膜の硬度を示しており、プロットの種類が表面処理対象物の凹部における深さを示している。同図に示されるように、表面処理ガスの水素含有率が高まるにつれて、表面処理対象物の凹部における深い位置（深さ１．０ｍｍ以上の位置）で形成される非晶質硬質炭素膜の硬度が高まっている。   In FIG. 8A, the horizontal axis represents the volume ratio (hydrogen content) of hydrogen contained in the surface treatment gas to the hydrocarbon, and the vertical axis represents the amorphous hard material formed on the surface of the surface treatment target. The hardness of the carbon film is shown, and the type of plot indicates the depth of the surface treatment target in the concave portion. As shown in the figure, as the hydrogen content of the surface treatment gas increases, the hardness of the amorphous hard carbon film formed at a deep position (at a depth of 1.0 mm or more) in the concave portion of the surface treatment object. Is growing.

図８（ｂ）では、横軸が表面処理対象物の凹部における深さを示しており、縦軸が当該深さにおける非晶質硬質炭素膜の生成率を示しており、プロットの種類が表面処理ガスに含まれる水素の炭化水素に対する体積比を示している。同図に示されるように、表面処理ガスの水素含有率が低下するにつれて表面処理対象物の表面における成膜率が高まる。また、表面処理ガスの水素含有率がいずれの場合であっても、表面処理対象物に形成された凹部の深さが浅くなるにつれて表面処理対象物の表面における成膜率が高まる。なお、同図の縦軸には「Thickness」と記載されており、これは表面処理対象物の表面に成膜時間（４ｈ）で生成された非晶質硬質炭素膜の厚みを示している。「Thickness」は、表面処理対象物の表面に形成される非晶質硬質炭素膜の生成率の指標として使用されている。   In FIG. 8B, the horizontal axis represents the depth of the concave portion of the surface treatment target, the vertical axis represents the generation rate of the amorphous hard carbon film at the depth, and the type of plot is the surface. The volume ratio of hydrogen contained in the processing gas to hydrocarbon is shown. As shown in the figure, as the hydrogen content of the surface treatment gas decreases, the film formation rate on the surface of the surface treatment object increases. Also, regardless of the hydrogen content of the surface treatment gas, the film formation rate on the surface of the surface treatment object increases as the depth of the recess formed in the surface treatment object decreases. Note that the vertical axis of the figure indicates “Thickness”, which indicates the thickness of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment target in the film formation time (4 h). "Thickness" is used as an index of the generation rate of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the surface treatment target.

以上のように、上記実施の形態によれば、表面処理ガスＧには炭化水素に加えてさらに水素が含まれることにより、炭化水素イオンと水素イオンとの両方により非晶質硬質炭素膜を形成することができる。これにより、炭化水素イオンにより形成される非晶質硬質炭素膜におけるｓｐ２結合を水素イオンで解消し、黒鉛構造の含有率が低い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。このため、水素を含まずに炭化水素を含む表面処理ガスを使用する場合に比較して、硬度の高い非晶質硬質炭素膜を形成することができる。 As described above, according to the embodiment, since the surface treatment gas G further contains hydrogen in addition to hydrocarbon, an amorphous hard carbon film is formed by both hydrocarbon ions and hydrogen ions. can do. This makes it possible to eliminate sp 2 bonds in the amorphous hard carbon film formed by hydrocarbon ions with hydrogen ions, and to form an amorphous hard carbon film having a low graphite structure content. For this reason, an amorphous hard carbon film having higher hardness can be formed as compared with the case where a surface treatment gas containing hydrocarbons without hydrogen is used.

また、上記実施の形態によれば、表面処理ガスＧには体積比で炭化水素の１倍（１００％）以下の範囲で水素が含まれていることにより、水素イオンを炭化水素イオンに衝突させて炭化水素イオンを高いエネルギーで金型Ｍの表面に入射させることができ（すなわち、水素イオンで炭化水素イオンを金型Ｍの表面に押しつけることができ）、金型Ｍの表面における炭化水素イオンによる成膜率（非晶質硬質炭素膜の生成率）を高く維持することができる。   Further, according to the above embodiment, since the surface treatment gas G contains hydrogen in a range of 1 time (100%) or less of hydrocarbon by volume ratio, the hydrogen ions collide with the hydrocarbon ions. To make the hydrocarbon ions incident on the surface of the mold M with high energy (ie, the hydrogen ions can push the hydrocarbon ions against the surface of the mold M), and the hydrocarbon ions on the surface of the mold M Can maintain a high film formation rate (production rate of an amorphous hard carbon film).

特に、上記実施の形態においては、水素イオンにより炭化水素イオンを金型Ｍの表面に案内することができるため、金型Ｍにおける凹部Ｄのへこみ方向だけでなく当該へこみ方向に直交する方向にも炭化水素イオンを効果的に供給することができる。これにより、金型Ｍの表面に形成された凹部Ｄにおいて、凹部Ｄのへこみ方向に直交する方向に広がる底面ｂだけではなく、上記へこみ方向に平行又は傾斜している側面ｓにも効果的に炭化水素イオンを供給することができる。このため、底面ｂだけではなく側面ｓも効果的に成膜を行うことが可能となり、金型Ｍの凹部Ｄにおける表面全体を効果的に成膜することができる。   In particular, in the above embodiment, since the hydrocarbon ions can be guided to the surface of the mold M by the hydrogen ions, not only in the recess direction of the concave portion D in the mold M but also in the direction orthogonal to the recess direction. Hydrocarbon ions can be supplied effectively. Thereby, in the concave portion D formed on the surface of the mold M, not only the bottom surface b extending in a direction orthogonal to the concave direction of the concave portion D but also the side surface s parallel or inclined to the concave direction is effectively formed. Hydrocarbon ions can be provided. Therefore, it is possible to effectively form a film on not only the bottom surface b but also the side surface s, and it is possible to effectively form a film on the entire surface of the concave portion D of the mold M.

さらに、上記実施の形態においては、表面処理ガスＧには、体積比で炭化水素の１倍（１００％）より多い水素が含まれている。これにより、金型Ｍの表面に形成される非晶質硬質炭素膜の黒鉛構造の含有率をより低くすることができ、この非晶質硬質炭素膜をダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の性質に近づけることができる。これにより、金型Ｍの表面に形成される非晶質硬質炭素膜の硬度をさらに高めることができる。なお、ダイヤモンドライクカーボンとは、非晶質硬質炭素膜のうち、黒鉛よりもダイヤモンドに近い特性を有するものである。   Further, in the above embodiment, the surface treatment gas G contains more than one time (100%) of hydrogen by volume of hydrocarbon. As a result, the content of the graphite structure of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the mold M can be further reduced, and the amorphous hard carbon film approaches the properties of diamond-like carbon (DLC). be able to. Thereby, the hardness of the amorphous hard carbon film formed on the surface of the mold M can be further increased. Note that diamond-like carbon is an amorphous hard carbon film having characteristics closer to diamond than graphite.

また、上記実施の形態においては、表面処理ガスＧには、体積比で炭化水素の１倍（１００％）より多い水素が含まれている。これにより、水素が含まれず炭化水素が含まれた表面処理ガス、または、体積比で炭化水素の１倍以下の範囲で水素が含まれた表面処理ガスを使用する場合に比較して、金型Ｍの表面に形成される非晶質硬質炭素膜をなめらかにすることができる。これは、表面処理ガスに含まれる水素が、非晶質硬質炭素膜中のｓｐ２クラスター（黒鉛構造）の生成を抑制したためである。これにより、非晶質硬質炭素膜が形成された金型Ｍの美観を高く保ち、金型Ｍの商品価値を高めることができる。 Further, in the above embodiment, the surface treatment gas G contains more than one time (100%) of hydrogen by volume of hydrocarbon. Thereby, compared to the case where a surface treatment gas containing hydrocarbons without hydrogen or a surface treatment gas containing hydrogen in a range of 1 time or less by volume of hydrocarbons is used, the mold is The amorphous hard carbon film formed on the surface of M can be made smooth. This is because hydrogen contained in the surface treatment gas suppressed generation of sp 2 clusters (graphite structure) in the amorphous hard carbon film. Thereby, the beauty of the mold M on which the amorphous hard carbon film is formed can be kept high, and the commercial value of the mold M can be increased.

また、上記実施の形態においては、真空チャンバ２の内部において行われる放電をホローカソード放電とすることで、真空チャンバ２の内部で高密度プラズマを形成することができるため、金型Ｍの表面における成膜率を高めることができる。表面処理ガスＧの水素含有率が１００％を超える場合、金型Ｍの凹部Ｄに形成される非晶質硬質炭素膜の硬度が高まるものの凹部Ｄにおける成膜率が低下するおそれがある。しかし、真空チャンバ２の内部において行われる放電をホローカソード放電とすることで、金型Ｍの凹部Ｄにおける成膜率を高めることができる。これにより、水素含有率が高い表面処理ガスを使用する欠点（金型Ｍの凹部Ｄにおける成膜率が低下すること）を解消した上で、さらに上記表面処理ガスを使用する利点（金型Ｍの凹部に形成される非晶質硬質炭素膜の硬度が向上すること）を享受することができる。   In the above-described embodiment, since the discharge performed inside the vacuum chamber 2 is a hollow cathode discharge, high-density plasma can be formed inside the vacuum chamber 2. The film formation rate can be increased. When the hydrogen content of the surface treatment gas G exceeds 100%, the hardness of the amorphous hard carbon film formed in the concave portion D of the mold M is increased, but the film formation rate in the concave portion D may be reduced. However, when the discharge performed inside the vacuum chamber 2 is a hollow cathode discharge, the film formation rate in the concave portion D of the mold M can be increased. This eliminates the drawback of using a surface treatment gas having a high hydrogen content (a decrease in the film formation rate in the concave portion D of the mold M), and furthermore provides an advantage of using the surface treatment gas (the mold M). (The hardness of the amorphous hard carbon film formed in the concave portion is improved).

１ プラズマ表面処理装置
２ 真空チャンバ
３ 電圧印加装置
４ ガス供給装置
Ａ 円筒部材
Ｄ 凹部
Ｇ 表面処理ガス
Ｍ 金型
Ｐ パルス電圧
ｂ 底面
ｄ 深さ
ｓ 側面 REFERENCE SIGNS LIST 1 plasma surface treatment device 2 vacuum chamber 3 voltage application device 4 gas supply device A cylindrical member D concave portion G surface treatment gas M mold P pulse voltage b bottom surface d depth s side surface

Claims (4)

表面処理対象物を内部に収容する収容装置と、
炭化水素を含む表面処理ガスを前記収容装置の内部に供給するガス供給装置と、
前記収容装置の内部に設けられた電極に電圧を印加する電圧印加装置とを備え、
前記電圧が印加された電極からの放電で前記炭化水素から生じたイオンにより、前記表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜が形成されるプラズマ表面処理装置であって、
前記表面処理ガスには、さらに水素が含まれることを特徴とするプラズマ表面処理装置。 An accommodation device for accommodating the surface treatment target inside,
A gas supply device that supplies a surface treatment gas containing a hydrocarbon to the inside of the storage device,
A voltage application device that applies a voltage to an electrode provided inside the accommodation device,
A plasma surface treatment apparatus in which an amorphous hard carbon film is formed on the surface of the surface treatment object by ions generated from the hydrocarbon by discharge from the electrode to which the voltage is applied,
The surface treatment gas may further include hydrogen. 前記表面処理ガスには、体積比で前記炭化水素の１００％を超える前記水素が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表面処理装置。   2. The plasma surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the surface treatment gas contains more than 100% of the hydrocarbon by volume. 3. 前記放電は、ホローカソード放電であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ表面処理装置。   3. The plasma surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the discharge is a hollow cathode discharge. 表面処理対象物を収容装置の内部に収容し、
炭化水素を含む表面処理ガスを前記収容装置の内部に供給し、
前記収容装置の内部に設けられた電極に電圧を印加し、
前記電圧が印加された電極からの放電で前記炭化水素から生じたイオンにより、前記表面処理対象物の表面に非晶質硬質炭素膜を形成するプラズマ表面処理方法であって、
前記表面処理ガスには、さらに水素が含まれることを特徴とするプラズマ表面処理方法。
The object to be surface-treated is housed inside the housing device,
Supplying a surface treatment gas containing a hydrocarbon to the inside of the storage device,
Applying a voltage to an electrode provided inside the accommodation device,
A plasma surface treatment method for forming an amorphous hard carbon film on the surface of the surface treatment object by ions generated from the hydrocarbon by discharging from the electrode to which the voltage is applied,
The plasma surface treatment method, wherein the surface treatment gas further contains hydrogen.
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