碳涂層清洗方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及碳涂層清洗方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，在潤滑油下使用的氣缸體(cylinder block)、活塞(piston)等滑動部件中，為了降低能量消耗等需要減少機(jī)械損失。因此，人們在致力于研究所述滑動部件的低摩擦化。
[0003]例如，已知有為了實(shí)現(xiàn)所述滑動部件的低摩擦化而在該滑動部件的表面上設(shè)置類金剛石薄(diamond-like carbon)薄膜(以下有時簡稱為DLC涂層)等碳涂層的一種碳涂層滑動部件(例如參照專利文獻(xiàn)1，2)。
[0004]所述碳涂層滑動部件能夠通過例如等離子體CVD裝置來制造。在所述等離子體CVD裝置中，向被維持在規(guī)定的真空度的導(dǎo)電性滑動部件等工件內(nèi)部供應(yīng)原料氣的同時，將該工件作為陰極而施加負(fù)偏置電壓。這樣，所述等離子體CVD裝置上設(shè)置的陽極和作為所述陰極的工件之間產(chǎn)生電位差，從而發(fā)生放電。并且，通過所述放電能夠在所述工件的內(nèi)部產(chǎn)生原料氣的等離子體。
[0005]這里，采用乙炔氣等經(jīng)氣(hydrocarbon gas)作為所述原料氣，由此能夠在所述工件的內(nèi)部主要產(chǎn)生碳等離子體。其結(jié)果，由于該碳等離子體，則能夠在所述工件的內(nèi)表面上堆積碳等，從而形成例如所述DLC涂層等碳涂層(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利第3555844號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4973971號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本專利第5043657號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]然而，在所述等離子體CVD裝置中，不僅僅在所述工件的內(nèi)表面上還在裝置的各個部分上也堆積碳等而形成碳涂層，因而會成為對裝置工作形成障礙或制造污染的原因。所以，期望定期對該碳涂層進(jìn)行清洗。
[0013]本發(fā)明鑒于上述情況，目的在于提供一種能夠?qū)υ谒龅入x子體CVD裝置的各個部分上形成的所述碳涂層進(jìn)行清洗的碳涂層清洗方法以及在該方法中使用的等離子體CVD
目.ο
[0014]用于解決課題的方式
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的碳涂層清洗方法具有以下內(nèi)容:其是等離子體CVD裝置的碳涂層清洗方法，所述等離子體CVD裝置具備對筒狀的導(dǎo)電性工件的兩端密封并由絕緣體構(gòu)成的有底筒狀的第一密封部件及第二密封部件、經(jīng)由所述第一密封部件對所述工件內(nèi)部減壓的減壓單元、對所述工件施加偏置電壓的電源、經(jīng)由所述第二密封部件向所述工件內(nèi)部供應(yīng)含烴的原料氣的原料氣供應(yīng)單元、以及至少在所述第一密封部件及第二密封部件中的所述第二密封部件上裝設(shè)的陽極，該方法的特征在于，設(shè)置有在將所述工件換成筒狀的導(dǎo)電性模型工件時向所述模型工件內(nèi)部供應(yīng)氧氣的氧氣供應(yīng)單元，該碳涂層清洗方法具備以下步驟:
[0016]通過所述第一密封部件及第二密封部件密封所述工件的兩端，由所述原料氣供應(yīng)單元向通過所述減壓單元減壓到規(guī)定的真空度的所述工件內(nèi)部供應(yīng)原料氣，同時將所述工件作為與所述陽極相對的陰極通過所述電源施加偏置電壓，從而在所述工件內(nèi)部產(chǎn)生所述原料氣的等離子體，在所述工件的內(nèi)表面上形成碳涂層的步驟；
[0017]將內(nèi)表面上形成了碳涂層的工件換成筒狀的導(dǎo)電性模型工件，通過所述減壓單元將所述模型工件的內(nèi)部減壓到規(guī)定的真空度，通過所述氧氣供應(yīng)單元向所述模型工件的內(nèi)部供應(yīng)氧氣，同時將所述模型工件作為與所述陽極相對的陰極通過所述電源施加偏置電壓，由此在所述模型工件內(nèi)部產(chǎn)生氧等離子體的步驟；和
[0018]通過所述氧等離子體分解在所述等離子體CVD裝置的各個部分上形成的碳涂層并將其除去的步驟。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的碳涂層清洗方法，首先通過利用由絕緣體構(gòu)成的有底筒狀的第一密封部件及第二密封部件密封筒狀的導(dǎo)電性工件的兩端，從而將該工件裝設(shè)到等離子體CVD裝置上。接著，通過所述減壓單元將所述工件內(nèi)部減壓到規(guī)定的真空度，并同時通過所述原料氣供應(yīng)單元向該工件內(nèi)部供應(yīng)原料氣。然后，在所述工件內(nèi)部被維持在規(guī)定的真空度的狀態(tài)下，通過所述電源以該工件為陰極施加偏置電壓。
[0020]通過這種方式，對所述工件施加偏置電壓，在通過所述第一密封部件及第二密封部件與所述工件絕緣的所述陽極和作為所述陰極的工件之間產(chǎn)生電位差，發(fā)生放電。并且，通過所述放電，在所述工件內(nèi)部產(chǎn)生所述原料氣的等離子體。這時，所述工件起到陰極的作用，因此能夠在該工件的內(nèi)表面上堆積碳等從而形成碳涂層。
[0021]所述陽極至少需要設(shè)置在被供應(yīng)原料氣的第二密封部件上。另外，所述陽極優(yōu)選還設(shè)置在第一密封部件上，這樣電壓施加能夠分散，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，并且能夠減輕電極消耗。
[0022]另外，在所述等離子體CVD裝置中，如上所述在所述工件的內(nèi)表面上形成所述碳涂層時，在裝置的各個部分、例如所述第一密封劑及第二密封部件等的內(nèi)表面上也形成碳涂層。所述裝置的各個部分的內(nèi)表面上形成的所述碳涂層一旦形成積蓄，會構(gòu)成裝置工作的障礙或污染的原因。
[0023]因此，在本發(fā)明的碳涂層清洗方法中，在所述工件的內(nèi)表面上形成所述碳涂層后，將該工件換成筒狀的導(dǎo)電性模型工件。接著，通過所述減壓單元將所述模型工件的內(nèi)部減壓到規(guī)定的真空度，并同時通過氧氣供應(yīng)單元向該模型工件內(nèi)部供應(yīng)氧氣。然后，在所述模型工件的內(nèi)部被維持在規(guī)定的真空度的狀態(tài)下，通過所述電源以該模型工件為陰極施加偏置電壓。
[0024]這樣，與所述原料氣的情形相同，在所述陽極和作為所述陰極的模型工件之間產(chǎn)生電位差，從而發(fā)生放電。接著，通過所述放電，在所述模型工件內(nèi)部產(chǎn)生氧等離子體。這時，所述氧等離子體因空心陰極效果而變得極其高密度。所以，通過所述氧等離子體能夠分解在所述等離子體CVD裝置內(nèi)部形成的所述碳涂層并將其除去，從而能夠進(jìn)行該碳涂層的清洗。
[0025]另外，在對通過前述方式在所述等離子體CVD裝置內(nèi)部形成的所述碳涂層進(jìn)行清洗時，所述放電發(fā)生在所述陽極的頂端。所以，在所述第一密封部件上裝設(shè)的所述陽極的周圍，有時不能充分產(chǎn)生所述氧等離子體，因而無法充分除去所述碳涂層。
[0026]因此，在本發(fā)明的碳涂層清洗方法中，優(yōu)選是在由所述氧氣供應(yīng)單元供應(yīng)的氧氣的相對于所述陽極上游的上游側(cè)產(chǎn)生氧等離子體，通過該氧等離子體分解該陽極周圍形成的碳涂層并將其除去。
[0027]為了在由所述氧氣供應(yīng)單元供應(yīng)的氧氣的相對于所述陽極上游的上游側(cè)產(chǎn)生氧等離子體，例如只要相對該陽極在由該氧氣供應(yīng)單元供應(yīng)的氧氣的上游側(cè)設(shè)置另外的陽極?；蛘?，也可以相對所述陽極在由所述氧氣供應(yīng)單元供應(yīng)的氧氣的上游側(cè)設(shè)置施加偏置電壓的部分。
[0028]在采用這種方式時，產(chǎn)生所述氧等離子體的區(qū)域擴(kuò)大到由氧氣供應(yīng)單元供應(yīng)的氧氣的上游側(cè)，從而能夠通過該氧等離子體有效地分解在該陽極周圍形成的所述碳涂層并將其除去。
[0029]在本發(fā)明的碳涂層清洗方法中，優(yōu)選使用接下去進(jìn)行處理的工件作為所述模型工件。通過使用接下去進(jìn)行處理的工件作為所述模型工件，在由所述氧等離子對所述等離子體CVD裝置內(nèi)部形成的所述碳涂層進(jìn)行清洗的同時，能夠通過該氧等離子體實(shí)施去除該工件上附著的氧、氫或水等清洗作為對該工件的預(yù)處理。
[0030]在裝設(shè)接下來要處理的工件對所述等離子體CVD裝置的內(nèi)部形成的所述碳涂層進(jìn)行清洗的同時，對該工件實(shí)施清洗，則無需準(zhǔn)備模型工件。另外，還能夠省略將模型工件換成接下來要處理的工件時的大氣開放、排氣及預(yù)熱步驟，能夠?qū)崿F(xiàn)縮短步驟。
[0031]本發(fā)明的等離子體CVD裝置的特征在于，其具備:
[0032]對筒狀的導(dǎo)電性工件的兩端密封并由絕緣體構(gòu)成的有底筒狀的第一密封部件及第二密封部件；經(jīng)由所述第一密封部件對所述工件內(nèi)部減壓的減壓單元；對所述工件施加偏置電壓的電源；經(jīng)由所述第二密封部件向所述工件