CN109516453A - 石墨烯结构体的形成方法和形成装置 - Google Patents

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gas
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substrate processed
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井福亮太
松本贵士
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

本发明提供一种不经过催化金属层的形成及其活化处理，而能够形成石墨烯结构体的方法，形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成方法包括：准备被处理基片的步骤；和在上述被处理基片的表面没有催化功能的状态下，通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在上述被处理基片的表面形成石墨烯结构体的步骤。

Description

石墨烯结构体的形成方法和形成装置
技术领域
本发明涉及石墨烯结构体的形成方法和形成装置。
背景技术
石墨烯是在基片上形成有1～几十、几百原子层程度的石墨的薄膜的材料，作为石墨烯结构体，公知的是除了在基片上平行地形成的通常的石墨烯以外，还有数层的石墨烯片相对于基片具有角度地、典型的是垂直地生长的碳纳米墙(Carbon nanowall)(以下也记作CNW)。
石墨烯是通过碳原子的共价键(sp2键)构成为六元环结构的聚集体的材料，表现出卓越的电子特性，即：移动性为200000cm2/Vs以上、硅(Si)的100倍以上，电流密度为109A/cm2、Cu的1000倍以上。
由于这样的特性，石墨烯在配线、场效应晶体管(FET)沟道、阻挡膜等中、CNW根据其构造特性在燃料电池、场致电子发射源、或者传感器等中、作为各种期间的材料备受关注。
作为石墨烯的形成方法，提案有在被处理体上形成催化金属层，在进行了催化金属层的活化处理之后，通过CVD来形成石墨烯，在实施方式中，作为CVD的例子记载有使用微波等离子体的CVD(专利文献1、2)。
另外，作为碳纳米墙的形成方法，提案有通过平行平板电容耦合等离子体(CCP)形成等离子体气氛，将氢自由基注入到等离子体气氛中，在基片的表面形成碳纳米墙的方法(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-100205号公报
专利文献2：日本特开2014-231455号公报
专利文献3：日本特开2005-97113号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
但是，在专利文献1、2中，基底限定为催化金属层，并且，因为催化金属层的活化处理是必须的，所以步骤繁杂。
另外，在专利文献3中，在等离子体中或者电子温度高的区域中，发生碳纳米墙的生长反应，所以高能量的离子造成损伤，由活性度高的碳自由基产生多核，难以提高结晶性。
因此，本发明的课题在于，提供不经过催化金属层的形成及其活化处理、而能够形成石墨烯结构体的方法和装置。
另外，本发明的课题还在于，提供能够形成由高能量的离子导致的损伤少的结晶性良好的、包含碳纳米墙的石墨烯结构体的方法和装置。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的第1方面提供一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成方法，其特征在于，包括：准备被处理基片的步骤；和在上述被处理基片的表面没有催化功能的状态下，通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在上述被处理基片的表面形成石墨烯结构体的步骤。
本发明的第2方面提供一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成方法，其特征在于，包括：准备被处理基片的步骤；和通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在上述被处理基片的表面形成包括碳纳米墙的石墨烯结构体的步骤。
本发明的第3方面提供一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成装置，其特征在于，包括：用于收容上述被处理基片的处理容器；在上述处理容器内将上述被处理基片水平地载置的载置台；加热上述被处理基片的加热机构；隔着微波透射板配置在上述处理容器之上的、具有槽的平面槽天线，其中，上述微波透射板由构成上述处理容器的顶壁的电介质体材料形成；经由上述槽和上述微波透射板向上述处理容器内导入微波的微波导入机构；气体导入机构，其向上述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；对上述处理容器内进行排气的排气机构；和控制上述加热机构、上述微波导入机构、上述气体导入机构和上述排气机构的控制部，上述控制部控制上述加热机构、上述微波导入机构、上述气体导入机构和上述排气机构来执行上述第1方面或第2方面记载的石墨烯结构体的形成方法。
本发明的第4方面提供一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成装置，其特征在于，包括：用于收容上述被处理基片的处理容器；在上述处理容器内将上述被处理基片水平地载置的载置台；加热上述被处理基片的加热机构；设置在上述处理容器之上的微波导入装置；气体导入机构，其向上述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；对上述处理容器内进行排气的排气机构；和控制上述加热机构、上述微波导入装置、上述气体导入机构和上述排气机构的控制部，上述微波导入装置包括：用于产生微波的微波产生部；和多个微波辐射机构，其被供给从上述微波产生部所分配的微波，将微波向上述处理容器内辐射，上述微波辐射机构包括：进行阻抗匹配的调谐器；具有辐射被供给的微波的槽的平面槽天线；和在上述平面天线的正下方相邻地设置的、嵌入上述处理容器的顶壁的由电介质体材料形成的微波透射板，上述控制部控制上述加热机构、上述微波导入机构、上述气体导入机构和上述排气机构来执行上述第1方面或第2方面记载的石墨烯结构体的形成方法。
发明效果
依据本发明的第1方面，在被处理基片的表面不具有催化功能的状态下，通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在被处理基片的表面形成石墨烯结构体，因此不经过催化金属层的形成及其活化处理，而能够形成石墨烯结构体。
另外，依据本发明的第2方面，通过使用含碳气体作为成膜原料气体的远程微波等离子体CVD，在上述被处理基片的表面形成包含碳纳米墙的石墨烯结构体，因此能够形成高能量的离子造成的损伤少的、结晶性良好的碳纳米墙。
附图说明
图1是表示第1实施方式的石墨烯结构体的制造方法的流程图。
图2是表示在第1实施方式的石墨烯结构体的制造方法中使用的被处理基片的构造的具体例的截面图。
图3是表示通过第1实施方式的石墨烯结构体的制造方法在被处理基片上形成石墨烯结构体的状态的截面图。
图4是表示第2实施方式的石墨烯结构体的制造方法的流程图。
图5是表示通过第2实施方式的石墨烯结构体的制造方法在被处理基片上形成包含CNW的石墨烯结构体的状态的截面图。
图6是表示适合本发明的第1和第2实施方式的石墨烯结构体的形成方法的实施的处理装置的第1例的截面图。
图7是表示适合本发明的第1和第2实施方式的石墨烯结构体的形成方法的实施的处理装置的第2例的截面图。
图8是表示图7的处理装置的微波导入装置的结构的结构图。
图9是示意性表示图7的处理装置的微波辐射机构的截面图。
图10是示意性表示图7的处理装置的处理容器的顶壁部的底面图。
图11是表示实施例1中形成的石墨烯结构体的SEM照片。
图12是表示实施例1中形成的石墨烯结构体的拉曼光谱的图。
图13是表示实施例2中形成的石墨烯结构体的SEM照片。
图14是表示实施例3中形成的石墨烯结构体的TEM照片，(a)表示生长了石墨烯结构体，(b)是放大表示石墨烯结构体中的CNW，(c)、(d)是进一步放大表示(b)的A区域和B区域。
图15是表示实施例3中形成的石墨烯结构体的TEM照片，(a)表示生长了石墨烯结构体，(b)是放大表示石墨烯结构体的石墨烯和CNW的部分，(c)、(d)是进一步放大表示(b)的C区域和D区域。
图16是表示实施例4中以条件1进行了处理的结果的图，(a)是这时的SEM照片，(b)是在石墨烯结构体中包含的CNW的TEM照片，(c)是CNW的拉曼光谱。
图17是表示实施例4中以条件2进行了处理的结果的图，(a)是这时的SEM照片，(b)是石墨烯结构体的TEM照片，(c)是石墨烯结构体的拉曼光谱。
图18是表示实施例5中形成的石墨烯结构体的SEM照片。
图19是表示实施例6中形成的石墨烯结构体的SEM照片。
图20是表示实施例7中的、使压力变化的情况下生长的石墨烯结构体的构造的SEM照片。
图21是表示实施例8中的、使温度变化来进行了远程微波等离子体CVD处理时的拉曼光谱的图。
图22是表示实施例9中形成的石墨烯结构体的SEM照片。
图23是表示实施例9中形成的石墨烯结构体的拉曼光谱的图。
附图标记说明
1、101：处理容器
2、102：载置台
3：微波导入机构
4、103：气体供给机构
5：排气部
6、106：控制部
82、104：排气装置
100、200：处理装置
105：微波导入装置
300：被处理基片
301：半导体基体
302：绝缘膜
303：阻挡膜
304：金属膜
310、320：石墨烯结构体
321：石墨烯
322：CNW
W：晶片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。
<石墨烯结构体的制造方法的实施方式>
(第1实施方式)
首先，关于石墨烯结构体的制造方法的第1实施方式进行说明。在上述的专利文献1、2中，为了以尽可能低的温度高效率地使结晶性良好的石墨烯生长，作为基底形成Ni等的成为促进石墨烯的生长的催化剂的催化金属膜，通过作为还原性气体的H2气体和作为含氮气体的N2气体的等离子体将催化金属层活化之后，通过等离子体CVD使石墨烯生长。即，在引用文献1、2中，利用基于金属催化层产生的催化反应将成膜原料气体(前体)离解，由此使石墨烯生长。
对此，本发明者们研究的结果是发现了：将微波导入处理容器内，利用微波电场生成等离子体，使从等离子体生成区域扩散的等离子体(远程微波等离子体)作用于存在于与该等离子体生成区域离开的位置的被处理基片，能够以比较低的温度将作为成膜原料气体(前体)的含碳气体离解为适合于石墨烯的生长的状态，能够不使用现有技术中所必须的、活化处理后的金属催化层，而形成结晶性良好的石墨烯结构体。
在引用文献1、2中记载有，作为形成石墨烯时的等离子体CVD使用微波等离子体，认为不依赖于等离子体CVD的方法、而基于金属催化层的催化作用的成膜原料气体(前体)的离解是必须的，而与此不同，本实施方式是基于以下的新技术思想的发明，即：通过原理与引用文献1、2那样的基于活性化了的金属催化剂产生的催化反应完全不同的、基于远程微波等离子体进行的成膜原料气体(前体)的离解，在不具有催化功能的基片上以比较低的温度能够形成结晶性良好的石墨烯结构体。
本实施方式的石墨烯结构体的制造方法，如图1所示，包括：准备被处理基片的步骤(步骤1)；和在被处理基片的表面不具有催化功能的状态下通过远程微波等离子体CVD在被处理基片的表面形成石墨烯结构体的步骤(步骤2)。
作为步骤1中的被处理基片，形成石墨烯结构体的表面在步骤2的远程微波等离子体CVD时只要不具有催化功能即可，其表面可以是半导体也可以是绝缘体。另外，被处理基片的表面即使是金属，在远程微波等离子体CVD步骤之前不进行活化处理，在远程微波等离子体CVD步骤时之前被处理基片表面不具有催化功能即可。
图2表示被处理基片的具体例子。作为被处理基片300典型地能够举例半导体晶片，如图2的(a)所示，例示了仅由硅那样的半导体所形成的半导体基体301构成的被处理基片，如图2的(b)所示，在硅等的半导体基体301上形成有SiO2膜那样的绝缘膜302的被处理基片，如图2的(c)所示，在硅等的半导体基体301上隔着SiO2膜那样的绝缘膜302和TaN膜或Ta膜、TiN膜等的阻挡膜303形成有Cu膜那样的金属膜304的被处理基片。根据金属而可以省略阻挡膜303。另外，也可以将阻挡膜303形成为层叠膜(例如Ta/TaN)。
步骤2中的基于远程微波等离子体CVD形成石墨烯结构体时，将被处理基片收容在处理容器内，将微波导入处理容器内来生成微波等离子体，使等离子体向配置在与等离子体生成区域离开的位置的被处理基片300扩散，通过在等离子体中被离解了的作为成膜原料气体的含碳气体，如图3所示使石墨烯结构体310在被处理基片300上生长。
优选向处理容器内导入微波并且导入由稀有气体构成的等离子体生成气体，生成微波等离子体，通过等离子体使作为成膜原料气体的含碳气体离解并向与等离子体生成区域离开的被处理基片300供给，使石墨烯结构体310在被处理基片300上生长。
作为稀有气体能够使用Ar、He、Ne、Kr、Xe等，其中，优选能够稳定地生成等离子体的Ar。
作为成膜原料气体的含碳气体，例如能够使用乙烯(C2H4)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、乙炔(C2H2)、甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)等。另外，也可以与含碳气体一起导入含氢气体、例如H2气体。通过H2气体这样的含氢气体能够提高石墨烯结构体310的品质。
成膜原料气体能够根据需要的离解度向等离子体生成区域与被处理基片附近区域之间的规定位置导入。即，在等离子体生成区域中，由于高能量的等离子体而离解度变高，在被处理基片的附近区域，由于从等离子体生成区域扩散的低电子温度的等离子体，而与等离子体生成区域相比离解度变低，所以根据成膜原料气体的导入位置能够调整成膜原料气体的离解度。
依据远程微波等离子体CVD，被处理基片配置在与微波等离子体生成区域离开的区域，从等离子体生成区域扩散的等离子体向被处理基片供给，因此在被处理基片上成为低电子温度的等离子体，是低损伤的，并且因微波而成为自由基主体的高密度的等离子体。通过这样的等离子体，能够在被处理基片表面使含碳气体反应，能够不使用现有技术中所必须的、活化处理后的金属催化层，而形成结晶性良好的石墨烯结构体310。
作为石墨烯结构体，可以仅是在基片上平行地形成的通常的石墨烯，也可以不仅有石墨烯还包含相对于基片具有角度地生长的CNW。
作为这时的处理条件，被处理基片的温度为350～1000℃，更优选为400～800℃，微波功率为100～5000W。另外，处理容器内的压力，在被处理基片的表面为绝缘体和半导体的情况下，优选为1.33～667Pa(0.01～5Torr)，在被处理基片的表面为金属的情况下，优选为1.33～400Pa(0.01～3Torr)。该压力范围相比于引用文献1、2是向低压侧偏移了的范围，为了不设置活化处理后的催化金属层而形成石墨烯结构体，低压是较为有利的。另外，时间优选在1～200min的范围。
作为等离子体生成气体适用的稀有气体、含碳气体、含氢气体的流量，根据气体的种类和适用的装置能够适当地设定。
此外，在步骤2的基于远程微波CVD进行的石墨烯结构体的生成之前，可以进行以被处理基片表面的清洁化为目的的表面处理。作为表面处理，能够举例将被处理基片加热到300～600℃，并且供给例如H2气体或者Ar气体+H2气体的处理。这时也可以生成等离子体。该表面处理只不过是以表面的清洁化为目的的处理，被处理基片的表面并不仅限于半导体和绝缘体的情况，也可以是金属的情况。
(第2实施方式)
接着，对石墨烯结构体的制造方法的第2实施方式进行说明。
在本实施方式中，通过与第1实施方式同样的远程微波等离子体CVD，形成包含CNW的石墨烯结构体。
在专利文献1、2中记载有在活化处理后的金属催化层上通过远程微波等离子体CVD形成石墨烯，但没有记载形成CNW。另一方面，在上述专利文献3中，通过平行平板电容耦合等离子体(CCP)形成等离子体气氛，将氢自由基注入等离子体气氛中，在基片的表面形成CNW，在等离子体中或者电子温度高的区域中发生CNW的生长反应，因此高能量的离子造成损伤，结晶性变差。
与此不同，本发明者们，如第1实施方式那样，在进行没有金属催化层+活化处理而通过远程微波等离子体CVD形成石墨烯结构体的实验的过程中，发现了在规定的低压条件下，能够形成与基片平行的石墨烯、和相对于基片具有角度地生长的CNW这两者。另外，发现了如果在低压条件下，即使如现有技术那样设置催化金属层、进行了活化处理的情况下，也生长CNW。
本实施方式的石墨烯结构体的制造方法，如图4所示，包括：准备被处理基片的步骤(步骤11)；和通过远程微波等离子体CVD在被处理基片的表面形成包含CNW的石墨烯结构体的步骤(步骤12)。
作为步骤11中的被处理基片，形成石墨烯结构体的表面是任意的，表面可以是半导体也可以是绝缘体，还可以是金属。作为被处理基片的具体例子，能够举例上述的图2所示的被处理基片。
在步骤12中的基于远程微波等离子体CVD进行的形成包含CNW的石墨烯结构体时，将被处理基片收容在处理容器内，向处理容器内导入微波生成微波等离子体，使等离子体向配置在与等离子体生成区域离开的位置的被处理基片扩散，如图5所示，在被处理基片300上使石墨烯321和CNW322生长，形成由石墨烯321和CNW322构成的石墨烯结构体320。
优选向处理容器内导入微波并且导入由稀有气体形成的等离子体生成气体，生成微波等离子体，通过等离子体使作为成膜原料气体的含碳气体离解向与等离子体生成区域离开的被处理基片300供给，在被处理基片300上形成由石墨烯321和CNW322构成的石墨烯结构体320。这时，被处理基片表面为金属催化层，在石墨烯结构体的形成之前，通过进行金属催化层的活化处理，即使在发挥了催化功能的状态下，CNW也能够生长。
作为等离子体生成气体、成膜原料气体即含碳气体，能够使用与第1实施方式相同的气体，也能够与含碳气体一起导入H2气体这样的含氢气体。另外，与第1实施方式同样，成膜原料气体能够根据所需要的离解度而导入到等离子体生成区域与被处理基片附近区域之间的规定位置。
基于远程微波等离子体CVD，被处理基片被配置在与微波等离子体生成区域离开的区域，从微波等离子体生成区域扩散的等离子体向被处理基片供给，因此在被处理基片以低电子温度且通过微波成为自由基主体的高密度的等离子体。由此，不会产生专利文献3那样的高能量的离子导致的损伤，能形成结晶性良好的、包含CNW的石墨烯结构体。
作为这时的处理条件，优选被处理基片的温度为350～1000℃(更有选为400～800℃)、微波功率为100～5000W。另外，优选处理容器内的压力为1.33～133Pa(0.01～1Torr)。当压力比133Pa(1Torr)高时，即使增长处理时间，CNW也难以生长。
在被处理基片的表面设置金属催化层并进行活化处理的情况下，如专利文献1所记载，作为金属催化层能够举例Ni、Co、Cu、Ru、Pt、Pd等的金属，或者包含它们中任意者的合金，作为活化处理，优选生成H2气体等的还原性气体和N2气体等的含氮气体的等离子体，在66.7～400Pa(0.5～3Torr)且300～600℃的范围中进行。等离子体CVD的时间优选在1～200min的范围。因为CNW的生长的有无能够被时间左右，因此根据时间以外的其它处理条件将处理时间设定为CNW能够生长的时间。
作为等离子体生成气体使用的稀有气体、含碳气体、含氢气体等的流量根据气体的种类和使用的装置能够适当地设定。
此外，在本实施方式中在步骤12基于远程微波CVD进行的石墨烯结构体的生成之前，与第1实施方式同样，可以进行以被处理基片表面的清洁化为目的的表面处理。
<处理装置>
接着，对适合于上述2个实施方式的石墨烯结构体的形成方法的实施的处理装置的例子进行说明。
(处理装置的第1例)
图6是示意性表示处理装置的第1例的截面图。图6中所示的处理装置100例如构成为RLSA(注册商标)微波等离子体方式的等离子体处理装置。
该处理装置100包括：大致圆筒状的处理容器1；设置在处理容器1中的、载置作为被处理基片的例如半导体晶片(以下简单记作“晶片”)W的载置台2；向处理容器1中导入微波的微波导入机构3；向处理容器1中导入气体的气体供给机构4；对处理容器1内进行排气的排气部5；和控制处理装置100的各构成部的控制部6。
在处理容器1的底壁1a的大致中央部形成有圆形的开口部10，在底壁1a设置有与该开口部10连通的、向下方突出的排气室11。在处理容器1的侧壁设置有用于将晶片W送入送出的送入送出口17，和开闭该送入送出口17的闸阀18。
载置台2形成圆板状，由AlN等的陶瓷形成。载置台2由支承部件12支承，该支承部件12是从排气室11的底部中央向上方延伸的圆筒状的由AlN等的陶瓷形成的部件。在载置台2的外缘部设置有用于引导晶片W的导向环13。另外，在载置台2的内部，用于将晶片W升降的升降销(未图示)以能够相对于载置台2的上表面突出或没入的方式设置。并且，在载置台2的内部埋入有电阻加热型的加热器14，该加热器14被加热器电源15供给从而隔着载置台2加热该载置台2上的晶片W。另外，在载置台2插入有热电偶(未图示)，基于来自热电偶的信号，能够将晶片W的加热温度控制为例如350～1000℃的范围的规定温度。并且，在载置台2内的加热器14的上方，埋设有与晶片W大致相同程度大小的电极16，该电极16与高频偏置电源19电连接。从该高频偏置电源19向载置台2施加用于引入离子的高频偏置电功率。此外，高频偏置电源19可以根据等离子体处理的特性来设定。
微波导入机构3以面对处理容器1的上部的开口部的方式设置，包括形成有大量的槽21a的平面槽天线21；产生微波的微波产生部22；和将来自微波产生部22的微波导向平面天线21的微波传导机构23。在平面天线21的下方，由电介质体形成的微波透射板24以由在处理容器1的上部呈环状设置的顶板32支承的方式设置，在平面槽天线21上设置有水冷构造的屏蔽部件25。并且，在屏蔽部件25与平面槽天线21之间设置有慢波件26。
平面槽天线21例如有表面镀有银或者金的铜板或者铝板构成，构成为用于辐射微波的多个槽21a按规定图案贯通而形成的结构。槽21a的图案以使微波均匀地辐射的方式适当地设定。作为适当的图案的例子，能够举例将T字状配置的2个槽21a作为一对，来将多对槽21a按同心圆状配置的辐射线(Radial line)槽。槽21a的长度和排列间隔能够根据微波的实际有效波长(λg)适当地设定。另外，槽21a可以为圆形、也可以为圆弧状等其它的形状。并且，槽21a的配置形态没有特别的限定，除了同心圆状以外，例如能够配置为螺旋状、辐射状。槽21a的图案以成为能够得到所希望的等离子体密度分布的微波辐射特性的方式适当地设定。
慢波件26由具有比真空大的介电常数的电介质体、例如石英、陶瓷(Al2O3)、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等的树脂构成。慢波件26具有使微波的波长比在真空中短来缩小平面槽天线21的功能。此外，微波透射板24也能够由同样的电介质体构成。
微波透射板24和慢波件26的厚度，以由慢波件26、平面槽天线21、微波透射板24和等离子体形成的等效电路满足谐振条件的方式进行调整。通过调整慢波件26的厚度，能够调整微波的相位，通过以平面槽天线21的接合部成为驻波的“波腹”的方式调整厚度，能够使微波的反射极小化、而微波的辐射能量成为最大。另外，通过使慢波件26和微波透射板24为相同的材质，能够防止微波的界面反射。
微波产生部22具有微波振荡器。微波振荡器可以是磁控振荡器也可以是固态振荡器。由微波振荡器振荡的微波的频率能够使用300MHz～10GHz的范围。例如，作为微波振荡器通过使用磁控振荡器(磁控管)，能够振荡频率为2.45GHz的微波。
微波传导机构23包括：从微波产生部22传导微波的在水平方向上延伸的波导管27；由从平面天线21的中心向上方延伸的内导体29和其外侧的外导体30构成的同轴波导管28；和设置在波导管27与同轴波导管28之间的模式转换机构31。由微波产生部22产生的微波以TE模式在波导管27中传播，并由模式转换机构31将微波的振动模式从TE模式转换为TEM模式，经由同轴波导管28导向慢波件26，从慢波件26经由平面槽天线21的槽21a和微波透射板24向处理容器1内辐射。此外，在波导管27的途中，设置有使处理容器1内的负荷(等离子体)的阻抗与微波产生部22的电源的特性阻抗匹配的的调谐器(未图示)。
气体供给机构4包括：在处理容器1内的载置台的上方位置以上下隔开的方式水平地设置的喷淋板41；和在喷淋板41的上方位置沿着处理容器1的内壁呈环状设置的喷淋环42。
喷淋板41包括：形成为格子状的气体流通部件51；在该气体流通部件51的内部设置为格子状的气体流路52；和从气体流路52向下方延伸的大量气体排出孔53，格子状的气体流通部件51之间成为贯通孔54。在该喷淋板41的气体流路52延伸有到达处理容器1的外壁的气体供给路55，在该气体供给路55连接有气体供给配管56。该气体供给配管56分支为分支管56a、56b、56c这三者，在这些分支管56a、56b、56c分别连接有供给作为还原性气体的H2气体的H2气体供给源57、供给成膜原料气体即作为含碳气体的乙烯(C2H4)气体的C2H4气体供给源58、供给作为吹扫气体等使用的N2气体的N2气体供给源59。此外，虽然未图示，但在分支管56a、56b、56c设置有流量控制用的质量流量控制器及其前后的阀。
喷淋环42包括：设置在其内部的环状的气体流路66；与该气体流路66连接的、在其内侧开口的大量气体排出孔67，气体流路66与气体供给配管61连接。该气体供给配管61分支为分支管61a、61b、61c这三者，在这些分支管61a、61b、61c分别连接有供给等离子体生成气体即作为稀有气体的Ar气体的Ar气体供给源62、供给清洁气体即作为氧化气体的O2气体的O2气体供给源63、供给作为吹扫气体等使用的N2气体的N2气体供给源64。此外，虽然未图示，在分支管61a、61b、61c设置有流量控制用的质量流量控制器及其前后的阀。
排气部5包括：上述排气室11；设置在排气室11的侧面的排气配管81；与排气配管81连接的具有真空泵和压力控制阀等的排气装置82。
控制部6典型的是由计算机构成，控制处理装置100的各部。控制部6包括存储有处理装置100的处理流程和控制参数即处理方案的存储部、输入装置和显示器等，能够按照所选择的处理方案进行规定的控制。
通过这样构成的处理装置100，在按照上述的第1实施方式形成石墨烯结构体时，首先，向处理容器1内搬入作为被处理基片的例如表面由绝缘体、半导体、金属形成的晶片W，载置在载置台2上，根据需要进行晶片W的表面的清洁化。
该表面处理的优选的条件如下所记载。
气体流量：Ar/H2＝0～2000/10～2000sccm
压力：0.1～10Torr(13.3～1333Pa)
晶片温度：300～600℃
时间：10～120min
接着，在将处理容器1内的压力和晶片温度控制为规定值、且晶片W的表面不具有催化功能的状态下(表面为金属的情况下不进行活化处理)，通过远程微波等离子体CVD形成石墨烯结构体。
具体而言，从喷淋环42将作为等离子体生成气体的Ar气体向微波透射板24的正下方供给，并且将由微波产生部22产生的微波经由微波传导机构23的波导管27、模式转换机构31、同轴波导管28导向慢波件26，从慢波件26经由平面槽天线21的槽21a和微波透射板24向处理容器1内辐射，使等离子体点火。微波作为表面波在微波透射板24的正下方区域扩散，生成由Ar气体产生的表面波等离子体，该区域成为等离子体生成区域。并且，在等离子体已点火了的时刻从喷淋板41供给成膜原料气体即作为含碳气体的C2H4气体和根据需要供给H2气体。这些气体由从等离子体生成区域扩散的等离子体激励而离解，被供给到载置在喷淋板41的下方的载置台2上的被处理基片即晶片W。由于晶片W配置在于等离子体生成区域离开的区域，从等离子体生成区域扩散的等离子体向晶片W供给，在晶片W上变成低电子温度的等离子体，为低损伤，且成为自由基主体的高密度的等离子体。通过这样的等离子体，能够在晶片表面使含碳气体反应，不使用现有技术所必须的活化处理后的金属催化层，而能够形成结晶性良好的石墨烯结构体。
这时，作为含碳气体的C2H4气体和根据需要的H2气体被从喷淋板41向等离子体生成区域的下方供给，由所扩散的等离子体离解，因此能够抑制这些气体过度地离解。但是，也可以将这些气体供给到等离子体生成区域。另外，作为等离子体生成气体的Ar气体也可以不使用，将作为含碳气体的C2H4气体和H2气体供给到等离子体生成区域而直接将等离子体点火。
处理装置100中的远程微波等离子体CVD时的优选条件如以下所记载。
气体流量：
Ar气体＝0～2000/10～2000sccm
碳化氢气体(在本例中为C2H4气体)＝0.1～300sccm
H2气体＝0.01～500sccm
压力：
晶片表面为绝缘体和半导体的情况
1.33～667Pa(0.01～5Torr)
晶片表面为金属的情况(无催化功能)
1.33～400Pa(0.01～3Torr)
温度：350～1000℃(更优选为400～800℃)
微波功率：100～5000W(更优选为1000～3500W)
时间：1～200min
此外，在适用上述第2实施方式的形成包含CNW的石墨烯结构体的方法的情况下，优选压力为1.33～133Pa(0.01～1Torr)、这样更低压的范围。另外，在该情况下，晶片W的表面是任意的，不排除作为晶片W表面具有催化金属层，并在实施了活化处理之后进行远程微波等离子体CVD的情况。在该情况下的活化处理优选压力：66.7～400Pa(0.5～3Torr)、温度：300～600℃的范围中，将H2气体和N2气体分别例如按100～2000sccm供给，并且优选导入功率为250～4000W的微波来进行0.5～30min。
(处理装置的第2例)
图7是示意性表示处理装置的第2例的截面图，图8是表示图7的处理装置的微波导入装置的结构的结构图，图9是示意性表示图7的处理装置的微波辐射机构的截面图，图10是示意性表示图7的处理装置的处理容器的顶壁部的底面图。
该处理装置200包括：收容晶片W的处理容器101；配置在处理容器101的内部的、载置晶片W的载置台102；向处理容器101内供给气体的气体供给机构103；对处理容器101内进行排气的排气装置104；产生用于使在处理容器101内生成等离子体的微波、并且将微波导入处理容器101内的微波导入装置105；和控制部106。
处理容器101例如由铝及其合金等的金属材料形成，构成为大致圆筒形状，具有板状的顶壁部111和底壁部113、以及将它们连结的侧壁部112。微波导入装置105设置在处理容器101的上部，作为向处理容器101内导入电磁波(微波)来生成等离子体的等离子体生成结构发挥功能。关于微波导入装置105在后文详细说明。
在顶壁部111具有嵌入微波导入装置105的后述的微波辐射机构和气体导入部的多个开口部。侧壁部112在与处理容器101相邻的运送室(未图示)之间具有用于进行被处理基片即晶片W的送入送出的送入送出口114。送入送出口114由闸阀115开闭。在底壁部113设置有排气装置104。排气装置104设置在与底壁部113连接的排气管116，具有真空泵和压力控制阀。通过排气装置104的真空泵经由排气管116将处理容器101内排气。处理容器101内的压力由压力控制阀控制。
载置台102形成为圆板状，由AlN等的陶瓷形成。载置台102被从处理容器101的底部中央向上方延伸的圆筒状的由AlN等的陶瓷构成的支承部件120支承。在载置台102的外缘部设置有用于引导晶片W的导向环181。另外，在载置台102的内部，用于将晶片W升降的升降销(未图示)以能够相对于载置台102的上表面突出或没入的方式设置。并且，在载置台102的内部埋设有电阻加热型的加热器182，该加热器182由加热器电源183供给，由此经载置台102对其上的晶片W加热。另外，在载置台102插入有热电偶(未图示)。基于来自热电偶的信号，能够将晶片W的加热温度控制为例如350～1000℃的范围内的规定温度。并且，在载置台102内的加热器182的上方，埋设有与晶片W大致相同程度的大小的电极184。在该电极184电连接有高频偏置电源122。从高频偏置电源122向载置台102施加用于引入离子的高频偏置电功率。此外，高频偏置电源122根据等离子体处理的特性也可以不设置。
气体供给机构103是向处理容器101内导入等离子体生成气体和用于形成石墨烯结构体的原料气体的机构，具有多个气体导入喷嘴123。气体导入喷嘴123嵌入在形成于处理容器101的顶壁部111的开口部中。在气体导入喷嘴123连接有气体供给配管191。该气体供给配管191分支为分支管191a、191b、191c、191d、191e这5个分支管，在这些分支管191a、191b、191c、191d、191e分别连接有：供给等离子体生成气体即作为稀有气体的Ar气体的Ar气体供给源192；供给清洁气体即作为氧化气体的O2气体的O2气体供给源193；供给作为吹扫气体等使用的N2气体的N2气体供给源194；供给作为还原性气体的H2气体的H2气体供给源195；和供给成膜原料气体即作为含碳气体的乙烯(C2H4)气体的C2H4气体供给源196。此外，虽然未图示，在分支管191a、191b、191c、191d、191e设置有流量控制用的质量流量控制器及其前后的阀。此外，与第1例同样地设置喷淋板，将C2H4气体和H2气体向靠近晶片W的位置供给而能够调整气体的离解。另外，通过将供给这些气体的喷嘴向下方延伸也能够得到同样的效果。
微波导入装置105如上所述设置在处理容器101的上方，作为向处理容器101内导入电磁波(微波)来生成等离子体的等离子体生成机构发挥功能。如图7和图8所示，微波导入装置105包括：作为顶板发挥功能的处理容器101的顶壁部111；生成微波，并且将微波向多个通路分配来输出的微波输出部130；和将从微波输出部130输出的微波导入处理容器101的天线单元140。
微波输出部130包括：微波电源131；微波振荡器132；将通过微波振荡器132被振荡的微波放大的放大器133；和将通过放大器133放大了的微波向多个通路分配的分配器134。微波振荡器132为固态振荡器(固态元件)，例如以860MHz使微波振荡(例如PLL振荡)。此外，微波的频率并不限定于860MHz，能够使用2.45GHz、8.35GHz、5.8GHz、1.98GHz等的从700MHz至10GHz范围内的频率。分配器134一边使输入侧和输出侧的阻抗匹配一边分配微波。
天线单元140包括多个天线组件141。多个天线组件141分别将由分配器134所分配的微波导入处理容器101内。多个天线组件141的构成完全相同。各天线组件141包括：主要将所分配的微波放大来输出的放大器部142；和将从放大器部142输出的微波向处理容器101内辐射的微波辐射机构143。
放大器部142包括：使微波的相位变化的相位器145；调整被输入到主放大器147的微波的电功率等级的可变增益放大器146；作为固态放大器构成的主放大器147；将由后述的微波辐射机构143的天线部反射而向主放大器147去的反射微波分离的分离器148。
如图7所示，多个微波辐射机构143设置在顶壁部111。另外，微波辐射机构143如图9所示，包括形成为筒状的外侧导体152和在外侧导体152内与外侧导体152同轴状地设置的内侧导体153，并且包括在它们之间具有微波传播路的同轴管151；将来自放大器部142的放大后的微波向微波传播路供给的供给部155；使负荷的阻抗与微波电源131的特性阻抗匹配的调谐器154；和将来自同轴管151的微波向处理容器101内辐射的天线部156。
供给部155从外侧导体152的上端部的侧方通过同轴电缆导入由放大器部142放大了的微波，例如，通过供给天线辐射微波，由此将微波电力向外侧导体152与内侧导体153之间的微波传播路供给，微波电力向天线部156传播。
天线部156设置在同轴管151的下端部。天线部156包括：与内侧导体153的下端部连接的形成为圆板状的平面天线161；配置在平面天线161的上表面侧的慢波件162；和配置在平面天线161的下表面侧的微波透射板163。微波透射板163嵌入在顶壁部111，其下表面露出于处理容器101的内部空间。平面天线161具有以贯通的方式形成的槽161a。槽161a的形状以微波能够高效地辐射的方式适当设定。在槽161a中可以插入有电介质体。慢波件162由具有比真空大的介电常数的材料形成，通过其厚度能够调整微波的相位，能够使微波的辐射能量成为最大。微波透射板163也能够由电介质体构成，形成为能够将微波以TE模式高效率地辐射的形状。并且，透过了微波透射板163的微波，在处理容器101内的空间生成等离子体。作为构成慢波件162和微波透射板163的材料，例如能够使用石英或陶瓷、聚四氟乙烯树脂等的氟类树脂、聚酰亚胺树脂等。
调谐器154构成铁芯调谐器(Slug tuner)，如图9所示，包括：配置在比同轴管151的天线部156靠基端部侧(上端部侧)的部分的2个铁芯171a、171b；将这2个铁芯分别独立地驱动的致动器172；和控制该致动器172的调谐器控制器173。
铁芯171a、171b形成为板状且为环状，由陶瓷等的电介质体材料构成，配置在同轴管151的外侧导体152与内侧导体153之间。另外，致动器172例如使设置在内侧导体153的内部的、铁芯171a、171b分别旋拧(螺合)的2个螺钉旋转，由此来分别驱动铁芯171a、171b。并且，基于来自调谐器控制器173的指令，由致动器172使铁芯171a、171b在上下方向上移动。调谐器控制器173调整铁芯171a、171b的位置使得终端部的阻抗成为50Ω。
主放大器147、调谐器154和平面天线161靠近配置。并且，调谐器154和平面天线161构成集总常数电路(Lumped constant circuit)，并且作为共振器发挥功能。在平面天线161的安装部分存在阻抗不匹配，但通过调谐器154对于等离子体负荷直接进行调谐，因此包含等离子体在内能够以高精度进行调谐，能够消除平面天线161中的反射的影响。
如图10所示，在本例中，设置有7个微波辐射机构143，与它们相对应的微波透射板163以均匀地构成密排六方(hexagonal close‐packed)配置的方式配置。即，7个微波透射板163中的1个配置在顶壁部111的中央，在其周围配置其它6个微波透射板163。这7个微波透射板163配置成相邻的微波透射板成为等间隔。另外，气体供给机构103的多个喷嘴123以包围中央的微波透射板的周围的方式配置。此外，微波辐射机构143的个数并不限于7个。
控制部106典型的是由计算机构成，控制处理装置200的各部。控制部106包括存储有作为处理装置200的处理流程和控制参数的处理方案的存储部、输入装置和显示器等，按照所选择的处理方案进行规定的控制。
通过像这样构成的处理装置200，按照上述第1实施方式形成石墨烯结构体时，首先，送入作为被处理基片的例如表面由绝缘体、半导体、金属构成的晶片W，载置在载置台102上，并根据需要进行晶片W的表面的清洁化。
该表面处理的优选的条件如以下所记载。
气体流量：Ar/H2＝0～2000/10～2000sccm
压力：0.1～10Torr(13.3～1333Pa)
晶片温度：300～600℃
时间：10～120min
接着，将处理容器101内的压力和晶片温度控制为规定值，在晶片W的表面不具有催化功能的状态下(表面为金属的情况下不进行活化处理)，通过远程微波等离子体CVD形成石墨烯结构体。
具体而言，从气体导入喷嘴123将作为等离子体生成气体的Ar气体供给到处理容器101的顶壁部111的正下方，并且将从微波导入装置105的微波输出部130分配为多个而输出的微波导入天线单元140的多个天线组件141，使其从这些微波辐射机构143辐射，将等离子体点火。
在各天线组件141中，微波由构成固态放大器的主放大器147分别地放大，向各微波辐射机构143供给，在同轴管151中传播而到达天线部156。这时，微波通过调谐器154的铁芯171a和铁芯171b而自动匹配阻抗，在实质上没有电力反射的状态下，从调谐器154经由天线部156的慢波件162自平面天线161的槽161a辐射，进而透过微波透射板163，在与等离子体接触的微波透射板163的表面(下表面)传播而形成表面波。并且，来自各天线部156的电力在处理容器101内被进行空间合成，在顶壁部111的正下方区域生成基于Ar气体产生的表面波等离子体，该区域成为等离子体生成区域。
然后，在等离子体已点火了的时刻，从气体导入喷嘴123供给成膜原料气体即作为含碳气体的C2H4气体和根据需要供给H2气体。这些气体通过等离子体被激励而离解，并被向载置在载置台102上的作为被处理基片的晶片W供给。由于晶片W配置在与等离子体生成区域离开的区域，从等离子体生成区域扩散的等离子体被向晶片W供给，因此，在晶片W上成为低电子温度的等离子体，为低损伤，且成为自由基主体的高密度的等离子体。通过这样的等离子体，能够在晶片表面使含碳气体发生反应，能够不使用现有技术所必须的、活化处理后的金属催化层，而形成结晶性良好的石墨烯结构体。
在本例中，作为含碳气体的C2H4气体和根据需要供给的H2气体被供给到等离子体生成区域而被离解，使用与第1例同样的喷淋板、或者延长气体导入喷嘴，利用从等离子体生成区域所扩散的等离子体使C2H4气体和根据需要供给的H2气体离解也可以抑制离解。另外，也可以不使用作为等离子体生成气体的Ar气体，将作为含碳气体的C2H4气体和H2气体供给到等离子体生成区域直接将等离子体点火。
在本例的处理装置200中，将被分配为多个的微波由构成固态放大器的主放大器147分别地放大，从多个天线部156分别地向处理容器101内导入形成表面波之后，将它们在空间中合成生成微波等离子体，因此不需要大型的分离器和合成器，是小型化(紧凑的)。并且，主放大器147、调谐器154和平面天线161靠近地设置，调谐器154和平面天线161构成集总常数电路，并且作为共振器发挥功能，由此在存在阻抗不匹配的平面槽天线安装部分，通过调谐器154能够包括等离子体在内以高精度进行调谐，所以能够可靠地消除反射的影响，实现高精度的等离子体控制。另外，由于设置有多个微波透射板163，与第1例的处理装置中的单一微波透射板24相比，能够减小总面积，能够减小为了使等离子体稳定地点火和放电所必须的微波的功率。
处理装置200中的远程微波等离子体CVD时的优选条件，基本上与第1例相同，但根据项目，更优选的条件有所不同，如以下所记载。
气体流量：
Ar气体＝0～2000/10～2000sccm
碳化氢气体(在本例中为C2H4气体)＝0.1～300sccm
H2气体＝0.01～500sccm
压力：
晶片表面为绝缘体和半导体的情况
1.33～667Pa(0.01～5Torr)
晶片表面为金属的情况(无催化功能)
1.33～400Pa(0.01～3Torr)
温度：350～1000℃(更优选为400～800℃)
微波功率：总计为100～5000W(更优选为1000～3500W)
时间：1～200min。
此外，在本例的装置中，在适用上述第2实施方式的形成包含CNW的石墨烯结构体的方法的情况下，优选压力为1.33～133Pa(0.01～133Torr)、这样更低压的范围。另外，在该情况下，上述晶片W的表面是任意的，不排除作为晶片W在表面具有催化金属层，并在实施了活化处理之后进行远程微波等离子体CVD的情况。在该情况下的活化处理，与第1例同样地，压力：66.7～400Pa(0.5～3Torr)，温度：300～600℃的范围，将H2气体和N2气体例如分别以100～2000sccm供给，并且优选导入总的功率为250～4000W的微波，进行0.5～30min。
<其它应用>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的技术思想范围中能够进行各种变更。
例如，用于进行在上述的实施方式中使用的远程微波等离子体CVD的处理装置只不过是例示，也能够使用各种类型的处理装置。
另外，作为用于形成石墨烯结构体的被处理基片，以将Si等的半导体基体作为基底的半导体晶片为例进行了说明，但并不限定于此。
【实施例】
以下，对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)
在此，作为被处理基片，准备在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)，使用第1例的处理装置，以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.05Torr、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：20min的条件进行远程微波等离子体CVD。这时的SEM照片表示在图11中。如该SEM照片所示，确认了在表面由绝缘体形成的晶片上，不使用催化剂，而能够生长包括石墨烯和CNW的石墨烯结构体。这时的拉曼光谱(Raman spectrum)表示在图12中。如该图所示，能够确认来自石墨烯的拉曼信号(Raman signal)。作为结晶性的指标的G带与D带之比(G/D比)的值为0.44。该值比与上述的专利文献3同样利用平行平板电容耦合等离子体(CCP)形成CNW的文献(平松美根男、堀胜、“利用等离子体CVD法的碳纳米墙的形成”表面科学Vol.31、No.3、pp.144-149、2010)所记载的G/D比的值0.35高，能够确认生长了结晶性良好的CNW。
(实施例2)
在此，作为被处理基片，与实施例1同样、准备在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)，使用第1例的处理装置，以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.05Torr、温度：510℃、微波功率：3kW、时间：20min的条件，进行远程微波等离子体CVD处理。这时的SEM照片表示在图13中。如该图所示，在晶片上生长了包括石墨烯和CNW的石墨烯结构体，CNW的厚度大致为740nm。由此，能够确认CNW的生长速度比2μm/h大。在上述文献中，CNW的生长速度为1.5μm/h程度，能够确认可以以比现有技术高的生长速度形成CNW。
(实施例3)
在此，作为被处理基片，与实施例1同样、准备在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)，使用第1例的处理装置，以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.05Torr、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：20min的条件，进行了远程微波等离子体CVD处理。将这时的TEM照片表示在图14、15中。
图14的(a)表示在晶片上生长了石墨烯结构体，图14的(b)放大表示了石墨烯结构体中的CNW，图14的(c)、(d)是进一步放大表示图14的(b)的A区域和B区域。如图14所示，可知作为石墨烯结构体生长了石墨烯和CNW，CNW由多层的石墨烯片形成。另外，能够确认在构成CNW的石墨烯片存在步骤边缘。
图15的(a)表示在晶片上生长有石墨烯结构体，图15的(b)是放大表示石墨烯结构体的石墨烯和CNW的部分，图15的(c)、(d)是进一步放大表示图15的(b)的C区域和D区域。如图15所示，可知在晶片上生成石墨烯，由石墨烯分支而生长了CNW。
(实施例4)
在此，使处理条件变化，确认了生长的石墨烯结构体的构造。与实施例1同样、作为被处理基片，准备在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)，使用第1例的处理装置，以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.05Torr、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：20min的处理条件(条件1)；和Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.08Torr、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：80min的处理条件(条件2)，进行了远程微波等离子体CVD。
图16是表示以条件1进行了处理时的结果。图16的(a)是这时的SEM照片。根据该SEM照片可知，作为石墨烯结构体生长了石墨烯和CNW。另外，图16的(b)是石墨烯结构体中包含的CNW的TEM照片，可知由多个石墨烯片形成。另外，图16的(c)是CNW的拉曼光谱，能够确认来自石墨烯的拉曼信号。
另一方面，图17表示以条件2进行了处理时的结果。图17的(a)是这时的SEM照片。根据该SEM照片可知，作为石墨烯结构体仅生长了石墨烯。图17的(b)是石墨烯结构体的TEM照片，多个石墨烯片与晶片平行地以10nm的厚度层叠。另外，图17的(c)是石墨烯结构体的拉曼光谱，能够确认来自石墨烯的拉曼信号。
根据以上内容能够确认，通过制程调整使CNW生长，也抑制CNW的生长而仅能够使石墨烯生长。
(实施例5)
在此，作为被处理基片准备Si晶片(无催化金属层)，使用第1例的处理装置，以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.05Torr、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：20min的条件进行了远程微波等离子体CVD处理。这时的SEM照片表示在图18中。如该SEM照片所示，能够确认在作为半导体的Si晶片上，不设置催化剂，能够生长包括石墨烯和CNW的石墨烯结构体。
(实施例6)
在此，作为被处理基片，准备在Si基体上依次形成有SiO2膜、TaN膜、Ta膜、Cu膜的晶片，使用第1例的处理装置，不进行活化处理，而以Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、压力：0.02Torr、温度：510℃、微波功率：2kW、时间：20min的条件进行了远程微波等离子体CVD处理。这时的SEM照片表示在图19中。如该SEM照片所示，在表面为金属的晶片上，不实施活化处理(不发挥催化功能)、而生长了包括石墨烯和CNW的石墨烯结构体。
(实施例7)
在此，使压力变化，确认了生长的石墨烯结构体的状态。其结果表示在图20的SEM照片中。图20的(a)是20mTorr(等离子体点火下限压力)的情况，图20的(b)是70mTorr的情况，图20的(c)是100mTorr的情况，图20的(d)是5Torr的情况。此外，关于被处理基片，(a)与实施例6相同是表面为金属的晶片，(b)～(c)は在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)。另外，关于其它的条件，(a)和(b)中，Ar气体流量：500sccm、C2H4气体流量：20sccm、温度：510℃、微波功率：2kW、时间：20min，(c)中，Ar气体流量：2000sccm、C2H4气体流量：1～10sccm、温度：530℃、微波功率：2kW、时间：20min，(d)中，Ar气体流量：2000sccm、C2H4气体流量：1～10sccm、温度：580℃、微波功率：2kW、时间：80min。
如图20所示，确认了压力在20mTorr～5Torr的范围中，虽然密度和形态发生变化但石墨烯结构体能够生长。并且，确认了直至压力为70mTorr为止，CNW生长，但压力成为100mTorr，仅有生长石墨烯。
(实施例8)
在此，使温度变化进行了远程微波等离子体CVD处理。这时的拉曼光谱表示在图21中。此外，这里，作为被处理基片，准备在Si基体上形成有SiO2膜的晶片(无催化金属层)，其它条件为Ar气体流量：50sccm、C2H2气体流量：1sccm、压力：0.4Torr、微波功率：425W、时间：10min。如图21所示，在温度350～750℃(晶片温度上限)确认了来自石墨烯的拉曼信号。
(实施例9)
在此，作为被处理基片，准备Si晶片(无催化金属层)，使用第2例的处理装置，在以Ar气体：300sccm、H2气体：50sccm、压力：1Torr、温度：700℃、微波功率(合计)：300W、时间：10min进行了前处理(表面处理)之后，以Ar气体流量：50sccm、C2H2气体流量：1sccm、压力：0.4Torr、温度：700℃、微波功率(合计)：425W、时间：10min的条件进行了远程微波等离子体CVD处理。这时的SEM照片表示在图22中。如该SEM照片所示能够确认，在作为半导体的Si晶片上，没有设置催化剂，而生长了包括石墨烯和CNW的石墨烯结构体。这时的拉曼光谱表示在图23中。如该图所示，确认了来自石墨烯的拉曼信号。

Claims (17)

1.一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成方法，其特征在于，包括：
准备被处理基片的步骤；和
在所述被处理基片的表面没有催化功能的状态下，通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在所述被处理基片的表面形成石墨烯结构体的步骤。
2.如权利要求1所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述被处理基片的表面为绝缘体或者半导体。
3.如权利要求2所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤，在压力处于1.33～667Pa的范围的情况下进行。
4.如权利要求1所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述被处理基片的表面为金属，不进行活化处理。
5.如权利要求4所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤，在压力处于1.33～400Pa的范围的情况下进行。
6.如权利要求1～5中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤，在被处理基片的温度处于350～1000℃的范围、微波功率处于100～5000W的范围、时间处于1～200min的范围的情况下进行。
7.如权利要求1～6中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述石墨烯结构体仅由与所述被处理基片平行地形成的石墨烯构成，或者由所述石墨烯和碳纳米墙构成。
8.一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成方法，其特征在于，包括：
准备被处理基片的步骤；和
通过使用含碳气体作为成膜原料气体进行远程微波等离子体CVD，来在所述被处理基片的表面形成包括碳纳米墙的石墨烯结构体的步骤。
9.如权利要求8所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述被处理基片的表面为绝缘体、半导体或者金属。
10.如权利要求8或9所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤，在压力处于1.33～133Pa的范围的情况下进行。
11.如权利要求8～10中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤，在被处理基片的温度处于350～1000℃的范围、微波功率处于100～5000W的范围、时间处于1～200min的范围的情况下进行。
12.如权利要求1～11中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
在所述形成石墨烯结构体的步骤中，将被处理基片配置在与生成微波等离子体的等离子体生成区域离开的区域，从等离子体生成区域向至所述被处理基片的规定位置供给作为所述成膜原料气体的含碳气体并使其离解，将离解后的成膜原料气体供给至所述被处理基片。
13.如权利要求1～12中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤通过处理装置进行，所述处理装置包括：
用于收容所述被处理基片的处理容器；
在所述处理容器内将所述被处理基片水平地载置的载置台；
加热所述被处理基片的加热机构；
隔着微波透射板配置在所述处理容器之上的、具有槽的平面槽天线，其中，所述微波透射板由构成所述处理容器的顶壁的电介质体材料形成；
经由所述槽和所述微波透射板向所述处理容器内导入微波的微波导入机构；
气体导入机构，其向所述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；和
对所述处理容器内进行排气的排气机构。
14.如权利要求1～12中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述形成石墨烯结构体的步骤通过处理装置进行，所述处理装置包括：
用于收容所述被处理基片的处理容器；
在所述处理容器内将所述被处理基片水平地载置的载置台；
加热所述被处理基片的加热机构；
设置在所述处理容器之上的微波导入装置；
气体导入机构，其向所述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；和
对所述处理容器内进行排气的排气机构，
所述微波导入装置包括：
用于产生微波的微波产生部；和
多个微波辐射机构，其被供给从所述微波产生部所分配的微波，将微波向所述处理容器内辐射，
所述微波辐射机构包括：
用于进行阻抗匹配的调谐器；
具有辐射被供给的微波的槽的平面槽天线；和
在所述平面天线的正下方相邻地设置的、嵌入所述处理容器的顶壁的由电介质体材料形成的微波透射板。
15.如权利要求13或14所述的石墨烯结构体的形成方法，其特征在于：
所述气体供给机构向所述处理容器的顶壁的正下方区域供给作为等离子体生成气体的稀有气体，并且向从所述顶壁至所述载置台上的被处理基片之间的规定位置供给作为所述成膜原料气体的含碳气体。
16.一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成装置，其特征在于，包括：
用于收容所述被处理基片的处理容器；
在所述处理容器内将所述被处理基片水平地载置的载置台；
加热所述被处理基片的加热机构；
隔着微波透射板配置在所述处理容器之上的、具有槽的平面槽天线，其中，所述微波透射板由构成所述处理容器的顶壁的电介质体材料形成；
经由所述槽和所述微波透射板向所述处理容器内导入微波的微波导入机构；
气体导入机构，其向所述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；
对所述处理容器内进行排气的排气机构；和
控制所述加热机构、所述微波导入机构、所述气体导入机构和所述排气机构的控制部，
所述控制部控制所述加热机构、所述微波导入机构、所述气体导入机构和所述排气机构来执行权利要求1～12中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法。
17.一种形成石墨烯结构体的石墨烯结构体形成装置，其特征在于，包括：
用于收容所述被处理基片的处理容器；
在所述处理容器内将所述被处理基片水平地载置的载置台；
加热所述被处理基片的加热机构；
设置在所述处理容器之上的微波导入装置；
气体导入机构，其向所述处理容器内供给作为成膜原料的包括含碳气体的气体；
对所述处理容器内进行排气的排气机构；和
控制所述加热机构、所述微波导入装置、所述气体导入机构和所述排气机构的控制部，
所述微波导入装置包括：
用于产生微波的微波产生部；和
多个微波辐射机构，其被供给从所述微波产生部所分配的微波，将微波向所述处理容器内辐射，
所述微波辐射机构包括：
进行阻抗匹配的调谐器；
具有辐射被供给的微波的槽的平面槽天线；和
在所述平面天线的正下方相邻地设置的、嵌入所述处理容器的顶壁的由电介质体材料形成的微波透射板，
所述控制部控制所述加热机构、所述微波导入机构、所述气体导入机构和所述排气机构来执行权利要求1～12中任一项所述的石墨烯结构体的形成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517313A (zh) * 2020-05-16 2020-08-11 西安工业大学 一种高连续性均匀规律孔隙结构三维石墨烯的制备方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5851804B2 (ja) * 2011-11-09 2016-02-03 東京エレクトロン株式会社 前処理方法、グラフェンの形成方法及びグラフェン製造装置
JP6960813B2 (ja) 2017-09-20 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 グラフェン構造体の形成方法および形成装置
US11289331B2 (en) * 2018-09-27 2022-03-29 Applied Materials, Inc. Methods for graphene formation using microwave surface-wave plasma on dielectric materials
KR20200128975A (ko) * 2019-05-07 2020-11-17 삼성전자주식회사 그래핀의 형성방법
JP7431422B2 (ja) 2019-12-11 2024-02-15 インスティテュート ヨージェフ ステファン カーボンナノ構造体の堆積のための方法及び装置
JP7422540B2 (ja) 2019-12-26 2024-01-26 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
JP2022007053A (ja) 2020-06-25 2022-01-13 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
JP2022079159A (ja) 2020-11-16 2022-05-26 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2022114773A (ja) * 2021-01-27 2022-08-08 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
JP2022120690A (ja) 2021-02-05 2022-08-18 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
KR102320909B1 (ko) 2021-05-07 2021-11-02 한밭대학교 산학협력단 탄소 나노월 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 음극
JP2022183969A (ja) 2021-05-31 2022-12-13 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
US20220403509A1 (en) 2021-06-17 2022-12-22 Tokyo Electron Limited Vacuum processing apparatus and oxidizing gas removal method
JP2023043583A (ja) 2021-09-16 2023-03-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置および半導体構造
KR20230046219A (ko) 2021-09-29 2023-04-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법 및 성막 장치
CA3235547A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 Mustapha JOUIAD Process for direct deposition of graphene or graphene oxide onto a substrate of interest

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104717820A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 东京毅力科创株式会社 微波等离子体源和等离子体处理装置

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065821A1 (en) 1998-06-19 1999-12-23 The Research Foundation Of State University Of New York Free-standing and aligned carbon nanotubes and synthesis thereof
US6649431B2 (en) 2001-02-27 2003-11-18 Ut. Battelle, Llc Carbon tips with expanded bases grown with simultaneous application of carbon source and etchant gases
KR100501778B1 (ko) 2001-03-28 2005-07-20 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 장치
US7666381B2 (en) 2003-06-10 2010-02-23 Plasmet Corporation Continuous production of carbon nanomaterials using a high temperature inductively coupled plasma
WO2005021430A1 (ja) 2003-08-27 2005-03-10 Nu Eco Engineering Co., Ltd. カーボンナノウォールの製造方法、カーボンナノウォールおよび製造装置
EP1681715A4 (en) 2003-11-05 2009-12-30 Tadahiro Ohmi PLASMA TREATMENT APPARATUS
JP4324078B2 (ja) 2003-12-18 2009-09-02 キヤノン株式会社 炭素を含むファイバー、炭素を含むファイバーを用いた基板、電子放出素子、該電子放出素子を用いた電子源、該電子源を用いた表示パネル、及び、該表示パネルを用いた情報表示再生装置、並びに、それらの製造方法
JP2005097113A (ja) * 2004-11-26 2005-04-14 Mineo Hiramatsu カーボンナノウォールの製造方法と製造装置
JP5068458B2 (ja) * 2006-01-18 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US7276796B1 (en) 2006-03-15 2007-10-02 International Business Machines Corporation Formation of oxidation-resistant seed layer for interconnect applications
JP2008239357A (ja) * 2007-03-25 2008-10-09 Univ Nagoya カーボンナノウォールの製造方法
US8919428B2 (en) 2007-10-17 2014-12-30 Purdue Research Foundation Methods for attaching carbon nanotubes to a carbon substrate
US20090273106A1 (en) 2008-05-02 2009-11-05 Yuan Ze University Porous Carbon Membranes and Their Forming Method
JP5222040B2 (ja) 2008-06-25 2013-06-26 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置
WO2010048408A2 (en) 2008-10-23 2010-04-29 Sandisk 3D, Llc Carbon-based memory elements exhibiting reduced delamination and methods of forming the same
US8277872B1 (en) 2008-11-12 2012-10-02 Stc.Unm Methods of making multi-scale carbon structures
WO2011016616A2 (ko) 2009-08-03 2011-02-10 인제대학교 산학협력단 신규한 구조의 탄소계 나노복합체 및 이의 제조방법
US10167572B2 (en) 2009-08-07 2019-01-01 Guardian Glass, LLC Large area deposition of graphene via hetero-epitaxial growth, and products including the same
US8323521B2 (en) * 2009-08-12 2012-12-04 Tokyo Electron Limited Plasma generation controlled by gravity-induced gas-diffusion separation (GIGDS) techniques
JP2011068513A (ja) 2009-09-25 2011-04-07 Tokyo Electron Ltd カーボンナノチューブ膜の成膜方法
JP5439120B2 (ja) 2009-11-02 2014-03-12 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
US20110136346A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 Axcelis Technologies, Inc. Substantially Non-Oxidizing Plasma Treatment Devices and Processes
US20110195207A1 (en) 2010-02-08 2011-08-11 Sungkyunkwan University Foundation For Corporate Collaboration Graphene roll-to-roll coating apparatus and graphene roll-to-roll coating method using the same
KR101129930B1 (ko) * 2010-03-09 2012-03-27 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 형성 방법
JP5692794B2 (ja) * 2010-03-17 2015-04-01 独立行政法人産業技術総合研究所 透明導電性炭素膜の製造方法
JP2011201735A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Fujitsu Ltd グラフェン膜の製造方法及び半導体装置の製造方法
JP5660804B2 (ja) 2010-04-30 2015-01-28 東京エレクトロン株式会社 カーボンナノチューブの形成方法及びカーボンナノチューブ成膜装置
KR20120012271A (ko) * 2010-07-30 2012-02-09 성균관대학교산학협력단 그래핀의 제조 방법, 그래핀 시트 및 이를 이용한 소자
JP2012089334A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP5775705B2 (ja) 2011-02-25 2015-09-09 東京エレクトロン株式会社 カーボンナノチューブの形成方法及び前処理方法
JP5893865B2 (ja) * 2011-03-31 2016-03-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびマイクロ波導入装置
WO2012153674A1 (ja) * 2011-05-06 2012-11-15 独立行政法人産業技術総合研究所 透明導電膜積層体の製造方法および透明導電膜積層体
KR101872949B1 (ko) 2011-05-17 2018-07-02 삼성전자주식회사 상변화 메모리 장치 및 이의 제조 방법
JP5414756B2 (ja) 2011-09-09 2014-02-12 株式会社東芝 半導体装置とその製造方法
JP5414760B2 (ja) 2011-09-27 2014-02-12 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
EP2763936A4 (en) 2011-10-07 2015-07-15 Purdue Research Foundation RAPID SYNTHESIS OF GRAPHENE AND FORMATION OF GRAPHENE STRUCTURES
JP5851804B2 (ja) 2011-11-09 2016-02-03 東京エレクトロン株式会社 前処理方法、グラフェンの形成方法及びグラフェン製造装置
JP5801221B2 (ja) 2012-02-22 2015-10-28 株式会社東芝 半導体装置の製造方法および半導体装置
IN2014DN08466A (zh) 2012-03-15 2015-05-08 Massachusetts Inst Technology
TWI526559B (zh) 2012-04-06 2016-03-21 中央研究院 藉由物理氣相沉積法在基板上成長碳薄膜或無機材料薄膜的方法
JP6037688B2 (ja) * 2012-07-09 2016-12-07 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波導入モジュールにおける異常検知方法
JP2014026773A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2014049667A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びこれを備えた基板処理装置
JP5624600B2 (ja) 2012-12-27 2014-11-12 株式会社東芝 配線及び半導体装置の製造方法
US10041168B2 (en) 2013-01-14 2018-08-07 California Institute Of Technology Graphene structure
JP6074270B2 (ja) * 2013-01-15 2017-02-01 東京エレクトロン株式会社 グラフェンのパターニング方法、及びパターンニング用部材
JP2014167142A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Tokyo Electron Ltd カーボン膜形成方法及びカーボン膜
JP6002087B2 (ja) * 2013-05-29 2016-10-05 東京エレクトロン株式会社 グラフェンの生成方法
JP6338462B2 (ja) * 2013-09-11 2018-06-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9911544B1 (en) * 2014-06-10 2018-03-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Metal oxide vertical graphene hybrid supercapacitors
US9857328B2 (en) 2014-12-18 2018-01-02 Agilome, Inc. Chemically-sensitive field effect transistors, systems and methods for manufacturing and using the same
JP6478748B2 (ja) * 2015-03-24 2019-03-06 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP6624833B2 (ja) * 2015-07-31 2019-12-25 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ源およびプラズマ処理装置
JP6590716B2 (ja) * 2016-02-02 2019-10-16 東京エレクトロン株式会社 トランジスタの閾値制御方法および半導体装置の製造方法
KR20160059466A (ko) * 2016-03-09 2016-05-26 이윤택 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법 및 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 및 제조 장치
JP6697292B2 (ja) * 2016-03-14 2020-05-20 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP6671230B2 (ja) * 2016-04-26 2020-03-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびガス導入機構
US10269706B2 (en) 2016-07-26 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6793503B2 (ja) 2016-09-01 2020-12-02 東京エレクトロン株式会社 グラフェンの生成方法
JP6796450B2 (ja) * 2016-10-25 2020-12-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6960813B2 (ja) 2017-09-20 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 グラフェン構造体の形成方法および形成装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104717820A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 东京毅力科创株式会社 微波等离子体源和等离子体处理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEXANDER MALESEVIC ET AL: "Synthesis of few-layer graphene via microwave plasma-enhanced chemical vapour deposition", 《NANOTECHNOLOGY》 *
平松美根男 等: "使用等离子体 CVD 方法形成碳纳米壁", 《表面科学》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517313A (zh) * 2020-05-16 2020-08-11 西安工业大学 一种高连续性均匀规律孔隙结构三维石墨烯的制备方法

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