JP2001172765A - Ｄｌｃ膜の成膜方法およびｄｌｃ膜成膜装置 - Google Patents
Ｄｌｃ膜の成膜方法およびｄｌｃ膜成膜装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インラインで膜質の評価を行うことができる
ＤＬＣ膜の成膜方法の提供。 【解決手段】 炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態
とした成膜ガス中で、基板１上に成膜ガス中の炭素を堆
積してＤＬＣ膜を成膜する際に、成膜ガス中のＨ 2濃度
を測定しつつＤＬＣ膜を形成することによりＤＬＣ膜の
Ｈ2濃度を間接的に評価することができる。その結果、
ＤＬＣ膜の膜質の評価をインラインで行うことが可能と
なり、品質向上および生産性の向上を図ることができ
る。Ｈ2濃度の測定には質量分析法または発光分析法等
が用いられる。
ＤＬＣ膜の成膜方法の提供。 【解決手段】 炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態
とした成膜ガス中で、基板１上に成膜ガス中の炭素を堆
積してＤＬＣ膜を成膜する際に、成膜ガス中のＨ 2濃度
を測定しつつＤＬＣ膜を形成することによりＤＬＣ膜の
Ｈ2濃度を間接的に評価することができる。その結果、
ＤＬＣ膜の膜質の評価をインラインで行うことが可能と
なり、品質向上および生産性の向上を図ることができ
る。Ｈ2濃度の測定には質量分析法または発光分析法等
が用いられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料ガスを放電に
よりプラズマ状態とし、基板上にＤＬＣ膜を形成するＤ
ＬＣ膜の成膜方法およびＤＬＣ膜成膜装置に関する。
よりプラズマ状態とし、基板上にＤＬＣ膜を形成するＤ
ＬＣ膜の成膜方法およびＤＬＣ膜成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク等の磁気記録媒体や光磁
気記録媒体、さらには磁気ヘッド等では、外部環境から
の保護のために表面に保護膜が形成されている。この保
護膜には耐摩耗性、耐電圧性、耐蝕性などの膜特性が要
求され、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）膜等が用いられている。近年、磁気記録装置の小型
化や大容量化の要求に応えるべく磁気記録の高密度化が
図られており、それにともなって、より薄くて硬い保護
膜が要求されている。
気記録媒体、さらには磁気ヘッド等では、外部環境から
の保護のために表面に保護膜が形成されている。この保
護膜には耐摩耗性、耐電圧性、耐蝕性などの膜特性が要
求され、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）膜等が用いられている。近年、磁気記録装置の小型
化や大容量化の要求に応えるべく磁気記録の高密度化が
図られており、それにともなって、より薄くて硬い保護
膜が要求されている。
【０００３】従来、スパッタリング法による炭素膜が保
護膜として一般的に用いられているが、より薄くて硬い
ＤＬＣ膜を成膜できるプラズマＣＶＤ法が近年注目され
ている。プラズマＣＶＤ法でＤＬＣ膜を成膜する場合、
メタンやエチレン等の炭化水素ガスを真空チャンバーに
導入して放電によりプラズマを生成し、プラズマ中のプ
ラスイオンを基板上に引き込むことによってＤＬＣ膜を
成膜する。基板上に引き込まれるプラスイオンとして
は、炭化水素が解離して生じるＨ+、Ｃ+、ＣＨ+、ＣＨ2
+などがある。このとき、ＤＣＬ膜中の水素成分は、連
続して成膜している最中のイオン衝撃により一部が膜か
ら真空中に放出されるが、最終的に得られたＤＣＬ膜に
水素成分が残るのは避けられない。
護膜として一般的に用いられているが、より薄くて硬い
ＤＬＣ膜を成膜できるプラズマＣＶＤ法が近年注目され
ている。プラズマＣＶＤ法でＤＬＣ膜を成膜する場合、
メタンやエチレン等の炭化水素ガスを真空チャンバーに
導入して放電によりプラズマを生成し、プラズマ中のプ
ラスイオンを基板上に引き込むことによってＤＬＣ膜を
成膜する。基板上に引き込まれるプラスイオンとして
は、炭化水素が解離して生じるＨ+、Ｃ+、ＣＨ+、ＣＨ2
+などがある。このとき、ＤＣＬ膜中の水素成分は、連
続して成膜している最中のイオン衝撃により一部が膜か
ら真空中に放出されるが、最終的に得られたＤＣＬ膜に
水素成分が残るのは避けられない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＬＣ膜の
膜質は膜中の水素成分によって大きく変化するため、従
来は、基板に成膜されたＤＬＣ膜をラマン分光法やＥＲ
ＤＡ（Elastic Recoil Detection Analysis）分析法な
どにより評価していた。しかしながら、ラマン分光法や
ＥＲＤＡ分析法で評価する場合には、成膜後の基板を成
膜装置のチャンバーから取り出して測定する必要があ
り、インラインで評価することができなかった。そのた
め、成膜条件の経時的変化などに素早く対応することが
難しいという問題があった。
膜質は膜中の水素成分によって大きく変化するため、従
来は、基板に成膜されたＤＬＣ膜をラマン分光法やＥＲ
ＤＡ（Elastic Recoil Detection Analysis）分析法な
どにより評価していた。しかしながら、ラマン分光法や
ＥＲＤＡ分析法で評価する場合には、成膜後の基板を成
膜装置のチャンバーから取り出して測定する必要があ
り、インラインで評価することができなかった。そのた
め、成膜条件の経時的変化などに素早く対応することが
難しいという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、インラインで膜質の評価
を行うことができるＤＬＣ膜の成膜方法およびＤＬＣ膜
成膜装置を提供することにある。
を行うことができるＤＬＣ膜の成膜方法およびＤＬＣ膜
成膜装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１に対応付けて説明する。 （１）請求項１の発明は、炭化水素ガスを放電させてプ
ラズマ状態とし、そのプラズマ状態のガス中の炭素を基
板１上に堆積してＤＬＣ膜を形成するＤＬＣ膜の成膜方
法に適用され、ガス中のＨ2濃度を測定しつつ、ＤＬＣ
膜の成膜を行うことによりＤＬＣ膜のＨ2濃度を間接的
に評価することができ、上述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載のＤＬＣ膜の
成膜方法において、ガス中のＨ2濃度を質量分析法およ
び発光分析法のいずれか一方により測定するものであ
る。 （３）請求項３の発明は、基板１を装填したチャンバー
２内で、炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態とし、
そのプラズマ状態のガス中の炭素を基板１上に堆積して
ＤＬＣ膜を成膜するＤＬＣ膜成膜装置に適用され、チャ
ンバー２内のガス中のＨ2濃度を測定するガス分析装置
２０を備えて上述の目的を達成する。
図１に対応付けて説明する。 （１）請求項１の発明は、炭化水素ガスを放電させてプ
ラズマ状態とし、そのプラズマ状態のガス中の炭素を基
板１上に堆積してＤＬＣ膜を形成するＤＬＣ膜の成膜方
法に適用され、ガス中のＨ2濃度を測定しつつ、ＤＬＣ
膜の成膜を行うことによりＤＬＣ膜のＨ2濃度を間接的
に評価することができ、上述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載のＤＬＣ膜の
成膜方法において、ガス中のＨ2濃度を質量分析法およ
び発光分析法のいずれか一方により測定するものであ
る。 （３）請求項３の発明は、基板１を装填したチャンバー
２内で、炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態とし、
そのプラズマ状態のガス中の炭素を基板１上に堆積して
ＤＬＣ膜を成膜するＤＬＣ膜成膜装置に適用され、チャ
ンバー２内のガス中のＨ2濃度を測定するガス分析装置
２０を備えて上述の目的を達成する。
【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるＤＬＣ
膜成膜装置の一実施の形態を示す図であり、ＥＣＲ−Ｃ
ＶＤ装置の概略構成を示す図である。図１に示したＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ装置では、反応室２に装填された磁気ディス
ク基板１の両面にＤＬＣ保護膜を同時に成膜することが
できる。なお、基板１は不図示の基板搬送用ホルダに保
持されており、成膜時にはバイアス電源３により負のバ
イアス電圧が印加される。反応室２にはマスフローコン
トローラ４および開閉バルブＶ１を介してガス供給装置
５から材料ガス（エチレン（C2H4）、メタン（CH4）等
の炭化水素ガス）が供給され、真空排気装置６により真
空排気することによって反応室２は所定の成膜圧力
（０．１Ｐａ程度）に保持される。
明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるＤＬＣ
膜成膜装置の一実施の形態を示す図であり、ＥＣＲ−Ｃ
ＶＤ装置の概略構成を示す図である。図１に示したＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ装置では、反応室２に装填された磁気ディス
ク基板１の両面にＤＬＣ保護膜を同時に成膜することが
できる。なお、基板１は不図示の基板搬送用ホルダに保
持されており、成膜時にはバイアス電源３により負のバ
イアス電圧が印加される。反応室２にはマスフローコン
トローラ４および開閉バルブＶ１を介してガス供給装置
５から材料ガス（エチレン（C2H4）、メタン（CH4）等
の炭化水素ガス）が供給され、真空排気装置６により真
空排気することによって反応室２は所定の成膜圧力
（０．１Ｐａ程度）に保持される。
【０００９】反応室２には反応室２を挟むように二つの
ＥＣＲプラズマ発生部７が対向配置されており、そのＥ
ＣＲプラズマ発生部７には円筒形状をしたプラズマ室８
とプラズマ室８を取り巻くように設けられた磁場発生用
コイル９とがそれぞれ設けられている。各プラズマ室８
には導波管１０を介してマイクロ波源１１がそれぞれ接
続されており、マイクロ波源１１で発生したマイクロ波
は導波管１０を通してプラズマ室８の石英窓８ｂまで導
かれ、この石英窓８ｂを通してプラズマ室８内に導入さ
れる。
ＥＣＲプラズマ発生部７が対向配置されており、そのＥ
ＣＲプラズマ発生部７には円筒形状をしたプラズマ室８
とプラズマ室８を取り巻くように設けられた磁場発生用
コイル９とがそれぞれ設けられている。各プラズマ室８
には導波管１０を介してマイクロ波源１１がそれぞれ接
続されており、マイクロ波源１１で発生したマイクロ波
は導波管１０を通してプラズマ室８の石英窓８ｂまで導
かれ、この石英窓８ｂを通してプラズマ室８内に導入さ
れる。
【００１０】成膜時には、マイクロ波源１１で発生した
２．４５ＧＨｚのマイクロ波をプラズマ室８に導入する
とともに、ＥＣＲ条件を満たす磁束密度８７．５ｍＴの
磁場をコイル９により形成し、ＥＣＲ放電により活性な
ＥＣＲプラズマをプラズマ室８に発生させる。なお、プ
ラズマ室８はＴＥ11nモードの空洞共振器として設計さ
れることが多く、コイル９による磁場分布はマイクロ波
の導入側から基板１側に向かって磁場の強さが小さくな
るように設定される。
２．４５ＧＨｚのマイクロ波をプラズマ室８に導入する
とともに、ＥＣＲ条件を満たす磁束密度８７．５ｍＴの
磁場をコイル９により形成し、ＥＣＲ放電により活性な
ＥＣＲプラズマをプラズマ室８に発生させる。なお、プ
ラズマ室８はＴＥ11nモードの空洞共振器として設計さ
れることが多く、コイル９による磁場分布はマイクロ波
の導入側から基板１側に向かって磁場の強さが小さくな
るように設定される。
【００１１】ＥＣＲプラズマ中では材料ガスがイオン化
されてプラズマ状態となっており、このＥＣＲプラズマ
Ｐはプラズマ室８のプラズマ窓８ａからコイル９による
発散磁界に沿って反応室２内に移動する。基板１はバイ
アス電源３により負のバイアス電圧が印加されており、
ＥＣＲプラズマＰ中の主としてプラスイオン（Ｈ+、
Ｃ+、ＣＨ+、ＣＨ2 +など）を基板１上に引き込むことに
よりＤＬＣ膜を成膜する。このとき、ＥＣＲプラズマＰ
は図１に示すように磁場分布に沿って広がり基板上に均
一に分布し、基板１の表裏両面に均一膜が形成される。
されてプラズマ状態となっており、このＥＣＲプラズマ
Ｐはプラズマ室８のプラズマ窓８ａからコイル９による
発散磁界に沿って反応室２内に移動する。基板１はバイ
アス電源３により負のバイアス電圧が印加されており、
ＥＣＲプラズマＰ中の主としてプラスイオン（Ｈ+、
Ｃ+、ＣＨ+、ＣＨ2 +など）を基板１上に引き込むことに
よりＤＬＣ膜を成膜する。このとき、ＥＣＲプラズマＰ
は図１に示すように磁場分布に沿って広がり基板上に均
一に分布し、基板１の表裏両面に均一膜が形成される。
【００１２】ところで、基板１上に成膜されるＤＬＣ膜
は絶縁性の膜であるため、ＤＬＣ膜上にプラスの電荷を
持ったイオンが多く蓄積すると基板１がチャージアップ
し、プラスイオンが所定のエネルギーで基板１上に成膜
されなくなる。そこで、例えば、図２に示すようなＤＣ
パルス電圧をバイアス電圧として印加して、電圧が０Ｖ
に保持されているときにプラズマ中の電子を基板１に引
き込み、基板１のチャージアップを防止している。図２
に示したＤＣパルス電圧の例では、９５％程度が−２０
０Ｖで残りの５％程度が０Ｖであるパルス電圧であり、
周波数は数１０ｋＨｚに設定される。
は絶縁性の膜であるため、ＤＬＣ膜上にプラスの電荷を
持ったイオンが多く蓄積すると基板１がチャージアップ
し、プラスイオンが所定のエネルギーで基板１上に成膜
されなくなる。そこで、例えば、図２に示すようなＤＣ
パルス電圧をバイアス電圧として印加して、電圧が０Ｖ
に保持されているときにプラズマ中の電子を基板１に引
き込み、基板１のチャージアップを防止している。図２
に示したＤＣパルス電圧の例では、９５％程度が−２０
０Ｖで残りの５％程度が０Ｖであるパルス電圧であり、
周波数は数１０ｋＨｚに設定される。
【００１３】図１に戻り、２０は反応室２内のガス成分
を分析するためのガス分析装置であり、成膜装置にイン
ラインで設けられている。四重極質量分析計２２が設け
られた分析室２１には、圧力調整バルブＶ２を介して反
応室２内のガスが導入される。２３は四重極質量分析計
２２を制御する制御回路であり、四重極質量分析計２２
の検出値に基づく分析結果を出力する。分析室２１には
ターボ分子ポンプ２４が設けられており、分析室２１を
ターボ分子ポンプ２４で排気しつつ圧力調整バルブＶ２
を調整することにより、分析室２１内の圧力が四重極質
量分析計２２の使用圧力範囲に入るように調整される。
２５はターボ分子ポンプ２４のバックポンプとして用い
られる油回転真空ポンプである。
を分析するためのガス分析装置であり、成膜装置にイン
ラインで設けられている。四重極質量分析計２２が設け
られた分析室２１には、圧力調整バルブＶ２を介して反
応室２内のガスが導入される。２３は四重極質量分析計
２２を制御する制御回路であり、四重極質量分析計２２
の検出値に基づく分析結果を出力する。分析室２１には
ターボ分子ポンプ２４が設けられており、分析室２１を
ターボ分子ポンプ２４で排気しつつ圧力調整バルブＶ２
を調整することにより、分析室２１内の圧力が四重極質
量分析計２２の使用圧力範囲に入るように調整される。
２５はターボ分子ポンプ２４のバックポンプとして用い
られる油回転真空ポンプである。
【００１４】材料ガスである炭化水素（ＣxＨy）ガスを
ＥＣＲ放電させてＤＬＣ膜を成膜する際には、次式
（１）のような反応によって基板１上にＤＬＣ膜が成膜
される。このとき、成膜中の反応室２のガスを四重極質
量分析計２２により分析すると、図３に示すような分析
結果が得られる。図３において横軸はマスナンバー、縦
軸はイオン電流を示しており、分析室２１内に存在する
各種ガスの濃度を、それぞれに対応するマスナンバーの
イオン電流値により求めることができる。図３におい
て、Ｈ2Ｏを表すマスナンバー１８のピークについては
途中を省略して示したが、そのピーク値はＨ2Ｏにより
生じるＯＨ-（１７）のピーク値の概略５倍の高さにな
っている。なお、図３では各マスナンバーに対応する主
なイオンを括弧内に記した。ＤＬＣ膜成膜の際には、炭
化水素が解離されて式（１）に示すように水素（Ｈ2）
が生じ、それが四重極質量分析計２２によりＨ+イオン
やＨ2 +イオンという形で検出される。
ＥＣＲ放電させてＤＬＣ膜を成膜する際には、次式
（１）のような反応によって基板１上にＤＬＣ膜が成膜
される。このとき、成膜中の反応室２のガスを四重極質
量分析計２２により分析すると、図３に示すような分析
結果が得られる。図３において横軸はマスナンバー、縦
軸はイオン電流を示しており、分析室２１内に存在する
各種ガスの濃度を、それぞれに対応するマスナンバーの
イオン電流値により求めることができる。図３におい
て、Ｈ2Ｏを表すマスナンバー１８のピークについては
途中を省略して示したが、そのピーク値はＨ2Ｏにより
生じるＯＨ-（１７）のピーク値の概略５倍の高さにな
っている。なお、図３では各マスナンバーに対応する主
なイオンを括弧内に記した。ＤＬＣ膜成膜の際には、炭
化水素が解離されて式（１）に示すように水素（Ｈ2）
が生じ、それが四重極質量分析計２２によりＨ+イオン
やＨ2 +イオンという形で検出される。
【数１】ＣxＨy→Ｃ＋ＣnＨm＋Ｈ2 …（１）
【００１５】このように、ガス分析装置２０を設けて成
膜ガス中のＨ2濃度やＣxＨy濃度を検出し、Ｈ2濃度やＨ
2濃度とＣxＨy濃度との比を検討することにより原料ガ
ス（炭化水素ガス）の解離度を算出することができ、さ
らにはその解離度とガス中のＨ2濃度とに基づいてＤＬ
Ｃ膜中のＨ2濃度を間接的に求めることができる。すな
わち、ＤＬＣ膜に多量の水素が取り込まれてしまった場
合には成膜ガス中のＨ2濃度は低くなり、逆に、成膜ガ
ス中のＨ2濃度が大きい場合にはＤＬＣ膜中のＨ2濃度が
低くなっている。なお、真空チャンバー内のガス中には
必ず水分（Ｈ2Ｏ）が含まれており、四重極質量分析計
２２によるＨ+データやＨ2 +データには材料ガス（ＣxＨ
y）によるピークとＨ2Ｏによるピークとが重なり合うこ
とになる。そこで、正確なＨ2濃度を求めるためには、
Ｈ2Ｏにより生じるＯＨ-およびＨ2Ｏ+のピーク高さから
Ｈ2Ｏに関するＨ+およびＨ2 +のピーク高さを求め、Ｈ+
データやＨ2 +データに含まれるＨ2Ｏの寄与分をキャン
セルするようにすれば良い。
膜ガス中のＨ2濃度やＣxＨy濃度を検出し、Ｈ2濃度やＨ
2濃度とＣxＨy濃度との比を検討することにより原料ガ
ス（炭化水素ガス）の解離度を算出することができ、さ
らにはその解離度とガス中のＨ2濃度とに基づいてＤＬ
Ｃ膜中のＨ2濃度を間接的に求めることができる。すな
わち、ＤＬＣ膜に多量の水素が取り込まれてしまった場
合には成膜ガス中のＨ2濃度は低くなり、逆に、成膜ガ
ス中のＨ2濃度が大きい場合にはＤＬＣ膜中のＨ2濃度が
低くなっている。なお、真空チャンバー内のガス中には
必ず水分（Ｈ2Ｏ）が含まれており、四重極質量分析計
２２によるＨ+データやＨ2 +データには材料ガス（ＣxＨ
y）によるピークとＨ2Ｏによるピークとが重なり合うこ
とになる。そこで、正確なＨ2濃度を求めるためには、
Ｈ2Ｏにより生じるＯＨ-およびＨ2Ｏ+のピーク高さから
Ｈ2Ｏに関するＨ+およびＨ2 +のピーク高さを求め、Ｈ+
データやＨ2 +データに含まれるＨ2Ｏの寄与分をキャン
セルするようにすれば良い。
【００１６】上述したように、本実施の形態ではガス分
析装置２０によって成膜中のＤＣＬ膜の膜質を間接的に
評価することができるので、例えば、成膜中のＨ2濃度
を常時測定し、ガス中のＨ2濃度が所定量以上変化した
ならば警告を発生して、成膜条件の調整を促す等をする
ことにより安定した成膜を行わせることが可能となる。
成膜条件としては、例えば、材料ガスの供給量などがあ
り、警告が出たならば材料ガス供給量の調整を行う。こ
のような調整は、オペレータが行っても、自動的に調整
を行うようにしても良い。
析装置２０によって成膜中のＤＣＬ膜の膜質を間接的に
評価することができるので、例えば、成膜中のＨ2濃度
を常時測定し、ガス中のＨ2濃度が所定量以上変化した
ならば警告を発生して、成膜条件の調整を促す等をする
ことにより安定した成膜を行わせることが可能となる。
成膜条件としては、例えば、材料ガスの供給量などがあ
り、警告が出たならば材料ガス供給量の調整を行う。こ
のような調整は、オペレータが行っても、自動的に調整
を行うようにしても良い。
【００１７】特に、磁気ディスクに保護膜としてＤＬＣ
膜を成膜する際には、１時間当たりの処理枚数が１００
０枚程度と大量に処理しなければならない。そのため、
装置外にディスクを抜き取ってラマン分光等により膜評
価を行う従来の検査方法では、不良を発見してもその発
見時までに相当数の不良品がライン中を流れてしまうと
いう不都合があった。しかし、本実施の形態によれば、
インラインでの膜質管理が行えることから成膜条件の変
化に素早く対応することができ、生産性向上の点で非常
に効果的である。また、成膜装置の初期セッティングに
おいて、Ｈ2濃度を測定しながら条件出しをすることが
可能であり、セッティングが簡単になるという効果があ
る。
膜を成膜する際には、１時間当たりの処理枚数が１００
０枚程度と大量に処理しなければならない。そのため、
装置外にディスクを抜き取ってラマン分光等により膜評
価を行う従来の検査方法では、不良を発見してもその発
見時までに相当数の不良品がライン中を流れてしまうと
いう不都合があった。しかし、本実施の形態によれば、
インラインでの膜質管理が行えることから成膜条件の変
化に素早く対応することができ、生産性向上の点で非常
に効果的である。また、成膜装置の初期セッティングに
おいて、Ｈ2濃度を測定しながら条件出しをすることが
可能であり、セッティングが簡単になるという効果があ
る。
【００１８】なお、成膜ガス中のＨ2濃度を測定する場
合、Ｈ+イオンとして測定しても良いし、Ｈ2 +イオンと
して測定しても良い。また、ＣxＨy濃度を測定する場合
にも、例えば材料ガスとしてエチレンガス（Ｃ2Ｈ4）を
用いた場合にはＣ2Ｈ4 +イオンとして測定しても良い
し、エチレンガスのクラッキングパターンであるＣ2Ｈ3
+イオンやＣ2Ｈ2 +イオンとして測定しても良い。
合、Ｈ+イオンとして測定しても良いし、Ｈ2 +イオンと
して測定しても良い。また、ＣxＨy濃度を測定する場合
にも、例えば材料ガスとしてエチレンガス（Ｃ2Ｈ4）を
用いた場合にはＣ2Ｈ4 +イオンとして測定しても良い
し、エチレンガスのクラッキングパターンであるＣ2Ｈ3
+イオンやＣ2Ｈ2 +イオンとして測定しても良い。
【００１９】なお、上述した実施の形態では、ガス分析
装置２０として四重極質量分析計２２を用いたが、その
他に磁場分離型質量分析計を用いても良いし、さらに、
発光分析装置を用いてガス分析をしても良い。図４は発
光分析装置を用いた成膜装置の概略構成図であり、反応
室２にはプラズマが見える位置に石英ガラス窓４０が設
けられている。プラズマガスからはプラズマ光が出射さ
れるので、この光を反応室２に設けられた石英ガラス窓
４０から取り出し、光ファイバ４１を介して分光分析装
置４２に導く。分光分析装置４２ではポリクロメータや
複数のモノクロメータを用いて分光され、計測された光
の波長とその強度からガス中のＨ2濃度やＣXＨY濃度が
算出される。なお、石英ガラス窓４０を通して光りを取
り出す代わりに、光ファイバ４１を反応室２内に挿入し
て光を取り出すようにしても良い。
装置２０として四重極質量分析計２２を用いたが、その
他に磁場分離型質量分析計を用いても良いし、さらに、
発光分析装置を用いてガス分析をしても良い。図４は発
光分析装置を用いた成膜装置の概略構成図であり、反応
室２にはプラズマが見える位置に石英ガラス窓４０が設
けられている。プラズマガスからはプラズマ光が出射さ
れるので、この光を反応室２に設けられた石英ガラス窓
４０から取り出し、光ファイバ４１を介して分光分析装
置４２に導く。分光分析装置４２ではポリクロメータや
複数のモノクロメータを用いて分光され、計測された光
の波長とその強度からガス中のＨ2濃度やＣXＨY濃度が
算出される。なお、石英ガラス窓４０を通して光りを取
り出す代わりに、光ファイバ４１を反応室２内に挿入し
て光を取り出すようにしても良い。
【００２０】石英ガラス窓４０を通して光を観察する場
合、石英ガラス窓４０の内面に膜が堆積して分光分析装
置４２に入る光の強度が経時的に変化するので、Ｈ2ガ
スの光の強度と材料ガス（炭化水素ガス）の光の強度と
の比を測定すれば経時変化のない正確な測定が可能とな
る。なお、発光分析を行う場合、イオンの状態遷移によ
る発光を測定しても良い。
合、石英ガラス窓４０の内面に膜が堆積して分光分析装
置４２に入る光の強度が経時的に変化するので、Ｈ2ガ
スの光の強度と材料ガス（炭化水素ガス）の光の強度と
の比を測定すれば経時変化のない正確な測定が可能とな
る。なお、発光分析を行う場合、イオンの状態遷移によ
る発光を測定しても良い。
【００２１】上述した実施の形態では、二つのＥＣＲプ
ラズマ発生部７を備えて基板１の両面にＤＬＣ膜を同時
に成膜できる装置を例に説明したが、ＥＣＲプラズマ発
生部７を一つだけ備えて片面ずつ成膜するような装置に
も本発明は適用できる。なお、上述したＤＬＣ膜は磁気
ヘッドの保護膜や刃物等の保護膜としても用いることが
できる。
ラズマ発生部７を備えて基板１の両面にＤＬＣ膜を同時
に成膜できる装置を例に説明したが、ＥＣＲプラズマ発
生部７を一つだけ備えて片面ずつ成膜するような装置に
も本発明は適用できる。なお、上述したＤＬＣ膜は磁気
ヘッドの保護膜や刃物等の保護膜としても用いることが
できる。
【００２２】また、ＥＣＲプラズマ放電を利用してＤＬ
Ｃ膜を成膜するＥＣＲ−ＣＶＤ装置に限らず、本発明は
他の放電を利用した成膜装置にも適用することができ
る。すなわち、放電させる方法としては、平行平板にＲ
Ｆ（例えば１３．５６ＭＨｚ）を印加する方法や、陰極
である熱フィラメントから電子を放出させて陽極電極と
の間で放電を発生させる方法や、さらに、これらの方法
に磁場を加える方法などがあり、放電方法によらず本発
明を適用できる。
Ｃ膜を成膜するＥＣＲ−ＣＶＤ装置に限らず、本発明は
他の放電を利用した成膜装置にも適用することができ
る。すなわち、放電させる方法としては、平行平板にＲ
Ｆ（例えば１３．５６ＭＨｚ）を印加する方法や、陰極
である熱フィラメントから電子を放出させて陽極電極と
の間で放電を発生させる方法や、さらに、これらの方法
に磁場を加える方法などがあり、放電方法によらず本発
明を適用できる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態とした成膜ガス
中で、基板上に成膜ガス中の炭素を堆積してＤＬＣ膜を
生成する際に、成膜ガス中のＨ2濃度を測定することに
よりＤＬＣ膜中のＨ2濃度を間接的に評価することがで
きる。その結果、インラインでＤＬＣ膜の膜質を評価す
ることが可能となり、成膜条件の変化に素早く対応でき
ることから、ＤＬＣ膜の品質向上および生産性向上を図
ることができる。
炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態とした成膜ガス
中で、基板上に成膜ガス中の炭素を堆積してＤＬＣ膜を
生成する際に、成膜ガス中のＨ2濃度を測定することに
よりＤＬＣ膜中のＨ2濃度を間接的に評価することがで
きる。その結果、インラインでＤＬＣ膜の膜質を評価す
ることが可能となり、成膜条件の変化に素早く対応でき
ることから、ＤＬＣ膜の品質向上および生産性向上を図
ることができる。
【図１】本発明によるＤＬＣ膜成膜装置の一実施の形態
を示す図であり、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置の概略構成を示す
図である。
を示す図であり、ＥＣＲ−ＣＶＤ装置の概略構成を示す
図である。
【図２】バイアス電圧の一例を示す図であり、ＤＣパル
ス電圧を示す。
ス電圧を示す。
【図３】四重極質量分析計２２による分析結果の一例を
示す図である。
示す図である。
【図４】発光分析装置を用いた成膜装置の概略構成図で
ある。
ある。
１ 磁気ディスク基板 ２ 反応室 ３ バイアス電源 ４ マスフローコントローラ ５ ガス供給装置 ７ ＥＣＲプラズマ発生装置 ８ プラズマ室 ９ コイル １０ 導波管 １１ マイクロ波源 ２０ ガス分析装置 ２１ 分析室 ２２ 四重極質量分析計 ２３ 制御回路
Claims (3)
- 【請求項１】 炭化水素ガスを放電させてプラズマ状態
とし、そのプラズマ状態のガス中の炭素を基板上に堆積
してＤＬＣ膜を形成するＤＬＣ膜の成膜方法において、 前記ガス中のＨ2濃度を測定しつつ、前記ＤＬＣ膜の成
膜を行うことを特徴とするＤＬＣ膜の成膜方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＤＬＣ膜の成膜方法に
おいて、 前記ガス中のＨ2濃度を質量分析法および発光分析法の
いずれか一方により測定することを特徴とするＤＬＣ膜
の成膜方法。 - 【請求項３】 基板を装填したチャンバー内で炭化水素
ガスを放電させてプラズマ状態とし、そのプラズマ状態
のガス中の炭素を前記基板上に堆積してＤＬＣ膜を成膜
するＤＬＣ膜成膜装置において、 前記チャンバー内のガス中のＨ2濃度を測定するガス分
析装置を備えることを特徴とするＤＬＣ膜成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35571099A JP2001172765A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Ｄｌｃ膜の成膜方法およびｄｌｃ膜成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35571099A JP2001172765A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Ｄｌｃ膜の成膜方法およびｄｌｃ膜成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001172765A true JP2001172765A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18445375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35571099A Pending JP2001172765A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Ｄｌｃ膜の成膜方法およびｄｌｃ膜成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001172765A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015032742A (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-16 | 株式会社Sumco | 貼り合わせウェーハの製造方法および貼り合わせウェーハ |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35571099A patent/JP2001172765A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015032742A (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-16 | 株式会社Sumco | 貼り合わせウェーハの製造方法および貼り合わせウェーハ |
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