JP2808741B2 - 硬質カーボン膜製造方法 - Google Patents
硬質カーボン膜製造方法Info
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- JP2808741B2 JP2808741B2 JP1285601A JP28560189A JP2808741B2 JP 2808741 B2 JP2808741 B2 JP 2808741B2 JP 1285601 A JP1285601 A JP 1285601A JP 28560189 A JP28560189 A JP 28560189A JP 2808741 B2 JP2808741 B2 JP 2808741B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイヤモンド状カーボン膜からなるダイヤ
モンド振動板等の所定形状の硬質カーボン膜を製造する
方法に関する。
モンド振動板等の所定形状の硬質カーボン膜を製造する
方法に関する。
スピーカーの振動板等に、従来よりダイヤモンド状カ
ーボン膜（DLC膜）で被覆された振動板が用いられてい
る。このDLC膜の製造には、イオンビーム法，スパッタ
法，イオンプレーティング法，及びプラズマCVD法等が
用いられている。また、最近プラズマCVD法の一種とし
て、ECRプラズマCVD法が開発され、すでに実用に供され
ている。このECRプラズマCVD法では、ECRイオン源にお
いて電子サイクロトロン共鳴を起こして高密度のプラズ
マを発生させ、このプラズマ流を基板等の試料に照射し
て成膜を行っている。
ーボン膜（DLC膜）で被覆された振動板が用いられてい
る。このDLC膜の製造には、イオンビーム法，スパッタ
法，イオンプレーティング法，及びプラズマCVD法等が
用いられている。また、最近プラズマCVD法の一種とし
て、ECRプラズマCVD法が開発され、すでに実用に供され
ている。このECRプラズマCVD法では、ECRイオン源にお
いて電子サイクロトロン共鳴を起こして高密度のプラズ
マを発生させ、このプラズマ流を基板等の試料に照射し
て成膜を行っている。
前記製造方法を用いて振動板上にDLC膜を形成した場
合、DLC膜には、1010dyne/cm2台の圧縮応力が残留して
いる。このため、DLC膜と振動板との密着性が悪く、DLC
膜の生成中に剥離やクラック等が生じるという問題があ
る。したがって、現在のところ、DLC膜の膜厚としては
0.5〜1.0μｍが限度であり、厚膜のDLC膜を形成するこ
とが困難である。このため、従来の振動板は、チタンの
振動板の上に、0.5〜1.0μｍ膜厚のDLC膜を形成して振
動板を構成している。
合、DLC膜には、1010dyne/cm2台の圧縮応力が残留して
いる。このため、DLC膜と振動板との密着性が悪く、DLC
膜の生成中に剥離やクラック等が生じるという問題があ
る。したがって、現在のところ、DLC膜の膜厚としては
0.5〜1.0μｍが限度であり、厚膜のDLC膜を形成するこ
とが困難である。このため、従来の振動板は、チタンの
振動板の上に、0.5〜1.0μｍ膜厚のDLC膜を形成して振
動板を構成している。
この発明の目的は、たとえばDLC膜のみからなるダイ
ヤモンド振動板等の硬質カーボン膜を製造するための方
法を提供することにある。
ヤモンド振動板等の硬質カーボン膜を製造するための方
法を提供することにある。
本発明に係る硬質カーボン膜製造方法は、以下の工程
を含んでいる。
を含んでいる。
◎ 所定形状の基板上にシリコン窒化膜からなる中間層
を形成すること。
を形成すること。
◎ 前記中間層上にダイヤモンド状カーボン膜を形成す
ること。
ること。
◎ 前記ダイヤモンド状カーボン膜の形成された基板を
エッチング液に浸して前記中間層を除去し、所定形状の
ダイヤモンド状カーボン膜を得ること。
エッチング液に浸して前記中間層を除去し、所定形状の
ダイヤモンド状カーボン膜を得ること。
本発明に係る硬質カーボン膜製造方法では、まず、振
動板などの所定の形状の基板上にシリコン窒化膜からな
る中間層が形成され、この中間層上にダイヤモンド状カ
ーボン膜が形成される。このため、中間層が緩衝材とな
り、基板上に直接ダイヤモンド状カーボン膜を形成する
場合に比べて、基板との密着性が高くなり、ダイヤモン
ド状カーボン膜の生成途中に剥離、クラック等が生じる
ことはない。
動板などの所定の形状の基板上にシリコン窒化膜からな
る中間層が形成され、この中間層上にダイヤモンド状カ
ーボン膜が形成される。このため、中間層が緩衝材とな
り、基板上に直接ダイヤモンド状カーボン膜を形成する
場合に比べて、基板との密着性が高くなり、ダイヤモン
ド状カーボン膜の生成途中に剥離、クラック等が生じる
ことはない。
この後、前記中間層及びダイヤモンド状カーボン膜の
形成された基板をエッチング液に浸す。エッチング液と
しては、中間層を溶解しやすく、かつダイヤモンド状カ
ーボン膜を溶解しにくい液を使用する。これにより、中
間層のみが溶解し、所定形状の膜厚の厚いダイヤモンド
カーボン膜が得られる。
形成された基板をエッチング液に浸す。エッチング液と
しては、中間層を溶解しやすく、かつダイヤモンド状カ
ーボン膜を溶解しにくい液を使用する。これにより、中
間層のみが溶解し、所定形状の膜厚の厚いダイヤモンド
カーボン膜が得られる。
まず、本発明の一実施例による製造方法が適用される
ECRプラズマCVD装置について説明する。第２図は、ECR
プラズマCVD装置の断面構成図である。
ECRプラズマCVD装置について説明する。第２図は、ECR
プラズマCVD装置の断面構成図である。
図において、プラズマ室１は、導入されるマイクロ波
（周波数2.45GHz）に対して空洞共振器となるように構
成されている。プラズマ室１には、石英等で構成された
マイクロ波導入窓２を介して、マイクロ波導入用の導波
管３が接続されている。プラズマ室１の上部にはガス導
入孔10が形成されている。また、プラズマ室１の周囲に
は、プラズマ発生用の磁気回路としての電磁コイル4a,4
bが配設されている。電磁コイル4a,4bによる磁界の強度
は、マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴の条件が
プラズマ室１の内部で成立するように決定される。この
電磁コイル4a,4bによって、下方に向けて発散する発散
磁界が形成される。
（周波数2.45GHz）に対して空洞共振器となるように構
成されている。プラズマ室１には、石英等で構成された
マイクロ波導入窓２を介して、マイクロ波導入用の導波
管３が接続されている。プラズマ室１の上部にはガス導
入孔10が形成されている。また、プラズマ室１の周囲に
は、プラズマ発生用の磁気回路としての電磁コイル4a,4
bが配設されている。電磁コイル4a,4bによる磁界の強度
は、マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴の条件が
プラズマ室１の内部で成立するように決定される。この
電磁コイル4a,4bによって、下方に向けて発散する発散
磁界が形成される。
プラズマ室１の下方には、試料室５が設けられてい
る。試料室５の上部には、反応ガスを導入するための円
環状のガス導入管６が設けられている。ガス導入管６に
は複数の孔（図示せず）が形成されており、導入された
反応ガスがこれら複数の孔から噴出するようになってい
る。ガス導入管６の下方には、プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流Ｍが照射される基板７がホルダ８に保
持されている。基板ホルダ８は支軸９に取り付けられて
いる。また基板ホルダ８には、支軸９を介して高周波電
源（たとえば周波数13.56MHz）11が接続されており、こ
れにより基板７に対して所定の高周波電圧が印加される
ようになっている。
る。試料室５の上部には、反応ガスを導入するための円
環状のガス導入管６が設けられている。ガス導入管６に
は複数の孔（図示せず）が形成されており、導入された
反応ガスがこれら複数の孔から噴出するようになってい
る。ガス導入管６の下方には、プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流Ｍが照射される基板７がホルダ８に保
持されている。基板ホルダ８は支軸９に取り付けられて
いる。また基板ホルダ８には、支軸９を介して高周波電
源（たとえば周波数13.56MHz）11が接続されており、こ
れにより基板７に対して所定の高周波電圧が印加される
ようになっている。
なお、基板ホルダ８には、冷却水が循環するジャケッ
ト（図示せず）が装着されている。また、ガス導入管８
と基板ホルダ８との間には、開閉自在なシャッタ12が設
けられている。このシャッタ12の開度により、プラズマ
流Ｍの基板７への照射が調節されるようになっている。
また、試料室５の下部には、排気孔5aが形成されてお
り、この排気孔5aは図示しない排気系に接続されてい
る。
ト（図示せず）が装着されている。また、ガス導入管８
と基板ホルダ８との間には、開閉自在なシャッタ12が設
けられている。このシャッタ12の開度により、プラズマ
流Ｍの基板７への照射が調節されるようになっている。
また、試料室５の下部には、排気孔5aが形成されてお
り、この排気孔5aは図示しない排気系に接続されてい
る。
次に、本装置の作用を説明しながら、一例としてダイ
ヤモンド振動板の製造方法について説明する。
ヤモンド振動板の製造方法について説明する。
まず、金属製（たとえばチタン製）の薄い板をプレス
成形して、振動板形状の基板７を形成する。そして、こ
の基板７をECRプラズマCVD装置の基板ホルダ８に保持さ
せる。
成形して、振動板形状の基板７を形成する。そして、こ
の基板７をECRプラズマCVD装置の基板ホルダ８に保持さ
せる。
次に、図示しない排気系によりプラズマ室１及び試料
室５を真空状態にする。そして、ガス導入孔10からプラ
ズマ室１内にN2ガスを導入する。次に、プラズマ室１の
周囲に設けられた電磁コイル4a,4bに通電してプラズマ
室１内に磁界を発生させる。この状態で、導波管３を介
して周波数2.45GHzのマイクロ波をプラズマ室１に導入
して、プラズマ室１プラズマを発生させる。
室５を真空状態にする。そして、ガス導入孔10からプラ
ズマ室１内にN2ガスを導入する。次に、プラズマ室１の
周囲に設けられた電磁コイル4a,4bに通電してプラズマ
室１内に磁界を発生させる。この状態で、導波管３を介
して周波数2.45GHzのマイクロ波をプラズマ室１に導入
して、プラズマ室１プラズマを発生させる。
この後、ガラス導入管６から試料室５内にSiH4ガスを
導入し、シャッター12を開く。すると、プラズマ室１か
ら引き出されたプラズマ流とSiH4ガスとが反応して、第
1A図に示すように、基板７上にSiNx膜（中間膜）15が形
成される。このSiNx膜15の膜厚は、たとえば約1000〜20
00Åに調節される。なお、この時、N2ガス流量,SiH4ガ
ス流量，及び反応圧力については、形成されるSiNx膜15
に生じる引張応力が1010dyne/cm2台になるように設定さ
れている。SiNx膜15が所要の膜厚になったところでシャ
ッター12を閉じる。そして、プラズマ室１及び試料室５
内のガスを排気系により排気して、内部のガス圧を５×
10-6Torr以下にする。
導入し、シャッター12を開く。すると、プラズマ室１か
ら引き出されたプラズマ流とSiH4ガスとが反応して、第
1A図に示すように、基板７上にSiNx膜（中間膜）15が形
成される。このSiNx膜15の膜厚は、たとえば約1000〜20
00Åに調節される。なお、この時、N2ガス流量,SiH4ガ
ス流量，及び反応圧力については、形成されるSiNx膜15
に生じる引張応力が1010dyne/cm2台になるように設定さ
れている。SiNx膜15が所要の膜厚になったところでシャ
ッター12を閉じる。そして、プラズマ室１及び試料室５
内のガスを排気系により排気して、内部のガス圧を５×
10-6Torr以下にする。
次に、ガス導入管６から試料室５内にC2H4ガスを導入
する。そして、電磁コイル4a,4bに通電して、プラズマ
室１内の磁束密度が875ガウスになるようにする。次
に、導波管３を介して周波数2.45GHzのマイクロ波をプ
ラズマ室１に導入する。
する。そして、電磁コイル4a,4bに通電して、プラズマ
室１内の磁束密度が875ガウスになるようにする。次
に、導波管３を介して周波数2.45GHzのマイクロ波をプ
ラズマ室１に導入する。
このような条件により、プラズマ室１内において、87
5ガウスの磁場により回転する電子の周波数と、マイク
ロ波の周波数2.45GHzとが一致し、電子サイクロトロン
共鳴を起こす。これにより、電子はマイクロ波から効率
良くエネルギーを吸収し、低ガス圧にて高密度のプラズ
マが発生する。プラズマ室１内に発生したプラズマは、
電磁コイル4a,4bによって形成される発散磁界の磁力線
に沿って引き出される。次に、シャッター12を開くと、
引き出されたプラズマ流Ｍは試料室５内の基板７上に照
射される。
5ガウスの磁場により回転する電子の周波数と、マイク
ロ波の周波数2.45GHzとが一致し、電子サイクロトロン
共鳴を起こす。これにより、電子はマイクロ波から効率
良くエネルギーを吸収し、低ガス圧にて高密度のプラズ
マが発生する。プラズマ室１内に発生したプラズマは、
電磁コイル4a,4bによって形成される発散磁界の磁力線
に沿って引き出される。次に、シャッター12を開くと、
引き出されたプラズマ流Ｍは試料室５内の基板７上に照
射される。
この時、基板７には、支軸９を介して高周波電圧が印
加されているので、周期的に正，負の電位がかかる。こ
れにより、基板７の負の自己バイアスが発生する。この
負の自己バイアスによって、プラズマ中の正イオンが基
板７側に引き込まれ、第1B図に示すように、基板７のSi
Nx膜15上にDLC膜16が形成される。
加されているので、周期的に正，負の電位がかかる。こ
れにより、基板７の負の自己バイアスが発生する。この
負の自己バイアスによって、プラズマ中の正イオンが基
板７側に引き込まれ、第1B図に示すように、基板７のSi
Nx膜15上にDLC膜16が形成される。
このDLC側16には、通常1010dyne/cm2台の圧縮応力が
残留しているが、この残留応力は、下層のSiNx膜15に生
じている引張応力によって解消される。これにより、従
来に比較して膜厚の厚いDLC膜16を形成することが可能
となる。このDLC膜16の膜厚は、たとえば約20μｍに調
節される。また、SiNx膜15は、SiO2等に比較してDLC膜1
6の熱膨張係数に近いので、生成中におけるDCL膜の剥離
を防止することができる。
残留しているが、この残留応力は、下層のSiNx膜15に生
じている引張応力によって解消される。これにより、従
来に比較して膜厚の厚いDLC膜16を形成することが可能
となる。このDLC膜16の膜厚は、たとえば約20μｍに調
節される。また、SiNx膜15は、SiO2等に比較してDLC膜1
6の熱膨張係数に近いので、生成中におけるDCL膜の剥離
を防止することができる。
以上のようにして得られたSiNx膜15及びDLC膜16の形
成された基板７を、BHF（緩衝フッ酸）液に浸す。このB
HF液としては、液温25℃〜30℃において、HF:NH4F＝1:6
のものが用いられる。SiNx膜15のBHFエッチングレート
は約200〜300Å/minであり、またDLC膜16のBHFエッチン
グレートは約５Å/hである。したがって、BHF液に所定
時間浸漬しておくと、SiNx膜15のみが溶解する。これに
より、第1C図に示すように、DLC膜16のみらなる振動板
（ダイヤモンド振動板）を得ることができる。
成された基板７を、BHF（緩衝フッ酸）液に浸す。このB
HF液としては、液温25℃〜30℃において、HF:NH4F＝1:6
のものが用いられる。SiNx膜15のBHFエッチングレート
は約200〜300Å/minであり、またDLC膜16のBHFエッチン
グレートは約５Å/hである。したがって、BHF液に所定
時間浸漬しておくと、SiNx膜15のみが溶解する。これに
より、第1C図に示すように、DLC膜16のみらなる振動板
（ダイヤモンド振動板）を得ることができる。
（ａ）前記実施例では、中間層としてのSiNx膜15及びDL
C膜16をECRプラズマCVD法によって製造したが、これら
は、たとえば、プラズマCVD法、スパッタ法、イオンビ
ーム法を用いて製造してもよい。
C膜16をECRプラズマCVD法によって製造したが、これら
は、たとえば、プラズマCVD法、スパッタ法、イオンビ
ーム法を用いて製造してもよい。
（ｂ）前記実施例では、中間層としてのSiNx膜15を形成
するのにECRプラズマCVD装置を用いた場合について説明
したが、この中間層の形成は別の装置で行うようにして
もよい。
するのにECRプラズマCVD装置を用いた場合について説明
したが、この中間層の形成は別の装置で行うようにして
もよい。
（ｄ）前記実施例では、ダイヤモンド振動板を製造する
のに本発明を適用したが、他の所定の形状のDLC膜を形
成する場合にも、同様に適用することができる。
のに本発明を適用したが、他の所定の形状のDLC膜を形
成する場合にも、同様に適用することができる。
本発明に係る硬質カーボン膜製造方法では、ダイヤモ
ンド状カーボン層は中間層を介して形成されるので、従
来方法に比較して膜厚の厚いダイヤモンド状カーボン膜
を形成することが可能となる。また、この中間層をエッ
チング液で除去することにより、ダイヤモンド状カーボ
ン膜のみからなる所定の形状の薄膜を得ることができ
る。
ンド状カーボン層は中間層を介して形成されるので、従
来方法に比較して膜厚の厚いダイヤモンド状カーボン膜
を形成することが可能となる。また、この中間層をエッ
チング液で除去することにより、ダイヤモンド状カーボ
ン膜のみからなる所定の形状の薄膜を得ることができ
る。
第1A図〜第1C図は本発明の一実施例による製造方法を説
明するための図、第２図は本発明の一実施例が適用され
るECRプラズマCVD装置の断面概略構成図である。 ７……基板、15……中間層、16……DLC膜。
明するための図、第２図は本発明の一実施例が適用され
るECRプラズマCVD装置の断面概略構成図である。 ７……基板、15……中間層、16……DLC膜。
Claims (1)
- 【請求項１】所定形状の基板上にシリコン窒化膜からな
る中間層を形成することと、前記中間層上にダイヤモン
ド状カーボン膜を形成することと、前記ダイヤモンド状
カーボン膜の形成された基板をエッチング液に浸して前
記中間層を除去し所定形状のダイヤモンド状カーボン膜
を得ることとを含む硬質カーボン膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1285601A JP2808741B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1285601A JP2808741B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146665A JPH03146665A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2808741B2 true JP2808741B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17693653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1285601A Expired - Fee Related JP2808741B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808741B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565645A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-19 | Seiko Epson Corp | ダイアモンド成形体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143498A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | スピ−カ−用振動板およびその製造法 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1285601A patent/JP2808741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03146665A (ja) | 1991-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080731 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090731 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |