JPH02133573A - 硬質カーボン膜生成装置 - Google Patents
硬質カーボン膜生成装置Info
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- JPH02133573A JPH02133573A JP63286468A JP28646888A JPH02133573A JP H02133573 A JPH02133573 A JP H02133573A JP 63286468 A JP63286468 A JP 63286468A JP 28646888 A JP28646888 A JP 28646888A JP H02133573 A JPH02133573 A JP H02133573A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 37
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- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、硬質カーボン膜生成装置に関し、特にＥ
ＣＲ（ＥＬｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ５
ｏｎａｎｃｅ ：電子サイクロトロン共鳴）プラズマＣ
ＶＤ法により、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｎ＋ｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ ： ダイヤモンド状の膜）を生成す
る技術に関するものである。
ＣＲ（ＥＬｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ５
ｏｎａｎｃｅ ：電子サイクロトロン共鳴）プラズマＣ
ＶＤ法により、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｎ＋ｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ ： ダイヤモンド状の膜）を生成す
る技術に関するものである。
ＤＬＣ膜は高硬度性、高強度性及び絶縁性を有しており
、これらの特性を利用して、加工用工具等のコーティン
グや半導体集積回路等の保護膜どして用いられる。この
ＤＬＣ膜の生成方法として、最近、ＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法が開発されている。
、これらの特性を利用して、加工用工具等のコーティン
グや半導体集積回路等の保護膜どして用いられる。この
ＤＬＣ膜の生成方法として、最近、ＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法が開発されている。
その例として、例えば特開昭６０−１０３０９９ （
以下、公報（１）と称する）や特開昭６０−１９５０９
２ （以下、公報（２）と称する）がある。
以下、公報（１）と称する）や特開昭６０−１９５０９
２ （以下、公報（２）と称する）がある。
前記公報（１）には、電子サイクロトロン共鳴を利用し
てプラズマを生成し、この状態でＥＣＲイオン源にプラ
ス電位をかけることにより、ＥＣＲイオン源からイオン
を引き出して基板に照射し、基板上にＤＬＣ膜を生成す
る技術が記されている。
てプラズマを生成し、この状態でＥＣＲイオン源にプラ
ス電位をかけることにより、ＥＣＲイオン源からイオン
を引き出して基板に照射し、基板上にＤＬＣ膜を生成す
る技術が記されている。
また、前記公報（２）では、プラズマ引き出し部にメツ
シュ電極が設けられており、前記同様に電子サイクロト
ロン共鳴を利用してプラズマを生成し、前記メツシュ電
極に間歇的にマイナス電位をかけることにより、ＥＣＲ
イオン源からイオンを引き出して基板上にＤＬＣ膜を生
成するようにしている。
シュ電極が設けられており、前記同様に電子サイクロト
ロン共鳴を利用してプラズマを生成し、前記メツシュ電
極に間歇的にマイナス電位をかけることにより、ＥＣＲ
イオン源からイオンを引き出して基板上にＤＬＣ膜を生
成するようにしている。
しかし、前記公報（１）の技術では、基板にイオン（正
イオン）のみが照射されることになり、正電荷が溜まっ
てチャージアップを起こし、さらにＤＬＣＦｔが薄膜で
、かつ高抵抗であることから、前記チャージアップによ
って、ＤＬＣ膜が絶縁破壊を起こす可能性があった。ま
た、前記公報（２）の技術では、メツシュのパターンが
そのまま基板に転写されることになり、基板上に均一な
膜を生成することができないという問題があった。
イオン）のみが照射されることになり、正電荷が溜まっ
てチャージアップを起こし、さらにＤＬＣＦｔが薄膜で
、かつ高抵抗であることから、前記チャージアップによ
って、ＤＬＣ膜が絶縁破壊を起こす可能性があった。ま
た、前記公報（２）の技術では、メツシュのパターンが
そのまま基板に転写されることになり、基板上に均一な
膜を生成することができないという問題があった。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、均一で
安定したＤＬＣＩＩｆｆを生成することのできる硬質カ
ーボン膜生成装置を得ることを目的とする。
安定したＤＬＣＩＩｆｆを生成することのできる硬質カ
ーボン膜生成装置を得ることを目的とする。
この発明に係る硬質カーボン膜生成装置は、ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ装置において、基板に所定の高周波電圧を印
加するための電源を設けたものである。
ズマＣＶＤ装置において、基板に所定の高周波電圧を印
加するための電源を設けたものである。
この発明においては、基板に所定の高周波電圧が印加さ
れることによって、イオンによるチャージアップを防ぐ
ことができ、これにより絶縁破壊を起こすことなく、均
一で安定したＤＬＣ膜を生成することができる。即ち、
プラズマ中では、電界によるイオンの移動度は電子に比
べて遅く、高周波の印加中に電位が振られると、電子は
それに追随するが、イオンは追随できない。従って、基
板に電子が照射されて、基板に負の自己バイアスが発生
する。これによりプラズマ中の正イオンが引き込まれ、
チャージアップを起こすことなく基板上にＤＬＣ膜が生
成される。
れることによって、イオンによるチャージアップを防ぐ
ことができ、これにより絶縁破壊を起こすことなく、均
一で安定したＤＬＣ膜を生成することができる。即ち、
プラズマ中では、電界によるイオンの移動度は電子に比
べて遅く、高周波の印加中に電位が振られると、電子は
それに追随するが、イオンは追随できない。従って、基
板に電子が照射されて、基板に負の自己バイアスが発生
する。これによりプラズマ中の正イオンが引き込まれ、
チャージアップを起こすことなく基板上にＤＬＣ膜が生
成される。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図面に示すものは本発明の一実施例による硬質カーボン
膜生成装置の断面構成図である。図において、１は、導
入されるマイクロ波（周波数２．４５ ＧＨｚ）に対し
て空洞共振器となるように構成されたプラズマ室であり
、具体的には、直径２００鵬、高さ２００陥となってい
る。このプラズマ室１には、反応ガスとして炭化水素系
のガス、例えばメタンガス（ＣＨ４）を導入するための
ガス導入口１ａが設けられている。また、石英等で構成
されるマイクロ波導入窓３を介してマイクロ波導入のた
めの導波管２が接続されている。前記プラズマ室ｌの周
囲にはプラズマ発生用磁気回路としての電磁コイル４ａ
、４ｂが配設されており、この電磁コイル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
ン共鳴の条件が前記プラズマ室ｌの内部で成立するよう
に決定される。また、前記電磁コイル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。
膜生成装置の断面構成図である。図において、１は、導
入されるマイクロ波（周波数２．４５ ＧＨｚ）に対し
て空洞共振器となるように構成されたプラズマ室であり
、具体的には、直径２００鵬、高さ２００陥となってい
る。このプラズマ室１には、反応ガスとして炭化水素系
のガス、例えばメタンガス（ＣＨ４）を導入するための
ガス導入口１ａが設けられている。また、石英等で構成
されるマイクロ波導入窓３を介してマイクロ波導入のた
めの導波管２が接続されている。前記プラズマ室ｌの周
囲にはプラズマ発生用磁気回路としての電磁コイル４ａ
、４ｂが配設されており、この電磁コイル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
ン共鳴の条件が前記プラズマ室ｌの内部で成立するよう
に決定される。また、前記電磁コイル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。
前記プラズマ室ｌの下方には、試料室５が設けられてい
る。この試料室５内には、前記プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流が照射される基板６がホルダに保持さ
れている。また、前記試料室５内には、前記基板６の上
方に、基板６に対してプラズマ流の照射を制御するため
のシャッタ７が設けられている。さらに、前記試料室５
の上面には、前記プラズマ室１内に発生したプラズマ流
を試料室５内に引き込むためのプラズマ引き出し用窓８
が設けられている。なお、前記試料室４には、排気口５
ａが形成され、排気口５ａは図示しない排気系に接続さ
れている。
る。この試料室５内には、前記プラズマ室１から引き出
されたプラズマ流が照射される基板６がホルダに保持さ
れている。また、前記試料室５内には、前記基板６の上
方に、基板６に対してプラズマ流の照射を制御するため
のシャッタ７が設けられている。さらに、前記試料室５
の上面には、前記プラズマ室１内に発生したプラズマ流
を試料室５内に引き込むためのプラズマ引き出し用窓８
が設けられている。なお、前記試料室４には、排気口５
ａが形成され、排気口５ａは図示しない排気系に接続さ
れている。
そして、前記基板６には高周波電源（例えば周波数１３
．５６ ＭＨｚ）１０が接続されており、基板６に対し
て所定電圧（−２００〜−３００Ｖｏｌｔ）が印加でき
るように構成されている。
．５６ ＭＨｚ）１０が接続されており、基板６に対し
て所定電圧（−２００〜−３００Ｖｏｌｔ）が印加でき
るように構成されている。
次に、作用を説明する。
まず、図示しない排気系により、プラズマ室ｌ及び試料
室５を真空状態にする。次に、プラズマ室１内に反応ガ
ス（ＣＨ，）を導入する。そして、プラズマ室１の周囲
に設けられた電磁コイル４ａ。
室５を真空状態にする。次に、プラズマ室１内に反応ガ
ス（ＣＨ，）を導入する。そして、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内の磁束密度が８７５ガ
ウスになるようにする。次に導波管２を介して周波数２
．４５ＧＨｚのマイクロ波を前記プラズマ室１に導入す
る。このような条件により、プラズマ室１内においては
、８７５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。従って、電子はマイクロ波
から効率良くエネルギを吸収し、低ガス圧にて高密度の
プラズマが発生されることとなる。そして、このプラズ
マ室１内に発生したプラズマは、前記電磁コイル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。この状態でシャンク７を開くと、前記プラズ
マ室１内に発生したプラズマ流は基板６に照射される。
ウスになるようにする。次に導波管２を介して周波数２
．４５ＧＨｚのマイクロ波を前記プラズマ室１に導入す
る。このような条件により、プラズマ室１内においては
、８７５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。従って、電子はマイクロ波
から効率良くエネルギを吸収し、低ガス圧にて高密度の
プラズマが発生されることとなる。そして、このプラズ
マ室１内に発生したプラズマは、前記電磁コイル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。この状態でシャンク７を開くと、前記プラズ
マ室１内に発生したプラズマ流は基板６に照射される。
ここで、前記基板６には高周波電源１０が接続されてい
るので、周期的に正、負の電位がかかる。
るので、周期的に正、負の電位がかかる。
一方、プラズマ中では電界によるイオンの移動度は電子
に比べて遅い、従って、この高周波印加中の電位の振れ
に対して、電子は追随するが、イオンは追随できない。
に比べて遅い、従って、この高周波印加中の電位の振れ
に対して、電子は追随するが、イオンは追随できない。
このため、基板６に電子が多く照射することになって、
基板に負の自己バイアスが発生し、これによって、プラ
ズマ中の正イオンが引き込まれ、基板上にＤＬＣ膜が生
成される。
基板に負の自己バイアスが発生し、これによって、プラ
ズマ中の正イオンが引き込まれ、基板上にＤＬＣ膜が生
成される。
このような本実施例では、基板に所定電圧の高周波電源
を接続したので、イオンと電子の移動度の差を利用して
基板に負の自己バイアスを発生させることができる。し
たがって、イオンによるチャージアップを防ぐことがで
き、絶縁破壊を起こすことなく、均一で安定したＤＬＣ
膜を生成することができる。
を接続したので、イオンと電子の移動度の差を利用して
基板に負の自己バイアスを発生させることができる。し
たがって、イオンによるチャージアップを防ぐことがで
き、絶縁破壊を起こすことなく、均一で安定したＤＬＣ
膜を生成することができる。
なお、前記実施例では、反応ガスをプラズマ室１から導
入するようにしたが、試料室４側から導入するようにし
てもよい。また、高周波電源１゜の周波数は１３．５６
Ｍ１（ｚに限定されるものではない。
入するようにしたが、試料室４側から導入するようにし
てもよい。また、高周波電源１゜の周波数は１３．５６
Ｍ１（ｚに限定されるものではない。
さらに、反応ガスとしては前記実施例のようにメタンガ
スに限定されるものではな（、本発明は硬質カーボン膜
を生成する際に適用して有効なものである。
スに限定されるものではな（、本発明は硬質カーボン膜
を生成する際に適用して有効なものである。
以上のように、この発明によれば、ＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ装置において、基板に所定の高周波電圧を印加するよ
うにしたので、イオンと電子の移動度の差を利用して基
板に自己バイアスを発生でき、基板上に均一で安定した
硬質カーボン膜を生成することができる効果がある。
Ｄ装置において、基板に所定の高周波電圧を印加するよ
うにしたので、イオンと電子の移動度の差を利用して基
板に自己バイアスを発生でき、基板上に均一で安定した
硬質カーボン膜を生成することができる効果がある。
図面は本発明の一実施例による硬質カーボン膜生成装置
の断面構成図である。 １・・・プラズマ室、２・・・導波管、４ａ、４ｂ・・
・電磁コイル、５・・・試料室、６・・・基板、７・・
・シャッタ、１０・・・高周波電源。 面
の断面構成図である。 １・・・プラズマ室、２・・・導波管、４ａ、４ｂ・・
・電磁コイル、５・・・試料室、６・・・基板、７・・
・シャッタ、１０・・・高周波電源。 面
Claims (1)
- （１） マイクロ波が導入されプラズマを発生するプラ
ズマ室と、このプラズマ室の周囲に配設された磁気回路
と、内部に基板が配置された試料室と、前記基板に所定
の高周波電圧を印加するための電源とを備え、前記磁気
回路により前記プラズマ室内に電子サイクロトロン共鳴
条件を満たす磁界を形成して該プラズマ室内に炭化水素
系ガスのプラズマを発生させ、このプラズマ流を基板に
照射して該基板上に硬質カーボン膜を生成するようにし
た硬質カーボン膜生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286468A JPH0623434B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 硬質カーボン膜生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286468A JPH0623434B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 硬質カーボン膜生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133573A true JPH02133573A (ja) | 1990-05-22 |
| JPH0623434B2 JPH0623434B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=17704783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286468A Expired - Fee Related JPH0623434B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 硬質カーボン膜生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623434B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427827A (en) * | 1991-03-29 | 1995-06-27 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Deposition of diamond-like films by ECR microwave plasma |
| US5691010A (en) * | 1993-10-19 | 1997-11-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Arc discharge plasma CVD method for forming diamond-like carbon films |
| US5695832A (en) * | 1993-07-07 | 1997-12-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of forming a hard-carbon-film-coated substrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6286166A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成方法 |
| JPS62170475A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63286468A patent/JPH0623434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6286166A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成方法 |
| JPS62170475A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427827A (en) * | 1991-03-29 | 1995-06-27 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Deposition of diamond-like films by ECR microwave plasma |
| US5695832A (en) * | 1993-07-07 | 1997-12-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of forming a hard-carbon-film-coated substrate |
| US5691010A (en) * | 1993-10-19 | 1997-11-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Arc discharge plasma CVD method for forming diamond-like carbon films |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0623434B2 (ja) | 1994-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |