JPH03146666A - 硬質カーボン膜形成方法 - Google Patents
硬質カーボン膜形成方法Info
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- JPH03146666A JPH03146666A JP28560089A JP28560089A JPH03146666A JP H03146666 A JPH03146666 A JP H03146666A JP 28560089 A JP28560089 A JP 28560089A JP 28560089 A JP28560089 A JP 28560089A JP H03146666 A JPH03146666 A JP H03146666A
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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〕
この発明は、基板」二に硬質カーボン膜を形成するため
の硬質カーボン膜形成方法に関する。
の硬質カーボン膜形成方法に関する。
光学部品や磁気ディスク、磁気ヘッドの保護膜として、
硬質カーボン膜である夕[イヤモンド状膜(以下、DL
C膜と記す)が用いられている。
硬質カーボン膜である夕[イヤモンド状膜(以下、DL
C膜と記す)が用いられている。
このDLCliの製造方法としては、従来よりイオンビ
ーム法、スパッタ法、イオンブレーティング法、及びプ
ラズマCVD法等が用いられている。
ーム法、スパッタ法、イオンブレーティング法、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、既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。
ズマCVD法が開発され、既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。
前記従来の製造方法を用いて基板上にDLC膜を形成し
た場合、このDI、clには10”dyne/cm”台
の内部応力が残留している。この残留応力のために、D
LC膜と基板との密着性が悪く、剥離等の問題が生じる
。
た場合、このDI、clには10”dyne/cm”台
の内部応力が残留している。この残留応力のために、D
LC膜と基板との密着性が悪く、剥離等の問題が生じる
。
この発明の目的は、基板との密着性を向上できる硬質カ
ーボン膜形成方法を徒供することにある。
ーボン膜形成方法を徒供することにある。
本発明に係る硬質カーボン膜形成方法は、基板上に硬質
カーボン膜を形成するための方法であって、以下の工程
を含んでいる。
カーボン膜を形成するための方法であって、以下の工程
を含んでいる。
◎ 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。
こと。
◎ 前記中間層上に硬質カーボン膜を形成すること。
なお、従来方法によって形成される硬質カーボン膜の残
留応力は、圧縮応力である。そこで前記中間層としては
、硬質カーボン膜の残留圧縮応力と同程度の引張応力を
有するものが望ましい。
留応力は、圧縮応力である。そこで前記中間層としては
、硬質カーボン膜の残留圧縮応力と同程度の引張応力を
有するものが望ましい。
本発明に係る硬質カーボン膜形成方法では、まず基板上
にシリコン窒化膜からなる中間層が形成され、この中間
層上に硬質カーボン膜が形成される。そして、前記中間
層により、硬質カーボン膜の残留応力が緩衝され、膜生
成後の剥離等を防止する。また、前記中間層はシリコン
窒化膜で形成されており、シリコン酸化膜等に比較して
DLC膜の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有している。
にシリコン窒化膜からなる中間層が形成され、この中間
層上に硬質カーボン膜が形成される。そして、前記中間
層により、硬質カーボン膜の残留応力が緩衝され、膜生
成後の剥離等を防止する。また、前記中間層はシリコン
窒化膜で形成されており、シリコン酸化膜等に比較して
DLC膜の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有している。
したがって、膜成形時や成形後の剥離がより少なくなる
。
。
まず、本発明の一実施例による方法が適用されるECR
プラズマCVD装置について説明する。
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。
る。
図GJおいて、プラズマ室1は、導入されるマイクロ波
(周波数2.450I+□)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、電
磁コイル4a、4bが配設されている。電磁コイル4a
。
(周波数2.450I+□)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、電
磁コイル4a、4b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(′1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11k 磁界が形成される
。
ロトロン共鳴の条(′1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11k 磁界が形成される
。
プラズマ室1の下方には、試rI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。
。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がホルダー8に保持されている。基板ホルダー8は支
軸9に取り付けられ°ζいる。また、基板ホルダー8に
は支軸9を介して高周波電源(たとえば周波数13.5
6Ml2)11が接続されており、これにより基板7に
対し゛ζ所定の高周波電圧が印加されるようになってい
る。
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がホルダー8に保持されている。基板ホルダー8は支
軸9に取り付けられ°ζいる。また、基板ホルダー8に
は支軸9を介して高周波電源(たとえば周波数13.5
6Ml2)11が接続されており、これにより基板7に
対し゛ζ所定の高周波電圧が印加されるようになってい
る。
なお、基板ホルダー8〜には、冷却水が循環するジヤケ
ツト(図示せず)が装着されている。また、ガス導入管
6と基板ホルダー8との間には、開閉自在なシャッタ1
2が設けられ°ζ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への照射量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。
ツト(図示せず)が装着されている。また、ガス導入管
6と基板ホルダー8との間には、開閉自在なシャッタ1
2が設けられ°ζ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への照射量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、硬質カーボン膜、
特にf)LC膜の形成方法について説明する。
特にf)LC膜の形成方法について説明する。
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、ガス導入孔10からプラ
ズマ室l内にN2ガスを導入する。
室5を真空状態にする。次に、ガス導入孔10からプラ
ズマ室l内にN2ガスを導入する。
そし“ζ、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°(、プラズマ室1内に6(1界を
発生さ・Uる。次に、導波管3を介して周波数2.45
GI+□のマイクロ波をプラズマ室1に導入し、プラズ
マ室l内にプラズマを発生させる。
4a、4bに通電し°(、プラズマ室1内に6(1界を
発生さ・Uる。次に、導波管3を介して周波数2.45
GI+□のマイクロ波をプラズマ室1に導入し、プラズ
マ室l内にプラズマを発生させる。
次に、ガス導入管6から試料室5内にSiH4ガスを導
入して、シャッタ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Si夏I4ガスとが反応し
て、基板7上に、第1A図に示すように、中間層として
の5iNXII!13が形成される。このとき、N2ガ
ス流■、5il14ガス流量、及び反応圧力は、形成さ
れるSiN、膜に101°dyne/cm”台の引張応
力が生ずるような条件下に設定されている。そして、基
板7上のSiN、膜13が所要の膜厚になったところで
、シャッタL2を閉にする。また、排気系により試料室
5内のガスを排気して、試料室5内の圧力を5X10−
’Torr以下にする。
入して、シャッタ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Si夏I4ガスとが反応し
て、基板7上に、第1A図に示すように、中間層として
の5iNXII!13が形成される。このとき、N2ガ
ス流■、5il14ガス流量、及び反応圧力は、形成さ
れるSiN、膜に101°dyne/cm”台の引張応
力が生ずるような条件下に設定されている。そして、基
板7上のSiN、膜13が所要の膜厚になったところで
、シャッタL2を閉にする。また、排気系により試料室
5内のガスを排気して、試料室5内の圧力を5X10−
’Torr以下にする。
次に、ガス導入管6から試料室5内にCZII。
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2.45GI
+□のマイクロ波をプラズマ室1に導入する。
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2.45GI
+□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2.45G11□とが−致し、電子サイク
ロトロン共鳴を起こす。その結果、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。このプラズマ室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!R界の磁力線に沿って引き出される。次にシャッタ
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2.45G11□とが−致し、電子サイク
ロトロン共鳴を起こす。その結果、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。このプラズマ室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!R界の磁力線に沿って引き出される。次にシャッタ
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。
このとき基板7には、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。この結果、基板7に
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上のSiNつ膜13上
にDLC膜14が生成される。
、周期的に正、負の電位がかかる。この結果、基板7に
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上のSiNつ膜13上
にDLC膜14が生成される。
このにうにして生成されたDLC膜14には、10”d
y n e/cm”台の圧縮応力が生じている。一方
、基板7上のSiN、膜13にはIQI(1dyne/
cm”台の引張応力が生じている。このため、DLCI
!!14に残留する圧縮応力は、5iNX膜13の引張
応力によって解消される。これにより、基板7上に直接
DLC膜を形成する場合に比べ、DLC膜と基板との密
着性が向上する。
y n e/cm”台の圧縮応力が生じている。一方
、基板7上のSiN、膜13にはIQI(1dyne/
cm”台の引張応力が生じている。このため、DLCI
!!14に残留する圧縮応力は、5iNX膜13の引張
応力によって解消される。これにより、基板7上に直接
DLC膜を形成する場合に比べ、DLC膜と基板との密
着性が向上する。
また、S t Nx膜13の熱膨張係数は、SiO2等
に比較してDLC膜のそれに近いので、DLC膜生成時
や生成後の剥離をより少なくすることができる。
に比較してDLC膜のそれに近いので、DLC膜生成時
や生成後の剥離をより少なくすることができる。
さらに、本実施例では、中間層とDLCliとを1つの
装置内で生成することができ、効率良くD■、C膜の生
成を行うことができる。
装置内で生成することができ、効率良くD■、C膜の生
成を行うことができる。
(a) 前記実施例では、ECRプラズマCVD法を
用いた場合について説明したが、本発明の適用はこれに
限定されない。たとえば、プラズマCVD法やスパッタ
法にも同様に本発明を適用することができる。
用いた場合について説明したが、本発明の適用はこれに
限定されない。たとえば、プラズマCVD法やスパッタ
法にも同様に本発明を適用することができる。
(b) 前記実施例では、ECRプラズマCVD装置
を用いて基板上にSiNx膜I3膜形3する場合につい
て説明したが、このSiN、1lQ13の形成は別の装
置を用いて行うようにしてもよい。
を用いて基板上にSiNx膜I3膜形3する場合につい
て説明したが、このSiN、1lQ13の形成は別の装
置を用いて行うようにしてもよい。
(C) 中間層とし°ζ、sp3?n成軌道を有軌道
イ素成分からなるもの、たとえばa−3i膜、SiO2
膜、SiC膜等であってもよい。
イ素成分からなるもの、たとえばa−3i膜、SiO2
膜、SiC膜等であってもよい。
本発明に係る硬質カーボン膜形成方法では、基板上に、
ケイ素成分を含む中間層を介して硬質カーボン膜が形成
されるので、中間層により硬質カーボン膜の残留応力を
緩衝でき、硬質カーボン膜と基板との密着性を向上させ
ることができる。
ケイ素成分を含む中間層を介して硬質カーボン膜が形成
されるので、中間層により硬質カーボン膜の残留応力を
緩衝でき、硬質カーボン膜と基板との密着性を向上させ
ることができる。
第1A図及び第1B図は前記硬質カーボン膜形成方法の
一例を示す図、第2図は本発明の一実施例による硬質カ
ーボン膜形成方法が適用されるECl’?プラズマCV
D装置の断面概略構成図である。 7・i板、13・・・5iNx膜(中間層)、14・・
・DLC膜(硬質カーボン膜)。
一例を示す図、第2図は本発明の一実施例による硬質カ
ーボン膜形成方法が適用されるECl’?プラズマCV
D装置の断面概略構成図である。 7・i板、13・・・5iNx膜(中間層)、14・・
・DLC膜(硬質カーボン膜)。
Claims (1)
- (1)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、前記中間層上に硬質カーボン膜を形成するこ
ととを含む硬質カーボン膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1285600A JP2995705B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1285600A JP2995705B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03146666A true JPH03146666A (ja) | 1991-06-21 |
JP2995705B2 JP2995705B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=17693643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1285600A Expired - Fee Related JP2995705B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 硬質カーボン膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2995705B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139140A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Tokyo Electron Limited | プラズマcvd方法、窒化珪素膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
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JPH01234566A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Nikon Corp | 着色物品 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1285600A patent/JP2995705B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2995705B2 (ja) | 1999-12-27 |
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