JPH08176834A

JPH08176834A - プラズマｃｖｄ装置及びこれを用いた被膜形成方法

Info

Publication number: JPH08176834A
Application number: JP6336238A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kuramoto; 慶一蔵本; Hitoshi Hirano; 均平野; Yoichi Domoto; 洋一堂本; Seiichi Kiyama; 精一木山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP3438977B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板11上に被膜を形成するプラズマＣＶＤ装
置において、プラズマの作用によって生じた被膜形成種
の内、従来よりも多くの被膜形成種を基板上に堆積させ
て、品質の良好な被膜を高い成膜速度で形成する。【構成】プラズマＣＶＤ装置は、真空チャンバー10内
に、プラズマ発生室４と反応室を形成し、プラズマ発生
室４を包囲してプラズマ磁界発生装置６を設ける。真空
チャンバー10内の反応室には、基板ホルダー12が設置さ
れると共に、反応ガス導入管14が接続されている。又、
プラズマ発生室４には、筒状電極７が設置される。該筒
状電極７に対して高周波電圧を印加することによって、
筒状電極内周面に付着した被膜をスパッタ除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に硬質炭素被膜
等の各種被膜を形成するプラズマＣＶＤ装置、及びプラ
ズマＣＶＤ装置を用いた被膜形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気カミソリの刃、半導体材料、
磁気ヘッド、圧電材料、或いは各種機器の摺動部等の特
性向上や表面保護を図るべく、これらの表面に、各種資
材からなる被膜を形成することが行なわれている。例え
ば、電気カミソリの刃の製造工程においては、ＥＣＲ
(電子サイクロトロン共鳴)プラズマＣＶＤ(chemical va
por deposition)装置を用いて、Ｓｉ基板の表面に硬質
炭素被膜(ダイヤモンド状被膜)が形成される。

【０００３】図３は、従来のＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
の構成を表わしている(特開平3-175620号)。該ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置においては、真空チャンバー(10)の内
部に、プラズマ発生室(４)と、基板(11)が設置されるべ
き反応室とが形成され、プラズマ発生室(４)には、導波
管(２)を介してマイクロ波発生装置(１)が接続されてい
る。導波管(２)とプラズマ発生室(４)の接続部にはマイ
クロ波導入窓(３)が設けられる。プラズマ発生室(４)に
は、プラズマ発生室(４)にアルゴン(Ａｒ)等の放電ガス
を導入するための放電ガス導入管(５)が接続されてい
る。又、プラズマ発生室(４)を包囲して、プラズマ磁界
発生装置(６)が設けられる。真空チャンバー(10)内の反
応室には、基板ホルダー(12)が設置されると共に、反応
ガス導入管(14)が接続されている。基板ホルダー(12)に
は、高周波電源(13)が接続されている。

【０００４】マイクロ波発生装置(１)からのマイクロ波
は、導波管(２)、マイクロ波導入窓(３)を経て、プラズ
マ発生室(４)に導かれる。マイクロ波による高周波磁界
とプラズマ磁界発生装置(６)からの磁界の作用によっ
て、プラズマ発生室(４)には高密度のプラズマが形成さ
れる。このプラズマは、プラズマ磁界発生装置(６)によ
る発散磁界に沿って、反応室に導かれる。

【０００５】反応室では、反応ガス導入管(14)から導入
された原料ガスとしてのメタン(ＣＨ₄)ガスがプラズマ
の作用によって分解され、炭素Ｃが基板ホルダー(12)上
の基板(11)の表面に堆積するのである。ここで、基板ホ
ルダー(12)には高周波電源(13)によって所定の高周波電
圧(ＲＦ電圧)が印加されて、基板(11)には負の自己バイ
アスが発生しており、所謂バイアスプラズマＣＶＤ法が
実施される。即ち、プラズマ中におけるイオンの移動速
度は電子に比べて遅いため、ＲＦ電圧印加中の電位振れ
に対して、電子は追随するが、イオンは追随できない。
従って、基板(11)にＲＦ電圧を印加することにより、多
くの電子が基板(11)に向けて放射され、基板(11)に負の
自己バイアスが発生する。この結果、プラズマ中の正イ
オンが基板(11)側に引き込まれ、図４に示す如く、基板
(11)上にはダイヤモンド状被膜(15)が形成されるのであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置においては、プラズマの作用によ
って生じたイオン、ラジカル等の被膜形成種の多くは基
板(11)上に堆積して、被膜が形成されるが、被膜形成種
の一部は、プラズマ発生室(４)の内壁にも堆積して、不
要な被膜が形成されることになる。従って、被膜形成種
の全てが本来の被膜形成に寄与せず、基板(11)上の成膜
速度が低下する問題があった。又、長時間のプロセスに
おいては、プラズマ発生室(４)の内壁に形成された被膜
が剥離し、基板上の被膜に悪影響を及ぼす問題があっ
た。

【０００７】本発明の目的は、プラズマの作用によって
生じた被膜形成種の内、従来よりも多くの被膜形成種を
基板上に堆積させて、品質の良好な被膜を高い成膜速度
で形成することの出来るプラズマＣＶＤ装置、及びこれ
を用いた被膜形成方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るプラズマＣＶ
Ｄ装置は、プラズマ発生室と、プラズマ発生室内にプラ
ズマを発生させるためのプラズマ発生手段と、プラズマ
発生室に接続して形成された反応室と、反応室内に設け
られた基板ホルダーと、反応室内に反応ガスを導入する
ための反応ガス導入手段を具えると共に、プラズマ発生
室内には、プラズマ発生室の内周壁に沿う筒状の電極が
設置され、該筒状電極には、筒状電極に直流電圧又は高
周波電圧を印加するための電源が接続されている。

【０００９】具体的構成において、基板ホルダーには、
基板に発生する自己バイアスが負となる様に基板ホルダ
ーに高周波電圧を印加するための第２の電源が接続され
ている。

【００１０】又、プラズマ発生手段は、電子サイクロト
ロン共鳴プラズマ源から構成される。

【００１１】更に又、筒状電極は、電子サイクロトロン
共鳴プラズマ源による電子サイクロトロン共鳴点を包囲
する位置に設置されている。

【００１２】本発明に係る被膜形成方法は、上記本発明
のプラズマＣＶＤ装置において、プラズマ発生室内にプ
ラズマを発生させた状態で、プラズマ発生室内の筒状電
極に、直流電圧又は高周波電圧を印加するものである。

【００１３】具体的には、筒状電極は、基板上に形成す
べき被膜と密着性の低い材料を含む資材から形成されて
おり、基板上に被膜を形成しつつ、筒状電極に直流電圧
又は高周波電圧を印加することによって、筒状電極の内
面に付着した被膜をスパッタ除去する。

【００１４】この場合、基板上に形成すべき被膜は硬質
炭素被膜であって、前記密着性の低い材料は、ステンレ
ス鋼、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、或いはＴｉである。

【００１５】又、他の具体的方法において、筒状電極
は、基板上に形成すべき被膜と密着性の高い材料を含む
資材から形成されており、基板上に被膜を形成しつつ、
或いは被膜形成後、筒状電極に直流電圧又は高周波電圧
を印加することによって、筒状電極の内面に付着した被
膜をスパッタ除去する。

【００１６】この場合、基板上に形成すべき被膜は硬質
炭素被膜であって、前記密着性の高い材料は、Ｓｉ、
Ｃ、Ｒｕ、或いはＧｅである。

【００１７】更に他の具体的方法において、筒状電極の
資材は、基板上に形成すべき被膜の構成元素の内、少な
くとも１つの元素を含んでおり、基板上に被膜を形成し
つつ、筒状電極に直流電圧又は高周波電圧を印加するこ
とによって、筒状電極の内面をスパッタし、筒状電極の
資材を基板上に堆積させる。

【００１８】

【作用】本発明のプラズマＣＶＤ装置においては、プラ
ズマ発生室、プラズマ発生手段、反応室、基板ホルダ
ー、及び反応ガス導入手段によって、従来装置と同様の
被膜形成装置が構成され、基板ホルダー上の基板に被膜
を形成出来る。ここで、プラズマ発生室内の筒状電極に
電圧を印加しない状態では、従来装置ではプラズマ発生
室の内壁に堆積していた被膜形成種が、本発明では筒状
電極の内周面に堆積することになる。

【００１９】しかし、基板上に被膜を形成する過程で、
或いは被膜形成後に、プラズマ発生室内にプラズマを発
生させた状態で、筒状電極に直流電圧或いは高周波電圧
を印加することによって、プラズマ中の陽イオンが筒状
電極の内周面へスパッタされ、筒状電極内周面の被膜が
スパッタ除去される。この結果、筒状電極内周面の被膜
形成は、可及的に抑制されると共に、スパッタされた被
膜形成種が基板表面に堆積することになる。尚、プラズ
マ発生手段のパワーが比較的低い場合には、筒状電極内
周面に微小な厚さの被膜が形成されることになるが、被
膜の厚さが極く薄い場合には、剥離の虞れはない。従っ
て、長時間のプロセスを経ても、筒状電極内周面の被膜
の剥離に起因する問題は発生せず、成膜に寄与する被膜
形成種が増加して、基板上の成膜速度が向上する。

【００２０】具体的構成において、基板ホルダーに対し
て、基板に発生する自己バイアスが負となる様に高周波
電圧を印加することによって、バイアスプラズマＣＶＤ
法が実施され、例えばダイヤモンド状被膜の形成が可能
となる。

【００２１】又、プラズマ発生手段として、電子サイク
ロトロン共鳴プラズマ源を採用すれば、プラズマの密度
を更に上げることが出来、低温で高品質の被膜を形成す
ることが出来る。

【００２２】更に又、筒状電極を、電子サイクロトロン
共鳴プラズマ源による電子サイクロトロン共鳴点を包囲
する位置に設置すれば、筒状電極内周面の被膜に対し
て、密度の高いプラズマによる効果的なスパッタ除去が
行なわれる。

【００２３】具体的な被膜形成方法において、筒状電極
を、基板上に形成すべき被膜と密着性の低い材料を含む
資材から形成した場合には、筒状電極内周面に堆積した
被膜の厚さがある限度を越えると、剥離の虞れがある
が、基板上の薄膜形成と同時に、筒状電極内面の被膜を
スパッタ除去することによって、該被膜の厚さを限度以
下に抑え、剥離の発生を未然に防止することが出来る。

【００２４】又、筒状電極を、基板上に形成すべき被膜
と密着性の高い材料を含む資材から形成した場合には、
被膜が比較的厚くなっても剥離の虞れはないから、筒状
電極内周面の被膜に対するスパッタ除去は、基板上の被
膜形成の終了後に行なうことが可能である。

【００２５】更に他の具体的方法において、筒状電極
を、基板上に形成すべき被膜の構成元素の内、少なくと
も１つの元素を含んだ資材から形成した場合、プラズマ
発生手段のパワーをある程度まで上げることによって、
筒状電極内周面に対する被膜の形成は完全に阻止するこ
とが出来、更には、筒状電極自体をターゲットとするス
パッタによって、筒状電極の資材を基板上に堆積させる
ことが出来る。これによって、基板上の被膜に筒状電極
の構成元素を含めることが出来、被膜の特性改善が可能
となる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係るプラズマＣＶＤ装置及びこ
れを用いた被膜形成方法によれば、プラズマの作用によ
って生じた被膜形成種の内、従来よりも多くの被膜形成
種を基板上に堆積させて、品質の良好な被膜を高い成膜
速度で形成することが出来る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。装置構成本発明に係るプラズマＣＶＤ装置においては、図１に示
す如く、真空チャンバー(10)の内部に、プラズマ発生室
(４)と、基板(11)が設置されるべき反応室とが形成さ
れ、プラズマ発生室(４)には、導波管(２)を介してマイ
クロ波発生装置(１)が接続されている。導波管(２)とプ
ラズマ発生室(４)の接続部にはマイクロ波導入窓(３)が
設けられる。プラズマ発生室(４)には、プラズマ発生室
(４)にアルゴン(Ａｒ)等の放電ガスを導入するための放
電ガス導入管(５)が接続されている。又、プラズマ発生
室(４)を包囲して、プラズマ磁界発生装置(６)が設けら
れる。真空チャンバー(10)内の反応室には、基板ホルダ
ー(12)が設置されると共に、反応ガス導入管(14)が接続
されている。基板ホルダー(12)には、高周波電源(13)が
接続されている。

【００２８】上述の構成は、従来装置と同様であるが、
本発明においては更に、プラズマ発生室(４)の内部に、
円筒状の絶縁体(８)を介して、円筒状の電極(７)が取り
付けられ、該筒状電極(７)には、筒状電極(７)に１３.
５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するための高周波電源
(９)が接続されている。

【００２９】以下、上記プラズマＣＶＤ装置を用いて、
Ｓｉ基板上に硬質炭素被膜であるダイヤモンド状被膜を
形成する方法について、複数の実施例に沿って具体的に
説明する。

【００３０】第１実施例本実施例では、筒状電極(７)は、ダイヤモンド状被膜と
の密着性が低いステンレス鋼を用いて形成する。この場
合、筒状電極(７)内周面に堆積する被膜の剥離を防止す
るために、基板(11)に対する成膜と同時に、筒状電極
(７)内周面の被膜の除去を行なう。

【００３１】先ず、基板ホルダー(12)上に基板(11)を取
り付け、真空チャンバー(10)の内部を１０^-5〜１０^-7Ｔ
ｏｒｒに排気する。次に、放電ガス導入管(５)からＡｒ
ガスを５.７×１０^-4Ｔｏｒｒで供給すると共に、マイ
クロ波発生装置(１)から２.４５ＧＨｚ、３００Ｗのマ
イクロ波を供給して、プラズマ発生室(４)内に形成され
たＡｒプラズマを基板(11)表面に放射する。これと同時
に、ステンレス鋼製の筒状電極(７)に対して、高周波電
源(９)からＲＦ電圧を印加して、−４００Ｖの自己バイ
アスを発生させる。

【００３２】又、これと同時に、基板(11)に発生する自
己バイアスが−５０Ｖとなる様に、高周波電源(13)から
１３.５６ＭＨｚのＲＦ電圧を基板ホルダー(12)に印加
する。反応ガス導入管(14)からは、ＣＨ₄ガスを１.３×
１０^-3Ｔｏｒｒで供給する。反応ガス導入管(14)から供
給されたＣＨ₄ガスは、プラズマの作用により分解さ
れ、これによって生じた炭素が、反応性の高いイオン又
は中性の活性状態となって、基板(11)の表面へ放射され
る。

【００３３】以上の工程を約３分間行ない、基板(11)の
表面に、膜厚２６００オングストロームのダイヤモンド
状被膜(15)を形成した。

【００３４】一方、比較例として、筒状電極(７)にＲＦ
電圧を印加しない状態で、他の条件は上記第１実施例と
同一として、基板(11)の表面にダイヤモンド状被膜を形
成した。そして、第１実施例及び比較例によって、夫々
の基板上に形成されたダイヤモンド状被膜の厚さと、筒
状電極内周面に形成された被膜の厚さを測定した。

【００３５】この結果、下記表１に示す様に、比較例の
筒状電極内周面に形成された被膜の膜厚が１に対して、
上記第１実施例の筒状電極内周面に形成された被膜の膜
厚は０.６５の大きさとなった。

【００３６】

【表１】

【００３７】この結果から明らかな様に、第１実施例に
よれば、電極内周面の被膜を従来よりも約３５％薄くす
ることが出来る。これは、電極に印加されたＲＦ電圧に
よって発生する自己バイアス電圧により、電極内周面の
被膜がスパッタされたものと考えられる。従って、第１
実施例によれば、電極内周面の被膜の厚さが限界となる
まで、長時間に亘ってプロセスを行なうことが出来、こ
れによって、基板上の被膜の厚さを大きくすることが出
来る。

【００３８】又、下記表２は、上記第１実施例及び比較
例において、基板上に形成されたダイヤモンド状被膜の
膜厚を比較したものである。

【００３９】

【表２】

【００４０】この結果から明らかな様に、第１実施例に
よれば、従来よりも厚いダイヤモンド状被膜が得られ
る。これは、電極内周面の被膜がスパッタされることに
よって、被膜形成種が基板表面に放射され、成膜に寄与
したものと考えられる。

【００４１】第２実施例本実施例では、筒状電極(７)は、ダイヤモンド状被膜と
の密着性が高いＳｉを用いて形成する。この場合、筒状
電極(７)内周面に堆積した被膜が剥離する虞れがないこ
とから、基板(11)に対する成膜が終了した後に、電極内
周面の被膜の除去を行なう。

【００４２】先ず、基板ホルダー(12)上にＳｉ基板(11)
を取り付け、真空チャンバー(10)の内部を１０^-5〜１０
^-7Ｔｏｒｒに排気する。次に、放電ガス導入管(５)から
Ａｒガスを５.７×１０^-4Ｔｏｒｒで供給すると共に、
マイクロ波発生装置(１)から２.４５ＧＨｚ、３００Ｗ
のマイクロ波を供給して、プラズマ発生室(４)内に形成
されたＡｒプラズマを基板(11)表面に放射する。

【００４３】又、これと同時に、基板(11)に発生する自
己バイアスが−５０Ｖとなる様に、高周波電源(13)から
１３.５６ＭＨｚのＲＦ電圧を基板ホルダー(12)に印加
する。反応ガス導入管(14)からは、ＣＨ₄ガスを１.３×
１０^-3Ｔｏｒｒで供給する。反応ガス導入管(14)から供
給されたＣＨ₄ガスは、プラズマの作用により分解さ
れ、これによって生じた炭素が、反応性の高いイオン又
は中性の活性状態となって、基板(11)の表面へ放射され
る。

【００４４】以上の工程を約３分間行ない、基板(11)の
表面に、膜厚２４００オングストロームのダイヤモンド
状被膜(15)を形成した。

【００４５】その後、放電ガス導入管(５)からＡｒガス
を５.７×１０^-4Ｔｏｒｒで供給すると共に、マイクロ
波発生装置(１)から２.４５ＧＨｚ、３００Ｗのマイク
ロ波を供給して、プラズマ発生室(４)内にＡｒプラズマ
を発生させると同時に、筒状電極(７)に対して、高周波
電源(９)からＲＦ電圧を印加して、−４００Ｖの自己バ
イアスを発生させる。以上の工程を約３０分行なって、
筒状電極(７)の内周面に付着した被膜をスパッタ除去す
る。

【００４６】そして、第２実施例によって基板上に形成
されたダイヤモンド状被膜の厚さと、筒状電極内周面に
形成された被膜の厚さを測定し、上記の比較例と比較し
た。

【００４７】この結果、下記表３に示す様に、比較例の
筒状電極内周面に形成された被膜の膜厚が１に対して、
上記第２実施例の筒状電極内周面に形成された被膜の膜
厚は０.８１の大きさとなった。

【００４８】

【表３】

【００４９】この結果から明らかな様に、第２実施例に
よれば、電極内周面に付着した被膜をスパッタにより効
果的に除去することが出来る。尚、上記工程を更に続行
すれば、電極内周面に付着した被膜を完全に除去するこ
とが出来る。

【００５０】第３実施例本実施例は、上記プラズマＣＶＤ装置を用いて、Ｓｉ基
板上に形成される被膜の組成を制御するものである。
尚、本実施例の装置構成は上記第２実施例と同一であ
り、成膜工程は上記第１実施例と同一であるが、マイク
ロ波発生装置(１)から発生するマイクロ波の電力を０〜
８００Ｗの範囲で変化させて、異なるマイクロ波電力の
下で基板(11)上に得られるダイヤモンド状被膜(15)の組
成を調べる。

【００５１】先ず、基板ホルダー(12)上にＳｉ基板(11)
を取り付け、真空チャンバー(10)の内部を１０^-5〜１０
^-7Ｔｏｒｒに排気する。次に、放電ガス導入管(５)から
Ａｒガスを５.７×１０^-4Ｔｏｒｒで供給すると共に、
マイクロ波発生装置(１)から２.４５ＧＨｚのマイクロ
波を供給して、プラズマ発生室(４)内に形成されたＡｒ
プラズマを基板(11)表面に放射する。これと同時に、Ｓ
ｉ製の筒状電極(７)に対して、高周波電源(９)からＲＦ
電圧を印加して、−５００Ｖの自己バイアスを発生させ
る。

【００５２】又、これと同時に、基板(11)に発生する自
己バイアスが−５０Ｖとなる様に、高周波電源(13)から
１３.５６ＭＨｚのＲＦ電圧を基板ホルダー(12)に印加
する。反応ガス導入管(14)からは、ＣＨ₄ガスを１.３×
１０^-3Ｔｏｒｒで供給する。反応ガス導入管(14)から供
給されたＣＨ₄ガスは、プラズマの作用により分解さ
れ、これによって生じた炭素が、反応性の高いイオン又
は中性の活性状態となって、基板(11)の表面へ放射され
る。

【００５３】この結果、基板(11)の表面にダイヤモンド
状被膜(15)が形成される。

【００５４】図２は、上記第３実施例によって得られた
ダイヤモンド状被膜のＳｉとＣの組成比を、マイクロ波
電力との関係で表わしたものである。図示の如く、マイ
クロ波電力が３００Ｗ以下では、被膜中にＳｉは含まれ
ておらず、３００Ｗを越えると微量ながら被膜中にＳｉ
が含まれることになり、マイクロ波電力の増大に伴っ
て、Ｓｉの量が増加している。

【００５５】これは、マイクロ波電力が３００Ｗ以下で
は、筒状電極(７)内周面に被膜が低い成膜速度で堆積す
ることになり、電極内周面はスパッタされないが、マイ
クロ波電力が３００Ｗを越えると、筒状電極をスパッタ
するイオン量が増加することによって、電極内周面の被
膜は完全にスパッタ除去され、更にマイクロ波電力が増
大してイオン量が増加すると、Ｓｉ製の電極の内周面が
スパッタされ始め、そのスパッタ原子が基板上の被膜に
混入するからである。

【００５６】従って、第３実施例によれば、マイクロ波
電力を制御することによって、筒状電極内周面に付着す
る被膜の除去と、基板上に形成される被膜の組成の制御
が可能である。

【００５７】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば筒状電極(７)は、円筒形に限らず、例えば多角柱状の
筒形や、複数枚の平板電極を円陣に配置して、実質的に
筒状の電極を形成するものであっても、同様の効果が得
られるのは言うまでもない。又、筒状電極(７)には直流
電圧を印加して、筒状電極(７)内周面の被膜をスパッタ
除去する構成も採用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の構成を示す
図である。

【図２】基板上に形成される被膜の組成とマイクロ波電
力との関係を表わすグラフである。

【図３】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す図であ
る。

【図４】基板上にダイヤモンド状被膜が形成されている
状態の断面図である。

【符号の説明】

(１) マイクロ波発生装置 (２) 導波管 (３) マイクロ波導入窓 (４) プラズマ発生室 (５) 放電ガス導入管 (６) プラズマ磁界発生装置 (７) 筒状電極 (８) 絶縁体 (10) 真空チャンバー (11) 基板 (12) 基板ホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木山精一大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に被膜を形成するプラズマＣＶＤ
装置であって、プラズマ発生室と、プラズマ発生室内に
プラズマを発生させるためのプラズマ発生手段と、プラ
ズマ発生室に接続して形成された反応室と、反応室内に
設けられた基板ホルダーと、反応室内に反応ガスを導入
するための反応ガス導入手段を具えると共に、プラズマ
発生室内には、プラズマ発生室の内周壁に沿う実質的に
筒状の電極が設置され、該筒状電極には、筒状電極に直
流電圧又は高周波電圧を印加するための電源が接続され
ていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】基板ホルダーには、基板に発生する自己
バイアスが負となる様に基板ホルダーに高周波電圧を印
加するための第２の電源が接続されている請求項１に記
載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】プラズマ発生手段は、電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマ源から構成される請求項１又は請求項２
に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】電子サイクロトロン共鳴プラズマ源によ
る電子サイクロトロン共鳴点を包囲する位置に、筒状電
極が設置されている請求項１乃至請求項３の何れかに記
載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】プラズマＣＶＤ装置を用いて基板上に被
膜を形成する方法であって、プラズマＣＶＤ装置は、プ
ラズマ発生室と、プラズマ発生室内にプラズマを発生さ
せるためのプラズマ発生手段と、プラズマ発生室に接続
して形成された反応室と、反応室内に設けられた基板ホ
ルダーと、反応室内に反応ガスを導入するための反応ガ
ス導入手段を具えると共に、プラズマ発生室内には、プ
ラズマ発生室の内周壁に沿う実質的に筒状の電極が設置
され、プラズマ発生室内にプラズマを発生させた状態
で、前記筒状電極に、直流電圧又は高周波電圧を印加す
ることを特徴とする被膜形成方法。
【請求項６】筒状電極は、基板上に形成すべき被膜と
密着性の低い材料を含む資材から形成されており、基板
上に被膜を形成しつつ、筒状電極に直流電圧又は高周波
電圧を印加することによって、筒状電極の内面に付着し
た被膜をスパッタ除去する請求項５に記載の被膜形成方
法。
【請求項７】基板上に形成すべき被膜は硬質炭素被膜
であって、前記密着性の低い材料は、ステンレス鋼、Ｆ
ｅ、Ａｌ、Ｃｕ、或いはＴｉである請求項６に記載の被
膜形成方法。
【請求項８】筒状電極は、基板上に形成すべき被膜と
密着性の高い材料を含む資材から形成されており、基板
上に被膜を形成しつつ、或いは被膜形成後、筒状電極に
直流電圧又は高周波電圧を印加することによって、筒状
電極の内面に付着した被膜をスパッタ除去する請求項５
に記載の被膜形成方法。
【請求項９】基板上に形成すべき被膜は硬質炭素被膜
であって、前記密着性の高い材料は、Ｓｉ、Ｃ、Ｒｕ、
或いはＧｅである請求項８に記載の被膜形成方法。
【請求項１０】筒状電極の資材は、基板上に形成すべ
き被膜の構成元素の内、少なくとも１つの元素を含んで
おり、基板上に被膜を形成しつつ、筒状電極に直流電圧
又は高周波電圧を印加することによって、筒状電極の内
面をスパッタし、筒状電極の資材を基板上に堆積させる
請求項５に記載の被膜形成方法。