JPH10298780A - Formation of coating film on insulating material - Google Patents

Formation of coating film on insulating material

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JPH10298780A
JPH10298780A JP10037737A JP3773798A JPH10298780A JP H10298780 A JPH10298780 A JP H10298780A JP 10037737 A JP10037737 A JP 10037737A JP 3773798 A JP3773798 A JP 3773798A JP H10298780 A JPH10298780 A JP H10298780A
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film
insulating material
hard carbon
base film
base
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JP10037737A
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Japanese (ja)
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Osamu Sugiyama
杉山  修
Yukio Miya
宮  行男
Ryuta Koike
▲龍▼太 小池
Takashi Toida
孝志 戸井田
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Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To regulate the resistance value of the surface of hard carbon coating film formed on an insulating material so as to prevent the change of static electricity on the surface. SOLUTION: A base film 14 having electric conductivity is formed on the surface of an insulating material 12 as a base material, a hard carbon film 16 is formed on the base film 14, and by changing the resistance value of the base film 14, the surface resistance value of the hard carbon film 16 is regulated. In the case the base film 14 is formed out of a metallic film of titanium, chromium, tungsten or the like, the resistance value is regulated by the film thickness. In the case it is formed by semiconductor film of silicone, germanium or the like, the resistance value can changed by the film thickness or the concn. of impurities.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁材の表面に
硬質カーボン膜を形成して耐摩耗性を高め、且つその表
面抵抗値を所望の値に制御するための、絶縁材への硬質
カーボン膜形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard carbon material for an insulating material for forming a hard carbon film on the surface of the insulating material to enhance wear resistance and controlling the surface resistance to a desired value. The present invention relates to a film forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、金属,ガラス,セラミック,プラ
スチック等の基材の表面に保護膜として硬質カーボン膜
を形成して、その表面の耐摩耗性を大幅に高め、耐久性
を向上させることが行なわれている。その硬質カーボン
膜は、水素化アモルファス・カーボン膜であり、黒色状
の被膜でダイヤモンドによく似た性質をもつ。そのた
め、ダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC)膜と呼
ばれたり、あるいはi−カーボン膜ともよばれている。
2. Description of the Related Art In recent years, a hard carbon film has been formed as a protective film on the surface of a base material such as metal, glass, ceramic, plastic, etc., thereby greatly increasing the wear resistance of the surface and improving the durability. Is being done. The hard carbon film is a hydrogenated amorphous carbon film, which is a black film and has properties very similar to diamond. Therefore, it is called a diamond-like carbon (DLC) film, or is also called an i-carbon film.

【0003】そして、この硬質カーボン膜は、機械的硬
度が高く、摩擦係数が低く、電気的絶縁性がよく、熱伝
導率が高く、耐腐食性が高いという優れた特性を持って
いる。そのため、装飾品,医療機器,磁気ヘッド,ある
いは工具になどに硬質カーボン膜を被覆することによ
り、それらの耐久性を大幅に高めることが提案され、実
用化されている。
[0003] The hard carbon film has excellent characteristics such as high mechanical hardness, low coefficient of friction, good electrical insulation, high thermal conductivity, and high corrosion resistance. For this reason, it has been proposed and has been put to practical use that coating of decorative articles, medical equipment, magnetic heads, tools and the like with a hard carbon film greatly increases their durability.

【0004】また、LSI(Large Scale Integrated ci
rcuit)等の半導体デバイスの製造装置において、半導
体ウエハや半導体チップを搬送するための搬送アーム等
の半導体のウエハやチップを取り扱う治具や工具類に
は、半導体のウエハやチップを汚染しないように、金属
ではなくセラミック材等の絶縁材が使用され、その表面
の耐摩耗性を高めるために、その絶縁材による治具や工
具類の表面を硬質カーボン膜で被覆することが提案され
ている。
Further, an LSI (Large Scale Integrated ci
In jigs and tools for handling semiconductor wafers and chips, such as transfer arms for transferring semiconductor wafers and semiconductor chips, in semiconductor device manufacturing equipment such as rcuit), do not contaminate the semiconductor wafers and chips. It has been proposed to use an insulating material such as a ceramic material instead of a metal, and to coat the surface of a jig or tool with the insulating material with a hard carbon film in order to enhance the wear resistance of the surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この硬
質カーボン膜は電気的に高い抵抗率をもつため、基材の
表面を硬質カーボン膜で被覆すると、その表面抵抗値が
非常に高くなる。そのため、他の部材との接触によって
静電気が発生しやすく、それによって雰囲気中のゴミや
チリをその表面に吸着し易いという問題がある。また、
半導体のウエハや半導体チップを搬送するための搬送ア
ーム等の表面に硬質カーボン膜を形成した場合には、静
電気によるゴミやチリの吸着の問題に加えて、次のよう
な問題も発生する。
However, since the hard carbon film has a high electrical resistivity, covering the surface of the substrate with the hard carbon film results in a very high surface resistance. For this reason, there is a problem that static electricity is easily generated by contact with other members, thereby easily adsorbing dust and dust in the atmosphere on the surface. Also,
When a hard carbon film is formed on the surface of a transfer arm for transferring a semiconductor wafer or semiconductor chip, the following problem occurs in addition to the problem of dust and dust adsorption by static electricity.

【0006】例えば、半導体集積回路素子を多数集積し
た半導体ウエハや半導体チップを取り扱うような場合に
は、半導体集積回路の高集積化が進んでいるので、例え
ばMOSトランジスタのゲート絶縁膜は非常に薄膜にな
っているため、それを取り扱う治具や工具類の表面に帯
電した静電気に起因するゲート絶縁膜の静電破壊が大き
な問題である。
For example, when a semiconductor wafer or a semiconductor chip in which a large number of semiconductor integrated circuit elements are integrated is handled, the degree of integration of the semiconductor integrated circuit is increasing. For example, the gate insulating film of a MOS transistor is very thin. Therefore, electrostatic breakdown of the gate insulating film due to static electricity charged on the surface of a jig or tool handling the same is a serious problem.

【0007】ここで、硬質カーボン膜の表面抵抗値の測
定例を図13のグラフに示す。この図13のグラフにお
ける横軸は硬質カーボン膜の膜厚を示し、縦軸は表面抵
抗値である端子間抵抗を示す。硬質カーボン膜の表面抵
抗値を測定するための試料として、板厚が1.1mmの
ホウ珪酸系ガラス上に、膜厚が0.1μm、0.4μ
m、0.8μm、1.2μm、1.5μmの硬質カーボ
ン膜を形成した5種類の試料を作成した。そのときの測
定結果を曲線36で示す。
Here, an example of measurement of the surface resistance value of the hard carbon film is shown in a graph of FIG. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis indicates the thickness of the hard carbon film, and the vertical axis indicates the inter-terminal resistance which is the surface resistance. As a sample for measuring the surface resistance value of the hard carbon film, a film thickness of 0.1 μm and 0.4 μm was formed on a borosilicate glass having a plate thickness of 1.1 mm.
Five types of samples having hard carbon films of m, 0.8 μm, 1.2 μm, and 1.5 μm were formed. The measurement result at that time is shown by a curve 36.

【0008】その表面抵抗値の測定方法を図14によっ
て説明する。図14に示すように、基材12であるホウ
珪酸系ガラス上に硬質カーボン膜16を形成した試料の
表面に一対の測定端子22a,22bを所定の間隔(1
mm)をあけて接触させる。そして、この測定端子22
a,22bには直流電源18と電流計20とを直列接続
する。直流電源18から50Vの直流電圧を測定端子2
2a,22b間に印加し、測定端子22a,22bを通
して流れる電流値を電流計20によって測定し、計算に
よって硬質カーボン膜16の表面抵抗値を算出した。
A method of measuring the surface resistance will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, a pair of measuring terminals 22a and 22b are provided on a surface of a sample in which a hard carbon film 16 is formed on a borosilicate glass as a base material 12 at a predetermined interval (1).
mm). Then, this measurement terminal 22
DC power supply 18 and ammeter 20 are connected in series to a and 22b. DC voltage of 50 V from DC power supply 18 is measured at terminal 2
The current value applied between the electrodes 2a and 22b and flowing through the measuring terminals 22a and 22b was measured by the ammeter 20, and the surface resistance of the hard carbon film 16 was calculated by calculation.

【0009】硬質カーボン膜16の表面抵抗値は、図1
3の曲線36に示すように、1011Ωのオーダである。
なお、硬質カーボン膜16の膜厚が厚くなると表面抵抗
値が小さくなっているが、これは膜厚が厚くなるほど、
その膜中に流れる電流値が増加するためであると推測し
ている。
The surface resistance of the hard carbon film 16 is shown in FIG.
As shown by the curve 36 of FIG. 3, it is on the order of 10 11 Ω.
The surface resistance decreases as the thickness of the hard carbon film 16 increases.
It is speculated that this is because the value of the current flowing through the film increases.

【0010】このように、絶縁物からなる治具や工具類
の表面に形成する硬質カーボン膜の表面抵抗値は、10
11Ωのオーダという非常に高い値であるため、静電気が
帯電してゴミやチリを吸着したり、半導体のウエハやチ
ッブを取り扱う場合にはその静電気によって静電破壊が
発生する恐れがある。そのため、硬質カーボン膜のもつ
メリットを充分に発揮できず、硬質カーボン膜表面に静
電気が帯電しない半導体ウエハや半導体チップを取り扱
う治具や工具類が求められている。
As described above, the surface resistance of a hard carbon film formed on the surface of a jig or tool made of an insulator is 10%.
Since it is a very high value of the order of 11 Ω, static electricity may be charged to adsorb dust and dust, and when handling semiconductor wafers and chips, the static electricity may cause electrostatic breakdown. For this reason, there is a demand for jigs and tools for handling semiconductor wafers and semiconductor chips in which the merits of the hard carbon film cannot be sufficiently exhibited and the surface of the hard carbon film is not charged with static electricity.

【0011】そこで、例えば特開平2−30761号公
報などに見られるように、金属や絶縁材の基材の表面に
形成する硬質カーボン膜中に、ハロゲン元素又は水素と
ハロゲン元素を含有させ、ハロゲン元素の濃度を堆積さ
れる膜の厚さ方向に分布を持たせるようにして、硬質カ
ーボン膜の導電率を制御することが提案されている。す
なわち、プラズマCVD法によって硬質カーボン膜を形
成する際に、ハロゲン元素の原料として、NF3,S
4,WF6等のフッ化物、CCl4等の塩化物、CH3
r等の臭化物又はヨウ化物をプラズマ中に添加して、
F,Cl,Br,I等のハロゲン元素を添加する。
Therefore, as disclosed in, for example, JP-A-2-30761, a halogen element or hydrogen and a halogen element are contained in a hard carbon film formed on the surface of a base material of a metal or an insulating material. It has been proposed to control the conductivity of a hard carbon film by providing a distribution of element concentrations in the thickness direction of the film to be deposited. That is, when a hard carbon film is formed by the plasma CVD method, NF 3 , S
Fluoride such as F 4 , WF 6 , chloride such as CCl 4 , CH 3 B
adding a bromide or iodide such as r into the plasma;
A halogen element such as F, Cl, Br, or I is added.

【0012】このように硬質カーボン膜中にハロゲン元
素を含有させると、硬質カーボン膜の導電率を高め、そ
の表面抵抗値を下げることはできるが、硬度などの特性
が低下し、耐摩耗性を高める効果が損なわれるという問
題がある。また、硬質カーボン膜の成膜中にW,Niな
どの金属をスパッタなどで同時に成膜し、金属粒子が混
入した硬質カーボン膜を成膜して表面抵抗値を低下させ
ることも提案されている。
[0012] When the halogen element is contained in the hard carbon film as described above, the conductivity of the hard carbon film can be increased and the surface resistance thereof can be reduced. However, characteristics such as hardness are reduced, and wear resistance is reduced. There is a problem that the enhancing effect is impaired. It has also been proposed that a metal such as W or Ni is simultaneously formed by sputtering or the like during formation of the hard carbon film, and a hard carbon film mixed with metal particles is formed to reduce the surface resistance. .

【0013】しかし、この方法によってもやはり、硬質
カーボン膜に金属粒子を混入させることによって硬度な
どの特性が低下し、耐摩耗性を高める効果が損なわれれ
ることになる。しかも、成膜行程のプロセス制御が難し
く、表面抵抗値の制御性も悪い。
However, also in this method, the characteristics such as hardness are reduced by mixing metal particles into the hard carbon film, and the effect of increasing wear resistance is impaired. In addition, it is difficult to control the process in the film forming process, and the controllability of the surface resistance is poor.

【0014】この発明は、このような問題を解決して、
絶縁材の表面に硬質カーボン膜を形成する絶縁材への皮
膜形成方法において、硬質カーボン膜の硬度を低下させ
ることなく、その表面に静電気が帯電しないように表面
抵抗値を制御することができるようにすることを目的と
する。
The present invention solves such a problem,
In a method of forming a hard carbon film on an insulating material, a surface resistance value can be controlled so that static electricity is not charged on the surface without reducing the hardness of the hard carbon film. The purpose is to.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による絶縁材への被膜形成方法は、ガラス
又はセラミック材等の絶縁材の表面に導電性を有する下
地膜を形成し、その下地膜上に硬質カーボン膜を形成
し、その下地膜の抵抗値を変えることにより硬質カーボ
ン膜の表面抵抗値を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for forming a film on an insulating material according to the present invention comprises forming a conductive base film on the surface of an insulating material such as glass or ceramic material, A hard carbon film is formed on the base film, and the surface resistance of the hard carbon film is controlled by changing the resistance value of the base film.

【0016】上記下地膜としては、金属膜又は半導体膜
を形成するとよい。そして、金属膜の場合は、その膜厚
あるいは材料を変えることによって下地膜の抵抗値を変
えることができる。半導体膜の場合は、その膜厚又は材
料あるいは不純物濃度を変えることによって下地膜の抵
抗値を変えることができる。
It is preferable that a metal film or a semiconductor film is formed as the base film. In the case of a metal film, the resistance value of the base film can be changed by changing its thickness or material. In the case of a semiconductor film, the resistance value of the base film can be changed by changing its thickness, material, or impurity concentration.

【0017】また、上記下地膜として、絶縁材の表面に
金属膜による第1の下地膜を形成し、その上に半導体膜
による第2の下地膜を形成するようにしてもよい。この
場合には、金属膜による第1の下地膜の膜厚と、半導体
膜による第2の下地膜の膜厚又は不純物濃度のうち、少
なくとも一方を変えることによって下地膜の抵抗値を変
えることができる。
Further, as the base film, a first base film of a metal film may be formed on the surface of an insulating material, and a second base film of a semiconductor film may be formed thereon. In this case, the resistance value of the base film can be changed by changing at least one of the thickness of the first base film formed of the metal film and the thickness or the impurity concentration of the second base film formed of the semiconductor film. it can.

【0018】上記下地膜としての金属膜を、チタン,ク
ロムまたはタングステンあるいはそれらの炭化物又は窒
化物のいずれかで形成するとよい。また、半導体膜を、
シリコン又はゲルマニウムあるいはシリコン又はゲルマ
ニウムの化合物のいずれかで形成するとよい。
The metal film as the base film may be formed of titanium, chromium, tungsten, or a carbide or nitride thereof. Also, the semiconductor film is
It may be formed of either silicon or germanium or a compound of silicon or germanium.

【0019】また、上記絶縁材と硬質カーボン膜との間
に形成する下地膜として、絶縁材の表面に金属膜による
第1の下地膜を形成し、その上に前記金属膜よりも導電
度の高い金属膜による第2の下地膜を形成し、さらにそ
の上に半導体膜による第3の下地膜を形成するようにす
るとさらによい。この場合には、上記下地膜の抵抗値
を、主として上記第2の下地膜の膜厚によって変えるこ
とができる。
As a base film formed between the insulating material and the hard carbon film, a first base film made of a metal film is formed on the surface of the insulating material, and has a higher conductivity than the metal film. It is more preferable to form a second base film made of a high metal film, and further form a third base film made of a semiconductor film thereon. In this case, the resistance value of the underlayer can be changed mainly by the thickness of the second underlayer.

【0020】そして、第1の下地膜をチタン,クロムま
たはタングステンのいずれかで形成し、第2の下地膜を
金,銅,インジウム,またはアルミニウムのいずれかで
形成し、第3の下地膜をシリコン又はゲルマニウムで形
成するとよい。
The first underlayer is formed of one of titanium, chromium and tungsten, the second underlayer is formed of one of gold, copper, indium and aluminum, and the third underlayer is formed of one of gold, copper, indium and aluminum. It is preferable to use silicon or germanium.

【0021】この発明により、半導体のウエハ又はチッ
プを取り扱う搬送アーム等の治具又は工具の表面に硬質
カーボン膜を形成すれば、セラミック等の絶縁材からな
る治具又は工具の表面の耐摩耗性を大幅に高め、表面が
削れて粉塵が発生するのを防ぎ、且つ表面抵抗値を下げ
て静電気の帯電を防ぎ、取り扱う半導体ウエハや半導体
チップ等へのゴミの吸着や静電破壊を防止することがで
きる。
According to the present invention, when a hard carbon film is formed on the surface of a jig or tool such as a transfer arm for handling a semiconductor wafer or chip, the wear resistance of the jig or tool made of an insulating material such as ceramic can be improved. To prevent the generation of dust by shaving the surface, and to reduce the surface resistance to prevent electrostatic charge, and to prevent dust from adsorbing and electrostatic breakdown on semiconductor wafers and semiconductor chips to be handled. Can be.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、この発明による絶縁材への
被膜形成方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明の第1の実施形態によって形成した被
膜構成を示す模式的断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for forming a film on an insulating material according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a film configuration formed according to the first embodiment of the present invention.

【0023】図1に示す被膜構成は、各種の部品あるい
は治具や工具等の基材である絶縁材12上に、下地膜1
4を介して硬質カーボン膜16を設けている。この絶縁
材12は、ガラスやセラミック材あるいは樹脂(プラス
チック)などである。その絶縁材12の表面に、下地膜
14として金属膜または半導体膜を形成する。その下地
膜14の形成方法としては、スパッタリング法や真空蒸
着法などの物理気相成長法、または化学気相成長法を適
用して被膜形成する。
The coating structure shown in FIG. 1 has a base film 1 on an insulating material 12 which is a base material of various parts or jigs and tools.
4, a hard carbon film 16 is provided. The insulating material 12 is a glass, a ceramic material, a resin (plastic), or the like. A metal film or a semiconductor film is formed as a base film 14 on the surface of the insulating material 12. As a method for forming the base film 14, a film is formed by applying a physical vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, or a chemical vapor deposition method.

【0024】そして、その下地膜14上に硬質カーボン
膜16を形成する。その硬質カーボン膜16は、メタン
(CH4 )を原料ガスとするプラズマ化学気相成長法に
よって形成する。下地膜14として金属膜を適用すると
きは、チタン(Ti),クロム(Cr)またはタングス
テン(W)などが使用可能である。さらに、これらの金
属の炭化物や窒化物などの化合物も下地膜14として適
用できる。
Then, a hard carbon film 16 is formed on the base film 14. The hard carbon film 16 is formed by a plasma chemical vapor deposition method using methane (CH4) as a source gas. When a metal film is used as the base film 14, titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), or the like can be used. Further, compounds such as carbides and nitrides of these metals can also be applied as the base film 14.

【0025】下地膜14として半導体膜を適用するとき
は、シリコン(Si)またはゲルマニウム(Ge)が使
用可能である。さらに、シリコンやゲルマニウムの化合
物も下地膜14として適用できる。
When a semiconductor film is used as the base film 14, silicon (Si) or germanium (Ge) can be used. Further, a compound of silicon or germanium can be used as the base film 14.

【0026】そして、この下地膜14の抵抗値を変える
ことによって、硬質カーボン膜16の表面抵抗値を制御
することができる。下地膜14の抵抗値は、それが金属
膜の場合には、使用する金属の種類又はその炭化物や窒
化物などの化合物の組成、あるいはその膜厚を変えるこ
とによって変えることができる。
The surface resistance of the hard carbon film 16 can be controlled by changing the resistance of the underlayer 14. If the underlying film 14 is a metal film, the resistance value can be changed by changing the type of metal used, the composition of a compound such as carbide or nitride, or the film thickness thereof.

【0027】下地膜14が半導体膜の場合には、使用す
る半導体の種類や半導体膜の膜厚、あるいは半導体膜中
に導入する不純物濃度を変えることによって抵抗値を変
えることができる。半導体膜中に導入する不純物として
は、リン(P)やボロン(B)や砒素(As)などがあ
る。
When the underlying film 14 is a semiconductor film, the resistance value can be changed by changing the type of semiconductor used, the thickness of the semiconductor film, or the concentration of impurities introduced into the semiconductor film. Examples of impurities introduced into the semiconductor film include phosphorus (P), boron (B), and arsenic (As).

【0028】これらの不純物は、半導体膜の被膜形成時
に同時に半導体膜中に取り込まれるようにする。たとえ
ば化学気相成長法を適用して、シリコン膜中にリンを導
入するのであれば、シリコンの原料ガスであるモノシラ
ン(SiH4 )とホスフィン(PH3 )とを成長室に導
入する。このようにして、絶縁材12を被覆した硬質カ
ーボン膜16の表面抵抗値を、静電気が帯電しないよう
な所要の値にすることが可能である。
These impurities are incorporated into the semiconductor film simultaneously with the formation of the film of the semiconductor film. For example, when phosphorus is introduced into a silicon film by applying a chemical vapor deposition method, monosilane (SiH4) and phosphine (PH3), which are silicon source gases, are introduced into a growth chamber. Thus, the surface resistance of the hard carbon film 16 coated with the insulating material 12 can be set to a required value such that static electricity is not charged.

【0029】この第1の実施形態の具体的な実施例を図
2のグラフを参照して説明する。図2に示すグラフは、
図1に示した絶縁材12としてガラスを使用し、その表
面に下地膜14として導電型がN型のシリコン膜(半導
体膜)を形成し、その上面に硬質カーボン膜16を形成
したときの、硬質カーボン膜16の表面抵抗値を示す。
A specific example of the first embodiment will be described with reference to the graph of FIG. The graph shown in FIG.
When glass is used as the insulating material 12 shown in FIG. 1, a silicon film (semiconductor film) of N-type conductivity is formed as a base film 14 on the surface thereof, and a hard carbon film 16 is formed on the upper surface thereof. The surface resistance of the hard carbon film 16 is shown.

【0030】硬質カーボン膜の膜厚は、0.4μm,
1.1μm,1.9μmの3種類の試料を作成し、その
各端子間抵抗値を測定して図2にプロットした。すなわ
ち、図2の横軸は硬質カーボン膜の膜厚を示し、縦軸は
表面抵抗値である端子間抵抗を示す。下地膜であるシリ
コン膜の比抵抗は、曲線26が1〜5Ω・cm-1(この
とき不純物濃度は9×1014〜5×1015 atoms/cm3
であり、曲線24が10〜20Ω・cm-1(このとき不
純物濃度は2.5×1014〜5×1014atpoms/cm3)で
ある。
The thickness of the hard carbon film is 0.4 μm,
Three types of samples of 1.1 μm and 1.9 μm were prepared, and their inter-terminal resistance values were measured and plotted in FIG. That is, the horizontal axis of FIG. 2 indicates the thickness of the hard carbon film, and the vertical axis indicates the inter-terminal resistance which is the surface resistance value. As for the specific resistance of the silicon film as the base film, the curve 26 is 1 to 5 Ω · cm −1 (at this time, the impurity concentration is 9 × 10 14 to 5 × 10 15 atoms / cm 3 ).
The curve 24 is 10 to 20 Ω · cm −1 (at this time, the impurity concentration is 2.5 × 10 14 to 5 × 10 14 atpoms / cm 3 ).

【0031】すなわち、比抵抗の異なるシリコン膜上に
硬質カーボン膜を形成し、そのときの硬質カーボン膜の
表面抵抗値を測定した。この表面抵抗値の測定は、先に
図14を用いて説明した測定方法と同じである。ただし
この図2の測定結果は、図14における直流電源18に
よって10Vの直流電圧を印加して測定したものであ
る。
That is, a hard carbon film was formed on silicon films having different specific resistances, and the surface resistance of the hard carbon film at that time was measured. The measurement of the surface resistance value is the same as the measurement method described with reference to FIG. However, the measurement results in FIG. 2 are obtained by applying a DC voltage of 10 V by the DC power supply 18 in FIG.

【0032】この図2に示す曲線24と曲線26から明
らかなように、硬質カーボン膜の下地膜であるシリコン
膜の比抵抗によって、硬質カーボン膜の表面抵抗値を制
御できる。すなわち、シリコン膜の比抵抗が、1〜5Ω
・cm-1である曲線26の場合と、10〜20Ω・cm
-1である曲線24の場合とを比較すると、硬質カーボン
膜16の膜厚が1.1μmのとき、9×106Ωと4×
106Ωとなっている。したがって、下地膜の抵抗値に
よって、硬質カーボン膜の表面抵抗値を制御できる。そ
して、この場合の硬質カーボン膜の表面抵抗値は106
Ωのオーダであり、図13に示した従来の硬質カーボン
膜の表面抵抗値(1011Ωのオーダ)に比べて、大幅に
低下している。
As is clear from the curves 24 and 26 shown in FIG. 2, the surface resistance of the hard carbon film can be controlled by the specific resistance of the silicon film as the base film of the hard carbon film. That is, the specific resistance of the silicon film is 1 to 5Ω.
· In the case of the curve 26 which is cm- 1 and 10 to 20Ω · cm
Comparing with the case of the curve 24 which is −1 , when the thickness of the hard carbon film 16 is 1.1 μm, 9 × 10 6 Ω and 4 ×
10 6 Ω. Therefore, the surface resistance of the hard carbon film can be controlled by the resistance of the base film. The surface resistance of the hard carbon film in this case is 10 6
Ω, which is much lower than the surface resistance value (on the order of 10 11 Ω) of the conventional hard carbon film shown in FIG.

【0033】つぎに、この発明の第2の実施形態を説明
する。図3はその被膜構成を示す模式的断面図である。
図3に示す被膜構成は、各種の部品あるいは治具や工具
等の基材である絶縁材12上に、第1の下地膜14aと
第2の下地膜14bを介して硬質カーボン膜16を設け
ている。この絶縁材12は、ガラスやセラミック材ある
いは樹脂(プラスチック)などである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of the coating.
The coating structure shown in FIG. 3 is such that a hard carbon film 16 is provided on an insulating material 12 which is a base material of various parts or jigs and tools via a first base film 14a and a second base film 14b. ing. The insulating material 12 is a glass, a ceramic material, a resin (plastic), or the like.

【0034】第1の下地膜14aとしては、前述したチ
タン(Ti),クロム(Cr)またはタングステン
(W)、あるいはこれらの金属の炭化物や窒化物などの
化合物などによる金属膜を絶縁材12の表面に形成す
る。第2の下地膜14bとしては、シリコン(Si)又
はゲルマニウム(Ge)等の半導体膜を、第1の下地膜
14a上に形成する。これらの下地膜14a,14bの
形成方法としては、前述の実施形態の場合と同様に、ス
パッタリング法や真空蒸着法などの物理気相成長法、ま
たは化学気相成長法を適用する。
As the first base film 14 a, a metal film made of titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), or a compound of these metals such as carbide or nitride is used as the first underlayer 14 a. Form on the surface. As the second base film 14b, a semiconductor film such as silicon (Si) or germanium (Ge) is formed on the first base film 14a. As a method of forming these underlayers 14a and 14b, a physical vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, or a chemical vapor deposition method is applied as in the above-described embodiment.

【0035】この図3に示す被膜構成の場合には、第1
の下地膜14aの抵抗値と第2の下地膜14bの抵抗値
の一方または両方を変えることによって、硬質カーボン
膜16の表面抵抗値を制御することができる。第1の下
地膜14aの抵抗値は、金属膜を形成する金属の種類又
はその炭化物や窒化物などの化合物の組成、あるいはそ
の膜厚を変えることによって変えることができる。
In the case of the coating structure shown in FIG.
By changing one or both of the resistance value of the base film 14a and the resistance value of the second base film 14b, the surface resistance value of the hard carbon film 16 can be controlled. The resistance value of the first base film 14a can be changed by changing the type of metal forming the metal film, the composition of a compound such as carbide or nitride thereof, or the thickness thereof.

【0036】第2の下地膜14bの抵抗値は、半導体膜
を形成する半導体の種類や半導体膜の膜厚、あるいは半
導体膜中に導入する不純物濃度を変えることによって抵
抗値を変えることができる。このようにすれば、絶縁材
12を被覆した硬質カーボン膜16の表面抵抗値を、一
層容易に静電気が帯電しないような所要の値にすること
が可能である。
The resistance value of the second base film 14b can be changed by changing the type of semiconductor forming the semiconductor film, the thickness of the semiconductor film, or the concentration of impurities introduced into the semiconductor film. By doing so, the surface resistance of the hard carbon film 16 coated with the insulating material 12 can be set to a required value so that static electricity is not easily charged.

【0037】この第2の実施形態の具体的な実施例を図
4のグラフを参照して説明する。図4に示すグラフは、
図3に示した膜構造で、基材の絶縁材12がガラスであ
り、その表面に第1の下地膜14aとしてチタン膜を、
その上に第2の下地膜14bとしてシリコン膜をそれぞ
れ形成し、その第2の下地膜14bの上面に硬質カーボ
ン膜16を形成したときの、硬質カーボン膜16の表面
抵抗値である端子間抵抗を示す。
A specific example of the second embodiment will be described with reference to the graph of FIG. The graph shown in FIG.
In the film structure shown in FIG. 3, the base insulating material 12 is glass, and a titanium film is formed on the surface thereof as a first base film 14a.
A silicon film is formed thereon as a second base film 14b, and the inter-terminal resistance is a surface resistance value of the hard carbon film 16 when the hard carbon film 16 is formed on the upper surface of the second base film 14b. Is shown.

【0038】ここで硬質カーボン膜の膜厚は、0.5μ
m,0.9μm,1.2μmの3種類の試料を作成し、
その各端子間抵抗値を測定して図4にプロットした。そ
して、第1の下地膜14aであるチタン膜の膜厚だけを
変化させ、第2の下地膜14bであるシリコン膜の膜厚
は一定(0.1μm)とした。曲線28はチタン膜が
0.4μmの場合であり、硬質カーボン膜の膜厚が、
0.5μm,0.9μm,1.2μmの時の端子間抵抗
が、それぞれ2.7×105Ω,3.2×105Ω,9×
105Ωである。
Here, the thickness of the hard carbon film is 0.5 μm.
m, 0.9 μm and 1.2 μm were prepared,
The resistance between the terminals was measured and plotted in FIG. Then, only the thickness of the titanium film as the first base film 14a was changed, and the thickness of the silicon film as the second base film 14b was made constant (0.1 μm). Curve 28 is the case where the titanium film is 0.4 μm, and the thickness of the hard carbon film is
The resistance between terminals at 0.5 μm, 0.9 μm, and 1.2 μm is 2.7 × 10 5 Ω, 3.2 × 10 5 Ω, and 9 ×
10 5 Ω.

【0039】曲線30はチタン膜が0.1μmの場合で
あり、硬質カーボン膜の膜厚が、0.5μm,0.9μ
m,1.2μmの時の端子間抵抗が、それぞれ4.7×
105Ω,5.2×105Ω,1.7×106Ωである。
なおこのとき、第2の下地膜14bであるシリコン膜に
は不純物としてリンが導入されている。すなわち、第2
の下地膜14bであるシリコン膜は、リンを含む導電型
がN型のシリコン材をターゲットとする直流スパッタリ
ング法により形成している。N型のシリコン材のターゲ
ットの比抵抗は100Ω・cm-1前後であるから、第2
の下地膜14bもこのシリコン材の比抵抗とほぼ同じ値
になっている。
Curve 30 shows the case where the titanium film is 0.1 μm, and the thickness of the hard carbon film is 0.5 μm, 0.9 μm.
m and 1.2 μm are 4.7 ×
They are 10 5 Ω, 5.2 × 10 5 Ω, and 1.7 × 10 6 Ω.
At this time, phosphorus is introduced as an impurity into the silicon film as the second base film 14b. That is, the second
The silicon film as the base film 14b is formed by a direct current sputtering method using a silicon material having an N-type conductivity type containing phosphorus as a target. Since the specific resistance of the N-type silicon material target is about 100Ω · cm- 1 ,
The underlying film 14b has a value substantially equal to the specific resistance of the silicon material.

【0040】この場合の硬質カーボンの表面抵抗(端子
間抵抗)の測定方法も、先に図14を用いて説明した測
定方法と同じである。ただしこの図4に示す測定結果
は、図14における直流電源18によって10Vの直流
電圧を印加して測定したものである。
The method of measuring the surface resistance (resistance between terminals) of the hard carbon in this case is the same as the method described above with reference to FIG. However, the measurement results shown in FIG. 4 were obtained by applying a DC voltage of 10 V by the DC power supply 18 in FIG.

【0041】この図4に示す曲線28と曲線30から明
らかなように、下地膜を構成する第1の下地膜の膜厚、
すなわち被膜抵抗値を変えることによって硬質カーボン
膜の表面抵抗値を制御できる。すなわち、第1の下地膜
であるチタン膜の膜厚が、0.4μmである曲線28の
場合と、0.1μmである曲線30の場合とを比較する
と、硬質カーボン膜の膜厚が0.9μmのとき、3.2
×105Ωと5.2×105Ωとなっている。これらの値
は、図2に示した第1の実施形態の場合の硬質カーボン
膜の表面抵抗値より、さらに低い値になっている。
As is apparent from the curves 28 and 30 shown in FIG. 4, the thickness of the first underlayer constituting the underlayer,
That is, the surface resistance of the hard carbon film can be controlled by changing the coating resistance. That is, comparing the curve 28 in which the thickness of the titanium film as the first base film is 0.4 μm with the curve 30 in which the thickness is 0.1 μm, the hard carbon film has a thickness of 0.1 μm. 3.2 μm at 9 μm
× 10 5 Ω and 5.2 × 10 5 Ω. These values are lower than the surface resistance of the hard carbon film in the case of the first embodiment shown in FIG.

【0042】なお、この実施例では第1の下地膜14a
であるチタン膜(金属膜)の膜厚、すなわち抵抗値のみ
を変化させたが、第2の下地膜14bであるシリコン膜
(半導体膜)の抵抗値を変えても同様な結果が得られる
ことを、発明者らは確認している。その場合には、シリ
コン膜の膜厚あるいは不純物濃度を変化させることによ
って、シリコン膜の抵抗値を変化させることができる。
In this embodiment, the first underlayer 14a is used.
Although only the thickness of the titanium film (metal film), that is, the resistance value, was changed, similar results could be obtained by changing the resistance value of the silicon film (semiconductor film) as the second base film 14b. Have been confirmed by the inventors. In that case, the resistance value of the silicon film can be changed by changing the thickness or the impurity concentration of the silicon film.

【0043】さらに、第1の下地膜14aである金属膜
の抵抗値と第2の下地膜14bである半導体膜の抵抗値
の双方を変化させてもよい。絶縁材12としては、ガラ
スのほかにセラミック材やプラスチック等を使用しても
よい。
Further, both the resistance value of the metal film as the first base film 14a and the resistance value of the semiconductor film as the second base film 14b may be changed. As the insulating material 12, a ceramic material, plastic, or the like may be used in addition to glass.

【0044】つぎに、この発明の第3の実施形態を説明
する。図5はその被膜構成を示す模式的断面図である。
図5に示す被膜構成は、各種の部品、治具や工具等の基
材である絶縁材12上に、第1の下地膜14aと第2の
下地膜14cと第3の下地膜14dを介して硬質カーボ
ン膜16を設けている。この絶縁材12は、ガラスやセ
ラミック材あるいは樹脂(プラスチック)などである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic sectional view showing the structure of the coating.
The film configuration shown in FIG. 5 has a first under film 14a, a second under film 14c, and a third under film 14d on an insulating material 12 which is a base material of various parts, jigs, tools, and the like. Thus, a hard carbon film 16 is provided. The insulating material 12 is a glass, a ceramic material, a resin (plastic), or the like.

【0045】第1の下地膜14aとしては、前述したチ
タン(Ti),クロム(Cr)またはタングステン
(W)、あるいはこれらの金属の炭化物や窒化物などの
化合物などによる金属膜を、膜厚0.1〜0.2μmで
絶縁材12の表面に形成する。第2の下地膜14cとし
ては、第1の下地膜14aよりも導電度の高い金属であ
る金(Au),銅(Cu),インジウム(In),アル
ミニウム(Al)等の膜を、膜厚0.5〜1.0μmで
第1の下地膜14a上に形成する。
As the first underlayer 14a, a metal film made of titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), or a compound of these metals such as carbide or nitride is used as the first underlayer 14a. It is formed on the surface of the insulating material 12 to a thickness of 0.1 to 0.2 μm. As the second base film 14c, a film of a metal having higher conductivity than the first base film 14a, such as gold (Au), copper (Cu), indium (In), or aluminum (Al), is used. It is formed on the first underlayer 14a to a thickness of 0.5 to 1.0 μm.

【0046】第3の下地膜14dとしては、シリコン
(Si)又はゲルマニウム(Ge)等の半導体膜を、膜
厚0.1〜0.2μmで第2の下地膜14c上に形成す
る。これらの下地膜14a,14c,14dの形成方法
としては、前述の実施形態の場合と同様に、スパッタリ
ング法や真空蒸着法などの物理気相成長法、または化学
気相成長法を適用する。
As the third base film 14d, a semiconductor film such as silicon (Si) or germanium (Ge) is formed on the second base film 14c to a thickness of 0.1 to 0.2 μm. As a method for forming the underlayers 14a, 14c, and 14d, a physical vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum vapor deposition method, or a chemical vapor deposition method is applied as in the above-described embodiment.

【0047】この実施形態では、下地膜の中間に第2の
下地膜14cとして導電度が高い(比抵抗が小さい)金
属膜を挟むのが特徴であり、この第2の下地膜に電流を
多く流すことにより下地膜全体としての抵抗値を下げ、
硬質カーボン膜16の表面抵抗値を容易に低下させるこ
とができる。なお、チタン膜やクロム膜等による第1の
下地膜14aは、基材である絶縁材12との密着性を高
めるために必要であり、シリコン膜やゲルマニウム膜に
よる第3の下地膜14dは、硬質カーボン膜16との密
着性を高めるために必要である。
This embodiment is characterized in that a metal film having high conductivity (small specific resistance) is sandwiched between the base films as the second base film 14c, and a large amount of current is supplied to the second base film. By flowing, lower the resistance value of the entire underlayer,
The surface resistance value of the hard carbon film 16 can be easily reduced. Note that the first base film 14a made of a titanium film, a chromium film, or the like is necessary to increase the adhesion to the insulating material 12 as a base material. The third base film 14d made of a silicon film or a germanium film is It is necessary to improve the adhesion to the hard carbon film 16.

【0048】この第3の実施形態の具体的な実施例を図
6のグラフを参照して説明する。図6に示すグラフは、
図5に示す膜構造で基材の絶縁材12がガラスであり、
その表面に第1の下地膜14aとしてチタン(Ti)膜
を、第2の下地膜14cとして銅(Cu)膜を、第3の
下地膜14dとしてシリコン(Si)膜をそれぞれ形成
し、その第3の下地膜14dの上面に硬質カーボン膜1
6を形成したときの、硬質カーボン膜16の表面抵抗値
である端子間抵抗を示す。ここで硬質カーボン膜の膜厚
は、0.5μm,0.9μm,1.2μmの3種類の試
料を作成し、その各端子間抵抗値を測定して図6にプロ
ットした。
A specific example of the third embodiment will be described with reference to the graph of FIG. The graph shown in FIG.
In the film structure shown in FIG. 5, the base insulating material 12 is glass,
On its surface, a titanium (Ti) film is formed as a first base film 14a, a copper (Cu) film is formed as a second base film 14c, and a silicon (Si) film is formed as a third base film 14d. The hard carbon film 1 is formed on the upper surface of the base film 14d.
6 shows the inter-terminal resistance which is the surface resistance value of the hard carbon film 16 when No. 6 is formed. Here, three types of samples having a hard carbon film thickness of 0.5 μm, 0.9 μm, and 1.2 μm were prepared, and the resistance between the terminals was measured and plotted in FIG.

【0049】そして、第2の下地膜14cであるCu膜
の膜厚だけを変化させ、第1の下地膜14aであるTi
膜および第3の下地膜14dであるSi膜の各膜厚は、
いずれも一定(0.1μm)とした。曲線32はCu膜
が0.6μmの場合であり、硬質カーボン膜の膜厚が、
0.5μm,0.9μm,、1.2μmの時の端子間抵
抗が、それぞれ8.0×104Ω,9.0×104Ω,
2.2×105Ωである。
Then, only the thickness of the Cu film serving as the second base film 14c is changed, and the thickness of the Ti film serving as the first base film 14a is changed.
Each film thickness of the film and the Si film as the third underlayer film 14d is:
Both were constant (0.1 μm). Curve 32 shows the case where the Cu film is 0.6 μm, and the thickness of the hard carbon film is
The resistance between terminals at 0.5 μm, 0.9 μm, and 1.2 μm is 8.0 × 10 4 Ω, 9.0 × 10 4 Ω,
2.2 × 10 5 Ω.

【0050】曲線34はCu膜が0.3μmの場合であ
り、硬質カーボン膜の膜厚が、0.5μm,0.9μ
m,、1.2μmの時の端子間抵抗が、それぞれ2.0
×105Ω,2.4×105Ω,6.8×105Ωであ
る。この図6のグラフの曲線32と曲線34から明らか
なように、下地膜を構成する第2の下地膜14cの膜
厚、すなわち被膜抵抗値を変えることによって硬質カー
ボン膜の表面抵抗値を容易に制御できる。
Curve 34 shows the case where the Cu film is 0.3 μm, and the thickness of the hard carbon film is 0.5 μm, 0.9 μm.
m, 1.2 μm, the resistance between terminals is 2.0
× 10 5 Ω, 2.4 × 10 5 Ω, and 6.8 × 10 5 Ω. As is clear from the curves 32 and 34 in the graph of FIG. 6, the surface resistance of the hard carbon film can be easily changed by changing the thickness of the second underlayer 14c constituting the underlayer, that is, the film resistance. Can control.

【0051】すなわち、第2の下地膜であるCu膜の膜
厚が、0.6μmである曲線32の場合と、0.3μm
である曲線34の場合とを比較すると、硬質カーボン膜
の膜厚が0.9μmのとき、9.0×104 Ωと2.4
×105 Ωとなっている。これらの値は、図4に示した
2層の下地膜による場合の測定結果より、硬質カーボン
膜の表面抵抗(端子間抵抗)値がさらに小さくなってい
る。
That is, the curve 32 in which the thickness of the Cu film as the second underlayer is 0.6 μm,
When the thickness of the hard carbon film is 0.9 μm, 9.0 × 10 4 Ω and 2.4 are obtained.
× 10 5 Ω. These values show that the surface resistance (resistance between terminals) of the hard carbon film is further smaller than the measurement result in the case of using the two-layered underlayer shown in FIG.

【0052】なお、主として第2の下地膜14cの膜厚
を変えることによって下地膜の抵抗値を変え、硬質カー
ボン膜16の表面抵抗値を制御することができるが、第
1の下地膜14aの抵抗値あるいは第3の下地膜14d
の抵抗値も変えるようにしてもよい。
The surface resistance of the hard carbon film 16 can be controlled mainly by changing the thickness of the second underlayer 14c to change the resistance of the underlayer. Resistance value or third underlayer 14d
May be changed.

【0053】このように、絶縁材12上に形成した硬質
カーボン膜16の表面抵抗値は、硬質カーボン膜16の
膜厚が2μm以下と薄いため、その下層に形成する下地
膜の影響を受ける。すなわち、硬質カーボン膜16の表
面、すなわち図14に示した測定端子22a,22b間
を流れる電流は、硬質カーボン膜16中を流れる電流と
硬質カーボン膜を突き抜けて下地膜中を流れる電流との
合成となる。
As described above, the surface resistance of the hard carbon film 16 formed on the insulating material 12 is affected by the underlying film formed thereunder because the thickness of the hard carbon film 16 is as thin as 2 μm or less. That is, the current flowing on the surface of the hard carbon film 16, that is, between the measurement terminals 22a and 22b shown in FIG. 14, is a combination of the current flowing in the hard carbon film 16 and the current flowing through the hard carbon film and flowing in the base film. Becomes

【0054】したがって、下地膜の抵抗を硬質カーボン
膜の抵抗より下げれば、下地膜中を流れる電流が増える
ので、その結果として硬質カーボン膜の表面抵抗値を下
げることができる。すなわち、硬質カーボン膜の下層に
形成する下地膜の抵抗値を変えることによって、硬質カ
ーボン膜の表面抵抗値を制御することが可能である。表
面に帯電が少ない硬質カーボン膜の表面抵抗値は、実験
の結果、105 Ω前後の値であった。そこで、この程度
の表面抵抗値になるように下地膜の抵抗値を制御すれば
よい。
Therefore, if the resistance of the underlying film is made lower than that of the hard carbon film, the current flowing in the underlying film increases, and as a result, the surface resistance of the hard carbon film can be reduced. That is, it is possible to control the surface resistance value of the hard carbon film by changing the resistance value of the base film formed below the hard carbon film. As a result of the experiment, the surface resistance of the hard carbon film having a small charge on the surface was about 10 5 Ω. Therefore, the resistance value of the base film may be controlled so as to have such a surface resistance value.

【0055】次に、この発明による絶縁材への被膜形成
方法を実施するための装置について説明する。まず、図
1によって説明した第1の実施形態の被膜形成方法を実
施するための装置について、図7および図8によって説
明する。
Next, an apparatus for carrying out the method for forming a film on an insulating material according to the present invention will be described. First, an apparatus for performing the film forming method of the first embodiment described with reference to FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0056】図7は、絶縁材の表面に単層の下地膜を形
成するためのスパッタ装置の模式的断面図であ。このス
パッタ装置の真空槽40内にグランドカバー41を固設
し、そのグランドカバー41に図示しない絶縁部材を介
してターゲット材料として下地膜を形成するための導電
型がN型のシリコン材42を保持させ、そのシリコン材
42と対向するように基材である絶縁材12を配置す
る。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus for forming a single-layer base film on the surface of an insulating material. A ground cover 41 is fixed in a vacuum chamber 40 of the sputtering apparatus, and an N-type silicon material 42 for forming a base film as a target material is held on the ground cover 41 via an insulating member (not shown). Then, the insulating material 12 as a base material is arranged so as to face the silicon material 42.

【0057】そして、図示しない排気手段によって、排
気口40aから真空槽40内を3×10-5torr程度の真
空度になるまで排気する。その後、ガス導入口40bか
らスパッタガスとしてアルゴンガスを真空槽40内に導
入して、真空度を1×10-3torr程度になるように調整
する。
[0057] Then, by the exhaust means (not shown), and exhausted from the exhaust port 40a until the vacuum chamber 40 to 3 × 10- 5 torr vacuum degree of about. Thereafter, an argon gas is introduced into the vacuum chamber 40 as a sputtering gas from the gas inlet 40b, and the degree of vacuum is adjusted to about 1 × 10 −3 torr.

【0058】このとき、真空槽40およびグランドカバ
ー41は接地しており、スイッチS1を閉じて直流電源
43からマイナス600Vの直流電圧をシリコン材42
に印加する。それによって、真空槽40内にプラズマが
発生し、そのプラズマ中のアルゴンイオンによってシリ
コン材42の表面をスパッタする。そのスパッタによっ
て叩き出されたシリコン(Si)分子が絶縁材12の表
面に付着する。このスパツタリング処理を約30分間行
なうと、絶縁材12の表面に図1に示した下地膜14と
して、シリコン膜を0.5μm程度の膜厚で形成するこ
とができる。
At this time, the vacuum chamber 40 and the ground cover 41 are grounded, the switch S1 is closed, and a DC voltage of -600 V is applied from the DC power supply 43 to the silicon material 42.
Is applied. As a result, plasma is generated in the vacuum chamber 40, and the surface of the silicon material 42 is sputtered by argon ions in the plasma. The silicon (Si) molecules hit by the sputter adhere to the surface of the insulating material 12. By performing the sputtering process for about 30 minutes, a silicon film having a thickness of about 0.5 μm can be formed on the surface of the insulating material 12 as the base film 14 shown in FIG.

【0059】その膜厚は、処理時間によって任意に調整
することができ。それによって下地膜としてのシリコン
膜の抵抗値を変えることができる。また、ターゲット材
料として使用するシリコン材42中の不純物(リン,ボ
ロン,砒素など)の濃度を変えることによっても、形成
されるシリコン膜の抵抗値を変えることができる。
The film thickness can be arbitrarily adjusted depending on the processing time. Thereby, the resistance value of the silicon film as the base film can be changed. Also, the resistance value of the formed silicon film can be changed by changing the concentration of impurities (phosphorus, boron, arsenic, etc.) in the silicon material 42 used as the target material.

【0060】下地膜として、他の半導体膜であるゲルマ
ニウム膜、あるいは金属膜であるチタン膜,クロム膜,
タングステン膜、あるいはそれらの炭化物又は窒化物に
よる膜を形成する場合も、上述のスパッタ装置によっ
て、グランドカバー41に保持させるターゲツド材料を
それらの各材料に変えるだけで同様に形成することがで
きる。
As a base film, a germanium film which is another semiconductor film, or a titanium film, a chromium film which is a metal film,
When a tungsten film or a carbide or nitride film thereof is formed, it can be formed in the same manner by changing the target material held on the ground cover 41 to each of these materials by the above-described sputtering apparatus.

【0061】図8は、上述のようにして下地膜を形成し
た絶縁材に、硬質カーボン膜を形成するためのプラズマ
CVD装置の模式的断面図である。この装置は、排気口
50aとガス導入口50bとを有する真空槽50内の上
部にアノード51とフィラメント52を備えている。そ
して、この真空槽50内にアノード51と対向するよう
に、下地膜を形成した絶縁材120を配置する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a plasma CVD apparatus for forming a hard carbon film on an insulating material on which a base film has been formed as described above. This device is provided with an anode 51 and a filament 52 in an upper part in a vacuum chamber 50 having an exhaust port 50a and a gas inlet port 50b. Then, an insulating material 120 on which a base film is formed is arranged in the vacuum chamber 50 so as to face the anode 51.

【0062】そして、真空槽50内を真空度が3×10
-5torr程度になるまで排気口50aから排気する。その
後、ガス導入口50bから炭素を含むガスとしてベンゼ
ン(C66)を真空槽50内に導入して、真空槽50内
の圧力が1×10-3torr程度になるように調整する。
The degree of vacuum in the vacuum chamber 50 is 3 × 10
-Exhaust air from the exhaust port 50a until it reaches about 5 torr. Thereafter, benzene (C 6 H 6 ) as a gas containing carbon is introduced into the vacuum chamber 50 through the gas inlet 50b, and the pressure in the vacuum chamber 50 is adjusted to about 1 × 10 −3 torr.

【0063】そして、真空槽50は接地し、絶縁材12
0の下地膜(前述の例ではシリコン膜)に、直流電源5
3からマイナス3kVの直流電圧を印加すると共に、真
空槽50内のアノード51にアノード電源54からプラ
ス50Vの直流電圧を印加し、フィラメント52にはフ
ィラメント電源55から30Aの電流が流れるように、
10Vの交流電圧を印加する。
The vacuum chamber 50 is grounded, and the insulating material 12
A DC power supply 5 is applied to the underlayer 0 (silicon film in the above example).
In addition to applying a DC voltage of 3 kV to 3 kV, applying a DC voltage of +50 V to the anode 51 in the vacuum chamber 50 from the anode power supply 54, and passing a current of 30 A from the filament power supply 55 to the filament 52,
An AC voltage of 10 V is applied.

【0064】それによって、真空槽50内の絶縁材12
0の周囲領域にプラズマが発生し、プラズマCVDプロ
セスにより、絶縁材120の下地膜上に、水素化アモル
ファスカーボンによる硬質カーボン膜を形成する。その
膜厚は、処理時間にょって任意に調整することができ
る。
As a result, the insulating material 12 in the vacuum chamber 50 is
A plasma is generated in a region around 0, and a hard carbon film made of hydrogenated amorphous carbon is formed on the base film of the insulating material 120 by a plasma CVD process. The film thickness can be arbitrarily adjusted according to the processing time.

【0065】このように、下地膜を形成した絶縁材12
0の表面に硬質カーボン膜を形成するプラズマCVD法
としては、アノード及びフィラメントを備えていない真
空槽を使用して、その真空槽内に配置した絶縁材120
の下地膜に高周波電力を印加してプラズマを発生させる
方法や、絶縁材120の下地膜に直流電圧を印加するだ
けでプラズマを発生させる方法もある。
As described above, the insulating material 12 on which the base film is formed
As a plasma CVD method for forming a hard carbon film on the surface of a vacuum chamber, a vacuum chamber without an anode and a filament is used, and an insulating material 120 disposed in the vacuum chamber is used.
There is also a method of generating plasma by applying high-frequency power to the underlayer described above, or a method of generating plasma only by applying a DC voltage to the underlayer of the insulating material 120.

【0066】次に、図3によって説明した第2の実施形
態の被膜形成方法を実施するための装置について、図9
によって説明する。図9は、絶縁材の表面に2層下地膜
を形成するためのスパッタ装置の模式的断面図である。
Next, an apparatus for carrying out the film forming method of the second embodiment described with reference to FIG.
It will be explained by. FIG. 9 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus for forming a two-layer base film on the surface of an insulating material.

【0067】このスパッタ装置の真空槽40内には、間
隔を置いて2個のグランドカバー41a,41bを配設
している。その第1のグランドカバー41aに、図示し
ない絶縁部材を介してターゲット材料として第1の下地
膜を形成するためのチタン材44を保持させ、第2のグ
ランドカバー41bには絶縁部材を介してターゲット材
料として第2の下地膜を形成するための導電型がN型の
シリコン材42を保持させる。
In the vacuum chamber 40 of this sputtering apparatus, two ground covers 41a and 41b are arranged at intervals. The first ground cover 41a holds a titanium material 44 for forming a first base film as a target material via a not-shown insulating member, and the second ground cover 41b holds a target material via an insulating member. As a material, a silicon material 42 having an N-type conductivity for forming the second base film is held.

【0068】そして、基材である絶縁材12を、まず図
9に実線で示すようにチタン材44と対向する位置に配
置する。そして、接地した真空槽40内を前述の場合と
同様に真空排気した後、スパッタガスとしてアルゴンガ
スを導入し、スイッチS1を閉じて、直流電源43aか
らマイナス600V程度の直流電圧をチタン材44に印
加する。
Then, the insulating material 12 as the base material is first arranged at a position facing the titanium material 44 as shown by a solid line in FIG. After evacuating the grounded vacuum chamber 40 in the same manner as described above, an argon gas is introduced as a sputtering gas, the switch S1 is closed, and a DC voltage of about −600 V is applied to the titanium material 44 from the DC power supply 43a. Apply.

【0069】それによって、真空槽40内のチタン材4
4の周囲領域にプラズマが発生し、そのプラズマ中のア
ルゴンイオンによってチタン材44の表面をスパッタす
る。そのスパッタによって叩き出されたチタン(Ti)
分子が絶縁材12の表面に付着して、図2に示した第1
の下地膜14aとしてチタン膜を形成することができ
る。その膜厚は、このスパツタリング処理時間によって
任意に制御することができる。
Thus, the titanium material 4 in the vacuum chamber 40 is
A plasma is generated in a region around 4, and the surface of the titanium material 44 is sputtered by argon ions in the plasma. Titanium (Ti) beaten out by the spatter
Molecules adhere to the surface of the insulating material 12, and the first material shown in FIG.
A titanium film can be formed as the base film 14a. The film thickness can be arbitrarily controlled by the sputtering time.

【0070】その後、スイッチS1を開いて、第1の下
地膜を形成した絶縁材12を図示しない搬送手段によっ
て、図9に仮想線で示すようにターゲット材料としての
シリコン材42と対向する位置へ移動させた後、スイッ
チS2を閉じて、直流電源43bからマイナス600V
程度の直流電圧をシリコン材42に印加する。
After that, the switch S1 is opened, and the insulating material 12 on which the first base film has been formed is moved to a position facing the silicon material 42 as a target material as shown by a virtual line in FIG. After moving, the switch S2 is closed and the DC power
A DC voltage of the order is applied to the silicon material 42.

【0071】それによって、シリコン材44による前述
の場合と同様なスパッタリング処理が行なわれ、絶縁材
12の図2に示した第1の下地膜14a上に第2の下地
膜14bとしてシリコン膜を形成することができる。そ
の膜厚は処理時間によって任意に制御でき、ターゲット
材料として使用するシリコン材42の不純物濃度を変え
れば、形成されるシリコン膜の不純物濃度による抵抗値
を制御することもできる。
As a result, a sputtering process using the silicon material 44 is performed in the same manner as described above, and a silicon film is formed as the second base film 14b on the first base film 14a of the insulating material 12 shown in FIG. can do. The film thickness can be arbitrarily controlled by the processing time. If the impurity concentration of the silicon material 42 used as the target material is changed, the resistance value according to the impurity concentration of the formed silicon film can be controlled.

【0072】第1の下地膜として他の金属膜を、第2の
下地膜としとて他の半導体膜を形成する場合も、その各
ターゲトット材料を変更するだけで、同様に形成するこ
とができる。図9に示した例では、直流電源43aと4
3bを別に設けているので、チタン材41とシリコン材
42への印加電圧を最適にすることができるが、共通の
直流電源を用いてもよい。その場合、直流電源の出力電
圧を調整できるようにするとよい。
When another metal film is formed as the first base film and another semiconductor film is formed as the second base film, they can be formed in the same manner only by changing the respective target materials. . In the example shown in FIG.
Since 3b is provided separately, the voltage applied to the titanium material 41 and the silicon material 42 can be optimized, but a common DC power supply may be used. In that case, it is preferable that the output voltage of the DC power supply can be adjusted.

【0073】このようにして、図2に示した絶縁材12
の表面に第1,第2の下地膜14a,14bを形成した
後、その第2の下地膜14b上に硬質カーボン膜16を
形成する方法は、図8によって説明した前述の実施形態
の場合と同様な装置を使用するプラズマCVDプロセス
であるので、その説明を省略する。
Thus, the insulating material 12 shown in FIG.
After the first and second underlayers 14a and 14b are formed on the surface of the substrate, the method of forming the hard carbon film 16 on the second underlayer 14b is the same as that of the embodiment described with reference to FIG. Since the process is a plasma CVD process using a similar apparatus, a description thereof will be omitted.

【0074】次に、図5によって説明した第3の実施形
態の被膜形成方法を実施するための装置について、図1
0によって説明する。図10は、絶縁材の表面に3層の
下地膜を形成するためのスパッタ装置の模式的断面図で
あ。このスパッタ装置の真空槽40内には、間隔を置い
て3個のグランドカバー41a,41b,41cを配設
している。
Next, an apparatus for carrying out the film forming method of the third embodiment described with reference to FIG.
0 will be described. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus for forming three underlayers on the surface of an insulating material. Three ground covers 41a, 41b, 41c are arranged at intervals in a vacuum chamber 40 of this sputtering apparatus.

【0075】その第1のグランドカバー41aに、図示
しない絶縁部材を介してターゲット材料として第1の下
地膜を形成するためのチタン材44を保持させ、第2の
グランドカバー41bには絶縁部材を介してターゲット
材料として第2の下地膜を形成するための銅材45を保
持させ、第3のグランドカバー41cには絶縁部材を介
してターゲット材料として第3の下地膜を形成するため
の導電型がN型のシリコン材42を保持させる。
The first ground cover 41a holds a titanium material 44 for forming a first base film as a target material via an insulating member (not shown), and the second ground cover 41b includes an insulating member. A copper material 45 for forming a second base film as a target material is held as a target material, and a conductive type for forming a third base film as a target material as a target material via an insulating member is provided on the third ground cover 41c. Holds the N-type silicon material 42.

【0076】そして、基材である絶縁材12を、まず図
10に実線で示すようにチタン材44と対向する位置に
配置する。そして、接地した真空槽40内を前述の場合
と同様に真空排気した後、スパッタガスとしてアルゴン
ガスを導入し、スイッチS1を閉じて、直流電源43a
からマイナス600V程度の直流電圧をチタン材44に
印加する。
Then, the insulating material 12 as the base material is first arranged at a position facing the titanium material 44 as shown by a solid line in FIG. After evacuating the grounded vacuum chamber 40 in the same manner as described above, an argon gas is introduced as a sputtering gas, the switch S1 is closed, and the DC power supply 43a is turned on.
, A DC voltage of about −600 V is applied to the titanium material 44.

【0077】それによって、前述の場合と同様にチタン
材44によるスパッタリング処理が行なわれ、図5に示
した第1の下地膜14aとしてチタン膜を形成すること
ができる。その膜厚は、このスパツタリング処理時間に
よって任意に制御することができる。
As a result, a sputtering process using the titanium material 44 is performed in the same manner as described above, and a titanium film can be formed as the first underlayer 14a shown in FIG. The film thickness can be arbitrarily controlled by the sputtering time.

【0078】その後、スイッチS1を開いて、第1の下
地膜を形成した絶縁材12を図示しない搬送手段によっ
て、図10に仮想線で示すようにターゲット材料として
の銅材45と対向する位置へ移動させた後、スイッチS
2を閉じて、直流電源43bからマイナス600V程度
の直流電圧を銅材45に印加する。それによって、銅材
45によるスパッタリング処理が行なわれ、図5に示し
た第1の下地膜14a上に第2の下地膜14cとして銅
膜を形成することができる。その膜厚は、このスパツタ
リング処理時間によって任意に制御することができる。
After that, the switch S1 is opened, and the insulating material 12 on which the first base film is formed is moved by a transporting means (not shown) to a position facing the copper material 45 as a target material as shown by a phantom line in FIG. After moving, switch S
2 is closed, and a DC voltage of about −600 V is applied to the copper material 45 from the DC power supply 43b. Thereby, a sputtering process using the copper material 45 is performed, so that a copper film can be formed as the second base film 14c on the first base film 14a shown in FIG. The film thickness can be arbitrarily controlled by the sputtering time.

【0079】その後スイッチS2を開いて、第1,第2
の下地膜を形成した絶縁材12を図示しない搬送手段に
よってさらに、図10に仮想線(右側)で示すようにタ
ーゲット材料としてのシリコン材42と対向する位置へ
移動させた後、スイッチS3を閉じて、直流電源43c
からマイナス600V程度の直流電圧をシリコン材42
に印加する。
Thereafter, the switch S2 is opened, and the first and second switches are opened.
After the insulating material 12 having the base film formed thereon is further moved to a position facing the silicon material 42 as the target material as shown by the imaginary line (right side) in FIG. 10, the switch S3 is closed. And the DC power supply 43c
DC voltage of about -600V from silicon material 42
Is applied.

【0080】それによって、前述の場合と同様なシリコ
ン材42によるスパッタリング処理が行なわれ、絶縁材
12の図5に示した第2の下地膜14c上に第3の下地
膜14dとして、シリコン膜を形成することができる。
その膜厚は処理時間によって任意に制御でき、ターゲッ
ト材として使用するシリコン材42の不純物濃度を変え
れば、形成されるシリコン膜の不純物濃度による抵抗値
を制御することもできる。
As a result, a sputtering process using the silicon material 42 similar to that described above is performed, and a silicon film is formed on the second base film 14c of the insulating material 12 shown in FIG. Can be formed.
The film thickness can be arbitrarily controlled by the processing time. If the impurity concentration of the silicon material 42 used as the target material is changed, the resistance value according to the impurity concentration of the formed silicon film can be controlled.

【0081】この例では、直流電源43a,43b,4
3cを別に設けているので、チタン材44と銅材45と
シリコン材42への印加電圧を最適にすることができる
が、共通の直流電源を用いてもよい。その場合、直流電
源の出力電圧を調整できるようにするとよい。
In this example, the DC power supplies 43a, 43b, 4
Since 3c is provided separately, the voltage applied to the titanium material 44, the copper material 45, and the silicon material 42 can be optimized, but a common DC power supply may be used. In that case, it is preferable that the output voltage of the DC power supply can be adjusted.

【0082】このようにして、図5に示した絶縁材12
の表面に第1,第2,第3の下地膜14a,14c,1
4dを形成した後、その第3の下地膜14d上に硬質カ
ーボン膜16を形成する方法は、図8によって説明した
前述の実施形態の場合と同様な装置を使用するプラズマ
CVDプロセスであるので、その説明を省略する。
Thus, the insulating material 12 shown in FIG.
The first, second, and third base films 14a, 14c, 1
The method of forming the hard carbon film 16 on the third base film 14d after the formation of 4d is a plasma CVD process using the same apparatus as that of the above-described embodiment described with reference to FIG. The description is omitted.

【0083】次に、この発明の適用例について図11お
よび図12によって説明する。図11は、この発明を適
用した半導体ウエハの搬送アームに、半導体ウエハを載
置した状態を示す平面図、図12はその側面図である。
この搬送アーム60は、先端部に切欠き60cを形成し
てその両側に2本の腕部60a,60bを設け、上面に
半導体ウエハ70を嵌入させる凹部60dを形成してい
る。
Next, an application example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a plan view showing a state where a semiconductor wafer is mounted on a semiconductor wafer transfer arm to which the present invention is applied, and FIG. 12 is a side view thereof.
The transfer arm 60 has a notch 60c formed at the tip, two arms 60a and 60b provided on both sides thereof, and a recess 60d into which the semiconductor wafer 70 is fitted is formed on the upper surface.

【0084】この搬送アーム60を図示しない搬送装置
に装着して移動させ、凹部60dに半導体ウエハ70を
嵌入させて、加工工程間を搬送する。この搬送アーム6
0の基材は絶縁材であるセラミック材であり、その表面
に前述した各実施形態のいずれかによる下地膜を形成
し、さらにその表面に硬質カーボン膜を形成している。
The transfer arm 60 is mounted on a transfer device (not shown) and moved, and the semiconductor wafer 70 is fitted into the concave portion 60d and transferred between the processing steps. This transfer arm 6
The base material of No. 0 is a ceramic material which is an insulating material, a base film according to any of the above-described embodiments is formed on the surface thereof, and a hard carbon film is formed on the surface.

【0085】したがって、金属材の搬送アームのように
半導体ウエハを汚染する恐れはなく、その表面が硬質カ
ーボン膜で被覆されているため耐摩耗性が極めて高く、
半導体ウエハとの摺接によってその表面が削れて微粉を
発生するようなこともない。しかも、導電性を有する下
地膜によって硬質カーボン膜の表面抵抗値が105Ωの
オーダに低下しているので、静電気が帯電して雰囲気中
の塵を吸着したり、半導体ウエハに作り込まれた集積回
路を破壊したりする恐れも全くなくない。
Therefore, there is no danger of contaminating the semiconductor wafer as in the case of the transfer arm of the metal material. Since the surface is covered with the hard carbon film, the wear resistance is extremely high.
There is no possibility that the surface is shaved by the sliding contact with the semiconductor wafer to generate fine powder. In addition, since the surface resistance of the hard carbon film is reduced to the order of 10 5 Ω by the conductive base film, static electricity is charged and dust in the atmosphere is adsorbed or the semiconductor wafer is formed. There is no danger of destroying the integrated circuit.

【0086】この発明は、絶縁材を基材とする各種部品
や治具あるいは工具であって、表面の耐摩耗性が極めて
高く、しかも表面抵抗があまり高くないことが要求され
るものに全て適用することができるが、上述のような半
導体ウエハや半導体チップを取り扱う治具や工具などに
適用すると、極めて有効である。
The present invention is applicable to all parts, jigs and tools using an insulating material as a base material, which are required to have extremely high surface wear resistance and not so high surface resistance. However, it is extremely effective when applied to jigs and tools for handling semiconductor wafers and semiconductor chips as described above.

【0087】半導体ウエハや半導体チップを取り扱う治
具や工具の例としては、上記搬送ハームのほかに、半導
体ウエハに各種の処理をする際に、多数の半導体ウエハ
を間隔をあけて保持するウエハカセット、半導体ウエハ
を載置するウエハステージ、半導体チップ等を吸着して
搬送するための真空吸着器、挟んで取り出すためのピン
セットなどがある。
Examples of jigs and tools for handling semiconductor wafers and semiconductor chips include a wafer cassette for holding a large number of semiconductor wafers at intervals when performing various processes on semiconductor wafers, in addition to the above-mentioned carrier ham. There are a wafer stage on which a semiconductor wafer is placed, a vacuum suction device for sucking and transporting semiconductor chips and the like, and tweezers for sandwiching and taking out.

【0088】なお、ウエハステージは、半導体ウエハに
感光性樹脂を回転塗布法(スピンコーティング)によっ
て塗布するときや、その感光性樹脂をフォトマスクを用
いて露光処理するとき、あるいは不純物イオンを注入す
るときや、ドライエッチングするときなどに、半導体ウ
エハを載置するために使用される。また、半導体のウエ
ハやチップを取り扱う装置や機材における、半導体ウエ
ハやチップと摺接するガイド部などにもこの発明を適用
するとよい。基材となる絶縁材は、セラミック材に限ら
ず、ガラスやプラスチックなどでもよい。
The wafer stage is used when a photosensitive resin is applied to a semiconductor wafer by spin coating (spin coating), when the photosensitive resin is exposed using a photomask, or when impurity ions are implanted. It is used for mounting a semiconductor wafer at the time of dry etching. In addition, the present invention may be applied to a guide portion that slides on a semiconductor wafer or chip in an apparatus or equipment that handles a semiconductor wafer or chip. The insulating material serving as the base material is not limited to the ceramic material, but may be glass or plastic.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る絶縁材への被膜形成方法によれば、絶縁材の表面に硬
質カーボン膜を形成することによってその表面硬度を高
め、耐摩耗性を飛躍的に高めることができると共に、導
電性を有する下地膜を形成することにより、硬質カーボ
ン膜の表面抵抗値を制御し、その表面抵抗値を下げるこ
とができるので、静電気の帯電を防止して、雰囲気中の
塵を吸着したり、接触する部材にダメージを与えたりす
る恐れをなくすことができる。特に、半導体のウエハや
チップを取り扱う治具や工具にこの発明を適用すれば、
静電気の帯電によって取り扱い中の半導体ウエハや半導
体チップに作り込まれている集積回路を破壊するような
ことを確実に防止することができる。
As described above, according to the method for forming a film on an insulating material according to the present invention, the surface hardness is increased by forming a hard carbon film on the surface of the insulating material, and the wear resistance is improved. By forming a conductive underlying film, the surface resistance of the hard carbon film can be controlled, and the surface resistance can be reduced. It is possible to eliminate the danger of adsorbing dust in the atmosphere and damaging the contacting members. In particular, if the present invention is applied to jigs and tools for handling semiconductor wafers and chips,
It is possible to reliably prevent an integrated circuit built in a semiconductor wafer or a semiconductor chip being handled from being damaged by electrostatic charge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施形態によって形成した被
膜構成を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a film configuration formed according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同じく第1の実施形態によって形成した被膜構
成による硬質カーボン膜厚の表面抵抗値の測定例を示す
線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a measurement example of a surface resistance value of a hard carbon film thickness by a film configuration formed according to the first embodiment.

【図3】この発明の第2の実施形態によって形成した被
膜構成を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a film configuration formed according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同じく第2の実施形態によって形成した被膜構
成による硬質カーボン膜厚の表面抵抗値の測定例を示す
線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a measurement example of a surface resistance value of a hard carbon film thickness by a film configuration formed according to the second embodiment.

【図5】この発明の第3の実施形態によって形成した被
膜構成を示す模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a film configuration formed according to a third embodiment of the present invention.

【図6】同じく第3の実施形態によって形成した被膜構
成による硬質カーボン膜厚の表面抵抗値の測定例を示す
線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a measurement example of a surface resistance value of a hard carbon film thickness by a film configuration formed according to the third embodiment.

【図7】この発明により絶縁材の表面に単層の下地膜を
形成するためのスパッタ装置の模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus for forming a single-layer base film on the surface of an insulating material according to the present invention.

【図8】この発明により下地膜を形成した絶縁材に硬質
カーボン膜を形成するためのプラズマCVD装置の模式
的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a plasma CVD apparatus for forming a hard carbon film on an insulating material on which a base film has been formed according to the present invention.

【図9】この発明により絶縁材の表面に2層の下地膜を
形成するためのスパッタ装置の模式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus for forming a two-layer base film on the surface of an insulating material according to the present invention.

【図10】この発明により絶縁材の表面に3層の下地膜
を形成するためのスパッタ装置の模式的断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus for forming three underlayers on the surface of an insulating material according to the present invention.

【図11】この発明を適用した半導体ウエハの搬送アー
ムに半導体ウエハを載置した状態を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a state where a semiconductor wafer is mounted on a semiconductor wafer transfer arm to which the present invention is applied.

【図12】同じくその側面図である。FIG. 12 is a side view of the same.

【図13】従来の絶縁材の表面に形成した硬質カーボン
膜の表面抵抗値の測定例を示す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing a measurement example of a surface resistance value of a conventional hard carbon film formed on a surface of an insulating material.

【図14】同じくその硬質カーボン膜の表面抵抗値の測
定方法を説明するための図である。
FIG. 14 is a view for explaining a method of measuring the surface resistance value of the hard carbon film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12:基材 14:下地膜 14a:第1の下地膜 14b,14c:第2の下地膜 14d:第3の下地膜 16:硬質カーボン膜 40,50:真空槽 42:シリコン材 43,53:直流電源 43a,43b,43c:直流電源 41,41a,41b,41c:グランドカバー 44:チタン材 45:銅材 51:アノード 52:フィラメント 54:アノード電源 55:フィラメント電源 120:表面に下地膜を形成した絶縁体 12: base material 14: base film 14a: first base film 14b, 14c: second base film 14d: third base film 16: hard carbon film 40, 50: vacuum chamber 42: silicon material 43, 53: DC power supply 43a, 43b, 43c: DC power supply 41, 41a, 41b, 41c: Ground cover 44: Titanium material 45: Copper material 51: Anode 52: Filament 54: Anode power supply 55: Filament power supply 120: Form a base film on the surface Insulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/68 H01L 21/68 N (72)発明者 戸井田 孝志 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社所沢事業所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/68 H01L 21/68 N (72) Inventor Takashi Toida 840 Takeno, Taketomi, Tokorozawa-shi, Saitama Citizen Watch Stock In company Tokorozawa office

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁材の表面に導電性を有する下地膜を
形成し、その下地膜上に硬質カーボン膜を形成し、 前記下地膜の抵抗値を変えることにより前記硬質カーボ
ン膜の表面抵抗値を制御することを特徴とする絶縁材へ
の被膜形成方法。
An underlayer having conductivity is formed on the surface of an insulating material, a hard carbon film is formed on the underlayer, and the surface resistance of the hard carbon film is changed by changing the resistance of the underlayer. A method for forming a film on an insulating material, characterized in that the film thickness is controlled.
【請求項2】 前記下地膜として金属膜を形成すること
を特徴とする請求項1記載の絶縁材への被膜形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein a metal film is formed as the base film.
【請求項3】 前記下地膜として半導体膜を形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の絶縁材への被膜形成方
法。
3. The method for forming a film on an insulating material according to claim 1, wherein a semiconductor film is formed as said base film.
【請求項4】 前記下地膜として、前記絶縁材の表面に
金属膜による第1の下地膜を形成し、その上に半導体膜
による第2の下地膜を形成することを特徴とする請求項
1記載の絶縁材への被膜形成方法。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a first underlayer made of a metal film is formed on the surface of the insulating material, and a second underlayer made of a semiconductor film is formed on the first underlayer. A method for forming a film on an insulating material according to the above.
【請求項5】 前記下地膜の抵抗値を前記金属膜の膜厚
によって変えることを特徴とする請求項2記載の絶縁材
への被膜形成方法。
5. The method for forming a film on an insulating material according to claim 2, wherein the resistance value of said base film is changed according to the thickness of said metal film.
【請求項6】 前記下地膜の抵抗値を前記半導体膜の膜
厚によって変えることを特徴とする請求項3記載の絶縁
材への被膜形成方法。
6. The method for forming a film on an insulating material according to claim 3, wherein a resistance value of said base film is changed according to a film thickness of said semiconductor film.
【請求項7】 前記下地膜の抵抗値を前記半導体膜の不
純物濃度によって変えることを特徴とする請求項3記載
の絶縁材への被膜形成方法。
7. The method for forming a film on an insulating material according to claim 3, wherein a resistance value of said base film is changed according to an impurity concentration of said semiconductor film.
【請求項8】 前記金属膜による第1の下地膜の膜厚
と、前記半導体膜による第2の下地膜の膜厚のうち、少
なくとも一方を変えることによって前記下地膜の抵抗値
を変えることを特徴とする請求項4記載の絶縁材への被
膜形成方法。
8. The method according to claim 1, wherein at least one of the thickness of the first underlayer made of the metal film and the second underlayer made of the semiconductor film is changed to change the resistance value of the underlayer. The method for forming a film on an insulating material according to claim 4.
【請求項9】 前記金属膜による第1の下地膜の膜厚
と、前記半導体膜による第2の下地膜の不純物濃度のう
ち、少なくとも一方を変えることによって前記下地膜の
抵抗値を変えることを特徴とする請求項4記載の絶縁材
への被膜形成方法。
9. The method according to claim 1, wherein at least one of a thickness of the first underlayer made of the metal film and an impurity concentration of the second underlayer made of the semiconductor film is changed to change the resistance value of the underlayer. The method for forming a film on an insulating material according to claim 4.
【請求項10】 前記下地膜としての金属膜を、チタ
ン,クロムまたはタングステンあるいはそれらの炭化物
又は窒化物のいずれかで形成することを特徴とする請求
項2又は5記載の絶縁材への被膜形成方法。
10. A film formation on an insulating material according to claim 2, wherein said metal film as said base film is formed of one of titanium, chromium, and tungsten, or a carbide or nitride thereof. Method.
【請求項11】 前記下地膜としての半導体膜を、シリ
コン又はゲルマニウムあるいはシリコン又はゲルマニウ
ムの化合物のいずれかで形成することを特徴とする請求
項3又は6記載の絶縁材への被膜形成方法。
11. The method for forming a film on an insulating material according to claim 3, wherein the semiconductor film as the base film is formed of one of silicon, germanium, and a compound of silicon or germanium.
【請求項12】 前記金属膜による第1の下地膜をチタ
ン,クロムまたはタングステンのいずれかで形成し、前
記半導体膜による第2の下地膜をシリコン又はゲルマニ
ウムで形成することを特徴とする請求項4,8,9のい
ずれか一項に記載の絶縁材への被膜形成方法。
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first underlayer made of the metal film is formed of one of titanium, chromium, and tungsten, and the second underlayer made of the semiconductor film is formed of silicon or germanium. The method for forming a film on an insulating material according to any one of claims 4, 8, and 9.
【請求項13】 前記下地膜として、前記絶縁材の表面
に金属膜による第1の下地膜を形成し、その上に前記金
属膜よりも導電度の高い金属膜による第2の下地膜を形
成し、さらにその上に半導体膜による第3の下地膜を形
成することを特徴とする請求項1記載の絶縁材への被膜
形成方法。
13. A first base film made of a metal film is formed on the surface of the insulating material as the base film, and a second base film made of a metal film having higher conductivity than the metal film is formed thereon. 2. The method according to claim 1, further comprising forming a third underlayer made of a semiconductor film thereon.
【請求項14】 前記下地膜の抵抗値を、主として前記
第2の下地膜の膜厚によって変えることを特徴とする請
求項13記載の絶縁材への被膜形成方法。
14. The method for forming a film on an insulating material according to claim 13, wherein the resistance value of said base film is changed mainly by the thickness of said second base film.
【請求項15】 前記第1の下地膜をチタン,クロムま
たはタングステンのいずれかで形成し、前記第2の下地
膜を金,銅,インジウム,またはアルミニウムのいずれ
かで形成し、前記第3の下地膜をシリコン又はゲルマニ
ウムで形成することを特徴とする請求項13又は14記
載の絶縁材への被膜形成方法。
15. The method according to claim 15, wherein the first underlayer is formed of one of titanium, chromium, and tungsten, and the second underlayer is formed of one of gold, copper, indium, and aluminum. 15. The method for forming a film on an insulating material according to claim 13, wherein the base film is formed of silicon or germanium.
【請求項16】 前記絶縁材が、ガラス又はセラミック
材で形成されている請求項1乃至15のいずれか一項に
記載の絶縁材への被膜形成方法。
16. The method for forming a film on an insulating material according to claim 1, wherein the insulating material is formed of glass or a ceramic material.
【請求項17】 前記絶縁材が、半導体のウエハ又はチ
ップを取り扱う治具又は工具である請求項1乃至16の
いずれか一項に記載の絶縁材への被膜形成方法。
17. The method for forming a film on an insulating material according to claim 1, wherein the insulating material is a jig or a tool for handling a semiconductor wafer or chip.
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