JPS59136130A - マイクロ波プラズマによる膜形成装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマによる膜形成装置Info
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- JPS59136130A JPS59136130A JP872983A JP872983A JPS59136130A JP S59136130 A JPS59136130 A JP S59136130A JP 872983 A JP872983 A JP 872983A JP 872983 A JP872983 A JP 872983A JP S59136130 A JPS59136130 A JP S59136130A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はマイクロ波放電プラズマを利用した膜形成装置
の改良に係り、特に、ラジカル粒子ケ有効に利用して高
速の膜形成を行うのに好適なマイクロ波プラズマ膜形成
装置に関する。
の改良に係り、特に、ラジカル粒子ケ有効に利用して高
速の膜形成を行うのに好適なマイクロ波プラズマ膜形成
装置に関する。
従来技術を第１図に従って説明する。８１４１図におい
て、従来のマイクロ波Ｗによる放′ｍプラズマ忙利用し
た膜形成装置では、プラズマ生成部ｌＯで発生した試料
ガスＧのプラズマは、これと直結した高温炉３内に置か
れた試料基板４に照射されていた。このため、プラズマ
生成部１０と試料基板４との距離は一般に、石英前（高
融点敞比物円筒の一例）５の口径の１０倍以上もあった
。一般に、膜形成、例えば＠！質カーボン膜ケ生成する
には、基板４ケア００〜１ｏｏｏｃ程度に加熱し、これ
にＣｎＨｍ系試料ガスＧのプラズマ、或いは（ＣｎＨｒ
ｎ＋Ｈ２）混会ガスのプラズマ？基板４に照射させれば
良いことは良く知られている。第１図に示したマイクロ
波放電を利用した膜形成装置は、他の膜形収装＋１ （
Ｉ夕！ＩえばＣＶＤ装置）に対し、低ガス圧で重密度プ
ラズマが無電極方式で発生できるため、硬’ｔｆカーボ
ン膜生成にあたっては、ガス使用敏が少なく、高速かつ
高質の膜形成が０］能である。
て、従来のマイクロ波Ｗによる放′ｍプラズマ忙利用し
た膜形成装置では、プラズマ生成部ｌＯで発生した試料
ガスＧのプラズマは、これと直結した高温炉３内に置か
れた試料基板４に照射されていた。このため、プラズマ
生成部１０と試料基板４との距離は一般に、石英前（高
融点敞比物円筒の一例）５の口径の１０倍以上もあった
。一般に、膜形成、例えば＠！質カーボン膜ケ生成する
には、基板４ケア００〜１ｏｏｏｃ程度に加熱し、これ
にＣｎＨｍ系試料ガスＧのプラズマ、或いは（ＣｎＨｒ
ｎ＋Ｈ２）混会ガスのプラズマ？基板４に照射させれば
良いことは良く知られている。第１図に示したマイクロ
波放電を利用した膜形成装置は、他の膜形収装＋１ （
Ｉ夕！ＩえばＣＶＤ装置）に対し、低ガス圧で重密度プ
ラズマが無電極方式で発生できるため、硬’ｔｆカーボ
ン膜生成にあたっては、ガス使用敏が少なく、高速かつ
高質の膜形成が０］能である。
一方、最近の研究結果から、プラズマ中の中性ラジカル
粒子が膜形成のスピードを始めとしてその生成機構に大
きく寄与してお一す、多量のラジカル粒子全有効に利用
すれば良質の膜が高速に生成できることがツ、）かって
きた。例えば、？ｌＩｌ！質カーボフカ−ボン膜形成基
板４上に堆積したカーボンのうち、結合の弱いカーボン
原子は水素ラジカル粒子と反応して除去されるため、基
板４には結合力の強いカーボン膜、即ちダイヤモンド晴
−が引出される。第１図に示した従来例では、プラズマ
元生娘域ｌＯで生成されたラジカル粒子ケ、石英’ＩＶ
５の１０倍もの距離にわたって、イオンや中性ガス分子
と衝突せず輸送させるため、ガス圧ケ下げ、いわゆる平
均自由行程上長くする必要があった。
粒子が膜形成のスピードを始めとしてその生成機構に大
きく寄与してお一す、多量のラジカル粒子全有効に利用
すれば良質の膜が高速に生成できることがツ、）かって
きた。例えば、？ｌＩｌ！質カーボフカ−ボン膜形成基
板４上に堆積したカーボンのうち、結合の弱いカーボン
原子は水素ラジカル粒子と反応して除去されるため、基
板４には結合力の強いカーボン膜、即ちダイヤモンド晴
−が引出される。第１図に示した従来例では、プラズマ
元生娘域ｌＯで生成されたラジカル粒子ケ、石英’ＩＶ
５の１０倍もの距離にわたって、イオンや中性ガス分子
と衝突せず輸送させるため、ガス圧ケ下げ、いわゆる平
均自由行程上長くする必要があった。
しかしながら、一般に、ラジカル粒子数は圧力に比例し
て増加する。従って、従来の第１図に示した装置でガス
圧勿上げても、輸送距離が１箒いためにラジカル粒子は
イオン、残貿ガスと山雀してしまい、基板４に達するラ
ジカル粒子数が）Ｖｆえなかった。このため、１朗形成
速［は、＠＋ ＶＦ； ＩＥの１０−’Ｔｏｒｒ（１，
３Ｘ１０−２Ｐａ）台に応じたラジカル生成量で制限さ
れ、従来例の第１図ではＣＶ １．）法と同等か、それ
よりやや高い数１０００人／分の１直に抑えられていた
。
て増加する。従って、従来の第１図に示した装置でガス
圧勿上げても、輸送距離が１箒いためにラジカル粒子は
イオン、残貿ガスと山雀してしまい、基板４に達するラ
ジカル粒子数が）Ｖｆえなかった。このため、１朗形成
速［は、＠＋ ＶＦ； ＩＥの１０−’Ｔｏｒｒ（１，
３Ｘ１０−２Ｐａ）台に応じたラジカル生成量で制限さ
れ、従来例の第１図ではＣＶ １．）法と同等か、それ
よりやや高い数１０００人／分の１直に抑えられていた
。
本発明の目的は、従来のマイクロ波プラズマ膜形成装置
において、尚いガス圧力下で発生する中性ラジカル生成
部に利用できるり１゛り成ケ与えるマイクロ波プラズマ
膜形成装置ｋｔｋ提供することにある。
において、尚いガス圧力下で発生する中性ラジカル生成
部に利用できるり１゛り成ケ与えるマイクロ波プラズマ
膜形成装置ｋｔｋ提供することにある。
一般に、ラジカル粒子は反応性が而いため、イオンや中
性粒子との一回衝突で別の分子イ市になる。
性粒子との一回衝突で別の分子イ市になる。
中性ラジカル粒子を損失なく輸送するには、基板をプラ
ズマ生成部（同時にラジカル生成部でもある）に置く装
置構成が必要である。
ズマ生成部（同時にラジカル生成部でもある）に置く装
置構成が必要である。
そこで本発明は、加熱基板耐プラズマ光生部に持ち込む
装置４’ｆ’７成を考えることから見出されたものであ
る。
装置４’ｆ’７成を考えることから見出されたものであ
る。
実施例 ｌ
以下、本発明の一実施例を弔２図によシ祝明する。第２
図において、基板４は加熱台８の上に設置面、して、石
英管５の端面からその口径分だｅす離れた位１ｆ］：に
置かれる。試料ガスは、導入パイプ７によって、石英′
―・５内に導入される。第２図において、偵英・ｄ５の
端面位１淘は、磁界コイル２の中央部分（磁界強度最大
泣顛）に一致するように・１１４成される。これはいわ
ゆるＶＢ加速によるプラズマ粒子流が石英宜５の端面を
たたき、端面の機械−り破損ヶ引き起すことを防ぐため
である。従って、プラズマは、第１図中、磁場コイル２
の中央部分、即ち石英管５の端面から右１）１１１部分
で発生する。試料４の加熱板８は、ヒーターをセラミッ
クスでコーティングしたものを利用した。これは、プラ
ズマ中では電子＝ａ ＪＪａ熱が使えないこと、また、
セラミックス表面は面ｉ高温性に優れ、プラズマとの相
互作用による表面からの不純物発生が少なく、雰囲気ケ
高純ｊ現に保てるからである。
図において、基板４は加熱台８の上に設置面、して、石
英管５の端面からその口径分だｅす離れた位１ｆ］：に
置かれる。試料ガスは、導入パイプ７によって、石英′
―・５内に導入される。第２図において、偵英・ｄ５の
端面位１淘は、磁界コイル２の中央部分（磁界強度最大
泣顛）に一致するように・１１４成される。これはいわ
ゆるＶＢ加速によるプラズマ粒子流が石英宜５の端面を
たたき、端面の機械−り破損ヶ引き起すことを防ぐため
である。従って、プラズマは、第１図中、磁場コイル２
の中央部分、即ち石英管５の端面から右１）１１１部分
で発生する。試料４の加熱板８は、ヒーターをセラミッ
クスでコーティングしたものを利用した。これは、プラ
ズマ中では電子＝ａ ＪＪａ熱が使えないこと、また、
セラミックス表面は面ｉ高温性に優れ、プラズマとの相
互作用による表面からの不純物発生が少なく、雰囲気ケ
高純ｊ現に保てるからである。
第２図において、ガスとして（ＣＨ４＋Ｈ２）混会ガス
（ＣＨ４函度５〜３０チ）を使い、シリコン基板４の温
度７００〜１０００Ｃ，ガス圧ｏ、ｉ〜１０−３Ｔｏｒ
ｒ （１３〜０．Ｉ Ｐ ａ ）の軸回で硬質カーボン
膜ケ従米値の数倍の１直で堆積できた。また１、！ｌ（
板４の位−６を石英管５の端面から遠ざけるに伴い、１
ｊ４成長速１現の減少がみられた。この結果、試料基板
４の設置１立置はプラズマ元生部かその近傍であること
が必要である。換言するならば、試料基板４は石英管５
の端面から石英管５の口径の３倍の距離の範囲内である
ことが必要とされる。
（ＣＨ４函度５〜３０チ）を使い、シリコン基板４の温
度７００〜１０００Ｃ，ガス圧ｏ、ｉ〜１０−３Ｔｏｒ
ｒ （１３〜０．Ｉ Ｐ ａ ）の軸回で硬質カーボン
膜ケ従米値の数倍の１直で堆積できた。また１、！ｌ（
板４の位−６を石英管５の端面から遠ざけるに伴い、１
ｊ４成長速１現の減少がみられた。この結果、試料基板
４の設置１立置はプラズマ元生部かその近傍であること
が必要である。換言するならば、試料基板４は石英管５
の端面から石英管５の口径の３倍の距離の範囲内である
ことが必要とされる。
第３図は本実施例に基づく菱形例全説明するだめの構成
を示したものである。即ち、マイクロ波プラズマ発生部
分に、高温）ＪＤ熱した基板４ｆｃ置く装置構成として
、高温炉３の内部に石英管５ケおき、かつ石英管５の端
面位置ケ、尚渦炉３０ダ側に巻かれた磁界コイル２の最
大磁界強度位置に−致させる。捷だ、第３図においては
、炉内はメツシュ状の導波管１／、ｌ、用いた。これは
導波管ｌを炉３内に直接、持ち込むと、基板４の輻射に
よる加熱効率が劣化するからである。即ち、導波管ｌは
熱遮蔽の効果をもたらして基板４の外幅の効率ケ低化さ
せるからである。第３図の変形例では温度コントロール
幅２図の例に比べ精密、かつ一様にできるため、生成し
た膜質は第２図による齢に比べ結晶性などが良く、制御
性に優れることがわかった。
を示したものである。即ち、マイクロ波プラズマ発生部
分に、高温）ＪＤ熱した基板４ｆｃ置く装置構成として
、高温炉３の内部に石英管５ケおき、かつ石英管５の端
面位置ケ、尚渦炉３０ダ側に巻かれた磁界コイル２の最
大磁界強度位置に−致させる。捷だ、第３図においては
、炉内はメツシュ状の導波管１／、ｌ、用いた。これは
導波管ｌを炉３内に直接、持ち込むと、基板４の輻射に
よる加熱効率が劣化するからである。即ち、導波管ｌは
熱遮蔽の効果をもたらして基板４の外幅の効率ケ低化さ
せるからである。第３図の変形例では温度コントロール
幅２図の例に比べ精密、かつ一様にできるため、生成し
た膜質は第２図による齢に比べ結晶性などが良く、制御
性に優れることがわかった。
第２図、第３図において、ガス圧は従来のＤＶＤ装置に
比べ一部は低く、シかも膜生成速度は従来値よシ高い。
比べ一部は低く、シかも膜生成速度は従来値よシ高い。
使用したガス圧範囲は平均自由行程に換算して薮ｍ〜数
間であるが、基板がその生成領域に置かれたため、中性
ラジカル粒子が有効に基板に輸送でき、結果的に高速の
１暉生成速度が得られた。
間であるが、基板がその生成領域に置かれたため、中性
ラジカル粒子が有効に基板に輸送でき、結果的に高速の
１暉生成速度が得られた。
実施例１によれば、基板定プラズマ発生都又は発生部近
傍に置くことにょシ、賜圧雰囲気下のマイクロ波放電で
生成する多量の中性ラジカル粒子ｒ有効に利用でき、従
来にない高品質、置速の膜生成速度が得られ、実用に供
しその効果は著しく大である。
傍に置くことにょシ、賜圧雰囲気下のマイクロ波放電で
生成する多量の中性ラジカル粒子ｒ有効に利用でき、従
来にない高品質、置速の膜生成速度が得られ、実用に供
しその効果は著しく大である。
実施例 ２
本実施例はマイクロ波プラズマによる１１帖形成装置の
改良に係り、特（で、試料基板の平：Ｉ５Ｉ幅度ケ低く
保ちつつ表面層のみ盆局部的に加熱し、以って、基板母
材のｔ１ケ１住を劣化させることなくその表面層に硬引
カーボン膜形成會行う膜形成装置＠に関するものである
。
改良に係り、特（で、試料基板の平：Ｉ５Ｉ幅度ケ低く
保ちつつ表面層のみ盆局部的に加熱し、以って、基板母
材のｔ１ケ１住を劣化させることなくその表面層に硬引
カーボン膜形成會行う膜形成装置＠に関するものである
。
本実施例に関する従来のマイクロ波フラズマヶ用いた膜
形成装置ｉｔケ第４図に示す。第４図において、マグネ
トロンｌｌがら出たマイクロ波は導波前１２を］用〃＼
石英故屯雷部１４に４１入される。
形成装置ｉｔケ第４図に示す。第４図において、マグネ
トロンｌｌがら出たマイクロ波は導波前１２を］用〃＼
石英故屯雷部１４に４１入される。
石英管１４はソレノイドコイル１３の中に（支）かれ、
１軸方向磁界とマイクロ波′亀界との相互作用で、管１
４中には試料ガスプラズマが発生する。プラズマは高温
炉１５中に而かれた基板１６の表面に照射され、例えは
、試料ガスに（Ｈ２十ＣＨ４）混合ガスを用いた場合に
は、基板１６の表面に数７００人／分以上の成待速度で
ダイヤモンド等の硬質カーボン脂が形成される。しかし
ながら、このような従来装置においては、膜形成を行う
にあたシ基板１６の温度を８００〜１０００Ｃに加熱す
る必要かあった。このため、基板試別１６としては剛＾
臨拐料しか適用できず、耐１％ １％拐料であっても１
その一部に低融点金属やガラス等を内戚した構成であれ
ば、耐尚幅＠刺表面部分に膜形成を行うことはできなか
った。例えば、ＶＴＲ用磁気ヘッドのチーブ摺動面に炭
素イオン照射等により硬ノ絢カーボン１１はをつけるこ
とは、磁気ヘッドの摩耗性改善に有用であることは公知
であるが（％公昭５３−３４８９８号）、磁気ヘッドに
は接着用の銀ロウ拐、及びガラス等があるため、これ？
第４図に示した従来装置を使い、ヘッド摺動面（耐高湛
性有り）に硬＋ｐ４カーボン１ｌｉｊ（を形成さセーる
ことは困難であった。また、第４図の従来例では、基板
１６全体が加熱されるため、？＝’＠ｉ ６全面に１１
ばか形成され、局所１りに膜形成を行うことが田来なか
った。
１軸方向磁界とマイクロ波′亀界との相互作用で、管１
４中には試料ガスプラズマが発生する。プラズマは高温
炉１５中に而かれた基板１６の表面に照射され、例えは
、試料ガスに（Ｈ２十ＣＨ４）混合ガスを用いた場合に
は、基板１６の表面に数７００人／分以上の成待速度で
ダイヤモンド等の硬質カーボン脂が形成される。しかし
ながら、このような従来装置においては、膜形成を行う
にあたシ基板１６の温度を８００〜１０００Ｃに加熱す
る必要かあった。このため、基板試別１６としては剛＾
臨拐料しか適用できず、耐１％ １％拐料であっても１
その一部に低融点金属やガラス等を内戚した構成であれ
ば、耐尚幅＠刺表面部分に膜形成を行うことはできなか
った。例えば、ＶＴＲ用磁気ヘッドのチーブ摺動面に炭
素イオン照射等により硬ノ絢カーボン１１はをつけるこ
とは、磁気ヘッドの摩耗性改善に有用であることは公知
であるが（％公昭５３−３４８９８号）、磁気ヘッドに
は接着用の銀ロウ拐、及びガラス等があるため、これ？
第４図に示した従来装置を使い、ヘッド摺動面（耐高湛
性有り）に硬＋ｐ４カーボン１ｌｉｊ（を形成さセーる
ことは困難であった。また、第４図の従来例では、基板
１６全体が加熱されるため、？＝’＠ｉ ６全面に１１
ばか形成され、局所１りに膜形成を行うことが田来なか
った。
したかって、本実施例の目的は被覆すべき表面Ｉ′ｉ酬
熱性があるにもかかわらず、そグ料１″ｑ成の一部に低
融点物質を含むため、硬質カーボン脱生成温度まで基板
加熱できない試別についても、目的とする基板表１０１
に膜形成を司能ならしめるマイクロ波プラズマ１（膜形
成装置を提供することにある。また、第２の目的は、レ
ーザー加熱により、所望とする表面部分のみに硬質カー
ボン膜形成ケ行えるマイクロ波プラズマ膜形成装置を提
供することにある。
熱性があるにもかかわらず、そグ料１″ｑ成の一部に低
融点物質を含むため、硬質カーボン脱生成温度まで基板
加熱できない試別についても、目的とする基板表１０１
に膜形成を司能ならしめるマイクロ波プラズマ１（膜形
成装置を提供することにある。また、第２の目的は、レ
ーザー加熱により、所望とする表面部分のみに硬質カー
ボン膜形成ケ行えるマイクロ波プラズマ膜形成装置を提
供することにある。
そこで本実施例においては、基板金５００〜６００ｔｌ
ｌ”Ｉｌ、で筒温炉でカロ熱しておき、目日・りと１−
る表面（制尚渦性材料表向）にレーザー光栄あて、膜形
成４行うものである。即ち、半導体試料ｌのレーザーア
ニール技術によれば、レーザー照射時の表面幅ｖ上昇θ
は次式で与えられる。（Ｊ、Ａ、Ｐ。
ｌ”Ｉｌ、で筒温炉でカロ熱しておき、目日・りと１−
る表面（制尚渦性材料表向）にレーザー光栄あて、膜形
成４行うものである。即ち、半導体試料ｌのレーザーア
ニール技術によれば、レーザー照射時の表面幅ｖ上昇θ
は次式で与えられる。（Ｊ、Ａ、Ｐ。
５１ 、 Ａ Ｉ 、 ２７４ （１９８０）参照）
第１式でＰはレーザーパワー（Ｗ）、Ｒ，は反射率、Ｋ
は基板の熱伝導率（Ｗ／１ｍ・ｄｅｇ）、ｒＸはし−グ
ー光半径（ｃｍ ）である。
第１式でＰはレーザーパワー（Ｗ）、Ｒ，は反射率、Ｋ
は基板の熱伝導率（Ｗ／１ｍ・ｄｅｇ）、ｒＸはし−グ
ー光半径（ｃｍ ）である。
基板に、（Ｉ′存注性材料ある全組の鉄倉とると、鉄の
反射率は６０００Å以下の波長の光に対して０．５６程
度の値である（東京天文台発行、理科年表、昭５６年版
参照）。一方、通常のＡ［レーザーを使った場合、レー
ザー光の波長は冒々５１４５人である。レーザー光の口
径金５０μｍ程度とすると、第（＋）式から、表面温度
に３００Ｃに上けるに要するレーザーパワーは約７．５
Ｗであシ、この直は通常、容易に取前できるレーザー出
力である。
反射率は６０００Å以下の波長の光に対して０．５６程
度の値である（東京天文台発行、理科年表、昭５６年版
参照）。一方、通常のＡ［レーザーを使った場合、レー
ザー光の波長は冒々５１４５人である。レーザー光の口
径金５０μｍ程度とすると、第（＋）式から、表面温度
に３００Ｃに上けるに要するレーザーパワーは約７．５
Ｗであシ、この直は通常、容易に取前できるレーザー出
力である。
この場合、基板の深さ方向の幌１糺分布は、数μｍの深
さのところで、すでに基板平均温度になるだめ、表面の
みを硬質カーボン膜生成温度まで加熱可能である。また
、レーザー光を光学Ｈ′ソに走査することにより、表面
の任意の部分のみに膜形成を行うことも可能である。本
実施例は、このような考え方に基づき、従来のマイクロ
波プラズマ膜形成装置に対し、レーザー導入法全備えた
膜形成装置を見出したものである。
さのところで、すでに基板平均温度になるだめ、表面の
みを硬質カーボン膜生成温度まで加熱可能である。また
、レーザー光を光学Ｈ′ソに走査することにより、表面
の任意の部分のみに膜形成を行うことも可能である。本
実施例は、このような考え方に基づき、従来のマイクロ
波プラズマ膜形成装置に対し、レーザー導入法全備えた
膜形成装置を見出したものである。
以下、本実施例に基づく膜形成装置を第５図によシ説明
する。即ち、レーザー光導入法として、石英管１４のマ
イクロ波伝幡側端面に、導入レーザー光に対し透過率の
商い材１からなる窓１４’（ここでは石英窓とした）ケ
使った。父、マイクロ波立体回路である導波管１２に小
孔１９を設け、この孔１１−通し外部からレーザー光１
８ケ通した。この場合、孔径は尚々故国であシ、使用し
たマイクロ波は２．４５ ＧＨｚ 、波長１２ＣＴｎの
ものである。この場合、孔径は、カットオフｒ与える口
径よシ充分小さいため、洩れるマイクロ波パワーは極め
て少なく、実用上何ら問題ｉｉなかった。基板１６にＳ
ｉ、Ｆｅ等ケ使い、ガスにメタンと水素との混合ガス金
導入した。高温炉１５’を使い、基板１６に６００Ｃに
加熱し、これに出力数Ｗ〜数ｌＯＷのＡエレーザーに４
人し、基板１６上に硬質カーボン胸を数１０ ＯＡ／分
以上の成長速度で堆積できた。この時、マイクロ波パワ
ーは数ｉｏｏｗ、試料ガス圧は０．０１〜１０ Ｐ ａ
である。
する。即ち、レーザー光導入法として、石英管１４のマ
イクロ波伝幡側端面に、導入レーザー光に対し透過率の
商い材１からなる窓１４’（ここでは石英窓とした）ケ
使った。父、マイクロ波立体回路である導波管１２に小
孔１９を設け、この孔１１−通し外部からレーザー光１
８ケ通した。この場合、孔径は尚々故国であシ、使用し
たマイクロ波は２．４５ ＧＨｚ 、波長１２ＣＴｎの
ものである。この場合、孔径は、カットオフｒ与える口
径よシ充分小さいため、洩れるマイクロ波パワーは極め
て少なく、実用上何ら問題ｉｉなかった。基板１６にＳ
ｉ、Ｆｅ等ケ使い、ガスにメタンと水素との混合ガス金
導入した。高温炉１５’を使い、基板１６に６００Ｃに
加熱し、これに出力数Ｗ〜数ｌＯＷのＡエレーザーに４
人し、基板１６上に硬質カーボン胸を数１０ ＯＡ／分
以上の成長速度で堆積できた。この時、マイクロ波パワ
ーは数ｉｏｏｗ、試料ガス圧は０．０１〜１０ Ｐ ａ
である。
また膜の結晶性計画からはダイヤモンド構造のカーボン
粒子の成長があることも分った。なお、本実施例では１
μｍ以下のレーザー光を利用したが、１μｍ以上の赤外
光については、基板６０反射係数が９０％μ上になり、
加熱効率が低下すること、これに応じてレーザーパワー
を極端に大きくする必要があること、窓１４’の材料と
してＮａＣ２゜ＫＢｒ 等の潮解性のあるものを利用
しなければならず、実用上の取扱いが困難なこと等のた
め、長波長光の使用は困難であった。
粒子の成長があることも分った。なお、本実施例では１
μｍ以下のレーザー光を利用したが、１μｍ以上の赤外
光については、基板６０反射係数が９０％μ上になり、
加熱効率が低下すること、これに応じてレーザーパワー
を極端に大きくする必要があること、窓１４’の材料と
してＮａＣ２゜ＫＢｒ 等の潮解性のあるものを利用
しなければならず、実用上の取扱いが困難なこと等のた
め、長波長光の使用は困難であった。
次に、レーザー光１８ ’（ｒ晴等紫使い走査すること
により、基板１６の任意の位置に硬實カーボン膜柵成長
させることもできた。
により、基板１６の任意の位置に硬實カーボン膜柵成長
させることもできた。
実施例２によれば、マイクロ波プラズマ１換形成装置の
動作千住金挺えることなく、有効にレーザー光２基板に
導入でき、従って、低融点材料をその一部に含んでいる
種々の実用素子表面に膜形成が可能となるので、実用に
供しその効果は著しく大である。
動作千住金挺えることなく、有効にレーザー光２基板に
導入でき、従って、低融点材料をその一部に含んでいる
種々の実用素子表面に膜形成が可能となるので、実用に
供しその効果は著しく大である。
以上述べた如く本発明によって高性能なマイクロ波プラ
ズマ膜形成装置の提供が可能となった。
ズマ膜形成装置の提供が可能となった。
第１図および第４図は従来のマイクロ波プラズマ膜形成
装置の基本構成図、第２図、第３図、第５図は各々、本
発明によるマイクロ波プラズマ膜形成装置の基本構成図
である。 １．１’ 、１２・・・導波管、２．１３・・・ソレノ
イドコイル、３．１５・・・高温炉、４．１６・・・基
板、５゜１４・・・石英管、６．１７・・・真空排気装
置、７・・・ガス導入バイブ、８・・・加熱板、ｌＯ・
・・プラズマ生成領域、ｌｌ・・・マグネトロン、１４
′・・・窓、１８・・・莫 Ｉ 図 第 ２ 図 ｖＪ３ 図 第 ４ 図 ３
装置の基本構成図、第２図、第３図、第５図は各々、本
発明によるマイクロ波プラズマ膜形成装置の基本構成図
である。 １．１’ 、１２・・・導波管、２．１３・・・ソレノ
イドコイル、３．１５・・・高温炉、４．１６・・・基
板、５゜１４・・・石英管、６．１７・・・真空排気装
置、７・・・ガス導入バイブ、８・・・加熱板、ｌＯ・
・・プラズマ生成領域、ｌｌ・・・マグネトロン、１４
′・・・窓、１８・・・莫 Ｉ 図 第 ２ 図 ｖＪ３ 図 第 ４ 図 ３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波ケ伝幡させる導波管内部に置かれた尚融
点絶縁物製の円筒、上記円筒に試料ガスを導入するため
のガス導人伝溝、上記円筒を真壁引きするための排気装
置、上記マイクロ波の伝播方向と平行な方間に磁界を印
加するための＠昇発生手段及び膜？形成させる試料基板
で構成されたマイクロ波プラズマ膜形成装置において、
上記試料基板を加熱するためのυｌ熱手段ケ備え、かつ
、上記試料基板ケ上記円筒の端面、即ち磁界最大強度か
ら円筒口径の３１音の距離の範囲内に設置してなること
？特徴とするマイクロ波プラズマ膜形成装置。 ２、上記加熱手段が上記円筒を高温炉の中に置き、かつ
、マイクロ波を導入する上記導波管の上記高温炉部分を
網状にしてなることを特徴とする第１項のマイクロ波プ
ラズマ膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP872983A JPH0686663B2 (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | マイクロ波プラズマによる膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP872983A JPH0686663B2 (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | マイクロ波プラズマによる膜形成装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180359A Division JPH0627346B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | マイクロ波プラズマによる膜形成装置、及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136130A true JPS59136130A (ja) | 1984-08-04 |
| JPH0686663B2 JPH0686663B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=11701035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP872983A Expired - Lifetime JPH0686663B2 (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | マイクロ波プラズマによる膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686663B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63217620A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH0234784A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Denki Kogyo Co Ltd | マイクロ波プラズマｃｖｄ法によるダイヤモンド膜合成装置 |
| US5433788A (en) * | 1987-01-19 | 1995-07-18 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for plasma treatment using electron cyclotron resonance |
| JPH08203693A (ja) * | 1995-08-28 | 1996-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成装置 |
| US5858259A (en) * | 1987-04-27 | 1999-01-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and method |
| GB2397782B (en) * | 2002-03-13 | 2006-04-12 | Gopalakrishnan Srinivasan | Process and synthesizer for molecular engineering and synthesis of materials |
-
1983
- 1983-01-24 JP JP872983A patent/JPH0686663B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5433788A (en) * | 1987-01-19 | 1995-07-18 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for plasma treatment using electron cyclotron resonance |
| JPS63217620A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH0556855B2 (ja) * | 1987-03-06 | 1993-08-20 | Hitachi Ltd | |
| US5858259A (en) * | 1987-04-27 | 1999-01-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and method |
| US6217661B1 (en) | 1987-04-27 | 2001-04-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and method |
| US6423383B1 (en) | 1987-04-27 | 2002-07-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing apparatus and method |
| US6838126B2 (en) | 1987-04-27 | 2005-01-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming I-carbon film |
| JPH0234784A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Denki Kogyo Co Ltd | マイクロ波プラズマｃｖｄ法によるダイヤモンド膜合成装置 |
| JPH08203693A (ja) * | 1995-08-28 | 1996-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成装置 |
| GB2397782B (en) * | 2002-03-13 | 2006-04-12 | Gopalakrishnan Srinivasan | Process and synthesizer for molecular engineering and synthesis of materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686663B2 (ja) | 1994-11-02 |
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