JPS62185879A - Formation of amorphous carbon film - Google Patents

Formation of amorphous carbon film

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JPS62185879A
JPS62185879A JP61028585A JP2858586A JPS62185879A JP S62185879 A JPS62185879 A JP S62185879A JP 61028585 A JP61028585 A JP 61028585A JP 2858586 A JP2858586 A JP 2858586A JP S62185879 A JPS62185879 A JP S62185879A
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electrode
substrate
amorphous carbon
carbon film
high frequency
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JP61028585A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Onishi
良彦 大西
Hidetaka Hayashi
秀高 林
Hiroshi Kajikawa
梶川 弘
Katsuhiko Inoue
勝彦 井上
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a homogeneous amorphous carbon film of a large area by placing a high frequency electrode opposite to a substrate and applying bias voltage to the electrode to cause electric discharge in gaseous hydrocarbon under a prescribed pressure. CONSTITUTION:A high frequency electrode 4 is placed opposite to a substrate 5 placed on a grounded electrode 2. Positive DC bias voltage is applied to the electrode 4 from a power source 3 to cause electric discharge in an atmosphere of gaseous hydrocarbon under <=20 Pa pressure. The gaseous hydrocarbon may be mixed with an inert gas. An amorphous carbon film is formed by the electric discharge.

Description

【発明の詳細な説明】 [1M業上の利用分野] 本発明は高硬度のアモルファスカーボン膜の成膜方法に
係る。
[Detailed Description of the Invention] [1M Industrial Application Field] The present invention relates to a method for forming a highly hard amorphous carbon film.

[従来の技術] アモルファスカーボン膜は高硬度、耐痒耗性、高熱伝導
性、高耐薬品性等の各種の優れた性質を有していること
から1機械材料や電気材料としてその利用範囲は多岐に
わたっている。
[Prior art] Amorphous carbon films have various excellent properties such as high hardness, itching resistance, high thermal conductivity, and high chemical resistance. It is wide-ranging.

このため、アモルファスカーボン膜を成膜する方法が種
々考案されているが、大別すると次のような方法がある
For this reason, various methods for forming an amorphous carbon film have been devised, and the methods can be broadly classified as follows.

■スパッタ法 この方法は第6図に示すように、排気口101から空気
を抜き、高真空にした減圧室102内にガス導入口10
3からArガスを添加したH2ガスを導入し、高周波電
源104に結線した電極105側にグラファイトターゲ
ラ)106を設けておき、アース電極107との間で放
電させて、H2雰囲気中での反応性スパッタによりグラ
ファイトターゲット107の炭素原子を放出させ、アー
ス電極107側に設こされた基板108にカーボン膜を
成膜するものである。
■ Sputtering method As shown in FIG.
3, H2 gas to which Ar gas has been added is introduced, a graphite targeter (106) is provided on the electrode 105 side connected to the high frequency power source 104, and a discharge is caused between it and the ground electrode 107 to cause a reaction in the H2 atmosphere. The carbon atoms of the graphite target 107 are released by natural sputtering, and a carbon film is formed on the substrate 108 provided on the ground electrode 107 side.

■イオンビーム法 第7図に示すように、固体カーボンまたは炭化水素気体
(メタン、ブタン、ベンゼン等)をイオン源109とし
、負の高電圧を印加されている基板110上にカーボン
膜をr&膜するものである。
■Ion Beam Method As shown in Figure 7, solid carbon or hydrocarbon gas (methane, butane, benzene, etc.) is used as the ion source 109, and a carbon film is formed on the substrate 110 to which a negative high voltage is applied. It is something to do.

■プラズマCVD法 (a)基板電極型 第8図に示すように、排気口Illがら空気を抜き、高
真空にした減圧室112内にガス導入口113から炭化
水素ガスを導入し、基板114が設置された電極115
を高周波電極とし、一方の電極116との間にグロー放
電を生じさせて、グロー放電分解法により炭化水素を解
離させ、基板114上にカーボン膜を成膜するものであ
る。そして、この時に基板側電極115に負の高電圧を
加えることを特徴としている。
■Plasma CVD method (a) Substrate electrode type As shown in FIG. 8, air is removed from the exhaust port Ill, and hydrocarbon gas is introduced from the gas inlet 113 into the reduced pressure chamber 112, which is made into a high vacuum. installed electrode 115
is used as a high-frequency electrode, glow discharge is generated between the electrode 116 and one electrode 116, hydrocarbons are dissociated by glow discharge decomposition method, and a carbon film is formed on the substrate 114. At this time, a negative high voltage is applied to the substrate side electrode 115.

(b)プローブ電極型 第9図に示すように、排気口116から空気を抜き、高
真空にした減圧室117内にガス導入口118から炭化
水素ガスを導入し、電子供給用フィラメン)119と正
の電圧印加用のプローブ電極120を配設しておき、基
板121を設置した電極122に負の高電圧を印加しつ
つ、フィラメント119から供給される熱電子の放出を
利用だグロー放電分解法により炭化水素を解離する方式
により、基板121にカーボン膜を成膜するものである
(b) Probe electrode type As shown in FIG. 9, air is removed from the exhaust port 116, and hydrocarbon gas is introduced from the gas inlet 118 into the decompression chamber 117, which has been made into a high vacuum. A probe electrode 120 for applying a positive voltage is provided, and while a high negative voltage is applied to the electrode 122 on which the substrate 121 is installed, the emission of thermionic electrons supplied from the filament 119 is utilized.Glow discharge decomposition method A carbon film is formed on the substrate 121 by a method of dissociating hydrocarbons.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記の従来技術においては、次のような
技術的問題が指摘されていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the following technical problems have been pointed out in the above-mentioned prior art.

即ち、スパッタ法、イオンビーム法、及び上記のプラズ
マCVD法はともに均一な膜質で成膜できる面積が小さ
い。
That is, the sputtering method, the ion beam method, and the above-mentioned plasma CVD method can all form a film with uniform quality over a small area.

たとえば、スパッタ法は均一にI&膜できる範囲がター
ゲット面積の1/2程度であり、大面積に均一に成膜す
るには相当の工夫が必要になる。
For example, in the sputtering method, the range in which a uniform I& film can be formed is about 1/2 of the target area, and considerable effort is required to uniformly form a film over a large area.

また、上記■■の各方法においては、基板側に高電圧を
印加する必要があるため、大面積の基板に成膜する目的
で基板の搬送や回転を行なうことが困難モあり、装置の
構造が複雑になり、成膜ラインを構成することには不向
きである。
In addition, in each of the above methods, it is necessary to apply a high voltage to the substrate side, so it is difficult to transport or rotate the substrate for the purpose of forming a film on a large area substrate. This method becomes complicated and is not suitable for configuring a film forming line.

そこで本発明は、比較的小さい電極で、大きい面積に均
一な高硬度のアモルファスカーボン膜を成膜でき、且つ
比較的簡単に基盤の搬送や回転を行なうことができる成
膜方法を提供することを目的として創作された。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to provide a film forming method that can form a uniform high-hardness amorphous carbon film over a large area using a relatively small electrode, and also allows the substrate to be transported and rotated relatively easily. created for a purpose.

[問題点を解決するための手段] 未発IJJは、炭化水素ガスを原料として、プラズマC
VD法によりアモルファスカーボン膜を成膜する方法に
おいて、アース電極側に設置された基板に対向して正の
直流バイアス電圧を印加した高周波電極を配設し、20
Pa以下の炭化水素ガス雰囲気中で放電させることを特
徴としたアモルファスカーボン膜の成膜方法に係る。
[Means to solve the problem] Unexploded IJJ uses hydrocarbon gas as a raw material and plasma C
In a method of forming an amorphous carbon film by the VD method, a high frequency electrode to which a positive DC bias voltage is applied is arranged opposite to a substrate placed on the ground electrode side,
The present invention relates to a method for forming an amorphous carbon film characterized by performing discharge in a hydrocarbon gas atmosphere of Pa or less.

本発明のアモルファスカーボン膜の成膜方法に係る基本
的原理は第1図に示される。
The basic principle of the method of forming an amorphous carbon film of the present invention is shown in FIG.

lは排気口1aとガス導入口1bとが設けられた減圧室
であり、同室l内にはアース電極2、及び正の直流バイ
アス電圧と高周波電圧を印加する電源3に結線した電極
4を対向して配設せしめ、アース電極z側に基板5が設
置される。
1 is a decompression chamber provided with an exhaust port 1a and a gas inlet 1b, and in the same chamber 1, a ground electrode 2 and an electrode 4 connected to a power source 3 for applying a positive DC bias voltage and a high frequency voltage are placed facing each other. A substrate 5 is installed on the ground electrode z side.

ここで、まず減圧室1から排気口1aを通じて空気が抜
かれ高真空状態になる、次にガス導入口1bからは炭化
水素が供給されて、減圧室1内は20Pa以下に保たれ
る。そして、電源3から電極4に正の直流バイアス電圧
と高周波電圧を印加すると、アース電極2と電極4との
間にグロー放電が生じ、減圧室1内の炭化水素ガスがグ
ロー放電分解によってプラズマ種に解離し、プラズマ種
がアース電極z側の基板5の表面に付着してアモルファ
スカーボン膜がrIt、膜されることになる。
Here, air is first removed from the decompression chamber 1 through the exhaust port 1a to create a high vacuum state, and then hydrocarbons are supplied from the gas inlet 1b to maintain the inside of the decompression chamber 1 at 20 Pa or less. Then, when a positive DC bias voltage and a high frequency voltage are applied from the power supply 3 to the electrode 4, glow discharge occurs between the earth electrode 2 and the electrode 4, and the hydrocarbon gas in the decompression chamber 1 is decomposed into plasma by glow discharge decomposition. The plasma species are then dissociated and adhere to the surface of the substrate 5 on the ground electrode z side, forming an amorphous carbon film.

尚1本発明においては、上記のように 20Pa以下の炭化水素雰囲気中において放電させるこ
ととしているが、炭化水素ガス中にNe、Ar、Kr等
の不活性ガスを添加しておくこともできる。
In the present invention, the discharge is performed in a hydrocarbon atmosphere of 20 Pa or less as described above, but an inert gas such as Ne, Ar, or Kr may also be added to the hydrocarbon gas.

また、第2図に示すように、基板5と正の直流バイアス
電圧と高周波電圧を印加する電源3に結線した電極4と
の対向空間6の側部を7−スメツシユ7で覆っておくこ
とも均一な成膜を行なうのに効果的である。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the side of the space 6 facing the substrate 5 and the electrode 4 connected to the power supply 3 that applies a positive DC bias voltage and high frequency voltage may be covered with a smesh 7. This is effective in forming a uniform film.

[作用] 本発明においては、電極4に対し高周波電圧に加え、正
のバイアス電圧を印加し、また20Pa以下の低ガス圧
下で放電させることとしているため、基板5に入射する
ラジカル(活性種)のエネルギーが増大し、高硬度のア
モルファスカーボン膜の成膜が可能となる。 ところで
、一般的傾向として、直流バイアス電圧は高いほど膜硬
度は上がるが、その電圧が高すぎるとアーク放電が生じ
て放電が不安定になり、均一・な成膜を得られない、ま
た、ガス圧は低いほど膜硬度は上がるが、低すぎると放
電が不安定になったり停止したりし、一方、ガス圧が高
すぎると膜硬度が下がる。
[Function] In the present invention, in addition to a high frequency voltage, a positive bias voltage is applied to the electrode 4, and discharge is performed under a low gas pressure of 20 Pa or less, so that radicals (active species) incident on the substrate 5 are energy increases, making it possible to form a highly hard amorphous carbon film. By the way, as a general tendency, the higher the DC bias voltage, the higher the film hardness, but if the voltage is too high, arc discharge occurs and the discharge becomes unstable, making it impossible to obtain a uniform film formation. The lower the pressure, the higher the film hardness; however, if the pressure is too low, the discharge becomes unstable or stops, while if the gas pressure is too high, the film hardness decreases.

このような特性に基づき、直流バイアス電圧とガス圧を
適宜変化させることにより、膜硬度を広い範囲で側御で
きる。
Based on such characteristics, film hardness can be controlled over a wide range by appropriately changing the DC bias voltage and gas pressure.

また、炭化水素ガスに不活性ガスを添加することとする
と放電が安定するため、均一な膜を得ることができる。
Further, when an inert gas is added to the hydrocarbon gas, the discharge becomes stable, and a uniform film can be obtained.

更に、基板5と電極4との対向空間6の側部をアースメ
ツシュアで覆っておくと、基板5と電極4の間のプラズ
マを対向空間6内に集中させることができ、基板5が大
面積のものであっても、はぼ全面に均一な成膜を行なう
ことが可能となる。
Furthermore, if the sides of the opposing space 6 between the substrate 5 and the electrode 4 are covered with earth mesh, the plasma between the substrate 5 and the electrode 4 can be concentrated in the opposing space 6, and the substrate 5 can be Even if the area is large, it is possible to form a film uniformly over almost the entire surface.

これは次のような理由に基づく。This is based on the following reasons.

低ガス圧下ではパフジエンの法則から電極4との距離が
大きな箇所で放電は安定することになるが、一般的に電
極4と減圧室1の内壁との距離は電極4と基板5との距
離よりも大きいため、電極4と減圧室lの内壁との間で
濃いプラズマが生じてしまうことになる。パッシェンの
法則をグラフに描くと、第3図において8で示される領
域が成膜領域であることから、放電系において電極4と
基板5との距離を最大にする必要があるが、アースメツ
シュアはこれを実現する役割を果たし、プラズマを対向
空間6に一様に集中させることができる。
Under low gas pressure, according to Pfzien's law, the discharge will be stable at a point where the distance from the electrode 4 is large, but generally the distance between the electrode 4 and the inner wall of the decompression chamber 1 is longer than the distance between the electrode 4 and the substrate 5. Since the pressure is also large, a dense plasma will be generated between the electrode 4 and the inner wall of the decompression chamber l. When Paschen's law is plotted on a graph, the area indicated by 8 in Figure 3 is the film formation area, so it is necessary to maximize the distance between the electrode 4 and the substrate 5 in the discharge system. plays a role in realizing this, and can uniformly concentrate the plasma in the opposing space 6.

[実施例] 次に本発明の実施例を第4図及び第5図を用いて説明す
る。
[Example] Next, an example of the present invention will be described using FIGS. 4 and 5.

第4図は本発明の方法を実施する平板型のアモルファス
カーボン膜のtr、膜装置の概略図を示し、11は排気
口11aとガス導入口11bとが設けられた減圧室であ
り、同室ll内にはアース電極12、及びフィルター回
路13を介して正の直流バイアス電圧を印加する直流電
源14とマツチング回路15を介して高周波電圧を印加
する高周波電源16に結線した電極17を対向して配設
せしめ、アース電極12側に基板18が設置される。
FIG. 4 shows a schematic diagram of a flat plate type amorphous carbon membrane tr and membrane apparatus for carrying out the method of the present invention, and 11 is a decompression chamber provided with an exhaust port 11a and a gas inlet port 11b; Inside, an earth electrode 12 and an electrode 17 connected to a DC power supply 14 that applies a positive DC bias voltage via a filter circuit 13 and a high frequency power supply 16 that applies a high frequency voltage via a matching circuit 15 are arranged facing each other. A substrate 18 is installed on the ground electrode 12 side.

ここで、まず減圧室11から排気口11aを通じて空気
が抜かれ、高真空状態になる0次にガス導入口11bか
らはC2H4ガスが供給されて、減圧室ll内は5Pa
に保たれる。そして、電極17に正の直流バイアス電圧 200Vと高周波電力ioowを印加すると。
Here, first, air is extracted from the decompression chamber 11 through the exhaust port 11a, and a high vacuum state is created.C2H4 gas is supplied from the gas inlet port 11b, and the pressure inside the decompression chamber 11 is 5 Pa.
is maintained. Then, when a positive DC bias voltage of 200 V and high frequency power ioow are applied to the electrode 17.

アース電極12と電極17との間にグロー放電が生じ、
減圧室ll内のC2Haガスがグロー放電分解によって
プラズマ種に解離し、プラズマ種がアース電極12側の
基板18の表面に付着してアモルファスカーボン膜が成
膜されることになる。 即ち1次の表1に示す条件でア
モルファスカーボン膜を成膜したところ、基板サイズ直
径240 m mにわたり、モース硬度7゜5以上、膜
厚の均一性±5%以下の極めて均一で硬質のアモルファ
スカーボン膜が得られた。
A glow discharge occurs between the earth electrode 12 and the electrode 17,
The C2Ha gas in the decompression chamber 11 is dissociated into plasma seeds by glow discharge decomposition, and the plasma seeds adhere to the surface of the substrate 18 on the ground electrode 12 side, forming an amorphous carbon film. That is, when an amorphous carbon film was formed under the conditions shown in Table 1 below, an extremely uniform and hard amorphous film was formed over a substrate size of 240 mm in diameter, with a Mohs hardness of 7.5 or more and a film thickness uniformity of ±5% or less. A carbon film was obtained.

表1 第5図は本発明の方法を実施する円筒基板用のアモルフ
ァスカーボン膜の成膜装設の概略図を示し、21は排気
口21aとガス導入口21bとが設けられた減圧室であ
り、同室zl内には基板加熱ヒータ22の周囲に円筒状
の基板23及びフィルター回路24を介して正の直流バ
イアス電圧を印加する直流電源25とマツチング回路2
6を介して高周波電圧を印加する高周波電源27に結線
した円筒状の電極28が同心円状に配設せしめられてい
る。尚。
Table 1 FIG. 5 shows a schematic diagram of a film forming equipment for an amorphous carbon film for a cylindrical substrate in which the method of the present invention is carried out, and 21 is a reduced pressure chamber provided with an exhaust port 21a and a gas inlet 21b. In the same room zl, there are a DC power supply 25 and a matching circuit 2 that apply a positive DC bias voltage around the substrate heater 22 via a cylindrical substrate 23 and a filter circuit 24.
Cylindrical electrodes 28 connected to a high-frequency power source 27 for applying a high-frequency voltage through the electrodes 6 are arranged concentrically. still.

本実施例においては、排気口21bが電極28に側設さ
れた管として減圧室21の外部へ導かれており、間管を
結線として利用している。更に本実施例においては、電
極28と基板23の対向空間29を側部から覆うように
、電極28の両端部に7−スメツシユ30が設けられて
いる。
In this embodiment, the exhaust port 21b is guided to the outside of the decompression chamber 21 as a pipe installed on the side of the electrode 28, and the intervening pipe is used as a connection. Furthermore, in this embodiment, 7-smesh 30 are provided at both ends of the electrode 28 so as to cover the opposing space 29 between the electrode 28 and the substrate 23 from the sides.

ここで、まず減圧室21から排気口21aを通じて空気
が抜かれ高真空状態になる6次に基板加熱ヒータ22に
より基盤23を加熱し、一定温度に保つとともに、ガス
導入口21bからはArガスが添加されたC2H4ガス
が供給されて、減圧室21内は10Paに保たれる。そ
して、電極28に正の直流バイアス電圧160Vと高周
波電力100Wを印加すると。
First, air is removed from the decompression chamber 21 through the exhaust port 21a to create a high vacuum state.Next, the substrate 23 is heated by the substrate heater 22 and kept at a constant temperature, and Ar gas is added from the gas inlet 21b. The C2H4 gas is supplied, and the inside of the decompression chamber 21 is maintained at 10 Pa. Then, when a positive DC bias voltage of 160 V and a high frequency power of 100 W are applied to the electrode 28.

基板23と電極28との間にグロー放電が生じ、減圧室
21内のガスがグロー放電分解によってプラズマ種に解
離し、プラズマ種が基板23の表面に付着してアモルフ
ァスカーボン膜が成膜されることになる。 即ち、次の
表2に示す条件でアモルファスカーボン膜を成膜したと
ころ、基板23の全長にわたり、モース硬度7.5以上
、膜厚の均一性±5%以下の極めて均一で硬質のアモル
ファスカーボン膜が得られた。
Glow discharge occurs between the substrate 23 and the electrode 28, the gas in the reduced pressure chamber 21 is dissociated into plasma seeds by glow discharge decomposition, and the plasma seeds adhere to the surface of the substrate 23 to form an amorphous carbon film. It turns out. That is, when an amorphous carbon film was formed under the conditions shown in Table 2 below, an extremely uniform and hard amorphous carbon film was formed over the entire length of the substrate 23 with a Mohs hardness of 7.5 or more and a film thickness uniformity of ±5% or less. was gotten.

表2 尚、原料ガスとして、メタンCHa、エタンC2H6、
プロパンC3Ha 、アセチレンC2H,等一般の炭化
水素を用いても、何れの場合もモース硬度7.5以と、
膜厚の均−仕上5%以下の極めて均一で硬質のアモルフ
ァスカーボン膜が得られた。
Table 2 In addition, as raw material gas, methane CHa, ethane C2H6,
Even if common hydrocarbons such as propane C3Ha and acetylene C2H are used, the Mohs hardness is 7.5 or higher in all cases.
An extremely uniform and hard amorphous carbon film with a uniform thickness of 5% or less was obtained.

以上の実施例に基づく実験の結果、アモルファスカーボ
ン膜の成膜条件の好適ないし最適範囲として、次のよう
な結論を得た。
As a result of experiments based on the above examples, the following conclusion was reached as a suitable or optimal range of film-forming conditions for an amorphous carbon film.

く好適範囲〉 直流バイアス電圧:50〜3000V ガ    ス    圧 :0.1〜50Pa高周波電
カニ10〜2000W 電極基板間距gl:アースメッシュなし20〜500 
m m アースメツシュあり 10〜500 m m く最適範囲〉 直流バイアス電圧:100〜500V ガ     ス     圧 : 5〜20Pa高周波
電カニ50〜500W 電極基板間圧gl:アースメッシュなし40−−100
mm アースメツシュあり 20〜100 m m [発明の効果] 以上のように本発明は、比較的低い基板電圧によって、
アモルファスカーボン膜を大面積に均一に成膜すること
を可能とする。
Preferred range> DC bias voltage: 50-3000V Gas pressure: 0.1-50Pa High frequency electric crab 10-2000W Distance between electrode substrates GL: 20-500 without earth mesh
mm Optimum range: 10-500 mm with earth mesh DC bias voltage: 100-500 V Gas pressure: 5-20 Pa High frequency electric crab 50-500 W Electrode-substrate pressure GL: 40--100 without earth mesh
mm With earth mesh 20 to 100 mm [Effects of the Invention] As described above, the present invention has the following advantages:
It is possible to uniformly form an amorphous carbon film over a large area.

このように、低い電圧の印加で足りることから装置が簡
単なものとなるため、大面積の基板に成膜する目的で基
板の搬送や回転を行なうことが容易になり、成膜ライン
を構成するに際して都合のよいものとなる。
In this way, since the application of a low voltage is sufficient, the equipment becomes simple, making it easy to transport and rotate the substrate for the purpose of depositing a film on a large area substrate, and making it possible to configure the deposition line. This will be convenient for the occasion.

また、アースメツシュを電極と基板の対向空間側部に配
設することにより、放電エネルギーを集中せしめ、膜厚
均一領域を大幅に拡大するとともに、I&、lI2速度
を向上せしめることに成功している。
Furthermore, by arranging the earth mesh on the side of the space where the electrode and the substrate face each other, we have succeeded in concentrating the discharge energy, greatly expanding the area of uniform film thickness, and improving the I&, lI2 speeds.

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

第1図及び第2図は本発明の基本的原理を示す図、第3
図はパッシェンの法則を(ガス圧)×(電極間隔)を横
軸にとり、放電電圧を縦軸にとってグラフ化した図、第
4図は実施例である平板型のアモルファスカーボン膜の
成膜装置の概略図、第5図は実施例である円筒基板用の
アモルファスカーボン膜の成膜装置の概略図。 第6図から第9図は従来技術の概念を示した図であり、
第6図はスパッタ法、第7図はイオンビーム法、第8図
はプラズマCVD法(基板電極型)、第9図はプラズマ
CVD法(プローブ電極型)を示す。 l・・・減圧室、la・・・排気口、lb・・・ガス導
入口、2・・・アース電極、3・・・正の直流バイアス
電圧と高周波電圧を印加する電源、4・・・電極、5・
・・基板、6・・・電極の対向空間、7・・・アースメ
ツシュ、8・・・成膜領域、11・・・減圧室。 11a・・・排気口、11b・・・ガス導入口、12・
・・アース電極、13・・・フィルター回路、14・・
・直流電源、15・・・マツチング回路、16・・・高
周波電源、17・・・電極、18・・・基板、21・・
・減圧室、21a・・・排気口、21b・・・ガス導入
口、22・・・基板加熱ヒーター、23・・・基板、2
4・・・フィルター回路、25・・・直流電源、26・
・・マツチング回路、27・・・高周波電源、28・・
・電極、29・・・電極と基板の対向空間、30・・・
アースメツシュ、31・・・基板エクステン!−1・・
・減圧室  1a・・・吸引孔  1b・・・吸入孔2
・・・アース電極 3・・・正の直流バイアス電圧と高周波電圧を印加する
電源 4・・・電極  5・・・基板  6・・・電極の対向
空間7・・・アースメツシュ   8・・・成膜領域第
5図 第8図    第9図
Figures 1 and 2 are diagrams showing the basic principle of the present invention;
The figure is a graph of Paschen's law with (gas pressure) x (electrode spacing) plotted on the horizontal axis and discharge voltage plotted on the vertical axis. Schematic diagram: FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for forming an amorphous carbon film for a cylindrical substrate according to an embodiment. 6 to 9 are diagrams showing the concept of the prior art,
6 shows the sputtering method, FIG. 7 shows the ion beam method, FIG. 8 shows the plasma CVD method (substrate electrode type), and FIG. 9 shows the plasma CVD method (probe electrode type). 1... Decompression chamber, la... Exhaust port, lb... Gas inlet, 2... Earth electrode, 3... Power source for applying positive DC bias voltage and high frequency voltage, 4... Electrode, 5.
. . . Substrate, 6. Opposing space for electrodes, 7. Earth mesh, 8. Film formation region, 11. Decompression chamber. 11a...Exhaust port, 11b...Gas inlet port, 12.
...Earth electrode, 13...Filter circuit, 14...
・DC power supply, 15...Matching circuit, 16...High frequency power supply, 17...Electrode, 18...Substrate, 21...
- Decompression chamber, 21a... Exhaust port, 21b... Gas inlet, 22... Substrate heating heater, 23... Substrate, 2
4... Filter circuit, 25... DC power supply, 26.
...Matching circuit, 27...High frequency power supply, 28...
・Electrode, 29...Opposing space between electrode and substrate, 30...
Earth mesh, 31... board extension! -1...
・Decompression chamber 1a...Suction hole 1b...Suction hole 2
...Earth electrode 3...Power source for applying positive DC bias voltage and high frequency voltage 4...Electrode 5...Substrate 6...Space facing electrode 7...Earth mesh 8...Film formation Area Figure 5 Figure 8 Figure 9

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)炭化水素ガスを原料として、プラズマCVD法に
よりアモルファスカーボン膜を成膜する方法において、
アース電極側に設置された基板に対向して正の直流バイ
アス電圧を印加した高周波電極を配設し、20Pa以下
の炭化水素ガス雰囲気中で放電させることを特徴とした
アモルファスカーボン膜の成膜方法。
(1) In a method of forming an amorphous carbon film by plasma CVD using hydrocarbon gas as a raw material,
A method for forming an amorphous carbon film characterized by disposing a high frequency electrode to which a positive DC bias voltage is applied facing a substrate placed on the ground electrode side, and discharging in a hydrocarbon gas atmosphere of 20 Pa or less. .
(2)炭化水素ガスに不活性ガスを添加して放電させる
こととした特許請求の範囲第(1)項記載のアモルファ
スカーボン膜の成膜方法。
(2) The method for forming an amorphous carbon film according to claim (1), wherein an inert gas is added to the hydrocarbon gas to cause discharge.
(3)アース電極側に設置された基板と正の直流バイア
ス電圧を印加した高周波電極の対向空間の側部をアース
メッシュで覆って放電させることとした特許請求の範囲
第(1)項または第(2)項記載のアモルファスカーボ
ン膜の成膜方法。
(3) Claim (1) or Claim 1 in which the side part of the opposing space between the substrate installed on the earth electrode side and the high frequency electrode to which a positive DC bias voltage is applied is covered with an earth mesh to cause a discharge. (2) The method for forming an amorphous carbon film described in section (2).
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