JPS63123802A - Production of carbon film - Google Patents
Production of carbon filmInfo
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- JPS63123802A JPS63123802A JP61270103A JP27010386A JPS63123802A JP S63123802 A JPS63123802 A JP S63123802A JP 61270103 A JP61270103 A JP 61270103A JP 27010386 A JP27010386 A JP 27010386A JP S63123802 A JPS63123802 A JP S63123802A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
プラズマＣＶＤ法を使用してなすカーボン膜の製造方法
の改良である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] This invention is an improvement of a method for manufacturing a carbon film using a plasma CVD method.
プラズマＣＶＤ法を使用して形成されるカーボン膜中に
発生するストレスの程度を制御するためにプラズマＣＶ
Ｄ法に使用される鎖状炭化水素の炭素数を選択するカー
ボン膜の製造方法と、同様の目的のために、プラズマＣ
ＶＤ法に使用される鎖状炭化水素の種類を経時的に変化
させるカーボン膜の製造方法とである。Plasma CVD is used to control the degree of stress generated in carbon films formed using plasma CVD.
For the same purpose, plasma C
This is a carbon film manufacturing method in which the type of chain hydrocarbon used in the VD method is changed over time.
プラズマＣＶＤ法を使用してなすカーボン膜の製造方法
の改良に関する。特に、形成されるカーボン膜中に発生
するストレスの程度を制御することを可能にする改良に
関する。The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a carbon film using plasma CVD. In particular, it relates to improvements that make it possible to control the degree of stress generated in the carbon film being formed.
（従来の技術〕
カーボン膜はその堆積条件により、硬度をはじめ各種の
性質が変化するので、極めて広い範囲にわたり所望の性
質を実現することができ、撥水性、非透水性、中性子非
吸収性、血液非凝固性等各種のすぐれた性質を有するの
で、産業上各種の用途例えば各種センサや磁器ディスク
等の保護膜等に使用される傾向が認められる。
・従来の技術に係るカーボン膜の製造方法としては、
熱分解法の他プラズマＣＶＤ法が知られており、本発明
はこの後者の改良である。(Conventional technology) Various properties of carbon films, including hardness, change depending on the deposition conditions, so desired properties can be achieved over an extremely wide range, such as water repellency, water impermeability, neutron non-absorption, Since it has various excellent properties such as blood non-coagulability, there is a tendency for it to be used in various industrial applications, such as protective films for various sensors and ceramic disks.
・As for the manufacturing method of carbon film according to conventional technology,
In addition to the pyrolysis method, a plasma CVD method is known, and the present invention is an improvement on the latter method.
プラズマＣＶＤ法を使用してカーボン膜を製造する場合
の制御パラメータとしてはプラズマ発生のために使用さ
れる電圧の周波数、反応温度等が知られており、使用さ
れる電圧の周波数の増加に対応して硬度が低下する傾向
や、反応温度の上昇に対応してストレスが増大する傾向
等が知られている。Control parameters for producing carbon films using the plasma CVD method include the frequency of the voltage used to generate plasma, the reaction temperature, etc. It is known that the hardness tends to decrease as the reaction temperature increases, and that stress increases as the reaction temperature increases.
カーボン膜中にストレスがあることが望ましい場合と望
ましくない場合とがあるので、カーボン膜中に発生する
ストレスを制御しうることは望ましい、ストレスがある
程度存在することが望ましい例は、各種機械的センサ等
である。ストレスを検出要素として利用しうるからであ
る。ストレスが不存在であることが望ましい例は、保護
膜等である。亀裂、破損等に加えてバックリングのため
に平面性が失われて真空チャック等の使用が不可能とな
るからである。There are times when stress is desirable in the carbon film and times when it is undesirable, so it is desirable to be able to control the stress generated in the carbon film.An example of where it is desirable to have a certain amount of stress is in various mechanical sensors. etc. This is because stress can be used as a detection element. Examples where stress is desirably absent include protective films and the like. This is because flatness is lost due to cracks, breakage, etc. and buckling, making it impossible to use a vacuum chuck or the like.
ストレスの制御を可能にするための従来の技術に係る方
法のうち最も通常使用されるものは。The most commonly used methods according to the prior art for making it possible to control stress are:
反応温度（基板温度）を制御する方法である。This is a method of controlling the reaction temperature (substrate temperature).
ところが、この方法によると、形成されるカーボン膜中
に残留する水素量も同時に変化させることになり、好ま
しくない。However, according to this method, the amount of hydrogen remaining in the formed carbon film is also changed at the same time, which is not preferable.
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、プラ
ズマＣＶＤ法を使用してなすカーボン膜の製造方法にお
いて、製造されるカーボン膜中に発生するストレスを制
御し、所望の大きさのストレスを有するカーボン膜を製
造する方法を提供することにある。The purpose of the present invention is to eliminate this drawback, and to control the stress generated in the carbon film produced in a method for producing a carbon film using plasma CVD, and to achieve a desired level of stress. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a carbon film having the following properties.
上記の目的を達成するために本発明が採った第１の手段
は、鎖状炭化水素中で低周波放電をなして鎖状炭化水素
をプラズマに転換し、このプラズマ中に置かれた固体上
にカーボンを堆積してカーボン膜を製造するにあたり、
鎖状炭化水素の炭素数を、形成されるカーボン膜に求め
られるストレスの程度に応じて選択することにある。The first means taken by the present invention to achieve the above object is to convert the chain hydrocarbons into plasma by generating a low frequency discharge in the chain hydrocarbons, and to transform the chain hydrocarbons into plasma. In manufacturing carbon film by depositing carbon on
The purpose is to select the number of carbon atoms in the chain hydrocarbon depending on the degree of stress required for the carbon film to be formed.
上記の目的を達成するために本発明が採った第２の手段
は、ｔａ状炭化水素中で低周波放電をなして鎖状炭化水
素をプラズマに転換し、このプラズマ中に置かれた固体
−ヒにカーボンを堆積してカーボン膜を製造するにあた
り、鎖状炭化水素は少なくとも２種類使用し、この２種
類の鎖状炭化水素を経時的に切り替えることにより、所
望の大きさのストレスを有するカーボン膜を製造するこ
とにある。The second means taken by the present invention to achieve the above object is to generate a low frequency discharge in the Ta-like hydrocarbon to convert the chain hydrocarbon into plasma, and to convert the chain hydrocarbon into plasma, and to When manufacturing a carbon film by depositing carbon on a carbon film, at least two types of chain hydrocarbons are used, and by switching between these two types of chain hydrocarbons over time, a carbon film with a desired amount of stress can be obtained. The purpose is to manufacture membranes.
上記いずれの場合においても、基板温度を制御しながら
なすと、ストレスの制御がさらに容易である。In any of the above cases, stress can be more easily controlled by controlling the substrate temperature.
本発明は、プラズマＣＶＤ法を使用して、製造されるカ
ーボン膜中のストレス等が、原料として使用される鎖状
炭化水素の種類特に鎖長または１１数に依存して変化す
るという新たに発見された性質を利用したものである。The present invention is based on the new discovery that the stress etc. in a carbon film manufactured using the plasma CVD method changes depending on the type of chain hydrocarbon used as a raw material, particularly the chain length or number of 11. It takes advantage of the properties of
実験によれば、パラフィン系炭化水素を使用した場合、
その炭素数とストレスとの関係は第３図に示す如くであ
り、鎖長または炭素数の増加とともにストレスは減少す
る。According to experiments, when paraffinic hydrocarbons are used,
The relationship between the number of carbon atoms and the stress is as shown in FIG. 3, and the stress decreases as the chain length or the number of carbon atoms increases.
このような性質が発生する理由は、プラズマＣＶＤ法の
場合は、熱分解法の場合と異なり。The reason why such properties occur is different in the plasma CVD method than in the thermal decomposition method.
鎖状炭化水素が鎖状のま一第４図に示すように堆積する
ためであろうと推定される。It is presumed that this is because chain hydrocarbons are deposited as chains as shown in FIG.
カーボン膜を形成するとき、その当初から終了まで単一
種の鎖状炭化水素を使用してもよいが。When forming a carbon film, a single type of chain hydrocarbon may be used from beginning to end.
逐次経時的に切り替えれば、性質の異なる層の積層体と
なり、より広い範囲の要望に応えることができ。By switching over time, it becomes a laminate of layers with different properties, which can meet a wider range of needs.
以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係るカー
ボン膜の製造方法についてさらに説明する。Hereinafter, a method for manufacturing a carbon film according to an embodiment of the present invention will be further described with reference to the drawings.
１上１
ストレスが５×ｌＯダイン／Ｃ■２であるカーボン膜を
製造する場合について述べる。1 on 1 The case of manufacturing a carbon film with a stress of 5×lO dyne/C×2 will be described.
第１図参照
対向電極２を有する真空容器１中に、その上にカーボン
膜が形成される物体３を置き、真空容器１の内圧を１Ｏ
−３Ｔｏｒｒにした後、エタンを供給して内圧を ０．
１ＮＩ Ｔｏｒｒに制御し、 ｔｏ 〜５００ Ｋ Ｈ
ｚの低周波電圧を印加する。Refer to FIG. 1. An object 3 on which a carbon film is to be formed is placed in a vacuum container 1 having a counter electrode 2, and the internal pressure of the vacuum container 1 is set to 1O.
After setting the pressure to -3 Torr, ethane was supplied to reduce the internal pressure to 0.
Controlled to 1NI Torr, to ~500KH
Apply a low frequency voltage of z.
この工程を５分間継続することにより、ストレスが５×
１０ ダイン／ａｍ２のカーボン膜が厚さ１ル腸に形成
される。By continuing this process for 5 minutes, the stress will be reduced by 5x.
A carbon film of 10 dynes/am2 is formed to a thickness of 1 l.
１又１
表面は硬いが靭性に富んでいる複合カーボン膜を製造す
る場合について述べる。1 or 1 The case of manufacturing a composite carbon film having a hard surface but high toughness will be described.
第２図参照
第１例の場合と同様の装置を使用し、当初メタンを使用
して１分間堆積し、つＣいてブタンを使用して１分間堆
積し、再びメタンを使用して１分間堆積する。Refer to Figure 2 Using the same equipment as in the first example, first depositing with methane for 1 minute, then depositing with butane for 1 minute, then depositing again with methane for 1 minute. do.
この工程により、表面は硬度が高くストレスが大きい層
５が形成され、内部には軟質でストレスも少ない層６が
形成されてなる積層体よりなる複合カーボン膜が製造さ
れる。Through this step, a composite carbon film is manufactured, which is a laminate in which a layer 5 with high hardness and high stress is formed on the surface, and a layer 6 that is soft and low stress is formed inside.
以上説明せるとおり、本発明に係るカーボン膜の製造方
法は、鎖状炭化水素中で低周波放電をなして鎖状炭化水
素をプラズマに転換し、このプラズマ中に置かれた固体
上にカーボンを堆積してカーボン膜を製造するにあたり
、鎖状炭化水素の炭素数を、形成されるカーボン膜に求
められるストレスの程度に応じて選択し、または、鎖状
炭化水素は少なくとも２種類使用し、この２種類の鎖状
炭化水素を経時的に切り替えることにより、所望の大き
さのストレスを宥するカーボン膜を製造することとされ
ているので、製造されるカーボン膜中に発生するストレ
スを制御し、所望の大きさのストレスを有するカーボン
膜を製造することができる。As explained above, the method for manufacturing a carbon film according to the present invention converts the chain hydrocarbon into plasma by generating a low frequency discharge in the chain hydrocarbon, and then deposits carbon onto a solid placed in the plasma. When producing a carbon film by depositing, the number of carbon atoms in chain hydrocarbons is selected depending on the degree of stress required for the carbon film to be formed, or at least two types of chain hydrocarbons are used, and It is said that by switching between two types of chain hydrocarbons over time, a carbon film that can relieve stress of a desired magnitude can be produced, so the stress generated in the produced carbon film can be controlled, A carbon film having a desired amount of stress can be manufactured.
第１図は、本発明の実施に使用されるプラズマＣＶＤ装
置の構造図である。
第２図は、本発明の一実施例を実施して製造される複合
カーボン膜の断面図である。
第３図は、本発明の作用の基礎となる性質を示すグラフ
である。
フ０ラス“マＣＶＤ系ｌ
ｌｌ１ｍ
ａ／＠−カー小−ン恢
ｌｌ２ｖ！ＪFIG. 1 is a structural diagram of a plasma CVD apparatus used for implementing the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a composite carbon membrane manufactured by carrying out an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the properties underlying the operation of the present invention. F0las "ma CVD system l ll1m a/@-car small type ll2v!J
Claims (1)
化水素をプラズマに転換し、前記鎖状炭化水素のプラズ
マ中に置かれた固体上にカーボンを堆積してなすカーボ
ン膜の製造方法において、前記鎖状炭化水素の炭素数は
、形成されるカーボン膜に求められるストレスの程度に
応答して選択することを特徴とするカーボン膜の製造方
法。 ［２］鎖状炭化水素中で低周波放電をなして前記鎖状炭
化水素をプラズマに転換し、前記鎖状炭化水素のプラズ
マ中に置かれた固体上にカーボンを堆積してなすカーボ
ン膜の製造方法において、前記鎖状炭化水素は少なくと
も２種類使用し、該２種類の鎖状炭化水素を経時的に切
り替えることを特徴とするカーボン膜の製造方法。 ［３］基板温度を制御しながらなすことを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載のカーボン膜の製
造方法。[Claims] [1] A low-frequency discharge is generated in the chain hydrocarbon to convert the chain hydrocarbon into plasma, and carbon is deposited on a solid placed in the chain hydrocarbon plasma. A method for producing a carbon film, characterized in that the number of carbon atoms in the chain hydrocarbon is selected in response to the degree of stress required for the carbon film to be formed. [2] A carbon film formed by generating a low-frequency discharge in a chain hydrocarbon to convert the chain hydrocarbon into plasma, and depositing carbon on a solid placed in the chain hydrocarbon plasma. A method for producing a carbon film, characterized in that at least two types of chain hydrocarbons are used, and the two types of chain hydrocarbons are switched over time. [3] The method for manufacturing a carbon film according to claim 1 or 2, which is carried out while controlling the substrate temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270103A JPS63123802A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Production of carbon film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270103A JPS63123802A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Production of carbon film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123802A true JPS63123802A (en) | 1988-05-27 |
Family
ID=17481575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61270103A Pending JPS63123802A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Production of carbon film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123802A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455081A (en) * | 1990-09-25 | 1995-10-03 | Nippon Steel Corporation | Process for coating diamond-like carbon film and coated thin strip |
| JP2010092563A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Hoya Corp | Method for manufacturing magnetic disk, and magnetic disk |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP61270103A patent/JPS63123802A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455081A (en) * | 1990-09-25 | 1995-10-03 | Nippon Steel Corporation | Process for coating diamond-like carbon film and coated thin strip |
| JP2010092563A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Hoya Corp | Method for manufacturing magnetic disk, and magnetic disk |
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