KR950003473A - 경질 탄소 피막 기판 및 그 형성 방법 및 장치 - Google Patents

경질 탄소 피막 기판 및 그 형성 방법 및 장치 Download PDF

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KR950003473A KR1019940016062A KR19940016062A KR950003473A KR 950003473 A KR950003473 A KR 950003473A KR 1019940016062 A KR1019940016062 A KR 1019940016062A KR 19940016062 A KR19940016062 A KR 19940016062A KR 950003473 A KR950003473 A KR 950003473A
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Abstract

Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 Ru, Si, Ge 또는 탄소를 주 성분으로 하는 중간층과, 상기 중간층 위에 형성되는 경질 탄소 피막을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.

Description

경질 탄소 피막 기판 및 그 형성 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 제5국면에 따른 한 실시예의 경질 탄소 피막 형성 장치를 도시하는 개략 단면도, 제2도는 제1도에 도시하는 실시예에서의 반응 가스 도입관의 선단 부분 근방을 도시하는 평면도.

Claims (42)

  1. Ni 또는 Al을 주성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판, 상기 기판 위에 형성되는 Ru를 주 성분으로 하는 중간층 및 상기 중간층 위에 형성되는 경질 탄소 피막을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간층이, 조성 비율이 막 두께 방향으로 경사진 구조를 갖고 있는 Ru와 탄소, 질소 및 산소 중 적어도 1종류의 원소와의 혼합층인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  3. 진공 챔버 내에 배치된 기판을 향하여 불활성 가스의 이온을 방사함과 동시에, 증발원으로부터 중간층을 구성하는 재료 원자를 기판을 향하여 방사함으로써 기판 위에 중간층을 형성하는 공정 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 상기 중간층을 향하여 방사함으로써 상기 중간층 위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판의 형성 방법.
  4. 공급량이 점차 증가하도록 탄소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 진공 챔버 내에 배치된 기판을 향하여 방사함과 동시에, 상기 기판을 향하여 불활성 가스의 이온을 방사함과 동시에 증발 속도가 점차 저감하도록 기판을 향하여 증발원으로부터 중간층을 구성하는 재료 원자를 방사함으로써 기판 위에 상기 재료 원자와 탄소의 혼합층으로 이루어지는 중간층을 형성하는 공정 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 상기 중간층을 향하여 방사함으로써 상기 중간층 위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판의 형성 방법.
  5. Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판, 상기 기판 위에 형성되는 Si를 주 성분으로 하는 중간층 및 상기 중간층 위에 형성되는 경질 탄소 피막을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간층이, 조성 비율이 막 두께 방향으로 경사진 구조를 갖고 있는 Si와 탄소, 질소 및 산소 중 적어도 1종류의 원소와의 혼합층인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  7. 제5항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~8000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  8. 제5항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~4000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  9. Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판, 상기 기판 위에 형성되는 Ge를 주 성분으로 하는 중간층 및 상기 중간층 위에 형성되는 경질 탄소 피막을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중간층이, 조성 비율이 막 두께 방향으로 경사진 구조를 갖고 있는 Ge와 탄소, 질소 및 산소 중 적어도 1종류의 원소와의 혼합층인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  11. 제9항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~8000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  12. 제9항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~4000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  13. 불활성 가스의 이온 조사에 의해 중간층을 구성하는 재료 원자를 스퍼터링함으로써, 진공 챔버 내에 배치된 기판 위에 중간층을 형성하는 공정 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 상기 중간층을 향하여 방사함으로써 상기 중간층 위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판의 형성 방법.
  14. 공급량이 점차 증가하도록 탄소, 질소 또는 산소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 진공 챔버 내에 배치된 기판을 향하여 방사함과 동시에, 불활성 가스의 이온 조사량을 점차 저감시키면서 이온 조사하여 중간층을 구성하는 재료 원자를 스퍼터링함으로써 기판 위에 상기 재료 원자와 탄소, 질소 또는 산소의 혼합층으로 이루어지는 중간층을 형성하는 공정 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 상기 중간층을 향하여 방사함으로써 상기 중간층 위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판의 형성 방법.
  15. Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판, 상기 기판 위에 형성되는 탄소를 주 성분으로 하는 중간층 및 상기 중간층 위에 형성되는 경질 탄소 피막을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  16. 제15항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~8000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  17. 제15항에 있어서, 상기 중간층의 막 두께가 50~4000Å인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판.
  18. 기판 위에 경질 탄소 피막을 형성하는 방법에 있어서, 전자 사이크론트론 공명에 의해 불활성 가스의 플라즈마를 발생하는 공정, 상기 기판에 발생하는 자기 바이어스가 -20V 이하로 되도록 고주파 전압을 기판에 인가하는 공정 및 상기 기판의 상부에 설치된 실딩 커버의 개구부를 통해 상기 기판에 상기 불활성 가스의 플라즈마를 방사함과 동시에, 플라즈마 속에 탄소 가스를 포함하는 반응 가스를 공급하여 상기 기판위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막의 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 불활성 가스가 Ar인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막의 형성 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 탄소를 포함하는 반응 가스가 CH4가스인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막의 형성 방법.
  21. 제18항에 있어서, 불활성 가스의 공급 분압 및 탄소를 포함하는 반응 가스의 공급 분압이 1.0×10-4Torr 이상 20.0×10-4Torr 이하인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막의 형성 방법.
  22. 기판 위에 경질 탄소 피막을 형성하기 위한 장치에 있어서, 진공 챔버, 상기 진공 챔버 내에 회전자재로 설치되는 기판 홀더, 상기 기판 홀더의 주변 면을 둘러싸도록 설치되어 그 일부에 개구부를 갖고 있는 실딩 커버, 상기 진공 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마를 상기 개구부를 통해 상기 기판을 향하여 방사하는 플라즈마 발생 수단, 상기 플라즈마 발생 수단으로부터의 플라즈마 속에 탄소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 도입 수단 및 상기 기판에 발생하는 자기 바이어스가 부로 되도록 고주파 전압을 상기 기판 홀더에 인가하는 고주파 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 플라즈마 발생 수단이 전자 사이크로트론 공명 플라즈마 CVD 장치인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 실딩 커버가 상기 기판 홀더의 주변 면으로부터 기체 분자의 평균 자유 행로 이하의 거리를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 실딩 커버가 상기 기판 홀더의 주변 면으로부터 기체 분자의 평균 자유 행로의 1/10 이하의 거리를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  26. 제22항에 있어서, 상기 실딩 커버가 소정 전위로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  27. 제22항에 있어서, 상기 실딩 커버가 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  28. 제22항에 있어서, 상기 중간층을 구성하는 재료 원자가 Si, Ru, 탄소, Ge 또는 이들의 원소와 탄소, 질소 및 산소 중 적어도 1종류의 원소와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 기판이 Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스텐인레스 강으로 이루어지는 기판인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  30. 제22항에 있어서, 상기 기판에 발생하는 자기 바이어스가 -20V인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  31. 기판 위에 중간층을 형성하고, 상기 중간층 위에 경질 탄소 피막을 형성하기 위한 장치에 있어서, 진공 챔버, 상기 진공 챔버 내에 회전자재로 설치되는 기판 홀더, 상기 기판 홀더의 주변 면을 둘러싸도록 설치되어 그 일부에 제1 및 제2개구부를 갖고 있는 실딩 커버, 상기 진공 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 상기 플라즈마를 상기 제1개구부를 통해 상기 기판을 향하여 방사하는 플라즈마 발생 수단, 상기 플라즈마 발생 수단으로부터의 플라즈마 속에 탄소를 포함하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 도입 수단, 상기 기판에 발생하는 자기 바이어스가 부로 되도록 고주파 전압을 상기 기판 홀더에 인가하는 고주파 전원 및 상기 진공 챔버 내에 설치되어 상기 제2개구부를 통해 상기 기판을 향하여 상기 중간층을 구성하는 재료 원자를 방사하는 중간층 형성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 중간층 형성 수단이 상기 진공 챔버 내에 설치되어 상기 제2개구부를 통해 상기 기판을 향하여 상기 중간층을 구성하는 재료 원자를 방사하는 증발원 및 상기 증발원으로부터의 재료 원자의 방사와 동시에, 상기 제2개구부를 통해 상기 기판을 향하여 불활성 가스의 이온을 방사하는 이온건을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 중간층 형성 수단이 상기 진공 챔버 내에 설치되어 상기 중간층을 구성하는 재료 원자를 상기 제2개구부를 통해 상기 기판을 향하여 스퍼터하기 위한 상기 재료 원자로 이루어지는 타겟 및 상기 타겟을 스퍼터하기 위해 상기 타겟을 향해 불활성 가스의 이온을 방사하는 이온 건을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  34. 제31항에 있어서, 상기 플라즈마 발생 수단이 전자 사이크로트론 공명 플라즈마 CVD 장치인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  35. 제31항에 있어서, 상기 실딩 커버가 상기 기판 홀더의 주변 면으로부터 기체 분자의 평균 자유 행로 이하의 거리를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  36. 제31항에 있어서, 상기 실딩 커버가 상기 기판 홀더의 주변 면으로부터 기체 분자의 평균 자유 행로의 1/10 이하의 거리를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  37. 제31항에 있어서, 상기 실딩 커버가 소정 전위로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  38. 제31항에 있어서, 상기 실딩 커버가 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  39. 제31항에 있어서, 상기 중간층을 구성하는 재료 원자가 Si, Ru, 탄소, Ge 또는 이들의 원소와 탄소, 질소 및 산소 중 적어도 1종류의 원소와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  40. 제31항에 있어서, 상기 기판이 Ni 또는 Al을 주 성분으로 하는 금속 또는 합금, 또는 스테인레스 강으로 이루어지는 기판인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  41. 제31항에 있어서, 상기 기판에 발생하는 자기 바이어스가 -20V인 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 형성 장치.
  42. 중간층을 구성하는 재료 원자를 포함하는 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 기판 위를 향하여 방사함으로써 기판 위에 중간층을 형성하는 공정 및 탄소를 포함하는 가스를 진공 챔버 내에 공급하여 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 상기 중간층을 향하여 방사함으로써 상기 중간층위에 경질 탄소 피막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 경질 탄소 피막 기판의 형성 방법.
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