TW200303945A - Substrate for diamond film and diamond film - Google Patents
Substrate for diamond film and diamond film Download PDFInfo
- Publication number
- TW200303945A TW200303945A TW092104754A TW92104754A TW200303945A TW 200303945 A TW200303945 A TW 200303945A TW 092104754 A TW092104754 A TW 092104754A TW 92104754 A TW92104754 A TW 92104754A TW 200303945 A TW200303945 A TW 200303945A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- diamond
- substrate
- film
- gas
- particles
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 143
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 96
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 81
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 21
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 9
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004050 hot filament vapor deposition Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 1
- 235000003385 Diospyros ebenum Nutrition 0.000 description 1
- 241000792913 Ebenaceae Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001674048 Phthiraptera Species 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0254—Physical treatment to alter the texture of the surface, e.g. scratching or polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
200303945 五、發明說明(1) 一、 【發明所屬技術領域】 本發明係關於一種氣相合成鑽石製膜用基材以及鑽石 膜。 二、 【先前技術】 ^近年來有關利用鑽石具有之特性,於基材上形成鑽石 ,,方法文到廣泛之討論。例如製造半導體裝置時所用之 微影技術中之曝光用光罩材料、表面彈性波(SAW)裝置用 基板、研削研磨用工具等。 古处f石於揚氏係數(Y〇Ung,s modulus)、抗蝕刻性、抗 =二里射線照射性等方面很優異,其於可形成1 〇 以下 樣(PatternkM線微影、電子微影卫程中被當 罩/專膜(Mask Membrane)之利用相當受到矚目。 鑽石膜之製造方法中較為人知的有氣 =(=)放電、DC輝光⑹ow)放電、燃燒火焰、高頻Q (.·)、谜波(Mlcro Wave)、熱絲. 伽法及熱絲則法由於可形成大^ 、,口日日)生仏之膜,因此廣為一般所用。 、 鑽石膜,由於幾乎無法產生鑽石# 製作 而有於製膜前先於基板上進行以 鑽石膜很難成長’因 核之產生機率之提案 丁下處理(前置處理)以提高 =案有以下兩種方式被當作前里 (Scratch)法:以鑽石粒子或含有鑽石粒子之膠材研磨1 基 200303945 五、發明說明(2) 材表面之以往之捧法丨丨、 私你亡應^2 η 法,(2 )超音波擦刮法:將基材浸入 散佈有鑽石粒子之而納 、士说本丨4丨m 明、乙醇等當中’再進行處理之超音 波擦刮法。利用上诚換u丄、 W广々甘A λ 7 疋仏刮方式之前置處理所於表面形成之 刮痕或某些粒子對形士、μ 獻。 〜成鑽石過程中之鑽石核之產生有貢 另夕卜,以下方沬+、ι ,,,,,^ ^亦破提案··( 1)製膜前或製膜中對基 材鈿加偏流(Β 1 a s )畲厭 LP, _ _ (2 )於石夕基板表面形成^ ’彳鑽石核之形成機率之方法; 容易形成之方法。成杈化硬層,使鑽石成長時鑽石核較 實用性上較受_ R k p 上有採用。 鸯目的疋擦刮法,有許多製造業者實際 用上述t Ϊ ί方法所進行之前置處理有其一定效果,但利 鑽石膜成長之嘗試;!置f理後之鑽石製膜用基材上進行使 導致膜夕rV、e 守 有可能發生鑽石核之產生密度低’ V致Μ之成長較困難之情形。 -地、^ ί,業界有在3英忖直徑以上之大面積基材上均 作者遂發::J ΐ 鑽:核之要求,有鑑於&,本發明 柄為級動層可置處理法(特開平9 - 2 6 0 2 5 1 )之 巧七細私 方法’亦即將基材加入流動層内進行處理, 七辦夕& 又一南於鑽石粒子開始流動速度之氣體(Gas) 流體〇影響而產生流動。 生膜厚之要求係1〇 以下之極薄膜厚,但能確實 巧膜之鑽石製膜用基材表面之狀態,亦即附著於基 ^ 之鑽石粒子之粒徑、鑽石粒子之附著密度、鑽石粒 五、發明說明(3) 子附著層之厚度等等尚不明確。 這幾年對X射、線或電子微影 即使於1 0 // m以下之搞續々Μ 才用光罩材科所要求之 之鑽石製膜用Α枯/ / 、石之膜厚下亦可獲得連續膜 要性。基材之表面狀態進行定量規定-事即有其必 三 發明内容 本發明蓉於上述問題, 膜用基材,而此基材二供:氣相合成鑽石製 α下之極舊夕m X產生饴度咼,即使於1 0 # m 鑽石之膜厚下亦可獲得鑽石之連續膜。 解決課題之方< 本發明係—氣相合成鑽石製膜用 材表面至少附著有直栌?nm以μ 1ΠΛ τ八特欲係.基 工厣,以醢、i u直位2nm以上、1〇0⑽以下粒徑之鑽石粒 子層以解決上述課題(申請專利範圍第丨項)。 5技二基Ξ上附著有直徑2nm以上、100nm以下粒徑之鑽 石拉子層,因而於氣相合成鑽石之製膜 成為鑽石核’能很輕易生成鑽石。 W者之鑽石 η * Π:於基材表面之該粒徑之鑽石粒子之存在密度 珉好在lx 10〜IX 1〇13個/cm2較佳(申請專利範圍第2項)。 將此粒杈之鑽石粒子以該密度附著於基材表面時,即 使是10…下之相當薄之膜厚’亦可利用氣相合成法確 五、發明說明(4) 實獲::結晶性之多結晶鑽石連續膜。 基材表面之該粒^ : : : 2:之粒徑之鑽石粒子將附著於 請專利範圍第3項),可使其m間之空隙進行填補(申 相合成製膜前所;Π::以高可:前,處理後、氣 另外,此發明可提高包含 之平坦性,因此製膜後可、〃在内之基材最表面 孔⑺n H〇le)等缺點較少石膜表面異狀突起或小 本發明中,附荖於其 、 2nm以上、i〇0nm以下日夺;獲得::=子層 < 厚度在 第4項)。 子之、、、°果(申請專利範圍 將基材加入因接受一高於 體之影響而產生流動之_動爲、粒子 '机動速度之氣體流 件,可獲得本發明;;行處理,並調整其條 相合成鑽石製膜用基材(申过直大粒徑鑽石粒子層之氣 X射線或電子…圍第5項)。 最好是使用於半導體製程上較:板之使用方面,基材 上形成氮化矽膜之基板較佳f |之矽基板、或於矽基板 ~將利用本發明之氣相合(成申^石專制利範圍第6項)。 獲得之鑽石膜(申請專利範圍 衣膜用基材進行製膜所 工程用光罩使用時,即使I彳π項)當作X射線或電子微影 更疋10“瓜以下之鑽石薄膜,亦可 200303945 五、發明說明(5) - 獲得高結晶性、高均一性之連續膜,因此可以高效率 (Throughput)轉印高精密度之圖樣(Pattern)。 四、【實施方式】 以下針對本發明之實施型態進行說明,但本發明不询 限於以下實施型態。首先,本發明係在思考以下原理之^ 況下所完成:針對鑽石核形成密度高,即使於丨〇 β m以下月 之鑽石薄膜亦可獲得高結晶性、一定膜厚之鑽石連續膜 鑽石製膜用基材之表面狀態進行定量之規定時,可更確$ 獲得咼結晶性、膜厚一定之鑽石連續膜。 錢 本發明規定氣相合成鑽石製膜用基材之表面附著有直 徑至少在2 n m以上、1 〇 〇 n m以下粒徑之鑽石粒子層,藉由烏 材上附著直徑2nm以上、1 〇 〇 nm以下粒徑之鑽石粒子,於: 相合成鑽石製膜中,所附著之大粒徑鑽石會成為鑽石氣 能夠輕易形成鑽石。 x ’ 附著於基材表面之直徑2 nm以上、1 0 0 nm以下粒徑之 石粒子密度最好為1 X 108〜1 X 1013個/cm2。而直徑2nm以 上、1 0 0 nm以下粒徑之鑽石粒子以此密度附著於基材表面 時’即使是1 〇 # m以#下之薄膜,亦可利用氣相合成法獲得 高結晶性之多結晶鑽石之連續膜。另外,若附著於基材卞表 面之鑽石粒子之粒徑僅有直徑不超過2nm之粒子時,即使 利用氣相合成法製膜,亦無法獲得連續膜,且基材之底層 外露’基材外圍部分僅有些許鑽石澱積(Deposit ion),僅 能獲得小島狀之堆積。另外,附著於基材表面之鑽石粒子
200303945 五、發明說明(6) 粒徑之直徑大於1〇〇1^時,所產生之錢石膜之厚度會不均 :,無法獲得目標值之Η㈣以下膜厚之均勾之鐵石連續 膜。 本發明中最好是將附著於基材表面之直徑-以上、 粒徑之鑽石粒子間之空隙以直徑小於2nm之粒徑 之鑽:粒子進行填補’如此可使其與直徑—以上、 二:::之:石粒子之基材間之附著(密著)性提高,即使 * : J處理後、氣相合成製膜前進行基材洗淨,亦可防止 以上、i 00nm以下粒徑之鑽石粒子從基材表面脫 :之七形’並提高包含所附著之粒子在 膜後可獲得一鑽石膜表面之異狀突起或小 之非1二ill 點較少之鑽石膜,這在針對以下 之非$ 4之鑽石膜進行合成時相當重要。 —在/m控小於2nm之粒徑之鑽石粒子填補直徑大於 、小於10 〇nm之粒徑之各鑽石粒子間之空 且鑽石粒子層之厚度為2nm以上、100nm以 二g = 合成特別薄之鑽石膜時有車交佳之效果。 於均勾地 膜用ίΓΓ=對進行過前置處理之氣相合成鑽石製 膜用基材以下列方式分析其表面狀態:穿透式 鏡(ΤΜ)、知描式電子顯微鏡(SEM)、原子間力顯微鏡 ⑽)、:射線繞射(_等。其次,針對以氣相/成鏡 订鑽石製膜所獲得之鑽石膜,則以拉曼(Raman)光选、 XRD、SEM、橢圓測厚儀(EUip_eter)等儀器〜 膜之特性。纟發明針對氣相合成鑽石t膜用*d表
第10頁 200303945 五、發明說明(7) 面狀態,其規定基準係以上述分析結果為基礎,針對製膜 刖之鑽石製膜用基材、與製膜後之鑽石膜間之關係仔細檢 讨後所做之規定。 基材之材質方面’當用途係做為χ射線或電子微影工 程用之光罩基板時,使用半導體製程上較有利之基材,例 如矽基板、或於矽基板上形成氮化矽之基板較佳。 、對基材實施之前置處理方面可使用流動層前置處理 法’將基材加入因接受一高於鑽石粒子開始流動速度之氣 體級體之衫響而產生流動之流動層内進行處理。(參照特 開平 9 - 2 6 0 2 5 1 ) 如 置20進 容器21 ,並於 製鐵絲 粒子2 5 面接觸 鑽石製 未達氣 層;另 遭受破 開始流 此 最好是 圖2所不,上述方法可利用鑽石粒子流動化處理裝 行處理,該流動化處理裝置2〇之構造係:於處理層 内配置利用固定治具2 2所固定之不銹鋼製鐵絲網2 3 „3上方配置基材24,然後由下方透過不銹鋼 =23 =入虱氣等惰性載氣(Carrier以幻’使鑽石 讀:動、,’其次使流動中之鑽石粒子25與基材24表 ’讓鑽石粒子附著於其# q+ 膜用基材。另外,若面’以獲得氣相合成 體開始流動蓮度之5/時二?動化氣體之速度 七二丄現 D彳口捋,無法獲得充分之流動化 石r該設定超過100倍時,流動化層有可能 :ϊ二之流動化氣體之速度最好設定在氣體 ,之5倍以上、並以100倍為上限較佳。 層前置處理所使用之鑽石粒子之粒 在10〜5,將粒子徑長控制在上述H圍時,可
第11頁 200303945 五、發明說明(8) 將目標之2nm以上、1 00nm以下之粒徑之鑽石粒子附著於基 材表面。另外’附著於基材表面之2ηιη以上、ι〇〇ηιη以下之 粒徑之鑽石粒子之岔度為1 X 1 Q8〜1 X 1 〇13個/ c ,並以直徑 小於2 n m之粒從之鑽石粒子將2 n m以上、1 〇 〇 n m以下之粒徑 之各鑽石粒子間之空隙進行填補。 於前置處理後之氣相合成鑽石製膜用基材上形成鑽石 膜之製造係以氣相合成法實施,氣相合成法有下列不同方 法:DC電弧放電、DC輝光放電、燃燒火焰、高頻(R. F.)、 微波、熱絲極等方法。上述方法中,微波CVD法及熱絲極 CVD法可於鑽石製膜用基材上形成大面積、且結晶性好之 膜’是較佳之方法。 製膜ί m之具有大粒徑鑽石粒子層之氣相合成鑽石 腔阱土 ,以上述微波CVO法及熱絲極CVD法進行製 r : :T 膜即使是10㈣以下之鑽石薄冑,亦可獲 句之連續膜。若當成x射線或電子微影 衣'用先罩使用時,則可以高精卜高效率地進行轉印。 砂其,1所…發明之鑽石製膜用基材之構成:於 2=上之形身成氮切膜12,再於其上形成二 成鑽石層13 ’然後於此鑽石粒子層13上形 實施例 以下以實施例及比較 本發明不侷限這些内容。 例針對本發明 進行具體說明,但
第12頁 200303945
(實施例之l) 基材使用的是於直徑4英吋、厚度625 矽晶圓(結晶方位(1 〇 〇 ))之兩面以減壓氣相合=面研磨 之0.5 "m之氮化矽膜,並以基材之鑽石製膜 斤形成 設定進行流動層前置處理,處理槽係内徑八1面^朝下之 之氯乙烯管。 二A为、高1公尺 鑽石粒子方面,是將粒子徑長為4 〇 〇 入70 0公克容器内,透過分散板讓被當作氣體产鑽石之粒〃
從下方往上垂直流動。將基材以處理面與流動^ 鼠% 直的方式固定於鑽石粒子之流動層之中史 ;; ~ 時。 六附近,處理3小 為氣體開始流動速 子層之粒徑會在 此時’鑽石粒子之流動化氣體速度 度之3 0倍’因此形成於基材上之鑽石粒 2nm以上、80nm以下。
利用TEM、SEM、AFM等針對所獲得之鑽石製膜用基材 表面進行觀察之結果’直徑2 n m以上、8 〇 n m以下之粒徑之 鑽石粒子之密度為3 X 1 011個/cm2,並呈現以直徑小於之 粒徑之鑽石粒子將上述粒徑之鑽石粒子間進行填補之構 造,鑽石之附著層之厚度在7 nm〜85nm之範圍内。 洗淨基材後,於該鑽石製膜用基材表面以微波氣相合 成法進行鑽石之製膜。首先將前置處理完畢之基板放置至 爐内’利用旋轉幫浦(R 〇 t a r y P u m p )以1 0 —3毫米果柱 (Torr)之基礎壓力(Base Pressure)進行排氣後,再將原 料氣體之氫與曱烧(Methane)分別以997cc/min、3cc/min
第13頁 200303945
之,量,行導,。丨次調節通往排氣系統之活門(Valve) 之辭口私度’待爐内成為3 〇毫米汞柱後,施加電力3 kW之 微波(2. 4 5GH:) ’然後貫則〇小時之製膜。最後所獲得之 鑽石膜為連續膜,從基板邊緣起1〇咖、3〇臟、5〇醒之位置 之膜厚分別是0· 9 Am、1· 〇 、丨· 2 ,相對於平均膜厚 之1. 0 // m,其均一性為土 i 4 % 。 (比較例之1) 將與實施例相同之形成有氮化矽膜之矽晶圓基板當作 基材’並以先前方式之擦刮法進行前置處理。亦即,將基 板表面以直徑5 //m之鑽石粒子之膠材(Paste)研磨基板表 面3 0分鐘,最後將以純水洗淨過之物質當作基材。 以TEM、SEM、AFM等觀察鑽石製膜用基材表面之結 果,並未產生直徑2nm以上、1 〇〇nm以下之大粒徑之鑽石粒 子’僅存在直徑小於2nm之粒徑之鑽石粒子,而鑽石之附 著層之厚度在2nm〜33nm之範圍内。 之後利用與實施例相同之同一條件進行鑽石製膜,但 無法獲得連續膜,底層之氮化矽膜呈外露之狀態,僅基材 之外圍部分有些微之鑽石殿積。 另外,本發明並不侷限於以上實施型態,以上實施型 態係舉例說明,只要是與本發明申請專利範圍中所記載之 技術觀念在實質上係相同構成、能達到相同作用效果之方 法’不論是何種型態均包含在本發明之技術範圍内。 例如,本發明之鑽石製膜用基材及鑽石膜之用途不侷
第14頁 200303945 五、發明說明(π) 限在上述X射線或電子微影工程用光罩材料。 發明之效果 鑽石製膜用基材係其表面附著有一直徑2 n m以上、 1 OOnm以下之粒徑之鑽石粒子,其鑽石核發生密度高,即 使是小於1 0 // m之極薄之膜厚,亦可獲得鑽石之連續膜。
再者,將針對本發明之氣相合成鑽石製膜用基材實施 製膜後所獲得之鑽石膜,做為X射線或電子微影工程用光 罩用途時,即使於1 0 # m以下之鑽石薄膜,亦可獲得高結 晶性、高均勻性之連續膜,可以高精度、高效率進行轉 印〇
第15頁 200303945 圖式簡單說明 五、【圖示之簡單說明】 【圖1】本發明之鑽石製膜用基材之模式圖。 【圖2】鑽石粒子流動化處理裝置之概略圖。 元件符號說明: 11 碎基板 12 氮化矽膜 13 鑽石粒子層
14 鑽石膜 20 鑽石粒子流動化處理裝置 21 處理層容器 22 固定治具 23 不銹鋼鐵絲網 24 基材 25 鑽石粒子
第16頁
Claims (1)
- 200303945 六、申請專利範圍 【申請專利範圍】 1 · 一種氣相合成鑽石製膜用基材,其特徵係··至少於 基材表面附著有直徑2nm以上、1〇〇nm以下粒徑之鑽石粒子 層。 #,2甘t申請專利範圍第1項之氣相合成鑽石製膜用基 $ & ] •附著於基材表面之該粒徑之鑽石粒子之存在穷 度為1 X 1〇Μ X 1〇13個/cm2。 子在山 用二如:ϊ專利範圍第1項或第2項之氣相合成鑽石製膜 著s Α 2 •利用直徑不到2nm之粒徑之鑽石粒子將附、 ;於基材表面之前述粒徑大小之鑽石粒子間之空隙予以填 用η;專利範圍第1項或第2項之氣相合成鑽石製膜 用基材,其中:附著於該基材表面之鑽联 2·以上、1〇〇nm以下。 鑽石粒子層之厚度為 5·如^專利範圍第i項或第2項之氣相合成鑽石製膜 用基材,/、中·為使鑽石粒子附著於基材表面,节人 成鑽石製膜用基材係於鑽石粒子之流動 =孔相B 立丄 卞&机勡層内進行處理後所 產生。 6. U專利範圍第1項或第2項之氣相合 用基材,其中:供該鑽石粒子層附著的基材,係 =Μ 板、或於矽基板上形成有氮化矽膜之基板。 、荀夕基 7, 種鑽石m ’其係利用申請專利範 中任一項之氣相合成鑽石製膜用基材而合成者。、弟6項$ 17頁
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002064706A JP2003261399A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200303945A true TW200303945A (en) | 2003-09-16 |
Family
ID=27764456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW092104754A TW200303945A (en) | 2002-03-11 | 2003-03-05 | Substrate for diamond film and diamond film |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20030170458A1 (zh) |
EP (1) | EP1344841A1 (zh) |
JP (1) | JP2003261399A (zh) |
KR (1) | KR20030074183A (zh) |
TW (1) | TW200303945A (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4641817B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2011-03-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体装置用積層基板の製造方法及び半導体装置 |
US7989261B2 (en) * | 2008-12-22 | 2011-08-02 | Raytheon Company | Fabricating a gallium nitride device with a diamond layer |
US7888171B2 (en) * | 2008-12-22 | 2011-02-15 | Raytheon Company | Fabricating a gallium nitride layer with diamond layers |
US7892881B2 (en) * | 2009-02-23 | 2011-02-22 | Raytheon Company | Fabricating a device with a diamond layer |
KR102471159B1 (ko) | 2015-10-12 | 2022-11-25 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
US10128107B1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-11-13 | Rfhic Corporation | Wafers having III-Nitride and diamond layers |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5082359A (en) * | 1989-11-28 | 1992-01-21 | Epion Corporation | Diamond films and method of growing diamond films on nondiamond substrates |
RU2051092C1 (ru) * | 1991-12-25 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Алмазсодержащее вещество и способ его получения |
US5783335A (en) * | 1992-04-07 | 1998-07-21 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Fluidized bed deposition of diamond |
RU2041165C1 (ru) * | 1993-02-12 | 1995-08-09 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Алмазоуглеродное вещество и способ его получения |
US5474808A (en) * | 1994-01-07 | 1995-12-12 | Michigan State University | Method of seeding diamond |
JP3459152B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2003-10-20 | 信越化学工業株式会社 | 基板前処理方法およびこれを用いた多結晶ダイヤモンドメンブレンの製造方法 |
EP0844319A4 (en) * | 1996-06-12 | 2001-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | DIAMOND FILM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US6544599B1 (en) * | 1996-07-31 | 2003-04-08 | Univ Arkansas | Process and apparatus for applying charged particles to a substrate, process for forming a layer on a substrate, products made therefrom |
DE19846479A1 (de) * | 1997-10-09 | 1999-04-15 | Mitsubishi Materials Corp | Diamant-Impfpulver mit ausgezeichneter Adhäsion an eine Oberfläche zur Bildung eines Films aus synthetischem Diamant und Dispersion davon |
JP3317959B2 (ja) * | 1999-11-10 | 2002-08-26 | 信越化学工業株式会社 | リソグラフィ用マスクメンブレンの製造方法 |
US6509124B1 (en) * | 1999-11-10 | 2003-01-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of producing diamond film for lithography |
KR100746869B1 (ko) * | 1999-12-24 | 2007-08-07 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 다이아몬드 막의 제조방법 |
-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002064706A patent/JP2003261399A/ja active Pending
-
2003
- 2003-03-04 KR KR10-2003-0013277A patent/KR20030074183A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-03-05 TW TW092104754A patent/TW200303945A/zh unknown
- 2003-03-10 EP EP03251429A patent/EP1344841A1/en not_active Withdrawn
- 2003-03-11 US US10/385,986 patent/US20030170458A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-06-30 US US11/172,725 patent/US20050277224A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050277224A1 (en) | 2005-12-15 |
KR20030074183A (ko) | 2003-09-19 |
US20030170458A1 (en) | 2003-09-11 |
EP1344841A1 (en) | 2003-09-17 |
JP2003261399A (ja) | 2003-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shi et al. | Monolayer MoS2 growth on Au foils and on‐site domain boundary imaging | |
JP4581998B2 (ja) | ダイヤモンド被覆電極及びその製造方法 | |
KR101331566B1 (ko) | 나노결정다이아몬드 박막 및 그 제조방법 | |
Buijnsters et al. | Substrate pre-treatment by ultrasonication with diamond powder mixtures for nucleation enhancement in diamond film growth | |
Liu et al. | Morphology and structure of Ti-doped diamond films prepared by microwave plasma chemical vapor deposition | |
CN109722641A (zh) | 金刚石/石墨烯复合导热膜及其制备方法和散热系统 | |
CN207775345U (zh) | 金刚石/石墨烯复合导热膜和散热系统 | |
US20050042161A1 (en) | Method to grow carbon thin films consisting entirely of diamond grains 3-5 nm in size and high-energy grain boundaries | |
TW200303945A (en) | Substrate for diamond film and diamond film | |
JPS62138395A (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
Anger et al. | Chemical and morphological modifications of silicon wafers treated by ultrasonic impacts of powders: consequences on diamond nucleation | |
CN113445024A (zh) | 一种金刚石涂层的制备方法、金刚石涂层及刀具 | |
US5759623A (en) | Method for producing a high adhesion thin film of diamond on a Fe-based substrate | |
Wang et al. | CVD diamond nucleation enhanced by ultrasonic pretreatment using diamond and mixture of diamond and TaC powders | |
Varshney et al. | Spontaneously detaching self-standing diamond films | |
JP2002338387A (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法及びダイヤモンド膜 | |
JP3176086B2 (ja) | ダイヤモンド結晶及びダイヤモンド形成用基体 | |
JP3185289B2 (ja) | ダイヤモンドの成膜方法 | |
JPS61201698A (ja) | ダイヤモンド膜およびその製造法 | |
Liao et al. | Study of diamond film growth mechanism on porous silicon during hot-filament chemical vapor deposition | |
JP3728466B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンド膜の製造方法 | |
JPH0656585A (ja) | ダイヤモンド膜の被覆方法 | |
JPS60231498A (ja) | ダイヤモンド低圧合成法 | |
Wang et al. | Interface study of diamond films grown on (100) silicon | |
Shen et al. | Enhanced diamond nucleation on pretreated silicon substrates |