JP2009242879A - Dlc成膜方法 - Google Patents
Dlc成膜方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009242879A JP2009242879A JP2008091401A JP2008091401A JP2009242879A JP 2009242879 A JP2009242879 A JP 2009242879A JP 2008091401 A JP2008091401 A JP 2008091401A JP 2008091401 A JP2008091401 A JP 2008091401A JP 2009242879 A JP2009242879 A JP 2009242879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- dlc film
- semiconductor switch
- volume
- forming method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】DLC成膜装置10は、グランドに接続され基板12を支持する支持電極14と、この支持電極14と対向する位置に設けられ混合ガスの噴射口である混合ガス噴射口16aを有する対向電極16と、この対向電極16の横に設けられバリアガスの噴射口であるバリアガス噴射口21aを有するガス噴射ヘッド21と、支持電極14と対向電極16とを包含するチャンバ20と、支持電極14と対向電極16との間に直流パルス電圧を印加するパルス供給源を有する直流パルス発生回路22とを備えている。DLC膜を生成するときには、混合ガス噴射口16aから混合ガスを噴射するとともに、バリアガス噴射口21aからバリアガスを噴射し、支持電極14に直流パルス電圧を印加する。
【選択図】図1
Description
DLCの応用技術、173−176頁、監修:大竹 尚登、(株)シーエムシー出版、2007年12月発行
グランドに接続された支持電極と、該支持電極と対向する位置に設けられた対向電極と、該対向電極に設けられプロセスガスと該プロセスガスを運搬するキャリアガスとの混合ガスを前記支持電極に向かって噴射する混合ガス噴射口と、を備えたDLC成膜装置を用いて、大気圧近傍の圧力下で被処理基材にダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を生成するDLC成膜方法であって、
(a)前記被処理基材を前記対向電極から離間して前記支持電極に載置する工程と、
(b)前記対向電極に直流パルス電圧を印加した状態で、前記プロセスガスの前記混合ガスに対する割合が1.6体積%以上30体積%以下となるように前記混合ガス噴射口から混合ガスを前記被処理基材へ噴射してプラズマを発生させると共に、前記混合ガスと同方向に流れ前記キャリアガスに対する割合が0体積%を超え500体積%以下であるバリアガスを前記混合ガスの流れの周りの少なくとも一部に噴射することにより、DLC膜を生成する工程と、
を含むものである。
SUS440Cからなる直径30mm、厚さ5mmの基板12を支持電極14に載置した状態で、チャンバ20内の圧力が1013.3Pa(0.01気圧)以下になるまで排気口20aから排気した。このとき、基材12と支持電極14は電気的に導通状態にある。次いで、支持電極14と対向電極16との間にピークパルス電圧が1.8kV、パルス半値幅が0.8μsecの直流パルス電圧を印加した。次いで、ヘリウムガス及び水素ガスをチャンバ20内の圧力が20266Pa(0.2気圧)となるまで混合ガス噴射口16aから2分間噴射した。次いで、支持電極14と対向電極16との間にピークパルス電圧が2.0kV、パルス半値幅が0.5μsecの直流パルス電圧を印加し、水素ガスをテトラメチルシランガスに切替えて1分間噴射した。なお、パルス半値幅とは、ピークパルス電圧値の半分の電圧における時間幅のことをいう。
比較例1〜3では、バリアガスとしての窒素ガスを噴射せず、表1に示した条件で上述した実施例1に準ずる手順でプラズマを発生させてDLC膜の生成を試みた。このとき、ピークパルス電圧が1.8kV、パルス幅が1.5μsec又は1.7μsecの直流パルス電圧を印加した。その結果を表1に示す。表1から明らかなように、比較例2の硬度は20.8GPaであり、この比較例2とメタンガス濃度が同じでバリアガスのある実施例1の硬度23.6GPaよりも低い硬度となった。また、メタンガス濃度が比較例2の4.8%と同じでヘリウムガスの流量を比較例2の6L/minから2L/minにした比較例3では、成膜自体が不安定であった。
実施例2〜4、比較例4,5では、表1に示した条件で上述した実施例1に準ずる手順でプラズマを発生させてDLC膜の生成を試みた。具体的には、メタンガス濃度を6.3体積%〜50.0体積%の間で振った。その結果を表1に示す。比較例4のように、メタンガス濃度が28.6体積%のときには、基板12と対向電極16との間にアーク放電が発生し、部分的な成膜となった。また、比較例5のように、メタンガス濃度が50体積%のときには、アーク放電が発生するのみでDLC膜の生成はできなかった。また、実施例1〜4の中では、メタンガス濃度が高くなるに従って、生成されるDLC膜の硬度が高くなる傾向にあることが分かった。また、メタンガス濃度が4.8体積%〜28.6体積%のときには0.8μm/min〜2.2μm/minという、真空下での一般的な成膜速度0.08μm/minに比べて早い成膜速度が得られた。そして、同じ体積のメタンガスに対しては、メタンガス濃度が大きいほどヘリウムガスの使用量が少ないことを意味する。既述したように、従来例ではメタンガス濃度が1.33体積%であるから、実施例1〜4によればメタンガス濃度が4.8体積%〜28.6体積%となり、従来例よりもヘリウムガスの使用量を削減可能なことがわかった。
実施例5〜9、比較例6では、上述のメタンガス濃度を振った結果を踏まえ、更にヘリウムガスの使用量の削減を試みた。即ち、表2に示すように、メタンガス濃度を28.6体積%としたまま、窒素ガスの流量を0.001L/min〜1.5L/min(即ち、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合を0.4体積%〜600体積%)に振って、上述した実施例1に準じてDLC膜の生成を試みた。その結果を表2に示す。表2につき、比較例4も含めて考察すると、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が0.4体積%〜500体積%の範囲においてDLC膜の生成に成功し、メタンガス濃度が28.6体積%であっても、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が500体積%以下の場合にはDLC膜を生成することが可能なことがわかった。また、比較例6,4に示すように、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が600体積%,800体積%となると、基板12と対向電極16との間にアーク放電が発生し、部分的な成膜となった。また、メタンガス濃度が28.6体積%のときに、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が小さくなるに従って、生成されたDLC膜の硬度が高くなる傾向にあることが分かった。
実施例10〜14、比較例7では、表3に示すように、メタンガス濃度を9.1体積%としたまま、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合を0.1体積%〜600体積%に振って、上述した実施例1に準じてDLC膜の生成を試みた。その結果を表3に示す。表3につき、実施例3も含めて考察すると、バリアガスのキャリアガスに対する割合が0.1体積%〜500体積%の範囲においてDLC膜を生成することが可能なことがわかった。また、比較例6に示すように、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が600体積%となると、基板12と対向電極16との間にアーク放電が発生し、部分的な成膜となった。また、メタンガス濃度が9.1体積%のときに、窒素ガスのヘリウムガスに対する割合が小さくなるに従って、生成されたDLC膜の硬度が高くなる傾向にあることが分かった。
Claims (7)
- グランドに接続された支持電極と、該支持電極と対向する位置に設けられた対向電極と、該対向電極に設けられプロセスガスと該プロセスガスを運搬するキャリアガスとの混合ガスを前記支持電極に向かって噴射する混合ガス噴射口と、を備えたDLC成膜装置を用いて、大気圧近傍の圧力下で被処理基材にダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を生成するDLC成膜方法であって、
(a)前記被処理基材を前記対向電極から離間して前記支持電極に載置する工程と、
(b)前記対向電極に直流パルス電圧を印加した状態で、前記プロセスガスの前記混合ガスに対する割合が1.6体積%以上30体積%以下となるように前記混合ガス噴射口から混合ガスを前記被処理基材へ噴射してプラズマを発生させると共に、前記混合ガスと同方向に流れ前記キャリアガスに対する割合が0体積%を超え500体積%以下であるバリアガスを前記混合ガスの流れの周りの少なくとも一部に噴射することにより、DLC膜を生成する工程と、
を含むDLC成膜方法。 - 前記プロセスガスはメタンガスである、
請求項1に記載のDLC成膜方法。 - 前記直流パルス電圧は正電圧である、
請求項1又は2に記載のDLC成膜方法。 - 前記バリアガスは、水素ガス、窒素ガス及びアルゴンガスのうちの少なくとも1種類のガスである、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のDLC成膜方法。 - 前記被処理基材は、SUS材、SKD材、SKH材又はSS材からなる、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のDLC成膜方法。 - 前記工程(b)では、前記直流パルスの発生源として、直流電源の両端にインダクタ、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列接続され、前記インダクタは、一端が前記第1半導体スイッチのアノード端子に接続されると共に他端がダイオードを介して前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続され、前記ダイオードは、アノード端子が前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続されており、前記第2半導体スイッチがターンオンされると前記第1半導体スイッチの導通に伴って前記インダクタに誘導エネルギが蓄積され、前記第2半導体スイッチがターンオフされると前記第1半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタでパルス電圧が発生し該インダクタと磁気的に結合された前記コイル素子に前記パルス電圧を昇圧して供給する装置を使用する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のDLC成膜方法。 - 前記工程(b)では、前記バリアガスを噴射するバリアガス噴射口として、前記混合ガス噴射口を取り巻くリング状の噴射口を使用する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のDLC成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008091401A JP5208554B2 (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Dlc成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008091401A JP5208554B2 (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Dlc成膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009242879A true JP2009242879A (ja) | 2009-10-22 |
JP5208554B2 JP5208554B2 (ja) | 2013-06-12 |
Family
ID=41305110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008091401A Expired - Fee Related JP5208554B2 (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Dlc成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5208554B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2107593A3 (en) * | 2008-03-31 | 2011-12-14 | NGK Insulators, Ltd. | Apparatus for depositing silicon-based thin film and method for depositing silicon-based thin film |
JP2018174340A (ja) * | 2013-03-15 | 2018-11-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 高対称四重ガス注入によるプラズマリアクタ |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01301506A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-05 | Meidensha Corp | 水素化アモルファス炭素薄膜の製造方法 |
JPH0273978A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜形成法 |
JPH09102461A (ja) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Sharp Corp | 気相成長装置 |
JPH11200052A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Nissin Electric Co Ltd | 化学的気相成長装置 |
JP2001067657A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法およびその製造装置 |
JP2001316819A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Riken Corp | 非晶質硬質炭素膜及びその製造方法 |
JP2004220985A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Ngk Insulators Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
JP2004270022A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-30 | Ngk Insulators Ltd | 薄膜の製造方法および薄膜 |
JP3811681B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2006-08-23 | 日本碍子株式会社 | 高電圧パルス発生回路 |
WO2006137332A1 (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Mie Tlo Co., Ltd. | ダイヤモンドライクカーボン膜の製造方法 |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008091401A patent/JP5208554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01301506A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-05 | Meidensha Corp | 水素化アモルファス炭素薄膜の製造方法 |
JPH0273978A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜形成法 |
JPH09102461A (ja) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Sharp Corp | 気相成長装置 |
JPH11200052A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Nissin Electric Co Ltd | 化学的気相成長装置 |
JP2001067657A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録媒体の製造方法およびその製造装置 |
JP2001316819A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Riken Corp | 非晶質硬質炭素膜及びその製造方法 |
JP3811681B2 (ja) * | 2002-06-12 | 2006-08-23 | 日本碍子株式会社 | 高電圧パルス発生回路 |
JP2004220985A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Ngk Insulators Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
JP2004270022A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-30 | Ngk Insulators Ltd | 薄膜の製造方法および薄膜 |
WO2006137332A1 (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Mie Tlo Co., Ltd. | ダイヤモンドライクカーボン膜の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2107593A3 (en) * | 2008-03-31 | 2011-12-14 | NGK Insulators, Ltd. | Apparatus for depositing silicon-based thin film and method for depositing silicon-based thin film |
JP2018174340A (ja) * | 2013-03-15 | 2018-11-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | 高対称四重ガス注入によるプラズマリアクタ |
US11244811B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-02-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with highly symmetrical four-fold gas injection |
US11728141B2 (en) | 2013-03-15 | 2023-08-15 | Applied Materials, Inc. | Gas hub for plasma reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5208554B2 (ja) | 2013-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11427913B2 (en) | Method and apparatus for generating highly repetitive pulsed plasmas | |
JP5390230B2 (ja) | シリコン系薄膜成膜装置及びその方法 | |
KR100807806B1 (ko) | 직류 아크 플라즈마트론 장치 및 사용 방법 | |
JP4578412B2 (ja) | 放電プラズマ発生方法 | |
KR880012791A (ko) | 다이어몬드 증착장치와 방법 | |
WO2008026712A1 (fr) | procédé de génération de plasma, procédé de gravure de film en matériau organique, procédé de génération ionique négatif et procédé de traitement par oxydation ou nitruration | |
JP5198114B2 (ja) | アモルファス炭素成膜方法 | |
KR101152406B1 (ko) | 아크 플라즈마 토치 | |
US8470095B2 (en) | Process and installation for surface preparation by dielectric barrier discharge | |
KR20130029762A (ko) | 양파 모양 카본의 제작 방법 | |
KR20170058428A (ko) | 성막 방법 및 스퍼터링 장치 | |
JP2009263769A (ja) | Dlc膜量産方法及びその装置 | |
KR101976226B1 (ko) | 가스 스트림을 처리하기 위한 장치 | |
JP5208554B2 (ja) | Dlc成膜方法 | |
US20120121817A1 (en) | Method for producing diamond-like carbon film body | |
US20100296979A1 (en) | Plasma generator | |
JP5455405B2 (ja) | シリコン系薄膜量産方法 | |
JP5469395B2 (ja) | ダイアモンドライクカーボン膜形成装置 | |
JP5280784B2 (ja) | 成膜装置 | |
JP4975577B2 (ja) | Dlc成膜装置 | |
US11776819B2 (en) | Point etching module using annular surface dielectric barrier discharge apparatus and method for control etching profile of point etching module | |
JP5457132B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR100488361B1 (ko) | 대기압 저온 평판 플라즈마 발생장치 | |
JP2009189948A (ja) | バイモデル仕事のプラズマ反応器装置 | |
WO2010035516A1 (ja) | 成膜装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130220 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5208554 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |