JPH11278990A - Processing of diamond-like carbon film - Google Patents
Processing of diamond-like carbon filmInfo
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- JPH11278990A JPH11278990A JP10341498A JP10341498A JPH11278990A JP H11278990 A JPH11278990 A JP H11278990A JP 10341498 A JP10341498 A JP 10341498A JP 10341498 A JP10341498 A JP 10341498A JP H11278990 A JPH11278990 A JP H11278990A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド状炭
素膜の加工方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for processing a diamond-like carbon film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ダイヤモンド状炭素膜（以下ＤＬＣ膜と
いう）は、炭化水素を励起し、分解して得た高硬度炭素
膜である。耐摩耗性があること、平坦な表面が得られる
こと、各種の金属等との静止摩擦係数、動摩擦係数が小
さいこと等から、各種材質の保護や摩耗防止のための被
覆膜として注目されている。また、化学的に不活性であ
ることから、通常金属を腐食してしまうような雰囲気の
中での治工具の使用を可能にしている。さらに、赤外線
を透過する性質により、窓材としての応用が期待されて
いる。2. Description of the Related Art A diamond-like carbon film (hereinafter referred to as a DLC film) is a high hardness carbon film obtained by exciting and decomposing hydrocarbons. Due to its abrasion resistance, flat surface, low coefficient of static friction with various metals, and low coefficient of dynamic friction, it has attracted attention as a coating film for protecting various materials and preventing wear. I have. Further, since it is chemically inert, it is possible to use the jig in an atmosphere which usually corrodes a metal. Furthermore, due to the property of transmitting infrared rays, application as a window material is expected.
【０００３】気相法によるＤＬＣ膜の製造方法には各種
の形式がある（例えば「表面化学」第５巻第１０８号
（１９８４年）第１０８−１１５頁の各種の方法参
照）。ＤＬＣ膜は任意形状の保護すべき物品の表面に被
覆され、耐食性、耐摩耗性などの保護膜として広く利用
される。[0003] There are various types of methods for producing a DLC film by a vapor phase method (for example, see various methods in "Surface Chemistry", Vol. 5, No. 108 (1984), pp. 108-115). The DLC film is coated on the surface of an article of any shape to be protected, and is widely used as a protective film such as corrosion resistance and abrasion resistance.
【０００４】ＤＬＣ膜の応用範囲は多岐に渡り、各種摺
動面や軸受け部、あるいは頻繁に物を配置したり出し入
れするような部位に形成することで摩耗を防止したり、
摩擦を低減したりできる。このため、種々の機械部品に
成膜され使用されている。また、高い絶縁抵抗を有する
ことから各種電気部品への応用が期待されており、回路
構成材料、あるいは回路を形成するための材料としての
応用も検討されている。[0004] The application range of the DLC film is wide-ranging. Wear can be prevented by forming it on various sliding surfaces, bearing portions, or portions where objects are frequently placed or taken out.
Or reduce friction. For this reason, it is formed on various machine parts and used. In addition, since it has a high insulation resistance, application to various electric components is expected, and application as a circuit constituent material or a material for forming a circuit is also being studied.
【０００５】ところで、これらの応用分野において、成
膜されたＤＬＣ膜を除去する必要が生じる場合がある。
例えば、治具などの機械部品に位置決めや位置出し、あ
るいは部材の識別用等のためにマーカーを設けたり、Ｄ
ＬＣ膜の絶縁性を利用した回路等を形成する場合には、
所定のパターンに加工する必要がある。[0005] In these application fields, it may be necessary to remove the formed DLC film.
For example, a marker is provided for positioning and positioning on a mechanical component such as a jig, or for identifying a member,
When forming a circuit or the like utilizing the insulating property of the LC film,
It is necessary to process it into a predetermined pattern.
【０００６】しかしながら、ＤＬＣ膜の成膜後にこのよ
うな加工を行おうとする場合、ＤＬＣ膜の強固な膜強度
が障害となり、極めて困難な作業を強いられる。ＤＬＣ
膜を除去するための方法としては、Ｏ2 プラズマ等の処
理を施すことが一般的である。しかし、この方法は、膜
の全体を除去するもので選択性がない。However, if such processing is to be performed after the formation of the DLC film, the strong film strength of the DLC film becomes an obstacle, and an extremely difficult operation is required. DLC
As a method for removing the film, a treatment such as O 2 plasma is generally performed. However, this method removes the entire film and has no selectivity.
【０００７】特開平５−２７０９８６号公報、同７−１
０６９０号公報には、ＤＬＣ膜成膜前にフォトレジスト
によるパターニングを基板上に施し、ＤＬＣ膜成膜後に
レジストごとＤＬＣを除去する方法が記載されている。
しかし、レジスト工程等のための余分な時間や複雑工数
を必要とし、製造コストの増大を招く。[0007] JP-A-5-270986, 7-1
No. 0690 describes a method of patterning a photoresist on a substrate before forming a DLC film, and removing DLC together with the resist after forming the DLC film.
However, extra time and complicated man-hours are required for a resist process and the like, which leads to an increase in manufacturing cost.
【０００８】また、一度成膜したＤＬＣ膜を選択的に除
去する方法については検討されておらず、成膜されたＤ
ＬＣ膜およびそれを有する部材の加工は極めて困難であ
る。Further, a method of selectively removing the DLC film formed once has not been studied.
Processing of an LC film and a member having the same is extremely difficult.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＤＬ
Ｃ膜成膜後に、複雑な工程を要せず、比較的容易にＤＬ
Ｃ膜を選択的に除去することができるダイヤモンド状炭
素膜の加工方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a DL
After forming the C film, it is relatively easy to use DL
An object of the present invention is to provide a method for processing a diamond-like carbon film capable of selectively removing a C film.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＤＬＣ膜
について鋭意研究を重ねた結果、ＤＬＣ膜が特定波長域
のレーザ光に対して吸収があることを見出した。そし
て、この波長域のレーザ光をＤＬＣ膜に照射すると極め
て効率よく吸収され、照射部分のＤＬＣ膜の少なくとも
一部が消失する。これは、特定波長域のレーザ光をＤＬ
Ｃ膜が特異的に吸収し、そのエネルギーによりＤＬＣ膜
が分解、昇華、および熱焼等の化学変化により消失した
ものと考えられる。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on the DLC film and found that the DLC film absorbs laser light in a specific wavelength range. When the DLC film is irradiated with the laser light in this wavelength range, the DLC film is extremely efficiently absorbed, and at least a part of the irradiated portion of the DLC film disappears. This means that the laser light in a specific wavelength
It is considered that the C film specifically absorbed and the DLC film disappeared due to chemical changes such as decomposition, sublimation, and thermal baking due to the energy.
【００１１】すなわち上記目的は、以下の構成により達
成される。 （１） ダイヤモンド状炭素膜上に波長１０μm 以下の
レーザ光を照射し、少なくともダイヤモンド状炭素膜の
一部を除去するダイヤモンド状炭素膜の加工方法。 （２） 前記ダイヤモンド状炭素膜は、基本組成をＣＨ
xＳｉyＯzＮvＦwと表したとき、モル比を表すｘ，ｙ，
ｚ，ｖ，ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０ ０≦ｖ≦１．０ ０≦ｗ≦０．２ である上記（１）のダイヤモンド状炭素膜の加工方法。 （３） 前記レーザ光はＹＡＧレーザ、エキシマレー
ザ、Ｈｅ−ＣｄレーザおよびＡｒレーザのいずれかであ
る上記（１）または（２）のダイヤモンド状炭素膜の加
工方法。 （４） 前記レーザー光は、照射面出力が０．０１〜１
００W である上記（１）〜（３）のいずれかのダイヤモ
ンド状炭素膜の加工方法。That is, the above object is achieved by the following constitutions. (1) A method for processing a diamond-like carbon film by irradiating a laser beam having a wavelength of 10 μm or less onto the diamond-like carbon film to remove at least a part of the diamond-like carbon film. (2) The diamond-like carbon film has a basic composition of CH
When expressed as x Si y O z N v F w , x, y,
wherein z, v and w are respectively 0.05 ≦ x ≦ 0.7, 0 ≦ y ≦ 3.0, 0 ≦ z ≦ 1.00 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2 (1) The method for processing a diamond-like carbon film. (3) The method for processing a diamond-like carbon film according to the above (1) or (2), wherein the laser beam is one of a YAG laser, an excimer laser, a He-Cd laser, and an Ar laser. (4) The laser beam has an irradiation surface output of 0.01 to 1
The method for processing a diamond-like carbon film according to any one of the above (1) to (3), which is 00W.
【００１２】[0012]
【作用】ダイヤモンド状炭素膜、つまりＤＬＣ（Diamon
d Like Carbon ）膜は、ダイヤモンド様炭素膜、ｉ−カ
ーボン膜等と称されることもある。ダイヤモンド状炭素
膜については、例えば、特開昭６２−１４５６４６号、
同６２−１４５６４７号、New Diamond Forum 、第４巻
第４号（昭和６３年１０月２５日発行）等に記載されて
いる。[Action] A diamond-like carbon film, that is, DLC (Diamon
The d-like carbon film is sometimes called a diamond-like carbon film, an i-carbon film, or the like. Regarding the diamond-like carbon film, for example, JP-A-62-145646,
No. 62-145647, New Diamond Forum, Vol. 4, No. 4 (issued October 25, 1988) and the like.
【００１３】また、上記文献（New Diamond Forum ）に
記載されているように、ラマン分光分析において、１５
５０cm-1にブロードな（１５２０〜１５６０cm-1）ラマ
ン吸収のピークを有し、１３３３cm-1に鋭いピークを有
するダイヤモンドや、１５８１cm-1に鋭いピークを有す
るグラファイトとは、明らかに異なった構造を有する物
質である。As described in the above-mentioned document (New Diamond Forum), Raman spectroscopy
A peak of broad (1520~1560cm -1) Raman absorption to 50 cm -1, and diamond having a sharp peak at 1333 cm -1, and graphite having a sharp peak at 1581 cm -1, a distinctly different structure Substance.
【００１４】ダイヤモンドでは本発明の波長域において
完全に透明であり、レーザ光の吸収が無く、選択的加工
には数ｋＷ以上の大きなパワーが必要で、極めて困難で
ある。ＤＬＣ膜は、真空紫外ないし、紫外ないし、可視
光帯域の範囲で吸収があり、レーザ光が効率的に吸収さ
れ、非常に低いパワーで容易に加工することができる。Diamond is completely transparent in the wavelength range of the present invention, does not absorb laser light, and requires a large power of several kW or more for selective processing, which is extremely difficult. The DLC film absorbs in the range from vacuum ultraviolet to ultraviolet to visible light, absorbs laser light efficiently, and can be easily processed with very low power.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明のダイヤモンド状炭素膜の
加工方法は、ダイヤモンド状炭素膜上に波長１０μm 以
下のレーザ光を照射し、少なくともダイヤモンド状炭素
膜の一部を除去するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The diamond-like carbon film processing method of the present invention is to irradiate a laser beam having a wavelength of 10 μm or less on the diamond-like carbon film to remove at least a part of the diamond-like carbon film.
【００１６】ＤＬＣ膜の加工に用いられるレーザは、波
長１０μm 以下、好ましくは０．１〜５μm 、特に０．
１〜２μm であり、照射面出力は、好ましくは０．０１
〜１００Ｗ、より好ましくは０．０１〜１０Ｗである。The laser used for processing the DLC film has a wavelength of 10 μm or less, preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 5 μm.
1-2 μm, and the irradiation surface output is preferably 0.01 μm.
-100W, more preferably 0.01-10W.
【００１７】このようなレーザ光を放出するものとし
て、Ｎｄガラスレーザ、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ等
の固体レーザや、エキシマレーザや、Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ、Ｋｒレーザ、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ等のガ
スレーザ等が挙げられ、特にＹＡＧレーザが好ましい。
また、この他に色素レーザや半導体レーザ等も条件によ
っては使用することができる。Examples of lasers that emit such laser light include solid lasers such as Nd glass lasers, YAG lasers, and ruby lasers, excimer lasers, He-Ne lasers, Kr lasers, Ar lasers, He-Cd lasers, and the like. A gas laser and the like are mentioned, and a YAG laser is particularly preferable.
In addition, a dye laser, a semiconductor laser, or the like may be used depending on conditions.
【００１８】レーザ光は連続的に照射しても、パルス状
に照射してもよく、除去するＤＬＣ膜の膜厚や領域の大
きさ、あるいは使用するレーザの種類等により最適な照
射条件を調整すればよい。The laser beam may be irradiated continuously or in a pulsed manner, and the optimum irradiation conditions are adjusted according to the thickness and the size of the region of the DLC film to be removed or the type of laser used. do it.
【００１９】ダイヤモンド状炭素膜（以下ＤＬＣ膜）
は、上記したようにアモルファス状態の炭素と水素を主
成分とする薄膜であって、炭素同士のｓｐ3 結合がラン
ダムに存在することによって形成されている。ＤＬＣの
Ｃ：Ｈ原子比は、通常、９５〜６０：５〜４０程度であ
る。ＤＬＣ膜の膜厚としては、通常１〜１００００nm、
特に１０〜３０００nm程度である。Diamond-like carbon film (hereinafter referred to as DLC film)
Is a thin film mainly composed of carbon and hydrogen in an amorphous state as described above, and is formed by the random existence of sp 3 bonds between carbon atoms. The C: H atomic ratio of DLC is usually about 95-60: 5-40. The thickness of the DLC film is usually 1 to 10000 nm,
In particular, it is about 10 to 3000 nm.
【００２０】また、これに加えてＳｉ，Ｎ，Ｏ，Ｆの１
種または２種以上を含有していてもよい。この場合、Ｄ
ＬＣ膜は、基本組成をＣＨxＳｉyＯzＮvＦwと表したと
き、モル比を表すｘ，ｙ，ｚ，ｖ，ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０ ０≦ｖ≦１．０ ０≦ｗ≦０．２ であることが好ましい。Further, in addition to this, one of Si, N, O, and F
Species or two or more species may be contained. In this case, D
LC film, when the basic composition represented as CH x Si y O z N v F w, respectively x representing the molar ratio, y, z, v, w is, 0.05 ≦ x ≦ 0.7, 0 ≦ It is preferable that y ≦ 3.0 and 0 ≦ z ≦ 1.00 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2.
【００２１】ＤＬＣ膜のラマン分光分析における吸収ピ
ークは、上記のように１５５０cm-1にブロード（１５２
０〜１５６０cm-1）な吸収を有するが、上記元素を含有
することにより、これから±１００cm-1程度変動する場
合もある。The absorption peak in the Raman spectroscopic analysis of the DLC film is broad (152 nm) at 1550 cm -1 as described above.
0-1560 cm -1 ), but may fluctuate by about ± 100 cm -1 due to the inclusion of the above elements.
【００２２】ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法、イオン化
蒸着法、スパッタ法などで形成することができる。The DLC film can be formed by a plasma CVD method, an ionization evaporation method, a sputtering method, or the like.
【００２３】ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成す
る場合、例えば特開平４−４１６７２号等に記載されて
いる方法により成膜することができる。プラズマＣＶＤ
法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであっても
よいが、交流を用いることが好ましい。交流としては数
ヘルツからマイクロ波まで可能である。また、ダイヤモ
ンド薄膜技術（総合技術センター発行）などに記載され
ているＥＣＲプラズマも使用可能である。また、バイア
ス電圧を印加してもよい。When the DLC film is formed by the plasma CVD method, the DLC film can be formed by a method described in, for example, JP-A-4-41672. Plasma CVD
The plasma in the method may be either direct current or alternating current, but it is preferable to use alternating current. The alternating current can be from a few hertz to a microwave. Further, ECR plasma described in diamond thin film technology (published by General Technology Center) can also be used. Further, a bias voltage may be applied.
【００２４】ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成す
る場合、原料ガスには、下記のグループに属する化合物
を使用することが好ましい。When the DLC film is formed by the plasma CVD method, it is preferable to use a compound belonging to the following group as a source gas.
【００２５】ＣおよびＨを含有する化合物として、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、
エチレン、プロピレン等の炭化水素が挙げられる。Compounds containing C and H include methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane,
And hydrocarbons such as ethylene and propylene.
【００２６】Ｃ，ＨおよびＳｉを含む化合物としては、
メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テ
トラメチルシラン、ジエチルシラン、テトラエチルシラ
ン、テトラブチルシラン、ジメチルジエチルシラン、テ
トラフェニルシラン、メチルトリフェニルシラン、ジメ
チルジフェニルシラン、トリメチルフェニルシラン、ト
リメチルシリル−トリメチルシラン、トリメチルシリル
メチル−トリメチルシラン等がある。これらは併用して
も良く、シラン系化合物と炭化水素を用いても良い。Compounds containing C, H and Si include:
Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, diethylsilane, tetraethylsilane, tetrabutylsilane, dimethyldiethylsilane, tetraphenylsilane, methyltriphenylsilane, dimethyldiphenylsilane, trimethylphenylsilane, trimethylsilyl-trimethylsilane, trimethylsilylmethyl -Trimethylsilane and the like. These may be used in combination, or a silane compound and a hydrocarbon may be used.
【００２７】Ｃ＋Ｈ＋Ｏを含む化合物としては、ＣＨ3
Ｏ、Ｃ2Ｈ5Ｏ、ＨＣＯ3 、ＣＨ3ＣＯ2 等がある。Compounds containing C + H + O include CH 3
O, C 2 H 5 O, HCO 3 , CH 3 CO 2 and the like.
【００２８】Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物としては、シアン
化アンモニウム、シアン化水素、モノメチルアミン、ジ
メチルアミン、アリルアミン、アニリン、ジエチルアミ
ン、アセトニトリル、アゾイソブタン、ジアリルアミ
ン、エチルアジド、ＭＭＨ、ＤＭＨ、トリアリルアミ
ン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニ
ルアミン等がある。Compounds containing C + H + N include ammonium cyanide, hydrogen cyanide, monomethylamine, dimethylamine, allylamine, aniline, diethylamine, acetonitrile, azoisobutane, diallylamine, ethylazide, MMH, DMH, triallylamine, trimethylamine, triethylamine, triphenylamine Amines and the like.
【００２９】この他、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ＋Ｏ
あるいはＳｉ＋Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物等とＯ源あるい
はＯＮ源、Ｎ源、Ｈ源等とを組み合わせてもよい。In addition, Si + C + H, Si + C + H + O
Alternatively, a compound containing Si + C + H + N or the like may be combined with an O source or an ON source, an N source, an H source, or the like.
【００３０】Ｏ源として、Ｏ2 、Ｏ3 等、Ｃ＋Ｏ源とし
て、ＣＯ、ＣＯ2 等、Ｓｉ＋Ｈ源として、ＳｉＨ4 等、
Ｈ源として、Ｈ2 等、Ｈ＋Ｏ源として、Ｈ2 Ｏ等、Ｎ源
として、Ｎ2Ｎ＋Ｈ源として、ＮＨ3 等、Ｎ＋Ｏ源とし
て、ＮＯ、ＮＯ2 、Ｎ2 ＯなどＮＯx で表示できるＮと
Ｏの化合物等、Ｎ＋Ｃ源として、（ＣＮ）2 等、Ｎ＋Ｈ
＋Ｆ源として、ＮＨ4 Ｆ等、Ｏ＋Ｆ源として、ＯＦ2 、
Ｏ2Ｆ2 、Ｏ3Ｆ2 等を用いても良い。O source, O 2 , O 3, etc .; C + O source, CO, CO 2, etc .; Si + H source, SiH 4, etc.
As source of H, H 2, etc., as H + O source, H 2 O, and the like, as an N source, as N 2 N + H source, NH 3, etc., as N + O source, can be displayed in NO, NO 2, N 2 O, etc. NO x N and O compounds such as N + C source, (CN) 2 etc., N + H
+ F source, such as NH 4 F, and O + F source, such as OF 2 ,
O 2 F 2 , O 3 F 2 or the like may be used.
【００３１】上記原料ガスの流量は原料ガスの種類に応
じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常０．０１〜
０．５Torr、投入電力は、通常１０W 〜５kW程度が好ま
しい。The flow rate of the raw material gas may be appropriately determined according to the type of the raw material gas. Operating pressure is usually 0.01 ~
It is preferable that the power input is 0.5 Torr and the input power is usually about 10 W to 5 kW.
【００３２】本発明ではまた、ＤＬＣ膜をイオン化蒸着
法により形成することができる。イオン化蒸着法は、例
えば特開昭５８−１７４５０７号、特開昭５９−１７４
５０８号公報等に記載されている。ただし、これらに開
示された方法、装置に限られるものではなく、保護膜の
原料用イオン化ガスの加速が可能であれば他の方式のイ
オン蒸着技術を用いても良い。In the present invention, the DLC film can be formed by an ionization vapor deposition method. The ionization deposition method is described in, for example, JP-A-58-174507 and JP-A-59-174.
No. 508, etc. However, the present invention is not limited to the methods and apparatuses disclosed therein, and another type of ion vapor deposition technology may be used as long as the ionization gas for the material of the protective film can be accelerated.
【００３３】この場合の装置の好ましい例としては、例
えば、実開昭５９−１７４５０７号に記載されたイオン
直進型またはイオン偏向型のものを用いることができ
る。As a preferable example of the device in this case, for example, an ion straight type or ion deflection type described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 59-174507 can be used.
【００３４】イオン化蒸着法においては、真空容器内を
１０-6Torr程度までの高真空とする。この真空容器内に
は交流電源によって加熱されて熱電子を発生するフィラ
メントが設けられ、このフィラメントを取り囲んで対電
極が配置され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを与え
る。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオン化
ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置され
ている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝突し
て、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラスイ
オンはグリッドに印加された負電位Ｖａにより加速され
る。この、Ｖｄ，Ｖａおよびコイルの磁界を調整するこ
とにより、組成や膜質を変えることができる。また、バ
イアス電圧を印加してもよい。In the ionization deposition method, the inside of the vacuum vessel is set to a high vacuum of about 10 -6 Torr. A filament that is heated by an AC power supply to generate thermoelectrons is provided in the vacuum vessel. A counter electrode is arranged so as to surround the filament, and a voltage Vd is applied between the filament and the filament. In addition, an electromagnetic coil that surrounds the filament and the counter electrode and generates a magnetic field for trapping ionized gas is arranged. The source gas collides with the thermoelectrons from the filament to generate positive thermal decomposition ions and electrons, and the positive ions are accelerated by the negative potential Va applied to the grid. The composition and film quality can be changed by adjusting Vd, Va and the magnetic field of the coil. Further, a bias voltage may be applied.
【００３５】ＤＬＣ膜をイオン化蒸着法により形成する
場合、原料ガスには、プラズマＣＶＤ法と同様のものを
用いれば良い。上記原料ガスの流量はその種類に応じて
適宜決定すればよい。動作圧力は、通常０．０１〜０．
５Torr程度が好ましい。When the DLC film is formed by the ionization vapor deposition method, the same material gas as that used in the plasma CVD method may be used. The flow rate of the source gas may be appropriately determined according to the type. The operating pressure is usually from 0.01 to 0.
About 5 Torr is preferable.
【００３６】本発明ではまた、ＤＬＣ膜をスパッタ法に
より形成することができる。すなわち、Ａｒ、Ｋｒ等の
スパッタ用のスパッタガスに加えて、Ｏ2 、Ｎ2 、ＮＨ
3 、ＣＨ4 、Ｈ2 等のガスを反応性ガスとして導入する
と共に、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ等を
ターゲットとしたり、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣの混成組成をターゲットとしたり、場合
によっては、Ｃ、Ｓｉ、Ｎ、Ｏを含む２以上のターゲッ
トを用いても良い。また、ポリマーをターゲットとして
用いることも可能である。この様なターゲットを用いて
高周波電力、交流電力、直流電力のいずれかを印加し、
ターゲットをスパッタし、これを基板上にスパッタ堆積
させることによりＤＬＣ膜を形成する。高周波スパッタ
電力は、通常５０W 〜２kW程度である。動作圧力は、通
常１０-5〜１０-3Torrが好ましい。In the present invention, the DLC film can be formed by a sputtering method. That is, in addition to sputtering gas such as Ar and Kr, O 2 , N 2 , NH
3 , CH 4 , H 2, and other gases are introduced as reactive gases, and C, Si, SiO 2 , Si 3 N 4 , SiC, etc. are targeted, and C, Si, SiO 2 , Si
A target of a mixed composition of 3N 4 and SiC may be used, or in some cases, two or more targets containing C, Si, N, and O may be used. Further, a polymer can be used as a target. Applying any of high-frequency power, AC power, or DC power using such a target,
A DLC film is formed by sputtering a target and sputter depositing the target on a substrate. The high frequency sputtering power is usually about 50 W to 2 kW. The operating pressure is usually preferably 10 −5 to 10 −3 Torr.
【００３７】ＤＬＣ膜が形成される材料としては、超硬
材や、ＳＵＳのようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金、ダイス
鋼、ステライトあるいはＦｅ，Ｃｏ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ等の１種または２種以上を用いた合金等、種々
の金属材料の他、シリコン、ガラス、石英等の無機材、
アルミナ等のセラミックスや、プラスチック等の樹脂材
に成膜することも可能である。As a material for forming the DLC film, a cemented carbide, an Fe—Ni—Cr alloy such as SUS, die steel, stellite, or Fe, Co, W, Mo, V, C
In addition to various metal materials such as alloys using one or more of r and Ni, inorganic materials such as silicon, glass, and quartz;
It is also possible to form a film on a ceramic material such as alumina or a resin material such as plastic.
【００３８】[0038]
【実施例】次に、具体的実施例を挙げて、本発明をより
具体的に説明する。 ＜実施例＞Ｓｉウエハの基板上に以下の条件（１）〜
（３）で、プラズマＣＶＤ法により各組成のＤＬＣ膜１
〜３を成膜した。Next, the present invention will be described more specifically with reference to specific examples. <Embodiment> The following conditions (1) to
In (3), a DLC film 1 of each composition is formed by a plasma CVD method.
To 3 were formed.
【００３９】成膜時の条件 （１） Ｓｉ、Ｃ、Ｈ、Ｏを含有する化合物の原料ガス
としてＳｉ（ＯＣＨ3）4を流量５SCCM、ＣＨ4を流量６S
CCMにて導入した。動作圧０．０５Torrでプラズマ発生
用の交流として、ＲＦ５００ Wを加え、セルフバイアス
−４００Ｖにて、膜厚１μm 成膜した。Conditions for film formation (1) As a raw material gas of the compound containing Si, C, H and O, Si (OCH 3 ) 4 was used at a flow rate of 5 SCCM, and CH 4 was used at a flow rate of 6 S
Introduced by CCM. At an operating pressure of 0.05 Torr, an RF of 500 W was applied as an alternating current for plasma generation, and a film thickness of 1 μm was formed at a self-bias of −400 V.
【００４０】（２） （１）において、原料ガスをＳ
ｉ、Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎを含有するものとした。すなわち、
Ｓｉ（ＯＣＨ3）4を流量５SCCM、ＮＯ2を流量５SCCM、
ＣＨ4を流量４SCCMにて導入し、膜厚１μm 成膜した。(2) In (1), the source gas is S
It contains i, C, H, O, and N. That is,
Si (OCH 3 ) 4 at a flow rate of 5 SCCM, NO 2 at a flow rate of 5 SCCM,
CH 4 was introduced at a flow rate of 4 SCCM to form a film having a thickness of 1 μm.
【００４１】（３） 原料ガスにＣＨ4を用い、流量１
０SCCMにて導入し、その他は（１）と同一条件で、ＤＬ
Ｃ膜を膜厚１μm 製膜した。(3) CH 4 is used as a source gas, and the flow rate is 1
Introduced at 0SCCM, DL under the same conditions as (1)
The C film was formed to a thickness of 1 μm.
【００４２】（４） 比較例として、動作圧４０Torr
で、原料ガスにＣＨ4 ／Ｈ2 を、２／９８で導入し、基
板温度を６００℃として、ダイヤモンド膜（ダイヤモン
ド結晶構造を有する膜）を１μm 成膜した。(4) As a comparative example, an operating pressure of 40 Torr
Then, CH 4 / H 2 was introduced into the source gas at a rate of 2/98, the substrate temperature was set to 600 ° C., and a diamond film (a film having a diamond crystal structure) was formed to a thickness of 1 μm.
【００４３】なお、成膜された各膜の組成は以下のよう
であった。 （１）ＤＬＣ１：ＣＨ0.17Ｓｉ0.1Ｏ0.17 （２）ＤＬＣ２：ＣＨ0.13Ｓｉ0.15Ｏ0.26Ｎ0.13 （３）ＤＬＣ３：ＣＨ0.25 The composition of each of the formed films was as follows. (1) DLC1: CH 0.17 Si 0.1 O 0.17 (2) DLC2: CH 0.13 Si 0.15 O 0.26 N 0.13 (3) DLC3: CH 0.25
【００４４】基板上に成膜された各ＤＬＣ膜に対し、表
１に示すように、各種レーザ光を用い、照射面出力を変
化させて連続照射し、加工性を評価した。このときの照
射スポット径は５０μm であった。また、比較例として
ダイヤモンド膜に対しても同様な評価試験を行った。評
価方法として、加工部位を観察し、Ａ＝ＤＬＣ膜に照射
したレーザの幅、Ｂ＝基板と平行に加工された幅とした
とき、 ○：０．７≦Ｂ／Ａ≦１．０ △： ０＜Ｂ／Ａ＜０．７ ×： ０＝Ｂ／Ａ（加工できず） とした。結果を表１に示す。As shown in Table 1, each DLC film formed on the substrate was continuously irradiated with various laser beams while changing the irradiation surface output, and the workability was evaluated. The irradiation spot diameter at this time was 50 μm. As a comparative example, a similar evaluation test was performed on a diamond film. As an evaluation method, when a processed portion is observed, and A = the width of the laser irradiated to the DLC film and B = the width processed in parallel with the substrate, ○: 0.7 ≦ B / A ≦ 1.0 Δ: 0 <B / A <0.7 ×: 0 = B / A (cannot be processed) Table 1 shows the results.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】いずれのサンプルにおいても、レーザ光の
照射された箇所はＤＬＣ膜が除去され、照射路に沿って
ＤＬＣ膜が溝状に加工されていた。また、膜厚や、出
力、照射速度等により、ＤＬＣ膜の除去率、すなわち溝
の深さが異なり、下地が見えるものや、表面から僅かに
凹みが生じた状態のもの迄、種々の加工程度ものが得ら
れた。In each of the samples, the DLC film was removed from the portion irradiated with the laser beam, and the DLC film was processed into a groove along the irradiation path. Also, the removal rate of the DLC film, that is, the depth of the groove varies depending on the film thickness, output, irradiation speed, etc. Things were obtained.
【００４７】代表的な加工例を図１、図２に示す。ここ
で、図１のサンプルはレーザ光を照射面出力１W 、照射
スポット径５０μm としたもの、図２の比較サンプルは
レーザ光を照射面出力１２０W 、照射スポット径５０μ
m としたものである。FIGS. 1 and 2 show typical processing examples. Here, the sample shown in FIG. 1 has a laser beam output of 1 W and an irradiation spot diameter of 50 μm. The comparative sample of FIG. 2 has a laser beam output of 120 W and an irradiation spot diameter of 50 μm.
m.
【００４８】図から明らかなように、照射面出力等の照
射条件を変えることで、ＤＬＣ膜の加工の度合いが大き
く変わっている様子がわかる。図１のサンプルでは、加
工が良好に行われ、ＤＬＣ膜がきれいに除去されている
ことがわかる。また、加工面は基板および膜表面と平行
であった。図２のサンプルでは、処理された表面は大き
くうねり、凹凸が生じた状態で基板に平行に加工された
部位は殆ど見られず、実用性を有しないことがわかっ
た。As is clear from the figure, it can be seen that the degree of processing of the DLC film is greatly changed by changing the irradiation conditions such as the irradiation surface output. In the sample of FIG. 1, it can be seen that the processing was performed well and the DLC film was removed cleanly. The processed surface was parallel to the substrate and the film surface. In the sample of FIG. 2, the treated surface was largely undulated, and almost no portions were processed in parallel with the substrate in a state where irregularities occurred, indicating that the sample had no practicality.
【００４９】以上の結果から、本発明の波長範囲のレー
ザ光を用いることにより、ＤＬＣ膜を効果的に除去でき
ることがわかった。また、、その出力や照射速度を調整
することにより、加工程度を調整でき、極めて優れた加
工性を有していることがわかった。From the above results, it was found that the DLC film could be effectively removed by using the laser light in the wavelength range of the present invention. In addition, it was found that the degree of processing could be adjusted by adjusting the output and the irradiation speed, and that it had extremely excellent workability.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＤＬＣ成
膜後に、複雑な工程を要せず、比較的容易にＤＬＣ膜を
選択的に除去することができるダイヤモンド状炭素膜の
加工方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, a diamond-like carbon film processing method capable of selectively removing a DLC film relatively easily without requiring a complicated process after the DLC film formation. Can be provided.
【図１】本発明の方法により加工されたＳｉウエハ上の
ＤＬＣ膜の一例を示す図面代用写真である。FIG. 1 is a drawing substitute photograph showing an example of a DLC film on a Si wafer processed by a method of the present invention.
【図２】本発明の方法により加工されたＳｉウエハ上の
ＤＬＣ膜の他の例を示す図面代用写真である。FIG. 2 is a drawing substitute photograph showing another example of a DLC film on a Si wafer processed by the method of the present invention.
Claims (4)
以下のレーザ光を照射し、このダイヤモンド状炭素膜の
一部を除去するダイヤモンド状炭素膜の加工方法。1. A diamond-like carbon film having a wavelength of 10 μm
A method for processing a diamond-like carbon film by irradiating the following laser beam to remove a part of the diamond-like carbon film.
をＣＨxＳｉyＯzＮvＦwと表したとき、 モル比を表すｘ，ｙ，ｚ，ｖ，ｗがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．７、 ０≦ｙ≦３．０、 ０≦ｚ≦１．０ ０≦ｖ≦１．０ ０≦ｗ≦０．２ である請求項１のダイヤモンド状炭素膜の加工方法。2. When the basic composition of the diamond-like carbon film is represented by CH x Si y O z N v F w , x, y, z, v, and w representing a molar ratio are each 0.05 ≦. 2. The method for processing a diamond-like carbon film according to claim 1, wherein x ≦ 0.7, 0 ≦ y ≦ 3.0, 0 ≦ z ≦ 1.00 0 ≦ v ≦ 1.00 ≦ w ≦ 0.2.
レーザ、Ｈｅ−ＣｄレーザおよびＡｒレーザのいずれか
である請求項１または２のダイヤモンド状炭素膜の加工
方法。3. The method for processing a diamond-like carbon film according to claim 1, wherein the laser beam is one of a YAG laser, an excimer laser, a He—Cd laser, and an Ar laser.
１〜１００W である請求項１〜３のいずれかのダイヤモ
ンド状炭素膜の加工方法。4. The laser beam has an irradiation surface output of 0.0
The method for processing a diamond-like carbon film according to claim 1, wherein the power is 1 to 100 W.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341498A JPH11278990A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Processing of diamond-like carbon film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341498A JPH11278990A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Processing of diamond-like carbon film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11278990A true JPH11278990A (en) | 1999-10-12 |
Family
ID=14353396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10341498A Pending JPH11278990A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Processing of diamond-like carbon film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11278990A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6669996B2 (en) | 2000-07-06 | 2003-12-30 | University Of Louisville | Method of synthesizing metal doped diamond-like carbon films |
| JP2012533501A (en) * | 2009-07-17 | 2012-12-27 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オ ゼネルジ アルテルナティヴ | Method for texturing a DLC coating and the resulting textured DLC coating |
| JP2017213866A (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Scribing wheel and method for manufacturing the same |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10341498A patent/JPH11278990A/en active Pending
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| TWI730103B (en) * | 2016-05-30 | 2021-06-11 | 日商三星鑽石工業股份有限公司 | Scribing wheel and manufacturing method thereof |
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