JPH03199376A - Hard carbon film forming method - Google Patents

Hard carbon film forming method

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JPH03199376A
JPH03199376A JP34036189A JP34036189A JPH03199376A JP H03199376 A JPH03199376 A JP H03199376A JP 34036189 A JP34036189 A JP 34036189A JP 34036189 A JP34036189 A JP 34036189A JP H03199376 A JPH03199376 A JP H03199376A
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JP
Japan
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film
substrate
carbon film
plasma
carbon
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JP34036189A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuki Ukon
右近 靖喜
Shigenobu Okada
繁信 岡田
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Abstract

PURPOSE:To form a hard carbon film having a high degree of adhesion to a substrate by forming middle layers including a soft carbon film on the substrate and then forming a diamondlike carbon film. CONSTITUTION:A soft polymeric carbon film (middle layer) 15 is formed on a substrate 7. A polymeric carbon film (middle layer) 16 having higher hardness than the film 15 is formed on the film 15. A diamondlike carbon(DLC) film 20 is then formed on the film 16. About 10<10>dyn/cm<2> compressive stress remains usually in the DLC film 20 and compressive stress nearly equal to that in the film 20 has been produced in the upper layer part of the lower polymeric carbon film 16. The film 16 contains the same carbon as the DLC film 20 contains.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板上に硬質カーボン膜を形成するための硬
質カーボン膜形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hard carbon film forming method for forming a hard carbon film on a substrate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、l) L C(Diamond Like C
arbon ) 1mは、硬度、絶縁性、熱伝導性、光
透過性、及び化学的安定性等の点においてダイヤモンl
゛に似た優れた性質を有していることから、最近注目を
集めている。
In general, l) L C (Diamond Like C
arbon) 1m is superior to diamond l in terms of hardness, insulation, thermal conductivity, light transmittance, and chemical stability.
It has been attracting attention recently because it has excellent properties similar to that of ゛.

このDLCM!の製造には、イオンビーム法、スパッタ
リング法、イオンブレーティング法、及びプラズマCV
D法等の各種方法が用いられている。
This DLCM! For manufacturing, ion beam method, sputtering method, ion blating method, and plasma CV
Various methods such as D method are used.

また、最近プラズマCVD法の一種として、低温で高品
質の膜形成が可能なE CR(Electron Cy
clotron Re5onance)プラズマCVD
法が開発され、すでに実用に供されている。
Recently, as a type of plasma CVD method, ECR (Electron Cy
Clotron Re5onance) Plasma CVD
A method has been developed and is already in use.

ごのF、 CRプラズマCV I)法では、電子サイク
ロトロン共鳴を励起さ一仕るごとにより、低ガス圧下に
おいて高密度のプラズマを発生さ・已る。このプラズマ
流をECRイオン源による発散磁界で引き出し、基板等
の試料に照射して成膜を行っている。
In the F, CR plasma CVI) method, a high-density plasma is generated under low gas pressure by exciting electron cyclotron resonance. This plasma flow is extracted by a divergent magnetic field from an ECR ion source, and is irradiated onto a sample such as a substrate to form a film.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

611述したような製造方法を用いて基板上にD I。 611 DI on the substrate using the manufacturing method described above.

C膜を形成した場合、DLC膜には、10”dyne/
cra”台の高い圧縮応力が残留している。このため、
DLC膜と基板、特に金属製基板との密着性が悪く、D
LC膜の生成中に剥離やクラック等が生じるという問題
が発生する。
When a C film is formed, the DLC film has a 10” dyne/
A high compressive stress on the order of "cra" remains.For this reason,
The adhesion between the DLC film and the substrate, especially the metal substrate, is poor.
Problems such as peeling and cracking occur during the production of the LC film.

そこで、基板とDLC膜との間に基板との密着性が良好
な中間層、たとえばケイ素成分からなる中間層を設ける
ことが考えられる。このような方法では、基板と中間層
との間の密着力を高めることが可能である。ところが、
このケイ素原子の原子間距離はDI、C膜に含まれる炭
素原子の原子間距離より大きい。このため、中間層とD
LC膜との間の密着力を充分に高めるには限界がある。
Therefore, it is conceivable to provide an intermediate layer having good adhesion to the substrate, for example, an intermediate layer made of a silicon component, between the substrate and the DLC film. With such a method, it is possible to increase the adhesion between the substrate and the intermediate layer. However,
The interatomic distance between silicon atoms is larger than the interatomic distance between carbon atoms contained in the DI and C films. For this reason, the middle class and D
There is a limit to sufficiently increasing the adhesion between the film and the LC film.

この発明の目的は、基板との密着度が高い硬質カーボン
膜を形成するための方法を提供するごどにある。
An object of the present invention is to provide a method for forming a hard carbon film that has high adhesion to a substrate.

(課題を解火するための手段〕 本発明に係る硬質カーボン膜形成方法は、基板りに硬質
カーボン膜を形成するための方法であっ゛(、以下の工
程を含んでいる。
(Means for Solving the Problem) The hard carbon film forming method according to the present invention is a method for forming a hard carbon film on a substrate (and includes the following steps).

◎ 基板上に軟質カーボン膜を含む中間層を形成するこ
と。
◎ Forming an intermediate layer containing a soft carbon film on the substrate.

◎ 前記中間層上にダイヤセント状カーボン膜を形成す
ること。
◎ Forming a diamond-like carbon film on the intermediate layer.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る硬質カーボン膜形成方法では、まず、基板
上に軟質カーボンl1ffを含む中間層が形成される。
In the hard carbon film forming method according to the present invention, first, an intermediate layer containing soft carbon l1ff is formed on a substrate.

次に、この中間層上にダイヤモンド状カーボン膜が形成
される。この中間層は、軟質ゆえ基板との密着性が良い
。また、この中間層はダイヤモンド状カーボン膜に含ま
れる炭素原子を含むものゆえ、ダイヤ;[ンド状カーボ
ン膜との密着性も良好である。このため、中間層が緩衝
材となって、基板との密着性が高く、しかも剥離やクラ
ック等の発生のおそれがない硬質カーボン膜が形成され
る。
A diamond-like carbon film is then formed on this intermediate layer. This intermediate layer is soft and has good adhesion to the substrate. Furthermore, since this intermediate layer contains carbon atoms contained in the diamond-like carbon film, it has good adhesion to the diamond-like carbon film. Therefore, the intermediate layer acts as a buffer material, and a hard carbon film is formed that has high adhesion to the substrate and is free from peeling, cracking, and the like.

〔実りむ:例〕[Fruitful: Example]

まず本発明の一実施例が適用されるE CRプラズマC
VD装置について説明する。第2図はECRプラズマC
VD装置の断面横戒図である。
First, an ECR plasma C to which an embodiment of the present invention is applied
The VD device will be explained. Figure 2 shows ECR plasma C
It is a cross-sectional horizontal view of the VD device.

図において、プラズマ室lは、導入されるマイクロ波(
周波数2.45GI+□)に対して空洞共振器となるよ
うに構成されており、例えば直径20Cm 、高さ20
ca+の円筒形状の室である。プラズマ室Iの周囲には
、プラズマ形成による壁面の温度−L昇を貼止するため
の冷却ジャケットlOが設けられている。この冷却ジャ
ゲット10には、冷却水が循環し得るようになっている
。プラズマ室1には、石英等で構成されたマイクロ波導
入窓2を介して、マイクロ波を導入するための短形状断
面の導波管3が接続されている。プラズマ室lの上部に
はガス導入孔13が形成され°ζいる。また、プラズマ
室1の周囲には、プラズマ発生用の磁気回路としての電
磁コイル4a、4bが配設されている。電磁コイル4a
、4bによる磁界の強度は、マ・fりU波による電子サ
イクロトロン共鳴の条件がプラズマ室Iの内部で成立す
るように決定される。この電磁コイル4a、4bによっ
゛(、下方にfiIJけて発散する完敗磁界が形成され
る。
In the figure, the plasma chamber l is the microwave (
It is configured to be a cavity resonator for a frequency of 2.45 GI + □), and has a diameter of 20 cm and a height of 20 cm, for example.
It is a cylindrical chamber of ca+. A cooling jacket 10 is provided around the plasma chamber I to prevent the rise in temperature -L of the wall surface due to plasma formation. Cooling water can be circulated through this cooling jacket 10. A waveguide 3 having a rectangular cross section for introducing microwaves is connected to the plasma chamber 1 via a microwave introduction window 2 made of quartz or the like. A gas introduction hole 13 is formed in the upper part of the plasma chamber l. Further, around the plasma chamber 1, electromagnetic coils 4a and 4b are arranged as a magnetic circuit for generating plasma. Electromagnetic coil 4a
, 4b is determined such that the conditions for electron cyclotron resonance due to the M/F U waves are established inside the plasma chamber I. These electromagnetic coils 4a and 4b form a completely destroyed magnetic field that diverges downward.

プラズマ室1の下方には、試料室5が設けられている。A sample chamber 5 is provided below the plasma chamber 1 .

試料室5の下部には、プラズマ室1から引き出されたプ
ラズマ流Mが照射される基板7が基板ホルダ8に保持さ
れている。裁板ホルダ8は支軸9に取り付けられている
。また基板ホルダ8Gこは、支軸9を介して高周波電源
(例えば周波数13.56MH2)11が接続されてお
り、これにより基板7に対して所定の高周波電圧が印加
されるようになっζいる。また、高周波電源11は印加
する電源電圧を変えることができるようになっている。
In the lower part of the sample chamber 5, a substrate 7 is held by a substrate holder 8, and is irradiated with a plasma flow M extracted from the plasma chamber 1. The cutting board holder 8 is attached to a support shaft 9. Further, a high frequency power source (eg, frequency 13.56 MH2) 11 is connected to the substrate holder 8G via a support shaft 9, so that a predetermined high frequency voltage is applied to the substrate 7. Further, the high frequency power source 11 is configured to be able to change the power supply voltage applied.

なお、基板ホルダ8には、冷却水が循環するジャゲット
(図示せず)が装着されている。また、基板ホルダ8の
上方には、開閉自在なシャッター12が設けられ”ζい
る。このシャンター12の開度により、プラズマ流Mの
基Fi7への照射を調節し得るようになっている。また
、試料室5の下部には、排気孔5aが形成されており、
この排気孔5aは図示しない排気系に接続されている。
Note that the substrate holder 8 is equipped with a jacket (not shown) through which cooling water circulates. Further, a shutter 12 that can be opened and closed is provided above the substrate holder 8. By adjusting the opening degree of this shunter 12, the irradiation of the plasma flow M to the base Fi7 can be adjusted. , an exhaust hole 5a is formed in the lower part of the sample chamber 5,
This exhaust hole 5a is connected to an exhaust system (not shown).

次に、本装置の作動を説明しつつ、硬質カーボン膜形成
方法について説明する。
Next, a method for forming a hard carbon film will be explained while explaining the operation of this apparatus.

まず、成膜すべき基板7を基板ホルダ8に保持さ一已る
。次に、図示しない排気系によりプラズマ室l及び試料
室5を真空状態にし、内部のガスF[を5 X 10−
’Torr以下にする。そし°(、ガス導入孔13から
プラズマ室1内に炭化水素系のガス、例えばC1,ガス
を導入する。
First, the substrate 7 on which a film is to be formed is held by the substrate holder 8. Next, the plasma chamber 1 and the sample chamber 5 are brought into a vacuum state by an exhaust system (not shown), and the internal gas F[ is reduced to 5×10−
'Reduce Torr or less. Then, a hydrocarbon gas, for example C1 gas, is introduced into the plasma chamber 1 through the gas introduction hole 13.

次に、プラズマ室1の周囲に設けられた電磁コイル4a
、4bに通電してプラズマ室1内の磁束密度が875ガ
ウスになるようにする。また、このとき、基板7には高
周波電圧を印加しない。この状態から導波管3を介して
周波数2.45cutのマイクロ波をプラズマ室1に導
入し、プラズマ室l内にプラズマを発生さセる。
Next, the electromagnetic coil 4a provided around the plasma chamber 1
, 4b so that the magnetic flux density in the plasma chamber 1 becomes 875 Gauss. Further, at this time, no high frequency voltage is applied to the substrate 7. From this state, microwaves with a frequency of 2.45 cut are introduced into the plasma chamber 1 via the waveguide 3 to generate plasma in the plasma chamber 1.

このような条件により、プラズマ室1内において、87
5ガウスのルfi場により回転する電子の周波数と、マ
イクロ波の周波数2.45Glhとが・・−致し、電子
ザイク「川・目ン共1!8を起こず。これにより、電子
はマイクロ波から効率良くエネルギーを唆収し加速され
る。加速された電子はガス分子と衝突してガス分子をイ
オン化さ・已ることにより、他ガス圧に°ζ高密度のプ
ラズマが発生ずる。プラズマ室1内に発生したプラズマ
は、電磁コ・fル4a、4bによって形成された発散磁
界の磁力線に沿っ°(引き出される。
Under these conditions, in the plasma chamber 1, 87
The frequency of the electrons rotating due to the 5 Gauss Lufi field and the microwave frequency of 2.45Glh match, and the electron zaiku ``Kawa and Me 1!8'' do not occur. The accelerated electrons efficiently collect energy and accelerate.The accelerated electrons collide with gas molecules and ionize and destroy the gas molecules, generating high-density plasma at other gas pressures.Plasma chamber The plasma generated in the magnetic coil 1 is drawn out along the lines of magnetic force of the diverging magnetic field formed by the electromagnetic coils 4a and 4b.

次に、シャッター12を開く。すると、プラズマ室lか
ら引き出されたブラズ°7流が)Jii板7上に照射さ
れ、第1A図に示すように、基板7上に軟質のポリマー
状カーボン股(中間N)15が形成される。この軟質ポ
リ゛7−状カーボン膜15内の圧縮応力は概ね零である
。従って、軟質ポリマー状カーボン膜15は基板7.L
に良好に密着する。
Next, the shutter 12 is opened. Then, the Blaz°7 flow drawn out from the plasma chamber 1) is irradiated onto the Jii plate 7, and a soft polymeric carbon crotch (intermediate N) 15 is formed on the substrate 7, as shown in FIG. 1A. . The compressive stress within this soft polycarbonate film 15 is approximately zero. Therefore, the soft polymeric carbon film 15 is attached to the substrate 7. L
Adheres well to.

軟質ポリマー状カーボン膜15が所要の膜厚になったと
ころで、高周波電源11から基板7に周波数13.56
M1+□の高周波電圧を印加し、印加電圧を徐々に上昇
させる。そして、前記と同様にし°(、プラズマ室l内
にCLガスのプラズマを発生させる。また、このとき、
基板7には、支軸9そ介して周波数13. 56M1l
Zの高周波電圧が印加されているので、周期的に正、負
の電位がかかる。これにより、基板7に負の自己バイア
ス(−100V以下)が発生する。この負の自己バイア
スによっ′ζ、プラズマ中の正イオンが基板7側に引き
込まれ、第1B図に示すように、軟質ポリマー状カーボ
ン膜15上に、この軟質パリマー状カーボン膜15より
も硬いポリマー状カーボン膜16(中間層)が形成され
る。このポリマー状カーボン膜16は、その下層領域に
つい°ζは、軟質ポリマー状カーボン膜15と同程度の
硬度及び圧116応力を打しており、上層に行くに従い
硬度及び圧縮応力が増している。
When the soft polymeric carbon film 15 reaches the required thickness, a frequency of 13.56 is applied to the substrate 7 from the high frequency power source 11.
A high frequency voltage of M1+□ is applied, and the applied voltage is gradually increased. Then, in the same manner as above (, CL gas plasma is generated in the plasma chamber l. Also, at this time,
The board 7 is connected to a frequency 13. 56M1l
Since the high frequency voltage Z is applied, positive and negative potentials are periodically applied. As a result, a negative self-bias (-100V or less) is generated in the substrate 7. Due to this negative self-bias, positive ions in the plasma are drawn toward the substrate 7 side, and as shown in FIG. A polymeric carbon film 16 (intermediate layer) is formed. This polymeric carbon film 16 has hardness and compressive stress comparable to that of the soft polymeric carbon film 15 in its lower layer region, and the hardness and compressive stress increase toward the upper layer.

次に、基板7に印加される高周波型Y〔のパワーを上げ
、前記と同様のECRプラズマ条件下に°ζ、プラズマ
室l内に高密度のプラズマを発生さ一已・る。
Next, the power of the high-frequency wave Y applied to the substrate 7 is increased, and high-density plasma is generated in the plasma chamber 1 under the same ECR plasma conditions as described above.

発LLしたプラズマ流Mは、電Lit 二1イル4a、
4bの発散磁界によって試料室5内に引き出され、基板
7上に照射される。このとき、基板7には、負の自己バ
イアス(−100V以下)が発生しているため、プラズ
マ中の正イオンが基板7側に引き込まれ、第1C図に示
すように、ポリマー状カーボン膜16上にDI、C膜2
0が形成される。
The emitted plasma flow M is electrically lit 21 il 4a,
It is pulled out into the sample chamber 5 by the divergent magnetic field of 4b and irradiated onto the substrate 7. At this time, since a negative self-bias (-100 V or less) is generated in the substrate 7, positive ions in the plasma are drawn toward the substrate 7, and as shown in FIG. 1C, the polymeric carbon film 16 DI, C film 2 on top
0 is formed.

このD L C膜20には、通常1010d y n 
e/C1”rl”台の圧縮応力が残留している。一方、
DI。
This DLC film 20 usually has 1010 d yn
A compressive stress on the order of e/C1"rl" remains. on the other hand,
D.I.

C膜20の下層のポリマー状カーボン膜16上層部分に
は、この圧縮応力と同程度の圧縮応力が発生している。
A compressive stress comparable to this compressive stress is generated in the upper layer portion of the polymeric carbon film 16 which is the lower layer of the C film 20.

また、ポリマー状カーボン膜16には、DLC膜に含ま
れるカーボンが含まれている。
Further, the polymeric carbon film 16 contains carbon contained in the DLC film.

従って、D L C膜20はポリマー状カーボン+19
16上に良好に密着する。
Therefore, the DLC film 20 is composed of polymeric carbon +19
Adheres well to 16.

このようにして、基板71に、基板7との密着性が良好
でしかも剥離やクラック等が生しない1〕LC膜を一連
の処理により形成することができる。
In this way, it is possible to form an LC film on the substrate 71 through a series of treatments (1) which has good adhesion to the substrate 7 and does not cause peeling or cracking.

次に、D L、 C膜と軟質ポリマー状カーボン膜との
物性の比較結果を示す。
Next, the results of comparing the physical properties of the DL,C film and the soft polymeric carbon film will be shown.

実験伊東 なお、以下にいう「ポリマー状カーホン膜」とは、第1
C図における軟質ポリマー状カーホン膜15のことであ
る。
Experiment ItoThe term "polymer carbon film" mentioned below refers to the first
This refers to the soft polymer carbon film 15 in Figure C.

(1)  実験方法 実験に用いた基板は6インチSレジエバーである。また
、膜厚分布が±5%以内を満たずように成膜条件を設定
した。この条件下において、膜付着速度は75人/mi
nであった。
(1) Experimental method The substrate used in the experiment was a 6-inch S resistor. Further, the film forming conditions were set so that the film thickness distribution was within ±5%. Under these conditions, the film deposition rate was 75 people/mi
It was n.

(2)硬度 硬度測定には、魚津■製の微小硬度計II M V2O
00を用いた。また使用した圧子はヌープ圧子である。
(2) Hardness For hardness measurement, use a microhardness meter II M V2O manufactured by Uozu ■.
00 was used. The indenter used was a Knoop indenter.

Siウェハー基板1に1μmの厚みのD L C膜を形
成し硬度測定を行った。その結果、D L C膜の硬度
は2150 kg/mm”であり、ポリマー状カーボン
膜の硬度は約100 kg/m−であった。
A DLC film with a thickness of 1 μm was formed on a Si wafer substrate 1, and the hardness was measured. As a result, the hardness of the DLC film was 2150 kg/mm'', and the hardness of the polymeric carbon film was about 100 kg/m.

(3) 屈折率 屈折率の測定には、A r −II eレーザー(63
28人)を使用した島律■製自動偏光解析装置AI’i
 P−100を用いた。なお、予め触針式膜〜計を用い
てサンプルの絶対膜jゾを測定し、その後、+iil記
偏光解析装置によっ゛(測定を行った。その結果、D 
L C膜の屈折率は2.09であり、ポリマー状カーボ
ン1模の屈折率は1. 6であった。
(3) Refractive index For measurement of refractive index, Ar-II e laser (63
Shima Ritsu's automatic polarization analyzer AI'i using 28 people)
P-100 was used. In addition, the absolute membrane of the sample was measured in advance using a stylus-type membrane meter, and then the measurement was carried out using the polarization analyzer described in +iii. As a result, D
The refractive index of the LC film is 2.09, and the refractive index of polymeric carbon 1 is 1.09. It was 6.

(4)  JIC抗率 1) 1. CJ模の抵抗率はIQIZΩ・c1n以上
であり、またポリマー状カーボン膜の抵抗率は約3X 
101zΩ・cmであった。
(4) JIC resistance rate 1) 1. The resistivity of the CJ model is more than IQIZΩ・c1n, and the resistivity of the polymeric carbon film is about 3X
It was 101zΩ·cm.

(5)化学的安定性 SiNx膜の耐酸性評価法であるB II I” (緩
衝フッ酸)エツチング速度の測定力法と同じ方法を用い
て測定を行った。B II F液としでは、II l”
とNo、rrをl:6の割合に混合した混合液を用いて
液温を30℃に設定した。その結果、DLCH’Aの[
1)I Fエツチング速度は約10人/hであった。
(5) Chemical stability The measurement was performed using the same method as the force method used to measure the etching rate of B II I” (buffered hydrofluoric acid), which is a method for evaluating the acid resistance of SiNx films. l”
A liquid mixture of No., No., and rr at a ratio of 1:6 was used, and the liquid temperature was set at 30°C. As a result, DLCH'A [
1) The IF etching rate was about 10 people/h.

また、ポリマー状カーボン膜については測定し°(いな
いが、SiウェハーのB It Fエツチング速度につ
いては、約110人/hであった。
Further, although no measurements were made for polymeric carbon films, the B It F etching rate for Si wafers was approximately 110 etching/h.

(6)  ラマンハンドI・ル ラマン分光法は非晶質な物質でも評価が可能であること
から、炭素膜の内部構造の重要な評価手段の一つである
。使用したレーザーはアルゴンイオンレーザ−で、51
4.5nmの発振線を用いた。D L、 C膜の場合、
得られたラマンスペクトルは、1550 c m−’付
近のラマンハンドと、1350 c rrr’付近のシ
ョルダーバンドとを有するスペクトルであった。一方、
ポリマー状カーボン股については、ラマンスペクトル測
定時に著しい蛍光を発した。
(6) Raman hand I/Ruraman spectroscopy is one of the important means of evaluating the internal structure of carbon films, since it is possible to evaluate even amorphous materials. The laser used was an argon ion laser.
A 4.5 nm oscillation line was used. In the case of D L, C film,
The obtained Raman spectrum had a Raman hand around 1550 cm-' and a shoulder band around 1350 crrr'. on the other hand,
Regarding the polymeric carbon crotch, significant fluorescence was emitted during Raman spectroscopy.

(7)膜中水素濃度 膜の硬度は膜中水素含有量に依在すると考えられている
。そこで、重イオンで膜中の炭素と水素をたたき出し、
その個数を検出するERl) A (+41asLic
 Recoil [1atection Analys
is)法を用い゛(1模中水素濃度を測定した。その結
果、l) 1.、 C膜のII/C原P数比は0.17
〜0.34の範囲にあった。一方、ポリマー状カー・I
!ン欣のH/ C原子数比は0.53〜0,80の範囲
にあった。この値は+1 L C膜に比べ°ζ約2〜3
倍高くなっ°ζいる。
(7) Hydrogen concentration in the film The hardness of the film is thought to depend on the hydrogen content in the film. Therefore, we used heavy ions to knock out the carbon and hydrogen in the membrane.
ERl) A (+41asLic
Recoil [1action analysis
The hydrogen concentration in one simulation was measured using the is) method.The results were as follows: 1. , the II/C original P number ratio of the C film is 0.17
It was in the range of ~0.34. On the other hand, polymeric car I
! The H/C atomic ratio of N-Kin was in the range of 0.53 to 0.80. This value is +1 °ζ compared to the L C film about 2 to 3
It's twice as expensive.

(8)発光スペクトル 成膜中のメタンプラズマからの発光スベクI・ルを観測
した。その結果、DLC膜の生成時とポリマー状カーボ
ン)模の生成時とにおいて、発光スペク1ルの相対強度
比にほとんど変化はなかったが、ポリマー状カーボン膜
生成時に観測された11ラジカルの密度は、D L C
膜生成時に比べ約25倍人きいことがわかった。従って
、■]ラジカルの密度が大きい場合には、■ラジカルが
成膜中に膜内に取り込まれ、その結果柔らかいポリマー
状カーボン膜が生成されると考えられる。
(8) Emission spectrum The emission spectrum from methane plasma during film formation was observed. As a result, there was almost no change in the relative intensity ratio of the 11 emission spectra between the formation of the DLC film and the formation of the polymeric carbon film, but the density of the 11 radicals observed during the formation of the polymeric carbon film was , DLC
It was found that the membrane was about 25 times more sensitive than when it was produced. Therefore, it is considered that when the density of the [■] radicals is high, the [1] radicals are taken into the film during film formation, and as a result, a soft polymeric carbon film is produced.

以上の結果のまとめを次表に示す。A summary of the above results is shown in the table below.

〔他の実施例〕[Other Examples]

(a)  tiil記実施例では、基板7に印加する高
周波電圧(バイアス電圧)を変化さU・るごとにより、
中間層としてのポリマー状カーボン股15.16と、D
 1. C膜を形成するようにしたものを/Rしたが、
本発明の適用はこれに限定されない。
(a) In the third embodiment, by changing the high frequency voltage (bias voltage) applied to the substrate 7,
polymeric carbon crotch 15.16 as an intermediate layer, and D
1. /R was made to form a C film, but
Application of the present invention is not limited to this.

例えばマイクロ波パワー及び反庭圧力をそれぞれ適当な
条件下に設定することにより、同様にボリマー状カーボ
ン膜及びD L C膜を形成することが可能である。
For example, it is possible to form a polymeric carbon film and a DLC film in the same way by setting the microwave power and pressure under appropriate conditions.

(1))ポリマー状カーボン膜及びD L C膜の形成
方法G1、ECRプラズマCVD法に限定されない。
(1)) Formation method G1 of polymeric carbon film and DLC film is not limited to ECR plasma CVD method.

例えば、プラズマCVD法やスパッタリング法。For example, plasma CVD method or sputtering method.

又はイオンビー1、法を用いて形成するようにしζもよ
い。
Alternatively, ζ may be formed using the ion bee method.

(C)  前記実施例では、ポリマー状カーボン膜及び
り 1. CIQ (7)形成ニE CRプラズマ C
V D装wtを用いたが、ポリマー状カーボン膜及びl
) 1. c IIIをそれぞれ別々の装置で形成する
ようにし°(もよい。
(C) In the above examples, polymeric carbon film and film 1. CIQ (7) Formation CR plasma C
Although VD device wt was used, polymeric carbon film and l
) 1. c III may be formed in separate devices.

例えば、ポリマー状カーホン膜の形成を蒸、h製置ご行
い、その後、li CRプラズマCVD法置によりl)
 1. C膜を形成するようにし′(もよい。
For example, the formation of a polymeric carbon film is performed by vapor deposition, followed by LiCR plasma CVD deposition.
1. It is also possible to form a C film.

(、’)  !’l:I aL!失hi!!例では、中
間層としで、ポリマー状カーボン1挨1!’i、16(
2)211mからなるものを示し7たが、中間層とし“
(は単・層であ−7でもよく、また3層板1−二の複数
層からなるものであっ゛(も4Lい。
(,')! 'l: I aL! Loss of consciousness! ! In the example, the intermediate layer is 1 layer of polymeric carbon and 1 layer! 'i, 16(
2) The figure consists of 211 m, but the middle layer is
(() may be a single layer and may be 7-7, or may be composed of multiple layers of 3-layer plates 1-2) ((also 4L).

〔発191の効果〕 本発明に係る硬質カーボン膜形成方法では、ダイヤ−[
ンド状カーボン股は、軟質カーボン1模を含む中間層を
介して基板I−に形成されるので、基板との密着性が良
好でしかも剥離譬)クランク等がとLしない硬質カーボ
ン膜を形成することができる。
[Effect of 191] In the hard carbon film forming method according to the present invention, diamond [
The carbon crotch is formed on the substrate I through an intermediate layer containing soft carbon 1, so it forms a hard carbon film that has good adhesion to the substrate and does not peel off when cranks, etc. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図〜第tC図は、本発明の一実施例による硬質カ
ーボン膜形成力法を説明するための図、第2図は本発明
の一実施例が適用されるIE CI?プラズ°Z CV
 D装置の断面概略構成図である。 ′l・・・基板、15・・・軟質ポリマー状カーボン膜
、16・・・ポリマー状カーボン膜、20・・・I) 
L C]模。
1A to tC are diagrams for explaining a hard carbon film forming force method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an IE CI? to which an embodiment of the present invention is applied. Plas°Z CV
FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the D device. 'l...Substrate, 15...Soft polymer-like carbon film, 16...Polymer-like carbon film, 20...I)
L C] model.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 基板上に硬質カーボン膜を形成するための硬質
カーボン膜形成方法であって、 基板上に軟質カーボン膜を含む中間層を形成することと
、前記中間層上にダイヤモンド状カーボン膜を形成する
こととを含む硬質カーボン膜形成方法。
(1) A hard carbon film forming method for forming a hard carbon film on a substrate, which comprises forming an intermediate layer including a soft carbon film on the substrate, and forming a diamond-like carbon film on the intermediate layer. A hard carbon film forming method comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0859355A1 (en) * 1997-02-13 1998-08-19 Sanyo Electric Co. Ltd Thin film magnetic head
JP2025065430A (en) * 2021-02-22 2025-04-17 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6173882A (en) * 1984-09-17 1986-04-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Super hard layer coating material
JPS61106494A (en) * 1984-10-29 1986-05-24 Kyocera Corp Member coated with diamond and its production
JPH01132779A (en) * 1987-11-17 1989-05-25 Nikon Corp Hard carbon film-coated metallic substrate
JPH01205075A (en) * 1988-02-10 1989-08-17 Hitachi Ltd Diamond coated material
JPH01226711A (en) * 1988-03-07 1989-09-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Composite carbon coating and its preparation method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6173882A (en) * 1984-09-17 1986-04-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Super hard layer coating material
JPS61106494A (en) * 1984-10-29 1986-05-24 Kyocera Corp Member coated with diamond and its production
JPH01132779A (en) * 1987-11-17 1989-05-25 Nikon Corp Hard carbon film-coated metallic substrate
JPH01205075A (en) * 1988-02-10 1989-08-17 Hitachi Ltd Diamond coated material
JPH01226711A (en) * 1988-03-07 1989-09-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Composite carbon coating and its preparation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0859355A1 (en) * 1997-02-13 1998-08-19 Sanyo Electric Co. Ltd Thin film magnetic head
US5986857A (en) * 1997-02-13 1999-11-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Thin film magnetic head including adhesion enhancing interlayers, and upper and lower gap insulative layers having different hydrogen contents and internal stress states
JP2025065430A (en) * 2021-02-22 2025-04-17 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing apparatus

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