JPH06240461A - 化学蒸着層の厚み決定法 - Google Patents
化学蒸着層の厚み決定法Info
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- JPH06240461A JPH06240461A JP5314726A JP31472693A JPH06240461A JP H06240461 A JPH06240461 A JP H06240461A JP 5314726 A JP5314726 A JP 5314726A JP 31472693 A JP31472693 A JP 31472693A JP H06240461 A JPH06240461 A JP H06240461A
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- 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
- C23C16/44—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 method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体上にダイヤモンド等の所望物質をＣＶＤ
（化学蒸着）により析出させるに際し、析出層の厚みが
最適となった時点で蒸着作業を終了せしめる。 【構成】 化学蒸着装置内に装着されるべき基体に対
し、所定の直径／幅の少なくとも１個の貫通開口を形成
し、該貫通開口の壁部上にも上記所望物質を析出させ
る。貫通開口内で斯く析出した物質層の厚みは、基体の
表面上に析出した物質層の厚みと比例関係を有してお
り、従って、前者の厚みをモニターすることにより、基
体上の析出層の厚みを決定できる。基体上の析出層の厚
みが所望の厚みに達したことが決定されれば、蒸着作業
を終了せしめる。
（化学蒸着）により析出させるに際し、析出層の厚みが
最適となった時点で蒸着作業を終了せしめる。 【構成】 化学蒸着装置内に装着されるべき基体に対
し、所定の直径／幅の少なくとも１個の貫通開口を形成
し、該貫通開口の壁部上にも上記所望物質を析出させ
る。貫通開口内で斯く析出した物質層の厚みは、基体の
表面上に析出した物質層の厚みと比例関係を有してお
り、従って、前者の厚みをモニターすることにより、基
体上の析出層の厚みを決定できる。基体上の析出層の厚
みが所望の厚みに達したことが決定されれば、蒸着作業
を終了せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学蒸着によるダイヤ
モンド及びその他の物質の製造に関し、詳しくは所定の
厚さのダイヤモンド層の蒸着に関する。
モンド及びその他の物質の製造に関し、詳しくは所定の
厚さのダイヤモンド層の蒸着に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学蒸着（以後、時には「ＣＶＤ」とい
う）は、数多くの物質の製造に使用される。水素と炭化
水素ガスの混合物からの高温、低圧に於けるダイヤモン
ド製造へのその使用は、工業用ダイヤモンドの製造にと
って益々重要になっている方法である。ＣＶＤダイヤモ
ンド法は、電子技術用途のヒートシンク(heat sink) の
ような物品に加工され得るダイヤモンド層の製造に特に
有用である。非常に高い熱伝導度を持っているので、ダ
イヤモンドはこのようなヒートシンク用の材料として特
に有用である。
う）は、数多くの物質の製造に使用される。水素と炭化
水素ガスの混合物からの高温、低圧に於けるダイヤモン
ド製造へのその使用は、工業用ダイヤモンドの製造にと
って益々重要になっている方法である。ＣＶＤダイヤモ
ンド法は、電子技術用途のヒートシンク(heat sink) の
ような物品に加工され得るダイヤモンド層の製造に特に
有用である。非常に高い熱伝導度を持っているので、ダ
イヤモンドはこのようなヒートシンク用の材料として特
に有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ヒートシンクに要求さ
れる厚さ許容度は通常、非常に厳密である。例えば、典
型的なヒートシンク材料は、厚さ０．３乃至０．４ｍｍ
のオーダーにあり、所定の厚さからの実質的な乖離は許
容されない。典型的なＣＶＤダイヤモンド作業におい
て、典型的にはモリブデンである基板の上に、水素とメ
タンのような炭化水素との混合物の（例えばマイクロウ
エーブや熱フィラメントによる）高温活性化によって、
ダイヤモンド層が蒸着される。基板上のダイヤモンド蒸
着速度は作業毎に広範囲に変動し、そして、典型的な蒸
着速度が一日当たり１０乃至１５ミクロンのオーダーで
あるので、有用な厚さの層の析出に要する時間は多くの
日数であり得る。
れる厚さ許容度は通常、非常に厳密である。例えば、典
型的なヒートシンク材料は、厚さ０．３乃至０．４ｍｍ
のオーダーにあり、所定の厚さからの実質的な乖離は許
容されない。典型的なＣＶＤダイヤモンド作業におい
て、典型的にはモリブデンである基板の上に、水素とメ
タンのような炭化水素との混合物の（例えばマイクロウ
エーブや熱フィラメントによる）高温活性化によって、
ダイヤモンド層が蒸着される。基板上のダイヤモンド蒸
着速度は作業毎に広範囲に変動し、そして、典型的な蒸
着速度が一日当たり１０乃至１５ミクロンのオーダーで
あるので、有用な厚さの層の析出に要する時間は多くの
日数であり得る。
【０００４】適当な一体式構造のダイヤモンド層を製造
するためにはＣＶＤ作業を中断なく実施する必要がある
が、蒸着作業中に厚さをモニターする正確な方法がない
ので、所定の厚さのダイヤモンド層の製造は困難であっ
た。その結果、所定の厚さを作り出すのに要求される以
上に長い期間に亘って蒸着を続けるかも知れないが、ダ
イヤモンドシートは基板から除去が可能で、所期の厚さ
に機械仕上げできるので、このような継続は致命的では
ない。但し、これは時間とエネルギー双方の浪費であ
る。一方、所期の厚さが得られる前に蒸着作業を停止す
ることは、致命的であり、それまで蒸着されたダイヤモ
ンドを廃棄する必要があるかも知れない。
するためにはＣＶＤ作業を中断なく実施する必要がある
が、蒸着作業中に厚さをモニターする正確な方法がない
ので、所定の厚さのダイヤモンド層の製造は困難であっ
た。その結果、所定の厚さを作り出すのに要求される以
上に長い期間に亘って蒸着を続けるかも知れないが、ダ
イヤモンドシートは基板から除去が可能で、所期の厚さ
に機械仕上げできるので、このような継続は致命的では
ない。但し、これは時間とエネルギー双方の浪費であ
る。一方、所期の厚さが得られる前に蒸着作業を停止す
ることは、致命的であり、それまで蒸着されたダイヤモ
ンドを廃棄する必要があるかも知れない。
【０００５】従って、析出作業中にＣＶＤで蒸着された
物質層の厚さを決定する方法を開発することは極めて望
ましい。このような方法が本発明によって提供される。
物質層の厚さを決定する方法を開発することは極めて望
ましい。このような方法が本発明によって提供される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発は、一面に於いて、
少なくとも一つの基板の表面に特定の所望厚の物質層を
析出する方法であり、所定のサイズの貫通開口部が該基
板の平面に存在するように該基板を化学蒸着装置内に装
着し、該基板の上に前記の層を析出させ、前記の貫通開
口部の中に形成された層の厚さをモニターし、前記の貫
通開口部の中に形成された層の厚さと基板表面に形成さ
れた層の厚さの間の関係を決定し、そして前記の貫通開
口部に形成された層の厚さが前記の表面上の所望の厚さ
の層の形成と一致する時点で析出を止める、工程から成
る化学蒸着法である。
少なくとも一つの基板の表面に特定の所望厚の物質層を
析出する方法であり、所定のサイズの貫通開口部が該基
板の平面に存在するように該基板を化学蒸着装置内に装
着し、該基板の上に前記の層を析出させ、前記の貫通開
口部の中に形成された層の厚さをモニターし、前記の貫
通開口部の中に形成された層の厚さと基板表面に形成さ
れた層の厚さの間の関係を決定し、そして前記の貫通開
口部に形成された層の厚さが前記の表面上の所望の厚さ
の層の形成と一致する時点で析出を止める、工程から成
る化学蒸着法である。
【０００７】
【実施例】図面は、蒸着時間との関連で示されている、
基板中の各種の直径の穴の壁上のＣＶＤダイヤモンド層
の厚さのグラフである。更に詳しく以下に説明するよう
に、図１乃至図４は、夫々、３５３ミクロン，４６９ミ
クロン，６２３ミクロン及び８３２ミクロンの穴の直径
に相当する。
基板中の各種の直径の穴の壁上のＣＶＤダイヤモンド層
の厚さのグラフである。更に詳しく以下に説明するよう
に、図１乃至図４は、夫々、３５３ミクロン，４６９ミ
クロン，６２３ミクロン及び８３２ミクロンの穴の直径
に相当する。
【０００８】ＣＶＤ作業並びにその際に使用される設備
と原料の詳細は、当該技術分野でよく知られているの
で、ここで繰り返す必要はない。ダイヤモンド以外の物
質用には、その方法は金属（例えばタングステンやレニ
ウム）ハライドと水素の間の反応を含み、ダイヤモンド
用には、炭化水素と原子状水素の反応が含まれる。必須
品目は、典型的には減圧下でＣＶＤ作業が実施される容
器、容器内に設置したダイヤモンドが蒸着される基板、
反応性ガスを容器内に導入し基板と接触させる手段及び
反応性条件を作り出す活性化手段である。ダイヤモンド
の場合は、熱フィラメント或いはマイクロウエーブ発生
器が、水素−炭化水素混合物の活性化に使用される。
と原料の詳細は、当該技術分野でよく知られているの
で、ここで繰り返す必要はない。ダイヤモンド以外の物
質用には、その方法は金属（例えばタングステンやレニ
ウム）ハライドと水素の間の反応を含み、ダイヤモンド
用には、炭化水素と原子状水素の反応が含まれる。必須
品目は、典型的には減圧下でＣＶＤ作業が実施される容
器、容器内に設置したダイヤモンドが蒸着される基板、
反応性ガスを容器内に導入し基板と接触させる手段及び
反応性条件を作り出す活性化手段である。ダイヤモンド
の場合は、熱フィラメント或いはマイクロウエーブ発生
器が、水素−炭化水素混合物の活性化に使用される。
【０００９】本発明の方法は、ダイヤモンド製造に特に
有用であり、従って、以下に於いてもダイヤモンドの製
造を主体として述べられる。しかし、この方法は他の物
質のＣＶＤ蒸着にも応用してよいことが理解されるべき
である。本発明の方法によれば、基板平面に一つ或いは
それ以上の貫通開口部が存在するようにして少なくとも
一つの基板がＣＶＤ装置内に装着される。本明細書中に
使用される「貫通開口部」という言葉は、１９８１版の
Webster ’s New Collegiate Dictionary の２ａ項に定
義されているように使用されている、即ち、「貫通或い
は穿孔によるか或いはその様にして形成された穴或いは
パターン」である。
有用であり、従って、以下に於いてもダイヤモンドの製
造を主体として述べられる。しかし、この方法は他の物
質のＣＶＤ蒸着にも応用してよいことが理解されるべき
である。本発明の方法によれば、基板平面に一つ或いは
それ以上の貫通開口部が存在するようにして少なくとも
一つの基板がＣＶＤ装置内に装着される。本明細書中に
使用される「貫通開口部」という言葉は、１９８１版の
Webster ’s New Collegiate Dictionary の２ａ項に定
義されているように使用されている、即ち、「貫通或い
は穿孔によるか或いはその様にして形成された穴或いは
パターン」である。
【００１０】従って、貫通された所定のサイズの少なく
と一つの穴を持つた単独基板を使用することは本発明の
範囲内にある。或いは、複数の基板が既知の間隔を置い
て同一平面に装着されてもよい。同業者は、穴を含んで
いる多重基板並びに他の同等の具体化物も使用してよい
ことを理解するであろう。基板を貫通して穴が開けられ
るならば、穴の形は円状或いは不規則（例えば楕円状）
でもよいが、通常は不規則な形には有利性がなく、従っ
て円状穴が好まれる。所望であれは、ダイヤモンド層の
厚さの一貫性を決定するのを助けるために、同一或いは
異なるサイズの複数の穴を形成してよい。
と一つの穴を持つた単独基板を使用することは本発明の
範囲内にある。或いは、複数の基板が既知の間隔を置い
て同一平面に装着されてもよい。同業者は、穴を含んで
いる多重基板並びに他の同等の具体化物も使用してよい
ことを理解するであろう。基板を貫通して穴が開けられ
るならば、穴の形は円状或いは不規則（例えば楕円状）
でもよいが、通常は不規則な形には有利性がなく、従っ
て円状穴が好まれる。所望であれは、ダイヤモンド層の
厚さの一貫性を決定するのを助けるために、同一或いは
異なるサイズの複数の穴を形成してよい。
【００１１】貫通開口部の寸法、特に直径或いは幅は、
貫通開口部に形成されたＣＶＤダイヤモンド層の観測さ
れた厚さが基板の表面に形成された層の厚さに関係付け
られるように、この後に述べるように前もって決められ
る。このようにして、ＣＶＤ作業中の貫通開口部の様子
をモニターし、表面上の層が略所望厚になった時に析出
を停止することが可能である。
貫通開口部に形成されたＣＶＤダイヤモンド層の観測さ
れた厚さが基板の表面に形成された層の厚さに関係付け
られるように、この後に述べるように前もって決められ
る。このようにして、ＣＶＤ作業中の貫通開口部の様子
をモニターし、表面上の層が略所望厚になった時に析出
を停止することが可能である。
【００１２】比較的簡単な具体例に於いては、ＣＶＤ作
業は貫通開口部が塞がれるまで継続される。これは、所
望の厚さに到達した時に穴塞ぎが発生するように、貫通
開口部のサイズが表面層の所望の厚さに関係付けられて
いる時に好都合である。しかし、より大きい貫通開口部
を使用し、表面に対してある角度をなし、好ましくは垂
直である壁に形成される層の厚さをより厳密にモニター
することも意図されている。
業は貫通開口部が塞がれるまで継続される。これは、所
望の厚さに到達した時に穴塞ぎが発生するように、貫通
開口部のサイズが表面層の所望の厚さに関係付けられて
いる時に好都合である。しかし、より大きい貫通開口部
を使用し、表面に対してある角度をなし、好ましくは垂
直である壁に形成される層の厚さをより厳密にモニター
することも意図されている。
【００１３】このようなモニタリングは目視でよく、貫
通開口部がモニター上に通常は拡大されて出現し、その
実際のサイズは容易に決定され得るようになっている、
モニタリング（及び、任意に、記録）手段に連結された
ビデオカメラのような装置で任意に助けられる。或い
は、自動化されたモニタリング手段を使用してよい。例
えば、貫通開口部の閉鎖時に透過光強度の急激な低下を
示すコンピューター化されたグラフィング装置(graphin
g equipment)と共に光電池を使用できる。この目的のた
めの適当な装置は同業者には容易に明らかであろう。
通開口部がモニター上に通常は拡大されて出現し、その
実際のサイズは容易に決定され得るようになっている、
モニタリング（及び、任意に、記録）手段に連結された
ビデオカメラのような装置で任意に助けられる。或い
は、自動化されたモニタリング手段を使用してよい。例
えば、貫通開口部の閉鎖時に透過光強度の急激な低下を
示すコンピューター化されたグラフィング装置(graphin
g equipment)と共に光電池を使用できる。この目的のた
めの適当な装置は同業者には容易に明らかであろう。
【００１４】貫通開口部のモニタリングは、背面から表
面へ、或いは表面から背面へであってもよい。もし、背
面から表面へであれは、熱フィラメントの反対側に、も
しこのようなフィラメントが使用されれば、貫通開口部
を見付けるのに便利であろう。その際、フィラメントに
よって発せられる光は、貫通開口部が塞がれた時を決め
る手助けとなろう。しかし、明るい表面に貫通開口部は
暗い点として現れるので、前面から背面へと貫通開口部
をモニターすることが逆の場合よりもしばしば好都合で
ある。
面へ、或いは表面から背面へであってもよい。もし、背
面から表面へであれは、熱フィラメントの反対側に、も
しこのようなフィラメントが使用されれば、貫通開口部
を見付けるのに便利であろう。その際、フィラメントに
よって発せられる光は、貫通開口部が塞がれた時を決め
る手助けとなろう。しかし、明るい表面に貫通開口部は
暗い点として現れるので、前面から背面へと貫通開口部
をモニターすることが逆の場合よりもしばしば好都合で
ある。
【００１５】本発明の実施上は、貫通開口部の寸法、特
に幅が重要な要因である。第一の近似法として、貫通開
口部に生成する層は両側に同時に成長するので、貫通開
口部の幅はダイヤモンド層の所望の厚さの少なくとも２
倍であるべきと推測されよう。但し、貫通開口部は少な
くとも部分的にダイヤモンドで充填されることから、実
際には、貫通開口部におけるダイヤモンドの成長速度は
基板上の他の所よりも僅かに遅い。
に幅が重要な要因である。第一の近似法として、貫通開
口部に生成する層は両側に同時に成長するので、貫通開
口部の幅はダイヤモンド層の所望の厚さの少なくとも２
倍であるべきと推測されよう。但し、貫通開口部は少な
くとも部分的にダイヤモンドで充填されることから、実
際には、貫通開口部におけるダイヤモンドの成長速度は
基板上の他の所よりも僅かに遅い。
【００１６】円状穴の幅とモリブデン基板上に成長した
ダイヤモンド層の厚さ間の関係は、基板から特定の距離
を於いて設置されている、ビデオカセットレコーダー
（データ保存用）及びビデオモニターに信号を供給する
ビデオカメラに連結された、拡大用レンズを含む装置で
決定された。モニター上に実際に表示されるサイズに対
する穴サイズの関係は、正確に計算された。
ダイヤモンド層の厚さ間の関係は、基板から特定の距離
を於いて設置されている、ビデオカセットレコーダー
（データ保存用）及びビデオモニターに信号を供給する
ビデオカメラに連結された、拡大用レンズを含む装置で
決定された。モニター上に実際に表示されるサイズに対
する穴サイズの関係は、正確に計算された。
【００１７】即ち、夫々、３５３ミクロン，４６９ミク
ロン，６２３ミクロン及び８３２ミクロンの直径を持つ
４つの穴を基板を貫通して開け、この基板を次にＣＶＤ
装置の中に装着した。ダイヤモンドの析出が開始され、
各穴の直径の減少を周期的に観察した。約１８５時間の
蒸着時間の終りに、表面上のダイヤモンド被膜の厚さを
決定した。
ロン，６２３ミクロン及び８３２ミクロンの直径を持つ
４つの穴を基板を貫通して開け、この基板を次にＣＶＤ
装置の中に装着した。ダイヤモンドの析出が開始され、
各穴の直径の減少を周期的に観察した。約１８５時間の
蒸着時間の終りに、表面上のダイヤモンド被膜の厚さを
決定した。
【００１８】４つの穴のサイズの減少が比較的一致して
いることが分かった。更に、基板表面上の約２１１ミク
ロンの実際の厚さは、穴の壁上の約１６３ミクロンの厚
さに相当することが分かった。以上の実験結果が添付の
図１、図２、図３及び図４に示されており、各図は、各
々の直径の穴に蒸着されたダイヤモンド層の厚さを示
す。各図に於いて、測定曲線上に位置していない右上の
点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤモンド
層の厚さを表す点である。穴壁上のダイヤモンドの厚さ
が比較的一貫性を持ち、穴の直径とは無関係であること
が明白である。
いることが分かった。更に、基板表面上の約２１１ミク
ロンの実際の厚さは、穴の壁上の約１６３ミクロンの厚
さに相当することが分かった。以上の実験結果が添付の
図１、図２、図３及び図４に示されており、各図は、各
々の直径の穴に蒸着されたダイヤモンド層の厚さを示
す。各図に於いて、測定曲線上に位置していない右上の
点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤモンド
層の厚さを表す点である。穴壁上のダイヤモンドの厚さ
が比較的一貫性を持ち、穴の直径とは無関係であること
が明白である。
【００１９】このようにして、所望の表面厚が達成され
た時に穴が完全に塞がれるか或いは穴壁上のダイヤモン
ド被膜が測定可能であるために、一般則として、穴の幅
（円状穴の場合は直径）は、ダイヤモンド層の所望の厚
さの少なくとも約１５０乃至１６０％であるべきことが
決定された。任意の個々のＣＶＤ系に於いては、その関
係は簡単な実験によって必要に応じて決定され得る。
た時に穴が完全に塞がれるか或いは穴壁上のダイヤモン
ド被膜が測定可能であるために、一般則として、穴の幅
（円状穴の場合は直径）は、ダイヤモンド層の所望の厚
さの少なくとも約１５０乃至１６０％であるべきことが
決定された。任意の個々のＣＶＤ系に於いては、その関
係は簡単な実験によって必要に応じて決定され得る。
【００２０】いずれにしても、貫通開口部のダイヤモン
ド層の厚さのモニタリングが、基板上のダイヤモンド層
が少なくとも必要な厚さに達したことを示す限り、過度
の厳密性は必要ではない。時間とエネルギーを節約し
て、その厚さが達成された後の合理的な時間内に、蒸着
作業を終結することが可能であろう。大抵の場合には、
ダイヤモンド蒸着速度は、一日当たり約１２ミクロンで
あると推測され得る。
ド層の厚さのモニタリングが、基板上のダイヤモンド層
が少なくとも必要な厚さに達したことを示す限り、過度
の厳密性は必要ではない。時間とエネルギーを節約し
て、その厚さが達成された後の合理的な時間内に、蒸着
作業を終結することが可能であろう。大抵の場合には、
ダイヤモンド蒸着速度は、一日当たり約１２ミクロンで
あると推測され得る。
【００２１】本発明の別の面は、上に述べた化学蒸着用
の装置である。この装置は、化学蒸着に適する圧と温度
に維持される囲い、化学蒸着に適する反応物を前記の囲
いに供給する供給手段、前記の囲いの中での化学蒸着条
件の維持のための反応物活性化及び温度コントロール手
段の少なくとも一つ、及び前記の囲いの中の少なくとも
一つの基板、から成る化学蒸着用装置である、但し、こ
の基板は、化学蒸着層を受け取るようにされており、そ
の中に少なくとも一つの所定のサイズの貫通開口部を持
ち、そのサイズは、前記の基板の表面に形成される化学
蒸着物質層の厚さに対して確定され得る関係を持ってい
る。
の装置である。この装置は、化学蒸着に適する圧と温度
に維持される囲い、化学蒸着に適する反応物を前記の囲
いに供給する供給手段、前記の囲いの中での化学蒸着条
件の維持のための反応物活性化及び温度コントロール手
段の少なくとも一つ、及び前記の囲いの中の少なくとも
一つの基板、から成る化学蒸着用装置である、但し、こ
の基板は、化学蒸着層を受け取るようにされており、そ
の中に少なくとも一つの所定のサイズの貫通開口部を持
ち、そのサイズは、前記の基板の表面に形成される化学
蒸着物質層の厚さに対して確定され得る関係を持ってい
る。
【００２２】前記の装置は、貫通開口部に形成されたダ
イヤモンド層の厚さの決定を助けるために、塞がれる時
点を知るような方法による、前に述べた任意のタイプの
貫通開口部モニタリング手段も含んでよい。以上を要約
すると、本発明によれば、化学蒸着によって蒸着された
物質層、特にダイヤモンド層、の厚さは、前記物質が蒸
着される少なくとも一つの基板に所定のサイズの少なく
とも一つの貫通開口部を提供することによってモニター
される。この貫通開口部に形成された層の厚さと基板表
面に形成された層の厚さ間の関係が決定され、貫通開口
部に形成された層の厚さから表面層の厚さが決定され得
る。
イヤモンド層の厚さの決定を助けるために、塞がれる時
点を知るような方法による、前に述べた任意のタイプの
貫通開口部モニタリング手段も含んでよい。以上を要約
すると、本発明によれば、化学蒸着によって蒸着された
物質層、特にダイヤモンド層、の厚さは、前記物質が蒸
着される少なくとも一つの基板に所定のサイズの少なく
とも一つの貫通開口部を提供することによってモニター
される。この貫通開口部に形成された層の厚さと基板表
面に形成された層の厚さ間の関係が決定され、貫通開口
部に形成された層の厚さから表面層の厚さが決定され得
る。
【図１】直径が３５３ミクロンの穴に関する、析出時間
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
【図２】直径が４６９ミクロンの穴に関する、析出時間
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
【図３】直径が６２３ミクロンの穴に関する、析出時間
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
【図４】直径が８３２ミクロンの穴に関する、析出時間
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
（単位：時間）と析出層の厚み（単位：ミクロン）との
関係を示すグラフである。測定曲線上に位置していない
右上の点は、蒸着時間の終了時に於ける表面上のダイヤ
モンド層の厚さを表す点である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビット・ウィンフィールド・ウッドラフ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、ビーチウッド・ドライブ、 ８番
Claims (9)
- 【請求項１】 特定の所望の厚さの物質の層を少なくと
も一つの基板の表面に化学蒸着によって析出させる方法
に於いて、 所定のサイズの少なくとも一つの貫通開口部が該基板の
表面に存在するように該基板を化学蒸着装置内に装着
し、 該基板の上に前記物質層を析出させ、 前記の貫通開口部の中に形成された層の厚さをモニター
し、 前記の貫通開口部の中に形成された層の厚さと基板表面
に形成された層の厚さの間の関係を決定し、且つ、 前記の貫通開口部に形成された層の厚さが、前記の表面
の所望の厚さの層の形成に対応した時点で析出を止め
る、工程から成る方法。 - 【請求項２】 析出される物質がダイヤモンドである請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 単一の基板が用いられ、貫通開口部が基
板中の穴である請求項２或いは８記載の発明。 - 【請求項４】 穴が円状である請求項３記載の発明。
- 【請求項５】 複数の基板が所定間隔を置いて同一平面
に装着されている請求項２或いは８記載の発明。 - 【請求項６】 該貫通開口部の幅が、基板の表面のダイ
ヤモンド層の所望の厚さの少なくとも約１５０乃至１６
０％である請求項２或いは８記載の発明。 - 【請求項７】 化学蒸着に適する圧と温度に維持される
囲い、化学蒸着に適する反応物を前記の囲いに供給する
供給手段、前記の囲いの中での化学蒸着条件の維持のた
めの反応物活性化及び温度コントロール手段の少なくと
も一つ、及び前記の囲いの中の少なくとも一つの基板、
から成る化学蒸着用装置、但し、この基板は、化学蒸着
層を受け取るようにされており、その中に所定のサイズ
の少なくとも一つの貫通開口部を持ち、そのサイズは、
前記の基板の表面に形成される化学蒸着物質層の厚さに
対して確定され得る関係を持っている。 - 【請求項８】 該供給手段が水素と炭化水素ガスを前記
の囲いに供給するようになっている請求項７記載の装
置。 - 【請求項９】 該貫通開口部モニター用手段をも含む請
求項８記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US991798 | 1992-12-16 | ||
| US07/991,798 US5300313A (en) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | Method for determining thickness of chemical vapor deposited layers |
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5300313A (ja) |
| EP (1) | EP0609621A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06240461A (ja) |
| CA (1) | CA2103426A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA938991B (ja) |
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-
1993
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- 1993-12-15 JP JP5314726A patent/JPH06240461A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04505035A (ja) * | 1989-02-21 | 1992-09-03 | ラム・リサーチ・コーポレーション | 新規なガラスの蒸着時の粘弾性流動法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2103426A1 (en) | 1994-06-17 |
| US5300313A (en) | 1994-04-05 |
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