JPH1192934A - Hard carbon thick film and method of manufacturing the same - Google Patents

Hard carbon thick film and method of manufacturing the same

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JPH1192934A
JPH1192934A JP9272094A JP27209497A JPH1192934A JP H1192934 A JPH1192934 A JP H1192934A JP 9272094 A JP9272094 A JP 9272094A JP 27209497 A JP27209497 A JP 27209497A JP H1192934 A JPH1192934 A JP H1192934A
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JP
Japan
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thick film
film
hard carbon
internal stress
substrate
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Application number
JP9272094A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Osada
誠一 長田
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 密着力の低下を生ずることなく、膜厚が1μ
mを越える健全な厚膜を基材上に形成でき、しかも硬度
及び耐久性に優れた硬質炭素厚膜及びその製造方法を提
供すること。 【解決手段】 成膜中に投入電力、原料ガス流量等を連
続的又はステップ状に変化させ、硬質炭素厚膜中に含ま
れる水素含有量及び/又は窒素等の第三元素の含有量を
変化させることにより、基材側には内部応力の小さな膜
が成膜され、その上に順次内部応力の大きな膜が積層さ
れると共に、最表面には最も内部応力の高い膜が成膜さ
れるようにし、厚膜中に発生する内部応力に膜厚方向に
対して連続的又はステップ状の傾斜を設けるようにし
た。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To achieve a film thickness of 1 μm without a decrease in adhesion.
The present invention provides a hard carbon thick film capable of forming a sound thick film exceeding m on a base material and having excellent hardness and durability, and a method for producing the same. SOLUTION: The input power, the flow rate of raw material gas and the like are changed continuously or stepwise during the film formation to change the hydrogen content and / or the content of the third element such as nitrogen contained in the hard carbon thick film. By doing so, a film having a small internal stress is formed on the base material side, a film having a large internal stress is sequentially laminated thereon, and a film having the highest internal stress is formed on the outermost surface. The internal stress generated in the thick film is provided with a continuous or step-like inclination with respect to the film thickness direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマCVD
法、スパッタリング法等により基材上に形成されるアモ
ルファス状の硬質炭素厚膜及びその製造方法に関し、特
に、工具、自動車部品、磁気ヘッド、磁気ディスク、磁
気テープ、電気接点、レンズなどの耐摩耗部品、摺動部
品、光学部品等のコーティング膜に用いられる硬質炭素
厚膜及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma CVD.
Hard carbon film formed on a substrate by a sputtering method, a sputtering method or the like, and a method for producing the same, particularly, abrasion resistance of tools, automobile parts, magnetic heads, magnetic disks, magnetic tapes, electrical contacts, lenses, etc. The present invention relates to a hard carbon thick film used as a coating film for components, sliding components, optical components, and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】硬質炭素膜は、X線回折ではっきりとし
た結晶構造を示さないアモルファス状の炭素膜、あるい
は膜中に存在する炭素の未結合手に水素を結合させた水
素化炭素膜であり、a−C:H、i−C、DLC(ダイ
ヤモンドライクカーボン)とも呼ばれている。硬質炭素
膜は、機械的強度、熱伝導性、電気絶縁性、赤外線透過
性、耐薬品性に優れる等、物性的にはダイヤモンドに近
いにも関わらず、成膜条件がダイヤモンド薄膜に比べて
簡単であることから、ダイヤモンドの特性を種々のデバ
イスに応用できるコーティング膜としての期待が高まっ
ているものである。
2. Description of the Related Art A hard carbon film is an amorphous carbon film which does not show a clear crystal structure by X-ray diffraction, or a hydrogenated carbon film in which hydrogen is bonded to dangling bonds of carbon existing in the film. Yes, a-C: H, i-C, DLC (diamond-like carbon). Hard carbon film has excellent mechanical strength, thermal conductivity, electrical insulation, infrared transmission and chemical resistance. Therefore, expectations for a coating film that can apply the characteristics of diamond to various devices are increasing.

【0003】特に、硬質炭素膜の硬度は、ダイヤモンド
薄膜よりは低いが他の硬質薄膜に比べて高いので、耐摩
耗性に優れる一方、耐摩耗部材として使用した場合に過
度に相手材を傷めないという利点がある。
[0003] In particular, the hardness of a hard carbon film is lower than that of a diamond thin film but higher than that of other hard thin films, so that it has excellent wear resistance, but does not excessively damage a mating material when used as a wear-resistant member. There is an advantage.

【0004】さらに、ダイヤモンド薄膜が微結晶粒が集
積した構造のために5〜10μmの表面粗さであるのに
対し、硬質炭素膜はアモルファス状であるため、成膜後
の表面粗さは1nm以下であり、表面平滑性に優れ、摩
擦係数が低いという特徴を有する。そのため、硬質炭素
膜は、耐摩耗部品、摺動部品、赤外線光学部品等へのコ
ーティング膜として特に優れている。
Further, while the diamond thin film has a surface roughness of 5 to 10 μm due to a structure in which fine crystal grains are accumulated, the hard carbon film is amorphous, so that the surface roughness after the film formation is 1 nm. It has the following characteristics: excellent surface smoothness and low friction coefficient. Therefore, the hard carbon film is particularly excellent as a coating film for wear-resistant parts, sliding parts, infrared optical parts and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硬質炭
素膜は、成膜後に膜中に発生する内部応力が極めて大き
いため、原理的に強い界面結合力の期待される基材との
組み合わせであっても、膜厚が増大するにつれて応力が
膜と基材との界面に集中して密着力の低下を引き起こ
し、さらに、内部応力が界面結合力を越えた場合には、
膜にひび割れ、剥離が発生するという問題を有してい
た。
However, since a hard carbon film has an extremely large internal stress generated in the film after the film is formed, it is a combination with a base material which is expected to have a strong interfacial bonding force in principle. Also, as the film thickness increases, the stress concentrates on the interface between the film and the substrate, causing a decrease in adhesion, and furthermore, when the internal stress exceeds the interface bonding force,
There was a problem that cracks and peeling occurred in the film.

【0006】一方、このような欠点を補うため、例え
ば、特開平5−65625号公報には、0.2〜0.6
μmの硬質炭素薄膜と0.03〜2.0μmのバッファ
層とを交互に積層することにより間接的に膜厚を厚く
し、最表面を硬質炭素薄膜とした硬質炭素積層膜が提案
されている。
On the other hand, in order to compensate for such a defect, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
A hard carbon laminated film in which the thickness is indirectly increased by alternately laminating a hard carbon thin film of μm and a buffer layer of 0.03 to 2.0 μm and the outermost surface is a hard carbon thin film has been proposed. .

【0007】しかしながら、特開平5−65625号公
報に開示された方法では、最表面に形成された0.2〜
0.6μmの硬質炭素薄膜が摩滅すると、軟質なバッフ
ァ層が最表面に現れて耐摩耗性が低下し、耐久性に劣る
という欠点があった。
However, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-65625, 0.2 to 0.2% are formed on the outermost surface.
When the hard carbon thin film having a thickness of 0.6 μm is worn away, a soft buffer layer appears on the outermost surface, resulting in a decrease in abrasion resistance and poor durability.

【0008】本発明が解決しようとする課題は、密着力
の低下を生ずることなく、膜厚が1μmを越える健全な
厚膜を基材上に形成でき、しかも硬度及び耐久性に優れ
た硬質炭素厚膜及びその製造方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a hard carbon film which can form a sound thick film having a film thickness of more than 1 μm on a substrate without lowering the adhesion, and which is excellent in hardness and durability. It is to provide a thick film and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る硬質炭素厚膜は、基材上に直接又は中
間層を介して成膜した硬質炭素厚膜であって、基材側か
ら厚膜表面側に向かって厚膜中の内部応力が増大するよ
うに、厚膜中の内部応力に連続的又はステップ状の傾斜
を設けたことを要旨とするものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a hard carbon thick film according to the present invention is a hard carbon thick film formed directly or via an intermediate layer on a base material. The gist is to provide a continuous or step-like inclination of the internal stress in the thick film so that the internal stress in the thick film increases from the material side toward the surface of the thick film.

【0010】上記構成を有する硬質炭素厚膜によれば、
基材側には内部応力の小さな薄膜が成膜され、その上に
順次内部応力の大きな薄膜が積層されると共に、最表面
には内部応力の最も大きい薄膜が成膜されるので、膜厚
方向に向かって厚膜中に発生する内部応力に傾斜が設け
られる。これにより、厚膜全体を内部応力の大きい状態
とした場合に比べて、厚膜全体に蓄えられる歪みエネル
ギーを小さくすることができるので、膜厚を厚くしても
界面における応力集中を低減でき、厚膜のひび割れ、剥
離を防止することが可能となる。
According to the hard carbon thick film having the above structure,
A thin film having a small internal stress is formed on the substrate side, and a thin film having a large internal stress is sequentially stacked thereon, and a thin film having the largest internal stress is formed on the outermost surface. , An internal stress generated in the thick film is inclined. As a result, the strain energy stored in the entire thick film can be reduced as compared with the case where the entire thick film is in a state where the internal stress is large, so that even when the thickness is increased, the stress concentration at the interface can be reduced, Cracking and peeling of the thick film can be prevented.

【0011】又、硬質炭素膜の硬度と内部応力には相関
関係があり、硬質炭素膜の内部応力が大きくなるほど硬
度が増大する傾向があるが、本発明に係る硬質炭素厚膜
によれば、厚膜の最表面の内部応力、即ち硬度を高く維
持することができるので、耐摩耗性の高い厚膜とするこ
とが可能となる。さらに、厚膜全体を他の硬質薄膜より
硬度の高い硬質炭素膜で形成できるので、従来にはない
高い耐久性を有する硬質炭素厚膜とすることが可能とな
る。
Further, there is a correlation between the hardness of the hard carbon film and the internal stress, and the hardness tends to increase as the internal stress of the hard carbon film increases. According to the hard carbon thick film of the present invention, Since the internal stress of the outermost surface of the thick film, that is, the hardness can be maintained high, it is possible to obtain a thick film having high wear resistance. Further, since the entire thick film can be formed of a hard carbon film having higher hardness than other hard thin films, it is possible to obtain a hard carbon thick film having high durability which has not been achieved conventionally.

【0012】ここで、本発明に係る硬質炭素厚膜を形成
するための基材としては、鋼、銅、アルミニウム、チタ
ン合金、超硬合金等の各種の金属材料、炭化珪素、窒化
珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ガラス、アルミ
ナ、石英、AlTiC (Al23 +TiC)等のセラ
ミックス材料、Si、Ge、GaAs等の半導体材料、
ZnS、ZnSe等の光学材料、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)等のプラスチック材料などが一例とし
て挙げられるが、特にこれらに限定されるものではな
く、あらゆる材料に適用できる。
Here, as the base material for forming the hard carbon thick film according to the present invention, various metal materials such as steel, copper, aluminum, titanium alloy and cemented carbide, silicon carbide, silicon nitride, nitride Ceramic materials such as aluminum, boron nitride, glass, alumina, quartz, AlTiC (Al 2 O 3 + TiC), semiconductor materials such as Si, Ge, and GaAs;
Examples include optical materials such as ZnS and ZnSe, and plastic materials such as polyethylene terephthalate (PET), but are not particularly limited thereto, and can be applied to any material.

【0013】また、硬質炭素膜は、多くの基材に対する
界面結合力が低いために、高い密着力が期待できない場
合もあるが、そのような場合には、基材と硬質炭素厚膜
との間に、硬質炭素厚膜との界面結合力の高い中間層、
例えば、Si、Ge等、を介在させることが好ましい。
Further, a hard carbon film may not be expected to have a high adhesion due to a low interfacial bonding force to many base materials. In between, an intermediate layer with a high interfacial bonding force with the hard carbon thick film,
For example, it is preferable to interpose Si, Ge, or the like.

【0014】なお、「内部応力」とは、基材の上に異な
る材の薄膜を形成した場合に薄膜に発生する応力をい
い、薄膜と基材の熱膨張係数差に起因する熱応力と、薄
膜の成長機構や成膜プロセスに関連して生ずる真性応力
とに分けられる。後者の真性応力は、基材との関係で生
じるものではなく、膜のみを取り出しても残っている応
力である。
The term "internal stress" refers to a stress generated in a thin film when a thin film of a different material is formed on a substrate, and a thermal stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the thin film and the substrate. It is divided into intrinsic stress generated in connection with the growth mechanism of the thin film and the film forming process. The latter intrinsic stress does not occur in relation to the base material, but is the remaining stress even when only the film is taken out.

【0015】厚膜の膜厚方向に設ける内部応力の傾斜方
法は、内部応力の異なる薄膜を複数層、不連続に積層し
たステップ状の傾斜としたり、あるいは内部応力を連続
的に変化させた傾斜としても良く、特に限定されるもの
ではない。又、内部応力に傾斜を設ける手段としては、
結果的に厚膜中の内部応力に傾斜が設けられるものであ
れば足り、特に限定されるものではない。
The method for inclining the internal stress provided in the thickness direction of the thick film is a step-like inclination in which a plurality of thin films having different internal stresses are stacked discontinuously, or a gradient in which the internal stress is continuously changed. It is not particularly limited. Also, as means for providing a gradient in internal stress,
As a result, it is sufficient that the internal stress in the thick film has a gradient, and there is no particular limitation.

【0016】しかしながら、前記内部応力の傾斜手段
は、厚膜中の水素含有量を基材側から厚膜表面側に向か
って連続的又はステップ状に変化させるものであること
が特に望ましい。硬質炭素膜の内部応力は、膜中の水素
含有量によって変化する性質を有し、水素含有量が連続
的又はステップ状に変化するように薄膜を積層すること
により、膜厚表面に向かって内部応力を連続的又はステ
ップ状に増加させることが可能となるからである。
However, it is particularly desirable that the means for inclining the internal stress changes the hydrogen content in the thick film continuously or stepwise from the substrate side toward the thick film surface side. The internal stress of the hard carbon film has the property of changing according to the hydrogen content in the film, and by laminating thin films so that the hydrogen content changes continuously or stepwise, the internal stress toward the film thickness surface increases. This is because the stress can be increased continuously or stepwise.

【0017】ここで、膜中の水素含有量と内部応力の関
係は、成膜方法により異なることが知られている。例え
ば、スパッタリング法により成膜された硬質炭素膜で
は、水素含有量が多いほど内部応力が大きくなるが、プ
ラズマCVD法では、水素含有量が少ないほど内部応力
が大きくなるとの報告がある。これは、内部応力が極大
となる水素含有量の存在を示唆していると考えられる
が、詳細は不明である。要するに、成膜方法により、内
部応力と水素含有量の対応関係が異なるので、成膜方法
に応じて、基材側の内部応力が小さく、表面に行くほど
内部応力が大きくなるように厚膜中の水素含有量を制御
すればよい。
Here, it is known that the relationship between the hydrogen content in the film and the internal stress varies depending on the film forming method. For example, in a hard carbon film formed by a sputtering method, it is reported that the internal stress increases as the hydrogen content increases, but in the plasma CVD method, the internal stress increases as the hydrogen content decreases. This is thought to indicate the existence of a hydrogen content at which the internal stress is maximized, but details are unknown. In short, since the correspondence between the internal stress and the hydrogen content is different depending on the film forming method, the internal stress on the base material side is small according to the film forming method, and the internal stress is increased such that the internal stress increases toward the surface. May be controlled.

【0018】また、前記内部応力の傾斜手段は、厚膜中
の炭素及び水素以外の第三元素の含有量を基材側から厚
膜表面側に向かって連続的又はステップ状に変化させる
ものであっても良い。硬質炭素膜の内部応力は、膜中に
存在する炭素の未結合手に結合させる第三元素含有量に
よって変化する性質を有し、結合させる第三元素の含有
量を膜厚方向に対して傾斜させることにより、厚膜中に
発生する内部応力に傾斜を設けることが可能だからであ
る。
Further, the internal stress gradient means changes the content of the third element other than carbon and hydrogen in the thick film continuously or stepwise from the base material side to the thick film surface side. There may be. The internal stress of the hard carbon film has the property of changing according to the content of the third element bonded to the dangling bonds of carbon present in the film, and the content of the third element to be bonded is inclined with respect to the film thickness direction. By doing so, it is possible to provide a gradient in the internal stress generated in the thick film.

【0019】硬質炭素厚膜に添加する第三元素は、硬質
炭素厚膜中の未結合手に結合させることが可能な元素で
あれば特に限定はなく、成膜方法上の制約を受けるのみ
である。例えば、プラズマCVD法による場合は、原料
ガスを反応容器内で分解させる必要があるので、第三元
素は、その元素を含む気体又は気化器等により容易に気
体を生成可能な液体もしくは固体を供給できるものであ
ることが必要である。具体的には、SiH4、B26
PH3、等の水素化物が液体又は気体を呈するSi、
B、P等や、TiCl4、GeF4等のハロゲン化物が液
体又は気体を呈するTi、Ge等が一例として挙げられ
る。
The third element to be added to the hard carbon thick film is not particularly limited as long as it is an element capable of bonding to dangling bonds in the hard carbon thick film. is there. For example, in the case of using the plasma CVD method, it is necessary to decompose the raw material gas in the reaction vessel. Therefore, as the third element, a gas containing the element or a liquid or a solid capable of easily generating a gas by a vaporizer is supplied. It needs to be something that can be done. Specifically, SiH 4 , B 2 H 6 ,
Si in which a hydride such as PH 3 is a liquid or a gas,
Examples include B, P, and Ti, Ge, and the like, in which a halide such as TiCl 4 or GeF 4 exhibits a liquid or gas.

【0020】しかしながら、前記第三元素は、窒素が特
に望ましい。窒素を含む原料としては、窒素ガス、アン
モニア等があり、これらは安価で、毒性も少なく、取り
扱いが容易だからである。
However, the third element is particularly preferably nitrogen. Nitrogen-containing raw materials include nitrogen gas, ammonia, and the like, which are inexpensive, have low toxicity, and are easy to handle.

【0021】なお、硬質炭素厚膜中に含有させる第三元
素は、水素含有量を一定として、第三元素含有量のみを
膜厚方向に向かって傾斜させても良く、又、水素と第三
元素含有量の双方を膜厚方向に向かって傾斜させても良
く、硬質炭素厚膜に要求される膜厚、硬度、耐久性等に
応じて、適宜最適な組み合わせを選択すればよい。
The third element contained in the hard carbon thick film may have a constant hydrogen content, and only the third element content may be inclined in the film thickness direction. Both of the element contents may be inclined toward the film thickness direction, and an optimal combination may be appropriately selected according to the film thickness, hardness, durability, and the like required for the hard carbon thick film.

【0022】また、本発明に係る硬質炭素厚膜の製造方
法としては、炭化水素ガスをプラズマで分解して成膜す
るプラズマCVD法、黒鉛のスパッタリングとイオン加
速を組み合わせたデュアルイオンビームスパッタ法、黒
鉛を電子ビームで蒸発させ、イオン化して加速蒸着する
イオンプレーティング法等、各種の製造方法を用いるこ
とができる。
The method for producing a hard carbon thick film according to the present invention includes a plasma CVD method in which a hydrocarbon gas is decomposed by plasma to form a film, a dual ion beam sputtering method combining graphite sputtering and ion acceleration, Various manufacturing methods such as an ion plating method in which graphite is evaporated with an electron beam, ionized, and accelerated vapor deposition can be used.

【0023】硬質炭素厚膜の形成に用いる炭素源として
は、炭化水素、黒鉛の他、アルコール類、アセトン、一
酸化炭素、四塩化炭素、C25Cl等が挙げられる。ま
た、水素源は、炭化水素等、水素を含有する物質を炭素
源として用いる場合には、不要な場合もあるが、黒鉛
等、水素を含有しない物質を炭素源として用いる場合や
膜中の水素含有量をさらに増加させたい場合には、別
途、水素ガスとして供給すればよい。
Examples of the carbon source used for forming the hard carbon thick film include hydrocarbons, graphite, alcohols, acetone, carbon monoxide, carbon tetrachloride, C 2 H 5 Cl and the like. In addition, the hydrogen source may not be necessary when a hydrogen-containing substance such as a hydrocarbon is used as the carbon source, but may be unnecessary when a substance that does not contain hydrogen such as graphite is used as the carbon source or when hydrogen in the film is used. If it is desired to further increase the content, it may be supplied separately as hydrogen gas.

【0024】硬質炭素厚膜中の水素及び/又は第三元素
の含有量を膜厚方向に傾斜させるには、成膜途中で、投
入電力、原料ガス供給量等の成膜条件を連続的又はステ
ップ状に変化させれば良い。これにより、内部応力が厚
膜表面に向かって増大するような傾斜を設けた硬質炭素
厚膜を容易に得ることができる。
In order to incline the content of hydrogen and / or the third element in the hard carbon thick film in the film thickness direction, the film forming conditions such as the input power and the supply amount of the raw material gas are continuously or in the course of film formation. What is necessary is just to change in step shape. This makes it possible to easily obtain a hard carbon thick film provided with a slope such that the internal stress increases toward the surface of the thick film.

【0025】特に、反応容器内に設けた電極に基材を載
置して、反応容器内を所定の真空度に排気した後、炭素
並びに水素及び/又は、炭素及び水素以外の第三元素を
含む1種又は2種以上の原料ガスを反応容器内に導入
し、電極に高周波を印加することにより原料ガスを分解
し、原料ガスの分解により生じたイオンを高周波による
自己バイアス電位により加速して基材に衝突させること
により厚膜を形成する、いわゆるプラズマCVD法を用
い、電極に高周波を印加する際の電力、反応容器内に導
入する単位時間当たりの原料ガスの流量、厚膜を形成す
る際の基板の温度、成膜放電中にパルス放電を行う場合
における放電のOFF時間の群から選ばれるいずれか1
つ以上の成膜条件を、成膜中に連続的又はステップ状に
変化させることが好ましい。
In particular, after the substrate is placed on the electrode provided in the reaction vessel and the inside of the reaction vessel is evacuated to a predetermined degree of vacuum, carbon and hydrogen and / or a third element other than carbon and hydrogen are removed. One or two or more kinds of raw material gases are introduced into the reaction vessel, and the raw material gas is decomposed by applying a high frequency to the electrode, and ions generated by decomposition of the raw material gas are accelerated by a self-bias potential by the high frequency. Using a so-called plasma CVD method of forming a thick film by colliding with a substrate, power when applying a high frequency to an electrode, a flow rate of a source gas per unit time introduced into a reaction vessel, and forming a thick film Any one selected from the group of the temperature of the substrate at the time of the discharge and the OFF time of the discharge when performing the pulse discharge during the film formation discharge
It is preferable to change one or more film forming conditions continuously or stepwise during film formation.

【0026】プラズマCVD法は、アモルファス状の炭
素膜中に存在する未結合手への第三元素のドーピングが
容易であり、又、ガス圧を調整することによりPVD法
に比べて反応を促進させることが可能だからである。さ
らに、プラズマCVD法は、低温合成が可能であり、基
板と膜の熱膨張差に起因する熱応力成分を低減できるの
で、厚膜中の内部応力が低下し、厚膜と基板の密着力を
向上させることが可能となるからである。
In the plasma CVD method, the third element can be easily doped into the dangling bonds present in the amorphous carbon film, and the reaction is promoted by adjusting the gas pressure as compared with the PVD method. Because it is possible. Furthermore, the plasma CVD method can be synthesized at a low temperature and can reduce the thermal stress component caused by the difference in thermal expansion between the substrate and the film, so that the internal stress in the thick film is reduced and the adhesion between the thick film and the substrate is reduced. It is because it becomes possible to improve.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて詳細に説明する。図1は、本発明に係る硬質炭素
厚膜を製造するためのプラズマCVD(PE−CVD)
装置の概略構成図を示したものである。図1において、
プラズマCVD装置1は、反応容器2を備えている。反
応容器2は、その内部を所定の真空度に保持できるよ
う、排気系統(図示せず)に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 shows a plasma CVD (PE-CVD) for producing a hard carbon thick film according to the present invention.
1 shows a schematic configuration diagram of the device. In FIG.
The plasma CVD apparatus 1 includes a reaction vessel 2. The reaction vessel 2 is connected to an exhaust system (not shown) so that the inside of the reaction vessel 2 can be maintained at a predetermined degree of vacuum.

【0028】反応容器2の内部には、電極3が設けられ
ている。電極3は、マッチングボックス4を介して高周
波電源5に接続されており、所定の高周波を電極3に印
加できるようになっている。また、電極3の内部は、空
洞になっており、冷却水を循環できるようになってい
る。電極3の冷却は、高周波を印加した際に発生する渦
電流による電極の溶損を防止するために行われるもので
あると同時に、基板温度を所望の温度に保持するために
行われるものでもある。さらに、電極3の上面には、硬
質炭素厚膜を形成するための基板6が載置できるように
なっている。
An electrode 3 is provided inside the reaction vessel 2. The electrode 3 is connected to a high frequency power supply 5 via a matching box 4 so that a predetermined high frequency can be applied to the electrode 3. Further, the inside of the electrode 3 is hollow so that cooling water can be circulated. The cooling of the electrode 3 is performed not only to prevent the electrode from being damaged by eddy current generated when a high frequency is applied, but also to maintain the substrate temperature at a desired temperature. . Further, on the upper surface of the electrode 3, a substrate 6 for forming a hard carbon thick film can be placed.

【0029】反応容器2は、電磁弁7を介してマスフロ
ーコントロール8の一端に接続され、マスフローコント
ロール8の他端は、原料ガス供給源(図示せず)に接続
されている。原料ガス供給源は、硬質炭素厚膜の原料と
なる物質が気体である場合は、ガスボンベ、液体又は固
体からなるときは、気化器及びキャリアガス供給源等か
らなっている。
The reaction vessel 2 is connected to one end of a mass flow control 8 via an electromagnetic valve 7, and the other end of the mass flow control 8 is connected to a source gas supply source (not shown). The raw material gas supply source includes a gas cylinder when the substance to be a raw material of the hard carbon thick film is a gas, and a vaporizer and a carrier gas supply source when the substance is formed of a liquid or a solid.

【0030】次に、上記の製造装置を用いて、硬質炭素
厚膜を製造する工程について説明する。まず、硬質炭素
厚膜を形成するための基板を用意し、基板表面をラッピ
ングして、表面粗さRaを10nm以下とする。基板
が、硬質炭素膜との界面結合力が大きい材質からなる場
合、例えばSiウェハー等である場合は、そのまま次に
述べる工程に従って硬質炭素厚膜の製造を行えばよい。
Next, a process of manufacturing a hard carbon thick film using the above-described manufacturing apparatus will be described. First, a substrate for forming a hard carbon thick film is prepared, and the surface of the substrate is wrapped to have a surface roughness Ra of 10 nm or less. When the substrate is made of a material having a large interfacial bonding force with the hard carbon film, for example, in the case of a Si wafer or the like, the hard carbon thick film may be manufactured as it is according to the following process.

【0031】しかし、基板が、硬質炭素膜との界面結合
力が小さい材質からなる場合、例えば、アルミナ等であ
る場合は、基板表面に硬質炭素膜との界面結合力の大き
い材質、例えば、Si、Ge等からなる中間層を形成し
ておくことが望ましい。中間層の形成方法としては、蒸
着、スパッタリング、イオンプレーティング等、種々の
方法があり、中間層の膜厚は、用途にもよるが、通常
は、0.2μm以下の厚さとなるように形成する。
However, when the substrate is made of a material having a small interfacial bonding force with the hard carbon film, for example, alumina or the like, a material having a large interfacial bonding force with the hard carbon film, for example, Si, is formed on the substrate surface. , Ge or the like is preferably formed in advance. As a method for forming the intermediate layer, there are various methods such as vapor deposition, sputtering, and ion plating. The thickness of the intermediate layer is usually formed to be 0.2 μm or less, though it depends on the application. I do.

【0032】次いで、基板6を反応容器2内に備えられ
た電極3上に載置し、反応容器2を密閉した後、反応容
器2内が所定の真空度に達するまで、排気手段(図示せ
ず)により排気する。反応容器2内が所定の真空度に達
したところで、電磁弁7を開き、原料ガス供給源(図示
せず)から炭化水素からなる原料ガス、並びに必要に応
じて水素ガスや炭素及び水素以外の第三元素を含む原料
ガスを反応容器2内に導入する。原料ガスの供給量は、
マスフローコントロール8により制御され、原料ガスの
導入速度と排気系統による排気速度のバランスをとるこ
とにより、反応容器2内のガス圧が所定の値に維持され
る。
Next, the substrate 6 is placed on the electrode 3 provided in the reaction vessel 2 and the reaction vessel 2 is sealed. Then, exhaust means (not shown) is used until the inside of the reaction vessel 2 reaches a predetermined degree of vacuum. Exhaust). When the inside of the reaction vessel 2 reaches a predetermined degree of vacuum, the solenoid valve 7 is opened, and a raw material gas consisting of hydrocarbons and, if necessary, hydrogen gas or carbon and other materials other than hydrogen are supplied from a raw material gas supply source (not shown). A source gas containing a third element is introduced into the reaction vessel 2. The supply amount of raw gas is
The gas pressure in the reaction vessel 2 is maintained at a predetermined value by controlling the mass flow control 8 and balancing the introduction speed of the raw material gas and the exhaust speed by the exhaust system.

【0033】反応容器2内に原料ガスが導入されたとこ
ろで、電極3を冷却しながら、マッチングボックス4を
介して高周波電源5により、電極3に高周波を印加す
る。電極3に高周波を印加すると、反応容器2内に導入
された原料ガス内に放電が起こり、投入された電気エネ
ルギーにより原料ガスが分解し、C+、CH+、CH2 +
CH3 + 等の炭素を含むイオン、H+、必要に応じて添加
した第三元素のイオン、及び電子とに電離して、プラズ
マ状態となる。
When the raw material gas is introduced into the reaction vessel 2, a high frequency is applied to the electrode 3 by the high frequency power supply 5 via the matching box 4 while cooling the electrode 3. When a high frequency is applied to the electrode 3, a discharge occurs in the source gas introduced into the reaction vessel 2, and the source gas is decomposed by the input electric energy, and C + , CH + , CH 2 + ,
It is ionized into ions containing carbon such as CH 3 + , H + , ions of a third element added as necessary, and electrons, and becomes a plasma state.

【0034】高周波を印加した状態では、プラズマ中か
らは、最初に電子だけがイオンとの質量差に起因して電
極に到達する。そのため、電極には電子が蓄積され、こ
れに応じて電極は負にバイアスされる。その結果、プラ
ズマ中の炭素を含む陽イオン等が負バイアスの加速を受
けて基板に衝突し、基板上に硬質炭素膜が形成されてい
く。
In a state where a high frequency is applied, first, only electrons from the plasma reach the electrodes due to the mass difference from the ions. Therefore, electrons are accumulated in the electrodes, and the electrodes are accordingly negatively biased. As a result, cations and the like containing carbon in the plasma receive acceleration of the negative bias and collide with the substrate, and a hard carbon film is formed on the substrate.

【0035】なお、硬質炭素厚膜の炭素源として用いる
炭化水素としては、気体又は気化させることが容易な液
体もしくは固体状の物質でありば足り、例えば、メタ
ン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチ
レン等の脂肪族炭化水素、シクロプロパン、シクロブタ
ン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素などが挙げられる。特に、炭素源と
してベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
を用いると、成膜速度を高速化することができるという
利点がある。
The hydrocarbon used as the carbon source for the hard carbon thick film may be a gas or a liquid or solid substance that can be easily vaporized, such as methane, ethane, propane, ethylene, propylene, and the like. Examples include aliphatic hydrocarbons such as acetylene, alicyclic hydrocarbons such as cyclopropane and cyclobutane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. In particular, when an aromatic hydrocarbon such as benzene, toluene, or xylene is used as the carbon source, there is an advantage that the film formation rate can be increased.

【0036】次に、上記製造装置を用いて、硬質炭素厚
膜の内部応力に傾斜を設ける方法について説明する。プ
ラズマCVD法による硬質炭素厚膜は、アモルファス状
の緻密な炭素と水素の混合物であり、水素量を減少させ
ると、膜中の内部応力が増加するという性質がある。
Next, a method for providing a gradient in the internal stress of the hard carbon thick film using the above-described manufacturing apparatus will be described. The hard carbon thick film formed by the plasma CVD method is a mixture of dense amorphous carbon and hydrogen, and has a property that when the amount of hydrogen is reduced, the internal stress in the film increases.

【0037】ここで、硬質炭素厚膜の成長は、膜表面に
存在する未結合手を有する炭素にプラズマ中の炭素イオ
ンが結合することにより進行するが、この未結合手に水
素が付くことで未結合手の数を減らしてしまうと、その
部分ではもはや炭素ー炭素の結合は発生せず、水素が取
り込まれたままとなる。
Here, the growth of the hard carbon thick film proceeds when carbon ions in the plasma are bonded to carbon having dangling bonds existing on the film surface, and hydrogen is attached to the dangling bonds. If the number of dangling bonds is reduced, carbon-carbon bonds no longer occur at that portion, and hydrogen is still taken up.

【0038】プラズマCVD法は、同時に発生するプラ
ズマ中のH+ が、膜表面の水素あるいは炭素と反応し、
2あるいはCH4などのガスとして除去しつつ、成膜が
進行していくものである。
In the plasma CVD method, H + in simultaneously generated plasma reacts with hydrogen or carbon on the film surface,
The film formation proceeds while being removed as a gas such as H 2 or CH 4 .

【0039】従って、成膜初期は、膜表面の水素が多く
残るような条件で成膜し、膜厚が増加するに従い、膜表
面とプラズマ中のH+ との反応を促進させて膜表面の水
素の量が漸減するように、成膜条件を連続的又はステッ
プ状に変化させて成膜を行えば、硬質炭素厚膜中の内部
応力に膜厚方向の傾斜を設けることができる。
Therefore, in the initial stage of film formation, the film is formed under the condition that a large amount of hydrogen remains on the film surface, and as the film thickness increases, the reaction between the film surface and H + in the plasma is promoted to increase the film surface. If the film is formed while changing the film forming conditions continuously or stepwise so that the amount of hydrogen gradually decreases, the internal stress in the hard carbon thick film can have a gradient in the film thickness direction.

【0040】成膜手段として図1に示すプラズマCVD
法を用いる場合には、成膜条件の内、例えば、電極3に
投入する高周波電力の増加、反応容器2内に導入する原
料ガスの流量の減少、基板6温度の上昇、成膜放電中に
高周波放電を一時的に停止するパルス放電を行う場合に
おける放電のOFF時間の増加は、膜中の水素含有量を
低下させるように作用する。
Plasma CVD shown in FIG. 1 as a film forming means
When the method is used, for example, among the film forming conditions, for example, an increase in the high-frequency power supplied to the electrode 3, a decrease in the flow rate of the raw material gas introduced into the reaction vessel 2, an increase in the temperature of the substrate 6, and during the film forming discharge, The increase in the OFF time of the discharge when performing the pulse discharge for temporarily stopping the high-frequency discharge acts to reduce the hydrogen content in the film.

【0041】電極3に投入する高周波電力の増加や単位
時間当たりの原料ガス流量の低下により膜中の水素含有
量が低下するのは、単位分子当たりの投入エネルギーが
増加することにより炭化水素分子がバラバラの状態に分
解され、プラズマ中のH+ の発生量が増加し、これによ
り膜表面とプラズマ中のH+ とのエッチング反応が促進
されるからである。
The decrease in the hydrogen content in the film due to an increase in the high-frequency power applied to the electrode 3 or a decrease in the flow rate of the source gas per unit time is due to an increase in the input energy per unit molecule. This is because they are decomposed into discrete states, and the amount of generated H + in the plasma increases, thereby promoting the etching reaction between the film surface and H + in the plasma.

【0042】また、基板温度の上昇により膜中の水素含
有量が低下するのは、膜表面の運動エネルギーが増加す
ることで、プラズマ中のH+ との反応効率が改善され、
少ないH+量でもエッチング反応が進むためである。
The decrease in the hydrogen content in the film due to an increase in the substrate temperature is due to an increase in the kinetic energy of the film surface, thereby improving the reaction efficiency with H + in the plasma,
This is because the etching reaction proceeds even with a small amount of H + .

【0043】さらに、電極に高周波を印加したり停止し
たりするようにパルス放電を行うと、膜中の水素含有量
が減少するのは、連続放電では、エッチング反応と堆積
反応のバランスにより成膜が進行していくのに対し、パ
ルス放電では、高周波停止状態のときに、堆積反応に寄
与する炭素あるいは炭素化合分子の寿命時間より、エッ
チング反応に寄与するH+ の寿命時間の方が長いことか
ら、堆積反応が停止してもなおエッチング反応が行われ
るからである。
Further, when a pulse discharge is performed so as to apply or stop a high frequency to the electrode, the hydrogen content in the film is reduced because, in the continuous discharge, the film is formed by the balance between the etching reaction and the deposition reaction. In the pulse discharge, the lifetime of H + contributing to the etching reaction is longer than the lifetime of carbon or carbon compound molecules contributing to the deposition reaction in the high-frequency stop state. This is because the etching reaction is still performed even if the deposition reaction is stopped.

【0044】膜中の第三元素含有量を変化させる場合も
同様であり、窒素等の第三元素を含む原料ガスを炭素源
となる原料ガスと共に反応容器内に導入し、投入電力、
ガス流量、基板温度、パルス放電のOFF時間等の成膜
条件を連続的又はステップ状に変化させることにより、
膜中の第三元素含有量に傾斜を設けることができ、それ
により膜厚表面に向かって内部応力が増大するように、
内部応力に傾斜を設けることが可能となる。
The same applies to the case where the content of the third element in the film is changed. A source gas containing a third element such as nitrogen is introduced into a reaction vessel together with a source gas serving as a carbon source, and the input power,
By changing the film formation conditions such as gas flow rate, substrate temperature, pulse discharge OFF time, etc. continuously or stepwise,
A gradient can be provided in the third element content in the film, so that the internal stress increases toward the film thickness surface,
It is possible to provide a gradient in the internal stress.

【0045】(実施例1)図1に示すプラズマCVD装
置を用いて、硬質炭素厚膜の成膜を行った。基板6に
は、直径6インチ、厚さ0.8mmのSiウェハーを用
い、その表面は、表面粗さRaが10nm以下となるよ
うにラップ仕上げした。これを反応容器2内の電極3上
に載置し、反応容器2内を1x10-5Torrに排気
後、反応容器2内に炭素源としてキシレンを導入し、基
板温度を27℃、使用する高周波の周波数を13.56
MHzとし、キシレン流量を成膜初期の100SCCM
から成膜終期の25SCCMまで直線的に減少させると
同時に、電極3に投入する電力を成膜初期の300Wか
ら成膜終期の600Wまで直線的に増加させることによ
り、Si基板上に厚さ4μmの硬質炭素厚膜を形成させ
た。
Example 1 A hard carbon thick film was formed using the plasma CVD apparatus shown in FIG. As the substrate 6, an Si wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.8 mm was used, and its surface was lapped to a surface roughness Ra of 10 nm or less. This was placed on the electrode 3 in the reaction vessel 2, and after evacuation of the inside of the reaction vessel 2 to 1 × 10 −5 Torr, xylene was introduced into the reaction vessel 2 as a carbon source, and the substrate temperature was set at 27 ° C. 13.56
MHz and the xylene flow rate is 100 SCCM at the beginning of film formation.
From the initial stage of film formation to 300 W at the end of film formation, while simultaneously decreasing the power applied to the electrode 3 linearly from 25 W to 25 SCCM at the end of film formation. A hard carbon thick film was formed.

【0046】得られた硬質炭素厚膜の、水素含有量、ビ
ッカース硬度Hv、及び内部応力を測定した。厚膜中の
水素含有量は、HFS(水素前方向散乱)法によって測
定した。ビッカース硬度Hvは、荷重を25gとし、膜
厚が所定の値に達したところで成膜を中断して、膜表面
の硬度を測定することにより行った。
The hydrogen content, Vickers hardness Hv, and internal stress of the obtained hard carbon thick film were measured. The hydrogen content in the thick film was measured by the HFS (hydrogen forward scattering) method. The Vickers hardness Hv was measured by setting the load to 25 g, stopping the film formation when the film thickness reached a predetermined value, and measuring the hardness of the film surface.

【0047】また、硬質炭素厚膜の内部応力σは、ビッ
カース硬度Hvと同様、硬質炭素厚膜9の膜厚が所定の
値に達したところで成膜を中断し、図2に示すように、
基板6のそり量Hを測定し、次の数1の式により求め
た。
The internal stress σ of the hard carbon thick film, like the Vickers hardness Hv, stops the film formation when the thickness of the hard carbon thick film 9 reaches a predetermined value, and as shown in FIG.
The amount of warpage H of the substrate 6 was measured and found by the following equation (1).

【0048】[0048]

【数1】 (Equation 1)

【0049】但し、Esは基板6のヤング率、νsは基板
6のポアソン比、Lは基板6の直径、Dsは基板6の厚
さ、dfは硬質炭素厚膜9の厚さ、Rは成膜後の基板6
の曲率半径である。得られた結果を図3に示す。
[0049] However, E s is Young's modulus of the substrate 6, [nu s is Poisson's ratio of the substrate 6, L is the diameter of the substrate 6, D s is the thickness of the substrate 6, d f is the hard carbon thick film 9 thickness , R is the substrate 6 after film formation.
Is the radius of curvature of FIG. 3 shows the obtained results.

【0050】図3(a)は、硬質炭素厚膜中に含まれる
水素含有量の膜厚方向の変化を示したものである。縦軸
は膜厚(μm)、横軸は水素含有量(atm%)であ
る。電極に投入する高周波電力を300W、キシレンガ
ス流量を100SCCMに設定した界面近傍では、水素
含有量は45atm%であった。電極に投入する高周波
電力の増加とキシレンガス流量の減少に伴い、水素含有
量は単調に減少し、高周波電力を600W、キシレンガ
ス流量を25SCCMに設定した厚膜の最表面では、水
素含有量は25atm%となった。
FIG. 3A shows a change in the hydrogen content contained in the hard carbon thick film in the thickness direction. The vertical axis indicates the film thickness (μm), and the horizontal axis indicates the hydrogen content (atm%). In the vicinity of the interface where the high-frequency power supplied to the electrode was set to 300 W and the xylene gas flow rate was set to 100 SCCM, the hydrogen content was 45 atm%. The hydrogen content decreases monotonously with an increase in the high-frequency power applied to the electrode and a decrease in the xylene gas flow rate. On the outermost surface of the thick film where the high-frequency power is set to 600 W and the xylene gas flow rate is set to 25 SCCM, the hydrogen content is reduced. 25 atm%.

【0051】図3(b)は、ビッカース硬度Hvの膜厚
方向の変化を示したものである。縦軸は膜厚(μm)、
横軸はビッカース硬度Hvである。電極に投入する高周
波電力を300W、キシレンガス流量を100SCCM
に設定した界面近傍のビッカース硬度Hvは800であ
るのに対し、基板表面から1μmの位置では1000、
2μmの位置では1400、3μmの位置では2220
と順次増大し、高周波電力を600W、キシレンガス流
量を25SCCMに設定した厚膜の最表面では2420
となり、水素含有量の低下に対応して、ビッカース硬度
Hvは単調に増加した。
FIG. 3B shows the change of the Vickers hardness Hv in the film thickness direction. The vertical axis is the film thickness (μm),
The horizontal axis is Vickers hardness Hv. 300 W high frequency power applied to the electrode, 100 SCCM xylene gas flow rate
The Vickers hardness Hv near the interface set to is 800, whereas at a position 1 μm from the substrate surface, 1000,
1400 at the position of 2 μm and 2220 at the position of 3 μm
And the high frequency power is set to 600 W and the xylene gas flow rate is set to 25 SCCM.
And the Vickers hardness Hv monotonously increased in response to the decrease in the hydrogen content.

【0052】図3(c)は、硬質炭素厚膜中に発生した
内部応力の厚膜方向の変化を示したものである。縦軸は
膜厚(μm)、横軸は内部応力(GPa)である。内部
応力も、同様に、電極に投入する高周波電力を300
W、キシレンガス流量を100SCCMに設定した界面
近傍では0.4GPaであるのに対し、高周波電力を6
00W、キシレンガス流量を25SCCMに設定した厚
膜の最表面では、1.6GPaであり、水素含有量の低
下に対応して、界面近傍から厚膜最表面に向かって直線
的に増加していた。得られた厚さ4μmの硬質炭素厚膜
には、ひび割れ、剥離は認められなかった。
FIG. 3 (c) shows the change of the internal stress generated in the hard carbon thick film in the direction of the thick film. The vertical axis represents the film thickness (μm), and the horizontal axis represents the internal stress (GPa). Similarly, for the internal stress, the high-frequency power applied to the electrode is 300
W and 0.4 GPa near the interface where the xylene gas flow rate was set to 100 SCCM, whereas the high-frequency power was 6
00W, the outermost surface of the thick film with the xylene gas flow rate set to 25 SCCM was 1.6 GPa, and increased linearly from the vicinity of the interface to the outermost surface of the thick film in response to the decrease in the hydrogen content. . No cracking or peeling was observed in the obtained hard carbon thick film having a thickness of 4 μm.

【0053】(実施例2)反応容器2内のキシレンガス
流量及び電極3に投入する電力を、それぞれ20SCC
M及び600Wの一定値とし、成膜初期には200SC
CMの窒素ガスを反応容器内に導入すると共に、膜厚
2.5μmの時点で窒素ガス流量が0となるように窒素
ガス流量を直線的に減少させ、さらに、膜厚2.5μm
から4.0μmの範囲はキシレン単独で成膜した以外
は、実施例1と同様の手順により、Si基板上に厚さ4
μmの硬質炭素厚膜を形成した。
(Example 2) The flow rate of xylene gas in the reaction vessel 2 and the electric power supplied to the electrode 3 were each set to 20 SCC.
M and 600W, and 200 SC at the beginning of film formation.
A nitrogen gas of CM was introduced into the reaction vessel, and the nitrogen gas flow rate was linearly reduced so that the nitrogen gas flow rate became 0 at the time of the film thickness of 2.5 μm.
In the range from to 4.0 μm, a film having a thickness of 4
A μm thick hard carbon film was formed.

【0054】得られた硬質炭素厚膜の、水素含有量、ビ
ッカース硬度Hv、及び内部応力を実施例1と同様の手
順により測定した。また、厚膜中の窒素含有量を、RB
S(ラザフォード後方散乱)法によって測定した。得ら
れた結果を結果を図4に示す。
The hydrogen content, Vickers hardness Hv, and internal stress of the obtained hard carbon thick film were measured in the same procedures as in Example 1. Further, the nitrogen content in the thick film is determined by RB
It was measured by the S (Rutherford backscattering) method. The results obtained are shown in FIG.

【0055】図4(a)は、硬質炭素厚膜中に含まれる
水素含有量及び窒素含有量の膜厚方向の変化を示したも
のである。縦軸は膜厚(μm)、横軸は水素含有量及び
窒素含有量(atm%)である。キシレンガス流量は、
全成膜過程を通して20SCCMに保持されていたの
で、膜中の水素含有量は、界面からの距離によらず24
atm%の一定値をとり、膜厚方向に対して傾斜は認め
られなかった。
FIG. 4A shows changes in the hydrogen content and the nitrogen content in the hard carbon thick film in the thickness direction. The vertical axis represents the film thickness (μm), and the horizontal axis represents the hydrogen content and the nitrogen content (atm%). The xylene gas flow rate is
Since it was maintained at 20 SCCM throughout the entire film formation process, the hydrogen content in the film was 24 irrespective of the distance from the interface.
Atm% was a constant value, and no inclination was observed in the film thickness direction.

【0056】一方、窒素含有量は、200SCCMの窒
素ガスを反応容器内に導入した界面近傍では10atm
%であるのに対し、窒素ガス流量の減少に伴い、厚膜中
に含まれる窒素含有量も単調に低下し、窒素ガス流量を
0とした膜厚2.5μm以上の位置では、0atm%で
あった。
On the other hand, the nitrogen content was 10 atm near the interface where nitrogen gas of 200 SCCM was introduced into the reaction vessel.
%, On the other hand, the nitrogen content in the thick film also decreases monotonously with the decrease in the nitrogen gas flow rate. there were.

【0057】図4(b)は、ビッカース硬度Hvの膜厚
方向の変化を示したものである。縦軸は膜厚(μm)、
横軸はビッカース硬度Hvである。水素24atm%、
窒素10atm%を含有する界面近傍のビッカース硬度
Hvは1200であるのに対し、窒素含有量の低下に伴
いビッカース硬度Hvは単調に増加し、膜厚2.5μm
の位置では2400、厚膜最表面では2500となっ
た。
FIG. 4B shows the change in the Vickers hardness Hv in the thickness direction. The vertical axis is the film thickness (μm),
The horizontal axis is Vickers hardness Hv. 24 atm% hydrogen,
While the Vickers hardness Hv near the interface containing 10 atm% of nitrogen is 1200, the Vickers hardness Hv monotonically increases with a decrease in the nitrogen content, and the film thickness becomes 2.5 μm.
The position was 2400 at the position, and 2500 at the outermost surface of the thick film.

【0058】図4(c)は、硬質炭素厚膜中に発生した
内部応力の厚膜方向の変化を示したものである。縦軸は
膜厚(μm)、横軸は内部応力(GPa)である。内部
応力も、同様に、200SCCMの窒素ガスを反応容器
2内に導入した界面近傍では0.68GPaであるのに
対し、窒素ガス導入量を0とした厚さ2.5μmの位置
では1.53GPa、さらに、厚膜最表面では、1.6
0GPaであり、窒素含有量の低下に対応して、界面近
傍から厚膜最表面に向かって単調に増加していた。得ら
れた厚さ4μmの硬質炭素厚膜には、ひび割れ、剥離は
認められなかった。
FIG. 4 (c) shows the change of the internal stress generated in the hard carbon thick film in the direction of the thick film. The vertical axis represents the film thickness (μm), and the horizontal axis represents the internal stress (GPa). Similarly, the internal stress is 0.68 GPa near the interface where 200 SCCM of nitrogen gas is introduced into the reaction vessel 2, whereas the internal stress is 1.53 GPa at a position of 2.5 μm in thickness where the nitrogen gas introduction amount is zero. And 1.6 at the outermost surface of the thick film.
0 GPa, and monotonically increased from the vicinity of the interface toward the outermost surface of the thick film in response to the decrease in the nitrogen content. No cracking or peeling was observed in the obtained hard carbon thick film having a thickness of 4 μm.

【0059】(実施例3)基板として、直径150m
m、厚さ2.8mmのアルミナ基板を用い、表面粗さR
aが10nm以下となるように表面をラップ仕上げした
後、スパッタリングにより、そのラップ面に厚さ0.1
μmのSi被膜を形成した。
(Embodiment 3) A 150 m diameter substrate was used.
m, an alumina substrate having a thickness of 2.8 mm, and a surface roughness R
After lapping the surface so that a is 10 nm or less, a thickness of 0.1 mm is applied to the lap surface by sputtering.
A μm Si film was formed.

【0060】次に、これを反応容器2内の電極3上に載
置し、反応容器2内を1x10-5Torrに排気後、反
応容器2内に炭素源としてキシレンガスを100SCC
Mの速度で導入し、基板温度を27℃、使用する高周波
の周波数を13.56MHz、電極3に投入する電力を
300Wとして、アルミナ基板表面に水素含有量が45
atm%、ビッカース硬度Hvが800である膜厚6μ
mの硬質炭素膜を成膜した。
Next, this was placed on the electrode 3 in the reaction vessel 2 and the inside of the reaction vessel 2 was evacuated to 1 × 10 −5 Torr.
M, the substrate temperature was 27 ° C., the high frequency used was 13.56 MHz, and the power supplied to the electrode 3 was 300 W.
atm%, Vickers hardness Hv is 800, thickness 6μ
m of hard carbon film was formed.

【0061】さらに、電極3に投入する電力を600W
に増加させ、かつキシレンガス流量を20SCCMに減
少させて成膜を続行し、上記の硬質炭素膜の上に、水素
含有量が25atm%、ビッカース硬度Hvが2500
である膜厚4μmの硬質炭素膜を成膜することにより、
内部応力をステップ状に増加させた全厚さ10μmの硬
質炭素厚膜をアルミナ基板上に形成した。
Further, the electric power applied to the electrode 3 is set to 600 W
And the xylene gas flow rate was reduced to 20 SCCM to continue film formation. On the hard carbon film, the hydrogen content was 25 atm% and the Vickers hardness Hv was 2500.
By forming a 4 μm thick hard carbon film,
A hard carbon thick film having a total thickness of 10 μm in which the internal stress was increased stepwise was formed on an alumina substrate.

【0062】得られた硬質炭素厚膜の密着力及び耐摩耗
性を測定した。密着力は、先端の曲率半径が200μm
であるダイヤモンド針を用いたスクラッチテストにより
測定し、密着力の大きさは、膜が基板から剥離する際の
限界の針加重(N)により表した。また、耐摩耗性は、
Ra6〜9nmの潤滑剤のないハードディスク用メディ
アの新品を毎回使用する乾式ラップ法により測定し、単
位時間当たりの摩耗体積(μm3/min)で表した。
結果を表1に示す。
The adhesion and abrasion resistance of the obtained hard carbon thick film were measured. The adhesive force has a radius of curvature of 200 μm at the tip.
Was measured by a scratch test using a diamond stylus, and the magnitude of the adhesion was expressed by the limit needle load (N) when the film was peeled from the substrate. The wear resistance is
It was measured by a dry lap method using a new hard disk medium having no Ra of 6 to 9 nm and having a lubricant every time, and expressed as a wear volume per unit time (μm 3 / min).
Table 1 shows the results.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】得られた厚さ10μmの硬質炭素厚膜に
は、ひび割れ、剥離が認められなかった。また、硬質炭
素厚膜と基板との密着力は、38〜43Nであり、硬質
炭素厚膜の平均摩耗量は、200μm3/minであっ
た。
No cracking or peeling was observed in the obtained hard carbon thick film having a thickness of 10 μm. The adhesion between the hard carbon thick film and the substrate was 38 to 43 N, and the average wear amount of the hard carbon thick film was 200 μm 3 / min.

【0065】(比較例1)厚膜中の水素含有量に傾斜を
設けず、ビッカース硬度Hvが2500の一定値となる
ように高周波電力及びキシレンガス流量を調整して成膜
した以外は、実施例3と同様の手順により、アルミナ基
板上に厚さ10μmの硬質炭素厚膜を形成した。得られ
た硬質炭素厚膜の密着力及び耐摩耗性を、実施例3と同
様の手順により評価した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1) The procedure was performed except that the hydrogen content in the thick film was not inclined and the high-frequency power and the flow rate of xylene gas were adjusted so that the Vickers hardness Hv became a constant value of 2500. According to the same procedure as in Example 3, a hard carbon thick film having a thickness of 10 μm was formed on an alumina substrate. The adhesion and abrasion resistance of the obtained hard carbon thick film were evaluated in the same procedure as in Example 3. Table 1 shows the results.

【0066】得られた厚さ10μmの硬質炭素厚膜は、
成膜面の30〜50%が剥離していた。参考計測として
残った部分の計測を行ったところ、平均摩耗量は178
μm3 /minであり、実施例3で作製した水素含有量
に傾斜を設けた硬質炭素厚膜と同等以上であったが、密
着力は24N以下の低い値を示した。
The obtained hard carbon thick film having a thickness of 10 μm
30 to 50% of the film formation surface was peeled off. When the remaining portion was measured as a reference measurement, the average wear amount was 178.
μm 3 / min, which was equal to or higher than that of the hard carbon thick film having a gradient in the hydrogen content prepared in Example 3, but showed a low value of adhesion of 24 N or less.

【0067】(比較例2)厚膜中の水素含有量に傾斜を
設けず、厚膜のビッカース硬度Hvが1500の一定値
となるように高周波電力及びキシレンガス流量を調整し
て成膜した以外は、実施例3と同様の手順により、アル
ミナ基板上に厚さ10μmの硬質炭素厚膜を形成した。
得られた硬質炭素厚膜の密着力及び耐摩耗性を、実施例
3と同様の手順により評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 A film was formed by adjusting the high-frequency power and the flow rate of xylene gas so that the hydrogen content in the thick film was not inclined and the Vickers hardness Hv of the thick film was a constant value of 1500. Formed a hard carbon thick film having a thickness of 10 μm on an alumina substrate in the same procedure as in Example 3.
The adhesion and abrasion resistance of the obtained hard carbon thick film were evaluated in the same procedure as in Example 3. Table 1 shows the results.

【0068】得られた厚さ10μmの硬質炭素厚膜に
は、ひび割れ、剥離は認められず、又、密着力も35〜
40Nであり、実施例3で作製した水素含有量に傾斜を
設けた硬質炭素厚膜とほぼ同等の値を示した。しかし、
平均摩耗量は、392μm3 /minであり、実施例3
で作製した硬質炭素厚膜の約2倍の値を示した。
No cracking or peeling was observed in the obtained hard carbon thick film having a thickness of 10 μm.
It was 40 N, which was almost the same value as the hard carbon thick film prepared in Example 3 with a gradient in the hydrogen content. But,
The average wear amount was 392 μm 3 / min.
Approximately twice the value of the hard carbon thick film prepared in the above.

【0069】(比較例3)厚膜中の水素含有量に傾斜を
設けず、厚膜のビッカース硬度Hvが800の一定値と
なるように高周波電力及びキシレンガス流量を調整して
成膜した以外は、実施例3と同様の手順により、アルミ
ナ基板上に厚さ10μmの硬質炭素厚膜を形成した。得
られた硬質炭素厚膜の密着力及び耐摩耗性を、実施例3
と同様の手順により評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 3 A film was formed by adjusting the high-frequency power and the flow rate of xylene gas so that the hydrogen content in the thick film was not inclined and the Vickers hardness Hv of the thick film was constant at 800. Formed a hard carbon thick film having a thickness of 10 μm on an alumina substrate in the same procedure as in Example 3. The adhesion and abrasion resistance of the obtained hard carbon thick film were measured in Example 3.
The evaluation was performed according to the same procedure as described above. Table 1 shows the results.

【0070】得られた厚さ10μmの硬質炭素厚膜に
は、ひび割れ、剥離は認められず、さらに密着力は、4
8〜54Nを示し、実施例3で作製した水素含有量に傾
斜を設けた硬質炭素厚膜より高い値を示した。しかし、
平均摩耗量は、451μm3 /minであり、実施例3
で作製した硬質炭素厚膜の約2.25倍の値を示した。
No cracking or peeling was observed in the obtained hard carbon thick film having a thickness of 10 μm.
8 to 54 N, which was higher than that of the hard carbon thick film having a gradient in the hydrogen content prepared in Example 3. But,
The average wear amount was 451 μm 3 / min.
The value was about 2.25 times that of the hard carbon thick film prepared in the above.

【0071】以上の結果より、水素含有量あるいは窒素
等の第三元素の含有量を変化させることにより、界面近
傍の内部応力を小さく、表面に近づくほど内部応力が大
きくなるように膜中に発生する内部応力に傾斜を設ける
と、密着力及び耐摩耗性の低下を生ずることなく、厚さ
1μmを越える健全な硬質炭素厚膜を基板上に形成でき
ることがわかった。
From the above results, by changing the hydrogen content or the content of the third element such as nitrogen, the internal stress in the vicinity of the interface is reduced, and the internal stress is increased in the film so as to be closer to the surface. It has been found that if a slope is provided for the internal stress, a sound hard carbon thick film having a thickness exceeding 1 μm can be formed on the substrate without lowering the adhesion and the wear resistance.

【0072】なお、本発明は、上記実施例に何ら限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の改変が可能である。例えば、上記実施例では、厚膜
中の内部応力に傾斜を設ける手段として、水素含有量又
は窒素含有量に傾斜を設けているが、それら以外の第三
元素、例えば、Si、B、P、Ti、Ge等、を単独で
又は2種以上組み合わせて硬質炭素厚膜中にドーピング
することにより第三元素含有量を変化させ、これにより
内部応力に傾斜を設けてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, as a means for providing a gradient in the internal stress in the thick film, a gradient is provided for the hydrogen content or the nitrogen content, but other third elements, for example, Si, B, P, The content of the third element may be changed by doping the hard carbon thick film alone or in combination of two or more kinds of Ti, Ge, or the like, thereby providing a gradient in the internal stress.

【0073】また、上記実施例では、基板として円板状
のSiウェハー又はアルミナを用い、その平坦面に硬質
炭素厚膜を形成しているが、工具、光学レンズ、磁気ヘ
ッド等の凹凸や曲面を有する各種の部品や、金属、プラ
スチック等からなる各種の材料に適用しても同様の効果
が得られる。
In the above embodiment, a disc-shaped Si wafer or alumina is used as a substrate and a hard carbon thick film is formed on its flat surface. However, irregularities or curved surfaces of tools, optical lenses, magnetic heads and the like are used. The same effect can be obtained by applying the present invention to various parts having the above or various materials made of metal, plastic and the like.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、基材側の界面近傍の内
部応力を小さく、厚膜最表面側の内部応力が大きくなる
ように膜中の内部応力に傾斜を設けることにより、膜全
体を内部応力の大きい状態とした場合と比べて界面に集
中する応力を低減できるので、密着力の低下を生ずるこ
となく、膜厚が1μmを越える健全な厚膜を基材上に形
成できるという効果がある。
According to the present invention, the internal stress in the film is inclined so that the internal stress near the interface on the substrate side is small and the internal stress on the outermost surface side of the thick film is large. Can reduce the stress concentrated on the interface as compared with the case where the internal stress is large, so that a healthy thick film having a film thickness exceeding 1 μm can be formed on the base material without lowering the adhesion. There is.

【0075】しかも、厚膜全体を他の材質よりも硬度の
高い硬質炭素膜とすることができ、かつ、最表面を硬度
の高い状態に維持することが可能であるので、従来には
ない耐久性に優れた硬質炭素厚膜を形成できるという効
果がある。
Further, since the entire thick film can be formed as a hard carbon film having a higher hardness than other materials, and the outermost surface can be maintained in a high hardness state, the durability is unprecedented. This has the effect that a hard carbon thick film having excellent properties can be formed.

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

【図1】硬質炭素厚膜を製造するためのプラズマCVD
装置の概略構成図である。
FIG. 1 shows plasma CVD for producing a hard carbon thick film.
It is a schematic structure figure of an apparatus.

【図2】膜中に発生する内部応力と基板のそり量の関係
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an internal stress generated in a film and an amount of warpage of a substrate.

【図3】硬質炭素厚膜の水素含有量、ビッカース硬度及
び内部応力の膜厚方向の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing changes in hydrogen content, Vickers hardness and internal stress of a hard carbon thick film in the thickness direction.

【図4】硬質炭素厚膜の水素含有量、窒素含有量、ビッ
カース硬度及び内部応力の膜厚方向の変化を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the film thickness direction of hydrogen content, nitrogen content, Vickers hardness and internal stress of a hard carbon thick film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマCVD装置 2 反応容器 3 電極 4 マッチングボックス 5 高周波電源 6 基板 7 電磁弁 8 マスフローコントロール 9 硬質炭素膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma CVD apparatus 2 Reaction vessel 3 Electrode 4 Matching box 5 High frequency power supply 6 Substrate 7 Solenoid valve 8 Mass flow control 9 Hard carbon film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材上に直接又は中間層を介して成膜し
た硬質炭素厚膜であって、基材側から厚膜表面側に向か
って厚膜中の内部応力が増大するように、厚膜中の内部
応力に連続的又はステップ状の傾斜を設けたことを特徴
とする硬質炭素厚膜。
1. A hard carbon thick film formed directly or via an intermediate layer on a substrate, such that internal stress in the thick film increases from the substrate side toward the thick film surface side. A hard carbon thick film, wherein a continuous or step-like inclination is provided for internal stress in the thick film.
【請求項2】 前記内部応力の傾斜手段が、厚膜中の水
素含有量を基材側から厚膜表面側に向かって連続的又は
ステップ状に変化させるものであることを特徴とする請
求項1に記載される硬質炭素厚膜。
2. The method according to claim 1, wherein the means for inclining the internal stress changes the hydrogen content in the thick film continuously or stepwise from the substrate side toward the thick film surface side. 2. The hard carbon thick film according to 1.
【請求項3】 前記内部応力の傾斜手段が、厚膜中の炭
素及び水素以外の第三元素の含有量を基材側から厚膜表
面側に向かって連続的又はステップ状に変化させるもの
であることを特徴とする請求項1又は2に記載される硬
質炭素厚膜。
3. The internal stress inclining means changes the content of a third element other than carbon and hydrogen in the thick film continuously or stepwise from the base material side to the thick film surface side. The hard carbon thick film according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記第三元素が、窒素であることを特徴
とする請求項3に記載される硬質炭素厚膜。
4. The hard carbon thick film according to claim 3, wherein the third element is nitrogen.
【請求項5】 反応容器内に設けた電極に基材を載置し
て、反応容器内を所定の真空度に排気した後、炭素並び
に水素及び/又は炭素及び水素以外の第三元素を含む1
種又は2種以上の原料ガスを反応容器内に導入し、電極
に高周波を印加することにより原料ガスを分解し、原料
ガスの分解により生じたイオンを高周波による自己バイ
アス電位により加速して基材に衝突させることにより厚
膜を形成する硬質炭素厚膜の製造方法であって、 電極に高周波を印加する際の電力、反応容器内に導入す
る単位時間当たりの原料ガスの流量、厚膜を形成する際
の基板の温度、成膜放電中にパルス放電を行う場合にお
ける放電のOFF時間の群から選ばれるいずれか1つ以
上の成膜条件を、成膜中に連続的又はステップ状に変化
させることを特徴とする硬質炭素厚膜の製造方法。
5. A substrate is placed on an electrode provided in a reaction vessel, and the inside of the reaction vessel is evacuated to a predetermined degree of vacuum, and then contains carbon and hydrogen and / or a third element other than carbon and hydrogen. 1
A source or two or more source gases are introduced into a reaction vessel, and the source gas is decomposed by applying a high frequency to the electrode, and ions generated by the decomposition of the source gas are accelerated by a self-bias potential by the high frequency to form a substrate. A method of manufacturing a hard carbon thick film that forms a thick film by colliding with a gas, comprising: power for applying a high frequency to an electrode, a flow rate of a source gas per unit time introduced into a reaction vessel, and formation of a thick film. At least one of the film forming conditions selected from the group of the temperature of the substrate at the time of the discharge and the OFF time of the discharge when the pulse discharge is performed during the film discharge is changed continuously or stepwise during the film formation. A method for producing a hard carbon thick film.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000079020A1 (en) * 1999-06-18 2000-12-28 Nissin Electric Co., Ltd. Carbon film and method for formation thereof and article covered with carbon film and method for preparation thereof
JP2005187318A (en) * 2003-12-04 2005-07-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Amorphous carbon, amorphous carbon coating member and amorphous carbon film forming method
JP2006291355A (en) * 2005-03-15 2006-10-26 Jtekt Corp Amorphous carbon coating material
JP2007331107A (en) * 2007-08-09 2007-12-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp Surface coated cubic boron nitride sintered body tool
JP2008241746A (en) * 2007-03-23 2008-10-09 Seiko Epson Corp Optical article and manufacturing method thereof
JP2011122226A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Tocalo Co Ltd Thick dlc film coated member and method of preparing the same
WO2014156884A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 シチズンホールディングス株式会社 Decorative article having black rigid coating film
WO2014157560A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 日立金属株式会社 Coated tool and method for producing same
JP2015105397A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 三井造船株式会社 Film forming method, film forming device and film
EP2316983B1 (en) * 2008-08-19 2015-11-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Nitrogen-containing amorphous carbon and amorphous carbon layered film, and sliding member
WO2016017375A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 日立金属株式会社 Method for manufacturing a coated tool
CN111108227A (en) * 2017-12-27 2020-05-05 株式会社理研 Sliding member and piston ring
CN111863593A (en) * 2019-04-30 2020-10-30 芯恩(青岛)集成电路有限公司 Stress film with gradient distribution of chemical composition, semiconductor device and method for forming the same
CN113265641A (en) * 2021-03-25 2021-08-17 安徽工业大学 Hydrophobic antifriction self-lubricating carbon film based on low-temperature glow plasma and preparation method thereof

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6652969B1 (en) 1999-06-18 2003-11-25 Nissin Electric Co., Ltd Carbon film method for formation thereof and article covered with carbon film and method for preparation thereof
WO2000079020A1 (en) * 1999-06-18 2000-12-28 Nissin Electric Co., Ltd. Carbon film and method for formation thereof and article covered with carbon film and method for preparation thereof
JP2005187318A (en) * 2003-12-04 2005-07-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Amorphous carbon, amorphous carbon coating member and amorphous carbon film forming method
JP2006291355A (en) * 2005-03-15 2006-10-26 Jtekt Corp Amorphous carbon coating material
JP2008241746A (en) * 2007-03-23 2008-10-09 Seiko Epson Corp Optical article and manufacturing method thereof
JP2007331107A (en) * 2007-08-09 2007-12-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp Surface coated cubic boron nitride sintered body tool
EP2316983B1 (en) * 2008-08-19 2015-11-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Nitrogen-containing amorphous carbon and amorphous carbon layered film, and sliding member
JP2011122226A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Tocalo Co Ltd Thick dlc film coated member and method of preparing the same
WO2014156884A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 シチズンホールディングス株式会社 Decorative article having black rigid coating film
US9790592B2 (en) 2013-03-28 2017-10-17 Citizen Watch Co., Ltd. Decorative article having black hard coating film
CN110616399A (en) * 2013-03-29 2019-12-27 日立金属株式会社 Covering tool and method for manufacturing the same
CN105102665A (en) * 2013-03-29 2015-11-25 日立金属株式会社 Covering tool and method of manufacturing the same
CN110616399B (en) * 2013-03-29 2022-05-24 日立金属株式会社 Covering tool and method for manufacturing same
JP2017013136A (en) * 2013-03-29 2017-01-19 日立金属株式会社 Coated tool
JPWO2014157560A1 (en) * 2013-03-29 2017-02-16 日立金属株式会社 Manufacturing method of coated tool
WO2014157560A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 日立金属株式会社 Coated tool and method for producing same
JP2015105397A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 三井造船株式会社 Film forming method, film forming device and film
CN106661716A (en) * 2014-08-01 2017-05-10 日立金属株式会社 Method for manufacturing a coated tool
KR20170024061A (en) * 2014-08-01 2017-03-06 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 Method for manufacturing a coated tool
WO2016017375A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 日立金属株式会社 Method for manufacturing a coated tool
CN111108227A (en) * 2017-12-27 2020-05-05 株式会社理研 Sliding member and piston ring
CN111108227B (en) * 2017-12-27 2021-02-19 株式会社理研 Sliding members and piston rings
CN111863593A (en) * 2019-04-30 2020-10-30 芯恩(青岛)集成电路有限公司 Stress film with gradient distribution of chemical composition, semiconductor device and method for forming the same
CN111863593B (en) * 2019-04-30 2023-03-14 芯恩(青岛)集成电路有限公司 Stress film with chemical composition gradient distribution, semiconductor device and method for forming same
CN113265641A (en) * 2021-03-25 2021-08-17 安徽工业大学 Hydrophobic antifriction self-lubricating carbon film based on low-temperature glow plasma and preparation method thereof

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