JPS6063377A - 化学蒸着装置 - Google Patents
化学蒸着装置Info
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- JPS6063377A JPS6063377A JP16993883A JP16993883A JPS6063377A JP S6063377 A JPS6063377 A JP S6063377A JP 16993883 A JP16993883 A JP 16993883A JP 16993883 A JP16993883 A JP 16993883A JP S6063377 A JPS6063377 A JP S6063377A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/50—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 using electric discharges
- C23C16/505—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 using electric discharges using radio frequency discharges
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化学蒸着装置に係り、詳しくはプラズマCVD
装置の改良に関する。
装置の改良に関する。
工具鏑、高速度鋼等の金属材料からなる機械部品や切削
工具の寿命延長を目的さして、その表面に硬質皮膜を形
成する技術は各種提案されておシ、代表的なものとして
は、高温雰囲気下で処理されるCVD法、比較的低温雰
囲気下で処理されるPVD法があるが、前述せる金属材
料にあっては、その材料特性を発揮さすべく様々な熱処
理が施されているため前者の方法でコーティングを施そ
うとすれば、材料が軟化してしまうため後者の方法が一
般的に採用されている。
工具の寿命延長を目的さして、その表面に硬質皮膜を形
成する技術は各種提案されておシ、代表的なものとして
は、高温雰囲気下で処理されるCVD法、比較的低温雰
囲気下で処理されるPVD法があるが、前述せる金属材
料にあっては、その材料特性を発揮さすべく様々な熱処
理が施されているため前者の方法でコーティングを施そ
うとすれば、材料が軟化してしまうため後者の方法が一
般的に採用されている。
ところで、前記CVD法の中でもプラズマCVD法とい
うのは、通常のCVD法と大いに異なシ真空容器内でグ
ロー放電によ逆反応ガスとアンモニア或は窒素ガス等の
雰囲気ガスとk(100℃〜400℃程度の比較的低温
下で)反応させ、被処理物表面に各種所望の酸化物の硬
質皮膜を形成せしめるものであり、殊に高温雰囲気を嫌
う対象物のコーティングに適しており、その装置も種々
提案されている。
うのは、通常のCVD法と大いに異なシ真空容器内でグ
ロー放電によ逆反応ガスとアンモニア或は窒素ガス等の
雰囲気ガスとk(100℃〜400℃程度の比較的低温
下で)反応させ、被処理物表面に各種所望の酸化物の硬
質皮膜を形成せしめるものであり、殊に高温雰囲気を嫌
う対象物のコーティングに適しており、その装置も種々
提案されている。
例えば第1図に示すものは、コイル結合型ブラダマCV
D装置+I+であり、石英管などの絶縁物で作られた真
空槽f2iの外側に巻回された高周波誘導コイル(3)
全通して槽内の雰囲気ガスに高周波電力を作用させてプ
ラズマを発生せしめ、支持台(4)上の被処理物(5)
表面に硬化皮膜を形成せしめるものである。
D装置+I+であり、石英管などの絶縁物で作られた真
空槽f2iの外側に巻回された高周波誘導コイル(3)
全通して槽内の雰囲気ガスに高周波電力を作用させてプ
ラズマを発生せしめ、支持台(4)上の被処理物(5)
表面に硬化皮膜を形成せしめるものである。
又、第2図に示すものは、容量結合型プラズマCVD装
置(6)であり、電極板(7)と被処理物支持台(4)
全平行に配置し、その間にプラズマ密度生させ、プラズ
マ密度や反応ガスの流れが均一となるように工大された
ものである。尚、図中第1図と同符号のものは同一の構
成品を示す。
置(6)であり、電極板(7)と被処理物支持台(4)
全平行に配置し、その間にプラズマ密度生させ、プラズ
マ密度や反応ガスの流れが均一となるように工大された
ものである。尚、図中第1図と同符号のものは同一の構
成品を示す。
ところが、前者の装置il+にあっては、石英管からな
る真空槽(2)の半径方向に出力分布が生じるため膜厚
分布が不均一となる。又、石英管は現在の技術では6イ
ンチ以上のものが製造できないため大型化が極めて困難
である。
る真空槽(2)の半径方向に出力分布が生じるため膜厚
分布が不均一となる。又、石英管は現在の技術では6イ
ンチ以上のものが製造できないため大型化が極めて困難
である。
又、後者の装置(6)にあっては、電極板(7)と支持
台(4)との電極同距離によって膜質の変化が生じ、均
質な皮膜が得らnない。さらに電極板(7)に堆積した
皮膜が剥離して被処理物表面上に落下堆積するという問
題点がある。
台(4)との電極同距離によって膜質の変化が生じ、均
質な皮膜が得らnない。さらに電極板(7)に堆積した
皮膜が剥離して被処理物表面上に落下堆積するという問
題点がある。
そこで、本発明者は先に特開昭57−73475号で前
記問題点の改良を試み、@6図に示す如く、高周波誘導
コイル+31”i真空槽(2j°の内部に設置し、真空
槽ケ大きくすることでガスの分布の均一化を促進し、更
にイオン化したガスが加速されて発熱体(8)′によ−
り加熱さ九た被処理物(5)°に当る様に被処理物に負
の電位t’b−ける構成とした化学蒸着装置ケ提案した
。その結果、複雑な形状の中小型の被処理物では均質な
つきまわり特性の優れた皮膜が形成された。一方、大型
品でもかなり均質化した皮膜が得られたが、イオン化し
たガスが負の電位にある被処理物に向い一方向から当る
ために、その部位が他の部位に比べて幾分厚目となるこ
とがあった。
記問題点の改良を試み、@6図に示す如く、高周波誘導
コイル+31”i真空槽(2j°の内部に設置し、真空
槽ケ大きくすることでガスの分布の均一化を促進し、更
にイオン化したガスが加速されて発熱体(8)′によ−
り加熱さ九た被処理物(5)°に当る様に被処理物に負
の電位t’b−ける構成とした化学蒸着装置ケ提案した
。その結果、複雑な形状の中小型の被処理物では均質な
つきまわり特性の優れた皮膜が形成された。一方、大型
品でもかなり均質化した皮膜が得られたが、イオン化し
たガスが負の電位にある被処理物に向い一方向から当る
ために、その部位が他の部位に比べて幾分厚目となるこ
とがあった。
本発明は上記問題点に鮨みなさnたもので、その目的と
するところは、歯切用切削工具であるホブやピニオンカ
ッタ等の複雑で、特に大型の被処理物でも、膜質及び膜
厚分布が均一な皮膜を形成するプラズマCVD装置を提
供しようと試みるもので、その特徴とするところは、排
気口を有する真空槽と; 該真空槽の槽外にあって、槽
内に雰囲気ガスと反応ガスと全所定の流量比とガス圧に
調整して供給するガス供給部と; 前記真空槽内に設け
らn1負の電位に保たn1被処理物を支持するための支
持台と; 前記被処理物?加熱するための加熱体と;
前記ガスを高周波放電により励起するコイル状電極とか
ら構成さfした化学蒸着装置において、前記コイル状電
極が、被処理物?囲続するように配置され、該被処理物
を指向して開口したガス噴出部を有する管体で形成さr
L、該管体と前記ガス供給部とが配管接続された点にあ
る。
するところは、歯切用切削工具であるホブやピニオンカ
ッタ等の複雑で、特に大型の被処理物でも、膜質及び膜
厚分布が均一な皮膜を形成するプラズマCVD装置を提
供しようと試みるもので、その特徴とするところは、排
気口を有する真空槽と; 該真空槽の槽外にあって、槽
内に雰囲気ガスと反応ガスと全所定の流量比とガス圧に
調整して供給するガス供給部と; 前記真空槽内に設け
らn1負の電位に保たn1被処理物を支持するための支
持台と; 前記被処理物?加熱するための加熱体と;
前記ガスを高周波放電により励起するコイル状電極とか
ら構成さfした化学蒸着装置において、前記コイル状電
極が、被処理物?囲続するように配置され、該被処理物
を指向して開口したガス噴出部を有する管体で形成さr
L、該管体と前記ガス供給部とが配管接続された点にあ
る。
以下本発明全図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第4図において、(1011d金属製の圧力容器からな
る真空槽で、槽外には貯留ガスボンベ電力・ら供給され
る雰囲気ガス及び反応ガス?所定の流量とガス圧に調整
し供給するためのガス供給部(121が設けられており
、後浦する高周波誘導コイル(I9)に配管接続されて
いる。一方、前記真空槽(1o)の底部にはガス排気用
の排気口θ3)が設けられている。該真空槽を金属製と
したことにより、槽を任意の大きさに容易に製作出来て
好適である。
る真空槽で、槽外には貯留ガスボンベ電力・ら供給され
る雰囲気ガス及び反応ガス?所定の流量とガス圧に調整
し供給するためのガス供給部(121が設けられており
、後浦する高周波誘導コイル(I9)に配管接続されて
いる。一方、前記真空槽(1o)の底部にはガス排気用
の排気口θ3)が設けられている。該真空槽を金属製と
したことにより、槽を任意の大きさに容易に製作出来て
好適である。
(1,41は被処理物−の支持台で、該支持台041に
Fi直流電源(16(から負の電位が印加されるよう結
線されると共に、゛前記直流電源06)の正の電位は高
周波交流電源aηのアースラ゛イン賭に結線され、高周
波交流電源0ηからの出力は槽内に設けらnた高周波誘
導コイル(191に印加されるように構成されている。
Fi直流電源(16(から負の電位が印加されるよう結
線されると共に、゛前記直流電源06)の正の電位は高
周波交流電源aηのアースラ゛イン賭に結線され、高周
波交流電源0ηからの出力は槽内に設けらnた高周波誘
導コイル(191に印加されるように構成されている。
前記高周波誘導コイル(19)は被処理物(15)を囲
続するように配置さnており、該被処理物に指向して開
口したガス噴出孔(201有する金屑製の管体圀)で形
成されている。前記管体圓は槽外のガス供給部(14に
配管接続さnている。前記ガス噴出孔四は図示の如く、
コイル状管体(21)の被処理物(15)対向側に一列
状に複数個穿孔されているが、第5図に示す他の実施例
の如く、任意横断面において複数個設けられていてもよ
く、更に第6図に示す他の実施例の如く、スリツト(2
Ua)としてもよい。また第7図に示す他の実施例の如
く、ガス摩′冑14用ノズル(2Ub) 1.(1)i
J記ガス噴出孔シ0)位置に設けてもよい。
続するように配置さnており、該被処理物に指向して開
口したガス噴出孔(201有する金屑製の管体圀)で形
成されている。前記管体圓は槽外のガス供給部(14に
配管接続さnている。前記ガス噴出孔四は図示の如く、
コイル状管体(21)の被処理物(15)対向側に一列
状に複数個穿孔されているが、第5図に示す他の実施例
の如く、任意横断面において複数個設けられていてもよ
く、更に第6図に示す他の実施例の如く、スリツト(2
Ua)としてもよい。また第7図に示す他の実施例の如
く、ガス摩′冑14用ノズル(2Ub) 1.(1)i
J記ガス噴出孔シ0)位置に設けてもよい。
(2zI″i発熱体で、前記高心波銹導コイル(191
で囲続さnた被処理物(15La:加熱するためのもの
であり、前記高周波誘導コイル(191の外側に配置さ
れている。
で囲続さnた被処理物(15La:加熱するためのもの
であり、前記高周波誘導コイル(191の外側に配置さ
れている。
次に上記の如く構成き1また不発rl11装置による皮
膜形成過程についてシリコンナイトライド厄r例にして
説明する〇 捷ず、被処理物(15ノヶ支持台041に装XWシフと
後、真空槽(10)内部を1G−3〜10 ’ Tor
tに排気する。その際同時に発熱体(2zを作動せしめ
て彼処J、!Ii物ヲ1m〜400℃に加熱する。次い
で不活性の雰囲気ガス(Ar、He等)を槽内に導入し
、槽内ガス圧ヶ0.1TOrr 程度にする。次に高周
波誘導コイル賎に高周波交流電圧忙印加すると共に支持
g (141に直流電圧?印加して、前記ガスに−fオ
ン化、加速し被処理物表面のイオンボンバード全豹10
分向行なう。
膜形成過程についてシリコンナイトライド厄r例にして
説明する〇 捷ず、被処理物(15ノヶ支持台041に装XWシフと
後、真空槽(10)内部を1G−3〜10 ’ Tor
tに排気する。その際同時に発熱体(2zを作動せしめ
て彼処J、!Ii物ヲ1m〜400℃に加熱する。次い
で不活性の雰囲気ガス(Ar、He等)を槽内に導入し
、槽内ガス圧ヶ0.1TOrr 程度にする。次に高周
波誘導コイル賎に高周波交流電圧忙印加すると共に支持
g (141に直流電圧?印加して、前記ガスに−fオ
ン化、加速し被処理物表面のイオンボンバード全豹10
分向行なう。
この場合、前記ガスは被処理物(151’z囲続して配
置された高周波誘導コイル部上で、該被処理物(15]
に向けて開口し念ガス噴出孔鶴よシ噴出さnるので、被
処理物(15)はくまなくボンバードされるのである。
置された高周波誘導コイル部上で、該被処理物(15]
に向けて開口し念ガス噴出孔鶴よシ噴出さnるので、被
処理物(15)はくまなくボンバードされるのである。
その後、一旦発熱体し2への通電のみを残して他は停電
せしめ槽内のガスを排気して槽内真空度を1O−3TO
rr以上に復元する。
せしめ槽内のガスを排気して槽内真空度を1O−3TO
rr以上に復元する。
次いで、ガス導入系からシランガス(SiH4)と窒素
ガスを適宜の割合、好ましくは1:5〜1:20で槽内
に導入し、槽内ガス圧ヲ0.1〜ITorr とする。
ガスを適宜の割合、好ましくは1:5〜1:20で槽内
に導入し、槽内ガス圧ヲ0.1〜ITorr とする。
このとき、高周波誘導コイル09)に高周波交流電圧を
印加し、更に支持台(141を介して被処理物α6)を
直流電源06)より−500V〜−IKVに印加する。
印加し、更に支持台(141を介して被処理物α6)を
直流電源06)より−500V〜−IKVに印加する。
さすれば、槽内に導入さnたSiH,と窒素ガスは高周
波誘導コイル091の回りに生じた高間波放電領域で分
解、励起、イオン化される。
波誘導コイル091の回りに生じた高間波放電領域で分
解、励起、イオン化される。
このイオン化粒子は被処理物051に向う電界で加速さ
n1加熱さt′した被処理物(15Jに衝突して付着し
シリコンナイトライドの皮膜全形成する。
n1加熱さt′した被処理物(15Jに衝突して付着し
シリコンナイトライドの皮膜全形成する。
この場合も、前記SiH4と窒素ガスは被処理物051
を囲続した、管状の高周波誘導コイルQQIのガス噴出
孔(20)より被処理物(15jに向けて噴射されてい
るので、被処理物(I5)は常に均一で濃厚なガスに包
ま2’していることになり、その上高間波放電も被処理
物(15)の周囲に均一に発生しているので、被処理物
(15)には均一な皮膜が形成される。
を囲続した、管状の高周波誘導コイルQQIのガス噴出
孔(20)より被処理物(15jに向けて噴射されてい
るので、被処理物(I5)は常に均一で濃厚なガスに包
ま2’していることになり、その上高間波放電も被処理
物(15)の周囲に均一に発生しているので、被処理物
(15)には均一な皮膜が形成される。
Ql上詳述したように本装置は、高同波放電を生じさせ
るためのコイル状電極が、被処理物を囲続するように配
置され、該被処理物を指向して開口したガス噴出部を有
する管体で形成さt′しているので、被処理物の回りに
均一で濃厚なガス雰囲気及び高目波数電域を形成するこ
とができ、これにより複雑な形状の大型品の被処理物で
も、均質な厚みの皮膜ケ形成させることができる。
るためのコイル状電極が、被処理物を囲続するように配
置され、該被処理物を指向して開口したガス噴出部を有
する管体で形成さt′しているので、被処理物の回りに
均一で濃厚なガス雰囲気及び高目波数電域を形成するこ
とができ、これにより複雑な形状の大型品の被処理物で
も、均質な厚みの皮膜ケ形成させることができる。
第1図〜第3図は従来のプラズマCVD装置の概念図、
第4図は本発明のプラズマCVD装置の概念図、@5図
〜@7図は本発明に係るコイル状電極に設けたガス噴出
部の実施例?示す部分断面図ケ示す。 il+−・・コイル結合端プラズマCV I)装置、!
2i i2)’1lO)・・・真空槽、+31 (31
’(+91・・・高目波誘導コイル、t4H41・(1
4)・・・支持台、+51 +51・(15)・・・被
処理物、(12)・・・ガス供給部、(I3)・・・排
気口、(20)・・・ガス噴出孔、(21+・・・管体
、t81’(221・・−発熱体。 特 許 1)願 人 林式会社神P製鋼所同 上 7M
水屯設エン殊式会社 會 ゝ1ゝ−41’=−1 子31ズ1 第6(゛[ 2)
第4図は本発明のプラズマCVD装置の概念図、@5図
〜@7図は本発明に係るコイル状電極に設けたガス噴出
部の実施例?示す部分断面図ケ示す。 il+−・・コイル結合端プラズマCV I)装置、!
2i i2)’1lO)・・・真空槽、+31 (31
’(+91・・・高目波誘導コイル、t4H41・(1
4)・・・支持台、+51 +51・(15)・・・被
処理物、(12)・・・ガス供給部、(I3)・・・排
気口、(20)・・・ガス噴出孔、(21+・・・管体
、t81’(221・・−発熱体。 特 許 1)願 人 林式会社神P製鋼所同 上 7M
水屯設エン殊式会社 會 ゝ1ゝ−41’=−1 子31ズ1 第6(゛[ 2)
Claims (1)
- 1 排気口を有する真空信と; 該真空槽の棺外にあっ
て、槽内に雰囲気ガスと反応ガスとを所定の流量比とガ
ス圧に調整して供給するガス供給部と; 前記真空槽内
に設けられ、負の電位に保たれ、被処理@全支持するた
めの支持台と; 前記被処理物を加熱するための加熱体
と;前記ガスを高周波放電によシ励起するコイル状電極
とから構成された化学蒸着装置において、前記コイル状
電極が、被処理物を囲続するように配置され、該被処理
物を指向して開D したガス噴出部を有する管体で形成
され、該管体と前記ガス供給部とが配管接続されてなる
ことを特徴とする化学蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16993883A JPS6063377A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 化学蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16993883A JPS6063377A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 化学蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063377A true JPS6063377A (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=15895689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16993883A Pending JPS6063377A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 化学蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103643216A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-19 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种用于在Si片上沉积碳膜的设备 |
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1983
- 1983-09-13 JP JP16993883A patent/JPS6063377A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103643216A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-19 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种用于在Si片上沉积碳膜的设备 |
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