JPS6240375A - 硬質カ−ボン膜 - Google Patents
硬質カ−ボン膜Info
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- JPS6240375A JPS6240375A JP60179025A JP17902585A JPS6240375A JP S6240375 A JPS6240375 A JP S6240375A JP 60179025 A JP60179025 A JP 60179025A JP 17902585 A JP17902585 A JP 17902585A JP S6240375 A JPS6240375 A JP S6240375A
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- hard carbon
- film
- plasma cvd
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は硬質カーボン膜に関する。
［従来の技術］
最近、イオンビーム蒸着法、イオンビームスパッター法
、スパッター法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などによ
り、ダイヤモンド状カーボン膜といわれる高硬度のカー
ボン膜が形成され、切削プレイドの表面硬化用材料、半
導体、赤外光学部材の反射防止膜、硬質保護膜、絶縁材
料、耐摩耗性材料などとして注目されている（たとえば
「エレクトロセラミックスＪ １９Ｂ５年５月号４８〜
５４頁の「硬質カーボン膜」参照）。
、スパッター法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などによ
り、ダイヤモンド状カーボン膜といわれる高硬度のカー
ボン膜が形成され、切削プレイドの表面硬化用材料、半
導体、赤外光学部材の反射防止膜、硬質保護膜、絶縁材
料、耐摩耗性材料などとして注目されている（たとえば
「エレクトロセラミックスＪ １９Ｂ５年５月号４８〜
５４頁の「硬質カーボン膜」参照）。
たとえばプラズマＣＶＤ法により硬質カーボン膜を成膜
するばあい、通常ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ
ＩＯ、ベンゼンなどの炭化水素系の化合物とＨ２、Ａｒ
、 ｔ（ｅなどとの混合ガスがプラズマ分解せしめられ
、基板上に堆積せしめられ、成膜される。
するばあい、通常ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ
ＩＯ、ベンゼンなどの炭化水素系の化合物とＨ２、Ａｒ
、 ｔ（ｅなどとの混合ガスがプラズマ分解せしめられ
、基板上に堆積せしめられ、成膜される。
［発明が解決しようとする問題点１
従来の硬質カーボン膜を前記のごとき従来の方法で成膜
しようとすると、堆積速度は０．１〜５人／秒程度と小
さり、１「積速度をあげると硬度が低下し、さらに電極
部以外のチャンバー内に粉や膜が付着し、ピンホールな
どを生じる原因となり、生産性が低くなるという欠点が
ある。
しようとすると、堆積速度は０．１〜５人／秒程度と小
さり、１「積速度をあげると硬度が低下し、さらに電極
部以外のチャンバー内に粉や膜が付着し、ピンホールな
どを生じる原因となり、生産性が低くなるという欠点が
ある。
本発明は堆積速度自体を向上させ、堆積速度を向上させ
ても膜の硬度低下がなく、かつ電極部以外のチャンバー
内に粉や膜を付着させることが少ない硬質カーボン膜を
うろことを目的とするものである。
ても膜の硬度低下がなく、かつ電極部以外のチャンバー
内に粉や膜を付着させることが少ない硬質カーボン膜を
うろことを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、従来の硬質カーボン膜を成膜する際に、原料
ガス中にフッ素を構成成分とする化合物を混在せしめ、
プラズマＣＶＤ法により成膜すると、大きな堆積速度で
生産性よく、しかも大きな堆積速度で成膜しても硬度の
低下をおこさないばかりかさらに硬度が大きくなるとい
う特徴を有する硬質カーボン膜が成膜されることが見出
されたことによりなされたものであり、基板上にプラズ
マＣＶＤ法により堆積せしめられたフッ素を０．１〜３
０ａｔｌｌ１％含有する硬質カーボン膜に関する。
ガス中にフッ素を構成成分とする化合物を混在せしめ、
プラズマＣＶＤ法により成膜すると、大きな堆積速度で
生産性よく、しかも大きな堆積速度で成膜しても硬度の
低下をおこさないばかりかさらに硬度が大きくなるとい
う特徴を有する硬質カーボン膜が成膜されることが見出
されたことによりなされたものであり、基板上にプラズ
マＣＶＤ法により堆積せしめられたフッ素を０．１〜３
０ａｔｌｌ１％含有する硬質カーボン膜に関する。
［実施例］
本発明に用いる基板にはとくに限定はなく、プラズマＣ
ＶＤ法により硬質カーボン膜が成膜する基板であればい
ずれの基板をも使用しつる。
ＶＤ法により硬質カーボン膜が成膜する基板であればい
ずれの基板をも使用しつる。
このような基板の具体例としては、たとえばＮｏ。
Ｃｕ、賛、Ｍ、 １ｎＳＳＵＳなどの金属や合金製の基
板、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、ＧａＡｓ、
ＧａＰなどの半導体基板、Ｓ ｉＣｚ Ｍ ２０３．
５ｉ０７などのセラミック基板、あるいはＡ（１、■、
ＨＯｌＮ、Ｃｕなどの金属で表面処理された金属基板、
半導体基板、セラミック基板などがあげられる。
板、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、ＧａＡｓ、
ＧａＰなどの半導体基板、Ｓ ｉＣｚ Ｍ ２０３．
５ｉ０７などのセラミック基板、あるいはＡ（１、■、
ＨＯｌＮ、Ｃｕなどの金属で表面処理された金属基板、
半導体基板、セラミック基板などがあげられる。
本発明の硬質カーボン膜にはフッ素が０．１〜３０ａｔ
ｌｎ％、好ましくは１〜１５ａｔｍ％、さらに好ましく
は１〜７ａｔＩ１１％、炭素が５０〜９８ａｔＩＯ％、
好ましくは８０〜９５ａｔｍ％、水素が０．１〜３０ａ
ｔｍ％、好ましくは１〜１５ａｔｍ％含有されており、
要すればシリコンを２０ａｔｍ％以下、好ましくは０．
０１〜５ａｔｍ％の範囲で含有していてもよい。
ｌｎ％、好ましくは１〜１５ａｔｍ％、さらに好ましく
は１〜７ａｔＩ１１％、炭素が５０〜９８ａｔＩＯ％、
好ましくは８０〜９５ａｔｍ％、水素が０．１〜３０ａ
ｔｍ％、好ましくは１〜１５ａｔｍ％含有されており、
要すればシリコンを２０ａｔｍ％以下、好ましくは０．
０１〜５ａｔｍ％の範囲で含有していてもよい。
前記フッ素含量がＯ，Ｉａｔｌｌ１％未満になると、フ
ッ素を含まない炭素、水素のみを含む膜と堆積速度、硬
度、堆積速度と硬度との関係などがほとんどかわらなく
なり、３０ａｔｍ％をこえると、膜の剥離が生じるよう
になる。
ッ素を含まない炭素、水素のみを含む膜と堆積速度、硬
度、堆積速度と硬度との関係などがほとんどかわらなく
なり、３０ａｔｍ％をこえると、膜の剥離が生じるよう
になる。
また炭素含量が５０ａｔｍ％未満になると、ポリマー的
になり、膜の硬度が小さくなる傾向が生じ、９８％をこ
えると、基板に対する膜の付着力が低下しやすくなる傾
向が生じる。
になり、膜の硬度が小さくなる傾向が生じ、９８％をこ
えると、基板に対する膜の付着力が低下しやすくなる傾
向が生じる。
なお水素含量は炭素含量、フッ素含量、成膜条件などに
より変化し、上記範囲であれば本発明の硬質カーボン膜
の高硬度、耐摩耗性などの点で問題はない。
より変化し、上記範囲であれば本発明の硬質カーボン膜
の高硬度、耐摩耗性などの点で問題はない。
さらにシリコンが前記範囲で含有されているばあいには
、本発明の硬質カーボン膜の高硬度、耐摩耗性などの点
で問題はなく、とくにＳＵＳ、＃、Ｃｕなどの金属基板
を用いたばあい、基板と硬質カーボン躾との付着性が向
上する。フッ素を含まない硬質カーボン膜についてシリ
コンを加えると付着性が良好になることに関してはすで
に出願流（特願昭６０−８３１３７号）であるが、フッ
素を含むばあいにもフッ素を含まないばあいと同様の効
果かえられる。
、本発明の硬質カーボン膜の高硬度、耐摩耗性などの点
で問題はなく、とくにＳＵＳ、＃、Ｃｕなどの金属基板
を用いたばあい、基板と硬質カーボン躾との付着性が向
上する。フッ素を含まない硬質カーボン膜についてシリ
コンを加えると付着性が良好になることに関してはすで
に出願流（特願昭６０−８３１３７号）であるが、フッ
素を含むばあいにもフッ素を含まないばあいと同様の効
果かえられる。
本発明の硬質カーボン膜の膜厚、硬度などにはとくに限
定はないが、プラズマＣＶＤ法により・成膜されるため
、通常１０人〜５０μｍ程度の膜厚であり、硬度として
は一般に硬質膜の範囲とされる表面ビッカース硬度で５
００以上、好ましくは１０００以上程度のものである。
定はないが、プラズマＣＶＤ法により・成膜されるため
、通常１０人〜５０μｍ程度の膜厚であり、硬度として
は一般に硬質膜の範囲とされる表面ビッカース硬度で５
００以上、好ましくは１０００以上程度のものである。
硬度の上限についてはとくに限定はないが、実際に製造
しろる硬度としてはダイヤモンドと同程度〜少し低めの
値である７０００〜８０００である。
しろる硬度としてはダイヤモンドと同程度〜少し低めの
値である７０００〜８０００である。
本発明の硬質カーボン膜は前記のようにプラズマＣＶＤ
法により成膜される。プラズマＣＶＤ法の具体例として
は、通常のＤＣプラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ
法、マイクロウェーブプラズマＣＶＤ法、ＤＣおよびＲ
Ｆ両者混合のプラズマＣＶＤ法などがあげられる。これ
らのうちでは基板をカソードに設置し、基板に約−２０
０Ｖ〜−２ＫＶ、好まＬ ＜ Ｌｔ −３００Ｖ 〜−
ＩＫＭ）電圧全印加し、ｏｃｌ流５０ｍＡ〜２八程度、
好ましくは１〜２Ａで原料ガスを直流放電させてえられ
る膜は、通常のＲＦプラズマＣＶＤ法でえられる膜より
も硬度も大きく、電気抵抗率も大きい。ざらに上記ＤＣ
放電に０．００１〜１０１ＩＩ１０ｄ１好ましくは１５
〜１０１００Ｏ／ ｃｒｌのＲＦを加え両者の混合放電
により絶縁物を形成するばあいには、安定した放電かえ
られ、堆積速度も増加し、より優れた手法となる。
法により成膜される。プラズマＣＶＤ法の具体例として
は、通常のＤＣプラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ
法、マイクロウェーブプラズマＣＶＤ法、ＤＣおよびＲ
Ｆ両者混合のプラズマＣＶＤ法などがあげられる。これ
らのうちでは基板をカソードに設置し、基板に約−２０
０Ｖ〜−２ＫＶ、好まＬ ＜ Ｌｔ −３００Ｖ 〜−
ＩＫＭ）電圧全印加し、ｏｃｌ流５０ｍＡ〜２八程度、
好ましくは１〜２Ａで原料ガスを直流放電させてえられ
る膜は、通常のＲＦプラズマＣＶＤ法でえられる膜より
も硬度も大きく、電気抵抗率も大きい。ざらに上記ＤＣ
放電に０．００１〜１０１ＩＩ１０ｄ１好ましくは１５
〜１０１００Ｏ／ ｃｒｌのＲＦを加え両者の混合放電
により絶縁物を形成するばあいには、安定した放電かえ
られ、堆積速度も増加し、より優れた手法となる。
前記原料ガスの具体例としては、プラズマＣＶＤ法によ
り硬質カーボン膜を成膜するばあいに一般に使用するＣ
Ｈ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ１ｏ、ベンセンなど
の炭化水素系化合物と、要すれば使用されるＨ２、Ａｒ
、 Ｈｅなどの希釈ガスとの混合ガスに、さらにＣＦ４
、ＣＦ２ Ｈ２、Ｃ２Ｆａ 、 Ｃ２Ｆｓ、Ｃ６Ｆ
６、Ｃ，Ｆ３Ｈ３などのフッ素含有化合物ガスを混在せ
しめたものがあげられる。
り硬質カーボン膜を成膜するばあいに一般に使用するＣ
Ｈ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ１ｏ、ベンセンなど
の炭化水素系化合物と、要すれば使用されるＨ２、Ａｒ
、 Ｈｅなどの希釈ガスとの混合ガスに、さらにＣＦ４
、ＣＦ２ Ｈ２、Ｃ２Ｆａ 、 Ｃ２Ｆｓ、Ｃ６Ｆ
６、Ｃ，Ｆ３Ｈ３などのフッ素含有化合物ガスを混在せ
しめたものがあげられる。
つぎに原料ガスにおける炭化水素系化合物、フッ素含有
化合物ガスおよび要すれば使用されるガスの使用割合に
ついて説明する。
化合物ガスおよび要すれば使用されるガスの使用割合に
ついて説明する。
炭化水素系化合物およびフッ素含有化合物ガス中のＣ：
Ｆは１００：１〜３：８であることが、成膜速度を１０
〜２０人／秒と大きくし、形成された膜中のフッ素含量
を０．１〜３０ａｔｌｌ１％にするために必要であり、
２０：１〜１：２であることが好ましい。必要により使
用されるガスは希釈、圧力調整などを主目的として用い
られる成分であり、適宜適用すればよい。
Ｆは１００：１〜３：８であることが、成膜速度を１０
〜２０人／秒と大きくし、形成された膜中のフッ素含量
を０．１〜３０ａｔｌｌ１％にするために必要であり、
２０：１〜１：２であることが好ましい。必要により使
用されるガスは希釈、圧力調整などを主目的として用い
られる成分であり、適宜適用すればよい。
たとえばＣＨ４、ＣＦ４．８２を用いて硬質カーボン膜
を成膜する際に、Ｈ２を５０ＳＣＣＨ１ＣＨ４＋ ＣＦ
ａを４０ＳＣＣＨとし、その比率を変化させ、Ｉ Ｔｏ
ｒｒでＤＣ電圧−６００Ｖ （ＤＣ電流８００ｍＡ
） 、ＲＦ約５０Ｗ （１００ＩＩＩＷ／ｃｆｆｌ）な
る条件で約５０分間成膜すると、第１図に示すような堆
積速度で成膜され、第２図に示すような硬度の膜がえら
れる。なお容量比でＣＦａ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）
が０．′３で前記条件のばあいにえられる膜の組成は、
およそＨがＢ ａｔｍ％、Ｆが４ ａｔｍ％、Ｃが８８
ａｔｍ％で、ビッカース硬度は約６５００である。
を成膜する際に、Ｈ２を５０ＳＣＣＨ１ＣＨ４＋ ＣＦ
ａを４０ＳＣＣＨとし、その比率を変化させ、Ｉ Ｔｏ
ｒｒでＤＣ電圧−６００Ｖ （ＤＣ電流８００ｍＡ
） 、ＲＦ約５０Ｗ （１００ＩＩＩＷ／ｃｆｆｌ）な
る条件で約５０分間成膜すると、第１図に示すような堆
積速度で成膜され、第２図に示すような硬度の膜がえら
れる。なお容量比でＣＦａ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）
が０．′３で前記条件のばあいにえられる膜の組成は、
およそＨがＢ ａｔｍ％、Ｆが４ ａｔｍ％、Ｃが８８
ａｔｍ％で、ビッカース硬度は約６５００である。
前記説明においてはＣ１１４、ＣＦ４ 、Ｈ２を原料ガ
スとして用いたばあいについて説明したが、ＣＨａ
１０〜５０ＳＣＣＨ，Ｃ２Ｆｓ ５〜４０ＳＣＣＨ，
Ｈ２１００〜５００ＳＣＣＨなどの組合わせでもよく、
またその成膜条件もＤＣ電圧 −４００Ｖ〜−１にＶ（
電流２００ｍＡ〜１八） 、ＲＦパワー ５０〜２００
Ｗ（１００〜４００ｍＷ／ｃａ！ ） 、圧力０．１〜
１０Ｔｏｒｒ程度の条件であれば本発明の硬質カーボン
膜を成膜しうる。
スとして用いたばあいについて説明したが、ＣＨａ
１０〜５０ＳＣＣＨ，Ｃ２Ｆｓ ５〜４０ＳＣＣＨ，
Ｈ２１００〜５００ＳＣＣＨなどの組合わせでもよく、
またその成膜条件もＤＣ電圧 −４００Ｖ〜−１にＶ（
電流２００ｍＡ〜１八） 、ＲＦパワー ５０〜２００
Ｗ（１００〜４００ｍＷ／ｃａ！ ） 、圧力０．１〜
１０Ｔｏｒｒ程度の条件であれば本発明の硬質カーボン
膜を成膜しうる。
本発明の硬質カーボン膜中のフッ素含量はより正確には
、ＥＳＣＡなとの方法により測定しつるが、ＩＲ吸収ス
ペクトラムによっても測定しつる。
、ＥＳＣＡなとの方法により測定しつるが、ＩＲ吸収ス
ペクトラムによっても測定しつる。
すなわち膜中にＣ−Ｆ結合が存在するばあいには、１ｏ
ｏｏ〜１３５０ｃｍ”にストレッチングモードによる吸
収があられれるため、この大きさを測定すればよい。こ
の測定はＩＲ吸収スペクトラムからＣ−Ｆストレッチン
グモードの振動子強度をＡとスルト、Ａ Ｘ ／ ＝
ｄ ω （式中、ωはＣ−Ｆの結合が存在する波数、α（Ｃ−Ｆ
）はＣ−Ｆ結合が存在する波数での吸収係数）にて絶対
含量として測定しうるが、硬質カーボン膜中のＣ−Ｈス
トレッチングモードによる吸収が２８００〜３１００ｃ
ｍ−’にあられれるため、それらの積分強度（ｆ−７；
７ ｄω）の比ｆ座カーｄω ／ｆａ（０−Ｈ） ｄω
ω ω（ω
は波数、α（Ｃ−■およびα（Ｃ−Ｆ）はそれぞれ２８
００〜３１００ｃｍ＋−１およｒｊ １０００〜１３５
０ｃｎ＋−’ ニ存在するそれぞれのストレッチングモ
ードによる吸収）を算出して行なうのがより簡単で、吸
収係数を求める際の正確な膜厚を必要としないなどの点
から好ましい。
ｏｏ〜１３５０ｃｍ”にストレッチングモードによる吸
収があられれるため、この大きさを測定すればよい。こ
の測定はＩＲ吸収スペクトラムからＣ−Ｆストレッチン
グモードの振動子強度をＡとスルト、Ａ Ｘ ／ ＝
ｄ ω （式中、ωはＣ−Ｆの結合が存在する波数、α（Ｃ−Ｆ
）はＣ−Ｆ結合が存在する波数での吸収係数）にて絶対
含量として測定しうるが、硬質カーボン膜中のＣ−Ｈス
トレッチングモードによる吸収が２８００〜３１００ｃ
ｍ−’にあられれるため、それらの積分強度（ｆ−７；
７ ｄω）の比ｆ座カーｄω ／ｆａ（０−Ｈ） ｄω
ω ω（ω
は波数、α（Ｃ−■およびα（Ｃ−Ｆ）はそれぞれ２８
００〜３１００ｃｍ＋−１およｒｊ １０００〜１３５
０ｃｎ＋−’ ニ存在するそれぞれのストレッチングモ
ードによる吸収）を算出して行なうのがより簡単で、吸
収係数を求める際の正確な膜厚を必要としないなどの点
から好ましい。
経験的に前記積分強度の比が０．００１〜１００のばあ
いに本発明の硬質カーボン膜中のフッ素含量が０．１〜
３０ａｔｉ％になることが知られており、０．０１〜５
０であることがフッ素含量が１〜２０ａｔｍ％になるた
め好ましい。
いに本発明の硬質カーボン膜中のフッ素含量が０．１〜
３０ａｔｉ％になることが知られており、０．０１〜５
０であることがフッ素含量が１〜２０ａｔｍ％になるた
め好ましい。
なお前記ｆ鍬げムｄωおよヒ／凹ビムｄωは、ω
ωそれぞれＣ
−Ｆ 、 Ｃ−Ｈのストレッチングモードの存在する波
数（Ｃ−Ｆは１０００〜１３５０ｃｍ−’、Ｃ−Ｈは２
８００〜３１００ｃｌ−’）に対する吸収係数の積分に
より求められる。
ωそれぞれＣ
−Ｆ 、 Ｃ−Ｈのストレッチングモードの存在する波
数（Ｃ−Ｆは１０００〜１３５０ｃｍ−’、Ｃ−Ｈは２
８００〜３１００ｃｌ−’）に対する吸収係数の積分に
より求められる。
本発明の硬質カーボン膜中のＩＲ吸収スペクトラムによ
る水素自虐、フッ素含量は、第１図におけるＣＦａ ／
（ＣＨ４＋ ＣＦ４）の割合が大きくなるにしたがっ
て、２８００〜３１００ｃｍ−１付近のＣ−Ｈストレッ
チングによる吸収が当然のことながら減少し、１０００
〜１３５０ｃｍ−１付近のＣ−Ｆストレッチングによる
吸収が増加し、ＣＦ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）の割
合が０６ではＣ−Ｈの吸収が非常に小さくなり、Ｃ−Ｆ
上述のごとく、本発明の硬質カーボン躾は堆積速度が速
く、堆積速度が速いにもかかわらず硬度が大きく、フッ
素を含む化合物を用いているので、とくにチャンバー壁
ではエツチングの効果がありチャンバー内に粉や膜が付
着しにくいという特徴を有するものであり、該膜は炭化
水素系化合物、フッ素含有化合物ガスおよび必要により
使用されるＨ２、Ａｒ、 Ｈｅなどからなる原料ガスを
プラズマＣＶＤ法により１Ｏ−２０Ａ／秒という成膜速
度で形成しうるちのである。
る水素自虐、フッ素含量は、第１図におけるＣＦａ ／
（ＣＨ４＋ ＣＦ４）の割合が大きくなるにしたがっ
て、２８００〜３１００ｃｍ−１付近のＣ−Ｈストレッ
チングによる吸収が当然のことながら減少し、１０００
〜１３５０ｃｍ−１付近のＣ−Ｆストレッチングによる
吸収が増加し、ＣＦ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）の割
合が０６ではＣ−Ｈの吸収が非常に小さくなり、Ｃ−Ｆ
上述のごとく、本発明の硬質カーボン躾は堆積速度が速
く、堆積速度が速いにもかかわらず硬度が大きく、フッ
素を含む化合物を用いているので、とくにチャンバー壁
ではエツチングの効果がありチャンバー内に粉や膜が付
着しにくいという特徴を有するものであり、該膜は炭化
水素系化合物、フッ素含有化合物ガスおよび必要により
使用されるＨ２、Ａｒ、 Ｈｅなどからなる原料ガスを
プラズマＣＶＤ法により１Ｏ−２０Ａ／秒という成膜速
度で形成しうるちのである。
つぎに本発明の硬質カーボン膜を実施例にもとづき説明
する。
する。
実施例１
第３図に示すようなプラズマＣＶＤ装置の電極（カソー
ド） ［２）上にステンレス類の基板（１）をセットし
、基板温度を３００℃に調節し、Ｈ２５０ＳＣＣＨ，Ｃ
Ｈ４３２ＳＣＣＨ，ＣＦ４ ８ＳＣＣＨの混合ガスを流
し、反応室圧力１ 丁ｏｒｒで基板に一６００ｖの電圧
をＲＦチョークコイル（３）を介して印加し、ＤＣ電流
８００ｍＡなる直流放電をおこした。この際同時に約５
０Ｗ （１００ｍＷ／ ｄ ）のＲＦを印加し、ＤＣ
およびＲＦ両者混合の放電をおこした。このＲＦを印加
することで絶縁物が堆積したばあいに生じる帯電の問題
が解決された。
ド） ［２）上にステンレス類の基板（１）をセットし
、基板温度を３００℃に調節し、Ｈ２５０ＳＣＣＨ，Ｃ
Ｈ４３２ＳＣＣＨ，ＣＦ４ ８ＳＣＣＨの混合ガスを流
し、反応室圧力１ 丁ｏｒｒで基板に一６００ｖの電圧
をＲＦチョークコイル（３）を介して印加し、ＤＣ電流
８００ｍＡなる直流放電をおこした。この際同時に約５
０Ｗ （１００ｍＷ／ ｄ ）のＲＦを印加し、ＤＣ
およびＲＦ両者混合の放電をおこした。このＲＦを印加
することで絶縁物が堆積したばあいに生じる帯電の問題
が解決された。
約６０分間放電をつづけ、厚さ約２，９μｍの膜をうる
ことができた。堆積速度は約８人／秒であった。
ことができた。堆積速度は約８人／秒であった。
えられた躾の組成はＥＳＣＡによるとおよそＨ１０ａｔ
ｍ％、ｌ” ３ａｔｌｌ１％、Ｃ８７ａｔｍ％で、ビ
ッカースｒａ度は５２００であった。また電極部以外の
チャンバー壁への膜、粉の付着はみとめられなかった。
ｍ％、ｌ” ３ａｔｌｌ１％、Ｃ８７ａｔｍ％で、ビ
ッカースｒａ度は５２００であった。また電極部以外の
チャンバー壁への膜、粉の付着はみとめられなかった。
実施例２および比較例１
Ｈ２５０ＳＣＣＨ，Ｃｌ１４トＣＦａとの合計流量を４
゜５ＣＣＨとし、Ｃ）ＩｓとＣＦａ との合計流量に対
するＣＦＪ （７）流１（７）割合、ツマり容量比（Ｃ
Ｆ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦａ） ）を変化させて膜を
作製したばあいの容量比と膜中のフッ素含ｆｉｔ（ＥＳ
ＣＡによる）、膜の堆積速度、とツカース硬度との関係
を測定した。
゜５ＣＣＨとし、Ｃ）ＩｓとＣＦａ との合計流量に対
するＣＦＪ （７）流１（７）割合、ツマり容量比（Ｃ
Ｆ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦａ） ）を変化させて膜を
作製したばあいの容量比と膜中のフッ素含ｆｉｔ（ＥＳ
ＣＡによる）、膜の堆積速度、とツカース硬度との関係
を測定した。
た。これらの結果を第１表にあわせて示す。さらに容量
比と堆積速度との関係および容量比と躾の硬度との関係
をそれぞれ第１図および第２図に示す。
比と堆積速度との関係および容量比と躾の硬度との関係
をそれぞれ第１図および第２図に示す。
なお圧力、ＲＦ電力、基板温度、ｏｃ雷電圧どは実施例
１と同じであった。
１と同じであった。
［以下余白］
第１表および第１図の結果から、容量比が増加するにし
たがい堆積速度が大きくなり、とくに０．１をこえると
急激に大きくなり、約０６をこえると堆積速度が減少し
、約０８５以上では膜が堆積しなくなることがわかる。
たがい堆積速度が大きくなり、とくに０．１をこえると
急激に大きくなり、約０６をこえると堆積速度が減少し
、約０８５以上では膜が堆積しなくなることがわかる。
実施例３および比較例２
実施例１ならびにガスの容量比（ＣＦ４ ／ （ＣＨ４
＋ ＣＦ４） ）を変えた実施例２および比較例１と同
様にして結晶シリコン、ＳＯ３、Ｃｕ、 Ｎ 、 Ｎｏ
製の基板上に形成した膜の付着強度を張っばり試験によ
り測定した。
＋ ＣＦ４） ）を変えた実施例２および比較例１と同
様にして結晶シリコン、ＳＯ３、Ｃｕ、 Ｎ 、 Ｎｏ
製の基板上に形成した膜の付着強度を張っばり試験によ
り測定した。
測定の結果、ＳＯ８、Ｃｕ、結晶シリコン製の基板のば
あいにはＣＦ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）が０．３５
（）〜４０に（Ｊ／ｃｄと良好であったが、０．４
をこえると付着強度が低下したり、膜の剥離が生じたり
した。またＮｏ製の基板のばあいでもＯ，ＳＳ （フ
ッ／−５０５９−ｄω≠４０）以下では付着強度３０〜
４０ＫＯ／ ａａと良好であったが、０．６をこえると
膜の剥離が生じた。
あいにはＣＦ４ ／ （ＣＨ４＋ ＣＦ４）が０．３５
（）〜４０に（Ｊ／ｃｄと良好であったが、０．４
をこえると付着強度が低下したり、膜の剥離が生じたり
した。またＮｏ製の基板のばあいでもＯ，ＳＳ （フ
ッ／−５０５９−ｄω≠４０）以下では付着強度３０〜
４０ＫＯ／ ａａと良好であったが、０．６をこえると
膜の剥離が生じた。
とくにＳＯ３、Ｃｕ、 Ｍなどの金属基板のばあい、Ｃ
，！ｌ：Ｈとからなる硬質カーボン膜あるいはＣとＨと
Ｆとからなる硬質カーボン膜のばあい、硬度が３００６
以上の膜では膜の内部応力が大きく剥離しやすいが、上
記膜にシリコンを２０８ｔｍ％以下の範囲で含ませるこ
とにより内部応力が緩和され剥離しなくなった。とくに
ｏ、 ｏｉ〜５ ａｔ＋ｎ％のときに効果が著しかった
。この膜の付着強度は、３０〜７０Ｋｇ／ｃｄであった
。
，！ｌ：Ｈとからなる硬質カーボン膜あるいはＣとＨと
Ｆとからなる硬質カーボン膜のばあい、硬度が３００６
以上の膜では膜の内部応力が大きく剥離しやすいが、上
記膜にシリコンを２０８ｔｍ％以下の範囲で含ませるこ
とにより内部応力が緩和され剥離しなくなった。とくに
ｏ、 ｏｉ〜５ ａｔ＋ｎ％のときに効果が著しかった
。この膜の付着強度は、３０〜７０Ｋｇ／ｃｄであった
。
［発明の効果］
フッ素含有化合物を含むガスを混入せしめてグロー放電
分解して本発明の硬質カーボン膜を形成すると、上述の
ように膜の堆積速度が向上し、かつ硬度の大きい膜が形
成される。またチャンバー内への粉や膜の付着も少なく
生産性が向上する。
分解して本発明の硬質カーボン膜を形成すると、上述の
ように膜の堆積速度が向上し、かつ硬度の大きい膜が形
成される。またチャンバー内への粉や膜の付着も少なく
生産性が向上する。
第１図は硬質カーボン膜を成膜する際の特定の原料ガス
の割合と堆積速度との関係を示すグラフ、第２図は硬質
カーボン膿を成膜する際の特定の原料ガスの割合とえら
れた膜のビッカース硬度との関係を示すグラフ、第３図
は本発明の硬質カーボン膜の製造に用いる装置の一例に
関する説明図である。 （図面の主要符号） （１）二基 板
の割合と堆積速度との関係を示すグラフ、第２図は硬質
カーボン膿を成膜する際の特定の原料ガスの割合とえら
れた膜のビッカース硬度との関係を示すグラフ、第３図
は本発明の硬質カーボン膜の製造に用いる装置の一例に
関する説明図である。 （図面の主要符号） （１）二基 板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上にプラズマＣＶＤ法により堆積せしめられた
フッ素を０．１〜３０ａｔｍ％含有する硬質カーボン膜
。 ２ 表面ビッカース硬度が５００以上である特許請求の
範囲第１項記載の硬質カーボン膜。 ３ プラズマＣＶＤ法がＲＦプラズマＣＶＤ法、ＤＣプ
ラズマＣＶＤ法またはＲＦおよびＤＣ両者混合のプラズ
マＣＶＤ法である特許請求の範囲第１項記載の硬質カー
ボン膜。 ４ シリコンを２０ａｔｍ％以下の範囲で含有する特許
請求の範囲第１項記載の硬質カーボン膜。 ５ ＩＲ吸収スペクトラムの積分強度 （▲数式、化学式、表等があります▼）の比 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ωは波数、α（Ｃ−Ｈ）およびα（Ｃ−Ｆ）はそれぞ
れ２８００〜３１００ｃｍ＾−＾１および１０００〜１
３５０ｃｍ＾−＾１に存在するそれぞれのストレッチン
グモードによる吸収を表わす）が０．００１〜１００で
ある特許請求の範囲第１項記載の硬質カーボン膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179025A JPS6240375A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 硬質カ−ボン膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179025A JPS6240375A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 硬質カ−ボン膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240375A true JPS6240375A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH0510426B2 JPH0510426B2 (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16058796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60179025A Granted JPS6240375A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 硬質カ−ボン膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240375A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5275850A (en) * | 1988-04-20 | 1994-01-04 | Hitachi, Ltd. | Process for producing a magnetic disk having a metal containing hard carbon coating by plasma chemical vapor deposition under a negative self bias |
| JPH0649645A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 硬質多層膜形成体およびその製造方法 |
| GB2338716A (en) * | 1998-06-26 | 1999-12-29 | Mclaughlin James A | RF plasma enhanced CVD where the substrate acts as a cathode |
| JP2007320142A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Meisho Kiko Kk | ナノインプリント用モールド |
| JP2022023933A (ja) * | 2017-06-08 | 2022-02-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ハードマスク及びその他のパターニング応用のための高密度低温炭素膜 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145375A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Νｂ膜表面の不動態化処理方法 |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60179025A patent/JPS6240375A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145375A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-07-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Νｂ膜表面の不動態化処理方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5275850A (en) * | 1988-04-20 | 1994-01-04 | Hitachi, Ltd. | Process for producing a magnetic disk having a metal containing hard carbon coating by plasma chemical vapor deposition under a negative self bias |
| JPH0649645A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 硬質多層膜形成体およびその製造方法 |
| GB2338716A (en) * | 1998-06-26 | 1999-12-29 | Mclaughlin James A | RF plasma enhanced CVD where the substrate acts as a cathode |
| GB2338716B (en) * | 1998-06-26 | 2003-04-02 | Mclaughlin James A | An apparatus and a method for coating diamond like carbon (DLC) or other vacuum depositable coatings onto a substrate |
| JP2007320142A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Meisho Kiko Kk | ナノインプリント用モールド |
| JP2022023933A (ja) * | 2017-06-08 | 2022-02-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ハードマスク及びその他のパターニング応用のための高密度低温炭素膜 |
| JP2023134494A (ja) * | 2017-06-08 | 2023-09-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ハードマスク及びその他のパターニング応用のための高密度低温炭素膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510426B2 (ja) | 1993-02-09 |
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