用于沉积碳膜的设备以及用于沉积碳膜的方法技术

一种用于沉积碳膜的设备包括具有气体导入管的喷嘴，所述气体导入管用于在其内部上间隔地形成用于将原料气体送出到处理室的多个出口和用于与每个出口连通的气体流路。气体导入管的与形成多个出口的区域对应的管壁以阶梯状的方式来形成，使得管壁的流动路径直径减小至足以通过原料供应装置与原料气体供应侧相分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于沉积碳膜的设备包括具有气体导入管的喷嘴，所述气体导入管用于在其内部上间隔地形成用于将原料气体送出到处理室的多个出口和用于与每个出口连通的气体流路。气体导入管的与形成多个出口的区域对应的管壁以阶梯状的方式来形成，使得管壁的流动路径直径减小至足以通过原料供应装置与原料气体供应侧相分离。【专利说明】
本专利技术涉及用于在基材的表面上沉积碳膜例如DLC(类金刚石碳）膜的碳膜沉积 设备和碳膜沉积方法。
技术介绍
通常，用于沉积碳膜例如DLC膜的已知方法是等离子体CVD (等离子体化学气相沉 积）法例如直流脉冲等离子体CVD法或直流等离子体CVD法（例如，参见专利文献1)。 等离子体CVD法通过例如以下等离子体CVD膜沉积设备实现。例如，等离子体CVD 膜沉积设备包括：处理室；容纳在处理室中的基台；用于将源气体导入处理室的源气体供 应装置；以及用于生成直流电压（直流脉冲电压）以将导入处理室中的源气体改变成等离 子态的等离子体电源。 相关抟术f献 专利f献 专利文献 1 JP-A-2011-252179
技术实现思路
专利技术待解决的问是页 本专利技术人等考虑将在处理室内部从上方侧延伸至下方侧的长的气体导入管用作 此类等离子体CVD膜沉积设备的源气体供应装置。在气体导入管的周面中，将源气体送出 到处理室中的出口沿着气体导入管的纵向布置。这些出口以基本相同的密度布置。 作为使用采用该气体导入管的等离子体CVD膜沉积设备进行实验的结果，本专利技术 人等获得如下知识：位于处理室下方的基材下部表面的膜沉积速率高，而位于处理室上方 的基材上部表面的膜沉积速率低。因此，当通过侧向布置的基材表面沉积膜时，基材下部的 膜厚可能变得比基材上部的膜厚更厚。因为此原因，处理室内部的较下区域中的源气体浓 度可能变高，同时处理室内部的较上区域中的源气体浓度变低。换言之，因为此原因，来自 气体导入管下游侧的各出口的源气体的排出流量可能高，同时来自气体导入管上游侧的各 出口的源气体的排出流量低。 本专利技术的目的是提供能够通过使处理室内部各处的源气体浓度均衡而沉积厚度 均匀的碳膜的碳膜沉积设备和碳膜沉积方法。 用于解决问题的手段 在本专利技术的第一方面中，提供了用于在基材表面上沉积碳膜的碳膜沉积设备，该 设备包括：处理室；容纳在处理室中并保持基材的基材保持装置；具有用于将源气体送出 到处理室的多个出口并且包括在其中限定有与多个出口中的每一个连通的气体流路的气 体导入管的喷嘴；以及用于将含有碳基化合物的源气体供应至气体导入管的源气体供应装 置，其中气体导入管的管壁的与多个出口的形成区域对应的部分形成为具有阶梯形状，以 使得管壁的气体流路的直径随着距源气体供应装置的源气体供应侧的距离的增加而变小。 专利技术的优点 根据本专利技术的上述方面，可以在处理室内部的各处使源气体浓度均衡，由此可以 提供能够沉积厚度均匀的碳膜的碳膜沉积设备和碳膜沉积方法。 【专利附图】【附图说明】 图1为示意性示出根据本专利技术的一个实施方案的等离子体CVD膜沉积设备的构造 的图。 图2为示出图1中所示的气体导入机构和基台的构造的透视图。 图3为从图1中所示的剖面线III-III观察的图。 图4为示出图1中所示的气体导入喷嘴的构造的示意图。 图5为示出从图1中所示的等离子体CVD膜沉积设备的等离子体电源施加到基材 的直流脉冲电压的波形的一个实例的曲线图。 图6为涂覆构件的表面的表层部分的截面图。 图7为示出比较例1的等离子体CVD膜沉积设备的气体导入喷嘴的构造的示意 图。 图8为示出通过实施例1和比较例1的等离子体CVD膜沉积设备而沉积的DLC膜 的膜厚的基材高度方向分布的图。 【具体实施方式】 在下文中将参照附图描述本专利技术的实施方案。 图1为示意性示出根据本专利技术的实施方案的等离子体CVD膜沉积设备的构造的 图。可以通过使用等离子体CVD膜沉积设备1借助直流脉冲等离子体CVD法在基材200的 表面（周面）201上沉积DLC膜来制造涂覆构件20 (参见图6)。 等离子体CVD膜沉积设备1包括：具有被间壁2包围的长方体（或立方体）的处 理室3 ;用于通过与基材200的下方邻接而支承基材200的基台（基材保持装置）5 ;用于将 作为组分气体的源气体导入处理室3的气体导入机构6 ;用于抽空处理室3内部的排气系 统7,以及用于生成直流脉冲电压以将导入处理室3中的气体改变成等离子态的等离子体 电源8。等离子体CVD膜沉积设备1是用于实现直流脉冲等离子体CVD (直流等离子体化学 气相沉积）法的设备。 基台5包括具有水平载置面的盘状板9 ( 一起参见图2和图3)以及坚直延伸的用 于支承板9的支承轴10。在图1中，采用具有仅一个板9的单级型作为基台5,但是也可以 采用具有坚直布置的多个板9的多级（例如，两级）型作为基台5。基台5 -般使用导电材 料例如钢而形成。等离子体电源8的负电极连接至基台5。基材200放置在板9上。 此外，处理室3的间壁2使用导电材料例如不锈钢而形成。等离子体电源8的正 电极连接至间壁2。此外，间壁2接地。此外，间壁2通过绝缘构件11与基台5绝缘。结 果，间壁2维持在地电势。当开启等离子体电源8并生成直流脉冲电压时，在间壁2与基台 5之间出现电势差。 排气系统7包括：各自与处理室3内部连通的第一排气管13和第二排气管14 ;第 一开/关阀15 ;第二开/关阀16 ;第三开/关阀19 ;第一泵17 ;以及第二泵18。 在第一排气管13中将第一开/关阀15和第一泵17从处理室3侧依次插入。作 为第一泵17,采用例如低真空泵如油封式旋转真空泵（旋转泵）或隔膜真空泵。油封式旋 转真空泵是用于通过油减少部件（例如转子、定子和滑动叶片）之间的密闭空间和无效空 间的容积移送式（positive-displacement)真空泵。用作第一泵17的油封式旋转真空泵 包括旋翼型油封旋转真空泵或摆动活塞型真空泵。 此外，第二排气管14的顶部连接在第一排气管13中的第一个开/关阀15和第一 泵17之间。在第二排气管14中将第二开/关阀16、第二泵18和第三开/关阀19从处理 室3侧依次插入。作为第二泵18,采用例如高真空泵如涡轮分子泵或油扩散泵。 气体导入机构6包括：收集管30 ;连接到收集管30的上游侧的多个组分气体导入 管（未示出）；以及经分支并连接到收集管30的下游侧的多个（在该实施方案中为四个） 气体导入喷嘴（喷嘴）31。收集管30在盘状板9的中轴线上沿着中轴线布置。来自相应组 分气体的供应源（例如，用于存储液体的气瓶或容器）的组分气体被供应到各组分气体导 入管。多个组分气体中之一为例如包含碳基化合物的气体。各组分气体导入管设置有例如 用于调节来自各供应源的组分气体的流量的流量调节阀（未示出）。此外，供应源中用于存 储液体的容器设置有用于必要时加热液体的加热装置（未示出）。收集管30、多个组分气 体导入管（未示出）、各组分气体的供应源（未示出）等包括在"源气体供应装置"的一个 实例中。 图2为示出气体导入机构6和基台5的构造的透视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基材的表面上沉积碳膜的碳膜沉积设备，包括：处理室；容纳在所述处理室中并保持所述基材的基材保持装置；具有用于将源气体送出到所述处理室中的多个出口并且包括在其中限定有与所述多个出口中的每一个连通的气体流路的气体导入管的喷嘴；以及用于向所述气体导入管供应含有碳基化合物的源气体的源气体供应装置，其中所述气体导入管的管壁的与所述多个出口的形成区域对应的部分形成为具有阶梯形状，使得所述管壁的所述气体流路的直径随着距所述源气体供应装置的源气体供应侧的距离的增加而变小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木雅裕，山川和芳，齐藤利幸，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本;JP