METHOD AND APPARATUS FOR DEPOSITION OF DIAMOND-LIKE CARBON ON DRILLS

• Main Authors: ZEEMAN, VICTOR, M., JR, SALTER, RICKEY, LEONARD, VENABLE, RAY, HAYS, PETRMICHL, RUDOLPH, HUGO
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 03.04.1997
• Edition: 6
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRICITY; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; METALLURGY; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION

The method and apparatus for the RF plasma deposition of diamond-like carbon (DLC) and related hard coatings onto the surface of drills (13), especially microdrills such as printed circuit board drills and printed wire board drills, using a mounting means (15) connected to a source of capacitively coupled RF power (38). A key feature of the apparatus is that the drills to be coated are the only negatively biased surfaces in the capacitively-coupled system. The surface of the drills to be coated are first chemically de-greased to remove contaminants, and inserted into the electronically masked coating fixture of the present invention. The electronically masked fixture includes the powered electrode (20), the portion of the drills to be coated, and electrically insulated spacer (85), and an electrically grounded shield plate (80). Next, the loaded fixture is placed into a plasma deposition vacuum chamber (10), and the air in said chamber is evacuated. Gas is added to the vacuum chamber, and a capacitive RF plasma is ignited, causing the surface of the drills to be sputter-etched to remove residual contaminants and surface oxides, and to activate the surface. Thereafter, a silicon-containing material layer is deposited by capacitive RF plasma deposition. This silicon-containing material layer may be either an adhesion layer for subsequent deposition of DLC, or may be "Si-doped DLC" ("Si-DLC"). If this silicon-containing layer is an adhesion layer, the next step in the process comprises deposition of a top layer of either DLC or Si-DLC by capacitive RF plasma. Procédé et dispositif permettant de déposer sous plasma R.F. du carbone DLC (de type diamant) et des revêtements durs de même type à la surface de forets (13), notamment de microforets tels que des forets de plaques pour circuits et câblages imprimés, faisant appel à un système de fixation (15) relié à une source d'alimentation R.F. à couplage capacitif (38). Une caractéristique essentielle du dispositif est que les forets à revêtir sont, dans le système, les seules surfaces polarisées négativement. On commence par dégraisser chimiquement la surface des forets à revêtir de façon à enlever les contaminants, puis on l'insère dans le dispositif de revêtement électroniquement masqué conforme à l'invention. Ce dispositif comprend l'électrode de puissance (20), la partie des forets à revêtir, une pièce d'écartement électriquement isolante (85) et une plaque écran électriquement mise à la terre (80). On place ensuite le dispositif chargé dans une enceinte à vide pour dépôt de plasma (10) et on évacue l'air de ladite enceinte. On y ajoute du gaz et on allume un plasma R.F. à l'état capacitif, ce qui entraîne la gravure par crépitement de la surface des forets, laquelle gravure enlève les contaminants et les oxydes de surface résiduels, et active la surface. Puis, par dépôt de plasma R.F. à l'état capacitif, on dépose une couche de matériau contenant du silicium, qui peut être soit une couche d'adhésion en vue du dépôt ultérieur de carbone DLC, soit une couche de carbone DLC dopé silicium. S'il s'agit d'une couche d'adhésion, on procède ensuite, à l'aide de plasma R.F. à l'état capacitif, au dépôt d'une couche supérieure de carbone DLC ou de carbone DLC dopé silicium.