特許 7354416 ダイヤモンドフィルムを形成する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-22

(45)【発行日】2023-10-02

(54)【発明の名称】ダイヤモンドフィルムを形成する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/314 20060101AFI20230925BHJP

   C08F 38/00 20060101ALI20230925BHJP

   C08F 20/10 20060101ALI20230925BHJP

   C08F 2/50 20060101ALI20230925BHJP

【ＦＩ】

H01L21/314 A

C08F38/00

C08F20/10

C08F2/50

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022509014

(86)(22)【出願日】2021-12-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-13

(86)【国際出願番号】 US2021063483

(87)【国際公開番号】W WO2022132879

(87)【国際公開日】2022-06-23

【審査請求日】2022-04-07

(31)【優先権主張番号】63/127,250

(32)【優先日】2020-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(73)【特許権者】

【識別番号】507335687

【氏名又は名称】ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】サムガナサン， ビクネシュ

(72)【発明者】

【氏名】グ， チートン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， チョンシン

(72)【発明者】

【氏名】ロー， キアン ピン

(72)【発明者】

【氏名】スディジョノ， ジョン

(72)【発明者】

【氏名】シュイ， ハイセン

(72)【発明者】

【氏名】タン， シー チエ

(72)【発明者】

【氏名】ハン， ユアンシン

(72)【発明者】

【氏名】タン， チエツォン

(72)【発明者】

【氏名】ベンカタサブラマニアン， エスワラナンド

(72)【発明者】

【氏名】マリック， アブヒジット バス

【審査官】川原 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０７８４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】Yi-Chun CHEN et al.，“Chemical vapor deposition of diamond on silicon substrates coated with adamantane in glycol chemical solutions”，RSC Adv.，2013年，Vol. 3, No. 5，p.1514-1518，DOI: 10.1039/c2ra22486k

【文献】Matthias SPOHN et al.，“Poly(1-vinyladamantane) as a Template for Nanodiamond Synthesis”，ACS Applied Nano Materials，2018年10月22日，Vol. 1, No. 11，p.6073-6080，DOI: 10.1021/acsanm.8b01238

【文献】K． TSUGAWA et al.，“Nucleation Enhancement of Nanocrystalline Diamond Growth at Low Substrate Temperatures by Adamantane Seeding”，The Journal of Physical Chemistry C，2010年02月04日，Vol. 114, No. 9，p.3822-3824，DOI: 10.1021/jp910555x

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｃ １９／００－１９／４４

Ｃ０８Ｆ ２／００－２／６０

Ｃ０８Ｆ ６／００－２４６／００

Ｃ０８Ｆ ３０１／００

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３１２－２１／３２

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９－２１／４７５

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルムを形成する方法であって、
ポリマー化可能シード層を形成するために、基板上にアダマンタンモノマーおよび開始剤を堆積することと、
ポリアダマンタン層を形成するために、前記ポリマー化可能シード層を硬化することと、
前記ポリアダマンタン層上にナノ結晶性ダイヤモンド層を堆積することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記ポリマー化可能シード層を堆積することは、熱蒸発、スピンコーティング、またはドロップキャスティングのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ポリマー化可能シード層を堆積することは、前記基板上に前記開始剤および前記アダマンタンモノマーをスピンコーティングすることと、硬化前に、２５℃から４００℃の範囲の温度で前記ポリマー化可能シード層を加熱することとを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ポリマー化可能シード層を堆積することは、前記アダマンタンモノマーおよび前記開始剤の混合物を紫外線光に曝して、ポリアダマンタンシード層を提供することを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記開始剤はベンゾフェノン、チオキサントン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキルフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびそれらの誘導体、のうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記アダマンタンモノマーは、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）からなる群から選択された構造を有し、

ここで、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は各々独立に、水素、ビニル基、アクリレート基、スチレン基、アルキニル基、ハロゲン化物基、エポキシド基、アミン基、カルボン酸基、エステル基、およびアルキル基のうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ポリマー化可能シード層を硬化することは、１００ｎｍから７００ｎｍの範囲の波長を有する光源に前記ポリマー化可能シード層を曝すことを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記ポリマー化可能シード層は、１分から２時間の範囲の期間で前記光源に曝される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記ポリアダマンタン層は、１つまたは複数のポリマー化された分子を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記１つまたは複数のポリマー化された分子は、５００ｇ／モルから６０，０００ｇ／モルの範囲の分子重量を有する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記１つまたは複数のポリマー化された分子は、５から５００の繰り返しアダマンタンモノマーを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記１つまたは複数のポリマー化された分子は、前記アダマンタンモノマーと、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、および分岐共重合体からなる群から選択された１つまたは複数のポリマー化可能ユニットとを含む混合物を共重合することによって形成される、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

硬化の前に、前記ポリマー化可能シード層上にマスク層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

２５℃から４００℃の範囲の温度で前記基板を加熱する、または前記基板を化学的に洗浄することによって、未硬化部分を取り除くことをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記ナノ結晶性ダイヤモンド層を堆積することは、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、マイクロ波化学気相堆積（ＭＷＣＶＤ）、マイクロ波プラズマ化学気相堆積（ＭＷＰＣＶＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、およびプラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つまたは複数を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

ダイヤモンドフィルムを形成する方法であって、
ポリマー化可能シード層を形成するために基板上へとアダマンタンモノマーおよび開始剤を熱蒸発させることであって、前記開始剤はベンゾフェノン、チオキサントン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキルフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびそれらの誘導体、のうちの１つまたは複数を含み、前記アダマンタンモノマーは、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）からなる群から選択された構造を有し、

ここで、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は各々独立に、水素、ビニル基、アクリレート基、スチレン基、アルキニル基、ハロゲン化物基、エポキシド基、アミン基、カルボン酸基、エステル基、およびアルキル基のうちの１つまたは複数を含む、基板上へとアダマンタンモノマーおよび開始剤を熱蒸発させることと、
前記ポリマー化可能シード層を硬化し、前記基板上にポリアダマンタン層を形成するために、１分から２時間の範囲の期間で１００ｎｍから７００ｎｍの範囲の波長を有する光源に前記ポリマー化可能シード層を曝すことと、
前記ポリマー化可能シード層の未硬化部分を取り除くことと、
前記ポリアダマンタン層上にナノ結晶性ダイヤモンド層を堆積することと
を含む、方法。

【請求項17】

前記アダマンタンモノマーは、

からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

ポリアダマンタンポリマーでコーティングした基板をプラズマに曝して、前記基板上にナノ結晶性ダイヤモンド層を形成することを含む、ダイヤモンドフィルムを形成する方法。

【請求項19】

溶液を形成するために第１の溶媒内でアダマンタンモノマーを溶解することであって、前記アダマンタンモノマーは、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）からなる群から選択された構造を有し、

ここで、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は各々独立に、水素、ビニル基、アクリレート基、スチレン基、アルキニル基、ハロゲン化物基、エポキシド基、アミン基、カルボン酸基、エステル基、およびアルキル基のうちの１つまたは複数を含む、第１の溶媒内でアダマンタンモノマーを溶解することと、
混合物を形成するために前記溶液に開始剤を追加することであって、前記開始剤はベンゾフェノン、チオキサントン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキルフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびそれらの誘導体、のうちの１つまたは複数を含む、前記溶液に開始剤を追加することと、
前記ポリアダマンタンポリマーを提供するために、紫外線に前記混合物を曝すことと、
ポリマー溶液を形成するために第２の溶媒内で前記ポリアダマンタンポリマーを溶解することと、
前記ポリアダマンタンポリマーで前記基板をコーティングするために、前記基板上に前記ポリマー溶液をスピンコーティングすることとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、電子デバイス製造、特に集積回路（ＩＣ）製造の分野に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、パターン化用途に使用することができる、ダイヤモンド状カーボンハードマスクフィルムを堆積させる方法を提供する。

【背景技術】

【0002】

ダイヤモンドは、高い硬度、化学不活性、高い熱伝導率、および優れた光透過性を有する材料であり、マイクロ電子用途で効果を発揮する。８００℃～１０００℃の範囲の温度でカーボン源として希釈メタンを使用する、高温化学気相堆積（ＣＶＤ）を必要とするので、ダイヤモンドの堆積は問題がある。このような高温に対する必要性は、ダイヤモンドフィルムと基板の間の表面エネルギーの差、および炭化水素ラジカルの低い付着係数にあり、その結果、ブランク基板上の不十分な核生成密度につながる。

【0003】

不十分な核生成密度問題を克服するための１つの方法は、シーディングプロセスにおける爆発したナノダイヤモンド粉末（直径５ｎｍまで）の使用である。機械的摩耗または超音波ソリューションシーディングはしかし、基板への汚染および損傷の問題につながる。

【0004】

不十分な核生成密度の問題を克服するための別の方法は、アダマンタンの使用である。しかし、アダマンタンフィルムは、高真空および高温中のシード層のメタ安定性によるフィルム不均一性の問題がある。アダマンタンは、比較的高い蒸気圧力を有し、高真空中で昇華する可能性があり、優れたフィルム連続性を保証するために、より厚いシード層（例えば、１ｍｍコーティング）およびマルチステップ堆積（すなわち、化学前駆体をナノダイヤモンドに変換するために低温で培養ステップを導入すること）を必要とする。これらの問題に対処することは、特別な前駆体にアクセスするための複雑な合成処置と、化学前駆体を分解し、基板上にスピンコートするための湿式ソリューションプロセスとを必要とする可能性がある。湿式アプローチによって基板を変更するための積極的な条件はまた、電子デバイスに対するナノ製造プロセスにおいて潜在的リスクを引き起こす。

【0005】

したがって、ダイヤモンドフィルムを形成するための改良型プロセスが必要である。

【発明の概要】

【0006】

本開示の１つまたは複数の実施形態は、フィルムを形成する方法を対象としている。１つまたは複数の実施形態では、方法は、ポリマー化可能シード層を形成するために、基板上にアダマンタンモノマーおよび開始剤を堆積することと、ポリアダマンタン層を形成するためにポリマー化可能シード層を硬化することとを含む。

【0007】

本開示の他の実施形態は、ダイヤモンドフィルムを形成する方法を対象とする。１つまたは複数の実施形態では、ダイヤモンドフィルムを形成する方法は、ポリマー化可能シード層を形成するために基板上へとアダマンタンモノマーおよび開始剤を熱蒸発させることを含み、開始剤はベンゾフェノン、チオキサントン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキルフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびそれらの誘導体のうちの１つまたは複数を含み、アダマンタンモノマーは、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）からなる群から選択された構造を有する。

Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は各々独立に、水素、ビニル基、アクリレート基、スチレン基、アルキニル基、ハロゲン化物基、エポキシド基、アミン基、カルボン酸基、エステル基、およびアルキル基のうちの１つまたは複数を含む。形成する方法は、ポリマー化可能シード層を硬化し、基板上にポリアダマンタン層を形成するために、１分から２時間の範囲の期間で１００ｎｍから７００ｎｍの範囲の波長を有する光源にポリマー化可能シード層を曝すことと、ポリマー化可能シード層の未硬化部分を取り除くことと、ポリアダマンタン層上にナノ結晶性ダイヤモンド層を堆積することとを含む。

【0008】

本開示のさらなる実施形態は、ダイヤモンドフィルムを形成する方法を対象としている。１つまたは複数の実施形態では、ダイヤモンドフィルムを形成する方法は、基板上にナノ結晶性ダイヤモンド層を形成するために、ポリアダマンタンポリマーでコーティングした基板をプラズマに曝すことを含む。

【0009】

本開示の上で言及した特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に要約した、本開示のより詳細な説明を実施形態を参照して行うことができ、そのいくつかは、添付の図面に図示されている。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを図示したものであり、したがって、その範囲を限定するものとして解釈されるものではなく、本開示では、他の同等の効果的な実施形態を認めることができることに留意されたい。本明細書に記載したような実施形態は、例として図示されており、同様の参照は同様の要素を示す、添付の図面の図において限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】１つまたは複数の実施形態による、アダマンタンフィルムを堆積するための方法のプロセスフロー図である。

【図2】１つまたは複数の実施形態による、基板の略断面図である。

【図3】アダマンタン堆積チャンバの略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示のいくつかの例示的実施形態を記載する前に、本開示は以下の説明に記載された構成またはプロセスステップの詳細に限定されるものではないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または行うことが可能である。

【0012】

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「アダマンタン」という用語は、アダマンタン、その置換基または高次類似物質（オリゴまたはポリアダマンタン）を含んでいる。アダマンタンは、式Ｃ_１０Ｈ_１６、またはより記述的には（ＣＨ）_４（ＣＨ_２）_６を有する有機化合物である。アダマンタン分子は、３つのシクロヘキサン環の融合として記載することができる。最小の「ダイヤモンド」分子として、アダマンタンは、１０メンバーカーボンケージおよび１６周辺水素原子を有するダイヤモンドと同じ炭素原子配置を共有する。

【0013】

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される「前駆体」、「反応物」、「反応性ガス」などの用語は、基板表面と反応することができるあらゆるガス種のことを言及するために交換可能に使用される。

【0014】

本明細書で使用される「基板」は、フィルム処理が製造プロセス中にその上で行われるあらゆる基板または基板上に形成される材料表面のことを言う。例えば、処理をその上で行うことができる基板表面は、ケイ素、酸化ケイ素、ストレインドシリコン、絶縁体上ケイ素（ＳＯＩ）、炭素ドープ酸化ケイ素、アモルファスシリコン、ドープシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイア、および、用途によっては、金属、窒化金属、金属合金、または他の導電性材料などのあらゆる他の材料を含む。基板は、これに限らないが、半導体ウエハを含んでいる。基板は、基板表面を研磨する、エッチングする、還元する、酸化する、ヒドロキシル化する、アニーリングする、および／または焼成するために前処理プロセスに曝すことができる。基板自体の表面の直接上でのフィルム処理に加えて、本開示では、開示されたフィルム処理ステップのいずれかはまた、以下により詳細に開示するように基板上に形成された下層上で行うことができ、「基板表面」という用語は、文脈が示すこのような下層を含むことを意図している。したがって、例えば、フィルム／層または部分フィルム／層が基板表面上に堆積された場合、新しく堆積されたフィルム／層の露出した表面は基板表面となる。

【0015】

本開示の１つまたは複数の実施形態は有利には、アダマンタン層均一性、核生成密度、および／または望まない昇華のうちの１つまたは複数を改善するための方法を提供する。１つまたは複数の実施形態では、方法はクリーンルーム適合性ドライシーディングプロセスである。

【0016】

本開示の１つまたは複数の実施形態は、図面を参照して記載されている。図１は、１つまたは複数の実施形態による方法１００のプロセスフロー図を示している。図２は、１つまたは複数の実施形態の方法により処理されている基板１５０の略断面図を示している。図１および２を参照すると、ダイヤモンドフィルム１５６を堆積する方法１００が記載されている。いくつかの実施形態では、方法１００は、動作１１０で、ポリマー化可能シード層１５２を形成するために、基板１５０（または基板表面）上にアダマンタンモノマーおよび開始剤を堆積することと、動作１２０で、ポリアダマンタン層１５４を形成するために、ポリマー化可能シード層１５２を硬化することとを含む。

【0017】

本明細書で使用する「基板表面」は、層をその上に形成することができるあらゆる基板表面のことを言う。基板表面は、その中に形成された１つまたは複数の特徴、その上に形成された１つまたは複数の層、およびその組合せを有することができる。基板（または基板表面）は、例えば、研磨、エッチング、還元、酸化、ハロゲン化、ヒドロキシル化、アニーリング、焼成などによって、モリブデン含有層の堆積の前に前処理することができる。

【0018】

基板は、シリコン基板、ＩＩＩ－Ｖ化合物基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、エピ基板、絶縁体上ケイ素（ＳＯＩ）基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイ基板、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ランプディスプレイ、太陽光アレイ、太陽光パネル、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板、半導体ウエハなどの、材料を上に堆積させることが可能なあらゆる基板であってもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の追加の層は、ポリマー化可能シード層をその上に少なくとも部分的に形成することができるように、基板上に配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、金属、窒化物、酸化物などを含む層、またはその組合せを基板上に配置することができ、このような１つまたは複数の層の上に形成されたポリマー化可能シード層を有することができる。１つまたは複数の実施形態では、基板は、ケイ素（Ｓｉ）またはポリシリコン（ｐ－Ｓｉ）を含む。いくつかの実施形態では、基板はポリシリコン基板を含む。いくつかの実施形態では、基板は化学的および／または物理的に変更されない。

【0019】

１つまたは複数の実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２を堆積することは、熱蒸発、スピンコーティング、またはドロップキャスティングのうちの１つまたは複数を含む。本明細書で使用される「熱蒸発」という用語は、真空環境内で固体材料を蒸発させてフィルムを形成するために、抵抗熱源を使用した物理的気相堆積（ＰＶＤ）の普通の方法のことを言う。アダマンタンモノマーおよび開始剤は、蒸気圧力が生成されるまで、高い真空チャンバ内で加熱される。蒸発したアダマンタンモノマーおよび開始剤、または蒸気流は、熱エネルギーで真空チャンバを横切り、基板をコーティングする。本明細書で使用される「スピンコート」または「スピンコーティング」という用語は、基板上に均一なフィルムを堆積するために使用される処置のことを言う。普通、少量のコーティング材料が、低速でスピンしているまたは全くスピンしていないいずれかの基板の中心に塗布される。基板はその後、遠心力によってコーティング材料を広げるために、最大１０，０００ｒｐｍの速度で回転される。本明細書で使用される「ドロップキャスト」または「ドロップキャスティング」という用語は、制御された寸法および運動量を有する大きな液滴が解放され、衝突の際に広がり表面を湿らせるコーティング処置のことを言う。

【0020】

１つまたは複数の実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２を堆積することは、基板１５０上に開始剤およびアダマンタンモノマーをスピンコーティングすることを含む。いくつかの実施形態では、スピンコーティングされたポリマー化可能シード層１５２は、硬化前に、５０℃から３００℃、５０℃から２００℃、５０℃から１００℃、７５℃から３００℃、７５℃から２００℃、または７５℃から１００℃の範囲の温度で加熱される。

【0021】

１つまたは複数の実施形態では、方法１００は、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスである。いくつかの実施形態では、化学気相堆積（ＣＶＤ）は、アダマンタンモノマーおよび開始剤の熱蒸発を含む。いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは高い揮発性がある。いくつかの実施形態では、「高い揮発性のアダマンタンモノマー」という用語は、５０℃で、０．０５ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、０．０５ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇ、０．０５ｍｍＨｇから１．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから１．０ｍｍＨｇ、１．０ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、１．０ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇ、または１．０ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇの範囲の蒸気圧力を有するアダマンタンモノマーのことを言う。

【0022】

いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは、ダイヤモンドフィルムの核生成用の分子シードである。いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは、０．５ｎｍから５ｎｍ、０．５ｎｍから２ｎｍ、または０．５ｎｍから１ｎｍの範囲の分子寸法を有する。いくつかの実施形態では、アダマンタンは、１ｎｍ未満、２ｎｍ未満、または５ｎｍ未満の分子寸法を有する。

【0023】

いくつかの実施形態では、分子シードは化学核生成によって堆積される。いくつかの実施形態では、化学核生成は、極めて高い核生成密度につながる。いくつかの実施形態では、極めて高い核生成密度は、１０^８ｃｍ^－２から１０^１４ｃｍ^－２、１０^１０ｃｍ^－２から１０^１４ｃｍ^－２、または１０^１２ｃｍ^－２から１０^１４ｃｍ^－２の範囲の密度のことを言う。いくつかの実施形態では、極めて高い核生成密度は、１０^８ｃｍ^－２より大きい、１０^１０ｃｍ^－２より大きい、または１０^１２ｃｍ^－２より大きい密度のことを言う。

【0024】

１つまたは複数の実施形態では、化学核生成は低温で行われる。いくつかの実施形態では、低温は、室温から３００℃、室温から２００℃、または室温から１００℃の範囲の温度のことを言う。本明細書で使用される「室温」という用語は、１５℃から３０℃の範囲の温度のことを言う。

【0025】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）からなる群から選択された構造を有する。

Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は各々独立に、水素、ビニル基、アクリレート基、スチレン基、アルキニル基、ハロゲン化物基、エポキシド基、アミン基、カルボン酸基、エステル基、およびアルキル基のうちの１つまたは複数を含む。

【0026】

そうでないと示されていない限り、単独でまたは別の基の一部として本明細書で使用される「下級アルキル」、「アルキル」、または「アルク」という用語は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ－ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、４，４－ジメチルペンチル、オクチル、２，２，４－トリメチルペンチル、ノニル、デシル、アンデシル、ドデシル、その様々な分岐鎖異性体などの、通常の鎖内に１から２０個の炭素を含む直鎖および分岐鎖炭化水素両方を含んでいる。このような基は任意選択では、１から４の置換基を含むことができる。アルキルカーボンは、有機分子内の炭素原子に三重結合された炭素原子である。

【0027】

本明細書で使用される「アミン」という用語は、少なくとも１つの基本的窒素原子を含むあらゆる有機化合物に関し、例えば、Ｒ’が各々独立に水素（Ｈ）またはアルキルから選択されるＮＲ’_２である。

【0028】

本明細書で使用される「ビニル」または「ビニル含有」という用語は、ビニル基（－ＣＨ＝ＣＨ_２）を含む基のことを言う。

【0029】

本明細書で使用される「エポキシド」という用語は、３原子環を備えた環状エーテルのことを言う。

【0030】

本明細書で使用される「カルボン酸」という用語は、カルボキシル基（Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ）を含む有機酸のことを言う。

【0031】

本明細書で使用される「ハロゲン化物」という用語は、一部がハロゲン原子であり、その他の部分がハロゲンより電気陰性が少ない素子またはラジカルであって、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、またはアスタタイド化合物を作る、二成分相のことを言う。ハロゲン化物イオンは、負の電荷を持つハロゲン原子である。当業者に知られているように、ハロゲン化物アニオンは、フッ化物（Ｆ－）、塩化物（Ｃｌ－）、臭化物（Ｂｒ－）、ヨウ化物（Ｉ－）、およびアスタタイド（Ａｔ－）を含む。

【0032】

本明細書で使用される「エステル」という用語は、少なくとも１つの－ＯＨ（ヒドロキシル）基が－Ｏ－アルキル基と置換された、酸（有機または無機）から誘導された化学化合物のことを言う。

【0033】

本明細書で使用される「アクリレート」という用語は、アクリル酸の塩、エステル、および共役塩基のことを言う。アクリレートイオンは、アニオンＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ^－である。

【0034】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、以下からなる群から選択される。

【0035】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、１３６ｇ／モルから７００ｇ／モル、１３６ｇ／モルから６００ｇ／モル、１３６ｇ／モルから５００ｇ／モル、１３６ｇ／モルから４００ｇ／モル、または１３６ｇ／モルから３００ｇ／モルの範囲の分子重量を有する。

【0036】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、１０℃から４００℃、５０℃から４００℃、１００℃から４００℃、２００℃から４００℃、１０℃から３００℃、５０℃から３００℃、１００℃から３００℃、または２００℃から３００℃の範囲の沸点を有する。いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは、４００℃より小さいまたはこれに等しい、３００℃より小さいまたはこれに等しい、２００℃より小さいまたはこれに等しい、または１００℃より小さいまたはこれに等しい沸点を有する。

【0037】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、１０℃から４００℃、５０℃から４００℃、１００℃から４００℃、２００℃から４００℃、１０℃から３００℃、５０℃から３００℃、１００℃から３００℃、または２００℃から３００℃の範囲の昇華点を有する。いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは、４００℃より小さいまたはこれに等しい、３００℃より小さいまたはこれに等しい、２００℃より小さいまたはこれに等しい、または１００℃より小さいまたはこれに等しい昇華点を有する。

【0038】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、１０℃から４００℃、５０℃から４００℃、１００℃から４００℃、２００℃から４００℃、１０℃から３００℃、５０℃から３００℃、１００℃から３００℃、または２００℃から３００℃の範囲の温度で熱的に安定している。いくつかの実施形態では、アダマンタンモノマーは、４００℃より小さいまたはこれに等しい、３００℃より小さいまたはこれに等しい、２００℃より小さいまたはこれに等しい、または１００℃より小さいまたはこれに等しい温度で熱的に安定している。

【0039】

１つまたは複数の実施形態では、沸点、昇華点、および／または熱安定性のうちの１つまたは複数は、熱重量分析（ＴＧＡ）によって判断される。

【0040】

多くの実施形態では、開始剤は、ベンゾフェノン、チオキサントン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキルフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびそれらの誘導体のうちの１つまたは複数を含む。

【0041】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーおよび／または開始剤のうちの１つまたは複数は、５０℃で、０．０５ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、０．０５ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇ、０．０５ｍｍＨｇから１．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇ、０．１ｍｍＨｇから１．０ｍｍＨｇ、１．０ｍｍＨｇから５．０ｍｍＨｇ、または１．０ｍｍＨｇから３．０ｍｍＨｇの範囲の蒸気圧力を有する。１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーおよび／または開始剤のうちの１つまたは複数は、２５℃から４００℃、２５℃から３００℃、２５℃から２００℃、２５℃から１００℃、５０℃から４００℃、５０℃から３００℃、５０℃から２００℃、５０℃から１００℃、１００℃から４００℃、１００℃から３００℃、または１００℃から２００℃の範囲の沸点を有する。１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーおよび／または開始剤のうちの１つまたは複数は、２５℃から４００℃、２５℃から３００℃、２５℃から２００℃、２５℃から１００℃、５０℃から４００℃、５０℃から３００℃、５０℃から２００℃、５０℃から１００℃、１００℃から４００℃、１００℃から３００℃、または１００℃から２００℃の範囲で熱安定性を有する。

【0042】

いくつかの実施形態では、方法１００は、１つまたは複数のアダマンタンモノマーと基板、例えばシリコン（Ｓｉ）ウエハまたはポリシリコンウエハの間に共有結合を提供する。

【0043】

いくつかの実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２を形成するために基板上にアダマンタンモノマーおよび開始剤を堆積することは、アダマンタンモノマーおよび開始剤の熱蒸発を含む。

【0044】

１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーおよび開始剤は、０．０１重量％から２０重量％、０．０５重量％から２０重量％、０．１重量％から２０重量％、０．５重量％から２０重量％、１重量％から２０重量％、０．０１重量％から１５重量％、０．０５重量％から１５重量％、０．１重量％から１５重量％、０．５重量％から１５重量％、１重量％から１５重量％、０．０１重量％から１０重量％、０．０５重量％から１０重量％、０．１重量％から１０重量％、０．５重量％から１０重量％、１重量％から１０重量％、０．０１重量％から５重量％、０．０５重量％から５重量％、０．１重量％から５重量％、０．５重量％から５重量％、または１重量％から５重量％の割合で熱蒸発される。

【0045】

１つまたは複数の実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２は比較的均一である。いくつかの実施形態では、「比較的均一」という用語は、２ｎｍ未満、１ｎｍ未満、または０．５ｎｍ未満の粗さを有するポリマー化可能シード層のことを言う。１つまたは複数の実施形態では、粗さは、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）によって測定することができる。

【0046】

いくつかの実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２は、１０ｎｍから２０００ｎｍ、１００ｎｍから２０００ｎｍ、５００ｎｍから２０００ｎｍ、１０００ｎｍから２０００ｎｍ、１０ｎｍから１０００ｎｍ、１００ｎｍから１０００ｎｍ、または５００ｎｍから１０００ｎｍの範囲の厚さを有する。

【0047】

１つまたは複数の実施形態では、ポリアダマンタン層１５４を形成するためにポリマー化可能シード層１５２を硬化することは、熱処理またはＵＶ処理のうちの１つまたは複数を含む。

【0048】

１つまたは複数の実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２を硬化することは、１００ｎｍから７００ｎｍ、１００ｎｍから６００ｎｍ、１００ｎｍから５００ｎｍ、１００ｎｍから４００ｎｍ、１００ｎｍから３００ｎｍ、１００ｎｍから２００ｎｍ、２００ｎｍから７００ｎｍ、３００ｎｍから７００ｎｍ、４００ｎｍから７００ｎｍ、５００ｎｍから７００ｎｍ、６００ｎｍから７００ｎｍ、２００ｎｍから６００ｎｍ、２００ｎｍから５００ｎｍ、２００ｎｍから４００ｎｍ、または２００ｎｍから３００ｎｍの範囲の波長を有する光源にポリマー化可能シード層１５２を曝すことを含む。

【0049】

１つまたは複数の実施形態では、ポリマー化可能シード層１５２は、１分から３時間、１分から２．５時間、１分から２時間、１分から１．５時間、１分から１時間、１分から５０分、１分から４０分、１分から３０分、１分から２０分、または１分から１０分の範囲の期間、光源に曝される。

【0050】

１つまたは複数の実施形態の方法は有利には、重合体シードの熱安定性を改善する。いくつかの実施形態では、熱安定性は、４００℃から７００℃、５００℃から７００℃、または６００℃から７００℃を含む３００℃から７００℃の範囲である。いくつかの実施形態では、方法は有利には、アダマンタン重合体シードの蒸発を減らす。いくつかの実施形態では、蒸発は、３００℃から７００℃、４００℃から７００℃、５００℃から７００℃、または６００℃から７００℃の範囲である。

【0051】

１つまたは複数の実施形態では、ポリアダマンタン層１５４は比較的均一である。いくつかの実施形態では、「比較的均一」という用語は、２ｎｍ未満、１ｎｍ未満、または０．５ｎｍ未満の粗さを有するポリアダマンタン層１５４のことを言う。１つまたは複数の実施形態では、粗さは、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）によって測定することができる。

【0052】

いくつかの実施形態では、ポリアダマンタン層１５４は、１０ｎｍから２０００ｎｍ、１００ｎｍから２０００ｎｍ、５００ｎｍから２０００ｎｍ、１０００ｎｍから２０００ｎｍ、１０ｎｍから１０００ｎｍ、１００ｎｍから１０００ｎｍ、または５００ｎｍから１０００ｎｍの範囲の厚さを有する。

【0053】

いくつかの実施形態では、ポリアダマンタン層１５４は、３００℃から７００℃、４００℃から７００℃、５００℃から７００℃、または６００℃から７００℃の範囲の温度で熱的に安定している。いくつかの実施形態では、ポリアダマンタン層は、７００℃未満、６００℃未満、５００℃未満、または４００℃未満の温度で熱的に安定している。

【0054】

１つまたは複数の実施形態では、ポリアダマンタン層１５４は、１つまたは複数のポリマー化された分子を含む。１つまたは複数の実施形態では、ポリアダマンタン層１５４は、アダマンタンモノマーが実質的にない。本明細書で使用される「実質的にない」という用語は、ポリアダマンタン層中の原子基準において、アダマンタンモノマーが約５％未満（約４％未満、約３％未満、約２％未満、約１％未満、および約０．５％未満を含む）であることを意味する。

【0055】

１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のポリマー化された分子は、５００ｇ／モルから１００，０００ｇ／モル、１０００ｇ／モルから７０，０００ｇ／モル、１０００ｇ／モルから６０，０００ｇ／モル、１０００ｇ／モルから５０，０００ｇ／モル、１０００ｇ／モルから４０，０００ｇ／モル、１０００ｇ／モルから３０，０００ｇ／モル、２０００ｇ／モルから７０，０００ｇ／モル、２０００ｇ／モルから６０，０００ｇ／モル、２０００ｇ／モルから５０，０００ｇ／モル、２０００ｇ／モルから４０，０００ｇ／モル、または２０００ｇ／モルから３０，０００ｇ／モルの範囲の分子重量を有する。

【0056】

１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のポリマー化された分子は、３００℃から７００℃、４００℃から７００℃、５００℃から７００℃、または６００℃から７００℃の範囲の温度で熱的に安定している。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のポリマー化された分子は、７００℃未満、６００℃未満、５００℃未満、または４００℃未満の温度で熱的に安定している。

【0057】

１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のポリマー化された分子は、２から５００の繰り返しアダマンタンモノマー、２から３００の繰り返しアダマンタンモノマー、２から１００の繰り返しアダマンタンモノマー、５から５００の繰り返しアダマンタンモノマー、５から３００の繰り返しアダマンタンモノマー、または５から１００の繰り返しアダマンタンモノマーを含んでいる。

【0058】

１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のポリマー化された分子は、アダマンタンモノマーと、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、および分岐共重合体からなる群から選択された１つまたは複数のポリマー化可能ユニットとを含む混合物を共重合することによって形成される。

【0059】

１つまたは複数の実施形態では、基板はポリアダマンタンフィルムでコーティングされ、ポリアダマンタンフィルムは、基板上にナノ結晶性ダイヤモンド層を形成するために、プラズマに曝される。プラズマは、２．３Ｅ１１ｃｍ^－３より大きいまたはこれに等しい密度を有する高濃度プラズマであってもよい。１つまたは複数の実施形態では、アダマンタンモノマーは、溶媒内に溶解されて、アダマンタンモノマーの溶液を形成する。アダマンタンモノマーは、本明細書に記載されたモノマーのいずれであってもよい。１つまたは複数の実施形態では、開始剤はアダマンタンモノマーの溶液に加えられる。開始剤は、本明細書に記載された開始剤のいずれかを含むことができる。アダマンタンモノマーおよび開始剤の混合物はその後、紫外線光に曝されて、ポリアダマンタンポリマーを提供する。１つまたは複数の実施形態では、ポリアダマンタンポリマーは溶媒内に溶解されて、ポリマー溶液を形成する。ポリマー溶液は、フィルタリングして、大きすぎる粒子を取り除く、例えば、０．２μｍから１０μｍの範囲の粒子を取り除くことができる。ポリマー溶液はその後、基板上でスピンコーティングされる。スピンコーティングは、あらゆる適切な速度で行うことができる。１つまたは複数の実施形態では、スピンコーティングは、１００ｒｐｍから１０００ｒｐｍの範囲、または３００ｒｐｍから５００ｒｐｍの範囲の速度で行われて、均一なポリアダマンタンフィルムを達成する。ポリアダマンタンフィルムは、１０ｎｍから１０００ｎｍの範囲、または１００ｎｍから３００ｎｍの範囲の厚さを有することができる。ポリアダマンタンフィルムでコーティングされた基板はその後、プラズマに曝されて、基板上にナノ結晶性ダイヤモンド層を形成する。

【0060】

１つまたは複数の実施形態では、方法１００はさらに、硬化の前に、ポリマー化可能シード層１５２上にマスク層を形成することを含む。

【0061】

１つまたは複数の実施形態では、方法１００はさらに、ポリマー化可能シード層１５２の未硬化部分を取り除くことを含む。

【0062】

１つまたは複数の実施形態では、未硬化部分を取り除くことは、１０℃から３５０℃、１０℃から３００℃、２０℃から４００℃、２０℃から３５０℃、２０℃から３００℃、３０℃から４００℃、３０℃から３５０℃、３０℃から３００℃、４０℃から４００℃、４０℃から３５０℃、４０℃から３００℃、５０℃から４００℃、５０℃から３５０℃、５０℃から３００℃、６０℃から４００℃、６０℃から３５０℃、または６０℃から３００℃を含む１０℃から４００℃の範囲の温度で基板を加熱することを含む。１つまたは複数の実施形態では、未硬化部分を取り除くことは、基板を化学的に処理することを含む。いくつかの実施形態では、化学的に処理することは、化学的に洗浄することを含む。１つまたは複数の実施形態では、化学的に洗浄することは、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）およびアセトンなどの溶媒を使用して行われ、溶媒は、硬化部分（ポリマー）を完全なままで保持しながら、モノマーを溶解することによって未硬化部分を取り除く。

【0063】

１つまたは複数の実施形態では、方法１００はさらに、動作１３０で、ポリアダマンタン層１５４上にナノ結晶性ダイヤモンド層１５６を堆積することを含む。

【0064】

１つまたは複数の実施形態では、ナノ結晶性ダイヤモンドを堆積することは、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、マイクロ波化学気相堆積（ＭＷＣＶＤ）、マイクロ波プラズマ化学気相堆積（ＭＷＰＣＶＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、およびプラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つまたは複数を含む。

【0065】

１つまたは複数の実施形態では、方法は、極薄ダイヤモンドフィルムを成長させることを含む。いくつかの実施形態では、極薄ダイヤモンドフィルムは、低温化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスによって成長される。

【0066】

図３は、堆積アセンブリ２００の略断面図を示している。アセンブリ２００は、堆積チャンバ２１０を備えている。いくつかの実施形態では、チャンバ２１０は、基板支持体２２０、第１の加熱源２３０、および出口２５０を備えている。

【0067】

１つまたは複数の実施形態では、チャンバ２１０は、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、マイクロ波化学気相堆積（ＭＷＣＶＤ）、マイクロ波プラズマ化学気相堆積（ＭＷＰＣＶＤ）、プラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、およびプラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つまたは複数を行うように構成されている。

【0068】

いくつかの実施形態では、出口２５０は真空源に接続されている。いくつかの実施形態では、真空源は、０．０１ミリバールから０．５ミリバール、０．０１ミリバールから０．３ミリバール、０．０１ミリバールから０．１ミリバール、０．１ミリバールから０．５ミリバール、または０．１ミリバールから０．３ミリバールの範囲で圧力を加えるように構成されている。

【0069】

いくつかの実施形態では、第１の熱源２３０は、ポリマー化可能シード層を加熱するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の加熱源２３０は、２５℃から７００℃、２５℃から５００℃、２５℃から３００℃、５０℃から７００℃、５０℃から５００℃、５０℃から３００℃、１００℃から７００℃、１００℃から５００℃、または１００℃から３００℃の範囲の温度でポリマー化可能シード層を加熱するように構成されている。

【0070】

いくつかの実施形態では、第１の加熱源２３０は、ポリアダマンタン層を加熱するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の加熱源２３０は、５０℃から６００℃、５０℃から５００℃、５０℃から４００℃、５０℃から３００℃、または５０℃から２００℃の範囲の温度でポリアダマンタン層を加熱するように構成されている。

【0071】

１つまたは複数の実施形態では、チャンバ２１０はさらに、るつぼ２６０、およびるつぼ２６０と接触する第２の加熱源２７０を備えている。

【0072】

いくつかの実施形態では、第２の加熱源２７０は、るつぼ２６を加熱するように構成されている。いくつかの実施形態では、第２の加熱源２７０は、２５℃から４００℃、２５℃から３００℃、２５℃から２００℃、２５℃から１００℃、５０℃から４００℃、５０℃から３００℃、５０℃から２００℃、５０℃から１００℃、１００℃から４００℃、１００℃から３００℃、または１００℃から２００℃の範囲の温度でるつぼ２６０を加熱するように構成されている。

【0073】

いくつかの実施形態では、るつぼ２６０は１つまたは複数のるつぼ入口を有する。１つまたは複数のるつぼ入口は、１つまたは複数のアダマンタンリザーバおよび／または開始剤リザーバに接続されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のるつぼ入口は１つまたは複数のプログラム可能バルブを備えている。１つまたは複数のプログラム可能バルブは、所定の量のアダマンタンおよび／または開始剤をるつぼ２６０内に分配する。

【0074】

いくつかの実施形態では、コントローラは、その動作を制御するために、堆積アセンブリ２００の様々な部品に提供および結合することができる。コントローラは、堆積アセンブリ２００全体を制御する単一のコントローラ、または堆積アセンブリ２００の個別の部分を制御する多数のコントローラであってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、サポート回路、メモリ、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）を含む。コントローラは、直接、または特定のプロセスチャンバおよび／または支持体システム部品に関連付けられたコンピュータ（またはコントローラ）を介して、堆積アセンブリ２００を制御することができる。コントローラは、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するための工業設定で使用することができる汎用コンピュータプロセッサのあらゆる形態のものであってもよい。コントローラのメモリまたはコンピュータ読取可能媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光学ストレージ媒体（例えば、コンパクトディスクまたはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、またはあらゆる他の形態のローカルまたはリモートデジタルストレージのうちの１つまたは複数であってもよい。サポート回路は、従来の方法でプロセッサを支持するためにＣＰＵに結合されている。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路およびサブシステムなどを含む。１つまたは複数のプロセスは、本明細書に記載した方法で、堆積アセンブリ２００または個別の部品の動作を制御するために実行または起動することができるソフトウェアルーティンとしてメモリ内に記憶することができる。ソフトウェアルーティンはまた、ＣＰＵによって制御されているハードウェアから遠隔に配置された第２のＣＰＵによって記憶および／または実行することができる。入力／出力は、キーボード、コンピュータマウス、ディスプレイおよび／またはプリンタを含むことができる。

【0075】

次に、本開示を以下の実施例を参照して記載する。本開示のいくつかの例示的実施形態を記載する前に、本開示は以下の説明に記載された構成またはプロセスステップの詳細に限るものではないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施するまたは行うことが可能である。

【実施例】

【0076】

アダマンタンモノマーを適切な溶媒に溶解した。開始剤をその後、溶液に加えた。混合物は、所要の範囲のポリマー化によって、１分から６０時間の範囲の期間、ＵＶランプに曝した。製品は、適当な溶媒内で得られ、浄化された。最終製品は、１０時間超、オーブンで乾燥させた。シリコン上のポリマーをコーティングするため、合成後ポリアダマンタンを加熱によって適切な溶媒内に溶解した。これらの溶媒は、テトラヒドロフラン、デカリンおよびアニソールを含むことができ、温度範囲は５０℃から２００℃まで変化した。ポリマー溶液を、適切な膜でシリンジフィルタを通してフィルタリングして、０．２から１０μｍの間の範囲の寸法の粒子を取り除いた。フィルタリングされた溶液は、１００から約１０００ｒｐｍのスピン速度でのスピンコーターを使用して基板上にコーティングされて、１０ｎｍから１０００ｎｍの厚さ範囲の均一なポリアダマンタンフィルムを達成した。

【0077】

ポリアダマンタンコーティング基板を、マイクロ波化学気相堆積（ＭＷＣＶＤ）チャンバ内に装填し、ダイヤモンド粒子への変換のために様々なプラズマ条件に曝した。低密度プラズマ（＜２．３Ｅ１１ｃｍ^－３）が、１０～９０％デューティサイクルおよび３５～３５０Ｈｚで２～１２ｋｗのマイクロ波電力でＣＨ_４／ＣＯ_２／Ｈ_２ガスを使用して発火した。０．５時間から４時間の低密度プラズマでの処理の後、２ｋＷから１２ｋＷのマイクロ波電力で生成されたより高密度のプラズマ（＞２．３Ｅ１１ｃｍ^－３）を、ダイヤモンド核成長に使用した。最後に、ダイヤモンド粒子密度を、画像ＪソフトウェアによってＳＥＭ画像によって分析した。粒子密度を高める際に最適化されたプラズマの効果を有効にするために、ＵＮＣＤフィルムを、ＣＨ_４／ＣＯ_２／Ｈ_２／Ａｒガス内で４００から８００℃の範囲の温度で堆積させた。

【0078】

０．５時間から４時間の低密度プラズマでの処理の後、多くの不規則なナノ粒子（ホワイトスポット）が形成され、ダイヤモンド核へのポリアダマンタンの変換を示した。これらの小さなダイヤモンド核が、増加および拡大するホワイトスポットによって示されるように、新しいダイヤモンド核の発生と共に大きく成長する。ホワイトスポットの平均寸法はおおよそ、数百ナノメートルのオーダーである。ダイヤモンド核の高密度は、低密度プラズマ状態のプラズマの化学的性質を変更することによって達成された。ラマンスペクトル内の１３３２ｃｍ^－２での鋭いダイヤモンドピークは、その高品質を明らかにする。ダイヤモンド核密度を高める際にプラズマの有効性を確認するために、ＵＮＣＤフィルムを堆積させた。連続ＵＮＣＤフィルムは、８．３ｎｍの二乗平均平方根粗さで成長した。ラマンスペクトルは、１３３２ｃｍ^－２辺りでの典型的なピークを示す。

【0079】

「下」、「下に」、「下側」、「上に」、「上側」などの空間的相対的用語は、図面に示したような別の要素または特徴に対する１つの要素または特徴の関係を説明するための記載を容易にするために本明細書で使用することができる。空間的相対的用語は図面に示す配向に加えて使用または動作中のデバイスの異なる配向を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、図中のデバイスが回転した場合、他の要素または特徴の「下」または「下に」として記載された要素は、他の要素または特徴の「上に」配向されることになる。したがって、「下に」という例示的用語は、上および下の配向両方を含むことができる。デバイスはあるいは、他の配向とする（９０度または他の配向で回転させる）ことができ、本明細書で使用される空間的相対記述子はそれに応じて解釈することができる。

【0080】

「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および（特に以下の特許請求の範囲の内容において）本明細書で論じる材料および方法を記載する内容での同様の指示語の使用は、そうでないと本明細書に示されていない、または内容によって明らかに矛盾していない限り、単数および複数の両方を含むように解釈するものとする。本明細書での値の範囲の言及は、本明細書にそうでないと示されていない限り、範囲内の各別個の値に個別に参照する簡略にした方法として働くことを単に意図しており、各別個の値は本明細書に個別に引用されているように明細書に組み込まれている。本明細書に記載された全ての方法は、そうでないと本明細書に示されていない、または内容によって明らかに矛盾していない限り、あらゆる適切な順序で行うことができる。本明細書で提供されたあらゆるおよび全ての例、または例示的言語（例えば、「など」）の使用は、材料および方法をより良く明らかにすることを単に意図したものであり、そうでないと主張されていない限り、範囲に限定を与えるものではない。本明細書のいずれの記載も、特許請求の範囲に記載されていない要素が、開示した材料および方法の実施に必須のものであることを示すかのように解釈されるべきではない。

【0081】

「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つまたは複数の実施形態」、または「実施形態」への本明細書全体を通した言及は、実施形態に関連して記載された特定の機構、構造、材料、または特徴が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な場所での「１つまたは複数の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、または「実施形態では」などの語句の登場は、本開示の同じ実施形態を必ずしも言及しているものではない。１つまたは複数の実施形態では、特定の機構、構造、材料、または特徴があらゆる適切な方法で組み合わされる。

【0082】

本明細書の開示は特定の実施形態を参照して記載したが、これらの実施形態は、本開示の原理および応用例を単に例示したものであることを理解されたい。様々な変更形態および変形形態を、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本開示の方法および装置に加えることができることは当業者には自明であろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にある変更形態および変形形態を含むことを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】