JP2003027215A - 保護膜成膜方法、保護膜成膜装置および保護膜 - Google Patents
保護膜成膜方法、保護膜成膜装置および保護膜Info
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- JP2003027215A JP2003027215A JP2001212136A JP2001212136A JP2003027215A JP 2003027215 A JP2003027215 A JP 2003027215A JP 2001212136 A JP2001212136 A JP 2001212136A JP 2001212136 A JP2001212136 A JP 2001212136A JP 2003027215 A JP2003027215 A JP 2003027215A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜を形
成することができる成膜装置の提供。 【解決手段】 基板Ｓ上にＳｉ膜の中間層を成膜するＤ
Ｃマグネトロンスパッタ装置２２には、チャンバ１０内
に酸素ガスを供給する酸素ガス供給部２７が設けられて
いる。そして、スパッタ開始前にチャンバ１０内に酸素
ガスを所定時間導入し、チャンバ内壁やターゲット表面
等に酸素ガスを吸着させた後に、スパッタ作業を行って
基板Ｓ上に中間層を成膜する。その結果、吸着されてい
た酸素ガスがラジカル化されて中間層であるＳｉ膜中に
取り込まれ、ＳｉＯＸ成分を含むＳｉ膜が中間層として
得られる。中間層の基板側はＳｉＯＸ成分の濃度が大き
く、炭素膜側はＳｉ成分の濃度が大きい。そのため、炭
素膜の耐剥離性を低下させることなく、中間層の耐腐食
性を向上させることができる。
成することができる成膜装置の提供。 【解決手段】 基板Ｓ上にＳｉ膜の中間層を成膜するＤ
Ｃマグネトロンスパッタ装置２２には、チャンバ１０内
に酸素ガスを供給する酸素ガス供給部２７が設けられて
いる。そして、スパッタ開始前にチャンバ１０内に酸素
ガスを所定時間導入し、チャンバ内壁やターゲット表面
等に酸素ガスを吸着させた後に、スパッタ作業を行って
基板Ｓ上に中間層を成膜する。その結果、吸着されてい
た酸素ガスがラジカル化されて中間層であるＳｉ膜中に
取り込まれ、ＳｉＯＸ成分を含むＳｉ膜が中間層として
得られる。中間層の基板側はＳｉＯＸ成分の濃度が大き
く、炭素膜側はＳｉ成分の濃度が大きい。そのため、炭
素膜の耐剥離性を低下させることなく、中間層の耐腐食
性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド等に形
成される耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜を形成
する保護膜成膜方法，保護膜成膜装置および保護膜に関
する。
成される耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜を形成
する保護膜成膜方法，保護膜成膜装置および保護膜に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク装置に使用されている磁
気ヘッド（ＧＭＲヘッド）においては、ヘッド面を摩耗
や腐食から保護するための保護膜が形成されている。一
般的には、磁気ヘッドのＡｌ２Ｏ３ＴｉＣ母材上にＳｉ
膜の中間層を形成し、その上に炭素膜（ＤＬＣ薄膜やｔ
ａ−Ｃ薄膜）を形成する。Ｓｉ膜および炭素膜から成る
保護膜は数ｎｍ程度と非常に薄く、中間層（Ｓｉ膜）は
炭素膜の耐剥離性を向上させて密着力を高めるために形
成される。
気ヘッド（ＧＭＲヘッド）においては、ヘッド面を摩耗
や腐食から保護するための保護膜が形成されている。一
般的には、磁気ヘッドのＡｌ２Ｏ３ＴｉＣ母材上にＳｉ
膜の中間層を形成し、その上に炭素膜（ＤＬＣ薄膜やｔ
ａ−Ｃ薄膜）を形成する。Ｓｉ膜および炭素膜から成る
保護膜は数ｎｍ程度と非常に薄く、中間層（Ｓｉ膜）は
炭素膜の耐剥離性を向上させて密着力を高めるために形
成される。
【０００３】しかし、炭素膜の剥離を完全に防止するの
は難しく、炭素膜の剥離に伴ってピンホールが生じ、そ
の部分のＳｉ膜が腐食し易いという問題があった。例え
ば、母材上に急峻なステップがあると、その部分におい
て炭素膜の剥離が比較的起こりやすく、腐食の原因とな
りやすい。また、炭素膜そのものの緻密さの不足によっ
て、腐食が発生するおそれもあった。
は難しく、炭素膜の剥離に伴ってピンホールが生じ、そ
の部分のＳｉ膜が腐食し易いという問題があった。例え
ば、母材上に急峻なステップがあると、その部分におい
て炭素膜の剥離が比較的起こりやすく、腐食の原因とな
りやすい。また、炭素膜そのものの緻密さの不足によっ
て、腐食が発生するおそれもあった。
【０００４】このようなことから、中間層には密着力の
向上に加えて化学的に安定で腐食しにくいという性質が
求められている。例えば、化学的に安定であるというこ
とから、Ｓｉ膜に代えてＳｉＯ２膜を用いることが試み
られている。
向上に加えて化学的に安定で腐食しにくいという性質が
求められている。例えば、化学的に安定であるというこ
とから、Ｓｉ膜に代えてＳｉＯ２膜を用いることが試み
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳｉＯ
２膜は化学的に安定なため、逆に炭素膜との間の密着力
が低下して炭素膜が剥離しやすくなる。そのため、Ｓｉ
Ｏ２ターゲットを用いたスパッタによりＳｉＯ２膜を形
成し、その上に炭素膜を成膜するという方法では、成膜
した炭素膜が剥離しやすいという問題があった。
２膜は化学的に安定なため、逆に炭素膜との間の密着力
が低下して炭素膜が剥離しやすくなる。そのため、Ｓｉ
Ｏ２ターゲットを用いたスパッタによりＳｉＯ２膜を形
成し、その上に炭素膜を成膜するという方法では、成膜
した炭素膜が剥離しやすいという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、耐腐食性および耐剥離性
に優れた保護膜を形成することができる成膜方法および
成膜装置を提供することにある。
に優れた保護膜を形成することができる成膜方法および
成膜装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１〜３に対応付けて説明する。 （１）図１，２に対応付けて説明すると、請求項１の発
明は、Ｓｉターゲット１３を用いたスパッタ法により成
膜対象１にＳｉ密着層２を成膜し、Ｓｉ密着層２の上に
炭素膜３を成膜する保護膜成膜方法に適用され、スパッ
タプロセスチャンバ１０内に酸素ガスを所定時間導入し
た後に、Ｓｉ密着層２の成膜を行うようにしたことによ
り上述の目的を達成する。 （２）図１，３に対応付けて説明すると、請求項２の発
明は、成膜開始前に所定時間だけ酸素ガスをスパッタプ
ロセスチャンバ１０内に供給し、その後、Ｓｉターゲッ
ト１３を用いたスパッタ法により成膜対象Ｓ，１にＳｉ
密着層２を成膜するスパッタ装置２２と、Ｓｉ密着層２
の上に炭素膜３を成膜する炭素膜成膜装置２４とを備え
て上述の目的を達成する。 （３）図１に対応付けて説明すると、請求項３の発明
は、成膜対象１上に形成された密着層２と、密着層２の
上に形成された炭素膜３とから成る保護膜に適用され、
密着層２は、成膜対象側でＳｉＯＸ成分の濃度が大き
く、かつ、炭素膜側でＳｉ成分の濃度が大きいＳｉ密着
層から成ることにより上述の目的を達成する。
図１〜３に対応付けて説明する。 （１）図１，２に対応付けて説明すると、請求項１の発
明は、Ｓｉターゲット１３を用いたスパッタ法により成
膜対象１にＳｉ密着層２を成膜し、Ｓｉ密着層２の上に
炭素膜３を成膜する保護膜成膜方法に適用され、スパッ
タプロセスチャンバ１０内に酸素ガスを所定時間導入し
た後に、Ｓｉ密着層２の成膜を行うようにしたことによ
り上述の目的を達成する。 （２）図１，３に対応付けて説明すると、請求項２の発
明は、成膜開始前に所定時間だけ酸素ガスをスパッタプ
ロセスチャンバ１０内に供給し、その後、Ｓｉターゲッ
ト１３を用いたスパッタ法により成膜対象Ｓ，１にＳｉ
密着層２を成膜するスパッタ装置２２と、Ｓｉ密着層２
の上に炭素膜３を成膜する炭素膜成膜装置２４とを備え
て上述の目的を達成する。 （３）図１に対応付けて説明すると、請求項３の発明
は、成膜対象１上に形成された密着層２と、密着層２の
上に形成された炭素膜３とから成る保護膜に適用され、
密着層２は、成膜対象側でＳｉＯＸ成分の濃度が大き
く、かつ、炭素膜側でＳｉ成分の濃度が大きいＳｉ密着
層から成ることにより上述の目的を達成する。
【０００８】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態
の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態
に限定されるものではない。
では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態
の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態
に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明による保護膜成膜方
法によって成膜された保護膜を示す図である。図１の
（ａ）は磁気ヘッド素子の母材１の上に形成された中間
層２および炭素膜３を示す断面図であり、（ｂ）は中間
層２におけるＳｉ成分の分布とＳｉＯＸの分布を示した
ものである。母材１上にＳｉおよびＳｉＯＸの混合層で
ある中間層２を成膜する。そして、中間層２の上に耐腐
食性および耐摩耗性に優れた炭素膜３が成膜される。炭
素膜３としては、ＤＬＣ（Diamondlike Carbon）膜やta
−C（tetrahedral amorphous carbon）膜等が用いられ
る。
の形態を説明する。図１は、本発明による保護膜成膜方
法によって成膜された保護膜を示す図である。図１の
（ａ）は磁気ヘッド素子の母材１の上に形成された中間
層２および炭素膜３を示す断面図であり、（ｂ）は中間
層２におけるＳｉ成分の分布とＳｉＯＸの分布を示した
ものである。母材１上にＳｉおよびＳｉＯＸの混合層で
ある中間層２を成膜する。そして、中間層２の上に耐腐
食性および耐摩耗性に優れた炭素膜３が成膜される。炭
素膜３としては、ＤＬＣ（Diamondlike Carbon）膜やta
−C（tetrahedral amorphous carbon）膜等が用いられ
る。
【００１０】《中間層２の成膜方法について》図２は図
１（ａ）に示した中間層２の成膜方法を説明する図であ
り、ＤＣマグネトロンスパッタ装置の概略構成図であ
る。図２において、（ａ）は酸素ガス導入工程を、
（ｂ）はスパッタ工程を示しており、中間層２を成膜す
る際には（ａ），（ｂ）の順に各工程が行われる。ＤＣ
マグネトロンスパッタ装置では、Ｓｉターゲット１３は
陰極側であるターゲットホルダ１４に設けられ、中間層
２が成膜される基板Ｓは陽極側（接地）に設けられる。
基板Ｓには磁気ヘッド素子が形成されている。ターゲッ
トホルダ１４にはバイアス電源１１が接続されており、
このバイアス電源１１により数ｋＶの直流電圧がターゲ
ットホルダ１４に印加される。ターゲットホルダ１４に
は磁石１５が設けられている。磁石１５はターゲット１
３の表面付近に平行な磁界を発生させる。１８は磁石１
５による磁力線を示している。スパッタ装置のチャンバ
１０内には、開閉バルブ１６および１７を介してアルゴ
ンガスおよび酸素ガスを導入することができる。
１（ａ）に示した中間層２の成膜方法を説明する図であ
り、ＤＣマグネトロンスパッタ装置の概略構成図であ
る。図２において、（ａ）は酸素ガス導入工程を、
（ｂ）はスパッタ工程を示しており、中間層２を成膜す
る際には（ａ），（ｂ）の順に各工程が行われる。ＤＣ
マグネトロンスパッタ装置では、Ｓｉターゲット１３は
陰極側であるターゲットホルダ１４に設けられ、中間層
２が成膜される基板Ｓは陽極側（接地）に設けられる。
基板Ｓには磁気ヘッド素子が形成されている。ターゲッ
トホルダ１４にはバイアス電源１１が接続されており、
このバイアス電源１１により数ｋＶの直流電圧がターゲ
ットホルダ１４に印加される。ターゲットホルダ１４に
は磁石１５が設けられている。磁石１５はターゲット１
３の表面付近に平行な磁界を発生させる。１８は磁石１
５による磁力線を示している。スパッタ装置のチャンバ
１０内には、開閉バルブ１６および１７を介してアルゴ
ンガスおよび酸素ガスを導入することができる。
【００１１】基板Ｓに中間層２を形成する際には、チャ
ンバ１０内を不図示の真空排気装置により真空排気した
後に、図２（ａ）に示すように開閉バルブ１７を開閉し
て微量の酸素ガスをチャンバ１０内に導入する。酸素ガ
スを導入すると、チャンバ１０の内壁面やターゲット１
３等の表面に酸素分子１９が吸着される。酸素ガス導入
後に開閉バルブ１７を閉じると、チャンバ１０は真空排
気されているためチャンバ内空間の酸素ガスは容易に排
気されるが、チャンバ内壁面等に吸着された酸素分子１
９は容易には排気されない。
ンバ１０内を不図示の真空排気装置により真空排気した
後に、図２（ａ）に示すように開閉バルブ１７を開閉し
て微量の酸素ガスをチャンバ１０内に導入する。酸素ガ
スを導入すると、チャンバ１０の内壁面やターゲット１
３等の表面に酸素分子１９が吸着される。酸素ガス導入
後に開閉バルブ１７を閉じると、チャンバ１０は真空排
気されているためチャンバ内空間の酸素ガスは容易に排
気されるが、チャンバ内壁面等に吸着された酸素分子１
９は容易には排気されない。
【００１２】次に、開閉バルブ１６を開いてアルゴンガ
スをチャンバ１０内に導入してチャンバ内圧力をスパッ
タプロセス圧力（数Ｐａ）にするとともに、ターゲット
ホルダ１４にバイアス電圧を印加してマグネトロンスパ
ッタを開始する。ターゲットホルダ１４にバイアス電圧
を印加するとグロー放電が発生し、このグロー放電によ
りアルゴンガスがプラズマ化する。図２（ｂ）の２０は
プラズマ領域を示している。プラズマ領域２０のアルゴ
ンイオンは陰極側のＳｉターゲット１３に引き込まれ、
Ｓｉターゲット１３をスパッタする。基板Ｓ方向にスパ
ッタされたスパッタ粒子は基板Ｓに堆積し、基板Ｓの表
面にＳｉ膜が形成される。
スをチャンバ１０内に導入してチャンバ内圧力をスパッ
タプロセス圧力（数Ｐａ）にするとともに、ターゲット
ホルダ１４にバイアス電圧を印加してマグネトロンスパ
ッタを開始する。ターゲットホルダ１４にバイアス電圧
を印加するとグロー放電が発生し、このグロー放電によ
りアルゴンガスがプラズマ化する。図２（ｂ）の２０は
プラズマ領域を示している。プラズマ領域２０のアルゴ
ンイオンは陰極側のＳｉターゲット１３に引き込まれ、
Ｓｉターゲット１３をスパッタする。基板Ｓ方向にスパ
ッタされたスパッタ粒子は基板Ｓに堆積し、基板Ｓの表
面にＳｉ膜が形成される。
【００１３】マグネトロンスパッタ装置ではターゲット
表面近くに平行な磁場が形成されているため、スパッタ
時にターゲット表面からたたき出された二次電子がロー
レンツ力で磁場に捕らえられてサイクロトロン運動をす
る。その結果、サイクロトロン運動をする二次電子によ
りアルゴンガスのイオン化が促進される。
表面近くに平行な磁場が形成されているため、スパッタ
時にターゲット表面からたたき出された二次電子がロー
レンツ力で磁場に捕らえられてサイクロトロン運動をす
る。その結果、サイクロトロン運動をする二次電子によ
りアルゴンガスのイオン化が促進される。
【００１４】マグネトロンスパッタを開始すると、チャ
ンバ内壁やターゲット表面等に吸着されていた酸素分子
もグロー放電やイオン衝撃によりラジカル化される。ラ
ジカル化された酸素分子や酸素イオンは、基板Ｓに形成
されつつあるＳｉ膜中に取り込まれる。スパッタ開始当
初は吸着されていた酸素のラジカル化が盛んに行われる
が、時間の経過とともにラジカル化された酸素分子や酸
素イオンは減少する。そのため、図１（ｂ）に示したよ
うに徐々にＳｉ膜中の酸素濃度が減少して、最終的には
ほぼ純粋なＳｉ膜が形成されることになる。なお、チャ
ンバ１０内への酸素ガスの導入は、スパッタプロセスが
行われる度に実行される。
ンバ内壁やターゲット表面等に吸着されていた酸素分子
もグロー放電やイオン衝撃によりラジカル化される。ラ
ジカル化された酸素分子や酸素イオンは、基板Ｓに形成
されつつあるＳｉ膜中に取り込まれる。スパッタ開始当
初は吸着されていた酸素のラジカル化が盛んに行われる
が、時間の経過とともにラジカル化された酸素分子や酸
素イオンは減少する。そのため、図１（ｂ）に示したよ
うに徐々にＳｉ膜中の酸素濃度が減少して、最終的には
ほぼ純粋なＳｉ膜が形成されることになる。なお、チャ
ンバ１０内への酸素ガスの導入は、スパッタプロセスが
行われる度に実行される。
【００１５】図１（ｂ）は中間層２のＳｉ成分およびＳ
ｉＯＸ成分の膜厚方向の濃度変化を定性的に示したもの
であり、横軸は濃度（％）を、縦軸は中間層２の膜厚を
それぞれ表している。上述したように、スパッタ開始当
初は酸素のラジカル化が盛んなため、中間層２の母材１
に近い部分のＳｉＯＸ濃度はＳｉ濃度に比べてかなり大
きくなる。しかし、スパッタ成膜が進むにつれて、すな
わち中間層２の厚さが増加するにつれてＳｉＯＸ濃度は
減少し、逆にＳｉ濃度は増加する。中間層２の炭素膜側
表面付近ではＳｉＯＸ濃度が非常に小さくほぼ純粋なＳ
ｉ膜とみなせるため、炭素膜３との間の密着力は良好に
保たれる。
ｉＯＸ成分の膜厚方向の濃度変化を定性的に示したもの
であり、横軸は濃度（％）を、縦軸は中間層２の膜厚を
それぞれ表している。上述したように、スパッタ開始当
初は酸素のラジカル化が盛んなため、中間層２の母材１
に近い部分のＳｉＯＸ濃度はＳｉ濃度に比べてかなり大
きくなる。しかし、スパッタ成膜が進むにつれて、すな
わち中間層２の厚さが増加するにつれてＳｉＯＸ濃度は
減少し、逆にＳｉ濃度は増加する。中間層２の炭素膜側
表面付近ではＳｉＯＸ濃度が非常に小さくほぼ純粋なＳ
ｉ膜とみなせるため、炭素膜３との間の密着力は良好に
保たれる。
【００１６】なお、図１（ｂ）はＳｉＯＸ濃度の分布の
一例を示したものであり、これに限らず母材側でＳｉ濃
度が大きく炭素膜側でＳｉＯＸ濃度が大きければ同様の
効果を得ることができる。
一例を示したものであり、これに限らず母材側でＳｉ濃
度が大きく炭素膜側でＳｉＯＸ濃度が大きければ同様の
効果を得ることができる。
【００１７】《保護膜成膜装置の説明》図３は保護膜成
膜装置の概略構成を模式的に示したものである。保護膜
成膜装置は上述したＤＣマグネトロンスパッタ装置２２
の他に、クリーニング装置２３，炭素膜成膜装置２４お
よび搬送室２５を備えている。ＤＣマグネトロンスパッ
タ装置２２，クリーニング装置２３および炭素膜成膜装
置２４は、それぞれゲートバルブ２６Ａ，２６Ｂおよび
２６Ｃを介して搬送室２５に接続されている。搬送室２
５には搬送ロボット２１が設けられており、この搬送ロ
ボット２１により各装置への基板Ｓの出し入れを行う。
搬送室２５内は開閉バルブ３１を介して接続されたロー
タリー真空ポンプ３２により真空排気される。
膜装置の概略構成を模式的に示したものである。保護膜
成膜装置は上述したＤＣマグネトロンスパッタ装置２２
の他に、クリーニング装置２３，炭素膜成膜装置２４お
よび搬送室２５を備えている。ＤＣマグネトロンスパッ
タ装置２２，クリーニング装置２３および炭素膜成膜装
置２４は、それぞれゲートバルブ２６Ａ，２６Ｂおよび
２６Ｃを介して搬送室２５に接続されている。搬送室２
５には搬送ロボット２１が設けられており、この搬送ロ
ボット２１により各装置への基板Ｓの出し入れを行う。
搬送室２５内は開閉バルブ３１を介して接続されたロー
タリー真空ポンプ３２により真空排気される。
【００１８】ＤＣマグネトロンスパッタ装置２２は図２
に示したものと同様の構成となっており、酸素ガス供給
部２７とアルゴンガス供給部２８を備えている。酸素ガ
ス供給部２７にはガス供給源２７ａが設けられており、
酸素ガスはニードル２７ｂおよび開閉バルブ２７ｃを介
してチャンバ１０内に供給される。酸素ガス流量はニー
ドル２７ｂによって一定量に設定されている。一方、ア
ルゴンガス供給部２８の場合には、ガス供給源２８ａか
らのアルゴンガスは、マスフローコントローラ２８ｂお
よび開閉バルブ２８ｃを介してチャンバ１０に供給され
る。スパッタ中のチャンバ内圧力が所定プロセス圧力と
なるように、マスフローコントローラ２８ｂによりアル
ゴンガス流量が制御される。２９はチャンバ１０内を真
空排気するための真空排気装置である。
に示したものと同様の構成となっており、酸素ガス供給
部２７とアルゴンガス供給部２８を備えている。酸素ガ
ス供給部２７にはガス供給源２７ａが設けられており、
酸素ガスはニードル２７ｂおよび開閉バルブ２７ｃを介
してチャンバ１０内に供給される。酸素ガス流量はニー
ドル２７ｂによって一定量に設定されている。一方、ア
ルゴンガス供給部２８の場合には、ガス供給源２８ａか
らのアルゴンガスは、マスフローコントローラ２８ｂお
よび開閉バルブ２８ｃを介してチャンバ１０に供給され
る。スパッタ中のチャンバ内圧力が所定プロセス圧力と
なるように、マスフローコントローラ２８ｂによりアル
ゴンガス流量が制御される。２９はチャンバ１０内を真
空排気するための真空排気装置である。
【００１９】クリーニング装置２３は基板Ｓの表面の異
物（酸化膜など）をエッチング等により除去する装置で
あり、例えば、マグネトロンスパッタを利用して基板表
面をスパッタエッチングする。スパッタエッチングで
は、アルゴンガスがプラズマ化された生じたアルゴンイ
オンにより基板表面をスパッタリングする。３０はター
ボ分子ポンプ３０ａを備えた真空排気装置であり、ター
ボ分子ポンプ３０ａの補助ポンプにはロータリー真空ポ
ンプ３０ｂが用いられている。ターボ分子ポンプ３０ａ
はメカニカルな開閉バルブ３０ｃと電磁制御バルブ３０
ｄとを介してクリーニング装置２３のプロセスチャンバ
に接続されている。なお、ＤＣマグネトロンスパッタ装
置２２の真空排気装置２９や後述する炭素膜成膜装置２
４の真空排気装置３３も、真空排気装置３０と同様の構
成となっている。炭素膜成膜装置２４は図１（ａ）の炭
素膜３を成膜するための装置であり、ECR−CVD装置や、
FCVA（Filtered Cathodic Vacuum Arc）法を用いるFCVA
装置が用いられる。
物（酸化膜など）をエッチング等により除去する装置で
あり、例えば、マグネトロンスパッタを利用して基板表
面をスパッタエッチングする。スパッタエッチングで
は、アルゴンガスがプラズマ化された生じたアルゴンイ
オンにより基板表面をスパッタリングする。３０はター
ボ分子ポンプ３０ａを備えた真空排気装置であり、ター
ボ分子ポンプ３０ａの補助ポンプにはロータリー真空ポ
ンプ３０ｂが用いられている。ターボ分子ポンプ３０ａ
はメカニカルな開閉バルブ３０ｃと電磁制御バルブ３０
ｄとを介してクリーニング装置２３のプロセスチャンバ
に接続されている。なお、ＤＣマグネトロンスパッタ装
置２２の真空排気装置２９や後述する炭素膜成膜装置２
４の真空排気装置３３も、真空排気装置３０と同様の構
成となっている。炭素膜成膜装置２４は図１（ａ）の炭
素膜３を成膜するための装置であり、ECR−CVD装置や、
FCVA（Filtered Cathodic Vacuum Arc）法を用いるFCVA
装置が用いられる。
【００２０】《保護膜成膜手順の説明》次に、図３の保
護膜成膜装置を用いて図１（ａ）の中間層２および炭素
膜３を成膜する際の成膜手順を、図４を参照して説明す
る。工程１では、基板Ｓを搬送室２５内に搬入する。搬
送室２５に搬入された基板Ｓは、搬送ロボット２１によ
りクリーニング装置２３に搬送される。工程２では、ク
リーニング装置２３におけるスパッタエッチにより基板
Ｓの表面をクリーニングする。基板クリーニングが終了
したならば、搬送ロボット２１により基板Ｓをクリーニ
ング装置２３からＤＣマグネトロンスパッタ装置２２に
搬送する。
護膜成膜装置を用いて図１（ａ）の中間層２および炭素
膜３を成膜する際の成膜手順を、図４を参照して説明す
る。工程１では、基板Ｓを搬送室２５内に搬入する。搬
送室２５に搬入された基板Ｓは、搬送ロボット２１によ
りクリーニング装置２３に搬送される。工程２では、ク
リーニング装置２３におけるスパッタエッチにより基板
Ｓの表面をクリーニングする。基板クリーニングが終了
したならば、搬送ロボット２１により基板Ｓをクリーニ
ング装置２３からＤＣマグネトロンスパッタ装置２２に
搬送する。
【００２１】工程３では、ＤＣマグネトロンスパッタ装
置２２を用いて基板Ｓ上に中間層２を成膜する。まず、
ＤＣマグネトロンスパッタ装置２２内に基板Ｓを搬送し
たならばゲートバルブを２６Ａを閉じ、酸素ガス供給装
置２７により酸素ガスを所定時間だけチャンバ１０内に
導入する。この酸素ガス導入により、図２（ａ）に示す
ようにチャンバ内壁やターゲット表面に酸素分子１９が
吸着される。酸素ガスの供給を停止したならば、アルゴ
ンガス供給装置２８によりアルゴンガスを導入し、ター
ゲットホルダ１４にバイアス電圧を印加してスパッタ作
業を行う。その結果、図１（ｂ）に示すような濃度分布
を有する中間層２が基板Ｓ上に形成される。
置２２を用いて基板Ｓ上に中間層２を成膜する。まず、
ＤＣマグネトロンスパッタ装置２２内に基板Ｓを搬送し
たならばゲートバルブを２６Ａを閉じ、酸素ガス供給装
置２７により酸素ガスを所定時間だけチャンバ１０内に
導入する。この酸素ガス導入により、図２（ａ）に示す
ようにチャンバ内壁やターゲット表面に酸素分子１９が
吸着される。酸素ガスの供給を停止したならば、アルゴ
ンガス供給装置２８によりアルゴンガスを導入し、ター
ゲットホルダ１４にバイアス電圧を印加してスパッタ作
業を行う。その結果、図１（ｂ）に示すような濃度分布
を有する中間層２が基板Ｓ上に形成される。
【００２２】基板Ｓ上に中間層２を形成したならば、搬
送ロボット２１により基板ＳをＤＣマグネトロンスパッ
タ装置２２から炭素膜成膜装置２４に搬送する。次い
で、工程４では、炭素膜成膜装置２４を用いて中間層２
の上に炭素膜３を成膜する。所定膜厚の炭素膜３が形成
されたならば、基板Ｓを炭素膜成膜装置２４から搬送室
２５へと搬送した後に搬送室２５から装置外に搬出す
る。
送ロボット２１により基板ＳをＤＣマグネトロンスパッ
タ装置２２から炭素膜成膜装置２４に搬送する。次い
で、工程４では、炭素膜成膜装置２４を用いて中間層２
の上に炭素膜３を成膜する。所定膜厚の炭素膜３が形成
されたならば、基板Ｓを炭素膜成膜装置２４から搬送室
２５へと搬送した後に搬送室２５から装置外に搬出す
る。
【００２３】以上説明したように、本実施の形態の成膜
法で成膜された中簡層２は、図１（ｂ）に示したように
母材１側ではＳｉＯＸ成分の濃度が大きく、炭素膜３と
の界面付近ではＳｉ成分の濃度が大きくなる。その結
果、炭素膜３との間の密着力を低下させることなく中間
層２の耐腐食性を向上させることができ、耐剥離性およ
び耐腐食性に優れた保護膜を形成することができる。
法で成膜された中簡層２は、図１（ｂ）に示したように
母材１側ではＳｉＯＸ成分の濃度が大きく、炭素膜３と
の界面付近ではＳｉ成分の濃度が大きくなる。その結
果、炭素膜３との間の密着力を低下させることなく中間
層２の耐腐食性を向上させることができ、耐剥離性およ
び耐腐食性に優れた保護膜を形成することができる。
【００２４】上述した実施の形態では、ＤＣマグネトロ
ンスパッタ装置により中間層２を形成したが、ＲＦマグ
ネトロンスパッタ装置やイオンビームスパッタ装置を用
いて形成しても良い。いずれの装置を用いて成膜する場
合も、成膜開始前にプロセスチャンバ内に酸素ガスを所
定時間だけ導入してチャンバ内壁やターゲット表面等に
酸素分子を吸着させる。そして、酸素分子を吸着させた
後にＳｉ膜（中間層２）の成膜を行うと、上述したＤＣ
マグネトロンスパッタと同様の原理でＳｉＯＸ成分の混
入した中間層２が形成される。
ンスパッタ装置により中間層２を形成したが、ＲＦマグ
ネトロンスパッタ装置やイオンビームスパッタ装置を用
いて形成しても良い。いずれの装置を用いて成膜する場
合も、成膜開始前にプロセスチャンバ内に酸素ガスを所
定時間だけ導入してチャンバ内壁やターゲット表面等に
酸素分子を吸着させる。そして、酸素分子を吸着させた
後にＳｉ膜（中間層２）の成膜を行うと、上述したＤＣ
マグネトロンスパッタと同様の原理でＳｉＯＸ成分の混
入した中間層２が形成される。
【００２５】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、母材１および基板Ｓは成膜対
象を、中間層２はＳｉ密着層をそれぞれ構成する。
の要素との対応において、母材１および基板Ｓは成膜対
象を、中間層２はＳｉ密着層をそれぞれ構成する。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１および２
の発明によれば、スパッタ時にプロセスチャンバ内に残
留している酸素がラジカル化され、成膜されつつあるＳ
ｉ密着層に混入する。その結果、スパッタ初期に形成さ
れる成膜対象側のＳｉ密着層ではＳｉＯＸ成分の濃度が
大きく、スパッタ終期に形成される炭素膜側のＳｉ密着
層ではＳｉ成分の濃度に比べてＳｉＯＸ成分の濃度が小
さくなる。そのため、炭素膜の耐剥離性を低下させるこ
となくＳｉ密着層の耐腐食性を向上させることができ、
耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜を形成すること
ができる。請求項３の発明によれば、密着層は成膜対象
側でＳｉＯＸ成分の濃度が大きく、かつ、炭素膜側でＳ
ｉ成分の濃度が大きいＳｉ密着層なので、炭素膜の耐剥
離性を低下させることなく密着層の耐腐食性を向上させ
ることができ、耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜
を形成することができる。
の発明によれば、スパッタ時にプロセスチャンバ内に残
留している酸素がラジカル化され、成膜されつつあるＳ
ｉ密着層に混入する。その結果、スパッタ初期に形成さ
れる成膜対象側のＳｉ密着層ではＳｉＯＸ成分の濃度が
大きく、スパッタ終期に形成される炭素膜側のＳｉ密着
層ではＳｉ成分の濃度に比べてＳｉＯＸ成分の濃度が小
さくなる。そのため、炭素膜の耐剥離性を低下させるこ
となくＳｉ密着層の耐腐食性を向上させることができ、
耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜を形成すること
ができる。請求項３の発明によれば、密着層は成膜対象
側でＳｉＯＸ成分の濃度が大きく、かつ、炭素膜側でＳ
ｉ成分の濃度が大きいＳｉ密着層なので、炭素膜の耐剥
離性を低下させることなく密着層の耐腐食性を向上させ
ることができ、耐腐食性および耐剥離性に優れた保護膜
を形成することができる。
【図１】本発明による成膜装置の一実施の形態を示す図
である。
である。
【図２】中間層２の成膜方法を説明する図であり、
（ａ）は酸素ガス導入工程、（ｂ）はスパッタ工程であ
る。
（ａ）は酸素ガス導入工程、（ｂ）はスパッタ工程であ
る。
【図３】保護膜成膜装置の概略構成を示す模式図であ
る。
る。
【図４】保護膜の成膜手順を示す図である。
１ 母材
２ 中間層
３ 炭素膜
１１ バイアス電源
１３ Ｓｉターゲット
１４ ターゲットホルダ
２２ ＤＣマグネトロンスパッタ装置
２３ クリーニング装置
２４ 炭素膜成膜装置
２５ 搬送室
２７ 酸素ガス供給部
２８ アルゴンガス供給部
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｓｉターゲットを用いたスパッタ法によ
り成膜対象にＳｉ密着層を成膜し、前記Ｓｉ密着層の上
に炭素膜を成膜する保護膜成膜方法において、 スパッタプロセスチャンバ内に酸素ガスを所定時間導入
した後に、前記Ｓｉ密着層の成膜を行うようにしたこと
を特徴とする保護膜成膜方法。 - 【請求項２】 成膜開始前に所定時間だけ酸素ガスをス
パッタプロセスチャンバ内に供給し、その後、Ｓｉター
ゲットを用いたスパッタ法により成膜対象にＳｉ密着層
を成膜するスパッタ装置と、 前記Ｓｉ密着層の上に炭素膜を成膜する炭素膜成膜装置
とを備えたことを特徴とする保護膜成膜装置。 - 【請求項３】 成膜対象上に形成された密着層と、前記
密着層の上に形成された炭素膜とから成る保護膜におい
て、 前記密着層は、成膜対象側でＳｉＯＸ成分の濃度が大き
く、かつ、炭素膜側でＳｉ成分の濃度が大きいＳｉ密着
層から成ることを特徴とする保護膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001212136A JP4576765B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 保護膜成膜方法、保護膜成膜装置および保護膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001212136A JP4576765B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 保護膜成膜方法、保護膜成膜装置および保護膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027215A true JP2003027215A (ja) | 2003-01-29 |
| JP4576765B2 JP4576765B2 (ja) | 2010-11-10 |
Family
ID=19047342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001212136A Expired - Fee Related JP4576765B2 (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 保護膜成膜方法、保護膜成膜装置および保護膜 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4576765B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007189201A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-07-26 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体レーザ素子の製造方法 |
| CN112095090A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-18 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 硅基异质结太阳电池制备方法及渐变硅氧钝化层制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501745A (ja) * | 1990-09-27 | 1994-02-24 | ダイアモネックス インコーポレイテッド | 耐磨耗性被覆基材製品 |
| JP2000072488A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Asahi Glass Co Ltd | 積層体とその製造方法 |
-
2001
- 2001-07-12 JP JP2001212136A patent/JP4576765B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501745A (ja) * | 1990-09-27 | 1994-02-24 | ダイアモネックス インコーポレイテッド | 耐磨耗性被覆基材製品 |
| JP2000072488A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Asahi Glass Co Ltd | 積層体とその製造方法 |
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| JP2007189201A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-07-26 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体レーザ素子の製造方法 |
| US8368095B2 (en) | 2005-12-16 | 2013-02-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nitride semiconductor light emitting device and method of fabricating nitride semiconductor laser device |
| US8735192B2 (en) | 2005-12-16 | 2014-05-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nitride semiconductor light emitting device and method of fabricating nitride semiconductor laser device |
| CN112095090A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-18 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 硅基异质结太阳电池制备方法及渐变硅氧钝化层制备方法 |
| CN112095090B (zh) * | 2020-07-31 | 2023-01-03 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 硅基异质结太阳电池制备方法及渐变硅氧钝化层制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4576765B2 (ja) | 2010-11-10 |
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