JP2664695B2 - 薄膜装置とその製造方法 - Google Patents
薄膜装置とその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、例えば薄膜磁気ヘッド等のCr（クロム）
層,Cu（銅）層及びCr層が順に積層される薄膜配線層を
有する薄膜装置とその製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、この種の薄膜装置の製造方法としては、第４図
（ａ）に示すように、ガラス等の基板１上に第１のCr層
２、Cu層３及び第２のCr層４を順に蒸着あるいはスパッ
タ法により積層して形成した後、この第２のCr層４上に
マスク材としてポジ系レジスト５が配線パターンに対応
して塗布される。その後、これら第２のCr層４、Cu層３
及び第１のCr層２は順に希塩化水素（Hcl）及び過硫酸
アンモニウムを用いてエッチング除去されて所望のパタ
ーンを有した薄膜配線層７が形成されている（第４図
（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。この場合、第２のCr層
４は、その不動態膜の存在により、希塩化水素に対して
不溶であるが、形成の際、その膜厚が0.02μｍと非常に
薄いためにピンホール4aが発生するので、該ピンホール
4aを介してCu層３が存在することにより、不動態膜のエ
ッチングが行われる。 ところが、上記薄膜装置では、その製造上、第２のCr
層４に発生するピンホール4aが基板１の材質により、形
状及び数が異なるので、そのエッチングに要する時間が
一定しないために、そのエッチング作業が非常に煩雑な
ものとなっていた。 また、上記薄膜装置では、最下層の第１のCr層２をエ
ッチング除去する際、同材質の第２のCr層４のエッチン
グを進行させ、ポジ系レジスト５の下の第２のCr層４と
Cu層３との間に間隙Ｗが発生するおそれを有していた。
この間隙Ｗはわずかでも発生すると、いわゆる腐蝕の効
果により、PHが低下すると共に、cl-濃度の上昇が起
り、該間隙Ｗ近傍のエッチングが、さらに、激しく進行
されて、非常に大きなオーバーエッチングを起すという
不具合を有する。 （発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来のような製造手段では、第１
のCr層のエッチング時間が不安定なため、その製造作業
が非常に煩雑であると共に、オーバーエッチングが発生
し易いという問題を有していた。 この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成
簡易にして、エッチング時間の安定化を図り得、かつ、
オーバーエッチングの防止を図り得るようにした薄膜装
置とその製造方法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は基板上に第１のCr層、Cu層及びかつ、その
酸素含有率が第１のCr層の酸素含有率より高い第２のCr
層を順に積層した薄膜配線層を形成した薄膜装置を、前
記基板に負のRFバイアスあるいはDCバイアスを印加して
前記第１のCr層をスパッタにより形成した後、前記基板
に印加した負のRFあるいはDCバイアスを解除して、前記
Cu層及び該Cu層上の所定の位置に、その酸素含有率が前
記第１のCr層の酸素含有率より高い前記第２のCr層を順
にスパッタにより形成するスパッタ工程と、前記第２の
Cr層、Cu層及び第１のCr層を順にエッチングして薄膜配
設層を形成するエッチング工程とを備えて製造するよう
にしたものである。 （作用） 上記構成によれば、第２のCr層はその所定の位置に形
成されるCu層の露出部により、その不動態膜のエッチン
グがなされる。従って、Cu層の露出部が一定に形成され
ることで、そのエッチング時間が安定化され、可及的に
エッチング作業の簡略化が図れる。 また、第２のCr層は、その酸素含有率が第１のCr層に
比して高く設定されていることにより、第１のCr層より
エッチング速度が遅い。従って、第１のCr層のエッチン
グ除去作業の際、第２のCr層はオーバーエッチングが防
止される。 （実施例） 以下、この発明の実施例に係る薄膜装置とその製造方
法について、図面を参照して詳細に説明する。 第１図はこの発明の一実施例に係る薄膜装置のスパッ
タ工程を示すもので、図中10は基板11が収容される予備
排気室である。この予備排気室10にはCr用の、ターゲッ
ト12aを備えた第１のスパッタ室12が移送路13を介して
連結され、この第１のスパッタ室12にはCu用のターゲッ
ト14aを備えた第２のスパッタ室14が移送路15を介して
連結される。そして、この第２のスパッタ室14にはCr用
のターゲット16aを備えた第３のスパッタ室16が移送路1
7を介して連結される。この第３のスパッタ室17には、
基板11上の所定部をマスキングするメタルマスク機構18
が配設されており、その出口部には基板取出し室19が移
送路20を介して連結されている。 上記構成において、RFスパッタ法によりスパッタ形成
する場合、第１乃至第３のスパッタ室12,14,16は、例え
ば、その到達圧力が２×10-4pa以下、Ar（アルゴン）ガ
ス圧が1.1paに設定された後、予備排気室10に収容され
た基板11が移送路12,15,17により順に案内される。先
ず、第１のスパッタ室12では、そのターゲット12aに300
wのRFが印加され、その基板11には、例えば、0.015W/cm
2の負のRFバイアスが印加されて第１のCr層21（第３図
参照）がスパッタにより0.02μｍ厚だけ形成される。こ
の第１のCr層21は、その酸素含有特性Ａに対応して酸素
含有率が6at％以下に設定される（第２図参照）。次
に、第１のCr層21の形成された基板11は移送路15により
第２のスパッタ室14に導かれる。この第２のスパッタ室
14は、そのターゲット14aに300WのRFが印加されて、第
１のCr層21上にCu層22（第３図参照）がスパッタにより
１μｍ厚だけ形成される。このCu層22の形成された基板
11は再び移送路17により第３のスパッタ室16に導かれ
る。この第３のスパッタ室16では、基板11のCu層22がメ
タルマスク機構18により所定箇所がマスキングされた
後、そのターゲット16aに300WのRFが印加され、第２のC
r層23がスパッタにより0.02μｍ厚だけ形成される。こ
の第２のCr層23は、その酸素含有特性Ｂに対応して酸素
含有率が30at％〜0.4at％の範囲で（第２図参照）、か
つ、その酸素含有量が上記第１のCr層21より多くなるよ
うに設定され、その表面部には第３図に示すように、Cu
層露出部23aが形成される。 次に、上記スパッタ工程において、6at％以下の酸素
含有率を有する第１のCr層21、Cu層22及び30at％〜0.4a
t％の酸素含有率で、かつ、その酸素含有量が前記第１
のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層23を積層形成
した基板11は、図示しないエッチング工程に導かれる。
このエッチング工程では、先ず、第２のCr層23が30vol
％の塩化水素水溶液を用いてエッチング除去される。こ
の際、第２のCr層23は、そのCu層露出部23aより不動態
膜のエッチングがなされ、約６〜７Å/sの速度でエッチ
ング除去される。次に、基板11は、そのCu層22が過硫酸
アンモニウムを用いてエッチング除去され、最後に第１
のCr層21が塩化水素水溶液を用いてエッチング除去され
る。この際、第１のCr層21は第２のCr層23より酸素含有
量が少ないために、第２のCr層23より速い約20〜25Å/s
のエッチング速度でエッチング除去され、ここに、6at
％以下の酸素含有率を有する第１のCr層21、Cu層22及び
30at％〜0.4at％の酸素含有率で、かつ、その酸素含有
量が上記第１のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層
23を積層した薄膜配線層が形成される。 このように、上記薄膜装置は基板11上に第１のCr層21
を6at％以下の酸素含有率で形成し、さらに、第２のCr
層23を30at％〜0.4at％の酸素含有率で、かつ、その酸
素含有量を第１のCr層21の酸素含有量より多く設定した
ことにより、第２のCr層23のエッチング速度が第１のCr
層より遅いので、最下層の第１のCr層21のエッチング除
去作業の際、第２のCr層23のオーバーエッチングの進行
が防止されるため、可及的に信頼性の高い製品の構造が
可能となる。 また、上記薄膜装置の製造方法は基板11に負のRFバイ
アスを印加して酸素含有率6at％以下の第１のCr層21を
スパッタにより形成した後、上記基板11に印加した負の
RFバイアスを解除して、Cu層22及び該Cu層22上の所定の
位置に酸素含有率30at％〜0.4at％で、かつ、その酸素
含有量が第１のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層
23を順にスパッタにより形成するスパッタ工程と、前記
第２のCr層23、Cu層22及び第１のCr層21を順にエッチン
グするエッチング工程により薄膜配線層を形成するよう
に構成した。これによれば、エッチング工程において、
第２のCr層23の不動態膜のエッチングが、そのCu層露出
部23aより起こるために、従来のようにピンホール4aを
基準として不動態膜のエッチングを行なっていたのに比
してエッチング時間の安定化が実現され、可及的にエッ
チング作業の簡略化が実現する。また、エッチング工程
において、最下層の第１のCr層21をエッチングする際、
同材質の第２のCr層23は、その酸素含有量が第１のCr層
21より多く設定されているため、エッチング速度が第１
のCr層21より遅いので、そのオーバーエッチングの進行
が効果的に防止される。 なお、上記実施例では、スパッタ工程としてRFスパッ
タ法により構成した場合で説明したが、これに限ること
なく、例えばDCスパッタ法により構成することも可能で
ある。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
を実施し得ることは勿論である。 ［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易に
して、エッチング時間の安定化を図り得、かつ、オーバ
ーエッチングの防止を図り得るようにした薄膜装置とそ
の製造方法を提供することができる。
層,Cu（銅）層及びCr層が順に積層される薄膜配線層を
有する薄膜装置とその製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、この種の薄膜装置の製造方法としては、第４図
（ａ）に示すように、ガラス等の基板１上に第１のCr層
２、Cu層３及び第２のCr層４を順に蒸着あるいはスパッ
タ法により積層して形成した後、この第２のCr層４上に
マスク材としてポジ系レジスト５が配線パターンに対応
して塗布される。その後、これら第２のCr層４、Cu層３
及び第１のCr層２は順に希塩化水素（Hcl）及び過硫酸
アンモニウムを用いてエッチング除去されて所望のパタ
ーンを有した薄膜配線層７が形成されている（第４図
（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。この場合、第２のCr層
４は、その不動態膜の存在により、希塩化水素に対して
不溶であるが、形成の際、その膜厚が0.02μｍと非常に
薄いためにピンホール4aが発生するので、該ピンホール
4aを介してCu層３が存在することにより、不動態膜のエ
ッチングが行われる。 ところが、上記薄膜装置では、その製造上、第２のCr
層４に発生するピンホール4aが基板１の材質により、形
状及び数が異なるので、そのエッチングに要する時間が
一定しないために、そのエッチング作業が非常に煩雑な
ものとなっていた。 また、上記薄膜装置では、最下層の第１のCr層２をエ
ッチング除去する際、同材質の第２のCr層４のエッチン
グを進行させ、ポジ系レジスト５の下の第２のCr層４と
Cu層３との間に間隙Ｗが発生するおそれを有していた。
この間隙Ｗはわずかでも発生すると、いわゆる腐蝕の効
果により、PHが低下すると共に、cl-濃度の上昇が起
り、該間隙Ｗ近傍のエッチングが、さらに、激しく進行
されて、非常に大きなオーバーエッチングを起すという
不具合を有する。 （発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来のような製造手段では、第１
のCr層のエッチング時間が不安定なため、その製造作業
が非常に煩雑であると共に、オーバーエッチングが発生
し易いという問題を有していた。 この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成
簡易にして、エッチング時間の安定化を図り得、かつ、
オーバーエッチングの防止を図り得るようにした薄膜装
置とその製造方法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は基板上に第１のCr層、Cu層及びかつ、その
酸素含有率が第１のCr層の酸素含有率より高い第２のCr
層を順に積層した薄膜配線層を形成した薄膜装置を、前
記基板に負のRFバイアスあるいはDCバイアスを印加して
前記第１のCr層をスパッタにより形成した後、前記基板
に印加した負のRFあるいはDCバイアスを解除して、前記
Cu層及び該Cu層上の所定の位置に、その酸素含有率が前
記第１のCr層の酸素含有率より高い前記第２のCr層を順
にスパッタにより形成するスパッタ工程と、前記第２の
Cr層、Cu層及び第１のCr層を順にエッチングして薄膜配
設層を形成するエッチング工程とを備えて製造するよう
にしたものである。 （作用） 上記構成によれば、第２のCr層はその所定の位置に形
成されるCu層の露出部により、その不動態膜のエッチン
グがなされる。従って、Cu層の露出部が一定に形成され
ることで、そのエッチング時間が安定化され、可及的に
エッチング作業の簡略化が図れる。 また、第２のCr層は、その酸素含有率が第１のCr層に
比して高く設定されていることにより、第１のCr層より
エッチング速度が遅い。従って、第１のCr層のエッチン
グ除去作業の際、第２のCr層はオーバーエッチングが防
止される。 （実施例） 以下、この発明の実施例に係る薄膜装置とその製造方
法について、図面を参照して詳細に説明する。 第１図はこの発明の一実施例に係る薄膜装置のスパッ
タ工程を示すもので、図中10は基板11が収容される予備
排気室である。この予備排気室10にはCr用の、ターゲッ
ト12aを備えた第１のスパッタ室12が移送路13を介して
連結され、この第１のスパッタ室12にはCu用のターゲッ
ト14aを備えた第２のスパッタ室14が移送路15を介して
連結される。そして、この第２のスパッタ室14にはCr用
のターゲット16aを備えた第３のスパッタ室16が移送路1
7を介して連結される。この第３のスパッタ室17には、
基板11上の所定部をマスキングするメタルマスク機構18
が配設されており、その出口部には基板取出し室19が移
送路20を介して連結されている。 上記構成において、RFスパッタ法によりスパッタ形成
する場合、第１乃至第３のスパッタ室12,14,16は、例え
ば、その到達圧力が２×10-4pa以下、Ar（アルゴン）ガ
ス圧が1.1paに設定された後、予備排気室10に収容され
た基板11が移送路12,15,17により順に案内される。先
ず、第１のスパッタ室12では、そのターゲット12aに300
wのRFが印加され、その基板11には、例えば、0.015W/cm
2の負のRFバイアスが印加されて第１のCr層21（第３図
参照）がスパッタにより0.02μｍ厚だけ形成される。こ
の第１のCr層21は、その酸素含有特性Ａに対応して酸素
含有率が6at％以下に設定される（第２図参照）。次
に、第１のCr層21の形成された基板11は移送路15により
第２のスパッタ室14に導かれる。この第２のスパッタ室
14は、そのターゲット14aに300WのRFが印加されて、第
１のCr層21上にCu層22（第３図参照）がスパッタにより
１μｍ厚だけ形成される。このCu層22の形成された基板
11は再び移送路17により第３のスパッタ室16に導かれ
る。この第３のスパッタ室16では、基板11のCu層22がメ
タルマスク機構18により所定箇所がマスキングされた
後、そのターゲット16aに300WのRFが印加され、第２のC
r層23がスパッタにより0.02μｍ厚だけ形成される。こ
の第２のCr層23は、その酸素含有特性Ｂに対応して酸素
含有率が30at％〜0.4at％の範囲で（第２図参照）、か
つ、その酸素含有量が上記第１のCr層21より多くなるよ
うに設定され、その表面部には第３図に示すように、Cu
層露出部23aが形成される。 次に、上記スパッタ工程において、6at％以下の酸素
含有率を有する第１のCr層21、Cu層22及び30at％〜0.4a
t％の酸素含有率で、かつ、その酸素含有量が前記第１
のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層23を積層形成
した基板11は、図示しないエッチング工程に導かれる。
このエッチング工程では、先ず、第２のCr層23が30vol
％の塩化水素水溶液を用いてエッチング除去される。こ
の際、第２のCr層23は、そのCu層露出部23aより不動態
膜のエッチングがなされ、約６〜７Å/sの速度でエッチ
ング除去される。次に、基板11は、そのCu層22が過硫酸
アンモニウムを用いてエッチング除去され、最後に第１
のCr層21が塩化水素水溶液を用いてエッチング除去され
る。この際、第１のCr層21は第２のCr層23より酸素含有
量が少ないために、第２のCr層23より速い約20〜25Å/s
のエッチング速度でエッチング除去され、ここに、6at
％以下の酸素含有率を有する第１のCr層21、Cu層22及び
30at％〜0.4at％の酸素含有率で、かつ、その酸素含有
量が上記第１のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層
23を積層した薄膜配線層が形成される。 このように、上記薄膜装置は基板11上に第１のCr層21
を6at％以下の酸素含有率で形成し、さらに、第２のCr
層23を30at％〜0.4at％の酸素含有率で、かつ、その酸
素含有量を第１のCr層21の酸素含有量より多く設定した
ことにより、第２のCr層23のエッチング速度が第１のCr
層より遅いので、最下層の第１のCr層21のエッチング除
去作業の際、第２のCr層23のオーバーエッチングの進行
が防止されるため、可及的に信頼性の高い製品の構造が
可能となる。 また、上記薄膜装置の製造方法は基板11に負のRFバイ
アスを印加して酸素含有率6at％以下の第１のCr層21を
スパッタにより形成した後、上記基板11に印加した負の
RFバイアスを解除して、Cu層22及び該Cu層22上の所定の
位置に酸素含有率30at％〜0.4at％で、かつ、その酸素
含有量が第１のCr層21の酸素含有量より多い第２のCr層
23を順にスパッタにより形成するスパッタ工程と、前記
第２のCr層23、Cu層22及び第１のCr層21を順にエッチン
グするエッチング工程により薄膜配線層を形成するよう
に構成した。これによれば、エッチング工程において、
第２のCr層23の不動態膜のエッチングが、そのCu層露出
部23aより起こるために、従来のようにピンホール4aを
基準として不動態膜のエッチングを行なっていたのに比
してエッチング時間の安定化が実現され、可及的にエッ
チング作業の簡略化が実現する。また、エッチング工程
において、最下層の第１のCr層21をエッチングする際、
同材質の第２のCr層23は、その酸素含有量が第１のCr層
21より多く設定されているため、エッチング速度が第１
のCr層21より遅いので、そのオーバーエッチングの進行
が効果的に防止される。 なお、上記実施例では、スパッタ工程としてRFスパッ
タ法により構成した場合で説明したが、これに限ること
なく、例えばDCスパッタ法により構成することも可能で
ある。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
を実施し得ることは勿論である。 ［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易に
して、エッチング時間の安定化を図り得、かつ、オーバ
ーエッチングの防止を図り得るようにした薄膜装置とそ
の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例に係る薄膜装置とその製造
方法を説明するために示した図、第２図はこの発明によ
る薄膜装置の第１のCr層と第２のCr層の酸素含有特性を
示す特性図、第３図はこの発明によるスパッタ工程で第
１のCr層,Cu層及び第２のCr層の積層状態を示す図、第
４図は従来の薄膜装置の製造方法を説明するために示し
た図である。 10……予備排気室、11……基板、12……第１のスパッタ
室、13,15,17,20……移送路、14……第２のスパッタ
室、16……第３のスパッタ室、12a,14a,16a……ターゲ
ット、18……メタルマスク機構、19……基板取出し室、
21……第１のCr層、22……Cu層、23……第２のCr層、23
a……Cu層露出部。
方法を説明するために示した図、第２図はこの発明によ
る薄膜装置の第１のCr層と第２のCr層の酸素含有特性を
示す特性図、第３図はこの発明によるスパッタ工程で第
１のCr層,Cu層及び第２のCr層の積層状態を示す図、第
４図は従来の薄膜装置の製造方法を説明するために示し
た図である。 10……予備排気室、11……基板、12……第１のスパッタ
室、13,15,17,20……移送路、14……第２のスパッタ
室、16……第３のスパッタ室、12a,14a,16a……ターゲ
ット、18……メタルマスク機構、19……基板取出し室、
21……第１のCr層、22……Cu層、23……第２のCr層、23
a……Cu層露出部。
フロントページの続き
(72)発明者 岡野 純雄
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地
株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所
内
(72)発明者 工藤 麗子
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地
株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所
内
(56)参考文献 特開 昭62−99908（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板上に第１のCr層、Cu層及び第２のCr層を順に積
層した薄膜配線層を形成してなる薄膜装置において、前
記第２のCr層の酸素含有率を前記第１のCr層の酸素含有
率よりも高くしたことを特徴とする薄膜装置。 ２．基板に負のRFバイアスあるいはDCバイアスを印加し
て第１のCr層をスパッタにより形成した後、前記基板に
印加した負のRFあるいはDCバイアスを解除して、Cu層及
び該Cu層上の所定の位置にその酸素含有率が前記第１の
Cr層の酸素含有率よりも高い第２のCr層を順にスパッタ
により形成するスパッタ工程と、前記第２のCr層、Cu層
及び第１のCr層を順にエッチングして薄膜配線層を形成
するエッチング工程とを具備したことを特徴とする薄膜
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32150587A JP2664695B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 薄膜装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32150587A JP2664695B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 薄膜装置とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165012A JPH01165012A (ja) | 1989-06-29 |
| JP2664695B2 true JP2664695B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=18133313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32150587A Expired - Fee Related JP2664695B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 薄膜装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664695B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP32150587A patent/JP2664695B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01165012A (ja) | 1989-06-29 |
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