JPH01259168A - 反応性イオンビームスパッタ装置 - Google Patents
反応性イオンビームスパッタ装置Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、ビーム状のスパッタ用イオンをターゲットに
照射し、スパッタ時に反応性ガスを添加して、基板上に
化合物の薄膜を形成する反応性イオンビームスパッタ装
置の改良に関する。
照射し、スパッタ時に反応性ガスを添加して、基板上に
化合物の薄膜を形成する反応性イオンビームスパッタ装
置の改良に関する。
[従来の技術]
この種の従来装置の方式としては、第2図に示されるも
のが知られている。
のが知られている。
すなわち、(a)の方式はイオン源1に不活性ガス6を
導入し、そこからターゲット2に向けてイオンビームを
照射するとともに、スパッタ時に反応性ガス7を添加し
て、基板5の近傍でターゲット粒子と反応性ガスとを反
応せしめ、基板5上に化合物の薄膜を形成するものであ
る。
導入し、そこからターゲット2に向けてイオンビームを
照射するとともに、スパッタ時に反応性ガス7を添加し
て、基板5の近傍でターゲット粒子と反応性ガスとを反
応せしめ、基板5上に化合物の薄膜を形成するものであ
る。
(b)の方式は、イオン源1に不活性ガス6と反応性ガ
ス7とを導入し、そこからターゲット2に向けてイオン
ビームを照射し、ターゲット2上で反応させて、基板5
上に化合物の薄膜を形成するものである。
ス7とを導入し、そこからターゲット2に向けてイオン
ビームを照射し、ターゲット2上で反応させて、基板5
上に化合物の薄膜を形成するものである。
(c)の方式は(、)の改良型とも言うべきもので、反
応性ガス7をイオン化し、それを基板5上に照射すると
ころがみそであり、基板5上における薄膜形成効率の向
上を図った方式である。
応性ガス7をイオン化し、それを基板5上に照射すると
ころがみそであり、基板5上における薄膜形成効率の向
上を図った方式である。
しかしながら、上述した従来例はいづれも問題点を抱え
ている。
ている。
すなわち、(a)や(c)の方式では化合物の形成効率
が不十分で、膜中に未反応ガスが取込まれ易い。
が不十分で、膜中に未反応ガスが取込まれ易い。
たとえば、これらの方式を光磁気記録媒体の保論膜とし
てのSiN膜の形成に適用すると、未反応ガスの取込み
によって磁気特性の耐久性が悪くなる。
てのSiN膜の形成に適用すると、未反応ガスの取込み
によって磁気特性の耐久性が悪くなる。
また、(c)の方式では基板にイオンビームを照射する
ため、その基板がアクリル樹脂やポリカーゼネート樹脂
等のプラスチック製であると、基板の温度上昇が著しく
カリ、それが変形したり緻密な薄膜が得られない。
ため、その基板がアクリル樹脂やポリカーゼネート樹脂
等のプラスチック製であると、基板の温度上昇が著しく
カリ、それが変形したり緻密な薄膜が得られない。
一方、(b)の方式は他の2方式に比べ比較的高い効率
で薄膜を形成することができる反面、その薄膜の組成が
化学量論的なそれからずれる割合が大きく、しかも成膜
速度を大きくすることができ々い。さらに詳しく説明す
ると、たとえば第3図に示すように成膜速度を大きくす
るためにイオンビームのイオンエネルギーを大きくする
と、薄膜の組成が化学量論的なそれからずれて、薄膜の
屈折率ノコントロールができない場合がある。成膜速度
は第4図に示すようにイオン電流の増加に比例して増加
するが、薄膜の組成が化学量論的なそれからずれてし”
まう。
で薄膜を形成することができる反面、その薄膜の組成が
化学量論的なそれからずれる割合が大きく、しかも成膜
速度を大きくすることができ々い。さらに詳しく説明す
ると、たとえば第3図に示すように成膜速度を大きくす
るためにイオンビームのイオンエネルギーを大きくする
と、薄膜の組成が化学量論的なそれからずれて、薄膜の
屈折率ノコントロールができない場合がある。成膜速度
は第4図に示すようにイオン電流の増加に比例して増加
するが、薄膜の組成が化学量論的なそれからずれてし”
まう。
そのため、化学量論的組成に近い薄膜が得られるイオン
エネルギーでイオン電流を増加させ、現状のイオン源で
得られる最大値にすれば、成膜速度を大幅に向上させる
ことができない。
エネルギーでイオン電流を増加させ、現状のイオン源で
得られる最大値にすれば、成膜速度を大幅に向上させる
ことができない。
一方、反応ガスと不活性ガスの割合を変えて、後者の比
率を大きくした場合は、第5図に例示するように成膜速
度は犬きくなるが、薄膜の組成が化学量論的々それから
大きくずれてしまう。
率を大きくした場合は、第5図に例示するように成膜速
度は犬きくなるが、薄膜の組成が化学量論的々それから
大きくずれてしまう。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、薄膜の屈折率、組成を制御でき、化合
物の形成効率と成膜速度を増大可能にするとともに、基
板の温度上昇の著しく少ない反応性イオンビームス・母
ツタ装置を提供することにある。
物の形成効率と成膜速度を増大可能にするとともに、基
板の温度上昇の著しく少ない反応性イオンビームス・母
ツタ装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段及び作用]本発明は、ス
ノぐツタ用イオンのビームをターゲットに照射し、スパ
ッタ時に反応性ガスを添加して基板上に化合物の薄膜を
形成する反応性イオンビームスパッタ装置において、上
記反応性ガスとスパッタ時に発生するターゲット粒子の
両者に電子ビームを照射しながら、上記基板上に化合物
の薄膜を形成することを特徴とする。
ノぐツタ用イオンのビームをターゲットに照射し、スパ
ッタ時に反応性ガスを添加して基板上に化合物の薄膜を
形成する反応性イオンビームスパッタ装置において、上
記反応性ガスとスパッタ時に発生するターゲット粒子の
両者に電子ビームを照射しながら、上記基板上に化合物
の薄膜を形成することを特徴とする。
以下、第1図の模式図に基づいて本発明の反応性イオン
ビームスノやツタ装置を詳しく説明する。
ビームスノやツタ装置を詳しく説明する。
1はスパッタ用イオンビームを形成するためのイオン源
で、1)、これには酸素や窒素、メタン等のガスも導入
できるが、アルコゞンをはじめとする不活性ガス6を導
入することが好ましい。
で、1)、これには酸素や窒素、メタン等のガスも導入
できるが、アルコゞンをはじめとする不活性ガス6を導
入することが好ましい。
上記イオンビームは、好ましくは負のDC電圧にバイア
スされたターゲット2に照射される。3はDC電源を示
す。このようにターケゝット2に負のDC電圧を印加す
るのは、イオンをさらに加速するためと、集中してター
ゲット2に照射させるためである。この場合、印加電圧
は適当に選ばれるが、一般には−50〜−300Vの範
囲が望丑しい。
スされたターゲット2に照射される。3はDC電源を示
す。このようにターケゝット2に負のDC電圧を印加す
るのは、イオンをさらに加速するためと、集中してター
ゲット2に照射させるためである。この場合、印加電圧
は適当に選ばれるが、一般には−50〜−300Vの範
囲が望丑しい。
ターゲット2の材料としては導体に限らず、siなどの
半金属も使用可能であり、とくに後者の場合は、膜質に
影響を与えない程度に、B(ボロン)やP(リン)をド
ープした抵抗率〜5Ω・錆のStを用いることが好まし
bo 前記ビームによってターゲット2がスノやツタされると
、そこからターゲット粒子が発生し、それが基板5の方
向に向って殆ど衝突しないで飛翔する。そしてスパッタ
時に反応性ガス7、たとえば窒素ガスが添加される。こ
の反応性ガス7はターゲット2と基板5の間に供給し、
且つ基板5に向って流れるようにすることが望ましい。
半金属も使用可能であり、とくに後者の場合は、膜質に
影響を与えない程度に、B(ボロン)やP(リン)をド
ープした抵抗率〜5Ω・錆のStを用いることが好まし
bo 前記ビームによってターゲット2がスノやツタされると
、そこからターゲット粒子が発生し、それが基板5の方
向に向って殆ど衝突しないで飛翔する。そしてスパッタ
時に反応性ガス7、たとえば窒素ガスが添加される。こ
の反応性ガス7はターゲット2と基板5の間に供給し、
且つ基板5に向って流れるようにすることが望ましい。
上記ターゲット粒子は基板5に衝突するまでに反応性ガ
ス7と衝突させて、化合物を形成するわけであるが、そ
のためにはターゲット粒子と反応性ガスは励起状態にあ
るが又はイオン化していなければならない。
ス7と衝突させて、化合物を形成するわけであるが、そ
のためにはターゲット粒子と反応性ガスは励起状態にあ
るが又はイオン化していなければならない。
そこで、本発明ではクーグツト粒子と反応性ガスの両者
に対し電子ビーム源4から電子ビームを照射させる。
に対し電子ビーム源4から電子ビームを照射させる。
基板5上に形成される化合物の薄膜は、この電子ビーム
の加速電圧及びエミッション電流によって、屈折率や組
成を制御できるし、また薄膜の内部応力も制御可能であ
る。
の加速電圧及びエミッション電流によって、屈折率や組
成を制御できるし、また薄膜の内部応力も制御可能であ
る。
[実施例]
以下、実施例1と比較例1に基づいて本発明をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例1
第1図において、イオン源1としてビーム径IQOmφ
のバケット型イオン源を用い、それに導入する不活性ガ
ス6としてArを用いた。イオンエネルギーは400〜
1000eV、最大イオン電流は200mAである。タ
ーゲット2としてBをドープしたP型の抵抗率0.01
Ω・αのSiを用い、これに対するバイアス電圧は一1
00Vとした。
のバケット型イオン源を用い、それに導入する不活性ガ
ス6としてArを用いた。イオンエネルギーは400〜
1000eV、最大イオン電流は200mAである。タ
ーゲット2としてBをドープしたP型の抵抗率0.01
Ω・αのSiを用い、これに対するバイアス電圧は一1
00Vとした。
イオンビームはターゲット2に対して45°の入射角で
照射した。反応性ガス7としては窒素ガスを用いた。反
応室内の真空度は2X10 ’TorrになるようAr
および窒素ガスの量を調整した。
照射した。反応性ガス7としては窒素ガスを用いた。反
応室内の真空度は2X10 ’TorrになるようAr
および窒素ガスの量を調整した。
電子ビーム源4の設定加速電圧は0.5 kV、エミッ
ション電流は100mAとした。また、イオン源1の設
定エネルギーは1000eVで、イオン電流は160m
Aとした。基板5はポリカーゴネート樹脂製で、この上
にSiN薄膜を形成した。得られた薄膜の成膜速度は4
00X/分、屈折率は2.l1組成はN/81 = 1
.25であった。
ション電流は100mAとした。また、イオン源1の設
定エネルギーは1000eVで、イオン電流は160m
Aとした。基板5はポリカーゴネート樹脂製で、この上
にSiN薄膜を形成した。得られた薄膜の成膜速度は4
00X/分、屈折率は2.l1組成はN/81 = 1
.25であった。
成膜した基板5は温度上昇による変形等は認められず、
テープテストによる薄膜の密着力も良好であった。捷だ
、薄膜の内部応力は圧縮応力で40 kl?/mm
と小さな値を示した。
テープテストによる薄膜の密着力も良好であった。捷だ
、薄膜の内部応力は圧縮応力で40 kl?/mm
と小さな値を示した。
比較例1
実施例1と同一のイオン源1に対して不活性ガス6の代
わシに窒素ガスを導入し、ターゲット2に窒素イオンビ
ームを照射した。なお、ターゲット2は実施例1と同じ
ものを用いた。
わシに窒素ガスを導入し、ターゲット2に窒素イオンビ
ームを照射した。なお、ターゲット2は実施例1と同じ
ものを用いた。
イオンエネルギーは1000eV、イオン電流は160
mAである。電子ビーム源4の使用を省いて基板5土
に成膜したところ、成膜速度は230V分、得られたS
iN薄膜の屈折率は2.3、組成はN/5i=0.9で
あった。捷た、薄膜の内部応力は圧縮応力で100 k
l?/朋 と大きな値を示した。
mAである。電子ビーム源4の使用を省いて基板5土
に成膜したところ、成膜速度は230V分、得られたS
iN薄膜の屈折率は2.3、組成はN/5i=0.9で
あった。捷た、薄膜の内部応力は圧縮応力で100 k
l?/朋 と大きな値を示した。
[発明の効果]
以上で明らかなように、本発明の反応性イオンビームス
ノやツタ装置は反応性ガスとターゲット粒子の両者に電
子ビームを照射しなから成膜を行なうものであるだめ、
得られる薄膜の屈折率および組成を制御でき、化合物の
形成効率と成膜速度を増大させることが可能となるばか
りか、基板の温度上昇ならびにそれに伴なう変形等の弊
害を著しく少なくでき、さらには薄膜の内部応力も小さ
く制御することが可能となった。
ノやツタ装置は反応性ガスとターゲット粒子の両者に電
子ビームを照射しなから成膜を行なうものであるだめ、
得られる薄膜の屈折率および組成を制御でき、化合物の
形成効率と成膜速度を増大させることが可能となるばか
りか、基板の温度上昇ならびにそれに伴なう変形等の弊
害を著しく少なくでき、さらには薄膜の内部応力も小さ
く制御することが可能となった。
第1図は本発明の反応性イオンビームスパッタ装置の模
式図、第2図(a)〜(c)は従来の反応性イオンスノ
Rツタ装置の模式図である。第3図(a)は従来の反応
性イオンスパッタ装置における成膜速度とイオンエネル
ギーの関係を示す線図、第3図(b)は同装置における
イオンエネルギーと薄膜の屈折率、組成(N/81 )
との関係を示す線図、第4図は同装置における成膜速度
とイオン電流の関係を示す線図、第5図は同装置におけ
る不活性ガス(Ar )の割合と成膜速度、薄膜の組成
(N/St)との関係を示す線図である。 1・・・イオン源、2・・・ターグット、3・・・DC
電源、4−電子ビーム源、5・・・基板、6・・・不活
性ガス、7・・・反応性ガス。 代理人 弁理士 山 下 穣 平
式図、第2図(a)〜(c)は従来の反応性イオンスノ
Rツタ装置の模式図である。第3図(a)は従来の反応
性イオンスパッタ装置における成膜速度とイオンエネル
ギーの関係を示す線図、第3図(b)は同装置における
イオンエネルギーと薄膜の屈折率、組成(N/81 )
との関係を示す線図、第4図は同装置における成膜速度
とイオン電流の関係を示す線図、第5図は同装置におけ
る不活性ガス(Ar )の割合と成膜速度、薄膜の組成
(N/St)との関係を示す線図である。 1・・・イオン源、2・・・ターグット、3・・・DC
電源、4−電子ビーム源、5・・・基板、6・・・不活
性ガス、7・・・反応性ガス。 代理人 弁理士 山 下 穣 平
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)スパッタ用イオンのビームをターゲットに照射し
、スパッタ時に反応性ガスを添加して基板上に化合物の
薄膜を形成する反応性イオンビームスパッタ装置におい
て、上記反応性ガスとスパッタ時に発生するターゲット
粒子の両者に電子ビームを照射しながら、上記基板上に
化合物の薄膜を形成することを特徴とする反応性イオン
ビームスパッタ装置。(2)前記スパッタ用イオンが不
活性ガスのイオンである特許請求の範囲第(1)項記載
の反応性イオンビームスパッタ装置。 (3)前記反応性ガスが前記ターゲットと基板との間に
供給され、且つ該基板に向って流れるようにした特許請
求の範囲第(1)項記載の反応性イオンビームスパッタ
装置。 (4)前記ターゲットが抵抗率5Ω・cm以下の材料か
らなり、且つこのターゲットにバイアス電圧か印加され
るようにした特許請求の範囲第(1)項記載の反応性イ
オンビームスパッタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8318988A JPH01259168A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 反応性イオンビームスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8318988A JPH01259168A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 反応性イオンビームスパッタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01259168A true JPH01259168A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13795377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8318988A Pending JPH01259168A (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 反応性イオンビームスパッタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01259168A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04292802A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | G T C:Kk | Ito透明導電膜の形成方法 |
JP2007308808A (ja) * | 2007-08-23 | 2007-11-29 | Canon Anelva Corp | スパッタリング方法 |
JP2008017491A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | スパッタリング工程を利用するフィルム型アンテナの製造方法 |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP8318988A patent/JPH01259168A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04292802A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | G T C:Kk | Ito透明導電膜の形成方法 |
JP2008017491A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | スパッタリング工程を利用するフィルム型アンテナの製造方法 |
JP2007308808A (ja) * | 2007-08-23 | 2007-11-29 | Canon Anelva Corp | スパッタリング方法 |
JP4719195B2 (ja) * | 2007-08-23 | 2011-07-06 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング方法 |
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