JPH0196365A - 高機能膜の形成方法 - Google Patents
高機能膜の形成方法Info
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- JPH0196365A JPH0196365A JP25307587A JP25307587A JPH0196365A JP H0196365 A JPH0196365 A JP H0196365A JP 25307587 A JP25307587 A JP 25307587A JP 25307587 A JP25307587 A JP 25307587A JP H0196365 A JPH0196365 A JP H0196365A
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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〕
本発明は高密度で結晶性のそろった配向性の高い高機能
膜をドライプロセスによって形成する方法に関する。
膜をドライプロセスによって形成する方法に関する。
有機膜形成において結晶性の高い膜を得る方法として、
粒子になんらかの力を加えて堆積進行中に秩序化または
結晶化を起させる方法が知られている。具体的には、（
ａｌ堆積させる粒子に強い相互作用をもたせる方法、（
ｂ１周期的特性を持った基板を用いてその周期性を利用
する方法、がある。
粒子になんらかの力を加えて堆積進行中に秩序化または
結晶化を起させる方法が知られている。具体的には、（
ａｌ堆積させる粒子に強い相互作用をもたせる方法、（
ｂ１周期的特性を持った基板を用いてその周期性を利用
する方法、がある。
前者（ａ）の場合は蒸着用分子をイオンプラズマ中に通
してイオン化させるイオンブレーティング法やクラスタ
上の分子をイオン化するクラスタイオンビーム法が挙げ
られる。これらは分子にファンデルワールス（ｖａｎ
ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）力板上の強い静電引力を与えて凝
集力を増加させる方法である。
してイオン化させるイオンブレーティング法やクラスタ
上の分子をイオン化するクラスタイオンビーム法が挙げ
られる。これらは分子にファンデルワールス（ｖａｎ
ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）力板上の強い静電引力を与えて凝
集力を増加させる方法である。
一方、後者（ｂ）の場合は結晶性基板を用いたエピタキ
シャル法でハロゲン化アルカリ金属のへき開面など周期
的なイオン分布を有するものを用いる。
シャル法でハロゲン化アルカリ金属のへき開面など周期
的なイオン分布を有するものを用いる。
このイオン配置に影響されて蒸着が配列するのである。
ところが、前者（ａ）については、高温の蒸発過程があ
るため蒸着する物質が限られる。また、クラスタイオン
ビーム法においては形成される膜はクラスタ内での配向
性はあっても、膜全体からみてクラスタ間の配向性を制
御することは困難である。
るため蒸着する物質が限られる。また、クラスタイオン
ビーム法においては形成される膜はクラスタ内での配向
性はあっても、膜全体からみてクラスタ間の配向性を制
御することは困難である。
また、後者（ｂ）については、基板構造の影響が顕著に
現れるのは極表面の元素に限られ、成膜にはその効果が
不十分である。
現れるのは極表面の元素に限られ、成膜にはその効果が
不十分である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、膜が
形成される基板の影響を受けず、また膜形成物質に耐熱
性や導電性などの限られた特性を必要とせず、原料の種
類に拘わらず高密度で高配向の特性を有する高機能膜の
形成方法を提供することである。
形成される基板の影響を受けず、また膜形成物質に耐熱
性や導電性などの限られた特性を必要とせず、原料の種
類に拘わらず高密度で高配向の特性を有する高機能膜の
形成方法を提供することである。
このために本発明は、ドライプロセスによって基板上に
膜を形成する過程において、上記基板上に磁場を印加し
ながら上記膜を形成するようにした。
膜を形成する過程において、上記基板上に磁場を印加し
ながら上記膜を形成するようにした。
以下、本発明の実施例の高機能膜の形成方法について説
明する。第１図はその実施に使用される高周波スパッタ
装置の模試図である。原図において、■は真空容器で、
その内部の上方部にターゲットホルダ２が、中間部にシ
ャッタ３が、下方に基板ホルダ４が各々配設されている
。ターゲットホルダ２は、その基部２ａが真空容器ｌの
上面から突出され、下面部にターゲット５が取り付けら
れるようになっている。また、基板ホルダ４もその基部
４ａが真空容器１の下面から突出されている。
明する。第１図はその実施に使用される高周波スパッタ
装置の模試図である。原図において、■は真空容器で、
その内部の上方部にターゲットホルダ２が、中間部にシ
ャッタ３が、下方に基板ホルダ４が各々配設されている
。ターゲットホルダ２は、その基部２ａが真空容器ｌの
上面から突出され、下面部にターゲット５が取り付けら
れるようになっている。また、基板ホルダ４もその基部
４ａが真空容器１の下面から突出されている。
６は基板ホルダ４の上面部に配設された永久磁石で、そ
の永久磁石６の上面に基板７が搭載されるようになって
いる。よって、その永久磁石６の磁場が基板７上に印加
する。
の永久磁石６の上面に基板７が搭載されるようになって
いる。よって、その永久磁石６の磁場が基板７上に印加
する。
８はターゲットホルダ２に接続されたマツチングボック
ス、９は該マツチングボックス８に接続された高周波電
源装置である。
ス、９は該マツチングボックス８に接続された高周波電
源装置である。
１０は油拡散ポンプ、１１はロータリポンプで、拡散ポ
ンプ１０はメインバルブ１２を介して真空容器１に配管
接続され、ロークリポンプ１１は油拡散ポンプ用吸引バ
ルブ１３を介して拡散ポンプ１０に、かつ、粗引バルブ
１４を介して真空容器ｌに各々配管接続されている。
ンプ１０はメインバルブ１２を介して真空容器１に配管
接続され、ロークリポンプ１１は油拡散ポンプ用吸引バ
ルブ１３を介して拡散ポンプ１０に、かつ、粗引バルブ
１４を介して真空容器ｌに各々配管接続されている。
１５は真空容器１内に配管接続されたガス導入用可変バ
ルブ、１６は該可変バルブ１５に配管接続されたプラズ
マガスボンベである。
ルブ、１６は該可変バルブ１５に配管接続されたプラズ
マガスボンベである。
さて、本装置によって基板７に膜を形成するには、まず
、第１図の通りにセットし、ロークリポンプ１１を作動
させた後、粗引バルブ１４を開いて真空容器１の予備排
気を開始する。真空容器１内が１０−”ｔｏｒｒ程度に
なった時点で粗引バルブ１４を閉じると共に吸引バルブ
１３、メインバルブ１２を開き、予め稼働させておいた
油拡散ポンプ１０で本排気を開始する。
、第１図の通りにセットし、ロークリポンプ１１を作動
させた後、粗引バルブ１４を開いて真空容器１の予備排
気を開始する。真空容器１内が１０−”ｔｏｒｒ程度に
なった時点で粗引バルブ１４を閉じると共に吸引バルブ
１３、メインバルブ１２を開き、予め稼働させておいた
油拡散ポンプ１０で本排気を開始する。
そして真空容器１内が１０−６ｔｏｒｒ程度まで真空度
が上がった時点で可変バルブ１５を開き、プラズマガス
を真空容器１内に導入する。ここで、高周波電源装置９
を作動させて高周波電圧を印加し、またプラズマが安定
に発生するようにガス圧を可変バルブ１５で調整すると
ともにマツチングボックス８のコンデンサを調整する。
が上がった時点で可変バルブ１５を開き、プラズマガス
を真空容器１内に導入する。ここで、高周波電源装置９
を作動させて高周波電圧を印加し、またプラズマが安定
に発生するようにガス圧を可変バルブ１５で調整すると
ともにマツチングボックス８のコンデンサを調整する。
そして、ターゲット５の表面汚染を取り除くためにスパ
ッタクリーニングを行った後、シャッタ３を開き、基板
７上において膜形成を行う。
ッタクリーニングを行った後、シャッタ３を開き、基板
７上において膜形成を行う。
この場合、従来のように高温や特別な単結晶の基板を必
要としないで、配向性や結晶性を具備した膜が基板７上
に形成される。即ち、スパッタにより飛来した磁気モー
メントを持った粒子は、従来ではランダムに存在するが
、この例では磁力線の影響を受けて再配列が行なわれる
。よって、高密度な膜が形成される。
要としないで、配向性や結晶性を具備した膜が基板７上
に形成される。即ち、スパッタにより飛来した磁気モー
メントを持った粒子は、従来ではランダムに存在するが
、この例では磁力線の影響を受けて再配列が行なわれる
。よって、高密度な膜が形成される。
次に、上記装置を使用して行った実験例について説明す
る。
る。
〔実験例１〕
ターゲット５にグラファイト、プラズマガスにアルゴン
（Ａｒ）を用い、熱酸化処理を施したシリコンウェハを
基板７としてその上に膜を形成した。この場合、３．１
Ｗ／ｃＡＯ高周波電力を投入してプラズマを発生させ、
ガス圧を１０−’ｔｏｒｒ以下に抑えた。この結果、形
成された膜構造は赤外線分光法によりオレフィンＣＣ＝
Ｃ） （炭素骨格より成る有機分子の１グループ）を
基本骨格に有したものであることが確認された。
（Ａｒ）を用い、熱酸化処理を施したシリコンウェハを
基板７としてその上に膜を形成した。この場合、３．１
Ｗ／ｃＡＯ高周波電力を投入してプラズマを発生させ、
ガス圧を１０−’ｔｏｒｒ以下に抑えた。この結果、形
成された膜構造は赤外線分光法によりオレフィンＣＣ＝
Ｃ） （炭素骨格より成る有機分子の１グループ）を
基本骨格に有したものであることが確認された。
そこで、膜の物性評価として、定電圧（ｌＯＯＶ）印加
時における表面比抵抗（ρ）を測定した。その結果、基
板７上に磁場を印加しない従来の方法のものでは、ρ。
時における表面比抵抗（ρ）を測定した。その結果、基
板７上に磁場を印加しない従来の方法のものでは、ρ。
−２，２Ｘ１０６Ωｃｒｎであった。この値は上記と同
一の装置で、同一のスパッタ条件により形成された膜に
ついて得たものである。
一の装置で、同一のスパッタ条件により形成された膜に
ついて得たものである。
これに対し、上記の条件で基板７上に磁場を印加して形
成した膜では、磁力線と平行な方向（磁場方向）におい
てはρｚ＝９．８ Ｘ １０２Ω０、磁力線と交差する
方向においてはρＩ＝７．４Ｘ１０’Ωｃｍとなり、従
来方法のものより３桁から４桁も表面比抵抗ρの値が減
少し、しかも磁場により異方性が現れることが明らかと
なった。
成した膜では、磁力線と平行な方向（磁場方向）におい
てはρｚ＝９．８ Ｘ １０２Ω０、磁力線と交差する
方向においてはρＩ＝７．４Ｘ１０’Ωｃｍとなり、従
来方法のものより３桁から４桁も表面比抵抗ρの値が減
少し、しかも磁場により異方性が現れることが明らかと
なった。
これは磁場により基板７上に飛来した磁気モーメントを
持った炭素が磁力線の影響を受けて再配列と重合を行っ
たため導電性の向上および配列した分子鎖による異方性
が出現したものと考えられる。
持った炭素が磁力線の影響を受けて再配列と重合を行っ
たため導電性の向上および配列した分子鎖による異方性
が出現したものと考えられる。
〔実験例２〕
実験例１と同様の方法でステンレス鋼およびアルミニュ
ウム板の基板に形成した膜の摩擦特性を測定した。
ウム板の基板に形成した膜の摩擦特性を測定した。
基板２２はあらかじめトリクロロエチレン、アセトンで
洗浄したものを用いた。なお、摩擦試験装置の概略を第
２図に示した。原図において、１００ｇの荷重下、油圧
ピストンにより試料台１７を１．３Ｘ １０−’ｍ ／
ｓｅ、ｃの速度で往復動させ、その時の摩擦力をひず
みゲージ１８により検出した。なお、１９は荷重おもり
、２０はステンレス球、２１はバランスおもりである。
洗浄したものを用いた。なお、摩擦試験装置の概略を第
２図に示した。原図において、１００ｇの荷重下、油圧
ピストンにより試料台１７を１．３Ｘ １０−’ｍ ／
ｓｅ、ｃの速度で往復動させ、その時の摩擦力をひず
みゲージ１８により検出した。なお、１９は荷重おもり
、２０はステンレス球、２１はバランスおもりである。
各基板上に発生させた磁力線の方向とそのもとで得られ
た膜の摩擦特性を第３図および第４図に示す。これらの
図から明らかなようにステンレス鋼およびアルミニュウ
ム板の基板について、両者とも成膜面に対して垂直方向
に磁場を印加したもの（図中６点）の摩擦係数が、摺動
方向と平行に印加したもの（図中０点）より低くなって
いる。
た膜の摩擦特性を第３図および第４図に示す。これらの
図から明らかなようにステンレス鋼およびアルミニュウ
ム板の基板について、両者とも成膜面に対して垂直方向
に磁場を印加したもの（図中６点）の摩擦係数が、摺動
方向と平行に印加したもの（図中０点）より低くなって
いる。
以上から本発明によれば、基板上に磁場を印加しなから
成膜を行うようにしたので、その成膜が高配向で高密度
に行われる。従って、比抵抗が小さく、しかも耐摩耗性
に優れるという特性を持ち、用途面として電極乃至接点
のコーティングや保護膜としての適用が可能で、長寿命
を保証できる利点がある。
成膜を行うようにしたので、その成膜が高配向で高密度
に行われる。従って、比抵抗が小さく、しかも耐摩耗性
に優れるという特性を持ち、用途面として電極乃至接点
のコーティングや保護膜としての適用が可能で、長寿命
を保証できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施に使用した高周波スパッタ装置の
模試図、第２図は摩擦試験装置の側面図、第３図本実施
例によってアルミニュウム基板上に形成された膜の摩擦
特性図、第４図はステンレス鋼上に形成された膜の摩擦
特性図である。 １・・・真空容器、２・・・ターゲットホルダ、２ａ・
・・基部、３・・・シャッタ、４・・・基板ホルダ、４
ａ・・・基部、５・・・ターゲット、６・・・永久磁石
、７・・・基板、８・・・マツチングボックス、９・・
・高周波電源装置、１０・・・油拡散ポンプ、１１・・
・ロークリポンプ、１２・・・メインパルプ、１３・・
・油拡散ポンプ用吸引パルプ、１４・・・粗引パルプ、
１５・・・ガス導入用可変パルプ、１６・・・プラズマ
ガスポンベ、１７・・・試料台、１８・・・ひずみゲー
ジ、１９・・・荷重おもり、２０・・・ステンレス球、
２１・・・バランスおもり、２２・・・基板。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 第１図 第３図 ４ ＋Ａ ＋組長 アルミニウム鬼紅４ぢΔ：（７０Ｌつ簿Ｍ−、’ｊ＃Ｌ
第４図 ４ ｔつ）ヨ妖
模試図、第２図は摩擦試験装置の側面図、第３図本実施
例によってアルミニュウム基板上に形成された膜の摩擦
特性図、第４図はステンレス鋼上に形成された膜の摩擦
特性図である。 １・・・真空容器、２・・・ターゲットホルダ、２ａ・
・・基部、３・・・シャッタ、４・・・基板ホルダ、４
ａ・・・基部、５・・・ターゲット、６・・・永久磁石
、７・・・基板、８・・・マツチングボックス、９・・
・高周波電源装置、１０・・・油拡散ポンプ、１１・・
・ロークリポンプ、１２・・・メインパルプ、１３・・
・油拡散ポンプ用吸引パルプ、１４・・・粗引パルプ、
１５・・・ガス導入用可変パルプ、１６・・・プラズマ
ガスポンベ、１７・・・試料台、１８・・・ひずみゲー
ジ、１９・・・荷重おもり、２０・・・ステンレス球、
２１・・・バランスおもり、２２・・・基板。 代理人 弁理士 長 尾 常 明 第１図 第３図 ４ ＋Ａ ＋組長 アルミニウム鬼紅４ぢΔ：（７０Ｌつ簿Ｍ−、’ｊ＃Ｌ
第４図 ４ ｔつ）ヨ妖
Claims (3)
- （１）、ドライプロセスによって基板上に膜を形成する
過程において、 上記基板上に磁場を印加しながら上記膜を形成すること
を特徴とする高機能膜の形成方法。 - （２）、炭素より構成される膜を対象としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の高機能膜の形成方法
。 - （３）、炭素骨格より成る有機分子で構成される膜を対
象としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
高機能膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25307587A JPH0196365A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 高機能膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25307587A JPH0196365A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 高機能膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196365A true JPH0196365A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17246144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25307587A Pending JPH0196365A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 高機能膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196365A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08158044A (ja) * | 1994-12-07 | 1996-06-18 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 分子配向膜の製造方法及び装置 |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP25307587A patent/JPH0196365A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08158044A (ja) * | 1994-12-07 | 1996-06-18 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 分子配向膜の製造方法及び装置 |
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