JPH02182873A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
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- JPH02182873A JPH02182873A JP323389A JP323389A JPH02182873A JP H02182873 A JPH02182873 A JP H02182873A JP 323389 A JP323389 A JP 323389A JP 323389 A JP323389 A JP 323389A JP H02182873 A JPH02182873 A JP H02182873A
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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］
本発明は多元成分系薄膜の製造方法に関し、特にスパッ
タリングによる合金または化合物薄膜の製造方法に関わ
る。
タリングによる合金または化合物薄膜の製造方法に関わ
る。
［従来の技術］
２成分以上の多元系薄膜は、電子デバイス、磁性デバイ
スなどに広く応用され、工業的な生産は主として真空蒸
着やスパッタリングによって行われている。例えば消去
可能な光メモリ−ディスクとして研究されている光磁気
記録媒体の記録層にはＴｂＦｅＣｏのような希土類−鉄
系非晶質合金薄膜が用いられる。この種の膜の研究室レ
ベルの製造においては、共蒸着法や金属ターゲット上に
異種金属片をｌきスパッタをおこなう方法がとられるこ
とが多いが、一定の特性、組成の肱を繰り返し製造する
には向いていない。そこで大量生産の場では、得られる
膜組成の時間的な変化が小さい、合金ターゲットを用い
たスパッタ法が利用されている。ここで合金ターゲット
とは、所望の開祖組成に近い成分比の合金、化合物ある
いは巨視的には均一な複合体から成るもので、合金ター
ゲットを用いて成膜を行うことによって、等しい特性の
薄膜を大量に製造できるようになった。
スなどに広く応用され、工業的な生産は主として真空蒸
着やスパッタリングによって行われている。例えば消去
可能な光メモリ−ディスクとして研究されている光磁気
記録媒体の記録層にはＴｂＦｅＣｏのような希土類−鉄
系非晶質合金薄膜が用いられる。この種の膜の研究室レ
ベルの製造においては、共蒸着法や金属ターゲット上に
異種金属片をｌきスパッタをおこなう方法がとられるこ
とが多いが、一定の特性、組成の肱を繰り返し製造する
には向いていない。そこで大量生産の場では、得られる
膜組成の時間的な変化が小さい、合金ターゲットを用い
たスパッタ法が利用されている。ここで合金ターゲット
とは、所望の開祖組成に近い成分比の合金、化合物ある
いは巨視的には均一な複合体から成るもので、合金ター
ゲットを用いて成膜を行うことによって、等しい特性の
薄膜を大量に製造できるようになった。
［発明が解決しようとする課題 ］
ところが、ＴｂＦｅＣｏ系非晶質薄膜のよう（こ物性の
組成依存性の大きな材料で、比較的広い面積の薄膜が必
要な場合、厳密な膜組成の均一性が要求される。例えば
ＴｂＦｅＣｏの場合、直径１３０ｍｍディスク内で±０
．２ａｔ％程度の組成管理が必要である。一方、前述の
ような合金ターゲットを用いて希土類−遷移金属系の合
金薄膜を形成すると、基板とターゲットの空間的な配置
を成膜中変えない場合で約±２ａｔ％、基板に一軸の回
転を与えた場合で約±ｌａｔ％の組成むらが基板内に生
じてしまう。そして実用的な組成むらの範囲内に抑える
ためには２軸の回転を基板に与える必要があることが知
られている。しかしながらこのような回転を基板に持た
せるためには、スパッタ装置の真空槽内に複雑な回転機
構を取り付けることが必要になるため、装置コストが上
昇してしまう。さらに回転系から発せられる摩耗粉が基
板に付着することにより、記録膜にピンホール等の欠陥
を生じせしめることになり、記録媒体のエラーレートな
どの特性に重大な影響を及ぼす。
組成依存性の大きな材料で、比較的広い面積の薄膜が必
要な場合、厳密な膜組成の均一性が要求される。例えば
ＴｂＦｅＣｏの場合、直径１３０ｍｍディスク内で±０
．２ａｔ％程度の組成管理が必要である。一方、前述の
ような合金ターゲットを用いて希土類−遷移金属系の合
金薄膜を形成すると、基板とターゲットの空間的な配置
を成膜中変えない場合で約±２ａｔ％、基板に一軸の回
転を与えた場合で約±ｌａｔ％の組成むらが基板内に生
じてしまう。そして実用的な組成むらの範囲内に抑える
ためには２軸の回転を基板に与える必要があることが知
られている。しかしながらこのような回転を基板に持た
せるためには、スパッタ装置の真空槽内に複雑な回転機
構を取り付けることが必要になるため、装置コストが上
昇してしまう。さらに回転系から発せられる摩耗粉が基
板に付着することにより、記録膜にピンホール等の欠陥
を生じせしめることになり、記録媒体のエラーレートな
どの特性に重大な影響を及ぼす。
本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的
とするところは、スパッタ装置に複雑な基板回転機構を
持たせることなく、大面積にわたって均一な組成の薄膜
の製造方法を供することにある。
とするところは、スパッタ装置に複雑な基板回転機構を
持たせることなく、大面積にわたって均一な組成の薄膜
の製造方法を供することにある。
［ｔｌ！！題を解決するための手段］
本発明のｎ１ＦＪの製造方法は、２種以上の元素を主成
分とする合金、または化合物から成るターゲットを用い
て該ターゲットと同じ成分を含有する薄膜を基体上に形
成するスパッタリングにおいて、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘ
ｅのうち少なくとも１種以上の気体とＡｒガスの混合ガ
スをスパッタガスとすることを特徴とする。
分とする合金、または化合物から成るターゲットを用い
て該ターゲットと同じ成分を含有する薄膜を基体上に形
成するスパッタリングにおいて、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘ
ｅのうち少なくとも１種以上の気体とＡｒガスの混合ガ
スをスパッタガスとすることを特徴とする。
一般にスパッタ成膜においてはＡｒガスがスパッタガス
として専ら用いられている。これは、原子のスパッタ率
がＨｅ、Ｎｅ等の希ガス元素で大きく、その中でもＡｒ
の自然存在率が高いことによる。
として専ら用いられている。これは、原子のスパッタ率
がＨｅ、Ｎｅ等の希ガス元素で大きく、その中でもＡｒ
の自然存在率が高いことによる。
本願出願人らは、光磁気記録材料であるところの希土類
−遷移金属合金スパッタ膜の組成分布の低減を目的とし
て、Ａｒガスをはじめとする種々の希ガスをスパッタガ
スに用いて成膜・評価をおこなったところ、希ガスの種
顛によりｆｌｉ１成の分布特性が著しく異なることを見
いだした。さらに、希ガスの混合ガスをスパッタガスと
して成膜したところ、膜組成の分布は混合ガスの成分お
よび混合比率に依存し、これらを適当に選択することに
よって膜組成の分布を著しく低減できることを見いだし
た。
−遷移金属合金スパッタ膜の組成分布の低減を目的とし
て、Ａｒガスをはじめとする種々の希ガスをスパッタガ
スに用いて成膜・評価をおこなったところ、希ガスの種
顛によりｆｌｉ１成の分布特性が著しく異なることを見
いだした。さらに、希ガスの混合ガスをスパッタガスと
して成膜したところ、膜組成の分布は混合ガスの成分お
よび混合比率に依存し、これらを適当に選択することに
よって膜組成の分布を著しく低減できることを見いだし
た。
［実施例］
以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。
なお、本実施例においては組成は特別に断わらない限り
原子比（ａｔ％）で表記するものとする。
原子比（ａｔ％）で表記するものとする。
実施例１：
直径４インチ、厚さ４ｍｍのＴ ｂ２１Ｆ ｅ６９ｃ。
１０なる組成のスパッタターゲットを用いて、第１図に
示す構成のスパッタ装置で成膜をおこなった。
示す構成のスパッタ装置で成膜をおこなった。
スパッタターゲット１からたたき出されたＴｂ、Ｆｅ、
Ｃｏの各成分が回転する基板ホルダー２上に設けられた
基板３の上に堆積して成膜するこの方式では、全ての試
料で膜厚の分布は±３％以内に収まり良好であった。
Ｃｏの各成分が回転する基板ホルダー２上に設けられた
基板３の上に堆積して成膜するこの方式では、全ての試
料で膜厚の分布は±３％以内に収まり良好であった。
まず真空槽内を５Ｘ１０−”ＴＯｒｒ以下に排気した後
、主排気系のコンダクタンスバルブを絞り、Ａｒ８ＯＮ
ｅ２０の混合ガスを導入して真空槽内の圧力を２ｍＴｏ
ｒｒとした。次に、ターゲットに直流電力１６０Ｗを投
入して１０分間の成膜をおこなった。比較のために、ス
パッタガスにＡｒを用いて同様に成膜した。第２図はこ
のようにして得られた薄膜試料のＴｂ含有量を、基板ホ
ルダー中心からの距離に対してプロットしたもので、本
発明の実施例（＠）は半径６５ｍｍ以内で±０．２ａｔ
％以内におさまっているのに対し、比較例（×）は±ｌ
ａｔ％を越えていることがわかる。
、主排気系のコンダクタンスバルブを絞り、Ａｒ８ＯＮ
ｅ２０の混合ガスを導入して真空槽内の圧力を２ｍＴｏ
ｒｒとした。次に、ターゲットに直流電力１６０Ｗを投
入して１０分間の成膜をおこなった。比較のために、ス
パッタガスにＡｒを用いて同様に成膜した。第２図はこ
のようにして得られた薄膜試料のＴｂ含有量を、基板ホ
ルダー中心からの距離に対してプロットしたもので、本
発明の実施例（＠）は半径６５ｍｍ以内で±０．２ａｔ
％以内におさまっているのに対し、比較例（×）は±ｌ
ａｔ％を越えていることがわかる。
さらに同様な方法でＡ ｒ ７０Ｈｅ ３０混合ガス、
Ａｒ ９０Ｋ ｒ １０混合ガスおよびＡ ｒ ６５Ｘ
ｅ ３５をスパッタガスとして成膜したＴｂＦｅＣｏ
ＦＪの組成分布を調べたところ、Ｔｂ含有量の半径６５
ｍｍ以内のばらつきはすべて±０．２ａｔ％以下であっ
た。
Ａｒ ９０Ｋ ｒ １０混合ガスおよびＡ ｒ ６５Ｘ
ｅ ３５をスパッタガスとして成膜したＴｂＦｅＣｏ
ＦＪの組成分布を調べたところ、Ｔｂ含有量の半径６５
ｍｍ以内のばらつきはすべて±０．２ａｔ％以下であっ
た。
実施例２：
次に異なる構成のスパッタ装置を用いて同様に膜組成分
布について調べた。第３図に示すように、直径８インチ
、厚さ４ｍｍのＴ ｂ ２１Ｆ ｅ ６９Ｃｏ １０ス
パツタターゲツト４に対向する静止基板ホルダー５上に
、ガラス基板６を固定してＴｂＦｅＣ。
布について調べた。第３図に示すように、直径８インチ
、厚さ４ｍｍのＴ ｂ ２１Ｆ ｅ ６９Ｃｏ １０ス
パツタターゲツト４に対向する静止基板ホルダー５上に
、ガラス基板６を固定してＴｂＦｅＣ。
薄膜を形成した。スパッタ条件はスパッタガス圧３ｍｍ
Ｔｏｒｒ、ＤＣ投入パワー８００Ｗ、成膜時間４５秒で
ある。
Ｔｏｒｒ、ＤＣ投入パワー８００Ｗ、成膜時間４５秒で
ある。
まず、本発明の実施例としてＡｒ？（ｌＮｅ３０混合ガ
スを、比較例として純Ａｒガスを各々スパッタガスに用
いて成膜した。第４図は、基板（こ付着した膜のＴｂ含
有量を基板ホルダー上の位置に対してプロットしたもの
で、横軸の原点にはターゲット中心からの法線が基板ホ
ルダーと交わる点をとった。図より明らかなようにＡ
ｒ ７ＯＮ ｅ ３０混合ガス（・）を用いた場合、半
径６０ｍｍ以内のＴｂ量の分布が±０．２ａｔ％以内に
おさまっているのに対し、純Ａｒガス（Ｘ）を用いた場
合は±２ａｔ％にも及ぶ。
スを、比較例として純Ａｒガスを各々スパッタガスに用
いて成膜した。第４図は、基板（こ付着した膜のＴｂ含
有量を基板ホルダー上の位置に対してプロットしたもの
で、横軸の原点にはターゲット中心からの法線が基板ホ
ルダーと交わる点をとった。図より明らかなようにＡ
ｒ ７ＯＮ ｅ ３０混合ガス（・）を用いた場合、半
径６０ｍｍ以内のＴｂ量の分布が±０．２ａｔ％以内に
おさまっているのに対し、純Ａｒガス（Ｘ）を用いた場
合は±２ａｔ％にも及ぶ。
さらに同様な方法で、Ａｒ６０Ｈｅ４０混合ガス、Ａｒ
８０Ｋｒ２０混合ガスおよびＡ ｒ ５０Ｘ ｅ ５０
混合ガスををスパッタガスとして成膜下ＴｂＦｅＣｏ１
１の組成分布を調べたところ、Ｔｂ含有量の半径６０ｍ
ｍ以内のばらつきは何れの場合も±０．２ａｔ％以下で
あった。
８０Ｋｒ２０混合ガスおよびＡ ｒ ５０Ｘ ｅ ５０
混合ガスををスパッタガスとして成膜下ＴｂＦｅＣｏ１
１の組成分布を調べたところ、Ｔｂ含有量の半径６０ｍ
ｍ以内のばらつきは何れの場合も±０．２ａｔ％以下で
あった。
［発明の効果］
以上に述べたように本発明によれば、スパッタ装置に特
別な工夫をすることなく、多成分系の均一な組成の膜を
スパッタ法で得ることができる。
別な工夫をすることなく、多成分系の均一な組成の膜を
スパッタ法で得ることができる。
なお、この効果は実施例にあげた場合にのみ得られるも
のではなく、ＡｒとＨｅ、 Ｎｅ、 Ｋｒ、Ｘｅの
混合比は、ターゲットの成分や組成、スパッタ装置の構
成に応じて、適宜選択できるものであることはもちろん
である。
のではなく、ＡｒとＨｅ、 Ｎｅ、 Ｋｒ、Ｘｅの
混合比は、ターゲットの成分や組成、スパッタ装置の構
成に応じて、適宜選択できるものであることはもちろん
である。
第１０ならびに第３図は本発明を説明する際に用いたス
パッタ装置の構成図である。 １．４・・・ターゲット ２．５・・・基板ホルダー ３．６・・・基板 第２図°ならびに第４図は各々第１図、第３図のスパッ
タ装置で成膜したＴｂＦｅＣｏ１［のＴｂ含有量を基板
ホルダー上の位置に対してプロットしたグラフで、図中
（・）ならびに（に）は各々本発明実施例と従来技術に
よる比較例である。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第１図 代理人弁理士 上櫛 錐管 他１名 基板ホルダー上の位置（ｃｍ）
パッタ装置の構成図である。 １．４・・・ターゲット ２．５・・・基板ホルダー ３．６・・・基板 第２図°ならびに第４図は各々第１図、第３図のスパッ
タ装置で成膜したＴｂＦｅＣｏ１［のＴｂ含有量を基板
ホルダー上の位置に対してプロットしたグラフで、図中
（・）ならびに（に）は各々本発明実施例と従来技術に
よる比較例である。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 第１図 代理人弁理士 上櫛 錐管 他１名 基板ホルダー上の位置（ｃｍ）
Claims (1)
- ２種以上の元素を主成分とする合金、または化合物から
成るターゲットを用いて該ターゲットと同じ成分を含有
する薄膜を基体上に形成するスパッタリングにおいて、
Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅのうち少なくとも１種以上の気
体とＡｒガスの混合ガスをスパッタガスとすることを特
徴とする薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP323389A JPH02182873A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP323389A JPH02182873A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182873A true JPH02182873A (ja) | 1990-07-17 |
Family
ID=11551730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP323389A Pending JPH02182873A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02182873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006037172A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング方法 |
| US7804040B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-09-28 | Applied Materials, Inc. | Physical vapor deposition plasma reactor with arcing suppression |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119697A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-10 | 浜川 圭弘 | Ｅｌ薄膜の形成方法 |
| JPS6148434A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガラス膜形成法 |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP323389A patent/JPH02182873A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119697A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-10 | 浜川 圭弘 | Ｅｌ薄膜の形成方法 |
| JPS6148434A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ガラス膜形成法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006037172A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング方法 |
| US7804040B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-09-28 | Applied Materials, Inc. | Physical vapor deposition plasma reactor with arcing suppression |
| US8512526B2 (en) * | 2005-02-03 | 2013-08-20 | Applied Materials, Inc. | Method of performing physical vapor deposition with RF plasma source power applied to the target using a magnetron |
| US8562798B2 (en) | 2005-02-03 | 2013-10-22 | Applied Materials, Inc. | Physical vapor deposition plasma reactor with RF source power applied to the target and having a magnetron |
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