JPH02221371A - イオンビームスパッタ方法及びその装置並びにそれに用いるスパッタターゲット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はイオンビームスパッタによる薄膜形成方法に関
し、加えて、その装置および用いるターゲットの形状に
関する。

［従来の技術］ スパッタ成膜方法は、強い付着力と緻密な膜が得られる
ため、薄膜作製技術として広く利用されている。最近で
は、さらにその膜質を向上するため、イオンビームを用
いるスパッタ方法が検討されている。第１図に、このイ
オンビームスパッタ方法の原理図を示す。イオンビーム
スパッタ方法は、高真空に保たれた成膜試料室１とスパ
ッタ用イオンビーム発生源２を別途に設定出来る特徴を
持っているため、薄膜への不純物混入が少ないこと、ス
パッタ条件の制御性が良いことの利点を持っている。従
来のイオンビームスパッタ成膜法においては、第１図に
示したようなターゲット３と基板４との配置設定がなさ
れ、イオンビーム５がターゲット３に照射される。この
とき、イオンビーム５のターゲットに対する入射角度θ
は、スパッタ効率の高い４５〜６０度近辺の角度が、−
Ｍに設定される。また、膜の特性を制御するために成膜
角度、すなわちスパッタ粒子６の基板４へ到達する角度
の制御が必要となる場合には、第２図に示すような斜め
配置が必要となる。さらに、膜の均一性を得るために、
さらに基板４を回転させる工夫も必要である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来のイオンビームスパッタ成膜法にお
いては、ターゲット３と基板４間にはイオンビーム５の
通過領域が必要なために、ターゲット３と基板４との距
離、ビームの照射角度θや照射面積が制限され、成膜速
度、成膜角度および膜の均一性など、膜質を制御する条
件設定に関して問題がないとは言えない。

本発明は、表面に凹凸形状のパターンを設けたターゲッ
トを考案し、通常の照射角度より鋭角にイオンビームを
ターゲットに入射出来るようにして、成膜粒子を効率よ
く発生させたり、任意の成膜角度を設定した薄膜を形成
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のイオンビームスパ
ッタ成膜法においては、イオンビーム照射面を微小単位
からなる凹凸面としたターゲットを使用する。

第３図および第４図は、本発明に使用するターゲットの
断面形状を説明する斜視図である。照射イオンビームに
対して任意の角度を持つ微小単位７からなる凹凸面を設
けることにより、ターゲット全体に対するイオンビーム
の見かけの照射角度は鋭角に設定することができる。

［作用］ 本発明に使用するターゲットは、その断面形状を第３図
に示したように、照射イオンビームに対して任意の角度
を持つ微小単位面からなる凹凸状パターンを設けたもの
である。この小さな単位面は、スパッタ用イオンビーム
の飛来方向に対し任意の角度を設定して加工する０本発
明のターゲットを使用するイオンビームスパッタ方法で
は、特定の小さな凹凸面に対して、イオンビームをスパ
ッタに必要な充分大きな角度で照射することができ、か
つ、ターゲット全体に対する見かけの照射角度は小さな
角度に設定することができる。従って、より広い面積に
対してのイオンビーム照射が出来るため、比較的小型の
イオンビーム発生源の利用や、膜の均一性の優れた面積
の大きな膜形成が可能となる。また、必要なイオンビー
ムの通過領域も小さ（出来るため、ターゲットと基板間
の設定距離の接近による成膜効率の増加も可能となる。

さらに、単位微小面の角度を設定することにより、成膜
角度を制御することも可能となる。

第５図は、上記本発明のイオンビームスパッタ成膜法の
説明図である。窒素やアルゴンなどの不活性ガスがボン
ベ１０からイオン源１１に導入されイオンビーム１２を
発生する。このイオンビームは電場で加速され、ターゲ
ット１３をスパッタするに充分のエネルギーが与えられ
る。照射されたイオンビームはターゲットからスパッタ
粒子１４を発生させ、基板１５に薄膜が形成される。一
般に、スパッタされる粒子はターゲット表面に対して角
度依存性を示す０本発明のターゲットの場合は、ターゲ
ット表面での単位微小面の角度に依存した方向性をもっ
たスパッタ粒子上なる。

［実施例１］ Ｃｏ−Ｃｒ合金ターゲット（原子組成比　７／３）の１
ｍｍ板に、表面と９０度の角度の２ｍｍピッチ切込み加
工を施し単位面とした。ＲＦイオン源を用いて発生させ
たアルゴンイオンビーム（０，１ｍＡ／ｃｍ震　４００
Ｖ加速）をターゲットに２０度の角度で衝突（微小面に
対して５０度）させ、ターゲットより１０ｃｍ離したシ
リコン基板上に磁性薄膜を形成した。装置内の真空度は
１０゛３パスカルとし、成膜時間は２時間として、１μ
の薄膜を得た。得られた膜の磁化特性は、保磁力が７０
００ｅ、残留磁化２４０　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｃ　ｃであ
つた。切込み角度処理をしていない従来のり−ゲット形
状の場合（９０度の成膜角度）の特性、それぞれ４００
０ｅ、９０ｅｍｕ／ｃｃと比較して、磁気特性が向上し
ている０本実施例は、６０度の成膜角度に相当しており
、成膜角度による効果が磁気特性に現われたと考えられ
る。

［実施例２］ 第４図に示した、円錐状のビーム照射凹面８を設けたタ
ーゲットを用いて、実施例（１）と同様の成膜試験を行
なった０円錐形状は、角度１２０度の切込みを持つ直径
１．５ｍｍの大きさで２ｍｍピッチで加工した。得られ
た膜の磁化特性は保磁カフ５００ｅ、残留磁化２５０　
ｅ　ｍ　ｕ　／　ｃ　ｃであった。

［実施例３］ 第４図に示した、円錐状のビーム照射凹面８を設けたタ
ーゲットを用い、さらに、ターゲットをその面内におい
て３０ｒｐｍで回転させながら、実施例２と同様の成膜
試験を行なった。膜の磁化特性は保磁カフ５００ｅ、残
留磁化２８０　ｅｍｕ／　ｃ　ｃで、実施例２とほぼ同
様な膜が得られたが、膜厚の均一性を向上することが出
来た。

［発明の効果］ 本発明の薄膜形成方法は、照射イオンビームに対して任
意の角度を持つ微小単位からなる凹凸面を設けたターゲ
ットを使用したイオンビームスパッタ方法である。この
小さな単位面に対して、イオンビームは充分な鈍角の角
度で入射することが出来、かつ、ターゲット全体に対す
る見かけの角度は鋭角に設定することができる。従って
、より広い面積に対してのイオンビーム照射が出来るた
め、比較的小型のイオンビーム発生源の利用や、膜の均
一性の優れた面積の大きな膜形成が可能となる。また、
必要なイオンビームの通過領域も小さく出来るため、タ
ーゲットと基板間の設定距離の接近による成膜効率の増
加も可能となる。さらに、微小単位面の角度を設定する
ことにより、成膜角度を制御することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、イオンビームスパッタ方法の原理を示す説明
図、第２図は、ターゲットと基板の設定位置の一例を示
す説明図、第３図は、本発明に使用するターゲットの一
実施例を示す斜視図、第４図は、本発明に使用するター
ゲットの他の実施例を示す斜視図であり、第５図は、本
発明のイオンビームスパッタ方法の一実施例を示す説明
図である。 １・・・・・・成膜試料室　　　２・・・・・・イオン
ビーム発生源　°　３・・・・・・ターゲット　　　４
・・・・・・基板５・・・・・・イオンビーム　　　６
・・・・・・スパッタ粒子第１図 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴　木　和　夫 第２図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビーム発生源からイオンビームをターゲッ
   トに照射し、照射されたターゲットからスパッタされる
   粒子を、対向する基板に成膜するイオンビームスパッタ
   方法において、ターゲットのイオンビーム照射面を微小
   単位からなる凹凸面としたことを特徴とするイオンビー
   ムスパッタ方法。
2. （２）イオンビーム発生源と、該イオンビーム発生源か
   らのイオンビームを照射されるターゲットと、該ターゲ
   ットと対向する被成膜基板を備えるイオンビームスパッ
   タ装置において、前記ターゲットのイオンビーム照射面
   が微小単位からなる凹凸面を呈することを特徴とするイ
   オンビームスパッタ装置。
3. （３）イオンビーム照射面を微小単位からなる凹凸面と
   したことを特徴とするイオンビームスパッタ用ターゲッ
   ト。