JPH02298255A - 窒化薄膜形成方法 - Google Patents
窒化薄膜形成方法Info
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- JPH02298255A JPH02298255A JP11945689A JP11945689A JPH02298255A JP H02298255 A JPH02298255 A JP H02298255A JP 11945689 A JP11945689 A JP 11945689A JP 11945689 A JP11945689 A JP 11945689A JP H02298255 A JPH02298255 A JP H02298255A
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Links
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Landscapes
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はホロカソード電子銃を用いて密着性の良い窒化
薄膜を形成する窒化薄膜形成方法に関するものである。
薄膜を形成する窒化薄膜形成方法に関するものである。
ＴｉＮ、ＺｒＮ等の金属あるいはセラミックスの窒化膜
は、高融点、高硬度及び光学的特性に優れるなど様々な
特徴を有しており５機能性薄膜として数多く利用されて
いる。これらの薄膜の作成には、一般的にＣＶＤ （化
学蒸着）法やイオンブレーティング法等が利用されてい
る。特にイオンブレーティング法、成膜の際の処理温度
が。
は、高融点、高硬度及び光学的特性に優れるなど様々な
特徴を有しており５機能性薄膜として数多く利用されて
いる。これらの薄膜の作成には、一般的にＣＶＤ （化
学蒸着）法やイオンブレーティング法等が利用されてい
る。特にイオンブレーティング法、成膜の際の処理温度
が。
５００℃以下であり、密着性も良いことから、ＴｉＮの
切削工具への利用等既に工業化されているものも多い。
切削工具への利用等既に工業化されているものも多い。
イオンブレーティング法は、蒸発粒子を雰囲気ガス中で
気体放電等によりイオン化させて基板」二に堆積させる
ものであり、イオン化あるいは蒸発の方法によって、い
くつかの方法が開発されている。
気体放電等によりイオン化させて基板」二に堆積させる
ものであり、イオン化あるいは蒸発の方法によって、い
くつかの方法が開発されている。
イオンブレーティング法の一種であるホロカソード法は
、低電圧、大電流の電子ビームの放出が可能なホロカソ
ード型電子銃を用いて、物質を蒸発かつイオン化させる
方法で、堆積速度が速く。
、低電圧、大電流の電子ビームの放出が可能なホロカソ
ード型電子銃を用いて、物質を蒸発かつイオン化させる
方法で、堆積速度が速く。
イオン化率が大きい等の特徴を持っている。ホロカソー
ド電子銃は、大量の電子ビームを発生させるために、中
空陰極からチャンバー内に、アルゴンなどの不活性ガス
を大量に導入する必要がある。蒸発粒子は、電子ビーム
及び加熱された蒸発源から放出された熱電子によって２
０〜３０％がイオン化され、負のバイアス電位が印加さ
れた基板に、エネルギーを持って入射する。また、真空
容器内に存在するアルゴンや窒素等の導入ガスも同時に
イオン化され、加速し基板に入射する。このため、基板
に高いバイアス電位を印加すると、アルゴンイオンによ
る膜の損傷やエツチングが発生し、密着性が悪くなるこ
とがあり、基板バイアスと膜の密着性の関係に注意しな
ければならない。
ド電子銃は、大量の電子ビームを発生させるために、中
空陰極からチャンバー内に、アルゴンなどの不活性ガス
を大量に導入する必要がある。蒸発粒子は、電子ビーム
及び加熱された蒸発源から放出された熱電子によって２
０〜３０％がイオン化され、負のバイアス電位が印加さ
れた基板に、エネルギーを持って入射する。また、真空
容器内に存在するアルゴンや窒素等の導入ガスも同時に
イオン化され、加速し基板に入射する。このため、基板
に高いバイアス電位を印加すると、アルゴンイオンによ
る膜の損傷やエツチングが発生し、密着性が悪くなるこ
とがあり、基板バイアスと膜の密着性の関係に注意しな
ければならない。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ホ
ロカソード電子銃を用いた成膜装置において、放電ガス
にアルゴンと窒素の混合ガスを用い、基板に高いバイア
ス電位を印加しても密着性の良い窒化薄膜を形成できる
ようにする事である【発明の概要〕 本発明は、ホロカソード電子銃を用いた成膜装置におい
て、電子ビームをアルゴンと窒素の混合ガスを用いて発
生させ、真空容器内のアルゴン分圧を小さくし、基板に
加速人封するアルゴンイオンの量を減らすことにより、
損傷の少ない密着性の良い窒化薄膜が得られるようにし
たものである〔発明の実施例〕 本発明の実施例を第１図で説明する。コーティング用真
空容器には、ホロカソード電子銃１．金属を蒸発させる
ためのルツボ２、及びイオン化した蒸発粒子が、加速さ
れ入射する様に負のバイアス電位が印加された基板ホル
ダ３が設置されている。
ロカソード電子銃を用いた成膜装置において、放電ガス
にアルゴンと窒素の混合ガスを用い、基板に高いバイア
ス電位を印加しても密着性の良い窒化薄膜を形成できる
ようにする事である【発明の概要〕 本発明は、ホロカソード電子銃を用いた成膜装置におい
て、電子ビームをアルゴンと窒素の混合ガスを用いて発
生させ、真空容器内のアルゴン分圧を小さくし、基板に
加速人封するアルゴンイオンの量を減らすことにより、
損傷の少ない密着性の良い窒化薄膜が得られるようにし
たものである〔発明の実施例〕 本発明の実施例を第１図で説明する。コーティング用真
空容器には、ホロカソード電子銃１．金属を蒸発させる
ためのルツボ２、及びイオン化した蒸発粒子が、加速さ
れ入射する様に負のバイアス電位が印加された基板ホル
ダ３が設置されている。
窒化薄膜を形成するには、酸素などの不純物の混入を減
らすために、真空容器内を１０−’［Ｐａ］台まで排気
し、その後ガス導入口４からアルゴンと窒素の混合ガス
を電子銃１に導入する。アルゴンは、放電を安定させる
ために導入するものであり、窒素流量は１０〜５０８
ＣＣＭ、アルゴンは、窒素に対して５〜５０％導入する
。ルツボ２には、Ｔｉ、Ｚｒなどの金属５を８置してお
き、電子銃１から引き出された電子ビームは、１置磁石
７によって軌道を制御され、金属５に照射される。
らすために、真空容器内を１０−’［Ｐａ］台まで排気
し、その後ガス導入口４からアルゴンと窒素の混合ガス
を電子銃１に導入する。アルゴンは、放電を安定させる
ために導入するものであり、窒素流量は１０〜５０８
ＣＣＭ、アルゴンは、窒素に対して５〜５０％導入する
。ルツボ２には、Ｔｉ、Ｚｒなどの金属５を８置してお
き、電子銃１から引き出された電子ビームは、１置磁石
７によって軌道を制御され、金属５に照射される。
電子ビーム６を照射された金属５は、加熱されて蒸発し
、途中電子と衝突しイオン化しながら、上方の基板ホル
ダ３に設置された基板１０に堆積する。一方、真空容器
内に導入されたアルゴン及び窒素ガスも、７１！子ビー
ムによってイオン化し、加速されて基板１０に衝突する
。このうち、窒素イオンに関しては、基板１０上の金属
と反応して密着性の良い窒化薄膜を生成するが、アルゴ
ンイオンは質量が大きいので膜に損傷を与える場合があ
る。電子銃１を通して真空容器内に導入されるアルゴン
と窒素の流量比と、生成したＴｉＮ膜の表面の様子を表
１に示す０表より、導入するアルゴンガス量が多い場合
には、膜の剥離が激しいが、窒素ガス量が多い時には、
高いバイアス電位を印加しても膜の剥離は見られない。
、途中電子と衝突しイオン化しながら、上方の基板ホル
ダ３に設置された基板１０に堆積する。一方、真空容器
内に導入されたアルゴン及び窒素ガスも、７１！子ビー
ムによってイオン化し、加速されて基板１０に衝突する
。このうち、窒素イオンに関しては、基板１０上の金属
と反応して密着性の良い窒化薄膜を生成するが、アルゴ
ンイオンは質量が大きいので膜に損傷を与える場合があ
る。電子銃１を通して真空容器内に導入されるアルゴン
と窒素の流量比と、生成したＴｉＮ膜の表面の様子を表
１に示す０表より、導入するアルゴンガス量が多い場合
には、膜の剥離が激しいが、窒素ガス量が多い時には、
高いバイアス電位を印加しても膜の剥離は見られない。
また、アルゴンと窒素の流量比Ａ ｒ ／ Ｎ ２ ＝
Ｏ、ｌとした場合の、バイアス電位とスクラッチ試験
機によるｖ！！着性の関係を第２図に示す。表１及び第
２図がら２Ａ ｒ ／ Ｎ ２ ＝０−１とした場合に
は、バイアス電位を一２００Ｖとしても膜の剥離は見ら
れず、窒素イオンの注入効果により密着性の良い膜が生
成していることが分かる。この様に、成膜の際にアルゴ
ンを少量混合した窒素によって電子ビーム６の引き出し
を行い、真空容器内のアルゴン分圧を低下させて、基板
１０に高いバイアス電位を印加することにより、密着性
の良い窒化薄膜がホロカソード銃を用いた成膜装置によ
って得られる。
Ｏ、ｌとした場合の、バイアス電位とスクラッチ試験
機によるｖ！！着性の関係を第２図に示す。表１及び第
２図がら２Ａ ｒ ／ Ｎ ２ ＝０−１とした場合に
は、バイアス電位を一２００Ｖとしても膜の剥離は見ら
れず、窒素イオンの注入効果により密着性の良い膜が生
成していることが分かる。この様に、成膜の際にアルゴ
ンを少量混合した窒素によって電子ビーム６の引き出し
を行い、真空容器内のアルゴン分圧を低下させて、基板
１０に高いバイアス電位を印加することにより、密着性
の良い窒化薄膜がホロカソード銃を用いた成膜装置によ
って得られる。
なお第２図において臨界荷重とは、膜を引っかいた時に
基板からはがれ始める荷重を表わすものである。
基板からはがれ始める荷重を表わすものである。
表 １
注） Ｏ：剥離なし
×：剥離
〔発明の効果〕
本発明によれば、ホロカソード型電子銃を用いた成膜装
置において、真空容器内のアルゴン分圧が低い状態で成
膜を行い、基板に負のバイアス電位を印加することによ
り、基板への窒素イオンの注入効果により、密着性の良
い窒化薄膜を形成することができる。
置において、真空容器内のアルゴン分圧が低い状態で成
膜を行い、基板に負のバイアス電位を印加することによ
り、基板への窒素イオンの注入効果により、密着性の良
い窒化薄膜を形成することができる。
第１図は発明形成方法に使用されるホロカソード型イオ
ンブレーティング装置の一実施例を示す縦断面図、第２
図は本発明実施例で形成されたＴｉＮ膜の密着性を示す
グラフである。 図において、１はホロカソード電子銃、２はルツボ、３
は基板ホルダ、４はガス導入口、５は金属、６は電子ビ
ーム、７は電磁石、８は真空ポンプ、９はシャッタであ
る。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 茅ｊ図 萼 ２図 臨界端ｔ （Ｎ）
ンブレーティング装置の一実施例を示す縦断面図、第２
図は本発明実施例で形成されたＴｉＮ膜の密着性を示す
グラフである。 図において、１はホロカソード電子銃、２はルツボ、３
は基板ホルダ、４はガス導入口、５は金属、６は電子ビ
ーム、７は電磁石、８は真空ポンプ、９はシャッタであ
る。 特許出願人の名称 日立工機株式会社 茅ｊ図 萼 ２図 臨界端ｔ （Ｎ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 真空容器内に置かれた、１個または複数個の金属等から
なる蒸発物質を設置できるルツボに、陽極と中空陰極の
間でアーク放電を生じさせ電子を引き出すように構成さ
れたホロカソード型電子銃によって、電子ビームを照射
し、蒸発源を蒸発させて被膜を形成させる成膜装置にお
いて、 中空陰極内へ、アルゴンと窒素の混合ガスを導入して電
子ビームを発生させ、真空容器内の窒素に対するアルゴ
ン分圧を小さくし、基板に対するアルゴンイオンの衝撃
を減少させることを特徴とした窒化薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11945689A JPH02298255A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 窒化薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11945689A JPH02298255A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 窒化薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298255A true JPH02298255A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14761820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11945689A Pending JPH02298255A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 窒化薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02298255A (ja) |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP11945689A patent/JPH02298255A/ja active Pending
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