JPH0293065A - 薄膜形成方法 - 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】 発明の技術分野 本発明は、基板上への薄膜形成方法に関し、さらに詳し
くは、イオンブレーティング法により基板上に該基板と
の密着性に優れた薄膜を形成しつるような薄膜形成方法
に関する。

記録媒体あるいは半導体製造プロセスなどの分野におい
て、ｌ＆散板上薄膜を形成する必要性が高まっている。

基板上へ薄膜を形成するための方法としては、従来、真
空蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタ法などが
知られている。このうち真空蒸打法は、基板と蒸若薄膜
との密若強度が小さいという問題点があった。

このような真空蒸着法の問題点を解決して、基板との密
着性に優れた薄膜を得るため、基板に直流電圧を印加し
、１０’Ｌｏｒｒ程度の真空度で放電を発生させて蒸発
粒子をイオン化させなから成膜を行なう直流イオンブレ
ーティング法が開発されている。また蒸発源とｈ（板と
の間に高周波電圧を印加したコイルを設け、蒸発粒子を
イオン化させなから成膜を行なう高周波イオンブレーテ
ィング法が開発されている。このような直流イオンブレ
ーティング法あるいは高周波イオンブレーティング法に
よれば、蒸発粒子はイオン化されているため、イオン化
されていない蒸発粒子よりも基板上へ強く衝突し、基板
に密着強度に優れた薄膜を形成することができる。

しかしながら、さらに基板との密着強度に優れた薄膜を
形成しうるような薄膜形成方法の出現が望まれていた。

なお、スパッタ法によれば、ｈ（板との密着性に優れた
薄膜を形成しうることが知られているが、スパッタ法で
は、真空蒸着法あるいはイオンブレーティング法と比較
して成膜速度が小さいという問題点があった。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決
しようとするものであって、基板との密着強度に優れた
薄膜を大きな成膜速度で形成しうるような薄膜形成方法
を提（ｊ％することを目的としている。

発明の概要 本発明に係る薄膜形成方法は、基板部に高周波電圧を印
加して放電を生じさせ、基板部に生ずるＩＩＩ流電圧Ｖ
Ｄｏを０．４〜８ＫＶの範囲にしながら薄膜を基板上に
被着させることを特徴としている。

また本発明に係る薄膜形成方法は、真空槽内を１ｘｌＯ
’〜５．　５　ｘ　１０−’Ｌｏｒｒの真空度に保って
、基板部に高周波電圧を印加して放電を生じさせながら
薄膜を基板上に被着させることを特徴としている。

本発明によれば、基板に薄膜を成膜さ仕るに際して、基
板部に高周波電圧を印加して放電を生じさせ、基板部に
生ずる直流電圧ＶＤＣを０．４〜８ＫＶの範囲にしてい
るため、基板との密着強度に優れた薄膜を大きな成膜速
度で被着させることができる。

また本発明によれば、基板に薄膜を成膜さ仕るに際して
、ｒ！空噂内をｌＸ１０−５〜５．５×１０−５〜５．
５×１０−４ｔｏｒｒの真空度に保って、基板部に高周
波電圧を印加して放電を生じさせながら薄膜を基板上に
波谷させているため、基板との密着強度に優れた薄膜を
大きな成膜速度で形成することができる。

発明の詳細な説明 以下本発明に係る薄膜形成〕ｊ法について、具体的に説
明する。

本発明では、基板部に高周波電圧を印加して放電を生じ
させ、基板部に生ずる直流電圧Ｖ、。を０．４〜８ＫＶ
の範囲にしながら、薄膜を基板上に被着させているが、
以下に本発明に係る薄膜形成方法について、図面を参照
しながら説明する。

第１図には、薄膜を形成する際に用いられるイオンブレ
ーティング３Ａ＠を示す。このイオンブレーティング装
置１ては、真空槽２の内部上方に、基板支持部３が設け
られており、この基板支持部３には、薄膜が肢管される
基板４が取付けられて゛いる。またｐｘｔ６２の内部下
方には、加熱源５が設けられており、この加熱源５の中
央部には蒸首１］事、１６が保持されている。

本発明では、このような基板支持部３に高周波型ｌ！ｉ
、７が接続されて、基板支持部３および基板４に高周波
電圧を印加できるようになっている。

ここで本明細書では、基板部とは、基板部１７部３と基
板４との雨音あるいはこのいずれか一方を意味している
。

なお第１図には、本発明に係る薄膜形成方法で用いられ
る装置の一例を示すが、本発明では第１図に示す装置以
外の装置を用いることもできることは云うまでもない。

上記のようなイオンブレーティング方法においては、成
膜時には、ｌＸ１０−５〜５．５Ｘ１０−’【０「「好
ましくは２．６Ｘ１０　〜２　Ｘ　１０−５〜５．５×
１０−４ｔｏｒｒさらに好ましくは２．６Ｘ１０−５〜
１．５×１０−’ＬｏｒｒｆＭ度の真空度であることが
望ましい。

この１１空度は、薄膜形成部近傍での値であり、薄膜形
成部近傍とは、放電領域から直線距離で１０〜１（］０
０ｃｍれた領域を意味し、またこれらの間には活気抵抗
の大きな遮蔽物が介在していないものとする。

本発明では、上記のような真空条件下に保持するために
、真空槽２内にアルゴンガス、窒素ガスなどの気体を導
入してもよく、また残留ガスによってもよい。

この高周波電圧とは、１００ＫＨｚ以上の周波数を有す
る電圧を意味し、この高周波電圧はマッチングボックス
（図示せず）を経て基板４に直接印加してもよく、また
基板支持部３に印加してもよい。本発明では、上記のよ
うな高周波電圧だけを基板部に印加してもよく、また高
周波電圧を直流電圧に重畳させながら基板部に印加して
もよい。

本発明では、上記のように高周波電圧を単独であるいは
直流電圧にｆｆ！丘させて基板部に印加するが、基板部
に高周波電圧を印加すると放電が生ずる。そしてこの際
基板部に生ずる直流成分の電圧ずなわち直流電圧■、。

が０．４〜８ＫＶ好ましくは１６０〜８．ＯＫＶの範囲
となるようにする。

この直流電圧ｖ１）Ｃは、高周波電圧のみを印加した場
合であっても、また高周波電圧を直流電圧に重畳させて
印加した場合であっても、上記の範囲であることが必要
である。

基板部に誘起される直流電圧が０．４ＫＶ未満であると
、放電の安定性が保てなくなるばかりか、基板への蒸発
粒子の衝突エネルギーが小さくなり、安定性および密着
強度に優れた薄膜が得られないため好ま！−＜なく、一
方８ＫＶを超えると、基板の熱損傷が大きくなるため好
ましくない。

本発明では、基板４は、金属、ガラスなどの無機ｌ１で
あってもよく、またプラスチックなどの有機＋４　ｔ、
ｉであってもよい。さらにこの基板４は、フィルム状で
あってもよく、基板４がフィルムである場合には、第３
図に示すようなイオンブレーティング装置を用いること
ができる。すなわち、第３図に示すイオンブレーティン
グ装置２０では、真空槽２の内部上方に、送り出しコア
２１、巻取りコア２２およびＪＩ（板支持部としてのク
ーリングキャン２３が設けられており、また真空ｌｎ２
の内部上方には蒸着材ｔ１２４が設けられており、この
蒸着キイ＄１２４は電子銃２５により加熱されるように
なっている。またフィルム基板４は、送り出しコア２１
から送り出されて、クーリングキャン２３の外周面を巻
回し、毬取りコア２２に巻取られるようになっている。

さらにこのクーリングキャン２３には、マツチングボッ
クス（図示せず）を経て高周波電源７が接続され、クー
リングキャン２３に高周波電圧を印加できるようになっ
ている。なお第３図において、２６はマスクである。

このようなイオンブレーティング装置２０を用いる場合
には、クーリングキャンのみに高周波電圧を印加すれば
よい。

上記のように本発明では、基板部全体に高周波電圧を印
加してもよく、また基板部の一部に高周波電圧を印加し
てもよい。

基板４上に成−膜される薄膜は、どのような薄膜であっ
てもよい。

このように基板部に高周波電圧を印加してｈｋ電を生し
させ、基板部に生ずる直流電圧Ｖ、。を０．４〜８ＫＶ
の範囲にしながら薄膜を基板上に被着させると、蒸発粒
子はイオン化して基板へ大きな衝撃エネルギーを伴って
衝撃し、基板との密む強度に優れた薄膜が基板上に形成
される。この際基板上への成膜速度も充分に大きくする
ことができる。

発明の効果 本発明によれば、基板に薄膜を成膜させるに際して、基
板部に高周波電圧を印加して放電を生じさせ、基板部に
生ずる直流電圧ｖＤｏを０．４〜８ＫＶの範囲にしてい
るか、あるいは真空槽内を１ｘｉｏ　　−−５，５Ｘ１
０　’Ｌｏｒｒに保って、基板部に高周波電圧を印加し
て放電を生しさせながら成膜すると、基板との密着強度
に優れた薄膜を大きな成膜速度で披首させることができ
る。

以Ｆ本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例１ 厚さ１．１ｍ＋＊、１．３０φのウルテム基板をｎ空漕
内に取イ・１けるとともに、蒸着源としてのＴＩを蒸着
ボート内に載置した。次いで４１空槽を真空度３　Ｘ　
１０　６Ｌｏｒｒまて排気し、次いてアルゴンガスを真
空度が６　Ｘ　１０−Ｌｏｒｒになるまで導入した。

このような基板部に、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を
、■Ｉ）Ｃが１．ＩＫＶとなるように印加して放電させ
、ＴＩ膜を３６００人の膜厚で基板上に形成した。

このようにして基板上に成膜したＴＩ膜の剥離強度を、
第２図に示すような装置を用いてＪＦ＋定した。すなわ
ち第２図では基板４は支持台８に接骨剤層９を介して固
着され、接着強度測定＋１０は接着剤層９を介してＴＩ
膜１１に接むされ、この接着強度測定棒１０を上方に引
上げてＵ−ゲージにより、ＴＩ膜の剥離強度を測定した
。

結果を表１に示す。

実施例２ 実施例１において、厚さ１．１ｍｍ、１２０φのポリカ
ーボネート基板を用い、真空槽の真空度を２、　５　Ｘ
　１０　６Ｌｏｒｒまて排気し、次いでアルゴンガスを
真空度が７．　５　Ｘ　１０−５Ｌｏｒｒになるまで導
入し、１．３．５６ＭＨｚの高周波電圧を直流電圧と重
畳させて基板に印加し、ｖｌ）。を２．ＯＫＶとなるよ
うにして、Ａｕ膜を６００人の膜１’Ｆて形成した以外
は、実施１に１１と同様にした。

結果を表１に示す。

実施例３ フィルム基板上に薄膜を形成しうるようなり−リングキ
ャンをＨする真空槽を用いて、Ｊ′１空槽の内部を８　
、　６　Ｘ　１　（１−６［ｏｒｒまで排気し、次いで
アルゴンガスを真空度が９．５　Ｘ　１．　Ｏ”Ｌｏｒ
ｒになるまで導入した。このクーリングキャンに１３．
５６ＭＨｚの高周波電圧と直流電圧とを重畳さけてＶｌ
）ｃが２．ＯＫＶとなるように印加し、放電させて、厚
さ５０μｍのＰＰＡフィルム上にＣｕ膜を１．８ｊ１ｍ
の膜厚で形成した。

このようにして形成されたＣｕ膜の剥離強度を実施例１
と同様にして′Ａ−１定した。

結果を表１に示す。

比較例１ 実施例１において、真空槽を２．５Ｘ１０−６（０「「
まで活気し、アルゴンガスを６．７Ｘ］Ｏ−２【０「「
になるまで導入し、直流電圧を１．２ＫＶ印加し、放電
させた以外は、実施例１と同様にして、Ａｕ膜を６００
人の膜厚で形成した。

このようにして形成されたＡｕ膜の剥離強度を実施例１
と同様にして測定した。

結果を表１に示す。

比較例２ 実施例１と同様な基板および真空槽を用いて、真空（ａ
内に高周波電圧を印加できるステンレスバイブを加工し
たコイルを基板と蒸発物との間に設置し、基板を接地さ
せて３．４　Ｘ　１０−６Ｌｏｒｒまで排気した後、ア
ルゴンガスを６　、　５　Ｘ　１０−’Ｌｏｒｒまて導
入し、１３．５６ＭＨｚの高層′６Ｊｉ、電圧をステン
レスバイブに０．５ＫＷ印加し、放電させ、Ａｕ膜を６
００人の膜厚で形成した。

このようにして形成されたＡｕ膜の剥離強度を実施例１
と同奢子にしてＪＦＩ定した。

結果を表１に示す。

表　　１ 表１において、実施例２〜３および比較例１〜２の剥離
強度は、実施例１の剥離強度を１００とした場合の相対
値である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る薄膜形成方法に用いる装置であ
り、第２図は、Ｒ膜の基板への密着強度を７１Ｐ１定す
る方法を説明する図であり、第３図は、本発明に係る薄
膜形成方法に用いる装置である。 ング装置 ３・・・基板支持ｎ１５ ５・・・加熱源 ７・・・高周波電源 ２３　・クーリングキャン ト・・イオンブレーティ ２・・・真空槽 ４・・・基板 ６　・・・　蒸７１ヰ４１．１ １１・・・薄膜 ２６・・・マスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板部に高周波電圧を印加して放電を生じさせ、基
   板部に生ずる直流電圧Ｖ＿Ｄ＿Ｃを０．４〜８ＫＶの範
   囲にしながら薄膜を基板上に被着させることを特徴とす
   る薄膜形成方法。 ２）真空槽内を１×１０＾−＾５〜５．５×１０＾−＾
   ４ｔｏｒｒの真空度に保って、基板部に高周波電圧を印
   加して放電を生じさせながら薄膜を基板上に被着させる
   ことを特徴とする薄膜の形成方法。