JPH0373632B2 - - Google Patents
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- JPH0373632B2 JPH0373632B2 JP12856384A JP12856384A JPH0373632B2 JP H0373632 B2 JPH0373632 B2 JP H0373632B2 JP 12856384 A JP12856384 A JP 12856384A JP 12856384 A JP12856384 A JP 12856384A JP H0373632 B2 JPH0373632 B2 JP H0373632B2
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- film
- thin film
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
- C23C14/025—Metallic sublayers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は薄膜製造方法の改良に係り、詳しくは
基板上にバイアス、スパツターによる内部応力の
大きな薄膜を安定して形成することのできる薄膜
製造方法に関する。
基板上にバイアス、スパツターによる内部応力の
大きな薄膜を安定して形成することのできる薄膜
製造方法に関する。
（従来技術とその問題点）
従来より薄膜の製造方法の一つとしてスパツタ
ーリング法があり、負の電圧を印加したターゲツ
ト側から飛び出したスパツター粒子は、衝突によ
る散乱以外何の影響も受けず基板上に到達し、膜
を形成する。
ーリング法があり、負の電圧を印加したターゲツ
ト側から飛び出したスパツター粒子は、衝突によ
る散乱以外何の影響も受けず基板上に到達し、膜
を形成する。
ところで、基板側にも負のバイアス電圧を印加
し、制御することにより、形成された膜の組成
比、純度、膜の性質、内部応力、面配向性、結晶
の微細構造に影響を与え、望まれた特性の薄膜を
得ることは一般に知られている。（例えばThir
Solid films.107（1983）353−358、“Stress and
property control in sputtered metal films
without substrate bias”Ｄ、Ｗ、HOFFMAN） 然し乍ら、バイアス電圧を印加して形成した
Mo膜やTi膜は内部応力が増加し、基板と膜との
接合力より大きくなつてしまう為に、成膜中に剥
がれてしまつたり、また真空槽から取出し後に僅
かな衝撃で粉々に飛散してしまつたりして、薄膜
が得られない場合が多く、バイアススパツター法
で満足のいく特性の薄膜がテストとして得られて
もそのその不安定さゆえに膜厚が制限されたり、
また再現性の極めて低い結果となつてしまう場合
が多い。
し、制御することにより、形成された膜の組成
比、純度、膜の性質、内部応力、面配向性、結晶
の微細構造に影響を与え、望まれた特性の薄膜を
得ることは一般に知られている。（例えばThir
Solid films.107（1983）353−358、“Stress and
property control in sputtered metal films
without substrate bias”Ｄ、Ｗ、HOFFMAN） 然し乍ら、バイアス電圧を印加して形成した
Mo膜やTi膜は内部応力が増加し、基板と膜との
接合力より大きくなつてしまう為に、成膜中に剥
がれてしまつたり、また真空槽から取出し後に僅
かな衝撃で粉々に飛散してしまつたりして、薄膜
が得られない場合が多く、バイアススパツター法
で満足のいく特性の薄膜がテストとして得られて
もそのその不安定さゆえに膜厚が制限されたり、
また再現性の極めて低い結果となつてしまう場合
が多い。
（発明の目的）
本発明は上記問題点を解決すべくなされたもの
であり、基板に内部応力の大きなバイアス薄膜を
安定して形成できて接合力を高くでき、且つ簡
単、確実に再現することのできる薄膜製造方法を
提供することを目的とする。
であり、基板に内部応力の大きなバイアス薄膜を
安定して形成できて接合力を高くでき、且つ簡
単、確実に再現することのできる薄膜製造方法を
提供することを目的とする。
（発明の構造）
本発明の薄膜製造方法は、
(1) 基板を無バイアス状態としてターゲツトから
のスパツター粒子を基板に入射させて薄膜を形
成する。
のスパツター粒子を基板に入射させて薄膜を形
成する。
(2) 然る後基板に高周波バイアス電圧を印加して
ターゲツトからのスパツター粒子を入射させて
前記無バイアス薄膜の上にバイアス薄膜を形成
する。
ターゲツトからのスパツター粒子を入射させて
前記無バイアス薄膜の上にバイアス薄膜を形成
する。
（実施例）
本発明の薄膜製造方法の一実施例を説明する。
先ず本法を実施する為のスパツタリング装置を図
によつて説明すると、１は真空槽、２は排気口、
３はバルブ３ａ付ガス導入口で、真空槽１内に基
板４を保持した基板ホルダー５とターゲツト６が
相対向して設けられている。基板ホルダー５は真
空槽１外のモータ７により回転せしめられるよう
になつており、ターゲツト６は真空槽１に槽壁に
固定されている。８はターゲツト６の前面に配し
たシヤツターで、真空槽１外から開閉できるよう
になつている。９は基板ホルダー５及びターゲツ
ト６に高周波電圧を印加する為の高周波電源で、
コードの途中に切換スイツチ１０が設けられてい
る。１１はターゲツト６にのみ直流電圧を印加す
る為の直流電源である。
先ず本法を実施する為のスパツタリング装置を図
によつて説明すると、１は真空槽、２は排気口、
３はバルブ３ａ付ガス導入口で、真空槽１内に基
板４を保持した基板ホルダー５とターゲツト６が
相対向して設けられている。基板ホルダー５は真
空槽１外のモータ７により回転せしめられるよう
になつており、ターゲツト６は真空槽１に槽壁に
固定されている。８はターゲツト６の前面に配し
たシヤツターで、真空槽１外から開閉できるよう
になつている。９は基板ホルダー５及びターゲツ
ト６に高周波電圧を印加する為の高周波電源で、
コードの途中に切換スイツチ１０が設けられてい
る。１１はターゲツト６にのみ直流電圧を印加す
る為の直流電源である。
次に上記構成のスパツリング装置を用いて薄膜
を製造する方法について説明すると、基板ホルダ
ー５に巾26mm、長さ75mm、圧さ２mmのスライドガ
ラスを基板４として保持し、真空槽１の槽壁に
Moターゲツト６を固定する。そして真空槽１内
が５×10-6Torrになる迄排気口２より吸引排気
した後、バルブ３ａを開いてガス導入口３より３
×10-3Torrになる迄Arガスを導入し、高周波電
源９から基板ホルダー５にて高周波電力1Kwを
印加し、放電を生じさせて基体４の外表面を３分
間逆スパツターで清浄にエツチングする。エツチ
ング終了後Arガスの導入を止め、再び真空槽１
内が５×10-6Torrになる迄吸引排気した後、３
×10-3Torrになる迄Arガスを導入し、直流電源
１１のスイツチを入れ、Moターゲツト６に直流
4A、400Vを印加してマグネトロン放電を生じさ
せ、シヤツター８を開く。そしてMoターゲツト
６からスパツターされたMo粒子をスライドガラ
スの基板４上に１分間無バイアス状態で入射し、
第２図の如く約3000Åの無バイアスMo膜１２を
形成した。
を製造する方法について説明すると、基板ホルダ
ー５に巾26mm、長さ75mm、圧さ２mmのスライドガ
ラスを基板４として保持し、真空槽１の槽壁に
Moターゲツト６を固定する。そして真空槽１内
が５×10-6Torrになる迄排気口２より吸引排気
した後、バルブ３ａを開いてガス導入口３より３
×10-3Torrになる迄Arガスを導入し、高周波電
源９から基板ホルダー５にて高周波電力1Kwを
印加し、放電を生じさせて基体４の外表面を３分
間逆スパツターで清浄にエツチングする。エツチ
ング終了後Arガスの導入を止め、再び真空槽１
内が５×10-6Torrになる迄吸引排気した後、３
×10-3Torrになる迄Arガスを導入し、直流電源
１１のスイツチを入れ、Moターゲツト６に直流
4A、400Vを印加してマグネトロン放電を生じさ
せ、シヤツター８を開く。そしてMoターゲツト
６からスパツターされたMo粒子をスライドガラ
スの基板４上に１分間無バイアス状態で入射し、
第２図の如く約3000Åの無バイアスMo膜１２を
形成した。
次いでMoターゲツト６のマグネトロン放電を
切ることなく、高周波電源９の切換スイツチ１０
を入れ、300Wの高周波電力をバイアスとして印
加し、Moターゲツト６からスパツターされた
Mo粒子を切板４上の前記無バイアスMo膜上に
10分間入射し、第２図に示す如く約3μｍのバイ
アスMo膜１３を形成した。かくして、第２図に
示す如くスライドガラスの基板４上には、合計11
分間で3.3μｍのMo膜が形成された。このMo膜は
スライドガラスの基板４から剥離することなく安
定していて、接合力が高いものであつた。因みに
中間の無バイアスMo膜0.3μ（3000Å）が無い場合
は、基板ホルダー５に300Wの高周波電力をバイ
アスとして印加してもスライドガラスの基板４上
に3μｍのバイアスMo膜を形成することは不可能
である。
切ることなく、高周波電源９の切換スイツチ１０
を入れ、300Wの高周波電力をバイアスとして印
加し、Moターゲツト６からスパツターされた
Mo粒子を切板４上の前記無バイアスMo膜上に
10分間入射し、第２図に示す如く約3μｍのバイ
アスMo膜１３を形成した。かくして、第２図に
示す如くスライドガラスの基板４上には、合計11
分間で3.3μｍのMo膜が形成された。このMo膜は
スライドガラスの基板４から剥離することなく安
定していて、接合力が高いものであつた。因みに
中間の無バイアスMo膜0.3μ（3000Å）が無い場合
は、基板ホルダー５に300Wの高周波電力をバイ
アスとして印加してもスライドガラスの基板４上
に3μｍのバイアスMo膜を形成することは不可能
である。
これはMoターゲツト６からのスパツター粒子
がスライドガラスの基板４の表面極近傍並びに吸
着した酸素をやりとりして比較的強固に接合され
るが、バイアス電力300Wに印加されたバイアス
Mo膜は内部応力が極度に増大し、接合力より大
きくなつた時点で膜が剥れてしまうからである。
この時ガラスとMo膜の接合した破片も混合して
いるので、接着力はガラス材料強度以上であり、
内部応力が極めて大きく、接合力以上であること
は明白で、膜が剥れるのは当然といえる。
がスライドガラスの基板４の表面極近傍並びに吸
着した酸素をやりとりして比較的強固に接合され
るが、バイアス電力300Wに印加されたバイアス
Mo膜は内部応力が極度に増大し、接合力より大
きくなつた時点で膜が剥れてしまうからである。
この時ガラスとMo膜の接合した破片も混合して
いるので、接着力はガラス材料強度以上であり、
内部応力が極めて大きく、接合力以上であること
は明白で、膜が剥れるのは当然といえる。
然るに本発明では内部応力の小さい無バイアス
Mo膜１２をスライドガラスの基板４上に形成
し、その上にバイアスMo膜１３を形成するの
で、この内部応力の大きいバイアスMo膜１３の
歪は、無バイアスMo膜１２で緩和され、且つ
Mo同志の積層となるので、接合力は十分高いも
のとなり、剥離することがないのである。
Mo膜１２をスライドガラスの基板４上に形成
し、その上にバイアスMo膜１３を形成するの
で、この内部応力の大きいバイアスMo膜１３の
歪は、無バイアスMo膜１２で緩和され、且つ
Mo同志の積層となるので、接合力は十分高いも
のとなり、剥離することがないのである。
尚、上記実施例では使用するターゲツトがMo
であるが、これに限るものではなくバイアス電圧
の印加によつて内部応力の増大する金属、合金、
金属化合物ならばいかなるものでも良いものであ
る。またターゲツト側に印加する電圧は直流に限
るものではなく、切換スイツチにより高周波電圧
を印加しても高周波＋直流の電圧を印加しても良
いものである。
であるが、これに限るものではなくバイアス電圧
の印加によつて内部応力の増大する金属、合金、
金属化合物ならばいかなるものでも良いものであ
る。またターゲツト側に印加する電圧は直流に限
るものではなく、切換スイツチにより高周波電圧
を印加しても高周波＋直流の電圧を印加しても良
いものである。
（発明の効果）
以上の説明で判るように本発明の薄膜製造方法
は、基板上に無バイアス膜を形成し、その上にバ
イアス膜を形成するので、内部応力の大きいバイ
アス膜の歪が無バイアス膜で緩和され、且つ同一
素材の積層となる。従つて基板に内部応力の大き
な薄膜を安定して形成でき、しかも接合力を高く
できて、且つ簡単、確実に再現できるという優れ
た効果がある。
は、基板上に無バイアス膜を形成し、その上にバ
イアス膜を形成するので、内部応力の大きいバイ
アス膜の歪が無バイアス膜で緩和され、且つ同一
素材の積層となる。従つて基板に内部応力の大き
な薄膜を安定して形成でき、しかも接合力を高く
できて、且つ簡単、確実に再現できるという優れ
た効果がある。
第１図は本発明の薄膜製造方法に用いるスパツ
タリング装置の概略図、第２図は本発明の薄膜製
造方法によりスライドガラスの基板上に形成され
た薄膜を示す拡大図である。
タリング装置の概略図、第２図は本発明の薄膜製
造方法によりスライドガラスの基板上に形成され
た薄膜を示す拡大図である。
Claims (1)
- １ 基板を無バイアス状態としてターゲツトから
のスパツター粒子を基板に入射させて無バイアス
薄膜を形成し、然る後基板に高周波バイアス電圧
を印加してターゲツトからのスパツター粒子を入
射させて前記無バイアス薄膜の上にバイアス薄膜
を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12856384A JPS619570A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12856384A JPS619570A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 薄膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619570A JPS619570A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0373632B2 true JPH0373632B2 (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=14987855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12856384A Granted JPS619570A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619570A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0238566A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Hitachi Ltd | スパッタ方法およびその装置 |
| US6607612B1 (en) | 1999-05-14 | 2003-08-19 | Migaku Takahashi | Magnetic alloy and magnetic recording medium and method for preparation thereof, and target for forming magnetic film and magnetic recording device |
| CN104694900A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-10 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 可加偏压式薄膜样品架 |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP12856384A patent/JPS619570A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619570A (ja) | 1986-01-17 |
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