JPH0470392B2 - - Google Patents
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- JPH0470392B2 JPH0470392B2 JP58196172A JP19617283A JPH0470392B2 JP H0470392 B2 JPH0470392 B2 JP H0470392B2 JP 58196172 A JP58196172 A JP 58196172A JP 19617283 A JP19617283 A JP 19617283A JP H0470392 B2 JPH0470392 B2 JP H0470392B2
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- 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
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
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- Metallurgy (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、合金薄膜の形成方法、とくに厚さ方
向に組成の濃度勾配を有する合金薄膜を形成する
方法に関する。
向に組成の濃度勾配を有する合金薄膜を形成する
方法に関する。
［従来技術］
近年エレクトロニクス分野の技術進歩により電
子材料の小型化、薄型化が進み、合金薄膜が多く
用いられるようになつてきた。合金薄膜を形成す
るためにはいわゆる物理的堆積法が多く用いられ
ている。これには蒸着、イオンプレーテイング、
スパツタリングなどの方法がある。これらの方法
のうちスパタリング法はターゲツトの組成とほぼ
同じ組成の合金膜を形成することができ、スパツ
タリング中に組成変化もほとんどないという特徴
を有するが、この特徴が逆に厚さ方向に組成の濃
度勾配を有する合金薄膜の形成を困難にしてい
た。しかしスパツタリング法では、蒸着法やイオ
ンプレーテイング法でのごとく蒸発源の金属（合
金）をその蒸発温度以上に加熱する必要がなく蒸
発し難い物質の薄膜の形成が容易で、しかもその
薄膜の基板との接着が蒸着法やイオンプレーテン
グ法等よりも強固であるという特長を合せて有す
る。
子材料の小型化、薄型化が進み、合金薄膜が多く
用いられるようになつてきた。合金薄膜を形成す
るためにはいわゆる物理的堆積法が多く用いられ
ている。これには蒸着、イオンプレーテイング、
スパツタリングなどの方法がある。これらの方法
のうちスパタリング法はターゲツトの組成とほぼ
同じ組成の合金膜を形成することができ、スパツ
タリング中に組成変化もほとんどないという特徴
を有するが、この特徴が逆に厚さ方向に組成の濃
度勾配を有する合金薄膜の形成を困難にしてい
た。しかしスパツタリング法では、蒸着法やイオ
ンプレーテイング法でのごとく蒸発源の金属（合
金）をその蒸発温度以上に加熱する必要がなく蒸
発し難い物質の薄膜の形成が容易で、しかもその
薄膜の基板との接着が蒸着法やイオンプレーテン
グ法等よりも強固であるという特長を合せて有す
る。
他方、蒸着、イオンプレーテイングなどの方法
において２以上の蒸発源を用いて濃度勾配を有す
る合金膜を形成することは原理的には可能である
が、コントロールが困難であり実用的な方法とは
いえない。
において２以上の蒸発源を用いて濃度勾配を有す
る合金膜を形成することは原理的には可能である
が、コントロールが困難であり実用的な方法とは
いえない。
［発明の目的］
本発明は、かかる特長を有するスパツタリング
法を用いて、厚さ方向の組成の濃度勾配が高精度
に制御できる合金薄膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
法を用いて、厚さ方向の組成の濃度勾配が高精度
に制御できる合金薄膜の形成方法を提供すること
を目的とする。
［発明の構成］
上述の目的は、以下の本発明により達成され
る。すなわち、本発明は、対面させたターゲツト
の側方に基板を配し、該ターゲツト間に磁界をそ
の対向方向に印加してスパツタし、基板上に膜形
成する対向ターゲツト式スパツタ法を用い、該タ
ーゲツトの夫々を組成の異なる金属又は合金とな
すと共に、基板をターゲツトの対向方向に移送し
つつスパツタリングし、厚さ方向に濃度勾配を有
する合金薄膜を形成することを特徴とする合金薄
膜の形成方法である。
る。すなわち、本発明は、対面させたターゲツト
の側方に基板を配し、該ターゲツト間に磁界をそ
の対向方向に印加してスパツタし、基板上に膜形
成する対向ターゲツト式スパツタ法を用い、該タ
ーゲツトの夫々を組成の異なる金属又は合金とな
すと共に、基板をターゲツトの対向方向に移送し
つつスパツタリングし、厚さ方向に濃度勾配を有
する合金薄膜を形成することを特徴とする合金薄
膜の形成方法である。
なお、上述の対向ターゲツト式スパツタ法は、
特開昭57−158380号公報等で公知で、以下の特長
を有する。すなわち、上述の通り、２枚の同寸法
の平板ターゲツトを向い合わせて配置してこれら
を陰極とすると共に、プラズマ収束磁界をターゲ
ツト表面に印加する構成であり、ターゲツトから
スパツタ放出される粒子は雰囲気ガスとの衝突に
より散乱されながらターゲツト間空間の側方に配
置された基板まで到達し堆積する。
特開昭57−158380号公報等で公知で、以下の特長
を有する。すなわち、上述の通り、２枚の同寸法
の平板ターゲツトを向い合わせて配置してこれら
を陰極とすると共に、プラズマ収束磁界をターゲ
ツト表面に印加する構成であり、ターゲツトから
スパツタ放出される粒子は雰囲気ガスとの衝突に
より散乱されながらターゲツト間空間の側方に配
置された基板まで到達し堆積する。
ターゲツト表面から放出されるスパツタ粒子は
基板とターゲツトの距離が小さいときは余弦則に
従い基板に到達すると考えられる。本発明は、対
向ターゲツト式スパツタ法のこの性質に着目して
鋭意研究の結果なされたものである。
基板とターゲツトの距離が小さいときは余弦則に
従い基板に到達すると考えられる。本発明は、対
向ターゲツト式スパツタ法のこの性質に着目して
鋭意研究の結果なされたものである。
対向する２枚のターゲツトを異種の金属または
合金で構成し、これらをＡ，Ｂで呼称するとき、
Ａに近い方の基板位置はＢより相対的に近い位置
となるため余弦則に従う分だけＡ粒子がより多く
付着する。逆にＢに近い方の基板位置はＢ粒子が
より多く付着する。従つて基板位置をＡからＢ方
向に連続的に移動すれば厚さ方向にＡからＢへ連
続的に濃度勾配を有する合金薄膜が形成できる。
従つて、形成する合金薄膜の組成と必要な膜厚方
向の濃度勾配に応じたＡ及びＢの金属又は合金若
しくは適当な組成の合金を選定すれば、所望の合
金薄膜が得られる。なお、形成する合金薄膜の組
成は二元系は勿論多元系でも良いことは云うまで
もない。
合金で構成し、これらをＡ，Ｂで呼称するとき、
Ａに近い方の基板位置はＢより相対的に近い位置
となるため余弦則に従う分だけＡ粒子がより多く
付着する。逆にＢに近い方の基板位置はＢ粒子が
より多く付着する。従つて基板位置をＡからＢ方
向に連続的に移動すれば厚さ方向にＡからＢへ連
続的に濃度勾配を有する合金薄膜が形成できる。
従つて、形成する合金薄膜の組成と必要な膜厚方
向の濃度勾配に応じたＡ及びＢの金属又は合金若
しくは適当な組成の合金を選定すれば、所望の合
金薄膜が得られる。なお、形成する合金薄膜の組
成は二元系は勿論多元系でも良いことは云うまで
もない。
また、ターゲツトに合金を用いる場合は、該当
の合金板でターゲツトを構成しても良いし、該合
金の一成分金属からなる金属板上にその他の成分
金属小片を合金組成に応じた面積比となるように
配してターゲツトを構成しても良い。
の合金板でターゲツトを構成しても良いし、該合
金の一成分金属からなる金属板上にその他の成分
金属小片を合金組成に応じた面積比となるように
配してターゲツトを構成しても良い。
基板が長尺の可撓性のあるシート状の物質であ
る場合には、このシートを連続的に移動すること
によつて長尺のシート上に工業的な規模で濃度勾
配を有する薄膜を形成することができる。かかる
場合には、シート状の基板は必ずしもターゲツト
に垂直な軸に平行に移動する必要はなく、たとえ
ばある曲率をもつたシート保持板の上を滑りつつ
移動してもよく、又ターゲツト側方に位置し、か
つ回軸するドラムの表面上をドラムと共に移動し
てもよい。
る場合には、このシートを連続的に移動すること
によつて長尺のシート上に工業的な規模で濃度勾
配を有する薄膜を形成することができる。かかる
場合には、シート状の基板は必ずしもターゲツト
に垂直な軸に平行に移動する必要はなく、たとえ
ばある曲率をもつたシート保持板の上を滑りつつ
移動してもよく、又ターゲツト側方に位置し、か
つ回軸するドラムの表面上をドラムと共に移動し
てもよい。
［実施例］
以下、上述の本発明の詳細を実施例に基づいて
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
式スパツタ装置の構成図である。
式スパツタ装置の構成図である。
図から明らかな通り、本装置は基板４０の保持
手段を除いて前述の特開昭57−158380号公報等で
公知のものと同じ構成となつている。
手段を除いて前述の特開昭57−158380号公報等で
公知のものと同じ構成となつている。
すなわち、図において１０は真空槽、２０は真
空槽１０を排気する真空ポンプ等からなる排気
系、３０は真空槽１０内の圧力を10-1〜10-4
Torr程度の所定のガス圧力に設定するガス導入
系である。
空槽１０を排気する真空ポンプ等からなる排気
系、３０は真空槽１０内の圧力を10-1〜10-4
Torr程度の所定のガス圧力に設定するガス導入
系である。
そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽
１０の側板１１，１２に絶縁部材１３，１４を介
して固着されたターゲツトホルダー１５，１６に
より１対のターゲツトT1，T2が、そのスパツタ
される面T1S，T2Sを空間を隔てて平行に対面す
るように配設してある。そして、ターゲツトT1，
T2とそれに対応するターゲツトホルダー１５，
１６は、水冷パイプ１５１，１６１を介して冷却
水によりターゲツトT1，T2、永久磁石１５２，
１６２が冷却される。磁石１５２，１６２はター
ゲツトT1，T2を介してＮ極、Ｓ極が対向するよ
うに設けてあり、従つて磁界はターゲツトT1，
T2の対向方向に、かつターゲツト間のみに形成
される。なお、１７，１８は絶縁部材１３，１４
及びターゲツトホルダー１５，１６をスパツタリ
ング時のプラズマ粒子から保護するためとターゲ
ツト表面以外の部分の異常放電を防止するための
シールドである。
１０の側板１１，１２に絶縁部材１３，１４を介
して固着されたターゲツトホルダー１５，１６に
より１対のターゲツトT1，T2が、そのスパツタ
される面T1S，T2Sを空間を隔てて平行に対面す
るように配設してある。そして、ターゲツトT1，
T2とそれに対応するターゲツトホルダー１５，
１６は、水冷パイプ１５１，１６１を介して冷却
水によりターゲツトT1，T2、永久磁石１５２，
１６２が冷却される。磁石１５２，１６２はター
ゲツトT1，T2を介してＮ極、Ｓ極が対向するよ
うに設けてあり、従つて磁界はターゲツトT1，
T2の対向方向に、かつターゲツト間のみに形成
される。なお、１７，１８は絶縁部材１３，１４
及びターゲツトホルダー１５，１６をスパツタリ
ング時のプラズマ粒子から保護するためとターゲ
ツト表面以外の部分の異常放電を防止するための
シールドである。
また、磁性薄膜が形成される基板４０を保持す
る基板保持手段４１は、真空槽１０内のターゲツ
トT1，T2の側方に設けてある。基板保持手段４
１は、図示省略した支持ブラケツトにより夫々回
転自在かつ互いに軸平行に支持された繰り出しロ
ール４１ａ、冷却ドラム４１ｂ、巻取ロール４１
ｃの３個のロールからなり、基板４０をターゲツ
トT1，T2間の空間に対面するようにスパツタ面
T1S，T2Sに対して略直角方向に保持するように
配置してある。従つて基板４０はスパツタ面
T1S，T2Sに対して垂直方向すなわちターゲツト
T1，T2の対向方向に移動可能である。
る基板保持手段４１は、真空槽１０内のターゲツ
トT1，T2の側方に設けてある。基板保持手段４
１は、図示省略した支持ブラケツトにより夫々回
転自在かつ互いに軸平行に支持された繰り出しロ
ール４１ａ、冷却ドラム４１ｂ、巻取ロール４１
ｃの３個のロールからなり、基板４０をターゲツ
トT1，T2間の空間に対面するようにスパツタ面
T1S，T2Sに対して略直角方向に保持するように
配置してある。従つて基板４０はスパツタ面
T1S，T2Sに対して垂直方向すなわちターゲツト
T1，T2の対向方向に移動可能である。
一方、スパツタ電力を供給する直流電源からな
る電力供給手段５０はプラス側をアースに、マイ
ナス側をターゲツトT1，T2に夫々接続する。従
つて電力供給手段５０からのスパツタ電力は、ア
ースをアノードとし、ターゲツトT1，T2をカソ
ードとして、アノード、カソード間に供給され
る。
る電力供給手段５０はプラス側をアースに、マイ
ナス側をターゲツトT1，T2に夫々接続する。従
つて電力供給手段５０からのスパツタ電力は、ア
ースをアノードとし、ターゲツトT1，T2をカソ
ードとして、アノード、カソード間に供給され
る。
なお、プレスパツタ時基板４０を保護するた
め、基板４０とターゲツトT1，T2との間に出入
するシヤツター（図示省略）が設けてある。
め、基板４０とターゲツトT1，T2との間に出入
するシヤツター（図示省略）が設けてある。
以上の通り、前述の特開昭57−158380号公報と
基本的には同じ構成であるので、公知の通り高速
低温スパツタが可能となる。すなわち、ターゲツ
トT1，T2間の空間に、磁界の作用によりスパツ
タガスイオン、スパツタにより放出されたγ電子
等が束縛され高密度プラズマが形成される。従つ
て、ターゲツトT1，T2のスパツタが促進されて
前記空間より析出量が増大し、基板４０上への堆
積速度が増し高速スパツタが出来る上、基板４０
がターゲツトT1，T2の側方にあるので低温スパ
ツタも出来る。
基本的には同じ構成であるので、公知の通り高速
低温スパツタが可能となる。すなわち、ターゲツ
トT1，T2間の空間に、磁界の作用によりスパツ
タガスイオン、スパツタにより放出されたγ電子
等が束縛され高密度プラズマが形成される。従つ
て、ターゲツトT1，T2のスパツタが促進されて
前記空間より析出量が増大し、基板４０上への堆
積速度が増し高速スパツタが出来る上、基板４０
がターゲツトT1，T2の側方にあるので低温スパ
ツタも出来る。
なお、本発明の対向ターゲツト式スパツタ法
は、前述の装置に限定されるものでなく、前述の
通り一対の対面させたターゲツトの側方に基板を
配し、ターゲツト間に垂直方向の磁界を印加して
スパツタし、基板上に膜を形成するスパツタ法を
言う。従つて、磁界発生手段も永久磁石でなく、
電磁石を用いても良い。また、磁界もターゲツト
間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであれば良
く、従つてターゲツト全面でなく、ターゲツト周
囲のみに発生させた場合も含む。
は、前述の装置に限定されるものでなく、前述の
通り一対の対面させたターゲツトの側方に基板を
配し、ターゲツト間に垂直方向の磁界を印加して
スパツタし、基板上に膜を形成するスパツタ法を
言う。従つて、磁界発生手段も永久磁石でなく、
電磁石を用いても良い。また、磁界もターゲツト
間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであれば良
く、従つてターゲツト全面でなく、ターゲツト周
囲のみに発生させた場合も含む。
次に上述の対向ターゲツト式スパツタ装置によ
り実施した本発明の実施例を説明する。
り実施した本発明の実施例を説明する。
ターゲツトT1，T2は、大きさ300mmＷ×150mm
Ｌ×12mmｔとし、ターゲツトT2を銀とし、銅を
ターゲツトT1とし、磁界の強さは350Oe（ターゲ
ツト表面）でターゲツトT1，T2間の距離を180mm
とした。冷却ドラム４１ｂは300mmφで基板４０
として厚さ50μm、巾220mmのポリエステルフイル
ムを用い、またターゲツトT1，T2の中心と冷却
ドラム４１ｂ中心軸との距離は245mmである。
Ｌ×12mmｔとし、ターゲツトT2を銀とし、銅を
ターゲツトT1とし、磁界の強さは350Oe（ターゲ
ツト表面）でターゲツトT1，T2間の距離を180mm
とした。冷却ドラム４１ｂは300mmφで基板４０
として厚さ50μm、巾220mmのポリエステルフイル
ムを用い、またターゲツトT1，T2の中心と冷却
ドラム４１ｂ中心軸との距離は245mmである。
基板４０を0.5ｍ／minで銀のターゲツトT2の
方から銅のターゲツトT1の方向へ移送しつつ、
アルゴン圧力２×10-3Torr、放電電力3kwでス
パツタリングを行い、700〓の膜を形成した。得
られた膜の組成分布をESCAで調べた結果を第２
図に示す。被膜の表面から内部に進むにつれて濃
度勾配のある銀−銅合金膜ができていることが判
る。なお、第２図において、白丸が銅の濃度を、
黒丸が銀の濃度を示す。
方から銅のターゲツトT1の方向へ移送しつつ、
アルゴン圧力２×10-3Torr、放電電力3kwでス
パツタリングを行い、700〓の膜を形成した。得
られた膜の組成分布をESCAで調べた結果を第２
図に示す。被膜の表面から内部に進むにつれて濃
度勾配のある銀−銅合金膜ができていることが判
る。なお、第２図において、白丸が銅の濃度を、
黒丸が銀の濃度を示す。
実施例は銀と銅のターゲツトについて説明した
が、これ以外の金属あるいは合金で同種の実験を
行つても同様の結果が得られることは明らかであ
る。また基板とターゲツトの距離を変えることに
よつて濃度勾配のかたむきを適当に変えることが
できる。
が、これ以外の金属あるいは合金で同種の実験を
行つても同様の結果が得られることは明らかであ
る。また基板とターゲツトの距離を変えることに
よつて濃度勾配のかたむきを適当に変えることが
できる。
第１図は、本発明の実施例のための対向ターゲ
ツト式スパツタ装置の説明図、第２図は実施例に
基く合金薄膜の膜厚方向の濃度勾配のグラフであ
る。 １０……真空槽、２０……排気系、３０……ガ
ス導入系、４０……基板、５０……電力供給手
段、T1，T2……ターゲツト。
ツト式スパツタ装置の説明図、第２図は実施例に
基く合金薄膜の膜厚方向の濃度勾配のグラフであ
る。 １０……真空槽、２０……排気系、３０……ガ
ス導入系、４０……基板、５０……電力供給手
段、T1，T2……ターゲツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対面させたターゲツトの側方に基板を配し、
該ターゲツト間に磁界をその対向方向に印加して
スパツタし、基板上に膜形成する対向ターゲツト
式スパツタ法を用い、該ターゲツトの夫々を異な
る金属又は合金となすと共に、基板をターゲツト
の対向方向に移送しつつスパツタリングし、厚さ
方向に濃度勾配を有する合金薄膜を形成すること
を特徴とする合金薄膜の形成方法。 ２ 基板が長尺の可撓性のあるシート状の物質で
ある特許請求の範囲第１項記載の合金薄膜の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19617283A JPS6089569A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 合金薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19617283A JPS6089569A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 合金薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089569A JPS6089569A (ja) | 1985-05-20 |
| JPH0470392B2 true JPH0470392B2 (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=16353394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19617283A Granted JPS6089569A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 合金薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089569A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145342A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 成分濃度勾配を有する合金 |
| FR2739631B1 (fr) * | 1995-10-05 | 1998-03-13 | Europ Gas Turbines Sa | Revetement de surface anticorrosion de type mcraly, procede de depot d'un tel revetement, aube monocristalline de turbine a gaz pourvue d'un tel revetement |
| JP6103375B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2017-03-29 | 大日本印刷株式会社 | 電子部品を作製するために用いられる積層体および積層体製造方法、フィルムセンサおよびフィルムセンサを備えるタッチパネル装置、並びに、濃度勾配型の金属層を成膜する成膜方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5855566A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-01 | Teijin Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19617283A patent/JPS6089569A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5855566A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-01 | Teijin Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6089569A (ja) | 1985-05-20 |
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