JPH05209262A - 膜被覆物の製造方法 - Google Patents
膜被覆物の製造方法Info
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- JPH05209262A JPH05209262A JP3715192A JP3715192A JPH05209262A JP H05209262 A JPH05209262 A JP H05209262A JP 3715192 A JP3715192 A JP 3715192A JP 3715192 A JP3715192 A JP 3715192A JP H05209262 A JPH05209262 A JP H05209262A
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- oxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体を高温に晒すことなくその表面に、当該
基体の濡れ性を改善する酸化層を形成することができ、
しかもその酸化層の厚みの制御が容易であり、それによ
って基体の表面に密着性の高い膜を形成することができ
る方法を提供する。 【構成】 冷媒１２が流されるホルダ１０に基体２を取
り付けて基体２を冷却しながら、イオン源１４から酸素
元素を含有するイオン１６を引き出してそれを基体２の
表面に照射する。その後、蒸発源２０から所望の物質２
２を蒸発させてそれを基体２の表面に蒸着させて目的と
する膜を形成する。
基体の濡れ性を改善する酸化層を形成することができ、
しかもその酸化層の厚みの制御が容易であり、それによ
って基体の表面に密着性の高い膜を形成することができ
る方法を提供する。 【構成】 冷媒１２が流されるホルダ１０に基体２を取
り付けて基体２を冷却しながら、イオン源１４から酸素
元素を含有するイオン１６を引き出してそれを基体２の
表面に照射する。その後、蒸発源２０から所望の物質２
２を蒸発させてそれを基体２の表面に蒸着させて目的と
する膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、基体の表面に膜を形
成して膜被覆物を作る方法に関し、より具体的には、膜
の基体に対する密着性を向上させる方法に関する。
成して膜被覆物を作る方法に関し、より具体的には、膜
の基体に対する密着性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、基体の表面に各種膜を形成し
て、基体の特性を改善したり、あるいは膜の持つ機能を
利用しようとする試みが盛んに行われている。
て、基体の特性を改善したり、あるいは膜の持つ機能を
利用しようとする試みが盛んに行われている。
【０００３】例えば、基体の表面に高硬度の膜を形成す
ることにより、基体の耐摩耗性を向上させたり、あるい
は基体の表面に各種保護膜を形成することにより、基体
の耐食性を改善する応用が急速に広まっている。
ることにより、基体の耐摩耗性を向上させたり、あるい
は基体の表面に各種保護膜を形成することにより、基体
の耐食性を改善する応用が急速に広まっている。
【０００４】また、基体の表面に各種機能を持った膜を
形成して、例えば、絶縁基体の表面に金属膜より成る電
気回路を形成して回路基板として用いたり、あるいは基
体の表面にセンサ機能を有する膜を形成して薄膜素子と
して用いたりすることも各分野において広く利用されて
いる。
形成して、例えば、絶縁基体の表面に金属膜より成る電
気回路を形成して回路基板として用いたり、あるいは基
体の表面にセンサ機能を有する膜を形成して薄膜素子と
して用いたりすることも各分野において広く利用されて
いる。
【０００５】いずれの場合も、基体に対する膜の密着性
が十分でないと、使用中に膜が剥離して目的とする機能
が十分に発揮されなかったり、膜の長期安定性が得られ
ず膜の機能に経時変化が見られたりする。
が十分でないと、使用中に膜が剥離して目的とする機能
が十分に発揮されなかったり、膜の長期安定性が得られ
ず膜の機能に経時変化が見られたりする。
【０００６】このような例は、特に濡れ性の悪い基体と
膜とを組み合わせる際に顕著になり、例えば、超硬合金
等の金属基体の表面に窒化ホウ素（ＢＮ）や窒化アルミ
ニウム（ＡlＮ）等のセラミックスを形成する場合や、
ＢＮやＡlＮ等のセラミックス基体の表面に金属膜を形
成する場合等に顕著になる。
膜とを組み合わせる際に顕著になり、例えば、超硬合金
等の金属基体の表面に窒化ホウ素（ＢＮ）や窒化アルミ
ニウム（ＡlＮ）等のセラミックスを形成する場合や、
ＢＮやＡlＮ等のセラミックス基体の表面に金属膜を形
成する場合等に顕著になる。
【０００７】このような基体に対する膜の濡れ性を改善
するために、基体の表面を酸化物に変化させる試みが成
されている。例えば、ＢＮやＡlＮ基体等の非酸化物基
体の表面に金属膜を形成する際には、金属は窒化物のよ
うな非酸化物よりも酸化物の方が容易に形成されるた
め、一旦基体を酸素雰囲気中で加熱して基体の表面を酸
化させて酸化層を形成し、その上に銅等の金属より成る
目的とする膜を形成し、酸化層を膜と基体との間に介在
させることによって膜の密着性を向上させる方法が試み
られている。
するために、基体の表面を酸化物に変化させる試みが成
されている。例えば、ＢＮやＡlＮ基体等の非酸化物基
体の表面に金属膜を形成する際には、金属は窒化物のよ
うな非酸化物よりも酸化物の方が容易に形成されるた
め、一旦基体を酸素雰囲気中で加熱して基体の表面を酸
化させて酸化層を形成し、その上に銅等の金属より成る
目的とする膜を形成し、酸化層を膜と基体との間に介在
させることによって膜の密着性を向上させる方法が試み
られている。
【０００８】また、樹脂基体のような酸化物（有機物）
の基体においても、その上に形成される膜の密着強度を
増すために、酸素元素を含むプラズマに基体を晒すこと
によって、基体表面の酸素元素の分布濃度が低下しない
ようにしながら表面をクリーニングした後、目的とする
膜を基体の表面に形成する方法が用いられている。
の基体においても、その上に形成される膜の密着強度を
増すために、酸素元素を含むプラズマに基体を晒すこと
によって、基体表面の酸素元素の分布濃度が低下しない
ようにしながら表面をクリーニングした後、目的とする
膜を基体の表面に形成する方法が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た基体の表面を酸化物に変化させる際に酸素雰囲気中で
基体を加熱する方法は、基体の熱による変形を伴った
り、耐熱温度によって使用可能な基体の種類が限定され
るという問題がある。
た基体の表面を酸化物に変化させる際に酸素雰囲気中で
基体を加熱する方法は、基体の熱による変形を伴った
り、耐熱温度によって使用可能な基体の種類が限定され
るという問題がある。
【００１０】また、酸素元素を含むプラズマに基体を晒
すことによって、基体表面の酸素元素の分布濃度が低下
しないようにしながら基体表面をクリーニングした後、
目的とする膜を基体上に形成する方法は、基体表面の酸
化層の厚みを制御するのが困難であり、所望の厚みの酸
化層が得られないという問題がある。ちなみに、酸化層
が薄過ぎると、使用中に膜が剥離しやすくなり、逆に厚
過ぎると、酸化層は基体とは特性が異なるので、基体の
特性に悪影響を及ぼすという不都合が生じる。
すことによって、基体表面の酸素元素の分布濃度が低下
しないようにしながら基体表面をクリーニングした後、
目的とする膜を基体上に形成する方法は、基体表面の酸
化層の厚みを制御するのが困難であり、所望の厚みの酸
化層が得られないという問題がある。ちなみに、酸化層
が薄過ぎると、使用中に膜が剥離しやすくなり、逆に厚
過ぎると、酸化層は基体とは特性が異なるので、基体の
特性に悪影響を及ぼすという不都合が生じる。
【００１１】そこでこの発明は、基体を高温に晒すこと
なくその表面に、当該基体の濡れ性を改善する酸化層を
形成することができ、しかもその酸化層の厚みの制御が
容易であり、それによって基体の表面に密着性の高い膜
を形成することができる膜被覆物の製造方法を提供する
ことを主たる目的とする。
なくその表面に、当該基体の濡れ性を改善する酸化層を
形成することができ、しかもその酸化層の厚みの制御が
容易であり、それによって基体の表面に密着性の高い膜
を形成することができる膜被覆物の製造方法を提供する
ことを主たる目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の製造方法は、基体の表面に膜を形
成して膜被覆物を作る際に、当該膜の形成前、形成と同
時または形成後に、基体を冷却しながらそれに向けて酸
素元素を含有するイオンを照射することを特徴とする。
め、この発明の第１の製造方法は、基体の表面に膜を形
成して膜被覆物を作る際に、当該膜の形成前、形成と同
時または形成後に、基体を冷却しながらそれに向けて酸
素元素を含有するイオンを照射することを特徴とする。
【００１３】また、この発明の第２の製造方法は、基体
の表面に膜を形成して膜被覆物を作る際に、まず基体を
冷却しながらその表面に、酸素元素を含有するガス雰囲
気中でイオンを照射し、しかる後にこの基体の表面に前
記膜を形成することを特徴とする。
の表面に膜を形成して膜被覆物を作る際に、まず基体を
冷却しながらその表面に、酸素元素を含有するガス雰囲
気中でイオンを照射し、しかる後にこの基体の表面に前
記膜を形成することを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記第１の製造方法によれば、酸素元素を含有
するイオン照射を併用することにより、基体の表面に酸
素元素が注入されて、基体の表面に基体構成元素の酸化
層が形成される。この酸化層の厚みは、照射するイオン
のエネルギーや照射量によって容易に調整することがで
きる。しかもこの方法では、基体を冷却しながらイオン
照射を行うので、基体を高温に晒すことなくその表面
に、基体の濡れ性を改善する酸化層を形成することがで
きる。
するイオン照射を併用することにより、基体の表面に酸
素元素が注入されて、基体の表面に基体構成元素の酸化
層が形成される。この酸化層の厚みは、照射するイオン
のエネルギーや照射量によって容易に調整することがで
きる。しかもこの方法では、基体を冷却しながらイオン
照射を行うので、基体を高温に晒すことなくその表面
に、基体の濡れ性を改善する酸化層を形成することがで
きる。
【００１５】上記第２の製造方法によれば、イオンを照
射することによって基体の表面に格子欠陥が作られ、そ
の部分に雰囲気中の酸素元素が入り込み、主としてこの
ような作用によって基体の表面に酸化層が形成される。
この方法の場合も、酸化層の厚みは、照射するイオンの
エネルギーや照射量によって容易に調整することができ
る。また、基体を冷却しながらイオン照射を行うので、
基体を高温に晒すことなくその表面に、基体の濡れ性を
改善する酸化層を形成することができる。
射することによって基体の表面に格子欠陥が作られ、そ
の部分に雰囲気中の酸素元素が入り込み、主としてこの
ような作用によって基体の表面に酸化層が形成される。
この方法の場合も、酸化層の厚みは、照射するイオンの
エネルギーや照射量によって容易に調整することができ
る。また、基体を冷却しながらイオン照射を行うので、
基体を高温に晒すことなくその表面に、基体の濡れ性を
改善する酸化層を形成することができる。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明に係る膜被覆物の製造方法
を実施する装置の一例を示す概略図である。真空容器
（図示省略）内に、基体２を保持するホルダ１０が設け
られており、それに向けてイオン源１４および蒸発源２
０が配置されている。ホルダ１０の近傍には、この例で
はイオン電流モニタ１８が配置されている。
を実施する装置の一例を示す概略図である。真空容器
（図示省略）内に、基体２を保持するホルダ１０が設け
られており、それに向けてイオン源１４および蒸発源２
０が配置されている。ホルダ１０の近傍には、この例で
はイオン電流モニタ１８が配置されている。
【００１７】ホルダ１０は、この例ではその内部に冷却
水等の冷媒１２を循環させる構造をしており、それによ
って処理中の基体２を熱による変形・変質等が起こらな
いように冷却するようにしている。
水等の冷媒１２を循環させる構造をしており、それによ
って処理中の基体２を熱による変形・変質等が起こらな
いように冷却するようにしている。
【００１８】イオン源１４は、そこから所要のイオン１
６を加速して引き出すことができるものであれば、その
方式は問わない。例えば、多極磁場型のいわゆるバケッ
ト型イオン源が大面積大電流等の点で好ましいが、勿論
それ以外のイオン源でも良い。
６を加速して引き出すことができるものであれば、その
方式は問わない。例えば、多極磁場型のいわゆるバケッ
ト型イオン源が大面積大電流等の点で好ましいが、勿論
それ以外のイオン源でも良い。
【００１９】蒸発源２０は、この例では基体２上に最終
的に目的とする膜を形成するのに用いるものであり、目
的とする膜を構成する物質２２を蒸発させることができ
るものであればその方式は問わない。また、このような
蒸発源２０以外の成膜手段によって目的とする膜を形成
するようにしても良い。
的に目的とする膜を形成するのに用いるものであり、目
的とする膜を構成する物質２２を蒸発させることができ
るものであればその方式は問わない。また、このような
蒸発源２０以外の成膜手段によって目的とする膜を形成
するようにしても良い。
【００２０】このような装置を用いて膜被覆物を製造す
る方法の一例を説明すると、まず、所望の基体２をホル
ダ１０に取り付け、真空容器内を所定の真空度（例えば
１×１０-6Ｔｏｒｒ以下）に保持し、ホルダ１０に冷媒
１２を流して基体２を冷却しながら、イオン源１４から
酸素元素を含有するイオン１６を引出してそれを基体２
の表面に照射する。このようなイオン１６は、例えば、
イオン源１４に酸素ガスと他のガス（例えばアルゴン等
の不活性ガス）との混合ガスを適度な酸素分圧で導入し
てイオン化することによって得ることができる。
る方法の一例を説明すると、まず、所望の基体２をホル
ダ１０に取り付け、真空容器内を所定の真空度（例えば
１×１０-6Ｔｏｒｒ以下）に保持し、ホルダ１０に冷媒
１２を流して基体２を冷却しながら、イオン源１４から
酸素元素を含有するイオン１６を引出してそれを基体２
の表面に照射する。このようなイオン１６は、例えば、
イオン源１４に酸素ガスと他のガス（例えばアルゴン等
の不活性ガス）との混合ガスを適度な酸素分圧で導入し
てイオン化することによって得ることができる。
【００２１】上記イオン１６の照射によって、基体２の
表面に酸素元素が注入され、図２にも示すように、基体
２の表面に基体２の構成元素の酸化層（例えば基体２が
ＡlＮの場合はＡl2Ｏ3 等の層）２ａが形成される。
表面に酸素元素が注入され、図２にも示すように、基体
２の表面に基体２の構成元素の酸化層（例えば基体２が
ＡlＮの場合はＡl2Ｏ3 等の層）２ａが形成される。
【００２２】上記方法においては、酸化層２ａの厚み
は、イオン１６のエネルギーや照射量によって容易に調
整することができる。従って、基体２の特性に影響を及
ばさないように酸化層２ａの厚みを制御することができ
る。
は、イオン１６のエネルギーや照射量によって容易に調
整することができる。従って、基体２の特性に影響を及
ばさないように酸化層２ａの厚みを制御することができ
る。
【００２３】しかも上記方法では、基体２の加熱を必要
とせず、逆に基体２を冷却しながらイオン照射を行うの
で、基体２を高温に晒すことなくその表面に酸化層２ａ
を形成することができる。従って、基体２の熱による変
形や、耐熱温度により基体２の種類が限定されるという
問題は生じない。
とせず、逆に基体２を冷却しながらイオン照射を行うの
で、基体２を高温に晒すことなくその表面に酸化層２ａ
を形成することができる。従って、基体２の熱による変
形や、耐熱温度により基体２の種類が限定されるという
問題は生じない。
【００２４】もっとも、基体２にイオン１６の照射によ
る熱的な損傷が加えられないようにするため、イオン１
６のエネルギーは４０ＫｅＶ以下、かつイオン１６の照
射量は１×１０18個／ｃｍ2 以下に抑えるのが好まし
い。
る熱的な損傷が加えられないようにするため、イオン１
６のエネルギーは４０ＫｅＶ以下、かつイオン１６の照
射量は１×１０18個／ｃｍ2 以下に抑えるのが好まし
い。
【００２５】上記のようにして基体２の表面に酸化層２
ａを形成した後、その上に、この例では蒸発源２０から
所望の物質２２を蒸発させてそれを基体２の表面に（よ
り具体的にはその酸化層２ａの表面に）蒸着させて目的
とする膜４（図２参照）を形成する。
ａを形成した後、その上に、この例では蒸発源２０から
所望の物質２２を蒸発させてそれを基体２の表面に（よ
り具体的にはその酸化層２ａの表面に）蒸着させて目的
とする膜４（図２参照）を形成する。
【００２６】上記のように基体２の表面に酸化層２ａを
形成することによって、公知のように基体２の濡れ性が
改善され、その上に形成される目的とする膜４の密着性
が著しく向上する。また、酸化層２ａからの酸素元素の
拡散等によって目的とする膜４の基体２側の界面に膜４
の構成元素の酸化物が形成され、膜４は酸素を介して化
学的に基体２と結び付くので、膜４の密着強度は一層向
上する。
形成することによって、公知のように基体２の濡れ性が
改善され、その上に形成される目的とする膜４の密着性
が著しく向上する。また、酸化層２ａからの酸素元素の
拡散等によって目的とする膜４の基体２側の界面に膜４
の構成元素の酸化物が形成され、膜４は酸素を介して化
学的に基体２と結び付くので、膜４の密着強度は一層向
上する。
【００２７】なお、前述したようなイオン１６の照射
は、上記例のように目的とする膜４の形成前でなく、形
成と同時に行っても良いし、形成後に行っても良い。こ
れらの場合も、イオン１６のエネルギーを適当に選ぶこ
とにより、形成されつつある膜４、あるいは先に形成さ
れた膜４を通して、基体２の表面にイオン１６を注入し
て上記例と同様に酸化層２ａを形成することができる。
また、膜４の基体２側の界面に酸化物が形成されること
も上記例と同様である。
は、上記例のように目的とする膜４の形成前でなく、形
成と同時に行っても良いし、形成後に行っても良い。こ
れらの場合も、イオン１６のエネルギーを適当に選ぶこ
とにより、形成されつつある膜４、あるいは先に形成さ
れた膜４を通して、基体２の表面にイオン１６を注入し
て上記例と同様に酸化層２ａを形成することができる。
また、膜４の基体２側の界面に酸化物が形成されること
も上記例と同様である。
【００２８】また、上記例のように目的とする膜４の形
成前、形成と同時または形成後に基体２に向けて酸素元
素を含有するイオン１６を照射する代わりに、まず酸素
元素を含有するガス雰囲気中で基体２にイオン源１４か
ら引き出した適当なイオンを照射し、その後に蒸発源２
０を用いること等によって目的とする膜４を形成しても
良い。この場合もイオンの照射は基体２を冷却しながら
行う。
成前、形成と同時または形成後に基体２に向けて酸素元
素を含有するイオン１６を照射する代わりに、まず酸素
元素を含有するガス雰囲気中で基体２にイオン源１４か
ら引き出した適当なイオンを照射し、その後に蒸発源２
０を用いること等によって目的とする膜４を形成しても
良い。この場合もイオンの照射は基体２を冷却しながら
行う。
【００２９】このときに基体２に照射するイオンの種類
は、特定のものに限定されない。これは、このイオン照
射の目的が基体２の表面に格子欠陥を作るためであり、
この目的を達成することができるものであれば何でも良
い。代表的なものとしては、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン等の不活性ガスイオンが挙げられる。
は、特定のものに限定されない。これは、このイオン照
射の目的が基体２の表面に格子欠陥を作るためであり、
この目的を達成することができるものであれば何でも良
い。代表的なものとしては、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン等の不活性ガスイオンが挙げられる。
【００３０】この方法によれば、イオンを照射すること
によって基体２の表面に格子欠陥が作られ、その部分に
雰囲気中の酸素元素が入り込み、主としてこのような作
用によって基体２の表面に前述したような酸化層２ａが
形成される。また、酸化層２ａからの酸素元素の拡散等
によって、膜４の基体２側の界面に、前述した方法の場
合と同様に、膜４の構成元素の酸化物が形成される。
によって基体２の表面に格子欠陥が作られ、その部分に
雰囲気中の酸素元素が入り込み、主としてこのような作
用によって基体２の表面に前述したような酸化層２ａが
形成される。また、酸化層２ａからの酸素元素の拡散等
によって、膜４の基体２側の界面に、前述した方法の場
合と同様に、膜４の構成元素の酸化物が形成される。
【００３１】この方法の場合も、酸化層２ａの厚みは、
照射するイオンのエネルギーや照射量によって容易に調
整することができる。また、基体２を高温に晒すことな
くその表面に酸化層２ａを形成することができる。
照射するイオンのエネルギーや照射量によって容易に調
整することができる。また、基体２を高温に晒すことな
くその表面に酸化層２ａを形成することができる。
【００３２】また、基体２にイオン照射による熱的な損
傷が加えられないようにするため、イオンのエネルギー
は４０ＫｅＶ以下、かつ照射量を１×１０18個／ｃｍ2
以下に抑えるのが好ましいのは前述した方法の場合と同
様である。
傷が加えられないようにするため、イオンのエネルギー
は４０ＫｅＶ以下、かつ照射量を１×１０18個／ｃｍ2
以下に抑えるのが好ましいのは前述した方法の場合と同
様である。
【００３３】なお、基体２が酸化物の場合は、真空蒸着
のみによっても、膜４と基体２との界面に酸化物が形成
される場合もあるが、その酸化物の厚みは極めて薄いも
のであり、膜４の密着性の向上に寄与するほどの効果を
得ることが難しい。この場合にも、基体２上に膜４を形
成する前、同時または形成後に、酸素元素を含有するイ
オン１６を照射することによって、あるいは酸素元素を
含有するガス雰囲気中で基体２にイオンを照射してから
膜４を形成することによって、膜４と基体２との界面
に、膜４の密着性の向上に寄与する厚みを持つ、膜構成
元素の酸化物を形成することができる。
のみによっても、膜４と基体２との界面に酸化物が形成
される場合もあるが、その酸化物の厚みは極めて薄いも
のであり、膜４の密着性の向上に寄与するほどの効果を
得ることが難しい。この場合にも、基体２上に膜４を形
成する前、同時または形成後に、酸素元素を含有するイ
オン１６を照射することによって、あるいは酸素元素を
含有するガス雰囲気中で基体２にイオンを照射してから
膜４を形成することによって、膜４と基体２との界面
に、膜４の密着性の向上に寄与する厚みを持つ、膜構成
元素の酸化物を形成することができる。
【００３４】次に、この発明に従ったより具体的な実施
例と、この発明の要件を満たさない比較例の幾つかにつ
いて説明する。
例と、この発明の要件を満たさない比較例の幾つかにつ
いて説明する。
【００３５】実施例１ ５重量％の酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3 ）を焼結助剤と
して添加し、常圧焼結によって得られた窒化アルミニウ
ム（ＡlＮ）基板に対して、酸素イオンを５ＫｅＶの加
速エネルギーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。
この際用いた装置は図１に示したようなものであり、真
空容器内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空度に保持し、
イオン源１４に２×１０-5Ｔｏｒｒの酸素ガスとアルゴ
ンガスとの混合ガス（酸素分圧１０％）を導入してイオ
ン化させ、上記加速エネルギーで基板に照射した。イオ
ンの照射量は前述したイオン電流モニタ１８によってモ
ニタした。
して添加し、常圧焼結によって得られた窒化アルミニウ
ム（ＡlＮ）基板に対して、酸素イオンを５ＫｅＶの加
速エネルギーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。
この際用いた装置は図１に示したようなものであり、真
空容器内を１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空度に保持し、
イオン源１４に２×１０-5Ｔｏｒｒの酸素ガスとアルゴ
ンガスとの混合ガス（酸素分圧１０％）を導入してイオ
ン化させ、上記加速エネルギーで基板に照射した。イオ
ンの照射量は前述したイオン電流モニタ１８によってモ
ニタした。
【００３６】作ろうとする膜被覆物が回路基板のような
場合、基板表面の酸化は、目的とする膜から基板への熱
伝導を妨げないように、２００Å以下の厚みに制御する
必要があり、そのためのシミュレーションの結果により
上記加速エネルギーと照射量が決定された。
場合、基板表面の酸化は、目的とする膜から基板への熱
伝導を妨げないように、２００Å以下の厚みに制御する
必要があり、そのためのシミュレーションの結果により
上記加速エネルギーと照射量が決定された。
【００３７】その後、目的とする膜として銅を１μｍ真
空蒸着によって当該基板上に形成した。この銅の蒸着
は、図１の蒸発源２０として電子ビーム加熱式の蒸発源
を用い、これに蒸発材料として銅ペレット（純度３Ｎ）
を入れて蒸発させることによって行った。
空蒸着によって当該基板上に形成した。この銅の蒸着
は、図１の蒸発源２０として電子ビーム加熱式の蒸発源
を用い、これに蒸発材料として銅ペレット（純度３Ｎ）
を入れて蒸発させることによって行った。
【００３８】実施例２ 実施例１と同じＡlＮ基板に対して、銅を５００Å基板
上に形成した後、酸素イオンを５ＫｅＶの加速エネルギ
ーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。その後、真
空蒸着によって銅を９５００Å基板上に形成した。この
際に用いた装置は実施例１と同じものである（以下の実
施例および比較例についても同様）。
上に形成した後、酸素イオンを５ＫｅＶの加速エネルギ
ーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。その後、真
空蒸着によって銅を９５００Å基板上に形成した。この
際に用いた装置は実施例１と同じものである（以下の実
施例および比較例についても同様）。
【００３９】実施例３ 実施例１と同じＡlＮ基板に対して、酸素ガス（純度３
Ｎ）を基板に吹き付けながら（この際の真空度は２×１
０-5Ｔｏｒｒ）、アルゴンイオンを５ＫｅＶの加速エネ
ルギーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。その
後、真空蒸着によって銅を１μｍ基板上に形成した。
Ｎ）を基板に吹き付けながら（この際の真空度は２×１
０-5Ｔｏｒｒ）、アルゴンイオンを５ＫｅＶの加速エネ
ルギーによって１×１０16個／ｃｍ2 照射した。その
後、真空蒸着によって銅を１μｍ基板上に形成した。
【００４０】実施例４ ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板に対して、
酸素イオンを２ＫｅＶの加速エネルギーによって１×１
０15個／ｃｍ2 照射した。その後、真空蒸着によって銅
を１μｍ基板上に形成した。
酸素イオンを２ＫｅＶの加速エネルギーによって１×１
０15個／ｃｍ2 照射した。その後、真空蒸着によって銅
を１μｍ基板上に形成した。
【００４１】比較例１ 実施例１と同じ基板に対して、イオン照射を併用せず
に、銅を１μｍ真空蒸着させた。
に、銅を１μｍ真空蒸着させた。
【００４２】比較例２ 実施例４と同じ基板に対して、イオン照射を併用せず
に、銅を１μｍ真空蒸着させた。
に、銅を１μｍ真空蒸着させた。
【００４３】評価 上記実施例１〜４と比較例１、２の試料に対して、膜の
密着強度を測定するために、膜の引っ張り強度を測定し
た。その結果を下に示す。
密着強度を測定するために、膜の引っ張り強度を測定し
た。その結果を下に示す。
【００４４】
【００４５】このように、実施例１〜４のものは、比較
例１、２と比べていずれも密着強度に優れた膜が得られ
た。そして、この理由を分析するために、オージェ電子
分光法によって、２ＫｅＶの加速エネルギーでアルゴン
イオンを照射することによって膜をエッチングしながら
元素の深さ方向プロファイルを求めたところ、実施例１
〜４のものはいずれも、基板表面より１００〜２００Å
の深さまで酸素元素が分布していることが分かった。こ
れは１００〜２００Åの厚みで酸化層が形成されている
ことになる。また、膜と基板界面における銅の結合状態
をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって分析したとこ
ろ、銅は上記界面で酸化物を形成していることが分かっ
た。
例１、２と比べていずれも密着強度に優れた膜が得られ
た。そして、この理由を分析するために、オージェ電子
分光法によって、２ＫｅＶの加速エネルギーでアルゴン
イオンを照射することによって膜をエッチングしながら
元素の深さ方向プロファイルを求めたところ、実施例１
〜４のものはいずれも、基板表面より１００〜２００Å
の深さまで酸素元素が分布していることが分かった。こ
れは１００〜２００Åの厚みで酸化層が形成されている
ことになる。また、膜と基板界面における銅の結合状態
をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって分析したとこ
ろ、銅は上記界面で酸化物を形成していることが分かっ
た。
【００４６】一方、比較例１のものは、基板表層部に酸
素元素の分布は確認されず、また膜と基板界面における
銅の酸化物の形成も確認されなかった。また、比較例２
のものは、膜と基板との界面において、銅の酸化物の形
成がＸ線光電子分光法によって確認されたものの、その
銅の酸化物の厚みは２０〜５０Åであり、実施例４のも
のと比べて極めて薄いものであった。先に、酸化物の基
体の場合では、真空蒸着のみで膜を基体上に形成して
も、一応は膜構成元素の酸化物が膜と基体との界面に形
成されるが、イオン照射を併用しないと、その酸化物の
厚みは密着性向上に寄与しない程度の薄いものしかでき
ない、と説明したが、実施例４と比較例２とはこのこと
を示している。即ち、実施例４および比較例２で用いた
ＰＥＴ基板には酸素が含まれており、比較例２のように
真空蒸着のみでも銅膜とこの基板との界面には銅の酸化
物が薄く形成されるが、その厚みは極めて薄く銅膜の密
着性向上には寄与しておらず、一方実施例４では、イオ
ン照射を併用してこの酸化物の厚みを増すことによっ
て、銅膜の密着性を比較例２よりも遙かに向上させる効
果が得られている。
素元素の分布は確認されず、また膜と基板界面における
銅の酸化物の形成も確認されなかった。また、比較例２
のものは、膜と基板との界面において、銅の酸化物の形
成がＸ線光電子分光法によって確認されたものの、その
銅の酸化物の厚みは２０〜５０Åであり、実施例４のも
のと比べて極めて薄いものであった。先に、酸化物の基
体の場合では、真空蒸着のみで膜を基体上に形成して
も、一応は膜構成元素の酸化物が膜と基体との界面に形
成されるが、イオン照射を併用しないと、その酸化物の
厚みは密着性向上に寄与しない程度の薄いものしかでき
ない、と説明したが、実施例４と比較例２とはこのこと
を示している。即ち、実施例４および比較例２で用いた
ＰＥＴ基板には酸素が含まれており、比較例２のように
真空蒸着のみでも銅膜とこの基板との界面には銅の酸化
物が薄く形成されるが、その厚みは極めて薄く銅膜の密
着性向上には寄与しておらず、一方実施例４では、イオ
ン照射を併用してこの酸化物の厚みを増すことによっ
て、銅膜の密着性を比較例２よりも遙かに向上させる効
果が得られている。
【００４７】以上のことから、基板表面に形成された酸
化層ならびに膜と基板界面における銅の酸化物の形成お
よびその厚みが、膜の密着強度向上に大きく寄与してい
ることが分かる。
化層ならびに膜と基板界面における銅の酸化物の形成お
よびその厚みが、膜の密着強度向上に大きく寄与してい
ることが分かる。
【００４８】また、上記オージェ電子分光法による測定
によって、実施例１〜４のものは、基板表面の酸化層
が、膜から基板へ熱伝導が妨げられないよう設計された
厚み（即ち２００Å以下）どおりに形成されたことが分
かる。
によって、実施例１〜４のものは、基板表面の酸化層
が、膜から基板へ熱伝導が妨げられないよう設計された
厚み（即ち２００Å以下）どおりに形成されたことが分
かる。
【００４９】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基体を
冷却しながら前述したようなイオン照射を行うことによ
って、基体を高温に晒すことなくその表面に、当該基体
の濡れ性を改善する酸化層を形成することができる。し
かも、この酸化層の厚みは、照射するイオンのエネルギ
ーや照射量によって容易に調整することができる。
冷却しながら前述したようなイオン照射を行うことによ
って、基体を高温に晒すことなくその表面に、当該基体
の濡れ性を改善する酸化層を形成することができる。し
かも、この酸化層の厚みは、照射するイオンのエネルギ
ーや照射量によって容易に調整することができる。
【００５０】その結果、基体の熱による変形や耐熱温度
により基体の種類が限定されるという問題、更には酸化
層によって基体の特性に影響が出るという問題を排除し
つつ、基体の表面に密着強度の高い膜を形成することが
できる。
により基体の種類が限定されるという問題、更には酸化
層によって基体の特性に影響が出るという問題を排除し
つつ、基体の表面に密着強度の高い膜を形成することが
できる。
【図１】 この発明に係る膜被覆物の製造方法を実施す
る装置の一例を示す概略図である。
る装置の一例を示す概略図である。
【図２】 膜被覆物の一例を示す概略断面図である。
２ 基体 ２ａ 酸化層 ４ 目的とする膜 １０ ホルダ １２ 冷媒 １４ イオン源 １６ イオン ２０ 蒸発源 ２２ 膜構成物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江部 明憲 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 基体の表面に膜を形成して膜被覆物を作
る際に、当該膜の形成前、形成と同時または形成後に、
基体を冷却しながらそれに向けて酸素元素を含有するイ
オンを照射することを特徴とする膜被覆物の製造方法。 - 【請求項２】 基体の表面に膜を形成して膜被覆物を作
る際に、まず基体を冷却しながらその表面に、酸素元素
を含有するガス雰囲気中でイオンを照射し、しかる後に
この基体の表面に前記膜を形成することを特徴とする膜
被覆物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3715192A JPH05209262A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 膜被覆物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3715192A JPH05209262A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 膜被覆物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209262A true JPH05209262A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=12489611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3715192A Pending JPH05209262A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 膜被覆物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209262A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003231207A (ja) * | 2002-11-25 | 2003-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合薄膜 |
| JP2008034555A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Works Ltd | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP2008053465A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Works Ltd | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP2009006439A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kyocera Corp | 切削工具 |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP3715192A patent/JPH05209262A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003231207A (ja) * | 2002-11-25 | 2003-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合薄膜 |
| JP2008034555A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Works Ltd | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP4497135B2 (ja) * | 2006-07-27 | 2010-07-07 | パナソニック電工株式会社 | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP2008053465A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Matsushita Electric Works Ltd | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP4577284B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2010-11-10 | パナソニック電工株式会社 | ３次元立体回路基板の製造方法、および３次元立体回路基板 |
| JP2009006439A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kyocera Corp | 切削工具 |
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