JPH05295522A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPH05295522A JPH05295522A JP4124187A JP12418792A JPH05295522A JP H05295522 A JPH05295522 A JP H05295522A JP 4124187 A JP4124187 A JP 4124187A JP 12418792 A JP12418792 A JP 12418792A JP H05295522 A JPH05295522 A JP H05295522A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- substrate
- film
- thin film
- ions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属等の材料に緻密で密着性の高い金属薄
膜の形成を行うことを可能にする。 【構成】 基板１をサンプルホルダー２に取付け、真
空排気、表面清浄化後に蒸着源４からの金属蒸着と同時
に金属イオン源５からの金属イオンビームの照射を行
う。金属膜はイオンビームの高いエネルギーにより基板
との密着性が高められると共に欠陥の少ない緻密な膜が
形成される。
膜の形成を行うことを可能にする。 【構成】 基板１をサンプルホルダー２に取付け、真
空排気、表面清浄化後に蒸着源４からの金属蒸着と同時
に金属イオン源５からの金属イオンビームの照射を行
う。金属膜はイオンビームの高いエネルギーにより基板
との密着性が高められると共に欠陥の少ない緻密な膜が
形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属等の材料の表面特
性の向上を目的とした薄膜形成方法に関するものであ
る。
性の向上を目的とした薄膜形成方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、金属等の材料の表面特性の向
上を目的として蒸着等のプロセスにより金属の薄膜を形
成することが広く行われている。一般にこれら蒸着金属
は基板に到達する際のエネルギーが小さいために膜の緻
密さ、密着性が充分ではない。従って、これら膜質の改
善のためにアルゴン等の不活性ガスのイオンビームを蒸
着と同時に照射する方法が知られている（例えば特開平
１ー１７２５６３号公報参照）。この場合、照射される
イオンのエネルギーによって基板と皮膜の密着性が改善
されると共に結晶性の高い緻密な膜が形成される。
上を目的として蒸着等のプロセスにより金属の薄膜を形
成することが広く行われている。一般にこれら蒸着金属
は基板に到達する際のエネルギーが小さいために膜の緻
密さ、密着性が充分ではない。従って、これら膜質の改
善のためにアルゴン等の不活性ガスのイオンビームを蒸
着と同時に照射する方法が知られている（例えば特開平
１ー１７２５６３号公報参照）。この場合、照射される
イオンのエネルギーによって基板と皮膜の密着性が改善
されると共に結晶性の高い緻密な膜が形成される。
【０００３】しかしながら、アルゴン等の不活性ガスは
本来皮膜にとって不要な元素であり、成膜後も皮膜中に
残留することにより、膜の欠陥等の原因となり、本来の
目的である基板との密着性向上、膜の緻密化等の効果を
充分に得ることができなかった。
本来皮膜にとって不要な元素であり、成膜後も皮膜中に
残留することにより、膜の欠陥等の原因となり、本来の
目的である基板との密着性向上、膜の緻密化等の効果を
充分に得ることができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し金属等の材料に緻密で基板との密着性の高い金
属薄膜の形成を行うことができる薄膜形成方法を目的と
する。
を解決し金属等の材料に緻密で基板との密着性の高い金
属薄膜の形成を行うことができる薄膜形成方法を目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】緻密で密着性の高い成膜
を行うために、発明者らは従来の不活性ガスではなく蒸
着金属と同種の金属のイオンビームを照射することに着
目した。即ち、本発明は、真空中で基板に金属の蒸着を
行うと同時に蒸着金属と同種の金属のイオンを注入する
ことを特徴とする薄膜形成方法であり、その際、金属イ
オンの平均エネルギーが１〜５００ＫｅＶ、基板に到達
する蒸着原子と金属イオンとの個数の比が２：１〜１０
０：１であると良い。
を行うために、発明者らは従来の不活性ガスではなく蒸
着金属と同種の金属のイオンビームを照射することに着
目した。即ち、本発明は、真空中で基板に金属の蒸着を
行うと同時に蒸着金属と同種の金属のイオンを注入する
ことを特徴とする薄膜形成方法であり、その際、金属イ
オンの平均エネルギーが１〜５００ＫｅＶ、基板に到達
する蒸着原子と金属イオンとの個数の比が２：１〜１０
０：１であると良い。
【０００６】
【作用】図１は本発明が適用された薄膜形成処理装置の
構成例である。以下、チタン薄膜の形成を行う場合を例
にとって説明する。基板１は処理室３内にてサンプルホ
ルダー２に保持されるようになっている。また、処理室
３には蒸着源４及び金属イオン源５が設けられている。
上記基板１をサンプルホルダー２に取り付け、処理室３
を真空排気する。通常は１０ー5ｔｏｒｒから１０ー6ｔｏ
ｒｒ程度まで排気するのが一般的である。排気後、図示
されないガスイオン源、プラズマ源等によってイオンボ
ンバードメント処理を行い材料の表面を清浄化する。そ
して、蒸着源４からのチタン蒸着と金属イオン源５から
のチタンイオンビーム照射とを同時に開始して成膜を開
始する。すると、チタンイオンビームの高いエネルギー
により基板との密着性が高められると共に欠陥の少ない
緻密なチタン膜が形成される。
構成例である。以下、チタン薄膜の形成を行う場合を例
にとって説明する。基板１は処理室３内にてサンプルホ
ルダー２に保持されるようになっている。また、処理室
３には蒸着源４及び金属イオン源５が設けられている。
上記基板１をサンプルホルダー２に取り付け、処理室３
を真空排気する。通常は１０ー5ｔｏｒｒから１０ー6ｔｏ
ｒｒ程度まで排気するのが一般的である。排気後、図示
されないガスイオン源、プラズマ源等によってイオンボ
ンバードメント処理を行い材料の表面を清浄化する。そ
して、蒸着源４からのチタン蒸着と金属イオン源５から
のチタンイオンビーム照射とを同時に開始して成膜を開
始する。すると、チタンイオンビームの高いエネルギー
により基板との密着性が高められると共に欠陥の少ない
緻密なチタン膜が形成される。
【０００７】ここで、金属イオンの平均エネルギーを１
ＫｅＶ以上でって、かつ５００ＫｅＶ以下とする。金属
イオンの平均エネルギーが１ＫｅＶ未満では皮膜に与え
るエネルギーが小さいために密着性向上、膜の緻密化等
の効果が充分でなく、５００ＫｅＶを超えると皮膜に与
えるエネルギーが大きすぎ基板の過熱、欠陥の増大等が
生じてかえって膜質が低下する。また、基板１に到達す
る蒸着原子とイオンの個数との比を２：１〜１００：１
としている。この比が２：１未満ではイオンビームによ
る蒸着金属のスパッタリングで成膜が有効に行われず、
１００：１を超えるとイオンの数が少なすぎて密着性向
上効果、膜の緻密化の効果が充分でなくなる。
ＫｅＶ以上でって、かつ５００ＫｅＶ以下とする。金属
イオンの平均エネルギーが１ＫｅＶ未満では皮膜に与え
るエネルギーが小さいために密着性向上、膜の緻密化等
の効果が充分でなく、５００ＫｅＶを超えると皮膜に与
えるエネルギーが大きすぎ基板の過熱、欠陥の増大等が
生じてかえって膜質が低下する。また、基板１に到達す
る蒸着原子とイオンの個数との比を２：１〜１００：１
としている。この比が２：１未満ではイオンビームによ
る蒸着金属のスパッタリングで成膜が有効に行われず、
１００：１を超えるとイオンの数が少なすぎて密着性向
上効果、膜の緻密化の効果が充分でなくなる。
【０００８】ここで、蒸着とイオンビーム照射は同時に
開始するのでなく、まずイオンビーム照射を開始して基
板に一定量のイオン注入を行った後に蒸着を開始して、
以後蒸着とイオン注入を同時に行いながら成膜しても良
い。
開始するのでなく、まずイオンビーム照射を開始して基
板に一定量のイオン注入を行った後に蒸着を開始して、
以後蒸着とイオン注入を同時に行いながら成膜しても良
い。
【０００９】尚、金属イオン源としては半導体製造プロ
セス等で一般に用いられるフリーマン型等の質量分離方
式のイオン源を用いても良いが、真空アーク放電により
カソード材料を蒸発・イオン化してイオンビームとして
引き出す真空アーク方式のイオン源を用いることによ
り、高いビーム電流を容易に得ることができる。また、
金属の蒸着は抵抗加熱方式や電子ビーム方式、スパッタ
リング等のプロセスを用いても良い。更に、成膜に用い
る元素としてはチタン以外にクロム、銀、白金等一般に
蒸着及びイオン注入が可能な金属は全て用いることがで
きる。
セス等で一般に用いられるフリーマン型等の質量分離方
式のイオン源を用いても良いが、真空アーク放電により
カソード材料を蒸発・イオン化してイオンビームとして
引き出す真空アーク方式のイオン源を用いることによ
り、高いビーム電流を容易に得ることができる。また、
金属の蒸着は抵抗加熱方式や電子ビーム方式、スパッタ
リング等のプロセスを用いても良い。更に、成膜に用い
る元素としてはチタン以外にクロム、銀、白金等一般に
蒸着及びイオン注入が可能な金属は全て用いることがで
きる。
【００１０】
【実施例】基板をＳＵＪー２鋼、蒸着金属をクロム、蒸
着／イオン比を１０：１、平均イオンエネルギーを１５
０ＫｅＶ、膜厚を２μｍの条件で成膜を行った基板と、
比較材としてクロムイオンの代わりにアルゴンイオンを
４０ＫｅＶにて照射しながら２μｍ成膜した基板とにつ
いて、ビッカース硬度測定と、密着性の評価としてスク
ラッチ試験による剥離荷重を測定した結果を表１に示
す。
着／イオン比を１０：１、平均イオンエネルギーを１５
０ＫｅＶ、膜厚を２μｍの条件で成膜を行った基板と、
比較材としてクロムイオンの代わりにアルゴンイオンを
４０ＫｅＶにて照射しながら２μｍ成膜した基板とにつ
いて、ビッカース硬度測定と、密着性の評価としてスク
ラッチ試験による剥離荷重を測定した結果を表１に示
す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明による薄膜形成方法によれば、金
属等の材料に緻密で基板との密着性の高い金属薄膜の形
成を行うことが可能となる。
属等の材料に緻密で基板との密着性の高い金属薄膜の形
成を行うことが可能となる。
【図１】本発明が適用された薄膜形成処理装置の構成
図。
図。
１ 基板 ２ サンプルホルダー ３ 処理室 ４ 蒸着源 ５ 金属イオン源
Claims (2)
- 【請求項１】 真空中で基板に金属の蒸着を行うと同
時に前記蒸着金属と同種の金属のイオンを注入すること
を特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記金属イオンの平均エネルギーが１
ＫｅＶ乃至５００ＫｅＶであり、かつ前記基板に到達す
る蒸着原子と金属イオンの個数との比が２：１乃至１０
０：１となっていることを特徴とする請求項１に記載の
薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124187A JPH05295522A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124187A JPH05295522A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295522A true JPH05295522A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14879142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124187A Pending JPH05295522A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05295522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000129426A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-05-09 | Wilson Greatbatch Ltd | 金属、合金および金属酸化物の導電率を改良するための方法 |
| WO2001009406A1 (fr) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Yasuaki Sakamoto | Procede de modification de surface pour produit metallique |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP4124187A patent/JPH05295522A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000129426A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-05-09 | Wilson Greatbatch Ltd | 金属、合金および金属酸化物の導電率を改良するための方法 |
| WO2001009406A1 (fr) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Yasuaki Sakamoto | Procede de modification de surface pour produit metallique |
| AU771629B2 (en) * | 1999-07-29 | 2004-04-01 | Yasuaki Sakamoto | Method of surface modification for metal product |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |