JPS6089569A - 合金薄膜の形成方法 - Google Patents

合金薄膜の形成方法

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JPS6089569A
JPS6089569A JP19617283A JP19617283A JPS6089569A JP S6089569 A JPS6089569 A JP S6089569A JP 19617283 A JP19617283 A JP 19617283A JP 19617283 A JP19617283 A JP 19617283A JP S6089569 A JPS6089569 A JP S6089569A
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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】 [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
の澗度勾ni1を有する合金薄膜を形成づる方法に関づ
る。。
[従来技術] 近年エレク1〜に1ニクス分野の技佑進歩により電子材
料の小型化、薄型化が進み、合金薄膜が多く用いられる
ようになってきた。合金薄膜を形成覆るためにはいわゆ
る物理的1((穆法が多く用いられ−(いる。これには
蒸着、イオンブレーティング。
スパッ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グツ1〜の組成とほぼ同じ組成の
合金膜を形成することができ、スパッタリング中に組成
変化もほとんどないという特徴をイ1J−るが、この特
徴が逆に厚さ方向に組成の濃度勾配を右する合金薄膜の
形成を困難にしていた。
しかしスパッタリング法では、蒸着法やイオンブレーテ
ィ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il[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
法やイオンプレーディング法等にりも強固であるという
特長を合μて右する。
他方、蒸着、イオンブレーティングなどの方法にJ5い
て2以上の蒸発源を用いて濃度勾配をイ1する合金膜を
形成づ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ッタリング法を用い
て、摩さ方向の組成の)開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づることを目的とする。
[発明の構成] 上)ボの目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち、本発明は、対面させたターグツ1−の側方に
基板を配し、該ターゲット間に磁界をその対向方向に印
加してスパッタし、基板上に膜形成する対向ターゲラ1
一式スバッタ法を用い、該ターゲットの夫々を組成の異
なる金属又は合金となすと共に、基板をターグツ1〜の
対向方向に移送しつつスパッタリングし、厚さ方向に濃
度勾配を有する合金薄膜を形成リ−ることを′4v1徴
とJる合金薄膜の形成方法である。
なお、上述の対向ターゲット式スパッタ法は、特開昭!
i7−158380号公報等で公知で、以下の特長を有
する。すなわち、上述の)mす、2枚の同寸法の平板タ
ーゲッ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ット表面に印加する4
14成であり、ターグツ1〜からスパッタ放出される粒
子は雰囲気ガスとの衝突により散乱されながらターゲッ
ト間空間の側方に配置された基板まで到達し堆積覆る。
ターゲット表面から放出されるスパッタ粒子は基板とタ
ーゲットの距離が小さいとぎは余弦則に従い基板に到達
すると考えられる。本発明は、対向ターゲット式スパッ
タ法のこの性質に着目して鋭意もJ1究の結!lV!な
されたものである。
対向する2枚のターゲットを異種の金属または合金で1
14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【ノA粒イがより多く例−7LJる。逆にB
に近い方の基板位置は8粒子がよく多く付着する。従っ
て基板位置をAからB方向に連続的に移動Jれば厚さ方
向にΔからBへ連続的に濃度勾配を右Jる含金X7q膜
が形成できる。
従って、形成り−る含金薄膜の組成と必要な膜厚方向の
濃度勾配に応しだ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りれば、所望の合金薄膜が得られる
。なお、形成づ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、ターグツ1〜に合金を用いる場合は、該当の合金
板でターグツ1〜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
成に応じた面積比になるように配してターグツI〜を4
M成しても良い。
基板が長尺の可撓性のあるシー1〜状の物質である場合
には、このシー1−を連続的に移動りることによって長
尺のシー1−1に工業的′/J規模で濃度勾配を右する
薄膜を形成りることができる。かかる場合には、シート
状の基板は必ずしもターグツ1〜に垂直な軸に平行に移
動り−る必要はなく、たとえばある曲率をもったシー1
−保持板の上を滑りっつ移動してもよく、又ターゲット
側方に位置し、かつ回軸り−るドラムの表面−りをドラ
ムと共に移動してもよい。
[実施例] 以下、」−)ボの本ブを明の訂IIIを実施例に基づい
て説明づる。
第1図は本発明の実施に用いた対向ターグツ]へ式スパ
ッ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jホの特開昭57−15838Q号公報等で公知
のものと向じ構成となっている。
づ゛なわち、図において10は真空槽、20は真空槽1
0を排気づ−る真空ポンプ等からなる排気系、30は真
空4!1110内の圧力をio−’ 〜10− l−O
N” T!I! Iiの所定のガス圧力に設定づる刀ス
導入系である。
ぞして、真空槽10内には、図示の如く真空槽10の側
板14.42に絶縁811月13.14を介して固着さ
れたターゲットントルダ−15,16により1対のター
ゲットI”+、T2が、そのスパッタされる面一1−1
s。
]−7Sを空間を隔てて平行に対向づるJ:うに配設し
である。そして、ターグツ1〜間+、T2とそれに対応
するターゲットホルダー15.16は、水冷パイプ15
1. 161を介して冷却水ににリターゲットT+、−
r2、永久磁石152. 162が冷却される。
磁石152. IC+2はターグツtl−+、T2を介
してN極、S極がス4向りるように設けてあり、従って
磁界はターグツ1〜]−1,T2の対向方向に、かつタ
ーグツ1〜間のみに形成される。なお、17.18は絶
縁部(第13.14及びターゲットボルダ−15,16
をスパッタリング時のプラズマ粒子から保護するためと
ターゲット表面以外の部分の異常放電を防止覆るだめの
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内のターグツ1〜[I。
T2の側方に設りである。、基板保持手段41は、図示
省略した支持ブラケッ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41b1巻取[1−ル41Cの3個のロール
からなり、基板40をターゲットT+ 、T2間の空間
に対面づるようにスパッタ面T’s 、 1−23に対
して略直角方向に保持づるように配置しである。従って
基板40はスパッタ面T +s + −1−23に対し
て垂直方向JなわちターゲットT+ 、T2の対向方向
に移動可能で゛ある。
一方、スパッ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、マイナス側をターグ
ツ1〜T1.1−2に夫々接続づる。従って電力供給手
段50からのスパッタ電力は、アースをアノードとし、
ターゲットT+、1−2をカソードどして、アノード、
カッ−1〜間に供給される。
なJ)、プレスパッタ時基板40を保V!t?Iるため
、基板40とターゲットT+ 、T2との間に出入する
シレッタ−(図示省略)が設けてir、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
パッタが可能となる。すなわち、ターゲットT+、l−
2間の空間に、磁界の作用によりスパツタガスイAン、
スパッ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。従って、ターゲットT+ 、T2
のスパッタが促進されて前記空間J:り析出【■が増大
し、基板40上へのJ[f、積速疾が増し高速スパッタ
が出来る上、基板40がターグツhl’+ 、T2の側
方にあるので低温スパッタも出来る。
なa3、本発明のλ・]向ターゲットj℃スパッタ法は
、前述の装置に限定されるものでなく、前述の通り一対
の対面さぼたターゲットの側方に基板を配し、ターゲッ
ト間に垂直方向の磁界を印加してスパッタし、基板上に
膜を形成づるスパッタ法を言う・従って、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
もターゲット間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであ
れば良く、従っ゛Cターゲット全面でなく、ターゲット
周囲のみに発生させた場合も含む。
次に上)小の対向ターゲット式スパッタ装置により実施
した本発明の詳細な説明ツる。
ターゲット1−+、T2は、大きさ300sW X15
0mm l−X 12mmtとし、ターゲットT2を銀
とし、銅をターゲット1− + とし、磁界の強さは3
!10Q(!(ターグツ1−表面)でターゲットT+、
1−2間の距囚を 180mmとし1こ。ンTh fJ
Iト′ラム41b L3300sφて・基板40どして
厚さ50μ771. I+] 220mmのポリエステ
ルフィルムを用い、またターグツt−T+ 、 −1−
2の中心と冷却ドラム41b中心軸との非削は245 
mmである。
基4JX 4 (+を0.5m/+ni+1で酊くのタ
ーグツt−T 2の方から銅のターグツ1〜T1の方向
へ移送しつつ、アルゴンLi’力2 X 10’ 7 
orr 、放電電力31(Wでスパックリングを行い7
00人の股を形成した。得られた膜の相成分イロ?x 
[S c Aで調べた結果を第21ン1に示J、、被膜
の表面から内部に進むにつれCtli’1度勾配のδり
る銀−銅合金!19ができていることが判る1、な:+
3、第2図に83いて、白丸が銅の温度を、黒丸が銀の
)G9度を承り。
実施例は限と銅のクーグ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っても同様の
結果が111られることは明らかである1、まlこif
; 1反とターグツ1−のlj r=Ilを変えること
によつ’C1ffa度勾配のかlこむきを適当に変える
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例のための対向ターゲット式ス
パッタ装置の説明図、第2図は実施例に基く合金薄膜の
膜19方向の温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。 −r+、T2 :ターゲット

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)対面さけたターグツ1への側りに基板を配し、該タ
    ーゲラ1〜間に磁界をその対向方向に印加してスパッタ
    し、基板上に膜形成する対向ターゲット式スパッタ法を
    用い、該クーゲットの夫々を異なる金属又は合金となり
    ど共に、基板をターゲットの対向方向に移送しつつスパ
    ッタリングし、厚さ方向に濃度勾配をイjリ−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1〜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。
JP19617283A 1983-10-21 1983-10-21 合金薄膜の形成方法 Granted JPS6089569A (ja)

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