JPS6333561A - 薄膜形成方法 - Google Patents

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、薄膜形成方法に係り、特に不純物の混入を防
止し、膜質の優れた薄膜を形成する方法に関する。

〔従来技術およびその問題点ｊ 例えば、磁気記録ヘッド、磁気記録媒体等の薄膜化に伴
い、軟磁性薄膜が広く用いられるようになってきている
。

この軟磁性薄膜の形成手段としては、 （ｉ）膜形成材料に熱エネルギーを与えて蒸発させ、そ
れを基板上に析出せしめ膜形成を行なう蒸着法。

（ｉｉ）膜形成材料をターゲットとして、これに陽イオ
ンを衝突せしめ、このエネルギーによって膜形成材料を
たたき出し、基板上に析出せしめるスパッタリング法。

（ｉｉｉ）チャンバー内に反応性ガスを導入し、化学反
応により基板上に膜を形成する化学的気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）等がある。

これらのうち、高エネルギーを付加することが可能で、
基板上への析出時に急冷効果が大きく、膜質の良好な軟
磁性薄膜を高速で形成できることから、スパッタリング
法が主に用いられている。

しかしながら、この方法では、陽イオンの生成にアルゴ
ン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等のガス導入が不可欠で
あるため、ガス中に混入する酸素（０２）、窒素（Ｎ２
）、水蒸気（Ｈ２０＞等が、膜中にとり込まれ、このた
めに膜の軟磁性を劣化させるという避けることのできな
い問題があった。

そこで第４図に示す如く、薄膜を形成すべき基板Ｓ上に
負バイアスを印加するという方法がとられている。これ
は、通常“選択的な再スパツタ効果″と呼ばれ、負バイ
アスの印加により基板側へもＡｒ十等の陽イオンを引き
寄せ、再スパツタすることにより、基板表面に付着した
不純物をたたき出し、膜中への不純物の混入誉防止する
ものである。

しかし、絶縁性材料からなる基板に上述の如く負バイア
スを印加した場合、第４図に示す如く、陽イオンは初期
的には基板に衝突し、不純物をたたき出すが、電荷が基
板上にチャージされるため、電位分布は第５図に示す如
くなる。この結果、第５図に示す如き電位分布となった
後は、陽イオンは基板ホルダ６ａやホルダーを保持して
いるホルダー基台６ｂに引き寄せられ、゛′選択的な再
スパツタ効果”を得ることができないという欠点があっ
た。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、゛選択的
な再スパツタ効果”を十分に発揮せしめ、膜質の優れた
薄膜形成を行なうことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明では、絶縁性の基板上にスパッタリング法
を用いて薄膜形成を行なうに際し、基板の支持手段に対
して正バイアスを印加するようにしている。

［作用］ 第１図（ａ）は、基板ホルダーおよびホルダー基台への
正バイアス印加直後の電位分布を示す図である。

まず、陽イオン発生時に同時に生成される電子が基板８
１基板ホルダー６ａおよびホルダー基台６ｂに引かれる
。（第１図（ａ）） その後、電子は、基板ホルダー６ａおよびホルダー基台
６ｂから逃げていくが、基板Ｓ上の電子は逃げられず、
基板表面は負にチャージする。このため、第１図（ｂ）
に示す如き電位分布が形成される。従って、飛翔する陽
イオンは基板ホルダーやホルダー基台を避け、基板上に
引き寄せられる。

このようにして、゛選択的スパッタ効果”を良好に発揮
することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

第２図は、本発明実施例の薄膜形成に用いる高周波（Ｒ
Ｆ）スパッタ装置を示す図である。

この高周波（ＲＦ）スパッタ装置は接地されたチャンバ
ー１内に電極２と、該電極２に対向して配設された基板
保持部旦とを具備しており、該電極２は、高周波電力を
供給する高周波電源４を具備すると共に、ターゲット５
を担持している。

また、基板保持部旦は、基板Ｓを保持するための基板ホ
ルダー６ａと、これを担持するホルダー基台６ｂとから
なり、基板エツチング用電源７、および基板ホルダーお
よびホルダー基台に正バイアスを印加するためのバイア
ス電源８とが夫々スイッチＳＷＩ、ＳＷ２を介してこれ
に接続されている。

そして、チ↑・ンバー１の両端にはガスを導入するため
のガス供給部９とガスを排出するためのガス排出部１０
とが相対向して設けられている。

次に、このＲＦスパッタ装置を用いて、結晶化ガラスか
らなる基板Ｓ上にコバルト（Ｃｏ）−ジルコン（Ｚｒ）
系合金１１１０を形成する方法について説明する。

まず、チャンバー１内の基板ホルダー６ａに基板Ｓを載
置すると共に、第１の電極２にターゲット５としてＣｏ
−Ｚｒ合金を設置する。

そして、チャンバー１内を１　ｘ　１０　’　（Ｔｏｒ
ｒ）程度の真空に排気する。

次いで、アルゴンガスをガス供給部９からチャンバー内
に導入し、１０−２　Ｔｏｒｒ程度となるようにすると
同時に、スイッチＳＷ１をＯＮにし基板保持部品とチャ
ンバー１との間に、基板エツチング用電源７から高周波
電圧を印加し、基板Ｓとチャンバーとの間でＲＦスパッ
タリングを行ない膜形成用の基板Ｓの表面を清浄化する
。

この後、スイッチＳＷ２によって基板保持部品にバイア
ス電源８を接続し、基板Ｓに正バイアスを印加すると同
時に高周波電源４をＯＮにし、ターゲット５とチャンバ
ー１との間でＲＦスパッタリングを行ない、Ａｒ＋イオ
ンによってターゲット５をたたき出し、基板Ｓの表面に
Ｃｏ−Ｚｒ系合金薄膜を形成する。

このように、２ＩＩ膜形成に際して基板保持部品には正
バイアスが印加されているため、Ａｒ＋イオンは、良好
に基板Ｓを再スパツタし、膜中に混入する不純物を選択
的にたたき出すことができ、膜特性の優れたＱｏ−Ｚｒ
系合金薄膜が形成される。

このような方法により形成されたＱｏ−Ｚｒ合金′ａ膜
のバイアス値による特性（透磁率）の変化を第３図に示
す。ここでは、形成された（ＣＯ−Ｚｒ合金薄膜を磁界
中で回転焼鈍した後に測定したものである。この図から
も明らかなように、正バイアスの印加によって透磁率が
大幅に向上していることがわかる。

なお、実施例では軟磁性膜の形成方法について説明した
が、軟磁性膜のみならず、金属薄膜あるいは金属酸化物
、薄膜、半導体薄膜等、他の薄膜の形成に際しても適用
可能である。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明では、基板ホルダー、
ホルダー基台等の基板保持部に対して正バイアスを印加
した状態で薄膜形成を行なうようにしているため、“再
スパツタ効果”を良好に発揮せしめ不純物を混入するこ
となく膜質の良好な薄膜形成を行なうことが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明の原理を示す図、
第２図は、本発明実施例の方法で用いるＲＦスパッタ装
置を示す図、第３図は、該ＲＦスパッタ装置によって軟
磁性膜を形成する際のバイアス値と透磁率との関係を示
す図、第４図は従来のＲＦスパッタ装置、第５図は、従
来例の方法による薄膜形成過程における電位分布を示す
図である。 １・・・チャンバー、２・・・電極、旦・・・基板保持
部、４・・・高周波電源、５・・・ターゲット、Ｓ・・
・基板、６ａ・・・基板ホルダー、６ｂ・・・ホルダー
基台、７・・・基板エツチング用電源、８・・・バイア
ス電源、ＳＷｌ、ＳＷ２・・・スイッチ、Ｓ・・・基板
、９・・・ガス供給部、１０・・・ガス排出部。 魁田長

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターゲットと陽イオンとの物理的な衝突によりタ
   ーゲットの構成元素をたたき出し、絶縁性の基板上に薄
   膜を形成するスパッタリング法において、 前記基板を支持する支持手段に対して正バイアスを印加
   するようにしたことを特徴とする薄膜形成方法。
2. （２）前記薄膜は軟磁性膜であることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の薄膜形成方法。