JPH0261060A - 薄膜の生成方法 - Google Patents
薄膜の生成方法Info
- Publication number
- JPH0261060A JPH0261060A JP63210317A JP21031788A JPH0261060A JP H0261060 A JPH0261060 A JP H0261060A JP 63210317 A JP63210317 A JP 63210317A JP 21031788 A JP21031788 A JP 21031788A JP H0261060 A JPH0261060 A JP H0261060A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- gas
- film
- substrate
- ion beam
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- Pending
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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。
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
本発明は基板上に所望材料の薄膜を生成させる方法に関
し、詳しくは物理的気層成長法のうちイオン化された不
活性ガスによってスパッタアウトされたターゲットの成
分を基板表面に生成させる薄膜の生成方法に関するもの
である。
し、詳しくは物理的気層成長法のうちイオン化された不
活性ガスによってスパッタアウトされたターゲットの成
分を基板表面に生成させる薄膜の生成方法に関するもの
である。
従来の技術
物理的、または化学的気層成長法による薄膜生成技術は
半導体分野を中心に多くの工業分野で利用されており、
生成した薄膜に所望特性（純度。
半導体分野を中心に多くの工業分野で利用されており、
生成した薄膜に所望特性（純度。
結晶性等）を具備させるだめに種々の方式が開発、実用
化されている。
化されている。
このような中で、スパッタリング法は真空蒸着法に比べ
て緻密な膜が得られる生膜法として実用化されているが
その中でもイオンビームスパッタ法（ＩＢＤ法）は、 ■ 高真空中でスパッタリングを行うため、生成膜中に
雰囲気ガスの混入が少なく高純度な膜が得られる。
て緻密な膜が得られる生膜法として実用化されているが
その中でもイオンビームスパッタ法（ＩＢＤ法）は、 ■ 高真空中でスパッタリングを行うため、生成膜中に
雰囲気ガスの混入が少なく高純度な膜が得られる。
■ 基板がガスのイオン化を行うプラズマ領域外に位置
するため基板の温度上昇が小さく、低融点材料の基板上
に薄膜の生成が可能である。
するため基板の温度上昇が小さく、低融点材料の基板上
に薄膜の生成が可能である。
等の特性を持った方法として実用化されている。
一般にイオンビームスパッタ法は第１図に示すように、
イオンビームを生成するイオンガンとり−ゲノト、基板
を設置する生成室、及び排気系から構成される。そして
イオンガンで生成され、加速されたイオンビーム（普通
は人ｒイオン）がターゲットに衝突し、スパッタアウト
されたターゲット物質が基板表面に付着生成するように
幾何的に配置されている。
イオンビームを生成するイオンガンとり−ゲノト、基板
を設置する生成室、及び排気系から構成される。そして
イオンガンで生成され、加速されたイオンビーム（普通
は人ｒイオン）がターゲットに衝突し、スパッタアウト
されたターゲット物質が基板表面に付着生成するように
幾何的に配置されている。
このようなイオンビームスパッタ法ニおいて、ターゲッ
トに照射されるイオンビームは電気的、または磁気的に
集束されてターゲットに照射されるが、発生したイオン
はグリッドで電気的に加速されているため、ビームの強
度は第２図に示すような分布を持ち、ターゲット上に完
全に集中照射されず、ある確立で分散する。一方、薄膜
生成を行う際に生成膜の純度を高めるためターゲットの
周辺の構成材料にはスパッタ効率の低い材料が用いられ
ているが、その効果は十分でなく、生成した膜の中には
ターゲット周辺の構成材料が不純物として含有されてい
た。このような不純物の混入を防止し、高純度な膜を生
成するためにはイオンガンの口径に対し十分に大きいタ
ーゲットを用いれば解決できるが、真空容器の中でター
ゲットの取り付は領域が制限される他、ターゲットの価
格が高価になり、技術的にもターゲットのサイズには限
界があって、十分に満足できる高純度な膜の生成は困難
であった。
トに照射されるイオンビームは電気的、または磁気的に
集束されてターゲットに照射されるが、発生したイオン
はグリッドで電気的に加速されているため、ビームの強
度は第２図に示すような分布を持ち、ターゲット上に完
全に集中照射されず、ある確立で分散する。一方、薄膜
生成を行う際に生成膜の純度を高めるためターゲットの
周辺の構成材料にはスパッタ効率の低い材料が用いられ
ているが、その効果は十分でなく、生成した膜の中には
ターゲット周辺の構成材料が不純物として含有されてい
た。このような不純物の混入を防止し、高純度な膜を生
成するためにはイオンガンの口径に対し十分に大きいタ
ーゲットを用いれば解決できるが、真空容器の中でター
ゲットの取り付は領域が制限される他、ターゲットの価
格が高価になり、技術的にもターゲットのサイズには限
界があって、十分に満足できる高純度な膜の生成は困難
であった。
発明が解決しようとする課題
本発明は前述した薄膜の生成法において、ターゲット材
料以外の成分が薄膜中に混入することを防止し、ターゲ
ット純度に近い組成の薄膜を安定して基板上に生成する
ことを目的とするものである。
料以外の成分が薄膜中に混入することを防止し、ターゲ
ット純度に近い組成の薄膜を安定して基板上に生成する
ことを目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
本発明は上述した問題を解決するため、真空雰囲気中に
ターゲットや基板とは反応しないガスを選択、導入する
ものである。
ターゲットや基板とは反応しないガスを選択、導入する
ものである。
作用
イオンビームスパッタ法において、反応性ガスを導入し
、スパッタアウトされたターゲット材料をガスと反応さ
せながら膜を生成する場合、ターゲットの表面がイオン
衝撃により優先的にガスと反応して生成速度が低下する
ことが知られておシ、イオンビームスパッタ法で反応性
膜を生成する場合、反応させるガスのイオンをセカンド
ガンを用いて基板の表面に照射する方法が用いられ、雰
囲気中には極力反応性ガスを混合しないような工夫がな
されている。
、スパッタアウトされたターゲット材料をガスと反応さ
せながら膜を生成する場合、ターゲットの表面がイオン
衝撃により優先的にガスと反応して生成速度が低下する
ことが知られておシ、イオンビームスパッタ法で反応性
膜を生成する場合、反応させるガスのイオンをセカンド
ガンを用いて基板の表面に照射する方法が用いられ、雰
囲気中には極力反応性ガスを混合しないような工夫がな
されている。
本発明は従来のこのような現象を利用し、ターゲットや
基板材料には影響を与えないガスを雰囲気中に導入する
ことによって、ターゲット周辺を構成する材料がイオン
照射を受けた際、そのスパッタ率を低下させ、生成膜中
に周辺材料の混入を防止して生成膜の純度を向上するも
のである。
基板材料には影響を与えないガスを雰囲気中に導入する
ことによって、ターゲット周辺を構成する材料がイオン
照射を受けた際、そのスパッタ率を低下させ、生成膜中
に周辺材料の混入を防止して生成膜の純度を向上するも
のである。
実施例
以下、図面と共に実施例を用いて本発明の詳細な説明す
る。
る。
（実施例）
第１図に示しだイオンビームスパッタ装置に直径３イン
チ、純度３−Ｈの金のターゲット１６をチタニウム（Ｔ
ｉ）製のターゲットホルダーに設置し、１０’（Ｔｏｒ
ｒ）迄排気後、イオンガン１１に人ｒガスを導入して１
ｘ１０ ’ （Ｔｏｒｒ）に生成室１２のガス圧を保っ
て人ｒのイオンビームを発生させた後、酸素ガスを導入
して１．５〜３Ｘ１０ （Ｔｏｒｒ）の雰囲気中で２
５０℃に加熱した石英基板１７０表面に厚さ１μｍの金
の膜を生成する。なお、第１図において、１１はイオン
ガン、１２は生成室、１３は排気経路、１４はムｒガス
導入バルフ、１５は活性ガス導入パルプ、１６はターゲ
ット、１７は石英基板である。また、第２図に、この第
１図に示すスパッタ装置のビーム軸からの距離とイオン
ビーム強度比との関係を示している。
チ、純度３−Ｈの金のターゲット１６をチタニウム（Ｔ
ｉ）製のターゲットホルダーに設置し、１０’（Ｔｏｒ
ｒ）迄排気後、イオンガン１１に人ｒガスを導入して１
ｘ１０ ’ （Ｔｏｒｒ）に生成室１２のガス圧を保っ
て人ｒのイオンビームを発生させた後、酸素ガスを導入
して１．５〜３Ｘ１０ （Ｔｏｒｒ）の雰囲気中で２
５０℃に加熱した石英基板１７０表面に厚さ１μｍの金
の膜を生成する。なお、第１図において、１１はイオン
ガン、１２は生成室、１３は排気経路、１４はムｒガス
導入バルフ、１５は活性ガス導入パルプ、１６はターゲ
ット、１７は石英基板である。また、第２図に、この第
１図に示すスパッタ装置のビーム軸からの距離とイオン
ビーム強度比との関係を示している。
（比較例−１）
第１図に示しだイオンビームスパッタ装置に直径３イン
チ、純度３−Ｈの金のターゲットをチタニウム（Ｔｉ）
製のターゲットホルダーに設置し、１ｏ ’ （Ｔｏｒ
ｒ）迄排気後、イオンガンにムｒガスを導入して１ｘ１
ｏ−’ （Ｔｏｒｒ）に生成室のガス圧を保ってムｒの
イオンビームを発生させ、２６０℃に加熱した石英基板
の表面に厚さ１μｍの金の膜を生成する。
チ、純度３−Ｈの金のターゲットをチタニウム（Ｔｉ）
製のターゲットホルダーに設置し、１ｏ ’ （Ｔｏｒ
ｒ）迄排気後、イオンガンにムｒガスを導入して１ｘ１
ｏ−’ （Ｔｏｒｒ）に生成室のガス圧を保ってムｒの
イオンビームを発生させ、２６０℃に加熱した石英基板
の表面に厚さ１μｍの金の膜を生成する。
（比較例−２）
第１図に示したイオンビームスパッタ装置に直径５イン
チ、純度３〜Ｎの人ｌのターゲットをチタニウム（Ｔｉ
）製のターゲットホルダーに設置し、１０ ’ （Ｔｏ
ｒｒ）迄排気後、イオンガンにＡｒガスを導入して１ｘ
１ｏ （Ｔｏｒｒ）に生成室のガス圧を保ってムｒの
イオンビームを発生させ、２５０℃に加熱した石英基板
の表面に厚さ１μｍの金の膜を生成する。
チ、純度３〜Ｎの人ｌのターゲットをチタニウム（Ｔｉ
）製のターゲットホルダーに設置し、１０ ’ （Ｔｏ
ｒｒ）迄排気後、イオンガンにＡｒガスを導入して１ｘ
１ｏ （Ｔｏｒｒ）に生成室のガス圧を保ってムｒの
イオンビームを発生させ、２５０℃に加熱した石英基板
の表面に厚さ１μｍの金の膜を生成する。
実施例、比較例の条件で生成した膜の中に含まれる不純
物のうち、ターゲットホルダーの材料であるＴｉの含有
量を質量分析法により調べた結果、表−１に示すように
本発明より成る実施例では従来法である比較例−１，比
較例−２に比べて金のイオンに対するＴｉイオンの強度
比が低（Ｔｉの混入が少ないことがわかる。
物のうち、ターゲットホルダーの材料であるＴｉの含有
量を質量分析法により調べた結果、表−１に示すように
本発明より成る実施例では従来法である比較例−１，比
較例−２に比べて金のイオンに対するＴｉイオンの強度
比が低（Ｔｉの混入が少ないことがわかる。
また、生成膜の電気抵抗を４端子法により測定すると、
第３図に示すように実施例による金の生成膜は比較例−
１，比較例−２による金の膜に比べて比抵抗が低くバル
ク材に近い値が得られている。
第３図に示すように実施例による金の生成膜は比較例−
１，比較例−２による金の膜に比べて比抵抗が低くバル
ク材に近い値が得られている。
表−１
生成膜中の不純物量
（Ｔｉ強度比＝（Ｔｉ＋）／（ムＵ＋））発明の効果
以上のように本発明は、スパッタリング現象を利用して
基板上に成膜する際、不純物の混入を防正し、生成膜の
純度を安定して維持することが可能となる。また、本発
明によれば、イオンビームの集束度に関係なく高純度な
膜を生成することが可能なため、直径が小さなターゲッ
トでも生成膜の純度を保つことが可能であり、ターゲッ
ト費用の低減と利用効率の向上が可能となる。
基板上に成膜する際、不純物の混入を防正し、生成膜の
純度を安定して維持することが可能となる。また、本発
明によれば、イオンビームの集束度に関係なく高純度な
膜を生成することが可能なため、直径が小さなターゲッ
トでも生成膜の純度を保つことが可能であり、ターゲッ
ト費用の低減と利用効率の向上が可能となる。
更に、本発明によれば、装置の構成材料やイオンガンの
形状を改良することなく、生成膜の高純度化が図れるほ
か、装置運転中の経時変化によるイオンビームのプロフ
ァイルの変化に対しても非常に有効に働き、生成膜の純
度を安定に維持することが可能となる。
形状を改良することなく、生成膜の高純度化が図れるほ
か、装置運転中の経時変化によるイオンビームのプロフ
ァイルの変化に対しても非常に有効に働き、生成膜の純
度を安定に維持することが可能となる。
尚、本発明では生成膜に金、生成方式にイオンビームス
パッタ法を用いた例でその効果を説明したが、この効果
は金の他にも白金など化学的に安定な他の材料に対して
も同様の効果を得ることが可能である。まだ、生成方式
もプラズマ領域内にターゲット、基板を配置する方式の
スパッタリング法においても同様の効果を得ることが出
来る。
パッタ法を用いた例でその効果を説明したが、この効果
は金の他にも白金など化学的に安定な他の材料に対して
も同様の効果を得ることが可能である。まだ、生成方式
もプラズマ領域内にターゲット、基板を配置する方式の
スパッタリング法においても同様の効果を得ることが出
来る。
更には、導入ガスについても実施例では酸素ガスを用い
た例で本発明の詳細な説明したが、導入するガスが窒素
ガス、空気（酸素、窒素混合ガス）であっても同様の効
果が得られる。
た例で本発明の詳細な説明したが、導入するガスが窒素
ガス、空気（酸素、窒素混合ガス）であっても同様の効
果が得られる。
第１図は本発明の方法を実施するだめの薄膜の生成装置
の概略図、第２図はイオンビームのプロファイルを示す
特性図、第３図は本発明と従来技術から得られる生成膜
の比抵抗を比較して示す特性図である。 １１・詰・・イオンガン、１２・・・・・・生成室、１
３・・・・・・排気経路、１４・・・・・・ムｒガス導
入バルフ、１６・・・・・・活性ガス導入パルプ、１６
・・・・・・ターゲット、１７・・・・・・石英基板。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第 図 ノ／ −−−イオンカ゛ン ｌ２−−一生基鼠 第 図 こ“°−ム軸からの距陶１肩戻う
の概略図、第２図はイオンビームのプロファイルを示す
特性図、第３図は本発明と従来技術から得られる生成膜
の比抵抗を比較して示す特性図である。 １１・詰・・イオンガン、１２・・・・・・生成室、１
３・・・・・・排気経路、１４・・・・・・ムｒガス導
入バルフ、１６・・・・・・活性ガス導入パルプ、１６
・・・・・・ターゲット、１７・・・・・・石英基板。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第 図 ノ／ −−−イオンカ゛ン ｌ２−−一生基鼠 第 図 こ“°−ム軸からの距陶１肩戻う
Claims (2)
- （１）減圧雰囲気下でスパッタリング現象を用いて薄膜
を生成する際に、雰囲気中にターゲット材料、基板とは
反応せず、他の部分を構成する材料とはイオン衝撃のア
シストによって反応するガスを選択，導入することを特
徴とする薄膜の生成方法。 - （２）ターゲット材料が金または白金であり、雰囲気中
に導入するガスが酸素、窒素のいずれか一方、または両
者の混合ガスであることを特徴とする請求項１に記載の
薄膜の生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210317A JPH0261060A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 薄膜の生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210317A JPH0261060A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 薄膜の生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261060A true JPH0261060A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16587421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210317A Pending JPH0261060A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 薄膜の生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0261060A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143384A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 配向性金属薄膜の製造法 |
| JPS6156960A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-03-22 | ゼネラル モ−タ−ズ コ−ポレ−シヨン | 直流マグネトロンスパツタリング法 |
| JPS6326349A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | Kobe Steel Ltd | 立方晶窒化硼素被膜の形成方法 |
| JPS6330351B2 (ja) * | 1985-04-19 | 1988-06-17 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Kk |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210317A patent/JPH0261060A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59143384A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 配向性金属薄膜の製造法 |
| JPS6156960A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-03-22 | ゼネラル モ−タ−ズ コ−ポレ−シヨン | 直流マグネトロンスパツタリング法 |
| JPS6330351B2 (ja) * | 1985-04-19 | 1988-06-17 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Kk | |
| JPS6326349A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-03 | Kobe Steel Ltd | 立方晶窒化硼素被膜の形成方法 |
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