JPH032947B2 - - Google Patents
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- JPH032947B2 JPH032947B2 JP62123400A JP12340087A JPH032947B2 JP H032947 B2 JPH032947 B2 JP H032947B2 JP 62123400 A JP62123400 A JP 62123400A JP 12340087 A JP12340087 A JP 12340087A JP H032947 B2 JPH032947 B2 JP H032947B2
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- ion
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、各種材料からなる基板表面への薄膜
の形成方法に関するものである。
の形成方法に関するものである。
［従来の技術］
例えば、金属や化合物の薄膜形成方法としては
真空蒸着がスパツタリング等の物理的蒸着法
（PVD法）又は化学蒸着法（CVD法）が採用さ
れている。
真空蒸着がスパツタリング等の物理的蒸着法
（PVD法）又は化学蒸着法（CVD法）が採用さ
れている。
近年、PVD法とイオン注入法とを組合わせ、
基板との密着性の向上、新物質の合成等が試みら
れている。かかるイオン注入法には、イオン源で
発生したイオンのうち特定のイオンを分離し、該
イオンを数10〜数100keVに加速して基板へ衝突
させる方式と、質量分離せずにイオン源で発生し
たイオンを数〜数10keVに加速して基板へ衝突さ
せる方式とが知られている。
基板との密着性の向上、新物質の合成等が試みら
れている。かかるイオン注入法には、イオン源で
発生したイオンのうち特定のイオンを分離し、該
イオンを数10〜数100keVに加速して基板へ衝突
させる方式と、質量分離せずにイオン源で発生し
たイオンを数〜数10keVに加速して基板へ衝突さ
せる方式とが知られている。
前者のイオン注入では、注入深さを数1000Åと
比較的深くできるものの、イオン電流値が低く、
著しく注入速度が遅いなどの問題と共に、注入時
間が長くなるために残留ガス等が混入して基板表
面に成膜された薄膜中の不純物量が増大する問題
があつた。また、後者のイオン注入法ではイオン
電流値を大きくとれるが、加速電圧が数10keVと
小さく、基板への注入深さが数100Åと浅くなり
基板表面に成膜された薄膜の密着性等に問題があ
つた。
比較的深くできるものの、イオン電流値が低く、
著しく注入速度が遅いなどの問題と共に、注入時
間が長くなるために残留ガス等が混入して基板表
面に成膜された薄膜中の不純物量が増大する問題
があつた。また、後者のイオン注入法ではイオン
電流値を大きくとれるが、加速電圧が数10keVと
小さく、基板への注入深さが数100Åと浅くなり
基板表面に成膜された薄膜の密着性等に問題があ
つた。
本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、不純物の混入がなく、かつ基板
との密着性の優れた薄膜を簡単に形成し得る方法
を提供しようとするものである。
なされたもので、不純物の混入がなく、かつ基板
との密着性の優れた薄膜を簡単に形成し得る方法
を提供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本願第１の発明は、質量分離型イオン注入機
構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着機構
及びイオンビームスパツタリング機構を同一真空
チヤンバに設置した複合型表面処理装置を用いて
薄膜を形成するに際し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオ
ン注入機構により所望の元素イオンを注入してダ
イナミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法であ
る。
構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着機構
及びイオンビームスパツタリング機構を同一真空
チヤンバに設置した複合型表面処理装置を用いて
薄膜を形成するに際し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオ
ン注入機構により所望の元素イオンを注入してダ
イナミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法であ
る。
また、本願第２の発明は質量分離型イオン注入
機構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着機
構及びイオンビームスパツタリング機構を同一真
空チヤンバに設置した複合型表面処理装置を用い
て薄膜を形成するに際し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量分離型イオン
注入機構により所望の元素イオンを注入して該物
質とイオン注入した元素からなる化合物膜を成膜
する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板の化合物膜
上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオン注
入機構により所望の元素イオンを注入してダイナ
ミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法であ
る。
機構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着機
構及びイオンビームスパツタリング機構を同一真
空チヤンバに設置した複合型表面処理装置を用い
て薄膜を形成するに際し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量分離型イオン
注入機構により所望の元素イオンを注入して該物
質とイオン注入した元素からなる化合物膜を成膜
する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板の化合物膜
上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオン注
入機構により所望の元素イオンを注入してダイナ
ミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法であ
る。
上記質量分離型イオン注入機構は、そのイオン
源としてフリーマン型、マイクロ波型、ビームブ
ラズマ型及び冷陰極型等の種々のイオン源を用い
ることが可能で、該イオン源の後段にイオンビー
ム引出し系、質量分離系、イオン加速系を備え、
化学周期律表に記載された元素を質量分離した形
で高純度のイオンビームとして引出し、数10〜数
100keVに加速させてイオン注入する機構である。
源としてフリーマン型、マイクロ波型、ビームブ
ラズマ型及び冷陰極型等の種々のイオン源を用い
ることが可能で、該イオン源の後段にイオンビー
ム引出し系、質量分離系、イオン加速系を備え、
化学周期律表に記載された元素を質量分離した形
で高純度のイオンビームとして引出し、数10〜数
100keVに加速させてイオン注入する機構である。
上記質量非分離型イオン注入機構は、バケツト
型やデユオピガトロン型、カウフマン型等の大口
径イオン源を用い、主としてガス状又は低融点材
料をイオン化し、数〜数10keVに加速し、多量に
イオンを注入する機構である。
型やデユオピガトロン型、カウフマン型等の大口
径イオン源を用い、主としてガス状又は低融点材
料をイオン化し、数〜数10keVに加速し、多量に
イオンを注入する機構である。
上記真空蒸着機構は、単一金属の成膜に主に用
いられる。しかし、かかる真空蒸着機構により合
金や化合物を成膜させる場合には一般に蒸気圧が
異なり、蒸発の最初と最後では成膜される膜組成
が異なるなどの問題が起きる恐れがある。但し、
蒸気圧が同じ元素の組合わせの場合には、真空蒸
着機構を用いることができ、その蒸着速度はイオ
ンビームスパツタリングに比べて高くできる。
いられる。しかし、かかる真空蒸着機構により合
金や化合物を成膜させる場合には一般に蒸気圧が
異なり、蒸発の最初と最後では成膜される膜組成
が異なるなどの問題が起きる恐れがある。但し、
蒸気圧が同じ元素の組合わせの場合には、真空蒸
着機構を用いることができ、その蒸着速度はイオ
ンビームスパツタリングに比べて高くできる。
上記イオンビームスパツタリング機構は、前記
各イオン注入機構の作動に必要な前記真空チヤン
バ内の真空度である10-4〜10-5torrに合致した真
空度で合金や化合物を成膜できるため、前記各イ
オン注入機構との複合化、システム化が簡単とな
る。これに対し、他のスパツタリング機構である
マグネトロンスパツタリング機構では動作真空度
が10-2〜10-3torrで前記各イオン注入機構の動作
真空度に比べて低いため、それらイオン注入機構
との複合化、システム化が困難となる。
各イオン注入機構の作動に必要な前記真空チヤン
バ内の真空度である10-4〜10-5torrに合致した真
空度で合金や化合物を成膜できるため、前記各イ
オン注入機構との複合化、システム化が簡単とな
る。これに対し、他のスパツタリング機構である
マグネトロンスパツタリング機構では動作真空度
が10-2〜10-3torrで前記各イオン注入機構の動作
真空度に比べて低いため、それらイオン注入機構
との複合化、システム化が困難となる。
本願第１、第２の発明においては、質量分離型
イオン注入機構によるイオン注入に先立つて質量
非分離型イオン注入機構からエツチング性の高い
イオンを基板表面に注入してエツチングを行なつ
てもよい。
イオン注入機構によるイオン注入に先立つて質量
非分離型イオン注入機構からエツチング性の高い
イオンを基板表面に注入してエツチングを行なつ
てもよい。
本願第２の発明においては、真空蒸着機構又は
イオンビームスパツタリング機構により所望の物
質を蒸着すると同時に質量分離型イオン注入機構
により所望の元素イオンを注入を行う工程を、イ
オンビームミキシングによる膜形成後に行なつて
もよい。
イオンビームスパツタリング機構により所望の物
質を蒸着すると同時に質量分離型イオン注入機構
により所望の元素イオンを注入を行う工程を、イ
オンビームミキシングによる膜形成後に行なつて
もよい。
［作用］
本願第１の発明によれば、質量分離型イオン注
入機構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着
機構及びイオンビームスパツタリング機構を同一
真空チヤンバに設置した構成の複合方表面処理装
置を用い、前記質量分離型イオン注入機構により
加速電圧が数100keVの所望の元素を真空チヤン
バ内に配置した基板に予め注入してイオン注入層
を構成し、その後真空蒸着機構又はイオンビーム
スパツタリング機構により前記イオン注入層上へ
の蒸着と同時に質量非分離型イオン注入機構によ
り所望の元素イオンを注入してダイナミツクミキ
シングを行なう、つまり一連のイオン注入、蒸着
の工程を同一真空チヤンバ内で行なうことによつ
て、不純物等の混入のない膜特性が良好で、かつ
イオン注入層の存在により基板に対する密着性が
向上された高機能の薄膜を形成できる。しかも、
予め基板表面に質量分離型イオン注入機構からの
イオン注入によるイオン注入層を形成することに
よつて、ダイナミツクミキシングのみを行なつて
成膜する方法に比べて基板に対して密着性の高い
薄膜を形成できる。
入機構、質量非分離型イオン注入機構、真空蒸着
機構及びイオンビームスパツタリング機構を同一
真空チヤンバに設置した構成の複合方表面処理装
置を用い、前記質量分離型イオン注入機構により
加速電圧が数100keVの所望の元素を真空チヤン
バ内に配置した基板に予め注入してイオン注入層
を構成し、その後真空蒸着機構又はイオンビーム
スパツタリング機構により前記イオン注入層上へ
の蒸着と同時に質量非分離型イオン注入機構によ
り所望の元素イオンを注入してダイナミツクミキ
シングを行なう、つまり一連のイオン注入、蒸着
の工程を同一真空チヤンバ内で行なうことによつ
て、不純物等の混入のない膜特性が良好で、かつ
イオン注入層の存在により基板に対する密着性が
向上された高機能の薄膜を形成できる。しかも、
予め基板表面に質量分離型イオン注入機構からの
イオン注入によるイオン注入層を形成することに
よつて、ダイナミツクミキシングのみを行なつて
成膜する方法に比べて基板に対して密着性の高い
薄膜を形成できる。
また、本願第２の発明によれば基板表面にイオ
ン注入層を形成した後、真空蒸着機構又はイオン
ビームスパツタリング機構による蒸着と同時に質
量分離型イオン注入機構によるイオン注入を行な
つて前記イオン注入層上に蒸着物質とイオン注入
された元素からなる化合物膜を形成し、ひきつづ
き前記と同様に真空蒸着機構又はイオンビームス
パツタリング機構によりイオン注入層上への蒸着
と同時に質量非分離型イオン注入機構により所望
の元素イオンを注入するダイナミツクミキシング
を行なう、つまり一連のイオン注入、蒸着の工程
を同一真空チヤンバ内で行なうことによつて、不
純物等の混入のない膜特性が良好で、かつイオン
注入層及び化合物膜の存在により基板に対する密
着性がより向上された高機能の薄膜を形成するこ
とができる。
ン注入層を形成した後、真空蒸着機構又はイオン
ビームスパツタリング機構による蒸着と同時に質
量分離型イオン注入機構によるイオン注入を行な
つて前記イオン注入層上に蒸着物質とイオン注入
された元素からなる化合物膜を形成し、ひきつづ
き前記と同様に真空蒸着機構又はイオンビームス
パツタリング機構によりイオン注入層上への蒸着
と同時に質量非分離型イオン注入機構により所望
の元素イオンを注入するダイナミツクミキシング
を行なう、つまり一連のイオン注入、蒸着の工程
を同一真空チヤンバ内で行なうことによつて、不
純物等の混入のない膜特性が良好で、かつイオン
注入層及び化合物膜の存在により基板に対する密
着性がより向上された高機能の薄膜を形成するこ
とができる。
更に、本願第１、第２の発明において質量分離
型イオン注入機構によるイオン注入に先立つて質
量非分離型イオン注入機構からエツチング性の高
いイオンを基板表面に注入してエツチングを行な
えば、基板表面に高純度の薄膜を密着性よく成膜
できる。
型イオン注入機構によるイオン注入に先立つて質
量非分離型イオン注入機構からエツチング性の高
いイオンを基板表面に注入してエツチングを行な
えば、基板表面に高純度の薄膜を密着性よく成膜
できる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
実施例 １
第１図は本発明の実施例を示す複合型表面処理
装置の概略図、第２図は第１図の各種イオン源の
配置状態を示す側面図である。図中の１は、円筒
型の真空チヤンバである。このチヤンバ１の側壁
には、開閉バルブ２を介してイオン導入管３が連
結されている。このイオン導入管３には、差動排
気系４が連結されている。前記イオン導入管３に
は、質量分離型イオン注入機構５が連結されてい
る。このイオン注入機構５は、注入元素をイオン
化するためのイオン源６と、このイオン源６に連
結され、イオン化された元素を引出すための引出
し電極７と、この引出し電極７に連結され、特定
のイオンのみを選択的に取出すための質量分離器
８と、一端側が前記分離器７に連結され、他端側
が前記イオン導入管３に開閉バルブ９を介して連
結され、特定のイオンを高エネルギーで加速する
ための加速器１０とから構成されている。つま
り、所定の真空状態において、質量分離型イオン
注入機構５のイオン源６から所定元素のイオンを
発生させることにより、引出し電極７でイオン化
された元素がイオンビームとして質量分離器８に
引出され、この分離器８で特定のイオンのみを選
択して加速器１０に送られ、ここで特定のイオン
が高エネルギーに加速され、開閉バルブ９、差動
排気系４で作動排気されたイオン導入管３、開閉
バルブ２を通してチヤンバ１内の基板１９にイオ
ン注入される。前記イオン源６は、冷陰極型、フ
リーマン型、プラズマビーム型、マイクロ波型等
の種々の型式のものが利用可能である。
装置の概略図、第２図は第１図の各種イオン源の
配置状態を示す側面図である。図中の１は、円筒
型の真空チヤンバである。このチヤンバ１の側壁
には、開閉バルブ２を介してイオン導入管３が連
結されている。このイオン導入管３には、差動排
気系４が連結されている。前記イオン導入管３に
は、質量分離型イオン注入機構５が連結されてい
る。このイオン注入機構５は、注入元素をイオン
化するためのイオン源６と、このイオン源６に連
結され、イオン化された元素を引出すための引出
し電極７と、この引出し電極７に連結され、特定
のイオンのみを選択的に取出すための質量分離器
８と、一端側が前記分離器７に連結され、他端側
が前記イオン導入管３に開閉バルブ９を介して連
結され、特定のイオンを高エネルギーで加速する
ための加速器１０とから構成されている。つま
り、所定の真空状態において、質量分離型イオン
注入機構５のイオン源６から所定元素のイオンを
発生させることにより、引出し電極７でイオン化
された元素がイオンビームとして質量分離器８に
引出され、この分離器８で特定のイオンのみを選
択して加速器１０に送られ、ここで特定のイオン
が高エネルギーに加速され、開閉バルブ９、差動
排気系４で作動排気されたイオン導入管３、開閉
バルブ２を通してチヤンバ１内の基板１９にイオ
ン注入される。前記イオン源６は、冷陰極型、フ
リーマン型、プラズマビーム型、マイクロ波型等
の種々の型式のものが利用可能である。
前記チヤンバ１の側壁の下部付近には、質量非
分離型である高電圧型イオン源１１及び低電圧型
イオン源１２が夫々連結されている。
分離型である高電圧型イオン源１１及び低電圧型
イオン源１２が夫々連結されている。
前記チヤンバ１内の下部付近には、真空蒸着機
構１３が設置されている。また、前記チヤンバ１
の上部側壁にはスパツタ用イオン源１４が設けら
れており、かつ該イオン源１４からイオン照射方
向に位置する前記チヤンバ１内にはターゲツト１
５が配置されている。これらスパツタ用イオン源
１４及びターゲツト１５によりイオンビームスパ
ツタリング機構１６を構成している。
構１３が設置されている。また、前記チヤンバ１
の上部側壁にはスパツタ用イオン源１４が設けら
れており、かつ該イオン源１４からイオン照射方
向に位置する前記チヤンバ１内にはターゲツト１
５が配置されている。これらスパツタ用イオン源
１４及びターゲツト１５によりイオンビームスパ
ツタリング機構１６を構成している。
前記チヤンバ１には、基板ホルダ１７が挿着さ
れている。なお、図中の１８はチヤンバ１に連結
された排気系である。
れている。なお、図中の１８はチヤンバ１に連結
された排気系である。
次に、前述した複合型表面処理装置を用いて薄
膜を形成する方法を説明する。
膜を形成する方法を説明する。
まず、真空チヤンバ１内の基板ホルダ１７に
SUS304からなる基板１９を保持させた後、チヤ
ンバ１に連結した真空排気系１８を作動して該チ
ヤンバ内の真空度を10-4〜10-6torrとした。つづ
いて、質量分離型イオン注入機構５によりTiイ
オンを加速電圧180keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入し、
ひきつづき同質量分離型イオン注入機構５により
Ｎイオンを加速電圧100keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入して
TiN注入層を予め形成した。次いで、真空蒸着
機構１３によりTiを基板１９に蒸着すると共に
高電圧イオン源１１からＮイオンを加速電圧
20keVの条件で基板１９に注入してダイナミツク
ミキシングを行なうことにより、予めTiN注入
層が形成された基板１９表面に厚さ約3μmのTiN
薄膜を形成した。
SUS304からなる基板１９を保持させた後、チヤ
ンバ１に連結した真空排気系１８を作動して該チ
ヤンバ内の真空度を10-4〜10-6torrとした。つづ
いて、質量分離型イオン注入機構５によりTiイ
オンを加速電圧180keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入し、
ひきつづき同質量分離型イオン注入機構５により
Ｎイオンを加速電圧100keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入して
TiN注入層を予め形成した。次いで、真空蒸着
機構１３によりTiを基板１９に蒸着すると共に
高電圧イオン源１１からＮイオンを加速電圧
20keVの条件で基板１９に注入してダイナミツク
ミキシングを行なうことにより、予めTiN注入
層が形成された基板１９表面に厚さ約3μmのTiN
薄膜を形成した。
比較例
質量分離型イオン注入機構によりSUS304から
なる基板表面に予めTiN注入層を形成しない以
外、前記実施例１と同様な方法により同基板表面
にTiN薄膜を形成した。
なる基板表面に予めTiN注入層を形成しない以
外、前記実施例１と同様な方法により同基板表面
にTiN薄膜を形成した。
しかして、本実施例１及び比較例により形成さ
れたTiN薄膜について、スクラツチ速度（dx／
dt）；10mm／min、負荷速度（dL／dt）；100N／
min、感度係数1.2の条件でスクラツチ試験を行
なつたところ、夫々第３図及び第４図に示す臨界
荷重（Lc）；12.0NのAE信号が得られた。これら
第３図及び第４図から明らかなように、本実施例
１で形成されたTiN薄膜（第３図）は比較例の
TiN薄膜（第４図）のような明確なAE信号が得
られず、基板とTiN薄膜の間の密着強度が明ら
かに向上していることがわかる。
れたTiN薄膜について、スクラツチ速度（dx／
dt）；10mm／min、負荷速度（dL／dt）；100N／
min、感度係数1.2の条件でスクラツチ試験を行
なつたところ、夫々第３図及び第４図に示す臨界
荷重（Lc）；12.0NのAE信号が得られた。これら
第３図及び第４図から明らかなように、本実施例
１で形成されたTiN薄膜（第３図）は比較例の
TiN薄膜（第４図）のような明確なAE信号が得
られず、基板とTiN薄膜の間の密着強度が明ら
かに向上していることがわかる。
実施例 ２
まず、真空チヤンバ１１内の基板ホルダ１７に
SUS304からなる基板１９を保持させた後、チヤ
ンバ１連結した真空排気系１８を作動して該チヤ
ンバ内の真空度を10-4〜10U-6torrとした。つづ
いて、質量分離型イオン注入機構５によりTiイ
オンを加速電圧160keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2ルの条件で基板１９にイオン注入
し、ひきつづき同質量分離型イオン注入機構５に
よりＣイオンを加速電圧55keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入して
TiC注入層を予め形成した。
SUS304からなる基板１９を保持させた後、チヤ
ンバ１連結した真空排気系１８を作動して該チヤ
ンバ内の真空度を10-4〜10U-6torrとした。つづ
いて、質量分離型イオン注入機構５によりTiイ
オンを加速電圧160keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2ルの条件で基板１９にイオン注入
し、ひきつづき同質量分離型イオン注入機構５に
よりＣイオンを加速電圧55keV、ドーズ量２×
1017ions／cm2の条件で基板１９にイオン注入して
TiC注入層を予め形成した。
次いで、イオンビームスパツタリング機構１６
のスパツタ用イオン源１４からアルゴン中に
C2H2を含むガスイオンをチヤンバ１内のTiから
なるターゲツト１５に衝突させて基板１９表面に
スパツタリング蒸着すると同時に、質量分離型イ
オン注入機構５からＮイオンを基板１９に注入す
るいわゆるデユアルビーム成膜を行なうことによ
り、予めTiC注入層が形成された基板１９表面に
厚さ0.5〜1μmのTiCN層を成膜した。
のスパツタ用イオン源１４からアルゴン中に
C2H2を含むガスイオンをチヤンバ１内のTiから
なるターゲツト１５に衝突させて基板１９表面に
スパツタリング蒸着すると同時に、質量分離型イ
オン注入機構５からＮイオンを基板１９に注入す
るいわゆるデユアルビーム成膜を行なうことによ
り、予めTiC注入層が形成された基板１９表面に
厚さ0.5〜1μmのTiCN層を成膜した。
次いで、真空蒸着機構１３によりAlを基板１
９に蒸着すると共に高電圧イオン源１１からＯイ
オンを加速電圧10keV、イオン電流20mAの条件
で基板１９に注入してダイナミツクミキシングを
行なうことにより、TiCN層が形成された基板１
９表面に厚さ約3μmのAl2O3薄膜を形成した。
９に蒸着すると共に高電圧イオン源１１からＯイ
オンを加速電圧10keV、イオン電流20mAの条件
で基板１９に注入してダイナミツクミキシングを
行なうことにより、TiCN層が形成された基板１
９表面に厚さ約3μmのAl2O3薄膜を形成した。
しかして、本実施例２により形成されたAl2O3
薄膜は基板に対して極めて密着性の良好なもので
あることが確認された。これに対し、SUS304か
らなる基板表面に予めTiC注入層及びTiCN層の
形成を行なわずに、該基板表面に直接Alの蒸着
とＯイオンの注入によるダイナミツクミキシング
を行なつたが、基板に対して密着性の良好な
Al2O3薄膜を形成することができなかつた。
薄膜は基板に対して極めて密着性の良好なもので
あることが確認された。これに対し、SUS304か
らなる基板表面に予めTiC注入層及びTiCN層の
形成を行なわずに、該基板表面に直接Alの蒸着
とＯイオンの注入によるダイナミツクミキシング
を行なつたが、基板に対して密着性の良好な
Al2O3薄膜を形成することができなかつた。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば質量分離型
イオン注入機構、質量非分離型イオン注入機構、
真空蒸着機構及びイオンビームスパツタリング機
構を同一真空チヤンバに設置した複合型表面処理
装置を用い、イオン注入、蒸着工程を特定の順序
で同一真空チヤンバ内にて行なうことによつて、
不純物等の混入のない膜特性が良好で、かつ基板
に対する密着性が向上された高機能の薄膜を形成
し得る方法を提供できる。
イオン注入機構、質量非分離型イオン注入機構、
真空蒸着機構及びイオンビームスパツタリング機
構を同一真空チヤンバに設置した複合型表面処理
装置を用い、イオン注入、蒸着工程を特定の順序
で同一真空チヤンバ内にて行なうことによつて、
不純物等の混入のない膜特性が良好で、かつ基板
に対する密着性が向上された高機能の薄膜を形成
し得る方法を提供できる。
第１図は本発明の実施例で用いた複合型表面処
理装置を示す概略図、第２図は第１図の複合型表
面処理装置の各種イオン源の配置状態を示す側面
図、第３図は本発明の実施例１により形成された
TiN薄膜のスクラツチ試験結果を示す特性図、
第４図は比較例により形成されたTiN薄膜のス
クラツチ試験結果を示す特性図である。 １……真空チヤンバ、４……差動排気系、５…
…質量分離型イオン注入機構、１１…質量非分離
型の高電圧型イオン源、１２……質量非分離型の
低電圧型イオン源、１３……真空蒸着機構、１４
……スパツタ用イオン源、１５……ターゲツト、
１６……イオンビームスパツタリング機構、１７
……基板ホルダ、１８……真空排気系、１９……
基板。
理装置を示す概略図、第２図は第１図の複合型表
面処理装置の各種イオン源の配置状態を示す側面
図、第３図は本発明の実施例１により形成された
TiN薄膜のスクラツチ試験結果を示す特性図、
第４図は比較例により形成されたTiN薄膜のス
クラツチ試験結果を示す特性図である。 １……真空チヤンバ、４……差動排気系、５…
…質量分離型イオン注入機構、１１…質量非分離
型の高電圧型イオン源、１２……質量非分離型の
低電圧型イオン源、１３……真空蒸着機構、１４
……スパツタ用イオン源、１５……ターゲツト、
１６……イオンビームスパツタリング機構、１７
……基板ホルダ、１８……真空排気系、１９……
基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 質量分離型イオン注入機構、質量非分離型イ
オン注入機構、真空蒸着機構及びイオンビームス
パツタリング機構を同一真空チヤンバに設置した
複合型表面処理装置を用いて薄膜を形成するに際
し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオ
ン注入機構により所望の元素イオンを注入してダ
イナミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法。 ２ 質量分離型イオン注入機構、質量非分離型イ
オン注入機構、真空蒸着機構及びイオンビームス
パツタリング機構を同一真空チヤンバに設置した
複合型表面処理装置を用いて薄膜を形成するに際
し、 前記質量分離型イオン注入機構により所望の元
素イオンを前記真空チヤンバ内に配置した基板に
予め注入してイオン注入層を形成する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板のイオン注
入層上に蒸着すると同時に前記質量分離型イオン
注入機構により所望の元素イオンを注入して該物
質とイオン注入した元素からなる化合物膜を成膜
する工程と、 前記真空蒸着機構又はイオンビームスパツタリ
ング機構により所望の物質を前記基板の化合物膜
上に蒸着すると同時に前記質量非分離型イオン注
入機構により所望の元素イオンを注入してダイナ
ミツクミキシングを行なう工程と、 を具備したことを特徴とする薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12340087A JPS63290262A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12340087A JPS63290262A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63290262A JPS63290262A (ja) | 1988-11-28 |
| JPH032947B2 true JPH032947B2 (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=14859617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12340087A Granted JPS63290262A (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63290262A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100537014B1 (ko) * | 2002-10-04 | 2006-01-20 | 권영욱 | 이온 플래이팅 방식에 의한 유해전자파 방지용 및 투명아크릴 폴리 카보네이트의 금속 칼라 박막 형성 시스템 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57174459A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Formation of thin film |
| JPS6056066A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-04-01 | Nissin Electric Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP12340087A patent/JPS63290262A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63290262A (ja) | 1988-11-28 |
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