JPH06101021A - 合金系スパッタ膜の製造方法 - Google Patents

合金系スパッタ膜の製造方法

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JPH06101021A
JPH06101021A JP27526892A JP27526892A JPH06101021A JP H06101021 A JPH06101021 A JP H06101021A JP 27526892 A JP27526892 A JP 27526892A JP 27526892 A JP27526892 A JP 27526892A JP H06101021 A JPH06101021 A JP H06101021A
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JP
Japan
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alloy
target
sputtered film
film
targets
Prior art date
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Pending
Application number
JP27526892A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Uchida
英一 内田
Keisuke Yamamoto
啓介 山本
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 目的組成の合金膜を精度よく、かつ効率的に
形成できる合金系スパッタ膜の製造方法を得ること。 【構成】 合金の成分金属単体ターゲットの組合せ、又
は所定組成の合金ターゲットとそのスパッタ膜における
組成欠落の成分金属単体ターゲットの組合せで複数のタ
ーゲット(42,43)をカソード(4)上に保持し、
スパッタ膜の付設を受ける基材(32)をそれを保持す
るターンテーブル(3)を介して各ターゲット上におけ
る通過時間を制御する合金系スパッタ膜の製造方法、及
び合金の成分金属単体ターゲットの組合せ、又は所定組
成の合金ターゲットとそのスパッタ膜における組成欠落
の成分金属単体ターゲットの組合せで複数のターゲット
を独立のカソード上にそれぞれ保持し、各ターゲットに
対する印加電圧の制御下にその上をターンテーブルを介
してスパッタ膜の付設を受ける基材を通過させる合金系
スパッタ膜の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング方式で
目的組成の合金を精度よく効率的に形成できて形状記憶
合金等の高度な組成制御が要求される合金膜の形成に好
適な合金系スパッタ膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、形状記憶合金等の高度な組成制御
が要求される合金膜をスパッタリング方式で製造する方
法としては、所定のスパッタリング条件の下で形成した
スパッタ膜における組成金属の過不足に基づいてターゲ
ットとしての合金の組成比を変更してスパッタリング処
理する操作を目的組成のスパッタ膜が形成されるまで繰
り返し、その見出された金属組成のターゲットを用いて
スパッタ膜を形成する方法が知られていた。
【0003】しかしながら、目的組成のスパッタ膜が得
られるターゲットを見出すまでに試行錯誤による多くの
作業を要すると共に、スパッタ膜の付設を受ける基材や
スパッタ装置、スパッタリング条件の少しの変更でも形
成されるスパッタ膜の組成が変化してかかるターゲット
を用いて目的組成のスパッタ膜を形成できるスパッタリ
ング条件等の範囲が狭く、スパッタリング条件等の変更
毎に前記試行錯誤によるターゲットにおける金属組成の
調節作業を必要とする問題点があり、総じて目的組成の
スパッタ膜の製造効率に乏しい問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、目的組成の
合金膜を精度よく、かつ効率的に形成できる合金系スパ
ッタ膜の製造方法の開発を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、合金の成分金
属単体からなるターゲットをカソード上に保持し、スパ
ッタ膜の付設を受ける基材をそれを保持するターンテー
ブルを介して各ターゲット上における通過時間を制御す
ることを特徴とする合金系スパッタ膜の製造方法を提供
するものである。
【0006】また本発明は、合金の成分金属単体からな
るターゲットを独立のカソード上にそれぞれ保持し、各
ターゲットに対する印加電圧の制御下にその上をターン
テーブルを介してスパッタ膜の付設を受ける基材を通過
させることを特徴とする合金系スパッタ膜の製造方法を
提供するものである。
【0007】さらに本発明は、所定組成の合金からなる
ターゲットと、それをスパッタリング処理して形成した
合金膜における前記組成比に対して欠落する成分金属単
体からなるターゲットをカソード上に保持し、スパッタ
膜の付設を受ける基材をそれを保持するターンテーブル
を介して各ターゲット上における通過時間を制御するこ
とを特徴とする合金系スパッタ膜の製造方法を提供する
ものである。
【0008】またさらに本発明は、所定組成の合金から
なるターゲットと、それをスパッタリング処理して形成
した合金膜における前記組成比に対して欠落する成分金
属単体からなるターゲットを独立のカソード上にそれぞ
れ保持し、各ターゲットに対する印加電圧の制御下にそ
の上をターンテーブルを介してスパッタ膜の付設を受け
る基材を通過させることを特徴とする合金系スパッタ膜
の製造方法を提供するものである。
【0009】
【作用】成分金属単体からなるターゲットを含む複数の
ターゲットを用いて、各ターゲット上における通過時
間、ないし各ターゲットに対する印加電圧を制御する上
記の構成により、金属毎に異なるそれぞれのスパッタレ
ートに基づいてスパッタリング量を精度よく調節でき、
目的組成の合金膜を作業効率よく形成することができ
る。ちなみに、形状記憶合金などでは金属組成比が0.
2%程度相違するだけで変態温度が約10℃も変化する
ため合金組成の高度な制御が要求されるが、本発明にお
いてはかかる場合にも目的組成の合金膜を高精度に形成
することができる。
【0010】またスパッタ膜を形成しつつその合金組成
を制御でき、スパッタ膜の付設を受ける基材やスパッタ
装置の変更等による形成スパッタ膜の変動を容易に克服
でき、合金組成の変更や、傾斜機能膜の形成なども容易
である。
【0011】
【実施例】本発明の製造方法は、複数のターゲットをカ
ソード上に保持し、スパッタ膜の付設を受ける基材をそ
れを保持するターンテーブルを介して各ターゲット上に
おける通過時間を制御して合金系スパッタ膜を得るもの
である。
【0012】図1に前記の製造方法に用いうる装置を例
示した。1は容器で、開口11よりアルゴンガス等の不
活性ガスを導入しうるようになっていると共に、真空ポ
ンプ12を介して減圧雰囲気を形成できるようになって
いる。2は回転駆動系で、モータ21、プーリ22、ベ
ルト23及びギア24よりなっている。3はターンテー
ブルで、ギア31を介して前記の回転駆動系2により回
転させられるようになっており、アノードとしても機能
しうるようになっている。4は保持台で、アース41を
介してカソードとしても機能しうるようになっている。
【0013】スパッタ膜の付設を受ける基材32は、タ
ーンテーブル3を介して保持されており、保持台4に載
置されたターゲット42,43上をターンテーブル3の
回転運動を介して通過するように配置されている。
【0014】前記の方法においては、スパッタ膜の付設
を受ける基材が各ターゲット上を通過する時間の調節に
より基材に対する成分金属の付着量を制御し、形成する
合金系スパッタ膜の組成が制御される。
【0015】各ターゲット上における基材の通過時間の
制御は、例えばターンテーブルを介した基材の停止や速
度の緩急等を含む移動速度を変える方式、ターゲットの
平面面積等の大きさを変える方式などの適宜な方式で行
うことができる。スパッタ膜は、各ターゲット上を繰返
し通過させて成分金属を堆積させることにより形成され
る。
【0016】本発明の他の製造方法は、複数のターゲッ
トを独立のカソード上にそれぞれ保持し、各ターゲット
に対する印加電圧の制御下にその上をターンテーブルを
介してスパッタ膜の付設を受ける基材を通過させて合金
系スパッタ膜を得るものである。
【0017】図2に前記の製造方法に用いうる装置を例
示した。1は開口11と真空ポンプ12を有する上記に
準じた容器である。2や3も上記に準じた回転駆動系や
ターンテーブルである。5,6は複数のターゲット5
2,62をそれぞれ独立に載置する保持台であり、アー
ス51,61を介してそれぞれ独立にカソードとして機
能しうるようになっている。
【0018】スパッタ膜の付設を受ける基材32は、タ
ーンテーブル3を介して保持されており、保持台5,6
に載置されたターゲット52,62の上をターンテーブ
ル3の回転運動を介して停止や定速、速度の緩急等を含
む適宜な移動速度で通過するように配置されている。
【0019】前記の方法においては、各ターゲットに対
する印加電圧の調節によるスパッタリング量の多少でそ
の上を通過する、スパッタ膜の付設を受ける基材に対す
る付着量を制御し、形成する合金系スパッタ膜の組成が
制御される。
【0020】スパッタリング量は、印加電圧の増大で高
めることができ、従って例えばスパッタレートの低い金
属については、スパッタレートの高い金属に対するより
も大きい電圧を印加することで同じスパッタリング量と
することができる。スパッタ膜は、上記と同様に各ター
ゲット上を繰返し通過させて成分金属を堆積させること
により形成される。
【0021】上記いずれの方法においても、同一台又は
独立台からなる保持台に配置する複数のターゲットの組
合せは、合金の成分金属単体同士の組合せ、又は所定組
成の合金からなるものと、それをスパッタリング処理し
て形成した合金膜における前記組成比に対して欠落する
成分金属単体からなるものとの組合せとされる。
【0022】前者の成分金属単体同士の組合せの場合に
は、各成分金属が所定の組成比で基材上に堆積してスパ
ッタ膜を形成することとなり、後者の所定組成の合金タ
ーゲットを併用する場合には、成分金属単体からなるタ
ーゲットを介し不足金属成分が補充されて目的組成のス
パッタ膜が基材上に堆積形成されることとなる。なお後
者の場合、合金ターゲットとしては通例、目的組成を有
するものが用いられるがこれに限定するものではない。
【0023】本発明の方法で形成する合金系スパッタ膜
については特に限定はなく、任意な合金膜を形成するこ
とができる。本発明は、合金組成を高度に制御できるこ
とから例えば形状記憶合金等の高度な組成制御が要求さ
れる合金膜の形成に特に有利に用いうる。
【0024】ちなみに形状記憶合金の例としては、例え
ばTi・Ni系合金、Ti・Ni・Cu系合金、Ti・Ni・
Fe系合金、Ni・Al系合金、Ag・Cd系合金、Au・C
d系合金、Cu・Al・Ni系合金、Cu・Au・Zn系合
金、Cu・Sn系合金、Cu・Zn系合金、Cu・Zn・Al
系合金、In・Tl系合金、In・Cd系合金などがあげら
れる。
【0025】ターゲットは、粉末や塊、圧粉成形体など
の適宜な形態で用いることができ、その展開形や成形形
状は任意である。またスパッタ膜の付設を受ける基材に
ついても使用目的等に応じて適宜なものを用いることが
できる。
【0026】一般には、耐熱性等の点よりガラスないし
セラミックや金属等からなるものが用いられるが、基材
温度によってはポリマー系基材なども用いうる。また形
成スパッタ膜を分離回収できるように岩塩等からなる基
材なども用いうる。なお基材形態については任意であ
る。
【0027】本発明においては、基材を例えば400〜
700℃等の必要な温度に加熱し、その基材にスパッタ
膜を成長させることで成分金属の拡散効果等により、例
えば成分金属単体を交互に堆積させた場合にも目的組成
の合金膜を形成できるが、かかる加熱処理は必要に応じ
成膜後に施すこともできる。
【0028】実施例1 図1に例示の高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用いて容器内アルゴン圧1Pa、高周波電力300W、
基材温度550℃、基材・ターゲット間距離200mmの
条件下、Ni/Tiの組成比が50/50の合金膜を形成
すべく、純ニッケルターゲットと純チタンターゲットを
保持台上に配置し、石英ガラス板からなる基材をターン
テーブルに固定して純ニッケルターゲット上に4秒間、
純チタンターゲット上に6秒間停止させる通過条件で1
80回転させ(成膜時間30分間)、厚さ5μmのスパ
ッタ膜を得た。得られたスパッタ膜の組成をICP分析
で調べた結果、Ni/Tiの組成比が50/50の合金膜
であった。
【0029】実施例2 図2に例示の高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用いて容器内アルゴン圧1Pa、基材温度550℃、基
材・ターゲット間距離200mmの条件下、Ni/Tiの組
成比が50/50の合金膜を形成すべく、純ニッケルタ
ーゲットと純チタンターゲットを独立の保持台上にそれ
ぞれ配置し、石英ガラス板からなる基材をターンテーブ
ルに固定して純ニッケルターゲットに300Wの高周波
電力を、純チタンターゲットに360Wの高周波電力を
印加して15r.p.mの定速で50分間回転させ、厚さ5
μmのスパッタ膜を得た。得られたスパッタ膜は、Ni/
Tiの組成比が50/50の合金膜であった。
【0030】実施例3 Ni/Tiの組成比が50/50の合金ターゲットと、純
チタンターゲットを用いて合金ターゲット上に10秒
間、純チタンターゲット上に2秒間停止させる通過条件
で150回転させたほかは実施例1に準じて厚さ5μm
のスパッタ膜を得た。得られたスパッタ膜は、Ni/Ti
の組成比が50/50の合金膜であった。
【0031】実施例4 Ni/Tiの組成比が50/50の合金ターゲットと純チ
タンターゲットを用いて合金ターゲットに300Wの高
周波電力を、純チタンターゲットに30Wの高周波電力
を印加したほかは実施例2に準じて厚さ5μmのスパッ
タ膜を得た。得られたスパッタ膜は、Ni/Tiの組成比
が50/50の合金膜であった。
【0032】比較例1 純ニッケルターゲットと純チタンターゲットに代えて、
Ni/Tiの組成比が50/50の合金ターゲット1体を
用いて15r.p.mの定速回転下30分間成膜処理したほ
かは実施例1に準じて厚さ5μmのスパッタ膜を得た。
得られたスパッタ膜は、Ni/Tiの組成比が52.5/
47.5の合金膜であった。
【0033】比較例2 容器内のアルゴン圧を0.5〜20Paとしたほかは比
較例1に準じて厚さ5μmのスパッタ膜を得た。得られ
たスパッタ膜は、Ni/Tiの組成比がそれぞれの場合で
相違し、目的組成に最も近いもので51.2/48.8
のNi/Ti組成比でその際のアルゴン圧は5Paであっ
た。
【0034】比較例3 容器内のアルゴン圧を5Paとして高周波電力を200
〜500Wとしたほかは比較例1に準じて厚さ5μmの
スパッタ膜を得た。得られたスパッタ膜は、Ni/Tiの
組成比がそれぞれの場合で相違し、目的組成に最も近い
もので50.9/49.1のNi/Ti組成比であった。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、スパッタリング方式で
目的組成の合金膜を精度よく、かつ作業効率よく形成す
ることができる。また同じターゲットを用いて異なる目
的組成の合金膜を容易に形成でき、傾斜機能膜の形成な
ども容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】製造装置の説明図。
【図2】他の製造装置の説明図。
【符号の説明】
1:容器 2:回転駆動系 3:ターンテーブル 32:スパッタ膜の付設を受ける基材 4,5,6:保持台 42,43,52,62:ターゲット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合金の成分金属単体からなるターゲット
    をカソード上に保持し、スパッタ膜の付設を受ける基材
    をそれを保持するターンテーブルを介して各ターゲット
    上における通過時間を制御することを特徴とする合金系
    スパッタ膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 合金の成分金属単体からなるターゲット
    を独立のカソード上にそれぞれ保持し、各ターゲットに
    対する印加電圧の制御下にその上をターンテーブルを介
    してスパッタ膜の付設を受ける基材を通過させることを
    特徴とする合金系スパッタ膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 所定組成の合金からなるターゲットと、
    それをスパッタリング処理して形成した合金膜における
    前記組成比に対して欠落する成分金属単体からなるター
    ゲットをカソード上に保持し、スパッタ膜の付設を受け
    る基材をそれを保持するターンテーブルを介して各ター
    ゲット上における通過時間を制御することを特徴とする
    合金系スパッタ膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 所定組成の合金からなるターゲットと、
    それをスパッタリング処理して形成した合金膜における
    前記組成比に対して欠落する成分金属単体からなるター
    ゲットを独立のカソード上にそれぞれ保持し、各ターゲ
    ットに対する印加電圧の制御下にその上をターンテーブ
    ルを介してスパッタ膜の付設を受ける基材を通過させる
    ことを特徴とする合金系スパッタ膜の製造方法。
JP27526892A 1992-09-17 1992-09-17 合金系スパッタ膜の製造方法 Pending JPH06101021A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015509134A (ja) * 2011-10-28 2015-03-26 韓国機械材料技術院 チタン−ニッケル合金薄膜、及び同時スパッタリング法を用いたチタン−ニッケル合金薄膜の製造方法
JP2017168685A (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法

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