JPH06101036A - イオンアシスト制御式スパッタリング方法 - Google Patents
イオンアシスト制御式スパッタリング方法Info
- Publication number
- JPH06101036A JPH06101036A JP9037192A JP9037192A JPH06101036A JP H06101036 A JPH06101036 A JP H06101036A JP 9037192 A JP9037192 A JP 9037192A JP 9037192 A JP9037192 A JP 9037192A JP H06101036 A JPH06101036 A JP H06101036A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- current density
- film
- bias voltage
- sputtering
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 剥れにくく，かつ，硬度の大きい成膜状態を
得ることを目的としている。 【構成】 イオンアシスト制御式スパッタリング装置を
用い，スパッタリングを開始した当初はターゲット裏面
の磁極体のコイル励磁電流およびまたは基板バイアス電
圧の負の数値を小さくしてイオン電流密度の負の数値を
小さくし，後になるに従ってコイル励磁電流およびまた
は基板バイアス電圧の負の数値を大きくして行ってイオ
ン電流密度の負の数値が大きくなるようにスパッタリン
グを行う。
得ることを目的としている。 【構成】 イオンアシスト制御式スパッタリング装置を
用い，スパッタリングを開始した当初はターゲット裏面
の磁極体のコイル励磁電流およびまたは基板バイアス電
圧の負の数値を小さくしてイオン電流密度の負の数値を
小さくし，後になるに従ってコイル励磁電流およびまた
は基板バイアス電圧の負の数値を大きくして行ってイオ
ン電流密度の負の数値が大きくなるようにスパッタリン
グを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，コイル励磁電流や基板
バイアス電圧を変え得るイオンアシスト制御式のスパッ
タリング方法に関するものである。
バイアス電圧を変え得るイオンアシスト制御式のスパッ
タリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より，ターゲット裏面にコイル励磁
電流を変え得る磁極体を配置し，ターゲットに対向して
基板バイアス電圧を変え得る基板保持具に基板を保持し
たイオンアシスト制御式スパッタリング装置は，本出願
人等によって開発されている。
電流を変え得る磁極体を配置し，ターゲットに対向して
基板バイアス電圧を変え得る基板保持具に基板を保持し
たイオンアシスト制御式スパッタリング装置は，本出願
人等によって開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで，いろいろ実
験した結果，コイル励磁電流の大小およびまたは基板バ
イアス電圧の負の数値の大小を変えるとイオン電流密度
の負の数値の大小およびイオンフラックス比の大小が変
わり，その結果，基板上に成膜される膜の硬度の大小が
変わることがわかった。したがって，成膜した基板を切
削工具の材料として使用する場合は，膜の硬度を大きく
するために，イオン電流密度の負の数値が大きくなるよ
うにすれば良いが，イオン電流密度の負の数値が大きく
なると，一般的な傾向として，逆に，膜の付着力が小さ
くなり，膜が剥れやすくなることがわかった。これで
は，切削工具としての役目をはたすことはできない。し
たがって，剥れることがないような付着力の大きな成膜
状態を有し，かつ，膜の硬度も大きい成膜状態を得るこ
とを課題とした。
験した結果，コイル励磁電流の大小およびまたは基板バ
イアス電圧の負の数値の大小を変えるとイオン電流密度
の負の数値の大小およびイオンフラックス比の大小が変
わり，その結果，基板上に成膜される膜の硬度の大小が
変わることがわかった。したがって，成膜した基板を切
削工具の材料として使用する場合は，膜の硬度を大きく
するために，イオン電流密度の負の数値が大きくなるよ
うにすれば良いが，イオン電流密度の負の数値が大きく
なると，一般的な傾向として，逆に，膜の付着力が小さ
くなり，膜が剥れやすくなることがわかった。これで
は，切削工具としての役目をはたすことはできない。し
たがって，剥れることがないような付着力の大きな成膜
状態を有し，かつ，膜の硬度も大きい成膜状態を得るこ
とを課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明においては，ター
ゲット裏面にコイル励磁電流を変え得る磁極体を配置
し，ターゲットに対向して基板バイアス電圧を変え得る
基板保持部に基板を保持したイオンアシスト制御式スパ
ッタリング装置を用い，スパッタリングを開始した当初
はコイル励磁電流およびまたは基板バイアス電圧の負の
数値を小さくしてイオン電流密度の負の数値を小さく
し，後になるに従ってコイル励磁電流およびまたは基板
バイアス電圧の負の数値を大きくして行ってイオン電流
密度の負の数値が大きくなるようにスパッタリングを行
うようにした。
ゲット裏面にコイル励磁電流を変え得る磁極体を配置
し，ターゲットに対向して基板バイアス電圧を変え得る
基板保持部に基板を保持したイオンアシスト制御式スパ
ッタリング装置を用い，スパッタリングを開始した当初
はコイル励磁電流およびまたは基板バイアス電圧の負の
数値を小さくしてイオン電流密度の負の数値を小さく
し，後になるに従ってコイル励磁電流およびまたは基板
バイアス電圧の負の数値を大きくして行ってイオン電流
密度の負の数値が大きくなるようにスパッタリングを行
うようにした。
【０００５】
【作用】スパッタリングを開始した当初は，コイル励磁
電流を小さくするなどしてイオン電流密度の負の数値を
小さくして，膜の硬度は比較的小さいが膜の付着力は極
めて大きくなるようにし，膜を剥れにくい状態で成膜す
る。その後，徐々にまたは段階的にイオン電流密度の負
の数値を大きくしていき，最後には，イオン電流密度の
負の数値が大きい状態で保ち，表面および表面付近に硬
度の大きい膜を成膜する。
電流を小さくするなどしてイオン電流密度の負の数値を
小さくして，膜の硬度は比較的小さいが膜の付着力は極
めて大きくなるようにし，膜を剥れにくい状態で成膜す
る。その後，徐々にまたは段階的にイオン電流密度の負
の数値を大きくしていき，最後には，イオン電流密度の
負の数値が大きい状態で保ち，表面および表面付近に硬
度の大きい膜を成膜する。
【０００６】
【実施例】図１はイオンアシスト制御式のスパッタリン
グ装置を示すもので，１は真空室，２はターゲット，３
はターゲット保持部，４はターゲット２と対向して配し
た基板，５は基板保持部，６はターゲット２の裏面に設
けた磁極体で，磁極体６は内周磁極７，ヨーク８，外周
磁極９からなっており，コイル励磁電流を適宜変え得る
ようになっている。１０はコイル励磁電流および基板バ
イアス電圧を変え得る制御装置である。勿論，制御装置
１０にはコイル励磁電流および基板バイアス電圧用の電
源を備えている。
グ装置を示すもので，１は真空室，２はターゲット，３
はターゲット保持部，４はターゲット２と対向して配し
た基板，５は基板保持部，６はターゲット２の裏面に設
けた磁極体で，磁極体６は内周磁極７，ヨーク８，外周
磁極９からなっており，コイル励磁電流を適宜変え得る
ようになっている。１０はコイル励磁電流および基板バ
イアス電圧を変え得る制御装置である。勿論，制御装置
１０にはコイル励磁電流および基板バイアス電圧用の電
源を備えている。
【０００７】この装置を用い，コイル励磁電流およびま
たは基板バイアス電圧の負の数値の大小を変えれば，そ
れに応じてイオン電流密度の負の数値の大小が変わる。
また，イオン電流密度の負の数値の大小に応じて，膜の
硬度の大小が変わる。ただし，膜の硬度の大小に応じて
膜の付着力の大小が変わる。すなわち，イオン電流密度
の負の数値が大きければ，膜の硬度は大きくなり，膜の
付着力は小さくなり，逆に，イオン電流密度の負の数値
が小さければ，膜の硬度は小さくなり，膜の付着力は大
きくなる。
たは基板バイアス電圧の負の数値の大小を変えれば，そ
れに応じてイオン電流密度の負の数値の大小が変わる。
また，イオン電流密度の負の数値の大小に応じて，膜の
硬度の大小が変わる。ただし，膜の硬度の大小に応じて
膜の付着力の大小が変わる。すなわち，イオン電流密度
の負の数値が大きければ，膜の硬度は大きくなり，膜の
付着力は小さくなり，逆に，イオン電流密度の負の数値
が小さければ，膜の硬度は小さくなり，膜の付着力は大
きくなる。
【０００８】つぎに，実験例を示す。まず，コイル励磁
電流，基板バイアス電圧と，イオン電流密度ないしはイ
オンフラックス比との関係を確かめたら，図２に示すよ
うになることがわかった。ただし，この場合，最初，コ
イル励磁電流を０Ａとしているとき，磁極体６のＳ極と
Ｎ極の励磁強さを等しくして，磁力線が全部Ｎ極からＳ
極に行く閉じた系にしておき，後で，コイル励磁電流を
例えば１０Ａのように大きくすると，Ｓ極の励磁強さが
Ｎ極の励磁強さより大きくなり，弱い磁力線はＮ極から
Ｓ極へ全て行くが，残った磁力線はＳ極から基板４があ
る上の方へ行くようにした装置を用いた。この図２か
ら，コイル励磁電流が０Ａから１６Ａへと段階的に大き
くなれば，イオン電流密度の負の数値が例えば約１から
約７へと大きくなることがわかる。（実際は，イオン電
流密度は−１から−７へと小さくなっている。）また，
基板バイアス電圧の負の数値が大きくなれば，イオン電
流密度の負の数値がほぼ比例して若干大きくなることが
わかる。
電流，基板バイアス電圧と，イオン電流密度ないしはイ
オンフラックス比との関係を確かめたら，図２に示すよ
うになることがわかった。ただし，この場合，最初，コ
イル励磁電流を０Ａとしているとき，磁極体６のＳ極と
Ｎ極の励磁強さを等しくして，磁力線が全部Ｎ極からＳ
極に行く閉じた系にしておき，後で，コイル励磁電流を
例えば１０Ａのように大きくすると，Ｓ極の励磁強さが
Ｎ極の励磁強さより大きくなり，弱い磁力線はＮ極から
Ｓ極へ全て行くが，残った磁力線はＳ極から基板４があ
る上の方へ行くようにした装置を用いた。この図２か
ら，コイル励磁電流が０Ａから１６Ａへと段階的に大き
くなれば，イオン電流密度の負の数値が例えば約１から
約７へと大きくなることがわかる。（実際は，イオン電
流密度は−１から−７へと小さくなっている。）また，
基板バイアス電圧の負の数値が大きくなれば，イオン電
流密度の負の数値がほぼ比例して若干大きくなることが
わかる。
【０００９】また，イオン電流密度と膜の硬度との関係
は，基板バイアス電圧の大小によっても多少異なるが，
例えば図３に示すようになっていることがわかった。こ
の図３から，イオン電流密度の負の数が大きくなるに従
って，膜の硬度がほぼ直線的に大きくなることがわか
る。
は，基板バイアス電圧の大小によっても多少異なるが，
例えば図３に示すようになっていることがわかった。こ
の図３から，イオン電流密度の負の数が大きくなるに従
って，膜の硬度がほぼ直線的に大きくなることがわか
る。
【００１０】成膜するときは，図２，図３等で得られた
関係を利用して，例えば，図４に示すような方法で成膜
する。すなわち，スパッタリングを開始した当初は，コ
イル励磁電流を小さくすることによってイオン電流密度
の負の数を小さくしておき，時間の経過とともに，コイ
ル励磁電流を徐々にまたは段階的に大きくしていくこと
によってイオン電流密度の負の数を実線で３つの例を示
すように徐々にまたは点線で示すように段階的に大きく
していく。一定時間経過後は，コイル励磁電流を一定に
保った状態でスパッタリングを行う。このようにする
と，当初はイオン電流密度が比較的に小さいので，膜の
強度は若干落ちるが，膜の付着力は大きくなっていて剥
れにくくなる。また，最後は，イオン電流密度を大きく
してスパッタリングを行うので，成膜された膜の表面で
は所望の硬度が充分に得られた。その結果，全体として
は，剥れにくく，かつ，硬度も充分な成膜状態が得られ
た。
関係を利用して，例えば，図４に示すような方法で成膜
する。すなわち，スパッタリングを開始した当初は，コ
イル励磁電流を小さくすることによってイオン電流密度
の負の数を小さくしておき，時間の経過とともに，コイ
ル励磁電流を徐々にまたは段階的に大きくしていくこと
によってイオン電流密度の負の数を実線で３つの例を示
すように徐々にまたは点線で示すように段階的に大きく
していく。一定時間経過後は，コイル励磁電流を一定に
保った状態でスパッタリングを行う。このようにする
と，当初はイオン電流密度が比較的に小さいので，膜の
強度は若干落ちるが，膜の付着力は大きくなっていて剥
れにくくなる。また，最後は，イオン電流密度を大きく
してスパッタリングを行うので，成膜された膜の表面で
は所望の硬度が充分に得られた。その結果，全体として
は，剥れにくく，かつ，硬度も充分な成膜状態が得られ
た。
【００１１】なお，コイル励磁電流やイオン電流密度の
制御具合は，図４において実線または点線で示した状態
に限ることはなく，当初急な勾配で上げ，途中からゆる
やかな勾配にするなど，適宜選択することができる。ま
た，真空室１内に投入するアルゴンガス等のスパッタガ
スおよび窒素ガス酸素ガス等の反応性ガスの流量を適宜
変えて，膜の硬度を制御することもできる。
制御具合は，図４において実線または点線で示した状態
に限ることはなく，当初急な勾配で上げ，途中からゆる
やかな勾配にするなど，適宜選択することができる。ま
た，真空室１内に投入するアルゴンガス等のスパッタガ
スおよび窒素ガス酸素ガス等の反応性ガスの流量を適宜
変えて，膜の硬度を制御することもできる。
【００１２】
【発明の効果】このように，本発明においては，ターゲ
ット裏面にコイル励磁電流を変え得る磁極体を配置し，
ターゲットに対向して基板バイアス電圧を変え得る基板
保持部に基板を保持したイオンアシスト制御式スパッタ
リング装置を用い，スパッタリングを開始した当初はコ
イル励磁電流およびまたは基板バイアス電圧の負の数値
を小さくしてイオン電流密度の負の数値を小さくし，後
になるに従ってコイル励磁電流およびまたは基板バイア
ス電圧の負の数値を大きくして行ってイオン電流密度の
負の数値が大きくなるようにスパッタリングを行うの
で，付着力が大きくて剥れにくく，かつ，表面は硬度の
大きい膜を確実容易に得ることができる。
ット裏面にコイル励磁電流を変え得る磁極体を配置し，
ターゲットに対向して基板バイアス電圧を変え得る基板
保持部に基板を保持したイオンアシスト制御式スパッタ
リング装置を用い，スパッタリングを開始した当初はコ
イル励磁電流およびまたは基板バイアス電圧の負の数値
を小さくしてイオン電流密度の負の数値を小さくし，後
になるに従ってコイル励磁電流およびまたは基板バイア
ス電圧の負の数値を大きくして行ってイオン電流密度の
負の数値が大きくなるようにスパッタリングを行うの
で，付着力が大きくて剥れにくく，かつ，表面は硬度の
大きい膜を確実容易に得ることができる。
【図１】本発明を実施するための装置の１実施例を示す
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図２】基板バイアス電圧とイオン電流密度の関係例を
示す線図である。
示す線図である。
【図３】イオン電流密度と膜の硬度の関係例を示す線図
である。
である。
【図４】成膜時間とイオン電流密度および膜の硬度の関
係例を示す線図である。
係例を示す線図である。
１ 真空室 ２ ターゲット ４ 基板 ５ 基板保持具 ６ 磁極体 ７ 内周磁極 ９ 外周磁極 １０ 制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 ターゲット裏面にコイル励磁電流を変え
得る磁極体を配置し，ターゲットに対向して基板バイア
ス電圧を変え得る基板保持部に基板を保持したイオンア
シスト制御式スパッタリング装置を用い，スパッタリン
グを開始した当初はコイル励磁電流およびまたは基板バ
イアス電圧の負の数値を小さくしてイオン電流密度の負
の数値を小さくし，後になるに従ってコイル励磁電流お
よびまたは基板バイアス電圧の負の数値を大きくして行
ってイオン電流密度の負の数値が大きくなるようにスパ
ッタリングを行うイオンアシスト制御式スパッタリング
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037192A JPH06101036A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | イオンアシスト制御式スパッタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9037192A JPH06101036A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | イオンアシスト制御式スパッタリング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101036A true JPH06101036A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=13996706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9037192A Pending JPH06101036A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | イオンアシスト制御式スパッタリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298599B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2001-11-22 | 신현준 | 티타늄화합물피막의제조방법 |
| KR20060086988A (ko) * | 1996-11-21 | 2006-08-02 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 유도결합플라즈마를가지는챔버에서스퍼터링동안측벽커버리지를개선하기위한방법및장치 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP9037192A patent/JPH06101036A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060086988A (ko) * | 1996-11-21 | 2006-08-02 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 유도결합플라즈마를가지는챔버에서스퍼터링동안측벽커버리지를개선하기위한방법및장치 |
| KR100298599B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2001-11-22 | 신현준 | 티타늄화합물피막의제조방법 |
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