JPH0718431A - バイアススパッタによる薄膜形成方法 - Google Patents

バイアススパッタによる薄膜形成方法

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JPH0718431A
JPH0718431A JP16805293A JP16805293A JPH0718431A JP H0718431 A JPH0718431 A JP H0718431A JP 16805293 A JP16805293 A JP 16805293A JP 16805293 A JP16805293 A JP 16805293A JP H0718431 A JPH0718431 A JP H0718431A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 段差被覆性を向上すると共に、膜の内部応力
を低くできるバイアススパッタによる薄膜形成方法を提
供することを目的としている。 【構成】 ターゲット3と基板電極4の両方に高周波電
力を供給し、基板電極上の基板表面に薄膜を形成するバ
イアススパッタ法において、薄膜形成初期には、バイア
ス強度を強くし、基板表面の平坦性が得られる薄膜形成
終期には、バイアス強度を弱く制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、バイアススパッタ法
による薄膜形成方法に係り、特に低応力でかつ段差被覆
性の良い薄膜の形成を可能としたバイアススパッタによ
る薄膜形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スパッタリングにより基板表面に
薄膜を形成するに際し、基板表面の段差の被覆性を向上
する手段として、バイアススパッタ法が知られている。
ターゲットと基板電極の両方に高周波電力を供給し、基
板電極上の基板表面に薄膜を形成する方法である。例え
ば磁気記録媒体へ書込みまたは読取りを行う薄膜ヘッド
のアルミナ保護膜の形成に利用されている。
【0003】薄膜ヘッドのアルミナ保護膜の形成は、素
子の断面形状が複雑でありかつ高い段差が存在するた
め、段差の被覆性を向上するためにバイアスを印加する
必要がある。このバイアスは素子の種類により必要な強
度がそれぞれ異なっている。バイアス強度が不十分であ
ると、段差被覆性が悪く、膜にクラックが発生し、ヘッ
ドの性能を低下してしまう。一般的に段差が高いほど、
また段差の形状が逆テーパー状になるほどバイアス強度
を強くする必要がある。また、ヘッドの磁気特性はアル
ミナ保護膜の応力に影響を受けるため、内部応力を低く
することが必要である。アルミナ膜においてはバイアス
強度を強くすると内部応力が大きくなる性質がある。従
来の方法では、バイアス強度を一定にして膜形成してい
た。このため、段差被覆のために必要がバイアス強度を
投入すると、内部応力をある値よりも低くすることが困
難であった。
【0004】アルミナ保護膜は数10μm と厚く形成す
るものであるが、膜形成中の全ての部分で強い段差被覆
性が必要なわけではない。図2はバイアスを印加した状
態で膜形成したときの膜の断面の例を示したものである
が、段差9の上部Aのアルミナ膜11の断面はテーパー
状になっている(例えば、J. Vac. Sci. Tecnol., Vol.
13, No. 6, Nov./Dec. 1976)。このテーパー状の段差
を被覆するためにはバイアス強度は弱くてもよいと考え
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
バイアススパッタ法による薄膜形成方法では、バイアス
強度を一定としていたので、段差被覆性を向上すると共
に、膜の内部応力を低くすることができない問題点があ
った。従って薄膜ヘッドの設計がアルミナ保護膜の形成
プロセスに制約されることにもなっていた。
【0006】
【課題を解決する為の手段】この発明は前記の如くの問
題点に鑑みてなされたもので、段差被覆性を向上すると
共に、膜の内部応力を低くできるバイアススパッタによ
る薄膜形成方法を提供することを目的としている。
【0007】斯る目的を達成するこの発明のバイアスス
パッタによる薄膜形成方法は、ターゲットと基板電極の
両方に高周波電力を供給し、基板電極上の基板表面に薄
膜を形成するバイアススパッタ法において、薄膜形成初
期には、バイアス強度を強くし、基板表面の平坦性が得
られる薄膜形成終期には、バイアス強度を弱く制御する
ことを特徴としている。
【0008】前記バイアス強度は、段階的に変化させる
ように制御することができる。このバイアス強度の変化
は、基板電極に供給するバイアス投入電力およびターゲ
ットに供給するターゲット投入電力の一方又は両方を制
御することで行うことができる。また、更には前記バイ
アス投入電力とターゲット投入電力の位相差を制御する
ことで、バイアス強度を変化させることもできる。
【0009】ターゲット投入電力を一定にした状態でバ
イアス投入電力を大きくすると、バイアス強度が強くな
る。バイアス投入電力を一定にした状態でターゲット投
入電力を小さくしても、バイアス強度が強くなる。ター
ゲット投入電力とバイアス投入電力の両方を一定にした
状態で、両者の位相差を約180度にするとバイアス強
度が強くなり、位相差を約0度とするとバイアス強度が
弱くなる関係にある。
【0010】
【作用】この発明のバイアススパッタによる薄膜形成方
法によれば、段差被覆性を向上すると共に、薄膜全体と
しては、内部応力を小さくすることができる。
【0011】
【実施例】以下、この発明を実施例について説明する。
図1は実施例で使用したバイアススパッタ装置の構成を
表わしている。真空容器1は真空ポンプ2により真空に
排気可能とされており、スパッタガスを導入した状態で
ターゲット3には高周波電源5より高周波電力が供給さ
れ、同時に基板電極4には高周波電源6より高周波電力
が供給され、真空容器1内で膜形成のための放電ができ
るようになっている。また、高周波電源5と高周波電源
6は発振源が完全に同期しており、フェイズシフター7
により位相差を変化させられるようになっている。更
に、高周波電源5と高周波電源6とフェイズシフター7
はプログラマブルコントローラー8に接続されており、
ターゲット投入電力とバイアス投入電力と位相差とを設
定に従って段階的に変化させることができるようにして
ある。
【0012】前記のようなバイアススパッタ装置を用い
て、図3乃至図6のようにバイアス強度を、薄膜形成初
期には強くし、図2のAのように表面の平坦性が得られ
る薄膜形成終期には弱く制御して、基板電極4上に載置
した基板表面に薄膜を形成する。
【0013】図3は、ターゲット投入電力は一定とし、
高周波電源6より基板電極4に供給されるバイアス投入
電力を段階的に小さくして、バイアス強度を段階的に変
化させる場合である。この場合、高周波電源5、6の位
相差は0度である。
【0014】図4は、前記バイアス投入電力を一定とし
て、高周波電源5よりターゲット3に供給されるターゲ
ット投入電力を段階的に大きくして、バイアス強度を段
階的に変化させる場合である。高周波電源5、6の位相
差は0度である。
【0015】図5は、前記ターゲット投入電力およびバ
イアス投入電力を夫々一定として、高周波電源5、6の
位相差を段階的に大きくすることにより、バイアス強度
を変化させた場合である。
【0016】更に図6は、ターゲット投入電力およびバ
イアス投入電力並びに、高周波電源5、6の位相差を総
合的に制御して、バイアス強度を段階的に変化させる場
合である。
【0017】以上のように、薄膜形成初期にバイアス強
度を強くすることで、基板表面の段差被覆性を向上する
ことができる。一方、段差を十分に覆い、表面に平坦性
が得られる薄膜形成終期にはバイアス強度を弱くするこ
とで、基板表面に形成される薄膜全体としては、内部応
力を小さくすることができる。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれ
ば、内部応力を小さくし、かつ段差被覆性を向上して薄
膜形成ができる効果がある。
【0019】薄膜ヘッドの製造工程に応用することで、
薄膜ヘッドの設計上の制約を緩和できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例で使用したバイアススパッタ
装置の構成図である。
【図2】段差のある基板表面の断面形状を説明する図で
ある。
【図3】この発明の実施例のターゲット投入電力とバイ
アス投入電力のグラフである。
【図4】この発明の第2実施例のターゲット投入電力と
バイアス投入電力のグラフである。
【図5】この発明の第3実施例のターゲット投入電力、
バイアス投入電力および位相差のグラフである。
【図6】この発明の第4実施例のターゲット投入電力、
バイアス投入電力および位相差のグラフである。
【符号の説明】
1 ターゲット 4 基板電極 5、6 高周波電源 7 フェイズシフター 8 プラログラマブルコントローラー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲットと基板電極の両方に高周波電
    力を供給し、基板電極上の基板表面に薄膜を形成するバ
    イアススパッタ法において、薄膜形成初期には、バイア
    ス強度を強くし、基板表面の平坦性が得られる薄膜形成
    終期には、バイアス強度を弱く制御することを特徴とす
    るバイアススパッタによる薄膜形成方法。
  2. 【請求項2】 バイアス強度は、段階的に制御する請求
    項1記載のバイアススパッタによる薄膜形成方法。
  3. 【請求項3】 バイアス強度は、基板電極に供給するバ
    イアス投入電力およびターゲットに供給するターゲット
    投入電力の一方又は両方を変化させて行う請求項1又は
    2記載のバイアススパッタによる薄膜形成方法。
  4. 【請求項4】 バイアス強度は、基板電極に供給するバ
    イアス投入電力およびターゲットに供給するターゲット
    投入電力の位相差を変化させる請求項3記載のバイアス
    スパッタによる薄膜形成方法。
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