JP2000080472A - インライン型スパッタリング方法および装置 - Google Patents
インライン型スパッタリング方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】膜の機械的性質に方向依存性を生じさせないイ
ンライン型スパッタリング方法および装置の提供。 【解決手段】ターゲット1からのスパッタリング粒子3
の、基板搬送方向6に沿った斜め入射を防ぐための板状
体2を、ターゲット1と基板搬送面との間に設けるイン
ライン型スパッタリング方法および装置。
ンライン型スパッタリング方法および装置の提供。 【解決手段】ターゲット1からのスパッタリング粒子3
の、基板搬送方向6に沿った斜め入射を防ぐための板状
体2を、ターゲット1と基板搬送面との間に設けるイン
ライン型スパッタリング方法および装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインライン型スパッ
タリング方法およびインライン型スパッタリング装置に
関する。
タリング方法およびインライン型スパッタリング装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より熱線反射ガラスや透明導電性ガ
ラスなど、特に大面積基板へのスパッタリング成膜には
インライン型スパッタリング装置が用いられている。イ
ンライン型スパッタリング装置は、ロック、バッファ
ー、プロセスなどのチャンバから構成され、基板はそれ
らのチャンバを通過しながら成膜される。基板の入り口
と出口が一つのシングルエンドタイプと入り口と出口が
別々のダブルエンドタイプがある。
ラスなど、特に大面積基板へのスパッタリング成膜には
インライン型スパッタリング装置が用いられている。イ
ンライン型スパッタリング装置は、ロック、バッファ
ー、プロセスなどのチャンバから構成され、基板はそれ
らのチャンバを通過しながら成膜される。基板の入り口
と出口が一つのシングルエンドタイプと入り口と出口が
別々のダブルエンドタイプがある。
【0003】基板は先ずロックチャンバに入り、そこ
で、真空排気が行われる。次にバッファーチャンバに移
り、プロセスチャンバへの待機またはプロセスチャンバ
から出てきた基板との入れ替えなどが行われる。さらに
プロセスチャンバに入り、スパッタリング成膜が行われ
る。成膜後、基板はバッファーチャンバ、ロックチャン
バと通過し、大気中に出てくる。プロセスチャンバ内に
はいくつかのターゲットが設置され、膜厚は通常ターゲ
ットへの投入パワーと搬送速度、パス数を変えることに
よって調節する。
で、真空排気が行われる。次にバッファーチャンバに移
り、プロセスチャンバへの待機またはプロセスチャンバ
から出てきた基板との入れ替えなどが行われる。さらに
プロセスチャンバに入り、スパッタリング成膜が行われ
る。成膜後、基板はバッファーチャンバ、ロックチャン
バと通過し、大気中に出てくる。プロセスチャンバ内に
はいくつかのターゲットが設置され、膜厚は通常ターゲ
ットへの投入パワーと搬送速度、パス数を変えることに
よって調節する。
【0004】ターゲットは通常矩形形状で、長手方向が
基板搬送方向に垂直に配置されている。プロセスチャン
バ数およびターゲット数は製造される製品の膜構成や、
生産規模によって決定される。このようなインライン型
スパッタリング装置はバッチ式の装置に比べて非常に大
きなスループットが得られる。
基板搬送方向に垂直に配置されている。プロセスチャン
バ数およびターゲット数は製造される製品の膜構成や、
生産規模によって決定される。このようなインライン型
スパッタリング装置はバッチ式の装置に比べて非常に大
きなスループットが得られる。
【0005】しかしながら、このようなインライン型ス
パッタリング装置で成膜した膜の機械的性質に方向依存
性が生ずることがある。例えば、TiターゲットからN
2 雰囲気で反応性スパッタリング法で成膜したTiNx
膜(膜厚85nm)について、片持ち梁法により測定し
た内部応力およびスクラッチ法による膜剥離の臨界荷重
は、次のとおりである。すなわち、内部応力の種類は圧
縮応力であり、内部応力の搬送方向に平行な成分の値は
1.23Paであり、内部応力の搬送方向に垂直な成分
の値は1.19Paであった。また、膜の剥離荷重は、
搬送方向に平行に引っ掻いた場合が20.6gであり、
搬送方向に垂直に引っ掻いた場合が22.3gであっ
た。なお、内部応力の測定に用いた基板としては、長さ
60mm、幅5mm、厚さ70μmのボロシリケートガ
ラスを用いた。
パッタリング装置で成膜した膜の機械的性質に方向依存
性が生ずることがある。例えば、TiターゲットからN
2 雰囲気で反応性スパッタリング法で成膜したTiNx
膜(膜厚85nm)について、片持ち梁法により測定し
た内部応力およびスクラッチ法による膜剥離の臨界荷重
は、次のとおりである。すなわち、内部応力の種類は圧
縮応力であり、内部応力の搬送方向に平行な成分の値は
1.23Paであり、内部応力の搬送方向に垂直な成分
の値は1.19Paであった。また、膜の剥離荷重は、
搬送方向に平行に引っ掻いた場合が20.6gであり、
搬送方向に垂直に引っ掻いた場合が22.3gであっ
た。なお、内部応力の測定に用いた基板としては、長さ
60mm、幅5mm、厚さ70μmのボロシリケートガ
ラスを用いた。
【0006】以上の結果は、ボロシリケートガラスの長
手方向を基板搬送方向に平行に置いた場合の方が、垂直
に置いた場合より内部応力が高くなることを示してい
る。すなわち、内部応力の基板搬送方向に平行な成分は
垂直方向の成分よりも高い。
手方向を基板搬送方向に平行に置いた場合の方が、垂直
に置いた場合より内部応力が高くなることを示してい
る。すなわち、内部応力の基板搬送方向に平行な成分は
垂直方向の成分よりも高い。
【0007】また、スクラッチ法で膜の付着力を測定す
ると、膜剥離の臨界荷重は基板搬送方向に平行に引っ掻
いた場合よりも、垂直に引っ掻いた場合の方が高い。ス
クラッチ法においては、内部応力が大きくなるにつれ、
臨界荷重が減少する、すなわち密着性が低下することは
良く知られている。したがって、臨界荷重に引っ掻く方
向への依存性が現れたのは、内部応力の方向依存性のた
めと考えられる。
ると、膜剥離の臨界荷重は基板搬送方向に平行に引っ掻
いた場合よりも、垂直に引っ掻いた場合の方が高い。ス
クラッチ法においては、内部応力が大きくなるにつれ、
臨界荷重が減少する、すなわち密着性が低下することは
良く知られている。したがって、臨界荷重に引っ掻く方
向への依存性が現れたのは、内部応力の方向依存性のた
めと考えられる。
【0008】さらに、耐擦傷性をテーバー試験により調
べた。輪状のテーバー摩耗痕を観察すると、膜の摩耗の
程度は一様ではなく、基板搬送方向に垂直な方向の直径
上の点の摩耗は、平行な方向の摩耗より激しい。テーバ
ー試験の原理がスクラッチ試験と同様であることを考慮
すると、前記結果はスクラッチ法による結果と一致して
いる。
べた。輪状のテーバー摩耗痕を観察すると、膜の摩耗の
程度は一様ではなく、基板搬送方向に垂直な方向の直径
上の点の摩耗は、平行な方向の摩耗より激しい。テーバ
ー試験の原理がスクラッチ試験と同様であることを考慮
すると、前記結果はスクラッチ法による結果と一致して
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、膜の機械的
性質に方向依存性を生じさせないインライン型スパッタ
リング方法およびインライン型スパッタリング装置の提
供を目的とする。
性質に方向依存性を生じさせないインライン型スパッタ
リング方法およびインライン型スパッタリング装置の提
供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板を搬送し
ながら成膜するインライン型スパッタリング装置による
スパッタリング方法において、ターゲットからのスパッ
タリング粒子の、基板搬送方向に沿った斜め入射を防ぐ
ための板状体を、ターゲットと基板搬送面との間に設け
ることを特徴とするインライン型スパッタリング方法を
提供する。
ながら成膜するインライン型スパッタリング装置による
スパッタリング方法において、ターゲットからのスパッ
タリング粒子の、基板搬送方向に沿った斜め入射を防ぐ
ための板状体を、ターゲットと基板搬送面との間に設け
ることを特徴とするインライン型スパッタリング方法を
提供する。
【0011】本発明は、また、基板を搬送しながら成膜
するインライン型スパッタリング装置において、ターゲ
ットからのスパッタリング粒子の、搬送方向に沿った斜
め入射を防ぐための板状体が、ターゲットと基板搬送面
との間に設けられていることを特徴とするインライン型
スパッタリング装置を提供する。
するインライン型スパッタリング装置において、ターゲ
ットからのスパッタリング粒子の、搬送方向に沿った斜
め入射を防ぐための板状体が、ターゲットと基板搬送面
との間に設けられていることを特徴とするインライン型
スパッタリング装置を提供する。
【0012】通常、ターゲット周辺の空間は仕切り板に
よって、隣のターゲットと仕切られており、それぞれの
空間が1つのコートゾーンを形作っているが、ターゲッ
トの端から直近の仕切り板までの距離は、ターゲット〜
基板間距離の1〜2倍である。そのため、基板が仕切り
板を横切ってコートゾーンに入ってくる時または出て行
く時には、スパッタリング粒子の入射角は基板の法線方
向に対して45度以上になりうる。
よって、隣のターゲットと仕切られており、それぞれの
空間が1つのコートゾーンを形作っているが、ターゲッ
トの端から直近の仕切り板までの距離は、ターゲット〜
基板間距離の1〜2倍である。そのため、基板が仕切り
板を横切ってコートゾーンに入ってくる時または出て行
く時には、スパッタリング粒子の入射角は基板の法線方
向に対して45度以上になりうる。
【0013】本発明は、基板がコートゾーンに入る時お
よび出る時に、基板搬送方向に、ターゲットから基板へ
のスパッタリング粒子の著しい斜入射があり、膜に機械
的性質の方向依存性が生ずる、という新規知見に基づ
く。
よび出る時に、基板搬送方向に、ターゲットから基板へ
のスパッタリング粒子の著しい斜入射があり、膜に機械
的性質の方向依存性が生ずる、という新規知見に基づ
く。
【0014】斜入射は、ターゲットと基板搬送面との間
に、ターゲットからのスパッタリング粒子の、搬送方向
に沿った斜め入射を防ぐための板状体(以下、斜入射を
防ぐ板状体という)を設置することにより無くすことが
できる。
に、ターゲットからのスパッタリング粒子の、搬送方向
に沿った斜め入射を防ぐための板状体(以下、斜入射を
防ぐ板状体という)を設置することにより無くすことが
できる。
【0015】図1に斜入射を防ぐ板状体を設置したコー
トゾーンの断面図を示す。斜入射を防ぐ板状体2は、短
冊状をしており、ターゲット1と基板搬送面との間に複
数枚立てて並べられている。ターゲット1から斜めに放
出されたスパッタリング粒子3は、斜入射を防ぐ板状体
2にぶつかり、斜入射を防ぐ板状体2の側面に体積す
る。並べる斜入射を防ぐ板状体2の枚数を多くし、斜入
射を防ぐ板状体2間の間隔を短くし、また、斜入射を防
ぐ板状体2の長さを長くすれば、斜入射のスパッタリン
グ粒子は減少する。斜入射を防ぐ板状体2間の間隔は、
ターゲットの長手方向の幅を少なくとも3等分する間隔
とすることが好ましい。また、斜入射を防ぐ板状体2の
長さは、ターゲットと基板搬送面との間の距離の1/2
程度とすることが好ましい。
トゾーンの断面図を示す。斜入射を防ぐ板状体2は、短
冊状をしており、ターゲット1と基板搬送面との間に複
数枚立てて並べられている。ターゲット1から斜めに放
出されたスパッタリング粒子3は、斜入射を防ぐ板状体
2にぶつかり、斜入射を防ぐ板状体2の側面に体積す
る。並べる斜入射を防ぐ板状体2の枚数を多くし、斜入
射を防ぐ板状体2間の間隔を短くし、また、斜入射を防
ぐ板状体2の長さを長くすれば、斜入射のスパッタリン
グ粒子は減少する。斜入射を防ぐ板状体2間の間隔は、
ターゲットの長手方向の幅を少なくとも3等分する間隔
とすることが好ましい。また、斜入射を防ぐ板状体2の
長さは、ターゲットと基板搬送面との間の距離の1/2
程度とすることが好ましい。
【0016】斜入射を防ぐ板状体2自身がスパッタリン
グされるのを防ぐため、斜入射を防ぐ板状体2はプラズ
マから離して置く方がよい。斜入射を防ぐ板状体2の電
位はアースとすることが望ましい。
グされるのを防ぐため、斜入射を防ぐ板状体2はプラズ
マから離して置く方がよい。斜入射を防ぐ板状体2の電
位はアースとすることが望ましい。
【0017】斜入射を防ぐ板状体2はターゲット1の近
傍に設置されるので、高い運動エネルギーを持つスパッ
タリング粒子が当たり、加熱される。したがって、斜入
射を防ぐ板状体2の材質は金属が好ましい。また、水冷
されることが望ましい。
傍に設置されるので、高い運動エネルギーを持つスパッ
タリング粒子が当たり、加熱される。したがって、斜入
射を防ぐ板状体2の材質は金属が好ましい。また、水冷
されることが望ましい。
【0018】
【作用】本発明において、斜入射を防ぐ板状体は、基板
がコートゾーンに入る時または出る時に、ターゲットか
らのスパッタリング粒子の基板への斜入射を防ぎ、膜の
内部応力に方向依存性が発生するのを防ぎ、膜の引っか
き法による膜の付着力、耐摩耗性に方向依存性が生ずる
のを防ぐ。
がコートゾーンに入る時または出る時に、ターゲットか
らのスパッタリング粒子の基板への斜入射を防ぎ、膜の
内部応力に方向依存性が発生するのを防ぎ、膜の引っか
き法による膜の付着力、耐摩耗性に方向依存性が生ずる
のを防ぐ。
【0019】
【実施例】以下の実施例(例1〜4)および比較例(例
5〜8)において用いた膜の成膜条件は表1に示すとお
りである。これらの例の膜の内部応力の種類、内部応力
の搬送方向に平行な成分の値(GPa)および内部応力
の搬送方向に垂直な成分の値(GPa)を表2にまとめ
た。
5〜8)において用いた膜の成膜条件は表1に示すとお
りである。これらの例の膜の内部応力の種類、内部応力
の搬送方向に平行な成分の値(GPa)および内部応力
の搬送方向に垂直な成分の値(GPa)を表2にまとめ
た。
【0020】[例1]洗浄した厚さ2mmのフロートガ
ラス板を斜入射を防ぐ板状体を設置したスパッタリング
装置内にセットし、10-6Torr台まで排気した。次
に表1の条件で、TiNx (膜厚85nm)の単層膜を
成膜した。
ラス板を斜入射を防ぐ板状体を設置したスパッタリング
装置内にセットし、10-6Torr台まで排気した。次
に表1の条件で、TiNx (膜厚85nm)の単層膜を
成膜した。
【0021】この膜の内部応力は方向依存性を示さず、
基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等しか
った。
基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等しか
った。
【0022】[例2]例1と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にTiO2 (膜厚65nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
フロートガラス基板上にTiO2 (膜厚65nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
【0023】[例3]例1と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にZnO(膜厚110nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
フロートガラス基板上にZnO(膜厚110nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
【0024】[例4]例1と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にCr(膜厚100nm)の単層
膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
フロートガラス基板上にCr(膜厚100nm)の単層
膜を成膜した。この膜の内部応力は方向依存性を示さ
ず、基板搬送方向とそれに垂直方向の成分の値はほぼ等
しかった。
【0025】[例5]洗浄した厚さ2mmのフロートガ
ラス板を斜入射を防ぐ板状体を設置しないスパッタリン
グ装置内にセットし、10-6Torr台まで排気した。
次に表1の条件で、TiNx (膜厚85nm)の単層膜
を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平行な
成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さく、方
向依存性を示した。
ラス板を斜入射を防ぐ板状体を設置しないスパッタリン
グ装置内にセットし、10-6Torr台まで排気した。
次に表1の条件で、TiNx (膜厚85nm)の単層膜
を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平行な
成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さく、方
向依存性を示した。
【0026】[例6]例5と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にTiO2 (膜厚65nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平
行な成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さ
く、方向依存性を示した。
フロートガラス基板上にTiO2 (膜厚65nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平
行な成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さ
く、方向依存性を示した。
【0027】[例7]例5と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にZnO(膜厚110nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平
行な成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さ
く、方向依存性を示した。
フロートガラス基板上にZnO(膜厚110nm)の単
層膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平
行な成分が大きく、基板搬送方向に垂直な成分は小さ
く、方向依存性を示した。
【0028】[例8]例5と同様にして、厚さ2mmの
フロートガラス基板上にCr(膜厚100nm)の単層
膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平行
な成分が小さく、基板搬送方向に垂直な成分は大きく、
方向依存性を示した。
フロートガラス基板上にCr(膜厚100nm)の単層
膜を成膜した。この膜の内部応力は基板搬送方向に平行
な成分が小さく、基板搬送方向に垂直な成分は大きく、
方向依存性を示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、成膜される膜の内部応
力に方向依存性が発生するのを防ぐことができ、結果、
膜の付着力、耐摩耗性に方向依存性が生ずるのを防ぐこ
とができる。
力に方向依存性が発生するのを防ぐことができ、結果、
膜の付着力、耐摩耗性に方向依存性が生ずるのを防ぐこ
とができる。
【図1】斜入射を防ぐ板状体を設置したコートゾーンの
断面図
断面図
1:ターゲット 2:斜入射を防ぐ板状体 3:スパッタリング粒子 4:基板 5:基板搬送ロール 6:基板搬送方向
Claims (2)
- 【請求項1】基板を搬送しながら成膜するインライン型
スパッタリング装置によるスパッタリング方法におい
て、ターゲットからのスパッタリング粒子の、基板搬送
方向に沿った斜め入射を防ぐための板状体を、ターゲッ
トと基板搬送面との間に設けることを特徴とするインラ
イン型スパッタリング方法。 - 【請求項2】基板を搬送しながら成膜するインライン型
スパッタリング装置において、ターゲットからのスパッ
タリング粒子の、搬送方向に沿った斜め入射を防ぐため
の板状体が、ターゲットと基板搬送面との間に設けられ
ていることを特徴とするインライン型スパッタリング装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246107A JP2000080472A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | インライン型スパッタリング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246107A JP2000080472A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | インライン型スパッタリング方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000080472A true JP2000080472A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17143595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10246107A Pending JP2000080472A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | インライン型スパッタリング方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000080472A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9121099B2 (en) | 2010-12-22 | 2015-09-01 | Canon Anelva Corporation | Vacuum processing apparatus and processing method using the same |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10246107A patent/JP2000080472A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9121099B2 (en) | 2010-12-22 | 2015-09-01 | Canon Anelva Corporation | Vacuum processing apparatus and processing method using the same |
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