JP2000226652A - 薄膜の製造方法とその装置 - Google Patents
薄膜の製造方法とその装置Info
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- JP2000226652A JP2000226652A JP11075515A JP7551599A JP2000226652A JP 2000226652 A JP2000226652 A JP 2000226652A JP 11075515 A JP11075515 A JP 11075515A JP 7551599 A JP7551599 A JP 7551599A JP 2000226652 A JP2000226652 A JP 2000226652A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、比抵抗の小さい良質の膜を得るこ
とができる薄膜の製造方法とその装置を提供するもので
ある。 【解決手段】 本製造装置を用いた製造方法は、ターゲ
ットをスパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真
空チャンバ側面に沿って設置し、コイルを外周に巻いた
石英管をターゲットの略中央部あるいはターゲット近傍
に設け、この石英管内に反応ガスとキャリアガスを導入
するとともに、コイルに高周波電圧を印加して発生させ
たプラズマにより、これらのガスを励起させて活性化し
た後、基板表面をターゲットのスパッタ面と対向させた
状態でスパッタすると同時にこのスパッタ粒子と活性化
した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成する。
とができる薄膜の製造方法とその装置を提供するもので
ある。 【解決手段】 本製造装置を用いた製造方法は、ターゲ
ットをスパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真
空チャンバ側面に沿って設置し、コイルを外周に巻いた
石英管をターゲットの略中央部あるいはターゲット近傍
に設け、この石英管内に反応ガスとキャリアガスを導入
するとともに、コイルに高周波電圧を印加して発生させ
たプラズマにより、これらのガスを励起させて活性化し
た後、基板表面をターゲットのスパッタ面と対向させた
状態でスパッタすると同時にこのスパッタ粒子と活性化
した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の製造装置お
よび薄膜を製造する方法に関し、基板へのプラズマのダ
メージを低くして、ＩＴＯ等の良質の薄膜を形成する装
置および方法に関する。
よび薄膜を製造する方法に関し、基板へのプラズマのダ
メージを低くして、ＩＴＯ等の良質の薄膜を形成する装
置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置の画素電極や、カラ
ー液晶ディスプレイの信号配線等に用いられているＩＴ
Ｏ膜は、酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）と酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）との混合物からなるターゲットに、ＤＣ電源とＲ
Ｆ電源との重畳した電力を供給して、グロー放電を発生
させ、真空チャンバ内に導入されたＡｒガスなどの反応
ガスのＡｒ等の正イオンがターゲット表面に衝突してタ
ーゲットをスパッタし、スパッタされた粒子が対向配置
された基板に堆積して成膜されるている。即ち、堆積し
た膜は、ターゲット材とこれら反応性ガスとの反応生成
物とから構成さもている。
ー液晶ディスプレイの信号配線等に用いられているＩＴ
Ｏ膜は、酸化インジウム（Ｉｎ2 Ｏ3 ）と酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）との混合物からなるターゲットに、ＤＣ電源とＲ
Ｆ電源との重畳した電力を供給して、グロー放電を発生
させ、真空チャンバ内に導入されたＡｒガスなどの反応
ガスのＡｒ等の正イオンがターゲット表面に衝突してタ
ーゲットをスパッタし、スパッタされた粒子が対向配置
された基板に堆積して成膜されるている。即ち、堆積し
た膜は、ターゲット材とこれら反応性ガスとの反応生成
物とから構成さもている。
【０００３】基板にＩＴＯ膜を成膜する際には、基板に
対するダメージを少なくするために、基板温度が高く
（通常２００℃以上）ならないように制御する必要があ
った。
対するダメージを少なくするために、基板温度が高く
（通常２００℃以上）ならないように制御する必要があ
った。
【０００４】また、ＩＴＯ膜が使用されるカラー液晶デ
ィスプレイにおいては、高解像度の観点からＩＴＯ膜の
膜厚を薄くすることが要求されており、さらに画面の大
型化ならびに応答速度の高速化の観点から透明電極の比
抵抗を小さくすることが要求されていた。
ィスプレイにおいては、高解像度の観点からＩＴＯ膜の
膜厚を薄くすることが要求されており、さらに画面の大
型化ならびに応答速度の高速化の観点から透明電極の比
抵抗を小さくすることが要求されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の成膜装置では、基板温度を制限しなければならな
いため、基板上でのインジウムと酸素との反応や、結晶
化が十分に行われない。この結果、欠陥の多い膜が成膜
されていた。
従来の成膜装置では、基板温度を制限しなければならな
いため、基板上でのインジウムと酸素との反応や、結晶
化が十分に行われない。この結果、欠陥の多い膜が成膜
されていた。
【０００６】しかも、こうした欠陥が電子濃度を減少さ
せる原因となり、要求される低抵抗で良質の膜質のＩＴ
Ｏ等の膜を得ることができないという問題があった。
せる原因となり、要求される低抵抗で良質の膜質のＩＴ
Ｏ等の膜を得ることができないという問題があった。
【０００７】また、ターゲット上において、ターゲット
面に垂直な磁場の成分がゼロの部分、即ち、ターゲット
が最も食刻される部分で異常放電が発生し、放電のイン
ピーダンスが変化し、電力が効率よくターゲットに供給
されず、成膜速度の低下やＡｒの膜への混入等の原因と
なる。
面に垂直な磁場の成分がゼロの部分、即ち、ターゲット
が最も食刻される部分で異常放電が発生し、放電のイン
ピーダンスが変化し、電力が効率よくターゲットに供給
されず、成膜速度の低下やＡｒの膜への混入等の原因と
なる。
【０００８】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、比抵抗が小さく、基板への衝撃によるダ
メージの少ない良質の巻くを得ることができる薄膜の製
造方法とその装置を提供することを目的とする。
されたもので、比抵抗が小さく、基板への衝撃によるダ
メージの少ない良質の巻くを得ることができる薄膜の製
造方法とその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の薄膜の製造方法は、真空チャンバ内に不活
性ガスを導入し、ターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子を、基板表面に付着させることにより
薄膜を形成する方法において、上記ターゲットのスパッ
タ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャンバ側
面に沿って設置するとともに、コイルが外周に巻かれた
石英管を上記ターゲットの略中央部に貫通させた状態で
設け、この石英管内に反応性ガスとキャリアガスを導入
するとともに、上記コイルに高周波電圧を印加して発生
させたプラズマにより、これらのガスを励起させて活性
化した後、基板表面をターゲットのスパッタ面と対向さ
せた状態でスパッタすると同時にこのスパッタ粒子と活
性化した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成すること
によって特徴付けられている。
め、本発明の薄膜の製造方法は、真空チャンバ内に不活
性ガスを導入し、ターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子を、基板表面に付着させることにより
薄膜を形成する方法において、上記ターゲットのスパッ
タ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャンバ側
面に沿って設置するとともに、コイルが外周に巻かれた
石英管を上記ターゲットの略中央部に貫通させた状態で
設け、この石英管内に反応性ガスとキャリアガスを導入
するとともに、上記コイルに高周波電圧を印加して発生
させたプラズマにより、これらのガスを励起させて活性
化した後、基板表面をターゲットのスパッタ面と対向さ
せた状態でスパッタすると同時にこのスパッタ粒子と活
性化した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成すること
によって特徴付けられている。
【００１０】また、上記コイルを巻いた石英管をターゲ
ットの近傍に設けたるようにしてもよい。
ットの近傍に設けたるようにしてもよい。
【００１１】さらに、上記コイルに高周波電力を供給
し、ターゲットに高周波電力と直流電力を供給するとと
もに、コイルに供給する高周波電力とターゲットに供給
する高周波電力との位相を制御するようにしてもよい。
し、ターゲットに高周波電力と直流電力を供給するとと
もに、コイルに供給する高周波電力とターゲットに供給
する高周波電力との位相を制御するようにしてもよい。
【００１２】また、上記ターゲットの真空チャンバ内側
近傍に磁石を設けプラズマの密度を高めるようにしても
よい。
近傍に磁石を設けプラズマの密度を高めるようにしても
よい。
【００１３】また、上記の薄膜の製造方法を適用するた
めにの本発明の装置の構成は、真空チャンバ内にターゲ
ットを備え、そのターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子を、基板表面に付着させることにより
薄膜を形成するための装置であって、上記ターゲットは
真空チャンバ側面に沿ってスパッタ面を真空チャンバ内
方へ向けた状態で設置されているとともに、真空チャン
バ側壁に薄膜形成面を行けた状態で当該基板を保持する
保持部と、この保持部を上記真空チャンバ内で回転させ
る回転テーブルと、ターゲットの略中央部を貫通する貫
通孔に設けられたコイルが外周に巻かれた石英管と、こ
の石英管内に反応ガスとキャリアガスを導入するための
ガス供給源とを備えたことによって特徴付けられてい
る。
めにの本発明の装置の構成は、真空チャンバ内にターゲ
ットを備え、そのターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子を、基板表面に付着させることにより
薄膜を形成するための装置であって、上記ターゲットは
真空チャンバ側面に沿ってスパッタ面を真空チャンバ内
方へ向けた状態で設置されているとともに、真空チャン
バ側壁に薄膜形成面を行けた状態で当該基板を保持する
保持部と、この保持部を上記真空チャンバ内で回転させ
る回転テーブルと、ターゲットの略中央部を貫通する貫
通孔に設けられたコイルが外周に巻かれた石英管と、こ
の石英管内に反応ガスとキャリアガスを導入するための
ガス供給源とを備えたことによって特徴付けられてい
る。
【００１４】尚、上記石英管がターゲットの近傍に設け
られた構成としてもよい。
られた構成としてもよい。
【００１５】また、上記ターゲットの真空チャンバ内側
近傍には、ターゲットを囲むように磁石が設けられた構
成としてもよい。
近傍には、ターゲットを囲むように磁石が設けられた構
成としてもよい。
【００１６】さらに、上記磁石に近接してアノードが設
けられた構成にしてもよい。
けられた構成にしてもよい。
【００１７】
【作用】本発明の製造方法は、ターゲットの略中央部分
又はターゲットの近傍に設けられた石英管の中で反応性
ガスとキャリアガスを混合し、コイルに高周波電流を流
して作ったプラズマにより、これらのガスを励起して活
性化した後、ターゲットをスパッタすると同時に、活性
化した反応性ガスを導入することで、基板上に活性化し
た反応性ガスが十分に十分に供給され、この反応性ガス
とスパッタ粒子とが反応して基板に膜が形成される。こ
のように膜の形成は活性化した反応性ガスがスパッタに
よる成膜の補助を担うので、スパッタの放電電圧を下げ
ることができる。これにより、スパッタ粒子の基板への
衝撃が少なくなるため、比抵抗が小さい良質の膜を成膜
することができる。
又はターゲットの近傍に設けられた石英管の中で反応性
ガスとキャリアガスを混合し、コイルに高周波電流を流
して作ったプラズマにより、これらのガスを励起して活
性化した後、ターゲットをスパッタすると同時に、活性
化した反応性ガスを導入することで、基板上に活性化し
た反応性ガスが十分に十分に供給され、この反応性ガス
とスパッタ粒子とが反応して基板に膜が形成される。こ
のように膜の形成は活性化した反応性ガスがスパッタに
よる成膜の補助を担うので、スパッタの放電電圧を下げ
ることができる。これにより、スパッタ粒子の基板への
衝撃が少なくなるため、比抵抗が小さい良質の膜を成膜
することができる。
【００１８】また、この際、コイルに高周波電力を供給
し、ターゲットに高周波電力と直流電力を供給し、この
際の、コイルの高周波電力とターゲットの高周波電力と
の位相を重畳すべく制御することにより、プラズマに発
生している電圧をさらに低くして、スパッタを行うこと
で基板へのダメージを少なくし、良質の膜を成膜するこ
とができる。
し、ターゲットに高周波電力と直流電力を供給し、この
際の、コイルの高周波電力とターゲットの高周波電力と
の位相を重畳すべく制御することにより、プラズマに発
生している電圧をさらに低くして、スパッタを行うこと
で基板へのダメージを少なくし、良質の膜を成膜するこ
とができる。
【００１９】また、上記ターゲットの真空チャンバ内側
近傍に磁石を設けることで、ターゲット近傍のプラズマ
の密度を高めることにより、スパッタレートを落とすこ
となく、スパッタを行うことができる。
近傍に磁石を設けることで、ターゲット近傍のプラズマ
の密度を高めることにより、スパッタレートを落とすこ
となく、スパッタを行うことができる。
【００２０】本発明の製造装置は上記の本発明の製造方
法に適用される構成となっており、ターゲットの略中央
部あるいはターゲットの近傍に設置した石英管内に反応
性ガスとキャリアガス又は反応性ガスを供給源から導入
し、これらのガスをこの石英管内で混合し、石英管の外
周に巻かれたコイルにＲＦ電圧を印加することにより、
石英管内にプラズマを発生させて反応性ガスを励起して
活性化する。そして、ターゲットをスパッタする際に、
この活性化した反応性ガスが導入され、反応性ガスとス
パッタ粒子とが反応して基板に薄膜が形成される。この
ように、石英管内で反応性ガスを活性化して導入するこ
とにより、ターゲットのスパッタによる成膜を補助する
ので、スパッタの放電電圧が下がり、比抵抗が小さい良
質の巻くを得ることができる。
法に適用される構成となっており、ターゲットの略中央
部あるいはターゲットの近傍に設置した石英管内に反応
性ガスとキャリアガス又は反応性ガスを供給源から導入
し、これらのガスをこの石英管内で混合し、石英管の外
周に巻かれたコイルにＲＦ電圧を印加することにより、
石英管内にプラズマを発生させて反応性ガスを励起して
活性化する。そして、ターゲットをスパッタする際に、
この活性化した反応性ガスが導入され、反応性ガスとス
パッタ粒子とが反応して基板に薄膜が形成される。この
ように、石英管内で反応性ガスを活性化して導入するこ
とにより、ターゲットのスパッタによる成膜を補助する
ので、スパッタの放電電圧が下がり、比抵抗が小さい良
質の巻くを得ることができる。
【００２１】また、上記ターゲットの真空チャンバ内側
近傍には、ターゲットを囲むように磁石を設けることに
より、ターゲット近傍に発生するプラズマの密度を高
め、低いインピーダンスでの放電を可能とする。
近傍には、ターゲットを囲むように磁石を設けることに
より、ターゲット近傍に発生するプラズマの密度を高
め、低いインピーダンスでの放電を可能とする。
【００２２】さらに、上記磁石に近接してアノードを設
けることにより、ターゲット近傍の余分な電子及びイオ
ンを引きつけ基板方向への移動を阻止することで、基板
に成膜された膜中への反応性ガスの混入を避けることが
できる。
けることにより、ターゲット近傍の余分な電子及びイオ
ンを引きつけ基板方向への移動を阻止することで、基板
に成膜された膜中への反応性ガスの混入を避けることが
できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本製造方法の実施
の形態に適用される一製造装置の要部を示す概略構成
図、図２はその製造装置の全体構成を示す概略構成図で
ある。
実施の形態について説明する。図１は本製造方法の実施
の形態に適用される一製造装置の要部を示す概略構成
図、図２はその製造装置の全体構成を示す概略構成図で
ある。
【００２４】真空チャンバ１７には、この真空チャンバ
１７内を所定の真空度とする真空ポンプ１３が設置され
ている。この真空チャンバ１７側壁には、スパッタユニ
ット１０…１０が、上下方向に複数個設置されている。
このスパッタユニット１０には、図１に示すように、真
空チャンバ１７内方にそのスパッタ面を向けた状態で設
置されているターゲット２と、ターゲット２とダーゲッ
ト電極６を介して真空チャンバ１７の外側に配置された
永久磁石７および永久磁石７に接して設けられたヨーク
８が設けられている。さらに、このターゲット２の略中
央部には、貫通孔が形成されており、貫通孔にはスパッ
タによる成膜を補助を担う活性化した反応性ガスを排出
するための排出孔３ａが設けられた石英管３が、その外
周に励起ヘルカルコイル４が巻かれた状態で設置されて
いる。尚、石英管３はガス供給源１４に接続されてお
り、ガス供給源１４からＡｒなどのキャリアガスと反応
性ガスが導入孔３ｂを介して石英管３内に導入されるよ
うになっている。さらに、この励起ヘルカルコイル４に
は２０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの高周波（ＲＦ１）電源の
電力を供給するためのコイル電源回路５が接続されてい
る。また、ターゲット２にはＤＣ電流を一定に直流電源
に位相を制御された１３．５６ＭＨＺの高周波（ＲＦ
２）電源の電力を供給するためのターゲット電源回路９
が接続されている。
１７内を所定の真空度とする真空ポンプ１３が設置され
ている。この真空チャンバ１７側壁には、スパッタユニ
ット１０…１０が、上下方向に複数個設置されている。
このスパッタユニット１０には、図１に示すように、真
空チャンバ１７内方にそのスパッタ面を向けた状態で設
置されているターゲット２と、ターゲット２とダーゲッ
ト電極６を介して真空チャンバ１７の外側に配置された
永久磁石７および永久磁石７に接して設けられたヨーク
８が設けられている。さらに、このターゲット２の略中
央部には、貫通孔が形成されており、貫通孔にはスパッ
タによる成膜を補助を担う活性化した反応性ガスを排出
するための排出孔３ａが設けられた石英管３が、その外
周に励起ヘルカルコイル４が巻かれた状態で設置されて
いる。尚、石英管３はガス供給源１４に接続されてお
り、ガス供給源１４からＡｒなどのキャリアガスと反応
性ガスが導入孔３ｂを介して石英管３内に導入されるよ
うになっている。さらに、この励起ヘルカルコイル４に
は２０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの高周波（ＲＦ１）電源の
電力を供給するためのコイル電源回路５が接続されてい
る。また、ターゲット２にはＤＣ電流を一定に直流電源
に位相を制御された１３．５６ＭＨＺの高周波（ＲＦ
２）電源の電力を供給するためのターゲット電源回路９
が接続されている。
【００２５】さらに、真空チャンバ１７内には、薄膜を
形成すべきガラス基板１…１がその薄膜形成面をターゲ
ット２に対向させた状態で基板ホルダ１２に保持されて
いる。この基板ホルダ１２は、モータ（図示せず）によ
って真空チャンバ１７内を回転駆動する回転テーブル１
１上に設置されている。
形成すべきガラス基板１…１がその薄膜形成面をターゲ
ット２に対向させた状態で基板ホルダ１２に保持されて
いる。この基板ホルダ１２は、モータ（図示せず）によ
って真空チャンバ１７内を回転駆動する回転テーブル１
１上に設置されている。
【００２６】次に、以上の構成の薄膜製造装置を用い
て、ガラス基板１表面にＩＴＯ膜を形成する方法を説明
する。
て、ガラス基板１表面にＩＴＯ膜を形成する方法を説明
する。
【００２７】まず、真空チャンバ１７内を真空ポンプ１
３により所定の真空度とした後、真空チャンバ１７の搬
入口（図示せず）より、薄膜を形成すべき基板１…１を
搬入し、基板ホルダ１２に装着する。
３により所定の真空度とした後、真空チャンバ１７の搬
入口（図示せず）より、薄膜を形成すべき基板１…１を
搬入し、基板ホルダ１２に装着する。
【００２８】次に、石英管３に導入孔３ｂを介してＡｒ
と反応性ガス（Ｏ2 ）を導入し、励起ヘルカルコイル４
に４０ＭＨｚの高周波（ＲＦ１）電力を供給し、低圧力
でプラズマを放電することによりＡｒと反応性ガスとを
励起して活性化する。
と反応性ガス（Ｏ2 ）を導入し、励起ヘルカルコイル４
に４０ＭＨｚの高周波（ＲＦ１）電力を供給し、低圧力
でプラズマを放電することによりＡｒと反応性ガスとを
励起して活性化する。
【００２９】その後、ターゲット２に１３．５６ＭＨｚ
の高周波（ＲＦ２）電力を供給してスパッタを行うと同
時に活性化した反応性ガス（Ｏ+ ）を十分に供給する。
これにより、反応性ガスとスパッタ粒子とが反応して基
板にＩＴＯ膜を成膜する。この際、スパッタ放電電圧が
下がり、スパッタ粒子の基板への衝撃が少なくなるた
め、比抵抗が小さい良質の膜を成膜することができる。
の高周波（ＲＦ２）電力を供給してスパッタを行うと同
時に活性化した反応性ガス（Ｏ+ ）を十分に供給する。
これにより、反応性ガスとスパッタ粒子とが反応して基
板にＩＴＯ膜を成膜する。この際、スパッタ放電電圧が
下がり、スパッタ粒子の基板への衝撃が少なくなるた
め、比抵抗が小さい良質の膜を成膜することができる。
【００３０】次に、表１に本実施の形態で得られたＩＴ
Ｏ膜の比抵抗をその製造条件とともに実施例１として示
し、従来の方法、すなわち、直流電源及び高周波電源か
らこれらを重畳した電力を印加してスパッタすることに
より得られたＩＴＯ膜についても従来例１として同様に
示す。
Ｏ膜の比抵抗をその製造条件とともに実施例１として示
し、従来の方法、すなわち、直流電源及び高周波電源か
らこれらを重畳した電力を印加してスパッタすることに
より得られたＩＴＯ膜についても従来例１として同様に
示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】この表から、明らかなように、実施例１は
従来例１に比べ、スパッタ放電電圧が低く、しかも比抵
抗が小さいことが分かる。このように、本実施の形態に
よる方法および装置によって、膜へのダメージを少なく
することができ、良質なＩＴＯ膜を形成することが可能
となる。
従来例１に比べ、スパッタ放電電圧が低く、しかも比抵
抗が小さいことが分かる。このように、本実施の形態に
よる方法および装置によって、膜へのダメージを少なく
することができ、良質なＩＴＯ膜を形成することが可能
となる。
【００３３】また、上記実施の形態では石英管３をター
ゲット２の略中央部に設けた構成としたが、膜質にダメ
ージを受ける材質を用いる場合には、図３に示すように
石英管３をターゲット２の近傍に設けることも可能であ
る。この構成では、活性化された反応性ガスをターゲッ
ト２の上方から導入することで、反応性ガスをガラス基
板１へ直接噴射することを回避することができ、緩和さ
れた供給状態を維持できる。
ゲット２の略中央部に設けた構成としたが、膜質にダメ
ージを受ける材質を用いる場合には、図３に示すように
石英管３をターゲット２の近傍に設けることも可能であ
る。この構成では、活性化された反応性ガスをターゲッ
ト２の上方から導入することで、反応性ガスをガラス基
板１へ直接噴射することを回避することができ、緩和さ
れた供給状態を維持できる。
【００３４】また、上記実施形態の装置の、励起ヘルカ
ルコイル４の高周波（ＲＦ１）電源と、ターゲット２の
高周波（ＲＦ２）電源の位相を図４（イ）〜（ロ）のよ
うに重畳して位相を制御することにより、図５に示すよ
うにプラズマの発生している電圧を、さらに低くするこ
とができる。従って、さらに低いインピーダンスで低ダ
メージのスパッタを行うことが可能となる。この際、Ｒ
Ｆ＋ＤＣは従来例１であり、ＲＦ1 ＋ＲＦ2 ＋ＤＣは位
相を制御しない状態の上記実施例１である。
ルコイル４の高周波（ＲＦ１）電源と、ターゲット２の
高周波（ＲＦ２）電源の位相を図４（イ）〜（ロ）のよ
うに重畳して位相を制御することにより、図５に示すよ
うにプラズマの発生している電圧を、さらに低くするこ
とができる。従って、さらに低いインピーダンスで低ダ
メージのスパッタを行うことが可能となる。この際、Ｒ
Ｆ＋ＤＣは従来例１であり、ＲＦ1 ＋ＲＦ2 ＋ＤＣは位
相を制御しない状態の上記実施例１である。
【００３５】またこの際の位相の重畳は、図６に示すブ
ロック図のように、１つの電源（１３．５６ＭＨＺ）２
０を分配器２１を介して分配し、一方は、逓倍器２２で
３倍（４０．６８ＭＨＺ）に倍加し、位相シフター２４
ａ、ＲＦ１、マッチングボックス２５ａを介して励起ヘ
ルカルコイル４に接続し、他方は、位相シフター２４
ｂ、ＲＦ２、マッチングボックス２５ｂを介してターゲ
ット２に接続する構成で行われることとなる。
ロック図のように、１つの電源（１３．５６ＭＨＺ）２
０を分配器２１を介して分配し、一方は、逓倍器２２で
３倍（４０．６８ＭＨＺ）に倍加し、位相シフター２４
ａ、ＲＦ１、マッチングボックス２５ａを介して励起ヘ
ルカルコイル４に接続し、他方は、位相シフター２４
ｂ、ＲＦ２、マッチングボックス２５ｂを介してターゲ
ット２に接続する構成で行われることとなる。
【００３６】この際、さらに図７に示すようにターゲッ
ト２の真空チャンバ１７側でターゲット２の外周に磁石
２６を設け、さらに磁石２６に近接してアノード２７を
設けることで、ターゲット２近傍のプラズマ密度をさら
に高め、スパッタレートを上げるとともに、余分なイオ
ン等の基板１側への移動を抑制して、Ａｒ等の混入の少
ない良質の膜を得ることができる。
ト２の真空チャンバ１７側でターゲット２の外周に磁石
２６を設け、さらに磁石２６に近接してアノード２７を
設けることで、ターゲット２近傍のプラズマ密度をさら
に高め、スパッタレートを上げるとともに、余分なイオ
ン等の基板１側への移動を抑制して、Ａｒ等の混入の少
ない良質の膜を得ることができる。
【００３７】即ち、例えば、ＴＦＴのゲード電極用Ａｌ
配線を作成する場合、上記位相の制御された状態で装置
を使用すると、ターゲット３としてＡｌ単体を使用して
も、従来のようなヒロック等の発生がおきることなく、
低ダメージのスパッタができ良質のＡｌ配線を作成する
ことができる。
配線を作成する場合、上記位相の制御された状態で装置
を使用すると、ターゲット３としてＡｌ単体を使用して
も、従来のようなヒロック等の発生がおきることなく、
低ダメージのスパッタができ良質のＡｌ配線を作成する
ことができる。
【００３８】また、同様に、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素含有ア
モルファスシリコン）薄膜を成膜する場合も、ガス導入
管５よりＡｒ，Ｈｅ，Ｈｚを混合して導入し、多くの水
素ラジカルを生成し、スパッタされたＳｉと反応させ、
Ｓｉのダプリングポンドを水素で補償し構造過敏性を生
じることで、従来のような欠陥のある膜でなく、良質の
膜を得ることが可能となる。
モルファスシリコン）薄膜を成膜する場合も、ガス導入
管５よりＡｒ，Ｈｅ，Ｈｚを混合して導入し、多くの水
素ラジカルを生成し、スパッタされたＳｉと反応させ、
Ｓｉのダプリングポンドを水素で補償し構造過敏性を生
じることで、従来のような欠陥のある膜でなく、良質の
膜を得ることが可能となる。
【００３９】このように、膜厚、膜の材料等に応じて適
切な装置を選択すれ、その用途は広範囲のもののとな
る。
切な装置を選択すれ、その用途は広範囲のもののとな
る。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜の製
造装置を用いた製造方法によれば、スパッタ粒子と活性
化した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成するように
したので、従来のスパッタ方法によって得られた薄膜と
比べ、スパッタ放電電圧を下げることができ、比抵抗の
小さい良質の膜を成膜することができる。従って、ＩＴ
Ｏ膜、ＴＦＴのゲード電極用Ａｌ配線及びａ−Ｓｉ：Ｈ
薄膜等の種々の膜を効率よく成膜することができ、その
利用価値が格段と広がっるという顕著な効果を得た。
造装置を用いた製造方法によれば、スパッタ粒子と活性
化した反応性ガスとを反応させて薄膜を形成するように
したので、従来のスパッタ方法によって得られた薄膜と
比べ、スパッタ放電電圧を下げることができ、比抵抗の
小さい良質の膜を成膜することができる。従って、ＩＴ
Ｏ膜、ＴＦＴのゲード電極用Ａｌ配線及びａ−Ｓｉ：Ｈ
薄膜等の種々の膜を効率よく成膜することができ、その
利用価値が格段と広がっるという顕著な効果を得た。
【００４１】また、励起コイルの高周波電力とターゲッ
トの高周波電力との位相を重畳等して制御することで、
さらにスパッタの放電電圧を下げ、基板への衝撃による
薄膜のダメージを最小に押さえた低ダメージの薄膜を成
膜することができるという利点がある。
トの高周波電力との位相を重畳等して制御することで、
さらにスパッタの放電電圧を下げ、基板への衝撃による
薄膜のダメージを最小に押さえた低ダメージの薄膜を成
膜することができるという利点がある。
【００４２】また、磁石をターゲットの基板側外周に設
けることにより、プラズマ密度を高め生産性を落とすこ
となく成膜することができるという利点を得た。
けることにより、プラズマ密度を高め生産性を落とすこ
となく成膜することができるという利点を得た。
【００４３】さらに、大面積の基板に対しても均一な膜
質を形成する場合において、より効果的に利用できる点
でも有益である。
質を形成する場合において、より効果的に利用できる点
でも有益である。
【図１】本発明の薄膜製造装置の実施の形態の要部を示
す概略構成図。
す概略構成図。
【図２】本発明の薄膜製造装置の実施の形態の全体構成
を示す概略構成図。
を示す概略構成図。
【図３】本発明の薄膜製造装置の他の実施の形態の要部
を示す概略構成図。
を示す概略構成図。
【図４】（イ）、（ロ）、（ハ）は本発明の薄膜製造装
置を用いて高周波電圧の位相の重畳を示す概略表。
置を用いて高周波電圧の位相の重畳を示す概略表。
【図５】本発明の薄膜製造装置を用いて位相を制御した
場合のスパッタ電圧の変化を示す表。
場合のスパッタ電圧の変化を示す表。
【図６】本発明の薄膜製造装置のターゲット、励起コイ
ルに印加する高周波電圧の位相の制御を示すブロック
図。
ルに印加する高周波電圧の位相の制御を示すブロック
図。
【図７】本発明の薄膜製造装置の他の実施の形態の要部
を示す概略構成図。
を示す概略構成図。
１…基板 ２…ターゲット ３…石英管 ４…励起ヘルカルコイル ５…コイル電源回路 ９…ターゲット電源回路 １７…真空チャンバ
Claims (8)
- 【請求項１】真空チャンバ内に不活性ガスを導入し、タ
ーゲット近傍に発生するプラズマのイオンエネルギによ
りターゲットがスパッタされて発生するスパッタ粒子
を、基板表面に付着させることにより薄膜を形成する方
法において、上記ターゲットのスパッタ面を真空チャン
バ内方へ向けた状態で真空チャンバ側面に沿って設置
し、コイルが外周に巻かれた石英管を上記ターゲットの
略中央部に貫通させた状態で設け、この石英管内に反応
性ガスとキャリアガスを導入するとともに、上記コイル
に高周波電圧を印加して発生させたプラズマにより、こ
れらのガスを励起させて活性化した後、基板表面をター
ゲットのスパッタ面と対向させた状態でスパッタすると
同時にこのスパッタ粒子と活性化した反応性ガスとを反
応させて薄膜を形成することを特徴とする薄膜の製造方
法。 - 【請求項２】上記コイルを外周に巻いた石英管をターゲ
ットの近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の薄
膜の製造方法。 - 【請求項３】上記コイルに高周波電力を供給し、ターゲ
ットに高周波電力とＤＣ電力を供給するとともに、コイ
ルに供給する高周波電力とターゲットに供給する高周波
電力との位相を制御する請求項１又は２記載の薄膜の製
造方法。 - 【請求項４】上記ターゲットの真空チャンバ内側近傍に
磁石を設けプラズマの密度を高める請求項１乃至３いず
れかに記載の薄膜の製造方法。 - 【請求項５】真空チャンバ内にターゲットを備え、その
ターゲット近傍に発生するプラズマのイオンエネルギに
よりターゲットがスパッタされて発生するスパッタ粒子
を、基板表面に付着させることにより薄膜を形成するた
めの装置であって、上記ターゲットは真空チャンバ側面
に沿ってスパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で
設置されているとともに、真空チャンバ側壁に薄膜形成
面を行けた状態で当該基板を保持する保持部と、この保
持部を上記真空チャンバ内で回転させる回転テーブル
と、ターゲットの略中央部を貫通する貫通孔に設けられ
たコイルが外周に巻かれた石英管と、この石英管内に反
応ガスとキャリアガスを導入するためのガス供給源とを
備えたことを特徴とする薄膜の製造装置。 - 【請求項６】上記石英管がターゲットの近傍に設けられ
ていることを特徴とする請求項５記載の薄膜の製造装
置。 - 【請求項７】上記ターゲットの真空チャンバ内側近傍に
は、ターゲットを囲むように磁石が設けられている請求
項５又は６記載の薄膜の製造装置。 - 【請求項８】上記磁石に近接してアノードが設けられて
いる請求項７記載の薄膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075515A JP2000226652A (ja) | 1998-12-04 | 1999-03-19 | 薄膜の製造方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34525798 | 1998-12-04 | ||
| JP10-345257 | 1998-12-04 | ||
| JP11075515A JP2000226652A (ja) | 1998-12-04 | 1999-03-19 | 薄膜の製造方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000226652A true JP2000226652A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=26416641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11075515A Pending JP2000226652A (ja) | 1998-12-04 | 1999-03-19 | 薄膜の製造方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000226652A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007321175A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| JP2012219374A (ja) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Jds Uniphase Corp | マグネトロン・スパッタリング・デバイスにおいて使用するための統合したアノードおよび活性化反応性ガス源 |
| US9502222B2 (en) | 2010-04-16 | 2016-11-22 | Viavi Solutions Inc. | Integrated anode and activated reactive gas source for use in magnetron sputtering device |
| US20180282855A1 (en) * | 2012-05-04 | 2018-10-04 | Viavi Solutions Inc. | Reactive sputter deposition of dielectric films |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP11075515A patent/JP2000226652A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007321175A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| US9502222B2 (en) | 2010-04-16 | 2016-11-22 | Viavi Solutions Inc. | Integrated anode and activated reactive gas source for use in magnetron sputtering device |
| JP2012219374A (ja) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Jds Uniphase Corp | マグネトロン・スパッタリング・デバイスにおいて使用するための統合したアノードおよび活性化反応性ガス源 |
| JP2017222931A (ja) * | 2011-04-06 | 2017-12-21 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | マグネトロン・スパッタリング・デバイスにおいて使用するための統合したアノードおよび活性化反応性ガス源 |
| EP2509100B1 (en) * | 2011-04-06 | 2019-08-14 | Viavi Solutions Inc. | Integrated anode and activated reactive gas source for use in a magnetron sputtering device |
| US20180282855A1 (en) * | 2012-05-04 | 2018-10-04 | Viavi Solutions Inc. | Reactive sputter deposition of dielectric films |
| US10920310B2 (en) * | 2012-05-04 | 2021-02-16 | Viavi Solutions Inc. | Reactive sputter deposition of dielectric films |
| US11584982B2 (en) | 2012-05-04 | 2023-02-21 | Viavi Solutions Inc. | Reactive sputter deposition of dielectric films |
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