JP2000319778A - スパッター装置及びスパッターターゲット - Google Patents
スパッター装置及びスパッターターゲットInfo
- Publication number
- JP2000319778A JP2000319778A JP11127440A JP12744099A JP2000319778A JP 2000319778 A JP2000319778 A JP 2000319778A JP 11127440 A JP11127440 A JP 11127440A JP 12744099 A JP12744099 A JP 12744099A JP 2000319778 A JP2000319778 A JP 2000319778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- sputter
- sputtering
- targets
- pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応性スパッターを効率よく実施でき、高品
質な薄膜を高速で形成できるスパッター装置及びこの装
置に用いるスパッターターゲットを提供する。 【解決手段】 スパッタ源となる互いに対向配置した１
対のスパッターターゲットを備えたスパッター成膜装置
において、独立した輪帯状のスパッターターゲット７ａ
を有することを特徴とするスパッター装置；及び、スパ
ッター成膜装置のスパッタ源として用いられるスパッタ
ーターゲットにおいて、独立した輪帯状であることを特
徴とするスパッターターゲット７ａ。
質な薄膜を高速で形成できるスパッター装置及びこの装
置に用いるスパッターターゲットを提供する。 【解決手段】 スパッタ源となる互いに対向配置した１
対のスパッターターゲットを備えたスパッター成膜装置
において、独立した輪帯状のスパッターターゲット７ａ
を有することを特徴とするスパッター装置；及び、スパ
ッター成膜装置のスパッタ源として用いられるスパッタ
ーターゲットにおいて、独立した輪帯状であることを特
徴とするスパッターターゲット７ａ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体集
積回路における、特にキャパシター、層間絶縁膜などの
誘電体膜、液晶基板などのディスプレー用基板上の透明
電極や絶縁膜、及び、光学機器のレンズやプリズムの表
面に成膜する反射防止膜や色分解フィルターなどの誘電
体膜を形成するスパッター装置、及びこの装置に用いる
スパッターターゲットに関する。更に詳しくは、金属酸
化物、窒化物膜などを反応性スパッターで成膜する場合
のターゲット構造に関する。
積回路における、特にキャパシター、層間絶縁膜などの
誘電体膜、液晶基板などのディスプレー用基板上の透明
電極や絶縁膜、及び、光学機器のレンズやプリズムの表
面に成膜する反射防止膜や色分解フィルターなどの誘電
体膜を形成するスパッター装置、及びこの装置に用いる
スパッターターゲットに関する。更に詳しくは、金属酸
化物、窒化物膜などを反応性スパッターで成膜する場合
のターゲット構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、半導体、光学、液晶基板などの素
子の表面に、所望の膜を成膜するためには、スパッター
装置が多用されている。このスパッター装置を用いて酸
化物膜や窒化物膜などの金属化合物膜を得るには、化合
物の量子化学量論的にみて、できるだけ完全な形の成膜
が望まれる。例えば、光学薄膜としてアルミナ膜や石英
膜をレンズやプリズム上に成膜する場合、紫外域、近紫
外域で吸収の無い膜を得るには、完全なＳｉＯ2膜やＡ
ｌ2Ｏ3膜の形になっている必要がある。
子の表面に、所望の膜を成膜するためには、スパッター
装置が多用されている。このスパッター装置を用いて酸
化物膜や窒化物膜などの金属化合物膜を得るには、化合
物の量子化学量論的にみて、できるだけ完全な形の成膜
が望まれる。例えば、光学薄膜としてアルミナ膜や石英
膜をレンズやプリズム上に成膜する場合、紫外域、近紫
外域で吸収の無い膜を得るには、完全なＳｉＯ2膜やＡ
ｌ2Ｏ3膜の形になっている必要がある。
【０００３】これら金属化合物膜を得る為に、金属ター
ゲットを使用して、酸素または窒素ガス中でスパッター
する反応性スパッター法が実施されており、通常よく使
用されるスパッター装置として、平板型マグネトロンス
パッター装置と対向型スパッター装置が挙げられる。
ゲットを使用して、酸素または窒素ガス中でスパッター
する反応性スパッター法が実施されており、通常よく使
用されるスパッター装置として、平板型マグネトロンス
パッター装置と対向型スパッター装置が挙げられる。
【０００４】図４及び図５は、それぞれ、平板型マグネ
トロンスパッター装置及び対向型スパッター装置の構造
とエロージョンを示す模式図である。これら装置は、両
者とも、ターゲット４上に磁石５などの手段を設け、強
磁場を形成して電子を閉じ込め、プラズマ密度を高める
ことにより、被成膜基板３上に高速で成膜できるという
特徴を有する。
トロンスパッター装置及び対向型スパッター装置の構造
とエロージョンを示す模式図である。これら装置は、両
者とも、ターゲット４上に磁石５などの手段を設け、強
磁場を形成して電子を閉じ込め、プラズマ密度を高める
ことにより、被成膜基板３上に高速で成膜できるという
特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】平板型マグネトロンス
パッター装置においては、その構造上、磁場の強さは均
一にはならず、図１に示すエロージョン領域１の断面形
状に示すように、エロージョンは輪帯状に進行する。こ
の状態では、スパッター粒子が均一に発生していないこ
とが分かる。
パッター装置においては、その構造上、磁場の強さは均
一にはならず、図１に示すエロージョン領域１の断面形
状に示すように、エロージョンは輪帯状に進行する。こ
の状態では、スパッター粒子が均一に発生していないこ
とが分かる。
【０００６】対向型スパッター装置においては、平板型
マグネトロンスパッター装置に比べると磁場がターゲッ
ト平面と垂直になっているので、プラズマ閉じ込め磁場
を比較的均一にし易い。しかしながら、実際に図５に示
すような構造では、磁場の強さは均一にはならず、中央
部の凹んだエロージョン断面形状（エロージョン領域
２）を呈する。
マグネトロンスパッター装置に比べると磁場がターゲッ
ト平面と垂直になっているので、プラズマ閉じ込め磁場
を比較的均一にし易い。しかしながら、実際に図５に示
すような構造では、磁場の強さは均一にはならず、中央
部の凹んだエロージョン断面形状（エロージョン領域
２）を呈する。
【０００７】また、反応性スパッターを行う場合、ター
ゲットの元材料とガスの反応は、ターゲットの表面で起
こり、化合物状態でスパッターされて基板上に化合物の
膜を形成すると言われている。したがって、成膜速度を
速めるには、プラズマ放電強度を上げる必要がある。し
かし、プラズマ放電強度を上げていくと、ターゲット表
面での反応速度がスパッター速度に追いつかず、未反応
状態の材料がスパッターされることとなる。その結果、
基板上に堆積される膜は化合物として不完全な状態とな
り、その抵抗値などの電気的特性や透過率などの光学的
特性を悪化させる。すなわち、上記装置において、反応
性スパッターを行う場合、その堆積速度は非常に小さく
抑えられてしまうという問題があるのである。
ゲットの元材料とガスの反応は、ターゲットの表面で起
こり、化合物状態でスパッターされて基板上に化合物の
膜を形成すると言われている。したがって、成膜速度を
速めるには、プラズマ放電強度を上げる必要がある。し
かし、プラズマ放電強度を上げていくと、ターゲット表
面での反応速度がスパッター速度に追いつかず、未反応
状態の材料がスパッターされることとなる。その結果、
基板上に堆積される膜は化合物として不完全な状態とな
り、その抵抗値などの電気的特性や透過率などの光学的
特性を悪化させる。すなわち、上記装置において、反応
性スパッターを行う場合、その堆積速度は非常に小さく
抑えられてしまうという問題があるのである。
【０００８】本発明は、これら従来技術の課題を解決す
る為になされたものであり、反応性スパッターを効率よ
く実施でき、高品質な薄膜を高速で形成できるスパッタ
ー装置及びこの装置に用いるスパッターターゲットを提
供することを目的とする。
る為になされたものであり、反応性スパッターを効率よ
く実施でき、高品質な薄膜を高速で形成できるスパッタ
ー装置及びこの装置に用いるスパッターターゲットを提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、スパッタ源と
なる互いに対向配置した１対のスパッターターゲットを
備えたスパッター成膜装置において、独立した輪帯状の
スパッターターゲットを有することを特徴とするスパッ
ター装置である。
なる互いに対向配置した１対のスパッターターゲットを
備えたスパッター成膜装置において、独立した輪帯状の
スパッターターゲットを有することを特徴とするスパッ
ター装置である。
【００１０】さらに本発明は、スパッター装置のスパッ
タ源として用いられるスパッターターゲットにおいて、
独立した輪帯状であることを特徴とするスパッターター
ゲットである。
タ源として用いられるスパッターターゲットにおいて、
独立した輪帯状であることを特徴とするスパッターター
ゲットである。
【００１１】
【発明の実施の形態】一般に、金属ターゲット材料を使
用した装置を用いて基板上に酸化物薄膜を形成するに
は、反応性スパッターを行えばよい。例えば、スパッタ
ーガスであるＡｒなどの不活性ガスに、酸素などのガス
を混合して用いれば、金属ターゲット材料の酸化物薄膜
を形成できる。
用した装置を用いて基板上に酸化物薄膜を形成するに
は、反応性スパッターを行えばよい。例えば、スパッタ
ーガスであるＡｒなどの不活性ガスに、酸素などのガス
を混合して用いれば、金属ターゲット材料の酸化物薄膜
を形成できる。
【００１２】このような反応性スパッターにおいては、
酸素イオンなどの活性酸素によりターゲット表面の金属
が酸化され、その酸化層がスパッター成膜されること
が、基板上で完全な酸化物を得る上で重要な要件といわ
れている。ターゲット基板上での単位面積当たりの酸化
速度をＳｏとし、そのスパッター速度をＳｓとすれば、
完全な酸化物薄膜を得るには、以下の不等式 Ｓｓ＜Ｓｏ を満たさなければならない。ここで、ターゲット表面の
酸化速度は、酸素活性種が十分存在している場合、すな
わちスパッターガス中の酸素濃度が十分である場合、タ
ーゲット全表面にわたってほぼ均一になると考えられ
る。
酸素イオンなどの活性酸素によりターゲット表面の金属
が酸化され、その酸化層がスパッター成膜されること
が、基板上で完全な酸化物を得る上で重要な要件といわ
れている。ターゲット基板上での単位面積当たりの酸化
速度をＳｏとし、そのスパッター速度をＳｓとすれば、
完全な酸化物薄膜を得るには、以下の不等式 Ｓｓ＜Ｓｏ を満たさなければならない。ここで、ターゲット表面の
酸化速度は、酸素活性種が十分存在している場合、すな
わちスパッターガス中の酸素濃度が十分である場合、タ
ーゲット全表面にわたってほぼ均一になると考えられ
る。
【００１３】一方、基板上への酸化物膜の成膜速度は、
ターゲットのスパッター速度×面積となるから、成膜速
度を最大にするためには、ターゲット全面にわたって均
一に以下の等式 Ｓｓ≒Ｓｏ を満たす必要がある。それ故に、反応性スパッターにお
いて、高速に酸化物薄膜を得るには、スパッターターゲ
ット上全面において均一にスパッターされるターゲット
構成をもつスパッター値が必要になる。
ターゲットのスパッター速度×面積となるから、成膜速
度を最大にするためには、ターゲット全面にわたって均
一に以下の等式 Ｓｓ≒Ｓｏ を満たす必要がある。それ故に、反応性スパッターにお
いて、高速に酸化物薄膜を得るには、スパッターターゲ
ット上全面において均一にスパッターされるターゲット
構成をもつスパッター値が必要になる。
【００１４】すなわち、ターゲット上のスパッター領域
（すなわちエロージョン領域）が輪帯状または楕円形状
をなし、磁場の強さが場所により異なり、スパッター速
度がエロージョン領域で均一にならない図４に示したよ
うな平板型マグネトロンスパッター装置では、スパッタ
ー速度分布は図２のグラフのような形になり、効率良く
成膜できない。
（すなわちエロージョン領域）が輪帯状または楕円形状
をなし、磁場の強さが場所により異なり、スパッター速
度がエロージョン領域で均一にならない図４に示したよ
うな平板型マグネトロンスパッター装置では、スパッタ
ー速度分布は図２のグラフのような形になり、効率良く
成膜できない。
【００１５】また、対向型スパッター装置は、平板型マ
グネトロンスパッター装置と比較して、磁場をより均一
に設定できるので好ましいが、通常そのスパッター速度
分布は、同じくターゲットの中心軸を対称に図２のグラ
フのような形になり、中心部の速度が高い。ここで、Ｓ
ｓはターゲット中心のＳｏ以下でなければならず、面積
の広い輪帯部においてはスパッター速度がさらに抑えら
れることになり、効率よく成膜できない。
グネトロンスパッター装置と比較して、磁場をより均一
に設定できるので好ましいが、通常そのスパッター速度
分布は、同じくターゲットの中心軸を対称に図２のグラ
フのような形になり、中心部の速度が高い。ここで、Ｓ
ｓはターゲット中心のＳｏ以下でなければならず、面積
の広い輪帯部においてはスパッター速度がさらに抑えら
れることになり、効率よく成膜できない。
【００１６】一方、本発明においては、速度が均一な範
囲の輪帯状のターゲット部を分離すして用い、かつ所望
によりプラズマの密度の高い中心部のターゲット部も併
用することにより、図３のグラフに示す均一なスパッタ
ー速度分布を得ることができる。すなわち、従来の装置
では、ターゲットの表面をスパッターする速度が均一で
はないために、スパッター速度とターゲット表面の反応
速度のバランスがくずれ、膜質の低下をもたらしていた
が、本発明では、ターゲット表面をできるだけ均一にス
パッターされ得る構成のスパッターターゲットを用いる
ことにより、高品質の膜を高速で成膜できるのである。
囲の輪帯状のターゲット部を分離すして用い、かつ所望
によりプラズマの密度の高い中心部のターゲット部も併
用することにより、図３のグラフに示す均一なスパッタ
ー速度分布を得ることができる。すなわち、従来の装置
では、ターゲットの表面をスパッターする速度が均一で
はないために、スパッター速度とターゲット表面の反応
速度のバランスがくずれ、膜質の低下をもたらしていた
が、本発明では、ターゲット表面をできるだけ均一にス
パッターされ得る構成のスパッターターゲットを用いる
ことにより、高品質の膜を高速で成膜できるのである。
【００１７】以下、本発明の好適な実施形態について説
明する。
明する。
【００１８】図１は、本発明の対向型スパッター装置の
構造及びエロージョンを例示する模式図である。
構造及びエロージョンを例示する模式図である。
【００１９】この装置は、被成膜基板３上に成膜を行う
為のスパッター源である互いに対向配置した１対のター
ゲット７ａ、７ｂと、強磁場を形成して電子を閉じ込め
プラズマ密度を高める為に同心円上に配された磁石５
と、各ターゲット７ａ、７ｂにスパッター電力を供給す
る電源８、９を備える。
為のスパッター源である互いに対向配置した１対のター
ゲット７ａ、７ｂと、強磁場を形成して電子を閉じ込め
プラズマ密度を高める為に同心円上に配された磁石５
と、各ターゲット７ａ、７ｂにスパッター電力を供給す
る電源８、９を備える。
【００２０】ターゲット７ａは輪帯状の形状を呈し、１
対の独立したターゲットとして構成されている。また、
ターゲット７ｂは円盤状の形状を呈し、各々の輪帯状の
スパッターターゲット７ａの最内部の空隙に位置する１
対の独立したターゲットとして構成されている。各１対
のターゲット７ａ、７ｂはそれぞれ個別に電源８、９に
接続され、独立して電力を供給できるようになってい
る。
対の独立したターゲットとして構成されている。また、
ターゲット７ｂは円盤状の形状を呈し、各々の輪帯状の
スパッターターゲット７ａの最内部の空隙に位置する１
対の独立したターゲットとして構成されている。各１対
のターゲット７ａ、７ｂはそれぞれ個別に電源８、９に
接続され、独立して電力を供給できるようになってい
る。
【００２１】ターゲット７ａの輪帯状の外形は、真円形
状だけでなく、本発明の効果が得られる範囲内におい
て、各種条件に応じて若干の変形を施しても構わない。
状だけでなく、本発明の効果が得られる範囲内におい
て、各種条件に応じて若干の変形を施しても構わない。
【００２２】対向する一対の輪帯状のターゲット７ａに
は、プラズマを生起させるための放電電力を供給する。
通常、直流または１３.５６ＭＨｚ程度の高周波電力を
供給するのが一般的である。ただし、目的に応じて１０
ＭＨｚ以上のＶＨＦ周波や数十Ｈｚ程度の交流、あるい
は高周波にＤＣを重畳したものやＫＨｚ程度のパルス周
波を重畳させてもよい。ターゲット７ａが金属材料の場
合はＤＣ、誘電体や半導体などの絶縁性材料の場合は高
周波を使用する場合が多い。
は、プラズマを生起させるための放電電力を供給する。
通常、直流または１３.５６ＭＨｚ程度の高周波電力を
供給するのが一般的である。ただし、目的に応じて１０
ＭＨｚ以上のＶＨＦ周波や数十Ｈｚ程度の交流、あるい
は高周波にＤＣを重畳したものやＫＨｚ程度のパルス周
波を重畳させてもよい。ターゲット７ａが金属材料の場
合はＤＣ、誘電体や半導体などの絶縁性材料の場合は高
周波を使用する場合が多い。
【００２３】ＤＣ電源は、ターゲットと電源の間にマッ
チング回路を挿入する必要が無くシンプルであり、設備
コストも比較的安価である。ただし、反応性スパッター
の場合は、ターゲット表面が酸化してチャージアップし
易く、成膜条件によってはアーク放電などの異常放電を
起こすこともあるので、高周波電源を使用する場合もあ
る。
チング回路を挿入する必要が無くシンプルであり、設備
コストも比較的安価である。ただし、反応性スパッター
の場合は、ターゲット表面が酸化してチャージアップし
易く、成膜条件によってはアーク放電などの異常放電を
起こすこともあるので、高周波電源を使用する場合もあ
る。
【００２４】これらの電源を各輪帯に供給し、その電力
を調整することにより、ターゲットの径方向のプラズマ
密度を均一にすることができ、ターゲットの全域にわた
りスパッター速度Ｓｓは一定となる。
を調整することにより、ターゲットの径方向のプラズマ
密度を均一にすることができ、ターゲットの全域にわた
りスパッター速度Ｓｓは一定となる。
【００２５】通常の対向型ターゲットスパッター方式で
は、ターゲットの周辺部よりも中心部の磁場が強くな
る。したがって、これを補正する為に、周辺部の輪帯状
のスパッターターゲット７ａに比較して、内側の円盤状
のスパッターターゲット７ｂの供給電力を減らし、全体
としてプラズマを均一化すればよい。また、両者の供給
電力の種類を異ならせることもできる。
は、ターゲットの周辺部よりも中心部の磁場が強くな
る。したがって、これを補正する為に、周辺部の輪帯状
のスパッターターゲット７ａに比較して、内側の円盤状
のスパッターターゲット７ｂの供給電力を減らし、全体
としてプラズマを均一化すればよい。また、両者の供給
電力の種類を異ならせることもできる。
【００２６】これによりターゲット全面にわたり、図３
に示すようにほぼ均一なスパッター速度と酸化速度が得
られ、図１に示すようなほぼ均一なエロージョン領域６
を呈し、良質な酸化物薄膜等を高速で堆積することが可
能となる。
に示すようにほぼ均一なスパッター速度と酸化速度が得
られ、図１に示すようなほぼ均一なエロージョン領域６
を呈し、良質な酸化物薄膜等を高速で堆積することが可
能となる。
【００２７】導入する反応性ガスとしては、例えば、酸
化物を得る場合は酸素、窒化物を得る場合は窒素、その
他フッ化物、水素化物等はそれぞれフッ素、水素を使用
すればよい。また、これら反応性ガスと、希釈ガス及び
プラズマガスとしてのＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｋｒ等の不活
性ガスとの混合ガスを使用する場合が多い。
化物を得る場合は酸素、窒化物を得る場合は窒素、その
他フッ化物、水素化物等はそれぞれフッ素、水素を使用
すればよい。また、これら反応性ガスと、希釈ガス及び
プラズマガスとしてのＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｋｒ等の不活
性ガスとの混合ガスを使用する場合が多い。
【００２８】また、各種材料の混合薄膜を得る場合は、
各１対のターゲット７ａ、７ｂを異なる材料で構成すれ
ばよい。例えば、輪帯状のスパッターターゲット７ａに
アルミを使用して、円盤状のスパッターターゲット７ｂ
にはシリコンを使用することもできる。異なる材料で構
成する場合は、それぞれの材料で酸化速度とスパッター
速度が異なるので、それぞれの材料に合わせた電力を供
給する必要がある。
各１対のターゲット７ａ、７ｂを異なる材料で構成すれ
ばよい。例えば、輪帯状のスパッターターゲット７ａに
アルミを使用して、円盤状のスパッターターゲット７ｂ
にはシリコンを使用することもできる。異なる材料で構
成する場合は、それぞれの材料で酸化速度とスパッター
速度が異なるので、それぞれの材料に合わせた電力を供
給する必要がある。
【００２９】本発明においては、前述のように磁場が均
一にならないマグネトロン方式のスパッターよりも、磁
場を均一化し易い対向型ターゲットスパッター方式を採
用することにより、より良好な成膜を可能にしている。
一にならないマグネトロン方式のスパッターよりも、磁
場を均一化し易い対向型ターゲットスパッター方式を採
用することにより、より良好な成膜を可能にしている。
【００３０】図１に示した装置においては、輪帯状のス
パッターターゲット７ａと、円盤状のスパッターターゲ
ット７ｂとを併用したが、円盤状のスパッターターゲッ
ト７ｂを省略し、輪帯状のスパッターターゲット７ａの
みを用いてもよい。この場合はターゲットに供給する電
源は１つでよく、装置自身が単純化されるので、安価な
スパッター装置になる。
パッターターゲット７ａと、円盤状のスパッターターゲ
ット７ｂとを併用したが、円盤状のスパッターターゲッ
ト７ｂを省略し、輪帯状のスパッターターゲット７ａの
みを用いてもよい。この場合はターゲットに供給する電
源は１つでよく、装置自身が単純化されるので、安価な
スパッター装置になる。
【００３１】また、輪帯状のスパッターターゲット７ａ
の外側に、さらに一個又は複数個の輪帯状のスパッター
ターゲットを所望に応じて追加してもよい。この場合、
追加したターゲットについても独立して電力を供給でき
るようにすればよい。
の外側に、さらに一個又は複数個の輪帯状のスパッター
ターゲットを所望に応じて追加してもよい。この場合、
追加したターゲットについても独立して電力を供給でき
るようにすればよい。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
する。
【００３３】＜実施例１＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲットを
用いた。また、その外周部に希土類磁石を同心円上に配
した。この構造の２個のターゲットを向かい合わせに配
置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成した。ま
た、このターゲットには、１３.５６ＭＨｚの高周波を
供給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲットを
用いた。また、その外周部に希土類磁石を同心円上に配
した。この構造の２個のターゲットを向かい合わせに配
置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成した。ま
た、このターゲットには、１３.５６ＭＨｚの高周波を
供給した。
【００３４】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、高周波電力を１ＫＷ投入して石英基板上
に厚さ１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜
速度は１０Ａ／Ｓｅｃであった。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、高周波電力を１ＫＷ投入して石英基板上
に厚さ１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜
速度は１０Ａ／Ｓｅｃであった。
【００３５】このアルミナ膜について、紫外分光光度計
により、波長２００ｎｍの波長で光吸収損失を測定した
ところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な膜であっ
た。
により、波長２００ｎｍの波長で光吸収損失を測定した
ところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な膜であっ
た。
【００３６】＜実施例２＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状アルミタ
ーゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同
心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向かい
合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成
した。また、各ターゲットには、それぞれ直流電力を供
給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状アルミタ
ーゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同
心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向かい
合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成
した。また、各ターゲットには、それぞれ直流電力を供
給した。
【００３７】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに直流電力を１
ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００Ｗ
の直流電力を投入して、均一なプラズマを形成した。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに直流電力を１
ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００Ｗ
の直流電力を投入して、均一なプラズマを形成した。
【００３８】そして、このプラズマによるスパッタリン
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、外側
の電力を調整してスパッター成膜を開始し、石英基板上
に厚さ１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜
速度は１５Ａ／Ｓｅｃであった。
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、外側
の電力を調整してスパッター成膜を開始し、石英基板上
に厚さ１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜
速度は１５Ａ／Ｓｅｃであった。
【００３９】このアルミナ膜について、実施例１と同様
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な
膜であった。
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な
膜であった。
【００４０】＜実施例３＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状シリコンターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状シリコン
ターゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を
同心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向か
い合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形
成した。また、各ターゲットには、それぞれ高周波電力
を供給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状シリコンターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状シリコン
ターゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を
同心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向か
い合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形
成した。また、各ターゲットには、それぞれ高周波電力
を供給した。
【００４１】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに高周波電力を
１ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００
Ｗの高周波電力を投入して、均一なプラズマを形成し
た。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに高周波電力を
１ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００
Ｗの高周波電力を投入して、均一なプラズマを形成し
た。
【００４２】そして、このプラズマによるスパッタリン
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、外側
の高周波電力を調整してスパッター成膜を開始し、シリ
コン基板上に厚さ３００Ａの酸化シリコン膜を形成し
た。このときの成膜速度は８Ａ／Ｓｅｃであった。
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、外側
の高周波電力を調整してスパッター成膜を開始し、シリ
コン基板上に厚さ３００Ａの酸化シリコン膜を形成し
た。このときの成膜速度は８Ａ／Ｓｅｃであった。
【００４３】この酸化シリコン膜について、実施例１と
同様に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品
質な膜であった。
同様に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品
質な膜であった。
【００４４】＜実施例４＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１５ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径１４ｃｍ、内径１０ｃｍ
の輪帯状シリコンターゲットと、さらにその内側に配置
された内径９ｃｍの円盤状アルミターゲットを用いた。
その外周部に希土類磁石を同心円上に配した。この構造
の２個のターゲットを向かい合わせに配置し、ターゲッ
ト上でほぼ均一な磁場を形成した。また、各ターゲット
には、それぞれ高周波電力を供給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１５ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径１４ｃｍ、内径１０ｃｍ
の輪帯状シリコンターゲットと、さらにその内側に配置
された内径９ｃｍの円盤状アルミターゲットを用いた。
その外周部に希土類磁石を同心円上に配した。この構造
の２個のターゲットを向かい合わせに配置し、ターゲッ
ト上でほぼ均一な磁場を形成した。また、各ターゲット
には、それぞれ高周波電力を供給した。
【００４５】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに高周波電力を
８００Ｗ投入し、内側の円盤状アルミターゲットに３０
０Ｗの高周波電力を投入し、さらに中間の輪帯状アルミ
ターゲットには５００Ｗの高周波電力を投入して、均一
なプラズマを形成した。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに高周波電力を
８００Ｗ投入し、内側の円盤状アルミターゲットに３０
０Ｗの高周波電力を投入し、さらに中間の輪帯状アルミ
ターゲットには５００Ｗの高周波電力を投入して、均一
なプラズマを形成した。
【００４６】そして、このプラズマによるスパッタリン
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、中
間、外側の高周波電力を調整してスパッター成膜を開始
し、石英基板上に厚さ５００Ａの酸化シリコンの含有率
がおよそ２０％のアルミナ膜を形成した。このときの成
膜速度は１０Ａ／Ｓｅｃであった。
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、内側、中
間、外側の高周波電力を調整してスパッター成膜を開始
し、石英基板上に厚さ５００Ａの酸化シリコンの含有率
がおよそ２０％のアルミナ膜を形成した。このときの成
膜速度は１０Ａ／Ｓｅｃであった。
【００４７】このアルミナ膜について、実施例１と同様
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下、屈折率は
１.５８の高品質な膜であった。
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下、屈折率は
１.５８の高品質な膜であった。
【００４８】＜実施例５＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲットの
みを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同心円上
に配した。この構造の２個のターゲットを向かい合わせ
に配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成した。
また、ターゲットには、１３.５６ＭＨｚの高周波を供
給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲットの
みを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同心円上
に配した。この構造の２個のターゲットを向かい合わせ
に配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成した。
また、ターゲットには、１３.５６ＭＨｚの高周波を供
給した。
【００４９】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、窒素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、高周波電力を１ＫＷ投入して、石英基板
上に厚さ１μｍの窒化アルミナ膜を形成した。このとき
の成膜速度は８Ａ／Ｓｅｃであった。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、窒素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、高周波電力を１ＫＷ投入して、石英基板
上に厚さ１μｍの窒化アルミナ膜を形成した。このとき
の成膜速度は８Ａ／Ｓｅｃであった。
【００５０】この窒化アルミナ膜について、紫外分光光
度計により、波長４００ｎｍの波長で光吸収損失を測定
したところ、光吸収損失０.０５％以下の高品質な膜で
あった。
度計により、波長４００ｎｍの波長で光吸収損失を測定
したところ、光吸収損失０.０５％以下の高品質な膜で
あった。
【００５１】＜実施例６＞真空チャンバー内に、１対の
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状アルミタ
ーゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同
心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向かい
合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成
した。また、外側の輪帯状ターゲットには直流電力を供
給し、内側の円盤状のターゲットには、高周波電力を供
給した。
対向したターゲットを配した。このターゲットには、外
径２０ｃｍ、内径１０ｃｍの輪帯状アルミターゲット
と、その内側に配置された外径９ｃｍの円盤状アルミタ
ーゲットを用いた。また、その外周部に希土類磁石を同
心円上に配した。この構造の２個のターゲットを向かい
合わせに配置し、ターゲット上でほぼ均一な磁場を形成
した。また、外側の輪帯状ターゲットには直流電力を供
給し、内側の円盤状のターゲットには、高周波電力を供
給した。
【００５２】この対向ターゲットを備えたスパッター装
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに直流電力を１
ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００Ｗ
の高周波電力を投入して、均一なプラズマを形成した。
置を用い、予め１０-4パスカル以下の真空度に排気した
後、１パスカルの真空度になるように、酸素−アルゴン
の５０％−５０％の混合比のスパッターガスをチャンバ
ー内に導入し、外側の輪帯状ターゲットに直流電力を１
ＫＷ投入し、さらに内側の円盤状ターゲットに５００Ｗ
の高周波電力を投入して、均一なプラズマを形成した。
【００５３】そして、このプラズマによるスパッタリン
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、外側の直流
電力を調整してスパッター成膜を開始し、石英基板上に
１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜速度は
１５Ａ／Ｓｅｃであった。
グと、酸素−アルゴンの混合ガスによるターゲット表面
での酸化進行とのバランスがとれるように、外側の直流
電力を調整してスパッター成膜を開始し、石英基板上に
１μｍのアルミナ膜を形成した。このときの成膜速度は
１５Ａ／Ｓｅｃであった。
【００５４】このアルミナ膜について、実施例１と同様
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な
膜であった。
に評価したところ、光吸収損失０.１％以下の高品質な
膜であった。
【００５５】
【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、反
応性スパッターを効率よく実施でき、高品質な金属化合
物薄膜等の薄膜を高速で形成できるスパッター装置及び
この装置に用いるスパッターターゲットを提供すること
ができる。
応性スパッターを効率よく実施でき、高品質な金属化合
物薄膜等の薄膜を高速で形成できるスパッター装置及び
この装置に用いるスパッターターゲットを提供すること
ができる。
【図１】本発明の対向型スパッター装置の構造及びエロ
ージョンを例示する模式図である。
ージョンを例示する模式図である。
【図２】従来のスパッター装置におけるスパッター速度
分布及び表面反応速度分布を示すグラフである。
分布及び表面反応速度分布を示すグラフである。
【図３】本発明のスパッター装置におけるスパッター速
度分布及び表面反応速度分布を示すグラフである。
度分布及び表面反応速度分布を示すグラフである。
【図４】従来の平板型マグネトロンスパッター装置の構
造とエロージョンを示す模式図である。
造とエロージョンを示す模式図である。
【図５】従来の対向型スパッター装置の構造とエロージ
ョンを示す模式図である。
ョンを示す模式図である。
１、２ エロージョン領域 ３ 被成膜基板 ４ ターゲット ５ 磁石 ６ エロージョン領域 ７ａ 輪帯状のターゲット ７ｂ 円盤状のターゲット ８、９ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 AA08 BA44 BA46 BA58 BA64 BD01 CA06 DC03 DC05 DC12 DC15 DC16 DC33 DC34 DC35 DC40 EA05 EA09 5F103 AA08 BB05 BB14 BB22 BB23 DD27 HH03 HH04 NN10 RR01 RR05
Claims (8)
- 【請求項１】 スパッタ源となる互いに対向配置した１
対のスパッターターゲットを備えたスパッター成膜装置
において、独立した輪帯状のスパッターターゲットを有
することを特徴とするスパッター装置。 - 【請求項２】 互いに対向配置した１対のスパッタータ
ーゲットが、１対の独立した輪帯状のスパッターターゲ
ットのみからなる請求項１記載のスパッター装置。 - 【請求項３】 互いに対向配置した１対のスパッタータ
ーゲットが、１対の独立した輪帯状のスパッターターゲ
ットと、各々の該輪帯状のスパッターターゲットの最内
部の空隙に位置する１対の独立した円盤状のスパッター
ターゲットとからなり、各１対のターゲットはそれぞれ
個別に電力を調整できる請求項１記載のスパッター装
置。 - 【請求項４】 スパッターターゲットに供給するスパッ
ター電力は、高周波、直流、低周波及びパルス状からな
る群より選ばれる請求項１〜３のいずれか一項記載のス
パッター装置。 - 【請求項５】 １対の独立した輪帯状のスパッターター
ゲットに供給するスパッター電力と、１対の独立した円
盤状のスパッターターゲットに供給するスパッター電力
は、高周波、直流、低周波及びパルス状からなる群より
選ばれる互いに異なるスパッター電力である請求項３記
載のスパッター装置。 - 【請求項６】 １対の独立した輪帯状のスパッターター
ゲットと、１対の独立した円盤状のスパッターターゲッ
トとが、互いに異なる材料からなる請求項３記載のスパ
ッター装置。 - 【請求項７】 酸素、窒素、フッ素及び水素から成る群
より選ばれる一種以上の反応性ガス、若しくは、該一種
以上の反応性ガスとＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ及びＫｒから成る
群より選ばれる一種以上の不活性ガスとの混合ガスを使
用する請求項１〜６のいずれか一項記載のスパッター装
置。 - 【請求項８】 スパッター成膜装置のスパッタ源として
用いられるスパッターターゲットにおいて、独立した輪
帯状であることを特徴とするスパッターターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11127440A JP2000319778A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スパッター装置及びスパッターターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11127440A JP2000319778A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スパッター装置及びスパッターターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000319778A true JP2000319778A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14960008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11127440A Pending JP2000319778A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | スパッター装置及びスパッターターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000319778A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7118936B2 (en) | 2001-10-11 | 2006-10-10 | Bridgestone Corporation | Organic dye-sensitized metal oxide semiconductor electrode and its manufacturing method, and organic dye-sensitized solar cell |
| US7402226B2 (en) * | 2003-03-31 | 2008-07-22 | Japan Science And Technology Agency | Minute high-performance rare earth magnet for micromini product and process for producing the same |
| EP1978127A1 (en) * | 2006-01-25 | 2008-10-08 | Ulvac, Inc. | Spattering device and film forming method |
| WO2012095961A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 日新電機株式会社 | プラズマ装置 |
| JP5978417B1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-08-24 | 株式会社アルバック | 酸化アルミニウム膜の成膜方法及び形成方法並びにスパッタリング装置 |
| WO2016143263A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社アルバック | 酸化アルミニウム膜の成膜方法及び形成方法並びにスパッタリング装置 |
-
1999
- 1999-05-07 JP JP11127440A patent/JP2000319778A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7118936B2 (en) | 2001-10-11 | 2006-10-10 | Bridgestone Corporation | Organic dye-sensitized metal oxide semiconductor electrode and its manufacturing method, and organic dye-sensitized solar cell |
| US7402226B2 (en) * | 2003-03-31 | 2008-07-22 | Japan Science And Technology Agency | Minute high-performance rare earth magnet for micromini product and process for producing the same |
| EP1978127A1 (en) * | 2006-01-25 | 2008-10-08 | Ulvac, Inc. | Spattering device and film forming method |
| EP1978127A4 (en) * | 2006-01-25 | 2012-06-20 | Ulvac Inc | PROJECTION DEVICE AND METHOD FOR FORMING FILM |
| WO2012095961A1 (ja) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | 日新電機株式会社 | プラズマ装置 |
| JP5655865B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2015-01-21 | 日新電機株式会社 | プラズマ装置 |
| JP5978417B1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-08-24 | 株式会社アルバック | 酸化アルミニウム膜の成膜方法及び形成方法並びにスパッタリング装置 |
| WO2016143263A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社アルバック | 酸化アルミニウム膜の成膜方法及び形成方法並びにスパッタリング装置 |
| KR20170120175A (ko) * | 2015-03-10 | 2017-10-30 | 가부시키가이샤 알박 | 산화 알루미늄막의 성막 방법 및 형성 방법 및 스퍼터링 장치 |
| CN107406967A (zh) * | 2015-03-10 | 2017-11-28 | 株式会社爱发科 | 氧化铝膜的成膜方法和形成方法以及溅射装置 |
| KR101871899B1 (ko) | 2015-03-10 | 2018-06-27 | 가부시키가이샤 알박 | 산화 알루미늄막의 성막 방법 및 형성 방법 및 스퍼터링 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6458253B2 (en) | Thin film production process and optical device | |
| US6238527B1 (en) | Thin film forming apparatus and method of forming thin film of compound by using the same | |
| US6328865B2 (en) | Method for forming a thin film of a composite metal compound and apparatus for carrying out the method | |
| KR101866709B1 (ko) | 복수의 스퍼터 소스를 구비한 반응성 스퍼터링 | |
| JPH04325680A (ja) | サブストレート上に反応性の膜を付着する装置 | |
| EP0516436B1 (en) | Sputtering device | |
| JPH08176821A (ja) | 薄膜形成方法および装置 | |
| JP2000319778A (ja) | スパッター装置及びスパッターターゲット | |
| JP2001335924A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH08511830A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH0136693B2 (ja) | ||
| JPH09316632A (ja) | 透明材料からなる支持体の上に光学的に透明でかつ導電性の層を付着させるための方法 | |
| JP2003247065A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2003129236A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2002047565A (ja) | 薄膜の製造方法および光学装置 | |
| JP2005256119A (ja) | 成膜装置 | |
| JP2005256119A5 (ja) | ||
| JP4480336B2 (ja) | 誘電体薄膜の製造方法及び製造装置 | |
| JP3391245B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2001011605A (ja) | 複合金属の化合物薄膜形成方法及びその薄膜形成装置 | |
| JP2002266071A (ja) | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 | |
| JP2005226088A (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
| JPH05222529A (ja) | 陰極スパッタリング装置におけるウェーハを被覆するための装置 | |
| JPS628408A (ja) | 改良されたスパツタリング法 | |
| JP2006045611A (ja) | スパッタ成膜装置 |