JP2003277927A - ターゲット浸食形状予測方法、スパッタ装置、電極形成方法及び電子部品 - Google Patents
ターゲット浸食形状予測方法、スパッタ装置、電極形成方法及び電子部品Info
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- JP2003277927A JP2003277927A JP2002076356A JP2002076356A JP2003277927A JP 2003277927 A JP2003277927 A JP 2003277927A JP 2002076356 A JP2002076356 A JP 2002076356A JP 2002076356 A JP2002076356 A JP 2002076356A JP 2003277927 A JP2003277927 A JP 2003277927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 予備的な実験を行うことを必要とせず、投入
エネルギーに応じたターゲットの浸食形状を精度良く予
測することが可能なターゲット浸食形状予測方法を提供
する。 【解決手段】 スパッタリング成膜法において用いられ
るターゲットの浸食形状を予測するにあたり、電場、磁
場の作用力にニュートン力学を適用して、ターゲットか
ら放出される電子の軌道を求め、その結果からイオンの
発生位置分布の相対値及び該発生位置分布の相対値から
計算されるターゲット浸食形状相対値を求め、このター
ゲット浸食形状相対値と、実際の成膜時における放電電
流、放電電圧、放電時間及び電界分布から、イオン入射
位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り放出量[Ｉ]を求め
ることにより、スパッタ粒子の放出量、ターゲットの浸
食形状を精度よく予測する。
エネルギーに応じたターゲットの浸食形状を精度良く予
測することが可能なターゲット浸食形状予測方法を提供
する。 【解決手段】 スパッタリング成膜法において用いられ
るターゲットの浸食形状を予測するにあたり、電場、磁
場の作用力にニュートン力学を適用して、ターゲットか
ら放出される電子の軌道を求め、その結果からイオンの
発生位置分布の相対値及び該発生位置分布の相対値から
計算されるターゲット浸食形状相対値を求め、このター
ゲット浸食形状相対値と、実際の成膜時における放電電
流、放電電圧、放電時間及び電界分布から、イオン入射
位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り放出量[Ｉ]を求め
ることにより、スパッタ粒子の放出量、ターゲットの浸
食形状を精度よく予測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、スパッタ技術に
関し、詳しくは、スパッタ装置のターゲットの浸食形状
予測方法、該予測方法に関するデータを内蔵する演算制
御手段を備えたスパッタ装置、該スパッタ装置を用いた
電極形成方法、及び該電極形成方法により形成された電
極を備えた電子部品に関する。
関し、詳しくは、スパッタ装置のターゲットの浸食形状
予測方法、該予測方法に関するデータを内蔵する演算制
御手段を備えたスパッタ装置、該スパッタ装置を用いた
電極形成方法、及び該電極形成方法により形成された電
極を備えた電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子と
の衝突により生成したイオンを電場で加速してターゲッ
トに衝突させることによりターゲットから発生させたス
パッタ粒子を、基板に到達させて成膜を行うスパッタリ
ング成膜法においては、ターゲットのスパッタ部が消耗
してエロージョン（浸食部）を生じる。そして、ターゲ
ットのエロージョンが進むと、スパッタ粒子の放出量
や、成膜速度などが変化するため、均一な膜を形成する
には、エロージョンの状態を予測（検知）し、スパッタ
条件を適切に制御することが必要になる。
の衝突により生成したイオンを電場で加速してターゲッ
トに衝突させることによりターゲットから発生させたス
パッタ粒子を、基板に到達させて成膜を行うスパッタリ
ング成膜法においては、ターゲットのスパッタ部が消耗
してエロージョン（浸食部）を生じる。そして、ターゲ
ットのエロージョンが進むと、スパッタ粒子の放出量
や、成膜速度などが変化するため、均一な膜を形成する
には、エロージョンの状態を予測（検知）し、スパッタ
条件を適切に制御することが必要になる。
【０００３】ターゲットのエロージョンの状態を予測
（検知）する方法に関し、特開平９−１７６８５１号公
報には、任意の積算投入エネルギーにおけるスパッタ粒
子の放出量やターゲットの浸食形状を求める方法が提案
されている。この特開平９−１７６８５１号公報に開示
されている方法は、あらかじめ実際のエロージョン浸食
量と積算投入電力の関係を予備実験により求めておき、
エロージョン浸食量と積算投入電力の関係から任意の積
算投入電力におけるエロージョン形状（浸食深さ）を予
測するものである。
（検知）する方法に関し、特開平９−１７６８５１号公
報には、任意の積算投入エネルギーにおけるスパッタ粒
子の放出量やターゲットの浸食形状を求める方法が提案
されている。この特開平９−１７６８５１号公報に開示
されている方法は、あらかじめ実際のエロージョン浸食
量と積算投入電力の関係を予備実験により求めておき、
エロージョン浸食量と積算投入電力の関係から任意の積
算投入電力におけるエロージョン形状（浸食深さ）を予
測するものである。
【０００４】しかしながら、この方法の場合、対象とな
る成膜プロセスにおけるエロージョン形状（浸食形状）
実測値と投入電力の関係をあらかじめ明らかにしておく
ことが必要になる。しかし、浸食形状の測定のためには
数十ｋｗｈレベルの電力を投入する必要があり、数日レ
ベル以上の時間がかかり、生産性の低下を招くという問
題点がある。また、何らかの理由で磁石を変更した場合
などには対応できず、再度浸食形状評価のための実験を
行うことが必要になり、効率が悪いという問題点があ
る。
る成膜プロセスにおけるエロージョン形状（浸食形状）
実測値と投入電力の関係をあらかじめ明らかにしておく
ことが必要になる。しかし、浸食形状の測定のためには
数十ｋｗｈレベルの電力を投入する必要があり、数日レ
ベル以上の時間がかかり、生産性の低下を招くという問
題点がある。また、何らかの理由で磁石を変更した場合
などには対応できず、再度浸食形状評価のための実験を
行うことが必要になり、効率が悪いという問題点があ
る。
【０００５】また、エロージョンの状態を予測する方法
としては、エロージョン実測値を用いずに、モンテカル
ロ法などの方法を利用して、解析的にイオン（Ａｒイオ
ン）の発生位置及び相対的な密度を算出することによ
り、エロージョンの相対形状を予測する方法がある。
としては、エロージョン実測値を用いずに、モンテカル
ロ法などの方法を利用して、解析的にイオン（Ａｒイオ
ン）の発生位置及び相対的な密度を算出することによ
り、エロージョンの相対形状を予測する方法がある。
【０００６】しかしながら、この方法の場合、浸食形状
の相対値は予測することができるが、投入エネルギーに
応じた浸食深さを予測することができないという問題点
がある。
の相対値は予測することができるが、投入エネルギーに
応じた浸食深さを予測することができないという問題点
がある。
【０００７】また、浸食形状を予測するための簡便な方
法として、下記の式(３)を用い、Ｉ，Ｖ，ｔを与えて、
スパッタ粒子の放出量を求める方法がある。 Ｎ＝Ｉ／ｅ／（１＋γ）・Ｓ（Ｖ）・ｔ ……（３） Ｎ：スパッタ粒子放出量 Ｉ：放電電流 ｅ：電気素量 γ：二次電子放出係数 Ｖ：放電電圧 Ｓ（Ｖ）：放電電圧Ｖでのスパッタ率 ｔ：放電時間
法として、下記の式(３)を用い、Ｉ，Ｖ，ｔを与えて、
スパッタ粒子の放出量を求める方法がある。 Ｎ＝Ｉ／ｅ／（１＋γ）・Ｓ（Ｖ）・ｔ ……（３） Ｎ：スパッタ粒子放出量 Ｉ：放電電流 ｅ：電気素量 γ：二次電子放出係数 Ｖ：放電電圧 Ｓ（Ｖ）：放電電圧Ｖでのスパッタ率 ｔ：放電時間
【０００８】この方法の場合、容易にスパッタ粒子量を
算出することはできるものの、任意位置の浸食深さを知
ることはできず、浸食形状を予測することができないと
いう問題点がある。
算出することはできるものの、任意位置の浸食深さを知
ることはできず、浸食形状を予測することができないと
いう問題点がある。
【０００９】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、予備的な実験を行うことを必要とせず、投入エネ
ルギーに応じたターゲットの浸食形状を精度よく予測す
ることが可能なターゲット浸食形状予測方法、該予測方
法に関するデータを内蔵する演算制御手段を備えたスパ
ッタ装置、該スパッタ装置を用いた電極形成方法、及び
該電極形成方法により形成された電極を備えた電子部品
を提供することを目的とする。
あり、予備的な実験を行うことを必要とせず、投入エネ
ルギーに応じたターゲットの浸食形状を精度よく予測す
ることが可能なターゲット浸食形状予測方法、該予測方
法に関するデータを内蔵する演算制御手段を備えたスパ
ッタ装置、該スパッタ装置を用いた電極形成方法、及び
該電極形成方法により形成された電極を備えた電子部品
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）のターゲット浸食形状予測方
法は、電子との衝突により生成したイオンを電場で加速
してターゲットに衝突させることによりターゲットから
発生させたスパッタ粒子を基板に到達させて成膜を行う
スパッタリング成膜法において用いられるターゲットの
浸食形状を予測する方法であって、(ａ)電界分布と磁界
分布からターゲット浸食形状相対値を求める工程と、
(ｂ)放電電流と放電電圧と前記ターゲット浸食形状相対
値からイオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り
放出量[Ｉ]を求める工程と、(ｃ)放電時間を積算する工
程と、を具備することを特徴としている。
に、本願発明（請求項１）のターゲット浸食形状予測方
法は、電子との衝突により生成したイオンを電場で加速
してターゲットに衝突させることによりターゲットから
発生させたスパッタ粒子を基板に到達させて成膜を行う
スパッタリング成膜法において用いられるターゲットの
浸食形状を予測する方法であって、(ａ)電界分布と磁界
分布からターゲット浸食形状相対値を求める工程と、
(ｂ)放電電流と放電電圧と前記ターゲット浸食形状相対
値からイオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り
放出量[Ｉ]を求める工程と、(ｃ)放電時間を積算する工
程と、を具備することを特徴としている。
【００１１】電場、磁場の作用力にニュートン力学を適
用して、ターゲットから放出される電子の軌道を求め、
その結果からイオンの発生位置分布の相対値及び該発生
位置分布の相対値から求められるターゲット浸食形状相
対値を求めるとともに、ターゲット浸食形状相対値と、
実際の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及
び電界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単
位時間当り放出量[Ｉ]を求めることにより、スパッタ粒
子の放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置でどの程
度浸食されているか）を予測することが可能になる。
用して、ターゲットから放出される電子の軌道を求め、
その結果からイオンの発生位置分布の相対値及び該発生
位置分布の相対値から求められるターゲット浸食形状相
対値を求めるとともに、ターゲット浸食形状相対値と、
実際の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及
び電界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単
位時間当り放出量[Ｉ]を求めることにより、スパッタ粒
子の放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置でどの程
度浸食されているか）を予測することが可能になる。
【００１２】また、請求項２のターゲット浸食形状予測
方法は、前記イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時
間当り放出量[Ｉ]が、スパッタ率[II]と、入射位置毎の
イオンの単位時間当りターゲット入射数（実際量）[Ｖ]
から求められることを特徴としている。
方法は、前記イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時
間当り放出量[Ｉ]が、スパッタ率[II]と、入射位置毎の
イオンの単位時間当りターゲット入射数（実際量）[Ｖ]
から求められることを特徴としている。
【００１３】イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時
間当り放出量[Ｉ]を、イオンエネルギー毎のスパッタ率
[II]と、入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲット
入射数（実際量）[Ｖ]から求めることにより、スパッタ
粒子の放出量を精度よく求めて、ターゲットの浸食形状
をより確実に予測することが可能になる。なお、スパッ
タ率[II]とは、ターゲットへ入射したイオン１個あたり
に発生するスパッタ粒子の数である。
間当り放出量[Ｉ]を、イオンエネルギー毎のスパッタ率
[II]と、入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲット
入射数（実際量）[Ｖ]から求めることにより、スパッタ
粒子の放出量を精度よく求めて、ターゲットの浸食形状
をより確実に予測することが可能になる。なお、スパッ
タ率[II]とは、ターゲットへ入射したイオン１個あたり
に発生するスパッタ粒子の数である。
【００１４】また、請求項３のターゲット浸食形状予測
方法は、前記スパッタ率[II]が、イオンの初速度とイオ
ン発生高さにより定まるターゲット表面との電位差から
イオンの入射エネルギーを求める工程と、実験的に求め
られたイオンの入射エネルギーとスパッタ率の関係から
スパッタ率を求める工程とを経て求められることを特徴
としている。
方法は、前記スパッタ率[II]が、イオンの初速度とイオ
ン発生高さにより定まるターゲット表面との電位差から
イオンの入射エネルギーを求める工程と、実験的に求め
られたイオンの入射エネルギーとスパッタ率の関係から
スパッタ率を求める工程とを経て求められることを特徴
としている。
【００１５】スパッタ率[II]は、イオンの入射エネルギ
ーにより変化するものであって、その値も実験的に求め
られており、イオンの入射エネルギーは、イオンの初速
度と、イオンの発生高さ（発生位置）により定まるター
ゲット表面との電位差とから、下記の式（４）式により
イオンの発生位置毎に求めることができる。 Ｅｎｅ＝ｅＥ＋（０．５ｍＶ0 2） ……（４） Ｅｎｅ：イオンの電位差によるエネルギー Ｅ ：イオン発生位置におけるターゲット表面との電
位差 Ｖ0 ：イオンの初速度 ｍ ：イオンの質量
ーにより変化するものであって、その値も実験的に求め
られており、イオンの入射エネルギーは、イオンの初速
度と、イオンの発生高さ（発生位置）により定まるター
ゲット表面との電位差とから、下記の式（４）式により
イオンの発生位置毎に求めることができる。 Ｅｎｅ＝ｅＥ＋（０．５ｍＶ0 2） ……（４） Ｅｎｅ：イオンの電位差によるエネルギー Ｅ ：イオン発生位置におけるターゲット表面との電
位差 Ｖ0 ：イオンの初速度 ｍ ：イオンの質量
【００１６】したがって、イオンの入射エネルギーを求
めることにより、実験的に求められたイオンの入射エネ
ルギーとスパッタ率の関係から、スパッタ率を求めるこ
とが可能になる。このように、イオンの入射エネルギー
毎のスパッタ率を考慮することによって、スパッタ粒子
の放出量、ターゲットの浸食量をさらに精度よく予測す
ることが可能になる。
めることにより、実験的に求められたイオンの入射エネ
ルギーとスパッタ率の関係から、スパッタ率を求めるこ
とが可能になる。このように、イオンの入射エネルギー
毎のスパッタ率を考慮することによって、スパッタ粒子
の放出量、ターゲットの浸食量をさらに精度よく予測す
ることが可能になる。
【００１７】また、請求項４のターゲット浸食形状予測
方法は、前記入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲ
ット入射数（実際量）[Ｖ]が、発生位置毎のイオンのタ
ーゲット到達時間[IV]を求める工程と、位置毎の単位時
間当りのイオンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を
求める工程と、放電電流から単位時間当りのイオン入射
数（実際量）[III]を求める工程とを経て求められるこ
とを特徴としている。
方法は、前記入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲ
ット入射数（実際量）[Ｖ]が、発生位置毎のイオンのタ
ーゲット到達時間[IV]を求める工程と、位置毎の単位時
間当りのイオンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を
求める工程と、放電電流から単位時間当りのイオン入射
数（実際量）[III]を求める工程とを経て求められるこ
とを特徴としている。
【００１８】発生位置毎のイオンのターゲット到達時間
[IV]を求めるとともに、位置毎の単位時間当たりのイオ
ンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を求め、放電電
流から求めた単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]を勘案して、入射位置毎のイオンの単位時間当りタ
ーゲット入射数（実際量）[Ｖ]を求めることにより、タ
ーゲットの浸食量をさらに精度よく予測することが可能
になる。
[IV]を求めるとともに、位置毎の単位時間当たりのイオ
ンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を求め、放電電
流から求めた単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]を勘案して、入射位置毎のイオンの単位時間当りタ
ーゲット入射数（実際量）[Ｖ]を求めることにより、タ
ーゲットの浸食量をさらに精度よく予測することが可能
になる。
【００１９】また、請求項５のターゲット浸食形状予測
方法は、前記発生位置毎のイオンのターゲット到達時間
[IV]が、放電電圧とシース厚からイオン発生高さとター
ゲット表面との電位差を求める工程と、イオン初速度と
イオン発生高さのターゲット表面との電位差からイオン
の入射エネルギーを求める工程とを経て求められること
を特徴としている。
方法は、前記発生位置毎のイオンのターゲット到達時間
[IV]が、放電電圧とシース厚からイオン発生高さとター
ゲット表面との電位差を求める工程と、イオン初速度と
イオン発生高さのターゲット表面との電位差からイオン
の入射エネルギーを求める工程とを経て求められること
を特徴としている。
【００２０】放電電圧とシース厚からイオン発生高さと
ターゲット表面との電位差を求め、この電位差とイオン
初速度からイオンの入射エネルギーを求める工程を経
て、発生位置毎のイオンのターゲット到達時間[IV]を求
めることにより、発生位置毎のイオンのターゲット到達
時間[IV]を精度よく求めることが可能になり、ターゲッ
トの浸食量をさらに精度よく予測することが可能にな
る。
ターゲット表面との電位差を求め、この電位差とイオン
初速度からイオンの入射エネルギーを求める工程を経
て、発生位置毎のイオンのターゲット到達時間[IV]を求
めることにより、発生位置毎のイオンのターゲット到達
時間[IV]を精度よく求めることが可能になり、ターゲッ
トの浸食量をさらに精度よく予測することが可能にな
る。
【００２１】なお、イオンの発生位置（ターゲットまで
の距離）とイオンの初速度により、例えば、電界を線形
と考えた場合、発生位置毎のイオンのターゲット到達時
間[IV]は、下記の式(５)の解として与えられる。 Ｘ＝Ｖ0・ｔ＋０．５ａ・ｔ2 ……(５) Ｘ ：イオンの発生位置 Ｖ0：イオンの初速度 ｔ ：イオンのターゲット到達時間 ａ ：イオンの加速度
の距離）とイオンの初速度により、例えば、電界を線形
と考えた場合、発生位置毎のイオンのターゲット到達時
間[IV]は、下記の式(５)の解として与えられる。 Ｘ＝Ｖ0・ｔ＋０．５ａ・ｔ2 ……(５) Ｘ ：イオンの発生位置 Ｖ0：イオンの初速度 ｔ ：イオンのターゲット到達時間 ａ ：イオンの加速度
【００２２】また、請求項６のターゲット浸食形状予測
方法は、前記単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]が、下記の式(１)により、放電電流から求められる
イオン電流（Ｉｉ）を用いて、下記の式（２）から求め
られることを特徴としている。 Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：イオン電流、γ：二次電子放出係数、Ｉ：放電電
流、 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） ｅ：電気素量、Ｎ：単位時間当りのイオン入射数
方法は、前記単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]が、下記の式(１)により、放電電流から求められる
イオン電流（Ｉｉ）を用いて、下記の式（２）から求め
られることを特徴としている。 Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：イオン電流、γ：二次電子放出係数、Ｉ：放電電
流、 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） ｅ：電気素量、Ｎ：単位時間当りのイオン入射数
【００２３】単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]を、式(１)により求められるイオン電流（Ｉｉ）を
用いて、式（２）から求めることにより、単位時間当り
のイオン入射数（実際量）[III]を精度よく求めて、タ
ーゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能に
なる。
II]を、式(１)により求められるイオン電流（Ｉｉ）を
用いて、式（２）から求めることにより、単位時間当り
のイオン入射数（実際量）[III]を精度よく求めて、タ
ーゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能に
なる。
【００２４】また、請求項７のターゲット浸食形状予測
方法は、前記位置毎の単位時間当りのイオンのターゲッ
ト入射数（相対値）[VIII]が、電界分布と磁界分布から
求められることを特徴としている。
方法は、前記位置毎の単位時間当りのイオンのターゲッ
ト入射数（相対値）[VIII]が、電界分布と磁界分布から
求められることを特徴としている。
【００２５】位置毎の単位時間当りのイオンのターゲッ
ト入射数（相対値）[VIII]を、電界分布と磁界分布から
求めることにより、位置毎の単位時間当りのイオンのタ
ーゲット入射数（相対値）[VIII]を精度よく求めて、タ
ーゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能に
なる。
ト入射数（相対値）[VIII]を、電界分布と磁界分布から
求めることにより、位置毎の単位時間当りのイオンのタ
ーゲット入射数（相対値）[VIII]を精度よく求めて、タ
ーゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能に
なる。
【００２６】また、本願発明（請求項８）のスパッタ装
置は、請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得
たターゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算
制御手段を備え、該演算制御手段によりスパッタ条件を
制御することができるように構成されていることを特徴
としている。
置は、請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得
たターゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算
制御手段を備え、該演算制御手段によりスパッタ条件を
制御することができるように構成されていることを特徴
としている。
【００２７】本願発明（請求項８）のスパッタ装置は、
請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得たター
ゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算制御手
段を備えているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する膜を確実に形成することが可能にな
る。
請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得たター
ゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算制御手
段を備えているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する膜を確実に形成することが可能にな
る。
【００２８】また、本願発明（請求項９）の電極形成方
法は、請求項８記載のスパッタ装置を用いて電極を形成
することを特徴としている。
法は、請求項８記載のスパッタ装置を用いて電極を形成
することを特徴としている。
【００２９】本願発明（請求項９）の電極形成方法は、
請求項８のスパッタ装置を用いて電極を形成するように
しているので、ターゲット浸食形状に応じて、演算制御
手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所望の特
性を有する電極を確実に形成することが可能になる。
請求項８のスパッタ装置を用いて電極を形成するように
しているので、ターゲット浸食形状に応じて、演算制御
手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所望の特
性を有する電極を確実に形成することが可能になる。
【００３０】また、本願発明（請求項１０）の電子部品
は、請求項９記載の電極形成方法により形成された電極
を備えていることを特徴としている。
は、請求項９記載の電極形成方法により形成された電極
を備えていることを特徴としている。
【００３１】本願発明（請求項１０）の電子部品は、請
求項９記載の電極形成方法により形成された電極を備え
ているので、所望の特性を備えた品質の良好な電子部品
を提供することが可能になる。
求項９記載の電極形成方法により形成された電極を備え
ているので、所望の特性を備えた品質の良好な電子部品
を提供することが可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３３】［実施形態１］以下、例えば図１に示すよ
うなスパッタ装置を用いて、マグネトロンスパッタリン
グ法による成膜を行う場合におけるターゲットの浸食形
状の予測方法について説明する。
うなスパッタ装置を用いて、マグネトロンスパッタリン
グ法による成膜を行う場合におけるターゲットの浸食形
状の予測方法について説明する。
【００３４】この実施形態で用いたスパッタ装置は、図
１に示すように、成膜チャンバ（真空槽）１、成膜チャ
ンバ１の内部に配設された、ターゲット（Ｃｕ）２が配
設される磁石３，及び基板４が配設される下部電極５、
成膜チャンバ１に原料ガスを供給するための原料ガス導
入弁６、成膜チャンバ１からの排気を行うための排気弁
７、スパッタリング用電源８、制御手段９などを備えた
構成を有している。以下、図１に示すスパッタ装置を用
いて成膜を行う場合におけるターゲットの浸食形状の予
測方法について、図２及び図３のフローチャートを参照
しつつ説明する。
１に示すように、成膜チャンバ（真空槽）１、成膜チャ
ンバ１の内部に配設された、ターゲット（Ｃｕ）２が配
設される磁石３，及び基板４が配設される下部電極５、
成膜チャンバ１に原料ガスを供給するための原料ガス導
入弁６、成膜チャンバ１からの排気を行うための排気弁
７、スパッタリング用電源８、制御手段９などを備えた
構成を有している。以下、図１に示すスパッタ装置を用
いて成膜を行う場合におけるターゲットの浸食形状の予
測方法について、図２及び図３のフローチャートを参照
しつつ説明する。
【００３５】(１)イオンの発生位置分布相対値とターゲ
ット浸食形状相対値[VII]の算出 電場、磁場の作用力（すなわち、ローレンツ力及び電界
による力）に、ニュートン力学を適用して、ターゲット
から放出される電子の軌道を算出する（図２，Ｓ１）。
この結果から、位置毎のイオン（Ａｒイオン）発生数
（相対値）[VI]（図２，Ｓ４）及び位置毎のイオン発生
数（相対値）[VI]から求められる、ターゲット浸食形状
相対値[VII]（図２，Ｓ１０）を算出する。
ット浸食形状相対値[VII]の算出 電場、磁場の作用力（すなわち、ローレンツ力及び電界
による力）に、ニュートン力学を適用して、ターゲット
から放出される電子の軌道を算出する（図２，Ｓ１）。
この結果から、位置毎のイオン（Ａｒイオン）発生数
（相対値）[VI]（図２，Ｓ４）及び位置毎のイオン発生
数（相対値）[VI]から求められる、ターゲット浸食形状
相対値[VII]（図２，Ｓ１０）を算出する。
【００３６】(２)発生位置毎のイオンのターゲット到達
時間[IV]の算出 発生位置毎のイオン（Ａｒイオン）のターゲット到達時
間[IV]（図３，Ｓ１８）は、Ａｒイオンの発生位置（タ
ーゲット間距離）（図３，Ｓ１７）とＡｒイオンの速度
（図２，Ｓ７）より、例えば電界を線形と考えた場合
（以降、電界は最も単純な線形モデルを例として考え
る）、下記の式(５)の解として与えられる。 Ｘ＝Ｖ0・ｔ＋０．５ａ・ｔ2 ……(５) Ｘ ：Ａｒイオンの発生位置 Ｖ0：Ａｒイオンの初速度 ｔ ：Ａｒイオンのターゲット到達時間 ａ ：Ａｒイオンの加速度
時間[IV]の算出 発生位置毎のイオン（Ａｒイオン）のターゲット到達時
間[IV]（図３，Ｓ１８）は、Ａｒイオンの発生位置（タ
ーゲット間距離）（図３，Ｓ１７）とＡｒイオンの速度
（図２，Ｓ７）より、例えば電界を線形と考えた場合
（以降、電界は最も単純な線形モデルを例として考え
る）、下記の式(５)の解として与えられる。 Ｘ＝Ｖ0・ｔ＋０．５ａ・ｔ2 ……(５) Ｘ ：Ａｒイオンの発生位置 Ｖ0：Ａｒイオンの初速度 ｔ ：Ａｒイオンのターゲット到達時間 ａ ：Ａｒイオンの加速度
【００３７】(３)位置毎のイオンの単位時間当りターゲ
ット入射数（実際量）[Ｖ]の算出実際の放電電流Ｉか
ら、下記の式(１)により、Ａｒイオン電流Ｉｉを求める
（図３，Ｓ１９）。 Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：Ａｒイオン電流 γ ：二次電子放出係数 Ｉ ：放電電流
ット入射数（実際量）[Ｖ]の算出実際の放電電流Ｉか
ら、下記の式(１)により、Ａｒイオン電流Ｉｉを求める
（図３，Ｓ１９）。 Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：Ａｒイオン電流 γ ：二次電子放出係数 Ｉ ：放電電流
【００３８】そして、Ａｒイオンは全て一価のイオンで
あると考え、Ａｒイオン電流Ｉｉと、電気素量ｅから、
下記の式(２)により、単位時間当りのイオン（Ａｒイオ
ン）入射数（実際量）[III]を求める（図３，Ｓ２
０）。 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） Ｎ：１［ｓ］当りのＡｒイオン入射数、 ｅ：電気素量
あると考え、Ａｒイオン電流Ｉｉと、電気素量ｅから、
下記の式(２)により、単位時間当りのイオン（Ａｒイオ
ン）入射数（実際量）[III]を求める（図３，Ｓ２
０）。 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） Ｎ：１［ｓ］当りのＡｒイオン入射数、 ｅ：電気素量
【００３９】そして、発生位置毎のイオンのターゲット
到達時間[IV]（図３，Ｓ１８）と、位置毎のイオン（Ａ
ｒイオン）発生数（相対値）[VI]（図２，Ｓ４）とＡｒ
イオン速度から、位置毎の単位時間当りのイオン（Ａｒ
イオン）のターゲット入射数（相対値）[VIII]を算出す
る（図３，Ｓ２１）。ここで、 ｋ＝[III]／（[VIII]の積算値） [III] ：単位時間当りのイオン入射数（実際量） [VIII] ：位置毎の単位時間当りのイオンのターゲット
入射数(相対値) とおくことにより、解析値のイオン１個当りの実際のイ
オン個数を算出することが可能になる。
到達時間[IV]（図３，Ｓ１８）と、位置毎のイオン（Ａ
ｒイオン）発生数（相対値）[VI]（図２，Ｓ４）とＡｒ
イオン速度から、位置毎の単位時間当りのイオン（Ａｒ
イオン）のターゲット入射数（相対値）[VIII]を算出す
る（図３，Ｓ２１）。ここで、 ｋ＝[III]／（[VIII]の積算値） [III] ：単位時間当りのイオン入射数（実際量） [VIII] ：位置毎の単位時間当りのイオンのターゲット
入射数(相対値) とおくことにより、解析値のイオン１個当りの実際のイ
オン個数を算出することが可能になる。
【００４０】したがって、位置毎の単位時間当りのイオ
ン（Ａｒイオン）のターゲット入射数（相対値）[VIII]
に、このｋの値を掛けることにより、入射位置毎のイオ
ン（Ａｒイオン）の単位時間当りターゲット入射数（実
際量）[Ｖ]を算出する（図３，Ｓ２２）ことが可能にな
る。図４は、Ａｒイオンをターゲットに衝突させた場合
における、Ａｒイオン発生位置（発生したＡｒイオンと
ターゲット間の距離）、及びＡｒイオン発生高さにより
定まるターゲット表面との電位差（すなわち、ターゲッ
ト近傍の電位勾配）のイメージを示す図である。
ン（Ａｒイオン）のターゲット入射数（相対値）[VIII]
に、このｋの値を掛けることにより、入射位置毎のイオ
ン（Ａｒイオン）の単位時間当りターゲット入射数（実
際量）[Ｖ]を算出する（図３，Ｓ２２）ことが可能にな
る。図４は、Ａｒイオンをターゲットに衝突させた場合
における、Ａｒイオン発生位置（発生したＡｒイオンと
ターゲット間の距離）、及びＡｒイオン発生高さにより
定まるターゲット表面との電位差（すなわち、ターゲッ
ト近傍の電位勾配）のイメージを示す図である。
【００４１】(４)スパッタ率[II]の算出
スパッタ率[II]（図３，Ｓ１３）は、Ａｒイオンの入射
エネルギー（図３，Ｓ１２）により変化し、その値も実
験的に求められている。このＡｒイオンの入射エネルギ
ーは、「Ａｒイオンの初速度」（図３，Ｓ１１）と「Ａ
ｒイオンの発生位置により決まるターゲット表面との電
位差」（図３，Ｓ１５）から、下記の式(４)式により、
イオンの発生位置毎に算出できる。 Ｅｎｅ＝ｅＥ＋（０．５ｍＶ0 2） ……(４) Ｅｎｅ：イオンの電位差によるエネルギー Ｅ ：イオン発生位置におけるターゲット表面との電
位差
エネルギー（図３，Ｓ１２）により変化し、その値も実
験的に求められている。このＡｒイオンの入射エネルギ
ーは、「Ａｒイオンの初速度」（図３，Ｓ１１）と「Ａ
ｒイオンの発生位置により決まるターゲット表面との電
位差」（図３，Ｓ１５）から、下記の式(４)式により、
イオンの発生位置毎に算出できる。 Ｅｎｅ＝ｅＥ＋（０．５ｍＶ0 2） ……(４) Ｅｎｅ：イオンの電位差によるエネルギー Ｅ ：イオン発生位置におけるターゲット表面との電
位差
【００４２】なお、図５は、Ａｒイオンをターゲットに
衝突させてスパッタ粒子を発生させている状態におけ
る、Ａｒイオン発生高さにより定まるターゲット表面と
の電位差（すなわち、ターゲット近傍の電位勾配）のイ
メージを示す図である。また、図６は、一例として、Ｃ
ｕからなるターゲットを用いた場合におけるＡｒイオン
の入射エネルギーと、Ｃｕのスパッタ率の関係を示す図
である。
衝突させてスパッタ粒子を発生させている状態におけ
る、Ａｒイオン発生高さにより定まるターゲット表面と
の電位差（すなわち、ターゲット近傍の電位勾配）のイ
メージを示す図である。また、図６は、一例として、Ｃ
ｕからなるターゲットを用いた場合におけるＡｒイオン
の入射エネルギーと、Ｃｕのスパッタ率の関係を示す図
である。
【００４３】(５)イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単
位時間当り放出量[Ｉ]の算出 イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り放出量
[Ｉ]（図３，Ｓ１４）は、上記イオン入射位置毎に、ス
パッタ率[II]（図３，Ｓ１３）と、入射位置毎のイオン
の単位時間当りターゲット入射数（実際量）[Ｖ]（図
３，Ｓ２２）の積をとることにより算出することが可能
である。
位時間当り放出量[Ｉ]の算出 イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り放出量
[Ｉ]（図３，Ｓ１４）は、上記イオン入射位置毎に、ス
パッタ率[II]（図３，Ｓ１３）と、入射位置毎のイオン
の単位時間当りターゲット入射数（実際量）[Ｖ]（図
３，Ｓ２２）の積をとることにより算出することが可能
である。
【００４４】このようにして、電場、磁場の作用力にニ
ュートン力学を適用して、ターゲットから放出される電
子の軌道（図２，Ｓ１）を求め、その結果からイオンの
発生位置分布の相対値及び該発生位置分布の相対値から
計算されるターゲット浸食形状相対値[VII]を求め（図
２，Ｓ１０）、このターゲット浸食形状相対値と、実際
の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及び電
界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時
間当り放出量[Ｉ]を求めることにより、スパッタ粒子の
放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置でどの程度浸
食されているか）を精度よく予測することが可能にな
る。
ュートン力学を適用して、ターゲットから放出される電
子の軌道（図２，Ｓ１）を求め、その結果からイオンの
発生位置分布の相対値及び該発生位置分布の相対値から
計算されるターゲット浸食形状相対値[VII]を求め（図
２，Ｓ１０）、このターゲット浸食形状相対値と、実際
の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及び電
界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時
間当り放出量[Ｉ]を求めることにより、スパッタ粒子の
放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置でどの程度浸
食されているか）を精度よく予測することが可能にな
る。
【００４５】なお、図７に、投入電力を３７．０ｋｗｈ
とした場合におけるターゲット浸食形状の実測結果と本
願発明の方法による予測結果を示し、また、図８に、投
入電力を６８．３ｋｗｈとした場合におけるターゲット
浸食形状の実測結果と本願発明の方法による予測結果を
示す。なお、予測（計算）条件は以下の通りである。 電子数：１００配置×１０００個 磁石−ターゲット間距離：２１mm 圧力 ：０．５Ｐａ ターゲット：Ｃｕ（直径２００mm）
とした場合におけるターゲット浸食形状の実測結果と本
願発明の方法による予測結果を示し、また、図８に、投
入電力を６８．３ｋｗｈとした場合におけるターゲット
浸食形状の実測結果と本願発明の方法による予測結果を
示す。なお、予測（計算）条件は以下の通りである。 電子数：１００配置×１０００個 磁石−ターゲット間距離：２１mm 圧力 ：０．５Ｐａ ターゲット：Ｃｕ（直径２００mm）
【００４６】図７及び図８に示すように、本願発明の方
法によるターゲット浸食形状予測方法による予測結果
は、実測結果とよく一致していることがわかる。なお、
上記実施形態では、ターゲットがＣｕである場合を例に
とって説明したが、本願発明はターゲットの種類に制約
されるものではなく、種々のターゲットを用いる場合に
広く適用することが可能である。
法によるターゲット浸食形状予測方法による予測結果
は、実測結果とよく一致していることがわかる。なお、
上記実施形態では、ターゲットがＣｕである場合を例に
とって説明したが、本願発明はターゲットの種類に制約
されるものではなく、種々のターゲットを用いる場合に
広く適用することが可能である。
【００４７】［実施形態２］図９は、上記実施形態１の
ターゲット浸食形状予測方法を用いて得たターゲット浸
食形状についてのデータを内蔵する演算制御手段を備
え、スパッタ条件を演算制御手段により制御することが
できるように構成されたスパッタ装置を用いて、セラミ
ック基板３１の表面に、くし歯状電極（ＩＤＴ電極）３
２と、リフレクタ用電極３３，３４を配設してなる弾性
表面波素子を示す図である。
ターゲット浸食形状予測方法を用いて得たターゲット浸
食形状についてのデータを内蔵する演算制御手段を備
え、スパッタ条件を演算制御手段により制御することが
できるように構成されたスパッタ装置を用いて、セラミ
ック基板３１の表面に、くし歯状電極（ＩＤＴ電極）３
２と、リフレクタ用電極３３，３４を配設してなる弾性
表面波素子を示す図である。
【００４８】この実施形態２のように、本願発明のター
ゲット浸食形状予測方法を用いて、スパッタ条件を制御
しつつ、セラミック基板の表面に電極を形成することに
より、エロージョン浸食の進行に左右されることなく、
厚みが均一な弾性表面波素子を効率よく製造することが
できる。
ゲット浸食形状予測方法を用いて、スパッタ条件を制御
しつつ、セラミック基板の表面に電極を形成することに
より、エロージョン浸食の進行に左右されることなく、
厚みが均一な弾性表面波素子を効率よく製造することが
できる。
【００４９】なお、本願発明は、弾性表面波素子に限ら
ず、セラミック基板を用いた薄膜回路素子、薄膜磁気ヘ
ッド、半導体装置、マスク、液晶表示装置、光導波路な
ど種々の電子部品に適用することが可能である。
ず、セラミック基板を用いた薄膜回路素子、薄膜磁気ヘ
ッド、半導体装置、マスク、液晶表示装置、光導波路な
ど種々の電子部品に適用することが可能である。
【００５０】本願発明は、さらにその他の点において
も、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。
も、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。
【００５１】
【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
ターゲット浸食形状予測方法は、スパッタリング成膜法
において用いられるターゲットの浸食形状を予測するに
あたって、電場、磁場の作用力にニュートン力学を適用
して、ターゲットから放出される電子の軌道を求め、そ
の結果からイオンの発生位置分布の相対値及び該発生位
置分布の相対値から計算されるターゲット浸食形状相対
値を求めるとともに、ターゲット浸食形状相対値と、実
際の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及び
電界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位
時間当り放出量[Ｉ]を求めるようにしているので、スパ
ッタ粒子の放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置で
どの程度浸食されているか）を予測することができるよ
うになる。
ターゲット浸食形状予測方法は、スパッタリング成膜法
において用いられるターゲットの浸食形状を予測するに
あたって、電場、磁場の作用力にニュートン力学を適用
して、ターゲットから放出される電子の軌道を求め、そ
の結果からイオンの発生位置分布の相対値及び該発生位
置分布の相対値から計算されるターゲット浸食形状相対
値を求めるとともに、ターゲット浸食形状相対値と、実
際の成膜時における放電電流、放電電圧、放電時間及び
電界分布から、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位
時間当り放出量[Ｉ]を求めるようにしているので、スパ
ッタ粒子の放出量、ターゲットの浸食形状（どの位置で
どの程度浸食されているか）を予測することができるよ
うになる。
【００５２】そして、その結果、以下のような効果を得
ることが可能になる。 (１)任意のマグネトロンスパッタ装置において、超音波
方式、レーザ方式等のエロージョン形状を測定する特殊
な装置を必要とすることなく、容易にターゲットの使い
終わり（寿命）を予測することが可能になる。 (２)ターゲットの浸食に伴って膜厚分布は変化するが、
本願発明の方法によれば、刻々と変化するエロージョン
形状を電流、電圧のデータから予測することが可能にな
り、別途求めた「エロージョン浸食量と膜厚変化の関
係」を適用することによって、そのときのエロージョン
浸食量に応じた膜厚変化を抑制するための方策をとるこ
とが可能になり、膜厚の変動を抑制することができる。
ることが可能になる。 (１)任意のマグネトロンスパッタ装置において、超音波
方式、レーザ方式等のエロージョン形状を測定する特殊
な装置を必要とすることなく、容易にターゲットの使い
終わり（寿命）を予測することが可能になる。 (２)ターゲットの浸食に伴って膜厚分布は変化するが、
本願発明の方法によれば、刻々と変化するエロージョン
形状を電流、電圧のデータから予測することが可能にな
り、別途求めた「エロージョン浸食量と膜厚変化の関
係」を適用することによって、そのときのエロージョン
浸食量に応じた膜厚変化を抑制するための方策をとるこ
とが可能になり、膜厚の変動を抑制することができる。
【００５３】また、請求項２のターゲット浸食形状予測
方法は、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当
り放出量[Ｉ]を、イオンエネルギー毎のスパッタ率[II]
と、入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲット入射
数（実際量）[Ｖ]から求めるようにしているので、スパ
ッタ粒子の放出量を精度よく求めて、ターゲットの浸食
形状をより確実に予測することが可能になる。
方法は、イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当
り放出量[Ｉ]を、イオンエネルギー毎のスパッタ率[II]
と、入射位置毎のイオンの単位時間当りターゲット入射
数（実際量）[Ｖ]から求めるようにしているので、スパ
ッタ粒子の放出量を精度よく求めて、ターゲットの浸食
形状をより確実に予測することが可能になる。
【００５４】また、請求項３のターゲット浸食形状予測
方法のように、スパッタ率[II]を、イオンの初速度とイ
オン発生高さにより定まるターゲット表面との電位差か
らイオンの入射エネルギーを求める工程と、実験的に求
められたイオンの入射エネルギーとスパッタ率の関係か
らスパッタ率を求める工程を経て求めるようにした場
合、スパッタ粒子の放出量、ターゲットの浸食量をさら
に精度よく予測することが可能になる。すなわち、スパ
ッタ率[II]は、イオンの入射エネルギーにより変化する
ものであって、その値も実験的に求められており、イオ
ンの入射エネルギーは、イオンの初速度と、イオンの発
生高さ（発生位置）により定まるターゲット表面との電
位差とから、イオンの発生位置毎に求めることができ
る。したがって、イオンの入射エネルギーを求めること
により、実験的に求められたイオンの入射エネルギーと
スパッタ率の関係から、スパッタ率を求めることが可能
になる。
方法のように、スパッタ率[II]を、イオンの初速度とイ
オン発生高さにより定まるターゲット表面との電位差か
らイオンの入射エネルギーを求める工程と、実験的に求
められたイオンの入射エネルギーとスパッタ率の関係か
らスパッタ率を求める工程を経て求めるようにした場
合、スパッタ粒子の放出量、ターゲットの浸食量をさら
に精度よく予測することが可能になる。すなわち、スパ
ッタ率[II]は、イオンの入射エネルギーにより変化する
ものであって、その値も実験的に求められており、イオ
ンの入射エネルギーは、イオンの初速度と、イオンの発
生高さ（発生位置）により定まるターゲット表面との電
位差とから、イオンの発生位置毎に求めることができ
る。したがって、イオンの入射エネルギーを求めること
により、実験的に求められたイオンの入射エネルギーと
スパッタ率の関係から、スパッタ率を求めることが可能
になる。
【００５５】また、請求項４のターゲット浸食形状予測
方法のように、発生位置毎のイオンのターゲット到達時
間[IV]を求めるとともに、位置毎の単位時間当たりのイ
オンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を求め、放電
電流から求めた単位時間当りのイオン入射数（実際量）
[III]を勘案して、入射位置毎のイオンの単位時間当り
ターゲット入射数（実際量）[Ｖ]を求めるようにした場
合、ターゲットの浸食量をさらに精度よく予測すること
ができるようになる。
方法のように、発生位置毎のイオンのターゲット到達時
間[IV]を求めるとともに、位置毎の単位時間当たりのイ
オンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を求め、放電
電流から求めた単位時間当りのイオン入射数（実際量）
[III]を勘案して、入射位置毎のイオンの単位時間当り
ターゲット入射数（実際量）[Ｖ]を求めるようにした場
合、ターゲットの浸食量をさらに精度よく予測すること
ができるようになる。
【００５６】また、請求項５のターゲット浸食形状予測
方法のように、放電電圧とシース厚からイオン発生高さ
とターゲット表面との電位差を求め、この電位差とイオ
ン初速度からイオンの入射エネルギーを求める工程を経
て、発生位置毎のイオンのターゲット到達時間[IV]を求
めるようにした場合、発生位置毎のイオンのターゲット
到達時間[IV]を精度よく求めることが可能になり、ター
ゲットの浸食量をさらに精度よく予測することが可能に
なる。
方法のように、放電電圧とシース厚からイオン発生高さ
とターゲット表面との電位差を求め、この電位差とイオ
ン初速度からイオンの入射エネルギーを求める工程を経
て、発生位置毎のイオンのターゲット到達時間[IV]を求
めるようにした場合、発生位置毎のイオンのターゲット
到達時間[IV]を精度よく求めることが可能になり、ター
ゲットの浸食量をさらに精度よく予測することが可能に
なる。
【００５７】また、請求項６のターゲット浸食形状予測
方法のように、単位時間当りのイオン入射数（実際量）
[III]を、式(１)により求められるイオン電流（Ｉｉ）
を用いて、式（２）から求めることにより、単位時間当
りのイオン入射数（実際量）[III]を精度よく求めて、
ターゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能
になる。Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：イオン電流、γ：二次電子放出係数、Ｉ：放電電
流、 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） ｅ：電気素量、Ｎ：単位時間当りのイオン入射数
方法のように、単位時間当りのイオン入射数（実際量）
[III]を、式(１)により求められるイオン電流（Ｉｉ）
を用いて、式（２）から求めることにより、単位時間当
りのイオン入射数（実際量）[III]を精度よく求めて、
ターゲットの浸食量をさらに確実に予測することが可能
になる。Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：イオン電流、γ：二次電子放出係数、Ｉ：放電電
流、 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） ｅ：電気素量、Ｎ：単位時間当りのイオン入射数
【００５８】また、請求項７のターゲット浸食形状予測
方法のように、位置毎の単位時間当りのイオンのターゲ
ット入射数（相対値）[VIII]を、電界分布と磁界分布か
ら求めるようにした場合、位置毎の単位時間当りのイオ
ンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を精度よく求め
て、ターゲットの浸食量をさらに確実に予測することが
可能になる。
方法のように、位置毎の単位時間当りのイオンのターゲ
ット入射数（相対値）[VIII]を、電界分布と磁界分布か
ら求めるようにした場合、位置毎の単位時間当りのイオ
ンのターゲット入射数（相対値）[VIII]を精度よく求め
て、ターゲットの浸食量をさらに確実に予測することが
可能になる。
【００５９】本願発明（請求項８）のスパッタ装置は、
請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得たター
ゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算制御手
段を備えているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する膜を確実に形成することが可能にな
る。
請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用いて得たター
ゲット浸食形状についてのデータを内蔵する演算制御手
段を備えているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する膜を確実に形成することが可能にな
る。
【００６０】また、本願発明（請求項９）の電極形成方
法は、請求項８のスパッタ装置を用いて電極を形成する
ようにしているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する電極を確実に形成することができる。
法は、請求項８のスパッタ装置を用いて電極を形成する
ようにしているので、ターゲット浸食形状に応じて、演
算制御手段によりスパッタ条件を制御して、膜厚など所
望の特性を有する電極を確実に形成することができる。
【００６１】また、本願発明（請求項１０）の電子部品
は、請求項９記載の電極形成方法により形成された電極
を備えているので、所望の特性を備えた品質の良好な電
子部品を提供することが可能になる。
は、請求項９記載の電極形成方法により形成された電極
を備えているので、所望の特性を備えた品質の良好な電
子部品を提供することが可能になる。
【図１】本願発明の一実施形態（実施形態１）において
用いたスパッタ装置の概略構成を示す図である。
用いたスパッタ装置の概略構成を示す図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかるターゲット浸食
形状予測方法の流れを示すフローチャートである。
形状予測方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】本願発明の一実施形態にかかるターゲット浸食
形状予測方法の流れを示すフローチャートである。
形状予測方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】Ａｒイオンをターゲットに衝突させた場合にお
ける、Ａｒイオン発生位置（発生したＡｒイオンとター
ゲット間の距離）、及びＡｒイオン発生高さにより定ま
るターゲット表面との電位差（すなわち、ターゲット近
傍の電位勾配）のイメージを示す図である。
ける、Ａｒイオン発生位置（発生したＡｒイオンとター
ゲット間の距離）、及びＡｒイオン発生高さにより定ま
るターゲット表面との電位差（すなわち、ターゲット近
傍の電位勾配）のイメージを示す図である。
【図５】Ａｒイオンをターゲットに衝突させてスパッタ
粒子を発生させている状態における、Ａｒイオン発生高
さにより定まるターゲット表面との電位差（すなわち、
ターゲット近傍の電位勾配）のイメージを示す図であ
る。
粒子を発生させている状態における、Ａｒイオン発生高
さにより定まるターゲット表面との電位差（すなわち、
ターゲット近傍の電位勾配）のイメージを示す図であ
る。
【図６】Ｃｕからなるターゲットを用いた場合における
Ａｒイオンの入射エネルギーとＣｕのスパッタ率の関係
を示す図である。
Ａｒイオンの入射エネルギーとＣｕのスパッタ率の関係
を示す図である。
【図７】投入電力を３７．０ｋｗｈとした場合における
ターゲット浸食形状の実測結果と本願発明の方法による
予測結果を示す図である。
ターゲット浸食形状の実測結果と本願発明の方法による
予測結果を示す図である。
【図８】投入電力を６８．３ｋｗｈとした場合における
ターゲット浸食形状の実測結果と本願発明の方法による
予測結果を示す図である。
ターゲット浸食形状の実測結果と本願発明の方法による
予測結果を示す図である。
【図９】本願発明の電極形成方法を適用して製造された
弾性表面波素子（電子部品）を示す図である。
弾性表面波素子（電子部品）を示す図である。
１ 成膜チャンバ（真空槽）
２ ターゲット
３ 磁石
４ 基板
５ 下部電極
６ 原料ガス導入弁
７ 排気弁
８ スパッタリング用電源
９ 制御手段
３１ セラミック基板
３２ くし歯状電極（ＩＤＴ電極）
３３ リフレクタ用電極
３４ リフレクタ用電極
Claims (10)
- 【請求項１】電子との衝突により生成したイオンを電場
で加速してターゲットに衝突させることによりターゲッ
トから発生させたスパッタ粒子を基板に到達させて成膜
を行うスパッタリング成膜法において用いられるターゲ
ットの浸食形状を予測する方法であって、 (ａ)電界分布と磁界分布からターゲット浸食形状相対値
を求める工程と、 (ｂ)放電電流と放電電圧と前記ターゲット浸食形状相対
値からイオン入射位置毎のスパッタ粒子の単位時間当り
放出量[Ｉ]を求める工程と、 (ｃ)放電時間を積算する工程と、 を具備することを特徴とするターゲット浸食形状予測方
法。 - 【請求項２】前記イオン入射位置毎のスパッタ粒子の単
位時間当り放出量[Ｉ]が、スパッタ率[II]と、入射位置
毎のイオンの単位時間当りターゲット入射数（実際量）
[Ｖ]から求められることを特徴とする請求項１記載のタ
ーゲット浸食形状予測方法。 - 【請求項３】前記スパッタ率[II]が、 イオンの初速度とイオン発生高さにより定まるターゲッ
ト表面との電位差からイオンの入射エネルギーを求める
工程と、 実験的に求められたイオンの入射エネルギーとスパッタ
率の関係からスパッタ率を求める工程とを経て求められ
ることを特徴とするターゲット浸食形状予測方法。 - 【請求項４】前記入射位置毎のイオンの単位時間当りタ
ーゲット入射数（実際量）[Ｖ]が、 発生位置毎のイオンのターゲット到達時間[IV]を求める
工程と、 位置毎の単位時間当りのイオンのターゲット入射数（相
対値）[VIII]を求める工程と、 放電電流から単位時間当りのイオン入射数（実際量）[I
II]を求める工程とを経て求められることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載のターゲット浸食形状予
測方法。 - 【請求項５】前記発生位置毎のイオンのターゲット到達
時間[IV]が、 放電電圧とシース厚からイオン発生高さとターゲット表
面との電位差を求める工程と、 イオン初速度とイオン発生高さとターゲット表面との電
位差からイオンの入射エネルギーを求める工程とを経て
求められることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載のターゲット浸食形状予測方法。 - 【請求項６】前記単位時間当りのイオン入射数（実際
量）[III]が、下記の式(１)により、放電電流から求め
られるイオン電流（Ｉｉ）を用いて、下記の式（２）か
ら求められることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載のターゲット浸食形状予測方法。 Ｉｉ＝Ｉ／（１＋γ） ……（１） Ｉｉ：イオン電流、γ：二次電子放出係数、Ｉ：放電電
流、 Ｎ＝Ｉｉ／ｅ ……（２） ｅ：電気素量、Ｎ：単位時間当りのイオン入射数 - 【請求項７】前記位置毎の単位時間当りのイオンのター
ゲット入射数（相対値）[VIII]が、電界分布と磁界分布
から求められることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
かに記載のターゲット浸食形状予測方法。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の方法を用
いて得たターゲット浸食形状についてのデータを内蔵す
る演算制御手段を備え、該演算制御手段によりスパッタ
条件を制御することができるように構成されていること
を特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項９】請求項８記載のスパッタ装置を用いて電極
を形成することを特徴とする電極形成方法。 - 【請求項１０】請求項９記載の電極形成方法により形成
された電極を備えていることを特徴とする電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076356A JP2003277927A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | ターゲット浸食形状予測方法、スパッタ装置、電極形成方法及び電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076356A JP2003277927A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | ターゲット浸食形状予測方法、スパッタ装置、電極形成方法及び電子部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277927A true JP2003277927A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29227774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002076356A Withdrawn JP2003277927A (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | ターゲット浸食形状予測方法、スパッタ装置、電極形成方法及び電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277927A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100964265B1 (ko) | 2007-02-05 | 2010-06-16 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 마그네트론스퍼터의 설계 지원 방법, 장치 및 컴퓨터 판독가능한 기록 매체 |
| JP2020007581A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング | 成膜レートの予測装置、成膜レートの予測方法、および成膜レートの予測プログラム |
| JP2020172685A (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-22 | 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング | マグネトロンスパッタ装置の作動シミュレーション装置及び作動シミュレーション方法 |
| CN113046701A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
| CN115595544A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-13 | 宁波工程学院（Cn） | 检测金属靶材溅射性能的方法 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002076356A patent/JP2003277927A/ja not_active Withdrawn
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| JP2020172685A (ja) * | 2019-04-10 | 2020-10-22 | 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング | マグネトロンスパッタ装置の作動シミュレーション装置及び作動シミュレーション方法 |
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| CN113046701B (zh) * | 2019-12-27 | 2023-12-26 | 住友重机械工业株式会社 | 成膜装置 |
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