JP2014058726A

JP2014058726A - Pzt film formation method, and pzt film formation apparatus

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Publication number: JP2014058726A
Application number: JP2012205188A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kobayashi; 宏樹小林; Kazuya Tsukakoshi; 和也塚越; Mitsutaka Hirose; 光隆廣瀬; Isao Kimura; 勲木村; Hirotsuna Su; 弘綱鄒
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-04-03

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PZT film formation method which can enhance the piezoelectricity of PZT films, and a PZT film formation apparatus.SOLUTION: A PZT film formation method includes a first step of heating a stage 15 on which a substrate S is placed to a first temperature, and a second step of heating the stage 15 to a second temperature. The first temperature is higher than the second temperature. In the first step, at least lead evaporates from a PZT film FI for an initial layer which is preliminarily deposited on the surface of the stage 15. In the second step, a lead zirconate titanate target T is sputtered in mixed gas atmosphere including oxygen and argon, where the oxygen flow of the mixed gas is set to 1.3% or higher and 5.0% or less.

Description

本開示の技術は、スパッタ法を用いてチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（以下ではＰＺＴと記載する））膜を形成するＰＺＴ膜形成方法、及び、ＰＺＴ膜形成装置に関する。 The technology of the present disclosure relates to a PZT film forming method and a PZT film forming apparatus for forming a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O ₃ (hereinafter referred to as PZT)) film using a sputtering method. .

ＰＺＴ膜の自発分極の方向は、外部電界の印加によって反転し、反転後の自発分極の方向は、外部電界の取り去られた後にも保持される。相互に対向する一対の電極に挟まれたＰＺＴ膜は、電極間の電圧によって分極状態を保持するため、例えば、不揮発性メモリの容量膜として広く利用される。 The direction of spontaneous polarization of the PZT film is reversed by application of an external electric field, and the direction of spontaneous polarization after inversion is maintained even after the external electric field is removed. A PZT film sandwiched between a pair of electrodes opposed to each other maintains a polarization state by a voltage between the electrodes, and is widely used, for example, as a capacitor film of a nonvolatile memory.

ＰＺＴ膜の形成方法には、特許文献１に記載のスパッタ法が知られており、例えば、ＰＺＴからなるターゲットがアルゴンと酸素との混合ガスの雰囲気でスパッタされる。この際に、ＰＺＴ膜の中に含まれる鉛は、混合ガスの雰囲気へ再び蒸発する場合がある。そこで、上述のスパッタ法では、化学量論組成のＰＺＴ膜を得ることを目的として、例えば、ターゲットに含まれる鉛の組成比が化学量論組成よりも高められたり、混合ガスの雰囲気の圧力に下限値が設定されたりする。 As a method for forming a PZT film, a sputtering method described in Patent Document 1 is known. For example, a target made of PZT is sputtered in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen. At this time, the lead contained in the PZT film may evaporate again into the mixed gas atmosphere. Therefore, in the above sputtering method, for the purpose of obtaining a PZT film having a stoichiometric composition, for example, the composition ratio of lead contained in the target is higher than the stoichiometric composition, or the pressure of the mixed gas atmosphere is increased. A lower limit is set.

特開２００５−５６８９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-5589

近年、上述の不揮発性メモリでは、それに含まれる容量素子に低い作動電圧や優れた保持特性が求められ、これらの要請が満たされるために、ＰＺＴ膜の薄膜化が進行している。一方で、ＰＺＴ膜の薄膜化は、通常、ＰＺＴ膜の圧電性を低下させるため、上述した薄膜化に伴って、ＰＺＴ膜の圧電性を高めることが切望されている。なお、ＰＺＴ膜の圧電性を高める要請は、上記の不揮発性メモリに限られず、例えば、アクチュエーターやセンサー等の圧電変換膜に用いられるＰＺＴ膜にも共通する。 In recent years, in the above-described nonvolatile memory, a low operating voltage and excellent holding characteristics are required for the capacitive element included therein, and in order to satisfy these requirements, the PZT film has been made thinner. On the other hand, since the thinning of the PZT film usually reduces the piezoelectricity of the PZT film, it is desired to increase the piezoelectricity of the PZT film along with the thinning described above. The request for increasing the piezoelectricity of the PZT film is not limited to the nonvolatile memory described above, and is common to PZT films used for piezoelectric conversion films such as actuators and sensors.

本開示の技術は、ＰＺＴ膜の圧電性を高めることの可能なＰＺＴ膜形成方法、及び、ＰＺＴ膜形成装置を提供することを目的とする。 An object of the technology of the present disclosure is to provide a PZT film forming method and a PZT film forming apparatus capable of enhancing the piezoelectricity of the PZT film.

本開示におけるＰＺＴ膜形成方法の一態様は、基板が載置されたステージを第１温度に加熱する第１工程と、前記ステージを第２温度に加熱する第２工程と、を含み、前記第１温度は、前記第２温度よりも高い。そして、前記第１工程では、前記ステージの表面に予め堆積されたＰＺＴ膜から少なくとも鉛が蒸発し、前記第２工程では、酸素とアルゴンとを含む混合ガスの雰囲気にて前記混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下に設定され、チタン酸ジルコン酸鉛のターゲットがスパッタされる。 One aspect of the PZT film forming method in the present disclosure includes a first step of heating a stage on which a substrate is placed to a first temperature, and a second step of heating the stage to a second temperature. One temperature is higher than the second temperature. In the first step, at least lead evaporates from the PZT film previously deposited on the surface of the stage. In the second step, oxygen in the mixed gas is mixed in an atmosphere of mixed gas containing oxygen and argon. The flow rate is set to 1.3% or more and 5.0% or less, and a target of lead zirconate titanate is sputtered.

本開示におけるＰＺＴ膜形成装置の一態様は、基板の載置されるステージと、前記ステージと向かい合うチタン酸ジルコン酸鉛のターゲットと、前記基板と前記ターゲットとの間に混合ガスを供給する供給部と、前記ステージの温度を第１温度と第２温度とに切り替える切り替え部と、を備える。前記混合ガスは、酸素とアルゴンとを含み、前記第１温度は、前記ステージの表面に予め堆積されるＰＺＴ膜から少なくとも鉛を蒸発させる温度であって、前記第２温度よりも高い。そして、前記切り替え部は、前記ターゲットがスパッタされる前に、前記ステージを前記第１温度に設定し、前記ターゲットがスパッタされる際に、前記ステージを前記第２温度に設定し、前記供給部は、前記ターゲットがスパッタされる際に、前記混合ガスにおける酸素の流量を１．３％以上５．０％以下に設定する。 One aspect of the PZT film forming apparatus according to the present disclosure includes a stage on which a substrate is placed, a target of lead zirconate titanate facing the stage, and a supply unit that supplies a mixed gas between the substrate and the target And a switching unit that switches the temperature of the stage between a first temperature and a second temperature. The mixed gas contains oxygen and argon, and the first temperature is a temperature for evaporating at least lead from a PZT film previously deposited on the surface of the stage, and is higher than the second temperature. The switching unit sets the stage to the first temperature before the target is sputtered, sets the stage to the second temperature when the target is sputtered, and the supply unit. When the target is sputtered, the flow rate of oxygen in the mixed gas is set to 1.3% or more and 5.0% or less.

ＰＺＴ膜に含まれる相の種類には、一般に、ペロブスカイト（ Perovskite ）相とパイロクロア（ Pyrochlore ）相とが知られている。ペロブスカイト相の中で、ＰＺＴ膜の分極軸に平行なｃ軸に沿った方向では高い圧電性が得られ、もしくは、ドメインの回転によりａ軸に沿った方向では高い圧電性が得られる。一方で、異相であるパイロクロア相は、ｃ軸配向やａ軸配向が混在する（００１）／（１００）配向とは異なり、強誘電性を示さず、ＰＺＴ膜の電気的な特性のうち、特に、圧電性の向上を妨げる。 In general, a perovskite phase and a pyrochlore phase are known as the types of phases contained in the PZT film. In the perovskite phase, high piezoelectricity is obtained in the direction along the c axis parallel to the polarization axis of the PZT film, or high piezoelectricity is obtained in the direction along the a axis due to the rotation of the domain. On the other hand, the pyrochlore phase, which is a different phase, does not exhibit ferroelectricity unlike the (001) / (100) orientation in which c-axis orientation and a-axis orientation coexist. Among the electrical characteristics of the PZT film, This hinders improvement in piezoelectricity.

上記の一態様にて、予めステージに堆積されるＰＺＴ膜の鉛は、ターゲットがスパッタされる前の第１工程で蒸発する。それゆえに、ターゲットのスパッタが開始される前に、基板の表面には初期層が形成され、当該初期層では、化学量論組成のＰＺＴ膜よりも鉛の濃度が高くなる。そして、ターゲットがスパッタされる期間にて、基板に堆積したＰＺＴ膜から鉛が再び蒸発するとしても、上記の初期層に含まれる鉛がＰＺＴ膜で拡散する結果、ＰＺＴ膜の全体にて鉛が過剰に欠損することが抑えられる。結果として、基板に堆積されるＰＺＴ膜では、上記の初期層が形成されない方法に比べて、ペロブスカイト相の形成が進行する。 In the above aspect, lead of the PZT film deposited in advance on the stage evaporates in the first step before the target is sputtered. Therefore, before the sputtering of the target is started, an initial layer is formed on the surface of the substrate, and the lead concentration in the initial layer is higher than that of the PZT film having the stoichiometric composition. Even if lead evaporates again from the PZT film deposited on the substrate in the period during which the target is sputtered, the lead contained in the initial layer diffuses in the PZT film. Excessive deficiency can be suppressed. As a result, in the PZT film deposited on the substrate, the formation of the perovskite phase proceeds as compared with the method in which the initial layer is not formed.

ここで、本発明者らは、パイロクロア相と圧電性との関係を鋭意研究する中で、混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であれば、パイロクロア相の形成が抑えられることを見出した。そして、上記態様であれば、混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であるから、ＰＺＴ膜の圧電性が高められる。 Here, the present inventors have intensively studied the relationship between the pyrochlore phase and the piezoelectricity. If the flow rate of oxygen in the mixed gas is 1.3% or more and 5.0% or less, formation of the pyrochlore phase is not possible. I found out that it can be suppressed. And if it is the said aspect, since the flow volume of oxygen in mixed gas is 1.3% or more and 5.0% or less, the piezoelectricity of a PZT film | membrane is improved.

本開示におけるＰＺＴ膜形成方法の他の態様にて、前記第２工程では、前記ステージの温度が前記第１温度から前記第２温度に下げられた後に前記ターゲットのスパッタが開始される。 In another aspect of the PZT film forming method of the present disclosure, in the second step, sputtering of the target is started after the temperature of the stage is lowered from the first temperature to the second temperature.

上記の他の態様によれば、ステージが第１温度に加熱された状態から第２工程が開始される。それゆえに、基板がステージに載置された状態にて、基板に対する処理を第１工程から第２工程へ移すことが可能にもなる。この際に、第１温度から第２温度にステージが降温した後に、ターゲットのスパッタが開始されるため、スパッタによって形成されるＰＺＴ膜が第２温度よりも高くなり難くなる。結果として、スパッタによって形成されるＰＺＴ膜から鉛が過剰に蒸発することが抑えられる。 According to the other aspect described above, the second step is started from a state where the stage is heated to the first temperature. Therefore, it is possible to move the processing on the substrate from the first step to the second step while the substrate is placed on the stage. At this time, since the sputtering of the target is started after the stage is cooled from the first temperature to the second temperature, the PZT film formed by sputtering is less likely to be higher than the second temperature. As a result, excessive evaporation of lead from the PZT film formed by sputtering can be suppressed.

本開示におけるＰＺＴ膜形成方法の他の態様にて、前記第２工程では、前記ステージの温度が前記第１温度から前記第２温度に下げられた後に前記混合ガスの雰囲気が形成される。 In another aspect of the PZT film forming method of the present disclosure, in the second step, the atmosphere of the mixed gas is formed after the temperature of the stage is lowered from the first temperature to the second temperature.

第１工程で蒸発した鉛が基板に吸着する確率は、基板の温度が下がるに従って高くなる。一方で、上記の他の態様によれば、ステージの温度が第２温度に下がった後に、酸化を含む雰囲気が形成される。それゆえに、蒸発した鉛が酸素によって酸化されること、酸化された状態の鉛が基板に吸着すること、これらを抑えることが可能にもなる。 The probability that the lead evaporated in the first step is adsorbed on the substrate increases as the temperature of the substrate decreases. On the other hand, according to the other aspect described above, an atmosphere including oxidation is formed after the temperature of the stage is lowered to the second temperature. Therefore, the evaporated lead is oxidized by oxygen, and the oxidized lead is adsorbed on the substrate, which can be suppressed.

本開示におけるＰＺＴ膜形成方法の他の態様にて、前記ステージの周囲には、ＰＺＴ膜が堆積される防着板が備えられ、前記第１工程では、前記防着板が加熱され、前記防着板の表面に予め堆積されたＰＺＴ膜から少なくとも鉛が蒸発する。 In another aspect of the PZT film forming method according to the present disclosure, an adhesion preventing plate on which a PZT film is deposited is provided around the stage. In the first step, the adhesion preventing plate is heated to At least lead evaporates from the PZT film previously deposited on the surface of the landing plate.

上記の他の態様によれば、ターゲットのスパッタが開始される前の第１工程にて、ステージに堆積されたＰＺＴ膜と、防着板に堆積されたＰＺＴ膜の鉛とがそれぞれ蒸発する。それゆえに、基板の表面に形成される初期層を、ステージから蒸発する鉛と、防着板から蒸発する鉛とによって形成することが可能にもなる。結果として、初期層に対する鉛の供給源が増すことになるから、ステージのみから鉛が供給される場合に比べて、第１温度が高くなることが抑えられる。 According to the other aspect, in the first step before the sputtering of the target is started, the PZT film deposited on the stage and the lead of the PZT film deposited on the deposition preventing plate are evaporated. Therefore, it becomes possible to form the initial layer formed on the surface of the substrate by lead evaporating from the stage and lead evaporating from the deposition preventing plate. As a result, since the supply source of lead to the initial layer is increased, it is possible to suppress the first temperature from becoming higher than when lead is supplied only from the stage.

本開示におけるＰＺＴ膜形成方法の他の態様にて、前記第１工程での前記防着板の温度は、前記第２工程での前記防着板の温度よりも高い。
上記の他の態様によれば、ターゲットがスパッタされる際に、ターゲットがスパッタされる前よりも、防着板の温度が低くなる。それゆえに、第１工程と第２工程とで防着板の温度が維持される場合に比べて、ターゲットがスパッタされる際に、防着板にＰＺＴ膜が堆積されやすくなる。結果として、第１温度が高くなることを抑えられるという効果が一層に得られやすくなる。 In another aspect of the PZT film forming method of the present disclosure, the temperature of the deposition preventing plate in the first step is higher than the temperature of the deposition preventing plate in the second step.
According to the other aspect, when the target is sputtered, the temperature of the deposition preventing plate is lower than before the target is sputtered. Therefore, compared to the case where the temperature of the deposition preventive plate is maintained in the first step and the second step, the PZT film is easily deposited on the deposition preventive plate when the target is sputtered. As a result, it becomes easier to obtain the effect of suppressing the first temperature from increasing.

本開示におけるＰＺＴ膜形成装置の一実施形態での装置構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the apparatus structure in one Embodiment of the PZT film forming apparatus in this indication. 一実施形態でのＰＺＴ膜形成装置の電気構成を機能的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows functionally the electrical structure of the PZT film forming apparatus in one Embodiment. 一実施形態でのＰＺＴ膜形成装置の各構成要素の駆動状態を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive state of each component of the PZT film forming apparatus in one embodiment. 第１工程が施されたＰＺＴ膜のＸ線回折結果と第１工程が施されていないＰＺＴ膜のＸ線回折結果とを示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the PZT film | membrane in which the 1st process was performed, and the X-ray-diffraction result of the PZT film | membrane which the 1st process was not performed. 第２工程にて相互に異なる酸素流量比の雰囲気で形成されたＰＺＴ膜のＸ線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the PZT film | membrane formed in the atmosphere of mutually different oxygen flow ratio in a 2nd process. 第２工程における酸素分圧とＰＺＴ膜の成膜速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the oxygen partial pressure in a 2nd process, and the film-forming speed | rate of a PZT film | membrane.

図１から図６を参照して本開示における一実施形態を説明する。まず、本実施形態におけるＰＺＴ膜形成装置の構成について図１から図３を参照して説明する。
［ＰＺＴ膜形成装置の構成］
図１に示されるように、真空チャンバー１１には、第１供給装置１２と、第２供給装置１３と、排気装置１４と圧力センサーＰＧとが接続されている。第１供給装置１２は、真空チャンバー１１に所定の流量でアルゴンを供給するマスフローコントローラーである。第２供給装置１３は、真空チャンバー１１に所定の流量で酸素を供給するマスフローコントローラーである。これら第１供給装置１２と第２供給装置１３とによって、供給部が構成されている。排気装置１４は、真空チャンバー１１の内部に供給されたガスの一部を排気するポンプやバルブによって構成されて、真空チャンバー１１の内部の圧力を調整する。圧力センサーＰＧは、真空チャンバー１１の内部の圧力を測定値として出力する。 An embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6. First, the configuration of the PZT film forming apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[Configuration of PZT film forming apparatus]
As shown in FIG. 1, a first supply device 12, a second supply device 13, an exhaust device 14, and a pressure sensor PG are connected to the vacuum chamber 11. The first supply device 12 is a mass flow controller that supplies argon to the vacuum chamber 11 at a predetermined flow rate. The second supply device 13 is a mass flow controller that supplies oxygen to the vacuum chamber 11 at a predetermined flow rate. The first supply device 12 and the second supply device 13 constitute a supply unit. The exhaust device 14 is configured by a pump or a valve that exhausts a part of the gas supplied to the inside of the vacuum chamber 11, and adjusts the pressure inside the vacuum chamber 11. The pressure sensor PG outputs the pressure inside the vacuum chamber 11 as a measurement value.

真空チャンバー１１の内部には、基板Ｓの載置されるステージ１５が収容されている。ステージ１５は、ステージ１５を加熱するヒーターＨと、ステージ１５の温度を測定する温度センサーＴＳとを内蔵している。真空チャンバー１１の外部には、ヒーターＨを駆動するヒーター電源１６が接続されている。ヒーターＨは、ヒーター電源１６からの電力を受けてステージ１５を加熱する。温度センサーＴＳは、ステージ１５の温度を測定値として出力する。 A stage 15 on which the substrate S is placed is accommodated inside the vacuum chamber 11. The stage 15 includes a heater H that heats the stage 15 and a temperature sensor TS that measures the temperature of the stage 15. A heater power source 16 for driving the heater H is connected to the outside of the vacuum chamber 11. The heater H receives the power from the heater power supply 16 and heats the stage 15. The temperature sensor TS outputs the temperature of the stage 15 as a measured value.

ステージ１５において基板Ｓの載置される載置面１５Ｓには、基板Ｓの載置される載置部分Ｐ１と載置部分Ｐ１の周囲である周囲部分Ｐ２とが区画されている。周囲部分Ｐ２の表面には、鉛を含む初期層用ＰＺＴ膜ＦＩが形成されている。初期層用ＰＺＴ膜ＦＩは、基板Ｓに対する成膜処理に先駆けて、予め周囲部分Ｐ２に形成されてもよく、あるいは、先行する基板Ｓの成膜処理にて、先行する基板Ｓ上のＰＺＴ膜の形成と同時に、後続する基板Ｓに対する初期層用ＰＺＴ膜ＦＩが形成されてもよい。 On the stage 15, the placement surface 15 S on which the substrate S is placed is partitioned with a placement portion P 1 on which the substrate S is placed and a peripheral portion P 2 that is the periphery of the placement portion P 1. An initial layer PZT film FI containing lead is formed on the surface of the peripheral portion P2. The PZT film FI for the initial layer may be formed in advance in the peripheral portion P2 prior to the film forming process on the substrate S, or the PZT film on the preceding substrate S in the film forming process of the preceding substrate S. Simultaneously with the formation, an initial layer PZT film FI for the subsequent substrate S may be formed.

真空チャンバー１１の内部には、ステージ１５に対向するＰＺＴのターゲットＴが収容されている。ターゲットＴの主成分はＰＺＴであり、例えば、ＰＺＴを含むターゲットＴは、化学量論組成であってもよく、あるいは、化学量論組成よりも高い組成で鉛を含んでもよい。ターゲットＴには、ターゲットＴに高周波電力を供給する高周波電源１７が接続されている。高周波電源１７は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力をターゲットＴに供給して真空チャンバー１１の内部にイオンを生成し、ターゲットＴの表面をイオンでスパッタする。 A PZT target T facing the stage 15 is accommodated in the vacuum chamber 11. The main component of the target T is PZT. For example, the target T containing PZT may have a stoichiometric composition, or may contain lead with a composition higher than the stoichiometric composition. A high frequency power supply 17 that supplies high frequency power to the target T is connected to the target T. The high frequency power source 17 supplies, for example, high frequency power of 13.56 MHz to the target T to generate ions inside the vacuum chamber 11 and sputters the surface of the target T with ions.

ステージ１５とターゲットＴとの間には、載置部分Ｐ１の上方を囲う筒状をなす防着板１８が配置されている。ターゲットＴがイオンでスパッタされるとき、ターゲットＴからスパッタされたＰＺＴの粒子は、防着板１８の内側面に付着し、真空チャンバー１１の内側面への付着は、防着板１８によって抑えられる。 Between the stage 15 and the target T, a cylindrical deposition preventing plate 18 surrounding the placement portion P1 is disposed. When the target T is sputtered with ions, the PZT particles sputtered from the target T adhere to the inner surface of the deposition preventing plate 18, and the adhesion to the inner surface of the vacuum chamber 11 is suppressed by the deposition preventing plate 18. .

図２に示されるように、ＰＺＴ膜形成装置にて切り替え部を構成する制御装置２０は、入力部２０Ａと制御部２０Ｂと記憶部２０Ｃと出力部２０Ｄとを備える。
制御装置２０は、圧力センサーＰＧと温度センサーＴＳとに接続されている。入力部２０Ａは、圧力センサーＰＧの出力する測定値の入力処理と、温度センサーＴＳの出力する測定値の入力処理とを所定の周期で実行する。 As shown in FIG. 2, the control device 20 constituting the switching unit in the PZT film forming apparatus includes an input unit 20A, a control unit 20B, a storage unit 20C, and an output unit 20D.
The control device 20 is connected to the pressure sensor PG and the temperature sensor TS. 20 A of input parts perform the input process of the measured value which pressure sensor PG outputs, and the input process of the measured value which temperature sensor TS outputs with a predetermined period.

制御部２０Ｂは、ＰＺＴ膜を形成するためのプログラムに従い、各種の処理を実行するための制御信号を生成する。例えば、制御部２０Ｂは、アルゴンを供給する供給処理を実行するための制御信号を生成し、また、アルゴンと酸素との混合ガスを供給する供給処理を実行するための制御信号を生成する。制御部２０Ｂは、ステージ１５を加熱する加熱処理を実行するための制御信号を生成し、また、ターゲットＴのスパッタ処理を実行するための制御信号を生成する。 The control unit 20B generates control signals for executing various processes according to a program for forming the PZT film. For example, the control unit 20B generates a control signal for executing a supply process for supplying argon, and generates a control signal for executing a supply process for supplying a mixed gas of argon and oxygen. The control unit 20 B generates a control signal for executing the heating process for heating the stage 15, and generates a control signal for executing the sputtering process for the target T.

記憶部２０Ｃは、ＰＺＴ膜を形成するためのプログラムを格納する。例えば、記憶部２０Ｃは、アルゴンの供給処理やステージ１５の加熱処理等が含まれる第１工程を実行するためのプログラム、混合ガスの供給処理やターゲットＴのスパッタ処理が含まれる第２工程を実行するためのプログラムを格納する。 The storage unit 20C stores a program for forming the PZT film. For example, the storage unit 20C executes a program for executing a first process including an argon supply process and a heating process for the stage 15, a mixed gas supply process, and a second process including a target T sputtering process. Store the program to do.

記憶部２０Ｃは、上述の各処理を実行する際に用いられる各種のデータを格納する。例えば、記憶部２０Ｃは、アルゴンの供給処理でのアルゴンの設定流量と、アルゴンの供給処理での真空チャンバー１１の設定圧力とを格納する。また、記憶部２０Ｃは、ステージ１５の加熱処理でのステージ１５の設定温度と、当該温度での加熱時間の設定値とを格納する。また、記憶部２０Ｃは、混合ガスの供給処理に用いられる混合ガスの設定流量と、混合ガスの供給処理での真空チャンバー１１の設定圧力とを格納する。また、記憶部２０Ｃは、ターゲットＴのスパッタ処理での真空チャンバー１１の設定圧力と、高周波電源の設定出力とを格納する。 The storage unit 20C stores various data used when executing the above-described processes. For example, the storage unit 20C stores a set flow rate of argon in the argon supply process and a set pressure of the vacuum chamber 11 in the argon supply process. In addition, the storage unit 20C stores the set temperature of the stage 15 in the heating process of the stage 15 and the set value of the heating time at the temperature. The storage unit 20C stores a set flow rate of the mixed gas used for the mixed gas supply process and a set pressure of the vacuum chamber 11 in the mixed gas supply process. In addition, the storage unit 20C stores the set pressure of the vacuum chamber 11 and the set output of the high frequency power source in the sputtering process of the target T.

制御装置２０は、第１供給装置１２を駆動する第１供給装置駆動部１２Ｄと、第２供給装置１３を駆動する第２供給装置駆動部１３Ｄとに接続されている。また、制御装置２０は、排気装置１４を駆動する排気装置駆動部１４Ｄと、ヒーター電源１６を駆動するヒーター電源駆動部１６Ｄとに接続されている。また、制御装置２０は、高周波電源１７を駆動する高周波電源駆動部１７Ｄに接続されている。出力部２０Ｄは、各駆動部に対する制御信号の出力処理を所定の周期で実行する。 The control device 20 is connected to a first supply device drive unit 12D that drives the first supply device 12 and a second supply device drive unit 13D that drives the second supply device 13. The control device 20 is connected to an exhaust device drive unit 14D that drives the exhaust device 14 and a heater power supply drive unit 16D that drives the heater power supply 16. Further, the control device 20 is connected to a high frequency power supply driving unit 17D that drives the high frequency power supply 17. The output unit 20D executes a control signal output process for each drive unit at a predetermined cycle.

例えば、制御部２０Ｂは、出力部２０Ｄの出力処理を通じ、設定流量のアルゴンを供給するための制御信号を第１供給装置駆動部１２Ｄに出力する。第１供給装置駆動部１２Ｄは、制御装置２０からの制御信号を受け、制御信号に応じて第１供給装置１２に駆動信号を出力する。また、制御部２０Ｂは、出力部２０Ｄの出力処理を通じ、設定流量の混合ガスを供給するための制御信号を第１供給装置駆動部１２Ｄと第２供給装置駆動部１３Ｄとに出力する。第１供給装置駆動部１２Ｄと第２供給装置駆動部１３Ｄとは、制御装置２０からの制御信号を受け、制御信号に応じて第１供給装置１２と第２供給装置１３とに駆動信号を出力する。 For example, the control unit 20B outputs a control signal for supplying argon at a set flow rate to the first supply device driving unit 12D through the output process of the output unit 20D. The first supply device driving unit 12D receives a control signal from the control device 20, and outputs a drive signal to the first supply device 12 according to the control signal. Further, the control unit 20B outputs a control signal for supplying a mixed gas having a set flow rate to the first supply device driving unit 12D and the second supply device driving unit 13D through the output process of the output unit 20D. The first supply device drive unit 12D and the second supply device drive unit 13D receive a control signal from the control device 20, and output a drive signal to the first supply device 12 and the second supply device 13 according to the control signal. To do.

また、制御部２０Ｂは、出力部２０Ｄの出力処理を通じ、真空チャンバー１１の内部の圧力を設定圧力にするための制御信号を排気装置駆動部１４Ｄに出力する。排気装置駆動部１４Ｄは、制御装置２０からの制御信号を受け、制御信号に応じて排気装置１４に駆動信号を出力する。また、制御部２０Ｂは、出力部２０Ｄの出力処理を通じ、ステージ１５を設定温度に加熱するための制御信号をヒーター電源駆動部１６Ｄに出力する。ヒーター電源駆動部１６Ｄは、制御装置２０からの制御信号を受け、制御信号に応じてヒーター電源１６に駆動信号を出力する。また、制御部２０Ｂは、出力部２０Ｄの出力処理を通じ、高周波電源１７の出力を設定値にするための制御信号を高周波電源駆動部１７Ｄに出力する。高周波電源駆動部１７Ｄは、制御装置２０からの制御信号を受け、制御信号に応じて高周波電源１７に駆動信号を出力する。
［ＰＺＴ膜形成装置の作用］
図３を参照してＰＺＴ膜形成装置にて実行されるＰＺＴ膜形成方法を説明する。ここでは、ＰＺＴ膜形成装置における各駆動部の駆動状態の推移に従ってＰＺＴ膜形成方法を説明する。なお、図３には、高周波電源１７の出力値であるＲＦ出力値と、真空チャンバー１１の内部に実際に供給される酸素の流量であるＯ_２流量と、真空チャンバー１１の内部に実際に供給されるアルゴンの流量であるＡｒ流量と、ステージ１５の実際の温度であるステージ温度との推移が示されている。 Further, the control unit 20B outputs a control signal for setting the pressure inside the vacuum chamber 11 to the set pressure through the output process of the output unit 20D to the exhaust device driving unit 14D. The exhaust device drive unit 14D receives a control signal from the control device 20, and outputs a drive signal to the exhaust device 14 in accordance with the control signal. In addition, the control unit 20B outputs a control signal for heating the stage 15 to the set temperature to the heater power supply driving unit 16D through the output process of the output unit 20D. The heater power supply driving unit 16D receives a control signal from the control device 20, and outputs a drive signal to the heater power supply 16 in accordance with the control signal. Further, the control unit 20B outputs a control signal for setting the output of the high frequency power supply 17 to a set value through the output process of the output unit 20D to the high frequency power supply driving unit 17D. The high frequency power supply drive unit 17D receives a control signal from the control device 20, and outputs a drive signal to the high frequency power supply 17 in accordance with the control signal.
[Operation of PZT film forming apparatus]
A PZT film forming method executed in the PZT film forming apparatus will be described with reference to FIG. Here, the PZT film forming method will be described according to the transition of the driving state of each driving unit in the PZT film forming apparatus. FIG. 3 shows an RF output value that is an output value of the high-frequency power source 17, an O ₂ flow rate that is a flow rate of oxygen actually supplied into the vacuum chamber 11, and an actual supply inside the vacuum chamber 11. The transition of the Ar flow rate, which is the flow rate of argon, and the stage temperature, which is the actual temperature of the stage 15, is shown.

図３に示されるように、まず、タイミングｔ０では、ステージ１５に基板Ｓが載置される。そして、ヒーター電源駆動部１６Ｄによるヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度が第１設定温度Ｔ１に向けて上げられる。 As shown in FIG. 3, first, the substrate S is placed on the stage 15 at the timing t 0. And the temperature of the stage 15 is raised toward 1st setting temperature T1 by the drive of the heater power supply 16 by heater power supply drive part 16D.

タイミングｔ１では、ヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度が第１設定温度Ｔ１に到達し、その後も、ヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度は、タイミングｔ２まで第１設定温度Ｔ１に保たれる。タイミングｔ１からタイミングｔ２までの時間は、記憶部２０Ｃに加熱時間として格納されている。 At timing t1, the temperature of the stage 15 reaches the first set temperature T1 by driving the heater power supply 16, and after that, the temperature of the stage 15 reaches the first set temperature T1 until the timing t2 by driving the heater power supply 16. Kept. The time from timing t1 to timing t2 is stored as a heating time in the storage unit 20C.

この際に、第１設定温度Ｔ１は、周囲部分Ｐ２の表面に形成された初期層用ＰＺＴ膜ＦＩから鉛が蒸発する温度であって、例えば、６５０℃に設定される。こうした周囲部分Ｐ２の昇温によって、ターゲットＴのスパッタが開始される前に、基板Ｓの表面には初期層が形成され、当該初期層では、化学量論組成のＰＺＴ膜よりも鉛の濃度が高くなる。 At this time, the first set temperature T1 is a temperature at which lead evaporates from the PZT film FI for the initial layer formed on the surface of the surrounding portion P2, and is set to 650 ° C., for example. Before the sputtering of the target T is started by the temperature rise of the surrounding portion P2, an initial layer is formed on the surface of the substrate S. In the initial layer, the lead concentration is higher than that of the PZT film having the stoichiometric composition. Get higher.

なお、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間は、排気装置駆動部１４Ｄによる排気装置１４の駆動によって、真空チャンバー１１の内部の圧力は、第１設定圧力に保たれる。この際に、真空チャンバー１１の内部の圧力が過剰に低い場合には、周囲部分Ｐ２から蒸発した鉛が、基板Ｓの中央に到達する前に排気されやすくなる結果、初期層における膜厚の均一性が低くなる。そこで、上述の第１設定圧力は、初期層の膜厚の均一性に関する試験等に基づく圧力であって、初期層の膜厚の均一性が十分に得られる程度に高く設定される。 Note that during the period from the timing t1 to the timing t2, the pressure inside the vacuum chamber 11 is maintained at the first set pressure by driving the exhaust device 14 by the exhaust device driving unit 14D. At this time, if the pressure inside the vacuum chamber 11 is excessively low, the lead evaporated from the surrounding portion P2 is easily evacuated before reaching the center of the substrate S. As a result, the film thickness in the initial layer is uniform. Low. Therefore, the first set pressure described above is a pressure based on a test or the like regarding the uniformity of the initial layer thickness, and is set high enough to obtain a sufficient uniformity of the initial layer thickness.

タイミングｔ２では、ヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度が第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２に向けて下げられる。こうした周囲部分Ｐ２の降温によって、基板Ｓの表面に初期層の形成される第１工程は終了し、引き続き、ターゲットＴをスパッタする第２工程が開始される。なお、ステージ１５からの輻射によって昇温される防着板１８は、ステージ１５の降温に伴って、その温度を下げる。 At timing t2, the heater power supply 16 is driven to lower the temperature of the stage 15 from the first set temperature T1 toward the second set temperature T2. The first step of forming the initial layer on the surface of the substrate S is completed by the temperature drop of the surrounding portion P2, and then the second step of sputtering the target T is started. Note that the deposition preventing plate 18 that is heated by radiation from the stage 15 decreases its temperature as the temperature of the stage 15 decreases.

タイミングｔ３では、ヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度が第２設定温度Ｔ２に到達し、その後も、ヒーター電源１６の駆動によって、ステージ１５の温度は、第２設定温度Ｔ２に保たれる。また、第２供給装置駆動部１３Ｄによる第２供給装置１３の駆動によって、真空チャンバー１１の内部にアルゴンと酸素とが供給され始める。この際に、酸化源である酸素が真空チャンバー１１の内部に供給される一方で、ステージ１５の温度は第２設定温度Ｔ２に保たれ、且つ、酸素と共にアルゴンが流れる。それゆえに、タイミングｔ３以降では、初期層用ＰＺＴ膜ＦＩから蒸発した鉛が酸素と反応して基板Ｓに堆積することが抑えられる。 At timing t3, the temperature of the stage 15 reaches the second set temperature T2 by driving the heater power source 16, and the temperature of the stage 15 is maintained at the second set temperature T2 by driving the heater power source 16 thereafter. . Further, argon and oxygen begin to be supplied into the vacuum chamber 11 by driving the second supply device 13 by the second supply device driving unit 13D. At this time, oxygen as an oxidation source is supplied into the vacuum chamber 11, while the temperature of the stage 15 is maintained at the second set temperature T2, and argon flows together with oxygen. Therefore, after timing t3, it is possible to suppress the lead evaporated from the PZT film FI for the initial layer from reacting with oxygen and depositing on the substrate S.

タイミングｔ４では、第１供給装置１２と第２供給装置１３との駆動によって、真空チャンバー１１の内部に、設定流量Ｆａのアルゴンと設定流量Ｆｂの酸素とが供給され続ける。そして、高周波電源駆動部１７Ｄによる高周波電源１７の駆動によって、設定値Ｐｓの高周波電力がターゲットＴに供給される。この際に、アルゴンと酸素とからなる混合ガスの雰囲気では、混合ガスの総流量に対する酸素の流量の比率が、流量比率Ｒとして設定され、流量比率Ｒが、１．３％以上５．０％以下に設定される。そして、こうした雰囲気のもとで、ＰＺＴを主成分としたターゲットＴのスパッタが開始される。 At timing t 4, the first supply device 12 and the second supply device 13 are driven to continue supplying argon at the set flow rate Fa and oxygen at the set flow rate Fb into the vacuum chamber 11. Then, the high frequency power of the set value Ps is supplied to the target T by driving the high frequency power source 17 by the high frequency power source driving unit 17D. At this time, in the mixed gas atmosphere composed of argon and oxygen, the ratio of the flow rate of oxygen to the total flow rate of the mixed gas is set as the flow rate ratio R, and the flow rate ratio R is 1.3% or more and 5.0%. Set to: In such an atmosphere, sputtering of the target T having PZT as a main component is started.

なお、この際に、排気装置駆動部１４Ｄによる排気装置１４の駆動によって、真空チャンバー１１の内部の圧力は、第２設定圧力に保たれる。真空チャンバー１１の内部の圧力が過剰に低い場合には、基板Ｓに形成されるＰＺＴ膜から鉛が蒸発する結果、ＰＺＴ膜に求められる分極特性が低くなる。そこで、上述の第２設定圧力は、ＰＺＴ膜の分極特性に関する試験等に基づく圧力であって、所望の分極特性が得られる程度に高く設定される。 At this time, the pressure inside the vacuum chamber 11 is maintained at the second set pressure by driving the exhaust device 14 by the exhaust device drive unit 14D. When the pressure inside the vacuum chamber 11 is excessively low, lead is evaporated from the PZT film formed on the substrate S. As a result, the polarization characteristics required for the PZT film are lowered. Therefore, the above-mentioned second set pressure is a pressure based on a test on the polarization characteristics of the PZT film and is set high enough to obtain the desired polarization characteristics.

タイミングｔ５では、高周波電源１７の駆動の停止によって、ターゲットＴに対する高周波電力の印加が終了し、ターゲットＴのスパッタが終了する。また、ヒーター電源１６の駆動の停止によって、ステージ１５の温度がベース温度Ｔ０に向けて下げられる。タイミングｔ６では、ステージ１５の温度がベース温度Ｔ０に到達し、第１供給装置１２の駆動の停止と第２供給装置１３の駆動の停止とによって、アルゴンと酸素との供給が停止される。こうした高周波電力の供給の停止と混合ガスの供給の停止とによって、ターゲットＴをスパッタする第２工程が終了する。 At timing t5, the driving of the high frequency power supply 17 is stopped, and the application of the high frequency power to the target T is completed, and the sputtering of the target T is completed. Further, the temperature of the stage 15 is lowered toward the base temperature T0 by stopping the driving of the heater power supply 16. At timing t6, the temperature of the stage 15 reaches the base temperature T0, and the supply of argon and oxygen is stopped by stopping the driving of the first supply device 12 and stopping the driving of the second supply device 13. The second step of sputtering the target T is completed by stopping the supply of the high-frequency power and the supply of the mixed gas.

ここで、ＰＺＴ膜に含まれる相の種類には、上述したように、ペロブスカイト相とパイロクロア相とが知られている。ペロブスカイト相の中で、ＰＺＴ膜の分極軸に平行なｃ軸に沿った方向で高い圧電性が得られ、もしくは、ドメインの回転によりａ軸に沿った方向で高い圧電性が得られる。一方で、異相であるパイロクロア相は、ｃ軸配向やａ軸配向が混在する（００１）／（１００）配向とは異なり、強誘電性を示さず、ＰＺＴ膜の電気的な特性のうち、特に、圧電性の向上を妨げる。 Here, as described above, the perovskite phase and the pyrochlore phase are known as the types of phases contained in the PZT film. In the perovskite phase, high piezoelectricity is obtained in the direction along the c-axis parallel to the polarization axis of the PZT film, or high piezoelectricity is obtained in the direction along the a-axis by domain rotation. On the other hand, the pyrochlore phase, which is a different phase, does not exhibit ferroelectricity unlike the (001) / (100) orientation in which c-axis orientation and a-axis orientation coexist. Among the electrical characteristics of the PZT film, This hinders improvement in piezoelectricity.

予め周囲部分Ｐ２に形成された初期層用ＰＺＴ膜ＦＩの鉛は、ターゲットＴがスパッタされる前の第１工程で蒸発する。それゆえに、ターゲットＴのスパッタが開始される前に、基板Ｓの表面には初期層が形成され、その初期層では、化学量論組成のＰＺＴ膜よりも鉛の濃度が高くなる。そして、ターゲットＴがスパッタされる期間にて、基板Ｓに堆積したＰＺＴ膜から鉛が再び蒸発するとしても、上記の初期層に含まれる鉛がＰＺＴ膜で拡散する結果、ＰＺＴ膜の全体にて鉛が過剰に欠損することが抑えられる。結果として、基板Ｓに堆積されるＰＺＴ膜では、上記の初期層が形成されない方法に比べて、ペロブスカイト相の形成が進行する。 The lead of the PZT film FI for the initial layer previously formed on the peripheral portion P2 evaporates in the first step before the target T is sputtered. Therefore, before the sputtering of the target T is started, an initial layer is formed on the surface of the substrate S, and the lead concentration in the initial layer is higher than that of the PZT film having the stoichiometric composition. Even if lead evaporates again from the PZT film deposited on the substrate S during the period in which the target T is sputtered, the lead contained in the initial layer diffuses in the PZT film, resulting in the entire PZT film. Excessive deficiency of lead can be suppressed. As a result, in the PZT film deposited on the substrate S, the formation of the perovskite phase proceeds as compared with the method in which the initial layer is not formed.

ここで、本発明者らは、パイロクロア相と圧電性との関係を鋭意研究する中で、混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であれば、パイロクロア相の形成が抑えられることを見出した。そして、上述のＰＺＴ膜形成方法、及び、ＰＺＴ膜形成装置であれば、混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であるから、ＰＺＴ膜の圧電性を高めることが可能となる。 Here, the present inventors have intensively studied the relationship between the pyrochlore phase and the piezoelectricity. If the flow rate of oxygen in the mixed gas is 1.3% or more and 5.0% or less, formation of the pyrochlore phase is not possible. I found out that it can be suppressed. If the above-described PZT film forming method and PZT film forming apparatus are used, the flow rate of oxygen in the mixed gas is 1.3% or more and 5.0% or less, so that the piezoelectricity of the PZT film can be increased. It becomes.

［試験例］
図４を参照して第１工程に起因する相を説明する。図４は、ＰＺＴ膜のＸ線回折強度の測定結果を示すグラフであり、試験例１のＰＺＴ膜から得られた回折強度のパターンを上段に示し、試験例２のＰＺＴ膜から得られた回折強度のパターンを下段に示す。 [Test example]
The phase resulting from the first step will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the measurement result of the X-ray diffraction intensity of the PZT film. The diffraction intensity pattern obtained from the PZT film of Test Example 1 is shown in the upper stage, and the diffraction obtained from the PZT film of Test Example 2 The intensity pattern is shown below.

まず、第１工程と第２工程とが以下の形成条件で実行されることによって、試験例１のＰＺＴ膜が得られた。また、第１工程が省かれ、第２工程のみが以下の形成条件で実行されることによって、試験例２のＰＺＴ膜が得られた。そして、これら試験例１のＰＺＴ膜と試験例２のＰＺＴ膜とに対し、θ−２θスキャン法によるＸ線回折強度測定が行われた。
＜ＰＺＴ膜形成条件＞
・基板Ｓ：シリコン基板
・基板Ｓの直径：８インチ
・ターゲットＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３
・アルゴンの設定流量Ｆａ：４０ｓｃｃｍ
・第１設定温度Ｔ１：６５０℃
・第１設定圧力：５Ｐａ
・加熱時間：１０ｍｉｎ
・酸素の設定流量Ｆｂ：１０ｓｃｃｍ
・第２設定温度Ｔ２：５５０℃
・第２設定圧力：１Ｐａ
・ＲＦ出力の設定値Ｐｓ：５０Ｗ
・成膜時間：３０ｍｉｎ
図４に示されるように、試験例１では、２θが２２．５°である強い回折ピークと、２θが４５．０°である強い回折ピークとが認められ、（００１）／（１００）配向に相当するペロブスカイト相の形成が認められた。また、試験例１では、２θが３０°である強い回折ピークが認められ、パイロクロア相の形成も認められた。一方で、試験例２では、パイロクロア相の形成が認められたが、（００１）／（１００）配向に相当するペロブスカイト相の形成が認められなかった。結果として、試験例１と試験例２との比較から、初期層を形成する第１工程が実行されることによって、ペロブスカイト相の形成の進行が認められた。
［実施例］
図５を参照して第２工程に起因する相を説明する。図５は、ＰＺＴ膜のＸ線回折強度の測定結果を示すグラフであり、実施例のＰＺＴ膜から得られた回折強度のパターンと、比較例のＰＺＴ膜から得られた回折強度のパターンとを示す。 First, the PZT film of Test Example 1 was obtained by executing the first step and the second step under the following formation conditions. Moreover, the PZT film of Test Example 2 was obtained by omitting the first step and performing only the second step under the following formation conditions. Then, X-ray diffraction intensity measurement by the θ-2θ scan method was performed on the PZT film of Test Example 1 and the PZT film of Test Example 2.
<PZT film formation conditions>
-Substrate S: Silicon substrate-Diameter of substrate S: 8 inches-Target T: Pb (Zr, Ti) O ₃
Argon set flow rate Fa: 40 sccm
-1st preset temperature T1: 650 degreeC
・ First set pressure: 5Pa
・ Heating time: 10 min
・ Oxygen set flow rate Fb: 10 sccm
-Second set temperature T2: 550 ° C
・ Second set pressure: 1Pa
-RF output set value Ps: 50W
・ Deposition time: 30 min
As shown in FIG. 4, in Test Example 1, a strong diffraction peak with 2θ of 22.5 ° and a strong diffraction peak with 2θ of 45.0 ° were observed, and (001) / (100) orientation. The formation of a perovskite phase corresponding to was observed. In Test Example 1, a strong diffraction peak with 2θ of 30 ° was observed, and formation of a pyrochlore phase was also observed. On the other hand, in Test Example 2, formation of a pyrochlore phase was observed, but formation of a perovskite phase corresponding to the (001) / (100) orientation was not observed. As a result, from the comparison between Test Example 1 and Test Example 2, the progress of the formation of the perovskite phase was recognized by executing the first step of forming the initial layer.
[Example]
The phase resulting from the second step will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the X-ray diffraction intensity of the PZT film, and shows the diffraction intensity pattern obtained from the PZT film of the example and the diffraction intensity pattern obtained from the PZT film of the comparative example. Show.

まず、上述の条件のうち、流量比率Ｒが１．３％、２．５％、５．０％に変更され、その他の条件が維持されることによって、実施例のＰＺＴ膜が得られた。また、上述の条件のうち、流量比率Ｒが、０．０％、１２．５％に変更され、その他の条件が維持されることによって、比較例のＰＺＴ膜が得られた。そして、これら実施例のＰＺＴ膜と比較例のＰＺＴ膜とに対し、θ−２θスキャン法によるＸ線回折強度測定とリーク電流測定とが行われた。なお、上記実施例及び比較例において、アルゴンの設定流量Ｆａと第２設定圧力とは、上記形成条件と同一である。 First, among the above-mentioned conditions, the flow rate ratio R was changed to 1.3%, 2.5%, and 5.0%, and the other conditions were maintained, whereby the PZT film of the example was obtained. In addition, among the above conditions, the flow rate ratio R was changed to 0.0% and 12.5%, and the other conditions were maintained, so that a PZT film of a comparative example was obtained. Then, X-ray diffraction intensity measurement and leakage current measurement by the θ-2θ scan method were performed on the PZT film of these examples and the PZT film of the comparative example. In the examples and comparative examples, the argon set flow rate Fa and the second set pressure are the same as the formation conditions.

図５に示されるように、いずれの流量比率Ｒにおいても、２θが２２．５°である強い回折ピークと、２θが４５．０°である強い回折ピークとが認められ、（００１）／（１００）配向に相当するペロブスカイト相の形成が認められた。一方で、２θが３０°である強い回折ピークは、比較例にのみ認められ、実施例には認められなかった。結果として、実施例と比較例との比較から、１．３％以上５．０％以下の流量比率Ｒで第２工程が実行されることによって、パイロクロア相の形成の抑制が認められた。 As shown in FIG. 5, at any flow rate ratio R, a strong diffraction peak with 2θ of 22.5 ° and a strong diffraction peak with 2θ of 45.0 ° are recognized, and (001) / ( The formation of a perovskite phase corresponding to 100) orientation was observed. On the other hand, a strong diffraction peak with 2θ of 30 ° was observed only in the comparative example and not in the example. As a result, it was confirmed from the comparison between the example and the comparative example that the formation of the pyrochlore phase was suppressed by executing the second step at a flow rate ratio R of 1.3% to 5.0%.

図６を参照してＰＺＴ膜の成膜速度と酸素の流量比率Ｒとの関係を説明する。図６は、上記ＰＺＴ膜形成条件にて得られたＰＺＴ膜の成膜速度と流量比率Ｒとの関係を示すグラフであり、流量比率Ｒが０．０％から１０．０％までの関係を示す。 The relationship between the deposition rate of the PZT film and the oxygen flow rate ratio R will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the deposition rate of the PZT film obtained under the PZT film formation conditions and the flow rate ratio R. The relationship between the flow rate ratio R from 0.0% to 10.0% is shown. Show.

図６に示されるように、流量比率Ｒが０．０％であるときに、ＰＺＴ膜の成膜速度は最も高く、流量比率Ｒが高くなるに従って、ＰＺＴ膜の成膜速度は下がる。ＰＺＴ膜の成膜速度の下がる程度は、１．３％以上５．０％以下の領域で一旦小さくなり、５．０％から６．０％の領域で急激に大きくなる、６．０％以上の領域で再び小さくなる。言い換えれば、ＰＺＴ膜の成膜速度の下がる程度は、０．０％以上１．３％未満の第１領域と、１．３％以上５．０％以下の第２領域と、５．０％よりも大きい第３領域とに区分され、第２領域は、第１領域から第２領域に遷移する遷移領域である。すなわち、パイロクロア相の形成の抑制される流量比率Ｒは、ＰＺＴ膜の成膜速度の下がる度合いが遷移する領域でもある。 As shown in FIG. 6, when the flow rate ratio R is 0.0%, the deposition rate of the PZT film is the highest, and as the flow rate ratio R increases, the deposition rate of the PZT film decreases. The rate of decrease in the deposition rate of the PZT film is once reduced in the region of 1.3% to 5.0%, and rapidly increased in the region of 5.0% to 6.0%. 6.0% or more It becomes smaller again in the area. In other words, the rate of decrease in the deposition rate of the PZT film is such that the first region of 0.0% or more and less than 1.3%, the second region of 1.3% or more and 5.0% or less, and 5.0% The second region is a transition region that transitions from the first region to the second region. That is, the flow rate ratio R in which the formation of the pyrochlore phase is suppressed is also a region in which the degree of decrease in the deposition rate of the PZT film changes.

以上、上記実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）ターゲットＴのスパッタが開始される前に、基板Ｓの表面には初期層が形成され、その初期層では、化学量論組成のＰＺＴ膜よりも鉛の濃度が高くなる。結果として、ＰＺＴ膜の全体にて鉛が過剰に欠損することが抑えられ、基板Ｓに堆積されるＰＺＴ膜では、上記の初期層が形成されない方法に比べて、ペロブスカイト相の形成が進行する。そして、混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であるから、パイロクロア層の形成が抑制され、ＰＺＴ膜の圧電性を高めることが可能となる。 As mentioned above, according to the said embodiment, the following effects are acquired.
(1) Before the sputtering of the target T is started, an initial layer is formed on the surface of the substrate S. In the initial layer, the lead concentration is higher than that of the PZT film having the stoichiometric composition. As a result, excessive deficiency of lead in the entire PZT film is suppressed, and in the PZT film deposited on the substrate S, the formation of the perovskite phase proceeds as compared with the method in which the initial layer is not formed. Since the flow rate of oxygen in the mixed gas is 1.3% or more and 5.0% or less, formation of the pyrochlore layer is suppressed, and the piezoelectricity of the PZT film can be increased.

（２）ステージ１５が第１設定温度Ｔ１に加熱された状態から第２工程が開始される。それゆえに、基板Ｓがステージ１５に載置された状態にて、基板Ｓに対する処理は、第１工程から第２工程へ移ることが可能になる。結果として、第１工程と第２工程とが相互に異なるチャンバーで実行される場合に比べて、ＰＺＴ膜のチャンバー間の搬送が不要になる。それゆえに、ＰＺＴ膜の形成に必要な気体以外にＰＺＴ膜が曝され難くなる。 (2) The second step is started from the state where the stage 15 is heated to the first set temperature T1. Therefore, in the state where the substrate S is placed on the stage 15, the processing for the substrate S can be transferred from the first step to the second step. As a result, compared with the case where the first step and the second step are performed in different chambers, it is unnecessary to transfer the PZT film between the chambers. Therefore, it becomes difficult to expose the PZT film other than the gas necessary for forming the PZT film.

（３）また、第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２にステージ１５が降温した後に、ターゲットＴのスパッタが開始されるため、スパッタによって形成されるＰＺＴ膜が第２設定温度Ｔ２よりも高くなり難くなる。それゆえに、スパッタによって形成されるＰＺＴ膜から鉛が過剰に蒸発することが抑えられる。結果として、スパッタによって形成されるペロブスカイト相が第１工程の余熱によって失われる程度を抑えること、ひいては、ＰＺＴ膜の圧電性をさらに高めることが可能となる。 (3) Since sputtering of the target T is started after the stage 15 is cooled from the first set temperature T1 to the second set temperature T2, the PZT film formed by sputtering is higher than the second set temperature T2. It becomes difficult to become. Therefore, excessive evaporation of lead from the PZT film formed by sputtering can be suppressed. As a result, the degree of loss of the perovskite phase formed by sputtering due to the residual heat in the first step can be suppressed, and as a result, the piezoelectricity of the PZT film can be further enhanced.

（４）ＰＺＴ膜の初期層がアルゴンの雰囲気で形成されるため、酸化源が含まれる雰囲気で初期層が形成される場合に比べて、鉛の酸化物が形成され難くなる。結果として、初期層に含まれる鉛が拡散しやすくなり、基板Ｓに堆積されるＰＺＴ膜では、ペロブスカイト相の形成が一層に促される。 (4) Since the initial layer of the PZT film is formed in an argon atmosphere, it is difficult to form a lead oxide as compared with the case where the initial layer is formed in an atmosphere containing an oxidation source. As a result, lead contained in the initial layer is easily diffused, and in the PZT film deposited on the substrate S, formation of a perovskite phase is further promoted.

（５）ステージ１５の温度が第２設定温度Ｔ２に下がった後に、酸化を含む雰囲気が形成される。ここで、第１工程で蒸発した鉛や基板Ｓに付着した鉛は、真空チャンバー１１の内部に残留する酸化源によって酸化される場合ある。基板Ｓに鉛が吸着する確率や酸化された鉛が基板Ｓに吸着する確率は、基板Ｓの温度が下がるに従って高くなる。それゆえに、上述の態様であれば、基板Ｓに吸着した鉛が酸化されること、雰囲気中で酸化された状態の鉛が基板Ｓに吸着すること、これらを抑えることが可能にもなる。 (5) After the temperature of the stage 15 falls to the second set temperature T2, an atmosphere including oxidation is formed. Here, the lead evaporated in the first step and the lead adhering to the substrate S may be oxidized by the oxidation source remaining in the vacuum chamber 11. The probability that lead will be adsorbed on the substrate S and the probability that oxidized lead will adsorb on the substrate S increase as the temperature of the substrate S decreases. Therefore, according to the above-described embodiment, it is possible to suppress the lead adsorbed on the substrate S from being oxidized, the lead oxidized in the atmosphere to be adsorbed on the substrate S, and the like.

（６）ターゲットＴのスパッタが開始される前の第１工程では、初期層用ＰＺＴ膜ＦＩに加え、先行する成膜で防着板１８に堆積されたＰＺＴ膜からも、鉛が蒸発する。それゆえに、基板Ｓの表面に形成される初期層を、ステージ１５から蒸発する鉛に加えて、防着板１８から蒸発する鉛によっても形成することが可能にもなる。結果として、初期層に対する鉛の供給源が増すことになるから、ステージ１５のみから鉛が供給される場合に比べて、第１設定温度Ｔ１が高くなることが抑えられる。 (6) In the first step before the sputtering of the target T is started, lead evaporates not only from the PZT film FI for the initial layer but also from the PZT film deposited on the deposition preventing plate 18 in the preceding film formation. Therefore, the initial layer formed on the surface of the substrate S can be formed by lead evaporating from the deposition preventing plate 18 in addition to lead evaporating from the stage 15. As a result, since the supply source of lead to the initial layer is increased, it is possible to suppress the first set temperature T1 from becoming higher than when lead is supplied only from the stage 15.

（７）ターゲットＴがスパッタされる際に、ターゲットＴがスパッタされる前よりも、防着板１８の温度が低くなる。それゆえに、第１工程と第２工程とで防着板１８の温度が維持される場合に比べて、ターゲットＴがスパッタされる際に、防着板１８にＰＺＴ膜が堆積されやすくなる。結果として、同じ膜厚の初期層が形成される前提では、第１設定温度Ｔ１が高くなることを抑えられるという効果が一層に得られやすくなる。 (7) When the target T is sputtered, the temperature of the deposition preventing plate 18 becomes lower than before the target T is sputtered. Therefore, compared with the case where the temperature of the deposition preventing plate 18 is maintained in the first process and the second process, the PZT film is easily deposited on the deposition preventing plate 18 when the target T is sputtered. As a result, on the premise that the initial layer having the same film thickness is formed, the effect that the first set temperature T1 can be suppressed from becoming higher can be further easily obtained.

なお、上記実施形態は、以下の形態に変更されてもよい。
・第１工程での防着板の温度は、第２工程での防着板の温度と同じであってもよく、第２工程での防着板の温度よりも低くてもよい。こうした方法であっても、上記（１）から（６）に準じた効果を得ることは可能である。また、第１工程での防着板の温度が第２工程での防着板の温度よりも低い場合には、第１工程にて初期層用ＰＺＴ膜ＦＩから蒸発する鉛が防着板に付着しやすくなる一方で、基板Ｓの周縁部における初期層が過剰に厚くなることが抑えられる。それゆえに、初期層の膜厚に対してその均一性の調整の範囲を広げることが可能にもなる。 In addition, the said embodiment may be changed into the following forms.
-The temperature of the deposition preventing plate in the first step may be the same as the temperature of the deposition preventing plate in the second step, or may be lower than the temperature of the deposition preventing plate in the second step. Even with such a method, it is possible to obtain the effects according to the above (1) to (6). Further, when the temperature of the adhesion preventing plate in the first step is lower than the temperature of the adhesion preventing plate in the second step, the lead evaporating from the PZT film FI for the initial layer in the first step becomes the adhesion preventing plate. While it becomes easy to adhere, it is suppressed that the initial layer in the peripheral part of the board | substrate S becomes thick too much. Therefore, it is possible to expand the range of uniformity adjustment with respect to the film thickness of the initial layer.

・第１工程では、防着板に堆積されたＰＺＴ膜から鉛が蒸発しなくてもよい。こうした方法であっても、上記（１）から（５）に準じた効果を得ることは可能である。
・第２工程では、ステージ１５が第１設定温度Ｔ１から下がり、且つ、第２設定温度Ｔ２に到達する前に、混合ガスの雰囲気が形成されてもよい。こうした方法であっても、（１）から（４）、及び、（６）、（７）に準じた効果を得ることは可能である。なお、ステージ１５が第１設定温度Ｔ１である状態から上記混合ガスの雰囲気が形成されてもよい。こうした方法であれば、基板Ｓの温度が第２設定温度Ｔ２に到達する前に混合ガスの雰囲気の形成が可能になるから、ＰＺＴ膜の形成に必要な時間を短くすることが可能ともなる。 In the first step, lead does not have to evaporate from the PZT film deposited on the deposition preventing plate. Even with such a method, it is possible to obtain the effects according to the above (1) to (5).
In the second step, the mixed gas atmosphere may be formed before the stage 15 falls from the first set temperature T1 and reaches the second set temperature T2. Even with such a method, it is possible to obtain the effects according to (1) to (4), and (6), (7). The atmosphere of the mixed gas may be formed from the state where the stage 15 is at the first set temperature T1. With such a method, the atmosphere of the mixed gas can be formed before the temperature of the substrate S reaches the second set temperature T2, so that the time required for forming the PZT film can be shortened.

・第１工程から第２工程へ移行するときに、真空チャンバー１１の内部へのガスの供給が停止されてもよい。こうした方法であっても、上記（１）から（７）に準じた効果を得ることは可能である。また、ターゲットＴのスパッタが開始される前に、真空チャンバー１１の内部の雰囲気が一度清浄化されるため、ＰＺＴ膜における膜特性の再現性を高めることが可能にもなる。 -When shifting from the first step to the second step, the supply of gas into the vacuum chamber 11 may be stopped. Even with such a method, it is possible to obtain the effects according to the above (1) to (7). In addition, since the atmosphere inside the vacuum chamber 11 is once cleaned before the sputtering of the target T is started, it becomes possible to improve the reproducibility of the film characteristics in the PZT film.

・第１工程では、アルゴン以外の雰囲気、あるいは、アルゴンとアルゴン以外のガスとの雰囲気で周囲部分Ｐ２が加熱されてもよい。例えば、アルゴンと酸素との混合ガスの雰囲気で周囲部分Ｐ２が加熱されてもよく、酸素の雰囲気で周囲部分Ｐ２が加熱されてもよい。こうした方法であっても、上記（１）から（３）、及び、（５）から（７）に準じた効果を得ることは可能である。 In the first step, the surrounding portion P2 may be heated in an atmosphere other than argon or an atmosphere of argon and a gas other than argon. For example, the surrounding portion P2 may be heated in an atmosphere of a mixed gas of argon and oxygen, or the surrounding portion P2 may be heated in an oxygen atmosphere. Even with this method, it is possible to obtain the effects according to the above (1) to (3) and (5) to (7).

・また、第１工程では、真空チャンバー１１の内部へのアルゴンが供給された状態で周囲部分Ｐ２が加熱されてもよい。こうした方法であれば、初期層用ＰＺＴ膜から蒸発する鉛による成膜量をアルゴンの流量で調整することが可能である。 In the first step, the surrounding portion P2 may be heated in a state where argon is supplied to the inside of the vacuum chamber 11. With such a method, it is possible to adjust the film formation amount of lead evaporated from the PZT film for the initial layer by the flow rate of argon.

・第２工程では、第１設定温度Ｔ１のステージ１５にて降温が開始されるときに、あるいは、降温が開始されたステージ１５が第２設定温度Ｔ２に到達する前に、ターゲットのスパッタが開始されてもよい。こうした方法であっても、上記（１）、（２）、及び、（３）から（７）に準じた効果を得ることは可能である。また、ステージ１５の温度が第２設定温度Ｔ２に到達する前にスパッタが開始されるため、ＰＺＴ膜の形成に必要な時間を短縮することが可能ともなる。 In the second step, sputtering of the target is started when the temperature drop is started at the stage 15 having the first set temperature T1, or before the stage 15 where the temperature drop has started reaches the second set temperature T2. May be. Even with such a method, it is possible to obtain the effects according to the above (1), (2), and (3) to (7). Further, since the sputtering is started before the temperature of the stage 15 reaches the second set temperature T2, it is possible to shorten the time required for forming the PZT film.

・制御装置２０は、制御機能や演算機能を備えるＣＰＵと、各種のプログラムやデータを記憶する記憶デバイスと、外部と通信する通信デバイスと、各種のデバイスの制御に特化したデバイスコントローラーとを含む構成であってもよい。また、制御装置２０は、上述した各種機能をＣＰＵの実行するプログラムによって実現してもよい。 The control device 20 includes a CPU having a control function and an arithmetic function, a storage device that stores various programs and data, a communication device that communicates with the outside, and a device controller specialized for controlling various devices. It may be a configuration. Moreover, the control apparatus 20 may implement | achieve the various functions mentioned above with the program which CPU runs.

・第２工程では、アルゴン以外のガスとして希ガスや不活性ガスが混合ガスに含まれてもよい。要するに、少なくともアルゴンと酸素とが含まれる混合ガスにおける酸素の流量が１．３％以上５．０％以下であればよい。 -In a 2nd process, rare gas and inert gas may be contained in mixed gas as gas other than argon. In short, the flow rate of oxygen in the mixed gas containing at least argon and oxygen may be 1.3% or more and 5.0% or less.

・第１設定圧力は、第２設定圧力よりも高くてもよいし、第２設定圧力以下であってもよい。要するに、第１設定圧力は、基板Ｓの表面に初期層の形成される程度の圧力であればよい。 -The 1st preset pressure may be higher than the 2nd preset pressure, and may be below the 2nd preset pressure. In short, the first set pressure may be a pressure at which an initial layer is formed on the surface of the substrate S.

・ステージ１５では、周囲部分Ｐ２と載置部分Ｐ１とが同じ高さであってもよい。また、載置部分Ｐ１が周囲部分Ｐ２よりも高くてもよく、あるいは、載置部分Ｐ１が周囲部分Ｐ２よりも低くてもよい。こうした載置部分Ｐ１と周囲部分Ｐ２との相対的な高さ方向の位置は、初期層における膜厚の均一性に応じて適宜選択される。 -In the stage 15, the surrounding part P2 and the mounting part P1 may be the same height. Further, the placement portion P1 may be higher than the surrounding portion P2, or the placement portion P1 may be lower than the surrounding portion P2. The relative position in the height direction between the placement portion P1 and the surrounding portion P2 is appropriately selected according to the uniformity of the film thickness in the initial layer.

・ステージ１５では、載置部分Ｐ１と周囲部分Ｐ２とが相互に異なる別部材によって構成されてもよい。例えば、ステージ１５は、基板Ｓの載置される載置部分Ｐ１を含む円柱状のステージ本体と、載置部分Ｐ１の周囲に配置される円環状の周囲部分Ｐ２とから構成されてもよい。要するに、ステージ１５では、基板Ｓの載置される載置部分Ｐ１の周囲に、ＰＺＴ膜の形成された周囲部分Ｐ２が配置される構成であればよい。 -In the stage 15, the mounting part P1 and the surrounding part P2 may be comprised by a different member mutually different. For example, the stage 15 may be composed of a columnar stage main body including the placement portion P1 on which the substrate S is placed, and an annular peripheral portion P2 disposed around the placement portion P1. In short, the stage 15 may have a configuration in which the peripheral portion P2 on which the PZT film is formed is disposed around the placement portion P1 on which the substrate S is placed.

・初期層用ＰＺＴ膜ＦＩは、基板Ｓの周囲の全体にわたり形成されてもよく、あるいは、周囲部分Ｐ２の一部のみに形成されてもよい。また、基板Ｓが真空チャンバー１１に収容されることに先駆けて、その都度、初期層用ＰＺＴ膜ＦＩを形成するためにターゲットＴがスパッタされてもよい。このような方法であれば、例えば、鉛の蒸発を容易とするＰＺＴ膜を初期層用ＰＺＴ膜ＦＩとして形成することが可能であるため、初期層の形成に適したＰＺＴ膜を初期層用ＰＺＴ膜ＦＩとして形成することが可能にもなる。 The PZT film FI for the initial layer may be formed over the entire periphery of the substrate S, or may be formed only on a part of the peripheral portion P2. Prior to the substrate S being accommodated in the vacuum chamber 11, the target T may be sputtered in order to form the PZT film FI for the initial layer each time. With such a method, for example, a PZT film that facilitates the evaporation of lead can be formed as the PZT film FI for the initial layer. Therefore, a PZT film suitable for forming the initial layer can be formed as the PZT film for the initial layer. It can also be formed as a film FI.

なお、この際に、載置部分Ｐ１を覆うためのカバー用の基板が載置部分Ｐ１に載置され、この状態から、初期層用ＰＺＴ膜ＦＩを形成するためにターゲットＴがスパッタされることが好ましい。このような方法によれば、載置部分Ｐ１にＰＺＴ膜が形成され続けることを抑えることが可能にもなる。 At this time, a cover substrate for covering the placement portion P1 is placed on the placement portion P1, and from this state, the target T is sputtered to form the PZT film FI for the initial layer. Is preferred. According to such a method, it is possible to suppress the PZT film from being continuously formed on the placement portion P1.

Ｈ…ヒーター、Ｒ…流量比率、Ｓ…基板、Ｔ…ターゲット、Ｆａ…設定流量、Ｆｂ…設定流量、ＦＩ…初期層用ＰＺＴ膜、Ｐ１…載置部分、Ｐ２…周囲部分、ＰＧ…圧力センサー、Ｐｓ…設定値、Ｔ０…ベース温度、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６…タイミング、Ｔ１…第１設定温度、Ｔ２…第２設定温度、ＴＳ…温度センサー、１１…真空チャンバー、１２…第１供給装置、１２Ｄ…第１供給装置駆動部、１３…第２供給装置、１３Ｄ…第２供給装置駆動部、１４…排気装置、１４Ｄ…排気装置駆動部、１５…ステージ、１５Ｓ…載置面、１６…ヒーター電源、１６Ｄ…ヒーター電源駆動部、１７…高周波電源、１７Ｄ…高周波電源駆動部、１８…防着板、２０…制御装置、２０Ａ…入力部、２０Ｂ…制御部、２０Ｃ…記憶部、２０Ｄ…出力部。 H ... heater, R ... flow rate ratio, S ... substrate, T ... target, Fa ... set flow rate, Fb ... set flow rate, FI ... initial layer PZT film, P1 ... mounting portion, P2 ... ambient portion, PG ... pressure sensor , Ps ... set value, T0 ... base temperature, t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6 ... timing, T1 ... first set temperature, T2 ... second set temperature, TS ... temperature sensor, 11 ... vacuum chamber , 12 ... 1st supply apparatus, 12D ... 1st supply apparatus drive part, 13 ... 2nd supply apparatus, 13D ... 2nd supply apparatus drive part, 14 ... Exhaust apparatus, 14D ... Exhaust apparatus drive part, 15 ... Stage, 15S DESCRIPTION OF SYMBOLS: Mounting surface, 16 ... Heater power supply, 16D ... Heater power supply drive part, 17 ... High frequency power supply, 17D ... High frequency power supply drive part, 18 ... Depositing plate, 20 ... Control apparatus, 20A ... Input part, 20B ... Control part, 20C ... Storage unit 20D ... the output unit.

Claims

A first step of heating the stage on which the substrate is placed to a first temperature;
A second step of heating the stage to a second temperature,
The first temperature is higher than the second temperature;
In the first step,
At least lead evaporates from the PZT film previously deposited on the surface of the stage,
In the second step,
A PZT film forming method in which a flow rate of oxygen in the mixed gas is set to 1.3% or more and 5.0% or less in a mixed gas atmosphere containing oxygen and argon, and a target of lead zirconate titanate is sputtered.

2. The PZT film forming method according to claim 1, wherein in the second step, sputtering of the target is started after the temperature of the stage is lowered from the first temperature to the second temperature.

3. The PZT film forming method according to claim 1, wherein, in the second step, the mixed gas atmosphere is formed after the temperature of the stage is lowered from the first temperature to the second temperature. 4.

Around the stage is provided with a deposition plate on which a PZT film is deposited,
In the first step,
The shield plate is heated,
The method of forming a PZT film according to any one of claims 1 to 3, wherein at least lead evaporates from a PZT film deposited in advance on the surface of the deposition preventing plate.

The method for forming a PZT film according to claim 4, wherein a temperature of the deposition preventing plate in the first step is higher than a temperature of the deposition preventing plate in the second step.

A stage on which the substrate is placed;
A target of lead zirconate titanate facing the stage;
A supply unit for supplying a mixed gas between the substrate and the target;
A switching unit that switches the temperature of the stage between a first temperature and a second temperature,
The mixed gas includes oxygen and argon,
The first temperature is a temperature for evaporating at least lead from a PZT film deposited in advance on the surface of the stage, and is higher than the second temperature,
The switching unit is
Before the target is sputtered, the stage is set to the first temperature;
When the target is sputtered, the stage is set to the second temperature;
The supply unit
A PZT film forming apparatus that sets a flow rate of oxygen in the mixed gas to 1.3% or more and 5.0% or less when the target is sputtered.