JP3397214B2 - 薄膜の形成方法 - Google Patents
薄膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイス等の容
量性絶縁膜等の成膜方法として有用なスパッタリング法
による薄膜の形成方法に関する。
量性絶縁膜等の成膜方法として有用なスパッタリング法
による薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、真空室内に設置した原料粉末の焼
結体（いわゆるターゲット）に外部から高周波電界を印
加し、真空室内に導入したＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスと
Ｏ2 等の反応性ガスとでプラズマを発生させ、ターゲッ
ト表面から原子、イオン、分子、クラスター状になった
ターゲット構成元素をターゲットと対向して配置した基
板上に堆積するスパッタリング法が半導体や誘電体等の
薄膜を形成する有用な手段として注目されている。
結体（いわゆるターゲット）に外部から高周波電界を印
加し、真空室内に導入したＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスと
Ｏ2 等の反応性ガスとでプラズマを発生させ、ターゲッ
ト表面から原子、イオン、分子、クラスター状になった
ターゲット構成元素をターゲットと対向して配置した基
板上に堆積するスパッタリング法が半導体や誘電体等の
薄膜を形成する有用な手段として注目されている。
【０００３】特に、ＳｒＴｉＯ3 は、高誘電率材料とし
て超高密度ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメ
モリー）の容量性絶縁膜への応用が期待されており、こ
のＳｒＴｉＯ3 薄膜も、スパッタリング法によって形成
する試みがなされている。
て超高密度ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメ
モリー）の容量性絶縁膜への応用が期待されており、こ
のＳｒＴｉＯ3 薄膜も、スパッタリング法によって形成
する試みがなされている。
【０００４】以下、従来における薄膜の形成方法につい
て説明する。図１に、薄膜の形成に用いられている従来
のスパッタリング装置の概略図を示す。成膜室２１は真
空排気装置２２によって真空状態に保持される。ターゲ
ット２３と対向する位置に設置された基板ホルダ２４に
は基板２０が固定されており、該基板２０は基板加熱用
ヒータ２５によって２００〜６００℃前後まで加熱され
る。Ｏ2 、Ｎ2 等の反応性ガス２９及びＡｒ、Ｈｅ等の
不活性ガス２８は、各々流量制御され成膜室２１内に導
入される。ターゲット２３には高周波電源２６によって
高周波電界が印加され、これによりターゲット２３上に
プラズマが発生する。そして、このプラズマによってタ
ーゲット２３の表面からターゲット構成原子又はイオン
あるいはそれらの複合体がたたき出され、ターゲット２
３と対向して配置された基板２０上に堆積されて薄膜が
形成される。
て説明する。図１に、薄膜の形成に用いられている従来
のスパッタリング装置の概略図を示す。成膜室２１は真
空排気装置２２によって真空状態に保持される。ターゲ
ット２３と対向する位置に設置された基板ホルダ２４に
は基板２０が固定されており、該基板２０は基板加熱用
ヒータ２５によって２００〜６００℃前後まで加熱され
る。Ｏ2 、Ｎ2 等の反応性ガス２９及びＡｒ、Ｈｅ等の
不活性ガス２８は、各々流量制御され成膜室２１内に導
入される。ターゲット２３には高周波電源２６によって
高周波電界が印加され、これによりターゲット２３上に
プラズマが発生する。そして、このプラズマによってタ
ーゲット２３の表面からターゲット構成原子又はイオン
あるいはそれらの複合体がたたき出され、ターゲット２
３と対向して配置された基板２０上に堆積されて薄膜が
形成される。
【０００５】ここで、ターゲット２３は、その裏面から
冷却水２７によって冷却されている。また、膜を堆積す
る前にシャッター３０を閉じた状態でプラズマを発生さ
せることにより、ターゲット２３の表面に付着したＨ2
Ｏ等の不純物を取り除いている（プレスパッタ）。ま
た、基板２０の表面を清浄化するために、高周波電源３
１によって高周波電界を印加してプラズマを発生させ、
表面に付着した不純物を除去している（逆スパッタリン
グ）。尚、図１中、３２、３３は整合機である。
冷却水２７によって冷却されている。また、膜を堆積す
る前にシャッター３０を閉じた状態でプラズマを発生さ
せることにより、ターゲット２３の表面に付着したＨ2
Ｏ等の不純物を取り除いている（プレスパッタ）。ま
た、基板２０の表面を清浄化するために、高周波電源３
１によって高周波電界を印加してプラズマを発生させ、
表面に付着した不純物を除去している（逆スパッタリン
グ）。尚、図１中、３２、３３は整合機である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法でＳｒＴｉＯ3 薄膜等の容量性絶縁膜を形成する場合
には、基板温度を５００℃前後という比較的高い温度に
しなければ、膜の緻密性、結晶性が低下するため、誘電
率が小さくなり、さらには、酸素欠損によると思われる
リーク電流の増加を引き起こす。
法でＳｒＴｉＯ3 薄膜等の容量性絶縁膜を形成する場合
には、基板温度を５００℃前後という比較的高い温度に
しなければ、膜の緻密性、結晶性が低下するため、誘電
率が小さくなり、さらには、酸素欠損によると思われる
リーク電流の増加を引き起こす。
【０００７】本発明は、半導体デバイスの微細化により
成膜温度の低下が望まれている現状に鑑み、低基板温度
で緻密性、結晶性に優れた薄膜を形成することのできる
薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
成膜温度の低下が望まれている現状に鑑み、低基板温度
で緻密性、結晶性に優れた薄膜を形成することのできる
薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る薄膜の第１の形成方法は、真空状態に
保持された成膜室内に設置されたターゲットに高周波電
界を印加し、前記成膜室内に導入したガスによってプラ
ズマを発生させ、前記ターゲットの表面からターゲット
構成元素を前記ターゲットと対向して配置した基板上に
堆積する薄膜の形成方法であって、前記基板上にターゲ
ット構成元素を堆積して一旦薄膜を形成し、次いで、前
記薄膜にプラズマを照射することによって前記薄膜の表
面をエッチングすると同時に加熱し、前記基板上に再度
ターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
め、本発明に係る薄膜の第１の形成方法は、真空状態に
保持された成膜室内に設置されたターゲットに高周波電
界を印加し、前記成膜室内に導入したガスによってプラ
ズマを発生させ、前記ターゲットの表面からターゲット
構成元素を前記ターゲットと対向して配置した基板上に
堆積する薄膜の形成方法であって、前記基板上にターゲ
ット構成元素を堆積して一旦薄膜を形成し、次いで、前
記薄膜にプラズマを照射することによって前記薄膜の表
面をエッチングすると同時に加熱し、前記基板上に再度
ターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る薄膜の第２の形成方法
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
基板及び前記ターゲットの両方に高周波電界を印加して
プラズマを発生させ、前記基板に対してターゲット構成
元素の堆積とエッチング及び加熱とを同時に行った後
に、前記基板上に再度ターゲット構成元素を堆積するこ
とを特徴とする。
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
基板及び前記ターゲットの両方に高周波電界を印加して
プラズマを発生させ、前記基板に対してターゲット構成
元素の堆積とエッチング及び加熱とを同時に行った後
に、前記基板上に再度ターゲット構成元素を堆積するこ
とを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る薄膜の第３の形成方法
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
基板の表面にプラズマを照射して前記基板に誘起される
直流電位を最適化することにより堆積初期から前記基板
に誘起される前記直流電位を安定させながら、前記基板
上にターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
基板の表面にプラズマを照射して前記基板に誘起される
直流電位を最適化することにより堆積初期から前記基板
に誘起される前記直流電位を安定させながら、前記基板
上にターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
【００１１】また、本発明に係る薄膜の第４の形成方法
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、高周
波印加電力を調整することにより前記基板に誘起される
直流電位を制御しながら、前記基板上にターゲット構成
元素を堆積することを特徴とする。
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、高周
波印加電力を調整することにより前記基板に誘起される
直流電位を制御しながら、前記基板上にターゲット構成
元素を堆積することを特徴とする。
【００１２】また、本発明に係る薄膜の第５の形成方法
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
成膜室内の圧力を調整することにより前記基板に誘起さ
れる直流電位を制御しながら、前記基板上にターゲット
構成元素を堆積することを特徴とする。
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
成膜室内の圧力を調整することにより前記基板に誘起さ
れる直流電位を制御しながら、前記基板上にターゲット
構成元素を堆積することを特徴とする。
【００１３】また、本発明に係る薄膜の第６の形成方法
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
ターゲットと前記基板との距離を調整することにより前
記基板に誘起される直流電位を制御しながら、前記基板
上にターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
は、真空状態に保持された成膜室内に設置されたターゲ
ットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に導入したガ
スによってプラズマを発生させ、前記ターゲットの表面
からターゲット構成元素を前記ターゲットと対向して配
置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であって、前記
ターゲットと前記基板との距離を調整することにより前
記基板に誘起される直流電位を制御しながら、前記基板
上にターゲット構成元素を堆積することを特徴とする。
【００１４】また、前記第４〜６のいずれかの形成方法
の構成においては、基板上にターゲット構成元素を堆積
する間の前記基板に誘起される直流電位を、その値が一
定となるように制御するのが好ましい。
の構成においては、基板上にターゲット構成元素を堆積
する間の前記基板に誘起される直流電位を、その値が一
定となるように制御するのが好ましい。
【００１５】
【作用】前記本発明の第１又は第２の形成方法によれ
ば、エッチングによって基板表面が清浄化されると同時
に、基板の表面近傍のみがプラズマによって加熱される
ため、低基板温度でも緻密で結晶性に優れた薄膜を形成
することができる。また、基板全体が加熱されていない
ので、ＬＳＩ等を形成した基板の上にも形成することが
できる。
ば、エッチングによって基板表面が清浄化されると同時
に、基板の表面近傍のみがプラズマによって加熱される
ため、低基板温度でも緻密で結晶性に優れた薄膜を形成
することができる。また、基板全体が加熱されていない
ので、ＬＳＩ等を形成した基板の上にも形成することが
できる。
【００１６】また、前記本発明の第３の形成方法によれ
ば、堆積初期に発生する直流基板電位の急激な変動を抑
制し、堆積初期から直流基板電位を安定させることがで
きるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を形成することが
できる。
ば、堆積初期に発生する直流基板電位の急激な変動を抑
制し、堆積初期から直流基板電位を安定させることがで
きるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を形成することが
できる。
【００１７】また、前記本発明の第４〜第６の形成方法
によれば、膜堆積中に基板に誘起される直流電位を一定
に保つことができるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を
形成することができる。
によれば、膜堆積中に基板に誘起される直流電位を一定
に保つことができるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を
形成することができる。
【００１８】
【実施例】以下、薄膜の形成装置として従来と同じ構成
のものを用い（図１参照）、ＲＦマグネトロンスパッタ
リング法によりＳｒＴｉＯ3 薄膜を形成する場合を例に
挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。ここで、基
板２０としては、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ基板を用いている。
のものを用い（図１参照）、ＲＦマグネトロンスパッタ
リング法によりＳｒＴｉＯ3 薄膜を形成する場合を例に
挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。ここで、基
板２０としては、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ基板を用いている。
【００１９】（実施例１）本実施例１においては、ま
ず、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６によ
ってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズマ
を発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を約５００
オングストロームの膜厚で形成した。次いで、シャッタ
ー３０を閉じた状態で高周波電源３１によって基板２０
側に高周波電界を印加し、スパッタエッチングを行って
基板２０上に堆積されたＳｒＴｉＯ3薄膜を除去した。
次いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６
によってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラ
ズマを発生させて基板２０上に再度ＳｒＴｉＯ3 薄膜を
堆積した。
ず、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６によ
ってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズマ
を発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を約５００
オングストロームの膜厚で形成した。次いで、シャッタ
ー３０を閉じた状態で高周波電源３１によって基板２０
側に高周波電界を印加し、スパッタエッチングを行って
基板２０上に堆積されたＳｒＴｉＯ3薄膜を除去した。
次いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６
によってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラ
ズマを発生させて基板２０上に再度ＳｒＴｉＯ3 薄膜を
堆積した。
【００２０】（実施例２）本実施例２においては、ま
ず、シャッター３０を閉じた状態で高周波電源３１によ
って基板２０側に高周波電界を印加し、スパッタエッチ
ングを行って基板２０上のＰｔ電極を一部除去した。次
いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６に
よってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズ
マを発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆積し
た。
ず、シャッター３０を閉じた状態で高周波電源３１によ
って基板２０側に高周波電界を印加し、スパッタエッチ
ングを行って基板２０上のＰｔ電極を一部除去した。次
いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６に
よってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズ
マを発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆積し
た。
【００２１】表１に、上記実施例１、２の方法によって
堆積したＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率の逆スパッタ時間依
存性を示す。
堆積したＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率の逆スパッタ時間依
存性を示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】ＳｒＴｉＯ3 薄膜は室温（基板ホルダ内で
の計測）で約１０００オングストロームの膜厚で堆積
し、誘電率は周波数１ＭＨｚで測定した。実施例１によ
る方法で堆積した場合には、スパッタエッチング時間が
長くなるに従って誘電率が増加している。また、実施例
２による方法で堆積した場合にも、スパッタエッチング
時間が長くなるに従って誘電率が増加している。これ
は、プラズマの照射による温度の上昇に対応している。
一方、従来例に示した方法を用い、室温でＳｒＴｉＯ3
薄膜を形成した場合の誘電率は１８であった。
の計測）で約１０００オングストロームの膜厚で堆積
し、誘電率は周波数１ＭＨｚで測定した。実施例１によ
る方法で堆積した場合には、スパッタエッチング時間が
長くなるに従って誘電率が増加している。また、実施例
２による方法で堆積した場合にも、スパッタエッチング
時間が長くなるに従って誘電率が増加している。これ
は、プラズマの照射による温度の上昇に対応している。
一方、従来例に示した方法を用い、室温でＳｒＴｉＯ3
薄膜を形成した場合の誘電率は１８であった。
【００２４】尚、上記実施例１、２に示す方法以外に以
下の方法を採用することによっても同様の効果を奏する
ことができる。すなわち、まず、基板２０及びターゲッ
ト２３の両方に高周波電界を印加し、ＳｒＴｉＯ3 薄膜
の形成とエッチングを同時に行い、基板２０上にＳｒＴ
ｉＯ3 薄膜がほとんど形成されないか又はエッチングが
ほとんどなされない状態を保持する。そして、一定時間
経過した後に、基板２０側の高周波電界の印加を停止
し、基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆積する。
下の方法を採用することによっても同様の効果を奏する
ことができる。すなわち、まず、基板２０及びターゲッ
ト２３の両方に高周波電界を印加し、ＳｒＴｉＯ3 薄膜
の形成とエッチングを同時に行い、基板２０上にＳｒＴ
ｉＯ3 薄膜がほとんど形成されないか又はエッチングが
ほとんどなされない状態を保持する。そして、一定時間
経過した後に、基板２０側の高周波電界の印加を停止
し、基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆積する。
【００２５】（実施例３）本実施例３においては、ま
ず、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６によ
ってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズマ
を発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を約５００
オングストームの膜厚で形成した。次いで、シャッター
３０を閉じた状態で高周波電源３１によって基板２０側
に高周波電界を印加し、スパッタエッチングを行って基
板２０上に堆積されたＳｒＴｉＯ3 薄膜を除去した。次
いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６に
よってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズ
マを発生させて基板２０上に再度ＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆
積した。
ず、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６によ
ってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズマ
を発生させて基板２０上にＳｒＴｉＯ3 薄膜を約５００
オングストームの膜厚で形成した。次いで、シャッター
３０を閉じた状態で高周波電源３１によって基板２０側
に高周波電界を印加し、スパッタエッチングを行って基
板２０上に堆積されたＳｒＴｉＯ3 薄膜を除去した。次
いで、シャッター３０を開いた状態で高周波電源２６に
よってターゲット２３側に高周波電界を印加し、プラズ
マを発生させて基板２０上に再度ＳｒＴｉＯ3 薄膜を堆
積した。
【００２６】表２に、本実施例３の方法によって形成さ
れたＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率のスパッタエッチング時
間依存性を示す。
れたＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率のスパッタエッチング時
間依存性を示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】スパッタエッチング時間が増加するに従っ
て直流基板電位が正側に変化している。従って、この状
態で膜を堆積すると、直流基板電位に対応した誘電率を
有するＳｒＴｉＯ3 薄膜が得られることが分かる。尚、
従来の方法で堆積した場合の誘電率は１８であった。
て直流基板電位が正側に変化している。従って、この状
態で膜を堆積すると、直流基板電位に対応した誘電率を
有するＳｒＴｉＯ3 薄膜が得られることが分かる。尚、
従来の方法で堆積した場合の誘電率は１８であった。
【００２９】（実施例４）実施例１に従って基板の処理
を行った後にＳｒＴｉＯ3 薄膜を形成すると、図２に示
すように直流基板電位が低下する場合がある。この低下
を抑制するために、本実施例４においては、ターゲット
２３と基板２０との間の距離を５０ｍｍから７０ｍｍ程
度まで変化させながら膜を形成した。その結果、基板２
０の直流電位は堆積初期から常に一定となった。
を行った後にＳｒＴｉＯ3 薄膜を形成すると、図２に示
すように直流基板電位が低下する場合がある。この低下
を抑制するために、本実施例４においては、ターゲット
２３と基板２０との間の距離を５０ｍｍから７０ｍｍ程
度まで変化させながら膜を形成した。その結果、基板２
０の直流電位は堆積初期から常に一定となった。
【００３０】表３に、本実施例４による方法によって形
成されたＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率と実施例１に従って
基板の処理を行った後に従来方法で堆積した場合の誘電
率を示す。
成されたＳｒＴｉＯ3 薄膜の誘電率と実施例１に従って
基板の処理を行った後に従来方法で堆積した場合の誘電
率を示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】従来例によるものは、図２に示すように直
流基板電位が堆積時間に従って低下している。本実施例
４においては、この直流基板電位を一定とするために、
上記したようにターゲット２３と基板２０との間の距離
を変化させている。その結果、誘電率は増加している。
流基板電位が堆積時間に従って低下している。本実施例
４においては、この直流基板電位を一定とするために、
上記したようにターゲット２３と基板２０との間の距離
を変化させている。その結果、誘電率は増加している。
【００３３】尚、本実施例４においては、直流基板電位
の低下を抑制するために、ターゲット２３と基板２０と
の間の距離を調整しているが、必ずしもこの方法に限定
されるものではなく、高周波印加電力や成膜室２１内の
圧力を調整することによっても直流基板電位の低下を抑
制することができる。
の低下を抑制するために、ターゲット２３と基板２０と
の間の距離を調整しているが、必ずしもこの方法に限定
されるものではなく、高周波印加電力や成膜室２１内の
圧力を調整することによっても直流基板電位の低下を抑
制することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る薄膜
の第１又は第２の形成方法によれば、エッチングによっ
て基板表面が清浄化されると同時に、基板の表面近傍の
みがプラズマによって加熱されるため、低基板温度でも
緻密で結晶性に優れた薄膜を形成することができる。ま
た、基板全体が加熱されていないので、ＬＳＩ等を形成
した基板の上にも形成することができる。
の第１又は第２の形成方法によれば、エッチングによっ
て基板表面が清浄化されると同時に、基板の表面近傍の
みがプラズマによって加熱されるため、低基板温度でも
緻密で結晶性に優れた薄膜を形成することができる。ま
た、基板全体が加熱されていないので、ＬＳＩ等を形成
した基板の上にも形成することができる。
【００３５】また、本発明に係る薄膜の第３の形成方法
によれば、堆積初期に発生する直流基板電位の急激な変
動を抑制し、堆積初期から直流基板電位を安定させるこ
とができるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を形成する
ことができる。
によれば、堆積初期に発生する直流基板電位の急激な変
動を抑制し、堆積初期から直流基板電位を安定させるこ
とができるので、緻密で結晶性に優れた薄膜を形成する
ことができる。
【００３６】また、本発明に係る薄膜の第４〜第６の形
成方法によれば、膜堆積中に基板に誘起される直流電位
を一定に保つことができるので、緻密で結晶性に優れた
薄膜を形成することができる。
成方法によれば、膜堆積中に基板に誘起される直流電位
を一定に保つことができるので、緻密で結晶性に優れた
薄膜を形成することができる。
【図１】薄膜の形成装置を示す概略図である。
【図２】スパッタエッチング時間による堆積中の直流基
板電位の堆積時間依存性を示す図である。
板電位の堆積時間依存性を示す図である。
２０ 基板
２１ 真空室
２２ 真空排気装置
２３ ターゲット
２４ 基板ホルダ
２５ 基板加熱用ヒータ
２６ 高周波電源
２７ 冷却水
２８ 不活性ガス
２９ 反応性ガス
３０ シャッター
３１ 高周波電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鎌田 健
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 平尾 孝
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−350156（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−250168（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−272766（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−187996（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−9465（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/203
C23C 14/02
C23C 14/34
C23C 14/40
H01L 21/31
Claims (7)
- 【請求項１】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、前記基板上にターゲット構成元素を堆積して一旦
薄膜を形成し、次いで、前記薄膜にプラズマを照射する
ことによって前記薄膜の表面をエッチングすると同時に
加熱し、前記基板上に再度ターゲット構成元素を堆積す
ることを特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、前記基板及び前記ターゲットの両方に高周波電界
を印加してプラズマを発生させ、前記基板に対してター
ゲット構成元素の堆積とエッチング及び加熱とを同時に
行った後に、前記基板上に再度ターゲット構成元素を堆
積することを特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、前記基板の表面にプラズマを照射して前記基板に
誘起される直流電位を最適化することにより堆積初期か
ら前記基板に誘起される前記直流電位を安定させなが
ら、前記基板上にターゲット構成元素を堆積することを
特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、高周波印加電力を調整することにより前記基板に
誘起される直流電位を制御しながら、前記基板上にター
ゲット構成元素を堆積することを特徴とする薄膜の形成
方法。 - 【請求項５】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周 波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、前記成膜室内の圧力を調整することにより前記基
板に誘起される直流電位を制御しながら、前記基板上に
ターゲット構成元素を堆積することを特徴とする薄膜の
形成方法。 - 【請求項６】 真空状態に保持された成膜室内に設置さ
れたターゲットに高周波電界を印加し、前記成膜室内に
導入したガスによってプラズマを発生させ、前記ターゲ
ットの表面からターゲット構成元素を前記ターゲットと
対向して配置した基板上に堆積する薄膜の形成方法であ
って、前記ターゲットと前記基板との距離を調整するこ
とにより前記基板に誘起される直流電位を制御しなが
ら、前記基板上にターゲット構成元素を堆積することを
特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項７】 基板上にターゲット構成元素を堆積する
間の前記基板に誘起される直流電位を、その値が一定と
なるように制御する請求項４〜６のいずれかに記載の薄
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139893A JP3397214B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139893A JP3397214B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786165A JPH0786165A (ja) | 1995-03-31 |
| JP3397214B2 true JP3397214B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=16922985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23139893A Expired - Fee Related JP3397214B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397214B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE524574T1 (de) * | 2001-10-02 | 2011-09-15 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Verfahren zur herstellung vom dünnen metalloxidfilm |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23139893A patent/JP3397214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0786165A (ja) | 1995-03-31 |
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