JP3953444B2 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents
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Description
[比較例1]
酸素ガス導入口38よりの酸素ガス流量を変更した以外は、[実施例1]と同様にして薄膜(SiO2膜)を形成した。
[実施例5]における、カソード電源のオン/オフ時間(0.05秒オン/0.04秒オフ)を変更し、常時オンとしたところ、得られる化合物膜は、吸収が大きく所望の透明性が得られなかった。これは、成膜工程を断続的に介在させる[実施例5]と異なり、金属スパッタ粒子が連続して基板に付着するので酸化が間に合わないことが原因である。
[実施例5]における、 カソード電源のオン/オフ時間(0.05秒オン/0.04秒オフ)を変更し、オン時間を、0.5秒としてオン、1回の成膜工程にてSi金属膜の膜厚を30Å成長させるようにしたところ、屈折率1.52、消衰係数8×10-2と吸収の多い膜になった。これは、[実施例5]と比べて金属スパッタ粒子が多すぎて酸化が間に合わないので、SiO2膜と金属Si膜が混じってしまったことが原因である。
[実施例5]における、カソード電源(2kW)の印加電力を変化させ、カソードパワー0.5kWとした。さらに、カソード電源のオン/オフ時間(0.05秒オン/0.04秒オフ)を変更し、オン時間0.2秒/オフ時間0.04秒とし、さらに、1回の成膜工程にてSi金属膜の膜厚を3Å成長させるように40分間成膜を行ったところ、最終的に得られる化合物膜の赤外領域における光学特性を測定した結果、屈折率1.46及び消衰係数4×10-4の透明な光学薄膜(SiO2膜)であった。
14 24 34 ターゲット
15 25 35 スパッタカソード
16 26 36 スパッタガス導入口
17 27 37 マイクロ波プラズマ発生装置(マイクロ波ガン)
18 28 38 反応ガス導入口
19 29 39 基板
40 反応ガス排出口
41 第1コンダクタンスバルブ(コンダクタンス調整弁)
42 52 62 81 91
第2コンダクタンスバルブ(コンダクタンス調整弁)
43 53 63 主排気口
77 ボンバード電極
82 酸素ガス導入バルブ
83 マイクロ波電源
87 イオンガン
Claims (8)
- 基板が収容される真空室内に、スパッタガス導入口を有するスパッタ成膜源と反応ガス導入口及び反応ガス排出口を有する反応ガス源との両原料供給源を設けて、前記真空室内に収容された基板を回転させずに、前記スパッタガス導入口からのスパッタガスの導入下に前記スパッタ成膜源を作動して前記基板に金属薄膜を成膜し、前記反応ガス導入口からの反応ガスの導入下に前記反応ガス源を作動して前記金属薄膜を金属化合物化することを繰り替えし、前記基板に金属化合物の薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記真空室の真空排気を行う主排気口を前記両原料供給源のうち前記反応ガス源寄りの位置に配設するとともに、前記反応ガス導入口からの反応ガスおよび前記スパッタガス導入口からのスパッタガスの両ガスの導入下に、前記反応ガス源を作動させる反応工程と前記スパッタ成膜源を作動させる成膜工程とをそれぞれ行う制御系を備えることを特徴とする薄膜形成装置。 - 前記制御系は、前記反応及び成膜の両工程のいずれか一方の工程開始を他方の工程終了以降とすることにより、該両工程を交互に行うことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
- 前記制御系の制御により、前記反応ガス源の作動を持続した状態で、前記スパッタ成膜源の作動を間断を挟みながら繰り返して行わせることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
- 前記反応ガス源が、反応ガスプラズマ発生器を備え、前記主排気口と前記反応ガス排出口とにそれぞれコンダクタンス調整弁を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の薄膜形成装置。
- 請求項2に記載の薄膜形成装置を用いて、基板に金属化合物の薄膜を形成する薄膜形成方法において、成膜時にスパッタガス及び反応ガスを継続して供給した状態で、前記両原料供給源のうち、前記スパッタ成膜源を作動させて行う成膜工程と、前記反応ガス源を作動させて行う反応工程との両工程のいずれか一方の工程開始を他方の工程終了以降とすることにより、該両工程を交互に行うことを特徴とする薄膜形成方法。
- 請求項3に記載の薄膜形成装置を用いて、基板に金属化合物の薄膜を形成する薄膜形成方法において、成膜時にスパッタガス及び反応ガスを継続して供給した状態で、前記両原料供給源のうち、前記スパッタ成膜源を作動させて行う成膜工程を持続した状態で、前記反応ガス源を作動させて行う反応工程を、間断を挟みながら繰り返して行うことを特徴とする薄膜形成方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の薄膜形成装置を用いて、基板に金属化合物の薄膜を形成する薄膜形成方法において、該装置が備える制御系は、あらかじめ、所定のスパッタガス流量における反応ガス流量と、該反応ガス流量に応じて高速金属種成膜モードと低速化合物種成膜モードと中間成膜モードとの高中低速3モードから成るスパッタ成膜速度とを参照データとして記憶し、前記所定のスパッタガス流量下の成膜時に、前記高速金属種成膜モードに対応する前記反応ガス流量と前記スパッタガス流量とを選択し、該選択された反応及びスパッタの両ガス流量比を保つように該両ガス流量を制御することにより、前記成膜工程が前記反応工程より支配的である状態と、前記反応工程が前記成膜工程より支配的である状態とを選択可能にしたことを特徴とする薄膜形成方法。
- 前記成膜工程中の薄膜の膜厚成長を、一成膜工程あたり20Å以下とすることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
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