JP5256475B2 - 対向ターゲット式スパッタ装置及び対向ターゲット式スパッタ方法 - Google Patents
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対向する一対のターゲットと、
前記一対のターゲットの側面側に配置された基板を載置する載置台と、
前記一対のターゲット及び前記基板が収容される真空容器と、
前記ターゲットの背面に対しほぼ垂直方向に磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記真空容器内に反応性ガスを導入するガス導入機構と、
前記一対のターゲットに電力を印加する電源と、
前記ターゲットから発生する発光を読み取るプラズマ・エミッション・モニタと、
前記電源によって前記ターゲットに電力を印加して放電させ、前記ターゲットから発生する発光を前記プラズマ・エミッション・モニタによって読み取り、前記発光が所定の発光量になるように前記反応性ガスの流量を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする。
対向する一対のターゲットと、
前記一対のターゲットの側面側に配置された基板を載置する載置台と、
前記一対のターゲット及び前記基板が収容される真空容器と、
前記ターゲットの背面に対しほぼ垂直方向に磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記真空容器内に反応性ガスを導入するガス導入機構と、
前記一対のターゲットに電力を印加する電源と、
前記電源によって前記ターゲットに電力を印加して放電する際の放電電圧を読み取り、前記放電電圧が所定の電圧になるように前記反応性ガスの流量を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする。
図1は、本発明に係る実施の形態による対向ターゲット式スパッタ装置の概略を示す構成図である。この対向ターゲット式スパッタ装置は、基板上に酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等の反応性膜をスパッタリングにより高速で成膜する装置である。
まず、基板5を載置台に載置し、ガス導入機構によって真空容器6内にガスをマスフローコントローラ11によって流量を調整して導入しながら、真空容器6の内部を所定の圧力まで減圧して真空状態にする。
基板5を載置台に載置し、ガス導入機構によって真空容器6内にガスを導入しながら、真空容器6の内部を減圧して真空状態にし、ターゲット1とターゲット2との間で放電させてスパッタリングを行なう。この際、カソードに係る電圧、即ちパルス電源7から対向ターゲットに印加されている電圧をパソコン10で読み取り、その電圧が所定電圧となるように反応性ガスの流量を制御する。
図2において、縦軸はスパッタした時の成膜スピード(スパッタリング成膜速度)を示し、横軸は反応性ガスの流量を示している。
本実施例では、図1に示した構成の対向ターゲット式スパッタ装置を用い、ターゲット1,2にはTiターゲットを用い、基板5には1mm厚のPC(ポリカーボネート)基板を用いた。ターゲット間の中央の磁束密度は200ガウス程度に調整した。真空容器6内を、排気ポンプによって1×10−3Pa以下の真空状態とし、その後、Arガスを導入し、真空容器内の圧力を5×10−1Paとした。
実施例1で用いた対向ターゲット式スパッタ装置において、対向ターゲットの材料をSiに変えて実施例1と同様の実験を行なった。この場合は、遷移領域の調節手段として、放電している電圧を検出し、Ar30ccのみの場合を金属モードとし、さらに酸素ガスを30cc入れた場合を酸化物モードとした。その時の金属モードの放電電圧値は600Vであり、酸化物モードの放電電圧値は420Vであった。前記金属モードをキャリブレーションとして100%とし、前記酸化物モードを0%とした場合に、25%となるように酸素ガスを調節し、1KW、3分間のスパッタを行なった。その結果、膜厚が420nmのSiOx膜が得られた。これは、同一装置で酸素ガスを多くした酸化物モードで成膜した場合にSiOx膜の膜厚が69nmであったのに比べて、約6倍の成膜速度であった。
実施例1で用いた対向ターゲット式スパッタ装置において、対向ターゲットの材料をIT(インジウム90%、スズ10%合金)に変えて実施例1と同様の実験を行なった。実施例1と同様に放電の発光を測定して、遷移領域を調節する方法で実験を行なった。
実施例1と同様にTiターゲットを用いた対向ターゲット式スパッタ装置において、反応性ガスを窒素に変えて実施例1と同様の実験を行なった。実施例1と同様に放電の発光を測定して、遷移領域を調節する方法で実験を行なった。
3,4…永久磁石
5…基板
6…真空容器
7…パルス電源
8,8a,8b,8c…プラズマ・エミッション・モニタ(PEM)
9…コントローラ
10…パソコン(PC)
11,11a…マスフローコントローラ(MFC)
Claims (3)
- 基板上に反応性膜をスパッタリングにより成膜する対向ターゲット式スパッタ装置であって、
対向する一対のターゲットと、
前記一対のターゲットの側面側に配置された基板を載置する載置台と、
前記一対のターゲット及び前記基板が収容される真空容器と、
前記ターゲットの背面に対しほぼ垂直方向に磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記真空容器内に反応性ガスを導入するガス導入機構と、
前記一対のターゲットに電力を印加する電源と、
前記電源によって前記ターゲットに電力を印加して放電する際の放電電圧を読み取り、前記放電電圧が遷移領域の電圧になるように前記反応性ガスの流量を制御する制御部と、
を具備し、
前記遷移領域は、前記反応性ガスの流量が0の時に前記一対のターゲットの材料がそのままスパッタリングされる最も早い成膜スピートの領域と、前記一対のターゲットの材料を前記反応性ガスによって反応させて前記反応性膜が成膜される領域であって前記反応性ガスの流量が変動しても成膜スピードが変わらない領域との中間にあることを特徴とする対向ターゲット式スパッタ装置。 - 請求項1において、前記電源は、パルス波を印加する電源、非対称パルス波を印加する電源及びサイン波を印加する電源のうちいずれかであることを特徴とする対向ターゲット式スパッタ装置。
- 対向する一対のターゲットを真空容器内に配置し、前記一対のターゲットに電力を印加して放電させた際の放電電圧が遷移領域の電圧になるように、反応性ガスの流量を制御しながらスパッタリングにより反応性膜を成膜する対向ターゲット式スパッタ方法であって、
前記遷移領域は、前記反応性ガスの流量が0の時に前記一対のターゲットの材料がそのままスパッタリングされる最も早い成膜スピートの領域と、前記一対のターゲットの材料を前記反応性ガスによって反応させて前記反応性膜が成膜される領域であって前記反応性ガスの流量が変動しても成膜スピードが変わらない領域との中間にあることを特徴とする対向ターゲット式スパッタ方法。
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JP2011027401A JP5256475B2 (ja) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | 対向ターゲット式スパッタ装置及び対向ターゲット式スパッタ方法 |
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