JP6201128B2 - Alignment substrate, a method of manufacturing the alignment film substrate, a sputtering apparatus and a multi-chamber apparatus - Google Patents

Alignment substrate, a method of manufacturing the alignment film substrate, a sputtering apparatus and a multi-chamber apparatus Download PDF

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本発明は、配向基板、配向膜基板の製造方法、スパッタリング装置及びマルチチャンバー装置に関する。 The present invention, alignment substrate, a method of manufacturing the alignment film substrate, relates to a sputtering apparatus and a multi-chamber apparatus.

従来のPb(Zr,Ti)O 3 (以下、「PZT」という。)ペロブスカイト型強誘電体セラミックスの製造方法について説明する。 Conventional Pb (Zr, Ti) O 3 ( hereinafter referred to as "PZT".) The method of producing a perovskite type ferroelectric ceramics will be described.

4インチSiウエハ上に膜厚300nmのSiO 2膜を形成し、このSiO 2膜上に膜厚5nmのTiO X膜を形成する。 4 inches Si and SiO 2 film having a thickness of 300nm was formed on the wafer, to form a TiO X film having a thickness of 5nm to the SiO 2 film. 次に、このTiO X膜上に例えば(111)に配向した膜厚150nmのPt膜を形成し、このPt膜上にスピンコーターによってPZTゾルゲル溶液を回転塗布する。 Next, the TiO X film Pt film oriented film thickness 150nm was formed in the example (111), spin-coating the PZT sol-gel solution by spin coater on the Pt film. この際のスピン条件は、1500rpmの回転速度で30秒間回転させ、4000rpmの回転速度で10秒間回転させる条件である。 Spin conditions at this time rotates 30 seconds at 1500rpm rotation speed, a condition to rotate for 10 seconds at a rotational speed of 4000 rpm.

次に、この塗布されたPZTゾルゲル溶液を250℃のホットプレート上で30秒間加熱保持して乾燥させ、水分を除去した後、さらに500℃の高温に保持したホットプレート上で60秒間加熱保持して仮焼成を行う。 Then, the coated PZT sol-gel solution was dried for 30 seconds heated kept at 250 ° C. on a hot plate and after removing the moisture, and further 60 seconds heated holding on a hot plate maintained at a high temperature of 500 ° C. performing the pre-baking Te. これを複数回繰り返すことで膜厚150nmのPZTアモルファス薄膜を生成する。 This produces a PZT amorphous thin film having a thickness of 150nm by repeating a plurality of times.

次いで、このPZTアモルファス薄膜に加圧式ランプアニール装置(RTA: rapidly thermal anneal)を用いて700℃のアニール処理を行ってPZT結晶化を行う。 Then, pressurized lamp annealing apparatus in the PZT amorphous thin (RTA: rapidly thermal anneal) performs PZT crystallization annealing is performed for 700 ° C. using. このようにして結晶化されたPZT膜はペロブスカイト構造からなる(例えば特許文献1参照)。 In this way, the crystallized PZT film composed of a perovskite structure (for example, see Patent Document 1).

WO2006/087777 WO2006 / 087777

上記の従来技術では、(111)に配向したPt膜が必要となり、Ptが高価であるため、製造コストが高くなるという課題がある。 In the above prior art, Pt film oriented in the (111) is required, since Pt is expensive, there is a problem that manufacturing cost becomes high.

本発明の一態様は、製造コストを低減することを課題とする。 One aspect of the present invention, it is an object to reduce the manufacturing cost.

以下に、本発明の種々の態様について説明する。 The following describes various aspects of the present invention.
[1](100)の結晶面を有するSi基板と、 [1] and the Si substrate having a crystal face of (100),
前記Si基板上にエピタキシャル成長により形成された(100)の配向膜と、 An alignment film of said formed by epitaxial growth on a Si substrate (100),
前記配向膜上にエピタキシャル成長により形成された下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜と、 A first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 which is formed by epitaxial growth on the alignment layer,
を具備することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized by comprising.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[2](100)の結晶面を有するSi基板と、 [2] and the Si substrate having a crystal face of (100),
前記Si基板上にエピタキシャル成長により形成された(100)の配向膜と、 An alignment film of said formed by epitaxial growth on a Si substrate (100),
前記配向膜上にエピタキシャル成長により形成された磁性を有する第2の導電膜と、 A second conductive film having a magnetic formed by epitaxial growth on the alignment layer,
前記第2の導電膜上にエピタキシャル成長により形成された下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜と、 A first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 which is formed by epitaxial growth on the second conductive film,
を具備することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized by comprising.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[3]上記[1]または[2]において、 In [3] [1] or [2],
前記格子定数dを有する物質は金属を含むことを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate material having the lattice constant d is characterized in that it comprises a metal.

[4]上記[1]乃至[3]のいずれか一項において、 [4] In any one of the above [1] to [3],
前記格子定数dを有する物質は、Al、Al合金、Ni、Ni合金及びNi−Cu合金の少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属であることを特徴とする配向膜基板。 The alignment film substrate said material having a lattice constant d is characterized Al, Al alloy, Ni, that at least one metal or said Ni alloy and Ni-Cu alloy which is a metal containing Ag at least one metal .

[5]上記[2]において、 In [5] [2],
前記第2の導電膜は金属を含むことを特徴とする配向膜基板。 The alignment film substrate and the second conductive film which comprises a metal.

[6]上記[2]または[5]において、 In [6] [2] or [5],
前記第2の導電膜は、磁性を有する金属が40質量%以上含まれていることを特徴とする配向膜基板。 The second conductive film is an alignment film substrate, wherein a metal having magnetism are contained more than 40 wt%.

[7]上記[2]、[5]及び[6]のいずれか一項において、 [7] [2], in any one of [5] and [6],
前記第2の導電膜は、Fe、Fe合金及びFe−Ni合金の群から選択された少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属からなることを特徴とする配向膜基板。 The second conductive film is, Fe, oriented film substrate, characterized in that it consists of at least one metal or the metal containing Ag at least one metal selected from the group of Fe alloy and Fe-Ni alloy.

[8]上記[1]乃至[7]のいずれか一項において、 [8] In any one of the above [1] to [7],
前記第1の導電膜は電極であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the first conductive film is an electrode.

[9]上記[2]及び[5]乃至[7]のいずれか一項において、 [9] In any one of the above [2] and [5] to [7],
前記第2の導電膜は電極であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the second conductive film is an electrode.

[10]上記[1]乃至[9]のいずれか一項において、 [10] In any one of the above [1] to [9],
前記配向膜及び前記第1の導電膜は500℃の耐熱性を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate which comprises said alignment film and the heat resistance of the first conductive film 500 ° C..

[11]上記[2]、[5]乃至[7]、及び[9]のいずれか一項において、 [11] [2], in any one of [5] to [7], and [9],
前記配向膜、前記第1の導電膜及び前記第2の導電膜は500℃の耐熱性を有することを特徴とする配向膜基板。 The alignment layer, the first alignment film substrate, wherein the conductive film and the second conductive film having a heat resistance of 500 ° C..

[12]上記[1]乃至[11]のいずれか一項において、 [12] In any one of the above [1] to [11],
前記配向膜は、ZrO 膜とY 膜を積層した積層膜またはYSZ膜であることを特徴とする配向膜基板。 The alignment layer, an alignment film substrate which is a laminate film or a YSZ film was laminated ZrO 2 film and the Y 2 O 3 film.

[13]上記[1]乃至[12]のいずれか一項において、 [13] In any one of the above [1] to [12],
前記配向膜と前記第1の導電膜との間に形成されたペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized in that it comprises a first buffer layer containing a perovskite structure material which is formed between the alignment layer first conductive film.

[14]上記[2]、[5]乃至[7]、[9]及び[11]のいずれか一項において、 [14] [2], [5] to [7], in any one of [9] and [11],
前記配向膜と前記第2の導電膜との間に形成されたペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized in that it comprises a first buffer layer containing a perovskite structure material formed between the second conductive film and the orientation film.

[15]上記[1]乃至[14]のいずれか一項において、 [15] In any one of the above [1] to [14],
前記第1の導電膜上に形成され、(100)に配向した誘電体膜を有することを特徴とする配向膜基板。 Wherein formed on the first conductive film, the alignment film substrate and having a dielectric film oriented to (100).

[16]上記[15]において、 In [16] the [15],
前記誘電体膜はPZT膜であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the dielectric film is a PZT film.

[17]上記[15]または[16]において、 In [17] the [15] or [16],
前記第1の導電膜と前記誘電体膜との間に形成されたペロブスカイト構造物質を含む第2のバッファ層を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized in that it comprises a second buffer layer containing a perovskite structure material formed between the dielectric film and the first conductive film.

[18]上記[13]、[14]及び[17]のいずれか一項において、 [18] the [13], in any one of [14] and [17],
前記ペロブスカイト構造物質は、一般式ABO で表され、Aは、Al、Y、Na、K、Rb、Cs、La、Sr、Cr、Ag、Ca、Pr、Nd、Biおよび周期表のランタン系列の元素からなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなり、Bは、Al、Ga、In、Nb、Sn、Ti、Ru、Rh、Pd、Re、Os、IrPt、U、Co、Fe、Ni、Mn、Cr、Cu、Mg、V、Nb、Ta、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなるペロブスカイト物質、または、酸化ビスマス層と、ペロブスカイト型構造ブロックとが交互に積層された構造を有するビスマス層状構造強誘電体結晶であり、前記ペロブスカイト型構造ブロックは、Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Y、Bi、Pb The perovskite structure material is represented by the general formula ABO 3, A is, Al, Y, Na, K , Rb, Cs, La, Sr, Cr, Ag, Ca, Pr, Nd, lanthanide series of Bi and the Periodic Table comprises at least one element selected from the group consisting of elements, B is, Al, Ga, in, Nb, Sn, Ti, Ru, Rh, Pd, Re, Os, IrPt, U, Co, Fe , Ni, Mn, Cr, Cu, Mg, V, Nb, Ta, at least comprising one element perovskite material is selected from the group consisting of Mo and W, or a bismuth oxide layer, the perovskite-type structure block There is a bismuth layer structure ferroelectric crystal having a structure laminated alternately, the perovskite structure block, Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Y, Bi, Pb および希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素Lと、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Mo、Mn、Fe、SiおよびGeから選ばれる少なくとも1つの元素Rと、酸素とによって構成されることを特徴とする配向膜基板。 Configuration and at least one element L selected from rare earth elements, the Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo, Mn, Fe, and at least one element R selected from Si and Ge, the oxygen oriented film substrate, characterized in that it is.

[19](100)の結晶面を有するSi基板を用意し、 [19] The Si substrate was prepared having a crystal face of (100),
前記Si基板上にエピタキシャル成長によりZrO 膜とY 膜を積層した積層膜またはYSZ膜を形成し、 The Si ZrO 2 film and the Y 2 O 3 film to form a laminated film or YSZ film was laminated by epitaxial growth on a substrate,
前記積層膜またはYSZ膜上にエピタキシャル成長により下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜を形成する配向膜基板の製造方法であり、 A manufacturing method of the alignment film substrate to form a first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 by epitaxial growth on the laminated film or YSZ film,
前記積層膜は(100)に配向しており、 The multilayer film is oriented in (100),
前記YSZ膜は(100)に配向しており、 The YSZ film is oriented in the (100),
前記物質は、Al及びAl合金の少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属であることを特徴とする配向膜基板の製造方法。 The substance production method of the oriented film substrate, wherein at least one metal or the Al and Al alloy which is a metal containing Ag at least one metal.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[20](100)の結晶面を有するSi基板を用意し、 [20] The Si substrate was prepared having a crystal face of (100),
前記Si基板上にエピタキシャル成長によりZrO 膜とY 膜を積層した積層膜またはYSZ膜を形成し、 The Si ZrO 2 film and the Y 2 O 3 film to form a laminated film or YSZ film was laminated by epitaxial growth on a substrate,
前記配向膜またはYSZ膜上にエピタキシャル成長により磁性を有する第2の導電膜を形成し、 A second conductive film having magnetic is formed by epitaxial growth on the alignment film or the YSZ film,
前記第2の導電膜上にエピタキシャル成長により下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜を形成する配向膜基板の製造方法であり、 A manufacturing method of the alignment film substrate to form a first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 by epitaxial growth on the second conductive film,
前記積層膜は(100)に配向しており、 The multilayer film is oriented in (100),
前記YSZ膜は(100)に配向しており、 The YSZ film is oriented in the (100),
前記第2の導電膜は、Fe、Fe合金及びFe−Ni合金の群から選択された少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属からなり、 The second conductive film is, Fe, comprises at least one metal or the metal containing Ag at least one metal selected from the group of Fe alloy and Fe-Ni alloy,
前記格子定数dを有する物質は、Al及びAl合金の少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属であることを特徴とする配向膜基板の製造方法。 The material having a lattice constant d is the production method of the oriented film substrate, wherein at least one metal or the Al and Al alloy which is a metal containing Ag at least one metal.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[21]上記[20]において、 In [21] the [20],
前記第2の導電膜は、磁性を有する金属が40質量%以上含まれていることを特徴とする配向膜基板の製造方法。 The second conductive film is a manufacturing method of the alignment film substrate, wherein a metal having magnetism are contained more than 40 wt%.

[22]上記[19]において、 In [22] the [19],
前記積層膜またはYSZ膜を形成した後で且つ前記第1の導電膜を形成する前に、前記積層膜またはYSZ膜上にペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を形成することを特徴とする配向膜基板の製造方法。 Before forming and said first conductive film after forming the laminated film or YSZ film, and forming a first buffer layer containing a perovskite structure material on said multilayer film or YSZ film manufacturing method of the alignment film substrate.

[23]上記[20]または[21]において、 In [23] the [20] or [21],
前記第2の導電膜を形成した後で且つ前記第1の導電膜を形成する前に、前記第2の導電膜上にペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を形成することを特徴とする配向膜基板の製造方法。 Before forming and said first conductive film after forming the second conductive film, and forming a first buffer layer containing a perovskite structure material on said second conductive film manufacturing method of the alignment film substrate.

[24]上記[19]乃至[23]のいずれか一項において、 [24] In any one of the above [19] to [23],
前記第1の導電膜を形成した後に、前記第1の導電膜上に(100)に配向した誘電体膜を形成することを特徴とする配向膜基板の製造方法。 Wherein after the first conductive film is formed, the manufacturing method of the alignment film substrate and forming a dielectric film that is oriented on said first conductive film (100).

[25]上記[24]において、 In [25] the [24],
前記誘電体膜はPZT膜であることを特徴とする配向膜基板の製造方法。 Manufacturing method of the alignment film substrate, wherein the dielectric film is a PZT film.

[26]上記[24]または[25]において、 In [26] the [24] or [25],
前記第1の導電膜を形成した後で且つ前記誘電体膜を形成する前に、前記第1の導電膜上にペロブスカイト構造物質を含む第2のバッファ層を形成することを特徴とする配向膜基板の製造方法。 The prior and forming the dielectric layer after forming the first conductive film, alignment layer, and forming a second buffer layer containing a perovskite structure material on said first conductive film method of manufacturing a substrate.

[27]上記[23]または[26]において、 In [27] the [23] or [26],
前記ペロブスカイト構造物質は、一般式ABO で表され、Aは、Al、Y、Na、K、Rb、Cs、La、Sr、Cr、Ag、Ca、Pr、Nd、Biおよび周期表のランタン系列の元素からなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなり、Bは、Al、Ga、In、Nb、Sn、Ti、Ru、Rh、Pd、Re、Os、IrPt、U、Co、Fe、Ni、Mn、Cr、Cu、Mg、V、Nb、Ta、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなるペロブスカイト物質、または、酸化ビスマス層と、ペロブスカイト型構造ブロックとが交互に積層された構造を有するビスマス層状構造強誘電体結晶であり、前記ペロブスカイト型構造ブロックは、Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Y、Bi、Pb The perovskite structure material is represented by the general formula ABO 3, A is, Al, Y, Na, K , Rb, Cs, La, Sr, Cr, Ag, Ca, Pr, Nd, lanthanide series of Bi and the Periodic Table comprises at least one element selected from the group consisting of elements, B is, Al, Ga, in, Nb, Sn, Ti, Ru, Rh, Pd, Re, Os, IrPt, U, Co, Fe , Ni, Mn, Cr, Cu, Mg, V, Nb, Ta, at least comprising one element perovskite material is selected from the group consisting of Mo and W, or a bismuth oxide layer, the perovskite-type structure block There is a bismuth layer structure ferroelectric crystal having a structure laminated alternately, the perovskite structure block, Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Y, Bi, Pb および希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素Lと、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Mo、Mn、Fe、SiおよびGeから選ばれる少なくとも1つの元素Rと、酸素とによって構成されることを特徴とする配向膜基板の製造方法。 Configuration and at least one element L selected from rare earth elements, the Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo, Mn, Fe, and at least one element R selected from Si and Ge, the oxygen manufacturing method of the alignment film substrate, characterized in that it is.

[28]第1のチャンバーに第1のゲートバルブを介して接続された搬送室と、 [28] and a transfer chamber to the first chamber is connected via a first gate valve,
前記搬送室内に配置された、Si基板を搬送する搬送機構と、 Wherein disposed in the transfer chamber, a transport mechanism for transporting the Si substrate,
前記搬送室に第4のゲートバルブを介して接続された第4のチャンバーと、 A fourth chamber which is connected via a fourth gate valve into the transfer chamber,
前記第1のチャンバー内で(100)の結晶面を有する前記Si基板上にYSZ膜を成膜する第1のスパッタリング装置と、 A first sputtering apparatus for forming a YSZ film on the Si substrate having a crystal plane of the first in a chamber (100),
前記第4のチャンバー内で前記YSZ膜上に下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜を成膜する第4のスパッタリング装置と、 A fourth sputtering apparatus for forming a first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 on the YSZ film by said fourth chamber,
を具備し、 Equipped with,
前記第1のスパッタリング装置は、 Wherein the first sputtering apparatus,
第1のチャンバーと、 A first chamber,
前記第1のチャンバー内に配置された、前記Si基板を保持する保持機構と、 Disposed in the first chamber, and a holding mechanism for holding the Si substrate,
前記保持機構に保持され、前記Si基板の下面にランプ光を照射して前記基板を800℃以上に加熱するランプヒーターと、 A lamp heater for heating the held by the holding mechanism, the substrate above 800 ° C. by irradiating a lamp light to the lower surface of the Si substrate,
前記第1のチャンバー内に配置され、前記保持機構に保持された前記Si基板の上面と対向するYとZrを含有するスパッタリングターゲットと、 A sputtering target containing the disposed within the first chamber, facing the upper surface of the Si substrate held by the holding mechanism Y and Zr,
前記スパッタリングターゲットに電気的に接続されたスパッタ電極と、 And a sputtering electrode electrically connected to the sputtering target,
前記スパッタ電極に電気的に接続された第1の電源と、 A first power supply electrically connected to said sputter electrode,
前記保持機構に保持された前記基板と前記スパッタリングターゲットとの間に配置されたグリッド電極と、 A grid electrode disposed between the sputtering target and the substrate held by the holding mechanism,
前記グリッド電極に設けられた複数の貫通孔と、 A plurality of through-holes provided in the grid electrode,
前記グリッド電極に電気的に接続された第2の電源と、 A second power source electrically connected to the grid electrode,
前記保持機構に保持された前記基板と前記グリッド電極との間の第1の空間から真空排気する排気機構と、 Evacuation mechanism for evacuating the first space between the substrate held by the holding mechanism and the grid electrode,
前記第2の空間に不活性ガスを導入し、前記第1の空間に酸素ガスを導入するガス導入機構と、 Introducing an inert gas into the second space, a gas introducing mechanism for introducing oxygen gas into said first space,
を具備し、 Equipped with,
前記グリッド電極によって前記第1のチャンバーは、前記第1の空間と、前記グリッド電極と前記スパッタリングターゲットとの間の第2の空間に二分割されていることを特徴とするマルチチャンバー装置。 Said first chamber by said grid electrode, said first space, multi-chamber apparatus characterized by being divided into two second space between the sputtering target and the grid electrode.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[29]上記[28]において、 In [29] the [28],
前記搬送室に第3のゲートバルブを介して接続された第3のチャンバーと、 A third chamber which is connected via a third gate valve into the transfer chamber,
前記第3のチャンバー内で前記YSZ膜上に磁性を有する第2の導電膜を成膜する第3のスパッタリング装置と、 Third and sputtering apparatus for forming a second conductive film having a magnetic on the YSZ film by the third chamber,
を具備することを特徴とするマルチチャンバー装置。 Multi-chamber apparatus characterized by comprising a.

[30]第1のチャンバーに第1のゲートバルブを介して接続された搬送室と、 [30] and a transfer chamber to the first chamber is connected via a first gate valve,
前記搬送室内に配置された、Si基板を搬送する搬送機構と、 Wherein disposed in the transfer chamber, a transport mechanism for transporting the Si substrate,
前記搬送室に第2のゲートバルブを介して接続された第2のチャンバーと、 A second chamber connected through a second gate valve into the transfer chamber,
前記搬送室に第4のゲートバルブを介して接続された第4のチャンバーと、 A fourth chamber which is connected via a fourth gate valve into the transfer chamber,
前記第1のチャンバー内で(100)の結晶面を有する前記Si基板上にZrO 膜を成膜する第1のスパッタリング装置と、 First and sputtering apparatus for forming the ZrO 2 film on the Si substrate having a crystal plane of the first in a chamber (100),
前記第2のチャンバー内で前記ZrO 膜上にY 膜を成膜する第2のスパッタリング装置と、 A second sputtering apparatus for forming the Y 2 O 3 film on the ZrO 2 film in the second chamber,
前記第4のチャンバー内で前記Y 膜上に下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜を成膜する第4のスパッタリング装置と、 A fourth sputtering apparatus for forming a first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 on the Y 2 O 3 film in the fourth chamber,
を具備し、 Equipped with,
前記第1のスパッタリング装置及び前記第2のスパッタリング装置は、それぞれ、 The first sputtering apparatus and the second sputtering apparatus, respectively,
第1のチャンバーと、 A first chamber,
前記第1のチャンバー内に配置された、前記Si基板を保持する保持機構と、 Disposed in the first chamber, and a holding mechanism for holding the Si substrate,
前記保持機構に保持され、前記Si基板の下面にランプ光を照射して前記基板を800℃以上に加熱するランプヒーターと、 A lamp heater for heating the held by the holding mechanism, the substrate above 800 ° C. by irradiating a lamp light to the lower surface of the Si substrate,
前記第1のチャンバー内に配置され、前記保持機構に保持された前記Si基板の上面と対向するスパッタリングターゲットと、 A sputtering target disposed in said first chamber, facing the upper surface of the Si substrate held by the holding mechanism,
前記スパッタリングターゲットに電気的に接続されたスパッタ電極と、 And a sputtering electrode electrically connected to the sputtering target,
前記スパッタ電極に電気的に接続された第1の電源と、 A first power supply electrically connected to said sputter electrode,
前記保持機構に保持された前記基板と前記スパッタリングターゲットとの間に配置されたグリッド電極と、 A grid electrode disposed between the sputtering target and the substrate held by the holding mechanism,
前記グリッド電極に設けられた複数の貫通孔と、 A plurality of through-holes provided in the grid electrode,
前記グリッド電極に電気的に接続された第2の電源と、 A second power source electrically connected to the grid electrode,
前記保持機構に保持された前記基板と前記グリッド電極との間の第1の空間から真空排気する排気機構と、 Evacuation mechanism for evacuating the first space between the substrate held by the holding mechanism and the grid electrode,
前記第2の空間に不活性ガスを導入し、前記第1の空間に酸素ガスを導入するガス導入機構と、 Introducing an inert gas into the second space, a gas introducing mechanism for introducing oxygen gas into said first space,
を具備し、 Equipped with,
前記グリッド電極によって前記第1のチャンバーは、前記第1の空間と、前記グリッド電極と前記スパッタリングターゲットとの間の第2の空間に二分割されており、 Wherein the grid electrode and the first chamber, said first space has been divided into two second space between the sputtering target and the grid electrode,
前記第1のスパッタリング装置のスパッタリングターゲットは、Zrからなり、 Sputtering target of the first sputtering apparatus consists Zr,
前記第2のスパッタリング装置のスパッタリングターゲットは、Yからなることを特徴とするマルチチャンバー装置。 The sputtering target of the second sputtering apparatus, multi-chamber device characterized by consisting of Y.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

[31]上記[30]において、 In [31] the [30],
前記搬送室に第3のゲートバルブを介して接続された第3のチャンバーと、 A third chamber which is connected via a third gate valve into the transfer chamber,
前記第3のチャンバー内で前記Y 膜上に磁性を有する第2の導電膜を成膜する第3のスパッタリング装置と、 Third and sputtering apparatus for forming a second conductive film having a magnetic to said Y 2 O 3 film in the third chamber,
を具備することを特徴とするマルチチャンバー装置。 Multi-chamber apparatus characterized by comprising a.

[32]上記[28]乃至[31]のいずれか一項において、 [32] In any one of the above [28] to [31],
前記搬送室に第5のゲートバルブを介して接続された第5のチャンバーと、 A fifth chamber which is connected via a fifth gate valve of the transport chamber,
前記第5のチャンバー内で誘電体膜を成膜する第5のスパッタリング装置と、 A fifth sputtering apparatus for forming a dielectric film in the fifth chamber,
を具備することを特徴とするマルチチャンバー装置。 Multi-chamber apparatus characterized by comprising a.

[33]上記[28]乃至[31]のいずれか一項において、 [33] In any one of the above [28] to [31],
前記搬送室に第6のゲートバルブを介して接続された第6のチャンバーと、 A sixth chamber which is connected via a sixth gate valve of the transport chamber,
前記第6のチャンバーを有する誘電体膜成膜装置と、 A dielectric film deposition apparatus having the sixth chamber,
を具備し、 Equipped with,
前記誘電体膜成膜装置は、ゾルゲル溶液をスピンコートにより塗布して誘電体膜を製膜する装置であることを特徴とするマルチチャンバー装置。 The dielectric film deposition apparatus, a multi-chamber apparatus, characterized in that the sol-gel solution was applied by spin-coating a device forming a film of the dielectric film.

本発明の一態様を適用することで、製造コストを低減することができる。 By application of one embodiment of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost.

本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図である。 The multi-chamber device according to one embodiment of the present invention is a plan view schematically showing. 本発明の一態様に係る第1のスパッタリング装置を模式的に示す断面図である。 A first sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention is a cross-sectional view schematically showing. (A)は図2に示すSiウエハ23、保持機構22及びランプヒーター24の詳細を示す平面図と断面図、(B)は(A)に示す保持機構22の比較例を示す平面図と断面図、(C)は(A)に示す集光型反射板及びその周辺を拡大した断面図であり、(D)は図2の第1のスパッタリング装置の変形例であるEB型蒸着装置である。 (A) is Si wafer 23, a plan view and a sectional view showing the details of the holding mechanism 22 and the lamp heater 24 shown in FIG. 2, (B) is a plan view showing a comparative example of the holding mechanism 22 shown in (A) cross section Figure is the EB-type evaporation apparatus is a modification of the (C) is an enlarged cross-sectional view of a light-concentrating reflector and its periphery shown in (a), (D) a first sputtering apparatus of FIG. 2 . (A)は本発明の一態様に係る配向膜基板を示す断面図、(B)は(A)に示す配向膜基板の変形例1を示す断面図である。 (A) is a sectional view of an alignment film substrate according to one embodiment of the present invention, (B) is a sectional view showing a first modification of the alignment film substrate shown in (A). (A)は図4(A)に示す配向膜基板の変形例2を示す断面図、図4(B)に示す配向膜基板の変形例3を示す断面図である。 (A) is a sectional view showing a second modification of the alignment film substrate shown in FIG. 4 (A), it is a sectional view showing a third modification of the alignment film substrate shown in FIG. 4 (B). (A)はヘテロエピタキシャル成長による図4(B)の配向膜基板を格子定数から説明する図、(B)はヘテロエピタキシャル成長による図4(A)の配向膜基板を格子定数から説明する図である。 (A) is a diagram for explaining an alignment film drawing the substrate illustrating the lattice constant, (B) the lattice constant alignment film substrate shown in FIG. 4 (A) by heteroepitaxial growth shown in FIG. 4 (B) by heteroepitaxial growth. ヘテロエピタキシャル成長による図4(B)の配向膜基板を格子定数から説明する図である。 An alignment film substrate shown in FIG. 4 (B) by heteroepitaxial growth is a diagram for explaining the lattice constant. 本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図である。 The multi-chamber device according to one embodiment of the present invention is a plan view schematically showing. 本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図である。 The multi-chamber device according to one embodiment of the present invention is a plan view schematically showing. (A)は本発明の一態様に係る配向膜基板を示す断面図、(B)は(A)に示す配向膜基板の変形例1を示す断面図である。 (A) is a sectional view of an alignment film substrate according to one embodiment of the present invention, (B) is a sectional view showing a first modification of the alignment film substrate shown in (A). (A)は、図10(A)に示す配向膜基板の変形例2を示す断面図、(B)は図10(B)に示す配向膜基板の変形例3を示す断面図である。 (A) is a sectional view showing a second modification of the alignment film substrate shown in FIG. 10 (A), (B) is a sectional view showing a third modification of the alignment film substrate shown in FIG. 10 (B). 実施例及び比較例のヒステリシス曲線である。 It is a hysteresis curve of the Examples and Comparative Examples.

以下では、本発明の実施形態及び実施例について図面を用いて詳細に説明する。 In the following, it is described in detail with reference to the accompanying drawings embodiments and examples of the present invention. ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。 However, the present invention is that the following is not limited to the description can various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention, is easily understood by those skilled in the art. 従って、本発明は以下に示す実施形態の記載内容及び実施例に限定して解釈されるものではない。 Accordingly, the present invention is not to be construed as being limited to the description and example embodiments described below.

(第1の実施形態) (First Embodiment)
≪製造装置≫ «Production equipment»
図1は、本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図である。 Figure 1 is a plan view schematically showing a multi-chamber device according to one embodiment of the present invention.
マルチチャンバー装置は、ロードロック室1と、搬送室2と、搬送ロボット3と、YSZスパッタ室4と、磁性を持つ物質のスパッタ室5と、特定の格子定数を持つ物質のスパッタ室6と、PZTスパッタ室7とを有している。 Multi-chamber apparatus, a load lock chamber 1, and the transfer chamber 2, and the transport robot 3, the YSZ sputtering chamber 4, a sputtering chamber 5 of a substance having magnetism, and the sputtering chamber 6 of a substance having a specific lattice constant, and a PZT sputtering chamber 7.

ロードロック室1には真空ポンプ(図示せず)が接続されており、成膜処理を施すSi基板(例えばSiウエハ)をロードロック室1内に導入し、真空ポンプによってロードロック室1内が真空排気されるようになっている。 The load lock chamber 1 is connected to a vacuum pump (not shown), the Si substrate forming a film processing (e.g. Si wafer) is introduced into the load lock chamber 1, the load lock chamber 1 by the vacuum pump It is adapted to be evacuated.

搬送室2は、ゲートバルブ51を介してロードロック室1に接続されている。 Transfer chamber 2 is connected to the load lock chamber 1 through a gate valve 51. 搬送室2内には搬送ロボット3が配置されている。 Transport robot 3 is disposed in the transfer chamber 2. 搬送室2には真空ポンプ(図示せず)が接続されており、その真空ポンプによって搬送室2内が真空排気されるようになっている。 The transfer chamber 2 is connected to a vacuum pump (not shown), the transfer chamber 2 is adapted to be evacuated by the vacuum pump.

YSZスパッタ室4は、Siウエハ(Si基板ともいう)23上にYSZ膜を反応性スパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 YSZ sputtering chamber 4, which deposited by reactive sputtering a YSZ film on a Si wafer (Si substrate also called) 23, and is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51. YSZスパッタ室4は第1のチャンバーを有しており、マルチチャンバー装置は第1のチャンバーを有する第1のスパッタリング装置(図2参照)を有している。 YSZ sputtering chamber 4 has a first chamber, multi-chamber device has a first sputtering apparatus (see FIG. 2) having a first chamber. 搬送ロボット3によってSiウエハ23をロードロック室1内から搬送室2を通ってYSZスパッタ室4の第1のチャンバーに搬送するようになっている。 It formed so as to convey to the first chamber of the YSZ sputtering chamber 4 via the transportation chamber 2 a Si wafer 23 from the load lock chamber 1 by the transfer robot 3. 図2に示す第1のスパッタリング装置については後述する。 It will be described later first sputtering apparatus shown in FIG.

なお、本明細書において「YSZ膜」とは、YとZrが酸素によって酸化されたY とZrO の混合物からなる安定した状態にある膜をいう。 Note that the "YSZ film" as used herein refers to a film in a stable state in which Y and Zr comprises a mixture of a Y 2 O 3 is oxidized by oxygen ZrO 2. 広義にはZrO に数%のY Oを混合したもの(Zrの酸化数を安定化するため)で良く知られているのはZrO が8%添加されたもの、或いはZrに数%のYを添加した合金を酸化したもので、これも良く知られているのはZrに8%Yを添加した合金を酸化したものである。 Those in a broad sense what is known in a mixture of several percent of Y 2 O to ZrO 2 (to stabilize the oxidation number of Zr) is the ZrO 2 was added 8%, or several percent Zr in which the oxidized the added alloy Y, which the also well known is obtained by oxidizing the alloy obtained by adding 8% Y in Zr.

磁性を持つ物質のスパッタ室5は、Siウエハ23上に磁性を持つ物質を含む第2の導電膜をスパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 Sputtering chamber 5 of a substance having magnetism, which deposited by sputtering a second conductive film containing a material having a magnetic on the Si wafer 23, and is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51 . スパッタ室5は、第2のチャンバーを有する第2のスパッタリング装置(図示せず)を有している。 Sputtering chamber 5 has a second sputtering apparatus having a second chamber (not shown). 搬送ロボット3によってSiウエハ23をYSZスパッタ室4の第1のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室5の第2のチャンバー内に搬送するようになっている。 It formed so as to convey the Si wafer 23 through the transfer chamber 2 from the first chamber of YSZ sputtering chamber 4 to the second chamber of the sputtering chamber 5 by the transport robot 3.

特定の格子定数を持つ物質のスパッタ室6は、Siウエハ23上に下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜をスパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 The sputtering chamber 6 of a substance having a specific lattice constant, which deposited by sputtering a first conductive film containing a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 on the Si wafer 23, the gate valve 51 and it is connected to the transfer chamber 2 through. スパッタ室6は、第3のチャンバーを有する第3のスパッタリング装置(図示せず)を有している。 Sputtering chamber 6 has a third sputtering apparatus having a third chamber (not shown). 搬送ロボット3によってSiウエハ23をスパッタ室5の第2のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室6の第3のチャンバー内に搬送するようになっている。 It formed so as to convey the Si wafer 23 through the transfer chamber 2 from the second chamber of the sputtering chamber 5 into the sputtering chamber a third chamber 6 by the transfer robot 3.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

PZTスパッタ室7は、Siウエハ23上にPZT膜をスパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 PZT sputtering chamber 7, which deposited by sputtering a PZT film on the Si wafer 23, and is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51. PZTスパッタ室7は、第4のチャンバーを有する第4のスパッタリング装置(図示せず)を有している。 PZT sputtering chamber 7 has a fourth sputtering device having a fourth chamber (not shown). 搬送ロボット3によってSiウエハ23をスパッタ室6の第3のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室7の第4のチャンバー内に搬送するようになっている。 It formed so as to convey the Si wafer 23 through the transfer chamber 2 from the third chamber of the sputtering chamber 6 in the sputtering chamber 7 a fourth chamber of the transport robot 3. なお、PZTスパッタ室7の第4のチャンバー内でPZT膜を成膜するスパッタリング装置を用いているが、第4のチャンバー内でPZT以外の誘電体膜を成膜するスパッタリング装置を用いてもよい。 Although using a sputtering apparatus for forming a PZT film at the fourth chamber of the PZT sputtering chamber 7, it may be used a sputtering apparatus for forming a dielectric film other than PZT in the fourth chamber .

搬送ロボット3によるSiウエハ23の搬送は上述したものに限定されず、例えばSiウエハ23をスパッタ室5の第2のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室7の第4のチャンバー内に搬送してもよい。 The transfer of the Si wafer 23 by the transfer robot 3 is not limited to those described above conveyed, for example, the Si wafer 23 through the transfer chamber 2 from the second chamber of the sputtering chamber 5 into the sputtering chamber 7 a fourth chamber of it may be.

図2は、本発明の一態様に係る第1のスパッタリング装置を模式的に示す断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a first sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention. 図3(A)は、図2に示すSiウエハ23、保持機構22及びランプヒーター24の詳細を示す平面図と断面図であり、図3(C)は図3(A)に示す集光型反射板及びその周辺を拡大した断面図である。 3 (A) is, Si wafer 23 shown in FIG. 2 is a plan view and a sectional view showing details of the holding mechanism 22 and the lamp heater 24, the condensing type shown in FIG. 3 (C) FIG. 3 (A) reflector and of the enlarged vicinity thereof is a cross-sectional view. 図3(B)は、図3(A)に示す保持機構22の比較例を示す平面図と断面図である。 3 (B) is a plan view and a sectional view showing a comparative example of the holding mechanism 22 shown in Figure 3 (A).

図2及び図3(A)に示すように、第1のスパッタリング装置は、第1のチャンバー(プロセスチャンバーともいう)21を有し、プロセスチャンバー21内には基板(例えばSiウエハ23)を保持する保持機構22が配置されている。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3 (A), the first sputtering apparatus (also referred to as a process chamber) first chamber 21 has, in the process chamber 21 holding a substrate (e.g. Si wafer 23) holding mechanism 22 is disposed. 保持機構22は基板電極としての機能を有し、Siウエハ23は基板電極に電気的に接触している。 Holding mechanism 22 has a function as a substrate electrode, Si wafer 23 is in electrical contact with the substrate electrode. 基板電極は図示せぬ電源に電気的に接続されている。 Substrate electrode is electrically connected to a power source (not shown). Siウエハ23は例えば(100)の結晶面を有する。 Si wafer 23 has a crystal face of example (100).

保持機構22には、Siウエハ23の下面にランプ光を照射してSiウエハ23を800℃以上に加熱するランプヒーター24が設けられている。 The holding mechanism 22, a lamp heater 24 for heating the Si wafer 23 above 800 ° C. by irradiating a lamp light to the lower surface of the Si wafer 23 is provided. 図3(A),(C)に示すように、ランプヒーター24は、Siウエハ23の下面の下方に配置され、平面が円形状のSiウエハ23の中心から同心円状に配置されている。 FIG. 3 (A), the (C), the lamp heater 24 is disposed on the lower surface of the lower Si wafer 23, the plane is arranged concentrically from the center of the circular Si wafer 23. ランプヒーター24とSiウエハ23との間で且つSiウエハ23の外周を覆うように集光型反射部材(集光リフレクターともいう)15が保持機構22に設けられている。 Lamp heater 24 and the Si condenser reflective member so as to and cover the outer periphery of the Si wafer 23 with the wafer 23 (also referred to as a converging reflector) 15 is provided in the holding mechanism 22. 集光リフレクター15は、ランプヒーター24から照射されるランプ光がSiウエハ23の下面の外側に漏れるのを遮る遮光部材としても機能し、またランプ光をSiウエハ23の下面に集光させる集光部材としても機能する。 Condensing reflector 15, a lamp light emitted from the lamp heater 24 also functions as a light-shielding member for shielding leaking outside lower surface of the Si wafer 23, also the light collection for condensing lamp light to the lower surface of the Si wafer 23 also it functions as a member. 集光リフレクター15は例えばAl製であり、集光リフレクター15には例えばAuメッキが施されている。 Condensing reflector 15 is made of such as Al, is subjected, for example, Au plating on the condenser reflector 15.

図3(C)に示すように、集光リフレクター15は保持機構22に取り付けられている。 As shown in FIG. 3 (C), the condensing reflector 15 is attached to the holding mechanism 22. 図3(B)に示すように、保持機構22に集光リフレクター15が取り付けられていない場合、ランプヒーター4から照射されるランプ光がSiウエハ23の下面の外側に漏れる量18が多くなる。 As shown in FIG. 3 (B), if the holding mechanism 22 is not focused reflector 15 is attached, a lamp light emitted from the lamp heater 4 increases the amount 18 from leaking to the outside of the lower surface of the Si wafer 23. これに対し、図3(A)に示すように、保持機構22に集光リフレクター15が取り付けられている場合、ランプヒーター4から照射されるランプ光がSiウエハ23の下面の外側に漏れる量17が少なくなる。 In contrast, as shown in FIG. 3 (A), if the condensing reflector 15 is attached to the holding mechanism 22, the amount lamp light emitted from the lamp heater 4 from leaking to the outside of the lower surface of the Si wafer 23 17 It is reduced. これにより、Siウエハ23を加熱する能力を飛躍的に向上させることができる。 Thus, it is possible to remarkably improve the ability to heat the Si wafer 23.

図2に示すように、第1のチャンバー21内には、保持機構22に保持されたSiウエハ23の上面と対向するスパッタリングターゲット26が配置されている。 As shown in FIG. 2, in the first chamber 21, the upper surface facing the sputtering target 26 of the Si wafer 23 held by the holding mechanism 22 is disposed. スパッタリングターゲット26は、例えば YとZrを含有するターゲット、Zrからなるターゲット、またはYからなるターゲットを用いることができる。 The sputtering target 26 may be, for example, target containing Y and Zr, consisting Zr target or target comprising Y,.

スパッタリングターゲット26にはスパッタ電極25が電気的に接続されており、スパッタ電極25にはスパッタ電源(第1の電源ともいう)28が電気的に接続されている。 The sputtering target 26 is sputtered electrode 25 is electrically connected (also referred to as a first power source) sputter power in a sputter electrode 25 28 is electrically connected. スパッタ電源28は高周波電源または直流電源である。 Sputtering power source 28 is a high frequency power source or DC power source.

スパッタリングターゲット26の裏面側にはモーターMによって矢印のように回転するロータリーマグネット27が配置されている。 On the back side of the sputtering target 26 rotary magnet 27 is arranged to rotate as indicated by the arrow by a motor M. これにより、スパッタリングターゲット26の表面側に発生するプラズマを均一化することができる。 This makes it possible to uniform the plasma generated on the surface side of the sputtering target 26. なお、本実施形態では、ロータリーマグネット27を用いているが、回転させないマグネットを用いてもよい。 In the present embodiment uses a rotary magnet 27 may be used a magnet is not rotated.

Siウエハ23とスパッタリングターゲット26との間にはグリッド電極29が配置されており、グリッド電極29には複数の貫通孔29aが設けられている。 Between the Si wafer 23 and the sputtering target 26 is arranged a grid electrode 29, a plurality of through holes 29a are provided in the grid electrode 29. グリッド電極29は、導電体(例えばカーボン)で形成されている。 Grid electrode 29 is formed by a conductor (e.g., carbon). グリッド電極29にはグリッド電源(第2の電源ともいう)10が電気的に接続されている。 The grid electrode 29 (also referred to as a second power supply) grid power source 10 is electrically connected. グリッド電源10は、直流電源または第1の電源28の周波数より低い周波数の高周波電源である。 Grid power source 10 is a high frequency power source of a frequency lower than the frequency of the DC power source or the first power supply 28.

プロセスチャンバー21は、グリッド電極29によって第1の空間52と第2の空間53に二分割されている。 The process chamber 21 includes a first space 52 are bisected into the second space 53 by the grid electrode 29. つまり、第1の空間52はSiウエハ23とグリッド電極29との間に位置し、第2の空間53はグリッド電極29とスパッタリングターゲット26との間に位置する。 That is, the first space 52 is located between the Si wafer 23 and the grid electrode 29, second space 53 is located between the grid electrode 29 and the sputtering target 26. 第1の空間52と第2の空間53はグリッド電極29の貫通孔29aによって空間的に繋がっている。 A first space 52 second space 53 are connected to spatially by a through-hole 29a of the grid electrode 29.

第1のスパッタリング装置は、第2の空間53にスパッタ放電ガスを導入する放電ガス導入機構13と、第1の空間52に反応ガスを導入する反応ガス導入機構14とを有している。 The first sputtering apparatus includes a discharge gas introduction mechanism 13 in the second space 53 for introducing a sputtering discharge gas, a reaction gas introduction mechanism 14 for introducing a reaction gas into the first space 52. スパッタ放電ガスは例えば不活性ガス(Ar、Ne、Kr、Xeなど)である。 Sputtering discharge gas is an inert gas (Ar, Ne, Kr, Xe, etc.). 反応ガスは例えば酸素ガス(O )である。 The reaction gas is, for example, oxygen gas (O 2).

第1のスパッタリング装置は第1の空間52からプロセスチャンバー21の内部を真空排気する排気機構を有しており、この排気機構は真空ポンプPを有している。 The first sputtering apparatus has an exhaust mechanism for evacuating the interior of the process chamber 21 from the first space 52, the exhaust system has a vacuum pump P. この真空ポンプPは、配管及びバルブ54を介してプロセスチャンバー21に接続されている。 The vacuum pump P is connected to the process chamber 21 through a pipe and valve 54.

グリッド電極29は、第2の空間53に発生するプラズマを遮蔽し、そのプラズマを第2の空間53に閉じ込める機能を有する。 Grid electrode 29, a plasma generated in the second space 53 and shield, has a function of confining the plasma in the second space 53. 真空ポンプPによって第1の空間52から真空排気することで、グリッド電極29の貫通孔29aを通して第2の空間53も真空排気される。 By evacuating the first space 52 by the vacuum pump P, the second space 53 through the through hole 29a of the grid electrode 29 is also evacuated. この際、第2の空間53より第1の空間52の方が高真空となる。 In this case, it than the second space 53 of the first space 52 becomes high vacuum. 別言すれば、貫通孔29aの大きさや数は、真空ポンプPによって真空排気することで、第2の空間53より第1の空間52の方が高真空となる程度のものとするとよい。 In other words, the size and number of the through holes 29a, by evacuating by a vacuum pump P, or equal to such a degree that people from the second space 53 of the first space 52 becomes high vacuum.

Siウエハ23とグリッド電極29との間(即ち第1の空間52)には熱電子を発生させるフィラメント11が配置されている。 Si between the wafer 23 and the grid electrode 29 (i.e., the first space 52) filaments 11 for generating thermoelectrons is disposed. フィラメント11にはフィラメント電源(第3の電源ともいう)12が電気的に接続されており、フィラメント電源12は直流電源または交流電源である。 The filament 11 (also referred to as a third power supply) filament power supply 12 is electrically connected, the filament power supply 12 is a DC power supply or an AC power source. フィラメント11から発生させた熱電子は、グリッド電極29の貫通孔29aから通過したイオン化したスパッタ粒子を中和する機能を有する。 Thermoelectrons generated from the filament 11 has a function to neutralize the sputtered particles are ionized passing through the through hole 29a of the grid electrode 29.

≪第1のスパッタリング装置の変形例≫ «Modification of the first sputtering apparatus»
図1に示すマルチチャンバー装置が有する図2の第1のスパッタリング装置を、ボート型蒸着装置、EB型蒸着装置またはRF型イオンプレーティング装置に代えて実施してもよい。 A first sputtering apparatus of FIG. 2 with the multi-chamber apparatus shown in FIG. 1, the boat-type evaporation apparatus may be implemented instead of the EB-type evaporation apparatus, or RF type ion plating apparatus. つまり、図1に示すマルチチャンバー装置がボート型蒸着装置、EB型蒸着装置またはRF型イオンプレーティング装置を有するように変更しても良い。 In other words, multi-chamber device shown in FIG. 1 is a boat-type evaporation apparatus may be modified to have an EB vapor-deposition apparatus or RF type ion plating apparatus.

ボート型蒸着装置、EB型蒸着装置またはRF型イオンプレーティング装置それぞれは、YとZrを含有する蒸着材料、Zrを含有する蒸着材料、またはYを含有する蒸着材料を備えた蒸着源を有し、これらの蒸着材料を蒸発させた蒸発物質と酸素を反応させた酸化物を基板上に成膜する装置である。 Boat type deposition apparatus, each EB vapor-deposition apparatus or RF type ion plating apparatus, a deposition material containing Y and Zr, has an evaporation source having an evaporation material containing a vapor deposition material or Y, containing Zr is these oxides deposited material reacted evaporated material and oxygen evaporation of an apparatus for forming on a substrate.

図3(D)は、第1のスパッタリング装置の変形例であるEB型蒸着装置である。 FIG. 3 (D) is EB type evaporation apparatus is a modification of the first sputtering apparatus.
EB型蒸着装置は成膜チャンバー41を有しており、成膜チャンバー41の下部には蒸着源43が配置されている。 EB type deposition apparatus has a deposition chamber 41, evaporation source 43 is disposed in the lower portion of the deposition chamber 41. 成膜チャンバー41の上部には基板ホルダー44が配置されており、この基板ホルダー44は蒸着源43と対向するように配置されている。 The upper portion of the deposition chamber 41 is disposed a substrate holder 44, the substrate holder 44 is disposed so as to face the evaporation source 43. 蒸着源43は、YとZrを含有する蒸着材料、Zrを含有する蒸着材料、またはYを含有する蒸発材料を収容したルツボ及び電子銃(EBgun)42を有している。 Evaporation source 43 is deposited materials containing Y and Zr, and a vapor deposition material or contain the crucible and electron gun evaporation material containing Y (EBgun) 42, containing Zr. ルツボには冷却機構(図示せず)が取り付けられている。 Cooling mechanism (not shown) is attached to the crucible. 蒸着源43は、電子銃42からの電子ビームを蒸発材料に照射して加熱し、蒸発材料を蒸発させるものである。 Evaporation source 43 is heated by irradiating an electron beam from the electron gun 42 to the evaporation material, it is intended to evaporate the evaporation material.

基板ホルダー44はSi基板23を保持するものであり、基板ホルダー44は回転機構49に取り付けられている。 Substrate holder 44 is to hold the Si substrate 23, the substrate holder 44 is attached to the rotating mechanism 49. 回転機構49によって基板ホルダー44を回転させることができるようになっている。 And it is capable of rotating the substrate holder 44 by the rotation mechanism 49. また、基板ホルダー44の上部側面(Si基板23の設置部と反対側の側面)には基板加熱用の加熱ヒータ(赤外線ランプ)47が配置されている。 Further, a heater (infrared lamp) 47 for heating the substrate upper portion side (installation portion and a side face of the Si substrate 23) of the substrate holder 44 is arranged. 基板ホルダー44の下面(基板の設置面)には反射板(図示せず)が配置されている。 Reflector on the bottom surface of the substrate holder 44 (mounting surface of the substrate) (not shown) is disposed. また、基板ホルダー44は基板温度を下げるための基板冷却機構(図示せず)を備えている。 The substrate holder 44 is provided with a substrate cooling mechanism for lowering the substrate temperature (not shown).

成膜チャンバー41には、反応ガスを供給する反応ガス供給機構(図示せず)が接続されている。 The deposition chamber 41, the reaction gas supply mechanism for supplying the reaction gas (not shown) is connected. 反応ガスは例えば酸素ガス(O )である。 The reaction gas is, for example, oxygen gas (O 2). また、成膜チャンバー41には、成膜チャンバー41の内部圧力を所定圧力まで下げるための排気ポンプ系(図示せず)が接続されている。 Further, the deposition chamber 41, an exhaust pump system for lowering the internal pressure of the film forming chamber 41 to a predetermined pressure (not shown) is connected.

≪配向膜基板の製造方法≫ «Manufacturing method of the alignment film substrate»
図4(A)は、本発明の一態様に係る配向膜基板を示す断面図である。 Figure 4 (A) is a sectional view showing an alignment film substrate according to one embodiment of the present invention. この配向膜基板は、図1に示すマルチチャンバー装置と図2及び図3に示す第1のスパッタリング装置を用いて作製される。 The alignment film substrate is fabricated using a first sputtering apparatus shown in multi-chamber device and FIGS. 2 and 3 shown in FIG.

(100)の結晶面を有するSi基板23を用意し、Si基板23をYSZスパッタ室4の第1のチャンバー21に導入し、保持機構22にSi基板23を保持する。 Providing a Si substrate 23 having a crystal face of (100), introducing the Si substrate 23 in the first chamber 21 of YSZ sputtering chamber 4, to hold the Si substrate 23 in the holding mechanism 22. このSi基板23の(100)の結晶面上には、SiO 膜やTiO 膜などの酸化膜が形成されていてもよい。 This is Si substrate 23 crystal plane of (100), an oxide film such as SiO 2 film or a TiO 2 film may be formed. 第1のチャンバー21を真空ポンプPによって真空排気し、放電ガス導入機構13によって放電ガスとしてArガスを第2の空間53に導入し、反応ガス導入機構14によって反応ガスとして酸素ガスを第1の空間52に導入する。 The first chamber 21 was evacuated by a vacuum pump P, and Ar gas as a discharge gas by the discharge gas introduction mechanism 13 is introduced into the second space 53, the oxygen gas first as reaction gases by reaction gas introducing mechanism 14 It is introduced into the space 52. 放電ガス及び反応ガスの導入と排気のバランスによって第1のチャンバー21内を所定の圧力にする。 The first chamber 21 by the introduction and the balance of the exhaust of the discharge gas and the reactive gas to a predetermined pressure. 詳細には、第2の空間53がグリッド電極29の貫通孔29aを通しても真空排気されるため、第2の空間53より第1の空間52の方が高真空となる。 Specifically, the second space 53 to be evacuated even through the through hole 29a of the grid electrode 29, who from the second space 53 first space 52 becomes high vacuum.

また、モーターMによってロータリーマグネット27を回転させ、YSZからなるスパッタリングターゲット26に高周波電力を印加し、この高周波電力の周波数より低い周波数の高周波電力をグリッド電極29に印加する。 Further, the motor M rotates the rotary magnet 27, the high-frequency power is applied to the sputtering target 26 formed of YSZ, applying RF power having a frequency lower than the frequency of the high-frequency power to the grid electrode 29. フィラメント11に交流を印加し、ランプヒーター24によってランプ光をSi基板23の裏面に照射してSi基板23を800℃に加熱する。 Applying an AC to the filament 11, the lamp light by a lamp heater 24 is irradiated to the back surface of the Si substrate 23 for heating the Si substrate 23 to 800 ° C.. このようにして第2の空間53にプラズマを発生させ、スパッタ粒子を生成する。 Thus to generate a plasma in the second space 53, to generate the sputtered particles. そのスパッタ粒子はグリッド電極29の貫通孔29aを通過する。 Its sputtering particles pass through the through hole 29a of the grid electrode 29. その際にイオン化されていたスパッタ粒子は中和されるが、一部中和されずにイオン化されたままのスパッタ粒子はフィラメント11から発生する熱電子によって中和される。 Although this time sputtered particles are ionized is neutralized, sputtered particles remain ionized without being partially neutralized is neutralized by thermal electrons generated from the filament 11. そして、イオン化されていないスパッタ粒子(Y粒子、Zr粒子)が800℃に加熱されたSi基板23の(100)の結晶面上で酸素と反応して酸化物となって堆積される。 Then, sputtered particles (Y particles, Zr particles) that are not ionized is deposited a oxide reacts with oxygen on the crystal face of (100) of the Si substrate 23 which is heated to 800 ° C.. これにより、Si基板23上にエピタキシャル成長によるYSZ膜31が形成される。 Accordingly, YSZ film 31 by epitaxial growth on the Si substrate 23 is formed. このYSZ膜31はSi基板23の(100)の結晶面と同様に(100)に配向している(図4(A)参照)。 The YSZ layer 31 is oriented in the same manner as (100) and crystal plane (100) of the Si substrate 23 (see FIG. 4 (A)).

なお、本実施形態では、Si基板23上にYSZ膜31を形成しているが、YSZ膜31に限定されるものではなく、YSZ膜以外の(100)の配向膜をエピタキシャル成長によりSi基板23上に形成してもよい。 In the present embodiment, Si has formed a YSZ film 31 on the substrate 23 is not limited to the YSZ film 31, other than the YSZ film (100) oriented film on the Si substrate 23 by epitaxial growth of it may be formed on. ここでいう(100)の配向膜とは、Si基板23の(100)の結晶面と同様に(100)に配向する膜をいう。 The alignment film which here means (100) refers to a film oriented in the same manner as (100) and crystal plane (100) of the Si substrate 23.

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をYSZスパッタ室4の第1のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室6の第3のチャンバー内に搬送する(図1参照)。 Then, to convey the Si wafer 23 by the transfer robot 3 through the conveying chamber 2 from the first chamber of YSZ sputtering chamber 4 into the third chamber of the sputtering chamber 6 (see FIG. 1).

次に、第3のチャンバー内でスパッタリングによりYSZ膜31上にエピタキシャル成長による下記式1を満たす格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成する。 Next, a first conductive film 36 comprising a material having a lattice constant d satisfying the following formula 1 by epitaxial growth on YSZ film 31 by sputtering in the third chamber. 格子定数dを有する物質は金属を含むとよい。 Material having a lattice constant d is may comprise a metal. 第1の導電膜36は、YSZ膜31と同様に(100)に配向している。 The first conductive film 36 are oriented in the same manner as YSZ film 31 (100). 第1の導電膜36は電極として機能するとよい。 The first conductive film 36 may serve as an electrode. なお、第1の導電膜36は、下記式1を満たす格子定数dを有するものであれば金属以外の酸化膜であってもよい。 Note that the first conductive film 36 may be an oxide film other than the metal as long as it has a lattice constant d satisfying the following formula 1. また、格子定数dは例えばPtの格子定数に近いとよい。 The lattice constant d may close to the lattice constant of example Pt.
0.300nm≦d≦0.550nm ・・・式1 0.300nm ≦ d ≦ 0.550nm ··· Formula 1

格子定数dを有する物質は、Al、Al合金、Ni、Ni合金及びNi−Cu合金の少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属であるとよい。 Material having a lattice constant d may includes, Al, Al alloy, Ni, when the at least one metal or the at least one metal of Ni alloy and Ni-Cu alloy is a metal containing Ag.

Al合金とは、Alを50質量%以上含有する合金であり、例えばAlに、Cu、Mn、Si、Mg、Zn、Niの少なくとも一つを含有する合金であり、また、Al−Cu系合金、Al−Mn系合金、Al−Si系合金、Al−Mg系合金、Al−Mg−Si系合金、Al−Zn−Mg系合金、Al−Zn−Mg−Cu系合金(ジュラルミン)、Al−Cu−Ni−Mg系合金(AC5A)である。 The Al alloy, an alloy containing Al or 50 wt%, for example, Al, an alloy containing Cu, Mn, Si, Mg, Zn, at least one of Ni, also, Al-Cu-based alloy , Al-Mn alloy, Al-Si alloy, Al-Mg alloy, Al-Mg-Si alloy, Al-Zn-Mg alloy, Al-Zn-Mg-Cu alloy (duralumin), Al- it is a Cu-Ni-Mg alloy (AC5A). また、Al合金の具体例としては表1及び表2に示す化学成分を有する合金が挙げられる。 Specific examples of the Al alloy include alloys having the chemical components shown in Table 1 and Table 2.

Ni合金は、例えばNi−Fe合金を含む。 Ni alloy includes, for example, Ni-Fe alloy. Ni−Fe合金は、例えばパーマロイ、Ni−Fe−Co合金などを含む。 Ni-Fe alloys include, for example, Permalloy, etc. Ni-Fe-Co alloy.
また、上記の少なくとも一つの金属にAgを含有する金属は、例えばNi−Ag混合金属、Ni−Fe−Ag合金などを含む。 The metal containing Ag at least one metal described above include, for example, Ni-Ag mixed metal, and Ni-Fe-Ag alloy.

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をスパッタ室6の第3のチャンバー内から搬送室2を通ってPZTスパッタ室7の第4のチャンバー内に搬送する(図1参照)。 Next, conveying the fourth in a chamber of a PZT sputtering chamber 7 through the transfer chamber 2 from the third chamber of the sputtering chamber 6 Si wafer 23 by the transport robot 3 (see FIG. 1).

次に、第4のチャンバー内でスパッタリングによって第1の導電膜36上にエピタキシャル成長によるPZT膜33を形成する。 Next, a PZT film 33 by the epitaxial growth by sputtering in a fourth chamber on the first conductive film 36. PZT膜33は、第1の導電膜36と同様に(100)に配向している。 PZT film 33 are oriented in the same manner as the first conductive film 36 (100). なお、本実施形態では、第1の導電膜36上にPZT膜33を形成しているが、これに限定されるものではなく、第1の導電膜36上にPZT膜33以外の(100)に配向した誘電体膜を形成してもよい。 In the present embodiment, to form a PZT film 33 on the first conductive film 36 is not limited to this, other than the PZT film 33 on the first conductive film 36 (100) dielectric film oriented may be formed.

本実施形態によれば、グリッド電極29の貫通孔29aによって第2の空間53より第1の空間52を高真空とするため、YSZ膜31の結晶性を良くすることができる。 According to this embodiment, the first space 52 from the second space 53 by the through hole 29a of the grid electrode 29 to a high vacuum, it is possible to improve the crystallinity of the YSZ film 31. つまり、YSZ膜31の結晶性は成膜時の圧力が高真空であるほど良いため、第1の空間52を第2の空間53より高真空にすることで、結晶性を良くすることができる。 That is, the crystallinity of the YSZ film 31, the better the pressure during film formation is high vacuum, by a first space 52 in a high vacuum from the second space 53, it is possible to improve the crystallinity .

また、PZT膜33の下に格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36及びYSZ膜31を形成するため、結晶性の良いPZT膜33を形成することができる。 Further, for forming the first conductive film 36 and the YSZ film 31 comprising a material having a lattice constant d under the PZT film 33, capable of forming crystals of good PZT film 33. また、第1の導電膜36が格子定数dを有するため、PZT膜33の結晶性を良くすることができる。 The first conductive film 36 to have a lattice constant d, it is possible to improve the crystallinity of the PZT film 33.

図6(B)は、ヘテロエピタキシャル成長による図4(A)の配向膜基板を格子定数から説明する図である。 6 (B) is a diagram illustrating an alignment film substrate from the lattice constant shown in FIG. 4 (A) by heteroepitaxial growth. 図6(B)に示す格子整合は、ヘテロエピタキシャル成長の幾つかのタイプのうちの一つである。 Lattice matching shown in FIG. 6 (B) is one of several types of hetero-epitaxial growth.

Si基板23のSiの格子定数、YSZ膜31のYSZの格子定数、第1の導電膜36の一例のNi−Feの格子定数、PZT膜33の格子定数は、図6(B)の表に示すとおりである。 The lattice constant of Si of the Si substrate 23, the lattice constant of YSZ of YSZ film 31, the lattice constant of an example of a Ni-Fe of the first conductive film 36, the lattice constant of the PZT film 33, the table shown in FIG. 6 (B) It is shown. Ni−Feの格子定数は、Si及びYSZの格子定数とPZTの格子定数との間で整合性が良いため、PZT膜33の結晶性を良くすることができると考えられる。 The lattice constant of Ni-Fe, because good consistency between the lattice constants of Si and YSZ lattice constant and the PZT is considered possible to improve the crystallinity of the PZT film 33.

図6(B)に示すNi/YSZの格子整合性は良好である。 Lattice matching of Ni / YSZ shown in FIG. 6 (B) is good. Niは小さいが、YSZの上で45°回転すると対角線長さがYSZのa軸と整合するためである。 Ni is small, the diagonal length when rotated 45 ° on the YSZ is to align the a-axis of the YSZ. また、NiとPZTは格子ミスマッチが比較的大きいが、特開平7−267799に開示されているように19%くらいのミスマッチでもヘテロエピタキシャル成長は可能である。 Further, Ni and PZT is a relatively large lattice mismatch, heteroepitaxial growth in mismatch about 19% as disclosed in JP-A-7-267799 is possible. また、少しでも整合性を良くするにはNi−Fe合金としてNiの格子定数をベガード則に従って大きくすることでミスマッチ幅を縮小することができる。 Further, it is possible to reduce the mismatch width by To improve consistency even slightly increased in accordance with Vegard's law the lattice constant of Ni as Ni-Fe alloy.

また、本実施形態では、図3(A)に示す第1のスパッタリング装置を用いてYSZ膜31を成膜しているが、第1のスパッタリング装置の変形例である図3(D)に示すEB型蒸着装置を用いてYSZ膜31を成膜してもよい。 Further, in the present embodiment, shown in FIG. 3 (D) has been deposited YSZ film 31, which is a modification of the first sputtering apparatus using a first sputtering apparatus shown in FIG. 3 (A) the EB-type evaporation apparatus may be formed of YSZ film 31 using. 詳細には、基板ホルダー44にSi基板23を設置し、基板ホルダー44を回転機構49により回転させる。 Specifically, the Si substrate 23 is placed on the substrate holder 44 rotates the substrate holder 44 by the rotation mechanism 49. 次いで、成膜チャンバー41内に反応ガス供給機構により酸素ガスを供給し、成膜チャンバー41内を排気ポンプ系により真空引きを行い、成膜チャンバー41の内部圧力を所定圧力に到達させる。 Then, oxygen gas is supplied by the reaction gas supply mechanism into the deposition chamber 41, the inside of the deposition chamber 41 performs a vacuum by the exhaust pump system, the internal pressure of the deposition chamber 41 to reach a predetermined pressure. 次いで、加熱ヒータ47を点灯させ、基板温度を800℃まで上昇させ、この温度にSi基板23を維持する。 Then, the heater 47 is turned, the substrate temperature was increased to 800 ° C., maintaining the Si substrate 23 in this temperature. 蒸着源43のYとZrを含有する蒸発材料に電子銃42により電子ビームを照射して加熱し、蒸発材料を蒸発させ、酸素ガスと反応させてYSZ膜31をSi基板23上に成膜する。 It was heated by irradiation with electron beams by the electron gun 42 to the evaporation material containing Y and Zr deposition source 43 to evaporate the evaporation material, is reacted with oxygen gas forming a YSZ film 31 on the Si substrate 23 .

≪配向膜基板の製造方法の変形例1≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 1 >>
図4(B)は、図4(A)に示す配向膜基板の変形例1であり、図4(A)と同一部分には同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。 FIG. 4 (B) is a modified example 1 of the alignment film substrate shown in FIG. 4 (A), denote the same parts as FIG. 4 (A), the description of the same portions will be omitted.

図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、Si基板23上にYSZ膜31を形成する。 In Figure 4 oriented film substrate a manner similar to (A), the forming a YSZ film 31 on the Si substrate 23.

次に、スパッタリングによりYSZ膜31上にエピタキシャル成長によるペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層34を形成する。 Next, a first buffer layer 34 comprising a perovskite structure material by epitaxial growth on the YSZ film 31 by sputtering. 第1のバッファ層34は、YSZ膜31と同様に(100)に配向している。 The first buffer layer 34 is oriented in the same manner as YSZ film 31 (100).

上記のペロブスカイト構造物質は、一般式ABO で表され、Aは、Al、Y、Na、K、Rb、Cs、La、Sr、Cr、Ag、Ca、Pr、Nd、Biおよび周期表のランタン系列の元素からなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなり、Bは、Al、Ga、In、Nb、Sn、Ti、Ru、Rh、Pd、Re、Os、IrPt、U、Co、Fe、Ni、Mn、Cr、Cu、Mg、V、Nb、Ta、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなるペロブスカイト物質、または、酸化ビスマス層と、ペロブスカイト型構造ブロックとが交互に積層された構造を有するビスマス層状構造強誘電体結晶からなるBi層状構造ペロブスカイト物質であり、前記ペロブスカイト型構造ブロックは、Li、N The above perovskite structure material is represented by the general formula ABO 3, A is, Al, Y, Na, K , Rb, Cs, La, Sr, Cr, Ag, Ca, Pr, Nd, lanthanum Bi and the Periodic Table It comprises at least one element selected from the group consisting of elements of sequence, B is, Al, Ga, in, Nb, Sn, Ti, Ru, Rh, Pd, Re, Os, IrPt, U, Co, Fe, Ni, Mn, Cr, Cu, Mg, V, Nb, Ta, at least comprising one element perovskite material is selected from the group consisting of Mo and W, or a bismuth oxide layer, a perovskite-type structure block Doo is Bi-layered perovskite materials consisting of bismuth layer structure ferroelectric crystal having a layered structure alternately, the perovskite structure block, Li, N a、K、Ca、Sr、Ba、Y、Bi、Pbおよび希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素Lと、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Mo、Mn、Fe、SiおよびGeから選ばれる少なくとも1つの元素Rと、酸素とによって構成される。 a, K, Ca, Sr, Ba, Y, Bi, and at least one element L selected from Pb and rare earth elements, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo, Mn, Fe, Si and and at least one element R selected from Ge, constituted by oxygen.

次に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、第1のバッファ層34上にエピタキシャル成長による格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成する。 Next, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (A), a first conductive film 36 comprising a material having a lattice constant d by epitaxially grown on the first buffer layer 34.

次に、スパッタリングにより第1の導電膜36上にエピタキシャル成長によるペロブスカイト構造物質を含む第2のバッファ層35を形成する。 Next, a second buffer layer 35 comprising a perovskite structure material by epitaxial growth on the first conductive film 36 by sputtering. 第2のバッファ層35は、第1の導電膜36と同様に(100)に配向している。 Second buffer layer 35 are oriented in the same manner as the first conductive film 36 (100).

次に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、第2のバッファ層35上にPZT膜33を形成する。 Next, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (A), to form a PZT film 33 is formed on the second buffer layer 35.

図6(A)及び図7は、ヘテロエピタキシャル成長による図4(B)の配向膜基板を格子定数から説明する図である。 FIGS. 6 (A) and 7 are views illustrating an alignment film substrate from the lattice constant shown in FIG. 4 (B) by heteroepitaxial growth. 図6(A)及び図7に示す格子整合は、ヘテロエピタキシャル成長の幾つかのタイプのうちの一つである。 FIGS. 6 (A) and 6 lattice matched shown in FIG. 7 is one of several types of hetero-epitaxial growth.

Si基板23のSiの格子定数、YSZ膜31のYSZの格子定数、第1の導電膜36の一例のNi−Feの格子定数、PTOまたはBLTの格子定数、PZT膜33の格子定数は、図6(A)及び図7の表に示すとおりである。 The lattice constant of Si of the Si substrate 23, the lattice constant of YSZ of YSZ film 31, the lattice constant of an example of a Ni-Fe of the first conductive film 36, the lattice constant of the PTO or BLT, the lattice constant of the PZT film 33, FIG. 6 (a) and is shown in the table of FIG. Ni−Fe及びPTOの格子定数は、Si及びYSZの格子定数とPZTの格子定数との間で整合性が良いため、PZT膜33の結晶性を良くすることができると考えられる。 Ni-Fe and PTO lattice constant, because a good consistency between the lattice constants of Si and YSZ lattice constant and the PZT is considered possible to improve the crystallinity of the PZT film 33.

図6(A)及び図7に示すNi/YSZの格子整合性は良好である。 FIGS. 6 (A) and 6 lattice matching Ni / YSZ shown in FIG. 7 is good. Niは小さいが、YSZの上で45°回転すると対角線長さがYSZのa軸と整合するためである。 Ni is small, the diagonal length when rotated 45 ° on the YSZ is to align the a-axis of the YSZ. また、少しでも整合性を良くするために、PTO(即ちPbTiO )、BLT(即ち{(Bi,La) Ti 12 })等をバッファ層として入れてPZT側の格子定数を小さくすることでミスマッチ幅を縮小することができる。 In order to improve the integrity of even a little, PTO (i.e., PbTiO 3), to reduce the lattice constant of BLT (i.e. {(Bi, La) 4 Ti 3 O 12}) or the like placed as a buffer layer PZT side it is possible to reduce the mismatch width by.

≪配向膜基板の製造方法の変形例2≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 2 >>
図5(A)は、図4(A)に示す配向膜基板の変形例2であり、図4(A)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 5 (A) is a diagram fourth modified example of the alignment film substrate shown in (A) 2, denote the same parts as FIG. 4 (A), the only different portions will be described.

本変形例は、図4(A)の配向膜基板のYSZ膜31と第1の導電膜36の間に第2の導電膜32を形成する点が異なる。 This modification, the point of forming a second conductive film 32 between the alignment film substrate YSZ film 31 and the first conductive film 36 shown in FIG. 4 (A) is different.

YSZ膜31を形成した後に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をYSZスパッタ室4の第1のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室5の第2のチャンバー内に搬送する(図1参照)。 After the formation of the YSZ film 31, the Si wafer 23 is transported from the first chamber of YSZ sputtering chamber 4 to the second chamber of the sputtering chamber 5 through the transfer chamber 2 by the transport robot 3 (see FIG. 1) .

次に、第2のチャンバー内でスパッタリングによりYSZ膜31上にエピタキシャル成長による磁性を有する第2の導電膜32を形成する。 Next, a second conductive film 32 having magnetic by epitaxial growth on YSZ film 31 by sputtering in the second chamber. 第2の導電膜32は、YSZ膜31と同様に(100)に配向している。 The second conductive film 32 are oriented in the same manner as YSZ film 31 (100). 第2の導電膜32は電極として機能するとよい。 The second conductive film 32 may serve as an electrode. 第2の導電膜32は、磁性を有する金属が40質量%以上(好ましくは70質量%以上)含まれているとよい。 The second conductive film 32, a metal having magnetism is more than 40 wt% (preferably at least 70 wt%) may have been included. なお、第2の導電膜32は、磁性を有するものであれば金属以外の酸化膜であってもよい。 The second conductive film 32 may be an oxide film other than the metal as long as it has a magnetic.

第2の導電膜32は、Ni、Fe、Ni合金、Ni−Cu合金、Ni−Al−Cu−Mg合金、Fe合金及びFe−Ni合金の群から選択された少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属からなるとよい。 The second conductive film 32, Ni, Fe, Ni alloy, Ni-Cu alloy, Ni-Al-Cu-Mg alloy, at least one metal selected from the group of Fe alloy and Fe-Ni alloy or the at least one One of the good made of metal containing Ag in the metal.

Fe合金は、例えばステンレスであり、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレス(18%のCrを含有するステンレス鋼が代表的)、マルテンサイト系ステンレス、オーステナイトとフェライトの二相組織のステンレスであってもよい。 Fe alloys, for example stainless steel, austenitic stainless steel, (stainless steel typically containing 18% Cr) ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, may be a stainless steel two-phase structure of austenite and ferrite . また、Fe−Ni合金は、例えばパーマロイ、Fe−Co−Ni合金などである。 Further, Fe-Ni alloys, for example permalloy, or the like Fe-Co-Ni alloy. また、上記のAgを含有する金属は、例えばFe−Ni−Ag合金、Ni−Ag混合金属などである。 The metal containing the above-described Ag, for example Fe-Ni-Ag alloy, or the like Ni-Ag mixed metal.

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をスパッタ室5の第2のチャンバー内から搬送室2を通ってスパッタ室6の第3のチャンバー内に搬送する(図1参照)。 Then, to convey the Si wafer 23 from the second chamber of the sputtering chamber 5 by the transfer robot 3 to the third chamber of the sputtering chamber 6 through the transfer chamber 2 (see FIG. 1).

次に、図4(A)の配向膜基板と同様の方法で、第3のチャンバー内でスパッタリングにより第2の導電膜32上にエピタキシャル成長による格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成する。 Next, an alignment film substrate the same way as in FIG. 4 (A), the first conductive film containing a material having a lattice constant d of the third chamber sputtering by epitaxial growth on the second conductive film 32 in the 36 to form. その後の工程は図4(A)の配向膜基板と同様である。 The subsequent steps are the same as the alignment film substrate of FIG. 4 (A).

本変形例は、図4(A)の配向膜基板と同様の効果を奏する。 This modification has the same advantages as the alignment film substrate of FIG. 4 (A). さらに、PZT膜33の下に磁性を有する第2の導電膜32及びYSZ膜31を形成するため、結晶性の良いPZT膜33を形成することができる。 Further, for forming the second conductive film 32 and the YSZ layer 31 having magnetism under the PZT film 33, capable of forming crystals of good PZT film 33. また、第2の導電膜32が磁性を有するため、PZT膜33の結晶性を良くすることができる。 Further, since the second conductive film 32 has magnetism, it is possible to improve the crystallinity of the PZT film 33.

また、PZT膜33上に電極(図示せず)を形成し、PZT膜33に直流高電界、磁場などを印加することによるポーリング処理(分極処理)を行ってもよい。 Further, by forming electrodes (not shown) on the PZT film 33, high DC field to the PZT film 33, the polling process (poling) may be carried out by applying a like magnetic field. これにより、圧電特性を向上させることができる。 Thus, it is possible to improve the piezoelectric properties. このポーリング処理を行う際に、PZT膜33の下に磁性を有する導電膜32を有するため、その磁性でポーリングアシスト効果が得られ、圧電特性をより向上させることができる。 In making this polling process, to have a conductive film 32 having magnetism under the PZT film 33, the polling assist effect can be obtained in the magnetic, it is possible to improve the piezoelectric properties.

≪配向膜基板の製造方法の変形例3≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 3»
図5(B)は、図4(B)に示す配向膜基板の変形例3であり、図4(B)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 5 (B), an alignment film modification of the substrate 3 shown in FIG. 4 (B), denote the same parts as FIG. 4 (B), the only different portions will be described.

本変形例は、図4(B)の配向膜基板の第1のバッファ層34と第1の導電膜36の間に第2の導電膜32を形成する点が異なる。 This modification, the point of forming a second conductive film 32 between the first buffer layer 34 of the alignment film substrate shown in FIG. 4 (B) and the first conductive film 36 is different.

第1のバッファ層34を形成した後に、図5(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、第1のバッファ層34上にエピタキシャル成長による磁性を有する第2の導電膜32を形成する。 After forming the first buffer layer 34, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 5 (A), a second conductive film 32 having magnetic by epitaxial growth on the first buffer layer 34. 第2の導電膜32は、第1のバッファ層34と同様に(100)に配向している。 The second conductive film 32 are oriented in the same manner as the first buffer layer 34 (100). 第2の導電膜32は電極として機能するとよい。 The second conductive film 32 may serve as an electrode.

次に、図4(B)に示す配向膜基板と同様の方法で、第2の導電膜32上にエピタキシャル成長による格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成する。 Next, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (B), a first conductive film 36 comprising a material having a lattice constant d by epitaxial growth on the second conductive film 32. その後の工程は図4(B)の配向膜基板と同様である。 The subsequent steps are the same as the alignment film substrate of FIG. 4 (B).

本変形例は、図4(B)の配向膜基板と同様の効果を奏する。 This modification has the same advantages as the alignment film substrate of FIG. 4 (B). さらに、PZT膜33の下に磁性を有する第2の導電膜32及びYSZ膜31を形成するため、結晶性の良いPZT膜33を形成することができる。 Further, for forming the second conductive film 32 and the YSZ layer 31 having magnetism under the PZT film 33, capable of forming crystals of good PZT film 33. また、第2の導電膜32が磁性を有するため、PZT膜33の結晶性を良くすることができる。 Further, since the second conductive film 32 has magnetism, it is possible to improve the crystallinity of the PZT film 33.

また、PZT膜33上に電極(図示せず)を形成し、PZT膜33に直流高電界、磁場などを印加することによるポーリング処理(分極処理)を行ってもよい。 Further, by forming electrodes (not shown) on the PZT film 33, high DC field to the PZT film 33, the polling process (poling) may be carried out by applying a like magnetic field. この際、前述したように、PZT膜33の下に磁性を有する導電膜32によってポーリングアシスト効果が得られる。 At this time, as described above, polling assist effect can be obtained by a conductive film 32 having magnetism under the PZT film 33.

(第2の実施形態) (Second Embodiment)
≪製造装置≫ «Production equipment»
図8は、本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図であり、図1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 Figure 8 is a plan view of a multi-chamber device is shown schematically according to one embodiment of the present invention, the same reference numerals denote the same parts in FIG. 1, only different parts will be described.

図8に示すマルチチャンバー装置は、ゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置(誘電体膜成膜装置ともいう)8を有する点が図1に示すマルチチャンバー装置と異なる。 Multi-chamber device shown in FIG. 8, (also referred to as a dielectric film deposition apparatus) sol-gel spin-coating type PZT film forming apparatus that has a 8 is different from the multi-chamber apparatus shown in FIG. ゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8は第5のチャンバーを有しており、第5のチャンバーはゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 The sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8 has a fifth chamber, the fifth chamber is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51.

搬送ロボット3によってSiウエハ23をスパッタ室6の第3のチャンバーまたはスパッタ室7の第4のチャンバーから搬送室2を通ってゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8の第5のチャンバー内に搬送するようになっている。 Conveyed to the fifth chamber of the third sol-gel through the transfer chamber 2 from the chamber or the fourth chamber of the sputtering chamber 7 spin coating type PZT film forming device 8 of the sputtering chamber 6 Si wafer 23 by the transport robot 3 It has become way.

ゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8は、Siウエハ23上にゾルゲル溶液をスピンコートにより塗布してPZT膜を製膜する装置である。 Sol-gel spin-coating type PZT film forming apparatus 8 is an apparatus for film formation of the PZT film of sol-gel solution by spin coating on a Si wafer 23.

≪配向膜基板の製造方法≫ «Manufacturing method of the alignment film substrate»
図4(A)に示す配向膜基板と異なる点についてのみ説明する。 Figure 4 (A) to the alignment film substrate differs showing only described.

図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、Si基板23上にエピタキシャル成長によりYSZ膜31を形成し、YSZ膜31上にエピタキシャル成長により格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成し、第1の導電膜36上にエピタキシャル成長によりPZT膜33を形成する。 Figure 4 an alignment film substrate similar to the method (A), the a YSZ film 31 is formed by epitaxial growth on the Si substrate 23, a first conductive film containing a material having a lattice constant d by epitaxial growth on the YSZ film 31 36 is formed, to form a PZT film 33 by epitaxial growth on the first conductive film 36.

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をPZTスパッタ室7の第4のチャンバー内から搬送室2を通ってゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8の第5のチャンバー内に搬送する(図5参照)。 Then, the transport robot 3 conveys the Si wafer 23 in the fifth chamber of the fourth sol-gel spin-coating type PZT film formation from the chamber through the transfer chamber 2 device 8 PZT sputtering chamber 7 (see FIG. 5 ).

次に、PZT膜33上にゾルゲル溶液をスピンコートにより塗布してPZT膜を製膜する。 Next, a film of PZT film was applied by spin-coating a sol-gel solution on the PZT film 33. その後、PZT膜に、乾燥処理、仮焼成及び結晶化処理を行う。 Then, the PZT film, performing drying treatment, calcination and crystallization process. この結晶化処理は500℃以上の温度で行うため、配向膜であるYSZ膜31及び導電膜32は500℃の耐熱性を有するとよい。 To do this crystallization process is 500 ° C. or higher temperatures, YSZ film 31 and the conductive film 32 is a alignment film may have a heat resistance of 500 ° C.. このPZT膜は、PZT膜33と同様に(100)に配向している。 The PZT film is oriented in the same manner as the PZT film 33 (100). なお、本実施形態では、PZT膜33上にPZT膜を形成しているが、これに限定されるものではなく、PZT膜33上にPZT膜以外の誘電体膜を形成してもよい。 In the present embodiment, to form a PZT film on the PZT film 33 is not limited thereto, it may be to form a dielectric film other than PZT film on the PZT film 33.

また、本実施形態では、PZT膜33上にゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8によりPZT膜を製膜しているが、導電膜32上にPZT膜33を形成せずに、導電膜32上にゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8によりPZT膜を製膜し、そのPZT膜に、乾燥処理、仮焼成及び結晶化処理を行ってもよい。 Further, in the present embodiment, although the film formation of the PZT film by a sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8 on the PZT film 33, without forming the PZT film 33 on the conductive film 32, conductive film 32 on to form a film of the PZT film by a sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8, on the PZT film, drying treatment may be carried out calcination and crystallization process.

本実施形態によれば、ゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8により形成されたPZT膜の下に格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36及びYSZ膜31を形成するため、結晶性の良いPZT膜を形成することができる。 According to this embodiment, in order to form the first conductive film 36 and the YSZ film 31 comprising a material having a lattice constant d under the PZT film formed by a sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8, crystalline it is possible to form a good PZT films. また、第1の導電膜36が格子定数dを有する物質を含むため、PZT膜の結晶性を良くすることができる。 Further, since the first conductive film 36 contains a material having a lattice constant d, it is possible to improve the crystallinity of the PZT film.

≪配向膜基板の製造方法の変形例1≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 1 >>
図4(B)に示す配向膜基板と異なる点についてのみ説明する。 Figure 4 (B) in the alignment film substrate differs showing only described.

図4(B)に示す配向膜基板と同様の方法で、Si基板23上にエピタキシャル成長によりYSZ膜31を形成し、YSZ膜31上にエピタキシャル成長によりペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層34を形成し、第1のバッファ層34上にエピタキシャル成長により格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成し、第1の導電膜36上にエピタキシャル成長によりペロブスカイト構造物質を含む第2のバッファ層35を形成し、第2のバッファ層35上にエピタキシャル成長によりPZT膜33を形成する。 In Figure 4 the alignment film substrate and a similar method (B), the formation of the first buffer layer 34 comprising a perovskite structure material by a YSZ film 31 is formed by epitaxial growth on the Si substrate 23, epitaxially grown on the YSZ film 31 and, the first conductive film 36 comprising a material having a lattice constant d by epitaxial growth on the first buffer layer 34 is formed, a second buffer layer containing a perovskite structure material by epitaxial growth on the first conductive film 36 35 is formed, to form a PZT film 33 by epitaxial growth on the second buffer layer 35.

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をPZTスパッタ室7の第4のチャンバー内から搬送室2を通ってゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8の第5のチャンバー内に搬送する(図5参照)。 Then, the transport robot 3 conveys the Si wafer 23 in the fifth chamber of the fourth sol-gel spin-coating type PZT film formation from the chamber through the transfer chamber 2 device 8 PZT sputtering chamber 7 (see FIG. 5 ).

次に、PZT膜33上にゾルゲル溶液をスピンコートにより塗布してPZT膜を製膜する。 Next, a film of PZT film was applied by spin-coating a sol-gel solution on the PZT film 33. その後、PZT膜に、乾燥処理、仮焼成及び結晶化処理を行う。 Then, the PZT film, performing drying treatment, calcination and crystallization process. このPZT膜は、PZT膜33と同様に(100)に配向している。 The PZT film is oriented in the same manner as the PZT film 33 (100). なお、本実施形態では、PZT膜33上にPZT膜を形成しているが、これに限定されるものではなく、PZT膜33上にPZT膜以外の誘電体膜を形成してもよい。 In the present embodiment, to form a PZT film on the PZT film 33 is not limited thereto, it may be to form a dielectric film other than PZT film on the PZT film 33.

また、本実施形態では、PZT膜33上にゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8によりPZT膜を製膜しているが、第2のバッファ層35上にPZT膜33を形成せずに、第2のバッファ層35上にゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置8によりPZT膜を製膜し、そのPZT膜に、乾燥処理、仮焼成及び結晶化処理を行ってもよい。 Further, the in the present embodiment, although the film formation of the PZT film by a sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8 on the PZT film 33, without forming the PZT film 33 is formed on the second buffer layer 35, the to form a film of the PZT film by a sol-gel spin-coating type PZT film forming device 8 on the second buffer layer 35, on the PZT film, drying treatment may be carried out calcination and crystallization process.

≪配向膜基板の製造方法の変形例2≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 2 >>
図5(A)に示す配向膜基板と異なる点についてのみ説明する。 Figure 5 (A) to the alignment film substrate differs showing only described.

図5(A)に示す配向膜基板のPZT膜33上に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、PZT膜を形成する。 On the alignment film substrate of the PZT film 33 shown in FIG. 5 (A), an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (A), to form a PZT film. または、図5(A)に示す配向膜基板のPZT膜33に代えて、第1の導電膜36上に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、PZT膜を形成する。 Or, instead of the alignment film substrate of the PZT film 33 shown in FIG. 5 (A), on the first conductive film 36, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (A), to form a PZT film .

≪配向膜基板の製造方法の変形例3≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 3»
図5(B)に示す配向膜基板と異なる点についてのみ説明する。 Figure 5 (B) to the alignment film substrate differs showing only described.

図5(B)に示す配向膜基板のPZT膜33上に、図4(B)に示す配向膜基板と同様の方法で、PZT膜を形成する。 On the alignment film substrate of the PZT film 33 shown in FIG. 5 (B), an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (B), to form a PZT film. または、図5(B)に示す配向膜基板のPZT膜33に代えて、第2のバッファ層35上に、図4(B)に示す配向膜基板と同様の方法で、PZT膜を形成する。 Or, instead of the alignment film substrate of the PZT film 33 shown in FIG. 5 (B), on the second buffer layer 35, an alignment film substrate the same way as shown in FIG. 4 (B), to form a PZT film .

(第3の実施形態) (Third Embodiment)
≪製造装置≫ «Production equipment»
図9は、本発明の一態様に係るマルチチャンバー装置を模式的に示す平面図であり、図1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 Figure 9 is a plan view of a multi-chamber device is shown schematically according to one embodiment of the present invention, the same reference numerals denote the same parts in FIG. 1, only different parts will be described.

図9のマルチチャンバー装置は、YSZスパッタ室4を有してなく、その代わりに、ZrO スパッタ室34と、Y スパッタ室35を有する点が異なる。 Multi-chamber apparatus of Figure 9, without having YSZ sputtering chamber 4, instead, a ZrO 2 sputtering chamber 34, is that it has a Y 2 O 3 sputtering chamber 35 varies.

ZrO スパッタ室34は、Siウエハ23上にZrO 膜を反応性スパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 ZrO 2 sputtering chamber 34 is for forming a film by reactive sputtering ZrO 2 film on the Si wafer 23, and is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51. ZrO スパッタ室34は第1のチャンバーを有しており、マルチチャンバー装置は第1のチャンバーを有する第1のスパッタリング装置(図2参照)を有している。 ZrO 2 sputtering chamber 34 has a first chamber, multi-chamber device has a first sputtering apparatus (see FIG. 2) having a first chamber. 搬送ロボット3によってSiウエハ23をロードロック室1内から搬送室2を通ってZrO スパッタ室34の第1のチャンバーに搬送するようになっている。 It formed so as to convey to the first chamber of the ZrO 2 sputtering chamber 34 through the transfer chamber 2 a Si wafer 23 from the load lock chamber 1 by the transfer robot 3.

スパッタ室35は、Siウエハ23上にY 膜をスパッタリングによって成膜するものであり、ゲートバルブ51を介して搬送室2に接続されている。 Y 2 O 3 sputtering chamber 35 is for forming a film by sputtering Y 2 O 3 film on the Si wafer 23, and is connected to the transfer chamber 2 through a gate valve 51. スパッタ室35は、第1のチャンバーを有する第1のスパッタリング装置(図2参照)を有している。 Sputtering chamber 35 has a first sputtering apparatus having a first chamber (see FIG. 2). 搬送ロボット3によってSiウエハ23をZrO スパッタ室34の第1のチャンバー内から搬送室2を通ってY スパッタ室35の第1のチャンバー内に搬送するようになっている。 It formed so as to convey the Si wafer 23 in the first chamber of Y 2 O 3 sputtering chamber 35 through the transfer chamber 2 from the first chamber of ZrO 2 sputtering chamber 34 by the transfer robot 3.

≪配向膜基板の製造方法≫ «Manufacturing method of the alignment film substrate»
図10(A)は、本発明の一態様に係る配向膜基板を示す断面図であり、図4(A)の配向膜基板と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 Figure 10 (A) is a sectional view showing an alignment film substrate according to one embodiment of the present invention, the same reference numerals are given to the alignment film substrate, the same parts in FIG. 4 (A), only different portions will be described . 図10(A)の配向膜基板は、図9に示すマルチチャンバー装置を用いて作製される。 Oriented film substrate shown in FIG. 10 (A) is prepared using a multi-chamber apparatus shown in FIG.

(100)の結晶面を有するSi基板23を用意し、Si基板23をZrO スパッタ室34の第1のチャンバー21に導入し、保持機構22にSi基板23を保持する(図2参照)。 Providing a Si substrate 23 having a crystal face of (100), introducing the Si substrate 23 in the first chamber 21 of ZrO 2 sputtering chamber 34, to hold the Si substrate 23 in the holding mechanism 22 (see FIG. 2). このSi基板23の(100)の結晶面上には、SiO 膜やTiO 膜などの酸化膜が形成されていてもよい。 This is Si substrate 23 crystal plane of (100), an oxide film such as SiO 2 film or a TiO 2 film may be formed. 第1のチャンバー21を真空ポンプPによって真空排気し、放電ガス導入機構13によって放電ガスとしてArガスを第2の空間53に導入し、反応ガス導入機構14によって反応ガスとして酸素ガスを第1の空間52に導入する。 The first chamber 21 was evacuated by a vacuum pump P, and Ar gas as a discharge gas by the discharge gas introduction mechanism 13 is introduced into the second space 53, the oxygen gas first as reaction gases by reaction gas introducing mechanism 14 It is introduced into the space 52. 放電ガス及び反応ガスの導入と排気のバランスによって第1のチャンバー21内を所定の圧力にする。 The first chamber 21 by the introduction and the balance of the exhaust of the discharge gas and the reactive gas to a predetermined pressure. 詳細には、第2の空間53がグリッド電極29の貫通孔29aを通しても真空排気されるため、第2の空間53より第1の空間52の方が高真空となる。 Specifically, the second space 53 to be evacuated even through the through hole 29a of the grid electrode 29, who from the second space 53 first space 52 becomes high vacuum.

また、モーターMによってロータリーマグネット27を回転させ、Zrからなるスパッタリングターゲット26に高周波電力を印加し、この高周波電力の周波数より低い周波数の高周波電力をグリッド電極29に印加する。 Further, the motor M rotates the rotary magnet 27, the high-frequency power is applied to the sputtering target 26 consisting of Zr, applying RF power having a frequency lower than the frequency of the high-frequency power to the grid electrode 29. フィラメント11に交流を印加し、ランプヒーター24によってランプ光をSi基板23の裏面に照射してSi基板23を800℃に加熱する。 Applying an AC to the filament 11, the lamp light by a lamp heater 24 is irradiated to the back surface of the Si substrate 23 for heating the Si substrate 23 to 800 ° C.. このようにして第2の空間53にプラズマを発生させ、スパッタ粒子を生成する。 Thus to generate a plasma in the second space 53, to generate the sputtered particles. そのスパッタ粒子はグリッド電極29の貫通孔29aを通過する。 Its sputtering particles pass through the through hole 29a of the grid electrode 29. その際にイオン化されていたスパッタ粒子は中和されるが、一部中和されずにイオン化されたままのスパッタ粒子はフィラメント11から発生する熱電子によって中和される。 Although this time sputtered particles are ionized is neutralized, sputtered particles remain ionized without being partially neutralized is neutralized by thermal electrons generated from the filament 11. そして、イオン化されていないスパッタ粒子(Zr粒子)が800℃に加熱されたSi基板23の(100)の結晶面上で酸素と反応して酸化物となって堆積される。 The deposited become oxide by reaction with oxygen on the crystal face of (100) of the Si substrate 23 sputtered particles (Zr particles) is heated to 800 ° C. which is not ionized. これにより、Si基板23上にエピタキシャル成長によるZrO 膜31aが形成される(図10(A)参照)。 Accordingly, ZrO 2 film 31a by epitaxial growth is formed on the Si substrate 23 (see FIG. 10 (A)).

次に、搬送ロボット3によってSiウエハ23をZrO スパッタ室34の第1のチャンバー内から搬送室2を通ってY スパッタ室35の第1のチャンバー内に搬送する(図9参照)。 Then, to convey the Si wafer 23 by the transfer robot 3 through the conveying chamber 2 from the first chamber of ZrO 2 sputtering chamber 34 to the Y 2 O 3 first chamber of the sputtering chamber 35 (see FIG. 9) .

Si基板23をY スパッタ室35の第1のチャンバー21に導入し、保持機構22にSi基板23を保持する(図2参照)。 The Si substrate 23 is introduced into the first chamber 21 of the Y 2 O 3 sputtering chamber 35, to hold the Si substrate 23 in the holding mechanism 22 (see FIG. 2). このSi基板23のZrO 膜31a上には、SiO 膜やTiO 膜などの酸化膜が形成されていてもよい。 On this ZrO 2 film 31a of the Si substrate 23, an oxide film such as SiO 2 film or a TiO 2 film may be formed. 第1のチャンバー21を真空ポンプPによって真空排気し、放電ガス導入機構13によって放電ガスとしてArガスを第2の空間53に導入し、反応ガス導入機構14によって反応ガスとして酸素ガスを第1の空間52に導入する。 The first chamber 21 was evacuated by a vacuum pump P, and Ar gas as a discharge gas by the discharge gas introduction mechanism 13 is introduced into the second space 53, the oxygen gas first as reaction gases by reaction gas introducing mechanism 14 It is introduced into the space 52. 放電ガス及び反応ガスの導入と排気のバランスによって第1のチャンバー21内を所定の圧力にする。 The first chamber 21 by the introduction and the balance of the exhaust of the discharge gas and the reactive gas to a predetermined pressure. 詳細には、第2の空間53がグリッド電極29の貫通孔29aを通しても真空排気されるため、第2の空間53より第1の空間52の方が高真空となる。 Specifically, the second space 53 to be evacuated even through the through hole 29a of the grid electrode 29, who from the second space 53 first space 52 becomes high vacuum.

また、モーターMによってロータリーマグネット27を回転させ、Zrからなるスパッタリングターゲット26に高周波電力を印加し、この高周波電力の周波数より低い周波数の高周波電力をグリッド電極29に印加する。 Further, the motor M rotates the rotary magnet 27, the high-frequency power is applied to the sputtering target 26 consisting of Zr, applying RF power having a frequency lower than the frequency of the high-frequency power to the grid electrode 29. フィラメント11に交流を印加し、ランプヒーター24によってランプ光をSi基板23の裏面に照射してSi基板23を800℃に加熱する。 Applying an AC to the filament 11, the lamp light by a lamp heater 24 is irradiated to the back surface of the Si substrate 23 for heating the Si substrate 23 to 800 ° C.. このようにして第2の空間53にプラズマを発生させ、スパッタ粒子を生成する。 Thus to generate a plasma in the second space 53, to generate the sputtered particles. そのスパッタ粒子はグリッド電極29の貫通孔29aを通過する。 Its sputtering particles pass through the through hole 29a of the grid electrode 29. その際にイオン化されていたスパッタ粒子は中和されるが、一部中和されずにイオン化されたままのスパッタ粒子はフィラメント11から発生する熱電子によって中和される。 Although this time sputtered particles are ionized is neutralized, sputtered particles remain ionized without being partially neutralized is neutralized by thermal electrons generated from the filament 11. そして、イオン化されていないスパッタ粒子(Y粒子)が800℃に加熱されたSi基板23の(100)の結晶面上で酸素と反応して酸化物となって堆積される。 The deposited become oxide by reaction with oxygen on the crystal face of (100) of the Si substrate 23 sputtered particles (Y particles) is heated to 800 ° C. which is not ionized. これにより、Si基板23上にエピタキシャル成長によるY 膜31bが形成される(図10(A)参照)。 Thus, Y 2 O 3 film 31b by epitaxial growth is formed on the Si substrate 23 (see FIG. 10 (A)). ZrO 膜31aとY 膜31bを積層した積層膜はSi基板23の(100)の結晶面と同様に(100)に配向している。 Laminated films obtained by laminating a ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 film 31b is oriented in the same manner (100) and crystal plane (100) of the Si substrate 23.

次に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法により、第3のチャンバー内でスパッタリングによりZrO 膜31aとY 膜31bを積層した積層膜上にエピタキシャル成長による格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜36を形成する。 Then, by the same method as the alignment film substrate shown in FIG. 4 (A), the lattice constant of the third chamber by sputtering ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 epitaxially grown on the stacked film in which the film 31b laminated in the d forming a first conductive film 36 comprising a material having a.

次に、図4(A)に示す配向膜基板と同様の方法により、第4のチャンバー内でスパッタリングによって第1の導電膜36上にエピタキシャル成長によるPZT膜33を形成する。 Then, by the same method as the alignment film substrate shown in FIG. 4 (A), to form a PZT film 33 by the epitaxial growth by sputtering in a fourth chamber on the first conductive film 36.

本実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を奏する。 In this embodiment the same effects as the first embodiment.

なお、本実施形態では、図3(A)に示す第1のスパッタリング装置を用いてZrO 膜31aとY 膜31bの積層膜を成膜しているが、第1のスパッタリング装置の変形例である図3(D)に示すEB型蒸着装置を用いてZrO 膜31aとY 膜31bの積層膜を成膜してもよい。 In the present embodiment, although forming a laminated film of ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 film 31b by using the first sputtering apparatus shown in FIG. 3 (A), the first sputtering apparatus the EB-type vapor deposition apparatus shown in FIG. 3 (D) a laminated film of ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 film 31b may be formed with a modification. 詳細には、基板ホルダー44にSi基板23を設置し、基板ホルダー44を回転機構49により回転させる。 Specifically, the Si substrate 23 is placed on the substrate holder 44 rotates the substrate holder 44 by the rotation mechanism 49. 次いで、成膜チャンバー41内に反応ガス供給機構により酸素ガスを供給し、成膜チャンバー41内を排気ポンプ系により真空引きを行い、成膜チャンバー41の内部圧力を所定圧力に到達させる。 Then, oxygen gas is supplied by the reaction gas supply mechanism into the deposition chamber 41, the inside of the deposition chamber 41 performs a vacuum by the exhaust pump system, the internal pressure of the deposition chamber 41 to reach a predetermined pressure. 次いで、加熱ヒータ47を点灯させ、基板温度を800℃まで上昇させ、この温度にSi基板23を維持する。 Then, the heater 47 is turned, the substrate temperature was increased to 800 ° C., maintaining the Si substrate 23 in this temperature. 蒸着源43のZrを含有する蒸発材料に電子銃42により電子ビームを照射して加熱し、蒸発材料を蒸発させ、酸素ガスと反応させてZrO 膜31aをSi基板23上に成膜する。 The electron gun 42 to the evaporation material containing Zr evaporation source 43 is heated by irradiating an electron beam to evaporate the evaporation material, it is reacted with oxygen gas for forming the ZrO 2 film 31a on the Si substrate 23.

次いで、基板ホルダー44にSi基板23を設置し、基板ホルダー44を回転機構49により回転させる。 Then, the Si substrate 23 is placed on the substrate holder 44 rotates the substrate holder 44 by the rotation mechanism 49. 次いで、成膜チャンバー41内に反応ガス供給機構により酸素ガスを供給し、成膜チャンバー41内を排気ポンプ系により真空引きを行い、成膜チャンバー41の内部圧力を所定圧力に到達させる。 Then, oxygen gas is supplied by the reaction gas supply mechanism into the deposition chamber 41, the inside of the deposition chamber 41 performs a vacuum by the exhaust pump system, the internal pressure of the deposition chamber 41 to reach a predetermined pressure. 次いで、加熱ヒータ47を点灯させ、基板温度を800℃まで上昇させ、この温度にSi基板23を維持する。 Then, the heater 47 is turned, the substrate temperature was increased to 800 ° C., maintaining the Si substrate 23 in this temperature. 蒸着源43のZrを含有する蒸発材料に電子銃42により電子ビームを照射して加熱し、蒸発材料を蒸発させ、酸素ガスと反応させてY 膜31bをZrO 膜31a上に成膜する。 The electron gun 42 to the evaporation material containing Zr evaporation source 43 is heated by irradiating an electron beam to evaporate the evaporation material, formed by reaction with oxygen gas Y 2 O 3 film 31b on the ZrO 2 film 31a to film. このようにしてZrO 膜31aとY 膜31bの積層膜がSi基板23上に成膜される。 Laminated films of the thus ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 film 31b is deposited on the Si substrate 23.

≪配向膜基板の製造方法の変形例1≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 1 >>
図10(B)は、図10(A)に示す配向膜基板の変形例1であり、図4(B)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 10 (B) is a modified example 1 of the alignment film substrate shown in FIG. 10 (A), denote the same parts as FIG. 4 (B), the only different portions will be described.

図10(A)に示す配向膜基板と同様の方法で、Si基板23上にZrO 膜31aを形成し、ZrO 膜31a上にY 膜31bを形成する。 In the alignment film substrate the same way as shown in FIG. 10 (A), a ZrO 2 film 31a is formed on the Si substrate 23 to form a Y 2 O 3 film 31b on the ZrO 2 film 31a.

次に、スパッタリングによりY 膜31b上にエピタキシャル成長によるペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層34を形成する。 Then, by sputtering to form the first buffer layer 34 comprising a perovskite structure material by epitaxial growth on a Y 2 O 3 film 31b. 第1のバッファ層34は、ZrO 膜31aとY 膜31bを積層した積層膜と同様に(100)に配向している。 The first buffer layer 34 are oriented similarly to the laminated film formed by laminating a ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 film 31b (100).

≪配向膜基板の製造方法の変形例2≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 2 >>
図11(A)は、図10(A)に示す配向膜基板の変形例2であり、図10(A)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 Figure 11 (A) is a oriented film modification of the substrate 2 shown in FIG. 10 (A), denote the same parts as FIG. 10 (A), the only different portions will be described.

本変形例は、図10(A)の配向膜基板のZrO 膜31aとY 膜31bを積層した積層膜と第1の導電膜36の間に第2の導電膜32を形成する点が異なる。 This modification, a second conductive film 32 between the alignment film substrate ZrO 2 film 31a and the Y 2 O 3 stacked film layer 31b was laminated to the first conductive film 36 shown in FIG. 10 (A) the point is different.

第2の導電膜32は、図5(A)の配向膜基板の第2の導電膜32と同様の方法で形成される。 The second conductive film 32 is formed by the same method as the second conductive film 32 of the alignment film substrate of FIG. 5 (A).

本変形例においても図5(A)の配向膜基板と同様の効果を奏する。 Also it exhibits the same effect as the alignment film substrate shown in FIG. 5 (A) in the present modification.

≪配向膜基板の製造方法の変形例3≫ «Modification of the method of manufacturing the alignment film substrate 3»
図11(B)は、図10(B)に示す配向膜基板の変形例3であり、図10(B)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 11 (B) is a modified example 3 of the alignment film substrate shown in FIG. 10 (B), denote the same parts as FIG. 10 (B), the only different portions will be described.

本変形例は、図10(B)の配向膜基板の第1のバッファ層34と第1の導電膜36の間に第2の導電膜32を形成する点が異なる。 This modification, the point of forming a second conductive film 32 between the first buffer layer 34 of the alignment film substrate shown in FIG. 10 (B) and the first conductive film 36 is different.

第2の導電膜32は、図5(B)の配向膜基板の第2の導電膜32と同様の方法で形成される。 The second conductive film 32 is formed by the same method as the second conductive film 32 of the alignment film substrate of FIG. 5 (B).

本変形例においても図5(B)の配向膜基板と同様の効果を奏する。 In this modification the same effects as the alignment film substrate of FIG. 5 (B).

なお、上述した実施形態を適宜組合せて実施してもよい。 It may be implemented in combination as appropriate the embodiment described above.

実施例によるNi下部電極のPZT強誘電体膜は以下の要領により作製した。 PZT ferroelectric film of Ni bottom electrode according to the examples were prepared in the following manner.
表面に約0.3μmの酸化シリコン絶縁膜が形成されたSiウエハを基板とした。 The Si wafer silicon oxide insulating film is formed of about 0.3μm on the surface was the substrate. この基板上に、RFスパッタリング方法により、Ti膜を15nm成膜した。 On this substrate, the RF sputtering method, and 15nm a Ti film.

Ti膜の成膜条件は、2×10 −1 PaのArガス圧、0.12kWの電源出力、5分の成膜時間であった。 Conditions for forming the Ti film, Ar gas pressure of 2 × 10 -1 Pa, the power output of 0.12 kW, was 5 minutes deposition time. スパッタリング時の基板温度は200℃とした。 The substrate temperature at the time of sputtering was set at 200 ℃.

次いで、Ti膜を酸化してTiO 膜にした後、無電解Niめっき法により、TiO 膜上にNi下部電極を形成した。 Then, after the TiO X film by oxidizing the Ti film by electroless Ni plating method to form a Ni bottom electrode on TiO X film. 詳細には、下記の組成を有する無電解Niめっき浴を用いて無電解Niめっきを行うことにより、厚さ200nmのNi・B合金めっき膜を形成した。 In particular, by performing an electroless Ni plating using an electroless Ni plating bath having the following composition to form a Ni · B alloy plating film having a thickness of 200 nm.

めっき浴組成は、硫酸ニッケル25g/リットル、ホウ酸30g/リットル、クエン酸20g/リットル、酢酸ナトリウム13g/リットル、グリシン5g/リットル、チオ尿素3mg/リットルであり、pH6.0であった。 Plating bath composition nickel sulfate 25 g / liter, boric acid 30 g / l, citric acid 20 g / l, sodium acetate 13 g / l, glycine 5 g / l, a thiourea 3 mg / liter, it was pH 6.0.

引き続き、Ni下部電極上にスピンコート法によりPZT膜を塗布した。 Subsequently it was applied to the PZT film by spin coating on the Ni bottom electrode. 前駆体溶液は市販のPZT(Zr/Ti=52/48)溶液を用い、Pbの過剰添加量は20%のものを用いた。 The precursor solution using a commercially available PZT (Zr / Ti = 52/48) solution, an excess amount of Pb was used as 20%. この前駆体溶液をスピンコーター上の真空チャックに固定した基板へ滴下し、スピンコーターの回転により均一に塗布を行った。 The precursor solution was dropped onto a substrate which is fixed to a vacuum chuck on a spin coater, was uniformly applied by the rotation of the spin coater. 回転数は500rpmで10秒、2000rpmで10秒、5000rpmで10秒行った。 Rpm 10 seconds at 500 rpm, 10 seconds at 2000 rpm, was carried out 10 seconds 5000 rpm.

その後、PZT塗布後の基板をホットプレート上で熱処理を行った。 This was followed by heat treatment of the substrate after the PZT coating on a hot plate. この際の熱処理は乾燥が主な目的であり、乾燥温度は250℃で30秒行い、続けて450℃で60秒行った。 Heat treatment in this case is dry primary purpose, the drying temperature is carried out for 30 seconds at 250 ° C., was carried out for 60 seconds at 450 ° C. followed.

次に、この膜を焼成炉へ設置し、酸素中で650℃、10分間の酸化熱処理を行い、膜厚200nmのPZT単層膜を得た。 Then placed the film to sintering furnace, oxygen 650 ° C. in, oxidation heat treatment for 10 minutes to obtain a PZT single layer having a thickness of 200 nm.

その後、PZT単層膜上に厚さ100nmのPt上部電極を形成した。 Then, to form the Pt upper electrode having a thickness of 100nm on the PZT single layer film.

次に、PZT単層膜のヒステリシス特性を測定したところ、図12に示すような曲線が得られた。 Then, by measurement of the hysteresis characteristics of the PZT single layer film, a curve as shown in FIG. 12 were obtained.

比較例によるPt下部電極のPZT強誘電体膜は以下の要領により作製した。 PZT ferroelectric film of Pt lower electrode according to the comparative example was fabricated by the following procedure.
表面に約0.3μmの酸化シリコン絶縁膜が形成されたSiウエハを基板とした。 The Si wafer silicon oxide insulating film is formed of about 0.3μm on the surface was the substrate. この基板上に、RFスパッタリング方法により、Ti膜を15nm成膜し、次いでPt下部電極を150nm成膜した。 On the substrate by RF sputtering method, and 15nm forming a Ti film and then 150nm deposited Pt lower electrode.

Ti膜はPt下部電極と酸化シリコン絶縁膜との密着層の役割を果たしている。 Ti film plays the role of adhesion layer between the Pt lower electrode and the silicon oxide insulating film. Ti膜の成膜条件は、2×10 −1 PaのArガス圧、0.12kWの電源出力、5分の成膜時間であった。 Conditions for forming the Ti film, Ar gas pressure of 2 × 10 -1 Pa, the power output of 0.12 kW, was 5 minutes deposition time. Pt下部電極の成膜条件は、ガス圧、電源出力及び成膜時間がTi膜と同じであった。 Deposition conditions for the Pt lower electrode, gas pressure, power output and the deposition time was the same as the Ti film. また、スパッタリング時の基板温度は200℃とした。 The substrate temperature during sputtering was set to 200 ° C..

引き続き、Pt下部電極上にスピンコート法によりPZT膜を塗布した。 Subsequently it was applied to the PZT film by a spin coating method on the Pt bottom electrode. 前駆体溶液は市販のPZT(Zr/Ti=52/48)溶液を用い、Pbの過剰添加量は20%のものを用いた。 The precursor solution using a commercially available PZT (Zr / Ti = 52/48) solution, an excess amount of Pb was used as 20%. この前駆体溶液をスピンコーター上の真空チャックに固定した基板へ滴下し、スピンコーターの回転により均一に塗布を行った。 The precursor solution was dropped onto a substrate which is fixed to a vacuum chuck on a spin coater, was uniformly applied by the rotation of the spin coater. 回転数は500rpmで10秒、2000rpmで10秒、5000rpmで10秒行った。 Rpm 10 seconds at 500 rpm, 10 seconds at 2000 rpm, was carried out 10 seconds 5000 rpm.

その後、PZT塗布後の基板をホットプレート上で熱処理を行った。 This was followed by heat treatment of the substrate after the PZT coating on a hot plate. この際の熱処理は乾燥が主な目的であり、乾燥温度は250℃で30秒行い、続けて450℃で60秒行った。 Heat treatment in this case is dry primary purpose, the drying temperature is carried out for 30 seconds at 250 ° C., was carried out for 60 seconds at 450 ° C. followed.

次に、この膜を焼成炉へ設置し、酸素中で650℃、10分間の酸化熱処理を行い、膜厚200nmのPZT単層膜を得た。 Then placed the film to sintering furnace, oxygen 650 ° C. in, oxidation heat treatment for 10 minutes to obtain a PZT single layer having a thickness of 200 nm.

その後、PZT単層膜上に厚さ100nmのPt上部電極を形成した。 Then, to form the Pt upper electrode having a thickness of 100nm on the PZT single layer film.

次に、PZT単層膜のヒステリシス特性を測定したところ、図12に示すような曲線が得られた。 Then, by measurement of the hysteresis characteristics of the PZT single layer film, a curve as shown in FIG. 12 were obtained.

図12に示すように、実施例のNi下部電極のPZT強誘電体膜は、比較例のPt下部電極のPZT強誘電体膜と比較して、角型の良い圧電使用に適したヒステリシスが得られた。 As shown in FIG. 12, PZT ferroelectric film of Ni bottom electrode embodiment, as compared to the PZT ferroelectric film of Pt lower electrode of the comparative example, obtained hysteresis suitable for good piezoelectric use squareness obtained.

なお、本実施例では、無電解Niめっき法により、TiO 膜上にNi下部電極を形成しているが、電解Niめっき法またはスパッタリング法によりTiO 膜上にNi下部電極を形成してもそのNi下部電極のPZT強誘電体膜は、比較例のPt下部電極のPZT強誘電体膜と比較して、角型の良い圧電使用に適したヒステリシスが得られると考えられる。 In this embodiment, by an electroless Ni plating method, to form a Ni bottom electrode on TiO X film, it is formed Ni lower electrode on TiO X film by electroless Ni plating or sputtering PZT ferroelectric film on the Ni lower electrode, as compared to the PZT ferroelectric film of Pt lower electrode of the comparative example, hysteresis suitable for good piezoelectric use squareness be obtained.

1 ロードロック室 2 搬送室 3 搬送ロボット 4 YSZスパッタ室 5 磁性を持つ物質のスパッタ室5 Sputtering chamber 5 of a substance having a load-lock chamber 2 transfer chamber 3 the transfer robot 4 YSZ sputtering chamber 5 magnetic
6 特定の格子定数を持つ物質のスパッタ室6 6 sputtering chamber 6 of a substance having a specific lattice constant
7 PZTスパッタ室 8 ゾルゲルスピンコート式PZT製膜装置(誘電体膜成膜装置) 7 PZT sputtering chamber 8 sol-gel spin-coating type PZT film forming apparatus (a dielectric film deposition apparatus)
10 グリッド電源(第2の電源) 10 grid power source (second power source)
11 フィラメント12 フィラメント電源(第3の電源) 11 Filament 12 filament power supply (third power supply)
13 放電ガス導入機構14 反応ガス導入機構15 集光型反射部材(集光リフレクター) 13 discharge gas introduction mechanism 14 reaction gas introduction mechanism 15 concentrating reflector (condensing reflector)
17,18 ランプ光がSiウエハの下面の外側に漏れる量21 第1のチャンバー(プロセスチャンバー) 17,18 quantity lamp light leaks to the outside of the lower surface of the Si wafer 21 first chamber (process chamber)
22 保持機構23 Siウエハ(Si基板) 22 holding mechanism 23 Si wafer (Si substrate)
24 ランプヒーター25 スパッタ電極26 スパッタリングターゲット27 ロータリーマグネット28 スパッタ電源(第1の電源) 24 lamp heater 25 sputtering electrode 26 sputtering target 27 rotary magnet 28 sputtering power source (first power source)
29 グリッド電極29a 貫通孔31 YSZ膜31a ZrO 膜31b Y 膜32 磁性を有する第2の導電膜33 PZT膜34 ペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層35 ペロブスカイト構造物質を含む第2のバッファ層36 格子定数dを有する物質を含む第1の導電膜51 ゲートバルブ52 第1の空間53 第2の空間54 バルブ 29 grid electrodes 29a through hole 31 YSZ film 31a ZrO 2 film 31b Y 2 O 3 film 32 and the second conductive film having a magnetic 33 PZT film 34 and the second including a first buffer layer 35 perovskite structure material comprising a perovskite structure material the first conductive film 51 a gate valve 52 first space 53 second space 54 valve containing a substance having a buffer layer 36 lattice constant d

Claims (13)

  1. (100)の結晶面を有するSi基板と、 A Si substrate having a crystal face of (100),
    前記Si基板上にエピタキシャル成長により形成されたTiO と、 And TiO 2 film formed by epitaxial growth on the Si substrate,
    前記TiO 上にエピタキシャル成長により形成されたNi膜と、 A Ni film formed by epitaxial growth on the TiO 2 film,
    を具備することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized by comprising.
  2. (100)の結晶面を有するSi基板と、 A Si substrate having a crystal face of (100),
    前記Si基板上にエピタキシャル成長により形成されたTiO と、 And TiO 2 film formed by epitaxial growth on the Si substrate,
    前記TiO 上にエピタキシャル成長により形成された磁性を有する第2の導電膜と、 A second conductive film having a magnetic formed by epitaxial growth on the TiO 2 film,
    前記第2の導電膜上にエピタキシャル成長により形成されたNi膜と、 A Ni film formed by epitaxial growth on the second conductive film,
    を具備することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized by comprising.
  3. 請求項2において、 According to claim 2,
    前記第2の導電膜は金属を含むことを特徴とする配向膜基板。 The alignment film substrate and the second conductive film which comprises a metal.
  4. 請求項2またはにおいて、 According to claim 2 or 3,
    前記第2の導電膜は、磁性を有する金属が40質量%以上含まれていることを特徴とする配向膜基板。 The second conductive film is an alignment film substrate, wherein a metal having magnetism are contained more than 40 wt%.
  5. 請求項2 乃至4のいずれか一項において、 According to any one of claims 2 to 4,
    前記第2の導電膜は、Fe、Fe合金及びFe−Ni合金の群から選択された少なくとも一つの金属または前記少なくとも一つの金属にAgを含有する金属からなることを特徴とする配向膜基板。 The second conductive film is, Fe, oriented film substrate, characterized in that it consists of at least one metal or the metal containing Ag at least one metal selected from the group of Fe alloy and Fe-Ni alloy.
  6. 請求項1乃至のいずれか一項において、 In any one of claims 1 to 5,
    前記Ni膜は電極であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the Ni film is an electrode.
  7. 請求項2 乃至5のいずれか一項において、 According to any one of claims 2 to 5,
    前記第2の導電膜は電極であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the second conductive film is an electrode.
  8. 請求項2 乃至5 、及びのいずれか一項において、 According to any one of claims 2 to 5, and 7,
    記第2の導電膜は500℃の耐熱性を有することを特徴とする配向膜基板。 Alignment film substrate prior Symbol second conductive film characterized by having a heat resistance of 500 ° C..
  9. 請求項1において、 According to claim 1,
    前記TiO と前記Ni膜との間に形成されたペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized in that it comprises a first buffer layer containing a perovskite structure material formed between the TiO 2 film and the Ni film.
  10. 請求項2 乃至5及びのいずれか一項において、 According to any one of claims 2 to 5, 7 and 8,
    前記TiO と前記第2の導電膜との間に形成されたペロブスカイト構造物質を含む第1のバッファ層を有することを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, characterized in that it comprises a first buffer layer containing a perovskite structure material formed between the TiO 2 film and the second conductive film.
  11. 請求項1乃至10のいずれか一項において、 In any one of claims 1 to 10,
    前記Ni膜上に形成され、 前記Ni膜に接し、且つ (100)に配向した誘電体膜を有することを特徴とする配向膜基板。 Wherein Ni is formed on the film, the Ni layer in contact, and the alignment film substrate and having a dielectric film oriented to (100).
  12. 請求項11において、 According to claim 11,
    前記誘電体膜はPZT膜であることを特徴とする配向膜基板。 Oriented film substrate, wherein the dielectric film is a PZT film.
  13. 請求項9または10において、 According to claim 9 or 10,
    前記ペロブスカイト構造物質は、一般式ABO で表され、Aは、Al、Y、Na、K、Rb、Cs、La、Sr、Cr、Ag、Ca、Pr、Nd、Biおよび周期表のランタン系列の元素からなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなり、Bは、Al、Ga、In、Nb、Sn、Ti、Ru、Rh、Pd、Re、Os、IrPt、U、Co、Fe、Ni、Mn、Cr、Cu、Mg、V、Nb、Ta、MoおよびWからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでなるペロブスカイト物質、または、酸化ビスマス層と、ペロブスカイト型構造ブロックとが交互に積層された構造を有するビスマス層状構造強誘電体結晶であり、前記ペロブスカイト型構造ブロックは、Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Y、Bi、Pb The perovskite structure material is represented by the general formula ABO 3, A is, Al, Y, Na, K , Rb, Cs, La, Sr, Cr, Ag, Ca, Pr, Nd, lanthanide series of Bi and the Periodic Table comprises at least one element selected from the group consisting of elements, B is, Al, Ga, in, Nb, Sn, Ti, Ru, Rh, Pd, Re, Os, IrPt, U, Co, Fe , Ni, Mn, Cr, Cu, Mg, V, Nb, Ta, at least comprising one element perovskite material is selected from the group consisting of Mo and W, or a bismuth oxide layer, the perovskite-type structure block There is a bismuth layer structure ferroelectric crystal having a structure laminated alternately, the perovskite structure block, Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Y, Bi, Pb および希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素Lと、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Mo、Mn、Fe、SiおよびGeから選ばれる少なくとも1つの元素Rと、酸素とによって構成されることを特徴とする配向膜基板。 Configuration and at least one element L selected from rare earth elements, the Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo, Mn, Fe, and at least one element R selected from Si and Ge, the oxygen oriented film substrate, characterized in that it is.
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