JPH07224379A - スパッタ方法およびそのスパッタ装置 - Google Patents
スパッタ方法およびそのスパッタ装置Info
- Publication number
- JPH07224379A JPH07224379A JP1765394A JP1765394A JPH07224379A JP H07224379 A JPH07224379 A JP H07224379A JP 1765394 A JP1765394 A JP 1765394A JP 1765394 A JP1765394 A JP 1765394A JP H07224379 A JPH07224379 A JP H07224379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sputtering
- target
- frequency
- film
- positive potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により導
電性ターゲットにスパッタリングを行っても高速成膜が
可能であり、かつ、長時間スパッタリングを行っても異
常放電のないスパッタ成膜が出来るスパッタ方法。 【構成】 反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により導
電性ターゲットにスパッタリングを行って基板上に薄膜
を形成するスパッタ法において、負電位の導電性ターゲ
ットに正電位を一定の周波数でパルス状に印加しながら
スパッタリングする。
電性ターゲットにスパッタリングを行っても高速成膜が
可能であり、かつ、長時間スパッタリングを行っても異
常放電のないスパッタ成膜が出来るスパッタ方法。 【構成】 反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により導
電性ターゲットにスパッタリングを行って基板上に薄膜
を形成するスパッタ法において、負電位の導電性ターゲ
ットに正電位を一定の周波数でパルス状に印加しながら
スパッタリングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ方法およびその
スパッタ装置に関し、更に詳しくは、反応ガス雰囲気中
で導電性ターゲットにスパッタリングを行うスパッタ方
法およびそのスパッタ装置に関する。
スパッタ装置に関し、更に詳しくは、反応ガス雰囲気中
で導電性ターゲットにスパッタリングを行うスパッタ方
法およびそのスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、反応ガス雰囲気中で導電性タ
ーゲットにスパッタリングを行って基板上に誘電体膜、
光学膜、保護膜等の膜を成膜するスパッタ方法に用いら
れるスパッタ装置としては、真空処理室内に基板とター
ゲットカソードを対向して設け、該ターゲットカソード
に導電性ターゲットを装着し、真空処理室内を所定の雰
囲気とした状態でターゲットに所定電圧を印加してター
ゲットにスパッタリングを行う装置が知られている。
ーゲットにスパッタリングを行って基板上に誘電体膜、
光学膜、保護膜等の膜を成膜するスパッタ方法に用いら
れるスパッタ装置としては、真空処理室内に基板とター
ゲットカソードを対向して設け、該ターゲットカソード
に導電性ターゲットを装着し、真空処理室内を所定の雰
囲気とした状態でターゲットに所定電圧を印加してター
ゲットにスパッタリングを行う装置が知られている。
【０００３】そして、スパッタリング時の電源としては
直流電源、または例えば13.56MHzの高周波電源を用いて
いる。
直流電源、または例えば13.56MHzの高周波電源を用いて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のスパッタ装
置を用いて基板上に誘電体膜、光学膜、保護膜等の膜を
成膜する際、高周波電源を用いるＲＦスパッタリングは
長時間異常放電なしに成膜することが可能であるが、成
膜速度が遅いという問題がある。
置を用いて基板上に誘電体膜、光学膜、保護膜等の膜を
成膜する際、高周波電源を用いるＲＦスパッタリングは
長時間異常放電なしに成膜することが可能であるが、成
膜速度が遅いという問題がある。
【０００５】また、前記従来のスパッタ装置を用いて基
板上に誘電体膜、光学膜、保護膜等の膜を成膜する際、
直流電源を用いるＤＣスパッタリングは成膜速度は速い
が、スパッタリングの経時と共に、ターゲット表面に絶
縁物や高抵抗膜が堆積するため、異常放電を起こすとい
う問題がある。
板上に誘電体膜、光学膜、保護膜等の膜を成膜する際、
直流電源を用いるＤＣスパッタリングは成膜速度は速い
が、スパッタリングの経時と共に、ターゲット表面に絶
縁物や高抵抗膜が堆積するため、異常放電を起こすとい
う問題がある。
【０００６】スパッタリング中に異常放電が発生すると
欠陥のない均質な膜を成膜する上で致命的な悪影響を及
ぼす。
欠陥のない均質な膜を成膜する上で致命的な悪影響を及
ぼす。
【０００７】従って、従来のスパッタ装置では通常ＲＦ
スパッタリングを行っているが、高速成膜を必要とする
場合は、ＤＣスパッタリングを行い、ターゲット表面に
絶縁物や高抵抗膜が堆積しないようにターゲット全面に
亘ってエロージョン化するようにしているが、異常放電
を十分に除去することが出来ない。
スパッタリングを行っているが、高速成膜を必要とする
場合は、ＤＣスパッタリングを行い、ターゲット表面に
絶縁物や高抵抗膜が堆積しないようにターゲット全面に
亘ってエロージョン化するようにしているが、異常放電
を十分に除去することが出来ない。
【０００８】本発明はかかる問題点を解消し、反応ガス
雰囲気中でスパッタリングを行っても高速成膜が可能で
あり、かつ、長時間スパッタリングを行っても異常放電
のないスパッタ成膜の可能なスパッタ方法およびそれに
用いるスパッタ装置を提供することを目的とする。
雰囲気中でスパッタリングを行っても高速成膜が可能で
あり、かつ、長時間スパッタリングを行っても異常放電
のないスパッタ成膜の可能なスパッタ方法およびそれに
用いるスパッタ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタ方法
は、反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により導電性タ
ーゲットにスパッタリングを行って基板上に薄膜を形成
するスパッタ法において、負電位の導電性ターゲットに
正電位を周波数５〜４００ｋＨｚでパルス状に印加しな
がらスパッタリングすることを特徴とする。
は、反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により導電性タ
ーゲットにスパッタリングを行って基板上に薄膜を形成
するスパッタ法において、負電位の導電性ターゲットに
正電位を周波数５〜４００ｋＨｚでパルス状に印加しな
がらスパッタリングすることを特徴とする。
【００１０】また、前記導電性ターゲットはＳｉ、Ａ
ｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 または
これらの合金とし、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2 、
Ｈ2 、ＮＨ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2
Ｏのいずれか１つまたは２つ以上の混合ガスとしてもよ
い。
ｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 または
これらの合金とし、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2 、
Ｈ2 、ＮＨ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2
Ｏのいずれか１つまたは２つ以上の混合ガスとしてもよ
い。
【００１１】本発明のスパッタ装置は、真空処理室内に
基板と導電性ターゲットを対向させて設け、反応ガス雰
囲気中で直流スパッタ法により導電性ターゲットにスパ
ッタリングを行って基板上に薄膜を形成するスパッタ装
置において、負電位に正電位を周波数５〜４００ｋＨｚ
でパルス状に印加する電源を導電性ターゲットに接続し
たことを特徴とする。
基板と導電性ターゲットを対向させて設け、反応ガス雰
囲気中で直流スパッタ法により導電性ターゲットにスパ
ッタリングを行って基板上に薄膜を形成するスパッタ装
置において、負電位に正電位を周波数５〜４００ｋＨｚ
でパルス状に印加する電源を導電性ターゲットに接続し
たことを特徴とする。
【００１２】また、前記導電性ターゲットはＳｉ、Ａ
ｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 または
これらの合金とし、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2 、
Ｈ2 、ＮＨ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2
Ｏのいずれか１つまたは２つ以上の混合ガスとしてもよ
い。
ｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 または
これらの合金とし、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2 、
Ｈ2 、ＮＨ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2
Ｏのいずれか１つまたは２つ以上の混合ガスとしてもよ
い。
【００１３】
【作用】反応ガス雰囲気中で導電性ターゲットに直流電
源より直流電圧を印加し、スパッタリングを行うとター
ゲットはスパッタされて基板上に薄膜が形成される。
源より直流電圧を印加し、スパッタリングを行うとター
ゲットはスパッタされて基板上に薄膜が形成される。
【００１４】長時間連続してスパッタリングを行うと、
ターゲット上に堆積した絶縁物や高抵抗膜上に不活性ガ
スまたは反応ガスのプラス（＋）イオンが蓄積される。
このプラス（＋）イオンの電荷がターゲット間、エロー
ジョン部、アース電極等とアーク放電を引き起こして異
常放電の原因となる。
ターゲット上に堆積した絶縁物や高抵抗膜上に不活性ガ
スまたは反応ガスのプラス（＋）イオンが蓄積される。
このプラス（＋）イオンの電荷がターゲット間、エロー
ジョン部、アース電極等とアーク放電を引き起こして異
常放電の原因となる。
【００１５】この異常放電でターゲット材、絶縁物、高
抵抗膜が粒子状となって飛散し、基板上に付着し、成膜
された薄膜の欠陥となる。
抵抗膜が粒子状となって飛散し、基板上に付着し、成膜
された薄膜の欠陥となる。
【００１６】ターゲットに直流電圧を印加してＤＣスパ
ッタリングを行う際、負電位のターゲットに正電位を一
定の周波数でパルス状に印加すると、正電位によりプラ
ズマ中の電子を引き寄せ、ターゲット上に堆積した絶縁
物、高抵抗膜上に蓄積するプラス（＋）イオンの電荷を
中和し、アーク放電による異常放電を防止する。
ッタリングを行う際、負電位のターゲットに正電位を一
定の周波数でパルス状に印加すると、正電位によりプラ
ズマ中の電子を引き寄せ、ターゲット上に堆積した絶縁
物、高抵抗膜上に蓄積するプラス（＋）イオンの電荷を
中和し、アーク放電による異常放電を防止する。
【００１７】その際、ターゲットに印加する正電位の印
加時間は負電位の時間に比べて極めて短くとも効果があ
るため、成膜速度は直流電流のみによる成膜速度より数
％の減少となる程度であり、この成膜速度は高周波１
３．５６ＭＨｚスパッタ時の成膜速度よりも高い。
加時間は負電位の時間に比べて極めて短くとも効果があ
るため、成膜速度は直流電流のみによる成膜速度より数
％の減少となる程度であり、この成膜速度は高周波１
３．５６ＭＨｚスパッタ時の成膜速度よりも高い。
【００１８】
【実施例】以下添付図面に従って本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１９】図１は、スパッタ装置の１例を示すもの
で、図中、１は真空処理室を示す。
で、図中、１は真空処理室を示す。
【００２０】真空処理室１を外部のクライオポンプのよ
うな真空ポンプ等の真空排気系２にバルブ３を介して接
続し、該真空処理室１内の真空度を調節自在とすると共
に、真空処理室１内に基板４とターゲットカソード５と
を対向に配置し、該ターゲットカソード５の前面に導電
性ターゲット６をロウ材でボンデングするようにしたま
た、該真空処理室１内にガス導入管７を介してガスボン
ベ等のガス供給源８よりスパッタガスを導入するように
した。図示例ではガス導入管７を分岐し、一方の分岐管
９ａにガス圧調節弁１０ａを介して不活性ガス（例えば
アルゴンガス）のガス供給源８ａを接続し、他方の分岐
管９ｂにガス圧調節弁１０ｂを介して反応ガス（例えば
窒素ガス）のガス供給源８ｂを接続した。
うな真空ポンプ等の真空排気系２にバルブ３を介して接
続し、該真空処理室１内の真空度を調節自在とすると共
に、真空処理室１内に基板４とターゲットカソード５と
を対向に配置し、該ターゲットカソード５の前面に導電
性ターゲット６をロウ材でボンデングするようにしたま
た、該真空処理室１内にガス導入管７を介してガスボン
ベ等のガス供給源８よりスパッタガスを導入するように
した。図示例ではガス導入管７を分岐し、一方の分岐管
９ａにガス圧調節弁１０ａを介して不活性ガス（例えば
アルゴンガス）のガス供給源８ａを接続し、他方の分岐
管９ｂにガス圧調節弁１０ｂを介して反応ガス（例えば
窒素ガス）のガス供給源８ｂを接続した。
【００２１】また、ターゲットカソード５に直流電源１
１をパルスユニット１２を介して接続し、パルスユニッ
ト１２を調節して導電性ターゲット６に負電位と正電位
を所定の周波数でパルス状に印加するようにした。
１をパルスユニット１２を介して接続し、パルスユニッ
ト１２を調節して導電性ターゲット６に負電位と正電位
を所定の周波数でパルス状に印加するようにした。
【００２２】また、ターゲットカソード５の背面側にマ
グネトロンスパッタのためのマグネット１３を配置し
て、ターゲットカソード５に取り付けられた導電性ター
ゲット６の表面にマグネトロンスパッタに必要な磁場を
与えるようにした。
グネトロンスパッタのためのマグネット１３を配置し
て、ターゲットカソード５に取り付けられた導電性ター
ゲット６の表面にマグネトロンスパッタに必要な磁場を
与えるようにした。
【００２３】次に、図１装置を用いて本発明のスパッタ
方法の具体的実施例について説明する。
方法の具体的実施例について説明する。
【００２４】実施例１ 先ず、真空処理室１内に基板４と、ターゲットカソード
５に導電性ターゲット６としてケイ素（Ｓｉ）製ターゲ
ットを装着した。
５に導電性ターゲット６としてケイ素（Ｓｉ）製ターゲ
ットを装着した。
【００２５】続いて、真空処理室１内を真空排気系２に
より 6.7×10-5Pa（ 5×10-7Torr）に排気した後、真空
処理室１内にガス供給源８ａからのアルゴン（Ａｒ）ガ
スと、ガス供給源８ｂからの窒素（Ｎ2 ）ガスとから成
る反応ガスをガス導入管７を介して導入して、該真空処
理室１内のスパッタ圧が 6.7×10-1Pa（ 5×１０−３Ｔ
ｏｒｒ）となるようにした。次に基板４上に形成される
窒化ケイ素（ＳｉＮｘ ）の屈折率が2.03となるように
ＡｒガスとＮ2 ガスの流量をそれぞれ 100sccmと50sccm
に調整した後、ＤＣマグネトロンスパッタ法により導電
性ターゲット６に直流電源１１より直流電力３ｋＷを印
加し、負電位のターゲット６に正電位をパルスユニット
１２より周波数を2kHzから400kHzに変化させながらパル
ス状（図２参照）に印加し、スパッタリングを行って基
板４上に膜厚 900Åの窒化ケイ素（ＳｉＮx ）膜を形成
した。尚、負電位のターゲットにパルス状に印加する正
電位の印加時間は周波数 10kHzまでの場合は10μsecと
し、周波数 10kHzを超えて100kHzまでの場合は 5μsec
とし、周波数100kHzを超えた場合は1μsec とした。ま
た、ＤＣマグネトロンスパッタ時の磁場強度を 250Ｏｅ
とした。
より 6.7×10-5Pa（ 5×10-7Torr）に排気した後、真空
処理室１内にガス供給源８ａからのアルゴン（Ａｒ）ガ
スと、ガス供給源８ｂからの窒素（Ｎ2 ）ガスとから成
る反応ガスをガス導入管７を介して導入して、該真空処
理室１内のスパッタ圧が 6.7×10-1Pa（ 5×１０−３Ｔ
ｏｒｒ）となるようにした。次に基板４上に形成される
窒化ケイ素（ＳｉＮｘ ）の屈折率が2.03となるように
ＡｒガスとＮ2 ガスの流量をそれぞれ 100sccmと50sccm
に調整した後、ＤＣマグネトロンスパッタ法により導電
性ターゲット６に直流電源１１より直流電力３ｋＷを印
加し、負電位のターゲット６に正電位をパルスユニット
１２より周波数を2kHzから400kHzに変化させながらパル
ス状（図２参照）に印加し、スパッタリングを行って基
板４上に膜厚 900Åの窒化ケイ素（ＳｉＮx ）膜を形成
した。尚、負電位のターゲットにパルス状に印加する正
電位の印加時間は周波数 10kHzまでの場合は10μsecと
し、周波数 10kHzを超えて100kHzまでの場合は 5μsec
とし、周波数100kHzを超えた場合は1μsec とした。ま
た、ＤＣマグネトロンスパッタ時の磁場強度を 250Ｏｅ
とした。
【００２６】そして異常放電回数と成膜速度を負電位の
導電性ターゲット６に印加する正電位の周波数毎に測定
した。得られた測定結果を図３に示す。
導電性ターゲット６に印加する正電位の周波数毎に測定
した。得られた測定結果を図３に示す。
【００２７】図３から明らかなように負電位に印加する
正電位の周波数の増加に伴い、異常放電回数は減少し、
周波数が5kHz以上ではその回数はほとんど０になり、こ
れ以上の周波数で正電位を負電位のターゲットに印加す
れば異常放電が発生しないことが分かる。また、負電位
に印加する正電位の周波数が400kHz（時間1μsec ）の
場合は、通常の高周波電源（13.56MHz）とほぼ同じ成膜
速度となり、400kHz以上の周波数では正電位の印加は意
味がない。従って、負電位のターゲットに印加する正電
位の周波数範囲は 5〜400kHzであることが確認された。
正電位の周波数の増加に伴い、異常放電回数は減少し、
周波数が5kHz以上ではその回数はほとんど０になり、こ
れ以上の周波数で正電位を負電位のターゲットに印加す
れば異常放電が発生しないことが分かる。また、負電位
に印加する正電位の周波数が400kHz（時間1μsec ）の
場合は、通常の高周波電源（13.56MHz）とほぼ同じ成膜
速度となり、400kHz以上の周波数では正電位の印加は意
味がない。従って、負電位のターゲットに印加する正電
位の周波数範囲は 5〜400kHzであることが確認された。
【００２８】また、周波数範囲 5〜400kHzでの成膜速度
は高周波電源（13.56MHz）よりも高い成膜速度である。
は高周波電源（13.56MHz）よりも高い成膜速度である。
【００２９】反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法により
導電性ターゲットにスパッタリングを行うと、ターゲッ
ト上の非エロージョン部分に絶縁物または高抵抗膜が堆
積し、従来の直流電源でターゲットに負の電位を放電し
続けると、絶縁物上にプラス（＋）の電荷が蓄積し、タ
ーゲット、エロージョン部、アース電極との間でアーク
放電を起こし、電荷を放出する。その結果異常放電が発
生することになるが、本発明では図２に示すように負電
位に正電位を周期的に、即ち一定の周波数で印加するこ
とにより前記の電荷を補償して異常放電の発生を防止す
るようにしている。
導電性ターゲットにスパッタリングを行うと、ターゲッ
ト上の非エロージョン部分に絶縁物または高抵抗膜が堆
積し、従来の直流電源でターゲットに負の電位を放電し
続けると、絶縁物上にプラス（＋）の電荷が蓄積し、タ
ーゲット、エロージョン部、アース電極との間でアーク
放電を起こし、電荷を放出する。その結果異常放電が発
生することになるが、本発明では図２に示すように負電
位に正電位を周期的に、即ち一定の周波数で印加するこ
とにより前記の電荷を補償して異常放電の発生を防止す
るようにしている。
【００３０】実施例２ 反応ガスとして酸素（Ｏ2 ）ガスを用い、スパッタ圧を
6.7×10-1Ｐａ（５×10-3Torr）とし、直流電力を２ｋ
Ｗとし、基板上に形成される酸化ケイ素（ＳｉＯx ）の
屈折率が1.46となるように酸素流量を調整した以外は前
記実施例１と同様の方法でＤＣマグネトロンスパッタ法
によりターゲットにスパッタリングを行って基板上に膜
厚1000Åの酸化ケイ素（ＳｉＯx ）膜を形成した。
6.7×10-1Ｐａ（５×10-3Torr）とし、直流電力を２ｋ
Ｗとし、基板上に形成される酸化ケイ素（ＳｉＯx ）の
屈折率が1.46となるように酸素流量を調整した以外は前
記実施例１と同様の方法でＤＣマグネトロンスパッタ法
によりターゲットにスパッタリングを行って基板上に膜
厚1000Åの酸化ケイ素（ＳｉＯx ）膜を形成した。
【００３１】そして異常放電回数を負電位のターゲット
に印加する正電位の周波数毎に測定した。得られた測定
結果を図４に示す。
に印加する正電位の周波数毎に測定した。得られた測定
結果を図４に示す。
【００３２】図４から明らかなように負電位に印加する
正電位の周波数は約５ｋＨｚで異常放電をほぼ防止し得
ることが分かる。
正電位の周波数は約５ｋＨｚで異常放電をほぼ防止し得
ることが分かる。
【００３３】尚、図４におけるＳｉＮx の測定結果（黒
丸印）は前記実施例１の測定結果を参考のために記載し
たものである。
丸印）は前記実施例１の測定結果を参考のために記載し
たものである。
【００３４】実施例３ 導電性ターゲットとしてグラファイト（Ｃ）を用い、反
応ガスとしてメタン（ＣＨ4 ）ガスを用い、スパッタ圧
を 6.7×10-1Ｐａ（５×10-3Torr）とし、直流電力を２
ｋＷとした以外は前記実施例１と同様の方法でＤＣマグ
ネトロンスパッタ法によりターゲットにスパッタリング
を行って基板上に膜厚 200Åのダイヤモンドライクカー
ボン（ＤＬＣ）膜を形成した。
応ガスとしてメタン（ＣＨ4 ）ガスを用い、スパッタ圧
を 6.7×10-1Ｐａ（５×10-3Torr）とし、直流電力を２
ｋＷとした以外は前記実施例１と同様の方法でＤＣマグ
ネトロンスパッタ法によりターゲットにスパッタリング
を行って基板上に膜厚 200Åのダイヤモンドライクカー
ボン（ＤＬＣ）膜を形成した。
【００３５】そして異常放電回数を負電位のターゲット
に印加する正電位の周波数毎に測定した。得られた測定
結果を図４に示す。
に印加する正電位の周波数毎に測定した。得られた測定
結果を図４に示す。
【００３６】図４から明らかなように負電位に印加する
正電位の周波数は約５ｋＨｚで異常放電をほぼ防止し得
ることが分かる。
正電位の周波数は約５ｋＨｚで異常放電をほぼ防止し得
ることが分かる。
【００３７】前記実施例１，２，３の結果から、導電性
ターゲット材料、放電状態によりプラス（＋）の電荷の
蓄積量が異なるため、異常放電はターゲットに印加する
周波数に大きく依存する。従って、周波数５ｋＨｚ以上
であれば、種々のターゲット材料でもスパッタリング中
の異常放電を大幅に減少することが出来ることになる。
ターゲット材料、放電状態によりプラス（＋）の電荷の
蓄積量が異なるため、異常放電はターゲットに印加する
周波数に大きく依存する。従って、周波数５ｋＨｚ以上
であれば、種々のターゲット材料でもスパッタリング中
の異常放電を大幅に減少することが出来ることになる。
【００３８】実施例４ 導電性ターゲットとしてアルミニウム（Ａｌ）、チタン
（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、またはこれらの合金例え
ばＡｌ−２at％Ｔｉを用い、反応ガスとして窒素
（Ｎ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、水素（Ｈ2 ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、アンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）、水（Ｈ2 Ｏ）を単独、或いは２種以上を用い、
これらを種々組み合わせし、その他の条件を前記実施例
１と同様にしてＤＣマグネトロンスパッタ法により基板
上に酸化物、窒化物、炭化物のいずれかの薄膜を形成し
たが、負電位に印加する正電位が周波数５ｋＨｚ以上で
はスパッタリング中に異常放電の発生は見られなかっ
た。
（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、またはこれらの合金例え
ばＡｌ−２at％Ｔｉを用い、反応ガスとして窒素
（Ｎ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、水素（Ｈ2 ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、アンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）、水（Ｈ2 Ｏ）を単独、或いは２種以上を用い、
これらを種々組み合わせし、その他の条件を前記実施例
１と同様にしてＤＣマグネトロンスパッタ法により基板
上に酸化物、窒化物、炭化物のいずれかの薄膜を形成し
たが、負電位に印加する正電位が周波数５ｋＨｚ以上で
はスパッタリング中に異常放電の発生は見られなかっ
た。
【００３９】また、前記実施例１では導電性ターゲット
にＳｉを用い、反応ガスとして窒素ガスを用いて基板上
に窒化ケイ素（ＳｉＮx ）膜を形成したが、導電性ター
ゲットとしてＳｉの代わりにＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 焼結
体（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ
2 ）を用い、反応ガスとして窒素ガスの代わりに酸素
（Ｏ2 ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）、水（Ｈ2 Ｏ）等の酸素を含むガス、またはその
ガスに水素ガス（Ｈ2 ）混合したガスを用い、負電位の
ターゲットに印加する正電位の周波数を５〜４００ｋＨ
ｚとした直流スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ
法）により基板上に透明導電膜であるＩＴＯ、ＺｎＯ、
ＳｎＯ2 の薄膜を形成することが出来る。
にＳｉを用い、反応ガスとして窒素ガスを用いて基板上
に窒化ケイ素（ＳｉＮx ）膜を形成したが、導電性ター
ゲットとしてＳｉの代わりにＩｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 焼結
体（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ
2 ）を用い、反応ガスとして窒素ガスの代わりに酸素
（Ｏ2 ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）、水（Ｈ2 Ｏ）等の酸素を含むガス、またはその
ガスに水素ガス（Ｈ2 ）混合したガスを用い、負電位の
ターゲットに印加する正電位の周波数を５〜４００ｋＨ
ｚとした直流スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ
法）により基板上に透明導電膜であるＩＴＯ、ＺｎＯ、
ＳｎＯ2 の薄膜を形成することが出来る。
【００４０】図１装置では負電位に一定の周波数で正電
位をパルス状に印加する電源装置として直流電源とパル
ス電源の組み合わせた装置としたが、これに限定される
ものではなく、図２に示すような負電位に正電位が周期
的（パルス状）に印加される一体型の電源装置としても
よい。
位をパルス状に印加する電源装置として直流電源とパル
ス電源の組み合わせた装置としたが、これに限定される
ものではなく、図２に示すような負電位に正電位が周期
的（パルス状）に印加される一体型の電源装置としても
よい。
【００４１】
【発明の効果】本発明のスパッタ方法によるときは、反
応ガス雰囲気中で、負電位の導電性ターゲットに正電位
を一定の周波数でパルス状に印加しながらスパッタリン
グを行うようにしたので、スパッタリング中にターゲッ
ト上に堆積した絶縁物、高抵抗膜上に蓄積するプラスイ
オンの電荷を中和することが出来て、アーク放電による
異常放電を防止しながら長時間に亘って速い成膜速度で
基板上に欠陥のない均質な薄膜を形成することが出来る
効果がある。
応ガス雰囲気中で、負電位の導電性ターゲットに正電位
を一定の周波数でパルス状に印加しながらスパッタリン
グを行うようにしたので、スパッタリング中にターゲッ
ト上に堆積した絶縁物、高抵抗膜上に蓄積するプラスイ
オンの電荷を中和することが出来て、アーク放電による
異常放電を防止しながら長時間に亘って速い成膜速度で
基板上に欠陥のない均質な薄膜を形成することが出来る
効果がある。
【００４２】また、本発明のスパッタ装置によるとき
は、導電性ターゲットに負電位に正電位を一定の周波数
でパルス状に印加する電源を接続するようにしたので、
アーク放電による異常放電を防止しながら長時間に亘っ
て速い成膜速度で基板上に欠陥のない均質な薄膜を形成
することが出来るスパッタ装置を提供する効果がある。
は、導電性ターゲットに負電位に正電位を一定の周波数
でパルス状に印加する電源を接続するようにしたので、
アーク放電による異常放電を防止しながら長時間に亘っ
て速い成膜速度で基板上に欠陥のない均質な薄膜を形成
することが出来るスパッタ装置を提供する効果がある。
【図１】 本発明のスパッタ方法を実施するためのスパ
ッタ装置の１例の概略截断側面図、
ッタ装置の１例の概略截断側面図、
【図２】 図１装置による導電性ターゲットに印加され
る電位のモデル図、
る電位のモデル図、
【図３】 本発明スパッタ方法の１実施例における成膜
時の周波数と異常放電回数との関係、並びに周波数と成
膜速度との関係を示す特性線図、
時の周波数と異常放電回数との関係、並びに周波数と成
膜速度との関係を示す特性線図、
【図４】 本発明スパッタ方法の他の実施例における成
膜時の周波数と異常放電回数との関係を示す特性線図。
膜時の周波数と異常放電回数との関係を示す特性線図。
１ 真空処理室、 ２ 真空排気系、 ４
基板、６ 導電性ターゲット、 ７ ガス導入
管、８ スパッタガス供給源、 １１ 直流電
源、１２ パルスユニット。
基板、６ 導電性ターゲット、 ７ ガス導入
管、８ スパッタガス供給源、 １１ 直流電
源、１２ パルスユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄒 紅▲こう▼ 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 小松 孝 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 桃野 健 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 川村 裕明 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 鈴木 郁生 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 池田 智 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 石川 道夫 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 太田 賀文 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 松本 昌弘 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法によ
り導電性ターゲットにスパッタリングを行って基板上に
薄膜を形成するスパッタ法において、負電位の導電性タ
ーゲットに正電位を周波数５〜４００ｋＨｚでパルス状
に印加しながらスパッタリングすることを特徴とするス
パッタ方法。 - 【請求項２】 前記導電性ターゲットはＳｉ、Ａｌ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 またはこれら
の合金であり、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2、Ｈ2 、Ｎ
Ｈ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2 Ｏのいず
れか１つまたは２つ以上の混合ガスであることを特徴と
する請求項第１項に記載のスパッタ方法。 - 【請求項３】 真空処理室内に基板と導電性ターゲット
を対向させて設け、反応ガス雰囲気中で直流スパッタ法
により導電性ターゲットにスパッタリングを行って基板
上に薄膜を形成するスパッタ装置において、負電位に正
電位を周波数５〜４００ｋＨｚでパルス状に印加する電
源を導電性ターゲットに接続したことを特徴とするスパ
ッタ装置。 - 【請求項４】 前記導電性ターゲットはＳｉ、Ａｌ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｃ、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 またはこれら
の合金であり、また、反応ガスはＮ2 、Ｏ2、Ｈ2 、Ｎ
Ｈ3 、ＣＯ、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 、Ｈ2 Ｏのいず
れか１つまたは２つ以上の混合ガスであることを特徴と
する請求項第３項に記載のスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1765394A JPH07224379A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタ方法およびそのスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1765394A JPH07224379A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタ方法およびそのスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07224379A true JPH07224379A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11949820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1765394A Pending JPH07224379A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | スパッタ方法およびそのスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07224379A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6132569A (en) * | 1996-12-18 | 2000-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing photovoltaic element |
| US6365009B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-04-02 | Anelva Corporation | Combined RF-DC magnetron sputtering method |
| DE10222909A1 (de) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Unaxis Balzers Ag | Sputterverfahren bzw. Vorrichtung zur Herstellung von eigenspannungsoptimierten Beschichtungen |
| JP2007297698A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Tatung Co | Ｄｌｃ薄膜の製造方法 |
| JP2009021607A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Applied Materials Inc | 透明導電性酸化物コーティングの製造方法 |
| US8906523B2 (en) | 2008-08-11 | 2014-12-09 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof |
| US9334557B2 (en) | 2007-12-21 | 2016-05-10 | Sapurast Research Llc | Method for sputter targets for electrolyte films |
| US9532453B2 (en) | 2009-09-01 | 2016-12-27 | Sapurast Research Llc | Printed circuit board with integrated thin film battery |
| US9634296B2 (en) | 2002-08-09 | 2017-04-25 | Sapurast Research Llc | Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof |
| US9786873B2 (en) | 2008-01-11 | 2017-10-10 | Sapurast Research Llc | Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices |
| US9793523B2 (en) | 2002-08-09 | 2017-10-17 | Sapurast Research Llc | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| JP2019533765A (ja) * | 2016-10-17 | 2019-11-21 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 大電力インパルスマグネトロンスパッタリング（ＨｉＰＩＭＳ）のための電力供給 |
| US10680277B2 (en) | 2010-06-07 | 2020-06-09 | Sapurast Research Llc | Rechargeable, high-density electrochemical device |
| CN114729443A (zh) * | 2019-11-28 | 2022-07-08 | 株式会社爱发科 | 成膜方法 |
| CN115058695A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-09-16 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 溅射方法及半导体器件的制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05148644A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | スパツタリング装置 |
| JPH05331634A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-14 | Asahi Glass Co Ltd | スパッタリング装置 |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP1765394A patent/JPH07224379A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05148644A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | スパツタリング装置 |
| JPH05331634A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-14 | Asahi Glass Co Ltd | スパッタリング装置 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100343241B1 (ko) * | 1996-12-18 | 2002-08-22 | 캐논 가부시끼가이샤 | 광기전력소자제조방법 |
| US6132569A (en) * | 1996-12-18 | 2000-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing photovoltaic element |
| US6365009B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-04-02 | Anelva Corporation | Combined RF-DC magnetron sputtering method |
| DE10222909A1 (de) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Unaxis Balzers Ag | Sputterverfahren bzw. Vorrichtung zur Herstellung von eigenspannungsoptimierten Beschichtungen |
| US9793523B2 (en) | 2002-08-09 | 2017-10-17 | Sapurast Research Llc | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| US9634296B2 (en) | 2002-08-09 | 2017-04-25 | Sapurast Research Llc | Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof |
| JP2007297698A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Tatung Co | Ｄｌｃ薄膜の製造方法 |
| JP2009021607A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Applied Materials Inc | 透明導電性酸化物コーティングの製造方法 |
| US9334557B2 (en) | 2007-12-21 | 2016-05-10 | Sapurast Research Llc | Method for sputter targets for electrolyte films |
| US9786873B2 (en) | 2008-01-11 | 2017-10-10 | Sapurast Research Llc | Thin film encapsulation for thin film batteries and other devices |
| US8906523B2 (en) | 2008-08-11 | 2014-12-09 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof |
| US9532453B2 (en) | 2009-09-01 | 2016-12-27 | Sapurast Research Llc | Printed circuit board with integrated thin film battery |
| US10680277B2 (en) | 2010-06-07 | 2020-06-09 | Sapurast Research Llc | Rechargeable, high-density electrochemical device |
| JP2019533765A (ja) * | 2016-10-17 | 2019-11-21 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 大電力インパルスマグネトロンスパッタリング（ＨｉＰＩＭＳ）のための電力供給 |
| CN114729443A (zh) * | 2019-11-28 | 2022-07-08 | 株式会社爱发科 | 成膜方法 |
| CN115058695A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-09-16 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 溅射方法及半导体器件的制造方法 |
| CN115058695B (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-04 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 溅射方法及半导体器件的制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6274014B1 (en) | Method for forming a thin film of a metal compound by vacuum deposition | |
| JPH07224379A (ja) | スパッタ方法およびそのスパッタ装置 | |
| US5202008A (en) | Method for preparing a shield to reduce particles in a physical vapor deposition chamber | |
| US3461054A (en) | Cathodic sputtering from a cathodically biased target electrode having an rf potential superimposed on the cathodic bias | |
| US3410775A (en) | Electrostatic control of electron movement in cathode sputtering | |
| Fontana et al. | Triode magnetron sputtering TiN film deposition | |
| JP3684593B2 (ja) | スパッタリング方法およびその装置 | |
| JPH07258840A (ja) | カーボン薄膜形成方法 | |
| EP0861920A1 (en) | Method for depositing titanium nitride | |
| JPH08232064A (ja) | 反応性マグネトロンスパッタ装置 | |
| JPH03274269A (ja) | ダイヤモンド状薄膜の合成方法及びダイヤモンド状薄膜 | |
| JP3143252B2 (ja) | 硬質炭素薄膜形成装置およびその形成方法 | |
| JP3720061B2 (ja) | 薄膜抵抗体の直流スパッタ成膜方法 | |
| JP2000121518A (ja) | コーティング方法 | |
| JPH06272037A (ja) | 薄膜形成方法およびその装置 | |
| JPS63458A (ja) | 真空ア−ク蒸着装置 | |
| JP3224488B2 (ja) | 硬質カーボン膜の形成方法 | |
| JPH02115379A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2002030432A (ja) | スパッタリング装置およびスパッタリング方法 | |
| JPH09512390A (ja) | クロム層を含むスイッチを持つデバイス、及びクロム層をスパッタリングでデポジットする方法 | |
| JPH09111448A (ja) | スパッタ装置 | |
| JP3930181B2 (ja) | Ｃｖｄ装置および製膜方法ならびに磁気記録媒体の製造方法 | |
| JP3515966B2 (ja) | 光磁気記録素子の製造方法 | |
| JP3438977B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置を用いた被膜形成方法 | |
| JP3397878B2 (ja) | 薄膜の形成装置および形成方法 |