JPH0776420B2 - スパッタ成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
スパッタ成膜方法及び成膜装置Info
- Publication number
- JPH0776420B2 JPH0776420B2 JP62237807A JP23780787A JPH0776420B2 JP H0776420 B2 JPH0776420 B2 JP H0776420B2 JP 62237807 A JP62237807 A JP 62237807A JP 23780787 A JP23780787 A JP 23780787A JP H0776420 B2 JPH0776420 B2 JP H0776420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- film
- reactive gas
- partial pressure
- gas flow
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はスパッタ成膜方法及び装置に関するものであ
る。
る。
従来の技術 金属の窒化物や酸化物の成膜には、スパッタ成膜中にタ
ーゲット物質とスパッタガス成分とを化学反応させてそ
れらの化合物薄膜を形成するリアクティブスパッタが広
く用いられている（例えば、早川茂他「薄膜化技術」
（S57.12.1），共立出版,P18）。
ーゲット物質とスパッタガス成分とを化学反応させてそ
れらの化合物薄膜を形成するリアクティブスパッタが広
く用いられている（例えば、早川茂他「薄膜化技術」
（S57.12.1），共立出版,P18）。
発明が解決しようとする問題点 従来の技術の問題点を、光ディスクの記録膜であるTeOx
膜のスパッタ成膜を例にとって説明する。
膜のスパッタ成膜を例にとって説明する。
第５図は公知のロードロック式スパッタ装置である。１
は未成膜基板２の入側ロードロック室、３はスパッタ
室、４は成膜済基板５の出側ロードロック室である。6,
7,8,9は前記基板を通すための公知のゲートバルブであ
る。10はTeターゲット、11は公知のマグネットである。
12はターゲットに負の直流電圧を与えるための可変電圧
電源、13はその可変電圧電源の出力電圧を制御する電力
制御器である。14は基板15を保持して図示しない手段に
より回転させる回転軸である。
は未成膜基板２の入側ロードロック室、３はスパッタ
室、４は成膜済基板５の出側ロードロック室である。6,
7,8,9は前記基板を通すための公知のゲートバルブであ
る。10はTeターゲット、11は公知のマグネットである。
12はターゲットに負の直流電圧を与えるための可変電圧
電源、13はその可変電圧電源の出力電圧を制御する電力
制御器である。14は基板15を保持して図示しない手段に
より回転させる回転軸である。
16はArとO2をスパッタ室３に供給する管である。なお本
図においてはスパッタ装置に通常必要な公知の排気及び
リーク手段，基板移送手段，ターゲット冷却手段，膜厚
計等は省略してある。
図においてはスパッタ装置に通常必要な公知の排気及び
リーク手段，基板移送手段，ターゲット冷却手段，膜厚
計等は省略してある。
次に動作を説明する。ターゲット10への電力（電圧）の
印加は第６図に示すように矩形波状となる。例えば基板
15への成膜が終了した時点をＢとすると、次のＡまでの
間に「基板15が回転軸14から外されてゲートバルブ８を
通って出側ロードロック室４に移送され、基板２がゲー
トバルブ７を通ってスパッタ室３に移送されて回転軸14
に保持されて回転する」という動作が行なわれる。以上
の動作中に基板５及び２に膜がつかずしかも放電が停止
しない低パワレベルに前記電力制御器13は可変電圧電源
12の出力を制御する。
印加は第６図に示すように矩形波状となる。例えば基板
15への成膜が終了した時点をＢとすると、次のＡまでの
間に「基板15が回転軸14から外されてゲートバルブ８を
通って出側ロードロック室４に移送され、基板２がゲー
トバルブ７を通ってスパッタ室３に移送されて回転軸14
に保持されて回転する」という動作が行なわれる。以上
の動作中に基板５及び２に膜がつかずしかも放電が停止
しない低パワレベルに前記電力制御器13は可変電圧電源
12の出力を制御する。
ＡからＢの間は前記電力制御器13は可変電圧電源12の出
力を基板に成膜を行なうに十分な高パワレベルに制御す
る。
力を基板に成膜を行なうに十分な高パワレベルに制御す
る。
以上のようにターゲット10へ電力を印加するとターゲッ
ト10の表面温度は第７図に示すように、基板への膜の堆
積が始まる時は低く、膜が堆積するにつれてすなわち時
間経過と共に指数関数的に上昇し、また成膜が終了する
と指数関数的に下降して鋸歯状に変化する。温度の上昇
及び下降時の時定数はターゲット10への印加電力に対す
るターゲットの熱容量が大きいほど大きくなり、温度の
上り方及び下り方が遅くなる。
ト10の表面温度は第７図に示すように、基板への膜の堆
積が始まる時は低く、膜が堆積するにつれてすなわち時
間経過と共に指数関数的に上昇し、また成膜が終了する
と指数関数的に下降して鋸歯状に変化する。温度の上昇
及び下降時の時定数はターゲット10への印加電力に対す
るターゲットの熱容量が大きいほど大きくなり、温度の
上り方及び下り方が遅くなる。
ターゲット10の表面温度が低い時は、反応性ガスである
O2との反応があまり活発に行なわれないのでターゲット
表面に形成される酸化層の酸素濃度は薄くなり、表面温
度が高い時はその逆にターゲット表面の酸化層の酸素濃
度は濃くなる。酸化されたTeターゲットをArイオンでス
パッタする時、ArイオンのエネルギはTeと酸素を切り離
すことにも消費されるので酸化層の酸素濃度が濃くなる
ほどTeのスパッタレートは低くなる。Teのスパッタレー
トが低くなると基板表面でTeと酸素が反応する機会が増
加するので膜に含まれる酸素濃度は濃くなり、逆にスパ
ッタレートが高くなると逆に膜に含まれる酸素濃度は薄
くなる。
O2との反応があまり活発に行なわれないのでターゲット
表面に形成される酸化層の酸素濃度は薄くなり、表面温
度が高い時はその逆にターゲット表面の酸化層の酸素濃
度は濃くなる。酸化されたTeターゲットをArイオンでス
パッタする時、ArイオンのエネルギはTeと酸素を切り離
すことにも消費されるので酸化層の酸素濃度が濃くなる
ほどTeのスパッタレートは低くなる。Teのスパッタレー
トが低くなると基板表面でTeと酸素が反応する機会が増
加するので膜に含まれる酸素濃度は濃くなり、逆にスパ
ッタレートが高くなると逆に膜に含まれる酸素濃度は薄
くなる。
以上のようにして樹脂基板に形成されたTeOx膜をAES分
析した結果を第８図に示す。TeOx膜の基板との界面部及
びその近傍で酸素濃度が低くなっていることがわかる。
第８図のＣは樹脂基板に含まれるカーボンである。
析した結果を第８図に示す。TeOx膜の基板との界面部及
びその近傍で酸素濃度が低くなっていることがわかる。
第８図のＣは樹脂基板に含まれるカーボンである。
TeOx膜の酸素濃度が低くなると大気中の水分等によって
膜が腐食されて光ディスクの記録膜としての特性が劣化
し、正常に信号の記録あるいは再生ができなくなるとい
う問題がある。
膜が腐食されて光ディスクの記録膜としての特性が劣化
し、正常に信号の記録あるいは再生ができなくなるとい
う問題がある。
この問題を解決するためにターゲット10と基板の間にシ
ャッタを設け、ターゲット10に印加する電力を常時高パ
ワレベルに維持してターゲットの表面温度を常時一定に
保つと共に、基板の回転軸14への脱着及び基板の移送時
に膜が基板へつかなくする方法もあるが、ターゲット10
の利用効率が悪くなると共に、消耗が早くなり、またシ
ャッタに膜が厚く付着するのでシャッタからその膜が剥
離しやすくなり、スパッタ室３内がその剥離した膜で汚
染され膜に欠陥が発生するという問題があって実用的で
はなかった。
ャッタを設け、ターゲット10に印加する電力を常時高パ
ワレベルに維持してターゲットの表面温度を常時一定に
保つと共に、基板の回転軸14への脱着及び基板の移送時
に膜が基板へつかなくする方法もあるが、ターゲット10
の利用効率が悪くなると共に、消耗が早くなり、またシ
ャッタに膜が厚く付着するのでシャッタからその膜が剥
離しやすくなり、スパッタ室３内がその剥離した膜で汚
染され膜に欠陥が発生するという問題があって実用的で
はなかった。
そこで、本発明は例えば、TeOx膜においては膜の厚み方
向に酸素濃度の変化しない、すなわちリアクティブスパ
ッタにおいて膜の厚み方向に組成比が変化しないように
するものである。
向に酸素濃度の変化しない、すなわちリアクティブスパ
ッタにおいて膜の厚み方向に組成比が変化しないように
するものである。
問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
基板に膜が堆積されるにつれて反応性ガス分圧／不活性
ガス分圧（以下分圧比と略す）あるいは反応性ガス流量
／不活性ガス流量（以下流量比と略す）を小さくするも
のである。
基板に膜が堆積されるにつれて反応性ガス分圧／不活性
ガス分圧（以下分圧比と略す）あるいは反応性ガス流量
／不活性ガス流量（以下流量比と略す）を小さくするも
のである。
作用 この技術的手段による作用は前記TeOx膜についていえば
次のようになる。前記分圧比あるいは流量比を小さくす
るとO2ガスの量が減少する。
次のようになる。前記分圧比あるいは流量比を小さくす
るとO2ガスの量が減少する。
そうすると前記したターゲット表面の温度上昇に伴うTe
のスパッタレートの低下による膜中の反応性ガス濃度の
上昇が相殺される。そうすると膜に含まれる酸素濃度も
略一定となる。
のスパッタレートの低下による膜中の反応性ガス濃度の
上昇が相殺される。そうすると膜に含まれる酸素濃度も
略一定となる。
その結果、膜の厚み方向に酸素濃度の変化しにくい成膜
が可能となる。
が可能となる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す図で、従来例を示す第
５図と同一構成要素は同一番号で示すものである。
５図と同一構成要素は同一番号で示すものである。
従来と異なるところはO2流量を調整する公知のO2流量調
整弁20と、Ar流量を調整する公知のAr流量調整弁21をガ
ス流量調整器22で制御して、例えばArの流量は一定でO2
流量を第２図に示すように成膜開始から略指数関数的に
減少させるように制御することにある。
整弁20と、Ar流量を調整する公知のAr流量調整弁21をガ
ス流量調整器22で制御して、例えばArの流量は一定でO2
流量を第２図に示すように成膜開始から略指数関数的に
減少させるように制御することにある。
O2流量を減少させることによって前記ガス分圧比とガス
流量比が小さくなり、O2ガスの量が減少する。そうする
と基板15の表面でTeと酸素が反応する機会が減少するの
で膜に含まれる酸素濃度は低くなり、従来の酸素濃度変
化を相殺することになる。
流量比が小さくなり、O2ガスの量が減少する。そうする
と基板15の表面でTeと酸素が反応する機会が減少するの
で膜に含まれる酸素濃度は低くなり、従来の酸素濃度変
化を相殺することになる。
したがってこのようにして形成されたTeOx膜23は、第３
図に示すAES分析結果からわかるように膜の厚み方向に
酸素濃度の変化はみられない。
図に示すAES分析結果からわかるように膜の厚み方向に
酸素濃度の変化はみられない。
なお第２図のＢからＡ間のO2流量の変化は、成膜終了時
に所定の値まで下ったO2流量を、成膜開始時に所定の値
まで上げておくための復帰操作によるものである。復帰
時の流量の変化は第２図のおうに直線的であっても図示
しないがステップ的であっても他の方法であってもよ
い。
に所定の値まで下ったO2流量を、成膜開始時に所定の値
まで上げておくための復帰操作によるものである。復帰
時の流量の変化は第２図のおうに直線的であっても図示
しないがステップ的であっても他の方法であってもよ
い。
次に本発明の他の実施例について説明する。
前記実施例においてO2流量を略指数関数的に減少させる
ように制御したが、指数関数を折線近似してもよい。そ
うすると回路構成を簡単にすることができる。またそれ
ほど厳密に組成比の均一性が要求されない場合は第４図
に示すように１本の直線で近似してもよい。
ように制御したが、指数関数を折線近似してもよい。そ
うすると回路構成を簡単にすることができる。またそれ
ほど厳密に組成比の均一性が要求されない場合は第４図
に示すように１本の直線で近似してもよい。
以上の実施例のようにO2流量だけを変化させた場合、ス
パッタ室３を排気する排気量が一定であればスパッタ室
３内の全圧力が変化する。この全圧力の変化による成膜
への影響が無視できない場合は、図示しないがスパッタ
室３を公知のコンダクタンスバルブを介して排気し、ス
パッタ室３内の全圧力が一定になるようにコンダクタン
スバルブの開度を調整すればよい。あるいはスパッタ室
３内の全圧力が一定になるようにArの流量も変化させて
もよい。
パッタ室３を排気する排気量が一定であればスパッタ室
３内の全圧力が変化する。この全圧力の変化による成膜
への影響が無視できない場合は、図示しないがスパッタ
室３を公知のコンダクタンスバルブを介して排気し、ス
パッタ室３内の全圧力が一定になるようにコンダクタン
スバルブの開度を調整すればよい。あるいはスパッタ室
３内の全圧力が一定になるようにArの流量も変化させて
もよい。
またターゲット10に電力を供給する電源は直流に限るも
のでなく高周波電源であってもよい。
のでなく高周波電源であってもよい。
また低パワレベルにおいても基板の回転軸14への脱着及
び基板の移送時に基板への膜付着が無視できない場合は
シャッタを設けてもよい。
び基板の移送時に基板への膜付着が無視できない場合は
シャッタを設けてもよい。
スパッタ方式はマグネトロンスパッタに限るものでな
く、イオン源から発生するイオンを加速してターゲット
に衝突させてスパッタを行なう公知のいわゆるイオンビ
ームスパッタにおいても、前記分圧比、あるいは流量比
を変化させることにより上記効果を得ることができる。
く、イオン源から発生するイオンを加速してターゲット
に衝突させてスパッタを行なう公知のいわゆるイオンビ
ームスパッタにおいても、前記分圧比、あるいは流量比
を変化させることにより上記効果を得ることができる。
またターゲット材料はTeに限るものでなく他の金属ある
いは合金，非金属，化合物であってもよい。
いは合金，非金属，化合物であってもよい。
また不活性ガスはArに限るものでなく、反応性ガスも酸
素に限るものではない。
素に限るものではない。
発明の効果 本発明は、リアクティブスパッタ成膜において、基板に
膜が堆積されるにつれて反応性ガス分圧／不活性ガス分
圧あるいは反応性ガス流量／不活性ガス流量を小さくす
るものである。
膜が堆積されるにつれて反応性ガス分圧／不活性ガス分
圧あるいは反応性ガス流量／不活性ガス流量を小さくす
るものである。
上記ガス分圧比あるいはガス流量比を小さくすることに
よって反応性ガスの量は減少する。そうすると基板表面
でターゲット材料と反応性ガスが反応する機会が減少す
るので膜に含まれる反応性ガス成分濃度は薄くなってく
る。
よって反応性ガスの量は減少する。そうすると基板表面
でターゲット材料と反応性ガスが反応する機会が減少す
るので膜に含まれる反応性ガス成分濃度は薄くなってく
る。
その結果、元来スパッタ電力印加によるターゲット温度
変化に伴なうスパッタレート低下によって発生する反応
性ガス成分濃度の増加を相殺して膜の厚み方向に組成比
の変化しない成膜が可能となり、例えば光ディスク記録
膜であるTeOx膜においては耐食性を向上させることがで
きる。
変化に伴なうスパッタレート低下によって発生する反応
性ガス成分濃度の増加を相殺して膜の厚み方向に組成比
の変化しない成膜が可能となり、例えば光ディスク記録
膜であるTeOx膜においては耐食性を向上させることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を概念的に示す正面図、第２
図は第１図のO2流量の変化状態説明図、第３図は本発明
を適用して形成された膜のAES分析結果説明図、第４図
はその他の実施例におけるO2流量の変化状態説明図、第
５図は従来例を概念的に示す正面図、第６図は第５図の
ターゲットに印加される電力の変化状態説明図、第７図
は第５図のターゲット表面温度の変化状態説明図、第８
図は従来の方法で形成された膜のAES分析結果説明図で
ある。 ３……スパッタ室、10……ターゲット、11……マグネッ
ト、15……基板、20……O2流量調整弁、21……Ar流量調
整弁、22……ガス流量制御器。
図は第１図のO2流量の変化状態説明図、第３図は本発明
を適用して形成された膜のAES分析結果説明図、第４図
はその他の実施例におけるO2流量の変化状態説明図、第
５図は従来例を概念的に示す正面図、第６図は第５図の
ターゲットに印加される電力の変化状態説明図、第７図
は第５図のターゲット表面温度の変化状態説明図、第８
図は従来の方法で形成された膜のAES分析結果説明図で
ある。 ３……スパッタ室、10……ターゲット、11……マグネッ
ト、15……基板、20……O2流量調整弁、21……Ar流量調
整弁、22……ガス流量制御器。
Claims (3)
- 【請求項１】リアクティブスパッタ成膜において、成膜
の進行と共に、ターゲットの温度上昇に伴うスパッタレ
ートの低下による膜中の反応性ガス濃度の上昇を相殺す
るように、反応性ガス分圧／不活性ガス分圧あるいは反
応性ガス流量／不活性ガス流量を小さくすることによ
り、膜の厚み方向の組成比変化を抑制してなるスパッタ
成膜方法。 - 【請求項２】真空容器中に不活性ガスを供給する不活性
ガス供給手段と、反応性ガスを供給する反応性ガス供給
手段と、前記真空容器中に設けられたターゲット及び基
板と、電力を受けて前記ガスをイオン化し、そのイオン
で前記ターゲットをスパッタして、ターゲットから飛び
出した粒子を前記基板に膜として堆積させるスパッタ手
段と、前記基板に膜が堆積されるにつれて前記不活性ガ
ス供給手段及び反応性ガス供給手段のうち少なくともい
ずれか一方を制御してガス流量を変化せしめ、反応性ガ
ス分圧／不活性ガス分圧あるいは反応性ガス流量／不活
性ガス流量を小さくするガス流量制御手段から構成さ
れ、 前記ガス流量制御手段は、膜の厚み方向の組成比変化を
抑制すべく、成膜の進行と共に、反応性ガス分圧／不活
性ガス分圧あるいは反応性ガス流量／不活性ガス流量
を、ターゲットの温度上昇に伴うスパッタレートの低下
による膜中の反応性ガス濃度の上昇を相殺するように小
さく制御することを特徴とするスパッタ成膜装置。 - 【請求項３】ガス流量制御手段は、反応性ガス分圧／不
活性ガス分圧あるいは反応性ガス流量／不活性ガス流量
を略指数関数的に小さくするよう制御することを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載のスパッタ成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62237807A JPH0776420B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | スパッタ成膜方法及び成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62237807A JPH0776420B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | スパッタ成膜方法及び成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6479370A JPS6479370A (en) | 1989-03-24 |
| JPH0776420B2 true JPH0776420B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=17020700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62237807A Expired - Fee Related JPH0776420B2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | スパッタ成膜方法及び成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776420B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6194038B1 (en) | 1998-03-20 | 2001-02-27 | Applied Materials, Inc. | Method for deposition of a conformal layer on a substrate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61176010A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-07 | 株式会社日立製作所 | 透明導電膜の製造方法 |
-
1987
- 1987-09-22 JP JP62237807A patent/JPH0776420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6479370A (en) | 1989-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Howson et al. | The formation and control of direct current magnetron discharges for the high‐rate reactive processing of thin films | |
| US20140054164A1 (en) | Deposition apparatus and electronic device manufacturing method | |
| US9562283B2 (en) | Coating of optical substrates using closed field system | |
| US20040074769A1 (en) | Thin film forming apparatus and thin film forming method | |
| JPH0776419B2 (ja) | スパッタ成膜方法及び成膜装置 | |
| JPH0776420B2 (ja) | スパッタ成膜方法及び成膜装置 | |
| JP2005281851A (ja) | 反応スパッタリング用デバイス | |
| JPH05320891A (ja) | スパッタリング装置 | |
| KR19980071720A (ko) | 황금색 질화 티타늄의 피복 방법 | |
| JP2000345335A (ja) | スパッタ成膜装置およびスパッタ膜形成方法 | |
| JP2601358B2 (ja) | スパッタリング方法 | |
| JPS61235560A (ja) | マグネトロンスパツタ装置 | |
| JPH1046331A (ja) | スパッタ成膜法およびスパッタ装置 | |
| JPH11260724A (ja) | 化合物半導体薄膜の製造方法および製造装置 | |
| JP2000212738A (ja) | マグネトロンスパッタ法および磁気記録媒体の製造方法 | |
| JPH1079145A (ja) | 光学的情報記録媒体の製造方法及びこれに用いる成膜装置 | |
| JP2633575B2 (ja) | 成膜装置 | |
| JP2000269238A (ja) | 化合物半導体薄膜の製造装置およびこれを用いた化合物半導体薄膜の製造方法 | |
| JP2000144417A (ja) | 高周波スパッタリング装置 | |
| JP2830000B2 (ja) | スパッタリング方法及びその装置 | |
| JP7445071B1 (ja) | マグネトロンスパッタ法による成膜装置および成膜方法 | |
| JPH01132760A (ja) | スパッタ成膜方法及び成膜装置 | |
| JPH05186869A (ja) | センダスト成膜方法及び装置 | |
| JPH0768615B2 (ja) | 薄膜の製造方法 | |
| JPH11100670A (ja) | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |