JPH09217171A - Manufacture of ito transparent conductive film - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はITO透明導電膜の
作製方法に関し、特に、高周波マグネトロンスパッタリ
ング法を利用してITO透明導電膜を作製する工程で高
周波電力供給法を改善し、トラッキングアーク等の異常
放電の発生を防止する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an ITO transparent conductive film, and more particularly, it improves a high frequency power supply method in a step of producing an ITO transparent conductive film by using a high frequency magnetron sputtering method, and improves tracking power supply such as tracking arc The present invention relates to a method for preventing the occurrence of abnormal discharge.
【0002】[0002]
【従来の技術】高周波マグネトロンスパッタリング法
は、ターゲット表面近傍にプラズマを収束させ成膜速度
を向上させるべくターゲットの背面に磁石を配置し、か
つ当該ターゲットに高周波電力を供給するように構成さ
れたスパッタリング法である。またスパッタリング法は
良く知られた薄膜形成方法であり、真空室において、ア
ルゴン等の希ガスあるいは希ガスに反応性ガス(例えば
酸素や窒素)を混合したガスを導入しかつターゲットに
電力を供給してプラズマを発生させ、スパッタリング現
象を利用してターゲット構成元素を基本構成元素とする
薄膜を基板上に形成する。2. Description of the Related Art A high-frequency magnetron sputtering method is a sputtering method in which a magnet is arranged on the back surface of a target in order to focus plasma near the surface of the target to improve the film formation rate and to supply high-frequency power to the target. Is the law. The sputtering method is a well-known thin film forming method. In a vacuum chamber, a rare gas such as argon or a mixed gas of a rare gas and a reactive gas (eg, oxygen or nitrogen) is introduced and power is supplied to the target. Plasma is generated by utilizing the sputtering phenomenon to form a thin film having a target constituent element as a basic constituent element on the substrate.
【0003】スパッタリング法によってインジウム(I
n)と錫(Sn)と酸素(O)からなるITO透明導電
膜を作製するときには、InおよびSnの酸化物からな
るターゲットが用いられ、このターゲットは導電性であ
るので、現在のところ、コストが低い、および制御性が
良いという理由で直流マグネトロンスパッタリング法が
用いられている。しかし、ITO透明導電膜の主要用途
である液晶表示装置用の透明電極では、液晶表示装置の
性能向上に伴い、直流マグネトロンスパッタリング法に
より得られる膜よりもさらに低い比抵抗を持つ膜が要求
される。Indium (I
n), tin (Sn), and oxygen (O), an ITO transparent conductive film is produced by using a target made of an oxide of In and Sn. Since the target is conductive, the cost is currently low. The DC magnetron sputtering method is used because of its low temperature and good controllability. However, a transparent electrode for a liquid crystal display device, which is a main use of the ITO transparent conductive film, requires a film having a resistivity lower than that of a film obtained by the DC magnetron sputtering method as the performance of the liquid crystal display device is improved. .
【0004】そこで本発明者等は、InとSnの酸化物
をターゲットとして用いるITO透明導電膜の作製で、
直流マグネトロンスパッタリング法よりも上記高周波マ
グネトロンスパッタリング法を用いた方が、低比抵抗、
高透過率の良好な膜が形成できることを見出した(例え
ば、第41回応用物理学関連連合講演会予稿集, 370 ペー
ジ, 講演番号28p-ME-14,(1994))。Therefore, the present inventors have prepared an ITO transparent conductive film using an oxide of In and Sn as a target.
Using the high-frequency magnetron sputtering method rather than the direct current magnetron sputtering method has a lower specific resistance,
It was found that a good film with high transmittance can be formed (for example, Proceedings of the 41st Joint Lecture on Applied Physics, 370 pages, Lecture No. 28p-ME-14, (1994)).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】高周波マグネトロンス
パッタリング法では、ターゲット上およびその他の真空
室内の部材の表面での異常放電(アーク)の発生が問題
となる。特に、InおよびSnの酸化物をターゲットと
して使用し、高周波マグネトロンスパッタリング法でI
TO透明導電膜を形成する場合、ターゲット上でターゲ
ット面に垂直な磁場成分がゼロとなる部分(ターゲット
が最も食刻される部分)でアークが回転するという独特
の異常放電が発生する。この異常放電はトラッキングア
ークと呼ばれている。In the high frequency magnetron sputtering method, the occurrence of abnormal discharge (arc) on the target and on the surface of other members inside the vacuum chamber poses a problem. In particular, the oxides of In and Sn are used as targets, and I
When the TO transparent conductive film is formed, a unique abnormal discharge occurs in which the arc rotates on the target where the magnetic field component perpendicular to the target surface is zero (the part where the target is most etched). This abnormal discharge is called a tracking arc.
【0006】異常放電が発生すると、放電のインピーダ
ンスが変化し、電力が効率良くターゲットに供給され
ず、成膜速度が低下したり、全く成膜されなくなる不具
合が生じる。場合によっては、異常放電の発生により特
性の全く異なった膜が形成されることもある。特に、ト
ラッキングアークが発生すると、ターゲットの電位が正
になり、ターゲットがスパッタリングされず、他の部材
がスパッタリングされる。このため、反対にターゲット
上に膜が形成され、また基板上に膜が形成されたとして
も、高比抵抗で不透明な膜が形成されるという不具合が
起きる。When an abnormal discharge occurs, the impedance of the discharge changes, power is not efficiently supplied to the target, and the film deposition rate decreases or no film is formed. In some cases, a film having completely different characteristics may be formed due to the occurrence of abnormal discharge. In particular, when a tracking arc occurs, the potential of the target becomes positive, the target is not sputtered, and other members are sputtered. For this reason, on the contrary, even if a film is formed on the target, or even if a film is formed on the substrate, an opaque film having a high specific resistance is formed.
【0007】さらに、異常放電が基板上で発生した場合
には、その部分が欠陥となり、直接製品不良の原因とな
る。Further, when abnormal discharge occurs on the substrate, that portion becomes a defect and directly causes a product defect.
【0008】また異常放電の発生は、パーティクル発生
の原因にもなり、発生したパーティクルが基板上に付着
すると欠陥となり、製品の不良となる。Further, the occurrence of abnormal discharge also causes the generation of particles, and if the generated particles adhere to the substrate, they become defects, resulting in defective products.
【0009】上記トラッキングアークは、ターゲット表
面での磁場強度を弱めること、スパッタリング圧力を高
くすること、および供給電力を低くすることにより発生
しにくくなる。また、スパッタリング圧力を高くした
り、供給電力を低くすることで、トラッキングアーク以
外の他のアークも発生しにくくなる。しかし、これらの
方法では、完全に異常放電の発生を抑制することはでき
ない。さらにこれらの方法では、成膜速度が低下してし
まい、生産性の面で問題を提起する。The tracking arc is less likely to occur by weakening the magnetic field intensity on the target surface, increasing the sputtering pressure, and decreasing the supply power. Further, by increasing the sputtering pressure or decreasing the power supply, it becomes difficult to generate an arc other than the tracking arc. However, these methods cannot completely suppress the occurrence of abnormal discharge. Furthermore, in these methods, the film forming rate is reduced, which poses a problem in terms of productivity.
【0010】なお高周波マグネトロンスパッタリング法
での異常放電の抑制に関する技術については例えば特開
平7−258845公報に開示される技術がある。この
公報に示されるスパッタ方法は、電力供給用電源の構成
が複雑で、制御が難しいという不具合があり、またトラ
ッキングアークについての記述がなく、トラッキングア
ークを抑制するという課題を解決していない。A technique relating to suppression of abnormal discharge in the high frequency magnetron sputtering method is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-258845. The sputtering method disclosed in this publication has a problem that the structure of the power supply for supplying electric power is complicated and the control is difficult, and there is no description about the tracking arc, and the problem of suppressing the tracking arc is not solved.
【0011】本発明の目的は、InおよびSnの酸化物
をターゲットとして用いた高周波マグネトロンスパッタ
リング法によるITO透明導電膜の作製において、トラ
ッキングアーク等の異常放電の発生を防止し、安定な成
膜を行えるITO透明導電膜の作製方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to prevent abnormal discharge such as tracking arc from occurring in the production of an ITO transparent conductive film by a high frequency magnetron sputtering method using In and Sn oxides as targets, and to form a stable film. It is to provide a method for producing an ITO transparent conductive film that can be performed.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段および作用】まず最初に、
上記目的に達成する解決手段としての本発明の構成に到
った知見を述べる。[Means and Actions for Solving the Problems] First,
The knowledge that has led to the configuration of the present invention as a means for achieving the above object will be described.
【0013】トラッキングアークの発生の原因と機構
は、現在のところ解明されていない。トラッキングアー
ク以外の異常放電の発生原因は、パーティクルおよびタ
ーゲット上の再付着膜やノジュール(突起物)の他、浮
遊電位の部材や基板に付着した導電性あるいは絶縁性の
膜、および接地電位の部材や基板上に形成された高抵抗
或は絶縁性の膜が原因であると考えられている。いずれ
にしても、それらがカソードや接地された部材と電気的
に導通していない場合、チャージアップしてしまいカソ
ード電位(セルフバイアス)あるいは接地電位との電位
差を生じ、その電位差によって異常放電が発生すると予
想される。The cause and mechanism of the occurrence of the tracking arc have not been clarified at present. The causes of abnormal discharges other than tracking arcs are particles, redeposited films and nodules (projections) on the target, floating potential members, conductive or insulating films attached to the substrate, and ground potential members. It is considered that the cause is a high resistance or insulating film formed on the substrate. In any case, if they are not electrically connected to the cathode or a grounded member, they will be charged up and cause a potential difference from the cathode potential (self-bias) or the ground potential, and the abnormal discharge occurs due to the potential difference. Is expected.
【0014】本発明者等は、InおよびSnの酸化物を
ターゲットとして用いた高周波マグネトロンスパッタリ
ング法によるITO透明導電膜の作製における異常放
電、特にトラッキングアークの問題を解決すべく鋭意研
究した。その結果、トラッキングアーク発生の原因と機
構について、次のような2つの考えに到った。The present inventors have made earnest studies to solve the problem of abnormal discharge, particularly tracking arc, in the production of an ITO transparent conductive film by the high frequency magnetron sputtering method using In and Sn oxides as targets. As a result, the following two ideas have been reached regarding the cause and mechanism of the occurrence of the tracking arc.
【0015】第1の考えは、ターゲット上に付着したパ
ーティクルや再付着した膜が原因であるという考えであ
る。パーティクルや膜は、絶縁物または高抵抗であり、
また導電性のものでも、付着力が弱いため、ターゲット
との間に高い接触抵抗を持つ場合がある。このような場
合、これらはチャージアップし、カソード電位(セルフ
バイアス)との電位差を生じ、この電位差によってアー
クが発生する。アークが発生すると、ターゲットに付着
していたチャージアップしたものが動けるようになる。
動けるようになったチャージアップしたものは、それの
持つチャージによって、ターゲット背面に配置したマグ
ネットの磁場にトラップされ、ターゲットが最も食刻さ
れる部分をドリフトする。このドリフトに伴って、アー
クもドリフトする。The first idea is that particles or redeposited film adhered to the target are the causes. Particles or films are insulators or high resistance,
In addition, even a conductive material may have a high contact resistance with the target due to its weak adhesion. In such a case, they are charged up to generate a potential difference with the cathode potential (self-bias), and this potential difference causes an arc. When an arc occurs, the charged up object attached to the target can move.
The charged up thing that became able to move is trapped in the magnetic field of the magnet placed on the back of the target due to the charge that it has, and drifts the part where the target is most etched. Along with this drift, the arc also drifts.
【0016】第2の考えは、放電空間を浮遊するパーテ
ィクルやスパッタ粒子が、放電時間と共にプラズマ中の
カソードシースとの界面に集まり、クラスタを形成しか
つ負にチャージする(このことに関しては、S.J.Choi等
が報告している。例えば、AMERICAN VACUUM SOCIETY, 3
8th National Symposium, Final Program, p77, 講演番
号PS-MoM6, (1991))ことが原因であるという考えであ
る。このクラスタはチャージしているため、ターゲット
背面に配置したマグネットの磁場にトラップされ、ター
ゲットが最も食刻される部分に集中し、この部分をドリ
フトする。そして、クラスタはドリフトしながら成長
し、さらにチャージングするので、或るところでカソー
ドとの電位差によりアークが発生する。チャージしたク
ラスタがドリフトしているので、このアークもドリフト
する。The second idea is that particles or sputtered particles floating in the discharge space gather at the interface with the cathode sheath in the plasma with the discharge time, forming clusters and negatively charging (in this regard, SJChoi Etc. AMERICAN VACUUM SOCIETY, 3
8th National Symposium, Final Program, p77, Lecture No. PS-MoM6, (1991)). Since this cluster is charged, it is trapped by the magnetic field of the magnet placed on the back surface of the target, and concentrates on the part where the target is most etched, and drifts this part. Then, the cluster grows while drifting and is further charged, so that an arc is generated at a certain point due to the potential difference with the cathode. This arc also drifts because the charged cluster is drifting.
【0017】トラッキングアークの発生までには、トラ
ッキングアーク以外の他の異常放電と同様に、チャージ
ングのための時間が必要である。このことは、研究の際
トラッキングアークが高周波電力の供給開始(すなわち
放電開始)と同時には発生しなかったことから明らかで
ある。Before the occurrence of the tracking arc, it takes time for charging as in the case of abnormal discharge other than the tracking arc. This is apparent from the fact that the tracking arc did not occur at the same time as the start of high-frequency power supply (that is, the start of discharge) in the study.
【0018】そこで、本発明では、トラッキングアーク
等の異常放電が発生する前の段階で、チャージングを緩
和する時間を設け、これによって問題を解決しようとす
るものである。Therefore, the present invention aims to solve the problem by providing a time for relaxing the charging before the abnormal discharge such as the tracking arc occurs.
【0019】チャージングを緩和するには望ましくは放
電を停止すればよい。またチャージングを緩和するにあ
たって、必ずしも完全に放電を停止してしまう必要はな
い。本発明者等は研究の中で、トラッキングアークが発
生している場合でも、高周波電力をある程度低下させる
と、持続していたトラッキングアークを停止できること
を見出した。さらに、高周波電力をある程度低下させて
持続していたトラッキングアークを停止させた後、再び
元の高周波電力に増加しても、すぐにはトラッキングア
ークは発生せず、しばらく安定に放電できることも見出
した。これらは、放電を完全に停止しなくても、ある程
度プラズマ密度を低下させれば、持続していたトラッキ
ングアークを停止することができ、しかもチャージング
を緩和できるということを意味するものである。つま
り、トラッキングアークが発生してしまう前に、ある程
度プラズマ密度を低下すれば、トラッキングアークが発
生するほどチャージングしていてもそのチャージングを
緩和でき、トラッキングアークの発生を抑制できるので
ある。To alleviate the charging, it is desirable to stop the discharge. Further, it is not always necessary to completely stop the discharge in order to alleviate the charging. The present inventors have conducted research and found that even when a tracking arc is generated, the sustained tracking arc can be stopped by reducing the high frequency power to some extent. Furthermore, we found that even if the high frequency power was reduced to some extent and the persistent tracking arc was stopped and then the original high frequency power was increased again, the tracking arc did not occur immediately and stable discharge was possible for a while. . These means that even if the discharge is not completely stopped, the sustained tracking arc can be stopped and the charging can be alleviated if the plasma density is lowered to some extent. That is, if the plasma density is lowered to some extent before the tracking arc is generated, the charging can be alleviated even if the charging is performed so that the tracking arc is generated, and the generation of the tracking arc can be suppressed.
【0020】上記知見に基づき本発明は、次のように構
成される。The present invention is constructed as follows based on the above findings.
【0021】第1の本発明(請求項1に対応)に係るI
TO透明導電膜の作製方法は、インジウムInおよび錫
Snの酸化物をターゲットとして用い、このターゲット
の背面にマグネットを設置し、希ガスのみあるいは希ガ
スと酸素(O2 )を導入した雰囲気中で、ターゲットに
高周波電力を供給し、ターゲットの表面近傍にプラズマ
を収束させ、スパッタリング現象を利用して基板上にI
n、Sn、OからなるITO透明導電膜を形成する方法
であり、上記高周波電力の供給を周期的に停止して、高
周波電力の供給期間と供給停止期間を交互に作り、かつ
高周波電力の供給期間の時間を異常放電発生に要する時
間よりも短かくするようにした。すなわち、高周波電力
は間欠的にターゲットに供給される。I according to the first invention (corresponding to claim 1)
The TO transparent conductive film is produced by using an oxide of indium In and tin Sn as a target, and installing a magnet on the back surface of the target in an atmosphere in which only a rare gas or a rare gas and oxygen (O 2 ) is introduced. , High frequency power is supplied to the target, plasma is converged near the surface of the target, and I
A method for forming an ITO transparent conductive film made of n, Sn, and O, wherein the supply of high-frequency power is periodically stopped to alternately create high-frequency power supply periods and supply stop periods, and to supply high-frequency power. The period of time is set to be shorter than the time required for occurrence of abnormal discharge. That is, the high frequency power is intermittently supplied to the target.
【0022】上記第1の本発明では、ターゲットに対し
て高周波電力を供給する期間と、高周波電力の供給を停
止してチャージングを緩和する期間を繰り返し、かつこ
のとき、高周波電力の供給時間を異常放電発生までの時
間よりも短かくして、異常放電の発生を防止する。In the first aspect of the present invention, the period for supplying the high frequency power to the target and the period for stopping the supply of the high frequency power to alleviate the charging are repeated, and at this time, the high frequency power supply time is set. The abnormal discharge is prevented from occurring by making the time shorter than the time until the abnormal discharge occurs.
【0023】ここで、スパッタリングによる薄膜形成
は、一般的に数mTorr(10-1Pa台)の成膜圧力で行わ
れる。放電開始圧力が当該成膜圧力よりも低い場合に
は、上記の間欠的な高周波電力の供給において、高周波
電力の供給停止時間が長く、放電が完全に止まっても、
次の供給時に放電が可能である。しかし、装置によって
は、例えばカソード(ターゲット)のサイズが小さい場
合では、放電開始圧力が成膜圧力よりも高くなってしま
う場合がある。このような場合、高周波電力の供給停止
時間が長く、放電が完全に止まってしまうと、次に高周
波電力が供給されても、成膜圧力では放電が開始できな
くなる。従って、このような放電開始圧力が成膜圧力よ
りも高い場合には、高周波電力の供給停止時に、放電が
完全に止まらないようにすることが望ましい。Here, the thin film formation by sputtering is generally performed at a film forming pressure of several mTorr (on the order of 10 -1 Pa). When the discharge start pressure is lower than the film forming pressure, in the intermittent supply of high-frequency power, the high-frequency power supply is stopped for a long time, and the discharge is completely stopped.
Discharge is possible at the next supply. However, depending on the apparatus, for example, when the size of the cathode (target) is small, the discharge start pressure may become higher than the film formation pressure. In such a case, if the high frequency power supply is stopped for a long time and the discharge is completely stopped, the discharge cannot be started at the film forming pressure even when the high frequency power is next supplied. Therefore, when such a discharge starting pressure is higher than the film forming pressure, it is desirable to prevent the discharge from completely stopping when the supply of the high frequency power is stopped.
【0024】第2の本発明(請求項2に対応)に係るI
TO透明導電膜の作製方法は、第1の発明において、好
ましくは、高周波電力の供給停止時間をプラズマの寿命
よりも短くするようにした。I of the second invention (corresponding to claim 2)
In the method for producing the TO transparent conductive film, in the first invention, preferably, the supply stop time of the high frequency power is set to be shorter than the life of the plasma.
【0025】プラズマには寿命があり、高周波電力の供
給を停止した瞬間に消えることはない。この寿命はプラ
ズマ中のガス種および圧力等によって異なるが、スパッ
タリング成膜に一般的に使用されるアルゴン(Ar)の
場合、前に述べた成膜圧力程度では1msec前後である。
第2の本発明では、高周波電力の供給停止時間をこのよ
うなプラズマの寿命よりも短くするので、放電開始圧力
が成膜圧力よりも高い場合でも、成膜圧力にて放電が維
持できる。また本発明者等の研究の中で、高周波電力の
供給停止時間が1msecよりも短かい場合でも、チャージ
ングが緩和されるのには充分な時間であることがわかっ
た。従って高周波電力の供給時間を異常放電発生までの
時間よりも短かくすれば、異常放電の発生を防止でき
る。The plasma has a lifetime and does not disappear at the moment when the supply of high frequency power is stopped. This life depends on the type of gas in the plasma, the pressure, and the like, but in the case of argon (Ar) that is generally used for sputtering film formation, the film formation pressure is approximately 1 msec.
In the second aspect of the present invention, since the supply stop time of the high frequency power is set shorter than the life of such plasma, the discharge can be maintained at the film formation pressure even when the discharge start pressure is higher than the film formation pressure. Further, in the study by the present inventors, it was found that even when the supply stop time of the high frequency power was shorter than 1 msec, it was a sufficient time for alleviating the charging. Therefore, if the supply time of the high frequency power is set shorter than the time until the abnormal discharge occurs, the abnormal discharge can be prevented.
【0026】第3の本発明(請求項3に対応)に係るI
TO透明導電膜の作製方法は、第1または第2の発明に
おいて、好ましくはスパッタリングガスにヘリウムガス
を添加するようにした。I of the third invention (corresponding to claim 3)
In the method for producing the TO transparent conductive film, in the first or second invention, helium gas is preferably added to the sputtering gas.
【0027】高周波電源によっては真空管を使用するも
のがある。特に、高い成膜速度を得ようとする場合、大
きな高周波電力が必要となるが、5kWを越えるような
大きな電力を出力できる電源は、現在のところ真空管が
使用される。このような真空管を使用する高周波電源で
は、高周波電力の供給停止時間をプラズマの寿命よりも
短くすることが難しい。第3の本発明では、この問題に
対処できる。Heの準安定励起原子He* は高い励起エ
ネルギを持ち、ペニング電離によってプラズマ中の多く
の粒子をイオン化することが知られている。また準安定
励起原子He*は寿命が長く、大気圧でグロー放電を起
こすことが知られている。従って、スパッタリングガス
にHeガスを添加すると、プラズマの寿命が長くなるの
で、真空管を使用した電源においても、第2の発明の特
徴が実現できる。Some high frequency power supplies use vacuum tubes. Particularly, in order to obtain a high film forming speed, a large high frequency power is required, but a vacuum tube is currently used as a power supply capable of outputting a large power exceeding 5 kW. In a high frequency power supply using such a vacuum tube, it is difficult to make the supply stop time of the high frequency power shorter than the life of plasma. The third invention can address this problem. It is known that the metastable excited atom He * of He has high excitation energy and ionizes many particles in plasma by Penning ionization. It is known that the metastable excited atom He * has a long life and causes glow discharge at atmospheric pressure. Therefore, when He gas is added to the sputtering gas, the life of plasma is extended, so that the feature of the second invention can be realized even in a power source using a vacuum tube.
【0028】第4の本発明(請求項4に対応)に係るI
TO透明導電膜の作製方法は、第1の発明と同様な前提
の下で、ターゲットに供給する高周波電力を周期的に低
下させるようにした。I of the fourth invention (corresponding to claim 4)
The method for producing the TO transparent conductive film is such that the high frequency power supplied to the target is periodically reduced under the same premise as in the first invention.
【0029】第4の本発明では、第1の発明のごとく高
周波電力の供給を完全に停止する期間を設けるのではな
く、低下させるだけであり、従って放電が止まることは
なく、放電開始圧力が成膜圧力よりも高い場合でも、成
膜圧力にて放電が維持できる。先に述べた本発明に到る
研究の結果から明らかなように、高周波電力を低下させ
ることでプラズマ密度の低下を図り、これによりチャー
ジングを緩和できるので、本方法によっても異常放電の
発生を防止できる。In the fourth aspect of the present invention, the period for completely stopping the supply of the high frequency power as in the first aspect of the invention is not provided, but the period is simply lowered. Therefore, the discharge does not stop and the discharge start pressure is reduced. Even when the pressure is higher than the film formation pressure, the discharge can be maintained at the film formation pressure. As is clear from the results of the research leading to the present invention described above, it is possible to reduce the plasma density by lowering the high-frequency power and thereby alleviate the charging. It can be prevented.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0031】まず第1実施形態を説明する。この実施形
態は、InおよびSnの酸化物の混合体をターゲットと
して使用してITO透明導電膜を成膜する例を示す。First, the first embodiment will be described. In this embodiment, an ITO transparent conductive film is formed by using a mixture of In and Sn oxides as a target.
【0032】図1は、高周波マグネトロンスパッタリン
グ装置におけるカソード(すなわちターゲット)への高
周波電力供給系のみの構成を示す。図1中、真空処理チ
ャンバ用の真空容器、処理対象である基板、基板搬送機
構、ターゲット背面に配置されるマグネット、真空排気
装置、ガス導入機構等の図示は、便宜上省略している。
ターゲット11は裏板12上に配置される。このターゲ
ット11に対し、高周波電源14からインピーダンス整
合器13を通して高周波電力が供給される。高周波マグ
ネトロンスパッタリング法では一般に13.56MHz
の高周波が用いられる。高周波電源14は13.56M
Hzの高周波電力を出力する。FIG. 1 shows the configuration of only the high frequency power supply system to the cathode (that is, the target) in the high frequency magnetron sputtering apparatus. In FIG. 1, illustration of a vacuum container for a vacuum processing chamber, a substrate to be processed, a substrate transfer mechanism, a magnet arranged on the rear surface of the target, a vacuum exhaust device, a gas introduction mechanism, etc. is omitted for convenience.
The target 11 is arranged on the back plate 12. High frequency power is supplied from the high frequency power supply 14 to the target 11 through the impedance matching device 13. Generally 13.56 MHz for high frequency magnetron sputtering
Of high frequency is used. High frequency power supply 14 is 13.56M
It outputs high frequency power of Hz.
【0033】使用された高周波マグネトロンスパッタリ
ング装置の構成および成膜条件は、従来装置の場合と同
じである。すなわち本装置では、例えば直径8インチの
円盤状ターゲット11を使用し、当該ターゲット11に
はIn2 O3 に対しSnO2を10wt%添加した焼結体
ターゲット(例えば密度95%)を使用している。ター
ゲット11における上記マグネットの影響について、タ
ーゲット面(図1中、ターゲット11の上面)に垂直な
磁場成分がゼロとなる位置で、ターゲット面に平行な磁
場強度は例えば約300 Gaussである。基板はターゲッ
ト面に対向するように配置され、それらの間の間隔は膜
厚分布が最も均一となる例えば60mmに設定される。以
上の装置構成において放電開始圧力は20 mTorrであ
る。従って、先ずこの圧力まで真空処理チャンバにスパ
ッタリングガスとしてアルゴンガス(Arガス)を導入
して維持し、高周波電源14から、波形が制御された所
望の電圧波形を持つ高周波電力をターゲット11に供給
して放電を発生させる。The structure and film forming conditions of the used high frequency magnetron sputtering apparatus are the same as those of the conventional apparatus. That is, in this apparatus, for example, a disk-shaped target 11 having a diameter of 8 inches is used, and as the target 11, a sintered compact target (for example, density 95%) in which SnO 2 is added 10 wt% to In 2 O 3 is used. There is. Regarding the influence of the magnet on the target 11, the magnetic field strength parallel to the target surface is, for example, about 300 Gauss at the position where the magnetic field component perpendicular to the target surface (the upper surface of the target 11 in FIG. 1) becomes zero. The substrate is arranged so as to face the target surface, and the distance between them is set to, for example, 60 mm, which gives the most uniform film thickness distribution. In the above device configuration, the discharge starting pressure is 20 mTorr. Therefore, first, argon gas (Ar gas) is introduced and maintained as a sputtering gas in the vacuum processing chamber up to this pressure, and high frequency power having a desired voltage waveform whose waveform is controlled is supplied from the high frequency power source 14 to the target 11. Discharge is generated.
【0034】ところで従来の装置では、図2に示す連続
的な電圧波形を持つ高周波電力をターゲットに供給して
放電を発生していた。このような連続的電圧波形の高周
波電力を使用する従来装置の場合では、高周波電力を6
00Wとしたとき、短い場合には3分程度、長くても5
分程度で異常放電が発生した。他方、高周波電力を同じ
600Wとして圧力20 mTorrで放電を開始した後に、
Arガス導入流量を絞って圧力を10 mTorrに維持した
場合には、短い場合には1分程度、長くても3分程度で
異常放電が発生した。従来装置で発生した異常放電は、
トラッキングアークあるいはターゲット以外の部材表面
でのアークなど様々であった。By the way, in the conventional device, the high frequency power having the continuous voltage waveform shown in FIG. 2 was supplied to the target to generate the discharge. In the case of the conventional device using the high frequency power of such a continuous voltage waveform, the high frequency power is 6
When set to 00W, if it is short, it takes about 3 minutes, and if it is long, it is 5 minutes.
An abnormal discharge occurred in about a minute. On the other hand, after starting discharge at a pressure of 20 mTorr with the same high frequency power of 600 W,
When the Ar gas introduction flow rate was reduced and the pressure was maintained at 10 mTorr, abnormal discharge occurred in about 1 minute when the pressure was short and about 3 minutes when the pressure was long. The abnormal discharge generated by the conventional device is
There were various things such as a tracking arc or an arc on the surface of a member other than the target.
【0035】上記の従来の場合に対して、本実施形態に
よる高周波電源14からは、図示しない出力コントロー
ラに基づいて、図3に示される電圧波形が出力される。
図3で明らかなように、本実施形態では、例えば600
Wの高周波電力の供給を周期的に所要時間だけ停止し、
もってターゲット11に対して高周波電力を間欠的に供
給するようにした。図3で、aは13.56MHzの高
周波電力を供給する期間、bは高周波電力の供給停止期
間である。供給期間aの時間は例えば5msec、停止期間
bの時間は例えば1msecに設定される。なお図3では、
期間aが交流波形の状態であることを視覚的にわかるよ
うに示したものであり、波数と時間の直接的な関係はな
い。In contrast to the above conventional case, the high frequency power supply 14 according to the present embodiment outputs the voltage waveform shown in FIG. 3 based on an output controller (not shown).
As is clear from FIG. 3, in this embodiment, for example, 600
The high frequency power supply of W is periodically stopped for the required time,
Therefore, high frequency power is intermittently supplied to the target 11. In FIG. 3, a is a period in which high frequency power of 13.56 MHz is supplied, and b is a period in which supply of high frequency power is stopped. The supply period a is set to 5 msec, for example, and the stop period b is set to 1 msec, for example. In FIG. 3,
This is a visual representation that the period a is in the state of an AC waveform, and there is no direct relationship between the wave number and time.
【0036】高周波電源14からターゲット11への高
周波電力の供給を上記条件に設定すると、放電開始圧力
が20 mTorrであっても、Arガス導入流量を絞った1
0 mTorrであっても、長時間の間、異常放電は全く発生
せず、安定に放電を発生させることができた。その結
果、再現性良くITO透明導電膜の形成を行うことがで
きた。When the high-frequency power supply from the high-frequency power source 14 to the target 11 is set to the above condition, the Ar gas introduction flow rate is reduced to 1 even if the discharge starting pressure is 20 mTorr.
Even at 0 mTorr, abnormal discharge did not occur at all for a long time, and stable discharge could be generated. As a result, the ITO transparent conductive film could be formed with good reproducibility.
【0037】上記実施形態において、異常放電が発生せ
ず長時間安定に放電できたのは、前述した従来装置の結
果と比較すると、電力供給期間aの時間5msecが、異常
放電の発生までの時間に対して充分に短く、また停止期
間bの時間1msecが、電力供給期間aの時間内に生じる
チャージングを緩和するのに充分であったからである。
また本実施形態において、放電開始圧力よりも低い10
mTorrでも放電が維持できたのは、プラズマの寿命が、
高周波電力の供給を停止する期間bの時間1msecよりも
長かったからである。In the above embodiment, the reason why the abnormal discharge did not occur and the stable discharge was possible for a long time is that the time 5 msec of the power supply period a is the time until the abnormal discharge occurs, as compared with the result of the above-mentioned conventional device. However, the time of 1 msec of the stop period b was sufficient to alleviate the charging occurring within the time of the power supply period a.
Further, in this embodiment, it is lower than the discharge starting pressure of 10
The reason why the discharge could be maintained even at mTorr was that the life of the plasma was
This is because the period b for stopping the supply of high-frequency power was longer than 1 msec.
【0038】上記実施形態では、高周波電力を供給する
期間aの時間を5msecに設定したが、この供給時間は異
常放電が発生するまでの時間よりも短ければよく、本実
施形態の数値に限定されるものではない。高周波電力の
供給時間は、比較のため行った従来装置の結果から考察
すると、供給電力600Wでは、圧力20 mTorrの場
合、最大3分程度、圧力10 mTorrの場合、最大1分程
度の設定が可能である。ただし、供給電力が高くなると
異常放電発生までの時間が短くなるので、供給電力が高
い場合には供給期間aの時間を短くする必要がある。In the above-mentioned embodiment, the time of the period a for supplying the high frequency power is set to 5 msec, but this supply time may be shorter than the time until the abnormal discharge occurs, and is limited to the numerical value of this embodiment. Not something. Considering the results of the conventional device for comparison, the high-frequency power supply time can be set to about 3 minutes at a pressure of 20 mTorr and about 1 minute at a pressure of 10 mTorr at a power supply of 600 W. Is. However, since the time until the occurrence of abnormal discharge is shortened when the supplied power is high, it is necessary to shorten the time of the supply period a when the supplied power is high.
【0039】また高周波電力の供給停止期間bの時間
も、上記実施形態の1msecに限られない。この供給停止
時間は、供給期間aの時間内に生じるチャージングが緩
和されればよく、1msecより長くても短くても構わな
い。本実施形態において、放電維持できる最小の圧力は
7mTorr であった。これは、圧力を低下させるとプラズ
マの寿命が短くなるためで、この圧力よりも低い圧力で
成膜したい場合には、供給を停止する期間bの時間をプ
ラズマの寿命よりも短く、すなわち1msecよりも短くす
ればよい。ただし短くし過ぎると、供給期間aの時間内
に生じるチャージングを緩和しきれず、異常放電が発生
してしまうので、供給停止期間bの時間は、成膜圧力が
放電開始圧力よりも低い場合でも放電を維持できる、プ
ラズマの寿命ぎりぎりに設定するのが望ましい。The time of the high frequency power supply stop period b is not limited to 1 msec in the above embodiment. The supply stop time may be longer or shorter than 1 msec as long as the charging that occurs during the supply period a is relaxed. In this embodiment, the minimum pressure that can maintain the discharge is 7 mTorr. This is because reducing the pressure shortens the life of plasma. Therefore, when it is desired to form a film at a pressure lower than this pressure, the period of the supply stop period b is shorter than the life of plasma, that is, 1 msec or more. Should also be shortened. However, if it is made too short, the charging that occurs within the time of the supply period a cannot be alleviated and abnormal discharge will occur, so the time of the supply stop period b is even when the film forming pressure is lower than the discharge start pressure. It is desirable to set the plasma at the limit of the life of the plasma so that the discharge can be maintained.
【0040】ここで、高周波電力を高くしたり、高周波
電力供給期間aの時間が長くなると、チャージングを緩
和するために必要な供給停止期間bの時間も長くなる。
従って、供給期間aの時間と供給停止期間bの時間を調
整することが必要である。さらに、ターゲット表面での
磁場強度が強くなったり、圧力が低い条件、あるいはタ
ーゲット表面のノジュールが増加した状況では、トラッ
キングアークが発生しやすく、発生までの時間が短くな
る。またパーティクルが発生しやすい装置では、ターゲ
ット以外の部材上でのアークも発生しやすくなる。この
ように、装置やターゲット表面の状況およびプロセス条
件によっては、異常放電が発生しやすく、数秒で発生す
る場合がある。従って、高周波電力供給期間aの時間
は、実質的には本実施形態のように、msec(ミリ秒)オ
ーダ、長くても100msecオーダに設定するのが望まし
い。Here, when the high frequency power is increased or the high frequency power supply period a becomes longer, the supply stop period b necessary for alleviating the charging also becomes longer.
Therefore, it is necessary to adjust the time of the supply period a and the time of the supply stop period b. Furthermore, under the condition that the magnetic field strength on the target surface is high, the pressure is low, or the number of nodules on the target surface is increased, a tracking arc is likely to occur and the time until it occurs is short. Further, in an apparatus in which particles are easily generated, an arc is easily generated on a member other than the target. As described above, depending on the conditions of the device and the target surface and the process conditions, abnormal discharge is likely to occur and may occur within a few seconds. Therefore, it is desirable that the time of the high-frequency power supply period a is set substantially in the msec (millisecond) order, and at the longest in the 100 msec order as in the present embodiment.
【0041】次に、本発明の第2の実施形態を説明す
る。この実施形態では、第1実施形態におけるスパッタ
リングガスであるArガスに対してHeガスを5%添加
するものである。上記第1実施形態では、高周波電力の
供給を停止する期間bの時間を1msecに設定していたた
めに、7 mTorr以下での放電維持ができなかった。しか
し、本実施形態では、スパッタリングガスにHeガスを
添加したことにより、プラズマの寿命が延び、停止期間
bを1msecにしても圧力2 mTorrまで、異常放電の発生
なく、安定に放電を維持できた。Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, 5% of He gas is added to the Ar gas which is the sputtering gas in the first embodiment. In the above-described first embodiment, since the time of the period b for stopping the supply of the high frequency power is set to 1 msec, the discharge cannot be maintained at 7 mTorr or less. However, in the present embodiment, by adding He gas to the sputtering gas, the life of plasma is extended, and even if the stop period b is 1 msec, abnormal discharge does not occur up to a pressure of 2 mTorr, and stable discharge can be maintained. .
【0042】ここで、スパッタリングガスへHeガスを
添加する場合、その添加量やスパッタリングガスの圧力
を増加し、Heガスの分圧を増すことによって、プラズ
マの寿命を長くすることができる。従って、スパッタリ
ングガスにHeガスを添加する方法は、真空管を使用し
た電源等で、高周波電力の供給を停止する期間bの時間
を短く設定できない場合に有効である。When He gas is added to the sputtering gas, the life of the plasma can be extended by increasing the amount of the He gas added or the pressure of the sputtering gas to increase the partial pressure of the He gas. Therefore, the method of adding He gas to the sputtering gas is effective when the time of the period b during which the supply of high frequency power is stopped cannot be set short with a power source using a vacuum tube or the like.
【0043】次に、本発明の第3の実施形態を説明す
る。この実施形態では、高周波電力の供給の仕方以外、
第1実施形態で述べた条件と同じである。本実施形態で
は、ターゲットに供給する高周波電力を周期的に停止す
る代わりに、周期的に低下させるようにした。図4は、
本実施形態による高周波電源14から出力される電圧波
形を示す。図4中のcは通常の高周波電力供給期間、d
は高周波電力が周期的に低下する期間である。期間cで
の電力は例えば600W、時間は例えば5msec、期間d
での電力は例えば250W、時間は例えば2msecに設定
される。ここで図4は、期間c,dが交流波形であるこ
とを視覚的にわかるように示したもので、各々の波数と
時間との直接的な関係はない。本実施形態においても、
長時間、異常放電は全く発生せず、安定に放電でき、再
現性良くITO透明導電膜の形成を行えた。さらに、本
実施形態における高周波電力の供給の仕方では、電力供
給を完全に止めてしまわないので、放電が停止せず、圧
力2mTorr まで異常放電がなく、安定に放電を維持でき
た。Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, except for the method of supplying high frequency power,
The conditions are the same as those described in the first embodiment. In the present embodiment, the high frequency power supplied to the target is periodically reduced instead of being periodically stopped. FIG.
3 shows a voltage waveform output from the high frequency power supply 14 according to the present embodiment. C in FIG. 4 is a normal high frequency power supply period, and d
Is the period during which the high frequency power is periodically reduced. The electric power in the period c is, for example, 600 W, the time is, for example, 5 msec, and the period is d.
The power is set to 250 W and the time is set to 2 msec, for example. Here, FIG. 4 shows visually that the periods c and d are AC waveforms, and there is no direct relationship between each wave number and time. Also in this embodiment,
Abnormal discharge did not occur at all for a long time, stable discharge was possible, and the ITO transparent conductive film was formed with good reproducibility. Further, in the method of supplying the high frequency power in the present embodiment, the power supply is not completely stopped, so the discharge does not stop, there is no abnormal discharge up to a pressure of 2 mTorr, and stable discharge can be maintained.
【0044】本実施形態において異常放電がなく、長時
間安定に放電できた理由は、1つには、第1実施形態で
説明したことと同様に、高周波電力600Wの供給を行
う期間cの時間5msecが、異常放電の発生までの時間に
対して充分に短かったからである。そして他の1つに
は、期間dにおける供給電力250Wが、異常放電を引
き起こすほどのチャージングを生じず、逆に600Wの
電力供給を行った期間cの時間内に生じたチャージング
を緩和できたからである。また期間dの時間が、2msec
でも、充分であったからである。In the present embodiment, there is no abnormal discharge and stable discharge can be performed for a long time. One of the reasons is that, as in the case of the first embodiment, the time of the period c during which the high frequency power of 600 W is supplied. This is because 5 msec was sufficiently short with respect to the time until the occurrence of abnormal discharge. And, to another one, the supplied power of 250 W in the period d does not cause charging enough to cause abnormal discharge, and conversely, the charging generated in the period of time c in which the power of 600 W is supplied can be alleviated. This is because the. Also, the time of period d is 2 msec.
But it was enough.
【0045】本実施形態では、600Wの高周波電力を
供給した期間cの時間を5msecに設定したが、この供給
期間cの時間は異常放電が発生するまでの時間よりも短
ければよく、本実施形態に限定されるものではない。こ
の高周波電力を供給する期間cの時間は、第1実施形態
で述べた場合と同様に、圧力20mTorr の場合、最大3
分程度、圧力10mTorr の場合、最大1分程度の設定が
可能である。ただし、供給電力が高くなると、異常放電
発生までに時間が短くなるので、この場合には、供給を
行う期間cの時間を短くしなければならない。In the present embodiment, the time of the period c in which the high frequency power of 600 W is supplied is set to 5 msec. However, the time of the supply period c may be shorter than the time until the abnormal discharge occurs. It is not limited to. As in the case described in the first embodiment, the period c of supplying the high-frequency power is 3 at maximum when the pressure is 20 mTorr.
When the pressure is about 10 minutes and the pressure is 10 mTorr, the maximum setting is about 1 minute. However, when the supplied power becomes high, the time until the occurrence of abnormal discharge becomes short. In this case, therefore, it is necessary to shorten the time of the supply period c.
【0046】さらに、本実施形態では、高周波電力を周
期的に低下する期間dにおいて、電力を250W、時間
を2msecに設定したが、これらはその数値に限定される
ものではない。この高周波電力の供給を周期的に低下す
る期間dでは、通常の電力を供給する期間cの時間内に
生じるチャージングが緩和されればよく、250Wより
も高く、2msecより短くても構わない。ただし期間dに
おける電力は、高くなるとチャージング緩和に時間がか
かってしまったり、また高くなり過ぎると、チャージン
グ緩和どころか逆にチャージングし、異常放電が発生す
る。従って、実質的には放電維持できる最低の電力程度
に設定するのが望ましい。また、本実施形態では、第1
実施形態のように、電力供給を完全に停止しないので、
供給電力を周期的に低下する期間dの時間は、電力供給
を完全に停止する場合よりも長く設定することが望まし
い。Further, in the present embodiment, the power is set to 250 W and the time is set to 2 msec in the period d in which the high frequency power is periodically lowered, but these are not limited to the numerical values. In the period d in which the supply of the high frequency power is periodically reduced, it is sufficient that the charging occurring within the time of the period c in which the normal power is supplied is relaxed, and may be higher than 250 W and shorter than 2 msec. However, if the electric power in the period d becomes high, it takes time to alleviate the charging, and if it becomes too high, the electric power is charged instead of alleviating the charging, and abnormal discharge occurs. Therefore, it is desirable to set the electric power to about the lowest electric power that can substantially maintain the discharge. In the present embodiment, the first
Since the power supply is not completely stopped as in the embodiment,
It is desirable to set the time of the period d in which the supply power is periodically decreased to be longer than that in the case where the power supply is completely stopped.
【0047】ここで、通常の高周波電力を供給する期間
cでの電力を高くしたり、この時間を長くすると、チャ
ージングを緩和するために必要な供給電力を低下させる
期間dの時間も長くなる。また前に述べたように、チャ
ージングを緩和する期間dでは、電力によってチャージ
ング緩和に要する時間も変わる。従って、これら通常の
高周波電力を供給する期間cの時間と、供給電力を低下
する期間dの電力および時間は調整が必要である。さら
に、前に述べたように、装置やターゲット表面の状況お
よびプロセス条件によっては、異常放電が発生しやす
く、数秒で発生してしまう場合がある。従って、通常の
高周波電力を供給する期間cの時間は、実質的には本実
施形態のようにmsecオーダ、長くても100msecオーダ
に設定するのが望ましい。Here, if the power in the period c for supplying the normal high frequency power is increased or the time is lengthened, the period d in which the power supply required to reduce the charging is lowered also becomes long. . Further, as described above, in the charging relaxation period d, the time required for charging relaxation also changes depending on the power. Therefore, it is necessary to adjust the time of the period c for supplying the normal high-frequency power and the power and time of the period d for reducing the supplied power. Further, as described above, depending on the conditions of the device and the surface of the target and the process conditions, abnormal discharge is likely to occur and may occur in a few seconds. Therefore, it is desirable that the time of the period c for supplying the normal high-frequency power is set substantially in the msec order as in the present embodiment, and at the longest in the 100 msec order.
【0048】上記実施形態では、In2 O3 に対しSn
O2 を10wt%添加した焼結体(密度95%)であっ
て、直径8インチの円盤状ターゲットを用いた高周波マ
グネトロンスパッタリング法によるITO透明導電膜形
成の例について述べたが、ターゲットの材質、形状、大
きさ等については上記実施形態のものに限られるもので
はない。同じITO透明導電膜を形成するためのターゲ
ットでも、SnO2 の添加量が異なるもの、または形状
が矩形や楕円形のもの、焼結体ではなくプレスしただけ
のもの、密度が異なるもの等に対しても本発明によるI
TO透明導電膜の作製方法を適用できる。さらに、ター
ゲットと基板の位置関係についても本実施形態に限られ
るものではなく、例えば、ターゲットの前を移動しなが
ら成膜を行うインライン成膜法でも本発明のITO透明
導電膜の作製方法を適用できる。また、ターゲットの背
面に配置した単一または複数のマグネットを揺動させ
る、あるいは偏心回転させ、ターゲット全面をスパッタ
リングするようにした方式の成膜法においても、本発明
のITO透明導電膜の作製方法を適用できる。In the above embodiment, Sn is added to In 2 O 3.
An example of forming an ITO transparent conductive film by a high-frequency magnetron sputtering method using a disk-shaped target having a diameter of 8 inches, which is a sintered body (density 95%) to which O 2 is added by 10 wt% is described. The shape, size, etc. are not limited to those of the above embodiment. Even for targets for forming the same ITO transparent conductive film, the amount of SnO 2 added is different, or the shape is rectangular or elliptical, that is not a sintered body, only pressed, and the density is different. Even according to the invention I
A method for manufacturing a TO transparent conductive film can be applied. Further, the positional relationship between the target and the substrate is not limited to this embodiment, and for example, the method for producing an ITO transparent conductive film of the present invention is applied to an in-line film forming method in which a film is formed while moving in front of the target. it can. Further, also in a film forming method in which a single or a plurality of magnets arranged on the back surface of the target are oscillated or eccentrically rotated and the entire surface of the target is sputtered, the method for producing an ITO transparent conductive film of the present invention Can be applied.
【0049】上記実施形態での高周波電力の周波数は、
一般に用いられる13.56MHzであったが、当該周
波数はこの値に限定されるものでなく、他の周波数の高
周波においても本発明のITO透明導電膜の作製方法を
適用できる。例えば40.68MHzの周波数でも従来
の方法では異常放電が発生するが、本発明の方法を適用
すれば、異常放電が防止され、安定したITO透明導電
膜を作製できる。The frequency of the high frequency power in the above embodiment is
Although it is generally used at 13.56 MHz, the frequency is not limited to this value, and the method for producing an ITO transparent conductive film of the present invention can be applied to high frequencies of other frequencies. For example, although the abnormal discharge is generated by the conventional method even at the frequency of 40.68 MHz, by applying the method of the present invention, the abnormal discharge is prevented and a stable ITO transparent conductive film can be manufactured.
【0050】上記実施形態では、Arガス、またはAr
ガスにHeガスを添加したスパッタリングガスを用いた
場合について述べたが、スパッタリングガスはこれに限
らず、他の希ガスを用いた場合でも、酸素や窒素等の反
応性のガスを添加した場合でも本発明によるITO透明
導電膜の作製方法を適用できる。In the above embodiment, Ar gas or Ar
Although the case where the sputtering gas in which He gas is added to the gas is used has been described, the sputtering gas is not limited to this, and the case where another rare gas is used or the case where a reactive gas such as oxygen or nitrogen is added is used. The method for producing an ITO transparent conductive film according to the present invention can be applied.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、高周波マグネトロンスパッタリング法を用いたI
TO透明導電膜の作製方法において、高周波電力の供給
で、異常放電が発生する前に高周波電力の供給を停止
し、供給時に生じたチャージングを緩和し、かつこれを
周期的に繰り返すようにしたため、異常放電の発生のな
い安定な放電を発生できる。これにより再現性の良いI
TO透明導電膜を作製できる。As is apparent from the above description, according to the present invention, I using the high frequency magnetron sputtering method is used.
In the method of manufacturing the TO transparent conductive film, the high frequency power is supplied so that the high frequency power is stopped before abnormal discharge occurs, the charging that occurs during supply is alleviated, and this is repeated periodically. Therefore, stable discharge can be generated without abnormal discharge. This gives good reproducibility I
A TO transparent conductive film can be produced.
【0052】また、高周波電力供給で生じたチャージン
グを緩和する供給停止期間の時間をプラズマ寿命よりも
短くしたため、放電開始圧力よりも低い圧力でも異常放
電のない安定な放電を維持できる。Since the duration of the supply stop period for alleviating the charging generated by the high frequency power supply is shorter than the plasma life, stable discharge without abnormal discharge can be maintained even at a pressure lower than the discharge start pressure.
【0053】さらに、スパッタリングガスにHeガスを
添加したので、プラズマ寿命が長くなり、高周波電力の
供給停止時間を短く設定できない場合でも、放電開始圧
力よりも低い圧力にて、異常放電のない安定な放電を維
持できる。Further, since He gas is added to the sputtering gas, the plasma life is extended, and even when the supply stop time of the high frequency power cannot be set short, a stable discharge with no abnormal discharge is generated at a pressure lower than the discharge start pressure. Discharge can be maintained.
【0054】また高周波電力の供給を周期的に停止させ
る代わりに、高周波電力を周期的に低下させることによ
って、低下前に生じたチャージングを緩和するようにし
ても、異常放電の発生のない安定な放電を発生できる。
また、放電が停止しないので、放電開始圧力よりも低い
圧力でも異常放電のない安定な放電を維持できる。これ
によっても、再現性の良いITO透明導電膜を作製でき
る。Further, instead of periodically stopping the supply of the high frequency power, the high frequency power is periodically reduced so as to alleviate the charging that has occurred before the reduction, so that a stable discharge without abnormal discharge occurs. Discharge can be generated.
Further, since the discharge does not stop, it is possible to maintain stable discharge without abnormal discharge even at a pressure lower than the discharge start pressure. This also makes it possible to produce an ITO transparent conductive film having good reproducibility.
【図1】高周波マグネトロンスパッタリング装置におけ
るカソードへの高周波電力供給系の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a high frequency power supply system to a cathode in a high frequency magnetron sputtering apparatus.
【図2】従来の高周波マグネトロンスパッタリング法に
おける高周波電源の出力電圧の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of an output voltage of a high frequency power source in a conventional high frequency magnetron sputtering method.
【図3】本発明の第1の実施形態に係るITO透明導電
膜の作製方法における高周波電源の出力電圧の波形図で
ある。FIG. 3 is a waveform diagram of the output voltage of the high frequency power supply in the method for manufacturing the ITO transparent conductive film according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施形態に係るITO透明導電膜
の作製方法における高周波電源の出力電圧の波形図であ
る。FIG. 4 is a waveform diagram of an output voltage of a high frequency power source in a method of manufacturing an ITO transparent conductive film according to another embodiment of the present invention.
11 ターゲット 12 裏板 13 インピーダンス整合器 14 高周波電源 11 target 12 back plate 13 impedance matching device 14 high frequency power supply
Claims (4)
して用い、前記ターゲットの背面にマグネットを設置
し、スパッタリングガスとして、希ガスのみあるいは希
ガスと酸素を導入した雰囲気中で前記ターゲットに高周
波電力を供給し、前記ターゲットの表面近傍にプラズマ
を収束させ、スパッタリング現象を利用して基板上にI
TO透明導電膜を形成した高周波マグネトロンスパッタ
リング法を用いたITO透明導電膜の作製方法におい
て、 前記高周波電力の供給を周期的に停止し、前記高周波電
力の供給時間を異常放電発生に要する時間よりも短かく
したことを特徴とするITO透明導電膜の作製方法。1. An indium and tin oxide is used as a target, a magnet is installed on the back surface of the target, and high frequency power is applied to the target in an atmosphere in which only a rare gas or a rare gas and oxygen are introduced as a sputtering gas. The target is supplied and the plasma is converged in the vicinity of the surface of the target.
In a method for producing an ITO transparent conductive film using a high frequency magnetron sputtering method in which a TO transparent conductive film is formed, the supply of the high frequency power is periodically stopped, and the supply time of the high frequency power is longer than the time required to generate an abnormal discharge. A method for producing an ITO transparent conductive film, which is characterized in that it is made short.
マの寿命よりも短くしたことを特徴とする請求項1記載
のITO透明導電膜の作製方法。2. The method of manufacturing an ITO transparent conductive film according to claim 1, wherein the supply stop time of said high-frequency power is shorter than the life of plasma.
を添加したことを特徴とする請求項2に記載のITO透
明導電膜の作製方法。3. The method for producing an ITO transparent conductive film according to claim 2, wherein helium gas is added to the sputtering gas.
して用い、前記ターゲットの背面にマグネットを設置
し、スパッタリングガスとして、希ガスのみあるいは希
ガスと酸素を導入した雰囲気中で前記ターゲットに高周
波電力を供給し、前記ターゲットの表面近傍にプラズマ
を収束させ、スパッタリング現象を利用して基板上にI
TO透明導電膜を形成した高周波マグネトロンスパッタ
リング法を用いたITO透明導電膜の作製方法におい
て、 前記高周波電力を周期的に低下させることを特徴とする
ITO透明導電膜の作製方法。4. An indium and tin oxide is used as a target, a magnet is installed on the back surface of the target, and high frequency power is applied to the target in an atmosphere in which only rare gas or rare gas and oxygen is introduced as a sputtering gas. The target is supplied and the plasma is converged in the vicinity of the surface of the target.
A method for producing an ITO transparent conductive film using a high-frequency magnetron sputtering method in which a TO transparent conductive film is formed, characterized in that the high-frequency power is periodically reduced.
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