JPS6124236A - スパツタ膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、スパッタ膜の形成方法に関する。

特に、スパッタリング法により酸化膜を形成する方法に
関するものである。この種の技術は、例えば電子部品な
どの分野で二酸化ケイ素等の酸化膜を形成するのに利用
書れる。

〔発明の背景〕

スパッタリング法により二酸化ケイ素膜を作成する場合
、従来はスパッタガスとして、アルゴンガス単独を用−
て行なっていた。ところがこのような従来技術で得られ
た膜は、フッ酸系のエツチング液でエツチングした場合
に、非常に速いエツチング速度を示し、かつ、第１図（
，４１に示すように、基板１の第１層配線２上に眉間絶
縁膜３として二酸化ケイ素膜を形成した場合。

エツチングされたスルホール部５の壁面５１の形状は図
示の如く垂直になり、柱状晶となる。このような膜を図
のように層間絶縁膜３として用いると、スルホール５の
段差部５２で第２層配線４が断切れ４１を起こすことが
あった。

この問題を解決するべく、スパッタリング法による膜質
向上策が種々検討されており、バイアスクバッタ法とか
、電極間隔を小さくするなどの方法が提案されている。

バイアススパッタ法は再スパツタ効果で膜質を向上させ
るものであるが、この方法は、スパッタ電像の他にバイ
アス電源が必要なためコスト高になると同時に。

スパッタ速度が小さくなるという問題がある。

一方、電極間隔を小さくしてスパッタリングする方法は
、膜厚分布が悪いという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明はニスバッタリング法で得られる酸化膜の膜質を
向上することを目的とし、これにより二酸化ケイ素膜を
層間絶縁体として用いる場合でも、そのエツチング後の
スルホールの形状を改良して配線の断切れが生じないよ
うにでき、しかも簡便でコスト的にも有効であシ、スパ
ッタ速度拳膜質分布の点でも問題のないスパッタ膜形成
方法を得んとするものである。

〔発明の概要〕 この目的を達成するため１本発明においては。

スパッタガスであるアルゴンガス中にヘリウムガスを添
加して膜形成を行なう。このようにすることによシ、バ
イアススパッタ法と同様０良質なスパッタ膜が得られ、
しかも簡単に低コストで、スパッタ速度にも問題々く、
この効果が得られるものである。

なお本発明の実施に当たっては、ヘリウムガスの添加量
としては２ｏｖｏｔ％以上、またスパッタ時の圧力を２
ｍＴｏｒｒ　　以下とするのが好ましく。

これにより良質な膜を得ることができる。

〔発明の実施例〕

次に本発明の一実施例について、第２図乃至第４図を参
照して説明する。この実施例は１本発明を感熱記録ヘッ
ドの多層配線部に絶縁層として用いる二酸化ケイ素膜形
成に適用したものである。以下１本実施例に従って説明
する。第２図（Ａは本例の感熱記録ヘッドの多層配線部
を示し、１はアンダコートがついたグレーズドセラミッ
ク基板、２は第１層配線、３はスパッタリング法によっ
て作成した二酸化ケイ素膜である。４は第２層配線であ
る。第２図ＣＢ）は本例の二酸化ケイ素膜のエツチング
後スルホール形状ＳＥＮ写真を示す。既述の従来例を示
す第１図（４（Ｂｌは、それぞれ本例のこの第２図（Ａ
ｌ　ＣＢ）に対応するものである。

また第３図はアルゴン中へのヘリウム添加量に対するス
パッタ速度及びエツチング速度の変化を示し、第４図は
ヘリウムをＡＯｖｏｔ％　添加したアルゴンガスのスパ
ッタ圧力に対するスパッタ速度及びエツチング速度の関
係金示す。第３図から、Ｈｅを添加することによりスパ
ッタ速度及びエツチング速度がそれぞれやや遅くなるが
。

問題になる程ではないことがわかる。第４図からは１両
速度、特にエツチング速度をガス圧によシ適正にとるこ
とができることがわかる。

この実施例では５“Ｘ１５’の大きさの二酸化ケイ素を
ターゲットとして使用し、マグネトロン型の高周波スパ
ッタ装置によ勺スパッタを行なった。本装置は１７０　
Ｘ　５８０ｍｍの大きさの７面体のステンレス製基板ホ
ルダをそなえ、このホルダーは膜形成中回転している。

具体的にスパッタは次のような操作によシ行なった。ま
ず、ベルジャ内金６　Ｘ　１Ｏ−６Ｔｏｒｒ以下に真空
引きした後。

２００℃で３０分間脱ガス処理する。次に所定の真空圧
力において、１Ｋｒで５分、２ＫＩＦで１０分間プリス
パッタした後５本スパッタを行なって膜を堆積した。ヘ
リウム添加によるスパッタ速度の減少は、第３図に示す
ようにＡＯｖｏＬ％添加においてもアルゴンのみの時の
約２０％の減少であり。

あ捷り速度を落とすことなく、膜の堆積が可能である。

一方、エツチング速度については、前述した如く第４図
かられかるように顕著なスパッタ圧力依存性を示し、　
２ｍＴ’ｏｒｒ　　の場合の工・ソチング速度は４ｍＴ
ｏｒｒ　　の場合の約１７４となる。

それぞれの条件でのエツチングスルホール部をＳＥＭ観
察したところ、スパッタガス圧２ｍ’ｌｏττ以下、Ｈ
ｅ添加量２０ＵＯ１％　以上で第２図（Ｂｌに示すよう
な良好なテーパ形状をもち１等軸晶で緻密な膜が得られ
ることが確認された。

上記条件で得られた二酸化ケイ素膜を眉間絶縁膜として
用いた場合、第１図−）のような第２層配線の断切れを
防止できる。従って高信頼化に大きな効果があるもので
ある。

このように本発明の方法を二酸化ケイ素膜の形成に用い
ると１等軸晶で緻密な二酸化ケイ素膜が得られ、このた
めエツチング後、良好なスルホールテーパ形状を示し１
層間絶縁膜として用いた場合に、第２Ｒ配線の断切れを
防止でき、高信頼化に大きな効果がある。

上記実施例は薄膜感熱記録ヘッドに適用したものである
が１本発明による二酸化ケイ素膜はこのような感熱記録
ヘッドだけでなく１種々の半導体素子に適用可能である
。また、膜質が緻密になることにより膜厚を薄くするこ
とも可能であり、生産性の向上を図ることもできる。

更に本発明は二酸化ケイ素膜のみならず、その外の酸化
膜、−例を挙げれば酸化アルミニウム膜などの形成にも
有効に使用できる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明のスパッタリング法によれば、膜質の
向上した酸化膜を得ることができる。

この方法により例えば二酸化ケイ素膜を形成すると、こ
れを層間絶縁膜として用いる場合もそのエツチング後の
ヌルホールの形状を改良でき。

信頼性を高めることができる。

しかも本発明は簡便でコスト的にも有利で。

スパッタ速度・膜質分布についても問題ない。

かつ本発明による酸化膜は種々の半導体素子等に適用可
能であシ、渣た膜質が緻密になることによシ膜厚を薄く
することも可能で、生産性向上にも大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は従来方法によシアルボン単独でスパッタ
した二酸化ケイ素膜を用いた場合の感熱記録ヘッド多層
配線部断面図であり、同図（Ｂｌはそのスルホール５５
Ｍ写真である。第２図は本発明の一実施例に係る方法に
よって得られた二酸化ケイ素を用いた場合で、同図−）
（Ｂ）はそれぞれ第１図（７）　（Ｂｌに対応するもの
である。第３図及び第４図は上記実施例を説明する図面
で、第３図ハ、アルゴン中へのヘリウム添加量に対する
スパッタ速度およびエツチング速度との関係を示し、第
４図は、ヘリウム添加量４０νｏｆ、％　のアルゴンの
スパッタ圧力に対するスパッタ速度及びエツチング速度
との関係を示す。 １・・・グレーズドセラミック基板 ２・・・第１層配線 ３・・・層間絶縁膜（二酸化ケイ素膜）４・・・ｍ２層
配線 昆　　１　回 （ハ）（Ｉｌ！Ｉ） 児　２■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スパッタリング法により酸化膜を形成する方法にお
   いて、ヘリウムを添加したアルゴンガスをスパッタガス
   として用いて膜形成を行なうことを特徴とするスパッタ
   膜の形成方法。 ２、前記酸化膜は、二酸化ケイ素あるいは酸化アルミナ
   膜である特許請求の範囲第１項記載のスパッタ膜の形成
   方法。 ３、前記ヘリウムの添加の濃度は２０ｖｏｌ％以上とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスパッタ膜の形成方法。 ４、前記膜の堆積時の圧力を２ｍＴｏｒｒ以下とする特
   許請求の範囲第１項記載のスパッタ膜の形成方法。