JP3612836B2

JP3612836B2 - 薄膜製造方法

Info

Publication number: JP3612836B2
Application number: JP01169096A
Authority: JP
Inventors: 敏史川野; 宇生橋爪
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH09202967A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空プロセスによる薄膜製造法は今日、半導体、ディスクメモリー、光学素子等の色々な分野で利用されている。薄膜製造法には、熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等がある。中でもスパッタリング法は、その簡便さ、高速性等から広く用いられている。
【０００３】
スパッタリングの一手法として、スパッタリングガス中にターゲット物質と反応性を有するガスを混入させ、ターゲット物質と反応性ガスの反応物質を堆積させる、いわゆる反応性スパッタリングも使用される。この手法は、特に誘電体等の絶縁性物質でも高速、低温で成膜できるという点で優れた手法であり、光ディスクの保護膜の作製等において実用化されている。
【０００４】
また、スパッタリング装置には、ターゲットの前方を基板が一方向に移動して行く通過式、ターゲットの前方で基板を回転させる回転式、ターゲットの前方に１枚のみ基板を設置しスパッタリングする枚葉式等がある。通常、通過式の場合は長方形のターゲットが、回転式や枚葉式の場合は円形のターゲットが用いられる。量産に用いられる大型の装置ではターゲットのサイズも大きくなる。特に通過式は量産機として多く使用され、長さ１ｍものターゲットが用いられる場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような大きなターゲットでは、放電に場所的不均一が生じ易いことが問題となる。放電が不均一であると、スパッタリングが均一に行われないため、基板に堆積される薄膜の膜厚分布も均一でなくなる。複数の基板を並べて一度にスパッタリングする場合には、形成される薄膜の膜厚が各基板でばらつくことにもなる。
【０００６】
放電の不均一の要因としては、放電するための磁場の不均一、あるいはスパッタリングガスの圧力の不均一等がある。こういった不均一は磁場の均一化、ガス圧の均一化等を図ることで抑制されるが、ターゲットのエロージョンが進行するなど、ターゲットやその近傍の条件が刻々と変化するため、長時間にわたって均一な状態を維持するのは極めて困難である。
【０００７】
さらにスパッタリングガスの少なくとも一部のガスをターゲット物質と反応させて新たな物質を得る、いわゆる反応性スパッタリングにおいてはこういった現象が特に顕著である。例えばＴａターゲットを不活性ガスであるＡｒと反応性ガスである酸素の混合ガスを用いてスパッタリングし、基板に酸化Ｔａ膜を形成する際において、Ｔａターゲット上に若干の酸素濃度分布がある場合、ターゲットの酸素濃度の高い部分にＴａの酸化物が厚く生じる。この結果この部分の抵抗が高くなり、Ａｒイオンはこの部分を避けてターゲットに入るようになるため、この部分の酸化は益々進行する。一方Ａｒイオンの集中した箇所は酸化膜がスパッタリングを受けて薄くなり、益々抵抗が小さくなる。こうしてスパッタリングは酸素濃度の低いところで極端に集中して起こり、ターゲットが均一にスパッタされなくなる。このため対向する基板上の酸化Ｔａ膜にも大きな膜厚分布を生じることとなる。
【０００８】
また、次のような問題もある。基板の交換の際などにチャンバーを一旦大気開放すると、ターゲット表面全体が自然酸化膜に覆われてしまう。この後スパッタリングを行った場合、たまたま最初に放電が始まった部分に電流が集中し、基板に形成される膜の膜厚分布傾向が開放前とは異なったものになり、なおかつ、酸化膜の状態が安定するまで膜厚分布は長時間にわたって変動を続けることとなる。このようにスパッタリングの条件が常に変化するため、基板の膜厚分布を常に小さくするように保つのは難しい。
【０００９】
特に通過式のスパッタリング装置では細長い長方形のターゲットを用いるため、ターゲット上のガス分布の不均一が生じやすい。
こういった問題を解決するために円形ターゲットを用い、その下にある放電安定用の磁石を回転させる等の手段が講じられている。しかしこういった構造は電極が複雑化してコストを高くしてしまううえ、故障の原因ともなる。さらには、通過式に用いられるような巨大な長方形のターゲットの場合は磁石の回転が実際上不可能であるため、ターゲットと基板との間に邪魔板を設けたりしているのが現状である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
我々はこういった問題点の解決のため鋭意検討した結果、ターゲット上のガス濃度分布を周期的に変動させることにより、低コストで安定した成膜が実現可能であることを見いだした。本発明の要旨は、スパッタリングにより基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造方法において、スパッタリング中に導入するガスのうち少なくとも一種類のガスを、ターゲット近傍に設けた複数のノズルから周期的に噴出させてなり、その噴出量の最大値をとるタイミングを各々のノズルにおいて異なるように設定し、スパッタリング中に導入するガスのうち少なくとも一種類のガスの濃度分布を、ターゲット近傍において周期的に変動させることを特徴とする薄膜製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
先に述べたようにスパッタリング、特に反応性スパッタリングの場合、ターゲット上でのガスの濃度分布が存在すると基板上の膜厚分布が生じる。しかしガス濃度分布が全く存在しない状態で長時間成膜を続けることは現実には不可能であるし、一旦濃度分布が生じると上述のようにターゲット上のスパッタリング速度のばらつきは制御不能になる。本願発明は、この濃度分布をむしろ積極的に発生させ、制御することで、最終的に安定な成膜を実現しようというものである。
【００１２】
以下、本願発明の方法の一例について図面を用いて説明する。図１は本発明の方法に用いる装置の一例の概略説明図、図２は本発明の方法に用いる装置の他の一例の概略説明図、図３は本発明の方法に用いる装置の他の一例の概略説明図、図４は酸素ガス流量の時間的変動の一例を示すグラフ、図５は酸素ガス流量の時間的変動の他の一例を示すグラフ、図６は窒素ガス流量の時間的変動の一例を示すグラフである。
【００１３】
図中１はＴａターゲット、２は酸素ガス供給手段、３は流量コントローラー、４は配管、５はバルブ、６はノズル、７はバルブ、８はノズル、９はＡｒガス供給手段、１０は配管、１１はバルブ、１２はノズル、１３はバルブ、１４はノズル、１５はＳｉターゲット、１６は窒素ガス供給手段、１７は流量コントローラー、１８は配管、１９バルブ、２０はノズル、２１はＡｒガス供給手段、２２は配管、２３はバルブ、２４はノズルをそれぞれ示す。
【００１４】
図１はスパッタリング装置のターゲット１の周囲に、ノズル６、８、１２を設けた例である。ノズル６、８は酸素ガス供給手段２、例えば酸素ボンベと、配管４、バルブ５、７を介して接続されており、バルブ５、７は、流量コントローラー３によりそれぞれ独立に開閉調節し得る構造とされている。また、ノズル１２はＡｒガス供給手段９と配管１０、バルブ１１を介して接続されている。図示していないが、バルブ１１を流量コントローラー３によりコントロールすることも可能である。また図示していないが、装置内の真空度を保つための排気口及び排気機構を有している。
【００１５】
先に一例としてＴａターゲットを用いた反応性スパッタリングによる酸化Ｔａ膜形成の例を述べたが、この例に本発明の方法を適用した場合について、図１を用いて説明する。
前述したように、酸化Ｔａ膜を形成する場合、ターゲット１の表面の酸素濃度が低い部分でスパッタリングが多く行われ、この部分に対向する基板の表面には厚い酸化膜が形成され、逆にターゲット１の表面の酸素濃度の高い部分では酸化Ｔａがターゲット１表面に堆積し、絶縁してしまうためにスパッタリングがあまり行われない。
【００１６】
本発明の目的は、このアンバランスを解消しようとするもので、ターゲット１の表面に、高酸素濃度部分または低酸素濃度部分（濃度異常部分）を形成し、この濃度異常部分がターゲット１の表面を移動することにより、結果的に局所的スパッタリングを防止するものである。
すなわち、ノズル６及びノズル８からの酸素ガスの噴出量を周期的に変え、濃度異常部分をターゲット１の表面のあちらこちらに発生させることによって行うこととなる。
【００１７】
まず、ノズル６、８からの酸素ガスの噴出量を変動させることで、ターゲット１表面の酸素濃度を変動させ、酸素濃度分布の固定化を防ぐことができる。これにより、局所的なスパッタリングを防止できる。これは、ターゲット１が十分小さい場合は、ノズルを１本としてガス噴出量を変えるだけでも可能である。
さらに、ノズル６とノズル８の流量の変動周期をずらすことで、ターゲット１表面のあちらこちらに周期的に上記濃度異常部分を発生させる。これにより、ターゲット１に対して更に均一なスパッタリングを行うことができるのである。
【００１８】
具体的には、図１に例示するように、通過式スパッタリング法の場合、上下に長いターゲット１の上部と下部の２箇所に独立に反応性ガスの導入ノズル６、８を設け、各々のノズルからのガス噴出量を周期的に変化させる。この場合、上部ノズルからの流量が大きいときに下部ノズルからの流量を小さくし、上部ノズルからの流量が小さいときに下部ノズルからの流量を大きくすることが好ましい。こうすることによって、ガスの集中部が上部と下部に周期的に交互に移動する。例えば各々の流量を、図４に示すように同一周期で位相を半周期ずらした正弦波状に変化させるか、あるいはパルス状等に変化させるのが好ましい。この場合、ガス流量が最大値をとるタイミングを、各導入部で半周期ずらす。なお、変化がパルス状である場合は、その最大パルスの時間的中心を、最大値のタイミングとすればよい。
【００１９】
変動の周期は、酸化Ｔａ膜が形成される基板がターゲット１の前方を通過する間に１周期以上、好ましくは１０周期以上の変動が行われるのが望ましい。
ターゲット１に対向する位置を基板が通過するのに要する時間が約３分であるとき、例えば約１０秒周期でノズル６、８からのガスを変動させれば通過中にほぼ１８周期を経ることとなり、基板上の膜厚を十分に均一にすることができる。
【００２０】
しかしながらノズル６、８からのガス噴出の変動周期は一定でなくてもよい。必要に応じ、１度の成膜時間内で１周期を短くしたり長くしたり、と変化させてもよい。
また、変動のしかたは正弦波に限らず、周期的であればよい。例えば、制御の容易さからは、パルス状に変動させるのも好適である。具体的には、ノズル６とノズル８で一定流量のガスを一定時間幅、位相をずらして流す、などが考えられる。
【００２１】
ガスの中心流量、最大流量、最小流量やガス噴出時間幅などは全ノズルで一定である必要はなく、各ノズルごとに異なってもよい。例えば、他の条件等によりターゲット１上の場所によってスパッタリング速度に違いがある場合に、それを解消するように、各ノズルごとにガス流量やガス噴出時間幅を設定してもよい。上記のようなガス制御を実際に行うには、各噴出口に各々独立にマスフローコントローラーを接続すればよい。各マスフローコントローラーはコンピューターで制御を行うのが好ましい。コンピューターは安価なパーソナルコンピューターで十分である。このように、従来の装置の大規模な変更を伴わず、低コストで実現できるのも本発明の利点の一つである。
【００２２】
装置上の余裕がある場合は、図２に示すように反応性ガスの噴出ノズル６、８、１４のように３箇所以上設けることで、さらに精密な制御が可能になる。３箇所の場合は図５に示すように各々の流量を位相が１／３周期ずつシフトした正弦波を用いて制御できる。もちろん正弦波でなく同様な周期的変化であってもよい。
【００２３】
ここで、反応性ガスではなく、Ａｒ等の非反応性ガスの方を制御したり、反応性ガスと非反応性ガスの両方を制御してもよいが、ターゲット１上の反応生成物量を制御する目的からは、反応性ガスを制御するのが効率的である。
また、ターゲット１近傍でガス濃度分布を変化させる方法として、ノズルからのガス噴出量を変動させる場合について説明したが、これ以外にもさまざまなものが考えられる。ノズルなどのガス導入部のガス噴出方向を周期的に変化させてもよいし、ガス流量を変化させるのではなく、前述の排気口を複数設け、各排気口で排気量などを周期的に変化させてもよい。
【００２４】
大きな面積を持つターゲット１全体の放電を均一に保つことは上述の通り困難であるが、不活性ガスや反応性ガスの濃度分布を意図的に移動させることで、ターゲット１の一部に放電を集中させ、この放電集中部を移動させることにより放電を安定に保つことができる。ガス濃度の多少のばらつきが存在しても、もともと意識的に大きなガス濃度勾配を設けているので電流の集中する場所に影響はない。
【００２５】
こうした方法を用いることによって、従来困難であった反応性スパッタリングによる成膜の膜厚分布の制御が容易に行える。先に述べた酸化Ｔａ膜の例では、酸素濃度の低い部分は酸素濃度の高い部分に比べてＴａターゲット表面の酸化膜（絶縁体膜）が少ないので、スパッタされる量が多くなり、成膜速度が速い。従って、成膜するべき基板面の形成されるべき膜厚が薄い部分があれば、対応する（対面する）ターゲット面近くの酸素流量を下げるかあるいは酸素流量が低い時間を延長すること、または不活性ガスを吹き付けて不活性ガス濃度を上げることによって、形成される膜厚を厚くすることができる。実際的には、成膜後の基板上の成膜された膜厚の分布を測定し、これを酸素濃度分布（不活性ガスの濃度分布）にフィードバックさせることによって、膜厚の均一化ができる。従来のようにチャンバーをいちいち開放して膜厚補正用の邪魔板を挿入する必要はない。
【００２６】
また、従来の反応性スパッタリングの他の問題点として異常放電の発生があった。反応性スパッタリングにおける異常放電の発生は、ターゲット上への反応生成物、例えば酸化物あるいは窒化物等の堆積がある膜厚に達した際に起こる絶縁破壊によるものとされており、一般に酸化物膜、窒化物膜の膜厚が２〜３μｍ程度になると起こると言われている。反応生成した膜の厚さが薄ければ、生成物表面のＡｒイオンによる電荷はカソードに流れることができ、通常のスパッタが行われる。一方反応生成した膜が厚くなりすぎると、膜の内部での電位勾配が小さくなるので絶縁破壊が生じなくなる。従ってその中間部分で絶縁破壊が生起することとなる。通常のマグネトロンスパッタリングにおいては、ターゲットの下にある磁石が発生する磁界が強い領域に放電が集中する。スパッタリングが激しく行われる部分、すなわちエロージョン部付近では反応生成した膜は薄く、そこから離れるほど厚くなる。従って、エロージョン部から一定距離の領域では反応生成物が２〜３μｍとなるため、異常放電が非常に発生しやすい状態となる。
【００２７】
これに対し本発明の方法では、放電の集中領域が周期的に移動するため、反応生成物が異常放電の起こる膜厚まで成長しない。従って、異常放電が極めて発生しにくい状態を得ることができる。
さらに放電の集中領域がターゲット上を移動することにより、従来の方法に比べてターゲットの使用効率も上げることが可能である。かかる発明の効果は、ターゲット面積が３００ｃｍ^２以上で特に顕著である。
【００２８】
本発明をターゲットの前方を基板を移動させつつスパッタリングする通過式スパッタリング方法を中心に説明を行ったが、本発明はまた、ターゲットの前方で基板を公転あるいは自公転させつつスパッタリングする回転式、あるいはターゲットの前方で１枚の基板自転させつつスパッタリングする枚葉式等、他のタイプでももちろん使用可能である。ここで、通過式スパッタリングとは、一方向に長いターゲット、例えば略長方形のターゲットを用い、ターゲット前方を、複数の基板を例えば縦および横に並べたトレーをターゲット短辺方向に移動させつつスパッタリングを行う方式である。回転式とは、通常円形のターゲットを用い、ターゲット前方で、複数の基板を例えば円形に並べたトレーを回転させつつ、あるいはトレー上で各々の基板も回転させつつスパッタリングを行う方式である。枚葉式とは、通常円形の比較的小さいターゲットを用い、ターゲット前方で、１枚の基板のみを回転させつつスパッタリングを行う方式である。
【００２９】
回転式や枚葉式などといった、ターゲットの比較的小さいものではターゲット上の反応生成物分布の問題は通過式のものより小さいが、長時間の安定性を考えた場合は、やはり反応性ガスの濃度分布を変動させるのが好ましい。この場合、通過式と同様にターゲット上のガス濃度の最大部を移動させてもよいが、ターゲットが十分小さく全体のガス濃度がほぼ一様と見なせる場合はターゲット上全体のガス濃度を増減させてもよい。
【００３０】
その一例を図３に示す。図３の装置はＳｉターゲット１５の周囲に窒素ガス供給手段１６、配管１８、流量コントローラー１７付きのバルブ１９に接続されたノズル２０、Ａｒガス供給手段２１、配管２２、バルブ２３が接続されたノズル２４を設けたものである。反応性ガスの噴出ノズル２０から窒素ガス等の反応性ガスの噴出量を図６に示すように周期的に変動させる。この場合、ターゲット１５が十分小さいので、ノズル２０が１箇所のみであっても、前述のように、ターゲット１５の表面の窒素濃度分布の変化が起こり局所的スパッタリングを防止し、スパッタリングの均一化を図ることができる。
【００３１】
本発明は上述のとおり反応性スパッタリングにおいて特に大きな効果をもたらし、酸化Ｔａ、酸化Ｓｉ、酸化Ａｌ、酸化Ｔｉ、酸化Ｚｎ、イットリウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）のような酸化物、窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化Ｔｉ、窒化Ｍｏ、窒化Ｔａ、窒化Ｂのような窒化物、水素化Ｓｉのような水素化物あるいはフッ化Ｍｇのようなフッ化物の膜、あるいはこれらの混合物等の膜の製造に好適に用いられる。
【００３２】
しかしながら、本発明は反応性スパッタリングのみに適用されるものではない。反応性スパッタリングではない通常のスパッタリングにおいて本発明を適用しても、Ａｒガス等の不活性ガスの流量を変化させることによって、Ａｒイオン等の集中部をターゲット上で移動させることができる。従って、ターゲット各部でスパッタリングが均一に行われるため、基板に堆積される膜厚が均一となり、また、エロージョン部が広く均一に形成され、ターゲットの利用効率が高くなる等の効果がある。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。
実施例１
本実施例に使用したスパッタリングシステムの構成を図１に示す。トレー（図示せず）の進行方向がＴａターゲット１（長さ１００ｃｍ×幅５０ｃｍ）の幅方向である通過式スパッタリング装置を用いた。酸素ガスのノズル６、８（多孔ノズル）をターゲット１の長手方向に並べて配置し、対面側にＡｒガスのノズル１２（多孔ノズル）を設けた。また、図示しない排気口から常に排気を行い、チャンバー内の真空度を保っている。
【００３４】
ノズル６、８はそれぞれ独立にバルブ５、７（マスフローコントローラーＳＥＣ−４００、ＳＴＥＣ社製）で制御し、ＳＥＣ−４００の制御は、コンピューターＰＣ９８０１（ＮＥＣ社製）にＤ／Ａ変換ボードを装着して構成した流量コントローラー３で、アナログ信号を発生させて行った。
トレーの移動速度は６ｃｍ／分、放電パワーは２ｋＷ、トレー（基板）とターゲット１の距離は５ｃｍとした。Ａｒガスの流量は全体で２００ｃｃｍで一定とした。
【００３５】
酸素ガスノズル６、８からの酸素ガス流量は、図４に示すように、中心流量に正弦波の振動を重畳した変動を行った。各ノズル６、８で正弦波の位相は半周期だけシフトさせた。なお、流量は各ノズルで中心流量２０ｃｃｍ、最大流量３０ｃｃｍ、最小流量１０ｃｃｍとし、振動の周期は８秒とした。すなわち成膜時に約６０周期の酸素濃度の振動を受けることとなる。
【００３６】
このような条件で酸化Ｔａをガラス基板上に１００ｎｍ成膜した。膜厚分布の測定を行ったところ、トレーに並べた基板のうち、ターゲット１の長手方向に並んだ基板間での膜厚のばらつきは４．３％であった。
次に、連続で１０トレーの成膜を行い、トレー上での位置が同一の各１０枚について膜厚を比較したところ、ばらつきは最大２．８％であった。
また、１時間の連続放電を行い異常放電の回数を調べたところ２回であった。
【００３７】
比較例１
実施例１と同じ装置及びターゲット１を用い、酸素ガスの流量は各ノズル６、８で２０ｃｃｍとして変動させず、一定量をターゲット１全面に流すようにした以外は実施例１と同じ方法で、ガラス基板上に成膜を行った。
【００３８】
その結果、トレーに並べた基板のうち、ターゲット１の長手方向に並んだ基板間での膜厚のばらつきは１６％であった。
次に、連続で１０トレーの成膜を行い、トレー上での位置が同一の各１０枚について膜厚を比較したところ、ばらつきは最大１７％であった。
また、１時間の連続放電を行い異常放電の回数を調べたところ１２回であった。
【００３９】
実施例２
実施例１と同様のターゲット１及び装置を用い、酸素ガスのノズル６、８、１４をターゲット１中央及び両端の３箇所に設けた。システムの構成を図２に示す。３箇所の各ノズル６、８、１４の流量は実施例１と同様に中心流量に正弦波の振動を重畳した変動としたが、各ノズルで正弦波の位相は１／３周期シフトさせた。図５に酸素ガス流量の時間的変動を示す。流量は各ノズル６、８、１４で中心流量１５ｃｃｍ、最大流量２５ｃｃｍ、最小流量５ｃｃｍとし、振動の周期は８秒とした。
【００４０】
その結果、トレーに並べた基板のうち、ターゲット１の長手方向に並んだ基板間での膜厚のばらつきは３．５％であった。
次に、上端部の中心流量を５ｃｃｍ増加させると、ターゲット１の上端部に対向する部分のトレーの基板上膜厚が７％減少した。また、下端部の中心流量を５ｃｃｍ増加させると、同じくターゲット１の下端部に対向する部分のトレーの基板上膜厚が９％減少した。このように各ノズルの酸素流量の調整によって基板上の酸化Ｔａ膜の膜厚分布制御が可能であった。
【００４１】
実施例３
ターゲットとしてＴｉを用い、スパッタガスとしてＡｒのみを用い、Ａｒガスノズルをターゲット中央及び両端の３箇所としたほかは実施例１と同様の装置を使用した。３箇所の各ノズルの流量は中心流量に正弦波の振動を重畳した変動としたが、各ノズルで正弦波の位相は１／３周期シフトさせた。流量は各ノズルで中心流量５０ｃｃｍ、最大流量６０ｃｃｍ、最小流量４０ｃｃｍとし、振動周期は８秒とした。各ノズルのＡｒ流量の合計は１５０ｃｃｍである。
このようにしてターゲットを使用限界までスパッタリングしていき、ターゲットの最終的な使用効率を求めたところ８５％であった。
【００４２】
比較例２
実施例３と同様のターゲットを用い、Ａｒガスは１５０ｃｃｍの一定量をターゲット全面に流した。
このようにしてターゲットを使用限界までスパッタリングしていき、ターゲットの最終的な使用効率を求めたところ７２％であった。
【００４３】
実施例４
ターゲット直上でトレー（図示せず）を回転させながら成膜を行う回転式のスパッタリング装置にＳｉターゲット１５（直径２０ｃｍ）を装着した。さらに窒素ガスのノズル２０を１箇所、Ａｒガスのノズル２４を１箇所設けた。システムの構成を図３に示す。また、図示しない排気口から常に排気を行い、チャンバーの真空度を保っている。
【００４４】
窒素ガスノズル２０はバルブ１９（マスフローコントローラーＳＥＣ−４００、ＳＴＥＣ社製）で制御し、ＳＥＣ−４００の制御は、コンピューターＰＣ９８０１（ＮＥＣ社製）にＤ／Ａ変換ボードを装着して構成した流量コントローラー１７で、アナログ信号を発生させて行った。
Ａｒガスの流量は１５０ｃｃｍで一定とした。窒素ガスの流量は、図６に示すように、中心流量に正弦波の振動を重畳した変動を行った。流量は中心流量３０ｃｃｍ、最大流量４０ｃｃｍ、最小流量２０ｃｃｍとし、振動の周期は８秒とした。
【００４５】
このような条件で、１．５ｋＷの直流電力でスパッタリングを行い１００ｎｍの窒化Ｓｉの成膜を連続で１０トレー行い、全基板について膜厚を測定し比較したところ、ばらつきは最大４％であった。
また、１時間の連続放電を行い異常放電の回数を調べたところ３回であった。
【００４６】
比較例３
実施例４と同様の装置を用い、窒素ガスの流量を３０ｃｃｍで一定とした以外は同一条件で成膜を行った。
連続で１０トレーの成膜を行い膜厚を比較したところ、ばらつきは最大１２％であった。また、１時間の連続放電を行い異常放電の回数を調べたところ１８回であった。
【００４７】
【発明の効果】
本願発明の薄膜製造方法を用いることにより、膜厚が非常に安定した製造を行うことができ、膜厚分布の調整も容易に行うことができる。また、スパッタリング中の異常放電も少なくなり、さらにターゲットの使用効率も改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に用いる装置の一例の概略説明図
【図２】本発明の方法に用いる装置の他の一例の概略説明図
【図３】本発明の方法に用いる装置の他の一例の概略説明図
【図４】酸素ガス流量の時間的変動の一例を示すグラフ
【図５】酸素ガス流量の時間的変動の他の一例を示すグラフ
【図６】窒素ガス流量の時間的変動の一例を示すグラフ
【符号の説明】
１Ｔａターゲット
２酸素ガス供給手段
３流量コントローラー
４配管
５バルブ
６ノズル
７バルブ
８ノズル
９Ａｒガス供給手段
１０配管
１１バルブ
１２ノズル
１３バルブ
１４ノズル
１５Ｓｉターゲット
１６窒素ガス供給手段
１７流量コントローラー
１８配管
１９バルブ
２０ノズル
２１Ａｒガス供給手段
２２配管
２３バルブ
２４ノズル

Claims

スパッタリングにより基板上に薄膜を堆積させる薄膜製造方法において、スパッタリング中に導入するガスのうち少なくとも一種類のガスを、ターゲット近傍に設けた複数のノズルから周期的に噴出させてなり、その噴出量の最大値をとるタイミングを各々のノズルにおいて異なるように設定し、スパッタリング中に導入するガスのうち少なくとも一種類のガスの濃度分布を、ターゲット近傍において周期的に変動させることを特徴とする薄膜製造方法。
スパッタリングが反応性スパッタリングである請求項１に記載の薄膜製造方法。
ターゲットを形成する物質と反応する反応性ガスの流量を変動させる請求項２に記載の薄膜製造方法。
ターゲットが３００ｃｍ²以上の面積を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜製造方法。
ターゲットの前方を基板を移動させつつスパッタリングする通過式スパッタリング方法である請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜製造方法。