JPH0421759A - 誘電体薄膜形成装置及び誘電体薄膜形成方法 - Google Patents

誘電体薄膜形成装置及び誘電体薄膜形成方法

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JPH0421759A
JPH0421759A JP12117090A JP12117090A JPH0421759A JP H0421759 A JPH0421759 A JP H0421759A JP 12117090 A JP12117090 A JP 12117090A JP 12117090 A JP12117090 A JP 12117090A JP H0421759 A JPH0421759 A JP H0421759A
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JP
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dielectric thin
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JP12117090A
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Hidenori Nohara
秀憲 野原
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は、光記録媒体の保護膜、あるいは光学反射防止
膜や増反射膜または絶縁膜などに適用する為に形成され
る誘電体y4膜の形成装置及びその形成方法に関するも
のである。
【発明の背景】
従来より、各種の分野において誘電体薄膜が利用されて
いること周知の通りである。 このような誘電体薄膜の形成手段としては、形成しよう
とする誘電体’NWI!の組成の焼結体(例えば5iA
I、5iAIN等の焼結体)をターゲット(ターゲット
は一つのみ)としたマグネトロンカソード型高周波反応
性スパッタリング法が知られている。 しかし、マグネトロンカソード型窩周波反応性スバ・ツ
タリング装置を用いた反応性スバンタの場合、成膜速度
が遅い欠点があり、成膜に時間がかかり、量産性の面で
不利であり、さらには直流電源より高周波電源はコスト
が高いなどの欠点もある。 又、マグネトロンカソード型高周波反応性スパッタリン
グ装置においては、誘電体薄膜が形成される基板とター
ゲットが向き合っており、基板表面がプラズマに曝され
る為、基板温度が上昇し、特に基板が樹脂製の場合、形
状変形などの問題もある。 さらに、この手段は、所望の複合組成の誘電体薄膜を形
成出来にくいといった大きな欠点がある。
【発明の開示】
本発明の第1の目的は、所望の組成の誘電体薄膜を容易
に形成できる技術を提供することである。 本発明の第2の目的は、誘電体薄膜の形成コストが装置
な誘電体薄膜形成技術を提供することである。 本発明の第3の目的は、誘電体薄膜の成膜速度が速い誘
電体薄膜形成技術を提供することである。 上記本発明の目的は、周期律表第■族及び第■族に属す
る群の中から選ばれる元素を成分として含む第1のター
ゲットと、この第1のターゲットに対向して配置され、
周期律表第■族及び第■族に属する群の中から選ばれる
元素を成分として含み、かつ、前記第1のターゲットの
組成とは異なる組成の第2のターゲットと、前記第1の
ターゲット及び第2のターゲットのスパッタ面に対して
略垂直な方向に磁場を印加する手段と、前記第1のター
ゲット及び第2のターゲットの側方に誘電体薄膜が形成
される基板を保持する保持手段と、前記第1のターゲッ
トに電圧を印加する第1の電源と、前記第2のターゲッ
トに電圧を印加する第2の電源とを具備することを特徴
とする誘電体薄膜形成装置によって達成される。 又、周期律表第■族及び第■族に属する群の中から選ば
れる元素を成分として含み、抵抗率が1×10−2Ωc
m以下の第1のターゲットに対向して、周期律表第■族
及び第■族に属する群の中から選ばれる元素を成分とし
て含み、かつ、前記第1のターゲットの組成とは異なる
組成で、抵抗率がl X 10−2Ωcm以下の第2の
ターゲットが配置されると共に、これら第1のターゲッ
ト及び第2のターゲットのスパッタ面に対して略垂直な
方向に磁場が印加され、前記第1のターゲット及び第2
のターゲ71−には各々所望の電圧が印加され、放電が
行われ、反応性スパッタリングにより前記第1のターゲ
ット及び第2のターゲットの側方に配置された基板に第
1のターゲットの元素及び第2のターゲットの元素を含
む誘電体薄膜を形成することを特徴とする誘電体薄膜形
成方法によっても達成される。 尚、本発明にあっては、ターゲットは、ホウ素、アルミ
ニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スカンジウ
ム、イツトリウム、ランタノイド元素、アクチノイド元
素、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、チタン、
ジルコニウム、ハフニウム等の群の中から選ばれる元素
を主成分として含むものであり、その種類(ターゲット
の組成)によって安定放電状態を実現させる為の条件が
決まるわけであるが、この安定放電を維持して反応性ス
パッタリングを良好に継続させる為、安定放電が達成さ
れた時の電流値が変化しないよう電流制御型電源を用い
ることが好ましい。又、例えば、本発明の装置における
直流放電を生しさせる電源回路に、異常放電を防止する
為の電流変動検出器や一時電源遮断器を設けておくこと
は好ましいものである。 これにより、直流放電対向ターゲット式反応性スパッタ
リングにおいて、異常放電が生した場合、taが一時的
にカットされることになり、異常放電が抑えられ、安定
した高速成膜が可能となり、しかも高品質な膜が得られ
ることになり、さらには基板温度の上昇も低く抑えられ
、基板の損傷も起きにくいものとなる。 そして、このようにして反応性スパッタリングが行われ
ると、電力が比較的安定(tカの変動が低く抑えられる
)し、長時間の連続成膜が安定して行え、運転の中断が
起きないから成膜の高速化にもなる。 尚、ターゲットに印加される電力は20W/(ターゲッ
トの単位面積)cm”以下とした方が好ましい。なぜな
らば、印加電力が高すぎると、ターゲットが損傷する恐
れがある。 又、ターゲットの抵抗がI X 10−2Ωcm以上に
なると、直流放電が起きにくくなるから、ターゲットの
抵抗はI X 10−2Ωcm以下、より好ましくは5
 X 10−2Ωcm以下であることが望ましい。 そして、クーゲットの構成元素によっては、抵抗が1×
10−2Ωcm以上になる場合もあるから、このような
場合には不純物を注入(ドーピング)して抵抗値を下げ
れば良い。例えば、SiやGeにはホウ素やリンを極微
量添加する。 尚、本発明の実施によれば、所望の組成の誘電体薄膜を
得ることが出来る訳であるが、例えば第1ターゲツトに
純度99.999%のAI、第2ターゲツトにホウ素を
ドープしたSi(抵抗値は1×10−3Ωcm)を用い
、ArとN2とを4:1の量で流し、A1に3.OA、
Siに1.8Aを印加する条件で実施すれば、(Sio
、 、Alo、 s) Nの組成の誘電体薄膜を得るこ
とが出来、このような誘電体薄膜は光学的に屈折率2.
10の特性を有しているから、これを光記録媒体の保護
膜に用いた場合には極めて好ましいものとなる。
【実施例】
第1図は、本発明に係る誘電体薄膜形成装置の1実施例
を示す概略説明図である。 同図中、1は、周期律表第■族及び第■族に属する群の
中から選ばれる元素、例えばAIを成分(純度99.9
99%)とし、100mmX100mmX100の寸法
の第1のターゲットである。 2は、周期律表第■族及び第■族に属する群の中から選
ばれる元素、例えばBをドーピングしたSiにより10
0mmX100mmX5mmの寸法に構成した第2のタ
ーゲットである。 これら第1のターゲット1及び第2のターゲット2は、
いずれも抵抗が10−3Ωcm程度であり、そして第1
図に示される如く、対向配置されている。 3.4は永久磁石であり、これらの永久磁石34による
磁場が第1のターゲット1及び第2のターゲット2のス
パッタ面に対して略垂直に加わるように構成されている
。 5は誘電体薄膜が形成される基板であり、この基板5は
第1のターゲット1及び第2のターゲット2の側方に設
けられた基板ホルダー(図示せず)に配!されている。 6.7は電極であり、以上の構成のものが真空槽8内に
配設されている。 9.10は直流電源である。 上記のように構成させた誘電体薄膜形成装置により、基
板5に誘電体薄膜を形成する方法は次の通りである。 先ず、真空槽8内を約10−’To r r程度の真空
度に排気する。 この真空排気後に、ガス導入口から真空槽8内にスパッ
タガスを導入する。尚、スパッタガスとしては、窒化物
の薄膜を形成する場合にはArとN2との混合ガスが、
酸化物の場合にはArと02との混合ガスが用いられる
。 次に、真空槽8内のガス圧を1O−3Torr程度に保
った状態で、クーゲット1.2と電極67との間に直流
高電圧をそれぞれ印加し、グロー放電を起こさせる。こ
の際、ターゲットL  2に印加する電圧を各々独立し
て変えることによって、所望の目的の膜(所望の組成の
誘電体薄膜)が作成される。 例えば、ArとN2を各々40standard cc
 /分、235tandard cc /分の割合で流
してスバ。 タリングを行い、A1のターゲット1とSiのターゲッ
ト2に各々投入する電力を種々変化させて成膜を行った
場合において、投入電力と誘電体薄膜の組成との関係を
調べたので、その結果を第2図に示す。 これによれば、ターゲットに投入する電力比により、所
望の組成(Si、□A1.N)の誘電体薄膜が得られて
いることが判る。 尚、従来の焼結体ターゲットを用いてのマグネトロンカ
ソード型高周波反応性スパッタリングでは、例えばS 
1.、、A I 、、、 Nの誘電体薄膜しか得られな
い。 又、このようにして得られたSi、−XA1.Nの誘電
体薄膜の薄膜物性(屈折率)を調べると、第3図に示し
た通りであり、種々の特性を持った誘電体薄膜が容易に
得られたことが判る。
【効果】
本発明によれば、所望の組成の誘電体薄膜を容易に形成
できる。 又、成膜速度が速く、短時間で成膜でき、量産性に適し
ている。 又、高価な高周波電源を用いなくても良く、コストが装
置である。 又、誘電体薄膜が形成される基板とターゲットが向き合
っておらず、基板表面がプラズマに曝されず、基板の損
傷が起きにくい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る誘電体薄膜形成装置の1実施例を
示す概略説明図であり、第2図はターゲット投入電力と
誘電体fig膜の組成との関係を示すグラフ、第3図は
形成された誘電体薄膜の薄膜物性(屈折率)を示すグラ
フである。 1・・・第1のターゲット、2・・・第2のターゲット
、3.4・・・永久磁石、5・・・基板、6.7・・・
電極、8・・・真空槽、9.10・・・直流電源。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)周期律表第III族及び第IV族に属する群の中から
    選ばれる元素を成分として含む第1のターゲットと、こ
    の第1のターゲットに対向して配置され、周期律表第I
    II族及び第IV族に属する群の中から選ばれる元素を成分
    として含み、かつ、前記第1のターゲットの組成とは異
    なる組成の第2のターゲットと、前記第1のターゲット
    及び第2のターゲットのスパッタ面に対して略垂直な方
    向に磁場を印加する手段と、前記第1のターゲット及び
    第2のターゲットの側方に誘電体薄膜が形成される基板
    を保持する保持手段と、前記第1のターゲットに電圧を
    印加する第1の電源と、前記第2のターゲットに電圧を
    印加する第2の電源とを具備することを特徴とする誘電
    体薄膜形成装置。
  2. (2)周期律表第III族及び第IV族に属する群の中から
    選ばれる元素を成分として含み、抵抗率が1×10^−
    ^2Ωcm以下の第1のターゲットに対向して、周期律
    表第III族及び第IV族に属する群の中から選ばれる元素
    を成分として含み、かつ、前記第1のターゲットの組成
    とは異なる組成で、抵抗率が1×10^−^2Ωcm以
    下の第2のターゲットが配置されると共に、これら第1
    のターゲット及び第2のターゲットのスパッタ面に対し
    て略垂直な方向に磁場が印加され、前記第1のターゲッ
    ト及び第2のターゲットには各々所望の電圧が印加され
    、放電が行われ、反応性スパッタリングにより前記第1
    のターゲット及び第2のターゲットの側方に配置された
    基板に第1のターゲットの元素及び第2のターゲットの
    元素を含む誘電体薄膜を形成することを特徴とする誘電
    体薄膜形成方法。
JP12117090A 1990-05-14 1990-05-14 誘電体薄膜形成装置及び誘電体薄膜形成方法 Pending JPH0421759A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223140A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Jds Uniphase Corp 複数の材料の混合物から構成され、かつ、予め決められた屈折率を有する層を堆積させるための方法およびスパッタ堆積システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223140A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Jds Uniphase Corp 複数の材料の混合物から構成され、かつ、予め決められた屈折率を有する層を堆積させるための方法およびスパッタ堆積システム

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