JPH0517871A - 化合物薄膜の形成方法 - Google Patents
化合物薄膜の形成方法Info
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 直流電源４１による直流電力と、高周波電源
４３による高周波電力とを重畳してスパッタ電極２１に
供給し、チタン、シリコン、Ｉｎ−Ｓｎなどの金属から
なるターゲット２９を反応性スパッタして、基板２７上
に酸化物、窒化物などの化合物薄膜を形成する。 【効果】 少ない量の反応性ガスで反応を完結して目的
とする化合物薄膜が得られ、反応性ガスの減少分だけ、
膜の付着速度を高めることができる。
４３による高周波電力とを重畳してスパッタ電極２１に
供給し、チタン、シリコン、Ｉｎ−Ｓｎなどの金属から
なるターゲット２９を反応性スパッタして、基板２７上
に酸化物、窒化物などの化合物薄膜を形成する。 【効果】 少ない量の反応性ガスで反応を完結して目的
とする化合物薄膜が得られ、反応性ガスの減少分だけ、
膜の付着速度を高めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応性スパッタ法によ
り、酸化物などの化合物薄膜を形成する方法に関する。
り、酸化物などの化合物薄膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化物、窒化物、炭化物等の化合物薄膜
をスパッタにより形成する方法としては、薄膜と同じ組
成の化合物からなるターゲットを用いる通常のスパッタ
法と、反応性スパッタ法がある。反応性スパッタ法は、
Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ等の金属ターゲットを用い、酸素等の
反応性ガスを導入しながらスパッタするものであり、例
えばＳｉの場合であれば、Ｓｉがスパッタされるととも
に酸素と反応し、ＳｉＯ2 薄膜が基板上に形成される。
反応性スパッタ法によれば、ターゲットの調製、再生が
極めて容易であり、また、ＤＣスパッタ法を採用するこ
とができる。
をスパッタにより形成する方法としては、薄膜と同じ組
成の化合物からなるターゲットを用いる通常のスパッタ
法と、反応性スパッタ法がある。反応性スパッタ法は、
Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ等の金属ターゲットを用い、酸素等の
反応性ガスを導入しながらスパッタするものであり、例
えばＳｉの場合であれば、Ｓｉがスパッタされるととも
に酸素と反応し、ＳｉＯ2 薄膜が基板上に形成される。
反応性スパッタ法によれば、ターゲットの調製、再生が
極めて容易であり、また、ＤＣスパッタ法を採用するこ
とができる。
【０００３】反応を完結し、特性の優れた化合物薄膜を
安定して得るためには、アルゴンガスともに真空槽に導
入する酸素等の反応性ガス量を増加させることが好まし
い。しかし反応性ガスの導入比を増加させると、膜の付
着速度が大きく低下するという問題があった。
安定して得るためには、アルゴンガスともに真空槽に導
入する酸素等の反応性ガス量を増加させることが好まし
い。しかし反応性ガスの導入比を増加させると、膜の付
着速度が大きく低下するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄膜形成速
度の低下を防止して、反応性スパッタ法により化合物薄
膜を形成することを目的とする。
度の低下を防止して、反応性スパッタ法により化合物薄
膜を形成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の化合物薄膜の形
成方法は、反応性スパッタにより化合物薄膜を形成する
に際し、ターゲットに直流電力と高周波電力とを重畳せ
しめて供給し、ターゲットをスパッタすることを特徴と
する。
成方法は、反応性スパッタにより化合物薄膜を形成する
に際し、ターゲットに直流電力と高周波電力とを重畳せ
しめて供給し、ターゲットをスパッタすることを特徴と
する。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す説明図であり、
図２は本実施例におけるターゲット２９と磁石装置３１
との関係を示す説明斜視図である。
図２は本実施例におけるターゲット２９と磁石装置３１
との関係を示す説明斜視図である。
【０００７】真空槽１１には、絶縁体２３を介してスパ
ッタ電極２１（陰極）が取り付けられており、この上に
ターゲット２９が載置されている。また、ターゲット２
９と対向して、基板ホルダ２５に成膜される基板２７が
取り付けられている。一方、ターゲット２９の裏面に
は、ターゲット２９の面積よりも小さな磁石装置３１が
設けられている。
ッタ電極２１（陰極）が取り付けられており、この上に
ターゲット２９が載置されている。また、ターゲット２
９と対向して、基板ホルダ２５に成膜される基板２７が
取り付けられている。一方、ターゲット２９の裏面に
は、ターゲット２９の面積よりも小さな磁石装置３１が
設けられている。
【０００８】磁石装置３１は、Ｓ極をターゲット２９に
向けるＳ磁石３５と、Ｎ極をターゲット２９に向けＳ磁
石３５を離間して囲繞するＮ磁石３３と、ヨーク３７と
から構成されている。Ｎ極からの磁力線３９は、ターゲ
ット２９面を通過したのち再びターゲット２９面を経て
Ｓ極に入り、磁力線３９とターゲット２９とにより閉ル
ープが形成されている。磁石装置３１は、図示していな
い駆動部材により矢印Ｔ方向に移動させることができ
る。
向けるＳ磁石３５と、Ｎ極をターゲット２９に向けＳ磁
石３５を離間して囲繞するＮ磁石３３と、ヨーク３７と
から構成されている。Ｎ極からの磁力線３９は、ターゲ
ット２９面を通過したのち再びターゲット２９面を経て
Ｓ極に入り、磁力線３９とターゲット２９とにより閉ル
ープが形成されている。磁石装置３１は、図示していな
い駆動部材により矢印Ｔ方向に移動させることができ
る。
【０００９】スパッタ電極２１には、ＲＦ対策を施した
直流電源４１と、マッチングボックス４５を介して高周
波電源４３が接続されている。
直流電源４１と、マッチングボックス４５を介して高周
波電源４３が接続されている。
【００１０】スパッタに際しては、真空槽１１内を真空
ポンプ１３により高真空に排気したのち、ガスボンベ１
５からアルゴンガスをバリアブルバルブ１７を介して真
空槽１１内に導入し、また同時に、ガスボンベ１５′か
らバリアブルバルブ１７′を介して酸素（反応性ガス）
を導入し、圧力を調整してスパッタ雰囲気を設定する。
さらに、必要に応じて基板２７をヒータ（図示せず）等
により加熱する。
ポンプ１３により高真空に排気したのち、ガスボンベ１
５からアルゴンガスをバリアブルバルブ１７を介して真
空槽１１内に導入し、また同時に、ガスボンベ１５′か
らバリアブルバルブ１７′を介して酸素（反応性ガス）
を導入し、圧力を調整してスパッタ雰囲気を設定する。
さらに、必要に応じて基板２７をヒータ（図示せず）等
により加熱する。
【００１１】スパッタ雰囲気を設定したのち、直流電源
４１により直流電力を供給するとともに、マッチングボ
ックス４５により整合をとりながら、高周波電源４３に
より高周波電力を供給する。高周波電源４３としては、
１０〜１００ＭＨｚ程度の周波数のものを用いることが
できる。高周波電力の重畳の程度は、直流電力に対して
１／１０〜３／２倍の高周波電力を供給することが好適
であり、好ましくは１／６〜６／５倍である。放電が開
始されると、マグネトロン型放電により、電子が前述の
閉ループ内に閉じ込められて運動し、金属からなるター
ゲット２９を叩いてスパッタし、同時に金属が酸素ガス
により酸化されて、基板２７上に酸化物薄膜が形成され
る。このとき、磁石装置３１による磁場と電場が直交す
る部分が集中的にスパッタされ、その部分のターゲット
２９が選択的に浸食される（エロージョン現象）。この
実施例では、ターゲット２９の裏面の磁石装置３１を矢
印Ｔ方向に移動させながらスパッタすることにより、磁
場と電場とが直交するターゲット２９上の部位が刻々と
変化し、上記のエロージョン現象を防止するとともに、
形成される化合物薄膜の特性を改善することができる。
４１により直流電力を供給するとともに、マッチングボ
ックス４５により整合をとりながら、高周波電源４３に
より高周波電力を供給する。高周波電源４３としては、
１０〜１００ＭＨｚ程度の周波数のものを用いることが
できる。高周波電力の重畳の程度は、直流電力に対して
１／１０〜３／２倍の高周波電力を供給することが好適
であり、好ましくは１／６〜６／５倍である。放電が開
始されると、マグネトロン型放電により、電子が前述の
閉ループ内に閉じ込められて運動し、金属からなるター
ゲット２９を叩いてスパッタし、同時に金属が酸素ガス
により酸化されて、基板２７上に酸化物薄膜が形成され
る。このとき、磁石装置３１による磁場と電場が直交す
る部分が集中的にスパッタされ、その部分のターゲット
２９が選択的に浸食される（エロージョン現象）。この
実施例では、ターゲット２９の裏面の磁石装置３１を矢
印Ｔ方向に移動させながらスパッタすることにより、磁
場と電場とが直交するターゲット２９上の部位が刻々と
変化し、上記のエロージョン現象を防止するとともに、
形成される化合物薄膜の特性を改善することができる。
【００１２】ターゲット２９としては、主として金属が
用いられ、例えば、アルミニウム、シリコン、チタン、
タンタル、クロム、インジウム、インジウム−スズ合
金、チタン−アルミニウム合金などが用いられ、反応性
スパッタにより、これらの酸化物、窒化物、炭化物など
が得られる。なお、シリコンなどは不純物をドープする
ことにより導電性を高めることもできる。反応性ガスと
しては、酸素、窒素、アセチレン、メタンなどが用いら
れる。
用いられ、例えば、アルミニウム、シリコン、チタン、
タンタル、クロム、インジウム、インジウム−スズ合
金、チタン−アルミニウム合金などが用いられ、反応性
スパッタにより、これらの酸化物、窒化物、炭化物など
が得られる。なお、シリコンなどは不純物をドープする
ことにより導電性を高めることもできる。反応性ガスと
しては、酸素、窒素、アセチレン、メタンなどが用いら
れる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、酸化物、窒化物等の化
合物薄膜を、反応性スパッタにより製造するに際して、
スパッタ電極に直流電力と高周波電力とを重畳して供給
してスパッタすることにより、反応性ガスによるスパッ
タ速度の低下を防止して、目的とする反応が完結し、優
れた特性を有する化合物薄膜を得ることができる。
合物薄膜を、反応性スパッタにより製造するに際して、
スパッタ電極に直流電力と高周波電力とを重畳して供給
してスパッタすることにより、反応性ガスによるスパッ
タ速度の低下を防止して、目的とする反応が完結し、優
れた特性を有する化合物薄膜を得ることができる。
【００１４】実験例１ 図１に示した装置を用い、ターゲット２９として金属チ
タンを、また、基板２７としてガラス板をセットした。
タンを、また、基板２７としてガラス板をセットした。
【００１５】ついで、真空槽１１内を真空ポンプ１３に
より７×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した後、ガスボンベ１
５からバリアブルバルブ１７を介してアルゴンガスを、
また、ガスボンベ１５′からバリアブルバルブ１７′を
介して酸素ガスを真空槽１１内に導入してスパッタ圧力
３〜４×１０-3Ｔｏｒｒとし、室温で反応性スパッタ
し、基板２７上に酸化チタン薄膜を形成した。
より７×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した後、ガスボンベ１
５からバリアブルバルブ１７を介してアルゴンガスを、
また、ガスボンベ１５′からバリアブルバルブ１７′を
介して酸素ガスを真空槽１１内に導入してスパッタ圧力
３〜４×１０-3Ｔｏｒｒとし、室温で反応性スパッタ
し、基板２７上に酸化チタン薄膜を形成した。
【００１６】このとき、磁石装置３１を矢印Ｔ方向に連
続して往復移動させた。また、直流電源４１により２．
５ＫＷのＤＣ電力を、高周波電源４３（１３．５６ＭＨ
ｚ）により６００Ｗの高周波電力を印加した。
続して往復移動させた。また、直流電源４１により２．
５ＫＷのＤＣ電力を、高周波電源４３（１３．５６ＭＨ
ｚ）により６００Ｗの高周波電力を印加した。
【００１７】酸素ガスとアルゴンガスの導入量比を変化
させて反応性スパッタを繰り返し、酸化チタン膜の吸収
の有無および付着速度を測定した。
させて反応性スパッタを繰り返し、酸化チタン膜の吸収
の有無および付着速度を測定した。
【００１８】また、高周波電力を重畳させることなく、
ＤＣ電力のみで行なう通常のＤＣスパッタ法（従来法）
によっても、同様の反応性スパッタを行なった。
ＤＣ電力のみで行なう通常のＤＣスパッタ法（従来法）
によっても、同様の反応性スパッタを行なった。
【００１９】この結果、従来法では酸素ガス量を２５％
（容量／容量）以上にしないと、吸収がない酸化チタン
薄膜（３５３０〜４１２０オングストローム）が得られ
ないのに対し、本発明方法では２０％の酸素量で吸収の
無い酸化チタン薄膜が得られた。酸素ガス量を２５％か
ら２０％に減少させることにより、膜の付着速度を３倍
に上昇させることができる。
（容量／容量）以上にしないと、吸収がない酸化チタン
薄膜（３５３０〜４１２０オングストローム）が得られ
ないのに対し、本発明方法では２０％の酸素量で吸収の
無い酸化チタン薄膜が得られた。酸素ガス量を２５％か
ら２０％に減少させることにより、膜の付着速度を３倍
に上昇させることができる。
【００２０】実験例２ 図１に示した装置を用い、ターゲット２９として金属チ
タンを、また、基板２７としてガラス板をセットした。
タンを、また、基板２７としてガラス板をセットした。
【００２１】ついで、真空槽１１内を真空ポンプ１３に
より５×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した後、ガスボンベ１
５からバリアブルバルブ１７を介してアルゴンガスを、
また、ガスボンベ１５′からバリアブルバルブ１７′を
介して窒素ガスを真空槽１１内に導入してスパッタ圧力
３×１０-3Ｔｏｒｒとし、基板２７を約３００℃に加熱
しながら反応性スパッタし、基板２７上に窒化チタン薄
膜を形成した。
より５×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した後、ガスボンベ１
５からバリアブルバルブ１７を介してアルゴンガスを、
また、ガスボンベ１５′からバリアブルバルブ１７′を
介して窒素ガスを真空槽１１内に導入してスパッタ圧力
３×１０-3Ｔｏｒｒとし、基板２７を約３００℃に加熱
しながら反応性スパッタし、基板２７上に窒化チタン薄
膜を形成した。
【００２２】このとき、磁石装置３１は固定とした。ま
た、直流電源４１により３ＫＷのＤＣ電力を、高周波電
源４３（１３．５６ＭＨｚ）により７００Ｗの高周波電
力を印加した。
た、直流電源４１により３ＫＷのＤＣ電力を、高周波電
源４３（１３．５６ＭＨｚ）により７００Ｗの高周波電
力を印加した。
【００２３】窒素ガスとアルゴンガスの導入量比を変化
させて反応性スパッタを繰り返し、窒化チタン膜の色お
よび付着速度を測定した。
させて反応性スパッタを繰り返し、窒化チタン膜の色お
よび付着速度を測定した。
【００２４】また、高周波電力を重畳させることなく、
ＤＣ電力のみで行なう通常のＤＣスパッタ法（従来法）
によっても、同様の反応性スパッタを行なった。
ＤＣ電力のみで行なう通常のＤＣスパッタ法（従来法）
によっても、同様の反応性スパッタを行なった。
【００２５】この結果、従来法では窒素ガス分圧が３．
２〜３．３×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で、金色を呈する窒
化チタン薄膜（３３１０〜６２９０オングストローム）
が得られたのに対し、本発明方法では２．９〜３．０×
１０-4Ｔｏｒｒの窒素分圧で金色を呈する窒化チタン薄
膜が得られた。窒素ガス分圧を３．２〜３．３×１０-4
Ｔｏｒｒから２．９〜３．０×１０-4Ｔｏｒｒに減少さ
せることにより、膜の付着速度を１．２倍に上昇させる
ことができる。
２〜３．３×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で、金色を呈する窒
化チタン薄膜（３３１０〜６２９０オングストローム）
が得られたのに対し、本発明方法では２．９〜３．０×
１０-4Ｔｏｒｒの窒素分圧で金色を呈する窒化チタン薄
膜が得られた。窒素ガス分圧を３．２〜３．３×１０-4
Ｔｏｒｒから２．９〜３．０×１０-4Ｔｏｒｒに減少さ
せることにより、膜の付着速度を１．２倍に上昇させる
ことができる。
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】ターゲットと磁石装置との関係を示す説明斜視
図である。
図である。
１１ 真空槽 １３ 真空ポンプ １５ ガスボンベ １５′ ガスボンベ １７ バリアブルバルブ １７′ バリアブルバルブ ２１ スパッタ電極 ２３ 絶縁体 ２５ 基板ホルダ ２７ 基板 ２９ ターゲット ３１ 磁石装置 ３３ Ｎ磁石 ３５ Ｓ磁石 ３７ ヨーク ３９ 磁力線 ４１ 直流電源 ４３ 高周波電源 ４５ マッチングボックス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 反応性スパッタにより化合物薄膜を形成
するに際し、ターゲットに直流電力と高周波電力とを重
畳せしめて供給し、ターゲットをスパッタすることを特
徴とする化合物薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19843691A JPH0517871A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 化合物薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19843691A JPH0517871A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 化合物薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517871A true JPH0517871A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16391056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19843691A Pending JPH0517871A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 化合物薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517871A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6019045A (en) * | 1997-04-25 | 2000-02-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Process for the preparation of ink jet process printing plate |
| JP2013163856A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Tokyo Electron Ltd | スパッタ装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19843691A patent/JPH0517871A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6019045A (en) * | 1997-04-25 | 2000-02-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Process for the preparation of ink jet process printing plate |
| JP2013163856A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Tokyo Electron Ltd | スパッタ装置 |
| WO2013121766A1 (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | スパッタ装置 |
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