JPH064910B2

JPH064910B2 - 高周波スパッタリングによる酸化膜形成方法

Info

Publication number: JPH064910B2
Application number: JP63236172A
Authority: JP
Inventors: 恒明上間; 真澄山本
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: JPH0285355A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は高周波スパッタリングによる酸化膜形成方法の
改良に関するものである。

「従来の技術」高周波スパッタリングによって酸化膜を形成する方法
は、低温で酸化膜を形成することができるので、層間絶
縁膜を形成する際に問題となる下地膜に含まれる不純物
の熱拡散を防止することができるという利点があるが、
他の酸化膜形成方法に比べて成膜速度が小さいという欠
点がある。このため成膜速度を大きくすることが要望さ
れている。従来、成膜条件のうちスパッタガス圧を変え
ることによって成膜速度を大きくすることは可能であっ
た。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、スパッタガス圧を変えることによって成
膜速度を大きくしようとすると、同時に、形成された酸
化膜の膜特性が大きく劣化してしまい、同一の膜特性を
有する酸化膜を安定して形成することができないという
問題点が有った。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、膜特性を
大きく劣化させることなく成膜速度を大きくすることの
できる高周波スパッタリングによる酸化膜形成方法を提
供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」本発明は、チャンバ内に配設された酸化物ターゲットと
基板との間に高周波電圧を印加し、スパッタリングによ
って前記基板上に酸化膜を形成する方法において、前記
チャンバ内のガス圧力を一定に保持しながら前記チャン
バ内へ導入するスパッタガスの流量を増加させて成膜速
度を大きくするようにしたことを特徴とするものであ
る。

「作用」チャンバ内に配設された酸化物ターゲットと基板との間
に高周波電圧を印加することによって高周波スパッタリ
ングが行われる。このとき、実験結果によれば、チャン
バ内のガス圧を一定に保持しながらチャンバ内へ導入す
るスパッタガスの流量を増加させると、成膜速度が大き
くなる割合に対して膜特性が劣化する割合が著しく小さ
いことが判明した。すなわち、膜特性を大きく劣化させ
ることなく成膜速度を大きくすることができた。

「実施例」第１図は高周波スパッタリングにより基板上に酸化膜を
形成する一般的な装置を示すもので、この図において
(1)はチャンバである。前記チャンバ(1)内には、ターゲ
ットホルダ(2)に保持された酸化物ターゲット（例えばS
iO₂)(3)と基板ホルダ(4)に保持された基板(5)・・・と
が配設され、前記酸化物ターゲット(3)と基板(5)・・・
との間には前記ホルダ(2)(4)を介して高周波電圧を印加
するための高周波電源(6)が結合されている。前記基板
ホルダ(4)には、前記基板(5)・・・を加熱するためのヒ
ータ（図示省略）が設けられている。(7)はスパッタガ
スとしてのAr（アルゴン）ガスを高圧で封入したガスボ
ンベで、このガスボンベ(7)の出力側は開閉バルブ(8)を
経、ガス導入路(9)介して前記チャンバ(1)内に連通さ
れ、前記ガス導入路(9)には流量を制御するためのマス
フローコントローラ(10)が挿入されている。(11)は油回
転ポンプや油拡散ポンプなどからなる排気系で、この排
気系(11)の吸入側はガス排気路(12)を介して前記チャン
バ(1)内に連通され、前記ガス排気路(12)にはガス排気
量を制御するためのメインバルブが挿入されると共に圧
力計(14)が結合されている。

つぎに、第１図の装置を用いて、本発明の方法により、
基板(5)・・・上に酸化膜（例えばSiO₂膜）を形成する
方法について説明する。

(イ)メインバルブ(13)を開き、排気系(11)を作動するこ
とによって、チャンバ(1)内を所定圧力（例えば10^-6Tor
r)に排気する。

(ロ)ついで開閉バルブ(8)を開き、ガスボンベ(7)からガ
ス導入路(9)を介してチャンバ(1)内にArガスを導入す
る。

(ハ)メインバルブ(13)の開度を調整することによってチ
ャンバ(1)内のガス圧を一定値（例えば４×10^-2Torr)に
保持しながら、マスフローコントローラ(10)によってAr
ガスの流量を所定量に制御し、高周波電源(6)からホル
ダ(2)(4)を介して酸化物ターゲット(3)と基板(5)・・・
間に一定の高周波電圧を印加して高周波スパッタリング
を行い、基板(5)・・・上に酸化膜（例えばSiO₂膜）を
形成する。このとき基板(5)・・・の温度も一定に保持
しておく。実験結果によれば、チャンバ(1)内のガス圧
を一定値（４×10^-2Torr)、基板(5)・・・の温度を一定
値に、印加する高周波電圧を一定値にそれぞれ保持しな
がら、Arガスの流量を変化させたときのそれぞれにおけ
る成膜速度は、第２図(a)の曲線Ｄのようになり、８(sc
cm)近辺から急上昇した。即ち、Arガスの流量を0.4(scc
m)から17(sccm)に増加させた場合、約1.5倍の成膜速度
が得られた。ここで成膜速度は１分間に基板(5)・・・
上に形成された酸化膜の厚さで表している。

このときの膜特性の変化を検査した実験によれば第２図
(b)(c)(d)のような結果が得られた。密度については第
２図(c)の曲線Ｍのように流量の増加に伴って増加して
いるが、エッチング速度については同図(d)の曲線Ｅの
ように流量に対する依存性がほとんどみられず、また、
赤外吸収スペクトルのSi-O伸縮振動によるピーク位置を
示す波数についても、同図(b)の曲線Ｗのように流量に
対する依存性がほとんどみられなかった。したがって、
チャンバ内(1)のガス圧を一定に保持しながらArガスの
流量を増加することによって膜特性をほとんど劣化させ
ることなく成膜速度を大きくすることができる。

「発明の効果」本発明における高周波スパッタリングによる酸化膜の形
成方法は、上記のようにチャンバ内のガス圧を一定に保
持しながらチャンバ内へ導入するスバッタガスの流量を
増加させて成膜速度を大きくするようにしたので、膜特
性を劣化させることなく成膜速度を大きくすることがで
きる。このため、成膜時間の短縮化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は高周波スパッタリングによって基板上に酸化膜
を形成する一般的な装置の構成図、第２図は本発明によ
る方法で形成した酸化膜のスパッタガス流量に対する諸
特性を示す特性図である。 (1)…チャンバ、(3)…酸化物ターゲット、(5)…基板、
(6)…高周波電源、(7)…スパッタガス（Arガス）のガス
ボンベ、(9)…ガス導入路、(10)…マスフローコントロ
ーラ、(12)…ガス排気路、(13)…メインバルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンバ内に配設された酸化物ターゲット
と基板との間に高周波電圧を印加し、スパッタリングに
よって前記基板上に酸化膜を形成する方法において、前
記チャンバ内のガス圧力を一定に保持しながら前記チャ
ンバ内へ導入するスパッタガスの流量を増加させて成膜
速度を大きくするようにしたことを特徴とする高周波ス
パッタリングによる酸化膜形成方法。
【請求項２】チャンバ内へスパッタガスを導入するガス
導入路に挿入されたマスフローコントローラによってス
パッタガスの流量制御をし、チャンバ内からガスを排気
するガス排気路に挿入されたメインバルブによってチャ
ンバ内のガス圧力を制御してなる請求項(1)記載の高周
波スパッタリングによる酸化膜形成方法。