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JP2019052359A - Sputtering apparatus and thin film manufacturing method - Google Patents

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JP2019052359A JP2017178193A JP2017178193A JP2019052359A JP 2019052359 A JP2019052359 A JP 2019052359A JP 2017178193 A JP2017178193 A JP 2017178193A JP 2017178193 A JP2017178193 A JP 2017178193A JP 2019052359 A JP2019052359 A JP 2019052359A
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Abstract

【課題】アノード電極である防着板への誘電体の付着を防止し、アノード電極の有効面積を減少させ、薄膜の成長速度を低下させないスパッタリング装置の提供。
【解決手段】スパッタリングターゲット16と基板配置部13とで挟まれたスパッタ空間12を取り囲む防着板17の表面に、Alの溶射によって形成した低抵抗化膜7を設け、低抵抗化膜7の表面に付着したLi3PO4のスパッタリング粒子からのLiとAlが合金を形成し、防着板17に形成される付着膜を低抵抗化するスパッタリング装置。
【選択図】図1
Disclosed is a sputtering apparatus that prevents adhesion of a dielectric material to a deposition plate that is an anode electrode, reduces the effective area of the anode electrode, and does not reduce the growth rate of a thin film.
A low resistance film 7 formed by thermal spraying of Al is provided on the surface of a deposition preventing plate 17 surrounding a sputtering space 12 sandwiched between a sputtering target 16 and a substrate placement portion 13. A sputtering apparatus in which Li and Al from Li 3 PO 4 sputtered particles adhering to the surface form an alloy to reduce the resistance of the adhesion film formed on the deposition preventing plate 17.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はスパッタリング装置の技術に係り、特に、LiPON薄膜を成膜するRFスパッタリング装置及び薄膜製造方法に関する。   The present invention relates to a technology of a sputtering apparatus, and more particularly to an RF sputtering apparatus and a thin film manufacturing method for forming a LiPON thin film.

従来より、誘電体の薄膜を形成するためにはRFスパッタリング方法が用いられている。RFスパッタリング方法では、DCスパッタリング方法などで成膜出来ないような誘電体材料をスパッタリングターゲットに用いて薄膜が形成されている。RFスパッタリングの際には、スパッタリングターゲットが配置されたバッキングプレートをカソード電極としてアノード電極との間に高周波電圧が印加されて誘電体材料のスパッタリングターゲットがスパッタリングされている。   Conventionally, an RF sputtering method has been used to form a dielectric thin film. In the RF sputtering method, a thin film is formed using a dielectric material that cannot be formed by a DC sputtering method or the like as a sputtering target. At the time of RF sputtering, a high frequency voltage is applied between an anode electrode and a backing plate on which a sputtering target is disposed as a cathode electrode, and a sputtering target of a dielectric material is sputtered.

ところで、スパッタリング装置の真空槽の内部には、真空槽の内壁面や真空槽内に配置されたセンサ等の部品に付着膜が堆積しないようにするために、防着板が配置されており、堆積した付着膜が一定膜厚に成長すると除去して再使用するために、防着板は真空槽の外部に取り出され、付着膜の除去が行われている。
そのため、防着板はステンレス鋼等の丈夫な金属材料が用いられている。
By the way, in the inside of the vacuum chamber of the sputtering apparatus, in order to prevent an adhesion film from being deposited on components such as an inner wall surface of the vacuum chamber and a sensor disposed in the vacuum chamber, a deposition plate is disposed, When the deposited adhesion film grows to a certain thickness, it is removed and reused. The deposition preventing plate is taken out of the vacuum chamber and the adhesion film is removed.
Therefore, a strong metal material such as stainless steel is used for the deposition preventing plate.

このような防着板とスパッタリングターゲットとの間には、他の部材が配置されておらず、防着板が金属で構成されていることから、一般に、アノード電極には防着板が用いられている。   Since no other member is disposed between the deposition preventing plate and the sputtering target and the deposition preventing plate is made of metal, a deposition preventing plate is generally used for the anode electrode. ing.

スパッタリングターゲットが誘電体材料であり、形成される薄膜も誘電体であることから、スパッタリングによって防着板に堆積した付着膜も誘電体であり、付着膜の膜厚値が増加すると、アノード電極の有効面積が減少し、アノード電極の面積不足による放電の不安定化や基板上の成膜速度の低下が発生する。   Since the sputtering target is a dielectric material and the thin film to be formed is also a dielectric, the adhesion film deposited on the adhesion-preventing plate by sputtering is also a dielectric, and when the film thickness value of the adhesion film increases, the anode electrode The effective area decreases, and the discharge becomes unstable and the deposition rate on the substrate decreases due to insufficient anode electrode area.

このようなアノード面積縮小現象について、従来技術ではアノード電極の表面に、スパッタリングターゲットからスパッタリングされた粒子が付着しないような領域を形成することで、アノード面積を一定以上確保するような対策があるが、複雑な構造になることが多く、部品点数の増加やコストアップ、チャンバー構造の限定化が問題となっている。   With respect to such an anode area reduction phenomenon, there is a countermeasure in the prior art that ensures a certain anode area or more by forming a region on the surface of the anode electrode where particles sputtered from the sputtering target do not adhere. In many cases, the structure is complicated, and an increase in the number of parts, cost increase, and limitation of the chamber structure are problems.

特開2013−122080号公報JP 2013-122080 A 特開2015−093996号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-093996

本発明の発明者等は、Li二次電池の固体電解質材料の一つであるLiPONをRFスパッタリング法にて基板上に成膜する際に、表面にAl薄膜がコーティングされた防着板を用いたところ、複数の基板上にLiPON薄膜を形成したときに成膜速度の減少が抑制されることを見いだした。   The inventors of the present invention use a deposition plate whose surface is coated with an Al thin film when depositing LiPON, which is one of solid electrolyte materials for Li secondary batteries, on a substrate by RF sputtering. As a result, it has been found that when a LiPON thin film is formed on a plurality of substrates, a decrease in the deposition rate is suppressed.

真空槽から防着板を取り出し、表面に形成された付着膜の抵抗値を確認したところ、通常測定している付着膜の抵抗値よりも小さいことが分かった。
そうだとすると、防着板上に形成された付着膜が低抵抗化することにより、アノード電極の有効面積の減少量が小さくなったと考えられる。
When the adhesion prevention board was taken out from the vacuum chamber and the resistance value of the adhesion film formed on the surface was confirmed, it was found that it was smaller than the resistance value of the adhesion film normally measured.
If so, it is considered that the amount of decrease in the effective area of the anode electrode has been reduced by reducing the resistance of the adhesion film formed on the deposition preventing plate.

本発明は上記知見に基づいて創作された発明であり、その目的は、高い成膜速度を有するLiPON薄膜のスパッタリング装置を提供することにある。   The present invention is an invention created based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a LiPON thin film sputtering apparatus having a high film formation rate.

SUS製の防着板上に溶射法にてLiPONと反応するAlをコーティングすることで、成膜速度の減少が抑制されていることが分かった(従来:14.9nm/min⇒Alコーティング:17.1nm/min)。
成膜後チャンバーを解放し、防着板上の抵抗値を確認したところ、付着している膜が低抵抗化していることが判明した。
It was found that the decrease in the film formation rate was suppressed by coating Al reacting with LiPON on the SUS-made deposition plate (conventional: 14.9 nm / min⇒Al coating: 17). .1 nm / min).
After the film formation, the chamber was opened and the resistance value on the adhesion-preventing plate was confirmed. As a result, it was found that the attached film had a low resistance.

本発明は上記知見に基づいて創作されたものであり、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置されたバッキングプレートと、前記バッキングプレートに設けられたスパッタリングターゲットと、前記真空槽内に設けられ、成膜対象物が配置される基板配置部と、前記バッキングプレートに2MHz以上の周波数の交流電圧を印加するスパッタリング電源と、前記スパッタリングターゲットと前記基板配置部との間のスパッタ空間を取り囲む防着板と、を有し、前記スパッタリングターゲットはLiが含有された誘電体であり、前記スパッタリングターゲットがスパッタリングガスによってスパッタリングされると、前記基板配置部に配置された前記成膜対象物の表面にはLiが含有された薄膜が形成されるスパッタリング装置であって、前記防着板の前記スパッタ空間に面する表面には、Liと合金を形成する金属を含有する低抵抗化膜が形成されたスパッタリング装置である。
また、本発明は、前記低抵抗化膜はAlとMgのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜であってもよい。
また、本発明は、前記低抵抗化膜は、アルミニウムが溶射されて形成されたアルミニウム溶射膜であってもよい。
また、本発明は、前記スパッタリングターゲットは板状に成形されたLi3PO4であってもよい。
また、本発明は、真空槽内に設けられた基板配置部に成膜対象物を配置し、真空槽内に配置されたバッキングプレートに2MHz以上の周波数の交流電圧を印加し、前記バッキングプレートに設けられLiを含有する誘電体であるスパッタリングターゲットをスパッタリングし、前記スパッタリングターゲットから飛び出したスパッタリング粒子を、前記基板配置部に配置された前記成膜対象物の表面と、前記スパッタリングターゲットと前記基板配置部との間のスパッタ空間を取り囲んだ防着板の表面とに到達させ、前記成膜対象物の表面にLiを含有する薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記防着板の表面のうち前記スパッタ空間に面する表面にLiと合金を形成する金属を含有する低抵抗化膜を形成しておき、前記防着板に到達する前記スパッタリング粒子を前記低抵抗化膜に付着させ、前記薄膜よりも抵抗値の低い、前記金属とLiの合金を前記防着板表面に形成する薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記低抵抗化膜には、AlとMgのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜を用いる薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記低抵抗化膜にはアルミニウムが溶射されて形成されたアルミニウム溶射膜を用いる薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記スパッタリングターゲットには板状に成形されたLi3PO4を用いる薄膜製造方法である。
The present invention was created based on the above knowledge, and the present invention includes a vacuum chamber, a backing plate disposed in the vacuum chamber, a sputtering target provided in the backing plate, and the vacuum chamber. And a sputtering space between the sputtering target and the substrate placement portion, a substrate placement portion on which a film formation target is placed, a sputtering power source that applies an AC voltage having a frequency of 2 MHz or more to the backing plate, and The sputtering target is a dielectric containing Li, and when the sputtering target is sputtered by a sputtering gas, the film-forming target placed on the substrate placement portion A sputtering apparatus in which a thin film containing Li is formed on the surface, On the surface facing the sputtering space of the deposition preventing plate, a sputtering apparatus low resistance film containing a metal that forms a Li alloy is formed.
In the present invention, the low resistance film may be a metal film made of one of Al and Mg.
In the present invention, the low resistance film may be an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum.
In the present invention, the sputtering target may be Li 3 PO 4 formed into a plate shape.
Moreover, this invention arrange | positions the film-forming target object in the board | substrate arrangement | positioning part provided in the vacuum chamber, applies the alternating voltage of a frequency of 2 MHz or more to the backing plate arrange | positioned in a vacuum chamber, Sputtering a sputtering target, which is a dielectric that contains Li, and sputtered particles sputtered from the sputtering target, the surface of the film formation target disposed in the substrate placement portion, the sputtering target and the substrate placement A thin film manufacturing method for forming a thin film containing Li on the surface of the film formation target object, wherein the surface of the deposition target is formed on the surface of the film formation target object. A low resistance film containing a metal that forms an alloy with Li is formed on the surface facing the sputter space, and reaches the deposition preventing plate. Said sputtered particles are deposited in the low resistance film that, the lower the resistance value than the thin film, a thin film manufacturing method for forming an alloy of the metal and Li in the deposition preventing plate surface.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method using a metal film made of one of Al and Mg as the low resistance film.
The present invention is also a thin film manufacturing method using an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum on the low resistance film.
Further, the present invention is the sputtering target is a thin film manufacturing method using the Li 3 PO 4 that is formed in a plate shape.

RFスパッタリング法にて誘電体膜を作製する技術はアノード面積の確保が非常に重要な要素である。今まではハードの構造でのみの対策であったが、実際のチャンバー内の構造等に制限がかかり、安定な放電が出来ないような構造の装置が多く見られていた。   In the technique for producing a dielectric film by the RF sputtering method, securing the anode area is a very important factor. Until now, it was a countermeasure only with a hard structure, but there were many devices with a structure in which the structure in the actual chamber was limited and stable discharge was not possible.

本発明のような付着膜自体を変化させることで問題を解決する手法はハードの構造で解決できないような場合でも解決できるため、有用な技術であり、本発明では、LiPON薄膜を形成した成膜対象物の枚数が増加しても、LiPON薄膜の成膜速度が大きく低下することはない。   The technique for solving the problem by changing the adhesion film itself as in the present invention is a useful technique because it can be solved even when it cannot be solved by a hard structure. In the present invention, the film formation in which a LiPON thin film is formed is used. Even if the number of objects increases, the deposition rate of the LiPON thin film does not drop significantly.

本発明の一例のスパッタリング装置Sputtering apparatus according to an example of the present invention

図1は、本発明の一例のスパッタリング装置2の内部側面図であり、このスパッタリング装置2は真空槽11を有している。
真空槽11の内部には、基板を保持する基板ホルダや基板を配置する台等から成る基板配置部13が設けられており、真空槽11の内部の基板配置部13とは反対側の位置にはターゲット装置14が配置されている。
FIG. 1 is an internal side view of a sputtering apparatus 2 according to an example of the present invention, and the sputtering apparatus 2 has a vacuum chamber 11.
Inside the vacuum chamber 11, there is provided a substrate placement portion 13 including a substrate holder for holding the substrate and a table on which the substrate is placed. The target device 14 is arranged.

ターゲット装置14は、バッキングプレート15と、バッキングプレート15に固定されたスパッタリングターゲット16とを有しており、ターゲット装置14はスパッタリングターゲット16の表面が基板配置部13に対面するように配置されている。   The target device 14 includes a backing plate 15 and a sputtering target 16 fixed to the backing plate 15, and the target device 14 is arranged so that the surface of the sputtering target 16 faces the substrate placement unit 13. .

真空槽11の外部には、RF電源23と、スパッタリングガス源26と、真空排気装置27とが配置されている。真空槽11の内部は真空排気装置27によって真空排気され、真空雰囲気が形成されており、真空雰囲気を維持しながら真空槽11の内部に成膜対象物を搬入し、基板配置部13に配置し、スパッタリングガス源26から真空槽11の内部にスパッタリングガスを導入する。図1の符号10は、基板配置部13に配置した成膜対象物である。   An RF power source 23, a sputtering gas source 26, and a vacuum exhaust device 27 are disposed outside the vacuum chamber 11. The inside of the vacuum chamber 11 is evacuated by a vacuum evacuation device 27 to form a vacuum atmosphere. While maintaining the vacuum atmosphere, a film formation target is carried into the vacuum chamber 11 and placed on the substrate placement unit 13. Then, a sputtering gas is introduced into the vacuum chamber 11 from the sputtering gas source 26. A reference numeral 10 in FIG.

次いで、バッキングプレート15をカソード電極として、RF電源23からバッキングプレート15に高周波電圧が印加されると、スパッタリングターゲット16の表面近傍にスパッタリングガスのプラズマが形成され、スパッタリングターゲット16がスパッタされ、スパッタリングターゲット16の表面からスパッタリング粒子が飛び出す。   Next, when a high-frequency voltage is applied from the RF power source 23 to the backing plate 15 using the backing plate 15 as a cathode electrode, sputtering gas plasma is formed in the vicinity of the surface of the sputtering target 16, and the sputtering target 16 is sputtered. Sputtered particles jump out of the surface of 16.

本発明では2MHz以上の高周波電圧がバッキングプレート15に印加されている。また、バッキングプレート15の背後には、マグネトロン磁石19が配置されており、このスパッタリング装置2ではマグネトロンスパッタリングが行われる。   In the present invention, a high frequency voltage of 2 MHz or higher is applied to the backing plate 15. A magnetron magnet 19 is disposed behind the backing plate 15, and magnetron sputtering is performed in the sputtering apparatus 2.

スパッタリングターゲット16の表面から飛び出したスパッタリング粒子はスパッタリングターゲット16と基板配置部13とで挟まれた空間であるスパッタ空間12を飛行し、成膜対象物10の表面に到達し、成膜対象物10の表面に薄膜を成長させる。   Sputtered particles that have jumped out of the surface of the sputtering target 16 fly through the sputtering space 12 that is a space sandwiched between the sputtering target 16 and the substrate placement portion 13, reach the surface of the film formation target 10, and reach the surface of the film formation target 10. A thin film is grown on the surface.

真空槽11の内部には、接地電極板18と、防着板17とが配置されている。
接地電極板18と防着板17とはリング形形状であり、ターゲット装置14は、接地電極板18が取り囲む領域の中に配置されており、つまり、ターゲット装置14は接地電極板18によって取り囲まれ、ターゲット装置14の側面での放電が防止されている。
A ground electrode plate 18 and a deposition preventing plate 17 are disposed inside the vacuum chamber 11.
The ground electrode plate 18 and the adhesion preventing plate 17 have a ring shape, and the target device 14 is arranged in a region surrounded by the ground electrode plate 18, that is, the target device 14 is surrounded by the ground electrode plate 18. The discharge on the side surface of the target device 14 is prevented.

同様に、スパッタ空間12は防着板17によって取り囲まれており、スパッタリングターゲット16の表面から飛び出したスパッタリング粒子が真空槽11の内壁面や真空槽11の内部に配置された部材に到達しないようにされている。   Similarly, the sputter space 12 is surrounded by an adhesion prevention plate 17 so that the sputtered particles that have jumped out from the surface of the sputtering target 16 do not reach the inner wall surface of the vacuum chamber 11 or the members disposed inside the vacuum chamber 11. Has been.

防着板17と接地電極板18とは真空槽11に接触して真空槽11と同電位になるようにされており、真空槽11は接地電位に接続されているため、防着板17と接地電極板18とは、真空槽11と共に接地電位に置かれるようになっている。防着板17がスパッタ空間12に面していることから、ターゲット装置14に高周波電圧が印加されるときには防着板17がアノード電極にされる。   The deposition preventing plate 17 and the ground electrode plate 18 are in contact with the vacuum chamber 11 so as to have the same potential as the vacuum chamber 11, and since the vacuum chamber 11 is connected to the ground potential, The ground electrode plate 18 is placed at a ground potential together with the vacuum chamber 11. Since the deposition preventive plate 17 faces the sputter space 12, when the high frequency voltage is applied to the target device 14, the deposition preventive plate 17 is used as an anode electrode.

防着板17と接地電極板18とは、それぞれステンレス鋼によって構成されており、防着板17の表面と接地電極板18の表面のうち、少なくとも防着板17のスパッタ空間12に面する部分と、接地電極板18のターゲット装置14に面する部分には、低抵抗化膜7、8がそれぞれ形成されている。
その結果、スパッタリングターゲット16から飛び出し、防着板17の方向に飛行するスパッタリング粒子は低抵抗化膜7の表面に到達する。
The deposition preventing plate 17 and the ground electrode plate 18 are each made of stainless steel, and at least a portion of the surface of the deposition preventing plate 17 and the surface of the ground electrode plate 18 facing the sputter space 12. On the portion of the ground electrode plate 18 facing the target device 14, low resistance films 7 and 8 are formed, respectively.
As a result, the sputtered particles that jump out of the sputtering target 16 and fly in the direction of the deposition preventing plate 17 reach the surface of the low resistance film 7.

このスパッタリング装置2では、スパッタリングターゲット16にはLiとPとOとが含有された誘電体が用いられており、成膜対象物10の表面には、Li3PO4の一部が窒化されたLiPONの薄膜(LiPON薄膜)が形成される。スパッタリングターゲット16には、具体的には、ここではLi3PO4の板が用いられている。このスパッタリングターゲット16は、1kΩ・cm以上の抵抗率を有している。 In this sputtering apparatus 2, a dielectric containing Li, P, and O is used for the sputtering target 16, and a part of Li 3 PO 4 is nitrided on the surface of the film formation target 10. A LiPON thin film (LiPON thin film) is formed. Specifically, a plate of Li 3 PO 4 is used here for the sputtering target 16. This sputtering target 16 has a resistivity of 1 kΩ · cm or more.

また、スパッタリングガスには窒素ガスが用いられており、スパッタリングターゲット16の表面には窒素ガスのプラズマが形成され、スパッタリングターゲット16を構成する物質と窒素とが化学反応し、窒素を化学構造中に有する化合物が生成されており、成膜対象物10の表面には、その化合物の薄膜がLiPON薄膜として形成されている。本実施例ではスパッタリングガスにはアルゴンガス等の希ガスは含まれていないが、希ガスも所定範囲で含まれていてもよい。   Further, nitrogen gas is used as the sputtering gas, and a plasma of nitrogen gas is formed on the surface of the sputtering target 16, and the substance constituting the sputtering target 16 and nitrogen react chemically to bring nitrogen into the chemical structure. A thin film of the compound is formed as a LiPON thin film on the surface of the film formation target 10. In this embodiment, the sputtering gas does not contain a rare gas such as argon gas, but the rare gas may also be contained within a predetermined range.

ところで、Fe,Cu,Ni,Tiの金属は、Liと合金を形成しないのに対し、AlやMgの金属はLiと合金を形成することが知られている。本発明では、Al膜から成る低抵抗化膜7が防着板17の表面に形成されており、低抵抗化膜7の表面に付着したLiを含むスパッタリング粒子からLiが低抵抗化膜7中に拡散し、Li拡散後の残渣物によって低抵抗化膜7、8表面に付着膜が形成される。Li拡散後の残渣物は、LiPON薄膜よりも低抵抗である。   By the way, it is known that metals such as Fe, Cu, Ni, and Ti do not form an alloy with Li, whereas metals such as Al and Mg form an alloy with Li. In the present invention, the low resistance film 7 made of an Al film is formed on the surface of the deposition preventing plate 17, and Li is contained in the low resistance film 7 from the sputtering particles containing Li adhering to the surface of the low resistance film 7. An adhesion film is formed on the surface of the low resistance films 7 and 8 by the residue after diffusion of Li. The residue after Li diffusion has a lower resistance than the LiPON thin film.

成膜対象物10の表面にはAlやMgは含まれていないため、成膜対象物10の表面に付着したスパッタリング粒子からはLiは拡散せず、成膜対象物10の表面ではLiの減少は無く、LiPON膜が成長する。LiPON薄膜はLi拡散後の残渣物によって低抵抗化膜7、8上に形成される付着膜よりも高抵抗である。   Since the surface of the film formation target 10 does not contain Al or Mg, Li does not diffuse from the sputtering particles attached to the surface of the film formation target 10, and Li decreases on the surface of the film formation target 10. No, a LiPON film grows. The LiPON thin film has a higher resistance than the deposited film formed on the low resistance films 7 and 8 by the residue after Li diffusion.

低抵抗化膜7,8は、蒸着法やスパッタリング法によって形成するAl薄膜を用いることができるが、防着板17の表面にAlを溶射して形成されたAl溶射膜を低抵抗化膜7にして防着板17の表面に設けると、低抵抗化膜7の表面積が増大してLiが低抵抗化膜7中への拡散量が大きくなり、付着膜の低抵抗化が促進される。そのためアノード電極の有効面積の減少が防止される結果、LiPON膜を形成した成膜対象物10の枚数が増大しても、成膜対象物10上のLiPON薄膜の成長速度の減少が緩和される。   As the low resistance films 7 and 8, an Al thin film formed by a vapor deposition method or a sputtering method can be used, but an Al sprayed film formed by spraying Al on the surface of the deposition preventing plate 17 is used as the low resistance film 7. If it is provided on the surface of the deposition preventing plate 17, the surface area of the low resistance film 7 is increased, the amount of Li diffused into the low resistance film 7 is increased, and the resistance of the adhesion film is reduced. As a result, the effective area of the anode electrode is prevented from being reduced. As a result, even if the number of deposition objects 10 on which the LiPON film is formed increases, the decrease in the growth rate of the LiPON thin film on the deposition object 10 is alleviated. .

実験によると、低抵抗化膜7が形成されていない防着板17をアノード電極として用いたときは、成膜速度(単位時間当たりの成膜対象物表面の薄膜成長厚み)が14.9nm/分であるのに対し、Al溶射膜が低抵抗化膜7として表面に形成された防着板17をアノード電極として用いたときには、17.1nm/分の薄膜成長速度が得られており、付着膜の低抵抗化により、アノード電極の有効面積の減少が防止されていることが分かる。   According to the experiment, when the deposition preventing plate 17 on which the low resistance reducing film 7 is not formed is used as the anode electrode, the deposition rate (thin film growth thickness on the deposition target surface per unit time) is 14.9 nm / On the other hand, when the deposition plate 17 having the Al sprayed film formed on the surface as the low resistance film 7 is used as the anode electrode, a thin film growth rate of 17.1 nm / min is obtained. It can be seen that the reduction in the effective area of the anode electrode is prevented by reducing the resistance of the film.

Liと合金を形成する金属を含有する低抵抗化膜7を防着板17の表面に形成しておくと、このような効果が得られると予想され、具体的にはAl膜の他、Mg膜やAlとMgを含有した合金膜が考えられる。   It is expected that such an effect can be obtained when the low resistance film 7 containing a metal that forms an alloy with Li is formed on the surface of the deposition preventing plate 17. Specifically, in addition to the Al film, Mg A film or an alloy film containing Al and Mg is conceivable.

低抵抗化膜7,8は高抵抗では無く、接地電極板18に形成されていても、スパッタリングターゲット16やバッキングプレート15の側面のスパッタリングが防止される。   Even if the low resistance films 7 and 8 are not high resistance and are formed on the ground electrode plate 18, sputtering of the side surfaces of the sputtering target 16 and the backing plate 15 is prevented.

なお、ここでは、接地電極板18の表面にも防着板17に形成された低抵抗化膜7と同じ組成の低抵抗化膜8が形成されており、付着膜による接地電極板18の有効面積の減少も防止されている。この、接地電極板18の表面に形成された低抵抗化膜8によっても安定したスパッタリングを行うことができるようになっている。   Here, a low resistance film 8 having the same composition as that of the low resistance film 7 formed on the adhesion preventing plate 17 is also formed on the surface of the ground electrode plate 18, and the effective effect of the ground electrode plate 18 by the adhesion film is formed. A reduction in area is also prevented. Stable sputtering can be performed also by the low resistance film 8 formed on the surface of the ground electrode plate 18.

2……スパッタリング装置
7……低抵抗化膜
10……成膜対象物
11……真空槽
13……基板配置部
15……バッキングプレート
16……スパッタリングターゲット
17……防着板
23……RF電源
26……スパッタリングガス源
2 ... Sputtering device 7 ... Low resistance film 10 ... Deposition target 11 ... Vacuum chamber 13 ... Substrate placement portion 15 ... Backing plate 16 ... Sputtering target 17 ... Anti-adhesion plate 23 ... RF Power supply 26 …… Sputtering gas source

Claims (8)

真空槽と、
前記真空槽内に配置されたバッキングプレートと、
前記バッキングプレートに設けられたスパッタリングターゲットと、
前記真空槽内に設けられ、成膜対象物が配置される基板配置部と、
前記バッキングプレートに2MHz以上の周波数の交流電圧を印加するスパッタリング電源と、
前記スパッタリングターゲットと前記基板配置部との間のスパッタ空間を取り囲む防着板と、
を有し、
前記スパッタリングターゲットはLiが含有された誘電体であり、
前記スパッタリングターゲットがスパッタリングガスによってスパッタリングされると、前記基板配置部に配置された前記成膜対象物の表面にはLiが含有された薄膜が形成されるスパッタリング装置であって、
前記防着板の前記スパッタ空間に面する表面には、Liと合金を形成する金属を含有する低抵抗化膜が形成されたスパッタリング装置。
A vacuum chamber;
A backing plate disposed in the vacuum chamber;
A sputtering target provided on the backing plate;
A substrate placement portion provided in the vacuum chamber and on which a film formation target is placed;
A sputtering power source for applying an AC voltage having a frequency of 2 MHz or more to the backing plate;
An adhesion preventing plate surrounding a sputtering space between the sputtering target and the substrate placement portion;
Have
The sputtering target is a dielectric containing Li,
When the sputtering target is sputtered by a sputtering gas, a sputtering apparatus in which a thin film containing Li is formed on the surface of the film formation target disposed in the substrate placement portion,
A sputtering apparatus in which a low resistance film containing a metal that forms an alloy with Li is formed on a surface of the deposition preventing plate facing the sputtering space.
前記低抵抗化膜はAlとMgのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜である請求項1記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the low resistance film is a metal film made of any one of Al and Mg. 前記低抵抗化膜は、アルミニウムが溶射されて形成されたアルミニウム溶射膜である請求項1記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the low resistance film is an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum. 前記スパッタリングターゲットは板状に成形されたLi3PO4である請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the sputtering target is Li 3 PO 4 formed into a plate shape. 真空槽内に設けられた基板配置部に成膜対象物を配置し、
真空槽内に配置されたバッキングプレートに2MHz以上の周波数の交流電圧を印加し、前記バッキングプレートに設けられLiを含有する誘電体であるスパッタリングターゲットをスパッタリングし、前記スパッタリングターゲットから飛び出したスパッタリング粒子を、前記基板配置部に配置された前記成膜対象物の表面と、前記スパッタリングターゲットと前記基板配置部との間のスパッタ空間を取り囲んだ防着板の表面とに到達させ、前記成膜対象物の表面にLiを含有する薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
前記防着板の表面のうち前記スパッタ空間に面する表面にLiと合金を形成する金属を含有する低抵抗化膜を形成しておき、前記防着板に到達する前記スパッタリング粒子を前記低抵抗化膜に付着させ、前記薄膜よりも抵抗値の低い、前記金属とLiの合金を前記防着板表面に形成する薄膜製造方法。
Place the film formation target on the substrate placement part provided in the vacuum chamber,
An alternating voltage having a frequency of 2 MHz or more is applied to a backing plate disposed in a vacuum chamber, a sputtering target that is a dielectric containing Li provided on the backing plate is sputtered, and sputtered particles that have jumped out of the sputtering target And reaching the surface of the deposition target disposed on the substrate placement section and the surface of the deposition plate surrounding the sputtering space between the sputtering target and the substrate placement section, A thin film manufacturing method for forming a thin film containing Li on the surface of
A low-resistance film containing a metal that forms an alloy with Li is formed on the surface of the deposition plate facing the sputter space, and the sputtered particles that reach the deposition plate are reduced in the low resistance. A thin film manufacturing method in which an alloy of the metal and Li having a lower resistance value than that of the thin film is formed on the surface of the deposition preventing plate.
前記低抵抗化膜には、AlとMgのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜を用いる請求項5記載の薄膜製造方法。   6. The thin film manufacturing method according to claim 5, wherein a metal film made of one of Al and Mg is used for the low resistance film. 前記低抵抗化膜には、アルミニウムが溶射されて形成されたアルミニウム溶射膜を用いる請求項5記載の薄膜製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 5, wherein an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum is used for the low resistance film. 前記スパッタリングターゲットには、板状に成形されたLi3PO4を用いる請求項5乃至請求項7のいずれか1項記載の薄膜製造方法。
The thin film manufacturing method according to any one of claims 5 to 7, wherein Li 3 PO 4 formed into a plate shape is used for the sputtering target.
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JP2001073115A (en) * 1999-09-02 2001-03-21 Ulvac Japan Ltd Carbon sputtering device
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