成膜方法技术

本发明专利技术提供一种可维持规定的成膜率不变，并有效形成应力在规定值以内的氧化铝膜的成膜方法。在本发明专利技术中，在真空室(1)内相对配置被成膜物(S)和铝材质的靶(21，22)，向真空气氛中的真空室内导入稀有气体和氧气、给靶施加规定电力对靶进行溅射，使铝原子和氧的反应产物附着并堆积在被成膜物的表面上形成氧化铝膜。此时，向真空室内导入水蒸汽。水蒸汽的分压设置在1×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜方法
本专利技术涉及一种成膜方法，具体而言，涉及一种通过溅射在被成膜物的表面上形成氧化铝膜的成膜方法。
技术介绍
一直以来，存在使用氧化铝膜作为显示装置或半导体装置中薄膜晶体管等元件的保护膜(钝化膜)或绝缘膜的情况。在这样的氧化铝膜的成膜过程中通常已知的是使用溅射法的方法(例如参照专利文献1、2)，其中一般利用反应性溅射法等。此时，使用铝材质的靶材作为靶，将该靶和被成膜物配置在真空室内并将真空室抽真空，当达到规定压力时，导入放电用的稀有气体和氧气等反应气体，向靶施加例如带负电位的规定电力对靶进行溅射。由此，从靶飞散出的铝原子和氧的反应产物附着并堆积在被成膜物上，在其表面上形成氧化铝膜。如上述那样形成的氧化铝膜通常带有压缩方向的应力，在其压缩应力增强时，会导致基板的翘曲增加等问题。此时，如果给靶施加的电力增加，则压缩应力随之增加，再有，在通过溅射来成膜时，如果减小放电用的稀有气体的流量，从而降低真空室内的压力，则压缩应力同样会增加。因此，如果降低给靶施加的电力，或者增加成膜时真空室的压力的话，则可形成应力在规定值(例如±500MPa)以内的氧化铝膜，但这使得成膜率下降。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】专利公开2003-3259号公报【专利文献2】专利公开2010-114413号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题鉴于以上内容，本专利技术的课题是提供一种可维持规定的成膜率不变，并有效形成应力在规定值以内的氧化铝膜的成膜方法。解决技术问题的手段为了解决上述课题，本专利技术的成膜方法，在真空室内配置被成膜物和铝材质或氧化铝材质的靶，向真空气氛中的真空室内导入稀有气体和含氧的反应气体，或者只导入稀有气体，通过给靶施加规定电力对靶进行溅射，从而在被成膜物的表面上形成氧化铝膜，其特征在于：向真空室内导入氢气或水蒸汽。采用本专利技术，通过不改变给靶施加的电力、成膜时真空室内稀有气体以及反应气体的分压(溅射气体的导入量)地导入氢气或水蒸汽，可维持规定的成膜率不变，并形成与不导入氢气或水蒸汽时相比应力低的氧化铝膜。在本专利技术中，在向真空室内导入水蒸汽时，通过所述溅射进行成膜时，优选真空室内的所述水蒸汽的分压设置在1×10-3Pa～0.1Pa的范围内。确认了采用这种方式，可维持规定的成膜率不变并可靠地降低氧化铝膜的应力，在水蒸汽的分压是1×10-2Pa时，可使压缩应力在约-50MPa。此外，如果水蒸汽的分压低于1×10-3Pa，则无法在有效地减小应力的状态下形成氧化铝膜，再有，如果水蒸汽的分压高于0.1Pa，则例如有时诱发异常放电，从而无法形成氧化铝膜。附图说明图1是可实施本专利技术的成膜方法的溅射装置的截面示意图。图2是表示示出本专利技术的效果的实验例的结果的图表。具体实施方式下面参照附图，以采用铝材质的靶材作为靶，采用矩形玻璃基板(下称基板S)作为被成膜物，通过反应性溅射形成氧化铝膜的情况为例，说明本专利技术的实施方式的成膜方法。参照图1，SM是可实施本专利技术的成膜方法的磁控方式的溅射装置。溅射装置SM具有限定成膜室11的真空室1。下面表示“上”、“下”这样的方向的用语以图1中示出的溅射装置SM的姿态为基准。在真空室1的侧壁上开设排气口12，在排气口12上连接有来自由旋转泵、干泵、涡轮分子泵等构成的真空排气装置P的排气管13，从而能够将成膜室11内抽真空并保持在规定压力(例如1×10-5Pa)。在真空室1的下部设置有由铝材质(例如纯度99.999％)的靶21，22和磁铁单元31，32构成的两个阴极单元Cu。各靶21，22是分别形成为相同的大致长方体形状的靶，其下表面通过铟等粘接材料(未图示)分别与溅射成膜过程中冷却该靶21，22的铜材质的背板22相接合。并且，各靶21，22以与背板22接合的状态中间隔着兼做真空密封件的绝缘体23设置在真空室1的下部内表面上。此时，各靶21，22以规定间隔设置在成膜室11的左右方向，且未使用时靶21，22的上表面与下述的基板S位于平行的同一平面内。各靶21，22分别与来自交流电源Ps的输出Pk相连接，以通过交流电源Ps向各靶21，22间施加规定频率(例如1kHz～100kHz)的交流电力。位于各背板22的下方(真空室1的外侧)并分别配置的磁铁单元31，32具有相同的形状，磁铁单元31，32与背板22平行设置，并具有由磁性材料制成的平板构成的支持板31(磁轭)。在支持板31上，设置有改变靶21，22侧的极性的中央磁铁32和周边磁铁33，中央磁铁32配置为位于该支持板31的中心线上，周边磁铁33沿支持板31的上表面外周环形配置以便围绕在该中央磁铁32的周围。此时，例如设计为中央磁铁32的换算为相同磁化强度时的体积达到围绕其周围的周边磁铁33的换算为相同磁化强度时的体积的体积之和(周边磁铁：中央磁铁：周边磁铁＝1：2：1(参照图1))的程度。由此，在各靶21，22的上方分别形成平衡的隧道状漏磁场(未图示)。中央磁铁32和周边磁铁33是钕磁铁等公知的磁铁，这些中央磁铁和周边磁铁既可以是一体的，或者，也可以是由排列多个规定体积的磁铁片构成的。此外，例如为了提高靶21，22的利用效率，也可使驱动装置(未图示)与磁铁单元31，32相连接，在溅射成膜过程中，在上下方向或左右方向中的至少一个方向上以规定的冲程做往返运动。再有，在真空室1的侧壁上开设供气口41a，41b，供气口41a，41b分别与气管42a，42b相连。气管42a，42b经质量流量控制器43a，43b分别与省略图示的氩气等稀有气体的气源和氧气或臭氧等含氧的反应气体的气源相连通，可将流量经过控制的稀有气体和反应气体导入成膜室11内。在通过上述溅射装置SM对各靶21，22进行溅射，从而通过反应性溅射在基板S表面上形成氧化铝膜时，通过图外的真空运输机器人，将基板S设置在与并列设置的各靶21，22相对的成膜室11上部的规定位置上，将成膜室11抽真空到规定压力。在成膜室11达到规定压力时，控制质量流量控制器43a，43b以导入稀有气体和反应气体，通过交流电源Ps给各靶21，22之间施加交流电。由此，在各靶21，22的上方产生跑道状的高密度等离子体。并且，靶21，22分别被等离子体中的稀有气体的离子溅射。由此，从靶21，22飞散出的铝原子和氧的反应生成物附着并堆积在基板S表面上，形成氧化铝膜。此处，如上述那样形成的氧化铝膜通常带有压缩方向的应力，当该压缩应力增加时，会导致基板的翘曲变大等问题。因此，需要设置为可维持规定的成膜率不变，形成应力在规定值(例如±500MPa)以内的氧化铝膜。在本实施方式中，在真空室1的侧壁上进一步开设供气口41c，供气口41c经由质量流量控制器43c与气管42c相连，以将流量经过控制的水蒸汽导入成膜室11内。并且，例如溅射成膜时，控制质量流量控制器43c以将水蒸汽导入成膜室11。此时，优选通过质量流量控制器43c控制水蒸汽的流量以便成膜时的成膜室11内的水蒸汽的分压在1×10-3Pa～0.1Pa的范围内。采用以上方式，通过不改变施加给靶21，22的电力、成膜时的稀有气体和氧气的分压(即由质量流量控制器43a，43b控制的稀有气体和反应气体的导入量)地导入水蒸汽，可维持规定的成膜率不变，形成与不导入水蒸汽时相比应力低的氧化铝膜。确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜方法，其特征在于：在真空室内配置被成膜物和铝材质或氧化铝材质的靶，向真空气氛中的真空室内导入稀有气体和含氧的反应气体，或者只导入稀有气体，通过给靶施加规定电力对靶进行溅射，在被成膜物的表面形成氧化铝膜；向真空室内导入氢气或水蒸汽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 JP 2016-1244781.一种成膜方法，其特征在于：在真空室内配置被成膜物和铝材质或氧化铝材质的靶，向真空气氛中的真空室内导入稀有气体和含氧的反应气体，或者只导入稀有气体，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野熊介，矶部辰德，水野太平，永田纯一，小林大士，大久保裕夫，新井真，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：日本,JP