【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及溅射装置及成膜方法，更具体而言，涉及用于通过溅射法形成结晶缺陷少、结晶取向性良好的六方晶系的结晶膜(scaln膜)的溅射装置及成膜方法。
技术介绍
1、scaln膜由于显示的压电常数高，机械特性也优异，因此会在通信用的高频滤波器等各种器件中作为压电材料(压电膜)使用。对于这样的scaln膜，为了今后的通信的高频化和频带的接近化，要求压电性能进一步提高，这需要scaln膜具有良好的结晶性(缺陷少的六方晶系的结晶膜)和应力控制性。
2、以往，在scaln膜或aln膜这样的六方晶系的结晶膜的成膜中，考虑到生产率等，通常会利用溅射装置(例如，参照专利文献1)。现有例的溅射装置具备真空室，其配置有包含sc和al的合金材质的靶。在真空室内设置有台架，其以被处理基板的成膜面与靶相对的姿态保持被处理基板(以下称为“基板”)。然后，在台架上设置有基板的状态下，向真空气氛的真空室内导入溅射气体，向靶施加带负电位的规定电力。于是，使用在真空室内产生的等离子体所电离的稀有气体的离子对靶进行溅射，从靶按照规定的余弦定律飞散的溅射粒子与氮分子反应，其反应生成物附着、堆积在基板的成膜面上，由此在基板的成膜面上形成scaln膜。
3、在上述现有例的溅射装置中，例如，由于存在向台架运输处理前的基板和从台架运输出处理完毕的基板的运输工序，所以在提高生产率方面是有限度的。因此，考虑在真空室内设置具有保持基板的运输器的运输单元，在真空室内沿着与靶的溅射面平行的一个方向运输基板，在基板通过面对溅射面的空间期间成膜。然而，这样成膜的s
4、现有技术文献
5、专利文献
6、【专利文献1】日本专利公开2011-135618号公报
7、【专利文献2】日本专利公开2021-1382号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题
2、本专利技术鉴于上述问题，其要解决的技术问题在于提供一种适于通过溅射法形成结晶缺陷少、结晶取向性良好的六方晶系的结晶膜的溅射装置及成膜方法。
3、解决技术问题的手段
4、为了解决上述问题，本专利技术的溅射装置，其具备配置有靶的真空室，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为x轴方向和y轴方向，以与x轴方向和y轴方向正交的方向为z轴方向，还具备运输单元，其以在所述真空室内通过面对所述溅射面的z轴方向上方的空间的方式沿x轴方向运输被处理基板；向真空气氛的所述真空室内导入溅射气体，向所述靶施加电力而产生等离子体，利用等离子体所电离的溅射气体的离子来溅射所述溅射面，在运输单元沿x轴方向运输被处理基板期间，使从所述溅射面按照规定的余弦定律飞散的溅射粒子附着、堆积在被处理基板上而成膜；所述溅射装置的特征在于：在所述靶的x轴方向前后，分别竖立设置有沿z轴方向延伸的限制板，与所述被处理基板的成膜面所成的角度(α)为规定值以下地倾斜入射的所述溅射粒子向被处理基板的附着被所述限制板限制。此时，所述角度(α)的规定值为20°即可，再有，可以采用所述运输单元在x轴方向前后自由运输所述被处理基板的结构。
5、再有，为了解决上述问题，本专利技术的成膜方法，其包括下述工序，即在配置有靶的真空室内，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为x轴方向和y轴方向，以与x轴方向和y轴方向正交的方向为z轴方向，以在所述真空室内通过面对所述溅射面的z轴方向上方的空间的方式沿x轴方向运输被处理基板，向真空气氛的所述真空室内导入溅射气体，向所述靶施加电力而产生等离子体，利用等离子体所电离的溅射气体的离子来溅射靶的所述溅射面，在被处理基板通过面对所述溅射面的z轴方向上方的空间期间，使从所述溅射面按照规定的余弦定律飞散的溅射粒子附着堆积在被处理基板上而成膜的工序；所述成膜方法的特征在于还包括下述工序，即利用竖立设置在所述靶的x轴方向前后的沿z轴方向延伸的限制板，限制与所述被处理基板的成膜面所成角度为规定值以下地倾斜入射的所述溅射粒子向被处理基板的附着的工序。此时，所述角度(α)的规定值为20°即可，再有，优选还包括多次通过所述空间而对所述被处理基板成膜的工序。
6、在本专利技术中，在所述靶含有sc和al，将稀有气体和含氮气体作为溅射气体，通过反应性溅射在所述被处理基板上形成scaln膜这样的情况下，当所述被处理基板通过所述空间成膜时，优选包括：第一工序，设定溅射气体的流量为第一流量而形成第一scaln膜；以及第二工序，设定比第一流量多的第二流量，在提高真空室内的压力的基础上形成第二scaln膜。
7、此处，本申请的专利技术人们反复进行了深入的研究，了解到以下内容。即在真空室内沿x轴方向运输被处理基板，当在基板通过面对溅射面的z轴上方的空间期间，例如形成作为六方晶系的结晶膜的scaln膜的情况下，在通过靶的溅射从该溅射面按照规定的余弦定律飞散的溅射粒子中有的粒子会相对于基板的成膜面倾斜入射。此时，可知当与基板的成膜面所成的角度在规定值以下地倾斜入射的溅射粒子增多时，成膜的scaln膜的结晶缺陷增多。
8、因此，在本专利技术中，通过在靶的x轴方向前后设置的限制板，通过使与被处理基板的成膜面所成的角度为规定值以下地倾斜入射的溅射粒子不附着在被处理基板上，能够形成作为结晶缺陷少的六方晶系的结晶膜的scaln膜。此时，确认了如果对被处理基板的成膜面的入射角α为20°以上的溅射粒子附着的话，则能够可靠地减少结晶缺陷。而且，确认了在以预先设置的薄膜厚度对被处理基板成膜的情况下，如果利用运输单元以规定速度向x轴方向前方和x轴方向后方运输被处理基板，使其多次通过所述空间而对所述被处理基板成膜的话，则每当通过的次数增加(换言之，与使预先设置的薄膜厚度的scaln膜仅通过上述空间一次而成膜的情况相比，随着通过所述空间时的被处理基板的速度增加)，c轴的取向性就会提高。通过tem对这样成膜的scaln膜进行剖面观察时，观察到伴随移动成膜的结晶的弯曲和伴随多次运输的层状结构。而且，确认了是采用c轴峰的xrd摇摆曲线测量半值宽度小于3°的结晶性优异的膜。
9、但是，在将scaln膜作为压电材料(压电膜)用于通信用的高频滤波器等各种器件这样的情况下，优选scaln膜所具有的膜应力(残余应力)尽可能小。此处，在真空室内沿x轴方向运输被处理基板，在基板通过面对溅射面的z轴上方的空间期间，如上所述形成scaln膜时，例如如果向以规定的有效排气速度进行真空排气的真空室内的溅射气体的导入量设置为规定值，在使真空室内为较低的压力(例如0.15pa)的状态下成膜，则虽然结晶缺陷减小，但膜应力增大。另一方面，如果在使真空室内为较高的压力(例如0.45pa)的状态下成膜，则虽然能够减小膜应力，但结晶缺陷增加。
10、因此，在本专利技术中，通过采用下述工序，即将溅射气体流量设置为第一流量而形成第一scaln膜，然后设置为比第一流量多的第二流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种溅射装置，其具备配置有靶的真空室，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为X轴方向和Y轴方向，以与X轴方向和Y轴方向正交的方向为Z轴方向，还具备运输单元，其以在所述真空室内通过面对所述溅射面的Z轴方向上方的空间的方式沿X轴方向运输被处理基板；
2.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于：
4.一种成膜方法，其包括下述工序，即在配置有靶的真空室内，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为X轴方向和Y轴方向，以与X轴方向和Y轴方向正交的方向为Z轴方向，以在所述真空室内通过面对所述溅射面的Z轴方向上方的空间的方式沿X轴方向运输被处理基板，向真空气氛的所述真空室内导入溅射气体，向所述靶施加电力而产生等离子体，利用等离子体所电离的溅射气体的离子来溅射靶的所述溅射面，在被处理基板通过面对所述溅射面的Z轴方向上方的空间期间，使从所述溅射面按照规定的余弦定律飞散的溅射粒子附着堆积在被处理基板上而成膜的工序；
5.根据权利要求4所述的成膜方法，其特征在于：
6.根据权利要求4或5所述的
7.根据权利要求6所述的成膜方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种溅射装置，其具备配置有靶的真空室，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为x轴方向和y轴方向，以与x轴方向和y轴方向正交的方向为z轴方向，还具备运输单元，其以在所述真空室内通过面对所述溅射面的z轴方向上方的空间的方式沿x轴方向运输被处理基板；
2.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于：
4.一种成膜方法，其包括下述工序，即在配置有靶的真空室内，以在所述靶的溅射面内彼此正交的两轴为x轴方向和y轴方向，以与x轴方向和y轴方向正交的方向为z轴方...
【专利技术属性】
技术研发人员：早坂辽一路，藤长彻志，竹内将人，沼田幸展，半那拓，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：
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