1992 Fiscal Year Annual Research Report
高品質薄膜形成用トロイダルプラズマ式スパッタ装置の開発
| Project/Area Number |
03555058
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| Research Institution | Toyama university |
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Principal Investigator |
高橋 隆一 富山大学, 工学部, 助手 (80019223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 豊明 大阪真空機器製作所, 開発本部, 開発課長代理
池田 長康 富山大学, 工学部, 教授 (10222895)
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| Keywords | トロイダルプラズマ / プラズマフリー / スパッタ装置 / 薄膜 / 半導体用電極材料 / 緻密・均一性 / エレクトロマイグレーション / ストレスマイグレーション |
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| Research Abstract |
プラズマフリーで高品質な膜を形成するトロイダルプラズマ式スパッタ技術を開発し、膜形成の応用として集積回路電極用Al膜を取り上げた。
1.Alプレーナリングターゲットを用いてトロイダルプラズマ式スパッタ(TP)装置の直流放電およびスパッタ特性を測定した。ターゲット裏面にNdFeBの永久磁石を配置した場合、0.5mTorr以下の低ガス圧まで安定放電が持続し、ターゲット印加電圧が300Vと低下した。このことはターゲット面近傍で面に垂直な磁界成分を増加させれば、高エネルギーγ電子の封じ込めが強くなり、よりプラズマフリーで膜形成が行えることを示唆している。
2.上記の実験と同時にAl薄膜を形成し、形成膜の構造・特性を調べた。Al膜厚が0.5μm以下の膜では、表面は極めて平滑であり、鏡面反射率も90%を越え高い値を示した。これは表面SEM写真の観察結果とも良く対応していることが明確にされた。また膜厚に関係なく、Al(面心立方格子fcc)の(111)面、(200)面、(220)面の回折ピークが見られ特定の優先配向はとらず、ランダム配向のX線回折パターンを示した。
3.Al薄膜の抵抗率の変化が結晶構造、結晶粒径に依存するために、抵抗率を詳細に調べた。膜厚の増加(0.07-1μm)並びにArガス圧の減少(0.05-10mTorr)につれ、抵抗率は5から2.5μΩ・cmに減少し、結晶粒界の少なく表面平滑性に優れた緻密な薄膜が形成できた。
4.今後は実際に膜に電流を流した場合や加熱した場合における電気的特性と結晶性・微細構造との関係を膜厚並び電極の配線幅等を変化させて詳細に調べることを予定している。
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[Publications] Takakazu Takahashi: "Preparation of amorphous Co-Zr films by improved magnetron Sputtering with effective plasma confinement" Ferrites:The Proceedings of the 6th International Conference on Ferrites,. 1. (1993)
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[Publications] Takakazu Takahashi: "Dependence of Ar flow rate on structure and properties of Ni-Fe films sputtered under suppress of high energy electrons" Ferrites:The Proceedings of the 6th International Conference on Ferrites,. 1. (1993)
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[Publications] Takakazu Takahashi: "A study of toroidal plasma sputtering method for mass production of Co-Cr films" Ferrites:The Proceedings of the 6th International Conference on Ferrites,. 1. (1993)
