(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-13
(45)【発行日】2023-01-23
(54)【発明の名称】成膜方法および成膜装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/08 20060101AFI20230116BHJP
C23C 14/44 20060101ALI20230116BHJP
【ＦＩ】
C23C14/08 K
C23C14/44
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019027809
(22)【出願日】2019-02-19
(65)【公開番号】P2020132944
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2021-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100192773
【弁理士】
【氏名又は名称】土屋 亮
(72)【発明者】
【氏名】小林 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】露木 達朗
(72)【発明者】
【氏名】木村 勲
(72)【発明者】
【氏名】神保 武人
【審査官】宮崎 園子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－０１６３１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１３５１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３３５６７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／０８
Ｃ２３Ｃ １４／３４
Ｃ２３Ｃ １４／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スパッタ法により誘電体膜を形成する成膜方法であって、前記誘電体膜の母材となるターゲットに対して、第一電源からＲＦを印加するとともに、第二電源からパワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する重畳スパッタ法を用い、
所定の基体上に、前記誘電体膜としてＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項2】
前記誘電体膜の母材となるターゲットの比抵抗［ｍΩ・ｃｍ］が、２０～６０の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項3】
前記誘電体膜の成膜速度［ｎｍ／ｍｉｎ］が、８．５～１２．０の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜方法。
【請求項4】
前記誘電体膜におけるＢａ／Ｓｒ比が、０．０９１５～０．０９２０の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の成膜方法。
【請求項5】
スパッタ法により誘電体膜を形成する成膜装置であって、真空槽と、
前記真空槽の内部空間を減圧するための排気手段と、
前記真空槽の内部空間へ所望のガスを導入するための供給手段と、
前記真空槽の内部空間に配された前記誘電体膜の母材となるターゲットに対して、ＲＦを印加する第一電源、および、パワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する第二電源と、
前記真空槽の内部空間に配され、前記誘電体膜を形成するための所望の基体を載置する支持手段と、を含み、
前記ターゲットが誘電体であり、
前記第一電源から印加されるＲＦと前記第二電源から印加されるｐｕｌｓｅ－ＤＣが、前記ターゲットに対して重畳されるように電気回路が構成されている、ことを特徴とする成膜装置。
【請求項6】
前記ターゲットの材料がＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］であることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【0002】
チタン酸バリウムストロンチウム[（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３（ＢＳＴと略称する）]等の誘電体は、スマートフォンに代表される通信機器において用いられる、チューナブルデバイス（Tunable device）の材料として期待されている［特許文献１］。中でも、ＢＳＴ膜は注目されており、各機関において盛んに研究されている。
【0003】
チューナブルデバイスには、１つの端末（たとえばスマートフォン）において、複数の周波数帯［たとえば、ＴＶ（television）や、Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ、ＷＬＡＮ（wireless local area network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（variety of short-range wireless LAN）、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）等に対応する各周波数の帯域］の信号を明瞭に識別して受信することが求められている。
【0004】
チューナブルデバイスを構成する誘電体膜を形成する代表的な成膜方法としては、スパッタ法が挙げられる。スパッタ法で用いるカソードは、銅やアルミ等で構成された導電性のバッキングプレートの上に、誘電体の母材となるターゲットが、インジウム等の接着剤によって接着されている。
【0005】
しかしながら、ターゲットの材料として絶縁体を用い、Ａｒ等のプロセスガスと共に、酸素や窒素等の反応性ガスを導入してスパッタを行う場合には、ターゲットの表面にターゲットの構成物質による高抵抗の薄膜が堆積し、この薄膜が表面でチャージアップしてしまう場合があった。このように、ターゲットの表面においてチャージアップした場合、その電荷は容易にカソード側に移動し、アーキング（異常放電）が発生する原因となっていた。アーキングが発生すると、ターゲットの表面が溶融、飛散し、パーティクルが生じ、これにより薄膜の性質に影響を及ぼす、という問題があった。
【0006】
特許文献１には、アーキングの発生を防止することによりパーティクルの発生量を低減させ、均質な薄膜を安定して形成する手法が開示されている。しかしながら、本発明者らは、ＢＴＳターゲットを用い、特許文献１の手法を応用して成膜方法を検討したが、アーキングの発生を防止することが困難であった。
そこで、本発明者らは、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜方法および成膜装置の開発を鋭意検討した。
そこで、本発明者らは、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜方法および成膜装置の開発を鋭意検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２００４－１２４１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜方法および成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スパッタ法により誘電体膜を形
成する成膜方法であって、前記誘電体膜の母材となるターゲットに対して、第一電源からＲＦを印加するとともに、第二電源からパワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する重畳スパッタ法を用い、所定の基体上に、前記誘電体膜としてＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］膜を形成することを特徴とする。
成する成膜方法であって、前記誘電体膜の母材となるターゲットに対して、第一電源からＲＦを印加するとともに、第二電源からパワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する重畳スパッタ法を用い、所定の基体上に、前記誘電体膜としてＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］膜を形成することを特徴とする。
【0010】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成膜方法において、前記誘電体膜の母材となるターゲットの比抵抗［ｍΩ・ｃｍ］が、２０～６０の範囲内であることを特徴とする。
【0012】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の成膜方法において、前記誘電体膜の成膜速度［ｎｍ／ｍｉｎ］が、８．５～１２．０の範囲内であることを特徴とする。
【0013】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の成膜方法において、前記誘電体膜におけるＢａ／Ｓｒ比が、０．０９１５～０．０９２０の範囲内であることを特徴とする。
【0014】
請求項５に記載の発明は、スパッタ法により誘電体膜を形成する成膜装置であって、真空槽と、前記真空槽の内部空間を減圧するための排気手段と、前記真空槽の内部空間へ所望のガスを導入するための供給手段と、前記真空槽の内部空間に配された前記誘電体膜の母材となるターゲットに対して、ＲＦを印加する第一電源、および、パワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する第二電源と、前記真空槽の内部空間に配され、前記誘電体膜を形成するための所望の基体を載置する支持手段と、を含み、前記ターゲットが誘電体であり、前記第一電源から印加されるＲＦと前記第二電源から印加されるｐｕｌｓｅ－ＤＣが、前記ターゲットに対して重畳されるように電気回路が構成されていることを特徴とする成膜装置。
【0015】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の成膜装置において、前記ターゲットの材料がＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
請求項１に記載の発明（成膜方法）は、誘電体膜の母材となるターゲットに対して、第一電源からＲＦを印加するとともに、第二電源からｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する重畳スパッタ法を用い、所定の基体上に、前記誘電体膜としてＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］膜を形成する。これにより、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる成膜方法が得られる。
【0017】
請求項５に記載の発明（成膜装置）は、前記誘電体膜の母材となる誘電体のターゲットに対して、ＲＦを印加する第一電源、および、パワー［Ｗ］が１００～４００の範囲内のｐｕｌｓｅ－ＤＣを印加する第二電源を含み、前記第一電源から印加されるＲＦと前記第二電源から印加されるｐｕｌｓｅ－ＤＣが、前記ターゲットに対して重畳されるように電気回路が構成されている。これにより、本発明は、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜装置の提供に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の成膜方法で用いられる成膜装置の全体構成を示す概略図。
【図2】従来の成膜装置で形成された誘電体膜の誘電率とＢａ／Ｓｒ比とＲＦパワーとの関係を示すグラフ。
【図3】アーキングの発生がある状態（従来）を示すターゲット表面の写真。
【図4】重畳スパッタ状態の波形を示すオシロスコープの写真。
【図5】アーキングの発生がない状態（本発明）を示すターゲット表面の写真。
【図6】成膜速度とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフ。
【図7】Ｂａ／Ｓｒ比とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【0020】
（成膜装置および成膜方法）
図１は、本発明の成膜方法にて用いられる成膜装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の成膜装置１０は、スパッタ法により誘電体膜を形成する成膜装置であり、誘電体膜を形成するための内部空間を有する真空槽１１を備える。真空槽１１は、その内底面に被処理体である所望の基体Ｓを載置するための支持手段（ステージとも呼ぶ）１２が配されている。真空槽１１は接地電位に接続される一方、支持手段１２は浮遊電位とされており、そのため、支持手段１２に載置された基体Ｓも浮遊電位となる。支持手段１２に載置される基体Ｓとしては、たとえば、シリコン基板（や、シリコン基板に対してＰｔ／ＴｉＯｘ／ＳｉＯ２層が順に積層されたもの）が用いられる。
図１は、本発明の成膜方法にて用いられる成膜装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の成膜装置１０は、スパッタ法により誘電体膜を形成する成膜装置であり、誘電体膜を形成するための内部空間を有する真空槽１１を備える。真空槽１１は、その内底面に被処理体である所望の基体Ｓを載置するための支持手段（ステージとも呼ぶ）１２が配されている。真空槽１１は接地電位に接続される一方、支持手段１２は浮遊電位とされており、そのため、支持手段１２に載置された基体Ｓも浮遊電位となる。支持手段１２に載置される基体Ｓとしては、たとえば、シリコン基板（や、シリコン基板に対してＰｔ／ＴｉＯｘ／ＳｉＯ２層が順に積層されたもの）が用いられる。
【0021】
真空槽１１の排気口１１ａには、真空槽１１の内部空間を減圧するための排気手段１６が接続されており、真空槽１１内の流体を真空槽１１の外部へ排気する。排気手段１６は、たとえば、真空槽１１の内部空間の圧力を調節するバルブや、ターボ分子ポンプ及びドライポンプ等の真空ポンプによって構成されている。
【0022】
真空槽１１のガス供給口１１ｂには、真空槽１１の内部空間にプロセスガスとして所望のガス（たとえば、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス等）を導入するための供給手段１７が接続されている。供給手段１７は、所望のガスが貯蔵されたボンベに接続されるマスフローコントローラであって、真空槽１１に供給する所望のガスの流量を調節する。
【0023】
真空槽１１の内部空間において、支持手段１２の上方には、真空槽１１を封止するバッキングプレート１３を介してＬＣＯからなるターゲット１４が、基板Ｓと対向するように設置されている。ターゲット１４の直径は例えば３００ｍｍであり、また、ターゲット１４と基板との距離であるＴＳ距離は例えば６０ｍｍである。
【0024】
基板ステージ１２の上方には、真空槽１１を封止するバッキングプレート１３を介して誘電体からなるターゲット１４が、基体Ｓと対向するように設置されている。ターゲット１４の直径は、たとえば１００～３００ｍｍであり、ターゲット１４と基体Ｓとの距離であるＴＳ距離は、たとえば３０～９０ｍｍである。
【0025】
バッキングプレート１３には、ターゲット１４に対して高周波電力を供給（印加）する第一電源（高周波電源）ＲＦが、マッチングボックスＭを介して接続されている。ここで、マッチングボックスＭは、高周波電源ＲＦの出力インピーダンスとその負荷の入力インピーダンスとを整合させる。
【0026】
また、同バッキングプレート１３には、ターゲット１４に対して直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）する第二電源（直流電源）ＤＣが、ＬＣフィルタＦを介して接続されている。ここで、ＬＣフィルタＦは、インダクタ（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）を組み合わせて、電気信号の特定の周波数帯域をカットしたり、通過させたりする回路である。コンデンサは、直流電流は遮断し交流の周波数が高いほど通しやすくなるという性質がある。これに対して、インダクタは、直流電流はそのまま通過させ交流の周波数が高いほど通しにくくなる性質がある。このように逆の性質を有するインダクタとコンデンサを組み合わせることにより、ＬＣフィルタＦは、ノイズをカットしたり、特定の信号を抽出することができる。
【0027】
つまり、本発明の成膜装置１０においては、上述した「高周波電力を供給（印加）する第一電源（高周波電源）ＲＦ」と、「直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）する第二電源（直流電源）ＤＣ」とが、バッキングプレート１３に対して並列に接続されている。第一電源（高周波電源）ＲＦは、たとえば１３．５６ＭＨｚの周波数の高周波電力をバッキングプレート１３に対して出力する。他方、第二電源（直流電源）ＤＣは、負の電圧を同バッキングプレート１３に、パルス状（間欠的）に印加する。
【0028】
また、バッキングプレート１３においてターゲット１４とは反対側の位置には、ターゲット１４の表面に垂直磁場を形成するマグネット１５が搭載されている。
本発明の成膜装置１０においては、排気手段１６を用いて真空槽１１の内部空間を減圧するとともに、供給手段１７を介して真空槽１１の内部空間へ所望のガスから構成されるプロセスガスを導入した状態において、バッキングプレート１３に対して、第一電源（高周波電源）ＲＦからは高周波電力を供給（印加）し、かつ、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）する。
本発明の成膜装置１０においては、排気手段１６を用いて真空槽１１の内部空間を減圧するとともに、供給手段１７を介して真空槽１１の内部空間へ所望のガスから構成されるプロセスガスを導入した状態において、バッキングプレート１３に対して、第一電源（高周波電源）ＲＦからは高周波電力を供給（印加）し、かつ、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）する。
【0029】
換言すると、本発明の成膜装置１０においては、第一電源ＲＦから印加されるＲＦと第二電源ＤＣから印加されるｐｕｌｓｅ－ＤＣが、バッキングプレート１３を介してターゲット１４に対して重畳されるように電気回路が構成されている。
【0030】
これにより、プロセスガスからプラズマ化された原子が、バッキングプレート１３に載置されたタ－ゲット１４の表面（図１では下面）に衝突し、スパッタリングが生じる。このスパッタリングにより、タ－ゲット１４の表面から飛翔した物体が、ターゲット１４と対向する位置に配された基体Ｓの表面（図１では上面）に到達し、堆積する。その際に、誘電体からなるタ－ゲット１４を用いることにより、所望の誘電体膜が基体Ｓ上に形成される。
【0031】
（比較例１）
図２は、比較例１の成膜装置により形成された誘電体の膜誘電率及びＢａ／Ｓｒ比とＲＦパワーとの関係を示すグラフである。
ここで、比較例１の成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置において、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインのみ存在し、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインが存在しない回路構成を備えたものである。
図２は、比較例１の成膜装置により形成された誘電体の膜誘電率及びＢａ／Ｓｒ比とＲＦパワーとの関係を示すグラフである。
ここで、比較例１の成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置において、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインのみ存在し、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインが存在しない回路構成を備えたものである。
【0032】
図２のグラフにおいて、横軸は第一電源から供給（印加）されたＲＦパワー（RF Power）［Ｗ］であり、左縦軸は形成された誘電体膜の誘電率（Dielectric Constant）、右縦軸は形成された誘電体膜に含まれるＳｒに対するＢａの比率（Ba/Sr ratio）、を各々表している。
図２に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが５００～１５００［Ｗ］、ＲＦパワーが１５００Ｗの場合における成膜速度が７［ｎｍ／ｍｉｎ］、誘電体膜の厚さが２４０［ｎｍ］、成膜温度（基体温度）が７５０［ｄｅｇ．Ｃ］である。
図２に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが５００～１５００［Ｗ］、ＲＦパワーが１５００Ｗの場合における成膜速度が７［ｎｍ／ｍｉｎ］、誘電体膜の厚さが２４０［ｎｍ］、成膜温度（基体温度）が７５０［ｄｅｇ．Ｃ］である。
【0033】
図２より、以下の点が明らかとなった。
（ａ１）誘電体膜の誘電率は、ＲＦパワーが増加するに連れて、減少する傾向を示す。
（ａ２）誘電体膜に含まれるＳｒに対するＢａの比率も、誘電率と同様に、ＲＦパワーが増加するに連れて、減少する傾向を示す。
（ａ３）誘電体膜の成膜速度は、ＲＦパワーが増加するに連れて、増大する傾向を示す（図２には不図示）。
以上の結果より、ＲＦパワーを上げると、成膜速度は増加するが、誘電率が低下してしまうことが分かった。すなわち、ＲＦパワー（成膜速度）と誘電率はトレードオフの関係にあり、膜質（誘電率）を維持しつつ、成膜速度の向上を図ることは、困難であることが確認された。
（ａ１）誘電体膜の誘電率は、ＲＦパワーが増加するに連れて、減少する傾向を示す。
（ａ２）誘電体膜に含まれるＳｒに対するＢａの比率も、誘電率と同様に、ＲＦパワーが増加するに連れて、減少する傾向を示す。
（ａ３）誘電体膜の成膜速度は、ＲＦパワーが増加するに連れて、増大する傾向を示す（図２には不図示）。
以上の結果より、ＲＦパワーを上げると、成膜速度は増加するが、誘電率が低下してしまうことが分かった。すなわち、ＲＦパワー（成膜速度）と誘電率はトレードオフの関係にあり、膜質（誘電率）を維持しつつ、成膜速度の向上を図ることは、困難であることが確認された。
【0034】
（比較例２）
図３は、比較例２の状態（アーキング発生ありの状態）を示すターゲット表面の写真であり、「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」を採用した場合である。「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」を採用した理由は、高速成膜を実現するためである。
ここで、比較例２で用いた成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置において、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力を供給（印加）ラインとを備える回路構成ではあるが、第二電源が常時、所定の直流電力を供給（印加）する回路構成とした点が、後述する本発明の成膜装置と異なっている。
図３は、比較例２の状態（アーキング発生ありの状態）を示すターゲット表面の写真であり、「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」を採用した場合である。「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」を採用した理由は、高速成膜を実現するためである。
ここで、比較例２で用いた成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置において、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力を供給（印加）ラインとを備える回路構成ではあるが、第二電源が常時、所定の直流電力を供給（印加）する回路構成とした点が、後述する本発明の成膜装置と異なっている。
【0035】
図３の写真は、使用したターゲットの比抵抗が２０～６０［ｍΩ・ｃｍ］であり、ＲＦパワーが１４００［Ｗ］、ＤＣパワーが３００［Ｗ］として、「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」を行った後のターゲット表面の写真である。
図３の写真から、以下の点が明らかになった。
（ｂ１）第二電源が常時、所定の直流電力を供給（印加）する回路構成とした「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」では、ターゲット表面にアーキング（図３の写真において傷状に見える部位）が発生する。
（ｂ２）直流成分（ＤＣ成分）が印加されることにより、ターゲット表面がチャージアップされやすくなり、アーキングが発生しやすくなった。
（ｂ３）比較例１に比べて、比較例２の成膜速度は１．７倍になった。
以上の結果より、「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」によれば、高速成膜の可能性は示唆されたが、アーキングが発生するため、その改善策を見出す必要があることが分かった。
図３の写真から、以下の点が明らかになった。
（ｂ１）第二電源が常時、所定の直流電力を供給（印加）する回路構成とした「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」では、ターゲット表面にアーキング（図３の写真において傷状に見える部位）が発生する。
（ｂ２）直流成分（ＤＣ成分）が印加されることにより、ターゲット表面がチャージアップされやすくなり、アーキングが発生しやすくなった。
（ｂ３）比較例１に比べて、比較例２の成膜速度は１．７倍になった。
以上の結果より、「ＲＦ＋ＤＣ重畳スパッタ」によれば、高速成膜の可能性は示唆されたが、アーキングが発生するため、その改善策を見出す必要があることが分かった。
【0036】
（実施例１）
図４は、本発明の重畳スパッタ状態の波形を示すオシロスコープの写真であり、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」を採用した場合である。図５は、本発明の状態（アーキング発生なしの状態）を示すターゲット表面の写真である。
ここで、実施例１で用いた成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。ゆえに、第二電源は、所定の直流電力を間欠的に供給（印加）する回路構成となっている。実施例１は、この点が前述した比較例２と異なっている。
図４は、本発明の重畳スパッタ状態の波形を示すオシロスコープの写真であり、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」を採用した場合である。図５は、本発明の状態（アーキング発生なしの状態）を示すターゲット表面の写真である。
ここで、実施例１で用いた成膜装置とは、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。ゆえに、第二電源は、所定の直流電力を間欠的に供給（印加）する回路構成となっている。実施例１は、この点が前述した比較例２と異なっている。
【0037】
図４の写真は、使用したターゲットの比抵抗が２０～６０［ｍΩ・ｃｍ］であり、ＲＦパワーが１５００［Ｗ］、ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが４００［Ｗ］、パルス周波数が２０［ｋＨｚ］、オフ時間が１０［μｓｅｃ］として、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」を行った状態の波形を示すオシロスコープの写真である。
図５の写真は、上記の「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」を行った後のターゲット表面の写真である。
図５の写真は、上記の「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」を行った後のターゲット表面の写真である。
【0038】
図４及び図５の写真より、以下の点が明らかになった。
（ｃ１）図４に示すオシロスコープの写真から、期待通りの「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）」波形になっていることが確認された。
（ｃ２）連続放電（６０分間）を行ったが、反射波電力（Ｐｒ）もなく、放電が安定していることが確認された。
（ｃ３）図５に示すターゲット表面の写真から、合計で約５０［ｋＷｈ］放電させても、アーキングは見られなかった。
以上の結果より、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」によれば、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であることが分かった。
（ｃ１）図４に示すオシロスコープの写真から、期待通りの「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）」波形になっていることが確認された。
（ｃ２）連続放電（６０分間）を行ったが、反射波電力（Ｐｒ）もなく、放電が安定していることが確認された。
（ｃ３）図５に示すターゲット表面の写真から、合計で約５０［ｋＷｈ］放電させても、アーキングは見られなかった。
以上の結果より、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」によれば、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であることが分かった。
【0039】
（実施例２）
図６は、成膜速度とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフである。
実施例２で用いた成膜装置は、上述した実施例１と同様、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。
図６は、成膜速度とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフである。
実施例２で用いた成膜装置は、上述した実施例１と同様、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。
【0040】
図６のグラフにおいて、横軸は第二電源から供給（印加）されたｐｕｌｓｅ－ＤＣパワー（Pulse-DC Power）［Ｗ］であり、縦軸は形成された誘電体膜の成膜速度（Deposition rate）である。
図６に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが１５００［Ｗ］固定である。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが０～４００［W］であり、ｐｕｌｓｅ－ＤＣのパルス周波数が２０［ｋＨｚ］、オフ時間が１０［μｓｅｃ］である。
図６に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが１５００［Ｗ］固定である。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが０～４００［W］であり、ｐｕｌｓｅ－ＤＣのパルス周波数が２０［ｋＨｚ］、オフ時間が１０［μｓｅｃ］である。
【0041】
図６のグラフより、以下の点が明らかになった。
（ｄ１）ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーの増加（０～４００［W］）に伴い、誘電体膜の成膜速度は、線形関数的に増加する。
（ｄ２）「ＲＦパワーが１５００［Ｗ］、かつ、ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが４００［Ｗ］」という条件で、成膜速度が目標とする１２［ｎｍ／ｍｉｎ］を達成した。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーがない場合（０［Ｗ］）と比べて、約１．７倍の成膜速度が得られた。
（ｄ３）実施例１と同様に、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であった。
以上の結果より、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」によれば、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であり、高速成膜も実現できることが分かった。
（ｄ１）ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーの増加（０～４００［W］）に伴い、誘電体膜の成膜速度は、線形関数的に増加する。
（ｄ２）「ＲＦパワーが１５００［Ｗ］、かつ、ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが４００［Ｗ］」という条件で、成膜速度が目標とする１２［ｎｍ／ｍｉｎ］を達成した。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーがない場合（０［Ｗ］）と比べて、約１．７倍の成膜速度が得られた。
（ｄ３）実施例１と同様に、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であった。
以上の結果より、「ＲＦ＋（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）重畳スパッタ」によれば、アーキングが発生しない、安定した放電が可能であり、高速成膜も実現できることが分かった。
【0042】
（実施例３）
図７は、Ｂａ／Ｓｒ比とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフである。
実施例３で用いた成膜装置は、上述した実施例１及び実施例２と同様、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。
図７は、Ｂａ／Ｓｒ比とｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーとの関係を示すグラフである。
実施例３で用いた成膜装置は、上述した実施例１及び実施例２と同様、図１に示した本発明の成膜装置である。すなわち、図１に示すように、第一電源（高周波電源）ＲＦから高周波電力を供給（印加）ラインと、第二電源（直流電源）ＤＣからは直流電力（ｐｕｌｓｅ－ＤＣ）を供給（印加）ラインとを備える回路構成である。
【0043】
図７のグラフにおいて、横軸は第二電源から供給（印加）されたｐｕｌｓｅ－ＤＣパワー（Pulse-DC Power）［Ｗ］であり、縦軸は形成された誘電体膜のＢａ／Ｓｒ比である。
図７に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが１５００［Ｗ］固定である。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが０～４００［W］であり、ｐｕｌｓｅ－ＤＣのパルス周波数が２０［ｋＨｚ］、オフ時間が１０［μｓｅｃ］である。
図７に示した誘電体膜は、ＢＳＴ［（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３］である。誘電体膜の主な成膜条件は、ターゲットの材料がＢＳＴ、ＲＦパワーが１５００［Ｗ］固定である。ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーが０～４００［W］であり、ｐｕｌｓｅ－ＤＣのパルス周波数が２０［ｋＨｚ］、オフ時間が１０［μｓｅｃ］である。
【0044】
図７のグラフより、以下の点が明らかになった。
（ｅ１）ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーの増加（０～４００［W］）に伴い、誘電体膜のＢａ／Ｓｒ比は増加傾向を示す。
（ｅ２）誘電体膜のＢａ／Ｓｒ比が大きくなるに連れて、誘電体膜の誘電率が増大することが分かった。
上述した実施例３の結果と前述した実施例２の結果から、本発明によれば、誘電率を低下させずに（維持させながら）、成膜速度の向上が図れることが確認された。
（ｅ１）ｐｕｌｓｅ－ＤＣパワーの増加（０～４００［W］）に伴い、誘電体膜のＢａ／Ｓｒ比は増加傾向を示す。
（ｅ２）誘電体膜のＢａ／Ｓｒ比が大きくなるに連れて、誘電体膜の誘電率が増大することが分かった。
上述した実施例３の結果と前述した実施例２の結果から、本発明によれば、誘電率を低下させずに（維持させながら）、成膜速度の向上が図れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明は、アーキングの発生を防止し、かつ、誘電体膜の膜質（誘電率）を維持するとともに、成膜速度の向上が図れる、成膜方法および成膜装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【0046】
ＤＣ 第二電源（直流電源）、Ｆ ＬＣフィルタ、Ｍ マッチングボックス、Ｓ 基体、ＲＦ 第一電源（高周波電源）、１０ 成膜装置、１１ 真空槽、１１ａ 排気口、１１ｂ ガス供給口、１２ 支持手段、１３ バッキングプレート、１４ ターゲット、１５ マグネット、１６ 排気手段、１７ 供給手段。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】