JP6942937B2 - Sputtering equipment and thin film manufacturing method - Google Patents

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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 technique of a sputtering apparatus, and more particularly to an RF sputtering apparatus for forming a LiPON thin film and a thin film manufacturing method.

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 by using a dielectric material as a sputtering target, which cannot be formed by a DC sputtering method or the like. In RF sputtering, a backing plate on which the sputtering target is arranged is used as a cathode electrode, and a high frequency voltage is applied between the backing plate and the anode electrode to sputter the sputtering target of the dielectric material.

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, inside the vacuum chamber of the sputtering apparatus, a protective plate is arranged to prevent the adhesion film from accumulating on the inner wall surface of the vacuum chamber and parts such as sensors arranged in the vacuum chamber. When the deposited adhesive film grows to a certain thickness, the adhesive plate is taken out of the vacuum chamber to be removed and reused, and the adhesive film is removed.
Therefore, a durable metal material such as stainless steel is used for the protective 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 arranged between such a protective plate and the sputtering target and the protective plate is made of metal, a protective 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 formed is also a dielectric, the adhesive film deposited on the adhesive plate by sputtering is also a dielectric, and when the film thickness value of the adhesive film increases, the anode electrode The effective area decreases, the discharge becomes unstable due to the insufficient area of the anode electrode, and the film formation rate on the substrate decreases.

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。 Regarding such an anode area reduction phenomenon, in the prior art, there is a measure to secure an anode area of a certain value or more by forming a region on the surface of the anode electrode so that particles sputtered from the sputtering target do not adhere. , The structure is often complicated, and there are problems such as an increase in the number of parts, an increase in cost, and a limitation of the chamber structure.

特開２０１３−１２２０８０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-12280 特開２０１５−０９３９９６号公報JP-A-2015-09396

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 an adhesive plate coated with an Al thin film on the surface when forming LiPON, which is one of the solid electrolyte materials of a Li secondary battery, on a substrate by the RF sputtering method. As a result, it was found that the decrease in the film formation rate was suppressed when the LiPON thin film was formed on a plurality of substrates.

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 adhesive plate was taken out from the vacuum chamber and the resistance value of the adhesive film formed on the surface was confirmed, it was found to be smaller than the resistance value of the adhesive film normally measured.
If this is the case, it is considered that the amount of decrease in the effective area of the anode electrode is reduced by lowering the resistance of the adhesive film formed on the protective 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 sputtering apparatus for a LiPON thin film 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 film formation rate was suppressed by coating Al that reacts with LiPON by the thermal spraying method on the SUS adhesive plate (conventional: 14.9 nm / min ⇒ Al coating: 17). .1 nm / min).
When the chamber was opened after the film formation and the resistance value on the adhesive plate was confirmed, 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 findings, and the present invention includes a vacuum chamber, a backing plate arranged in the vacuum chamber, a sputtering target provided in the backing plate, and the inside of the vacuum chamber. A sputtering power source that applies an AC voltage having a frequency of 2 MHz or more to the backing plate, and a sputtering space between the sputtering target and the substrate arrangement portion. The sputtering target is a dielectric material containing Li, and when the sputtering target is sputtered by a sputtering gas, the film-forming object arranged in the substrate arrangement portion is provided. A sputtering apparatus in which a thin film containing Li is formed on the surface, and a low resistance film containing a metal forming an alloy with Li is formed on the surface of the adhesive plate facing the sputtering space. It is a sputtering apparatus.
Further, in the present invention, the low resistance film may be a metal film made of either one of Al and Mg.
Further, in the present invention, the low resistance film may be an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum.
Further, in the present invention, the sputtering target may be Li 3 PO 4 formed in a plate shape.
Further, in the present invention, a film-forming object is arranged in a substrate arrangement portion provided in the vacuum chamber, and an AC voltage having a frequency of 2 MHz or more is applied to the backing plate arranged in the vacuum chamber to apply an AC voltage having a frequency of 2 MHz or more to the backing plate. A sputtering target, which is a dielectric material containing Li, is sputtered, and the sputtering particles protruding from the sputtering target are subjected to the surface of the film-forming object arranged on the substrate arrangement portion, the sputtering target, and the substrate arrangement. It is a thin film manufacturing method for forming a thin film containing Li on the surface of the film-forming object by reaching the surface of the protective plate surrounding the sputtering space between the portions, and is a method of producing a thin film on the surface of the protective plate. A low resistance film containing a metal that forms an alloy with Li is formed on the surface facing the sputtering space, and the sputtering particles that reach the adhesion plate are attached to the low resistance film. This is a thin film manufacturing method for forming an alloy of the metal and Li on the surface of the adhesive plate, which has a lower resistance value than the thin film.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method in which a metal film made of one of Al and Mg is used as the low resistance film.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method using an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum on the low resistance film.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method using Li 3 PO 4 formed in a plate shape as the sputtering target.

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 of producing a dielectric film by the RF sputtering method, securing the anode area is a very important factor. Until now, the countermeasure was only for the hard structure, but there have been many devices with a structure that does not allow stable discharge due to restrictions on the actual structure inside the chamber.

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。 A method for solving a problem by changing the adhesive film itself as in the present invention is a useful technique because it can be solved even when the hard structure cannot solve the problem. In the present invention, a film forming a LiPON thin film is formed. Even if the number of objects increases, the film formation rate of the LiPON thin film does not decrease significantly.

本発明の一例のスパッタリング装置Sputtering apparatus of 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 an example sputtering apparatus 2 of the present invention, in which the sputtering apparatus 2 has a vacuum chamber 11.
Inside the vacuum chamber 11, a substrate arrangement portion 13 including a substrate holder for holding the substrate and a table on which the substrate is arranged is provided, and is located at a position opposite to the substrate arrangement portion 13 inside the vacuum chamber 11. The target device 14 is arranged in.

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 has 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 arranging portion 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 arranged outside the vacuum chamber 11. The inside of the vacuum chamber 11 is evacuated by the vacuum exhaust device 27 to form a vacuum atmosphere. While maintaining the vacuum atmosphere, the object to be deposited is carried into the inside of the vacuum chamber 11 and arranged in the substrate arranging portion 13. , Sputtering gas is introduced into the inside of the vacuum chamber 11 from the sputtering gas source 26. Reference numeral 10 in FIG. 1 is a film-forming object arranged on the substrate arrangement portion 13.

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 supply 23 to the backing plate 15 using the backing plate 15 as a cathode electrode, plasma of sputtering gas is formed near the surface of the sputtering target 16, the sputtering target 16 is sputtered, and the sputtering target is sputtered. Sputtering particles pop out from 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 more is applied to the backing plate 15. Further, a magnetron magnet 19 is arranged behind the backing plate 15, and magnetron sputtering is performed in this sputtering device 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。 Sputtering particles protruding from the surface of the sputtering target 16 fly through the sputtering space 12, which is a space sandwiched between the sputtering target 16 and the substrate arrangement portion 13, reach the surface of the film-forming object 10, and reach the surface of the film-forming object 10. A thin film is grown on the surface of the.

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。 Inside the vacuum chamber 11, a ground electrode plate 18 and a protective plate 17 are arranged.
The ground electrode plate 18 and the adhesion plate 17 have a ring shape, and the target device 14 is arranged in the area surrounded by the ground electrode plate 18, that is, the target device 14 is surrounded by the ground electrode plate 18. , 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 sputtering space 12 is surrounded by the adhesive plate 17 so that the sputtering particles protruding from the surface of the sputtering target 16 do not reach the inner wall surface of the vacuum chamber 11 or the members arranged inside the vacuum chamber 11. Has been done.

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 protective 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 tank 11, and since the vacuum chamber 11 is connected to the ground potential, the protective plate 17 and the ground electrode plate 18 are connected to each other. The ground electrode plate 18 is placed at the ground potential together with the vacuum chamber 11. Since the adhesive plate 17 faces the sputter space 12, the adhesive plate 17 is used as an anode electrode when a high frequency voltage is applied to the target device 14.

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 adhesive plate 17 and the ground electrode plate 18 are each made of stainless steel, and of the surface of the adhesive plate 17 and the surface of the ground electrode plate 18, at least a portion of the adhesive plate 17 facing the sputtering space 12 The low resistance films 7 and 8 are formed on the ground electrode plate 18 facing the target device 14, respectively.
As a result, the sputtering particles that jump out of the sputtering target 16 and fly in the direction of the adhesion 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-forming object 10. A LiPON thin film (LiPON thin film) is formed. Specifically, as the sputtering target 16, a plate of Li 3 PO 4 is used here. The 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 chemically react with each other to bring the nitrogen into the chemical structure. A compound having a gas is produced, and a thin film of the compound is formed as a LiPON thin film on the surface of the film-forming object 10. In this embodiment, the sputtering gas does not contain a rare gas such as argon gas, but a rare gas may also be contained in 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 of Fe, Cu, Ni and Ti do not form an alloy with Li, whereas metals of 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 adhesion 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. The residue after diffusion of Li forms an adhesive film on the surfaces of the low resistance films 7 and 8. 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-forming object 10 does not contain Al or Mg, Li does not diffuse from the sputtering particles adhering to the surface of the film-forming object 10, and Li decreases on the surface of the film-forming object 10. There is no, and the LiPON film grows. The LiPON thin film has higher resistance than the adhesion 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, Al thin films formed by a vapor deposition method or a sputtering method can be used, but the Al sprayed film formed by spraying Al on the surface of the adhesive plate 17 is used as the low resistance film 7. When it is provided on the surface of the adhesive 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 large, and the low resistance of the adhesive film is promoted. Therefore, as a result of preventing the decrease in the effective area of the anode electrode, even if the number of film-forming objects 10 on which the LiPON film is formed increases, the decrease in the growth rate of the LiPON thin film on the film-forming 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 adhesive plate 17 on which the low resistance film 7 was not formed was used as the anode electrode, the film formation rate (thin film growth thickness on the surface of the film-forming object per unit time) was 14.9 nm /. On the other hand, when the adhesive plate 17 having the Al spray film formed on the surface as the low resistance film 7 was used as the anode electrode, a thin film growth rate of 17.1 nm / min was obtained and adhered. It can be seen that the reduction in the effective area of the anode electrode is prevented by lowering 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 by forming a low resistance film 7 containing a metal that forms an alloy with Li on the surface of the adhesive plate 17, and specifically, in addition to the Al film, Mg A film or an alloy film containing Al and Mg can be considered.

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。 The low resistance films 7 and 8 are not high resistance, and even if they are formed on the ground electrode plate 18, sputtering on 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 the low resistance film 7 formed on the adhesion plate 17 is also formed on the surface of the ground electrode plate 18, and the ground electrode plate 18 is effective due to the adhesive film. Area reduction is also prevented. Stable sputtering can also be performed 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 …… Film formation target 11 …… Vacuum tank 13 …… Substrate placement 15 …… Backing plate 16 …… Sputtering target 17 …… Adhesive plate 23 …… RF Power supply 26 …… Sputtering gas source

Claims (6)

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Ｌｉが含有された薄膜はＬｉＰＯＮ薄膜であり、
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としてＡｌとＭｇのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜が形成されたスパッタリング装置。 With a vacuum tank
The backing plate arranged in the vacuum chamber and
With the sputtering target provided on the backing plate,
A substrate arranging portion provided in the vacuum chamber and on which a film-forming object is arranged, and a substrate arranging portion.
A sputtering power supply that applies an AC voltage with a frequency of 2 MHz or higher to the backing plate,
A protective plate that surrounds the sputtering space between the sputtering target and the substrate arrangement portion,
Have,
The sputtering target is a dielectric containing Li and is
A sputtering apparatus in which a thin film containing Li is formed on the surface of the film-forming object arranged on the substrate arrangement portion when the sputtering target is sputtered by a sputtering gas.
The Li-containing thin film is a LiPON thin film.
Sputtering in which a metal film made of either Al or Mg is formed as a low resistance film containing a metal forming an alloy with Li on the surface of the adhesive plate facing the sputtering space. Device. 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又は２記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sputtering target is Li 3 PO 4 molded 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を含有する薄膜としてＬＩＰＯＮ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としてＡｌとＭｇのうちのいずれか一方の金属から成る金属膜を形成しておき、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。 The film-forming object is placed in the substrate placement portion provided in the vacuum chamber, and the film-forming object is placed.
An AC voltage having a frequency of 2 MHz or more is applied to the backing plate arranged in the vacuum chamber, and a sputtering target which is a dielectric material containing Li provided on the backing plate is sputtered, and the sputtering particles ejected from the sputtering target are sputtered. The surface of the film-forming object arranged in the substrate arrangement portion and the surface of the adhesive plate surrounding the sputtering space between the sputtering target and the substrate arrangement portion are reached.
A thin film manufacturing method for forming a LIPON thin film as a thin film containing Li on the surface of the film forming object.
A metal film made of either Al or Mg is formed as a low resistance film containing a metal forming an alloy with Li on the surface of the adhesive plate facing the sputtering space. A method for producing a thin film, in which the sputtering particles reaching the adhesive plate are adhered to the low resistance film, and an alloy of the metal and Li having a resistance value lower than that of the thin film is formed on the surface of the adhesive plate. 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４記載の薄膜製造方法。 The thin film manufacturing method according to claim 4, wherein an aluminum sprayed film formed by spraying aluminum is used as 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４又は５記載の薄膜製造方法。 The thin film production method according to claim 4 or 5 , wherein Li 3 PO 4 formed into a plate shape is used as the sputtering target.
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