スパッタリング薄膜における応力発生と付着力

スパッタリング法は、工業的に広く使われている薄膜作製法である。スパッタリング法の特徴として、基板温度を上げることなく、物性に優れた薄膜が得られるということが挙げられる。これは、スパッタリング法においてターゲットから発生した粒子が大きなエネルギーを持つがゆえである。しかしながら、同時にこのスパッタ粒子の大きなエネルギーが異物の発生を引き起こしたり、薄膜に大きな応力を残留させたりするという短所をも生じさせることになる。応力の残留と、それにともなう付着力の低下はプロセスやデバイスの信頼性を保証する上での大きな問題であり、スパッタリング生産において必ず遭遇する問題であるともいえる。 　本講演では、スパッタリング法の技術基盤を学んでいくことにより、生産あるいは技術開発の現場において遭遇するいろいろなトラブルに対応する力を身につけていくことを目標とし、スパッタリングプロセスの特徴とスパッタリングプロセスにより得られる薄膜物性の特徴を解説する。生産あるいは技術開発の現場で活躍するエンジニアに必須の講義である。

1. スパッタリング法の基礎技術
   1. 真空の基礎
   2. プロセスプラズマの基礎
   3. 薄膜成長機構の基礎
2. スパッタリング法の基礎
   1. スパッタリングとは
   2. スパッタリング率とスパッタリングされた粒子の持つエネルギー
   3. 基本的なスパッタリング法
   4. 直流マグネトロンスパッタリング法
   5. 高周波スパッタリング法
   6. アンバランストマグネトロンスパッタリング法
   7. イオンビームスパッタリング法
   8. ロータリーマグネトロンスパッタリング法
   9. 種々の成膜方法における粒子エネルギーとその役割
3. スパッタリング法により作製された薄膜の特徴
   1. スパッタリングされた粒子の持つエネルギーの膜構造への影響
   2. 基板温度・放電圧力の膜構造への影響
4. スパッタリング薄膜の内部応力
   1. 内部応力とは
   2. 内部応力の発生メカニズム
   3. 内部応力の評価方法
   4. 薄膜の構造と内部応力
   5. スパタリング薄膜と内部応力の実例
   6. 応力の抑制手法
5. スパッタリング薄膜における付着と内部応力
   1. 薄膜の付着力とは
   2. 付着のメカニズム
   3. 薄膜の付着力の評価方法
   4. 付着力と応力
   5. 付着力の向上手法
6. スパッタリングプロセスにおける異物発生とその抑制
   1. ターゲットからの異物発生とその抑制方法
   2. 基板ホルダー、防着板およびチャンバー壁からの異物発生とその抑制方法
7. まとめ
   1. スパッタリングプロセスの特徴のまとめ
   2. トラブル対策・参考となる書籍
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