発刊 2009年1月31日
体 裁 B5判 250頁（予定・上製本）
定価 ８１，９００円(税込)

【執筆者　敬称略】
＜監 修＞

東京大学　　　　　　　　　　　金原 粲 　
(元・応用物理学会 会長)

（有）アーステック　　　　　　小島 啓安

（独）産業技術総合研究所　菊池 直人

成蹊大学　　　　　　　　　　　中野 武雄 　　

キヤノンアネルバ（株）　　　　岡田 修

名古屋大学 　　　　　　　　　豊田 浩孝

プロマティック 　　　　　　　福島 和宏

三井金属鉱業(株)　　　　　木村 浩

旭硝子(株) 　　　　　　　　　志堂寺 栄治

東京工業大学 　　　　　　　中川 茂樹

東洋大学 　　　　　　　　　　岡本 幸雄

新明和工業(株) 　　　　　　岡本 鉄男

キヤノンアネルバ(株)　　　　小林 司

慶応義塾大学 　　　　　　清水 健一

荒川化学工業(株)　　　　　岩村 栄治

東京工業大学 　　　　　　　亀島 欣一

成蹊大学 　　　　　　　　　　馬場 茂

(株)島津製作所　　　　　　　 岡田 繁信

山口大学 　　　　　　　　　　　山本 節夫

宇都宮大学 　　　　　　　　　　石井　清

宇都宮大学 　　　　　　　　　　佐久間洋志

東京工芸大学 　　　　　　　　　星　 陽一

【目　　次】

第1部：スパッタリング現象に関するのQ&A
第2部：装置に関するQ&A
第3部：カソードに関するQ&A
第4部：電源に関するQ&A
第5部：ガスに関するQ&A
第6部：モニタリングに関するQ&A
第7部：膜物性に関するQ&A
第8部：反応性スパッタに関するQ&A
第9部：シミュレーションに関するQ&A
第10部：最近のスパッタ技術動向に関するQ&A

序文

第1部 ： スパッタリング現象に関するのQ&A　

スパッタリングとはどういう現象ですか? 何により特徴づけられますか?

スパッタリング率とは何ですか。また、その測定法は？

スパッタリング率の値はどの程度ですか?

スパッタリング原子のエネルギーはどのくらいですか？

スパッタリングでターゲットから放出された原子の角度分布は？

単結晶ターゲットのスパッタリングにおける「スポットパターン」とは何ですか?

スパッタリングと真空蒸着はどこがどう違うのですか？

マグネトロンスパッタリングとは

ターゲット・基板間距離はスパッタリングにどのような影響を与えますか？

スパッタリングするときの圧力を変えると、できあがる薄膜の構造はどう変わりますか？

スパッタ粒子の基板への実際の入射エネルギーはどの程度ですか？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 どのようにすれば測定できますか？

スパッタ膜にダメージを与える高エネルギー粒子にはどのようなものがありますか？

スパッタリングで広い面積に一様な膜厚の薄膜を作るには?

なぜ高周波スパッタリングで薄膜ができるのですか？

スパッタリングで薄膜を作っているときの基板温度上昇は？

スパッタリングにおける基板温度上昇の原因は？

耐熱性に劣る基板に膜をつけたいのですか，どうしたらよいのですか?

なぜスパッタガスはArなの？

第2部 ： 装置に関するQ&A 　

スパッタリング装置の排気系・真空計はなにが望ましいですか？

スパッタ製膜に必要な到達真空度はどの程度か？

真空装置内のアウトガスを低減するには？

リークチェックにはどのような方法がありますか？

スパッタのランニングコストを下げるには、どうすれば良いですか？

装置に，スパッタのカスを残さない方法は？

装置、基板サイズのスケールアップを図るにはどのようなことに気をつければ良いですか？

スパッタ装置の環境へのリスクは何ですか？

スパッタ装置の安全作業のリスクは何ですか？

ロール・ツー・ロールの特徴は？加工コストは下げられますか？

ロール・ツー・ロールプロセスが枚葉プロセスと比較して最も異なる点は？

第3部 ： カソードに関するQ&A　

スパッタリングターゲットの作り方と、それぞれの特徴は？

スパッタリングターゲットを購入する際に留意すべき点は？

セラミックターゲットの割れを防ぐには？高密度品のメリットは？

国内のターゲットメーカーにはどのようなものがありますか?

ドーピングの種類と使い方は？

合金、化合物の材料をターゲットにする時のノウハウは？化合物膜の作成方法は？

窒化物、酸化物をターゲットに使用できるのでしょうか？

スパッタリングで，出来るだけ効率良くターゲットを使えにはどうすればよいのか?

ターゲットの水冷はどのくらい水を流せば良いのか？

ターゲット表面はどのくらいの温度になるのか？

カソードに供給する電力は、皆、カソードに入っているのですか?その電力はどう使われるのですか？

カソードの磁石の強さはどのくらいが良いのですか。材質は何が良いのですか？

カソードにかかる電圧、電流はどのように決定されるのですか？

一つのターゲットを長時間使用すると，エロージョンが進行しますが，どこまで使えるのですか？

Ｇａはスパッタの際に溶けませんか？融点の低い金属をターゲットにできますか？

スパッタしているとターゲット表面でパチパチと放電するのが見えますが，大丈夫なのですか？

磁性膜にはどのような種類がありますか？その成膜法は？

第4部 ： 電源に関するQ&A　

パルスプラズマ生成用の電源には，どのようなものがあるのか？

マッチングとは？なぜ必要なのですか？

スパッタにつかう電源と普通の安定化電源はどこが違うのか？

プラズマ電源を使用しているうちに電源の動作が不安定になる理由は？

なぜ高周波スパッタリングは13.56MHｚなの？
　　　　　　　　　　　　　　　　周波数を変えるとプラズマの密度，電子温度などはどうなりますか？

バイポーラーパルス電源でオンとオフはどのくらいの割合にするのがいいの？

ＤＣとＲＦでは，何故放電しにくい，放電しやすいという差が出るのですか?

　　

第5部 ： ガスに関するQ&A　

スパッタリング装置のガス導入系と制御系は？

反応性ガスの流れ方と組成分布の関係はありますか？

ガス流れと膜厚分布の関係は？その解析法は？

ガスの純度はどこまで必要なの？

　

第6部 ： モニタリングに関するQ&A　

スパッタリングで用いられるグロ－放電プラズマとはどういうものですか？

グロ－放電プラズマが弱電離、非平衡プラズマといわれるのはどういうことですか？

イオンシース(Ion sheath)という言葉をよく耳にしますが、それはどういうものですか？

プラズマの電子密度、イオン密度、プラズマ密度とは何ですか？

プラズマの解説書にはよく電子温度、イオン温度という言葉が出てきますが、それらは何のことですか？

プラズマ・ポテンシャル(Plasma potential)とは何ですか?

フローティング・ポテンシャル(Floating potential)とは何ですか?

プラズマ・ポテンシャルVp、フローティング・ポテンシャルVfはどのように計算されるのですか？

スパッタリングプロセスのモニタ手法にはどのようなものがありますか？

プラズマ発光からわかることは何ですか？

プローブ測定からわかることは何ですか？

成膜過程の最中に表面の温度を測るには？

　

第7部 ： 膜物性に関するQ&A　

スパッタリングの膜厚測定はどのようにしますか？

スパッタリングでできた薄膜の性質は真空蒸着やCVDでできた薄膜の性質とどう違うのですか？

スパッタリングでエピタキシャル成長膜を作ることはできますか？

ガスやスパッタ粒子の運動エネルギーが膜質に影響しますか？

柱状構造をもつ膜ができてしまった。どうしたら緻密な膜になるのでしょうか？

SEMによる観察・評価はどのように行うのですか?

膜のTEM観察は，どのように行うのですか?

薄膜の組成分析法にはどのようなものがありますか？
　　　　　　　　　　　　 積層膜の構造を知るにはどのようにしたらいいでしょうか？

酸化物薄膜の酸化状態を知りたいのですが？

基板との付着性はどのように評価するのでしょうか？

付着性にはどんな要素が影響しますか？

付着の測定法はどんなものがありますか？

付着の測定データの信頼性と測定の勘所などを教えてください

基板と薄膜の付着性を高めるにはどのような方法があるでしょうか？

スパッタ膜における応力の発生原因は？

スパッタ薄膜の応力測定方法は？

どうすればスパッタ薄膜の応力を下げることができますか？

プラスチック基板の前処理はどうすればよいですか？

プラスチック基板の熱負けを防ぐにはどうすればよいですか？

プラスチック基板の静電気対策はどうすればよいですか？

スパッタ膜のキズ対策はどうすればよいですか？

第8部 ： 反応性スパッタに関するQ&A　

反応性スパッタとは何ですか？なぜ反応性スパッタをするのですか？

アノード消失とは何ですか？それを防ぐにはどうすれば良いですか？

反応性スパッタリングで起こるヒステリシス現象とは何ですか？

インピーダンス制御とは何ですか？

反応性スパッタの遷移領域とは何ですか？
　　　　　　　　　　　 遷移領域を使った高速成膜とは、どのような方法で行なうのですか？

成膜速度を上げるにはどうしたらいいの？酸化膜の生産性を向上するには？

反応性スパッタにおける反応を活性化する方法は？

反応性スパッタで同じ条件で異なる膜が出来てしまうのは何故ですか?

第9部 ： シミュレーションに関するQ&A　

プラズマシミュレーションはどのようにするのですか？

スパッタ粒子はどのように基板まで運ばれるの？そのシミュレーションの方法は？

合金・化合物ターゲットをスパッタすると、ターゲットと膜の組成がずれる理由は？

スパッタ膜の形成過程を解析する方法は？

スパッタシミュレーションにはどのようなものがあるのですか?

第10部 ： 最近のスパッタ技術動向に関するQ&A　

ECR スパッタとは何ですか?

イオン化スパッタリングとはなんですか？

HiPIMS（High Power Impulse Magnetron Sputtering）とはどのような手法ですか？

反応性スパッタに関する最近の技術トピックは？

RF-DC 結合スパッタとは何ですか.その利点は？

RFとパルスの重畳は可能ですか？メリットはありますか？

セルフスパッタとは何ですか？

ガスフロースパッタとは，どのようなプロセスですか？

ガスフロースパッタはどのような材料に応用されているのですか?

対向ターゲット式スパッタ法とは？

　　　

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執筆者より(序文より抜粋)

　　テクノロジーの急速な発展と同時に材料の高品質化、作製の高効率化のためエレクトロニクス関連の産業界ではマグネトロンスパッタリング法が驚異的な勢いで普及した。とくに２１世紀になり均一性の高い大面積の薄膜作製のためにはスパッタリング法が最適とされ、表示デバイス用薄膜作製装置を初めとして多くのスパッタリング装置の設置が進んでいる。

　　しかし、スパッタリング法の普及と産業界のより高度の機能を持つ薄膜作製への要求と共に、問題点も指摘されるようになってきた。スパッタリング現象は真空、プラズマ、蒸発、凝縮、反応などいろいろの技術や現象が関わり、しかもそれらが相互に関係するため薄膜作製に用いるとその制御が難しい。そのため原理的なことは理解できても、実際には原理通りに薄膜が形成されないことも多い。実際の薄膜作製の現場ではノウハウ的な知見の蓄積が必要になる。

　　 そこで、スパッタリングに関係する現場の技術者に、技術の立場から実際の役に立つような知識や各種の問題点と解決法を集めて整理し、使いやすいようQ&A方式で記述した実務書の提供をこころみた。薄膜を作製している企業技術者にとってすこしでも役に立つことを願っている。