高品質薄膜形成

10-30eVの低エネルギーに制御された高密度イオンの照射下で薄膜が成長するため、原子レベルの平滑性で緻密・高品質な薄膜が形成されます。10MV/cmの極限的な耐圧を示すSiO2膜のほか、ダイヤモンド並みに硬く、水分の遮断性に優れたSi3N4、水素バリア性の高いAI2O3などが得られます。

低温・低損傷

イオンアシスト効果により、高温の加熱を行うことなく酸化膜、窒化膜などの化合物薄膜を形成できるほか、低温で高い結晶性薄膜を得ることも可能です。また、イオンエネルギーが低いことから、基板に対して低損傷でソフトな清浄効果を期待できます。

高反応性成膜

スパッタターゲットが製作可能なあらゆる固体材料を原料とし、酸素や窒素などの導入ガスとの組み合わせにより、各種の化合物薄膜を容易に形成できます。例えば、固体ソースとしてSiを用いればSi、SiO2、Si3N4膜、AIを用いればAI2O3、AIN膜が形成されます。その他、Ta2O5、HfO2、ZrO2ほか、ITO、STO膜などの実績があります。

• マイクロ波導入窓への膜付着を防ぎ､長期安定稼働を実現した分岐結合型ECRプラズマ源搭載
• 固体ソースからのスパッタ粒子と低エネルギー・大電流のＥＣＲプラズマ流(酸素、窒素等)を直接反応させるため、排ガス処理不要の環境適応装置
• 成膜室の主排気はターボ分子ポンプを採用するとともに､ロードロック機構の採用によりクリーンな成膜環境を実現
• 真空排気はシーケンスが自動化され､各種インターロック機構採用

ECRプラズマ生成の原理

磁界強度87.5mT（テスラ）の磁力線の周りを回転する電子は、2.45GHzの交流電界で共振し（Electron Cyclotron Resonance、電子サイクロトロン共鳴）、エネルギーを受け取って高速回転します。このため、放電が難しい低圧でもガス分子との衝突が起こり、効率よくプラズマが発生します。

高屈折率制御

• 無電力、低ガス圧（0.01-0.2Pa）、高密度（5-10mA/cm²）
• 基板表面への低エネルギー（10-30eV）大電流のイオン照射効果→無加熱、低ダメージで、緻密、平滑、高品質薄膜を形成

ECR 薄膜の物性

平滑性

原子1個レベルの僅かな凹凸。（Al2O3膜のRmax = 0.48nm @ 膜厚100nm）

硬さ

SiN膜、カーボン膜はダイヤモンド並みの硬さ。

厳密さ

SiN膜の弗酸耐性はPECVD膜の10倍。水分や水素に対しても高いバリア性。SiN膜の水遮断特性（SiN膜被覆で確実に阻止）

Al2O3膜の水素バリア特性（バルク並みのバリア性）

優れた光学特性

高精度な屈折率制御。高い光透過性。（SiO2、SiN、AI2O3、AlN、Ta2O5、ZrO₂など）

不純物フリー

高純度ターゲットとガスを原料とし、反応生成物（H、F、CIなど）無く、高純度。

高配合性

AIN膜、MgO膜などの配向性。低抵抗TiN膜、α-Ta膜。

被膜性

低ガス圧、高イオン化率、傾斜回転成膜により、一般のスパッタよりも段差被覆性が高い。

高耐圧

バルク並みの高耐圧絶縁膜。SiO2、Al2O3膜などは10MV/cm（1000℃熱酸化膜並み）。

低損傷

ECR-SiO₂膜を用いたMOSキャパシタの C-V特性（無加熱ECR酸化で優れた界面特性を実現）MOSキャパシタの界面準位、界面電荷が小さい。

高誘電率

メタルモード成膜により界面酸化膜の形成を抑制。