JP2000297366A - 光学薄膜の製造方法及び光学部材 - Google Patents
光学薄膜の製造方法及び光学部材Info
- Publication number
- JP2000297366A JP2000297366A JP11102955A JP10295599A JP2000297366A JP 2000297366 A JP2000297366 A JP 2000297366A JP 11102955 A JP11102955 A JP 11102955A JP 10295599 A JP10295599 A JP 10295599A JP 2000297366 A JP2000297366 A JP 2000297366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- thin film
- target
- substrate
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 屈折率１．４５以下の低い屈折率で、しかも
可視および紫外領域で吸収のない金属フッ化物薄膜をス
パッタリングにより形成すること。 【解決手段】 金属ターゲットを用いフッ素を含むガス
に加えて基板近傍にＨ2ＯガスまたはＨ2ガスを導入し、
基板表面でＨＦを形成し、スパッタされて基板に入射す
る金属をフッ化し、良質な金属フッ化物薄膜を形成す
る。ターゲットには直流電圧を印加し、異常放電を防止
するため、数十ＫＨｚの反転電位をかけながらスパッタ
する。
可視および紫外領域で吸収のない金属フッ化物薄膜をス
パッタリングにより形成すること。 【解決手段】 金属ターゲットを用いフッ素を含むガス
に加えて基板近傍にＨ2ＯガスまたはＨ2ガスを導入し、
基板表面でＨＦを形成し、スパッタされて基板に入射す
る金属をフッ化し、良質な金属フッ化物薄膜を形成す
る。ターゲットには直流電圧を印加し、異常放電を防止
するため、数十ＫＨｚの反転電位をかけながらスパッタ
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視および紫外域
用の光学部品に使用される反射防止膜、誘電体多層ミラ
ーなどの光学薄膜およびその製造方法に関する。
用の光学部品に使用される反射防止膜、誘電体多層ミラ
ーなどの光学薄膜およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、反射防止膜やミラーなどの光学薄
膜を形成する場合、成膜材料を真空中で電子ビームなど
で加熱し蒸発させて基板に付着させる真空蒸着法が主に
使われてきた。
膜を形成する場合、成膜材料を真空中で電子ビームなど
で加熱し蒸発させて基板に付着させる真空蒸着法が主に
使われてきた。
【０００３】一般に、反射防止膜、ミラーなどは、フッ
化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）のような屈折率の低い材料
と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などの屈折率の高
い材料のいずれか一方、あるいはこれらを組み合わせた
多層膜などによって構成され、要求される光学性能によ
って、層構成、膜厚などをさまざまに調整している。
化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）のような屈折率の低い材料
と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などの屈折率の高
い材料のいずれか一方、あるいはこれらを組み合わせた
多層膜などによって構成され、要求される光学性能によ
って、層構成、膜厚などをさまざまに調整している。
【０００４】蒸着法は装置構成としてはシンプルで、大
面積基板上に高速に成膜でき、生産性に優れた成膜方法
であるが、膜厚の高精度制御、自動生産機開発が困難
で、さらには基板温度が低い状況で成膜を行うと膜の強
度が不足し、傷が付きやすく、また、膜と基板の密着性
も低いなどの問題を生じていた。
面積基板上に高速に成膜でき、生産性に優れた成膜方法
であるが、膜厚の高精度制御、自動生産機開発が困難
で、さらには基板温度が低い状況で成膜を行うと膜の強
度が不足し、傷が付きやすく、また、膜と基板の密着性
も低いなどの問題を生じていた。
【０００５】近年になり、より生産の効率化が求められ
てきていることから、これらの光学薄膜においても、真
空蒸着法に比較して工程の省力化・品質の安定化、膜質
（密着性、膜強度）などの面で有利なスパッタリング法
によるコーティングの要求が高まってきた。
てきていることから、これらの光学薄膜においても、真
空蒸着法に比較して工程の省力化・品質の安定化、膜質
（密着性、膜強度）などの面で有利なスパッタリング法
によるコーティングの要求が高まってきた。
【０００６】スパッタリング法は、酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5 ）、酸化チタ
ン（ＴｉＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）など
の酸化物誘電体薄膜の形成においては、低吸収、高屈折
率薄膜が容易に形成できる。しかし、１．４５以下とい
う低い屈折率を持ち、多層光学薄膜の光学性能を大きく
左右する重要な薄膜材料であるＭｇＦ2 ，ＡｌＦ3 をは
じめとしたフッ化物は低吸収薄膜が容易に形成できない
問題点を有していた。
（ＺｒＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5 ）、酸化チタ
ン（ＴｉＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）など
の酸化物誘電体薄膜の形成においては、低吸収、高屈折
率薄膜が容易に形成できる。しかし、１．４５以下とい
う低い屈折率を持ち、多層光学薄膜の光学性能を大きく
左右する重要な薄膜材料であるＭｇＦ2 ，ＡｌＦ3 をは
じめとしたフッ化物は低吸収薄膜が容易に形成できない
問題点を有していた。
【０００７】これらフッ化物薄膜をスパッタリング法に
よって形成する方法として、例えば特開平４−２８９１
６５号公報に示すようなものが知られている。すなわ
ち、ＭｇＦ2 などのアルカリ土類金属フッ化物膜をＡｒ
などの不活性ガスとＣＦ4 などのフッ素系ガスとの混合
ガスを用いてスパッタリングする方法である。
よって形成する方法として、例えば特開平４−２８９１
６５号公報に示すようなものが知られている。すなわ
ち、ＭｇＦ2 などのアルカリ土類金属フッ化物膜をＡｒ
などの不活性ガスとＣＦ4 などのフッ素系ガスとの混合
ガスを用いてスパッタリングする方法である。
【０００８】また、特開平７−１６６３４４号公報に示
すように、金属ターゲットを用い、Ａｒなどの不活性ガ
スとＣＦ4 などのフッ素系ガスとの混合ガスを用いてＤ
Ｃスパッタリングする方法が知られている。
すように、金属ターゲットを用い、Ａｒなどの不活性ガ
スとＣＦ4 などのフッ素系ガスとの混合ガスを用いてＤ
Ｃスパッタリングする方法が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最も一般的な低屈折率
材料として用いられるＭｇＦ2 は、スパッタリング法に
よって成膜すると、スパッタ中にＦが解離し、膜の組成
が化学量論比から外れてＭｇリッチな膜となるために膜
に紫外および可視域での吸収を生じてしまっていた。
材料として用いられるＭｇＦ2 は、スパッタリング法に
よって成膜すると、スパッタ中にＦが解離し、膜の組成
が化学量論比から外れてＭｇリッチな膜となるために膜
に紫外および可視域での吸収を生じてしまっていた。
【００１０】これを解決するために特開平４−２８９１
６５号公報のようにフッ素系ガスを使用してＦを補うス
パッタリング方法が開示されている。
６５号公報のようにフッ素系ガスを使用してＦを補うス
パッタリング方法が開示されている。
【００１１】特開平７−１６６３４４号公報によれば金
属ターゲットを用いてＤＣスパッタリングすることで、
基板シース電圧が減少し、陽イオンダメージを減少する
ことが可能である。
属ターゲットを用いてＤＣスパッタリングすることで、
基板シース電圧が減少し、陽イオンダメージを減少する
ことが可能である。
【００１２】しかしながら、フッ素系ガスを導入し、フ
ッ素原子を補っても、ターゲットからスパッタされて基
板に入射する金属原子に比べ、プラズマ中で解離し、生
成した活性なフッ素原子や、フッ素を含むガス分子の基
板表面での滞留時間は短く、その結果、膜はフッ素が不
足状態になってしまっていた。特に、スパッタレートを
大きくすると、この傾向は強くなる。
ッ素原子を補っても、ターゲットからスパッタされて基
板に入射する金属原子に比べ、プラズマ中で解離し、生
成した活性なフッ素原子や、フッ素を含むガス分子の基
板表面での滞留時間は短く、その結果、膜はフッ素が不
足状態になってしまっていた。特に、スパッタレートを
大きくすると、この傾向は強くなる。
【００１３】また、フッ素原子は、電子付着を起こしや
すく、したがって負イオンになりやすい。このため、基
板に形成されたシース電圧によって、フッ素負イオンは
基板に入射できないため、フッ素の供給が不足し、やは
り、フッ素の欠乏した膜となってしまう。
すく、したがって負イオンになりやすい。このため、基
板に形成されたシース電圧によって、フッ素負イオンは
基板に入射できないため、フッ素の供給が不足し、やは
り、フッ素の欠乏した膜となってしまう。
【００１４】さらには、ターゲット表面にフッ素が吸着
し、ターゲット表面がフッ化した状態でスパッタを行う
とターゲット表面で負イオンが形成され、負イオンとな
った粒子が数百Ｖのターゲットシースで加速され、基板
に入射する。このため、基板上に形成されたフッ化物薄
膜にダメージを与え、Ｆ欠損の原因となっていた。ター
ゲットシースで加速された負イオンは通常他のガス分子
との衝突で中性化するといわれており、基板にバイアス
を印加するなどの方法では、ダメージを除去できない。
し、ターゲット表面がフッ化した状態でスパッタを行う
とターゲット表面で負イオンが形成され、負イオンとな
った粒子が数百Ｖのターゲットシースで加速され、基板
に入射する。このため、基板上に形成されたフッ化物薄
膜にダメージを与え、Ｆ欠損の原因となっていた。ター
ゲットシースで加速された負イオンは通常他のガス分子
との衝突で中性化するといわれており、基板にバイアス
を印加するなどの方法では、ダメージを除去できない。
【００１５】このため、上記のスパッタリング方法で
は、基板に入射するフッ素原子が不足したり、結合状態
が乱れ、成膜したＭｇＦ2 は吸収の大きい薄膜しか形成
できなかった。ＡｌＦ3 ，ＬｉＦ2 などの金属フッ化物
においてもほぼ同様に、フッ素が不足した薄膜しか形成
できない。
は、基板に入射するフッ素原子が不足したり、結合状態
が乱れ、成膜したＭｇＦ2 は吸収の大きい薄膜しか形成
できなかった。ＡｌＦ3 ，ＬｉＦ2 などの金属フッ化物
においてもほぼ同様に、フッ素が不足した薄膜しか形成
できない。
【００１６】本発明の目的は、上述したような事情に鑑
みてなされたもので、屈折率１．４５以下という低い屈
折率でしかも紫外および可視域での吸収のない膜を、ス
パッタリング法によって形成する光学薄膜の製造方法を
提供することにある。
みてなされたもので、屈折率１．４５以下という低い屈
折率でしかも紫外および可視域での吸収のない膜を、ス
パッタリング法によって形成する光学薄膜の製造方法を
提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の、本発明に係るフッ化物薄膜製造方法は、少なくとも
フッ素を含むガスが導入された真空容器内において、放
電中に生成したイオンを金属ターゲットに衝突させ、こ
のターゲットからスパッタされた粒子を対向配置された
被処理物に堆積させて成膜するスパッタリングにおい
て、基板表面の活性フッ素原子の滞留時間、反応性を高
め、ストイキオメトリな金属フッ化物を形成できるよう
に、基板近傍にＨ2 ＯガスまたはＨ2ガスを供給し、基
板表面にＨ2Ｏ吸着層を形成しながらスパッタを行う。
また、基板表面に形成されるシース電圧を抑え、陽イオ
ンによるダメージを減少するため、ターゲットに印加す
るスパッタ電力は直流とし、異常放電によるゴミなどの
混入をなくすために数１０ＫＨｚ程度の反転電圧を印加
するか、もしくは数１０ＫＨｚの高周波を重畳し、チャ
ージをキャンセルしてスパッタを行う。さらに、ターゲ
ット表面で生成した負イオンダメージを受ける条件で成
膜する場合には、基板をターゲットと向き合う位置に保
持しないようにしながら成膜を行う。
の、本発明に係るフッ化物薄膜製造方法は、少なくとも
フッ素を含むガスが導入された真空容器内において、放
電中に生成したイオンを金属ターゲットに衝突させ、こ
のターゲットからスパッタされた粒子を対向配置された
被処理物に堆積させて成膜するスパッタリングにおい
て、基板表面の活性フッ素原子の滞留時間、反応性を高
め、ストイキオメトリな金属フッ化物を形成できるよう
に、基板近傍にＨ2 ＯガスまたはＨ2ガスを供給し、基
板表面にＨ2Ｏ吸着層を形成しながらスパッタを行う。
また、基板表面に形成されるシース電圧を抑え、陽イオ
ンによるダメージを減少するため、ターゲットに印加す
るスパッタ電力は直流とし、異常放電によるゴミなどの
混入をなくすために数１０ＫＨｚ程度の反転電圧を印加
するか、もしくは数１０ＫＨｚの高周波を重畳し、チャ
ージをキャンセルしてスパッタを行う。さらに、ターゲ
ット表面で生成した負イオンダメージを受ける条件で成
膜する場合には、基板をターゲットと向き合う位置に保
持しないようにしながら成膜を行う。
【００１８】上記方法によれば、基板表面に吸着したＨ
2 Ｏ層の影響で、基板に到達した活性なフッ素原子や、
フッ素分子がＨＦを形成し、基板表面に滞留する時間が
長くなり、スパッタされて基板に到達した金属原子と効
率よく反応し、金属フッ化物を形成できる。
2 Ｏ層の影響で、基板に到達した活性なフッ素原子や、
フッ素分子がＨＦを形成し、基板表面に滞留する時間が
長くなり、スパッタされて基板に到達した金属原子と効
率よく反応し、金属フッ化物を形成できる。
【００１９】また、プラズマを形成するのは主に直流放
電であるため、基板近傍の電子温度が高周波スパッタに
比べ低く、ＤＣスパッタに数１０ＫＨｚの交流を印加し
てチャージをキャンセルできるため、異常放電を抑え、
ゴミ、異物の混入のないフッ化物薄膜を陽イオンのダメ
ージを与えずに形成することが可能となる。
電であるため、基板近傍の電子温度が高周波スパッタに
比べ低く、ＤＣスパッタに数１０ＫＨｚの交流を印加し
てチャージをキャンセルできるため、異常放電を抑え、
ゴミ、異物の混入のないフッ化物薄膜を陽イオンのダメ
ージを与えずに形成することが可能となる。
【００２０】さらに、非常に低圧でスパッタする際に問
題が生じやすい、ターゲットシース電圧で加速され基板
に直接入射する負イオンの影響を除去し、ダメージによ
りフッ素が解離し、金属リッチなフッ化物薄膜になるの
を抑え、低吸収なフッ化物薄膜を形成することが可能と
なる。
題が生じやすい、ターゲットシース電圧で加速され基板
に直接入射する負イオンの影響を除去し、ダメージによ
りフッ素が解離し、金属リッチなフッ化物薄膜になるの
を抑え、低吸収なフッ化物薄膜を形成することが可能と
なる。
【００２１】本発明は上記の成膜方法、その方法によっ
て形成されたフッ化物膜およびその膜の光学部材への利
用、およびその方法を行うための装置であって以下のよ
うである。
て形成されたフッ化物膜およびその膜の光学部材への利
用、およびその方法を行うための装置であって以下のよ
うである。
【００２２】１．金属ターゲットを用い、少なくともフ
ッ素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基
板上に金属フッ化薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、フッ素を含むガスに加えてＨ2 ＯガスまたはＨ2ガ
スの両方もしくはいずれか一方を導入してスパッタを行
うことを特徴とするフッ化物薄膜の形成方法。
ッ素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基
板上に金属フッ化薄膜を形成する薄膜形成方法におい
て、フッ素を含むガスに加えてＨ2 ＯガスまたはＨ2ガ
スの両方もしくはいずれか一方を導入してスパッタを行
うことを特徴とするフッ化物薄膜の形成方法。
【００２３】２．前記金属ターゲットに印加するスパッ
タ電力が、直流に５００ＫＨｚ以下の周波数の電圧を重
畳してスパッタすることを特徴とする上記１に記載のフ
ッ化物薄膜の形成方法。
タ電力が、直流に５００ＫＨｚ以下の周波数の電圧を重
畳してスパッタすることを特徴とする上記１に記載のフ
ッ化物薄膜の形成方法。
【００２４】３．前記基板を前記金属ターゲット鉛直方
向に投影した投影部の外に配置し、ターゲットシースで
加速された負イオン、およびそのイオンがプラズマ中で
中性化して生成した高エネルギー粒子が前記基板に直接
入射しないようにしてスパッタを行うことを特徴とする
上記１または２に記載のフッ化物薄膜の形成方法。
向に投影した投影部の外に配置し、ターゲットシースで
加速された負イオン、およびそのイオンがプラズマ中で
中性化して生成した高エネルギー粒子が前記基板に直接
入射しないようにしてスパッタを行うことを特徴とする
上記１または２に記載のフッ化物薄膜の形成方法。
【００２５】４．上記１ないし３のいずれか一つの方法
により形成されたフッ化物薄膜。
により形成されたフッ化物薄膜。
【００２６】５．上記４に記載のフッ化物薄膜の光学部
材への利用。
材への利用。
【００２７】６．金属ターゲットを用い、少なくともフ
ッ素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基
板上に金属フッ化物薄膜を形成する薄膜形成装置におい
て、フッ素を含むガスおよびＨ2 ＯガスまたはＨ2ガス
供給装置、ターゲットに印加する直流電力供給装置、交
流電圧重畳電力供給装置、および直流電源保護のための
交流カットフィルタを有することを特徴とする装置。
ッ素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基
板上に金属フッ化物薄膜を形成する薄膜形成装置におい
て、フッ素を含むガスおよびＨ2 ＯガスまたはＨ2ガス
供給装置、ターゲットに印加する直流電力供給装置、交
流電圧重畳電力供給装置、および直流電源保護のための
交流カットフィルタを有することを特徴とする装置。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下に実施例を３例挙げて、図面
を参照しつつ実施形態を説明する。なお、本発明はこれ
ら実施例に限定されず、種々の変形が可能であることは
勿論である。
を参照しつつ実施形態を説明する。なお、本発明はこれ
ら実施例に限定されず、種々の変形が可能であることは
勿論である。
【００２９】
【実施例】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例に係るＤＣマグネトロン
スッパッタリング装置の断面図である。この図に示すよ
うに、スパッタリング装置は、内部をほぼ真空状態に維
持する真空容器１が設けられている。この真空容器１の
底部の中央部には、内部に磁石を収め、外部から供給さ
れる冷却水を内部を流通させてターゲットの冷却を行う
冷却ボックス２が設けられている。この冷却ボックス２
の上面には、カソード電極としてのパッキングプレート
３が配置されており、このパキングプレート３の上面に
高純度Ｍｇ金属ターゲット４が固定されている。ターゲ
ット材料としては電気抵抗が低ければ、種々の金属、酸
素添加金属もしくはフッ素添加金属などからなるターゲ
ットであっても勿論よい。このターゲット４との間に所
定の間隙をおいて外方に配置されたアノード電極５が真
空容器１に固定されている。なお、アノード電極５とパ
ッキングプレート３との間には、絶縁材６が配置されて
いる。
スッパッタリング装置の断面図である。この図に示すよ
うに、スパッタリング装置は、内部をほぼ真空状態に維
持する真空容器１が設けられている。この真空容器１の
底部の中央部には、内部に磁石を収め、外部から供給さ
れる冷却水を内部を流通させてターゲットの冷却を行う
冷却ボックス２が設けられている。この冷却ボックス２
の上面には、カソード電極としてのパッキングプレート
３が配置されており、このパキングプレート３の上面に
高純度Ｍｇ金属ターゲット４が固定されている。ターゲ
ット材料としては電気抵抗が低ければ、種々の金属、酸
素添加金属もしくはフッ素添加金属などからなるターゲ
ットであっても勿論よい。このターゲット４との間に所
定の間隙をおいて外方に配置されたアノード電極５が真
空容器１に固定されている。なお、アノード電極５とパ
ッキングプレート３との間には、絶縁材６が配置されて
いる。
【００３０】さらに、真空容器１の上面には、被処理物
７が図示しない移動機構に被処理物支持機構８とロード
ロック室１０との間をゲートバルブ９を介して移動自在
に設けられている。被処理物７とターゲット４の間に
は、放電が安定するまで被処理物７に膜が付着しないよ
う、シャッター１１が設けられている。このシャッター
は図示しない移動機構により、高速で開閉可能となって
いる。なお、特に、符号を付さないが、真空容器１１内
の漏れを防止するため、適宜箇所には、シール部材が設
けられている。
７が図示しない移動機構に被処理物支持機構８とロード
ロック室１０との間をゲートバルブ９を介して移動自在
に設けられている。被処理物７とターゲット４の間に
は、放電が安定するまで被処理物７に膜が付着しないよ
う、シャッター１１が設けられている。このシャッター
は図示しない移動機構により、高速で開閉可能となって
いる。なお、特に、符号を付さないが、真空容器１１内
の漏れを防止するため、適宜箇所には、シール部材が設
けられている。
【００３１】被処理物７はターゲット４と相対しない位
置に設置され、ターゲット表面で生成しターゲットシー
スで加速された負イオンの影響を直接受けないようにさ
れている。
置に設置され、ターゲット表面で生成しターゲットシー
スで加速された負イオンの影響を直接受けないようにさ
れている。
【００３２】また、スパッタガス導入ポート１３、Ｈ2
Ｏガス導入ポート１４より、マスフローコントローラを
含むガス供給系によって、５％濃度にＡｒで希釈したＦ
2 ガスおよびＨ2 Ｏガスを導入可能な構成となってい
る。ここで、導入するガスは、流量、純度、圧力は高精
度に制限され、一定値に保持できる。Ｆ2 を希釈する不
活性ガスとしてはＡｒ以外に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
などのガスが、フッ素を含むガスとしてはＦ2 ガス以外
にＣＦ4 ，ＮＦ3 などのガスや、酸素、Ｎ2 Ｏなどの酸
素を含む反応性ガスが必要に応じて切り替えて導入する
ことが可能な構成となっており、フッ化物薄膜以外に酸
化物薄膜なども形成できる。
Ｏガス導入ポート１４より、マスフローコントローラを
含むガス供給系によって、５％濃度にＡｒで希釈したＦ
2 ガスおよびＨ2 Ｏガスを導入可能な構成となってい
る。ここで、導入するガスは、流量、純度、圧力は高精
度に制限され、一定値に保持できる。Ｆ2 を希釈する不
活性ガスとしてはＡｒ以外に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
などのガスが、フッ素を含むガスとしてはＦ2 ガス以外
にＣＦ4 ，ＮＦ3 などのガスや、酸素、Ｎ2 Ｏなどの酸
素を含む反応性ガスが必要に応じて切り替えて導入する
ことが可能な構成となっており、フッ化物薄膜以外に酸
化物薄膜なども形成できる。
【００３３】図示はしないが、Ｆ2 などの反応性の高い
ガスを流すため、排気するポンプは耐食性の高いものを
用いるとともに、軸パージや、排気ガス希釈、排気ガス
処理施設なども設置されていることは勿論である。
ガスを流すため、排気するポンプは耐食性の高いものを
用いるとともに、軸パージや、排気ガス希釈、排気ガス
処理施設なども設置されていることは勿論である。
【００３４】ターゲット冷却水は図示しないチラーで所
望の温度に調整され、流量も一定に保持してターゲット
表面温度を一定に保つ構成としている。
望の温度に調整され、流量も一定に保持してターゲット
表面温度を一定に保つ構成としている。
【００３５】次に図１０の装置を用いて、石英ガラス基
板上に低吸収で低屈折率を有するフッ化アルミニウム薄
膜を形成する方法について、詳しく説明する。
板上に低吸収で低屈折率を有するフッ化アルミニウム薄
膜を形成する方法について、詳しく説明する。
【００３６】真空容器１を排気系１２により真空に排気
する。２×１０-4Ｐａにまで排気が完了したところで、
Ｆ2 ／Ａｒガスを２００ｓｃｃｍ（Ｆ2 ：１０ｓｃｃ
ｍ）、およびＨ2 Ｏガスを２０ｓｃｃｍ導入し、パッキ
ングプレート３に直流電源１５より直流電圧５００Ｗを
印加すると、放電してＦ2 ，Ａｒガスがイオン化し、磁
石１７による磁界がターゲット４の上方に形成されてい
るため、磁界に電子がトラップされ、ターゲット表面に
マグネトロンプラズマが発生する。放電によりターゲッ
ト表面にシースが形成され、プラズマ中の陽イオンがシ
ースで加速されターゲット４に衝突し、ターゲット４か
らスパッタされたＭｇ，Ｆ，ＭｇＦなどの粒子が放出さ
れる。
する。２×１０-4Ｐａにまで排気が完了したところで、
Ｆ2 ／Ａｒガスを２００ｓｃｃｍ（Ｆ2 ：１０ｓｃｃ
ｍ）、およびＨ2 Ｏガスを２０ｓｃｃｍ導入し、パッキ
ングプレート３に直流電源１５より直流電圧５００Ｗを
印加すると、放電してＦ2 ，Ａｒガスがイオン化し、磁
石１７による磁界がターゲット４の上方に形成されてい
るため、磁界に電子がトラップされ、ターゲット表面に
マグネトロンプラズマが発生する。放電によりターゲッ
ト表面にシースが形成され、プラズマ中の陽イオンがシ
ースで加速されターゲット４に衝突し、ターゲット４か
らスパッタされたＭｇ，Ｆ，ＭｇＦなどの粒子が放出さ
れる。
【００３７】本実施例では、異常放電が起こらない条件
（ガス圧、流量、印加電力）を選択しており、放電が安
定するまで、基板とターゲット間に配置されたシャッタ
ーは閉じておき、安定したところでシャッターを開け、
被処理物７に薄膜を形成するようにしている。異常放電
が生じる条件で成膜した場合、異物が膜に混入し、散乱
の大きい膜となる。スパッタされた粒子はプラズマ中お
よび基板表面で活性なＦ原子を含む分子と反応して、被
処理物７にフッ化物薄膜が堆積する。成膜終了後、シャ
ッターを閉じ、放電を停止する。ここで、基板をロード
ロック室１０を介して、大気に搬出する。被処理物７に
ついたＭｇＦ膜の分光特性を分光光度計により測定し、
厚さ、吸収などを光学干渉法などにより算出した。
（ガス圧、流量、印加電力）を選択しており、放電が安
定するまで、基板とターゲット間に配置されたシャッタ
ーは閉じておき、安定したところでシャッターを開け、
被処理物７に薄膜を形成するようにしている。異常放電
が生じる条件で成膜した場合、異物が膜に混入し、散乱
の大きい膜となる。スパッタされた粒子はプラズマ中お
よび基板表面で活性なＦ原子を含む分子と反応して、被
処理物７にフッ化物薄膜が堆積する。成膜終了後、シャ
ッターを閉じ、放電を停止する。ここで、基板をロード
ロック室１０を介して、大気に搬出する。被処理物７に
ついたＭｇＦ膜の分光特性を分光光度計により測定し、
厚さ、吸収などを光学干渉法などにより算出した。
【００３８】スパッタされたＭｇ原子は基板に入射する
とほぼ１００％の確率で付着するが、Ｆ2 分子、Ｆ原子
などは基板表面に１００％の確率では吸着せず、再離脱
する。このため、Ｆ2 流量を増加しても、通常Ａｌ原子
と結合するＦの割合が減少するため、Ｆが不足した吸収
の大きい膜となりやすい。
とほぼ１００％の確率で付着するが、Ｆ2 分子、Ｆ原子
などは基板表面に１００％の確率では吸着せず、再離脱
する。このため、Ｆ2 流量を増加しても、通常Ａｌ原子
と結合するＦの割合が減少するため、Ｆが不足した吸収
の大きい膜となりやすい。
【００３９】成膜中にＨ2 Ｏガス導入ポート１４より、
Ｈ2 Ｏガスを基板表面近傍に導入するとＨ2 Ｏガスの平
衡蒸気圧が低いことから、基板表面にＨ2 Ｏ吸着層が形
成される。このような状態の基板表面にＦ，Ｆ2 などの
ガスが吸着すると、ＨＦを含む吸着層を形成する。この
ような基板表面に、スパッタされたＭｇ原子が入射する
と、ほぼストオイキオメトリなＭｇＦ2 膜が形成できる
ことがわかった。
Ｈ2 Ｏガスを基板表面近傍に導入するとＨ2 Ｏガスの平
衡蒸気圧が低いことから、基板表面にＨ2 Ｏ吸着層が形
成される。このような状態の基板表面にＦ，Ｆ2 などの
ガスが吸着すると、ＨＦを含む吸着層を形成する。この
ような基板表面に、スパッタされたＭｇ原子が入射する
と、ほぼストオイキオメトリなＭｇＦ2 膜が形成できる
ことがわかった。
【００４０】得られた膜の分光特性を図２に示す。可視
から紫外にわたって、吸収のない、低屈折率を有する薄
膜が得られている。膜厚２５０ｎｍのＭｇＦ2 薄膜の吸
収は５００ｎｍで０．２％以下、屈折率は約１．３７で
あった。
から紫外にわたって、吸収のない、低屈折率を有する薄
膜が得られている。膜厚２５０ｎｍのＭｇＦ2 薄膜の吸
収は５００ｎｍで０．２％以下、屈折率は約１．３７で
あった。
【００４１】Ｈ2 Ｏガスを導入する場合、Ｆ2 ガスがＨ
2 Ｏと反応してＨＦを生成しＳＵＳチャンバーや、排気
系オイル、排気ポンプなどを腐食してしまう。このた
め、Ｈ 2 Ｏガスはできるだけ基板近傍にのみ供給し、Ｈ
2 Ｏ吸着層を基板表面以外に形成しないように努める必
要がある。
2 Ｏと反応してＨＦを生成しＳＵＳチャンバーや、排気
系オイル、排気ポンプなどを腐食してしまう。このた
め、Ｈ 2 Ｏガスはできるだけ基板近傍にのみ供給し、Ｈ
2 Ｏ吸着層を基板表面以外に形成しないように努める必
要がある。
【００４２】また、基板ホルダー、ＳＵＳチャンバー表
面も耐ＨＦ性を有する、フッ化物系薄膜などをあらかじ
めコーティングするなどしておくことが望ましい。
面も耐ＨＦ性を有する、フッ化物系薄膜などをあらかじ
めコーティングするなどしておくことが望ましい。
【００４３】本実施例では、直流電より、ターゲット電
圧が常時監視され、電圧の変動に応じて直流電源出力、
反応性ガス流量を制御できる制御装置１６が設置されて
いる。この電圧を常時一定に保持して成膜することによ
り、成膜レートを一定にすることができ、シャッターの
開閉時間を制御することで膜厚制御を行うことも可能と
なる。
圧が常時監視され、電圧の変動に応じて直流電源出力、
反応性ガス流量を制御できる制御装置１６が設置されて
いる。この電圧を常時一定に保持して成膜することによ
り、成膜レートを一定にすることができ、シャッターの
開閉時間を制御することで膜厚制御を行うことも可能と
なる。
【００４４】本実施例では、Ｈ2Ｏガスを導入したが、
Ｈ2Ｏガスに代えてＨ2ガスを導入しても、プラズマ中で
ＨＦ分子等が形成され、この分子は基板表面に吸着され
易いため、同様の効果が得られる。
Ｈ2Ｏガスに代えてＨ2ガスを導入しても、プラズマ中で
ＨＦ分子等が形成され、この分子は基板表面に吸着され
易いため、同様の効果が得られる。
【００４５】本実施例では、ターゲット表面で生成し、
ターゲットシースで加速された負イオンが基板に直接入
射しない構成としているため、負イオンによるダメージ
のないフッ化物薄膜を形成することができる。特に、低
いガス圧でスパッタを行うような場合、有効な手段とな
る。しかし、負イオンによるダメージはスパッタ中のガ
ス圧、印加電力などにより、ほとんど影響を受けないレ
ベルに抑えることも可能であり、ターゲット面と相対す
る位置においても、条件の最適化を図れば、低吸収なフ
ッ化物薄膜を形成することは可能である。
ターゲットシースで加速された負イオンが基板に直接入
射しない構成としているため、負イオンによるダメージ
のないフッ化物薄膜を形成することができる。特に、低
いガス圧でスパッタを行うような場合、有効な手段とな
る。しかし、負イオンによるダメージはスパッタ中のガ
ス圧、印加電力などにより、ほとんど影響を受けないレ
ベルに抑えることも可能であり、ターゲット面と相対す
る位置においても、条件の最適化を図れば、低吸収なフ
ッ化物薄膜を形成することは可能である。
【００４６】本実施例では、Ｍｇ金属ターゲットを用い
たが、Ａｌ金属ターゲットを用い上記と同様、Ａｒ，Ｆ
2 、Ｈ2 Ｏガスを導入して反応性スパッタを行えば、低
吸収のＡｌＦ3 薄膜を得ることができる。
たが、Ａｌ金属ターゲットを用い上記と同様、Ａｒ，Ｆ
2 、Ｈ2 Ｏガスを導入して反応性スパッタを行えば、低
吸収のＡｌＦ3 薄膜を得ることができる。
【００４７】また、本例では、反応性ガスとして、Ａｒ
希釈のＦ2 ガスを用いたが、フッ素を含むガスで、膜中
に取り込まれにくく、取り込まれても光学特性に影響を
及ぼさない元素を含むものであれば、使用可能である。
特に、ＮＦ3,，ＣＦ4 ，ＳＦ 6 などのガスは、使用環境
の面から使いやすく、また、可視域の光学性能には影響
が少なく、好適である。
希釈のＦ2 ガスを用いたが、フッ素を含むガスで、膜中
に取り込まれにくく、取り込まれても光学特性に影響を
及ぼさない元素を含むものであれば、使用可能である。
特に、ＮＦ3,，ＣＦ4 ，ＳＦ 6 などのガスは、使用環境
の面から使いやすく、また、可視域の光学性能には影響
が少なく、好適である。
【００４８】紫外域で低吸収の薄膜を形成する場合、不
純物の混入を極力さけるために、不活性ガスで希釈した
Ｆ2ガスが適している。しかし、ＭｇＦ2 薄膜の場合に
は、ＮＦ3 ガスでもＮが膜中にほとんど取り込まれない
ことから、実用上ほとんど問題なかった。
純物の混入を極力さけるために、不活性ガスで希釈した
Ｆ2ガスが適している。しかし、ＭｇＦ2 薄膜の場合に
は、ＮＦ3 ガスでもＮが膜中にほとんど取り込まれない
ことから、実用上ほとんど問題なかった。
【００４９】実施例２ 図３は、本発明の第２の実施例に係るＤＣマグネトロン
スパッタリングターゲットの断面図である。本ターゲッ
トはＡｌ金属で製作しており、Ａｒ，ＮＦ3ガス および
Ｈ2 Ｏガス供給用のガス吹き出し口１３，１４を設けて
いる。
スパッタリングターゲットの断面図である。本ターゲッ
トはＡｌ金属で製作しており、Ａｒ，ＮＦ3ガス および
Ｈ2 Ｏガス供給用のガス吹き出し口１３，１４を設けて
いる。
【００５０】真空容器１を排気系１２により２×１０-4
Ｐａにまで排気が完了したところで、Ａｒガスを２５０
ｓｃｃｍ、ＮＦ3 ガスを５０ｓｃｃｍおよびＨ2 Ｏガス
を２０ｓｃｃｍ導入し、パッキングプレート３に直流電
源１５より電圧５００Ｗを印加すると、放電してＡｒ，
ＮＦ3 ガスがイオン化し、磁石１７による磁界がターゲ
ット４の上方に形成されているため、磁界に電子がトラ
ップされ、ターゲット表面にマグネトロンプラズマが発
生する。放電によりターゲット表面にシースが形成さ
れ、プラズマ中の陽イオンがシースで加速されてターゲ
ット４に衝突し、ターゲット４からスパッタされたＡ
ｌ，Ｆ，ＡｌＦなどの粒子が放出され、基板上で活性な
Ｆ，Ｆ* などと反応しＡｌＦ3 を形成する。
Ｐａにまで排気が完了したところで、Ａｒガスを２５０
ｓｃｃｍ、ＮＦ3 ガスを５０ｓｃｃｍおよびＨ2 Ｏガス
を２０ｓｃｃｍ導入し、パッキングプレート３に直流電
源１５より電圧５００Ｗを印加すると、放電してＡｒ，
ＮＦ3 ガスがイオン化し、磁石１７による磁界がターゲ
ット４の上方に形成されているため、磁界に電子がトラ
ップされ、ターゲット表面にマグネトロンプラズマが発
生する。放電によりターゲット表面にシースが形成さ
れ、プラズマ中の陽イオンがシースで加速されてターゲ
ット４に衝突し、ターゲット４からスパッタされたＡ
ｌ，Ｆ，ＡｌＦなどの粒子が放出され、基板上で活性な
Ｆ，Ｆ* などと反応しＡｌＦ3 を形成する。
【００５１】放電中生成されたプラズマによりＮＦ3 ガ
スはＮ，Ｆ，ＮＦ，ＮＦ2 などに解離し、これらのイオ
ンおよびＮＦ3 イオンをも生成する。ＮイオンはＡｌ反
応し、ＡｌＮを形成する可能性があるが、フッ化反応の
速度が速く、残留ガス分析装置で分析したところ、Ｈ2
Ｏを導入することでＮＯ，ＮＯ2 ，Ｎ2 Ｏなどを形成し
てガス状態で除去されるため、ほとんど膜中に取り込ま
れないことがわかった。
スはＮ，Ｆ，ＮＦ，ＮＦ2 などに解離し、これらのイオ
ンおよびＮＦ3 イオンをも生成する。ＮイオンはＡｌ反
応し、ＡｌＮを形成する可能性があるが、フッ化反応の
速度が速く、残留ガス分析装置で分析したところ、Ｈ2
Ｏを導入することでＮＯ，ＮＯ2 ，Ｎ2 Ｏなどを形成し
てガス状態で除去されるため、ほとんど膜中に取り込ま
れないことがわかった。
【００５２】すなわち、Ｈ2 Ｏガスは、基板表面でＨＦ
含有吸着層を形成するばかりでなく、ＮＦ3 ガスのＮを
除去する効果も併せ持つことがわかった。この効果は、
ＮＦ 3 ガスを用いるときに有効であるばかりでなく、残
留ガスとして成膜室内に残留するＮ2 ガスなどが膜に取
り込まれるのを防止する効果もあり、可視から紫外にわ
たって、低吸収で、低屈折率の金属フッ化物薄膜を得る
ことができ、非常に有効である。
含有吸着層を形成するばかりでなく、ＮＦ3 ガスのＮを
除去する効果も併せ持つことがわかった。この効果は、
ＮＦ 3 ガスを用いるときに有効であるばかりでなく、残
留ガスとして成膜室内に残留するＮ2 ガスなどが膜に取
り込まれるのを防止する効果もあり、可視から紫外にわ
たって、低吸収で、低屈折率の金属フッ化物薄膜を得る
ことができ、非常に有効である。
【００５３】また、本実施例に示すようなＮＦ3 ガス流
量では、ＤＣのみ印加したのでは、ターゲット表面で、
絶縁物のフッ化物を形成するため、ターゲット表面およ
び近傍で異常放電が目立って発生するようになる。この
異常放電は、絶縁物にチャージしたイオンもしくは電子
による絶縁破壊であるが、この異常放電が発生すると、
膜中に異物が混入し、表面の粗い膜となる。
量では、ＤＣのみ印加したのでは、ターゲット表面で、
絶縁物のフッ化物を形成するため、ターゲット表面およ
び近傍で異常放電が目立って発生するようになる。この
異常放電は、絶縁物にチャージしたイオンもしくは電子
による絶縁破壊であるが、この異常放電が発生すると、
膜中に異物が混入し、表面の粗い膜となる。
【００５４】そこで、本例では交流発生器２６により、
２０ＫＨｚの交流を直流電圧に重畳した。交流発生器２
６で、数〜数１０ＫＨｚの交流を重畳することにより、
チャージをキャンセルし、異常放電を防止することがで
きる。重畳しない場合、膜中に混入した異物のため、散
乱を生じて、可視域においてもロスの大きな膜となる
が、高周波を重畳することで、この異物を完全に除去
し、散乱のない、光学特性の優れたＡｌＦ3 薄膜を形成
することができた。このような数ＫＨｚ程度の高周波を
重畳することで、異常放電を起こさずにスパッタできる
フッ素を含むガス分圧の範囲を広くとることができ、さ
まざまな成膜条件で成膜が可能となる。
２０ＫＨｚの交流を直流電圧に重畳した。交流発生器２
６で、数〜数１０ＫＨｚの交流を重畳することにより、
チャージをキャンセルし、異常放電を防止することがで
きる。重畳しない場合、膜中に混入した異物のため、散
乱を生じて、可視域においてもロスの大きな膜となる
が、高周波を重畳することで、この異物を完全に除去
し、散乱のない、光学特性の優れたＡｌＦ3 薄膜を形成
することができた。このような数ＫＨｚ程度の高周波を
重畳することで、異常放電を起こさずにスパッタできる
フッ素を含むガス分圧の範囲を広くとることができ、さ
まざまな成膜条件で成膜が可能となる。
【００５５】ここで、重畳する高周波の周波数は２０Ｋ
Ｈｚとしたが、成膜条件にもよるが、数Ｈｚから数ＭＨ
ｚの高周波でも異常放電防止効果は得られる。しかしな
がら、１０ＭＨｚ以上の周波数では、基板セルフバイア
ス電圧が発生し、プラズマ中で生成した陽イオンにより
衝撃を受け、ダメージを受けることがわかった。
Ｈｚとしたが、成膜条件にもよるが、数Ｈｚから数ＭＨ
ｚの高周波でも異常放電防止効果は得られる。しかしな
がら、１０ＭＨｚ以上の周波数では、基板セルフバイア
ス電圧が発生し、プラズマ中で生成した陽イオンにより
衝撃を受け、ダメージを受けることがわかった。
【００５６】なお、高周波を重畳する場合、図示しない
が、ＤＣ電源とターゲット間に重畳する周波数に応じた
ローパスフィルターを挿入し、ＤＣ電源に高周波電圧が
影響しないようにする必要がある。
が、ＤＣ電源とターゲット間に重畳する周波数に応じた
ローパスフィルターを挿入し、ＤＣ電源に高周波電圧が
影響しないようにする必要がある。
【００５７】図４に、１３．５ＭＨｚの高周波を重畳し
て得られたＡｌＦ3 薄膜の分光特性を示す。紫外域での
ロスが増加している。これは、高周波放電によって基板
セルフバイアス電圧が増加し、基板に入射する陽イオン
によって、膜がダメージを受け、結合状態の乱れ、Ｆ欠
損を生じたものである。
て得られたＡｌＦ3 薄膜の分光特性を示す。紫外域での
ロスが増加している。これは、高周波放電によって基板
セルフバイアス電圧が増加し、基板に入射する陽イオン
によって、膜がダメージを受け、結合状態の乱れ、Ｆ欠
損を生じたものである。
【００５８】このようなダメージを除去するためには、
５００ＫＨｚ以下という周波数の低い高周波を重畳する
ことが望ましく、特に５０ＫＨｚ以下の周波数の電圧を
重畳することが望ましい。
５００ＫＨｚ以下という周波数の低い高周波を重畳する
ことが望ましく、特に５０ＫＨｚ以下の周波数の電圧を
重畳することが望ましい。
【００５９】高周波の重畳に代えて、図５に示すような
数μＳの時間だけ矩形的にプラズマ電位より高い電圧を
数ＫＨｚ〜数１０ＫＨｚの周波数で印加しても、ターゲ
ット電圧をイオンチャージをキャンセルできて、異常放
電を抑えることができる。この場合の周波数も１ＭＨｚ
以下が望ましく、特に５０ＫＨｚ以下の周波数が適して
いる。
数μＳの時間だけ矩形的にプラズマ電位より高い電圧を
数ＫＨｚ〜数１０ＫＨｚの周波数で印加しても、ターゲ
ット電圧をイオンチャージをキャンセルできて、異常放
電を抑えることができる。この場合の周波数も１ＭＨｚ
以下が望ましく、特に５０ＫＨｚ以下の周波数が適して
いる。
【００６０】実施例３ 本発明の第３の実施例としてエキシマレーザなどに用い
られる光学部材上に形成された反射防止について述べ
る。
られる光学部材上に形成された反射防止について述べ
る。
【００６１】図１に示すスパッタ装置を用い次のように
して反射防止膜を形成した。石英基板を真空槽内にセッ
トし、真空槽内が２×１０-4Ｐａになるまで排気した
後、酸素ガスおよびＦ2 （５％）／Ａｒガスを０．４Ｐ
ａ／０．０１Ｐａの圧力になるまで導入し、ＤＣ電力を
５００Ｗ印加し２０ＫＨｚの高周波を重畳し、Ａｌ2 Ｏ
3 薄膜を所定の厚さ成膜した。ついで、導入するガスを
Ｆ2 （５％）／Ａｒガスに切り替え、圧力が０．４Ｐａ
になるように導入し、ＤＣ電力を５００Ｗ印加し２０Ｋ
Ｈｚの高周波を重畳して、ＡｌＦ3 薄膜を所定の厚さ成
膜している。これを繰り返し、石英基板上にＡｌ2 Ｏ3
／ＡｌＦ3 の交互層を設けた。得られた膜の構成を表１
に、反射特性を図６に示した。
して反射防止膜を形成した。石英基板を真空槽内にセッ
トし、真空槽内が２×１０-4Ｐａになるまで排気した
後、酸素ガスおよびＦ2 （５％）／Ａｒガスを０．４Ｐ
ａ／０．０１Ｐａの圧力になるまで導入し、ＤＣ電力を
５００Ｗ印加し２０ＫＨｚの高周波を重畳し、Ａｌ2 Ｏ
3 薄膜を所定の厚さ成膜した。ついで、導入するガスを
Ｆ2 （５％）／Ａｒガスに切り替え、圧力が０．４Ｐａ
になるように導入し、ＤＣ電力を５００Ｗ印加し２０Ｋ
Ｈｚの高周波を重畳して、ＡｌＦ3 薄膜を所定の厚さ成
膜している。これを繰り返し、石英基板上にＡｌ2 Ｏ3
／ＡｌＦ3 の交互層を設けた。得られた膜の構成を表１
に、反射特性を図６に示した。
【００６２】
【表１】 本実施例で示した反射防止膜は、スパッタの特性とし
て、高屈折率のＡｌ2 Ｏ 3 が形成でき、さらに、低吸
収、低屈折率のＡｌＦ3 の組み合わせによって、エキシ
マレーザ波長（２４８ｎｍ）において、０．１％以下の
吸収率で、反射防止波長域も非常に広く、良好な性能を
示している。
て、高屈折率のＡｌ2 Ｏ 3 が形成でき、さらに、低吸
収、低屈折率のＡｌＦ3 の組み合わせによって、エキシ
マレーザ波長（２４８ｎｍ）において、０．１％以下の
吸収率で、反射防止波長域も非常に広く、良好な性能を
示している。
【００６３】本実施例では反射防止膜を示したが、反射
防止膜に限定されるものではない。特に、スパッタで低
吸収、低屈折率のフッ化物薄膜が形成できることで、ス
パッタで形成できる高屈折率、低吸収の酸化物薄膜との
組み合わせが実現でき、非常に優れた光学特性を有する
光学部品を提供することが可能となった。
防止膜に限定されるものではない。特に、スパッタで低
吸収、低屈折率のフッ化物薄膜が形成できることで、ス
パッタで形成できる高屈折率、低吸収の酸化物薄膜との
組み合わせが実現でき、非常に優れた光学特性を有する
光学部品を提供することが可能となった。
【００６４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ａ
ｌＦ3 などのフッ化物薄膜を形成する際に、フッ化物を
含むガスを導入するとともに、Ｈ2 Ｏガスを導入してス
パッタすることで、可視域および紫外域で低吸収かつ低
屈折率のフッ化物薄膜を安定して形成できる。
ｌＦ3 などのフッ化物薄膜を形成する際に、フッ化物を
含むガスを導入するとともに、Ｈ2 Ｏガスを導入してス
パッタすることで、可視域および紫外域で低吸収かつ低
屈折率のフッ化物薄膜を安定して形成できる。
【００６５】また、ターゲットに印加するスパッタ電力
として主に直流を用い、チャージアップによる異常放電
を防止するために数１０ＫＨｚの周波数で反転電位を重
畳することにより、陽イオンのダメージを抑え、紫外域
において低吸収のフッ化物薄膜を得ることができる。
として主に直流を用い、チャージアップによる異常放電
を防止するために数１０ＫＨｚの周波数で反転電位を重
畳することにより、陽イオンのダメージを抑え、紫外域
において低吸収のフッ化物薄膜を得ることができる。
【００６６】さらに、スパッタで可視から紫外域におい
て、低吸収で低屈折率のフッ化物薄膜が形成できること
から、スパッタの特徴である高屈折率の酸化物薄膜との
交互層を形成することにより、非常に優れた光学性能を
有する光学部品を提供することが可能となった。
て、低吸収で低屈折率のフッ化物薄膜が形成できること
から、スパッタの特徴である高屈折率の酸化物薄膜との
交互層を形成することにより、非常に優れた光学性能を
有する光学部品を提供することが可能となった。
【図１】本発明の第１の実施例による直流マグネトロン
スパッタリング装置の断面図である。
スパッタリング装置の断面図である。
【図２】第１の実施例によって得られたＭｇＦ2 膜の分
光特性を示す図である。
光特性を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例による低周波重畳直流マ
グネトロンスパッタリング装置の断面図である。
グネトロンスパッタリング装置の断面図である。
【図４】高周波重畳によって得られたＡｌＦ3 膜の分光
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図５】ターゲットに印加する矩形波形状を示す図であ
る。
る。
【図６】第３の実施例によって得られた反射防止特性を
示す図である。
示す図である。
１ 真空容器 ２ 冷却ボックス ３ パッキングプレート ４ ターゲット ５ アノード電極 ６ 絶縁材 ７ 被処理物 ８ 被処理物支持機構 ９ ゲートバルブ １０ ロードロック室 １１ シャッター １２ 排気系 １３ スパッタガス導入ポート １４ 反応性ガス導入ポート １５ 直流電源 １６ 演算、制御装置 １７ 磁石 ２６ 交流発生機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 実 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 枇榔 竜二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金沢 秀宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 DA08 DC02 2K009 AA07 BB04 CC03 CC06 DD04 4K029 BA42 BC07 CA06 DA01 DA02 DA04 DA12 DC03 DC21 DC34 DC39
Claims (6)
- 【請求項１】 金属ターゲットを用い、少なくともフッ
素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基板
上に金属フッ化薄膜を形成する薄膜形成方法において、
フッ素を含むガスに加えてＨ2 ＯガスまたはＨ2ガスの
両方もしくはいずれか一方を導入してスパッタを行うこ
とを特徴とするフッ化物薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記金属ターゲットに印加するスパッタ
電力が、直流に５００ＫＨｚ以下の周波数の電圧を重畳
してスパッタすることを特徴とする請求項１に記載のフ
ッ化物薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記基板を前記金属ターゲット鉛直方向
に投影した投影部の外に配置し、ターゲットシースで加
速された負イオン、およびそのイオンがプラズマ中で中
性化して生成した高エネルギー粒子が前記基板に直接入
射しないようにしてスパッタを行うことを特徴とする請
求項１または２に記載のフッ化物薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３項のいずれか１項の方
法により形成されたフッ化物薄膜。 - 【請求項５】 請求項４に記載のフッ素化物薄膜の光学
部材への利用。 - 【請求項６】 金属ターゲットを用い、少なくともフッ
素を含むガスで反応性スパッタを行うことにより、基板
上に金属フッ化物薄膜を形成する薄膜形成装置におい
て、フッ素を含むガスおよびＨ2 ＯガスまたはＨ2ガス
供給装置、ターゲットに印加する直流電力供給装置、交
流電圧重畳電力供給装置、および直流電源保護のための
交流カットフィルタを有することを特徴とする装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295599A JP3825936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 光学薄膜の製造方法及びその薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295599A JP3825936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 光学薄膜の製造方法及びその薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297366A true JP2000297366A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3825936B2 JP3825936B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=14341234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295599A Expired - Fee Related JP3825936B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 光学薄膜の製造方法及びその薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3825936B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003099995A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Ulvac Japan Ltd | 光ディスク用誘電体ターゲット及び成膜方法 |
| JP2008533686A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-08-21 | エルリコン トレーディング アクチェンゲゼルシャフト，トリューブバハ | パルスアーク供給源を作動させる方法 |
| JP2011008912A (ja) * | 2010-08-24 | 2011-01-13 | Ulvac Japan Ltd | 光ディスク用誘電体ターゲット及び成膜方法 |
| JP2017151200A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | コニカミノルタ株式会社 | 反射防止体の製造方法 |
| CN111926293A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-11-13 | 佳能株式会社 | 光学器件及其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07180048A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-18 | Olympus Optical Co Ltd | 光学膜の製造方法 |
| JPH0925571A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-28 | Canon Inc | 酸化物薄膜の成膜方法 |
| JPH09263936A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Olympus Optical Co Ltd | 薄膜の製造方法および薄膜 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10295599A patent/JP3825936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07180048A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-18 | Olympus Optical Co Ltd | 光学膜の製造方法 |
| JPH0925571A (ja) * | 1995-07-06 | 1997-01-28 | Canon Inc | 酸化物薄膜の成膜方法 |
| JPH09263936A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Olympus Optical Co Ltd | 薄膜の製造方法および薄膜 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003099995A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Ulvac Japan Ltd | 光ディスク用誘電体ターゲット及び成膜方法 |
| JP2008533686A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-08-21 | エルリコン トレーディング アクチェンゲゼルシャフト，トリューブバハ | パルスアーク供給源を作動させる方法 |
| JP2011008912A (ja) * | 2010-08-24 | 2011-01-13 | Ulvac Japan Ltd | 光ディスク用誘電体ターゲット及び成膜方法 |
| JP2017151200A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | コニカミノルタ株式会社 | 反射防止体の製造方法 |
| CN111926293A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-11-13 | 佳能株式会社 | 光学器件及其制造方法 |
| US11971520B2 (en) | 2019-04-26 | 2024-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical device and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3825936B2 (ja) | 2006-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1134303B1 (en) | Thin film production process | |
| US7041391B2 (en) | Method for forming thin films | |
| US12523797B2 (en) | Optical device and manufacturing method therefor | |
| US20130122252A1 (en) | Ion beam deposition of fluorine-based optical films | |
| JPH0247256A (ja) | 反応形スパッタリングによる酸化物膜の形成 | |
| US6217719B1 (en) | Process for thin film formation by sputtering | |
| JP2005048260A (ja) | 反応性スパッタリング方法 | |
| US20060023311A1 (en) | Method for obtaining a thin, stabilized fluorine-doped silica layer, resulting thin layer, and use thereof in ophthalmic optics | |
| TW200422419A (en) | Thin film forming apparatus and thin film forming method | |
| JP2001335924A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP3825936B2 (ja) | 光学薄膜の製造方法及びその薄膜形成装置 | |
| US7582194B2 (en) | Method and apparatus for forming fluoride thin film | |
| US10114150B2 (en) | Optical multilayer coating, optical lens, and method of manufacturing optical multilayer coating | |
| US9017525B2 (en) | Methods for forming metal fluoride film and for manufacturing optical device | |
| JP3639795B2 (ja) | 薄膜の製造方法 | |
| JP2001207260A (ja) | 成膜方法および成膜装置 | |
| JP3740301B2 (ja) | フッ化物薄膜の形成方法、該薄膜を有する光学部材及びスパッタ装置 | |
| JP2009144252A (ja) | 反応性スパッタリング装置及び反応性スパッタリング方法 | |
| JP6953197B2 (ja) | フッ化膜を有する光学素子の製造方法およびフッ化膜の製造方法 | |
| JP2010248594A (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
| JP2001140067A (ja) | 光学薄膜の成膜方法および成膜装置 | |
| JP2005154833A (ja) | 弗素含有薄膜の成膜方法 | |
| JP2007056292A (ja) | スパッタ法における放電維持方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060425 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060517 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060614 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |