JPH08109471A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
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- JPH08109471A JPH08109471A JP6275840A JP27584094A JPH08109471A JP H08109471 A JPH08109471 A JP H08109471A JP 6275840 A JP6275840 A JP 6275840A JP 27584094 A JP27584094 A JP 27584094A JP H08109471 A JPH08109471 A JP H08109471A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタリング法により薄膜を高速に形成す
ることのできる薄膜の製造方法を提供することを目的と
する。 【構成】 固体状の膜原料の温度を上昇せしめ、前記膜
原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝突させ
ることにより、前記イオンに衝突され加速された前記膜
原料が基板に到達し、基板上に膜を形成する。
ることのできる薄膜の製造方法を提供することを目的と
する。 【構成】 固体状の膜原料の温度を上昇せしめ、前記膜
原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝突させ
ることにより、前記イオンに衝突され加速された前記膜
原料が基板に到達し、基板上に膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高速で薄膜を製造す
る方法、特にスパッタリング法を用いて高速で光学薄膜
を製造する方法に関する。
る方法、特にスパッタリング法を用いて高速で光学薄膜
を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜を形成する場合、手法の容易
さや成膜速度の速さなどの点から、真空蒸着法が多く用
いられてきた。反射防止膜やハーフミラー、エッジフィ
ルタなどの光学薄膜を形成する場合にもこれは同じであ
る。一方、近年になり、光学薄膜やその他の薄膜におい
ても、真空蒸着法に比較して自動化・省力化・大面積基
板への適用性などの点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。しかし、スパッタ
リング法は真空蒸着法と比較して成膜速度が遅いという
点で工業的な普及がやや遅れていた。
さや成膜速度の速さなどの点から、真空蒸着法が多く用
いられてきた。反射防止膜やハーフミラー、エッジフィ
ルタなどの光学薄膜を形成する場合にもこれは同じであ
る。一方、近年になり、光学薄膜やその他の薄膜におい
ても、真空蒸着法に比較して自動化・省力化・大面積基
板への適用性などの点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。しかし、スパッタ
リング法は真空蒸着法と比較して成膜速度が遅いという
点で工業的な普及がやや遅れていた。
【０００３】光学薄膜にスパッタリング法を適用した例
としては、例えば特開平４−２２３４０１号公報があ
る。同公報によれば、スパッタリングすると光吸収ので
やすいＭｇＦ2 にＳｉを添加したものをターゲットとす
るなどにより、光吸収のほとんどない低屈折率膜を形成
することができる。
としては、例えば特開平４−２２３４０１号公報があ
る。同公報によれば、スパッタリングすると光吸収ので
やすいＭｇＦ2 にＳｉを添加したものをターゲットとす
るなどにより、光吸収のほとんどない低屈折率膜を形成
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の従来
技術では、２．８W/cm2 の高周波電力を投入しても、成
膜速度は最高で１０nm／分以下であり、成膜速度が遅い
というスパッタリング法の欠点を解消できていない。
技術では、２．８W/cm2 の高周波電力を投入しても、成
膜速度は最高で１０nm／分以下であり、成膜速度が遅い
というスパッタリング法の欠点を解消できていない。
【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、スパッタリング法により薄膜を高速に形
成することのできる薄膜の製造方法を提供することを目
的としている。
たものであり、スパッタリング法により薄膜を高速に形
成することのできる薄膜の製造方法を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題点
を解決するために、固体状の膜原料の温度を上昇せし
め、膜原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝
突させることにより、イオンに衝突され加速された膜原
料が基板に到達し、基板上に膜を形成することとした。
を解決するために、固体状の膜原料の温度を上昇せし
め、膜原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝
突させることにより、イオンに衝突され加速された膜原
料が基板に到達し、基板上に膜を形成することとした。
【０００７】また本発明では、粒径０．１〜１０mmの顆
粒状の膜原料の表面を、プラズマにより加熱せしめ、膜
原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝突させ
ることにより、加速された膜原料が基板に到達し、基板
上に膜を形成することとした。
粒状の膜原料の表面を、プラズマにより加熱せしめ、膜
原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝突させ
ることにより、加速された膜原料が基板に到達し、基板
上に膜を形成することとした。
【０００８】また本発明では、粒径０．１〜１０mmの顆
粒状のＭｇＦ2 をターゲットとし、少なくとも酸素を含
むガスを導入しながら、２W/cm2 以上の高周波電力をタ
ーゲットに投入してターゲット上にプラズマを発生せし
め、プラズマによりターゲット表面の温度を上昇させ、
ターゲットおよびターゲットからの蒸気の双方をスパッ
タリングすることにより基板上に膜を形成することとし
た。
粒状のＭｇＦ2 をターゲットとし、少なくとも酸素を含
むガスを導入しながら、２W/cm2 以上の高周波電力をタ
ーゲットに投入してターゲット上にプラズマを発生せし
め、プラズマによりターゲット表面の温度を上昇させ、
ターゲットおよびターゲットからの蒸気の双方をスパッ
タリングすることにより基板上に膜を形成することとし
た。
【０００９】
（請求項１の作用）従来のスパッタリング法では、イオ
ンがターゲットに衝突した際、ターゲット内の原子・分
子間結合を切ってターゲットから原子・分子を飛び出さ
せる必要があり、加速されたイオンのエネルギーの一部
は原子・分子間結合を切ることに費やされてしまうため
に、スパッタ収率が低くなり、その結果、成膜速度が遅
くなるという欠点があった。これに対して本発明では、
固体状の膜原料をそのままスパッタリングするのではな
く、膜原料を加熱し原料の上部に存在する蒸気にイオン
を衝突させることになるので、加速されたイオンのエネ
ルギーは全てスパッタリングに使われるためにスパッタ
収率が高くなり、その結果、従来法と比較して成膜速度
を著しく速くすることができる。
ンがターゲットに衝突した際、ターゲット内の原子・分
子間結合を切ってターゲットから原子・分子を飛び出さ
せる必要があり、加速されたイオンのエネルギーの一部
は原子・分子間結合を切ることに費やされてしまうため
に、スパッタ収率が低くなり、その結果、成膜速度が遅
くなるという欠点があった。これに対して本発明では、
固体状の膜原料をそのままスパッタリングするのではな
く、膜原料を加熱し原料の上部に存在する蒸気にイオン
を衝突させることになるので、加速されたイオンのエネ
ルギーは全てスパッタリングに使われるためにスパッタ
収率が高くなり、その結果、従来法と比較して成膜速度
を著しく速くすることができる。
【００１０】（請求項２の作用）またこのような状態
は、顆粒状の膜原料をプラズマにより加熱することで比
較的容易につくりだすことができる。というのは、顆粒
には多量のエッジが存在するが、このエッジ部に電場・
磁場が集中し加熱されやすくなるからである。また、顆
粒は熱伝導が悪いために、加熱されやすいからである。
顆粒状原料の特にエッジ部周辺が局部的に加熱され蒸気
圧が高まると、スパッタ収率が急激に上昇することにな
る。尚、このとき顆粒の大きさは、あまり小さすぎると
チャンバ内で舞い上がりパーティクルとなるため、粒径
０．１mm以上の方がよく、望ましくは０．５mm以上が良
い。また、顆粒が大きすぎるとエッジ部が少なくなり、
電場・磁場の集中による効果が小さくなるため、粒径１
０mm以下、望ましくは５mm以下が良い。顆粒の大きさ、
形状は均一である必要はない。
は、顆粒状の膜原料をプラズマにより加熱することで比
較的容易につくりだすことができる。というのは、顆粒
には多量のエッジが存在するが、このエッジ部に電場・
磁場が集中し加熱されやすくなるからである。また、顆
粒は熱伝導が悪いために、加熱されやすいからである。
顆粒状原料の特にエッジ部周辺が局部的に加熱され蒸気
圧が高まると、スパッタ収率が急激に上昇することにな
る。尚、このとき顆粒の大きさは、あまり小さすぎると
チャンバ内で舞い上がりパーティクルとなるため、粒径
０．１mm以上の方がよく、望ましくは０．５mm以上が良
い。また、顆粒が大きすぎるとエッジ部が少なくなり、
電場・磁場の集中による効果が小さくなるため、粒径１
０mm以下、望ましくは５mm以下が良い。顆粒の大きさ、
形状は均一である必要はない。
【００１１】（請求項３の作用）従来技術にあげたＭｇ
Ｆ2 のスパッタリングの場合、前述の理由から粒径０．
１〜１０mmの顆粒状原料をターゲットとして用い、高周
波スパッタリングを行う。このとき、ＭｇＦ2 顆粒は高
周波により発生したプラズマにより加熱されるが、投入
電力とターゲットの温度とは相関があり、２W/cm2 以上
の高周波電力を投入したとき、ＭｇＦ2 顆粒の温度は７
００℃以上になり蒸気圧が十分に高まるので、この状態
でスパッタリングを行うようにすると良い。尚、このと
き、蒸気だけでなく、ターゲットである顆粒状のＭｇＦ
2 も同時にスパッタリングされることになるが、成膜速
度という点では特に問題はない。投入電力とスパッタ収
率との関係は実施例３にて詳細に説明する。
Ｆ2 のスパッタリングの場合、前述の理由から粒径０．
１〜１０mmの顆粒状原料をターゲットとして用い、高周
波スパッタリングを行う。このとき、ＭｇＦ2 顆粒は高
周波により発生したプラズマにより加熱されるが、投入
電力とターゲットの温度とは相関があり、２W/cm2 以上
の高周波電力を投入したとき、ＭｇＦ2 顆粒の温度は７
００℃以上になり蒸気圧が十分に高まるので、この状態
でスパッタリングを行うようにすると良い。尚、このと
き、蒸気だけでなく、ターゲットである顆粒状のＭｇＦ
2 も同時にスパッタリングされることになるが、成膜速
度という点では特に問題はない。投入電力とスパッタ収
率との関係は実施例３にて詳細に説明する。
【００１２】光学的な用途の場合、光吸収が小さいこと
が望ましいが、固体状のＭｇＦ2 をスパッタリングした
場合にその大部分はＭｇとＦとに解離し、基板上にはＦ
が不足した状態の膜が形成され、光吸収が生じてしま
う。一方、加熱されて発生した蒸気はＭｇＦ2 分子の状
態となっており、分子に加速されたイオンが衝突した場
合にその分子の大部分は解離することなく分子状のまま
基板上に到達するので、形成された薄膜に光吸収が生じ
にくい。本発明の場合のように、蒸気だけでなく顆粒状
のＭｇＦ2 も同時にスパッタリングされる場合、多少光
吸収が生じるので、実用上問題ないレベルまで光吸収を
減らすために、酸素を含むガスを導入しながらスパッタ
リングすると良い。このとき、酸素は解離したＭｇと結
びつき、光吸収を減らす効果を有する。
が望ましいが、固体状のＭｇＦ2 をスパッタリングした
場合にその大部分はＭｇとＦとに解離し、基板上にはＦ
が不足した状態の膜が形成され、光吸収が生じてしま
う。一方、加熱されて発生した蒸気はＭｇＦ2 分子の状
態となっており、分子に加速されたイオンが衝突した場
合にその分子の大部分は解離することなく分子状のまま
基板上に到達するので、形成された薄膜に光吸収が生じ
にくい。本発明の場合のように、蒸気だけでなく顆粒状
のＭｇＦ2 も同時にスパッタリングされる場合、多少光
吸収が生じるので、実用上問題ないレベルまで光吸収を
減らすために、酸素を含むガスを導入しながらスパッタ
リングすると良い。このとき、酸素は解離したＭｇと結
びつき、光吸収を減らす効果を有する。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る薄膜
の製造方法の実施例を説明する。
の製造方法の実施例を説明する。
【００１４】（実施例１）本実施例で用いる成膜装置を
図１に示す。真空槽１の上方には基板２が載置されてい
る。膜原料であるＴｉの板３は電源４により電流を流し
抵抗加熱法により所望の温度に加熱できるようになって
いる。イオンガン５は板３に向けられており、イオンを
板３に衝突させてスパッタし、スパッタされた粒子が基
板２に到達し薄膜を形成するように配置されている。
図１に示す。真空槽１の上方には基板２が載置されてい
る。膜原料であるＴｉの板３は電源４により電流を流し
抵抗加熱法により所望の温度に加熱できるようになって
いる。イオンガン５は板３に向けられており、イオンを
板３に衝突させてスパッタし、スパッタされた粒子が基
板２に到達し薄膜を形成するように配置されている。
【００１５】３×１０-5Paまで真空槽１内を排気した
後、Ａｒガスをガス導入口６から５×１０-4Paまで導入
する。電源４にてＴｉ板３を１２００℃になるように加
熱する。このとき、Ｔｉの蒸気圧は１０-4Pa台であり、
板３の上方近傍にＴｉ蒸気が存在するようになる。続い
て、イオンガン５から加速電圧０．９ｋＶで加速したＡ
ｒイオンを照射すると、Ｔｉ蒸気がスパッタリングされ
る。ここでシャッタ７をあけると基板２上にＴｉ膜が形
成される。
後、Ａｒガスをガス導入口６から５×１０-4Paまで導入
する。電源４にてＴｉ板３を１２００℃になるように加
熱する。このとき、Ｔｉの蒸気圧は１０-4Pa台であり、
板３の上方近傍にＴｉ蒸気が存在するようになる。続い
て、イオンガン５から加速電圧０．９ｋＶで加速したＡ
ｒイオンを照射すると、Ｔｉ蒸気がスパッタリングされ
る。ここでシャッタ７をあけると基板２上にＴｉ膜が形
成される。
【００１６】この方法により形成した場合、成膜速度は
２００nm／分と極めて速い。また、膜の密着性や硬度も
十分なものであった。
２００nm／分と極めて速い。また、膜の密着性や硬度も
十分なものであった。
【００１７】（比較例）板３に電流を流さず加熱しない
他は実施例１と同様にスパッタリングした場合（従来の
スパッタリング法）、成膜速度は８nm／分となり、実施
例と比較して１／２０以下になってしまう。また、イオ
ンガンを用いず、板３の温度を１４００℃程度まで上昇
させた場合（従来の真空蒸着法）、成膜速度は１００nm
／分程度以上になるが、膜の密着性が著しく低く、実用
レベルにない。
他は実施例１と同様にスパッタリングした場合（従来の
スパッタリング法）、成膜速度は８nm／分となり、実施
例と比較して１／２０以下になってしまう。また、イオ
ンガンを用いず、板３の温度を１４００℃程度まで上昇
させた場合（従来の真空蒸着法）、成膜速度は１００nm
／分程度以上になるが、膜の密着性が著しく低く、実用
レベルにない。
【００１８】（実施例２）本実施例で用いる成膜装置を
図２に示す。真空槽１１の上方には基板１２が設置され
ている。膜原料である粒径１〜１０mmのＳｉＯ顆粒１３
は、Ｃｕ製の皿１４に入れてマグネトロンカソード１５
上に載置されている。カソード１５はスパッタリング用
ＤＣ電源１６と接続されている。真空槽１１の側面には
ガス導入口１７がある。
図２に示す。真空槽１１の上方には基板１２が設置され
ている。膜原料である粒径１〜１０mmのＳｉＯ顆粒１３
は、Ｃｕ製の皿１４に入れてマグネトロンカソード１５
上に載置されている。カソード１５はスパッタリング用
ＤＣ電源１６と接続されている。真空槽１１の側面には
ガス導入口１７がある。
【００１９】１×１０-4Paまで真空槽１１内を排気した
後、Ｏ2 ガスをガス導入口１７から２×１０-1Paまで導
入する。ＤＣ電源１６から４００Ｗの電力をマグネトロ
ンカソード１５に供給し、プラズマを発生させる。この
プラズマにより、ＳｉＯ顆粒１３は加熱され、約８００
℃になり、顆粒１３の上方近傍にＳｉＯ蒸気が存在する
ようになる。ここで、シャッタ１８をあけると基板１２
上にＳｉＯ膜が形成される。
後、Ｏ2 ガスをガス導入口１７から２×１０-1Paまで導
入する。ＤＣ電源１６から４００Ｗの電力をマグネトロ
ンカソード１５に供給し、プラズマを発生させる。この
プラズマにより、ＳｉＯ顆粒１３は加熱され、約８００
℃になり、顆粒１３の上方近傍にＳｉＯ蒸気が存在する
ようになる。ここで、シャッタ１８をあけると基板１２
上にＳｉＯ膜が形成される。
【００２０】上記方法により薄膜を形成した場合、成膜
速度は１６０nm／分と極めて速い。また、膜の密着性や
硬度も十分なものであり、また、膜密度が高くてガスバ
リア性に優れたものであった。
速度は１６０nm／分と極めて速い。また、膜の密着性や
硬度も十分なものであり、また、膜密度が高くてガスバ
リア性に優れたものであった。
【００２１】（実施例３）本実施例で用いる成膜装置を
図３に示す。真空槽１１の上方には基板１２が設置され
自転可能になっている。膜原料である粒径３〜５mmのＭ
ｇＦ2 顆粒１３は、石英製の皿１４に入れて直径４イン
チ（約１００mm）のマグネトロンカソード１５上に載置
されている。カソード１５はスパッタリング用ＲＦ電源
２０と接続されている。真空槽１１の側面にはガス導入
口１７，１９がある。
図３に示す。真空槽１１の上方には基板１２が設置され
自転可能になっている。膜原料である粒径３〜５mmのＭ
ｇＦ2 顆粒１３は、石英製の皿１４に入れて直径４イン
チ（約１００mm）のマグネトロンカソード１５上に載置
されている。カソード１５はスパッタリング用ＲＦ電源
２０と接続されている。真空槽１１の側面にはガス導入
口１７，１９がある。
【００２２】不図示のヒータにより、ＢＫ系の光学ガラ
スである基板１２を１００℃に加熱しながら、１×１０
-4Paまで真空槽１１内を排気する。その後、Ｏ2 ガスを
ガス導入口１９から１×１０-1Paまで導入する。ＲＦ電
源２０から電力をマグネトロンカソード１５に供給し、
プラズマを発生させる。このプラズマにより、ＭｇＦ2
顆粒１３は加熱されるとともに、スパッタリングされ
る。ここで、基板１２を回転させ、シャッタ１８をあけ
ると、基板１２上にＭｇＦ2 膜が形成される。
スである基板１２を１００℃に加熱しながら、１×１０
-4Paまで真空槽１１内を排気する。その後、Ｏ2 ガスを
ガス導入口１９から１×１０-1Paまで導入する。ＲＦ電
源２０から電力をマグネトロンカソード１５に供給し、
プラズマを発生させる。このプラズマにより、ＭｇＦ2
顆粒１３は加熱されるとともに、スパッタリングされ
る。ここで、基板１２を回転させ、シャッタ１８をあけ
ると、基板１２上にＭｇＦ2 膜が形成される。
【００２３】ここで、投入電力を変えたときに顆粒１３
の表面温度と、基板１２上の成膜速度とがどのように変
化するかを図４に示す。投入電力が３００Ｗ（すなわち
３．８W/cm2 ）以上になると、表面温度が約７００℃に
まで上昇し、成膜速度が急激に速くなっていることがわ
かる。この温度でＭｇＦ2 顆粒は蒸気圧が高まりはじ
め、ＭｇＦ2 顆粒の上部に蒸気が存在するようになり、
蒸気がスパッタされるようになるからである。
の表面温度と、基板１２上の成膜速度とがどのように変
化するかを図４に示す。投入電力が３００Ｗ（すなわち
３．８W/cm2 ）以上になると、表面温度が約７００℃に
まで上昇し、成膜速度が急激に速くなっていることがわ
かる。この温度でＭｇＦ2 顆粒は蒸気圧が高まりはじ
め、ＭｇＦ2 顆粒の上部に蒸気が存在するようになり、
蒸気がスパッタされるようになるからである。
【００２４】比較例として、ＭｇＦ2 顆粒１３の代わり
にＭｇＦ2 焼結体を用いて同様の実験を行った結果を図
５に示す。焼結体を用いた場合、顆粒の場合のようにエ
ッジ部がないため電場・磁場が集中することがなく、投
入電力を大きくしても加熱されにくく、あまり温度は上
昇しない。すなわち、通常行われているスパッタリング
の状態であり、成膜速度が著しく遅く、実用的でない。
にＭｇＦ2 焼結体を用いて同様の実験を行った結果を図
５に示す。焼結体を用いた場合、顆粒の場合のようにエ
ッジ部がないため電場・磁場が集中することがなく、投
入電力を大きくしても加熱されにくく、あまり温度は上
昇しない。すなわち、通常行われているスパッタリング
の状態であり、成膜速度が著しく遅く、実用的でない。
【００２５】本実施例の製造方法により形成した膜は、
基板との密着性や、耐擦傷性に優れており、十分実用に
耐えるものであった。また、比較例と比べて光吸収が小
さく、特に投入電力が４００Ｗ以上の場合、可視域（波
長４００〜７００nm）での吸収が１％以下となり、ＣＲ
Ｔ、液晶などの表示素子や光学レンズへの反射防止膜と
して使用できるものであった。
基板との密着性や、耐擦傷性に優れており、十分実用に
耐えるものであった。また、比較例と比べて光吸収が小
さく、特に投入電力が４００Ｗ以上の場合、可視域（波
長４００〜７００nm）での吸収が１％以下となり、ＣＲ
Ｔ、液晶などの表示素子や光学レンズへの反射防止膜と
して使用できるものであった。
【００２６】なお、本実施例で用いる顆粒の粒径を０．
１mmなどのさらに小さいものとすると、エッジ効果がさ
らに高まり２W/cm2 程度の投入電力でも、蒸気が発生し
始め、高速で成膜することが可能になる。
１mmなどのさらに小さいものとすると、エッジ効果がさ
らに高まり２W/cm2 程度の投入電力でも、蒸気が発生し
始め、高速で成膜することが可能になる。
【００２７】（実施例４）実施例３と同じ装置を用い
た。プラスチック製の基板をセットした。基板加熱はし
なかった。ガス導入口１７からＯ2 を５×１０-2Paにな
るまで導入し、次にガス導入口１９からＡｒを５×１０
-1Paになるまで導入した。投入電力５００Ｗでスパッタ
リングを行い、わずか１２秒で基板上に光学的膜厚λ／
４の膜を形成することができた。
た。プラスチック製の基板をセットした。基板加熱はし
なかった。ガス導入口１７からＯ2 を５×１０-2Paにな
るまで導入し、次にガス導入口１９からＡｒを５×１０
-1Paになるまで導入した。投入電力５００Ｗでスパッタ
リングを行い、わずか１２秒で基板上に光学的膜厚λ／
４の膜を形成することができた。
【００２８】本実施例で形成した膜は、可視域で１〜２
％程度の光吸収があるものの、屈折率は１．４以下で反
射防止効果にすぐれており、密着性や擦傷性も十分で、
サングラスやゴーグルなどの反射防止膜として用いるこ
とが可能である。
％程度の光吸収があるものの、屈折率は１．４以下で反
射防止効果にすぐれており、密着性や擦傷性も十分で、
サングラスやゴーグルなどの反射防止膜として用いるこ
とが可能である。
【００２９】（実施例５）実施例３と同じ装置を用い
た。Ｌａ系の光学ガラス製基板をセットした。基板加熱
はしなかった。ガス導入口１９からＣＯ2 を２Paになる
まで導入した。投入電力８００Ｗでスパッタリングを行
い、わずか３秒で基板上に光学的膜厚λ／４の膜を形成
することができた。
た。Ｌａ系の光学ガラス製基板をセットした。基板加熱
はしなかった。ガス導入口１９からＣＯ2 を２Paになる
まで導入した。投入電力８００Ｗでスパッタリングを行
い、わずか３秒で基板上に光学的膜厚λ／４の膜を形成
することができた。
【００３０】本実施例で形成した膜は、可視域で光吸収
が１％以下だった。質量の大きいＣＯ2 を用いたため、
これまでの実施例以上に高速で膜を形成できた。
が１％以下だった。質量の大きいＣＯ2 を用いたため、
これまでの実施例以上に高速で膜を形成できた。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の薄膜の製造
方法によれば、固体状の膜原料をそのままスパッタリン
グするのではなく、膜原料を加熱し原料の上部に存在す
る蒸気にイオンを衝突させるので、加速されたイオンの
エネルギーは全てスパッタリングに使われるためにスパ
ッタ収率が高くなり、その結果、従来法と比較して、成
膜速度を著しく速くすることができる。
方法によれば、固体状の膜原料をそのままスパッタリン
グするのではなく、膜原料を加熱し原料の上部に存在す
る蒸気にイオンを衝突させるので、加速されたイオンの
エネルギーは全てスパッタリングに使われるためにスパ
ッタ収率が高くなり、その結果、従来法と比較して、成
膜速度を著しく速くすることができる。
【００３２】しかもこのような状態は、顆粒状の膜原料
をプラズマにより加熱することで比較的容易につくりだ
すことができる。
をプラズマにより加熱することで比較的容易につくりだ
すことができる。
【００３３】特に、ＭｇＦ2 のスパッタリングの場合、
２W/cm2 以上の高周波電力を投入したとき、ＭｇＦ2 顆
粒の温度は７００℃以上になり蒸気圧が十分に高まるの
で、この状態でスパッタリングを行うようにすると高速
で成膜することが可能である。
２W/cm2 以上の高周波電力を投入したとき、ＭｇＦ2 顆
粒の温度は７００℃以上になり蒸気圧が十分に高まるの
で、この状態でスパッタリングを行うようにすると高速
で成膜することが可能である。
【００３４】この場合、蒸気はＭｇＦ2 分子の状態とな
っており、分子に加速されたイオンが衝突した場合にそ
の分子の大部分は解離することなく分子状のまま基板上
に到達するので、形成された薄膜に光吸収が生じにく
く、さらに酸素を含むガスを導入することで光吸収をな
くすことができるという効果もある。
っており、分子に加速されたイオンが衝突した場合にそ
の分子の大部分は解離することなく分子状のまま基板上
に到達するので、形成された薄膜に光吸収が生じにく
く、さらに酸素を含むガスを導入することで光吸収をな
くすことができるという効果もある。
【図１】本発明の実施例１による薄膜の製造方法に用い
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例２による薄膜の製造方法に用い
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施例３による薄膜の製造方法に用い
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
られる成膜装置を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の薄膜の製造方法において、投入電力に
対する顆粒の表面温度と成膜速度との関係を示すグラフ
である。
対する顆粒の表面温度と成膜速度との関係を示すグラフ
である。
【図５】比較例の製造方法において、投入電力に対する
顆粒の表面温度と成膜速度との関係を示すグラフであ
る。
顆粒の表面温度と成膜速度との関係を示すグラフであ
る。
１ 真空槽 ２ 基板 ３ 板 ４ 電源 ５ イオンガン ６ ガス導入口 ７ シャッタ １１ 真空槽 １２ 基板 １３ 顆粒 １４ 皿 １５ マグネトロンカソード １６ スパッタリング用ＤＣ電源 １７ ガス導入口 １８ シャッタ １９ ガス導入口 ２０ スパッタリング用ＲＦ電源
Claims (3)
- 【請求項１】 固体状の膜原料の温度を上昇せしめ、前
記膜原料から発生した蒸気に、加速されたイオンを衝突
させることにより、前記イオンに衝突され加速された前
記膜原料が基板に到達し、基板上に膜を形成することを
特徴とする薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 粒径０．１〜１０mmの顆粒状の膜原料の
表面を、プラズマにより加熱せしめ、前記膜原料から発
生した蒸気に、加速されたイオンを衝突させることによ
り、前記膜原料が基板に到達し、基板上に膜を形成する
ことを特徴とする薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 粒径０．１〜１０mmの顆粒状のＭｇＦ2
をターゲットとし、少なくとも酸素を含むガスを導入し
ながら、２W/cm2 以上の高周波電力をターゲットに投入
してターゲット上にプラズマを発生せしめ、前記プラズ
マにより前記ターゲット表面の温度を上昇させ、前記タ
ーゲットおよび前記ターゲットからの蒸気の双方をスパ
ッタリングすることにより基板上に膜を形成することを
特徴とする光学薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27584094A JP3727679B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27584094A JP3727679B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109471A true JPH08109471A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3727679B2 JP3727679B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=17561170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27584094A Expired - Lifetime JP3727679B2 (ja) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3727679B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10183332A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-14 | Olympus Optical Co Ltd | 光学薄膜の製造方法及び製造装置 |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP27584094A patent/JP3727679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10183332A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-14 | Olympus Optical Co Ltd | 光学薄膜の製造方法及び製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3727679B2 (ja) | 2005-12-14 |
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