JP2000178728A5

JP2000178728A5 -

Info

Publication number: JP2000178728A5
Application number: JP1998361252A
Authority: JP
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2006-02-02

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンスパッタリング法により基板上に光学薄膜を形成する光学薄膜の製造装置において、第１のタ一ゲットを配設するための第１の電極と、前記第１のターゲットとは異なる第２のターゲットを配設するための第２の電極と、前記基板と前記第１の電極との間に設けられ、前記第１のターゲットに起因するスパッタ粒子の前記基板への到達量を調整する第１のシャッタと、前記基板と前記第２の電極との間に設けられ、前記第２のターゲットに起因するスパッタ粒子の前記基板への到達量を調整する第２のシャッタと、を有することを特徴とする光学薄膜の製造装置。
【請求項２】
マグネトロンスパッタリング法を使用した光学薄膜の製造方法において、第１の電極に第１のタ一ゲットを配設し、第２の電極に第１のタ一ゲットとは異なる第２のターゲットを配設し、前記基板と前記第１の電極との間に設けた第１のシャッタの開口面積を調節することにより、第１のターゲットに起因するスパッタ粒子の前記基板への到達量を調節し、前記基板と前記第２の電極との間に設けた第２のシャッタの開口面積を調節することにより、第２のターゲットに起因するスパッタ粒子の前記基板への到達量を調節して、前記基板上に所望の屈折率の光学薄膜を製造することを特徴とする光学薄膜の製造方法。
【請求項３】
成膜中に前記第１、第２のシャッタの開口面積を連続的に変化させることにより、屈折率を厚さ方向に連続的に変化させた光学薄膜を製造することを特徴とする請求項２記載の光学薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記第１及び前記第２のシャッタは、それぞれ、２枚の板で構成され、前記第１及び前記第２のシャッタを移動させる駆動制御機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光学薄膜の製造装置。
【請求項５】
前記第１及び前記第２のシャッタは、それぞれ、前記２枚の板の間の距離を０にすることが可能であるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の光学薄膜の製造装置。

［実施の形態１］以下に本発明の実施の形態１を、成膜系全体を示す図１、シャッタ機構を拡大した図２及び３、成膜系の一部を拡大し斜視した図４を用いて説明する。

前記第１の電力源１０は、工業周波数１３．６５ＭＨｚでＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力を印加するＲＦ電力源と、電力を効率よく第１のマグネトロンスパッタ電極４に供給するためのオートマッチング部からなる。

図３（Ａ）に示すように、前記長方形の板２３の角度位置がスパッタ粒子の飛散方向２９と平行（間隔ａ）であれば、スパッタリングターゲット６の基板ホルダ１６に対する開口面積が最大となり、スパッタリングターゲット６においてスパッタリングされたスパッタ粒子は最も多く成膜基板１７に到達する。

また、図３（Ｂ）に示すように、前記長方形の板２２が隣りの板２２と重なる位置の場合には、前記開口面積はゼロとなり、スパッタリングターゲット６においてスパッタリングされたスパッタ粒子は全く成膜基板１７に到達しない。

図３（Ｃ）に示すような中間位置（板２３同士の間隔ｂ）においては、前記長方形の板２３の角度によって前記開口面積を変化させることが可能となり、前記長方形の板２３の角度位置を変えることにより、スパッタリングターゲット６においてスパッタされたスパッタ粒子が成膜基板１７に到達する量を調節することができる。

ガス圧力が安定するまで１０秒間待った後、シャッタ機構２１、２２を操作して、前記シャッタ機構２１、２２の長方形の板２３の角度を変えて成膜基板１７への成膜を開始する。成膜中においては、基板ホルダ１７を一定速度で回転駆動する。成膜を３分間行った後、前記第１、第２の電力源１０、１１から前記第１、第２のマグネトロンスパッタ電極４、５に供給する電力をゼロとして、成膜を終了する。

最初に前記シャッタ機構３０、３１の動作を、図１０、図１１を参照して一方のシャッタ機構３０を例にとって説明する。

図１４に示す光学薄膜の製造装置の成膜系は、成膜系を内部に含む一般にカルーセル型スパッタリング装置と称される真空槽３４と、真空槽３４に取り付けられた第１のマグネトロンスパッタ電極３５と、真空槽３４に取り付けられた第２のマグネトロンスパッタ電極３６と、図示しないガス供給系により流量制御されながら供給されるスパッタガスであるアルゴンガスを矢印４１の方向から前記第１のスパッタリングターゲット３７近傍に導入する配管３９と、図示しないガス供給系により流量制御されながら供給されるアルゴンガスを矢印４２の方向から前記第２のスパッタリングターゲット３８近傍に導入する配管４０と、図示しないガス供給系により流量制御されながら供給される酸素ガスを矢印４４の方向から前記真空槽３４内に導入する配管４３と、図示しない成膜基板を保持する基板ホルダ４５と、前記第１のマグネトロンスパッタ電極３５に付属するシャッタ機構４７と、前記第２のマグネトロンスパッタ電極３６に付属するシャッタ機構４８とを具備している。

前記真空槽３４は、図示しない真空排気系により内部を真空とすることができるようになっている。

前記第１のマグネトロンスパッタ電極３５に対しては、ＢドープＳｉ（５インチ×２０インチ×６．３５ｍｍｔ）の第１のスパッタリングターゲット３７が取り付けられ、真空槽３４外に配置した図示しない第１の電力源が図示しない電力導入配線を介して接続されている。

次に、前記配管４３から基板ホルダ４５に向けての酸素ガス４４を導入を開始する。ここで、シャッタ機構４７、４８を図示しない駆動制御機構により動作させて、それぞれ所望の開口面積に制御することで、所望の屈折率を持つ薄膜を得ることができる。

付記２記載のように、スパッタリングターゲット材に金属または半導体を用いることは、金属又は半導体はスパッタ率が大きいことから、成膜速度を速める上で有効である。