JP2001207260A - Film deposition method and film deposition system - Google Patents

Film deposition method and film deposition system

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JP2001207260A
JP2001207260A JP2000018155A JP2000018155A JP2001207260A JP 2001207260 A JP2001207260 A JP 2001207260A JP 2000018155 A JP2000018155 A JP 2000018155A JP 2000018155 A JP2000018155 A JP 2000018155A JP 2001207260 A JP2001207260 A JP 2001207260A
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Japan
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film
target
thin film
film forming
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JP2000018155A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Suzuki
康之 鈴木
Kenji Ando
謙二 安藤
Minoru Otani
実 大谷
Ryuji Hiroo
竜二 枇榔
Hidehiro Kanazawa
秀宏 金沢
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the optical characteristics such as density, adhesive strength and absorption of an optical thin film deposited on a substrate under no-heating or low temperature by a vacuum deposition method. SOLUTION: MgF2 granules are charged to a crucible as an evaporation source 2 and are heated and evaporated by an electron gun 3 to deposit a metallic fluoride thin film on the object 9 to be treated as a substrate. Since a dense film with low absorption and tight adhesion cannot be obtained in the case the object 9 to be treated lies under no-heating or low temperature, the object 9 to be treated in the process of the film deposition is irradiated with neutral grains and negative ions generated by magnetron sputtering in which high frequency is applied on a target 4 as assists.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可視および紫外域
用の光学部品のための反射防止膜、誘電体多層ミラー等
に用いられるフッ化物薄膜等の光学薄膜を成膜する成膜
方法および成膜装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming method for forming an optical thin film such as an antireflection film for an optical component in the visible and ultraviolet regions, a fluoride thin film used for a dielectric multilayer mirror, and the like. The present invention relates to a membrane device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、反射防止膜やミラー等に用いられ
るフッ化物薄膜等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等を用いて加熱し、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。
2. Description of the Related Art Conventionally, when forming an optical thin film such as a fluoride thin film used for an anti-reflection film or a mirror, a film-forming material is heated using an electron beam or the like in a vacuum and evaporated to adhere to a substrate. Vacuum evaporation has been mainly used.

【0003】一般的に、反射防止膜、ミラー等は、フッ
化マグネシウム(MgF2 )等の低屈折率膜と、酸化ジ
ルコニウム(ZrO2 )、酸化タンタル(Ta2
5 )、酸化チタン(TiO2 )等の高屈折率膜のいずれ
か一方、あるいはこれらを組み合わせた多層膜によって
構成されるもので、要求される光学性能によって、層構
成、膜厚等を様々に調整している。
In general, an antireflection film, a mirror and the like are made of a low refractive index film such as magnesium fluoride (MgF 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O).
5 ) One of high refractive index films such as titanium oxide (TiO 2 ) and the like, or a multilayer film combining these, and the layer configuration, film thickness, etc. are variously varied depending on the required optical performance. I am adjusting.

【0004】真空蒸着法は、一般的に装置の構成がシン
プルで、大面積の基板上に高速に成膜でき、しかも、可
視から紫外域にかけて低吸収なフッ化物薄膜等を容易に
形成できる生産性に優れた成膜方法である。しかし、基
板温度が低い状況で成膜を行なうと膜の密度が低下し、
膜中に空孔などが生じやすく、大気中の湿度の影響で光
学特性が変化するなどの問題も生じていた。また、膜の
強度が不足し、傷が付きやすく、加えて、膜と基板の密
着性も低いなどの問題もあった。
In general, the vacuum deposition method has a simple apparatus structure, can form a film at high speed on a large-area substrate, and can easily form a low-absorbing fluoride thin film or the like from visible to ultraviolet region. This is a film forming method with excellent properties. However, when film formation is performed in a situation where the substrate temperature is low, the density of the film decreases,
Voids and the like are easily generated in the film, and there have been problems such as changes in optical characteristics due to the influence of humidity in the atmosphere. In addition, there is a problem that the strength of the film is insufficient, the film is easily damaged, and the adhesion between the film and the substrate is low.

【0005】このため、通常基板を約300度に加熱し
て成膜するなどの手法が用いられている。しかし、近年
めがねレンズにも用いられているプラスチック等の光学
部品は、300度まで加熱できない。また、非常に高精
度な形状が求められるレンズも、熱変形等の問題を回避
するために、可能な限り低い温度での成膜が必要であ
る。さらには、基板の加熱、冷却に時間がかかることか
ら、成膜コスト、エネルギー消費の面からも真空蒸着法
の改善が求められていた。
For this reason, a method of heating a substrate to about 300 degrees to form a film is usually used. However, optical parts such as plastics which are also used for eyeglass lenses in recent years cannot be heated up to 300 degrees. Further, even for a lens that requires a very high-precision shape, it is necessary to form a film at a temperature as low as possible in order to avoid problems such as thermal deformation. Further, since it takes time to heat and cool the substrate, improvement of the vacuum deposition method has been demanded also from the viewpoint of film formation cost and energy consumption.

【0006】そこで、このような問題を解決する手法と
して、従来、例えば、特開平6−102401号公報に
は、MgF2 を光学部品表面に反射防止膜として形成す
るときに、光学部品の基板表面に電子線照射を行ないな
がら蒸着し、基板加熱を行なわずに成膜する手法が開示
されている。
Therefore, as a technique for solving such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-102401 discloses a method of forming MgF 2 as an antireflection film on an optical component surface. A method is disclosed in which a film is deposited while irradiating the substrate with an electron beam and the substrate is not heated.

【0007】また、特開平9−61603号公報には、
Ar、O2 等のガスを導入した環境下において、蒸発源
と基板間にプラズマ銃を配置し、これに高電圧を印加し
てプラズマを形成し、蒸発粒子を該プラズマ中でイオン
化して成膜する手法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-61603 discloses that
In an environment where a gas such as Ar or O 2 is introduced, a plasma gun is arranged between the evaporation source and the substrate, a high voltage is applied to the plasma gun to form plasma, and the evaporated particles are ionized in the plasma. A filming technique is disclosed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、基本的にフッ化物薄膜等を成膜する際
に基板を加熱して蒸着を行なうか、蒸発粒子をイオン化
し、基板にバイアスを印加して基板に加速して入射させ
るか、または、成膜基板へ電子線を照射するなどのアシ
ストを用いるものであり、これらの手法は、基板表面の
蒸着粒子のマイグレーションを促進し、膜の密度、密着
力を高める目的で、何らかのエネルギーを供給している
ものであるが、以下のような未解決の課題を有する。
However, according to the above-mentioned prior art, when a fluoride thin film or the like is basically formed, the substrate is heated for vapor deposition, or the evaporated particles are ionized and bias is applied to the substrate. Is applied to accelerate and enter the substrate, or assist such as irradiating the film substrate with an electron beam.These methods promote the migration of deposited particles on the substrate surface, Although some kind of energy is supplied for the purpose of increasing the density and adhesion, there are the following unsolved problems.

【0009】すなわち、基板加熱の手法では、耐熱温度
の低いプラスチック基板への適用は不可能であり、基板
加熱せずに蒸発粒子のイオン化を利用して例えばフッ化
物薄膜を成膜する手法では、イオン化で金属とフッ素が
解離し、得られるフッ化物薄膜のフッ素が欠乏しやす
く、さらには、陽イオンのダメージで膜のフッ素が脱離
してしまい、金属が多く含まれて吸収の多い膜となって
しまう。
That is, the method of heating a substrate cannot be applied to a plastic substrate having a low heat-resistant temperature, and the method of forming a thin film of fluoride using ionization of evaporating particles without heating the substrate, for example, The metal and fluorine are dissociated by ionization, and the fluorine in the obtained fluoride thin film tends to be depleted.Furthermore, the fluorine in the film is desorbed due to cation damage, resulting in a film containing much metal and having a large absorption. Would.

【0010】また、基板加熱を行なわずに電子線を照射
する方法では、上記のイオン化手法に比べて膜の吸収は
少ないが、電子線照射によって結合が切れやすいプラス
チック基板や、フッ素の脱離の起きやすいCaF2 基板
には適用できず、また、基板加熱したこれまでの蒸着法
に比べて膜の密度や硬度は低いという問題があった。
In the method of irradiating an electron beam without heating the substrate, the absorption of the film is smaller than that of the above-mentioned ionization method, but the plastic substrate which is easily broken by the electron beam irradiation, or the method of desorbing fluorine. It cannot be applied to a CaF 2 substrate, which is likely to occur, and has a problem that the film density and hardness are lower than those of the conventional evaporation method in which the substrate is heated.

【0011】さらに、特開平9−61603号公報記載
のような、フッ化物を電子銃で蒸発させるとともに、そ
の蒸発粒子を、蒸発源と成膜基板との間に形成したプラ
ズマ領域中を通過させ、基板を強制加熱せずに成膜する
手法も提案されている。これは、プラズマ中での蒸発粒
子のイオン化ならびに蒸発粒子が解離して生じたフッ素
を酸素プラズマで活性化して基板に供給し、基板上で再
結合させてフッ素欠損を防止する構成としているもので
あるが、プラズマ中で生成したフッ素は非常に活性で、
チャンバ内面等でも消費されてしまう。また、基板には
陽イオンが入射し、このダメージでフッ素が膜から脱離
してしまうため、フッ素の欠乏したフッ化物薄膜しか形
成できない。従って、可視域では比較的低吸収な薄膜が
得られても、紫外域においては吸収の大きいフッ化物薄
膜しか形成できなかった。
Further, as described in JP-A-9-61603, fluoride is evaporated by an electron gun, and the evaporated particles are passed through a plasma region formed between an evaporation source and a film forming substrate. A technique for forming a film without forcibly heating the substrate has also been proposed. In this method, the ionization of the evaporated particles in the plasma and the fluorine generated by the dissociation of the evaporated particles are activated by oxygen plasma, supplied to the substrate, and recombined on the substrate to prevent fluorine deficiency. However, the fluorine generated in the plasma is very active,
It is consumed even in the inner surface of the chamber. Further, cations enter the substrate, and fluorine is desorbed from the film due to the damage, so that only a fluoride thin film lacking fluorine can be formed. Therefore, even if a thin film having a relatively low absorption was obtained in the visible region, only a fluoride thin film having a large absorption could be formed in the ultraviolet region.

【0012】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、無加熱あるいは基板
にダメージを与えない程度の低い基板温度でも、基板加
熱を行なって成膜した膜と同等な密着力や充填率を有
し、しかも波長シフトを抑制した、可視域から真空紫外
域まで広い波長域で非常に低吸収なフッ化物薄膜等を成
膜できる成膜方法および成膜装置を提供することを目的
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and has been developed by heating a substrate even at a low substrate temperature without heating or damaging the substrate. A film forming method and a film forming apparatus capable of forming a very low absorption fluoride thin film or the like in a wide wavelength range from the visible region to the vacuum ultraviolet region, which has the same adhesive strength and filling rate as the above and suppresses wavelength shift. The purpose is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の成膜方法は、真空蒸着法によって基板に光
学薄膜を成膜する成膜方法であって、中性粒子をアシス
トとして成膜中の前記基板に照射することを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a film forming method of the present invention is a film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum evaporation method, wherein neutral particles are assisted. Irradiation is performed on the substrate during film formation.

【0014】また、真空蒸着法によって基板に光学薄膜
を成膜する成膜方法であって、負イオンをアシストとし
て成膜中の前記基板に照射することを特徴とする成膜方
法でもよい。
Further, a film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum vapor deposition method may be performed, wherein the substrate is being irradiated with negative ions as an assist.

【0015】また、真空蒸着法によって基板に光学薄膜
を成膜する成膜方法であって、金属または金属化合物の
ターゲットをスパッタして得られるスパッタ粒子をアシ
ストとして成膜中の前記基板に照射することを特徴とす
る成膜方法でもよい。
Further, the present invention is a film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum deposition method, wherein the substrate being formed is irradiated with sputter particles obtained by sputtering a metal or metal compound target. A film forming method characterized by the above may be used.

【0016】本発明の成膜装置は、真空排気手段を有す
る真空チャンバと、該真空チャンバ内で成膜材料を加熱
し蒸発させて基板に付着させるための蒸着粒子発生手段
と、中性粒子および負イオンの少なくとも一方をアシス
トとして前記基板に照射するためのアシスト発生手段を
有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a film forming apparatus comprising: a vacuum chamber having vacuum evacuation means; a vapor deposition particle generating means for heating and evaporating a film forming material in the vacuum chamber to adhere to a substrate; An assist generating means for irradiating the substrate with at least one of negative ions as assist is provided.

【0017】真空排気手段を有する真空チャンバと、該
真空チャンバ内で成膜材料を加熱し蒸発させて基板に付
着させるための蒸着粒子発生手段と、成膜中の前記基板
にアシストとしてスパッタ粒子を照射するためのスパッ
タ粒子発生手段を有する成膜装置でもよい。
A vacuum chamber having vacuum evacuation means, vapor deposition particle generation means for heating and evaporating a film-forming material in the vacuum chamber to adhere to a substrate, and sputter particles for assisting the substrate during film formation. A film forming apparatus having a sputtered particle generating means for irradiation may be used.

【0018】[0018]

【作用】本発明者らは、フッ化物薄膜の蒸着中に、基板
加熱を行なう替わりに、従来行なわれてきたようにプラ
ズマ銃等の高エネルギー粒子でアシストすると、紫外域
での吸収が増加する原因について、鋭意検討を行なって
きた。特に、成膜中のアシスト粒子の電荷、エネルギー
等成膜条件を変えて成膜したサンプルの光学特性評価お
よび得られた膜の分析を行なった。この結果、フッ化物
薄膜等の吸収発生原因として、高エネルギーの陽イオン
によってフッ化物薄膜からフッ素が脱離し、フッ素欠損
が生じ、このため紫外域での吸収が発生していることを
発見した。特に、10eV以上のエネルギーを有する陽
イオンによってダメージが発生しやすい。
When the present inventors assist with a high-energy particle such as a plasma gun instead of heating the substrate during the deposition of the fluoride thin film, the absorption in the ultraviolet region increases. The cause has been studied diligently. In particular, the optical characteristics of a sample formed by changing the film formation conditions such as the charge and energy of the assist particles during the film formation and the obtained film were analyzed. As a result, it has been found that as a cause of absorption of the fluoride thin film or the like, fluorine is desorbed from the fluoride thin film by a high-energy cation and a fluorine deficiency is caused, thereby causing absorption in the ultraviolet region. In particular, cations having an energy of 10 eV or more easily cause damage.

【0019】ところが、例えばフッ化薄膜を成膜する工
程で、負イオンや中性粒子によるアシストでは、10e
Vでもほとんどダメージが発生しない。これは、基板に
入射する陽イオンがフッ化物薄膜にホール注入を行な
い、このホールがフッ化物薄膜中の電子配置を乱し、ホ
ールと電子の再結合時に放出されるエネルギーによっ
て、金属−フッ素結合が切れて、フッ素脱離や結合状態
の乱れの原因となっているためであると推測される。
However, for example, in the process of forming a fluorinated thin film, the assist by negative ions or neutral particles is 10 e.
Even with V, little damage occurs. This is because cations incident on the substrate inject holes into the fluoride thin film, and the holes disturb the electron arrangement in the fluoride thin film, and the energy released at the time of recombination of holes and electrons causes metal-fluorine bonding. This is presumed to be due to the breakage of fluorine, which causes the desorption of fluorine and the disorder of the bonding state.

【0020】この結果を鑑みて、真空チャンバ内におい
て、高真空もしくは少なくともフッ素を含むガスを導入
した環境下で、金属・金属フッ化物等の成膜材料を電子
線または抵抗加熱で加熱し、蒸発した蒸着粒子を基板上
に付着させてフッ化物薄膜を成膜する工程で、同一真空
チャンバ内に配置された金属または金属フッ化物のター
ゲットに直流または高周波、もしくはその両方の電力を
印加してターゲットをスパッタし、このスパッタ粒子
や、ターゲットで形成された負イオンをターゲットバイ
アスで加速して得られる高エネルギー粒子をアシストと
して、フッ化物薄膜が成膜される基板表面に入射させる
構成を開発した。
In view of this result, in a vacuum chamber, a film-forming material such as a metal or a metal fluoride is heated by an electron beam or resistance heating in a high vacuum or under an environment in which a gas containing at least fluorine is introduced. In the step of depositing the deposited particles on a substrate to form a fluoride thin film, a direct current and / or a high frequency power, or both, are applied to a metal or metal fluoride target placed in the same vacuum chamber. A structure was developed in which the sputtered particles and high-energy particles obtained by accelerating negative ions formed by the target with a target bias were used as an assist and were incident on the substrate surface on which the fluoride thin film was formed.

【0021】すなわち、ターゲットからスパッタされた
数エレクトロンボルト程度の平均エネルギーを有する中
性粒子や、ターゲット表面で生成したフッ素を含む負イ
オン粒子がターゲットバイアス電圧で加速され、途中ガ
ス分子と衝突してほとんど電荷を失い中性化した高エネ
ルギーの粒子を、蒸着膜の堆積している基板に入射さ
せ、そのアシスト効果によって、基板を無加熱の場合に
蒸着粒子のエネルギーが低い点を補い、膜の密度と、密
着性を改善する。
That is, neutral particles having an average energy of about several electron volts sputtered from the target and negative ion particles containing fluorine generated on the surface of the target are accelerated by the target bias voltage and collide with gas molecules on the way. Neutralized, high-energy particles that have lost most of the charge are made incident on the substrate on which the deposited film is deposited, and the assist effect compensates for the low energy of the deposited particles when the substrate is not heated. Improve density and adhesion.

【0022】基板に入射する高エネルギー粒子は負イオ
ンや中性粒子であるため、陽イオンのようにフッ化物薄
膜のフッ素の脱離等を促すことなく、化学量論組成のフ
ッ化物薄膜を形成することができる。
Since the high-energy particles incident on the substrate are negative ions or neutral particles, a stoichiometric fluoride thin film can be formed without promoting the elimination of fluorine from the fluoride thin film as with cations. can do.

【0023】また、ターゲット表面に形成されたプラズ
マによって、活性なフッ素原子、フッ素ラジカル等が形
成されるため、効率よく金属のフッ化反応を促進するこ
とができ、可視から紫外域にわたって低吸収な金属フッ
化物薄膜等を高速で成膜することが可能となる。
In addition, since active fluorine atoms, fluorine radicals, and the like are formed by the plasma formed on the target surface, the fluorination reaction of the metal can be efficiently promoted, and low absorption in the visible to ultraviolet region can be achieved. It is possible to form a metal fluoride thin film or the like at a high speed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】図1は、一実施の形態による成膜装置を示
すもので、真空チャンバ1の底部の右側には、高融点金
属で作成されたるつぼ内に納められた成膜材料である蒸
発源2、および蒸発源2に高電圧で加速した電子線を照
射して加熱し、蒸発させる蒸着粒子発生手段である電子
線加熱装置3が設置されている。通常は、るつぼ内に納
められた蒸発源2は真空チャンバ1内に多数納められて
おり、蒸着材料を交換することで、大量かつ、多種類の
材料を蒸着することが可能な構成となっている。なお、
電子線によって加熱する替わりに、抵抗加熱方式等によ
って加熱してもよい。
FIG. 1 shows a film forming apparatus according to an embodiment. On the right side of the bottom of a vacuum chamber 1, an evaporation source which is a film forming material contained in a crucible made of a high melting point metal is provided. 2, and an electron beam heating device 3, which is a vapor deposition particle generating means for irradiating the evaporation source 2 with an electron beam accelerated at a high voltage to heat and evaporate the electron beam. Usually, a large number of evaporation sources 2 housed in a crucible are housed in a vacuum chamber 1, and a large amount and a large variety of materials can be evaporated by exchanging evaporation materials. I have. In addition,
Instead of heating with an electron beam, heating may be performed by a resistance heating method or the like.

【0026】真空チャンバ1内の底部左側には、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、スパッタ粒子(アシスト)発生手段であるターゲ
ット4の冷却を行なう冷却ボックス5と、カソード電極
としてのバッキングプレートが固定され、これに、高純
度MgF2 のターゲット4が固定されている。冷却ボッ
クス5の内部には、マグネトロン磁場を形成するための
磁石6が内蔵されている。ターゲット4の材料としては
各種金属、金属フッ化物の他に、スパッタリングによっ
て負イオンを生成しやすい金属酸化物である酸化イット
リウム等の材料を用いる。
At the bottom left side of the vacuum chamber 1, a magnet is housed inside, and a cooling box for cooling a target 4 as sputter particle (assist) generating means by flowing cooling water supplied from the outside through the inside. 5 and a backing plate as a cathode electrode are fixed, and a high-purity MgF 2 target 4 is fixed to this. A magnet 6 for forming a magnetron magnetic field is built in the cooling box 5. As a material of the target 4, in addition to various metals and metal fluorides, a material such as yttrium oxide which is a metal oxide which easily generates negative ions by sputtering is used.

【0027】このターゲット4との間に所定の間隔をお
いて電力供給手段であるアノード電極7が配設され、ア
ノード電極7とターゲット4との間には、絶縁材8が設
置されている。
An anode electrode 7 serving as a power supply means is disposed at a predetermined interval from the target 4, and an insulating material 8 is provided between the anode electrode 7 and the target 4.

【0028】さらに、真空チャンバ1の上面には、基板
である被処理物9がホルダ10に納められている。被処
理物9と蒸発源2およびターゲット4の間には、放電が
安定するまで被処理物9に膜が付着しないよう、シャッ
タ11が設けられている。このシャッタ11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、真空チャンバ1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おり、また、蒸着レート
モニターや、膜厚監視モニター等も設置され、蒸発速度
コントロールや、膜厚制御も可能な構成となっている。
Further, on the upper surface of the vacuum chamber 1, a workpiece 9 as a substrate is accommodated in a holder 10. A shutter 11 is provided between the object 9 and the evaporation source 2 and the target 4 so that a film does not adhere to the object 9 until the discharge is stabilized. The shutter 11 can be opened and closed at a high speed by a moving mechanism (not shown). In order to prevent leakage in the vacuum chamber 1, a seal member is provided at an appropriate place, and a vapor deposition rate monitor, a film thickness monitor, and the like are also provided to control an evaporation rate, a film thickness control, and the like. Is also possible.

【0029】ガス導入ポート12より、マスフローコン
トローラーを含むガス供給系によって、Ar等の不活性
ガス、NF3 等のフッ素含有ガスを導入自在である。導
入するガスの、流量、純度、圧力は高精度に制御され、
一定値に保持される。不活性ガスとしてはAr以外に、
He、Ne、Kr、Xe等のガスが用いられる。また、
フッ素を含む反応性ガスとしてはNF3 ガス以外にCF
4 、5%濃度F2 をArやHeで希釈したガス等が導入
可能である。また、酸素、N2 О等の酸素を含む反応性
ガスを必要に応じて切り替えて導入することもでき、フ
ッ化物薄膜以外に酸化物薄膜等も成膜できる。
An inert gas such as Ar and a fluorine-containing gas such as NF 3 can be freely introduced from the gas introduction port 12 by a gas supply system including a mass flow controller. The flow rate, purity and pressure of the gas to be introduced are controlled with high precision,
It is kept at a constant value. As an inert gas, other than Ar,
Gases such as He, Ne, Kr, and Xe are used. Also,
As a reactive gas containing fluorine, besides NF 3 gas, CF
It is possible to introduce a gas or the like obtained by diluting 4 , 5% concentration F 2 with Ar or He. In addition, a reactive gas containing oxygen such as oxygen or N 2 О can be switched and introduced as necessary, and an oxide thin film or the like can be formed in addition to the fluoride thin film.

【0030】真空チャンバ1は真空排気手段である真空
排気系13によってメインバルブ14を介して高真空ま
で排気できるように構成されている。この真空排気系1
3にはNF3 、F2 等の反応性の高いガスが流れるた
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、排気ガス処理施設等も
設置されていることはもちろんである。
The vacuum chamber 1 is configured to be evacuated to a high vacuum through a main valve 14 by a vacuum exhaust system 13 as a vacuum exhaust means. This evacuation system 1
Since highly reactive gases such as NF 3 and F 2 flow in 3 , pumps with high corrosion resistance should be used as exhaust pumps, and shaft purging, exhaust gas dilution, exhaust gas treatment facilities, etc. should be installed. Of course.

【0031】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
4の表面温度を一定に保つ構成としている。
The target cooling water is adjusted to a desired temperature by a chiller (not shown), the flow rate is also kept constant, and the surface temperature of the target 4 is kept constant.

【0032】本実施の形態によれば、ターゲットからス
パッタされた数エレクトロンボルト程度の平均エネルギ
ーを有するスパッタ粒子である中性粒子や、ターゲット
表面で生成したフッ素を含む負イオンがターゲットバイ
アス電圧で加速され、途中ガス分子と衝突してほとんど
電荷を失い中性化したものである高エネルギー粒子が、
蒸着膜の堆積している被処理物である基板表面に入射し
て、蒸着粒子のマイグレーションを促進するために、基
板が無加熱の場合や、低い基板温度においても、非常に
緻密で、密着性の良い金属フッ化物薄膜等の光学薄膜を
形成することができる。
According to this embodiment, neutral particles, which are sputtered particles having an average energy of about several electron volts and are sputtered from the target, and negative ions containing fluorine generated on the surface of the target are accelerated by the target bias voltage. High-energy particles, which are neutralized by colliding with gas molecules on the way and almost losing charge,
In order to accelerate the migration of deposited particles by being incident on the surface of the substrate on which the deposited film is deposited, the substrate is very dense and adheres even when the substrate is not heated or at low substrate temperatures. It is possible to form an optical thin film such as a metal fluoride thin film with good quality.

【0033】また、ターゲット表面に形成されたプラズ
マによって、活性なフッ素原子、フッ素ラジカル等が形
成されるため、極めて効率よく金属のフッ化反応を促進
して、高速で可視から紫外域にわたって非常に低吸収な
金属フッ化物薄膜を得ることができる。
Further, since active fluorine atoms, fluorine radicals, and the like are formed by the plasma formed on the target surface, the fluorination reaction of the metal is promoted very efficiently, and very high speed is obtained over the visible to ultraviolet region. A low absorption metal fluoride thin film can be obtained.

【0034】特に、基板に入射する高エネルギー粒子が
負イオンや中性粒子であるため、金属フッ化物薄膜のフ
ッ素の脱離を促すことなく、化学量論組成の金属フッ化
物薄膜を形成することができる。
In particular, since the high-energy particles incident on the substrate are negative ions or neutral particles, it is necessary to form a stoichiometric metal fluoride thin film without promoting the desorption of fluorine from the metal fluoride thin film. Can be.

【0035】なお、ターゲットの材料としては、Mg、
La、Y、Li、Nd、Ba、Sr、Na、Al、C
a、Ce、Cd、Ho、Y23 、MgF2 、LaF
3 、LiF、NdF3 、BaF2 、SrF2 、NaF、
AlF3 、BiF2 、CaF2 、PbF2 、CeF3
GdF3 、HoF3 、Na3 AlF6 のうちの少なくと
も1つを含むものを用いるとよい。
The target material is Mg,
La, Y, Li, Nd, Ba, Sr, Na, Al, C
a, Ce, Cd, Ho, Y 2 O 3 , MgF 2 , LaF
3, LiF, NdF 3, BaF 2, SrF 2, NaF,
AlF 3 , BiF 2 , CaF 2 , PbF 2 , CeF 3 ,
A material containing at least one of GdF 3 , HoF 3 , and Na 3 AlF 6 is preferably used.

【0036】(実施例1)図1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マグネシ
ウム薄膜を成膜した。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, a magnesium fluoride thin film having a low absorption and a low refractive index was formed on a quartz glass substrate.

【0037】まず、真空チャンバを真空排気系により高
真空に排気し、2×10-4Paにまで排気が完了したと
ころで、洗浄した被処理物である石英基板を図示しない
真空中基板搬送機を用いて真空チャンバ内のホルダに固
定する。
First, the vacuum chamber is evacuated to a high vacuum by a vacuum evacuation system. When the evacuation is completed to 2 × 10 −4 Pa, the quartz substrate, which is the object to be cleaned, is moved to a substrate transfer device in a vacuum not shown. To secure it to a holder in a vacuum chamber.

【0038】蒸発源である成膜材料としてMgF2 顆粒
をるつぼ内に納め、6KV−10mAの電子線を成膜材
料に照射し、MgF2 薄膜を石英基板上に蒸着する。
MgF 2 granules are deposited in a crucible as a film-forming material as an evaporation source, and the film-forming material is irradiated with an electron beam of 6 KV-10 mA to deposit a MgF 2 thin film on a quartz substrate.

【0039】ターゲットにはMgF2 ターゲットを用い
た。
An MgF 2 target was used as a target.

【0040】ガス導入ポートよりArガスを0.1Pa
導入し、ターゲットにスパッタ電力供給装置により、1
3.56MHzの高周波を印加し、マグネトロン放電を
発生させ、MgF2 ターゲットをスパッタする。同時に
上記のようにMgF2 の成膜材料に電子線を照射し、M
gF2 薄膜を蒸着する。マグネトロン放電が安定した状
態で、シャッタを開け、石英基板にMgF2 薄膜を形成
した。なお、この時基板の加熱は行なわず、温度のみを
モニタしたところ、成膜終了後でも60度以下であっ
た。
Ar gas is supplied at 0.1 Pa from the gas introduction port.
Introduced to the target by sputtering power supply
A high frequency of 3.56 MHz is applied to generate a magnetron discharge and sputter an MgF 2 target. At the same time, the MgF 2 film-forming material is irradiated with an electron beam as described above,
Deposit a gF 2 thin film. With the magnetron discharge stabilized, the shutter was opened and an MgF 2 thin film was formed on a quartz substrate. At this time, the heating of the substrate was not performed, and only the temperature was monitored.

【0041】こうして石英基板上に形成されたMgF2
薄膜の分光透過率、反射率等を図2に示す。可視から紫
外域にわたって、透明で、低屈折率のMgF2 薄膜が形
成できた。この時の成膜スピードは30nm/minで
あった。成膜速度はさらに大きくすることも可能で、こ
のように非常に高速で吸収も少なく、緻密で密着性の良
い薄膜が得られるのは、マグネトロンプラズマで生成し
た高活性な中性粒子や負イオンであるF原子、Fラジカ
ル等が反応するアシスト効果によるものと考えられる。
The MgF 2 thus formed on the quartz substrate
FIG. 2 shows the spectral transmittance and reflectance of the thin film. A transparent, low-refractive-index MgF 2 thin film was formed over the visible to ultraviolet region. The film forming speed at this time was 30 nm / min. The deposition rate can be further increased, and a very thin film with very high speed and low absorption can be obtained because of the highly active neutral particles and negative ions generated by magnetron plasma. Is considered to be due to an assist effect in which F atoms, F radicals, and the like react.

【0042】この時、ターゲットと基板が近いか、また
ターゲットに印加する高周波電力が大きすぎると、ター
ゲット表面に誘起されるプラズマのダメージが基板にも
及び、薄膜の吸収が大きくなったり、負イオンのエネル
ギー、密度が高くなりすぎて、石英基板上に形成された
フッ化物薄膜が再スパッタされてしまうこともあるた
め、膜の密度、密着性が改善できるレベルにターゲット
−基板間距離や、印加電力を制御する必要がある。実験
によれば、ターゲット−基板間距離200mm以上で、
ターゲット印加電力密度4W/cm2 以下が望ましいこ
とが判明した。
At this time, if the target and the substrate are close to each other, or if the high-frequency power applied to the target is too large, the plasma induced on the target surface may be damaged by the substrate, the absorption of the thin film may increase, or the negative ion Energy and density become too high, and the fluoride thin film formed on the quartz substrate may be re-sputtered. Therefore, the target-substrate distance and the applied voltage can be improved to a level that can improve the film density and adhesion. Power needs to be controlled. According to the experiment, when the distance between the target and the substrate is 200 mm or more,
It has been found that a target applied power density of 4 W / cm 2 or less is desirable.

【0043】このMgF2 薄膜の分光反射率特性を大気
中と真空中で測定したところ、膜質は非常に緻密で、大
気中と真空中で反射率の変化を示さない。比較のため、
蒸着中、スパッタ粒子アシストを行なわずに成膜を行な
ったMgF2 薄膜は、真空中で反射率が短波長側にシフ
トし、膜中に空孔が存在し、膜の密度に問題があること
が分かった。
When the spectral reflectance characteristics of this MgF 2 thin film were measured in the air and in a vacuum, the film quality was very dense, and the reflectance did not change between the air and the vacuum. For comparison,
During deposition, the reflectivity of the MgF 2 thin film, which was formed without using sputter particle assist, shifted to the shorter wavelength side in a vacuum, there were holes in the film, and there was a problem with the film density. I understood.

【0044】また、膜の密着性、硬さについて評価した
結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of evaluating the adhesion and hardness of the film.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】ここで、テープ剥離試験とは、粘着テープ
を膜表面に密着し、引き剥がして膜の状態を観察する膜
の密着性評価試験で、耐摩耗試験とは、荷重をかけてシ
ルボン紙で膜表面をこすり、膜の傷を観察する膜の耐摩
耗性評価試験である。アシストを行なわずに成膜したサ
ンプルでは密着性、硬さに問題があるが、本実施例によ
る負イオンおよび中性粒子によるアシストで改善でき
た。
Here, the tape peeling test is a film adhesion evaluation test in which an adhesive tape is brought into close contact with a film surface and peeled off to observe the state of the film. This is a test for evaluating the abrasion resistance of the film, in which the surface of the film is rubbed with and the surface of the film is observed. Although the sample formed without assisting had problems in adhesion and hardness, it could be improved by the negative ion and neutral particles according to the present embodiment.

【0047】本実施例においては、ターゲット表面で生
成された負イオンによるアシスト効果が明確に効いてい
る。従って、大面積にわたって均一な特性を有する金属
フッ化物薄膜を形成するためには、均一に負イオンを基
板に照射する必要がある。このような場合、負イオンが
ターゲット表面に垂直な方向に放出される特性を利用し
て、ターゲット面を揺動させ、基板面に均一に負イオン
を照射すればよい。もしくは、基板を偏心回転させるな
どして、ターゲットからの負イオンを均一に照射できる
構成としてもよい。
In this embodiment, the assist effect by the negative ions generated on the target surface is clearly effective. Therefore, in order to form a metal fluoride thin film having uniform properties over a large area, it is necessary to uniformly irradiate the substrate with negative ions. In such a case, the target surface may be swung, and the substrate surface may be uniformly irradiated with the negative ions, by utilizing the characteristic that negative ions are emitted in a direction perpendicular to the target surface. Alternatively, the substrate may be configured to be capable of uniformly irradiating negative ions from the target by eccentric rotation of the substrate.

【0048】また、本実施例では、低屈折率を有するM
gF2 単層膜の形成について説明したが、蒸着材料を替
え、また導入するガス種を替えることで、様々な材料を
蒸着することができる。これらの各種材料を多層積層し
て、反射防止膜、フィルター、ミラー等の各種光学素子
の作成に応用できることは言うまでもない。特に、低い
基板温度で、低吸収、高密度、高密着性、高耐久性を有
する金属フッ化物薄膜が形成できるので、紫外から真空
紫外にかけて必要とされる光学素子の製作に好適であ
る。
Further, in this embodiment, M having a low refractive index is used.
Although the formation of the gF 2 single-layer film has been described, various materials can be vapor-deposited by changing a vapor deposition material and a gas type to be introduced. Needless to say, these various materials can be applied in the form of various optical elements such as an antireflection film, a filter, and a mirror by laminating them in a multilayer. In particular, since a metal fluoride thin film having low absorption, high density, high adhesion, and high durability can be formed at a low substrate temperature, it is suitable for manufacturing an optical element required from ultraviolet to vacuum ultraviolet.

【0049】本実施例では、アシスト発生源にマグネト
ロンスパッタカソードを用いたが、水素、3重水素等の
負イオンを生成する負イオン源を用いてももちろんよ
い。特に、水素、3重水素はフッ化物薄膜中に混入して
も光学性能に影響しないため、適している。
In this embodiment, the magnetron sputtering cathode is used as the assist generation source. However, a negative ion source for generating negative ions such as hydrogen and tritium may be used. In particular, hydrogen and tritium are suitable because they do not affect optical performance even when mixed into a fluoride thin film.

【0050】(実施例2)実施例1において、ターゲッ
ト材料にMgF2 を用い、このターゲットに印加するス
パッタ電力として13.56MHzの高周波を用いてい
るが、高周波を用いる場合、基板近傍のプラズマ密度が
大きくならないように注意する必要がある。13.56
MHzの高周波放電では、電子温度が高くなる傾向があ
るため、ターゲットと基板間の距離が近い場合、特に2
00mm以下の場合、基板に10V以上のバイアス電圧
が誘起され、従って、ターゲット表面に誘起されたプラ
ズマから基板に10eV以上の陽イオンが入射してダメ
ージを引き起こしてしまう可能性がある。
Example 2 In Example 1, MgF 2 was used as a target material, and a high frequency of 13.56 MHz was used as a sputtering power applied to the target. You need to be careful not to get bigger. 13.56
In a high-frequency discharge of MHz, the electron temperature tends to be high.
When the thickness is less than 00 mm, a bias voltage of 10 V or more is induced on the substrate, so that cations of 10 eV or more may be incident on the substrate from plasma induced on the target surface to cause damage.

【0051】この問題を防止するには、ターゲットに印
加するスパッタ電力を直流とする方式が適している。し
かし、この場合、ターゲットにMgF2 などのフッ化物
ターゲットを使用することができない。
In order to prevent this problem, a system in which the sputtering power applied to the target is DC is suitable. However, in this case, a fluoride target such as MgF 2 cannot be used as the target.

【0052】そこで、図1において、ターゲットを金属
Mgとし、ガス導入ポートよりF2(5%)/Ar(9
5%)を0.2Pa導入し、ターゲットに直流電圧を印
加してMgターゲットをスパッタしながら、同時に蒸発
源であるMgF2 蒸着材料を電子線で加熱して蒸着し
た。
Therefore, in FIG. 1, the target is metallic Mg, and F 2 (5%) / Ar (9
5%) was introduced at 0.2 Pa, a DC voltage was applied to the target, and the Mg target was sputtered, and at the same time, an MgF 2 evaporation material as an evaporation source was heated and evaporated with an electron beam.

【0053】この時、ターゲットに印加する直流電力が
大きすぎるか、またはF2 分圧が低すぎると、ターゲッ
トからMg金属がスパッタされ、得られたフッ化物薄膜
が金属リッチな吸収の大きい薄膜となってしまう。この
状態は、ターゲットの電圧変化からモニタすることがで
きる。
At this time, if the DC power applied to the target is too large or the F 2 partial pressure is too low, Mg metal is sputtered from the target, and the obtained fluoride thin film becomes a metal-rich thin film having large absorption. turn into. This state can be monitored from a change in the voltage of the target.

【0054】図3にF2 流量とターゲット電圧の関係を
示す。ターゲット負電圧がF2 分圧の増加で急激に減少
する(電圧の絶対値が小さくなる)変化を示している。
2分圧の低い、負電圧の大きい領域では金属状のMg
がスパッタされ、F2 分圧の高い、負電圧の小さい領域
ではMgFもしくはMgF2 のような金属フッ化物の状
態でスパッタされることがわかった。また、ターゲット
に印加する直流電力が増加すると、図4に示すように、
ターゲット負電圧が増加する傾向にある。
FIG. 3 shows the relationship between the F 2 flow rate and the target voltage. Target negative voltage indicates the (absolute value decreases the voltage) changes rapidly decreases with increasing F 2 partial pressure.
In the region where the partial pressure of F 2 is low and the negative voltage is large, metallic Mg
Was sputtered, and in a region where the partial pressure of F 2 was high and the negative voltage was small, it was found that sputtering was performed in a state of a metal fluoride such as MgF or MgF 2 . When the DC power applied to the target increases, as shown in FIG.
The target negative voltage tends to increase.

【0055】以上の結果から、ターゲット電圧をモニタ
し、ターゲット印加電力とターゲット電圧の関係を考慮
して、ターゲット印加電力、F2 流量を調整し、常にフ
ッ化物の状態でスパッタされるようにターゲット電圧を
制御することで、低吸収のMgF2 薄膜を安定して成膜
できることが判明した。
From the above results, the target voltage is monitored, the target applied power and the F 2 flow rate are adjusted in consideration of the relationship between the target applied power and the target voltage, and the target is sputtered always in a fluoride state. It has been found that by controlling the voltage, a MgF 2 thin film with low absorption can be stably formed.

【0056】また、この時、ターゲット−基板間距離が
200mm以下でも、実施例1と同様の低吸収で、高密
度、高密着性を有する薄膜を得ることができた。
At this time, even when the distance between the target and the substrate was 200 mm or less, a thin film having low absorption, high density, and high adhesion as in Example 1 could be obtained.

【0057】しかし、ターゲットに印加する電力を直流
としても、印加電力が4W/cm2以上になると、負イ
オンによる再スパッタが起こり、レートの減少、薄膜の
不均一を招いてしまうため、注意を要する。この時の最
大許容電力は、成膜時の圧力にも依存して変化するた
め、一概に規定できない。
However, even if the power applied to the target is DC, if the applied power is 4 W / cm 2 or more, re-sputtering due to negative ions will occur, leading to a reduction in the rate and non-uniformity of the thin film. It costs. The maximum allowable power at this time varies depending on the pressure at the time of film formation, and thus cannot be specified unconditionally.

【0058】本実施例ではF2 (5%)/Ar(95
%)ガスを導入したが、プラズマ中で解離してF、F2
を生成するガスであればよく、NF3 、CF3 等が使用
可能である。また、希釈ガスとしてAr以外にHe、K
r、Xeなども使用可能で、そのほか金属フッ化物薄膜
に取り込まれにくいN2 、H2 等を用いてもよい。
In this embodiment, F 2 (5%) / Ar (95
%) Gas was introduced, but dissociated in the plasma and F, F 2
NF 3 , CF 3, etc. can be used. In addition to He, K, as a diluent gas, other than Ar,
r, Xe etc. may be used, it may be used other metal fluoride thin film less likely to be taken N 2, H 2 or the like.

【0059】また、本実施例で基板バイアス電圧を抑え
る目的で、直流電圧をターゲットに印加したが、1〜5
0KHz程度の周波数の低周波電力や、50MHz以上
のVHF領域の周波数でも、基板バイアス電圧を抑えら
れることから、使用可能である。
In this embodiment, a DC voltage was applied to the target in order to suppress the substrate bias voltage.
Even a low-frequency power of about 0 KHz or a VHF frequency of 50 MHz or more can be used because the substrate bias voltage can be suppressed.

【0060】特に、1〜50KHz程度の周波数の低周
波電力は、金属フッ化物のターゲットを使用した場合に
おいてもスパッタ可能となり、従って、フッ素を含むガ
スを供給せずにすむため、成膜装置が簡便になり、安全
性も増大する。
In particular, low-frequency power having a frequency of about 1 to 50 KHz can be sputtered even when a metal fluoride target is used, so that it is not necessary to supply a gas containing fluorine. It is simpler and more secure.

【0061】また、50MHz以上のVHF領域の周波
数を印加する場合、ターゲット負電圧が約50V程度と
低いため、直流電圧を重畳することでターゲット電圧制
御範囲を広くとることができ、基板に照射する負イオン
もしくは負イオンから中性に変化する粒子のエネルギー
制御範囲も広く取れ、膜種に応じて最適なアシストエネ
ルギーに制御できる。
When a frequency in the VHF region of 50 MHz or more is applied, since the target negative voltage is as low as about 50 V, the target voltage control range can be widened by superimposing a DC voltage to irradiate the substrate. The energy control range of negative ions or particles that change from negative ions to neutral can be widened, and the optimum assist energy can be controlled according to the type of film.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0063】無加熱あるいは低い基板温度であっても、
緻密で密着力が高く、しかも可視域から真空紫外域まで
広い波長域で低吸収である高品質な金属フッ化物薄膜等
を成膜できる。
Even without heating or with a low substrate temperature,
A high-quality metal fluoride thin film or the like that is dense, has high adhesion, and has low absorption in a wide wavelength range from the visible region to the vacuum ultraviolet region can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施の形態による成膜装置を示す模式断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a film forming apparatus according to one embodiment.

【図2】実施例1によるMgF2 薄膜の分光特性を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing spectral characteristics of an MgF 2 thin film according to Example 1.

【図3】F2 流量とターゲット電圧の関係を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an F 2 flow rate and a target voltage.

【図4】ターゲット印加電力とターゲット電圧の関係を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between target applied power and target voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空チャンバ 2 蒸発源 3 電子線加熱装置 4 ターゲット 5 冷却ボックス 6 磁石 7 アノード電極 8 絶縁材 9 被処理物 10 ホルダ 11 シャッタ 12 ガス導入ポート 13 真空排気系 14 ゲートバルブ 15 スパッタ電力供給装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Evaporation source 3 Electron beam heating device 4 Target 5 Cooling box 6 Magnet 7 Anode electrode 8 Insulation material 9 Workpiece 10 Holder 11 Shutter 12 Gas introduction port 13 Vacuum exhaust system 14 Gate valve 15 Sputter power supply device

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Minoru Otani 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Ryuji Bilo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Hidehiro Kanazawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空蒸着法によって基板に光学薄膜を成
膜する成膜方法であって、中性粒子をアシストとして成
膜中の前記基板に照射することを特徴とする成膜方法。
1. A film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum deposition method, wherein the substrate is being irradiated with neutral particles as an assist.
【請求項2】 真空蒸着法によって基板に光学薄膜を成
膜する成膜方法であって、負イオンをアシストとして成
膜中の前記基板に照射することを特徴とする成膜方法。
2. A film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum deposition method, wherein the substrate is being irradiated with negative ions with the aid of negative ions.
【請求項3】 真空蒸着法によって基板に光学薄膜を成
膜する成膜方法であって、金属または金属化合物のター
ゲットをスパッタして得られるスパッタ粒子をアシスト
として成膜中の前記基板に照射することを特徴とする成
膜方法。
3. A film forming method for forming an optical thin film on a substrate by a vacuum vapor deposition method, wherein the substrate being formed is irradiated with sputtered particles obtained by sputtering a metal or metal compound target as an assist. A film forming method characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 光学薄膜がフッ化物薄膜であることを特
徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の成膜方
法。
4. The method according to claim 1, wherein the optical thin film is a fluoride thin film.
【請求項5】 ターゲットが、金属フッ化物および金属
酸化物の少なくとも一方を含む金属化合物であることを
特徴とする請求項3または4記載の成膜方法。
5. The film forming method according to claim 3, wherein the target is a metal compound containing at least one of a metal fluoride and a metal oxide.
【請求項6】 スパッタガスとしてHe、Ar、Ne、
Xe、Krのうちの少なくとも1つを含む不活性ガスを
用いることを特徴とする請求項3ないし5いずれか1項
記載の成膜方法。
6. He, Ar, Ne, Sputter gas
6. The film forming method according to claim 3, wherein an inert gas containing at least one of Xe and Kr is used.
【請求項7】 スパッタガスとしてフッ素ガスを含むガ
スを用いることを特徴とする請求項3ないし6いずれか
1項記載の成膜方法。
7. The film forming method according to claim 3, wherein a gas containing fluorine gas is used as the sputtering gas.
【請求項8】 スパッタガスとしてF2 、CF4 、NF
3 のうちの少なくとも1つを含むガスを用いることを特
徴とする請求項3ないし7いずれか1項記載の成膜方
法。
8. F 2 as a sputtering gas, CF 4, NF
At least claims 3 to 7 film forming method according to any one is characterized by using a gas containing one of the of the three.
【請求項9】 ターゲットの材料が、Mg、La、Y、
Li、Nd、Ba、Sr、Na、Al、Ca、Ce、C
d、Ho、Y23 、MgF2 、LaF3 、LiF、N
dF3 、BaF2 、SrF2 、NaF、AlF3 、Bi
2 、CaF 2 、PbF2 、CeF3 、GdF3 、Ho
3 、Na3 AlF6 のうちの少なくとも1つを含むこ
とを特徴とする請求項3ないし8いずれか1項記載の成
膜方法。
9. The target material is Mg, La, Y,
Li, Nd, Ba, Sr, Na, Al, Ca, Ce, C
d, Ho, YTwo OThree , MgFTwo , LaFThree , LiF, N
dFThree , BaFTwo , SrFTwo , NaF, AlFThree , Bi
FTwo , CaF Two , PbFTwo , CeFThree , GdFThree , Ho
FThree , NaThree AlF6 Must include at least one of the following:
The component according to any one of claims 3 to 8, characterized in that:
Membrane method.
【請求項10】 基板が無加熱であることを特徴とする
請求項1ないし9いずれか1項記載の成膜方法。
10. The film forming method according to claim 1, wherein the substrate is not heated.
【請求項11】 真空排気手段を有する真空チャンバ
と、該真空チャンバ内で成膜材料を加熱し蒸発させて基
板に付着させるための蒸着粒子発生手段と、中性粒子お
よび負イオンの少なくとも一方をアシストとして前記基
板に照射するためのアシスト発生手段を有する成膜装
置。
11. A vacuum chamber having vacuum evacuation means, vapor deposition particle generation means for heating and evaporating a film-forming material in the vacuum chamber to adhere to a substrate, and at least one of neutral particles and negative ions. A film forming apparatus having an assist generating means for irradiating the substrate as assist.
【請求項12】 真空排気手段を有する真空チャンバ
と、該真空チャンバ内で成膜材料を加熱し蒸発させて基
板に付着させるための蒸着粒子発生手段と、成膜中の前
記基板にアシストとしてスパッタ粒子を照射するための
スパッタ粒子発生手段を有する成膜装置。
12. A vacuum chamber having a vacuum exhaust means, a vapor deposition particle generating means for heating and evaporating a film-forming material in the vacuum chamber to attach the film-forming material to a substrate, and assisting sputtering on the substrate during film formation. A film forming apparatus having a sputtered particle generating means for irradiating particles.
【請求項13】 スパッタ粒子発生手段が、金属および
フッ素の少なくとも一方を含むターゲットと、該ターゲ
ットに電圧を印加する電力供給手段を有することを特徴
とする請求項12記載の成膜装置。
13. The film forming apparatus according to claim 12, wherein the sputtered particle generating means has a target containing at least one of a metal and fluorine, and a power supply means for applying a voltage to the target.
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