JP2002212719A - 化合物薄膜の堆積方法とその装置 - Google Patents
化合物薄膜の堆積方法とその装置Info
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極薄膜の積層として高純度の化合物薄膜を、
高速で大量に、再現性良く堆積する。 【解決手段】 真空中で薄膜を堆積するスパッタ法にお
いて、同じ材料の２枚の金属ターゲット（Ａ）（Ｂ）を
一組として配置し、ターゲット（Ａ）と回転するドラム
上の基板との間の放電で基板上にスパッタガスにより金
属モードで金属薄膜を堆積し、引続き反応ガスによる放
電でターゲット（Ｂ）の放電空間を通過中に化合物モー
ドで反応を起こさせる。
高速で大量に、再現性良く堆積する。 【解決手段】 真空中で薄膜を堆積するスパッタ法にお
いて、同じ材料の２枚の金属ターゲット（Ａ）（Ｂ）を
一組として配置し、ターゲット（Ａ）と回転するドラム
上の基板との間の放電で基板上にスパッタガスにより金
属モードで金属薄膜を堆積し、引続き反応ガスによる放
電でターゲット（Ｂ）の放電空間を通過中に化合物モー
ドで反応を起こさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は化合物薄膜
の堆積方法とその装置に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、光学薄膜、装飾薄膜、電子デ
バイス用など均質な薄膜を高速で堆積することができ
る、化合物薄膜の新しい堆積方法とそのための装置に関
するものである。
の堆積方法とその装置に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、光学薄膜、装飾薄膜、電子デ
バイス用など均質な薄膜を高速で堆積することができ
る、化合物薄膜の新しい堆積方法とそのための装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、スパッタリングに
より基板上に酸化物等の化合物薄膜を形成する方法が知
られている。最も一般的な方法は目的とする薄膜と同じ
成分の材質で構成されているセラミックターゲット等を
母材として、スパッタガスのアルゴンと酸素の混合ガス
でスパッタリング堆積する方法であった。しかし、この
方法は堆積速度が遅いという決定的とも言える欠点があ
り、大量生産には向かないとされている。
より基板上に酸化物等の化合物薄膜を形成する方法が知
られている。最も一般的な方法は目的とする薄膜と同じ
成分の材質で構成されているセラミックターゲット等を
母材として、スパッタガスのアルゴンと酸素の混合ガス
でスパッタリング堆積する方法であった。しかし、この
方法は堆積速度が遅いという決定的とも言える欠点があ
り、大量生産には向かないとされている。
【０００３】このような欠点を解消するものとして、大
量生産を目指し、金属ターゲットを用いて金属膜を高速
で堆積した後に、引き続いて酸化を行う無反応性スパッ
タリング法が知られている。しかしながら、従来、金属
を堆積し、反応性のガスと反応させるこの反応性スパッ
タリング法は、特別にターゲットと異なった材質でイオ
ン源やラジカル源を形成して反応を起こさせる方法であ
る。そのため、イオン源やラジカル源からの金属が膜中
に入って薄膜を汚染し純粋な薄膜を堆積することは困難
であり、基板全域にわたって均質な薄膜を堆積すること
も実際上は不可能であった。
量生産を目指し、金属ターゲットを用いて金属膜を高速
で堆積した後に、引き続いて酸化を行う無反応性スパッ
タリング法が知られている。しかしながら、従来、金属
を堆積し、反応性のガスと反応させるこの反応性スパッ
タリング法は、特別にターゲットと異なった材質でイオ
ン源やラジカル源を形成して反応を起こさせる方法であ
る。そのため、イオン源やラジカル源からの金属が膜中
に入って薄膜を汚染し純粋な薄膜を堆積することは困難
であり、基板全域にわたって均質な薄膜を堆積すること
も実際上は不可能であった。
【０００４】つまり、比較的小さな基板上に均質な化合
物薄膜を高速で大量に再現性良く堆積することは困難で
あった。
物薄膜を高速で大量に再現性良く堆積することは困難で
あった。
【０００５】そこでこの出願の発明者らは、従来の反応
性スパッタリング法についてその成膜機構について詳細
に検討し、高速に純度の高い超薄膜等の化合物膜の積層
を可能とする方策を探究してきた。
性スパッタリング法についてその成膜機構について詳細
に検討し、高速に純度の高い超薄膜等の化合物膜の積層
を可能とする方策を探究してきた。
【０００６】これまでの知見によれば、反応性スパッタ
法は酸化物薄膜など、例えば光学用薄膜、透明導電膜を
高速で堆積するための堆積法であって、その成膜の基本
的特徴は図１により説明することができる。
法は酸化物薄膜など、例えば光学用薄膜、透明導電膜を
高速で堆積するための堆積法であって、その成膜の基本
的特徴は図１により説明することができる。
【０００７】すなわち、ターゲットと基板からなる２極
スパッタ装置に於いてチェンバー中の入力電力とガス圧
を一定にしておくと、図１に示すように、たとえば（酸
素／アルゴン）の流量比を０から増加すると放電電圧
（および堆積速度）はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、という経路をた
どって減少する。逆にＤから酸素流量比を減少すると、
増加したときの経路と異なりＤ、Ｅ、Ｆという経路をた
どってＡ点に戻るヒステリシス特性を示す。流量比が図
中のＡ−Ｂ間では、ターゲットが金属であることから金
属原子がスパッタされて基板に堆積するので、金属モー
ドと呼ばれている。一方、酸素を徐々に減少するＤ−Ｅ
間ではターゲットが酸化されて基板へは酸素と反応した
化合物分子が僅かに基板に飛来し酸化物薄膜が堆積する
ので酸化物モードと呼ばれている。金属モードで基板へ
飛来した大量の金属原子をうまく酸化することができれ
ば、体積が増えるので更に高速堆積が可能であると考え
られる。
スパッタ装置に於いてチェンバー中の入力電力とガス圧
を一定にしておくと、図１に示すように、たとえば（酸
素／アルゴン）の流量比を０から増加すると放電電圧
（および堆積速度）はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、という経路をた
どって減少する。逆にＤから酸素流量比を減少すると、
増加したときの経路と異なりＤ、Ｅ、Ｆという経路をた
どってＡ点に戻るヒステリシス特性を示す。流量比が図
中のＡ−Ｂ間では、ターゲットが金属であることから金
属原子がスパッタされて基板に堆積するので、金属モー
ドと呼ばれている。一方、酸素を徐々に減少するＤ−Ｅ
間ではターゲットが酸化されて基板へは酸素と反応した
化合物分子が僅かに基板に飛来し酸化物薄膜が堆積する
ので酸化物モードと呼ばれている。金属モードで基板へ
飛来した大量の金属原子をうまく酸化することができれ
ば、体積が増えるので更に高速堆積が可能であると考え
られる。
【０００８】また、図２は直径１００ｍｍの金属ジルコ
ニウム（Ｚｒ）円板上に１０×１０ｍｍ2のイットリウ
ム（Ｙ）ペレット６枚を同心円上に配置した金属複合タ
ーゲットを用い、イットリヤ安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）を堆積したときの堆積速度の（酸素／アルゴン）の
流量比依存性を示したものである。１ｍＴｏｒｒのガス
圧で流量比の増加過程では約１０％で金属モードから酸
化物モードに堆積速度が低下し、減少過程では４％で酸
化物から金属モードに遷移し堆積速度が増加する。図中
の黒丸は金属が堆積したことを示し、白丸は酸化物が堆
積したことを示している。ここで基板に到達する粒子を
ＱＭＡＳで調べた結果を金属モードの増加過程の５．９
％で示したものが図３であり、ほとんど金属のＺｒやＹ
であり、酸化物はほんの少量であることがわかる。図４
は、減少過程で同じ５．９％の酸化物モードを示したも
のである。金属の基板への飛来は減少しほとんどがＺｒ
やＹの酸化物として飛来しているのがわかる。
ニウム（Ｚｒ）円板上に１０×１０ｍｍ2のイットリウ
ム（Ｙ）ペレット６枚を同心円上に配置した金属複合タ
ーゲットを用い、イットリヤ安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）を堆積したときの堆積速度の（酸素／アルゴン）の
流量比依存性を示したものである。１ｍＴｏｒｒのガス
圧で流量比の増加過程では約１０％で金属モードから酸
化物モードに堆積速度が低下し、減少過程では４％で酸
化物から金属モードに遷移し堆積速度が増加する。図中
の黒丸は金属が堆積したことを示し、白丸は酸化物が堆
積したことを示している。ここで基板に到達する粒子を
ＱＭＡＳで調べた結果を金属モードの増加過程の５．９
％で示したものが図３であり、ほとんど金属のＺｒやＹ
であり、酸化物はほんの少量であることがわかる。図４
は、減少過程で同じ５．９％の酸化物モードを示したも
のである。金属の基板への飛来は減少しほとんどがＺｒ
やＹの酸化物として飛来しているのがわかる。
【０００９】また、金属モードおよび酸化物モードでの
プラズマについてＱＭＳで酸素のイオン電流を測定した
結果を示したものが図５である。図４と同じ条件で評価
した結果であるが、増加過程において酸素イオン電流は
低酸素流量比の９％までの金属モードでは、酸素はジル
コニウム（Ｚｒ）にゲッタリングされて全く観測できな
い。しかし、酸化物モードに遷移する１０％程度から強
い酸素イオン電流が観測され酸化物モードではプラズマ
酸化の可能なことがわかる。
プラズマについてＱＭＳで酸素のイオン電流を測定した
結果を示したものが図５である。図４と同じ条件で評価
した結果であるが、増加過程において酸素イオン電流は
低酸素流量比の９％までの金属モードでは、酸素はジル
コニウム（Ｚｒ）にゲッタリングされて全く観測できな
い。しかし、酸化物モードに遷移する１０％程度から強
い酸素イオン電流が観測され酸化物モードではプラズマ
酸化の可能なことがわかる。
【００１０】以上のとおりの反応性スパッタリングにつ
いての成膜機構の特徴に従って、化合物薄膜の高速堆積
を試みた例がいくつかある。たとえば、図６に例示した
ように、スパッタ反応装置として、スパッタがなるべく
金属ターゲット（１）周辺で行われるように、スパッタ
ガス導入口（４）から導入したスパッタガスが逃げない
ように、また他から反応ガスが侵入しないようにガスプ
ロテクター（５）が設けられている。また、基板（２）
の上に堆積した金属膜を酸化、窒化等反応しやすいよう
に、反応ガス導入口（３）から導入した反応ガスがすぐ
に逃げないようにガスプロテクター（６）が設けられて
いる。
いての成膜機構の特徴に従って、化合物薄膜の高速堆積
を試みた例がいくつかある。たとえば、図６に例示した
ように、スパッタ反応装置として、スパッタがなるべく
金属ターゲット（１）周辺で行われるように、スパッタ
ガス導入口（４）から導入したスパッタガスが逃げない
ように、また他から反応ガスが侵入しないようにガスプ
ロテクター（５）が設けられている。また、基板（２）
の上に堆積した金属膜を酸化、窒化等反応しやすいよう
に、反応ガス導入口（３）から導入した反応ガスがすぐ
に逃げないようにガスプロテクター（６）が設けられて
いる。
【００１１】そして、この出願の発明者らは、試みとし
て、ターゲットに直径２０ｍｍの穴のあいたカバーをか
ぶせその内部ではジルコニウムのゲッタリング作用によ
って酸素分圧を低下させ、基板上で基板に飛来した金属
原子を直ちに酸化しＹＳＺ薄膜として堆積してもいる。
て、ターゲットに直径２０ｍｍの穴のあいたカバーをか
ぶせその内部ではジルコニウムのゲッタリング作用によ
って酸素分圧を低下させ、基板上で基板に飛来した金属
原子を直ちに酸化しＹＳＺ薄膜として堆積してもいる。
【００１２】しかしながら、このような試みにもかかわ
らず、化合物薄膜を高純度高品質な薄膜として、しかも
超薄膜として、高速成膜するとのことにおいては依然と
して満足できないでいた。
らず、化合物薄膜を高純度高品質な薄膜として、しかも
超薄膜として、高速成膜するとのことにおいては依然と
して満足できないでいた。
【００１３】そこで、この出願の発明は、このような課
題を解決するためになされたものである。
題を解決するためになされたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】すなわち、この出願の発
明は、上記の課題を解決するものとして、真空中で薄膜
を堆積するスパッタ法において、同じ材質の２枚の金属
ターゲット（Ａ）（Ｂ）を一組として配置し、ターゲッ
ト（Ａ）と回転するドラム上の基板との間の放電で基板
上にスパッタガスにより金属モードで金属薄膜を堆積
し、引続き反応ガスによる放電でターゲット（Ｂ）の放
電空間を通過中に化合物モードで反応を起こさせること
を特徴とする反応性スパッタによる化合物薄膜の堆積方
法を提供する。
明は、上記の課題を解決するものとして、真空中で薄膜
を堆積するスパッタ法において、同じ材質の２枚の金属
ターゲット（Ａ）（Ｂ）を一組として配置し、ターゲッ
ト（Ａ）と回転するドラム上の基板との間の放電で基板
上にスパッタガスにより金属モードで金属薄膜を堆積
し、引続き反応ガスによる放電でターゲット（Ｂ）の放
電空間を通過中に化合物モードで反応を起こさせること
を特徴とする反応性スパッタによる化合物薄膜の堆積方
法を提供する。
【００１５】そしてまた、この出願の発明は、酸化物薄
膜の高速作成装置として、回転基板ホルダーに基板を設
置し、同じ材質で出来たターゲット（Ａ）（Ｂ）と少し
離れた間隔で回転しながら、基板ホルダーとの間の放電
空間を横切る構造と成っている。ターゲット（Ａ）では
金属を薄く堆積し、ターゲット（Ｂ）の放電空間ではそ
の薄い金属膜を反応ガスと反応させる化合物薄膜の堆積
装置を提供する。
膜の高速作成装置として、回転基板ホルダーに基板を設
置し、同じ材質で出来たターゲット（Ａ）（Ｂ）と少し
離れた間隔で回転しながら、基板ホルダーとの間の放電
空間を横切る構造と成っている。ターゲット（Ａ）では
金属を薄く堆積し、ターゲット（Ｂ）の放電空間ではそ
の薄い金属膜を反応ガスと反応させる化合物薄膜の堆積
装置を提供する。
【００１６】もちろん、上記の方法、装置においては、
一組のターゲット（Ａ）（Ｂ）は、複数組配置され、各
々の組単位は、材質が同種であってもよいし、別種であ
ってもよい。
一組のターゲット（Ａ）（Ｂ）は、複数組配置され、各
々の組単位は、材質が同種であってもよいし、別種であ
ってもよい。
【００１７】また、反応は酸化や窒化等の各種であって
よい。
よい。
【００１８】いずれにしても、この出願の発明では、極
薄膜の積層として薄膜を堆積し、従来の方法より汚染の
ない純度の良い膜が高速で、再現性良く堆積することが
可能となる。ターゲット（Ａ）（Ｂ）の材質は同一のも
のを使うことが特徴である。
薄膜の積層として薄膜を堆積し、従来の方法より汚染の
ない純度の良い膜が高速で、再現性良く堆積することが
可能となる。ターゲット（Ａ）（Ｂ）の材質は同一のも
のを使うことが特徴である。
【００１９】基板上に化合物薄膜を堆積するためには、
まず第１に金属モード用ターゲットで薄い金属極薄層を
金属モードで堆積し、引き続く化合物モード用ターゲッ
トのプラズマ空間で化合（酸化、窒化）させる。金属モ
ード並びに化合物モードで同じ材質のターゲットを用い
るので高純度の薄膜を高速で、広範囲にわたって堆積す
ることができる。
まず第１に金属モード用ターゲットで薄い金属極薄層を
金属モードで堆積し、引き続く化合物モード用ターゲッ
トのプラズマ空間で化合（酸化、窒化）させる。金属モ
ード並びに化合物モードで同じ材質のターゲットを用い
るので高純度の薄膜を高速で、広範囲にわたって堆積す
ることができる。
【００２０】そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく
この出願の発明について説明する。もちろん、この出願
は以下の例に限定されることはない。
この出願の発明について説明する。もちろん、この出願
は以下の例に限定されることはない。
【００２１】
【実施例】＜実施例１＞図７は、この出願の発明の酸化
物薄膜の高速作成装置の一実施例を説明するための図で
ある。これは真空槽の断面図を示したもので、同一の材
質からなる一対のターゲットの一方をＡとし、スパッタ
ガス導入口４からアルゴンガスを導入し、チェンバー壁
５に設置されたターゲットＡと回転基板ホルダー３の間
の空間でアルゴンガスによるグロー放電が起こりターゲ
ットＡがスパッタされ、基板９上に金属薄膜が堆積す
る。基板９は回転しているので堆積する膜厚は極薄膜と
なる。隔壁６と８の間に酸素の導入口７があり、その間
では酸素プラズマによる放電２が発生し、基板９上に堆
積した極薄膜を酸素プラズマで酸化し酸化物薄膜１０が
生成する。ターゲットＢでは同一の材質の金属酸化物が
少量堆積するとしても基板９上に堆積した薄膜を汚染す
ることはない。
物薄膜の高速作成装置の一実施例を説明するための図で
ある。これは真空槽の断面図を示したもので、同一の材
質からなる一対のターゲットの一方をＡとし、スパッタ
ガス導入口４からアルゴンガスを導入し、チェンバー壁
５に設置されたターゲットＡと回転基板ホルダー３の間
の空間でアルゴンガスによるグロー放電が起こりターゲ
ットＡがスパッタされ、基板９上に金属薄膜が堆積す
る。基板９は回転しているので堆積する膜厚は極薄膜と
なる。隔壁６と８の間に酸素の導入口７があり、その間
では酸素プラズマによる放電２が発生し、基板９上に堆
積した極薄膜を酸素プラズマで酸化し酸化物薄膜１０が
生成する。ターゲットＢでは同一の材質の金属酸化物が
少量堆積するとしても基板９上に堆積した薄膜を汚染す
ることはない。
【００２２】なお、ターゲットＡ，Ｂの給電は直流負電
圧であるが酸化物薄膜の堆積であるため異常放電を起こ
す可能性がある。従って、実際には放電を防止するため
周期的に堆積薄膜の蓄積した電荷を放電するために正に
短時間だけ振り込むパルス電源を用いるのが確実であ
る。 ＜実施例２＞実施例１は基板に蓄積した電荷を周期的に
正に振り込むパルス電源によって放電堆積する方法であ
った。しかし、酸化物モード用のターゲットは異常放電
（アーク）を起こしやすく、一旦起こすと膜質の変化を
来たし再現性が損なわれる。したがって図８で示すよう
に、酸化物モード用ターゲットによるプラズマ酸化はタ
ーゲットＢへの給電は交流電源を用いることにより１周
期ごとに放電させ電荷が蓄積しないようにすれが異常放
電を容易に阻止することができる。 ＜実施例３＞反射防止膜は、工業的に生産されている大
部分は、真空蒸着法で実施されており、化合物を電子銃
で蒸発させ、基盤をドーム形状の天井に装着して成膜さ
れている。しかし、この方法は、スパッタリング、イオ
ンプレーティングのようにプラズマ雰囲気ではなく真空
中のみで成膜されているため、その膜質は緻密性に欠け
るため、擦傷性、耐汗性、耐指紋に弱い欠点がある。特
に、その用途が携帯電話のディスプレイカバー用の反射
防止膜は人体に直接触れるため汗、化粧品が付着するた
め反射防止膜が侵され不適合である。さらに、この工法
は、真空装置の天井のみしか基板が装着されないため生
産性が著しく低い。
圧であるが酸化物薄膜の堆積であるため異常放電を起こ
す可能性がある。従って、実際には放電を防止するため
周期的に堆積薄膜の蓄積した電荷を放電するために正に
短時間だけ振り込むパルス電源を用いるのが確実であ
る。 ＜実施例２＞実施例１は基板に蓄積した電荷を周期的に
正に振り込むパルス電源によって放電堆積する方法であ
った。しかし、酸化物モード用のターゲットは異常放電
（アーク）を起こしやすく、一旦起こすと膜質の変化を
来たし再現性が損なわれる。したがって図８で示すよう
に、酸化物モード用ターゲットによるプラズマ酸化はタ
ーゲットＢへの給電は交流電源を用いることにより１周
期ごとに放電させ電荷が蓄積しないようにすれが異常放
電を容易に阻止することができる。 ＜実施例３＞反射防止膜は、工業的に生産されている大
部分は、真空蒸着法で実施されており、化合物を電子銃
で蒸発させ、基盤をドーム形状の天井に装着して成膜さ
れている。しかし、この方法は、スパッタリング、イオ
ンプレーティングのようにプラズマ雰囲気ではなく真空
中のみで成膜されているため、その膜質は緻密性に欠け
るため、擦傷性、耐汗性、耐指紋に弱い欠点がある。特
に、その用途が携帯電話のディスプレイカバー用の反射
防止膜は人体に直接触れるため汗、化粧品が付着するた
め反射防止膜が侵され不適合である。さらに、この工法
は、真空装置の天井のみしか基板が装着されないため生
産性が著しく低い。
【００２３】また、スパッタリング法は、真空槽に円柱
状の外壁に基板が装着でき従来の真空蒸着法に比べ５〜
７倍基板を装着できるが、成膜レートが遅いため生産性
が良くない。ハイレートのスパッタリング法は、生産性
は著しく優れているが、イオン源やラジカル源からの金
属が膜中に入って汚染され純粋な膜が形成できない。
状の外壁に基板が装着でき従来の真空蒸着法に比べ５〜
７倍基板を装着できるが、成膜レートが遅いため生産性
が良くない。ハイレートのスパッタリング法は、生産性
は著しく優れているが、イオン源やラジカル源からの金
属が膜中に入って汚染され純粋な膜が形成できない。
【００２４】そこで、この発明の方法により反射防止膜
を形成した。反射防止膜は多層膜構成としたが、各々の
層については、この発明の方法によって、ターゲット
（Ａ）に対してはＡｒ（アルゴン）ガスを分圧１Ｐａに
なるように導入し、ＤＣを印加し、また、ターゲット
（Ｂ）ではＯ2ガスを導入し、ＡＣを印加することで、
ターゲット（Ａ）で金属の超薄膜を形成し、ターゲット
（Ｂ）で酸化膜を形成した。
を形成した。反射防止膜は多層膜構成としたが、各々の
層については、この発明の方法によって、ターゲット
（Ａ）に対してはＡｒ（アルゴン）ガスを分圧１Ｐａに
なるように導入し、ＤＣを印加し、また、ターゲット
（Ｂ）ではＯ2ガスを導入し、ＡＣを印加することで、
ターゲット（Ａ）で金属の超薄膜を形成し、ターゲット
（Ｂ）で酸化膜を形成した。
【００２５】これによって、基板としての３４ｍｍ×３
３ｍｍ厚さ１ｍｍのアートンＦＸ４７２７（ＪＳＲ株式
会社）成形品に、ＳｉＯ2＝１２１ｎｍ、ＴｉＯ2＝１２
ｎｍ、ＳｉＯ2＝３２ｎｍ、ＴｉＯ2＝１１０ｎｍ、Ｓｉ
Ｏ2＝８４ｎｍ厚さの５層を、この出願の発明法と従来
の真空蒸着法でそれぞれ成膜して試験片を作成し、耐人
工汗液性を評価した。 （試験方法）溶液〔尿素１ｇ乳酸（７５％溶液）４．６
ｇ、食塩７ｇ、エチルアルコール２０ｍｌ、酢酸５ｇ、
ピロリンサンナトリュウム８ｇ、水（残部）１ｌ中４０
℃にて２４時間浸漬し外観、密着性を調査する。密着性
は、２４ｍｍ幅ニチバンセロテープ（接着力２５０〜４
００ｇ）５０ｍｍ分を試験面へ拇指の腹で強く押し伸ば
し接着後、９０度に急激に引き剥がす方法で行った。
３ｍｍ厚さ１ｍｍのアートンＦＸ４７２７（ＪＳＲ株式
会社）成形品に、ＳｉＯ2＝１２１ｎｍ、ＴｉＯ2＝１２
ｎｍ、ＳｉＯ2＝３２ｎｍ、ＴｉＯ2＝１１０ｎｍ、Ｓｉ
Ｏ2＝８４ｎｍ厚さの５層を、この出願の発明法と従来
の真空蒸着法でそれぞれ成膜して試験片を作成し、耐人
工汗液性を評価した。 （試験方法）溶液〔尿素１ｇ乳酸（７５％溶液）４．６
ｇ、食塩７ｇ、エチルアルコール２０ｍｌ、酢酸５ｇ、
ピロリンサンナトリュウム８ｇ、水（残部）１ｌ中４０
℃にて２４時間浸漬し外観、密着性を調査する。密着性
は、２４ｍｍ幅ニチバンセロテープ（接着力２５０〜４
００ｇ）５０ｍｍ分を試験面へ拇指の腹で強く押し伸ば
し接着後、９０度に急激に引き剥がす方法で行った。
【００２６】その結果を表１に示した。この発明によっ
て優れた密着性と耐人口汗液性が得られることが確認さ
れた。
て優れた密着性と耐人口汗液性が得られることが確認さ
れた。
【００２７】
【表１】
【００２８】＜実施例４＞従来の光触媒の酸化チタン膜
は、ゾル−ゲル法、バインダー法があるがその工法は、
それぞれコスト的には安価であるが、ゾル−ゲルの場
合、５００℃以上の高温焼成が必要になり、その基板も
制限され、バインダー法の場合、光触媒粒子を基板に接
着させるためにシリカ系の材料を用いたりフッ素樹脂の
材料をバインダーとして使用するが、バインダー中に光
触媒が埋もれ、その機能は十分ではない。また、真空蒸
着法では、光触媒効果を有するアナターゼ構造の酸化チ
タン膜は成膜できていない。
は、ゾル−ゲル法、バインダー法があるがその工法は、
それぞれコスト的には安価であるが、ゾル−ゲルの場
合、５００℃以上の高温焼成が必要になり、その基板も
制限され、バインダー法の場合、光触媒粒子を基板に接
着させるためにシリカ系の材料を用いたりフッ素樹脂の
材料をバインダーとして使用するが、バインダー中に光
触媒が埋もれ、その機能は十分ではない。また、真空蒸
着法では、光触媒効果を有するアナターゼ構造の酸化チ
タン膜は成膜できていない。
【００２９】そこで、この出願の発明によって光触媒酸
化チタン膜を形成した。
化チタン膜を形成した。
【００３０】市販品タイルにこの発明の方法により、Ｔ
ｉＯ2２００ｎｍの厚さに成膜し、試験片を作成した。
この場合、ターゲット（Ａ）（Ｂ）に金属チタンを用
い、実施例と同様の操作条件を採用した。
ｉＯ2２００ｎｍの厚さに成膜し、試験片を作成した。
この場合、ターゲット（Ａ）（Ｂ）に金属チタンを用
い、実施例と同様の操作条件を採用した。
【００３１】得られたこの発明の試料について、また、
光触媒処理をした市販タイル及び同処理をした市販の照
明器具の布セードについて、それぞれアセトアルデヒド
ガスに対する光触媒効果を測定した。
光触媒処理をした市販タイル及び同処理をした市販の照
明器具の布セードについて、それぞれアセトアルデヒド
ガスに対する光触媒効果を測定した。
【００３２】試験方法 ５Ｌのテドラーバッグに思料を入れた後空気３Ｌをい
れ、バッグ中のガス濃度が約１００ｐｐｍになるようア
セトアルデヒド標準ガスを注入する。このバッグをブラ
ックライト（１５Ｗ）の下に試料とランプとの距離が５
ｃｍになるように置き、１、２、３時間経過後の残留ガ
ス濃度を検知管で測定した。
れ、バッグ中のガス濃度が約１００ｐｐｍになるようア
セトアルデヒド標準ガスを注入する。このバッグをブラ
ックライト（１５Ｗ）の下に試料とランプとの距離が５
ｃｍになるように置き、１、２、３時間経過後の残留ガ
ス濃度を検知管で測定した。
【００３３】その結果を表２に示した。この発明によっ
て優れた光触媒性が確認された。
て優れた光触媒性が確認された。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】以上のようにこの出願の発明によれば、
反応性スパッタリングの金属モードによる薄膜の堆積と
酸化物モードの酸素プラズマによる酸化等の反応を１周
期とする極薄膜の積層として高純度の化合物薄膜を、高
速で大量に、再現性良く堆積することが可能となる。
反応性スパッタリングの金属モードによる薄膜の堆積と
酸化物モードの酸素プラズマによる酸化等の反応を１周
期とする極薄膜の積層として高純度の化合物薄膜を、高
速で大量に、再現性良く堆積することが可能となる。
【図１】反応性スパッタリングの基本特性
【図２】ＹＳＺ薄膜の堆積速度の（酸素／アルゴン）流
量比依存性
量比依存性
【図３】反応性スパッタリングのＱＭＳスペクトルとし
ての金属モードの場合
ての金属モードの場合
【図４】反応性スパッタリングのＱＭＳスペクトルとし
ての酸化物モードの場合
ての酸化物モードの場合
【図５】酸素イオン電流の酸素流量比依存性
【図６】金属モードを用いた反応性スパッタリング法の
原理図
原理図
【図７】本願発明の堆積法を説明するための図である。
【図８】さらに効果を上げるための電源の給電方法
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＧ (72)発明者 高橋 三樹夫 東京都中央区月島２−151−13 シービー シーイングス株式会社内 (72)発明者 元木 詮 東京都中央区月島２−151−13 シービー シーイングス株式会社内 Ｆターム(参考） 4D048 AA19 AB03 BA07X BA41X BB03 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A CA10 CA11 DA06 EA08 EB15Y EC22Y FA03 FB01 4K029 BA21 BA46 BA48 BB02 BC07 BD00 CA05 CA06 DC15 DC16 DC33 DC35
Claims (11)
- 【請求項１】 真空中で薄膜を堆積するスパッタ法にお
いて、同じ材質の金属ターゲット２枚（Ａ）（Ｂ）を一
組として設置し、ターゲット（Ａ）と回転する基板との
間の放電で基板上にスパッタガスにより金属モードで金
属薄膜を堆積し、引き続き反応ガスによるターゲット
（Ｂ）の放電空間を通過中に化合物モードで反応を起こ
させることを特徴とする反応性スパッタによる化合物薄
膜の堆積方法。 - 【請求項２】 薄膜を形成することを特徴とする化合物
薄膜の堆積方法。 - 【請求項３】 ２枚の金属ターゲット（Ａ）（Ｂ）を一
組とするターゲット複数組用い、各々の組は、同種また
は別種の材質のものとして、金属薄膜の堆積と反応によ
り化合物薄膜を多層積層することを特徴とする化合物薄
膜の堆積方法。 - 【請求項４】 反応ガスを酸素として酸化物薄膜を堆積
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの化
合物薄膜の堆積方法。 - 【請求項５】 酸化を交流スパッタにより行うことを特
徴とする請求項４の化合物薄膜の堆積方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかの方法によ
り反射防止膜を形成することを特徴とする化合物薄膜の
堆積方法。 - 【請求項７】 反射防止膜が携帯電話のディスプレイカ
バー用反射防止膜またはフロントライトの導光板用の反
射防止膜であることを特徴とする化合物薄膜の堆積方
法。 - 【請求項８】 請求項１ないし５のいずれかの方法によ
り光触媒用酸化チタン膜を形成することを特徴とする化
合物薄膜の堆積方法。 - 【請求項９】 チャンバー内には、回転ドラムとその周
面の基板ホルダーが配置されているとともに、同じ材質
の金属ターゲット２枚（Ａ）（Ｂ）が一組として回転ド
ラムの周囲に配置され、また、スパッタガス導入口並び
に反応ガス導入口と、スパッタガスと反応性ガスとの隔
壁が配置されている反応性スパッタによる化合物薄膜の
堆積装置であって、基板ホルダーに装着される基板に
は、回転ドラムの回転にともなって、スパッタガスが導
入されるターゲット（Ａ）域では放電により金属薄膜が
堆積され、反応ガスが導入されるターゲット（Ｂ）域で
は放電による反応で化合物膜が生成されることを特徴と
する化合物薄膜の堆積装置。 - 【請求項１０】 ２枚の金属ターゲット（Ａ）（Ｂ）を
一組とするターゲットが複数組配置されており、各々の
組は、同種の材質もしくは別種の材質であることを特徴
とする請求項９の化合物薄膜の堆積装置。 - 【請求項１１】 ターゲットに電圧を印加する電源とし
てパルス電源および／または交流電源を備えていること
を特徴とする請求項９または１０の化合物薄膜の堆積装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012474A JP4614546B2 (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 化合物薄膜の堆積方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012474A JP4614546B2 (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 化合物薄膜の堆積方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002212719A true JP2002212719A (ja) | 2002-07-31 |
| JP4614546B2 JP4614546B2 (ja) | 2011-01-19 |
Family
ID=18879475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001012474A Expired - Lifetime JP4614546B2 (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 化合物薄膜の堆積方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4614546B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004015162A1 (ja) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | α型結晶構造主体のアルミナ皮膜の製造方法 |
| JP2006509102A (ja) * | 2002-12-04 | 2006-03-16 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 多層膜を製造する方法および前記方法を実施するための装置 |
| JP2010168665A (ja) * | 2002-12-04 | 2010-08-05 | Leybold Optics Gmbh | 多層膜を製造する方法および前記方法を実施するための装置 |
| JP2015533937A (ja) * | 2012-09-10 | 2015-11-26 | エーリコン・サーフェス・ソリューションズ・アーゲー・トリューバッハ | 基板上に金属ホウ炭化物層を製造する方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024967A (ja) * | 1988-02-08 | 1990-01-09 | Optical Coating Lab Inc | 薄膜形成装置及び方法 |
| JPH1030177A (ja) * | 1996-03-14 | 1998-02-03 | Balzers & Leybold Deutsche Holding Ag | スパッタリング装置 |
| JPH11279757A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-10-12 | Shincron:Kk | 複合金属の化合物薄膜形成方法及びその薄膜形成装置 |
-
2001
- 2001-01-19 JP JP2001012474A patent/JP4614546B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2004015162A1 (ja) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | α型結晶構造主体のアルミナ皮膜の製造方法 |
| US7967957B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-06-28 | Kobe Steel, Ltd. | Method for preparing alumna coating film having alpha-type crystal structure as primary structure |
| US9260776B2 (en) | 2002-08-09 | 2016-02-16 | Kobe Steel, Ltd. | Method of producing α crystal structure-based alumina films |
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| JP2010168665A (ja) * | 2002-12-04 | 2010-08-05 | Leybold Optics Gmbh | 多層膜を製造する方法および前記方法を実施するための装置 |
| US8956511B2 (en) | 2002-12-04 | 2015-02-17 | Leybold Optics Gmbh | Method for producing a multilayer coating and device for carrying out said method |
| US10418231B2 (en) | 2002-12-04 | 2019-09-17 | Leybold Optics Gmbh | Method for producing a multilayer coating and device for carrying out said method |
| JP2015533937A (ja) * | 2012-09-10 | 2015-11-26 | エーリコン・サーフェス・ソリューションズ・アーゲー・トリューバッハ | 基板上に金属ホウ炭化物層を製造する方法 |
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