JP2002296413A

JP2002296413A - 光学多層膜干渉フィルタの作製装置および作製方法

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Publication number: JP2002296413A
Application number: JP2001096833A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamada; 直樹山田; Naoki Watanabe; 直樹渡辺
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP4502540B2

Abstract

(57)【要約】【課題】歩留まりが高く、量産でき、膜厚の制御性を
向上させて高い膜性能を有する光学フィルタを作製で
き、表面平坦化を達成でき、応力特性を向上できる光学
多層膜干渉フィルタの作製装置および作製方法を提供す
る。【解決手段】基板２２上に光学多層膜フィルタを作製
する装置である。成膜チャンバ１７Ａと、放電発生用プ
ロセスガスを導入する機構５６と、低圧力放電発生機構
５８を備える。成膜チャンバでは、基板ホルダ２１と、
タンタルターゲット２３と、シリコンターゲット２４が
備えられ、選択したターゲットを使用して基板表面に対
しスパッタリング成膜が行われる。ターゲット２３，２
４の使用を切り換えるターゲット切換え機構５９を備え
る。低圧力放電を発生させ、ターゲットを交互に選択し
て低圧力放電スパッタリングに基づき基板上に五酸化タ
ンタルと二酸化ケイ素を交互に堆積して誘電体多層膜を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学多層膜干渉フィ
ルタの作製装置および作製方法に関し、特に、スパッタ
リング成膜法を利用して量産性を高めた光学多層膜干渉
フィルタの作製装置および作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットの普及による通信
の大容量化に伴い、既存の光ファイバ網を利用した高密
度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Divisio
n Multiplexing）に基づく伝送が採用されている。ＤＷ
ＤＭ伝送のシステムの各所では光学多層膜干渉フィルタ
が使用されている。このことから、近年、ＤＷＤＭ関連
の市場からの要求で、誘電体多層膜で構成された光学多
層膜干渉フィルタの需要が高くなってきている。

【０００３】上記の光学多層膜干渉フィルタの種類に
は、例えば、波長を分割したり合波したりするときに使
用される狭帯ＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）、入出
力信号をモニタするときに使用されるＢＳ（ビーム・ス
プリッタ）、出力光の平坦化に使用されるＥＤＦＡ（Er
bium Doped Fiber Amplifier）などがある。

【０００４】上記の光学多層膜干渉フィルタに要求され
る性能は、要約すると、次の通りである。

【０００５】第１に安定した光学特性を有することであ
る（波長安定性）。ここで光学特性の安定性とは、温度
や湿度の変化に対して分光特性が変化しないということ
である。

【０００６】第２に、高屈折率物質層と低屈折率物質層
からなる２種類の誘電体層を交互に積層して極めて多い
層を堆積して作るときにおいて、その物理構造として各
層の吸収係数を十分に低くすることである（低損失）。
２種類の誘電体層としては、五酸化タンタルと二酸化ケ
イ素が代表的である。

【０００７】第３に、フィルタの透過損失に大きな影響
を与えるノジュール（nodule）の問題があるが、透過損
失を小さくするためノジュールの発生が抑制されている
ことである（低損失）。フィルタの内部や表面にノジュ
ールが存在すると、透過光の遮断・散乱が発生し、損失
の原因となる。

【０００８】第４に、上記のノジュールの発生を抑制す
る観点で、成膜前の基板の表面を清浄化しておくことで
ある（低損失）。

【０００９】第５に、特定の分光特性を有するため、フ
ィルタを構成する各層が正確な膜厚に加工されているこ
とである（高精度の膜厚制御性と応力）。蒸発技術を利
用した従来の成膜では、膜厚分布を補正するために、基
板の近傍に補正板を置いたり、蒸発源を基板回転中心の
位置から離す方法が採用されている。しかしながら、再
現性の点で問題がある。

【００１０】上記のごとき性能が要求される光学多層膜
干渉フィルタは、従来、専ら真空蒸着法によって作製さ
れていた。真空蒸着法としては、特開平１０−１７０７
１７号公報の図６に示されかつ従来技術の欄に記載され
た真空蒸着装置がある。この真空蒸着装置は、真空チャ
ンバの底部に２つの電子銃るつぼを回転可能に置き、そ
の上方に傘状の形態をした回転状態の大型の基板ホルダ
の下面に複数の基板を取り付けている。電子銃によって
るつぼから蒸発した物質は、上昇し、複数の基板の各々
の表面に付着し、成膜を行う。２つの電子銃るつぼの各
々には異なる成膜材料が入っており、電子ビームを発生
させて成膜材料に対して照射できるようにし、シャッタ
を開いて成膜材料を交互に蒸発させることにより基板の
表面に多層膜を形成する。成膜の間、基板ホルダを回転
させ、かつ基板を回転させることにより、基板表面に成
膜される材料の分布状態を均一化している。

【００１１】さらに他の作製方法としては、イオンビー
ムスパッタリング法が提案されている。イオンビームス
パッタリング法としては前述の特開平１０−１７０７１
７号公報によって開示される発明に係る製造方法があ
る。この製造方法、当該公報の図１に示されるごとく、
真空チャンバの下部にアルゴンイオン源を設け、アルゴ
ンイオン源の出射部の前方に、ターゲットして２種類の
成膜材料を設け、かつ１８０度回転し得る成膜材料ホル
ダを設けている。真空チャンバの上方位置に複数の基板
を取り付けかつ回転自在に設けられた基板ホルダが配置
されている。成膜材料ホルダの成膜材料にアルゴンイオ
ン源からアルゴンイオンビームを照射すると、成膜材料
がスパッタされ、スパッタされた成膜材料は上方に移動
し、複数の基板の各々に成膜が行われる。成膜材料ホル
ダを回転させることにより成膜材料を交互に選択し、か
かる構造によって成膜材料を交互に基板上に堆積させ多
層膜を形成する。この場合にも、成膜の間、基板ホルダ
を回転させかつ基板を回転させることにより、基板表面
に成膜される材料の分布状態を均一化している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学多層膜干渉
フィルタの製造方法では、前述した真空蒸着方法とイオ
ンビームスパッタ法のいずれも歩留まりが非常に悪く、
量産に向いていないという問題があった。

【００１３】また真空蒸着法は最少成膜速度は０．１ｎ
ｍであり、例えば上記のＢＰＦの作製では０．０１〜
０．０５ｎｍの膜厚制御を求められることから、膜厚制
御性が悪いという問題を有していた。

【００１４】さらにイオンビームスパッタリング法の場
合には、ターゲット（成膜材料）からスパッタされた粒
子と共に反跳アルゴンが同じ方向に飛ぶために、膜中に
多くのアルゴンが混入し、大きな圧縮応力を有するとい
う問題を提起する。従って成膜した膜を切り出すと、応
力が低下するように変化し、目的通りの性能を有する光
学多層膜干渉フィルタを作ることが難しく、歩留まりが
低い問題がある。

【００１５】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、生産歩留まりが高く、量産することができ、
さらに膜厚の制御性を向上させることにより高い膜性能
を有する光学フィルタを作製でき、加えて界面の平坦化
を確実に達成でき、応力特性を向上できる光学多層膜干
渉フィルタの作製装置および作製方法を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
光学多層膜干渉フィルタの作製装置および作製方法は、
上記の目的を達成するために、次のように構成される。

【００１７】本発明に係る光学多層膜干渉フィルタの作
製装置（請求項１に対応）は、基板上に多層膜を堆積し
て光学多層膜フィルタを作製する装置であり、成膜チャ
ンバと、成膜チャンバに放電発生用プロセスガスを導入
するガス導入機構と、成膜チャンバの内部で低圧力放電
を発生させる低圧力放電発生機構と、第１誘電体膜材料
のターゲットと第２誘電体膜材料のターゲットの使用を
切り換えるターゲット切換え機構とを備える。上記成膜
チャンバでは、基板を搭載する基板ホルダと、第１誘電
体膜材料のターゲットと、第２誘電体膜材料のターゲッ
トとが備えられ、選択されたターゲットを使用して基板
の表面に対してスパッタリング成膜が行われる。成膜チ
ャンバ内に基板を搬入して基板ホルダ上に搭載し、ガス
導入機構で導入されたプロセスガスを用いてかつ低圧力
放電発生機構で低圧力放電を発生させ、ターゲット切換
え機構でターゲットを交互に選択して低圧力放電スパッ
タリングに基づき基板上に第１誘電体膜と第２誘電体膜
を交互に堆積して誘電体多層膜を形成する。

【００１８】また本発明に係る光学多層膜干渉フィルタ
の作製方法（請求項４に対応）は、基板上に多層膜を堆
積して光学多層膜フィルタを作製する方法であり、基板
ホルダが設けられた成膜チャンバ内に基板を搬入するス
テップと、成膜チャンバ内にプロセスガスを導入するス
テップと、成膜チャンバ内に低圧力放電を発生させるス
テップと、第１誘電体膜材料のターゲットを使用可能状
態に選択してスパッタリングを行って基板の上に第１誘
電体膜を堆積させ、次に、第２誘電体膜材料のターゲッ
トを使用可能状態に選択してスパッタリングを行って第
１誘電体膜の上に第２誘電体膜を堆積させ、さらに第１
誘電体膜の堆積と第２誘電体膜の堆積を繰返すステップ
とから構成される。低圧力放電スパッタリングに基づき
基板上に第１誘電体膜と第２誘電体膜による誘電体多層
膜を形成する。

【００１９】上記において、好ましくは、プロセスガス
はアルゴンと酸素の混合ガス、第１誘電体膜材料はタン
タル、第２誘電体膜材料はケイ素であり、基板上に五酸
化タンタルと二酸化ケイ素が交互に堆積される（請求項
２、請求項５に対応）。

【００２０】また上記において、低圧力放電は１０^-2Ｐ
ａ以下の低圧力で発生することを特徴とする（請求項
３、請求項６に対応）。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２２】実施形態で説明される構成、形状、および
配置関係については本発明が理解できる程度に概略的に
示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材
質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下
に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限
り様々な形態に変更することができる。

【００２３】図１は本発明に係る光学多層膜干渉フィル
タの作製装置の代表的な構成を示し、内部機構の概略構
成が判明する程度に示された平面図である。以下では
「光学多層膜干渉フィルタの作製装置」を「光学多層膜
作製装置」という。この光学多層膜作製装置１０はクラ
スタ型の構成を有し、複数の成膜チャンバを備えてい
る。各成膜チャンバでは、基板ホルダに搭載された一枚
の基板に対してスパッタリング法により多層膜の成膜が
行われる。成膜放電の方式は好ましくは反応性ＤＣスパ
ッタリング法である。さらに各成膜チャンバには低圧力
放電カソードが設けられている。

【００２４】図１で光学多層膜作製装置１０の中央位置
にはロボット搬送装置１１が備えられた搬送チャンバ１
２が設置されている。ロボット搬送装置１１は、伸縮自
在なアーム１３と基板を搭載するためのハンド１４とを
備えている。アーム１３の基端部は搬送チャンバ１２の
中心部１２ａに回転自在に取り付けられている。

【００２５】光学多層膜作製装置１０の搬送チャンバ１
２には、ロード／アンロードチャンバ１５，１６が設け
られている。ロード／アンロードチャンバ１５によっ
て、外部から光学多層膜作製装置１０に処理対象の基板
４３を搬入すると共に、光学多層膜干渉フィルタの成膜
処理が終了した基板を光学多層膜作製装置１０から外部
へ搬出する。ロード／アンロードチャンバ１６も同じ機
能を有し、ロード／アンロードチャンバ１６を経由して
搬入された基板は、同チャンバから搬出される。ロード
／アンロードチャンバを２つ設けた理由は、２つのチャ
ンバを交互に使い分けることにより、生産性を高めるた
めである。

【００２６】この光学多層膜作製装置１０では、搬送チ
ャンバ１２の周囲に、例えば３つの成膜チャンバ１７
Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと、１つの酸化膜成膜チャンバ１８
と、１つのクリーンニングチャンバ１９とが設けられて
いる。２つのチャンバの間には、両チャンバを隔離し、
かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ２０が設けら
れている。なお各チャンバには真空排気機構、原料ガス
（またはプロセスガス）導入機構、電力供給機構等が付
設されているが、図１においてそれらの図示は省略され
ている。なお成膜チャンバの数は目的に応じて任意に変
更することができ、酸化膜成膜チャンバ１８とクリーニ
ングチャンバ１９は必ずしも設ける必要はなく、省略す
ることもできる。

【００２７】この実施形態によれば、基板上に堆積され
る光学多層膜を成膜するにあたり、例えば３つの成膜チ
ャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを用意し、各成膜チャン
バに一元ターゲットを対応させている。各成膜チャンバ
に用意されるターゲットの構成は同じであるが、各々で
プロセス（膜厚や総数）を変えることにより異なる波長
の光学フィルタを作製することが可能となる。通常２０
０ＧＨｚ用の光学フィルタが一般的であるが、各膜の厚
さと積層数を変えることにより、５０ＭＨｚなどの作製
の難しいとされるフィルタも作製することができる。

【００２８】上記のごとく３つの成膜チャンバ１７Ａ，
１７Ｂ，１７Ｃをクラスタ型構造で接続して光学多層膜
作製装置１０を構成することにより、光学多層膜干渉フ
ィルタの生産性を飛躍的に高めるようにしている。さら
に従来の蒸着装置では、各光学フィルタごとに個別の装
置を用意して対応するしかなかったのに対して、本実施
形態の構成によれば、１つの装置によって対応すること
ができる。

【００２９】成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの各
々では、反応性ＤＣスパッタリング法に基づき、所定の
２種類の成膜材料（誘電体膜材料）に係るターゲットを
用いて、かつ当該ターゲットが設けられたカソード部分
に低圧力放電方式の構成を用いることにより、２種類の
誘電体膜を交互に堆積させる成膜処理が行われる。

【００３０】成膜チャンバ１７Ａでは、例えば五酸化タ
ンタルと二酸化ケイ素の各誘電体膜が交互に連続的に堆
積される。このため、成膜チャンバ１７Ａでは、その底
部中央の基板ホルダ２１上に配置された基板２２に対
し、天井部にＴａ（タンタル）とＳｉ（ケイ素）のそれ
ぞれに対応する２つのターゲット２３，２４が取り付け
られている。なお図１においては、成膜チャンバ１７Ａ
の内部を所要の真空状態にするための真空排気機構、タ
ーゲット２３，２４のスパッタに要する電力を供給する
ための機構、プラズマを生成するための機構等の図示は
省略されている。このことは他の成膜チャンバ等でも同
じである。なおターゲットの種類と個数は上記の実施形
態に限定されず、目的に応じて任意に変更することがで
きる。

【００３１】成膜チャンバ１７Ｂでも、同様に、その底
部中央の基板ホルダ２７上に配置された基板２８に対
し、天井部にターゲット２９，３０が取り付けられてい
る。さらに成膜チャンバ１７Ｃでも、上記と同様に、そ
の底部中央の基板ホルダ３３上に配置された基板３４に
対し、天井部に２つのターゲット３５，３６が取り付け
られている。

【００３２】なお、酸化膜成膜チャンバ１８で３９は基
板ホルダ、４０は基板であり、クリーンニングチャンバ
１９で４１は基板ホルダ、４２は基板である。クリーン
ニングチャンバ１９では、イオンビームエッチング機構
とＲＦスパッタエッチング機構が設けられ、表面平坦化
を行うことができる。

【００３３】次に、図２と図３を参照して、成膜チャン
バ１７Ａに設けられた特徴的構造をより詳しく説明す
る。図２の成膜チャンバ１７Ａの平面図であり、図３は
成膜チャンバ１７Ａの縦断面図である。図２と図３にお
いて、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同
一の符号を付している。

【００３４】成膜チャンバ１７Ａの容器５１の天井部５
２には前述の通り２つのターゲット２３，２４が設けら
れている。これらのターゲット２３，２４は天井部５２
において傾斜した状態にて取り付けられている。成膜チ
ャンバ１７Ａの底面部の中央には、回転駆動機構５３に
よって回転自在に設けられた基板ホルダ２１が配置され
る。基板ホルダ２１の上には基板２２を水平状態に保っ
て搭載している。基板２２へのスパッタ成膜のとき基板
２２は回転状態にある。

【００３５】容器５１の底部には排気ポート５４が設け
られている。この排気ポート５４から排気が行われるよ
うに排気ポート５４には排気管を介して排気装置５５が
接続されている。排気装置５５による排気動作によって
容器５１の内部は所要の真空状態に保持される。排気装
置５５としては、具体的に、例えば、メインバルブを介
して連結されたメインポンプ（クライオポンプ）と、荒
引きバルブを介して連結された油回転ポンプあるいはド
ライポンプを含んで構成されている。

【００３６】成膜チャンバ１７Ａの容器５１の内部で
は、前述のターゲット２３，２４のいずれかを選択的に
スパッタリングするために、放電を発生させ、プラズマ
を生成する。放電を発生させる放電ガス（プロセスガス
またはスパッタガス）として、ガス供給部５６からアル
ゴンと酸素の混合ガスが導入される。ガス供給部５６の
設置箇所は、図示された箇所には限定されない。なお放
電ガスとしては、条件に応じてアルゴンのみまたは酸素
のみ導入するように構成することもできる。

【００３７】上記の構成に基づいて、排気装置５５によ
る排気作用で容器５１の内部の圧力は好ましくは１０^-2
Ｐａ以下の圧力レベルに保持される。

【００３８】容器５１の天井部５２において、傾斜して
設けられたターゲット２３，２４は、それぞれ、下方で
水平に配置された基板３４の上面に対して所定角度で向
くような姿勢にて配置されている。ターゲット２３，２
４はカソード部として形成されている。ターゲット２３
はタンタルターゲットであり、ターゲット２４はシリコ
ン（ケイ素）ターゲットである。

【００３９】ターゲット２３，２４の各々にはＤＣ電源
５７が接続されている。ＤＣ電源５７からターゲット２
３，２４のいずれかに選択的に所定の電圧が印加され
る。電圧としては、例えば−２００〜−６００Ｖ（ボル
ト）以下である。

【００４０】さらにターゲット２３，２４の背部には磁
石ユニット５８が配置される。磁石ユニット５８は、電
磁石で構成してもよいし、永久磁石で構成してもよい
し、両者を組み合わせて構成してもよい。磁石ユニット
５８によって、ターゲット２３，２４の内側表面上に特
定の磁界分布が形成される。

【００４１】２つのターゲット２３，２４のいずれか一
方を用いてスパッタリング成膜を行うときには、上記の
ＤＣ電源５７と磁石ユニット５８の構成に基づいて、タ
ーゲットを所定電圧に保持しかつターゲット表面上に所
定の磁界分布を形成することにより、低圧力放電式のス
パッタリングを行うことが可能となる。なお低圧力放電
によるスパッタリング法の詳しい構成に関しては、本出
願人に基づく特願平８−８２８４８号または特願平８−
２４０３６２号の特許出願に開示された発明を利用する
ことができる。

【００４２】上記の２つのターゲット２３，２４と基板
２２の間には、回転自在に設けられたシャッタ機構５９
が配置されている。シャッタ機構５９の開閉動作によっ
て、２つのターゲット２３，２４のうちスパッタリング
成膜に使用されるいずれか１つのターゲットが選択され
る。シャッタ機構５９には、従来より知られた任意の機
構を用いることができる。かかる構成によって、基板２
２に対して、スパッタリングされたターゲット物質（成
膜物質）の斜め入射を実現する。

【００４３】シャッタ機構５９によってターゲット２
３，２４を交互に選択することにより、基板２２の上に
はタンタルによる誘電体膜（五酸化タンタル膜）とケイ
素による誘電体膜（二酸化ケイ素膜）が交互に堆積され
る。こうして基板２２の表面に多層膜が形成される。ま
たシャッタ機構５９に基づいて、基板２２上の多層成膜
において高均一な膜厚分布が達成され、かつターゲット
相互の汚染や誘電体膜同士で汚染が生じるのを防止して
いる。

【００４４】また基板ホルダ２１の近傍には、基板２２
の表面に堆積する膜の厚みを測定する膜厚検出器６０が
モニタとして付設されている。膜厚検出器６０から出力
される膜厚検出信号に基づいて基板２２の表面に成膜さ
れる誘電体多層膜の膜厚が制御される。図中、制御装置
の図示は省略されている。この膜厚検出器６０を利用し
た膜厚制御で使用される方式には、光学式膜厚制御方
式、あるいは水晶式膜厚制御方式が使われる。

【００４５】上記の構成によれば、基板ホルダ２１に搭
載された基板２２に対して、成膜チャンバ１７Ａの容器
５１内を所定の低圧力レベルに減圧し、ガス供給部５６
からアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを放電スパッタ
ガスとして所定の流量導入する。シャッタ機構５９でタ
ンタルターゲット２３を選択し、これをアルゴンと酸素
の混合ガスでスパッタリングして基板２２の表面に五酸
化タンタル膜（Ｔａ₂Ｏ₅）が堆積される。次に、シャッ
タ機構５９でシリコンターゲット２４を選択し、これを
アルゴンと酸素の混合ガスでスパッタリングして基板２
２の表面に二酸化ケイ素膜（ＳｉＯ₂）が堆積される。
その後、五酸化タンタルと二酸化ケイ素を交互に堆積し
て光学多層膜干渉フィルタが形成される。成膜チャンバ
１７Ａにおいて、反応性ＤＣスパッタリング法を利用し
て誘電体の多層膜を基板２２上に成膜することができ
る。膜厚の均一性は、前述の斜め入射回転成膜法で達成
される。また異なる種類の誘電体膜を交互に堆積するに
あたり、低圧力放電によるスパッタリングに基づき、こ
の成膜を可能にしている。上記のごとくスパッタリング
法を利用することにより、光学多層膜干渉フィルタを、
高い性能を実現しながら、高い歩留まりで作製すること
ができる。

【００４６】なお上記の成膜において、Ｔａ₂Ｏ₅とＳｉ
Ｏ₂の膜の堆積速度は５オングストローム（Å）／秒(se
c)以上である。

【００４７】他の成膜チャンバ１７Ｂ，１７Ｃも、上記
の成膜チャンバ１７Ａと同様な構成で作られている。た
だし、製作しようとする光学フィルタに応じてプロセス
を異ならせている。

【００４８】前述したスパッタリング法によれば、タン
タルターゲット２３とシリコンターゲット２４を設け、
スパッタガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを用いて
スパッタするようにしたが、その代わりに、五酸化タン
タルのターゲットと二酸化ケイ素のターゲットを用意
し、スパッタガスとしてアルゴンと酸素の混合ガスを導
入してスパッタするようにすることもできる。

【００４９】２種類の誘電体膜を交互に堆積させて多層
膜の光学干渉フィルタを作製するにあたり、多層膜をい
くつかのグループに分け、複数の成膜チャンバを利用し
て成膜することもできる。これによって、膜の平坦性を
良好にすることができ、膜質を高めることができる。

【００５０】図４に、本発明に係る光学多層膜作製装置
で作製された光学多層膜干渉フィルタの多層膜の堆積状
態の一例を顕微鏡写真（断面ＳＥＭ写真）で示す。図４
によれば、最下層の基板（ガラス基板）に対して、２種
類の誘電体膜が交互に良好な界面性の下で堆積されてい
るのが判る。さらに低圧放電の効果に基づき、表面粗さ
Ｒａは２オングストローム（Å）程度で堆積しているの
がわかる。この光学多層膜は、３１層２キャビティーＢ
ＰＦに関するものであり、狙い波長は１５５０ｎｍであ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、基板上に第１と第２の誘電体膜を繰返し堆積して
光学多層膜干渉フィルタを作製することにおいて低圧力
放電を利用してスパッタリング成膜法の使用を実用化し
たため、１つの装置でありながら各チャンバで異なる波
長のＢＰＦを同時に製造することも可能となり、歩留ま
りを向上させて従来のバッチ装置に比較すると５〜１０
台分に相当する程度に、飛躍的に生産性を高め、かつ膜
性能の向上も達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学多層膜干渉フィルタの作製装
置の代表的な実施形態の構成を示す平面図である。

【図２】本発明に係る光学多層膜作製装置の１つの成膜
チャンバの構成をより詳しく示す平面図である。

【図３】本発明に係る光学多層膜作製装置の１つの成膜
チャンバの構成をより詳しく示す縦断面図である。

【図４】本発明に係る光学多層膜作製装置で作製された
光学多層膜干渉フィルタの多層膜の堆積状態の断面の一
例を示す顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１０光学多層膜作製装置１１ロボット制御装置１２搬送チャンバ１７Ａ〜１７Ｃ成膜チャンバ

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月１０日（２００１．４．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】さらに他の作製方法としては、イオンビー
ムスパッタリング法が提案されている。イオンビームス
パッタリング法としては前述の特開平１０−１７０７１
７号公報によって開示される発明に係る製造方法があ
る。この製造方法、当該公報の図１に示されるごとく、
真空チャンバの下部にアルゴンイオン源を設け、アルゴ
ンイオン源の出射部の前方に、ターゲットとして２種類
の成膜材料を設け、かつ１８０度回転し得る成膜材料ホ
ルダを設けている。真空チャンバの上方位置に複数の基
板を取り付けかつ回転自在に設けられた基板ホルダが配
置されている。成膜材料ホルダの成膜材料にアルゴンイ
オン源からアルゴンイオンビームを照射すると、成膜材
料がスパッタされ、スパッタされた成膜材料は上方に移
動し、複数の基板の各々に成膜が行われる。成膜材料ホ
ルダを回転させることにより成膜材料を交互に選択し、
かかる構造によって成膜材料を交互に基板上に堆積させ
多層膜を形成する。この場合にも、成膜の間、基板ホル
ダを回転させかつ基板を回転させることにより、基板表
面に成膜される材料の分布状態を均一化している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】ターゲット２３，２４の各々にはＤＣ電源
５７が接続されている。ＤＣ電源５７からターゲット２
３，２４のいずれかに選択的に所定の電圧が印加され
る。電圧としては、例えば−２００〜−６００Ｖ（ボル
ト）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 GA04 GA33 GA60 4K029 BA43 BA46 BB02 BC08 BD00 CA06 DC03 DC05 DC16 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に多層膜を堆積して光学多層膜フ
ィルタを作製する装置であり、前記基板を搭載する基板ホルダと、第１誘電体膜材料の
ターゲットと、第２誘電体膜材料のターゲットとを備
え、選択された前記ターゲットを使用して前記基板の表
面に対してスパッタリング成膜が行われる成膜チャンバ
と、前記成膜チャンバに放電発生用プロセスガスを導入する
ガス導入機構と、前記成膜チャンバの内部で低圧力放電を発生させる低圧
力放電発生機構と、前記第１誘電体膜材料のターゲットと前記第２誘電体膜
材料のターゲットの使用を切り換えるターゲット切換え
機構とを備え、前記成膜チャンバ内に前記基板を搬入して前記基板ホル
ダ上に搭載し、前記ガス導入機構で導入された前記プロ
セスガスを用いてかつ前記低圧力放電発生機構で前記低
圧力放電を発生させ、前記ターゲット切換え機構でター
ゲットを交互に選択して低圧力放電スパッタリングに基
づき前記基板上に第１誘電体膜と第２誘電体膜を交互に
堆積して誘電体多層膜を形成したことを特徴とする光学
多層膜干渉フィルタの作製装置。
【請求項２】前記プロセスガスはアルゴンと酸素の混
合ガス、前記第１誘電体膜材料はタンタル、前記第２誘
電体膜材料はケイ素であり、前記基板上に五酸化タンタ
ルと二酸化ケイ素が交互に堆積されることを特徴とする
請求項１記載の光学多層膜干渉フィルタの作製装置。
【請求項３】前記低圧力放電は１０^-2Ｐａ以下の低圧
力で発生することを特徴とする請求項１または２記載の
光学多層膜干渉フィルタの作製装置。
【請求項４】基板上に多層膜を堆積して光学多層膜フ
ィルタを作製する方法であり、基板ホルダが設けられた成膜チャンバ内に前記基板を搬
入し、前記成膜チャンバ内にプロセスガスを導入し、前記成膜チャンバ内に低圧力放電を発生させ、第１誘電体膜材料のターゲットを使用可能状態に選択し
てスパッタリングを行って前記基板の上に第１誘電体膜
を堆積させ、次に、第２誘電体膜材料のターゲットを使
用可能状態に選択してスパッタリングを行って前記第１
誘電体膜の上に第２誘電体膜を堆積させ、さらに前記第
１誘電体膜の堆積と前記第２誘電体膜の堆積を繰返し、低圧力放電スパッタリングに基づき前記基板上に第１誘
電体膜と第２誘電体膜による誘電体多層膜を形成したこ
とを特徴とする光学多層膜干渉フィルタの作製方法。
【請求項５】前記プロセスガスはアルゴンと酸素の混
合ガス、前記第１誘電体膜材料はタンタル、前記第２誘
電体膜材料はケイ素であり、前記基板上に五酸化タンタ
ルと二酸化ケイ素が交互に堆積されることを特徴とする
請求項４記載の光学多層膜干渉フィルタの作製方法。
【請求項６】前記低圧力放電は１０^-2Ｐａ以下の低圧
力で発生することを特徴とする請求項４または５記載の
光学多層膜干渉フィルタの作製方法。