JP2003027226A - Sputtering system and sputtering deposition method - Google Patents

Sputtering system and sputtering deposition method

Info

Publication number
JP2003027226A
JP2003027226A JP2001220943A JP2001220943A JP2003027226A JP 2003027226 A JP2003027226 A JP 2003027226A JP 2001220943 A JP2001220943 A JP 2001220943A JP 2001220943 A JP2001220943 A JP 2001220943A JP 2003027226 A JP2003027226 A JP 2003027226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
substrate
magnetron
film
sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001220943A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4280890B2 (en
Inventor
Naohiro Mashita
尚洋 真下
Eiji Shidouji
栄治 志堂寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2001220943A priority Critical patent/JP4280890B2/en
Publication of JP2003027226A publication Critical patent/JP2003027226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4280890B2 publication Critical patent/JP4280890B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a target which is capable of achieving the uniformity of a film thickness distribution in the progressing direction of a rotating substrate with a carousel-type sputtering system. SOLUTION: A target surface of this target has a prescribed angle of inclination in such a manner that the target surface facing the substrate attached to a substrate holder does not parallel to the substrate surface when the target attains a positional relation to face the substrate. The angle of inclination is designed at the optimum angle according to the constitution conditions of the sputtering system. There is an embodiment to form the target surface to a single slope, (i.e., a wedge shape) inclining in one direction in addition to an embodiment to form the target surface to an A shape, (i.e., a roof shape).

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】本発明は光学フィルター等の
成膜工程に適用されるスパッタ装置及びスパッタ成膜方
法に係り、特に、カルーセル型スパッタ装置に装着され
るターゲットの構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering film forming method applied to a film forming process of an optical filter or the like, and more particularly to a structure of a target mounted on a carousel type sputtering apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平3−253568号公報には、ガ
ラス板などの基板に成膜を行うためのカルーセル型スパ
ッタ装置が開示されている。カルーセル型スパッタ装置
は、回転・バッチ型のスパッタ装置であり、チャンバー
内に多角柱形の基板ホルダー(回転ドラム)が配置され
るとともに、チャンバー壁内側に矩形ターゲットを保持
するマグネトロンが設置された構造を有している。基板
を取り付けた基板ホルダーを回転させながらマグネトロ
ンに電力を投入し、ターゲット上面にプラズマを発生さ
せるとともに、所定の反応ガスをチャンバー内に導入す
ることによって成膜が行われる。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-253568 discloses a carousel type sputtering apparatus for forming a film on a substrate such as a glass plate. The carousel type sputtering device is a rotating / batch type sputtering device in which a polygonal prism-shaped substrate holder (rotating drum) is placed in the chamber and a magnetron holding a rectangular target is placed inside the chamber wall. have. Film formation is performed by supplying power to the magnetron while rotating the substrate holder on which the substrate is attached to generate plasma on the upper surface of the target and introducing a predetermined reaction gas into the chamber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルー
セル型スパッタ装置は、正多角形を構成する各基板ホル
ダーを回転させながら成膜を行う構造であるため、特開
平3−253568号公報でも指摘されているように、
正多角形の辺にあたる部分と、稜にあたる部分とでは、
ターゲットとの最短接近距離、並びにターゲットに対す
る基板面の角度の関係が異なる。そのため、基板に対す
るスパッタ原子の付着確率が異なり、基板の回転方向
(回転しながら基板の横幅方向に進む方向という意味で
「進行方向」という。)に対する膜厚分布が不均一にな
るという傾向がある。
However, since the carousel type sputtering apparatus has a structure in which film formation is performed while rotating each substrate holder forming a regular polygon, it is pointed out in Japanese Patent Laid-Open No. 3-253568. Like
In the part corresponding to the side of the regular polygon and the part corresponding to the edge,
The relationship between the shortest approach distance to the target and the angle of the substrate surface with respect to the target is different. Therefore, the probability of attachment of sputtered atoms to the substrate is different, and the film thickness distribution tends to be non-uniform with respect to the rotation direction of the substrate (referred to as the “traveling direction” in the sense of traveling in the lateral width direction of the substrate). .

【0004】図26にその模式図を示す。図26(a)
は、基板ホルダー202により構成される正多角形の辺
にあたる部分がターゲット210に最接近した状態を示
し、同図(b)は、正多角形の稜がターゲット210に
最接近した状態を示す。なお、符号220はターゲット
210が装着されるマグネトロン部のバッキングプレー
トである。スパッタ原子の付着確率は、ターゲット21
0から基板204面内の各位置までの距離rとその方向
(「ベクトル<r> 」という。)、及びベクトル<r> と基
板面とのなす角度φに依存する。
FIG. 26 shows a schematic diagram thereof. FIG. 26 (a)
Shows a state in which the portion corresponding to the side of the regular polygon constituted by the substrate holder 202 is closest to the target 210, and FIG. 8B shows a state in which the ridge of the regular polygon is closest to the target 210. Reference numeral 220 is a backing plate of the magnetron unit on which the target 210 is mounted. The probability of attachment of sputtered atoms is the target 21
It depends on the distance r from 0 to each position on the surface of the substrate 204 and its direction (referred to as “vector <r>”), and the angle φ formed by the vector <r> and the substrate surface.

【0005】図26(a)及び(b)に示したように、
基板ホルダー202の回転に応じて、正多角形の辺にあ
たる部分と稜にあたる部分とではベクトル<r> と角度φ
が変化するため、従来の成膜方法では、図26(c)に
示すように基板204の周辺部分により多くの原子が付
着し、中心部に比べて周辺部の膜厚が大きくなるという
傾向がある。
As shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b),
Depending on the rotation of the substrate holder 202, a vector <r> and an angle φ are generated between a part corresponding to a side of a regular polygon and a part corresponding to a ridge.
Therefore, in the conventional film forming method, as shown in FIG. 26C, more atoms are attached to the peripheral portion of the substrate 204, and the film thickness in the peripheral portion tends to be larger than that in the central portion. is there.

【0006】このような課題に対し、特開平3−253
568号公報は、カソード電極の配置関係を工夫してい
るが、同公報のように、二つのカソードと該カソードに
電力を印加するための二つの電源とを用いたスパッタ装
置(方法)によって膜厚の均一化を図る場合では、二つ
のカソードが対で成膜に寄与するため、成膜速度に影響
する要因(磁場、印加電圧、ターゲット表面の状態、ガ
ス圧等)について二つのカソード間で差を小さくするこ
とが必要となる。しかし、二つのカソードについて条件
を合わせることは困難であり、結果として膜厚の均一化
の制御は容易ではない。。
[0006] With respect to such a problem, JP-A-3-253
Although the 568 patent devises the arrangement relationship of the cathode electrodes, the film is formed by a sputtering apparatus (method) using two cathodes and two power supplies for applying electric power to the cathode as in the same patent. In order to make the thickness uniform, the two cathodes contribute to the film formation in pairs, so the factors that affect the film formation rate (magnetic field, applied voltage, target surface condition, gas pressure, etc.) are between the two cathodes. It is necessary to reduce the difference. However, it is difficult to match the conditions for the two cathodes, and as a result, it is not easy to control the uniformity of the film thickness. .

【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、回転する基板の進行方向に対する膜厚分布の均
一化を従来に比べてより簡単に達成できるとともに、装
置の小型化並びに低コスト化を実現できるスパッタ装置
及びスパッタ成膜方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to more easily achieve a uniform film thickness distribution in the traveling direction of a rotating substrate as compared with a conventional one, and to reduce the size and cost of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus and a sputtering film forming method that can realize high efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、チャンバー内に横断面が多
角形状または円形状のドラムが回転自在に設置され、該
ドラムの外周面上に基板ホルダーが設けられ、チャンバ
ー壁の内側にはターゲットと該ターゲットを保持するマ
グネトロン部からなるマグネトロンスパッタ源が配置さ
れ、前記ターゲットは前記ドラムの回転軸と平行となる
ように前記マグネトロン部により保持された構造を有す
るカルーセル型スパッタ装置において、前記ターゲット
は、前記基板ホルダーに取り付けられる基板と対向する
位置関係になったときに、前記基板に対面するターゲッ
ト面が基板面に対して平行とならないように前記ターゲ
ット面が所定の傾斜角度を有していることを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is such that a drum having a polygonal cross section or a circular cross section is rotatably installed in a chamber, and an outer peripheral surface of the drum is provided. A substrate holder is provided on the upper side, and a magnetron sputtering source composed of a target and a magnetron unit for holding the target is arranged inside the chamber wall, and the target is arranged by the magnetron unit so as to be parallel to the rotation axis of the drum. In the carousel-type sputtering apparatus having a held structure, the target surface facing the substrate is not parallel to the substrate surface when the target has a positional relationship facing the substrate attached to the substrate holder. As described above, the target surface has a predetermined inclination angle.

【0009】「対向する位置関係」とは、基板ホルダー
の基板支持面の中心点と、該基板支持面から見たマグネ
トロン部の中心点との距離が最小となったときを意味す
る。なお、後述のAC型マグネトロンスパッタ源の場合
は、隣接して配置される二つのターゲットの中心点(二
つのターゲットを全体として一つのマグネトロン部と見
なしたときの中心点)を「マグネトロン部の中心点」と
解釈する。
The "opposite positional relationship" means that the distance between the center point of the substrate supporting surface of the substrate holder and the center point of the magnetron portion viewed from the substrate supporting surface is the minimum. In the case of an AC type magnetron sputtering source described later, the center point of two targets arranged adjacent to each other (the center point when the two targets are regarded as one magnetron section as a whole) Interpret as "center point".

【0010】傾斜角度は、ターゲットが装着されるスパ
ッタ装置の構成条件によって最適な角度に設計される。
すなわち、膜厚が均一になる角度範囲でターゲット面を
傾斜させる。かかる傾斜形のターゲットを用いることに
より、スパッタ原子の飛散方向が調整されるとともに、
回転する基板とターゲット間の距離と角度の関係等の諸
条件が調整され、基板の進行方向についての膜厚の均一
化を実現できる。もちろん、一つのカルーセル型スパッ
タ装置内において従来の平板形のターゲット(通常ター
ゲット)と本発明の傾斜形のターゲットとが混在する態
様も可能である。
The tilt angle is designed to be an optimum angle depending on the construction conditions of the sputtering apparatus on which the target is mounted.
That is, the target surface is inclined within an angle range where the film thickness is uniform. By using such an inclined target, the scattering direction of sputtered atoms is adjusted, and
Various conditions such as the relationship between the distance between the rotating substrate and the target and the angle are adjusted, and the film thickness can be made uniform in the traveling direction of the substrate. Of course, a mode in which the conventional flat plate-shaped target (normal target) and the inclined target of the present invention are mixed in one carousel type sputtering apparatus is also possible.

【0011】請求項2に記載の態様によれば、前記ター
ゲットは、前記ターゲット面に稜線を有し、該稜線の左
右両側に傾斜面が構成されていることを特徴としてい
る。すなわち、本態様はターゲット面を「Λ」形(いわ
ゆる屋根形)に形成したものであり、当該ターゲット
は、ターゲット面の稜線がドラムの回転軸と平行(又は
略平行)となる状態でマグネトロン部に保持される。稜
線を挟む左右両側について、それぞれ適正な傾斜角度の
斜面を構成することにより、基板の進行方向に対する膜
厚の均一化を達成できる。
According to a second aspect of the present invention, the target has a ridge line on the target surface, and inclined surfaces are formed on both right and left sides of the ridge line. That is, in this embodiment, the target surface is formed in a "Λ" shape (so-called roof shape), and the target has a ridge line of the target surface parallel to (or substantially parallel to) the rotation axis of the drum. Held in. By forming slopes with appropriate inclination angles on both the left and right sides of the ridge, it is possible to achieve uniform film thickness in the traveling direction of the substrate.

【0012】請求項3に記載の態様によれば、前記ター
ゲットは、前記ターゲット面として一方向に傾斜する単
一の傾斜面を有していることを特徴としている。すなわ
ち、本態様はターゲットの横断面(ドラムの回転軸と直
交する平面で切断したときの断面)をいわゆる楔形に形
成したものである。当該ターゲットは、ドラムの回転軸
方向から見たとき、そのターゲット面は一方向にのみ傾
斜している。かかる形状のターゲットを用いても膜厚の
均一化を達成できる。
According to a third aspect of the present invention, the target has a single inclined surface which is inclined in one direction as the target surface. That is, in this embodiment, the target is formed in a so-called wedge shape in its transverse cross section (cross section taken along a plane orthogonal to the rotation axis of the drum). The target surface of the target is inclined in only one direction when viewed from the rotation axis direction of the drum. Even if a target having such a shape is used, the film thickness can be made uniform.

【0013】ターゲット自体の形状を工夫し、従来の平
板状ターゲットに代えて、傾斜面を有するターゲットを
用いることで膜厚の均一化を達成できるため、マグネト
ロン部の構造及びその配置など、既存のスパッタ装置の
主要構成について設計変更が不要であり、現有設備を簡
単に改良できるという利点がある。
Since the thickness of the target can be made uniform by devising the shape of the target itself and using a target having an inclined surface instead of the conventional flat plate-shaped target, the existing structure such as the magnetron structure and its arrangement can be improved. There is no need to change the design of the main structure of the sputtering device, and the existing equipment can be easily improved.

【0014】請求項4に係る態様によれば、前記マグネ
トロンスパッタ源は、隣接して配置された二つのターゲ
ットのアノード/カソードの関係を所定周波数で交互に
切り替えるAC型マグネトロンスパッタ源であることを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetron sputter source is an AC type magnetron sputter source that alternately switches the anode / cathode relationship of two adjacent targets arranged at a predetermined frequency. It has a feature.

【0015】請求項5に係る態様によれば、前記マグネ
トロンスパッタ源は、単一のマグネトロン部にターゲッ
トが取り付けられたマグネトロンスパッタ源であること
を特徴としている。「単一のマグネトロン部にターゲッ
トが取り付けられたマグネトロンスパッタ源」として
は、DC(直流)型マグネトロンスパッタ源の他に、R
F(高周波)型マグネトロンスパッタ源、パルス(直流
電圧を一定の時間間隔で印加する)型マグネトロンスパ
ッタ源などがある。
According to a fifth aspect of the present invention, the magnetron sputter source is a magnetron sputter source in which a target is attached to a single magnetron section. As "a magnetron sputter source in which a target is attached to a single magnetron portion", in addition to a DC (direct current) type magnetron sputter source, R
There are an F (high frequency) type magnetron sputter source, a pulse (a DC voltage is applied at constant time intervals) type magnetron sputter source, and the like.

【0016】AC型マグネトロンスパッタ源は、単一の
マグネトロン部にターゲットが取り付けられたマグネト
ロンスパッタ源よりも高速成膜が可能である。もちろ
ん、これら二種類のスパッタ源を併用して、高速かつ高
精度の成膜を実現するスパッタ装置に本発明を適用する
こともできる。
The AC type magnetron sputter source is capable of higher speed film formation than the magnetron sputter source in which the target is attached to a single magnetron section. Of course, the present invention can also be applied to a sputtering apparatus that realizes high-speed and highly-accurate film formation by using these two kinds of sputtering sources together.

【0017】請求項6に記載の発明は、請求項1に記載
の装置発明に対応する方法発明を提供するものである。
また、請求項7に記載の発明は請求項1に記載したスパ
ッタ装置に用いられるターゲットを対象としたものであ
る。
The invention described in claim 6 provides a method invention corresponding to the apparatus invention described in claim 1.
The invention according to claim 7 is directed to the target used in the sputtering apparatus according to claim 1.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明のス
パッタ装置及びスパッタ成膜方法の好ましい実施の形態
について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a sputtering apparatus and a sputtering film forming method of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1は本発明の実施形態に係る光学多層膜
成膜用のスパッタ装置の構成を示す平面模式図であり、
図2は本装置で使用される基板ホルダーの斜視図であ
る。図1に示したスパッタ装置10は、高さ2m、直径
1.5mの円筒形チャンバー12内に、ドラム(図1中
不図示、図2中符号17)と該ドラム17の外周面上に
設けられた基板ホルダー14とを有し、直径1mの正十
二角形を構成する各基板ホルダー14がドラム17の中
心軸16を回転中心として回転可能に支持された構造か
ら成るカルーセル型のスパッタ装置である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the structure of a sputtering apparatus for forming an optical multilayer film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a substrate holder used in this apparatus. The sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1 is provided on a drum (not shown in FIG. 1, reference numeral 17 in FIG. 2) and an outer peripheral surface of the drum 17 in a cylindrical chamber 12 having a height of 2 m and a diameter of 1.5 m. A carousel-type sputtering apparatus having a structure in which each of the substrate holders 14 that form a regular dodecagon with a diameter of 1 m is rotatably supported about a central axis 16 of a drum 17 as a rotation center. is there.

【0020】反応室となるチャンバー12は、図示せぬ
排気用ポンプと連結され、スパッタに必要な低圧を得る
ことができる。また、図示されていないが、チャンバー
12には、スパッタに必要なガスを導入するためのガス
供給手段やローディング用ドアが設けられている。な
お、チャンバー12の内壁は、ドラム17と概略所定間
隔をもって対向する形状(内周形状)を有している。
The chamber 12, which serves as a reaction chamber, is connected to an exhaust pump (not shown) so that a low pressure necessary for sputtering can be obtained. Further, although not shown, the chamber 12 is provided with a gas supply means for introducing a gas necessary for sputtering and a loading door. The inner wall of the chamber 12 has a shape (inner peripheral shape) that faces the drum 17 at a substantially predetermined interval.

【0021】図2に示すように、基板ホルダー14は、
円筒形状のドラム17の外周面に取り付けられており、
回転自在に設置されたドラム17と一体的に回転する。
なお、ドラム17の形状は円筒形状に限らず、多角筒形
状(横断面が多角形状)等であってもよい。
As shown in FIG. 2, the substrate holder 14 is
It is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical drum 17,
It rotates integrally with the drum 17 that is rotatably installed.
The shape of the drum 17 is not limited to the cylindrical shape, and may be a polygonal tube shape (the cross section is a polygonal shape) or the like.

【0022】図1に示したように、基板ホルダー14に
は成膜用の基板(例えば、ガラス基板)18が取り付け
られ、基板ホルダー14は、図示せぬ回転駆動装置によ
るドラム17の回転に伴って一定の回転速度(例えば、
6rpm )で回転する。チャンバー12の内側には、低屈
折率膜形成用のマグネトロンスパッタ源20と、高屈折
率膜形成用のマグネトロンスパッタ源30とがそれぞれ
設置されている。これらマグネトロンスパッタ源20、
30は、高さ方向の長さが1.2mの矩形型マグネトロ
ンスパッタ源であり、マグネトロンスパッタ源20また
は30の前を基板18が通過することによって成膜が行
われる。
As shown in FIG. 1, a substrate 18 for film formation (for example, a glass substrate) is attached to the substrate holder 14, and the substrate holder 14 is rotated by a rotation driving device (not shown) to rotate the drum 17. Constant rotation speed (for example,
Rotate at 6 rpm). Inside the chamber 12, a magnetron sputtering source 20 for forming a low refractive index film and a magnetron sputtering source 30 for forming a high refractive index film are installed. These magnetron sputter sources 20,
Reference numeral 30 denotes a rectangular magnetron sputtering source having a height of 1.2 m, and the substrate 18 passes in front of the magnetron sputtering source 20 or 30 to form a film.

【0023】マグネトロンスパッタ源20は、単一のマ
グネトロン部21に対して電源(本例では、矩形波状の
パルス電力を供給するDC電源)22が接続された従来
型のマグネトロンスパッタ源(以下、通常のマグネトロ
ンという。)23と、二つのマグネトロン部24、25
に対して一つの交流電源26が接続され、アノード/カ
ソードの関係を所定周波数で交互に切り替える交流型マ
グネトロンスパッタ源(以下、ACのマグネトロンとい
う。)27との組み合わせによって構成される。
The magnetron sputter source 20 is a conventional magnetron sputter source (hereinafter, referred to as a normal magnetron sputter source) in which a power source (in this example, a DC power source for supplying rectangular wave pulse power) 22 is connected to a single magnetron section 21. 23) and two magnetron parts 24 and 25.
Is connected to one AC power source 26 and is configured by a combination with an AC magnetron sputtering source (hereinafter referred to as AC magnetron) 27 that alternately switches the anode / cathode relationship at a predetermined frequency.

【0024】同様に、マグネトロンスパッタ源30は、
単一のマグネトロン部31に対して電源32が接続され
た通常のマグネトロン33と、二つのマグネトロン部3
4、35に対して一つの交流電源36が接続されたAC
のマグネトロン37との組み合わせによって構成され
る。
Similarly, the magnetron sputtering source 30 is
A normal magnetron 33 in which a power source 32 is connected to a single magnetron unit 31, and two magnetron units 3
AC with one AC power supply 36 connected to 4, 35
It is configured by a combination with the magnetron 37 of.

【0025】ACのマグネトロン27、37の動作原理
は、特開平5−222530号、特開平5−22253
1号、特開平6−212421号、特開平10−130
830号の各公報に開示されている。概説すると、AC
のマグネトロンとは、ターゲットを二個並べて配置し、
一方のターゲットがカソードの時は、他方がアノードと
なり、数十kHz の周波数でカソードとアノードが入れ替
わるマグネトロン装置であり、種々の制御を行うことに
より、安定かつ高速に酸化物膜や窒化物膜等を成膜する
ことができる。
The operating principles of the AC magnetrons 27 and 37 are described in JP-A-5-222530 and JP-A-5-22253.
1, JP-A-6-212421, and JP-A-10-130.
No. 830 is disclosed. In summary, AC
With magnetron, two targets are placed side by side,
When one target is the cathode, the other is the anode, and the cathode and anode are exchanged at a frequency of several tens of kHz.This is a magnetron device, and various controls are performed to stabilize and speed up oxide films and nitride films. Can be formed.

【0026】通常のマグネトロン23、33は、ACの
マグネトロン27、37に比べて成膜スピードが低速で
ある反面、膜厚を精度良く制御できるという利点があ
る。図1に示したスパッタ装置10は、高速成膜可能な
ACのマグネトロン27、37と、高精度の膜厚制御が
可能な通常のマグネトロン23、33を組み合わせて使
用することにより、高速成膜と高精度の膜厚制御を実現
している。
The ordinary magnetrons 23 and 33 have a slower film forming speed than the AC magnetrons 27 and 37, but have an advantage that the film thickness can be controlled with high accuracy. The sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1 uses AC magnetrons 27 and 37 capable of high-speed film formation in combination with ordinary magnetrons 23 and 33 capable of highly accurate film thickness control to achieve high-speed film formation. Achieves highly accurate film thickness control.

【0027】また、スパッタ装置10は、成膜中に膜厚
を測定する手段(膜厚モニタリングシステム)として、
ハロゲンランプ40、モノクロメータ41、光ファイバ
ー42、投光ヘッド44、受光ヘッド46、受光処理部
48を備えている。ハロゲンランプ40からの光は、モ
ノクロメータ41によって波長選択された後、光ファイ
バー42を介して投光ヘッド44に導かれる。投光ヘッ
ド44は、基板ホルダー14の内側(ドラム17の内
側)に設置され、投光ヘッド44から基板18に向けて
光が照射される。なお、基板ホルダー14の縦方向中央
部には回転方向に10cmの長さで光通過用の開口(不図
示)が形成されている。
Further, the sputtering apparatus 10 serves as means (film thickness monitoring system) for measuring the film thickness during film formation.
A halogen lamp 40, a monochromator 41, an optical fiber 42, a light projecting head 44, a light receiving head 46, and a light receiving processing unit 48 are provided. The light from the halogen lamp 40 is wavelength-selected by the monochromator 41 and then guided to the projection head 44 through the optical fiber 42. The light projecting head 44 is installed inside the substrate holder 14 (inside the drum 17), and light is emitted from the light projecting head 44 toward the substrate 18. An opening (not shown) for passing light is formed in the central portion of the substrate holder 14 in the vertical direction and has a length of 10 cm in the rotational direction.

【0028】チャンバー12の外側には、受光ヘッド4
6が設置されており、チャンバー12の外壁には受光ヘ
ッド46に光を導く窓部(不図示)が設けられている。
基板18を透過した光は、受光ヘッド46で受光され、
受光量に応じた電気信号に変換された後、受光処理部4
8に送られる。受光処理部48は、受入した信号に対し
て所定の信号処理を行い、コンピュータ入力用の測定デ
ータに変換する。受光処理部48で処理された測定デー
タは、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンとい
う。)50に送られる。
Outside the chamber 12, the light receiving head 4 is provided.
6 is installed, and a window portion (not shown) for guiding light to the light receiving head 46 is provided on the outer wall of the chamber 12.
The light transmitted through the substrate 18 is received by the light receiving head 46,
After being converted into an electric signal according to the amount of received light, the received light processing unit 4
Sent to 8. The light reception processing unit 48 performs predetermined signal processing on the received signal and converts it into measurement data for computer input. The measurement data processed by the light receiving processor 48 is sent to a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) 50.

【0029】パソコン50は、中央演算処理装置(CP
U)を備え、演算処理装置として機能し、受光処理部4
8から受入する測定データに基づいて、各スパッタ電源
(22、26、32、36)を制御する制御装置として
も機能する。また、パソコン50によってハロゲンラン
プ40の発光制御や、基板ホルダー14の回転制御、チ
ャンバー12の圧力制御、導入ガスの供給制御及びシャ
ッター(図1中不図示、図12中符号72、74、7
6、78)の開閉制御等を行うことができる。パソコン
50には各制御に必要なプログラムや各種データが組み
込まれている。
The personal computer 50 is a central processing unit (CP
U), functions as an arithmetic processing unit, and receives light
It also functions as a control device for controlling each sputter power source (22, 26, 32, 36) based on the measurement data received from the server 8. Further, the personal computer 50 controls the light emission of the halogen lamp 40, the rotation control of the substrate holder 14, the pressure control of the chamber 12, the supply control of the introduced gas, and the shutter (not shown in FIG. 1, reference numerals 72, 74, 7 in FIG. 12).
6, 78) can be controlled. The personal computer 50 incorporates programs and various data required for each control.

【0030】図1では、膜厚測定用の光学式測定手段の
光源部として、ハロゲンランプ40及びモノクロメータ
41を用いたが、膜厚モニタリングシステムに使用され
る光学式測定手段の光源部は、図1の構成例に限定され
ず、測定対象に応じて適切な光源が選択される。例え
ば、WDM(Wavelength Division Multiplexing)用フ
ィルターの製造の際には、波長=1460〜1580nm
のチューナブルレーザー(可変波長レーザー)を用い
る。また、単色の測定光を用いる態様に限らず、白色の
測定光を用いて受光部側で単色化する態様もある。単色
の測定光を利用する態様に比べて、受光部側で単色化を
する態様はノイズが少ないという利点がある。
In FIG. 1, the halogen lamp 40 and the monochromator 41 are used as the light source section of the optical measuring means for film thickness measurement, but the light source section of the optical measuring means used in the film thickness monitoring system is The light source is not limited to the configuration example of FIG. 1, and an appropriate light source is selected according to the measurement target. For example, when manufacturing a WDM (Wavelength Division Multiplexing) filter, wavelength = 1460 to 1580 nm
The tunable laser (tunable wavelength laser) of is used. Further, the present invention is not limited to the mode in which the monochromatic measurement light is used, and there is also a mode in which the monochromatic color is used on the light receiving unit side by using the white measurement light. Compared with the case of using monochromatic measuring light, the mode of monochromaticization on the light receiving portion side has an advantage of less noise.

【0031】図3には、本例のスパッタ装置10に適用
されるターゲットが示されている。図3(a)は断面
図、同図(b)は平面図である。このターゲット92
は、図1の符号23及び符号33で示した低速成膜用の
スパッタ源に適用されるものであり、図3に示したとお
り、ターゲット上表面面が中央位置(ドラム17の回転
軸方向に沿う稜線92C)をピークとして左右両方向に
傾斜した、いわゆる屋根形(逆V字形)の形状を有して
いる。水平面に対する傾斜角度θは、基板ホルダー14
で構成される正多角形の角数、直径、基板の大きさ、基
板−ターゲット間の距離(設計上の平均距離)などに依
存して、膜厚分布の均一化を実現し得るように最適な角
度に設計される。
FIG. 3 shows a target applied to the sputtering apparatus 10 of this example. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a plan view. This target 92
Is applied to the sputtering source for low-speed film formation shown by the reference numerals 23 and 33 in FIG. 1, and as shown in FIG. 3, the target upper surface is located at the center position (in the rotation axis direction of the drum 17). It has a so-called roof-shaped (inverted V-shaped) shape that is inclined in both left and right directions with a ridge line 92C) extending along the peak. The inclination angle θ with respect to the horizontal plane is determined by the substrate holder 14
Optimum to achieve uniform film thickness distribution depending on the number of corners, diameter, substrate size, substrate-target distance (designed average distance), etc. Designed at various angles.

【0032】従来のターゲットは、板厚が一定の平板形
であり、基板とターゲットが対向した位置関係になった
時に、基板面とターゲット面が平行状態となっていた
(図26(a)参照)。これに対し、図3に示したター
ゲット92は、基板とターゲットが対向した位置関係に
なった時に、ターゲット面が基板面に対してわずかに角
度を持っている(傾斜角度θ)状態となる。
The conventional target has a flat plate shape with a constant plate thickness, and the substrate surface and the target surface are in a parallel state when the substrate and the target have a positional relationship facing each other (see FIG. 26A). ). On the other hand, in the target 92 shown in FIG. 3, when the substrate and the target face each other in a positional relationship, the target surface has a slight angle (tilt angle θ) with respect to the substrate surface.

【0033】上記の如く構成されたターゲット92を用
いると、図4(a)、(b)に示したように、スパッタ
原子はターゲット傾斜面92A、92Bから放出される
ため、その飛散分布(スパッタ原子の密度)はターゲッ
ト傾斜面92A、92Bの法線方向に広がる(つまり、
V字形の放出となる)。また、原子放出面となるターゲ
ット傾斜面92A、92Bと基板18の各位置までの距
離とその方向(ベクトル<r> )、並びにベクトル<r> と
基板面との成す角度φの関係等の諸条件がバランスよく
均整化されることにより、図4(c)に示したように、
基板18の進行方向(図において横方向)についての膜
厚の均一化を実現できる。
When the target 92 configured as described above is used, sputtered atoms are emitted from the target inclined surfaces 92A and 92B, as shown in FIGS. Atomic density) spreads in the normal direction of the target inclined surfaces 92A and 92B (that is,
V-shaped emission). In addition, the distances and the directions (vector <r>) of the target inclined surfaces 92A and 92B, which are the atomic emission surfaces, to the respective positions of the substrate 18, and the relationship between the angle φ formed by the vector <r> and the substrate surface, etc. As the conditions are balanced in a good balance, as shown in FIG.
The film thickness can be made uniform in the traveling direction of the substrate 18 (horizontal direction in the drawing).

【0034】図5は、本発明による傾斜形のターゲット
92を用いた成膜による膜厚分布と、従来の平板形のタ
ーゲット(通常ターゲット)を用いた成膜による膜厚分
布とを比較したグラフである。同図に示したグラフは、
下記の実施条件の下で得られた実験結果である。すなわ
ち、図1に示したスパッタ装置10において、直径1m
の正十二角形を構成する各基板ホルダーを用い、基板−
ターゲット間距離60mm、基板サイズ10cm角とし、符
号23(または33)で示した低速成膜用のスパッタ源
に「通常ターゲット」を装着して成膜を行った結果と、
傾斜形のターゲット92(傾斜角度θ=5°)を装着し
て成膜を行った結果である。
FIG. 5 is a graph comparing the film thickness distribution by the film formation using the tilted target 92 according to the present invention with the film thickness distribution by the film formation using the conventional flat plate target (normal target). Is. The graph shown in the figure is
It is an experimental result obtained under the following implementation conditions. That is, in the sputtering device 10 shown in FIG.
Each of the board holders that make up the regular dodecagon is used to
The distance between the targets was 60 mm, the substrate size was 10 cm square, and the result was obtained by attaching the "normal target" to the sputtering source for low-speed film formation indicated by reference numeral 23 (or 33), and
This is the result of deposition with the tilted target 92 (tilt angle θ = 5 °) attached.

【0035】図5から明らかなように、通常ターゲット
では基板の中心に比べて周辺部分の膜厚が大きくなる
が、本発明による傾斜形のターゲット92の場合には、
膜厚の進行方向分布が均一化される。
As is apparent from FIG. 5, in the case of the normal target, the film thickness in the peripheral portion is larger than that in the center of the substrate, but in the case of the inclined target 92 according to the present invention,
The film thickness distribution in the traveling direction is made uniform.

【0036】上記した低速成膜用のスパッタ源と同様
に、図1中符号27、37で示した高速成膜用のスパッ
タ源については、図6に示す傾斜形のターゲット94、
95が適用される。図6(a)の断面図及び同図(b)
の平面図に示したターゲット94は、図1の符号53、
64に示したターゲットとして用いられる。また、図6
(c)及び(d)に示したターゲット95は、図1の符
号54、63に示したターゲットとして用いられる。高
速成膜用のスパッタ源(ACのマグネトロン)におい
て、隣接して配置される二つのターゲットのターゲット
面を同方向に傾斜させても膜厚の均一化を達成すること
はできないため、これら二つのターゲットは互いに線対
称(又は略線対称)の関係で配置される。
Similar to the sputtering source for low-speed film formation described above, the sputtering sources 94 and 37 shown in FIG.
95 applies. Sectional view of FIG. 6A and FIG. 6B
The target 94 shown in the plan view of FIG.
It is used as the target shown in 64. In addition, FIG.
The targets 95 shown in (c) and (d) are used as the targets shown by reference numerals 54 and 63 in FIG. In a sputtering source (AC magnetron) for high-speed film formation, even if the target surfaces of two targets arranged adjacent to each other are tilted in the same direction, it is not possible to achieve uniform film thickness. The targets are arranged in a line-symmetrical (or substantially line-symmetrical) relationship with each other.

【0037】図6に示した各ターゲット94、95の傾
斜角度θは、スパッタ装置の具体的条件に依存して最適
な角度に設計される。図1でも説明したとおり、高速成
膜用に用いられるACのマグネトロンは、二つの隣接す
るマグネトロン部に装着されたターゲットのアノード/
カソード関係が交互に切り替えられ、全体として一つの
スパッタ源として作用し得るものであるため、図6に示
したように、左右のターゲット94、95がそれぞれ単
一の傾斜面(片側のみが傾斜する、いわゆる楔形)を有
することで、これら二つのターゲット94、95を組み
合わせて使用する場合に、図3及び図4で説明したター
ゲット92と同等の屋根形のターゲット面が構成され
る。図6に示したターゲット94、95の作用について
は、図4と同様である。
The tilt angle θ of each of the targets 94 and 95 shown in FIG. 6 is designed to be an optimum angle depending on the specific conditions of the sputtering apparatus. As described with reference to FIG. 1, the AC magnetron used for high-speed film formation has an anode / target of a target mounted on two adjacent magnetron parts.
Since the cathode relations are alternately switched and can act as one sputtering source as a whole, as shown in FIG. 6, the left and right targets 94 and 95 each have a single inclined surface (only one side is inclined). , So-called wedge shape, a roof-shaped target surface equivalent to the target 92 described in FIGS. 3 and 4 is formed when these two targets 94 and 95 are used in combination. The operation of the targets 94 and 95 shown in FIG. 6 is the same as that of FIG.

【0038】図7は、図6に示した傾斜形ターゲット9
4、95を用いたACのマグネトロンによる膜厚分布
と、従来の平板形ターゲット(通常ターゲット)を用い
たACのマグネトロンによる膜厚分布とを比較したグラ
フである。図7に示したグラフは、下記の実施条件の下
で得られた実験結果である。すなわち、図1に示したス
パッタ装置10において、直径1mの正十二角形を構成
する各基板ホルダーを用い、基板−ターゲット間距離6
0mm、基板サイズ10cm角とし、符号27(または3
7)で示した高速成膜用のスパッタ源に「通常ターゲッ
ト」を装着して成膜を行った結果と、傾斜形ターゲット
94、95(両者とも傾斜角度θ=5°)を装着して成
膜を行った結果である。
FIG. 7 shows the tilted target 9 shown in FIG.
It is a graph which compared the film thickness distribution by the magnetron of AC using 4 and 95, and the film thickness distribution by the magnetron of AC using the conventional flat type target (normal target). The graph shown in FIG. 7 is an experimental result obtained under the following implementation conditions. That is, in the sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1, each substrate holder that forms a regular dodecagon with a diameter of 1 m is used, and a substrate-target distance of 6
0 mm, substrate size 10 cm square, code 27 (or 3
The result of film formation by mounting the "normal target" on the sputtering source for high-speed film formation shown in 7) and the results obtained by mounting the tilted targets 94 and 95 (both of which are tilt angles θ = 5 °). It is the result of performing the film.

【0039】図7から明らかなように、通常ターゲット
では基板の中心に比べて周辺部分の膜厚が大きくなる
が、本発明による傾斜形ターゲットの場合には、膜厚の
進行方向分布が均一化される。
As is apparent from FIG. 7, the film thickness of the peripheral portion of the normal target is larger than that of the center of the substrate, but in the case of the inclined target according to the present invention, the distribution of the film thickness in the traveling direction becomes uniform. To be done.

【0040】図6に示したターゲット94、95に代え
て、図8に示すターゲット96、97を用いる態様も可
能である。すなわち、図8(a)、(b)に示したター
ゲット96は図6のターゲット94と置換され、図8
(c)、(d)に示したターゲット97は、図6のター
ゲット95と置換される。図8に示したように、ACの
マグネトロンに適用する左右のターゲット96、97の
上表面をそれぞれ屋根形(Λ字形状)に構成する態様も
可能である。この場合、内側の傾斜面96A、97Aの
傾斜角(θ1 )と、外側の傾斜面96B、97Bの傾斜
角(θ2 )は、スパッタ装置10の構成条件等に依存し
て適切な値に設計される。これにより、膜厚の進行方向
分布が均一化される。
Instead of the targets 94 and 95 shown in FIG. 6, the targets 96 and 97 shown in FIG. 8 may be used. That is, the target 96 shown in FIGS. 8A and 8B is replaced with the target 94 shown in FIG.
The target 97 shown in (c) and (d) is replaced with the target 95 of FIG. As shown in FIG. 8, it is also possible to adopt a mode in which the upper surfaces of the left and right targets 96 and 97 applied to the AC magnetron are each formed into a roof shape (Λ shape). In this case, the inclination angles (θ1) of the inner inclined surfaces 96A and 97A and the inclination angles (θ2) of the outer inclined surfaces 96B and 97B are designed to have appropriate values depending on the configuration conditions of the sputtering apparatus 10. It As a result, the distribution of the film thickness in the traveling direction is made uniform.

【0041】次に、上記の如く構成されたスパッタ装置
10の動作について説明する。以下に述べる実施例は、
低屈折率膜としてSiO2 、高屈折率膜としてTiO2
をそれぞれ反応性スパッタにより成膜する例を説明す
る。
Next, the operation of the sputtering apparatus 10 configured as described above will be described. The examples described below
SiO 2 as a low refractive index film and TiO 2 as a high refractive index film
An example of forming a film by reactive sputtering will be described.

【0042】最初に、図1に示した高屈折率膜形成用の
マグネトロンスパッタ源30の各マグネトロン部31、
34、35にはTiターゲット52、53、54が取り
付けられており、低屈折率膜形成用のマグネトロンスパ
ッタ源20の各マグネトロン部21、24、25にはS
iターゲット62、63、64が取り付けられている。
ターゲットの大きさは、通常用が高さ1.1m、幅15
cm、AC用は各々、高さ1.1m、幅10cmのものが用
いられる。
First, each magnetron portion 31 of the magnetron sputtering source 30 for forming the high refractive index film shown in FIG.
Ti targets 52, 53 and 54 are attached to 34 and 35, and S is attached to each magnetron portion 21, 24 and 25 of the magnetron sputtering source 20 for forming a low refractive index film.
i targets 62, 63, 64 are attached.
The size of the target is 1.1m high and 15 wide
cm and AC have a height of 1.1 m and a width of 10 cm, respectively.

【0043】また、それぞれの基板ホルダー14には、
厚さ1.1mm、10cm角のガラス基板18を9枚ずつ、
縦方向に並んで取り付ける。次いで、チャンバー12を
ロータリーポンプで5Paまで粗引きした後、クライオポ
ンプで1×10-3Paまで排気する。
Further, each substrate holder 14 has a
9 glass substrates 18 each having a thickness of 1.1 mm and 10 cm square,
Install in the vertical direction. Next, the chamber 12 is roughly evacuated to 5 Pa by a rotary pump, and then evacuated to 1 × 10 −3 Pa by a cryopump.

【0044】次に、アルゴンガスを100sccm、酸素ガ
スを30sccm、マスフローコントローラを通してチャン
バー12内に導入する。そのときのガス圧は0.4Paで
あった。
Next, 100 sccm of argon gas and 30 sccm of oxygen gas are introduced into the chamber 12 through the mass flow controller. The gas pressure at that time was 0.4 Pa.

【0045】SiO2 膜を成膜するために、Si ターゲ
ット62が取り付けられている通常のマグネトロン23
に直流10kWの矩形波状のパルス電力(周波数50kHz
)、Si ターゲット63、64が取り付けられている
ACのマグネトロン27に交流20kWの電力をそれぞれ
供給し、ターゲットと基板間に配置されているシャッタ
ー(図1中不図示)を閉めて五分間の予備放電を行い、
その後両方のシャッターを開いて成膜を行う。
An ordinary magnetron 23 to which a Si target 62 is attached in order to form a SiO 2 film.
DC pulse power of DC 10kW (frequency 50kHz
), AC 20 kW of electric power is supplied to the AC magnetron 27 to which the Si targets 63 and 64 are attached, and a shutter (not shown in FIG. 1) arranged between the target and the substrate is closed for 5 minutes of standby. Discharge,
After that, both shutters are opened to form a film.

【0046】成膜中は、上記した膜厚モニタリングシス
テムによって基板ホルダー14上の基板18について透
過率を測定する。基板18の透過率は、成膜される膜厚
に対応して変化するため、透過率を監視することによっ
て膜厚を把握することができる。参考のために、図9に
本実施例における膜厚モニタの信号例を示す。
During film formation, the transmittance of the substrate 18 on the substrate holder 14 is measured by the above film thickness monitoring system. Since the transmittance of the substrate 18 changes according to the film thickness to be formed, the film thickness can be grasped by monitoring the transmittance. For reference, FIG. 9 shows a signal example of the film thickness monitor in this embodiment.

【0047】膜厚モニタリングシステムによって膜厚を
監視しながら成膜を行い、設計膜厚の90%まで成膜し
た時点で図1に示したACのマグネトロン27への電力
の供給を止め、通常のマグネトロン23のみで成膜を行
う。成膜中は、透過率の測定結果をパソコン50で演算
し、その測定結果の情報を各電源26、22にフィード
バックすることにより、基板18の回転方向に関する膜
の均一性の向上と同時に、膜厚が設計膜厚になるように
コントロールする。なお、基板ホルダー14の回転速度
やシャッターの開度(開閉量)を制御して成膜を調整す
ることも可能である。
Film formation is performed while monitoring the film thickness by a film thickness monitoring system, and when the film thickness reaches 90% of the designed film thickness, the power supply to the AC magnetron 27 shown in FIG. The film is formed only by the magnetron 23. During film formation, the measurement result of the transmittance is calculated by the personal computer 50, and the information of the measurement result is fed back to each of the power supplies 26 and 22 to improve the uniformity of the film in the rotation direction of the substrate 18 and at the same time Control so that the thickness is the designed thickness. It is also possible to adjust the film formation by controlling the rotation speed of the substrate holder 14 and the opening degree (opening / closing amount) of the shutter.

【0048】次に、TiO2 膜を成膜するために、Ti
ターゲット52が取り付けられている通常のマグネトロ
ン33に直流15kW、Tiターゲット53、54が取り
付けられているACのマグネトロン37に交流30kWの
電力をそれぞれ供給し、SiO2 膜の成膜工程と同様
に、五分間の予備放電を行った後に、両方のシャッター
を開けて成膜を行う。TiO2 膜の場合も、設計膜厚の
90%まで成膜した時点でACのマグネトロン37への
電力の供給を止め、通常のマグネトロン33のみで成膜
を行う。成膜中に、透過率の測定結果を各電源36、3
2にフィードバックして、膜の均一性を向上させ、正確
な膜厚管理を行う点はSiO2 膜の成膜工程と同様であ
る。
Next, in order to form a TiO 2 film, Ti
A direct current of 15 kW is supplied to an ordinary magnetron 33 to which the target 52 is attached, and an alternating current of 30 kW is supplied to an AC magnetron 37 to which the Ti targets 53 and 54 are attached, in the same manner as the SiO 2 film forming step. After performing pre-discharge for 5 minutes, both shutters are opened to form a film. Also in the case of the TiO 2 film, the supply of power to the AC magnetron 37 is stopped when the film is formed to 90% of the designed film thickness, and the film is formed only by the normal magnetron 33. During film formation, the measurement result of the transmittance was measured by each power source 36, 3
The point of feeding back to 2 to improve the uniformity of the film and accurately control the film thickness is the same as the film forming process of the SiO 2 film.

【0049】上述したSiO2 膜の成膜工程及びTiO
2 膜の成膜工程を繰り返し行い、ガラス(基板)/Si
2 (94.2nm)/TiO2 (57.3nm)/SiO2 (94.2
nm)/TiO2 (57.3nm)/SiO2 (94.2nm)/Ti
2 (57.3nm)/SiO2 (188.2nm )/TiO2 (5
7.3nm)/SiO2 (94.2nm)/TiO2 (57.3nm)/
SiO2 (94.2nm)/TiO2 (57.3nm)/SiO
2 (94.2nm)の13層のバンドパスフィルターを作成し
た。なお、このような膜構成を、ガラス/(SiO294.
2/TiO2 57.3nm)3 /SiO2 188.2nm /(TiO
2 57.3nm/SiO2 94.2nm)3 と表記する。
The above-described SiO 2 film forming step and TiO 2
Repeated two film deposition process, the glass (substrate) / Si
O 2 (94.2 nm) / TiO 2 (57.3 nm) / SiO 2 (94.2
nm) / TiO 2 (57.3nm) / SiO 2 (94.2nm) / Ti
O 2 (57.3 nm) / SiO 2 (188.2 nm) / TiO 2 (5
7.3 nm) / SiO 2 (94.2 nm) / TiO 2 (57.3 nm) /
SiO 2 (94.2 nm) / TiO 2 (57.3 nm) / SiO
A 13-layer bandpass filter of 2 (94.2 nm) was prepared. It should be noted that such a film structure is glass / (SiO 2 94.
2 / TiO 2 57.3nm) 3 / SiO 2 188.2nm / (TiO
2 57.3 nm / SiO 2 94.2 nm) 3 .

【0050】この作成されたバンドパスフィルターの分
光特性を図10に示す。同図中黒丸(●)は設計値であ
り、実線は本実施例による作成したバンドパスフィルタ
ーの分光特性の測定結果を示す。
FIG. 10 shows the spectral characteristic of the bandpass filter thus prepared. In the figure, the black circles (●) are design values, and the solid line shows the measurement results of the spectral characteristics of the bandpass filter prepared according to this example.

【0051】上記した本実施の形態に係るスパッタ装置
10を利用することによって、基板18に多層膜を高速
で成膜でき、かつ高精度で膜厚制御することが可能にな
り、WDM用フィルターやダイクロイックミラーなどを
生産性よく製造することができる。
By using the sputtering apparatus 10 according to the present embodiment described above, it becomes possible to form a multilayer film on the substrate 18 at a high speed and to control the film thickness with high accuracy. Dichroic mirrors can be manufactured with high productivity.

【0052】上記実施例の場合、設計膜厚の90%の膜
厚まで、ACのマグネトロンと通常のマグネトロンとを
同時稼働させ、その後ACのマグネトロンのみ放電を止
めて、通常のマグネトロンのみ放電を継続するようにし
たが、制御方式はこの例に限定されない。例えば、90
%までACのマグネトロンのみで成膜し、その後通常の
マグネトロンのみで成膜するという制御方式も可能であ
る。もちろん、ACのマグネトロンを止めるタイミング
は、設計膜厚の90%成膜時点に限定されず、適宜設定
可能である。
In the case of the above embodiment, the AC magnetron and the normal magnetron are simultaneously operated until the film thickness is 90% of the designed film thickness, and thereafter the discharge of only the AC magnetron is stopped and the discharge of the normal magnetron is continued. However, the control method is not limited to this example. For example, 90
It is also possible to use a control method in which a film is formed only with an AC magnetron up to%, and then a film is formed only with a normal magnetron. Of course, the timing of stopping the AC magnetron is not limited to the time of film formation of 90% of the designed film thickness, and can be set appropriately.

【0053】また、上記実施例では、ACのマグネトロ
ンへの給電中(設計膜厚の90%に到達するまでの期
間)も膜厚をモニタリングしながら膜厚制御を行ってい
るが、ACのマグネトロンへの電力供給中は膜厚のモニ
タリングはするが膜厚制御は行わず、予め調査されてい
る投入電力とスパッタ時間による膜厚予測値に基づいて
時間管理を行い、所定時間経過した時にACのマグネト
ロンへの電源を停止してもよい。そして、通常のマグネ
トロンのみで成膜を開始した時点で膜厚制御(例えば、
電源にフィードバックさせて制御する)を開始する態様
も可能である。
In the above embodiment, the film thickness is controlled while monitoring the film thickness during the power supply to the AC magnetron (the period until 90% of the designed film thickness is reached). Although the film thickness is monitored during the power supply to the IC, the film thickness is not controlled, and the time is managed based on the film thickness prediction value based on the input power and the sputtering time that has been investigated in advance. Power to the magnetron may be turned off. Then, at the time when film formation is started only with a normal magnetron, the film thickness control (for example,
It is also possible to adopt a mode in which the power source is fed back and controlled.

【0054】基板18上で膜厚を測定する場所(測定ポ
イント)は、基板18の中央部の一カ所であってもよい
し、回転方向に沿った横方向(すなわち「進行方向」)
について複数箇所の測定を行い横方向の膜厚分布を測定
してもよい。更に、基板ホルダー14の回転軸に沿った
縦方向について複数の膜厚測定手段(投光ヘッド44及
び受光ヘッド46)を配置して、縦方向について複数箇
所で膜厚の測定を行う態様も可能である。
The film thickness may be measured on the substrate 18 (measurement point) at one position in the central portion of the substrate 18 or in the lateral direction along the rotation direction (that is, in the "traveling direction").
May be measured at a plurality of points to measure the film thickness distribution in the lateral direction. Further, it is possible to arrange a plurality of film thickness measuring means (the light emitting head 44 and the light receiving head 46) in the vertical direction along the rotation axis of the substrate holder 14 to measure the film thickness in a plurality of positions in the vertical direction. Is.

【0055】図1に示したスパッタ装置10は、基板ホ
ルダー14の内側に投光ヘッド44を配置し、受光ヘッ
ド46はチャンバー12の外部に設置したが、投光ヘッ
ド44と受光ヘッド46の配置関係を入れ替える態様も
可能である。
In the sputtering apparatus 10 shown in FIG. 1, the light projecting head 44 is arranged inside the substrate holder 14 and the light receiving head 46 is arranged outside the chamber 12, but the light projecting head 44 and the light receiving head 46 are arranged. A mode in which the relationships are interchanged is also possible.

【0056】次に、上述した実施形態の変形例を説明す
る。
Next, a modification of the above embodiment will be described.

【0057】図11は、他の実施形態に係る光学多層膜
成膜用のスパッタ装置70の模式図である。図11中図
1と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は省
略する。なお、図11では、図面の簡略化のため、ハロ
ゲンランプ40、モノクロメータ41、光ファイバー4
2、受光処理部48及びパソコン50等の構成を図示し
ないものとする(図12及び図13においても同様)。
FIG. 11 is a schematic view of a sputtering apparatus 70 for forming an optical multilayer film according to another embodiment. 11, those parts that are the same as those corresponding parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. In FIG. 11, the halogen lamp 40, the monochromator 41, and the optical fiber 4 are shown for simplification of the drawing.
2. The configurations of the light receiving processing unit 48, the personal computer 50, etc. are not shown (the same applies to FIGS. 12 and 13).

【0058】図11に示したスパッタ装置70は、低屈
折率膜形成用及び高屈折率膜形成用の双方について、通
常のマグネトロン23、33と、ACのマグネトロン2
7、37の設置場所が隔てられ、各マグネトロン(2
3、33、27、37)と基板18との間にそれぞれ開
閉可能なシャッター72、74、76、78が設けられ
ている。同図では、低屈折率膜を成膜している状態が示
され、低屈折率膜形成用の通常のマグネトロン23及び
ACのマグネトロン27前に配置されたシャッター7
2、76は開状態、高屈折率膜形成用の通常のマグネト
ロン33及びACのマグネトロン37前に配置されたシ
ャッター74、78は閉状態となっている。
The sputtering apparatus 70 shown in FIG. 11 has ordinary magnetrons 23 and 33 and an AC magnetron 2 for both low refractive index film formation and high refractive index film formation.
Installation locations of 7, 37 are separated, and each magnetron (2
3, 33, 27, 37) and the substrate 18 are provided with shutters 72, 74, 76, 78 that can be opened and closed, respectively. In the same figure, a state in which a low refractive index film is formed is shown, and a shutter 7 arranged in front of a normal magnetron 23 for forming a low refractive index film and an AC magnetron 27.
2, 76 are open, and shutters 74, 78 arranged in front of the normal magnetron 33 for forming a high refractive index film and the AC magnetron 37 are closed.

【0059】同図において、反応性スパッタプロセスに
より所望の膜厚が得られた時点でシャッター72、76
を閉じることによって、成膜反応を確実に停止させるこ
とができるとともに、成膜に使用しないスパッタ源のシ
ャッター74、78を閉じておくことにより、ターゲッ
トの劣化を防止できる。低屈折率膜の成膜が完了した
ら、シャッター74、78を開けて高屈折率膜の成膜を
実施する。
In the figure, when the desired film thickness is obtained by the reactive sputtering process, the shutters 72 and 76 are released.
The film forming reaction can be surely stopped by closing, and the target deterioration can be prevented by closing the shutters 74 and 78 of the sputter source not used for film forming. After forming the low refractive index film, the shutters 74 and 78 are opened to form the high refractive index film.

【0060】また、図12に示したように、各マグネト
ロン(23、33、27、37)の左右両脇に防着板8
0を配置する態様も好ましい。防着板80は、プラズマ
の回り込みを防止する作用を有し、マグネトロン部正面
に位置する基板18に対してのみ成膜作用を制限し、そ
れ以外の基板(隣接する基板)に対する成膜を防止す
る。防着板80によって各マグネトロンスパッタ源の左
右を個別に包囲したことにより、他のマグネトロンスパ
ッタ源によるプラズマの影響を受けず、ターゲットへの
不純物の付着を防止できる。
As shown in FIG. 12, the anti-adhesion plates 8 are provided on both sides of each magnetron (23, 33, 27, 37).
A mode in which 0 is arranged is also preferable. The deposition preventive plate 80 has a function of preventing the plasma from wrapping around, restricts the film forming action only to the substrate 18 located in front of the magnetron portion, and prevents the film forming on the other substrates (adjacent substrates). To do. Since the left and right sides of each magnetron sputtering source are individually surrounded by the deposition preventive plate 80, it is possible to prevent impurities from adhering to the target without being affected by the plasma from other magnetron sputtering sources.

【0061】図13は、カソード配置のバリエーション
を示す図である。本発明の実施に際しては、図13
(a)乃至(d)に示すように、カソード配置に関して
種々の形態が可能である。同図中「H」なる記号は高屈
折率膜形成用のカソード(マグネトロン部)を示し、
「L」は低屈折率膜形成用のカソード(マグネトロン
部)を示す。図13(a)は、高屈折率膜形成用のカソ
ードと低屈折率膜形成用のカソードを離して配置した例
であり、図11で説明した通りである。図13(b)は
プラズマの干渉を避けるために、高屈折率膜形成用のカ
ソードと低屈折率膜形成用のカソードを隣接させた例で
ある。同図(c)は膜厚モニタへの干渉を避けるため
に、モニタ位置をカソードから離した位置に設定した例
である。同図(d)は、膜厚を測定する手段として、透
過型のモニタと反射型モニタとを併用した例が示されて
いる。
FIG. 13 is a diagram showing variations in the arrangement of cathodes. In practicing the present invention, FIG.
As shown in (a) to (d), various configurations are possible for the cathode arrangement. In the figure, the symbol "H" indicates the cathode (magnetron portion) for forming the high refractive index film,
“L” indicates a cathode (magnetron portion) for forming a low refractive index film. FIG. 13A shows an example in which the cathode for forming the high refractive index film and the cathode for forming the low refractive index film are arranged apart from each other, as described in FIG. FIG. 13B shows an example in which a cathode for forming a high refractive index film and a cathode for forming a low refractive index film are adjacent to each other in order to avoid plasma interference. FIG. 6C shows an example in which the monitor position is set at a position apart from the cathode in order to avoid interference with the film thickness monitor. FIG. 3D shows an example in which a transmissive monitor and a reflective monitor are used together as a means for measuring the film thickness.

【0062】透過型モニタは、図1で説明したように、
投光ヘッド44と受光ヘッド46を用いて基板18の透
過率を測定する手段である。反射型モニタは、ヘッド8
2から基板18に向けて光を照射し、その反射光をヘッ
ド82で受光して、受光信号の解析によって反射率を測
定する手段である。図示されていないが、図1と同様の
ハロゲンランプ40、モノクロメータ41及び光ファイ
バー42を用いて反射型モニタのヘッド82に測定用の
光が導かれ、ヘッド82で受光した光(反射光)は受光
信号処理手段を介してパソコン50に送られる。
The transmissive monitor, as described with reference to FIG.
It is a means for measuring the transmittance of the substrate 18 using the light projecting head 44 and the light receiving head 46. The reflective monitor has a head 8
This is a means for irradiating light from 2 toward the substrate 18, receiving the reflected light by the head 82, and measuring the reflectance by analyzing the received light signal. Although not shown, the measurement light is guided to the reflective monitor head 82 using the halogen lamp 40, the monochromator 41 and the optical fiber 42 similar to those in FIG. 1, and the light (reflected light) received by the head 82 is It is sent to the personal computer 50 via the received light signal processing means.

【0063】図13(d)のように、透過型モニタと反
射型モニタを併用する場合、透過率が低い領域は反射率
の測定結果を用いて制御を行い、透過率が高い領域は透
過率の測定結果を用いて制御を行う態様が好ましい。す
なわち、透過式/反射式の制御の切り替えを判定するた
めの基準となる透過率(判定基準値)を予め設定してお
き、この判定基準値よりも透過率が低い場合には、反射
率の測定結果を利用して制御を行い、判定基準値よりも
透過率が高い場合には、透過率の測定結果を利用して制
御を行う。
When a transmissive monitor and a reflective monitor are used together as shown in FIG. 13D, control is performed by using the measurement result of the reflectance in the region where the transmittance is low, and the region where the transmittance is high is the transmittance. An embodiment in which control is performed using the measurement result of is preferable. That is, a transmittance (judgment reference value) that is a reference for judging whether to switch the transmission type / reflection type control is set in advance, and when the transmittance is lower than the judgment reference value, the reflectance The control is performed using the measurement result, and when the transmittance is higher than the determination reference value, the control is performed using the measurement result of the transmittance.

【0064】図14には、本発明の実施に際して主に使
用されるターゲット材と膜材料が示されている。低屈折
率材料としては、既述したSiターゲットを用いてSi
2膜を形成する態様の他、SiCターゲットを用いて
SiO2 膜を形成する態様、ターゲットにSiとAlの
合金を用いてSiO2 とAl2 3 とからなる酸化物膜
を形成する態様などがある。
FIG. 14 shows a target material and a film material which are mainly used in implementing the present invention. As the low refractive index material, the Si target described above is used.
Other than the mode of forming the O 2 film, the mode of forming the SiO 2 film using a SiC target, and the mode of forming the oxide film composed of SiO 2 and Al 2 O 3 using the alloy of Si and Al as the target. and so on.

【0065】高屈折率材料についても、既述したTiタ
ーゲットを用いてTiO2 膜を形成する態様の他、図1
4に示したように、ターゲット材を選択することによっ
て、種々の膜材料を成膜することができる。また、図1
4には示されていないが、ターゲット材は金属(導電性
材料)以外にも、DCスパッタが可能な酸化物、窒化
物、酸窒化物、炭化物等も使用可能である。
As for the high refractive index material, in addition to the mode of forming the TiO 2 film by using the Ti target described above, FIG.
As shown in FIG. 4, various film materials can be formed by selecting the target material. Also, FIG.
Although not shown in FIG. 4, a target material may be an oxide, a nitride, an oxynitride, a carbide, or the like, which can be DC sputtered, in addition to the metal (conductive material).

【0066】図15は、本発明の実施に際して利用され
る基板の例が示されている。同図に示したように、WD
M用フィルターには、基板としてOHARA社製WMS
(結晶化ガラス)が使用される。また、他の光学フィル
ター用の基板としては、白板ガラス、硬質ガラス、人工
水晶等、図15に示した各種のガラスが用途に応じて使
用される。
FIG. 15 shows an example of a substrate used for implementing the present invention. As shown in the figure, WD
OHARA WMS as a substrate for the M filter
(Crystalline glass) is used. Further, as the substrate for other optical filters, various kinds of glass shown in FIG. 15, such as white plate glass, hard glass, artificial quartz, etc., are used according to the application.

【0067】次に、本発明の更に他の実施形態について
説明する。
Next, still another embodiment of the present invention will be described.

【0068】図16は、他の実施形態に係る光学多層膜
成膜用のスパッタ装置100の構成図である。同図中図
1及び図11に示した装置と同一または類似の部分には
同一の符号を付し、その説明は省略する。図16におい
て、「低速成膜1」と記載した通常のマグネトロン23
及び「高速成膜1」と記載したACのマグネトロン27
は、低屈折率膜成膜用のスパッタ源である。また、「低
速成膜2」と記載した通常のマグネトロン33及び「高
速成膜2」と記載したACのマグネトロン37は、高屈
折率膜成膜用のスパッタ源である。
FIG. 16 is a block diagram of a sputtering apparatus 100 for forming an optical multilayer film according to another embodiment. In the figure, those parts which are the same as or similar to those of the device shown in FIGS. 1 and 11 are designated by the same reference numerals, and a description thereof is omitted. In FIG. 16, a normal magnetron 23 described as “low-speed film formation 1”
And AC magnetron 27 described as “high-speed film formation 1”
Is a sputtering source for forming a low refractive index film. The ordinary magnetron 33 described as "low speed film formation 2" and the AC magnetron 37 described as "high speed film formation 2" are sputtering sources for forming a high refractive index film.

【0069】これら各マグネトロン23、27、33、
37は、その中心線23A、27A、33A、37A
(各マグネトロンの中心を通り、ターゲット支持面に垂
直な線)が基板ホルダー14の回転中心(中心軸16)
と交差するように、回転中心の方向に向いて配置されて
いる。図16のように、基板ホルダー14によって構成
される正十二角形の内接円を15A、外接円を15Bと
すると、基板ホルダー14と各マグネトロン23、2
7、33、37までの距離は、基板ホルダー14の回転
に伴い、内接円15Aから外接円15Bの範囲で変動す
る。同図では、基板ホルダー14の基板支持面の中心点
と、該基板支持面から見た各マグネトロン23、27、
33、37の中心点との距離が最小となったときの状態
(基板とターゲットが対向する位置関係の状態)が示さ
れている。
Each of these magnetrons 23, 27, 33,
37 is its center line 23A, 27A, 33A, 37A
(The line passing through the center of each magnetron and perpendicular to the target support surface) is the center of rotation of the substrate holder 14 (center axis 16)
It is arranged so as to intersect with the direction of the center of rotation. As shown in FIG. 16, if the inscribed circle of the regular dodecagon formed by the substrate holder 14 is 15A and the circumscribed circle is 15B, the substrate holder 14 and each magnetron 23, 2
The distances to 7, 33, and 37 vary in the range from the inscribed circle 15A to the circumscribed circle 15B as the substrate holder 14 rotates. In the figure, the center point of the substrate supporting surface of the substrate holder 14 and the magnetrons 23, 27 seen from the substrate supporting surface,
The state when the distance between the center points of 33 and 37 is the minimum (the state where the substrate and the target face each other) is shown.

【0070】シャッター72、74、76、78は、そ
れぞれローラ79の回転力によって開閉動作するように
構成され、スパッタ電源22、26、32、36の制御
に連動して、対応するシャッター72、74、76、7
8の開閉が制御される。
The shutters 72, 74, 76, 78 are constructed so as to be opened and closed by the rotational force of the roller 79, respectively, and the shutters 72, 74 corresponding thereto are interlocked with the control of the sputter power sources 22, 26, 32, 36. , 76, 7
The opening and closing of 8 is controlled.

【0071】膜厚モニタリングシステムの光源としてハ
ロゲンランプ40を用いる場合、図16に示すように、
モノクロメータ41の出力部にチョッパ84が配置され
る。モノクロメータ41からの出力光(単色光)をチョ
ッパ84によって周期的に遮光することにより、パソコ
ン50内のCPU51において光源のノイズ成分を除去
する演算が行われる。受光処理部48は、チョッパ84
を作動させる変調信号を出力するとともに、入力される
受光信号の電圧値をデジタル信号に変換してCPU51
に提供するコントロールアンプ(図17中符号49とし
て記載)を備えている。
When the halogen lamp 40 is used as the light source of the film thickness monitoring system, as shown in FIG.
A chopper 84 is arranged at the output of the monochromator 41. By periodically blocking the output light (monochromatic light) from the monochromator 41 by the chopper 84, the CPU 51 in the personal computer 50 performs a calculation for removing the noise component of the light source. The light reception processing unit 48 includes a chopper 84.
The CPU 51 outputs a modulation signal for operating the
Control amplifier (described as reference numeral 49 in FIG. 17).

【0072】図17は、ハロゲンランプを利用する膜厚
モニタリングシステムの詳細な構成を示すブロック図で
ある。ハロゲンランプ40は、ランプ電源86から電力
の供給を受けて発光する。ハロゲンランプ40から照射
される光(白色光)は、モノクロメータ41によって単
色化された後、チョッパ84に入射する。チョッパ84
は、コントロールアンプ49から与えられる変調信号に
従って作動し、チョッパ84を介して変調された単色光
が出力される。この変調された単色光は、光分割手段
(ハーフミラーなど)87によって2分割され、その一
方は成膜空間となるチャンバー12内に導入されて測定
対象の基板18(測定用試料に相当)に照射される。基
板18を透過した光はフォトマルメータ85に入射し、
透過光の光量に応じた電圧信号に変換される。フォトマ
ルメータ85から出力される電圧信号は、コントロール
アンプ49によってデジタル信号に変換された後、CP
U51に送られる。
FIG. 17 is a block diagram showing the detailed structure of a film thickness monitoring system using a halogen lamp. The halogen lamp 40 receives power from the lamp power supply 86 and emits light. The light (white light) emitted from the halogen lamp 40 is monochromatic by the monochromator 41 and then enters the chopper 84. Chopper 84
Operates in accordance with the modulation signal supplied from the control amplifier 49, and the modulated monochromatic light is output via the chopper 84. The modulated monochromatic light is split into two by a light splitting means (half mirror or the like) 87, one of which is introduced into the chamber 12 serving as a film formation space and is applied to the substrate 18 (corresponding to the measurement sample) to be measured. Is irradiated. The light transmitted through the substrate 18 enters the photomarmeter 85,
It is converted into a voltage signal according to the amount of transmitted light. The voltage signal output from the photomultimeter 85 is converted into a digital signal by the control amplifier 49, and then CP
It is sent to U51.

【0073】また、光分割手段87で分割された他方の
分岐光は、光源情報を得るための光としてフォトダイオ
ード88に入射する。コントロールアンプ49は、フォ
トダイオード88に対してチョッパ84と同期する変調
信号を与えており、フォトダイオード88からはモノク
ロメータ41から出射される光源直接光の光量に応じた
電圧信号が出力される。フォトダイオード88から出力
された電圧信号は、コントロールアンプ49においてデ
ジタル信号に変換された後、CPU51に送られる。
The other split light split by the light splitting means 87 enters the photodiode 88 as light for obtaining light source information. The control amplifier 49 gives a modulation signal to the photodiode 88 in synchronization with the chopper 84, and the photodiode 88 outputs a voltage signal according to the light amount of the light source direct light emitted from the monochromator 41. The voltage signal output from the photodiode 88 is converted into a digital signal in the control amplifier 49 and then sent to the CPU 51.

【0074】CPU51は、コントロールアンプ49か
ら受入した透過光のデータと光源直接光のデータに基づ
いて、透過率の算出、光学膜厚の算出、並びに成膜レー
トの算出等の演算を行う。
The CPU 51 performs calculations such as the calculation of the transmittance, the calculation of the optical film thickness, the calculation of the film forming rate, etc., based on the data of the transmitted light received from the control amplifier 49 and the data of the direct light of the light source.

【0075】ハロゲンランプ40の白色光をモノクロメ
ータ41によって単色化してから基板18に照射する態
様に限らず、白色の測定光を基板18に照射し、受光側
で単色化してもよい。この場合、受光ヘッド46の前段
にモノクロメータが配置される。受光側で単色化する態
様は、単色の測定光を用いる態様に比べてノイズが低減
される。
The white light of the halogen lamp 40 is not monochromatic by the monochromator 41 and then is applied to the substrate 18, but the white measuring light may be applied to the substrate 18 and monochromatic on the light receiving side. In this case, a monochromator is arranged in front of the light receiving head 46. In the aspect in which the light-receiving side is monochromatic, noise is reduced as compared with the aspect in which monochromatic measurement light is used.

【0076】図17に示したシステム構成に代えて、図
18に示すシステム構成も可能である。図18中図17
と同一または類似の部分には同一の符号を付し、その説
明は省略する。図18に示した例では、光源部に可変波
長レーザー90が用いられ、コントロールアンプ49か
らの変調信号によって出力波長が選択される。また、可
変波長レーザー90は出力が安定しているため、図17
で説明した光源直接光の監視が不要となる。
Instead of the system configuration shown in FIG. 17, the system configuration shown in FIG. 18 is also possible. 17 in FIG.
The same or similar parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the example shown in FIG. 18, the variable wavelength laser 90 is used for the light source unit, and the output wavelength is selected by the modulation signal from the control amplifier 49. Moreover, since the output of the tunable wavelength laser 90 is stable, FIG.
It becomes unnecessary to monitor the direct light of the light source described in the above.

【0077】次に、膜厚のモニタリング方法に関する他
の実施形態を説明する。
Next, another embodiment relating to the film thickness monitoring method will be described.

【0078】目標とする光学膜厚nd(ただし、nは膜
の屈折率、dは物理膜厚) に対して、次式(1)
For the target optical film thickness nd (where n is the refractive index of the film and d is the physical film thickness), the following equation (1)

【0079】[0079]

【数1】 nd=mλ/4 …(1) ただし、mは正の整数、λは光の波長とする。## EQU1 ## nd = mλ / 4 (1) However, m is a positive integer and λ is the wavelength of light.

【0080】を満たすような波長λの光を測定光として
用い、この測定光を成膜中の基板に垂直入射させて(入
射角度=0°)、その透過率(または反射率)を測定す
ると、成膜された膜の光学膜厚が測定波長λの1/4の
整数倍となるとき(すなわち、上記式(1)を満たすと
き)に、透過率(または反射率)が極値をとる。
When a light having a wavelength λ satisfying the above conditions is used as the measuring light and the measuring light is vertically incident on the substrate on which the film is being formed (incident angle = 0 °), and its transmittance (or reflectance) is measured. , When the optical film thickness of the formed film is an integral multiple of ¼ of the measurement wavelength λ (that is, when the above expression (1) is satisfied), the transmittance (or reflectance) takes an extreme value. .

【0081】図19は、ガラス基板上にTiO2 (n=
2.4)の膜を形成した時の測定波長550nmに対す
る透過率の変化を示したグラフである。同図において、
横軸は成膜された膜厚(物理膜厚d)を示し、縦軸が透
過率を示す。同図に示したように、光学膜厚ndがλ/
4の整数倍のときに透過率が極値を示している。
FIG. 19 shows that TiO 2 (n =
6 is a graph showing a change in transmittance with respect to a measurement wavelength of 550 nm when the film of 2.4) is formed. In the figure,
The horizontal axis represents the film thickness (physical film thickness d) formed, and the vertical axis represents the transmittance. As shown in the figure, the optical film thickness nd is λ /
When it is an integral multiple of 4, the transmittance shows an extreme value.

【0082】かかる現象を利用して、目標とする膜厚に
対して上記式(1)を満たす測定波長λの光を用いて、
膜厚のモニタリング及び成膜制御を行うことができる。
Utilizing such a phenomenon, light having a measurement wavelength λ that satisfies the above equation (1) for the target film thickness is used,
The film thickness can be monitored and the film formation can be controlled.

【0083】しかし、図1や図17で示したようなカル
ーセル型スパッタ装置の場合、基板ホルダー14が回転
しているために、測定光の入射角度と測定位置(モニタ
位置)は常に変化している。測定光の入射角度が変化し
たとき、透過率の値が大きく変化してしまうと、精度の
よい測定及び成膜制御が困難になる。実際、10層以上
の膜構成の場合、測定光の入射角度が変化することで透
過率の極値の位置や透過率が変化してしまうため、従来
の方法では膜厚測定及び成膜制御を行うことが困難であ
る。
However, in the case of the carousel type sputtering apparatus as shown in FIG. 1 and FIG. 17, since the substrate holder 14 is rotating, the incident angle of the measurement light and the measurement position (monitor position) always change. There is. When the incident angle of the measurement light changes and the value of the transmittance changes significantly, it becomes difficult to perform accurate measurement and film formation control. In fact, in the case of a film structure of 10 layers or more, the position of the extreme value of the transmittance and the transmittance are changed due to the change of the incident angle of the measurement light. Difficult to do.

【0084】上記のような問題を解決するための手法に
ついて、以下、具体的な例を用いて説明する。
A method for solving the above problem will be described below by using a concrete example.

【0085】図20は、ガラス/(TiO2 92.9nm/S
iO2 57.3nm)7 /TiO2 185.8nm /(SiO2 57.3
nm/TiO2 92.9nm)7 の膜構成からなる29層1キャ
ビティーのバンドパスフィルター(中心波長550nm)
を成膜したときの波長550nmの測定光による透過率の
変化を示すグラフである。
FIG. 20 shows glass / (TiO 2 92.9 nm / S
iO 2 57.3 nm) 7 / TiO 2 185.8 nm / (SiO 2 57.3 nm)
nm / TiO 2 92.9 nm) 7 layers 29 layers 1 cavity bandpass filter (center wavelength 550 nm)
5 is a graph showing changes in transmittance due to measurement light having a wavelength of 550 nm when a film was formed.

【0086】成膜過程での各段階における膜の光学的な
性質に着目して、図20に示したように区間A〜Dの4
区間に区分けすることができる。
Focusing on the optical properties of the film at each stage in the film forming process, as shown in FIG.
It can be divided into sections.

【0087】区間A(第1層〜第12層)は、透過率が
膜厚に大きく依存し、測定光の入射角度には殆ど依存し
ない区間である。実際、0°入射の透過率と10°入射
の透過率の値はほぼ一致している。区間B(第13層〜
第18層)は、透過率が膜厚にも入射角度にも殆ど依存
せず、また、透過率の変化が少ない区間である。区間C
(第19層〜第29層)は、透過率が膜厚にも入射角度
にも依存する区間である。0°入射の透過率と、10°
入射の透過率とでは大きく異なり、10°入射の透過率
は小さい値(10%未満)となっている。また、区間D
(第29層)は、光学特性を調整するための区間であ
る。
Section A (first layer to twelfth layer) is a section in which the transmittance greatly depends on the film thickness and hardly depends on the incident angle of the measurement light. In fact, the transmittance at 0 ° and the transmittance at 10 ° are almost the same. Section B (13th layer ~
The eighteenth layer) is a section in which the transmittance hardly depends on the film thickness and the incident angle, and the change in the transmittance is small. Section C
The (19th to 29th layers) is a section in which the transmittance depends on both the film thickness and the incident angle. Transmittance at 0 ° incidence and 10 °
It is significantly different from the incident transmittance, and the transmittance at 10 ° is a small value (less than 10%). Also, section D
The (29th layer) is a section for adjusting the optical characteristics.

【0088】各区間ごとに、それぞれ適したモニタリン
グ及び成膜制御を行い、モニタリングの精度と、膜の光
学的性質の制御性を向上することができる。以下に、各
区間での制御方法を示す。
Suitable monitoring and film formation control can be carried out for each section to improve the monitoring accuracy and the controllability of the optical properties of the film. The control method in each section is shown below.

【0089】<区間Aでの膜厚制御>図21は、1層
目、2層目、3層目、及び9層目の成膜中に得た透過率
のデータの角度依存性を示すグラフである。第1層から
第12層までの区間(区間A)では、図21に示すよう
に、入射角度が変化しても透過率は殆ど変化しない。し
たがって、基板が回転する中で連続的に取得される透過
率のデータを入射角度±5°〜±15°程度の範囲内の
平均値をとることで、垂直入射時の透過率とほぼ同等の
値を得ることができる。得られた垂直入射時の透過率か
ら、透過率が極値となる時間を算出し、実際に透過率の
値が極値となる値になった時点で成膜を停止する方法に
より膜厚を制御することができる。なお、測定対象とな
る基板18は回転しているために、0°入射時には基板
18の中心を測定しているが、入射角度が大きくなるほ
ど、基板の中心からずれた位置をモニタすることにな
る。しかしながら、図3乃至図8で説明した傾斜形のタ
ーゲットを利用したことで、基板の進行方向に対する膜
厚分布は均一化されていることと相まって、モニタ位置
が変動しても膜厚を正しく測定することができる。
<Film Thickness Control in Section A> FIG. 21 is a graph showing the angular dependence of the transmittance data obtained during the film formation of the first layer, the second layer, the third layer and the ninth layer. Is. In the section from the first layer to the twelfth layer (section A), as shown in FIG. 21, the transmittance hardly changes even if the incident angle changes. Therefore, by taking the average value of the transmittance data continuously acquired during the rotation of the substrate within the range of the incident angle of ± 5 ° to ± 15 °, the transmittance is almost the same as that at the time of vertical incidence. You can get the value. From the obtained transmittance at normal incidence, calculate the time when the transmittance reaches the extreme value, and stop the film formation when the transmittance value actually reaches the extreme value. Can be controlled. Since the substrate 18 to be measured is rotating, the center of the substrate 18 is measured at 0 ° incidence. However, as the incident angle increases, the position displaced from the center of the substrate is monitored. . However, by using the inclined target described in FIGS. 3 to 8, the film thickness distribution in the traveling direction of the substrate is made uniform, and the film thickness is accurately measured even if the monitor position changes. can do.

【0090】<区間Bでの成膜方法>第13層から第1
8層までの区間では、透過率の値が小さく、膜厚の増加
に対する透過率の変化が小さいため精度のよい膜厚制御
が困難である。したがって、この区間Bでは、透過率は
参考データとしてのみデータを収集し、主として、第1
層から第12層までの成膜工程における透過率の変化量
と成膜時間の関係から、現状の成膜レートを算出して、
所望の膜厚が得られる時間になったときに成膜を停止す
る方法により、膜厚を成膜時間で制御する。
<Film Forming Method in Section B> 13th Layer to 1st Layer
In the section up to 8 layers, the value of the transmittance is small, and the change in the transmittance with the increase of the film thickness is small, so that it is difficult to control the film thickness with high accuracy. Therefore, in this section B, the transmittance collects data only as reference data, and mainly
From the relationship between the amount of change in transmittance and the film formation time in the film formation process from the first layer to the twelfth layer, the current film formation rate is calculated,
The film thickness is controlled by the film formation time by a method of stopping the film formation when the desired film thickness is reached.

【0091】<区間Cでの成膜方法>図22は、28層
目以降の透過率の角度依存性を示すグラフである。第1
9層から第29層までの区間(区間C)では、図22に
示すように、透過率の値が角度に依存して変化するた
め、区間Aのような制御方法が困難となる。しかし、図
22に示すように、入射角度0°のときの透過率を示す
点は、測定によって取得される透過率曲線が線対象の対
象軸と交わる点となるため、入射角度0°のタイミング
を示す厳密なトリガがなくても、測定によって得られた
透過率のデータを演算処理することにより、垂直入射時
(入射角度0°)の透過率を求めることができる。ま
た、測定により得られる透過率曲線のピーク位置や、角
度に対する変化率または面積(つまり曲線の形状)から
極値をとる膜厚を判定することができる。更に、角度を
変化させて得られた透過率曲線を近似変換することによ
り、図23に示すように、測定波長λの長波長側の分光
透過率を得ることができる。
<Film Forming Method in Section C> FIG. 22 is a graph showing the angular dependence of the transmittance of the 28th and subsequent layers. First
In the section from the 9th layer to the 29th layer (section C), as shown in FIG. 22, since the value of the transmittance changes depending on the angle, the control method like the section A becomes difficult. However, as shown in FIG. 22, the point indicating the transmittance at the incident angle of 0 ° is the point at which the transmittance curve obtained by the measurement intersects with the target axis of the line target. Even if there is no strict trigger indicating, the transmittance at the time of vertical incidence (incident angle 0 °) can be obtained by calculating the transmittance data obtained by the measurement. Further, it is possible to determine the film thickness having the extreme value from the peak position of the transmittance curve obtained by the measurement, the rate of change with respect to the angle or the area (that is, the shape of the curve). Further, by approximating the transmittance curve obtained by changing the angle, the spectral transmittance on the long wavelength side of the measurement wavelength λ can be obtained as shown in FIG.

【0092】図23は、入射角度0°±10°の範囲で
取得される透過率曲線のデータを近似変換して得られる
分光透過率のグラフである。±10°の範囲のデータを
利用することにより、測定波長λ(=550nm)の長波
長側、すなわち、550nm≦λ≦552.35nmの分光
透過率を予測できる。この予測値は、図23に示したと
おり、実際の分光透過率(実験によって確認される分光
透過率)と極めて高い精度で一致している。
FIG. 23 is a graph of the spectral transmittance obtained by approximately converting the data of the transmittance curve acquired in the incident angle range of 0 ° ± 10 °. By using the data in the range of ± 10 °, the long-wavelength side of the measurement wavelength λ (= 550 nm), that is, the spectral transmittance of 550 nm ≦ λ ≦ 552.35 nm can be predicted. As shown in FIG. 23, this predicted value matches the actual spectral transmittance (spectral transmittance confirmed by the experiment) with extremely high accuracy.

【0093】<区間Dでの成膜方法>1層目から順次成
膜してきた過程の中で、実際の膜厚が目標膜厚に対して
誤差を生じたために、所望の光学特性が得られていない
ことがある。このような場合、成膜過程の中で光学特性
の修正を行う層が設けられる。本例では、この修正用の
層を第29層(最終層)とし、これを区間Dとした。
<Film Forming Method in Section D> Since the actual film thickness has an error with respect to the target film thickness in the process of sequentially forming the film from the first layer, desired optical characteristics can be obtained. Not always. In such a case, a layer for modifying the optical characteristics is provided during the film forming process. In this example, the layer for correction is the 29th layer (final layer), and this is the section D.

【0094】この区間Dでは、式(1)を満たすような
測定波長(λ=550nm)から僅かに短波長側にずらし
た波長の測定光を利用して透過率の測定を行う。本例で
は波長λ=549nmの測定光によって測定を行い、図2
4に示すような信号を得た。こうして得られた測定デー
タを用いて、前述の区間Cと同様に、近似変換を行うこ
とにより、図25に示すように、測定波長λ=549nm
の長波長側、すなわち、549nm≦λ≦552.35nm
の分光透過率を求めることができる。
In the section D, the transmittance is measured by using the measuring light having a wavelength slightly shifted from the measuring wavelength (λ = 550 nm) satisfying the expression (1) to the short wavelength side. In this example, the measurement is performed with the measurement light having the wavelength λ = 549 nm.
A signal as shown in 4 was obtained. Using the measurement data obtained in this way, an approximate conversion is performed in the same manner as in the above-mentioned section C, so that the measurement wavelength λ = 549 nm as shown in FIG.
Long wavelength side, ie, 549 nm ≦ λ ≦ 552.35 nm
The spectral transmittance of can be obtained.

【0095】このようにして求めた分光透過率は、実際
の分光透過率と極めて高い精度で一致している。成膜工
程中に、図25に示したような分光透過率のプロファイ
ルを得ることにより、バンドパスフィルターの光学仕様
となる「中心波長」、「特定波長での透過率」、及び
「バンド幅」を全て観測することができる。これによ
り、目標とする仕様を満たすように確認しながら膜厚
(すなわち、光学特性)を補正することが可能となり、
製品の歩留り(良品率)を向上させることができる。
The spectral transmittance thus obtained matches the actual spectral transmittance with extremely high accuracy. By obtaining the spectral transmittance profile as shown in FIG. 25 during the film forming process, the “center wavelength”, the “transmittance at a specific wavelength”, and the “bandwidth” that are the optical specifications of the bandpass filter are obtained. Can be observed. This makes it possible to correct the film thickness (that is, optical characteristics) while checking to meet the target specifications.
Product yield (non-defective product rate) can be improved.

【0096】上述の例では、測定波長λ=550nmから
僅かに短波長側にずらした測定光としてλ=549nmの
光を用いたが、測定に使用する光の波長は、測定しよう
とする膜の種類、段数(階層数)に応じて切り替えられ
る。
In the above example, the light of λ = 549 nm was used as the measurement light slightly shifted from the measurement wavelength λ = 550 nm to the short wavelength side, but the wavelength of the light used for the measurement is the wavelength of the film to be measured. It can be switched according to the type and the number of stages (the number of layers).

【0097】上記実施の形態では、透過率を算出する例
を述べたが、本発明の実施に際しては、透過率に代え
て、またはこれと併せて、反射率を算出してもよい。
In the above embodiment, an example of calculating the transmittance is described, but in the case of implementing the present invention, the reflectance may be calculated instead of or in addition to the transmittance.

【0098】上述した実施形態におけるスパッタ装置1
0、70、100では、装置内の全てのマグネトロン部
に傾斜形ターゲットを装着したが、本発明の実施に際し
ては、一つの装置内に通常ターゲットと傾斜形ターゲッ
トとが混在する態様も可能である。
Sputtering apparatus 1 in the above-described embodiment
In Nos. 0, 70 and 100, tilted targets were mounted on all the magnetrons in the apparatus, but when the present invention is carried out, a mode in which normal targets and tilted targets are mixed in one apparatus is also possible. .

【0099】[0099]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ルーセル型スパッタ装置において、従来の平板形のター
ゲットに代えて、又はこれと併用して、傾斜形のターゲ
ットを用いたことにより、基板の進行方向についての膜
厚の均一化を実現できる。また、本発明の態様によれ
ば、スパッタ装置の構成条件に応じて最適な傾斜角度を
設計し、ターゲット自体を加工してその傾斜角度の斜面
を形成するため、マグネトロン部の構造やその配置など
について既存のスパッタ装置の主要構成に関する設計変
更が不要であり、簡便に膜厚の均一化を達成できる。
As described above, according to the present invention, in the carousel type sputtering apparatus, a tilted target is used instead of or in combination with the conventional flat plate-shaped target. It is possible to make the film thickness uniform in the traveling direction of. Further, according to the aspect of the present invention, the optimum tilt angle is designed according to the configuration conditions of the sputtering apparatus, and the target itself is processed to form the slope of the tilt angle. With regard to (2), it is not necessary to change the design of the main configuration of the existing sputtering apparatus, and it is possible to easily achieve uniform film thickness.

【0100】特開平3−253568号に開示されてい
るように、二つのカソードと、該カソードに電力を印加
するための二つの電源を用いたスパッタリング方法(装
置)で膜厚の均一化を図る場合は、成膜速度に影響する
要因の差をカソード間で小さくすることが困難である
が、本発明によれば、膜厚の均一化を図るカソード−電
源システムは一つの電源のみを有する構成が可能となる
ために、前述した要因への影響は小さく、より簡単に膜
厚の均一化を図れるとともに、従来と比較して装置の構
成もコンパクトで安価にできるという利点がある。
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-253568, a sputtering method (apparatus) using two cathodes and two power supplies for applying electric power to the cathodes is used to make the film thickness uniform. In this case, it is difficult to reduce the difference in factors affecting the film formation rate between the cathodes. However, according to the present invention, the cathode-power supply system for achieving uniform film thickness has only one power supply. Therefore, there is an advantage that the influence on the above-mentioned factors is small, the film thickness can be made uniform more easily, and the apparatus configuration can be made compact and inexpensive as compared with the conventional one.

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

【図1】本発明の実施形態に係る光学多層膜成膜用のス
パッタ装置の構成を示す平面模式図
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a sputtering apparatus for forming an optical multilayer film according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した装置で使用される基板ホルダーの
斜視図
FIG. 2 is a perspective view of a substrate holder used in the apparatus shown in FIG.

【図3】(a)は本発明の実施形態に係るターゲットの
断面図、(b)はその平面図
3A is a sectional view of a target according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view thereof.

【図4】傾斜形のターゲットの作用を説明した模式図FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the operation of an inclined target.

【図5】図4に示した傾斜形のターゲットを用いた成膜
による膜厚分布と、従来の平板形のターゲット(通常タ
ーゲット)を用いた成膜による膜厚分布とを比較したグ
ラフ
FIG. 5 is a graph comparing the film thickness distribution by film formation using the inclined target shown in FIG. 4 with the film thickness distribution by film formation using a conventional flat plate target (normal target).

【図6】高速成膜用のスパッタ源に適用される傾斜形の
ターゲットの構成図
FIG. 6 is a block diagram of a tilted target applied to a sputtering source for high-speed film formation.

【図7】図6に示した傾斜形のターゲットを用いた成膜
による膜厚分布と、従来の平板形のターゲット(通常タ
ーゲット)を用いた成膜による膜厚分布とを比較したグ
ラフ
FIG. 7 is a graph comparing the film thickness distribution by film formation using the inclined target shown in FIG. 6 with the film thickness distribution by film formation using a conventional flat plate target (normal target).

【図8】高速成膜用のスパッタ源に適用される傾斜形の
ターゲットの他の構成例を示す図
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of a tilted target applied to a sputtering source for high-speed film formation.

【図9】本実施例における膜厚モニタの信号例を示すグ
ラフ
FIG. 9 is a graph showing a signal example of a film thickness monitor in this embodiment.

【図10】本実施例により作成したバンドパスフィルタ
ーの分光特性を示すグラフ
FIG. 10 is a graph showing the spectral characteristics of the bandpass filter created according to this example.

【図11】本発明の他の実施形態に係る光学多層膜成膜
用のスパッタ装置の模式図
FIG. 11 is a schematic diagram of a sputtering apparatus for forming an optical multilayer film according to another embodiment of the present invention.

【図12】図11に示したスパッタ装置に防着板を付加
した例を示す模式図
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example in which a deposition preventive plate is added to the sputtering apparatus shown in FIG.

【図13】種々のカソード配置の例を示す図FIG. 13 is a diagram showing examples of various cathode arrangements.

【図14】本発明で主に使用されるターゲット材と膜材
料を例示した図表
FIG. 14 is a diagram illustrating target materials and film materials mainly used in the present invention.

【図15】本発明で使用される基板の例を示した図表FIG. 15 is a diagram showing an example of a substrate used in the present invention.

【図16】本発明の他の実施形態に係る光学多層膜成膜
用のスパッタ装置の構成図
FIG. 16 is a configuration diagram of a sputtering apparatus for forming an optical multilayer film according to another embodiment of the present invention.

【図17】ハロゲンランプを利用する膜厚モニタリング
システムの詳細な構成を示すブロック図
FIG. 17 is a block diagram showing a detailed configuration of a film thickness monitoring system using a halogen lamp.

【図18】可変波長レーザーを利用する膜厚モニタリン
グシステムの詳細な構成を示すブロック図
FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of a film thickness monitoring system using a variable wavelength laser.

【図19】ガラス基板上にTiO2 を成膜した時の波長
550nmの光透過率の変化を示すグラフ
FIG. 19 is a graph showing changes in light transmittance at a wavelength of 550 nm when a TiO 2 film is formed on a glass substrate.

【図20】ガラス/(TiO2 92.9nm/SiO2 57.3n
m)7 /TiO2 185.8nm /(SiO2 57.3nm/TiO
2 92.9nm)7 の膜構成からなる29層1キャビティーの
バンドパスフィルター(中心波長550nm)を成膜した
ときの波長550nmの測定光による透過率の変化を示す
グラフ
FIG. 20: Glass / (TiO 2 92.9 nm / SiO 2 57.3n
m) 7 / TiO 2 185.8 nm / (SiO 2 57.3 nm / TiO 2
2 92.9 nm) A graph showing the change in transmittance due to the measuring light of wavelength 550 nm when a 29-layer 1-cavity bandpass filter (center wavelength 550 nm) having a film structure of 7 was formed.

【図21】図20中の区間Aにおける成膜中に得た透過
率のデータの角度依存性を示すグラフ
21 is a graph showing the angle dependence of the transmittance data obtained during film formation in the section A in FIG.

【図22】図20中の第28層目以降の成膜中に測定さ
れる透過率の角度依存性を示すグラフ
22 is a graph showing the angular dependence of the transmittance measured during the film formation of the 28th and subsequent layers in FIG.

【図23】測定波長550nmを用いて入射角度0°±1
0°の範囲で取得される透過率曲線のデータを近似変換
して得られる分光透過率のグラフ
FIG. 23: Incidence angle 0 ° ± 1 using a measurement wavelength of 550 nm
Graph of spectral transmittance obtained by approximating conversion of transmittance curve data acquired in the 0 ° range

【図24】測定波長549nmを用いて入射角度0°±1
0°の範囲で取得される透過率曲線のデータを示すグラ
FIG. 24: Incidence angle 0 ° ± 1 using measurement wavelength 549 nm
Graph showing data of transmittance curve acquired in the range of 0 °

【図25】図24に示したデータを近似変換して得られ
る分光透過率のグラフ
FIG. 25 is a graph of spectral transmittance obtained by approximate conversion of the data shown in FIG.

【図26】従来のカルーセル型スパッタ装置における膜
厚分布の不均一性を説明した模式図
FIG. 26 is a schematic diagram illustrating nonuniformity of film thickness distribution in a conventional carousel-type sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…スパッタ装置、12…チャンバー、14…基板ホ
ルダー、16…中心軸(回転軸)、17…ドラム、18
…基板、20…マグネトロンスパッタ源(低屈折率膜形
成用のマグネトロンスパッタ源)、21…マグネトロン
部、22…電源、23…通常のマグネトロン、23A…
中心線、24,25…マグネトロン部、26…交流電
源、27…ACのマグネトロン、27A…中心線、30
…マグネトロンスパッタ源(高屈折率膜形成用のマグネ
トロンスパッタ源)、31…マグネトロン部、32…電
源、33…通常のマグネトロン、33A…中心線、3
4,35…マグネトロン部、36…交流電源、37…A
Cのマグネトロン、37A…中心線、40…ハロゲンラ
ンプ、41…モノクロメータ、42…光ファイバー、4
4…投光ヘッド、46…受光ヘッド、48…受光処理
部、49…コントロールアンプ、50…パソコン、51
…CPU、52,53,54…Tiターゲット、62,
63,64…Siターゲット、70…スパッタ装置、7
2,74,76,78…シャッター、80…防着板、8
2…反射型モニタのヘッド、84…チョッパ、85…フ
ォトマルメータ、86…ランプ電源、87…光分割手
段、88…フォトダイオード、90…可変波長レーザ
ー、92…ターゲット、92A,92B…ターゲット傾
斜面、92C…稜線、94,95,96,97…ターゲ
ット、96A,96B,97A,97B…傾斜面、10
0…スパッタ装置
10 ... Sputtering device, 12 ... Chamber, 14 ... Substrate holder, 16 ... Central axis (rotating shaft), 17 ... Drum, 18
... Substrate, 20 ... Magnetron sputter source (magnetron sputter source for forming a low refractive index film), 21 ... Magnetron section, 22 ... Power source, 23 ... Normal magnetron, 23A ...
Center line, 24, 25 ... Magnetron section, 26 ... AC power supply, 27 ... AC magnetron, 27A ... Center line, 30
... magnetron sputter source (magnetron sputter source for forming a high refractive index film), 31 ... magnetron part, 32 ... power source, 33 ... normal magnetron, 33A ... center line, 3
4, 35 ... Magnetron section, 36 ... AC power supply, 37 ... A
C magnetron, 37A ... center line, 40 ... halogen lamp, 41 ... monochromator, 42 ... optical fiber, 4
4 ... Light emitting head, 46 ... Light receiving head, 48 ... Light receiving processing section, 49 ... Control amplifier, 50 ... Personal computer, 51
... CPU, 52, 53, 54 ... Ti target, 62,
63, 64 ... Si target, 70 ... Sputtering device, 7
2,74,76,78 ... Shutter, 80 ... Adhesion prevention plate, 8
2 ... Reflective monitor head, 84 ... Chopper, 85 ... Photomalmeter, 86 ... Lamp power supply, 87 ... Light splitting means, 88 ... Photodiode, 90 ... Variable wavelength laser, 92 ... Target, 92A, 92B ... Target tilt Surface, 92C ... Ridge line, 94, 95, 96, 97 ... Target, 96A, 96B, 97A, 97B ... Inclined surface, 10
0 ... Sputtering device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 GA04 GA12 GA34 GA60 4K029 AA09 BA46 BA48 BB02 BC07 BD00 CA05 CA06 CA15 DC03 DC05 DC12 DC16 DC39 EA09 JA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H048 GA04 GA12 GA34 GA60                 4K029 AA09 BA46 BA48 BB02 BC07                       BD00 CA05 CA06 CA15 DC03                       DC05 DC12 DC16 DC39 EA09                       JA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャンバー内に横断面が多角形状または
円形状のドラムが回転自在に設置され、該ドラムの外周
面上に基板ホルダーが設けられ、チャンバー壁の内側に
はターゲットと該ターゲットを保持するマグネトロン部
からなるマグネトロンスパッタ源が配置され、前記ター
ゲットは前記ドラムの回転軸と平行となるように前記マ
グネトロン部により保持された構造を有するカルーセル
型スパッタ装置において、 前記ターゲットは、前記基板ホルダーに取り付けられる
基板と対向する位置関係になったときに、前記基板に対
面するターゲット面が基板面に対して平行とならないよ
うに前記ターゲット面が所定の傾斜角度を有しているこ
とを特徴とするスパッタ装置。
1. A drum having a polygonal or circular cross section is rotatably installed in a chamber, a substrate holder is provided on an outer peripheral surface of the drum, and a target and the target are held inside a chamber wall. In the carousel-type sputtering apparatus having a structure in which a magnetron sputtering source including a magnetron unit is arranged, and the target is held by the magnetron unit so as to be parallel to the rotation axis of the drum, the target is the substrate holder. The target surface has a predetermined inclination angle so that the target surface facing the substrate is not parallel to the surface of the substrate when the target surface faces the substrate to be mounted. Sputtering equipment.
【請求項2】 前記ターゲットは、前記ターゲット面に
稜線を有し、該稜線の左右両側に傾斜面が構成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載のスパッタ装置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the target has a ridge line on the target surface, and inclined surfaces are formed on both right and left sides of the ridge line.
【請求項3】 前記ターゲットは、前記ターゲット面と
して一方向に傾斜する単一の傾斜面を有していることを
特徴とする請求項1に記載のスパッタ装置。
3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the target has a single inclined surface that is inclined in one direction as the target surface.
【請求項4】 前記マグネトロンスパッタ源は、隣接し
て配置された二つのターゲットのアノード/カソードの
関係を所定周波数で交互に切り替えるAC型マグネトロ
ンスパッタ源であることを特徴とする請求項1乃至3の
何れか1項に記載のスパッタ装置。
4. The magnetron sputter source is an AC type magnetron sputter source which alternately switches the anode / cathode relationship of two targets arranged adjacent to each other at a predetermined frequency. The sputtering apparatus according to any one of 1.
【請求項5】 前記マグネトロンスパッタ源は、単一の
マグネトロン部にターゲットが取り付けられたマグネト
ロンスパッタ源であることを特徴とする請求項1又は2
に記載のスパッタ装置。
5. The magnetron sputter source is a magnetron sputter source in which a target is attached to a single magnetron portion.
The sputtering apparatus according to 1.
【請求項6】 チャンバー内に横断面が多角形状または
円形状のドラムが回転自在に設置され、該ドラムの外周
面上に基板ホルダーが設けられ、チャンバー壁の内側に
はターゲットと該ターゲットを保持するマグネトロン部
からなるマグネトロンスパッタ源が配置され、前記ター
ゲットは前記ドラムの回転軸と平行となるように前記マ
グネトロン部により保持された構造を有するカルーセル
型スパッタ装置を用いて成膜を行うスパッタ成膜方法で
あって、該方法は、 前記ターゲットが前記基板ホルダーに取り付けられる基
板と対向する位置関係になったときに、前記基板に対面
するターゲット面が基板面に対して平行とならないよう
に前記ターゲット面が傾斜面で構成されたターゲットを
用いることを特徴とするスパッタ成膜方法。
6. A drum having a polygonal or circular cross section is rotatably installed in a chamber, a substrate holder is provided on an outer peripheral surface of the drum, and a target and the target are held inside a chamber wall. A magnetron sputter source including a magnetron unit is disposed, and the target is formed by using a carousel type sputtering apparatus having a structure in which the target is held by the magnetron unit so as to be parallel to the rotation axis of the drum. A method, wherein when the target has a positional relationship facing a substrate attached to the substrate holder, the target surface facing the substrate is not parallel to the substrate surface. A sputtering film forming method, characterized in that a target having an inclined surface is used.
【請求項7】 チャンバー内に横断面が多角形状または
円形状のドラムが回転自在に設置され、該ドラムの外周
面上に基板ホルダーが設けられ、チャンバー壁の内側に
はターゲットと該ターゲットを保持するマグネトロン部
からなるマグネトロンスパッタ源が配置され、前記ター
ゲットは前記ドラムの回転軸と平行となるように前記マ
グネトロン部により保持された構造を有するカルーセル
型スパッタ装置に適用されるターゲットであって、該タ
ーゲットは、 前記基板ホルダーに取り付けられる基板と対向する位置
関係になったときに、前記基板に対面するターゲット面
が基板面に対して平行とならないように前記ターゲット
面が所定の傾斜角度を有していることを特徴とするター
ゲット。
7. A drum having a polygonal or circular cross section is rotatably installed in a chamber, a substrate holder is provided on an outer peripheral surface of the drum, and a target and the target are held inside a chamber wall. A target applied to a carousel type sputtering apparatus having a structure in which a magnetron sputtering source including a magnetron unit is disposed, and the target is held by the magnetron unit so as to be parallel to the rotation axis of the drum. The target has a predetermined inclination angle such that the target surface facing the substrate is not parallel to the substrate surface when the target has a positional relationship facing the substrate attached to the substrate holder. Target that is characterized by.
JP2001220943A 2001-07-23 2001-07-23 Sputtering apparatus and sputter deposition method Expired - Fee Related JP4280890B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001220943A JP4280890B2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Sputtering apparatus and sputter deposition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001220943A JP4280890B2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Sputtering apparatus and sputter deposition method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006175623A Division JP4487264B2 (en) 2006-06-26 2006-06-26 Sputtering apparatus and sputter deposition method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003027226A true JP2003027226A (en) 2003-01-29
JP4280890B2 JP4280890B2 (en) 2009-06-17

Family

ID=19054688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001220943A Expired - Fee Related JP4280890B2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Sputtering apparatus and sputter deposition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4280890B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005206875A (en) * 2004-01-22 2005-08-04 Ulvac Japan Ltd Film deposition apparatus, and film deposition method
JPWO2005121394A1 (en) * 2004-06-07 2008-04-10 株式会社アルバック Magnetron sputtering method and magnetron sputtering apparatus
JP2010150670A (en) * 2010-03-19 2010-07-08 Ulvac Japan Ltd Film deposition system
US7842168B2 (en) 2003-04-25 2010-11-30 Asahi Glass Company, Limited Method for producing silicon oxide film and method for producing optical multilayer film
CN114761611A (en) * 2019-11-27 2022-07-15 康宁股份有限公司 System and method for film deposition

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842168B2 (en) 2003-04-25 2010-11-30 Asahi Glass Company, Limited Method for producing silicon oxide film and method for producing optical multilayer film
JP2005206875A (en) * 2004-01-22 2005-08-04 Ulvac Japan Ltd Film deposition apparatus, and film deposition method
JP4557558B2 (en) * 2004-01-22 2010-10-06 株式会社アルバック Deposition method
JPWO2005121394A1 (en) * 2004-06-07 2008-04-10 株式会社アルバック Magnetron sputtering method and magnetron sputtering apparatus
JP5171035B2 (en) * 2004-06-07 2013-03-27 株式会社アルバック Magnetron sputtering method and magnetron sputtering apparatus
JP2010150670A (en) * 2010-03-19 2010-07-08 Ulvac Japan Ltd Film deposition system
CN114761611A (en) * 2019-11-27 2022-07-15 康宁股份有限公司 System and method for film deposition
CN114761611B (en) * 2019-11-27 2024-02-02 康宁股份有限公司 System and method for film deposition

Also Published As

Publication number Publication date
JP4280890B2 (en) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4487264B2 (en) Sputtering apparatus and sputter deposition method
JPWO2002063064A1 (en) Sputtering apparatus and sputtering film forming method
JP4268938B2 (en) Layer and layer system and method for producing a coated substrate
JP2021193213A (en) Method and apparatus for forming fine particle layer on substrate
US20060151312A1 (en) Method for producing a multilayer coating and device for carrying out said method
JP2003027226A (en) Sputtering system and sputtering deposition method
Vergöhl et al. Industrial-scale deposition of highly uniform and precise optical interference filters by the use of an improved cylindrical magnetron sputtering system
US20220213591A1 (en) Device and method for coating substrates having planar or shaped surfaces by means of magnetron sputtering
JP4530776B2 (en) Multilayer film forming sputtering apparatus and film thickness control method thereof
JPH08315432A (en) Apparatus for producing optical information recording medium and production method therefor
JP4547612B2 (en) Film thickness control method and apparatus, and optical multilayer film manufacturing method
JP2002093870A (en) Etching-depth measuring method and apparatus, and etching method
JPH11176714A (en) Intra-chamber deposited film measuring device and maintenance managing system
JP5246862B2 (en) Sputtering equipment
JP3892961B2 (en) Optical thin film manufacturing method
EP0594568A1 (en) Method of depositing optical oxide coatings at enhanced rates
Gibson et al. Closed field magnetron sputtering: new generation sputtering process for optical coatings
JP2006028561A (en) Film deposition system and film deposition method
Zoeller et al. High accurate in-situ optical thickness monitoring
JP3994000B2 (en) Thin film deposition apparatus and method
JP2002266071A (en) Thin film deposition method and thin film deposition apparatus
JP3967416B2 (en) Method and apparatus for forming optical thin film
JPH1062129A (en) Film thickness measuring method
TW202415787A (en) Process to deposit quantized nano layers by magnetron sputtering
JP2004151492A (en) Apparatus for manufacturing dielectric multilayer film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090218

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090303

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140327

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees