JP2005048260A - 反応性スパッタリング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一端が開口した、コンダクタンスが制御された可動ターゲットユニット内部にAr,Xe,Kr等の不活性ガス供給孔を設け、該ターゲットと基板間に少なくともフッ素もしくは酸素を含む反応性ガスを供給可能な反応性スパッタリング装置において、
該反応性ガスが基板方向に噴出する構成とする。噴出する位置はターゲット−基板に挟まれる空間であって、基板表面の反応性ガス濃度をより高く維持できるようにする。
また、ターゲットが移動する際にはガス噴出し口もともに移動もしくは噴出し位置が可変できる構成とする。これによって、基板表面の反応性ガス濃度を効率よく一定に保つことができ、高品質な光学薄膜を形成できる。
【選択図】 図1
Description
該供給孔を介して不活性ガスを該ターゲットの内部に導入するとともに、該基板表面に向けて反応性ガスを吹き付けながらスパッタリングを行うことを特徴とする。
少なくとも一端が開口し不活性ガスを内部に導入するための供給孔を有する円筒状のターゲットと、基板とを、装置内部に設け、
該供給孔を介して不活性ガスを該ターゲットの内部に導入するとともに、該基板表面に向けて反応性ガスを吹き付けながらスパッタリングを行うことを特徴とする。
前記反応性ガスが逆拡散しないようにしてスパッタリングを行うことを特徴とする態様1記載の反応性スパッタリング方法。
該ターゲットの表面における反応性ガスの分圧を制御してスパッタリングを行うことを特徴とする態様1又は2記載の反応性スパッタリング方法。
ターゲットの表面状態の観測しながら反応性ガスの分圧を制御することを特徴とする態様3記載の反応性スパッタリング方法。
ターゲット−基板間のコンダクタンスを5m3/s以下とすることを特徴とする態様1乃至4のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
前記反応性ガスを供給するための管の噴出口がターゲット−基板に挟まれる空間内に位置することを特徴とする態様1乃至5のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
ターゲットを移動させながらスパッタリングを行うことを特徴とする態様1乃至6のいずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
ターゲットの移動に伴って反応性ガスの噴出口もともに移動させ、ターゲットと反応性ガス導入口の相対位置を常に一定に保持しながらスパッタリングを行うことを特徴とする態様7記載の反応性スパッタリング方法。
反応性ガスの供給を複数の噴出口を有する管を用い、ターゲットの移動に伴って反応性ガス噴出し口を切り替えることで、するように制御しながらスパッタリングを行うことを特徴とする態様7記載の反応性スパッタリング方法。
前記反応性ガスが、フッ素を含むガスであることを特徴とする態様1乃至9のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
前記フッ素を含むガスはF2,NF3,CF4のいずれか1種以上であることを特徴とする態様10記載の反応性スパッタリング方法。
前記反応性ガスが、酸素を含むガスであることを特徴とする態様1乃至10のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
前記酸素を含むガスがO2,H2Oのいずれか1種以上であることを特徴とする態様12記載の反応性スパッタリング方法。
反応性ガスの噴出口のコンダクタンスが1×10−4m3/s以下であることを特徴とする態様1乃至13のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
反応性ガス噴き出し速度が50m/s以上である事を特徴とする態様1乃至14のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
態様1乃至15のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法により成膜したことを特徴とする膜。
安定したスパッタリングにより成膜がおこなわれるため、特性の安定した膜が得られる。
前記膜はフッ化化合物乃至酸化物よりなる膜であることを特徴とする態様16記載の膜。
例えば、MgF2,LaF3,YF3,AlF3等のフッ化物薄膜や、Al2O3,SiO2Ta2O5,TiO2である。
前記膜は光学薄膜であることを特徴とする態様17記載の膜。
膜として光学薄膜を成膜した場合、可視領域から紫外領域にかけて透明で吸収のない光学薄膜となる。
前記光学薄膜は、反射防止膜又は誘電体多層ミラーであることを特徴とする態様17記載の膜。
真空容器と、
少なくとも一端が開口し不活性ガスを内部に導入するための供給孔を有する円筒状のターゲットを該真空容器内において保持するための手段と、
基板を取りつけるための手段と、
該供給孔を介して不活性ガスを該ターゲットの内部に導入するための手段と、
該基板表面に向けて反応性ガスを吹き付けながら供給するための手段と、
を有することを特徴とする反応性スパッタリング装置。
ターゲット−基板間のコンダクタンスが所定の値以下となるように制御されていることを特徴とする態様20記載の反応性スパッタリング装置。
ターゲット−基板間のコンダクタンスが5m3/s以下であることを特徴とする態様21記載の反応性スパッタリング装置。
前記反応性ガスの噴出口がターゲット−基板に挟まれる空間内に位置することを特徴とする態様20乃至22のいずれか1項記載の反応性スパッタリング方法。
ターゲットを移動可能としたことを特徴とする態様20乃至23のいずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
ターゲットの移動に伴って反応性ガス噴出口もともに移動可能とし、ターゲットと反応性ガス導入口の相対位置を常に一定に保持できるようにしたことを特徴とする態様24記載の反応性スパッタリング装置。
反応性ガスの供給を複数の噴出口を有する管を用い、ターゲットの移動に伴って反応性ガス噴出し口を切り替え可能としたことを特徴とする態様24記載の反応性スパッタリング装置。
前記反応性ガスが、フッ素を含むガスであることを特徴とする態様20乃至26のいずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
前記フッ素を含むガスはF2,NF3,CF4のいずれか1種以上であることを特徴とする態様27記載の反応性スパッタリング装置。
前記反応性ガスが、酸素を含むガスであることを特徴とする態様20乃至28いずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
前記酸素を含むガスがO2,H2Oのいずれかい1種以上であることを特徴とする態様29記載の反応性スパッタリング装置。
反応性ガスの噴出口のコンダクタンスが1×10−4m3/s以下であることを特徴とする請求項20乃至30のいずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
反応性ガス噴き出し速度が50m/s以上である事を特徴とする態様20乃至31のいずれか1項記載の反応性スパッタリング装置。
(1)ターゲット−基板間のコンダクタンスを制御し、ここにAr,Xe,Kr等のスパッタガスを流して反応性ガスの逆拡散を抑えること
(2)特に、実験の結果、ターゲット−基板間のコンダクタンスを5m3/s以下であることが望ましい
(3)F2、O2等の反応性ガスをターゲット−基板間の空間に導入し、基板方向に噴き出すこと。こうすることで、ターゲットからのAr,Xe,Kr等のスパッタガス及びスパッタ粒子の流れによっても反応性ガスの逆拡散を防止できる。
(4)反応性ガスの噴き出し口のコンダクタンスを抑え、噴き出し速度を高めることで、ターゲットへの反応性ガスの逆拡散を防止し、ターゲット近傍での反応性ガス分圧を低減しつつ、反応性スパッタリングを行うこと。特にコンダクタンスは1×10−4m3/s以下に抑え、噴き出し速度を50m/s以上に保持する。
(5)反応性ガスの基板表面及び、ターゲットからのスパッタ粒子の体積速度の速い部分での反応性ガス濃度を高めるようにすること
にある。
20 カソード電極
30 ターゲット
40 アースシールド
41 チムニー
50,51 絶縁材
60 永久磁石
70 アノード電極
80 被処理物支持機構
90 被処理物
100 シャッター
110 ゲートバルブ
120 ロードロック室
130 反応性ガス導入ポート1
150 スパッタガス導入ポート
160 演算、制御装置
170 アノード電極電圧制御用直流電源
180 排気系
190、191 スパッタ電力供給装置
200 カソード電極冷却装置
Claims (1)
- 少なくとも一端が開口し不活性ガスを内部に導入するための供給孔を有する中空状のターゲットと、基板とを、装置内部に設け、
該供給孔を介して不活性ガスを該ターゲットの内部に導入するとともに、該基板表面に向けて反応性ガスを吹き付けながらスパッタリングを行うことを特徴とする反応性スパッタリング方法。
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