JP2007051347A - 多層膜とその形成装置及び形成方法、及び多層膜を有する光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に多層膜を形成する装置であって、蒸着源4を有するチャンバ1内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダ5と、(b)基板上に形成される各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わってホルダ5の開口部5aに露出する複数の第一のモニタ基板11と、(c)基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタする第二のモニタ基板12とを有し、第二のモニタ基板12がホルダ5上の基板の設置範囲内に設置されていることを特徴とする多層膜の形成装置。
【選択図】 図1
Description
(1) 基板上に多層膜を形成する装置であって、蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成される各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板と、(c) 前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタする第二のモニタ基板とを有し、前記第二のモニタ基板が前記ホルダ上の前記基板の設置範囲内に設置されていることを特徴とする多層膜の形成装置。
(2) 上記(1) に記載の多層膜の形成装置において、前記第二のモニタ基板は前記基板と同じ素材の平板であることを特徴とする装置。
(3) 基板上に多層膜を形成する装置であって、蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成される各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板とを有し、前記基板のうちの一つ以上が、前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタする第二のモニタ基板であることを特徴とする多層膜の形成装置。
(4) 上記(1)〜(3) のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記ホルダがドーム状で、頂上に前記開口部を有することを特徴とする装置。
(5) 上記(1)〜(4) のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記多層膜の形成手段はプラズマアシスト法、イオンアシスト法又はイオンプレーティング法であることを特徴とする装置。
(6) 上記(1)〜(5) のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記ホルダにはさらにキャリブレーション用基板と前記キャリブレーション用基板を内側から覆う遮蔽板とが設けられていることを特徴とする装置。
(7) 蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成する各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板と、(c) 前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタするために、前記ホルダ上の前記基板の設置範囲内に設置された第二のモニタ基板とを有する装置により、前記基板上に多層膜を形成する方法であって、前記第一のモニタ基板上に形成される各層の膜厚、及び前記第二のモニタ基板上に形成途中の多層膜の光学特性をモニタしながら多層膜を形成することを特徴とする方法。
(8) 上記(7) に記載の多層膜の形成方法において、前記第二のモニタ基板として前記基板と同じ素材の平板を用いることを特徴とする方法。
(9) 蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成する各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板とを有する装置により、前記基板上に多層膜を形成する方法であって、前記第一のモニタ基板上に形成される各層の膜厚、及び前記基板のうちの一つ以上に形成途中の多層膜の光学特性をモニタしながら多層膜を形成することを特徴とする方法。
(10) 上記(7)〜(9) のいずれかに記載の多層膜の形成方法において、前記ホルダとして、頂上に開口部を有するドーム状ホルダを使用することを特徴とする方法。
(11) 上記(7)〜(10) のいずれかに記載の多層膜の形成方法において、前記多層膜をプラズマアシスト法、イオンアシスト法又はイオンプレーティング法により形成することを特徴とする方法。
(12) 上記(7)〜(11) のいずれかに記載の方法により形成された多層膜。
(13) 上記(12) に記載の多層膜を有する光学素子。
図1〜3は本発明の一実施例による多層膜の形成装置を概略的に示す。この例では、真空チャンバ1の底面には、蒸着源2と、開閉自在なシャッタ3と、プラズマ銃4とが設けられており、真空チャンバ1内の上部には、開口部5aを中心にして回転自在なドーム状のホルダ5と、膜厚モニタ交換装置20とが設けられている。ホルダ5には、複数の基板10、第二のモニタ基板12及び内側を遮蔽板25で覆われたキャリブレーション用基板13が嵌合られている。膜厚モニタ交換装置20には、複数の第一のモニタ基板11が設けられている。真空チャンバ1の内壁には、ホルダ5の周囲を塞ぐように水平方向に延在したシールド26が設けられている。それにより、ホルダ5の上側に蒸着源2より蒸発した膜原料、及びプラズマ銃4から照射された電子によりチャンバ内で発生したプラズマが入り込むのを防止する。真空チャンバ1の下部側壁には排気装置27が設けられている。
排気装置27により真空チャンバ1内を高真空状態にした後、蒸着源2に付設した電子銃(図示せず)から電子を照射して蒸着源2に載置された膜原料を蒸発させる。それと同時に、反応ガスを真空チャンバ内に封入し、プラズマ銃4により真空チャンバ1内に電子を照射することにより反応ガスおよび蒸発した膜原料をプラズマ化しながら、基板10、第一のモニタ基板11及び第二のモニタ基板12に膜原料を付着させる。第一のモニタ基板11の膜厚が設定値に到達した時点でシャッタ3を閉じ、1層目の成膜を完了させる。
図1に示す形成装置を用いて、基板10の上に五酸化タンタル(Ta2O5)及びシリカ(SiO2)から構成される16層からなる多層膜フィルタを作成した。その際に、多層膜フィルタの特性の目標として以下の要件を定めた。
(1) 反射率が50%となる波長が500 nmとする。
(2) 400〜480 nm付近の透過帯域の透過率をできるたけ高くする。
図9に示す従来の装置を用いて実施例1と同様の条件及び目標で試験を5回行い、各試験で得られた多層膜の反射率特性を調べた。図7から明らかなように、各多層膜の反射率特性は大きくばらついた。実施例1と同様に、真空中から大気中に移したときの波長シフトの有無を調べた。図8から明らかなように、波長シフトしていた。
2・・・蒸着源
3・・・シャッタ
4・・・プラズマ銃
5・・・ホルダ
5a・・・開口部
51・・・ホルダ部
52・・・筒部
52a・・・縁部
53・・・ギア部
10・・・基板
11・・・第一のモニタ基板
12・・・第二のモニタ基板
13・・・キャリブレーション用基板
20・・・膜厚モニタ交換装置
21・・・膜厚モニタ
22・・・分光光度計
23・・・光ファイバ
24・・・膜厚制御システム
25・・・遮蔽板
26・・・シールド
27・・・排気装置
31・・・ボールベアリング
32・・・支持板
33・・・モータ
34・・・ギア
Claims (13)
- 基板上に多層膜を形成する装置であって、蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成される各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板と、(c) 前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタする第二のモニタ基板とを有し、前記第二のモニタ基板が前記ホルダ上の前記基板の設置範囲内に設置されていることを特徴とする多層膜の形成装置。
- 請求項1に記載の多層膜の形成装置において、前記第二のモニタ基板は前記基板と同じ素材の平板であることを特徴とする装置。
- 基板上に多層膜を形成する装置であって、蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成される各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板とを有し、前記基板のうちの一つ以上が、前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタする第二のモニタ基板であることを特徴とする多層膜の形成装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記ホルダがドーム状で、頂上に前記開口部を有することを特徴とする装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記多層膜の形成手段はプラズマアシスト法、イオンアシスト法又はイオンプレーティング法であることを特徴とする装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の多層膜の形成装置において、前記ホルダにはさらにキャリブレーション用基板と前記キャリブレーション用基板を内側から覆う遮蔽板とが設けられていることを特徴とする装置。
- 蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成する各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板と、(c) 前記基板上に形成される多層膜の光学特性をモニタするために、前記ホルダ上の前記基板の設置範囲内に設置された第二のモニタ基板とを有する装置により、前記基板上に多層膜を形成する方法であって、前記第一のモニタ基板上に形成される各層の膜厚、及び前記第二のモニタ基板上に形成途中の多層膜の光学特性をモニタしながら多層膜を形成することを特徴とする方法。
- 請求項7に記載の多層膜の形成方法において、前記第二のモニタ基板として前記基板と同じ素材の平板を用いることを特徴とする方法。
- 蒸着源を有するチャンバ内に、(a) 複数の基板を回転自在に保持するホルダと、(b) 前記基板上に形成する各層の膜厚をモニタするために、各層を形成するごとに切り替わって前記ホルダの開口部に露出する複数の第一のモニタ基板とを有する装置により、前記基板上に多層膜を形成する方法であって、前記第一のモニタ基板上に形成される各層の膜厚、及び前記基板のうちの一つ以上に形成途中の多層膜の光学特性をモニタしながら多層膜を形成することを特徴とする方法。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の多層膜の形成方法において、前記ホルダとして、頂上に開口部を有するドーム状ホルダを使用することを特徴とする方法。
- 請求項7〜10のいずれかに記載の多層膜の形成方法において、前記多層膜をプラズマアシスト法、イオンアシスト法又はイオンプレーティング法により形成することを特徴とする方法。
- 請求項7〜11のいずれかに記載の方法により形成された多層膜。
- 請求項12に記載の多層膜を有する光学素子。
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