JP2010043334A - 反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜並びに成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化亜鉛系ターゲットを使用し、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス中の各々のガスの比を変化させてスパッタすることにより、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層し、所望の反射防止性能を得ることが可能な酸化亜鉛系の反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜並びに成膜装置を提供する。
【解決手段】本発明の反射防止膜の成膜方法は、ガス導入手段３５を用いて、成膜室２３内を酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む第１の反応性ガス雰囲気として第１の酸化亜鉛系薄膜を成膜し、次いで、この成膜室２３内を酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含みかつ第１の反応性ガスと異なる組成の第２の反応性ガス雰囲気として第１の酸化亜鉛系薄膜上に第２の酸化亜鉛系薄膜を成膜する。
【選択図】図３

Description

本発明は、反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜並びに成膜装置に関し、更に詳しくは、フラットパネルディスプレイ（FPD:Flat Panel Display）の表示面、タッチパネル等の操作面、太陽電池の受光面等に用いて好適な反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜並びに成膜装置に関するものである。

近年、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、タッチパネル、太陽電池等においては、反射防止用に様々な反射防止膜が用いられている。
従来より用いられている反射防止膜としては、透明基板上に高屈折率層や低屈折率層を順次積層した多層構造の反射防止膜が提案されている。
このような反射防止膜では、高屈折率層には、例えば、ＴｉＯ_２（屈折率：２．３〜２．５５）やＺｒＯ_２（屈折率：２．０５）等が、また、低屈折率層としては、例えば、ＳｉＯ_２（屈折率：１．４５〜１．４６）等が用いられている（特許文献１、２）。

このような反射防止膜では、高屈折率層や低屈折率層の膜厚や材質を変えることにより、所望の反射防止性能を得ることができる。
このような反射防止膜は、透明基板上に、ＳｉＯ_２等の低屈折率材料のターゲットを用いたスパッタリングにより低屈折率層を成膜し、次いで、この低屈折率層上に、ＴｉＯ_２やＺｒＯ_２等の高屈折率材料のターゲットを用いたスパッタリングにより高屈折率層を成膜することにより得ることができる。
特開平７−１３０３０７号公報 特開平８−７５９０２号公報

ところで、従来の多層構造の反射防止膜をスパッタリングで成膜するためには、各層毎に異なるターゲットを用意して成膜を行う必要がある。すなわち、ＴｉＯ_２ターゲットとＳｉＯ_２ターゲットを順番にスパッタして成膜を行うか、もしくは酸素ガス等の反応性ガスを導入しながらＴｉターゲットとＳｉターゲットを順番にスパッタして成膜を行う必要がある。
特に、ＳｉＯ_２ターゲットをスパッタする場合、ＤＣ電源やＡＣ電源を使用してスパッタすることができないために、ＲＦ電源を使用する必要があるが、ＲＦ電源はコストが高く、装置構成が複雑になるという問題点があった。

一方、ＴｉターゲットとＳｉターゲットを酸素ガス等の反応性ガスを導入しながらスパッタして成膜する場合、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用することが可能であるが、多量の酸素ガスを導入する必要があるために、金属酸化物からなる透明導電膜と同じ雰囲気では成膜することができないという問題点があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、酸化亜鉛系の透明導電膜を用いた反射防止膜の成膜方法において、酸化亜鉛系ターゲットを使用し、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス中の各々のガスの比を変化させてスパッタすることにより、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層し、所望の反射防止性能を得ることが可能な酸化亜鉛系の反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜を提供することを目的とする。
また、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層した反射防止膜を、１つの装置にて成膜することができ、さらには、同じ酸化亜鉛系のターゲットを使用し、導入するガスの酸素／水素の比を変化させてスパッタすることにより、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層した反射防止膜を成膜する成膜装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、酸化亜鉛系の透明導電膜を用いた反射防止膜の成膜方法について鋭意検討を行った結果、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて、スパッタ法により屈折率の異なる複数の屈折率層を積層してなる酸化亜鉛系の反射防止膜を成膜する際に、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス中のそれぞれのガスの比率を変えてスパッタを行うこととすれば、第１の酸化亜鉛系薄膜上に屈折率の異なる第２の酸化亜鉛系薄膜を積層した所望の反射性能を有する反射防止膜を効率的に成膜することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の反射防止膜の成膜方法は、第１の酸化亜鉛系薄膜上に第２の酸化亜鉛系薄膜を積層してなる反射防止膜の成膜方法であって、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む第１の反応性ガス中にて第１の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第１の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の酸化亜鉛系薄膜上に、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含みかつ前記第１の反応性ガスと異なる組成の第２の反応性ガス中にて第２の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第２の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第２の成膜工程と、を有することを特徴とする。

この製造方法では、第１の成膜工程により、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む第１の反応性ガス中にて第１の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第１の酸化亜鉛系薄膜を成膜し、第２の成膜工程により、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含みかつ前記第１の反応性ガスと異なる組成の第２の反応性ガス中にて第２の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第２の酸化亜鉛系薄膜を成膜する。
これにより、酸化亜鉛系ターゲットを使用して、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層することが可能になり、その結果、所望の反射防止性能を有する反射防止膜を効率的に成膜することが可能になる。

本発明の反射防止膜の成膜方法では、前記第２の反応性ガスは、前記第１の反応性ガスと水素ガスの含有率が異なることが好ましい。
前記第２の反応性ガスは、前記第１の反応性ガスと酸素ガスの含有率が異なることが好ましい。
前記第２の酸化亜鉛系ターゲットは、前記第１の酸化亜鉛系ターゲットと同一であることが好ましい。
前記第２の成膜工程は、前記第１の成膜工程と同一の真空槽内にて、前記第１の反応性ガスを前記第２の反応性ガスに置換して行うことが好ましい。
前記第１の酸化亜鉛系ターゲット及び前記第２の酸化亜鉛系ターゲットは、アルミニウム添加酸化亜鉛ターゲットまたはガリウム添加酸化亜鉛ターゲットであることが好ましい。

本発明の反射防止膜は、本発明の反射防止膜の成膜方法により得られた反射防止膜であって、第１の酸化亜鉛系薄膜と、この第１の酸化亜鉛系薄膜上に積層され該第１の酸化亜鉛系薄膜と屈折率が異なる第２の酸化亜鉛系薄膜とを備えてなることを特徴とする。

この反射防止膜では、第１の酸化亜鉛系薄膜と、この第１の酸化亜鉛系薄膜上に積層され該第１の酸化亜鉛系薄膜と屈折率が異なる第２の酸化亜鉛系薄膜とを備えたことにより、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層してなる、所望の反射防止性能を有する酸化亜鉛系の反射防止膜を提供することが可能になる。

本発明の反射防止膜では、前記第１の酸化亜鉛系薄膜及び前記第２の酸化亜鉛系薄膜のうち少なくとも一方は、比抵抗が１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。

本発明の成膜装置は、本発明の反射防止膜の成膜方法に用いられる成膜装置であって、真空容器と、この真空容器内にターゲットを保持するターゲット保持手段と、前記ターゲットにスパッタ電圧を印加する電源とを備え、前記真空容器は、水素ガス導入手段、酸素ガス導入手段、水蒸気導入手段のうち２つ以上を備えていることを特徴とする。

この成膜装置では、真空容器が、水素ガス導入手段、酸素ガス導入手段、水蒸気導入手段のうち２つ以上を備えたことにより、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて、スパッタ法により基板上に屈折率の異なる複数の屈折率層を積層する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気とすることが可能になる。よって、所望の反射防止性能を有する反射防止膜を、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて１つの装置により成膜することが可能となる。

また、酸化亜鉛系材料からなる一種類のターゲットを使用し、導入するガスの組成を変更するのみで、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層してなる反射防止膜を容易に成膜することが可能になる。さらに、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用することが可能になり、かつ、従来の成膜速度以上にて成膜することが可能になる。

前記電源は、直流電源と高周波電源とを併用したことが好ましい。
この成膜装置では、直流電源と高周波電源とを併用することにより、スパッタ電圧を低下させることが可能になり、結晶格子の整った酸化亜鉛系の反射防止膜を成膜することが可能になる。

前記ターゲット保持手段に、前記ターゲットの表面に強度の最大値が６００ガウス以上の水平磁界を発生させる磁界発生手段を設けたことが好ましい。
さらに、前記真空容器内に、軸を中心として回転するとともに、その外周面に複数の基材を着脱可能に支持する回転体を設け、前記真空容器内に、複数の前記ターゲット保持手段を前記複数の基材のうち１つ以上の基材各々に対向するように設け、前記回転体をその軸を中心として回転させ、前記ターゲット保持手段に保持されるターゲットをスパッタリングすることにより、前記基材上に組成の異なる複数種の膜を成膜することとしてもよい。

本発明の反射防止膜の成膜方法によれば、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む第１の反応性ガス中にて第１の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第１の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の酸化亜鉛系薄膜上に、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含みかつ前記第１の反応性ガスと異なる組成の第２の反応性ガス中にて第２の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第２の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第２の成膜工程と、を有するので、酸化亜鉛系ターゲットを使用して、屈折率の異なる複数の屈折率層を容易に積層することができ、その結果、所望の反射防止性能を有する反射防止膜を効率的に成膜することができる。

本発明の反射防止膜によれば、第１の酸化亜鉛系薄膜と、この第１の酸化亜鉛系薄膜上に積層され該第１の酸化亜鉛系薄膜と屈折率が異なる第２の酸化亜鉛系薄膜とを備えたので、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層してなる、所望の反射防止性能を有する酸化亜鉛系の反射防止膜を提供することができる。

本発明の成膜装置によれば、真空容器と、この真空容器内にターゲットを保持するターゲット保持手段と、前記ターゲットにスパッタ電圧を印加する電源とを備え、前記真空容器は、水素ガス導入手段、酸素ガス導入手段、水蒸気導入手段のうち２つ以上を備えているので、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて、スパッタ法により基板上に屈折率の異なる複数の屈折率層を積層する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気とすることができる。したがって、所望の反射防止性能を有する反射防止膜を、酸化亜鉛系材料からなるターゲットを用いて１つの装置により成膜することができる。

また、酸化亜鉛系材料からなる一種類のターゲットを使用し、導入するガスの組成を変更するのみで、屈折率の異なる複数の屈折率層を積層してなる反射防止膜を、容易に成膜することができる。さらに、ＤＣ電源もしくはＡＣ電源を使用することができ、かつ、従来の成膜速度以上にて成膜することができる。

本発明の反射防止膜の成膜方法及び反射防止膜並びに成膜装置を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

「第１の実施形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の反射防止膜を示す断面図であり、この反射防止膜１は、透明基板２の表面２ａに成膜された積層構造の膜であり、透明基板２の表面２ａ側から外方に向かって屈折率が順次小さくなるように、屈折率の異なる複数の酸化亜鉛系薄膜、例えば高屈折率の透明膜１１及び低屈折率の透明膜１２が積層されている。

これらの酸化亜鉛系薄膜としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を添加したアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）を添加したガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を主成分とする酸化亜鉛系材料が好適に用いられる。

例えば、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）を用いた積層構造の場合、屈折率が例えば１．９１等の高屈折率の透明膜１１は、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）をターゲットとして、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気または酸素を含むアルゴン（Ａｒ＋Ｏ_２）ガス雰囲気下にて成膜することにより得られる。
また、屈折率が例えば１．６４等の低屈折率の透明膜１２は、上記のアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）をターゲットとして、水素（Ｈ_２）ガス雰囲気または水蒸気（Ｈ_２Ｏ）雰囲気下にて成膜することにより得られる。

これらの酸化亜鉛系薄膜のうち少なくとも一方、例えば高屈折率の透明膜１１及び低屈折率の透明膜１２のうち少なくとも一方の比抵抗は、１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。
このように、透明膜１１、１２のうちの少なくとも一方の比抵抗を１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下とすることにより、この透明膜に透明導電膜としての機能を付与することができる。

図２は、本実施形態の反射防止膜の変形例を示す断面図であり、低屈折率の透明膜１２の比抵抗が高い場合に、この透明膜１２上に透明導電膜３を成膜した例である。
このような構成とすることにより、反射防止膜１に透明導電膜の機能を付与することができる。

図３は、本実施形態の反射防止膜の成膜に用いられるスパッタ装置（成膜装置）を示す概略構成図、図４は同スパッタ装置の成膜室の主要部を示す断面図である。
このスパッタ装置２１は、インターバック式のスパッタ装置であり、例えば、ガラス基板（図示せず）等の基板を搬入／搬出する仕込み／取り出し室２２と、上記の基板上に酸化亜鉛系の反射防止膜を成膜する成膜室（真空容器）２３とを備えている。
仕込み／取出し室２２には、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の粗引き排気手段２４が設けられ、この室内には、基板を保持・搬送するための基板トレイ２５が移動可能に配置されている。

一方、成膜室２３の一方の側面２３ａには、基板２６を加熱するヒーター３１が縦型に設けられ、他方の側面２３ｂには、酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持し所望のスパッタ電圧を印加するカソード（ターゲット保持手段）３２が縦型に設けられ、さらに、この室内を高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気手段３３、ターゲット２７にスパッタ電圧を印加する電源３４、この室内にガスを導入するガス導入手段３５が設けられている。

カソード３２は、板状の金属プレートからなるもので、ターゲット２７をロウ材等でボンディング（固定）により固定するためのものである。
電源３４は、ターゲット２７にスパッタ電圧を印加するためのもので、直流（ＤＣ）電源（図示略）を備えている。
ガス導入手段３５は、Ａｒ等のスパッタガスを導入するスパッタガス導入手段３５ａと、水素ガスを導入する水素ガス導入手段３５ｂと、酸素ガスを導入する酸素ガス導入手段３５ｃと、水蒸気を導入する水蒸気導入手段３５ｄとを備えている。

なお、このガス導入手段３５では、水素ガス導入手段３５ｂ〜水蒸気導入手段３５ｄについては、必要に応じて選択使用すればよく、例えば、水素ガス導入手段３５ｂと酸素ガス導入手段３５ｃ、水素ガス導入手段３５ｂと水蒸気導入手段３５ｄ、のように２つの手段により構成してもよい。

次に、上記のスパッタ装置２１を用いて透明基板２上に酸化亜鉛系の反射防止膜１及び透明導電膜３を順次成膜する方法について説明する。
ここでは、透明基板２として無アルカリガラス基板を用い、反射防止膜１として、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料からなる２層構造のものを用いた場合について説明する。

「反射防止膜の成膜」
（ａ）高屈折率透明膜の成膜
高屈折率の透明膜１１を成膜するために、酸化亜鉛系のターゲット２７をカソード３２にロウ材等でボンディングして固定する。ここで、ターゲット材としては、酸化亜鉛系材料、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を０．１〜１０質量％添加したアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）を０．１〜１０質量％添加したガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等が挙げられる。

次いで、基板２６を仕込み／取り出し室２２の基板トレイ２５に収納した状態で、仕込み／取り出し室２２及び成膜室２３を粗引き排気手段２４で粗真空引きし、仕込み／取り出し室２２及び成膜室２３が所定の真空度、例えば０．２７Ｐａ（２．０×１０^−３Ｔｏｒｒ）となった後に、基板２６を仕込み／取り出し室２２から成膜室２３に搬入し、この基板２６を、設定がオフになった状態のヒーター３１の前に配置し、この基板２６をターゲット２７に対向させ、この基板２６をヒーター３１により加熱して、１００℃〜６００℃の温度範囲内とする。

次いで、成膜室２３を高真空排気手段３３で高真空引きし、成膜室２３が所定の高真空度、例えば２．７×１０^−４Ｐａ（２．０×１０^−６Ｔｏｒｒ）となった後に、成膜室２３に、スパッタガス導入手段３５ａによりＡｒガスを導入するか、あるいは、スパッタガス導入手段３５ａ及び酸素ガス導入手段３５ｃによりＡｒガス及びＯ_２ガスを導入することにより、この成膜室２３内をＡｒガス雰囲気またはＯ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）雰囲気とする。

次いで、電源３４によりターゲット２７にスパッタ電圧を印加する。
このスパッタ電圧は３４０Ｖ以下であることが好ましい。放電電圧を下げることにより、結晶格子の整った酸化亜鉛系の透明膜を成膜することが可能になる。
このスパッタ電圧は、直流電圧に高周波電圧を重畳してもよい。直流電圧に高周波電圧を重畳することで、放電電圧をさらに下げることができる。
スパッタ電圧印加により、基板２６上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたＡｒ等のスパッタガスのイオンがターゲット２７に衝突し、このターゲット２７からアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料を構成する原子を飛び出させ、基板２６上に酸化亜鉛系材料からなる透明膜を成膜する。

この成膜の過程では、成膜室２３内の雰囲気がＡｒガス雰囲気またはＯ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）雰囲気となるので、この雰囲気下にてスパッタを行えば、得られた透明膜は、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、所望の高屈折率、例えば２．０前後、及び所望の比抵抗（導電率）を有する高屈折率の透明膜１１となる。

なお、この透明膜１１の屈折率をシフトさせたい場合、成膜の際の雰囲気を、Ａｒガス雰囲気またはＯ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）雰囲気から、ＡｒガスまたはＯ_２ガスを含むＡｒガスに、Ｈ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）を加えた雰囲気とすればよい。
これは、成膜室２３に、水素ガス導入手段３５ｂによるＨ_２ガスの導入、水蒸気導入手段３５ｄによるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、実現することができる。

（ｂ）低屈折率透明膜の成膜
成膜室２３内に酸化亜鉛系のターゲット２７を残したままの状態で、この成膜室２３に、水素ガス導入手段３５ｂによるＨ_２ガスの導入、水蒸気導入手段３５ｄによるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、この成膜室２３内をＨ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）雰囲気とする。

この低屈折率透明膜を成膜する際、高屈折率透明膜と同一の酸化亜鉛系のターゲット２７を用い、成膜時の雰囲気をＨ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）を含む雰囲気とする。これにより、透明膜の屈折率が低屈折率側にシフトした低屈折率透明膜が成膜される。
ここでは、水素ガス導入手段３５ｂや水蒸気導入手段３５ｄを用いて、成膜室２３にＨ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）を導入する。
なお、この成膜室２３内には、ＡｒガスまたはＯ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）も含まれているので、Ｈ_２ガス、Ｈ_２Ｏガス（水蒸気）、Ａｒ＋Ｏ_２ガス各々の分圧を制御することで、得られる透明膜の屈折率や比抵抗（導電率）を制御することができる。

例えば、水素ガスの分圧（Ｐ_Ｈ２）と酸素ガスの分圧（Ｐ_Ｏ２）との比Ｒ（Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２）が、
Ｒ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２≧５ ……（１）
を満たす場合、成膜室２３内の雰囲気は、水素ガス濃度が酸素ガス濃度の５倍以上の反応性ガス雰囲気となり、この反応性ガス雰囲気がＲ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２≧５を満たすことで、屈折率が１．６前後の透明膜１２が得られる。

また、水素ガスの分圧（Ｐ_Ｈ２）と水蒸気（ガス）の分圧（Ｐ_Ｈ２Ｏ）との比Ｒ（Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ）が、
Ｒ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ≧５ ……（２）
を満たす場合、成膜室２３内の雰囲気は、水素ガス濃度が水蒸気濃度の５倍以上の反応性ガス雰囲気となり、この反応性ガス雰囲気がＲ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ≧５を満たすことで、屈折率が１．６前後の透明膜１２が得られる。

このように、成膜室２３内をＨ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）雰囲気とすることで、得られた透明膜１２の比抵抗（導電率）も変化する。したがって、導電性を必要とする透明膜１２の場合には、Ｈ_２ガス雰囲気にて成膜する必要があるが、導電性を必要としない透明膜１２の場合、Ｈ_２ガス雰囲気、Ｈ_２Ｏガス（水蒸気）雰囲気のいずれであってもよい。
このように、Ｈ_２ガスおよびＨ_２Ｏガス（Ｈ_２＋Ｈ_２Ｏ）雰囲気下で成膜された低屈折率の透明膜１２は、比抵抗が低いので透明導電膜を兼ねることができる。この場合、透明導電膜３は不要になる。

一方、Ｈ_２Ｏガス雰囲気下で成膜された低屈折率の透明膜１２は、比抵抗が高いので、透明導電膜３が必要となる。
次に、高比抵抗かつ低屈折率の透明膜１２上に透明導電膜３を成膜する方法について説明する。

「透明導電膜の成膜」
透明導電膜３を成膜するために、上記の酸化亜鉛系のターゲット２７を用い、上記の反射防止膜と同様にして、基板２６の温度を１００℃〜６００℃の温度範囲内とし、スパッタガス導入手段１５ａによりＡｒ等のスパッタガスを導入するとともに、水素ガス導入手段１５ｂ〜水蒸気導入手段１５ｄのうちいずれか２つまたは３つを用いて、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種のガスを導入する。

ここで、水素ガスと酸素ガスを選択した場合、水素ガスの分圧（Ｐ_Ｈ２）と酸素ガスの分圧（Ｐ_Ｏ２）との比Ｒ（Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２）が、
Ｒ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２≧５ ……（３）
を満たす場合、成膜室２３内の雰囲気は、水素ガス濃度が酸素ガス濃度の５倍以上の反応性ガス雰囲気となり、この反応性ガス雰囲気がＲ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２≧５を満たすことで、比抵抗１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下の透明導電膜が得られる。

また、水素ガスと水蒸気（ガス）を選択した場合、水素ガスの分圧（Ｐ_Ｈ２）と水蒸気（ガス）の分圧（Ｐ_Ｈ２Ｏ）との比Ｒ（Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ）が、
Ｒ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ≧５ ……（４）
を満たす場合、成膜室２３内の雰囲気は、水素ガス濃度が水蒸気濃度の５倍以上の反応性ガス雰囲気となり、この反応性ガス雰囲気がＲ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｈ２Ｏ≧５を満たすことで、比抵抗１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下の透明導電膜が得られる。

次いで、電源３４によりターゲット２７に３４０Ｖ以下のスパッタ電圧、好ましくは直流電圧に高周波電圧を重畳したスパッタ電圧を印加する。
これにより、基板２６上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたＡｒ等のスパッタガスのイオンがターゲット２７に衝突し、このターゲット２７からアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）等の酸化亜鉛系材料を構成する原子を飛び出させ、透明膜１２上に酸化亜鉛系材料からなる透明導電膜３を成膜する。

この成膜の過程では、成膜室２３内の雰囲気が、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種からなる反応性ガス雰囲気となり、よって、この反応性ガス雰囲気下にてスパッタを行えば、得られた透明導電膜３は、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が制御されて、所望の導電率を有する膜となり、その比抵抗も低下し所望の比抵抗の値となる。

特に、成膜室２３内の各ガスの濃度が、水素ガス濃度が酸素ガス濃度の５倍以上となっている場合、水素ガスと酸素ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気となり、よって、この反応性ガス雰囲気下にてスパッタを行えば、得られた透明導電膜３は、酸化亜鉛結晶中の酸素空孔の数が高度に制御されて、所望の導電率を有する膜となり、その比抵抗もＩＴＯ膜相当にまで低下し、所望の比抵抗の値となる。
また、得られた透明導電膜３は、金属光沢が生じる虞も無く、可視光線に対する透明性を維持することとなる。
このようにして、比抵抗が低くかつ可視光線に対する透明性が良好な酸化亜鉛系の透明導電膜３が形成された基板２６が得られる。

次に、本実施形態の酸化亜鉛系の透明導電膜及び反射防止膜の製造方法について、本発明者等が行った実験結果について説明する。
５インチ×１６インチの大きさのＡｌ_２Ｏ_３を２質量％添加したアルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）ターゲットを用い、このターゲットを直流（ＤＣ）電圧を印加する平行平板型のカソード３２にロウ材で固定した。次いで、仕込み／取り出し室２２に無アルカリガラス基板を入れて仕込み／取り出し室２２内を粗引き排気手段２４で粗真空引きし、次いで、この無アルカリガラス基板を高真空排気手段３３で高真空引きした成膜室２３に搬入し、ＡＺＯターゲットに対向配置させた。

次いで、ガス導入手段３５により、Ａｒガスを５ｍＴｏｒｒの圧力になるよう導入した後、Ｈ_２Ｏガスの分圧が５×１０^−５Ｔｏｒｒ、Ｏ_２ガスの分圧が１×１０^−５Ｔｏｒｒ、のいずれかになるように導入し、Ｈ_２ＯガスまたはＯ_２ガスの雰囲気下で、カソード３２に電源３４により１ｋＷの電力を印加することにより、カソード３２に取り付けたＡＺＯターゲットをスパッタし、無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。

図５は、無加熱成膜におけるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の効果を示すグラフであり、図中、Ａは反応性ガスを導入しない場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＢはＨ_２Ｏガスの分圧が５×１０^−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＣはＯ_２ガスの分圧が１×１０^−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、それぞれ示している。

反応性ガスを導入しない場合、透明導電膜の膜厚は２０７．９ｎｍ、比抵抗は１５７６μΩｃｍであった。
また、Ｈ_２Ｏガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０４．０ｎｍ、比抵抗は６４４６４μΩｃｍであった。
また、Ｏ_２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０８．５ｎｍ、比抵抗は２４０６μΩｃｍであった。

図５によれば、Ｈ_２Ｏガスを導入したことにより、透過率のピーク波長を膜厚を変えずに変更することができることが分かった。また、反応性ガスを導入しないＡに比べ全体的に透過率も上昇していた。
また、Ｈ_２Ｏガスを導入した場合、比抵抗が高く、抵抗劣化が大きくなるが、透過率が高いことから、反射防止膜等のような低抵抗が要求されない光学部材に適用可能であることが分かった。
さらに、Ｈ_２Ｏガスの無導入と導入もしくは導入量を変化させた成膜条件を繰り返し行うことで、屈折率が変化した積層構造の光デバイスを１枚のターゲットで得られることが分かった。

図６は、図５中のＢとＣのスペクトルから算出した屈折率を用いて光学設計を行った反射防止膜の反射率のシミュレーション結果を示すグラフである。
ここでは、図５中のＣのスペクトルから求められた波長のピーク値（λ）７９６ｎｍと、膜厚（ｄ）２０８．５ｎｍの各値を、簡易的に式「２ｎｄ＝ｍλ」（式中、ｄは膜厚、λは波長、ｎ、ｍは整数）に代入してｍ＝１とした場合の高屈折率の透明膜の屈折率（ｎ）を算出したところ、１．９１であった。
一方、図５中のＢのスペクトルから求められた波長のピーク値（λ）６６８ｎｍと、膜厚（ｄ）２０４．０ｎｍの各値を、簡易的に式「２ｎｄ＝ｍλ」（式中、ｄは膜厚、λは波長、ｎ、ｍは整数）に代入してｍ＝１とした場合の低屈折率の透明膜の屈折率（ｎ）を算出したところ、１．６４であった。

次いで、ガラス基板上に、屈折率（ｎ）が１．９１の高屈折率の透明膜を、膜厚（ｄ）が６４．０ｎｍになるように成膜し、この高屈折率の透明膜上に屈折率（ｎ）が１．６４の低屈折率の透明膜を、膜厚（ｄ）が８９．５ｎｍになるように成膜した。
この図６によれば、波長（λ）が５５０ｎｍの場合、反射防止膜の反射率が０．１６７％となることが分かり、積層構造の反射防止膜を１つのターゲットを用いて連続して成膜することができることが分かった。

次いで、無アルカリガラス基板を２５０℃に加熱した以外は上記と同様にして無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。
図７は、基板温度を２５０℃とした加熱成膜におけるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の効果を示すグラフであり、図中、Ａは反応性ガスを導入しない場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＢはＨ_２Ｏガスの分圧が５×１０^−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＣはＯ_２ガスの分圧が１×１０^−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、それぞれ示している。なお、カソードとしては、直流（ＤＣ）電圧を印加する平行平板型のカソードを用いた。

反応性ガスを導入しない場合、透明導電膜の膜厚は２０１．６ｎｍ、比抵抗は７６６μΩｃｍであった。
また、Ｈ_２Ｏガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１８３．０ｎｍ、比抵抗は６６２５μΩｃｍであった。
また、Ｏ_２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１９７．３ｎｍ、比抵抗は２２１４μΩｃｍであった。

図７によれば、加熱成膜においても、無加熱成膜と同様の効果が得られることが分かった。
Ｈ_２Ｏガスを導入した場合、膜厚が若干薄くなっているが、膜厚の干渉によるピーク波長のシフト以上に、ピーク波長がシフトしていることから、基板温度を２５０℃に加熱した場合においても、無加熱と同様の効果が得られることが分かった。

次いで、Ｈ_２ＯガスをＨ_２ガスに替え、カソードとして直流（ＤＣ）電圧と高周波（ＲＦ）電圧を重畳可能な平行平板型のカソードを用い、電源３４により１ｋＷのＤＣ電力に３５０Ｗの高周波（ＲＦ）電力を重畳させたスパッタ電力をカソード１２に印加し、４Ａの定電流制御とした以外は上記と同様にして無アルカリガラス基板上にＡＺＯ膜を堆積させた。

図８は、基板温度を２５０℃とした加熱成膜においてＨ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合の効果を示すグラフであり、図中、ＡはＨ_２ガスの分圧が１５×１０^−５Ｔｏｒｒ、Ｏ_２ガスの分圧が１×１０^−５Ｔｏｒｒになるよう同時に導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＢはＯ_２ガスの分圧が１×１０^−５Ｔｏｒｒになるよう導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、それぞれ示している。

Ｈ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合、透明導電膜の膜厚は２１１．１ｎｍであった。
また、Ｏ_２ガスのみを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０８．９ｎｍであった。
図８によれば、Ｈ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合、Ｏ_２ガスのみを導入した場合と比べて、膜厚の干渉によるピーク波長のシフト以上に、ピーク波長がシフトしていることが分かった。また、透過率も向上していることが分かった。

図９は、基板温度を２５０℃とした加熱成膜においてＨ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合の効果を示すグラフであり、Ｏ_２ガスの分圧を１×１０^−５Ｔｏｒｒ（流量換算の分圧）に固定し、Ｈ_２ガスの分圧を０〜１５×１０^−５Ｔｏｒｒ（流量換算の分圧）の間で変化させた場合の酸化亜鉛系透明導電膜の比抵抗を示している。なお、透明導電膜の膜厚は概ね２００ｎｍであった。
この図によれば、Ｈ_２ガスの圧力が０Ｔｏｒｒから２．０×１０^−５Ｔｏｒｒまでは比抵抗が急激に低下するが、２．０×１０^−５Ｔｏｒｒを超えると比抵抗が安定してくることが分かった。
同一条件で反応性ガスを導入しない場合の透明導電膜の比抵抗は４２２μΩ・ｃｍであるから、Ｈ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合においても、比抵抗の劣化が小さいことが分かった。

特に、ディスプレイ等に使用される透明導電膜では、可視光領域での透過率が高いことに加え、低抵抗であることが求められる。一般的なディスプレイの透明電極は１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下が求められる。図９において比抵抗が１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下となるのは、Ｈ_２ガスの圧力が５．０×１０^−５Ｔｏｒｒ以上の場合である。Ｏ_２ガスの圧力は１×１０^−５Ｔｏｒｒであるから、比抵抗を１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下とするために、Ｒ＝Ｐ_Ｈ２／Ｐ_Ｏ２≧５とすることが好ましいことが分かる。

図１０は、無加熱成膜におけるＨ_２ガスの効果を示すグラフであり、図中、ＡはＨ_２ガスの分圧が３×１０^−５Ｔｏｒｒとなるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、ＢはＯ_２ガスの分圧が１．１２５×１０^−５Ｔｏｒｒになるように導入した場合の酸化亜鉛系透明導電膜の透過率を、それぞれ示している。なお、カソードとしては、直流（ＤＣ）電圧を印加する対向型のカソードを用いた。

Ｈ_２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は１９１．５ｎｍ、比抵抗は９１３μΩｃｍであった。
また、Ｏ_２ガスを導入した場合、透明導電膜の膜厚は２０６．４ｎｍ、比抵抗は３６０８μΩｃｍであった。
図１０によれば、Ｈ_２ガスを導入したことにより、透過率のピーク波長を膜厚を変えずに変更することができることが分かった。
また、透過率もＯ_２ガスを導入した場合と比べて高いことが分かった。
以上により、Ｈ_２ガスを導入したプロセスは、Ｈ_２ガス導入量を最適化することにより、高透過率かつ低い比抵抗の酸化亜鉛系透明導電膜が得られることが分かった。

本実施形態の反射防止膜の成膜方法によれば、水素ガス、酸素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む反応性ガス雰囲気中にてスパッタを行うので、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の反射防止膜１及び比抵抗が低く、可視光線に対する透明性に優れた酸化亜鉛系の透明導電膜３を容易に成膜することができる。

本実施形態の成膜装置によれば、ガス導入手段３５を、Ａｒ等のスパッタガスを導入するスパッタガス導入手段３５ａと、水素ガスを導入する水素ガス導入手段３５ｂと、酸素ガスを導入する酸素ガス導入手段３５ｃと、水蒸気を導入する水蒸気導入手段３５ｄとにより構成したので、これらスパッタガス導入手段３５ａ〜水蒸気導入手段３５ｄを制御することにより、酸化亜鉛系の反射防止膜１や透明導電膜３を成膜する際の雰囲気を、還元性ガスと酸化性ガスとの比が調和した反応性ガス雰囲気とすることができる。
したがって、従来の成膜装置の一部を改良するだけで、酸化亜鉛系の反射防止膜や透明導電膜を成膜することができる。

なお、本実施形態の反射防止膜１では、透明基板２の表面２ａに、高屈折率の透明膜１１、低屈折率の透明膜１２を順次成膜した２層構造の反射防止膜としたが、反射防止膜１の積層構造は上記の２層構造に限定されることなく、要求される反射防止膜の反射防止性能を満たすように３層構造以上の多層構造としてもよい。例えば、高屈折率の透明膜１１及び低屈折率の透明膜１２を複数回、繰り返し成膜した多層構造としてもよい。

「第２の実施形態」
図１１は、本発明の第２の実施形態の反射防止膜の成膜に用いられるインターバック式のマグネトロンスパッタ装置（成膜装置）の成膜室の主要部を示す断面図である。
このマグネトロンスパッタ装置４１が、上記のスパッタ装置２１と異なる点は、成膜室２３の一方の側面２３ｂに酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持し所望の磁界を発生するスパッタカソード機構（ターゲット保持手段）４２を縦型に設けた点である。

スパッタカソード機構４２は、ターゲット２７をロウ材等でボンディング（固定）した背面プレート４３と、背面プレート４３の裏面に沿って配置された磁気回路（磁界発生手段）４４とを備えている。この磁気回路４４は、ターゲット２７の表面に水平磁界を発生させるもので、複数の磁気回路ユニット（図１１では２つ）４４ａ、４４ｂがブラケット４５により連結されて一体化され、磁気回路ユニット４４ａ、４４ｂそれぞれは、背面プレート４３側の表面の極性が相互に異なる第１磁石４６および第２磁石４７とこれらを装着するヨーク４８とを備えている。

この磁気回路４４では、背面プレート４３側の極性が異なる第１磁石４６および第２磁石４７により、磁力線４９で表される磁界が発生する。これにより、第１磁石４６と第２磁石４７との間におけるターゲット２７の表面においては、垂直磁界が０（水平磁界が最大）となる位置５０が発生する。この位置５０に高密度プラズマが生成することで、成膜速度を向上しうるようになっている。
このターゲット２７の表面における水平磁界の強度の最大値は、６００ガウス以上であることが好ましい。水平磁界の強度の最大値を、６００ガウス以上とすることで放電電圧を下げることができる。

本実施形態のマグネトロンスパッタ装置４１においても、第１の実施形態のスパッタ装置２１と同様の効果を奏することができる。
しかも、成膜室２３の一方の側面２３ｂに所望の磁界を発生するスパッタカソード機構４２を縦型に設けたので、スパッタ電圧を３４０Ｖ以下とし、ターゲット２７表面における水平磁界強度の最大値を６００ガウス以上とすることにより、結晶格子の整った酸化亜鉛系の反射防止膜や透明導電膜を成膜することができる。
この酸化亜鉛系の反射防止膜や透明導電膜は、成膜後に高温でアニール処理を行っても酸化され難く、透過率の低下や比抵抗の増加を抑制することができ、耐熱性に優れた酸化亜鉛系の反射防止膜や透明導電膜を得ることができる。

「第３の実施形態」
図１２は、本発明の第３の実施形態のカルーセル式のスパッタ装置（成膜装置）を示す概略構成図である。
このスパッタ装置５１は、成膜室（真空容器）５２内に、この成膜室５２の中心軸を中心として回転するとともに、その外周面に複数の基板２６を着脱可能に支持する基板ホルダ５３（図１２では４個）を有する略円筒状の回転体５４が設けられ、さらに、成膜室５２の内側面に、酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持し所望のスパッタ電圧を印加する複数のカソード３２（図１２では２個）が設けられ、回転体５４をその軸を中心として回転させてカソード３２に対向する位置に停止させた場合に、この回転体５４の基板ホルダ５３に支持された基板２６が、カソード３２に保持されるターゲット２７と対向するようになっている。

この成膜室５２には、この室内を２つのスパッタ領域Ｓ_１、Ｓ_２に区画する仕切板５５が設けられ、これら２つのスパッタ領域Ｓ_１、Ｓ_２各々には、粗引き排気手段２４及び高真空排気手段３３が設けられ、さらに、スパッタガス導入手段３５ａと水素ガス導入手段３５ｂと酸素ガス導入手段３５ｃと水蒸気を導入する水蒸気導入手段３５ｄとを備えたガス導入手段３５が設けられている。

この成膜室５２では、スパッタ領域Ｓ_１に、ガス導入手段３５によりＡｒガスの導入、Ｏ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、このスパッタ領域Ｓ_１内をＡｒガスまたはＯ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）雰囲気とし、この雰囲気下にてスパッタリングを行うことにより、基板２６上に所望の高屈折率を有する高屈折率の透明膜１１を成膜する。

次いで、回転体５４をその軸を中心として回転させて、この高屈折率の透明膜１１が成膜された基板２６をスパッタ領域Ｓ_２に移動させ、このスパッタ領域Ｓ_２に、ガス導入手段３５によりＨ_２ガスの導入、Ｈ_２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行うことにより、このスパッタ領域Ｓ_２内をＨ_２ガスおよび／またはＨ_２Ｏガス（水蒸気）雰囲気とし、この雰囲気下にてスパッタリングを行うことにより、高屈折率の透明膜１１上に所望の低屈折率を有する低屈折率の透明膜１２を成膜する。
以上により、上記のスパッタ装置５１を用いて、第１の実施形態の酸化亜鉛系の反射防止膜１を成膜することができる。

また、この成膜室５２では、スパッタ領域Ｓ_１、Ｓ_２全体に、ガス導入手段３５によりＡｒガスの導入、Ｏ_２ガスを含むＡｒガス（Ａｒ＋Ｏ_２）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行い、この雰囲気下にて基板２６を回転させてスパッタリングを行うことにより、基板２６上に高屈折率の透明膜１１を成膜し、次いで、スパッタ領域Ｓ_１、Ｓ_２全体に、ガス導入手段３５によりＨ_２ガスの導入、Ｈ_２Ｏガス（水蒸気）の導入、のいずれか一方、あるいは双方を行い、この変更された雰囲気下にて基板２６を回転させてスパッタリングを行うことによっても、第１の実施形態の酸化亜鉛系の反射防止膜１を成膜することができる。

本実施形態のスパッタ装置５１を用いても第１の実施形態のスパッタ装置２１と同様の効果を奏することができる。
しかも、成膜室５２内に、この成膜室５２の中心軸を中心として回転し複数の基板２６を着脱可能に支持する基板ホルダ５３を有する回転体５４を設け、さらに、成膜室５２の内側面に、酸化亜鉛系材料のターゲット２７を保持する複数のカソード３２を設けたので、基板２６を回転体５４に取り付け、この回転体５４をその軸を中心として回転させることにより、異なる雰囲気下にて多層構造の膜を成膜することができる。したがって、多層膜を繰り返し成膜する場合に好適である。

本発明の第１の実施形態の反射防止膜を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の反射防止膜の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態のスパッタ装置を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態のスパッタ装置の成膜室の主要部を示す断面図である。 無加熱成膜におけるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の効果を示すグラフである。 反射防止膜の反射率のシミュレーション結果を示すグラフである。 基板温度を２５０℃とした加熱成膜におけるＨ_２Ｏガス（水蒸気）の効果を示すグラフである。 基板温度を２５０℃とした加熱成膜においてＨ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合の効果を示すグラフである。 基板温度を２５０℃とした加熱成膜においてＨ_２ガスとＯ_２ガスを同時に導入した場合の効果を示すグラフである。 無加熱成膜におけるＨ_２ガスの効果を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態のインターバック式のマグネトロンスパッタ装置の成膜室の主要部を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態のカルーセル式のスパッタ装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 反射防止膜
２ 透明基板
２ａ 表面
３ 透明導電膜
１１ 高屈折率の透明膜
１２ 低屈折率の透明膜
２１ スパッタ装置
２２ 仕込み／取り出し室
２３ 成膜室
２４ 粗引き排気手段
２５ 基板トレイ
２６ 基板
２７ ターゲット
３１ ヒーター
３２ カソード
３３ 高真空排気手段
３４ 電源
３５ ガス導入手段
３５ａ スパッタガス導入手段
３５ｂ 水素ガス導入手段
３５ｃ 酸素ガス導入手段
３５ｄ 水蒸気導入手段
４１ マグネトロンスパッタ装置
４２ スパッタカソード機構
４３ 背面プレート
４４ 磁気回路
４４ａ、４４ｂ 磁気回路ユニット
４５ ブラケット
４６ 第１磁石
４７ 第２磁石
４８ ヨーク
４９ 磁力線
５０ 垂直磁界が０となる位置
５１ スパッタ装置
５２ 成膜室
５３ 基板ホルダ
５４ 回転体
５５ 仕切板
Ｓ_１、Ｓ_２ スパッタ領域

Claims (12)

1. 第１の酸化亜鉛系薄膜上に第２の酸化亜鉛系薄膜を積層してなる反射防止膜の成膜方法であって、
   酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含む第１の反応性ガス中にて第１の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第１の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第１の成膜工程と、
   前記第１の酸化亜鉛系薄膜上に、酸素ガス、水素ガス、水蒸気の群から選択される２種または３種を含みかつ前記第１の反応性ガスと異なる組成の第２の反応性ガス中にて第２の酸化亜鉛系ターゲットを用いたスパッタリングにより、第２の酸化亜鉛系薄膜を成膜する第２の成膜工程と、
   を有することを特徴とする反射防止膜の成膜方法。
2. 前記第２の反応性ガスは、前記第１の反応性ガスと水素ガスの含有率が異なることを特徴とする請求項１記載の反射防止膜の成膜方法。
3. 前記第２の反応性ガスは、前記第１の反応性ガスと酸素ガスの含有率が異なることを特徴とする請求項１記載の反射防止膜の成膜方法。
4. 前記第２の酸化亜鉛系ターゲットは、前記第１の酸化亜鉛系ターゲットと同一であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の反射防止膜の成膜方法。
5. 前記第２の成膜工程は、前記第１の成膜工程と同一の真空槽内にて、前記第１の反応性ガスを前記第２の反応性ガスに置換して行うことを特徴とする請求項１記載の反射防止膜の成膜方法。
6. 前記第１の酸化亜鉛系ターゲット及び前記第２の酸化亜鉛系ターゲットは、アルミニウム添加酸化亜鉛ターゲットまたはガリウム添加酸化亜鉛ターゲットであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の反射防止膜の成膜方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の反射防止膜の成膜方法により得られた反射防止膜であって、
   第１の酸化亜鉛系薄膜と、この第１の酸化亜鉛系薄膜上に積層され該第１の酸化亜鉛系薄膜と屈折率が異なる第２の酸化亜鉛系薄膜とを備えてなることを特徴とする反射防止膜。
8. 前記第１の酸化亜鉛系薄膜及び前記第２の酸化亜鉛系薄膜のうち少なくとも一方は、比抵抗が１．０×１０^３μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の反射防止膜。
9. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の反射防止膜の成膜方法に用いられる成膜装置であって、
   真空容器と、この真空容器内にターゲットを保持するターゲット保持手段と、前記ターゲットにスパッタ電圧を印加する電源とを備え、
   前記真空容器は、水素ガス導入手段、酸素ガス導入手段、水蒸気導入手段のうち２つ以上を備えていることを特徴とする成膜装置。
10. 前記電源は、直流電源と高周波電源とを併用したことを特徴とする請求項９記載の成膜装置。
11. 前記ターゲット保持手段に、前記ターゲットの表面に強度の最大値が６００ガウス以上の水平磁界を発生させる磁界発生手段を設けたことを特徴とする請求項９または１０記載の成膜装置。
12. 前記真空容器内に、軸を中心として回転するとともに、その外周面に複数の基材を着脱可能に支持する回転体を設け、
    前記真空容器内に、複数の前記ターゲット保持手段を前記複数の基材のうち１つ以上の基材各々に対向するように設け、
    前記回転体をその軸を中心として回転させ、前記ターゲット保持手段に保持されるターゲットをスパッタリングすることにより、前記基材上に組成の異なる複数種の膜を成膜することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項記載の成膜装置。

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