JP2012246516A - Method for manufacturing film formed body by vapor deposition - Google Patents

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Tomoko Miyaura
智子 宮浦
Kenichi Miyata
謙一 宮田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a film formed body by vapor deposition, by which an accuracy of a film thickness of a vapor deposition film is improved.SOLUTION: A vapor deposition apparatus and a member to be subjected to vapor deposition are prepared. The vapor deposition apparatus includes a vacuum chamber and a vapor deposition source. The vapor deposition source is installed within the vacuum chamber and evaporates a deposition material. After the vapor deposition apparatus and the member to be subjected to vapor deposition have been prepared, the member to be subjected to vapor deposition is housed within the vacuum chamber. After the member to be subjected to vapor deposition has been housed within the vacuum chamber, evacuation from an inside of the vacuum chamber is started and the inside of the vacuum chamber is made into a reduced pressure state. After the inside of the vacuum chamber has been made into the reduced pressure state, evaporation of the deposition material from the vapor deposition source is started and a vapor deposition film composed of the deposition material is formed on the member to be subjected to vapor deposition. After the evaporation of the deposition material from the vapor deposition source has been started, evaporation of the deposition material from the vapor deposition source is terminated. At the same time, the evacuation from the inside of the vacuum chamber is terminated and gas is introduced into the inside of the vacuum chamber to release the reduced pressure state.

Description

本発明は、蒸着膜形成体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a deposited film forming body.

蒸着法により蒸着材料が基板等の被蒸着物に蒸着される場合は、真空槽内に設置されたホルダーに被蒸着物が保持され、真空槽内が減圧され、真空槽内に設置された蒸着源から蒸着材料が蒸発させられる。蒸発した蒸着材料は被蒸着物に付着し、蒸着材料からなる蒸着膜が被蒸着物に形成される。蒸着膜が形成された後に、真空槽は大気開放され、蒸着膜が形成された被蒸着物が真空槽内から回収される。蒸着膜の膜厚を均一にするため、ホルダーは回転させられる。   When the deposition material is deposited on the deposition object such as a substrate by the deposition method, the deposition object is held in a holder installed in the vacuum chamber, the vacuum chamber is depressurized, and the deposition is installed in the vacuum chamber. The vapor deposition material is evaporated from the source. The evaporated deposition material adheres to the deposition target, and a deposition film made of the deposition material is formed on the deposition target. After the deposited film is formed, the vacuum chamber is opened to the atmosphere, and the deposition object on which the deposited film is formed is recovered from the vacuum chamber. In order to make the thickness of the deposited film uniform, the holder is rotated.

一般的には、蒸着膜が形成された後に、真空槽内は、少なくとも10分の間、減圧状態に維持される。これは、蒸着源の劣化を防止し、真空槽内に浮遊する蒸着材料を真空槽内から排出するためである。   Generally, after the deposited film is formed, the vacuum chamber is maintained in a reduced pressure state for at least 10 minutes. This is to prevent deterioration of the vapor deposition source and discharge the vapor deposition material floating in the vacuum chamber from the vacuum chamber.

また、一般的には、真空槽が大気開放される場合は、ホルダーの回転は停止される。これは、機器の劣化を防止し、作業の安全性を向上するためである。   In general, when the vacuum chamber is opened to the atmosphere, the rotation of the holder is stopped. This is to prevent deterioration of the equipment and improve work safety.

さらに、一般的には、大気開放は、その名のとおり、真空槽内に大気を導入することにより行われる。   Furthermore, generally, as the name suggests, the atmosphere is released by introducing the atmosphere into the vacuum chamber.

例えば、特許文献1には、金膜が形成された後にホルダーの回転が停止され、金膜が形成され温度が低下した後に真空槽が大気開放されることが記載されている(段落0024、図2及び図3)。   For example, Patent Document 1 describes that the rotation of the holder is stopped after the gold film is formed, and the vacuum chamber is opened to the atmosphere after the gold film is formed and the temperature is lowered (paragraph 0024, FIG. 2 and FIG. 3).

特開2011−74442号公報JP 2011-74442 A

一般的な蒸着法により膜厚が数10nmの蒸着膜が形成される場合は、膜厚のばらつきが数nmを超える場合がある。例えば、一般的な蒸着法においては実際の膜厚が目標の膜厚から±5%程度ずれることがあり、目標の膜厚が40〜50nmである場合には実際の膜厚が目標の膜厚から±2〜5nm程度ずれることがある。しかし、数nmを超える膜厚のばらつきが望ましくない用途も存在する。例えば、表面プラズモン共鳴法(SPR)又は表面プラズモン励起蛍光分光法(SPFS)による計測に用いられる検査チップに設けられたプリズムの反射面に密着する金属膜においては、数nmの膜厚のばらつきが計測の精度に影響を与える。   When a vapor deposition film having a film thickness of several tens of nm is formed by a general vapor deposition method, the variation in film thickness may exceed several nm. For example, in a general vapor deposition method, the actual film thickness may deviate by about ± 5% from the target film thickness. When the target film thickness is 40 to 50 nm, the actual film thickness is the target film thickness. May deviate by about ± 2 to 5 nm. However, there are applications where variations in film thickness exceeding several nm are undesirable. For example, in a metal film that is in close contact with a reflecting surface of a prism provided in an inspection chip used for measurement by surface plasmon resonance (SPR) or surface plasmon excitation fluorescence spectroscopy (SPFS), the film thickness varies by several nm. Affects measurement accuracy.

本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明の目的は、蒸着膜の膜厚の精度が向上する蒸着膜形成体の製造方法を提供することである。   The present invention is made to solve this problem. The objective of this invention is providing the manufacturing method of the vapor deposition film forming body which the precision of the film thickness of a vapor deposition film improves.

本発明の第1から第5までの局面は、蒸着膜形成体の製造方法に向けられる。   The first to fifth aspects of the present invention are directed to a method for producing a deposited film forming body.

本発明の第1の局面においては、蒸着装置及び被蒸着物が準備される。蒸着装置は、真空槽及び蒸着源を備える。蒸着源は、真空槽内に設置され、蒸着材料を蒸発させる。   In the first aspect of the present invention, a vapor deposition apparatus and a deposition target are prepared. The vapor deposition apparatus includes a vacuum chamber and a vapor deposition source. A vapor deposition source is installed in a vacuum chamber and evaporates vapor deposition material.

蒸着装置及び被蒸着物が準備された後に、真空槽内に被蒸着物が収容される。   After the deposition apparatus and the deposition object are prepared, the deposition object is accommodated in the vacuum chamber.

真空槽内に被蒸着物が収容された後に、真空槽内からの排気が開始され、真空槽内が減圧状態にされる。   After the deposition object is accommodated in the vacuum chamber, evacuation from the vacuum chamber is started, and the vacuum chamber is decompressed.

真空槽内が減圧状態にされた後に、蒸着源からの蒸着材料の蒸発が開始させられ、蒸着材料からなる蒸着膜が被蒸着物に形成される。   After the vacuum chamber is depressurized, evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source is started, and a vapor deposition film made of the vapor deposition material is formed on the deposition target.

蒸着源からの蒸着材料の蒸発が開始させられた後に、蒸着源からの蒸着材料の蒸発が終了させられる。同時に、真空槽内からの排気が終了させられ、真空槽内へ気体が導入され、減圧状態が解消される。   After evaporation of the deposition material from the deposition source is started, evaporation of the deposition material from the deposition source is terminated. At the same time, exhaust from the vacuum chamber is terminated, gas is introduced into the vacuum chamber, and the reduced pressure state is eliminated.

本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面にさらなる事項を付加する。本発明の第2の局面においては、蒸着装置はホルダーをさらに備える。ホルダーは、真空槽内に設置され、被蒸着物を保持する。蒸着源からの蒸着材料の蒸発が開始させられる前にホルダーの回転が開始させられる。真空槽内へ気体が導入され、減圧状態が解消された後にホルダーの回転が終了させられる。   The second aspect of the present invention adds further matters to the first aspect of the present invention. In the second aspect of the present invention, the vapor deposition apparatus further includes a holder. The holder is installed in the vacuum chamber and holds the deposition target. The rotation of the holder is started before the evaporation of the evaporation material from the evaporation source is started. After the gas is introduced into the vacuum chamber and the reduced pressure state is eliminated, the rotation of the holder is terminated.

本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面にさらなる事項を付加する。本発明の第3の局面においては、ホルダーが50回転/分以上250回転/分以下の回転数で回転させられる。   The third aspect of the present invention adds further matters to the second aspect of the present invention. In the third aspect of the present invention, the holder is rotated at a rotation speed of 50 rotations / minute or more and 250 rotations / minute or less.

本発明の第4の局面は、本発明の第1から第3までのいずれかの局面にさらなる事項を付加する。本発明の第4の局面においては、気体は純度が99.9%以上の窒素ガス又はアルゴンガスである。   The fourth aspect of the present invention adds a further matter to any one of the first to third aspects of the present invention. In the fourth aspect of the present invention, the gas is nitrogen gas or argon gas having a purity of 99.9% or more.

望ましくは、蒸着材料は金である。   Preferably, the vapor deposition material is gold.

本発明の第1の局面によれば、蒸着材料の蒸発が終了するのと同時に、蒸着材料の平均自由工程が急激に短くなり、真空槽内に浮遊する蒸着材料が被蒸着物に到達しなくなる。これにより、蒸着材料の蒸発が停止した後における蒸着膜の膜厚の増加が抑制され、蒸着膜の膜厚の精度が向上する。   According to the first aspect of the present invention, at the same time as the evaporation of the vapor deposition material is completed, the mean free path of the vapor deposition material is abruptly shortened, and the vapor deposition material floating in the vacuum chamber does not reach the deposition object. . Thereby, the increase in the film thickness of the vapor deposition film after the evaporation of the vapor deposition material is suppressed, and the accuracy of the film thickness of the vapor deposition film is improved.

本発明の第2の局面によれば、蒸着膜形成体への気体の接触のタイミングが均一になり、蒸着膜の膜厚がさらに均一になり、蒸着膜の膜厚の精度がさらに向上する。   According to the second aspect of the present invention, the timing of gas contact with the vapor deposition film forming body becomes uniform, the film thickness of the vapor deposition film becomes more uniform, and the accuracy of the film thickness of the vapor deposition film is further improved.

本発明の第3の局面によれば、蒸着膜の膜厚がさらに均一になり、蒸着膜の膜厚の精度がさらに向上する。   According to the third aspect of the present invention, the film thickness of the vapor deposition film becomes more uniform, and the accuracy of the film thickness of the vapor deposition film is further improved.

本発明の第4の局面によれば、蒸着膜が劣化しにくくなる。また、蒸着膜が不安定になりにくくなる。さらに、蒸着膜の膜厚が大気の状態の影響を受けにくくなり、蒸着膜の膜厚の精度がさらに向上する。   According to the fourth aspect of the present invention, the deposited film is unlikely to deteriorate. In addition, the deposited film is less likely to become unstable. Furthermore, the film thickness of the deposited film is less affected by atmospheric conditions, and the film thickness accuracy of the deposited film is further improved.

これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。   These and other objects, features, aspects and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings.

着想の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of an idea. 着想の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of an idea. 蒸着装置の望ましい実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows desirable embodiment of a vapor deposition apparatus. 蒸着の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of vapor deposition. 検査チップの断面図である。It is sectional drawing of a test | inspection chip. 検査チップの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a test | inspection chip. 流路の近傍を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vicinity of a flow path. 流路の近傍を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vicinity of a flow path. 金膜の膜厚と電場増強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of a gold film, and an electric field enhancement intensity.

(着想の概略)
図1及び図2の模式図は、着想の概略を示す。
(Outline of the idea)
1 and 2 schematically show the idea.

蒸着法により蒸着膜が形成される場合は、図1に示すように、真空槽100内から気体が排気され、真空槽100内が減圧状態にされる。これにより、真空槽100内の気体分子190が減少し、蒸着材料192の平均自由工程が長くなる。この状態において、蒸着源102からの蒸着材料192の蒸発が開始させられる。蒸着源102から被蒸着物194へ蒸着材料192が飛散し、被蒸着物194に蒸着材料192が付着し、蒸着材料192からなる蒸着膜196が被蒸着物194に形成される。   When a vapor deposition film is formed by the vapor deposition method, as shown in FIG. 1, the gas is exhausted from the vacuum chamber 100, and the vacuum chamber 100 is decompressed. Thereby, the gas molecule 190 in the vacuum chamber 100 decreases, and the mean free path of the vapor deposition material 192 becomes longer. In this state, evaporation of the vapor deposition material 192 from the vapor deposition source 102 is started. The deposition material 192 scatters from the deposition source 102 to the deposition target 194, the deposition material 192 adheres to the deposition target 194, and a deposition film 196 made of the deposition material 192 is formed on the deposition target 194.

図2に示すように、蒸着膜196の膜厚が目標に達し目的とする蒸着膜形成体198が得られた場合は、蒸着源102からの蒸着材料192の蒸発が終了させられる。同時に、真空槽100内からの排気が終了させられ、真空槽100内へ気体が導入され、減圧状態が解消される。これにより、真空槽100内の気体分子190が増加し、蒸着材料192の平均自由工程が急激に短くなる。蒸着材料192の平均自由工程が短くなった場合は、真空槽100内に浮遊する蒸着材料192が被蒸着物194に到達しない。このことは、蒸着源102からの蒸着材料192の蒸発が終了させられた後における蒸着膜196の膜厚の増加を抑制し、蒸着膜196の膜厚の精度を向上することに寄与する。   As shown in FIG. 2, when the film thickness of the vapor deposition film 196 reaches the target and the target vapor deposition film forming body 198 is obtained, the evaporation of the vapor deposition material 192 from the vapor deposition source 102 is terminated. At the same time, exhaust from the vacuum chamber 100 is terminated, gas is introduced into the vacuum chamber 100, and the reduced pressure state is eliminated. Thereby, the gas molecules 190 in the vacuum chamber 100 increase, and the mean free path of the vapor deposition material 192 is abruptly shortened. When the mean free path of the vapor deposition material 192 is shortened, the vapor deposition material 192 floating in the vacuum chamber 100 does not reach the deposition target 194. This contributes to suppressing the increase in the thickness of the vapor deposition film 196 after the evaporation of the vapor deposition material 192 from the vapor deposition source 102 is finished, and improving the accuracy of the film thickness of the vapor deposition film 196.

「蒸着法」は、蒸着材料を蒸発させ、蒸着源から被蒸着物まで空間中を経由して蒸発材料を進行させ、蒸着材料を被蒸着物に付着させる膜の形成法をいう。蒸着材料を蒸発させる方法は制限されない。「蒸着法」は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着等の他、スパッタリングも含む。「気体分子」は、単原子分子及び多原子分子のいずれでもよい。   The “evaporation method” refers to a film formation method in which a vapor deposition material is evaporated, the evaporation material is advanced from a vapor deposition source to a deposition target through a space, and the deposition material is attached to the deposition target. The method for evaporating the vapor deposition material is not limited. The “deposition method” includes sputtering as well as resistance heating evaporation and electron beam evaporation. The “gas molecule” may be either a monoatomic molecule or a polyatomic molecule.

(蒸着装置)
図3の模式図は、蒸着装置の望ましい実施形態を示す。
(Vapor deposition equipment)
The schematic diagram of FIG. 3 shows a preferred embodiment of the vapor deposition apparatus.

図3に示すように、蒸着装置1000は、真空槽1002、蒸着源1004、基板ホルダー1006、基板ホルダー回転機構1008、シャッター1010、シャッター開閉機構1012、メインバルブ1014、排気ポンプ1016、大気圧開放バルブ1018、気体供給源1020、水晶振動子膜厚計1022、コントローラー1024、排気経路1036及び吸気経路1038を備える。水晶振動子膜厚計1022は、センサー1030及び本体1032を備える。蒸着装置1000は、膜厚が100nm以下の金膜の形成に好適に用いられる。ただし、膜厚が100nmより厚い膜の形成に蒸着装置1000が用いられてもよく、金膜以外の蒸着膜の形成に蒸着装置1000が用いられてもよい。   As shown in FIG. 3, the vapor deposition apparatus 1000 includes a vacuum chamber 1002, a vapor deposition source 1004, a substrate holder 1006, a substrate holder rotating mechanism 1008, a shutter 1010, a shutter opening / closing mechanism 1012, a main valve 1014, an exhaust pump 1016, and an atmospheric pressure opening valve. 1018, a gas supply source 1020, a crystal oscillator thickness meter 1022, a controller 1024, an exhaust path 1036, and an intake path 1038. The quartz oscillator thickness meter 1022 includes a sensor 1030 and a main body 1032. The vapor deposition apparatus 1000 is suitably used for forming a gold film having a film thickness of 100 nm or less. However, the vapor deposition apparatus 1000 may be used to form a film having a thickness greater than 100 nm, or the vapor deposition apparatus 1000 may be used to form a vapor deposition film other than a gold film.

蒸着源1004の形式は、制限されない。蒸着源1004は、例えば、プラズマ支援型スパッタガン、電子銃、RF(高周波)マグネトロンカソード、抵抗加熱蒸発源等である。蒸着源1004は、真空槽1002内に設置される。蒸着源1004が機能している間は、蒸着材料が蒸着源1004から蒸発する。   The form of the vapor deposition source 1004 is not limited. The vapor deposition source 1004 is, for example, a plasma assisted sputtering gun, an electron gun, an RF (high frequency) magnetron cathode, a resistance heating evaporation source, or the like. The vapor deposition source 1004 is installed in the vacuum chamber 1002. While the vapor deposition source 1004 is functioning, the vapor deposition material evaporates from the vapor deposition source 1004.

基板ホルダー1006は、真空槽1002内に設置される。基板ホルダー1006は、基板1900を保持する。   The substrate holder 1006 is installed in the vacuum chamber 1002. The substrate holder 1006 holds the substrate 1900.

基板1900は、金膜が形成される被蒸着物である。被蒸着物が「基板」とは呼びがたい形状を有してもよい。例えば、被蒸着物が棒、管、ブロック、フィルム等であってもよい。   The substrate 1900 is a deposition object on which a gold film is formed. The deposition object may have a shape that is difficult to call a “substrate”. For example, the deposition object may be a rod, a tube, a block, a film, or the like.

基板ホルダー回転機構1008は、回転軸1034の周りに基板ホルダー1006を回転させる。回転軸1034は、蒸着源1004から基板ホルダー1006へ向かう方向に延在する。   The substrate holder rotation mechanism 1008 rotates the substrate holder 1006 around the rotation axis 1034. The rotating shaft 1034 extends in a direction from the vapor deposition source 1004 toward the substrate holder 1006.

シャッター1010は、蒸着材料の飛散を阻害する。   The shutter 1010 inhibits the evaporation material from scattering.

シャッター開閉機構1012は、シャッター1010を開閉する。シャッター1010が開かれる場合は、蒸着源1004と基板ホルダー1006との間からシャッター1010が退避させられる。シャッター1010が閉じられる場合は、蒸着源1004と基板ホルダー1006との間へシャッター1010が挿入される。   The shutter opening / closing mechanism 1012 opens and closes the shutter 1010. When the shutter 1010 is opened, the shutter 1010 is retracted from between the vapor deposition source 1004 and the substrate holder 1006. When the shutter 1010 is closed, the shutter 1010 is inserted between the vapor deposition source 1004 and the substrate holder 1006.

メインバルブ1014は、真空槽1002内からの排気経路1036を開閉する。メインバルブ1014が閉じられた場合は、真空槽1002内から気体が排気されない。メインバルブ1014が開かれた場合は、真空槽1002内から気体が排気される。大気圧開放バルブ1018が閉じられた状態においてメインバルブ1014が開かれた場合は、真空槽内1002内が減圧状態にされる。減圧状態は、望ましくは大気圧の0.001倍以下であり、さらに望ましくは大気圧の0.0001倍以下である。   The main valve 1014 opens and closes an exhaust path 1036 from the vacuum chamber 1002. When the main valve 1014 is closed, gas is not exhausted from the vacuum chamber 1002. When the main valve 1014 is opened, gas is exhausted from the vacuum chamber 1002. When the main valve 1014 is opened while the atmospheric pressure release valve 1018 is closed, the inside of the vacuum chamber 1002 is decompressed. The reduced pressure state is desirably 0.001 times or less of atmospheric pressure, and more desirably 0.0001 times or less of atmospheric pressure.

排気ポンプ1016は、排気経路1036に接続され、真空槽1002内からメインバルブ1014を経由して気体を排気する。排気ポンプ1016は、ロータリーポンプと拡散ポンプとの組み合わせ、ターボ分子ポンプ等である。   The exhaust pump 1016 is connected to the exhaust path 1036 and exhausts gas from the vacuum chamber 1002 via the main valve 1014. The exhaust pump 1016 is a combination of a rotary pump and a diffusion pump, a turbo molecular pump, or the like.

大気圧開放バルブ1018は、真空槽1002内への吸気経路1038を開閉する。大気圧開放バルブ1018が閉じられた場合は、真空槽1002内へ気体が供給されない。大気圧開放バルブ1018が開かれた場合は、真空槽1002内へ気体が供給される。メインバルブ1014が閉じられた状態において大気圧開放バルブ1018が開かれた場合は、真空槽1002内の減圧状態が解消される。   The atmospheric pressure release valve 1018 opens and closes the intake path 1038 into the vacuum chamber 1002. When the atmospheric pressure release valve 1018 is closed, no gas is supplied into the vacuum chamber 1002. When the atmospheric pressure release valve 1018 is opened, gas is supplied into the vacuum chamber 1002. When the atmospheric pressure release valve 1018 is opened while the main valve 1014 is closed, the reduced pressure state in the vacuum chamber 1002 is eliminated.

気体供給源1020は、吸気経路1038に接続され、大気圧開放バルブ1018を経由して真空槽1002内へ気体を供給する。気体供給源1020は、ボンベ、工場配管等である。   The gas supply source 1020 is connected to the intake path 1038 and supplies gas into the vacuum chamber 1002 via the atmospheric pressure release valve 1018. The gas supply source 1020 is a cylinder, factory piping, or the like.

センサー1030は、水晶振動子を含む。センサー1030は、基板1900の近くに配置される。本体1032は、真空槽1002外に設置される。本体1032は、水晶振動子に付着した蒸着膜による水晶振動子の共振周波数の低下から蒸着膜の膜厚を求める。   The sensor 1030 includes a crystal resonator. The sensor 1030 is disposed near the substrate 1900. The main body 1032 is installed outside the vacuum chamber 1002. The main body 1032 obtains the thickness of the vapor deposition film from the decrease in the resonance frequency of the crystal resonator due to the vapor deposition film attached to the crystal resonator.

コントローラー1024は、蒸着源1004、基板ホルダー回転機構1008、シャッター開閉機構1012、メインバルブ1014及び大気圧開放バルブ1018を制御し、水晶振動子膜厚計1022から膜厚の測定結果を取得する。コントローラー1024は、プログラムがインストールされたコンピューターである。コントローラー1024の機能の全部又は一部がプログラムを伴わないハードウエアに担われてもよい。ハードウエアは、例えば、オペアンプ、コンパレーター等を含む電子回路である。   The controller 1024 controls the vapor deposition source 1004, the substrate holder rotation mechanism 1008, the shutter opening / closing mechanism 1012, the main valve 1014, and the atmospheric pressure release valve 1018, and acquires the film thickness measurement result from the quartz oscillator film thickness meter 1022. The controller 1024 is a computer in which a program is installed. All or part of the functions of the controller 1024 may be carried by hardware without a program. The hardware is, for example, an electronic circuit including an operational amplifier and a comparator.

(蒸着の手順)
図4のフローチャートは、蒸着装置を用いた蒸着の手順を示す。
(Deposition procedure)
The flowchart of FIG. 4 shows the procedure of vapor deposition using a vapor deposition apparatus.

蒸着においては、蒸着装置1000が準備され(ステップS101)、基板1900が準備される(ステップS102)。   In vapor deposition, a vapor deposition apparatus 1000 is prepared (step S101), and a substrate 1900 is prepared (step S102).

蒸着装置1000及び基板1900が準備された後に、基板ホルダー1006に基板1900が保持させられる(ステップS103)。これにより、真空槽1002内に基板1900が収容される。   After the vapor deposition apparatus 1000 and the substrate 1900 are prepared, the substrate 1900 is held by the substrate holder 1006 (step S103). Thereby, the substrate 1900 is accommodated in the vacuum chamber 1002.

真空槽1002内に基板1900が収容された後に、メインバルブ1014が開かれる(ステップS104)。これにより、真空槽1002内からの排気が開始され、真空槽1002内が減圧状態にされる。このとき、大気圧開放バルブ1018は、閉じられたままである。   After the substrate 1900 is accommodated in the vacuum chamber 1002, the main valve 1014 is opened (step S104). Thereby, the exhaust from the inside of the vacuum chamber 1002 is started, and the inside of the vacuum chamber 1002 is brought into a reduced pressure state. At this time, the atmospheric pressure release valve 1018 remains closed.

真空槽1002内が減圧状態にされた後に、基板ホルダー回転機構1008が基板ホルダー1006の回転を開始する(ステップS105)。   After the vacuum chamber 1002 is depressurized, the substrate holder rotating mechanism 1008 starts to rotate the substrate holder 1006 (step S105).

真空槽1002内が減圧状態にされ基板ホルダー1006の回転が開始させられた後に、シャッター開閉機構1012がシャッター1010を開き、蒸着源1004が機能させられ、蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が開始させられる(ステップS106)。これにより、基板1900に蒸着膜が形成される。   After the vacuum chamber 1002 is depressurized and the rotation of the substrate holder 1006 is started, the shutter opening / closing mechanism 1012 opens the shutter 1010, the deposition source 1004 is functioned, and evaporation of the deposition material from the deposition source 1004 starts. (Step S106). Thereby, a vapor deposition film is formed on the substrate 1900.

蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が開始させられた後においては、水晶振動子膜厚計1022により蒸着膜の膜厚が監視される。蒸着膜の膜厚が目標に到達しない場合は、蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が継続される(ステップS107において"NO")。蒸着膜の膜厚が目標に到達した場合は(ステップS107において"YES")、シャッター開閉機構1012がシャッター1010を閉じ、蒸着源1004の機能が停止され、蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が終了させられる(ステップS108)。   After evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source 1004 is started, the thickness of the vapor deposition film is monitored by the crystal oscillator film thickness meter 1022. When the film thickness of the vapor deposition film does not reach the target, evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source 1004 is continued ("NO" in step S107). When the film thickness of the vapor deposition film reaches the target (“YES” in step S107), the shutter opening / closing mechanism 1012 closes the shutter 1010, the function of the vapor deposition source 1004 is stopped, and vapor deposition material from the vapor deposition source 1004 is evaporated. The process is terminated (step S108).

蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が終了させられるのと同時に、メインバルブ1014が閉じられる(ステップS109)。これにより、真空槽1002内からの排気が終了する。   At the same time as the evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source 1004 is terminated, the main valve 1014 is closed (step S109). Thereby, exhaust from the vacuum chamber 1002 is completed.

また、蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が終了させられるのと同時に、大気圧開放バルブ1018が開かれる(ステップS110)。これにより、真空槽1002内へ気体が導入され、真空槽1002内の減圧状態が解消され、真空槽1002が大気圧開放される。   At the same time as the evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source 1004 is terminated, the atmospheric pressure release valve 1018 is opened (step S110). As a result, gas is introduced into the vacuum chamber 1002, the reduced pressure state in the vacuum chamber 1002 is eliminated, and the vacuum chamber 1002 is opened to atmospheric pressure.

真空槽1002内へ気体が導入された場合は、真空槽1002内が大気圧に戻る。ただし、真空槽1002内に気体が導入された後の真空槽1002内の圧力が大気圧とは若干異なる圧力、例えば、大気圧の0.8倍以上1.2倍以下にされてもよい。   When gas is introduced into the vacuum chamber 1002, the inside of the vacuum chamber 1002 returns to atmospheric pressure. However, the pressure in the vacuum chamber 1002 after the gas is introduced into the vacuum chamber 1002 may be slightly different from the atmospheric pressure, for example, 0.8 times to 1.2 times the atmospheric pressure.

蒸着源1004は十分に水冷されているので、蒸着源1004からの蒸着材料の蒸発が終了するのと同時に真空槽1002が大気圧開放されても問題はない。また、蒸着材料が金である場合は、大気圧開放により真空槽1002内に浮遊する蒸着材料(金)が大気中に拡散しても環境に影響はない。   Since the evaporation source 1004 is sufficiently water-cooled, there is no problem even if the vacuum chamber 1002 is opened to the atmospheric pressure at the same time as the evaporation of the evaporation material from the evaporation source 1004 is completed. Further, in the case where the vapor deposition material is gold, there is no influence on the environment even if the vapor deposition material (gold) floating in the vacuum chamber 1002 due to the release of atmospheric pressure diffuses into the atmosphere.

真空槽1002内へ供給される気体は、望ましくは、純度が99.9%以上の窒素ガス又はアルゴンガスである。これにより、真空槽1002内の圧力が急激に変化しても蒸着膜が劣化しにくい。また、真空槽1002内の圧力が急激に変化しても蒸着膜が不安定になりにくい。さらに、蒸着膜の膜厚が大気の状態を受けにくくなり、蒸着膜の膜厚の精度が向上する。希少であるという問題があるが、気体がヘリウムガスであってもよい。組成が一定でないため管理が難しいという問題があるが、気体が十分に乾燥した空気であってもよい。   The gas supplied into the vacuum chamber 1002 is desirably nitrogen gas or argon gas having a purity of 99.9% or more. Thereby, even if the pressure in the vacuum chamber 1002 changes rapidly, a vapor deposition film does not deteriorate easily. Further, even if the pressure in the vacuum chamber 1002 changes suddenly, the deposited film is unlikely to become unstable. Furthermore, the film thickness of the deposited film is less susceptible to atmospheric conditions, and the film thickness accuracy of the deposited film is improved. There is a problem that it is rare, but the gas may be helium gas. Although there is a problem that management is difficult because the composition is not constant, the gas may be sufficiently dry air.

真空槽1002内へ気体が導入され真空槽1002内が大気圧に戻った後に、基板ホルダー回転機構1008が基板ホルダー1006の回転を終了する(ステップS111)。これにより、真空槽1002内へ気体が導入されるときに基板ホルダー1006が回転していることになり、蒸着膜が形成された基板1900への気体の接触のタイミングが均一になり、蒸着膜の膜厚の精度がさらに向上する。逆に、真空槽1002内へ気体が導入されるときに基板ホルダー1006が回転していない場合は、蒸着膜が形成された基板1900への気体の接触のタイミングが不均一になり、蒸着膜の膜厚が不均一になる。これは、蒸着膜が形成された基板1900に気体が接触した場合は蒸着膜の膜厚が増加することに起因する。ただし、真空槽1002内へ気体が導入されるときに基板ホルダー1006が回転していない場合であっても、上記の着想の意義が完全に失われるわけではない。   After the gas is introduced into the vacuum chamber 1002 and the inside of the vacuum chamber 1002 returns to atmospheric pressure, the substrate holder rotating mechanism 1008 ends the rotation of the substrate holder 1006 (step S111). As a result, the substrate holder 1006 is rotated when the gas is introduced into the vacuum chamber 1002, and the timing of the gas contact with the substrate 1900 on which the vapor deposition film is formed becomes uniform. The film thickness accuracy is further improved. On the contrary, when the substrate holder 1006 is not rotated when the gas is introduced into the vacuum chamber 1002, the timing of the gas contact with the substrate 1900 on which the vapor deposition film is formed becomes uneven, and the vapor deposition film The film thickness becomes non-uniform. This is because when the gas contacts the substrate 1900 on which the vapor deposition film is formed, the film thickness of the vapor deposition film increases. However, even when the substrate holder 1006 is not rotated when the gas is introduced into the vacuum chamber 1002, the above-described idea is not completely lost.

基板ホルダー1006の回転数は、望ましくは、50回転/分以上250回転/分以下である。基板ホルダー1006の回転数がこの範囲であれば、蒸着膜の膜厚が均一になり、蒸着膜の膜厚の精度がさらに向上するからである。基板ホルダー1006の回転数がこの範囲より遅い場合は、蒸着膜が形成された基板1900への気体の接触のタイミングを均一にする効果が現れにくくなり、蒸着膜の膜厚が不均一になりやすいからである。基板ホルダー1006の回転数がこの範囲より速い場合は、基板ホルダー1006の回転が対流を発生させ、蒸着膜の膜厚のばらつきが大きくなりやすいからである。また、基板ホルダー回転機構1008は、多くの場合において、真空槽1002内が減圧状態であるときに運転されることを前提に設計されるので、基板ホルダー1006の回転数がこの範囲より速い場合は、基板ホルダー回転機構1008が劣化しやすい。   The number of rotations of the substrate holder 1006 is desirably 50 rotations / minute or more and 250 rotations / minute or less. This is because if the rotation number of the substrate holder 1006 is within this range, the film thickness of the vapor deposition film becomes uniform, and the accuracy of the film thickness of the vapor deposition film is further improved. When the rotation speed of the substrate holder 1006 is slower than this range, the effect of making the gas contact timing uniform to the substrate 1900 on which the vapor deposition film is formed is less likely to appear, and the film thickness of the vapor deposition film tends to be non-uniform. Because. This is because when the rotation number of the substrate holder 1006 is faster than this range, the rotation of the substrate holder 1006 generates convection, and the film thickness variation of the deposited film tends to increase. In many cases, the substrate holder rotating mechanism 1008 is designed on the assumption that it is operated when the inside of the vacuum chamber 1002 is in a reduced pressure state. The substrate holder rotating mechanism 1008 is likely to deteriorate.

上記の蒸着の手順は、コントローラー1024により自動的に実行されてもよいし、作業者により手作業で実行されてもよい。コントローラー1024による自動実行と作業者による手作業とが混在してもよい。   The above-described vapor deposition procedure may be automatically executed by the controller 1024 or may be manually executed by an operator. Automatic execution by the controller 1024 and manual work by an operator may be mixed.

(用途)
上記の蒸着法の用途は制限されないが、望ましくは、表面プラズモン共鳴法(SPR)又は表面プラズモン励起蛍光分光法(SPFS)による計測に用いられる検査チップのプリズムの反射面への金膜の形成に上記の蒸着法が用いられる。
(Use)
Although the use of the above-described vapor deposition method is not limited, it is desirable to form a gold film on the reflecting surface of the prism of an inspection chip used for measurement by surface plasmon resonance (SPR) or surface plasmon excitation fluorescence spectroscopy (SPFS). The above vapor deposition method is used.

図5及び図6の模式図は、検査チップの望ましい実施形態を示す。図5は、断面図である。図6は、分解斜視図である。   The schematic diagrams of FIGS. 5 and 6 show a preferred embodiment of the test chip. FIG. 5 is a cross-sectional view. FIG. 6 is an exploded perspective view.

図5及び図6に示すように、検査チップ1100は、プリズム1150、金膜1152、カルボキシメチルデキストラン(CMD)膜1154、流路部材1156、蓋部材1158及びシール部材1160を備える。これら以外の構成物が検査チップ1100に付加されてもよい。検査チップ1100は、センサーチップ、分析チップ、試料セル等とも呼ばれる。流路部材1156には、流路1162が形成される。蓋部材1158には、貫通孔1164及び1166が形成される。   As shown in FIGS. 5 and 6, the inspection chip 1100 includes a prism 1150, a gold film 1152, a carboxymethyl dextran (CMD) film 1154, a flow path member 1156, a lid member 1158, and a seal member 1160. Other components may be added to the inspection chip 1100. The inspection chip 1100 is also called a sensor chip, an analysis chip, a sample cell, or the like. A channel 1162 is formed in the channel member 1156. Through holes 1164 and 1166 are formed in the lid member 1158.

図7及び図8の模式図は、流路の近傍を示す。   7 and 8 show the vicinity of the flow path.

検査チップ1100を用いて計測が行われる場合は、図7に示すように、試料液1202が流路1162へ供給され、試料液1202に含まれる抗原1058とCMD膜1154に固定された抗体1064とが反応させられる。   When measurement is performed using the test chip 1100, as shown in FIG. 7, the sample liquid 1202 is supplied to the flow path 1162, and the antigen 1058 contained in the sample liquid 1202 and the antibody 1064 immobilized on the CMD film 1154 Is reacted.

続いて、図8に示すように、標識抗体液1196が流路1162へ供給され、抗原1058と標識抗体1062とが反応させられる。   Subsequently, as shown in FIG. 8, a labeled antibody solution 1196 is supplied to the flow path 1162, and the antigen 1058 and the labeled antibody 1062 are reacted.

さらに続いて、励起光がプリズム1150に照射される。励起光は、プリズム1150と金膜1152との界面で反射される。プリズム1150と金膜1152との界面で励起光が反射される場合は、金膜1152とプリズム1150との界面から金膜1152の側にエバネッセント波1082がもれだし、金膜1152の表面のプラズモンとエバネッセント波1082とが干渉する。プラズモンとエバネッセント波1082とが共鳴する場合にエバネッセント波1082の電場は著しく増強される。増強された電場は、図8に示すように、標識抗体1062を励起し、標識抗体1062から表面プラズモン励起蛍光1044が放射される。   Subsequently, the excitation light is applied to the prism 1150. The excitation light is reflected at the interface between the prism 1150 and the gold film 1152. When excitation light is reflected at the interface between the prism 1150 and the gold film 1152, the evanescent wave 1082 leaks from the interface between the gold film 1152 and the prism 1150 toward the gold film 1152, and plasmons on the surface of the gold film 1152. And the evanescent wave 1082 interfere with each other. When the plasmon and the evanescent wave 1082 resonate, the electric field of the evanescent wave 1082 is significantly enhanced. As shown in FIG. 8, the enhanced electric field excites the labeled antibody 1062, and surface plasmon excitation fluorescence 1044 is emitted from the labeled antibody 1062.

図9のグラフは、プリズム1050を構成する材料ごとの金膜の膜厚と波長635nmの励起光に対する電場増強度との関係を示す。表1は、プリズムを構成する材料の物性を示す。   The graph of FIG. 9 shows the relationship between the thickness of the gold film for each material composing the prism 1050 and the electric field enhancement with respect to excitation light having a wavelength of 635 nm. Table 1 shows the physical properties of the material constituting the prism.

Figure 2012246516
Figure 2012246516

図9及び表1に示すように、材料の屈折率が高い場合は、膜厚による電場増強度の変化が大きくなり、厳密な膜厚管理が要求される。材料の屈折率が低い場合は、膜厚による電場増強度の変化が小さくなるが、電場増強度が極大になる最適膜厚が薄くなるので、やはり、厳密な膜厚管理が要求される。また、金膜1152の表面にCMD膜1154が定着させられると、感度差はさらに拡大する。すなわち、樹脂材料の屈折率によらず、厳密な膜厚管理が要求される。   As shown in FIG. 9 and Table 1, when the refractive index of the material is high, the change in the electric field enhancement due to the film thickness becomes large, and strict film thickness management is required. When the refractive index of the material is low, the change in the electric field enhancement intensity due to the film thickness is small, but the optimum film thickness at which the electric field enhancement intensity is maximized becomes thin, so that strict film thickness management is still required. Further, when the CMD film 1154 is fixed on the surface of the gold film 1152, the sensitivity difference is further increased. That is, strict film thickness control is required regardless of the refractive index of the resin material.

(実施例1)
蒸着源1004としてプラズマ支援型スパッタガンを用いて上記の蒸着の手順にしたがってガラスSLAL10からなる基板1900に金膜をスパッタリング法により形成した。金膜の膜厚の目標は44nmとした。水晶振動子膜厚計1022の指示値が実際の膜厚の10倍となるように本体1032を設定した。
Example 1
A gold film was formed on the substrate 1900 made of glass SLAL10 by a sputtering method using a plasma-assisted sputtering gun as the vapor deposition source 1004 according to the above vapor deposition procedure. The target thickness of the gold film was 44 nm. The main body 1032 was set so that the indicated value of the crystal oscillator thickness meter 1022 was 10 times the actual film thickness.

水晶振動子膜厚計1022の読みが440を示すのと同時に金膜の形成を完了した。完了と同時に、プラズマ支援型スパッタガンの機能を停止し、メインバルブ1014を閉じ、大気圧開放バルブ1018を開いた。真空槽1002内へは、純度が99.9%の窒素ガスを1kgf/cm2の圧力で導入した。基板ホルダー1006の回転は、真空槽1002内が大気圧に戻るまで継続した。基板ホルダー1006の回転数は220回転/分とした。 The formation of the gold film was completed at the same time as the reading of the crystal oscillator thickness meter 1022 showed 440. Simultaneously with completion, the function of the plasma assisted sputtering gun was stopped, the main valve 1014 was closed, and the atmospheric pressure release valve 1018 was opened. Nitrogen gas having a purity of 99.9% was introduced into the vacuum chamber 1002 at a pressure of 1 kgf / cm 2 . The rotation of the substrate holder 1006 was continued until the inside of the vacuum chamber 1002 returned to atmospheric pressure. The rotation speed of the substrate holder 1006 was 220 rotations / minute.

金膜の膜厚を、収束イオンビーム−透過型電子顕微鏡(FIB−TEM)により観察した。金膜の膜厚は、分光器により測定した金膜の屈折率n及び消衰係数kから計算により求めることもできる。   The thickness of the gold film was observed with a focused ion beam-transmission electron microscope (FIB-TEM). The film thickness of the gold film can also be obtained by calculation from the refractive index n and extinction coefficient k of the gold film measured with a spectroscope.

1回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は44〜45nmであった。   In the first trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 44 to 45 nm.

2回目の試行でも、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は44〜45nmであった。   Even in the second trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 44 to 45 nm.

(比較例1)
プラズマ支援型スパッタガンの機能を停止してから30分が経過してからメインバルブ1014を閉じ、その後に大気圧開放バルブ1018を開いたことを除いては、実施例1と同様に金膜を形成した。
(Comparative Example 1)
A gold film is formed in the same manner as in Example 1 except that the main valve 1014 is closed after 30 minutes from the stop of the function of the plasma-assisted sputtering gun, and then the atmospheric pressure release valve 1018 is opened. Formed.

1回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は46〜47nmであった。   In the first trial, the film thickness of the gold film formed on 16 substrates 1900 was 46 to 47 nm.

2回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は45〜46nmであった。   In the second trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 45 to 46 nm.

(実施例1と比較例1との比較)
実施例1と比較例1とを比較すると、実施例1においては、実際の膜厚が目標に近づき、膜厚の再現性が向上し、膜厚の精度を向上できることがわかる。
(Comparison between Example 1 and Comparative Example 1)
When Example 1 is compared with Comparative Example 1, it can be seen that in Example 1, the actual film thickness approaches the target, the reproducibility of the film thickness is improved, and the film thickness accuracy can be improved.

(実施例2)
蒸着源1004として電子銃を用いて上記の蒸着の手順にしたがって樹脂E48R(日本ゼオン社製シクロオレフィンポリマー樹脂)からなる基板1900に金膜を真空蒸着法により形成した。金膜の膜厚の目標は38nmとした。水晶振動子膜厚計1022の指示値が実際の膜厚の10倍となるように本体1032を設定した。
(Example 2)
A gold film was formed on the substrate 1900 made of resin E48R (cycloolefin polymer resin manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) using an electron gun as the vapor deposition source 1004 according to the above vapor deposition procedure. The target for the thickness of the gold film was 38 nm. The main body 1032 was set so that the indicated value of the crystal oscillator thickness meter 1022 was 10 times the actual film thickness.

水晶振動子膜厚計1022の読みが380を示すのと同時に金膜の形成を完了した。完了と同時に、電子銃の機能を停止し、メインバルブ1014を閉じ、大気圧開放バルブ1018を開いた。真空槽1002内へは、純度が99.9%のアルゴンガスを1kgf/cm2の圧力で導入した。基板ホルダー1006の回転は、真空槽1002内が大気圧に戻るまで継続した。基板ホルダー1006の回転数は50回転/分とした。 The formation of the gold film was completed at the same time as the reading of the crystal oscillator thickness meter 1022 indicated 380. Simultaneously with the completion, the function of the electron gun was stopped, the main valve 1014 was closed, and the atmospheric pressure release valve 1018 was opened. Argon gas having a purity of 99.9% was introduced into the vacuum chamber 1002 at a pressure of 1 kgf / cm 2 . The rotation of the substrate holder 1006 was continued until the inside of the vacuum chamber 1002 returned to atmospheric pressure. The rotation speed of the substrate holder 1006 was 50 rotations / minute.

金膜の膜厚を、FIB−TEMにより観察した。   The thickness of the gold film was observed by FIB-TEM.

1回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は38〜39nmであった。   In the first trial, the film thickness of the gold film formed on 16 substrates 1900 was 38 to 39 nm.

2回目の試行でも、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は38〜39nmであった。   Even in the second trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 38 to 39 nm.

(比較例2)
電子銃の機能を停止してから30分が経過してからメインバルブ1014を閉じ、その後に大気圧開放バルブ1018を開き、メインバルブ1014を閉じるときに基板ホルダー1006の回転を終了したことを除いては、実施例2と同様に金膜を形成した。
(Comparative Example 2)
Except that the main valve 1014 is closed after 30 minutes have passed since the electron gun function was stopped, the atmospheric pressure release valve 1018 is opened, and the rotation of the substrate holder 1006 is terminated when the main valve 1014 is closed. In the same manner as in Example 2, a gold film was formed.

1回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は40〜45nmであった。   In the first trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 40 to 45 nm.

2回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は42〜46nmであった。   In the second trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 42 to 46 nm.

(実施例2と比較例2との比較)
実施例2と比較例2とを比較すると、実施例2においては、実際の膜厚が目標に近づき、膜厚のばらつきが減り、膜厚の再現性が向上し、膜厚の精度を向上できることがわかる。真空槽1002内が大気圧に戻るまで基板ホルダー1006の回転を継続することは、バッチ内のバラツキを減らすことに寄与している。
(Comparison between Example 2 and Comparative Example 2)
When Example 2 is compared with Comparative Example 2, in Example 2, the actual film thickness approaches the target, the film thickness variation is reduced, the film thickness reproducibility is improved, and the film thickness accuracy can be improved. I understand. Continuing the rotation of the substrate holder 1006 until the inside of the vacuum chamber 1002 returns to the atmospheric pressure contributes to reducing variations in the batch.

(実施例3)
蒸着源1004としてRFマグネトロンカソードを用いて上記の蒸着の手順にしたがってガラスBK7からなる基板1900に金膜をスパッタリング法により形成した。金膜の膜厚の目標は41nmとした。水晶振動子膜厚計1022の指示値が実際の膜厚の10倍となるように本体1032を設定した。
(Example 3)
A gold film was formed on the substrate 1900 made of glass BK7 by a sputtering method using an RF magnetron cathode as the vapor deposition source 1004 according to the above vapor deposition procedure. The target of the gold film thickness was 41 nm. The main body 1032 was set so that the indicated value of the crystal oscillator thickness meter 1022 was 10 times the actual film thickness.

水晶振動子膜厚計1022の読みが410を示すのと同時に金膜の形成を完了した。完了と同時に、RFマグネトロンカソードの機能を停止し、メインバルブ1014を閉じ、大気圧開放バルブ1018を開いた。真空槽1002内へは、純度が99.9%の窒素ガスを1kgf/cm2の圧力で導入した。基板ホルダー1006の回転は、真空槽1002内が大気圧に戻るまで継続した。基板ホルダー1006の回転数は130回転/分とした。 The formation of the gold film was completed at the same time that the reading of the crystal oscillator thickness meter 1022 showed 410. Simultaneously with completion, the function of the RF magnetron cathode was stopped, the main valve 1014 was closed, and the atmospheric pressure release valve 1018 was opened. Nitrogen gas having a purity of 99.9% was introduced into the vacuum chamber 1002 at a pressure of 1 kgf / cm 2 . The rotation of the substrate holder 1006 was continued until the inside of the vacuum chamber 1002 returned to atmospheric pressure. The rotation speed of the substrate holder 1006 was 130 rotations / minute.

金膜の膜厚を、FIB−TEMにより観察した。   The thickness of the gold film was observed by FIB-TEM.

1回目の試行では、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は41〜42nmであった。   In the first trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 41 to 42 nm.

2回目の試行でも、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は41〜42nmであった。   Even in the second trial, the film thickness of the gold film formed on the 16 substrates 1900 was 41 to 42 nm.

(比較例3)
RFマグネトロンカソードの機能を停止してから30分が経過してからメインバルブ1014を閉じ、その後に大気圧開放バルブ1018を開き、周辺の空気を真空槽1002内へ導入し、メインバルブ1014を閉じるときに基板ホルダー1006の回転を終了したことを除いては、実施例3と同様に金膜を形成した。16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は43〜48nmであった。
(Comparative Example 3)
After 30 minutes have passed since the function of the RF magnetron cathode is stopped, the main valve 1014 is closed, then the atmospheric pressure release valve 1018 is opened, the surrounding air is introduced into the vacuum chamber 1002, and the main valve 1014 is closed. A gold film was formed in the same manner as in Example 3 except that the rotation of the substrate holder 1006 was occasionally completed. The film thickness of the gold film formed on 16 substrates 1900 was 43 to 48 nm.

雨天及び晴天の日を比較すると、16枚の基板1900に形成された金膜の膜厚は、それぞれ、47〜51nm及び43〜47nmであった。   When comparing rainy days and clear days, the film thicknesses of the gold films formed on the 16 substrates 1900 were 47 to 51 nm and 43 to 47 nm, respectively.

(実施例3と比較例3との比較)
実施例3と比較例3とを比較すると、実施例3においては、実際の膜厚が目標に近づき、膜厚のばらつきが減り、膜厚の再現性が向上し、膜厚の精度を向上できることがわかる。また、天候の影響も受けにくいことがわかる。
(Comparison between Example 3 and Comparative Example 3)
When Example 3 is compared with Comparative Example 3, in Example 3, the actual film thickness approaches the target, the film thickness variation is reduced, the film thickness reproducibility is improved, and the film thickness accuracy can be improved. I understand. It can also be seen that it is not easily affected by the weather.

本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したがって、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。   While the invention has been shown and described in detail, the above description is illustrative in all aspects and not restrictive. Accordingly, it is understood that numerous modifications and variations can be devised without departing from the scope of the present invention.

1000 蒸着装置
1002 真空槽
1004 蒸着源
1006 基板ホルダー
1014 メインバルブ
1018 大気圧開放バルブ
1900 基板
1000 Vapor deposition apparatus 1002 Vacuum tank 1004 Vapor deposition source 1006 Substrate holder 1014 Main valve 1018 Atmospheric pressure release valve 1900 Substrate

Claims (5)

蒸着膜形成体の製造方法であって、
(a) 真空槽及び前記真空槽内に設置され蒸着材料を蒸発させる蒸着源を備える蒸着装置を準備する工程と、
(b) 被蒸着物を準備する工程と、
(c) 前記工程(a)及び前記工程(b)の後に、前記真空槽内に前記被蒸着物を収容する工程と、
(d) 前記工程(c)の後に、前記真空槽内からの排気を開始し、前記真空槽内を減圧状態にする工程と、
(e) 前記工程(d)の後に、前記蒸着源からの前記蒸着材料の蒸発を開始させ、前記蒸着材料からなる蒸着膜を前記被蒸着物に形成する工程と、
(f) 前記工程(e)の後に、前記蒸着源からの前記蒸着材料の蒸発を終了させる工程と、
(g) 前記工程(f)と同時に、前記真空槽内からの排気を終了する工程と、
(h) 前記工程(f)と同時に、前記真空槽内へ気体を導入し、前記減圧状態を解消する工程と、
を備える蒸着膜形成体の製造方法。
A method for producing a deposited film forming body, comprising:
(a) preparing a vapor deposition apparatus including a vacuum chamber and a vapor deposition source installed in the vacuum chamber to evaporate a vapor deposition material;
(b) a step of preparing a deposition object;
(c) after the step (a) and the step (b), the step of accommodating the deposition object in the vacuum chamber;
(d) after the step (c), starting the exhaust from the vacuum chamber, and making the vacuum chamber in a reduced pressure state;
(e) after the step (d), starting evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source, and forming a vapor deposition film made of the vapor deposition material on the deposition object;
(f) after the step (e), terminating the evaporation of the vapor deposition material from the vapor deposition source;
(g) simultaneously with the step (f), ending the exhaust from the vacuum chamber;
(h) simultaneously with the step (f), introducing a gas into the vacuum chamber, and eliminating the reduced pressure state;
The manufacturing method of a vapor deposition film forming body provided with.
請求項1の蒸着膜形成体の製造方法において、
前記蒸着装置は、前記真空槽内に設置され前記被蒸着物を保持するホルダーをさらに備え、
前記工程(c)は、前記ホルダーに前記被蒸着物を保持させ、
前記蒸着膜形成体の製造方法は、
(i) 前記工程(e)の前に前記ホルダーの回転を開始する工程と、
(j) 前記工程(h)の後に前記ホルダーの回転を終了する工程と、
をさらに備える蒸着膜形成体の製造方法。
In the manufacturing method of the vapor deposition film forming body of Claim 1,
The vapor deposition apparatus further includes a holder that is installed in the vacuum chamber and holds the deposition object,
In the step (c), the deposition object is held in the holder,
The method for producing the deposited film forming body is
(i) starting rotation of the holder before the step (e);
(j) ending rotation of the holder after step (h);
The manufacturing method of the vapor deposition film forming body further equipped with these.
請求項2の蒸着膜形成体の製造方法において、
前記ホルダーを50回転/分以上250回転/分以下の回転数で回転させる
蒸着膜形成体の製造方法。
In the manufacturing method of the vapor deposition film forming body of Claim 2,
The manufacturing method of the vapor deposition film formation body which rotates the said holder by the rotation speed of 50 rotation / min or more and 250 rotation / min or less.
請求項1から請求項3までのいずれかの蒸着膜形成体の製造方法において、
前記気体は、純度が99.9%以上の窒素ガス又はアルゴンガスである
蒸着膜形成体の製造方法。
In the manufacturing method of the vapor deposition film forming body in any one of Claim 1- Claim 3,
The said gas is a manufacturing method of the vapor deposition film forming body whose purity is 99.9% or more of nitrogen gas or argon gas.
請求項1から請求項4までのいずれかの蒸着膜形成体の製造方法において、
前記蒸着材料が金である
蒸着膜形成体の製造方法。
In the manufacturing method of the vapor deposition film forming body in any one of Claim 1- Claim 4,
The manufacturing method of the vapor deposition film formation body whose said vapor deposition material is gold | metal | money.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114402090A (en) * 2019-10-15 2022-04-26 学校法人东海大学 Film forming method and film forming apparatus

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CN114402090A (en) * 2019-10-15 2022-04-26 学校法人东海大学 Film forming method and film forming apparatus

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