JP2014185357A - Film formation method, method of producing thin film-provided workpiece and film formation apparatus - Google Patents

Film formation method, method of producing thin film-provided workpiece and film formation apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film formation apparatus which is improved in utilization efficiency of a target and has productivity improved by increasing the film formation rate.SOLUTION: A film formation method is for forming a metal compound thin film on the to-be-treated surface 11a of a substrate 11 by applying a voltage to a target 10 and sputtering and includes an arrangement step and a thin film formation step. The target 10 has a plurality of sputtering surfaces 10a of such an irregular shape that the cross section is serration-like and leads to intersection of projections in the normal direction. In the arrangement step, the target 10 and the substrate 11 are arranged oppositely so that the substrate 11 is in place within a non-projection area, and the non-projection area is formed in such a manner that individual normal-direction projections of the sputtering surfaces 10a of the target 10 are formed in a state of being held between projection areas in the intersection area. In the thin film step, a thin film is formed on the to-be-treated surface 11a of the substrate 11 by applying a voltage to the target 10.

Description

本発明は、スパッタリング法により薄膜を形成する成膜方法及び薄膜付被処理体の製造方法並びに成膜装置に関する。   The present invention relates to a film forming method for forming a thin film by a sputtering method, a method for manufacturing an object to be processed with a thin film, and a film forming apparatus.

従来より、フッ化アルミニウム(AlF)やフッ化カルシウム(MgF)などのフッ化物は、可視光領域における光学素子(レンズやミラー)に施される反射防止膜(薄膜)として用いられている。そして、昨今においては、これらフッ化物からなる反射防止膜の成膜方法として、従来の真空蒸着法よりも再現性、膜ムラの制御、低温成膜等の点で優れるスパッタリング法が注目されている。 Conventionally, fluorides such as aluminum fluoride (AlF 3 ) and calcium fluoride (MgF 2 ) have been used as antireflection films (thin films) applied to optical elements (lenses and mirrors) in the visible light region. . In recent years, a sputtering method that is superior in terms of reproducibility, control of film unevenness, low-temperature film formation, etc., is attracting attention as a method for forming an antireflection film made of these fluorides. .

しかし、スパッタリング法は、プラズマ等の荷電粒子をスパッタ材料に衝突させることで成膜粒子を原子状で飛ばして成膜するため、成膜する際の荷電粒子による光学素子の処理面へのダメージを制御することが難しいという問題があった。   However, in the sputtering method, the charged particles such as plasma are collided with the sputter material so that the film-forming particles are scattered in the form of atoms, so that the processing surface of the optical element is damaged by the charged particles during the film formation. There was a problem that it was difficult to control.

これに対しては、ターゲットを円筒状に形成し、その底面部からスパッタガスを導入すると共に、光学素子の近傍から反応ガスを導入する反応性スパッタリング装置が提案されている(特許文献1参照)。また、ターゲットのスパッタ面を傾斜させ、傾斜したスパッタ面の法線方向における投影面外で光学素子を保持するスパッタリング装置が提案されている(特許文献2参照)。   In response to this, a reactive sputtering apparatus has been proposed in which a target is formed in a cylindrical shape, a sputtering gas is introduced from the bottom surface thereof, and a reactive gas is introduced from the vicinity of the optical element (see Patent Document 1). . Further, a sputtering apparatus has been proposed in which the sputtering surface of the target is inclined and the optical element is held outside the projection plane in the normal direction of the inclined sputtering surface (see Patent Document 2).

特開2002−47565号公報JP 2002-47565 A 特開2001−288565号公報JP 2001-288565 A

しかしながら、特許文献1のようにターゲットを円筒状にした場合、ターゲットのスパッタ面の法線と光学素子の処理面の法線とが直交するため、スパッタされた成膜粒子が処理面に到達する割合が低くなるという問題があった。また、特許文献2のように投影面外で被処理体である光学素子を保持した場合、スパッタされた成膜粒子が処理面に到達する割合は特許文献1よりも高くなるが、ターゲットと光学素子との距離(T−S距離)が大きくなる。そのため、成膜レートが遅くなるという問題があった。   However, when the target is cylindrical as in Patent Document 1, the normal line of the target sputtering surface and the normal line of the optical element processing surface are orthogonal to each other, so that the sputtered film-forming particles reach the processing surface. There was a problem that the ratio became low. Moreover, when the optical element which is a to-be-processed object is hold | maintained outside a projection surface like patent document 2, although the ratio with which the sputtered film-forming particle | grain reaches | attains a processing surface becomes higher than patent document 1, a target and optical The distance to the element (T-S distance) increases. Therefore, there has been a problem that the film formation rate becomes slow.

そこで、本発明は、ターゲットの利用効率を高めると共に、成膜レートを速めて生産性を向上させた成膜装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus that increases the utilization efficiency of a target and increases the productivity by increasing the film forming rate.

本発明は、ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する成膜方法において、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記被処理体が収まるように、前記ターゲットと前記被処理体とを対向配置する配置工程と、前記ターゲットに電圧を印加して、前記被処理体の前記処理面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えたことを特徴とする。   The present invention relates to a film forming method in which a voltage is applied to a target and a metal compound thin film is formed on a processing surface of an object to be processed by sputtering. The target having a plurality of sputter surfaces formed on the non-projection region formed so as to be sandwiched by projection regions at regions where the projections in the normal direction of the plurality of sputter surfaces intersect each other. An arrangement step of opposingly arranging the target and the object to be processed so that a processing object is accommodated; a thin film forming step of applying a voltage to the target and forming a thin film on the processing surface of the object to be processed; It is provided with.

また、本発明は、ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する薄膜付被処理体の製造方法において、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記被処理体が納まるように、前記ターゲットと前記被処理体とを対向配置する配置工程と、前記ターゲットに電圧を印加して、前記被処理体の前記処理面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えたことを特徴とする。   In addition, the present invention provides a method for manufacturing a thin film-treated object in which a voltage is applied to a target and a metal compound thin film is formed on a processed surface of the object by sputtering, so that the cross sections of the normal direction intersect with each other. Is formed so that the target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape in a sawtooth shape is sandwiched between projection regions in a region where the projections in the normal direction of the plurality of sputter surfaces intersect each other. An arrangement step of arranging the target and the object to be processed so that the object to be processed fits in the non-projection region, and applying a voltage to the target to form a thin film on the processing surface of the object to be processed. And a thin film forming step to be formed.

また、本発明は、ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する成膜装置において、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットを保持するターゲット保持手段と、前記ターゲットと対向し、かつ前記ターゲットの前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に納まるように、前記被処理体を保持する被処理体保持手段と、を備えたことを特徴とする。   Further, according to the present invention, in a film forming apparatus in which a voltage is applied to a target and a metal compound thin film is formed on a processing surface of an object to be processed by sputtering, the cross section has a sawtooth shape so that the projections in the normal direction intersect. Target holding means for holding the target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape, a target opposite to the target, and projections in the normal direction of the plurality of sputter surfaces of the target intersecting each other And a target object holding means for holding the target object so as to fit in a non-projection area formed so as to be sandwiched between the projection areas.

また、本発明は、ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより処理面に金属化合物薄膜が形成される薄膜付被処理体において、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記処理面が納まるように配置した後、前記ターゲットに電圧を印加することで前記処理面に薄膜が形成されることを特徴とする。   In addition, the present invention provides an uneven surface having a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect with each other in a thin film processed object in which a metal compound thin film is formed on a processing surface by sputtering by applying a voltage to a target. The target having a plurality of sputter surfaces formed in a shape, in a non-projection region formed so as to be sandwiched between projection regions in a region where the projections in the normal direction of the plurality of sputter surfaces intersect each other A thin film is formed on the processing surface by applying a voltage to the target after the processing surface is placed so as to be accommodated.

また、本発明は、ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより処理面に金属化合物薄膜が形成される薄膜付光学素子において、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記処理面が納まるように配置した後、前記ターゲットに電圧を印加することで前記処理面に薄膜が形成されることを特徴とする。   In addition, the present invention provides a concave-convex shape in which the cross-section is sawtoothed so that the projections in the normal direction intersect in a thin film optical element in which a metal compound thin film is formed on the processing surface by sputtering by applying a voltage to the target The target having a plurality of sputter surfaces formed on the non-projection region formed so as to be sandwiched between projection regions at regions where the projections in the normal direction of the plurality of sputter surfaces intersect each other A thin film is formed on the processing surface by applying a voltage to the target after the surface is placed so as to fit.

本発明によれば、ターゲットの利用効率を高めると共に、成膜レートを速めて生産性を向上させることができる。   According to the present invention, the utilization efficiency of the target can be increased and the film formation rate can be increased to improve the productivity.

本発明の実施形態に係るスパッタリング装置の全体構造を模式的に示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing typically the whole structure of the sputtering device concerning the embodiment of the present invention. 本実施形態に係るスパッタリング装置のターゲットを示す図である。It is a figure which shows the target of the sputtering device which concerns on this embodiment. スパッタ粒子の放出角、入射角及びT−S距離の関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the emission angle of a sputtered particle, an incident angle, and TS distance. 実施例にかかるターゲットとレンズ基板との配置図である。It is an arrangement plan of a target and a lens substrate concerning an example. 図4に示す配置での成膜レートを比較した処理面内の膜厚分布図である。It is the film thickness distribution figure in the processing surface which compared the film-forming rate in the arrangement | positioning shown in FIG.

以下、本発明の実施形態に係るスパッタリング装置(成膜装置)1について、図1から図5を参照しながら説明する。本実施形態に係るスパッタリング装置1の制御系は、制御部としてのコンピュータ(不図示)に接続され、このコンピュータによる一括制御が可能とされている。制御部には、スパッタリング法を実施するためのプログラムが設定されている。   Hereinafter, a sputtering apparatus (film forming apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The control system of the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment is connected to a computer (not shown) as a control unit, and can be collectively controlled by this computer. A program for carrying out the sputtering method is set in the control unit.

まず、本実施形態に係るスパッタリング装置1全体の概略構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係るスパッタリング装置1の全体構造を模式的に示す概略構成図である。図2は、本実施形態に係るスパッタリング装置1のターゲット10を示す図である。   First, a schematic configuration of the entire sputtering apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing the overall structure of a sputtering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the target 10 of the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment.

図1に示すように、スパッタリング装置1は、ターゲット10をスパッタして被処理体である基板(光学素子)11を成膜する成膜室2を備えており、成膜室2には成膜室2の内部を真空状態にするために成膜室2を排気する排気系3が接続されている。排気系3は、真空ポンプ等から構成されている。   As shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 1 includes a film formation chamber 2 for forming a substrate (optical element) 11 as a target object by sputtering a target 10. An exhaust system 3 for exhausting the film forming chamber 2 is connected to bring the inside of the chamber 2 into a vacuum state. The exhaust system 3 is composed of a vacuum pump or the like.

成膜室2の内部には、ターゲット10を保持するターゲットユニット(ターゲット保持手段)4と、基板11を保持する基板ホルダ(被処理体保持手段)5と、基板11をターゲット10から遮蔽する遮蔽板6と、が配設されている。   Inside the film forming chamber 2, a target unit (target holding unit) 4 that holds the target 10, a substrate holder (target object holding unit) 5 that holds the substrate 11, and a shield that shields the substrate 11 from the target 10. A plate 6 is disposed.

ターゲットユニット4は、ターゲット10を冷却するための冷却ボックス41と、冷却ボックス41に接続されたバッキングプレート42と、アノード電極43と、を備えて構成されている。冷却ボックス41は、外部から供給される冷却水を内部に流通させてターゲット10の冷却を行う。外部から供給される冷却水は、不図示のチラーで所望の温度に調整されており、流量も一定に保持されることでターゲット10の表面温度を一定に保つことが可能となっている。また、冷却ボックス41は、内部に磁石44を備えており、磁石44はターゲット10と平行な方向の磁場が形成されるように配置されている。バッキングプレート42は、カソード電極を構成しており、ターゲット10を保持している。アノード電極43は、放電空間を囲むように、バッキングプレート42の周辺部に絶縁材45を介して配設されている。バッキングプレート(カソード電極)42とアノード電極43との間には、直流電力を印加する直流電源46が接続されている。   The target unit 4 includes a cooling box 41 for cooling the target 10, a backing plate 42 connected to the cooling box 41, and an anode electrode 43. The cooling box 41 cools the target 10 by circulating cooling water supplied from outside. The cooling water supplied from the outside is adjusted to a desired temperature by a chiller (not shown), and the surface temperature of the target 10 can be kept constant by keeping the flow rate constant. The cooling box 41 includes a magnet 44 inside, and the magnet 44 is arranged so that a magnetic field in a direction parallel to the target 10 is formed. The backing plate 42 constitutes a cathode electrode and holds the target 10. The anode electrode 43 is disposed around the backing plate 42 via an insulating material 45 so as to surround the discharge space. A DC power supply 46 for applying DC power is connected between the backing plate (cathode electrode) 42 and the anode electrode 43.

基板ホルダ5は、バッキングプレート42のターゲット保持面に対する基板保持面の相対的な角度を変更可能な不図示の回転機構と、回転軸50を中心に自転可能な不図示の自転機構と、を備えている。また、基板ホルダ5は、移動機構51に連結されており、移動機構51は、成膜室2と後述のロードロック室7との間を移動自在に構成されている。   The substrate holder 5 includes a rotation mechanism (not shown) that can change the relative angle of the substrate holding surface with respect to the target holding surface of the backing plate 42, and a rotation mechanism (not shown) that can rotate about the rotation shaft 50. ing. The substrate holder 5 is connected to a moving mechanism 51, and the moving mechanism 51 is configured to be movable between the film forming chamber 2 and a load lock chamber 7 described later.

ここで、図2(a)に示すように、ターゲット10は、断面が鋸歯状となる凹凸形状にスパッタ面10aが形成されている。具体的には、ターゲット10は、略中央部に設けられる円錐部10bと、円錐部10bと同心円状の頂部10cを有する同心円部10dとを備えており、円錐部10b及び同心円部10dによりスパッタ面10aの断面形状が鋸歯状となっている。   Here, as shown in FIG. 2A, the target 10 has a sputter surface 10a formed in an uneven shape having a sawtooth cross section. Specifically, the target 10 includes a conical portion 10b provided in a substantially central portion, and a concentric circular portion 10d having a conical portion 10c and a concentric top portion 10c, and the sputter surface is formed by the conical portion 10b and the concentric circular portion 10d. The cross-sectional shape of 10a is serrated.

また、図2(b)に示すように、スパッタ面10aの円錐部10b及び同心円部10dは、法線方向の投影が対向配置される基板11の処理面11aにかからないように形成されている。言い換えると、ターゲット10は、法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有しており、複数のスパッタ面が法線方向の投影が対向配置される基板11の処理面11aにかからないように形成されている。また、ターゲット10は、複数のスパッタ面の断面における両側の側面を、側面の傾斜に沿って結ぶことで形成される頂部の位置よりも厚さ方向に薄くなるように形成されている。つまり、ターゲット10は、厚さ方向に均されるように形成されている。   Further, as shown in FIG. 2B, the conical portion 10b and the concentric circle portion 10d of the sputtering surface 10a are formed so that the projection in the normal direction does not cover the processing surface 11a of the substrate 11 that is disposed oppositely. In other words, the target 10 has a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape with a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect, and the plurality of sputter surfaces project in the normal direction. It is formed so as not to be applied to the processing surface 11a of the substrate 11 disposed to face the substrate 11a. The target 10 is formed so as to be thinner in the thickness direction than the position of the top formed by connecting the side surfaces on both sides in the cross section of the plurality of sputtering surfaces along the inclination of the side surfaces. That is, the target 10 is formed so as to be leveled in the thickness direction.

なお、本実施形態においては、1つの同心円部を有するターゲットを用いて説明したが、複数の同心円部を有するターゲットであってもよい。つまり、1以上の同心円部を有するターゲットであればよい。   In addition, in this embodiment, although demonstrated using the target which has one concentric circle part, the target which has a some concentric circle part may be sufficient. In other words, any target having one or more concentric circles may be used.

また、本実施形態においては、円形の基板に高速かつ効率よく薄膜を形成することができるように、外形が円形状のターゲットを用いたが、基板の形状に応じてターゲットの外形の形状を変更してもよい。   In this embodiment, a circular target is used so that a thin film can be formed efficiently and efficiently on a circular substrate. However, the shape of the target is changed according to the shape of the substrate. May be.

遮蔽板6は、ターゲットユニット4と基板ホルダ5との間に設けられており、放電が安定するまで基板11が成膜されないようにターゲット10と基板11とを遮蔽する。遮蔽板6は、高速で開閉可能に構成されている。   The shielding plate 6 is provided between the target unit 4 and the substrate holder 5 and shields the target 10 and the substrate 11 so that the substrate 11 is not formed until the discharge is stabilized. The shielding plate 6 is configured to be opened and closed at high speed.

また、成膜室2にはゲートバルブ71を介してロードロック室7が隣接されており、ロードロック室7には、ロードロック室7の内部を真空状態にするための排気系72が接続されている。真空状態にされた成膜室2とロードロック室7との間を移動機構51により基板ホルダ5が移動可能に構成されることで、成膜室2を大気に暴露することなく、成膜室2に基板11を搬入及び搬出可能になっている。   A load lock chamber 7 is adjacent to the film forming chamber 2 via a gate valve 71, and an exhaust system 72 for connecting the load lock chamber 7 to a vacuum state is connected to the load lock chamber 7. ing. Since the substrate holder 5 is configured to be movable by the moving mechanism 51 between the film formation chamber 2 and the load lock chamber 7 which are in a vacuum state, the film formation chamber 2 is not exposed to the atmosphere. The board | substrate 11 can be carried in and carrying out to 2.

また、成膜室2には、スパッタリングガスを導入する第1導入ポート8と、反応性ガスを導入する第2導入ポート9と、が接続されており、不図示のマスフローコントローラを含むガス供給系によりガスが供給可能になっている。第1導入ポート8からは、スパッタリングガスとして、不活性ガス(例えば、Ar、He、Ne、Kr、Xe)が導入可能になっており、第2導入ポート9からは、反応性ガスとして、フルオロカーボンガスやOを導入可能になっている。また、ここから導入されるガスは、不図示のマスフローコントローラやガス純化器によって、流量、純度及び圧力等を高精度に制限できるようになっている。 The film forming chamber 2 is connected to a first introduction port 8 for introducing a sputtering gas and a second introduction port 9 for introducing a reactive gas, and a gas supply system including a mass flow controller (not shown). This makes it possible to supply gas. From the first introduction port 8, an inert gas (for example, Ar, He, Ne, Kr, Xe) can be introduced as a sputtering gas. From the second introduction port 9, a fluorocarbon is used as a reactive gas. Gas and O 2 can be introduced. Moreover, the gas introduced from here can restrict | limit flow volume, purity, a pressure, etc. with high precision by the mass flow controller not shown and a gas purifier.

次に、上述のように構成されたスパッタリング装置1を用いた基板11の成膜方法(薄膜付光学素子(薄膜付被処理体)の製造方法)について説明する。まず、成膜室2を開いて、事前に成膜室2内のバッキングプレート(カソード電極)42にターゲット10を取り付けておく(配置工程(ターゲット固定工程))。ターゲット10は、形成すべき薄膜の種類に応じて選択される。例えば、低屈曲率のフッ化膜を成膜したい場合、マグネシウム(Mg)やアルミニウム(Al)などが好ましく用いられる。なお、ターゲット材料としては、電気抵抗が小さければ、金属以外のフッ素添加金属であってもよい。また、ターゲット10は、スパッタ面10aの法線方向の投影が対向配置される基板11の処理面11aにかからないように、断面が鋸歯状となる凹凸形状にスパッタ面10aが形成されたものが用いられる。   Next, a method for forming a substrate 11 using the sputtering apparatus 1 configured as described above (a method for manufacturing an optical element with a thin film (an object to be processed with a thin film)) will be described. First, the film forming chamber 2 is opened, and the target 10 is attached to the backing plate (cathode electrode) 42 in the film forming chamber 2 in advance (placement step (target fixing step)). The target 10 is selected according to the type of thin film to be formed. For example, when it is desired to form a low bending rate fluoride film, magnesium (Mg), aluminum (Al), or the like is preferably used. The target material may be a fluorine-added metal other than a metal as long as the electrical resistance is small. Further, the target 10 is used in which the sputter surface 10a is formed in an uneven shape having a sawtooth cross section so that the projection in the normal direction of the sputter surface 10a does not cover the processing surface 11a of the substrate 11 opposed to the target. It is done.

ターゲット10を取り付けると、成膜室2を閉じて、成膜室2内が1×10−3Pa程度の真空状態となるように排気系3で成膜室2内を排気しておく。ここまでが事前準備である。事前準備が整うと、移動機構51を駆動して基板ホルダ5をロードロック室7に配置し、ゲートバルブ71を閉じた状態でロードロック室7を開き、基板ホルダ5に基板11を取り付ける。基板11としては、フッ化カルシウム結晶、石英ガラス、シリコン、ガラス、樹脂などを用いることができる。なお、基板ホルダ5は、回転機構を用いて、所定の成膜位置での基板11の膜厚分布が一定になるように予め回転位置が調整されている。本実施形態においては、ターゲット10の複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に基板11が収まるように、固定されたターゲットに対して基板11が対向配置される。 When the target 10 is attached, the film formation chamber 2 is closed and the film formation chamber 2 is evacuated by the exhaust system 3 so that the inside of the film formation chamber 2 is in a vacuum state of about 1 × 10 −3 Pa. This is the preliminary preparation. When preparation is complete, the moving mechanism 51 is driven to place the substrate holder 5 in the load lock chamber 7, the load lock chamber 7 is opened with the gate valve 71 closed, and the substrate 11 is attached to the substrate holder 5. As the substrate 11, calcium fluoride crystal, quartz glass, silicon, glass, resin, or the like can be used. The rotation position of the substrate holder 5 is adjusted in advance using a rotation mechanism so that the film thickness distribution of the substrate 11 at a predetermined film formation position is constant. In the present embodiment, the substrate 11 is fixed so that the substrate 11 is accommodated in a non-projection region formed so as to be sandwiched by the projection region at a region where the projections in the normal direction of the plurality of sputtering surfaces of the target 10 intersect. The substrate 11 is arranged to face the target.

次に、ロードロック室7を閉じて、ロードロック室7内が1×10−3Pa程度の真空状態となるように排気系72でロードロック室7内を排気する。排気が完了すると、ゲートバルブ71を開いて、移動機構51を駆動して、基板ホルダ5に保持された基板11を成膜室2内の所定の成膜位置に移動させる(固定工程(被処理体配置工程))。なお、ここでいう所定の成膜位置とは、ターゲット10のスパッタ面10aの法線方向の投影が、基板11の処理面11aにかからないように調整された位置である。 Next, the load lock chamber 7 is closed, and the inside of the load lock chamber 7 is exhausted by the exhaust system 72 so that the inside of the load lock chamber 7 is in a vacuum state of about 1 × 10 −3 Pa. When the evacuation is completed, the gate valve 71 is opened, the moving mechanism 51 is driven, and the substrate 11 held by the substrate holder 5 is moved to a predetermined film formation position in the film formation chamber 2 (fixing process (processed) Body placement step)). Here, the predetermined film forming position is a position adjusted so that the projection in the normal direction of the sputtering surface 10 a of the target 10 does not reach the processing surface 11 a of the substrate 11.

ここで、通常の平行平板型マグネトロンスパッタリング装置で反応性スパッタを行う場合、反応ガスの影響でターゲットの表面に薄いフッ化アルミニウム(AlF)、フッ化マグネシウム(MgF)などの化合物膜が形成される。この化合物膜が形成されたスパッタ面をスパッタリングすると、負イオンが一部形成され、形成された負イオンは、イオンシース電圧で加速され、大きな運動エネルギーと方向性を持った負イオンとなる。この負イオンはターゲット表面にほぼ垂直な方向に加速されるため、基板をスパッタ面の法線方向の投影面内に配置してしまうと、大きな運動エネルギーを持った負イオンが基板と衝突し、基板に大きなダメージを与えてしまう。 Here, when reactive sputtering is performed with a normal parallel plate magnetron sputtering apparatus, a thin compound film such as aluminum fluoride (AlF 3 ) or magnesium fluoride (MgF 2 ) is formed on the surface of the target due to the influence of the reaction gas. Is done. When the sputtering surface on which this compound film is formed is sputtered, some negative ions are formed, and the formed negative ions are accelerated by an ion sheath voltage to become negative ions having large kinetic energy and directionality. Since these negative ions are accelerated in a direction substantially perpendicular to the target surface, if the substrate is placed in the projection plane in the normal direction of the sputtering surface, negative ions having large kinetic energy collide with the substrate, It will cause great damage to the board.

本実施形態に係るターゲット10は、スパッタ面10aが鋸歯状となる凹凸形状に形成されている。そして、鋸歯状のスパッタ面10aは、基板11がターゲット10の投影面内の一部に重なるように対向配置されたとき、基板11がターゲット10のスパッタ面10aの法線方向における投影面外になるように形成されている。これにより、ターゲット10のスパッタ面10aの近傍で負イオンが形成されても、基板11へのダメージを抑制しつつ、ターゲット10と基板11との間の距離(T−S距離)を近づけることができる。   The target 10 according to the present embodiment is formed in an uneven shape in which the sputter surface 10a is serrated. Then, when the substrate 11 is disposed so as to overlap the part of the projection surface of the target 10, the sawtooth-shaped sputtering surface 10 a is outside the projection surface in the normal direction of the sputtering surface 10 a of the target 10. It is formed to become. Thereby, even if negative ions are formed in the vicinity of the sputtering surface 10a of the target 10, the distance (TS distance) between the target 10 and the substrate 11 can be reduced while suppressing damage to the substrate 11. it can.

次に、基板11に膜が成膜されないように遮蔽板6を閉じた状態で、第1導入ポート8から不活性ガス(Arガス)を成膜室2内に導入する。そして、直流電源46により、バッキングプレート42に所定の直流電圧を印加すると、グロー放電を起こし、不活性ガス(Arガス)がイオン化する。なお、電源は直流電源が相応しい。   Next, an inert gas (Ar gas) is introduced into the film forming chamber 2 from the first introduction port 8 with the shielding plate 6 closed so that no film is formed on the substrate 11. When a predetermined DC voltage is applied to the backing plate 42 by the DC power source 46, glow discharge occurs and the inert gas (Ar gas) is ionized. A DC power supply is suitable for the power supply.

高周波の電源を使用すると、基板11に大きなセルフバイアス電圧が発生する。このセルフバイアス電圧が発生すると、陽イオンがセルフバイアス電圧で加速されて基板11に入射し、基板11にダメージを与えてしまう。このプラズマは、成膜室2内の圧力がコンマ数Pa程度でも安定している。このような低い圧力でもプラズマが生成されるのは、冷却ボックス41内に収められた磁石44のマグネトロン効果により、電子が磁場に垂直な面内をサイクロトロン運動し、ターゲット10の近傍の電子密度を上げることができるからである。また、磁石44のマグネトロンには、ターゲット10近傍の電子密度を上げると共に、基板11近傍の電子温度や電子密度を下げるため、荷電粒子の基板11への入射を抑制し、基板11へのダメージを低減できるという効果もある。   When a high frequency power supply is used, a large self-bias voltage is generated on the substrate 11. When this self-bias voltage is generated, cations are accelerated by the self-bias voltage and enter the substrate 11 to damage the substrate 11. This plasma is stable even when the pressure in the film forming chamber 2 is about a few Pa. Plasma is generated even at such a low pressure because of the magnetron effect of the magnet 44 housed in the cooling box 41, the electrons perform cyclotron motion in a plane perpendicular to the magnetic field, and the electron density in the vicinity of the target 10 is reduced. Because it can be raised. In addition, the magnetron of the magnet 44 increases the electron density in the vicinity of the target 10 and decreases the electron temperature and electron density in the vicinity of the substrate 11, thereby suppressing the incidence of charged particles on the substrate 11 and causing damage to the substrate 11. There is also an effect that it can be reduced.

次に、第2導入ポート9から成膜室2内に反応性ガス(フッ素ガス)を導入する。反応性ガスを導入すると、ターゲット10のスパッタ面10aがフッ化されて絶縁物に覆われやすくなる。そうすると、絶縁物がチャージアップされ、これがイオンや電子により絶縁破壊されることで異常放電が起こりやすくなる。異常放電が発生すると、膜中に異物が混入し、表面の粗い膜になる。その対策として、500KHz程度の交流を直流電圧に重畳するとチャージキャンセルし、異常放電を防ぐことができる。しかし、前述したように、重畳する周波数を上げすぎると、基板11にセルフバイアス電圧が発生してしまい、陽イオンが基板11に入射し、基板11にダメージを与えてしまう。それでも、350KHz以下の周波数の重畳であれば、ダメージの影響が大きくない。つまり、500KHz以下であれば異常放電を防ぐことができるが、ダメージの影響を考えると350KHz以下が好ましい。   Next, a reactive gas (fluorine gas) is introduced into the film forming chamber 2 from the second introduction port 9. When the reactive gas is introduced, the sputtering surface 10a of the target 10 is fluorinated and easily covered with an insulator. If it does so, an insulator will be charged up, and it will become easy to generate abnormal discharge because this will carry out dielectric breakdown by ion and an electron. When abnormal discharge occurs, foreign matter enters the film, resulting in a film with a rough surface. As a countermeasure, if an alternating current of about 500 KHz is superimposed on a DC voltage, the charge can be canceled and abnormal discharge can be prevented. However, as described above, if the frequency to be superimposed is increased too much, a self-bias voltage is generated on the substrate 11, and cations are incident on the substrate 11 and damage the substrate 11. Still, if the frequency is 350 KHz or less, the influence of damage is not great. That is, abnormal discharge can be prevented if it is 500 KHz or less, but 350 KHz or less is preferable in view of the influence of damage.

スパッタリングガスと反応性ガスとを導入した際の成膜圧力は、排気系3の弁や、第1導入ポート8及び第2導入ポート9に設けられたマスフローコントローラを調整して、成膜室2内を0.1〜3.0Paに維持する。圧力を上げ過ぎると、表面が粗い、密度の低い膜となり、圧力を下げ過ぎると、放電が起きやすくなる。放電電圧が安定すると、遮蔽板6を開いて成膜を開始する(薄膜形成工程)。   The film formation pressure when the sputtering gas and the reactive gas are introduced is adjusted by adjusting the valves of the exhaust system 3 and the mass flow controllers provided in the first introduction port 8 and the second introduction port 9 to form the film formation chamber 2. The inside is maintained at 0.1 to 3.0 Pa. If the pressure is raised too much, the film becomes rough and has a low density, and if the pressure is lowered too much, discharge tends to occur. When the discharge voltage is stabilized, the shielding plate 6 is opened and film formation is started (thin film formation step).

ここで、図3に、スパッタ粒子の放出角、入射角及びT−S距離の関係を示す。スパッタによりターゲット10のスパッタ面10aから放出されるスパッタ粒子の放出角度をα、基板11にスパッタ粒子が入射する角度をβ、T−S距離をr、nを正の実数とする。スパッタ粒子の輸送中の散乱と反応を無視した場合、一般に、成膜レートは、「(cosα)n・cosβ/r2」に比例するという関係がある。成膜レートを早めるためには、放出角度αと入射角度βをより小さく、T−S距離を小さくすることが必要である。また、屈折率、膜吸収といった膜質という観点で良質な膜を得るためには、T−S距離を最適な距離にして成膜する必要がある。   Here, FIG. 3 shows the relationship between the emission angle of sputtered particles, the incident angle, and the TS distance. The emission angle of the sputtered particles emitted from the sputtering surface 10a of the target 10 by sputtering is α, the angle at which the sputtered particles are incident on the substrate 11 is β, the TS distance is r, and n is a positive real number. When scattering and reaction during the transport of sputtered particles are ignored, there is generally a relationship that the film formation rate is proportional to “(cos α) n · cos β / r 2”. In order to increase the film formation rate, it is necessary to make the emission angle α and the incident angle β smaller and the TS distance smaller. In addition, in order to obtain a high quality film from the viewpoint of film quality such as refractive index and film absorption, it is necessary to form the film with an optimal T-S distance.

そこで、図2に示すように、基板11とターゲット10とを対向配置したときに、スパッタ面10aの法線方向の投影に基板11がかからないようにスパッタ面10aの断面を鋸歯状の凹凸形状に形成する。すると、放出角度αと入射角度βを大きくすることなく、T−S距離を最適な位置に自在に近づけることができる。そのため、ターゲット10のスパッタ面10aの近傍で負イオンが形成されても、基板11へのダメージを抑制しつつ、スパッタされたスパッタ粒子を効率よく基板11の処理面11aに導き、早い成膜レートで成膜することができる。   Therefore, as shown in FIG. 2, when the substrate 11 and the target 10 are arranged to face each other, the cross section of the sputter surface 10a is formed in a serrated uneven shape so that the substrate 11 is not exposed to the projection in the normal direction of the sputter surface 10a. Form. Then, the TS distance can be freely brought close to the optimum position without increasing the emission angle α and the incident angle β. Therefore, even if negative ions are formed in the vicinity of the sputtering surface 10a of the target 10, the sputtered sputtered particles are efficiently guided to the processing surface 11a of the substrate 11 while suppressing damage to the substrate 11, and a high film formation rate is achieved. Can be formed.

このような膜は、基板11上に単体又は積載体とされて光学部品の反射防止膜や増反射膜やフィルタ等として機能し得るものである。   Such a film is a single body or a stacked body on the substrate 11 and can function as an antireflection film, an increased reflection film, a filter, or the like of an optical component.

次に、図1に示すスパッタリング装置1を用いて、低吸収で低屈折率材料のフッ化マグネシウム(MgF)の薄膜(金属化合物薄膜)をレンズ基板(光学素子)上に形成する実施例について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、実施例にかかるターゲットとレンズ基板との配置図である。図5は、図4に示す配置での成膜レートを比較した処理面内の膜厚分布図である。なお、図4に示す(a)は本発明に係るターゲットの配置図であり、(b)は一般的な平板ターゲットの配置図であり、(c)は従来例にかかるターゲットの配置図である。 Next, an example in which a thin film (metal compound thin film) of magnesium fluoride (MgF 2 ), which is a low absorption and low refractive index material, is formed on a lens substrate (optical element) using the sputtering apparatus 1 shown in FIG. This will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a layout diagram of the target and the lens substrate according to the embodiment. FIG. 5 is a film thickness distribution diagram in the processing surface in which the film formation rates in the arrangement shown in FIG. 4 are compared. 4A is a target layout according to the present invention, FIG. 4B is a general plan target layout, and FIG. 4C is a target layout according to a conventional example. .

図4に示すように、(a)、(b)及び(c)のいずれの場合も、レンズ基板とターゲットとが最も接近する位置でのT−S距離を同じ(50mm)にし、かつ、スパッタ面の法線方向の投影にかからないようにレンズ基板を配置してある。ターゲットとレンズ基板との配置以外の成膜条件を同一にして、(a)、(b)及び(c)の配置で成膜した場合の成膜レートを比較した。   As shown in FIG. 4, in any of the cases (a), (b), and (c), the TS distance at the position where the lens substrate and the target are closest to each other is made the same (50 mm), and sputtering is performed. The lens substrate is arranged so as not to be projected in the normal direction of the surface. The film formation rates were compared when the film formation conditions other than the arrangement of the target and the lens substrate were the same, and the film formation was performed with the arrangements (a), (b), and (c).

ターゲットは外径が3インチの金属Mgからなるターゲットを用い、レンズ基板は外径が30mmのBK7ガラスからなるレンズ基板を用いた。なお、レンズ基板とターゲットとの外径比率(厚さ方向と交差する方向の長さの比率)は、レンズ基板:ターゲット=1:5以下が好ましく、レンズ基板:ターゲット=1:3以下が更に好ましい。反応性ガスは、FガスをArガスで希釈し、Fガスの濃度を10%に調整したガスを用いた。 A target made of metal Mg having an outer diameter of 3 inches was used as the target, and a lens substrate made of BK7 glass having an outer diameter of 30 mm was used. The outer diameter ratio between the lens substrate and the target (the ratio of the length in the direction intersecting the thickness direction) is preferably lens substrate: target = 1: 5 or less, and more preferably lens substrate: target = 1: 3 or less. preferable. As the reactive gas, a gas obtained by diluting F 2 gas with Ar gas and adjusting the concentration of F 2 gas to 10% was used.

まず、洗浄を行ったレンズ基板をロードロック室に移動した基板ホルダに設置し、ゲートバルブを閉じた状態でロードロック室内が1×10−3Pa以下の真空状態となるまでロードロック室内を排気する。排気が完了すると、ゲートバルブを開き、移動機構を駆動してレンズ基板を成膜室内の成膜位置に搬送する。 First, the cleaned lens substrate is placed on the substrate holder moved to the load lock chamber, and the load lock chamber is exhausted until the load lock chamber is in a vacuum state of 1 × 10 −3 Pa or less with the gate valve closed. To do. When the evacuation is completed, the gate valve is opened and the moving mechanism is driven to transport the lens substrate to the film formation position in the film formation chamber.

次に、遮蔽板を閉じ、第1導入ポートからArガスを100SCCM導入し、第2導入ポートから反応性ガスとして、Fガスの濃度を10%に調整したガスを200SCCM導入した。このときの成膜室の圧力を0.31Paに設定した。 Next, the shielding plate was closed, 100 SCCM of Ar gas was introduced from the first introduction port, and 200 SCCM of gas having a F 2 gas concentration adjusted to 10% was introduced as the reactive gas from the second introduction port. The pressure in the film forming chamber at this time was set to 0.31 Pa.

次に、バッキングプレート(カソード電極)にスパッタ電力として直流電圧200Wを印加して、ターゲットのスパッタ面表面にマグネトロンプラズマを発生させた。このとき、同時に、ターゲット表面の極性が反転する矩形電圧を5KHzで重畳し、ターゲットのスパッタ面近傍のチャージをキャンセルして安定して放電ができるようにした。ほぼ直流放電とすることで高周波放電の際に大きくなってしまうセルフバイアスを小さくし、陽イオンがセルフバイアス電圧で加速されてレンズ基板に入射し、レンズ基板にダメージを与えてしまうことを低減している。また、チャージキャンセルすることで、異常放電を抑え、ゴミや異物の混入のない金属化合物薄膜を形成することができる。   Next, a DC voltage of 200 W was applied as sputtering power to the backing plate (cathode electrode) to generate magnetron plasma on the sputtering surface of the target. At the same time, a rectangular voltage that reverses the polarity of the target surface was superimposed at 5 KHz to cancel the charge in the vicinity of the sputtering surface of the target so that stable discharge was possible. The self-bias, which increases during high-frequency discharge, is reduced by using almost direct current discharge, which reduces the possibility that cations are accelerated by the self-bias voltage and enter the lens substrate, causing damage to the lens substrate. ing. In addition, by canceling the charge, abnormal discharge can be suppressed and a metal compound thin film free from dust and foreign matters can be formed.

しばらく放電を継続し、安定した頃を見計らって遮蔽板を開き、成膜を開始した。(a)、(b)及び(c)ともに同じ成膜時間で成膜した。   The discharge was continued for a while, and when the time was stable, the shielding plate was opened and film formation was started. Films (a), (b) and (c) were formed at the same film formation time.

図5に、(a)、(b)及び(c)での成膜レートを比較した処理面内の膜厚分布図を示す。図5に示すように、処理面内の全膜厚を合計した総膜厚を比較すると、(a)は(b)に対して、1.7倍の総膜厚になっていることが分かる。同様に、(a)は(c)に対しても、1.3倍の総膜厚になっていることが分かる。このように、本実施形態と同様の構成である(a)では、ターゲットと基板との距離(T−S距離)を近づけることができ、効率よく早い成膜レートで成膜することができた。   FIG. 5 shows in-plane film thickness distribution charts comparing the film formation rates in (a), (b) and (c). As shown in FIG. 5, when the total film thickness obtained by adding up all the film thicknesses in the processing surface is compared, it can be seen that (a) is 1.7 times as thick as (b). . Similarly, it can be seen that (a) is 1.3 times as thick as (c). As described above, in (a) having the same configuration as that of the present embodiment, the distance between the target and the substrate (TS distance) can be reduced, and the film can be formed efficiently and at a high film formation rate. .

また、(a)はプラズマ中の荷電粒子のレンズ基板への入射が抑制されているため、レンズ基板の温度が80℃以下で可視光領域において透明なMgF膜を形成することができる。形成されたMgF膜は、密着性もよく、膜の硬さも蒸着のハンドコート(300℃加熱)並みの硬さを持っていた。パッキングも100%に近く、ほとんど分光特性の計時変化を生じないものであった。従って、レンズ基板としてプラスチックなどを用いることも可能である。 In (a), since the incidence of charged particles in plasma on the lens substrate is suppressed, a transparent MgF 2 film can be formed in the visible light region when the temperature of the lens substrate is 80 ° C. or lower. The formed MgF 2 film had good adhesion, and the hardness of the film was as high as the hand-coating (300 ° C. heating) for vapor deposition. The packing was close to 100%, and almost no change in spectral characteristics was observed. Therefore, it is also possible to use plastic or the like as the lens substrate.

また、スパッタリングレートが安定しているため、従来の蒸着法に比べて高精度な膜制御も容易に可能で、高品質な光学薄膜を形成できる。そのため、このような光学薄膜を積層して形成した反射防止膜やミラーにより、設計値通りの特性を備えた光学部品を製造することができる。   In addition, since the sputtering rate is stable, it is possible to easily control the film with higher accuracy than the conventional vapor deposition method, and it is possible to form a high-quality optical thin film. Therefore, an optical component having characteristics as designed can be manufactured by using an antireflection film or a mirror formed by laminating such optical thin films.

また、基板サイズを大きくした場合においても、基板サイズに応じたターゲットサイズにすると共に、スパッタ面を基板サイズに応じた凹凸形状にする。これにより、ターゲットとのT−S距離を最適な位置に自在に近づけて成膜できる。そのため、ターゲット表面近傍で負イオンが形成された場合でもレンズ基板へのダメージを抑制しつつ、スパッタされた粒子を効率よくレンズ基板に導くことができる。その結果、早い成膜レートで成膜することができる。   In addition, even when the substrate size is increased, the target size corresponding to the substrate size is set, and the sputter surface is made uneven according to the substrate size. As a result, the film can be formed with the TS distance from the target close to the optimum position. Therefore, even when negative ions are formed near the target surface, sputtered particles can be efficiently guided to the lens substrate while suppressing damage to the lens substrate. As a result, the film can be formed at a high film formation rate.

また光学素子を準備する工程と、光学素子に対して上述の成膜方法にて成膜する成膜工程と、を実行することで生産性が良く、優れた光学素子を製造することができる。   Further, by performing the step of preparing an optical element and the film forming step of forming a film on the optical element by the above-described film forming method, the productivity can be improved and an excellent optical element can be manufactured.

1 スパッタリング装置(成膜装置)
4 ターゲットユニット(ターゲット保持手段)
5 基板ホルダ(被処理体保持手段)
10 ターゲット
10a スパッタ面
10b 円錐部
10c 頂部
10d 同心円部
11 基板(被処理体、光学素子)
11a 処理面
46 直流電源
1 Sputtering equipment (film deposition equipment)
4 Target unit (target holding means)
5 Substrate holder (processed object holding means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Target 10a Sputtering surface 10b Conical part 10c Top part 10d Concentric circle part 11 Substrate (object to be processed, optical element)
11a Treatment surface 46 DC power supply

Claims (13)

ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する成膜方法において、
法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記被処理体が収まるように、前記ターゲットと前記被処理体とを対向配置する配置工程と、
前記ターゲットに電圧を印加して、前記被処理体の前記処理面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えた、
ことを特徴とする成膜方法。
In a film forming method in which a voltage is applied to a target and a metal compound thin film is formed on a processing surface of an object to be processed by sputtering.
The target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape having a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect with each other, the projections in the normal direction of each of the plurality of sputter surfaces intersecting each other An arrangement step of disposing the target and the object to be processed so that the object to be processed fits in a non-projection area formed so as to be sandwiched between the projection areas in the area;
A thin film forming step of applying a voltage to the target to form a thin film on the processing surface of the object to be processed.
A film forming method characterized by the above.
前記ターゲットは、前記複数のスパッタ面の断面における両側の側面を、側面の傾斜に沿って結ぶことで形成される頂部の位置よりも、厚さ方向に薄くなるように形成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。
The target is formed to be thinner in the thickness direction than the position of the top formed by tying side surfaces on both sides in the cross section of the plurality of sputtering surfaces along the inclination of the side surfaces.
The film forming method according to claim 1.
前記配置工程は、
前記ターゲットを固定するターゲット固定工程と、
前記被処理体が前記非投影領域に収まるように、固定した前記ターゲットに対して前記被処理体を配置する被処理体配置工程と、を有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜方法。
The arrangement step includes
A target fixing step of fixing the target;
A target object arrangement step of arranging the target object with respect to the fixed target so that the target object fits in the non-projection region,
The film forming method according to claim 1, wherein:
前記複数のスパッタ面の凹凸形状は、円錐部と、前記円錐部と同心円状の頂部を有する1以上の同心円部と、から構成される、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の成膜方法。
The concavo-convex shape of the plurality of sputter surfaces is composed of a conical portion and one or more concentric circular portions having a top portion concentric with the conical portion.
The film forming method according to claim 1, wherein the film forming method is characterized in that:
前記金属化合物薄膜がフッ化膜である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の成膜方法。
The metal compound thin film is a fluoride film;
The film forming method according to claim 1, wherein the film forming method is characterized in that:
前記ターゲットに印加する直流電圧に350KHz以下の周波数の電圧を重畳してスパッタする、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の成膜方法。
Sputtering by superimposing a voltage having a frequency of 350 KHz or less on the DC voltage applied to the target,
The film forming method according to claim 1, wherein the film forming method is characterized in that:
前記被処理体と前記ターゲットとの、厚さ方向と交差する方向の長さの比が、1:5以下である、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の成膜方法。
The length ratio of the object to be processed and the target in the direction intersecting the thickness direction is 1: 5 or less.
The film forming method according to claim 1, wherein:
前記被処理体は光学素子である、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の成膜方法。
The object to be processed is an optical element.
The film forming method according to claim 1, wherein:
ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する薄膜付被処理体の製造方法において、
法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記被処理体が納まるように、前記ターゲットと前記被処理体とを対向配置する配置工程と、
前記ターゲットに電圧を印加して、前記被処理体の前記処理面に薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備えた、
ことを特徴とする薄膜付被処理体の製造方法。
In the method of manufacturing a target object with a thin film in which a voltage is applied to the target and a metal compound thin film is formed on the processing surface of the target object by sputtering.
The target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape having a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect with each other, the projections in the normal direction of each of the plurality of sputter surfaces intersecting each other An arrangement step of disposing the target and the object to be processed so that the object to be processed fits in a non-projection area formed so as to be sandwiched between the projection areas in the area;
A thin film forming step of applying a voltage to the target to form a thin film on the processing surface of the object to be processed.
A manufacturing method of a to-be-processed object with a thin film characterized by things.
前記光学素子を準備する工程と、
前記光学素子に対して請求項8に記載の成膜方法にて成膜する成膜工程と、を備えた、
ことを特徴とする薄膜付光学素子の製造方法。
Preparing the optical element;
A film forming step of forming a film by the film forming method according to claim 8 with respect to the optical element.
A method for producing an optical element with a thin film.
ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより被処理体の処理面に金属化合物薄膜を形成する成膜装置において、
法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットを保持するターゲット保持手段と、
前記ターゲットと対向し、かつ前記ターゲットの前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に納まるように、前記被処理体を保持する被処理体保持手段と、を備えた、
ことを特徴とする成膜装置。
In a film forming apparatus that applies a voltage to a target and forms a metal compound thin film on the processing surface of the object to be processed by sputtering.
Target holding means for holding the target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape with a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect,
The object to be covered is placed in a non-projection area formed so as to face the target and be sandwiched by the projection area at the area where the projections in the normal direction of the plurality of sputtering surfaces of the target intersect each other. A processing object holding means for holding the processing object,
A film forming apparatus.
ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより処理面に金属化合物薄膜が形成される薄膜付被処理体において、
法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記処理面が納まるように配置した後、前記ターゲットに電圧を印加することで前記処理面に薄膜が形成される、
ことを特徴とする薄膜付被処理体。
In a target object with a thin film in which a metal compound thin film is formed on the processing surface by sputtering by applying a voltage to the target,
The target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape having a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect with each other, the projections in the normal direction of each of the plurality of sputter surfaces intersecting each other A thin film is formed on the processing surface by applying a voltage to the target after placing the processing surface in a non-projection region formed so as to be sandwiched between projection regions in the region.
An object to be treated with a thin film.
ターゲットに電圧を印加して、スパッタにより処理面に金属化合物薄膜が形成される薄膜付光学素子において、
法線方向の投影が交差するように断面が鋸歯状となる凹凸形状に形成された複数のスパッタ面を有する前記ターゲットの、前記複数のスパッタ面のそれぞれの法線方向の投影が交差した先の領域で投影領域に挟まれるように形成された非投影領域に前記処理面が納まるように配置した後、前記ターゲットに電圧を印加することで前記処理面に薄膜が形成される、
ことを特徴とする薄膜付光学素子。
In the optical element with a thin film in which a voltage is applied to the target and a metal compound thin film is formed on the processing surface by sputtering,
The target having a plurality of sputter surfaces formed in a concavo-convex shape having a sawtooth cross section so that the projections in the normal direction intersect with each other, the projections in the normal direction of each of the plurality of sputter surfaces intersecting each other A thin film is formed on the processing surface by applying a voltage to the target after placing the processing surface in a non-projection region formed so as to be sandwiched between projection regions in the region.
An optical element with a thin film.
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