JP2019081961A - Production of multilayer film structure - Google Patents
Production of multilayer film structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019081961A JP2019081961A JP2019021094A JP2019021094A JP2019081961A JP 2019081961 A JP2019081961 A JP 2019081961A JP 2019021094 A JP2019021094 A JP 2019021094A JP 2019021094 A JP2019021094 A JP 2019021094A JP 2019081961 A JP2019081961 A JP 2019081961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- metal
- dielectric film
- dielectric
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 160
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 160
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 17
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 22
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 abstract description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 31
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 20
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 13
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、スパッタリングターゲットを用いて成膜する多層膜構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a multilayer film structure in which a film is formed using a sputtering target.
従来、例えばＮＤ（Neutral Density）フィルターなど、金属膜と誘電体膜とを交互に積層し、所定のフィルター特性を有する光学多層膜が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, for example, an optical multilayer film having a predetermined filter characteristic is known, in which a metal film and a dielectric film, such as an ND (Neutral Density) filter, are alternately laminated (see, for example, Patent Document 1).
ところで、前述のような多層膜の製造において、反応性スパッタリングの反応性ガスとして酸素を供給し、金属膜上に誘電体膜を成膜した場合、金属膜表面が酸化し、特性が劣化する。このため、従来、酸素を供給せずに透明な膜となるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などにより、金属膜表面にバリア膜を成膜し、バリア膜上に誘電体膜を成膜していた。 By the way, when oxygen is supplied as a reactive gas for reactive sputtering and a dielectric film is formed on a metal film in the production of a multilayer film as described above, the surface of the metal film is oxidized to deteriorate the characteristics. Therefore, conventionally, a barrier film is formed on the surface of a metal film using SiO 2 , Al 2 O 3 or the like which is a transparent film without supplying oxygen, and a dielectric film is formed on the barrier film. .
しかしながら、従来の方法では、金属膜、誘電体膜、及びバリア膜の３種類を成膜可能な３元スパッタ設備が必要であった。また、従来の方法では、本来不要であるバリア膜が成膜されるため、多層膜本来の特性が得られなかった。 However, in the conventional method, a ternary sputtering system capable of forming three types of metal film, dielectric film, and barrier film has been required. Further, in the conventional method, since the barrier film which is originally unnecessary is formed, the original characteristics of the multilayer film can not be obtained.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、反応性ガスによる金属膜の特性変化を抑制し、優れた特性を得ることができる多層膜構造体の製造方法を提供する。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides a method of manufacturing a multilayer film structure capable of suppressing the characteristic change of the metal film by the reactive gas and obtaining excellent characteristics. Do.
本発明者は、表面が活性化されたスパッタリングターゲットを用いて、金属膜上に誘電体膜を成膜することにより、金属膜の特性変化を抑制することができ、優れた特性を有する多層膜構造体を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor of the present invention can suppress the characteristic change of the metal film by forming the dielectric film on the metal film using the sputtering target whose surface is activated, and a multilayer film having excellent characteristics. It has been found that a structure can be obtained, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明に係る多層膜構造体の製造方法は、第１の金属ターゲットを配置する第１の成膜室と、第２の金属含有ターゲットを配置する第２の成膜室と、前記第１の成膜室及び前記第２の成膜室に基板を搬送する搬送部とを備える反応性スパッタリング装置を用いた多層膜構造体の製造方法であって、前記第１の成膜室にて、前記第１の金属ターゲットを用いて金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、前記第２の成膜室にて、表面が活性化された第２の金属含有ターゲットを用いて、不活性ガスの供給により前記金属膜上に第１の誘電体膜を成膜した後、反応性ガスの供給により前記第１の誘電体膜上に第２の誘電体膜を成膜する誘電体膜成膜工程と、前記第２の成膜室にて、前記第２の金属含有ターゲットの表面を活性化させるターゲット活性化工程とを有し、前記第１の成膜室における金属膜成膜工程と、前記第２の成膜室におけるターゲット活性化工程とを並行して行うことを特徴とする。 That is, in the method for manufacturing a multilayer film structure according to the present invention, a first film forming chamber for arranging a first metal target, a second film forming chamber for arranging a second metal-containing target, and 1. A method for manufacturing a multilayer film structure using a reactive sputtering apparatus, comprising: a film forming chamber 1 and a transfer unit for transferring a substrate to the second film forming chamber, wherein the first film forming chamber And a metal film forming step of forming a metal film using the first metal target, and a second metal-containing target whose surface is activated in the second film forming chamber. After forming a first dielectric film on the metal film by supplying an active gas, a dielectric film for forming a second dielectric film on the first dielectric film by supplying a reactive gas A target for activating the surface of the second metal-containing target in the film forming step and the second film forming chamber And a preparative activation step, and carrying out the metal film forming step in the first film formation chamber, in parallel with the target activation step in the second film formation chamber.
また、本発明に係る多層膜構造体は、金属からなる金属膜と、誘電体からなる誘電体膜とを交互に積層してなり、前記金属膜の表面が、酸化又は窒化していないことを特徴とする。 In the multilayer film structure according to the present invention, the metal film made of metal and the dielectric film made of dielectric are alternately laminated, and the surface of the metal film is not oxidized or nitrided. It features.
また、本発明に係る多層膜構造体は、金属からなる金属膜と、前記金属膜上に成膜され、誘電体からなる第１の誘電体膜と、前記第１の誘電体膜上に成膜され、前記第１の誘電体膜と同一組成からなる第２の誘電体膜とを備え、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける透過率が、シミュレーションソフトから得られる理論値と略一致することを特徴とする。 In the multilayer film structure according to the present invention, a metal film made of metal, a first dielectric film made of a dielectric formed on the metal film, and a first dielectric film made of a dielectric are formed on the first dielectric film. And a second dielectric film having the same composition as the first dielectric film, wherein a transmittance at a wavelength of 400 nm to 700 nm substantially matches a theoretical value obtained from simulation software. .
本発明によれば、表面が活性化されたスパッタリングターゲットを用いて、金属膜上に誘電体膜を成膜することにより、金属膜の特性変化を抑制することができ、優れた特性を有する多層膜構造体を得ることができる。 According to the present invention, by forming a dielectric film on a metal film by using a sputtering target whose surface is activated, it is possible to suppress the characteristic change of the metal film, and a multilayer having excellent characteristics. Membrane structures can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．多層膜構造体の製造方法
２．多層膜構造体
３．実施例
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
1. Method of manufacturing multilayer film structure
＜１．多層膜構造体の製造方法＞
図１は、本実施の形態に係る多層膜構造体の製造方法により得られる多層膜構造体の一部断面を示す概略図である。
<1. Method of manufacturing multilayer film structure>
FIG. 1 is a schematic view showing a partial cross section of a multilayer film structure obtained by the method of manufacturing a multilayer film structure according to the present embodiment.
本実施の形態に係る多層膜構造体の製造方法は、第１の金属ターゲットを用いて、金属膜１を成膜する金属膜成膜工程と、表面が活性化された第２の金属含有ターゲットを用いて、不活性ガスの供給により金属膜１上に第１の誘電体膜２を成膜した後、反応性ガスの供給により第１の誘電体膜２上に第２の誘電体膜３を成膜する誘電体膜成膜工程とを有する。ここで、表面が活性化された第２の金属含有ターゲットは、反応性ガスにより表面が予め反応された状態のものをいう。具体的には、第２の金属含有ターゲットの表面が、酸化又は窒化された状態のものをいう。これにより、不活性ガスの供給により金属膜１上にバリア層としての第１の誘電体膜２を成膜することができ、金属膜１の特性変化を抑制することができる。
In the method of manufacturing a multilayer film structure according to the present embodiment, a metal film forming step of forming a metal film 1 using a first metal target, and a second metal-containing target whose surface is activated. To form a first
また、反応性ガスとしては、酸化性ガス、窒化性ガスなどが挙げられ、第２の誘電体膜３としては、ＳｉＯ２などの金属酸化膜、Ｓｉ３Ｎ４などの金属窒化膜などが挙げられる。
The reactive gas may, for example, be an oxidizing gas or a nitriding gas, and the second
以下、本発明の一実施形態として、反応性ガスとして酸化性ガスを用い、第２の誘電体膜３として金属酸化膜を成膜する具体例について説明する。すなわち、具体例として示す多層膜構造体の製造方法は、第１の金属ターゲットを用いて、金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、表面が酸化された第２の金属含有ターゲットを用いて、不活性ガスの供給により金属膜上に第１の金属酸化物膜を成膜した後、酸化性ガスの供給により第１の金属酸化物膜上に第２の金属酸化物膜を成膜する誘電体膜成膜工程とを有する。
Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a specific example of forming a metal oxide film as the second
金属膜成膜工程にて使用可能な第１の金属ターゲットは、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、比較的酸化されやすい金属を用いることができる。このような第１の金属ターゲットとしては、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｂ、Ｉｎから選択される１種以上の金属を含むものを挙げることができる。また、第１の金属ターゲットを用いたスパッタ法も、特に限定されるものではなく、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法などを用いることができる。 The first metal target that can be used in the metal film deposition step is not particularly limited, but in the present embodiment, a metal that is relatively easily oxidized can be used. Examples of such a first metal target include those containing one or more metals selected from Ti, Al, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Cu, Ag, Nb, and In. be able to. Further, the sputtering method using the first metal target is not particularly limited, and a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, or the like can be used.
誘電体膜成膜工程にて使用可能な第２の金属含有ターゲットは、酸化によってターゲット表面に金属酸化物が形成されれば、特に限定されるものではない。このような第２の金属含有ターゲットとしては、例えば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎから選択される金属を含む金属酸化物、金属窒化物、若しくは金属炭化物、又は金属単体を挙げることができる。具体的には、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、Ａｌ、ＡｌＯｘ、ＡｌＮｘ、Ｎｂ、ＮｂＯｘ、Ｔｉ、ＴｉＯｘ、ＴｉＮｘ、Ｚｎ、ＺｎＯｘ、Ｓｎ、ＳｎＯｘ、Ｉｎ、ＩｎＯｘなどや、これらの混合物を挙げることができる。これらの中でも、ＳｉＯ２を成膜する場合、ＳｉＯｘ（ｘ＜２）ターゲット、又はＳｉＣ粉末１質量部に対してＳｉ粉末を１．１〜１．５質量部の割合で焼結されてなるＳｉｘＣ（ｘ＝２．３±０．２）ターゲットを用いることが好ましい。ＳｉＯｘ（ｘ＜２）ターゲットを用いることにより、スパッタ中の酸素供給量を少なくしても透明にできるため、高真空下でのスパッタが容易になり、よりバリア性の高い緻密な膜を得ることができる。また、ＳｉｘＣ（ｘ＝２．３±０．２）ターゲットを用いることにより、大きい成膜速度を得ることが可能となる。 The second metal-containing target usable in the dielectric film formation step is not particularly limited as long as a metal oxide is formed on the surface of the target by oxidation. As such a second metal-containing target, for example, a metal oxide, a metal nitride, a metal carbide, or a metal simple substance containing a metal selected from Si, Al, Nb, Ti, Zn, Sn, In It can be mentioned. Specifically, Si, SiC, SiO x, SiN x, Al, AlO x, AlN x, Nb, NbO x, Ti, TiO x, TiN x, Zn, ZnO x, Sn, SnO x, In, InO x And mixtures of these. Among these, when forming a film of SiO 2 , it is sintered by a ratio of 1.1 to 1.5 parts by mass of Si powder with respect to 1 part by mass of a SiO x (x <2) target or SiC powder. It is preferred to use a Six C (x = 2.3 ± 0.2) target. By using a SiO x (x <2) target, it can be made transparent even if the amount of oxygen supplied during sputtering is small, so sputtering under high vacuum becomes easy, and a dense film with higher barrier properties can be obtained. be able to. In addition, by using a SixC (x = 2.3 ± 0.2) target, it is possible to obtain a high deposition rate.
また、第２の金属含有ターゲットを用いたスパッタ法は、反応性スパッタリング（Reactive Sputtering)を用いる。また、膜付着性を向上させるために、交流（高周波）を掛けるＲＦスパッタを用いてもよい。また、被着体の耐熱性に乏しい場合には、ターゲット側に磁石で磁界をつくり、プラズマを試料から分離するマグネトロンスパッタを用いてもよい。 The sputtering method using the second metal-containing target uses reactive sputtering. Also, in order to improve film adhesion, RF sputtering may be used which applies alternating current (high frequency). In the case where the heat resistance of the adherend is poor, magnetron sputtering may be used in which a magnetic field is generated by a magnet on the target side to separate plasma from a sample.
反応性スパッタリングに用いられる反応性ガスとしては、酸化性ガス及び不活性ガスの混合ガスが用いられる。酸化性ガスとしては、例えば、酸素、オゾン、炭酸ガス、又はこれらの混合ガスが挙げられる。また、不活性ガスとしては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、又はこれらの混合ガスが挙げられる。これらの中でも、本実施の形態では、アルゴンガスと酸素との混合ガスが好ましく用いられる。 As a reactive gas used for reactive sputtering, a mixed gas of an oxidizing gas and an inert gas is used. As an oxidizing gas, oxygen, ozone, a carbon dioxide gas, or these mixed gas is mentioned, for example. Moreover, as an inert gas, helium, neon, argon, krypton, xenon, or these mixed gas is mentioned, for example. Among these, in the present embodiment, a mixed gas of argon gas and oxygen is preferably used.
図２は、アルゴン／酸素ガス比に対する金属酸化物膜の成膜速度の影響を示す説明図である。図２に示すように、反応性スパッタリングでは、ターゲット表面がそのままスパッタされる金属モード（Metal mode）と、ターゲット表面が反応性ガスと反応し、化合物となった状態でスパッタされる反応モードである酸化物モード（Oxide mode）と、その中間領域である遷移領域（Transition area）とがある。 FIG. 2 is an explanatory view showing the influence of the deposition rate of the metal oxide film on the argon / oxygen gas ratio. As shown in FIG. 2, in reactive sputtering, the target surface is a metal mode (Metal mode) in which the target surface is sputtered as it is, and the reaction mode in which the target surface reacts with the reactive gas and is sputtered in a compound state. There is an oxide mode (Oxide mode) and a transition area (Transition area) which is an intermediate area thereof.
金属モードでは、アルゴン／酸素ガス比が大きい、すなわち酸素分圧が低い。金属モードのＡ点では、ターゲット表面がそのままスパッタされ、成膜速度が大きい。この状態から酸素の供給量を増やし、酸素分圧を高くすると、ターゲット表面の酸化が進行して成膜速度が急激に低下し、酸化物モードに移行する。酸化物モードのＢ点では、ターゲット表面が酸素ガスと反応し、酸化物となった状態でスパッタされる。 In metal mode, the argon / oxygen gas ratio is high, ie the oxygen partial pressure is low. At point A in the metal mode, the target surface is sputtered as it is, and the deposition rate is large. If the oxygen supply amount is increased from this state and the oxygen partial pressure is increased, oxidation of the surface of the target proceeds to rapidly reduce the film formation rate, and the mode shifts to the oxide mode. At point B in the oxide mode, the target surface reacts with oxygen gas and is sputtered in the oxide state.
すなわち、誘電体膜成膜工程では、金属モードにおいて、第２の金属含有ターゲット表面の金属酸化物がスパッタされ、第１の金属酸化膜が成膜される。バリア層としての第１の金属酸化膜は、十分なバリア性能を得るために３ｎｍ以上成膜することが好ましく、生産性などを考慮すると３ｎｍ〜１０ｎｍ成膜することがより好ましく、生産性をより考慮すると３ｎｍ〜５ｎｍ成膜することがさらに好ましい。膜厚が３ｎｍ未満であると、酸化物モードにおいて、金属膜の酸化抑制が困難となる。なお、バリア層とは、金属を変質させる酸素などの物質に対する保護機能を有するものをいう。 That is, in the dielectric film formation step, in the metal mode, the metal oxide on the surface of the second metal-containing target is sputtered to form a first metal oxide film. The first metal oxide film as the barrier layer is preferably formed to have a thickness of 3 nm or more in order to obtain sufficient barrier performance, more preferably 3 nm to 10 nm in view of productivity and the like, and the productivity is more In consideration of this, it is more preferable to form a film of 3 nm to 5 nm. If the film thickness is less than 3 nm, it is difficult to suppress the oxidation of the metal film in the oxide mode. Note that the barrier layer refers to one having a protective function against a substance such as oxygen which degrades a metal.
また、誘電体膜成膜工程では、第１の金属酸化膜の成膜後、反応モードである酸化物モードにおいて、第２の金属含有ターゲット表面が酸素と反応し、金属酸化物となった状態でスパッタされ、第２の金属酸化物膜が成膜される。第２の金属酸化膜は、その厚みに関わらず、他の誘電体膜と組成がほぼ一致しているため、分析等によって区別するのは困難である。但し、第２の金属酸化膜を金属層に置き換えたり、酸素欠損の大きな誘電体膜にしたりした場合には、第２の金属酸化膜層を判別することが可能となる。 In the dielectric film forming step, after forming the first metal oxide film, the second metal-containing target surface reacts with oxygen in the oxide mode which is the reaction mode, and becomes a metal oxide. The second metal oxide film is formed by sputtering. The second metal oxide film has almost the same composition as the other dielectric films regardless of its thickness, so it is difficult to distinguish by analysis or the like. However, when the second metal oxide film is replaced with a metal layer or a dielectric film having a large oxygen deficiency is used, the second metal oxide film layer can be identified.
また、誘電体膜成膜工程では、第２の金属酸化物膜の成膜後、酸化性ガスの供給量を増加させ、酸化物モードのＢ点よりもアルゴン／酸素ガス比が小さい、すなわち酸素分圧が大きいＣ点とすることが好ましい。具体的には、Ｃ点の酸素供給量は、Ｂ点の５０％以上であることが好ましい。このＣ点では、成膜速度が低いものの第３の金属酸化物膜がごく僅かに成膜される。さらに、第２の金属含有ターゲットの表面が酸化され、表面に金属酸化物が形成される。 In the dielectric film formation step, after the formation of the second metal oxide film, the supply amount of oxidizing gas is increased, and the argon / oxygen gas ratio is smaller than the point B in the oxide mode, that is, oxygen It is preferable to set it as C point with large partial pressure. Specifically, the oxygen supply amount at point C is preferably 50% or more of point B. At this point C, although the deposition rate is low, the third metal oxide film is deposited only slightly. Furthermore, the surface of the second metal-containing target is oxidized to form a metal oxide on the surface.
このような金属膜成膜工程と誘電体膜成膜工程とを交互に繰り返すことにより、酸化劣化の少ない金属膜と誘電体膜とが交互に積層されてなる多層膜を得ることができる。また、金属膜と誘電体膜とが交互に積層されてなる多層膜は、光学特性上の酸化劣化がないことから、誘電体膜の第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜は、バリア層として作用していることが伺える。また、第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜は、第２の金属酸化物膜の成膜時と同一のターゲット材から得ることができるため、生産性を向上させることができる。 By alternately repeating the metal film forming process and the dielectric film forming process, it is possible to obtain a multilayer film in which a metal film and a dielectric film, which are less likely to be deteriorated by oxidation, are alternately stacked. Further, the multilayer film in which the metal film and the dielectric film are alternately laminated has no oxidative deterioration in optical characteristics, so the first metal oxide film and the third metal oxide film of the dielectric film are Can be seen to act as a barrier layer. In addition, since the first metal oxide film and the third metal oxide film can be obtained from the same target material as the film formation of the second metal oxide film, productivity can be improved. .
図３は、本法を適用可能な反応性スパッタリング装置の構成例を示す概略図である。図３に示す反応性スパッタリング装置は、ラジカル酸化源１１と、酸化源用電源１２と、スパッタ電源１３ａ，１３ｂと、スパッタリングターゲット１４ａ，１４ｂと、排気ポンプ１５ａ，１５ｂと、円筒型基板ホルダー１６と、不活性ガス供給源１７ａ，１７ｂと、反応性ガス供給源１８ａ，１８ｂと、ロードロック室１９とを備える。本実施の形態では、スパッタリングターゲット１４ａ，１４ｂとして、それぞれ第１の金属ターゲット及び第２の金属含有ターゲットを用い、２元スパッタとして構成される。
FIG. 3 is a schematic view showing a configuration example of a reactive sputtering apparatus to which the present method can be applied. The reactive sputtering apparatus shown in FIG. 3 includes a
金属膜成膜工程では、例えば、不活性ガス供給源１７ａからＡｒガスを供給し、スパッタ電源１３ａにより第１の金属ターゲットに高電圧を印加することにより、円筒型基板ホルダー１６に保持された基板上に金属膜を金属モードにて成膜することが可能である。
In the metal film deposition step, for example, Ar gas is supplied from the inert
誘電体膜成膜工程では、例えば、円筒型基板ホルダー１６を１８０度回転させ、不活性ガス供給源１７ａからＡｒガスを供給し、スパッタ電源１３ｂにより表面が酸化された第２の金属含有ターゲットに高電圧を印加することにより、金属膜上に第１の金属酸化物膜を金属モードにて成膜することが可能である。また、反応性ガス供給源１８ｂからＯ２ガスを供給することにより、第１の金属酸化物膜上に第２の金属酸化物膜を酸化モードにて成膜することが可能である。また、例えば、反応性ガス供給源１８ｂからＯ２ガスの供給量を増加させることにより、第３の金属酸化物膜を成膜するとともに、第２の金属含有ターゲットの表面を酸化させることが可能である。
In the dielectric film forming step, for example, the
このような操作により、金属膜の酸化を抑制し、理論設計に極めて忠実な光学特性を有する多層膜構造体を得ることができる。また、バリア層を成膜するためのスパッタリングターゲットやカソード源の追加など、装置の過度な大型化や改造を施すことなく、優れた光学特性を有する多層膜構造体を効率よく生産することができる。また、バリア膜となる第１の金属酸化物膜と第２の金属酸化物膜を、同一の第２の金属含有ターゲットから得ることができる。また、第２の金属含有ターゲットとして、成膜速度の高い金属ターゲットを使用することができるため、生産性を向上させることができる。 By such an operation, it is possible to suppress the oxidation of the metal film and obtain a multilayer film structure having an optical characteristic very faithful to the theoretical design. In addition, a multilayer film structure having excellent optical characteristics can be efficiently produced without excessively enlarging or modifying the apparatus, such as addition of a sputtering target or cathode source for forming a barrier layer. . In addition, the first metal oxide film and the second metal oxide film to be barrier films can be obtained from the same second metal-containing target. In addition, since a metal target with a high deposition rate can be used as the second metal-containing target, productivity can be improved.
また、反応性スパッタリング装置は、前述した構成例に限られることなく、例えば、金属膜を成膜する第１の成膜室と、誘電体膜を成膜する第２の成膜室とを備え、基板が搬送手段としての搬送トレイにより支持されて第１の成膜室及び第２の成膜室に搬送される構成であってもよい。この場合、第２の金属含有ターゲットの表面を酸化させるターゲット酸化工程を別に設け、第１の成膜室における金属膜成膜工程と第２の成膜室におけるターゲット酸化工程とを並行して行うようにしてもよい。また、第１の成膜室に第１の金属ターゲット及び第３の金属ターゲットを配置し、第２の成膜室に第２の金属含有ターゲット及び第４の金属含有ターゲットを配置し、第１〜第４の金属が任意に積層された多層膜を成膜するようにしてもよい。 In addition, the reactive sputtering apparatus is not limited to the above-described configuration example, and includes, for example, a first film forming chamber for forming a metal film and a second film forming chamber for forming a dielectric film. The substrate may be supported by the transport tray as the transport means and transported to the first film forming chamber and the second film forming chamber. In this case, a target oxidation process for oxidizing the surface of the second metal-containing target is separately provided, and the metal film formation process in the first film formation chamber and the target oxidation process in the second film formation chamber are performed in parallel. You may do so. In addition, the first metal target and the third metal target are disposed in the first film formation chamber, and the second metal-containing target and the fourth metal-containing target are disposed in the second film formation chamber. A multilayer film in which the fourth metal is optionally stacked may be formed.
＜２．多層膜構造体＞
図１に示すように、本実施の形態に係る多層膜構造体は、金属からなる金属膜１と、金属膜１上に成膜され、バリア層である誘電体からなる第１の誘電体膜２と、第１の誘電体膜上に成膜され、誘電体からなる第２の誘電体膜３とを有する。ここで、第１の誘電体膜は、第２の誘電体膜の組成と同一であることが好ましい。これにより、理論設計に極めて忠実な光学特性を有する多層膜構造体を得ることができる。
<2. Multilayer film structure>
As shown in FIG. 1, the multilayer film structure according to the present embodiment includes a metal film 1 made of metal and a first dielectric film made of a dielectric which is formed on the metal film 1 and which is a barrier layer. And a
また、具体例として示す多層膜構造体は、金属からなる金属膜と、金属膜上に成膜され、バリア層である金属酸化物からなる第１の金属酸化物膜と、第１の金属酸化物膜上に成膜され、前記金属酸化物からなる第２の金属酸化物膜とを有することが好ましい。ここで、第１の金属酸化物膜は、前述した反応性スパッタリングにより、金属モードにて成膜されてなるバリア層として機能する。また、第２の金属酸化物膜は、酸化物モードにて成膜されてなる。これにより、金属膜の酸化が抑制されるため、理論値とほぼ同等の特性を有する多層膜構造体を得ることができる。 Further, the multilayer film structure shown as a specific example includes a metal film made of metal, a first metal oxide film formed on a metal film and made of a metal oxide which is a barrier layer, and a first metal oxide film. It is preferable to form a film on the object film and to have a second metal oxide film made of the metal oxide. Here, the first metal oxide film functions as a barrier layer formed in the metal mode by the reactive sputtering described above. The second metal oxide film is formed in the oxide mode. Thereby, since the oxidation of the metal film is suppressed, it is possible to obtain a multilayer film structure having substantially the same characteristics as the theoretical value.
多層膜構造体の具体例としては、例えば、ＮＤフィルターなどの光学フィルターを挙げることができる。また、多層膜構造体は、多層構造を維持していれば、その大きさは、特に制限されることはない。 As a specific example of a multilayer film structure, optical filters, such as ND filter, can be mentioned, for example. Also, the size of the multilayer film structure is not particularly limited as long as the multilayer structure is maintained.
＜３．実施例＞
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。本実施例では、反応性スパッタリングによりＴｉ膜とＳｉＯ２膜とを積層させたＮＤ（Neutral Density）フィルターを作製した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<3. Example>
Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail. In this example, an ND (Neutral Density) filter in which a Ti film and an SiO 2 film are laminated by reactive sputtering was manufactured. The present invention is not limited to these examples.
＜実施例＞
可視波長域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において、透過率が４０％の一定値となるＮＤフィルターについて、光学多層膜のシミュレーションソフト（商品名：ＯｐｔｉＬａｙｅｒ、（株）ケイワン）を用いて設計した。設計環境は、垂直入射とし、金属膜をＴｉ、誘電体膜をＳｉＯ２、入射及び出射媒質を空気、基板を白板ガラス基板としてシミュレーション設計を行った。
<Example>
The ND filter with a constant transmittance of 40% in the visible wavelength range (400 nm to 700 nm) was designed using simulation software for optical multilayer films (trade name: OptiLayer, manufactured by Kei-One Inc.). The design environment was vertical incidence, and simulation design was performed using a metal film as Ti, a dielectric film as SiO 2 , an incident and exit medium as air, and a substrate as a white sheet glass substrate.
表１に、基板側から第１層〜第６層からなる光学多層膜のシミュレーション設計の結果を示す。 Table 1 shows the results of simulation design of an optical multilayer film consisting of the first to sixth layers from the substrate side.
図３に示すようなバッチ式の反応性スパッタリング装置（ＲＡＳ１１００Ｂ、（株）シンクロン）を用いて、表１に示す６層構成のＮＤフィルターを作製した。このような反応性スパッタリング装置において、スパッタリングターゲット１４ａ，１４ｂが保持されたカソードが２元あるスパッタ室に、Ａｒガスをそれぞれカソード近傍に供給し、ラジカル酸化源１１を備えるラジカル室にＯ２ガスを供給し、Ａｒ／Ｏ２ガス比を制御した。なお、スパッタ室及びラジカル室は、同じ真空チャンバー内に存在し、間仕切りされているものの密閉されていないため、ＡｒとＯ２は、真空チャンバー内で混合される。
Using a batch-type reactive sputtering apparatus (RAS1100B, manufactured by Syncron Co., Ltd.) as shown in FIG. 3, an ND filter having a six-layer configuration shown in Table 1 was produced. In such a reactive sputtering apparatus, Ar gas is supplied near the cathode to the sputtering chamber having two cathodes holding the sputtering targets 14a and 14b respectively, and O 2 gas is supplied to the radical chamber provided with the
Ｔｉ材料としてＴｉからなるスパッタリングターゲット（３Ｎ以上グレード、デクセリアルズ（株）製）を準備した。また、ＳｉＯ２材料としてケイ素（Ｓｉ）１に対して炭化ケイ素（ＳｉＣ）が１．３の割合で焼成されたＳｉｘＣ（ｘ＝２．３）からなるスパッタリングターゲット（デクセリアルズ（株）製）を準備した。 A sputtering target (3N or higher grade, manufactured by Dexerials Inc.) made of Ti as a Ti material was prepared. In addition, as a SiO 2 material, a sputtering target (made by Dexerials Inc.) is made of Si x C (x = 2.3) obtained by firing silicon carbide (SiC) at a ratio of 1.3 to silicon (Si) 1 Prepared.
表２に、実施例におけるＴｉ膜及びＳｉＯ２膜の成膜条件を示す。表２において、金属モードは、無酸素モードである。また、酸化物モードは、酸化物成膜時の通常モードである。また、ターゲット酸化モードは、成膜速度が非常に小さい過剰酸化モードである。 Table 2 shows film formation conditions of the Ti film and the SiO 2 film in the example. In Table 2, the metal mode is anoxic mode. Further, the oxide mode is a normal mode at the time of oxide film formation. Further, the target oxidation mode is an over oxidation mode in which the deposition rate is very small.
図４は、実施例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの断面構成を示す説明図である。図４に示すように、先ず、ガラス基板１００上に密着膜として厚み２．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第１層１０１を酸化物モードにて成膜した。次に、第１層１０１上に密着膜として厚み０．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第２層１０２をターゲット酸化モードにて成膜した。次に、第２層１０２上に金属膜として厚み３ｎｍのＴｉからなる第３層１０３を金属モードにて成膜した。次に、第３層１０３上に第１の金属酸化物膜として厚み３ｎｍのＳｉＯ２からなる第４層１０４を金属モードにて成膜した。次に、第４層１０４上に第２の金属酸化物膜として厚み３６．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第５層１０５を酸化物モードにて成膜した。次に、第５層１０５上に第３の金属酸化物膜として厚み０．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第６層１０６をターゲット酸化モードにて成膜した。次に、第６層１０６上に金属膜として厚み３ｎｍのＴｉからなる第７層１０７を金属モードにて成膜した。次に、第７層１０７上に第１の金属酸化物膜として厚み３ｎｍのＳｉＯ２からなる第８層１０８を金属モードにて成膜した。次に、第８層１０８上に第２の金属酸化物膜として厚み１６．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第９層１０９を酸化物モードにて成膜した。次に、第９層１０９上に第３の金属酸化物膜として厚み０．５ｎｍのＳｉＯ２からなる第１０層１１０をターゲット酸化モードにて成膜した。次に、第１０層１１０上に金属膜として厚み４ｎｍのＴｉからなる第１１層１１１を金属モードにて成膜した。次に、第１１層１１１上に第１の金属酸化物膜として厚み３ｎｍのＳｉＯ２からなる第１２層１１２を金属モードにて成膜した。次に、第１２層１１２上に第２の金属酸化物膜として厚み７７ｎｍのＳｉＯ２からなる第１３層１１３を酸化物モードにて成膜した。これにより、基板側から３ｎｍのＴｉ膜、４０ｎｍのＳｉＯ２膜、３ｎｍのＴｉ膜、２０ｎｍのＳｉＯ２膜、４ｎｍのＴｉ膜、８０ｎｍのＳｉＯ２膜が順次積層されたシミュレーション設計通りのＮＤフィルターを得た。
FIG. 4 is an explanatory view showing the cross-sectional configuration of the ND filter formed under the film forming conditions of the example. As shown in FIG. 4, first, a 2.5 nm-thick
図５は、実施例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの透過率を示すグラフである。また、図５のグラフに、シミュレーション設計したＮＤフィルターの透過率の理論値を示す。実施例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの透過率は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、理論値とほぼ一致した。これは、第１の金属酸化膜を無酸素状態で成膜したことによって、下地の金属膜の酸化を抑制したためであると考えられる。さらに、第１の金属膜が、第２の金属酸化膜及び第３の金属酸化膜と同一組成であることによって、光学特性の変化を抑制したためであると考えられる。 FIG. 5 is a graph showing the transmittance of the ND filter formed under the film forming conditions of the example. Further, the graph of FIG. 5 shows theoretical values of the transmittance of the ND filter for which simulation design is performed. The transmittance of the ND filter formed under the film forming conditions of the example substantially agrees with the theoretical value in the wavelength range of 400 nm to 700 nm. It is considered that this is because the oxidation of the underlying metal film was suppressed by forming the first metal oxide film in an oxygen-free state. Furthermore, it is considered that the change in optical characteristics is suppressed by the first metal film having the same composition as the second metal oxide film and the third metal oxide film.
また、ＳｉＯ２材料としてＳｉＯｘ（ｘ＝１．８）からなるスパッタリングターゲット（デクセリアルズ（株）製）を準備した以外は、前述の実施例と同様にしてＮＤフィルターを作製した。ＳｉｘＣ（ｘ＝２．３）スパッタリングターゲットを使用したときに比べ、第２の金属酸化物膜の成膜速度が小さかったものの、ＮＤフィルターの透過率は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、理論値とほぼ一致した。これにより、緻密でバリア性が高くなりやすいＳｉＯ２ターゲット材料を用いた場合でも、同様の多層膜が得られることが分かった。 In addition, an ND filter was produced in the same manner as the above-described example except that a sputtering target (manufactured by Dexerials Inc.) made of SiO x (x = 1.8) was prepared as a SiO 2 material. Although the deposition rate of the second metal oxide film was smaller than when a Si x C (x = 2.3) sputtering target was used, the transmittance of the ND filter was in the wavelength range of 400 nm to 700 nm, It almost agreed with the theoretical value. From this, it was found that a similar multilayer film can be obtained even when using a SiO 2 target material that is dense and tends to have high barrier properties.
＜比較例＞
表２に示すＳｉＯ２の成膜条件において、酸化物モードのみを用いた以外は、実施例と同様にしてＮＤフィルターを作製した。
Comparative Example
An ND filter was produced in the same manner as in the example except that only the oxide mode was used under the film forming conditions of SiO 2 shown in Table 2.
図６は、比較例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの断面構成を示す説明図である。図６に示すように、先ず、ガラス基板２００上に密着膜として厚み３ｎｍのＳｉＯ２からなる第１層２０１を酸化物モードにて成膜した。次に、第１層２０１上に金属膜として厚み３ｎｍのＴｉからなる第２層２０２を金属モードにて成膜した。次に、第２層２０２上に金属酸化物膜として厚み４０ｎｍのＳｉＯ２からなる第３層２０３を酸化物モードにて成膜した。次に、第３層２０３上に金属膜として厚み３ｎｍのＴｉからなる第４層２０４を金属モードにて成膜した。次に、第４層２０４上に金属酸化物膜として厚み２０ｎｍのＳｉＯ２からなる第５層２０５を酸化物モードにて成膜した。次に、第５層２０５上に金属膜として厚み４ｎｍのＴｉからなる第６層２０６を金属モードにて成膜した。次に、第６層２０６上に金属酸化物膜として厚み８０ｎｍのＳｉＯ２からなる第７層２０７を酸化物モードにて成膜した。これにより、基板側から３ｎｍのＴｉ膜、４０ｎｍのＳｉＯ２膜、３ｎｍのＴｉ膜、２０ｎｍのＳｉＯ２膜、４ｎｍのＴｉ膜、８０ｎｍのＳｉＯ２膜が順次積層されたシミュレーション設計通りのＮＤフィルターを得た。
FIG. 6 is an explanatory view showing the cross-sectional configuration of the ND filter formed under the film forming conditions of the comparative example. As shown in FIG. 6, first, a
図７は、比較例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの透過率を示すグラフである。また、図７のグラフに、シミュレーション設計したＮＤフィルターの透過率の理論値を示す。比較例の成膜条件で成膜したＮＤフィルターの透過率は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、３０％ほど理論値よりも高くなった。これは、金属酸化膜を酸素が供給された状態で成膜したことによって、下地の金属膜が酸化されたためであると考えられる。 FIG. 7 is a graph showing the transmittance of the ND filter formed under the film forming conditions of the comparative example. Further, the graph of FIG. 7 shows theoretical values of the transmittance of the ND filter for which simulation design is performed. The transmittance of the ND filter formed under the film forming conditions of the comparative example was about 30% higher than the theoretical value in the wavelength range of 400 nm to 700 nm. It is considered that this is because the underlying metal film is oxidized by forming the metal oxide film in a state where oxygen is supplied.
＜従来例＞
実施例と同様、可視波長域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において、透過率が４０％の一定値となるＮＤフィルターを、従来技術であるバリア膜を設けた構成としてシミュレーションを行った。設計環境は、バリア膜をＳｉＯｘ、金属膜をＴｉ、誘電体膜をＳｉＯ２とし、各膜厚を最適化した以外は、実施例と同様にシミュレーション設計を行った。
<Conventional example>
Similar to the example, the simulation was performed using an ND filter having a constant transmittance of 40% in the visible wavelength range (400 nm to 700 nm) as a configuration provided with a barrier film according to the prior art. In the design environment, simulation design was performed in the same manner as in the example except that the barrier film was SiO x , the metal film was Ti, and the dielectric film was SiO 2 , and the film thickness was optimized.
表３に、基板側から第１層〜第１２層からなる光学多層膜のシミュレーション設計の結果を示す。 Table 3 shows the results of simulation design of an optical multilayer film consisting of the first to twelfth layers from the substrate side.
図８は、従来例のＮＤフィルターにおける透過率のシミュレーション結果を示すグラフである。また、図８のグラフに、実施例でシミュレーション設計したＮＤフィルターの透過率の理論値を示す。表３に示すように、バリア膜を設け、各膜厚を最適化したのにも関わらず、従来例のＮＤフィルターの理論値は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、３〜５％ほど実施例のＮＤフィルターの理論値よりも低くなった。これは、バリア膜のＳｉＯｘが酸素欠損を有し、光学吸収を有するため、透過率が低下したものと考えられる。 FIG. 8 is a graph showing simulation results of transmittance in the conventional ND filter. Moreover, the graph of FIG. 8 shows the theoretical value of the transmittance of the ND filter that was simulated and designed in the example. As shown in Table 3, although the barrier film is provided and each film thickness is optimized, the theoretical value of the ND filter of the conventional example is about 3 to 5% in the wavelength range of 400 nm to 700 nm. It is lower than the theoretical value of the ND filter. It is considered that this is because the transmittance is lowered because SiO x of the barrier film has oxygen deficiency and has optical absorption.
１ 金属膜、２ 第１の誘電体膜、３ 第２の誘電体膜、１１ ラジカル酸化源、１２ 酸化源用電源、１３ａ，１３ｂ スパッタ電源、１４ａ，１４ｂ スパッタリングターゲット、１５ａ，１５ｂ 排気ポンプ、１６ 円筒型基板ホルダー、１７ａ，１７ｂ 不活性ガス供給源、１８ａ，１８ｂ 反応性ガス供給源、１９ ロードロック室
Reference Signs List 1 metal film, 2 first dielectric film, 3 second dielectric film, 11 radical oxidation source, 12 oxidation source power supply, 13a, 13b sputtering power supply, 14a, 14b sputtering target, 15a, 15b exhaust pump, 16 Cylindrical substrate holder, 17a, 17b inert gas supply source, 18a, 18b reactive gas supply source, 19 load lock chamber
すなわち、本発明に係る多層膜構造体の製造方法は、第１の金属ターゲットと、第２の金属含有ターゲットとを配置する反応性スパッタリング装置を用いた多層膜構造体の製造方法であって、前記第１の金属ターゲットを用いて金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、予め表面が活性化された前記第２の金属含有ターゲットを用いて、不活性ガスの供給により前記金属膜上に第１の誘電体膜を成膜した後、反応性ガスの供給により前記第１の誘電体膜上に第２の誘電体膜を成膜する誘電体膜成膜工程と、前記第２の金属含有ターゲットの表面を活性化させるターゲット活性化工程とを有し、前記金属膜成膜工程と、前記ターゲット活性化工程とを並行して行うことを特徴とする。 That is, the method for manufacturing a multilayer film structure according to the present invention is a method for manufacturing a multilayer film structure using a reactive sputtering apparatus in which a first metal target and a second metal-containing target are disposed , A metal film forming step of forming a metal film using the first metal target; and supplying the inert gas using the second metal-containing target whose surface has been activated in advance. Forming a second dielectric film on the first dielectric film by supplying a reactive gas after forming the first dielectric film on the second dielectric film; and a target activation step of activating the surface of the metal-containing target, and the metal film forming step, and carrying out in parallel with the target activation step.
Claims (10)
前記第１の成膜室にて、前記第１の金属ターゲットを用いて金属膜を成膜する金属膜成膜工程と、
前記第２の成膜室にて、表面が活性化された第２の金属含有ターゲットを用いて、不活性ガスの供給により前記金属膜上に第１の誘電体膜を成膜した後、反応性ガスの供給により前記第１の誘電体膜上に第２の誘電体膜を成膜する誘電体膜成膜工程と、
前記第２の成膜室にて、前記第２の金属含有ターゲットの表面を活性化させるターゲット活性化工程とを有し、
前記第１の成膜室における金属膜成膜工程と、前記第２の成膜室におけるターゲット活性化工程とを並行して行う多層膜構造体の製造方法。 A first film forming chamber in which a first metal target is disposed, a second film forming chamber in which a second metal-containing target is disposed, a substrate in the first film forming chamber and the second film forming chamber A method of manufacturing a multilayer film structure using a reactive sputtering apparatus comprising:
A metal film forming step of forming a metal film using the first metal target in the first film forming chamber;
After the first dielectric film is formed on the metal film by supplying an inert gas using the second metal-containing target whose surface is activated in the second film formation chamber, a reaction is performed. A dielectric film forming step of forming a second dielectric film on the first dielectric film by supplying a reactive gas;
And a target activation step of activating the surface of the second metal-containing target in the second film formation chamber,
The manufacturing method of the multilayer film structure which performs simultaneously the metal film film-forming process in a said 1st film-forming chamber, and the target activation process in a said 2nd film-forming chamber.
前記金属膜の表面が、酸化又は窒化していない多層膜構造体。 Alternately laminated metal film made of metal and dielectric film made of dielectric,
A multilayer film structure in which the surface of the metal film is not oxidized or nitrided.
前記金属膜上に成膜され、誘電体からなる第１の誘電体膜と、
前記第１の誘電体膜上に成膜され、前記第１の誘電体膜と同一組成からなる第２の誘電体膜とを備え、
波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける透過率が、シミュレーションソフトから得られる理論値と略一致する、多層膜構造体。 A metal film made of metal,
A first dielectric film formed of a dielectric and formed on the metal film;
And a second dielectric film formed on the first dielectric film and having the same composition as the first dielectric film.
The multilayer film structure whose transmittance | permeability in wavelength 400nm-700nm substantially corresponds with the theoretical value obtained from simulation software.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019021094A JP6661808B2 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Method for manufacturing multilayer film structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019021094A JP6661808B2 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Method for manufacturing multilayer film structure |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015074218A Division JP6480239B2 (en) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | Method of manufacturing multilayer film structure |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020021715A Division JP7128220B2 (en) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | Method for manufacturing multilayer structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019081961A true JP2019081961A (en) | 2019-05-30 |
| JP6661808B2 JP6661808B2 (en) | 2020-03-11 |
Family
ID=66671005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019021094A Active JP6661808B2 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Method for manufacturing multilayer film structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6661808B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280384A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Thin-film forming method |
| JP2003059130A (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Sony Corp | Device and method for film formation, production method for optical recording medium, and optical recording medium |
| WO2007083833A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Absorption-type multilayer film nd filter and process for producing the same |
| JP2011053715A (en) * | 2010-12-01 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing liquid crystal display device |
-
2019
- 2019-02-07 JP JP2019021094A patent/JP6661808B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280384A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Thin-film forming method |
| JP2003059130A (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Sony Corp | Device and method for film formation, production method for optical recording medium, and optical recording medium |
| WO2007083833A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Absorption-type multilayer film nd filter and process for producing the same |
| JP2011053715A (en) * | 2010-12-01 | 2011-03-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing liquid crystal display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6661808B2 (en) | 2020-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7842168B2 (en) | Method for producing silicon oxide film and method for producing optical multilayer film | |
| JP4816116B2 (en) | Oxide sintered body for sputtering target, oxide film obtained using the same, and transparent substrate including the same | |
| JP4205546B2 (en) | Method for producing a laminated film having excellent wear resistance, heat resistance and adhesion to a substrate | |
| JP2020173420A (en) | Optical filter and manufacturing method therefor | |
| JP4915065B2 (en) | Oxide sintered body and manufacturing method thereof, amorphous oxide film obtained using oxide sintered body, and laminate including the amorphous oxide film | |
| JP3945395B2 (en) | Transparent conductive thin film, method for forming the same, transparent conductive substrate for display panel using the same, and organic electroluminescence element | |
| JP6480239B2 (en) | Method of manufacturing multilayer film structure | |
| JP2007154242A (en) | Method for producing mixture film of oxides | |
| JP7128220B2 (en) | Method for manufacturing multilayer structure | |
| JP2007112673A (en) | Oxide sintered compact, oxide film using same and laminate comprising the oxide film | |
| JP2003321764A (en) | High wear resistance/high hardness coating superior in high-temperature oxidation resistance | |
| JP6661808B2 (en) | Method for manufacturing multilayer film structure | |
| JP2019090910A (en) | Mask blank, phase shift mask, and method of manufacturing the same | |
| JP4687374B2 (en) | Transparent conductive film and transparent conductive substrate containing the same | |
| CN101065239B (en) | Gas barrier transparent resin substrate, method for manufacture thereof, and flexible display element using gas barrier transparent resin substrate | |
| JP5114683B2 (en) | Back electrode of glass substrate for solar cell and manufacturing method thereof | |
| JP2007270279A (en) | Sputtering film deposition method and antireflection film | |
| JP4595354B2 (en) | Method for producing optical multilayer film | |
| WO1982004158A1 (en) | Magnetic recording medium | |
| JP2007187993A (en) | Electrochromic element and method for manufacturing the same | |
| JP2007284296A (en) | Sintered compact, method of producing the same, transparent oxide film obtained by using the sintered compact and method of forming the same | |
| JP6525497B2 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYER FILM STRUCTURE, AND MULTILAYER FILM STRUCTURE | |
| JP4763962B2 (en) | Sputtering target for forming oxide film and manufacturing method of oxide film using the same | |
| JP2005206875A (en) | Film deposition apparatus, and film deposition method | |
| JP2013140201A (en) | Method of forming optical thin film with metal oxide film, and optical element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190311 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190311 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200212 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6661808 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |