JPH0941132A - Target device for sputtering and sputtering method - Google Patents
Target device for sputtering and sputtering methodInfo
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- JPH0941132A JPH0941132A JP7198602A JP19860295A JPH0941132A JP H0941132 A JPH0941132 A JP H0941132A JP 7198602 A JP7198602 A JP 7198602A JP 19860295 A JP19860295 A JP 19860295A JP H0941132 A JPH0941132 A JP H0941132A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングに
用いるターゲット装置とそのターゲット装置を用いたス
パッタリング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target device used for sputtering and a sputtering method using the target device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、レンズ、プリズムなどへの反射防
止膜や、ハーフミラー、エッジフィルターなどへの光学
薄膜を形成する場合、手法の容易さや成膜速度の速さな
どの点から真空蒸着法が多く用いられてきた。一方、近
年になり、真空蒸着法に比較して、自動化、省力化、大
面積基板への適用性などの点で有利なスパッタリング法
によるコーティングの要求が高まってきた。しかし、ス
パッタリング法は真空蒸着法と比較して成膜速度が遅い
という点で工業的な普及がやや遅れがちであった。特に
低屈折率膜の代表であるＭｇＦ2 をスパッタリング法に
より成膜すると光吸収が出やすいこともあって、スパッ
タリング法による光学薄膜の形成が普及しにくかった。2. Description of the Related Art Conventionally, when forming an antireflection film on a lens, a prism, etc., or an optical thin film on a half mirror, an edge filter, etc., the vacuum deposition method is used because of the ease of the method and the speed of film formation. Has been used a lot. On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for coating by a sputtering method, which is advantageous in terms of automation, labor saving, applicability to a large area substrate, etc., as compared with the vacuum vapor deposition method. However, the sputtering method has a tendency to have a little delay in industrial popularization in that the film forming rate is slower than that of the vacuum evaporation method. Particularly, when MgF 2 which is a typical low refractive index film is formed by a sputtering method, light absorption is likely to occur, and thus it has been difficult to form an optical thin film by the sputtering method.
【０００３】スパッタリング法の作業速度を向上させる
試みとして、ターゲット本体の交換を可能な限り迅速に
実施することができるターゲット陰極装置が、特開平６
−２５６９４１号公報に開示されている。この技術につ
いて図４を用いて説明する。As an attempt to improve the working speed of the sputtering method, a target cathode device which can replace the target body as quickly as possible is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-58242.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2566941. This technique will be described with reference to FIG.
【０００４】図４には、互いに平行に配置された２つの
ターゲット本体１０１を有しているいわゆるＨＬＫター
ゲットが、横断面図で示されている。プレート状に構成
されたターゲット本体１０１は、爪状条片１０２′，１
０２″によって残りのターゲット保持装置に固定されて
いる。それぞれ外側の爪状条片１０２′は、上から挿入
されたねじによって、残りのターゲット保持装置と解離
可能に結合されていおり、したがって固定ねじを緩める
ことによって、爪状条片１０２′を外すことができる。
爪状条片１０２′，１０２″によるターゲット本体１０
１の固定は次のように、すなわち、爪状条片の階段状の
サイド区分がそれぞれ、ターゲット本体１０１の側部に
おける同様に階段状に構成された突出部に接触し、該突
出部に対して、ねじの圧着力によって下方に向けられた
圧着力が生ぜしめられるように、行われる。FIG. 4 shows in cross section a so-called HLK target having two target bodies 101 arranged parallel to each other. The plate-shaped target main body 101 includes claw-shaped strips 102 ′, 1
02 ″ is fixed to the remaining target holding device. Each outer claw strip 102 ′ is detachably connected to the remaining target holding device by means of a screw inserted from above, and thus the fixing screw. The claw strip 102 'can be removed by loosening.
Target body 10 with claw-shaped strips 102 ', 102 "
1 is fixed as follows, that is, the stepped side sections of the claw-shaped strips respectively come into contact with the similarly stepped projections on the sides of the target body 101, with respect to the projections. So that a downwardly directed crimping force is produced by the crimping force of the screw.
【０００５】ターゲット本体１０１はその下面で全面的
に分割ダイヤフラム１０３に接触しており、この場合タ
ーゲット本体１０１と分割ダイヤフラム１０３とが相対
的にまったく動かないように接触していることはない。
すなわち分割ダイヤフラム１０３は、熱膨張に基づいて
ある程度の範囲内でターゲット本体１０１に対して運動
することができる。The target main body 101 is entirely in contact with the divided diaphragm 103 on its lower surface, and in this case, the target main body 101 and the divided diaphragm 103 are not in contact with each other so as not to move at all.
That is, the divided diaphragm 103 can move with respect to the target body 101 within a certain range based on thermal expansion.
【０００６】分割ダイヤフラム１０３は、装置のターゲ
ット本体１の下において一体的に全面にわたって延在し
ている。そして分割ダイヤフラム１０３には複数の孔が
設けられており、これらの孔を貫いてそれぞれ中央及び
縁部範囲において、爪状条片のための固定ねじを挿入す
ることができる。分割ダイヤフラム１０３の厚さは有利
には次のように、すなわち、分割ダイヤフラムの固定弾
性度がターゲット本体１０１のいかなる熱膨張をも可能
にし、そして常に直接ターゲット本体１０１の下面に接
触しているように、寸法設定されている。分割ダイヤフ
ラム１０３は、全ターゲット装置の左側及び右側におい
てそれぞれ、固定条片１０４′によって残りの装置に対
して固定される。The dividing diaphragm 103 integrally extends over the entire surface under the target body 1 of the apparatus. The dividing diaphragm 103 is then provided with a plurality of holes through which fixing screws for the claw-shaped strips can be inserted in the central and edge areas, respectively. The thickness of the dividing diaphragm 103 is preferably such that the fixed elasticity of the dividing diaphragm allows any thermal expansion of the target body 101 and is always in direct contact with the lower surface of the target body 101. Is dimensioned. The split diaphragm 103 is fixed to the rest of the target device by fixing strips 104 'on the left and right sides, respectively.
【０００７】ターゲット本体１０１を固定するための爪
状条片１０２′と固定条片１０４′とは空間的に互いに
隔てられている。固定条片１０４′は下から長いねじ１
１０を用いてその下面を引き付けられ、これによって分
割ダイヤフラム１０３は固定条片１０４′と、パン１０
５として構成された下面との間においてプレスされる。
中央範囲には同様に複数の固定条片１０４″が設けられ
ており、これらの固定条片１０４″は爪状条片１０２″
と一緒に、上から挿入可能なねじ１０９によって固定可
能である。The claw-shaped strip 102 'for fixing the target body 101 and the fixed strip 104' are spatially separated from each other. The fixed strip 104 'is a long screw 1 from the bottom.
10 is used to pull its underside, whereby the dividing diaphragm 103 is fixed to the fixed strip 104 'and the pan 10
Pressed between the underside configured as 5.
A plurality of fixed strips 104 ″ are likewise provided in the central area, these fixed strips 104 ″ being the claw-shaped strips 102 ″.
It can be fixed together with a screw 109 that can be inserted from above.
【０００８】上に述べた固定処置によって、分割ダイヤ
フラムは上からパン１０５に押し付けられ、このパン１
０５はその縁部範囲にシール部材１０６を有しており、
このシール部材１０６は、パン１０５によって形成され
た冷却通路１０７内における冷却液の流出を阻止する。
この場合冷却通路１０７は、分割ダイヤフラムの下面の
可能な限り大きな部分が冷却液と接触するように、構成
されている。図４において斜線で示されたパン１０５の
下には、磁石装置１０８が設けられており、この磁石装
置１０８は有利にはパンの下において次のように、すな
わち磁極がパンによって覆われるように、設けられてい
る。磁石と冷却液との直接的な接触は、この装置によっ
て完全に回避されている。By the fixing procedure described above, the dividing diaphragm is pressed against the pan 105 from above, and this pan 1
05 has a seal member 106 in its edge region,
The seal member 106 blocks the outflow of the cooling liquid in the cooling passage 107 formed by the pan 105.
In this case, the cooling passage 107 is configured such that the largest possible portion of the lower surface of the divided diaphragm comes into contact with the cooling liquid. Underneath the pan 105, which is hatched in FIG. 4, there is provided a magnet arrangement 108 which is preferably underneath the pan so that the magnetic poles are covered by the pan. , Provided. Direct contact between the magnet and the cooling liquid is completely avoided by this device.
【０００９】したがってターゲット本体の交換のために
必要なことは、爪状条片１０２′の縁部範囲において上
から挿入されたねじ、つまり爪状条片１０２′だけを開
放するねじを緩めることだけである。中央の爪状条片１
０２″のためのねじを緩めるもしくは外すことによって
ターゲット本体１０１を装置から取り外すことができ、
しかもこの際に、少なくとも外側の固定条片１０４′に
よってパン１０５と堅く結合されている分割ダイヤフラ
ム１０３が解離することはない。そして新たなターゲッ
ト本体１０１の挿入は逆の順序で行われる。Therefore, all that is required to replace the target body is to loosen the screw inserted from above in the edge region of the claw strip 102 ', ie the screw opening only the claw strip 102'. Is. Central claw strip 1
The target body 101 can be removed from the device by loosening or removing the screw for 02 ",
Moreover, at this time, at least the outer fixing strip 104 'does not dissociate the divided diaphragm 103 which is firmly connected to the pan 105. Then, the new target main body 101 is inserted in the reverse order.
【００１０】ターゲット本体のための固定装置と分割ダ
イヤフラムのための固定装置とが分けられていることに
よって、迅速かつきれいなターゲット交換が可能であ
り、このようなターゲット交換は、特に生産向上におけ
る運転において有利である。冷却回路系において場合に
よっては生じることのある非シール性の問題は、この配
置形式において回避されている。The separation of the fixing device for the target body and the fixing device for the split diaphragm allows for a fast and clean target exchange, which is especially advantageous in operation for improving production. It is advantageous. The problem of non-sealing that may occur in the cooling circuit system is avoided in this arrangement.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術においては、ターゲットの交換による生産性の向上の
効果はあるものの、成膜速度そのものについては、とく
に、誘電体のターゲットを用いた場合、通常の真空蒸着
法に比べて成膜速度が遅いという問題点があり、このた
めスパッタリング法の実用化の障害となっていた。However, in the above-mentioned prior art, although the productivity is improved by exchanging the target, the film-forming speed itself is not particularly high when a dielectric target is used. There is a problem that the film formation rate is slower than that of the vacuum vapor deposition method, which hinders the practical use of the sputtering method.
【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、請求項１または２に係る発明の目的
は、誘電体などの光学薄膜を速い成膜速度でスパッタリ
ング法により形成するためのスパッタリング用ターゲッ
ト装置を提供することである。請求項３に係る発明の目
的は、上記スパッタリング用ターゲット装置を用いたス
パッタリング方法を提供することである。The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the invention according to claim 1 or 2 is to form an optical thin film such as a dielectric by a sputtering method at a high film forming rate. To provide a sputtering target device. An object of the invention according to claim 3 is to provide a sputtering method using the sputtering target device.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１または２に係る発明は、スパッタリング用
ターゲット装置において、スパッタリング材料と該スパ
ッタリング材料を載置するバッキングプレートとの間に
断熱手段を設けたことを特徴とする。請求項３に係る発
明は、スパッタリング方法において、スパッタリング材
料と該スパッタリング材料を載置するバッキングプレー
トとの間に断熱手段を設け、前記スパッタリング材料を
高温に保持しつつスパッタリングを行うことを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 or 2 provides a thermal insulation between a sputtering material and a backing plate on which the sputtering material is placed, in a sputtering target device. Means are provided. The invention according to claim 3 is characterized in that, in the sputtering method, a heat insulating means is provided between the sputtering material and a backing plate on which the sputtering material is placed, and the sputtering is performed while keeping the sputtering material at a high temperature. .
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】通常、マグネトロンスパッタリン
グに用いるターゲット装置では、スパッタリング材料と
バッキンッグプレートとをインジウムなどの低融点金属
を用いてボンディングし、ターゲット装置を構成する。
また、従来技術で示したようなスパッタリング材料の交
換を簡便化する目的や、ターゲット装置のコストを低く
押さえる目的で、バッキングプレートにスパッタリング
材料をネジ止めする場合もある。これらの場合では、い
ずれもバッキングプレートとスパッタリング材料との間
の熱伝導を良くし、直接水冷されたバッキングプレート
にスパッタリング中に発生する熱を積極的に逃がすこと
によって、スパッタリング材料の温度を低くするような
構造をとっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Normally, in a target device used for magnetron sputtering, a sputtering material and a Bucking plate are bonded by using a low melting point metal such as indium to form a target device.
In addition, the sputtering material may be screwed to the backing plate for the purpose of simplifying the exchange of the sputtering material as shown in the prior art and for keeping the cost of the target device low. In each of these cases, the heat conduction between the backing plate and the sputtering material is improved, and the heat generated during the sputtering is directly released to the water-cooled backing plate to lower the temperature of the sputtering material. It has such a structure.
【００１５】しかしながら、スパッタリング材料の温度
は高い方が成膜速度は速くなる。すなわち、スパッタリ
ング材料の熱をバッキンッグプレートから逃がすこと
は、発生したエネルギーを逃がしてしまう結果となり、
成膜速度を下げることとなる。本発明では、スパッタリ
ング材料とバッキングプレートとの間に断熱手段を設け
ることにより、スパッタリング材料の温度を高く保った
ままスパッタリングを行うことを可能にした。すなわ
ち、スパッタリング材料の温度を高温に保つことによ
り、成膜速度の速い領域でのスパッタリングを可能にし
た。However, the higher the temperature of the sputtering material, the faster the film formation rate. That is, escaping the heat of the sputtering material from the Bucking plate results in escaping the generated energy,
The film forming speed will be reduced. In the present invention, by providing a heat insulating means between the sputtering material and the backing plate, it is possible to perform sputtering while keeping the temperature of the sputtering material high. That is, by keeping the temperature of the sputtering material at a high temperature, it is possible to perform sputtering in a region where the film formation rate is high.
【００１６】また、断熱手段を空間とすることによっ
て、スパッタリング材料とバッキングプレートとの熱伝
導を遮断し、非常に簡単な構成でこのターゲット装置を
構成することとした。Further, by providing a space for the heat insulating means, heat conduction between the sputtering material and the backing plate is cut off, and this target device is constructed with a very simple structure.
【００１７】さらに、スパッタリング材料として、Ｍｇ
Ｆ2 を使用することにより、約１．３８という非常に低
い屈折率の光学薄膜をスパッタリング法により成膜する
ことを可能にした。Further, as a sputtering material, Mg
The use of F 2 made it possible to form an optical thin film having a very low refractive index of about 1.38 by a sputtering method.
【００１８】[0018]
【発明の第１の実施の形態】図１〜図２は発明の第１の
実施の形態を示し、図１はターゲット装置の縦断面図、
図２はスパッタリング法に用いる成膜装置の概略構成図
である。1 to 2 show a first embodiment of the invention, and FIG. 1 is a vertical sectional view of a target device.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus used for the sputtering method.
【００１９】図１において、スパッタリング材料１は、
直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のＡｌからなって
いる。バッキングプレート２は無酸素銅からなり、スパ
ッタリング材料１との間にプレート３を介装し、スパッ
タリング用ターゲット装置１３を構成した。プレート３
は、断熱効果を有するＺｒＯ2 からなり、断熱性を向上
させるため、多孔質のものを用いた。プレート３とバッ
キングプレート２との間の熱伝導を良好にするため、低
融点金属であるインジュウムを用いてボンディングを施
している。スパッタリング材料１とプレート３とはボン
ディングせず、プレート３の上にスパッタリング材料１
を載置する構造とした。In FIG. 1, the sputtering material 1 is
It is made of disc-shaped Al having a diameter of 100 mm and a thickness of 5 mm. The backing plate 2 was made of oxygen-free copper, and the plate 3 was interposed between the backing plate 2 and the sputtering material 1 to form a sputtering target device 13. Plate 3
Is made of ZrO 2 having a heat insulating effect, and a porous material was used in order to improve heat insulating property. In order to improve heat conduction between the plate 3 and the backing plate 2, indium which is a low melting point metal is used for bonding. The sputtering material 1 and the plate 3 are not bonded, and the sputtering material 1 is placed on the plate 3.
It has a structure for mounting.
【００２０】図２において、スパッタリング用ターゲッ
ト装置１３は、真空槽１１の下部に配設され、スパッタ
リング用電源１６と接続されている。スパッタリング用
ターゲット装置１３の上方には、開閉自在なシャッター
１８が配設されている。真空槽１１の上部には、基板１
２が自転自在に配設されている。真空槽１１の側面に
は、ガス導入口１７があり、ガラスやポリカーボネイト
樹脂などからなる基板１２を加熱することなく、１×１
０-4Ｐａ程度まで、真空槽１１内を排気する。その後、
ガス導入口１７から所定の圧力まで所定のガスを導入す
る。電源１６から電力をスパッタリング用ターゲット装
置１３に供給し、プラズマを発生させる。このプラズマ
により、スパッタリング材料１は、６５０℃以上に加熱
されるとともに、スパッタリングされる。ここで、基板
１２を自転させ、シャッター１８を開けると、基板１２
上に膜が形成される。In FIG. 2, the sputtering target device 13 is disposed below the vacuum chamber 11 and is connected to the sputtering power source 16. A shutter 18 that can be opened and closed is provided above the sputtering target device 13. On the upper part of the vacuum chamber 11, the substrate 1
2 are rotatably arranged. There is a gas inlet 17 on the side surface of the vacuum chamber 11, and 1 × 1 can be provided without heating the substrate 12 made of glass or polycarbonate resin.
The vacuum chamber 11 is evacuated to about 0 −4 Pa. afterwards,
A predetermined gas is introduced from the gas inlet 17 to a predetermined pressure. Power is supplied from the power source 16 to the sputtering target device 13 to generate plasma. The sputtering material 1 is heated to 650 ° C. or higher and is sputtered by this plasma. Here, when the substrate 12 is rotated and the shutter 18 is opened, the substrate 12
A film is formed on top.
【００２１】上述の成膜装置により、スパッタリング用
ターゲット装置１３を用いて、直流マグネトロンスパッ
タリングを行ったところ、導入ガス圧（Ａｒガス）１Ｐ
ａ、ターゲット基板間距離１００ｍｍ、１ｋＷの出力と
いう条件で、成膜速度３００ｎｍ／ｓｅｃを得た。通常
のスパッタリング用ターゲット装置（Ａｌからなるスパ
ッタリング材料とバッキングプレートとをボンディング
したターゲット装置）を用いて、上述の成膜装置および
成膜条件（導入ガス圧、基板距離、投入電力など）で成
膜した場合に比較して約１００倍の成膜速度が得られ
た。また、反射率も、５０ｎｍの膜厚で可視域（波長４
００〜７００ｎｍの領域）での反射率が９０％以上と、
通常のターゲット装置を用いた場合と同等の反射率が得
られた。When DC magnetron sputtering was performed using the sputtering target device 13 by the above film forming apparatus, the introduced gas pressure (Ar gas) 1P.
a, a film-forming speed of 300 nm / sec was obtained under the conditions of a target substrate distance of 100 mm and an output of 1 kW. Film formation using a normal sputtering target device (a target device obtained by bonding a sputtering material made of Al and a backing plate) with the above-described film forming device and film forming conditions (introduced gas pressure, substrate distance, input power, etc.) A film forming rate about 100 times higher than that obtained was obtained. In addition, the reflectance is also in the visible range (wavelength 4
The reflectance in the region (00 to 700 nm) is 90% or more,
The same reflectance was obtained as when a normal target device was used.
【００２２】本発明の実施の形態によれば、従来より非
常に速い成膜速度で、反射率の良好なミラーを得ること
ができる。According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a mirror having a good reflectance at a film forming rate much higher than that of the conventional one.
【００２３】本発明の実施の形態のプレートの材料を、
ＺｒＯ2 に替えて、ＨｆＯ2 を用いても同様の作用効果
を得ることができる。The material of the plate of the embodiment of the present invention is
Similar effects can be obtained by using HfO 2 instead of ZrO 2 .
【００２４】[0024]
【発明の第２の実施の形態】発明の第２の実施の形態で
は、発明の第１の実施の形態のスパッタリング材料１の
Ａｌに替えて、ＳｉＯ2 を用いてスパッタリング用ター
ゲット装置を構成した。その他の構成は発明の第１の実
施の形態と同様なので、図と説明を省略する。Second Embodiment of the Invention In the second embodiment of the invention, a sputtering target device is constructed by using SiO 2 instead of Al of the sputtering material 1 of the first embodiment of the invention. . The other configurations are the same as those of the first embodiment of the invention, and therefore, illustration and description thereof are omitted.
【００２５】本発明の実施の形態のスパッタリング用タ
ーゲット装置を用いて、高周波マグネトロンスパッタリ
ングを行ったところ、導入ガス圧（Ａｒガス）１Ｐａ、
ターゲット基板間距離１００ｍｍ、投入電力１ｋＷの出
力という条件で、成膜速度４０ｎｍ／ｓｅｃを得た。通
常のスパッタリング用ターゲット装置（ＳｉＯ2 からな
るスパッタリング材料とバッキングプレートとをボンデ
ィングしたターゲット装置）を用いて、上述の成膜装置
および成膜条件で成膜した場合に比較して約３０倍の成
膜速度が得られた。また、波長４００〜７００ｎｍの領
域での屈折率が１．８と、通常のスパッタリング用ター
ゲット装置を用いた場合んと同等の光学特性がえられ
た。本発明の実施の形態によれば、速い成膜速度で光学
性能の良好な光学素子を得ることができる。When high frequency magnetron sputtering was performed using the sputtering target device of the embodiment of the present invention, the introduced gas pressure (Ar gas) was 1 Pa,
A film forming speed of 40 nm / sec was obtained under the conditions that the distance between target substrates was 100 mm and the output power was 1 kW. Using a normal sputtering target device (a target device in which a sputtering material made of SiO 2 and a backing plate are bonded), the film formation is performed about 30 times as compared with the case where the film is formed under the above-mentioned film forming device and film forming conditions. The film velocity was obtained. Further, the refractive index was 1.8 in the wavelength region of 400 to 700 nm, and the optical characteristics equivalent to those obtained when using a normal sputtering target device were obtained. According to the embodiments of the present invention, it is possible to obtain an optical element having good optical performance at a high film formation rate.
【００２６】[0026]
【発明の第３の実施の形態】発明の第３の実施の形態で
は、発明の第１の実施の形態のスパッタリング材料１の
Ａｌに替えて、ＭｇＦ2 を用いてスパッタリング用ター
ゲット装置を構成した。その他の構成は発明の第１の実
施の形態と同様なので、図と説明を省略する。Third Embodiment of the Invention In the third embodiment of the invention, a sputtering target device is constructed by using MgF 2 instead of Al of the sputtering material 1 of the first embodiment of the invention. . The other configurations are the same as those of the first embodiment of the invention, and therefore, illustration and description thereof are omitted.
【００２７】本発明の実施の形態のスパッタリング用タ
ーゲット装置を用いて、高周波マグネトロンスパッタリ
ングを行ったところ、導入ガス圧（Ｏ2 ガス）Ｏ．１Ｐ
ａ、ターゲット基板間距離１００ｍｍ、投入電力１ｋＷ
の出力という条件で、成膜速度３０ｎｍ／ｓｅｃを得
た。通常のスパッタリング用ターゲット装置（ＭｇＦ2
からなるスパッタリング材料とバッキングプレートとを
ボンディングしたターゲット装置）を用いて、上述の成
膜装置および成膜条件で成膜した場合に比較して約３０
倍の成膜速度が得られた。When high frequency magnetron sputtering was performed using the sputtering target device of the embodiment of the present invention, the introduced gas pressure (O 2 gas) O. 1P
a, distance between target substrates 100 mm, input power 1 kW
The film forming rate was 30 nm / sec. Normal sputtering target device (MgF 2
A target device obtained by bonding a sputtering material consisting of 1 to a backing plate) is used to form a film under the above-mentioned film forming device and film forming conditions.
A double film formation rate was obtained.
【００２８】しかも、通常のスパッタリング用ターゲッ
ト装置を用いた場合には、波長４００ｎｍでの光損失
が、物理的膜厚１００ｎｍ当たり２．１％も存在したの
に比べ、本発明の実施の形態のスパッタリング用ターゲ
ット装置を用いて成膜を行った場合は、可視域での屈折
率は１．３８、波長４００ｎｍでの光損失は膜厚１００
ｎｍ当たりわずか０．２％以下という良好な値となり、
これまで光損失の多さから実用化が困難であったスパッ
タリング法によるＭｇＦ2 膜の光学薄膜への適用も可能
となった。Moreover, in the case of using the ordinary sputtering target device, the optical loss at the wavelength of 400 nm was 2.1% per 100 nm of the physical film thickness, which is different from the embodiment of the present invention. When a film is formed using a sputtering target device, the refractive index in the visible region is 1.38 and the optical loss at a wavelength of 400 nm is 100 nm.
A good value of only 0.2% or less per nm,
It has become possible to apply the MgF 2 film to the optical thin film by the sputtering method, which has been difficult to put into practical use due to the large amount of optical loss.
【００２９】[0029]
【発明の第４の実施の形態】発明の第４の実施の形態で
は、発明の第１の実施の形態のＺｒＯ2 またはＨｆＯ2
からなるプレート３に替えて、図３に示すように、Ｍｇ
Ｆ2 からなるスパッタリング材料４の底面に凹部４ａを
設けて、バッキングプレート２との間に密閉空間を形成
している。スパッタリング材料４をバッキングプレート
２上に直接載置することにより、その間に密閉空間を形
成して、互いの接触面積を少なくし、断熱効果を得てい
る。この密閉空間は、外部に連通する空間であってもよ
く、スパッタリング材料４の底面に十文字状に溝を設け
て、４隅で支持するようにしてもよい。その他の構成は
発明の第１の実施の形態と同様なので、図と説明を省略
する。Fourth Embodiment of the Invention In the fourth embodiment of the invention, the ZrO 2 or HfO 2 of the first embodiment of the invention is used.
In place of the plate 3 made of Mg, as shown in FIG.
A recess 4 a is provided on the bottom surface of the sputtering material 4 made of F 2 to form a closed space between the sputtering material 4 and the backing plate 2. By placing the sputtering material 4 directly on the backing plate 2, a sealed space is formed between them, and the contact area between them is reduced, and a heat insulating effect is obtained. This closed space may be a space that communicates with the outside, or grooves may be formed in a cross shape on the bottom surface of the sputtering material 4 to support it at the four corners. The other configurations are the same as those of the first embodiment of the invention, and therefore, illustration and description thereof are omitted.
【００３０】本発明の実施の形態のスパッタリング用タ
ーゲット装置を用いて、発明の第３の実施の形態と同様
の成膜条件で、高周波マグネトロンスパッタリングを行
ったところ、成膜速度２５ｎｍ／ｓｅｃを得た。通常の
スパッタリング用ターゲット装置（ＭｇＦ2 からなるス
パッタリング材料とバッキングプレートとをボンディン
グしたターゲット装置）を用いて、上述の成膜装置およ
び成膜条件で成膜した場合に比較して約２５倍の成膜速
度が得られた。また、得られた膜も、発明の第３の実施
の形態と同様の光学特性を有し、光学薄膜としての適用
が可能であった。When high frequency magnetron sputtering was carried out using the sputtering target device of the embodiment of the present invention under the same film forming conditions as those of the third embodiment of the invention, a film forming rate of 25 nm / sec was obtained. It was Using a normal sputtering target device (a target device in which a sputtering material made of MgF 2 and a backing plate are bonded), the film formation is about 25 times as large as that in the case where the film is formed under the above-described film forming device and film forming conditions. The film velocity was obtained. Also, the obtained film had the same optical characteristics as those of the third embodiment of the invention, and could be applied as an optical thin film.
【００３１】本発明の実施の形態によれば、速い成膜速
度に加え、スパッタリング用ターゲット装置の構成を簡
単にすることができる。According to the embodiment of the present invention, the structure of the sputtering target device can be simplified in addition to the high film formation rate.
【００３２】[0032]
【発明の第５の実施の形態】発明の第５の実施の形態で
は、発明の第１の実施の形態のＺｒＯ2 またはＨｆＯ2
からなるプレート３の材料をＳｉＯ2 に替え、プレート
３の上に、３〜５ｍｍの粒度のＭｇＦ2 顆粒を均一に載
置し、スパッタリング用ターゲット装置を構成した。そ
の他の構成は発明の第１の実施の形態と同様なので、図
と説明を省略する。Fifth Embodiment of the Invention In the fifth embodiment of the invention, ZrO 2 or HfO 2 of the first embodiment of the invention is used.
The material of the plate 3 consisting of was replaced with SiO 2 , and MgF 2 granules having a particle size of 3 to 5 mm were uniformly placed on the plate 3 to form a sputtering target device. The other configurations are the same as those of the first embodiment of the invention, and therefore, illustration and description thereof are omitted.
【００３３】本発明の実施の形態のスパッタリング用タ
ーゲット装置を用いて、発明の第３の実施の形態と同様
の成膜条件で、高周波マグネトロンスパッタリングを行
ったところ、成膜速度６５ｎｍ／ｓｅｃを得た。通常の
スパッタリング用ターゲット装置（ＭｇＦ2 からなるス
パッタリング材料とバッキングプレートとをボンディン
グしたターゲット装置）を用いて、上述の成膜装置およ
び成膜条件で成膜した場合に比較して約６５倍の成膜速
度が得られた。また、得られた膜も、発明の第３の実施
の形態と同様の光学特性を有し、光学薄膜としての適用
が可能であった。When high frequency magnetron sputtering was performed using the sputtering target device of the embodiment of the present invention under the film forming conditions similar to those of the third embodiment of the invention, a film forming rate of 65 nm / sec was obtained. It was Using a normal sputtering target device (a target device in which a sputtering material made of MgF 2 and a backing plate are bonded), the film formation is about 65 times as large as the case where the film is formed under the above-described film forming device and film forming conditions. The film velocity was obtained. Also, the obtained film had the same optical characteristics as those of the third embodiment of the invention, and could be applied as an optical thin film.
【００３４】[0034]
【発明の第６の実施の形態】発明の第６の実施の形態で
は、発明の第３の実施の形態のスパッタリング材料１の
ＭｇＦ2 に替えて、ＺｒＯ2 を用いてスパッタリング用
ターゲット装置を構成した。その他の構成は発明の第１
の実施の形態と同様なので、図と説明を省略する。Sixth Embodiment of the Invention In the sixth embodiment of the invention, a sputtering target device is constructed by using ZrO 2 instead of MgF 2 of the sputtering material 1 of the third embodiment of the invention. did. Other configurations are the first aspect of the invention.
Since it is the same as the embodiment of FIG.
【００３５】本発明の実施の形態のスパッタリング用タ
ーゲット装置を用いて、高周波マグネトロンスパッタリ
ングを行ったところ、導入ガス圧（Ａｒガス）０．０５
Ｐａ、ターゲット基板間距離１００ｍｍ、投入電力１ｋ
Ｗの出力という条件で、成膜速度１０ｎｍ／ｓｅｃを得
た。通常のスパッタリング用ターゲット装置（ＺｒＯ 2
からなるスパッタリング材料とバッキングプレートとを
ボンディングしたターゲット装置）を用いて、上述の成
膜装置および成膜条件で成膜した場合に比較して約８倍
の成膜速度が得られた。Sputtering Tag of Embodiment of the Present Invention
High-frequency magnetron sputtering
When introduced, the introduced gas pressure (Ar gas) 0.05
Pa, distance between target substrates 100 mm, input power 1 k
Under the condition of W output, film deposition rate of 10 nm / sec
Was. Ordinary sputtering target device (ZrO 2
The backing plate and the sputtering material consisting of
Bonded target device)
Approximately 8 times as much as when film is formed using the film equipment and film forming conditions
The film forming rate of was obtained.
【００３６】また、本発明の実施の形態のＺｒＯ2 をＴ
ｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＳｉＯ2 ，ＨｆＯ2 ，ＣｅＯ2 ，
ＷＯ3 など、ほかの酸化物に置き換えても同様の効果が
得られた。In addition, ZrO 2 of the embodiment of the present invention is
iO 2 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , HfO 2 , CeO 2 ,
Similar effects were obtained even when other oxides such as WO 3 were used.
【００３７】なお、本発明においては、請求項１の引用
項として、以下の請求項を立てることができる。 （１）前記断熱手段が、多孔質部材であることを特徴と
する請求項１記載のスパッタリング用ターゲット装置。 （２）前記断熱手段が、セラミック部材であることを特
徴とする請求項１記載のスパッタリング用ターゲット装
置。 （３）前記スパッタリング材料がＭｇＦ2 であることを
特徴とする請求項１記載のスパッタリング用ターゲット
装置。 上記引用項の効果は、請求項１の効果に加え、以下の通
りである。 １）断熱手段を多孔質部材とすることにより、断熱効果
を向上させる。 ２）断熱手段をセラミック部材とすることにより、断熱
性を確実にする。 ３）スパッタリング材料をＭｇＦ2 とすることにより、
光学設計の自由度を拡大させる。In the present invention, the following claims can be made as the citations of claim 1. (1) The sputtering target device according to claim 1, wherein the heat insulating means is a porous member. (2) The sputtering target device according to claim 1, wherein the heat insulating means is a ceramic member. (3) The sputtering target device according to claim 1, wherein the sputtering material is MgF 2 . The effect of the above cited item is as follows in addition to the effect of claim 1. 1) The heat insulating effect is improved by using a porous member as the heat insulating means. 2) A heat insulating property is ensured by using a ceramic member as the heat insulating means. 3) By using MgF 2 as the sputtering material,
Expand the degree of freedom in optical design.
【００３８】[0038]
【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
誘電体などの光学薄膜を非常に速い成膜速度でスパッタ
リング法により形成することができる。請求項２に係る
発明によれば、上記効果に加え、スパッタリング用ター
ゲット装置を、簡単な構成とすることができる。請求項
３に係る発明によれば、速い成膜速度により誘電体など
の光学薄膜を形成することができる。According to the first or second aspect of the present invention,
An optical thin film such as a dielectric can be formed by a sputtering method at a very high film forming rate. According to the invention of claim 2, in addition to the above effects, the sputtering target device can have a simple structure. According to the invention of claim 3, an optical thin film such as a dielectric can be formed at a high film formation rate.
【図１】発明の第１の実施の形態のターゲット装置の縦
断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a target device according to a first embodiment of the invention.
【図２】発明の第１の実施の形態のスパッタリング法に
用いる成膜装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus used in the sputtering method according to the first embodiment of the invention.
【図３】発明の第４の実施の形態のターゲット装置の縦
断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a target device according to a fourth embodiment of the invention.
【図４】従来技術のターゲット装置の横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a prior art target device.
１ スパッタリング材料 ２ バッキングプレート ３ プレート 1 Sputtering material 2 Backing plate 3 Plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三田村 宣明 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 豊原 延好 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 徳田 一成 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 新田 佳樹 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 生水 利明 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuaki Mitamura 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Innovator Toyohara 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Issei Tokuda 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiki Nitta 2-43 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Namasu 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd.
Claims (3)
材料を載置するバッキングプレートとの間に断熱手段を
設けたことを特徴とするスパッタリング用ターゲット装
置。1. A sputtering target device, characterized in that heat insulating means is provided between a sputtering material and a backing plate on which the sputtering material is placed.
とする請求項１記載のスパッタリング用ターゲット装
置。2. The sputtering target device according to claim 1, wherein the heat insulating means is a space.
材料を載置するバッキングプレートとの間に断熱手段を
設け、前記スパッタリング材料を高温に保持しつつスパ
ッタリングを行うことを特徴とするスパッタリング方
法。3. A sputtering method comprising: providing a heat insulating means between a sputtering material and a backing plate on which the sputtering material is placed, and performing sputtering while keeping the sputtering material at a high temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19860295A JP3790903B2 (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Sputtering target device and sputtering method |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941132A true JPH0941132A (en) | 1997-02-10 |
| JP3790903B2 JP3790903B2 (en) | 2006-06-28 |
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| JP19860295A Expired - Fee Related JP3790903B2 (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Sputtering target device and sputtering method |
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451184B1 (en) | 1997-02-19 | 2002-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus and process for forming thin film using same |
| JP2013253295A (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Sputtering apparatus for high speed deposition |
| KR101356144B1 (en) * | 2005-11-25 | 2014-02-06 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Target and process kit components for sputtering chamber |
| JP2018053371A (en) * | 2017-12-01 | 2018-04-05 | 株式会社高純度化学研究所 | Sputtering target joint, and film deposition method using the target joint |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP19860295A patent/JP3790903B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451184B1 (en) | 1997-02-19 | 2002-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus and process for forming thin film using same |
| KR101356144B1 (en) * | 2005-11-25 | 2014-02-06 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Target and process kit components for sputtering chamber |
| JP2013253295A (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Sputtering apparatus for high speed deposition |
| JP2018053371A (en) * | 2017-12-01 | 2018-04-05 | 株式会社高純度化学研究所 | Sputtering target joint, and film deposition method using the target joint |
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