多層膜の製造方法
【課題】隣接する薄膜間に勾配層が形成された多層膜であって、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成し得る方法を提供する。
【解決手段】円筒型の第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂを、第１のターゲット３１ｂからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域Ｒ１と、第２のターゲット３２ｂからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域Ｒ２とが重なるように配列し、第１のターゲット３１ｂ内の第１のカソード３１ａと第２のターゲット３２ｂ内の第２のカソード３２ａとの間に交流電圧を印加した状態で、基体１０を、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの配列方向において、第１のターゲット３１ｂ側から第２のターゲット３２ｂ側に向けて移動させ、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２を通過させることによって基体１０の上に、第１及び第２の薄膜１１，１３と勾配層１２とを形成する。
【解決手段】円筒型の第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂを、第１のターゲット３１ｂからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域Ｒ１と、第２のターゲット３２ｂからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域Ｒ２とが重なるように配列し、第１のターゲット３１ｂ内の第１のカソード３１ａと第２のターゲット３２ｂ内の第２のカソード３２ａとの間に交流電圧を印加した状態で、基体１０を、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの配列方向において、第１のターゲット３１ｂ側から第２のターゲット３２ｂ側に向けて移動させ、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２を通過させることによって基体１０の上に、第１及び第２の薄膜１１，１３と勾配層１２とを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層された反射防止膜などの多層膜が種々知られている。このような多層膜においては、隣接する薄膜において組成が異なる。このため、多層膜では、薄膜のはがれが生じやすく、この薄膜のはがれを如何に抑制するかが大きな問題となっている。
【０００３】
薄膜のはがれを抑制する方法としては、隣接している薄膜間に、一方側の薄膜の組成から、他方側の薄膜の組成へと組成が徐変していく勾配層を設ける方法がある。勾配層を設けることによって、隣接している薄膜間の界面での剥離を効果的に抑制することができる。
【０００４】
例えば下記の特許文献１には、勾配層を有する多層膜の形成方法として、図５に示す多層膜形成装置１００を用いた方法が記載されている。
【０００５】
図５に示すように、多層膜形成装置１００は、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂと、第１または第２のカソード１０２ａ、１０２ｂの上に設けられている平板状の第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂと、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに電圧を印加する電源１０３とを有する。第１のターゲット１０１ａと第２のターゲット１０１ｂとでは、成分が互いに異なる。
【０００６】
電源１０３は、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに、プラスの電圧とマイナスの電圧とを、交互に、かつ、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂ間で電圧が逆極性となるように電圧を印加する。この電源１０３によって第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに対して電圧を印加した状態で、基板１０４を第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂの配列方向において、第１のターゲット１０１ａ側から第２のターゲット１０１ｂ側へと移動させることにより基板１０４上に多層膜を形成することができる。得られた多層膜には、第１のターゲット１０１ａから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された第１の薄膜と、第２のターゲット１０１ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された第２の薄膜と、第１及び第２の薄膜間に位置しており、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された勾配層とが形成される。勾配層においては、第１の薄膜側から第２の薄膜側に向かって、第１の薄膜の組成から、第２の薄膜の組成へと組成が徐変していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多層膜形成装置１００では、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂが平板状に形成されている。このため、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂのそれぞれから飛散するスパッタ粒子の拡散角が小さい。よって、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂの両方からのスパッタ粒子が堆積する領域を確保するためには、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂを近接して配置しなければならない。そのためには、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂも近接して配置しなければならない。
【０００９】
しかしながら、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂを近接させすぎると、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂのマグネットが形成する磁場が相互干渉することにより、異常放電が発生し、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂが損傷したり、薄膜に不純物が混入したりしてしまう。従って、特許文献１に記載の方法では、濃度勾配が十分になだらかな勾配層を形成することが困難であるという問題がある。
【００１０】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接する薄膜間に勾配層が形成された多層膜であって、異常放電が生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成し得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る多層膜の形成方法は、第１の薄膜と、第１の薄膜の上に形成されている第２の薄膜と、第１の薄膜と第２の薄膜との間に形成されており、第１の薄膜側から第２の薄膜側に向かって第１の薄膜の組成から第２の薄膜の組成へと徐変していく勾配層とを含む多層膜を基体の上に形成する方法に関する。本発明に係る多層膜の形成方法では、第１の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第１のカソードが配置された円筒型の第１のターゲットと、第２の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第２のカソードが配置された円筒型の第２のターゲットとを、第１のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域と、第２のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域とが重なるように配列し、第１のカソードと第２のカソードとの間に交流電圧を印加した状態で、基体を、第１及び第２のターゲットの配列方向において、第１のターゲット側から第２のターゲット側に向けて移動させ、第１及び第２の飛散領域を通過させることによって基体の上に、第１及び第２の薄膜と勾配層とを形成する。
【００１２】
本発明においては、円筒型の第１及び第２のターゲットを用いるため、第１及び第２のカソードを異常放電が生じるほど近づけることなく、第１及び第２の飛散領域が重なる領域を大きくできる。このため、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成することができる。
【００１３】
勾配層における濃度勾配をよりなだらかにする観点からは、第１及び第２の飛散領域が重なる領域をより大きくする方が好ましい。但し、第１及び第２の飛散領域が重なる領域が大きすぎると、その重畳領域におけるスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎ、勾配層における膜質が低下する場合がある。このため、第１のターゲットの内側に設けられている第１のマグネットを、第１のターゲットの第１のマグネットの中心軸が第１のターゲットの中心軸よりも第２のターゲットとは反対側に位置するように配置することが好ましい。また、第２のターゲットの内側に設けられている第２のマグネットを、第２のターゲットの第２のマグネットの中心軸が第２のターゲットの中心軸よりも第１のターゲットとは反対側に位置するように配置することが好ましい。そうすることにより、第１及び第２のターゲットのそれぞれから飛散するスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎることを抑制することができる。その結果、勾配層の膜質を改善することができる。
【００１４】
また、第１のターゲットの第２のターゲットとは反対側に設けられており、第１のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第１の遮蔽部材と、第２のターゲットの第１のターゲットとは反対側に設けられており、第２のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第２の遮蔽部材とを配置した状態で第１及び第２の薄膜と勾配層とを形成することが好ましい。そうすることにより、第１及び第２のターゲットのそれぞれから、第２または第１のターゲットとは反対側に飛散するスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎることを抑制することができる。その結果、第１の薄膜の第２の薄膜とは反対側の表層、及び第２の薄膜の第１の薄膜とは反対側の表層の膜質を改善することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、隣接する薄膜間に勾配層が形成された多層膜であって、異常放電が生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態において作製する多層膜の模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態において作製する多層膜における濃度勾配を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１及び第２の薄膜と勾配層との形成工程を説明するための模式図である。
【図４】変形例における第１及び第２の薄膜と勾配層との形成工程を説明するための模式図である。
【図５】特許文献１に記載の多層膜形成装置の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す多層膜２の形成方法について説明する。但し、本実施形態において説明する多層膜２の形成方法は単なる例示である。本発明は、以下の多層膜２の形成方法に何ら限定されない。
【００１８】
図１は、本実施形態において作製する多層膜の模式的断面図である。図２は、本実施形態において作製する多層膜における濃度勾配を説明するための模式図である。
【００１９】
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態において形成する多層膜２の構成について説明する。図１に示すように、多層膜２は、基体１０の上に形成されている。基体１０は、多層膜２を形成し得るものである限りにおいて特に限定されない。基体１０は、例えば、ガラス製、セラミック製などであってもよい。また、基体１０の形状も特に限定されない。基体１０は、例えば、基板であってもよいし、多層膜２の形成面が曲面状である立体物であってもよい。
【００２０】
多層膜２は、複数の薄膜の積層体である。多層膜２において、隣接している薄膜間には、勾配層が形成されている。この勾配層の組成は、厚み方向において、一方側の薄膜側から他方側の薄膜側へと、一方側の薄膜の組成から他方側の薄膜の組成へと徐変している。すなわち、勾配層においては、一方側の薄膜側から他方側の薄膜側に向かうに従って一方側の組成の濃度が低くなる一方、他方側の組成の濃度が高くなる。すなわち、勾配層は、濃度勾配を有する層である。
【００２１】
なお、多層膜２を構成している薄膜の組成は、多層膜２に付与しようとしている機能などに応じて適宜設定することができる。例えば、多層膜２に反射抑制膜や反射膜としての機能を付与する場合は、多層膜２を高屈折率薄膜と低屈折率薄膜とが交互に積層された積層体とすることができる。高屈折率薄膜は、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコン、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化イットリウム、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などにより形成することができる。一方、低屈折率薄膜は、例えば、酸化ケイ素などにより形成することができる。
【００２２】
また、多層膜２に耐熱膜としての機能を付与しようとする場合は、薄膜を、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、金属チタン、酸化チタン、窒化チタン、酸化ジルコンなどにより形成することができる。
【００２３】
多層膜２を構成している薄膜の厚みや層数も、多層膜２に付与しようとする機能に応じて適宜設定することができる。薄膜の厚みは、例えば、数ｎｍ〜数百μｍ程度とすることができる。多層膜２を構成している薄膜の層数は、例えば、２〜数百程度とすることができる。
【００２４】
具体的には、本実施形態では、多層膜２が第１〜第３の薄膜１１、１３、１５を有する例について説明する。第１の薄膜１１と第２の薄膜１３との間には勾配層１２が設けられている。第２の薄膜１３と第３の薄膜１５との間には、勾配層１４が設けられている。図２に示すように、この勾配層１２の組成は、第１の薄膜１１側から第２の薄膜１３側に向かって第１の薄膜１１の組成から第２の薄膜１３の組成へと徐変している。第２の薄膜１３と第３の薄膜１５との間には、勾配層１４が設けられている。この勾配層１４の組成は、第２の薄膜１３側から第３の薄膜１５側に向かって第２の薄膜１３の組成から第３の薄膜１５の組成へと徐変している。
【００２５】
次に、多層膜２の形成方法について説明する。多層膜２は、マグネトロンスパッタリング法により形成する。なお、本実施形態において、隣り合う薄膜及びその間に位置している勾配層の形成方法は共通であるため、ここでは、第１及び第２の薄膜１１，１３と、その間に位置している勾配層１２の形成方法を例に挙げて説明する。その他の薄膜や勾配層の形成方法に関しては、以下の薄膜１１，１３及び勾配層１２の形成方法を援用するものとする。
【００２６】
まず、図３を参照しながら、第１及び第２の薄膜１１，１３並びに勾配層１２の形成に用いる形成装置３について説明する。
【００２７】
図３に示すように、形成装置３は、図示しない成膜チャンバ内に配置されている第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂを備えるデュアルカソード方式のマグネトロンスパッタリング装置である。
【００２８】
なお、成膜チャンバには、減圧機構とスパッタガス供給機構とが接続されている。減圧機構は、成膜チャンバ内を減圧するための機構である。減圧機構は、例えば、真空ポンプなどにより構成することができる。一方、スパッタガス供給機構は、成膜チャンバに対して、成膜に必要なスパッタガスを供給するための機構である。このスパッタガス供給機構と上記減圧機構とにより、成膜チャンバ内が、スパッタガスにより満たされた減圧雰囲気とされる。なお、スパッタガス供給機構は、例えば、ガスボンベなどにより構成することができる。スパッタガスの種類は特に限定されない。スパッタガスは、成膜しようとする薄膜の種類に応じて適宜選択することができる。
【００２９】
第１のターゲット３１ｂは、第１の薄膜１１の組成に対応した組成を有するターゲットである。例えば、第１の薄膜１１が酸化ケイ素からなる場合は、第１のターゲット３１ｂとして、ケイ素を含むターゲットを用いることができる。具体的には、第１のターゲット３１ｂとして、シリコンターゲットや酸化ケイ素ターゲットを用いることができる。第２のターゲット３２ｂは、第２の薄膜１３の組成に対応した組成を有するターゲットである。例えば、第２の薄膜１３が酸化チタンからなる場合は、第２のターゲット３２ｂとして、チタンを含むターゲットを用いることができる。具体的には、第２のターゲット３２ｂとして、チタンターゲットや酸化チタンターゲットを用いることができる。
【００３０】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれは、中心軸Ｃ１，Ｃ２がｚ方向に沿って延びる円筒状に形成されている。第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれは、中心軸Ｃ１，Ｃ２を中心に、一方向に回転可能である。第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂは、ｘ方向に沿って配列されている。
【００３１】
第１及び第２のターゲット３１ｂ、３２ｂのそれぞれの内側には、円柱状の第１または第２のカソード３１ａ、３２ａが設けられている。また、本実施形態の形成装置３は、マグネトロンスパッタリング装置であるため、各ターゲット３１ｂ，３２ｂの内側には、第１及び第２のマグネット３３，３４が配置されている。これらマグネット３３，３４により、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂに磁界が付与される。この磁界により、グロー放電によって生じるプラズマが閉じ込められる。その結果、高いスパッタリングの効率が実現されている。
【００３２】
本実施形態においては、第１のターゲット３１ｂの第１のマグネット３３のｚ方向に延びる中心軸Ｍ１が第１のターゲット３１ｂの中心軸Ｃ１よりも第２のターゲット３２ｂとは反対側に位置するように第１のマグネット３３が配置されている。すなわち、第１のマグネット３３が配置されている領域ｒ１のうち、中心軸Ｃ１を含み、ｙ方向に延びる平面Ｐ１よりもｘ２側に位置する部分が、ｘ１側に位置する部分よりも小さくなるように、第１のマグネット３３が配置されている。
【００３３】
第２のターゲット３２ｂの第２のマグネット３４の中心軸Ｍ２が第２のターゲット３２ｂの中心軸Ｃ２よりも第１のターゲット３１ｂとは反対側に位置するように第２のマグネット３４が配置されている。すなわち、第２のマグネット３４が配置されている領域ｒ２のうち、中心軸Ｃ２を通過し、ｙ方向に延びる平面Ｐ２よりもｘ１側に位置する部分が、ｘ２側に位置する部分よりも小さくなるように、第２のマグネット３４が配置されている。
【００３４】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂは、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂ間で異常放電が生じず、かつ、第１のターゲット３１ｂからスパッタ粒子が飛散する領域である第１の飛散領域Ｒ１と、第２のターゲット３２ｂからスパッタ粒子が飛散する領域である第２の飛散領域Ｒ２とが重なるように配置されている。具体的には、第１の飛散領域Ｒ１と第２の飛散領域Ｒ２との重畳領域Ｒ３が、第１，第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の３％〜６０％となるように配置されている。
【００３５】
形成装置３は、交流電源４０を有している。この交流電源４０は、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａ間に交流電圧を印加する。このため、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａには、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａ間で極性が逆となるように、プラスの電圧とマイナスの電圧とが交互に印加される。具体的には、第１のカソード３１ａにマイナスの電圧が印加される一方、第２のカソード３２ａにプラスの電圧が印加される状態と、第１のカソード３１ａにプラスの電圧が印加される一方、第２のカソード３２ａにマイナスの電圧が印加される状態とが繰返される。
【００３６】
第１又は第２のカソード３１ａ，３２ａにマイナスの電荷が供給されている期間に、第１又は第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのマグネット３３，３４近傍の表面でグロー放電プラズマが生起される。その結果、第１または第２のターゲット３１ｂ，３２ｂがスパッタリングされ、スパッタ粒子が飛散する。第１又は第２のカソード３１ａ，３２ａにプラスの電荷が印加されている期間には、そのプラスの電荷は第１又は第２のターゲット３１ｂ、３２ｂに流入する電子により相殺される。このため、電気絶縁膜の絶縁破壊に伴うアーキングによるターゲットの損傷を回避でき、グロー放電プラズマを安定的に持続することができる。
【００３７】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの外側には、第１及び第２の遮蔽部材３５，３６が配置されている。第１の遮蔽部材３５は、第１のターゲット３１ｂのｘ１側に配置されている。この第１の遮蔽部材３５によって、第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子の一部が遮蔽されている。すなわち、第１の遮蔽部材３５によって、第１のターゲット３１ｂの飛散領域のうち第１の飛散領域Ｒ１より外側部分がカットされている。
【００３８】
一方、第２の遮蔽部材３６は、第２のターゲット３２ｂのｘ２側に配置されている。この第２の遮蔽部材３６によって、第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子の一部が遮蔽されている。すなわち、第２の遮蔽部材３６によって、第２のターゲット３２ｂの飛散領域のうち第２の飛散領域Ｒ２より外側部分がカットされている。
【００３９】
第１及び第２の遮蔽部材３５，３６のそれぞれは、ｙ方向及びｚ方向に沿って配置されている板状部３５ａ、３６ａと、板状部３５ａ、３６ａの中心軸Ｃ１，Ｃ２よりもｙ１側に位置している部分からｘ方向に延びる起立部３５ｂ、３６ｂとを有する。もっとも、起立部３５ｂ、３６ｂは、板状部３５ａ、３６ａに対して傾斜した方向に延びるように形成されていてもよい。
【００４０】
次に、形成装置３を用いた多層膜２の形成方法について説明する。
【００４１】
第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａに交流電圧を印加すると共に、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれを回転させた状態で、基体１０が固定されたキャリア５０をｘ１側からｘ２側に、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの前を移動させる。そうすることにより、まず、基体１０は、第１の飛散領域Ｒ１を通過する。その間に、基体１０の上に、第１の薄膜１１が形成される。
【００４２】
次に、基体１０は、重畳領域Ｒ３を通過する。この重畳領域Ｒ３のうち、ｘ１側の部分には、第１のターゲット３１ｂからのスパッタ粒子が主として飛散する一方、ｘ２側の部分には、第２のターゲット３２ｂからのスパッタ粒子が主として飛散する。重畳領域Ｒ３においては、ｘ１側からｘ２側に向かって第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子が少なくなる一方、第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子が多くなる。このため、基体１０がこの重畳領域Ｒ３を通過することによって、第１の薄膜１１の上に勾配層１２が形成される。
【００４３】
次に、基体１０は、第２の飛散領域Ｒ２を通過する。その際に、勾配層１２の上に、第２のターゲット３２ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積する。これにより、勾配層１２の上に、第２の薄膜１３が形成される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれを円筒型とするため、プレーナーと呼ばれる平板状のターゲットを用いる場合とは異なり、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂをそれほど近づけることなく、十分な大きさの重畳領域Ｒ３を確保することができる。よって、異常放電を生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかであり、薄膜間の密着強度が高い多層膜２を形成することができる。
【００４５】
ところで、図４に示すように、マグネット１３３，１３４は、領域ｒ１、ｒ２が平面Ｐ３，Ｐ４に対して面対称となるように、言い換えれば、円筒型のターゲット１３１ｂ，１３２ｂを用いてマグネトロンスパッタリングを行う場合、マグネット１３３，１３４の中心軸Ｍ３，Ｍ４とそれぞれ中心軸Ｃ３，Ｃ４を含む平面Ｐ３，Ｐ４が基体１１０と直交するように配置することも考えられる。また、このようにした場合、第１のターゲット１３１ｂからのスパッタ粒子と第２のターゲット１３２ｂからのスパッタ粒子との両方が飛散する重畳領域をより大きくすることができる。
【００４６】
しかしながら、この場合は、上記重畳領域の端部において第１のターゲット１３１ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１１０への入射角θ１０１、及び第２のターゲット１３２ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１１０への入射角θ１０２が大きくなりすぎる場合がある。入射角θ１０１、θ１０２が大きくなりすぎると、形成される勾配層が粗密となり、勾配層の膜質が低下してしまう場合がある。
【００４７】
それに対して、本実施形態では、中心軸Ｍ１が第１のターゲット３１ｂの中心軸Ｃ１よりも第２のターゲット３２ｂとは反対側に位置するように第１のマグネット３３が配置されている。このため、重畳領域Ｒ３における第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１０への入射角θ１が大きくなりすぎることを抑制することができる。また、中心軸Ｍ２が第２のターゲット３２ｂの中心軸Ｃ２よりも第１のターゲット３１ｂとは反対側に位置するように第２のマグネット３４が配置されている。このため、重畳領域Ｒ３における第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１０への入射角θ２が大きくなりすぎることを抑制することができる。従って、勾配層１２が粗密になり、膜質が低下しすぎることを効果的に抑制することができる。つまり、本実施形態においては、高い膜質の多層膜２を形成することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第１及び第２の遮蔽部材３５，３６が設けられているため、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の外側端も規制される。このため、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の外側端におけるスパッタ粒子の入射角が大きくなりすぎることも抑制することができる。従って、第１及び第２の薄膜１１，１３の勾配層１２とは反対側の表層における膜質の劣化も効果的に解消することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２…多層膜
３…形成装置
１０…基体
１１…第１の薄膜
１２…勾配層
１３…第２の薄膜
１４…勾配層
１５…第３の薄膜
３１ａ…第１のカソード
３２ａ…第２のカソード
３１ｂ…第１のターゲット
３２ｂ…第２のターゲット
３３…第１のマグネット
３４…第２のマグネット
３５…第１の遮蔽部材
３６…第２の遮蔽部材
３５ａ、３６ａ…板状部
３５ｂ、３６ｂ…起立部
４０…交流電源
５０…キャリア
Ｒ１…第１の飛散領域
Ｒ２…第２の飛散領域
Ｒ３…重畳領域
Ｃ１，Ｃ２…中心軸
Ｍ１，Ｍ２…マグネットの中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層された反射防止膜などの多層膜が種々知られている。このような多層膜においては、隣接する薄膜において組成が異なる。このため、多層膜では、薄膜のはがれが生じやすく、この薄膜のはがれを如何に抑制するかが大きな問題となっている。
【０００３】
薄膜のはがれを抑制する方法としては、隣接している薄膜間に、一方側の薄膜の組成から、他方側の薄膜の組成へと組成が徐変していく勾配層を設ける方法がある。勾配層を設けることによって、隣接している薄膜間の界面での剥離を効果的に抑制することができる。
【０００４】
例えば下記の特許文献１には、勾配層を有する多層膜の形成方法として、図５に示す多層膜形成装置１００を用いた方法が記載されている。
【０００５】
図５に示すように、多層膜形成装置１００は、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂと、第１または第２のカソード１０２ａ、１０２ｂの上に設けられている平板状の第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂと、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに電圧を印加する電源１０３とを有する。第１のターゲット１０１ａと第２のターゲット１０１ｂとでは、成分が互いに異なる。
【０００６】
電源１０３は、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに、プラスの電圧とマイナスの電圧とを、交互に、かつ、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂ間で電圧が逆極性となるように電圧を印加する。この電源１０３によって第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂに対して電圧を印加した状態で、基板１０４を第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂの配列方向において、第１のターゲット１０１ａ側から第２のターゲット１０１ｂ側へと移動させることにより基板１０４上に多層膜を形成することができる。得られた多層膜には、第１のターゲット１０１ａから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された第１の薄膜と、第２のターゲット１０１ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された第２の薄膜と、第１及び第２の薄膜間に位置しており、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積することにより形成された勾配層とが形成される。勾配層においては、第１の薄膜側から第２の薄膜側に向かって、第１の薄膜の組成から、第２の薄膜の組成へと組成が徐変していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多層膜形成装置１００では、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂが平板状に形成されている。このため、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂのそれぞれから飛散するスパッタ粒子の拡散角が小さい。よって、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂの両方からのスパッタ粒子が堆積する領域を確保するためには、第１及び第２のターゲット１０１ａ、１０１ｂを近接して配置しなければならない。そのためには、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂも近接して配置しなければならない。
【０００９】
しかしながら、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂを近接させすぎると、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂのマグネットが形成する磁場が相互干渉することにより、異常放電が発生し、第１及び第２のカソード１０２ａ、１０２ｂが損傷したり、薄膜に不純物が混入したりしてしまう。従って、特許文献１に記載の方法では、濃度勾配が十分になだらかな勾配層を形成することが困難であるという問題がある。
【００１０】
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接する薄膜間に勾配層が形成された多層膜であって、異常放電が生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成し得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る多層膜の形成方法は、第１の薄膜と、第１の薄膜の上に形成されている第２の薄膜と、第１の薄膜と第２の薄膜との間に形成されており、第１の薄膜側から第２の薄膜側に向かって第１の薄膜の組成から第２の薄膜の組成へと徐変していく勾配層とを含む多層膜を基体の上に形成する方法に関する。本発明に係る多層膜の形成方法では、第１の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第１のカソードが配置された円筒型の第１のターゲットと、第２の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第２のカソードが配置された円筒型の第２のターゲットとを、第１のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域と、第２のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域とが重なるように配列し、第１のカソードと第２のカソードとの間に交流電圧を印加した状態で、基体を、第１及び第２のターゲットの配列方向において、第１のターゲット側から第２のターゲット側に向けて移動させ、第１及び第２の飛散領域を通過させることによって基体の上に、第１及び第２の薄膜と勾配層とを形成する。
【００１２】
本発明においては、円筒型の第１及び第２のターゲットを用いるため、第１及び第２のカソードを異常放電が生じるほど近づけることなく、第１及び第２の飛散領域が重なる領域を大きくできる。このため、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成することができる。
【００１３】
勾配層における濃度勾配をよりなだらかにする観点からは、第１及び第２の飛散領域が重なる領域をより大きくする方が好ましい。但し、第１及び第２の飛散領域が重なる領域が大きすぎると、その重畳領域におけるスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎ、勾配層における膜質が低下する場合がある。このため、第１のターゲットの内側に設けられている第１のマグネットを、第１のターゲットの第１のマグネットの中心軸が第１のターゲットの中心軸よりも第２のターゲットとは反対側に位置するように配置することが好ましい。また、第２のターゲットの内側に設けられている第２のマグネットを、第２のターゲットの第２のマグネットの中心軸が第２のターゲットの中心軸よりも第１のターゲットとは反対側に位置するように配置することが好ましい。そうすることにより、第１及び第２のターゲットのそれぞれから飛散するスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎることを抑制することができる。その結果、勾配層の膜質を改善することができる。
【００１４】
また、第１のターゲットの第２のターゲットとは反対側に設けられており、第１のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第１の遮蔽部材と、第２のターゲットの第１のターゲットとは反対側に設けられており、第２のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第２の遮蔽部材とを配置した状態で第１及び第２の薄膜と勾配層とを形成することが好ましい。そうすることにより、第１及び第２のターゲットのそれぞれから、第２または第１のターゲットとは反対側に飛散するスパッタ粒子の基体への入射角が大きくなりすぎることを抑制することができる。その結果、第１の薄膜の第２の薄膜とは反対側の表層、及び第２の薄膜の第１の薄膜とは反対側の表層の膜質を改善することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、隣接する薄膜間に勾配層が形成された多層膜であって、異常放電が生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかな多層膜を形成し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態において作製する多層膜の模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態において作製する多層膜における濃度勾配を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１及び第２の薄膜と勾配層との形成工程を説明するための模式図である。
【図４】変形例における第１及び第２の薄膜と勾配層との形成工程を説明するための模式図である。
【図５】特許文献１に記載の多層膜形成装置の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す多層膜２の形成方法について説明する。但し、本実施形態において説明する多層膜２の形成方法は単なる例示である。本発明は、以下の多層膜２の形成方法に何ら限定されない。
【００１８】
図１は、本実施形態において作製する多層膜の模式的断面図である。図２は、本実施形態において作製する多層膜における濃度勾配を説明するための模式図である。
【００１９】
まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態において形成する多層膜２の構成について説明する。図１に示すように、多層膜２は、基体１０の上に形成されている。基体１０は、多層膜２を形成し得るものである限りにおいて特に限定されない。基体１０は、例えば、ガラス製、セラミック製などであってもよい。また、基体１０の形状も特に限定されない。基体１０は、例えば、基板であってもよいし、多層膜２の形成面が曲面状である立体物であってもよい。
【００２０】
多層膜２は、複数の薄膜の積層体である。多層膜２において、隣接している薄膜間には、勾配層が形成されている。この勾配層の組成は、厚み方向において、一方側の薄膜側から他方側の薄膜側へと、一方側の薄膜の組成から他方側の薄膜の組成へと徐変している。すなわち、勾配層においては、一方側の薄膜側から他方側の薄膜側に向かうに従って一方側の組成の濃度が低くなる一方、他方側の組成の濃度が高くなる。すなわち、勾配層は、濃度勾配を有する層である。
【００２１】
なお、多層膜２を構成している薄膜の組成は、多層膜２に付与しようとしている機能などに応じて適宜設定することができる。例えば、多層膜２に反射抑制膜や反射膜としての機能を付与する場合は、多層膜２を高屈折率薄膜と低屈折率薄膜とが交互に積層された積層体とすることができる。高屈折率薄膜は、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコン、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化イットリウム、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などにより形成することができる。一方、低屈折率薄膜は、例えば、酸化ケイ素などにより形成することができる。
【００２２】
また、多層膜２に耐熱膜としての機能を付与しようとする場合は、薄膜を、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、金属チタン、酸化チタン、窒化チタン、酸化ジルコンなどにより形成することができる。
【００２３】
多層膜２を構成している薄膜の厚みや層数も、多層膜２に付与しようとする機能に応じて適宜設定することができる。薄膜の厚みは、例えば、数ｎｍ〜数百μｍ程度とすることができる。多層膜２を構成している薄膜の層数は、例えば、２〜数百程度とすることができる。
【００２４】
具体的には、本実施形態では、多層膜２が第１〜第３の薄膜１１、１３、１５を有する例について説明する。第１の薄膜１１と第２の薄膜１３との間には勾配層１２が設けられている。第２の薄膜１３と第３の薄膜１５との間には、勾配層１４が設けられている。図２に示すように、この勾配層１２の組成は、第１の薄膜１１側から第２の薄膜１３側に向かって第１の薄膜１１の組成から第２の薄膜１３の組成へと徐変している。第２の薄膜１３と第３の薄膜１５との間には、勾配層１４が設けられている。この勾配層１４の組成は、第２の薄膜１３側から第３の薄膜１５側に向かって第２の薄膜１３の組成から第３の薄膜１５の組成へと徐変している。
【００２５】
次に、多層膜２の形成方法について説明する。多層膜２は、マグネトロンスパッタリング法により形成する。なお、本実施形態において、隣り合う薄膜及びその間に位置している勾配層の形成方法は共通であるため、ここでは、第１及び第２の薄膜１１，１３と、その間に位置している勾配層１２の形成方法を例に挙げて説明する。その他の薄膜や勾配層の形成方法に関しては、以下の薄膜１１，１３及び勾配層１２の形成方法を援用するものとする。
【００２６】
まず、図３を参照しながら、第１及び第２の薄膜１１，１３並びに勾配層１２の形成に用いる形成装置３について説明する。
【００２７】
図３に示すように、形成装置３は、図示しない成膜チャンバ内に配置されている第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂを備えるデュアルカソード方式のマグネトロンスパッタリング装置である。
【００２８】
なお、成膜チャンバには、減圧機構とスパッタガス供給機構とが接続されている。減圧機構は、成膜チャンバ内を減圧するための機構である。減圧機構は、例えば、真空ポンプなどにより構成することができる。一方、スパッタガス供給機構は、成膜チャンバに対して、成膜に必要なスパッタガスを供給するための機構である。このスパッタガス供給機構と上記減圧機構とにより、成膜チャンバ内が、スパッタガスにより満たされた減圧雰囲気とされる。なお、スパッタガス供給機構は、例えば、ガスボンベなどにより構成することができる。スパッタガスの種類は特に限定されない。スパッタガスは、成膜しようとする薄膜の種類に応じて適宜選択することができる。
【００２９】
第１のターゲット３１ｂは、第１の薄膜１１の組成に対応した組成を有するターゲットである。例えば、第１の薄膜１１が酸化ケイ素からなる場合は、第１のターゲット３１ｂとして、ケイ素を含むターゲットを用いることができる。具体的には、第１のターゲット３１ｂとして、シリコンターゲットや酸化ケイ素ターゲットを用いることができる。第２のターゲット３２ｂは、第２の薄膜１３の組成に対応した組成を有するターゲットである。例えば、第２の薄膜１３が酸化チタンからなる場合は、第２のターゲット３２ｂとして、チタンを含むターゲットを用いることができる。具体的には、第２のターゲット３２ｂとして、チタンターゲットや酸化チタンターゲットを用いることができる。
【００３０】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれは、中心軸Ｃ１，Ｃ２がｚ方向に沿って延びる円筒状に形成されている。第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれは、中心軸Ｃ１，Ｃ２を中心に、一方向に回転可能である。第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂは、ｘ方向に沿って配列されている。
【００３１】
第１及び第２のターゲット３１ｂ、３２ｂのそれぞれの内側には、円柱状の第１または第２のカソード３１ａ、３２ａが設けられている。また、本実施形態の形成装置３は、マグネトロンスパッタリング装置であるため、各ターゲット３１ｂ，３２ｂの内側には、第１及び第２のマグネット３３，３４が配置されている。これらマグネット３３，３４により、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂに磁界が付与される。この磁界により、グロー放電によって生じるプラズマが閉じ込められる。その結果、高いスパッタリングの効率が実現されている。
【００３２】
本実施形態においては、第１のターゲット３１ｂの第１のマグネット３３のｚ方向に延びる中心軸Ｍ１が第１のターゲット３１ｂの中心軸Ｃ１よりも第２のターゲット３２ｂとは反対側に位置するように第１のマグネット３３が配置されている。すなわち、第１のマグネット３３が配置されている領域ｒ１のうち、中心軸Ｃ１を含み、ｙ方向に延びる平面Ｐ１よりもｘ２側に位置する部分が、ｘ１側に位置する部分よりも小さくなるように、第１のマグネット３３が配置されている。
【００３３】
第２のターゲット３２ｂの第２のマグネット３４の中心軸Ｍ２が第２のターゲット３２ｂの中心軸Ｃ２よりも第１のターゲット３１ｂとは反対側に位置するように第２のマグネット３４が配置されている。すなわち、第２のマグネット３４が配置されている領域ｒ２のうち、中心軸Ｃ２を通過し、ｙ方向に延びる平面Ｐ２よりもｘ１側に位置する部分が、ｘ２側に位置する部分よりも小さくなるように、第２のマグネット３４が配置されている。
【００３４】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂは、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂ間で異常放電が生じず、かつ、第１のターゲット３１ｂからスパッタ粒子が飛散する領域である第１の飛散領域Ｒ１と、第２のターゲット３２ｂからスパッタ粒子が飛散する領域である第２の飛散領域Ｒ２とが重なるように配置されている。具体的には、第１の飛散領域Ｒ１と第２の飛散領域Ｒ２との重畳領域Ｒ３が、第１，第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の３％〜６０％となるように配置されている。
【００３５】
形成装置３は、交流電源４０を有している。この交流電源４０は、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａ間に交流電圧を印加する。このため、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａには、第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａ間で極性が逆となるように、プラスの電圧とマイナスの電圧とが交互に印加される。具体的には、第１のカソード３１ａにマイナスの電圧が印加される一方、第２のカソード３２ａにプラスの電圧が印加される状態と、第１のカソード３１ａにプラスの電圧が印加される一方、第２のカソード３２ａにマイナスの電圧が印加される状態とが繰返される。
【００３６】
第１又は第２のカソード３１ａ，３２ａにマイナスの電荷が供給されている期間に、第１又は第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのマグネット３３，３４近傍の表面でグロー放電プラズマが生起される。その結果、第１または第２のターゲット３１ｂ，３２ｂがスパッタリングされ、スパッタ粒子が飛散する。第１又は第２のカソード３１ａ，３２ａにプラスの電荷が印加されている期間には、そのプラスの電荷は第１又は第２のターゲット３１ｂ、３２ｂに流入する電子により相殺される。このため、電気絶縁膜の絶縁破壊に伴うアーキングによるターゲットの損傷を回避でき、グロー放電プラズマを安定的に持続することができる。
【００３７】
第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの外側には、第１及び第２の遮蔽部材３５，３６が配置されている。第１の遮蔽部材３５は、第１のターゲット３１ｂのｘ１側に配置されている。この第１の遮蔽部材３５によって、第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子の一部が遮蔽されている。すなわち、第１の遮蔽部材３５によって、第１のターゲット３１ｂの飛散領域のうち第１の飛散領域Ｒ１より外側部分がカットされている。
【００３８】
一方、第２の遮蔽部材３６は、第２のターゲット３２ｂのｘ２側に配置されている。この第２の遮蔽部材３６によって、第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子の一部が遮蔽されている。すなわち、第２の遮蔽部材３６によって、第２のターゲット３２ｂの飛散領域のうち第２の飛散領域Ｒ２より外側部分がカットされている。
【００３９】
第１及び第２の遮蔽部材３５，３６のそれぞれは、ｙ方向及びｚ方向に沿って配置されている板状部３５ａ、３６ａと、板状部３５ａ、３６ａの中心軸Ｃ１，Ｃ２よりもｙ１側に位置している部分からｘ方向に延びる起立部３５ｂ、３６ｂとを有する。もっとも、起立部３５ｂ、３６ｂは、板状部３５ａ、３６ａに対して傾斜した方向に延びるように形成されていてもよい。
【００４０】
次に、形成装置３を用いた多層膜２の形成方法について説明する。
【００４１】
第１及び第２のカソード３１ａ，３２ａに交流電圧を印加すると共に、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれを回転させた状態で、基体１０が固定されたキャリア５０をｘ１側からｘ２側に、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂの前を移動させる。そうすることにより、まず、基体１０は、第１の飛散領域Ｒ１を通過する。その間に、基体１０の上に、第１の薄膜１１が形成される。
【００４２】
次に、基体１０は、重畳領域Ｒ３を通過する。この重畳領域Ｒ３のうち、ｘ１側の部分には、第１のターゲット３１ｂからのスパッタ粒子が主として飛散する一方、ｘ２側の部分には、第２のターゲット３２ｂからのスパッタ粒子が主として飛散する。重畳領域Ｒ３においては、ｘ１側からｘ２側に向かって第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子が少なくなる一方、第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子が多くなる。このため、基体１０がこの重畳領域Ｒ３を通過することによって、第１の薄膜１１の上に勾配層１２が形成される。
【００４３】
次に、基体１０は、第２の飛散領域Ｒ２を通過する。その際に、勾配層１２の上に、第２のターゲット３２ｂから飛散したスパッタ粒子が堆積する。これにより、勾配層１２の上に、第２の薄膜１３が形成される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂのそれぞれを円筒型とするため、プレーナーと呼ばれる平板状のターゲットを用いる場合とは異なり、第１及び第２のターゲット３１ｂ，３２ｂをそれほど近づけることなく、十分な大きさの重畳領域Ｒ３を確保することができる。よって、異常放電を生じることなく、勾配層における濃度勾配がなだらかであり、薄膜間の密着強度が高い多層膜２を形成することができる。
【００４５】
ところで、図４に示すように、マグネット１３３，１３４は、領域ｒ１、ｒ２が平面Ｐ３，Ｐ４に対して面対称となるように、言い換えれば、円筒型のターゲット１３１ｂ，１３２ｂを用いてマグネトロンスパッタリングを行う場合、マグネット１３３，１３４の中心軸Ｍ３，Ｍ４とそれぞれ中心軸Ｃ３，Ｃ４を含む平面Ｐ３，Ｐ４が基体１１０と直交するように配置することも考えられる。また、このようにした場合、第１のターゲット１３１ｂからのスパッタ粒子と第２のターゲット１３２ｂからのスパッタ粒子との両方が飛散する重畳領域をより大きくすることができる。
【００４６】
しかしながら、この場合は、上記重畳領域の端部において第１のターゲット１３１ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１１０への入射角θ１０１、及び第２のターゲット１３２ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１１０への入射角θ１０２が大きくなりすぎる場合がある。入射角θ１０１、θ１０２が大きくなりすぎると、形成される勾配層が粗密となり、勾配層の膜質が低下してしまう場合がある。
【００４７】
それに対して、本実施形態では、中心軸Ｍ１が第１のターゲット３１ｂの中心軸Ｃ１よりも第２のターゲット３２ｂとは反対側に位置するように第１のマグネット３３が配置されている。このため、重畳領域Ｒ３における第１のターゲット３１ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１０への入射角θ１が大きくなりすぎることを抑制することができる。また、中心軸Ｍ２が第２のターゲット３２ｂの中心軸Ｃ２よりも第１のターゲット３１ｂとは反対側に位置するように第２のマグネット３４が配置されている。このため、重畳領域Ｒ３における第２のターゲット３２ｂから飛散するスパッタ粒子の基体１０への入射角θ２が大きくなりすぎることを抑制することができる。従って、勾配層１２が粗密になり、膜質が低下しすぎることを効果的に抑制することができる。つまり、本実施形態においては、高い膜質の多層膜２を形成することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、第１及び第２の遮蔽部材３５，３６が設けられているため、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の外側端も規制される。このため、第１及び第２の飛散領域Ｒ１，Ｒ２の外側端におけるスパッタ粒子の入射角が大きくなりすぎることも抑制することができる。従って、第１及び第２の薄膜１１，１３の勾配層１２とは反対側の表層における膜質の劣化も効果的に解消することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２…多層膜
３…形成装置
１０…基体
１１…第１の薄膜
１２…勾配層
１３…第２の薄膜
１４…勾配層
１５…第３の薄膜
３１ａ…第１のカソード
３２ａ…第２のカソード
３１ｂ…第１のターゲット
３２ｂ…第２のターゲット
３３…第１のマグネット
３４…第２のマグネット
３５…第１の遮蔽部材
３６…第２の遮蔽部材
３５ａ、３６ａ…板状部
３５ｂ、３６ｂ…起立部
４０…交流電源
５０…キャリア
Ｒ１…第１の飛散領域
Ｒ２…第２の飛散領域
Ｒ３…重畳領域
Ｃ１，Ｃ２…中心軸
Ｍ１，Ｍ２…マグネットの中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の薄膜と、前記第１の薄膜の上に形成されている第２の薄膜と、前記第１の薄膜と前記第２の薄膜との間に形成されており、前記第１の薄膜側から前記第２の薄膜側に向かって前記第１の薄膜の組成から前記第２の薄膜の組成へと徐変していく勾配層とを含む多層膜を基体の上に形成する方法であって、
前記第１の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第１のカソードが配置された円筒型の第１のターゲットと、前記第２の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第２のカソードが配置された円筒型の第２のターゲットとを、前記第１のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域と、前記第２のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域とが重なるように配列し、前記第１のカソードと前記第２のカソードとの間に交流電圧を印加した状態で、前記基体を、前記第１及び第２のターゲットの配列方向において、前記第１のターゲット側から前記第２のターゲット側に向けて移動させ、前記第１及び第２の飛散領域を通過させることによって前記基体の上に、前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、多層膜の形成方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のターゲットのそれぞれの内側には、第１または第２のマグネットが配置されており、
前記第１のターゲットの前記第１のマグネットの中心軸が前記第１のターゲットの中心軸よりも前記第２のターゲットとは反対側に位置するように前記第１のマグネットを配置し、前記第２のターゲットの前記第２のマグネットの中心軸が前記第２のターゲットの中心軸よりも前記第１のターゲットとは反対側に位置するように前記第２のマグネットを配置した状態で前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、請求項１に記載の多層膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１のターゲットの前記第２のターゲットとは反対側に設けられており、前記第１のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第１の遮蔽部材と、
前記第２のターゲットの前記第１のターゲットとは反対側に設けられており、前記第２のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第２の遮蔽部材とを配置した状態で前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、請求項２に記載の多層膜の形成方法。
【請求項１】
第１の薄膜と、前記第１の薄膜の上に形成されている第２の薄膜と、前記第１の薄膜と前記第２の薄膜との間に形成されており、前記第１の薄膜側から前記第２の薄膜側に向かって前記第１の薄膜の組成から前記第２の薄膜の組成へと徐変していく勾配層とを含む多層膜を基体の上に形成する方法であって、
前記第１の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第１のカソードが配置された円筒型の第１のターゲットと、前記第２の薄膜の組成に対応した組成を有し、内部に第２のカソードが配置された円筒型の第２のターゲットとを、前記第１のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第１の飛散領域と、前記第２のターゲットからのスパッタ粒子の飛散領域である第２の飛散領域とが重なるように配列し、前記第１のカソードと前記第２のカソードとの間に交流電圧を印加した状態で、前記基体を、前記第１及び第２のターゲットの配列方向において、前記第１のターゲット側から前記第２のターゲット側に向けて移動させ、前記第１及び第２の飛散領域を通過させることによって前記基体の上に、前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、多層膜の形成方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のターゲットのそれぞれの内側には、第１または第２のマグネットが配置されており、
前記第１のターゲットの前記第１のマグネットの中心軸が前記第１のターゲットの中心軸よりも前記第２のターゲットとは反対側に位置するように前記第１のマグネットを配置し、前記第２のターゲットの前記第２のマグネットの中心軸が前記第２のターゲットの中心軸よりも前記第１のターゲットとは反対側に位置するように前記第２のマグネットを配置した状態で前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、請求項１に記載の多層膜の形成方法。
【請求項３】
前記第１のターゲットの前記第２のターゲットとは反対側に設けられており、前記第１のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第１の遮蔽部材と、
前記第２のターゲットの前記第１のターゲットとは反対側に設けられており、前記第２のターゲットから飛散するスパッタ粒子の一部を遮蔽する第２の遮蔽部材とを配置した状態で前記第１及び第２の薄膜と前記勾配層とを形成する、請求項２に記載の多層膜の形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９２４１０（Ｐ２０１２−９２４１０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２５７７（Ｐ２０１０−２４２５７７）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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