JP2002047564A - Method and system for manufacturing optical thin film by sputtering - Google Patents
Method and system for manufacturing optical thin film by sputteringInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶プロジェク
ターやＴＶカメラに用いられる色分解用膜（ダイクロ
膜）等の光学多層膜をスパッタリング法により製作する
場合の、スパッタリングによる光学薄膜の製造方法及び
製造装置に関するものであり、特に、ハイレート（高速
成膜）ＤＣスパッタリングのレート、及び安定性の改善
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an optical thin film by sputtering when an optical multilayer film such as a color separation film (a dichroic film) used for a liquid crystal projector or a TV camera is produced by a sputtering method. The present invention relates to a manufacturing apparatus, and more particularly to improvement of a high-rate (high-speed film formation) DC sputtering rate and stability.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来、スパッタリングによる成膜法は、電
極膜（透明導電膜）、保護膜、磁性膜等に多用されてい
るが、殆どは膜厚制御精度を必要としないものであっ
た。これは用途にもよるが、スパッタリング法による成
膜レートが比較的に安定しているためである。2. Description of the Related Art Conventionally, a film forming method by sputtering has been frequently used for an electrode film (transparent conductive film), a protective film, a magnetic film, and the like, but most of them do not require the accuracy of controlling the film thickness. This is because the deposition rate by the sputtering method is relatively stable, depending on the application.
【０００３】しかしながら、近年、スパッタリング法に
よる製造方法が、その膜密度に起因する良好な膜質とと
もに、その制御の容易さ、製造安定性から光学薄膜の製
造方法に応用されている。しかるにダイクロ膜等の多層
膜の要求特性（スペック）が高くなるにつれ、従来の成
膜レートが安定しているという前提に基づいた時間によ
る膜厚制御だけでは、前記要求特性を満たすことが困難
となって来た。However, in recent years, a manufacturing method using a sputtering method has been applied to a method for manufacturing an optical thin film because of its excellent controllability and manufacturing stability as well as good film quality due to its film density. However, as the required characteristics (specs) of a multilayer film such as a dichroic film become higher, it is difficult to satisfy the required characteristics only by the conventional thickness control based on the assumption that the film forming rate is stable. It has become.
【０００４】例えば、ダイクロ膜の場合は、蒸着法並み
のタクトを目標に設定しても、層数が２０層前後となり
約２時間程度の成膜時間を必要とする。従って、成膜開
始から終了までの屈折率、成膜レートの安定性が確保さ
れなければ、透過率、透過帯の半値波長等の要求特性を
得られない。更に、量産機で連続成膜を行うためには、
前記安定性が確保できなければ、ロット間の再現性が得
られない。For example, in the case of a dichroic film, the number of layers is about 20 even if the target is set to the same takt time as the vapor deposition method, and a film forming time of about 2 hours is required. Therefore, unless the stability of the refractive index and the film formation rate from the start to the end of the film formation is secured, required characteristics such as the transmittance and the half-value wavelength of the transmission band cannot be obtained. Furthermore, in order to perform continuous film formation on a mass production machine,
If the above stability cannot be ensured, reproducibility between lots cannot be obtained.
【０００５】そのため、多層膜の光学特性を決定する各
層の屈折率をより安定に、又その膜厚をより精度よく制
御しようという試みが為されている。例えば、特開平７
−７２３０７号公報では、スパッタリング条件を安定化
させるために、放電インピーダンス、Ｈ2Ｏ分圧を測定
し、これに基づきスパッタリング電力、スパッタリング
ガス流量を制御する方法が述べられている。[0005] For this reason, attempts have been made to control the refractive index of each layer for determining the optical characteristics of the multilayer film more stably and more precisely to control the film thickness. For example, JP-A-7
JP-A-72307 describes a method for measuring the discharge impedance and the H 2 O partial pressure and controlling the sputtering power and the flow rate of the sputtering gas based on the measured discharge impedance and H 2 O partial pressure in order to stabilize the sputtering conditions.
【０００６】屈折率、成膜レートを安定化するために、
特開平７−７２３０７号公報に示された方法は有効な方
法である。しかしながら、放電インピーダンス（ターゲ
ット電圧）は、スパッタリング方法（ＲＦ、ＡＣ、Ｄ
Ｃ）、投入電力、ターゲットの種類、スパッタリングガ
スの全圧、各導入ガスの分圧が一定に保たれている限
り、異常放電を除いて、短期的には変動が少ない。むし
ろ、ターゲットのイロージョンの進行による長期的変動
に対して有効である。In order to stabilize the refractive index and the film forming rate,
The method disclosed in JP-A-7-72307 is an effective method. However, the discharge impedance (target voltage) depends on the sputtering method (RF, AC, D
C), as long as the input power, the type of target, the total pressure of the sputtering gas, and the partial pressure of each introduced gas are kept constant, there is little fluctuation in the short term except for abnormal discharge. Rather, it is effective against long-term fluctuation due to the progress of target erosion.
【０００７】又、酸素分圧やＨ2Ｏ分圧を一定に制御す
るため、流量制御を行うのも有効な方法である。単時間
成膜（数十分程度）、或いは、単層成膜の繰り返しで
は、単純な時間だけの膜厚制御でも〜１％程度の屈折
率、膜厚の安定性が得られる。It is also effective to control the flow rate in order to keep the oxygen partial pressure and the H 2 O partial pressure constant. In film formation for a single time (about several tens of minutes) or repetition of film formation in a single layer, even if the film thickness is controlled only for a simple time, the refractive index and the stability of the film thickness of about 1% are obtained.
【０００８】又、カソード温度（冷却水温度）の変動に
より、成膜レートが変動することが知られている。通
常、カソードの冷却水温度は、チラー（冷却器）を用い
た循環系で２０℃前後の温度で一定になるように設定さ
れる。しかしながら、チラーの能力が十分の場合でも、
冷却温度には時間的遅れが生じるため、チラーの作動、
停止に伴ない、設定温度の前後、通常５℃程度の範囲で
冷却水温度は上昇、下降を繰り返す。又、成膜時間、タ
ーゲット材料が違うと、放熱量の差により前記冷却水温
度は変動し、成膜レートも変動を受ける。特に、スパッ
タリング開始のカソード度温度が低い場合と、チラーが
作動中のカソード温度は異なり、成膜レートは変動を受
ける。成膜レートの変動を緩和する一つの方法として、
投入電力を下げる（冷却水温度の変動を緩和する）方法
もあるが本発明のハイレートを実現する目的と合わな
い。又、カソード温度の上昇を抑制するため、RF方式を
用いる手段があるが、同一投入電力では成膜レートが約
半分となり、本発明のハイレートを実現する目的と合わ
ない。Further, it is known that a film forming rate fluctuates due to a fluctuation in a cathode temperature (cooling water temperature). Normally, the cooling water temperature of the cathode is set to be constant at a temperature of about 20 ° C. in a circulation system using a chiller (cooler). However, even if the chiller's capacity is sufficient,
Since the cooling temperature has a time delay, the operation of the chiller,
With the stop, the cooling water temperature repeatedly rises and falls around the set temperature, usually in the range of about 5 ° C. If the film formation time and the target material are different, the cooling water temperature fluctuates due to the difference in the amount of heat radiation, and the film formation rate also fluctuates. In particular, when the cathode temperature at the start of sputtering is low, the cathode temperature during operation of the chiller is different, and the deposition rate varies. As one method of alleviating the fluctuation of the film formation rate,
There is a method of reducing the input power (reducing the fluctuation of the cooling water temperature), but this is not compatible with the purpose of realizing the high rate of the present invention. Although there is a means using an RF system to suppress an increase in the cathode temperature, the film formation rate is reduced to about half with the same input power, which is not compatible with the purpose of realizing the high rate of the present invention.
【０００９】実際に、２０層程度のダイクロ膜（成膜時
間、２時間程度）の成膜を前記電気的なフィードバック
（ターゲット電圧）、或いは雰囲気制御（ガス流量）、
カソード冷却水温度の２０℃設定のもとで反応性ＤＣス
パッタリングにより行っても、満足できる目標通りの特
性例えば（透過率、半値波長）、及び再現性を得られな
かった。Actually, about 20 layers of dichroic film (film formation time: about 2 hours) are formed by the electric feedback (target voltage) or atmosphere control (gas flow).
Reactive DC sputtering at a cathode cooling water temperature of 20 ° C. did not provide satisfactory target characteristics such as (transmittance, half-value wavelength) and reproducibility.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとしている課題】よって、本発明
は、ハイレート反応性ＤＣスパッタリング法において、
時間による膜厚制御により、ダイクロ膜等の長時間成
膜、或いは長期的な連続成膜を可能とする安定した成膜
レートを得るスパッタリングによる光学薄膜の製造方
法、及び製造装置を提供することを目的とするものであ
る。Therefore, the present invention provides a high-rate reactive DC sputtering method,
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing an optical thin film by sputtering, which provide a stable film formation rate that enables long-term film formation of a dichroic film or the like or long-term continuous film formation by controlling film thickness by time. It is the purpose.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
による光学薄膜の製造方法は、スパッタリング装置のタ
ーゲット用カソード冷却水の温度を３０℃〜８０℃の間
で一定に設定して光学薄膜を成膜することを特徴とす
る。According to the method of the present invention for producing an optical thin film by sputtering, the temperature of cathode cooling water for a target of a sputtering apparatus is set to a constant value of 30 ° C. to 80 ° C. to form an optical thin film. It is characterized by doing.
【００１２】本発明のスパッタリングによる苦学薄膜の
製造装置は、スパッタリング装置のターゲット用カソー
ド冷却水の温度を３０℃〜８０℃の間で一定に設定する
ための手段を設けたことを特徴とする。The apparatus for producing a difficult thin film by sputtering according to the present invention is characterized in that means for setting the temperature of the target cathode cooling water of the sputtering apparatus to a constant value of 30 ° C. to 80 ° C. is provided.
【００１３】[0013]
【作用及び実施の形態】本発明者は検討の結果、ハイレ
ートＤＣ反応性スパッタリングにおいて、屈折率、成膜
レートの安定化のためには、制御パラメータとして、前
記電気的なフィードバック（ターゲット電圧）、或いは
雰囲気制御（ガス流量）以外にカソード（ターゲット、
特には金属ターゲット）の温度（冷却水温度）が重要で
あることを見出した。The present inventor has studied and found that in high-rate DC reactive sputtering, in order to stabilize the refractive index and the film forming rate, the electric feedback (target voltage), Alternatively, besides the atmosphere control (gas flow rate), the cathode (target,
In particular, it has been found that the temperature (cooling water temperature) of the metal target is important.
【００１４】即ち、スパッタリングによる光学薄膜の製
造方法において、該スパッタリング装置のターゲット用
カソード冷却水の温度を３０℃〜８０℃の間で一定に設
定して、光学薄膜を成膜すれば屈折率、成膜レートの安
定化を図ることができる。That is, in the method for producing an optical thin film by sputtering, the temperature of the cathode cooling water for the target of the sputtering apparatus is set to a constant value of 30 ° C. to 80 ° C., and the refractive index, The film formation rate can be stabilized.
【００１５】３０℃未満の場合はレート安定化に不十分
であり、８０℃を超えると耐熱性等取り扱い上問題があ
る。好ましくは３０〜８０℃であり、より好ましくは４
０〜６０℃である。このように、カソード温度を高めに
設定することにより、カソード温度の上昇による成膜レ
ートの変動を抑制し、合わせて、成膜レートそのものも
ハイレート化を可能にするものである。When the temperature is lower than 30 ° C., the rate is insufficient for stabilizing the rate. When the temperature is higher than 80 ° C., there is a problem in handling such as heat resistance. Preferably it is 30 to 80 ° C, more preferably 4 to 80 ° C.
0-60 ° C. As described above, by setting the cathode temperature to be higher, the fluctuation of the film formation rate due to the increase in the cathode temperature is suppressed, and the film formation rate itself can be made higher.
【００１６】本発明の方法は、該ターゲットが金属ター
ゲット、又はＳｉを主成分とするターゲットの場合効果
が大きい。金属ターゲットとしては、例えばＴｉターゲ
ット、Nb、Ta、Zr、Alなどがあげられる。The method of the present invention has a great effect when the target is a metal target or a target containing Si as a main component. Examples of the metal target include a Ti target, Nb, Ta, Zr, and Al.
【００１７】また、スパッタリングとしては反応性スパ
ッタリングの場合が特に効果が大きく、さらに、スパッ
タリングガスとしてＡｒ、酸素を主成分とする混合ガス
を用いる反応性スパッタリング法の場合、効果が大き
い。The effect of the reactive sputtering is particularly large in the case of reactive sputtering, and the effect is particularly large in the case of the reactive sputtering method using a mixed gas containing Ar and oxygen as main components as the sputtering gas.
【００１８】更には、スパッタリング法がハイレートを
目的とする反応性ＤＣスパッタリング法の場合、効果が
大きい。なお、３０℃〜８０℃の範囲内で一定の温度に
設定した場合変動幅は±５℃以内とすることが好まし
い。Further, when the sputtering method is a reactive DC sputtering method aimed at a high rate, the effect is large. When the temperature is set within a range of 30 ° C. to 80 ° C., the fluctuation range is preferably within ± 5 ° C.
【００１９】本発明における光学薄膜として、例えば、
ダイクロ膜、偏光分離膜、赤外カット膜、バンドパスフ
ィルター、反射防止膜などが好適に適用することができ
る。As the optical thin film in the present invention, for example,
A dichroic film, a polarized light separating film, an infrared cut film, a band pass filter, an antireflection film, and the like can be suitably applied.
【００２０】図１に本発明の検討に用いた装置の模式図
を示す。１はスパッタリング装置の真空室、２は基板ホ
ルダー、３と４はターゲット、５と６はカソード、７は
チラー（又は温水器）、８は２次側循環水配管、９は１
次側冷却水配管、１０はＤＣ電源、１１は異常放電防止
用パルス電源である。FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used for studying the present invention. 1 is a vacuum chamber of a sputtering apparatus, 2 is a substrate holder, 3 and 4 are targets, 5 and 6 are cathodes, 7 is a chiller (or water heater), 8 is a secondary side circulating water pipe, 9 is 1
The secondary cooling water pipe 10 is a DC power supply, and 11 is a pulse power supply for preventing abnormal discharge.
【００２１】図１の装置において、カソード５のＴｉタ
ーゲット、及びカソード６のＳｉターゲットを用いて、
冷却水温度（チラー７の出口）と成膜レートの関係を検
討した結果を以下に示す。In the apparatus shown in FIG. 1, a Ti target of the cathode 5 and a Si target of the cathode 6 are used.
The result of studying the relationship between the cooling water temperature (exit of the chiller 7) and the film formation rate is shown below.
【００２２】通常通りチラー温度を１５℃に設定した場
合のＴｉＯ2成膜の冷却水温度上昇と成膜レートの関係
を図２に、又同様にＳｉＯ2成膜の冷却水温度上昇と成
膜レートの関係を図３に示す。いずれも反応性ＤＣスパ
ッタリングでターゲットサイズが径１０インチ、基板回
転固定、基板位置ターゲット真上、基板ターゲット間距
雑約１０ｃｍ、スパッタリング開始圧〜３ｍＴｏｒｒで
あり、ＴｉＯ2の場合は投入電力〜３ＫＷ、酸素１５
％、ＳｉＯ2の場合は投入電力〜２ＫＷ、酸素５％の条
件である。[0022] The relationship between the TiO 2 film formation of the cooling water temperature rises and the film deposition rate in the case of setting the normal chiller temperature 15 ℃ 2, and likewise the SiO 2 film forming the cooling water temperature rises and deposition FIG. 3 shows the relationship between the rates. In any case, the target size is 10 inches in diameter by reactive DC sputtering, the substrate is fixedly rotated, the substrate position is directly above the target, the distance between the substrate targets is about 10 cm, the sputtering start pressure is 3 mTorr, and the input power is 3 kW for TiO 2 and oxygen is Fifteen
%, SiO 2 is applied under the conditions of input power of 2 KW and oxygen of 5%.
【００２３】図２、３において、温度上昇、成膜レート
は、各成膜時間後の成膜基板に対応する。チラーが作動
している場合、各単膜についてのみ見れば、成膜レート
の安定性は十分である。2 and 3, the temperature rise and the film formation rate correspond to the film formation substrate after each film formation time. When the chiller is operating, the stability of the film formation rate is sufficient if only the single film is viewed.
【００２４】次に、チラー温度を設定しない場合のＴｉ
Ｏ2成膜の冷却水温度上昇と成膜レートの関係を図４
に、又同様にＳｉＯ2成膜の冷却水温度上昇と成膜レー
トの関係とを図５に示す。Next, when the chiller temperature is not set, Ti
Fig. 4 shows the relationship between the rise in cooling water temperature for O 2 deposition and the deposition rate.
FIG. 5 also shows the relationship between the rise in the cooling water temperature of the SiO 2 film formation and the film formation rate.
【００２５】図２、３と同様の条件で検討したものであ
るが、チラーを作動させなかったため冷却水温度が上昇
しており、これは成膜レートを稼ぐため投入電力が大き
いＴｉＯ2成膜で著しい。更に、特徴的なのは、冷却水
温度の上昇に伴い成膜レートが増大することである。[0025] Although those discussed under the same conditions as FIG. 2 and 3, because they could operate the chiller and the coolant temperature rises, which is TiO 2 deposition input power is large to earn deposition rate Remarkable. Furthermore, it is characteristic that the film formation rate increases with an increase in the temperature of the cooling water.
【００２６】通常、レート変動は安定性上、好ましくな
いが、本発明ではハイレートに着目し、ハイレートを維
持しつつ成膜レートを安定化させることを検討した結
果、カソード温度を温水により高めに設定することによ
り目的を達することが可能であることを見出した。Normally, rate fluctuation is not preferable in terms of stability. However, in the present invention, attention was paid to a high rate, and as a result of studying stabilization of a film forming rate while maintaining a high rate, the cathode temperature was set to be higher with hot water. It has been found that it is possible to achieve the purpose by doing.
【００２７】即ち、チラーに変えて温水器を用い同様の
検討を行った。制御温度を５０℃に設定した場合のＴｉ
Ｏ2成膜の温水温度上昇と成膜レートの関係を図６に、
又同様にＳｉＯ2成膜の温水温度上昇と成膜レートの関
係を図７に示す。ともに、成膜レートの安定生は問題な
く、ＴｉＯ2膜の場合は約２割、ＳｉＯ2膜の場合は約１
割のハイレート化が達成されたのがわかる。That is, the same examination was performed using a water heater instead of the chiller. Ti when control temperature is set to 50 ° C
FIG. 6 shows the relationship between the temperature rise of hot water for O 2 film formation and the film formation rate.
Similarly, FIG. 7 shows the relationship between the temperature rise of the hot water and the film formation rate for SiO 2 film formation. In both cases, there is no problem in stable production of the film formation rate, about 20% in the case of the TiO 2 film and about 1% in the case of the SiO 2 film.
It can be seen that a relatively high rate has been achieved.
【００２８】次に、通常通りチラー温度を１５℃に設定
した場合のＴｉＯ2／ＳｉＯ2の交互８層成膜の冷却水温
度上昇の様子と、温水温度を５０℃に設定した場合のＴ
ｉＯ 2／ＳｉＯ2の交互８層成膜の温水温度上昇の様子の
比較を図８に示す。基板ホルダーを回転させながら、Ｔ
ｉＯ2膜とＳｉＯ2膜を交互に１０分ずつ成膜した。温水
制御の場合、図６、７で求めた平均レートで予想される
各膜厚（ＴｉＯ2の膜厚は約１００ｎｍ、ＳｉＯ2の膜厚
は約２９０ｎｍ）の計算値と実測値はほぼ一致する。し
かし、チラー制御の場合、図２、３で求めた平均レート
で予想される各膜厚（ＴｉＯ2の膜厚は約８０ｎｍ、Ｓ
ｉＯ2の膜厚は約２６０ｎｍ）の計算値と一致せず、Ｔ
ｉＯ2膜はやや薄め、ＳｉＯ2膜はやや厚めの膜厚傾向を
示す。これは、冷却水温度の変動が温水制御に比較して
大きいためと思われる。Next, the chiller temperature is set to 15 ° C. as usual.
TiOTwo/ SiOTwoWater temperature for alternate 8 layer deposition
Temperature rise and T when hot water temperature is set to 50 ° C
iO Two/ SiOTwoOf hot water temperature rise in alternate eight-layer film formation
The comparison is shown in FIG. While rotating the substrate holder,
iOTwoFilm and SiOTwoThe films were alternately formed for 10 minutes. Hot water
In the case of control, it is expected at the average rate obtained in FIGS.
Each film thickness (TiOTwoIs about 100 nm in thickness, SiOTwoFilm thickness
Is about 290 nm) and the measured values are almost the same. I
However, in the case of chiller control, the average rate obtained in FIGS.
Film thickness (TiOTwoHas a thickness of about 80 nm and S
iOTwoDoes not agree with the calculated value of about 260 nm).
iOTwoThe film is slightly thinner, SiOTwoThe film tends to be slightly thicker
Show. This is because the fluctuation of cooling water temperature is
It seems to be big.
【００２９】（実施例）以下、本発明の実施例を示す
が、本発明はこれらに限定されるものではない。(Examples) Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto.
【００３０】（実施例１）図１の装置を用い、ＴｉＯ2
膜とＳｉＯ2膜の交互層からなる１４層の青ダイクロ膜
をプリズム上に形成し、更に接合して色分解プリズムと
した。ＴｉＯ2膜、ＳｉＯ2膜のいずれも反応性ＤＣスパ
ッタリングで基板を回転しながら成膜した。スパッタリ
ング圧は〜３ｍＴｏｒｒであり、ＴｉＯ2の場合は投入
電力〜３ＫＷ、酸素１５％、ＳｉＯ2の場合は投入電力
〜２ＫＷ、酸素５％の条件である。カソード温度は温水
制御で５０℃に設定した。図６、７の検討で得られた成
膜レートでの設計特性と実測値を図９に示す。入射角４
５度の接合面のＰ成分の透過率とＳ成分の透過率を示し
たもので、設計スペックはＳ成分の透過率半値波長が５
５０ｎｍである。実測値の半値波長は設計値とほぼ一致
する。但し、Ｐ成分の透過率が設計値に比べてやや低い
のはＴｉＯ2膜の吸収のためであり、設計値に吸収が考
慮されていないことによる。本実施例での成膜時間のみ
の所要時間は、約４７分であった。[0030] Using the apparatus of Example 1 FIG 1, TiO 2
A blue dichroic film of 14 layers composed of alternating layers of a film and a SiO 2 film was formed on the prism, and further joined to form a color separation prism. Both the TiO 2 film and the SiO 2 film were formed by rotating the substrate by reactive DC sputtering. The sputtering pressure is ３3 mTorr, the input power is Ｋ3 KW, oxygen 15% for TiO 2 , and the input power ２2 KW, oxygen 5% for SiO 2 . The cathode temperature was set at 50 ° C. by hot water control. FIG. 9 shows design characteristics and actual measured values at the film formation rate obtained in the study of FIGS. Incident angle 4
It shows the transmittance of the P component and the transmittance of the S component at the joint surface of 5 degrees, and the design specification shows that the half wavelength of the transmittance of the S component is 5%.
50 nm. The half-value wavelength of the measured value substantially matches the designed value. However, the transmittance of the P component is slightly lower than the design value due to the absorption of the TiO 2 film, and the absorption is not considered in the design value. The time required only for the film formation time in this example was about 47 minutes.
【００３１】（比較例１）実施例１と同様にして、青色
分解プリズムを作成した。ただし、カソード温度はチラ
ー制御で１５℃に設定した。図２、３の検討で得られた
成膜レートでの設計特性と実測値を図１０に示す。Ｓ成
分の透過率半値波長の設計スペック５５０ｎｍに対して
５４０ｎｍであった。これは、冷却水温度の変動が温水
制御に比較して大きいためであり、設定レートに対し
て、ＴｉＯ2膜はやや薄め、ＳｉＯ2膜はやや厚めの膜厚
で成膜されたものと思われる。本比較例での成膜時間の
みの所要時間は、約５６分であり、温水制御の時に比較
して設定レートの変更分だけ長くなった。目標スペック
を得るためには、設定レートの変更が必要となった。(Comparative Example 1) In the same manner as in Example 1, a blue separation prism was prepared. However, the cathode temperature was set at 15 ° C. by chiller control. FIG. 10 shows design characteristics and actual measured values at the film formation rate obtained in the study of FIGS. The transmittance of the S component was 540 nm against the half-wavelength design specification of 550 nm. This is because the fluctuation of the cooling water temperature is larger than that of the hot water control, and it seems that the TiO 2 film was formed slightly thinner and the SiO 2 film was formed as a slightly thicker film with respect to the set rate. It is. The time required only for the film forming time in this comparative example was about 56 minutes, which was longer by the change in the set rate than in the hot water control. In order to obtain the target specifications, it was necessary to change the set rate.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明により、スパッタリング法におい
て、成膜レートの安定化、ハイレート化することが可能
となり、時間のみによる膜厚制御だけで、ダイクロ等の
長時間成膜、或いは長期的な連続成膜において、容易に
成膜時間を短縮して目標特性を得られるようになった。According to the present invention, it is possible to stabilize the film forming rate and to increase the film forming rate in the sputtering method. In the film formation, the target characteristics can be easily obtained by shortening the film formation time.
【図１】本発明の実施例に係る製造装置の模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】ＴｉＯ2冷却水温度と成膜レート（チラー制
御）を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a TiO 2 cooling water temperature and a film formation rate (chiller control).
【図３】ＳｉＯ2冷却水温度と成膜レート（チラー制
御）を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the temperature of SiO 2 cooling water and the film formation rate (chiller control).
【図４】ＴｉＯ2冷却水温度と成膜レート（チラー制御
無し）を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a TiO 2 cooling water temperature and a film formation rate (without chiller control).
【図５】ＳｉＯ2冷却水温度と成膜レート（チラー制御
無し）を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a temperature of SiO 2 cooling water and a film formation rate (without chiller control).
【図６】ＴｉＯ2温水温度と成膜レートを示すグラフで
ある。FIG. 6 is a graph showing a TiO 2 hot water temperature and a film formation rate.
【図７】ＳｉＯ2温水温度と成膜レートを示すグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing the temperature of SiO 2 hot water and the film formation rate.
【図８】チラー制御と温水制御の比較を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing a comparison between chiller control and hot water control.
【図９】温水制御のときの青ダイクロ特性を示すグラフ
である。FIG. 9 is a graph showing blue dichroic characteristics during hot water control.
【図１０】チラー制御のときの青ダイクロ特性を示すグ
ラフである。FIG. 10 is a graph showing blue dichroic characteristics during chiller control.
１……真空室 ２……基板ホルダー ３、４……ターゲット ５、６……カソード ７……チラー（又は温水器） ８……２次側循環水配管 ９……１次側冷却水配管 １０……ＤＣ電源 １１……パルス電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum chamber 2 ... Substrate holder 3, 4 ... Target 5, 6 ... Cathode 7 ... Chiller (or water heater) 8 ... Secondary circulating water piping 9 ... Primary cooling water piping 10 …… DC power supply 11 …… Pulse power supply
Claims (9)
ード冷却水の温度を３０℃〜８０℃の間で一定に設定し
て光学薄膜を成膜することを特徴とするスパッタリング
による光学薄膜の製造方法。1. A method for producing an optical thin film by sputtering, wherein a temperature of cathode cooling water for a target of a sputtering apparatus is set to a constant value of 30 ° C. to 80 ° C. to form an optical thin film.
特徴とする請求項１記載のスパッタリングによる光学薄
膜の製造方法及び製造装置。2. The method and apparatus according to claim 1, wherein the optical thin film is an optical multilayer film.
を特徴とする請求項２記載のスパッタリングによる光学
薄膜の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the optical multilayer film is a dichroic film.
ｉを主成分とするターゲット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による光学薄膜の製造方
法。4. The method according to claim 1, wherein the target is a metal target or S.
2. The method for producing an optical thin film by sputtering according to claim 1, wherein the target is mainly i.
ッタリングによる光学薄膜の製造方法。5. The method according to claim 4, wherein said metal is Ti.
ングであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれ
か１項に記載のスパッタリングによる光学薄膜の製造方
法。6. The method for producing an optical thin film by sputtering according to claim 1, wherein the sputtering is reactive sputtering.
を主成分とする混合ガスを用いることを特徴とする請求
項６記載のスパッタリングによる光学薄膜の製造方法及
び製造装置。7. The method and apparatus for producing an optical thin film by sputtering according to claim 6, wherein a mixed gas containing Ar and oxygen as main components is used as a sputtering gas.
であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１
項記載のスパッタリングによる光学薄膜の製造方法及び
製造装置。8. The method according to claim 1, wherein said sputtering is DC sputtering.
13. A method and an apparatus for producing an optical thin film by sputtering according to the above item.
置において、該スパッタリング装置のターゲット用カソ
ード冷却水の温度を３０℃〜８０℃の間で一定に設定す
るための手段を設けたことを特徴とするスパッタリング
による光学薄膜の製造装置。9. An apparatus for producing an optical thin film by sputtering, comprising means for setting a temperature of a target cathode cooling water of the sputtering apparatus to a constant value of 30 ° C. to 80 ° C. For manufacturing optical thin films.
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