專利名稱：薄膜的形成方法及其形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜的制造方法和濺射裝置，尤其涉及用于通過進(jìn)行濺射而在基板上形成具有所希望的光學(xué)特性的薄膜的薄膜制造方法和濺射裝置。
背景技術(shù)：
以往，為了設(shè)計(jì)某產(chǎn)品組所要求的光學(xué)分光特性，嘗試了使用自然界中的有限的物質(zhì)來設(shè)計(jì)光學(xué)薄膜。但是，當(dāng)使用這樣有限的物質(zhì)來設(shè)計(jì)光學(xué)薄膜時(shí)，設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，并且難以獲得具有任意光學(xué)特性的薄膜。
因此，需要得到具有任意折射率和衰減系數(shù)的物質(zhì)，即，自然界中不存在的物質(zhì)。
例如，為了構(gòu)成寬帶防反射膜，需要自然界中幾乎不存在的具有中間折射率(在1.46～2.20之間)的材料。當(dāng)以玻璃為例時(shí)，為了把玻璃的反射率設(shè)定成在所有可見光區(qū)域中為低反射率，一般需要具有在1.46～2.20范圍內(nèi)的稱作中間折射率的折射率的材料。為了獲得上述中間折射率，公知有以下的技術(shù)。
即，公知有使低折射材料{例如SiO2(折射率1.46)}和高折射材料{例如TiO2(折射率2.35)}分別從不同的蒸發(fā)源同時(shí)蒸發(fā)，根據(jù)其混合比獲得中間折射率(1.46～2.40)的技術(shù)；將低折射材料和高折射材料進(jìn)行混合，同時(shí)從一個(gè)蒸發(fā)源蒸發(fā)，根據(jù)其混合比獲得中間折射率的技術(shù)；通過組合低折射材料和高折射材料，等價(jià)地獲得中間折射率的等價(jià)膜技術(shù)等。
另外，作為能夠獲得可任意控制折射率、且光學(xué)特性和力學(xué)特性等穩(wěn)定的金屬化合物薄膜的技術(shù)，公知有以下的技術(shù)，即反復(fù)進(jìn)行下述工序而在基板上形成具有所希望的膜厚和光學(xué)特性的復(fù)合金屬化合物薄膜，該工序?yàn)?，將由低折射材料{例如SiO2(折射率1.46)}和高折射材料{例如TiO2(折射率2.35)}構(gòu)成的各個(gè)靶濺射到基板上，形成由復(fù)合金屬構(gòu)成的超薄膜，然后，使氧氣等的反應(yīng)性氣體活性種與該超薄膜接觸，使上述超薄膜與反應(yīng)性氣體活性種進(jìn)行反應(yīng)，從而變換成復(fù)合金屬的化合物(例如，日本特開平09-263937號(hào)公報(bào)(第2-3頁、圖1))。
這是如下的技術(shù)，即反復(fù)進(jìn)行下述工序而在構(gòu)成復(fù)合金屬化合物薄膜的單金屬化合物本來具有的光學(xué)性質(zhì)范圍內(nèi)獲得任意的光學(xué)特性，該工序?yàn)?，濺射由分別獨(dú)立的至少兩種以上的不同種金屬構(gòu)成的各個(gè)靶，在基板上形成由復(fù)合金屬或復(fù)合金屬的不完全反應(yīng)物構(gòu)成的超薄膜，使混入了具有化學(xué)惰性性質(zhì)的惰性氣體的反應(yīng)性氣體活性種與所形成的超薄膜接觸而進(jìn)行反應(yīng)，變換成復(fù)合金屬的化合物(例如，日本特開2001-011605號(hào)公報(bào)(第2-4頁、圖1))。
另外，如下的方法也是公知的，即通過調(diào)節(jié)導(dǎo)入到反應(yīng)處理區(qū)或成膜處理區(qū)的反應(yīng)性氣體的流量，調(diào)節(jié)所形成的薄膜的折射率和衰減系數(shù)等的光學(xué)特性。
然而，在使低折射材料和高折射材料分別從不同的蒸發(fā)源同時(shí)蒸發(fā)，并根據(jù)其混合比獲得中間折射率的技術(shù)；對(duì)低折射材料和高折射材料進(jìn)行混合，從一個(gè)蒸發(fā)源同時(shí)蒸發(fā)，并根據(jù)其混合比獲得中間折射率的技術(shù)；以及通過組合低折射材料和高折射材料而等價(jià)地獲得中間折射率的等價(jià)膜技術(shù)等中，存在的問題點(diǎn)是由于折射率的控制困難而很難獲得品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。
因此，公知有以下的技術(shù)，即反復(fù)進(jìn)行下述工序而在基板上形成具有所希望的膜厚和光學(xué)特性的復(fù)合金屬化合物薄膜，該工序?yàn)?，將由低折射材料和高折射材料?gòu)成的各個(gè)靶濺射到基板上，形成由復(fù)合金屬構(gòu)成的超薄膜，然后，使氧氣等的反應(yīng)性氣體活性種與該超薄膜接觸，使上述超薄膜和反應(yīng)性氣體活性種進(jìn)行反應(yīng)，從而變換成復(fù)合金屬的化合物。
另外，由于多次堆積超薄膜而形成最終的薄膜，所以，所謂“超薄膜”是為了防止與該“薄膜”混淆而使用的用語，意思是比最終的“薄膜”薄很多。
根據(jù)該技術(shù)，存在的問題是雖然能夠獲得可任意控制折射率、且光學(xué)特性和力學(xué)特性等穩(wěn)定的金屬化合物薄膜，但是必須使用至少兩種以上的多個(gè)金屬作為靶，雖然能夠獲得由復(fù)合金屬構(gòu)成的金屬化合物薄膜，但是很難只使用單金屬而形成可任意控制折射率、且光學(xué)特性和力學(xué)特性等穩(wěn)定的薄膜。
因此，公知有以下的技術(shù)，即在使用單金屬作為靶的情況下，通過調(diào)節(jié)在實(shí)施濺射時(shí)所導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體的流量，來調(diào)節(jié)作為所形成的薄膜的光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)等的光學(xué)特性。
但是，如圖8、圖9所示，例如，在使用氧氣作為反應(yīng)性氣體的情況下，如果以氧氣流量與作為薄膜的光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)之間的關(guān)系為例，則在氧氣流量極高的范圍和極低的范圍內(nèi)，可以通過改變氧氣流量來調(diào)節(jié)作為所形成的薄膜的光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)，但是，在氧氣流量小于等于15sccm、且不包含0sccm的范圍內(nèi)，曲線急劇變化，為了形成具有通過使用該范圍內(nèi)的氧氣流量而獲得的折射率和衰減系數(shù)的薄膜，需要嚴(yán)格地調(diào)節(jié)氧氣流量。
另外，如圖8、圖9所示，由于出現(xiàn)了在增大和減小氧氣流量時(shí)，作為薄膜光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)的變化路徑不同的所謂遲滯(hysteresis)現(xiàn)象，所以，通過調(diào)節(jié)氧氣流量而進(jìn)行的薄膜光學(xué)特性控制變得更加困難。
這樣，要形成折射率在約為1.5～3.5左右的范圍內(nèi)并且衰減系數(shù)在約為1.0×10-3～12.0×10-3左右的范圍內(nèi)的薄膜，需要嚴(yán)格的氧氣流量調(diào)節(jié)。
因此，對(duì)于通過調(diào)節(jié)氧氣流量來形成具有上述范圍的折射率和衰減系數(shù)的薄膜的方法而言，由于氧氣流量的范圍，再現(xiàn)性變差，很難以高再現(xiàn)性形成具有預(yù)期光學(xué)特性的薄膜。因此，需要形成具有作為該范圍內(nèi)的光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)的薄膜的技術(shù)。
本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供用于只使用單一的金屬，以高再現(xiàn)性制造具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜的薄膜制造方法和濺射裝置，其中該遲滯現(xiàn)象是在增大和減小反應(yīng)性氣體流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的薄膜形成方法的特征在于，具有中間薄膜形成工序，對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射，在基板上形成由金屬或金屬的不完全反應(yīng)物構(gòu)成的中間薄膜；膜成分變換工序，使混入了具有化學(xué)惰性性質(zhì)的惰性氣體的反應(yīng)性氣體活性種與上述形成的中間薄膜接觸，使上述中間薄膜和上述反應(yīng)性氣體活性種發(fā)生反應(yīng)，從而變換成金屬化合物；以及光學(xué)特性調(diào)節(jié)工序，在控制用于保持上述基板的基板座的運(yùn)送速度的同時(shí)，在進(jìn)行上述中間薄膜形成工序的區(qū)域和進(jìn)行上述薄膜成分變換工序的區(qū)域之間反復(fù)運(yùn)送上述基板座，通過反復(fù)實(shí)施中間薄膜形成和膜成分變換，調(diào)節(jié)最終形成的薄膜的膜成分，形成具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜，其中所述遲滯現(xiàn)象是在增大和減小反應(yīng)性氣體的流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同。
這樣，如果基板座可移動(dòng)地形成實(shí)施中間薄膜形成工序的成膜處理區(qū)和實(shí)施膜成分變換工序的反應(yīng)處理區(qū)，且可以調(diào)節(jié)基板座的移動(dòng)速度，則可以調(diào)節(jié)成膜處理區(qū)中的濺射時(shí)間和反應(yīng)處理區(qū)中的中間薄膜與反應(yīng)性氣體活性種的反應(yīng)時(shí)間。因此，可以調(diào)節(jié)最終形成的薄膜的成分，可以簡(jiǎn)單地且以高再現(xiàn)性形成具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜，其中，出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域是很難控制薄膜的光學(xué)特性值的范圍。
此時(shí)，在上述光學(xué)特性調(diào)節(jié)工序中，優(yōu)選為通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)將上述基板保持在外周面上的圓筒狀或中空多棱柱狀的上述基板座，并控制上述基板座的旋轉(zhuǎn)速度，由此形成具有產(chǎn)生上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜。
這樣，通過在成膜處理區(qū)和反應(yīng)處理區(qū)之間反復(fù)平穩(wěn)地運(yùn)送保持在基板座上的基板，并且控制基板座的旋轉(zhuǎn)速度，可以進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)送速度控制。
另外，對(duì)于保持在基板座外周面上的多個(gè)基板，可以同時(shí)形成通過濺射形成的薄膜，從而可以實(shí)現(xiàn)薄膜的大量生產(chǎn)。
另外，產(chǎn)生上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域是在實(shí)施濺射時(shí)導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體流量為小于等于15sccm、且不包括0sccm的流量的情況下形成的薄膜的光學(xué)特性值的區(qū)域。
在該區(qū)域中，由于光學(xué)特性變化相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量變化的比例大，仍產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象，所以很難通過調(diào)節(jié)反應(yīng)性氣體流量來控制所形成的薄膜的光學(xué)特性。因此，在該區(qū)域中，通過調(diào)節(jié)基板座的旋轉(zhuǎn)速度，而不調(diào)節(jié)反應(yīng)性氣體流量，來控制所形成的薄膜的光學(xué)特性，可以以高再現(xiàn)性形成具有所希望的光學(xué)特性的薄膜。
本發(fā)明的薄膜形成裝置的特征在于，具有基板座，其配置在真空槽內(nèi)，用于保持基板；成膜處理區(qū)，其配設(shè)在真空槽內(nèi)，通過對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射，在上述基板上形成中間薄膜；反應(yīng)處理區(qū)，其配設(shè)在上述真空槽內(nèi)，具有用于產(chǎn)生反應(yīng)性氣體活性種的活性種產(chǎn)生單元，使上述中間薄膜和反應(yīng)性氣體活性種進(jìn)行反應(yīng)而形成薄膜；隔離單元，其在空間上將上述成膜處理區(qū)和上述反應(yīng)處理區(qū)相互分開；基板座驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)上述基板座，以在與上述成膜處理區(qū)相對(duì)的位置和與上述反應(yīng)處理區(qū)相對(duì)的位置之間運(yùn)送上述基板；以及基板座運(yùn)送速度控制單元，其在可形成具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜的范圍內(nèi)，控制上述基板座驅(qū)動(dòng)單元，其中，該遲滯現(xiàn)象是在增大和減小反應(yīng)性氣體的流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同。
這樣，具有驅(qū)動(dòng)上述基板座以在與上述成膜處理區(qū)相對(duì)的位置和與上述反應(yīng)處理區(qū)相對(duì)的位置之間運(yùn)送基板的基板座驅(qū)動(dòng)單元、和控制基板座的運(yùn)送速度的基板座運(yùn)送速度控制單元，由此，只需設(shè)定基板座的運(yùn)送速度，就能夠以比通過調(diào)節(jié)反應(yīng)性氣體流量來調(diào)節(jié)所形成的薄膜的光學(xué)特性時(shí)更高的再現(xiàn)性，簡(jiǎn)單地形成具有所希望的光學(xué)特性的薄膜。
此時(shí)，產(chǎn)生上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域是在反應(yīng)性氣體流量為小于等于15sccm、且不包含0sccm的流量的情況下形成的薄膜的光學(xué)特性值的區(qū)域。
在該區(qū)域中，由于光學(xué)特性變化相對(duì)于氧氣流量變化的比例大，仍產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象，所以很難通過調(diào)節(jié)氧氣流量來控制所形成的薄膜的光學(xué)特性。因此，在該區(qū)域中，通過使用可以調(diào)節(jié)基板座的旋轉(zhuǎn)速度而不是調(diào)節(jié)氧氣流量的薄膜形成裝置，來控制所形成的薄膜的光學(xué)特性，可以以高再現(xiàn)性形成具有所希望的光學(xué)特性的薄膜。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)等通過以下的描述會(huì)更加明確。


圖1是表示本發(fā)明的濺射裝置的說明圖。
圖2是沿著表示本發(fā)明的濺射裝置的圖1的線A-B-C的橫截面說明圖。
圖3是表示薄膜的光學(xué)特性對(duì)基板座旋轉(zhuǎn)速度的依賴性的曲線圖。
圖4是表示薄膜的光學(xué)特性對(duì)基板座旋轉(zhuǎn)速度的依賴性的曲線圖。
圖5是表示等離子體源的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
圖6是表示等離子體源的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
圖7是表示等離子體源的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
圖8是表示薄膜的折射率對(duì)氧氣流量的依賴性的圖。
圖9是表示薄膜的衰減系數(shù)對(duì)氧氣流量的依賴性的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及用于通過濺射在基板上形成薄膜的薄膜制造方法和濺射裝置。以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，以下說明的部件、部件的配置等并不限定本發(fā)明，可以在本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。
在本實(shí)施方式中，為了獲得目標(biāo)光學(xué)特性值和膜厚，反復(fù)實(shí)施中間薄膜的成膜和反應(yīng)，以形成薄膜。
目標(biāo)薄膜光學(xué)特性值的范圍是在出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象、即增大和減小在濺射一種或多種金屬來形成薄膜時(shí)所導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體的流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同的區(qū)域內(nèi)。
圖1是表示本實(shí)施方式的濺射裝置的說明圖。圖2是沿著圖1中的線A-B-C的橫截面說明圖。在本實(shí)施方式中，使用了進(jìn)行作為濺射的一例的磁控濺射的濺射裝置，但并不限于此，也可以采用進(jìn)行不利用磁控放電的二極濺射等其它公知的濺射的濺射裝置。
本實(shí)施方式的濺射裝置1由以下部分作為主要的構(gòu)成要素，即真空槽11；基板座13，其用于在真空槽11內(nèi)保持形成薄膜的未圖示的基板；作為用于驅(qū)動(dòng)基板座13的基板座驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)17；作為用于控制伺服電機(jī)17的基板座運(yùn)送速度控制單元的控制裝置90；實(shí)施中間薄膜形成工序的成膜處理區(qū)20；反應(yīng)處理區(qū)60，其使成膜處理區(qū)中形成的中間薄膜與混入了惰性氣體的反應(yīng)性氣體活性種接觸，以實(shí)施膜成分變換工序；作為用于形成反應(yīng)處理區(qū)60的隔離單元的隔離壁12、16；作為濺射電極的磁控濺射電極21a、21b；交流電源23；以及作為用于產(chǎn)生活性種的活性種產(chǎn)生單元的活性種產(chǎn)生裝置61。
另外，在本說明書中，所謂的中間薄膜是由金屬或金屬不完全氧化物構(gòu)成，在成膜處理區(qū)形成。
真空槽11由公知的濺射裝置中通常使用的不銹鋼制，是具有大致長(zhǎng)方體形狀的中空體。真空槽11的形狀也可以是中空的圓柱狀。在真空槽11的底面連接排氣用的配管，該配管如圖2所示，連接用于對(duì)真空槽11內(nèi)進(jìn)行排氣的真空泵15。利用該真空泵15和未圖示的控制器，可以調(diào)節(jié)真空槽11內(nèi)的真空度。
基板座13配置在真空槽11內(nèi)的大致中央?；遄?3的形狀是圓筒狀，在其外周面上保持多個(gè)基板?；遄?3的形狀可以不是圓筒狀，而是中空的多棱柱狀，也可以是中空的大致圓臺(tái)形狀。基板座13與真空槽11電絕緣，處于電位浮動(dòng)狀態(tài)。基板座13在以圓筒的筒方向的中心軸線Z為真空槽11的上下方向的狀態(tài)下配設(shè)在真空槽11內(nèi)。基板座13在維持真空槽11內(nèi)的真空狀態(tài)的狀態(tài)下，通過設(shè)置在真空槽11上部的伺服電機(jī)17以中心軸線Z為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
伺服電動(dòng)17是公知的伺服電機(jī)，由作為控制單元的控制裝置90所控制。由于伺服電機(jī)17的驅(qū)動(dòng)，基板座13旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度在10rpm～150rpm的范圍內(nèi)任意控制。
在基板座13的外周面上設(shè)置有用于將基板保持在基板座13上的未圖示的基板保持單元，基板保持單元上設(shè)置有收容基板的未圖示的凹部，凹部在上下方向上形成一列。
在本實(shí)施方式中，假設(shè)使用形成基板薄膜的面(以下稱為“膜形成面”)和膜形成面的相反面(以下稱為“基板背面”)平行的平板狀基板，構(gòu)成基板保持單元的基座的形狀形成為在保持基板時(shí)，與凹部的基板背面相對(duì)的面朝向與基板座13的中心軸線Z垂直的方向。因此，基板的膜形成面朝向與基板座13的中心軸線Z垂直的方向。
成膜處理區(qū)20和反應(yīng)處理區(qū)60通過固定在真空槽11內(nèi)的隔離壁12、16形成。成膜處理區(qū)20以被隔離壁12圍繞的狀態(tài)形成，反應(yīng)處理區(qū)60以被隔離壁16圍繞的狀態(tài)形成。
在本實(shí)施方式中，隔離壁16被固定在真空槽11上，以便從形成成膜處理區(qū)20的位置開始以基板座13的回轉(zhuǎn)軸為中心在圓周上旋轉(zhuǎn)約90度的位置上形成反應(yīng)處理區(qū)60。
當(dāng)基板座13被電機(jī)17旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，保持在基板座13上的基板在與成膜處理區(qū)20相對(duì)的位置和與反應(yīng)處理區(qū)60相對(duì)的位置之間運(yùn)送。由此，基板相對(duì)于后述的配置在成膜處理區(qū)20中的靶29a、29b而移動(dòng)。
另外，本實(shí)施方式中的隔離壁12、16是相向的一對(duì)面開口而形成的筒狀長(zhǎng)方體，是不銹鋼制的。隔離壁12、16以從真空槽11的側(cè)壁向基板座13的方向立設(shè)的狀態(tài)固定在真空槽11的側(cè)壁和基板座13之間，此時(shí)隔離壁12、16的一個(gè)開口側(cè)與真空槽11的側(cè)壁抵接，另一個(gè)開口側(cè)以與基板座13相對(duì)的狀態(tài)固定在真空槽內(nèi)。隔離壁12、16上分別安裝有未圖示的水冷用配管，可以冷卻隔離壁12、16。
作為氣體導(dǎo)入單元的質(zhì)量流量控制器25通過配管與成膜處理區(qū)20連接。該質(zhì)量流量控制器25與儲(chǔ)存作為惰性氣體的氬氣的濺射氣罐27、儲(chǔ)存反應(yīng)性氣體的反應(yīng)氣罐79連接。該反應(yīng)性氣體構(gòu)成為可以由質(zhì)量流量控制器25控制，從反應(yīng)性氣罐79通過配管導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20。作為反應(yīng)性氣體，例如可以考慮氧氣、氮?dú)狻⒎鷼?、臭氧等?br> 在成膜處理區(qū)20中，在真空槽11的壁面上，與基板座13的外周面相對(duì)置地配置有磁控濺射電極21a、21b。該磁控濺射電極21a、21b通過未圖示的絕緣部件固定在處于地電位的真空槽11上。磁控濺射電極21a、21b通過變壓器24與交流電源23連接，構(gòu)成為可以施加交替電場(chǎng)。磁控濺射電極21a、21b上保持作為靶的靶29a、29b。靶29a、29b的形狀是平板狀，靶29a、29b的與基板座13的外周面相對(duì)的面被保持為朝向與基板座13的中心軸線Z垂直的方向。
另外，雖然省略了圖示，但在成膜處理區(qū)20中的靶29a、29b和基板座13之間配置有可動(dòng)的預(yù)鍍擋板(presputter shield)，以便遮擋或開放靶29a、29b和基板座13之間的空間。該預(yù)鍍擋板是用于如下功能在開始濺射時(shí)，遮擋靶29a、29b和基板座13之間的空間，直到濺射穩(wěn)定進(jìn)行為止，在濺射穩(wěn)定進(jìn)行之后，通過開放靶29a、29b和基板座13之間的空間，在濺射穩(wěn)定后向基板上淀積濺射原子。
在反應(yīng)處理區(qū)60的真空槽11的壁面上形成了開口，作為活性種產(chǎn)生單元的活性種產(chǎn)生裝置61與該開口連接。
活性種產(chǎn)生裝置61也被稱為自由基源，其具有由產(chǎn)生反應(yīng)性氣體等離子體的石英管構(gòu)成的反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63、纏繞在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63上的線圈狀的電極65、匹配箱67、通過匹配箱67與線圈狀的電極65連接的高頻電源69、質(zhì)量流量控制器77、以及通過質(zhì)量流量控制器77連接的反應(yīng)氣罐79。
在活性種產(chǎn)生裝置61的反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63中因放電而產(chǎn)生的等離子體的構(gòu)成要素為等離子、電子、自由基、激發(fā)狀態(tài)的自由基、原子、分子等。
在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63中產(chǎn)生的等離子體中的反應(yīng)性氣體活性種可以在反應(yīng)處理區(qū)60內(nèi)參與反應(yīng)過程。
所謂的反應(yīng)性氣體活性種是指離子、自由基等。另外，所謂的自由基是指游離基(radical)，是具有一個(gè)以上不成對(duì)電子的原子或分子。另外所謂激發(fā)狀態(tài)(excite state)是指能量高于能量最低的穩(wěn)定的基態(tài)的狀態(tài)。
氧氣等反應(yīng)性氣體從反應(yīng)氣罐79通過質(zhì)量流量控制器77提供給反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63，當(dāng)通過匹配箱67而由高頻電源69提供的高頻電力被施加在線圈狀的電極65上時(shí)，在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)性氣體的等離子體。
另外，如圖1、圖2所示，外部磁鐵71配置在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63的外側(cè)，并且內(nèi)部磁鐵73配置在反應(yīng)處理區(qū)60內(nèi)。該外部磁鐵71、內(nèi)部磁鐵73具有如下的功能，即通過在等離子體產(chǎn)生部中形成20～300高斯的磁場(chǎng)，產(chǎn)生高密度等離子體，提高活性種產(chǎn)生效率。另外，在本實(shí)施方式中，配設(shè)了外部磁鐵71、內(nèi)部磁鐵73兩者，但是也可以構(gòu)成為配設(shè)外部磁鐵71、內(nèi)部磁鐵73中的任意一方。
以下，以制造二氧化硅(SiO2)衍生物薄膜的情況為例對(duì)使用上述本實(shí)施方式的濺射裝置1來制造薄膜的方法進(jìn)行說明。
另外，在本說明書中，對(duì)使用硅或鈮作為靶的例子進(jìn)行了說明，但是，可以用作靶的不限于一種的金屬。即，即使在使用多種金屬作為靶的情況下，也能在產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的范圍內(nèi)通過控制基板座的旋轉(zhuǎn)速度來控制薄膜的光學(xué)特性。
(形成二氧化硅薄膜的工序)首先，將基板、靶29a、29b配置在濺射裝置1上?；逋ㄟ^基板保持單元而保持在基板座13上。靶29a、29b分別保持在磁控濺射電極21a、21b上。使用硅(Si)作為靶29a、29b的材料。
目標(biāo)薄膜光學(xué)特性值的范圍是出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象、即在增大和減小對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射而形成薄膜時(shí)所導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體的流量時(shí)、光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值遲滯。
所謂遲滯現(xiàn)象是指在某個(gè)量B隨著另一個(gè)量A的變化而變化的情況下，根據(jù)A的變化路徑，對(duì)應(yīng)于同一A的B的值不同的現(xiàn)象。
在本說明書中，是指如下的現(xiàn)象，即在對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射時(shí)所導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體流量的增加路徑和減少路徑中，作為薄膜光學(xué)特性的折射率和衰減系數(shù)等的值根據(jù)不同路徑而發(fā)生變化的現(xiàn)象。
接著，將真空槽11內(nèi)減壓到預(yù)定的壓力，使伺服電機(jī)17工作，開始旋轉(zhuǎn)基板座13。
基板座13的旋轉(zhuǎn)速度在10rpm～100rpm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在10rpm～60rpm的范圍內(nèi)，選擇形成具有預(yù)期光學(xué)特性的薄膜的旋轉(zhuǎn)速度，進(jìn)行控制裝置90的設(shè)定。
然后，在真空槽11內(nèi)的壓力穩(wěn)定之后，將成膜處理區(qū)20內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)為1.0×10-1～1.3Pa。
接著，利用質(zhì)量流量控制器25對(duì)作為濺射用惰性氣體的氬氣和作為反應(yīng)性氣體的氧氣進(jìn)行流量調(diào)節(jié)而從濺射氣罐27、反應(yīng)氣罐79導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20內(nèi)，調(diào)節(jié)用于進(jìn)行成膜處理區(qū)20內(nèi)的濺射的氛圍氣。
此時(shí)導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氬氣流量約為300sccm。如后所述，將導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氧氣流量調(diào)節(jié)為所希望的值。另外，作為流量單位的sccm是表示在0℃、101325Pa下的每分鐘的流量，相當(dāng)于cm3/min。
接著，從交流電源23通過變壓器24將頻率為1～100KHz的交流電壓施加在磁控濺射電極21a、21b上，對(duì)靶29a、29b施加交替電場(chǎng)。這樣，在某時(shí)刻靶29a成為陰極(負(fù)極)，此時(shí)靶29b必定成為陽極(正極)。在下一時(shí)刻，當(dāng)交流的方向變化時(shí)，這次靶29b成為陰極(負(fù)極)，靶29a為陽極(正極)。這樣，通過一對(duì)靶29a、29b交替成為陰極和陽極，形成等離子體，對(duì)陰極上的靶進(jìn)行濺射。
在開始濺射時(shí)，用預(yù)鍍擋板遮擋靶29a、29b和基板座13之間，直到濺射穩(wěn)定進(jìn)行為止，在濺射穩(wěn)定進(jìn)行之后，開放靶29a、29b和基板座13之間。這樣，可以在濺射穩(wěn)定后向基板上淀積濺射原子。
在進(jìn)行濺射當(dāng)中，有時(shí)候會(huì)在陽極上附著非導(dǎo)電性或?qū)щ娦缘偷墓璨煌耆趸?、二氧化硅等，但是，該陽極在因交替電場(chǎng)而變換成陰極時(shí)，這些硅不完全氧化物等被濺射，靶表面變成原來的干凈表面。
并且，通過一對(duì)靶29a、29b反復(fù)交替地變更為陽極和陰極，可以獲得始終穩(wěn)定的陽極電位狀態(tài)，防止等離子體電位(通常和陽極電位大致相同)的變化，在基板的膜形成面上穩(wěn)定地形成硅不完全氧化物。
這樣，通過在成膜處理區(qū)20中進(jìn)行濺射，在基板的膜形成面上形成作為中間薄膜的由硅或硅不完全氧化物構(gòu)成的中間薄膜。硅不完全氧化物是作為本發(fā)明中的不完全反應(yīng)物的不完全反應(yīng)物，是作為二氧化硅(SiO2)的構(gòu)成元素的氧不足而產(chǎn)生的不完全氧化硅SiOx(x＜2)。
通過調(diào)節(jié)導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氧氣流量來確定構(gòu)成中間薄膜的物質(zhì)的成分，通過調(diào)節(jié)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度來確定中間薄膜的膜厚。
即，導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氧氣流量和構(gòu)成中間薄膜的硅不完全氧化物SiOx(x＜2)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)x的關(guān)系是隨著導(dǎo)入的氧氣流量增大，化學(xué)計(jì)量系數(shù)x的值增大。
另外，當(dāng)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度加快時(shí)，由于成膜處理區(qū)的濺射時(shí)間變短，所以，堆積在基板上的粒子數(shù)變少，中間薄膜的膜厚變薄。
在本實(shí)施方式中，將導(dǎo)入的氧氣流量調(diào)節(jié)為所希望的值，以在基板的膜形成面上形成硅或所希望的化學(xué)計(jì)量系數(shù)x的硅不完全氧化物，并且調(diào)節(jié)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度，以形成所希望的膜厚，從而在成膜處理區(qū)20內(nèi)進(jìn)行濺射。在進(jìn)行濺射當(dāng)中，以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)基板座13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使基板移動(dòng)，同時(shí)在基板的膜形成面上形成由硅或硅不完全氧化物構(gòu)成的中間薄膜。
另外，雖然未圖示，但是也可以在磁控電極21a、21b和基板座13之間設(shè)置校正板和遮擋板，形成與遮擋板的形狀對(duì)應(yīng)的膜厚分布的中間薄膜。
在成膜處理區(qū)20中，在基板的膜形成面上形成由硅或硅不完全氧化物構(gòu)成的中間薄膜，由此，在進(jìn)行了中間薄膜形成工序之后，通過基板座13的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，將基板從與成膜處理區(qū)20相對(duì)的位置運(yùn)送到與反應(yīng)處理區(qū)60相對(duì)的位置。
在本實(shí)施方式中，在反應(yīng)處理區(qū)60中，使構(gòu)成中間薄膜的硅或硅不完全氧化物進(jìn)行氧化反應(yīng)，以變換成二氧化硅(SiO2)，由此進(jìn)行膜成分變換工序。
將作為反應(yīng)性氣體的氧氣從反應(yīng)氣罐79導(dǎo)入到反應(yīng)處理區(qū)60。將100KHz～50MHz的高頻電力施加到線圈狀電極65上，通過活性種產(chǎn)生裝置61產(chǎn)生等離子體。另外，將反應(yīng)處理區(qū)60的壓力維持在7.0×10-2～1.0Pa。在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63內(nèi)的等離子體中存在反應(yīng)性氣體的活性種，該反應(yīng)性氣體活性種被導(dǎo)入到反應(yīng)處理區(qū)60中。
并且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)基板座13，從而把形成了由硅或硅不完全氧化物構(gòu)成的中間薄膜的基板運(yùn)送到與反應(yīng)處理區(qū)60相對(duì)的位置上時(shí)，在反應(yīng)處理區(qū)60中，進(jìn)行使構(gòu)成中間薄膜的硅或硅不完全氧化物發(fā)生氧化反應(yīng)的工序。即，硅或硅不完全氧化物由于氧氣活性種而發(fā)生氧化反應(yīng)，變換成二氧化硅(SiO2)。
此時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度來確定中間薄膜的成分。
如果基板座13的旋轉(zhuǎn)速度加快，則在成膜處理區(qū)20中形成的中間薄膜的膜厚變薄，反應(yīng)處理區(qū)60中的反應(yīng)容易進(jìn)行，因此，反應(yīng)處理區(qū)中的硅、硅不完全氧化物(SiOx)變換為二氧化硅(SiO2)的比例變高。
即，在反應(yīng)處理區(qū)60中，變換成二氧化硅(SiO2)的硅、硅不完全氧化物(SiOx)的量根據(jù)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度而變化，所形成的薄膜的成分根據(jù)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度而變化。
因此，通過調(diào)節(jié)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度可以調(diào)節(jié)構(gòu)成最終形成的薄膜的硅、硅不完全氧化物(SiOx)、二氧化硅(SiO2)的成分，由薄膜的成分確定了最終形成的薄膜的光學(xué)特性。
這樣，通過調(diào)節(jié)基板座13的旋轉(zhuǎn)速度，可以確定薄膜的成分、形成具有所希望的光學(xué)特性的薄膜。
圖3是表示基板座13的旋轉(zhuǎn)速度和所形成的薄膜的光學(xué)特性之間的關(guān)系的曲線圖。
作為評(píng)價(jià)所形成的薄膜的光學(xué)特性的參數(shù)，選擇折射率和衰減系數(shù)，橫軸表示基板座旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，縱軸表示折射率和衰減系數(shù)。
如圖3所示，根據(jù)本實(shí)施方式的薄膜形成方法，在增加基板座13的旋轉(zhuǎn)速度的同時(shí)，可以將所形成的薄膜的折射率控制為2.02～1.475，衰減系數(shù)可以控制為1.6×10-2～5.0×10-5。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖3來確定基板座13的旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，以形成具有所希望的折射率和衰減系數(shù)的薄膜。
另外，使用分光橢率計(jì)(Ellipsometer)的測(cè)量數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)薄膜的光學(xué)特性。
表1是表示本實(shí)施方式中的基板座旋轉(zhuǎn)速度與成膜處理區(qū)和反應(yīng)處理區(qū)的基板通過時(shí)間的表。


這樣，通過調(diào)節(jié)基板座的旋轉(zhuǎn)速度，可以控制成膜處理區(qū)中的濺射時(shí)間和反應(yīng)處理區(qū)中的反應(yīng)時(shí)間，結(jié)果，可以控制最終形成的薄膜的成分。
另外，在該反應(yīng)處理區(qū)60內(nèi)的膜成分變換工序中，形成最終薄膜，使得最終薄膜的膜厚比中間薄膜的膜厚更厚。
即，由于構(gòu)成中間薄膜的硅或硅不完全氧化物SiOx(x＜2)變換成了二氧化硅(SiO2)，中間薄膜膨脹，從而最終薄膜的膜厚比中間薄膜的膜厚更厚。
該膨脹率取決于導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20中的氧氣流量。即，存在如下關(guān)系在成膜處理區(qū)20的中間薄膜形成工序中，減少導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氧氣流量而減小硅不完全氧化物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)x的值，則膜厚的增加率變大。換言之，在中間薄膜形成工序中，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20的氧氣流量來確定構(gòu)成中間薄膜的硅不完全氧化物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)x(如果x為0，則中間薄膜由硅構(gòu)成)，可以確定最終薄膜相對(duì)于中間薄膜的膜厚增加率。
在本實(shí)施方式中，如以上說明那樣，控制基板座的旋轉(zhuǎn)速度，在旋轉(zhuǎn)搭載有基板的基板座13的同時(shí)，反復(fù)進(jìn)行中間薄膜形成工序和膜成分變換工序，由此，反復(fù)地在成膜處理區(qū)20中在基板上形成硅或硅不完全氧化物(SiOx(x＜2))、以及在反應(yīng)處理區(qū)60中將硅或硅不完全反應(yīng)物變換成二氧化硅(SiO2)，可以形成具有所希望的膜厚、所希望的光學(xué)特性的薄膜。
以上，記述了濺射硅來形成薄膜的過程，但也同樣可以濺射鈮來形成薄膜。圖4是表示基板座13的旋轉(zhuǎn)速度和所形成的薄膜的光學(xué)特性之間的關(guān)系的關(guān)于氧化鈮衍生物薄膜的曲線圖。
作為評(píng)價(jià)所形成的薄膜的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)，選擇折射率和衰減系數(shù)，橫軸表示基板座旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，縱軸表示折射率和衰減系數(shù)。
如圖4所示，根據(jù)本實(shí)施方式的薄膜形成方法，可以在提高基板座13的旋轉(zhuǎn)速度的同時(shí)，將所形成的薄膜的折射率控制到3.50～2.35，將衰減系數(shù)控制到6.5×10-2～5.0×10-5。
在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖4來確定基板座13的旋轉(zhuǎn)速度(rpm)，以形成具有所希望的折射率和衰減系數(shù)的薄膜。
以下，示出了根據(jù)本實(shí)施方式在濺射硅來形成薄膜的情況下和濺射鈮來形成薄膜的情況下的工作條件。
(1)硅的濺射條件投入電力7.0kW基板溫度室溫成膜處理區(qū)內(nèi)壓力1.3Pa施加交流電壓頻率40KHz完全化合物速度0.40nm/s(2)鈮的濺射條件投入電力4.5kW基板溫度室溫成膜處理區(qū)內(nèi)壓力1.3Pa施加交流電壓頻率40KHz完全化合物速度0.35nm/s(3)活性種產(chǎn)生裝置的驅(qū)動(dòng)條件裝置圖1、圖2所示的感應(yīng)耦合型等離子體發(fā)生源投入電力2.0kW壓力6.5×10-1Pa在上述實(shí)施方式中，使用了硅和鈮作為靶的材料，但不限于此，靶29a、29b的材料可以進(jìn)行各種變更。
(a)例如，可以使用鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、碲(Te)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、鉿(Hf)、鎳鉻(Ni-Cr)、銦錫(In-Sn)等金屬。另外，也可以使用這些金屬的化合物，例如Al2O3、TiO2、ZrO2、Ta2O5、HfO2等。
在使用這些靶的情況下，通過反應(yīng)處理區(qū)60中的反應(yīng)性氣體活性種的接觸，形成Al2O3、TiO2、ZrO2、Ta2O5、SiO2、HfO2、MgF2等的光學(xué)膜或絕緣膜，ITO等的導(dǎo)電膜，F(xiàn)e2O3等的磁性膜，TiN、CrN、TiC等的超硬膜。
(b)在上述實(shí)施方式中，如圖1所示，構(gòu)成為將反應(yīng)性氣體從同一反應(yīng)氣罐79導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20和反應(yīng)處理區(qū)60，但是，并不限于此，也可以將不同的氣罐連接到成膜處理區(qū)20和反應(yīng)處理區(qū)60，導(dǎo)入具有相同元素的不同氣體。
在上述實(shí)施方式中，將氧氣作為反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到成膜處理區(qū)20、反應(yīng)處理區(qū)60，但是，除此之外也可以導(dǎo)入臭氧、一氧化二氮(N2O)等氧化性氣體，氮?dú)獾鹊詺怏w，甲烷等碳化性氣體，氟氣、四氟化碳(CF4)等氟化性氣體等。另外，在將氮?dú)鈱?dǎo)入到成膜處理區(qū)20的情況下，導(dǎo)入的氣體流量?jī)?yōu)選是作為惰性氣體的氬氣為300sccm、氮?dú)鉃?～60sccm。
(c)在上述實(shí)施方式中，作為反應(yīng)性氣體等離子體部，如圖1、圖2所示，使用了在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室的外部或內(nèi)部設(shè)置電極的感應(yīng)耦合型等離子體源，但是，也可以如下面說明那樣，使用將線圈電極配置在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室內(nèi)的感應(yīng)耦合型等離子體源(下述(1))、電容耦合型等離子體源(下述(2))、感應(yīng)耦合/電容耦合混合型等離子體源(下述(3))等。
(1)圖5所示的等離子體源一種感應(yīng)耦合型等離子體發(fā)生源，在由圓盤狀的石英玻璃等電介質(zhì)構(gòu)成的反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63的大氣側(cè)配置漩渦狀(蚊香狀)的漩渦狀電極91，向該漩渦狀電極91施加100KHz～50MHz的高頻電力，從而產(chǎn)生等離子體。圖5(B)是漩渦狀電極91的平面概略說明圖。
(2)圖6所示的等離子體源一種電容耦合型等離子體發(fā)生源，在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63的內(nèi)部配置平板狀的電極93，向該平板狀電極93施加100KHz～50MHz的高頻電力，從而產(chǎn)生等離子體。
(3)圖7所示的等離子體源一種等離子體發(fā)生源，在反應(yīng)性氣體等離子體產(chǎn)生室63的內(nèi)部配置線圈狀電極95或漩渦狀電極，向這些電極施加100KHz～50MHz的高頻電力，以產(chǎn)生感應(yīng)耦合型等離子體和電容耦合型等離子體混合存在的等離子體。另外，通過調(diào)節(jié)線圈的形狀等，可以成為螺旋波等離子體源，提高等離子體中的活性種的產(chǎn)生效率。
(d)在上述實(shí)施方式中，使用了所謂的旋轉(zhuǎn)(carousel)型的濺射裝置，但并不限于此。即，即使不是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)基板座，只要是具有能在成膜處理區(qū)和反應(yīng)處理區(qū)之間反復(fù)運(yùn)送基板座的結(jié)構(gòu)，可以控制運(yùn)送速度的濺射裝置即可。
例如，可以是構(gòu)成為基板座平行地反復(fù)移動(dòng)的濺射裝置。中間薄膜形成工序中的處理和膜成分變換工序中的處理與在上述實(shí)施方式中說明的使用濺射裝置1來制造薄膜的方法相同，可以通過調(diào)節(jié)基板座的運(yùn)送速度來調(diào)節(jié)濺射時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間，從而確定所形成的薄膜的光學(xué)特性。
產(chǎn)業(yè)上的利用性如上所述，在本發(fā)明的薄膜形成方法及其形成裝置中，通過調(diào)節(jié)在成膜處理區(qū)和反應(yīng)處理區(qū)之間運(yùn)送基板的基板座的旋轉(zhuǎn)速度，可以調(diào)節(jié)所形成的薄膜的膜厚和光學(xué)特性。
權(quán)利要求
1.一種薄膜形成方法，其特征在于，具有中間薄膜形成工序，對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射而在基板上形成由金屬或金屬不完全反應(yīng)物構(gòu)成的中間薄膜；膜成分變換工序，使混入了具有化學(xué)惰性性質(zhì)的惰性氣體的反應(yīng)性氣體活性種與上述形成的中間薄膜接觸，使上述中間薄膜和上述反應(yīng)性氣體活性種發(fā)生反應(yīng)，從而變換成金屬化合物；以及光學(xué)特性調(diào)節(jié)工序，在控制用于保持上述基板的基板座的運(yùn)送速度的同時(shí)，在進(jìn)行上述中間薄膜形成工序的區(qū)域和進(jìn)行上述薄膜成分變換工序的區(qū)域之間反復(fù)地運(yùn)送上述基板座，從而反復(fù)地實(shí)施中間薄膜形成和膜成分變換，由此調(diào)節(jié)最終形成的薄膜的膜成分，形成具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜，其中所述遲滯現(xiàn)象是在增大和減小反應(yīng)性氣體的流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同的現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于，在上述光學(xué)特性調(diào)節(jié)工序中，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)在外周面上保持了上述基板的圓筒狀或中空多棱柱狀的上述基板座，并控制上述基板座的旋轉(zhuǎn)速度，形成具有出現(xiàn)上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于，出現(xiàn)上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域是在實(shí)施濺射時(shí)導(dǎo)入的反應(yīng)性氣體流量為小于等于15sccm、且不包含0sccm的流量的條件下形成的薄膜的光學(xué)特性值的區(qū)域。
4.一種薄膜形成裝置，其特征在于，具有基板座，其配置在真空槽內(nèi)，用于保持基板；成膜處理區(qū)，其配設(shè)在上述真空槽內(nèi)，通過對(duì)由一種或多種金屬構(gòu)成的靶進(jìn)行濺射，在上述基板上形成中間薄膜；反應(yīng)處理區(qū)，其配設(shè)在上述真空槽內(nèi)，具有用于產(chǎn)生反應(yīng)性氣體活性種的活性種產(chǎn)生單元，使上述中間薄膜和反應(yīng)性氣體活性種進(jìn)行反應(yīng)而形成薄膜；隔離單元，其在空間上將上述成膜處理區(qū)和上述反應(yīng)處理區(qū)相互分開；基板座驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)上述基板座，以在與上述成膜處理區(qū)相對(duì)的位置和與上述反應(yīng)處理區(qū)相對(duì)的位置之間運(yùn)送上述基板；以及基板座運(yùn)送速度控制單元，其在可形成具有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜的范圍內(nèi)，控制上述基板座驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述遲滯現(xiàn)象是在增大和減小反應(yīng)性氣體的流量時(shí)，光學(xué)特性值相對(duì)于反應(yīng)性氣體流量的變化路徑不同的現(xiàn)象。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜形成裝置，其特征在于，出現(xiàn)上述遲滯現(xiàn)象的區(qū)域是在反應(yīng)性氣體流量為小于等于15sccm、且不包含0sccm的流量的條件下形成的薄膜的光學(xué)特性值的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的薄膜形成方法具有光學(xué)特性調(diào)節(jié)工序，在控制用于保持基板的基板座(13)的運(yùn)送速度的同時(shí)，在進(jìn)行中間薄膜形成工序的區(qū)域和進(jìn)行薄膜成分變換工序的區(qū)域之間反復(fù)運(yùn)送上述基板座(13)，調(diào)節(jié)最終形成的薄膜的膜成分，形成具有產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象的區(qū)域內(nèi)的光學(xué)特性值的薄膜。
文檔編號(hào)G02B1/10GK1795286SQ200480014269
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月3日
發(fā)明者宋亦周, 櫻井武 申請(qǐng)人:株式會(huì)社新柯隆