(57)【要約】      （修正有）【課題】成膜速度の速い反応性スパッタリング装置を提供する。【解決手段】排気チャンバー１の内部上端にアノード電極２が設置されており、排気チャンバー１の下端には第１のカソード電極３と第２のカソード電極４が横並びに併設されている。第１のカソード電極３の上端にはチタンターゲット５が設けられており、第２のカソード電極４の上端にはシリコンターゲット６が設けられている。第１及び第２カソード電極３、４並びにアノード電極２はパルス電源７に接続されており、パルス電源７は一方のカソード電極３、４に電流を流している間、他方のカソード電極４、３の電流をゼロとすることが可能であって、且つ、アノード電極２とカソード電極３，４に加える電圧についてプラスパルスとマイナスパルスを交互に印加することが可能とされているスパッタリング装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能なチャンバー内で対向配置されたターゲットと基板との間にプラズマを発生させ、該ターゲットから発生したスパッタ粒子によって該基板上に成膜するスパッタリング装置であって、
前記ターゲットは、第１のカソード電極に電気的に接続された第１のターゲットと、第２のカソード電極に電気的に接続された第２のターゲットからなり、一方のカソード電極に電流を流している間、他方のカソード電極の電流をゼロとすることが可能とされているパルス電源を備えていることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記パルス電源は前記チャンバー内に設置されたアノード電極と前記カソード電極に加える電圧についてプラスパルスとマイナスパルスを交互に印加することが可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
さらに、プラズマの状態において発せられる光の波長を測定する波長測定手段と、該波長測定手段によって測定された波長が所定の範囲内に入るようにガス圧を調節するガス圧調製手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜速度の速いスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ表面の反射防止層を形成する等、様々な基板の表面に皮膜を形成する技術として真空蒸着法が広く用いられている。真空蒸着法は装置が簡単であって、設備費にそれほど経費がかからないという利点がある。しかしながら、真空蒸着法によって形成される皮膜は、密着性に劣るという欠点を有していた。
【０００３】
これに対し、スパッタリング装置を用いた成膜方法は、プラズマイオンによるスパッタ現象で発生した運動エネルギーの高いスパッタ粒子を基材に打ち込まれるため、密着性に優れた膜を形成させることができる。さらには、チャンバー内に酸素等の反応性ガスを導入し、化学反応によってスパッタ粒子を酸化して基板上に酸化被膜を形成させる反応性スパッタリングを行うこともできるため、蒸着法では形成困難な皮膜をコーティングすることもできる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３７５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のスパッタリング装置では、成膜速度が遅いという欠点があり、これがスパッタリング装置利用の阻害要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、成膜速度の速い反応性スパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
スパッタリング装置において成膜速度を上げるために、時間当たりのスパッタリング粒子の発生速度を高める必要がある。このため、原理的にはターゲットとなる陰極の電流密度を上げることが考えられる。しかしながら、陰極電流密度を高くした場合、アーキング現象（すなわち、陰極に電荷が溜まって放電が生じる現象）が起こり、無駄な放電電流によって時間当たりのスパッタリング粒子の発生速度が期待されるほどは上昇しなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明者は、この問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ターゲットとなるカソード電極をデュアルカソード電極とし、一方のカソード電極に電流を流している間、他方のカソード電極の電流をゼロとし、その間に他方のターゲットに溜まっていた電荷を逃がせば、アーキング現象による無駄な電流が流れることが防止でき、スパッタリングの成膜速度を高められることを見出した。
すなわち、本発明のスパッタリング装置は、減圧可能なチャンバー内で対向配置されたターゲットと基板との間にプラズマを発生させ、該ターゲットから発生したスパッタ粒子によって該基板上に成膜するスパッタリング装置であって、
前記ターゲットは、第１のカソード電極に電気的に接続された第１のターゲットと、第２のカソード電極に電気的に接続された第２のターゲットからなり、一方のカソード電極に電流を流している間、他方のカソード電極の電流をゼロとすることが可能とされているパルス電源を備えていることを特徴とする。
【０００９】
そしてさらに鋭意研究を行った結果、チャンバー内に設置されたアノード電極とカソード電極に加える電圧について、プラスパルスとマイナスパルスを交互に印加することが可能なパルス電源を用いることにより、さらに成膜速度を高めることができるということを見出した。
【００１０】
また、本発明のスパッタリング装置では、プラズマの状態において発せられる光の波長を測定する波長測定手段と、該波長測定手段によって測定された波長が所定の範囲内に入るようにガス圧を調節するガス圧調製手段とが設けられていることが好ましい。こうであれば、プラズマ状態をモニタリングし、成膜にとって最適なプラズマ状態となるように制御することにより、スパッタリングの成膜速度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１のスパッタリング装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。
（実施形態１）
実施形態１のスパッタリング装置はSiO2膜とTiO2膜の多層膜を形成するための装置であり、図１に示すように、排気チャンバー１の内部上端にアノード電極２が設置されており、排気チャンバー１の下端には第１のカソード電極３と第２のカソード電極４が横並びに併設されている。第１のカソード電極の上端にはにはチタンターゲット５が設けられており、第２のカソード電極の上端にはシリコンターゲット６が設けられている。第１及び第２カソード電極並びにアノード電極はパルス電源７に接続されており、パルス電源７は一方のカソード電極に電流を流している間、他方のカソード電極の電流をゼロとすることが可能であって、且つ、アノード電極２とカソード電極３，４に加える電圧についてプラスパルスとマイナスパルスを交互に印加することが可能とされている。また、アノード電極２の下側には、表面に皮膜を形成させようとする基材２０が取付け可能とされている。
また、排気チャンバー１の傍にはアルゴンボンベ８及び酸素ボンベ９が設置されており、電磁弁１０、１１を介して排気チャンバー１内にアルゴンガス及び酸素ガスを導入可能とされている。
さらに、排気チャンバー１には石英ガラスからなる透過窓１２が設けられており、透過窓１２の外側には分光器１３が設けられている。分光器１３は排気チャンバー１内で発生するプラズマからの発光の波長及び強度を測定し、測定データを制御装置１４に送信可能とされている。制御装置１４はあらかじめ求められていた波長及び強度に関する最適な運転条件と実際の測定データを比較して、排気チャンバー１内の酸素及びアルゴンの圧力が最適な条件となるように電磁弁１０、１１の開閉を調整するようにされている。
【００１３】
以上のように構成された実施形態１のスパッタリング装置では、カソード電極が２つ設置されており（カソード電極３及びカソード電極４）、しかも、パルス電源７は一方のカソード電極に電流を流している間、他方のカソード電極の電流をゼロとすることが可能とされている。このため、カソード電極に電流が流れているときにターゲットに蓄積された負電荷が、カソード電極の電流がゼロとなっているときに外部に逃がすことができ、ターゲットへの負電荷の蓄積による放電現象（いわゆる、アーキング現象）を防止することができる。したがって、放電によるプラズマ生成とは関係のない無駄な電流が流れることが防止され、プラズマの密度を高めることができる。その結果、スパッタリングによる成膜速度を高くすることができる。
【００１４】
また、このスパッタリング装置では、アノード電極２とカソード電極３，４に加える電圧についてプラスパルスとマイナスパルスを交互に印加することが可能とされているため、マイナスパルスの時にターゲットに蓄積された負電荷が外部に逃げることができるため、さらにアーキング現象が起こり難くなる。このため、さらにスパッタリングによる成膜速度を高くすることができる。
【００１５】
また、このスパッタリング装置では、透過窓１２の外側に設けられた分光器１３によってプラズマの発光の波長と強度が絶えずモニタリングされており、そのモニタリングの結果が制御装置１４に送信される。さらに制御装置１４は、あらかじめ求められていた波長及び強度に関する最適な運転条件と実際の測定データを比較して、排気チャンバー１内の酸素及びアルゴンの圧力が最適な条件となるように電磁弁１０、１１の開閉を調整する。このため、排気チャンバー１内のプラズマの状態を成膜にとって絶えず最適な状態になるようにアルゴン及び酸素のガス圧が調節される。このため、さらにスパッタリングによる成膜速度を高くすることができる。
【００１６】
この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は車載カメラのレンズやプラスチック基材への反射防止膜の形成等に利用可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１…チャンバー（排気チャンバー）
３…第１のカソード電極
４…第２のカソード電極
５…第１のターゲット（チタンターゲット）
６…第２のターゲット（シリコンターゲット）
２…アノード電極
２０…基板
７…パルス電源
１３…波長測定手段（分光器）
１４…ガス圧調製手段（制御装置）
【図１】
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