事業案内

真空成膜技術とは

VACUUM DEPOSITION

真空成膜技術とは

真空蒸着とは

ABOUT VACUUM DEPOSITION

真空蒸着とは成膜技術の一つで、高真空中で蒸着材料を加熱し気化、昇華させ気体分子となった蒸着材料が、基板に衝突、付着することによって、蒸着薄膜が形成される技術で、スパッタリングよりも前に実用化されている成膜技術です。簡単な例では沸騰して蒸発する水蒸気の上に板を持ってきた時に蒸発した水が付着します。
原理は同じものです。対象物としては、ガラス、プラスチック、フィルム、金属等に成膜可能。一般的な蒸着材料としては、金属ではアルミニウム、金、クロム、スズ等、金属酸化物ではSiO2、ZrO2、Al2O3、TlO2等で光学特性が必要な蒸着薄膜では、後者の金属酸化物が一般的に使用されます。

基板ホルダーはドームと呼ばれる円形を使用し、基板やレンズなどの製品をこのドームに保持することになります。弊社ではどの様な基板でも柔軟に保持できるように対応しております。このドームは成膜中に回転させて面内の膜厚ムラを無くしています。真空蒸着というぐらいなので成膜開始到達圧力は、10-4Paまで高真空にします。この圧力は地上250km上空でスペースシャトルの到達空間に相当します。(超高真空)


高真空にする理由としては膜の密着性や膜質を向上させることです。また、成膜温度を高温(300℃~400℃)にする方法もありますが、プラスチック基板などは高温にできないため温度を上げずに蒸着を行います。さらに密着性を向上させるために、成膜前にイオン等を基板に照射する工程を行います。

真空蒸着での蒸着方法は以下の2つが上げられます。

抵抗蒸着

抵抗加熱ボートの上に蒸着薬品をのせてボートの抵抗での熱により蒸着材料を溶かして蒸発させるタイプの蒸発源です。

電子銃(EB)蒸着

電子銃を用いて収束された電子を蒸着材料に照射させます。電子を収束させることにより蒸着材料の表面は1000℃~3000℃になり溶け出して蒸発するという原理になっています。
弊社では電子銃蒸着がメインとなっています。

スパッタリングとは

ABOUT SPUTTERING

スパッタリングとは真空蒸着と同様に真空成膜技術です。ターゲットと呼ばれる成膜材料に、主に希ガスイオンを衝突させることでターゲットから原子・分子が弾き出され基板に付着し膜を形成します。ターゲット材料としては金属や半導体を用い、それらを酸化や窒化させることでさまざまな薄膜を形成することが可能です。簡単な例では水たまりに石を投げ入れると水がはじき飛び板に水が付着します。原理は同じようなものです。対象物としては、ガラス、プラスチック、フィルム、金属等に成膜可能。

真空蒸着で成膜した薄膜と比較すると、スパッタリングで成膜した薄膜は以下のような特徴があります。

スパッタリングの特徴

1

高密度で硬度の高い膜が可能

2

蒸着困難な高融点材料や合金や化合物も成膜可能

3

成膜時間が安定しており再現性が高い

スパッタリングの種類

マグネトロンスパッタリング

ターゲット裏側に磁石を設置することで、効率よくイオンを衝突させることで成膜速度を早くする手法です。

反応性スパッタリング

金属・半導体ターゲットをスパッタリングし、同時に反応性ガスを導入することで化合物を得る手法です。

DCスパッタリング

電極間に直流電圧を印可することでプラズマを生成します。主に金属・半導体等の導電性ターゲットを用いる際に使用する手法です。

RFスパッタリング

電極間に高周波の交流電圧を印可することでプラズマを生成します。絶縁化合物ターゲットでも成膜可能な手法です。

弊社では、マグネトロンスパッタリングと反応性スパッタリングとDCスパッタリング
この3手法を組み合わせた反応性DCマグネトロンスパッタリングを用います。