イオンビームスパッタリング成膜技術

【イオンビームスパッタリング成膜技術】

 ここにイオンビームスパッタリング装置の概要を示しました。最初はカウフマン型イオンガンで中空電極内にArプラズマを発生させ、プラズマから高電圧をかけて引き出したArイオンを減速し、イオン源の出口に配置された電極で中和化します。その中和化されたイオンをTaやSiターゲットに照射し、そこからスパッタされた金属原子を基板に飛ばして成膜をします。このようにイオンビームスパッタリングはイオン加速、減速という過程を利用しているので、精密に薄膜形成を研究するためには、線形加速器に準じた装置を用いることもありました。重力波研究やレーザージャイロに用いるミラーではわずかな不純物も許されないために、イオンガンを熱電極を用いないRF型イオンガンにも挑戦して不純物吸収を減少させる努力もしました。もっともこの部分は日本航空電子が担当し、彼らが保有していた独自技術を発展させたものでもあります。筆者らはもっぱら後に述べるように、超狭帯域レーザーを用いて、超高品質光学ミラーの特性を解析し、光学薄膜の問題点を指摘し、協力関係を通じて、薄膜特性を改善しました。
 Optical Test Facilityはすべての光学メーカーに公開されており、彼らが試作したミラーはすべて計測して、吸収が多いのか、表面散乱に問題があるのか、技術的な改善方向に役立つ情報を戻すことで技術開発を促しました。OTFの活動は日本の光学ミラー技術の進歩に大いに役立ったと満足していますが、大学サイドとしては、発表が許可されるのは、計測した中で最も優れた特性を示したものだけなので、多くののメーカーの試料を計測しましたが、共著の論文を出したのは日本航空電子だけでした。その意味では大学にとって効率の良い研究とはいえませんでしたが、このクラスの研究は企業の最高技術を利用できないと不可能なので、互いに無料で最高の研磨技術、蒸着技術、そして計測技術を利用し合う有意義な共同研究システムが成果を上げたと評価できます。

イオンガン技術（日本航空電子）プラズマ生成→イオン引き出し加速→減速→中和化→ターゲット照射→成膜カウフマン型からRF型へ不純物の混入防止が重要