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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】アルゴン－ヘリウム系コーティング
(51)【国際特許分類】
C23C 14/34 20060101AFI20240903BHJP
【ＦＩ】
C23C14/34 M
【請求項の数】
19
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022137934
(22)【出願日】2022-08-31
(62)【分割の表示】P 2019147150の分割
【原出願日】2019-08-09
(65)【公開番号】P2022184851
(43)【公開日】2022-12-13
【審査請求日】2022-09-28
(31)【優先権主張番号】16/103,632
(32)【優先日】2018-08-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】502151820
【氏名又は名称】ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｖｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179866
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 正樹
(72)【発明者】
【氏名】アンドリュー クラーク
(72)【発明者】
【氏名】ジョージ ジェイ オケンファス
【審査官】末松 佳記
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－０１２７３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２９６０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／００００４７４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第０３３３０７５３（ＥＰ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００９／０８４３１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８
Ｈ０１Ｌ ２１／２０３
Ｈ０１Ｌ ２１／２８５
Ｈ０１Ｌ ２１／３６３
Ｇ０２Ｂ ５／２８
Ｈ０５Ｈ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スパッタリングシステムであって、基板と；
少なくとも１つのターゲットと；
前記少なくとも１つのターゲットは、少なくとも１つのコーティング材料を含み、
第１のコーティングが前記基板の第１の面上に堆積されるとき、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物で充填されるように構成されており、かつ、第２のコーティングが前記基板の第２の面上に堆積されるとき、ヘリウムガスなしで、アルゴンガスで充填されるように構成されている、真空チャンバーとを含み、
前記第１のコーティングは、第１の厚さを有し、
前記基板の前記第２の面は、前記基板の前記第１の面とは異なり、
前記第１のコーティングは、前記第２のコーティングの１以上の第２の材料とは異なる１以上の第１の材料を含み、
前記１以上の第１の材料または前記１以上の第２の材料は、前記少なくとも１つのコーティング材料を含み、
前記第２のコーティングは、前記第１の厚さよりも大きい、第２の厚さを有する、スパッタリングシステム。
【請求項2】
アルゴンガスとヘリウムガスとの前記混合物が、約１：１～約１：３のアルゴンガスとヘリウムガスとの比に関連している、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項3】
アルゴンガスとヘリウムガスとの前記混合物が、１５％～５５％のヘリウムガスに関連している、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項4】
前記少なくとも１つのコーティング材料が、当該少なくとも１つのコーティング材料を水素化するための水素ガスの存在下で前記基板上にスパッタされる、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項5】
前記水素ガスが、全ガスの約８％～約２０％の濃度に関連している、請求項４に記載のスパッタリングシステム。
【請求項6】
前記第１のコーティングが、前記１以上の第１の材料を含む、層の第１の組を含み、前記１以上の第１の材料が、シリコン－ゲルマニウムまたは水素化シリコン－ゲルマニウムのうちの１つ以上を含み、
前記第１のコーティングまたは前記第２のコーティングの１つ以上が、前記１以上の第２の材料を含む、層の第２の組を含み、
層の前記第２の組が、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、二酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウムのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項7】
前記スパッタリングシステムが、パルス直流マグネトロンスパッタリングシステムである、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項8】
前記第１のコーティングのアニーリング後固有応力レベルが、アルゴンガスのみを用いて前記第２のコーティングをスパッタした場合よりも低い、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項9】
コーティングシステムであって、第１のコーティングが基板の第１の面上に堆積されるとき、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物で充填されるように構成されており、かつ、第２のコーティングが前記基板の第２の面上に堆積されるとき、ヘリウムガスなしで、アルゴンガスで充填されるように構成されている、真空チャンバーと；
アルゴンガスとヘリウムガスとの前記混合物を前記真空チャンバーに配置するための不活性ガス源とを含み、
前記第１のコーティングは、前記第２のコーティングの第２の厚さよりも小さい第１の厚さを有し、
前記第１のコーティングは、前記第２のコーティングの１以上の第２の材料とは異なる１以上の第１の材料を含み、
前記基板の前記第２の面は、前記基板の前記第１の面とは異なる、コーティングシステム。
【請求項10】
前記不活性ガス源が、プラズマ活性化源またはアノードのうちの少なくとも１つである、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項11】
前記第１のコーティングとして堆積される、前記１以上の第１の材料のうちの、コーティング材料を提供するためのコーティング材料源をさらに含む、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項12】
前記コーティング材料源が、カソード上に配置されたターゲットである、請求項１１に記載のコーティングシステム。
【請求項13】
前記真空チャンバー内に配置されるアルゴンガスとヘリウムガスとの前記混合物に、前記基板上に、前記１以上の第１の材料のうちの、コーティング材料をスパッタさせる少なくとも１つの電源をさらに含む、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項14】
前記コーティング材料が、シリコン材料、
二酸化ケイ素材料、
シリコン－ゲルマニウム材料、または
ゲルマニウム材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のコーティングシステム。
【請求項15】
前記コーティングシステムが、光学フィルターを形成するように構成されている、請求項９に記載のコーティングシステム。
【請求項16】
前記光学フィルターが、約７００ナノメートル（ｎｍ）～２５００ｎｍまたは約２５００ｎｍ～８０００ｎｍのパスバンドに関連する、請求項１５に記載のコーティングシステム。
【請求項17】
システムであって、第１のコーティングが基板の第１の面上に堆積されるとき、第１の不活性ガスで充填されるように構成されており、かつ、第２のコーティングが前記基板の第２の面上に堆積されるとき、第２の不活性ガスで充填されるように構成されている、真空チャンバーと、
前記第１のコーティングは、前記第２のコーティングの１以上の第２の材料とは異なる１以上の第１の材料を含み、
前記第１の不活性ガスを前記真空チャンバーに配置するための不活性ガス源とを含み、
前記第１の不活性ガスが、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物である、システム。
【請求項18】
前記真空チャンバーが、ヘリウムガスなしで、前記第２の不活性ガスで充填されるように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記第１のコーティングが、前記第２のコーティングの第２の厚さよりも小さい第１の厚さを有する、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
コーティングシステムを使用して、基板を特定の材料でコーティングすることができる
。例えば、パルス直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタリングシステムを、薄膜層、厚膜層
等の堆積に使用することができる。一組の層を堆積することに基づいて、光学素子を形成
することができる。例えば、薄膜を使用して、光学干渉フィルターなどのフィルターを形
成することができる。場合によっては、光学素子が特定の波長の光で特定の機能を提供す
ることに関連付けられることがある。例えば、光干渉フィルターは、近赤外（ＮＩＲ）範
囲の光、中赤外（ＭＩＲ）範囲の光などに使用されることがある。
。例えば、パルス直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタリングシステムを、薄膜層、厚膜層
等の堆積に使用することができる。一組の層を堆積することに基づいて、光学素子を形成
することができる。例えば、薄膜を使用して、光学干渉フィルターなどのフィルターを形
成することができる。場合によっては、光学素子が特定の波長の光で特定の機能を提供す
ることに関連付けられることがある。例えば、光干渉フィルターは、近赤外（ＮＩＲ）範
囲の光、中赤外（ＭＩＲ）範囲の光などに使用されることがある。
【0002】
一例では、光送信機は、対象に向けられたＮＩＲ光を放射することがある。この場合、
ジェスチャー認識システムでは、光送信機はユーザーに向けてＮＩＲ光を送信することが
あり、ＮＩＲ光は、ユーザーから光受信機に向けて反射することがある。光受信機は、Ｎ
ＩＲ光に関する情報を捕捉することがあり、この情報は、ユーザーによって実行されてい
るジェスチャーを識別するために使用され得る。例えば、ある装置は、その情報を使用し
て、ユーザーの３次元表示を生成し、その３次元表示に基づいてそのユーザーによって実
行されているジェスチャーを識別することがある。
ジェスチャー認識システムでは、光送信機はユーザーに向けてＮＩＲ光を送信することが
あり、ＮＩＲ光は、ユーザーから光受信機に向けて反射することがある。光受信機は、Ｎ
ＩＲ光に関する情報を捕捉することがあり、この情報は、ユーザーによって実行されてい
るジェスチャーを識別するために使用され得る。例えば、ある装置は、その情報を使用し
て、ユーザーの３次元表示を生成し、その３次元表示に基づいてそのユーザーによって実
行されているジェスチャーを識別することがある。
【0003】
別の例では、ＮＩＲ光に関する情報を使用して、ユーザーの識別、ユーザーの特性（例
えば、高さまたは重量）、ターゲットの別のタイプの特性（例えば、対象までの距離、対
象のサイズ、または対象の形状）などを認識することができる。しかしながら、ユーザー
に向かうＮＩＲ光の伝送中、および／またはユーザーから光受信機に向かう反射中に、周
囲光がＮＩＲ光と干渉することがある。したがって、光受信機は、光干渉フィルター、バ
ンドパスフィルターなどの光フィルターに光学的に結合されて、ＮＩＲ光が光受信機に向
かって通過することを可能にし得る。
えば、高さまたは重量）、ターゲットの別のタイプの特性（例えば、対象までの距離、対
象のサイズ、または対象の形状）などを認識することができる。しかしながら、ユーザー
に向かうＮＩＲ光の伝送中、および／またはユーザーから光受信機に向かう反射中に、周
囲光がＮＩＲ光と干渉することがある。したがって、光受信機は、光干渉フィルター、バ
ンドパスフィルターなどの光フィルターに光学的に結合されて、ＮＩＲ光が光受信機に向
かって通過することを可能にし得る。
【発明の概要】
【0004】
いくつかの実施によれば、スパッタリングシステムは、基板を含むことができる。スパ
ッタリングシステムは、少なくとも１つのターゲットを含むことができる。少なくとも１
つのターゲットは、基板上に少なくとも１つの層をコーティングするための少なくとも１
つのコーティング材料を含むことができる。少なくとも１つのコーティング材料を、不活
性ガスの存在下で基板上にスパッタすることができる。不活性ガスは、アルゴンガスおよ
びヘリウムガスを含むことができる。
ッタリングシステムは、少なくとも１つのターゲットを含むことができる。少なくとも１
つのターゲットは、基板上に少なくとも１つの層をコーティングするための少なくとも１
つのコーティング材料を含むことができる。少なくとも１つのコーティング材料を、不活
性ガスの存在下で基板上にスパッタすることができる。不活性ガスは、アルゴンガスおよ
びヘリウムガスを含むことができる。
【0005】
いくつかの実施によれば、コーティングシステムは、真空チャンバーを含むことができ
る。コーティングシステムは、真空チャンバー内に不活性ガスを配置するための不活性ガ
ス源を含むことができる。不活性ガスは、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を含む
ことができる。コーティングシステムは、不活性ガス源を使用して基板上にコーティング
材料をスパッタするように構成することができる。
る。コーティングシステムは、真空チャンバー内に不活性ガスを配置するための不活性ガ
ス源を含むことができる。不活性ガスは、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を含む
ことができる。コーティングシステムは、不活性ガス源を使用して基板上にコーティング
材料をスパッタするように構成することができる。
【0006】
いくつかの実施によれば、方法は、スパッタリングシステムによって、スパッタリング
ガスをスパッタリングシステムのチャンバー内に注入することを含むことができる。スパ
ッタリングガスは、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物であってもよい。この方法は
、スパッタリングシステムのチャンバー内にスパッタリングガスを注入することに基づい
て、スパッタリングシステムによって、スパッタリングシステムのチャンバー内に配置さ
れた基板上に少なくとも１つのコーティング材料をスパッタすることを含むことができる
。
ガスをスパッタリングシステムのチャンバー内に注入することを含むことができる。スパ
ッタリングガスは、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物であってもよい。この方法は
、スパッタリングシステムのチャンバー内にスパッタリングガスを注入することに基づい
て、スパッタリングシステムによって、スパッタリングシステムのチャンバー内に配置さ
れた基板上に少なくとも１つのコーティング材料をスパッタすることを含むことができる
。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明の詳細な説明】
【0008】
例示的な実施の以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同一
の参照符号は、同一又は類似の要素を特定することがある。
の参照符号は、同一又は類似の要素を特定することがある。
【0009】
光受信機は、光送信機などの光源から光を受信することができる。例えば、光受信機は
、光送信機からのおよびユーザーまたは別の対象などのターゲットから反射された、近赤
外（ＮＩＲ）光または中赤外（ＭＩＲ）光を受信することができる。この場合、光受信機
は、ＮＩＲ光ならびに可視スペクトル光などの周囲光を受信することがある。周囲光は、
太陽光、電球からの光など、光送信機とは別の１つ以上の光源からの光を含むことがある
。周囲光は、ＮＩＲ光に関する判定の精度を下げることがある。例えば、ジェスチャー認
識システムでは、周囲光がＮＩＲ光に基づくターゲットの３次元画像の生成の精度を下げ
ることがある。したがって、光受信機は周囲光を取り除き、ＮＩＲ光を光受信機に通過さ
せるために、光学干渉フィルター、バンドパスフィルターなどの光学要素（例えば、光学
フィルター）に光学的に結合され得る。同様に、特定のタイプの光（例えば、ＮＩＲ光）
が検知システム、測定システム、通信システムなどのターゲットに向けられることを確実
にするために、光送信機を光学素子に光学的に結合することができる。
、光送信機からのおよびユーザーまたは別の対象などのターゲットから反射された、近赤
外（ＮＩＲ）光または中赤外（ＭＩＲ）光を受信することができる。この場合、光受信機
は、ＮＩＲ光ならびに可視スペクトル光などの周囲光を受信することがある。周囲光は、
太陽光、電球からの光など、光送信機とは別の１つ以上の光源からの光を含むことがある
。周囲光は、ＮＩＲ光に関する判定の精度を下げることがある。例えば、ジェスチャー認
識システムでは、周囲光がＮＩＲ光に基づくターゲットの３次元画像の生成の精度を下げ
ることがある。したがって、光受信機は周囲光を取り除き、ＮＩＲ光を光受信機に通過さ
せるために、光学干渉フィルター、バンドパスフィルターなどの光学要素（例えば、光学
フィルター）に光学的に結合され得る。同様に、特定のタイプの光（例えば、ＮＩＲ光）
が検知システム、測定システム、通信システムなどのターゲットに向けられることを確実
にするために、光送信機を光学素子に光学的に結合することができる。
【0010】
光学素子は、薄膜技術、厚膜技術などを使用して製造することができる。例えば、パル
ス直流マグネトロンスパッタリングシステムを使用して、基板上に粒子をスパッタして、
１つ以上の薄膜層（薄膜と呼ばれることもある）を形成することができる。この場合、ス
パッタリングシステムは、アルゴンガスなどの不活性ガスで満たされたスパッタリングチ
ャンバー内で粒子（例えば、シリコン粒子、二酸化ケイ素粒子、ゲルマニウム粒子、シリ
コン－ゲルマニウム粒子など）をスパッタすることができる。
ス直流マグネトロンスパッタリングシステムを使用して、基板上に粒子をスパッタして、
１つ以上の薄膜層（薄膜と呼ばれることもある）を形成することができる。この場合、ス
パッタリングシステムは、アルゴンガスなどの不活性ガスで満たされたスパッタリングチ
ャンバー内で粒子（例えば、シリコン粒子、二酸化ケイ素粒子、ゲルマニウム粒子、シリ
コン－ゲルマニウム粒子など）をスパッタすることができる。
【0011】
しかしながら、例えば、アルゴンガス環境中で粒子をスパッタすると、閾値を超える運
動量でアルゴンイオンが薄膜に注入されることがある。その結果、薄膜およびその薄膜を
含む光学素子に、閾値量の固有応力（例えば、圧縮固有応力）が形成されることがある。
閾値量の固有応力に関連する光学素子は、閾値量の反りまたは曲がりを受けることがあり
、その結果、その光学素子を含む光学システムの光学性能の低下につながることがある。
さらに、閾値量の固有応力は、ウェーハ後処理（例えば、ダイシング）における困難性を
もたらすことがあり、これは、光学素子の製造可能性を低くすることがある。固有応力誘
起の反り、曲がりなどを低減させるために、光学素子は、閾値厚さで製造することができ
、これは、追加の層および／またはより厚い層を堆積することによって達成し得る。追加
の層および／またはより厚い層は、過剰なパッケージサイズ、コスト、製造の複雑さ、製
造完了までの時間などにつながり得る。
動量でアルゴンイオンが薄膜に注入されることがある。その結果、薄膜およびその薄膜を
含む光学素子に、閾値量の固有応力（例えば、圧縮固有応力）が形成されることがある。
閾値量の固有応力に関連する光学素子は、閾値量の反りまたは曲がりを受けることがあり
、その結果、その光学素子を含む光学システムの光学性能の低下につながることがある。
さらに、閾値量の固有応力は、ウェーハ後処理（例えば、ダイシング）における困難性を
もたらすことがあり、これは、光学素子の製造可能性を低くすることがある。固有応力誘
起の反り、曲がりなどを低減させるために、光学素子は、閾値厚さで製造することができ
、これは、追加の層および／またはより厚い層を堆積することによって達成し得る。追加
の層および／またはより厚い層は、過剰なパッケージサイズ、コスト、製造の複雑さ、製
造完了までの時間などにつながり得る。
【0012】
本明細書に記載されるいくつかの実施は、アルゴン－ヘリウム系コーティングを利用し
て、光学素子の固有応力を減らすことができる。例えば、スパッタ堆積システムは、アル
ゴンガスとヘリウムガスとの混合物を含む環境を使用することができ、それによって、薄
膜に注入されるアルゴンイオンの量を減らす。このようにして、ＮＩＲ波長またはＭＩＲ
波長のための光学干渉フィルターコーティングなどの光学素子内の固有応力の量を減らす
ことができ、それによって、光学素子の反りおよび／または曲がりを減らすことができる
。さらに、固有応力の低減に基づいて、光学素子の耐久性を下げることなく、光学素子の
厚さを減らすことができる。このようにして、スパッタ堆積のための不活性ガス環境とし
てアルゴンガスおよびヘリウムガスを使用することは、例えば、アルゴンガス環境（ヘリ
ウムガスなし）を使用することと比較して、パッケージサイズを縮小し、コストを減らし
、複雑さを減らし、製造可能性を改善する。
て、光学素子の固有応力を減らすことができる。例えば、スパッタ堆積システムは、アル
ゴンガスとヘリウムガスとの混合物を含む環境を使用することができ、それによって、薄
膜に注入されるアルゴンイオンの量を減らす。このようにして、ＮＩＲ波長またはＭＩＲ
波長のための光学干渉フィルターコーティングなどの光学素子内の固有応力の量を減らす
ことができ、それによって、光学素子の反りおよび／または曲がりを減らすことができる
。さらに、固有応力の低減に基づいて、光学素子の耐久性を下げることなく、光学素子の
厚さを減らすことができる。このようにして、スパッタ堆積のための不活性ガス環境とし
てアルゴンガスおよびヘリウムガスを使用することは、例えば、アルゴンガス環境（ヘリ
ウムガスなし）を使用することと比較して、パッケージサイズを縮小し、コストを減らし
、複雑さを減らし、製造可能性を改善する。
【0013】
図１Ａ～１Ｄは、本明細書に記載されるスパッタ堆積システムの例１００の図である。
【0014】
図１Ａに示すように、例１００は、真空チャンバー１１０と、基板１２０と、カソード
１３０と、ターゲット１３１と、カソード電源１４０と、アノード１５０と、プラズマ活
性化源（ＰＡＳ）１６０と、ＰＡＳ電源１７０とを含む。ターゲット１３１は、シリコン
材料源、二酸化ケイ素材料源、ゲルマニウム材料源、シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ
）材料源、水素化ゲルマニウム材料源などのコーティング材料源を含むことができる。Ｐ
ＡＳ電源１７０は、ＰＡＳ１６０に電力を供給するために利用することができ、無線周波
数（ＲＦ）電源を含むことができる。カソード電源１４０は、カソード１３０に電力を供
給するために利用することができ、パルス直流（ＤＣ）電源を含むことができる。
１３０と、ターゲット１３１と、カソード電源１４０と、アノード１５０と、プラズマ活
性化源（ＰＡＳ）１６０と、ＰＡＳ電源１７０とを含む。ターゲット１３１は、シリコン
材料源、二酸化ケイ素材料源、ゲルマニウム材料源、シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ
）材料源、水素化ゲルマニウム材料源などのコーティング材料源を含むことができる。Ｐ
ＡＳ電源１７０は、ＰＡＳ１６０に電力を供給するために利用することができ、無線周波
数（ＲＦ）電源を含むことができる。カソード電源１４０は、カソード１３０に電力を供
給するために利用することができ、パルス直流（ＤＣ）電源を含むことができる。
【0015】
図１Ａに関して、ターゲット１３１を、水素（Ｈ２）（例えば、ターゲット１３１のコ
ーティング材料を水素化するため）ならびにアルゴンガスおよびヘリウムガスの混合物な
どの不活性ガスの存在下でスパッタして、水素化シリコン－ゲルマニウム材料などのコー
ティング材料を基板１２０上に層として堆積させる。このようにして、ＮＩＲ範囲（例え
ば、約７００ナノメートル（ｎｍ）～２５００ｎｍ）、ＭＩＲ範囲（例えば、約２５００
ｎｍ～８０００ｎｍ）などにおけるパスバンドに関連付けられ、かつ閾値角度シフト（例
えば、３次元感知および／または他のフィルター機能性のため）未満に関連付けられた光
学干渉フィルターなどの光学フィルターを製造することができる。
ーティング材料を水素化するため）ならびにアルゴンガスおよびヘリウムガスの混合物な
どの不活性ガスの存在下でスパッタして、水素化シリコン－ゲルマニウム材料などのコー
ティング材料を基板１２０上に層として堆積させる。このようにして、ＮＩＲ範囲（例え
ば、約７００ナノメートル（ｎｍ）～２５００ｎｍ）、ＭＩＲ範囲（例えば、約２５００
ｎｍ～８０００ｎｍ）などにおけるパスバンドに関連付けられ、かつ閾値角度シフト（例
えば、３次元感知および／または他のフィルター機能性のため）未満に関連付けられた光
学干渉フィルターなどの光学フィルターを製造することができる。
【0016】
本明細書に記載されるいくつかの実施は、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物であ
るスパッタリングガスに関して記載されるが、別の混合物、例えば、アルゴンガスと別の
ガスとの混合物、ヘリウムガスと別のガスとの混合物、または他のガスの組合せなどが可
能である。さらに、本明細書に記載されるいくつかの実施は２つのガスの混合物に関して
記載されるが、本明細書に記載されるいくつかの実施は、スパッタ堆積のための不活性ガ
ス環境として３つ以上のガスを使用してもよい。アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物
を使用することに基づいて、スパッタ堆積中に基板１２０に注入されるアルゴンイオンの
量を、不活性ガスとしてアルゴンガス（ヘリウムガスなし）を使用する場合と比較して、
減らすことができる。不活性ガスに関するさらなる詳細は、図２に関して本明細書に記載
される。
るスパッタリングガスに関して記載されるが、別の混合物、例えば、アルゴンガスと別の
ガスとの混合物、ヘリウムガスと別のガスとの混合物、または他のガスの組合せなどが可
能である。さらに、本明細書に記載されるいくつかの実施は２つのガスの混合物に関して
記載されるが、本明細書に記載されるいくつかの実施は、スパッタ堆積のための不活性ガ
ス環境として３つ以上のガスを使用してもよい。アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物
を使用することに基づいて、スパッタ堆積中に基板１２０に注入されるアルゴンイオンの
量を、不活性ガスとしてアルゴンガス（ヘリウムガスなし）を使用する場合と比較して、
減らすことができる。不活性ガスに関するさらなる詳細は、図２に関して本明細書に記載
される。
【0017】
いくつかの実施では、真空チャンバー１１０を、第１のスパッタ堆積手順用の第１の不
活性ガスと、第２のスパッタ堆積手順用の第２の不活性ガスとで満たすことができる。例
えば、光学素子の閾値厚さ未満に関連する第１のコーティング（例えば、基板１２０の第
１の面上の１つ以上の層）を堆積するために、真空チャンバー１１０を、アルゴンガスと
ヘリウムガスとの混合物で充填することができ、光学素子の閾値厚さ以上に関連する第２
のコーティング（例えば、基板１２０の第２の面上の１つ以上の層）を堆積するために、
真空チャンバー１１０を、アルゴンガス（ヘリウムガスなし）で充填することができる。
このようにして、スパッタ堆積システムは、ウェーハの両側に堆積されたコーティング材
料を含むウェーハを応力バランスさせることができ、それによって、より多くの圧縮固有
応力を有するウェーハと比べて、例えば、ウェーハの取扱いを改善し、コーティング後処
理（例えば、ウェーハのダイシング）の歩留まりを改善し、透過波面誤差を減らすことが
できる。
活性ガスと、第２のスパッタ堆積手順用の第２の不活性ガスとで満たすことができる。例
えば、光学素子の閾値厚さ未満に関連する第１のコーティング（例えば、基板１２０の第
１の面上の１つ以上の層）を堆積するために、真空チャンバー１１０を、アルゴンガスと
ヘリウムガスとの混合物で充填することができ、光学素子の閾値厚さ以上に関連する第２
のコーティング（例えば、基板１２０の第２の面上の１つ以上の層）を堆積するために、
真空チャンバー１１０を、アルゴンガス（ヘリウムガスなし）で充填することができる。
このようにして、スパッタ堆積システムは、ウェーハの両側に堆積されたコーティング材
料を含むウェーハを応力バランスさせることができ、それによって、より多くの圧縮固有
応力を有するウェーハと比べて、例えば、ウェーハの取扱いを改善し、コーティング後処
理（例えば、ウェーハのダイシング）の歩留まりを改善し、透過波面誤差を減らすことが
できる。
【0018】
不活性ガス（例えば、アルゴンガスおよびヘリウムガス）を、アノード１５０および／
またはＰＡＳ１６０などの不活性ガス源からチャンバー内に注入することができる。水素
は、水素を活性化する働きをするＰＡＳ１６０を通って真空チャンバー１１０に導入され
る。さらに、または代替として、カソード１３０は、水素活性化を引き起こし得る（例え
ば、この場合、水素は、真空チャンバー１１０の別の部分から導入され得る）。さらに、
または代替的に、アノード１５０は、水素活性化を引き起こしてもよい（例えば、この場
合、水素は、アノード１５０によって真空チャンバー１１０に導入されてもよい）。いく
つかの実施では、水素は、水素ガス、水素ガスと希ガス（例えば、アルゴンガスおよび／
またはヘリウムガス）との混合物などの形態をとることができる。ＰＡＳ１６０は、カソ
ード１３０の境界近傍内に配置することができ、ＰＡＳ１６０からのプラズマとカソード
１３０からのプラズマとの重なりを可能にする。ＰＡＳ１６０の使用によって、薄膜層（
例えば、水素化シリコン層）を比較的高い堆積速度で堆積することができる。いくつかの
実施では、薄膜層を約０．０５ｎｍ／秒～約２．０ｎｍ／秒の堆積速度、約０．５ｎｍ／
秒～約１．２ｎｍ／秒の堆積速度、約０．８ｎｍ／秒の堆積速度などで堆積する。
またはＰＡＳ１６０などの不活性ガス源からチャンバー内に注入することができる。水素
は、水素を活性化する働きをするＰＡＳ１６０を通って真空チャンバー１１０に導入され
る。さらに、または代替として、カソード１３０は、水素活性化を引き起こし得る（例え
ば、この場合、水素は、真空チャンバー１１０の別の部分から導入され得る）。さらに、
または代替的に、アノード１５０は、水素活性化を引き起こしてもよい（例えば、この場
合、水素は、アノード１５０によって真空チャンバー１１０に導入されてもよい）。いく
つかの実施では、水素は、水素ガス、水素ガスと希ガス（例えば、アルゴンガスおよび／
またはヘリウムガス）との混合物などの形態をとることができる。ＰＡＳ１６０は、カソ
ード１３０の境界近傍内に配置することができ、ＰＡＳ１６０からのプラズマとカソード
１３０からのプラズマとの重なりを可能にする。ＰＡＳ１６０の使用によって、薄膜層（
例えば、水素化シリコン層）を比較的高い堆積速度で堆積することができる。いくつかの
実施では、薄膜層を約０．０５ｎｍ／秒～約２．０ｎｍ／秒の堆積速度、約０．５ｎｍ／
秒～約１．２ｎｍ／秒の堆積速度、約０．８ｎｍ／秒の堆積速度などで堆積する。
【0019】
本明細書ではスパッタリング手順を水素化層に関して説明するが（例えば、水素ガスを
注入して、水素化シリコン層、水素化ゲルマニウム層などを堆積する）、スパッタリング
手順は、水素ガスを水素化層に注入することなく、不活性ガスとしてアルゴンおよびヘリ
ウムを使用することができる。さらに、または代替的に、本明細書ではスパッタリング手
順を、特定の幾何学的形状および特定の実施に関して説明するが、他の幾何学的形状およ
び他の実施も可能である。例えば、水素を、別の方向から、カソード１３０に近接する境
界内のガスマニホールドなどから注入してもよい。
注入して、水素化シリコン層、水素化ゲルマニウム層などを堆積する）、スパッタリング
手順は、水素ガスを水素化層に注入することなく、不活性ガスとしてアルゴンおよびヘリ
ウムを使用することができる。さらに、または代替的に、本明細書ではスパッタリング手
順を、特定の幾何学的形状および特定の実施に関して説明するが、他の幾何学的形状およ
び他の実施も可能である。例えば、水素を、別の方向から、カソード１３０に近接する境
界内のガスマニホールドなどから注入してもよい。
【0020】
図１Ｂ～１Ｃに示すように、同様のスパッタ堆積システムは、真空チャンバー１１０、
基板１２０、第１のカソード１８０、第２のカソード１９０、シリコンターゲット１８１
、ゲルマニウムターゲット１９１、カソード電源１４０、アノード１５０、プラズマ活性
化源（ＰＡＳ）１６０、およびＰＡＳ電源１７０を含む。この場合、シリコンターゲット
１８１は、シリコンターゲットであり、ゲルマニウムターゲット１９１は、ゲルマニウム
ターゲットである。
基板１２０、第１のカソード１８０、第２のカソード１９０、シリコンターゲット１８１
、ゲルマニウムターゲット１９１、カソード電源１４０、アノード１５０、プラズマ活性
化源（ＰＡＳ）１６０、およびＰＡＳ電源１７０を含む。この場合、シリコンターゲット
１８１は、シリコンターゲットであり、ゲルマニウムターゲット１９１は、ゲルマニウム
ターゲットである。
【0021】
図１Ｂに示すように、シリコンターゲット１８１は、基板１２０に対して約０度（例え
ば、基板１２０に対してほぼ平行）に配向され、ゲルマニウムターゲット１９１は、基板
１２０に対して約１２０度に配向される。この場合、シリコンおよびゲルマニウムは、そ
れぞれ、シリコンターゲット１８１およびゲルマニウムターゲット１９１から基板１２０
上に、それぞれ、カソード１８０およびカソード１９０によってスパッタされる。
ば、基板１２０に対してほぼ平行）に配向され、ゲルマニウムターゲット１９１は、基板
１２０に対して約１２０度に配向される。この場合、シリコンおよびゲルマニウムは、そ
れぞれ、シリコンターゲット１８１およびゲルマニウムターゲット１９１から基板１２０
上に、それぞれ、カソード１８０およびカソード１９０によってスパッタされる。
【0022】
図１Ｃに示すように、同様のスパッタ堆積システムでは、シリコンターゲット１８１お
よびゲルマニウムターゲット１９１がそれぞれ、基板１２０に対して約６０度で配向され
、シリコンおよびゲルマニウムは、それぞれ、カソード１８０およびカソード１９０によ
って、それぞれ、シリコンターゲット１８１およびゲルマニウムターゲット１９１から基
板１２０上にスパッタされる。
よびゲルマニウムターゲット１９１がそれぞれ、基板１２０に対して約６０度で配向され
、シリコンおよびゲルマニウムは、それぞれ、カソード１８０およびカソード１９０によ
って、それぞれ、シリコンターゲット１８１およびゲルマニウムターゲット１９１から基
板１２０上にスパッタされる。
【0023】
図１Ｄに示すように、同様のスパッタ堆積システムでは、シリコンターゲット１８１は
、基板１２０に対して約１２０度に配向され、ゲルマニウムターゲット１９１は、基板１
２０に対して約０度に配向される。この場合、シリコンおよびゲルマニウムはそれぞれ、
カソード１８０およびカソード１９０によって、それぞれ、シリコンターゲット１８１お
よびゲルマニウムターゲット１９１から基板１２０上にスパッタされる。
、基板１２０に対して約１２０度に配向され、ゲルマニウムターゲット１９１は、基板１
２０に対して約０度に配向される。この場合、シリコンおよびゲルマニウムはそれぞれ、
カソード１８０およびカソード１９０によって、それぞれ、シリコンターゲット１８１お
よびゲルマニウムターゲット１９１から基板１２０上にスパッタされる。
【0024】
図１Ａ～図１Ｄに関して、不活性ガスとしてアルゴンガスおよびヘリウムガスを使用す
るスパッタ堆積システムにおける構成要素の各構成は、ヘリウムガスが不活性ガスの一部
として使用されない同様のスパッタ堆積システムと比較して、アルゴンイオンの注入が減
少した、シリコンおよびゲルマニウムの異なる相対濃度をもたらし得る。
るスパッタ堆積システムにおける構成要素の各構成は、ヘリウムガスが不活性ガスの一部
として使用されない同様のスパッタ堆積システムと比較して、アルゴンイオンの注入が減
少した、シリコンおよびゲルマニウムの異なる相対濃度をもたらし得る。
【0025】
上述したように、１Ａ～１Ｄは、単に一例として提供されているに過ぎない。他の例も
可能であり、図１Ａ～１Ｄに関して説明したものとは異なっていてもよい。
可能であり、図１Ａ～１Ｄに関して説明したものとは異なっていてもよい。
【0026】
図２は、本明細書で説明される例示的な実施に関連する光学素子の特性の一例の図であ
る。
る。
【0027】
図２に示すように、スパッタ堆積システムの構成２０２～２１２の組を使用して製造し
た光学素子の特性が提供される。構成２０２は、ヘリウムの０標準立方センチメートル／
分（ＳＣＣＭ）、アルゴンの４４０ＳＣＣＭ、および水素の７０ＳＣＣＭの流量を使用す
るベースラインの場合を表す。言い換えれば、構成２０２は、スパッタ堆積のための環境
にヘリウムを含まないスパッタ堆積システムを使用して製造した光学素子を表す。示され
るように、構成２０２は、０．５１７９ナノメートル／分（ｎｍ／分）のコーティング速
度、－１０６７メガパスカル（ＭＰａ）のプリベーク（すなわち、プレアニーリング）固
有応力（例えば、２８０℃への光学素子の加熱前の機械的固有応力の量）、および－７０
８ＭＰａのポストベーク（すなわち、ポストアニーリング）固有応力（例えば、２８０℃
への光学素子の加熱後の機械的固有応力の量）を有する光学素子をもたらす。この場合、
光学素子の加熱は、機械的固有応力の３４％の減少をもたらす。
た光学素子の特性が提供される。構成２０２は、ヘリウムの０標準立方センチメートル／
分（ＳＣＣＭ）、アルゴンの４４０ＳＣＣＭ、および水素の７０ＳＣＣＭの流量を使用す
るベースラインの場合を表す。言い換えれば、構成２０２は、スパッタ堆積のための環境
にヘリウムを含まないスパッタ堆積システムを使用して製造した光学素子を表す。示され
るように、構成２０２は、０．５１７９ナノメートル／分（ｎｍ／分）のコーティング速
度、－１０６７メガパスカル（ＭＰａ）のプリベーク（すなわち、プレアニーリング）固
有応力（例えば、２８０℃への光学素子の加熱前の機械的固有応力の量）、および－７０
８ＭＰａのポストベーク（すなわち、ポストアニーリング）固有応力（例えば、２８０℃
への光学素子の加熱後の機械的固有応力の量）を有する光学素子をもたらす。この場合、
光学素子の加熱は、機械的固有応力の３４％の減少をもたらす。
【0028】
いくつかの実施では、スパッタ堆積システムは、約２００ＳＣＣＭ～５００ＳＣＣＭ、
約２４０ＳＣＣＭ～４４０ＳＣＣＭなどのアルゴンガスの流量、および約９％～約６０％
、約８％～２０％などのヘリウムガス寄与率に関連付けられてもよい。いくつかの実施で
は、スパッタ堆積システムは、約５０ＳＣＣＭ～３００ＳＣＣＭ、約１００ＳＣＣＭ～２
５０ＳＣＣＭなどのヘリウムガスの流量に関連付けられてもよい。いくつかの実施では、
スパッタ堆積システムは、約０ＳＣＣＭ～１００ＳＣＣＭ、約７０ＳＣＣＭなどの水素ガ
スの流量、および約８％～約６０％の水素ガス濃度に関連付けられてもよい。いくつかの
実施では、スパッタ堆積システムは、約１：１～約１：３のアルゴンガスとヘリウムガス
の比に関連付けられてもよい。
約２４０ＳＣＣＭ～４４０ＳＣＣＭなどのアルゴンガスの流量、および約９％～約６０％
、約８％～２０％などのヘリウムガス寄与率に関連付けられてもよい。いくつかの実施で
は、スパッタ堆積システムは、約５０ＳＣＣＭ～３００ＳＣＣＭ、約１００ＳＣＣＭ～２
５０ＳＣＣＭなどのヘリウムガスの流量に関連付けられてもよい。いくつかの実施では、
スパッタ堆積システムは、約０ＳＣＣＭ～１００ＳＣＣＭ、約７０ＳＣＣＭなどの水素ガ
スの流量、および約８％～約６０％の水素ガス濃度に関連付けられてもよい。いくつかの
実施では、スパッタ堆積システムは、約１：１～約１：３のアルゴンガスとヘリウムガス
の比に関連付けられてもよい。
【0029】
図２にさらに示すように、構成２０４～２１２では、ヘリウムおよびアルゴンの異なる
濃度が対応する光学素子を製造するための不活性ガス環境として使用される。構成２０２
のベースラインの場合と比べて、１００ＳＣＣＭ（例えば、構成２０６）～２５０ＳＣＣ
Ｍ（例えば、構成２１２）の範囲のヘリウム濃度、および２４０ＳＣＣＭ（例えば、構成
２０４）～４４０ＳＣＣＭ（例えば、構成２０６～２１２）の範囲のアルゴン濃度を使用
すると、ベースラインの場合に対して、１０％（例えば、構成２０６）～３０％（例えば
、構成２０４）の固有応力の減少となる。言い換えれば、スパッタ堆積のための不活性ガ
ス環境としてヘリウムガスとアルゴンガスとの混合物を使用すると、不活性ガス環境とし
てアルゴンガスのみを使用する場合と比べて、減少したプリベーク固有応力および減少し
たポストベーク固有応力を有する水素化シリコン光学素子が得られる。
濃度が対応する光学素子を製造するための不活性ガス環境として使用される。構成２０２
のベースラインの場合と比べて、１００ＳＣＣＭ（例えば、構成２０６）～２５０ＳＣＣ
Ｍ（例えば、構成２１２）の範囲のヘリウム濃度、および２４０ＳＣＣＭ（例えば、構成
２０４）～４４０ＳＣＣＭ（例えば、構成２０６～２１２）の範囲のアルゴン濃度を使用
すると、ベースラインの場合に対して、１０％（例えば、構成２０６）～３０％（例えば
、構成２０４）の固有応力の減少となる。言い換えれば、スパッタ堆積のための不活性ガ
ス環境としてヘリウムガスとアルゴンガスとの混合物を使用すると、不活性ガス環境とし
てアルゴンガスのみを使用する場合と比べて、減少したプリベーク固有応力および減少し
たポストベーク固有応力を有する水素化シリコン光学素子が得られる。
【0030】
本明細書に記載されるいくつかの実施はアルゴンガスおよびヘリウムガスの特定の濃度
に関して、および水素化シリコンスパッタリングに関して記載されるが、他の濃度、他の
スパッタリング材料などの他の構成も可能である。
に関して、および水素化シリコンスパッタリングに関して記載されるが、他の濃度、他の
スパッタリング材料などの他の構成も可能である。
【0031】
【0032】
図３は、例示的な光学フィルター３００の図である。図３は、本明細書に記載されるス
パッタ堆積システムを使用して製造される光学フィルターの例示的な積層を示す。図３に
さらに示すように、光学フィルター３００は、光学フィルターコーティング部分３１０お
よび基板３２０を含む。
パッタ堆積システムを使用して製造される光学フィルターの例示的な積層を示す。図３に
さらに示すように、光学フィルター３００は、光学フィルターコーティング部分３１０お
よび基板３２０を含む。
【0033】
光学フィルターコーティング部分３１０は、一組の光学フィルター層を含む。例えば、
光学フィルターコーティング部分３１０は、層３３０－１～３３０－Ｎ＋１（Ｎ≧１）の
第１の組と、層３４０－１～３４０－Ｎの第２の組とを含む。別の例では、光学フィルタ
ーコーティング部分３１０は、単一のタイプの層（例えば、１つ以上の層３３０）、３つ
以上のタイプの層（例えば、１つ以上の層３３０、１つ以上の層３４０、および１つ以上
の他の１つ以上のタイプの層）などであってもよい。いくつかの実施では、層３３０は、
シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、水素化シリコン－ゲルマニウム層などの高屈折率
材料の層（Ｈ層）の組を含むことができる。一部の層はＳｉＧｅなどの特定の材料として
説明され得るが、一部の層は、（少量の）蛍光体、ホウ素、窒化物などを含んでもよい。
いくつかの実施では、層３４０は、二酸化ケイ素層などの低屈折率材料の層（Ｌ層）の組
を含むことができる。さらに、または代替として、Ｌ層は、窒化ケイ素層、Ｔａ２Ｏ５層
、Ｎｂ２Ｏ５層、ＴｉＯ２層、Ａｌ２Ｏ３層、ＺｒＯ２層、Ｙ２Ｏ３層、Ｓｉ３Ｎ４層、
それらの組合せなどを含むことができる。
光学フィルターコーティング部分３１０は、層３３０－１～３３０－Ｎ＋１（Ｎ≧１）の
第１の組と、層３４０－１～３４０－Ｎの第２の組とを含む。別の例では、光学フィルタ
ーコーティング部分３１０は、単一のタイプの層（例えば、１つ以上の層３３０）、３つ
以上のタイプの層（例えば、１つ以上の層３３０、１つ以上の層３４０、および１つ以上
の他の１つ以上のタイプの層）などであってもよい。いくつかの実施では、層３３０は、
シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、水素化シリコン－ゲルマニウム層などの高屈折率
材料の層（Ｈ層）の組を含むことができる。一部の層はＳｉＧｅなどの特定の材料として
説明され得るが、一部の層は、（少量の）蛍光体、ホウ素、窒化物などを含んでもよい。
いくつかの実施では、層３４０は、二酸化ケイ素層などの低屈折率材料の層（Ｌ層）の組
を含むことができる。さらに、または代替として、Ｌ層は、窒化ケイ素層、Ｔａ２Ｏ５層
、Ｎｂ２Ｏ５層、ＴｉＯ２層、Ａｌ２Ｏ３層、ＺｒＯ２層、Ｙ２Ｏ３層、Ｓｉ３Ｎ４層、
それらの組合せなどを含むことができる。
【0034】
いくつかの実施では、光学フィルターコーティング部分３１０は、層の特定量ｍに関連
付けられてもよい。例えば、水素化シリコン－ゲルマニウム系光学フィルターは、２層～
２００層の範囲などの多数の交互層を含むことができる。アルゴンガスとヘリウムガスと
の混合物を含む不活性ガス環境を使用することに基づいて、アルゴンガス環境（ヘリウム
なし）と比べて、固有応力を減らすことができ、それによって、特定の量の層を、２００
未満、１００未満、５０未満、２０未満、１０未満、５未満などの閾値量未満にすること
ができる。このように、本明細書に記載されるいくつかの実施は、閾値厚さ未満の光学フ
ィルターを可能にし、そして、閾値厚さ未満であることから生じる耐久性、反り、曲がり
などに悪影響がない。
付けられてもよい。例えば、水素化シリコン－ゲルマニウム系光学フィルターは、２層～
２００層の範囲などの多数の交互層を含むことができる。アルゴンガスとヘリウムガスと
の混合物を含む不活性ガス環境を使用することに基づいて、アルゴンガス環境（ヘリウム
なし）と比べて、固有応力を減らすことができ、それによって、特定の量の層を、２００
未満、１００未満、５０未満、２０未満、１０未満、５未満などの閾値量未満にすること
ができる。このように、本明細書に記載されるいくつかの実施は、閾値厚さ未満の光学フ
ィルターを可能にし、そして、閾値厚さ未満であることから生じる耐久性、反り、曲がり
などに悪影響がない。
【0035】
いくつかの実施では、光学フィルターコーティング部分３１０の各層は、特定の厚さに
関連付けられてもよい。例えば、層３３０および３４０は、それぞれ、１ｎｍ～１５００
ｎｍ、１０ｎｍ～５００ｎｍなどの厚さに関連付けられてもよい。さらに、または代替と
して、光学フィルターコーティング部分３１０は、０．１μｍ～１００μｍ、０．２５μ
ｍ～１０μｍなどの厚さに関連付けられてもよい。いくつかの例では、層３３０および３
４０のうちの少なくとも１つは、それぞれ、１０００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、または
５ｎｍ未満などの厚さに関連付けられ得る。さらに、または代替として、光学フィルター
コーティング部分３１０は、１００μｍ未満、５０μｍ未満、１０μｍ未満などの厚さに
関連付けられてもよい。
関連付けられてもよい。例えば、層３３０および３４０は、それぞれ、１ｎｍ～１５００
ｎｍ、１０ｎｍ～５００ｎｍなどの厚さに関連付けられてもよい。さらに、または代替と
して、光学フィルターコーティング部分３１０は、０．１μｍ～１００μｍ、０．２５μ
ｍ～１０μｍなどの厚さに関連付けられてもよい。いくつかの例では、層３３０および３
４０のうちの少なくとも１つは、それぞれ、１０００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、または
５ｎｍ未満などの厚さに関連付けられ得る。さらに、または代替として、光学フィルター
コーティング部分３１０は、１００μｍ未満、５０μｍ未満、１０μｍ未満などの厚さに
関連付けられてもよい。
【0036】
いくつかの実施では、特定のシリコン－ゲルマニウム系材料を層３３０のために選択す
ることができる。例えば、ＳｉＧｅ－５０、ＳｉＧｅ－４０、ＳｉＧｅ－６０などの特定
のタイプのシリコン－ゲルマニウムを含むように、層３３０を、選択および／または製造
してもよい（例えば、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を使用するスパッタリング
手順によって）。いくつかの実施では、層３３０は、本明細書に記載されるように、アル
ゴン／ヘリウム不活性ガス環境でのスパッタ堆積手順の結果として、アルゴンおよび／ま
たはヘリウムなどの微量の別の材料を含んでもよい。
ることができる。例えば、ＳｉＧｅ－５０、ＳｉＧｅ－４０、ＳｉＧｅ－６０などの特定
のタイプのシリコン－ゲルマニウムを含むように、層３３０を、選択および／または製造
してもよい（例えば、アルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を使用するスパッタリング
手順によって）。いくつかの実施では、層３３０は、本明細書に記載されるように、アル
ゴン／ヘリウム不活性ガス環境でのスパッタ堆積手順の結果として、アルゴンおよび／ま
たはヘリウムなどの微量の別の材料を含んでもよい。
【0037】
いくつかの実施では、別の材料を層３４０のために選択することができる。例えば、層
３４０は、シリコン層の組、ゲルマニウム層の組、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の組、酸
化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の組、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の組、五酸化ニオブ
（Ｎｂ２Ｏ５）層の組、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層の組、フッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ２）層の組、窒化ケイ素（Ｓ３Ｎ４）層の組、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｚ２）、酸
化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを含む。例えば、光学フィルターコーティング部分３１
０は、シリコン／二酸化ケイ素コーティング、ゲルマニウム／二酸化ケイ素コーティング
、シリコン－ゲルマニウム／二酸化ケイ素コーティングなどであってもよい。
３４０は、シリコン層の組、ゲルマニウム層の組、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の組、酸
化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の組、二酸化チタン（ＴｉＯ２）層の組、五酸化ニオブ
（Ｎｂ２Ｏ５）層の組、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層の組、フッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ２）層の組、窒化ケイ素（Ｓ３Ｎ４）層の組、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｚ２）、酸
化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを含む。例えば、光学フィルターコーティング部分３１
０は、シリコン／二酸化ケイ素コーティング、ゲルマニウム／二酸化ケイ素コーティング
、シリコン－ゲルマニウム／二酸化ケイ素コーティングなどであってもよい。
【0038】
いくつかの実施では、光学フィルターコーティング部分３１０は、スパッタリング手順
を使用して製造することができる。例えば、光学フィルターコーティング部分３１０は、
本明細書に記載されるように、パルスマグネトロン系スパッタリング手順を使用して、ガ
ラス基板または別のタイプの基板上に交互層３３０および３４０をスパッタして製造して
もよい。いくつかの実施では、本明細書に記載されるように、ケイ素をスパッタするため
の第１のカソードおよびゲルマニウムをスパッタするための第２のカソードなど、複数の
カソードをスパッタリング手順に使用することができる。
を使用して製造することができる。例えば、光学フィルターコーティング部分３１０は、
本明細書に記載されるように、パルスマグネトロン系スパッタリング手順を使用して、ガ
ラス基板または別のタイプの基板上に交互層３３０および３４０をスパッタして製造して
もよい。いくつかの実施では、本明細書に記載されるように、ケイ素をスパッタするため
の第１のカソードおよびゲルマニウムをスパッタするための第２のカソードなど、複数の
カソードをスパッタリング手順に使用することができる。
【0039】
いくつかの実施では、約２８０℃の温度での、または約２００℃～約４００℃での第１
のアニーリング手順、約３２０℃の温度での、または約２５０℃～約３５０℃での第２の
アニーリング手順など、１つ以上のアニーリング手順を使用して、光学フィルターコーテ
ィング部分３１０をアニールすることができる。
のアニーリング手順、約３２０℃の温度での、または約２５０℃～約３５０℃での第２の
アニーリング手順など、１つ以上のアニーリング手順を使用して、光学フィルターコーテ
ィング部分３１０をアニールすることができる。
【0040】
【0041】
図４は、本明細書で説明される例示的な実施４００の図である。図４に示すように、例
示的な実施４００は、センサーシステム４１０を含む。センサーシステム４１０は、光学
システムの一部であってもよく、センサー判定に対応する電気出力を提供してもよい。セ
ンサーシステム４１０は、光学フィルター４３０を含む光学フィルター構造４２０と、光
学センサー４４０とを含む。例えば、光学フィルター構造４２０は、光学干渉機能を実行
する光学フィルター４３０、または偏光ビーム分割機能、逆偏光ビーム分割機能などの別
のタイプの光学フィルターを含むことができる。センサーシステム４１０は、光信号をタ
ーゲット４６０（例えば、人、物体など）に向けて送信する光送信機４５０を含む。
示的な実施４００は、センサーシステム４１０を含む。センサーシステム４１０は、光学
システムの一部であってもよく、センサー判定に対応する電気出力を提供してもよい。セ
ンサーシステム４１０は、光学フィルター４３０を含む光学フィルター構造４２０と、光
学センサー４４０とを含む。例えば、光学フィルター構造４２０は、光学干渉機能を実行
する光学フィルター４３０、または偏光ビーム分割機能、逆偏光ビーム分割機能などの別
のタイプの光学フィルターを含むことができる。センサーシステム４１０は、光信号をタ
ーゲット４６０（例えば、人、物体など）に向けて送信する光送信機４５０を含む。
【0042】
本明細書で説明される実施は、センサーシステムにおける光学フィルターに関して説明
されてもよいが、本明細書で説明される実施は、別のタイプのシステムで使用されてもよ
く、センサーシステムの外部などで使用されてもよい。
されてもよいが、本明細書で説明される実施は、別のタイプのシステムで使用されてもよ
く、センサーシステムの外部などで使用されてもよい。
【0043】
さらに図４に参照番号４７０で示すように、入力光信号は、光フィルター構造４２０に
向けられる。入力光信号は、光送信機４５０によって放射されるＮＩＲ光、ＭＩＲ光など
、およびセンサーシステム４１０が利用されている環境からの周囲光を含むことができる
。例えば、光学フィルター４３０がバンドパスフィルターである場合、光送信機４５０は
（例えば、ターゲット４６０によって実行されるジェスチャーの）ジェスチャー認識シス
テムのためにユーザーへＮＩＲ光を向け、そしてＮＩＲ光は、光学センサー４４０がＮＩ
Ｒ光の測定を実行可能にするために、光学センサー４４０へターゲット４６０（例えば、
ユーザー）から反射されてもよい。この場合、周囲光は、１つ以上の周囲光源（例えば、
電球または太陽）から光学センサー４４０に向かってもよい。
向けられる。入力光信号は、光送信機４５０によって放射されるＮＩＲ光、ＭＩＲ光など
、およびセンサーシステム４１０が利用されている環境からの周囲光を含むことができる
。例えば、光学フィルター４３０がバンドパスフィルターである場合、光送信機４５０は
（例えば、ターゲット４６０によって実行されるジェスチャーの）ジェスチャー認識シス
テムのためにユーザーへＮＩＲ光を向け、そしてＮＩＲ光は、光学センサー４４０がＮＩ
Ｒ光の測定を実行可能にするために、光学センサー４４０へターゲット４６０（例えば、
ユーザー）から反射されてもよい。この場合、周囲光は、１つ以上の周囲光源（例えば、
電球または太陽）から光学センサー４４０に向かってもよい。
【0044】
別の例では、複数の光線をターゲット４６０に向けることができ、複数の光線のサブセ
ットを光学フィルター構造４２０に向けて反射させることができ、光学フィルター構造４
２０は図示のように、光学センサー４４０に対して傾いた角度で配置することができる。
いくつかの実施では、別の傾斜角度（例えば、バンドパスフィルターに対して０度傾斜角
度）を使用することができる。いくつかの実施では、光学フィルター構造４２０は、光学
センサー４４０から距離をおいて配置されるのではなく、光学センサー４４０上に直接配
置および／または形成されてもよい。例えば、光学フィルター構造４２０は、例えば、フ
ォトリソグラフィー、スパッタ堆積技術（例えば、スパッタ堆積のための不活性ガス混合
物としてアルゴンガスおよびヘリウムガスを使用する）などを使用して、光学センサー４
４０上にコーティングおよびパターン化されてもよい。別の例では、光送信機４５０は、
ＮＩＲ光を別のタイプのターゲット４６０に向けることができ（例えば、車両の近くの物
体を検出するため、盲人の近くの物体を検出するため、物体の近くを検出するため（例え
ば、ＬＩＤＡＲ技術を使用して）など）、その結果、ＮＩＲ光および周囲光を光学センサ
ー４４０に向けることができる。
ットを光学フィルター構造４２０に向けて反射させることができ、光学フィルター構造４
２０は図示のように、光学センサー４４０に対して傾いた角度で配置することができる。
いくつかの実施では、別の傾斜角度（例えば、バンドパスフィルターに対して０度傾斜角
度）を使用することができる。いくつかの実施では、光学フィルター構造４２０は、光学
センサー４４０から距離をおいて配置されるのではなく、光学センサー４４０上に直接配
置および／または形成されてもよい。例えば、光学フィルター構造４２０は、例えば、フ
ォトリソグラフィー、スパッタ堆積技術（例えば、スパッタ堆積のための不活性ガス混合
物としてアルゴンガスおよびヘリウムガスを使用する）などを使用して、光学センサー４
４０上にコーティングおよびパターン化されてもよい。別の例では、光送信機４５０は、
ＮＩＲ光を別のタイプのターゲット４６０に向けることができ（例えば、車両の近くの物
体を検出するため、盲人の近くの物体を検出するため、物体の近くを検出するため（例え
ば、ＬＩＤＡＲ技術を使用して）など）、その結果、ＮＩＲ光および周囲光を光学センサ
ー４４０に向けることができる。
【0045】
図４に参照番号４８０によってさらに示すように、光信号の一部は、光学フィルター４
３０および光フィルター構造４２０を通過する。例えば、光学フィルター４３０のシリコ
ン－ゲルマニウム層（例えば、高屈折率材料）と別のタイプの材料層（例えば、二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ２）などの低屈折率材料）とを交互に配置することにより、光の第１の偏光
を第１の方向に反射させることができる。この場合、スパッタリングのための不活性ガス
環境としてアルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を用いたスパッタ堆積技術を使用する
ことに基づいて、他の技術と比べて、光学フィルター４３０内の固有応力の量を減らすこ
とができ、それによって、光学フィルター４３０の厚さを減らすこと、センサーシステム
４１０のサイズを小さくすることなどが可能になる。
３０および光フィルター構造４２０を通過する。例えば、光学フィルター４３０のシリコ
ン－ゲルマニウム層（例えば、高屈折率材料）と別のタイプの材料層（例えば、二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ２）などの低屈折率材料）とを交互に配置することにより、光の第１の偏光
を第１の方向に反射させることができる。この場合、スパッタリングのための不活性ガス
環境としてアルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を用いたスパッタ堆積技術を使用する
ことに基づいて、他の技術と比べて、光学フィルター４３０内の固有応力の量を減らすこ
とができ、それによって、光学フィルター４３０の厚さを減らすこと、センサーシステム
４１０のサイズを小さくすることなどが可能になる。
【0046】
図４に参照番号４９０によってさらに示され、光学センサー４４０に伝わる光信号の部
分に基づいて、光学センサー４４０は、ユーザーのジェスチャーを認識する際、または物
体の存在を検出する際の使用などのために、センサーシステム４１０に出力電気信号を提
供することができる。いくつかの実施では、光学フィルター４３０および光学センサー４
４０の別の配置を利用することができる。例えば、光信号の第２の部分を入力光信号と同
一直線上に通過させるのではなく、光フィルター４３０は、光信号の第２の部分を異なる
位置にある光学センサー４４０に向け別の方向に向けることができる。別の例では、光学
センサー４４０は、アバランシェフォトダイオード、シリコン系検出器、インジウム－ガ
リウム－ヒ素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、赤外線検出器などとすることができる。
分に基づいて、光学センサー４４０は、ユーザーのジェスチャーを認識する際、または物
体の存在を検出する際の使用などのために、センサーシステム４１０に出力電気信号を提
供することができる。いくつかの実施では、光学フィルター４３０および光学センサー４
４０の別の配置を利用することができる。例えば、光信号の第２の部分を入力光信号と同
一直線上に通過させるのではなく、光フィルター４３０は、光信号の第２の部分を異なる
位置にある光学センサー４４０に向け別の方向に向けることができる。別の例では、光学
センサー４４０は、アバランシェフォトダイオード、シリコン系検出器、インジウム－ガ
リウム－ヒ素（ＩｎＧａＡｓ）検出器、赤外線検出器などとすることができる。
【0047】
【0048】
このようにして、光学素子、光学フィルター、光学システム、センサーシステムなどを
、スパッタ堆積手順を使用して製造することができる。スパッタリングのための不活性ガ
ス環境としてアルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を使用することに基づいて、光学フ
ィルターのスパッタ層に埋め込まれるアルゴンイオンの量を減らすことができ、それによ
って、アルゴンガス環境（ヘリウムガスなし）を使用する場合と比べて、スパッタ層内の
固有応力の量を減らすことができる。この場合、スパッタ層内の固有応力の量を減らすこ
とに基づいて、スパッタ層、光学システム、センサーシステムなどの厚さを、過度の曲が
り、反りなどなしに（固有応力の量が増大したスパッタ層と比べて）減らすことができる
。
、スパッタ堆積手順を使用して製造することができる。スパッタリングのための不活性ガ
ス環境としてアルゴンガスとヘリウムガスとの混合物を使用することに基づいて、光学フ
ィルターのスパッタ層に埋め込まれるアルゴンイオンの量を減らすことができ、それによ
って、アルゴンガス環境（ヘリウムガスなし）を使用する場合と比べて、スパッタ層内の
固有応力の量を減らすことができる。この場合、スパッタ層内の固有応力の量を減らすこ
とに基づいて、スパッタ層、光学システム、センサーシステムなどの厚さを、過度の曲が
り、反りなどなしに（固有応力の量が増大したスパッタ層と比べて）減らすことができる
。
【0049】
前述の開示は、例示および説明を提供するが、網羅的であることまたは実施を開示され
た厳密な形態に限定することを意図しない。修正および変形が上記の開示に照らして可能
であり、または実装の実施から獲得されてもよい。
た厳密な形態に限定することを意図しない。修正および変形が上記の開示に照らして可能
であり、または実装の実施から獲得されてもよい。
【0050】
本明細書では、いくつかの実施を閾値に関連して説明する。本明細書中で使用されるよ
うに、閾値を満足することは、閾値より大きい値、閾値より大きい値、閾値より高い値、
閾値以上の値、閾値より小さい値、閾値より少ない値、閾値より低い値、閾値以下の値、
閾値と等しい値などを指し得る。
うに、閾値を満足することは、閾値より大きい値、閾値より大きい値、閾値より高い値、
閾値以上の値、閾値より小さい値、閾値より少ない値、閾値より低い値、閾値以下の値、
閾値と等しい値などを指し得る。
【0051】
特徴の特定の組み合わせが特許請求の範囲に記載され、および／または明細書に開示さ
れているが、これらの組み合わせは、可能な実施の開示を限定することを意図していない
。実際、これらの特徴の多くは、特許請求の範囲に具体的に記載されていない、および／
または本明細書に開示されていない方法で組み合わせることができる。以下に列挙される
各従属請求項は、１つの請求項のみに直接従属し得るが、可能な実施の開示は、請求項セ
ットにおける他の全ての請求項と組み合わせた各従属請求項を含む。
れているが、これらの組み合わせは、可能な実施の開示を限定することを意図していない
。実際、これらの特徴の多くは、特許請求の範囲に具体的に記載されていない、および／
または本明細書に開示されていない方法で組み合わせることができる。以下に列挙される
各従属請求項は、１つの請求項のみに直接従属し得るが、可能な実施の開示は、請求項セ
ットにおける他の全ての請求項と組み合わせた各従属請求項を含む。
【0052】
本明細書で使用される要素、動作、または命令はそのように明示的に説明されない限り
、重要または必須であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用されるように
、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、１つ以上の項目を含むことが意図され、「１つ以上」と
交換可能に使用され得る。さらに、本明細書で使用されるように、用語「組」は１つ以上
の項目（例えば、関連する項目、関連しない項目、関連する項目と関連しない項目との組
み合わせなど）を含むように意図され、「１つ以上」と交換可能に使用され得る。１つの
項目のみを意図する場合には、「１つの」という用語又は類似した文言が使用されている
。また、本明細書で使用されるように、用語「有する」、「有する」、「有する」などは
、限定されない用語であることが意図される。さらに、「に基づく」という語句は特に明
記しない限り、「に少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図している。
、重要または必須であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用されるように
、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、１つ以上の項目を含むことが意図され、「１つ以上」と
交換可能に使用され得る。さらに、本明細書で使用されるように、用語「組」は１つ以上
の項目（例えば、関連する項目、関連しない項目、関連する項目と関連しない項目との組
み合わせなど）を含むように意図され、「１つ以上」と交換可能に使用され得る。１つの
項目のみを意図する場合には、「１つの」という用語又は類似した文言が使用されている
。また、本明細書で使用されるように、用語「有する」、「有する」、「有する」などは
、限定されない用語であることが意図される。さらに、「に基づく」という語句は特に明
記しない限り、「に少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図している。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3】
【図4】
