CN101688294B - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够容易地形成均匀的膜厚的覆膜、并且批量生产率良好的成膜装置。为此，具备具有多个基材保持部(7)的基材保持器(2)、和成膜用蒸发源(3)。成膜用蒸发源(3)包括圆筒状靶(11)，在圆筒状靶(11)的表面上形成有具有与其中心轴平行的方向的两条直线部和将这些直线部的两端彼此连接的弧状部的形状的腐蚀区域，成膜粒子从该腐蚀区域向圆筒状靶(11)的径向外侧蒸发。基材保持器(2)将各基材(W)沿基材保持部(7)的排列方向移动，以使其凹状成膜面(S)分别位于与腐蚀区域相对向的成膜位置。

Description

成膜装置

技术领域

本发明涉及用来使成膜粒子堆积在例如滑动轴承的半部所具有的凹状面上而形成覆膜的成膜装置。

背景技术

近年来，因为汽车发动机的高输出化等的缘由，例如滑动轴承那样的滑动部件的耐久性及耐烧伤性变得重要。滑动轴承一般具备将圆筒2分割的形状的一对半圆筒部，将它们组合为筒状而使用。

作为用来改善这样的半圆筒部的内面的耐久性、耐烧伤性的手段，在特许2679920号公报(专利文献1)及特许2838032号公报(专利文献2)中，记载了在半圆筒状基材的内面上通过溅射法、电弧离子电镀法等物理蒸镀法形成滑动特性良好的材料、例如AlSn合金的覆膜的技术。在上述物理蒸镀法中，通过使蒸发源相对向于上述凹状成膜面、从该蒸发源将蒸气供给到上述凹状成膜面上而使其堆积，进行向上述半圆筒状基材的内面即凹状成膜面的成膜。

但是，在该物理蒸镀法中，有难以确保覆盖在半圆筒状基材的凹状成膜面上的覆膜的均匀性的问题。以溅射法为例，参照图7说明其理由。

图7所示的溅射蒸发源31配置为使其相对向于部分圆筒状基材W的凹状成膜面S，具备靶、和在其表面附近形成等离子P的机构。上述等离子P使溅射原子从在上述靶表面上相对向于上述等离子P的部位上形成的腐蚀区域蒸发，朝向上述凹状成膜面S飞散。

但是，上述溅射原子主要向蒸发面的法线方向较多地释放，有直进的倾向。此外，在凹状成膜面S上，也是其中的正对着上述蒸发源31的底部比外周缘部附近更容易受到蒸气。通过它们的倾向相乘地组合，凹状成膜面S的底部相对地变厚，其外周缘部附近膜厚变薄。进而，在外周缘部附近，成膜粒子的前进路径与覆盖面所成的角度变浅，所以形成在该外周缘部附近的覆膜有成为多孔而脆弱的结构的倾向。

这样的问题在溅射法以外的其他物理蒸镀法中也存在。

所以，在特开2004-10915号公报(专利文献3)中，公开了用来在凹状成膜面上形成均匀的膜的磁控管溅射装置。该装置具备磁铁式靶单元(磁控管蒸发源)，该靶单元具备具有形成为旋转曲面状的前端部的单管、形成在该前端部的表面上的靶、和配置在上述单管的内部中的磁铁。上述靶配置在基材的凹状成膜面的内侧，通过从该靶的表面飞散的溅射粒子堆积在上述凹状成膜面上而形成覆膜。

通常，磁控管蒸发源如上述靶单元那样具备靶、和产生形成贯穿其表面而出入的磁力线那样的磁场的磁场形成机构，所以能够通过该磁场的作用将放电等离子关入在靶表面附近，由此能够提高靶部件的利用率。

例如，在特开平5-295536号公报(专利文献4)、及特开2003-96562号公报(专利文献5)的图6中记载的磁控管蒸发源具备配置在靶的背面侧的直线状的中央磁铁、和包围其周围而配置的外周磁铁。该中央磁铁及该外周磁铁的磁极相互不同，在两磁铁之间的区域中形成贯穿上述靶而将该中央磁铁与该外周磁铁连接的磁力线。

形成该磁力线的磁场由于具有由两条直线部和将其两端连接的弧状部构成的形状，所以称作跑道状磁场。上述放电等离子由于被该跑道状磁场关入，所以在靶的表面附近形成跑道状的放电等离子。在相对向于该跑道状等离子的靶表面上，形成大范围的跑道状的腐蚀区域。

但是，在引用文献3中记载的溅射装置中，由于需要对每个基板进行各成膜，所以生产效率较差。

【专利文献1】特许2679920号公报

【专利文献2】特许2838032号公报

【专利文献3】特开2004-10915号公报

【专利文献4】特开平5-295536号公报

【专利文献5】特开2003-96562号公报(图6)

发明内容

本申请发明是鉴于这样的问题而做出的，目的是提供一种在用来在如构成滑动轴承的半圆筒部件那样具有凹状成膜面的基材的该凹状成膜面上进行成膜的装置中、能够容易地形成均匀的膜厚的覆膜、并且批量生产率良好的成膜装置。

因此，有关本发明的成膜装置，具备：基材保持器，具有保持分别具有凹状成膜面的多个基材的多个基材保持部；成膜用蒸发源，包括作为上述成膜粒子的原料的圆筒状靶，在上述圆筒状靶的表面上形成有其形状由与该圆筒状靶的中心轴平行的方向的两条直线部和将这些直线部的两端彼此连接的弧状部构成的腐蚀区域，上述成膜粒子从该腐蚀区域向上述圆筒状靶的径向外侧蒸发。

上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在具有与上述圆筒状靶的中心轴平行的中心轴的圆筒面上沿着该圆筒面的周向相互排列、并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒面的径向外侧，上述基材保持器可绕上述圆筒面的中心轴旋转地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。

或者，也可以是，上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在与上述圆筒状靶的中心轴平行的平面上沿与该中心轴正交的方向排列，并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒状靶侧，上述基材保持器可沿着上述基材保持部的排列方向直线移动地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。

根据上述成膜装置，由于从圆筒状靶的表面的腐蚀区域蒸发的成膜粒子被沿该腐蚀区域的法线方向释放，所以与平板型蒸发源相比能够扩大成膜粒子的释放方向。这使得即使上述基材的凹状成膜面的曲率稍稍变化，也能够使从形成在圆筒状靶的表面上的腐蚀区域蒸发而释放的成膜粒子均匀地堆积到该凹状成膜面的各部位上。

进而，上述基材保持器通过其旋转或直线移动，能够分别使各基材位于各基材的凹状成膜面与上述腐蚀区域相对向而从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子能够堆积到上述凹状成膜面上的成膜位置。由此，向多个基材的凹状成膜面的成膜效率提高。

附图说明

图1是有关本发明的第1实施方式的成膜装置的主要部分的截面俯视图。

图2(A)是表示堆迭了多个部分筒状基材的堆叠体的立体图，图2(B)是保持上述堆叠体的保持器主体的立体图。

图3是表示上述保持器主体的保持凹部的附近部分的局部放大剖视图。

图4是构成设在上述成膜装置的圆筒状靶的内侧的磁场发生装置的磁铁的概略主视图。

图5是表示使上述磁场发生装置沿上述圆筒状靶的周向移动的状态的保持器主体及圆筒状磁控管溅射蒸发源的截面俯视图。

图6是有关本发明的第2实施方式的成膜装置的主要部分的截面俯视图。

图7是表示以往的部分筒状基材的凹状成膜面的成膜状态的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5对有关本发明的第1实施方式的溅射成膜装置进行说明。

图1所示的溅射成膜装置具备真空室1、设在真空室1内的基材保持器2、和磁控管溅射蒸发源3。上述基材保持器2保持分别具有凹状成膜面S的多个部分圆筒状基材W，上述磁控管溅射蒸发源3使成膜粒子堆积在上述各部分圆筒状基材W的凹状成膜面S上而形成覆膜。

在上述磁控管溅射蒸发源3上，连接着对该蒸发源3供给溅射电力的溅射电源(图示省略)。在上述真空室1上，连接着用来将该真空室1内维持为规定的气压的减压装置及溅射气体供给装置，在成膜时，将氩气等溅射气体(放电气体)向真空室1内通常导入0.01～10Pa左右。在上述减压装置及上述气体供给装置中都可以采用周知的结构，所以省略了其图示。

作为上述部分圆筒状基材W，代表性地可以举出半分割构造的滑动轴承的半圆筒状基材。在汽车发动机用的滑动轴承的情况下，半圆筒的直径是50mm左右，其高度是15mm左右。该程度的尺寸的部分圆筒状基材W如图2(A)所示，能够在沿筒轴方向相互堆迭而构成堆叠体的状态下被基材保持器2保持。但是，作为本发明的成膜对象的基材的形状除了具有凹状成膜面的条件以外并没有特别限定，除了上述部分筒状基材以外，例如也可以是凹面反射镜那样的结构。

上述基材保持器2具备圆筒状的保持器主体6、和位于其中心轴上的旋转中心轴4，支承在上述真空室1中以使其以该旋转中心轴4为中心旋转自如，更优选的是受马达等驱动机构旋转驱动。

如图2(B)所示，在上述保持器主体6的外周面(圆筒面)上，用来保持由上述部分圆筒状基材W构成的各堆叠体的多个保持凹部(基材保持部)7沿该保持器主体6的周向排列设置。各保持凹部7具有上述堆叠体能够嵌入的半圆筒状(即构成圆筒面的一部分的形状)的底面，形成为，使其中心轴与上述旋转中心轴4平行。更具体地讲，由上述各部分圆筒状基材W构成的堆叠体通过以该部分圆筒状基材W的凹状成膜面S朝向上述保持器主体6的外周面的径向外侧的姿势嵌入在上述保持凹部7中，被该保持器主体6保持。

在图中所示的装置中，为了使部分圆筒状基材W向各保持凹部7的搭载变得容易，以上述旋转中心轴4朝向铅直方向的姿势设置有上述基材保持器2。但是，基材保持器2的旋转中心轴4也可以朝向其他方向。此外，形成在保持器主体6上的基材保持部并不限于上述那样的保持凹部7，只要是能够保持具有凹状成膜面的基材的结构就可以。

如图3所示，在上述保持器主体6上，形成有与其保持凹部7平行地延伸的冷却水路8及气体流路9。冷却水路8设置在能够将上述保持器主体6的至少保持凹部7及其附近部位冷却的位置上。喷出孔9a从上述气体流路9延伸到保持凹部7的底面，经由该气体流路9及该喷出孔9a，对位于上述保持凹部7的底面与保持在其中的部分圆筒状基材W的堆叠体之间的空间中供给氦气或氩气等热传递用的惰性气体。该气体在成膜时将在部分圆筒状基材W中产生的热迅速地传递给保持器主体6。该热传递的促进除了热传递用气体的供给以外，通过在上述空间部中附设铝或铟等热传递性良好的软质金属部件也能够达到。这些热传递促进机构在本发明并不是必须的结构。

上述磁控管溅射蒸发源3具有圆筒状靶11、设在其内侧的磁场发生装置12、和用来将其固定的图示省略的转动固定机构。

上述圆筒状靶11配置为，使其中心轴与上述基材保持器2的旋转中心轴4平行，并且设置为，使其绕其中心轴旋转自如。上述磁场发生装置12配置为，使其能够绕上述圆筒状靶11的中心轴与该圆筒状靶11独立地转动。上述转动固定机构将上述磁场发生装置12在任意的转动位置固定。

上述磁场发生装置12是用来在成膜时产生跑道状磁场而在上述圆筒状靶11的表面上形成跑道状的腐蚀区域的装置，具备中央磁铁13及外周磁铁14、和将这些磁铁13、14彼此磁连接的磁短路部件15。

如图4所示，上述中央磁铁13具有沿一个方向延伸的形状，配置为，使其长度方向与上述圆筒状靶11的中心轴平行。上述外周磁铁14呈包围上述中央磁铁13的跑道状。即，具有在上述中央磁铁13的左右两侧与其平行地延伸的两条直线状部分14a、和将这些直线状部分14a的两端彼此连接的圆弧状部分14b。上述中央磁铁13及上述外周磁铁14配置为，使各自的磁性相互相反，以沿着两磁铁13、14间的跑道状空间形成贯穿上述圆筒状靶11而横跨两磁铁13、14的磁力线。上述磁短路部件15配置在上述两磁铁13、14的径向的内侧，具有跨越两磁铁13、14的圆弧状截面。

将形成上述那样的形态的磁力线的磁场称作跑道状磁场。但是，有关本发明的磁场发生装置形成的磁场并不限于上述跑道状磁场。例如，也可以形成使跑道形状的区域的更内侧也为腐蚀区域的磁场。进而，形成的磁力线的两条直线部也可以不是准确地平行的，此外，将这些直线部连结的部分也可以不是准确的圆弧。即，只要整体上是跑道状就可以，也可以有一些变形。

作为上述磁场发生装置12的磁铁13、14的材料，优选的是钐钴或钕磁铁等残留磁通密度较大的磁铁，但也可以使用铁素体磁铁或超传导磁铁等其他种类的磁铁或电磁铁。此外，也可以是将永久磁铁与电磁铁组合等、将多个磁发生源组合的结构。

如果形成上述跑道状磁场，则将圆筒状靶11作为阴极而产生辉光放电，由此产生放电等离子。由于该放电等离子在圆筒状靶11的表面附近被关入在上述跑道状磁场中，所以结果形成跑道状的放电等离子P，沿着该放电等离子P而在上述圆筒状靶11的表面上形成成膜粒子溅射蒸发的区域、即跑道状的腐蚀区域。

上述圆筒状靶11的外径通常是100mm～250mm左右，一般设定为130mm～200mm左右。上述圆筒状靶11的轴长更优选地设定为，使圆筒状靶11表面的腐蚀区域的直线部相对向于堆叠体整体。一般，优选的是比设置在基材保持器2中的部分圆筒状基材W的堆叠体的全长长20cm到40cm左右。

通过上述跑道状的等离子P形成的腐蚀部具有两端部的圆弧部、和夹设在其之间的两条直线部，在两直线部彼此之间产生某种程度的间隔。该间隔可以通过圆筒状靶11的直径或磁场的设计来调节，代表性地是30mm～100mm左右。

如图1及图5所示，形成在上述圆筒状靶11的表面上的腐蚀区域的直线部的法线方向、即在垂直于上述圆筒状靶11的中心轴的平面上将形成在圆筒状靶11的表面上的腐蚀区域的直线部与圆筒状靶11的中心轴连结的直线(以下有称作“释放蒸发中心线”的情况)的方向如图1所示，相对于连结基材保持器2的旋转中心轴4与圆筒状靶11的中心轴的基准线SL具有规定的角度θ1、θ2。在上述磁场发生装置12的中央磁铁13位于上述基准线SL上的情况下，为θ1＝θ2。一般，(θ1+θ2)设定为20°～80°左右。另外，在腐蚀区域不是跑道状而是实心的长圆状的情况下，认为在该区域内密集地存在多个直线部，上述释放蒸气中心线相对于基准线的角度只要对最外侧的直线部决定就可以。

在溅射成膜时，如果使用上述圆筒状的磁控管溅射蒸发源3，则与使用以往的平板状磁控管蒸发源(例如图7的溅射蒸发源31)的情况相比，能够将从腐蚀区域的直线部溅射蒸发的蒸气的释放方向相对于基准线扩大。这能够使朝向搭载在上述基材保持器2上的部分圆筒状基材W的凹状成膜面S的外周缘附近的蒸气量增加而抑制成膜面的部位的差异带来的膜厚的不均匀。

此外，圆筒状靶11在磁场发生装置12的位置被固定的状态下能够与磁场发生装置12独立地旋转，该旋转能够一边使在该圆筒状靶11的表面上通过上述放电等离子P及上述磁场发生装置12形成腐蚀区域的部位偏移一边成膜。这能够实现靶材料的利用率的提高。

进而，上述基材保持器2的旋转能够使分别保持在其保持凹部7中的部分圆筒状基材W依次位于规定的成膜位置、即其凹状成膜面S与上述腐蚀区域相对向而从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子能够堆积到上述凹状成膜面上的位置。这使向各凹状成膜面S的成膜效率显著地提高。

另一方面，由于上述磁场发生装置12能够与圆筒状靶11另外地沿圆筒状靶11的周向移动，所以如图5所示，能够使溅射靶表面的跑道状的等离子的朝向相对于基准线沿上述周向变化。这能够每隔规定时间或每隔基材保持器2的规定转数使圆筒状靶11的周向的角度适当变化，使蒸气的释放角度、即释放蒸气中心线与基准线所成的角度θ1、θ2变化，由此，能够使覆膜膜厚的均匀性进一步提高。

在图5所示的例子中是θ1＞θ2，但其中成较大侧的角度θ1的区域中的释放蒸气主要堆积在部分圆筒状基材W的凹状成膜面S的外周缘部上。因而，该角度θ1也可以在上述释放蒸气中心线达到凹状成膜面S的外周缘附近的范围内设定得较大。另一方面，由于成较小侧的角度θ2的区域中的释放蒸气主要堆积在凹状成膜面S的底部，所以能够在比上述θ1小的范围内自由地设定。但是，由于通过中央磁铁13和外周磁铁14的配置决定了(θ1+θ2)的大小，所以如果θ1(或θ2)决定了，则另一个θ1(或θ2)自然决定了。当然，可以在如图那样变化为θ1＞θ2之后使磁场发生装置12向相反侧移动以使θ2＞θ1，以使得部分圆筒状基材W的凹状成膜面S的外周缘两端部成为均等的膜厚。在将磁场发生装置12固定在图1所示的位置上的状态下使用成膜装置的情况下，由于凹状成膜面S的外周缘附近中的主要被成膜的只是单侧部分，所以只要配置具备另外的圆筒状靶的磁控管溅射蒸发源以使其相对于基准线为对称就可以。

上述θ1或θ2(以下单记作“θ”)的适当的角度范围也取决于保持器主体6的直径，但由于实际的保持器主体6的直径是0.6～1.5m左右，所以在此情况下θ优选为10°～40°左右。更优选的是15°～30°左右。如果不到10°，则从另一腐蚀区域的直线部释放的蒸气带来的向凹状成膜面S的外周缘附近的蒸气的堆积变得不充分。另一方面，如果超过40°，则从一个腐蚀区域的直线部释放的蒸气散逸到保持器主体6外，所以成膜效率下降。

接着，参照附图6说明有关本发明的第2实施方式的成膜装置。由于该第2实施方式与上述第1实施方式的结构的差异只是关于基材保持器的结构，所以以此为中心进行说明，与第1实施方式的成膜装置相同的部件赋予相同的附图标记而将其说明简化或省略。

有关该第2实施方式的成膜装置代替上述圆筒状的基材保持器2而具备长方体状的基材保持器2A。该基材保持器2A设置在真空室1内，以使其在图例中能够沿横向(水平方向)直线移动，受图示省略的驱动机构向同向驱动。该基材保持器2A具有相对向于圆筒状靶11的平面状的侧面(与该圆筒状靶11的中心轴平行的平面)，在该侧面上，形成有沿上述横向即其可移动方向排列的多个保持凹部7A。在各保持凹部7A中，嵌入着由多个部分圆筒状基材W构成的堆叠体。在各堆叠体中，在上述各部分圆筒状基材W的凹状成膜面S的中心轴一致的状态下堆迭这些部分圆筒状基材W，在此状态下将这些部分圆筒状基材W保持在上述保持凹部7A内。

有关该第2实施方式的磁控管溅射蒸发源3配置在上述基材保持器2A的正面上。该磁控管溅射蒸发源3的圆筒状靶11以其中心轴朝向上下方向的姿势立设，以使其相对向于上述保持凹部7A。换言之，上述基材保持器2的各保持凹部7在与上述圆筒状靶11的中心轴平行的平面(在该实施方式中是垂直面)上沿与该中心轴正交的方向(在该实施方式中是左右方向)排列，保持上述各部分圆筒状基材W以使其凹状成膜面朝向上述圆筒状靶11侧。并且，上述基材保持器2设置在上述真空室1内，以使其能够沿着这些保持凹部7的排列方向直线移动。

在该第2实施方式中，上述基材保持器2通过其直线移动，也能够使分别保持在其保持凹部7中的部分圆筒状基材W依次位于规定的成膜位置、即其凹状成膜面S与上述腐蚀区域相对向而从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子能够堆积到上述凹状成膜面上的位置，由此，能够使向各凹状成膜面S的成膜的效率显著地提高。

在该第2实施方式中，在垂直于上述圆筒状靶11的中心轴的平面中，设有通过上述圆筒状靶11的中心线、并且垂直于上述保持器主体6A的移动方向的方向的基准线SL。与上述第1实施方式同样，上述磁控管溅射蒸发源3的磁场发生装置12形成具有两条直线部和其两端的圆弧部的跑道状磁场，将由该直线部形成在圆筒状靶11的表面上的腐蚀区域的直线部与圆筒状靶11的中心轴连结的直线、即释放蒸气中心线与第1实施方式同样，相对于上述基准线SL成θ1及θ2的角度。由于有关该第2实施方式的保持器主体6A的保持凹部7A在平面上排列，所以即使与第1实施方式相比角度θ1或θ2较大，也能够将溅射粒子堆积在搭载于保持器主体6A上的部分圆筒状基材W的凹状成膜面S的外周缘附近。但是，为了在实现从圆筒状靶11的腐蚀区域产生的溅射蒸气的有效利用的同时在凹状成膜面S的外周缘附近成膜均匀的膜厚的覆膜，可以设定为10°～50°左右、优选为10°～40°左右、更优选为15°～35°左右。

有关上述第1及第2实施方式的成膜装置是将上述圆筒状靶11作为溅射蒸发源、使从上述圆筒状靶11的表面释放的成膜粒子堆积到部分圆筒状基材W的凹状成膜面S上而形成覆膜的溅射装置，但有关本发明的成膜装置也可以是将上述圆筒状靶11作为电弧蒸发源、使从上述圆筒状靶11的蒸发面通过电弧放电蒸发且离子化的成膜粒子堆积到被外加了负的偏压的部分圆筒状基材W的凹状成膜面S上而形成覆膜的电弧离子电镀(AIP)装置。在此情况下，也通过将磁铁或电磁线圈等磁场发生装置配置在圆筒状靶的内侧、形成沿中心轴方向较长的跑道状磁场，能够以跑道状扫描电弧斑，由此能够形成跑道状的腐蚀区域。该腐蚀区域也并不限于跑道状，也可以是也包含跑道状部分的内侧部分的实心长圆状的区域。

上述圆筒状蒸发源优选的是，在垂直于上述圆筒状靶的中心轴的平面中，使连结上述圆筒状靶的中心轴与上述腐蚀区域的直线部的直线、和连结上述保持器主体的中心轴与上述圆筒状靶的中心轴的基准线所成的角度中的至少一个角度为10°～40°的范围。

以上，根据有关本发明的成膜装置，由于从圆筒状靶的表面的腐蚀区域蒸发的成膜粒子被沿着该腐蚀区域的法线方向释放，所以与以往的平板型蒸发源相比扩大了成膜粒子的释放方向。因此，能够使从成膜面的腐蚀区域释放的成膜粒子均匀地堆积到被基材保持器保持的基材的凹状成膜面上。此外，在上述圆筒状靶中，由于沿着其轴向在大范围内形成腐蚀区域，所以靶的利用效率较高，生产率良好。进而，上述基材保持器的旋转或直线移动能够分别使各基材位于各基材的凹状成膜面与上述腐蚀区域相对向而从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子能够堆积到上述凹状成膜面上的成膜位置。这提高了向多个基材的凹状成膜面的成膜效率。

此外，在与上述圆筒状靶的采用相结合、将多个基材以层叠的状态保持在基材保持器的各基材保持部中的情况下，能够在多个基材的凹状成膜面上同时进行成膜，批量生产率提高。

关于上述基材保持器，基材保持部是保持凹部，该保持凹部具有一底面，该底面被形成为构成一部分圆筒面的形状，并且上述基材嵌入到该底面上，更优选的是这些保持凹部沿与上述圆筒面的中心轴正交的方向排列。该保持凹部的排列是紧凑的构造，能够使被各基材保持部保持的基材位于上述成膜位置。

具体而言，可以是，上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在具有与上述圆筒状靶的中心轴平行的中心轴的圆筒面上沿着该圆筒面的周向相互排列、并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒面的径向外侧，上述基材保持器可绕上述圆筒面的中心轴旋转地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。该基材保持器仅通过绕其中心轴的旋转，能够使被各基材保持部保持的基材依次位于上述成膜位置。

在此情况下，在上述成膜用蒸发源中，优选的是，在垂直于该圆筒状靶的中心轴的平面中，在连结上述圆筒状靶的中心轴与上述腐蚀区域的直线部的直线和连结上述基材保持器的旋转中心轴与上述圆筒状靶的中心轴的基准线所成的角度中的至少一个角度为10°～40°的范围内形成上述腐蚀区域。

或者，也可以是，上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在与上述圆筒状靶的中心轴平行的平面上沿与该中心轴正交的方向排列，并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒状靶侧，上述基材保持器可沿着上述基材保持部的排列方向直线移动地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。

在此情况下，在上述成膜用蒸发源中，优选的是，在与上述圆筒状靶的中心轴垂直的平面中，在连结上述圆筒状靶的中心轴与上述腐蚀区域的直线部的直线和通过上述圆筒状靶的中心轴且沿相对于上述基材保持器的移动方向垂直的方向设置的基准线所成的角度中的至少一个角度为10°～50°的范围内形成上述腐蚀区域。

上述成膜用蒸发源更优选的是，包括配设在上述圆筒状靶的内侧、产生用来在该圆筒状靶的表面上形成上述腐蚀区域的磁场的磁场发生装置。该磁场发生装置能够在使上述圆筒状靶的表面相对向于被上述基材保持器保持的基材的凹状成膜面的同时、在其表面上形成上述腐蚀区域。

该磁场发生装置可以被设置成能够沿上述圆筒状靶的周向移动，以使上述腐蚀区域在上述圆筒状靶的周向上移动。该磁场发生装置的移动及伴随着它的腐蚀区域的向周向的移动使从该腐蚀区域释放的蒸气的释放方向变化，由此，能够进一步提高基材的凹状成膜面的各部位的覆膜的均匀性。

此外，上述成膜用蒸发源的圆筒状靶优选地被设置成能够与上述磁场发生装置分开独立地绕该圆筒状靶的中心轴旋转。该旋转能够使在该圆筒状靶的表面上形成上述腐蚀区域的部位沿周向变更。该变更能够扩大能够将圆筒状靶的表面作为蒸发源使用的范围，能够进一步提高圆筒状靶的利用率。例如，也可以将圆筒状靶的表面遍及其整周作为蒸发源有效地利用。

在上述基材保持器上，可以设置将该基材保持器的至少基材保持部冷却的冷却机构。该冷却抑制伴随着成膜的基材的温度上升，使覆膜的均质性提高。

此外，在上述基材保持器上可以设置促进其基材保持部与被该基材保持部保持的基材之间的热传递的热传递促进机构。该热传递促进机构在成膜时使在被上述基材保持部保持的基材中产生的热高效率地向基材保持器侧散逸，由此，能够进一步抑制伴随着成膜的基材的温度上升而进一步提高覆膜品质。

有关本发明的成膜装置例如既可以是上述成膜用蒸发源为溅射蒸发源、从上述圆筒状靶的表面溅射蒸发的成膜粒子堆积到基材的凹状成膜面上而形成覆膜的溅射装置，或者也可以是上述成膜用蒸发源为电弧蒸发源、从上述圆筒状靶的表面通过电弧放电而蒸发飞散的成膜粒子堆积在基材的凹状成膜面上而形成覆膜的电弧离子电镀装置。

Claims (20)

1.一种成膜装置，是在真空容器内使成膜粒子堆积到分别具有凹状成膜面的多个基材的该凹状成膜面上而形成覆膜的成膜装置，其特征在于，

具备：

基材保持器，具有保持上述各基材的多个基材保持部；

成膜用蒸发源，包括作为上述成膜粒子的原料的圆筒状靶，在上述圆筒状靶的表面上形成有其形状由与该圆筒状靶的中心轴平行的方向的两条直线部和将这些直线部的两端彼此连接的弧状部构成的腐蚀区域，上述成膜粒子从该腐蚀区域向上述圆筒状靶的径向外侧蒸发；

上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在具有与上述圆筒状靶的中心轴平行的中心轴的圆筒面上沿着该圆筒面的周向相互排列、并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒面的径向外侧，上述基材保持器可绕上述圆筒面的中心轴旋转地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。

2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

在上述成膜用蒸发源中，在垂直于该圆筒状靶的中心轴的平面中，在连结上述圆筒状靶的中心轴与上述腐蚀区域的直线部的直线和连结上述基材保持器的旋转中心轴与上述圆筒状靶的中心轴的基准线所成的角度中的至少一个角度为10°～40°的范围内形成上述腐蚀区域。

3.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

上述各基材保持部是保持凹部，该保持凹部具有一底面，该底面被形成为构成一部分圆筒面的形状，并且上述基材嵌入到该底面上，这些保持凹部沿与上述圆筒面的中心轴正交的方向排列。

4.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源还包括配设在上述圆筒状靶的内侧、产生用来在该圆筒状靶的表面上形成上述腐蚀区域的磁场的磁场发生装置。

5.如权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源的磁场发生装置被设置成能够沿着上述圆筒状靶的周向移动，以使上述腐蚀区域在上述圆筒状靶的周向上移动。

6.如权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源的圆筒状靶被设置成能够与上述磁场发生装置分开独立地绕该圆筒状靶的中心轴旋转。

7.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

在上述基材保持器上，附设有将该基材保持器的至少基材保持部冷却的冷却机构。

8.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

在上述基材保持器上，设有促进其基材保持部与被该基材保持部保持的基材之间的热传递的热传递促进机构。

9.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源是溅射蒸发源，从上述圆筒状靶的表面溅射蒸发的成膜粒子堆积到基材的凹状成膜面上而形成覆膜。

10.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

上述圆筒状靶是电弧蒸发源，从上述圆筒状靶的表面通过电弧放电而蒸发飞散的成膜粒子堆积到基材的凹状成膜面上而形成覆膜。

11.一种成膜装置，是在真空容器内使成膜粒子堆积到分别具有凹状成膜面的多个基材的该凹状成膜面上而形成覆膜的成膜装置，其特征在于，

具备：

基材保持器，具有保持上述各基材的多个基材保持部；

成膜用蒸发源，包括作为上述成膜粒子的原料的圆筒状靶，在上述圆筒状靶的表面上形成有其形状由与该圆筒状靶的中心轴平行的方向的两条直线部和将这些直线部的两端彼此连接的弧状部构成的腐蚀区域，上述成膜粒子从该腐蚀区域向上述圆筒状靶的径向外侧蒸发；

上述基材保持器的各基材保持部被设置成使这些基材保持部在与上述圆筒状靶的中心轴平行的平面上沿与该中心轴正交的方向排列，并且由各基材保持部保持的基材的凹状成膜面朝向上述圆筒状靶侧，上述基材保持器可沿着上述基材保持部的排列方向直线移动地设置在上述真空容器内，使得分别由上述各基材保持部保持的基材的凹状成膜面分别位于与上述腐蚀区域相对向且能使从该腐蚀区域蒸发的成膜粒子堆积在上述凹状成膜面上的成膜位置。

12.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

在上述成膜用蒸发源中，在与该圆筒状靶的中心轴垂直的平面中，在连结上述圆筒状靶的中心轴与上述腐蚀区域的各直线部的直线和通过上述圆筒状靶的中心轴且沿相对于上述基材保持器的移动方向垂直的方向延伸的基准线所成的角度中的至少一个角度为10°～50°的范围内形成上述腐蚀区域。

13.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

上述各基材保持部是保持凹部，该保持凹部具有一底面，该底面被形成为构成一部分圆筒面的形状，并且上述基材嵌入到该底面上，这些保持凹部沿与上述圆筒面的中心轴正交的方向排列。

14.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源还包括配设在上述圆筒状靶的内侧、产生用来在该圆筒状靶的表面上形成上述腐蚀区域的磁场的磁场发生装置。

15.如权利要求14所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源的磁场发生装置被设置成能够沿着上述圆筒状靶的周向移动，以使上述腐蚀区域在上述圆筒状靶的周向上移动。

16.如权利要求14所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源的圆筒状靶被设置成能够与上述磁场发生装置分开独立地绕该圆筒状靶的中心轴旋转。

17.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

在上述基材保持器上，附设有将该基材保持器的至少基材保持部冷却的冷却机构。

18.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

在上述基材保持器上，设有促进其基材保持部与被该基材保持部保持的基材之间的热传递的热传递促进机构。

19.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

上述成膜用蒸发源是溅射蒸发源，从上述圆筒状靶的表面溅射蒸发的成膜粒子堆积到基材的凹状成膜面上而形成覆膜。

20.如权利要求11所述的成膜装置，其特征在于，

上述圆筒状靶是电弧蒸发源，从上述圆筒状靶的表面通过电弧放电而蒸发飞散的成膜粒子堆积到基材的凹状成膜面上而形成覆膜。

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