CN103140598B

CN103140598B - 成膜方法及成膜装置

Info

Publication number: CN103140598B
Application number: CN201180019919.XA
Authority: CN
Inventors: 盐野一郎; 宫内充祐; 姜友松
Original assignee: Shincron Co Ltd
Current assignee: Shincron Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: EP2762604A4; KR101312752B1; JPWO2013046440A1; JP4906014B1; HK1182146A1; WO2013046918A1; EP2762604B1; TWI604075B; TW201315826A; CN103140598A; WO2013046440A1; EP2762604A1; KR20130084967A; CN103154298A; TW201313933A; HK1181823A1; US20140205762A1; TWI412617B; CN103154298B

Abstract

本发明提供一种成膜方法，该成膜方法能够有效地形成在实用中耐用的并且耐磨耗性能被进一步提高的疏油膜。在成膜装置(1)具有离子源(38)和蒸发源(34)，该成膜装置(1)以在真空容器(10)内能转动的方式配置基板座(12)，该基板座(12)具有用于保持多个基板(14)的基体保持面；所述离子源(38)，以能够仅向着所述基体保持面的一部分区域照射离子的结构、配置以及/或方向被设置在所述真空容器(10)内；蒸发源(34)，以能够向着所述基体保持面的全部区域提供疏油膜的成膜材料的配置以及方向被设置在所述真空容器(10)内，该成膜装置被构成为：在所述蒸发源(34)的动作开始前，使所述离子源(38)的动作停止。

Description

成膜方法及成膜装置

技术领域

本发明尤其涉及适用于形成疏油膜的成膜方法及成膜装置。

背景技术

公知通过以下示出的工序而使疏油膜堆积在基板的表面上的技术(专利文献1)。该方法首先使基板座的基板保持面的整个面保持作为处理对象的多个基板之后，使该基板座在真空腔室内转动。接着以维持该转动的状态，对这多个基板全部连续照射离子(离子全面照射)之后，向着通过离子照射而形成了表面凹凸的全部基板，使疏油膜的形成原料构成的成膜材料蒸发并使其附着。该技术是通过以上工序使疏油膜堆积在多个基板全部的凹凸形成面上的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-90454号公报

发明内容

-发明所要解决的技术课题-

根据上述的现有方法，在基板上能够形成疏油膜，该疏油膜具有在实用中耐用的耐摩耗性(专利文献1的段落0029)，但近年来期望疏油膜的耐摩耗性进一步提高。

根据本发明的一个方面，提供能够高效地形成疏油膜的成膜方法以及成膜装置，该疏油膜在实用中耐用是毋庸置疑的，还能够进一步提高耐磨耗性能。

-解决技术问题的技术方案-

本发明提供如下的成膜方法，其特征在于，通过向基体保持单元的基体保持面的一部分区域(例如A2)照射离子，从而仅对由所述基体保持面所保持且转动中的多个基体中的、移动到所述区域(A2)的特定基体的组照射所述离子(离子局部照射)，之后，在中止了所述离子照射的状态下，通过向所述基体保持面的全部区域(例如A1)提供疏油膜的成膜材料，从而对基体保持面所保持且转动中的多个基体的全部提供所述成膜材料，使疏油膜堆积在基体的表面上。

在本发明中，在将成膜材料的供给时间设为T1、将离子照射时间设为T2时，以T2≤((1/2)×T1)的方式对每一片基体照射离子。例如通过至少对基体保持单元的转动速度以及离子照射区域(例如A2)的任一个进行适当地调整，从而能够实现这样的离子的局部照射。

在本发明中，在将成膜材料的供给区域设为A1、将离子的照射区域设为A2时，以A2≤((1/2)×A1)的方式对基体保持单元的基体保持面照射离子。这种情况下，更加优选的是以照射区域成为沿着上述基体的移动方向被纵长状的闭合曲线所包围的区域的方式来照射离子。

在本发明中可使用加速电压为50～1500V的离子，以及/或能够使用照射离子电流为50～1500mA的离子。在本发明中能够使用至少含有氧的离子。

根据本发明提供如下成膜装置，用于形成疏油膜，该成膜装置在真空容器内以可转动的方式配置基体保持单元，该基体保持单元具有用于保持多个基体的基体保持面，该成膜装置的特征在于，具有：离子照射单元，以能够向着所述基体保持面的一部分区域(例如A2)照射离子的结构、配置以及/或方向，被设置在所述真空容器内；以及成膜单元，以能够向着所述基体保持面的全部区域提供成膜材料的配置以及方向，被设置在所述真空容器内。在所述成膜单元的动作开始前，所述成膜装置使所述离子照射单元的动作停止。

在本发明中，离子照射单元以能够对所述基体保持面的全部区域的一半以下区域照射离子的配置，被配置在所述真空容器内。

在本发明中，还具有使基体保持单元转动的转动单元，离子照射单元能够以从离子照射单元照射离子的轴线相对于基体保持单元的转动轴线具有6°以上70°以下的角度的方式配置在所述真空容器内部。

在本发明中，离子照射单元能够配置在真空容器的侧面侧，另外离子照射单元能够以成膜时从基体保持面所保持的基体到离子照射单元的距离为平均自由行程以下的方式来进行配置

在本发明中，离子照射单元至少隔着可调整安装角度的支持单元而安装在真空容器的侧面。

在本发明中，基体保持单元成平板状或圆顶状、或角锥状，并形成从一个面贯通到另一个面的贯通孔，在成膜时，由基体保持面所保持的基体能够以塞住贯通孔的方式保持在基板保持单元。

在本发明中，也可进一步具有用于加热基体以及基体保持单元的加热单元。

-发明的效果-

根据本发明，在使疏油膜堆积在由基体保持单元的基体保持面所保持且转动中的多个基体表面上之前(成膜开始前)，向基体保持单元的基体保持面的一部分区域照射离子，从而仅对由基体保持面所保持且转动中的多个基体中的、移动到所述区域的特定基体的组照射离子(离子局部照射)。

根据本发明，与采用在成膜开始前向基体保持面所保持且转动中的多个基体的全部照射离子的离子全面照射的以往方法相比，提高了基体和堆积于其上的薄膜间的结合力，其结果，发现：与以往的方法相比较，薄膜的耐磨耗性进一步提高。

采取本发明的方法的情况下薄膜的耐磨耗性为什么进一步提高的理由是不明确的。想来通过仅对转动中的基体保持单元的一部分区域进行离子照射，从而可确保对各基体未照射离子的时间。在未照射该离子的期间内，使通过离子蚀刻而在能量上处于不稳定的状态的基体表面原子返回到稳定状态，或者重新配置到稳定的表面原子位置，其结果，在基体凹凸表面形成的薄膜原子、分子和基板表面原子的结合力提高，推测可进一步提高耐磨耗性能。

附图说明

图1是从正面看本发明的一个实施方式所涉及的成膜装置的剖视图。

图2是沿着图1的II-II线的剖视图。

图3是表示与图2对应的其他方式的剖视图。

图4是在实验例1(实施例)以与基板座相对的位置关系示出离子束照射区域的概要图。

图5是在实验例2(比较例)以与基板座相对的位置关系示出离子束照射区域的概要图。

图中：1-成膜装置，10-真空容器，12-基板座(基体保持单元)，14-基板(基体)，34-蒸镀源(成膜单元)，34a，38a-快门，34b-坩埚，38-离子源(离子照射单元)，38b-调整壁，44-附件(支撑单元)，50-水晶监视器，51-膜厚检测部，52-控制器，53-电加热器，54-温度传感器。

具体实施方式

以下，根据附图对上述发明的实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的成膜装置1包含纵向放置的圆筒状的真空容器10。

真空容器10是不锈钢制的容器，被设定为接地电位，其中，该不锈钢容器具有在公知技术的成膜装置通常所使用的大致圆筒的形状。在真空容器10设置有排气口(未图示。在本实施方式中，面向图1的右侧)，经由该排气口而连接有真空泵(未图示)。通过使真空泵动作，从而将真空容器10内部排气为规定压力(例如10^-4～3×10^-2Pa左右)。在真空容器10形成有用于向内部导入气体的气体导入管(未图示)。在真空容器10也可以经由门(未图示。在本实施方式中，在面向图1的左侧)而连接有装载室(未图示)。

在真空容器10的内部的上方，保持有基板座12。基板座12(基体保持单元)是以能够绕着垂直轴转动的方式而被保持且形成为圆顶形状的不锈钢制的构件，与马达(未图示。转动单元)的输出轴(未图示。转动单元)连接。

在基板座12的下表面(基体保持面)，在成膜之际支撑多个基板14。另外，在本实施方式的基板座12的中心设置有开口，在这里配置有水晶监视器50。水晶监视器50根据在其表面附着有蒸镀物质(成薄膜材料的蒸发物)所致的谐振频率的变化，通过膜厚度检测部51来检测在基板14表面形成的物理膜厚。膜厚的检测结果被送到控制器52。

在真空容器10内部的上方，以从上方包围基板座12的方式配置有电加热器53(加热单元)。基板座12温度被由热电对等温度传感器54检测出，其结果被送到控制器52。

控制器52基于来自膜厚度检测部51的输出，控制后述的蒸镀源34的闸门34a和离子源38的闸门38a的开闭状态，适当地控制形成在基板14的薄膜的膜厚。另外，控制器52，基于来自温度传感器54的输出，控制电加热器53，并恰当地管理基板14的温度。再者，控制器52对于后述的离子源38及蒸发源34的工作开始和工作停止也进行管理。

在真空容器10内部的下方配置有蒸镀源34。蒸发源34(成膜单元)在本实施方式中是阻抗加热方式(直接加热方式和间接加热方式等)的蒸发源。蒸发源34具有坩埚(蒸发皿，boat)34b和闸门34a，坩埚(蒸发皿)34b在上部具有用于装载成膜材料的凹陷，闸门34a以能够开闭的方式被设置在隔断从坩埚34b向基板14的成薄膜材料的位置上。通过来自控制器52的指令适宜地对闸门34a进行开闭控制。

直接加热方式是在金属制的蒸发皿上安装电极来流通电流，直接对金属制的蒸发皿加热而将蒸发皿本身作为阻抗加热器，来对放入其中的成膜材料进行加热。在间接加热方式中，蒸发皿不是直接的热源，而是通过在与蒸发皿分开设置的加热装置、例如由过渡金属等的稀有金属等构成的蒸镀长丝中流过电流来进行加热的方式。

在坩埚34b装载了成膜材料的状态下，通过蒸发皿本身或者与蒸发皿分开设置的加热装置，对成膜材料进行加热，在该状态下打开闸门34a时，从坩埚34b蒸发的成膜材料朝向基板14并在真空容器10内部移动，并附着在各个基板14的表面上。

另外，蒸发源34不限于阻抗加热方式，也可以是电子束加热方式的蒸发源。蒸发源34为电子束加热方式的情况下，该蒸发源34与上述相同，除了坩埚34b和闸门34a以外，只要还具备电子枪以及电子枪电源(均未图示)即可，该电子枪对成薄膜材料照射电子束(e^-)而使其蒸发。

在本实施方式中，蒸发源34以使成膜材料连续地附着在由基板座12保持的所有基板14上的配置和方向设置，该基板座12接受来自马达的输出并绕着垂直轴转动。

在本实施方式中，在真空容器10内部的侧面侧配置有离子源38。但在本发明中，离子源38的安装位置不限于真空容器10内部的侧面，本实施方式的离子源38(离子照射单元)仅是以在上述蒸发源34工作开始前向基板14释放出离子束(ion beam)为目的而使用的离子照射装置。

离子源38为用于如下处理的离子源：在该处理中，从反应气体(例如O₂)和稀有气体(例如Ar)的等离子中吸引带正电的离子(O₂ ⁺，Ar⁺)，通过加速电压进行加速而向基板14射出，对成膜开始前的基板14表面进行离子清洁处理。在离子源38的上方具有以能进行开闭操作的方式设置在隔断从离子源38向基板14的离子束的位置上的闸门38a。通过来自控制器52的指令适宜地对闸门38a进行开闭控制。

本实施方式的离子源38以能够对由接受来自马达的输出而绕着垂直轴转动中的基板座12所保持的所有基板14的、一部分局部照射离子束的结构(例如电极的曲率)、配置以及/或方向进行配置。具体地说，例如如图2所示，按照能够对转动中的基板座12的一部分、即全部的基板14的一部分(在图2的波状线所围着的区域A2内移动的特定的基板14的组)局部照射离子束的方式，配置离子源38。另外，只要能够这样照射离子束，离子源38的安装位置就不限于真空容器10的内部侧面。

即，按照使离子束的照射区域(A2)比蒸镀源34的成膜材料的供给区域(图2的双点划线所围着的区域A1)小(A2＜A1)的方式配置离子源38。在本实施方式中，特别优选以A2≤((1/2)×A1)的方式配置离子源38。

通过如此地配置离子源38，从而离子源38所照射的离子束可以对转动中的基板座12保持的全部基板14的一部分，具体地说仅对向区域A2移动的特定的基板14的组局部地照射。另外，通过以规定的时间持续进行本实施方式的离子局部照射，从而最终能够对由基板座12所保持的转动中的多个基板14的全部照射离子束。

再者，除了图2的实施方式以外，也可以配置离子源38，以使例如在图3的单点波状线所围着的区域A2′内能够局部照射离子束。但是，在图3的实施方式中，在被保持于基板座12的转动轴(图中，参照“×”)附近的特定基板14、和被保持于基板座12外周附近所保持的其他基板14之间，离子束的相对照射时间有时会不相同。这种情况下，也有时被基板座12保持的全部基板14的特性未被均匀化。因此，本实施方式中，如图2所示，优选以能够对沿着基板14的移动方向由纵长状的闭合曲线(例如大致椭圆)所包围的区域照射离子束的方式来配置离子源38。

返回到图1，在本实施方式中，也可以在闸门38a的上方设置调整壁38b、38b，该调整壁用于调整从离子源38吸引出的离子的指向性。通过如此设置，不论上述的离子源38如何配置，都能够使离子束照射到基板座12的规定区域(例如图2的区域A2，图3的区域A2′等)。

本实施方式的离子源38隔着作为支撑装置的附件44而被安装在真空容器10的侧面。

通过将离子源38安装到真空容器10的侧面，从而其与蒸镀源34同样，与被配置在真空容器10的内部下方的情况相比较，从离子源38照射的离子束以较短的飞行距离即到达基板14。其结果，能够抑制与基板14碰撞时的离子的运动能量的降低。

另外，可以认为通过使保持了高运动能量状态的离子束从倾斜方向向基板14表面碰撞，可更大程度地表现对基板14表面的离子清洁效果，有效地去除基板表面的杂质原子，结果能够促进基板14表面的原子和疏油分子的结合，并且能够提高在其上形成的疏油膜的耐磨耗性能。

本实施方式的离子源38被配置在：以离子源38的主体长度以上的距离比蒸镀源34的配置位置更靠近基板14的位置上。另外，以离子源38易于安装的方式倾斜地形成真空容器10的侧面的一部分，但安装离子源38的位置是任意的。再者，离子源38的安装位置不限于真空容器10的侧面，也可以与蒸镀源34同样地安装在真空容器10的内部下方。总之，被安装在能够对基板座12所保持的基板14的一部分照射离子束的位置。

附件44(支撑单元)，是离子源38的支撑装置，被安装在真空容器10的侧面。附件44具有被固定在真空容器10侧的支架(未图示)、相对支架能够倾斜地支撑离子源38侧的支杆(未图示)、和由在规定位置固定离子源38的倾斜度的螺丝组成的制动构件(未图示)。因此，能够随意调节离子源38的安装角度。还有，通过在真空容器10侧配置支架，并将其固定在能进行位置调整的底板(未图示)上，从而构成为不仅能够调整安装角度，还能够调整高度方向、半径方向的位置。再者，可通过将底板向上下方向以及半径方向移动来进行高度方向、半径方向的位置调整。

通过变更离子源38的安装高度h和半径方向的位置，能够将离子源38和基板14调整为适当的距离，通过变更安装角度而能够调整与基板14碰撞的离子束的入射角度和位置。通过调整离子源38的高度方向、半径方向的位置、和安装角度，能够将离子束的损失抑制到最小限度，对离子源38照射区域(例如图2的A2，图3的A2′)进行调整，以使离子电流密度均匀地分布。

离子源38的安装角度θ是照射离子束的轴线和基板座12的转动轴线所成的角度。这个角度无论过大还是过小，都可能会降低离子束照射所致的基板清洁效果，降低或者消除疏油膜的耐磨耗性提高的效果。

在本实施方式，安装角度θ为6～70°的角度范围时能得到如下的效果：离子的局部照射后，如后述能够全面地供给成膜材料，使所形成的疏油膜的耐摩耗性进一步提高。

另外，如果是来自离子源38的离子束为能够到达基板14的范围，则使离子束从倾斜方向入射到基板14表面的方法，不依赖于基板14和离子源38的距离。

再者，上述的安装角度θ当然也可以根据基板座12和真空容器10的大小或成膜材料而适宜地变更。

以使离子源38和基板14的距离变得适当的方式设定安装高度h。安装高度h过高时，安装角度θ变得过大，另一方面，安装高度h过低时，基板14和离子源38的距离变长的同时，安装角度θ变得过小。因而，安装高度h需要是能够得到适当的安装角度θ的位置。

离子源38和基板14的距离优选与平均自由行程1相同或者为其以下。例如，如果平均自由行程1＝500mm，则优选离子源38和基板14的距离也设为500mm以下。通过将离子源38和基板14的距离设为平均自由行程1以下，从而能够使从离子源38释放出的离子的半数以上以无碰撞的状态碰撞基板14。因为能够向基板14照射维持在高能量的离子束，所以此后可全面供给成膜材料，所形成的疏油膜的耐磨耗性提高的效果较大。

在这里，所谓“离子源38和基板14的距离”是指从离子源38的中心至基板座12的成膜面侧的中心为止的距离。同样地，所谓“蒸镀源34和基板14的距离”是指从蒸镀源34中心起到基板座12的成膜面侧的中心为止的距离。还有，所谓“离子源38的主体长度”是指从离子源38(离子枪)的电极到离子等离子体放电室的底部为止的距离。

离子源38的安装位置不限于真空容器10的侧面侧的位置，也可以是通过附件44而与真空容器10侧面分隔开的位置。附件44因为在半径方向也能调整离子源38位置，所以能够容易地这样配置。这种情况下，因为能够从更近的位置对基板14照射离子束，所以即使为更低的能量(消耗功率)也能得到离子部分照射的效果。

另外，也可以将离子源38设置在底部。这种情况下，只要在底部设置台座而在台座上面安装离子源38即可。

另外，通过将离子源38安装到真空容器10的侧面，从而由于不存在因配置在蒸镀源34和基板之间的膜厚补偿板(未图示)而妨碍离子束的情况，所以离子的损失减少，令人满意。

根据本实施方式涉及的成膜装置1，以能够局部照射离子束的配置来配置离子源38。具体地说，按照离子源38的离子束的照射区域A2比蒸镀源34的成膜材料的供给区域A1还小(A2＜A1)的方式来配置离子源38。

如果用这样结构的成膜装置1，则能够向基板座12的基体保持面的一部分区域照射离子束，其结果，仅对被基板座12保持而转动的多个基板14中的可向所述区域移动的特定基板14的组照射离子束(离子局部照射)。

结果，与成膜材料的供给区域A1同样，与使用构成为将离子束照射区域A2作为基板座12整个面(即，对全部的基板14照射)的、以往的成膜装置的情况相比较，通过仅对转动中的基板座12的一部分区域进行离子照射，从而能够确保对基板14未照射离子的时间。在未照射该离子的期间内，使通过离子蚀刻而在能量上处于不稳定状态的基板14的表面原子返回到稳定状态，或者重新配置到稳定的表面原子位置上，其结果，在基板14的凹凸表面形成的薄膜原子、分子和基板14的表面原子的结合力提高，能够进一步提高疏油膜的耐磨耗性能。特别，以A2为A1的一半以下(A2≤((1/2)×A1))的方式对基板12的转动速度以及离子照射区域的一方或者双方进行调整，从而能够进一步显著地发挥这样的效果。

接着，对使用成膜装置1的成膜方法的一个例子进行说明。

在本实施方式中，在蒸发源34的蒸发皿填充的疏油性膜的形成原料的成薄膜材料的形态并未被特别限定，例如可以使用以下材料：(a)、使多孔质陶瓷含浸疏水性反应性有机化合物而得到的材料、和(b)使金属纤维或细线的块含浸疏水性反应性有机化合物而得到的材料。这些材料能够极快地吸收大量的疏水性反应性有机化合物并能够使其蒸发。从处理性的观点看优选以小球状来使用多孔质陶瓷。

作为金属纤维或细线，例如可列举铁、白金、银、铜等。金属纤维或细线优选以能够保持足够量的疏水性反应性有机化合物方式而互相缠绕的形状的材料，例如优选采用织布状和不织布状的材料。可根据将疏水性反应性有机化合物保持为何种程度来决定金属纤维或细线的块的空孔率。

作为成膜材料使用金属纤维或细线的块的情况下，优选将其保持在一端开放的容器内。保持在容器内的金属纤维或细线的块也能视为小球。容器的形状未被特别限定，但可列举克努森型、逐渐开展喷嘴型、直筒型、逐渐开展筒型、蒸发皿型、长丝型等，可根据成膜装置1的规格适宜地选择。容器的至少一端被开放，疏水性反应性有机化合物从开放端蒸发。作为容器的材质，可以使用铜、钨、钽、钼、镍等金属、氧化铝等陶瓷、碳等，可根据蒸镀装置和疏水性反应性有机化合物适宜地选择。

多孔质陶瓷小球、以及保持在容器的金属纤维或细线的块所构成的小球的哪一种都不限定尺寸。

在使多孔质陶瓷或金属纤维或细线的块含浸了疏水性反应性有机化合物的情况下，首先制造疏水性反应性有机化合物的有机溶剂溶液，通过浸渍法、滴下法，喷射法等使溶液含浸到多孔质陶瓷或金属纤维或细线之后，使有机溶剂挥发。疏水性反应性有机化合物具有反应性基(加水分解性基)，所以优选使用非活性有机溶剂。

作为非活性有机溶剂，可列举出氟化脂肪族碳氢化合物系溶剂(全氟庚烷(perfluoroheptane)、全氟辛烷(perfluorooctane)等)、氟改性的芳香族烃系溶剂(间二甲苯六氟化物(m-xylene hexafluoride)、三氟甲苯(benzotrifluoride)等)、氟改性的醚系溶剂(甲基全氟丁基醚(methyl perfluorobutyl ether)、全氟2-丁基四氢呋喃(perfluoro(2-butyltetrahydrofuran))等)、氟改性的烷基胺系溶剂(全氟三丁胺(perfluorotributylamine)、全氟三戊胺(perfluorotripentylamine)等)、烃系溶剂(甲苯、二甲苯等)、酮系溶剂(丙酮、甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone)等)。这些的有机溶剂可以单独使用，也可以混合2种以上。疏水性反应性有机化合物溶液的浓度未被限定，可根据含浸疏水性反应性有机化合物的载体的形态，来适当地设定。

另外，在本实施方式中，成膜材料的加热，不限于阻抗加热方式，也能够使用卤素灯、铠装式电热炉、电子束、等离子电子束、感应加热等。

(1)首先，在基板座12的下表面，以成膜面向下的状态设定多个基板14。设置于基板座12的基板14(基体)，可由形状例如被加工为板状或透镜状等的玻璃或塑料或金属等构成。再者，优选基板14在固定前或者固定后进行湿式清洗。

(2)其次，将基板座12设定在真空容器10的内部之后，将真空容器10内排气到例如10^-4～10^-2Pa左右。真空度比10^-4Pa低时，存在在真空排气上需要过多时间而使生产率下降的可能。另一方面，在真空度比10^-2Pa高时，成膜有时不充分，存在膜的特性恶化的可能。

(3)接着，对电加热器53通电而使其发热，并使基板座12例如以5～60rpm转动，优选以10～40rpm转动。通过其转动使多个基板14的温度和成膜条件均一化。

控制器52，在通过温度传感器54的输出判断基板14温度例如为常温～120℃、优选50～90℃时，进入成膜工序。基板温度低于常温而使成膜的薄膜的密度低，存在不能得到足够的膜耐久性的倾向。基板温度超过120℃时，在使用塑料基板作为基板14的情况下，存在该基板发生劣化或变形的可能性。另外，在采用适于无加热成膜的材料的情况下也存在常温下成膜的情况。

在本实施方式中，在进入成膜工序之前，预先使离子枪38设为空转状态。另外，蒸发源34也通过闸门34a的打开动作而按照能够直接扩散(释放出)成膜材料的方式，事先进行准备。

(4)接着，控制器52使离子枪38照射电力(功率)从空闲状态增大为规定的照射功率，打开闸门38a，对在转动中的各个基板14表面照射离子束。即，对各个基板14的成膜面执行照射从离子枪38吸引出的导入气体(在这里是氧)的离子束的工序。在本实施方式中其特征为：在疏油膜的成膜之前，对于基板座12所保持的、随着基板座12的自转而进行公转的多个基板14的全部而言，仅对其一部分连续地进行离子局部照射。

离子束的局部照射的条件如下。

作为向离子枪38导入的气体种类，至少含有氩或氧即可，也可以是氩和氧的混合气体，优选氩和氧的混合气体。上述气体种类的导入量(混合气体的情况下为合计导入量)，例如是1sccm以上，优选5sccm以上，更加优选20sccm以上，并且例如为100sccm以下，优选70sccm以下，更加优选50sccm以下。所谓“sccm”是“standard cc/m”的省略，示出在0℃、101.3kPa(1气压)的情况下的导入量。

离子的加速电压(V)例如是50～1500v，优选500～1300v，更加优选700～1200v。离子的照射电流(I)例如是50～1500mA，优选200～1300mA，更优选400～1200mA。

向基板座12的基体保持面进行离子照射的时间(T1)，例如设为1～800秒，优选设为10～100秒左右。将向基板座12进行离子照射的区域(A2)设定为蒸镀源34的成膜材料的供给区域(A1)的一半的情况下，对基板座12的基体保持面例如进行600秒的离子照射时，对设置在基体保持面的每1张基板14，仅以照射时间的一半(即T2＝300秒)照射离子。

在本实施方式中，如上所述以能够局部照射离子束的配置来配置离子源38(A2＜A1)。特别是优选通过以A2≤((1/2)×A1)的方式配置离子源38，从而以T2≤((1/2)×T1)的方式照射离子束。另外，也可以以A2≤((1/2)×A1)的方式配置离子源38，并且使基板座12的转动速度变化，从而能够以T2≤((1/2)×T1)的方式照射离子束。通过以T2≤((1/2)×T1)的方式照射离子束，从而能够有效地实现改善被堆积在基板14的表面上的薄膜的膜质。在这里所谓的“改善膜质”，是指即使使用相同的疏油剂也能够提高蒸镀后的疏油膜的耐摩耗性能。

(5)接着，控制器52使离子枪38照射电力返回到空闲状态，闭合上闸门38a的同时，打开闸门34a，进行作为疏油膜的形成原料的成膜材料的、基于阻抗加热方式的真空蒸镀(成膜处理)。即，对由倾斜照射的离子束局部照射后的基板14的成膜面，从蒸发源34例如在3～20分钟内使成膜材料飞散，并进行成膜处理。其结果，在各个基板14的表面以规定厚度(例如1～50nm)形成疏油膜。控制器52通过水晶监视器50持续监视在基板14上形成的薄膜的膜厚，当成为规定的膜厚时停止蒸镀。由此，能够在多个基板14的表面以规定膜厚形成疏油膜，并能得到疏油膜基材。

根据本实施方式涉及的使用成膜装置1的成膜方法，向基板座12的基体保持面的一部分区域照射离子束，其结果，仅对基板座12所保持并转动中的多个基板14中的、向上述区域移动的特定基板14的组照射离子束(离子部分照射)。其结果，以离子束的照射区域A2比蒸镀源34的成膜材料的供给区域A1还小的方式(A2＜A1)局部照射离子束。

这样，在成膜开始前，通过进行离子源38的离子束的局部照射，从而与在成膜开始前全面照射离子束的现有技术相比较，仅对转动中的基板座12的一部分区域进行离子照射，由此能够确保对各基板14未照射离子的时间。在未照射该离子的期间内，通过离子蚀刻而在能量成为不稳定状态的基板14的表面原子返回到稳定的状态，或者重新配置到稳定的表面原子位置上，其结果，在基板14的凹凸表面形成的薄膜原子、分子与基板14的表面原子的结合力提高，进一步提高疏油膜的耐磨耗性。特别是以T2为T1的一半以下(T2≤((1/2)·T1))的方式调整基板座12的转动速度及离子的照射区域的一方或双方，从而能够将该效果进一步显著地发挥。

通过本实施方式的成膜方法得到的疏油膜基材的疏油膜在实用上耐用是毋庸置疑的，并且其耐磨耗性能被进一步提高。具体地说，疏油膜的耐磨耗性被进一步提高到如下程度：即使对1kg/cm²载荷的钢丝绒#0000进行超过1000次(优选2000次)的往复摩擦，也能擦去油性笔的墨水。

因此，本实施方式得到的疏油膜基材能够适用于以下要求疏油性的用途，例如各种显示器(例如等离子显示器面板PDP、布朗管CRT、液晶显示器LCD、场致发光显示器ELD等)、展柜、钟表和测量仪器的封装玻璃；银行ATM和票的售票机等的触摸屏式电子设备的触摸面、以及具有上述各种显示器的移动电话和个人电脑等的各种电子设备。

另外，疏油膜的成膜顺序不限于上述顺序。例如，也可以在真空容器10的内部下方配置蒸镀源34以外的蒸镀源(例如电子束加热方式等)，在基于离子束倾斜照射而对基板14的表面进行清洁之后，通过另外配置的蒸镀源(省略图示)在基板座12所保持的所有基板14的清洁面上形成数nm左右的SiO₂或Al₂O₃等的无机膜，然后使该蒸镀源34动作而在该无机膜上形成疏油膜。即使为这种方式，与通过向基板座的整个面照射离子束而一次性对所有的基板表面进行清洁的现有手法相比较，所得到的疏油膜的耐磨耗性进一步提高。

实施例

接着，列举将上述发明的实施方式进一步具体化之后的实施例，以便更加详细地说明发明。

《实验例1》

在本例中，准备图1所示的成膜装置1，在下述条件下成膜而得到疏油性基材样品。另外，在图4示出：以与基板座12对应的位置关系示出了本例的离子束照射区域(A2)。作为基板使用的是BK7(折射率n＝1.52)，并将基板座的转动速度(RS)设为30rpm。

关于离子照射，将照射开始时的基板温度设为100℃，将离子源的条件设定如下。在本例中，针对一张基板的离子束照射时间(T2)是180秒。

导入气体的种类以及导入量：将O₂设为50sccm。

离子加速电压：1000V。

照射离子电流：500mA。

向基板座的离子束照射时间：300秒。

关于疏油膜的成膜，将成膜开始时的基板温度设为100℃，将成膜条件设定为如下。

成膜材料：佳能光导发光元件公司制的疏油剂(商品名：OF-SR、成分名：含氟有机硅化合物)

成膜时间(T1)：500秒。

《耐磨耗性的评价》

在所得到的疏油性基材样品的疏油膜的表面，装载有1cm²的钢丝绒#0000，在施加了1kg/cm²的载荷的状态下，在50mm的直线上以一次往复一秒的速度进行擦伤实验。这样的擦伤实验每往复100次，就在实验面(疏油膜面)上用油性魔术笔(有机溶剂制造商、商品名：油性极细双头笔、ZEBRA公司制)划线，并评价用干燥布能否擦去油性魔术笔的有机溶剂墨水。其结果，能够擦去有机溶剂型墨水的最大擦伤往复次数是2200次。

《水接触角的评价》

在所得到的疏油性基材样品的疏油膜的表面，装载1cm²的钢丝绒并施加了1kg/cm²的载荷的状态下，在50mm的直线上以一次往复一秒的速度进行5000次擦伤后，按照JIS-R3257的湿性实验的方法，对与疏油膜上的水对应的接触角进行测量。具体地说，在试验台载置疏油性基材样品，对擦伤后的疏油膜侧滴下蒸馏水，在静置的状态下通过光学地测量水滴的接触角来进行实验。其结果是105度。

《实验例2》

准备了相对于基板座的基板设定面的、蒸镀源的成膜材料的供给区域和离子源的离子束照射区域均相同的、以往的成膜装置(省略图示)。使用该成膜装置，以与实验例1相同的条件成膜而得到疏油性基材样品。另外，在图5中表示以与基板座12对应的位置关系示出了本例的离子束照射区域(A1)的情况。另外，本例的针对一张基板的离子束照射时间(T2)与向基板座照射离子束的时间：300秒相同。

针对所得到的疏油性基材样品的疏油膜的最大擦伤往复次数是1100，与实验例1的样品比较能够确认耐磨耗性劣化。但是，即使是“最大擦伤往复次数：1100”也能够判断为具有足够的耐磨耗性，在实用中足够耐用。

另外，在同样地测量了疏油性基材样品的疏油膜表面擦伤后的、与水对应的接触角时为40度，与实验例1的样品相比较，擦伤后的与水对应的接触角变低，能够确认出耐磨耗性劣化。

Claims

1.一种成膜方法，其特征在于，

通过向基体保持单元的基体保持面的一部分区域照射离子，从而仅对由所述基体保持面保持且转动中的多个基体中的、移动到所述区域的特定基体的组照射所述离子，之后在中止了所述离子照射的状态下，通过向所述基体保持面的全部区域提供疏油膜的成膜材料，从而向全部所述基体提供所述成膜材料，使疏油膜堆积在所述基体的表面上。

2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，

在将成膜材料的供给时间设为Tl、将离子照射时间设为T2时，以T2≤((1/2)XTl)的方式对每一片基体照射离子。

3.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，

在将成膜材料的供给区域设为Al、将离子的照射区域设为A2时，以A2≤((1/2)XAl)的方式对基体保持单元的基体保持面照射离子。

4.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，

以照射区域成为沿着所述基体的移动方向而被纵长状的闭合曲线所包围的区域的方式照射离子。

5.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，

使用加速电压为50～15OOV的离子。

6.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，

使用照射离子电流为50～15OOmA的离子。

7.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，

使用至少含有氧的离子。

8.一种成膜装置，用于形成疏油膜，该成膜装置在真空容器内以能够转动的方式配置基体保持单元，该基体保持单元具有用于保持多个基体的基体保持面，该成膜装置的特征在于，具有:

离子照射单元，以能够向着所述基体保持面的一部分区域照射离子的结构、配置以及/或方向，被设置在所述真空容器内;以及，

成膜单元，以能够向着所述基体保持面的全部区域提供成膜材料的配置以及方向，被设置在所述真空容器内，

在所述成膜单元的动作开始前，所述成膜装置使所述离子照射单元的动作停止。

9.如权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，

所述离子照射单元以能够对所述基体保持面的全部区域的一半以下区域照射离子的配置，被配置在所述真空容器内。