CN103649370A - 真空成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的真空成膜装置是在基材形成皮膜的真空成膜装置，具备：真空腔室；对所述真空腔室内进行真空排气的真空排气单元；以自转的状态保持作为成膜对象的所述基材的多个自转保持部；以及使所述多个自转保持部在与各自转保持部的旋转轴平行的公转轴周围进行公转的公转机构，所述多个自转保持部被分为多个组，以按每个组成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。例如，各组按时间交替地重复成为负的电极而作为在辉光放电等离子体生成中起到主体性的作用的作用极工作的状态和作为其异性极工作的状态。

Description

真空成膜装置
技术领域
本发明涉及可实现通过在真空状态下对许多基材施加电压而在基材的表面形成薄膜的真空成膜方法（例如，包括离子电镀（ion plating）（包括AIP法）、溅射法、等离子体CVD法以及它们的组合）的真空成膜装置。
背景技术
1980年代以后，以提高切削工具的寿命为目的，通过AIP（Arc Ion Plating：电弧离子镀）法或溅射法等真空成膜方法在基材形成TiN、TiAlN等硬质皮膜。此外，近年来，以提高表面的耐磨损性和耐烧伤性为目的，在活塞环（piston ring）和汽车的发动机构件等金属的机械构件中广泛地进行CrN、DLC（Diamond-Like-Carbon：类金刚石碳）等的耐磨损性镀覆（coating）。
进行这样的真空成膜的装置以一次均匀地处理大量的基材（构件）为目的，将基材搭载在旋转的台（table）上（根据需要，使用夹具等），一边在各基材施加以等离子体产生或膜质调整为目的的电压一边形成皮膜。
例如，专利文献1公开了具备等离子体产生部、多尖点（multi cusp）磁场产生部、保持旋转部的成膜装置。等离子体产生部使配置有成为成膜对象的基材的真空腔室内产生等离子体。多尖点磁场产生部形成将由等离子体产生部产生的等离子体束缚在基材的周边的空间（束缚空间）的多尖点磁场。保持旋转部保持基材并且以束缚空间的中心附近为中心轴进行旋转。在该成膜装置中，所有的基材经由载置该基材的台与电源的一方的电极连接而施加偏置电压。这些基材通过与电源的另一方的电极连接而将接地电位的真空腔室作为异性极产生辉光放电，由此，生成等离子体。然后，原料气体被该等离子体分解而在基材表面上形成皮膜。
此外，专利文献2公开了通过等离子体CVD法在被处理物（基材）的表面形成膜被的等离子体CVD装置。该等离子体CVD装置具备真空腔室、等离子体产生部、反射部、原料气体导入部。在真空腔室的内部配置有上述被处理物。等离子体产生部使真空腔室内产生等离子体。反射部以与等离子体产生部相向的方式设置在真空腔室内，使等离子体朝向该等离子体产生部反射。该反射部的使等离子体反射的部分由金属制绒（wool）形成。原料气体导入部向真空腔室内导入成为膜被的材料的原料气体。在该等离子体CVD装置中，被处理物（形成皮膜的对象物）与DC电源连接而被施加偏置电压。然后，由等离子体枪在真空腔室的中央部产生的等离子体分解原料气体，此时，通过偏置电压施加在包围该等离子体的周围的被处理物，从而形成皮膜。
此外，专利文献3公开了具备真空腔室、公转台、基材固定器（holder）、溅射蒸发源以及偏置电源的物理性沉积装置。这些公转台、多个基材固定器以及溅射蒸发源配置在真空腔室内。公转台能在配置有基材固定器的设置面的中央以与该设置面正交的旋转轴为旋转中心进行旋转。多个基材固定器以包围所述旋转轴的方式配置在公转台的设置面上。各基材固定器以可自转方式分别设置在所述载置面上，保持基材。溅射蒸发源配置在与所述基材固定器相向的位置。偏置电源分别与所述各基材固定器连接。该偏置电源能对所述各基材固定器分别施加负的脉冲状的偏置电压。由此，在各基材固定器所保持的基材施加相同的电压。此外，专利文献1还公开了在与基材固定器相向的位置配置有电弧蒸发源的结构。偏置电源为1台，在各基材固定器施加相同电压。
此外，专利文献4公开了AIP装置。在该AIP装置中，AIP法的圆筒状电弧蒸发源被置于圆筒状的腔室内的中心（沿腔室的中心轴），搭载于旋转台的多个基材以在周方向上包围该圆筒状电弧蒸发源的方式配置。该AIP装置以在圆筒状电弧蒸发源中生成的蒸气从腔室的中心朝向径方向外侧供给的方式构成。圆筒状电弧蒸发源与电弧电源的负极连接，在其表面生成弧斑（arc spot）而使皮膜原材料蒸发。电弧蒸发源需要成对工作的阳极。因此，在该AIP装置中，因为搭载在旋转台的基材在其周方向上包围圆筒状电弧蒸发源，所以，作为有效地工作的阳极，（1）在圆筒状电弧蒸发源的周边配置有多个棒状的阳极，或（2）在圆筒状电弧蒸发源的两端部附近配置有环状的阳极。
在上述的专利文献1公开的成膜装置中存在以下的问题。
在专利文献1公开的成膜装置中，皮膜还附着在成膜对象的基材以外的部分，例如真空腔室内壁等。真空腔室的内壁不像基材那样每次都更换。因此，成膜处理越持续，堆积在真空腔室侧的绝缘皮膜就堆积得越厚。而且，随着该堆积的皮膜的膜厚增大，真空腔室内壁的电阻会增大，存在以该内壁为一方的电极而产生的等离子体的生成变得不稳定或者操业条件偏离最佳的条件的情况。
此外，在专利文献2公开的等离子体CVD装置具有利用等离子体枪生成等离子体的机构，对在真空腔室内一边自转一边公转的基材施加脉冲状的偏置电压。像这样，只要施加在基材的电压为脉冲状，就可防止形成在基材表面的绝缘性的皮膜的充电（charge up），能进行稳定的成膜。但是，即使施加在基材的电压为脉冲状，绝缘皮膜也会堆积在等离子体枪的周边、反射部以及被接地的真空腔室的内壁面。因此，在该等离子体CVD装置中，与专利文献1所述的成膜装置同样地，成膜处理越持续，绝缘性皮膜就堆积得越厚，由此，在真空腔室内生成的等离子体容易变得不稳定。因此，基材以外的装置构成构件也需要进行更换以及频繁的清扫。
加之，无论是专利文献1所述的成膜装置还是专利文献2所述的等离子体CVD装置，堆积在基材以外的部分的皮膜随着膜厚变厚而变得容易剥落而飞散，成为皮膜缺陷的原因。因此，在这些成膜装置和等离子体CVD装置中，需要定期的清扫等。在CVD皮膜为导电性皮膜的情况下，也会产生该需要定期的清扫的问题。
此外，在专利文献3公开的物理性沉积装置中，对公转台上的各基材固定器所保持的基材全部施加相同的电压而进行成膜。因此，在1次的处理中，对公转台上的各基材固定器所保持的基材以同一条件进行被覆。在对所处理的所有的基材要求相同的膜质的情况下，而且在所有的基材固定器保持（搭载）有相同的量的基材的情况下，以这样的操业完全没有问题。但是，近年来，因为多品种的小批量生产的需求在提高，所以，在同一条件下进行被覆处理的数量在减少。因此，在所述物理性沉积装置的真空腔室内满载地搭载基材进行成膜处理的机会减少，生产性降低。
此外，在专利文献4公开的AIP装置中，所述（1）的阳极会捕获来自圆筒状电弧蒸发源的蒸气而阻碍该蒸气朝向基材，引起成膜速度的降低，即，引起生产性的降低。此外，所捕获的蒸气堆积在阳极，该堆积的蒸气（皮膜原材料）剥落而成为皮膜缺陷的原因。因此，在使用所述（1）的阳极的AIP装置中，必须频繁地进行阳极的清扫，因此，会引起生产性的降低。此外，虽然所述（2）的阳极不会像所述（1）的阳极那样捕获蒸气，但是，在圆筒状电弧蒸发源的长度尺寸大的情况下，难以控制电弧放电的弧斑的位置，不能说是实用的。因此，在实际的装置中使用所述（1）的阳极，由此，引起生产性的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2007－308758号公报；
专利文献2：特开2006－169563号公报；
专利文献3：特开2004－323883号公报；
专利文献4：特开平6－340968号公报。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种即使经长时间使用也能维持稳定的成膜条件，并且难以在基材以外的部分堆积皮膜，即使在成膜条件不同的情况下也能对许多基材以一次且均匀地进行成膜的真空成膜装置。
根据本发明的一个方面，是在基材性成皮膜的真空成膜装置，具备：真空腔室；对所述真空腔室内进行真空排气的真空排气单元；以相互平行的方式设定有多个旋转轴，而且在各旋转轴中能以该旋转轴为旋转中心一边自转一边保持作为成膜对象的所述基材的多个自转保持部；以及使所述多个自转保持部在与各自转保持部的旋转轴平行的公转轴周围进行公转的公转机构。而且，构成为所述多个自转保持部分为多个组，能以所述自转保持部按每个组成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。
附图说明
图1是第一实施方式的真空成膜装置（等离子体CVD装置）的立体图。
图2是示出图1的真空成膜装置的电源连接例的图。
图3是示出对自转保持部的基材的设置例的图。
图4是图1的真空成膜装置中的旋转驱动部附近的截面的示意图。
图5是示出公转台中的自转保持部的配置的图。
图6是第二实施方式的真空成膜装置（搭载有电弧蒸发源的AIP装置）的立体图。
图7是示出图6的真空成膜装置的电源连接例的图。
图8是示出第三实施方式的真空成膜装置（搭载有圆筒状电弧蒸发源的AIP装置）的电源连接例的图。
图9是图8的真空成膜装置中的电源连接的时序图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的真空成膜装置的实施方式详细地进行说明。另外，在以下的说明中，即使是不同的实施方式，对于相同的构件标注相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。因此，不重复对它们的详细的说明。
<第一实施方式>
[整体结构]
图1示出作为本发明的真空成膜装置的一个例子的等离子体CVD装置100的整体结构。图2是等离子体CVD装置100的电源连接例。
该等离子体CVD装置100具有真空腔室2、真空排气部3以及多个自转保持部4。真空排气部3对真空腔室2内进行真空排气。各自转保持部4保持作为成膜对象的基材W。此外，各自转保持部4以保持基材W的状态进行自转。这些多个自转保持部4以各自转保持部4的旋转轴相互平行的方式配备在公转台5。该等离子体CVD装置100具备公转机构8。该公转机构8使设置有多个自转保持部4的公转台5在与各自转保持部4的旋转轴（自转轴P）平行的旋转轴（公转轴Q）周围进行公转。通过这样的公转机构8，基材W一边同时进行自转和公转一边均匀地进行成膜。这样的机构有时作为总称被称为自公转机构、行星旋转机构或二重转动轴（2（two）-fold rotation）机构。
另外，在本发明中，所谓“自转保持部4自转”，说的是自转保持部4在贯通自转保持部4的自转轴P周围进行旋转（spin）的情况。此外，所谓“自转保持部4公转”，说的是自转保持部4在从自己本身分开的公转轴Q周围进行旋转的情况，换句话说，说的是自转保持部4对公转轴Q的周围进行环绕旋转的情况。
进一步详细地说明上述的等离子体CVD装置100的结构。
真空腔室2是能使其内部相对于外部为气密的结构的框体。在真空腔室2的侧方设置有真空泵3（真空排气部）。真空泵3将处于真空腔室2内的气体向外部进行排气而使真空腔室2内为低压状态（真空或大致真空状态）。该真空泵3能对真空腔室2内减压至真空状态。而且，以多个基材W分别保持在自转保持部4的状态收容于真空腔室2的内部。
在第一实施方式的等离子体CVD装置100中成膜的基材W为了能进行均匀的成膜，配备于在上下呈长条的圆柱状空间内。
例如，在基材W为图3（a）所示的活塞环的情况下，像图3（a）那样，各基材W以成为大致圆筒状的方式层叠的状态设置在自转保持部4。在对各基材W进行层叠时像图3（a）所示的那样周方向的一部分欠缺（开口）而未成为完整的圆筒的情况下，开口的部分被罩11盖住。由此，能进行均匀的成膜。
此外，在成膜对象的基材W为如图3（b）所示的小型构件（例如，小的活塞销（piston pin））的情况下，准备在上下方向上空开间隔呈多级层叠有多个圆板12的设置夹具13，各基材W配备于各自的圆板12。该设置夹具13以收容于所述圆柱状空间内的方式构成。在如图3（b）所示的基材搭载方式中，基材W还能应用于像钻头（drill）、端铣刀（end mill）那样的轴类的工具。更优选是，也可以以在1个1个的基材W搭载于设置夹具13的状态下个别地旋转的方式构成该设置夹具13。
此外，在基材W为所述以外的形状物的情况下，以使设置夹具与搭载于该设置夹具的基材W收容于所述圆柱状空间内的方式适宜地制作设置夹具。
自转保持部4例如是其上表面成为水平的圆形的载置台。自转保持部4能在上下方向上延伸的旋转轴（自转轴P）周围进行自由旋转。由此，自转保持部4能一边使配备在上表面或该自转保持部4的上方的基材W在旋转轴（自转轴P）周围旋转一边进行保持。自转保持部4以能供电的方式构成，供给的电压经由自转保持部4施加在各基材W。
在图1所示的等离子体CVD装置100的情况下，自转保持部4配备有6个。这些6个自转保持部4以在俯视中排列在一个圆上的方式配备在公转台5的上表面。该6个自转保持部4分为A组和B组。
公转台5的中心轴（公转轴Q）在上下方向上延伸。而且，公转台5在公转轴Q周围旋转。像上述的那样，多个（6个）自转保持部4在公转台5的上表面中隔开间隔排列在以公转轴Q为中心的圆周上。详细地说，多个自转保持部4在公转台5的上表面中，以距公转台5的公转轴Q的距离（半径）相等而且以等间隔排列在公转轴Q周围（周方向）的方式进行配备。使公转台5在公转轴Q周围旋转的公转机构8设置在公转台5的下侧。
公转机构8具有轴部14和旋转驱动部15。轴部14从公转台5的下表面沿公转轴Q向下方延伸。旋转驱动部15使轴部14进行旋转驱动。如果这样的公转机构8使公转台5在公转轴Q周围旋转，保持基材W的自转保持部4就会在公转轴Q周围旋转（公转）。因为是与该公转同时自转保持部4在其轴心（自转轴P）周围旋转的结构，所以，自转保持部4所保持的基材W与自转保持部4一同在自转轴P周围旋转。
根据这样的机构，基材W以在真空腔室2内一边通过各自转保持部4以自转轴P为中心进行旋转一边通过公转台5与自转保持部4一同在公转轴Q周围进行旋转的状态（一边自转一边公转的状态）进行成膜。
另外，关于各自转保持部4所保持的基材W，通过考虑由自转保持部4的旋转造成的相位，此外，通过对邻接的基材W的尺寸进行调整等，从而以在所述一边自转一边公转的状态时相互不会进行机械干扰的方式设置。
此外，等离子体CVD装置100具备气体供给部9和等离子体产生电源10。该等离子体CVD装置100使用等离子体CVD法在自转保持部4所保持的基材W形成皮膜。气体供给部9向真空腔室2内供给包含原料气体的加工气体。等离子体产生电源10是交流电源。在该等离子体产生电源10中，在其两极连接有A、B两组的自转保持部4（详细地说，A组的自转保持部4与该等离子体产生电源10的一方的极连接，并且B组的自转保持部4与该等离子体产生电源10的另一方的极连接），使供给到真空腔室2内的加工气体产生等离子体。
气体供给部9具有气瓶16，从气瓶16向真空腔室2内供给规定量的形成CVD皮膜所需的原料气体和辅助成膜的辅助气体。
在成膜DLC（类金刚石碳、非晶质碳膜）等碳类的CVD皮膜的情况下，加工气体例如是在包含碳氢化合物（乙炔（acetylene）、乙烯（ethylene）、甲烷（methane）、乙烷（ethane）、苯（benzene）、甲苯（toluene）等）的原料气体中作为辅助气体加入了惰性气体（氩、氦等）的气体。此外，在成膜硅化合物类的CVD皮膜（SiOx膜、SiOC膜、SiNx膜、SiCN膜）的情况下，加工气体例如是在硅类有机化合物（甲硅烷（monosilane）、TMS、TEOS、HMDSO等）或硅烷等含硅原料气体中加入氧等反应气体进而加入氩等惰性气体作为辅助气体的气体。另外，除了上述的以外，等离子体CVD装置100作为CVD皮膜还能对TiOx膜、AlOx膜、AlN膜等进行成膜。
此外，有时也在主要的原料气体中混合少量的添加原料气体。例如，在形成DLC皮膜时，通过在作为主要的原料气体的碳氢化合物中添加少量硅类有机化合物气体，从而形成在DLC中包含Si的皮膜。或者，在形成DLC皮膜时，通过在作为主要的原料气体的碳氢化合物中添加少量含有金属的原料气体（作为例子，TiPP（titanium isopropoxide：异丙氧基钛）或TDMAT（tetra dimethylamino titanium：四-二甲氨基钛）），从而形成在DLC中包含金属（在本例子中是钛）的皮膜。
另外，关于这些原料气体、反应气体以及辅助气体，也可以适宜地组合几种气体。
此外，如图2所示，也可以在真空腔室2内设置其它皮膜供给源6（溅射源、电弧蒸发源等）。
此外，也可以在真空腔室2内适宜地配备加热器17。该加热器17通过控制基材W的温度来调整成膜在该基材W的皮膜的膜质。
以下，对旋转机构和供电机构详细地进行说明。
[供电机构和旋转机构]
等离子体产生电源10通过以在真空腔室2内供给加工气体的状态产生辉光放电而产生等离子体。等离子体产生电源10供给交流的电力。该等离子体产生电源10供给的电力可以是电流和电压按照正弦波的波形呈正负变化的交流的电力，此外，也可以是按照脉冲状的波形呈正负调换的矩形波的交流的电力。此外，作为该交流的电力，可以使用连续的同一极性的脉冲组交替地出现的交流的电力或在正弦波的交流的电力重叠有矩形波的交流的电力。另外，实际的等离子体产生过程中的交流的电力的电压、电流波形有时会由于等离子体生成的影响而失真。此外，当产生等离子体时，交流电压的零电平会移动，因此，当测定相对于接地电位的各电极的电位时，可观察到，施加电压的80－95％施加在负侧电极，施加电压的5－20％施加在正侧电极。等离子体产生时的负侧电极引入等离子体中的正离子，并且通过该正离子的碰撞而放出电子供给到等离子体。像这样，负侧电极成为在辉光放电等离子体生成中起到主体性的作用的作用极。正侧电极处于引入等离子体中的电子的状态，成为辉光放电等离子体生成用的异性极。
从等离子体产生电源10供给的交流电力的频率优选是1kHz～1MHz。如果交流电力的频率不足1kHz，容易发生皮膜的充电。此外，当交流电力的频率超过1MHz时，对一边自转一边公转的状态的自转保持部4所保持的基材W传递电力的机构较难。进而，当考虑电源的到手性等时，交流电力的频率更优选是10kHz～400kHz的范围。此外，从等离子体产生电源10供给的交流电力优选是在电压的波高值维持辉光放电所需的300～3000V。进而，虽然从等离子体产生电源10供给的交流的电力会根据基材W的表面积而变动，但是，优选单位面积平均的电力为0.05～5W/cm2左右的功率密度。
如果对配备在真空腔室2内的一对电极间供给这样的频率、电压、电力（功率密度）的交流的电力，就会在所述电极间产生辉光放电，生成等离子体。而且，当供给到真空腔室2内的加工气体被该等离子体分解时，通过所分解的原料气体等的成分堆积在电极表面，从而成膜CVD皮膜。即，如果在一对电极的任一个中使用基材W，CVD皮膜就会成膜在基材W的表面。
可是，如图2所示，在本发明的等离子体CVD装置100中，多个自转保持部4的半数与等离子体产生电源10的一方的电极连接，构成第一组18。此外，多个自转保持部4的剩余半数与等离子体产生电源10的另一方的电极连接，构成第二组19。即，第一组18的自转保持部4与第二组19的自转保持部4成为相互不同的极性。因此，在第一组18的自转保持部4所保持的基材W与第二组19的自转保持部4所保持的基材W之间生成等离子体。
详细地说，在公转台5配备有6个自转保持部4的状态下，图2的用“A”示出的第一组18的自转保持部4是3个，此外，图2的用“B”示出的第二组19的自转保持部4也是3个。即，在本实施方式中，第一组18的自转保持部4的数量与第二组19的自转保持部4的数量是相同数量。
关于这些自转保持部4，在第一组18的自转保持部4的两边分别设置有第二组19的自转保持部4，在这些第二组19的自转保持部4的旁边设置有属于第一组18的其它自转保持部4。即，第一组18的自转保持部4与第二组19的自转保持部4一个一个交替地排列在公转台5的公转轴Q周围。
而且，属于第一组18的3个自转保持部4全都与等离子体产生电源10的一方的电极连接。此外，属于第二组19的3个自转保持部4全都与等离子体产生电源10的另一方的电极连接。即，在电压施加过程中，第一组18的自转保持部4与第二组19的自转保持部4始终为相反的极性。
图4是等离子体CVD装置100的旋转驱动部15附近的截面的示意图。
该等离子体CVD装置100的公转台5装配在真空腔室2的底面侧。详细地说，公转台5经由公转轴承155和旋转轴衬垫（seal）156以可旋转（公转）方式装配在真空腔室2。此外，公转台5以即使在旋转（公转）时也能保持真空腔室2内的真空的方式装配在该真空腔室2。而且，公转台5通过传动齿轮（drive gear）153（或滑轮（pulley））等机构以公转轴Q为旋转轴进行公转。另外，公转台5与轴部152（14）呈一体形成。
多个（在本实施方式中为6个）自转轴部164经由自转轴承161装配在公转台5。各自转轴部164以能以自转轴P为旋转轴进行自转的方式分别支承自转保持部4。自转轴部164具有齿轮160，该齿轮160与固定齿轮154咬合。由此，当通过公转台5的旋转（公转）而使自转轴部164在公转轴Q周围公转时，通过固定齿轮154与齿轮160的咬合，自转轴部164在自转轴P周围自转。通过自转轴部164的自转，自转保持部4以自转轴P为旋转轴进行自转。另外，虽然在图4中固定齿轮154设置在自转轴部164的内侧（公转轴Q侧），但是也可以设置在外侧。
用于直接保持（搭载）基材W的自转台162（在图中为圆板状）经由绝缘物163设置在自转轴部164的上部。来自等离子体产生电源10的交流的电力经由电刷158供给到自转台162。另外，公转台5与电刷158通过绝缘构件159进行绝缘。不存在自转台162彼此的经由公转台5的电连接。
电压馈入装置（feedthrough）157设置在公转台5的中央部。在维持真空腔室2内的真空而且还维持公转台5的下侧与上侧的电绝缘的状态下，电压馈入装置157将从公转台5的下方供给的交流的电力供给到公转台5的上方。供给的交流的电力通过布线供给到电刷158。该交流的电力从电刷158供给到自转台162，接着，从自转台162供给到基材W。经过这样的路径，交流的电力供给到基材W。
向各自转台162供给交流的电力的电刷158只存在与设置在公转台5的自转保持部4的数量相同的数量。像上述的那样，按每个组供给不同的极性相反的交流的电力。因此，电压馈入装置157具有与所述组的数量相同的数量的电极。电压馈入装置157从等离子体产生电源10经由集电环（slip ring）151以能相对于等离子体产生电源10旋转的状态供给交流的电力。
另外，以使各自转保持部4成为上述那样的极性的方式，电刷机构分别设置在公转台5的轴部152以及自转保持部4的自转轴部164，每个极性的电压通过该电刷机构施加。虽然自转轴部164经由自转轴承161以自由旋转的方式保持在公转台5，但是，也可以构成为通过该自转轴承161施加电压。
[成膜方法]
对使用了以上那样的等离子体CVD装置100的成膜处理进行说明。在该等离子体CVD装置100中，在配置于真空腔室2内的公转台5上，在以公转轴Q为中心的圆周上以60°间隔配备有6个自转保持部4。
首先，基材W被设置在各自转保持部4，直到真空腔室2内成为高真空状态为止进行排气。接着，也可以根据需要，从气体供给部9向真空腔室2内供给Ar等惰性气体、H2或O2等气体，等离子体产生电源10供给电力而在基材W间产生用于表面净化的辉光放电（离子轰击（ion bombard）处理）。此外，也可以使用上述的加热器17，对一边自转一边公转的自转保持部4所保持的基材W进行预热。此外，在真空腔室2内设置有其它皮膜供给源6（溅射源、电弧蒸发源等）的情况下，这些皮膜供给源也可以形成位于通过等离子体CVD得到的皮膜与基材之间的中间层。
此后，气体供给部9将加工气体供给到真空腔室2内，真空腔室2内保持为适合成膜的0.1～1000Pa的压力。
在成膜时，通过等离子体产生电源10供给交流的电力，从而在第一组18的自转保持部4所保持的基材W与第二组19的自转保持部4所保持的基材W之间产生辉光放电，由此，在不同的组的自转保持部4所保持的基材W间产生成膜所需的等离子体。
成膜时的优选的压力根据要成膜的CVD皮膜（加工气体或反应性气体）的种类而异。在本实施方式中，优选是0.1Pa～1000Pa左右的压力。通过真空腔室2内的压力成为0.1Pa～1000Pa左右，从而产生稳定的辉光放电，进行良好的成膜速度的成膜。另外，根据抑制伴随着气体中的反应的粉末（powder）的生成的观点，成膜时的压力优选是100Pa以下。
此外，从等离子体产生电源10供给的交流电力的电压为维持辉光放电所需的300V～3000V之间（两极间的电压的波高值）。进而，当换算为单位面积平均的电力时，从等离子体产生电源10供给的交流的电力优选是0.05～5W/cm2左右。
像这样，在对从等离子体产生电源10供给的交流的电压和电力进行调整之后，通过在一边自转一边公转的自转保持部4保持基材W，从而在公转轴Q的周方向上相邻的自转保持部4所保持的基材W（靠近的基材W）之间产生稳定的辉光放电。由此，在基材W的表面形成膜厚均匀的CVD皮膜。
如果成膜处理已结束，停止等离子体产生电源10的输出与加工气体的导入，成膜结束。在基材W的温度高的情况下，根据需要，等到基材W的温度降低为止，此后，真空腔室2内对大气开放，从自转保持部4卸下基材W。如果这样，可得到在表面形成有CVD皮膜的基材W。
像上述的那样，如果相互为相反极性的第一组18的自转保持部4和第二组19的自转保持部4在周方向上轮流（交替）地配置，在周方向上相邻的自转保持部4所保持的基材W间必定会产生电位差。由此，在两者之间产生辉光放电。而且，如果从等离子体产生电源10供给的电力的正负调换，在周方向上相邻的自转保持部4的极性也调换，在两者间继续产生辉光放电。因此，在该等离子体CVD装置100中，对许多基材W以一次而且均匀地进行成膜。
即，第一组18的自转保持部4所保持的基材W作为作用极工作而在该基材W成膜CVD皮膜时，第二组19的自转保持部4所保持的基材W成为异性极（相反极）。而且，如果从等离子体产生电源10供给的电力的正负被调换，第二组19的自转保持部4所保持的基材W成为作用极，第一组18的自转保持部4所保持的基材W成为异性极。
[效果]
像以上那样，在本实施方式的等离子体CVD装置100中，因为基材W还作为用于产生辉光放电的异性极发挥功能，所以，公转台5和真空腔室2的框体不会成为用于产生辉光放电的异性极。因此，这些公转台5和真空腔室2等构件不会作为等离子体生成用的辉光放电产生用电极发挥作用。因此，即使等离子体CVD装置100长时间运转，假设绝缘皮膜较厚地堆积在公转台5和真空腔室2等构件，等离子体也不会不稳定化。其结果是，等离子体CVD装置100能稳定地生产在膜质和厚度没有偏差的CVD皮膜。此外，因为公转台5和真空腔室2等构件不作为用于产生辉光放电的电极发挥作用，所以，不会暴露于分解原料气体的等离子体。因此，与以往的成膜装置相比，在这些构件（公转台5和真空腔室2等）难以堆积皮膜。其结果是，难以发生以较厚的皮膜堆积为原因的碎片（flake）的飞散，难以产生皮膜缺陷。另外，在以含有金属的DLC为代表的皮膜中，虽然皮膜本身稍微表现出导电性，但是，在该情况下，也难以堆积在真空腔室2的框体等。因此，难以发生碎片的飞散，难以产生皮膜缺陷。此外，即使在基材形成有像含金属DLC那样的一定的导电性的皮膜的情况下，也有在等离子体弱的腔室部形成膜质差的绝缘性的皮膜的情况。在这样的情况下，表现出防止等离子体的不稳定化的效果。
关于上述的第一实施方式，以最优选的实施方式为例进行了说明。技术的本质性的要素在于以下方面，即，配置在公转台5上的各自转保持部4的基材W被分为组，各组交替地重复在生成辉光放电等离子体时作为在该等离子体生成中主体性地发挥功能的负电位的作用极作用的期间和作为其异性极作用的期间。根据该情况，真空腔室等构件从与等离子体生成相关的作用中解放出来，即使它们被绝缘膜覆盖，也可抑制等离子体变得不稳定等坏影响。
当从这样的视角考虑时，第一实施方式的范围不限定于具有连接在1台等离子体产生电源10的两极的两组自转保持部4的上述等离子体CVD装置100。例如，也可以将自转保持部4分为3组，按顺序而且以成为不同的期间的方式分别重复各组的自转保持部4作为负电位的辉光放电等离子体生成的作用极作用的期间、作为其异性极作用的期间以及从产生等离子体的电源电路断开而不对等离子体生成做贡献的期间。或者，例如，自转保持部被分为3组。而且，在各组的自转保持部4中，也可以使作为负电位的辉光放电等离子体生成的作用极作用的时间的比例为2/3，使作为其异性极作用的时间的比例为1/3，各组的自转保持部4分别对此进行重复。进而，例如，也可以将自转保持部4分为3组，在各组的自转保持部4施加3相交流的电力。
此外，在本实施方式的等离子体CVD成膜装置100中，在公转台5上配置有6个自转保持部4。但是，公转台5上的自转保持部4的数量和自转保持部4的排列方法有各种各样的模式（pattern）。
例如，如图5所示，不仅考虑自转保持部4的总数为6个（图5的中段）的情况，还可以考虑4个的情况（图5的上段）或8个的情况（图5的下段）等。
即使在该情况下，只要将自转保持部4分为属于第一组18的自转保持部4（A）和属于第二组19的自转保持部4（B），在公转轴Q周围每隔一个（轮流地）排列（A）的自转保持部4和（B）的自转保持部4即可。由此，在周方向上相邻的基材W间产生等离子体，CVD皮膜以稳定的条件成膜在自转保持部4所保持的基材W（参照图5的左栏）。
此外，也可以如图5的右栏所示，第一组18的自转保持部4和第二组19的自转保持部4在公转轴Q周围轮流地排列各两个。即使是该配备，也会以公转轴Q为中心形成对称性极好的等离子体。由此，CVD皮膜以稳定的条件成膜在自转保持部4所保持的基材W。
此外，本发明不限定于上述各实施方式，进而，还能进行实施方式的组合，在不变更发明的本质的范围能适宜地变更各构件的形状、构造、材质、组合等。此外，在此次公开的实施方式中，未明确地公开的事项，例如，运转条件、操业条件、各种参数、构成物的尺寸、重量、体积等不脱离本领域技术人员通常实施的范围，采用只要是通常的本领域技术人员就能容易地想到的事项。
<第二实施方式>
[整体结构]
以下，一边参照图6一边对作为本发明的真空成膜装置的一个例子的AIP（Arc Ion Plating）装置进行说明。另外，因为使用图3（a）～图4进行的说明与第一实施方式相同，所以，在此不重复。此外，AIP装置101的整体结构除了自转保持部4的数量以外与图1相同。
AIP装置101具备配置在真空腔室2内的蒸发源6（在此为电弧蒸发源：参照图7）和能以使各自转保持部4成为相互不同的电位的方式对各自转保持部4分别供给（施加）偏置电压的具有多个输出的电源单元10A。该AIP装置101使用AIP法在以与第一实施方式同样的形式保持在各自转保持部4的基材W形成皮膜。
在本实施方式的AIP装置101中，以使多个自转保持部4分别成为不同的电位的方式对各自转保持部4供给偏置电压。像这样，本实施方式的AIP装置101通过变更按每个自转保持部4供给的偏置电压，从而能按每个自转保持部4变更成膜条件。
详细地说，在公转台5配备有4个自转保持部4的状态下，图6的用“A”、“B”、“C”、“D”示出的各自转保持部4与电源单元10A的4个输出电极连接。该电源单元10A能以使各自转保持部4成为相互不同的电位的方式对各自转保持部4供给偏置电压。
另外，在本实施方式的AIP装置101中，以使各自转保持部4成为不同的电位的方式对各自转保持部4分别供给偏置电压。因此，电刷机构分别设置在各自转保持部4的自转轴P，偏置电压通过该电刷机构分别施加在各自转保持部4。虽然自转轴P经由轴承机构以在旋转时自由的方式保持在公转台5，但是，也可以构成为通过该轴承机构施加电压。
在此，所谓“各自转保持部4成为不同的电位”不仅包括按每个自转保持部4成为不同的电位的情况，还包括在将自转保持部4分为几个组（例如，2个组、3个组）的情况下按每个组成为不同的电位的情况。即，各组不限定于由1个自转保持部4构成的情况，还包括由多个自转保持部4构成的情况。例如，当图6的用“A”、“B”、“C”、“D”示出的自转保持部4与能按每个自转保持部4供给不同的偏置电压的电源单元10A连接时，各自转保持部4成为不同的电位。此外，在图6的用“A”、“B”、“C”、“D”示出的自转保持部4中由“A”和“C”成为1个组（第一组）、由“B”和“D”成为1个组（第二组）的情况下，当各自转保持部4与能对第一组和第二组供给不同的两个偏置电压的电源单元10A的一方的电极连接时，第一组的自转保持部4与第二组的自转保持部4成为不同的电位。另外，公转台5上的自转保持部4的数量可以像后述的那样是6个或8个。此外，自转保持部4也可以被分为3个以上的组。此外，也可以以使4个自转保持部4分别成为不同的电位的方式按每个自转保持部4施加不同的偏置电压。
多数情况下，从偏置电源供给到自转保持部4的电压是负的恒电压。但是，关于所述电压，可以使电压的值按时间变化，或是交流，也可以是间歇性地包括正的电压的脉冲状的波形。
另外，电源单元10A不限定于上述的结构。在本实施方式中，设置有与自转保持部4的数量或组的数量相当的数量的偏置电源，各偏置电源的一方的电极与对应的自转保持部4分别连接。在该情况下，各偏置电源的另一方的电极分别被接地。例如，如图7所示，电源单元10B具备与搭载在公转台5的自转保持部4的数量（在图7中为4个）相等的数量的偏置电源10B1～10B4。偏置电源10B1～10B4的一个极与4极的集电环151的固定侧电刷固定器（A）～（D）连接。偏置电源10B1～10B4的另一方的电极分别被接地。
由此，利用偏置电源10B1的偏置电压施加在图6和图7中标注有“A”的自转保持部4所保持的基材W。此外，利用偏置电源10B2的偏置电压施加在标注有“B”的自转保持部4所保持的基材W。此外，利用偏置电源10B3的偏置电压施加在标注有“C”的自转保持部4所保持的基材W。此外，利用偏置电源10B4的偏置电压施加在标注有“D”的自转保持部4所保持的基材W。在此，电源单元10B不限定于具备与搭载在公转台5的自转保持部4的数量或将自转保持部4分为两个以上的组的情况下的所述组的数量相等的数量的偏置电源的结构。在电源单元中，关于偏置电源，只要能按每个自转保持部4或按每个组供给不同的电力，也可以是1台。
另外，在图7作为皮膜供给源记载了电弧蒸发源6。进而，在AIP装置101中，优选能利用加热器对基材W进行加热的结构或能在真空腔室2内导入加工气体的结构。此外，也可以代替电弧蒸发源6，由溅射蒸发源或坩埚型蒸发源作为皮膜供给源。此外，虽然在各自转保持部4一边自转一边公转的机构中，各旋转轴（各自转轴P和公转轴Q）在竖直方向上延伸，但是，各旋转轴的延伸的方向没有限定。例如，所述机构也可以以各旋转轴在水平方向上延伸的方式构成。
[成膜处理]
在该AIP装置101中，以使按每个自转保持部4成为不同的电位的方式对各自转保持部4分别供给偏置电压。因此，在AIP装置101中，在成膜加工中，以按每个自转保持部4施加了不同的偏置电压的状态进行成膜处理。像这样，AIP装置101在成膜加工中能按每个自转保持部4施加不同的偏置电压。由此，在AIP装置101中，按偏置电压不同的每个自转保持部4，形成在基材W的皮膜的膜质不同。例如，在利用AIP法进行的TiN、TiAlN等硬质皮膜形成中，通过以自转保持部4单位施加高的负的偏置电压（作为一个例子，-150V～300V）和低的负的偏置电压（作为一个例子，-10V～-100V），从而能通过一次成膜处理形成具有不同的应力等级的皮膜。
此外，在AIP装置101中，在成膜加工中，能按每个自转保持部4施加不同的偏置电压，因此，可按每个自转保持部4得到不同的热量输入条件。例如，在AIP装置101中，在利用AIP法进行的TiN、TiAlN等硬质皮膜形成中，高的负的偏置电压施加在保持有热容量相对大的基材W的自转保持部4，并且低的负的偏置电压施加在保持有热容量相对小的基材W的自转保持部4。由此，在AIP装置101中，与在公转台5上混合搭载有热容量不同的基材W无关，能通过同一（1次）成膜处理进行均匀的温度下的处理。
进而，在进行成膜之前进行的离子轰击处理（一边从电弧蒸发源照射金属离子一边施加负的高电压而对表面进行净化的处理）中，通过在各自转保持部4施加不同的偏置电压，从而可按偏置电压不同的每个自转保持部4得到不同的离子轰击处理时的热量输入条件。例如，在AIP装置101中，在利用AIP法进行的TiN、TiAlN等硬质皮膜形成中，在保持有温度难以上升的基材W的自转保持部4施加高的负的偏置电压。此外，在搭载（保持）有由于温度上升而容易产生基材的软化的小径的HSS钻头的自转保持部4施加低的负的偏置电压。由此，通过同一（1次）离子轰击处理一边防止容易过热的基材的过热一边对粗径的工具进行具有充分的轰击效果的处理。
像以上那样，虽然无论是哪个情况，在现有技术的装置中，处理都分多次进行，但是，在本实施方式的AIP装置101中，处理只要1次即可。
[真空成膜方法]
使用了以上那样的AIP装置101的成膜方法整体的加工如下。另外，像上述的那样，该AIP装置101具备作为皮膜供给源的电弧蒸发源6。
（1）设置基材W～真空排气
首先，考虑使用如图6和图7所示的AIP装置101通过AIP法对皮膜实际进行成膜的情况。在该AIP装置101中，在配置于真空腔室2内的公转台5上，在以公转轴Q为中心的圆周上以90°间隔配备有4个自转保持部4。
首先，基材W设置在自转保持部4。该基材W可以固定在自转保持部4上，此外，也可以利用设置夹具13载置于自转保持部4上。
当像这样准备好基材W时，直到真空腔室2内成为高真空状态为止，真空泵3（真空排气部3）进行排气。
（2）加热（可选的工序）
根据需要，可通过真空腔室2内的辐射加热机构（加热器）进行基材W的预热。此时，AIP装置101以公转轴Q为旋转轴使各自转保持部4公转，并且以自转轴P为旋转轴使各自转保持部4自转。
（3）离子轰击处理
搭载在AIP装置101的皮膜供给源是电弧蒸发源6。AIP装置101使该电弧蒸发源6产生电弧放电，并且通过在基材W施加几百V～1500V的负的偏置电压而进行基材W的表面净化处理。此时，AIP装置101以公转轴Q为旋转轴使各自转保持部4公转，并且以自转轴P为旋转轴使各自转保持部4自转。
AIP装置101能在离子轰击处理中以使各自转保持部4成为不同的电位的方式按每个自转保持部4施加不同的偏置电压。此外，AIP装置101能按每个自转保持部4调整净化的程度和温度上升的程度。因此，在AIP装置101中，在混合搭载有对离子轰击处理要求不同的处理条件的基材W的情况下，能以成为各自适合的条件的方式进行离子轰击处理。
（4）成膜
AIP装置101使在电弧蒸发源6中产生电弧放电。而且，AIP装置101一边在真空腔室2内导入反应气体（氮等），一边对基材W施加从几十V到300V的范围的负的偏置电压，一边进行皮膜形成。此时，AIP装置101以公转轴Q为旋转轴使各自转保持部4公转，并且以自转轴P为旋转轴使各自转保持部4自转。
AIP装置101在该成膜处理中能以使各自转保持部4成为不同的电位的方式按每个自转保持部4施加不同的偏置电压。该AIP装置101通过变更对自转保持部4的偏置电压的施加条件，从而能按每个自转保持部4调整形成在该自转保持部4所保持的基材W的皮膜的膜质和基材W的温度。因此，在AIP装置101中，即使在混合搭载有要求不同的处理条件的基材的情况下，也能以成为适合各自的条件的方式进行成膜处理。此外，因为在探索处理条件的工序中，能在1次的成膜处理中形成多种条件的皮膜，所以，能缩短为了探索处理条件所需的时间。
[效果]
像以上那样，根据本实施方式的AIP装置101，能使按每个自转保持部4或在自转保持部4分为2个以上的组的情况下的每个组施加的偏置电压不同。因此，根据AIP装置101，能通过同一（1次）处理形成具有不同的应力等级的皮膜。此外，根据AIP装置101，在以混合了热容量不同的基材W的状态处理这些基材W时，能通过同一（1次）处理进行均匀的温度的处理。此外，根据AIP装置101，能一边防止容易过热的基材W的过热一边通过同一（1次）处理对温度难以上升的基材W进行具有充分的轰击效果的离子轰击处理。因为在现有技术的装置中需要分多次进行处理，所以，在本实施方式的AIP装置101中，与现有技术的装置相比，效率大幅提高。
<第三实施方式>
以下，对作为本发明的真空成膜装置的一个例子的AIP装置102进行说明。另外，因为使用图3（a）～图4进行的说明与第一实施方式相同，所以，在此不进行重复。此外，AIP装置102的整体结构除了自转保持部4的数量以外与图1相同。
[整体结构]
图8（a）和图8（b）示出AIP装置102的电源连接例。该AIP装置102具备圆筒状电弧蒸发源61。此外，在AIP装置102中，在公转台5上搭载有8个自转保持部4。这些8个自转保持部4分为A组和B组。圆筒状电弧蒸发源61以被8个自转保持部4包围周围的方式设置在真空腔室2的中心。
另外，关于真空腔室2，直到其内部成为真空为止，能利用真空排气部（真空泵）3进行排气。圆筒状电弧蒸发源61设置在真空腔室2的中央部。此外，在AIP装置102中，通过实施成膜的加工，能进行利用加热器（未图示）的加热和加工气体导入（未图示）。
在该AIP装置102中，电源单元10C对基材W进行供电。电源单元10C具备电弧电源10C1、偏置电源10C2、切换开关10C3。图8（b）所示的“A”表示图8（a）所示的标注有“A”的4个自转保持部4。此外，图8（b）所示的“B”表示图8（a）所示的标注有“B”的4个自转保持部4。
在该AIP装置102中，A组的自转保持部4和B组的自转保持部4通过切换开关10C3与电弧电源10C1的正极或偏置电源10C2的负极连接。对该电源单元10C和切换开关10C3进行说明。
通过切换开关10C3动作，从而A组的各自转保持部4以成为作为电弧蒸发源6的阳极动作的电位的方式成为与电弧电源10C1的正极连接的状态（电弧电源连接状态），并且B组的各自转保持部4以成为用于控制入射到基材W的离子的能量的电位的方式成为与偏置电源10C2的负极连接的状态（偏置电源连接状态）。而且，当以该状态经过规定时间时，A组的各自转保持部4从电弧电源连接状态切换为偏置电源连接状态，并且B组的各自转保持部4从偏置电源连接状态切换为电弧电源连接状态。进而，当以该状态经过规定时间时，A组的各自转保持部4从偏置电源连接状态切换为电弧电源连接状态，并且B组的各自转保持部4从电弧电源连接状态切换为偏置电源连接状态。切换开关10C3重复该连接状态的切换。
[成膜处理]
在使用了以上那样的AIP装置102的成膜方法整体的加工之中，参照图9对与第一实施方式不同的成膜处理进行说明。图9是示出成膜处理中的切换开关10C3的工作的时序图。
在时刻t（0），切换开关10C3连接开关A（1）并且连接开关B（2）。此时，开关B（1）和开关A（2）被切断。将时刻t（0）～时刻t（1）的期间设为第一状态。一般来说，时刻t（4N-4）～时刻t（4N-3）的期间为第一状态。另外，N＝1、2、3、…。
在第一状态中，A组的自转保持部4所保持的基材W与电弧电源10C1的正极连接。由此，A组的基材W作为电弧放电的阳极发挥功能，在圆筒状电弧蒸发源61与A组的自转保持部4所保持的基材W之间产生电弧放电。此外，B组的自转保持部4所保持的基材W与偏置电源10C2的负极连接。由此，偏置电压施加在B组的自转保持部4所保持的基材W。此时，通过各自转保持部4以保持有基材W的状态一边在自转轴P周围自转一边在公转轴Q（圆筒状电弧蒸发源61）周围公转，从而A组的自转保持部4所保持的基材W与B组的自转保持部4所保持的基材W暴露于来自圆筒状电弧蒸发源61的蒸气而形成皮膜。此时，在A组的自转保持部4所保持的基材W以未施加偏置电压的状态形成皮膜，在B组的自转保持部4所保持的基材W以施加了偏置电压的状态形成皮膜。
在时刻t（1），切换开关10C3切断开关B（2），连接开关B（1）。由此，B组的自转保持部4所保持的基材W与电弧电源10C1的正极连接。此后，在时刻t（2），切换开关10C3切断开关A（1），连接开关A（2）。
从电弧放电的稳定性的观点考虑，优选像上述的那样，连接开关A（1）的期间和连接开关B（1）的期间稍微重叠（时刻t（1）～时刻t（2）的期间）。
将时刻t（2）～时刻t（3）的期间设为第二状态。一般来说，时刻t（4N-2）～时刻t（4N-1）的期间为第二状态。另外，N＝1、2、3、…。
在第二状态中，B组的自转保持部4所保持的基材W与电弧电源10C1的正极连接。由此，B组的自转保持部4所保持的基材W作为电弧放电的阳极发挥功能，在圆筒状电弧蒸发源61与B组的自转保持部4所保持的基材W之间产生电弧放电。A组的自转保持部4所保持的基材W与偏置电源10C2的负极连接。由此，偏置电压施加在A组的自转保持部4所保持的基材W。此时，通过各自转保持部4以保持有基材W的状态一边在自转轴P周围自转一边在公转轴Q（圆筒状电弧蒸发源61）周围公转，从而A组的自转保持部4所保持的基材W和B组的自转保持部4所保持的基材W暴露于来自圆筒状电弧蒸发源61的蒸气而形成皮膜。此时，在B组的自转保持部4所保持的基材W以未施加偏置电压的状态形成皮膜，在A组的自转保持部4所保持的基材W以施加偏置电压的状态形成皮膜。
在时刻t（3），切换开关10C3切断开关A（2），连接开关A（1）。由此，A组的自转保持部4所保持的基材W与电弧电源10C1的正极连接。此后，在时刻t（4），切换开关10C3切断开关B（1），连接开关B（2）。从电弧放电的稳定性的观点考虑，优选像上述的那样，连接开关A（1）的期间和连接开关B（1）的期间稍微重叠（时刻t（3）～时刻t（4）的期间）。
像上述的那样，公转台5上的A组的自转保持部4所保持的基材W和B组的自转保持部4所保持的基材W中的至少一方的组的自转保持部4所保持的基材W成为能作为电弧放电的阳极工作的电位。即，在AIP装置102中，任一个基材W始终作为电弧放电的阳极发挥功能。因此，AIP装置102即使不另外设置用于电弧放电的阳极也能稳定地维持电弧放电。而且，在产生电弧放电的期间，在处于偏置电压的电位的基材W中，通过施加偏置电压在控制膜质的状态下进行皮膜形成。
可是，在处于阳极的电位的基材W，即，作为电弧放电的阳极工作中的基材W上以未施加偏置电压的状态形成皮膜。但是，因为该基材W以规定的周期成为施加了偏置电压的状态，所以，该期间能通过偏置电压控制膜质。而且，所施加的偏置电压被设定为考虑了存在基材W成为作为电弧放电的阳极发挥功能的电位的期间（时间）的情况的水准。由此，进行所期望的膜质的皮膜形成。
根据膜质的观点，当以未施加偏置电压的状态进行超过100nm的成膜时，可认为该层的脆弱程度会显著影响整体的膜质，所以会成为问题。优选是，只要在是基材W作为电弧放电的阳极发挥功能的电位的期间（时间）持续地生长的皮膜的厚度为10nm以下，膜质方面的担心就会变少。此外，根据膜质的观点，切换的时间越早越优选。但是，根据从电弧电源输出的大电流的切换的容易性的方面考虑，在切换的周期超过1kHz的频率下会有问题，根据实际的观点，优选是100Hz以下。
根据以上，在成膜加工过程中，在将在基材形成100nm的皮膜所需的时间（sec）设为t的情况下，优选使切换周期T（sec）满足t>T>1msec。
这样的周期重复进行。通过交替地重复上述的第一状态和第二状态，从而在A组的自转保持部4所保持的基材W和B组的自转保持部4所保持的基材W这两者进行利用AIP法的皮膜形成。
另外，虽然在以上的说明中举出利用AIP法的皮膜形成的例子进行了说明，但是，不限定于利用该方法的皮膜形成。例如，也可以进行作为蒸发源而使用溅射蒸发源的皮膜形成。
[效果]
在以往的成膜装置中，多个自转保持部全都处于同一电位。因此，在为了控制膜质而施加偏置电压的情况下，配置在圆筒状电弧蒸发源的周围的阳极成为必须的。当存在这样的阳极时，通过来自圆筒状电弧蒸发源的蒸气附着在阳极，从而有时成膜速度会降低而损害生产性，并且堆积在阳极的皮膜剥落而引起皮膜的缺陷等。与此相对地，在本实施方式的AIP装置102中，不会产生这样的问题。详细地说，像以下那样。
在本实施方式的AIP装置102中，公转台5上的A组的自转保持部4所保持的基材W和B组的自转保持部4所保持的基材W中的至少一方的组的自转保持部4所保持的基材W成为能作为电弧放电的阳极工作的电位。即，在AIP装置102中，任一个基材W始终作为电弧放电的阳极发挥功能。因此，AIP装置102即使不另外设置用于电弧放电的阳极，也能稳定地维持电弧放电。像这样，在本实施方式的AIP装置102中，因为无需在圆筒状电弧蒸发源61的周围另外设置电弧放电用的棒状的阳极，所以，不会有来自圆筒状电弧蒸发源61的蒸气（蒸发的皮膜原材料）在朝向基材W时被电弧放电用的阳极所阻碍的情况。此外，也不需要清扫堆积在电弧放电用电极的皮膜原材料。因此，本实施方式的AIP装置102与上述的以往的成膜装置相比，生产性提高。
另外，各自转保持部4的电位未必需要在电弧放电的阳极电位与偏置电位之间急剧地变化，也可以经由漂移（floating）状态或接地状态。
此外，偏置电压不一定需要是恒定的。特别是，在切换的周期相对长的情况下，优选施加比切换的周期充分地快的周期的脉冲状的电压。
此外，虽然在本实施方式中自转保持部4分为两组，但是组的数量不限定于两个。自转保持部4进而也可以分为许多组。在该情况下，以至少一个组的自转保持部4（或1个自转保持部4）在任何定时都能作为电弧放电的阳极作用的方式构成AIP装置。
[实施方式的概要]
对以上的实施方式进行总结如下。
即，在上述的实施方式的真空成膜装置中，其特征在于，以如下方式构成，即，具备：真空腔室；对所述真空腔室内进行真空排气的真空排气单元；以使多个旋转轴相互平行的方式设定，而且在各旋转轴中能一边以该旋转轴为旋转中心自转一边保持作为成膜对象的所述基材的多个自转保持部；以及使所述多个自转保持部在与各自转保持部的旋转轴平行的公转轴周围公转的公转机构，所述多个自转保持部被分为多个组，能按每个组以使所述自转保持部成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。
根据这样的结构，按每个组以自转保持部成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。因此，即使经长时间使用，也可维持稳定的成膜，并且在基材以外的部分难以堆积皮膜，生产性提高。此外，即使在成膜条件不同的情况下，也可对许多基材以一次而且均匀地进行成膜，由此，提高生产性。
此外，所述真空成膜装置也可以通过施加在所述自转保持部的电压使供给到所述真空腔室内的气体产生等离子体，通过按每个组切换供给到所述各自转保持部的电力，从而所述各组的自转保持部交替地重复具有作为在辉光放电等离子体生成中起到主体性的作用的作用极工作的负的电位的状态和作为所述作用极的异性极工作的状态。
根据这样的结构，公转台和真空腔室的框体不会成为用于产生辉光放电的异性极。因此，这些公转台和真空腔室等构件不会作为用于生成等离子体的辉光放电产生用电极发挥作用。因此，即使等离子体CVD装置长时间运转，即使绝缘皮膜较厚地堆积在公转台和真空腔室等构件，等离子体也不会不稳定化。其结果是，等离子体CVD装置能稳定地生产膜质和厚度没有偏差的CVD皮膜。此外，因为公转台和真空腔室等构件不作为用于产生辉光放电的电极发挥作用，所以，不会暴露于分解原料气体的等离子体。因此，与以往的成膜装置相比，在这些构件（公转台和真空腔室等）难以堆积皮膜。其结果是，难以发生以较厚的皮膜堆积为原因的碎片的飞散，也难以产生皮膜缺陷。
此外，所述真空成膜装置具备对各组的自转保持部供给电力、使供给到所述真空腔室内的原料气体产生等离子体的等离子体产生电源，所述多个自转保持部也可以分为与所述等离子体产生电源的一方的电极连接的第一组和与所述等离子体产生电源的另一方的电极连接的第二组的任一个，以使所述第一组和所述第二组交替地调换的方式切换供给到各组的自转保持部的电力。
根据这样的结构，各组的自转保持部交替地重复在生成辉光放电等离子体时作为对该等离子体生成发挥主体性功能的负电位的作用极发挥作用的期间和作为其异性极发挥作用的期间。由此，真空腔室等构件从与等离子体生成相关的作用中被解放出来，即使它们被绝缘膜所覆盖，也可抑制等离子体变得不稳定等坏影响。
此外，所述公转机构具有能在所述公转轴周围旋转的公转台，所述多个自转保持部在所述公转台中在以所述公转轴为中心的圆周上以等间隔排列的方式分别配备。在该状态下，属于所述第一组的自转保持部和属于所述第二组的自转保持部也可以是相互相同的数量，在所述圆周上轮流地排列各一个。由此，在周方向上相邻的基材间产生等离子体，CVD皮膜以稳定的条件成膜在自转保持部所保持的基材。
此外，属于所述第一组的自转保持部和属于所述第二组的自转保持部也可以是相互相同的数量，在所述圆周上轮流地排列有各两个。即使在该配备中，也以公转轴为中心形成对称性极好的等离子体。由此，CVD皮膜以稳定的条件成膜在自转保持部所保持的基材W。
所述真空成膜装置具备偏置电源，该偏置电源也可以按每个所述组以使所述自转保持部成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。
此外，所述真空成膜装置具备：蒸发源；以使所述蒸发源成为阴极的方式向所述蒸发源供给电力的蒸发源用电源；以及向所述自转保持部保持的基材供给偏置电压的偏置电源，所述多个自转保持部可以分为至少两个组，各组的自转保持部交替地重复与所述蒸发源用电源的正极连接的状态和与所述偏置电源连接的状态，并且至少一个组的自转保持部作为所述蒸发源的阳极动作。
根据这样的结构，公转台上的多个组中的至少一方的组的自转保持部所保持的基材成为能作为在与蒸发源之间产生的电弧放电的阳极而工作的电位。即，根据上述结构，任一个基材始终作为所述电弧放电的阳极发挥功能。因此，该真空成膜装置即使不另外设置用于所述电弧放电的阳极也能稳定地维持与蒸发源之间的电弧放电。像这样，在上述结构的真空成膜装置中，因为无需在蒸发源的周围另外设置电弧放电用的棒状的阳极，所以在来自蒸发源的蒸气（蒸发的皮膜原材料）朝向基材时不会被电弧放电用的阳极所阻碍。此外，也不需要对堆积在电弧放电用阳极的皮膜原材料的清扫。因此，上述的结构的真空成膜装置与上述的以往的成膜装置相比，生产性提高。
在该情况下，优选以一个组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极连接的状态，其它组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极连接，此后，通过切断所述一个组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极的连接，从而设置从所述蒸发源用电源的正极向所述一个组的自转保持部与所述其它组的自转保持部的双方供给电力的时间。
根据这样的结构，能可靠地避免在进行切换时不存在成为电弧放电的阳极的电位的基材的状态，由此，电弧放电稳定。
产业上的可利用性
本发明提供真空成膜装置。

Claims (9)

1.一种真空成膜装置，在基材形成皮膜，所述真空成膜装置的特征在于，以如下方式构成，即，具备：
真空腔室；
真空排气单元，对所述真空腔室内进行真空排气；
多个自转保持部，以使多个旋转轴成为相互平行的方式设定，而且能在各旋转轴中一边以该旋转轴为旋转中心自转一边保持作为成膜对象的所述基材；以及
公转机构，使所述多个自转保持部在与各自转保持部的旋转轴平行的公转轴周围进行公转，
所述多个自转保持部被分为多个组，按每个组以使所述自转保持部成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。
2.根据权利要求1所述的一种真空成膜装置，其特征在于，
所述真空成膜装置通过施加在所述自转保持部的电压使供给到所述真空腔室内的气体产生等离子体，通过按每个组切换供给到所述各自转保持部的电力，从而所述各组的自转保持部交替地重复在辉光放电等离子体生成中作为起到主体性的作用的作用极而工作的具有负的电位的状态和作为所述作用极的异性极工作的状态。
3.根据权利要求2所述的真空成膜装置，其特征在于，
具备等离子体产生电源，对各组的自转保持部供给电力，使供给到所述真空腔室内的原料气体产生等离子体，
所述多个自转保持部分为与所述等离子体产生电源的一方的电极连接的第一组和与所述等离子体产生电源的另一方的电极连接的第二组的任一个，以使所述第一组和所述第二组交替地调换的方式切换供给到各组的自转保持部的电力。
4.根据权利要求3所述的真空成膜装置，其特征在于，
所述公转机构具有能在所述公转轴周围旋转的公转台，
所述多个自转保持部在所述公转台中在以所述公转轴为中心的圆周上以等间隔排列的方式分别配备。
5.根据权利要求4所述的真空成膜装置，其特征在于，
属于所述第一组的自转保持部和属于所述第二组的自转保持部是相互相同的数量，在所述圆周上轮流地排列有各一个。
6.根据权利要求4所述的真空成膜装置，其特征在于，
属于所述第一组的自转保持部和属于所述第二组的自转保持部是相互相同的数量，在所述圆周上轮流地排列有各两个。
7.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，
具备偏置电源，该偏置电源按每个所述组以使所述自转保持部成为不同的电位的方式对各自转保持部供给电力。
8.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，具备：
蒸发源；
蒸发源用电源，以使所述蒸发源成为阴极的方式向所述蒸发源供给电力；以及
偏置电源，向所述自转保持部保持的基材供给偏置电压，
所述多个自转保持部分为至少两个组，
各组的自转保持部交替地重复与所述蒸发源用电源的正极连接的状态和与所述偏置电源连接的状态，并且至少一个组的自转保持部作为所述蒸发源的阳极而动作。
9.根据权利要求8所述的真空成膜装置，其特征在于，
在一个组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极连接的状态下，其它组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极连接，此后，通过切断所述一个组的自转保持部与所述蒸发源用电源的正极的连接，从而设置从所述蒸发源用电源的正极向所述一个组的自转保持部和所述其它组的自转保持部的双方供给电力的时间。
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