CN1973059A - 真空成膜装置 - Google Patents

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CN1973059A CNA2005800207398A CN200580020739A CN1973059A CN 1973059 A CN1973059 A CN 1973059A CN A2005800207398 A CNA2005800207398 A CN A2005800207398A CN 200580020739 A CN200580020739 A CN 200580020739A CN 1973059 A CN1973059 A CN 1973059A
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泷川志郎
加藤圭司
米山信夫
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Abstract

本发明提供将圆筒构件的一部分作为靶使用，而且有意利用该圆筒构件附加等离子体聚合功能的的真空成膜装置。真空成膜装置(100)具备具有内部空间的导电性真空槽(13)、在内部空间(10)并排配置多个弯曲成扇形的弯曲构件(31、32)，以此形成大致圆筒形从而形成的框体(15)、配置于被框体(15)包围的内部，沿着框体(15)的圆周方向形成磁场的磁场形成装置(33)，弯曲构件(15、16)中的至少一个是使用于溅射的靶，而且是除了靶的框体(15)的区域外被使用于等离子体聚合的装置。

Description

真空成膜装置
技术领域
本发明涉及真空成膜装置，特别是涉及在大致为圆筒形的中空框体的内部配置磁场形成装置的真空成膜装置。
背景技术
作为车上使用的前照灯和尾灯上使用的反射器的薄膜，在塑料基板上形成在铝反射膜上迭层利用六甲基二硅醚硅氧烷(以下称为HMDS)的保护膜(SiOx膜)的多层膜。
这样的多层膜在塑料基板上形成时向来利用溅射装置堆积铝，并且利用等离子体聚合装置堆积HMDS。因此如果利用一个真空槽实施溅射处理和等离子体聚合处理这两种处理，则能够连续成膜形成铝反射膜与SiOx膜，是很合适的。
但是，在标准地广泛使用的平板靶溅射装置的改良中，兼备溅射与等离子体聚合功能的成膜工序的高效率化(例如生产节拍的缩短和靶的长寿命化)有一定的界限。因此本发明人判定，将溅射装置的靶的结构做成例如圆筒这样的重新认识从反射器用成膜工序的高效率化考虑是不可缺少的。
作为使用圆筒形靶的溅射装置的开发研究的例子，有将材料互不相同的多个圆筒形靶并排，在该圆筒形靶的内部配置磁体，以此利用相邻的圆筒形靶之间发生的磁控管磁场使圆筒形靶溅射的溅射装置(参照专利文献1)。
又有在能够旋转的圆筒形靶的内部配置摇动式的磁体，从而能够均匀地对圆筒状靶的外周部的各部分进行溅射的溅射装置(参照专利文献2)。
又有向利用隔板分割的真空槽的各分割空间导入不同种类的气体，圆筒状靶一边旋转一边其表面依序曝露于这些气体中，借助于此，能够在一分割空间使溅射生成物覆盖于基板上，在其他分割空间对靶表面进行清洗的溅射装置(参照专利文献3)。
而且还有将圆筒状靶区分为不同的组成构成的两个区域，然后再使其旋转到适当的角度，从而能够形成任意包含这样的组成材料的各成份的合金膜的溅射装置(参照专利文献4)。
专利文献1：日本特开平3-104864号公报
专利文献2：日本特开平11-29866号公报
专利文献3：日本特开平5-263225号公报
专利文献4：日本特开2003-183823号公报
发明内容
但是，专利文献1～4中的任一个都没有将圆筒状构件作为靶使用，没有表示出用这种圆筒状构件使其起等离子体聚合的作用的技术思想。
又，专利文献1～4也没有对在向宽度方向弯曲而且在轴方向上延伸的靶的弯曲面的宽度方向上形成磁场时因该靶的轴端上磁场的状态造成的靶的侵蚀不均匀采取适当的对策，没有着眼于这样的不均匀侵蚀进行研究。
又，专利文献1～4中的任一个都没有公开利用相邻配置的一对圆筒状构件内在的磁场形成装置的磁场的相互作用调整在基板上堆积的颗粒的堆积分布的技术。
本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供将圆筒状构件(正确地说，弯曲为多个扇形的弯曲构件形成的大致为圆筒形的构件)的一部分作为溅射靶使用，而且谋求使用该圆筒状构件附加等离子体聚合功能的真空成膜装置。
而且，本发明的目的在于，提供能够对在宽度方向上弯曲而且在轴方向上延伸的靶的弯曲面的宽度方向上形成磁场时因该靶的轴端上磁场的状态造成的靶的侵蚀不均匀采取适当的对策的真空成膜装置。
又，本发明的目的在于，提供利用相邻配置的一对中空框体中内在的磁场形成装置的磁场的相互作用调整在基板上堆积的颗粒的堆积分布的真空成膜装置。
为了实现本发明的目的，本发明的真空成膜装置具备：具有内部空间的导电性真空槽、配置于所述内部空间，具有在宽度方向上弯曲的弯曲面，而且在轴方向延伸的靶、沿着所述弯曲面的宽度方向在所述靶上形成磁场的磁场形成装置、以及具有面对所述弯曲面的轴方向的中央部分的开口，使所述弯曲面与所述开口的端面相对地配置的导电性屏蔽板，位于所述靶的轴方向的端部的所述弯曲面利用所述屏蔽板覆盖。而且，所述屏蔽板最好是覆盖位于所述靶的轴方向两端部的所述弯曲面。
更详细地说，所述屏蔽板沿着所述弯曲面的弯曲形状弯曲，借助于此，位于所述靶的轴方向的端部的所述弯曲面利用所述屏蔽板覆盖。
如果采用这样的结构，则能够利用屏蔽板覆盖与靶的轴方向的端部对应的该靶的弯曲面，能够对因靶的轴端上磁场的状态造成的靶的侵蚀不均匀采取适当的对策。
还有，所述靶的形状也可以是弯曲为扇形的多个弯曲构件构成的大致圆筒形。
这样一来，能够在最大程度上延长靶的寿命。
又，所述屏蔽板也可以是在处于接地状态的所述真空槽上连接的接地屏蔽板。
采用这样的结构，则放电产生的气体电离形成的等离子体在接地屏蔽板的开口的端面上消灭，能够可靠地控制接地屏蔽板近旁的异常发电。
在这里，具备配置于所述靶与所述磁场形成装置之间的板，通过在所述板上施加规定的功率，在从所述开口突出的所述靶的弯曲面近旁形成等离子体。
又，出于控制得能够借助于溅射均匀剥取所述溅射靶的弯曲面，尽可能延长所述靶的寿命的目的，所述靶也可以形成能够以其轴方向为中心旋转的结构，所述磁场形成装置也可以形成能够独立于所述靶的旋转，沿着所述靶的所述弯曲面的宽度方向旋转的结构。
本发明的真空成膜装置，具备：具有内部空间的导电性真空槽、在所述内部空间并排配置多个弯曲为扇形的弯曲构件，以此形成大致圆筒形结构的框体、以及配置于被所述框体包围的内部，沿着所述框体的圆周方向形成磁场的磁场形成装置，所述弯曲构件中的至少一个是使用于溅射的靶，而且除了相当于所述靶的弯曲构件外的所述框体的区域被使用于等离子体聚合。
如果采用这样的真空成膜装置，则能够实施将多个弯曲为扇形的弯曲构件形成的大致为圆筒形的构件作为溅射靶使用的溅射成膜，同时能够使用除了该弯曲构件外的区域进行等离子体聚合成膜。
又，出于控制得能够借助于溅射均匀剥取所述靶的弯曲面，尽可能延长所述靶的寿命的目的，所述框体也可以形成能够以其轴方向为中心旋转的结构，所述磁场形成装置也可以形成能够独立于所述框体的旋转，沿着所述框体的圆周方向旋转的结构。
又，所述磁场形成装置也可以具备多个磁体以及支持所述磁体，与所述框体的内周面大致并行的扇形轭部，以便在所述框体的外周面上可靠地形成磁场。
在这里，具备配置于所述框体与所述磁场形成装置之间的圆筒形板，通过在所述板上施加规定的功率，在所述框体的外周面的近旁形成等离子体。
本发明的真空成膜装置，具备：具有内部空间的导电性真空槽、相互之间保持间隔并排地配置于所述内部空间的圆筒状的第1和第2中空框体、配置于所述第1中空框体以及第2中空框体的各内部，沿着所述第1中空框体的圆周方向形成第1磁场的第1磁场形成装置、以及沿着所述第2中空框体的圆周方向形成第2磁场的第2磁场形成装置、以及将基于所述第1和第2磁场使从所述第1和第2中空框体放出的颗粒堆积的堆积面曝露于所述内部空间配置的基板，使所述第1和所述第2磁场形成装置靠近所述间隔，使所述第1和所述第2磁场相互作用，以此调整所述堆积面上的所述颗粒的堆积分布。
如果采用这样的真空成膜装置，则能够有意改变由于磁场的相互干涉而在工件上堆积于堆积面上的颗粒的堆积分布，以抵消由于工件的安装不合适造成的工件的堆积面上颗粒堆积的不均匀。
也可以所述第1和第2中空框体分别具有使用于溅射，组成互不相同的第1和第2靶，形成基于所述第1和第2磁场，利用通过溅射从所述第1靶和第2靶放出的颗粒，在所述堆积面上堆积合金膜的结构。
也可以形成具备配置于所述第1中空框体与所述第1磁场形成装置之间的圆筒状的第1板、以及配置于所述第2中空框体与所述第2磁场形成装置之间的圆筒状的第2板，所述第1板与所述第2板互为阳极和阴极使用的结构。
本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点从附图和以下的最佳实施形态的详细说明可以更加清楚了解。
如果采用本发明，则能够得到将圆筒状构件(正确地说，弯曲为多个扇形的弯曲构件形成的大致为圆筒形的构件)的一部分作为溅射靶使用，而且谋求使用该圆筒状构件附加等离子体聚合功能的真空成膜装置。
而且，如果采用本发明，则也能够得到能对在向宽度方向弯曲而且在轴方向上延伸的靶的弯曲面的宽度方向上形成磁场时因该靶的轴端上磁场的状态造成的靶的侵蚀不均匀采取适当的对策的真空成膜装置。
又，如果采用本发明，则也能够得到利用相邻配置的一对中空框体中内在的磁场形成装置的磁场的相互作用调整在基板上堆积的颗粒的堆积分布的真空成膜装置。
附图说明
图1是本实施形态的真空成膜装置的剖面图，在配置于真空槽内部的圆筒状中空框体切成圆片的剖面图。
图2是本实施形态的真空成膜装置的剖面图，是沿着该中空框体的轴方向的剖面图。
图3是在沿着中心框体的中心轴的方向上观察中空框体与接地屏蔽板的配置关系的俯视图。
图4(a)是配置于靶的背面的磁体的俯视(沿着靶的轴方向的方向上)的配置图。
图4(b)是磁体的磁场造成的、形成于靶的表面上的侵蚀的形状与接地屏蔽板的开口一起的示意图。
图4(c)是沿着图4(b)所示的C-C线的剖面的接地屏蔽板与靶的配置关系的示意图。
符号说明
10   内部空间
10a  上方内部空间
10b  下方内部空间
11   容器
12   下盖
13   真空槽
14   间隔
15   第1中空框体
16   第2中空框体
17   开口
17a  开口的端面
18   接地屏蔽板
19   伺服电动机
20   同步皮带
21   第1皮带轮
22   第2皮带轮
23     工件
23a    堆积面
24     绝缘体
25     O形环
26     气体导入端口
27     气体排出端口
28     MF电源
29     固定手段
30     背垫板
31     第1弯曲构件(溅射靶)
32     第2弯曲构件(等离子体聚合用的金属板)
33     磁场形成装置
34     磁体
34a    第1棒状磁体
34b    第2棒状磁体
34c    第3棒状磁体
34d    第1扇形磁体
34e    第2扇形磁体
35     轭部
36、37 磁场
40     托架
41     配管
43     冷却水
44、47 贯通孔
46     平板轴承衬瓦
46a    平板轴承衬瓦的凸缘
48     法兰部
48a    法兰部的凸缘
49     旋转密封部
50     通水区域
51   冷却水口
60   侵蚀
60a  长轴方向上的侵蚀
60b  短轴方向上的侵蚀
具体实施方式
下面参照附图对本发明的理想的实施形态进行说明。
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1和图2都是本实施形态的真空成膜装置的剖面图，更详细地说，是配置于真空槽内部的圆筒状中空框体切成圆片的剖面图，图2是沿着该中空框体的轴方向的剖面图，而图3是在沿着中空框体的中心轴的方向上观察中空框体与接地屏蔽板的配置关系的俯视图。
真空成膜装置100主要由能够使保持于规定的气体氛围的内部空间10减压的导电性容器11与下盖12构成的真空槽13、在该内部空间10的内部保持间隔14排列配置的一对圆筒状的第1和第2中空框体15、16、形成面对第1和第2中空框体15、16的轴方向中央部分的开口17的导电性接地屏蔽板18(屏蔽板)、发生使第1和第2中空框体15、16旋转用的驱动力的伺服电动机19、将该伺服电动机19的驱动力传递给第1和第2中空框体15、16用的同步皮带20、连接于伺服电动机19的轴上，挂同步皮带20用的第1皮带轮21、连接于第1和第2中空框体15、16上，挂同步皮带20用的一对第2皮带轮22、以及使分别内藏于第1和第2中空框体15、16的磁场形成装置33(以后说明)独立于所述第1和第2中空框体15、16的旋转，沿着第1和第2中空框体15、16的内表面在圆周方向上旋转的一对驱动装置(未图示)构成。
还有，在图1中，例示出第1和第2中空框体15、16借助于同步皮带20在相同的方向上旋转(两者都顺时针旋转或逆时针旋转)的例子，但是并不限于此，也可以形成例如使第1中空框体15顺时针旋转，使第2中空框体16逆时针旋转，两者分别独立旋转的结构。
还有，如果能够使第1和第2中空框体15、16旋转，则如下面所详细叙述，可以进行控制，以使得在溅射时对溅射靶的弯曲面的剥取均匀进行，能够尽可能延长溅射靶的寿命。
又，在这里，在下盖12上配置利用模具使例如塑料成型形成的工件23，并且使堆积面23a曝露于内部空间10，在该工件23的堆积面23a上利用溅射颗粒或等离子体聚合反应形成堆积膜。
又，隔着环状绝缘体24在该下盖12上配设容器11，在借助于O形环25将内部空间10密封的状态下利用螺杆等固定手段29将下盖12、绝缘体24、容器11相互连接。
又，出于抑制异常放电的目的，配置将由容器11与下盖12包围的内部空间10在上下方向上分割为上方内部空间10a与下方内部空间10b的导电性接地屏蔽板18。
更详细地说，接地屏蔽板18，如从图1与图3所能够理解的那样，以通过面对将例如平板弯曲为扇形的导电性的第1弯曲构件31(第2弯曲构件32也相同，将在下面说明)的弯曲面的中央部分的开口17，从开口17向下方内部空间10b突出，以使该弯曲面与开口17的端面17a相对，同时使比第1弯曲构件31的宽度狭窄的开口17接近第1弯曲构件31的弯曲面的形态配置。
而且，该接地屏蔽板18被配置为，连接于接地状态的容器11(真空槽13)上，同时以保持与第1弯曲构件31绝缘的状态使接地屏蔽板18的开口17充分接近第1弯曲构件31的表面。
这样一来，即使是在第1弯曲构件31上施加高功率，也不会在接地屏蔽板18与第1弯曲构件31之间发生放电。因此因放电的气体电离而发生的等离子体在接地屏蔽板18的开口17的端面17a(开口14的周围)消灭，接地屏蔽板18的近旁的异常放电得到合适的抑制。
这样通过导电性背垫板30(将在下面说明)对第1弯曲构件31施加10KHz～350KHz左右的中频电力时，使第1弯曲构件31与真空槽13之间发生放电，气体(例如氩气)的电离作用产生的气体离子与电子构成的等离子体恰当地形成于下方内部空间10b，同时可以利用接地屏蔽板18将等离子体封闭于下方内部空间10b，等离子体的形成得到恰当维持。
而且，可以利用该接地屏蔽板18覆盖第1弯曲构件31的长度方向(轴方向)两端部的弯曲面，借助于此，如下面的详细叙述所述，对于第1弯曲构件31(但是该第1扇形框体31为溅射靶的情况)的轴端部的磁场的状态引起的靶侵蚀不均匀能够恰当应对。
又在上方内部空间10a的容器11的侧壁部设置3处与气体供给源(未图示)连通的气体导入端口26，在下方内部空间10b的容器11的侧壁部设置1处与排气装置(未图示)连通的气体供给端口27。这样从气体导入端口26向上方内部空间10a导入规定的气体之后，该气体通过接地屏蔽板18的开口17的端面17a与第1和第2中空框体15、16的表面之间的间隙流入下方内部空间10b，最终从气体排气端口27向该容器11的外部排出。
还有，气体导入端口26设置于上方内部空间10a，因此上方内部空间10a的压力比下方内部空间10b的压力高，因此在下方内部空间10b生成的溅射颗粒不容易侵入上方内部空间10a，能够恰当抑制溅射颗粒引起的上方内部空间10a的污染。
引入容器11的内部空间10的气体种类，在利用溅射方法形成铝膜时使用氩气，在使用等离子体聚合方法形成SiOx膜时使用氩气与HMDS气体构成的混合气体。当然，在利用反应性溅射方法形成TiN那样的功能材料时有必要附加氮气。
下面参照图1和图2对第1和第2中空框体15、16的结构进行详细说明。
还有，第1和第2中空框体15、16都具有相同的结构，在这里对第1中空框体15的结构进行说明，省略对第2中空框体16的结构的说明。
如图1所示，将第1中空框体15切成圆片的结构主要具有金属制造(例如铜制)的圆筒状背垫板30、以及配置于该背垫板30的外周部，弯曲为扇形的第1和第2弯曲构件31、32。
而且在该背垫板30内部，沿着背垫板30的内周面配置磁场形成装置33。
背垫板30如图1所示，通过规定的电缆连接于中频(MF)电源28，借助于此，将等离子体形成用的中频(MF)电力施加于背垫板30。
又，该背垫板30如图2所示，也兼有积存作为冷却磁场形成装置33等的冷却水43的水积存构件的作用。还有，关于该冷却水43的流通将在后面叙述。
第1和第2弯曲构件31、32都具有在宽度方向上弯曲的弯曲面，在其轴方向上以大致均匀的弯曲面的曲率延伸。而且将第1和第2弯曲构件31、32加以组合的形态形成覆盖背垫板30的外周面的几乎全部区域的大致为圆筒形的框体，第1和第2弯曲构件31、32的外形都是将圆筒在其轴方向上分割为两半的形状。但是弯曲构件的形状不限于此，也可以是例如圆筒形一分为四的形状。
第1弯曲构件31也可以是使用于溅射装置的靶，例如溅射铝时第1弯曲构件31是铝制靶。
另一方面，可以把除了作为溅射靶的弯曲构件以外的大致为圆筒状的框体的区域使用于等离子体聚合，第2弯曲构件32也可以是例如使用于等离子体聚合的不容易溅射的不锈钢金属板或陶瓷板。
磁场形成装置33由多个磁体34与使这些磁体34的一个侧面紧贴支持着它们，同时与背垫板30同心地，与大致为圆筒形的框体的内周面大致并行地弯曲的扇形轭部35构成。
还有，磁场形成装置33也与第1中空框体15(第1弯曲构件31)一样，控制得使溅射时溅射靶的弯曲面的剥取能够均匀进行，按照尽可能延长溅射靶的寿命的目的，形成能够利用适当的驱动装置(未图示)驱动，独立于第1中空框体15(第1弯曲构件31)的旋转，沿着第1中空框体15的内周面(更正确地说沿着背垫板30的内周面)在圆周方向上旋转的结构。
但是，磁场形成装置33的旋转范围限于下方内部空间10b的等离子体形成区域，磁场形成装置33如图1的实线和细的两点锁线所示，形成使与从接地屏蔽板18的开口17突出的第1弯曲构件31相当的区域能够沿着背垫板30的内周面摇动的结构。
构成磁场形成装置33的磁体34，更详细地说，如从图1、图2、图4(a)能够理解的那样，由使S极侧位于扇形的轭部35的圆周方向的大致中央侧，而且使N极侧位于背垫板30一侧，在背垫板30的轴方向上并行延伸地安装于轭部35中央的第1棒状磁体34a、使N极侧位于轭部35的圆周方向的一方端部，而且S极侧位于背垫板30一侧，与背垫板30的轴方向并行延伸地安装于轭部35的圆周方向的一方端部的第2棒状磁体34b、使N极侧位于轭部35的圆周方向的另一方端部，而且S极侧位于背垫板30一侧，与背垫板30的轴方向并行延伸地安装于轭部35的圆周方向的另一方端部的第3棒状磁体34c、将第1、第2、第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向的一端部相互作为磁路连接地弯曲延伸，在各一端部上安装的第1扇形磁体34d、以及将第1、第2、第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向的另一端部相互作为磁路连接地弯曲延伸，在各另一端部上安装的第2扇形磁体34e构成。
借助于此，如图1的虚线所示，利用第1棒状磁体34a的N极与第2棒状磁体34b的S极，在第1弯曲构件31的弯曲面上沿着该弯曲面的宽度方向形成磁场36(在第1中空框体15的外周面近旁沿着其圆周方向的磁场36)，同样利用第1棒状磁体34a的N极与第3棒状磁体34c的S极，在第1弯曲构件31的弯曲面上沿着该弯曲面的宽度方向形成磁场37(在第1中空框体15的外周面近旁沿着其圆周方向的磁场37)。
沿着第1中空框体15的轴方向的结构，如图2所示，具备：具有在紧贴容器11的侧壁部上形成的开口能够嵌入定位的凸缘46a，在使配管41贯通贯通孔44的状态下接触背垫板30的轴方向的端部的环状的平板轴承衬瓦46、具有与该平板轴承衬瓦46一样，使配管41贯通贯通孔47的状态下紧贴平板轴承衬瓦46的凸缘48a的圆筒状法兰部48、配置于该法兰部48的贯通孔47上，能够利用适当的驱动装置使配管41和磁场形成装置33旋转的环状的旋转密封部49、以及固定于该法兰部48的外周面上，通过卷绕传递伺服电动机19(参照图1)的驱动力的同步皮带20(参照图1)，具有使背垫板30、第1和第2弯曲构件31、32、平板轴承衬瓦46、法兰部48旋转的环状的第2皮带轮22(参照图1)。
还有，从图2可知，磁场形成装置33以及配管41通过旋转密封部49固定于法兰部48，借助于此，磁场形成装置33与配管41能够独立于第1中空框体15的旋转而旋转(摇动)。
又，配管41通过一对托架40支持磁场形成装置33，形成从背垫板30的内部出发，贯通贯通孔44以及贯通孔47向外部延伸的结构，同时形成在其轴方向的上方的内部具有流通冷却水43的通水区域50的结构。也就是说，布满背垫板30的几乎全部区域对磁场形成装置33进行冷却的冷却水43，通过配管41上配置的冷却水口51流入配管41的内部的通水区域50，以此将冷却水43调整到适当的温度，如图2的箭头所示进行循环。
还有，在图2所示的各构件的固定接触面与滑动接触面上分别使用O形环等实施真空密封，在这里省略详细图示和说明。
下面对真空成膜装置100得到的效果以及带来该效果的动作(理由)进行说明。
第1，如果采用本实施形态的真空成膜装置100，则通过利用接地屏蔽板18覆盖第1弯曲构件31(第2弯曲构件32也一样)的轴方向两端部的弯曲面，在将该第1弯曲构件31作为溅射靶使用时(在以下的说明中将第1弯曲构件31称为靶31)，对于靶31的轴端部的磁场的状态造成的靶的侵蚀的不均匀能够采取合适的对策。
关于发挥这样的效果的理由将参照图4进行详细说明。还有，在这里以从气体导入端口26向下方内部空间10b导入氩气，利用氩气对溅射靶31进行溅射为例进行说明。
图4(a)是配置于靶的背面的磁体的俯视(沿着靶的轴方向的方向上)的配置图，图4(b)是磁体的磁场造成的、形成于靶的表面上的侵蚀的形状与接地屏蔽板的开口一起的示意图，图4(c)是沿着图4(b)所示的C-C线的部分的接地屏蔽板与靶的配置关系的示意剖面图。
第1～第3棒状磁体34a、34b、34c如上所述，是在靶31的弯曲面的外侧近旁沿着其弯曲面的宽度方向，形成与弯曲面大致并行的磁场36、37(参照图1)的磁体。
借助于由这样的磁场36、37收集的电子，沿着该磁场36、37，氩气(氩原子)发生电离，生成Ar离子(Ar+)与电子构成的高密度等离子体。然后，一旦对背垫板30施加负电压，以等离子体状态电离(或激发)为正离子的Ar离子向该背垫板30加速，冲击靶31的弯曲面，以其冲击能量击出存在于该弯曲面上的靶原子(例如铝原子)。于是，处于靶31表面上的靶原子放出，靶31的弯曲面被慢慢剥离，在其厚度方向上其厚度慢慢变薄。
而且，靶31的厚度变薄的部分相当于侵蚀60，更详细地说，图4(b)所示的马蹄形(椭圆形)的侵蚀60中，其长轴方向上的侵蚀60a是由磁场36、37生成的。
在这里，该长轴方向上的侵蚀60a的深度增加，靶31的厚度方向上靶31完全被剥取，长轴方向上的侵蚀60a达到靶31的下层的背垫板30时，就不能够使用该靶31，必须替换靶31。因此，为了实现尽可能延长靶31的寿命这一目的，进行控制以使第1～第3棒状磁体34a、34b、34c在圆周方向上摇动，或使靶31本身在圆周方向上旋转，以使溅射时靶31的弯曲面受到的剥离均匀。
另一方面，第1和第2扇形磁体34d、34e是使第1～第3棒状磁体34a、34b、34c之间的磁路稳定化，以此改善第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端发生的磁场的平衡的磁体，并不是非要不可的磁体。当然，扇形磁体的制造是麻烦的，如果能够用以下所述的方法消除磁路不稳定造成的不良情况，则最好是不要上述扇形磁体34d、34e。
在如上所述的情况下，分为第1和第2扇形磁体34d、34e分别被配置于第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端和并非如此两种情况，在下面考察第1和第2扇形磁体34d、34e对靶31的侵蚀的形成的影响。
首先叙述配置第1和第2扇形磁体34d、34e的情况。
第1和第2扇形磁体34d、34e分别被配置于第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端时，由于第1和第2扇形磁体34d、34e产生的磁场的影响，形成图4(b)所示的马蹄形(椭圆形)的侵蚀60中的短轴方向的侵蚀60b。
该短轴方向的侵蚀60b的区域与长轴方向的侵蚀60a的区域相比在圆周方向上比较宽，因此即使是使第1和第2扇形磁体34d、34e在圆周方向上摇动，或使靶31在圆周方向上旋转，短轴方向的侵蚀60b在深度方向上的发展速度也比长轴方向上的侵蚀60a的深度方向上的发展速度快。因此靶31的寿命由短轴方向的侵蚀60b在深度方向上的发展速度决定，其结果是，不能够均匀使用靶31的弯曲面的全部区域，靶31的材料被浪费。
在这里，如图4(b)和图4(c)所示，调整接地屏蔽板18的开口17的轴方向的长度，使其能够覆盖住与短轴方向的侵蚀60b的形成区域相当的靶31的轴方向的两端部分，而且按照位于靶31的轴方向两端部的弯曲面的弯曲形状将接地屏蔽板18弯曲为套箍状形态。这样一来，位于靶31的轴方向两端部的弯曲面正好被接地屏蔽板18覆盖，短轴方向上的侵蚀60b的形成受到抑制。
因此，接地屏蔽板18起着改善由靶31的轴端的磁场的状态引起的靶侵蚀不均匀(侵蚀急速发展)的作用。
下面叙述没有配置第1和第2扇形磁体34d、34e的情况。
第1和第2扇形磁体34d、34e没有被分别配置于第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端时，第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端的磁路不稳定。因此，由于第1～第3棒状磁体34a、34b、34c的轴方向两端的磁场的不平衡，长轴方向的侵蚀60a的形成混乱。
因此，如图4(b)和图4(c)所示，调整接地屏蔽板18的开口17的轴方向的长度，使其能够覆盖住与长轴方向的侵蚀60a混乱的区域相当的靶31的轴方向的两端部分，而且按照位于靶31的轴方向两端部的弯曲面的弯曲形状将接地屏蔽板18弯曲为套箍状的形态。
因此，在这种条件下，接地屏蔽板18起着改善由靶31的轴端的磁场的状态引起的靶侵蚀不均匀(侵蚀形状的混乱)的作用。
如图所示的这样的真空成膜装置100的成膜工序的高效率化(靶的长寿命化)是可能的。
第2，如果采用本实施形态的真空成膜装置100，则执行将第1和第2弯曲构件31、32构成的大致为圆筒状的构件中的第1弯曲构件31作为溅射靶使用的溅射成膜，同时第2弯曲构件32使用难于溅射的金属或陶瓷材料，用这种材料实施等离子体聚合成膜。
下面以图1所示的第1中空框体15的表面的等离子体反应为例说明这种真空成膜装置100的动作。第2中空框体16的等离子体反应也与在这里说明的反应相同，省略其动作的说明。
还有，在这里对将氩气导入真空槽13的下方内部空间10b，在工件23的堆积面23a上溅射形成铝膜，然后将HMDS气体导入真空槽13的下方内部空间10b，在铝膜上迭层等离子体聚合得到的SiOx膜的例子进行说明。为此，第1弯曲构件31使用铝靶，第2弯曲构件32使用不锈钢金属板或陶瓷板。
首先，利用伺服电动机19决定第1中空框体15的旋转位置，以使第1弯曲构件(铝靶)曝露于真空槽13的下方内部空间10b。在这样的状态下，使排气装置动作，通过气体排气端口27对真空槽13的内部空间10排气，直减压到真空槽13的内部空间10达到规定的真空状态。
然后，作为从气体供给源通过气体导入端口26作为生成等离子体用的气体氩气被导入真空槽13的下方内部空间10b。并且MF电源28动作，以此对背垫板30施加10kHz～350kHz左右的MF电源28。这样一来，如上所述，第1弯曲构件31(铝靶)的表面上的铝原子由于溅射作用而飞出，作为在工件23上堆积的颗粒，在工件23的堆积面23a上形成铝膜。
接着，利用伺服电动机19使第1中空框体13旋转约180°，以使第2弯曲构件32(例如不锈钢金属板)曝露于真空槽13的下方内部空间10b。然后，一边维持上述等离子体状态一边从气体供给源通过气体导入端口26向真空槽13的下方内部空间10b导入HMDS气体作为等离子体聚合的原料气体。这样一来，HMDS的单体颗粒在受到等离子体的激发作用而激活之后，该激活的HMDS的单体颗粒经过游离基聚合反应形成HMDS聚合体。这样一来，通过游离基聚合形成聚合体的HMDS通过在工件23的铝膜上堆积，在其堆积面23a上形成SiOx膜。这时，作为游离基聚合反应，可以通过投入O2、O3、N2O等气体，使x值从SiO改变为SiO2的范围内的SiOx的x值。
还执行将配置于第1中空框体15与位于其内部的磁场形成装置33之间的背垫板30和配置于第2中空框体16与位于其内部的磁场形成装置33之间的背垫板30作为一对，交互作为阳极与阴极使用的双磁控管驱动。
这样就能够利用真空成膜装置100在工件23的堆积面23a上连续形成溅射的铝膜和等离子体聚合的SiOx膜。
借助于此，能够迅速进行铝膜与SiOx膜的切换，能够谋求真空成膜装置100的成膜工序的高效率化(缩短生产节拍)。
第3，如果采用本实施形态的真空成膜装置100，则能够利用相邻配置的一对第1和第2中空框体15、16内存在的磁场形成装置33的磁场的相互作用，调整工件23的堆积面23a上堆积的颗粒的堆积分布。
作为例如磁场形成装置33的磁场相互干涉的一个例子，分别存在于第1和第2中空框体15、16的各磁场形成装置33如图1的细的2点锁线所示，旋转着靠近间隔14时，双方的第3棒状磁体34c相互接近造成相互影响磁场37的磁通分布。这样一来，能够借助于磁场37的相互干涉有意地改变工件23上堆积面23a上堆积的颗粒的堆积分布，抵消例如工件23安装不合适造成的工件23的堆积面23a上颗粒堆积的不均匀。
变形例1
工件23的一个例子，是利用模具进行塑料的成型得到的基板。在这样的模具成型得到的塑料基板的表面上利用真空成膜装置100形成规定的膜的情况下，也可以将安装塑料基板的模具本身作为图1所示的下盖12使用。
但是，每一次在塑料基板上成膜都按照塑料基板成型的生产节拍使真空成膜装置100的内部空间10向大气开放。因此能够按照成型节拍的水平迅速将真空成膜装置100的内部空间10抽真空减压是很重要的，例如在利用低真空泵对真空成膜装置100的内部空间10抽低真空时，最好是利用向内部空间10引入氩气的方法迅速去除内部空间10中含有的水分。又，利用设置于排气系统中的超低温冷却装置吸附水分也是有效的。
变形例2
在这之前，说明了将第1弯曲构件31和第2弯曲构件32做成扇形(更正确地说是半圆形是扇形)，将第1弯曲构件31使用为溅射靶，而且第2弯曲构件使用等离子体聚合的金属板的例子，但是这些构件31、32的结构不限于此，例如也可以将第1弯曲构件31作为圆筒形的溅射靶使用。这样能够最大限度延长溅射靶的寿命。
又可以第1弯曲构件31和第2弯曲构件32都是扇形的溅射靶，形成将第1弯曲构件31和第2弯曲构件32的材料组成做成互不相同的结构。例如，如果第1弯曲构件31的材料是铝，则第2弯曲构件32的材料采用与第1弯曲构件31使用的溅射靶的材料不同的材料，例如也可以是钛、铬、铜或金那样的材料构成的溅射靶。于是，第1弯曲构件31与第2弯曲构件32的连接点部分进入下方内部空间10b时，第1弯曲构件31和第2弯曲构件32的材料一起被溅射，因此在工件23的堆积面23a上堆积了两种材料形成的合金膜。
当然，如果是这样的使用方法，则配置等离子体聚合用的构件(例如不锈钢金属板)作为第2弯曲构件32是不可能的，真空成膜装置100作为专门用于溅射成膜的装置使用。
变形例3
又，在这之前，以第1中空框体15的结构和第2中空框体16的结构相同为前提，省略对第2中空框体的结构的说明，但是第1中空框体15的溅射靶的材料组成也可以不同于第2中空框体的组成。
例如第1中空框体15的溅射靶的材料使用铝，第2中空框体16的溅射靶的材料也可以使用铝以外的金属、钛、铬、铜或金。这样一来，第1中空框体15与第2中空框体16的溅射靶飞出的颗粒在工件23的堆积面23a上被堆积为合金膜。
变形例4
还有，在这之前说明了磁场形成装置33的旋转范围限于下方内部空间10b的等离子体形成区域的例子，但是也可以形成该磁场形成装置33能够进入上方内部空间10a的区域的结构。
这样一来，即使是由于等离子体聚合成膜使得曝露于等离子体的弯曲构件(等离子体聚合用)受到玷污(堆积聚合膜)，也能够使该玷污的部分转移到上方内部空间10a以将其洗净。也就是说，使弯曲构件的玷污部分转移到上方内部空间10a，同时磁场形成装置33也同样，与该玷污的部分对应地旋转移动到上方内部空间10a，在这样的状态下，一旦执行溅射动作，就能够利用溅射作用将弯曲构件上附着的玷污物质剥除。
还有，在这时为了防止被剥离的物质再度附着于上方内部空间10a的壁面上，最好是在上方内部空间10a的适当的地方配置防附着板。
又，如果是能够进行如上所述的洗净操作的装置，则即使是采用将整个弯曲构件做成圆筒形靶的结构的情况下，也能够将靶恰当洗净，借助于此，也能够将圆筒形靶作为等离子体聚合成膜时的电极使用。
根据上面所述，对于本行业的普通技术人员来说，本发明的许多改良和其他实施形态是显然的。从而，上述说明只应该作为例示解释，是以将实行本发明的最佳实施形态对本行业的普通技术人员示教为目的提供的。在不超出本发明的精神的情况下，可以在实质上改变其结构和/或功能的细节。
工业应用性
本发明的真空成膜装置作为形成车辆用的前照灯和尾灯的反射器的多层薄膜的装置是有用的。

Claims (16)

1.一种真空成膜装置，其特征在于，
具备
具有内部空间的导电性真空槽、
配置于所述内部空间，具有在宽度方向上弯曲的弯曲面，而且在轴方向延伸的靶、
沿着所述弯曲面的宽度方向在所述靶上形成磁场的磁场形成装置、以及
具有面对所述弯曲面的轴方向的中央部分的开口，使所述弯曲面与所述开口的端面相对地配置的导电性屏蔽板，
位于所述靶的轴方向的端部的所述弯曲面利用所述屏蔽板覆盖。
2.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，所述屏蔽板覆盖位于所述靶的轴方向两端部的所述弯曲面。
3.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，所述屏蔽板沿着所述弯曲面的弯曲形状弯曲。
4.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，所述靶的形状是弯曲为扇形的多个弯曲构件构成的大致圆筒形。
5.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，所述屏蔽板是在处于接地状态的所述真空槽上连接的接地屏蔽板。
6.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，具备配置于所述靶与所述磁场形成装置之间的板，通过在所述板上施加规定的功率，在从所述开口突出的所述靶的弯曲面近旁形成等离子体。
7.根据权利要求1所述的真空成膜装置，其特征在于，所述靶形成能够以其轴方向为中心旋转的结构。
8.根据权利要求7所述的真空成膜装置，其特征在于，所述磁场形成装置形成能够独立于所述靶的旋转，沿着所述靶的所述弯曲面的宽度方向旋转的结构。
9.一种真空成膜装置，其特征在于，
具备
具有内部空间的导电性真空槽、
在所述内部空间并排配置多个弯曲为扇形的弯曲构件，以此形成大致圆筒形结构的框体、以及
配置于被所述框体包围的内部，沿着所述框体的圆周方向形成磁场的磁场形成装置，
所述弯曲构件中的至少一个是使用于溅射的靶，而且除了所述靶以外的所述框体的区域被使用于等离子体聚合。
10.根据权利要求9所述的真空成膜装置，其特征在于，所述框体形成能够以其轴方向为中心旋转的结构。
11.根据权利要求10所述的真空成膜装置，其特征在于，所述磁场形成装置形成能够独立于所述框体的旋转，沿着所述框体的圆周方向旋转的结构。
12.根据权利要求9所述的真空成膜装置，其特征在于，所述磁场形成装置具备多个磁体、以及支持着所述磁体，与所述框体的内周面大致并行的扇形轭部。
13.根据权利要求9所述的真空成膜装置，其特征在于，
具备配置于所述框体与所述磁场形成装置之间的圆筒形板，
通过在所述板上施加规定的功率，在所述框体的外周面的近旁形成等离子体。
14.一种真空成膜装置，其特征在于，
具备
具有内部空间的导电性真空槽、
相互之间保持间隔并排地配置于所述内部空间的圆筒状的第1和第2中空框体、
配置于所述第1中空框体以及第2中空框体的各内部，沿着所述第1中空框体的圆周方向形成第1磁场的第1磁场形成装置、以及沿着所述第2中空框体的圆周方向形成第2磁场的第2磁场形成装置、以及
将基于所述第1和第2磁场使从所述第1和第2中空框体放出的颗粒堆积的堆积面曝露于所述内部空间配置的基板，
使所述第1和所述第2磁场形成装置靠近所述间隔，使所述第1和所述第2磁场相互作用，以此调整所述堆积面上的所述颗粒的堆积分布。
15.根据权利要求14所述的真空成膜装置，其特征在于，
所述第1和所述第2中空框体分别具有使用于溅射，组成互不相同的第1和第2靶，
基于所述第1和第2磁场，利用通过溅射从所述第1靶和所述第2靶放出的颗粒，在所述堆积面上堆积合金膜。
16.根据权利要求14所述的真空成膜装置，其特征在于，
具备配置于所述第1中空框体与所述第1磁场形成装置之间的圆筒状的第1板、以及配置于所述第2中空框体与所述第2磁场形成装置之间的圆筒状的第2板，
所述第1板与所述第2板互为阳极和阴极使用。
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