JP2002004033A - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを削減しつつ、高品質な機能性膜
を形成可能な成膜装置および成膜方法を提供する。 【解決手段】 カソ−ディックバキュームアーク方式を
利用したパルスアーク蒸着ソースよりなる複数の成膜手
段（パルス発生器１１，アーク電源１２，カソード銃
３）を備えるように成膜装置を構成する。各カソード銃
（３ａ，３ｂ，３ｃ）は、互いに異なるカソード材料を
有し、互いに異なる成膜速度で成膜処理を実行可能にす
る。各カソード銃における成膜速度を高精度に制御し、
高品質な機能性膜を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板などの表面に
例えば傾斜膜などの機能性膜を形成するための成膜装置
または成膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、工業用途における薄膜の成膜手法
として、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、化学
蒸着法（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition ）法また
はイオンプレーティング法などの各種手法が多分野にお
いて使用されている。

【０００３】ところで、最近、上記したような成膜手法
が複数同時に実行されるように構成した多元蒸着システ
ムを用いて、２以上の異なる成膜材料よりなる混合膜を
形成するための検討がなされている。この混合膜は、１
の成膜材料よりなる単一膜では発揮できないような新規
な機能や特性を有するものとして期待されている。具体
的には、例えば、互いに異なる２種類の成膜材料を用
い、それぞれの成膜材料の成膜速度を互いに異なるよう
に制御しながら成膜処理を行うことにより、膜組成を恣
意的に変化させた混合膜（以下、単に「傾斜膜」ともい
う。）を形成することが可能になると想定される。特
に、互いに異なる２種類の成膜材料として、例えば、互
いに異なる屈折率を有する２種類の成膜材料を用いた場
合には、屈折率がほぼ連続的または周期的に変化するよ
うな特徴的な物理的特性を有する傾斜膜が形成されるは
ずである。このような物理的特性を有する傾斜膜のう
ち、屈折率が周期的に変化するものは、一般に、「ルゲ
ートフィルター」と呼ばれている。

【０００４】ルゲートフィルターの工業用途としては、
例えば、光学用途として光ディスク用の偏光フィルター
（狭帯域フィルター）、色分解用のフィルターまたは反
射防止フィルターなどへの利用が想定される。このルゲ
ートフィルターは、以下のような理由により、近年、そ
の高い有用性が認識されつつある。すなわち、例えば、
互いに異なる屈折率を有する２種類の成膜材料よりなる
薄膜をそれぞれ交互に積層させた積層膜では、一般に、
利用すべき所望の中心設計波長のピーク以外の余分な高
次の反射帯ピーク、すなわちサイドバンドが比較的多く
発生してしまう。このような場合には、ノイズとして作
用する不要なサイドバンドの影響を低減させるべく、例
えば、ローパスまたはハイパスフィルターを光学フィル
ターに重ねて別途配設する必要がある。これに対して、
ルゲートフィルターでは、余分なサイドバンドが比較的
少ないので、上記したローパスフィルター等を別途配設
することなく工業的に利用できる可能性がある。

【０００５】高品質なルゲートフィルターを形成するた
めには、膜内における屈折率がほぼ周期的に変化するよ
うに、傾斜膜を構成する各成膜材料の成膜速度を極めて
高精度に制御する必要がある。各成膜材料の成膜速度の
制御が十分でないと、膜内における屈折率が断続的に変
化してサイドバンドが生じてしまうからである。

【０００６】ここで、上記した一連の成膜手法を用いて
ルゲートフィルターを形成する場合には、特に、成膜時
における成膜速度を制御すると共に、形成される薄膜の
厚みを制御することが重要である。一般に、成膜速度や
膜厚などを制御することを目的として、例えば、光学式
膜厚計や水晶振動子を含んで構成された膜厚モニターな
どが使用されている。また、成膜途中における薄膜の組
成や屈折率などをin-situ 管理するために、エリプソメ
ータなどが使用されている。これらの周辺機器（膜厚モ
ニター，光学式膜厚計，エリプソメータ等）を用いて成
膜速度等を制御・管理しながら成膜処理を行うことによ
り、例えば、チャンバー内の真空度の変化等に起因する
成膜速度の変化が認識され、成膜条件の変更等の対応を
行うことが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
成膜装置を用いて傾斜膜を形成するためには、上記した
ように、各成膜ソースごとに独立して膜厚モニター等の
周辺機器を搭載させる必要がある。これらの周辺機器
（膜厚モニター等）は、一般に、高価なものである。こ
のように、従来、光学分野で有用なルゲートフィルター
を形成する場合には、成膜時の成膜速度や膜厚の制御等
を行うべく高価な周辺機器が別途必要となり、成膜装置
を製造するために大きな製造コストを要するという問題
があった。そのため、ルゲートフィルターは光学分野で
非常に有用であるにもかかわらず、その開発・製造自体
が広く実施されない状況にあった。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、製造コストを削減しつつ、高品質な
機能性膜を形成可能な成膜装置および成膜方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の成膜装置は、処
理室と、この処理室内に配設され、被処理体を保持する
保持部材と、可変可能な所定の時間間隔ごとにアーク放
電を発生させ、このアーク放電のエネルギーを利用して
被処理体の表面に所定の成膜材料よりなる薄膜を形成す
る２以上の成膜手段とを備えるようにしたものである。

【００１０】本発明の成膜方法は、可変可能な所定の時
間間隔ごとに発生するパルス信号に応じて発生させたア
ーク放電のエネルギーを利用して所定の成膜材料よりな
る薄膜を形成可能な２以上の成膜手段を使用し、各成膜
手段においてパルス信号が発生する時間間隔を互いに異
なるようにして薄膜を形成するようにしたものである。

【００１１】本発明の成膜装置または成膜方法では、２
以上の成膜手段により、可変可能な所定の時間間隔ごと
に発生するパルス信号に応じてアーク放電が発生し、こ
のアーク放電のエネルギーを利用して所定の成膜材料よ
りなる薄膜が非処理体の表面に形成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図２は、本発明の一実施の形態に係る成膜
装置の平面構成を表すものであり、図１は、図２に示し
た成膜装置のＡ−Ａ線に沿った矢視断面構成を表すもの
である。この成膜装置は、主に、成膜対象となる基板Ｈ
（被処理体）の表面に傾斜膜を形成するためのものであ
る。

【００１４】なお、本実施の形態に係る成膜方法は、本
実施の形態に係る成膜装置によって具現化されるので、
以下併せて説明する。

【００１５】処理室２の内部は、外部と隔絶され、密閉
可能になっている。処理室２の一部は開閉可能（図示せ
ず）になっており、処理室２の内部に配設された後述す
るサンプルホルダ５の表面に基板Ｈを装着したり、ある
いは処理室２の内部に配設された各部位のメンテナンス
等を行うことができるようになっている。

【００１６】処理室２の一面、例えば、図１における上
側の面（天井面）には、基板Ｈに対して成膜処理を施す
ための複数のカソード銃、例えば３つのカソード銃３
ａ，３ｂ，３ｃ（以下、これらを総称して、単に「カソ
ード銃３」ともいう。）がほぼ一直線上に配設されてい
る。各カソード銃は、例えば、その先端側が処理室２の
内部に位置し、一方、その基端側が処理室２の外部に位
置するように、処理室２を貫通して配設されている。カ
ソード銃３ｂは、例えば、その延在方向が処理室２の天
井面に対して垂直になると共に、その中心が後述する回
転軸４、サンプルホルダ５および基板Ｈ等のそれぞれの
中心と一致するように配設されている。一方、他のカソ
ード銃３ａ，３ｃは、例えば、それぞれの中心がサンプ
ルホルダ５のほぼ中心部に向かうと共に、それぞれの配
設位置がカソード銃３ｂを挟んで対称になるように配設
されている。

【００１７】このカソード銃３は、アーク放電のエネル
ギーを利用してカソード材料（成膜材料）を蒸発させ、
その蒸発原子をサンプルホルダ５上に保持された基板Ｈ
の表面まで飛散させる（すなわち、蒸着させる）ことに
より、基板Ｈの表面に薄膜を形成するものである。カソ
ード銃３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれは、例えば、互いに
異なる屈折率を有する成膜材料、例えばチタン（Ｔ
ｉ），アルミニウム（Ａｌ），ニオブ（Ｎｂ）などより
なる金属材料をカソード材料として備えている。例え
ば、これらの３つのカソード銃（３ａ，３ｂ，３ｃ）が
同時に駆動することにより、膜内の組成および屈折率が
ほぼ連続的または周期的に変化するような傾斜膜が形成
されることとなる。もちろん、一部のカソード銃（例え
ばカソード銃３ａ等）のみが駆動することも可能になっ
ている。カソード銃３の動作原理等については後述す
る。ここで、カソード銃３ａ，３ｂ，３ｃが本発明にお
ける「成膜ソース」の一具体例に対応する。

【００１８】処理室２の内部において、カソード銃３が
配設されている領域とほぼ対向する側の領域（図中の下
方領域）には、回転軸４が処理室２の他の一面、例え
ば、図１における下側の面（底面）を貫通して配設され
ている。この回転軸４は、例えば、その延在方向が処理
室２の底面に対してほぼ垂直になるように配設されてい
る。回転軸４のうち、その一端部は、例えば碗状のサン
プルホルダ５と連結されており、一方、その他端部は、
処理室２の外部に設けられた後述する駆動装置３０（図
３参照）と接続されている。

【００１９】サンプルホルダ５は、成膜対象となる基板
Ｈを保持するためのものである。サンプルホルダ５のう
ち、カソード銃３が配設されている領域側の面には、基
板Ｈが装着可能になっている。この基板Ｈは、サンプル
ホルダ５に対して必要に応じて着脱可能になっている。
図１では、例えば、サンプルホルダ５の表面のほぼ中央
部に１の基板Ｈが装着された場合を示している。駆動装
置３０の駆動作用によって回転軸４が回転することによ
り、サンプルホルダ５に装着された基板Ｈが回転軸４を
中心として回転するようになっている。基板Ｈの回転方
向（右回りまたは左回り）および回転速度等は、例え
ば、成膜処理を行う作業者等によって自由に調整可能に
なっている。特に、成膜時において基板Ｈを回転させる
ことにより、基板Ｈの表面に形成される薄膜の厚みむら
（成膜むら）が軽減される。なお、サンプルホルダ５に
は、複数の基板Ｈが装着されるようにしてもよい。その
ような場合には、一度の成膜工程において、複数の基板
Ｈに対して成膜処理を施すことが可能となる。

【００２０】また、サンプルホルダ５は、例えば、銅や
ステンレスなどの導電性材料よりなるものであり、カソ
ード銃３においてイオン化された成膜物質を加速または
減速させるための電極として機能するようになってい
る。サンプルホルダ５は、後述するバイアス供給装置２
０（図３参照）に接続されており、このバイアス供給装
置２０により、サンプルホルダ５〜処理室２（グラウン
ド）間に所定のバイアスが供給されるようになってい
る。なお、サンプルホルダ５〜処理室２（グラウンド）
間に供給されるバイアスの大きさ等は、例えば、作業者
によって自由に調整可能になっている。

【００２１】ここで、回転軸４が本発明における「回転
支持部材」の一具体例に対応し、サンプルホルダ５が本
発明における「保持部材」の一具体例に対応する。

【００２２】処理室２のうち、例えば、カソード銃３お
よび回転軸４のそれぞれが配設されている面以外の一面
（図１における左側の側壁面）には、ガス排気管６が配
設されている。ガス排気管６は、処理室２の外部に設け
られた後述する減圧装置４０（図３参照）に接続されて
いる。この減圧装置４０の減圧作用により、例えば、処
理室２に封入されていたガスを排気させたり、処理室２
の内部の圧力状態を所望の圧力状態になるまで減圧させ
ることが可能になっている。

【００２３】処理室２のうち、例えば、ガス排気管６が
配設されている面と対向する面（図１における右側の側
壁面）には、ガス導入管７が配設されている。このガス
導入管７を通じて、処理室２の内部に所望のガスを導入
することが可能になっている。具体的には、例えば、基
板Ｈの表面に金属酸化膜（例えば、酸化アルミニウム
（Ａｌ_２Ｏ_３ ）等）を形成するような場合には、ガス
導入管７を通じて処理室２の内部に酸素ガス（Ｏ_２）を
導入することが可能になっている。

【００２４】ここで、カソード銃３〜基板Ｈ間の距離Ｌ
１は、以下のような不具合を回避するように適正化され
ている。すなわち、距離Ｌ１が小さすぎると、基板Ｈに
対してカソード銃３が接近しすぎて、カソード銃３が駆
動する際に生じる輻射熱の影響が基板Ｈまで及んでしま
う。このような場合には、成膜工程中において基板Ｈの
温度が過度に上昇してしまい、基板Ｈが熱膨張等により
破損する可能性がある。このため、上記した輻射熱に起
因する基板Ｈの破損等を回避すべく、距離Ｌ１を適正に
大きくする必要がある。一方、距離Ｌ１が大きすぎる
と、基板Ｈとカソード銃３とが離れすぎて、成膜処理が
適正に行われない場合がある。例えば、金属酸化膜を成
膜すべく処理室２に酸素ガスを導入した状態では、カソ
ード銃３から蒸発して飛散した金属原子の平均自由行程
は、処理室２が減圧状態にある場合の平均自由工程より
も小さくなる。このような場合には、カソード銃３から
飛散した金属原子の一部が基板Ｈの表面まで到達できな
いこととなり、結果として、成膜処理が十分に行われな
くなる可能性がある。これらのことから、成膜処理を効
率よく実行すべく、距離Ｌ１を適正化する必要がある。
上記したカソード銃３の駆動時における輻射熱の影響や
処理室２に導入されたガス中における金属原子の平均自
由行程の減少傾向は、主に、カソード銃３の出力等によ
って変動することとなる。このため、距離Ｌ１は、主
に、カソード銃３の出力等の条件に基づいて決定され
る。

【００２５】図３は、成膜装置の概略構成を表すブロッ
ク図である。なお、図３では、主に、コントローラ５０
から出力される指示信号に基づいて駆動する一連の部位
を示している。成膜装置は、例えば、カソード銃３ａ，
３ｂ，３ｃに対応する３つのパルス発生器１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ（以下、これらを総称して単に「パルス発生
器１１」ともいう。）および３つのアーク電源１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ（以下、これらを総称して単に「アーク
電源１２」ともいう。）と、バイアスを供給するための
バイアス供給装置２０と、回転軸４を回転させるための
駆動装置３０と、処理室２の内部を減圧するための減圧
装置４０と、成膜装置全体を制御するためのコントロー
ラ５０とを備えている。ここで、アーク電源１２（１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ）が本発明における「電源供給手
段」の一具体例に対応し、コントローラ５０が本発明に
おける「制御手段」の一具体例に対応する。また、パル
ス発生器１１ａ，アーク電源１２ａ，カソード銃３ａ、
パルス発生器１１ｂ，アーク電源１２ｂ，カソード銃３
ｂおよびパルス発生器１１ｃ，アーク電源１２ｃ，カソ
ード銃３ｃのそれぞれが本発明における「成膜手段」の
一具体例に対応する。

【００２６】コントローラ５０は、成膜装置全体を統括
して制御するものである。具体的には、コントローラ５
０は、例えば、パルス発生器１１、バイアス供給装置２
０、駆動装置３０および減圧装置４０等に対して、それ
ぞれの部位を駆動させるための指示信号を出力するよう
になっている。特に、このコントローラ５０は、後述す
るように、各パルス発生器に対して互いに異なる指示信
号を出力し、各パルス発生器（１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ）において互いに異なる周波数を有するパルス信号を
発生させるようになっている。このとき、コントローラ
５０から上記の各部位に対して出力される各指示信号の
内容は、例えば、作業者等がキーボードなどの入力装置
（図示せず）を操作して入力した成膜条件に対応するこ
ととなる。なお、上記した「成膜条件」とは、例えば、
後述するバイアス条件、回転条件および減圧条件等であ
る。

【００２７】バイアス供給装置２０は、コントローラ５
０から出力される指示信号に応じて処理室２（グラウン
ド）〜サンプルホルダ５間に所定のバイアス（バイアス
供給条件）を供給するものである。駆動装置３０は、例
えば、モータなどを含んで構成されるものであり、コン
トローラ５０から出力される指示信号に応じて、所定の
回転方向および回転速度（回転条件）で回転軸４を回転
させるものである。減圧装置４０は、例えば、真空ポン
プなどを含んで構成されるものであり、コントローラ５
０から出力される指示信号に応じて処理室２の内部の圧
力状態を所定の圧力状態（減圧条件）になるまで減圧す
るものである。

【００２８】パルス発生器１１ａ、アーク電源１２ａお
よびカソード銃３により構成されるユニットは、例え
ば、カソ−ディックバキュームアーク方式を利用したパ
ルスアーク蒸着ソースである。

【００２９】パルス発生器１１ａは、コントローラ５０
から出力される指示信号に基づいて所定の周波数を有す
るパルス信号を発生させ、このパルス信号をアーク電源
１２ａに対して出力するものである。パルス発生器１１
ａにおいて発生するパルス信号の周波数は可変可能にな
っており、特に、パルス発生器１１ａは、他のパルス発
生器（１１ｂ，１１ｃ）において発生するパルス信号の
周波数とは異なる周波数のパルス信号を発生させること
が可能になっている。もちろん、各パルス発生器（１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ）において発生するパルス信号の周
波数を一律化することも可能である。

【００３０】アーク電源１２ａは、パルス発生器１１ａ
から出力されるパルス信号に応じて、カソード銃３ａに
対して電流パルスを出力するものである。このとき、ア
ーク電源１２ａは、パルス発生器１１ａから出力される
「１のパルス信号」に応じて、所定の電流量に相当する
「１の電流パルス」を出力するようになっている。ここ
で、上記した「所定の電流量」とは、例えば、カソード
銃３ａにおいて「１のアーク放電」を発生させることが
可能な電流量である。すなわち、アーク電源１２ａから
カソード銃３ａに対して出力される電流量（電流パルス
の数）は、パルス発生器１１ａからアーク電源１２ｂに
対して出力されるパルス信号の周波数（パルスの数）に
比例して増減するようになっている。

【００３１】カソード銃３ａは、アーク電源１２ａから
出力される電流信号に応じてアーク放電を発生させ、こ
のアーク放電のエネルギーを利用して成膜処理を実行す
るものである。このとき、カソード銃３ａは、アーク電
源１２ａから出力される「１の電流パルス」に応じて
「１のアーク放電」を発生させ、この「１のアーク放
電」のエネルギーに対応する所定量のカソード材料を蒸
発させるようになっている。すなわち、カソード銃３ａ
におけるカソード材料の蒸発量（成膜量）は、アーク電
源１２ａからカソード銃３ａに対して出力される電流量
（電流パルスの数）に比例して増減するようになってい
る。

【００３２】このように、カソード銃３ａにおける単位
時間当たりのカソード材料の蒸発量（成膜速度）は、パ
ルス発生器１１ａから出力されるパルス信号の周波数に
より制御されるようになっている。具体的には、例え
ば、パルス発生器１１ａにおいて発生するパルス信号の
周波数を０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間で変化させることに
より、カソード銃３ａの成膜速度を１〜１００倍の間で
ほぼ線形的に変化させることが可能になっている。

【００３３】このとき、カソード銃３ａの成膜速度は、
パルス発生器１１ａから出力されるパルス信号の周波数
に応じて変更されるため、以下のような理由により、高
精度に制御される。すなわち、例えば、従来の成膜手法
を用いて成膜処理を行う場合には、成膜処理の途中にお
いて成膜速度を変更しようとしても、作業者等の条件変
更にともなう操作に対する制御応答（実際の成膜速度の
変化）が遅く、成膜速度が高精度に制御されない。この
ような傾向は、特に、例えば電子ビーム蒸着や抵抗加熱
型蒸着のように、カソード材料が所定の蒸発温度や昇華
温度以上に達することにより成膜処理が実行されるよう
な成膜手法や、またはスパッタリングのように、チャン
バー内のガス量やガス圧が所定の状態に達することによ
り成膜処理が実行される成膜手法を用いる場合に顕著と
なる。これに対して、この成膜装置では、パルス発生器
１１ａから出力されるパルス信号、すなわち電気的な信
号処理を通じて成膜速度が瞬時かつ正確に変更される。

【００３４】なお、パルス発生器１１ｂ，１１ｃ、アー
ク電源１２ｂ，１２ｃおよびカソード銃３ｂ，３ｃのそ
れぞれは、上記したパルス発生器１１ａ、アーク電源１
２ａおよびカソード銃３ａの場合と同様に機能するもの
である。

【００３５】特に、カソード銃３ａ，３ｂ，３ｃのそれ
ぞれは、上記したように、パルス発生器１１ａ，１１
ｂ，１１ｃから出力される互いに異なる周波数を有する
パルス信号に応じて、互いに異なる成膜速度で成膜処理
を行うことが可能になっている。

【００３６】次に、図１〜図３を参照して、この成膜装
置の動作について説明する。な、以下では、例えば、基
板Ｈの表面に、互いに異なる屈折率を有する３種類の成
膜材料（例えば、チタン，アルミニウム，ニオブ）より
なる傾斜膜を形成する場合について説明する。

【００３７】成膜処理を行う前には、作業者等により、
以下のような準備作業が行われる。すなわち、基板Ｈを
洗浄したのち、サンプルホルダ５の表面における任意の
位置、例えばそのほぼ中央の位置に基板Ｈを装着する。
続いて、処理室２の密閉状態を確認したのち、図示しな
いキーボードなどの入力装置を介して所定の成膜条件
（バイアス条件、回転条件および減圧条件等）を入力す
る。

【００３８】この成膜装置では、上記の準備作業が完了
したのち、まず、減圧装置４０が駆動し、処理室２の内
部を満たしていたガス（例えば空気等）をガス排気管６
を通じて排気する。この排気処理により、所定の圧力状
態になるまで処理室２の内部が減圧する。続いて、駆動
装置３０が駆動し、回転軸４が回転する。この回転軸４
の回転により、サンプルホルダ５に装着されている基板
Ｈが回転軸４を中心として回転する。続いて、バイアス
供給装置２０が駆動し、カソード銃３〜サンプルホルダ
５間に所定のバイアスを供給する。続いて、パルス発生
器１１、アーク電源１２およびカソード銃３が駆動し、
各カソード銃が成膜処理を実行する。このとき、各カソ
ード銃は、互いに異なる成膜速度で成膜処理を実行す
る。この成膜処理により、基板Ｈの表面に、互いに異な
る屈折率を有する３つの金属材料（例えば、チタン，ア
ルミニウム，ニオブ）よりなる傾斜膜が形成される。こ
の傾斜膜は、所望の膜組成を再現し、膜内の屈折率がほ
ぼ連続的または周期的に変化するような物理的特性を有
することとなる。

【００３９】なお、成膜処理の完了後、処理室２の内部
の圧力が外部の圧力とほぼ等しくなった状態において、
作業者等により基板Ｈが処理室２の内部から取り出され
る。

【００４０】本実施の形態の成膜装置では、複数（例え
ば３つ）のカソ−ディックバキュームアーク方式を利用
したパルスアーク蒸着ソース（パルス発生器１１，アー
ク電源１２，カソード銃３）を備え、各蒸着ソースが互
いに異なる成膜速度で成膜処理を実行するようにしたの
で、成膜速度を制御するために高価な周辺機器（例えば
膜厚モニター等）を用いることなく、各蒸着ソースの成
膜速度を高精度に制御することが可能となる。したがっ
て、製造コストを削減しつつ、高品質な傾斜膜を安定か
つ容易に形成することができる。特に、各カソード銃の
カソード材料（成膜材料）として、互いに異なる屈折率
を有する複数の材料を用いることにより、膜内の屈折率
がほぼ連続的または周期的に変化するような高品質な傾
斜膜を形成することができる。

【００４１】また、本実施の形態の成膜装置では、成膜
時において、サンプルホルダ５の表面に装着された基板
Ｈを回転軸４を中心として回転させるようにしたので、
基板Ｈの表面に形成される薄膜の厚みむら（成膜むら）
を軽減させ、その厚みをほぼ均一にすることができる。

【００４２】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変
形が可能である。例えば、上記実施の形態では、成膜装
置に３つのカソード銃が搭載されるようにしたが、必ず
しもこれに限られるものではなく、２または４以上の複
数のカソード銃が搭載されるようにしてもよい。

【００４３】また、成膜装置に搭載される部位として
は、必ずしも図１〜図３に示した一連の部位のみに限ら
ず、これらの一連の部位の他、必要に応じて他の各種部
位を搭載させるようにしてもよい。上記した「他の各種
部位」としては、例えば、基板Ｈの表面を清浄化するた
めのクリーニング用のイオン銃（例えば、アルゴン（Ａ
ｒ）イオン銃）や、処理室２における蒸着原子の反応性
を高めるために酸素プラズマなどを発生させるミキシン
グ用のイオン銃などである。

【００４４】また、上記実施の形態では、処理室２のう
ち、回転軸４が配設されている面（底面）と対向する側
の面（天井面）に３つのカソード銃３ａ，３ｂ，３ｃが
配設されるようにしたが、必ずしもこれに限られるもの
ではなく、各カソード銃の配設位置を自由に変更するよ
うにしてもよい。具体的には、例えば、カソード銃３の
うちの一部（例えばカソード銃３ａ）を処理室２のうち
のガス排気管６やガス導入管７が配設された面（側壁
面）に配設されるようにしてもよい。このような場合に
おいても、上記実施の形態の場合とほぼ同様の効果を得
ることができる。ただし、上記したカソード銃３〜基板
Ｈ間の距離Ｌ１に起因する各種の不具合を回避するなら
ば、各カソード銃〜基板Ｈ間の距離がほぼ同条件となる
ように、上記実施の形態で示したような基板Ｈと対向し
た面（天井面）に３つのカソード銃３ａ，３ｂ，３ｃを
配設するようにするのが好ましい。

【００４５】また、上記実施の形態では、各カソード銃
のカソード材料として、互いに異なる屈折率を有する複
数種類の材料を用いるようにしたが、必ずしもこれに限
られるものではなく、例えば、屈折率以外の他の物理的
特性が異なる複数種類の材料を用いるようにしてもよ
い。このような場合には、上記した傾斜膜以外の新たな
機能を有する有用な機能性膜を形成することができる可
能性がある。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の成膜装置または請求項５
または請求項６に記載の成膜方法によれば、可変可能な
所定の時間間隔ごとに発生するパルス信号に応じて発生
させたアーク放電のエネルギーを利用して所定の成膜材
料よりなる薄膜を形成可能な２以上の成膜手段を使用
し、各成膜手段においてパルス信号が発生する時間間隔
を互いに異なるようにして薄膜を形成するようにしたの
で、膜厚モニター等の高価な周辺機器を用いることな
く、成膜速度を制御することが可能となる。したがっ
て、製造コストを削減しつつ、高品質な傾斜膜（機能性
膜）を安定かつ容易に形成することができる。

【００４７】また、請求項４記載の成膜装置によれば、
さらに、保持部材を回転可能に支持する回転支持部材を
備えるようにしたので、成膜時において保持部材を回転
させることにより、被処理体の表面に形成される薄膜の
厚みむら（成膜むら）を軽減させ、その厚みをほぼ均一
にすることができる。

【００４８】また、請求項６記載の成膜方法によれば、
所定の成膜材料として、互いに異なる屈折率を有する２
以上の材料を用いるようにしたので、ルゲートフィルタ
ーなどの機能性膜を安定かつ容易に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る成膜装置の断面構
成を表す図である。

【図２】図１に示した成膜装置の平面構成を表す図であ
る。

【図３】本発明の一実施の形態に係る成膜装置の概略構
成を表すブロック図である。

【符号の説明】

２…処理室、３（３ａ，３ｂ，３ｃ）…カソード銃、４
…回転軸、５…サンプルホルダ、６…ガス排気管、７…
ガス導入管、１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）…パルス
発生器、１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）…アーク電
源、２０…バイアス供給装置、３０…駆動装置、４０…
減圧装置、５０…コントローラ、Ｈ…基板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室と、 この処理室内に配設され、被処理体を保持する保持部材
   と、 可変可能な所定の時間間隔ごとにアーク放電を発生さ
   せ、このアーク放電のエネルギーを利用して前記被処理
   体の表面に所定の成膜材料よりなる薄膜を形成する２以
   上の成膜手段とを備えたことを特徴とする成膜装置。
2. 【請求項２】 前記成膜手段は、 所定の時間間隔ごとにパルス信号を発生させるパルス発
   生手段と、 このパルス発生手段により発生するパルス信号に応じて
   電源を供給する電源供給手段と、 この電源供給手段により供給される電源を利用してアー
   ク放電を発生させ、このアーク放電のエネルギーを利用
   して成膜処理を実行する成膜ソースとを備えたことを特
   徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 【請求項３】 さらに、 前記２以上の成膜手段の各パルス発生手段において互い
   に異なる時間間隔ごとにパルス信号を発生させるよう
   に、各パルス発生手段に対して指示信号を出力する制御
   手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の成膜装
   置。
4. 【請求項４】 さらに、 前記保持部材を回転可能に支持する回転支持部材を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
5. 【請求項５】 可変可能な所定の時間間隔ごとに発生す
   るパルス信号に応じて発生させたアーク放電のエネルギ
   ーを利用して所定の成膜材料よりなる薄膜を形成可能な
   ２以上の成膜手段を使用し、各成膜手段においてパルス
   信号が発生する時間間隔を互いに異なるようにして薄膜
   を形成することを特徴とする成膜方法。
6. 【請求項６】 前記所定の成膜材料として、互いに異な
   る屈折率を有する２以上の材料を用いることを特徴とす
   る請求項５記載の成膜方法。