JP5047125B2 - 成膜方法及び装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の薄膜形成方法を実現することができる一例としての薄膜形成装置を説明する。
次に、図1〜図4に示す薄膜形成装置1を用いた、本発明の薄膜形成方法の一例を説明する。以下の説明では、基板上に酸化チタン(TiO2 )の薄膜を形成する場合を例示する。ただし、酸化チタン薄膜を形成し、さらにその上に酸化チタン薄膜以外の他の薄膜を積層して、多層膜とすることもできる。
図1〜4に示す薄膜形成装置1を用いて、基板Sの表面に酸化チタン(TiO2 )の薄膜を形成した。基板Sとして、ガラス性基板であるBK7を用いた。成膜は以下の条件で行った。なお、成膜レートは0.18nm/sとした。
基板温度:室温、
ターゲット22a,22b:チタン(Ti)、
ターゲット22a,22bに供給される電力(スパッタ電力):5.0kW、
スパッタ電極21a,21bに印加する交流電圧の周波数:40kHz、
アルゴンガスの導入流量:300sccm。
高周波電源65からアンテナ63に供給される電力(プラズマ処理電力):4.5kW、
アンテナ63に印加する交流電圧の周波数:13.56MHz、
酸素ガスの導入流量:100sccm、
アルゴンガスの導入流量:表1を参照。
得られた酸化チタン薄膜の親水性を評価した。親水性の評価は、JIS−R3257のぬれ性試験に準拠した方法で、水に対する接触角を測定することにより行った。具体的には、試験台に基板Sを載置し、基板Sの酸化チタン薄膜側に蒸留水を滴下し、静置した状態で水滴の接触角を光学的に測定することにより行った。また、得られた酸化チタン薄膜に紫外線を照射し(照射量:10mW/cm2 、照射時間:24時間)、24時間経過後の親水性を評価した。さらに、紫外線照射後、蛍光灯の下で、120分放置後の親水性も評価した。いずれの親水性の評価も上記方法と同様とした。結果を表1に示す。
表1に示すように、反応プロセス領域60Aに対し、アルゴンガスを酸素ガスと同一流量以上で導入することで(実験例2〜5)、基板Sに形成される酸化チタン薄膜の水に対する接触角が小さくなる傾向がある。特に酸素ガスの3倍以上、アルゴンガスを導入することで、水に対する接触角が十分に小さくなり、親水性が改善されることが確認できた。また、紫外線を照射し、その後24時間経過した後の接触角については、アルゴンガスの導入量が多いほど、水に対する接触角が小さくなることが確認できた。さらに、紫外線を照射し、その後、蛍光灯の下で120分放置した後の接触角については、アルゴンガスの導入量が多いほど、水に対する接触角が維持できていることが確認できた。
基板Sに、プラスチック樹脂材料としてのポリカーボネート(PC)基板を用い、プラズマ処理電力を0.5kWの低パワー、アルゴンガスの導入流量を表2に示す範囲とした以外は、実験例1〜6と同じ条件で、PC基板の表面に、厚み280nm(成膜時間:26分)の酸化チタン薄膜を形成し、同様の評価を行った。結果を表2に示す。
Claims (7)
- 成膜対象の表面に薄膜を形成する方法であって、
真空容器の内部に形成された成膜プロセス領域でチタンを含むターゲットのスパッタ物質を前記成膜対象に付着させる第1の工程と、
前記真空容器の内部に前記成膜プロセス領域とは離間して形成された反応プロセス領域で酸素ガスを前記成膜対象に接触させ、前記スパッタ物質の組成を変換させる第2の工程とを有し、
前記第2の工程では、前記酸素ガスの導入流量と少なくとも同一流量の不活性ガスを導入した状態で、前記酸素ガスを前記成膜対象に接触させてプラズマ処理することを特徴とする成膜方法。 - 請求項1記載の成膜方法であって、前記不活性ガスを、前記酸素ガスの導入流量よりも多い流量で導入することを特徴とする成膜方法。
- 請求項1又は2記載の成膜方法であって、前記不活性ガスを、前記酸素ガスの導入流量の少なくとも3倍の流量で導入することを特徴とする成膜方法。
- 請求項1〜3の何れか一項記載の成膜方法であって、前記不活性ガスとしてアルゴンガスを用いることを特徴とする成膜方法。
- 請求項1〜4の何れか一項記載の成膜方法であって、前記成膜プロセス領域と前記反応プロセス領域の間で前記成膜対象を移動させる第3の工程を有し、前記第3の工程後に前記成膜対象上に付着した前記スパッタ物質の組成変換物に対して、前記第1の工程及び前記第2の工程を複数回繰り返すことを特徴とする成膜方法。
- 成膜対象の表面に薄膜を形成する方法であって、
真空容器の内部に形成された成膜プロセス領域でチタンで構成されるターゲットのスパッタ物質を前記成膜対象に付着させる第1の工程と、
前記真空容器の内部に前記成膜プロセス領域とは離間して形成された反応プロセス領域に前記成膜対象に移動させる第2の工程と、
前記反応プロセス領域で酸素ガスを前記成膜対象に接触させ、前記スパッタ物質の組成を変換させる第3の工程と、
前記第3の工程後に前記成膜対象上に付着した前記スパッタ物質の組成変換物に対して、前記第1の工程、前記第2の工程及び前記第3の工程を複数回繰り返す第4の工程とを有し、
前記第3の工程では、前記酸素ガスの導入流量と少なくとも同一流量のアルゴンガスを導入した状態で、前記酸素ガスを前記成膜対象に接触させてプラズマ処理することを特徴とする成膜方法。 - 請求項1〜6の何れか一項記載の成膜方法であって、前記成膜対象がガラス又はプラスチックで構成されていることを特徴とする成膜方法。
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