JPH10195651A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用ヘッドランプの反射鏡となるワークＷ
の内側表面にスパッタリングによりアルミニウム膜を、
次いでその上にグロー放電によるプラズマ重合により保
護膜を成膜する場合、電極構成を簡単にして成膜装置の
規模を小さくしながら効率よく成膜する。 【解決手段】 真空槽１内のチャンバ２にＡｒガスを供
給しつつ、マグネトロン電極３０の電磁石３１に電流を
流しかつ電極３０に直流電圧を印加して、電極３０のタ
ーゲット部３０ａをスパッタリングしてワークＷ内側表
面にアルミニウム膜を成膜し、その後、Ａｒガスの供
給、電磁石３１及び電極３０への電力印加を停止し、真
空槽１内にモノマーガスを供給しつつ、同じ電極３０に
高周波電力を印加して電極３０及び真空槽１間で高周波
グロー放電を発生させ、モノマーを分解重合させてアル
ミニウム膜上に保護膜を成膜する。スパッタターゲット
となる電極３０をプラズマ重合用の放電電極として共用
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空槽内でワーク
表面に金属膜及び保護膜を効率的に成膜する成膜装置及
び成膜方法に関する技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の成膜装置の一例とし
て、例えば特開平３―２０２４６７号公報に示されるよ
うに、真空槽内に高周波スパッタ用の高周波電力が印加
される電極及び基板を配設するとともに、真空槽内にプ
ラズマＣＶＤ用の高周波プラズマを発生させるコイル
と、マイクロ波プラズマを発生させるための導波管とを
設け、１つの真空槽内で基板に対し高周波スパッタリン
グとプラズマＣＶＤとを行い得るようにしたものが提案
されている。

【０００３】ところで、例えば車両用ヘッドランプや照
明器具の反射鏡等の光学的リフレクタの製造工程におい
ては、そのリフレクタ表面に反射膜としてのアルミニウ
ム等の金属膜を成膜した後、その金属膜上にプラズマ重
合等によって保護膜を形成することが一般に行われてい
る。

【０００４】このようなリフレクタ（ワーク）の表面に
金属膜及び保護膜を成膜する場合、金属膜用の成膜装置
でリフレクタ表面に金属膜を付けた後、そのリフレクタ
を保護膜用成膜装置に移し代えて保護膜を成膜する方
法、或いは１つの蒸着装置中で、金属材料の蒸着によっ
てリフレクタに金属膜表面を成膜した後、プラズマ重合
によって保護膜を成膜する方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
方法では、成膜装置が大掛かりな規模となり、成膜材料
の供給系等のメンテナンスも面倒であり、さらには一度
に多量のワークを処理する場合、前後の工程との接続の
ためにバッファ装置が必要となる。

【０００６】また、上記提案例の考え方を利用し、１つ
の真空槽内でリフレクタ表面にスパッタリングにより金
属膜を成膜した後、その金属膜上に電極からの放電によ
るプラズマ重合により保護膜を成膜するようにしてもよ
いが、その場合、真空槽内にスパッタリング用及び放電
用の各電極が必要となり、成膜装置の規模を小さくする
ことに限度がある。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記光学的リフレクタの如きワーク
（基板）に対しスパッタリングと放電によるプラズマＣ
ＶＤとによりそれぞれ成膜を行う場合に、電極構成を簡
単にして成膜装置の規模を小さくしながら、成膜を効率
よく行い得るようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、ワークに対しスパッタリングによ
る成膜とプラズマＣＶＤによる成膜とをそれぞれ１つの
共通の真空槽内で行うに当たり、スパッタリング用のタ
ーゲットとなる電極をプラズマＣＶＤ用の放電電極とし
て共用するようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、真空槽
内でワーク表面に金属膜及び保護膜を成膜するようにし
た成膜装置として、真空槽内に配設され、少なくとも一
部が、上記金属膜材料からなるターゲット部とされた電
極と、この電極に直流電圧を印加する直流電源と、真空
槽内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、上
記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、真空槽内
に上記保護膜材料となる反応ガスを供給する反応ガス供
給手段とを備えている。

【００１０】そして、上記不活性ガス供給手段により真
空槽内に不活性ガスを供給した状態で、直流電源により
直流電圧を電極に印加することにより、該電極のターゲ
ット部をスパッタリングしてワーク表面に金属膜を成膜
する一方、上記不活性ガス供給手段による不活性ガスの
供給及び直流電源による直流電圧の印加を停止し、かつ
上記反応ガス供給手段により真空槽内に反応ガスを供給
した状態で、高周波電源により上記電極に高周波電力を
印加することにより、電極から放電を発生させ、上記反
応ガスをプラズマ状態で反応させてワーク表面に保護膜
を成膜するように構成する。

【００１１】一方、請求項２の発明では、真空槽内でワ
ーク表面に金属膜を成膜した後、その金属膜上に保護膜
を成膜するようにした成膜装置として、上記請求項１の
発明と同様に、電極、直流電源、不活性ガス供給手段、
高周波電源及びる反応ガス供給手段を備えたものとし、
上記不活性ガス供給手段により真空槽内に不活性ガスを
供給した状態で、直流電源により直流電圧を電極に印加
することにより、該電極のターゲット部をスパッタリン
グしてワーク表面に金属膜をスパッタ成膜し、その後、
上記不活性ガス供給手段による不活性ガスの供給及び直
流電源による直流電圧の印加を停止し、かつ上記反応ガ
ス供給手段により真空槽内に反応ガスを供給した状態
で、高周波電源により上記電極に高周波電力を印加する
ことにより、電極から放電を発生させ、上記反応ガスを
プラズマ状態で反応させてワーク表面に保護膜を成膜す
るように構成する。

【００１２】これら請求項１又は２の発明では、上記の
構成により、ワーク表面に金属膜を成膜する際、不活性
ガス供給手段により真空槽内に不活性ガスが供給され
て、その状態で直流電源により直流電圧が電極に印加さ
れ、その電極のターゲット部のスパッタリングによりワ
ーク表面に金属膜がスパッタ成膜される。これに対し、
ワーク表面に保護膜を成膜する際、不活性ガスの供給及
び直流電圧の印加が停止されるとともに、反応ガス供給
手段により真空槽内に反応ガスが供給され、その状態で
高周波電源により同じ電極に高周波電力が印加されて電
極から放電が発生し、反応ガスのプラズマ反応によりワ
ーク表面上に保護膜が成膜される。従って、１つの真空
槽内でワーク表面にスパッタリングによる金属膜とプラ
ズマＣＶＤによる保護膜とがそれぞれ成膜されるので、
成膜装置の規模を小さくすることができるとともに、成
膜効率を高めることができる。しかも、スパッタリング
用のターゲットとなる電極がプラズマＣＶＤ用の放電電
極として共用されるので、電極の構成を簡素化すること
ができる。

【００１３】請求項３の発明では、少なくとも真空槽及
びその内部の電極をそれぞれ複数設け、各真空槽内での
ワークに対する金属膜及び保護膜の成膜を、他の真空槽
内での成膜と時間的にずらして交互に行うように構成す
る。こうすれば、各真空槽内でワークの金属膜及び保護
膜の成膜が他の真空槽と重ならないので、各真空槽の稼
働率を向上できるとともに、連続してワークが流れる生
産工程であってもバッファ装置を要することなく生産ラ
インを組むことができる。

【００１４】請求項４の発明では、ワーク表面に金属膜
をスパッタ成膜する前に、ワークを表面が電極に対し反
対側に向くように反転させかつ不活性ガス供給手段によ
り真空槽内に不活性ガスを供給した状態で、高周波電源
により電極に高周波電力を印加することにより、電極か
ら放電を発生させて電極のターゲット部をスパッタリン
グするように構成する。このことで、ワーク表面にスパ
ッタ成膜により金属膜を成膜する際のターゲットとなる
電極ターゲット部がスパッタリングされ、そのターゲッ
ト部表面上の酸化物等の絶縁層や、前回のワークに対す
るプラズマＣＶＤによる成膜工程での保護膜材料成分等
を除去することができる。しかも、このときには、ワー
クは電極に対し反転されているので、上記電極から除去
される不純物がワーク表面に付着して金属膜の品質不良
を招くことはない。

【００１５】請求項５の発明では、電極は、通電により
磁界を発生させる電磁石を有するマグネトロン電極とす
る。こうすると、マグネトロン電極をターゲットとして
スパッタ成膜するマグネトロンスパッタリングを行うに
当たり、上記請求項１又は２の発明と同様の作用効果を
奏することができる。

【００１６】請求項６の発明では、上記反応ガス供給手
段は、反応ガスとしてモノマーを供給するように構成す
る。そして、この反応ガス供給手段により真空槽内にモ
ノマーを供給した状態で、高周波電源により電極に高周
波電力を印加することにより、電極から高周波グロー放
電を発生させ、上記モノマーを分解重合させてワーク表
面に保護膜をプラズマ重合成膜するように構成する。

【００１７】この構成によると、真空槽内で電極からの
高周波グロー放電によりモノマーをプラズマ状態として
ワーク表面上にプラズマ重合成膜させるに当たり、上記
請求項１又は２の発明と同様の作用効果を奏することが
できる。

【００１８】請求項７の発明では、上記請求項６の成膜
装置において、ワークは光学的リフレクタとし、金属膜
はアルミニウムからなし、保護膜はヘキサメチルジシロ
キサン（シリコン）からなす。このことで、光学的リフ
レクタの表面に、反射膜としてアルミニウム膜とヘキサ
メチルジシロキサンからなる保護膜とを成膜する場合
に、請求項１又は２の発明と同様の効果が得られる。

【００１９】請求項８の発明は、真空槽内でワーク表面
に金属膜を成膜した後、その金属膜上に保護膜を成膜す
る成膜方法の発明である。

【００２０】この発明方法では、真空槽内に、少なくと
も一部が上記金属膜材料からなるターゲット部とされた
電極を配置し、真空槽内に不活性ガスを供給した状態
で、上記電極に直流電圧を印加することにより、電極の
ターゲット部をスパッタリングしてワーク表面に金属膜
をスパッタ成膜する。

【００２１】次いで、上記不活性ガスの供給及び電極へ
の直流電圧の印加を停止し、かつ真空槽内に上記保護膜
材料からなるモノマーを供給した状態で、上記同じ電極
に高周波電力を印加することにより、電極から高周波グ
ロー放電を発生させ、上記モノマーを分解重合させてワ
ーク表面に保護膜をプラズマ重合成膜する。この発明で
も、上記請求項５又は６の発明と同様の作用効果が得ら
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本発明の実施形態１に係る成膜装
置Ａを示し、この成膜装置Ａは、光学的リフレクタであ
る車両用ヘッドランプの反射鏡となるワークＷ（基板）
の成膜対象面たる内側表面にアルミニウム膜（金属膜）
を成膜した後、そのアルミニウム膜上に保護膜を成膜す
る用途に用いられる。この保護膜は例えばシリコンオイ
ルの一種であるヘキサメチルジシロキサン（化学式（Ｃ
Ｈ₃ ）₃ ・ＳｉＯ・Ｓｉ（ＣＨ₃ ）₃ ）からなる。

【００２３】図１において、１は内部に真空チャンバ２
を有する真空槽で、この真空槽１の側壁にはゲート３に
よって開閉される開口２ａがあけられており、複数のワ
ークＷ，Ｗ，…を取付固定したワーク支持ホルダ（図示
せず）を真空チャンバ２内に対し開口２ａを経由して出
し入れする。尚、各ワークＷはその内側表面（成膜対象
面）を上向きにした状態でホルダに固定されて真空チャ
ンバ２内に出し入れされる。また、図示しないが、真空
槽１内にはホルダに取付支持されている各ワークＷをホ
ルダ毎反転させる反転機構が設けられている。

【００２４】上記真空槽１には、真空チャンバ２の空気
を排出して該チャンバ２を真空状態にする真空排気装置
５が接続されている。この真空排気装置５は真空チャン
バ２に連通する第１排気通路６を備え、この第１排気通
路６の下流端は真空ポンプとしての油回転ポンプ７に接
続されている。第１排気通路６の途中には粗引き弁８
と、その下流側に真空ポンプとしてのメカニカルブース
タポンプ９とが配設されており、粗引き弁８を開けた状
態でメカニカルブースタポンプ９及び油回転ポンプ７に
より真空チャンバ２の真空粗引きを行う。また、上記粗
引き弁８及びメカニカルブースタポンプ９の間の第１排
気通路６と真空チャンバ２とは第２排気通路１０により
接続され、この第２排気通路１０の途中には主弁１１
と、その下流側に高真空ポンプ１２と、その下流側の本
引き弁１３とが配設されており、粗引き弁８を閉じて主
弁１１及び本引き弁１３を開けた状態で、高真空ポンプ
１２、メカニカルブースタポンプ９及び油回転ポンプ７
により真空チャンバ２を高真空まで真空引きを行うよう
にしている。

【００２５】尚、真空チャンバ２に後述のアルゴンガス
やモノマーガスが導入されて成膜が行われる際、第２排
気通路１０での排気量を調整することで、真空チャンバ
２の圧力を成膜に適正な圧力に保つようにしている。

【００２６】真空槽１には、真空チャンバ２に大気を導
入してチャンバ２を真空状態から大気圧に戻す大気導入
通路１５が接続されている。この大気導入通路１５の途
中には大気導入弁１６が配設されており、この大気導入
弁１６の開弁により、真空状態にある真空チャンバ２を
大気に開放して真空チャンバ２に大気を導入するように
している。

【００２７】さらに、真空槽１には、真空状態の真空チ
ャンバ２に不活性ガスとしてのアルゴンガス（Ａｒガ
ス）を供給する不活性ガス供給装置２０と、同様に上記
ワークＷの内側表面に成膜される保護膜の材料となる反
応ガスとしてのモノマーガスを供給する反応ガス供給装
置２５とが接続されている。上記不活性ガス供給装置２
０は真空チャンバ２に連通するアルゴン供給通路２１を
備え、このアルゴン供給通路２１の上流端はアルゴンガ
スボンベ２２に接続されている。また、アルゴン供給通
路２１の途中にはアルゴンガス導入弁２３が配設されて
おり、この導入弁２３の開弁によってアルゴンガスボン
ベ２２から真空チャンバ２にアルゴンガスを供給するよ
うにしている。

【００２８】一方、上記反応ガス供給装置２５は真空チ
ャンバ２に連通するモノマー供給通路２６を備え、この
モノマー供給通路２６の上流端はモノマーボンベ２７に
接続され、モノマー供給通路２６の途中にはモノマー導
入弁２８が配設されており、このモノマー導入弁２８の
開弁によってモノマーボンベ２７から真空チャンバ２に
モノマーガスを供給するようにしている。

【００２９】真空槽１の上壁内面にはマグネトロン電極
３０が配置され、このマグネトロン電極３０は、その内
部に通電により磁界を発生させる電磁石３１を有する。
また、電極３０の下部には、真空チャンバ２に臨むアル
ミニウム（金属膜材料）からなるターゲット部３０ａが
形成されている（尚、電極３０全体をアルミニウムで構
成することもできる）。

【００３０】上記マグネトロン電極３０の電磁石３１に
はコイル電源３３が接続されている。また、マグネトロ
ン電極３０自体には電極３０に高圧の直流電圧を印加す
る直流電源３４と、電極３０に高周波電力を印加する高
周波電源３５（ＲＦ電源）とが接続されている。

【００３１】そして、上記ゲート３の開閉、真空排気装
置５における各ポンプ７，９，１２のＯＮ／ＯＦＦ作動
及び各弁８，１１，１３の開閉作動、大気導入弁１６、
アルゴンガス導入弁２３及びモノマー導入弁２８の開閉
作動、各電源３３〜３５のＯＮ／ＯＦＦ作動は図外の制
御ユニットにより制御されるようになっており、この制
御ユニットの制御により、図２（ａ）に示すように、真
空槽１内の真空状態にある真空チャンバ２に不活性ガス
供給装置２０によりアルゴンガスを供給した状態で、マ
グネトロン電極３０の電磁石３１にコイル電源３３から
電流を流して電極３０にマグネトロン磁界を発生させ、
かつ直流電源３４により直流電圧をマグネトロン電極３
０に印加することにより、その電極３０のターゲット部
３０ａをスパッタリングしてワークＷの内側表面にアル
ミニウム膜をスパッタ成膜し、その後、引き続いて、図
２（ｂ）に示す如く、上記不活性ガス供給装置２０によ
るアルゴンガスの供給、コイル電源３３による電流の供
給及び直流電源３４による直流電圧の印加を停止し、か
つ反応ガス供給装置２５により真空槽１内にモノマーガ
スを供給した状態で、高周波電源３５により同じマグネ
トロン電極３０に高周波電力を印加することにより、そ
のマグネトロン電極３０（スパッタ成膜時のターゲッ
ト）を平行平板電極として、マグネトロン電極３０及び
真空槽１の間で高周波グロー放電を発生させ、モノマー
ガスを分解重合反応させてワークＷの内側表面の上記ア
ルミニウム膜上に保護膜をプラズマ重合成膜するように
している。

【００３２】尚、上記マグネトロン電極３０と直流電源
３４との間にはフィルタ３６が直列に接続されており、
上記高周波電源３５からの高周波電力が直流電源３４に
流れずにマグネトロン電極３０に有効に流れるようにす
るために、直流電源３４へ流れる高周波電力をフィルタ
３６にて遮断している。

【００３３】また、電極３０と高周波電源３５との間に
はインピーダンス整合用の整合器３７（マッチングボッ
クス）が直列に接続されている。

【００３４】ここで、上記制御ユニットの制御により行
われる成膜装置Ａの動作（ワークＷに対する成膜方法）
について図３に示すフローチャートに沿って詳細に説明
する。まず、真空槽１のゲート３をあけて真空チャンバ
２に開口２ａから、ワーク支持ホルダに取付支持された
ワークＷ，Ｗ，…をロードする（ステップＳ１）。この
とき、各ワークＷは、その成膜しようとする内側表面が
上向き（真空チャンバ２上部のマグネトロン電極３０側
に向いた状態）になるように正転状態に配置される。

【００３５】次に、上記ゲート３を閉じて真空チャンバ
２を気密密閉した後（ステップＳ２）、真空排気を行う
（ステップＳ３〜Ｓ８）。つまり、最初に、油回転ポン
プ７及びメカニカルブースタポンプ９をそれぞれＯＮ作
動させかつ粗引き弁８を開くことで、粗真空系をＯＮ作
動させる（ステップＳ３）。その後、真空チャンバ２が
所定の真空度に達したかどうかを判定し（ステップＳ
４）、この判定がＹＥＳになると、上記粗引き弁８を閉
じ（ステップＳ５）、次いで、高真空ポンプ１２をＯＮ
作動させかつ本引き弁１３を開き（ステップＳ６）、さ
らに主弁１１を開く（ステップＳ７）。

【００３６】この後、真空チャンバ２が目的の真空度に
達したか否かを判定し（ステップＳ８）、この判定がＹ
ＥＳになると、チャンバ２の反転機構により各ワークＷ
を図１で仮想線にて示すように反転して成膜対象面たる
内側表面が下向き（マグネトロン電極３０と反対側に向
いた状態）になるように裏返す（ステップＳ９）。

【００３７】次いで、不活性ガス供給装置２０のアルゴ
ンガス導入弁２３を開き、真空チャンバ２の圧力を適正
圧力に保ちながら高周波電源３５をＯＮ作動させて、マ
グネトロン電極３０と真空槽１との間で高周波グロー放
電を起こし、マグネトロン電極３０におけるターゲット
部３０ａの表面部分を蒸発させる電極クリーニングを行
う（ステップＳ１０）。

【００３８】すなわち、後述するようにワークＷの内側
表面に直流スパッタ成膜によりアルミニウム膜を成膜す
る前に、各ワークＷをその内側表面がマグネトロン電極
３０に対し反対側に向くように反転させかつ不活性ガス
供給装置２０により真空槽１内のチャンバ２にアルゴン
ガスを供給した状態で、高周波電源３５により電極３０
に高周波電力を印加し、電極３０から放電を発生させ
る。このことで、マグネトロン電極３０のターゲット部
３０ａ表面がスパッタリングされて蒸発し、ターゲット
部３０ａ表面上に形成されている酸化物等の絶縁層や、
前回のプラズマ重合による保護膜の成膜工程で付着して
いた保護膜材料成分等が効果的に除去される。

【００３９】しかも、このときには、各ワークＷはその
成膜しようとする内側表面がマグネトロン電極３０と反
対側である下側に向くように反転されているので、上記
電極３０のターゲット部３０ａから除去される不純物が
ワークＷの内側表面に付着せず、後述のアルミニウム膜
の成膜時に不純物の混入による品質不良を招くことはな
い。

【００４０】このような電極クリーニングの後は、上記
電極ターゲット部３０ａに対するスパッタリングが一定
時間継続したかどうかを判定し（ステップＳ１１）、一
定時間の経過によってこの判定がＹＥＳになると、上記
高周波電源３５をＯＦＦ作動させる（ステップＳ１
２）。次いで、真空チャンバ２の反転機構によりワーク
Ｗを内側表面が上向き（マグネトロン電極３０側に向い
た状態）となるように元の姿勢に正転させる（ステップ
Ｓ１３）。

【００４１】この後、コイル電源３３及び直流電源３４
をそれぞれＯＮ作動させる（ステップＳ１４）。つま
り、図２（ａ）に示すように、真空チャンバ２に上記不
活性ガス供給装置２０によりアルゴンガスを供給した状
態で、マグネトロン電極３０の電磁石３１にコイル電源
３３から電流を流して電極３０にマグネトロン磁界を発
生させ、かつ直流電源３４により直流電圧をマグネトロ
ン電極３０に印加することにより、その電極３０のター
ゲット部３０ａをスパッタしてワークＷの内側表面にア
ルミニウム膜をスパッタ成膜する。

【００４２】そのとき、上記の如く、前工程で、ターゲ
ット部３０ａ表面の酸化物等の絶縁層や保護膜材料成分
等が除去されて清浄にされているので、上記スパッタリ
ングによるアルミニウム膜を安定して良好に成膜するこ
とができる。

【００４３】この後、上記アルミニウム膜のスパッタリ
ングが終了したかどうかを判定し（ステップＳ１５）、
この判定がＹＥＳになると、上記コイル電源３３及び直
流電源３４を共にＯＦＦ作動させるとともに、アルゴン
ガス導入弁２３を閉じてアルゴンガスの供給を停止する
（ステップＳ１６）。

【００４４】次いで、反応ガス供給装置２５のモノマー
導入弁２８を開き、真空チャンバ２の圧力を適正圧力に
保ちつつ上記高周波電源３５をＯＮ作動させる（ステッ
プＳ１７）。このことで、図２（ｂ）に示す如く、マグ
ネトロン電極３０のターゲット部３０ａを平行平板電極
として、該電極ターゲット部３０ａと真空槽１との間で
高周波グロー放電を発生させ、このグロー放電によりチ
ャンバ２のモノマーガスをプラズマ状態として分解重合
反応させ、ワークＷの内側表面のアルミニウム膜上にモ
ノマーによる保護膜をプラズマ重合成膜する。

【００４５】この後は上記プラズマ重合が終了したか否
かを判定し（ステップＳ１８）、この判定がＹＥＳにな
ると、上記高周波電源３５をＯＦＦ作動させるととも
に、モノマー導入弁２８を閉じてモノマーガスの供給を
停止する（ステップＳ１９）。次いで、大気導入弁１６
を開いて真空チャンバ２を大気中に開放する大気ベント
を行った後、大気導入弁１６を閉じ状態に戻し（ステッ
プＳ２０）、真空槽１のゲート３を開けて真空チャンバ
２から、ホルダに取付支持されたワークＷをアンロード
する（ステップＳ２１）。以上でワークＷに対する１サ
イクルの成膜工程が終了し、以後は、最初（ステップＳ
１）に戻ってワークＷ毎に同様のサイクルを繰り返す。

【００４６】したがって、この実施形態では、１つの同
一の真空槽１内で各ワークＷの内側表面にスパッタリン
グによるアルミニウム膜の成膜が行われ、引き続き真空
状態を保ったままで、そのアルミニウム膜上にプラズマ
重合による保護膜の成膜が行われるので、真空槽１のチ
ャンバ２をスパッタ成膜用及びプラズマ重合成膜用とし
て共用でき、その分、成膜装置Ａの規模を小さくし、か
つ成膜効率を高めることができる。

【００４７】また、スパッタ成膜用のターゲットとなる
マグネトロン電極３０がプラズマ重合用の平行平板放電
電極としても共用されるので、真空チャンバ２に配置す
る必要のある電極３０は１つのみで済み、電極３０の構
成を簡素化することができる。

【００４８】（実施形態２）図４及び図５は本発明の実
施形態２を示し（尚、図１〜図３と同じ部分については
同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、真空槽
１を２基並べて交互に稼働させることで、連続成膜でき
るようにしたものである。

【００４９】すなわち、この実施形態では、図４に示す
ように、第１及び第２の２基の真空槽１Ａ，１Ｂが設け
られており、各真空槽１Ａ，１Ｂ内の真空チャンバ２，
２にそれぞれマグネトロン電極３０，３０が配置されて
いる。フィルタ３６及び整合器３７は各真空槽１Ａ，１
Ｂの電極３０毎に接続されているが、コイル電源３３、
直流電源３４及び高周波電源３５は両真空槽１Ａ，１Ｂ
で共用とされ、各真空槽１Ａ，１Ｂの電極３０に選択的
に切り換えて接続するためにコイル電源３３、直流電源
３４及び高周波電源３５と各真空槽１Ａ，１Ｂの電極３
０との分岐接続部には切換スイッチ３９〜４１が接続さ
れている。

【００５０】また、真空排気装置５の第１排気通路６は
各真空槽１Ａ，１Ｂ毎の粗引き弁８下流側で互いに集合
され、その集合された第１排気通路６に共通のメカニカ
ルブースタポンプ９及び油回転ポンプ７が配置されてい
る。また、第２排気通路１０は各真空槽１Ａ，１Ｂ毎に
設けられ、その下流端は上記第１排気通路６とは別の油
回転ポンプ７′に接続されている。

【００５１】さらに、不活性ガス供給装置２０のアルゴ
ン供給通路２１は各真空槽１Ａ，１Ｂ毎のアルゴンガス
導入弁２３上流側で互いに集合されて１つのアルゴンガ
スボンベ２２に、また反応ガス供給装置２５のモノマー
供給通路２６は各真空槽１Ａ，１Ｂ毎のモノマー導入弁
２８上流側で互いに集合されて１つのモノマーボンベ２
７にそれぞれ接続されている。

【００５２】図４中、４３は上記制御ユニットにより制
御されるワーク着脱機構（このワーク着脱機構４３は上
記実施形態１にも同様のものが設けられているが、図示
していない）であって、真空槽１Ａ，１Ｂ側方のステー
ジで各ワークＷをホルダに対し取り付け又は取り外すも
のである。この実施形態では実施形態１とは異なり、両
真空槽１Ａ，１Ｂについて共用された１つのワーク着脱
機構４３が設けられている。

【００５３】図５は制御ユニットの制御に基づいて行わ
れる２基の真空槽１Ａ，１Ｂのタクト動作を示してお
り、各真空槽１Ａ，１Ｂのチャンバ２についてみれば実
施形態１と同じ動作が行われる（図３参照）。そして、
各真空槽１Ａ（又は１Ｂ）内でワークＷに対するアルミ
ニウム膜及び保護膜の成膜を、他の真空槽１Ｂ（又は１
Ａ）での成膜と時間的にずらして交互に行うようにして
いる。

【００５４】したがって、この実施形態によると、２基
の真空槽１Ａ，１Ｂの各々のチャンバ２，２で、ワーク
Ｗのアルミニウム膜の成膜、次いでその上に保護膜の成
膜が交互に行われるので、電源やガス供給系、真空排気
系の共用化を図るとともに、各真空槽１Ａ，１Ｂの稼働
率を向上させることができる。また、連続してワークＷ
が流れる生産工程であってもバッファ装置を要すること
なく生産ラインを組むことができる。

【００５５】（他の実施形態等について）尚、上記実施
形態１では、真空チャンバ２に対するワークＷのロード
時、各ワークＷをその成膜しようとする内側表面が上向
き（マグネトロン電極３０側に向いた状態）になるよう
に配置してロードし、スパッタリングによるアルミニウ
ム膜の成膜前に、チャンバ２の反転機構によりワークＷ
を反転させるようにしているが、予め各ワークＷを反転
させてロードするようにしてもよく、その場合には、ア
ルミニウム膜の成膜前にワークＷを反転させる動作（図
３のステップＳ９）は不要となる。

【００５６】また、上記各実施形態では、成膜するワー
クＷを車両用ヘッドランプの反射鏡としているが、本発
明は、車両用以外の各種ランプの反射鏡や反射鏡以外の
光学的リフレクタに成膜する場合も適用することができ
る。さらには、光学的リフレクタ以外のワークに成膜す
るようにしてもよい。

【００５７】また、ワークＷにスパッタ成膜する金属膜
はアルミニウム膜以外であってもよく、そのスパッタ成
膜に真空チャンバ２に供給する不活性ガスについてもア
ルゴンガスに限定されない。また、プラズマ重合成膜さ
れて保護膜となる材料はヘキサメチルジシロキサン（シ
リコン）以外のモノマーであってもよい。

【００５８】さらに、スパッタ成膜を行うための電極は
上記各実施形態の如きマグネトロン電極３０の他、平板
スパッタ電極であってもよい。また、本発明は、上記各
実施形態のようにプラズマ重合により保護膜を成膜する
のに代えて、プラズマＣＶＤにより保護膜を成膜する場
合にも適用することができる。

【００５９】また、真空槽１（電極３０）を複数設けて
連続成膜する場合、その数は上記実施形態２のように２
基に限定されず、３基以上であってもよく、各真空槽１
内でワークＷに対する金属膜及び保護膜の成膜を順に交
互に行えばよい。

【００６０】さらに、上記各実施形態では、まず、ワー
クＷの表面に金属膜を成膜し、次いで、その金属膜上に
保護膜を成膜するようにしているが、本発明は、ワーク
表面に対し金属膜及び保護膜を互いに別の箇所にそれぞ
れ独立して成膜する場合にも適用することができ、同様
の作用効果が得られる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、真空槽内でワーク表面に金属膜及び保護膜を成膜す
る場合、真空槽内に、金属膜となる材料からなるターゲ
ット部を有する電極を配置し、真空槽内に不活性ガスを
供給した状態で、電極に直流電圧を印加して、電極ター
ゲット部をスパッタリングしてワーク表面に金属膜をス
パッタ成膜する一方、不活性ガスの供給及び電極への直
流電圧の印加を停止し、かつ真空槽内に反応ガスを供給
した状態で、同じ電極に高周波電力を印加することによ
り、電極で高周波放電を発生させ、反応ガスをプラズマ
状態で反応させてワーク表面に保護膜を成膜するように
した。また、請求項２の発明では、真空槽内でワーク表
面に金属膜を成膜して、その上に保護膜を成膜する場
合、真空槽内に不活性ガスを供給した状態で、金属膜と
なる材料からなるターゲット部を有する電極に直流電圧
を印加して、電極ターゲット部をスパッタリングしてワ
ーク表面に金属膜をスパッタ成膜し、その後、不活性ガ
スの供給及び電極への直流電圧の印加を停止し、かつ真
空槽内に反応ガスを供給した状態で、同じ電極に高周波
電力を印加することにより、電極で高周波放電を発生さ
せ、反応ガスをプラズマ状態で反応させてワーク表面に
保護膜を成膜するようにした。従って、これら発明によ
ると、１つの真空槽内でワークに金属膜及び保護膜をそ
れぞれ成膜でき、成膜装置の規模を小さくしかつ電極の
構成を簡素化しつつ、成膜効率を高めることができる。

【００６２】請求項３の発明によると、真空槽及び電極
を複数設け、ワークに対する金属膜及び保護膜の成膜を
各真空槽内で時間的にずらして交互に行うようにしたこ
とにより、各真空槽の稼働率の向上を図ることができる
とともに、ワークの連続生産工程でバッファ装置を要す
ることなく生産ラインを組むことができる。

【００６３】請求項４の発明によると、ワーク表面に対
する金属膜の成膜前に、ワークを電極に対し反転させか
つ真空槽内に不活性ガスを供給した状態で、電極に高周
波電力を印加して電極で放電を発生させ、電極をスパッ
タリングするようにしたことにより、金属膜を成膜する
際のターゲットとなる電極を容易に清浄化することがで
きる。

【００６４】請求項５の発明によると、電極は、通電に
より磁界を発生させる電磁石を有するマグネトロン電極
としたことにより、マグネトロンスパッタリングで成膜
する場合に、請求項１又は２の発明と同様の作用効果を
奏することができる。

【００６５】請求項６の発明によると、真空槽内に反応
ガスとしてモノマーを供給し、このモノマーの供給状態
で電極により高周波グロー放電を発生させ、モノマーを
分解重合させてワーク表面に保護膜をプラズマ重合成膜
するようにしたことにより、ワークの金属膜表面上にプ
ラズマ重合成膜させる場合に、請求項１又は２の発明と
同様の作用効果を奏することができる。

【００６６】請求項７の発明によると、ワークは光学的
リフレクタとし、金属膜はアルミニウムからなし、保護
膜はヘキサメチルジシロキサンからなしたことにより、
光学的リフレクタの表面に反射膜としてのアルミニウム
膜とヘキサメチルジシロキサンからなる保護膜とを成膜
する場合に、請求項１又は２の発明と同様の効果が得ら
れる。

【００６７】請求項８の発明によると、真空槽内でワー
ク表面に金属膜をスパッタ成膜した後、その金属膜上に
保護膜を成膜する成膜方法として、真空槽内に不活性ガ
スを供給した状態で、金属膜材料からなるターゲット部
を有する電極に直流電圧を印加して、電極ターゲット部
をスパッタリングしてワーク表面に金属膜をスパッタ成
膜し、次いで、不活性ガスの供給及び電極への直流電圧
の印加を停止し、かつ真空槽内に保護膜材料からなるモ
ノマーを供給した状態で、同じ電極に高周波電力を印加
して、電極で高周波グロー放電を発生させ、モノマーを
分解重合させてワーク表面に保護膜をプラズマ重合成膜
することにより、請求項５又は６の発明と同様の作用効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る成膜装置を概略的に
示す図である。

【図２】成膜装置の電極の動作状態を示す模式説明図で
ある。

【図３】実施形態１の成膜装置の動作を示すフローチャ
ート図である。

【図４】実施形態２を示す図１相当図である。

【図５】実施形態２の成膜装置のタクト動作を示すタイ
ムチャート図である。

【符号の説明】

Ａ 成膜装置 １，１Ａ，１Ｂ 真空槽 ２ 真空チャンバ ２０ 不活性ガス供給装置（不活性ガス供給手段） ２５ 反応ガス供給装置（反応ガス供給手段） ３０ マグネトロン電極 ３０ａ ターゲット部 ３１ 電磁石 ３３ コイル電源 ３４ 直流電源 ３５ 高周波電源 Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 14/14 Ｃ２３Ｃ 14/14 Ｂ 14/56 14/56 Ｅ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽内でワーク表面に金属膜及び保護
   膜を成膜するようにした成膜装置であって、 真空槽内に配設され、少なくとも一部が、上記金属膜材
   料からなるターゲット部とされた電極と、 上記電極に直流電圧を印加する直流電源と、 真空槽内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段
   と、 上記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、 真空槽内に上記保護膜材料となる反応ガスを供給する反
   応ガス供給手段とを備え、 上記不活性ガス供給手段により真空槽内に不活性ガスを
   供給した状態で、直流電源により直流電圧を電極に印加
   することにより、該電極のターゲット部をスパッタリン
   グしてワーク表面に金属膜を成膜する一方、上記不活性
   ガス供給手段による不活性ガスの供給及び直流電源によ
   る直流電圧の印加を停止し、かつ上記反応ガス供給手段
   により真空槽内に反応ガスを供給した状態で、高周波電
   源により上記電極に高周波電力を印加することにより、
   電極から放電を発生させ、上記反応ガスをプラズマ状態
   で反応させてワーク表面に保護膜を成膜するように構成
   されていることを特徴とする成膜装置。
2. 【請求項２】 真空槽内でワーク表面に金属膜を成膜し
   た後、その金属膜上に保護膜を成膜するようにした成膜
   装置であって、 真空槽内に配設され、少なくとも一部が、上記金属膜材
   料からなるターゲット部とされた電極と、 上記電極に直流電圧を印加する直流電源と、 真空槽内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段
   と、 上記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、 真空槽内に上記保護膜材料となる反応ガスを供給する反
   応ガス供給手段とを備え、 上記不活性ガス供給手段により真空槽内に不活性ガスを
   供給した状態で、直流電源により直流電圧を電極に印加
   することにより、該電極のターゲット部をスパッタリン
   グしてワーク表面に金属膜を成膜した後、上記不活性ガ
   ス供給手段による不活性ガスの供給及び直流電源による
   直流電圧の印加を停止し、かつ上記反応ガス供給手段に
   より真空槽内に反応ガスを供給した状態で、高周波電源
   により上記電極に高周波電力を印加することにより、電
   極から放電を発生させ、上記反応ガスをプラズマ状態で
   反応させてワーク表面に保護膜を成膜するように構成さ
   れていることを特徴とする成膜装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の成膜装置において、 少なくとも真空槽及びその内部の電極がそれぞれ複数設
   けられており、 各真空槽内でのワークに対する金属膜及び保護膜の成膜
   を、他の真空槽での成膜と時間的にずらして交互に行う
   ように構成されていることを特徴とする成膜装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの成膜装置にお
   いて、 ワーク表面に金属膜をスパッタ成膜する前に、ワークを
   表面が電極に対し反対側に向くように反転させかつ不活
   性ガス供給手段により真空槽内に不活性ガスを供給した
   状態で、高周波電源により電極に高周波電力を印加する
   ことにより、電極から放電を発生させて電極のターゲッ
   ト部をスパッタリングするように構成されていることを
   特徴とする成膜装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの成膜装置にお
   いて、 電極は、通電により磁界を発生させる電磁石を有するマ
   グネトロン電極であることを特徴とする成膜装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの成膜装置にお
   いて、 反応ガス供給手段は、反応ガスとしてモノマーを供給す
   るように構成されていて、 上記反応ガス供給手段により真空槽内にモノマーを供給
   した状態で、高周波電源により電極に高周波電力を印加
   することにより、電極から高周波グロー放電を発生さ
   せ、上記モノマーを分解重合させてワーク表面に保護膜
   をプラズマ重合成膜するように構成されていることを特
   徴とする成膜装置。
7. 【請求項７】 請求項６の成膜装置において、 ワークは光学的リフレクタであり、 金属膜はアルミニウムからなり、 保護膜はヘキサメチルジシロキサンからなることを特徴
   とする成膜装置。
8. 【請求項８】 真空槽内でワーク表面に金属膜を成膜し
   た後、その金属膜上に保護膜を成膜する成膜方法であっ
   て、 真空槽内に、少なくとも一部が上記金属膜材料からなる
   ターゲット部とされた電極を配置し、 真空槽内に不活性ガスを供給した状態で、上記電極に直
   流電圧を印加することにより、該電極のターゲット部を
   スパッタリングしてワーク表面に金属膜をスパッタ成膜
   し、 その後、上記不活性ガスの供給及び電極への直流電圧の
   印加を停止し、かつ真空槽内に上記保護膜材料となるモ
   ノマーを供給した状態で、上記電極に高周波電力を印加
   することにより、電極から高周波グロー放電を発生さ
   せ、上記モノマーを分解重合させてワーク表面に保護膜
   をプラズマ重合成膜することを特徴とする成膜方法。