TW201716605A

TW201716605A - 成膜方法及成膜裝置

Info

Publication number: TW201716605A
Application number: TW105133798A
Authority: TW
Inventors: Akina ICHIOKA; Toshinori Yoshimuta; Satoshi Tokuda; Naoki Yoshioka; Satoko Ueno; Satoru Ozaki
Original assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-05-16
Also published as: JP6555078B2; CN106978582A; TWI615489B; JP2017082291A

Abstract

本發明提供一種即便在高速地執行濺射的情況下也能夠提高金屬薄膜的反射率的成膜方法及成膜裝置。本發明的成膜方法包括：加熱步驟，將樹脂製的工件加熱至構成該工件的樹脂的軟化溫度以下的溫度；搬入步驟，將通過加熱步驟進行了加熱的工件搬入成膜腔室內；減壓步驟，對成膜腔室內進行減壓；非反應性氣體供給步驟，將非反應性氣體供給至成膜腔室內；電漿步驟，對配設於成膜腔室內的電漿電極施加高頻電壓；以及濺射步驟，對包含靶材材料且配設於成膜腔室內的濺射電極施加電壓。

Description

成膜方法及成膜裝置

本發明是有關於一種利用濺射（sputtering）來對樹脂製的工件形成金屬薄膜的成膜方法及成膜裝置。

例如，汽車的前照燈的反光罩（reflector）或儀錶類等光學零件以前一直使用玻璃等無機材料基材。然而，出於以提高汽車的燃油效率等為目的的輕量化的需求，而正在進行向樹脂基材的置換。另外，以前對於金屬膜的成膜多使用鍍敷法，但近年來為了減少環境負荷而正在進行向濺射法等乾式製程的置換。因此，關於這種零件，出於鏡面精加工或使其具有金屬質感的目的，而對經射出成型的樹脂製品進行利用以鋁等金屬作為靶材（target）的濺射的成膜。

另外，在利用濺射的成膜後，為了防止金屬膜的氧化或保護表面不受損傷等，而多執行利用電漿化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）的氧化矽保護膜等的成膜。即，利用濺射的成膜後的工件被搬送至另一成膜裝置，並在所述成膜裝置的腔室內進行利用HMDSO（六-甲基-二-矽氧烷（hexamethyldisiloxane））等單體氣體的電漿CVD，由此在利用濺射的成膜後的表面進行保護膜的成膜。

也提出有在同一腔室內執行利用濺射的成膜與複合成膜或聚合成膜的裝置。專利文獻1中公開有如下成膜裝置，其將濺射用電極與複合成膜或聚合成膜用電極配置於以規定距離隔開的位置。在該成膜裝置中，首先，將工件與濺射電極對向配置，並且將惰性氣體導入腔室內後，對濺射電極施加直流電壓而執行利用濺射的成膜。接著，使工件移動而將工件與複合成膜或聚合成膜用電極對向配置，並且將HMDSO等單體氣體導入腔室內後，對複合成膜或聚合成膜用電極施加高頻電壓，從而執行複合成膜或聚合成膜。在該專利文獻1中記載的成膜裝置中，具有在不使用的靶材上配置閘板（shutter）的構成。

在這種針對樹脂製的工件的濺射中，以前必須使腔室內成為高真空，故而處理需要長時間。相對於此，在專利文獻2中記載的成膜裝置中，在通過以相對於靶材材料的表面積而成為每1平方公分25瓦特以上的輸入功率的方式對濺射電極施加直流電壓，而將腔室內設為0.1 帕斯卡以上且小於1.0帕斯卡的壓力的情況下，也可適宜地在樹脂製的工件上形成金屬薄膜，能夠實現縮短了成膜所需時間的高速濺射。

另外，在這種對樹脂製的工件形成金屬薄膜的情況下，已知在開始濺射時若在工件的表面存在水分，則會產生以下問題：濺射後的金屬薄膜的表面的反射率下降，或產生金屬薄膜的表面看上去帶有黃色而被稱為黃變的現象。

因此，在專利文獻3中，公開有具備經由閘閥（gate valve）而連接於成膜腔室的預備腔室、以及對該預備腔室進行減壓的預備腔室減壓單元的成膜裝置。另外，在專利文獻4中，公開有在氧的分壓或水分的分壓成為設定值以下時開始濺射的成膜裝置。進而，在專利文獻5中，公開有在氧或水分的量相對於構成金屬薄膜的原子的量之比成為設定值以下時開始濺射的成膜裝置。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-58048號公報 [專利文獻2]國際公開WO2015/037315A1號公報 [專利文獻3]日本專利特開2015-101768號公報 [專利文獻4]日本專利特開2015-113513號公報 [專利文獻5]日本專利特開2015-151618號公報 [專利文獻6]國際公開WO2013/136576A1號公報

[發明所要解決的課題] 所述專利文獻3至專利文獻5中記載的發明是能夠提高濺射後的金屬薄膜的反射率的優異的發明，但會產生成膜總共所需的時間變長的問題。這種問題在如以前般濺射需要長時間的情況下並不成為問題，但對於如所述專利文獻2中所記載般的能夠執行高速濺射的成膜裝置而言，卻產生成為高速濺射的障礙的問題。

另外，為了高速地執行濺射，而必須迅速對腔室內進行減壓，但在該情況下，因隔熱冷卻效果而容易產生腔室內的水分的凝結與對工件表面的附著，故而所述問題變得尤為顯著。

在產生這種問題的情況下，如上所述，濺射後的金屬薄膜的表面的反射率下降，或者產生金屬薄膜的表面看上去帶有黃色而被稱為黃變的現象。

專利文獻6中有如下記載：在最靠近射出成型機處設置成膜裝置，並將由射出成型機射出成型的工件直接搬入成膜裝置，由此在水分等的吸附氣體附著於射出成型後的工件前，將該工件搬送至成膜裝置中。但是，也存在無法在最靠近射出成型機處設置成膜裝置的情況。

本發明是為了解決所述課題而成者，目的在於提供一種在執行濺射的情況下能夠提高金屬薄膜的反射率的成膜方法及成膜裝置。 [解決問題的手段]

第1發明是一種利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜方法，且包括：加熱步驟，將樹脂製的工件加熱至構成該工件的樹脂的軟化溫度以下的溫度；搬入步驟，將通過所述加熱步驟進行了加熱的工件搬入腔室內；減壓步驟，對所述腔室內進行減壓；濺射步驟，對包含靶材材料且配設於所述腔室內的濺射電極施加電壓，而對經加熱的工件進行濺射；以及搬出步驟，將成膜完成後的工件從所述腔室內搬出。

第2發明在所述減壓步驟與所述濺射步驟之間更包括：氣體供給步驟，將氣體供給至所述腔室內；以及電漿處理步驟，對配設於所述腔室內的電漿電極施加高頻電壓。

第3發明在所述減壓步驟中，將所述腔室內減壓至0.1帕斯卡以上且小於1.0帕斯卡的壓力，並且在所述濺射步驟中，以相對於所述靶材材料的表面積而成為每1平方公分25瓦特以上的輸入功率的方式，對所述濺射電極施加直流電壓。

第4發明在所述加熱步驟中，當構成所述工件的樹脂的軟化溫度為攝氏T度時，以攝氏T/2度以上且攝氏T度以下的範圍對所述工件進行加熱。

第5發明在所述加熱步驟中，將所述工件加熱至攝氏40度以上。

第6發明中的構成所述工件的樹脂為聚碳酸酯。

第7發明是一種利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜方法，其包括：搬入步驟，將所述工件搬入腔室內；減壓步驟，對所述腔室內進行減壓；濺射步驟，對包含靶材材料且配設於所述腔室內的濺射電極施加電壓；以及搬出步驟，將成膜完成後的工件從所述腔室內搬出，並且，在所述減壓步驟與所述濺射步驟之間更包括：氣體供給步驟，將氣體供給至所述腔室內；以及電漿處理步驟，對配設於所述腔室內的電漿電極施加高頻電壓。

第8發明是一種利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜裝置，其特徵在於具備：加熱部，將所述工件加熱至構成該工件的樹脂的軟化溫度以下的溫度；腔室，收納由所述加熱部進行了加熱的工件；濺射電極，包含靶材材料，且配設於所述腔室內；以及電源，對所述濺射電極施加電壓而對經加熱的工件進行濺射。

第9發明更具備：氣體供給部，將氣體供給至所述腔室內；電漿電極，配設於所述腔室內；以及高頻電源，對所述電漿電極施加高頻電壓而對進行濺射前的工件進行電漿處理。 [發明的效果]

根據第1發明、第4發明、第5發明及第8發明，通過將樹脂製的工件加熱至軟化溫度以下的溫度，從而即便在對腔室內進行減壓的情況下也能夠防止水分向工件的表面的結露，而且能夠去除附著於工件的表面的水分。由此，能夠提高利用濺射而形成的金屬薄膜的反射率。

根據第2發明、第7發明及第9發明，通過在濺射前執行電漿步驟，能夠進一步去除殘存於樹脂製的工件的表面的水分。由此，能夠進一步提高利用濺射而形成的金屬薄膜的反射率。

根據第3發明，在通過高的輸入功率在低真空下執行利用高速濺射的成膜時，不需要水分的去除所需的時間，從而能夠以更短時間執行利用濺射的成膜。

根據第6發明，能夠不使水分附著於聚碳酸酯製的工件的表面，而由成膜部利用濺射來形成金屬薄膜。因此，能夠防止在聚碳酸酯的表面發生水解，從而將金屬薄膜以牢固地密接於聚碳酸酯的狀態形成。

以下，基於附圖來對本發明的實施方式進行說明。圖1是本發明的成膜裝置的概要圖。

該實施方式的成膜裝置對樹脂製的工件W執行利用濺射的成膜與利用電漿CVD的成膜。再者，作為工件W的材質，例如使用聚碳酸酯。聚碳酸酯不僅廉價，而且具有機械強度強、耐候性透明度高的特性。另外，該聚碳酸酯具有在濺射時與金屬薄膜的密接性高的特性。但是，若在濺射時水分存在於聚碳酸酯的表面，則不僅金屬薄膜的反射率下降，而且有時會產生如下現象：因濺射時的能量而引發水解，聚碳酸酯的表面劣化，從而導致金屬薄膜剝離。

再者，也可使用甲基丙烯酸（聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA））樹脂代替聚碳酸酯來作為工件W的材質。甲基丙烯酸樹脂不僅廉價而且透明度高，故而多用於反射鏡（mirror）等，另外，因透明度而具有高級感，故而也欲使用於化妝品的容器等的需求變高。另外，作為工件W的材質，也可使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂（acrylonitrile-butadiene-styrene resin，ABS樹脂）等其他樹脂。

如圖1所示，該成膜裝置具備成膜腔室10，所述成膜腔室10包含本體11與入口側開閉部12及出口側開閉部16。該成膜腔室10經由搬送部61而與工件導入部62連接。

該工件導入部62從作為本發明的加熱部的烘烤爐63接受工件W。該烘烤爐63具有在外周部配設有加熱器64的構成，將收納於其內部的射出成型後的工件W加熱至構成工件W的樹脂的軟化點以下的溫度。工件W在烘烤爐63與工件導入部62之間，由專用的搬送裝置搬送。再者，也可由操作員將工件W從烘烤爐63搬送至工件導入部62。

如後述般，在該烘烤爐63中，歷經10分鐘至數小時左右的時間來對工件W進行加熱。另一方面，該成膜裝置如後述般能夠進行高速濺射，以1分鐘左右的時間完成成膜步驟。因此，作為該烘烤爐63，具有如下構成：可一併收納比成膜裝置中一次所能成膜的工件W的數量更多的工件W，並進行加熱。

構成成膜腔室10的一部分的入口側開閉部12能夠在搬入位置與閉合位置之間移動，所述搬入位置是將在烘烤爐63中經加熱的樹脂製的工件W搬入的位置，所述閉合位置是與本體11之間經由填充物（packing）14而構成密閉的成膜腔室10的位置。在入口側開閉部12移動至搬入位置的狀態下，在成膜腔室10的左側側面形成對成膜腔室10搬入工件W的開口部。

同樣地，構成成膜腔室10的一部分的出口側開閉部16能夠在搬出位置與閉合位置之間移動，所述搬出位置是將成膜後的樹脂製的工件W搬出的位置，所述閉合位置是與本體11之間經由填充物15而構成密閉的成膜腔室10的位置。在出口側開閉部16移動至搬出位置的狀態下，在成膜腔室10的右側側面形成從成膜腔室10搬出工件W的開口部。

用以搬送工件W的工件載置部13將載置於其上的多個工件W從工件導入部62，經由搬送部61搬送至成膜腔室10內，另外，該工件載置部13將成膜後的多個工件W從成膜腔室10搬出。該工件載置部13構成為：利用配設於工件導入部62內的懸臂式的驅動機構，而在工件導入部62內的工件W的接受位置、成膜腔室10內的成膜位置、及將工件W從成膜腔室10向與工件導入部62相反側搬出的搬出位置之間移動。而且，該工件載置部13的移動動作由後述搬送機構驅動部91驅動控制。

另外，該成膜裝置具備濺射電極23，所述濺射電極23包含電極部21與靶材材料22。該濺射電極23經由省略了圖示的絕緣構件而安裝於成膜腔室10的本體11。再者，構成成膜腔室10的本體11利用接地部19而接地。該濺射電極23連接於直流電源41。

再者，作為該直流電源41，使用能夠以相對於靶材材料22的表面積而成為每1平方公分25瓦特以上的輸入功率的方式，對濺射電極23施加直流電壓者。即，該直流電源41相對於靶材材料22的表面積而輸入每1平方公分25瓦特以上作為對濺射電極23的輸入功率。靶材材料22使用Al（鋁）。再者，也可使用Al合金來代替Al。另外，也可使用Cr（鉻）或不銹鋼（SUS）來代替Al或Al合金。

進而，該成膜裝置具備電漿電極24。該電漿電極24與濺射電極23相同，經由省略了圖示的絕緣構件而安裝於成膜腔室10的本體11。另外，該電漿電極24與匹配箱（matching box）46及高頻電源45連接。

構成成膜腔室10的本體11經由開閉閥31及流量調整閥32而與氬氣、氮氣、氧氣等非反應性氣體的供給部33連接。另外，構成成膜腔室10的本體11經由開閉閥34及流量調整閥35而與原料氣體的供給部36連接。作為該原料氣體，使用HMDSO。但是，只要為含有Si的氣體，則也可使用HMDS（六-甲基-二-矽氮烷（hexamethyldisilazane））等來代替HMDSO。進而，構成成膜腔室10的本體11經由開閉閥39而與渦輪分子泵37連接，該渦輪分子泵37經由開閉閥48而與輔助泵38連接。進而，該輔助泵38經由開閉閥49而也與構成成膜腔室10的本體11連接。

另外，該成膜裝置具備閘板51，所述閘板51能夠利用氣缸53的驅動，而在如圖1中虛線所示般通過與濺射電極23抵接而覆蓋靶材材料22的抵接位置、與如圖1中實線所示般在成膜腔室10的底部附近由支撐部52支撐的退避位置之間升降。該閘板51為金屬等導體、且包含非磁性體的材料。

圖2是表示本發明的成膜裝置的控制系統的區塊圖。

該成膜裝置具備對裝置整體進行控制的控制部90，所述控制部90具備：執行邏輯運算的中央處理器（central processing unit，CPU）、存放有裝置的控制所需的動作程式的唯讀記憶體（read only memory，ROM）、在控制時暫時存儲資料等的隨機存取記憶體（random access memory，RAM）等。該控制部90與以下各部相連接：搬送機構驅動部91，對使圖1所示的工件載置部13移動的搬送機構進行驅動控制；開閉閥驅動部92，對開閉閥31、開閉閥34、開閉閥39、開閉閥48、開閉閥49等進行開閉控制；開閉部驅動部93，對入口側開閉部12及出口側開閉部16進行開閉控制；以及電極驅動部94，對濺射電極23及電漿電極24進行驅動控制。另外，該控制部90視需要也與烘烤爐63連接。

接著，對利用具有如上所述構成的成膜裝置的成膜動作進行說明。圖3是表示本發明的第1實施方式的成膜方法的流程圖。

在利用該成膜裝置執行成膜動作時，將經射出成型的工件W搬送至烘烤爐63，並對工件W進行加熱（步驟S11）。在構成工件W的樹脂的軟化溫度為攝氏T度的情況下，此時的加熱溫度優選為攝氏T/2度以上且攝氏T度以下的範圍。若該溫度超過攝氏T度，則產生工件W變形等的問題。另外，若該溫度低於攝氏T/2度，則防止水分向工件W的表面的結露的功能變得不充分，而且無法充分去除附著於工件W的表面的水分。另外，就其他觀點而言，該溫度優選為攝氏40度以上且攝氏T度以下的範圍。在工件W的溫度成為40度以上時，能夠防止水分向工件W的表面的結露，而且能夠去除附著於工件W的表面的水分。

再者，構成工件W的樹脂的軟化溫度是也被稱之為耐熱溫度等的溫度。軟化溫度受分子量（聚合度）或供水、或者添加劑的影響而發生某種程度的變化，但仍為由所述樹脂（聚合物）的種類而大致決定的溫度，在聚碳酸酯的情況下為攝氏120度～攝氏140度左右，在甲基丙烯酸樹脂或ABS樹脂的情況下為攝氏80度～攝氏100度左右。因此，在聚碳酸酯的情況下，只要在烘烤爐63內以攝氏60度～攝氏140度的範圍進行加熱即可，在甲基丙烯酸樹脂或ABS樹脂的情況下，只要以攝氏40度～攝氏100度的範圍進行加熱即可。

另外，該烘烤爐63對工件W的加熱時間、即將工件W設置於烘烤爐63內的時間優選為10分鐘至數小時左右。在加熱時間短於所述時間的情況下，防止水分向工件W的表面的結露的功能變得不充分，而且無法充分去除附著於工件W的表面的水分。另外，在加熱時間長於所述時間的情況下，構成工件W的樹脂的表面改質，從而形成金屬薄膜後的反射率下降。

再者，在該實施方式中，利用具有在外周部配設有加熱器64的構成的烘烤爐63對工件W進行加熱，但也可使用例如具有熱板等其他構成的加熱部。

若工件W的加熱結束，則將加熱後的工件W從烘烤爐63搬送至工件導入部62。然後，將該工件W從工件導入部62搬入成膜腔室10內（步驟S12）。從烘烤爐63向成膜腔室10對該工件W進行的搬送優選為在工件W實質上不變冷的時間內執行。因此，需要將從烘烤爐63搬出的工件W立即搬送至成膜腔室10內。

在該工件W的搬送時，使入口側開閉部12移動至搬入位置後，如圖1中虛線所示，將載置於工件載置部13的工件W配置於成膜腔室10內的與濺射電極23對向的位置。另外，如圖1中實線所示，閘板51配置於成膜腔室10的底部附近的退避位置。在該狀態下，氣缸53的活塞桿（cylinder rod）54成為被收納於氣缸53的本體內的收縮狀態。

若工件W被搬入成膜腔室10內，則將入口側開閉部12配置於閉合位置。再者，為了避免入口側開閉部12與工件載置部13的干擾，而在入口側開閉部12上形成切口等。然後，將成膜腔室10內減壓至0.1帕斯卡至1帕斯卡左右的低真空（步驟S13）。在利用渦輪分子泵37的減壓前，使用旋轉泵等輔助泵38高速進行減壓至100帕斯卡左右。其後，使用最大排氣速度為每1秒300升以上的渦輪分子泵37，故而能夠以20秒左右的時間將成膜腔室10內減壓至0.1帕斯卡至1帕斯卡左右的低真空。

在該減壓時，因隔熱冷卻效果而產生成膜腔室10內的水分的凝結與對工件W表面的附著。尤其，為了如本發明的成膜裝置般高速地執行處理，而需要迅速對腔室內進行減壓，在該情況下，容易產生腔室內的水分的凝結與對工件W的表面的附著。然而，如上所述，工件W被預先加熱至樹脂的軟化點以下的溫度，故而能夠防止水分向工件W的表面的結露。

若成膜腔室10經減壓，則通過打開開閉閥31，而將例如作為惰性氣體的氬氣從非反應性氣體的供給部33供給至成膜腔室10內，而以成膜腔室10內的真空度成為0.5帕斯卡～3帕斯卡的方式使成膜腔室10內由氬氣充滿（步驟S14）。

然後，執行濺射處理（步驟S15）。在進行濺射處理時，從直流電源41將直流電壓賦予至濺射電極23。由此，利用濺射現象而在工件W的表面形成作為靶材材料22的Al的薄膜。

再者，在該濺射處理步驟中，以相對於濺射電極23的靶材材料22的表面積而成為每1平方公分25瓦特以上的輸入功率的方式，從直流電源41將直流電壓施加於濺射電極23。由此，即便在成膜腔室10內為低真空的情況下，也可在樹脂製的工件W的表面適宜地形成Al的薄膜。再者，在這種利用大的輸入功率來執行濺射處理的情況下，如所述般在水分不附著於工件W的表面的狀態下執行利用濺射的成膜，故而可提高反射率。此外，在聚碳酸酯製的工件W的情況下，能夠防止在表面發生水解，從而防止利用濺射而形成的金屬薄膜發生剝離的現象。

若通過所述步驟而完成了利用濺射的成膜，繼而，執行Si氧化物的利用電漿CVD的成膜。在執行電漿CVD成膜的情況下，如圖1中實線所示，將載置於工件載置部13的工件W配置於成膜腔室10內的與電漿電極24對向的位置。另外，如圖1中虛線所示，將閘板51配置於與濺射電極23抵接而覆蓋靶材材料22的抵接位置。

在該狀態下，通過打開開閉閥34，而將作為原料氣體的HMDSO從原料氣體的供給部36供給至成膜腔室10內，並將成膜腔室10內的真空度設為0.1帕斯卡～10帕斯卡（步驟S16）。然後經由匹配箱46從高頻電源45對電漿電極24賦予高頻電壓，由此執行利用電漿CVD的成膜（電漿聚合處理）（步驟S17）。由此，通過電漿CVD反應而使由原料氣體而成的保護膜堆積於工件W的表面（Al的薄膜的表面）。

若利用電漿CVD的成膜完成，則對成膜腔室10內進行排氣。然後，在將出口側開閉部16配置於搬出位置後，如圖1中虛線所示，使工件載置部13移動至成膜腔室10的外部，由此，利用省略了圖示的搬送機構，將載置於工件載置部13上的成膜完成後的工件W搬出（步驟S18）。

然後，判斷對全部工件W的處理是否結束（步驟S19）。在對全部工件W的處理結束的情況下，使裝置停止。另一方面，在存在未處理的工件W的情況下，返回至步驟S1。

圖4是表示形成於聚碳酸酯製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。該圖中，橫軸表示波長[nm]，縱軸表示反射率[%]。另外，該圖中，符號A表示在烘烤爐63中不進行加熱的情況，符號B表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏40度的情況，符號C表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏60度的情況，符號D表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏80度的情況。

如該圖所示，在對工件W進行了加熱的情況下，能夠使鋁薄膜維持高的反射率。工件W的加熱溫度越高，該效果越顯著。另一方面，在不對工件W進行加熱的情況下，鋁薄膜的反射率、尤其在短波長側明顯變低。

圖5是表示形成於甲基丙烯酸樹脂製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。該圖中，橫軸也表示波長[nm]，縱軸也表示反射率[%]。另外，該圖中，符號A也表示在烘烤爐63中不進行加熱的情況，符號B也表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏40度的情況，符號C也表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏60度的情況，符號D也表示在烘烤爐63中將工件W加熱至攝氏80度的情況。

如圖所示，在使用甲基丙烯酸樹脂作為工件W的材質時，也在對工件W進行了加熱的情況下，能夠使鋁薄膜維持高反射率。工件W的加熱溫度越高，該效果越顯著。但是，在加熱溫度為攝氏60度與攝氏80度時，所述反射率逆轉。推測其原因在於：在將甲基丙烯酸樹脂加熱至軟化溫度附近的情況下，工件W的表面變得粗糙。另一方面，在不對工件W進行加熱的情況下，鋁薄膜的反射率、尤其在短波長側明顯變低。

接著，對本發明的另一實施方式進行說明。圖6是表示本發明的第2實施方式的成膜方法的流程圖。

該第2實施方式中，在利用成膜裝置執行成膜動作時，將經射出成型的工件W搬送至烘烤爐63，並對工件W進行加熱（步驟S21）。此時的加熱溫度及加熱時間與所述第1實施方式同樣。由此，與所述第1實施方式同樣地能夠防止水分向工件W的表面的結露，而且能夠去除附著於工件W的表面的水分。

若工件W的加熱結束，則將加熱後的工件W從烘烤爐63搬送至工件導入部62。然後，將所述工件W從工件導入部62搬入成膜腔室10內（步驟S22）。該從烘烤爐63向成膜腔室10對工件W進行的搬送與第1實施形態相同，優選為在工件W實質上不變冷的時間內執行。因此，需要將從烘烤爐63搬出的工件W立即搬送至成膜腔室10內。

將成膜腔室10內減壓至0.1帕斯卡至1帕斯卡左右的低真空（步驟S23）。在該減壓時，因隔熱冷卻效果而產生成膜腔室10內的水分的凝結與向工件W表面的附著。尤其，為了如本發明的成膜裝置般高速地執行處理，而需要迅速對腔室內進行減壓，但在該情況下，變得容易產生腔室內的水分的凝結與向工件W的表面的附著。然而，與第1實施方式同樣，工件W被預先加熱至樹脂的軟化點以下的溫度，故而能夠防止水分向工件W的表面的結露。

若成膜腔室10內經減壓，則通過打開開閉閥31，而將例如為非反應性氣體的作為惰性氣體的氬氣從非反應性氣體的供給部33供給至成膜腔室10內，而以成膜腔室10內的真空度成為0.5帕斯卡～3帕斯卡的方式，使成膜腔室10內由氬氣充滿（步驟S24）。

作為該非反應性氣體，使用在電漿處理時不會因反應而在工件W的表面生成膜者。作為該非反應性氣體，可如上所述般使用氬氣、氮氣、氧氣等。

接著，執行電漿處理（步驟S25）。在執行電漿處理時，經由匹配箱46從高頻電源45對電漿電極24賦予高頻電壓。由此，執行以非反應性氣體作為放電氣體的電漿處理。通過該電漿處理，而切實地去除殘存於樹脂製的工件W的表面的微量的水分。

接著，執行濺射處理（步驟S26）。以後的步驟由於與第1實施方式相同，故引用說明。

圖7及圖8是表示形成於聚碳酸酯製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。該圖中，橫軸表示波長[nm]，縱軸表示反射率[%]。再者，圖7表示長時間重複進行之前所說明的第1實施方式的成膜處理的情況，圖8表示長時間重複進行所述第2實施方式的成膜處理的情況。

根據所述第1實施方式，通過將樹脂製的工件W加熱至軟化溫度以下的溫度，能夠防止水分向工件W的表面的結露，而且能夠去除附著於工件W的表面的水分，故而能夠提高利用濺射而形成的金屬薄膜的反射率。然而，在連續執行成膜處理的情況下，水分會蓄積在成膜腔室10內，所述水分變得容易附著於工件W的表面。

相對於此，在如該第2實施方式般在濺射處理前執行電漿處理的情況下，能夠切實地去除殘存於工件W的表面的水分。因此，如圖8所示，能夠進一步提高利用濺射而形成的金屬薄膜的反射率。

再者，在所述實施方式中，對將本發明應用於在同一成膜腔室10內連續執行利用濺射的成膜與利用電漿CVD的成膜的成膜裝置的情況進行了說明，但也可將本發明應用於僅執行利用濺射的成膜的成膜裝置。第2實施方式中，通過對工件進行加熱並且進行電漿處理，而去除附著於工件的水分，但也可不對工件進行加熱而僅進行電漿處理來去除水分。

10‧‧‧成膜腔室
11‧‧‧本體
12‧‧‧入口側開閉部
13‧‧‧工件載置部
14、15‧‧‧填充物
16‧‧‧出口側開閉部
19‧‧‧接地部
21‧‧‧電極部
22‧‧‧靶材材料
23‧‧‧濺射電極
24‧‧‧電漿電極
31、34、39、48、49‧‧‧開閉閥
32‧‧‧流量調整閥
33‧‧‧非反應性氣體的供給部
35‧‧‧流量調整閥
36‧‧‧原料氣體的供給部
37‧‧‧渦輪分子泵
38‧‧‧輔助泵
41‧‧‧直流電源
45‧‧‧高頻電源
46‧‧‧匹配箱
51‧‧‧閘板
52‧‧‧支撐部
53‧‧‧氣缸
54‧‧‧活塞桿
61‧‧‧搬送部
62‧‧‧工件導入部
63‧‧‧烘烤爐
64‧‧‧加熱器
90‧‧‧控制部
91‧‧‧搬送機構驅動部
92‧‧‧開閉閥驅動部
93‧‧‧開閉部驅動部
94‧‧‧電極驅動部
W‧‧‧工件
S11～S19、S21～S30‧‧‧步驟

圖1是本發明的成膜裝置的概要圖。圖2是表示本發明的成膜裝置的控制系統的區塊圖。圖3是表示本發明的第1實施方式的成膜方法的流程圖。圖4是表示形成於聚碳酸酯製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。圖5是表示形成於甲基丙烯酸樹脂製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。圖6是表示本發明的第2實施方式的成膜方法的流程圖。圖7是表示形成於聚碳酸酯製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。圖8是表示形成於聚碳酸酯製的工件W的表面的鋁的反射率的曲線圖。

S21~S30‧‧‧步驟

Claims

一種成膜方法，其為利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜方法，包括：加熱步驟，將所述樹脂製的工件加熱至構成所述工件的樹脂的軟化溫度以下的溫度；搬入步驟，將通過所述加熱步驟進行了加熱的所述工件搬入腔室內；減壓步驟，對所述腔室內進行減壓；濺射步驟，對包含靶材材料且配設於所述腔室內的濺射電極施加電壓，而對經加熱的所述工件進行濺射；以及搬出步驟，將成膜完成後的所述工件從所述腔室內搬出。
如申請專利範圍第1項所述的成膜方法，其在所述減壓步驟與所述濺射步驟之間，更包括：氣體供給步驟，將氣體供給至所述腔室內；以及電漿處理步驟，對配設於所述腔室內的電漿電極施加高頻電壓。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的成膜方法，其中在所述減壓步驟中，將所述腔室內減壓至0.1帕斯卡以上且小於1.0帕斯卡的壓力，並且在所述濺射步驟中，以相對於所述靶材材料的表面積而成為每1平方公分25瓦特以上的輸入功率的方式，對所述濺射電極施加直流電壓。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的成膜方法，其中在所述加熱步驟中，當構成所述工件的樹脂的軟化溫度為攝氏T度時，以攝氏T/2度以上且攝氏T度以下的範圍對所述工件進行加熱。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的成膜方法，其中在所述加熱步驟中，將所述工件加熱至攝氏40度以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的成膜方法，其中構成所述工件的樹脂為聚碳酸酯。
一種成膜方法，其為利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜方法，包括：搬入步驟，將所述工件搬入腔室內；減壓步驟，對所述腔室內進行減壓；濺射步驟，對包含靶材材料且配設於所述腔室內的濺射電極施加電壓；以及搬出步驟，將成膜完成後的所述工件從所述腔室內搬出；並且在所述減壓步驟與所述濺射步驟之間更包括：氣體供給步驟，將氣體供給至所述腔室內；以及電漿處理步驟，對配設於所述腔室內的電漿電極施加高頻電壓。
一種成膜裝置，其為利用濺射來對樹脂製的工件形成金屬的薄膜的成膜裝置，具備：加熱部，將所述工件加熱至構成所述工件的樹脂的軟化溫度以下的溫度；腔室，收納由所述加熱部進行了加熱的所述工件；濺射電極，包含靶材材料，且配設於所述腔室內；以及電源，對所述濺射電極施加電壓而對經加熱的所述工件進行濺射。
如申請專利範圍第8項所述的成膜裝置，其更具備：氣體供給部，將氣體供給至所述腔室內；電漿電極，配設於所述腔室內；以及高頻電源，對所述電漿電極施加高頻電壓而對進行濺射前的所述工件進行電漿處理。