WO2006038407A2 - 真空成膜装置 - Google Patents

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WO2006038407A2
WO2006038407A2 PCT/JP2005/016218 JP2005016218W WO2006038407A2 WO 2006038407 A2 WO2006038407 A2 WO 2006038407A2 JP 2005016218 W JP2005016218 W JP 2005016218W WO 2006038407 A2 WO2006038407 A2 WO 2006038407A2
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WO
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target
magnetic field
forming apparatus
film forming
vacuum film
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PCT/JP2005/016218
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English (en)
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WO2006038407A3 (ja
Inventor
Shirou Takigawa
Keiji Katou
Nobuo Yoneyama
Original Assignee
Shinmaywa Industries, Ltd.
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • C23C14/205—Metallic material, boron or silicon on organic substrates by cathodic sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62—Plasma-deposition of organic layers

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum film forming apparatus, and more particularly to a vacuum film forming apparatus in which a magnetic field forming device is arranged inside a substantially cylindrical hollow frame.
  • the improvement of the flat target sputtering equipment that is widely used as a standard improves the efficiency of the film-forming process that combines the functions of sputtering and plasma polymerization (for example, shortening tact time and extending the life of the target).
  • the inventors of the present application have determined that a radical review of the target configuration of the sputtering apparatus, for example, in the form of a cylinder, is essential from the viewpoint of the efficiency of the film forming process for the reflector.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 3-104864
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 11-29866
  • Patent Document 3 JP-A-5-263225
  • Patent Documents 1 to 4 the technical idea of using a part of a cylindrical member as a target and performing the plasma polymerization function using this cylindrical member is shown. It has not been.
  • any one of Patent Documents 1 to 4 is a technique for adjusting the deposition distribution of particles deposited on a substrate by the interaction of magnetic fields of a magnetic field forming device inherent in a pair of adjacent cylindrical members. Not disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a part of a cylindrical member (more precisely, a substantially cylindrical member that is a curved member curved into a plurality of sectors) is used as a sputtering target. It is an object of the present invention to provide a vacuum film forming apparatus intended to add a plasma polymerization function using this cylindrical member.
  • the magnetic field when the magnetic field is formed along the width direction of the curved surface of the target that is curved in the width direction and extends in the axial direction, the magnetic field is generated at the shaft end of the target. It is an object of the present invention to provide a vacuum film forming apparatus capable of appropriately dealing with the uneven target erosion.
  • the present invention also provides a vacuum film forming apparatus that adjusts the deposition distribution of particles deposited on a substrate by the interaction of magnetic fields of a magnetic field forming apparatus inherent in a pair of adjacently arranged hollow frames. Objective.
  • a vacuum film forming apparatus includes a conductive vacuum chamber having an internal space, and a curved surface that is disposed in the internal space and is curved in the width direction.
  • a target that extends in the axial direction, a magnetic field forming device that forms a magnetic field on the target along the width direction of the curved surface, and an opening that faces a central portion of the curved surface in the axial direction.
  • a conductive shield plate disposed with its surface facing the end surface of the opening, and the curved surface located at the axial end of the target is covered by the shield plate.
  • the shield plate desirably covers the curved surface located at both axial ends of the target.
  • the shield plate is bent along the curved shape of the curved surface, whereby the curved surface located at the axial end of the target is covered with the shield plate.
  • the curved surface of the target corresponding to the axial end portion of the target is covered by the shield plate, which is suitable for non-uniform target erosion caused by the state of the magnetic field at the axial end of the target. It becomes possible to cope with.
  • the shape of the target may be a substantially cylindrical shape including a plurality of curved members that are curved in a fan shape.
  • a plate disposed between the target and the magnetic field forming device is provided, When a predetermined power is applied to the plate, plasma is formed in the vicinity of the curved surface of the target protruding from the opening force.
  • the target can be rotated about its axial direction in order to control the target to be stripped uniformly by sputtering and to maximize the life of the target.
  • the magnetic field forming device that may be configured as described above may be configured to be rotatable along the width direction of the curved surface of the target independently of the rotation of the target.
  • the vacuum film forming apparatus has a substantially cylindrical shape by arranging a conductive vacuum chamber having an internal space and a plurality of fan-shaped curved members arranged side by side in the internal space.
  • a frame body configured as described above, and a magnetic field forming device that is disposed inside the frame body and that forms a magnetic field along the circumferential direction of the frame body, At least one of these is a target used for sputtering, and the region of the frame body is an apparatus used for plasma polymerization except for a curved member corresponding to the target.
  • sputtering film formation is performed using one curved member as a sputtering target among a plurality of substantially cylindrical members that are also curved in a fan shape.
  • the plasma composite film is executed using the area excluding the curved member.
  • the magnetic forming device holds a plurality of magnets and the magnet and is substantially parallel to the inner peripheral surface of the frame body. And a fan-shaped yoke portion.
  • a vacuum film-forming apparatus includes a conductive vacuum chamber having an internal space, and cylindrical first and second hollow frames arranged in the internal space so as to be arranged at a distance from each other.
  • a cylindrical first plate disposed between the first hollow frame body and the first magnetic field forming device, and between the second hollow frame body and the second magnetic field forming device. And a cylindrical second plate arranged, and the first plate and the second plate may be alternately used as an anode and a cathode.
  • the curved surface of the target that is curved in the width direction and extends in the axial direction is also provided.
  • a vacuum film forming apparatus capable of appropriately dealing with non-uniform target erosion caused by the state of the magnetic field at the axial end of the target is also obtained.
  • a vacuum film forming apparatus that adjusts the deposition distribution of particles deposited on the substrate by the interaction of the magnetic fields of the magnetic field forming devices inherent in a pair of adjacent hollow frames can be obtained.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum film forming apparatus according to the present embodiment, and is a cross-sectional view of a cylindrical hollow frame disposed inside a vacuum chamber.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the vacuum film forming apparatus according to the present embodiment, and is a cross-sectional view along the axial direction of the hollow frame.
  • Fig. 4 (a) is a plan view of the magnet placed on the back of the target in a plan view (direction along the axial direction of the target), and Fig. 4 (b) is due to the magnetic field of the magnet.
  • Fig. 4 (c) is a schematic drawing of the shape of the erosion formed on the target surface along with the opening of the earth shield plate.
  • Fig. 4 (c) is a cross-section along the CC line shown in Fig. 4 (b).
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the arrangement relationship between the earth shield plate and the target.
  • First curved member sputtering target
  • Second curved member metal plate for plasma polymerization
  • FIGS. 1 and 2 are both cross-sectional views of the vacuum film forming apparatus according to the present embodiment. More specifically, FIG. 1 is a circular hollow frame disposed inside a vacuum chamber. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the axial direction of the hollow frame. FIG. 3 is a plan view of the arrangement relationship between the hollow frame and the earth shield plate as viewed in the direction along the central axis of the hollow frame.
  • the vacuum film forming apparatus 100 mainly includes a vacuum chamber 13 composed of a conductive container 11 and a lower lid 12 that can depressurize the internal space 10 that is maintained in a predetermined gas atmosphere, and a space between the internal space 10 and the interior thereof.
  • a conductive earth shield plate 18 shield plate formed with a servo motor 19 that generates a driving force for rotating the first and second hollow frames 15 and 16, and a drive of the servo motor 19
  • a timing belt 20 for transmitting the force to the first and second hollow frames 15, 16, and a servo
  • the pulley 22 and the magnetic field forming device 33 (described later) incorporated in each of the first and second hollow frame bodies 15 and 16 are connected to the first and second hollow frame bodies 15 and 16, respectively. Independently, it is constituted by a pair of drive devices (not shown) that rotate in the circumferential direction along the inner peripheral surfaces of the first
  • FIG. 1 shows an example in which the first and second hollow frame bodies 15 and 16 are rotated in the same direction (both clockwise or counterclockwise) by the timing belt 20.
  • the first hollow frame body 15 is rotated clockwise and the second hollow frame body 16 is rotated counterclockwise. It is possible.
  • the curved surface force of the sputtering target can be controlled so that it can be uniformly peeled off by sputtering as will be described in detail later. You can earn as much as you can.
  • a work 23 formed by plastic molding with a mold is arranged so that the deposition surface 23a is exposed to the internal space 10, and the work 23 is deposited on the deposition surface 23a.
  • a deposited film is formed by sputtered particles or a plasma polymerization reaction.
  • the container 11 is disposed on the lower lid 12 via an annular insulator 24, and the lower lid 12, the insulator 24, and the container 11 are bolted or the like in a state where the internal space 10 is sealed by the O-ring 25.
  • the fixing means 29 are connected to each other.
  • a conductive earth shield plate 18 that divides the internal space 10 surrounded by the container 11 and the lower lid 12 into an upper internal space 10a and a lower internal space 10b in the vertical direction suppresses abnormal discharge. Arranged for purpose.
  • the earth shield plate 18 is connected to the grounded container 11 (vacuum chamber 13), and the opening 17 of the earth shield plate 18 is kept insulated from the first curved member 31.
  • the first bending member 31 is disposed so as to be sufficiently close to the surface.
  • three gas introduction ports 26 communicating with a gas supply source are provided in the side wall portion of the container 11 in the upper internal space 10a, and the side wall portion of the container 11 in the lower inner space 10b is provided. Is provided with one gas exhaust port 27 communicating with an exhaust device (not shown).
  • a predetermined gas is introduced from the gas introduction port 26 toward the upper internal space 10a, the gas is supplied to the end face 17a of the opening 17 of the earth shield plate 18 and the first and second hollow frames 15, 16 It flows into the lower internal space 10b through a gap between the surface of the gas and finally exhausted from the gas exhaust port 27 to the outside of the container 11.
  • the gas introduction port 26 is provided in the upper internal space 10a, the pressure in the upper internal space 10a is higher than that in the lower internal space 10b, thereby generating in the lower internal space 10b. Sputtered particles enter the upper internal space 10a and become sputtered particles. The resulting contamination of the upper internal space 10a can be appropriately suppressed.
  • first and second hollow frames 15 and 16 will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG.
  • the first and second hollow frame bodies 15 and 16 both have the same configuration.
  • the configuration of the second hollow frame body 15 will be described, and the second hollow frame body 15 will be described. I omit the explanation of the composition of the body 16
  • the configuration in which the first hollow frame 15 is cut into a ring mainly includes a metallic (for example, copper) cylindrical backing plate 30 and an outer peripheral surface of the backing plate 30. And first and second curved members 31 and 32 which are arranged and curved in a fan shape.
  • a magnetic field forming device 33 is arranged along the inner peripheral surface of the backing plate 30 inside the backing plate 30.
  • the backing plate 30 is connected to a medium frequency (MF) power supply 28 via a predetermined cable, so that medium frequency power for plasma formation is applied to the knocking plate 30. Is done.
  • MF medium frequency
  • the knocking plate 30 also serves as a water reservoir member that stores cooling water 43 that cools the magnetic field forming device 33 and the like. The flow of the cooling water 43 will be described later.
  • Both the first and second bending members 31, 32 have a curved surface that is curved in the width direction, and extend with a substantially uniform curvature of the curved surface in the axial direction.
  • the configuration in which the first and second bending members 31 and 32 are combined forms a substantially cylindrical frame that covers almost the entire outer peripheral surface of the knocking plate 30, and the first and second bending members 31 and 32 are combined.
  • Both of the outer shapes of the bending members 31 and 32 have a shape in which the cylinder is almost halved in the axial direction.
  • the shape of the bending member is not limited to this.
  • the shape of the cylindrical shape may be divided into four.
  • the first bending member 31 may be a target used in a sputtering apparatus.
  • the first curved member 31 is an aluminum target.
  • the magnetic field forming device 33 is also controlled so that the curved surface of the sputtering target is uniformly peeled off by sputtering.
  • the first hollow frame body is independent of the rotation of the second hollow frame body 15 (first curved member 31) by an appropriate driving device (not shown). It is configured to be rotatable in the circumferential direction along 15 inner peripheral surfaces (more precisely, the inner peripheral surface of the backing plate 30).
  • the rotation range of the magnetic field forming device 33 is limited to the plasma forming region in the lower internal space 10b, and the magnetic field forming device 33 has a ground shield plate as shown by the solid line and the thin two-dot chain line in FIG.
  • a region corresponding to the first bending member 31 protruding from the 18 openings 17 is configured to swing along the inner peripheral surface of the backing plate 30.
  • the magnet 34 constituting the magnetic field forming device 33 has an S pole side in the circumferential direction of the fan-shaped yoke portion 35, as can be understood from FIGS. 1, 2 and 4 (a).
  • a first rod-shaped magnet 34a attached to the center of the yoke portion 35 so as to extend substantially in the center and with the N pole side facing the backing plate 30 and extending parallel to the axial direction of the backing plate 30, and the N pole Mounting on one end in the circumferential direction of the yoke part 35 with the side facing the one end in the circumferential direction of the yoke part 35 and the S pole side facing the backing plate 30 side so as to extend parallel to the axial direction of the backing plate 30
  • the second rod-shaped magnet 34b, and the N pole side extends to the other end side in the circumferential direction of the yoke portion 35 and the S pole side extends to the backing plate 30 side, and extends in parallel to the axial direction of the knocking plate 30.
  • the third rod-shaped magnet 34c attached to the other circumferential end of the yoke portion 35 and the one axial end of the first, second and third rod-shaped magnets 34a, 34b, 34c are connected to each other as a magnetic circuit.
  • the first sector magnet 34d attached to one end of the first magnet 34d and the other end in the axial direction of the first, second and third bar magnets 34a, 34b, 34c are magnetized to each other.
  • the configuration of the first hollow frame 15 along the axial direction has a flange 46a that can be positioned while closely fitting to the opening formed in the side wall of the container 11, as shown in FIG.
  • the annular flat plate bearing metal 46 abutting against the end of the backing plate 30 in the axial direction, and the pipe 41 into the through hole 47 like the flat plate bearing metal 46.
  • a cylindrical flange portion 48 having a flange portion 48a to be brought into close contact with the flat plate bearing metal 46 in a state of being penetrated, and the pipe 41 and the magnetic field forming device 33 are appropriately connected to the through hole 47 of the flange portion 48.
  • Knocking plate 30, first and second Bending members 31, 32 has a second Boo Lee 22 annular rotating the flat bearing metal 46 and the flange portion 48 (see FIG. 1), the.
  • the magnetic field forming device 33 and the pipe 41 are fixed to the flange portion 48 via the rotary seal portion 49, so that the magnetic field forming device 33 and the pipe 41 are connected to each other.
  • the hollow frame 15 can be rotated (oscillated) independently of the rotation of the hollow frame 15 .
  • each of the fixed contact surface and the sliding contact surface of each member shown in FIG. 2 is appropriately subjected to a vacuum seal such as an O-ring.
  • a vacuum seal such as an O-ring.
  • Fig. 4 (a) is a plan view of the magnet arranged on the back of the target (in the direction along the axial direction of the target), and Fig. 4 (b) is due to the magnetic field of the magnet. Is a diagram schematically showing the shape of the erosion formed on the target surface together with the opening of the earth shield plate.
  • Fig. 4 (c) is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the ground shield plate and the target along the line CC in Fig. 4 (b).
  • the thinned portion of the target 31 corresponds to the erosion 60, and more specifically, the long axis direction of the horseshoe-shaped (elliptical) erosion 60 shown in FIG. 4 (b). Of erosion 60a force generated by magnetic fields 36, 37.
  • the depth of the erosion 60a in the major axis direction is increased, and the target 31 is completely peeled off in the thickness direction of the target 31, and the erosion 60a in the major axis direction becomes the backing plate 30 below the target 31.
  • the target 31 can no longer be used and the target 31 must be replaced. Therefore, for the purpose of obtaining the life of the target 31 as much as possible, the first to third rod-shaped magnets 34a, 34b, 34c are swung in the circumferential direction, or the target 31 itself is rotated in the circumferential direction, so that the target 31
  • the curved surface is controlled to be stripped uniformly by sputtering.
  • the first and second fan-shaped magnets 34d, 34e stabilize the magnetic circuit between the first to third rod-shaped magnets 34a, 34b, 34c, and thereby
  • This is a magnet that improves the balance of the magnetic fields generated at the axial ends of the third rod-shaped magnets 34a, 34b, 34c, and is not necessarily an essential magnet.
  • it is time-consuming to manufacture a fan-shaped magnet, and it is desirable to eliminate the above-mentioned fan-shaped magnets 34d and 34e if the problems caused by the instability of the magnetic circuit can be solved by the method described below.
  • the area of the erosion 60b in the short axis direction is wider in the circumferential direction than the area of the erosion 60a in the long axis direction, thereby causing the first and second fan magnets 34d and 34e to move in the circumferential direction.
  • the depth direction progress of the erosion 60b in the minor axis direction is the degree of progress in the depth direction of the erosion 60a in the major axis direction. Faster than. For this reason, the life force of the target 31 is governed by the depth direction progress of the erosion 60b in the minor axis direction. As a result, the entire curved surface of the target 31 cannot be used evenly, and the material of the target 31 is wasted. become.
  • the axial length of the opening 17 of the earth shield plate 18 is the target corresponding to the formation region of the erosion 60b in the short axis direction.
  • the earth shield plate 18 is bent into a headband shape along the curved shape of the curved surface located at both end portions in the axial direction of the target 31.
  • the curved surfaces located at both ends in the axial direction of the target 31 are appropriately covered with the earth shield plate 18, and the formation of the erosion 60b in the short axial direction is suppressed.
  • the earth shield plate 18 plays a role of improving target erosion non-uniformity (rapid erosion progress) caused by the state of the magnetic field at the shaft end of the target 31.
  • the axial length of the opening 17 of the earth shield plate 18 corresponds to a region where the erosion 60a in the long axis direction is disturbed. Adjust so that both ends of the target 31 in the axial direction can be covered.
  • the earth shield plate 18 is bent into a headband shape along the curved shape of the curved surface located at both ends.
  • the earth shield plate 18 plays a role of improving target erosion non-uniformity (erosion shape disorder) caused by the state of the magnetic field at the shaft end of the target 31.
  • the first curved member 31 among the substantially cylindrical members composed of the first and second curved members 31 and 32 is sputtered.
  • Sputtering film formation used as a target is executed, and plasma polymerization film formation is executed using a metal or ceramic material that is difficult to be sputtered on the second bending member 32.
  • the operation of the vacuum film forming apparatus 100 will be described by taking the plasma reaction on the surface of the first hollow frame 15 shown in FIG. 1 as an example.
  • the plasma reaction in the second hollow frame 16 is also the same as the reaction described here, and the description of its operation is omitted.
  • Ar gas as atmospheric gas for plasma generation is introduced into the lower internal space 10 b of the vacuum chamber 13 through the gas introduction port 26 from the gas supply source.
  • the MF power supply 28 is operated, and thereby, the MF power 28 of about 10 KHz to 350 KHz is applied to the backing plate 30.
  • the first curved member 31 (the aluminum target )
  • the aluminum nuclear power on the surface of the workpiece 23 is struck out by the sputtering action as particles to deposit the deposited surface 23a of the work 23, whereby an aluminum film is formed on the deposited surface 23a of the workpiece 23.
  • the first hollow frame 13 is rotated about 180 ° by the servo motor 19, whereby the second bending member 32 (for example, a stainless metal plate) is moved to the lower internal space 10 of the vacuum chamber 13. exposed to b. Then, while maintaining the plasma state, it is introduced into the lower internal space 10b of the HMDS gas power vacuum chamber 13 as a raw material gas for plasma polymerization through the gas introduction port 26 from the gas supply source. Then, the HMDS monomer particles are activated by being excited by plasma, and then the HMDS monomer particles undergo a radical polymerization reaction to become an HMDS polymer.
  • the second bending member 32 for example, a stainless metal plate
  • the HMDS converted into a polymer by radical polymerization is deposited on the aluminum film of the work 23, whereby a SiOx film is formed on the deposition surface 23a.
  • a gas such as O, O, or N 2 O is used as a radical polymerization reaction.
  • a dual magnetron drive is used in which a backing plate 30 disposed between the pair 33 and the pair is used as an anode and a cathode alternately.
  • the vacuum film forming apparatus 100 continuously forms the sputtering aluminum film and the plasma polymerization SiOx film on the deposition surface 23 a of the work 23.
  • the aluminum film and the SiOx film can be switched quickly, and the film forming process of the vacuum film forming apparatus 100 can be made more efficient (tact shortened).
  • the magnetic field of the magnetic field forming device 33 inherent in the pair of first and second hollow frame bodies 15 and 16 disposed adjacent to each other. It becomes possible to adjust the deposition distribution of the particles deposited on the deposition surface 23a of the work 23 by the interaction.
  • the magnetic field forming device 33 inherent in each of the first and second hollow frames 15, 16 is shown by the thin two-dot chain line in FIG. Due to the proximity of both third bar magnets 34c.
  • the magnetic flux distribution of the mutual magnetic field 37 is affected.
  • the distribution of the particles deposited on the deposition surface 23a by the mutual interference of the magnetic field 37 is intended so as to offset the non-uniformity of particle deposition on the deposition surface 23a of the workpiece 23 due to a mounting failure of the workpiece 23.
  • An example of the work 23 is a substrate obtained by molding plastic with a mold.
  • the mold itself attached with the plastic substrate should be used as the lower lid 12 shown in FIG. Is also possible.
  • the first bending member 31 and the second bending member 32 have been fan-shaped (more precisely, semicircular fan-shaped), the first bending member 31 has been used as a notching target, and
  • the configuration of the members 31 and 32 is not limited to this.
  • the first curved member 31 is used as a cylindrical sputter target. You can use it. This maximizes the lifetime of the sputtering target.
  • the first bending member 31 and the second bending member 32 are both fan-shaped sputtering targets, and the material composition of the first bending member 31 and the second bending member 32 is the same. Different configurations may be used. For example, if the material of the first bending member 31 is aluminum, the material of the second bending member 32 is different from the sputter target material used as the first bending member 31, for example, titanium, chromium, copper Or a sputter target with material strength like gold It may be. Thus, when the joint portion between the first bending member 31 and the second bending member 32 enters the lower internal space 10b, the materials of the first bending member 31 and the second bending member 32 are sputtered together. As a result, an alloy film having both material forces is deposited on the deposition surface 23a of the work 23.
  • the second curved member 32 is a member for plasma polymerization.
  • the vacuum film forming apparatus 100 is used as an apparatus specialized for sputtering film formation.
  • the description of the configuration of the second hollow frame body has been omitted as appropriate on the assumption that the configuration of the first hollow frame body 15 and the configuration of the second hollow frame body 16 are the same.
  • the material composition of the sputtering target of the hollow frame 16 may be different from that of the second hollow frame! / ⁇
  • the material for the sputtering target of the first hollow frame 15 is used as the material for the sputtering target of the first hollow frame 15, while metal other than aluminum, titanium, chromium, copper or gold is used as the material for the sputtering target of the second hollow frame 16.
  • the alloy film is deposited on the deposition surface 23a of the work 23 by the particles emitted from the sputtering targets of the first hollow frame 15 and the second hollow frame 16.
  • the example in which the rotation range of the magnetic field forming device 33 is limited to the plasma forming region in the lower internal space 10b has been described so that the magnetic field forming device 33 can enter the region of the upper internal space 10a. You can configure it.
  • the contaminated part is rotated and moved to the upper internal space 10a to clean it. It becomes possible to do. That is, the contaminated portion of the curved member is rotated and moved to the upper internal space 10a, and the magnetic field forming device 33 is also rotated and moved to the upper inner space 10a so as to correspond to the contaminated portion. In this state, the sputtering operation is performed. Then, the contaminant adhering to the bending member can be peeled off by the sputtering action.
  • the target can be appropriately cleaned even when the entire bending member is configured as a cylindrical target. It can also be used as an electrode for plasma polymerization film formation.
  • the vacuum film forming apparatus according to the present invention is useful as an apparatus for forming a multilayer film for reflectors for in-vehicle front lamps and rear lamps, for example.

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Abstract

　円筒部材の一部をターゲットとして使用した上で、この円筒部材を用いてプラズマ重合の機能を付加することを意図した真空成膜装置を提供する。 　真空成膜装置（１００）は、内部空間を有する導電性の真空槽（１３）と、内部空間（１０）に複数の扇型に湾曲された湾曲部材（３１、３２）を並べて配置することにより、略円筒形をなすように構成された枠体（１５）と、枠体（１５）に囲まれた内部に配置され、枠体（１５）の周方向に沿うように磁界を形成する磁界形成装置３３と、を備え、湾曲部材（１５、１６）のうちの少なくとも一つはスパッタリングに使用するターゲットであり、かつターゲットを除いた枠体（１５）の領域が、プラズマ重合に使用される装置である。

Description

明 細 書
真空成膜装置
技術分野
[0001] 本発明は、真空成膜装置に関し、特に略円筒形の中空枠体の内部に磁界形成装 置を配置した真空成膜装置に関する。
背景技術
[0002] 車載用フロントランプやリアランプに用いるリフレクタの膜として、アルミ反射膜にへ キサメチルジロキシサン (以下、 HMDSという）による保護膜 (SiOx膜)を積層した多 層膜がプラスチック基板に形成される。
[0003] このような多層膜のプラスチック基板への形成では、従来からスパッタリング装置に よるアルミ堆積とプラズマ重合装置による HMDS堆積が実行されている。このため、 単一の真空槽によりスパッタリング処理とプラズマ重合処理の両方を行えれば、アル ミ反射膜と SiOx膜を連続的に成膜可能になり好適である。
[0004] しかし、標準的に幅広く使用される平板ターゲットスパッタリング装置の改良では、 スパッタリングとプラズマ重合の機能を兼ね備えた成膜工程の効率ィ匕 (例えば、タクト の短縮やターゲットの長寿命化）には一定の限界がある。このため、スパッタリング装 置のターゲット構成を、例えば円筒にするような抜本的な見直しが、リフレクタ用成膜 工程の効率ィ匕の観点から不可欠であると、本願発明者等は判断している。
[0005] ところで、円筒ターゲットによるスパッタリング装置の開発例として、互いに材料を違 えた複数の円筒ターゲットを並べ、その円筒ターゲットの内部に磁石を配置させ、こ れにより隣接する円筒ターゲット間に発生するマグネトロン磁場により円筒ターゲット をスパッタするスパッタリング装置がある（特許文献 1参照)。
[0006] また、回転可能な円筒ターゲットの内部に揺動式の磁石を配置して、これにより円 筒ターゲットの外周面の各部を均等にスパッタすることを可能にしたスパッタリング装 置がある (特許文献 2参照)。
[0007] また、仕切板により分割された真空槽の分割空間の各々に、種類を違えたガスを導 入することにより円筒ターゲットが回転しながら、このターゲット表面がこれらのガスに 順々に曝され、これにより、一方の分割空間ではスパッタ生成物を基板に被膜させ、 他方の分割空間ではターゲット表面をクリーニングさせることを可能にしたスパッタリ ング装置がある (特許文献 3参照)。
[0008] 更に、円筒ターゲットを異種組成力もなる 2つの領域に区分した上で、これを適宜の 角度に回転させることにより、こうした組成材料の各々を任意に含む合金膜を形成す ることを可能にしたスパッタリング装置がある (特許文献 4参照)。
特許文献 1：特開平 3— 104864号公報
特許文献 2：特開平 11― 29866号公報
特許文献 3：特開平 5 - 263225号公報
特許文献 4:特開 2003— 183823号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力し特許文献 1〜4の何れにも、円筒部材の一部をターゲットとして使用した上で 、この円筒部材を用いてプラズマ重合の機能を果たさせようとする技術思想は示され ていない。
[0010] また、特許文献 1〜4の何れも、幅方向に湾曲しかつ軸方向に延びるターゲットの 湾曲面の幅方向に沿うように磁界を形成する際に、そのターゲットの軸端における磁 界の状態に起因したターゲットエロージョン不均一に対し適切な対処をなされてなぐ こうしたエロージョン不均一性の課題を着目すらして 、な 、。
[0011] また、特許文献 1〜4の何れも、隣接して配置された一対の円筒部材に内在する磁 界形成装置の磁界の相互作用によって基板に堆積する粒子の堆積分布を調整する 技術を開示していない。
[0012] 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、円筒部材 (正確には複数の扇 型に湾曲された湾曲部材カ なる略円筒の部材)の一部を、スパッタリングターゲット として使った上で、この円筒部材を用いてプラズマ重合の機能を付加することを意図 した真空成膜装置を提供することを目的とする。
[0013] また本発明は、幅方向に湾曲しかつ軸方向に延びるターゲットの湾曲面の幅方向 に沿うように磁界を形成する際に、そのターゲットの軸端における磁界の状態に起因 したターゲットエロージョン不均一に対し適切に対処可能な真空成膜装置を提供す ることち目的とする。
[0014] また本発明は、隣接した配置された一対の中空枠体に内在する磁界形成装置の 磁界の相互作用によって基板に堆積する粒子の堆積分布を調整する真空成膜装置 を提供することも目的とする。
課題を解決するための手段
[0015] 上記目的を達成するために、本発明に係る真空成膜装置は、内部空間を有する導 電性の真空槽と、前記内部空間に配置され、幅方向に湾曲された湾曲面を有して軸 方向に延びるターゲットと、前記湾曲面の幅方向に沿うように磁界を前記ターゲットに 形成する磁界形成装置と、前記湾曲面の軸方向の中央部分を臨む開口を有して、 前記湾曲面を前記開口の端面に対向させて配置された導電性のシールド板と、を備 えており、前記ターゲットの軸方向端部に位置する前記湾曲面が前記シールド板に よって覆われる装置である。なお、前記シールド板は望ましくは、前記ターゲットの軸 方向両端部に位置する前記湾曲面を覆うものである。
[0016] より詳しくは、前記シールド板が前記湾曲面の湾曲形状に沿って曲げられ、これに より、前記ターゲットの軸方向端部に位置する前記湾曲面がシールド板によって覆わ れる。
[0017] こうした構成によれば、シールド板によってターゲットの軸方向端部に対応するこの ターゲットの湾曲面が覆われ、ターゲットの軸端における磁界の状態に起因したター ゲットエロージョンの不均一に対し適切に対処可能になる。
[0018] なお、前記ターゲットの形状は、扇型に湾曲された複数の湾曲部材カ なる略円筒 形であっても良い。
[0019] そうすると、ターゲットの寿命を最大限延長させることができる。
[0020] また、前記シールド板は、接地状態にある前記真空槽に接続されるアースシールド 板であっても良い。
[0021] こうした構成により、放電のガス電離によるプラズマがアースシールド板の開口の端 面で消滅して、アースシールド板近傍の異常放電が適切に抑制される。
[0022] ここで、前記ターゲットと前記磁界形成装置との間に配置されたプレートを備え、前 記プレートに所定の電力が印加されることにより前記開口力 突出した前記ターゲッ トの湾曲面近傍にプラズマが形成される。
[0023] また、前記ターゲットの湾曲面力 スパッタリングにより均一に剥ぎ取られるように制 御して前記ターゲットの寿命を可能な限り稼ぐ目的で、前記ターゲットが、その軸方 向を中心にして回転可能に構成されても良ぐ前記磁界形成装置が、前記ターゲット の回転と独立して、前記ターゲットの前記湾曲面の幅方向に沿って回転可能に構成 されても良い。
[0024] 本発明に係る真空成膜装置は、内部空間を有する導電性の真空槽と、前記内部 空間に複数の扇型に湾曲された湾曲部材を並べて配置することにより、略円筒形を なすように構成された枠体と、前記枠体に囲まれた内部に配置され、前記枠体の周 方向に沿うように磁界を形成する磁界形成装置と、を備えており、前記湾曲部材のう ちの少なくとも一つはスパッタリングに使用するターゲットであり、かつ前記ターゲット に相当する湾曲部材を除 、た前記枠体の領域が、プラズマ重合に使用される装置 である。
[0025] こうした真空成膜装置によれば、複数の扇型に湾曲された湾曲部材カもなる略円 筒の部材のうちのひとつの湾曲部材を、スパッタリングターゲットとして使ったスパッタ リング成膜が実行されると共に、その湾曲部材を除いた領域を使ってプラズマ重合成 膜が実行される。
[0026] また、前記ターゲットの湾曲面力 スパッタリングにより均一に剥ぎ取られるように制 御して前記ターゲットの寿命を可能な限り稼ぐ目的で、前記枠体が、その軸方向を中 心にして回転可能に構成されても良ぐ前記磁界形成装置が、前記枠体の回転と独 立して、前記枠体の周方向に沿って回転可能に構成されても良い。
[0027] また、前記枠体の外周面に磁界が確実に形成されるように、前記磁気形成装置は 、複数の磁石と、前記磁石を保持して前記枠体の内周面にほぼ並行な扇型のヨーク 部と、を備えて構成されても良い。
[0028] ここで、前記枠体と前記磁界形成装置との間に配置された円筒形のプレートを備え 、前記プレートに所定の電力が印加されることにより前記枠体の外周面の近傍にブラ ズマが形成される。 [0029] 本発明に係る真空成膜装置は、内部空間を有する導電性の真空槽と、互いに間隔 を隔てて並ぶように前記内部空間に配置された円筒状の第 1および第 2の中空枠体 と、前記第 1の中空枠体および第 2の中空枠体の各々の内部に配置させ、前記第 1 の中空枠体の周方向に沿うように第 1の磁界を形成する第 1の磁界形成装置および 前記第 2の中空枠体の周方向に沿うように第 2の磁界を形成する第 2の磁界形成装 置と、前記第 1および第 2の磁界に基づき前記第 1および第 2の中空枠体から放出さ れた粒子を堆積させる堆積面を前記内部空間に曝して配置された基板と、を備えて おり、前記第 1および前記第 2の磁界形成装置を前記間隔に近づけて前記第 1およ び第 2の磁界を相互作用させることにより前記堆積面における前記粒子の堆積分布 が調整される装置である。
[0030] こうした真空成膜装置によれば、例えば、ワークの取り付け不具合によるワークの堆 積面の粒子堆積不均一性を相殺するように、磁界の相互干渉によってワークに堆積 面に堆積する粒子の堆積分布を意図的に可変できるようになる。
[0031] 前記第 1および第 2の中空枠体の各々は、スパッタリングに使用され、互いに組成 を違えた第 1および第 2のターゲットを有しており、前記第 1および第 2の磁界に基づ きスパッタリングによって前記第 1および第 2のターゲットから放出する粒子により前記 堆積面に合金膜が堆積されるように構成しても良 ヽ。
前記第 1の中空枠体と前記第 1の磁界形成装置との間に配置された円筒状の第 1 のプレートと、前記第 2の中空枠体と前記第 2の磁界形成装置との間に配置された円 筒状の第 2のプレートと、を備えており、前記第 1のプレートと前記第 2のプレートとが 交互に、陽極と陰極として使用されるように構成しても良い。
[0032] 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好 適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
発明の効果
[0033] 本発明によれば、円筒部材 (正確には複数の扇型に湾曲された湾曲部材力 なる 略円筒の部材)の一部をスパッタリングターゲットとして使った上で、この円筒部材を 用いてプラズマ重合の機能を付加することを意図した真空成膜装置が得られる。
[0034] また本発明によれば、幅方向に湾曲しかつ軸方向に延びるターゲットの湾曲面の 幅方向に沿うように磁界を形成する際に、そのターゲットの軸端における磁界の状態 に起因したターゲットエロージョン不均一に対し適切に対処可能な真空成膜装置も 得られる。
また本発明によれば、隣接して配置された一対の中空枠体に内在する磁界形成装 置の磁界の相互作用によって基板に堆積する粒子の堆積分布を調整する真空成膜 装置も得られる。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、本実施の形態による真空成膜装置の断面図であり、真空槽内部に配置 された円筒の中空枠体を輪切りにした断面図である。
[図 2]図 2は、本実施の形態による真空成膜装置の断面図であり、その中空枠体の軸 方向に沿った断面図である。
[図 3]図 3は、中空枠体とアースシールド板との配置の関係を、中空枠体の中心軸に 沿った方向に見た平面視図である。
[図 4]図 4 (a)は、ターゲットの背面に配置された磁石の平面視 (ターゲットの軸方向に 沿った方向）の配置図であり、図 4 (b)は、磁石の磁界に起因してターゲット表面に形 成されるエロージョンの形状をアースシールド板の開口と共に模式的に描いた図であ り、図 4 (c)は、図 4 (b)に示した C C線に沿った断面のアースシールド板とターゲッ トの配置関係を模式的に描いた図である。
符号の説明
10 内部空間
10a 上方内部空間
10b 下方内部空間
11 容器
12 下蓋
13 真空槽
14 間隔
15 第 1の中空枠体
16 第 2の中空枠体 開口
a 開口の端面
アースシーノレド板
サーボモータ
タイミングベルト
第 1のプーリー
第 2のプーリー
ワーク
a 堆積面
インシユレータ
Oリング
ガス導入ポート
ガス排気ポート
MF電源
固定手段
バッキングプレート
第 1の湾曲部材 (スパッタリングターゲット） 第 2の湾曲部材 (プラズマ重合用の金属板) 磁界形成装置
磁石
a 第 1の棒状磁石
b 第 2の棒状磁石
c 第 3の棒状磁石
d 第 1の扇型磁石
e 第 2の扇型磁石
ヨーク部
、 37 磁界
ブラケット 41 配管
43 冷却水
44、 47 貫通孔
46 平板軸受メタル
46a 平板軸受メタルの鍔部
48 フランジ §
48 フランジ部の鍔部
49 回転シール部
50 通水域
51 冷却水口
60 エロージョン
60a 長軸方向のエロージョン
60b 短軸方向のエロージョン
発明を実施するための最良の形態
[0037] 以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[0038] 図 1および図 2は何れも、本実施の形態による真空成膜装置の断面図であり、より 詳しくは、図 1は、真空槽内部に配置された円筒の中空枠体を輪切りにした断面図で あり、図 2は、その中空枠体の軸方向に沿った断面図である。また図 3は、中空枠体と アースシールド板との配置の関係を、中空枠体の中心軸に沿った方向に見た平面視 図である。
[0039] 真空成膜装置 100は主として、所定のガス雰囲気に保つ内部空間 10を減圧可能 にする導電性の容器 11と下蓋 12からなる真空槽 13と、この内部空間 10の内部に間 隔 14を隔てて並ぶように配置された一対の円筒状の第 1および第 2の中空枠体 15、 16と、第 1および第 2の中空枠体 15、 16の軸方向中央部分を臨む開口 17を形成し た導電性のアースシールド板 18 (シールド板）と、第 1および第 2の中空枠体 15、 16 を回転するための駆動力を発生するサーボモータ 19と、このサーボモータ 19の駆動 力を第 1および第 2の中空枠体 15、 16に伝達するためのタイミングベルト 20と、サー ボモータ 19の軸に連結され、タイミングベルト 20をかけるための第 1のプーリー 21と 、第 1および第 2の中空枠体 15、 16に連結され、タイミングベルト 20をかけるための 一対の第 2のプーリー 22と、第 1および第 2の中空枠体 15、 16の各々に内蔵された 磁界形成装置 33 (後ほど説明）を、これらの第 1および第 2の中空枠体 15、 16の回 転と独立して、第 1および第 2の中空枠体 15、 16の内周面に沿って周方向に回転さ せる一対の駆動装置（図示せず)と、によって構成されている。
[0040] なお図 1では、第 1および第 2の中空枠体 15、 16がタイミングベルト 20により同一方 向（両者とも時計回りまたは反時計回り）に回転する例を示しているが、これに限るも のではなぐ例えば、第 1の中空枠体 15を時計回りに回転させ、第 2の中空枠体 16 を反時計回りに回転させるというように、両者を互いに別々に回転するように構成して も可能である。
[0041] なお、第 1および第 2の中空枠体 15、 16を回転できれば、後ほど詳しく述べるように 、スパッタリングターゲットの湾曲面力 スパッタリングによって均一に剥ぎ取られるよう に制御してターゲットの寿命を可能な限り稼ぐことができる。
[0042] またここで、下蓋 12には、例えばプラスチックを金型により成型したワーク 23が、堆 積面 23aを内部空間 10に曝すように配置されており、このワーク 23の堆積面 23aに スパッタ粒子やプラズマ重合反応による堆積膜が形成される。
[0043] また、この下蓋 12に環状のインシユレータ 24を介して容器 11が配設され、 Oリング 25によって内部空間 10を密閉した状態で下蓋 12とインシユレータ 24と容器 11とが、 ボルト等の固定手段 29により互いに接続されている。
[0044] また、容器 11と下蓋 12によって囲まれた内部空間 10を、上方内部空間 10aと下方 内部空間 10bに上下方向に 2分割する導電性のアースシールド板 18が、異常放電 を抑制する目的で配置されている。
[0045] より詳しくは、アースシールド板 18は、図 1および図 3から理解されるとおり、例えば 平板を扇型に湾曲した導電性の第 1の湾曲部材 31 (第 2の湾曲部材 32も同じ;後ほ ど説明）の湾曲面の中央部分に臨む開口 17を通して、この湾曲面を開口 17の端面 17aに対向させるように開口 17から下方内部空間 10bに向けて突出させると共に、 第 1の湾曲部材 31の幅よりも狭い開口 17を第 1の湾曲部材 31の湾曲面に近接させ た形態で配置されている。
[0046] そして、このアースシールド板 18は、接地状態の容器 11 (真空槽 13)に接続される と共に、第 1の湾曲部材 31と絶縁を保った状態でアースシールド板 18の開口 17が、 第 1の湾曲部材 31の表面に充分に近接するように配置されて 、る。
[0047] こうすると、仮に第 1の湾曲部材 31に高電力が印加されても、アースシールド板 18 と第 1の湾曲部材 31の間で放電は発生しなくなる。このため、放電のガス電離による 発生するプラズマがアースシールド板 18の開口 17の端面 17a (開口 14の周囲）で消 滅して、アースシールド板 18の近傍における異常放電が適切に抑制される。
[0048] こうして導電性のノ ッキングプレート 30 (後ほど説明）を介して第 1の湾曲部材 31に ΙΟΚΗζから 350KHz程度の中周波電力が印加されると、第 1の湾曲部材 31と真空 槽 13との間に放電を生じせしめ、ガス (例えば、 Arガス）の電離作用によるガスイオン と電子力もなるプラズマが下方内部空間 10bに適切に形成されると共に、アースシー ルド板 18によりプラズマを下方内部空間 10bに閉じ込めることができ、プラズマ形成 が適切に維持される。
[0049] 更に、このアースシールド板 18によって第 1の湾曲部材 31の長手方向（軸方向）両 端部の湾曲面が覆われ、これにより、後ほど詳しく述べるように、第 1の湾曲部材 31 ( 但し、この第 1の扇型枠体 31がスパッタリングターゲットの場合)の軸端における磁界 の状態に起因したターゲットエロージョン不均一に対し適切に対処できる。
[0050] また、上方内部空間 10aにおける容器 11の側壁部には、ガス供給源（図示せず）に 連通するガス導入ポート 26が 3箇所設けられ、下方内部空間 10bにおける容器 11の 側壁部には、排気装置（図示せず）に連通するガス排気ポート 27が 1箇所設けられて いる。こうして、ガス導入ポート 26から所定のガスが上方内部空間 10aに向けて導入 された後、このガスは、アースシールド板 18の開口 17の端面 17aと第 1および第 2の 中空枠体 15、 16の表面との間の隙間を通って下方内部空間 10bに流れ込み、最終 的にはガス排気ポート 27からこの容器 11の外部に排気される。
[0051] なお、ガス導入ポート 26が上方内部空間 10aに設けられていることから、下方内部 空間 10bよりも上方内部空間 10aの圧力が高くなつて、これにより、下方内部空間 10 bで生成したスパッタ粒子が上方内部空間 10aに侵入しに《なってスパッタ粒子に 起因した上方内部空間 10aの汚染が適切に抑制できる。
[0052] 容器 11の内部空間 10に導入するガス種として、アルミ膜をスパッタリング成膜する 際には Arガスが使用され、 SiOx膜をプラズマ重合成膜する際には Arガスと HMDS ガスカゝらなる混合ガスが使用される。勿論、 TiNのような機能材料を反応性スパッタに よって成膜する際には窒素ガスを付加する必要がある。
[0053] 以下、図 1および図 2を参照して第 1および第 2の中空枠体 15、 16の構成を詳しく 説明する。
[0054] なお、第 1および第 2の中空枠体 15、 16は何れも同じ構成を有しており、ここでは、 第ェの中空枠体 15の構成を説明して、第 2の中空枠体 16の構成の説明を割愛する
[0055] 図 1に示すように、第 1の中空枠体 15を輪切りにした構成は主として、金属製 (例え ば、銅製）の円筒状のバッキングプレート 30と、このバッキングプレート 30の外周面に 配置され、扇型に湾曲された第 1および第 2の湾曲部材 31、 32と、を有している。
[0056] そして、このバッキングプレート 30の内部に磁界形成装置 33が、バッキングプレー ト 30の内周面に沿って配置されている。
[0057] バッキングプレート 30は、図 1に示すように所定のケーブルを介して中周波（MF) 電源 28に接続され、これにより、ノ ッキングプレート 30にプラズマ形成用の中周波電 力が印加される。
[0058] また、このノ ッキングプレート 30は、図 2に示すように、磁界形成装置 33等を冷却 する冷却水 43を溜める水溜部材としての役割も兼ねている。なお、この冷却水 43の 通流については後ほど説明する。
[0059] 第 1および第 2の湾曲部材 31、 32は共に、幅方向に湾曲される湾曲面を有して、 その軸方向に略均一な湾曲面の曲率を持って延びている。そして、第 1および第 2の 湾曲部材 31、 32を組み合わせた形態は、ノ ッキングプレート 30の外周面のほぼ全 域を覆うような略円筒形の枠体をなし、第 1および第 2の湾曲部材 31、 32の外形は 共に、円筒をその軸方向にほぼ半割にした形状である。もっとも、湾曲部材の形状は これに限るものではなぐ例えば、円筒形を 4分割した形状であっても良い。
[0060] 第 1の湾曲部材 31は、スパッタリング装置に使用されるターゲットであっても良ぐ例 えば、アルミニウムをスパッタする際には第 1の湾曲部材 31はアルミ製のターゲットで ある。
[0061] 一方、スパッタリングターゲットとしての湾曲部材を除いた略円筒形の枠体の領域を プラズマ重合に使用することが可能であり、第 2の湾曲部材 32は例えば、プラズマ重 合成膜に用いる、スパッタされ難 、ステンレス金属板又はセラミック板であっても良 ヽ
[0062] 磁界形成装置 33は、第 1および第 2の湾曲部材 31、 32の外周面に磁界 (漏れ磁 束）が確実に形成されるように、複数の磁石 34と、これらの磁石 34の一側面を密着さ せてこれらを保持すると共に、ノ ッキングプレート 30と同心状に、略円筒形の枠体の 内周面にほぼ並行に湾曲される扇型のヨーク部 35と、によって構成されている。
[0063] なお、磁界形成装置 33も、第 1の中空枠体 15 (第 1の湾曲部材 31)と同様に、スパ ッタリングターゲットの湾曲面がスパッタリングにより均一に剥ぎ取られるように制御し てこのターゲットの寿命を可能な限り稼ぐ目的で、適宜の駆動装置（図示せず）により 第ェの中空枠体 15 (第 1の湾曲部材 31)の回転と独立して、第 1の中空枠体 15の内 周面（より正確にはバッキングプレート 30の内周面）に沿って周方向に回転可能に構 成されている。
[0064] もっとも磁界形成装置 33の回転範囲は、下方内部空間 10bにおけるプラズマ形成 領域に限られ、磁界形成装置 33は、図 1の実線と細い 2点鎖線とで示すように、ァー スシールド板 18の開口 17から突出した第 1の湾曲部材 31に相当する領域をバツキ ングプレート 30の内周面に沿って揺動するように構成されている。
[0065] 磁界形成装置 33を構成する磁石 34は、より詳細には、図 1および図 2並びに図 4 ( a)から理解されるとおり、 S極側を扇型のヨーク部 35の周方向のほぼ中央側に、かつ N極側をバッキングプレート 30側にして、バッキングプレート 30の軸方向に並行に延 びるように、ヨーク部 35の中央に取り付けられた第 1の棒状磁石 34aと、 N極側をョー ク部 35の周方向一方端側に、かつ S極側をバッキングプレート 30側にして、バッキン グプレート 30の軸方向に並行に延びるように、ヨーク部 35の周方向一方端に取り付 けられた第 2の棒状磁石 34bと、 N極側をヨーク部 35の周方向他方端側に、かつ S極 側をバッキングプレート 30側にして、ノ ッキングプレート 30の軸方向に並行に延びる ように、ヨーク部 35の周方向他方端に取り付けられた第 3の棒状磁石 34cと、第 1、第 2および第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34cの軸方向一方端を互いに磁気回路として繋 ぐように湾曲して延び、こられの一方端に取り付けられた第 1の扇型磁石 34dと、第 1 、第 2および第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34cの軸方向他方端を互いに磁気回路とし て繋ぐように湾曲して延び、こられの他方端に取り付けられた第 2の扇型磁石 34eと、 によって構成されている。
[0066] これ〖こより、図 1の点線に示すように、第 1の棒状磁石 34aの N極と第 2の棒状磁石 34bの S極によって、第 1の湾曲部材 31の湾曲面に、その湾曲面の幅方向に沿うよう に磁界 36 (第 1の中空枠体 15の外周面近傍にその周方向に沿った磁界 36)が形成 され、同様に第 1の棒状磁石 34aの N極と第 3の棒状磁石 34cの S極によって、第 1の 湾曲部材 31の湾曲面に、その湾曲面の幅方向に沿うように磁界 37 (第 1の中空枠体 15の外周面近傍にその周方向に沿った磁界 37)が形成される。
[0067] 第 1の中空枠体 15の軸方向に沿った構成は、図 2に示すように、容器 11の側壁部 に形成された開口に密接して嵌りつつ位置決め可能な鍔部 46aを有し、配管 41を貫 通孔 44に貫通させた状態でバッキングプレート 30の軸方向の端部に当接する環状 の平板軸受メタル 46と、この平板軸受メタル 46と同様、配管 41を貫通孔 47に貫通さ せた状態で平板軸受メタル 46に密着させる鍔部 48aを有する円筒状のフランジ部 4 8と、このフランジ部 48の貫通孔 47に配置され、配管 41と磁界形成装置 33とを適宜 の駆動装置により回転可能にする環状の回転シール部 49と、このフランジ部 48の外 周面に固定され、サーボモータ 19 (図 1参照）の駆動力を伝達されたタイミングベルト 20 (図 1参照）を卷きつけることにより、ノ ッキングプレート 30、第 1および第 2の湾曲 部材 31、 32、平板軸受メタル 46およびフランジ部 48を回転させる環状の第 2のブー リー 22 (図 1参照）と、を有している。
[0068] なお、図 2から理解されるとおり、磁界形成装置 33および配管 41が、回転シール部 49を介してフランジ部 48に固定されることにより、磁界形成装置 33と配管 41とが、第 ェの中空枠体 15の回転と独立して回転 (揺動）することができる。
[0069] また、配管 41は、磁界形成装置 33を一対のブラケット 40を介して保持してバッキン グプレート 30の内部から貫通孔 44および貫通孔 47を貫通して外部に延びるように 構成されると共に、その軸方向の上方の内部に冷却水 43を流す通水域 50を有する ように構成されている。即ち、ノ ッキングプレート 30のほぼ全域を満たし磁界形成装 置 33を冷却した冷却水 43は、配管 41に配置された冷却水口 51を通って配管 41の 内部の通水域 50に流れ、これにより、冷却水 43が適切な温度に調整されつつ、図 2 の矢印のように循環される。
[0070] なお、図 2に示した各部材の固定接触面ゃ摺動接触面の各々には、適宜、 Oリング 等の真空シールが施されている力 ここでは詳細な図示および説明は省略する。
[0071] 以下に、真空成膜装置 100によって奏する効果とその効果をもたらす動作 (理由） を説明する。
[0072] 第 1に、本実施の形態の真空成膜装置 100によれば、アースシールド板 18によつ て第 1の湾曲部材 31 (第 2の湾曲部材 32も同じ。）の軸方向両端部の湾曲面が覆わ れることによって、この第 1の湾曲部材 31をスパッタリングターゲットとして使用する際 には（以下、第 1の湾曲部材 31をターゲット 31と称して説明する。）、ターゲット 31の 軸端における磁界の状態に起因したターゲットエロージョンの不均一に対し適切に 対処可能になる。
[0073] こうした効果を発揮する理由について図 4を参照して詳しく説明する。なおここでは 、ガス導入ポート 26から下方内部空間 10bに Arガス導入して、 Arガスによるターゲッ ト 31のスパッタリングを例に説明する。
[0074] 図 4 (a)は、ターゲットの背面に配置された磁石の平面視 (ターゲットの軸方向に沿 つた方向）の配置図であり、図 4 (b)は、磁石の磁界に起因してターゲット表面に形成 されるエロージョンの形状をアースシールド板の開口と共に模式的に描いた図であり
、図 4 (c)は、図 4 (b)の C— C線に沿った部分のアースシールド板とターゲットの配置 関係を模式的に描いた断面図である。
[0075] 第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34cは、既に述べたように、ターゲット 31の湾曲 面の外側近傍にその湾曲面の幅方向に沿って、湾曲面にほぼ並行な磁界 36、 37 ( 図 1参照）を形成させる磁石である。
[0076] こうした磁界 36、 37によってトラップされた電子によりこの磁界 36、 37に沿って Ar ガス (Ar原子）が電離して、 Arイオン (Ar+)と電子カゝらなる高密度プラズマが生成さ れる。そして、ノ ッキングプレート 30に負電圧が印加されると、プラズマ状態でプラス に電離 (又は励起）した Arイオンがこのバッキングプレート 30に向けて加速してター ゲット 31の湾曲面に衝突されることにより、その衝突エネルギーに基づきその湾曲面 に存在するターゲット原子 (例えば、アルミ原子）が叩き出される。そうすると、ターゲッ ト 31の表面にあるターゲット原子の放出により、ターゲット 31の湾曲面は徐々に剥ぎ 取られ、その厚み方向に薄くなる。
[0077] そして、ターゲット 31の厚みの薄くなつた部分がエロージョン 60に相当して、より詳 しくは、図 4 (b)に示した馬蹄形 (楕円形）のエロージョン 60のうち、その長軸方向の エロージョン 60a力 磁界 36、 37により生成される。
[0078] ここで、この長軸方向のエロージョン 60aの深さが増して、ターゲット 31の厚み方向 にターゲット 31が完全に剥ぎ取られ、長軸方向のエロージョン 60aがターゲット 31の 下層のバッキングプレート 30に到達すると、最早このターゲット 31を使用することが 不可能になって、ターゲット 31を交換することが必要になる。このため、ターゲット 31 の寿命を可能な限り稼ぐ目的で、第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34cを周方向に 揺動させ、又はターゲット 31自体を周方向に回転させて、ターゲット 31の湾曲面が、 スパッタリングにより均一に剥ぎ取られるように制御されている。
[0079] 一方、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eは、第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 3 4cの間の磁気回路を安定ィ匕させ、これにより、第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34 cの軸方向両端に発生する磁場のバランスを改善させる磁石であり、必ずしも必須の 磁石ではない。寧ろ、扇型の磁石を製造することは手間であり、磁気回路の不安定 性に起因する不具合を以下に説明する手法で解消できれば、上記の扇型磁石 34d 、 34eを無くす方が望ましい。
[0080] 以上に説明した状況にあって、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eの各々力 第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34c軸方向両端に配置される場合と、そうでない場 合に分けて、以下、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eによるターゲット 31のエロー ジョン形成に対する影響を考察する。
[0081] 最初に、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eを配置した場合を述べる。
[0082] 第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eの各々力 第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34c軸方向両端に配置されると、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eによる磁界の 影響により、図 4 (b)に示した馬蹄形 (楕円形)のエロージョン 60のうち、その短軸方 向のエロージョン 60bが形成される。
[0083] この短軸方向のエロージョン 60bの領域は、長軸方向のエロージョン 60aの領域よ りも周方向に広がって、これにより、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eを周方向に 揺動させたとしても、又はターゲット 31を周方向に回転させたとしても、短軸方向のェ ロージヨン 60bの深さ方向の進行度は、長軸方向のエロージョン 60aの深さ方向の進 行度よりも早まる。このため、ターゲット 31の寿命力 短軸方向のエロージョン 60bの 深さ方向の進行度に支配され、その結果、ターゲット 31の湾曲面全域を均等に使う ことができずに、ターゲット 31の材料が無駄になる。
[0084] そこで、図 4 (b)および図 4 (c)から理解されるとおり、アースシールド板 18の開口 1 7の軸方向長さを、短軸方向のエロージョン 60bの形成領域に相当するターゲット 31 の軸方向の両端部分を覆い隠せるように調整した上で、ターゲット 31の軸方向両端 部に位置する湾曲面の湾曲形状に沿ってアースシールド板 18を鉢巻状の形態に曲 げる。そうすると、ターゲット 31の軸方向両端部に位置する湾曲面がアースシールド 板 18で適切に覆われ、短軸方向のエロージョン 60bの形成が抑制される。
[0085] よってアースシールド板 18は、ターゲット 31の軸端における磁界の状態に起因した ターゲットエロージョン不均一（急速なエロージョン進行）を改善する役割を担って ヽ る。
[0086] 次に、第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eを配置しなかった場合を述べる。
[0087] 第 1および第 2の扇型磁石 34d、 34eの各々力 第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34c軸方向両端に配置されないと、第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34cの軸方向 両端の磁気回路が不安定になる。このため、第 1〜第 3の棒状磁石 34a、 34b、 34c の軸方向両端における磁界のアンバランスに起因して長軸方向のエロージョン 60a の形成が乱れる。
[0088] そこで同様に、図 4 (b)および図 4 (c)から理解されるとおり、アースシールド板 18の 開口 17の軸方向長さを、長軸方向のエロージョン 60aの乱れる領域に相当するター ゲット 31の軸方向両端部分を覆い隠せるように調整した上で、ターゲット 31の軸方向 両端部に位置する湾曲面の湾曲形状に沿ってアースシールド板 18を鉢巻状の形態 に曲げる。
[0089] よってこの条件下では、アースシールド板 18は、ターゲット 31の軸端における磁界 の状態に起因したターゲットエロージョン不均一（エロージョン形状の乱れ)を改善す る役割を担っている。
[0090] こうして真空成膜装置 100の成膜工程の効率化 (ターゲットの長寿命化)を図ること ができる。
[0091] 第 2に、本実施の形態の真空成膜装置 100によれば、第 1および第 2の湾曲部材 3 1、 32からなる略円筒の部材のうちの第 1の湾曲部材 31をスパッタリングターゲットと して使ったスパッタリング成膜が実行されると共に、第 2の湾曲部材 32にスパッタされ 難い金属又はセラミックの材料を使用してこの材料を用いてプラズマ重合成膜が実 行される。
[0092] 以下、この真空成膜装置 100の動作について、図 1に示した第 1の中空枠体 15の 表面のプラズマ反応を例にして説明する。なお、第 2の中空枠体 16におけるプラズ マ反応も、ここで説明する反応と同じであり、その動作の説明は省略する。
[0093] なおここでは、真空槽 13の下方内部空間 10bに Arガスを導いて、ワーク 23の堆積 面 23aにスパッタリングによるアルミ膜を形成した後、真空槽 13の下方内部空間 10b に HMDSガスに導いて、アルミ膜の上にプラズマ重合による SiOx膜を積層する例に ついて説明する。このため、第 1の湾曲部材 31としてアルミターゲットが使用され、第 2の湾曲部材 32としてステンレス金属板又はセラミック板が使用される。
[0094] まず、第 1の湾曲部材 (アルミターゲット）が真空槽 13の下方内部空間 10bに曝され るように、サーボモータ 19により第 1の中空枠体 15の回転位置が位置決めされる。こ の状態で排気装置が動作され、ガス排気ポート 27を介して真空槽 13の内部空間 10 の排気が行われて真空槽 13の内部空間 10が所定の真空状態にまで減圧される。
[0095] そして、ガス供給源カゝらガス導入ポート 26を介してプラズマ生成用の雰囲気ガスと しての Arガスが、真空槽 13の下方内部空間 10bに導入される。併せて、 MF電源 28 が動作され、これによりバッキングプレート 30に 10KHz〜350KHz程度の MF電力 28が印加される。そうすると、既に述べたように、第 1の湾曲部材 31 (アルミターゲット )の表面にあるアルミ原子力、ワーク 23の堆積面 23aを堆積する粒子としてスパッタリ ング作用により叩き出され、これにより、ワーク 23の堆積面 23aにアルミ膜が形成され る。
[0096] 続いて、第 1の中空枠体 13がサーボモータ 19により約 180° 回転させられ、これに より、第 2の湾曲部材 32 (例えばステンレス金属板）が真空槽 13の下方内部空間 10 bに曝される。そして、上記プラズマ状態を維持しつつ、ガス供給源カゝらガス導入ポー ト 26を介してプラズマ重合の原料ガスとして HMDSガス力 真空槽 13の下方内部空 間 10bに導入される。そうすると、 HMDSのモノマー粒子は、プラズマによる励起作 用を受けて活性ィ匕された後、この活性ィ匕された HMDSのモノマー粒子力 ラジカル 重合反応を経て、 HMDSのポリマーになる。こうして、ラジカル重合によりポリマーと なった HMDSは、ワーク 23のアルミ膜の上に堆積することにより、その堆積面 23aに SiOx膜が形成される。このとき、ラジカル重合反応として、 O、 O、 N O等のガスを
2 3 2
投入することで、 SiOから Si02の範囲内の SiOxの Xの値を変化させることができる。
[0097] なお、第 1の中空枠体 15とその内部にある磁界形成装置 33との間に配置されたバ ッキングプレート 30と、第 2の中空枠体 16とその内部にある磁界形成装置 33との間 に配置されたバッキングプレート 30とをペアにして、交互に陽極と陰極として使用さ れるデュアルマグネトロン駆動が実行されている。
[0098] こうして、真空成膜装置 100によってワーク 23の堆積面 23aにスパッタリングのアル ミ膜とプラズマ重合の SiOx膜が連続成膜される。
[0099] これにより、アルミ膜と SiOx膜の切り替えが迅速に行えて、真空成膜装置 100の成 膜工程の効率化 (タクトの短縮)を図ることができる。
[0100] 第 3に、本実施の形態の真空成膜装置 100によれば、隣接して配置された一対の 第 1および第 2の中空枠体 15、 16に内在する磁界形成装置 33の磁界の相互作用に よってワーク 23の堆積面 23aに堆積する粒子の堆積分布を調整することが可能にな る。
[0101] 例えば磁界形成装置 33の磁界相互干渉の一例として、第 1および第 2の中空枠体 15、 16の各々に内在する磁界形成装置 33が、図 1の細い 2点鎖線で示したように間 隔 14に近づくように回転すると、両方の第 3の棒状磁石 34cが近接することに起因し て互いの磁界 37の磁束分布に影響が与えられる。そうすると、例えば、ワーク 23の 取り付け不具合によるワーク 23の堆積面 23aへの粒子堆積不均一性を相殺するよう に、磁界 37の相互干渉によってワーク 23に堆積面 23aに堆積する粒子の堆積分布 を意図的に可変できるようになる。
[0102] 〔変形例 1〕
ワーク 23の一例は、プラスチックを金型により成型した基板である。こうした金型成 型によるプラスチック基板の表面に、真空成膜装置 100によって所定の膜を形成す る場合には、プラスチック基板を取り付けた金型自体を、図 1に示した下蓋 12として 用いることも可能である。
[0103] 但し、プラスチック基板への成膜毎にプラスチック基板の成型タクトに合わせて、真 空成膜装置 100の内部空間 10が大気に開放される。このため、成型タクトにマツチン グ可能なレベルに真空成膜装置 100の内部空間 10を速やかに減圧させることが肝 要であり、例えば、真空成膜装置 100の内部空間 10を粗引ポンプによって粗引きさ せる際には、内部空間 10に Arガスを導入することにより内部空間 10に含有する水 分を迅速に除去することが望ましい。また、排気系に設けた超低温冷却装置により水 分を吸着させることも有効である。
[0104] 〔変形例 2〕
ここまで、第 1の湾曲部材 31や第 2の湾曲部材 32を扇型 (より正確には半円状の扇 型）にして、第 1の湾曲部材 31をスノッタリングターゲットに使用し、かつ第 2の湾曲 部材をプラズマ重合の金属板に使用する例を説明したが、これらの部材 31、 32の構 成はこれに限るものではなぐ例えば、第 1の湾曲部材 31を円筒のスパッタターゲット として使用しても構わない。これにより、スパッタリングターゲットの寿命を最大限延長 できる。
[0105] また、第 1の湾曲部材 31と第 2の湾曲部材 32が共に、扇型のスパッタリングターゲ ットであり、これらの第 1の湾曲部材 31と第 2の湾曲部材 32の材質組成を互いに違え た構成しても良い。例えば、第 1の湾曲部材 31の材質がアルミであれば、第 2の湾曲 部材 32の材質は、第 1の湾曲部材 31として使用されたスパッタターゲット材質と異な つたもの、例えばチタン、クロム、銅または金のような材質力もなるスパッタターゲット であっても良い。こうして、第 1の湾曲部材 31と第 2の湾曲部材 32との繋ぎ目部分が 下方内部空間 10bに進入すると、第 1の湾曲部材 31と第 2の湾曲部材 32の材料が 共にスパッタリングされることにより、ワーク 23の堆積面 23aに両者の材料力もなる合 金膜が堆積される。
[0106] 勿論、このような使用法であれば、第 2の湾曲部材 32としてプラズマ重合用の部材
(例えば、ステンレス金属板)を配置することは不可能であり、真空成膜装置 100は、 スパッタリング成膜に特ィ匕した装置として使用される。
[0107] 〔変形例 3〕
またここまで、第 1の中空枠体 15の構成と第 2の中空枠体 16の構成が同じであるこ とを前提に、第 2の中空枠体の構成の説明を適宜割愛したが、第 1の中空枠体 16の スパッタリングターゲットの材質組成力 第 2の中空枠体のそれと異なっても構わな!/ヽ
[0108] 例えば、第 1の中空枠体 15のスパッタリングターゲットの材質にアルミを使用する一 方、第 2の中空枠体 16のスパッタリングターゲットの材質にアルミ以外の金属、チタン 、クロム、銅または金を使用することも可能である。そうすると、第 1の中空枠体 15と第 2の中空枠体 16のスパッタリングターゲットから放出する粒子によりワーク 23の堆積 面 23aに合金膜が堆積される。
[0109] 〔変形例 4〕
更にここまで、磁界形成装置 33の回転範囲が、下方内部空間 10bにおけるプラズ マ形成領域に限られる例を説明したが、この磁界形成装置 33が上方内部空間 10a の領域にまで進入可能なように構成しても構わな 、。
[0110] こうすると、プラズマ重合成膜によりプラズマに曝された湾曲部材 (プラズマ重合用） が汚れても（重合膜の堆積)、その汚染部分を上方内部空間 10aに回転移動させて これを洗浄することが可能になる。つまり、湾曲部材の汚染部分を上方内部空間 10a に回転移動させると共に、磁界形成装置 33も同様にこの汚染部分に対応するように 上方内部空間 10aに回転移動させ、この状態で、スパッタリング動作が実行されると、 湾曲部材に付着した汚染物質をスパッタ作用により剥がすことができる。
[0111] なおこの際、剥離された物質が上方内部空間 10aの壁面に再付着することを防止 するため、上方内部空間 10aの適所に防着板を配置することが望ましい。
また、以上のような洗浄操作を行うことが可能な装置であれば、湾曲部材全体を円 筒ターゲットとして構成した場合であっても、ターゲットを適宜洗浄可能であり、これに より、円筒ターゲットをプラズマ重合成膜の際の電極として用いることも可能になる。
[0112] 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らか である。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行 する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を 逸脱することなぐその構造及び Z又は機能の詳細を実質的に変更できる。
産業上の利用可能性
[0113] 本発明による真空成膜装置は、例えば、車載用フロントランプやリアランプのリフレ クタの多層膜を形成する装置として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 内部空間を有する導電性の真空槽と、
前記内部空間に配置され、幅方向に湾曲された湾曲面を有して軸方向に延びるタ ーゲッ卜と、
前記湾曲面の幅方向に沿うように磁界を前記ターゲットに形成する磁界形成装置と 前記湾曲面の軸方向の中央部分を臨む開口を有して、前記湾曲面を前記開口の 端面に対向させて配置された導電性のシールド板と、
を備え、
前記ターゲットの軸方向端部に位置する前記湾曲面が前記シールド板によって覆 われる真空成膜装置。
[2] 前記シールド板力 前記ターゲットの軸方向両端部に位置する前記湾曲面を覆う 請求項 1記載の真空成膜装置。
[3] 前記シールド板が前記湾曲面の湾曲形状に沿って曲げられて 、る請求項 1記載の 真空成膜装置。
[4] 前記ターゲットの形状は、扇型に湾曲された複数の湾曲部材カもなる略円筒形で ある請求項 1記載の真空成膜装置。
[5] 前記シールド板は、接地状態にある前記真空槽に接続されるアースシールド板で ある請求項 1記載の真空成膜装置。
[6] 前記ターゲットと前記磁界形成装置との間に配置されたプレートを備え、前記プレ ートに所定の電力が印加されることにより前記開口力 突出した前記ターゲットの湾 曲面の近傍にプラズマが形成される請求項 1記載の真空成膜装置。
[7] 前記ターゲットは、その軸方向を中心にして回転可能に構成される請求項 1記載の 真空成膜装置。
[8] 前記磁界形成装置は、前記ターゲットの回転と独立して、前記ターゲットの前記湾 曲面の幅方向に沿って回転可能に構成される請求項 7記載の真空成膜装置。
[9] 内部空間を有する導電性の真空槽と、
前記内部空間に複数の扇型に湾曲された湾曲部材を並べて配置することにより、 略円筒形をなすように構成された枠体と、
前記枠体に囲まれた内部に配置され、前記枠体の周方向に沿うように磁界を形成 する磁界形成装置と、
を備え、
前記湾曲部材のうちの少なくとも一つはスパッタリングに使用するターゲットであり、 かつ前記ターゲットを除いた前記枠体の領域が、プラズマ重合に使用される真空成 膜装置。
[10] 前記枠体は、その軸方向を中心にして回転可能に構成される請求項 9記載の真空 成膜装置。
[11] 前記磁界形成装置は、前記枠体の回転と独立して、前記枠体の周方向に沿って回 転可能に構成される請求項 10記載の真空成膜装置。
[12] 前記磁界形成装置は、複数の磁石と、前記磁石を保持して前記枠体の内周面に ほぼ並行な扇型のヨーク部と、を備えた請求項 9記載の真空成膜装置。
[13] 前記枠体と前記磁界形成装置との間に配置された円筒形のプレートを備え、
前記プレートに所定の電力が印加されることにより前記枠体の外周面の近傍にブラ ズマが形成される請求項 9記載の真空成膜装置。
[14] 内部空間を有する導電性の真空槽と、
互いに間隔を隔てて並ぶように前記内部空間に配置された円筒状の第 1および第
2の中空枠体と、
前記第 1の中空枠体および第 2の中空枠体の各々の内部に配置させ、前記第 1の 中空枠体の周方向に沿うように第 iの磁界を形成する第 iの磁界形成装置および前 記第 2の中空枠体の周方向に沿うように第 2の磁界を形成する第 2の磁界形成装置と 前記第 1および第 2の磁界に基づき前記第 1および第 2の中空枠体から放出された 粒子を堆積させる堆積面を前記内部空間に曝して配置された基板と、
を備え、
前記第 1および前記第 2の磁界形成装置を前記間隔に近づけて前記第 1および第 2の磁界を相互作用させることにより前記堆積面における前記粒子の堆積分布が調 整される真空成膜装置。
[15] 前記第 1および第 2の中空枠体の各々は、スパッタリングに使用され、互いに組成 を違えた第 1および第 2のターゲットを有しており、
前記第 1および第 2の磁界に基づき、スパッタリングによって前記第 1および第 2の ターゲットから放出する粒子により前記堆積面に合金膜が堆積される請求項 14記載 の真空成膜装置。
[16] 前記第 1の中空枠体と前記第 1の磁界形成装置との間に配置された円筒状の第 1 のプレートと、
前記第 2の中空枠体と前記第 2の磁界形成装置との間に配置された円筒状の第 2 のプレートと、
を備え、
前記第 1のプレートと前記第 2のプレートとが交互に、陽極と陰極として使用される 請求項 14記載の真空成膜装置。
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