專利名稱：濺射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濺射裝置。
背景技術(shù)：
以往，在形成光學(xué)薄膜或?qū)щ娦员∧さ雀鞣N薄膜時(shí)，使用以電阻加熱方式和電子束加熱方式為代表的真空蒸鍍法。
可是，用真空蒸鍍法形成的膜通常致密性低，而且光學(xué)薄膜受溫度或濕度的影響，折射率易產(chǎn)生變化，有分光反射率特性變化的問題。作為提高膜的致密性的方法，知道的有一邊對(duì)襯底表面照射氧或氬的離子一邊形成膜的離子輔助蒸鍍法，但是在該方法中由于難以對(duì)大面積的襯底表面均勻地照射離子，因此很難提高蒸鍍速度，所以生產(chǎn)效率成為問題。
因此，近年來使用濺射法。即，用電加速由輝光放電而產(chǎn)生的陽離子，使其撞擊靶材料，使被撞擊出來的原子付著在襯底上，從而形成膜。
在濺射法中，為進(jìn)行輝光放電而在真空室內(nèi)導(dǎo)入氬氣等惰性氣體，在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)性濺射時(shí)再導(dǎo)入氧氣、氮?dú)獾确磻?yīng)氣體。用濺射法形成的薄膜與利用真空蒸鍍法形成的薄膜相比，雖然有成膜時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，但由于膜結(jié)構(gòu)致密，所以有物理特性與化學(xué)特性穩(wěn)定、而且對(duì)襯底的付著力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
另外，為了提高濺射法的成膜效率，知道的還有使用在靶的表面形成磁場(chǎng)、使由輝光放電而產(chǎn)生的陽離子在靶的表面維持高密度、并提高濺射速度的磁控管濺射法，以及在成對(duì)的兩個(gè)靶上交替改變極性地施加二極性電壓的雙磁控管法(例如參照專利文獻(xiàn)1及2)。
專利文獻(xiàn)1 特開平10-158830號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平11-71667號(hào)公報(bào)可是，在專利文獻(xiàn)1及2所公開的現(xiàn)有的濺射法中，若要高速成膜，氧化就不充分，存在著使膜的透明度下降的問題。
如圖8的曲線圖所示，在氧化膜區(qū)域與金屬膜區(qū)域之間的過度區(qū)域進(jìn)行高速濺射時(shí)，在使電壓變化為V1～V3的所有條件下，成膜速度和透明度顯著地隨氧氣氣壓和濺射電壓等的變動(dòng)而變化。
另外，對(duì)靶施加上述那樣的脈沖形狀的電壓或二極性電壓時(shí)，由于靶與襯底之間會(huì)產(chǎn)生大量的離子、電子等的電荷移動(dòng)，所以離子或電子對(duì)襯底表面的照射量增多。因而會(huì)導(dǎo)致襯底表面被濺射的所謂的逆濺射和襯底的表面溫度異常上升等現(xiàn)象，從而使膜產(chǎn)生裂紋、脫落、異物付著等，引起平滑性下降和泛白濁化等現(xiàn)象。
而且，在氧氣和氬氣的混合氣體的氛圍中進(jìn)行反應(yīng)濺射成膜時(shí)，由于在靶表面形成氧化物薄膜而蓄積正電荷，使得氬離子對(duì)靶表面的撞擊變得不充分，從而會(huì)使成膜速度降低。另外，為了去除氧化物薄膜而提高施加在靶上的正電壓時(shí)，會(huì)有導(dǎo)致對(duì)襯底表面的逆濺射、因異常放電而引起的襯底表面損傷、裝置的誤動(dòng)作等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決上述問題，提供一種能夠高速形成高性能的光學(xué)薄膜的濺射裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供了一種濺射裝置，用于把薄膜涂層涂覆到襯底上，該濺射裝置包括真空室；在所述真空室內(nèi)的至少兩個(gè)圓筒狀的靶或兩個(gè)平板狀的靶；以及至少兩個(gè)并列地分別置于各個(gè)靶上的磁鐵，用于在該靶的外表面附近產(chǎn)生磁場(chǎng)；其中，1)所述薄膜涂層通過在把電壓施加到各個(gè)磁鐵上的同時(shí)，向所述真空室中導(dǎo)入放電氣體而形成；2)在所述真空室中滿足公式(1)d1≤3d2其中，d1是兩個(gè)靶的外表面之間的距離，d2是兩個(gè)靶的外表面與襯底之間的任一個(gè)距離。
在本發(fā)明的上述濺射裝置中，其特征在于滿足以下式2d1≤2d2。
根據(jù)上面所述的發(fā)明，通過以滿足上述式1的方式設(shè)置靶材料與襯底，使靶材料之間靠近地設(shè)置，從而使靶材料之間的電位差遠(yuǎn)大于靶材料與襯底之間的電位差，從而使放電氣體以及反應(yīng)氣體中的氬離子或氧離子等帶電的物質(zhì)以及大部分電子在兩個(gè)靶材料之間移動(dòng)，使得向襯底表面的移動(dòng)變少。因此，即使增加對(duì)靶材料施加的電壓也不會(huì)引起玻璃襯底的損傷，可以以提高的成膜速度制造出裂紋、剝離、白濁化少的高性能的光學(xué)薄膜。
另外，像上面所述的發(fā)明那樣，通過滿足上述式2的設(shè)計(jì)，不僅對(duì)玻璃襯底，對(duì)塑料襯底也能獲得與權(quán)利要求1同樣的效果。
在上面所述的濺射裝置中，在上述兩個(gè)靶材料是圓筒狀時(shí)，設(shè)這兩個(gè)靶材料的外表面的法線之間構(gòu)成的角為θ，在上述兩個(gè)靶材料是平板狀時(shí)，設(shè)這兩個(gè)靶材料的外表面的垂直線之間構(gòu)成的角為θ，則滿足以下式3θ≤160°。
上面所述的發(fā)明中，還可以滿足以下式445°≤θ≤100°。
若根據(jù)上面所述的發(fā)明，通過兩個(gè)靶材料的外表面的法線或垂直線之間構(gòu)成的角θ滿足上述式3的設(shè)計(jì)，使得在對(duì)兩個(gè)靶材料施加電壓時(shí)，靶材料附近的放電只存在于靶材料之間，因此在該狀態(tài)下即使再增加電壓也可以抑制放電氣體中的離子(例如氬離子)對(duì)襯底表面逆濺射，從而可以提高成膜速度。
另外，根據(jù)上面所述的發(fā)明，通過滿足上述式4的設(shè)計(jì)，可以使放電電場(chǎng)收斂在襯底之間、而且可以將靶物質(zhì)付著于襯底的比例維護(hù)得很高，因此能夠以高的成膜速度制造出高性能的光學(xué)薄膜。
在本發(fā)明的濺射裝置中，上述靶材料是圓筒狀的，且在濺射過程中這些靶材料沿圓周方向旋轉(zhuǎn)。
通過使靶材料旋轉(zhuǎn)，可以防止靶材料表面因?yàn)R射而產(chǎn)生變形，從而可以有效地利用靶材料。
本發(fā)明的濺射裝置，還包括圍繞在靶周圍的保護(hù)容器，該保護(hù)容器的前面具有開口；其中，所述保護(hù)容器的背壁上具有放電氣體入口，而反應(yīng)氣體入口提供在靶和襯底之間的真空室的部位。
根據(jù)上述發(fā)明，通過將反應(yīng)氣體的導(dǎo)入口設(shè)置在靶材料與襯底之間、將放電氣體的導(dǎo)入口設(shè)置在保護(hù)容器的背壁上，可以在靶材料附近提高放電氣體的分布密度、在襯底附近提高反應(yīng)氣體的分布密度，從而可以在成膜過程中使靶材料附近的輝光放電穩(wěn)定、同時(shí)可以防止靶材料表面形成氧化物薄膜，因而可以防止成膜速度的下降和放電的不穩(wěn)定。另外，靶物質(zhì)處于低氧化的狀態(tài)也可以促進(jìn)襯底附近以及襯底表面上的氧化，形成透明度高的光學(xué)薄膜。
在上面所述的本發(fā)明的濺射裝置中，施加在上述兩個(gè)靶材料上的電壓極性可以互不相同、且隨時(shí)間而變化。
根據(jù)上面所述的發(fā)明，可以高效地去除形成在靶材料表面上的氧化膜，而且可以抑制襯底因放電而導(dǎo)致的損傷。
根據(jù)本發(fā)明，可以獲得能夠以高速形成高性能的光學(xué)薄膜的濺射裝置。


圖1是表示濺射裝置外部結(jié)構(gòu)的立體圖；圖2是表示真空室內(nèi)結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3是用于說明d1、d2、及θ的平面圖；圖4是用于說明濺射裝置的動(dòng)作的平面圖(a)至(d)；圖5是表示施加電壓波形的圖(a)和(b)；圖6是表示實(shí)施方式2的濺射裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7是表示實(shí)施方式3的濺射裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；圖8是用于說明氧化膜區(qū)域、過度區(qū)域、及金屬區(qū)域的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1下面根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式1。
如圖1及圖2所示，濺射裝置10的由矩形的箱體構(gòu)成的真空室2內(nèi)裝有靶材料63、磁鐵80(81、82、83)、襯底30等。在圖2至圖7中省略了真空室2自身的圖示。另外，標(biāo)號(hào)F表示薄膜。
真空室2由四方筒狀的真空鐘罩主體3、以密封的方式分別覆蓋其頂面與底面的蓋4、以及基座板5構(gòu)成，在該真空室2的內(nèi)部空間里進(jìn)行濺射成膜。真空鐘罩主體3和蓋4相對(duì)基座板5可以自如地升降，而且蓋4通過未圖示的合葉機(jī)構(gòu)相對(duì)于真空鐘罩主體3可以自如地開閉。
真空室2的內(nèi)部設(shè)置有圍繞在靶材料63的周圍、且前面具有開口41的靶保護(hù)板40，另外還設(shè)置有防止成膜時(shí)一邊的靶材料63因來自另一邊靶材料63的飛散粒子而被污染的隔板42。
在與靶保護(hù)板40的開口41對(duì)置的位置上設(shè)置有用于保持襯底30的平板狀的襯底架50。
襯底架50由真空室2的壁面沿左右方向移動(dòng)自如地被支持著，可以使其在濺射時(shí)沿左右方向移動(dòng)。襯底架50具有導(dǎo)電性，與真空鐘罩主體3和蓋4、以及基座板5導(dǎo)通，濺射時(shí)用作地電位。
由襯底架50保持的襯底30可以使用丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、ゼオネツクス樹脂(日本ゼオン公司生產(chǎn)，商品名)、ア-トン樹脂(日本合成橡膠公司生產(chǎn)，商品名)、以及其它透明性良好的普通樹脂作為塑料襯底。作為玻璃襯底，透鏡、反射鏡、棱鏡、導(dǎo)光板、光纖、顯示裝置保護(hù)罩、以及其它由玻璃制成的所有普通的光學(xué)部件均可適用。
真空室2內(nèi)的左右兩處設(shè)置有圓筒狀的靶塊60，還設(shè)置了具有導(dǎo)電性的旋轉(zhuǎn)式擋板61，以便圍繞各個(gè)靶塊60。靶塊60為陰電極，使之在襯底架50之間產(chǎn)生放電。而如圖2中的虛線所示，當(dāng)擋板61移動(dòng)到靶塊60與襯底50之間時(shí)不進(jìn)行成膜。
靶保護(hù)板40的前端部設(shè)置有用于將反應(yīng)氣體導(dǎo)入真空室2內(nèi)的導(dǎo)入口70，靶保護(hù)板40的后端部設(shè)置有用于將放電氣體導(dǎo)入真空室2內(nèi)的導(dǎo)入口71。
作為放電氣體，可以舉出氬氣、氦氣、以及以氬氣為主要成分的氣體(例如含有10w％的氧的氬氣)。
作為反應(yīng)氣體，可以舉出氧氣、氮?dú)?、以及以氧為主要成分的氣體(例如含有30w％的氬的氧氣)。
靶塊60由具有導(dǎo)電性的不銹鋼制或銅制的圓筒狀的靶架62和以內(nèi)周面貼緊靶架62的外周面的方式安裝的圓筒狀的靶材料63構(gòu)成。
作為靶材料63，例如可以舉出用于低折射率材料的硅、氟化鎂等、用于中折射率材料的鋁、釔等，用于高折射率材料的鈦、鉭、鈮、鉿、鎢、鉻、鈰、鎬，或上述材料的低價(jià)氧化物。
靶架62的中空部分內(nèi)設(shè)置有固定在基座板5上的磁鐵80。
磁鐵80由被設(shè)立在基座板5上的桿(未圖示)支持的鐵制鐵芯81、固定在鐵芯81上的第一磁鐵列82、以及以圍繞第一磁鐵列82的方式固定在鐵芯81上的第二磁鐵列83構(gòu)成。
第一、第二磁鐵列82、83沿靶架62的長(zhǎng)邊方向(上下方向)延伸。在朝向靶架62的內(nèi)周面一側(cè)的磁極中，第一磁鐵列82是N極、第二磁鐵列83是S極，各磁極的前端離靶架62的內(nèi)周面的距離大致相等。因此在靶材料63的任意的截面處都產(chǎn)生如圖2中虛線所示的多條磁力線。
另外，在靶材料63的長(zhǎng)邊方向也可以獲得同樣的磁力線，從而在筒狀的靶材料63的整個(gè)外周面中，在面對(duì)襯底架50側(cè)的幾乎半周上可以獲得均勻的磁場(chǎng)。
另外，從第一磁鐵列82的N極產(chǎn)生的磁力線通過離第一磁鐵列82的N極最近的靶架面62a，并從靶材料63的外部到達(dá)第二磁鐵80的S極。
如圖3所示，設(shè)離第一磁鐵列82的N極最近的靶架面62a的法線L之間構(gòu)成的角為θ時(shí)，則進(jìn)行設(shè)計(jì)使之滿足θ≤160°(式3)。而且，θ在0°＜θ＜360°的范圍內(nèi)。
而且，如圖3所示，設(shè)左右兩個(gè)靶材料63的外表面之間最靠近的位置的該兩個(gè)外表面之間的距離為d1、設(shè)各靶材料63的外表面與襯底30的表面最靠近的位置的靶材料63的外表面離襯底30的表面的距離為d2時(shí)，則設(shè)計(jì)使之滿足d1≤3d2(式1)。
另外，在本實(shí)施方式中，左右兩個(gè)靶材料63的外表面離襯底30的表面的距離相等，都為d2，不相等時(shí)，設(shè)一個(gè)距離為d2、另一個(gè)距離為d2′，并進(jìn)行設(shè)計(jì)使之滿足d1≤3d2、d1≤3d2′。
靶架62的中空部分除了是設(shè)置上述磁鐵80的空間之外，還用作冷卻水的流路。通過使冷卻水流過靶架62的中空部分的內(nèi)部，可以防止靶架62和靶材料63的過熱，確保輝光放電穩(wěn)定，還可以防止靶材料63的不必要的化學(xué)反應(yīng)。
下面利用圖4說明上述濺射裝置10的動(dòng)作。在本例中，靶材料63使用硅，在襯底30的表面形成由硅氧化物構(gòu)成的薄膜F。
首先，打開真空鐘罩主體3和蓋4，將靶材料63安裝在各靶架62上。其次，將襯底30保持在襯底架50上、并使其一個(gè)面朝向靶塊60側(cè)。
關(guān)閉真空鐘罩主體3和蓋4，起動(dòng)未圖示的真空排氣系統(tǒng)使真空室2內(nèi)達(dá)到規(guī)定的高真空狀態(tài)，之后，從導(dǎo)入口70、71以規(guī)定的混合比導(dǎo)入反應(yīng)氣體和放電氣體，使真空室2內(nèi)保持規(guī)定的氣壓。
然后，向靶架62通冷卻水，確認(rèn)擋板61已全部關(guān)閉之后，將襯底架50設(shè)置為地電位，在兩個(gè)靶架62(陰極與陽極)之間交替地施加圖5(a)所示的極性在+V1至-V2之間變化的正弦波電壓。也可以施加圖5(b)所示的矩形波電壓。
+V1指正電壓的峰值，通常在0至2000伏的范圍內(nèi)，-V2指負(fù)電壓的峰值，通常在-2000伏至0伏的范圍內(nèi)。電壓頻率通常在20至100kHz的范圍內(nèi)。
然后，在打開導(dǎo)電性的擋板61的同時(shí)開始旋轉(zhuǎn)靶架62，從而使襯底架50與靶塊60之間產(chǎn)生放電氣體的等離子體。然后，在該條件下以規(guī)定速度沿左右方向移動(dòng)襯底架50。
這樣，就如圖4(a)所示，施加負(fù)電壓(-V2)的靶材料63A的表面被因放電而產(chǎn)生的帶正電的氬離子(Ar+)濺射，使靶物質(zhì)在真空中飛散，通過混合氣體中的氧氣的作用，以硅氧化物(SiO2)的狀態(tài)淀積在襯底30的表面。
另一方面，電子、負(fù)電荷被吸引附著在施加正電壓(+V1)的靶材料63B的表面，積聚在形成在表面上的硅氧化物薄膜的表面上。
此時(shí)，如上所述，因?yàn)閮蓚€(gè)靶材料63A、63B的外表面之間的距離d1和靶材料63A、63B的外表面與襯底30的表面之間的距離d2滿足上述式1，所以存在于施加正電壓的靶材料63B附近的氬離子向施加負(fù)電壓的靶材料63A側(cè)移動(dòng)的比例高于向襯底30側(cè)移動(dòng)的比例。因此，可以減少氬離子對(duì)襯底30表面進(jìn)行逆濺射的比例，從而形成高性能的膜。
然后，如圖4(b)所示，對(duì)具有蓄積了電子與負(fù)電荷的硅氧化物薄膜的靶材料63B施加負(fù)電壓(-V2)，則作為正電荷的氬離子被蓄積在靶材料63B上的負(fù)電荷強(qiáng)有力地吸引附著過去，通過該撞擊來去除靶材料63B表面的硅氧化物薄膜。
另外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)成使離第一磁鐵列82的N極最近的靶架面62a的垂直線L之間構(gòu)成的角θ滿足上述式3，所以施加負(fù)電壓的靶材料63B附近的電子及大部分其它電荷會(huì)被吸引附著到與其相對(duì)的施加正電壓(+V1)的靶材料63A的表面上，因此向襯底30側(cè)的移動(dòng)量減少，從而可以防止襯底30的異常的溫度上升，形成高性能的膜。
施加負(fù)電壓的靶材料63B表面的硅氧化物被去除之后，如圖4(c)所示，靶材料63B的表面被帶正電的氬離子濺射，使靶物質(zhì)在真空中飛散，通過混合氣體中的氧氣的作用，以硅氧化物的狀態(tài)淀積在襯底30的表面上。
另一方面，電子、負(fù)電荷被吸引附著到施加正電壓(+V1)的靶材料63A的表面，蓄積在形成在表面上的硅氧化物薄膜上。
然后，如圖4(d)所示，對(duì)靶材料63A施加負(fù)電壓(-V2)，則作為正電荷的氬離子被蓄積在靶材料63A上的負(fù)電荷強(qiáng)有力地吸引附著過去，通過該撞擊來去除靶材料63A表面的硅氧化物薄膜。
若對(duì)靶材料63B施加正電壓(+V1)，則施加負(fù)電壓的靶材料63A附近的電子和大部分其它電荷就會(huì)被吸引附著到靶材料63B的表面，所以向襯底30側(cè)的移動(dòng)量會(huì)減少，從而可以防止襯底30的異常的溫度上升，形成高性能的膜。
如此，通過以滿足上述式1的方式設(shè)置靶材料63與襯底30，可以把靶材料63之間設(shè)置得比較近。然后，若在該狀態(tài)下例如對(duì)一個(gè)靶材料63施加+V1伏的電壓、對(duì)另一個(gè)施加-V2伏的電壓，則兩個(gè)靶材料63之間的電位差為|V1+V2|伏，遠(yuǎn)大于靶材料63與襯底30之間的電位差|V1|伏或|V2|伏。由此，氬離子或氧離子等帶電物質(zhì)以及大部分電子會(huì)在兩個(gè)靶材料63之間移動(dòng)，從而可以大幅度地抑制電子向襯底30表面的移動(dòng)量。因此，即使進(jìn)一步增加向靶材料63施加的電壓，也不會(huì)引起襯底30(尤其是玻璃襯底)的損傷，從而能夠以提高的成膜速度制造出裂紋、剝離、白濁化少的高性能的光學(xué)薄膜F。
此外，通過滿足上述式2的設(shè)計(jì)，不僅對(duì)玻璃襯底，對(duì)塑料襯底也可以獲得同樣的效果。
另外，通過把兩個(gè)靶材料63的外表面的法線之間構(gòu)成的角θ設(shè)計(jì)成滿足上述式3，使靶材料63附近的放電只存在于靶材料63之間，從而使得即使增加電壓也可以抑制氬離子對(duì)襯底30表面進(jìn)行逆濺射的比例，因此可以提高成膜速度。
還有，通過滿足上述式4的設(shè)計(jì)，可以將放電電場(chǎng)收斂在襯底30之間，而且可以將靶物質(zhì)付著到襯底30上的比例維持得較高，從而可以用提高的成膜速度制造出高性能的光學(xué)薄膜F。
另外，通過旋轉(zhuǎn)靶材料63，可以防止靶材料63表面因?yàn)R射而引起的變形，從而可以有效地利用靶材料63。
此外，通過在真空室2內(nèi)將反應(yīng)氣體的導(dǎo)入口70設(shè)置在靶材料63與襯底30之間、并將放電氣體的導(dǎo)入口71設(shè)置在相對(duì)于靶材料63與襯底30相反的一側(cè)，可以使在靶材料63附近放電氣體的分布密度高、在襯底30附近反應(yīng)氣體的分布密度高，從而可以使濺射成膜過程中靶材料63附近的輝光放電穩(wěn)定、并且可以防止靶材料63的表面形成氧化物薄膜，因此可以防止成膜速度下降和放電的不穩(wěn)定。另外，靶物質(zhì)處于低氧化狀態(tài)也可以在襯底30附近或襯底30表面促進(jìn)氧化，從而形成透明度高的光學(xué)薄膜F。
雖然在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中真空室2內(nèi)裝有兩個(gè)靶材料63和兩個(gè)磁鐵80，但不限于此，也可以是在真空室內(nèi)導(dǎo)入多組兩個(gè)為一組的靶材料63和磁鐵80的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施方式2下面說明本發(fā)明的實(shí)施方式2，與上述實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)以同一標(biāo)號(hào)表示，并省略其說明。
如圖6所示，本實(shí)施方式的濺射裝置90的特征在于，左右兩個(gè)靶材料63以及靶架62都是平板狀的。
第一磁鐵列82的N極與上述靶架的面62a對(duì)置地設(shè)置。另外，設(shè)計(jì)成使靶架面62a的垂直線L之間構(gòu)成的角θ滿足θ≤160°(式3)。
另外，進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)左右兩個(gè)靶材料63的外表面之間最靠近的位置處的兩個(gè)外表面之間的距離d1和各個(gè)靶材料63的外表面與襯底30的表面最靠近的位置處的靶材料63的外表面與襯底30的表面之間的距離d2(d2′)滿足(式1)d1≤3d2。
本實(shí)施方式中示出的濺射裝置90也能獲得與上述實(shí)施方式1相同的效果。
實(shí)施方式3下面說明本發(fā)明的實(shí)施方式3，與上述實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)以同一標(biāo)號(hào)表示，并省略其說明。
如圖7所示，本實(shí)施方式的濺射裝置91的特征在于，在同一圓周上設(shè)置多個(gè)平板狀的襯底架50，濺射時(shí)以旋轉(zhuǎn)軸92為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
第一磁鐵列82的N極與上述靶架面62a對(duì)置地設(shè)置。另外，與上述實(shí)施方式1進(jìn)行一樣設(shè)計(jì)靶架面62a的法線L之間構(gòu)成的角θ滿足(式3)θ≤160°；左右兩個(gè)靶材料63的外表面之間最靠近的位置處這兩個(gè)外表面之間的距離d1，與在襯底30旋轉(zhuǎn)到離兩個(gè)靶材料63最近的位置時(shí)的、各靶材料63的外表面與襯底30的表面最靠近的位置處靶材料63的外表面與襯底30的表面之間的距離d2(d2′)滿足(式1)d1≤3d2。
本實(shí)施方式所示的濺射裝置91也能獲得與上述實(shí)施方式1同樣的效果。同時(shí)由于具備多個(gè)襯底架50，所以可以高效率地在多個(gè)襯底30上形成薄膜F。
實(shí)施例下面說明實(shí)施例1至14。
在各實(shí)施例中，利用上述實(shí)施方式1所示的濺射裝置(參照?qǐng)D2)、將真空室抽至3×10-3Pa之后往真空室中導(dǎo)入作為放電氣體的氬氣和作為反應(yīng)氣體的氧氣。之后，在真空室內(nèi)的氣壓穩(wěn)定了的狀態(tài)下，在實(shí)施例1至5和9至14中對(duì)靶材料施加正弦波電壓、在實(shí)施例6至8中對(duì)靶材料施加矩形波電壓，由此而對(duì)玻璃襯底和塑料襯底進(jìn)行成膜。實(shí)施例1至9、比較例1和2中的靶材料使用硅，實(shí)施例10至14和比較例3中的靶材料使用鈦的低價(jià)氧化物。
表1示出了各實(shí)施例以及比較例的成膜條件。
另外，表2示出了各實(shí)施例及比較例的成膜速度與其評(píng)價(jià)、膜性能與其評(píng)價(jià)、以及綜合性能的評(píng)價(jià)。
表1

表2

從表2可知，像比較例1那樣d1在d2(d2′)的3倍以上即不滿足上述式1時(shí)，會(huì)導(dǎo)致成膜速度下降、而且玻璃襯底和塑料襯底都產(chǎn)生了白濁，膜性能不夠理想。
另一方面，像實(shí)施例3那樣d1在d2(d2′)的2倍以上3倍以下，即滿足上述式1而不滿足上述式2時(shí)，玻璃襯底的膜沒有產(chǎn)生白濁，膜性能良好。進(jìn)而像實(shí)施例1和2那樣d1在d2(d2′)的2倍以下即滿足上述式2時(shí)，玻璃襯底和塑料襯底都在成膜速度高的狀態(tài)下獲得了良好的膜性能。
另外，從比較例2可知，θ在160°以上即不滿足上述式3時(shí)，雖然膜性能良好，但成膜速度下降。
另一方面，像實(shí)施例4、5、7以及8那樣，使θ小于等于160°，即滿足上述式3而不滿足式4時(shí)，至少玻璃襯底獲得了良好的膜性能。而像實(shí)施例2、6、及9那樣使θ在45°至100°的范圍內(nèi)，即滿足上述式4時(shí)，玻璃襯底和塑料襯底都在成膜速度高的狀態(tài)下獲得了良好的薄膜。
由比較例3可知，d1在d2(d2′)的3倍以上即不滿足上述式1時(shí)會(huì)導(dǎo)致成膜速度下降、而且玻璃襯底與塑料襯底都產(chǎn)生白濁，膜性能不夠理想。
另一方面，像實(shí)施例12及13那樣，d1在d2(d2′)的2倍以上3倍以下，即滿足上述式1而不滿足上述式2時(shí)，玻璃襯底的膜沒有產(chǎn)生白濁，膜性能良好。而像實(shí)施例10、11及14那樣d1小于等于d2(d2′)的2倍，即滿足上述式2時(shí)，玻璃襯底和塑料襯底都在成膜速度高的狀態(tài)下獲得了良好的膜性能。
權(quán)利要求
1.一種濺射裝置，用于把薄膜涂層涂覆到襯底上，該濺射裝置包括真空室；在所述真空室內(nèi)的至少兩個(gè)圓筒狀的靶或兩個(gè)平板狀的靶；以及至少兩個(gè)并列地分別置于各個(gè)靶上的磁鐵，用于在該靶的外表面附近產(chǎn)生磁場(chǎng)；其中，1)所述薄膜涂層通過在把電壓施加到各個(gè)磁鐵上的同時(shí)，向所述真空室中導(dǎo)入放電氣體而形成；2)在所述真空室中滿足公式(1)d1≤3d2其中，d1是兩個(gè)靶的外表面之間的距離，d2是兩個(gè)靶的外表面與襯底之間的任一個(gè)距離。
2.如權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其中，所述真空室滿足公式(2)d1≤2d2。
3.如權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其中，所述真空室滿足公式(3)θ≤160°，其中，(1)當(dāng)兩個(gè)靶為圓柱狀時(shí)，θ被限定為在包含所述兩個(gè)靶的截面上的靶的外圓上畫出的兩條法線之間的夾角，上述截面垂直于所述圓筒狀磁鐵之一的側(cè)面，各條法線從所述外圓上磁場(chǎng)最大的一點(diǎn)處引出；(2)當(dāng)所述兩個(gè)靶為平面狀時(shí)，θ被限定為所述靶在包含兩個(gè)靶的截面中靶的兩個(gè)垂直線之間的角度。
4.如權(quán)利要求3所述的濺射裝置，其中，在所述真空室中滿足公式(4)45°≤θ≤100°。
5.如權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其中，所述靶為圓筒狀，且在濺射的同時(shí)按圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的濺射裝置，還包括圍繞在靶周圍的保護(hù)容器，該保護(hù)容器的前面具有開口；其中，所述保護(hù)容器的背壁上具有放電氣體入口，而反應(yīng)氣體入口提供在靶和襯底之間的真空室的部位。
7.如權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其中，加在兩個(gè)靶上的電功率的極性互相不同，且隨時(shí)間變化。
全文摘要
提供一種能夠高速形成高性能的光學(xué)薄膜的濺射裝置。本發(fā)明的濺射裝置90的真空室2內(nèi)具有圓筒狀或平板狀的至少兩個(gè)靶材料63、和使上述靶材料的外表面附近產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵80。其特征在于設(shè)兩個(gè)靶材料的外表面之間的間隔為d1、設(shè)上述靶材料的外表面與襯底表面之間的間隔為d2時(shí)，滿足下式1，d1≤3d2(式1)。
文檔編號(hào)C23C14/35GK1611631SQ20041008598
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者太田達(dá)男, 中野智史, 德弘節(jié)夫 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社