[发明专利]溅射装置以及成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工件的表面进行成膜的溅射装置以及成膜方法。

背景技术

在例如手机的主体外壳、汽车的门把手等工件的装饰涂装中，经常使用进行反射防止膜等的光学薄膜等的成膜的溅射装置。在溅射装置中，在真空槽内盛满稀薄的溅射气体，在该真空槽内将靶材料作为一个电极来进行辉光放电。而且，使通过该辉光放电而产生的等离子的阳离子与靶材料碰撞，从而从靶材料中击出溅射粒子(原子、分子)，使该溅射粒子堆积在工件表面从而形成薄膜。此外，还有一种反应溅射法，除溅射气体之外还向真空槽内导入氧气、氮气那样的反应气体，从而形成化合物薄膜。

然而，在上述的那样的溅射装置中，虽然成膜能够获得某种程度的均匀性，在形成光学薄膜的情况下，该均匀性还不是足够高。这是由于从靶材料的表面击出的溅射粒子以较高的直线性飞溅，并且具有高的附着概率。作为改善上述成膜的对策之一，可以想到提高成膜压力而使溅射粒子散射。但是，即使这样，在较多溅射粒子所飞溅的位置膜厚会增大，还是很难获得具有令人满意的均匀性的薄膜。此外，由于溅射粒子以较高的直线性飞溅，因此在与靶材料相对的面以外的部分存在不能够进行成膜，或者仅能够形成较薄的薄膜的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对多种形状的工件良好地进行成膜的、能够进行均匀性足够高的成膜的溅射装置以及成膜方法。

本发明为了达成上述目的，技术方案1中的溅射装置，在真空槽内配置靶材料，通过在导入了溅射气体的气体环境下进行放电，从而使溅射粒子从靶飞溅出来，并使该飞溅出的溅射粒子堆积在工件上来进行成膜，该溅射装置的特征在于，具备：离子化机构，使从上述靶材料向上述工件飞溅的溅射粒子离子化；偏压电源，向具有导电性的偏压电极板施加负的偏压，该偏压电极板接近上述工件或者上述工件的背面侧而设置；以及电流限制机构，将流过上述偏压电源的电流限制为比与通过上述离子化机构在单位时间内产生的溅射粒子的正离子的电荷量相当的电流小。

在技术方案2所述的溅射装置中，上述离子化机构包括：配置在上述靶材料和上述工件之间的高频线圈；以及向该高频线圈供给高频电力的高频电源。

在技术方案3所述的溅射装置中，上述高频线圈配置在比上述靶材料更靠近上述工件的位置。

在技术方案4所述的溅射装置中，上述离子化机构是向上述靶材料和上述工件之间放出热电子的热电子产生器。

在技术方案5所述的溅射装置中，上述离子化机构是向上述靶材料和上述工件之间照射离子的离子枪。

在技术方案6所述的溅射装置中，上述偏压电极板是与上述工件的背面侧的面形状大致相似的形状，沿着上述工件的背面侧的面而配置。

在技术方案7所述的溅射装置中，上述偏压电极一体地设置在保持上述工件的保持构件上。

技术方案8的成膜方法包括以下步骤：将配置在真空槽内的靶材料作为电极来进行放电，使溅射粒子从靶向成膜对象的工件飞溅；在靶材料和工件之间使飞溅出的溅射粒子被离子化为正离子；在工件或者工件的背面的附近施加负的偏压，并将偏压电流限制为比与单位时间内被离子化的溅射粒子的电荷量相当的电流小；通过该偏压将离子化的溅射粒子吸引到工件上，使溅射粒子堆积在工件表面从而形成薄膜。

在技术方案9所述的成膜方法中，通过被供给高频电力的高频线圈来使溅射粒子离子化。

在技术方案10所述的成膜方法中，在比靶材料更靠近工件的位置使溅射粒子离子化。

在技术方案11所述的成膜方法中，从热电子产生器向靶材料和工件之间放出热电子，从而使溅射粒子离子化。

在技术方案12所述的成膜方法中，从离子枪向靶材料和工件之间照射离子，从而使溅射粒子离子化。

在技术方案13所述的成膜方法中，通过沿工件的背面的面形状的偏压电极来进行偏压。

发明效果

通过本发明的上述构成，使从靶材料朝向工件飞溅的溅射粒子离子化，并且使工件或工件的背面的附近为负的偏压从而使溅射粒子吸附在工件的表面，使溅射粒子不仅高效地附着在与靶相对的工件的面上，还附着在其他的表面上，从而实现成膜的均匀化。此外，限制偏压电流以使该偏压电流比与产生的正离子的溅射粒子的电荷量相当的电流更小，使得溅射粒子能够均匀地附着并堆积在工件上，从而能够进行膜厚的均匀性高的成膜。

附图说明

图1是表示实施了本发明的溅射装置的构成的说明图。

图2是表示RF线圈和工件的配置关系的说明图。

图3是表示工件和工件保持装置的形状的一部分被切断的立体图。

图4是示意性地表示离子化的溅射粒子被吸附在工件上的状态的说明图。