スパッタリング成膜装置
【課題】 立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置を提供する。
【解決手段】 その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバ１と、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダ８と、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部２０ａと、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部１８ａ〜１８ｄ，１９ａ〜１９ｄとを備えるスパッタリング成膜装置１００であって、前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲット１０ａ〜１０ｄを有し、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している。
【解決手段】 その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバ１と、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダ８と、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部２０ａと、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部１８ａ〜１８ｄ，１９ａ〜１９ｄとを備えるスパッタリング成膜装置１００であって、前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲット１０ａ〜１０ｄを有し、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に薄膜を成膜する真空成膜装置に関し、特に、不活性ガスの衝突によりターゲットから叩き出した成膜物質を基材の表面に堆積させて薄膜を成膜するスパッタリング成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック等の樹脂製基材やシリコンウエハー等の基材の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜するための真空成膜装置として、スパッタリング成膜装置が用いられている。
【０００３】
スパッタリング成膜装置は、実質的に真空状態とされた真空チャンバの内部に放電用のアルゴンガス等の不活性ガスを導入しながら基材とターゲットとの間に直流高電圧を印加してグロー放電を発生させ、この直流高電圧の印加による放電により発生させたアルゴンイオンをターゲットに衝突させ、このアルゴンイオンの衝突により叩き出されたターゲット由来の成膜物質を基材の表面に堆積させて薄膜を成膜する、種々ある真空成膜装置の内の一種である。
【０００４】
このスパッタリング成膜装置では、熱エネルギーを利用して蒸発源から成膜物質を蒸発させて薄膜を成膜する場合と異なり、アルゴンイオンの激しい衝突によって高エネルギー状態（例えば、上記蒸発の場合と比べて、約１００倍の高エネルギー状態）の成膜物質がターゲットから叩き出される。そして、この叩き出された高エネルギー状態の成膜物質が基材の表面に激しく衝突しながら堆積することにより、基材の表面に所望の薄膜が良好に成膜される。この場合、上述したように、高エネルギー状態の成膜物質が基材の表面に激しく衝突しながら薄膜が成膜されるので、基材に対する密着性が優れた薄膜を得ることができる。そのため、スパッタリング成膜装置は、基材と薄膜との密着性が重視される用途において、従来から好適に用いられている。
【０００５】
ここで、従来のスパッタリング成膜装置の構成と動作とについて、図面を参照しながら概説する。
【０００６】
図５は、従来のスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図５では、スパッタリング成膜装置として、マグネトロン型のスパッタリング成膜装置を例示している。
【０００７】
図５に示すように、従来のスパッタリング成膜装置３００は、導電性部材からなる真空チャンバ１と、不活性ガスとしてのアルゴンガスを真空チャンバ１の内部に供給するためのＡｒ供給装置２及び供給経路３と、真空チャンバ１の内部の空気を排気してその内部を実質的な真空状態にするための排気装置４及び排気経路５と、陰極として機能するカソード６と、このカソード６の裏面（つまり、真空チャンバ１の外部側の面）に配設された電磁石７と、真空チャンバ１の内部で基材９を所定の支持状態で支持するための基材ホルダ８とを有している。ここで、供給経路３及び排気経路５の各々は、真空チャンバ１の内部に連通している。
【０００８】
上述したように、スパッタリング成膜装置３００におけるカソード６は、マグネトロンスパッタの際の陰極として用いられる。図５に示すように、このカソード６は、その一部が真空チャンバ１の外部に突出しており、残りの部分が真空チャンバ１の内部に配置されている。又、このカソード６は、図５では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。従って、カソード６と真空チャンバ１とは、電気的に絶縁されている。そして、真空チャンバ１の内部では、このカソード６の表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０が配設されている。ここで、このターゲット１０は、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等から選択された成膜物質によって構成されている。又、真空チャンバ１の外部では、上述したように、カソード６の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７が配設されている。
【０００９】
又、図５に示すように、電磁石７の特に図示しない電極は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。ここで、この電磁石７は、カソード６の形状に応じた形状にコイル（図示せず）を巻回して構成されている。例えば、この電磁石７は、カソード６の形状が円形であればリング状とされ、又、カソード６の形状が矩形であればトラック形状とされている。このような電磁石７は、ターゲット１０の消耗した部分（エロージョン）の形状が均等になるように、カソード６の裏面に配設されている。
【００１０】
又、図５に示すように、カソード６の真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が電気的に接続されている。そして、このケーブルの他端は、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。又、ＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。ここで、真空チャンバ１、及び真空チャンバ１に電気的に接続されている基材ホルダ８は、各々接地されている。つまり、ＤＣ電源１３のプラス端子と真空チャンバ１及び基材ホルダ８とは、相互に同電位とされている。かかる構成により、カソード６と真空チャンバ１との間に、電位差に応じた電界を形成することが可能とされている。
【００１１】
一方、真空チャンバ１の内部に配設される基材ホルダ８の形状は、例えば、円板状の形状である。そして、真空チャンバ１の壁部に固定された支持構造１４によって、その円板状の基材ホルダ８が、真空チャンバ１の内部の所定位置に配設されている。この場合、基材ホルダ８の表面がターゲット１０の表面に対して平行となるようにして、かつ基材ホルダ８とターゲット１０とが相互に対向するようにして、基材ホルダ８が真空チャンバ１の内部に配設されている。ここで、基材ホルダ８は、導電性部材によって構成されていてもよく、又、非導電性部材によって構成されていてもよい。尚、基材ホルダ８が導電性部材によって構成される場合には、成膜時における異常放電を防止することが可能となる。そして、この基材ホルダ８の表面に、例えば円板状の基材９が装着される。
【００１２】
このように構成される従来のスパッタリング成膜装置３００では、基材ホルダ８に基材９が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出される。この排気装置４による排気動作により、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされた後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。
【００１３】
真空チャンバ１の内部にＡｒ供給装置２からアルゴンガスが供給されると、制御装置１２の制御動作によって、磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これにより、電磁石７が通電されて、カソード６の周囲に磁界が発生する。
【００１４】
一方、成膜時、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６に印加されることにより、カソード６と真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６にはＤＣ電源１３のマイナス端子が接続されており、その一方で真空チャンバ１にはＤＣ電源１３のプラス端子が接続されているので、カソード６の電位は真空チャンバ１の電位よりも低電位となる。これにより、カソード６と真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界によって、グロー放電が生じる。すると、そのグロー放電により発生するアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６の周囲に正電荷のアルゴンイオン１５（Ａｒ+）が集中する。そして、このカソード６の周囲に集中した正電荷のアルゴンイオン１５が、ターゲット１０の表面に加速されながら激しく衝突する。又、このアルゴンイオン１５の激しい衝突によって、ターゲット１０を構成する例えば銅粒子１６が、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００１５】
ターゲット１０から叩き出された高エネルギー状態の銅粒子１６は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を基材９に向けて移動する。そして、その高エネルギー状態の銅粒子１６が、基材９の表面に激しく衝突して堆積する。これにより、基材９の表面には、銅粒子１６からなる薄膜９ａが成膜される。この際、ターゲット１０から叩き出された銅粒子１６は基材９の表面に高エネルギー状態で激しく衝突するため、例えば微視的なアンカー効果等により、銅粒子１６からなる薄膜９ａと基材９とは強固に密着する。つまり、スパッタリング成膜装置３００を用いて成膜を行うことによって、基材９との密着性に優れた薄膜９ａを容易に成膜することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−００１７７２号公報（特に、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、従来のスパッタリング成膜装置を用いて基材の表面に薄膜を成膜する場合には、平面状の形状を有する基材がターゲットに対して平行な状態で基材ホルダに装着されるので、成膜される薄膜の膜厚は基材の全面に渡って概ね均一な膜厚となる。
【００１７】
ところで、例えば、自動車の前照灯で用いられる反射板等の光学部材では、一点の光源から発せられた放射光を平行光に変換する必要があるため、その光学部材の一部に凹面鏡等の反射面を形成する必要がある。そして、このような凹部を有する光学部材を品質良く製造するためには、その凹部を有する基材の全面に均一な厚みの反射膜を成膜する必要がある。換言すれば、光学部材を構成する基材のターゲットと平行となる部分の膜厚と、凹部内の曲面における膜厚とが互いに略同一の膜厚となるように、基材の表面に反射膜を成膜する必要がある。
【００１８】
しかしながら、従来のスパッタリング成膜装置を用いて凹凸を有する基材や立体形状を有する基材の表面に薄膜を成膜する場合、基材のターゲットに対して平行となる部分への薄膜の成膜は良好に行われるが、凹凸形状や立体形状に因って発生するターゲットからみて影になる部分への薄膜の成膜は、非常に困難であった。具体的には、従来のスパッタリング成膜装置を用いる場合、基材のターゲットからみて影になる部分にはそのターゲットから叩き出された成膜物質が到達し難いため、成膜不良が発生するか、又は、成膜される薄膜の膜厚が非常に薄くなる。又、ターゲットからみて影にならない部分であっても、ターゲットに対して傾斜する部分の膜厚は比較的薄くなる。つまり、従来のスパッタリング成膜装置では、凹凸形状や立体形状を有する基材の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することは困難であった。そして、そのため、従来のスパッタリング成膜装置では、上述した自動車の前照灯を構成する反射板等の光学部材等を安定した成膜品質で製造することが困難であった。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされてものであり、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明に係るスパッタリング成膜装置は、その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバと、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダと、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部と、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部とを備えるスパッタリング成膜装置であって、前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲットを有し、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している（請求項１）。かかる構成とすることにより、ターゲット部を構成する３以上のターゲットの各々から射出方向が多方位のスパッタ成分が真空チャンバの内部に飛散するようになるので、凹凸形状や立体形状を有する基材の表面の全体に反射膜等の薄膜を均一な膜厚で容易に成膜することが可能になる。又、ターゲットから供給されるスパッタ成分を効率良く基材の表面に集中して堆積させることができるので、ターゲットを無駄なく使用することが可能になる。
【００２１】
この場合、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線と交差するようにして該基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している。（請求項２）。かかる構成とすることにより、ターゲット部を構成する３以上のターゲットの各々から飛散するスパッタ成分の飛散方向を最適化することが可能になる。
【００２２】
又、上記の場合、前記ターゲット部が各々台形状の４つのターゲットを有し、前記４つのターゲットが、２つのターゲットの各々の斜辺が相互に対向するようにして各々配置されている（請求項３）。かかる構成とすることにより、４つのターゲットの各々からスパッタ成分が各々異なる方向性を有して供給されるので、凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より効果的に行うことが可能になる。
【００２３】
又、上記の場合、前記ターゲット部が各々矩形状の８つのターゲットを有し、前記８つのターゲットが、１つのターゲットの２辺が他の２つのターゲットの１辺と相互に対向するようにして各々配置されている（請求項４）。かかる構成とすることにより、８つのターゲットの各々からスパッタ成分が各々異なる方向性を有して供給されるので、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より一層効果的に行うことが可能になる。
【００２４】
更に、上記の場合、前記３以上のターゲットの各々に対して前記制御部が個別に設けられ、前記制御部により前記３以上のターゲットの各々からの前記成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御される（請求項５）。かかる構成とすることにより、制御部により３以上のターゲットの各々からの成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御されるので、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より一層効果的に行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るスパッタリング成膜装置を用いることにより、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図１では、後述するマルチターゲット部２０ａにおける第１ユニット１０１と第３ユニット１０３との略中央部分を縦断した場合（即ち、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿って縦断した場合）における断面構成を模式的に示している。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００は、例えばステンレス等の導電性部材からなる真空チャンバ１を有している。この真空チャンバ１は、所定の導電経路によって、接地状態とされている。又、このスパッタリング成膜装置１００は、不活性ガスとしてのアルゴンガスを真空チャンバ１の内部に供給するためのＡｒ供給装置２及び供給経路３と、真空チャンバ１の内部の空気を排気してその内部を実質的な真空状態にするための排気装置４及び排気経路５と、表面に反射膜等の薄膜を成膜する基材を真空チャンバ１の内部の所定位置に所定の支持状態で支持するための基材ホルダ８とを有している。又、このスパッタリング成膜装置１００は、ここでは凹凸基材１７の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜する際の成膜物質の供給源として機能する複数の電磁石及びカソード及びターゲットが集合して構成されているマルチターゲット部２０ａを備えている。このマルチターゲット部２０ａの構成については、後に詳細に説明する。尚、供給経路３及び排気経路５の各々は、真空チャンバ１の内部に連通している。又、マルチターゲット部２０ａと基材ホルダ８とは、相互に対向する位置関係となるようにして、真空チャンバ１の内部に各々配設されている。
【００２９】
真空チャンバ１の内部に配設される基材ホルダ８の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、基材ホルダ８として、厚み方向からみて円板状の形状を有する板状の基材ホルダを用いている。そして、真空チャンバ１の壁部に導通状態で固定された支持構造１４によって、その円板状の基材ホルダ８が真空チャンバ１の内部の所定位置に配設されている。ここで、この「所定位置」とは、本実施の形態においては、厚み方向からみた基材ホルダ８の中心軸がマルチターゲット部２０ａの正面視における中心軸と一致する位置としている。尚、基材ホルダ８は、導電性部材によって構成されていてもよく、又、非導電性部材によって構成されていてもよい。尚、基材ホルダ８が導電性部材によって構成される場合には、成膜時における異常放電を防止することが可能となる。そして、この基材ホルダ８の表面に、自動車の前照灯やその他の光学部材等に用いられる、表面に凹凸形状が形成された凹凸基材１７が装着される。
【００３０】
又、図１に示すように、このスパッタリング成膜装置１００は、上述したマルチターゲット部２０ａを構成する各々の電磁石に対する電力の供給量を調整するための電力調整器１８ａ〜１８ｄと、マルチターゲット部２０ａを構成する各々のカソードに対する印加電圧を調整するための電圧調整器１９ａ〜１９ｄとを有している。これらの電力調整器１８ａ〜１８ｄと電圧調整器１９ａ〜１９ｄとを、本明細書では、「制御部」と称している。又、このスパッタリング成膜装置１００は、電力調整器１８ａ〜１８ｄに対して上述した各々の電磁石を稼働させるための電力を供給する磁石電源１１と、この磁石電源１１の動作を制御するための制御装置１２と、電圧調整器１９ａ〜１９ｄに対して上述した各々のカソードを機能させるための直流高電圧を出力するＤＣ電源１３とを有している。
【００３１】
次に、本発明を特徴付けるマルチターゲット部２０ａの構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIIｃ−IIｃ線に沿った断面図である。ここで、図２（ａ）に示す正面図は、真空チャンバ１の内部において基材ホルダ８からマルチターゲット部２０ａを望んだ場合に観察されるマルチターゲット部２０ａの状態を示す図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルチターゲット部２０ａは、各々が平板状の形状を有する、第１ユニット１０１、第２ユニット１０２、第３ユニット１０３、及び第４ユニット１０４の４つのターゲット部によって構成されている。本明細書では、これらの複数のターゲット部で構成される集合体を、「マルチターゲット部」と称している。これらの第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、ターゲット１０ａ〜１０ｄ、カソード６ａ〜６ｄ、電磁石７ａ〜７ｄの各々によって構成されている。具体的に説明すると、例えば、第１ユニット１０１に着目した場合、板状の形状を有するカソード６ａの一方の面には電磁石７ａが配設されており、又、カソード６ａの他方の面には板状の形状を有するターゲット１０ａが配設されている。ここで、カソード６ａとターゲット１０ａとは平面視形状（厚み方向からみた形状）が略均しい大きさを有しており、各々の端面を揃えるようにして相互に密着されている。一方、電磁石７ａの大きさは平面視形状がカソード６ａの大きさよりも小さく、カソード６ａと略相似形の形状を有している。ここで、この電磁石７ａは、カソード６ａの形状に応じた形状にコイル（図示せず）を巻回して構成されている。例えば、この電磁石７ａは、カソード６ａの形状が円形の形状であればリング状とされ、又、カソード６の形状が矩形の形状であればトラック形状とされている。このような電磁石７ａは、ターゲット１０ａの消耗した部分（エロージョン）の形状が均等になるように、カソード６ａの裏面に配設されている。そして、かかる第１ユニット１０１の構成と同様の構成を、他の第２ユニット１０２〜第４ユニット１０４の各々も備えている。尚、本実施の形態では、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が各々電磁石７ａ〜７ｄとカソード６ａ〜６ｄとターゲット１０ａ〜１０ｄとから構成されているが、このような構成に限定されることはなく、例えば、カソード６ａ〜６ｄがターゲット１０ａ〜１０ｄを兼ねる構成であってもよい。
【００３４】
カソード６ａ〜６ｄの材料としては、マグネトロンスパッタの際の陰極として用いることが可能な導電性を有する材料であれば、如何なる材料を用いてもよい。又、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ａ〜１０ｄは、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等から選択される成膜物質によって構成されている。例えば、スパッタリング成膜装置１００によって樹脂層上に銅からなる配線層を形成する場合には、銅から構成されるターゲットが用いられる。又、電磁石７ａ〜７ｄとしては、マグネトロンスパッタを好適に実行可能な電磁石であれば、如何なる電磁石を用いてもよい。尚、本実施の形態では電磁石を用いているが、このような構成に限定されることはなく、例えば永久磁石を電磁石７ａ〜７ｄとして用いてもよい。
【００３５】
又、図２（ａ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、台形状の平面形状を各々有している。そして、これらの第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、短辺を内側に配置しかつ長辺を外側に配置するようにして、全体として四角錐台形状をなすようにして、各々真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する所定の位置に配置されている。ここで、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、その一部を図１に示すように、カソード６ａ〜６ｄの各々の一部が真空チャンバ１の外部に突出し、残りの部分が真空チャンバ１の内部に位置するようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、これらのカソード６ａ〜６ｄは、図１では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。従って、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１とは、相互に電気的に絶縁されている。そして、図１及び図２に示すように、真空チャンバ１の内部では、これらのカソード６ａ〜６ｄの表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ａ〜１０ｄが各々配設されている。又、真空チャンバ１の外部では、カソード６ａ〜６ｄの各々の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７ａ〜７ｄが各々配設されている。
【００３６】
本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が、仮想の基準線に対して所定の角度だけ傾斜して配設されている。
【００３７】
より具体的に説明すると、図１及び図２（ｂ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１は、円板状の基材ホルダ８の中心軸に一致する仮想の基準線Ａに対して第１ユニット１０１の垂線が角度θａだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ａを構成する第３ユニット１０３は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｃだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、図２（ｃ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第２ユニット１０２は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｂだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ａを構成する第４ユニット１０４は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｄだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。つまり、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の垂線と仮想の基準線Ａとのなす角が各々θａ〜θｄとなるようにして、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている。尚、本実施の形態では、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている形態について説明しているが、この配設形態に限定されることはなく、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の垂線が基準線Ａに対して各々θａ〜θｄだけ傾斜する形態であれば、如何なる配設形態を採用してもよい。例えば、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を１枚のボード上に所定の角度で傾斜させて配設して、この第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を有するボードを真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する壁部に配設する形態としてもよい。又、本実施の形態では、θａ〜θｄを何れも同一の角度とする形態について説明しているが、この形態に限定されることはなく、個々の角度を必要に応じて個別に設定する形態としてもよい。つまり、本発明では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を内側（基準線Ａ側）に傾斜させる点が重要であり、この点を具現化可能な形態であれば、如何なる形態であってもよい。
【００３８】
そして、図１に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々における電磁石７ａ〜７ｄに設けられた特に図示しない各電気端子が、所定の配線を介して、電力調整器１８ａ〜１８ｄの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電力調整器１８ａ〜１８ｄの各電力供給端子は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない電力出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。
【００３９】
又、図１に示すように、カソード６ａ〜６ｄの真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が各々電気的に接続されている。そして、これらの各々のケーブルの他端が、電圧調整器１９ａ〜１９ｄの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電圧調整器１９ａ〜１９ｄの各電圧印加端子は、所定の配線を介して、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。このＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。ここで、上述したように、真空チャンバ１、及び真空チャンバ１に電気的に接続されている基材ホルダ８は、各々接地されている。そのため、ＤＣ電源１３のプラス端子と真空チャンバ１及び基材ホルダ８とは、相互に同電位とされている。かかる構成により、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間に、電位差に応じた電界を形成することが可能とされている。
【００４０】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００は、電磁石７ａ〜７ｄに供給する電力を電力調整器１８ａ〜１８ｄにより個別に調整することが可能に構成されている。又、カソード６ａ〜６ｄに印加する直流高電圧を、電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって個別に調整することが可能に構成されている。このように構成されていることにより、スパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａにおける第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を、各々異なる動作条件において機能させることが可能とされている。これにより、凹凸基材１７の表面形状に応じて、最適な成膜条件を提供することができる。
【００４１】
さて、上述の如く構成される本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、基材ホルダ８に凹凸形状を有する凹凸基材１７が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出される。この排気装置４による排気動作により、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされた後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。
【００４２】
真空チャンバ１の内部にＡｒ供給装置２からアルゴンガスが供給されると、制御装置１２の制御によって、磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これによって、マルチターゲット２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の電磁石７ａ〜７ｄに対して、磁場を発生させるための電力が供給される。この際、電磁石７ａ〜７ｄに供給される電力は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電力調整器１８ａ〜１８ｄによって適宜調整される。この電磁石７ａ〜７ｄに対する磁石電源１１からの電力の供給により、カソード６ａ〜６ｄの周囲には磁界が発生する。
【００４３】
一方、成膜時、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６ａ〜６ｄに印加されることにより、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６ａ〜６ｄに印加される直流高電圧は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって適宜調整される。ここで、カソード６ａ〜６ｄは電圧調整器１９ａ〜１９ｄを介してＤＣ電源１３のマイナス端子と接続されており、その一方で、真空チャンバ１にはＤＣ電源１３のプラス端子が接続されているので、カソード６ａ〜６ｄの電位は真空チャンバ１の電位よりも低電位となる。これにより、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界により、グロー放電が生じる。すると、そのグロー放電により発生するアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６ａ〜６ｄの周囲には正電荷のアルゴンイオン（Ａｒ+）が集中する。そして、このカソード６ａ〜６ｄの周囲に集中した正電荷のアルゴンイオンが、ターゲット１０ａ〜１０ｄの表面に加速されながら激しく衝突する。又、このアルゴンイオンの激しい衝突によって、ターゲット１０ａ〜１０ｄを構成する例えば銅が、銅粒子として、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００４４】
マルチターゲット部２０ａのターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を凹凸基材１７に向けて移動する。この際、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が図１及び図２に示すように仮想の基準線Ａに対して角度θａ〜θｄだけ傾斜して配設されているので、ターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、凹凸基材１７に形成された凹凸部の底面や側面等にも十分に到達する。又、この場合、ターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、相互に衝突してその進行方向を逐次変化させながら、凹凸基材１７の表面に到達することも考えられる。つまり、本実施の形態によれば、成膜時における真空チャンバ１の内部の状態が、高エネルギー状態でありかつ多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態となる。そして、これにより、その多方位に移動する高エネルギー状態の銅粒子が、凹凸基材１７の表面（平面部、及び凹凸部における底部や壁部）に均一な密度で衝突して堆積する。即ち、凹凸基材１７の表面には、均一な膜厚の薄膜１７ａがムラ（影）なく成膜される。又、アルゴンイオンの激しい衝突により叩き出された高エネルギー状態の銅粒子が凹凸基材１７の表面に高エネルギー状態で激しく衝突するため、銅粒子からなる薄膜１７ａと凹凸基材１７とは強固に密着する。
【００４５】
凹凸基材１７に対する薄膜１７ａの成膜が完了した後、所定の真空状態とされている真空チャンバ１の内部には、図１では特に図示しない大気導入部から大気が導入される。この大気の導入により、真空チャンバ１の内部は常圧状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が常圧状態となったことが確認されると、基材ホルダ８から、薄膜１７ａの成膜が完了した凹凸基材１７が取り外される。
【００４６】
以上、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００を用いることによれば、真空チャンバ１の内部に射出方向が多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在するようになるので、これまで困難であった立体形状や凹凸形状を有する凹凸基材１７の表面に均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる、具体的には、従来のスパッタリング成膜装置を用いて凹凸形状を有する基材や立体形状を有する基材の表面に薄膜を成膜する場合と比べて、凹凸形状や立体形状に因って発生するターゲットからみて影になる部分等への薄膜の成膜も良好に行われるようになる。これは、マルチターゲット部２０ａから叩き出される成膜物質が多方性を有しており、これにより、凹凸基材１７のターゲットからみて影になる部分や、影にはならないがターゲットに対して傾斜する部分にも成膜物質が衝突し易くなるためである。そして、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００を用いることにより、凹凸形状や立体形状を有する凹凸基材１７の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することが容易になるので、自動車の前照灯を構成する反射板等の光学部材等を安定した成膜品質で製造することが可能になる。
【００４７】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置によれば、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が傾斜して配設されているので、成膜時の成膜物質の利用効率を改善することが可能になる。又、防着板に付着する成膜物質の量を低減することができるので、成膜時における設備メンテナンス（メンテナンスインターバル）を簡略化（短縮化）することが可能になる。そして、これらにより、光学部材等の製造に係るトータルコストを低減することが可能になる。
【００４８】
又、上述したように、凹凸基材１７の表面に薄膜を成膜する際には、電磁石７ａ〜７ｄに供給される電力が基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて電力調整器１８ａ〜１８ｄによって適宜独立して調整される。又、カソード６ａ〜６ｄに印加される直流高電圧が、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって適宜独立して調整される。これにより、基材の形状及びサイズに応じた高品質な成膜が可能になる。
【００４９】
そして、本実施の形態によれば、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置を提供することが可能になる。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置では、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置の場合と比べて、マルチターゲット部の構成が異なっている。又、マルチターゲット部の構成が異なっていることに伴い、電磁石やカソードへの電力の供給量や印加電圧を調整するための調整器の配設個数が異なっている。尚、それ以外の構成については、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置の構成と同様である。そのため、ここでは、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置と共通する構成要素についての説明は省略し、相違点についてのみ詳細に説明する。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図３では、後述するマルチターゲット部２０ｂにおける第１ユニット２０１と第５ユニット２０５との略中央部分を縦断した場合（即ち、図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿って縦断した場合）における断面構成を模式的に示している。又、図３では、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【００５２】
図３に示すように、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００は、凹凸基材１７の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜する際の成膜物質の供給源として機能する複数の電磁石及びカソード及びターゲットが集合して構成されるマルチターゲット部２０ｂを備えている。このマルチターゲット部２０ｂの構成については、後に詳細に説明する。
【００５３】
又、このスパッタリング成膜装置２００は、上述したマルチターゲット部２０ｂを構成する各々の電磁石に対する電力の供給量を調整するための電力調整器１８ｅ〜１８ｌと、マルチターゲット部２０ｂを構成する各々のカソードに対する印加電圧を調整するための電圧調整器１９ｅ〜１９ｌとを有している。尚、このスパッタリング成膜装置２００は、実施の形態１の場合と同様、電力調整器１８ｅ〜１８ｌに対して上述した各々の電磁石を稼働させるための電力を供給する磁石電源１１と、この磁石電源１１の動作を制御するための制御装置１２と、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌに対して上述した各々のカソードを機能させるための直流高電圧を出力するＤＣ電源１３とを有している。
【００５４】
次に、本発明を特徴付けるマルチターゲット部２０ｂの構成について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
図４は、本発明の実施の形態２に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線に沿った断面図である。ここでも、実施の形態１の場合と同様、図４（ａ）に示す正面図は、真空チャンバ１の内部において基材ホルダ８からマルチターゲット部２０ｂを望んだ場合に観察されるマルチターゲット部２０ｂの状態を示す図である。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルチターゲット部２０ｂは、各々が平板状の形状を有する、第１ユニット２０１、第２ユニット２０２、第３ユニット２０３、第４ユニット２０４、第５ユニット２０５、第６ユニット２０６、第７ユニット２０７、及び第８ユニット２０８の８つのターゲット部によって構成されている。これらの第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、ターゲット１０ｅ〜１０ｌ、カソード６ｅ〜６ｌ、電磁石７ｅ〜７ｌの各々によって構成されている。具体的に説明すると、例えば第１ユニット２０１に着目した場合、板状の形状を有するカソード６ｅの一方の面には電磁石７ｅが配設されており、カソード６ｅの他方の面には板状の形状を有するターゲット１０ｅが配設されている。尚、実施の形態１の場合と同様、ここでも、カソード６ｅとターゲット１０ｅとは平面視形状が略均しい大きさを有しており、各々の端面を揃えるようにして相互に密着されている。又、電磁石７ｅの大きさは平面視形状がカソード６ｅの大きさよりも小さく、カソード６ｅと略相似形の形状を有している。そして、かかる第１ユニット２０１の構成と同様の構成を、他の第２ユニット２０２〜第８ユニット２０８の各々も備えている。
【００５７】
本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１及び第２ユニット２０２、第４ユニット２０４〜第６ユニット２０６、及び第８ユニット２０８の各々は、正方形状の平面形状を有している。又、第３ユニット２０３及び第７ユニット２０７の各々は、長方形状の平面形状を有している。そして、これらの第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、図４（ａ）に示すように、全体として四角錐台形状をなすようにして、各々真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する所定の位置に配置されている。尚、ここでも、実施の形態１の場合と同様にして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、その一部を図３に示すように、カソード６ｅ〜６ｌの各々の一部が真空チャンバ１の外部に突出し、残りの部分が真空チャンバ１の内部に位置するようにして、真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。又、これらのカソード６ｅ〜６ｌも、図３では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して、真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。そして、図３及び図４に示すように、真空チャンバ１の内部では、これらのカソード６ｅ〜６ｌの表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ｅ〜１０ｌが各々配設されている。又、真空チャンバ１の外部では、カソード６ｅ〜６ｌの各々の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７ｅ〜７ｌが配設されている。
【００５８】
本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００でも、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が、仮想の基準線に対して所定の角度だけ傾斜して配設されている。
【００５９】
より具体的に説明すると、図３及び図４（ｂ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１は、円板状の形状を有する基材ホルダ８の中心軸に一致する仮想の基準線Ａに対して第１ユニット２０１の垂線が角度θｅだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第５ユニット２０５は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｉだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、図４（ｃ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第３ユニット２０３は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｇだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第７ユニット２０７は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｋだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。
【００６０】
又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第２ユニット２０２は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｅと角度θｇとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、マルチターゲット部２０ｂを構成する第４ユニット２０４は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｇと角度θｉとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第６ユニット２０６は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｉと角度θｋとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。更に、マルチターゲット部２０ｂを構成する第８ユニット２０８は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｋと角度θｅとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。
【００６１】
つまり、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の垂線と仮想の基準線Ａとのなす角が、各々θｅ，θｇ，θｉ，θｋ、若しくはそれらの合成角度となるようにして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている。尚、本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が真空チャンバ１の壁部に配設される形態について説明しているが、この配設形態に限定されることはなく、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の垂線が基準線Ａに対して、上述したように各々θｅ〜θｋ若しくはそれらの合成角度だけ傾斜する形態であれば、如何なる配設形態を採用してもよい。例えば、実施の形態１の場合と同様にして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を１枚のボード上に所定の角度で傾斜させて配設して、この第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を有するボードを真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する壁部に配設する形態としてもよい。又、本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様、θｅ〜θｋを何れも同一の角度とする形態について説明しているが、この形態に限定されることはなく、個々の角度を必要に応じて個別に設定する形態としてもよい。つまり、本実施の形態でも、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を内側（基準線Ａ側）に傾斜させる点が重要であり、この点を具現化可能な形態であれば、如何なる形態であってもよい。
【００６２】
そして、図３に示すように、実施の形態１の場合と同様、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々における電磁石７ｅ〜７ｌに設けられた特に図示しない各電気端子が、所定の配線を介して、電力調整器１８ｅ〜１８ｌの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、実施の形態１の場合と同様、電力調整器１８ｅ〜１８ｌの各電力供給端子は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない電力出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。
【００６３】
又、図３に示すように、カソード６ｅ〜６ｌの真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が各々電気的に接続されている。そして、これらの各々のケーブルの他端が、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌの各電圧印加端子は、所定の配線を介して、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。尚、このＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。
【００６４】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００でも、実施の形態１の場合と同様、電磁石７ｅ〜７ｌに供給する電力の供給量を電力調整器１８ｅ〜１８ｌにより個別に調整することが可能に構成されている。又、カソード６ｅ〜６ｌに印加する直流高電圧を、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって個別に調整することが可能に構成されている。かかる構成により、本実施の形態でも、マルチターゲット部２０ｂにおける第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を、凹凸基材１７に表面形状に応じて各々異なる動作条件において機能させることが可能とされている。
【００６５】
尚、その他の点については、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００の場合と同様である。
【００６６】
さて、上述の如く構成される本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、実施の形態１の場合と同様、基材ホルダ８に凹凸形状を有する凹凸基材１７が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出され、その後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。そして、制御装置１２の制御によって磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられて、マルチターゲット２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の電磁石７ｅ〜７ｌに対して磁場を発生させるための電力が供給される。この際、電磁石７ｅ〜７ｌに供給される電力は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電力調整器１８ｅ〜１８ｌによって適宜調整される。この電磁石７ｅ〜７ｌに対する磁石電源１１からの電力の供給によって、カソード６ｅ〜６ｌの周囲には磁界が発生する。
【００６７】
一方、成膜時、本実施の形態でも、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６ｅ〜６ｌに印加されることにより、カソード６ｅ〜６ｌと真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６ｅ〜６ｌに印加される直流高電圧は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって適宜調整される。これにより、カソード６ｅ〜６ｌと真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界によってグロー放電が生じ、そのグロー放電によりアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６ｅ〜６ｌの周囲には正電荷のアルゴンイオンが集中する。そして、このカソード６ｅ〜６ｌの周囲に集中した正電荷のアルゴンイオンがターゲット１０ｅ〜１０ｌの表面に加速されながら激しく衝突して、ターゲット１０ｅ〜１０ｌを構成する例えば銅が、銅粒子として、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００６８】
マルチターゲット部２０ｂのターゲット１０ｅ〜１０ｌから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を凹凸基材１７に向けて移動する。この際、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１、第３ユニット２０３、第５ユニット２０５、及び第７ユニット２０７が図３及び図４に示すように基準線Ａに対して各々角度θｅ，θｇ，θｉ，θｋだけ傾斜しており、かつ第２ユニット２０２、第４ユニット２０４、第６ユニット２０６、及び第８ユニット２０８が角度θｅ，θｇ，θｉ，θｋの何れか２つの角度の合成角度だけ傾斜して配設されているので、ターゲット１０ｅ〜１０ｌから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、実施の形態１の場合と比べて更に多方性を有しながら、凹凸基材１７に形成された凹凸部の底面や側面等に更に十分に到達する。このように、本実施の形態でも、成膜時における真空チャンバ１の内部の状態が、高エネルギー状態でありかつ多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態となる。そして、これにより、実施の形態１の場合と同様、その多方位に移動する高エネルギー状態の銅粒子が、凹凸基材１７の表面（平面部、及び凹凸部における底部や壁部）により一層均一な密度で衝突して堆積する。
【００６９】
そして、凹凸基材１７に対する薄膜１７ａの成膜が完了した後、真空チャンバ１の内部に図３では特に図示しない大気導入部から大気が導入され、その後、基材ホルダ８から薄膜１７ａの成膜が完了した凹凸基材１７が取り外される。
【００７０】
以上、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００を用いることによれば、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００を用いる場合と比べて、マルチターゲット部２０ｂがより一層数多く分割されており、かつ第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が基準線Ａに対して各々傾斜され配設されているので、真空チャンバ１の内部の状態が、より一層多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態になる。そして、これにより、より一層複雑な表面形状を有する基材に対して、その表面により一層均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる。
【００７１】
又、本実施の形態によれば、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々について、電磁石７ｅ〜７ｌやカソード６ｅ〜６ｌに対する電力の供給量や印加電圧を電力調整器１８ｅ〜１８ｌや電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって個別に調整することができるので、これによっても、より一層複雑な表面形状を有する基材に対して、その表面に均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる。
【００７２】
そして、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００を用いることにより、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することが容易になるので、自動車の前照灯以外の、より一層複雑な表面形状を有する光学部材等を安定した成膜品質で製造することが可能になる。
【００７３】
尚、本発明の実施の形態１及び２では、真空成膜装置としてスパッタリング成膜装置を例示しているが、本発明はこのスパッタリング成膜装置に限定されることはなく、蒸発源から成膜物質を飛散させて基材の表面に薄膜を成膜する成膜装置であれば、如何なる成膜装置に対しても適用又は応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るスパッタリング成膜装置は、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIIｃ−IIｃ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線に沿った断面図である。
【図５】従来のスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 真空チャンバ
２ Ａｒ供給装置
３ 供給経路
４ 排気装置
５ 排気経路
６ カソード
６ａ〜６ｌ カソード
７ 電磁石
７ａ〜７ｌ 電磁石
８ 基材ホルダ
９ 基材
９ａ 薄膜
１０ ターゲット
１０ａ〜１０ｌ ターゲット
１１ 磁石電源
１２ 制御装置
１３ ＤＣ電源
１４ 支持構造
１５ アルゴンイオン
１６ 銅粒子
１７ 凹凸基材
１７ａ 薄膜
１８ａ〜１８ｌ 電力調整器
１９ａ〜１９ｌ 電圧調整器
２０ａ マルチターゲット部
２０ｂ マルチターゲット部
１０１ 第１ユニット
１０２ 第２ユニット
１０３ 第３ユニット
１０４ 第４ユニット
２０１ 第１ユニット
２０２ 第２ユニット
２０３ 第３ユニット
２０４ 第４ユニット
２０５ 第５ユニット
２０６ 第６ユニット
２０７ 第７ユニット
２０８ 第８ユニット
１００〜３００ スパッタリング成膜装置
Ａ 基準線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の表面に薄膜を成膜する真空成膜装置に関し、特に、不活性ガスの衝突によりターゲットから叩き出した成膜物質を基材の表面に堆積させて薄膜を成膜するスパッタリング成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック等の樹脂製基材やシリコンウエハー等の基材の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜するための真空成膜装置として、スパッタリング成膜装置が用いられている。
【０００３】
スパッタリング成膜装置は、実質的に真空状態とされた真空チャンバの内部に放電用のアルゴンガス等の不活性ガスを導入しながら基材とターゲットとの間に直流高電圧を印加してグロー放電を発生させ、この直流高電圧の印加による放電により発生させたアルゴンイオンをターゲットに衝突させ、このアルゴンイオンの衝突により叩き出されたターゲット由来の成膜物質を基材の表面に堆積させて薄膜を成膜する、種々ある真空成膜装置の内の一種である。
【０００４】
このスパッタリング成膜装置では、熱エネルギーを利用して蒸発源から成膜物質を蒸発させて薄膜を成膜する場合と異なり、アルゴンイオンの激しい衝突によって高エネルギー状態（例えば、上記蒸発の場合と比べて、約１００倍の高エネルギー状態）の成膜物質がターゲットから叩き出される。そして、この叩き出された高エネルギー状態の成膜物質が基材の表面に激しく衝突しながら堆積することにより、基材の表面に所望の薄膜が良好に成膜される。この場合、上述したように、高エネルギー状態の成膜物質が基材の表面に激しく衝突しながら薄膜が成膜されるので、基材に対する密着性が優れた薄膜を得ることができる。そのため、スパッタリング成膜装置は、基材と薄膜との密着性が重視される用途において、従来から好適に用いられている。
【０００５】
ここで、従来のスパッタリング成膜装置の構成と動作とについて、図面を参照しながら概説する。
【０００６】
図５は、従来のスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図５では、スパッタリング成膜装置として、マグネトロン型のスパッタリング成膜装置を例示している。
【０００７】
図５に示すように、従来のスパッタリング成膜装置３００は、導電性部材からなる真空チャンバ１と、不活性ガスとしてのアルゴンガスを真空チャンバ１の内部に供給するためのＡｒ供給装置２及び供給経路３と、真空チャンバ１の内部の空気を排気してその内部を実質的な真空状態にするための排気装置４及び排気経路５と、陰極として機能するカソード６と、このカソード６の裏面（つまり、真空チャンバ１の外部側の面）に配設された電磁石７と、真空チャンバ１の内部で基材９を所定の支持状態で支持するための基材ホルダ８とを有している。ここで、供給経路３及び排気経路５の各々は、真空チャンバ１の内部に連通している。
【０００８】
上述したように、スパッタリング成膜装置３００におけるカソード６は、マグネトロンスパッタの際の陰極として用いられる。図５に示すように、このカソード６は、その一部が真空チャンバ１の外部に突出しており、残りの部分が真空チャンバ１の内部に配置されている。又、このカソード６は、図５では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。従って、カソード６と真空チャンバ１とは、電気的に絶縁されている。そして、真空チャンバ１の内部では、このカソード６の表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０が配設されている。ここで、このターゲット１０は、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等から選択された成膜物質によって構成されている。又、真空チャンバ１の外部では、上述したように、カソード６の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７が配設されている。
【０００９】
又、図５に示すように、電磁石７の特に図示しない電極は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。ここで、この電磁石７は、カソード６の形状に応じた形状にコイル（図示せず）を巻回して構成されている。例えば、この電磁石７は、カソード６の形状が円形であればリング状とされ、又、カソード６の形状が矩形であればトラック形状とされている。このような電磁石７は、ターゲット１０の消耗した部分（エロージョン）の形状が均等になるように、カソード６の裏面に配設されている。
【００１０】
又、図５に示すように、カソード６の真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が電気的に接続されている。そして、このケーブルの他端は、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。又、ＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。ここで、真空チャンバ１、及び真空チャンバ１に電気的に接続されている基材ホルダ８は、各々接地されている。つまり、ＤＣ電源１３のプラス端子と真空チャンバ１及び基材ホルダ８とは、相互に同電位とされている。かかる構成により、カソード６と真空チャンバ１との間に、電位差に応じた電界を形成することが可能とされている。
【００１１】
一方、真空チャンバ１の内部に配設される基材ホルダ８の形状は、例えば、円板状の形状である。そして、真空チャンバ１の壁部に固定された支持構造１４によって、その円板状の基材ホルダ８が、真空チャンバ１の内部の所定位置に配設されている。この場合、基材ホルダ８の表面がターゲット１０の表面に対して平行となるようにして、かつ基材ホルダ８とターゲット１０とが相互に対向するようにして、基材ホルダ８が真空チャンバ１の内部に配設されている。ここで、基材ホルダ８は、導電性部材によって構成されていてもよく、又、非導電性部材によって構成されていてもよい。尚、基材ホルダ８が導電性部材によって構成される場合には、成膜時における異常放電を防止することが可能となる。そして、この基材ホルダ８の表面に、例えば円板状の基材９が装着される。
【００１２】
このように構成される従来のスパッタリング成膜装置３００では、基材ホルダ８に基材９が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出される。この排気装置４による排気動作により、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされた後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。
【００１３】
真空チャンバ１の内部にＡｒ供給装置２からアルゴンガスが供給されると、制御装置１２の制御動作によって、磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これにより、電磁石７が通電されて、カソード６の周囲に磁界が発生する。
【００１４】
一方、成膜時、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６に印加されることにより、カソード６と真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６にはＤＣ電源１３のマイナス端子が接続されており、その一方で真空チャンバ１にはＤＣ電源１３のプラス端子が接続されているので、カソード６の電位は真空チャンバ１の電位よりも低電位となる。これにより、カソード６と真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界によって、グロー放電が生じる。すると、そのグロー放電により発生するアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６の周囲に正電荷のアルゴンイオン１５（Ａｒ+）が集中する。そして、このカソード６の周囲に集中した正電荷のアルゴンイオン１５が、ターゲット１０の表面に加速されながら激しく衝突する。又、このアルゴンイオン１５の激しい衝突によって、ターゲット１０を構成する例えば銅粒子１６が、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００１５】
ターゲット１０から叩き出された高エネルギー状態の銅粒子１６は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を基材９に向けて移動する。そして、その高エネルギー状態の銅粒子１６が、基材９の表面に激しく衝突して堆積する。これにより、基材９の表面には、銅粒子１６からなる薄膜９ａが成膜される。この際、ターゲット１０から叩き出された銅粒子１６は基材９の表面に高エネルギー状態で激しく衝突するため、例えば微視的なアンカー効果等により、銅粒子１６からなる薄膜９ａと基材９とは強固に密着する。つまり、スパッタリング成膜装置３００を用いて成膜を行うことによって、基材９との密着性に優れた薄膜９ａを容易に成膜することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−００１７７２号公報（特に、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、従来のスパッタリング成膜装置を用いて基材の表面に薄膜を成膜する場合には、平面状の形状を有する基材がターゲットに対して平行な状態で基材ホルダに装着されるので、成膜される薄膜の膜厚は基材の全面に渡って概ね均一な膜厚となる。
【００１７】
ところで、例えば、自動車の前照灯で用いられる反射板等の光学部材では、一点の光源から発せられた放射光を平行光に変換する必要があるため、その光学部材の一部に凹面鏡等の反射面を形成する必要がある。そして、このような凹部を有する光学部材を品質良く製造するためには、その凹部を有する基材の全面に均一な厚みの反射膜を成膜する必要がある。換言すれば、光学部材を構成する基材のターゲットと平行となる部分の膜厚と、凹部内の曲面における膜厚とが互いに略同一の膜厚となるように、基材の表面に反射膜を成膜する必要がある。
【００１８】
しかしながら、従来のスパッタリング成膜装置を用いて凹凸を有する基材や立体形状を有する基材の表面に薄膜を成膜する場合、基材のターゲットに対して平行となる部分への薄膜の成膜は良好に行われるが、凹凸形状や立体形状に因って発生するターゲットからみて影になる部分への薄膜の成膜は、非常に困難であった。具体的には、従来のスパッタリング成膜装置を用いる場合、基材のターゲットからみて影になる部分にはそのターゲットから叩き出された成膜物質が到達し難いため、成膜不良が発生するか、又は、成膜される薄膜の膜厚が非常に薄くなる。又、ターゲットからみて影にならない部分であっても、ターゲットに対して傾斜する部分の膜厚は比較的薄くなる。つまり、従来のスパッタリング成膜装置では、凹凸形状や立体形状を有する基材の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することは困難であった。そして、そのため、従来のスパッタリング成膜装置では、上述した自動車の前照灯を構成する反射板等の光学部材等を安定した成膜品質で製造することが困難であった。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされてものであり、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明に係るスパッタリング成膜装置は、その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバと、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダと、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部と、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部とを備えるスパッタリング成膜装置であって、前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲットを有し、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している（請求項１）。かかる構成とすることにより、ターゲット部を構成する３以上のターゲットの各々から射出方向が多方位のスパッタ成分が真空チャンバの内部に飛散するようになるので、凹凸形状や立体形状を有する基材の表面の全体に反射膜等の薄膜を均一な膜厚で容易に成膜することが可能になる。又、ターゲットから供給されるスパッタ成分を効率良く基材の表面に集中して堆積させることができるので、ターゲットを無駄なく使用することが可能になる。
【００２１】
この場合、前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線と交差するようにして該基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している。（請求項２）。かかる構成とすることにより、ターゲット部を構成する３以上のターゲットの各々から飛散するスパッタ成分の飛散方向を最適化することが可能になる。
【００２２】
又、上記の場合、前記ターゲット部が各々台形状の４つのターゲットを有し、前記４つのターゲットが、２つのターゲットの各々の斜辺が相互に対向するようにして各々配置されている（請求項３）。かかる構成とすることにより、４つのターゲットの各々からスパッタ成分が各々異なる方向性を有して供給されるので、凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より効果的に行うことが可能になる。
【００２３】
又、上記の場合、前記ターゲット部が各々矩形状の８つのターゲットを有し、前記８つのターゲットが、１つのターゲットの２辺が他の２つのターゲットの１辺と相互に対向するようにして各々配置されている（請求項４）。かかる構成とすることにより、８つのターゲットの各々からスパッタ成分が各々異なる方向性を有して供給されるので、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より一層効果的に行うことが可能になる。
【００２４】
更に、上記の場合、前記３以上のターゲットの各々に対して前記制御部が個別に設けられ、前記制御部により前記３以上のターゲットの各々からの前記成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御される（請求項５）。かかる構成とすることにより、制御部により３以上のターゲットの各々からの成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御されるので、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材に対する薄膜の成膜を、より一層効果的に行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るスパッタリング成膜装置を用いることにより、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図１では、後述するマルチターゲット部２０ａにおける第１ユニット１０１と第３ユニット１０３との略中央部分を縦断した場合（即ち、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿って縦断した場合）における断面構成を模式的に示している。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００は、例えばステンレス等の導電性部材からなる真空チャンバ１を有している。この真空チャンバ１は、所定の導電経路によって、接地状態とされている。又、このスパッタリング成膜装置１００は、不活性ガスとしてのアルゴンガスを真空チャンバ１の内部に供給するためのＡｒ供給装置２及び供給経路３と、真空チャンバ１の内部の空気を排気してその内部を実質的な真空状態にするための排気装置４及び排気経路５と、表面に反射膜等の薄膜を成膜する基材を真空チャンバ１の内部の所定位置に所定の支持状態で支持するための基材ホルダ８とを有している。又、このスパッタリング成膜装置１００は、ここでは凹凸基材１７の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜する際の成膜物質の供給源として機能する複数の電磁石及びカソード及びターゲットが集合して構成されているマルチターゲット部２０ａを備えている。このマルチターゲット部２０ａの構成については、後に詳細に説明する。尚、供給経路３及び排気経路５の各々は、真空チャンバ１の内部に連通している。又、マルチターゲット部２０ａと基材ホルダ８とは、相互に対向する位置関係となるようにして、真空チャンバ１の内部に各々配設されている。
【００２９】
真空チャンバ１の内部に配設される基材ホルダ８の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、基材ホルダ８として、厚み方向からみて円板状の形状を有する板状の基材ホルダを用いている。そして、真空チャンバ１の壁部に導通状態で固定された支持構造１４によって、その円板状の基材ホルダ８が真空チャンバ１の内部の所定位置に配設されている。ここで、この「所定位置」とは、本実施の形態においては、厚み方向からみた基材ホルダ８の中心軸がマルチターゲット部２０ａの正面視における中心軸と一致する位置としている。尚、基材ホルダ８は、導電性部材によって構成されていてもよく、又、非導電性部材によって構成されていてもよい。尚、基材ホルダ８が導電性部材によって構成される場合には、成膜時における異常放電を防止することが可能となる。そして、この基材ホルダ８の表面に、自動車の前照灯やその他の光学部材等に用いられる、表面に凹凸形状が形成された凹凸基材１７が装着される。
【００３０】
又、図１に示すように、このスパッタリング成膜装置１００は、上述したマルチターゲット部２０ａを構成する各々の電磁石に対する電力の供給量を調整するための電力調整器１８ａ〜１８ｄと、マルチターゲット部２０ａを構成する各々のカソードに対する印加電圧を調整するための電圧調整器１９ａ〜１９ｄとを有している。これらの電力調整器１８ａ〜１８ｄと電圧調整器１９ａ〜１９ｄとを、本明細書では、「制御部」と称している。又、このスパッタリング成膜装置１００は、電力調整器１８ａ〜１８ｄに対して上述した各々の電磁石を稼働させるための電力を供給する磁石電源１１と、この磁石電源１１の動作を制御するための制御装置１２と、電圧調整器１９ａ〜１９ｄに対して上述した各々のカソードを機能させるための直流高電圧を出力するＤＣ電源１３とを有している。
【００３１】
次に、本発明を特徴付けるマルチターゲット部２０ａの構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIIｃ−IIｃ線に沿った断面図である。ここで、図２（ａ）に示す正面図は、真空チャンバ１の内部において基材ホルダ８からマルチターゲット部２０ａを望んだ場合に観察されるマルチターゲット部２０ａの状態を示す図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルチターゲット部２０ａは、各々が平板状の形状を有する、第１ユニット１０１、第２ユニット１０２、第３ユニット１０３、及び第４ユニット１０４の４つのターゲット部によって構成されている。本明細書では、これらの複数のターゲット部で構成される集合体を、「マルチターゲット部」と称している。これらの第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、ターゲット１０ａ〜１０ｄ、カソード６ａ〜６ｄ、電磁石７ａ〜７ｄの各々によって構成されている。具体的に説明すると、例えば、第１ユニット１０１に着目した場合、板状の形状を有するカソード６ａの一方の面には電磁石７ａが配設されており、又、カソード６ａの他方の面には板状の形状を有するターゲット１０ａが配設されている。ここで、カソード６ａとターゲット１０ａとは平面視形状（厚み方向からみた形状）が略均しい大きさを有しており、各々の端面を揃えるようにして相互に密着されている。一方、電磁石７ａの大きさは平面視形状がカソード６ａの大きさよりも小さく、カソード６ａと略相似形の形状を有している。ここで、この電磁石７ａは、カソード６ａの形状に応じた形状にコイル（図示せず）を巻回して構成されている。例えば、この電磁石７ａは、カソード６ａの形状が円形の形状であればリング状とされ、又、カソード６の形状が矩形の形状であればトラック形状とされている。このような電磁石７ａは、ターゲット１０ａの消耗した部分（エロージョン）の形状が均等になるように、カソード６ａの裏面に配設されている。そして、かかる第１ユニット１０１の構成と同様の構成を、他の第２ユニット１０２〜第４ユニット１０４の各々も備えている。尚、本実施の形態では、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が各々電磁石７ａ〜７ｄとカソード６ａ〜６ｄとターゲット１０ａ〜１０ｄとから構成されているが、このような構成に限定されることはなく、例えば、カソード６ａ〜６ｄがターゲット１０ａ〜１０ｄを兼ねる構成であってもよい。
【００３４】
カソード６ａ〜６ｄの材料としては、マグネトロンスパッタの際の陰極として用いることが可能な導電性を有する材料であれば、如何なる材料を用いてもよい。又、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ａ〜１０ｄは、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）等から選択される成膜物質によって構成されている。例えば、スパッタリング成膜装置１００によって樹脂層上に銅からなる配線層を形成する場合には、銅から構成されるターゲットが用いられる。又、電磁石７ａ〜７ｄとしては、マグネトロンスパッタを好適に実行可能な電磁石であれば、如何なる電磁石を用いてもよい。尚、本実施の形態では電磁石を用いているが、このような構成に限定されることはなく、例えば永久磁石を電磁石７ａ〜７ｄとして用いてもよい。
【００３５】
又、図２（ａ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、台形状の平面形状を各々有している。そして、これらの第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、短辺を内側に配置しかつ長辺を外側に配置するようにして、全体として四角錐台形状をなすようにして、各々真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する所定の位置に配置されている。ここで、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々は、その一部を図１に示すように、カソード６ａ〜６ｄの各々の一部が真空チャンバ１の外部に突出し、残りの部分が真空チャンバ１の内部に位置するようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、これらのカソード６ａ〜６ｄは、図１では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。従って、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１とは、相互に電気的に絶縁されている。そして、図１及び図２に示すように、真空チャンバ１の内部では、これらのカソード６ａ〜６ｄの表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ａ〜１０ｄが各々配設されている。又、真空チャンバ１の外部では、カソード６ａ〜６ｄの各々の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７ａ〜７ｄが各々配設されている。
【００３６】
本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が、仮想の基準線に対して所定の角度だけ傾斜して配設されている。
【００３７】
より具体的に説明すると、図１及び図２（ｂ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１は、円板状の基材ホルダ８の中心軸に一致する仮想の基準線Ａに対して第１ユニット１０１の垂線が角度θａだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ａを構成する第３ユニット１０３は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｃだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、図２（ｃ）に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第２ユニット１０２は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｂだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ａを構成する第４ユニット１０４は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｄだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。つまり、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の垂線と仮想の基準線Ａとのなす角が各々θａ〜θｄとなるようにして、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている。尚、本実施の形態では、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている形態について説明しているが、この配設形態に限定されることはなく、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の垂線が基準線Ａに対して各々θａ〜θｄだけ傾斜する形態であれば、如何なる配設形態を採用してもよい。例えば、第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を１枚のボード上に所定の角度で傾斜させて配設して、この第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を有するボードを真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する壁部に配設する形態としてもよい。又、本実施の形態では、θａ〜θｄを何れも同一の角度とする形態について説明しているが、この形態に限定されることはなく、個々の角度を必要に応じて個別に設定する形態としてもよい。つまり、本発明では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を内側（基準線Ａ側）に傾斜させる点が重要であり、この点を具現化可能な形態であれば、如何なる形態であってもよい。
【００３８】
そして、図１に示すように、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々における電磁石７ａ〜７ｄに設けられた特に図示しない各電気端子が、所定の配線を介して、電力調整器１８ａ〜１８ｄの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電力調整器１８ａ〜１８ｄの各電力供給端子は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない電力出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。
【００３９】
又、図１に示すように、カソード６ａ〜６ｄの真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が各々電気的に接続されている。そして、これらの各々のケーブルの他端が、電圧調整器１９ａ〜１９ｄの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電圧調整器１９ａ〜１９ｄの各電圧印加端子は、所定の配線を介して、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。このＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。ここで、上述したように、真空チャンバ１、及び真空チャンバ１に電気的に接続されている基材ホルダ８は、各々接地されている。そのため、ＤＣ電源１３のプラス端子と真空チャンバ１及び基材ホルダ８とは、相互に同電位とされている。かかる構成により、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間に、電位差に応じた電界を形成することが可能とされている。
【００４０】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００は、電磁石７ａ〜７ｄに供給する電力を電力調整器１８ａ〜１８ｄにより個別に調整することが可能に構成されている。又、カソード６ａ〜６ｄに印加する直流高電圧を、電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって個別に調整することが可能に構成されている。このように構成されていることにより、スパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａにおける第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４を、各々異なる動作条件において機能させることが可能とされている。これにより、凹凸基材１７の表面形状に応じて、最適な成膜条件を提供することができる。
【００４１】
さて、上述の如く構成される本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、基材ホルダ８に凹凸形状を有する凹凸基材１７が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出される。この排気装置４による排気動作により、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が所定の真空状態とされた後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。
【００４２】
真空チャンバ１の内部にＡｒ供給装置２からアルゴンガスが供給されると、制御装置１２の制御によって、磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられる。これによって、マルチターゲット２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４の各々の電磁石７ａ〜７ｄに対して、磁場を発生させるための電力が供給される。この際、電磁石７ａ〜７ｄに供給される電力は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電力調整器１８ａ〜１８ｄによって適宜調整される。この電磁石７ａ〜７ｄに対する磁石電源１１からの電力の供給により、カソード６ａ〜６ｄの周囲には磁界が発生する。
【００４３】
一方、成膜時、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６ａ〜６ｄに印加されることにより、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６ａ〜６ｄに印加される直流高電圧は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって適宜調整される。ここで、カソード６ａ〜６ｄは電圧調整器１９ａ〜１９ｄを介してＤＣ電源１３のマイナス端子と接続されており、その一方で、真空チャンバ１にはＤＣ電源１３のプラス端子が接続されているので、カソード６ａ〜６ｄの電位は真空チャンバ１の電位よりも低電位となる。これにより、カソード６ａ〜６ｄと真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界により、グロー放電が生じる。すると、そのグロー放電により発生するアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６ａ〜６ｄの周囲には正電荷のアルゴンイオン（Ａｒ+）が集中する。そして、このカソード６ａ〜６ｄの周囲に集中した正電荷のアルゴンイオンが、ターゲット１０ａ〜１０ｄの表面に加速されながら激しく衝突する。又、このアルゴンイオンの激しい衝突によって、ターゲット１０ａ〜１０ｄを構成する例えば銅が、銅粒子として、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００４４】
マルチターゲット部２０ａのターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を凹凸基材１７に向けて移動する。この際、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００では、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が図１及び図２に示すように仮想の基準線Ａに対して角度θａ〜θｄだけ傾斜して配設されているので、ターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、凹凸基材１７に形成された凹凸部の底面や側面等にも十分に到達する。又、この場合、ターゲット１０ａ〜１０ｄから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、相互に衝突してその進行方向を逐次変化させながら、凹凸基材１７の表面に到達することも考えられる。つまり、本実施の形態によれば、成膜時における真空チャンバ１の内部の状態が、高エネルギー状態でありかつ多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態となる。そして、これにより、その多方位に移動する高エネルギー状態の銅粒子が、凹凸基材１７の表面（平面部、及び凹凸部における底部や壁部）に均一な密度で衝突して堆積する。即ち、凹凸基材１７の表面には、均一な膜厚の薄膜１７ａがムラ（影）なく成膜される。又、アルゴンイオンの激しい衝突により叩き出された高エネルギー状態の銅粒子が凹凸基材１７の表面に高エネルギー状態で激しく衝突するため、銅粒子からなる薄膜１７ａと凹凸基材１７とは強固に密着する。
【００４５】
凹凸基材１７に対する薄膜１７ａの成膜が完了した後、所定の真空状態とされている真空チャンバ１の内部には、図１では特に図示しない大気導入部から大気が導入される。この大気の導入により、真空チャンバ１の内部は常圧状態とされる。そして、真空チャンバ１の内部が常圧状態となったことが確認されると、基材ホルダ８から、薄膜１７ａの成膜が完了した凹凸基材１７が取り外される。
【００４６】
以上、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００を用いることによれば、真空チャンバ１の内部に射出方向が多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在するようになるので、これまで困難であった立体形状や凹凸形状を有する凹凸基材１７の表面に均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる、具体的には、従来のスパッタリング成膜装置を用いて凹凸形状を有する基材や立体形状を有する基材の表面に薄膜を成膜する場合と比べて、凹凸形状や立体形状に因って発生するターゲットからみて影になる部分等への薄膜の成膜も良好に行われるようになる。これは、マルチターゲット部２０ａから叩き出される成膜物質が多方性を有しており、これにより、凹凸基材１７のターゲットからみて影になる部分や、影にはならないがターゲットに対して傾斜する部分にも成膜物質が衝突し易くなるためである。そして、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置１００を用いることにより、凹凸形状や立体形状を有する凹凸基材１７の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することが容易になるので、自動車の前照灯を構成する反射板等の光学部材等を安定した成膜品質で製造することが可能になる。
【００４７】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置によれば、マルチターゲット部２０ａを構成する第１ユニット１０１〜第４ユニット１０４が傾斜して配設されているので、成膜時の成膜物質の利用効率を改善することが可能になる。又、防着板に付着する成膜物質の量を低減することができるので、成膜時における設備メンテナンス（メンテナンスインターバル）を簡略化（短縮化）することが可能になる。そして、これらにより、光学部材等の製造に係るトータルコストを低減することが可能になる。
【００４８】
又、上述したように、凹凸基材１７の表面に薄膜を成膜する際には、電磁石７ａ〜７ｄに供給される電力が基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて電力調整器１８ａ〜１８ｄによって適宜独立して調整される。又、カソード６ａ〜６ｄに印加される直流高電圧が、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて電圧調整器１９ａ〜１９ｄによって適宜独立して調整される。これにより、基材の形状及びサイズに応じた高品質な成膜が可能になる。
【００４９】
そして、本実施の形態によれば、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置を提供することが可能になる。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置では、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置の場合と比べて、マルチターゲット部の構成が異なっている。又、マルチターゲット部の構成が異なっていることに伴い、電磁石やカソードへの電力の供給量や印加電圧を調整するための調整器の配設個数が異なっている。尚、それ以外の構成については、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置の構成と同様である。そのため、ここでは、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置と共通する構成要素についての説明は省略し、相違点についてのみ詳細に説明する。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。尚、図３では、後述するマルチターゲット部２０ｂにおける第１ユニット２０１と第５ユニット２０５との略中央部分を縦断した場合（即ち、図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿って縦断した場合）における断面構成を模式的に示している。又、図３では、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【００５２】
図３に示すように、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００は、凹凸基材１７の表面に反射膜や導電膜等の薄膜を成膜する際の成膜物質の供給源として機能する複数の電磁石及びカソード及びターゲットが集合して構成されるマルチターゲット部２０ｂを備えている。このマルチターゲット部２０ｂの構成については、後に詳細に説明する。
【００５３】
又、このスパッタリング成膜装置２００は、上述したマルチターゲット部２０ｂを構成する各々の電磁石に対する電力の供給量を調整するための電力調整器１８ｅ〜１８ｌと、マルチターゲット部２０ｂを構成する各々のカソードに対する印加電圧を調整するための電圧調整器１９ｅ〜１９ｌとを有している。尚、このスパッタリング成膜装置２００は、実施の形態１の場合と同様、電力調整器１８ｅ〜１８ｌに対して上述した各々の電磁石を稼働させるための電力を供給する磁石電源１１と、この磁石電源１１の動作を制御するための制御装置１２と、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌに対して上述した各々のカソードを機能させるための直流高電圧を出力するＤＣ電源１３とを有している。
【００５４】
次に、本発明を特徴付けるマルチターゲット部２０ｂの構成について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
図４は、本発明の実施の形態２に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線に沿った断面図である。ここでも、実施の形態１の場合と同様、図４（ａ）に示す正面図は、真空チャンバ１の内部において基材ホルダ８からマルチターゲット部２０ｂを望んだ場合に観察されるマルチターゲット部２０ｂの状態を示す図である。
【００５６】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係るマルチターゲット部２０ｂは、各々が平板状の形状を有する、第１ユニット２０１、第２ユニット２０２、第３ユニット２０３、第４ユニット２０４、第５ユニット２０５、第６ユニット２０６、第７ユニット２０７、及び第８ユニット２０８の８つのターゲット部によって構成されている。これらの第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、ターゲット１０ｅ〜１０ｌ、カソード６ｅ〜６ｌ、電磁石７ｅ〜７ｌの各々によって構成されている。具体的に説明すると、例えば第１ユニット２０１に着目した場合、板状の形状を有するカソード６ｅの一方の面には電磁石７ｅが配設されており、カソード６ｅの他方の面には板状の形状を有するターゲット１０ｅが配設されている。尚、実施の形態１の場合と同様、ここでも、カソード６ｅとターゲット１０ｅとは平面視形状が略均しい大きさを有しており、各々の端面を揃えるようにして相互に密着されている。又、電磁石７ｅの大きさは平面視形状がカソード６ｅの大きさよりも小さく、カソード６ｅと略相似形の形状を有している。そして、かかる第１ユニット２０１の構成と同様の構成を、他の第２ユニット２０２〜第８ユニット２０８の各々も備えている。
【００５７】
本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１及び第２ユニット２０２、第４ユニット２０４〜第６ユニット２０６、及び第８ユニット２０８の各々は、正方形状の平面形状を有している。又、第３ユニット２０３及び第７ユニット２０７の各々は、長方形状の平面形状を有している。そして、これらの第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、図４（ａ）に示すように、全体として四角錐台形状をなすようにして、各々真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する所定の位置に配置されている。尚、ここでも、実施の形態１の場合と同様にして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々は、その一部を図３に示すように、カソード６ｅ〜６ｌの各々の一部が真空チャンバ１の外部に突出し、残りの部分が真空チャンバ１の内部に位置するようにして、真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。又、これらのカソード６ｅ〜６ｌも、図３では特に図示しないが、所定の絶縁性部材を介して、真空チャンバ１の壁部に気密に配設されている。そして、図３及び図４に示すように、真空チャンバ１の内部では、これらのカソード６ｅ〜６ｌの表面に、マグネトロンスパッタのためのターゲット１０ｅ〜１０ｌが各々配設されている。又、真空チャンバ１の外部では、カソード６ｅ〜６ｌの各々の表面に、マグネトロンスパッタのための電磁石７ｅ〜７ｌが配設されている。
【００５８】
本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００でも、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が、仮想の基準線に対して所定の角度だけ傾斜して配設されている。
【００５９】
より具体的に説明すると、図３及び図４（ｂ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１は、円板状の形状を有する基材ホルダ８の中心軸に一致する仮想の基準線Ａに対して第１ユニット２０１の垂線が角度θｅだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第５ユニット２０５は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｉだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、図４（ｃ）に示すように、マルチターゲット部２０ｂを構成する第３ユニット２０３は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｇだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第７ユニット２０７は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｋだけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。
【００６０】
又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第２ユニット２０２は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｅと角度θｇとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、同様にして、マルチターゲット部２０ｂを構成する第４ユニット２０４は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｇと角度θｉとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。又、マルチターゲット部２０ｂを構成する第６ユニット２０６は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｉと角度θｋとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。更に、マルチターゲット部２０ｂを構成する第８ユニット２０８は、その垂線が上述した基準線Ａに対して角度θｋと角度θｅとを合成してなる角度だけ傾くようにして、真空チャンバ１の壁部に配設されている。
【００６１】
つまり、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の垂線と仮想の基準線Ａとのなす角が、各々θｅ，θｇ，θｉ，θｋ、若しくはそれらの合成角度となるようにして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が真空チャンバ１の壁部に配設されている。尚、本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が真空チャンバ１の壁部に配設される形態について説明しているが、この配設形態に限定されることはなく、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の垂線が基準線Ａに対して、上述したように各々θｅ〜θｋ若しくはそれらの合成角度だけ傾斜する形態であれば、如何なる配設形態を採用してもよい。例えば、実施の形態１の場合と同様にして、第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を１枚のボード上に所定の角度で傾斜させて配設して、この第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を有するボードを真空チャンバ１の基材ホルダ８と対向する壁部に配設する形態としてもよい。又、本実施の形態でも、実施の形態１の場合と同様、θｅ〜θｋを何れも同一の角度とする形態について説明しているが、この形態に限定されることはなく、個々の角度を必要に応じて個別に設定する形態としてもよい。つまり、本実施の形態でも、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を内側（基準線Ａ側）に傾斜させる点が重要であり、この点を具現化可能な形態であれば、如何なる形態であってもよい。
【００６２】
そして、図３に示すように、実施の形態１の場合と同様、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々における電磁石７ｅ〜７ｌに設けられた特に図示しない各電気端子が、所定の配線を介して、電力調整器１８ｅ〜１８ｌの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、実施の形態１の場合と同様、電力調整器１８ｅ〜１８ｌの各電力供給端子は、所定の配線を介して、磁石電源１１の特に図示しない電力出力端子に接続されている。この磁石電源１１のオン・オフ制御は、磁石電源１１に接続された制御装置１２によって行われる。
【００６３】
又、図３に示すように、カソード６ｅ〜６ｌの真空チャンバ１から外部に突出する突出部には、導電性のケーブルの一端が各々電気的に接続されている。そして、これらの各々のケーブルの他端が、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌの特に図示しない出力端子に各々接続されている。又、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌの各電圧印加端子は、所定の配線を介して、直流高電圧を出力するＤＣ電源１３のマイナス端子に電気的に接続されている。尚、このＤＣ電源１３のプラス端子は、接地されている。
【００６４】
又、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００でも、実施の形態１の場合と同様、電磁石７ｅ〜７ｌに供給する電力の供給量を電力調整器１８ｅ〜１８ｌにより個別に調整することが可能に構成されている。又、カソード６ｅ〜６ｌに印加する直流高電圧を、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって個別に調整することが可能に構成されている。かかる構成により、本実施の形態でも、マルチターゲット部２０ｂにおける第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８を、凹凸基材１７に表面形状に応じて各々異なる動作条件において機能させることが可能とされている。
【００６５】
尚、その他の点については、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００の場合と同様である。
【００６６】
さて、上述の如く構成される本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、実施の形態１の場合と同様、基材ホルダ８に凹凸形状を有する凹凸基材１７が装着された後、排気装置４によって真空チャンバ１の内部から空気が排気経路５を介して真空チャンバ１の外部に排出され、その後、Ａｒ供給装置２からアルゴンガスが供給経路３を介して真空チャンバ１の内部に供給される。そして、制御装置１２の制御によって磁石電源１１がオフ状態からオン状態に切り替えられて、マルチターゲット２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々の電磁石７ｅ〜７ｌに対して磁場を発生させるための電力が供給される。この際、電磁石７ｅ〜７ｌに供給される電力は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電力調整器１８ｅ〜１８ｌによって適宜調整される。この電磁石７ｅ〜７ｌに対する磁石電源１１からの電力の供給によって、カソード６ｅ〜６ｌの周囲には磁界が発生する。
【００６７】
一方、成膜時、本実施の形態でも、ＤＣ電源１３から直流高電圧がカソード６ｅ〜６ｌに印加されることにより、カソード６ｅ〜６ｌと真空チャンバ１との間に電位差が与えられる。この際、カソード６ｅ〜６ｌに印加される直流高電圧は、基材ホルダ８に装着される凹凸基材１７の表面形状に応じて、電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって適宜調整される。これにより、カソード６ｅ〜６ｌと真空チャンバ１との間には、ＤＣ電源１３の印加電圧に応じた電界が発生する。そして、この発生する電界によってグロー放電が生じ、そのグロー放電によりアルゴン由来の電子が磁界にトラップされて、カソード６ｅ〜６ｌの周囲には正電荷のアルゴンイオンが集中する。そして、このカソード６ｅ〜６ｌの周囲に集中した正電荷のアルゴンイオンがターゲット１０ｅ〜１０ｌの表面に加速されながら激しく衝突して、ターゲット１０ｅ〜１０ｌを構成する例えば銅が、銅粒子として、真空チャンバ１の内部に高エネルギー状態で叩き出される。
【００６８】
マルチターゲット部２０ｂのターゲット１０ｅ〜１０ｌから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、その高エネルギー状態を保持しながら、真空チャンバ１の内部を凹凸基材１７に向けて移動する。この際、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００では、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１、第３ユニット２０３、第５ユニット２０５、及び第７ユニット２０７が図３及び図４に示すように基準線Ａに対して各々角度θｅ，θｇ，θｉ，θｋだけ傾斜しており、かつ第２ユニット２０２、第４ユニット２０４、第６ユニット２０６、及び第８ユニット２０８が角度θｅ，θｇ，θｉ，θｋの何れか２つの角度の合成角度だけ傾斜して配設されているので、ターゲット１０ｅ〜１０ｌから叩き出された高エネルギー状態の銅粒子は、実施の形態１の場合と比べて更に多方性を有しながら、凹凸基材１７に形成された凹凸部の底面や側面等に更に十分に到達する。このように、本実施の形態でも、成膜時における真空チャンバ１の内部の状態が、高エネルギー状態でありかつ多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態となる。そして、これにより、実施の形態１の場合と同様、その多方位に移動する高エネルギー状態の銅粒子が、凹凸基材１７の表面（平面部、及び凹凸部における底部や壁部）により一層均一な密度で衝突して堆積する。
【００６９】
そして、凹凸基材１７に対する薄膜１７ａの成膜が完了した後、真空チャンバ１の内部に図３では特に図示しない大気導入部から大気が導入され、その後、基材ホルダ８から薄膜１７ａの成膜が完了した凹凸基材１７が取り外される。
【００７０】
以上、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００を用いることによれば、実施の形態１で示したスパッタリング成膜装置１００を用いる場合と比べて、マルチターゲット部２０ｂがより一層数多く分割されており、かつ第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々が基準線Ａに対して各々傾斜され配設されているので、真空チャンバ１の内部の状態が、より一層多方位のスパッタ成分（成膜物質）が存在する状態になる。そして、これにより、より一層複雑な表面形状を有する基材に対して、その表面により一層均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる。
【００７１】
又、本実施の形態によれば、マルチターゲット部２０ｂを構成する第１ユニット２０１〜第８ユニット２０８の各々について、電磁石７ｅ〜７ｌやカソード６ｅ〜６ｌに対する電力の供給量や印加電圧を電力調整器１８ｅ〜１８ｌや電圧調整器１９ｅ〜１９ｌによって個別に調整することができるので、これによっても、より一層複雑な表面形状を有する基材に対して、その表面に均一な膜厚の反射膜等の薄膜を容易に成膜することが可能になる。
【００７２】
そして、本実施の形態に係るスパッタリング成膜装置２００を用いることにより、複雑な凹凸形状や立体形状を有する基材の全面に渡って均一な厚みの薄膜を成膜することが容易になるので、自動車の前照灯以外の、より一層複雑な表面形状を有する光学部材等を安定した成膜品質で製造することが可能になる。
【００７３】
尚、本発明の実施の形態１及び２では、真空成膜装置としてスパッタリング成膜装置を例示しているが、本発明はこのスパッタリング成膜装置に限定されることはなく、蒸発源から成膜物質を飛散させて基材の表面に薄膜を成膜する成膜装置であれば、如何なる成膜装置に対しても適用又は応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るスパッタリング成膜装置は、立体形状や凹凸形状等の多様な表面形状を有する基材の全面に成膜ムラのない均一な膜厚の薄膜を容易にかつ無駄なく成膜することが可能なスパッタリング成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIIｃ−IIｃ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るマルチターゲット部の構成を模式的に示す構成図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は（ａ）のIVｃ−IVｃ線に沿った断面図である。
【図５】従来のスパッタリング成膜装置の構成を模式的に示す縦断図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 真空チャンバ
２ Ａｒ供給装置
３ 供給経路
４ 排気装置
５ 排気経路
６ カソード
６ａ〜６ｌ カソード
７ 電磁石
７ａ〜７ｌ 電磁石
８ 基材ホルダ
９ 基材
９ａ 薄膜
１０ ターゲット
１０ａ〜１０ｌ ターゲット
１１ 磁石電源
１２ 制御装置
１３ ＤＣ電源
１４ 支持構造
１５ アルゴンイオン
１６ 銅粒子
１７ 凹凸基材
１７ａ 薄膜
１８ａ〜１８ｌ 電力調整器
１９ａ〜１９ｌ 電圧調整器
２０ａ マルチターゲット部
２０ｂ マルチターゲット部
１０１ 第１ユニット
１０２ 第２ユニット
１０３ 第３ユニット
１０４ 第４ユニット
２０１ 第１ユニット
２０２ 第２ユニット
２０３ 第３ユニット
２０４ 第４ユニット
２０５ 第５ユニット
２０６ 第６ユニット
２０７ 第７ユニット
２０８ 第８ユニット
１００〜３００ スパッタリング成膜装置
Ａ 基準線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバと、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダと、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部と、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部とを備えるスパッタリング成膜装置であって、
前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲットを有し、
前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している、スパッタリング成膜装置。
【請求項２】
前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線と交差するようにして該基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項３】
前記ターゲット部が各々台形状の４つのターゲットを有し、
前記４つのターゲットが、２つのターゲットの各々の斜辺が相互に対向するようにして各々配置されている、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項４】
前記ターゲット部が各々矩形状の８つのターゲットを有し、
前記８つのターゲットが、１つのターゲットの２辺が他の２つのターゲットの１辺と相互に対向するようにして各々配置されている、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項５】
前記３以上のターゲットの各々に対して前記制御部が個別に設けられ、
前記制御部により前記３以上のターゲットの各々からの前記成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御される、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項１】
その内部を所定の真空状態で維持する真空チャンバと、該真空チャンバの内部で薄膜が成膜される基材を支持する板状の基材ホルダと、該基材ホルダと対向する前記真空チャンバ内の所定の位置に配置され前記成膜される薄膜の原料としての成膜物質を供給するターゲット部と、該ターゲット部からの前記成膜物質の供給量を制御するための制御部とを備えるスパッタリング成膜装置であって、
前記ターゲット部が少なくとも３以上の板状のターゲットを有し、
前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している、スパッタリング成膜装置。
【請求項２】
前記３以上のターゲットの各々の主面の法線が、前記基材ホルダの主面の法線と交差するようにして該基材ホルダの主面の法線に対して各々傾斜している、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項３】
前記ターゲット部が各々台形状の４つのターゲットを有し、
前記４つのターゲットが、２つのターゲットの各々の斜辺が相互に対向するようにして各々配置されている、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項４】
前記ターゲット部が各々矩形状の８つのターゲットを有し、
前記８つのターゲットが、１つのターゲットの２辺が他の２つのターゲットの１辺と相互に対向するようにして各々配置されている、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【請求項５】
前記３以上のターゲットの各々に対して前記制御部が個別に設けられ、
前記制御部により前記３以上のターゲットの各々からの前記成膜物質の供給量が各々独立して個別に制御される、請求項１記載のスパッタリング成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１５２３３３（Ｐ２００６−１５２３３３Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４１５５８（Ｐ２００４−３４１５５８）
【出願日】平成１６年１１月２６日（２００４．１１．２６）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２６日（２００４．１１．２６）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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