成膜装置及び多面体並びに成膜方法
【課題】 生産性が良く、光学特性に優れた膜を形成すること。
【解決手段】 複数の成膜面を有する多面体１に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置１０であって、スッパタリングする板状のターゲット１１、１２と、該ターゲット１１、１２の表面に対して、成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように多面体１を位置させるホルダ１３と、ターゲット１１、１２とホルダ１３との間に配され、ターゲット１１、１２から多面体１に向けて飛散する物質を通過させる開口１４ｃ、１５ｃを有する開口板１４、１５とを備え、ホルダ１３は、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に多面体１を複数固定可能である成膜装置１０を提供する。
【解決手段】 複数の成膜面を有する多面体１に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置１０であって、スッパタリングする板状のターゲット１１、１２と、該ターゲット１１、１２の表面に対して、成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように多面体１を位置させるホルダ１３と、ターゲット１１、１２とホルダ１３との間に配され、ターゲット１１、１２から多面体１に向けて飛散する物質を通過させる開口１４ｃ、１５ｃを有する開口板１４、１５とを備え、ホルダ１３は、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に多面体１を複数固定可能である成膜装置１０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用等に利用されるポリゴンミラーや、光学機器に利用されるプリズム等
の多面体に対して成膜を行う成膜装置及び多面体並びに成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリゴンミラー等の多面体に成膜を行う方法として、様々な方法が提供されている。例えば、特許文献１に記載される従来の技術によれば、蒸着によって、多面を有するポリゴンミラーの成膜において、所望の限られた面への成膜時に、蒸着流が他の面に回りこんで成膜されることを防止するマスクをポリゴンミラーに取り付けている。具体的には、蒸着流が、他の面に回りこんで成膜されると、回り込んで成膜された面の反射率等の光学特性に悪影響を与えるので、それを防止するために本来蒸着したい面の大きさに合わせた開口を有するマスクをポリゴンミラーに取り付けている。
【０００３】
また、生産性を高めるために、一般的な方法として、カルーセル型のスパッタにより多面を同時に成膜する方法が知られている。一般にスパッタは、飛散する物質の回り込み性が蒸着に対して優れていて、スパッタリング用ターゲットに対して成膜される面が多少の角度を有していても、この角度を有した面にも十分な成膜が可能である。
この性質を利用して、カルーセル型のスパッタ装置の多角筒形のホルダに多数のポリゴンミラーを取り付け、真空槽内でホルダを回転させて、１度の成膜で全てのミラー面を形成するという方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１記載の方法では、多面に対してマスクをしているために、全ての面にミラー面を形成するためには、１回成膜して取り出した後、次に成膜する面を準備するためマスクの位置を再調整して取り付ける工程を１つ１つの基板に対して行った後、再度真空槽内に投入して成膜を行うといった複数回の成膜を行う必要がある。従って、このような方法では、生産性が悪いという問題がある。
また、生産性を高めるために、上述したカルーセル型のスパッタ装置を利用して多面を同時に成膜した場合には、回転によってターゲットに対して深い角度のついた成膜状態となる斜めの成膜面が発生してしまう。スパッタは、回り込み性が良いので、このような斜めの成膜面にも成膜されてしまうが、この状態においては、成膜速度が極端に遅くなっている。即ち、それが原因で各面の膜厚ばらつきが発生するという問題がある。
また、成膜速度が遅くなると、成膜された膜の酸化が促進され、反射率等の光学特性が劣化するという問題も発生するものであった。
【０００５】
この発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、その目的は、生産性が良く、光学特性に優れた膜を形成することができる成膜装置及び多面体並びに成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置であって、スッパタリングする板状のターゲットと、該ターゲットの表面に対して、前記成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように前記多面体を位置させるホルダと、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配され、ターゲットから多面体に向けて飛散する物質を通過させる開口を有する開口板とを備え、前記ホルダは、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に前記多面体を複数固定可能である成膜装置を提供する。
【０００７】
この発明に係る成膜装置においては、多面体がホルダの回転によって、ターゲットに対向する位置に近づき、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては、開口板がターゲットと多面体の成膜面との間に位置する。また、開口板は、多面体がターゲットに対向する位置に近づいて、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係においては、開口によりターゲットと多面体の成膜面との間を遮断しない。
【０００８】
成膜中は、ホルダが、該ホルダの軸回りを回転しながら膜形成を行っている。ここで、多面体が、回転によりターゲット付近に位置した際、開口板により成膜面とターゲットとが所定角度以内になったときに成膜が行われる。つまり、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度、例えば、８０度を超える角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。この不具合の１つとしては、膜厚ばらつきである。成膜速度が異なることにより、複数の成膜面に膜厚ばらつきが発生する。
【０００９】
更に、上記不具合の１つとして、光学性能の劣化及びばらつきがある。成膜速度が極端に低下すると、真空槽内の雰囲気の酸素と反応して酸化膜が成膜されるという現象が発生する。
例えば、アルミターゲットを用いてアルミを成膜しようとした場合、ターゲットと深い角度のついた状態で成膜されたものは、酸化により透明なアルミナが形成される。一方、回転方向に鉛直な面は、ターゲットに対してそこまで深い角度にならないので、酸化がなくアルミが成膜される。そして、回転方向に対して斜めの方向を向いている面は、その中間的な角度になり、ある程度酸化が進み、アルミとアルミナとの混在した膜が形成される。これらが回転中に連続して成膜されることにより、組成の異なる膜が堆積して成膜されることになる。また、ターゲットと成膜面との角度の違いによって、堆積の様子も面ごとに異なる。
このように、ターゲットとの角度に大きな差が生じることで、成膜速度にも大きな差が生じ、各面の酸化度合いにばらつきが発生して光学特性に必然的にばらつきが発生する。
【００１０】
更に、上記不具合の１つとして、初期密着性、耐久性の劣化及びばらつきがある。ターゲットと深い角度のついた状態と、ターゲットの正面に位置したときに成膜される状態とでは、成膜速度や酸化の度合いが異なるために、膜が不均質な組成になっているという状態である。そのため、初期密着力が低下したり、耐久性が劣化するという不具合が発生する。
【００１１】
本発明では、上述したように、各成膜面がターゲットに対して深い角度になる状態での成膜を防止するので、上記各不具合をなくすことができる。
【００１２】
なお、ここで本発明と膜厚を補正する部材との違いを説明する。膜厚補正板は、成膜装置内に配列した基板間及び基板の面内において、蒸発源と基板との距離や蒸発の空間的な飛散分布やターゲットのエロージョン等の影響により生ずる膜厚分布を解消するために、蒸発源やターゲットと基板との間の一部分をマスクする部材である。これにより、基板間及び基板の面内に形成される膜厚を均一にしている。例えば、ドーム内のある位置の基板で膜厚が厚くなることを解消するために、その基板が回転により通過するところの一部分をマスクして、他の基板と同様の膜厚を得ようとするものである。一般的な膜厚補正板では、基板の成膜面が蒸発源やターゲットとなす角度については、なにも考慮されていない。
【００１３】
これに対して、本発明では、基板の成膜面とターゲットとのなす角度が重要であり、その角度によって開口板の形状を最適化しているという特徴がある。従って、上述した膜厚補正部材では、本発明の効果は得られない。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の成膜装置において、前記開口板は、前記開口が前記ターゲットの正面に位置するように配されている成膜装置を提供する。
【００１５】
この発明に係る成膜装置においては、開口板の開口が、ターゲットの正面に位置している。よって、多面体が、ターゲットの正面に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が浅い、例えば、８０度以下（所定角度以下）であるので、開口板は多面体とターゲットとを遮断しない。そして、多面体がターゲットの左右に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が深い、例えば、８０度以上であり、１２０度以下であるので、開口板は多面体とターゲットとを遮断する。なお、１２０度を超えると成膜されなくなるので、開口板により制限する必要がなくなる。
【００１６】
成膜中は、ホルダが軸回りを回転しながら膜形成を行う。多面体が、回転により左ターゲットに対向する位置に近づいたときに、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。そして、多面体が、回転によりターゲットの正面に近づいたときに、開口板は遮断しない、即ち、開口を通してターゲットから物資を飛散させることが可能であるので、多面体の成膜面は成膜される。また、多面体が、回転によりターゲットから左右のどちらかに遠ざかったときに、開口板により回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。そして、回転により上述した工程を連続して成膜を行う。
【００１７】
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の成膜装置において、前記開口板は、前記開口を所定間隔を開けて２つ有し、前記ターゲットの正面側を遮断する成膜装置を提供する。
【００１９】
この発明に係る成膜装置においては、開口板の開口が、所定間隔を開けて２つ形成され、ターゲットの正面側が遮断されている。多面体が、ホルダに取り付けられた状態において、成膜面がホルダに対して所定角度以上の角度を持つような多面体に適用される。多面体が、ターゲットの正面に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が深い、例えば、８０度を超える（所定角度以上）ので、開口板は多面体とターゲットとを遮断する。そして、多面体がターゲットの左右に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が浅い、例えば、８０度以下である場合には、開口板は多面体とターゲットとを遮断しない。
【００２０】
つまり、成膜中、多面体が回転によりターゲットの正面に位置したときに、成膜が遮断され、ターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の成膜装置において、前記多面体が、ポリゴンミラーである成膜装置を提供する。
【００２２】
この発明に係る成膜装置においては、ターゲット正面側に開口を有し、左右を遮断する形状の開口板を利用する。つまり、ポリゴンミラーは、ホルダに取り付けられた状態では、成膜面が浅い角度、例えば、８０度以下（所定角度以下）であるので、正面から成膜が可能であるが、斜めからでは深い角度、例えば、８０度を超える角度をもった面が発生するためである。
この開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項３記載の成膜装置において、前記多面体が、プリズムである成膜装置を提供する。
【００２４】
この発明に係る成膜装置においては、ターゲットの正面を遮断して、ターゲットの左右に２つの開口を有する開口板を利用する。つまり、プリズムは、ホルダに取り付けられた状態では、成膜面が深い角度、例えば、８０度を超える（所定角度以上）角度がついている。或いは、その状態では超えていなくても、少し斜めからになるだけで、片方の成膜面が略８０度を超える角度がついているためである。
この開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、プリズムの材質に制約はなく、ガラス、プラスチック等を用いて構わない。また、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２５】
請求項６に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットでのスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配された開口板の開口を通して、ターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体を取り付けた前記ホルダが軸の回りを回転して、多面体がターゲットに対向する位置を通り過ぎる際に、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内の位置関係になったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えた位置関係になったときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００２６】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては、開口板により成膜を遮断すると共に、多面体がターゲットに対向する前後を通過する際に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係においては、ターゲットから開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２７】
請求項７に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、且つ、ターゲットの正面に配置された開口板の開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００２８】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては成膜を遮断すると共に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面においては、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２９】
請求項８に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、開口板の２つの開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面の前後を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００３０】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の位置では成膜を遮断すると共に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の前後では、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３１】
請求項９に係る発明は、請求項７記載の成膜方法において、前記多面体が、ポリゴンミラーである成膜方法を提供する。
【００３２】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、ポリゴンミラーを取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、ポリゴンミラーがターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、ポリゴンミラーの成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては成膜を遮断すると共に、ポリゴンミラーの成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面においては、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３３】
請求項１０に係る発明は、請求項８記載の成膜方法において、前記多面体が、プリズムである成膜方法を提供する。
【００３４】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、プリズムを取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、プリズムがターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、プリズムの成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の位置では成膜を遮断すると共に、プリズムの成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の前後では、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３５】
請求項１１に係る発明は、請求項６から１０のいずれか１項に記載の成膜方法により成膜された多面体を提供する。
この発明に係る多面体においては、膜厚ばらつきがなく、光学特性及び耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る成膜装置及び成膜方法によれば、生産性が良く、光学特性及び耐久性に優れた品質の良い膜を成膜面に成膜することができる。特に、斜めの成膜面を有する多面体に好適である。また、本発明に係る多面体によれば、膜厚ばらつきがなく、光学特性及び耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明係る成膜装置及び成膜方法の第１実施形態を、図１から図５を参照して説明する。本実施形態の成膜装置は、複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する装置である。
本実施形態においては、図１に示すように、上記多面体としてポリゴンミラー１を用いた場合を例として説明する。なお、図１（ａ）はポリゴンミラー１の上部図、図１（ｂ）はポリゴンミラー１の斜視図、図１（ｃ）はポリゴンミラー１の背面図である。
上記ポリゴンミラー１は、樹脂により、上記成膜面である面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆからなる６つの反射面２を持つ六角形状（六角錐の頭部を切断した切頭六角錐台形状ともいう）に形成されている。また、ポリゴンミラー１の中心部には、開口３が形成されている。この開口３は、ポリゴンミラー１を利用して動作回転させる際の回転軸を通すために使用される。また、各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆは、互いに角度をなし、上方より見たときに水平方向となす角度（各面と図１における紙面との倒れ角）が約６０度となっている。
【００３８】
図２及び図３に、本実施形態の成膜装置１０を示す。なお、図２は成膜装置１０の上面図、図３は成膜装置１０の側面図である。
本実施形態の成膜装置１０は、図２及び図３に示すように、スパッタリングする板状のターゲット、即ち、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２と、該両ターゲット１１、１２の表面に対して、ポリゴンミラー１の各面（各成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆの少なくとも２面が所定角度になるように該ポリゴンミラー１を位置させる回転筒体（ホルダ）１３と、両ターゲット１１、１２と回転筒体１３との間に配され、両ターゲット１１、１２からポリゴンミラー１に向けて飛散する物質のうち、上記所定角度以内の角度で出射される物質を通過させる開口を有する開口板、即ち、第１の開口板１４及び第２の開口板１５と、これら各構成品を内部に収納する真空槽１６とを備えている。
【００３９】
上記真空槽１６には、図示しない真空排気装置が接続されている。また、真空槽１６の内部には、中央位置に上下に貫く軸１７があり、この軸１７を回転軸として、断面が８角形の筒形状に形成された上記回転筒体１３が設置されている。即ち、回転筒体１３は、多角形状の外周面を有して鉛直方向に延びるように形成されて軸回り（鉛直軸回り）に回転可能であると共に、外周面上にプレート１３ａを介して上記ポリゴンミラー１を複数固定可能とされている。また、回転筒体１３は、図示しない駆動装置により回転操作（各図における矢印Ａ方向）されるようになっている。
また、プレート１３ａ及びポリゴンミラー１の対向する位置に、上記アルミターゲット１１とシリコンターゲット１２とが取り付けられている。
【００４０】
このアルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２は、上記回転筒体１３を間にして真空槽１６の両側に対峙して配置され、また、回転筒体１３の長手方向に沿って長尺な縦に長い長方形に形成されている。
また、アルミターゲット１１は、マグネトロンを有した電極１８に取り付けられている。この電極１８は、真空槽１６の外部に設けられた電源１９から電力が供給されている。また、シリコンターゲット１２も同様に、マグネトロンを有した電極２０に取り付けられ、該電極２０は真空槽１６の外部に設けられた電源２１から電力を供給されている。
また、アルミターゲット１１と回転筒体１３との間には、ガス供給管２２が真空槽１６外部よりアルミターゲット１１付近まで配置されていて、Ａｒガスを供給するようになっている。また、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間には、ガス供給管２３、２４が真空槽１６外部よりシリコンターゲット１２付近まで配置されていて、Ａｒガス及びＯ２ガスを供給するようになっている。
【００４１】
アルミターゲット１１と回転筒体１３との間（ガス供給管２２より回転筒体１３側）には、アルミターゲット１１からスパッタリングにより飛散する物質を開口により制限するために、開口板１４ａ及び開口板１４ｂからなる開口制限としての上記第１の開口板１４が設置されていて、真空槽１６内に固定されている。また、開口板１４ａと開口板１４ｂとで挟まれた開口１４ｃの開口幅は、アルミターゲット１１の幅と同じである。
つまり、第１の開口板１４は、上記開口１４ｃがアルミターゲット１１の正面に位置するようになっている。
また、同様に、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間（ガス供給管２３、２４より回転筒体１３側）には、シリコンターゲット１２からスパッタリングにより飛散する物質を開口により制限するために、開口板１５ａ及び開口板１５ｂからなる開口制限としての上記第２の開口板１５が設置されていて、真空槽１６内に固定されている。また、開口板１５ａと開口板１５ｂとで挟まれた開口１５ｃの開口幅は、シリコンターゲット１２の幅と同じである。
つまり、第２の開口板１５は、上記開口１５ｃがシリコンターゲット１２の正面に位置するようになっている。
また、開口板１４ａ及び開口板１４ｂにより、アルミターゲット１１とポリゴンミラー１の各面（成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆのなす角度θ１は、成膜中に回転筒体１３が回転する状態において、７０度（所定角度）以上の角度になる状態を遮断するようになっている。なお、角度θ１は、より望ましくは６０度以下が良い。
【００４２】
また、アルミターゲット１１と第１の開口板１４との間には、第１のシャッタ２５がアルミターゲット１１を覆うように真空槽１６内に設置されている。この第１のシャッタ２５は、成膜中は図示しない移動機構により横方向（図２において、ガス供給管２２側）に移動して、アルミターゲット１１からポリゴンミラー１の各面に成膜可能な位置に移動するようになっている。
同様に、シリコンターゲット１２と第２の開口板１５との間には、第２のシャッタ２６がシリコンターゲット１２を覆うように真空槽１６内に設置されている。この第２のシャッタ２６は、成膜中は図示しない移動機構により横方向（図２において、ガス供給管２３側）に移動して、シリコンターゲット１２からポリゴンミラー１の各面に成膜可能な位置に移動するようになっている。
【００４３】
このように構成された成膜装置１０により、ポリゴンミラー１の各面（成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆに成膜を行う場合について以下に説明する。
本実施形態の成膜方法は、回転筒体１３にポリゴンミラー１を固定し、回転筒体１３を鉛直軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面に配置された第１の開口板１４の開口１４ｃ又は第２の開口板１５の開口１５ｃを通してポリゴンミラー１に物質を飛散させて各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆに成膜を行う成膜工程とを有している。また、成膜工程の際、ポリゴンミラー１がアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面を通過し、各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆと、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２とが所定角度内となったときに、上記物質が開口１４ｃ、１５ｃを通過して成膜が行われる。以下に詳細に説明する。
【００４４】
まず、図示しない排気装置を動作させて、真空槽１６内を５×１０−４Ｐａまで排気する。排気後、図示しない回転機構を動作させて、回転筒体１３を矢印Ａの方向に回転させる回転工程を行う。このときの回転速度は、４０ｒｐｍである。次いで、ガス供給管２３よりＡｒガスを導入して、真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。
続いてガス供給管２４よりＯ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、回転筒体１３上のポリゴンミラー１の各成膜面（面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆ）に成膜を開始する。
そして、１０分後に第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にＡｒガス及びＯ２ガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１上には、ＳｉＯ２の膜が４５ｎｍの厚さで形成される。この膜は、樹脂であるポリゴンミラー１とアルミ膜との密着力を向上させる密着層として形成される。
【００４５】
次に、ガス供給管２２からＡｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。そして、電源１９より１２００ＷのＤＣを電極１８に印加して、アルミターゲット１１上にプラズマ３０を発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、図４に示すように、第１のシャッタ２５を開けて成膜を開始する。なお、図４において、第１のシャッタ２５は、アルミ成膜中は退避しているので、図示しない。
そして、８分後に、第１のシャッタ２５を閉じて、ＤＣの印加を止めると共にＡｒガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１に形成したＳｉＯ２膜上には、アルミの膜が７０ｎｍの厚さで形成される。
【００４６】
ここで、上述したアルミターゲット１１付近の様子を図５に示す。アルミターゲット１１上には、プラズマ３０が形成されている。回転筒体１３が回転により図５に示す位置に達した際、アルミターゲット１１に近づくポリゴンミラー１の成膜面の１つである面２ｂに着目する。
このとき、面２ｂは、アルミターゲット１１に対して極端に角度のついた位置である。この位置では、開口板１４ａにより、プラズマ３０からスパッタされて飛散した物質であるアルミは遮断され、面２ｂには成膜されない。
【００４７】
これに対して、仮に開口板１４ａを取り外して成膜を行った結果、スパッタで飛散した物質は回り込み性に優れるために、面２ｂには成膜速度はかなり遅いが、アルミが形成される。
このような極端な角度のついた状態で面２ｂに成膜されるアルミの膜厚は、真空槽１６内の真空の雰囲気等に左右されやすく不安定であり、成膜速度も安定しない。このとき、他の面も成膜されているが、例えば、面２ａは面２ｂに比べ、アルミターゲット１１に対して深い角度のついた状態ではないために、成膜速度は面２ｂと比較すると速い。こうした成膜速度の差が、最終的に膜厚バラツキとなる。
また、開口板１４ａがないと仮定した場合には、面２ｂのようにアルミターゲット１１に対して深い角度のついた状態で成膜速度が遅い場合においては、真空槽１６の雰囲気中の残留酸素が、アルミが成膜される際に膜中に混入することがある。すると、面２ｂにおいては、光学的に反射率が低下したり、密着性が劣化したりする等の不具合が発生してしまう。
【００４８】
本実施形態では、開口板１４ａにより、成膜速度が遅くなる状態を排除しているので、上述した不具合はない。このことは、開口板１４ｂでも同様であり、面２ｂで発生する不具合を面２ｂに対して解消することができる。
【００４９】
次に、ガス供給管２３より、Ａｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。続いて、ガス供給管２４より、Ｏ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加してシリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、成膜を開始する。そして、１５分後に第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にＡｒガス及びＯ２ガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１上には、ＳｉＯ２の膜が４０ｎｍの厚さで形成される。この膜は、アルミの保護膜として形成される。
【００５０】
シリコンターゲット１２側にも、開口板１５ａと開口板１５ｂとからなる第２の開口板１５がある。アルミ成膜と同様にＳｉＯ２成膜においても開口板１５ａと開口板１５ｂとにより、面２ｂに形成される膜厚バラツキ、或いは、面２ｅに形成される膜厚バラツキを抑える効果がある。また、アルミ成膜と同様に、過剰な酸素の混入を防止している。ＳｉＯ２膜に過剰な酸素が混入すると密着性が劣化する等の不具合があるが、開口板１５ａ及び開口板１５ｂは、そうした不具合を防止している。
【００５１】
本実施形態では、各ポリゴンミラー１の面２ａから面２ｆまでの６面について、３層合わせた膜厚のバラツキが１６０ｎｍ±１５ｎｍである膜が、１度の成膜プロセスで形成された。５００ｎｍにおける６面での反射率バラツキも±３％と光学的な特性も十分であった。また、テープ薄利試験（ニチバン製テープを用いて成膜面に貼り付け、９０度の角度に一気に剥す）においても剥離が見られず、密着性も良好であった。
【００５２】
ここで、比較として、第１の開口板１４及び第２の開口板１５がない第１実施例と同様の成膜装置を用いて成膜する。全く同様の動作により、ポリゴンミラー１にアルミを成膜したところ、各ポリゴンミラー１の面２ａから面２ｆまでの６面について、３層合わせた膜厚のバラツキが１６０ｍ±２０ｎｍである膜が１度の成膜プロセスで形成された。
ところが、光学的に５００ｎｍにおける６面での反射率バラツキが±７％と大きく、外観でも成膜面にくもりが確認された。また、面２ｂでは、ポリゴンミラー１と膜との密着性が劣化した面が確認された。
【００５３】
上述したように、本実施形態の成膜装置１０及び成膜方法により、６面について１度の成膜プロセスでミラー面を形成でき、生産性も良く、膜厚バラツキが少なく、全ての面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆで安定した反射率を有する膜を得ることができた。
つまり、光学特性に優れた品質の良い膜を成膜面に成膜することができる。
【００５４】
なお、第１実施形態では、第１のシャッタ２５と第１の開口板１４とが別体であるが、一体に構成することも可能である。即ち、第１の開口板１４を構成する開口板１４ａと開口板１４ｂとの少なくとも一方に動作機構を設けて、成膜時以外は第１のシャッタ２５のようにアルミターゲット１１を覆うように閉じていて、成膜時にはアルミターゲット１１の正面に、アルミターゲット１１の幅と同じ幅となる開口１４ｃが位置するように、開口板１４ａと開口板１４ｂとの少なくとも一方が動作して開く構成にしても構わない。
【００５５】
次に、本発明に係る成膜装置及び成膜方法の第２実施形態を、図６から図１０を参照して以下に説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態の成膜装置１０は、ポリゴンミラー（多面体）１に成膜を行ったのに対し、第２実施形態の成膜装置５０は、プリズム（多面体）４０に成膜を行う点である。更に、第１実施形態の成膜装置１０は、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２の正面に開口１４ｃ、１５ｃを有する第１の開口板１４及び第２の開口板１５を備えていたが、第２実施形態の成膜装置５０は、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２の正面を遮断すると共に、左右に２つの開口を有する第１の開口板５１及び第２の開口板５２を備えている点である。
【００５６】
上記プリズム４０は、図６に示すように、樹脂により成膜面の頂角が２０度である面４１ａ、４１ｂからなる２つの反射面４１を持つ三角柱形状に形成されている。なお、図６は、プリズム４０の斜視図（斜め上方より見る）である。
次に、図７及び図８に本実施形態の上記成膜装置１０を示す。なお、図７は成膜装置５０の上面図、図８は成膜装置５０の側面図である。
【００５７】
本実施形態においては、複数の上記プリズム４０は、成膜される面４１ａ、４１ｂがアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２に向くようにプレート１３ａに取り付けられている。
また、上記第１の開口板５１は、第１実施形態と同様に、アルミターゲット１１と回転筒体１３との間に設けられ、真空槽１６に固定されている。この第１の開口板５１は、開口板５１ａ、開口板５１ｂ及び開口板５１ｃからなり、開口板５１ａと開口板５１ｃとの間及び開口板５１ｂと開口板５１ｃとの間が、上述した開口５１ｄとされている。また、この２つの開口５１ｄの開口幅は、アルミターゲット１１の幅の半分に設定されている。更に、開口板５１ｃの幅は、アルミターゲット１１の幅と同じであり、これによりアルミターゲット１１の正面を遮断している。
開口板５１ａ、開口板５１ｂ及び開口板５１ｃにより、アルミターゲット１１とプリズム４０の成膜面の角度θ２が、成膜中に回転筒体１３が回転する状態において、８０度（所定角度）以上の角度になる状態を遮断するようになっている。なお、角度θ２は、より望ましくは６０度以下が良い。
【００５８】
また、上記第２の開口板５２は、第１実施形態と同様に、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間に設けられ、真空槽１６に固定されている。この第２の開口板５２は、開口板５２ａ、開口板５２ｂ及び開口板５２ｃからなり、開口板５２ａと開口板５２ｃとの間及び開口板５２ｂと開口板５２ｃとの間が、上述した開口５２ｄとされている。また、この２つの開口５２ｄの開口幅は、シリコンターゲット１２の幅の半分に設定されている。更に、開口板５２ｃの幅は、シリコンターゲット１２の幅と同じであり、これによりアルミターゲット１２の正面を遮断しておる。
【００５９】
このように構成された成膜装置５０により、プリズム４０の各面（成膜面）４１ａ、４１ｂに成膜を行う場合について以下に説明する。
本実施形態の成膜方法は、回転筒体１３にプリズム４０を固定し、回転筒体１３を鉛直軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面に配置された第１の開口板５１の開口５１ｄ又は第２の開口板５２の開口５２ｄを通してプリズム４０に物質を飛散させて各面４１ａ、４１ｂに成膜を行う成膜工程とを有している。また、成膜工程の際、プリズム４０がアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面の前後を通過し、各面４１ａ、４１ｂと、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２とが所定角度内となったときに、上記物質が開口５１ｄ、５２ｄを通過して成膜が行われる。以下に詳細に説明する。
【００６０】
まず、図示しない排気装置を動作させて、真空槽１６内を５×１０−４Ｐａまで排気する。排気後、図示しない回転機構を動作させて、回転筒体１３を矢印Ａの方向に回転させる回転を行う。このときの回転速度は、５０ｒｐｍである。次いで、ガス供給管２３よりＡｒガスを導入して、真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。
続いてガス供給管２４よりＯ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて成膜を開始する。そして、１０分後に、第２シャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０上には、ＳｉＯ２の膜が４５ｎｍの厚さで形成される。この膜は、樹脂であるプリズム４０とアルミ膜との密着力を向上させる密着層として形成される。
【００６１】
次に、ガス供給管２２からＡｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。そして、電源１９より１２００ＷのＤＣを電極１８に印加して、アルミターゲット１１上にプラズマ３０を発生させ、プレスパッタを行う。２分プレスパッタを行った後、図９に示すように、第１のシャッタ２５を開けて成膜を開始する。なお、図９において、第１のシャッタ２５は、アルミ成膜中は退避しているので、図示しない。
そして、８分後に、第１のシャッタ２５を閉じて、ＤＣの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０に形成したＳｉＯ２膜上には、アルミの膜が７０ｎｍの厚さで形成される。
【００６２】
ここで、上述したアルミターゲット１１付近の様子を図１０に示す。アルミターゲット１１上には、プラズマ３０が形成されている。回転筒体１３が回転により図１０に示す位置に達した際、アルミターゲット１１に近づくプリズム４０の成膜面のある面４１ａ、４１ｂに着目する。
面４１ｂは、開口板５１ａと開口板５１ｃとの間にあり、アルミターゲット１１に正対しているので成膜される。一方、面４１ａは、アルミターゲット１１に対してほぼ反対を向いているため、回り込み性が良いスパッタであってもここまで角度はつくと成膜されない。続く短い時間の間にプリズム４０は、アルミターゲット１１の正面に回転移動してくる。この場合には、プリズム４０は、開口板５１ｃによりプラズマ３０から遮断され、面４１ａ、４１ｂは共に成膜されない。そして、続く短い時間の間にプリズム４０は、アルミターゲット１１の正面から開口板５１ｂ側に移動してくる。このとき、アルミターゲット１１に向いている面４１ａが成膜されて、アルミターゲット１１と反対を向いている面４１ｂは成膜されない。
【００６３】
このようにして、面４１ａ、４１ｂは、アルミターゲット１１と極端に角度のついた状態で成膜されることなく、アルミ膜の形成がされる。
仮に、第１の開口板５１がないと仮定した場合には、プリズム４０がアルミターゲット１１の正面に位置した状態において、面４１ａ、４１ｂは共にアルミターゲット１１に対して極端に角度のついた状態となる。このような状態では、成膜速度が遅くなり、真空槽１６の雰囲気中の残留酸素が、アルミが成膜される際に膜中に混入することがある。すると、光学的に反射率が低下したり、密着性が劣化したりする等の不具合が発生する。
【００６４】
次に、ガス供給管２３より、Ａｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。続いて、ガス供給管２４より、Ｏ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１１００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、成膜を開始する。そして、１５分後に、第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０１上には、ＳｉＯ２の膜が４０ｎｍの厚さで形成される。この膜は、アルミの保護膜として形成される。
【００６５】
シリコンターゲット１２側にも、開口板５１ａ、５２ｂ、５２ｃからなる第２の開口板５２がある。アルミ成膜と同様にＳｉＯ２成膜においても膜厚バラツキを抑える効果がある。また、アルミ成膜と同様に、過剰な酸素の混入を防止している。ＳｉＯ２膜に過剰な酸素が混入すると密着性が劣化する等の不具合があるが、開口板５１ａ、５２ｂ、５２ｃは、そうした不具合を防止している。
本実施形態の成膜装置５０及び成膜方法によって得られた膜は、第１実施形態と同様に、反射率特性も良好で、また、密着性も良好であった。
【００６６】
ここで、比較として、従来の一般的なカルーセル型スパッタリング装置による成膜の結果を示す。第１の開口板５１及び第２の開口板５２がない、第２実施形態と同様の装置を用いて成膜する。全く同様の動作により、プリズム４０にアルミを成膜したところ、各プリズム４０の面４１ａ、４１ｂの反射率が第２実施形態と比較して５％程度低い特性であった。また、密着性が劣化した面が確認された。
【００６７】
上述したように、本実施形態の成膜方法により、１度の成膜プロセスで各面４１ａ、４１ｂにミラー面を形成でき、生産性も良く、光学的にも特性の良い、密着性が良好な膜を得ることができた。
【００６８】
なお、上記第２実施形態では、樹脂のプリズムを用いたが、これに限らず、樹脂に代えてＢＫ７のガラスプリズムを用いても同様の効果が得られた。
【００６９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、回転筒体を鉛直軸回りに回転させたが、回転軸は水平であっても良い。また、回転筒体は、多角形状の外周面を有していれば良く、六角形でも八角形でも構わない。また、筒状でも柱状でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の成膜装置により成膜を行うポリゴンミラーの外観図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の成膜装置の全体構成を示す上面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の成膜装置の全体構成を示す側面図である。
【図４】図２及び図３に示す成膜装置によりポリゴンミラーに成膜を行っている状態を示す図であって、回転筒体を回転させると共にアルミターゲット側のシャッタを開けてスパッタを行っている状態を示す上面図である。
【図５】図４に示す状態におけるアルミターゲット側付近の拡大図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の成膜装置により成膜を行うプリズムの外観斜視図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の成膜装置の全体構成を示す上面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の成膜装置の全体構成を示す側面図である。
【図９】図７及び図８に示す成膜装置によりプリズムに成膜を行っている状態を示す図であって、回転筒体を回転させると共にアルミターゲット側のシャッタを開けてスパッタを行っている状態を示す上面図である。
【図１０】図９に示す状態におけるアルミターゲット側付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ポリゴンミラー（多面体）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、４１ａ、４１ｂ 面（成膜面）
１０、５０ 成膜装置
１１ アルミターゲット（ターゲット）
１２ シリコンターゲット（ターゲット）
１３ 回転筒体（ホルダ）
１４、５１ 第１の開口板（開口板）
１４ｃ、１５ｃ、５１ｄ、５２ｄ 開口
１５、５２ 第２の開口板（開口板）
４０ プリズム（多面体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用等に利用されるポリゴンミラーや、光学機器に利用されるプリズム等
の多面体に対して成膜を行う成膜装置及び多面体並びに成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリゴンミラー等の多面体に成膜を行う方法として、様々な方法が提供されている。例えば、特許文献１に記載される従来の技術によれば、蒸着によって、多面を有するポリゴンミラーの成膜において、所望の限られた面への成膜時に、蒸着流が他の面に回りこんで成膜されることを防止するマスクをポリゴンミラーに取り付けている。具体的には、蒸着流が、他の面に回りこんで成膜されると、回り込んで成膜された面の反射率等の光学特性に悪影響を与えるので、それを防止するために本来蒸着したい面の大きさに合わせた開口を有するマスクをポリゴンミラーに取り付けている。
【０００３】
また、生産性を高めるために、一般的な方法として、カルーセル型のスパッタにより多面を同時に成膜する方法が知られている。一般にスパッタは、飛散する物質の回り込み性が蒸着に対して優れていて、スパッタリング用ターゲットに対して成膜される面が多少の角度を有していても、この角度を有した面にも十分な成膜が可能である。
この性質を利用して、カルーセル型のスパッタ装置の多角筒形のホルダに多数のポリゴンミラーを取り付け、真空槽内でホルダを回転させて、１度の成膜で全てのミラー面を形成するという方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１記載の方法では、多面に対してマスクをしているために、全ての面にミラー面を形成するためには、１回成膜して取り出した後、次に成膜する面を準備するためマスクの位置を再調整して取り付ける工程を１つ１つの基板に対して行った後、再度真空槽内に投入して成膜を行うといった複数回の成膜を行う必要がある。従って、このような方法では、生産性が悪いという問題がある。
また、生産性を高めるために、上述したカルーセル型のスパッタ装置を利用して多面を同時に成膜した場合には、回転によってターゲットに対して深い角度のついた成膜状態となる斜めの成膜面が発生してしまう。スパッタは、回り込み性が良いので、このような斜めの成膜面にも成膜されてしまうが、この状態においては、成膜速度が極端に遅くなっている。即ち、それが原因で各面の膜厚ばらつきが発生するという問題がある。
また、成膜速度が遅くなると、成膜された膜の酸化が促進され、反射率等の光学特性が劣化するという問題も発生するものであった。
【０００５】
この発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、その目的は、生産性が良く、光学特性に優れた膜を形成することができる成膜装置及び多面体並びに成膜方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置であって、スッパタリングする板状のターゲットと、該ターゲットの表面に対して、前記成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように前記多面体を位置させるホルダと、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配され、ターゲットから多面体に向けて飛散する物質を通過させる開口を有する開口板とを備え、前記ホルダは、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に前記多面体を複数固定可能である成膜装置を提供する。
【０００７】
この発明に係る成膜装置においては、多面体がホルダの回転によって、ターゲットに対向する位置に近づき、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては、開口板がターゲットと多面体の成膜面との間に位置する。また、開口板は、多面体がターゲットに対向する位置に近づいて、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係においては、開口によりターゲットと多面体の成膜面との間を遮断しない。
【０００８】
成膜中は、ホルダが、該ホルダの軸回りを回転しながら膜形成を行っている。ここで、多面体が、回転によりターゲット付近に位置した際、開口板により成膜面とターゲットとが所定角度以内になったときに成膜が行われる。つまり、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度、例えば、８０度を超える角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。この不具合の１つとしては、膜厚ばらつきである。成膜速度が異なることにより、複数の成膜面に膜厚ばらつきが発生する。
【０００９】
更に、上記不具合の１つとして、光学性能の劣化及びばらつきがある。成膜速度が極端に低下すると、真空槽内の雰囲気の酸素と反応して酸化膜が成膜されるという現象が発生する。
例えば、アルミターゲットを用いてアルミを成膜しようとした場合、ターゲットと深い角度のついた状態で成膜されたものは、酸化により透明なアルミナが形成される。一方、回転方向に鉛直な面は、ターゲットに対してそこまで深い角度にならないので、酸化がなくアルミが成膜される。そして、回転方向に対して斜めの方向を向いている面は、その中間的な角度になり、ある程度酸化が進み、アルミとアルミナとの混在した膜が形成される。これらが回転中に連続して成膜されることにより、組成の異なる膜が堆積して成膜されることになる。また、ターゲットと成膜面との角度の違いによって、堆積の様子も面ごとに異なる。
このように、ターゲットとの角度に大きな差が生じることで、成膜速度にも大きな差が生じ、各面の酸化度合いにばらつきが発生して光学特性に必然的にばらつきが発生する。
【００１０】
更に、上記不具合の１つとして、初期密着性、耐久性の劣化及びばらつきがある。ターゲットと深い角度のついた状態と、ターゲットの正面に位置したときに成膜される状態とでは、成膜速度や酸化の度合いが異なるために、膜が不均質な組成になっているという状態である。そのため、初期密着力が低下したり、耐久性が劣化するという不具合が発生する。
【００１１】
本発明では、上述したように、各成膜面がターゲットに対して深い角度になる状態での成膜を防止するので、上記各不具合をなくすことができる。
【００１２】
なお、ここで本発明と膜厚を補正する部材との違いを説明する。膜厚補正板は、成膜装置内に配列した基板間及び基板の面内において、蒸発源と基板との距離や蒸発の空間的な飛散分布やターゲットのエロージョン等の影響により生ずる膜厚分布を解消するために、蒸発源やターゲットと基板との間の一部分をマスクする部材である。これにより、基板間及び基板の面内に形成される膜厚を均一にしている。例えば、ドーム内のある位置の基板で膜厚が厚くなることを解消するために、その基板が回転により通過するところの一部分をマスクして、他の基板と同様の膜厚を得ようとするものである。一般的な膜厚補正板では、基板の成膜面が蒸発源やターゲットとなす角度については、なにも考慮されていない。
【００１３】
これに対して、本発明では、基板の成膜面とターゲットとのなす角度が重要であり、その角度によって開口板の形状を最適化しているという特徴がある。従って、上述した膜厚補正部材では、本発明の効果は得られない。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の成膜装置において、前記開口板は、前記開口が前記ターゲットの正面に位置するように配されている成膜装置を提供する。
【００１５】
この発明に係る成膜装置においては、開口板の開口が、ターゲットの正面に位置している。よって、多面体が、ターゲットの正面に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が浅い、例えば、８０度以下（所定角度以下）であるので、開口板は多面体とターゲットとを遮断しない。そして、多面体がターゲットの左右に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が深い、例えば、８０度以上であり、１２０度以下であるので、開口板は多面体とターゲットとを遮断する。なお、１２０度を超えると成膜されなくなるので、開口板により制限する必要がなくなる。
【００１６】
成膜中は、ホルダが軸回りを回転しながら膜形成を行う。多面体が、回転により左ターゲットに対向する位置に近づいたときに、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。そして、多面体が、回転によりターゲットの正面に近づいたときに、開口板は遮断しない、即ち、開口を通してターゲットから物資を飛散させることが可能であるので、多面体の成膜面は成膜される。また、多面体が、回転によりターゲットから左右のどちらかに遠ざかったときに、開口板により回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。そして、回転により上述した工程を連続して成膜を行う。
【００１７】
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の成膜装置において、前記開口板は、前記開口を所定間隔を開けて２つ有し、前記ターゲットの正面側を遮断する成膜装置を提供する。
【００１９】
この発明に係る成膜装置においては、開口板の開口が、所定間隔を開けて２つ形成され、ターゲットの正面側が遮断されている。多面体が、ホルダに取り付けられた状態において、成膜面がホルダに対して所定角度以上の角度を持つような多面体に適用される。多面体が、ターゲットの正面に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が深い、例えば、８０度を超える（所定角度以上）ので、開口板は多面体とターゲットとを遮断する。そして、多面体がターゲットの左右に位置したときに、成膜面とターゲットとのなす角度が浅い、例えば、８０度以下である場合には、開口板は多面体とターゲットとを遮断しない。
【００２０】
つまり、成膜中、多面体が回転によりターゲットの正面に位置したときに、成膜が遮断され、ターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止する。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の成膜装置において、前記多面体が、ポリゴンミラーである成膜装置を提供する。
【００２２】
この発明に係る成膜装置においては、ターゲット正面側に開口を有し、左右を遮断する形状の開口板を利用する。つまり、ポリゴンミラーは、ホルダに取り付けられた状態では、成膜面が浅い角度、例えば、８０度以下（所定角度以下）であるので、正面から成膜が可能であるが、斜めからでは深い角度、例えば、８０度を超える角度をもった面が発生するためである。
この開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項３記載の成膜装置において、前記多面体が、プリズムである成膜装置を提供する。
【００２４】
この発明に係る成膜装置においては、ターゲットの正面を遮断して、ターゲットの左右に２つの開口を有する開口板を利用する。つまり、プリズムは、ホルダに取り付けられた状態では、成膜面が深い角度、例えば、８０度を超える（所定角度以上）角度がついている。或いは、その状態では超えていなくても、少し斜めからになるだけで、片方の成膜面が略８０度を超える角度がついているためである。
この開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、膜の品質を向上することができる。
具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、プリズムの材質に制約はなく、ガラス、プラスチック等を用いて構わない。また、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２５】
請求項６に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットでのスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配された開口板の開口を通して、ターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体を取り付けた前記ホルダが軸の回りを回転して、多面体がターゲットに対向する位置を通り過ぎる際に、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内の位置関係になったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えた位置関係になったときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００２６】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては、開口板により成膜を遮断すると共に、多面体がターゲットに対向する前後を通過する際に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係においては、ターゲットから開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２７】
請求項７に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、且つ、ターゲットの正面に配置された開口板の開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００２８】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては成膜を遮断すると共に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面においては、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００２９】
請求項８に係る発明は、複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、開口板の２つの開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面の前後を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断する成膜方法を提供する。
【００３０】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、多面体を取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、多面体がターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の位置では成膜を遮断すると共に、多面体の成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の前後では、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３１】
請求項９に係る発明は、請求項７記載の成膜方法において、前記多面体が、ポリゴンミラーである成膜方法を提供する。
【００３２】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、ポリゴンミラーを取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、ポリゴンミラーがターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、ポリゴンミラーの成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係においては成膜を遮断すると共に、ポリゴンミラーの成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面においては、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３３】
請求項１０に係る発明は、請求項８記載の成膜方法において、前記多面体が、プリズムである成膜方法を提供する。
【００３４】
この発明に係る成膜方法においては、回転工程により、プリズムを取り付けたホルダを回転させ、該回転工程中に成膜工程を行う。つまり、回転工程中に、プリズムがターゲットに対向する位置を通過する際に、開口板により、プリズムの成膜面とターゲットとが所定角度（深い角度）、例えば、８０度を超える角度をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の位置では成膜を遮断すると共に、プリズムの成膜面とターゲットとが所定角度（浅い角度）、例えば、８０度以下をもった状態になる位置関係であるターゲット正面の前後では、開口を通して物質が飛散されて成膜を行える。
このように、開口板により、回転中にターゲットと深い角度をもった成膜面に成膜がされることを防止でき、これにより膜の品質を向上することができる。具体的には、深い角度をもった成膜面に成膜される場合、成膜速度が極端に低下することに起因する不具合を防止している。具体的には、膜厚ばらつきの解消、光学特性の向上、耐久性の向上である。
なお、例えば、ターゲットと成膜面とのなす角度が７０度、６０度といった８０度以下であっても、開口板により成膜を遮断しても良い。この場合でも、より品質のよい成膜面を形成することができる。しかしながら、成膜速度が低下することにより生産性が低下するので、必要な生産性及び要求品質により開口板を決めることが必要である。
【００３５】
請求項１１に係る発明は、請求項６から１０のいずれか１項に記載の成膜方法により成膜された多面体を提供する。
この発明に係る多面体においては、膜厚ばらつきがなく、光学特性及び耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る成膜装置及び成膜方法によれば、生産性が良く、光学特性及び耐久性に優れた品質の良い膜を成膜面に成膜することができる。特に、斜めの成膜面を有する多面体に好適である。また、本発明に係る多面体によれば、膜厚ばらつきがなく、光学特性及び耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明係る成膜装置及び成膜方法の第１実施形態を、図１から図５を参照して説明する。本実施形態の成膜装置は、複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する装置である。
本実施形態においては、図１に示すように、上記多面体としてポリゴンミラー１を用いた場合を例として説明する。なお、図１（ａ）はポリゴンミラー１の上部図、図１（ｂ）はポリゴンミラー１の斜視図、図１（ｃ）はポリゴンミラー１の背面図である。
上記ポリゴンミラー１は、樹脂により、上記成膜面である面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆからなる６つの反射面２を持つ六角形状（六角錐の頭部を切断した切頭六角錐台形状ともいう）に形成されている。また、ポリゴンミラー１の中心部には、開口３が形成されている。この開口３は、ポリゴンミラー１を利用して動作回転させる際の回転軸を通すために使用される。また、各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆは、互いに角度をなし、上方より見たときに水平方向となす角度（各面と図１における紙面との倒れ角）が約６０度となっている。
【００３８】
図２及び図３に、本実施形態の成膜装置１０を示す。なお、図２は成膜装置１０の上面図、図３は成膜装置１０の側面図である。
本実施形態の成膜装置１０は、図２及び図３に示すように、スパッタリングする板状のターゲット、即ち、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２と、該両ターゲット１１、１２の表面に対して、ポリゴンミラー１の各面（各成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆの少なくとも２面が所定角度になるように該ポリゴンミラー１を位置させる回転筒体（ホルダ）１３と、両ターゲット１１、１２と回転筒体１３との間に配され、両ターゲット１１、１２からポリゴンミラー１に向けて飛散する物質のうち、上記所定角度以内の角度で出射される物質を通過させる開口を有する開口板、即ち、第１の開口板１４及び第２の開口板１５と、これら各構成品を内部に収納する真空槽１６とを備えている。
【００３９】
上記真空槽１６には、図示しない真空排気装置が接続されている。また、真空槽１６の内部には、中央位置に上下に貫く軸１７があり、この軸１７を回転軸として、断面が８角形の筒形状に形成された上記回転筒体１３が設置されている。即ち、回転筒体１３は、多角形状の外周面を有して鉛直方向に延びるように形成されて軸回り（鉛直軸回り）に回転可能であると共に、外周面上にプレート１３ａを介して上記ポリゴンミラー１を複数固定可能とされている。また、回転筒体１３は、図示しない駆動装置により回転操作（各図における矢印Ａ方向）されるようになっている。
また、プレート１３ａ及びポリゴンミラー１の対向する位置に、上記アルミターゲット１１とシリコンターゲット１２とが取り付けられている。
【００４０】
このアルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２は、上記回転筒体１３を間にして真空槽１６の両側に対峙して配置され、また、回転筒体１３の長手方向に沿って長尺な縦に長い長方形に形成されている。
また、アルミターゲット１１は、マグネトロンを有した電極１８に取り付けられている。この電極１８は、真空槽１６の外部に設けられた電源１９から電力が供給されている。また、シリコンターゲット１２も同様に、マグネトロンを有した電極２０に取り付けられ、該電極２０は真空槽１６の外部に設けられた電源２１から電力を供給されている。
また、アルミターゲット１１と回転筒体１３との間には、ガス供給管２２が真空槽１６外部よりアルミターゲット１１付近まで配置されていて、Ａｒガスを供給するようになっている。また、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間には、ガス供給管２３、２４が真空槽１６外部よりシリコンターゲット１２付近まで配置されていて、Ａｒガス及びＯ２ガスを供給するようになっている。
【００４１】
アルミターゲット１１と回転筒体１３との間（ガス供給管２２より回転筒体１３側）には、アルミターゲット１１からスパッタリングにより飛散する物質を開口により制限するために、開口板１４ａ及び開口板１４ｂからなる開口制限としての上記第１の開口板１４が設置されていて、真空槽１６内に固定されている。また、開口板１４ａと開口板１４ｂとで挟まれた開口１４ｃの開口幅は、アルミターゲット１１の幅と同じである。
つまり、第１の開口板１４は、上記開口１４ｃがアルミターゲット１１の正面に位置するようになっている。
また、同様に、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間（ガス供給管２３、２４より回転筒体１３側）には、シリコンターゲット１２からスパッタリングにより飛散する物質を開口により制限するために、開口板１５ａ及び開口板１５ｂからなる開口制限としての上記第２の開口板１５が設置されていて、真空槽１６内に固定されている。また、開口板１５ａと開口板１５ｂとで挟まれた開口１５ｃの開口幅は、シリコンターゲット１２の幅と同じである。
つまり、第２の開口板１５は、上記開口１５ｃがシリコンターゲット１２の正面に位置するようになっている。
また、開口板１４ａ及び開口板１４ｂにより、アルミターゲット１１とポリゴンミラー１の各面（成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆのなす角度θ１は、成膜中に回転筒体１３が回転する状態において、７０度（所定角度）以上の角度になる状態を遮断するようになっている。なお、角度θ１は、より望ましくは６０度以下が良い。
【００４２】
また、アルミターゲット１１と第１の開口板１４との間には、第１のシャッタ２５がアルミターゲット１１を覆うように真空槽１６内に設置されている。この第１のシャッタ２５は、成膜中は図示しない移動機構により横方向（図２において、ガス供給管２２側）に移動して、アルミターゲット１１からポリゴンミラー１の各面に成膜可能な位置に移動するようになっている。
同様に、シリコンターゲット１２と第２の開口板１５との間には、第２のシャッタ２６がシリコンターゲット１２を覆うように真空槽１６内に設置されている。この第２のシャッタ２６は、成膜中は図示しない移動機構により横方向（図２において、ガス供給管２３側）に移動して、シリコンターゲット１２からポリゴンミラー１の各面に成膜可能な位置に移動するようになっている。
【００４３】
このように構成された成膜装置１０により、ポリゴンミラー１の各面（成膜面）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆに成膜を行う場合について以下に説明する。
本実施形態の成膜方法は、回転筒体１３にポリゴンミラー１を固定し、回転筒体１３を鉛直軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面に配置された第１の開口板１４の開口１４ｃ又は第２の開口板１５の開口１５ｃを通してポリゴンミラー１に物質を飛散させて各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆに成膜を行う成膜工程とを有している。また、成膜工程の際、ポリゴンミラー１がアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面を通過し、各面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆと、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２とが所定角度内となったときに、上記物質が開口１４ｃ、１５ｃを通過して成膜が行われる。以下に詳細に説明する。
【００４４】
まず、図示しない排気装置を動作させて、真空槽１６内を５×１０−４Ｐａまで排気する。排気後、図示しない回転機構を動作させて、回転筒体１３を矢印Ａの方向に回転させる回転工程を行う。このときの回転速度は、４０ｒｐｍである。次いで、ガス供給管２３よりＡｒガスを導入して、真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。
続いてガス供給管２４よりＯ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、回転筒体１３上のポリゴンミラー１の各成膜面（面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆ）に成膜を開始する。
そして、１０分後に第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にＡｒガス及びＯ２ガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１上には、ＳｉＯ２の膜が４５ｎｍの厚さで形成される。この膜は、樹脂であるポリゴンミラー１とアルミ膜との密着力を向上させる密着層として形成される。
【００４５】
次に、ガス供給管２２からＡｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。そして、電源１９より１２００ＷのＤＣを電極１８に印加して、アルミターゲット１１上にプラズマ３０を発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、図４に示すように、第１のシャッタ２５を開けて成膜を開始する。なお、図４において、第１のシャッタ２５は、アルミ成膜中は退避しているので、図示しない。
そして、８分後に、第１のシャッタ２５を閉じて、ＤＣの印加を止めると共にＡｒガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１に形成したＳｉＯ２膜上には、アルミの膜が７０ｎｍの厚さで形成される。
【００４６】
ここで、上述したアルミターゲット１１付近の様子を図５に示す。アルミターゲット１１上には、プラズマ３０が形成されている。回転筒体１３が回転により図５に示す位置に達した際、アルミターゲット１１に近づくポリゴンミラー１の成膜面の１つである面２ｂに着目する。
このとき、面２ｂは、アルミターゲット１１に対して極端に角度のついた位置である。この位置では、開口板１４ａにより、プラズマ３０からスパッタされて飛散した物質であるアルミは遮断され、面２ｂには成膜されない。
【００４７】
これに対して、仮に開口板１４ａを取り外して成膜を行った結果、スパッタで飛散した物質は回り込み性に優れるために、面２ｂには成膜速度はかなり遅いが、アルミが形成される。
このような極端な角度のついた状態で面２ｂに成膜されるアルミの膜厚は、真空槽１６内の真空の雰囲気等に左右されやすく不安定であり、成膜速度も安定しない。このとき、他の面も成膜されているが、例えば、面２ａは面２ｂに比べ、アルミターゲット１１に対して深い角度のついた状態ではないために、成膜速度は面２ｂと比較すると速い。こうした成膜速度の差が、最終的に膜厚バラツキとなる。
また、開口板１４ａがないと仮定した場合には、面２ｂのようにアルミターゲット１１に対して深い角度のついた状態で成膜速度が遅い場合においては、真空槽１６の雰囲気中の残留酸素が、アルミが成膜される際に膜中に混入することがある。すると、面２ｂにおいては、光学的に反射率が低下したり、密着性が劣化したりする等の不具合が発生してしまう。
【００４８】
本実施形態では、開口板１４ａにより、成膜速度が遅くなる状態を排除しているので、上述した不具合はない。このことは、開口板１４ｂでも同様であり、面２ｂで発生する不具合を面２ｂに対して解消することができる。
【００４９】
次に、ガス供給管２３より、Ａｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。続いて、ガス供給管２４より、Ｏ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加してシリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、成膜を開始する。そして、１５分後に第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にＡｒガス及びＯ２ガスのガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、ポリゴンミラー１上には、ＳｉＯ２の膜が４０ｎｍの厚さで形成される。この膜は、アルミの保護膜として形成される。
【００５０】
シリコンターゲット１２側にも、開口板１５ａと開口板１５ｂとからなる第２の開口板１５がある。アルミ成膜と同様にＳｉＯ２成膜においても開口板１５ａと開口板１５ｂとにより、面２ｂに形成される膜厚バラツキ、或いは、面２ｅに形成される膜厚バラツキを抑える効果がある。また、アルミ成膜と同様に、過剰な酸素の混入を防止している。ＳｉＯ２膜に過剰な酸素が混入すると密着性が劣化する等の不具合があるが、開口板１５ａ及び開口板１５ｂは、そうした不具合を防止している。
【００５１】
本実施形態では、各ポリゴンミラー１の面２ａから面２ｆまでの６面について、３層合わせた膜厚のバラツキが１６０ｎｍ±１５ｎｍである膜が、１度の成膜プロセスで形成された。５００ｎｍにおける６面での反射率バラツキも±３％と光学的な特性も十分であった。また、テープ薄利試験（ニチバン製テープを用いて成膜面に貼り付け、９０度の角度に一気に剥す）においても剥離が見られず、密着性も良好であった。
【００５２】
ここで、比較として、第１の開口板１４及び第２の開口板１５がない第１実施例と同様の成膜装置を用いて成膜する。全く同様の動作により、ポリゴンミラー１にアルミを成膜したところ、各ポリゴンミラー１の面２ａから面２ｆまでの６面について、３層合わせた膜厚のバラツキが１６０ｍ±２０ｎｍである膜が１度の成膜プロセスで形成された。
ところが、光学的に５００ｎｍにおける６面での反射率バラツキが±７％と大きく、外観でも成膜面にくもりが確認された。また、面２ｂでは、ポリゴンミラー１と膜との密着性が劣化した面が確認された。
【００５３】
上述したように、本実施形態の成膜装置１０及び成膜方法により、６面について１度の成膜プロセスでミラー面を形成でき、生産性も良く、膜厚バラツキが少なく、全ての面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆで安定した反射率を有する膜を得ることができた。
つまり、光学特性に優れた品質の良い膜を成膜面に成膜することができる。
【００５４】
なお、第１実施形態では、第１のシャッタ２５と第１の開口板１４とが別体であるが、一体に構成することも可能である。即ち、第１の開口板１４を構成する開口板１４ａと開口板１４ｂとの少なくとも一方に動作機構を設けて、成膜時以外は第１のシャッタ２５のようにアルミターゲット１１を覆うように閉じていて、成膜時にはアルミターゲット１１の正面に、アルミターゲット１１の幅と同じ幅となる開口１４ｃが位置するように、開口板１４ａと開口板１４ｂとの少なくとも一方が動作して開く構成にしても構わない。
【００５５】
次に、本発明に係る成膜装置及び成膜方法の第２実施形態を、図６から図１０を参照して以下に説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態の成膜装置１０は、ポリゴンミラー（多面体）１に成膜を行ったのに対し、第２実施形態の成膜装置５０は、プリズム（多面体）４０に成膜を行う点である。更に、第１実施形態の成膜装置１０は、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２の正面に開口１４ｃ、１５ｃを有する第１の開口板１４及び第２の開口板１５を備えていたが、第２実施形態の成膜装置５０は、アルミターゲット１１及びシリコンターゲット１２の正面を遮断すると共に、左右に２つの開口を有する第１の開口板５１及び第２の開口板５２を備えている点である。
【００５６】
上記プリズム４０は、図６に示すように、樹脂により成膜面の頂角が２０度である面４１ａ、４１ｂからなる２つの反射面４１を持つ三角柱形状に形成されている。なお、図６は、プリズム４０の斜視図（斜め上方より見る）である。
次に、図７及び図８に本実施形態の上記成膜装置１０を示す。なお、図７は成膜装置５０の上面図、図８は成膜装置５０の側面図である。
【００５７】
本実施形態においては、複数の上記プリズム４０は、成膜される面４１ａ、４１ｂがアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２に向くようにプレート１３ａに取り付けられている。
また、上記第１の開口板５１は、第１実施形態と同様に、アルミターゲット１１と回転筒体１３との間に設けられ、真空槽１６に固定されている。この第１の開口板５１は、開口板５１ａ、開口板５１ｂ及び開口板５１ｃからなり、開口板５１ａと開口板５１ｃとの間及び開口板５１ｂと開口板５１ｃとの間が、上述した開口５１ｄとされている。また、この２つの開口５１ｄの開口幅は、アルミターゲット１１の幅の半分に設定されている。更に、開口板５１ｃの幅は、アルミターゲット１１の幅と同じであり、これによりアルミターゲット１１の正面を遮断している。
開口板５１ａ、開口板５１ｂ及び開口板５１ｃにより、アルミターゲット１１とプリズム４０の成膜面の角度θ２が、成膜中に回転筒体１３が回転する状態において、８０度（所定角度）以上の角度になる状態を遮断するようになっている。なお、角度θ２は、より望ましくは６０度以下が良い。
【００５８】
また、上記第２の開口板５２は、第１実施形態と同様に、シリコンターゲット１２と回転筒体１３との間に設けられ、真空槽１６に固定されている。この第２の開口板５２は、開口板５２ａ、開口板５２ｂ及び開口板５２ｃからなり、開口板５２ａと開口板５２ｃとの間及び開口板５２ｂと開口板５２ｃとの間が、上述した開口５２ｄとされている。また、この２つの開口５２ｄの開口幅は、シリコンターゲット１２の幅の半分に設定されている。更に、開口板５２ｃの幅は、シリコンターゲット１２の幅と同じであり、これによりアルミターゲット１２の正面を遮断しておる。
【００５９】
このように構成された成膜装置５０により、プリズム４０の各面（成膜面）４１ａ、４１ｂに成膜を行う場合について以下に説明する。
本実施形態の成膜方法は、回転筒体１３にプリズム４０を固定し、回転筒体１３を鉛直軸回りに回転させる回転工程と、回転工程中に、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面に配置された第１の開口板５１の開口５１ｄ又は第２の開口板５２の開口５２ｄを通してプリズム４０に物質を飛散させて各面４１ａ、４１ｂに成膜を行う成膜工程とを有している。また、成膜工程の際、プリズム４０がアルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２の正面の前後を通過し、各面４１ａ、４１ｂと、アルミターゲット１１又はシリコンターゲット１２とが所定角度内となったときに、上記物質が開口５１ｄ、５２ｄを通過して成膜が行われる。以下に詳細に説明する。
【００６０】
まず、図示しない排気装置を動作させて、真空槽１６内を５×１０−４Ｐａまで排気する。排気後、図示しない回転機構を動作させて、回転筒体１３を矢印Ａの方向に回転させる回転を行う。このときの回転速度は、５０ｒｐｍである。次いで、ガス供給管２３よりＡｒガスを導入して、真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。
続いてガス供給管２４よりＯ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１０００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて成膜を開始する。そして、１０分後に、第２シャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０上には、ＳｉＯ２の膜が４５ｎｍの厚さで形成される。この膜は、樹脂であるプリズム４０とアルミ膜との密着力を向上させる密着層として形成される。
【００６１】
次に、ガス供給管２２からＡｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。そして、電源１９より１２００ＷのＤＣを電極１８に印加して、アルミターゲット１１上にプラズマ３０を発生させ、プレスパッタを行う。２分プレスパッタを行った後、図９に示すように、第１のシャッタ２５を開けて成膜を開始する。なお、図９において、第１のシャッタ２５は、アルミ成膜中は退避しているので、図示しない。
そして、８分後に、第１のシャッタ２５を閉じて、ＤＣの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０に形成したＳｉＯ２膜上には、アルミの膜が７０ｎｍの厚さで形成される。
【００６２】
ここで、上述したアルミターゲット１１付近の様子を図１０に示す。アルミターゲット１１上には、プラズマ３０が形成されている。回転筒体１３が回転により図１０に示す位置に達した際、アルミターゲット１１に近づくプリズム４０の成膜面のある面４１ａ、４１ｂに着目する。
面４１ｂは、開口板５１ａと開口板５１ｃとの間にあり、アルミターゲット１１に正対しているので成膜される。一方、面４１ａは、アルミターゲット１１に対してほぼ反対を向いているため、回り込み性が良いスパッタであってもここまで角度はつくと成膜されない。続く短い時間の間にプリズム４０は、アルミターゲット１１の正面に回転移動してくる。この場合には、プリズム４０は、開口板５１ｃによりプラズマ３０から遮断され、面４１ａ、４１ｂは共に成膜されない。そして、続く短い時間の間にプリズム４０は、アルミターゲット１１の正面から開口板５１ｂ側に移動してくる。このとき、アルミターゲット１１に向いている面４１ａが成膜されて、アルミターゲット１１と反対を向いている面４１ｂは成膜されない。
【００６３】
このようにして、面４１ａ、４１ｂは、アルミターゲット１１と極端に角度のついた状態で成膜されることなく、アルミ膜の形成がされる。
仮に、第１の開口板５１がないと仮定した場合には、プリズム４０がアルミターゲット１１の正面に位置した状態において、面４１ａ、４１ｂは共にアルミターゲット１１に対して極端に角度のついた状態となる。このような状態では、成膜速度が遅くなり、真空槽１６の雰囲気中の残留酸素が、アルミが成膜される際に膜中に混入することがある。すると、光学的に反射率が低下したり、密着性が劣化したりする等の不具合が発生する。
【００６４】
次に、ガス供給管２３より、Ａｒガスを導入して真空槽１６内を５×１０−１Ｐａにする。続いて、ガス供給管２４より、Ｏ２ガスを導入して真空槽１６内を６×１０−１Ｐａにする。そして、電源２１より、１３．５６ＭＨｚで１１００ＷのＲＦを電極２０に印加して、シリコンターゲット１２上にプラズマを発生させ、プレスパッタを行う。２分ほどプレスパッタを行った後、第２のシャッタ２６を開けて、成膜を開始する。そして、１５分後に、第２のシャッタ２６を閉じて、ＲＦの印加を止めると共にガス供給を停止し、成膜を終了する。この成膜工程により、プリズム４０１上には、ＳｉＯ２の膜が４０ｎｍの厚さで形成される。この膜は、アルミの保護膜として形成される。
【００６５】
シリコンターゲット１２側にも、開口板５１ａ、５２ｂ、５２ｃからなる第２の開口板５２がある。アルミ成膜と同様にＳｉＯ２成膜においても膜厚バラツキを抑える効果がある。また、アルミ成膜と同様に、過剰な酸素の混入を防止している。ＳｉＯ２膜に過剰な酸素が混入すると密着性が劣化する等の不具合があるが、開口板５１ａ、５２ｂ、５２ｃは、そうした不具合を防止している。
本実施形態の成膜装置５０及び成膜方法によって得られた膜は、第１実施形態と同様に、反射率特性も良好で、また、密着性も良好であった。
【００６６】
ここで、比較として、従来の一般的なカルーセル型スパッタリング装置による成膜の結果を示す。第１の開口板５１及び第２の開口板５２がない、第２実施形態と同様の装置を用いて成膜する。全く同様の動作により、プリズム４０にアルミを成膜したところ、各プリズム４０の面４１ａ、４１ｂの反射率が第２実施形態と比較して５％程度低い特性であった。また、密着性が劣化した面が確認された。
【００６７】
上述したように、本実施形態の成膜方法により、１度の成膜プロセスで各面４１ａ、４１ｂにミラー面を形成でき、生産性も良く、光学的にも特性の良い、密着性が良好な膜を得ることができた。
【００６８】
なお、上記第２実施形態では、樹脂のプリズムを用いたが、これに限らず、樹脂に代えてＢＫ７のガラスプリズムを用いても同様の効果が得られた。
【００６９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、回転筒体を鉛直軸回りに回転させたが、回転軸は水平であっても良い。また、回転筒体は、多角形状の外周面を有していれば良く、六角形でも八角形でも構わない。また、筒状でも柱状でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の成膜装置により成膜を行うポリゴンミラーの外観図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の成膜装置の全体構成を示す上面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の成膜装置の全体構成を示す側面図である。
【図４】図２及び図３に示す成膜装置によりポリゴンミラーに成膜を行っている状態を示す図であって、回転筒体を回転させると共にアルミターゲット側のシャッタを開けてスパッタを行っている状態を示す上面図である。
【図５】図４に示す状態におけるアルミターゲット側付近の拡大図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の成膜装置により成膜を行うプリズムの外観斜視図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の成膜装置の全体構成を示す上面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の成膜装置の全体構成を示す側面図である。
【図９】図７及び図８に示す成膜装置によりプリズムに成膜を行っている状態を示す図であって、回転筒体を回転させると共にアルミターゲット側のシャッタを開けてスパッタを行っている状態を示す上面図である。
【図１０】図９に示す状態におけるアルミターゲット側付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ポリゴンミラー（多面体）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、４１ａ、４１ｂ 面（成膜面）
１０、５０ 成膜装置
１１ アルミターゲット（ターゲット）
１２ シリコンターゲット（ターゲット）
１３ 回転筒体（ホルダ）
１４、５１ 第１の開口板（開口板）
１４ｃ、１５ｃ、５１ｄ、５２ｄ 開口
１５、５２ 第２の開口板（開口板）
４０ プリズム（多面体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置であって、
スッパタリングする板状のターゲットと、
該ターゲットの表面に対して、前記成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように前記多面体を位置させるホルダと、
前記ターゲットと前記ホルダとの間に配され、ターゲットから多面体に向けて飛散する物質を通過させる開口を有する開口板とを備え、
前記ホルダは、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に前記多面体を複数固定可能であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載の成膜装置において、
前記開口板は、前記開口が前記ターゲットの正面に位置するように配されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１記載の成膜装置において、
前記開口板は、前記開口を所定間隔を開けて２つ有し、前記ターゲットの正面側を遮断することを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項２記載の成膜装置において、
前記多面体が、ポリゴンミラーであることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項３記載の成膜装置において、
前記多面体が、プリズムであることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットでのスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配された開口板の開口を通して、ターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体を取り付けた前記ホルダが軸の回りを回転して、多面体がターゲットに対向する位置を通り過ぎる際に、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内の位置関係になったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えた位置関係になったときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、且つ、ターゲットの正面に配置された開口板の開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、開口板の２つの開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面の前後を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項９】
請求項７記載の成膜方法において、
前記多面体が、ポリゴンミラーであることを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
請求項８記載の成膜方法において、
前記多面体が、プリズムであることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項に記載の成膜方法により成膜されたことを特徴とする多面体。
【請求項１】
複数の成膜面を有する多面体に対してスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜装置であって、
スッパタリングする板状のターゲットと、
該ターゲットの表面に対して、前記成膜面の少なくとも２面が所定角度となるように前記多面体を位置させるホルダと、
前記ターゲットと前記ホルダとの間に配され、ターゲットから多面体に向けて飛散する物質を通過させる開口を有する開口板とを備え、
前記ホルダは、多角形状の外周面を有して軸方向に延びるよう形成されて軸回りに回転可能であると共に、外周面上に前記多面体を複数固定可能であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載の成膜装置において、
前記開口板は、前記開口が前記ターゲットの正面に位置するように配されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１記載の成膜装置において、
前記開口板は、前記開口を所定間隔を開けて２つ有し、前記ターゲットの正面側を遮断することを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項２記載の成膜装置において、
前記多面体が、ポリゴンミラーであることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項３記載の成膜装置において、
前記多面体が、プリズムであることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットでのスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間に配された開口板の開口を通して、ターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体を取り付けた前記ホルダが軸の回りを回転して、多面体がターゲットに対向する位置を通り過ぎる際に、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内の位置関係になったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えた位置関係になったときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、且つ、ターゲットの正面に配置された開口板の開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
複数の成膜面を有する多面体に対してターゲットによるスパッタリングにより成膜を行い、複数の成膜面に同時にミラー面を形成する成膜方法であって、
多角形状の外周面を有するホルダに前記多面体を固定し、該ホルダを軸回りに回転させる回転工程と、
回転工程中に、前記ターゲットと前記ホルダとの間で、開口板の２つの開口を通してターゲットから多面体に向けて物質を飛散させて前記成膜面に成膜を行う成膜工程とを備え、
前記成膜工程の際、前記多面体が前記ターゲットの正面の前後を通過し、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度以内となったときに、前記物質が前記開口を通過して成膜が行われ、前記成膜面とターゲットの表面とが所定角度を超えたときに、前記開口板により成膜を遮断することを特徴とする成膜方法。
【請求項９】
請求項７記載の成膜方法において、
前記多面体が、ポリゴンミラーであることを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
請求項８記載の成膜方法において、
前記多面体が、プリズムであることを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項に記載の成膜方法により成膜されたことを特徴とする多面体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−９０４９（Ｐ２００６−９０４９Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８３５９０（Ｐ２００４−１８３５９０）
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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