成膜装置及び成膜方法
【課題】樹脂基板上に高い密着性と緻密性を有する光学薄膜を成膜する。
【解決手段】成膜基板２３を基板ドーム２２に配置する。ＳｉＯからなる蒸着材料３４に電子銃３６から電子ビームを照射してこれを加熱し蒸発させると共に負極性の矩形直流電圧を基板ドームに印加した状態で３００ｎｍ以上の膜厚のＳｉＯＸ膜を形成する。続いて、ＺｒＯ２等の蒸着材料を電子ビームで加熱すると共にイオンソース４０からイオンを供給することによりイオンアシスト効果を付与しＺｒＯ２膜を形成する。以後、同様の工程で、必要な膜を形成する。
【解決手段】成膜基板２３を基板ドーム２２に配置する。ＳｉＯからなる蒸着材料３４に電子銃３６から電子ビームを照射してこれを加熱し蒸発させると共に負極性の矩形直流電圧を基板ドームに印加した状態で３００ｎｍ以上の膜厚のＳｉＯＸ膜を形成する。続いて、ＺｒＯ２等の蒸着材料を電子ビームで加熱すると共にイオンソース４０からイオンを供給することによりイオンアシスト効果を付与しＺｒＯ２膜を形成する。以後、同様の工程で、必要な膜を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂基板上に成膜する成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズ等の光学系では、レンズ表面での反射による光量損失等を抑制するため反射防止膜が形成されている。また、光学レンズ等としては、近年ガラスに限られず、プラスチックレンズ及び基板が用いられている。
【０００３】
特に、ＰＭＭＡ等の合成樹脂から形成された基板上に反射防止膜を形成する場合、合成樹脂は一般に薬品等により侵食されやすい性質があるため、基板上にＳｉＯＸからなる薄膜を形成した上で、ＳｉＯＸ膜の上に高屈折率、低屈折率の積層膜を形成し、反射防止膜を形成することが行われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２０２４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＭＭＡ等から構成される樹脂基板上にＳｉＯＸ膜を形成する場合、基板への密着性、熱や湿気等の耐環境性、耐薬品性を十分に確保するためには、例えば２００ｎｍ以上の膜厚に形成する必要がある。また、良好な充填密度の膜を形成する必要がある。
【０００５】
しかし、一般にＳｉＯＸ膜を形成する際に用いられる電子銃（Electron Beam: EB）を用いた真空蒸着法では、電子銃から蒸着材料に対して照射された電子の反射電子、二次電子が、基板に到達することにより、ＳｉＯＸ膜の充填密度を下げてしまうという問題がある。
【０００６】
また、膜の充填密度を高く形成するためには、基板に高周波電圧を印加しイオンアシストする方法もあるが、合成樹脂からなる基板は融点が低いため、高周波電圧を印加することができないという問題がある。
【０００７】
また、ＰＭＭＡ等の水の含有量が多い（ＰＭＭＡで約２％）物質から構成される基板上に成膜する場合には、成膜過程で電子やイオンが基板に衝突して内部の水分がたたき出され、膜の密着性を低下させるという問題もある。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、基板と良好な密着性を備えた膜を成膜する成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、樹脂基板上に緻密で密着性に優れた膜を成膜する成膜装置及び成膜方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る成膜方法は、
樹脂基板をドームに配置する工程と、
第１の蒸着源を電子ビームで加熱すると共に前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加し、前記第１の蒸着源からの飛散物を前記樹脂基板上に堆積させて第１の蒸着膜を形成する第１の成膜工程と、
第２の蒸着源を電子ビームで加熱すると共にイオンソースからイオンを供給し、前記第２の蒸着源からの飛散物を前記第１の蒸着膜上に堆積させて第２の蒸着膜を形成する第２の成膜工程と、
前記第２の蒸着膜上に、複数の蒸着膜を積層させる積層膜形成工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記第１の成膜工程は、前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加することにより、前記電子ビームの反射電子及び二次電子の基板への到達を抑えると共に前記ドームに帯電している電荷を周期的に放電し、さらに、前記第１の蒸着源からの飛散物を負極性の電圧により引き寄せる工程であり、前記第２の成膜工程は、前記ドームにイオンソースからイオンを照射することによりイオンアシスト効果を得ながら、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着源の飛散物を堆積する工程である。
【００１１】
例えば、前記第１の成膜工程では、１０Ｈｚ以下の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射せず、前記第２の成膜工程及び前記積層膜形成工程では、前記ドームを接地し、又は、４００ｋＨｚ以下の周波数の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射する。
【００１２】
例えば、前記第１の蒸着膜は２００ｎｍ以上のＳｉＯＸ膜、前記第２の蒸着膜はＺｒＯ２膜である。
【００１３】
前記樹脂基板は、例えば、ＰＭＭＡ等の水分含有率が１％以上の物質から構成される。
【００１４】
前記樹脂基板を所定のガス雰囲気中に維持し、前記蒸着源からの飛散物を前記ガスと反応させて堆積させるようにしてもよい。
【００１５】
前記ドームに印加する電圧は、例えば、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と、正極性の電圧とを繰り返す交流電圧から構成される。
【００１６】
或いは、前記ドームに印加する電圧は、たとえば、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と正極性の電圧とを繰り返し、負極性の電圧のピーク電圧の絶対値が正極性の電圧のピーク電圧の絶対値よりも高い交流電圧から構成される。
【００１７】
前記第１の成膜工程で前記ドームに印加する電圧は、矩形波状電圧
から構成される。
【００１８】
上記目的を達成するため、この発明の第２の観点に係る成膜装置は、
真空槽と、
前記真空槽内に設置され、電極として機能し、更に基板を保持する基板ドームと、
前記基板ドームへ負極性の直流間欠電圧を印加する電源と、
蒸着材料が設置された蒸着源と、
前記蒸着源を加熱する電子銃と、
前記蒸着材料の前記基板への堆積をアシストするイオンを供給するイオンソースと、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
前記電源と前記電子銃と前記イオンソースとを制御する制御手段を更に備えてもよい。この前記制御手段は、例えば、前記基板ドームに樹脂基板が配置された状態で、前記電子銃に第１の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第１の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に前記電源に前記基板ドームへ負極性の直流間欠電圧を印加させることにより、前記樹脂基板に前記第１の蒸着材料を含む第１の蒸着膜を形成し、前記電子銃に第２の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第２の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に、前記イオンソースにイオンを供給させてイオンアシスト効果を与えることにより、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着材料を含む第２の蒸着膜を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る成膜方法によれば、第１の成膜工程において、ドームに負極性の電圧を印加することにより、蒸着源を加熱するための電子ビームの反射電子や二次電子が基板に到達することを防ぐことができる。イオンアシストを使用せず、二次電子・反射電子も基板に到達しにくいため、ＰＭＭＡのような水分の含有率の高い材料から構成される樹脂基板に成膜しても、基板から水分がたたき出されることがなく、密着性の高い第１の蒸着膜を形成することができる。また、直流電圧を間欠的に印加することにより、周期的にドームの電荷を放電することが可能となり、チャージアップ等による異常放電を防止できる。また、直流電圧のバイアス効果により、蒸着源からの飛散物が基板上に緻密に堆積し、充填密度の高く密着力の強い膜を成膜することができる。
【００２１】
また、第２の成膜工程以降においては、イオン照射と直流電圧のバイアス印加とを併用することにより、基板の昇温を抑止しながらも蒸発粒子にエネルギーを与え、イオンアシスト効果を得て緻密な膜を低温成膜することができる。また、すでに第１の蒸着膜が形成されているので、イオンを使用しても、水分による問題はほとんど発生しない。
【００２２】
また、本発明の成膜装置によれば、上述の成膜方法を実行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係る反射防止膜、成膜装置及び成膜方法について、図を用いて説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る反射防止膜５２を図２に示す。反射防止膜５２は、合成樹脂、例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等から構成された基板５１上に形成される。
【００２５】
反射防止膜５２は、低屈折率の層と高屈折率の層が交互に積層された、いわゆるＬＨＬＨ・・・膜である。反射防止膜５２は、例えば図２に示すように７層から構成される。反射防止膜５２は、基板５１の上面に形成された第１層６１と、第１層６１の上面に形成された第２層６２と、それぞれ積層された第３層６３と、第４層６４と、第５層６５、第６層６６と、第７層６７と、を備える。
【００２６】
第１層６１は、例えばＳｉＯＸから構成され、基板５１と反射防止膜５２との密着性を良好にし、更に基板５１を外部環境、薬品等から保護する機能を有する。また、薄く形成されると、膨張率の違いによりクラックが生じやすくなる。従って、第１層６１は、所定程度の厚み以上に形成されるのが好ましく、例えば２００ｎｍ以上、より好ましくは３００ｎｍ以上の厚みに形成される。また、第１層６１は、矩形波の直流電圧がバイアス電圧として印加された状態で形成される。
【００２７】
第２層６２は、高屈折率の材料、例えばＺｒＯ２から構成され、第１層６１上に形成される。なお、後述するように第２層６２と、第２層６２より上面に形成される各層は、イオンソースによってイオンアシストされ、４００ｋＨｚ以下の直流バイアス電圧が印加された状態で形成される。
【００２８】
第３層６３は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第２層６２の上に形成される。
第４層６４は、高屈折率の材料、例えばＺｒＯ２から構成され、第３層６３の上に形成される。
【００２９】
第５層６５は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第４層６４の上に形成される。
第６層６６は、高屈折率の材料、例えばＴｉＯ２から構成され、第５層６５の上に形成される。
第７層６７は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第６層６６の上に形成される。
【００３０】
本実施の形態の反射防止膜５２は、基板５１上に、緻密に充填されたＳｉＯＸから構成される第１層６１が形成されるため、基板５１を外部環境から保護することができ、良好な耐環境性を備える。更に、第１層６１は、２００ｎｍ以上、好ましくは３００ｎｍ以上の厚みを備えるため、クラック等の発生を抑え、良好な密着性を備える。また、本実施の形態では、第２層６２としてＺｒＯ２を用いることにより、第１層６１との密着性を良好に保つことができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態に係る成膜装置について図を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係る成膜装置１０を図１に示す。
【００３２】
成膜装置１０は、図１に示すように、基板ドーム２２と、基板ドーム回転機構２４と、真空槽３０と、ガス導入口３１と、給電部３２と、基板加熱用ヒータ３３と、蒸着材料３４を充填する坩堝３５と、電子銃３６と、シャッター３７と、ニュートラライザ３８と、排気口３９と、イオンソース４０と、を備える。また、給電部３２と真空槽３０との間には、直流電源４１が接続されている。
【００３３】
真空槽（真空チャンバ）３０は、導体から構成され、接地された密閉容器から構成され、基板ドーム２２と、基板ドーム回転機構２４と、給電部３２と、基板加熱用ヒータ３３と、坩堝３５と、電子銃３６と、シャッター３７と、ニュートラライザ３８と、等を収容し、ガス導入口３１と排気口３９とを備える。
【００３４】
基板ドーム２２は、ドーム状の形状を有し、電極として機能する。また、基板ドーム２２上には、成膜対象の成膜基板２３が載置される。なお、成膜基板２３を、基板ドーム２２近傍に保持する構成でもよい。
【００３５】
基板ドーム回転機構２４は、均一な成膜を可能とするため、成膜処理の間、基板ドーム２２を回転する。
ガス導入口３１は、真空槽３０内部にアルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）等の放電ガス、プロセスガス、等、任意のガスを導入する。
給電部３２は、回転する基板ドーム２２に直流電圧を印加する。
基板加熱用ヒータ３３は、成膜基板２３を加熱する。
【００３６】
坩堝３５には、プロセスに応じた種類の蒸着材料が充填されている。例えばＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等所望の蒸着材料３４を用いればよく、複数の坩堝３５を配置しそれぞれに異種の蒸着材料３４を充填してもよい。
電子銃３６は、坩堝３５内の蒸着材料３４に電子を衝突させ、蒸発温度まで加熱する。
【００３７】
シャッター３７は、開閉可能に構成され、蒸着完了時に閉じ、蒸着材料を遮蔽する。
ニュートラライザ３８は、放電の着火と基板のチャージアップを防止するために電子を放出する。
排気口３９は、真空ポンプなどの排気装置に接続され、真空槽３０内のガスを排気する。
【００３８】
イオンソース４０は、真空槽３０に設置され、プロセスに応じて所定のエネルギーを有するイオンを真空槽３０内に供給する。具体的にはイオンソース４０は、基板５１上にＳｉＯＸからなる第１層６１を形成する工程では、イオンを供給せず、第２層６２以降を形成する工程でイオンを供給する。なお、第２層６２以降を形成する際は、イオンソース４０のエネルギーを補うようバイアス電圧が印加されるため、イオンソース４０から供給されたイオンは、良好に基板ドーム２２へと導かれる。即ち、イオンソース４０のエネルギーを抑えながら蒸着粒子にエネルギーを与えることが可能となるため、充填密度の高い薄膜を低温成膜することが可能となる。
【００３９】
直流電源４１は、可変周波数直流電源から構成され、制御部４２からの制御信号が指示する電力で、給電部３２に、所定周波数のパルスの直流電圧を印加する。直流電源４１は、後述するように成膜プロセスに応じて適宜選択され、例えば図３に示すような２Ｈｚ程度の周波数の矩形波、４００ｋＨｚ以下程度の周波数の矩形波を印加する。なお、電圧を印加していない間はＧＮＤに落としており、基板ドーム２２、真空槽３０間に異常放電が発生することを防ぐ。
【００４０】
制御部４２は、プロセッサ（ＭＰＵ、ＣＰＵ等）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェースなどをから構成され、この成膜装置１０の動作手順を規定する制御データを格納し、成膜装置１０内の各部に制御信号を供給して、制御する。
【００４１】
次に、成膜装置１０が成膜基板２３上に成膜する動作を説明する。
まず、基板ドーム２２に成膜基板２３を設置する。成膜基板２３（基板５１）は、合成樹脂、例えばＰＭＭＡから構成される。続いて、坩堝３５には形成する膜に応じた蒸着材料３４であるＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２を配置しておく。
【００４２】
次に、真空槽３０内を図示しない排気系によって１０−４Ｐａ程度の高真空領域まで排気する。基板ドーム回転機構２４により基板ドーム２２を回転させる。また、必要に応じて基板加熱用ヒータ３３を用いて成膜基板２３を加熱する。
続いて、また、ガス導入口３１から真空槽３０内にＡｒ，Ｏ２等のガスを導入する。ガス流量を安定させ、例えば真空槽３０内の圧力を１０−２Ｐａ程度の真空状態に維持する。
また、電子銃３６から電子ビームを坩堝３５内のＳｉＯの蒸着材料３４へ照射し、蒸着材料３４を蒸発温度まで昇温させる。
【００４３】
制御部４２からの信号に基づき、直流電源４１は、図３に示すような数百Ｖ１０Ｈｚ以下程度の低周波数の矩形波電圧を給電部３２に供給する。
【００４４】
シャッター３７を開くと蒸着材料３４であるＳｉＯは真空槽３０内を飛散し、成膜基板２３上に堆積することで緻密なＳｉＯＸ薄膜を形成する。このとき、陽イオン化したＳｉＯは、基板ドーム２２に印加されている負電圧（バイアス電圧）により、例えば、５０〜１５０ｅｖ程度エネルギーが付与されて加速される。この効果により、緻密なＳｉＯＸ膜が堆積する。一方、電子銃３６から蒸着材料３４に照射された電子の反射電子及び二次電子は、負極性のバイアス電圧により、基板ドーム２２の近傍には（ほとんど）達しない。このため、高エネルギーな反射電子・二次電子が水分を多量に含むＰＭＭＡから構成される成膜基板２３に衝突して、水分をたたき出し、膜の密着性を低下させるという事態は起こりにくい。また、矩形状の負極性直流電圧を印加するため、周期的に基板ドーム２２が放電されることになり、基板ドーム２２に電荷が異常に蓄積して異常放電を起こすといった事態を防止できる。
【００４５】
成膜されたＳｉＯＸ膜の膜厚が２００ｎｍ以上、望ましくは３００ｎｍ以上としいう目標値に到達したらシャッター３７を一旦閉じる。これにより、第１層６１が形成される。
【００４６】
続いて、電子銃３６から電子ビームを坩堝３５内のＺｒＯ２の蒸着材料３４へ照射し、蒸着材料３４を蒸発温度まで昇温させる。
【００４７】
また、イオンソース４０を起動して、イオンの供給を開始する。
なお、基板ドーム２２には数百Ｖ４００ｋＨｚ以下程度の低周波数の矩形波電圧を供給する。直流電圧を間欠的に印加することにより、基板ドーム２２の帯電を抑え、イオンアシスト効果を向上させることができる。周波数は４００ｋＨｚ以下程度と任意であるが、成膜基板２３の材質に応じて、成膜基板２３があまり加熱されない帯域を選択すればよい。
【００４８】
この状態において、シャッター３７を開くと蒸着材料３４であるＺｒＯ２は真空槽３０内を飛散し、イオンにアシストされて、成膜基板２３上に堆積することで緻密な薄膜が形成される。
【００４９】
成膜されたＺｒＯ２膜の膜厚が２０ｎｍ程度の目標値に到達したらシャッター３７を一旦閉じる。これにより、第２層６２が形成される。
【００５０】
以後、同様の動作を繰り返し、ＳｉＯ２から構成される第３層６３と、ＺｒＯ２から構成される第４層６４と、ＳｉＯ２から構成される第５層６５と、ＴｉＯ２から構成される第６層６６と、ＳｉＯ２から構成される第７層６７と、を形成する。
【００５１】
即ち、坩堝３５内の蒸着材料３４を切り替えながら、蒸着材料３４に電子ビームを照射して、蒸発温度まで昇温させて蒸発させ、イオンソース４０からのイオンによるイオンアシスト効果を与え、基板ドーム２２にバイアス電圧を印加した状態での成膜をそれぞれ所望の膜厚が得られるまで繰り返す。
【００５２】
これらの成膜処理が終了すると、シャッター３７を閉じると共に電子銃３６、基板加熱用ヒータ３３、高周波電源４１、ガスの導入、およびニュートラライザ３８などを停止させる。冷却後、真空槽３０内に大気を導入した後、薄膜が形成された成膜基板２３を取り出す。
【００５３】
上述したように、本実施の形態の成膜方法では、第１層６１を成膜する際には、基板ドーム２２に数百Ｖ程度の負極性の矩形波電圧を印加する。このため、蒸着材料３４を加熱するための電子ビームの反射電子や二次電子が基板ドーム２２近傍、特に成膜基板２３に到達することを防ぐことができる。イオンアシストを使用しておらず、二次電子・反射電子も成膜基板２３に到達しにくいため、ＰＭＭＡのような水分の含有率の高い材料から構成される成膜基板２３（５１）に成膜しても、水が成膜基板２３からたたき出されることがなく、密着性の高いＳｉＯ２膜である第１の膜６１を形成することができる。また、直流電源４１から基板ドーム２２に接地電圧を間欠的に印加することになり、周期的に基板ドーム２２に蓄積した電荷を放電することができ、チャージアップ等による異常放電を防止できる。また、直流電圧のバイアス効果により、蒸着材料３４からの飛散物（陽イオン）が基板ドーム２２に吸引され、成膜基板２３上に緻密に堆積し、緻密な第１層６１を成膜することができる。
【００５４】
また、第２層６２〜第７層６７を形成する各工程においては、イオンソース４０がオンされて、イオンアシスト効果が得られ、基板ドームにバイアス電圧が印加されているので、基板温度を昇温させず緻密な膜を形成することができる。また、すでに第１層６１が形成されているので、基板ドーム２２を接地し、イオンアシストを使用しても、成膜基板５１に含まれている水分による問題はほとんど発生しない。
【００５５】
本発明は上述した実施の形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。まず、図２に示した層構造は適宜変更可能であり、形成される多層膜の目的に応じて適宜選択される。例えば、屈折率がＨＬＨＬ・・・、ＬＨＬＨ・・・或いは、ＨＭＬＨＭＬ・・・となる組み合わせ等任意に選択可能である。
【００５６】
また、成膜工程も適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態においては、第２層６２〜第７層６７の形成段階では、基板ドーム２２にバイアス電圧を印加したが、基板ドーム２２を接地して成膜してもよい。
【００５７】
また、第１の膜６１を形成する段階で、基板ドーム２２に印加する電圧は、低周波数（１０Ｈｚ以下程度）が望ましいが、これに限定されるものではない。また、実施の形態では図３に示すような所定の負極性の電圧と接地電圧（０Ｖ)とを交互に繰り返す矩形波（方形波）状の直流電圧を印加したが、例えば、図４に示すような、所定の負極性の電圧に所定の正極性の電圧とを繰り返す矩形波（方形波）状の交流電圧を印加してもよい。このような波形とすれば、正極性の電圧が印加されているタイミングで、基板ドーム２２の電荷を効率良く放電できる。なお、印加電圧は平均値が負極性であると共に、負極性の電圧（ピーク電圧）の絶対値は、正極性の電圧（ピーク電圧）の絶対値よりも大きいことが望ましく、負極性の電圧の印加時間は、正極性の電圧の印加時間よりも長いことが望ましい。なおここでは、矩形波は、立ち上がり時や立ち下がり時の、なまりをともなうものでもよい。
【００５８】
また、基板ドーム２２に印加する電圧は、矩形波に限定されるものではなく、その波形は任意であり、蓄積した電荷を適宜放電できるように、所望の負極性の電圧を間欠的に印加することが重要である。
【００５９】
また、上述した実施の形態で示した蒸着材料、ガス種、圧力、温度、装置構造などは、一例に過ぎず、任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る反射防止膜の構成例を示す断面図である。
【図３】基板ドームに印加される直流電圧の波形を示す図である。
【図４】基板ドームに印加される直流電圧の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 成膜装置
２２ 基板ドーム
２３ 成膜基板
２４ 基板ドーム回転機構
３０ 真空槽
３１ ガス導入口
３２ 給電部
３３ 基板加熱用ヒータ
３４ 蒸着材料
３５ 坩堝
３６ 電子銃
３７ シャッター
３８ ニュートラライザ
３９ 排気口
４０ イオンソース
４１ 直流電源
４２ 制御部
５１ 基板
５２ 反射防止膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂基板上に成膜する成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズ等の光学系では、レンズ表面での反射による光量損失等を抑制するため反射防止膜が形成されている。また、光学レンズ等としては、近年ガラスに限られず、プラスチックレンズ及び基板が用いられている。
【０００３】
特に、ＰＭＭＡ等の合成樹脂から形成された基板上に反射防止膜を形成する場合、合成樹脂は一般に薬品等により侵食されやすい性質があるため、基板上にＳｉＯＸからなる薄膜を形成した上で、ＳｉＯＸ膜の上に高屈折率、低屈折率の積層膜を形成し、反射防止膜を形成することが行われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２０２４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＭＭＡ等から構成される樹脂基板上にＳｉＯＸ膜を形成する場合、基板への密着性、熱や湿気等の耐環境性、耐薬品性を十分に確保するためには、例えば２００ｎｍ以上の膜厚に形成する必要がある。また、良好な充填密度の膜を形成する必要がある。
【０００５】
しかし、一般にＳｉＯＸ膜を形成する際に用いられる電子銃（Electron Beam: EB）を用いた真空蒸着法では、電子銃から蒸着材料に対して照射された電子の反射電子、二次電子が、基板に到達することにより、ＳｉＯＸ膜の充填密度を下げてしまうという問題がある。
【０００６】
また、膜の充填密度を高く形成するためには、基板に高周波電圧を印加しイオンアシストする方法もあるが、合成樹脂からなる基板は融点が低いため、高周波電圧を印加することができないという問題がある。
【０００７】
また、ＰＭＭＡ等の水の含有量が多い（ＰＭＭＡで約２％）物質から構成される基板上に成膜する場合には、成膜過程で電子やイオンが基板に衝突して内部の水分がたたき出され、膜の密着性を低下させるという問題もある。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、基板と良好な密着性を備えた膜を成膜する成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、樹脂基板上に緻密で密着性に優れた膜を成膜する成膜装置及び成膜方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る成膜方法は、
樹脂基板をドームに配置する工程と、
第１の蒸着源を電子ビームで加熱すると共に前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加し、前記第１の蒸着源からの飛散物を前記樹脂基板上に堆積させて第１の蒸着膜を形成する第１の成膜工程と、
第２の蒸着源を電子ビームで加熱すると共にイオンソースからイオンを供給し、前記第２の蒸着源からの飛散物を前記第１の蒸着膜上に堆積させて第２の蒸着膜を形成する第２の成膜工程と、
前記第２の蒸着膜上に、複数の蒸着膜を積層させる積層膜形成工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記第１の成膜工程は、前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加することにより、前記電子ビームの反射電子及び二次電子の基板への到達を抑えると共に前記ドームに帯電している電荷を周期的に放電し、さらに、前記第１の蒸着源からの飛散物を負極性の電圧により引き寄せる工程であり、前記第２の成膜工程は、前記ドームにイオンソースからイオンを照射することによりイオンアシスト効果を得ながら、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着源の飛散物を堆積する工程である。
【００１１】
例えば、前記第１の成膜工程では、１０Ｈｚ以下の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射せず、前記第２の成膜工程及び前記積層膜形成工程では、前記ドームを接地し、又は、４００ｋＨｚ以下の周波数の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射する。
【００１２】
例えば、前記第１の蒸着膜は２００ｎｍ以上のＳｉＯＸ膜、前記第２の蒸着膜はＺｒＯ２膜である。
【００１３】
前記樹脂基板は、例えば、ＰＭＭＡ等の水分含有率が１％以上の物質から構成される。
【００１４】
前記樹脂基板を所定のガス雰囲気中に維持し、前記蒸着源からの飛散物を前記ガスと反応させて堆積させるようにしてもよい。
【００１５】
前記ドームに印加する電圧は、例えば、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と、正極性の電圧とを繰り返す交流電圧から構成される。
【００１６】
或いは、前記ドームに印加する電圧は、たとえば、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と正極性の電圧とを繰り返し、負極性の電圧のピーク電圧の絶対値が正極性の電圧のピーク電圧の絶対値よりも高い交流電圧から構成される。
【００１７】
前記第１の成膜工程で前記ドームに印加する電圧は、矩形波状電圧
から構成される。
【００１８】
上記目的を達成するため、この発明の第２の観点に係る成膜装置は、
真空槽と、
前記真空槽内に設置され、電極として機能し、更に基板を保持する基板ドームと、
前記基板ドームへ負極性の直流間欠電圧を印加する電源と、
蒸着材料が設置された蒸着源と、
前記蒸着源を加熱する電子銃と、
前記蒸着材料の前記基板への堆積をアシストするイオンを供給するイオンソースと、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
前記電源と前記電子銃と前記イオンソースとを制御する制御手段を更に備えてもよい。この前記制御手段は、例えば、前記基板ドームに樹脂基板が配置された状態で、前記電子銃に第１の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第１の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に前記電源に前記基板ドームへ負極性の直流間欠電圧を印加させることにより、前記樹脂基板に前記第１の蒸着材料を含む第１の蒸着膜を形成し、前記電子銃に第２の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第２の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に、前記イオンソースにイオンを供給させてイオンアシスト効果を与えることにより、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着材料を含む第２の蒸着膜を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る成膜方法によれば、第１の成膜工程において、ドームに負極性の電圧を印加することにより、蒸着源を加熱するための電子ビームの反射電子や二次電子が基板に到達することを防ぐことができる。イオンアシストを使用せず、二次電子・反射電子も基板に到達しにくいため、ＰＭＭＡのような水分の含有率の高い材料から構成される樹脂基板に成膜しても、基板から水分がたたき出されることがなく、密着性の高い第１の蒸着膜を形成することができる。また、直流電圧を間欠的に印加することにより、周期的にドームの電荷を放電することが可能となり、チャージアップ等による異常放電を防止できる。また、直流電圧のバイアス効果により、蒸着源からの飛散物が基板上に緻密に堆積し、充填密度の高く密着力の強い膜を成膜することができる。
【００２１】
また、第２の成膜工程以降においては、イオン照射と直流電圧のバイアス印加とを併用することにより、基板の昇温を抑止しながらも蒸発粒子にエネルギーを与え、イオンアシスト効果を得て緻密な膜を低温成膜することができる。また、すでに第１の蒸着膜が形成されているので、イオンを使用しても、水分による問題はほとんど発生しない。
【００２２】
また、本発明の成膜装置によれば、上述の成膜方法を実行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態に係る反射防止膜、成膜装置及び成膜方法について、図を用いて説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る反射防止膜５２を図２に示す。反射防止膜５２は、合成樹脂、例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等から構成された基板５１上に形成される。
【００２５】
反射防止膜５２は、低屈折率の層と高屈折率の層が交互に積層された、いわゆるＬＨＬＨ・・・膜である。反射防止膜５２は、例えば図２に示すように７層から構成される。反射防止膜５２は、基板５１の上面に形成された第１層６１と、第１層６１の上面に形成された第２層６２と、それぞれ積層された第３層６３と、第４層６４と、第５層６５、第６層６６と、第７層６７と、を備える。
【００２６】
第１層６１は、例えばＳｉＯＸから構成され、基板５１と反射防止膜５２との密着性を良好にし、更に基板５１を外部環境、薬品等から保護する機能を有する。また、薄く形成されると、膨張率の違いによりクラックが生じやすくなる。従って、第１層６１は、所定程度の厚み以上に形成されるのが好ましく、例えば２００ｎｍ以上、より好ましくは３００ｎｍ以上の厚みに形成される。また、第１層６１は、矩形波の直流電圧がバイアス電圧として印加された状態で形成される。
【００２７】
第２層６２は、高屈折率の材料、例えばＺｒＯ２から構成され、第１層６１上に形成される。なお、後述するように第２層６２と、第２層６２より上面に形成される各層は、イオンソースによってイオンアシストされ、４００ｋＨｚ以下の直流バイアス電圧が印加された状態で形成される。
【００２８】
第３層６３は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第２層６２の上に形成される。
第４層６４は、高屈折率の材料、例えばＺｒＯ２から構成され、第３層６３の上に形成される。
【００２９】
第５層６５は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第４層６４の上に形成される。
第６層６６は、高屈折率の材料、例えばＴｉＯ２から構成され、第５層６５の上に形成される。
第７層６７は、低屈折率の材料、例えばＳｉＯ２から構成され、第６層６６の上に形成される。
【００３０】
本実施の形態の反射防止膜５２は、基板５１上に、緻密に充填されたＳｉＯＸから構成される第１層６１が形成されるため、基板５１を外部環境から保護することができ、良好な耐環境性を備える。更に、第１層６１は、２００ｎｍ以上、好ましくは３００ｎｍ以上の厚みを備えるため、クラック等の発生を抑え、良好な密着性を備える。また、本実施の形態では、第２層６２としてＺｒＯ２を用いることにより、第１層６１との密着性を良好に保つことができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態に係る成膜装置について図を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係る成膜装置１０を図１に示す。
【００３２】
成膜装置１０は、図１に示すように、基板ドーム２２と、基板ドーム回転機構２４と、真空槽３０と、ガス導入口３１と、給電部３２と、基板加熱用ヒータ３３と、蒸着材料３４を充填する坩堝３５と、電子銃３６と、シャッター３７と、ニュートラライザ３８と、排気口３９と、イオンソース４０と、を備える。また、給電部３２と真空槽３０との間には、直流電源４１が接続されている。
【００３３】
真空槽（真空チャンバ）３０は、導体から構成され、接地された密閉容器から構成され、基板ドーム２２と、基板ドーム回転機構２４と、給電部３２と、基板加熱用ヒータ３３と、坩堝３５と、電子銃３６と、シャッター３７と、ニュートラライザ３８と、等を収容し、ガス導入口３１と排気口３９とを備える。
【００３４】
基板ドーム２２は、ドーム状の形状を有し、電極として機能する。また、基板ドーム２２上には、成膜対象の成膜基板２３が載置される。なお、成膜基板２３を、基板ドーム２２近傍に保持する構成でもよい。
【００３５】
基板ドーム回転機構２４は、均一な成膜を可能とするため、成膜処理の間、基板ドーム２２を回転する。
ガス導入口３１は、真空槽３０内部にアルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）等の放電ガス、プロセスガス、等、任意のガスを導入する。
給電部３２は、回転する基板ドーム２２に直流電圧を印加する。
基板加熱用ヒータ３３は、成膜基板２３を加熱する。
【００３６】
坩堝３５には、プロセスに応じた種類の蒸着材料が充填されている。例えばＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２等所望の蒸着材料３４を用いればよく、複数の坩堝３５を配置しそれぞれに異種の蒸着材料３４を充填してもよい。
電子銃３６は、坩堝３５内の蒸着材料３４に電子を衝突させ、蒸発温度まで加熱する。
【００３７】
シャッター３７は、開閉可能に構成され、蒸着完了時に閉じ、蒸着材料を遮蔽する。
ニュートラライザ３８は、放電の着火と基板のチャージアップを防止するために電子を放出する。
排気口３９は、真空ポンプなどの排気装置に接続され、真空槽３０内のガスを排気する。
【００３８】
イオンソース４０は、真空槽３０に設置され、プロセスに応じて所定のエネルギーを有するイオンを真空槽３０内に供給する。具体的にはイオンソース４０は、基板５１上にＳｉＯＸからなる第１層６１を形成する工程では、イオンを供給せず、第２層６２以降を形成する工程でイオンを供給する。なお、第２層６２以降を形成する際は、イオンソース４０のエネルギーを補うようバイアス電圧が印加されるため、イオンソース４０から供給されたイオンは、良好に基板ドーム２２へと導かれる。即ち、イオンソース４０のエネルギーを抑えながら蒸着粒子にエネルギーを与えることが可能となるため、充填密度の高い薄膜を低温成膜することが可能となる。
【００３９】
直流電源４１は、可変周波数直流電源から構成され、制御部４２からの制御信号が指示する電力で、給電部３２に、所定周波数のパルスの直流電圧を印加する。直流電源４１は、後述するように成膜プロセスに応じて適宜選択され、例えば図３に示すような２Ｈｚ程度の周波数の矩形波、４００ｋＨｚ以下程度の周波数の矩形波を印加する。なお、電圧を印加していない間はＧＮＤに落としており、基板ドーム２２、真空槽３０間に異常放電が発生することを防ぐ。
【００４０】
制御部４２は、プロセッサ（ＭＰＵ、ＣＰＵ等）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェースなどをから構成され、この成膜装置１０の動作手順を規定する制御データを格納し、成膜装置１０内の各部に制御信号を供給して、制御する。
【００４１】
次に、成膜装置１０が成膜基板２３上に成膜する動作を説明する。
まず、基板ドーム２２に成膜基板２３を設置する。成膜基板２３（基板５１）は、合成樹脂、例えばＰＭＭＡから構成される。続いて、坩堝３５には形成する膜に応じた蒸着材料３４であるＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２を配置しておく。
【００４２】
次に、真空槽３０内を図示しない排気系によって１０−４Ｐａ程度の高真空領域まで排気する。基板ドーム回転機構２４により基板ドーム２２を回転させる。また、必要に応じて基板加熱用ヒータ３３を用いて成膜基板２３を加熱する。
続いて、また、ガス導入口３１から真空槽３０内にＡｒ，Ｏ２等のガスを導入する。ガス流量を安定させ、例えば真空槽３０内の圧力を１０−２Ｐａ程度の真空状態に維持する。
また、電子銃３６から電子ビームを坩堝３５内のＳｉＯの蒸着材料３４へ照射し、蒸着材料３４を蒸発温度まで昇温させる。
【００４３】
制御部４２からの信号に基づき、直流電源４１は、図３に示すような数百Ｖ１０Ｈｚ以下程度の低周波数の矩形波電圧を給電部３２に供給する。
【００４４】
シャッター３７を開くと蒸着材料３４であるＳｉＯは真空槽３０内を飛散し、成膜基板２３上に堆積することで緻密なＳｉＯＸ薄膜を形成する。このとき、陽イオン化したＳｉＯは、基板ドーム２２に印加されている負電圧（バイアス電圧）により、例えば、５０〜１５０ｅｖ程度エネルギーが付与されて加速される。この効果により、緻密なＳｉＯＸ膜が堆積する。一方、電子銃３６から蒸着材料３４に照射された電子の反射電子及び二次電子は、負極性のバイアス電圧により、基板ドーム２２の近傍には（ほとんど）達しない。このため、高エネルギーな反射電子・二次電子が水分を多量に含むＰＭＭＡから構成される成膜基板２３に衝突して、水分をたたき出し、膜の密着性を低下させるという事態は起こりにくい。また、矩形状の負極性直流電圧を印加するため、周期的に基板ドーム２２が放電されることになり、基板ドーム２２に電荷が異常に蓄積して異常放電を起こすといった事態を防止できる。
【００４５】
成膜されたＳｉＯＸ膜の膜厚が２００ｎｍ以上、望ましくは３００ｎｍ以上としいう目標値に到達したらシャッター３７を一旦閉じる。これにより、第１層６１が形成される。
【００４６】
続いて、電子銃３６から電子ビームを坩堝３５内のＺｒＯ２の蒸着材料３４へ照射し、蒸着材料３４を蒸発温度まで昇温させる。
【００４７】
また、イオンソース４０を起動して、イオンの供給を開始する。
なお、基板ドーム２２には数百Ｖ４００ｋＨｚ以下程度の低周波数の矩形波電圧を供給する。直流電圧を間欠的に印加することにより、基板ドーム２２の帯電を抑え、イオンアシスト効果を向上させることができる。周波数は４００ｋＨｚ以下程度と任意であるが、成膜基板２３の材質に応じて、成膜基板２３があまり加熱されない帯域を選択すればよい。
【００４８】
この状態において、シャッター３７を開くと蒸着材料３４であるＺｒＯ２は真空槽３０内を飛散し、イオンにアシストされて、成膜基板２３上に堆積することで緻密な薄膜が形成される。
【００４９】
成膜されたＺｒＯ２膜の膜厚が２０ｎｍ程度の目標値に到達したらシャッター３７を一旦閉じる。これにより、第２層６２が形成される。
【００５０】
以後、同様の動作を繰り返し、ＳｉＯ２から構成される第３層６３と、ＺｒＯ２から構成される第４層６４と、ＳｉＯ２から構成される第５層６５と、ＴｉＯ２から構成される第６層６６と、ＳｉＯ２から構成される第７層６７と、を形成する。
【００５１】
即ち、坩堝３５内の蒸着材料３４を切り替えながら、蒸着材料３４に電子ビームを照射して、蒸発温度まで昇温させて蒸発させ、イオンソース４０からのイオンによるイオンアシスト効果を与え、基板ドーム２２にバイアス電圧を印加した状態での成膜をそれぞれ所望の膜厚が得られるまで繰り返す。
【００５２】
これらの成膜処理が終了すると、シャッター３７を閉じると共に電子銃３６、基板加熱用ヒータ３３、高周波電源４１、ガスの導入、およびニュートラライザ３８などを停止させる。冷却後、真空槽３０内に大気を導入した後、薄膜が形成された成膜基板２３を取り出す。
【００５３】
上述したように、本実施の形態の成膜方法では、第１層６１を成膜する際には、基板ドーム２２に数百Ｖ程度の負極性の矩形波電圧を印加する。このため、蒸着材料３４を加熱するための電子ビームの反射電子や二次電子が基板ドーム２２近傍、特に成膜基板２３に到達することを防ぐことができる。イオンアシストを使用しておらず、二次電子・反射電子も成膜基板２３に到達しにくいため、ＰＭＭＡのような水分の含有率の高い材料から構成される成膜基板２３（５１）に成膜しても、水が成膜基板２３からたたき出されることがなく、密着性の高いＳｉＯ２膜である第１の膜６１を形成することができる。また、直流電源４１から基板ドーム２２に接地電圧を間欠的に印加することになり、周期的に基板ドーム２２に蓄積した電荷を放電することができ、チャージアップ等による異常放電を防止できる。また、直流電圧のバイアス効果により、蒸着材料３４からの飛散物（陽イオン）が基板ドーム２２に吸引され、成膜基板２３上に緻密に堆積し、緻密な第１層６１を成膜することができる。
【００５４】
また、第２層６２〜第７層６７を形成する各工程においては、イオンソース４０がオンされて、イオンアシスト効果が得られ、基板ドームにバイアス電圧が印加されているので、基板温度を昇温させず緻密な膜を形成することができる。また、すでに第１層６１が形成されているので、基板ドーム２２を接地し、イオンアシストを使用しても、成膜基板５１に含まれている水分による問題はほとんど発生しない。
【００５５】
本発明は上述した実施の形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。まず、図２に示した層構造は適宜変更可能であり、形成される多層膜の目的に応じて適宜選択される。例えば、屈折率がＨＬＨＬ・・・、ＬＨＬＨ・・・或いは、ＨＭＬＨＭＬ・・・となる組み合わせ等任意に選択可能である。
【００５６】
また、成膜工程も適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態においては、第２層６２〜第７層６７の形成段階では、基板ドーム２２にバイアス電圧を印加したが、基板ドーム２２を接地して成膜してもよい。
【００５７】
また、第１の膜６１を形成する段階で、基板ドーム２２に印加する電圧は、低周波数（１０Ｈｚ以下程度）が望ましいが、これに限定されるものではない。また、実施の形態では図３に示すような所定の負極性の電圧と接地電圧（０Ｖ)とを交互に繰り返す矩形波（方形波）状の直流電圧を印加したが、例えば、図４に示すような、所定の負極性の電圧に所定の正極性の電圧とを繰り返す矩形波（方形波）状の交流電圧を印加してもよい。このような波形とすれば、正極性の電圧が印加されているタイミングで、基板ドーム２２の電荷を効率良く放電できる。なお、印加電圧は平均値が負極性であると共に、負極性の電圧（ピーク電圧）の絶対値は、正極性の電圧（ピーク電圧）の絶対値よりも大きいことが望ましく、負極性の電圧の印加時間は、正極性の電圧の印加時間よりも長いことが望ましい。なおここでは、矩形波は、立ち上がり時や立ち下がり時の、なまりをともなうものでもよい。
【００５８】
また、基板ドーム２２に印加する電圧は、矩形波に限定されるものではなく、その波形は任意であり、蓄積した電荷を適宜放電できるように、所望の負極性の電圧を間欠的に印加することが重要である。
【００５９】
また、上述した実施の形態で示した蒸着材料、ガス種、圧力、温度、装置構造などは、一例に過ぎず、任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る反射防止膜の構成例を示す断面図である。
【図３】基板ドームに印加される直流電圧の波形を示す図である。
【図４】基板ドームに印加される直流電圧の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 成膜装置
２２ 基板ドーム
２３ 成膜基板
２４ 基板ドーム回転機構
３０ 真空槽
３１ ガス導入口
３２ 給電部
３３ 基板加熱用ヒータ
３４ 蒸着材料
３５ 坩堝
３６ 電子銃
３７ シャッター
３８ ニュートラライザ
３９ 排気口
４０ イオンソース
４１ 直流電源
４２ 制御部
５１ 基板
５２ 反射防止膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板をドームに配置する工程と、
第１の蒸着源を電子ビームで加熱すると共に前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加し、前記第１の蒸着源からの飛散物を前記樹脂基板上に堆積させて第１の蒸着膜を形成する第１の成膜工程と、
第２の蒸着源を電子ビームで加熱すると共にイオンソースからイオンを供給し、前記第２の蒸着源からの飛散物を前記第１の蒸着膜上に堆積させて第２の蒸着膜を形成する第２の成膜工程と、
前記第２の蒸着膜上に、複数の蒸着膜を積層させる積層膜形成工程と、
を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記第１の成膜工程は、前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加することにより、前記電子ビームの反射電子及び二次電子の基板への到達を抑えると共に前記ドームに帯電している電荷を周期的に放電し、さらに、前記第１の蒸着源からの飛散物を負極性の電圧により引き寄せる工程であり、
前記第２の成膜工程は、前記ドームにイオンソースからイオンを照射することによりイオンアシスト効果を得ながら、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着源の飛散物を堆積する工程である、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の成膜工程では、１０Ｈｚ以下の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射せず、
前記第２の成膜工程及び前記積層膜形成工程では、前記ドームを接地し、又は、４００ｋＨｚ以下の周波数の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第１の蒸着膜は２００ｎｍ以上のＳｉＯＸ膜、
前記第２の蒸着膜はＺｒＯ２膜である、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記樹脂基板は水分含有率が１％以上の物質から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記樹脂基板を所定のガス雰囲気中に維持し、前記蒸着源からの飛散物を前記ガスと反応させて堆積させる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記ドームに印加する電圧は、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と、正極性の電圧とを繰り返す交流電圧から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記ドームに印加する電圧は、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と正極性の電圧とを繰り返し、負極性の電圧のピーク電圧の絶対値が正極性の電圧のピーク電圧の絶対値よりも高い交流電圧から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記第１の成膜工程で前記ドームに印加する電圧は、矩形波状電圧
から構成される、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
真空槽と、
前記真空槽内に設置され、電極として機能し、更に基板を保持する基板ドームと、
前記基板ドームへ負極性の間欠電圧を印加する電源と、
蒸着材料が設置された蒸着源と、
前記蒸着源を加熱する電子銃と、
前記蒸着材料の前記基板への堆積をアシストするイオンを供給するイオンソースと、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
前記電源と前記電子銃と前記イオンソースとを制御する制御手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記基板ドームに樹脂基板が配置された状態で、
前記電子銃に第１の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第１の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に前記電源に前記基板ドームへ負極性の間欠電圧を印加させることにより、前記樹脂基板に前記第１の蒸着材料を含む第１の蒸着膜を形成し、
前記電子銃に第２の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第２の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に、前記イオンソースにイオンを供給させてイオンアシスト効果を与えることにより、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着材料を含む第２の蒸着膜を形成する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１】
樹脂基板をドームに配置する工程と、
第１の蒸着源を電子ビームで加熱すると共に前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加し、前記第１の蒸着源からの飛散物を前記樹脂基板上に堆積させて第１の蒸着膜を形成する第１の成膜工程と、
第２の蒸着源を電子ビームで加熱すると共にイオンソースからイオンを供給し、前記第２の蒸着源からの飛散物を前記第１の蒸着膜上に堆積させて第２の蒸着膜を形成する第２の成膜工程と、
前記第２の蒸着膜上に、複数の蒸着膜を積層させる積層膜形成工程と、
を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記第１の成膜工程は、前記ドームに負極性の電圧を間欠的に印加することにより、前記電子ビームの反射電子及び二次電子の基板への到達を抑えると共に前記ドームに帯電している電荷を周期的に放電し、さらに、前記第１の蒸着源からの飛散物を負極性の電圧により引き寄せる工程であり、
前記第２の成膜工程は、前記ドームにイオンソースからイオンを照射することによりイオンアシスト効果を得ながら、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着源の飛散物を堆積する工程である、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の成膜工程では、１０Ｈｚ以下の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射せず、
前記第２の成膜工程及び前記積層膜形成工程では、前記ドームを接地し、又は、４００ｋＨｚ以下の周波数の矩形波電圧を前記ドームに印加し、イオンを照射する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第１の蒸着膜は２００ｎｍ以上のＳｉＯＸ膜、
前記第２の蒸着膜はＺｒＯ２膜である、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記樹脂基板は水分含有率が１％以上の物質から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記樹脂基板を所定のガス雰囲気中に維持し、前記蒸着源からの飛散物を前記ガスと反応させて堆積させる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記ドームに印加する電圧は、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と、正極性の電圧とを繰り返す交流電圧から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記ドームに印加する電圧は、１）接地電圧と負極性の電圧とを繰り返す直流電圧、または、２） 平均値が負極性で、負極性の電圧と正極性の電圧とを繰り返し、負極性の電圧のピーク電圧の絶対値が正極性の電圧のピーク電圧の絶対値よりも高い交流電圧から構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記第１の成膜工程で前記ドームに印加する電圧は、矩形波状電圧
から構成される、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
真空槽と、
前記真空槽内に設置され、電極として機能し、更に基板を保持する基板ドームと、
前記基板ドームへ負極性の間欠電圧を印加する電源と、
蒸着材料が設置された蒸着源と、
前記蒸着源を加熱する電子銃と、
前記蒸着材料の前記基板への堆積をアシストするイオンを供給するイオンソースと、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
前記電源と前記電子銃と前記イオンソースとを制御する制御手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記基板ドームに樹脂基板が配置された状態で、
前記電子銃に第１の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第１の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に前記電源に前記基板ドームへ負極性の間欠電圧を印加させることにより、前記樹脂基板に前記第１の蒸着材料を含む第１の蒸着膜を形成し、
前記電子銃に第２の蒸着材料が配置された蒸着源に電子ビームを照射させて第２の蒸着材料を加熱して蒸発させると共に、前記イオンソースにイオンを供給させてイオンアシスト効果を与えることにより、前記第１の蒸着膜上に前記第２の蒸着材料を含む第２の蒸着膜を形成する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２７０３３６（Ｐ２００７−２７０３３６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０１０７１（Ｐ２００６−１０１０７１）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１４６００９）株式会社昭和真空 (72)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１４６００９）株式会社昭和真空 (72)
【Ｆターム（参考）】
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