成膜装置
【課題】パーティクルを十分に除去し、良質なダイヤモンドライクカーボン等より成る保護膜を形成しうる成膜装置を提供する。
【解決手段】基板１０が載置される成膜室１２と、基板上に成膜を行うための成膜原料１４が載置され、成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、成膜原料のプラズマ２８を生成するプラズマ生成部１６と、プラズマ生成部と成膜室とを接続し、プラズマ生成部において生成されるプラズマを成膜室内に移動させるための移動経路１８と、プラズマ生成部と成膜室との間に設けられ、移動経路を開閉するシャッター２０、２２とを有し、シャッターの開閉を時間的に制御することにより、成膜原料から飛散するパーティクル３８をシャッターにより遮断しつつ、プラズマを基板上に到達させる。
【解決手段】基板１０が載置される成膜室１２と、基板上に成膜を行うための成膜原料１４が載置され、成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、成膜原料のプラズマ２８を生成するプラズマ生成部１６と、プラズマ生成部と成膜室とを接続し、プラズマ生成部において生成されるプラズマを成膜室内に移動させるための移動経路１８と、プラズマ生成部と成膜室との間に設けられ、移動経路を開閉するシャッター２０、２２とを有し、シャッターの開閉を時間的に制御することにより、成膜原料から飛散するパーティクル３８をシャッターにより遮断しつつ、プラズマを基板上に到達させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に係り、特にパーティクルの付着を防止しつつ、基板上に良質な膜を形成し得る成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置の磁気記録媒体の表面には、磁気記録媒体を保護するための保護膜が形成される。かかる磁気記録媒体において良好な磁気特性を実現するためには、良質で薄い保護膜を形成することが要求される。
【０００３】
かかる保護膜の材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボンが用いられている。
【０００４】
ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜は、例えばＣＶＤ法により形成することが可能である。
【０００５】
しかし、ＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成した場合には、必ずしも十分な被覆率や硬度等を得ることが困難であった。
【０００６】
そこで、近時では、アーク放電により炭素プラズマを生成し、かかる炭素プラズマを基板上に照射することにより、ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成する技術が注目されている。
【０００７】
かかる技術は、フィルタード・カソーディック・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ：Filtered Cathodic Vacuum Arc）法と称されている。
【０００８】
ＦＣＶＡ法によれば、硬くて丈夫なダイヤモンドライクカーボン膜を形成しうるとともに、高い被覆率で成膜しうるため更なる薄膜化が可能となる。
【０００９】
しかしながら、ＦＣＶＡ法では、アーク放電の際にプラズマが生成されるとともに、ターゲットからパーティクルが飛散する。磁気記録媒体の表面にかかるパーティクルが付着している状態でハードディスク装置を用いた場合には、クラッシュの要因となってしまう。
【００１０】
このため、パーティクルの付着を防止しつつダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成することが極めて需要である。
【００１１】
特許文献１には、かかるパーティクルを除去しつつ、ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２４４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、必ずしも十分にパーティクルを除去することはできなかった。
【００１３】
本発明の目的は、パーティクルを十分に除去し、良質なダイヤモンドライクカーボン等より成る保護膜を形成しうる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、前記シャッターの開閉を時間的に制御することにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１５】
また、本発明の他の観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第１のシャッターと、前記第１のシャッターと前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第２のシャッターとを有し、前記プラズマが生成されている状態で前記第１のシャッターを開き、前記第１のシャッターを開いてから所定時間後に前記第２のシャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記第２のシャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の更に他の観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に流動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、前記プラズマを生成し始めてから所定時間後に前記シャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断させつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プラズマ生成部と成膜室との間におけるプラズマ流の移動経路にシャッターを適宜設け、シャッターの開閉を適宜制御するため、パーティクルをシャッターにより遮断しつつ、プラズマ流を成膜室内に載置された基板上に到達させることができる。基板上へのパーティクルの付着を防止しつつ、基板上にプラズマ流を到達させ得るため、ダイヤモンドライクカーボン等の良質な保護膜を基板上に形成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】
【００１８】
［本発明の原理］
基板に所定バイアスを印加した際のプラズマ流の移動速度は例えば１．５〜２ｋｍ／秒程度と比較的速いのに対し、アーク放電の際にターゲット（成膜原料）から飛散するパーティクルの移動速度は１００ｍ／秒程度と比較的遅い。
【００１９】
このため、プラズマ流は比較的早いタイミングで成膜室内に載置された基板に達する一方、パーティクルは比較的遅いタイミングで成膜室に達する。
【００２０】
本願発明者は鋭意検討した結果、プラズマ生成部と成膜室との間におけるプラズマ流の移動経路にシャッターを適宜設け、シャッターの開閉を適宜制御することにより、パーティクルをシャッターにより遮断しつつ、プラズマ流を成膜室内に載置された基板上に到達させることに想到した。本発明によれば、基板上へのパーティクルの付着を防止しつつ、基板上にプラズマ流を到達させ得るため、ダイヤモンドライクカーボン等の良質な保護膜を基板上に形成することが可能となる。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による成膜装置を図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態による成膜装置は、基板１０が載置される成膜室１２と；基板１０上に成膜を行うための成膜原料１４が載置され、成膜原料１４をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、成膜原料１４のプラズマを生成するプラズマ生成部１６と；プラズマ生成部１６と成膜室１２とを接続し、プラズマ生成部１６において生成されるプラズマを成膜室１２内に移動させるための移動経路１８と；プラズマ生成部１６と成膜室１２との間に設けられ、移動経路１８を開閉する第１のシャッター２０と；第１のシャッター２０と成膜室１２との間に設けられ、移動経路１８を開閉する第２のシャッター２２と；本実施形態による成膜装置全体を制御する制御部２４とを有している。
【００２３】
成膜室１２内には、基板１０を載置するためのＸＹステージ２６が設けられている。ＸＹステージ２６は、基板１０を順次移動させるためのものである。基板１０をＸＹステージ２６により適宜移動させることにより、基板１０上の全体に保護膜６０（図５参照）を形成することが可能となる。基板１０には、ＸＹステージ２６を介して負のバイアスが印加されるようになっている。基板１０にバイアスを印加するのは、プラズマ生成部１６において生成された炭素プラズマ２８、より具体的にはイオン化された炭素を、基板１０上に到達させるためである。成膜室１２には、成膜室１２内を真空にするための排気システム２７が接続されている。排気システム２７は、制御部２４により制御される。基板１０は、例えば、ハードディスク装置の磁気記録媒体に用いられるものである。本実施形態では、基板１０上に、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０が形成される。
【００２４】
プラズマ生成部１６には、陽極（アノード）３０と、ターゲット（成膜原料）１４が取り付けられる陰極（カソード）３１と、高純度のグラファイトより成るターゲット１４と、ターゲット１４の周囲に設けられたカソードコイル３２と、アーク放電を開始させるためのストライカー３４とが設けられている。アーク放電の際における陰極３１の電圧は例えば２０〜８０Ｖであり、放電電流は例えば６０〜１００Ａとする。陰極３１は、陰極３１を冷却するための冷却システム３４に接続されている。また、陰極３１は、アーク放電を制御するアーク源３６に接続されている。アーク源３６は、制御部２４により制御される。
【００２５】
プラズマ生成部１６と成膜室１２との間の移動経路１８には、上述したように、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２とが設けられている。第２のシャッター２２は、第１のシャッターと成膜室１２との間に位置している。
【００２６】
図２は、第１のシャッターを示す平面図である。図２は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かって第１のシャッター２０を見た際の平面図を示している。第１のシャッター２０は、回転可能な円盤状のアパーチャー３８と、固定されたアパーチャー４０とを組み合わせることにより構成されている。円盤状のアパーチャー３８及び固定されたアパーチャー４０のいずれも、アパーチャー３８の回転中心から偏在した位置にそれぞれ開口部４２、４４が形成されている。回転可能なアパーチャー３８は、ステッピングモータ４５により制御される。回転可能なアパーチャー３８の開口部４２の位置が、固定されたアパーチャー４０の開口部４４の位置と一致した際には、第１のシャッター２０が開いた状態となる。一方、回転可能なアパーチャー３８の開口部４２が固定されたアパーチャー４０の開口部４４の位置から外れた際には、第１のシャッター２０が閉じた状態となる。
【００２７】
図３は、第２のシャッターを示す平面図である。図３は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かって第２のシャッター２２を見た際の平面図を示している。第２のシャッター２２は、回転可能な円盤状のアパーチャー４６と、固定されたアパーチャー４８とを組み合わせることにより構成されている。円盤状のアパーチャー４８及び固定されたアパーチャー４８のいずれも、アパーチャー４８の回転中心から偏在した位置にそれぞれ開口部５０、５２が形成されている。回転可能なアパーチャー４６は、ステッピングモータ５４により制御される。回転可能なアパーチャー４６の開口部５０の位置が固定されたアパーチャー４８の開口部５２の位置と一致した際には、第２のシャッター２２が開いた状態となる。一方、回転可能なアパーチャー４６の開口部５０が固定されたアパーチャー４８の開口部５２の位置から外れた際には、第２のシャッター２２が閉じた状態となる。
【００２８】
第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２の開閉は、シャッター連動開閉制御部５６により制御される。具合的には、シャッター連動開閉制御部５６により第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２のステッピングモータ４５、５４がそれぞれ制御され、これにより、第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２の開閉がそれぞれ制御される。
【００２９】
第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、第１のシャッター２０の開閉のタイミング、第２のシャッター２２の開閉のタイミング、プラズマ２８の生成のタイミング等は、第２のシャッター２２によりパーティクルを遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０に到達させ得るように適宜設定される。
【００３０】
第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離は、例えば１ｍ程度とする。
【００３１】
なお、ここでは、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離を１ｍ程度に設定する場合を例に説明するが、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離は１ｍ程度に限定されるものではない。例えば、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離を、０．５〜２ｍ程度の範囲で適宜設定するようにしてもよい。
【００３２】
こうして、本実施形態による成膜装置が構成されている。
【００３３】
次に、本実施形態による成膜装置の動作を図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【００３４】
図４における上段のタイムチャートは、アーク放電のオン、オフを示している。アーク放電がオンの際にはプラズマ２８が生成され、アーク放電がオフの際にはプラズマ２８は生成されない。また、アーク放電がオンの状態においては、ターゲット１４からパーティクル５８が飛散する。
【００３５】
図４における中段のタイムチャートは、第１のシャッター２０の開閉を示している。図４に示すように、第１のシャッター２０は所定の周期で一定時間だけ開くようになっている。回転するアパーチャー３８の回転数を例えば６００ｒｐｍ程度とする場合、アパーチャー３８が１回転するのに要する時間は１００ｍｓである。この場合、第１のシャッターを開く時間Ｔ１ｏｐｅｎは例えば２０ｍｓとし、第１のシャッターを閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅは例えば８０ｍｓとする。なお、これらの時間Ｔ１ｏｐｅｎ、Ｔ１ｃｌｏｓｅは、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００３６】
図４における下段のタイムチャートは、第２のシャッター２２の開閉を示している。図４に示すように、第２のシャッター２２は所定の周期で一定時間開くようになっている。回転するアパーチャー４６の回転数を、第１のシャッター２０と同様に、例えば６００ｒｐｍ程度とする場合、アパーチャー４６が１回転するのに要する時間は１００ｍｓである。この場合、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎは例えば２０ｍｓとし、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅは例えば８０ｍｓとする。なお、これらの時間は、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００３７】
図４に示すように、アーク放電が行われている状態で、第２のシャッター２２が開かれる。この段階では、第１のシャッター２０は閉じられているため、プラズマ流２８は移動経路１８内に導入されず、プラズマ流２８は基板１０上に到達しない。
【００３８】
図４に示すように、第２のシャッター２２が開かれてから、所定時間後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、第１のシャッター２０が開かれる（図１参照）。第１のシャッター２０を開くことにより、図５に示すように、プラズマ流２８が移動経路１８中を成膜室１０に向かって移動することとなる。図５は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。この際、パーティクル５８も移動経路１８中を移動することとなる。しかし、パーティクル５８の移動速度はプラズマ流２８の移動速度と比較して著しく遅いため、プラズマ流２８がパーティクル５８に著しく先行して移動経路１８内を移動し、パーティクル５８はプラズマ流２８から著しく遅れて移動経路１８内を移動する。
【００３９】
そして、第１のシャッター２０が開かれてから、所定時間Ｔｄｅｌａｙ後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、図６に示すように、第２のシャッター２２が閉じられる。図６は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。第２のシャッター２２を閉じると、プラズマ流２８とパーティクル５８とが第２のシャッター２２により遮断されることとなる。この段階では、プラズマ流２８は第２のシャッター２２をある程度通過し終わっている一方、パーティクル５８は第２のシャッター２２まで到達していない。
【００４０】
既に第２のシャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０に向かって進行し、パーティクル５８は第２のシャッター２２を通過することなく、第２のシャッター２２により遮断される。
【００４１】
図４及び図７に示すように、第２のシャッター２２が閉じられてから、所定時間後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、第１のシャッター２０が閉じられる。図７は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その３）である。
【００４２】
第２のシャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０上に到達する。パーティクル５８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、例えば炭素プラズマ２８を基板１０上に到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００４３】
ＸＹステージ２６上に載置された基板１０を順次移動させながら、上記のような成膜工程を繰り返し行うことにより、基板１０上の全面に例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０を形成することができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、プラズマ２８が生成されている状態で第１のシャッター２０を開き、第１のシャッター２０を開いてから所定時間Ｔｄｅｌａｙ後に第２のシャッター２２を閉じるため、成膜原料１４から飛散するパーティクル５８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ２８を基板１０上に到達させることができる。基板１０上へのパーティクル５８の付着を防止しつつ、基板１０上に例えば炭素プラズマを到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による成膜装置を図８乃至図１１を用いて説明する。図８は、本実施形態による成膜装置を示す概略図である。図９は、アパーチャーを示す平面図である。図１乃至図７に示す第１実施形態による成膜装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００４６】
本実施形態による成膜装置は、プラズマ２８を生成してから所定時間後にシャッター２２を閉じることにより、ターゲット１４から飛散するパーティクル３８をシャッター２２により遮断させつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得ることに主な特徴がある。
【００４７】
図８に示すように、プラズマ流２８を移動させるための移動経路１８には、アパーチャー（絞り）２１が設けられている。アパーチャー２１は、プラズマ流２８を所定の径に設定するためのものである。図９は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かってアパーチャー２１を見た際の平面図を示している。アパーチャー２１は移動経路１８に固定されており、中心から偏在した位置に開口部２３が形成されている。
【００４８】
シャッター２２は、アパーチャー２１と成膜室１２との間に位置している。
【００４９】
次に、本実施形態による成膜装置の動作を図１０乃至図１２を用いて説明する。
【００５０】
図１０は、本実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【００５１】
図１０における上段のタイムチャートは、アーク放電のオン、オフを示している。アーク放電がオンの際にはプラズマ２８が生成され、アーク放電がオフの際にはプラズマ２８は生成されない。
【００５２】
アーク放電を行う時間間隔は、例えば１０Ｈｚとする。アーク放電を行う時間Ｔｏｎは例えば２０ｍｓとし、アーク放電を行った後にアーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆは例えば８０ｍｓとする。
【００５３】
図１０における下段は、シャッター２２の開閉を示している。アーク放電を行う時間Ｔｏｎを上述したように例えば２０ｍｓとし、アーク放電を行った後にアーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆを上述したように例えば８０ｍｓとする場合には、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎを例えば２０ｍｓとし、シャッター２２を閉じる時間Ｔｃｌｏｓｅを例えば８０ｍｓとする。
【００５４】
アーク放電を開始すると、図１１に示すように、プラズマ流２８が移動経路１８中を成膜室１０に向かって移動することとなる。図１１は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。この際、パーティクル５８も移動経路１８中を移動することとなる。しかし、パーティクル５８の移動速度はプラズマ流２８の移動速度と比較して著しく遅いため、プラズマ流２８がパーティクル５８に著しく先行して移動経路１８内を移動し、パーティクル５８はプラズマ流２８から著しく遅れて移動経路１８内を移動する。
【００５５】
そして、アーク放電が開始されてから、所定時間Ｔｄｅｌａｙ後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、シャッター２２が閉じられる。第２のシャッター２２を閉じると、プラズマ流２８とパーティクル５８とがシャッター２２により遮断されることとなる。図１２は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。図１２に示すように、パーティクル５８はシャッター２２により遮断されている。
【００５６】
なお、これらの時間Ｔｏｎ、Ｔｏｆｆ、Ｔｏｐｅｎ、Ｔｃｌｏｓｅ、Ｔｄｅｌａｙ、及び、シャッター２２の位置等は、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００５７】
シャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０上に到達する。パーティクル５８をシャッター２２により遮断しつつ、例えば炭素プラズマ２８を基板１０上に到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００５８】
ＸＹステージ２６上に載置された基板１０を順次移動させながら、上記のような成膜工程を繰り返し行うことにより、基板１０上の全面に例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０を形成することができる。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、プラズマ２８を生成し始めてから所定時間Ｔｄｅｌａｙ後にシャッター２２を閉じるため、成膜原料１４から飛散するパーティクル３８をシャッター２２により遮断させつつ、プラズマ２８を基板１０上に到達させることができる。基板１０上へのパーティクル５８の付着を防止しつつ、基板１０上に例えば炭素プラズマ等を到達させ得るため、本実施形態によっても、例えばダイヤモンドライクカーボン等より成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００６０】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、第１のシャッター２０を開く時間Ｔ１ｏｐｅｎ、第１のシャッター２０を閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅ、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎ、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅ、及び、第１のシャッター２０を開いてから第２のシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙは、第１実施形態において上述した値に限定されるものではない。パーティクル３８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得るように適宜設定すればよい。例えば、第１のシャッター２０を開く時間Ｔ１ｏｐｅｎを１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第１のシャッター２０を閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎを例えば１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第１のシャッター２０を開いてから第２のシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙを、例えば５〜４０ｍｓの範囲で適宜設定してもよい。
【００６２】
また、アーク放電の時間Ｔｏｎ、アーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆ、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎ、シャッター２２を閉じる時間Ｔｃｌｏｓｅ、及び、シャッター２２を開いてからシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙは、第２実施形態において上述した値に限定されるものではない。パーティクル３８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得るように適宜設定すればよい。例えば、アーク放電の時間Ｔｏｎを１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、アーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎを例えば１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、シャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、アーク放電を開始してからシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙを、例えば５〜４０ｍｓの範囲で適宜設定してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、回転可能なアパーチャーと固定されたアパーチャーとを組み合わせることによりシャッター２０、２２を構成したが、回転可能なアパーチャーのみによりシャッター２０、２２を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【図２】第１のシャッターを示す平面図である。
【図３】第２のシャッターを示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。
【図６】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。
【図７】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その３）である。
【図８】本発明の第２実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【図９】アパーチャーを示す平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。
【図１２】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…基板
１２…成膜室
１４…成膜原料、ターゲット
１６…プラズマ生成部
１８…移動経路
２０…第１のシャッター
２１…アパーチャー
２２…第２のシャッター
２３…開口部
２４…制御部
２６…ＸＹステージ
２７…排気システム
２８…プラズマ流
３０…アノード
３１…カソード
３２…カソードコイル
３４…冷却システム
３６…アーク源
３８…アパーチャー
４０…アパーチャー
４２…開口部
４４…開口部
４５…ステッピングモータ
４６…アパーチャー
４８…アパーチャー
５０…開口部
５２…開口部
５４…ステッピングモータ
５６…シャッター連動開閉制御部
５８…パーティクル
６０…保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に係り、特にパーティクルの付着を防止しつつ、基板上に良質な膜を形成し得る成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置の磁気記録媒体の表面には、磁気記録媒体を保護するための保護膜が形成される。かかる磁気記録媒体において良好な磁気特性を実現するためには、良質で薄い保護膜を形成することが要求される。
【０００３】
かかる保護膜の材料としては、例えばダイヤモンドライクカーボンが用いられている。
【０００４】
ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜は、例えばＣＶＤ法により形成することが可能である。
【０００５】
しかし、ＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成した場合には、必ずしも十分な被覆率や硬度等を得ることが困難であった。
【０００６】
そこで、近時では、アーク放電により炭素プラズマを生成し、かかる炭素プラズマを基板上に照射することにより、ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成する技術が注目されている。
【０００７】
かかる技術は、フィルタード・カソーディック・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ：Filtered Cathodic Vacuum Arc）法と称されている。
【０００８】
ＦＣＶＡ法によれば、硬くて丈夫なダイヤモンドライクカーボン膜を形成しうるとともに、高い被覆率で成膜しうるため更なる薄膜化が可能となる。
【０００９】
しかしながら、ＦＣＶＡ法では、アーク放電の際にプラズマが生成されるとともに、ターゲットからパーティクルが飛散する。磁気記録媒体の表面にかかるパーティクルが付着している状態でハードディスク装置を用いた場合には、クラッシュの要因となってしまう。
【００１０】
このため、パーティクルの付着を防止しつつダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成することが極めて需要である。
【００１１】
特許文献１には、かかるパーティクルを除去しつつ、ダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜を形成する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２４４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、必ずしも十分にパーティクルを除去することはできなかった。
【００１３】
本発明の目的は、パーティクルを十分に除去し、良質なダイヤモンドライクカーボン等より成る保護膜を形成しうる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、前記シャッターの開閉を時間的に制御することにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１５】
また、本発明の他の観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第１のシャッターと、前記第１のシャッターと前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第２のシャッターとを有し、前記プラズマが生成されている状態で前記第１のシャッターを開き、前記第１のシャッターを開いてから所定時間後に前記第２のシャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記第２のシャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の更に他の観点によれば、基板が載置される成膜室と、前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に流動させるための移動経路と、前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、前記プラズマを生成し始めてから所定時間後に前記シャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断させつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させることを特徴とする成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プラズマ生成部と成膜室との間におけるプラズマ流の移動経路にシャッターを適宜設け、シャッターの開閉を適宜制御するため、パーティクルをシャッターにより遮断しつつ、プラズマ流を成膜室内に載置された基板上に到達させることができる。基板上へのパーティクルの付着を防止しつつ、基板上にプラズマ流を到達させ得るため、ダイヤモンドライクカーボン等の良質な保護膜を基板上に形成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】
【００１８】
［本発明の原理］
基板に所定バイアスを印加した際のプラズマ流の移動速度は例えば１．５〜２ｋｍ／秒程度と比較的速いのに対し、アーク放電の際にターゲット（成膜原料）から飛散するパーティクルの移動速度は１００ｍ／秒程度と比較的遅い。
【００１９】
このため、プラズマ流は比較的早いタイミングで成膜室内に載置された基板に達する一方、パーティクルは比較的遅いタイミングで成膜室に達する。
【００２０】
本願発明者は鋭意検討した結果、プラズマ生成部と成膜室との間におけるプラズマ流の移動経路にシャッターを適宜設け、シャッターの開閉を適宜制御することにより、パーティクルをシャッターにより遮断しつつ、プラズマ流を成膜室内に載置された基板上に到達させることに想到した。本発明によれば、基板上へのパーティクルの付着を防止しつつ、基板上にプラズマ流を到達させ得るため、ダイヤモンドライクカーボン等の良質な保護膜を基板上に形成することが可能となる。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による成膜装置を図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態による成膜装置は、基板１０が載置される成膜室１２と；基板１０上に成膜を行うための成膜原料１４が載置され、成膜原料１４をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、成膜原料１４のプラズマを生成するプラズマ生成部１６と；プラズマ生成部１６と成膜室１２とを接続し、プラズマ生成部１６において生成されるプラズマを成膜室１２内に移動させるための移動経路１８と；プラズマ生成部１６と成膜室１２との間に設けられ、移動経路１８を開閉する第１のシャッター２０と；第１のシャッター２０と成膜室１２との間に設けられ、移動経路１８を開閉する第２のシャッター２２と；本実施形態による成膜装置全体を制御する制御部２４とを有している。
【００２３】
成膜室１２内には、基板１０を載置するためのＸＹステージ２６が設けられている。ＸＹステージ２６は、基板１０を順次移動させるためのものである。基板１０をＸＹステージ２６により適宜移動させることにより、基板１０上の全体に保護膜６０（図５参照）を形成することが可能となる。基板１０には、ＸＹステージ２６を介して負のバイアスが印加されるようになっている。基板１０にバイアスを印加するのは、プラズマ生成部１６において生成された炭素プラズマ２８、より具体的にはイオン化された炭素を、基板１０上に到達させるためである。成膜室１２には、成膜室１２内を真空にするための排気システム２７が接続されている。排気システム２７は、制御部２４により制御される。基板１０は、例えば、ハードディスク装置の磁気記録媒体に用いられるものである。本実施形態では、基板１０上に、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０が形成される。
【００２４】
プラズマ生成部１６には、陽極（アノード）３０と、ターゲット（成膜原料）１４が取り付けられる陰極（カソード）３１と、高純度のグラファイトより成るターゲット１４と、ターゲット１４の周囲に設けられたカソードコイル３２と、アーク放電を開始させるためのストライカー３４とが設けられている。アーク放電の際における陰極３１の電圧は例えば２０〜８０Ｖであり、放電電流は例えば６０〜１００Ａとする。陰極３１は、陰極３１を冷却するための冷却システム３４に接続されている。また、陰極３１は、アーク放電を制御するアーク源３６に接続されている。アーク源３６は、制御部２４により制御される。
【００２５】
プラズマ生成部１６と成膜室１２との間の移動経路１８には、上述したように、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２とが設けられている。第２のシャッター２２は、第１のシャッターと成膜室１２との間に位置している。
【００２６】
図２は、第１のシャッターを示す平面図である。図２は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かって第１のシャッター２０を見た際の平面図を示している。第１のシャッター２０は、回転可能な円盤状のアパーチャー３８と、固定されたアパーチャー４０とを組み合わせることにより構成されている。円盤状のアパーチャー３８及び固定されたアパーチャー４０のいずれも、アパーチャー３８の回転中心から偏在した位置にそれぞれ開口部４２、４４が形成されている。回転可能なアパーチャー３８は、ステッピングモータ４５により制御される。回転可能なアパーチャー３８の開口部４２の位置が、固定されたアパーチャー４０の開口部４４の位置と一致した際には、第１のシャッター２０が開いた状態となる。一方、回転可能なアパーチャー３８の開口部４２が固定されたアパーチャー４０の開口部４４の位置から外れた際には、第１のシャッター２０が閉じた状態となる。
【００２７】
図３は、第２のシャッターを示す平面図である。図３は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かって第２のシャッター２２を見た際の平面図を示している。第２のシャッター２２は、回転可能な円盤状のアパーチャー４６と、固定されたアパーチャー４８とを組み合わせることにより構成されている。円盤状のアパーチャー４８及び固定されたアパーチャー４８のいずれも、アパーチャー４８の回転中心から偏在した位置にそれぞれ開口部５０、５２が形成されている。回転可能なアパーチャー４６は、ステッピングモータ５４により制御される。回転可能なアパーチャー４６の開口部５０の位置が固定されたアパーチャー４８の開口部５２の位置と一致した際には、第２のシャッター２２が開いた状態となる。一方、回転可能なアパーチャー４６の開口部５０が固定されたアパーチャー４８の開口部５２の位置から外れた際には、第２のシャッター２２が閉じた状態となる。
【００２８】
第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２の開閉は、シャッター連動開閉制御部５６により制御される。具合的には、シャッター連動開閉制御部５６により第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２のステッピングモータ４５、５４がそれぞれ制御され、これにより、第１のシャッター２０及び第２のシャッター２２の開閉がそれぞれ制御される。
【００２９】
第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、第１のシャッター２０の開閉のタイミング、第２のシャッター２２の開閉のタイミング、プラズマ２８の生成のタイミング等は、第２のシャッター２２によりパーティクルを遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０に到達させ得るように適宜設定される。
【００３０】
第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離は、例えば１ｍ程度とする。
【００３１】
なお、ここでは、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離を１ｍ程度に設定する場合を例に説明するが、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離は１ｍ程度に限定されるものではない。例えば、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離を、０．５〜２ｍ程度の範囲で適宜設定するようにしてもよい。
【００３２】
こうして、本実施形態による成膜装置が構成されている。
【００３３】
次に、本実施形態による成膜装置の動作を図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【００３４】
図４における上段のタイムチャートは、アーク放電のオン、オフを示している。アーク放電がオンの際にはプラズマ２８が生成され、アーク放電がオフの際にはプラズマ２８は生成されない。また、アーク放電がオンの状態においては、ターゲット１４からパーティクル５８が飛散する。
【００３５】
図４における中段のタイムチャートは、第１のシャッター２０の開閉を示している。図４に示すように、第１のシャッター２０は所定の周期で一定時間だけ開くようになっている。回転するアパーチャー３８の回転数を例えば６００ｒｐｍ程度とする場合、アパーチャー３８が１回転するのに要する時間は１００ｍｓである。この場合、第１のシャッターを開く時間Ｔ１ｏｐｅｎは例えば２０ｍｓとし、第１のシャッターを閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅは例えば８０ｍｓとする。なお、これらの時間Ｔ１ｏｐｅｎ、Ｔ１ｃｌｏｓｅは、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００３６】
図４における下段のタイムチャートは、第２のシャッター２２の開閉を示している。図４に示すように、第２のシャッター２２は所定の周期で一定時間開くようになっている。回転するアパーチャー４６の回転数を、第１のシャッター２０と同様に、例えば６００ｒｐｍ程度とする場合、アパーチャー４６が１回転するのに要する時間は１００ｍｓである。この場合、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎは例えば２０ｍｓとし、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅは例えば８０ｍｓとする。なお、これらの時間は、第１のシャッター２０と第２のシャッター２２との間の距離、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００３７】
図４に示すように、アーク放電が行われている状態で、第２のシャッター２２が開かれる。この段階では、第１のシャッター２０は閉じられているため、プラズマ流２８は移動経路１８内に導入されず、プラズマ流２８は基板１０上に到達しない。
【００３８】
図４に示すように、第２のシャッター２２が開かれてから、所定時間後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、第１のシャッター２０が開かれる（図１参照）。第１のシャッター２０を開くことにより、図５に示すように、プラズマ流２８が移動経路１８中を成膜室１０に向かって移動することとなる。図５は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。この際、パーティクル５８も移動経路１８中を移動することとなる。しかし、パーティクル５８の移動速度はプラズマ流２８の移動速度と比較して著しく遅いため、プラズマ流２８がパーティクル５８に著しく先行して移動経路１８内を移動し、パーティクル５８はプラズマ流２８から著しく遅れて移動経路１８内を移動する。
【００３９】
そして、第１のシャッター２０が開かれてから、所定時間Ｔｄｅｌａｙ後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、図６に示すように、第２のシャッター２２が閉じられる。図６は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。第２のシャッター２２を閉じると、プラズマ流２８とパーティクル５８とが第２のシャッター２２により遮断されることとなる。この段階では、プラズマ流２８は第２のシャッター２２をある程度通過し終わっている一方、パーティクル５８は第２のシャッター２２まで到達していない。
【００４０】
既に第２のシャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０に向かって進行し、パーティクル５８は第２のシャッター２２を通過することなく、第２のシャッター２２により遮断される。
【００４１】
図４及び図７に示すように、第２のシャッター２２が閉じられてから、所定時間後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、第１のシャッター２０が閉じられる。図７は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その３）である。
【００４２】
第２のシャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０上に到達する。パーティクル５８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、例えば炭素プラズマ２８を基板１０上に到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００４３】
ＸＹステージ２６上に載置された基板１０を順次移動させながら、上記のような成膜工程を繰り返し行うことにより、基板１０上の全面に例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０を形成することができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、プラズマ２８が生成されている状態で第１のシャッター２０を開き、第１のシャッター２０を開いてから所定時間Ｔｄｅｌａｙ後に第２のシャッター２２を閉じるため、成膜原料１４から飛散するパーティクル５８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ２８を基板１０上に到達させることができる。基板１０上へのパーティクル５８の付着を防止しつつ、基板１０上に例えば炭素プラズマを到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による成膜装置を図８乃至図１１を用いて説明する。図８は、本実施形態による成膜装置を示す概略図である。図９は、アパーチャーを示す平面図である。図１乃至図７に示す第１実施形態による成膜装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００４６】
本実施形態による成膜装置は、プラズマ２８を生成してから所定時間後にシャッター２２を閉じることにより、ターゲット１４から飛散するパーティクル３８をシャッター２２により遮断させつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得ることに主な特徴がある。
【００４７】
図８に示すように、プラズマ流２８を移動させるための移動経路１８には、アパーチャー（絞り）２１が設けられている。アパーチャー２１は、プラズマ流２８を所定の径に設定するためのものである。図９は、プラズマ生成部１６側から成膜室１０側に向かってアパーチャー２１を見た際の平面図を示している。アパーチャー２１は移動経路１８に固定されており、中心から偏在した位置に開口部２３が形成されている。
【００４８】
シャッター２２は、アパーチャー２１と成膜室１２との間に位置している。
【００４９】
次に、本実施形態による成膜装置の動作を図１０乃至図１２を用いて説明する。
【００５０】
図１０は、本実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【００５１】
図１０における上段のタイムチャートは、アーク放電のオン、オフを示している。アーク放電がオンの際にはプラズマ２８が生成され、アーク放電がオフの際にはプラズマ２８は生成されない。
【００５２】
アーク放電を行う時間間隔は、例えば１０Ｈｚとする。アーク放電を行う時間Ｔｏｎは例えば２０ｍｓとし、アーク放電を行った後にアーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆは例えば８０ｍｓとする。
【００５３】
図１０における下段は、シャッター２２の開閉を示している。アーク放電を行う時間Ｔｏｎを上述したように例えば２０ｍｓとし、アーク放電を行った後にアーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆを上述したように例えば８０ｍｓとする場合には、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎを例えば２０ｍｓとし、シャッター２２を閉じる時間Ｔｃｌｏｓｅを例えば８０ｍｓとする。
【００５４】
アーク放電を開始すると、図１１に示すように、プラズマ流２８が移動経路１８中を成膜室１０に向かって移動することとなる。図１１は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。この際、パーティクル５８も移動経路１８中を移動することとなる。しかし、パーティクル５８の移動速度はプラズマ流２８の移動速度と比較して著しく遅いため、プラズマ流２８がパーティクル５８に著しく先行して移動経路１８内を移動し、パーティクル５８はプラズマ流２８から著しく遅れて移動経路１８内を移動する。
【００５５】
そして、アーク放電が開始されてから、所定時間Ｔｄｅｌａｙ後、即ち、例えば１０ｍｓ後に、シャッター２２が閉じられる。第２のシャッター２２を閉じると、プラズマ流２８とパーティクル５８とがシャッター２２により遮断されることとなる。図１２は、本実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。図１２に示すように、パーティクル５８はシャッター２２により遮断されている。
【００５６】
なお、これらの時間Ｔｏｎ、Ｔｏｆｆ、Ｔｏｐｅｎ、Ｔｃｌｏｓｅ、Ｔｄｅｌａｙ、及び、シャッター２２の位置等は、プラズマ流２８の移動速度、パーティクル５８の移動速度等によって適宜設定される。
【００５７】
シャッター２２を通過したプラズマ流２８は基板１０上に到達する。パーティクル５８をシャッター２２により遮断しつつ、例えば炭素プラズマ２８を基板１０上に到達させ得るため、例えばダイヤモンドライクカーボンより成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００５８】
ＸＹステージ２６上に載置された基板１０を順次移動させながら、上記のような成膜工程を繰り返し行うことにより、基板１０上の全面に例えばダイヤモンドライクカーボンより成る保護膜６０を形成することができる。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、プラズマ２８を生成し始めてから所定時間Ｔｄｅｌａｙ後にシャッター２２を閉じるため、成膜原料１４から飛散するパーティクル３８をシャッター２２により遮断させつつ、プラズマ２８を基板１０上に到達させることができる。基板１０上へのパーティクル５８の付着を防止しつつ、基板１０上に例えば炭素プラズマ等を到達させ得るため、本実施形態によっても、例えばダイヤモンドライクカーボン等より成る良質な保護膜６０を基板１０上に形成することができる。
【００６０】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、第１のシャッター２０を開く時間Ｔ１ｏｐｅｎ、第１のシャッター２０を閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅ、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎ、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅ、及び、第１のシャッター２０を開いてから第２のシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙは、第１実施形態において上述した値に限定されるものではない。パーティクル３８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得るように適宜設定すればよい。例えば、第１のシャッター２０を開く時間Ｔ１ｏｐｅｎを１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第１のシャッター２０を閉じる時間Ｔ１ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第２のシャッター２２を開く時間Ｔ２ｏｐｅｎを例えば１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第２のシャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、第１のシャッター２０を開いてから第２のシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙを、例えば５〜４０ｍｓの範囲で適宜設定してもよい。
【００６２】
また、アーク放電の時間Ｔｏｎ、アーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆ、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎ、シャッター２２を閉じる時間Ｔｃｌｏｓｅ、及び、シャッター２２を開いてからシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙは、第２実施形態において上述した値に限定されるものではない。パーティクル３８を第２のシャッター２２により遮断しつつ、プラズマ流２８を基板１０上に到達させ得るように適宜設定すればよい。例えば、アーク放電の時間Ｔｏｎを１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、アーク放電を中断する時間Ｔｏｆｆを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、シャッター２２を開く時間Ｔｏｐｅｎを例えば１０〜５０ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、シャッター２２を閉じる時間Ｔ２ｃｌｏｓｅを例えば４０〜２００ｍｓの範囲で適宜設定するようにしてもよい。また、アーク放電を開始してからシャッター２２を閉じるまでの時間Ｔｄｅｌａｙを、例えば５〜４０ｍｓの範囲で適宜設定してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、回転可能なアパーチャーと固定されたアパーチャーとを組み合わせることによりシャッター２０、２２を構成したが、回転可能なアパーチャーのみによりシャッター２０、２２を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【図２】第１のシャッターを示す平面図である。
【図３】第２のシャッターを示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。
【図６】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。
【図７】本発明の第１実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その３）である。
【図８】本発明の第２実施形態による成膜装置を示す概略図である。
【図９】アパーチャーを示す平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その１）である。
【図１２】本発明の第２実施形態による成膜装置の動作を示す概略図（その２）である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…基板
１２…成膜室
１４…成膜原料、ターゲット
１６…プラズマ生成部
１８…移動経路
２０…第１のシャッター
２１…アパーチャー
２２…第２のシャッター
２３…開口部
２４…制御部
２６…ＸＹステージ
２７…排気システム
２８…プラズマ流
３０…アノード
３１…カソード
３２…カソードコイル
３４…冷却システム
３６…アーク源
３８…アパーチャー
４０…アパーチャー
４２…開口部
４４…開口部
４５…ステッピングモータ
４６…アパーチャー
４８…アパーチャー
５０…開口部
５２…開口部
５４…ステッピングモータ
５６…シャッター連動開閉制御部
５８…パーティクル
６０…保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、
前記シャッターの開閉を時間的に制御することにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第１のシャッターと、
前記第１のシャッターと前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第２のシャッターとを有し、
前記プラズマが生成されている状態で前記第１のシャッターを開き、前記第１のシャッターを開いてから所定時間後に前記第２のシャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記第２のシャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に流動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、
前記プラズマを生成し始めてから所定時間後に前記シャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断させつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１記載の成膜装置において、
前記シャッターは、回転中心から偏在した位置に第１の開口部が形成され回転可能な円盤状の第１のアパーチャーと、前記回転中心から偏在した位置に第２の開口部が形成され固定された第２のアパーチャーとを有し、
前記第１の開口部の位置が前記第２の開口部の位置と一致した際に前記シャッターが開いた状態となり、前記第１の開口部の位置が前記第２の開口部の位置から外れた際に前記シャッターが閉じた状態となる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記成膜原料は、グラファイトより成る
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項１】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、
前記シャッターの開閉を時間的に制御することにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に移動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第１のシャッターと、
前記第１のシャッターと前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉する第２のシャッターとを有し、
前記プラズマが生成されている状態で前記第１のシャッターを開き、前記第１のシャッターを開いてから所定時間後に前記第２のシャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記第２のシャッターにより遮断しつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
基板が載置される成膜室と、
前記基板上に成膜を行うための成膜原料が載置され、前記成膜原料をターゲットとしてアーク放電を行うことにより、前記成膜原料のプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室とを接続し、前記プラズマ生成部において生成されるプラズマを前記成膜室内に流動させるための移動経路と、
前記プラズマ生成部と前記成膜室との間に設けられ、前記移動経路を開閉するシャッターとを有し、
前記プラズマを生成し始めてから所定時間後に前記シャッターを閉じることにより、前記成膜原料から飛散するパーティクルを前記シャッターにより遮断させつつ、前記プラズマを前記基板上に到達させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１記載の成膜装置において、
前記シャッターは、回転中心から偏在した位置に第１の開口部が形成され回転可能な円盤状の第１のアパーチャーと、前記回転中心から偏在した位置に第２の開口部が形成され固定された第２のアパーチャーとを有し、
前記第１の開口部の位置が前記第２の開口部の位置と一致した際に前記シャッターが開いた状態となり、前記第１の開口部の位置が前記第２の開口部の位置から外れた際に前記シャッターが閉じた状態となる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記成膜原料は、グラファイトより成る
ことを特徴とする成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２７０２７３（Ｐ２００７−２７０２７３Ａ）
【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２００６−９７７１９（Ｐ２００６−９７７１９）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【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】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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