(57)【要約】実用に耐えうることは勿論、耐摩耗性能がより高められた撥油膜を効率よく成膜することができる成膜方法を提供する。複数の基板１４を保持するための基体保持面を持つ基板ホルダ１２が真空容器１０内に回転可能に配設された成膜装置１において、前記基体保持面の一部の領域のみに向けてイオンビームが照射可能となるような構成、配置及び／又は向きで真空容器１０内に設置されたイオン源３８と、前記基体保持面の全領域に向けて撥油膜の成膜材料が供給可能となるような配置及び向きで真空容器１０内に設置された蒸発源３４とを有し、蒸発源３４の作動開始前にイオン源３８の作動を停止させるように構成したものである。
2013046440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体保持手段の基体保持面の一部の領域に向けてイオンを照射することにより前記基体保持面に保持され回転している複数の基体のうち前記領域に移動してきた特定の基体群のみに前記イオンを照射し、その後前記イオンの照射を中止した状態で、前記基体保持面の全域に向けて撥油膜の成膜材料を供給することにより前記基体のすべてに前記成膜材料を供給し、前記基体の表面に撥油膜を堆積させることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
請求項１記載の成膜方法において、１枚あたりの基体に対し、成膜材料の供給時間をＴ１、イオンの照射時間をＴ２としたとき、Ｔ２≦（（１／２）×Ｔ１）となるようにイオンを照射することを特徴とする成膜方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の成膜方法において、基体保持手段の基体保持面に対し、成膜材料の供給領域をＡ１、イオンの照射領域をＡ２としたとき、Ａ２≦（（１／２）×Ａ１）となるようにイオンを照射することを特徴とする成膜方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項記載の成膜方法において、照射領域が前記基体の移動方向に沿って縦長状の閉曲線で囲まれる領域となるようにイオンを照射することを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項記載の成膜方法において、加速電圧が５０〜１５００Ｖのイオンを用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載の成膜方法において、照射イオン電流が５０〜１５００ｍＡのイオンを用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項記載の成膜方法において、少なくとも酸素を含むイオンを用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
複数の基体を保持するための基体保持面を持つ基体保持手段が真空容器内に回転可能に配設された、撥油膜を成膜するための成膜装置において、
前記基体保持面の一部の領域に向けてイオンが照射可能となるような構成、配置及び／又は向きで前記真空容器内に設置されたイオン照射手段と、
前記基体保持面の全域に向けて成膜材料が供給可能となるような配置及び向きで前記真空容器内に設置された成膜手段とを有し、
前記成膜手段の作動開始前に前記イオン照射手段の作動を停止させることを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
請求項８記載の成膜装置において、前記イオン照射手段は、前記基体保持面の全領域の半分以下に対してイオンが照射可能となる配置で、前記真空容器内に配設されていることを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に撥油膜の成膜に適した成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に示す工程を経ることによって基板の表面に撥油膜を堆積させる技術が知られている（特許文献１）。その方法は、まず基板ホルダの基板保持面の全面に処理対象である複数の基板を保持させた後、該基板ホルダを真空チャンバ内で回転させる。次にこの回転を維持した状態で、複数の基板のすべてに向けてイオンを連続して照射（イオン全面照射）した後、イオン照射によって表面凹凸が形成された基板のすべてに向け、撥油膜の形成原料からなる成膜材料を蒸発させて付着させる。以上の工程により、複数の基板すべての凹凸形成面に撥油膜を堆積させる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来手法によれば、実用に耐えうる耐摩耗性を備えた撥油膜を基板上に成膜することができるが（特許文献１の段落００２９）、近年、撥油膜に対する耐摩耗性のさらなる向上が望まれている。
本発明の一側面によれば、実用に耐えうることは勿論、耐摩耗性能がより高められた撥油膜を効率よく成膜することができる成膜方法及び成膜装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、基体保持手段の基体保持面の一部の領域（例えばＡ２）に向けてイオンを照射することにより基体保持面に保持され回転している複数の基体のうち前記領域（Ａ２）に移動してきた特定の基体群のみにイオンを照射し（イオン部分照射）、その後イオンの照射を中止した状態で、基体保持面の全域（例えばＡ１）に向けて撥油膜の成膜材料を供給することにより基体保持面に保持され回転している複数の基体のすべてに成膜材料を供給し、基体の表面に撥油膜を堆積させることを特徴とする成膜方法が提供される。【０００６】
本発明において、１枚あたりの基体に対し、成膜材料の供給時間をＴ１、イオンの照射時間をＴ２としたとき、Ｔ２≦（（１／２）×Ｔ１）となるようにイオンを照射することができる。こうしたイオンの部分照射は、例えば、基体保持手段の回転速度及びイオンの照射領域（例えばＡ２）の少なくとも何れかを適切に調整することにより実現することができる。【０００７】
本発明において、基体保持手段の基体保持面に対し、成膜材料の供給領域をＡ１、イオンの照射領域をＡ２としたとき、Ａ２≦（（１／２）×Ａ１）となるようにイオンを照射することができる。この場合、より好ましくは、照射領域が前記基体の移動方向に沿って縦長状の閉曲線で囲まれる領域となるようにイオンを照射する。【０００８】
本発明において、加速電圧が５０〜１５００Ｖのイオンを用いることができ、及び／又は、照射イオン電流が５０〜１５００ｍＡのイオンを用いることができる。本発明において、少なくとも酸素を含むイオンを用いることができる。【０００９】
本発明によれば、複数の基体を保持するための基体保持面を持つ基体保持手段が真空容器内に回転可能に配設された、撥油膜を成膜するための成膜装置において、
前記基体保持面の一部の領域（例えばＡ２）に向けてイオンが照射可能となるような構成、配置及び／又は向きで真空容器内に設置されたイオン照射手段と、
前記基体保持面の全域に向けて成膜材料が供給可能となるような配置及び向きで真空容器内に設置された成膜手段とを有し、
前記成膜手段の作動開始前に前記イオン照射手段の作動を停止させることを特徴とする成膜装置が提供される。【００１０】
本発明において、イオン照射手段は、前記基体保持面の全域の半分以下に対してイオンが照射可能となる配置で真空容器内に配設することができる。【００１１】
本発明において、基体保持手段を回転させる回転手段をさらに有し、イオン照射手段は、基体保持手段の回転する軸線に対してイオン照射手段からイオンが照射される軸線が、６°以上７０°以下の角度を有するように真空容器の内部に配設することができる。【００１２】
本発明において、イオン照射手段は、真空容器の側面側に配設することができ、またイオン照射手段は、成膜の際に基体保持面に保持される基体からイオン照射手段までの距離が平均自由行程以下になるように配設することができる。【００１３】
本発明において、イオン照射手段は、少なくとも取り付け角度が調整可能な支持手段を介して真空容器の側面に取り付けることもできる。【００１４】
本発明において、基体保持手段は、平板状又はドーム状、或いは角錐状をなしており、その一方の面から他方の面まで貫通する貫通孔が形成され、成膜の際に基体保持面に保持される基体は、貫通孔を塞ぐように基体保持手段に保持することができる。【００１５】
本発明において、基体及び基体保持手段を加熱するための加熱手段をさらに備えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、基体保持手段の基体保持面に保持され回転している複数の基体表面に撥油膜を堆積させる前（成膜開始前）に、基体保持手段の基体保持面の一部の領域に向けてイオンを照射することにより基体保持面に保持され回転している複数の基体のうち前記領域に移動してきた特定の基体群のみにイオンを照射する（イオン部分照射）。【００１７】
本発明によれば、成膜開始前に、基体保持面に保持され回転している複数の基体のすべてに向けてイオンを照射するイオン全面照射を採用する従来手法と比較して、基体とその上に堆積する薄膜との間での結合力が高まり、その結果、従前手法と比較して薄膜の耐摩耗性がより一層高められることを見出した。
本発明の手法を講じた場合になぜ薄膜の耐摩耗性がさらに向上するのかの理由は明らかではない。思うに、イオン照射を回転している基体保持手段の一部領域のみに向けて行うことで、各基体に対してイオンが照射されていない時間が確保される。このイオンが照射されていない間に、イオンエッチングによりエネルギー的に不安定な状態となった基体表面原子が安定な状態に戻る、或いは安定な表面原子位置に再配置することとなり、その結果、基体凹凸表面に形成される薄膜原子、分子と、基体表面原子との結合力が向上して、耐摩耗性がより高められるのではないかと推測している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る成膜装置を正面から見た断面図である。
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図３は図２に対応する他の形態を示す断面図である。
【図４】図４は実験例１（実施例）においてイオンビームの照射領域を基板ホルダに対する位置関係で示した概要図である。
【図５】図５は実験例２（比較例）においてイオンビームの照射領域を基板ホルダに対する位置関係で示した概要図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…成膜装置、１０…真空容器、１２…基板ホルダ（基体保持手段）、１４…基板（基体）、３４…蒸着源（成膜手段）、３４ａ，３８ａ…シャッタ、３４ｂ…坩堝、３８…イオン源（イオン照射手段）、３８ｂ…調整壁、４４…アタッチメント（支持手段）、５０…水晶モニタ、５１…膜厚検出部、５２…コントローラ、５３…電気ヒータ、５４…温度センサ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、上記発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の成膜装置１は、縦置き円筒状の真空容器１０を含む。
【００２１】
真空容器１０は、公知の成膜装置で通常用いられるような概ね円筒の形状を有するステンレス製の容器であり、接地電位とされている。真空容器１０には、排気口（不図示。本実施形態では図１に向かって右側）が設けられており、この排気口を介して真空ポンプ（不図示）が接続されている。真空ポンプを作動させることで、真空容器１０の内部が所定圧力（例えば１０−４〜３×１０−２Ｐａ程度）に排気されるようになっている。真空容器１０には、内部にガスを導入するためのガス導入管（不図示）が形成されている。真空容器１０には、扉（不図示。本実施形態では図１に向かって左側）を介して、ロードロック室（不図示）が接続されていてもよい。
【００２２】
真空容器１０の内部の上方には、基板ホルダ１２が保持されている。基板ホルダ１２（基体保持手段）は、垂直軸回りに回転可能に保持されるドーム状に形成されたステンレス製の部材であり、モータ（不図示。回転手段）の出力軸（不図示。回転手段）に連結されている。
【００２３】
基板ホルダ１２の下面（基体保持面）には、成膜の際に、複数の基板１４が支持される。なお、本実施形態の基板ホルダ１２の中心には、開口が設けられており、ここに水晶モニタ５０が配設されている。水晶モニタ５０は、その表面に蒸着物質（成膜材料の蒸発物）が付着することによる共振周波数の変化から、基板１４表面に形成される物理膜厚を膜厚検出部５１で検出する。膜厚の検出結果は、コントローラ５２に送られる。
【００２４】
真空容器１０の内部の上方には、基板ホルダ１２を上方から包み込むように電気ヒータ５３（加熱手段）が配設されている。基板ホルダ１２の温度は、熱電対などの温度センサ５４で検出され、その結果はコントローラ５２に送られる。
【００２５】
コントローラ５２は、膜厚検出部５１からの出力に基づいて、後述する蒸着源３４のシャッタ３４ａ及びイオン源３８のシャッタ３８ａの開閉状態を制御し、基板１４へ形成される薄膜の膜厚を適切に制御する。また、コントローラ５２は、温度センサ５４からの出力に基づいて、電気ヒータ５３を制御し、基板１４の温度を適切に管理する。なお、コントローラ５２は、後述のイオン源３８及び蒸発源３４の作動開始や作動停止についても管理する。
【００２６】
真空容器１０の内部の下方には、蒸着源３４が配設されている。蒸発源３４（成膜手段）は、本実施形態では抵抗加熱方式（直接加熱方式や間接加熱方式など）の蒸発源である。蒸発源３４は、成膜材料を載せるためのくぼみを上部に備えた坩堝（ボート）３４ｂと、坩堝３４ｂから基板１４に向かう成膜材料を遮断する位置に開閉可能に設けられたシャッタ３４ａとを備える。シャッタ３４ａは、コントローラ５２からの指令により適宜開閉制御される。
【００２７】
直接加熱方式は、金属製のボートに電極を取り付けて電流を流し、直接、金属製のボートを加熱してボート自体を抵抗加熱器とし、この中に入れた成膜材料を加熱する。間接加熱方式は、ボートが直接の熱源ではなく、ボートとは別に設けられた加熱装置、例えば遷移金属などのレアメタルなどからなる蒸着フィラメントに電流を流すことにより加熱する方式である。
【００２８】
坩堝３４ｂに成膜材料を載せた状態で、ボート自体あるいはボートとは別に設けられた加熱装置により、成膜材料を加熱し、この状態でシャッタ３４ａを開くと、坩堝３４ｂから蒸発する成膜材料は基板１４に向けて真空容器１０の内部を移動し、個々の基板１４の表面に付着する。
【００２９】
なお、蒸発源３４は、抵抗加熱方式に限らず、電子ビーム加熱方式の蒸発源であってもよい。蒸発源３４が電子ビーム加熱方式である場合、その蒸発源３４は、上記同様、坩堝３４ｂ及びシャッタ３４ａのほか、成膜材料に電子ビーム（ｅ−  ）を照射し、これを蒸発させる電子銃及び電子銃電源（ともに不図示）をさらに備えるようにすればよい。
【００３０】
本実施形態において、蒸発源３４は成膜材料を、モータからの出力を受けて垂直軸回りに回転している基板ホルダ１２に保持されるすべての基板１４に対して連続して付着させることが可能となるような配置と向きで設置されている。
【００３１】
本実施形態において、真空容器１０の内部の側面側にはイオン源３８が配設されている。ただし本発明において、イオン源３８の取り付け位置は真空容器１０の内部側面に限定されず、本実施形態のイオン源３８（イオン照射手段）は、上記蒸発源３４の作動開始前にイオンビーム（ｉｏｎ  ｂｅａｍ）を基板１４に向けて放出する目的でのみ使用されるイオン照射装置である。
【００３２】
イオン源３８は、反応ガス（例えばＯ２  ）や希ガス（例えばＡｒ）のプラズマから、正に帯電したイオン（Ｏ２  ＋  ，Ａｒ＋  ）を引き出し、加速電圧により加速して基板１４に向けて射出し、成膜開始前の基板１４表面に対してイオンクリーニング処理をするためのものである。イオン源３８の上方には、イオン源３８から基板１４に向かうイオンビームを遮断する位置に開閉操作可能に設けられたシャッタ３８ａが備えられている。シャッタ３８ａは、コントローラ５２から指令により適宜開閉制御される。
【００３３】
本実施形態のイオン源３８は、イオンビームを、モータからの出力を受けて垂直軸回りに回転している基板ホルダ１２に保持されるすべての基板１４に対し、その一部に部分的に照射することが可能となるような構成（例えば電極の曲率）、配置及び／又は向きで配置されている。具体的には、例えば図２に示すように、回転途中の基板ホルダ１２の一部、即ちすべての基板１４の一部（図２の波線で囲まれる領域Ａ２に移動してきた特定の基板１４群）に、イオンビームを部分的に照射することができるように、イオン源３８が配置されている。なお、このようにイオンビームを照射できるようであれば、イオン源３８の取り付け位置は真空容器１０の内部側面に限定されない。
【００３４】
すなわち、イオンビームの照射領域（Ａ２）が、蒸着源３４による成膜材料の供給領域（図２の二点波線で囲まれる領域Ａ１）より小さくなるように、イオン源３８が配置される（Ａ２＜Ａ１）。本実施形態では、特に、Ａ２≦（（１／２）×Ａ１）となるようにイオン源３８が配置されていることが好ましい。
イオン源３８をこのように配置することで、イオン源３８から照射されるイオンビームは、回転中の基板ホルダ１２に保持されるすべての基板１４の一部に、具体的には領域Ａ２に移動してきた特定の基板１４群のみに、部分的に照射される。なお本実施形態のイオン部分照射を所定時間、継続することで、最終的には、基板ホルダ１２に保持され回転している複数の基板１４のすべてにイオンビームを照射することが可能となる。
【００３５】
なお、図２の態様のほかに、例えば図３の一点波線で囲まれる領域Ａ２’で、イオンビームを部分照射することが可能となるように、イオン源３８を配置してもよい。ただし、図３の態様では、基板ホルダ１２の回転軸（図中、「×」を参照）近傍に保持される特定の基板１４と、基板ホルダ１２の外周近傍に保持される別の基板１４との間で、イオンビームの相対的な照射時間が異なることがある。この場合、基板ホルダ１２に保持されるすべての基板１４の特性が均一化されないこともある。従って、本実施形態では、図２に示すように、基板１４の移動方向に沿って縦長状の閉曲線（例えば略楕円）で囲まれる領域に、イオンビームを照射することができるようイオン源３８を配置することが望ましい。
【００３６】
図１に戻り、本実施形態では、シャッタ３８ａの上方には、イオン源３８から引き出されるイオンの指向性を調整するための調整壁３８ｂ，３８ｂを設けてもよい。これを設けることで、上述したイオン源３８の配置如何を問わずに、イオンビームを基板ホルダ１２の所定領域（例えば図２の領域Ａ２や、図３の領域Ａ２’など）に照射させることができる。
【００３７】
本実施形態のイオン源３８は、真空容器１０の側面に、支持装置としてのアタッチメント４４を介して取り付けられている。
【００３８】
イオン源３８を真空容器１０の側面側に取り付けることで、これが蒸着源３４と同様に、真空容器１０の内部下方に配置される場合と比較して、イオン源３８から照射されるイオンビームが短い飛行距離で基板１４に到達する。その結果、基板１４に衝突する際のイオンの運動エネルギーの低下を抑えることができる。
また、高い運動エネルギーを保った状態のイオンビームを斜め方向から基板１４表面に衝突させることで、基板１４表面に対するイオンクリーニング効果をより大きく発現させることができ、基板表面の不純物原子が効果的に除去される結果、基板１４表面の原子と撥油分子の結合が促進され、その上に成膜される撥油膜の耐摩耗性能が向上すると考えられる。
【００３９】
本実施形態のイオン源３８は、蒸着源３４の配置位置よりも、イオン源３８の本体長さ分以上、基板１４に近い位置に配置されている。また、イオン源３８の取り付けが容易となるように、真空容器１０の側面の一部が傾斜して形成されているが、イオン源３８を取り付ける位置は任意である。
なお、イオン源３８の取り付け位置は、真空容器１０の側面に限定されず、蒸着源３４と同様に、真空容器１０の内部下方であってもよい。いずれにしても、基板ホルダ１２に保持される基板１４の一部にイオンビームを照射可能となるような位置に取り付けられる。
【００４０】
アタッチメント４４（支持手段）は、イオン源３８の支持装置であって真空容器１０の側面に取り付けられている。アタッチメント４４は、真空容器１０側に固定されるブラケット（不図示）と、イオン源３８側をブラケットに対して傾斜可能に支持するピン（不図示）と、イオン源３８の傾きを所定位置で固定するネジからなる制動部材（不図示）とを備える。そのため、イオン源３８の取り付け角度を任意に調節することができる。また、真空容器１０側にブラケットを配設し、これを位置調整可能なベースプレート（不図示）に固定することにより、取り付け角度のみならず、高さ方向、半径方向の位置を調整可能に構成されている。なお、高さ方向、半径方向の位置調整は、ベースプレートを上下方向及び半径方向に移動させることで行う。
【００４１】
イオン源３８の取り付け高さｈ及び半径方向の位置の変更により、イオン源３８と基板１４とを適切な距離に調整することができ、取り付け角度の変更により、基板１４に衝突するイオンビームの入射角度や位置を調整することができる。イオン源３８の高さ方向、半径方向の位置、及び取り付け角度の調整により、イオンビームのロスを最小限に抑え、イオン源３８の照射領域（例えば図２のＡ２、図３のＡ２’）に対してイオン電流密度が均一な分布となるように調整する。
【００４２】
イオン源３８の取り付け角度θは、イオンビームを照射する軸線と、基板ホルダ１２の回転軸線とのなす角度のことである。この角度が大きすぎても、小さすぎても、イオンビーム照射による基板クリーニング効果が減少し、撥油膜の耐摩耗性向上の効果が減少、或いは無くなるおそれがある。
【００４３】
本実施形態においては、取り付け角度θは６〜７０°の角度範囲であるときにイオンの部分照射の後、後述するように成膜材料を全面供給して成膜される撥油膜の耐摩耗性をより一層向上させる効果を得ることができる。
【００４４】
また、イオン源３８からのイオンビームが基板１４に到達可能な範囲であれば、基板１４表面に斜め方向からイオンビームを入射させる方法は、基板１４とイオン源３８との距離に依存しない。
【００４５】
なお、上記の取り付け角度θは、基板ホルダ１２や真空容器１０の大きさ若しくは成膜材料によって適宜変更可能なことはもちろんである。
【００４６】
取り付け高さｈは、イオン源３８と基板１４との距離が適切になるように設定される。取り付け高さｈが高すぎると、取り付け角度θが大きくなりすぎ、一方、取り付け高さｈが低すぎると基板１４とイオン源３８との距離が長くなるとともに取り付け角度θが小さくなりすぎる。よって、取り付け高さｈは、適切な取り付け角度θを得ることができる位置である必要がある。
【００４７】
イオン源３８と基板１４との距離は、平均自由行程１と同等若しくはそれ以下であることが望ましい。例えば、平均自由行程１＝５００ｍｍであれば、イオン源３８と基板１４との距離も５００ｍｍ以下にすることが望ましい。イオン源３８と基板１４との距離を平均自由行程１以下とすることで、イオン源３８から放出されたイオンの半数以上を無衝突状態で基板１４に衝突させることができる。高いエネルギーを有したままイオンビームを基板１４に照射することができるため、その後に成膜材料が全面供給され成膜される撥油膜の耐摩耗性向上の効果が大きい。
【００４８】
ここで、“イオン源３８と基板１４の距離”とは、イオン源３８の中心とイオン源３８の中心から基板ホルダ１２の成膜面側の中心までの距離をいう。同様に、“蒸着源３４と基板１４の距離”とは、蒸着源３４の中心と蒸着源３４の中心から基板ホルダ１２の成膜面側の中心までの距離をいう。また、“イオン源３８の本体長さ”とはイオン源３８（イオン銃）の電極からイオンプラズマ放電室の底部までの距離である。
【００４９】
イオン源３８の取り付け位置は、真空容器１０の側面側の位置には限定されず、アタッチメント４４によって真空容器１０の側面の壁面から離間した位置でもよい。アタッチメント４４は半径方向にもイオン源３８の位置を調整することができるため容易にこのような配置にすることができる。この場合、より近い位置から、基板１４に対してイオンビームを照射することができるため、より低いエネルギー（消費電力）でもイオン部分照射の効果が得られる。
【００５０】
なお、イオン源３８を底部に設置してもよい。この場合、底部に台座を設置して台座の上にイオン源３８を取り付ければよい。
また、イオン源３８を真空容器１０の側面に取り付けることにより、蒸着源３４と基板の間に配置される膜厚補正板（不図示）によって、イオンビームが妨げられることがなくなるため、イオンのロスが減少するので好ましい。
【００５１】
本実施形態に係る成膜装置１によれば、イオンビームを部分照射可能な配置で、イオン源３８が配置されている。具体的には、イオン源３８によるイオンビームの照射領域Ａ２が、蒸着源３４による成膜材料の供給領域Ａ１よりも小さくなる（Ａ２＜Ａ１）ようにイオン源３８を配置してある。
こうした構成の成膜装置１を用いれば、基板ホルダ１２の基体保持面の一部の領域に向けてイオンビームを照射することができ、その結果、基板ホルダ１２に保持されて回転する複数の基板１４のうち前記領域に移動してきた特定の基板１４群のみにイオンビームを照射することができる（イオン部分照射）。
【００５２】
その結果、イオンビームの照射領域Ａ２を、成膜材料の供給領域Ａ１と同様に、基板ホルダ１２の全面（すなわち、すべての基板１４に対して照射）とするように構成した従来の成膜装置を用いた場合と比較して、イオン照射を回転している基板ホルダ１２の一部領域のみに向けて行うことで、各基板１４に対してイオンが照射されていない時間が確保される。このイオンが照射されていない間に、イオンエッチングによりエネルギー的に不安定な状態となった基板１４の表面原子が安定な状態に戻る、或いは安定な表面原子位置に再配置することとなり、その結果、基板１４の凹凸表面に形成される薄膜原子、分子と、基板１４の表面原子との結合力が向上して、撥油膜の耐摩耗性がより高められる。特に、Ａ２がＡ１の半分以下となる（Ａ２≦（（１／２）×Ａ１））ように基板ホルダ１２の回転速度及びイオンの照射領域の一方又は双方を調整することで、こうした効果をより一層顕著に発揮させることができる。
【００５３】
次に、成膜装置１を用いた成膜方法の一例を説明する。
本実施形態において、蒸発源３４のボートに充填する撥油性膜の形成原料としての成膜材料の形態は、特に限定されず、例えば、（ａ）
多孔質セラミックに疎水性反応性有機化合物を含浸させたものや、（ｂ） 金属繊維又は細線の塊に疎水性反応性有機化合物を含浸させたものを用いることができる。これらは、多量の疎水性反応性有機化合物を素早く吸収し、蒸発させることができる。多孔質セラミックは、ハンドリング性の観点からペレット状で用いることが好ましい。
【００５４】
金属繊維又は細線としては、例えば鉄、白金、銀、銅などが挙げられる。金属繊維又は細線は、十分な量の疎水性反応性有機化合物を保持できるように絡みあった形状のもの、例えば織布状や不織布状のものを用いることが好ましい。金属繊維又は細線の塊の空孔率は、疎水性反応性有機化合物をどの程度保持するかに応じて決定することができる。
【００５５】
成膜材料として、金属繊維又は細線の塊を用いる場合、これを一端が開放した容器内に保持することが好ましい。容器内に保持した金属繊維又は細線の塊もペレットと同視することができる。容器の形状は特に限定されないが、クヌーセン型、末広ノズル型、直筒型、末広筒型、ボート型、フィラメント型等が挙げられ、成膜装置１の仕様によって適宜選択することができる。容器の少なくとも一端は開放されており、開放端から疎水性反応性有機化合物が蒸発するようになっている。容器の材質としては、銅、タングステン、タンタル、モリブデン、ニッケル等の金属、アルミナ等のセラミック、カーボン等が使用可能であり、蒸着装置や疎水性反応性有機化合物によって適宜選択する。
【００５６】
多孔質セラミックペレット、及び容器に保持した金属繊維又は細線の塊からなるペレットのいずれも、サイズは限定されない。
多孔質セラミック又は金属繊維又は細線の塊に疎水性反応性有機化合物を含浸させる場合、まず疎水性反応性有機化合物の有機溶媒溶液を作製し、浸漬法、滴下法、スプレー法等により溶液を多孔質セラミック又は金属繊維又は細線に含浸させた後、有機溶媒を揮発させる。疎水性反応性有機化合物は反応性基（加水分解性基）を有するので、不活性有機溶媒を使用するのが好ましい。
【００５７】
不活性有機溶媒としては、フッ素変性脂肪族炭化水素系溶剤（パーフルオロヘプタン、パーフルオロオクタン等）、フッ素変性芳香族炭化水素系溶剤（ｍ−キシレンヘキサフロライド、ベンゾトリフロライド等）、フッ素変性エーテル系溶剤（メチルパーフルオロブチルエーテル、パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）等）、フッ素変性アルキルアミン系溶剤（パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリペンチルアミン等）、炭化水素系溶剤（トルエン、キシレン等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）等が挙げられる。これらの有機溶媒は単独でも２種以上を混合しても良い。疎水性反応性有機化合物溶液の濃度は限定的ではなく、疎水性反応性有機化合物を含浸する担体の形態に応じて、適宜設定することができる。
【００５８】
なお本実施形態において、成膜材料の加熱は、抵抗加熱方式に限定されず、ハロゲンランプ、シーズヒータ、電子ビーム、プラズマ電子ビーム、誘導加熱等を用いることもできる。
【００５９】
（１）まず、基板ホルダ１２の下面に、複数の基板１４をその成膜面が下向きになる状態でセットする。基板ホルダ１２にセットする基板１４（基体）は、形状が例えば板状やレンズ状などに加工されたガラスやプラスチックや金属で構成することができる。なお、基板１４は、固定前あるいは固定後に、湿式洗浄しておくことが好ましい。
【００６０】
（２）次に、基板ホルダ１２を真空容器１０の内部にセットした後、真空容器１０内を例えば１０−４〜１０−２Ｐａ程度にまで排気する。真空度が１０−４Ｐａより低いと、真空排気に時間を要し過ぎて生産性を低下させるおそれがある。一方、真空度が１０−２Ｐａより高いと、成膜が不十分となることがあり、膜の特性が劣化するおそれがある。
【００６１】
（３）次に、電気ヒータ５３に通電して発熱させ、基板ホルダ１２を例えば５〜６０ｒｐｍ、好ましくは１０〜４０ｒｐｍで回転させる。この回転により複数の基板１４の温度と成膜条件を均一化させる。
【００６２】
コントローラ５２は、基板１４の温度が、例えば常温〜１２０℃、好ましくは５０〜９０℃になったことを温度センサ５４の出力により判定すると、成膜工程に入る。基板温度が常温未満では成膜される薄膜の密度が低く、十分な膜耐久性が得られない傾向がある。基板温度が１２０℃を超えると基板１４としてプラスチック基板を用いている場合に、その基板１４の劣化や変形が起きる可能性がある。なお、無加熱成膜が好適な材料を用いる場合には常温で成膜することもある。
【００６３】
本実施形態では、成膜工程に入る前に、イオン銃３８をアイドル運転状態としておく。また、蒸発源３４も、シャッタ３４ａの開動作によって直ちに成膜材料を拡散（放出）できるように準備しておく。
【００６４】
（４）次に、コントローラ５２は、イオン銃３８の照射電力（パワー）をアイドル状態から所定の照射電力に増大させ、シャッタ３８ａを開き、回転途中の個々の基板１４の表面にイオンビームを照射する。すなわち、個々の基板１４の成膜面に対し、イオン銃３８から引き出される導入ガス（ここでは酸素）のイオンビームを照射する工程が行われる。本実施形態では、撥油膜の成膜に先立ち、基板ホルダ１２に保持され、基板ホルダ１２の自転に伴って公転している複数の基板１４のすべてに対して、その一部に対してのみ連続してイオン部分照射を行うことを特徴とする。
【００６５】
イオンビームの部分照射の条件は、以下の通りである。
イオン銃３８へ導入するガス種としては、少なくともアルゴン又は酸素を含んでいればよく、アルゴンと酸素との混合ガスであってもよいが、好ましくはアルゴンと酸素との混合ガスである。上記ガス種の導入量（混合ガスである場合には合計導入量）は、例えば１ｓｃｃｍ以上、好ましくは５ｓｃｃｍ以上、より好ましくは２０ｓｃｃｍ以上であり、かつ例えば１００ｓｃｃｍ以下、好ましくは７０ｓｃｃｍ以下、より好ましくは５０ｓｃｃｍ以下である。「ｓｃｃｍ」とは、「ｓｔａｎｄａｒｄ
ｃｃ／ｍ」の略で、０℃、１０１．３ｋＰａ（１気圧）におけるものを示す。
【００６６】
イオンの加速電圧（Ｖ）は、例えば５０〜１５００Ｖ、好ましくは５００〜１３００Ｖ、より好ましくは７００〜１２００Ｖである。イオンの照射電流（Ｉ）は、例えば５０〜１５００ｍＡ、好ましくは２００〜１３００ｍＡ、より好ましくは４００〜１２００ｍＡである。
【００６７】
基板ホルダ１２の基体保持面に向けたイオン照射の時間（Ｔ１）は、例えば１〜８００秒、好ましくは１０〜１００秒程度とする。基板ホルダ１２に向けたイオン照射領域（Ａ２）を蒸着源３４による成膜材料の供給領域（Ａ１）の半分に設定した場合におけるイオン照射を、基板ホルダ１２の基体保持面に対して例えば６００秒間行った場合、基体保持面にセットされている１枚あたりの基板１４に対し、照射時間の半分（つまりＴ２＝３００秒）しかイオンが照射されないことになる。
【００６８】
本実施形態では、上述したようにイオン源３８がイオンビームを部分照射可能な配置で配置されている（Ａ２＜Ａ１）。特に、Ａ２≦（（１／２）×Ａ１）となるようにイオン源３８を配置することで、Ｔ２≦（（１／２）×Ｔ１）となるようにイオンビームを照射することが好ましい。なお、Ａ２≦（（１／２）×Ａ１）となるようにイオン源３８を配置するとともに、基板ホルダ１２の回転速度を変動させることで、Ｔ２≦（（１／２）×Ｔ１）となるようにイオンビームを照射することもできる。Ｔ２≦（（１／２）×Ｔ１）となるようにイオンビームを照射することで、基板１４の表面に堆積される薄膜の膜質の改善が効果的に図られる。ここでの「膜質の改善」とは、同じ撥油剤を用いても蒸着後の撥油膜の耐摩耗性能が向上することである。
【００６９】
（５）次に、コントローラ５２は、イオン銃３８の照射電力をアイドル状態に戻し、シャッタ３８ａを閉じるとともに、シャッタ３４ａを開き、撥油性膜の形成原料としての成膜材料の抵抗加熱方式による真空蒸着を行う（成膜処理）。すなわち、斜め照射によるイオンビームの部分照射後の基板１４の成膜面に対し、蒸発源３４から成膜材料を例えば３〜２０分の間、飛散させ、成膜処理を行う。その結果、個々の基板１４表面には撥油膜が、所定厚み（例えば１〜５０ｎｍ）で形成される。コントローラ５２は、基板１４上に形成される薄膜の膜厚を水晶モニタ５０により監視し続け、所定の膜厚になると蒸着を停止する。これにより、複数の基板１４の表面に撥油膜を所定膜厚で成膜することができ、撥油膜基材を得ることができる。
【００７０】
本実施形態に係る成膜装置１を用いた成膜方法によれば、基板ホルダ１２の基体保持面の一部の領域に向けてイオンビームが照射され、その結果、基板ホルダ１２に保持され回転している複数の基板１４のうち前記領域に移動してきた特定の基板１４群のみにイオンビームが照射される（イオン部分照射）。その結果、イオンビームの照射領域Ａ２が、蒸着源３４による成膜材料の供給領域Ａ１よりも小さくなる（Ａ２＜Ａ１）ようにイオンビームが部分照射される。
【００７１】
このように、成膜開始前に、イオン源３８によるイオンビーム部分照射を行うことで、成膜開始前にイオンビームの照射を全面照射する従来技術と比較して、イオン照射を回転している基板ホルダ１２の一部領域のみに向けて行うことで、各基板１４に対してイオンが照射されていない時間が確保される。このイオンが照射されていない間に、イオンエッチングによりエネルギー的に不安定な状態となった基板１４の表面原子が安定な状態に戻る、或いは安定な表面原子位置に再配置することとなり、その結果、基板１４の凹凸表面に形成される薄膜原子、分子と、基板１４の表面原子との結合力が向上して、撥油膜の耐摩耗性がより高められる。特に、Ｔ２がＴ１の半分以下となる（Ｔ２≦（（１／２）・Ｔ１））ように基板ホルダ１２の回転速度及びイオンの照射領域の一方又は双方を調整することで、こうした効果をより一層顕著に発揮させることができる。
【００７２】
本実施形態の成膜方法により得られる撥油膜基材の撥油膜は、実用に耐えうることは勿論、その耐摩耗性能がより高められている。具体的には、撥油膜は、１ｋｇ／ｃｍ２  の荷重によるスチールウール＃００００を、１０００回（好ましくは２０００回）を超えて往復させても油性ペンによるインクを拭き取れるように、その耐摩耗性がより高められている。
【００７３】
従って、本実施形態により得られる撥油膜基材は、撥油性が要求される用途、例えば、各種ディスプレイ（例えばプラズマディスプレイパネルＰＤＰ、ブラウン管ＣＲＴ、液晶ディスプレイＬＣＤ、エレクトロルミネッセンスディスプレイＥＬＤなど）；ショーケース；時計や計器のカバーガラス；銀行ＡＴＭや切符の券売機などのタッチパネル式電子機器のタッチ面；上記各種ディスプレイを持つ携帯電話やパソコンなどの各種電子機器；などに、好適に用いることができる。
【００７４】
なお、撥油膜の成膜手順は上記手順に限定されない。例えば、真空容器１０の内部下方に、蒸着源３４以外の蒸着源（例えば電子ビーム加熱方式など）を配設し、イオンビーム斜め照射による基板１４表面のクリーニングに続き、別途配設した蒸着源（図示省略）により基板ホルダ１２に保持されたすべての基板１４のクリーニング面上にＳｉＯ２  やＡｌ２  Ｏ３  などの無機膜を数ｎｍ程度で成膜した後、蒸着源３４を作動させて該無機膜上に撥油膜を成膜してもよい。この態様によっても、基板ホルダの全面に向けたイオンビーム照射により一度にすべての基板表面をクリーニングする従来手法と比較して、得られる撥油膜の耐摩耗性がより高められる。
【実施例】
【００７５】
次に、上記発明の実施形態をより具体化した実施例を挙げ、発明をさらに詳細に説明する。【００７６】
《実験例１》
本例では、図１に示す成膜装置１を準備し、下記条件で成膜して撥油性基材サンプルを得た。なお、本例のイオンビームの照射領域（Ａ２）を基板ホルダ１２に対する位置関係で示した様子を図４に示す。
基板としてＢＫ７（屈折率ｎ＝１．５２）を用い、基板ホルダの回転速度（ＲＳ）を３０ｒｐｍとした。【００７７】
イオン照射については、照射開始時の基板温度を１００℃とし、イオン源の条件を以下とした。本例において、１枚あたりの基板に対するイオンビームの照射時間（Ｔ２）は１８０秒であった。
・導入ガス種及び導入量：Ｏ２  を５０ｓｃｃｍ。
・イオン加速電圧：１０００Ｖ。
・照射イオン電流：５００ｍＡ。
・基板ホルダに向けたイオンビームの照射時間：３００秒。【００７８】
撥油膜の成膜については、成膜開始時の基板温度を１００℃とし、成膜条件を以下とした。
・成膜材料：キャノンオプトロン社製の撥油剤（商品名：ＯＦ−ＳＲ、成分名：含フッ素有機珪素化合物）。
・成膜時間（Ｔ１）：５００秒。【００７９】
《耐摩耗性の評価》
得られた撥油性基材サンプルの撥油膜の表面に、１ｃｍ２  のスチールウール＃００００を載せ、１ｋｇ／ｃｍ２  の荷重をかけた状態で、５０ｍｍの直線上を１往復１秒の速さで擦傷試験を行った。この擦傷試験の往復１００回毎に、試験面（撥油膜面）に、油性マジックペン（有機溶媒型マーカー、商品名：マッキー極細、セブラ社製）で線を描き、油性マジックペンの有機溶媒型インクを乾燥布で拭き取れるか否かを評価した。その結果、有機溶媒型インクを拭き取ることができた最大擦傷往復回数は、２２００であった。【００８０】
《水接触角の評価》
得られた撥油性基材サンプルの撥油膜の表面に、１ｃｍ２  のスチールウール＃００００を載せ、１ｋｇ／ｃｍ２  の荷重をかけた状態で、５０ｍｍの直線上を１往復１秒の速さで５０００回、擦傷を行った後、ＪＩＳ−Ｒ３２５７のぬれ性試験に準拠した方法で、撥油膜上の水に対する接触角を測定した。具体的には、試験台に撥油性基材サンプルを載置し、擦傷後の撥油膜側に蒸留水を滴下し、静置した状態で水滴の接触角を光学的に測定することにより行った。その結果、１０５度であった。【００８１】
《実験例２》
基板ホルダの基板セット面に対する、蒸着源による成膜材料の供給領域と、イオン源によるイオンビームの照射領域がともに同一である、従来の成膜装置（図示省略）を準備した。この成膜装置を用いて、実験例１と同一条件で成膜して撥油性基材サンプルを得た。なお、本例のイオンビームの照射領域（Ａ１）を基板ホルダ１２に対する位置関係で示した様子を図５に示す。
なお、本例における、１枚あたりの基板に対するイオンビームの照射時間（Ｔ２）は基板ホルダに向けたイオンビームの照射時間：３００秒と同一であった。【００８２】
得られた撥油性基材サンプルの撥油膜に対する最大擦傷往復回数は１１００であり、実験例１のサンプルと比較して耐摩耗性に劣っていることが確認できた。ただし、「最大擦傷往復回数：１１００」であっても、十分に耐摩耗性があり、十分に実用に耐えうるものと判断される。【００８３】
また撥油性基材サンプルの撥油膜表面における擦傷後の、水に対する接触角を同様に測定したところ４０度であり、実験例１のサンプルと比較して擦傷後の水に対する接触角が低下しており、耐摩耗性の劣化が確認できた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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