(57)【要約】【課題】蒸発源の溶融粒子の皮膜への混入を抑制しつつ、処理物の表面にイオンを堆積させて皮膜を形成し、処理物の表面粗度を改善することができる簡易な構成の成膜装置を提供する。【解決手段】アーク放電によってイオンｍを放出する筒状の蒸発源２と、該蒸発源２の内部空間２１と連通する成膜室３と、内部空間２１に放出されたイオンｍと蒸発源２の溶融粒子Ｄのうちイオンｍを選択的に成膜室３へ供給する分離手段５とを備え、成膜室３に収容した処理物Ｗの表面にイオンｍを堆積させて成膜する成膜装置。【選択図】図１
2015040313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電によってイオンを放出する筒状の蒸発源と、該蒸発源の内部空間と連通する成膜室と、前記内部空間に放出された前記イオンと前記蒸発源の溶融粒子のうち前記イオンを選択的に前記成膜室へ供給する分離手段と、を備え、
前記成膜室に収容した処理物の表面に前記イオンを堆積させて成膜することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記分離手段は、前記内部空間に隣接して前記成膜室と反対の位置に配置された磁場生成部を備え、
前記磁場生成部は、前記内部空間の前記イオンに対して前記成膜室へ向く力を及ぼす磁場を生成することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記分離手段は、前記内部空間と前記成膜室との間に配置される仕切部材と、前記内部空間の圧力を前記成膜室の圧力よりも高くする圧力制御手段と、を備え、
前記仕切部材は、前記イオンを通過させる複数の開口を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアークイオンプレーティング法に用いられる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アークイオンプレーティング（Arc Ion Plating：以下AIPと略称する）法は、真空アーク放電を利用して固体材料を蒸発させるイオンプレーティング法の一種であり、蒸発した材料のイオン化率が高く、密着性に優れた皮膜を形成することができる成膜方法である。
【０００３】
AIP法では、真空雰囲気においてターゲット（蒸発源）をカソード（陰極）とし、アノード（陽極）との間で真空アーク放電を発生させ、ターゲット表面の材料を蒸発及びイオン化させ、負のバイアス電圧を印加したワーク（処理物）表面にイオンを堆積させることによって皮膜を形成する。
【０００４】
例えばAIP法による成膜に用いられる成膜装置として、筒状の蒸発源と該蒸発源の内部を密閉空間とする密閉面とで容器を形成し、真空状態の前記容器内で前記蒸発源を放電させることによって、前記容器内に配置した処理物の表面に皮膜を生成する装置が提案されている（下記特許文献１を参照）。
【０００５】
また、蒸発源が載置される陰極の背面中央に中央磁石を設け、ワークの背面に補助磁石を設け、中央磁石と補助磁石とを異なる曲を対向させて配置し、ワークの成膜面の磁束密度が13mT以上14mT以下となるように設定したAIP装置が提案されている（下記特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−３６１０６号公報
【特許文献１】特開２０１３−１０８１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
AIP法では、アーク放電によってターゲット表面のアークスポットに高密度の電流が集中し、ターゲット表面の材料が蒸発及びイオン化するが、副次的にターゲット材料の溶滴である電気的に中性なドロップレット（以下、溶融粒子とも称する）が発生し、皮膜に混入して表面粗さが悪化するという問題がある。
【０００８】
特許文献１に記載の成膜装置は、真空状態の容器内で蒸発源を放電させて処理物の表面に皮膜を形成する際の成膜効率を簡易な構成で向上させることができるが、前記問題に対処して皮膜の表面粗度を改善することが課題となる。
【０００９】
特許文献２に記載のアークイオンプレーティング装置では、中央磁石と補助磁石との間の空間の磁力が高められ、ワーク近傍のプラズマ密度が上昇し、ワーク表面へ堆積するイオンの密度が上昇し、ワーク表面に密度の高い緻密な皮膜を成膜することができるとされている。しかし、中央磁石と補助磁石の配置によって装置が複雑化するという課題がある。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、蒸発源の溶融粒子の皮膜への混入を抑制しつつ、処理物の表面にイオンを堆積させて皮膜を形成し、処理物の表面粗度を改善することができる簡易な構成の成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく、本発明の成膜装置は、アーク放電によってイオンを放出する筒状の蒸発源と、該蒸発源の内部空間と連通する成膜室と、前記内部空間に放出された前記イオンと前記蒸発源の溶融粒子のうち前記イオンを選択的に前記成膜室に供給する分離手段と、を備え、前記成膜室に収容した処理物の表面に前記イオンを堆積させて成膜する。
【００１２】
本発明の成膜装置が備える筒状の蒸発源の内部空間は密閉空間であり、アーク放電によって蒸発源の内周面から発生したイオンが放出される空間である。成膜室は、蒸発源の内部空間と連通するように隔壁によって画成された密閉空間であり、蒸発源と隣接して蒸発源と共に成膜装置のチャンバーを構成している。蒸発源の内部空間及び成膜室は、例えば適宜の真空装置によって高真空状態にされる。蒸発源を構成する材料は処理物に形成する皮膜の材料に応じて選択され、特に限定されないが、例えばTi（チタン）、Cr（クロム）、W（タングステン）等を用いることができる。高真空状態にされた蒸発源の内部空間及び成膜室には、適宜のガス供給手段によって、例えばN2（窒素）、Ar（アルゴン）、炭化水素等のガスが供給される。
【００１３】
蒸発源に外部電源から電圧を加え、成膜室に収容した処理物にバイアス電源によってバイアス電圧を加えることでアーク放電が生じ、蒸発源の内周面のアークスポットに高密度の電流が集中してイオンが発生する。この時、副次的に蒸発源を構成する材料の溶滴である溶融粒子が発生する。この溶融粒子が皮膜に混入すると、皮膜の表面粗さが悪化する虞がある。
【００１４】
本発明の成膜装置は、溶融粒子の皮膜への混入を抑制するために、内部空間に放出されたイオンと前記蒸発源の溶融粒子のうち、イオンを選択的に成膜室へ供給する分離手段を備える。分離手段は、例えば、蒸発源の内部空間に隣接して成膜室と反対の位置に配置された磁場生成部を備える。磁場生成部は、例えば電磁コイルや永久磁石によって構成され、内部空間のイオンに対して成膜室へ向く力を及ぼす磁場を生成する。
【００１５】
前記したアーク放電によって蒸発源の内部空間にはイオンだけでなく溶融粒子が放出されるが、イオンは荷電粒子であり、溶融粒子は電気的に中性の粒子である。そのため、前記磁場によってイオンには成膜室へ向く力が作用するが、溶融粒子にはこのような力が作用しない。これにより、イオンが蒸発源の内部空間から成膜室へ移動する一方、溶融粒子は、例えば蒸発源の内部空間を横切って発生位置と反対側の蒸発源の内表面に付着する。このようにして、イオンと溶融粒子を含む内部空間からイオンのみが分離されて選択的に成膜室へ供給される。
【００１６】
なお、前記分離手段は、磁場生成部に替えて、蒸発源の内部空間と成膜室とを区画する仕切部材と、蒸発源の内部空間の圧力を成膜室の圧力よりも高くする圧力制御手段とによって構成することも可能である。
【００１７】
仕切部材は、蒸発源から発生するイオンを通過させる複数の開口を備える。該開口の径は、溶融粒子の平均粒径以下である。例えば、許容される溶融粒子の平均粒径が０．３μｍの場合には、仕切部材の開口の径を０．３μｍ以下とする。溶融粒子の平均粒径は、例えば、分離手段を用いることなく処理物の表面に成膜した皮膜を走査型プローブ顕微鏡、触針式の表面粗さ計等によって走査して、皮膜に混入した複数の溶融粒子の粒径を測定し、測定した粒径の平均値を算出することによって得ることができる。
【００１８】
圧力制御手段は、例えば、蒸発源の内部空間、又は、成膜室及び蒸発源の内部空間に接続された真空ポンプと、蒸発源の内部空間及び成膜室の圧力を測定する圧力計と、蒸発源の内部空間及び成膜室の圧力目標値に基づいて真空ポンプを制御する制御部と、を備える。
【００１９】
圧力制御手段によって蒸発源の内部空間の圧力を成膜室の圧力よりも高くすることで、蒸発源の内部空間に供給されたガスが成膜室へ向けて流れ、蒸発源の内部空間のイオンと溶融粒子は、蒸発源の内部空間に供給されたガスと共に成膜室へ移動しようとする。しかし、イオンを通過させる仕切部材の開口は、許容される溶融粒子の粒径以下に形成されるため、許容される粒径よりも大きい粒径の溶融粒子の通過が阻止される。これにより、イオンと溶融粒子を含む内部空間から、イオンが分離されて選択的に成膜室に供給される。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から理解できるように、本発明の成膜装置によれば、簡易な構成の円筒状の蒸発源を用い、該蒸発源の内部空間に放出されたイオンと溶融粒子のうちイオンを選択的に成膜室に供給する分離手段を備えることで、成膜室内の処理物の表面に蒸発源の溶融粒子の混入を抑制しつつイオンを堆積させて皮膜を形成し、処理物の表面粗度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る成膜装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る成膜装置の構成を示す模式図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例に係る成膜装置によって成膜した皮膜の模式断面図であり、（ｂ）は比較例に係る成膜装置によって成膜した皮膜の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の成膜装置の実施形態について説明する。
【００２３】
[実施形態１]
図１は、本発明の実施形態１に係る成膜装置１Ａの概略構成を示す模式図である。
【００２４】
成膜装置１Ａは、アーク放電によってイオンｍを放出する蒸発源２と、処理物Ｗを収容する成膜室３とを備え、処理物Ｗの表面にイオンｍを堆積させて成膜する装置である。
【００２５】
蒸発源２は、例えば円筒状に形成され、内側に内部空間２１を有している。蒸発源２を構成する材料は、処理物Ｗの表面に形成する皮膜の材質によって、例えばTi（チタン）、Cr（クロム）、W（タングステン）等の金属材料から選択される。蒸発源２は、外部電源Ｅａに接続されて放電電流が供給され、アーク放電によって構成材料のイオンｍを内部空間２１に放出する。蒸発源２の中心軸ＣＬ方向における一端側の上方開口２２は蓋体２３によって密閉封止され、他端側の下方開口２４は隣接する成膜室３に連通している。蓋体２３は、不図示の絶縁体を介して蒸発源２の上方開口２２を封止すると共に、蒸発源２と電気的に絶縁されて接地されている。蒸発源２は、円筒状に限られず、例えば楕円筒状、角筒状等の筒状に形成してもよい。
【００２６】
成膜室３は、蒸発源２に対応する形状の有底筒状の隔壁３１によって画成された空間であり、上端部に蒸発源２の下方開口２４と接続される入口３２を有している。成膜室３の隔壁３１は、上端が不図示の絶縁体を介して蒸発源２の下端と気密に連結され、蒸発源２と電気的に絶縁されると共に接地されている。成膜室３及び蒸発源２の内部空間２１は、互いに連通する密閉空間であり、成膜装置１Ａの真空チャンバーを構成している。成膜室３及び蒸発源２の内部空間２１は、例えば真空ポンプＰ等の真空装置によって高真空状態にされ、適宜のガス供給手段Ｇによって、例えばN2（窒素）、Ar（アルゴン）、炭化水素等のガスが供給される。成膜室３には、成膜装置１Ａによって表面に皮膜を形成する処理物Ｗが収容される。処理物Ｗは、適宜の保持構造によって成膜室３の内部に収容配置され、バイアス電源Ｅｂに接続される。
【００２７】
蒸発源２の径方向外側には、蒸発源２の中心軸ＣＬ方向に離間した上部電磁コイル４１と下部電磁コイル４２が、蒸発源２を周方向に囲むように設置されている。上部電磁コイル４１は、蒸発源２の上方開口２２の近傍に配置され、蒸発源２の上方開口２２に対向する位置から見た上面視で反時計回りに電流が流れるように、上部コイル電源Ｅ１に接続されている。下部電磁コイル４２は、蒸発源２の下方開口２４の近傍に配置され、蒸発源２の下方開口２４に対向する位置から見た下面視で反時計回りに電流が流れるように、下部コイル電源Ｅ２に接続されている。
【００２８】
蒸発源２に外部電源Ｅａによって放電電流を供給し、成膜室３に収容した処理物Ｗにバイアス電源Ｅｂによってバイアス電圧を加えることでアーク放電が生じ、蒸発源２の内周面のアークスポットに高密度の電流が集中してイオンｍが発生する。この時、副次的に蒸発源２を構成する材料の溶滴である溶融粒子Ｄが発生する。この溶融粒子Ｄが処理物Ｗの表面の皮膜に混入すると、皮膜の表面粗さが悪化する虞がある。
【００２９】
本実施形態の成膜装置１Ａは、蒸発源２の内部空間２１に放出されたイオンｍと溶融粒子Ｄのうち、イオンｍを選択的に成膜室３に供給する分離手段５を備えている。分離手段５は、蒸発源２の周囲に配置された磁場生成部５１を備えている。磁場生成部５１は、筒状の蒸発源２の中心軸ＣＬ方向において成膜室３と反対の位置に設けられたイオン分離用の電磁コイル５２と外部電源Ｅｃによって構成されている。電磁コイル５２は、その中心軸が蒸発源２の中心軸ＣＬと平行になるように、蒸発源２の上方開口２２及び蓋体２３と対向する位置に配置され、蒸発源２の上方開口２２に対向する位置から見た上面視で時計回りに電流が流れるように、外部電源Ｅｃに接続されている。
【００３０】
なお、本実施形態では電磁コイル５２及び外部電源Ｅｃによって磁場生成部５１を構成しているが、内部空間２１のイオンｍに対して成膜室３へ向く力Ｆ２が作用する磁場を生成するものであれば、電磁コイル５２に限られず、例えば永久磁石によって磁場生成部５１を構成してもよい。
【００３１】
本実施形態の成膜装置１Ａによって処理物Ｗの表面に成膜する際には、まず、不図示の保持構造によって処理物Ｗを保持して成膜室３内に収容配置する。次に、蒸発源２の内部空間２１と成膜室３によって構成される真空チャンバーを真空ポンプＰによって高真空状態にすると共に、ガス供給手段Ｇによって例えばN2、Ar、炭化水素等のガスを供給する。そして、外部電源Ｅａによって蒸発源２に放電電流を供給し、バイアス電源Ｅｂによって処理物Ｗに所定のバイアス電圧を加える。また、蒸発源２の外周の上部電磁コイル４１と下部電磁コイル４２に上部コイル電源Ｅ１と下部コイル電源Ｅ２によって電流を供給する。さらに、イオン分離用の電磁コイル５２に外部電源Ｅｃによって電流を供給する。これにより、蒸発源２の内周面においてアーク放電が生じてイオンｍが放出されるが、蒸発源２の内周面が溶融して溶滴である溶融粒子Ｄが内部空間２１に副次的に放出される。
【００３２】
蒸発源２の内部空間２１に放出されたイオンｍは、蒸発源２を構成する金属材料がイオン化して生成された荷電粒子である。そのため、上部電磁コイル４１と下部電磁コイル４２が生成する磁場Ｂ１，Ｂ２によって、イオンｍに蒸発源２の内周面から中心線ＣＬに向かう方向の力Ｆ１が作用する。同時に、イオン分離用の電磁コイル５２が生成する磁場Ｂ３によって、イオンｍに蒸発源２の内部空間２１から成膜室３へ向かう方向の力Ｆ２が作用する。この成膜室３へ向かう方向の力Ｆ２によって、イオンｍが蒸発源２の内部空間２１から成膜室３へ移動する。一方、蒸発源２の内部空間２１に放出された溶融粒子Ｄは、電気的に中性の粒子であり、磁場Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３による力が作用しない。
【００３３】
すなわち、分離手段５は、磁場生成部５１を構成する電磁コイル５２が生成する磁場Ｂ３によって、内部空間２１に放出されたイオンｍと溶融粒子Ｄのうち、イオンｍのみに成膜室３へ向かう力Ｆ２を作用させ、内部空間２１からイオンｍを分離して選択的に成膜室３に供給する。換言すると、電磁コイル５２を筒状の蒸発源２の上方開口２２に対向する位置に設置し、下方開口２４に連通する成膜室３を設けることで、内部空間２１からイオンｍのみを移動させた成膜室３とすることができる。これにより、成膜室３内の処理物Ｗの表面に溶融粒子Ｄが到達することが抑制され、成膜室３に供給されたイオンｍが処理物Ｗの表面に堆積して皮膜が形成される。
【００３４】
したがって、本実施形態の成膜装置１Ａによれば、成膜室３内の処理物Ｗの表面に蒸発源２の溶融粒子Ｄの混入を抑制しつつイオンｍを堆積させて皮膜を形成し、処理物Ｗの表面粗度を改善することができる。また、処理物Ｗの表面に平滑な皮膜を形成することで、皮膜形成後の処理物Ｗのラップ工程（平滑化工程）を省略することが可能になる。また、従来用いられてきた外部磁場を設置した湾曲状のプラズマ輸送管が不要な簡易な構成の成膜装置とすることができる。
【００３５】
また、成膜装置１Ａは、真空チャンバーを兼ねた筒状の蒸発源２を備えているので、装置の構成を簡易にすることができるだけでなく、処理物Ｗの周囲３６０°を同時に成膜することができ、処理物Ｗに対する高速成膜が可能になる。
【００３６】
なお、蒸発源２の内部空間２１に放出された溶融粒子Ｄには磁場Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３による力が作用せず、蒸発源２の内周面から放出された溶融粒子Ｄは、内部空間２１を直進する。ここで、蒸発源２が筒状に形成されていることから、蒸発源２の内周面から放出された溶融粒子Ｄは、内部空間２１を横切って蒸発源２の内周面に付着する。これにより、蒸発源２の減耗が抑制され、蒸発源２の寿命を延長することができる。
【００３７】
[実施形態２]
次に、本発明の成膜装置の実施形態２について説明する。図２は、本実施形態の成膜装置１Ｂの概略構成を示す模式図である。
【００３８】
本実施形態の成膜装置１Ｂは、分離手段５として、前述の実施形態１で説明した磁場生成部５１に替えて、仕切部材５３と圧力制御手段５４を備えている。本実施形態の成膜装置１Ｂのその他の構成は、実施形態１の成膜装置１Ａと同一であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３９】
図２に示すように、本実施形態の成膜装置１Ｂは、分離手段５として、蒸発源２の内部空間２１と成膜室３とを区画する仕切部材５３と、蒸発源２の内部空間２１の圧力を成膜室３の圧力よりも高くする圧力制御手段５４とを備えている。
【００４０】
仕切部材５３は、蒸発源２から発生するイオンｍを通過させる複数の開口５３ａを備える。溶融粒子Ｄの粒径は、例えば、分離手段５を用いることなく成膜した皮膜を走査型プローブ顕微鏡、触針式の表面粗さ計等によって走査して、皮膜に混入した複数の溶融粒子Ｄの粒径を測定し、その平均値を算出することによって得ることができる。
【００４１】
圧力制御手段５４は、蒸発源２の内部空間２１を高真空状態にする第１の真空ポンプＰ１と、成膜室３を高真空状態にする第２の真空ポンプＰ２を備えている。また、圧力制御手段５４は、蒸発源２の内部空間２１及び成膜室３の圧力をそれぞれ測定する圧力計ＰＧ１，ＰＧ２と、真空ポンプＰ１，Ｐ２を制御する制御部ＣＰを備えている。制御部ＣＰは、圧力計ＰＧ１，ＰＧ２の測定値と、蒸発源２の内部空間２１及び成膜室３の圧力目標値とに基づいて真空ポンプＰ１，Ｐ２を駆動させ、蒸発源２の内部空間２１の圧力を成膜室３の圧力よりも高く維持する。
【００４２】
本実施形態の成膜装置１Ｂによって処理物Ｗの表面に成膜する際には、実施形態１と同様に、成膜室３内に処理物Ｗを収容配置し、蒸発源２の内部空間２１と成膜室３を高真空状態にしてガスを供給する。また、蒸発源２の外周の上部電磁コイル４１と下部電磁コイル４２に、上部コイル電源Ｅ１と下部コイル電源Ｅ２によって電流を供給する。ここで、上部電磁コイル４１及び下部電磁コイル４２は、上部電磁コイル４１と下部電磁コイル４２の間に発生するアーク放電を閉じ込めるために機能する。
【００４３】
さらに、圧力制御手段５は、制御部ＣＰによって第１及び第２の真空ポンプＰ１，Ｐ２を駆動させ、蒸発源２の内部空間２１の圧力を成膜室３の圧力よりも高くする。これにより、蒸発源２の内部空間２１に供給されたガスが成膜室３へ向けて流れ、蒸発源２の内部空間２１のイオンｍと溶融粒子Ｄは、蒸発源２の内部空間２１に供給されたガスと共に成膜室３へ移動しようとする。しかし、蒸発源２の内部空間２１と成膜室３は、複数の開口５３ａを有する仕切部材５３によって区画されている。
【００４４】
仕切部材５３の開口５３ａは、蒸発源２の内部空間２１から成膜室３へ流れるガスと共にイオンｍを通過させる。これにより、イオンｍと溶融粒子Ｄを含む内部空間２１から、イオンｍが分離されて選択的に成膜室３に供給される。成膜室３に供給されたイオンｍは、処理物Ｗの表面に堆積して皮膜を形成する。すなわち、蒸発源２の内部空間２１の圧力を成膜室３の圧力よりも高く保つことで、蒸発源２の内部空間２１から、主にイオン種からなるプラズマのみが成膜室３に拡散してくる。成膜装置１Ｂでは、成膜室３に拡散したプラズマを用いて処理物Ｗの表面に皮膜を形成することができる。
【００４５】
したがって、本実施形態の成膜装置１Ｂによれば、実施形態１の成膜装置１Ａと同様に、成膜室３内の処理物Ｗの表面に蒸発源２の溶融粒子Ｄの混入を抑制しつつイオンｍを堆積させて皮膜を形成し、処理物Ｗの表面粗度を改善することができる。
【００４６】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【００４７】
以下、前述の実施形態１に基づく本発明の成膜装置の実施例と、該実施例と比較するための成膜装置の比較例について説明する。
【００４８】
[実施例]
図１に示す成膜装置１Ａの蒸発源２の材料としてTiを用い、成膜室３に直径10mm、長さ10mmの円柱状の処理物Ｗを収容配置し、蒸発源２の内部空間２１及び成膜室３の圧力を0.2Paの高真空状態に維持し、蒸発源２の内部空間２１及び成膜室３にArガスを20sccmの流量で供給した。また、外部電源Ｅａによって蒸発源２に55Aの放電電流を供給し、バイアス電源Ｅｂによって処理物Ｗに200Vのバイアス電圧を加えた。さらに、上部コイル電源Ｅ１によって上部電磁コイル４１に3.5Aの電流を供給し、下部コイル電源Ｅ２によって下部電磁コイル４２に3.5Aの電流を供給し、外部電源Ｅｃによってイオン分離用の電磁コイル５２に20Aの電流を供給し、処理物Ｗの表面に皮膜を形成した。図３（ａ）に、実施例の成膜装置によって処理物Ｗの表面に成膜された皮膜Ｃの模式断面図を示す。
【００４９】
次に、実施例の成膜装置によって形成された皮膜Ｃの表面を、触針式の表面粗さ計で20mmの距離に亘って走査し、皮膜Ｃに混入した溶融粒子Ｄの大きさと個数を測定した。その結果を以下の表１に示す。
【００５０】
【表１】
2015040313.tif 000003
【００５１】
[比較例]
図１に示す成膜装置１Ａからイオン分離用の電磁コイル５２及び成膜室３を除去し、蒸発源２の下方開口２４を上方開口２２と同様に蓋体２３によって封止した比較例の成膜装置を用い、蒸発源２の内部空間２１に直径10mm、長さ10mmの円柱状の処理物Ｗを収容配置した。次に、実施例と同様に、蒸発源２の内部空間２１の圧力を0.2Paの高真空状態に維持し、蒸発源２の内部空間２１にArガスを20sccmの流量で供給した。また、実施例と同一の条件で蒸発源２に放電電流を供給し、処理物Ｗにバイアス電圧を加え、上部電磁コイル４１及び下部電磁コイル４２に電流を供給し、処理物Ｗの表面に皮膜を形成した。図３（ｂ）に、比較例の成膜装置によって処理物Ｗの表面に形成された皮膜Ｘの模式断面図を示す。
【００５２】
次に、比較例の成膜装置によって形成された皮膜Ｘの表面を、実施例と同様に触針式の表面粗さ計で20mmの距離に亘って走査し、皮膜Ｘに混入した溶融粒子Ｄの大きさと個数を測定した。その結果を以下の表２に示す。
【００５３】
【表２】
2015040313.tif 000004
【００５４】
表１及び表２の結果から、本発明の実施例の成膜装置によって成膜した皮膜は、図３（ａ）に示すように、皮膜Ｃへの溶融粒子Ｄの混入が抑制された状態で処理物Ｗの表面にイオンｍが堆積され、処理物Ｗの表面粗度が改善されることが確認された。一方、比較例の成膜装置によって成膜した皮膜Ｘは、図３（ｂ）に示すように、実施例において形成した皮膜Ｃと比較して多くの溶融粒子Ｄが皮膜Ｘに混入し、処理物Ｗの表面粗度が悪化することが確認された。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ，１Ｂ…成膜装置、２…蒸発源、２１…内部空間、３…成膜室、５…分離手段、５１…磁場生成部、５３…仕切部材、５３ａ…開口、５４…圧力制御手段、Ｄ…溶融粒子、ｍ…イオン、Ｗ…処理物
【図１】
2015040313.tif 000005
【図２】
2015040313.tif 000006
【図３】
2015040313.tif 000007