(57)【要約】【課題】高度に緻密化された膜を成膜することが可能な成膜装置および成膜方法を提供する。【解決手段】導電性部材からなる真空チャンバ１内に、薄膜形成材料を充填した蒸発源２を配設するとともに、導電性部材からなる円筒状の基板ホルダ５を配設する。この基板ホルダ５の基板支持部５ａに円板状の基板７を取り付け、さらに、基板７の成膜面に対する反対側の面に、基板７と中心軸が一致するリング状の永久磁石８Ａ，８Ｂを配置する。永久磁石８Ａ，８Ｂは、磁性材料から構成される磁石固定板１７によって固定されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部で基板にプラズマを用いて成膜を行うチャンバと、
前記プラズマを発生させるための電源と、
薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源と
前記チャンバ内に配設され、前記チャンバ内に前記基板が取り付けられる基板ホルダと、
前記基板の周囲に磁界を発生させる永久磁石とを備えたイオンプレーティング装置。
【請求項２】
前記永久磁石が、前記基板の成膜面に対する反対の面側に配置された請求項１記載のイオンプレーティング装置。
【請求項３】
光学フィルタ用の膜を成膜する請求項１記載のイオンプレーティング装置。
【請求項４】
前記チャンバおよび前記基板ホルダは導電性を有し、前記基板ホルダが一方の電極として前記電源に接続され、
前記基板ホルダに取り付けられる絶縁性の前記基板の成膜面に対する反対側の面を覆うように、前記基板ホルダと電気的に接続した補助電極が配置された請求項１記載のイオンプレーティング装置。
【請求項５】
チャンバ内に配設された基板ホルダに基板を取り付け、前記チャンバの内部でプラズマを用いて前記基板に成膜を行うイオンプレーティング方法であって、
前記基板の周囲に磁界を発生させて前記成膜を行うイオンプレーティング方法。
【請求項６】
前記基板の成膜面に対する反対の面側に永久磁石を配置することにより前記磁界を発生させる請求項５記載のイオンプレーティング方法。
【請求項７】
前記チャンバおよび前記基板ホルダは導電性を有し、前記基板は絶縁性を有し、一方の電極として電源に接続され、
前記基板の成膜面に対する反対側の面を覆うように、前記基板ホルダと電気的に接続する補助電極を配置する請求項５記載のイオンプレーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンプレーティング装置およびイオンプレーティング方法に関し、特に、光学フィルタを構成する薄膜を成膜するイオンプレーティング装置およびイオンプレーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の成膜装置のひとつとして、イオンプレーティング装置がある。例えば、高周波電圧、または高周波電圧と直流電圧とを印加して成膜を行うイオンプレーティング装置では、一方の電極として導電性の基板ホルダがチャンバ内に配置されるとともに、薄膜形成材料を充填した蒸発源が基板ホルダと対向するように配置される。そして、この基板ホルダに、例えば光学用ガラス基板等の成膜対象たる基板が取り付けられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
成膜時に高周波電圧を印加すると、基板の周囲に、高周波電力の放電によって生じたプラズマによるセルフバイアスが発生する。このプラズマにより、蒸発した薄膜形成材料が励起され、そのセルフバイアスによって加速されて勢いよく基板表面に衝突する。その結果、緻密な膜が形成され、膜の屈折率や密着性等の向上が図られる（これをイオンプレーティング効果と呼ぶ）。このようなイオンプレーティング装置は、光学フィルタ用の膜の製造にも用いられる。
【０００４】
ところで、近年では光通信が普及し、この光通信において、光学フィルタたるバンドパスフィルタが利用されている。バンドパスフィルタは、異なる反射率を有する誘電体材料からなる複数の薄膜が積層されて構成され、薄膜の界面で発生する反射の干渉現象を利用して選択反射による光の濾過を行うものである。すなわち、バンドパスフィルタにより、所望の波長の光のみを通過させることができ、波長幅の狭い所望の波長の単色光を任意に得ることができる。特に、バンドパスフィルタの中でも、波長幅が非常に狭い（例えば０．５〜１．５ｎｍ程度）所望の波長の単色光を選択的に透過させるものは、ナローバンドパスフィルタと呼ばれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７３１３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
バンドパスフィルタ等の光学フィルタを構成する薄膜では、膜の緻密性が低いと、膜内に空隙ができ、この部分に入り込んだ空気の影響によって膜の屈折率が低下する。また、この空隙に空気中の水分が混入することで、膜の屈折率が変化しやすくなる。ここで、膜の屈折率は膜の反射に影響することから、膜の屈折率を精度良く設定することができなければ、前述の選択反射を精度良く制御することが困難であり、よって、フィルタの選択精度が低下する。したがって、光学フィルタの薄膜を成膜する際には、より高度な緻密性が要求される。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高度に緻密化された膜を成膜することが可能な成膜装置および成膜方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るイオンプレーティング装置およびイオンプレーティング方法は、その内部で基板にプラズマを用いて成膜を行うチャンバと、前記プラズマを発生させるための電源と、薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源と、前記チャンバ内に配設され、前記チャンバ内に前記基板が取り付けられる基板ホルダと、前記基板の周囲に磁界を発生させる永久磁石とを備えたものである（請求項１，５）。
【０００９】
かかる構成によれば、永久磁石により、成膜時に基板の周囲に磁界を発生させることが可能となる。そして、この発生した磁界により電子がトラップ（捕捉）されるため、基板の周辺に電子密度の高い領域が存在するようになる。電子密度の高い領域では、プラズマ源である気体と磁界で捕捉された電子との衝突頻度が多くなるため、さらにプラズマの発生が促進される。それにより、磁界を発生させずにプラズマを発生させた場合よりも、強いプラズマを発生させることができるとともに、強いセルフバイアスを発生させることが可能となる。したがって、成膜材料を効果的に励起することが可能となるとともに、この励起された成膜材料を、十分な勢いで基板の表面に衝突させることが可能となる。その結果、緻密度が高く、良好な膜質を有する膜を成膜することが可能となる。
【００１０】
前記永久磁石が、前記基板の成膜面に対する反対の面側に配置されてもよい（請求項２，６）。
【００１１】
かかる構成によれば、大幅な装置の変更なく、容易に磁界を発生させることが可能となる。
【００１２】
光学フィルタ用の膜を成膜してもよい（請求項３）。
【００１３】
前述のように、かかる構成の装置および方法により成膜された膜は、緻密度が高いので、膜内での空隙の発生および該空隙への空気や水分の混入を防止することが可能となる。それゆえ、空気や水分等の混入による膜の屈折率の低下を防止することが可能となるとともに、精度良く屈折率の設定を行うことが可能となる。このように屈折率の設定が可能な膜では、膜の光学特性の制御を精度良く行うことが可能となる。したがって、この膜を、選択反射により光の濾過を行う光学フィルタに利用すると、選択精度が高く所望の波長の単色光のみを得ることが可能な光学フィルタを実現することができる。
【００１４】
前記チャンバおよび前記基板ホルダは導電性を有し、前記基板ホルダが一方の電極として電源に接続され、前記基板ホルダに取り付けられる絶縁性の前記基板の成膜面に対する反対側の面を覆うように、前記基板ホルダと電気的に接続した補助電極が配置されてもよい（請求項４，７）。
【００１５】
かかる構成においては、一方の電極として基板ホルダが作用するとともに他方の電極としてチャンバが作用し、両者の間で放電が生じてセルフバイアスが発生する。ここで、基板の裏面に補助電極を配置したかかる構成では、基板ホルダおよびチャンバに電界を与えた際に、基板ホルダと直接接触する基板の外周部だけでなく基板の中央部においても十分なセルフバイアスを発生させることが可能となる。このため、基板の外周部および中央部において、より均一かつ十分な勢いで成膜材料を基板に衝突させることが可能となり、よって、より均一かつ良好な膜質を有する膜を形成することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るイオンプレーティング装置の構造を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、イオンプレーティング装置は、内部に密閉可能な空間を有し導電性部材からなる真空チャンバ１を備えている。真空チャンバ１内の底部には、薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源２が２つ配設される。この蒸発源２としては、電子銃を用いて薄膜形成材料を蒸発させるものや、抵抗加熱により薄膜形成材料を蒸発させるもの等が考えられる。また、真空チャンバ１の底壁には、真空チャンバ１内を覗くことができるポートと称される開口部が設けられるとともに、該開口部に透明な窓材が嵌め込まれ、窓部３が構成されている。さらに、真空チャンバ１の外部下方には、成膜された膜の膜厚を後述の方法によって測定する膜厚モニタを構成する光モニタ投光部４が、投光ヘッド４ａを真空チャンバ１の内部（図１における上方）に向けた状態で配設されている。
【００１８】
また、導電性部材からなり、仮想軸Ｃの周りに回転対称な円筒形の基板ホルダ５が、真空チャンバ１の天井壁を貫通しチャンバの内外に渡って配設されている。基板ホルダ５は、シール部材も兼ねる絶縁性の軸受け６を介して、真空チャンバ１に回転可能に支持される。チャンバ内の基板ホルダ５の端部は、内方に突出する爪状となっており、基板取り付け部５ａを構成している。この基板取り付け部５ａに基板７が嵌め込まれ、真空チャンバ１の底面と平行に支持される。このように基板取り付け部５ａに取り付けられた基板７では、チャンバの内部へ向いた面が成膜面となり、薄膜が形成される。基板７は透明な絶縁性材料から構成され、直径１５０〜３００ｍｍ程度の円板状であり、基板ホルダ５の仮想軸Ｃと中心軸が一致している。
【００１９】
図２に示すように、基板７の成膜面に対する反対側の面（以下、これを裏面と呼ぶ）には、径の異なる２つのリング状の永久磁石、すなわち、Ｎ極性を有し外周が基板ホルダ５の内壁に当接する永久磁石８Ａと、Ｓ極性を有し永久磁石８Ａよりも径が小さい永久磁石８Ｂとが配置されている。なお、図１は、永久磁石８Ａ，８ＢのＩ−Ｉ’線（図２）における断面を示している。２つの永久磁石８Ａ，８Ｂは、例えば鉄等の磁性材料からなり外周部で基板ホルダ５に固定されたリング状の磁石固定用の板部材（以下、磁石固定板と呼ぶ）１７裏面に取り付けられて固定され、基板７の裏面に支持されている。２つの永久磁石８Ａ，８Ｂおよび磁石固定板１７は、基板ホルダ５の仮想軸Ｃと中心軸が一致し、かつ、リングの内孔が前述の窓部３の上方に位置する領域内に含まれるように配置されている。
【００２０】
基板ホルダ５のチャンバ外部側の端部には、シール部材も兼ねる軸受け１０を介して蓋材９が配設され、この蓋材９は、図示されない支持部材により支持されている。蓋材９は、一端が閉塞された底浅の円筒形を有し、開口側が基板ホルダ５の端部に嵌め込まれている。蓋材９は、導電性および絶縁性のいずれであってもよいが、ここでは導電性である。また、蓋材９は、真空チャンバ１内を覗くことができるポートと称される開口部を有し、該開口部に透明な窓材が嵌め込まれて窓部１１が形成されている。さらに、蓋材９の上方には、前述の光モニタ投光部４とともに膜厚モニタを構成する光モニタ受光部１２が配設されている。光モニタ受光部１２は受光ヘッド１２ａを有し、該受光ヘッド１２ａが、真空チャンバ１の内部（図１における下方）へ向けられ、前述の光モニタ投光部４の投光ヘッド４ａと対向して配置されている。ここでは、投光ヘッド４ａと受光ヘッド１２ａとが、基板ホルダ５の仮想軸Ｃの延長上に配置されており、かつ、真空チャンバ１の窓部３，１１および永久磁石８Ａ，８Ｂおよび磁石固定板１７の内孔が、該仮想軸Ｃの延長上に位置している。それにより、光モニタ投光部４、窓部３，１１および光モニタ受光部１２が仮想軸Ｃ上に並んで配置された構成となり、後述のように、光モニタ投光部４から出射した光が仮想軸Ｃに沿ってチャンバ内を進み光モニタ受光部１２に入射することによって膜厚を検出することが可能となる。
【００２１】
チャンバ外部に突出した基板ホルダ５の部分（以下、突出部と呼ぶ）は、回転駆動部たるモータ１３に接続されている。また、基板ホルダ５の突出部には、ブラシが直接接触するように設けられ、さらに、このブラシが、ケーブルを通じて、高周波電源（ＲＦ）１４に接続されるとともに、直流電源（ＤＣ）１５に接続されている。そして、高周波電源１４、直流電源１５および真空チャンバ１は、それぞれ接地されている。
【００２２】
次に、イオンプレーティング装置の成膜動作について説明する。
【００２３】
図１に示すように、まず、基板ホルダ５の基板取り付け部５ａに基板７を取り付ける。そして、真空ポンプ（図示せず）によってチャンバ内を真空引きし、所定の真空雰囲気とする。次に、モータ１３を駆動させる。すると、基板ホルダ５がその下端に取り付けられた基板７および該基板７上に配置された永久磁石８Ａ，８Ｂおよび磁石固定板１７とともに、例えば１５００ｒｐｍ程度の高速で回転する。続いて、高周波電源１４および直流電源１５を動作させる。すると、高周波電圧および直流電圧がケーブルを介してブラシに与えられ、さらに、これに接触している基板ホルダ５に与えられる。それにより、基板ホルダ５と真空チャンバ１との間に高周波電圧および直流電圧が与えられる。高周波電圧が与えられた基板ホルダ５と真空チャンバ１との間では放電が起こり、プラズマが発生するとともにセルフバイアスが発生する。
【００２４】
次いで、蒸発源２に充填した薄膜形成材料を蒸発させる。すると、蒸発した薄膜形成材料が前記プラズマにより励起され、この励起された薄膜形成材料が、セルフバイアスおよび直流電界により加速され、基板の表面に衝突して付着する。それにより、基板７の表面に薄膜が形成される。この場合、前述のように、基板７を非常に高速で回転させるため、基板７の中心部と周縁部との間で発生する膜厚のむらの低減化を図ることが可能となる。
【００２５】
上記の成膜時には、光モニタ投光部４および受光部１２を有する膜厚モニタで膜の厚さを検出しながら成膜を行う。膜厚の検出方法としては、光モニタ投光部４の投光ヘッド４ａから光を出射し、この光を仮想軸Ｃに沿って窓部３を通してチャンバ内に導く。この光は、チャンバ内を仮想軸Ｃに沿って進み、基板７を透過するとともに永久磁石８Ａ，８Ｂの内孔を通り、基板ホルダ５の中空部を通って窓部１１から外部に出る。そして、外部に出射した光は、光モニタ受光部１２の受光ヘッド１２ａに入射して検出される。そして、光モニタ受光部１２にて検出された光信号の位相差の変化等に基づき、基板７の表面に形成された薄膜の膜厚が算出される。このような方法により膜厚を検出しながら成膜を行い、例えば１００〜１２０層の積層構造を有する膜厚２５〜３０μｍ程度の薄膜を形成する。
【００２６】
成膜終了後は、薄膜が形成された基板７を真空チャンバ１の外部に取り出し、該基板７を、薄膜とともに、例えば１．４ｍｍ角の小片に分割する。それにより、光学フィルタチップが得られる。
【００２７】
上記の成膜過程において、ここでは、基板７の裏面に永久磁石８Ａ，８Ｂが配置されているため、この永久磁石８Ａ，８Ｂにより、基板７の周囲には磁界３０が発生する。なお、本実施の形態では、上述したように、永久磁石８Ａ，８Ｂの裏面側に磁性材料からなる磁石固定板１７が存在するため、磁界３０は、図１に示す永久磁石８Ａ，８Ｂの上側には発生せず、下側にのみ指向性をもって発生することになる。このように、磁性材からなる永久磁石８Ａ，８Ｂ固定用の板材を用いることによって、磁性（磁束）の漏れを少なくすることができる。そして、該磁界３０では、磁力線にプラズマ化された電子がトラップ（捕捉）される。このため、基板７の成膜面近傍では、電子がトラップされて電子の密度が高くなる。このように電子密度の高い領域３５では、捕捉された電子と、プラズマ源となるチャンバ内の気体（例えば、ここでは、チャンバ内に存在する空気）との衝突頻度が増す。それにより、よりプラズマ化が促進され、その結果、より強力なプラズマが発生し、強力なセルフバイアスが発生する。このような強力なプラズマおよびセルフバイアスの発生により、永久磁石８Ａ，８Ｂを配置しない場合よりも、より勢いよく薄膜形成材料を基板７に衝突させることが可能となる。このため、より高度に緻密化され、屈折率や密着性等の膜質の向上が図られた膜を形成することが可能となる。
【００２８】
上記の方法により得られた膜を、光学フィルタ、特に、光通信に用いられるナローバンドパスフィルタ等のバンドパスフィルタの用途で用いると、この膜では屈折率を通じて精度良く光学特性を制御することが可能であることから、高い精度および高い選択性で所望の単色光が得られるという有効な効果が奏される。
【００２９】
なお、上記においては、外側に配置される永久磁石８ＡがＮ極性を有し内側に配置される永久磁石８ＢがＳ極性を有する場合について説明したが、永久磁石８ＡがＳ極性を有し永久磁石８ＢがＮ極性を有していてもよい。また、永久磁石８Ａ，８Ｂの裏面には、必ずしも磁性材料からなる磁石固定板１７を設けなくてもよく、非磁性材料からなる磁石固定板１７を設けてもよい。この場合、図１に示す永久磁石８Ａ，８Ｂの上側に漏れた磁界が発生することになるが、下側に発生する磁界３０によってプラズマ化された電子がトラップされることに変わりはない。また、上記においては、永久磁石が２本配置されているが、永久磁石の数はこれに限定されるものではない。また、永久磁石の配置位置は上記の例に限定されるものではなく、形状もリング状に限定されるものではない。例えば、Ｎ極性を有する棒状の永久磁石とＳ極性を有する棒状の永久磁石とを１組とし、これを１組または複数組、基板７の裏面に配置してもよく、複数組配置する場合には、各組を分散して配置してもよく、集中して配置してもよい。なお、永久磁石が基板７の全体に渡って均一に配置されると、基板７全体に均一に磁界が発生し、それにより、より膜厚の均一化を図ることが可能となるので好ましい。
【００３０】
本実施の形態の変形例として、イオンプレーティング装置が、基板加熱構造や基板冷却構造をさらに備えた構成であってもよい。例えば、中空の基板ホルダ５の内部において、基板７の裏面側にパネルヒータが配置された構成であってもよく、また、水冷板が配置された構成であってもよい。なお、この場合、パネルヒータや水冷板は、光モニタ投光部４から出射された光の進行を妨げないように、光が透過する仮想軸Ｃの周辺を除いて配置される。また、このような本実施の形態の変形例において、例えば、ヒータパネルの上に永久磁石が配置されてもよく、あるいは、冷却板の上に永久磁石が配置されてもよい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るイオンプレーティング装置は、実施の形態１の装置と同様の構成を有するが、基板の裏面に補助電極が配置される点が、実施の形態１の装置と異なっている。
【００３１】
図３は、実施の形態２に係るイオンプレーティング装置の構造を部分的に示す模式図である。なお、図３において、図１と同一の符号は、同一または相当する構成要素である。
【００３２】
図３に示すように、本実施の形態は、以下の点が、実施の形態１と異なっている。すなわち、本実施の形態では、基板ホルダ５の中空の内部に収納された基板７の裏面に、基板ホルダ５の仮想軸Ｃと中心軸が一致するリング状の補助電極１６が配設されている。補助電極１６は、直接接触する基板７の裏面および基板ホルダ５の内壁によって支持され、光モニタ投光部４から照射された光の透過領域となる基板７の中心部領域を除き、基板７の裏面全体を覆うように配置されている。そして、この補助電極１６の上に、実施の形態１同様にリング状の永久磁石８Ａ，８Ｂおよび磁石固定板１７が配置される。永久磁石８Ａは、補助電極１６の外周部と一致して配置され、永久磁石８Ｂは、補助電極１６の内周部と一致して配置される。
【００３３】
補助電極１６は、前述のように基板ホルダ５の内壁と直接接触しているため、基板ホルダ５と電気的に接続している。補助電極１６は、電極材料として利用可能な材料、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ等から構成され、例えば、アルミホイルで基板７の裏面を覆ってもよい。成膜時には、補助電極１６およびその上に配置された永久磁石８Ａ，８Ｂが、基板ホルダ５とともに回転する。
【００３４】
本実施の形態では、基板ホルダ５と補助電極１６とが電気的に接続しているため、成膜時には、基板ホルダ５を通じて高周波電圧が補助電極１６に与えられる。ここで、基板７は、裏面のほぼ全体が補助電極１６で覆われているため、絶縁性の基板７であっても、導電性の基板ホルダ５と接触する外周部だけでなく、基板７の中央部でも十分なセルフバイアスを発生させることができる。それにより、薄膜形成材料が基板７の表面に衝突する際の勢いが、基板７の外周部と中央部とでほぼ均一となる。このため、基板７の表面に形成された薄膜では、屈折率や密着性等の均一化がより一層図られ、膜質の向上がさらに図られた緻密な膜が得られる。
【００３５】
なお、上記においては、補助電極１６と永久磁石８Ａ，８Ｂとが直接接触しているが、両者が直接接触せず間に空間が存在する構成であってもよい。また、補助電極１６と基板７との間に空間が存在する構成であってもよい。さらに、実施の形態１において前述したように、磁石固定板や永久磁石の形状および配置は上記に限定されるものではない。さらに、上記においては、基板７の裏面に、補助電極１６、永久磁石８Ａ，８Ｂおよび磁石固定板１７をこの順で配置しているが、永久磁石８Ａ，８Ｂ、磁石固定板１７および補助電極１６の順で配置してもよい。
【００３６】
本実施の形態の変形例として、実施の形態１において前述したように、イオンプレーティング装置が、ヒータパネル等の基板加熱構造や、水冷板等の基板冷却構造をさらに備えてもよい。また、このような構成において、ヒータパネルの上に永久磁石８Ａ，８Ｂが配置されてもよく、あるいは、冷却板の上に永久磁石８Ａ，８Ｂが配置されてもよい。
【００３７】
また、上記においては、補助電極１６が基板７の中心部を除く裏面全体を完全に覆うように配置される場合について説明したが、補助電極１６がメッシュ状であり、メッシュの間で基板７の裏面が露出する構成であってもよい。このような構成では、基板ホルダ５の中空の内部の基板７の裏面側に前述の基板加熱構造や基板冷却構造を配設して基板の加熱や冷却を行った場合に、メッシュ状の補助電極１６の間から温熱・冷熱を効率よく基板７に伝達することが可能となる。したがって、補助電極１６の配置に起因する基板７の昇温や降温の妨げを抑制することが可能となり、効率よく基板７の加熱や冷却を行うことが可能となる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るイオンプレーティング装置は、実施の形態１の装置と同様の構成を有するが、以下の点で実施の形態１の装置とは異なる。すなわち、実施の形態１では、導電性の基板ホルダ５が一方の電極として機能するが、本実施の形態では、基板ホルダ５が電極として機能せず、代わりに固定電極５０が別に設けられている。
【００３８】
図４は、本実施の形態のイオンプレーティング装置に用いられる基板ホルダの構造を部分的に示す模式的な断面図である。なお、図４において、図１と同一の符号は、同一または相当する構成要素である。
【００３９】
図４に示すように、本実施の形態では、基板ホルダ５’が絶縁性材料から構成され、この基板ホルダ５’に取り付けられた基板７の裏面に固定電極５０が配置される。そして、該固定電極５０上に、棒状の永久磁石８Ｃ，８Ｄが配置されている。固定電極５０は、基板ホルダ５’の仮想軸Ｃと中心軸が一致するリング状であり、光モニタ投光部４から出射した光の透過領域となる基板７の中心部分を除いて、基板７の裏面全体を覆うように構成されている。固定電極５０は、蓋材９’に固定された導電性の吊り下げ部材５１に取り付けられて支持され、基板７に近い位置、例えば基板７からの距離が１〜２ｍｍ程度の位置に固定される。この構成により、基板ホルダ５’が回転しても、固定電極５０は回転せず、よって、固定電極５０上に配置された永久磁石８Ｃ，８Ｄも回転しない。なお、基板ホルダ５’は、固定電極５０と摺動可能に内接しているので、固定電極５０により基板ホルダ５’の回転が阻害されることはない。
【００４０】
本実施の形態では、蓋材９’が絶縁性部材によって構成されており、それにより、蓋材９’と吊り下げ部材５１とが絶縁されている。なお、蓋材９’が導電性材料からなる構成も可能であり、この場合には、蓋材９’と吊り下げ部材５１との間に絶縁部材（図示せず）が配設されて両者が絶縁される。
【００４１】
吊り下げ部材５１は、一端部が蓋材９’を貫通して外部に突出するように配置されており、この外部に突出した部分に、ブラシ（図示せず）を介して、ケーブルが接続されている。このケーブルは、高周波電源１４および直流電源１５に接続されている。また、円筒形の蓋材９’を構成する側板は、真空チャンバ１の天井壁と接触するように構成されており、蓋材９’が基板ホルダ５を収容する構成となっている。この蓋材９’と真空チャンバ１とは電気的に絶縁されている。
【００４２】
図５は、固定電極５０を仮想軸Ｃ方向（すなわち装置の上下方向）から見た場合の平面図である。なお、図５のＩＶ−ＩＶ’線における断面を示したものが図４である。図５に示すように、本実施の形態では、複数のＮ極性を有する棒状の永久磁石８Ｃ，８ＤおよびＳ極性を有する棒状の永久磁石が、同極性同士が固定電極５０の半径方向で対向しかつ逆極性同士が隣接するように放射状に固定電極５０上に配置されている。このような永久磁石の配置は、成膜時に永久磁石が回転しないという本実施の形態の特徴的構成により、容易に実現可能となる。また、本実施の形態の永久磁石の上面には、鉄等の磁性材料からなるリング状の磁石固定板１７が配置されており、永久磁石から発生する磁界が下側のみに集中するよう構成されている。
【００４３】
本実施の形態では、成膜時に、高周波電源１４および直流電源１５からケーブル、ブラシおよび吊り下げ部材５１を通して固定電極５０に高周波電圧および直流電圧が与えられる。この与えられた高周波電圧により、固定電極５０と真空チャンバ１との間で放電が起こり、プラズマが発生する。この成膜時において、固定電極５０および永久磁石８Ｃ，８Ｄは、基板ホルダ５’および基板７が回転しても、回転せずに固定されたままである。このような本実施の形態では、固定電極５０上に永久磁石８Ｃ，８Ｄが配置されているため、実施の形態１において前述した効果と同様の効果が得られる。
【００４４】
なお、永久磁石の配置は図５の配置に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。また、永久磁石の形状も上記の棒状に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。例えば、実施の形態１の場合と同様に、リング状の永久磁石であってもよい。なお、永久磁石が回転しないという本実施の形態の特徴を生かして図５のような配置にすると、リング状の永久磁石とした場合よりも、電子を捕捉することが可能な磁界領域を半径方向に広げることが可能となるため有効である。
【００４５】
本実施の形態の変形例として、実施の形態１において前述したように、イオンプレーティング装置が、ヒータパネル等の基板加熱構造や、水冷板等の基板冷却構造をさらに備えてもよい。また、この場合、固定電極５０の上ではなく、ヒータパネルや冷却板の上に永久磁石が配置されてもよい。
【００４６】
また、上記においては、基板７の裏面に、固定電極５０および永久磁石８Ｃ，８Ｄをこの順で配置しているが、永久磁石８Ｃ，８Ｄおよび固定電極５０の順で配置してもよい。この場合、永久磁石８Ｃ，８Ｄは、基板ホルダ５’とともに回転可能に構成されてもよく、また、回転せずに固定されてもよい。さらに、上記においては、固定電極５０が、中心部を除いてほぼ基板７の全体を覆うように配設されているが、光モニタ投光部４からの光を妨げない形状であれば、固定電極５０の形状はこれに限定されるものではない。なお、固定電極５０で覆われる基板７の面積が大きいほど、基板７の各領域において均一にセルフバイアスを発生させることが可能となり、より膜厚の均一化を図ることが可能となる。
【００４７】
また、上記においては、固定電極５０の上に永久磁石８Ｃ，８Ｄを直接配置しているが、永久磁石８Ｃ，８Ｄと固定電極５０とが直接接触せず間に空間が存在する構成であってもよい。
【００４８】
上記の実施の形態１〜３においては、高周波電界と直流電界とを与えて成膜を行っているが、高周波電界のみを与えて成膜を行う場合においても、本発明は適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下のような効果を奏する。
（１）永久磁石により、成膜時に基板の周囲に磁界を発生させることが可能となり、この磁界により電子がトラップ（捕捉）されるので、基板の周辺に電子密度の高い領域が存在するようになる。電子密度の高い領域では、プラズマ源である気体と磁界に捕捉された電子との衝突頻度が多くなるため、さらにプラズマの発生が促進される。それにより、磁界を発生させずにプラズマを発生させた場合よりも強いプラズマを発生させることができるとともに、強いセルフバイアスを発生させることが可能となる。したがって、成膜材料を効果的に励起することが可能となるとともに、この励起された成膜材料を、十分な勢いで基板の表面に衝突させることが可能となる。その結果、緻密度が高く、良好な膜質を有する膜を成膜することが可能となる。
（２）永久磁石が基板の成膜面に対する反対の面側に配置されるとすると、大幅な装置の変更なく、容易に磁界を発生させることが可能となる。
（３）光学フィルタ用の膜を成膜するとすると、かかる構成の装置および方法により成膜された膜は、緻密度が高いので、膜内での空隙の発生および該空隙への空気や水分の混入を防止することが可能であり、それゆえ、空気や水分等の混入による膜の屈折率の低下を防止して精度良く屈折率の設定を行うことが可能となる。このように屈折率の設定が可能な膜では、膜の光学特性の制御を精度良く行うことが可能となる。したがって、この膜を、選択反射により光の濾過を行う光学フィルタに利用すると、選択精度が高く所望の波長の単色光のみを得ることが可能な光学フィルタを実現することができる。
（４）チャンバおよび基板ホルダは導電性を有し、基板ホルダが一方の電極として電源に接続され、基板ホルダに取り付けられる絶縁性の基板の成膜面に対する反対側の面を覆うように、基板ホルダと電気的に接続した補助電極が配置されるとすると、補助電極を配置することにより、電界を与えた際に、基板ホルダと直接接触する基板の外周部だけでなく基板の中央部においても十分なセルフバイアスを発生させることが可能となる。このため、基板の外周部および中央部において、より均一かつ十分な勢いで成膜材料を基板に衝突させることが可能となり、よって、より均一かつ良好な膜質を有する膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るイオンプレーティング装置の構造を示す模式図である。
【図２】図１の永久磁石の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るイオンプレーティング装置の構造を部分的に示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るイオンプレーティング装置の構造を部分的に示す模式的図である。
【図５】図５の永久磁石の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
１　真空チャンバ
２　蒸発源
３，１１　　窓部
４　光モニタ投光部
４ａ　投光ヘッド
５　基板ホルダ
５ａ基板支持部
６，１０　軸受け
７　基板
８　永久磁石
９　蓋材
１２　光モニタ受光部
１３　モータ
１４　高周波電源
１５　直流電源
１６　補助電極
１７　磁石固定板
２０　貫通孔
３０　磁界
５０　固定電極
【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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