(57)【要約】【課題】環境への影響が少なく、低コストで歩留まりのよい成膜方法及び成膜装置を提供する。【解決手段】処理室内の成膜対象にスパッタによって反射膜を形成した後、同一の処理室内に、反応ガス供給装置から、酸素、窒素若しくはハロゲンガスを供給する。すると、反射膜の表面が酸素、窒素若しくはハロゲンガスに曝されるため、反射膜の表面に、反射膜材料の酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜が形成される。反応ガス供給装置からのガスの供給とともに、スパッタリングを行なうことによって、いわゆる反応性スパッタを行なうことも可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象に対して、金属若しくは金属合金の反射膜を形成し、
前記反射膜の表面に、前記反射膜と同一材料を基材とする酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜の保護膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記保護膜は、酸素、窒素若しくはハロゲンガスである反応ガスに曝すことによって形成することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記反射膜は、スパッタによって形成し、
前記保護膜は、反応性スパッタによって形成することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項４】
成膜対象に対して、金属若しくは金属合金の反射膜を形成する処理室と、この処理室に成膜対象を搬入搬出するロードロック室とを有する成膜装置において、
前記ロードロック室内にて成膜対象を、酸素若しくは窒素である反応ガスに曝露させる、反応ガス供給装置を備えたことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製の反射膜と、反射膜に対して保護膜を形成するための成膜方法及び成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
照明器具の反射器、鏡、装飾品等においては、反射面として金属膜が用いられているが、表面の傷つきや曇り等を防止して反射面としての機能を維持するために、その表面には保護膜を形成する必要がある。このような保護膜は、例えば、成膜対象に対して、アルミニウム（Ａｌ）などの金属の反射膜を蒸着やスパッタリンクなどによって成膜した後、透明塗料を塗布することによって形成されていた。また、有機モノマーを気化させたガスをプラズマ中に導入して、プラズマのエネルギーにより活性化された有機モノマーが連なって高分子化したものを、反射膜上に直接気相成長させるプラズマ重合などによって、保護層を形成することも行なわれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、塗料を塗布する場合には、有機溶剤の蒸発による環境への影響があるため、積極的な使用は難しい。また、プラズマ重合による場合には、装置の構成が複雑で、有機モノマーの準備及び導入などが必要なためにコスト高となり、歩留まりが悪いなどの問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、環境への影響が少なく、低コストで歩留まりのよい成膜方法及び成膜装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１記載の発明である成膜方法は、成膜対象に対して、金属若しくは金属合金の反射膜を形成し、前記反射膜の表面に、前記反射膜と同一材料を基材とする酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜の保護膜を形成することを特徴とする。
以上のような請求項１記載の発明では、保護膜は、反射膜と同一材料を基材とする酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜によって形成するので、完全なドライプロセスによって、反射膜と保護膜を確実に形成でき、環境に与える影響が少なく、歩留まりも向上する。また、保護膜を形成するために必要となる追加材料は、酸素、窒素若しくはハロゲンガスという反応ガスだけで済むので、コストがかからない。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成膜方法において、前記保護膜は、酸素、窒素若しくはハロゲンガスである反応ガスに曝すことによって形成することを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、酸素、窒素若しくはハロゲンガスである反応ガスに曝すだけなので、特別な設備を必要とせず、保護膜を非常に簡単に形成することができる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の成膜方法において、前記反射膜は、スパッタによって形成し、前記保護膜は、反応性スパッタによって形成することを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、スパッタリングにより反射膜を形成するための設備において、放電ガス中に混入させる反応性ガスとして酸素、窒素若しくはハロゲンなどを導入して反応性スパッタリングを行なうことによって保護膜を形成できるので、反射膜の形成と保護膜の形成とで使用する設備を共用できるとともに、形成される保護膜がより強固できれいなものとなる。
【０００８】
請求項４記載の発明である成膜装置は、成膜対象に対して、金属若しくは金属合金の反射膜を形成する処理室と、この処理室に成膜対象を搬入搬出するロードロック室とを有する成膜装置において、前記ロードロック室内にて成膜対象を、酸素若しくは窒素である反応ガスに曝露させる、反応ガス供給装置を備えたことを特徴とする。
以上のような請求項４記載の発明では、処理室において連続した処理を行なう中で、成膜対象の供給排出を行なうロードロック室中で反応ガスに曝すことができるので、処理室内で反応ガスに曝す時間をかける場合に比べて、全体の処理時間を短くできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、具体的に説明する。
［成膜装置］
まず、本実施形態に用いる成膜装置を説明する。この成膜装置は、基本的には一般のスパッタリング装置と同様の構成を有している。つまり、真空とすることが可能な処理室内に、磁界を発生させる磁石を有する電極、電極と一体とした若しくは電極に取り付けられた反射材料となるターゲット、ターゲットに対向配置された成膜対象の保持具が配設されている。電極には直流電源が接続されている。
【００１０】
ターゲットの材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）等、又はこれらの金属同士若しくは他の金属との合金が考えられるが、ここで列挙したものには限定されない。なお、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の酸化力が強く、表面に強固な酸化膜を形成するもの及び金（Ａｕ）を用いてもよいが、これらは特に処理しなくとも、表面の光沢は失われ難い。
【００１１】
そして、処理室には、例えばアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを供給するための不活性ガス供給装置が接続されている。さらに、本実施形態における成膜装置は、処理室に、酸素、窒素若しくはハロゲンガス等の反応ガスを供給するための反応ガス供給装置が接続されている。ハロゲンガスは、主として塩素、弗素、ヨウ素若しくは臭素などを含むガスである。
【００１２】
［反射膜の形成］
次に、上記のような成膜装置による反射膜の形成方法を説明する。すなわち、保持具に成膜対象がセットされ、真空状態にある処理室内に、不活性ガス供給装置から、例えば、アルゴンなどの不活性ガスを供給する。そして、磁石により電極に磁界を発生させ、直流電源により電極に直流電圧を印加する。
【００１３】
すると、放電により発生したイオン（例えば、アルゴンイオン）が、ターゲットに衝突し、ターゲットを構成する粒子が、スパッタリングによって放出する。ターゲットから放出された粒子は、成膜対象の表面に堆積することにより反射膜として形成される。
【００１４】
［保護膜の形成］
以上のように、反射膜を形成した後、同一の処理室内に、反応ガス供給装置から、酸素、窒素若しくはハロゲンガスを供給する。すると、反射膜の表面が酸素、窒素若しくはハロゲンガスに曝されるため、反射膜の表面に、反射膜材料の酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜が形成される。なお、いわゆる反応性スパッタを行なうことによって、保護膜を形成することも可能である。反応性スパッタとは、放電ガスの中に反応性ガスとして膜と化合させたい気体を混入する方法であり、本実施形態の場合には、反応ガス供給装置からのガスの供給とともに、上記と同様のスパッタリングを行なうことによって実現できる。
【００１５】
例えば、Ａｌの反射膜をＡｒガスを用いたスパッタで５０ｎｍ成膜後、同処理室にＮ２を導入し、反応性スパッタで窒化膜を３０ｎｍ成膜することができた。また、Ａｌの場合は、反射膜を形成した後、上記のように、Ｏ２若しくはＯ３の導入を行なって、約１０秒〜数１０秒程度ガスに曝すだけでも、５ｎｍ程度の強固な酸化膜を作ることができた。
【００１６】
［実施形態の効果］
以上のような本実施形態によれば、完全なドライプロセスによって、反射膜と保護膜を確実に形成できるので、環境に与える影響が少なく、歩留まりも向上する。また、反射膜の材料と同一材料を基材として保護膜を形成することができ、必要となる追加材料は、酸素、窒素若しくはハロゲンガスだけなので、製造コストがかからない。
【００１７】
また、別途反応室を設けて成膜対象の移動や移し替えをする必要がなく、反射膜と保護膜とを単一の処理室内で形成することができるので、装置を簡略化できるとともに、装置を安価に構成できる。特に、反応ガスに曝すだけで保護膜を形成する場合には、その成膜作業が非常に簡単なものとなる。また、反応性スパッタによって保護膜を形成する場合には、反射膜と同様の装置で連続して保護膜を形成できるとともに、より強固できれいな保護膜を形成できる。例えば、アルミニウムの自然酸化の場合には、多孔質のポーラス酸化が進行しやすいが、反応性スパッタにより酸化膜を形成すると、より滑らかな表面処理を行なうことができる。
【００１８】
また、材料の選択や、保護膜の形成の仕方によって、保護膜の表面を種々の状態とすることができる。例えば、保護膜を厚く形成することによって、色目（干渉色）を出すことができる。さらに、例えば、完全な化合物としないなど、保護膜の化合度合いを変えることによって、くすんだ色を出すこともできる。
【００１９】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、反応ガスの導入とプラズマ処理によって、上記の実施形態と同様に、反射膜と同一材料を基材とする酸化膜、窒化膜若しくはハロゲン化合膜の保護膜を形成することも可能である。なお、かかるプラズマ処理は、反射膜と異なる材料ガスを導入し、プラズマによってその材料を反射膜上に析出させて保護膜とするプラズマ重合や、プラズマＣＶＤとは異なる。
【００２０】
また、使用するターゲットの材料、不活性ガス、反応ガス等の種類は上記で例示したものには限定されない。スパッタ及び反応性スパッタのための具体な構成も、上記に例示したものには限定されない。また、反射膜の成膜を、スパッタリングではなく、蒸着によって行なってもよい。
【００２１】
また、処理室に、気密を維持した状態で成膜対象を搬入搬出するためのロードロック室を設け、このロードロック室に、反応ガス供給装置を接続した構成とすることも可能である。かかる構成とすれば、処理室において連続した処理を行なう中で、処理室へ成膜対象の供給排出を行なう過程を利用して、つまりロードロック室中で反応ガスに曝すことができるので、処理室内で反応ガスに曝す時間をかける場合に比べて、全体の処理時間を短くできる。
【００２２】
さらに、本発明による反射膜及び保護膜の成膜対象は、例えば、自動車のヘッドライトや照明器具の反射器、鏡、装飾品、種々の容器のケースやキャップ等が考えられるが、ここで列挙したものには限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、環境への影響が少なく、低コストで歩留まりのよい成膜方法及び成膜装置を提供することができる。