(57)【要約】【課題】曲面形状の基板に対しても均一な薄膜の形成が可能であり、成膜基板の汎用性及び製品の信頼性の向上を図ることが可能な曲面基板のスパッタ装置及びスパッタ法を提供することにある。【解決手段】本発明のスパッタ装置２は、真空容器３と、真空容器３内に設けられる平板状のターゲット４と、真空容器３内に設けられ、かつ凸面１ａがターゲット４に対向して配置される曲面基板１を外周面に保持する基板固定ドラム５と、固定ドラム５を回転及び水平移動させる駆動機構６，７とを備え、駆動機構６，７にて固定ドラム５を回転及び水平移動させることにより、ターゲット４と曲面基板１の凸面１ａとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凸面１ａに薄膜を形成するようにしている。【選択図】　　　　図２
2004084022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凸面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を外周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記ターゲットと前記曲面基板の凸面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凸面に薄膜を形成するようにしたことを特徴とする曲面基板のスパッタ装置。
【請求項２】
真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凹面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を内周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記筒状体内に前記ターゲットを配置し、前記ターゲットと前記曲面基板の凹面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凹面に薄膜を形成するようにしたことを特徴とする曲面基板のスパッタ装置。
【請求項３】
前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構に加えて、前記ターゲット又は前記筒状体を高さ方向へ移動させる駆動機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の曲面基板のスパッタ装置。
【請求項４】
前記ターゲット又は前記筒状体の回転駆動機構は、前記曲面基板の周方向の両端部付近まで前記ターゲット又は前記筒状体を往復運動させる回動機構に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の曲面基板のスパッタ装置。
【請求項５】
真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせながら対向して配置される複数の小型ターゲットと、前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記小型ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしたことを特徴とする曲面基板のスパッタ装置。
【請求項６】
真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせた曲面形状に形成されて対向配置されるターゲットと、前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしたことを特徴とする曲面基板のスパッタ装置。
【請求項７】
真空容器内にターゲットと曲面基板とを対向して配置し、前記ターゲット又は前記曲面基板を成膜ピッチの１０〜５０％にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、前記曲面基板の表面に薄膜を形成することを特徴とする曲面基板のスパッタ法。
【請求項８】
前記薄膜の２層目以後は、前層のオーバラップ部分の中心を中心にして、前記曲面基板の表面に薄膜を積層することを特徴とする請求項７に記載の曲面基板のスパッタ法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲面基板の凹凸表面に薄膜を形成する際に用いられるスパッタ装置及びスパッタ法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパッタ法は、加速された粒子（またはイオン）が固体表面に衝突したとき、その粒子の持つ運動量の一部を得て固体表面近傍の原子が空間にたたき出されるというスパッタ現象を利用して薄膜形成を行う方法であり、直流電界を印加する直流（ＤＣ）スパッタ法や、高周波電界を印加する高周波（ＲＦ）スパッタ法などがある。このようなスパッタ法では、例えば、図１２に示すようなスパッタ装置７１が用いられている。
【０００３】
このスパッタ装置７１は、真空容器７２内の上下に対向して配置される基板ホルダ７３とターゲット７４を備えており、水平移動可能な基板ホルダ７３の下面には基板７５が取付けられている。したがって、スパッタ装置７１では、真空容器７２中にアルゴンなどの放電用ガスを注入し、電極に電圧を加えてグロー放電を起こし、プラズマの中のイオンが陰極のターゲット７４に衝突してターゲット原子をはじき出し、ターゲット７４から基板７５へ向けて放出させることにより、薄膜が基板７５の表面に形成されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のスパッタ装置７１では、ターゲット７４が平板状に形成されているので、成膜する基板７５も平板のものがほとんどである。しかしながら、近年においては、平板状の基板７５のみならず、使用機種や使用部位などに適合した曲面基板のニーズが生まれて来ている。このような基板の曲面に対し、平板状のターゲット７４を用いて成膜することも可能であるが、基板の曲面とターゲット７４との距離が部位によって異なることから、全面に均一に成膜するのは困難であり、膜厚の厚い部分と薄い部分とが形成されることになり、製品の信頼性に問題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、曲面形状の基板に対しても均一な薄膜の形成が可能であり、成膜基板の汎用性及び製品の信頼性の向上を図ることが可能な曲面基板のスパッタ装置及びスパッタ法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明においては、真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凸面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を外周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記ターゲットと前記曲面基板の凸面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凸面に薄膜を形成するようにしている。
【０００７】
また、本発明においては、真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凹面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を内周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記筒状体内に前記ターゲットを配置し、前記ターゲットと前記曲面基板の凹面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凹面に薄膜を形成するようにしている。
【０００８】
さらに、本発明において、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構に加えて、前記ターゲット又は前記筒状体を高さ方向へ移動させる駆動機構が設けられていることが好ましい。
そして、本発明において、前記ターゲット又は前記筒状体の回転駆動機構は、前記曲面基板の周方向の両端部付近まで前記ターゲット又は前記筒状体を往復運動させる回動機構に構成されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明においては、真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせながら対向して配置される複数の小型ターゲットと、前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記小型ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしている。
さらに、本発明においては、真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせた曲面形状に形成されて対向配置されるターゲットと、前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしている。
【００１０】
また、本発明においては、真空容器内にターゲットと曲面基板とを対向して配置し、前記ターゲット又は前記曲面基板を成膜ピッチの１０〜５０％にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、前記曲面基板の表面に薄膜を形成している。
さらに、本発明において、前記薄膜の２層目以後は、前層のオーバラップ部分の中心を中心にして、前記曲面基板の表面に薄膜を積層することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本発明の第１実施形態に係るスパッタ装置によって凸面に薄膜が形成される曲面基板の概念的斜視図、図２は本実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の概念図である。
【００１２】
図１に示す如く、本発明の第１実施形態に係る曲面基板１は、半径Ｒが３００ｍｍ、長さＬが３００ｍｍ及び角度θが１２０°である横断面円弧状の凸面形状に形成されており、その凸面１ａには、図２のスパッタ装置２によって透明導電膜（ＩＴＯ、インジウム・スズ複合酸化物）の薄膜が形成されるようになっている。
【００１３】
本実施形態のスパッタ装置２は、下向きにスパッタさせる方式に構成されており、ボックス状の真空容器３と、該真空容器３内の上方に設けられる平板状のターゲット４と、真空容器３内でターゲット４の下方に設けられる基板固定ドラム（筒状体）５と、該固定ドラム５を回転及び水平移動させる駆動機構６，７とを備え、基板固定ドラム５の外周面には、凸面１ａがターゲット４に対向して配置される曲面基板１が固定保持されている。したがって、スパッタ装置２は、駆動機構６，７にて固定ドラム５を回転及び水平移動させることにより、ターゲット４と曲面基板１の凸面１ａとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凸面１ａに薄膜を形成するようになっている。なお、真空容器３には、図示しないＡｒ／Ｏ２ガスの供給源や真空ポンプなどが接続され、ターゲット４には、図示しない直流電源ケーブルまたは高周波電源ケーブルなどが接続されている。
【００１４】
上記回転駆動機構６は、水平移動駆動機構７の上部に長手方向へ移動可能に載置されており、固定ドラム５を回転自在に支持するシャフト８と、該シャフト８を回転駆動させるモータ９と、シャフト８及びモータ９を支持する左右一対の支柱１０とを備えている。シャフト８の一端はモータ９に連結され、他端は図示しない軸受を介して支柱１０の上部に取付けられている。また、支柱１０の下端部は、ガイド部材１１及び一対のローラ１２を介して長尺のローラ受け１３に案内支持され、ローラ受け１３は真空容器３のほぼ全長にわたって延びている。
一方、上記水平移動駆動機構７は、ラックとピニオン式の構造となっており、図示しない駆動装置にてガイド部材１１を作動させることにより固定ドラム５を長手方向へ沿って移動できるように構成されている。
【００１５】
（具体的な実施例）
次に、本発明の第１実施形態に係るスパッタ装置２を用いて、曲面基板１の凸面１ａに薄膜を形成するには、まず、図１に示すような寸法形状に形成されたアクリル製の曲面基板１を基板固定ドラム５の外周面にセットして固定する。次いで、回転駆動機構６及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を回転させながら長手方向へ水平移動させ、ターゲット４に対向すべく配置し、その後、ターゲット４と曲面基板１の凸面１ａとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凸面１ａに透明導電膜を直流スパッタ法にて成膜した。ここで、スパッタ装置２の運転条件として、曲面基板１の回転数は０．３ｒｐｍ、曲面基板１の長手方向の移動速度は２０ｍｍ／ｍｉｎで、長手方向に５往復させた。また、ターゲット４の寸法はφ１０１．６ｍｍ（４インチ）、ターゲット４／基板１間距離（以下、Ｔ／Ｓという）は８０ｍｍである。そして、成膜の際のガスはＡｒ／Ｏ２の雰囲気で流量はそれぞれ１００ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍとはガスの流量単位であり、標準立法センチメートル毎分をいう）、１ｓｃｃｍである。成膜時の圧力は０．５Ｐａ、放電パワーは３００Ｗである。
【００１６】
また、比較のため、同様の曲面基板を従来のように平行移動だけさせる従来法でも同様の条件で成膜した。成膜後、図１で示すように、曲面基板の長手方向５点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）と周方向４点（Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ）の膜厚をそれぞれ測定した。その結果は、下記の表１に表示されている。
【００１７】
【表１】
2004084022.tif 000003
【００１８】
本発明に係る第１実施形態のスパッタ装置２では、曲面基板１を基板固定ドラム５の外周面に固定保持し、回転駆動機構６及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を回転させながら長手方向へ水平移動させ、ターゲット４に対向すべく配置し、ターゲット４と曲面基板１の凸面１ａとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凸面１ａに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表１の具体的実施例（１）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／３程度小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板１の凸面１ａに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。
【００１９】
図３は本発明の第２実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の概念図である。本実施形態のスパッタ装置２２が上記第１実施形態のスパッタ装置２と異なる点は、図３に示す如く、曲面基板１が基板固定ドラム５の内周面に固定保持され、真空容器３内のターゲット４が容器側壁面の上下中間位置から内方へ突出するステー２３の先端上部に取付けられていることである。また、回転駆動機構２６のシャフト８及びモータ９を支持する支柱１０は、高さが低くなるように短く形成され、シャフト８の外周部には、固定ドラム５を回転自在に支持するカラー２４が取付けられ、該カラー２４が固定ドラム５の外周面に圧接して回転させていることである。したがって、スパッタ装置２２は、駆動機構２６，７にて固定ドラム５を回転及び水平移動させることにより、固定ドラム５内にターゲット４を位置させ、曲面基板１の凹面１ｂとターゲット４とを対向して配置し、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するようになっている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００２０】
（具体的な実施例）
次に、本発明の第２実施形態に係るスパッタ装置２２を用いて、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するには、まず、図１と同じ寸法形状及び材質の曲面基板１を基板固定ドラム５の内周面にセットして固定する。次いで、回転駆動機構２６及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を回転させながら長手方向へ水平移動させ、固定ドラム５内にターゲット４を位置させてターゲット４に対向すべく配置し、その後、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜を直流スパッタ法にて成膜した。
本実施形態のスパッタ装置２２及び従来法の運転条件は第１実施形態の実施例（１）と同じであり、その結果は下記の表２に表示されている。
【００２１】
【表２】
2004084022.tif 000004
【００２２】
本発明に係る第２実施形態のスパッタ装置２２では、曲面基板１を基板固定ドラム５の内周面に固定保持し、回転駆動機構２６及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を回転させながら長手方向へ水平移動させ、ターゲット４に対向すべく配置し、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表２の具体的実施例（２）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／３程度小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板１の凹面１ｂに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。
【００２３】
図４は本発明の第３実施形態に係るスパッタ装置によって凹面に薄膜が形成される曲面基板の概念的斜視図、図５は本実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の概念図である。
本発明の第３実施形態に係る曲面基板３１は、幅Ｗが６００ｍｍ、長さＬが３００ｍｍ及び高さＨが２００ｍｍである横断面半楕円状の凸面形状に形成されており、その凹面３１ｂには、図５のスパッタ装置３２によって透明導電膜の薄膜が形成されるようになっている。
【００２４】
本実施形態のスパッタ装置３２が上記第２実施形態のスパッタ装置２２と異なる点は、回転駆動機構２６及び水平移動駆動機構７に加えて、固定ドラム５を高さ方向へ移動させる上下方向駆動機構３３が設けられていることである。この上下方向駆動機構３３は、ラックとピニオン式の構造となっており、支柱１０の下端フレーム３４及びガイド部材１３を介して回転駆動機構２６及び水平移動駆動機構７に取付けられ、図示しない駆動装置にて固定ドラム５を上下方向へ移動できるように構成されている。
したがって、スパッタ装置３２は、プログラムで同時制御を行い、駆動機構２６，７にて固定ドラム５を回転及び水平移動させると共に、上下方向駆動機構３３にて上下動させることにより、固定ドラム５内にターゲット４を位置させ、曲面基板３１の凹面３１ｂとターゲット４と対向して配置し、曲率が変化する曲面に対してターゲット４と曲面基板３１の凹面３１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板３１の凹面３１ｂに薄膜を形成するようになっている。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００２５】
（具体的な実施例）
次に、本発明の第３実施形態に係るスパッタ装置３２を用いて、曲面基板３１の凹面３１ｂに薄膜を形成するには、まず、図４に示すような寸法形状に形成されたアクリル製の曲面基板３１を基板固定ドラム５の内周面にセットして固定する。次いで、回転駆動機構２６、水平移動駆動機構７及び上下方向駆動機構３３により固定ドラム５を介して曲面基板１を回転させながら長手方向へ水平移動させると共に上下方向へ移動させ、固定ドラム５内にターゲット４を位置させてターゲット４に対向すべく配置し、その後、ターゲット４と曲面基板３１の凹面３１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板３１の凹面３１ｂに透明導電膜を直流スパッタ法にて成膜した。
本実施形態のスパッタ装置３２及び従来法の運転条件は第１実施形態の実施例（１）と同じであり、その結果は下記の表３に表示されている。
【００２６】
【表３】
2004084022.tif 000005
【００２７】
本発明に係る第３実施形態のスパッタ装置３２では、曲面基板３１を基板固定ドラム５の内周面に固定保持し、回転駆動機構２６及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板３１を回転させながら長手方向へ水平移動させると共に、上下方向駆動機構３３にて上下動させターゲット４に対向すべく配置し、ターゲット４と曲面基板３１の凹面３１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板３１の凹面３１ｂに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表３の具体的実施例（３）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／３程度小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板３１の凹面３１ｂに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。
【００２８】
図６は本発明の第４実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の概念図である。本実施形態のスパッタ装置４２が上記第１〜第３実施形態のスパッタ装置２，２２，３２と異なる点は、図６（ａ）〜（ｃ）に示す如く、回転駆動機構６，２６が曲面基板１の周方向の両端部付近まで基板固定ドラム５を往復運動させる回動機構（図示せず）に構成されていることである。したがって、スパッタ装置４２は、曲面基板１の凹面１ｂとターゲット４とを対向して配置し、３６０°回転させるのではなく、図６（ａ）と図６（ｂ）に示す範囲、図６（ｂ）と図６（ｃ）に示す範囲で回動機構にて固定ドラム５を繰り返し回動させることにより、固定ドラム５内にターゲット４を位置させ、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するようになっている。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００２９】
（具体的な実施例）
次に、本発明の第４実施形態に係るスパッタ装置４２を用いて、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するには、まず、図１と同じ寸法形状及び材質の曲面基板１を基板固定ドラム５の内周面にセットして固定する。次いで、回動機構（図示せず）及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を回動させながら長手方向へ水平移動させ、固定ドラム５内にターゲット４を位置させてターゲット４に対向すべく配置し、その後、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜を直流スパッタ法にて成膜した。
本実施形態のスパッタ装置４２及び従来法の運転条件は、回動方向の速度が０．３ｒｐｍと同等の速度（約５６５ｍｍ／ｍｉｎ）である他、第２実施形態の実施例（２）と同じであり、その結果は下記の表２に表示されている。
【００３０】
本発明に係る第４実施形態のスパッタ装置４２では、曲面基板１を基板固定ドラム５の内周面に固定保持すると共に、ターゲット４に対向すべく配置し、回動機構（図示せず）及び水平移動駆動機構７により固定ドラム５を介して曲面基板１を繰り返し周方向の両端部付近まで回動させながら長手方向へ水平移動させ、ターゲット４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表２の具体的実施例（４）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／３程度小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板１の凹面１ｂに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。しかも、本実施形態のスパッタ装置４２では、固定ドラム５が３６０°回転する場合と異なり、ターゲット４の対向位置に基板１がないとき、蒸発粒子が飛散しないため、無駄を少なくすることが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
図７及び図８は本発明の第５実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置であり、図７はその一部概念的平面図、図８はその一部概念的正面図である。
本実施形態のスパッタ装置５２が上記第１〜第３実施形態のスパッタ装置２，２２，３２と異なる点は、図７及び図８に示す如く、曲面基板１の曲率に合わせながら対向して傾斜配置される複数個（本実施形態では３個）の小型ターゲット５４が組み合わせて配置され、かつ曲面基板１が図示しない水平移動駆動機構によって矢印Ｘ方向へ平行移動のみができるように構成されていることである。したがって、スパッタ装置５２は、水平移動駆動機構にて曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動させることにより、曲面基板１の凹面１ｂと３個の小型ターゲット５４とを対向して配置し、小型ターゲット５４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するようになっている。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００３２】
本発明に係る第５実施形態のスパッタ装置５２では、図示しない水平移動駆動機構により曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動のみさせて、小型ターゲット５４に対向すべく配置し、３個の小型ターゲット５４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表２の具体的実施例（５）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／３以上小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板１の凹面１ｂに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。しかも、本実施形態のスパッタ装置５２では、曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動のみさせているため、駆動機構が簡便となり、コストダウンを図ることができる。
【００３３】
図９は本発明の第６実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の概念図である。本実施形態のスパッタ装置６２が上記第１〜第３実施形態のスパッタ装置２，２２，３２と異なる点は、図９に示す如く、曲面基板１の曲率に合わせた曲面形状に形成されて対向配置される湾曲ターゲット６４が設けられ、かつ曲面基板１が図示しない水平移動駆動機構によって矢印Ｘ方向へ平行移動のみができるように構成されていることである。したがって、スパッタ装置６２は、水平移動駆動機構にて曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動させることにより、曲面基板１の凹面１ｂと湾曲ターゲット６４とを対向して配置し、湾曲ターゲット６４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに薄膜を形成するようになっている。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【００３４】
本発明に係る第６実施形態のスパッタ装置６２では、図示しない水平移動駆動機構により曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動のみさせて、湾曲ターゲット６４に対向すべく配置し、湾曲ターゲット６４と曲面基板１の凹面１ｂとの間の距離を常に一定にした状態で、曲面基板１の凹面１ｂに透明導電膜の薄膜を形成しているため、表２の具体的実施例（６）で示す如く、標準偏差が従来法に比べて約１／４以上小さく、膜厚のばらつきを小さく抑えることができ、曲面基板１の凹面１ｂに対してもほぼ均一な膜を形成できることが判かる。しかも、本実施形態のスパッタ装置６２では、曲面基板１を矢印Ｘ方向へ水平移動のみさせているため、駆動機構が簡便となり、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
図１０及び図１１は本発明の２つの実施形態に係る曲面基板のスパッタ法の説明図である。
本実施形態のスパッタ法には、既述の実施形態に係るスパッタ装置のいずれを用いても良いが、例えば上記発明の第２実施形態のスパッタ装置２２を用いた方法について説明する。
一の実施形態のスパッタ法では、曲面基板１の表面に薄膜１００を１層のみ形成する方法であり、真空容器３内にターゲット４と曲面基板１とを対向して配置し、図１０に示す如く、曲面基板１を成膜ピッチＰの１０〜５０％（Ｒ部分）にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、曲面基板１の表面（凹面）に薄膜１００を形成している。Ｒ部分が成膜ピッチＰの１０％以下であると、形成される薄膜１００の平滑性が十分でなく、成膜ピッチＰの５０％以上であると、膜材料の使用量が多くなり、コスト高を招くと共に、作業性を低下させることになる。
本実施形態のスパッタ法によれば、曲面基板１を成膜ピッチＰの１０〜５０％（Ｒ部分）にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、曲面基板１の表面に薄膜１００を形成しているため、薄膜１００の平滑性を向上させることができる。
【００３６】
また、他の実施形態のスパッタ法では、曲面基板１の表面に薄膜１００を２層以上にわたって形成する方法であり、真空容器３内にターゲット４と曲面基板１とを対向して配置し、図１１に示す如く、１層目は上記一の実施形態と同様、曲面基板１を成膜ピッチＰの１０〜５０％（Ｒ部分）にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、曲面基板１の表面（凹面）に薄膜１００を形成し、２層目以降は前層のオーバラップ部分の中心Ｃを中心にして、曲面基板１の表面に薄膜１００を形成している。
本実施形態のスパッタ法によれば、２層目以降は前層のオーバラップ部分の中心Ｃを中心にして、成膜ピッチＰの１０〜５０％（Ｒ部分）にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、曲面基板１の表面に薄膜１００を積層形成しているため、薄膜１００の平滑性をより向上させることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の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内において種々の変形及び変更を加え得るものである。
例えば、既述の実施の形態のスパッタ装置２等では、曲面基板側を駆動機構により回転、水平移動及び上下動させているが、適用機種などに応じてターゲット側を駆動機構により回転、水平移動及び上下動させても良い。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る曲面基板のスパッタ装置は、真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凸面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を外周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記ターゲットと前記曲面基板の凸面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凸面に薄膜を形成するようにしている。また、本発明に係る曲面基板のスパッタ装置は、真空容器と、該真空容器内に設けられる平板状のターゲットと、前記真空容器内に設けられ、かつ凹面が前記ターゲットに対向して配置される曲面基板を内周面に保持する筒状体と、前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記ターゲット又は前記筒状体を回転及び水平移動させることにより、前記筒状体内に前記ターゲットを配置し、前記ターゲットと前記曲面基板の凹面との間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の凹面に薄膜を形成するようにしている。
したがって、本発明のスパッタ装置を使用すれば、曲面形状の基板に対しても均一な薄膜を安価に形成することができ、成膜基板の汎用性及び製品の信頼性の向上を図ることができる。
【００３９】
本発明に係る曲面基板のスパッタ装置は、真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせながら対向して配置される複数の小型ターゲットと、前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記小型ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記小型ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしている。また、本発明に係る曲面基板のスパッタ装置は、真空容器と、該真空容器内に設けられ、曲面基板を保持する筒状体と、前記真空容器内に設けられ、前記曲面基板の曲率に合わせた曲面形状に形成されて対向配置されるターゲットと、前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させる駆動機構とを備え、該駆動機構にて前記筒状体又は前記ターゲットを水平移動させることにより、前記曲面基板の表面と前記ターゲットとの間の距離を常に一定にした状態で、前記曲面基板の表面に薄膜を形成するようにしている。
したがって、本発明のスパッタ装置を使用すれば、上記発明と同様の効果を得ることができる上、曲面基板を水平移動のみさせていることから、駆動機構が簡便となり、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
本発明に係る曲面基板のスパッタ法は、真空容器内にターゲットと曲面基板とを対向して配置し、前記ターゲット又は前記曲面基板を成膜ピッチの１０〜５０％にわたりオーバラップさせながら移動させることにより、前記曲面基板の表面に薄膜を形成し、さらに、前記薄膜の２層目以後は、前層のオーバラップ部分の中心を中心にして、前記曲面基板の表面に薄膜を積層しているので、形成される薄膜を平滑に仕上げることができ、優れた品質の製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスパッタ装置によって凸面に薄膜が形成される曲面基板を示す概念的斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置を示す概念図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置を示す概念図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るスパッタ装置によって凹面に薄膜が形成される曲面基板を示す概念的斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置を示す概念図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第４実施形態に係るスパッタ装置によって曲面基板を往復運動させて、凹面に薄膜が形成される曲面基板を示す概念図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の一部を示す概念的平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の一部を示す概念的正面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る曲面基板のスパッタ装置の一部を示す概念図である。
【図１０】本発明の一の実施形態に係る曲面基板のスパッタ法を説明する一部概念図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る曲面基板のスパッタ法を説明する一部概念図である。
【図１２】従来の基板のスパッタ装置を示す概念図である。
【符号の説明】
１，３１　曲面基板
１ａ　凸面
１ｂ，３１ｂ　凹面
２，２２，３２，４２，５２，６２　スパッタ装置
３　真空容器
４，５４，６４　ターゲット
５　基板固定ドラム
６，２６　回転駆動機構
７　水平移動駆動機構
８　シャフト
９　モータ
１０　支柱
１１　ガイド部材
１２　ローラ
１３　ローラ受け
２３　ステー
２４　カラー
３３　上下方向駆動機構
３４　下端フレーム
１００　薄膜
Ｐ　成膜ピッチ
Ｒ　ラップ部分
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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