(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空領域内に、重力方向に沿って極細管による第１の極細長軸体と第２の極細長軸体を同軸心上に、かつ両極細長軸体間に所要のギャップを保持して配置し、
この状態で、上記第１および第２の極細長軸体のいずれか一方をスパッタターゲットとし、他方を被スパッタ体として、そのスパッタターゲット側を負側とする電圧を印加し、
上記ギャップ内に、プラズマソースガスを導入するとともに、マイクロ波導入とミラー磁場印加により、ハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを発生させて上記第１の極細長軸体の内周面もしくは上記第２の極細長軸体の外周面に上記スパッタターゲット材のコーティングを施すことを特徴とする極細長軸体へのコーティング方法。
【請求項２】
上記ミラー磁場を上記軸心方向に移動させて主たるプラズマ生成部を上記軸心方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の極細長軸体へのコーティング方法。
【請求項３】
上記スパッタターゲット側に繰り返し負電圧パルスバイアスを印加することを特徴とする請求項１に記載の極細長軸体へのコーティング方法。
【請求項４】
真空容器と、
該真空容器の外周に配置されたミラー磁場発生装置と、
プラズマソースガス供給源と、
マイクロ波発生装置と、
上記真空容器内に、
重力方向に沿って極細管による第１の極細長軸体と第２の極細長軸体を同軸心上に、かつ両極細長軸体間に所要のギャップを保持して配置する極細長軸体の配置部と、
上記第１および第２の極細長軸体間に、所要の電圧を印加する電源部とを有し、
上記第１および第２の極細長軸体のいずれか一方をスパッタターゲットとし、他方を被スパッタ体としてそのスパッタターゲット側を負側とする電圧を印加し、上記ギャップ内に、上記プラズマソースガス源からのプラズマソースガスを導入するとともに、上記マイクロ波発生装置と上記ミラー磁場発生装置とによりマイクロ波導入とミラー磁場印加により、ハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを発生させて上記第１の極細長軸体の内周面もしくは上記第２の極細長軸体の外周面に上記スパッタターゲット材のコーティングを施すことを特徴とする極細長軸体へのコーティング装置。
【請求項５】
上記極細長軸体の配置部に、上記第２の極細長軸体に、軸方向に沿って重力方向に所要の張力を付与する張力付与手段が配置されて成ることを特徴とする請求項４に記載の極細長軸体へのコーティング装置。
【請求項６】
上記磁場発生装置は、上記真空容器の外周に、上記第１および第２の極細長軸体の軸心方向に沿って、複数の電磁コイルが配置されて成り、該複数の電磁コイルに対する通電もしくは通電量を切換えて主たるプラズマ生成位置を上記極細管の軸心方向に沿って移動するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の極細長軸体へのコーティング装置。
【請求項７】
上記極細管と上記スパッタターゲットとの間に、所要の電圧を印加する上記電源部が、上記スパッタターゲット側に負電圧パルスバイアスを印加する電源部であることを特徴とする請求項４に記載の極細長軸体へのコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極細長軸体へのコーティング方法および極細長軸体へのコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療関連の、泌尿器系、呼吸器系、消化器系、循環器系等における透析用のフィルタ、チューブ類、人工血管などのカテーテル等において、患者の苦痛の軽減から、より細いいわゆる極細管の要求が高まっている。
また、この医療関係等に用いるチューブ、カテーテルにあっては、その内周面に、化学的安定化変質防止、血液凝固防止、血液等の流通性向上等の目的をもって、生体合金、Ａｕ、Ａｇ等の金属、あるいはプラスティック等の各種材料を強固に、かつ均質、均一厚さに成膜することが望まれる。
しかしながら、その内径が１ｍｍ以下の極細管において、その内周面に目的とする材料をコーティングするコーティング方法は、未だ確立されていない。
【０００３】
従来、通常の管体内周面への成膜を行うコーティング方法としては、ドライコーティング方法がある。これは、高気圧プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）あるいはプラズマＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）によるものであるが、細管内に低気圧条件下でプラズマを生成することが困難であることから、これら成膜方法を上述した医療用細管に適用することはできない。
このために、細管に対する成膜は、ウェットコーティングによることが主流となっていた。しかしながら、この方法による場合、コーティングの密着性が弱いという致命的な問題があるばかりでなく，コーティング材の選定の自由度が小さく、また、この場合においても極細管への適用はできない。
【０００４】
これに対して、本発明者等は、先に、例えば医療用細管内に、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）によってプラズマ生成を行って、これら細管の内周面に各種材料のスパッタリング成膜を行うコーティング方法とコーティング装置を提案した(例えば特許文献１、特許文献２参照)。
【０００５】
このＥＣＲによるプラズマ発生によってスパッタリングする方法は、目的とするコーティング、すなわち成膜がなされる被成膜管内に同心的に、ワイヤ状のスパッタリング材のターゲットを配置し、両者間の空間に、プラズマソースガスの導入、マイクロ波の導入、磁場の印加によってＥＣＲを発生させてプラズマを生成し、これによって発生させたイオンを陰極側のターゲットに衝撃させることによってこのターゲット材を叩き出して、被成膜管の内周面にスパッタリング成膜させるものである。
【０００６】
しかしながら、このＥＣＲ法によっても、上述した１ｍｍ以下の極細管の内周面に各種材料のスパッタリングを良好に行うことは極めて困難、ないしは不可能である。
これは、上述したＥＣＲ法による場合、電子の軌跡、すなわち電子の閉じ込めを十分狭小にすることができないことから、狭隘な極細管の中心軸上に配置されたターゲットと極細管の内周面との間の狭間隔（狭ギャップ）において、電子がプラズマソースガスの原子に衝突することによってプラズマ発生に寄与すべき電子が、空間の壁に衝突して消失してしまうこと、また強い電界による加速によってプラズマソースガスとの衝突確率が小さくなることにより、極細管内でのプラズマ生成ができなくなることに因る。
【特許文献１】特開平７−２５２６６３号公報
【特許文献２】特開平８−２９６０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、先に極細管内に各種材料を良好にスパッタして優れた膜質のコーティング方法およびコーティング装置を、特願２００５−１２１５９２号で提案した。
本発明は、更に安定して、良質のスパッタ膜を、例えばその長さがメートルオーダーにも及ぶ極細管もしくはワイヤ状の長軸体の内周面あるいは外周面に、目的とする材料のスパッタリングを行なうことができる極細長軸体へのコーティング方法および極細長軸体へのコーティング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による極細長軸体へのコーティング方法は、真空領域内に、重力方向に沿って極細管による第１の極細長軸体と第２の極細長軸体を同軸心上に、かつ両極細長軸体間に所要のギャップを保持して配置し、この状態で、上記第１および第２の極細長軸体のいずれか一方をスパッタターゲットとし、他方を被スパッタ体として、そのスパッタターゲット側を負側とする電圧を印加し、上記ギャップ内に、プラズマソースガスを導入するとともに、マイクロ波導入とミラー磁場印加により、ハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを発生させて上記第１の極細長軸体の内周面もしくは上記第２の極細長軸体の外周面に上記スパッタターゲット材のコーティングを施すことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記極細長軸体へのコーティング方法にあって、上記ミラー磁場を上記軸心方向に移動させて主たるプラズマ生成部を上記軸心方向に移動させることを特徴とする。
また、同様に、上記極細長軸体へのコーティング方法にあって、スパッタターゲット側に繰り返し負電圧パルスバイアスを印加することを特徴とする。
【００１０】
本発明による極細長軸体へのコーティング装置は、真空容器と、該真空容器の外周に配置されたミラー磁場発生装置と、プラズマソースガス供給源と、マイクロ波発生装置と、上記真空容器内に、重力方向に沿って極細管による第１の極細長軸体と第２の極細長軸体を同軸心上に、かつ両極細長軸体間に所要のギャップを保持して配置する極細長軸体の配置部と、上記第１および第２の極細長軸体間に、所要の電圧を印加する電源部とを有し、上記第１および第２の極細長軸体のいずれか一方をスパッタターゲットとし、他方を被スパッタ体としてそのスパッタターゲット側を負側とする電圧を印加し、上記ギャップ内に、上記プラズマソースガス源からのプラズマソースガスを導入するとともに、上記マイクロ波発生装置と上記ミラー磁場発生装置とによりマイクロ波導入とミラー磁場印加により、ハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを発生させて上記第１の極細長軸体の内周面もしくは上記第２の極細長軸体の外周面に上記スパッタターゲット材のコーティングを施すことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記極細長軸体へのコーティング装置にあって、上記極細長軸体の配置部に、上記第２の極細長軸体に、軸方向に沿って重力方向に所要の張力を付与する張力付与手段が配置されて成ることを特徴とする。
また、本発明は、上記極細長軸体へのコーティング装置にあって、上記磁場発生装置は、上記真空容器の外周に、上記第１および第２の極細長軸体の軸心方向に沿って、複数の電磁コイルが配置されて成り、該複数の電磁コイルに対する通電もしくは通電量を切換えて主たるプラズマ生成位置を上記第１および第２の極細長軸体軸の軸心方向に沿って移動するようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、上記極細長軸体へのコーティング装置にあって、上記極細管と上記スパッタターゲットとの間に、所要の電圧を印加する上記電源部が、上記スパッタターゲット側に負電圧パルスバイアスを印加する電源部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明によるコーティング方法および装置にあっては、いずれか一方をスパッタターゲットとし、他方を被スパッタ体極細管とする第１の極細長軸体と、第２の極細長軸体とを同軸心上に両極細長軸体間に所要のギャップを保持して配置した状態で、スパッタターゲット側を負側とする電圧を印加し、ハーモニック（高調波）ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマによるスパッタを行うものである。
このように、ハーモニックＥＣＲプラズマ、すなわち例えば２次高調波、３次高調波プラズマを発生させ、これを利用してスパッタを行うことから、後述するところから明らかなように、低気圧でのプラズマ生成を行うことができること、また、電子の閉じ込めを良好に行うことができるという効果を有するものである。
したがって、狭隘な空間内で、良好にプラズマ生成がなされ、極細管、例えば１ｍｍ以下に及ぶ内径を有するカテーテル等の極細管の内壁面に対しても、良質なコーティングをスパッタリングによって形成することができるものである。
【００１３】
また、上述したように、ターゲット側に繰り返し負電圧パルスバイアスを印加することによって、そのオフ時間において、イオンシースの減少、すなわち、プラズマの回復を行うようにすることによって、良好にスパッタリングを行うことができるものである。
これは、ターゲット側に負の直流電圧を印加しつづける場合、イオンシースが拡大していき、これによってプラズマが消滅し、ターゲットへのイオン電流密度が低下し、スパッタリングが低下ないしは停止する現象を、負の繰り返しパルスバイアス電圧を印加する方法をとることによって負の電圧のオフ時においてイオンシースの縮小がなされ、これによりプラズマの回復を図ることができるものである。
【００１４】
このように、本発明にあっては、ハーモニックＥＣＲプラズマという特異な共鳴現象を利用することにより、低気圧、短ギャップでの放電を可能にし、極細長軸体の内周面もしくは外周面に、良質の成膜を効率よく行なうことができるものである。しかし、この場合、その長さが例えばメートルオーダー極細管内周面に対してスパッタを行なう場合、極細長軸体の全長に渡って均一、均質なスパッタを行なうことに、問題が生じてくる場合がある。
これは、第１および第２の極細長軸体間の間隔が狭小になる従い、プラズマ生成領域(ギャップ長)はより安定して、正確に保持することが必要となり、特にその長さが大となると、スパッタターゲットが、スパッタリング動作時の温度上昇により熱膨張したり、スパッタの進行によってスパッタターゲットに細りが生じることによって、撓みが生じやすく、極細スパッタターゲットと極細管の内周面との距離が不均一あるいは不安定になって、成膜が状態が不均一、あるいは不安定になるおそれがある。
ところが、上述した本発明方法および装置によれば、極細管を重力方向に沿って配置することにより、その伸縮が主として重力方向、すなわち軸心方向になされることから、第１および第２の極細長軸体間の距離の変動が効果的に改善される。
【００１５】
また、本発明においては、磁気共鳴によるプラズマ発生によってターゲット材のスパッタを行なうものであるが、この磁気共鳴は、ミラー磁界でプラズマを発生させる態様としたことによって管軸方向の電子の閉じ込めが良好になされ、イオン発生率を高め、低気圧で高密度イオンが得られ、スパッタ効率を高めることができる。
【００１６】
また、この磁気共鳴は、マイクロ波の導入側とこれから離間した位置とで共鳴条件が変化するものであり、特に上述したように、軸方向の長さが大きくなるとその相違が顕著となるが、本発明においては、ミラー磁界を軸心方向に移動させ、かつその通電制御を行うことによって、各部において最適なプラズマ発生を制御することができ、上述したスパッタターゲットと極細管の内周面との距離の均一化および安定化が得られることが相俣って成膜の均一性、制御性を高めることができる。
【００１７】
更に、本発明においては、ミラー磁界の移動を、装置の機械的移動によらず、軸心方向に複数の磁場発生コイルを配列した構成とし、これら複数のコイルを選択的に通電し、その通電の制御によってミラー磁界の軸方向の磁界分布を得ることから、ミラー磁界発生装置自体を移動させる構成による場合に比し、装置の簡易化が図られ、精度、制御性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明による極細長軸体へのコーティング方法および極細長軸体へのコーティング装置の実施の形態を例示するが、本発明はこの形態例に限定されるものではない。
図１ＡおよびＢは、本発明によるコーティング方法を実施する本発明によるコーティング装置の基本的動作の説明に供するコーティング装置の要部の縦断面図およびそのＢ−Ｂ線上の断面図である。
【００１９】
この本発明によるコーティング方法を実施する本発明装置の実施形態例においては、真空空間を構成する真空容器１内に、重力方向に沿って極細管による第１の極細長軸体４と、この第１の極細長軸体４の内に、この第１の極細長軸体４の内径に比して外径が小さい極細管もしくはワイヤによる第２の極細長軸体５とが同軸心上に配置される配置部が構成される。これら第１および第２の極細長軸体４および５間に所要のギャップＧが形成される。
【００２０】
これら第１および第２の極細長軸体のいずれか一方はスパッタターゲットであり、他方が被スパッタ体となる。
この実施の形態例においては、第１の極細長軸体４が、被スパッタ体である場合を例示している。
そして、そのスパッタターゲット側の第２の極細長軸を負側とする電圧を印加し、ギャップＧ内に、プラズマソースガスを導入するとともに、マイクロ波導入とミラー磁場印加により、例えば２次高調波によるハーモニックＥＣＲプラズマを発生させる。
【００２１】
すなわちミラー磁場内において、
ｈe（＝ωce／νe）＞１                （１）
かつ、ωce／ω＝０．５                      （２）
ここで、ｈeは、電子のホールパラメータ
ωceは、電子のサイクロトロン周波数
νeは、電子の平均衝突時間
ωは、マイクロ波周波数
の条件下でのプラズマ生成を行う。
このように、前記（１）式および（２）式を満足する条件を形成することによって２次高調波ＥＣＲを生じさせる。
この場合、ｈeは、磁束密度Ｂと気圧Ｐとの比Ｂ／Ｐに比例することから、磁束密度Ｂと気圧Ｐの選定によってｈeの選定を行うことができる。
【００２２】
そして、極細管による第１の極細長軸体４内の少なくとも均一なスパッタ成膜を必要とする領域の全長に渡って上述したミラー磁場内で発生させた２次高調波プラズマを、ミラー磁場の移動によって、移動させる。
【００２３】
このコーティング装置においては、真空容器１内に、図１Ａに矢印ａをもって示す重力方向に沿って、同軸心上に筒状の外側電極２と、中心電極３とが配置される。
外側電極２内には、上述した極細管による第１の極細長軸体４が配置される。
中心電極３には、例えばスパッタターゲットとなる第２の極細長軸体５が配置される。この第２の極細長軸体５が導電性材である場合には、この第２の極細長軸体５を中心電極３の先端に電気的機械的に結合して配置するか、あるいはこの第２の極細長軸体５自体によって中心電極３を構成することができる。
【００２４】
また、ターゲット材が絶縁性である場合は、中心電極３もしくは第２の極細長軸体５の導電性軸芯の外周にスパッタターゲット材を被着形成するとか筒状スパッタターゲッを配置するなどの構成とすることができる。
いずれの場合においても、第２極細長軸体５のスパッタターゲットの構成部が、被スパッタ体の第１の極細長軸体４の少なくとも均一なスパッタ成膜を必要とする領域の全長、例えば第１の極細長軸体４の全長に渡って対向するように配置する。
【００２５】
スパッタターゲットを構成する第２の極細長軸体５の下端には、その長軸方向沿って、すなわち重力方向ａに所要の張力を付与する重錘あるいはバネ等の張力付与手段５０を連結する。
また、真空容器１の外周には、ミラー磁場を形成する複数の電磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・を第１および第２の極細長軸体４および５と同軸心上に、その軸心方向に順次配置する。
【００２６】
このコーティング装置によって、極細管による第１の極細長軸体４の内周面にコーティングを行なうに当たっては、真空容器１内を排気して、第１および第２の極細長軸体４および５間のギャップＧ内の空間を一旦排気して真空空間とし、その後、所要の低気圧をもってプラズマガスソースを導入する。
【００２７】
そして、第１および第２の極細長軸体４および５間に、スパッタターゲット側、この例では第２の極細長軸体５側に繰り返し負電圧パルスバイアス電圧を印加する。
また、中心電極３あるいは第２の極細長軸体５に、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を同軸モード(ＴＥＭモード)で整合回路を通じて供給する。
一方、所要のミラー磁場を印加する。
このミラー磁場は、例えば隣り合う対のコイルＣ１およびＣ２を組みとして、これら対のコイルに同方向の電流を通電することによって形成することができる。この場合、これら対のコイルＣ１およびＣ２内で、それぞれ磁界のピークすなわちミラーを形成し、これらの中間部に磁界の谷が形成されることによって、此処に電子の閉じ込めがなされる。あるいは３つのコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を組としてコイルＣ１およびＣ３に同方向の電流を通電してミラー磁場を形成し、中間部のコイルＣ２の通電を制御することによってミラー磁場の分布を制御することもできる。
【００２８】
このようにして、マイクロ波パワー、ミラー磁場の強さ等の所要の条件下で、ミラー磁場内に、上述した２次高調波プラズマを発生させることができ、このミラー磁場内に電子が閉じ込められることによって、此処で高い効率をもってイオンを発生させることができる。
これにより、図１ＡおよびＢに模式的に示すように、この２次高調波（２nd Harmonic ）ＥＣＲによるプラズマ生成によって発生したイオン７がターゲットの第２の極細長軸体５に引き寄せられることによってターゲットを衝撃し、ターゲットの原子８が叩き出され、このターゲット材が極細管による第１の極細長軸体４の内周面に被着し、成膜がなされる。
このようにして、極細管による極細長軸体４の内周面に第２の極細長軸体５のスパッタターゲットから目的とするターゲット材がスパッタされ、このターゲット材のコーティングがなされる。
【００２９】
上述したコーティングにおいて、軸方向に配列された電磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３……Ｃｎの上述した２つもしくは３つを組として、例えばその配置位置が、プラズマ発生が生じやすい条件下の位置にある組に関して所要の通電を行なって主たるプラズマを発生させ、順次、隣接するコイルに通電を切り換えることによって、この主たるプラズマを軸方向に移動させ、さらに必要に応じて、その通電量を制御することによって、プラズマ密度を極細管の軸方向に関して変化させることによって、各部位における成膜条件の相違を補償して、全域に渡って均一、均質な成膜を行なうことができる。
【００３０】
図１で示した構成では、外側電極２に密着して極細管の第１の極細長軸体４が配置された状態が示されているが、例えば一定の内径を有する外側電極２に対して、これより小径の極細管による第１の極細長軸体４に対して成膜を行なう場合には、両者間に誘電体、例えばセラミックを配置することによって電界強度を阻害することなく、外側電極２が、外径を異にする極細管４に対して互換性を有するようにすることができる。
【００３１】
なお、この２nd Harmonic（２次高調波）ＥＣＲについては、本出願人による前記特願２００５−１２１５９２号出願で提案されているところである。
前記特許文献１および２におけるＥＣＲ（ωce／ω＝１）および本発明における例えば２nd Harmonic ＥＣＲ（ωce／ω＝０．５）は、磁場印加における高周波放電によるプラズマ生成によるものであり、このプラズマ生成は、放電開始条件、電子捕捉条件、電子のイオン化エネルギー条件に依存するものであるが、上述したＥＣＲにおいては、放電開始電界を低下させる効果を有する。特に、高調波ＥＣＲにおいては、電子の閉じ込めによる共鳴的な捕捉効果が得られるものであり、これによって狭ギャップ長でのプラズマ形成を可能にし、低気圧化によって、良好な膜質、被着強度の高いコーティングを行うことができる。
具体的には、例えばＰＤＰ（Plasma Display Panel)における通常のプラズマ発生によるに比して、４桁低い気圧でプラズマ生成がなされる。
【００３２】
図２Ａおよび図Ｂは２nd Harmonic ＥＣＲ（ωce／ω＝０．５）と、ＥＣＲ（ωce／ω＝１）とによる場合の電子の軌跡を示す図であり、図２Ａと図２Ｂとを比較して明らかなように、２nd Harmonic ＥＣＲによるときは、電子の閉じ込めが強くなされているものであり、これによって、狭ギャップにおいて有効に電子がプラズマソースガスの原子と衝突してイオン化することができることがわかる。
【００３３】
また、図３は、中心電極と外側電極との間にセラミックが配置されたモデルにおける隣接する電磁コイルに同方向通電を行なった場合の磁界分布を示す図である。この場合、横軸の位置（position)の“０”点が対の電磁コイル間の中央で、この中央において、磁界の谷が形成されていることによって、此処で電子の閉じ込めがなされるものである。
【００３４】
したがって、本発明によれば、ハーモニックＥＣＲによる電子と閉じ込めと、ミラー磁場による電子の閉じ込めが相俣って、電子密度が高まり、イオン濃度が高まり、スパッタによる成膜速度が高まる。
【００３５】
図４は、本発明によるコーティング装置の一実施形態例の概略構成図である。
このコーティング装置は、例えば円筒状の真空容器１を有し、真空容器１内には、例えば内周面にコーティングを行う極細管による第１の極細長軸体４を配置する極細管の配置部と、その中心軸上にスパッタターゲットを構成する第２の極細長軸体５を配置する配置部が設けられる。
真空容器１には、その排気を行う例えばターボ分子ポンプ９Ｍとロータリーポンプ９Ｒとによる排気装置９が結合される。
更に、真空容器１に、上述したプラズマソースガスを供給するプラズマソースガス供給源１０がマスフローコントローラ１１を介して連結される。
【００３６】
また、真空容器１の外周に前述した複数の電磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・Ｃｎが配列されたミラー磁場発生装置１２が配置される。
この磁場発生装置１２の電磁コイルＣ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・Ｃｎ）に対しての励磁電流源１３が設けられる。
この励磁電流源１３は、前述したように、ミラー磁場を、所要位置、例えば一端から、他端へと通電もしくは通電量を切り換えて主たるプラズマ生成位置を、真空容器１の軸方向に沿って移動させるようになされる。
【００３７】
更に、マイクロ波発生装置１４と、そのパワーモニタ１５、安定化チューナ１６とが設けられ、同軸ケーブル１７を通じて中心電極３あるいはターゲットが構成される第２の極細長軸体５に、ＴＥＭ波の例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供給される。
また、外側電極２および中心電極３間、すなわち第１の極細長軸体４と第２の極細長軸体５との間に、上述した所要の電圧を印加する電源部６例えば上述したパルスバイアス供給源が設けられる。
【００３８】
この構成によるコーティング装置によって、極細管による第１の極細長軸体４の内周面に、第２の極細長軸体５のスパッタターゲット材のスパッタがなされて、目的とするスパッタターゲット材によるコーティング層の成膜がなされる。すなわち、第１および第２の極細長軸体４および５間のギャップＧ内に、プラズマソースガスを導入するとともに、上述したマイクロ波導入とミラー磁場印加により、ハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを発生させて第１の極細長軸体４の極細管の内周面にスパッタターゲット材のスパッタリングによるコーティングを行なう。
【００３９】
図５は、その手順を示すフロー図である。すなわち真空容器１内を、排気装置９によって排気し、プラズマソースガスをその供給源１０から所要量供給し、マイクロ波発生装置１４の電源をオンにし、パワーモニタ１５によってパワー電力の調整を行いマイクロ波の導入を行なう。そしてミラー磁場発生装置２０を動作させ、電源部６からパルスバイアスを印加する。そして、ミラー磁場発生装置２０のコイルＣ１〜Ｃｎを順次動作させ、スパッタ成膜を極細管による第１の極細長軸体４の内面に行う。
【００４０】
マイクロ波は強磁場側から入射されることにより、プラズマ生成する上でマイクロ波電力を効率よくプラズマに吸収させることができる。さらにマイクロ波電源には数Ｗ程度の電力を高精度に供給できるものを使用することにより、電力を高精度に設定可能であり、内部電極、極細管への無駄な熱照射を防ぐことができ、熱による極細管４へのダメージ、内部電極の熱による変形を効果的に回避できる。
【００４１】
図６は、本発明によるミラー磁場によってハーモニックＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマを形成してスパッタを行った場合の、バイアス電圧Ｖｂを、−１００Ｖ、−２００Ｖ、−３００Ｖに選定したときのそれぞれのイオン電流密度の測定結果を示す。
【００４２】
図７および図８は、ミラー磁場によらない均一磁場としたときの同様のバイアス電圧に対するイオン電流密度の測定結果を示す。
図６および図７は、パイレックスガラス管にスパッタを行なった場合において、導入ガスとしてＡｒを用い、真空容器内を７０ｍTorr、マイクロ波投入電力３０Ｗとし、磁場強度を、コイル中心で、４３８ガウス、ターゲット径２ｍｍ、ギャップ長（第１および第２の極細長軸体４および５の間隔）を１．８ｍｍ、パルス周波数２ｋＨｚ、パルス幅３５μｍとした場合であり、図８は、同様の条件で、ギャップ長を３．５ｍｍという大きな間隔とした場合である。
図８に示すように、ギャップ長が大なる場合は、均一磁場であっても、バイアス電圧−５００Ｖで、ある程度のイオン電流が得られるが、図７に示すように、ギャップ長が１．８ｍｍという小さい間隔とすると、均一磁場によるときは、バイアス電圧が−３００Ｖで、イオン電流が極めて小さい値となって、スパッタが生じない。
これに対して、本発明によるミラー磁場によるときは、図６で明らかなように、バイアス電圧Ｖｂを−３００Ｖとしてもイオン電流が得られており、スパッタが可能なことがわかる。このように、バイアス電圧を大とすることができることによってスパッタのエネルギーを高めることができ、スパッタ効率を高めることができる。
【００４３】
図９は、ミラー磁場を使用した場合の効果を軸方向均一性について吸収分光法で評価した図である。この場合、パイレックスガラス管にスパッタを行なった場合で、導入ガスとしてＡｒを用い、真空容器内を７０ｍTorr、マイクロ波投入電力３０Ｗとし、磁場強度を、コイル中心で、４３８ガウス、ターゲット径２ｍｍ、ギャップ長（ターゲット５と極細管４との間隔）を１．８ｍｍ、パルス周波数２ｋＨｚ、パルス幅３５μｍとした。
この場合、パイレックスガラス管を透過する光を分光器で検出し、成膜されていない場合の光強度と成膜がなされている場合の光の強度を比較することで膜厚を相対的に評価した。
このときの磁界は、中心点での値であり、マイクロ波入射口（０ｍｍ）から２５ｍｍの位置である。さらにマイクロ波はマイクロ波入射口側から同軸モードで投入されている。
【００４４】
図９の曲線Ａは、ミラー比（最大磁束密度／最小磁束密度）が１．５１の場合、曲線Ｂは、ミラー磁場としない単なるソレノイドによる磁場とした場合である。曲線Ｂによってあきらかなように、ミラー磁場によらない場合、マイクロ波導入部に多くスパッタ材が堆積していて均一性に劣ることがわかる。これはプラズマが共鳴を起こさずマイクロ波の電力によりマイクロ波放電に移行していることが原因と考えられる。
マイクロ波放電に移行しやすい条件としては、弱磁場からのマイクロ波入射、マイクロ波電力、動作気圧が高い等の理由が考えられる。また、ミラー比を変化させた場合ではミラー比を高く設定するとマイクロ波導入部付近での磁場強度が強くなり、放電を抑制し、強磁場側からのマイクロ波入射により効率よくプラズマに電力が投入され共鳴現象を起こし、プラズマの均一性が向上したためと考えられる。以上の結果により、ミラー磁場を使用することにより、プラズマの密度向上のみならず、軸方向の均一性も向上することが分かった。
【００４５】
上述した実施形態例においては、中心軸上の第２の極細長軸体５側をスパッタターゲットもしくは外周にスパッタターゲットを配置した構成とし、外側の極細管の第１の極細長軸体４を被スパッタとして、その内周にコーティング材のスパッタを行う場合について主として説明したが、この配置関係を逆として、外側の第１の極細長軸体４をスパッタターゲットもしくは内周にスパッタターゲットを配置した構成とし、中心軸上の極細管もしくはワイヤ状の第２の極細長軸体５を被スパッタ体とし、この被スパッタ体の外周面にスパッタ材のコーティングを行なう実施形態とすることもできる。
【００４６】
上述したように、本発明によれば、ミラー磁場を使用することにより、プラズマの密度向上のみならず、軸方向の均一性の向上を図ることができると共に、上述したハーモニックＥＣＲによる電子の閉じ込めと、ミラー磁場によるプラズマの密度向上とが相俣って、長軸長の極細管内周面に対するスパッタコーティングを均質に行なうことができる。
また、本発明においては、第１および第２の極細長軸体４および５を重力方向に配置したことにより、その自重によってもしくは張力付与手段５０を結合することによって常時所要の張力をもって緊張させることができる。したがって、第１および第２の極細長軸体４および５の相互の位置関係を安定して保持することができ、これによって更に安定した条件下のスパッタを行なうことができる。
【００４７】
すなわち、通常におけるように、これら第１および第２の極細長軸体４および５を水平方向に配置する場合、動作時の温度上昇等による熱膨張によって、特に中心の第２の極細長軸体５が、第１の径より更に細いことによって撓みやすく、またこれがスパッタターゲットである場合は、スパッタによる細りによってより不安定になる。
ところが、上述したように、本発明構成においては、第１および第２の極細長軸体４および５を重力方向に配置したことにより、その自重もしくは張力付与手段５０を結合することによって常時所要の張力をもって緊張させることができることから、第１および第２の極細長軸体４および５の相互の位置関係を安定して保持することができる。
したがって、安定して均一なスパッタ成膜を行なうことができるものである。
【００４８】
上述した本発明による極細長軸体へのコーティング方法および極細長軸体へのコーティング装置における被スパッタ体としては、例えばカテーテル、ガイドワイヤ、ステント等に代表される生体もしくは生体成分と接触する医療用器具を形成する医療用材料の母材であり、金属材料、セラミックス材料、ゴムもしくは樹脂等の高分子材料、またはこれらの複合体等によることができる。
また、その形状は、例えば医療用器具に用いるワイヤ、チューブ等の素材並びにこれらの素材を医療用器具の形状に形成したものおよび形成途中形状による。
【００４９】
被スパッタ体は特に限定されるものではないが例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅、チタン、白金、タングステン、またはタンタル等の金属を用いることができる。また、これらの合金である、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、Ｔｉ−Ｎｉ合金もしくはＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金等の形状記憶合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、チタン合金、タンタル合金、プラチナ合金またはタングステン合金等の合金を用いることもできる。また、アルミ、シリコンもしくはジルコン等の酸化物、窒化物もしくは炭化物等の生体不活性なセラミックスまたはアパタイトもしくは生体ガラス等の生体活性を有するセラミックスでもよい。さらに、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、高密度ポリエチレンもしくはポリアセタール等の高分子樹脂またはポリジメチルシロキサン等のシリコンポリマーもしくはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー等であってもよい。
被スパッタ体が、誘電体である場合、被スパッタ体とこれに対向する外側電極２もしくは中心電極との間に誘電体材料を介在させることにより、実質的に両電極間の距離を調整することができるものである。
【００５０】
また、本発明においては、各種スパッタ材の適用が可能となった。このスパッタターゲットとしては、金、銀、チタン、銅、プラチナ、クロム、ニッケルまたは他の金属を含むターゲット 、およびセラミック材料のような非導体材料も使用することができる。しかし非導体材料を使用する場合は導体に非導体材料を付けるなどしてマイクロ波導入を妨げず、さらにバイアスにはRFバイアスを利用することが必要である。さらに、チタン／アルミニウム等の混合ターゲットでも良い。また、炭素系材料等を使用することができる。
【００５１】
なお、本発明によるコーティング方法およびコーティング装置は、上述した例に限定されるものではなく、使用目的等に応じて種々の変更を行うことができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ＡおよびＢは、本発明の基本的動作を説明するに供するコーティング装置の要部の縦断面図およびそのＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図２】ＡおよびＢは２nd Harmonic ＥＣＲ（ωce／ω＝０．５）と、ＥＣＲ（ωce／ω＝１）とによる場合の電子の軌跡を示す図である。
【図３】ミラー磁界分布を示す図である。
【図４】本発明によるコーティング装置の一実施形態例の概略構成図である。
【図５】本発明方法のフロー図である。
【図６】ミラー磁界による場合のターゲットパルスバイアス電圧とイオン電流密度の変化を示す図である。
【図７】均一磁界による場合のターゲットパルスバイアス電圧とイオン電流密度の変化を示す図である。
【図８】均一磁界による場合のターゲットパルスバイアス電圧とイオン電流密度の変化を示す図である。
【図９】磁場勾配が軸方向均一性に与える影響を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１……真空容器、２……外側電極、３……中心電極、４……極細管、５……スパッタターゲット、６……電源部〈パルスバイアス供給源〉、７……イオン、８……原子、９……真空排気装置、１０……プラズマソースガス供給源、１１……マスフローコントローラ、１２……ミラー磁場発生装置、１３……励磁電流源、１４……マイクロ波発生装置、１５……パワーモニタ、１６……安定化チューナ、１７……同軸ケーブル、Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，……Ｃｎ）……コイル、５０……張力付与手段
【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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