(57)【要約】【課題】色々な形状のワークに対応でき、短時間で成膜ムラなく均一に形成できるスパッタリング方法を提供する。【解決手段】スパッタリング装置（１）を、真空室（２）と、ワーク（９）を載置させるためのテーブル（５）と、このテーブル（５）の垂直方向上方に設けられている第１のターゲット（１１）と、テーブル（５）の水平方向の側方に設けられている第２のターゲット（１４）とから構成する。そして本発明のスパッタリング方法は、第１、２のターゲット（１１、１４）に同時に電圧を印加するようにし、かつテーブル（５）を回転させると共に、必要に応じて垂直方向の上下に揺動させるようにして成膜するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室においてスパッタリングを実施してワークに成膜するとき、前記ワークの垂直方向上方に第１のターゲットを設けると共に前記ワークの水平方向側方に第２のターゲットを設け、前記第１、２のターゲットに同時に電圧を印加して成膜すると共に、前記ワークを載置しているテーブルは回転させることを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング方法において、前記テーブルは垂直方向の上下に揺動させながら回転させることを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項３】
真空室と、該真空室内においてワークが載置されるようになっているテーブルと、前記テーブルの垂直方向上方に設けられている第１のターゲットと、前記テーブルの水平方向側方に設けられている第２のターゲットとからなり、前記第１、２のターゲットは同時に電圧が印加されるようになっていると共に、前記テーブルは回転されるようになっていることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリング装置において、前記テーブルは垂直方向の上下に揺動されながら回転するようになっていることを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品に金属膜を形成するスパッタリング方法、およびスパッタリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品の表面に数十ｎｍ〜数μｍオーダの金属膜が成膜されている成膜成形品として、例えば車両に装備されているドアレバーやランプ、あるいは化粧品容器や家具の装飾部品等を挙げることがきる。このような成膜成形品は、軽量であり、金属光沢によって高級感を感じさせるので適用分野が増えている。射出成形によってに得られた成形品は、いわゆるスパッタリングにより成膜することができる。スパッタリングでは、まず所定の真空室内に成膜しようとする成形品を搬入し、真空室内のステージに載せてステンレス、アルミニウム等のターゲットに対向させる。そして、真空室を真空引きした後に数Ｐａ〜数十Ｐａ程度になるようにアルゴンガスを供給する。ターゲットには数ｋＶの負の電圧を、ステージには正の電圧を印加して、放電によってプラズマを発生させるとアルゴン正イオンがターゲットに衝突し、それによってターゲットから金属原子が放出される。放出された金属原子が成形品に蒸着し、成形品に金属の薄膜が形成されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７５５６０号公報
【０００４】
一般的なスパッタリング装置はターゲットが１個のみ設けられているが、特許文献１には、２個のターゲットを備えたスパッタリング装置が記載されている。このスパッタリング装置は、電子基板に金属の薄膜を蒸着させて、金属つまり導電材料を金属基板に被覆する装置である。この装置において第１のターゲットはワークである電子基板に対してその垂直方向上方に位置するように設けられ、第２のターゲットは電子基板に対して斜め上に位置するように設けられている。従って第１のターゲットが取付けられている電極に電圧を印加してスパッタリングを行うと、第１のターゲットから放出される金属原子は垂直方向から電子基板に到達することになり、第２のターゲットが取付けられている電極に電圧を印加してスパッタリングを行うと、第２のターゲットから放出される金属原子は斜め上方向から電子基板に到達することになる。特許文献１に記載のスパッタリング装置はこのように構成されているので、最初に第２のターゲットにより斜め上方向から金属原子を入射させて電子基板に蒸着させて所定の厚さの金属膜が蒸着されたら、次に第１のターゲットにより垂直方向から金属原子を入射させて金属基板に蒸着させる。このようにすると電子基板に形成されているコンタクトホールに対しても導電材料を適切に被覆することができる。なお、特許文献１に記載のスパッタリング装置は、第１、２のターゲットを交互に使用してスパッタリングするようになっており、これらを同時に使用してスパッタリングするようにはなっていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の１個のターゲットのみを備えたスパッタリング装置によっても、あるいは特許文献１に記載のスパッタリング装置によっても成形品に成膜することはできる。しかしながら、これらのスパッタリング装置には問題が見受けられる。まず、従来のターゲットを１個のみ備えたスパッタリング装置に関しては、ワークに対する金属原子の入射が、一方向からのみしかない点である。ターゲットから放出される金属原子は直進してワークに達しその表面に蒸着するようになっている。そうするとターゲットから見て陰になる部分は金属原子は蒸着されない。従来のスパッタリング装置の場合には、金属原子の入射が一方向からしかないので、ワークの形状によっては陰になる部分が発生して適切に金属膜を形成することができない。そこで従来のスパッタリング装置では、テーブルを回転させるようにして、ターゲットから陰になる部分が少なくなるようにワークを回転させるようになっているものもある。しかしながら、このようにテーブルを回転させるだけでは陰になる部分を完全に無くすことはできないし、ワークに蒸着される金属膜の厚さも場所によって不均一になってしまう。これに対して特許文献１に記載のスパッタリング装置においては、第１、２のターゲットを交互に使用してスパッタリングするので、異なる２方向から金属原子を入射させて蒸着させることができる。そうするとターゲットから陰になる部分は少なくなる。しかしながら、特許文献１に記載のスパッタリング装置においては第１のターゲットはワークに対して垂直方向から金属原子を入射させるのに対し、第２のターゲットは斜め上方向から金属原子を入射させるようになっている。入射の方向の組み合わせがこのようになっているのは成膜の対象を電子基板に特化しているからである。そうすると、他の形状のワークに対してスパッタリングを実施すると、金属膜が形成されない部分が生じる可能性がある。つまり特許文献１に記載のスパッタリング装置は汎用的に使用できるスパッタリング装置としては問題がある。さらに特許文献１に記載のスパッタリング装置においては、２個のターゲットを交互にしか使用できない点にも問題が見受けられる。すなわち常時使用されるターゲットは１個だけになっているので、成膜に要する時間は、従来のターゲットを１個のみ備えたスパッタリング装置と同等にしかならない。成膜の所要時間が短くないので、成膜成形品の製造コストが大きくなってしまう。
【０００６】
したがって本発明は、色々な形状のワークに対しても汎用的に使用することができ、成膜ムラがなく均一に成膜でき、成膜に要する時間も短いスパッタリング方法、およびそのようなスパッタリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はスパッタリング装置を、真空室と、ワークを載置させるためのテーブルと、このテーブルの垂直方向上方に設けられている第１のターゲットと、テーブルの水平方向の側方に設けられている第２のターゲットとから構成する。そして本発明のスパッタリング方法は、テーブルにワークを載置して成膜するとき、第１、２のターゲットに同時に電圧を印加するようにし、かつテーブルを回転させると共に垂直方向の上下に揺動させるように構成する。
【０００８】
かくして本発明の請求項１に記載の発明は、真空室においてスパッタリングを実施してワークに成膜するとき、前記ワークの垂直方向上方に第１のターゲットを設けると共に前記ワークの水平方向側方に第２のターゲットを設け、前記第１、２のターゲットに同時に電圧を印加して成膜すると共に、前記ワークを載置しているテーブルは回転させることを特徴とするスパッタリング方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスパッタリング方法において、前記テーブルは垂直方向の上下に揺動させながら回転させることを特徴とするスパッタリング方法として構成される。
請求項３に記載の発明は、真空室と、該真空室内においてワークが載置されるようになっているテーブルと、前記テーブルの垂直方向上方に設けられている第１のターゲットと、前記テーブルの水平方向側方に設けられている第２のターゲットとからなり、前記第１、２のターゲットは同時に電圧が印加されるようになっていると共に、前記テーブルは回転されるようになっていることを特徴とするスパッタリング装置として構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスパッタリング装置において、前記テーブルは垂直方向の上下に揺動されながら回転するようになっていることを特徴とするスパッタリング装置として構成される。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によると、真空室においてスパッタリングを実施してワークに成膜するとき、ワークの垂直方向上方に第１のターゲットを設けると共にワークの水平方向側方に第２のターゲットを設け、第１、２のターゲットに同時に電圧を印加して成膜すると共に、ワークを載置しているテーブルは回転させるように構成されている。そうするとターゲットとして金属が採用されている場合には、ワークには第１のターゲットから放出された金属原子が垂直方向に入射して蒸着し、第２のターゲットから放出された金属原子が水平方向に入射して蒸着することになる。そしてテーブルは回転するので金属膜は均一にワークに形成されることになる。直交座標系を考えると、第１のターゲットはｚ軸方向に対応し、第２のターゲットはテーブルが回転することによってｘ軸方向とｙ軸方向とを兼ねていると言える。つまりワークに対して入射する金属原子の方向は、互いに直交したｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の全てを含んでいるので、どのような形状のワークに対しても対応することができ、金属膜は均一に成膜されることが保証できる。そして本発明によると第１、２のターゲットは同時に電圧を印加するので、換言すると第１、２のターゲットは同時に使用するので、放出される金属原子は実質的に２倍になり、成膜に要する時間は短くなる。本発明は、ターゲットとして金属ではなく二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のような酸化物が採用されている場合にも、ターゲットに金属が採用されている場合と同様に、ワークに対して所定の酸化物の膜が均一に成膜されることが保証でき、そして成膜に要する時間は短い。他の発明によると、テーブルは垂直方向の上下に揺動させながら回転させるように構成されている。そうするとさらにワークには成膜ムラなく均一に成膜が施されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置を模式的に示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置１は、図１に示されているように、真空室２、該真空室２内に設けられているテーブル５、真空室２内を真空引きする真空ポンプ等の真空引き手段６、真空室２内に所定量のアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給手段７、等から構成されている。真空室２は、開閉扉３によって開閉されて被成膜品であるワーク９を室内に搬入したり、あるいは室内から搬出できるようになっている。
【００１２】
スパッタリング装置１には、ターゲットが２個設けられている。本実施の形態においてはこれらのターゲットは金属からなる。これらがワーク９に対して直交した２つの入射方向で金属原子を放出するようになっている点が本実施の形態に係るスパッタリング装置１の第１の特徴になっている。すなわち真空室２の天井には、第１のマグネトロン電極１０が設けられ、該第１のマグネトロン電極１０に第１のターゲット１１が設けられている。そして真空室２の側壁には第２のマグネトロン電極１３が設けられ、第２のマグネトロン電極１３に第２のターゲット１４が設けられている。つまり、テーブル５あるいはテーブル５に載置されたワーク９に対して、第１のターゲット１１はその垂直上方に配置されており、第２のターゲット１４はその水平方向側方に配置されている。これによって第１、２のターゲット１１、１４から放出される金属原子は、垂直方向と水平方向の直交した２つの入射方向でワーク９に到達することになる。
【００１３】
本実施の形態に係るスパッタリング装置２の第２の特徴は、テーブル５が回転するようになっている点である。テーブル５が回転してテーブル５に載置されているワーク９が回転すると、第２のターゲット１４から放出される水平方向から入射される金属原子はワーク９の側方に一様に蒸着することになる。なお、テーブル５は垂直方向の上下に所定の範囲でスライド、すなわち揺動するようなっている。
【００１４】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置１の作用を説明する。開閉扉３を開いてワーク９を真空室２内に搬入し、ワーク９をテーブル５上に載置する。開閉扉３を閉じて真空引き手段６を駆動して真空室２内が所定の真空度になるように真空引きする。アルゴンガス供給手段７から所定量のアルゴンガスを真空室２内に供給する。図に示されていない電力装置から第１、２のマグネトロン電極１０、１３にマイナスの電圧を、そしてテーブル５をプラスの電圧を印可し、グロー放電を発生させる。そうするとアルゴンガスがイオン化して第１、２のターゲット１１、１４に衝突する。第１、２のターゲット１１、１４から金属原子が放出される。金属原子はワーク９に達し蒸着される。このときテーブル５は回転させると共に上下に揺動する。ところで第１、２のターゲット１１、１４の表面から金属原子が放出されるとき、個々の金属原子は直進し、かつ色々な方向に放出されるが、第１のターゲット１１からは主として垂直方向に放出される金属原子が多く、第２のターゲット１４からは主として水平方向に放出される金属原子が多い。従って、ワーク９の上面部分には第１のターゲット１１からの金属原子が、側方部分には第２のターゲット１４からの金属原子が到達して蒸着される。テーブル５は回転しているので第２のターゲット１４から放出される金属原子はワーク９の側部全体に均一に蒸着されることになる。従って本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置２は、ワーク９をその形状に拘わらずムラ無く金属膜を形成することができる。さらにテーブル５は上下に揺動するので、金属膜が均一に蒸着する効果は高い。そして本実施の形態に係るスパッタリング装置１は、第１、２のターゲット１１、１４から同時に金属原子を放出してワーク９を成膜するので成膜に要する時間は短い。
【００１５】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置１は色々な変形が可能である。例えば、ターゲットは金属からなるように説明したが、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の酸化物から構成してもよい。また、真空室２に注入するのはアルゴンガスであるように説明したが、他の不活性ガスであってもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１      スパッタリング装置      ２      真空室
３      開閉扉                  ５      テーブル
６      真空引き手段            ７      アルゴンガス供給手段
９      ワーク                １０      第１のマグネトロン電極
１１      第１のターゲット      １３      第２のマグネトロン電極
１４      第２のターゲット
【図１】
2016084496.tif 000003