【手続補正書】
【提出日】平成20年9月24日(2008.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽空間を形成するチャンバー内に、対象材を保持する対象保持構造と、これに保持された対象材に蒸着法により薄膜を付着させる蒸着機構とを有する成膜装置であって、前記対象保持構造に、前記蒸着機構による蒸着位置とこれとは異なるチャンバー内位置とに前記対象材を移動させる移動手段が設けてあり、前記対象保持構造が、対象材を複数保持可能であり、その複数の保持位置が前記移動手段による移動方向において直列であることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置において、前記対象保持構造に保持された対象材の内、非蒸着位置にあるものを冷却する冷却機構が設けてあることを特徴とする成膜装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】成膜装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この出願の発明は、成膜装置に関するものである。さらに詳しくは、遮蔽空間を形成するチャンバー内に、対象材を保持する対象保持構造と、これに保持された対象材に蒸着法により薄膜を付着させる蒸着機構とを有する成膜装置であって、様々な蒸着法を精確に制御し、成膜条件の異なるコーティング膜を対象材（以下、基板または対象試料と記す）表面に効率的に製造することができるようにするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の成膜装置は、対象保持構造に、前記蒸着機構による蒸着位置とこれとは異なるチャンバー内位置とに前記対象材を移動させる移動手段が設けてあり、前記対象保持構造が、対象材を複数保持可能であり、その複数の保持位置が前記移動手段による移動方向において直列であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
発明1の成膜装置において、前記対象保持構造に保持された対象材の内、非蒸着位置にあるものを冷却する冷却機構が設けてある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この出願の発明によれば、スパッタ法などにおける様々な成膜条件を精確に制御し、成膜条件の異なるコーティング膜を効率的に製造することができる成膜装置が提供される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
すなわち、この出願の発明の成膜装置は、真空中に配置された基板に薄膜コーティングする方法において、２つ以上の基板を成膜位置または冷却位置に移動可能とし、１回の真空排気プロセスで、冷却位置の基板は冷却機構により冷却した状態で、コーティング対象基板のみを順次成膜位置に移動し、成膜することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この出願の成膜装置が対象とする、基板に薄膜コーティングする方法としては、たとえば、各種のスパッタリング法や真空蒸着法等の物理的蒸着法（ＰＶＤ）や、熱分解反応や反応蒸着法、化学輸送法等の各種の化学的蒸着法（ＣＶＤ）等の公知の各種の蒸着法を例示することができる。より具体的には、たとえば、マグネトロンスパッタ法や、分子線エピタキシャル成長法、パルスレーザー蒸着法等も対象とすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、この出願の成膜装置においては、２つ以上の基板に対して成膜を行うために、それぞれの基板を成膜位置または冷却位置に移動可能とする。そして、１回の真空排気プロセスで、冷却位置の基板は冷却機構により冷却した状態で、コーティング対象基板のみを順次成膜位置に移動し、成膜するようにする。基板の数については特に制限はなく、基板の大きさや、成膜のための装置の大きさ、成膜条件の数等を考慮して、適宜に決定することができる。これら２つ以上の基板の移動手段としては、特に制限されることはなく、各種の機構および構成のものを考慮することができる。たとえば、ターンテーブル等の回転機構による移動手段や、ベルトコンベア型の移動手段、さらには昇降機能を備えた移動手段等を例示することができる。また、冷却機構についても特に制限はなく、例えば、液体窒素、液体ヘリウム、水等の冷媒を利用した冷却等を例示することができる。なかでも、この出願の発明においては、水を循環させた水冷や、液体窒素冷却による冷却機構とすることが簡便で好ましい例として示される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
より具体的に、例えば、スパッタ法による成膜に関して、この出願の発明の成膜装置では、１回の真空排気プロセスで、複数の基板に対して、基板ごとに、スパッタガス圧力、スパッタガス種、分圧、スパッタパワー値、基板温度、基板− ターゲット間距離、サンプルバイアスのうちのいずれか１以上の成膜条件を変化させて成膜することができるのである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以上のようなコンビナトリアル成膜方法は、たとえば、この出願の発明が提供する成膜装置によって簡便に実現することができる。すなわち、この出願の発明の成膜装置は、真空中に配置された基板に薄膜コーティングするための装置であって、試料ホルダー（対象保持構造）は２つ以上の基板を保持可能で、かつ各基板を成膜位置または冷却位置に移動可能であって、１回の真空排気プロセスで、冷却位置の基板を冷却機構により冷却した状態で、コーティング対象基板のみを順次成膜位置に移動し、成膜することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この出願の発明の成膜装置は、その構成については対象とする各種の薄膜コーティング方法に応じて公知の各種の装置と同様にすることができる。この試料ホルダーは、２つ以上の基板を保持可能であって、かつ各基板を成膜位置または冷却位置に移動可能としている。保持できる基板の数については特に制限はなく、基板の大きさや、成膜のための装置の大きさ、成膜条件の数等を考慮して、適宜に決定することができる。基板等の条件に応じて、試料ホルダーを取替え可能とすることなども可能である。２つ以上の基板の移動手段としては、特に制限されることはなく、各種の機構および構成のものを考慮することができる。たとえば、ターンテーブル等の回転機構による移動手段や、ベルトコンベア型の移動手段、さらには昇降機能を備えた移動手段等を例示することができる。この出願の発明においては、２つ以上の基板は、回転機構により成膜位置または冷却位置に移動可能とすることが、簡便で好ましい例として示される。また、冷却機構についても特に制限はなく、例えば、液体窒素、液体ヘリウム、水等の冷媒を利用した冷却等を例示することができる。この出願の発明においては、水を循環させた水冷や、液体窒素冷却による冷却機構とすることが簡便で好ましい例として示される。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
そしてたとえば、この出願の発明が提供する成膜装置は、スパッタ法による成膜のための装置であって、１回の真空排気プロセスで、２つ以上の基板に対して基板ごとに、スパッタガス圧力、スパッタガス種、分圧、スパッタパワー値、基板温度、基板−ターゲット間距離、サンプルバイアスのうちのいずれか１以上の成膜条件を変化させての成膜を可能としている。スパッタ法による成膜装置としては、代表的には、たとえば図１に例示したように、チャンバー（１）内に試料ホルダー（２）およびスパッタ源（３）が設置され、真空排気機構（４）、不活性ガスおよび反応ガス等の供給口（５）（６）等が備えられたものなどを例示することができる。そして、このような成膜装置においては、スパッタガス圧を制御するためのバルブ（９）は、設定値になるようコンダクタンスを変化させるフィードバック機能を備えることができ、スパッタガス圧を精確かつ再現性良く設定することが可能となる。また、基板（２１）−ターゲット間距離は、スパッタ源（３）の直線導入機構により制御可能とすることができる。さらに、真空排気機構（４）として、ターボ分子ポンプ等を備えることで、たとえば、装置内の真空系をより短時間で１０-5Ｐａ台程度の超高真空を実現することができる。そして、試料ホルダー（２）については、鈴木式摩擦摩耗試験のための基板（２１）を装着可能とすることで、得られたコーティング薄膜の各種性能評価をより簡便に行うことができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらにこの出願の発明の成膜装置は、試料ホルダー（２）もしくはスパッタ源（３）の位置が可変であって、冷却機構（８）により冷却された基板（２１）に対して成膜可能とすることを特徴としている。すなわち、たとえば、成膜位置を冷却機構（８）近傍に設定し、試料ホルダー（２）もしくはスパッタ源（３）の位置を変えることで、成膜対象基板（２１）を冷却しながら成膜することも可能となる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１は、この出願の発明の成膜装置の一例の構成概略を模式的に示した図である。この成膜装置は、マグネトロンスパッタ法による成膜装置を例示したものであって、メインチャンバー（１）と、メインチャンバー（１）内に設置されたマルチ試料ホルダー（２）およびスパッタ源（３）、メインチャンバー（１）に接続される真空排気系（４）、不活性ガス供給口（５）および反応ガス供給口（６）等から構成されている。メインチャンバー（１）前面には、ＩＣＦ３０５サイズのビューポート（１１）が設けられ、効率よくマルチ試料ホルダー（２）の出し入れを行うことができる。スパッタガン（３）は、直線導入機構（図示せず）を用いてその位置を変化させることが可能であり、成膜対象の基板（２１）とターゲット間の距離を制御することができる。真空排気系（４）は６００ｌ／ｓの排気量を持つターボ分子ポンプを備え、短時間で１０-5Ｐａ台の真空排気を行うことが可能とされている。メインチャンバー（１）と真空排気系（４）を連絡するバルブ（９）は、コンダクタンスを変化させてフィードバック制御を行って設定した圧力になるよう開閉を制御することができ、これによりスパッタガス圧力の精確な設定を再現性良く行うことができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
以上のような成膜装置を用い、各種成膜条件による膜の摩擦係数の変化の様子を調べた。図２は、基板温度を８通りに変化させて成膜した場合の摩擦係数の変化の様子を例示したものである。図３は、酸素分圧を８通りに変化させて成膜した場合の摩擦係数の変化の様子を例示したものである。さらには、基板温度と酸素分圧を変化させて成膜した場合の摩擦係数の変化の様子を調べることができた。このように、成膜条件を様々に変化させて成膜した薄膜を、それぞれ１回の真空排気プロセスで得ることができ、得られるコーティング膜の諸特性の評価やその成膜条件の最適化が簡便に行えた。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
【図１】この出願の発明の成膜装置の構成の概略を模式的に例示した図である。
【図２】この出願の発明の成膜装置により基板温度を変化させて成膜した薄膜の摩擦係数の変化の様子を例示した図である。
【図３】この出願の発明の成膜装置により酸素分圧を変化させて成膜した薄膜の摩擦係数の変化の様子を例示した図である。