成膜方法和成膜装置的制作方法

专利名称：成膜方法和成膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及特别适于光学薄膜及功能性薄膜等的各种成膜的成膜方法和成膜装置。
背景技术：
在用于光学透镜及光学滤光器等光学材料中的光学薄膜(包括防反射膜)的领域中，其光学特性稍有降低就会使作为最终制品的特性发生显著降低。因而针对光学薄膜，希望提高其光学特性(例如光透过率等)。另外，已知有经由以下所示的工序来对作为功能性薄膜一例的防污膜进行成膜的技术(专利文献I)。该方法为下述方法:首先将作为处理对象的两个以上的基板保持在基板支架的基板保持面的整个面上，之后使该基板支架在真空腔室内旋转。接下来，在维持该旋转的状态下，向着两个以上基板中的全部基板连续照射离子(离子的全面照射)，之后使由防污膜的形成原料构成的成膜材料向着通过离子照射而形成了表面凹凸的全部基板进行蒸发并使其附着(成膜材料的全面供给)。通过以上的工序，可将防污膜堆积在两个以上基板中的全部基板的凹凸形成面上。若采用该方法，则能够形成具备可耐实用的耐磨耗性的防污膜(专利文献I的0029段落)；但近年来希望进一步提高针对防污膜的耐磨耗性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-90454号公报

发明内容
发明所要解决的课题根据本发明的一个方面，提供各种薄膜的诸性能可进一步得到提高的成膜方法和成膜装置。根据本发明的其它方面，提供可有效地形成光学特性进一步提高的光学薄膜的成膜方法和成膜装置。根据本发明另一其它方面，提供可有效地形成耐磨耗性进一步得到提高且具有疏水、疏油、防污等各种特性的功能性薄膜的成膜方法和成膜装置。用于解决课题的手段根据本发明，提供了一种成膜方法，其为在对基体的表面进行清洁后在该基体的清洁面进行薄膜的成膜的方法，该成膜方法的特征在于:通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域(例如A2)照射能量粒子,使上述能量粒子仅与在保持于上述基体保持面并进行旋转的两个以上基体中的移动到了上述区域(A2)的特定基体组接触(能量粒子的部分照射)，由此来清洁上述基体的表面。作为能量粒子，除了基于离子源的离子束外，还可示例出基于等离子体源的等离子体等。 在本发明中，伴随着基体保持单元的旋转，保持在基体保持面的全部基体中的任意基板从到达上述区域(A2)到离开上述区域(A2)为止的时间被设为tl、从离开上述区域(A2)到下次再到达上述区域(A2)为止的时间被设为t2时，按照tl〈t2的方式来确定上述区域(A2)的尺寸、配置和/或基体保持单元的旋转速度。本发明中，在经上述过程对基板表面进行清洁后，通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域(例如A3)供给薄膜的成膜材料，将上述成膜材料仅供给至移动到了上述区域(A3)的特定基体组(成膜材料的部分供给)，由此可将薄膜堆积在上述基体的清洁面。成膜材料的供给区域(A3)可以与上述的进行基板表面清洁时的能量粒子的照射区域(A2)为同一区域，另外也可为与其不同的区域。本发明中，能量粒子的照射区域和成膜原料的供给区域中的一者或这两者可以为由按照不包含基体保持单元中的基体保持面的旋转中心的方式划定的闭合曲线所围起的区域。在本发明中，在将薄膜堆积在基体的清洁面时，可以利用能量粒子提供辅助效果。对所堆积的薄膜提供辅助效果的能量粒子可以利用对基体表面进行清洁时的能量粒子。即，在基体表面的清洁终止后，在开始供给成膜材料时，不停止能量粒子的照射而在继续照射的状态下进行成膜材料的供给，由此可以利用能量粒子来提供辅助效果。另外，可在基体表面的清洁终止时停止能量粒子的照射，在开始成膜材料的供给之后，再次开始能量粒子的照射，由此也可利用能量粒子提供辅助效果。具体地说，在对基体的清洁面供给成膜材料的同时，一边通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域照射能量粒子将上述能量粒子仅连续照射至保持于上述基体保持面并进行旋转的两个以上的基体中的移动到了上述区域的特定基体组从而提供辅助效果，一边使上述薄膜堆积。提供辅助效果时的能量粒子的照射区域可以与上述进行基板表面的清洁时的能量粒子的照射区域(A2)为同一区域，另外，也可为与其不同的区域。本发明中，可以使用加速电压为50V 1500V的能量粒子、和/或可以使用照射电流为50mA 1500mA的能量粒子。本发明中，可以使用至少含有氧的能量粒子。作为能量粒子，可以使用由离 子源照射出的离子束。根据本发明，提供一种成膜装置，其为将具有用于保持两个以上基体的基体保持面的基体保持单元以能够绕着垂直轴旋转的方式配设在真空容器内的成膜装置，该成膜装置的特征在于，其具有能量粒子照射单元与成膜单元，所述能量粒子照射单元以能量粒子能够向着上述基体保持面的一部分区域(例如A2)进行照射这样的构成、配置和/或朝向被设置在真空容器内；所述成膜单元以能够向着下述区域(例如A3)供给成膜材料这样的构成被设置在所述真空容器内，所述区域(例如A3)为上述基体保持面的一部分且所述区域(例如A3)与基于上述能量粒子照射单元的能量粒子的照射区域的至少一部分重复。本发明中，能量粒子照射单元以能够对基体保持单元的基体保持面的全部区域的一半以下照射能量粒子的配置被配设在真空容器内。并且，能量粒子照射单元优选由可照射出加速电压为50V 1500V的离子束的离子源来构成。本发明中，成膜单元通过包含成膜源与限制单元来构成，所述成膜源以能够向着基体保持单元的基体保持面的全部区域(例如Al)的方向放出成膜材料的配置和朝向被设置在上述真空容器内，所述限制单元对由该成膜源放出的成膜材料的飞散方向进行限制。这种情况下，限制单元按照能够将由成膜源放出的成膜材料对基体保持单元的基体保持面的全部区域的一半以下进行部分供给的方式来进行设置。
另外，也可不使用上述限制单元而仅由成膜源来构成成膜单元。这种情况下，只要按照能够对上述基体保持面的全部区域的一半以下供给所放出的成膜材料的方式将成膜源从真空容器内下方的大致中央配置来向端侧靠近而进行配置即可。
在靠近真空容器内下方的端侧来配置成膜源的情况下，可以在成膜源的中心与基体保持单元的外缘的最远点的连线相对于沿着作为基体保持单元的旋转中心的垂直轴延长的方向的基准线所成的角度为40度以上的位置来配置成膜源。本发明中，可以进一步具有使基体保持单元旋转的旋转单元,能量粒子照射单元可以按照由该照射单元照射出能量粒子的轴线相对于基体保持单元的旋转轴线具有6度以上70度以下的角度的方式配设在真空容器的内部。本发明中，能量粒子照射单元可以配设在真空容器的侧面侧，并且该照射单元可以按照成膜时从保持在基体保持面的基体到该照射单元的距离为平均自由行程以下的方式进行配设。本发明中，能量粒子照射单元也可以藉由至少可调整安装角度的支持单元而被安装在真空容器的侧面。本发明中，在基体保持单元呈平板状或圆顶状或呈棱锥状、形成有从其一侧的面贯通至另一侧的面的贯通孔时，成膜时保持在基体保持面的基体可按堵住贯通孔的方式保持在基体保持单元上。本发明中，也可以进一步具备用于对基体和基体保持单元进行加热的加热单元。发明效果利用本发明，在将薄膜堆积在被保持于基体保持单元的基体保持面上并进行旋转的两个以上的基体表面上之前(成膜开始前)，通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域照射能量粒子(离子等)，使能量粒子仅与保持于基体保持面上并进行旋转的两个以上的基体中的移动到了上述区域的特定基体组接触(能量粒子的部分照射)，从而进行基体表面的清洁。利用本发明，与下述现有方法相比，基体表面的清洁效果提高；所述现有方法中，在成膜开始前对各基体短暂地以脉冲状高密度地照射能量粒子，离子向着保持在基体保持面上并进行旋转的两个以上基体中的全部基体进行照射(离子的全面照射)。具体地说，两个以上的基体中的全部基体的基体表面的活性度提高，在成膜时基体与堆积在其上的薄膜的结合进一步得到促进，其结果，与现有方法比较，发现薄膜的诸性能进一步得到提高。通过仅向着进行旋转的基体保持单元的一部分区域进行离子等能量粒子的照射，来短暂地以脉冲状高密度地对各基体照射能量粒子。通过该脉冲状高密度的能量粒子的照射，可促进基体表面能量状态的活性化。其后，通过多粒子间的相互作用，基体表面达到热平衡状态(热能化，thermalization)的概率增高。由此，与上述现有方法相比，容易在基体表面形成诸性能(功能性薄膜中的耐磨耗性、光学薄膜中的光学特性)优异的薄膜。利用本发明的优选方式，在经上述过程对基板表面进行清洁后，通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域供给薄膜的成膜材料，而将上述成膜材料仅供给至移动到了上述区域的特定基体组(成膜材料的部分供给)，由此将薄膜堆积在基体的清洁面上。根据该优选方式，除了基于上述能量粒子的部分照射的效果之外，还可更进一步提高基体与堆积在其上的薄膜之间的结合力，其结果，可期待更进一步容易地在基体表面形成诸性能(如前述)优异的薄膜。通过在成膜开始前的能量粒子的部分照射之后进行仅朝向旋转着的基体保持单元的一部分区域供给薄膜的成膜材料，可以短暂地以脉冲状高密度地对清洁后的各基体照射薄膜的成膜材料。通过该脉冲状高密度地供给成膜材料，除了促进基体表面的能量状态的活性化之外，还促进基体表面所堆积的成膜颗粒的能量状态的活性化，进一步提高堆积在基体表面的成膜颗粒达到热平衡状态的概率。其结果，可期待更进一步容易地在基体表面形成诸性能(如前述)优异的薄膜。


图1为从正面观察本发明一个实施方式的成膜装置的截面图。图2为沿着图1的I1-1I线的截面图。图3相当于图2的截面图，其为示出了在基板支架以中心为基准进行旋转时，从该基板支架的中心在半径方向上离开特定距离的测定点移动的轨迹的图。图4为示出了在图2的区域A2中图3的测定点的离子照射的状态的曲线图。图5为示出了对应于图2的其它形态的截面图。图6为沿着图1的I1-1I线的截面图。图7相当于图6的截面图，其为示出了在基板支架以中心为基准进行旋转时，从该基板支架的中心在半径方向上离开特定距离的各测定点A C移动的轨迹的图。图8为示出了在图6的区域Al中图7的各测定点A C的成膜材料的蒸发物供给状态的曲线图。图9为示出了对应于图6的其它形态的截面图。

图10为从正面观察与图1对应的其它形态的成膜装置的截面图。图11为以相对于基板支架的位置关系示出了实验例1、3(实施例)中离子束的照射区域的概要图。图12为以相对于基板支架的位置关系示出了实验例2(比较例)中离子束的照射区域的概要图。图13为以相对于基板支架的位置关系示出了实验例3(实施例)中成膜材料的供给区域的概要图。图14为针对实验例4 6(实施例)中制作的光学滤光器试样示出了波段450nm 550nm下的透过率T与反射率R之和(R+T)的值的平均值的图。图15为以相对于基板支架的位置关系示出了实验例10 (实施例)中的成膜材料的供给区域的概要图。图16为示出了实验例7 (实施例)中的在图15的区域Al中图7的各测定点A C的成膜材料的蒸发物供给状态的曲线图。符号说明I…成膜装置、10…真空容器、12…基板支架(基体保持单兀)、14…基板(基体)、34…蒸镀源(成膜源、成膜单元),34a, 38a...遮板、34b…坩锅、36...限制板(限制单元、成膜单元)、38…离子源(能量粒子照射单元)、38b…调整壁、44…附件(支持单元)、50…水晶监控器、51…膜厚检测部、52…控制器、53…电加热器、54…温度传感器。
具体实施方式
以下基于附图对上述发明的实施方式进行说明。〈〈第I实施方式y>如图1所示，本例的成膜装置I包括立式圆筒状的真空容器10。真空容器10为公知的成膜装置，是通常使用的具有大致圆筒形状的不锈钢制造的容器，其呈接地电位。在真空容器10中设有排气口(未图示。本实施方式中为面向图1的右侧)，藉由该排气口连接有真空泵(未图示)。通过使真空泵运转，将真空容器10的内部排气至规定压力(例如10_4Pa 3X10_2Pa左右)。在真空容器10中形成了用于向内部导入气体的气体导入管(未图示)。在真空容器10中，可以藉由门(未图示。在本实施方式中为面向图1的左侧)连接有加载互锁室(未图示)。在真空容器10内部的上方保持有基板支架12。基板支架12 (基体保持单元)是可绕着垂直轴旋转地被保持的形成为圆顶状的不锈钢制部件，与马达(未图示。旋转单元)的输出轴(未图示。旋转单元)连结。在基板支架12的底面(基体保持面)，在成膜时，支持有两个以上的基板14。另夕卜，在本实施方式的基板支架12的中心设有开口，在此处配设有水晶监控器50。对于水晶监控器50，由于蒸镀物质(成膜材料的蒸发物)附着在其表面而使共振频率发生变化，根据该共振频率的变化，在膜厚检测部51检测出基板14表面所形成的物理膜厚。膜厚的检测结果被送至控制器52。在真空容器10的内部的上方按照从上方将基板支架12包进去的方式配设有电加热器53 (加热单元)。基板支架12的温度利用热电偶等温度传感器54检测出，其结果被送至控制器52。控制器52基于来自膜厚 检测部51的输出来控制后述蒸镀源34的遮板34a和离子源38的遮板38a的开闭状态，对基板14上形成的薄膜的膜厚进行适当控制。另外，控制器52基于来自温度传感器54的输出来控制电加热器53,对基板14的温度进行适当管理。另外，控制器52还对后述的离子源38和蒸镀源34的运转开始及运转停止进行管理。在真空容器10的内部的侧面侧配设有能量粒子照射单元。作为能量粒子照射单元的一例的离子源38首先为在出于下述目的而使用的能量粒子照射装置:在蒸镀源34 (后述。以下相同)的运转开始前离子源38向着基板14照射离子束(ion beam),对基板14的表面进行清洁。其次，其也为出于以下目的而使用的作为成膜辅助装置的能量粒子照射装置:随着蒸镀源34的运转开始而供给成膜材料的同时离子源38进行照射，向堆积在基板上的薄膜提供离子辅助效果。离子源38从反应气体(例如O2)或稀有气体(例如Ar)的等离子体中引出带正电的离子(02+、Ar+)，通过加速电压加速，朝向基板14射出。在离子源38的上方具备遮板38a，该遮板38a能够开闭操作地设置在阻断从离子源38向着基板14的离子束的位置。遮板38a被来自控制器52的指令而适当地控制为开闭。对于本例的离子源38来说，例如如图2所示，在保持于接受来自马达的输出功率而绕着垂直轴旋转的旋转途中的基板支架12上的全部基板14之中，仅对移动到了被粗实线围起的区域A2中的特定的基板14组能够部分照射离子束，以这样的构成(例如电极的曲率)、配置和/或朝向来配置了本例的离子源38。S卩，在本例中，按照基于离子源38的离子束的照射区域(A2)小于作为基板支架12的基体保持面的底面全部区域(图2的被双点虚线所围起的区域Al)的方式来配置离子源38(A2〈A1)。特别优选按照A2 ^ ((1/2) XAl)、也即照射区域(A2)为基板支架12的底面全部区域的一半以下的方式来配置离子源38。通过这样地来配置离子源38，从离子源38照射出的离子束仅部分地照射至保持于旋转中的基板支架12上的全部基板14中的移动到了区域A2的特定基板14组(离子部分照射)。另外，通过使本例的离子部分照射持续特定时间，最终可对保持在旋转途中的基板支架12上的全部基板14照射离子束。在设基板支架12的离子照射面侧的中心位置为(x，y) = (0, 0)时，将通过旋转基板支架12而测定点(参照图3)移动的轨迹与X轴在x>0部分相交的点作为基准点(测定位置=0度)，该测定点为在上述离子照射面侧的半径方向离开上述中心规定距离的任意点(参照图3)。此时，将通过旋转基板支架12而使上述任意点逆时针旋转地在上述轨迹上进行移动的位置与上述中心连结而成的直线相对于X轴(其中限于x>0)所成的角度(xl。在图3中表示为0)作为0度 360度的X轴，在取各xl下的离子电流密度(yl)为0 y A/cm2 70 ii A/cm2的Y轴的XY平面上，对XI与y I的值作图，所得的曲线图见图4。该图4的曲线图表示在图2所示的区域A2中的上述测定点的离子照射的状态。如图4所示，可以理解测定点处的离子电流密度根据测定位置而发生变动。这意味着，对于通过基板支架12的旋转而在轨迹上移动的测定点来说，根据测定位置的不同，有离子照射或未有离子照射。该例的测定点的离子的照射从80°的位置开始，在180°左右记录最大密度，在230°的位置终止。另外，除了图2的方式以外，也可以按照例如在图5的被粗实线所围起的区域A2’中能够进行离子束的部分照射的方式来配置离子源38。但是，在图5的方式中，在保持在基板支架12的旋转轴(图中，参照“X”)附近的特定基板14与保持在基板支架12的外周附近的其它基板14之间，离子束的相对照射时间会有不同。这种情况下，保持在基板支架12上的全部基板14的特性也有时未均匀化。因而，在本例中，优选如图2所示，按照离子束能够照射至被特定的闭合曲线 (例如大致为椭圆)所围起的区域(该区域不包括作为基板支架12的旋转轴的旋转中心)的方式来配置离子源38。通过形成不包含基板支架12的旋转中心的闭合曲线所围起的区域，实现了离子束的脉冲照射。返回到图1，在本例中，在遮板38a的上方可以设有用于对从离子源38中引出的离子的指向性进行调整的调整壁38b，38b。通过设置该调整壁，不论上述离子源38的配置如何，均可将离子束照射至基板支架12的特定区域(例如图2的区域A2、图5的区域A2’
坐、
寸/ o本例的离子源38藉由作为支持装置的附件44被安装在真空容器10的侧面。通过将离子源38安装在真空容器10的侧面侧，相比于其与蒸镀源34同样地被配置在真空容器10的内部下方的情况，从离子源38照射出的离子束以较短的飞行距离到达基板14。其结果，可以抑制与基板14碰撞时的离子的动能的降低。另外，通过使保持较高动能的状态的离子束从斜向碰撞至基板14表面，可以更大地表现出对于基板14表面的离子清洁效果及离子辅助效果，可有效去除基板14表面的杂质原子，其结果，可以认为，基板14表面的原子与通过蒸镀而飞来的成膜材料分子的结合得到促进，提高在其上成膜的薄膜的诸性能。
本例的离子源38配置在与蒸镀源34的配置位置相比以离子源38的主体长度的程度以上来靠近基板14的位置。另外，尽管按照容易进行离子源38的安装的方式使真空容器10的侧面的一部分成倾斜，但离子源38的安装位置为任意的。另外，离子源38的安装位置并不限于真空容器10的内部侧面，也可以与蒸镀源34同样地为真空容器10的内部下方。在任一情况下，均安装在离子束能够照射到保持在基板支架12上的基板14的一部分这样的位置。附件44(支持单元)为离子源38的支持装置，被安装在真空容器10的侧面。附件44具备:固定于真空容器10侧的托架(未图示)、可在托架上倾斜地支承离子源38侧的销(未图示)、以及将离子源38的倾斜固定在特定位置的由螺钉构成的制动部件(未图示)。因此，可对离子源38 的安装角度进行任意调节。另外，在真空容器10侧配设有托架，通过将其固定在可调整位置的底板(未图示)上，不论安装角度如何，均可对高度方向、半径方向的位置进行调整地来构成。另外，高度方向、半径方向的位置调整通过在上下方向和半径方向移动底板来进行。通过离子源38的安装高度h和半径方向的位置的变更，可将离子源38与基板14调整至适当的距离；通过安装角度的变更，可以调整与基板14碰撞的离子束的入射角度或位置。通过离子源38的高度方向、半径方向的位置以及安装角度的调整，可将离子束的损失抑制在最小限，可调整为离子电流密度相对于离子源38的照射区域(例如图2的A2、图5的A2’)呈均匀的分布。离子源38的安装角度Θ为照射离子束的轴线与基板支架12的旋转轴线所成的角度。该角度过大或过小均可能会减少基于离子束照射的基板14表面的清洁效果、进一步减少对薄膜的离子辅助效果，有可能减少薄膜诸性能提高的效果、或无该效果。本例中，在离子源38的安装角度Θ为6 70度的角度范围时，期待最终可更进一步提高在基板14表面成膜的薄膜的诸性能。另外，只要为来自离子源38的离子束能够到达基板14的范围，对基板14表面从斜向入射离子束的方法就不依赖于基板14与离子源38的距离。另外，上述的安装角度Θ当然也可根据基板支架12或真空容器10的尺寸或者成膜材料来进行适当变更。安装高度h按照使离子源38与基板14的距离为适当值的方式来进行设定。若安装高度h过高，则安装角度Θ过大；另一方面，若安装高度h过低，则基板14与离子源38的距离变长，同时安装角度Θ也过小。因而，安装高度h需要为可得到适当的安装角度Θ的位置。离子源38与基板14的距离优选与平均自由行程I相等或者为其以下。例如，若平均自由行程l=500mm，则优选离子源38与基板14的距离也为500mm以下。通过使离子源38与基板14的距离为平均自由行程I以下，可使从离子源38放出的离子的半数以上以无碰撞状态与基板14进行碰撞。由于可以在具有高能量的状态下将离子束照射至基板14，因而其后成膜的薄膜的诸性能提高的效果大。此处，“离子源38与基板14的距离”指的是离子源38的中心与从离子源38的中心到基板支架12的成膜面侧的中心的距离。同样地，“蒸镀源34与基板14的距离”指的是蒸镀源34的中心与从蒸镀源34的中心到基板支架12的成膜面侧的中心的距离。另外，“离子源38的主体长度”为从离子源38 (离子枪)的电极到离子等离子体放电室的底部的距离。离子源38的安装位置并不限于真空容器10的侧面侧的位置，根据附件44的不同，也可以为从真空容器10的侧面的壁面离开的位置。由于附件44在半径方向上也可调整离子源38的位置，因而可容易地为这样的配置。这种情况下，由于可从更近的位置对基板14照射离子束，因而即使为更低的能量(消耗电力)，也可得到离子部分照射的效果。另外，离子源38也可设置于底部。这种情况下，将台座设置于底部，在台座上安装离子源38即可。另外，通过将离子源38安装在真空容器10的侧面，离子束的照射不会被配置在蒸镀源34与基板之间的膜厚校正板(未图示)所妨碍，因而可减少离子的损失，从而是优选的。在真空容器10的内部的侧面侧配设有中和器40。中和器40为在将离子源38作为成膜辅助装置使用的情况下运转的第2成膜辅助装置。从蒸镀源34向着基板14移动的成膜材料利用从离子源38照射出的正离子(离子束)的碰撞能而高致密性且强固地附着在基板14的表面。此时，基板14由于离子束所含有的正离子而带正电。另外，通过将从离子源38射出的正离子(例如O2+)蓄积在基板14，产生基板14整体带正电的现象(充电)。若发生了充电，则带正电的基板14与其它部件之间发生异常放电，放电所致的冲击有时会破坏在基板14表面形成的薄膜(绝缘膜)。另外，基板14带正电会导致基于从离子源38射出的正离子的碰撞能降低，因而薄膜的致密性、附着强度等也会减少。为了消除这样的不利状况，对于蓄积在基板14的正电荷进行电中和(中和)，可以像本例这样配设中和器40。本例的中和器40为在基于离子源38的离子束的照射中向着基板14放出电子(e_)的成膜辅助装置，将电子从Ar等稀有气体的等离子体中弓I出，利用加速电压进行加速来射出电子。由其射出的电子将附着至基板14表面的离子所致的带电进行中和。本例中，中和器40以离开离子源 38特定距离的方式进行配设。另外，在中和器40的上方也可以设有用于对从中和器40中放出的电子的指向性进行调整的调整壁(省略图示。例如参照调整壁38b)。中和器40的配置只要为能够向基板14照射电子而进行中和的位置即可，其可以与离子源38同样地能够对保持在基板支架12上的全部基板14中的一部分照射电子来进行配置；或者也可以与蒸镀源34同样地能够将电子照射至全部的基板14来进行配置。中和器40配置在能够对基板14照射电子而进行中和的位置即可。本例中，中和器40配设在接近于基板支架12的位置。通过这样地进行配设，可精确地朝向附着有从离子源38照射出的离子的基板支架12的区域照射电子。另外，若将中和器40配设在离开离子源38特定距离的位置，则与从离子源38朝向基板14移动中的离子直接反应的情况少，可以有效地中和基板支架12的电荷。因此，即使与现有的蒸镀装置相比施加至中和器40的电流值为较低值，也可适当地对基板支架12进行中和。由于可向基板14表面供给充足的电子，因而可使例如高折射率膜或低折射率膜等电介质膜完全氧化。在本例中，离子源38和中和器40分别各由I个来构成，但也可以为它们各配置多个的构成。例如可以为沿着旋转的基板支架12的旋转方向设有多个离子源38与中和器40的构成。通过为这样的构成，即使在具备大尺寸的基板支架12的大型成膜装置中也可更为有效地适用。在本例中，在真空容器10的内部的下方配设有由成膜源与限制单元构成的成膜单元。作为成膜源一例的蒸镀源34在本例中为电阻加热方式(直接加热方式、间接加热方式等)的蒸镀源。蒸镀源34具备坩锅(舟)34b与遮板34a，该坩锅(舟)34b在上部具备用于载置成膜材料的凹槽，该遮板34a可开闭地被设在阻断从坩锅34b向基板14方向放出的成膜材料的全部蒸发物的位置。遮板34a被来自控制器52的指令而适当地控制为开闭。在直接加热方式中，在金属制的舟中安装电极使电流流通，直接对金属制的舟进行加热，使舟本身为电阻加热器，对装入其中的成膜材料进行加热。间接加热方式中，舟并非为直接的热源，其为通过使电流在与舟分开设置的加热装置、例如由过渡金属等稀有金属等构成的蒸镀丝中流通来进行加热的方式。在将成膜材料载置于坩锅34b中的状态下，利用舟本身或者与舟分开设置的加热装置对成膜材料进行加热，若在该状态打开遮板34a，则成膜材料的蒸发物从坩锅34b中向基板14方向在真空容器10的内部移动，附着在各基板14的表面。另外，蒸镀源34并不限于电阻加热方式，也可以为电子束加热方式的蒸镀源。蒸镀源34为电子束加热方式的情况下，其蒸镀源34除了具备与上述同样的坩锅34b和遮板34a之外，还具备对成膜材料照射电子束(e_)、使其蒸发的电子枪和电子枪电源(均未图示)即可。图1所示的本例的蒸镀源34按照能够向着被保持在接受来自马达的输出功率并绕着垂直轴旋转的 旋转途中的基板支架12上的全部基板14方向(基板支架12的全部区域)放出成膜材料的蒸发物的配置和朝向来进行设置(蒸镀源34的容器10内大致中央配置的示例)。作为限制单元一例的限制板36为用于限制从蒸镀源34放出的成膜材料的蒸发物的飞散方向的部件，其按照能够对从蒸镀源34向着旋转途中的基板支架12的全部区域放出的成膜材料的蒸发物的飞散方向进行限制的方式来配置。其结果，在本例中，例如如图6所示，从蒸镀源34放出的成膜材料的蒸发物仅对保持在旋转途中的基板支架12上的全部基板14之中的移动到了被粗实线所围起的区域A3中的特定基板14组进行部分供给。S卩，在本例中，按照基于蒸镀源34的成膜材料的蒸发物的附着区域(A3)小于基板支架12的底面全部区域(图6的被两点虚线所围起的区域Al)的方式来设置作为成膜单元的蒸镀源34和限制板36 (A3〈A1)。特别优选按照A3含((1/2) XAl)、也即附着区域(A3)为基板支架12的底面全部区域的一半以下的方式来构成、配置成膜单元。通过这样地来配置限制板36和蒸镀源34，从蒸镀源34放出的成膜材料的蒸发物向着保持于旋转中的基板支架12上的全部基板14的方向放出，但限制板36遮蔽了部分蒸发物的飞散，从而结果为，从蒸镀源34放出的成膜材料的蒸发物仅部分附着于全部的基板14中的移动到了区域A3的特定基板14组(成膜材料的部分供给)。另外，通过使本例的成膜材料的部分供给持续特定时间，最终可使成膜材料的蒸发物附着在保持于旋转途中的基板支架12上的全部基板14，使薄膜堆积。另外，在设基板支架12的成膜面侧的中心位置为(x，y) = (0，0)时，将通过旋转基板支架12而测定点A C(参照图7)移动的各轨迹与X轴在x>0部分相交的点作为基准点(测定位置=O度)，所述测定点为在上述成膜面侧的半径方向离开上述中心特定距离的任意点。此时，将通过旋转基板支架12而使测定点A C逆时针旋转地在各轨迹上进行移动的位置与上述中心连结而成的直线相对于X轴(其中限于x>0)所成的角度(xl。在图7中表示为Θ)作为O度 360度的X轴，在取各xl下的成膜速率(y2)为0.05nm/秒
0.85nm/秒的Y轴的XY平面上，对xl与y2的值作图，所得曲线图见图8。该图8的曲线图表示在图6所示的区域Al中的各测定点A C的成膜材料的蒸发物供给的各状态。如图8所示，可以理解各测定点处的成膜速率根据测定位置而发生变动。这意味着，对于通过基板支架12的旋转而在各轨迹上移动的各测定点来说，根据测定位置的不同，有蒸发物附着或未有附着。另外，有蒸发物附着的区域相当于图6的区域A3。另外，除了图6的方式以外，也可以按照例如成膜材料能够部分供给至图9中的被粗实线所围起的区域A3’的方式来调整限制板36的配置。但是，在图9的方式中，在保持在基板支架12的旋转轴(图中，参照“X”)附近的特定基板14与保持在基板支架12的外周附近的其它基板14之间，成膜材料的相对供给时间会有不同。这种情况下，在保持在基板支架12的全部基板14上所堆积的薄膜的特性也有时未均匀化。因而，在本例中，如图6所示,优选按照成膜材料能够供给至由不包括作为基板支架12的旋转轴的旋转中心的闭合曲线所围起的区域的方式来调整限制板36的配置。通过成为由不包括基板支架12的旋转中心的闭合曲线所围起的区域，实现了成膜材料的脉冲供给。另外，离子束的照射区域(例如图2的A2)与成膜材料的供给区域(例如图6的区域A3)可以重复。另外，在本例中，不必一定要设置限制板36。这种情况下，例如如图10所示，将蒸镀源34从容器10内的大致中央配置向端侧靠近来进行配置即可。通过将蒸镀源34向容器10内的端侧靠近来进行配置，即使省略限制板36的设置，也能够向旋转途中的基板支架12的一部分、即全部基板14的一部分(移动到了特定区域的特定的基板14组)进行成膜材料的部分供给(成膜材料的飞散方向与供给方向相同)。

这种情况下，与图6所示的示例同样地，按照基于蒸镀源34的成膜材料的蒸发物的附着区域小于基板支架12的底面全部区域的方式，将蒸镀源34设置在向真空容器2内下方的端侧靠近的位置。关于该例，也与图6所示的示例同样地优选按照蒸发物的附着区域为基板支架12的底面全部区域(即本发明中所说的“基体保持面的全部区域”)的一半以下的方式来配置蒸镀源34。在图10所示的示例中，蒸镀源34优选配置在蒸镀源34的中心与基板支架12的外缘的最远点P的连线相对于沿着作为基板支架12的旋转中心的垂直轴延长的方向(垂直方向)的基准线所成的角度(Θ I)优选为40度以上、更优选为60度以上的位置。通过按照相对于基准线的角度Θ I为上述角度以上来配置蒸镀源34，可以不使用限制板36来进行成膜材料的部分供给。另外，在图10所示的示例中，在将基板支架12的成膜面侧的直径设为“圆顶径D1”、将基板支架12的成膜面侧的中心到蒸镀源34的中心的距离设为“高度D2”、将上述基准线到蒸镀源34的中心的最短距离设为“偏移值D3”时，作为一例，可分别将Dl设计为例如IOOOmm 2000mm左右、将D2设计为例如500mm 1500mm左右、将D3设计为例如IOOmm 800mm左右。
〈〈第2实施方式》接下来，对使用成膜装置I的成膜方法的一例(光学薄膜的成膜方法)进行说明。在本例中，作为光学薄膜的一例，示例出了进行光学滤光器薄膜的成膜的情况。本例中成膜的光学滤光器薄膜是交替层积高折射率物质与低折射率物质来进行成膜的，即使对由一种或者两种以上蒸发物质(成膜材料)构成的光学滤光器的成膜，本发明也能适用，这种情况下，可以适当变更蒸镀源34的数目或配置。另外，作为利用本例制作的光学滤光器的具体例，可以举出短波长透过滤光器(SffPF)与红外线截止滤光器，除此以外，长波长透过滤光器、带通滤光器*ND滤光器等薄膜器件也能够适用。在本例中，作为填充在蒸镀源34的舟中的用于形成光学薄膜的成膜材料，使用高折射率物质(例如Ta205、TiO2)、低折射率物质(例如SiO2)等。(I)首先，将两个以上的基板14按照其成膜面朝下的状态置于基板支架12的底面。置于基板支架12上的基板14(基体)可以由形状被加工成例如板状或透镜状等的玻璃、塑料或金属来构成。另外，基板14优选在固定前或者固定后进行湿式清洗。(2)接下来，将基板支架12置于真空容器10的内部，之后将真空容器10内排气至例如10_4Pa 10_2Pa左右。若真空度低于10_4Pa，则真空排气需要过多时间，生产率可能会降低。另一方面，若真空度高于10_2Pa，则成膜有时不充分，膜的特性可能会劣化。(3)然后，对电加热器53通电使其放热，使基板支架12以规定速度(后述)旋转。通过该旋转，使两个以上基板14的温度与成膜条件均匀化。在控制器52中，若通过温度传感器54的输出判断出基板14的温度例如为常温 120°C、优选为50°C 90°C，则进入成膜工序。在基板温度不到常温时，则所成膜的薄膜的密度低，具有得不到充分的膜耐久性的倾向。基板温度若超过120°C，则作为基板14使用塑料基板的情况下，该基板14有可能会产生劣化或变形。另外，在使用适于无加热成膜的材料的情况下，有时也在常温进行成膜。在本例中，在进入成膜工序之前，离子源38呈空转状态。另外，蒸镀源34也按照随着遮板34a的开动作可立即扩散(放出)成膜材料的方式来预先准备。(4)随后，控制器52将离子源38的照射电力(功率)从空转状态增大至特定的照射电力，打开遮板38a，对旋转途中的各基板14的表面照射离子束(基板14表面的清洁)。此时，中和器40也开始运转。即，在成膜之前，对于各基板14的成膜面，同时进行照射从离子源38中引出的导入气体(此处为氧)的离子束的工序、以及照射电子的工序。本例的特征在于，在光学滤光器薄膜的成膜之前，仅对保持于旋转途中的基板支架12上的全部基板14中的移动到了区域A2的特定基板14组连续地进行离子与电子的部分照射。基于离子束的部分照射的基板14表面的清洁条件如下。作为导入至离子源38中的气体种，只要至少含有氩或氧即可，也可以为氩与氧的混合气体，但优选为氩与氧的混合气体。上述气体种的导入量(在为混合气体的情况下为合计导入量)例如为Isccm以上、优选为5sccm以上、更优选为20sccm以上，并且例如为IOOsccm以下、优选为70sccm以下、更优选为50SCCm以下。“seem”为“标准cc/m”的简称，表示的是(TC、101.3kPa(l个大气压)下的量。
离子的加速电压(V)例如为50V 1500V、优选为500V 1300V、更优选为700V 1200V。离子的照射电流⑴例如为50mA 1500mA、优选为200mA 1300mA、更优选为400mA 1200mAo在基板清洁中，在将向着基板支架12照射基于离子源38的离子束的总照射时间设为“Tl”时，在本例中，该Tl例如为I秒 800秒、优选为10秒 100秒左右。另外，在与Tl 一起将相对于保持在基板支架12上的每一片基板14的离子束的照射时间设为T2、且将区域A2设定为区域Al的一半的情况下，T2为Tl的一半。S卩，即使进行例如600秒(Tl)的向着基板支架12的离子束的照射，相对于每I片基板14，也仅进行了 300秒(T2)的离子束的实际照射。在本例中，离子源38以能够部分照射离子束的配置来进行配置(A2〈A1)。特别优选通过按照A2 ^ ((1/2) XAl)的方式配置离子源38，来按照T2 ^ ((1/2) XTl)的方式照射离子束，对基板14表面进行清洁。另外，也可按照A2f ((1/2) XAl)的方式来配置离子源38、同时变动基板支架12的旋转速度，由此也可按照T2 = ((1/2) XTl)的方式来照射离子束。在本例中，伴随着基板支架12的旋转，保持在该基板支架12上的全部基板14中的任意基板(基准基板)从进入A2区域到离开为止的时间设为“tl”、将从离开A2区域直至下次刚进入A2区域之 前为止的时间设为“t2”时，优选按照tl〈t2来确定A2区域的尺寸、配置和/或基板支架12的旋转速度。通过按照tl〈t2、也即按照对于基准基板来说照射的时间短于未经离子照射的时间的方式来设定A2区域的尺寸等，可以更为有效地进行适当的离子照射。另外，tl与t2的合计(tl+t2)为基板支架12转一圈的时间，在本例中，该(tl+t2)优选设定为0.6秒 20秒左右。也即基板支架12的旋转速度被设定为3rpm IOOrpm左右。也可以优选以5rpm 60rpm、更优选以IOrpm 40rpm使基板支架12进行旋转。中和器40的运转条件如下。作为导入至中和器40中的气体种，例如为氩。上述气体种的导入量例如为IOsccm lOOsccm、优选为30sccm 50sccm。电子的加速电压例如为20V 80V、优选为30V 70V。电子电流为离子电流以上的电流被供给这样的电流即可。(5)接下来，控制器52在将离子源38的遮板38a保持原样(开状态)的同时打开遮板34a,开始成膜材料的离子束辅助沉积(IAD:1on-beam Assisted Depositionmethod)。此时，中和器40也持续运转。即，在本例中，相对于基板14的成膜面，同时进行成膜材料从蒸镀源34中飞散出的工序、照射从离子源38引出的导入气体(此处为氧)的离子束的工序、以及照射电子的工序(成膜处理)。本例的特征还在于，在基于上述离子束的部分照射进行基板14表面的清洁之后，仅对保持于旋转途中的基板支架12上的全部基板14中的移动到了区域A3中的特定基板14组连续地进行成膜材料的部分供给。即，将成膜材料的蒸发物从蒸镀源34向着基于斜向照射的离子束的部分照射后的基板14的清洁面进行特定时间(T3。后述)期间的放出，进行成膜处理。进一步地，本例的特征还在于，与这样的成膜材料的部分供给的同时伴随有基于部分照射的离子束的成膜辅助。将向着基板支架12放出基于蒸镀源34的成膜材料的蒸发物的总放出时间设为“T3”、将上述蒸发物相对于保持于基板支架12上的每一片基板14的附着时间设为“T4”、且将区域A3设定为区域Al的一半的情况下，T4为T3的一半。S卩，即使进行例如2000秒(T3)的向着基板支架12的蒸发物的放出，相对于每一片基板14，也仅进行了 1000秒(T4)的蒸发物的附着。在本例中，蒸镀源34和限制板36按照基于蒸镀源34的成膜材料的供给为能够部分供给的构成来进行配置(A3〈A1)。特别优选通过以A3 = ((1/2) XAl)的构成配置蒸镀源34和限制板36，来按照T4 = ((1/2) X T3)的方式供给成膜材料。另外，也可按照A3 ^ ((1/2) XAl)的构成来配置蒸镀源34和限制板36、同时变动基板支架12的旋转速度，由此也可按照T4f ((1/2) XT3)的方式来供给成膜材料。基于离子束的部分照射的成膜辅助条件可以在与成膜开始前进行的基于离子束的部分照射的清洁条件(前述)为相同的条件下进行，也可以在不同的条件下进行。但是，离子的加速电压(V)例如为50V 1500V、优选为100V 1200V、更优选为200V 400V。离子的照射电流(I)例如为50mA 1000mA、优选为IOOmA 1000mA、更优选为300mA 1000mA、进一步优选为 300mA 600mA。将提供辅助效果的情况下的向着基板支架12照射基于离子源38的离子束的总照射(总辅助)时间设为T5时，该T5可以与基于蒸镀源34的成膜材料的蒸发物的总放出时间(T3)相同，或者也可不同。在与T5—起将相对于每一片基板14的离子束的实照射(实辅助)时间设为“T6”、且将区域A2设为区域Al的一半的情况下，T6为T5的一半。即，SP使将用于在向着基板支架12放出蒸发物的同时提供辅助效果的离子束的照射进行与该蒸发物的放出时间(T3)同样的例如600秒(T5),相对于每一片基板14,也仅进行了 300秒(T6)的用于提供辅助效果的离子束的实照射。本例中，离子源38以能够部分照射离子束的配置来进行配置(A2〈A1)。特别是，通过按照A2含((1/2) XAl)的方式配置离子源38，可以按照T6含((1/2) XT5)的方式照射离子束、进行成膜辅助。 中和器40的运转条件可以在与成膜开始前进行的基于离子束的部分照射的清洁(前述)的情况为相同条件下进行，也可以在不同条件下进行。在蒸镀源34放出成膜材料的蒸发物的期间，通过进行离子源38的遮板38a的开动作而放出的离子与基板14碰撞，可以使附着于基板14的成膜材料的表面呈平滑化同时
呈致密化。通过反复进行特定次数的该操作，可形成多层膜。通过离子束的照射，在基板14发生电荷偏移(偏”),但该电荷的偏移通过从中和器40中向着基板14照射电子而中和。由此，在基板14的成膜面以特定厚度形成薄膜。(6)控制器52通过利用水晶监控器50对在基板14上形成的薄膜的膜厚进行持续监视，若达到特定膜厚，则停止成膜。由此，光学滤光器薄膜以特定膜厚在两个以上的基板14的表面进行成膜，得到光学滤光器。另外，控制器52在停止成膜时，关闭遮板34a和遮板38a。利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，在成膜之前，向着旋转途中的基板支架12的基体保持面的一部分区域照射离子束，其结果，在保持于基板支架12上并进行旋转的两个以上的基板14之中仅移动到了上述区域的特定的基板14组被照射了离子束(基于离子的部分照射的基板14表面的清洁)。离子束的照射区域A2小于基板支架12的底面全部区域A1(A2〈A1)。其结果，在成膜之前，离子束对各基板14短暂地以脉冲状进行高密度照射，与离子束的照射为全面照射(A2=A1)的现有技术相比，各基板14的表面的清洁效果增高。具体地说，各基板14全部的表面活性度提高，在成膜时，各基板14与其上堆积的薄膜的结合进一步得到促进，其结果，可使所形成薄膜的诸性能更进一步得到提高。通过仅向着进行旋转的基板支架12的一部分区域进行离子束的照射，离子束对各基板14短暂地以脉冲状进行高密度照射。通过以该脉冲状进行密度高的离子束的照射，各基板14的表面的能量状态的活性化得到促进。其后，通过多粒子间的相互作用，各基板14的表面以高概率达到热平衡状态，由此，与采用离子束的全面照射的现有方法相比，可在基板14表面形成诸性能(在本例中为光学薄膜中的光学特性)优异的薄膜。特别是，通过按照T2为Tl的一半以下(T2 ^ ((1/2) -Tl))的方式来调整基板支架12的旋转速度和离子的照射区域中的一者或这两者，可以更进一步显著地发挥出这样的效果。另外，利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，除离子束的部分照射外，还向着基板支架12的基体保持面的一部分区域供给成膜材料，其结果，在保持于基板支架12上并进行旋转的两个以上的基板14之中，仅移动到了上述区域的特定的基板14组被供给了成膜材料(成膜材料的部分供给)。成膜材料的供给区域A3小于基板支架12的底面全部区域 A1(A3〈A1)。其结果，除了基于离子束的部分照射的基板14表面的清洁效果之外，基板14与其上堆积的薄膜之间的结合力更进一步得到提高，其结果，薄膜的诸性能更进一步得到显著提闻。在离子束的部分照射之后，通过仅向着进行旋转的基板支架12的基体保持面的一部分区域进行成膜材料的供给，对清洁后的各基板14短暂地以脉冲状高密度照射薄膜的成膜材料。通过该脉冲状 高密度的成膜材料的供给，可促进各基板14的表面能量状态的活性化，此外还可促进各基板14表面所堆积的成膜颗粒的能量状态的活性化，使各基板14的表面所堆积的成膜颗粒以更高的概率达到热平衡状态，由此，可在各基板14的表面形成诸性能(在本例中为光学特性)更进一步优异的薄膜。特别是，通过按照T4为T3的一半以下(T4含((1/2) XT3))来调整基板支架12的旋转速度和成膜材料的供给区域中的一者或这两者，可以更进一步显著地发挥出这样的效果。进一步地，在本例中，由于与成膜材料的部分供给一同进行提供辅助效果的离子束的部分照射，因而在供给成膜材料期间，确保了不对各基板14进行离子束照射的时间。构成堆积在基板14表面上的蒸镀层的分子(蒸镀分子)在被照射了提供辅助效果的离子束的期间在该离子束作用下化学反应(氧化)得到促进，而其另一方面，会由于从离子束接受的动能而发生表面迁移(物理激发)这样的不利状况。在本例中，在未对基板14进行离子束照射的期间，可使由于离子束的照射而发生表面迁移的蒸镀分子静止在基板14上的稳定位置(稳定位点)(呈稳定态)。即使其后对于静止在稳定位点的蒸镀分子再次进行离子照射，也不会使静止的蒸镀分子从稳定位点移动出，作为结果，可认为得到了致密且品质良好的薄膜。即，薄膜致密、且组成的均匀性提高，同时可谋求薄膜组织变形的降低。由此，通过使成膜的组织具有良好的均匀性，可得到折射率的变动少、光的吸收系数稳定在一定值以下的光学滤光器。
另外，对基板支架12的基板保持面全部区域、也即对全部基板14连续照射提供辅助效果的离子束的情况下(全面照射)，堆积在基板14表面的蒸镀分子在静止于基板14上的稳定位点之前会再次被激发。其原因在于离子束的连续照射。其结果，难以使上述蒸镀分子在稳定位点静止，由此认为，可能会妨碍薄膜的致密。利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，对保持在基板支架12上并进行旋转的两个以上的基板14中的一部分供给成膜材料，同时进行提供辅助效果的离子束的部分照射，从而，与进行提供辅助效果的离子束照射的全面照射的情况相比，可进一步促进薄膜的致密化，作为结果，可得到较高的离子辅助效果。〈〈第3实施方式〉〉接下来，对使用成膜装置I的成膜方法的其它例(功能性薄膜的成膜方法)进行说明。在本例中，作为功能性薄膜的一例，示例出进行由有机物构成的防污膜的成膜的情况。需要说明的是，防污膜为具有疏水性、疏油性的膜，其具有防止油污垢附着的功能。此处，“防止油污垢附着”不仅单指无油污垢附着，而且即使有附着，也可简单地擦去。即，防污膜维持疏油性。在本例中，填充在蒸镀源34的舟中的用于形成防污膜的成膜材料的形态没有特别限定，例如可以使用:(a)在多孔质陶瓷中浸渗有疏水性反应性有机化合物的形态；或(b)在金属纤维或细线的块中浸渗有疏水性反应性有机化合物的形态。它们可快速吸收大量的疏水性反应性有机化合物并使其蒸发。从处理性的方面出发，多孔质陶瓷优选以圆块状使用。作为金属纤维或细线，可以举出例如铁、钼、银、铜等。金属纤维或细线优选使用按照可保持充分量的疏水性反应性有机化合物的方式缠绕而成的形状的物质、例如使用机织物状或无纺布状的物质。金属纤维或细线的块的空孔率可以根据将疏水性反应性有机化合物保持在何种程度来进行确定。作为成膜材料使用金属纤维或细线的块的情况下，优选将其保持在一端开放的容器内。保持在容器内的金属纤维或细线的块也可视同为圆块。容器的形状没有特别限定，可以举出克努森(Knudsen)型、扩散喷嘴型、直筒型、扩散筒型、舟型、线圈型等，可以根据成膜装置I的规格进行适当选择。容器的至少一端开放，使疏水性反应性有机化合物可由开放端蒸发。作为容器的材质，可以使用铜、钨、钽、钥、镍等金属、氧化铝等陶瓷、碳等，根据蒸镀装置或疏水性反应性有机化合物来适当选择。多孔质陶瓷圆块以及保持在容器中的由金属纤维或细线的块构成的圆块的尺寸均无限定。在使疏水性反应性有机化合物浸渗到多孔质陶瓷或金属纤维或细线的块中的情况下，首先制作疏水性反应性有机化合物的有机溶剂溶液，通过浸溃法、滴加法、喷雾法等使溶液浸渗到多孔质陶瓷或金属纤维或细线中，之后使有机溶剂挥发。由于疏水性反应性有机化合物具有反应性基团(水解性基团)，因而优选使用惰性有机溶剂。作为惰性有机溶剂，可以举出:氟改性脂肪族烃系溶剂(全氟庚烷、全氟辛烷等)、氟改性芳香族烃系溶剂(间二 (三氟甲基)苯(m-xylene hexafluoride)、苯氟仿(benzotrifluoride)等)、氟改性醚系溶剂(甲基全氟丁醚、全氟(2-丁基四氢呋喃)等)、氟改性烷基胺系溶剂(全氟三丁胺、全氟三戊胺等)、烃系溶剂(甲苯、二甲苯等)、酮系溶剂(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)等。这些有机溶剂可以单独使用，也可以2种以上混合。疏水性反应性有机化合物溶液的浓度并无限定，可以根据浸渗疏水性反应性有机化合物的载体的形态来适当设定。在本例中，与第2实施方式同样地进行基板14表面的清洁(参照第2实施方式的(I) ⑷)。(5)接下来，控制器52将离子源38的照射电力恢复至空转状态，关闭遮板38a，同时打开遮板34a，进行用于形成防污膜的成膜材料的基于电阻加热方式的真空蒸镀(成膜处理)。另外，在本例中，成膜材料的加热并不限于电阻加热方式，也可以使用卤素灯、护套加热器、电子束、等离子体电子束、感应加热等。S卩，使成膜材料 从蒸镀源34向着基于斜向照射的离子束的部分照射后的基板14的清洁面进行例如3 20分钟(T3)期间的飞散，进行成膜处理(成膜材料的部分供给)。其结果，在各基板14表面以特定厚度(例如Inm 50nm)形成防污膜。(6)控制器52通过利用水晶监控器50对基板14上形成的薄膜的膜厚进行持续监视，若呈特定膜厚，则停止蒸镀。由此，防污膜以特定膜厚在两个以上的基板14的表面进行成膜，得到防污膜基材。利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，与第2实施方式同样地，除了基于离子束的部分照射的基板14表面的清洁外，还进行了成膜材料的部分供给。因此，除了离子束的部分照射所带来的效果之外，还更进一步提高了基板14与其上堆积的薄膜之间的结合力，其结果，薄膜的诸性能(在本例中作为功能性薄膜的防污膜的耐磨耗性等)更进一步显著提高。在离子束的部分照射之后，通过仅向着进行旋转的基板支架12的基体保持面的一部分区域进行成膜材料的供给，对清洁后的各基板14短暂地以脉冲状高密度照射薄膜的成膜材料。通过该脉冲状高密度的成膜材料的供给，可促进各基板14的表面能量状态的活性化，此外还可促进各基板14表面所堆积的成膜颗粒的能量状态的活性化，使各基板14的表面所堆积的成膜颗粒以更高的概率达到热平衡状态，由此，可在各基板14的表面形成诸性能更为优异的薄膜。特别是，通过按照T4为T3的一半以下(T4含((1/2) XT3))来调整基板支架12的旋转速度和成膜材料的供给区域中的一者或这两者，可以更进一步显著地发挥出这样的效果。对于本例中进行成膜的防污膜来说，即使以lkg/cm2的负荷使钢丝绒# 0000往复超过1000次(优选为2000次)，也可将来源于油性笔的油墨擦去，其耐磨耗性得到了进一步提闻。另外，防污膜的成膜过程并不限于上述过程。例如，也可以在真空容器10的内部下方配设蒸镀源34以外的蒸镀源(例如电子束加热方式等)，在利用离子束斜向照射进行基板14表面的清洁之后，利用另外配设的蒸镀源(省略图示)在保持于基板支架12的全部基板14的清洁面上以数nm的程度进行Si02、Al203等无机膜的成膜，之后使蒸镀源34运转，在该无机膜上进行防污膜的成膜。利用该方式，与利用朝向基板支架整个面的离子束照射来一次性地进行全部基板表面的清洁的现有方法相比，也可进一步提高所得到的防污膜的耐磨耗性。实施例接下来，举出对上述发明的实施方式进一步进行具体化的实施例，对发明进一步进行详细说明。另外，在各实验例中，T1、T2是指清洁时的时间，特别是Tl为离子束向着基板支架照射的总照射时间，T2为离子束相对于每一片基板的照射时间。T3、T4是指成膜时的时间，特别是T3为成膜材料(防油剂、Si02、Ta205)的蒸发物向着基板支架放出的总放出时间，T4为上述蒸发物相对于每一片基板的附着时间。T5、T6是指上述成膜时的离子辅助的时间，特别是T5为离子束向着基板支架照射的总照射(总辅助)时间，T6为离子束相对于每一片基板的实照射(实辅助)时间。《实验例I》在本例中，准备图1所示的成膜装置I (其中拆下限制板36)，在下述条件下进行成膜，得到防污膜样品。另外，在图11中示出了以相对于基板支架12的位置关系来表示本例中的离子束的照射区域(A2)的模式。作为基板使用BK7(折射率n=1.52)，使基板支架的旋转速度(RS)为30rpm。对于与基板清洁相关的离子照射，使照射开始时的基板温度为100°C、使离子源的条件如下。 导入气体种和导入量:02, 50sccm。 离子加速 电压:1000V。 照射离子电流:500mA。 将保持在自基板支架的中心偏移580mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:31%。中和器的条件如下。 导入气体种和导入量:Ar, lOsccm、 电子电流:1A。对于防污膜的成膜，使成膜开始时的基板温度为100°C、使成膜条件如下。在防污膜的成膜时，中止离子与电子的照射。 成膜材料:Canon-Optron社制造的防油剂(商品名:0F_SR、成分名:含氟有机娃化合物)。
T3: 500 秒、T4: 500 秒。《耐磨耗性的评价》在所得到的防污膜样品的防污膜的表面放置Icm2的钢丝绒# 0000，在施加Ikg/cm2的负荷的状态下，以I秒钟在50mm的直线上往复I次的速度进行擦伤试验。每往复进行100次该擦伤试验，利用油性魔术笔(有机溶剂型记号笔、商品名=Mackee极细、Zebra社制造)在试验面(防污膜面)画线，对于是否可利用干燥布擦去油性魔术笔的有机溶剂型油墨进行评价。其结果，可擦去有机溶剂型油墨的最大擦伤往复次数为2400。
《水接触角的评价》在所得到的防污膜样品的防污膜的表面放置Icm2的钢丝绒# 0000，在施加Ikg/cm2的负荷的状态下，以I秒钟在50mm的直线上往复I次的速度进行2000次擦伤后，利用以JIS-R3257的润湿性试验为基准的方法来测定对于防污膜上的水的接触角。具体地说，将防污膜样品载置于试验台，向擦伤后的防污膜侧滴加蒸馏水，在静置状态下通过对水滴的接触角进行光学测定来进行评价。其结果为95度。《实验例2》准备现有成膜装置(省略图示)，其基于离子源的离子束的照射区域与基于蒸镀源的成膜材料的供给区域均为基板支架的基板放置面的全部区域。使用该成膜装置，在与实验例I相同条件下进行成膜，得到防污膜样品。另外，图12中示出了以相对于基板支架12的位置关系表示本例的离子束的照射区域(Al)的模式。.Tl:300 秒、T2:300 秒。.T3: 500 秒、T4: 500 秒。所得到的防污膜样品的对于防污膜的最大擦伤往复次数为1100，与实验例I的样品相比，确认到了耐磨耗性变差。但是，即使是“最大擦伤往复次数:1100次”时，也有充分的耐磨耗性，判断其能够充分耐受实用。另外，对防污膜样品的防污膜表面在擦伤后相对于水的接触角同样地进行了测定，结果为53度，与实验例I的样品相比，擦伤后相对于水的接触角降低，确认到了耐磨耗性的劣化。《实验例3》在本例中，除了准备图1所示的成膜装置I (具有限制板36)以外，在与实验例I相同条件下得到防污膜样品。另外，图11中示出了以相对于基板支架12的位置关系表示本例的离子束的照射区域(A2)的模式。图13中示出了以相对于基板支架12的位置关系表示成膜材料的供给区域(A3)的模式。.Tl:300 秒、T2:100 秒。.将保持在自基板支架的中心偏移580mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:31%。.T3: 500 秒、T4: 360 秒。所得到的防污膜样品的对于防污膜的最大擦伤往复次数为3500。另外，对防污膜样品的防污膜表面在擦伤后相对于水的接触角同样进行了测定，结果为102度。《实验例4》在本例中，准备与实验例I相同的成膜装置，在下述条件下制作光学滤光器试样。光学滤光器试样为由高折射率膜与低折射率膜计27层形成的短波长透过滤光器(ShortWave Pass Filter:SWPF)的多层膜。作为基板使用BK7 (折射率n=l.52)，将基板支架的旋转速度(RS)设为30rpm。对于与基板清洁相关的离子照射，使照射开始时的基板温度为100°C、使离子源的条件与实验例I相同。

.Tl:300 秒、T2:100 秒。.将保持在自基板支架的中心偏移580mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:31%。
对于光学滤光器薄膜的成膜，使成膜开始时的基板温度为100°C、使成膜条件如下。 成膜材料=Ta2O5 (高折射率膜)与SiO2 (低折射率膜)。
Ta2O5 的成膜速度:0.5nm/ 秒。
Ta2O5 蒸发物的 T3:2260 秒、T4:2260 秒。
SiO2 的成膜速度:1.0nm/ 秒。
SiO2 蒸发物的 T3:1500 秒、T4:1500 秒。另外，在进行光学滤光器薄膜的成膜时，将基于提供辅助效果的离子源的输出变更为如下条件。 导入气体种和导入量:02, 50sccm。 离子加速电压:300V。 照射离子电流:500mA。
Ta2O5 成膜时的 T5:2260 秒、T6:750 秒。
SiO2 成膜时的 T5:1500 秒、T6:500 秒。中和器的条件如下。 导入气体种和导入量:Ar, lOsccm、

电子电流:IA。《分光特性的评价》对所得到的光学滤光器试样的透过分光特性(透过率T)与反射分光特性(反射率R)进行测定，对其和(R+T)进行图示化，特别对波段450nm 550nm下的(R+T)值的平均值进行作图。结果示于图14中。其结果，在整个可见光区域下未确认到吸收。特别是如图14所示，450nm至550nm波段中的(R+T)值为99.5%以上，几乎没有薄膜(多层膜)吸收，确认到为具有良好的光学特性的薄膜。《实验例5》在本例中，除了准备与实验例3相同的成膜装置以外，在与实验例4相同的条件下制作光学滤光器试样。
Ta2O5 蒸发物的 T3:2260 秒、T4:1620 秒。
Ta2O5 成膜时的 T5:2260 秒、T6:750 秒。
SiO2 蒸发物的 T3:1500 秒、T4:1075 秒。
SiO2 成膜时的 T5:1500 秒、T6:500 秒。与实验例4同样地对所得到的光学滤光器试样的透过分光特性(透过率T)与反射分光特性(反射率R)进行测定，对其和(R+T)进行图示化，之后与实验例4同样地对波段450nm 550nm下的(R+T)值的平均值进行作图。结果示于图14中。其结果，确认到可形成在整个可见光区域未确认到光的吸收的薄膜。特别是450nm至550nm的波段中的(R+T)值为实验例4的结果以上，得到了 99.8%的值，确认到形成了具有极为良好的光学特性的薄膜。《实验例6》 在本例中，除了准备与实验例2相同的现有成膜装置以外，在与实验例4相同条件下制作光学滤光器试样。
Tl:300 秒、T2:300 秒。
Ta2O5 蒸发物的 T3:2260 秒、T4:2260 秒。
Ta2O5 成膜时的 T5:2260 秒、T6:2260 秒。
SiO2 蒸发物的 T3:1500 秒、T4:1500 秒。
SiO2 成膜时的 T5:1500 秒、T6:1500 秒。与实验例4同样地对所得到的光学滤光器试样的透过分光特性(透过率T)与反射分光特性(反射率R)进行测定，对其和(R+T)进行图示化，之后与实验例4同样地对波段450nm 550nm下的(R+T)值的平均值进行作图。结果示于图14中。其结果，确认到在整个可见光区域有一部分吸收。如图14所示，在450nm至550nm的波段中的(R+T)值为99.3%，稍观察到了薄膜(多层膜)中的吸收，在与实验例4、5相比的情况下，可确认到为光学特性较差的薄膜。《实验例7》在本例中，除了准备图10所示的成膜装置I (使蒸镀源34偏移)以外，在与实验例I相同的条件下得到防污膜样品。
Tl:300 秒、T2:110 秒。 将保持在自基板支架的中心偏移560mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:35%。
T3:500 秒、T4:100 秒。另外，在本例中，在图16的曲线图中示出了在图15所示区域Al中的各测定点A C的成膜材料的蒸发物供给的各状态。该图16为与图8的曲线图相同含义的曲线图。如图16所示，能够理解到，根据测定位置的不同，各测定点处的成膜速率发生变动。这意味着，对于由于基板支架12的旋转而在各轨迹上移动的各测定点来说，随着测定位置的不同，有蒸发物附着或未有附着。相当于图15的区域A3的蒸镀物附着区域的中心附近存在于各测定点的每一处显示出速率最大值的位置(例如若是测定点C则为90°的位置)。《实验例8》在本例中，除了准备图10所示的成膜装置I (使蒸镀源34偏移)以外，在与实验例I相同的条件下得到防污膜样品。.Tl:300 秒、T2:120 秒。 将保持在自基板支架的中心偏移830mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:32%。
T3:500 秒、T4:80 秒。 《实验例9》在本例中，除了准备图10所示的成膜装置I (使蒸镀源34偏移)以外，在与实验例I相同的条件下得到防污膜样品。 将保持在自基板支架的中心偏移560mm的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:32%。
T3:500 秒、T4:290 秒。《实验例10》
在本例中，除了使成膜材料的供给区域(A3)相对于基板支架12的位置关系如图15所示以外，在与实验例7 9相同的条件(但下述条件除外)下得到防污膜样品。.Tl:300 秒、T2:100 秒。.将保持在自基板支架的中心偏移580_的位置的基板作为基准基板时，相对于该基准基板的离子照射的比例:31%。.T3:500 秒、T4:230 秒。另外，将各实验例中的圆顶径D1、高度D2、偏移值D3、角度Θ I的设计值列于表I。表I中还一并示出了上述实验例2、3中所用的成膜装置中的各设计值。表I
权利要求
1.一种成膜方法，其为在对基体的表面进行清洁后在该基体的清洁面进行薄膜的成膜的方法，其特征在于，在该成膜方法中，通过向着基体保持单元的基体保持面的一部分区域照射能量粒子，使所述能量粒子仅与保持于所述基体保持面上并进行旋转的两个以上基体中的移动到了所述区域的特定基体组接触，由此来清洁所述基体的表面。
2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，照射能量粒子，使得照射区域成为由按照不包含所述基体保持面的旋转中心的方式划定的闭合曲线所围起的区域。
3.如权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，伴随着基体保持单元的旋转，保持在基体保持面上的全部基体中的任意基板从到达所述区域到离开所述区域为止的时间设为tl，从离开所述区域到下次再到达所述区域为止的时间设为t2时，按照tl〈t2的方式来确定所述区域的尺寸、配置和/或基体保持单元的旋转速度。
4.如权利要求3所述的成膜方法,其特征在于,基体保持单元的旋转速度为3rpm IOOrpm0
5.如权利要求1 4的任意一项所述的成膜方法，其特征在于，通过向着所述基体保持面的一部分区域供给薄膜的成膜材料，将所述成膜材料仅供给至移动到了所述区域的特定基体组，由此将薄膜堆积在所述基体的清洁面上。
6.如权利要求5所述的成膜方法，其特征在于，供给成膜材料，使得供给区域成为由按照不包含所述基体保持面的旋转中心的方式划定的闭合曲线所围起的区域。
7.如权利要求5或6所述的成膜方法，其特征在于，在供给所述成膜材料的同时，通过向着所述基体保持面的一部分区域照射能量粒子将所述能量粒子仅连续照射至保持于所述基体保持面上并进行旋转的两个以上的基体中的移动到了所述区域的特定基体组从而提供辅助效果，并 同时使所述薄膜堆积。
8.如权利要求1 7的任意一项所述的成膜方法，其特征在于，使用从离子源照射出的离子束作为能量粒子。
9.一种成膜装置，其为将具有用于保持两个以上基体的基体保持面的基体保持单元以能够绕着垂直轴旋转的方式配设在真空容器内的成膜装置，其特征在于，该成膜装置具有: 能量粒子照射单元，其以能量粒子能够向着所述基体保持面的一部分区域进行照射这样的构成、配置和/或朝向被设置在所述真空容器内；以及 成膜单元，其以能够向着下述区域供给成膜材料的构成被设置在所述真空容器内，所述区域为所述基体保持面的一部分且所述区域与基于所述能量粒子照射单元的能量粒子的照射区域的至少一部分重复。
10.如权利要求9所述的成膜装置，其特征在于，所述能量粒子照射单元以能够对所述基体保持面的全部区域的一半以下照射能量粒子的配置被配设在所述真空容器内。
11.如权利要求9或10所述的成膜装置，其特征在于，所述能量粒子照射单元由能照射出加速电压为50V 1500V的离子束的离子源构成。
12.如权利要求9 11的任意一项所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜单元通过包含成膜源与限制单元来构成，所述成膜源以能够朝着所述基体保持面的全部区域的方向放出成膜材料的配置和朝向被设置在所述真空容器内，所述限制单元对由该成膜源放出的成膜材料的飞散方向进行限制；所述限制单元按照能够对所述基体保持面的全部区域的一半以下供给由所述成膜源放出的成膜材料的方式来进行设置。
13.如权利要求9 11的任意一项所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜单元具有设置在所述真空容器内的成膜源，该成膜源按照能够对所述基体保持面的全部区域的一半以下供给所放出的成膜材料的方式从所述真空容器内下方的大致中央配置来向端侧靠近而进行配置。
14.如权利要求13所述的成膜装置，其特征在于，在所述成膜源的中心与所述基体保持单元的外缘的最远点的连线相对于沿着所述垂直轴延长的方向的基准线所成的角度为40度以上的位置配 置所述成膜源。
全文摘要
本发明提供可有效地进行防污膜的成膜的成膜装置，该防污膜的耐磨耗性能不但可耐实用而且耐磨耗性能也进一步得到提高。本发明的成膜装置(1)为将具有用于保持两个以上基板(14)的基体保持面的基板支架(12)可旋转地配设在真空容器(10)内的成膜装置(1)，其中，该成膜装置(1)是具有离子源(38)以及作为成膜单元的蒸镀源(34)和限制板(36)的构成，所述离子源(38)按照可向着上述基体保持面的一部分区域照射离子束这样的构成、配置和/或朝向被设置在真空容器(10)内，所述作为成膜单元的蒸镀源(34)和限制板(36)按照可向着作为上述基体保持面的一部分且与基于离子源(38)的离子束的照射区域的至少一部分重复的区域来供给成膜材料这样的构成被设置在真空容器(10)内。
文档编号C23C14/02GK103154298SQ201280003215
公开日2013年6月12日 申请日期2012年8月2日 优先权日2011年9月30日
发明者盐野一郎, 林达也, 姜友松, 长江亦周, 宫内充祐, 佐守真悟 申请人:株式会社新柯隆