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导致作为最终产品的特性显著降低。因此，对光学薄膜期望其光学特性(例如光透过率等)得到提高。另外，已知有通过以 下所示的工序来对作为功能性薄膜一个示例的防污膜进行成膜的技术(专利文献I)。该方法为如下方法:首先遍及基板支架的基板保持面的全体将作为处理对象的2个以上的基板保持在其上，之后使该基板支架在真空腔室内旋转，接着，在维持该旋转的状态下，向着2个以上基板的全部连续照射离子(离子的全面照射)，之后向着由于离子照射而形成了表面凹凸的基板的全部蒸发由防污膜的形成原料构成的成膜材料并使其附着在基板上(成膜材料的全面供给)，通过以上的工序，可将防污膜堆积在2个以上基板中的全部的凹凸形成面上。若采用该方法，则可进行具备可耐实用的耐磨耗性的防污膜的成膜(专利文献I的段落0029);但近年来希望对防污膜进一步提高耐磨耗性。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
发明所要解决的问题根据本发明的一个方面，提供可进一步提高各种薄膜的各种性能的成膜方法和成膜装置。根据本发明的其它方面，提供能够高效地进行光学特性进一步得到提高的光学薄膜的成膜的成膜方法和成膜装置。根据本发明进一步的其它方面，提供能够高效地进行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进行成膜的成膜方法和成膜装置。解决课题的手段根据本发明的第I方面，提供一种成膜方法，其为使薄膜堆积在基材的表面上的成膜方法，该成膜方法的特征在于，使用基体保持单元和成膜单元，所述基体保持单元具有保持有2个以上的各基体的基体保持面且能够旋转；所述成膜单元按照如下方式配置:使其向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，对所述基体保持面的部分区域即第I区域(例如A3)能够供给比该第I区域以外的其他区域(残余区域)更多量的所述薄膜的成膜材料，在使2个以上的各基体保持在所述基体保持面上的状态下使所述基体保持单元旋转的同时，使所述成膜单元持续工作，由此在使所述成膜材料对移动中的全部或部分各基体的供给量随时间变化的同时，使由所述成膜材料构成的所述薄膜堆积。本发明中，使薄膜堆积随着基体保持单元的旋转而移动的2个以上的各基体的表面上时，可以通过进行照射能量粒子来对部分供给的成膜材料提供辅助效果。对于能量粒子的照射，在朝着旋转停止时的基体保持单元使能量粒子的照射工作的情况下，能量粒子的照射可以是向着所述基体保持面的全部区域即第3区域(例如Al)的全面照射。但是，本发明中，在朝向旋转停止时的基体保持单元进行照射的情况下，优选进行仅向着所述基体保持面的部分区域即第2区域(例如A2)的部分照射。即，根据本发明的第2方面提供一种成膜方法，其为使薄膜堆积在基体的表面上的成膜方法，该成膜方法的特征在于，使用基体保持单元、成膜单元和照射单元，所述基体保持单元具有保持有2个以上的各基体的基体保持面且能够旋转；所述成膜单元按照如下方式配置:使其向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，对所述基体保持面的部分区域即第I区域(例如A3)能够提供比该第I区域以外的其他区域(残余区域)更多量的所述薄膜的成膜材料；使其向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，所述照射单元仅向着所述基体保持面的部分区域即第2区域(例如A2)照射能量粒子，在使2个以上的各基体保持在所述基体保持面上的状态使所述基体保持单元旋转的同时，使所述成膜单元和所述照射单元持续工作，由此在使所述成膜材料对移动中的全部或部分各基体的供给量随时间变化的同时，并且在确保一时地对全部或部分各基体未照射所述能量粒子的时间的同时，使由所述成膜构成的且提供有辅助效果的所述薄膜堆积。本发明的照射单元至少作为下述(I)、(2)任一项等使用。优选为至少作为下述(I)来使用。(I)用于在薄膜堆积时提供辅助效果的且与成膜单元的工作一起工作的成膜辅助单元；(2)用于对作为成膜对象的各基体的表面进行清洁的且在成膜单元工作开始前工作的清洁单元。基于本发明的第2方面的成膜方法中，被供给成膜原料的第I区域(A3)与被照射能量粒子的第2区域可以是相同配置，所述能量粒子在薄膜堆积时提供辅助效果。另外也可以为其他配置。进一步也能够是一个区域(A2或A3)与另一区域(A3或A2)至少部分重复的配置。“至少部分重复”是指包含一个区域与另一区域的全部重复的情况这样的中心意思。本发明中，能够使用加速电压为50V 1500V的能量粒子，和/或能够使用照射电流为50mA 1500mA的能量粒子。本发明中，能够使用至少含有氧的能量粒子。作为能量粒子，除了能够使用从离子源照射的离子束外，也能够使用从等离子体源照射的等离子体等。根据本发明，提供一种成膜装置，其为将具有用于保持2个以上基体的基体保持面的基体保持单元可绕着垂直轴旋转地配设在真空容器内的成膜装置，该成膜装置具有:成膜单元，按照 如下构成而设置在所述真空容器内:使其向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，对所述基体保持面的部分区域即第I区域(例如A3)能够供给比该第I区域以外的其他区域(残余区域)更多量的成膜材料；
照射单元，按照如下构成、配置和/或朝向设置在所述真空容器内:使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够仅向着该基体保持面的部分区域即第2区域(例如A2)照射能量粒子。本发明中，能够仅由成膜源而不依赖于校正板等遮蔽板的遮蔽效果来构成成膜单元。该情况下，将成膜源配置在从真空容器内下方的大致中央配置向端侧偏离的位置，使被放出的成膜材料能够对基体保持单元的基体保持面的整个区域即第3区域(例如Al)的一半以下(或者50%以上且小于等于80%)进行供给即可。靠近真空容器内下方的端侧来配置成膜源的情况时，可以将成膜源配置在下述位置:连接成膜源的中心和基体保持单元的外缘的最远点的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方向的基准线所成角度为40度以上。本发明中，照射 单元能够按照对基体保持单元的基体保持面的整个区域即第3区域(例如Al)的一半以下(或50%以上且小于等于80%)能够照射能量粒子进行配置的方式配设在真空容器内。本发明中，照射单元能够由可以照射加速电压为50V 1500V的能量粒子和/或照射电流为50mA 1500mA的能量粒子这样的照射源来构成，作为照射源，可以举出照射离子束的离子源或照射等离子体的等离子体源等。本发明的成膜装置中，被供给成膜材料的第I区域(A3)可以与被照射能量粒子的第2区域(A2)相同配置，另外也可以为其他配置。进一步也可以是一个区域(A2或A3)与其他区域(A3或A2)的至少部分重复的配置。“至少部分重复”是指包含一个区域与另一区域的全部重复的情况这样的中心意思。本发明中，进一步具有使基体保持单元旋转的旋转单元,照射单元能够按照从该照射单元照射能量粒子的轴线相对于基体保持单元的旋转轴线具有6度以上且小于等于70度的角度的方式配设在真空容器的内部。本发明中，照射单元能够配设在真空容器的侧面侧，并且照射单元能够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程以下的方式进行配设。本发明中，照射单元能够通过至少可以调整安装角度的支持单元安装在真空容器的侧面。本发明中，基体保持单元形成为平板状或圆顶状或呈棱锥状，形成有从其一侧面贯通至另一侧面的贯通孔的情况时，成膜时保持在基体保持面的基体能够按照堵塞贯通孔的方式保持在基体保持单元中。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。发明的效果根据本发明，使用按照如下构成设置在真空容器内的成膜单元:在具有用于保持2个以上作为成膜对象的基体的基体保持面且可以旋转的基体保持单元的动作停止(旋转停止)时，并且向着该基体保持单元使成膜单元工作的情况下，对作为所述基体保持面的部分区域即第I区域能够供给比第I区域以外的其他区域更多量的成膜材料。然后，在使2个以上的各基体保持在基体保持面上的状态下使基体保持单元旋转的同时，使成膜单元持续工作(成膜材料的部分供给)。由此，在使所述成膜材料对移动着的全部或部分各基体的供给量与时间同时变化的同时，使由所述成膜材料构成的薄膜堆积在各基体的表面上。根据本发明，对移动着的全部或部分各基体以时间上脉冲状高密度地供给成膜材料。通过以脉冲状供给高密度成膜材料，促进了各基体表面的能量状态的活性化。之后，通过多粒子间的相互作用使各基体的表面达到热平衡状态(thermalization)的概率增高。由此，与向着保持在基体保持面进行旋转的2个以上的基体的全部供给成膜材料(成膜材料的全面供给)的现有方法相比较，能够进一步提高基体和堆积在其上的薄膜间的结合力，其结果是能够在各基体的表面上形成各种性能(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。若利用本发明的优选方式，则除了特定的所述成膜单元以外，进一步使用照射单元，所述照射单元在所述基体保持单元的工作停止(旋转停止)时，并且向着该基体保持单元使照射单元工作时，仅向着所述基体保持面的部分区域(第2区域)照射能量粒子。并且，在使2个以上的各基体保持在基体保持面的状态下使基体保持单元旋转的同时，使成膜单元和照射单元两单元持续工作(成膜材料的部分供给和能量粒子的部分照射)。由此，在使成膜材料对移动着的全部或部分各基体的供给量与时间同时变化的同时，并且在确保一时地对全部或部分各基体未照射能量粒子的时间的同时，使由所述成膜材料构成的被提供了辅助效果的所述薄膜堆积在各基体的表面上。根据该方式，除了由所述成膜材料的部分供给产生的效果外，对移动的全部或部分各基体能够以时间上脉冲状高密度地照射能量粒子。成膜材料的部分供给同时以这种脉冲状照射高密度的能量粒子，由此除了使各基体表面的能量状态的活性化促进之外，堆积在各基体表面的成膜粒子的能量状态的活性化也被促进，堆积在各基体表面的成膜粒子达到热平衡状态的概率进一步增高。其结果为能够期待更进一步容易地在各基体表面形成各种性能(如前述)优异的薄膜。需要说明的是，本发明中，存在2个以上的各基体遍及基体保持单元的基体保持面的整体而设置，或者也存在仅设置在基体保持面的部分上。此处，“遍及基体保持面的整体”是指排出将基体仅保持在基体保持面的部分上(例如外缘附近)的情况这个意思。另外本发明中“脉冲状”按照如下的意思来使用，S卩，成膜单元工作期间一般向着基体保持单元供给成膜 材料，但着眼于移动的2个以上的各基体的一部分(例如为“基准基体V,)的情况时，对于持续供给的成膜材料，其供给量随时间变化，某个时间对基准基体X供给较多，之后的某个时间对基准基体X仅供给少量。照射单元工作期间一般向着基体保持单元照射能量粒子，但着眼于移动的2个以上的各基体的一部分(基准基体Y，该Y与上述X是否相同无所谓)的情况时，持续照射的能量粒子仅在某个时间照射到基准基体Y，之后某个时间未照射到基准基体Y。S卩，对于基准基体Y存在未照射能量粒子的时间带。就成膜材料而言，将对移动的全部或部分各基体持续供给的成膜材料的单位时间的供给量变化的状态定义为“脉冲状”。就能量粒子而言，将对移动的全部或部分各基体持续照射的能量粒子仅在某个时间照射，之后的某个时间未照射的状态定义为“脉冲状”。“成膜材料的部分供给”能够按照每单位时间对移动的全部的基体的至少一部分供给成膜材料的量的最大值和最小值的比(最大值/最小值)超过5的方式进行。如上，最大值和最小值的比(最大值/最小值)超过5的成膜材料的部分供给能够通过按照以下方式配置成膜单元来实现，所述方式为连接成膜单元的中心和基体保持单元的外缘的最远点的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方向(垂直方向)的基准线所成的角度(9 I)为40度以上。


图1是本发明的一个实施方式涉及的成膜装置从正面观察到的截面图。图2是沿着图1的I1-1I线的截面图。图3相当于图2的截面图，其是示出了在基板支架(* ^夕'' )以中心为基准进行旋转时从该基板支架的中心向半径方向离开预定距离的测定点发生移动的轨迹的图。图4是示出了在图2的区域A2中图3的测定点中的离子照射的状态的曲线图。图5是示出了对应于图2的其它形态的截面图。图6是沿着图1的I1-1I线的截面图，图6也是示出了实验例4(实施例)中成膜材料的供给区域相对于基板支架的位置关系的概要图。图7相当于图6的截面图，其是示出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向半径方向离开特定距离的各测定点A C发生移动的轨迹的图。图8是示出了在图6的区域Al中图7的各测定点A C中的成膜材料的蒸发物供给状态的曲线图，图8也是示出了实验例I (实施例)中，在图6的区域Al中图7的各测定点A C中的成膜材料的蒸发物供给状态的曲线图。图9是示出了对应于图6的其它形态的截面10是示出图2的第2区域(A2)和图6的第I区域(A3)的其他配置例的截面图。图11是示出了对 应于图10的其他配置例的截面图。图12是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图13是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图14是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图15是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图16是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图17是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图18是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图19是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图20是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图21是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图22是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图23是示出了对应于图10的其他配置例的截面图。图24是利用相对于基板支架的位置关系示出了实验例1-1、7、7-1 (实施例)中离子束的照射区域的概要图。图25是本发明的比较例(实验例6、8)中使用的现有构成的成膜装置从正面观察到的截面图。图26是利用相对于基板支架的位置关系示出了实验例6、8 (比较例)中成膜材料的供给区域的概要图。图27是示出了对实验例7、7_1 (实施例)以及实验例8 (比较例)的各例制作的滤光器薄膜试样在波长450nm 550nm的透过率T和反射率R以及(R+T)的值的平均值的曲线图。符号的说明1.la...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、38...离子源(能量粒子照射单元)、38b…调整壁、44...附件(支持单元)、50...水晶监视器、51...膜厚检测部、52...控制器、53...电加热器、54...温度传感器。发明方式以下，根据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包括竖放的圆筒状的真空容器10。真空容器10为众所周知的成膜装置中通常使用的大致具有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设有排气口(未图示，本实施方式中朝向图1位于右侧)，通过该排气口连接真空泵(未图示)。通过使真空泵工作，将真空容器10的内部排气至预定压力(例如10_4Pa 3X10_2Pa左右)。在真空容器10中形成有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，可以通过门(未图示，在本实施方式中朝向图1位于左侧)连接加载互锁室(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(基体保持单兀)是形成为可绕着垂直轴旋转地进行保持的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。

成膜时，在基板支架12的下面(基体保持面)支持有两个以上的基板14。另外，在本实施方式的基板支架12的中心设有开口，在其中配设有水晶监视器50。水晶监视器50根据蒸镀物质(成膜材料的蒸发物)附着在其表面所致的共振频率的变化来利用膜厚检出部51检测出在基板14表面上所形成的物理膜厚。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包覆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根据来自膜厚检出部51的输出功率来控制后述的蒸镀源34的遮板34a和离子源38的遮板38a的开闭状态，对于基板14上形成的薄膜的膜厚进行适当控制。另夕卜，控制器52根据来自温度传感器54的输出功率来控制电加热器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的工作开始及工作停止进
行管理。在真空容器10内部的侧面侧配设有用于照射能量粒子的照射单元。作为照射单元的一个示例的离子源38主要是能量粒子照射装置，作为成膜辅助装置，用于对基板上堆积的薄膜提供离子辅助效果，在通过蒸镀源34(后述，以下相同)的工作开始所进行的成膜材料的供给同时照射离子束(ion beam)的。需要说明的是，离子源38能够出于在蒸镀源34的工作开始前向着基板14照射离子束，对基板14的表面进行清洁的目的而使用。离子源38从反应气体(例如O2)或稀有气体(例如Ar)的等离子体中提取出带正电的离子(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，设置在从离子源38向着基板14来屏蔽离子束的位置，可进行开关操作。遮板38a通过来自控制器52的指令而进行适当的开关控制。例如如图2所示，本例的离子源38在接受来自马达的输出功率而绕着垂直轴旋转的基板支架12工作停止(停止旋转)时，并且向着该基板支架12使离子源38工作的情况下，按照可以使离子束仅部分地对所述基体保持面的部分区域即第2区域(图2中被粗实线包围的区域A2)进行照射的构成(例如电极的曲率)、配置和/或朝向来进行配置。即，在本例中，按照基于离子源38的离子束的照射区域(A2)小于作为旋转停止时的基板支架12的基体保持面的下面全部区域(图2被两点波状线所包围的区域Al)的方式来配置离子源38(A2〈A1)。特别优选按照A2 = ((1/2) XAl)、即基板支架12的下面全部区域的一半以下的方式来配置离子源38。另外，特别地也存在优选按照((1/2) XAl) ^ A2 ^ ((4/5) X Al)，即基板支架12的下面区域的50%以上80%以下的方式来配置离子源38。通过这样地来配置离子源38并使其持续地工作，从而能够确保对伴随基板支架12的旋转而移动的2个以上的基板14存在一时的未照射来自离子源38的离子束的时间(离子束的部分照射)。另外，通过将本例的离子部分照射持续规定时间，最终可对保持在旋转途中的基板支架12的全部基板14照射离子束。在使基板支架12的离子照射面侧的中心位置为(X，y) = (0, O)时，将测定点随基板支架12旋转而移动的轨迹与X轴在x>0部分交叉的点作为基准点(测定位置=0度)，该测定点为从上述中心在上述离子照射面侧的半径方向离开预定距离的任意点(参照图3)。此时，将上述任意点随旋转基板支架12而在上述轨迹上逆时针旋转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，图3中表示为Θ)作为O度 360度的X轴，将在取各xl下的离子电流密度(yl)为O μ A/cm2 70 μ A/cm2的Y轴，在该XY平面上，对xl与yl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中上述测定点中的离子照射的状态。需要说明的是，在图4的测定中，作为在未照射离子的区域的离子电流密度的测定值，得到的值为O μ A/cm2，但根据装置的内部结构和电位结构，在施加了负电位的离子电流的测定元件上，例如通过使失去了照射能量的正电荷的离子微量流入，有时观察到5 μ A/cm2左右的“噪音电流”。如图4所示，能够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，对于随基板支架12旋转而在轨迹上移动的测定点来说，根据测定位置的不同，有被照射离子的或未被照射离子的。对于该例的测定点，离子的照射从80°的位置开始，在180°左右记录了最大密度，在230°的位置终止。根据图4的结果，能够理解实现了沿着旋转周期以脉冲状进行离子照射。另外，除了图2的方式以外，离子源38部分地照射离子束的第2区域可以为例如在图5中的被粗实线所包围的区域A2’。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的全部基板14的特性也可能未均匀化。因而，在本例中，如图2所示，优选按照能够在不包含基板支架12的旋转轴即旋转中心的区域照射离子束的方式来配置离子源38。通过成为不包含基板支架12的旋转中心的闭合曲线所包围的区域(例如椭圆区域)，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提取出的离子的指向性进行调整的调整壁38b，38b。通过该设置，不论上述离子源38的配置如何，均能够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’等)。本例的离子源38通过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，与将其同蒸镀源34同样地配置在真空容器10的内部下方的情况相比，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碰撞时的离子的运动能量的降低。另外，通过使保持较高运动能量的状态的离子束从斜向方向与基板14表面碰撞，可以更大地表现出对于基板14表面的离子辅助效果和离子清洁效果、可有效去除基板14表面的杂质原子，其结果，据认为可促进基板14表面的原子与通过蒸镀而飞来的成膜材料分子的结合，可提高在其上成膜的薄膜的各种性能。相比于蒸镀源34的配置位置，本例的离子源38配置在离子源38的主体长度以上、靠近于基板14的位置。另外，尽管使真空容器10的侧面的一部分倾斜地来形成以便离子源38的安装容易进行，但安装离子源38的位置是任意的。需要说明的是，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，均安装在能够对保持在基板支架12的基板14的一部分进行照射尚子束的位置。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:固定在真空容器10侧的托架(未图示)、可相对于托架倾斜地支撑离子源38侧的支杆(未图示)、以及由在特定位置固定离子源38的倾斜的螺钉构成的制动部件(未图示)。因此，能够任意地调节离子源38的安装角度。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)，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。需要说明的是，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，能够将离子源38与基板14调整至适当的距离；通过安装角度的变更，能够调整与基板14碰撞的离子束的入射角度及位置。通过进行离子源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对薄膜的离子辅助效果以及基板14表面的清洁效果，可能减少薄膜各种性能提高的效果、或无该效果。本例中，在离子源38的安装角度Θ为6度 70度的角度范围时，期待最终可更进一步提高在基板14表面成膜的薄膜的各种性能。另外，只要是来自离子源38的离子束可到达基板14的范围，在基板14表面从斜向方向入射离子束的方法并不依赖于基板14与离子源38的距离。需要说明的是，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的距离适当的方式来进行设定。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需要为能够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，能够使从离子源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。由于能够在具有高能量的状态下将离子束照射至基板14，因而其后进行成膜的薄膜的各种性能提高的效果大。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，也可将台座设置于底部，在台座上安装离子源38。另外，通过将离子源38安装在真空容器10的侧面，不会由于配置在蒸镀源34与基板之间的膜厚校正板(未图示)而妨碍离子束的照射，因而可减少离子的损失，从而是优选的。在真空容器10内部的侧面侧配设有中和器40。本例的中和器40是使用离子源38作为成膜辅助装置的情况下使其工作的第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)的碰撞能量而高致密性且牢固地附着在基板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，可引起基板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与其它部件之间引起异常放电，放电所致的冲击会破坏在基板14表面上形成的薄膜(绝缘膜)。另外，通过使基板14带正电，基于从离子源38射出的正离子的碰撞能量降低，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、使蓄积在基板14的正电荷进行电中和(中和)，能够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的离子束的照射中将电子(e_)向着基板14来放出的成膜辅助装置，将电子由Ar等稀有气体的等离子体中提取出，利用加速电压进行加速来射出电子。由其射出的电子对于附着至基板14表面的离子所致的带电进行中和。本例中，中和器40从离子源38离开特定距离来进行配设。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的配置只要为可向基板14照射电子进行中和的位置即可，其可以与离子源38同样地进行配置，相对于保持在基板支架12的全部基板14，这样配置时可将电子照射至其一部分；或者也可以与蒸镀源34同样地配置，这样配置时可将电子照射至基板14的全部。中和器40配置在可对基板14照射电子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，可精确地将电子朝向附着有从离子源38照射出的离子的基板支架12的区域进行照射。另外，若将中和器40配设在与离子源38离开特定距离的位置，则与从离子源38朝向基板14移动中的离子的直接反应减少，可以高效地中和基板支架12的电荷。因此，SP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，也能够适当地对基板支架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被氧化。在本例中，离子源38和中和器40分别各由I个来构成，但它们也能够各配置2个以上来进行构成。例如可以为沿着旋转的基板支架12的旋转方向设有2个以上离子源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内部的下方配设有作为成膜单元的成膜源。作为成膜源的一个示例的蒸镀源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，所述坩锅(舟)34b在上部具备用于载置成膜材料的凹槽，所述遮板34a可开关地被设在可全部遮断从坩锅34b向基板14方向放出的成膜材料的蒸发物的位置。遮板34a通过来自控制器52的指令进行适当的开关控制。直接加热方式中，在金属制造的舟中安装电极使电流流通,直接对金属制造的舟进行加热，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线圈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，从而，若在该状态打开遮板34a，则成膜材料的蒸发物从坩锅34b向基板14方向在真空容器10的内部进行移动,最终附着在全部各基板14的表面。需要说明的是，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，还可进一步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)。例如如图6所示，本例的蒸镀源34接受来自马达的输出功率，在绕着垂直轴旋转的基板支架12停止工作(旋转停止)时且向着该基板支架12使蒸镀源34工作的情况下，对作为所述基体保持面的部分区域的第I区域(被图6的粗实线包围的区域A3)能够部分地供给相比于第I区域以外的其他区域(残留区域)更多量的成膜材料的蒸发物，因此，从容器10内下方的大致中央配置向端侧靠近来进行配置。即，在本例中，按照基于蒸镀源34的成膜材料的供给区域(A3)小于旋转停止时的基板支架12的基体保持面即下面全部区域(被图6的两点波状线所围起的区域Al)的方式来配置蒸镀源34(A3〈A1)。特别优选按照A3 S ((1/2) XAl)、即基板支架12的下面全部区域的一半以下的方式来配置蒸镀源34。另外，特别地也存在优选按照((1/2) XAl) ^ A2 ^ ((4/5) XAl)，即为基板支架12的下面区域的50%以上且小于等于80%的方式来配置离子源38的情况。通过向容器10内的端侧靠近来配置蒸镀源34，并使其持续地工作，从而能够使对于伴随基板支架12的旋转而移动的2个以上的基板14使来自蒸镀源34的成膜材料的供给量随时间变化(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规定时间，最终能够对保持在旋转途中的基板支架12的全部基板14供给成膜材料。本例中，蒸镀源34优选配置在如下的位置上:即连接蒸镀源的34的中心和基板支架12的外缘的最远点的线相对于沿着作为基板支架12的旋转中心的垂直轴延长(垂直方向)的基准线所成的角度(Θ1)优选为40度以上，更优选为60度以上。通过按照相对基准线的角度Θ I为所述角度以上的方式配置蒸镀源34，使得可以进行成膜材料的部分供给(优选按照对移动的全部的基板12的至少一部分每单位成膜材料的时间的供给量的最大值和最小值的比(最大值/最小值)超过5 (特别为6以上)的方式来进行)。本例中，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”、将从所述基准线到蒸镀源34的中心的最短距离设为“偏移值D3”时，作为一个示例能够分别将Dl设为例如IOOOmm 2000mm左右、将D2设为例如500mm 1500mm左右、将D3设为例如IOOmm 800mm左右。另外，在使基板支架12的成膜面侧的中心位置为(X，y) = (0, O)时，将测定点A C(参照图7)随基板支架12旋转而移动的各轨迹与X轴在x>0部分交叉的点作为基准点(测定位置=0度)，所述测定点为从上述中心在上述成膜面侧的半径方向离开特定距离的任意点。此时，将通过旋转基板支架12而使测定点A C在各轨迹上逆时针旋转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，在该XY平面上，对xl与y2的值作图，所得图表示于图8。该图8的曲线图表示在图6所示的区域Al中各测定点A C中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的旋转而进行各轨迹上的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，蒸镀源34部分地供给成膜材料的第I区域为例如图9中的被粗的实线所围起的区域A3’。另外，在图6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可能未均匀化。因而，在本例中，如图9所示，优选按照在不含有基板支架12的旋转轴即旋转中心的区域能够供给成膜材料的方式来调整蒸发源34的配置。通过成为不包括基板支架12的旋转中心的闭合曲线所围起的区域(例如椭圆区域)，实现了成膜材料的脉冲供给。如图2和图6所示，离子束的照射区域即第2区域(A2)和成膜材料的供给区域即第I区域(A3)可以分别进行配置，或者也能够为相同配置。另外如图2和图6所示，第2区域(A2)和第I区域(A3)可 以为一个与另一个的部分或全部重复配置。需要说明的是，第2区域(A2)和第I区域(A3)的配置例示于图10 图23。其中，更优选的配置为图11、图14的情况。
〈〈第2实施方式》接下来，对使用成膜装置I的成膜方法的一个示例(光学薄膜的成膜方法)进行说明。本例中，作为光学薄膜的一个示例，示例出了进行滤光器薄膜的成膜的情况。本例中进行成膜的滤光器薄膜是使高折射率物质与低折射率物质交替层积来进行成膜的，即使对由一种或者2种以上蒸发物质(成膜材料)构成的滤光器的成膜，也可适用本发明，这种情况下，可以适当变更蒸镀源34的数目或配置。需要说明的是，作为利用本例制作的滤光器的具体例，可以举出短波长透过滤光器(SWPF)与红外线截止滤光器，除此以外，也可在长波长透过滤光器、带通滤光片*ND滤光器等薄膜器件中进行应用。本例中作为蒸镀源34使用电子束加热方式的蒸镀源(电子枪，电子枪电源未图示，参照第I实施方式的蒸镀源34的说明)。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)或低折射率物质(例如SiO2)等。(I)首先，将2个以上的基板14按照其成膜面朝下的状态安装于在基板支架12(基体保持面)的下面。安装在基板支架12上的基板14 (基体)能够由形状例如被加工成板状或透镜状等的玻璃、塑料或金属来构成。需要说明的是，基板14优选在固定前或者固定后进行湿式清洗。(2)接着，将基板支架12安装在真空容器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，则成膜不充分，膜的特性可能会劣化。(3)接着, 对电加热器53通电使其发热,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。控制器52通过温度传感器54的输出功率判断出基板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。在基板温度低于常温时，则所成膜的薄膜的密度低，倾向于无法得到充分的膜耐久性。基板温度若高于120°C，则作为基板14使用塑料基板的情况下，可能会引起该基板14的劣化或变形。另外，在使用适于无加热成膜的材料的情况下，也可在常温进行成膜。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的打开动作可立即进行成膜材料的扩散(放出)的方式来进行准备。(4)接着,控制器52打开遮板34a,对旋转途中的各个基板14供给成膜材料(成膜材料的部分供给)。同时本例中，控制器52使离子源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，对旋转途中的各个基板14照射离子束(基离子束的部分照射)。S卩，使成膜材料的离子束辅助蒸镀(IAD:1n-beam Assisted Depositionmethod)开始。此时，中和器40也开始工作。S卩，本例中，对旋转途中的各基板14的成膜面同时进行使来自蒸镀源34的成膜材料飞散的工序，照射从离子源38提取出的导入气体(这里为氧)的离子束的工序，照射电子的工序(成膜处理)。本例中，通过使蒸镀源34、离子源38和中和器40同时持续工作，对于随着基板支架12的旋转而移动的2个以上的基板14，在使得来自蒸镀源34的成膜材料的供给量随时间变化的同时，并且在确保未照射来自离子源38的离子束和来自中和器40的电子的时间(成膜材料的部分供给和离子束的部分供给)的同时，使提供了辅助效果的滤光器薄膜堆积在全部的基板14的表面上。S卩，对随基板支架12的旋转而移动的全部基板14，使来自蒸镀源34的成膜材料的蒸发物在规定时间(T3，后述)内以脉冲状放出从而进行成膜处理(成膜材料的部分供给)。进一步，本例中这样的成膜材料的部分供给伴随有利用从斜向的部分照射的离子束的成膜辅助。以上为本例的特征。本发明的其他示例中，不打开(关闭状态)离子源38的遮板38a，通过仅进行成膜材料的部分供给，能够使滤光器薄膜堆积在全部的基板14上。本例中，将向着基板支架12的基于蒸镀源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。即，即使在使向着基板支架12的蒸发物的放出进行例如2000秒(T3)时，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按照成膜材料的供给为可部分供给的方式来进行配置(A3〈A1)。特别优选通过以A3 = ((1/2) XAl)的构成配置蒸镀源34，来按照T4 ^ ((1/2) XT3)的方式供给成膜材料。另外，也存在优选通过按照((1/2) XAl) ^ A3 ^ ((4/5) XAl)，即成膜材料的部分供给为基板支架12的下面全部区域的50%以上且小于等于80%的方式来配置蒸镀源34，来按照((1/2) XT3) ^ T4 ^ ((4/5) XT3)的方式来部分供给成膜材料的情况。

需要说明的是，通过按照A3 = ((1/2) XAl)的方式配置蒸镀源34同时使基板支架12的旋转速度变动，使得能够按照T4 = ((1/2) XT3)的方式供给成膜原料。另外，也能够通过按照((1/2) XAl) ^ A3 ^ ((4/5) XAl)的方式配置蒸镀源34同时使基板支架12的旋转速度变动，使得能够按照((1/2) X T3) ^ T4 ^ ((4/5) XT3)的方式供给成膜原料。基于离子束部分照射的成膜辅助条件如以下所述。作为导入至离子源38中的气体种，只要至少含有氧即可，根据情况也可以为进一步含有氩气的氩气与氧气的混合气体。上述气体种的导入量(在为混合气体的情况下的合计导入量)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“standard cubiccentimeter/minutes”的简称,表示的是(TC、101.3kPa(l气压)下的每I分钟流动的气体的体积。离子的加速电压(V)例如为50V以上，优选为100V以上，更优选为200V以上，例如为1500V以下，优选为1200V以下，更优选为600V以下，进一步优选为400V以下。离子的照射电流⑴例如为50mA以上，优选为IOOmA以上，更优选为200mA以上，进一步优选为300mA以上，例如为IOOOmA以下，优选为800mA以下，更优选为600mA以下。本例中，将提供辅助效果情况下的向着基板支架12的基于离子源38的离子束的总照射(全辅助)时间设为“T5”时，本例中该T5能够与基于蒸镀源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，即使在使得用于向着基板支架12放出蒸发物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)时,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按照可以部分照射离子束的方式来进行配置(A2〈A1)。特别地，优选通过按照A2f ((1/2) XAl)的方式配置离子源38，可以按照T6f ((1/2) XT5)的方式照射离子束、进行成膜辅助。另外，也存在优选通过按照((1/2) XAl)含k2含((4/5) XAl),即成膜材料的部分供给为基板支架12的下面全部区域的50%以上80%以下的方式来配置离子源38，来按照((1/2) XT5) ^ T6 ^ ((4/5) XT5)的方式来部分照射离子束，进行成膜辅助的情况。 需要说明的是，通过按照A2 ^ ((1/2) XAl)的方式配置离子源38，同时使基板支架12的旋转速度变动，使得能够按照T6 ^ ((1/2) XT5)的方式照射离子束。另外，也能够通过按照((1/2) XAl) ^ A2 ^ ((4/5) XAl)的方式配置离子源38同时使基板支架12的旋转速度变动，使得能够按照((1/2) XT5) ^ T6 ^ ((4/5) XT5)的方式照射离子束。在本例中，随着基板支架12的旋转，保持在该基板支架12的全部基板14中的任意基板(基准基板)进入A3区域，将从其进入A3区域到离开为止所经过的时间设为“t3”、将其从离开A3区域直至再次要进入A3区域之前的时间设为“t4”时，优选按照t3〈t4来决定A3区域的尺寸、配置和/或基板支架12的旋转速度。通过按照t3〈t4、也即按照相对于基准基板的供给成膜材料的时间短于未供给成膜材料的时间的方式来设定A3区域的尺寸等，可以更为有效地进行适当的成膜材料的供给。另外除上述以外，随着基板支架12的旋转，所述基准基板进入A2区域，将从其进入进入A2区域到离开为止所经过的时间设为“t5”、将从离开A2区域直至再次要进入A2区域之前的时间设为“t6”时，优选按照t5〈t6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t5〈t6、也即按照相对于基准基板的照射的时间短于离子未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基于离子照射的成膜辅助。另外，t3与t4的合计(t3+t4)以及t5与t6的合计(t5+t6)为基板支架12 —次旋转的时间，在本例中优选设定在0.6秒 20秒左右。即基板支架12的旋转速度被设定为3rpm IOOrpm左右。也能够优选以5rpm 60rpm、更优选以IOrpm 40rpm使基板支架12进行旋转。中和器40的工作条件如下。作为导入至中和器40中的气体种，例如为氩气。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。电子电流为能够供给离子电流以上的电流即可。在蒸镀源34放出成膜材料的蒸发物的期间，通过对离子源38的遮板38a进行打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产生电荷偏移，但该电荷偏移通过从中和器40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。(5)控制器52利用水晶监视器50对基板14上形成的薄膜的膜厚进行持续监视，达到特定膜厚后停止成膜。由此，滤光器薄膜以特定膜厚成膜在2个以上的基板14的表面，得到滤光器。需要说明的是，在停止成膜时，控制器52关闭遮板34a和遮板38a。若通过由本例使用成膜装置I的成膜方法，则使用按照如下构成设置在真空容器10内的蒸镀源34:在具有用于保持2个以上基板14的基体保持面且可以旋转的基体支架12的工作停止(旋转停止)时，并且向着该基板支架12使蒸镀源34工作的情况时，对所述基体保持面的部分区域(第I区域)即区域A3可以供给相比于该区域A3以外的其他区域(残留区域)更多量的成膜材料。另外除此以外，相同的基板支架12的工作停止时，向着该基板支架12使离子源38工作的情况时，使用仅向着所述基体保持面的部分区域(第2区域)即区域A2照射离子束的离子源38。并且，本例中，在使2个以上的各基板14遍及基体保持面的整体而保持的状态下一边使基板支架12绕着垂直轴旋转一边使蒸镀源34和离子源38两者持续工作(成膜材料的部分供给和离子束的部分照射)。需要说明的是，成膜材料的供给区域A3比基板支架12的下面全部区域Al小(A3〈A1)。离子束的照射区域A2比基板支架12的下面全部区域Al小(A2〈A1)。通过以上的持续工作，使对移动的全部或部分各基板14的成膜材料的供给量随时间变化。随此对全部或部分的各基板14 一边确保一时的未照射离子束的时间，一边使由成膜材料构成的被提供由辅助效果的薄膜堆积在各基板14的表面。通过以脉冲状的高密度成膜材料的供给，促进了各基板14的表面的能量状态的活性化。之后，通过多粒子间的相互作用各基板14的表面达到热平衡状态的概率增高。由此，与向着遍及基体保持面的全体保持的旋转的2个以上的基板14的全部供给成膜材料(成膜材料的全面供给)这种现有方法相比较，能够更加提高基板14和堆积其上的薄膜间的结合力，其结果是能够在各基板14的表面形成各种性能(本例中，光学薄膜中的光学特性)优异的薄膜。除此之外，通过以脉冲状的高密度的离子束的同时照射，除了上述的各基板14的表面的能量状态的活性化促进以外，也促进了堆积在各基板14的表面的成膜粒子的能量状态的活性化。由此，堆积在各基板14的表面的成膜粒子达到热平衡状态的概率更进一步地增高。其结果是能够在各基板14的表面形成各种性能(如前述)更加优异的薄膜。特别地，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，因此供给成膜材料期间，能够确保未对各基板14照射离子的时间。构成堆积在基板14表面的蒸镀层的分子(蒸镀分子)在照射有提供辅助效果的离子束期间利用该离子束来促进化学反应(氧化)，但另一方面会由于由离子束所接受的运动能量而发生表面迁移(物理激发)这样的不利状况。本例中，未对基板14照射离子束期间，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由稳定位点发生移动，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，同时能够实现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滤光器。另外，在基板支架12的基板保持 面全部区域、也即对于全部基板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。其是由离子束的连续照射引起的。其结果，难以使上述蒸镀分子静止在稳定位点，据认为，由此可能会妨碍薄膜的致密。即，利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，相对于保持在基板支架12并进行旋转的2个以上的基板14，向其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，对使用了成膜装置I的成膜方法的其它示例(功能性薄膜的成膜方法)进行说明。本例中，作为功能性薄膜的一个示例，示例出了对由有机物构成的防污膜进行成膜的情况。需要说明的是，防污膜是具有疏水性、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)在多孔质陶瓷中含浸有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含浸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，多孔质陶瓷优选以粒状使用。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足够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。对容器的形状没有特别限定，可以举出克努森(Knudsen)型、扩展喷嘴型、直筒型、扩展筒型、舟型、缠绕型等，能够根据成膜装置I的规格进行适当选择。容器的至少一端开放，形成疏水性反应性有机化合物由开放端蒸发。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含浸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、喷雾法等使溶液含浸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:氟改性脂肪族烃类溶剂(全氟庚烷、全氟辛烷等)、氟改性芳香族烃类溶剂(间二 (三氟甲基)苯(m-Xylene hexafluoride)、苯氟仿(Benzotrifluoride)等)、氟改性醚类溶剂(甲基全氟丁醚、全氟(2-丁基四氢呋喃)等)、氟改性烷基胺类溶剂(全氟三丁胺、全氟三戊胺等)、烃类溶剂(甲苯、二甲苯等)、酮类溶剂(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，可以根据渗入疏水性反应性有机化合物的载体的形态来适当设定。本例中，进行第2实施方式的⑴ (3)的各操作。但本例中按照不使(3)中的离子源38和中和器40工作，仅使蒸镀源34工作，通过遮板34a的打开动作能够立即地使成膜材料扩散(放出)的方式进行准备。(4)接下来，控制器器52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，也能够使用卤素灯、护套加热器、电子束、等离子体电子束、感应加热等。S卩，本例中，对旋转途中的各基板14的成膜面，使来自蒸镀源34的成膜材料飞散例如3分钟 20分钟(T3)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。(5)同第2实施方式一样,控制器52利用水晶监视器50对基板14上形成的薄膜的膜厚进行持续监视，达到特定膜厚后停止成膜。由此，防污膜以特定膜厚成膜在2个以上的基板14的表面，得到防污膜基材。需要说明的是，在停止成膜时，控制器52关闭遮板38a。遮板34a始终为遮蔽的状态。若利用基于本例的使用成膜装置I的成膜方法，则使用按照如下构成的设置在真空容器10内的蒸镀源34:具有用于保持2个基板14的基体保持面的可以旋转的基板支架12的工作停止(旋转停止)时向着该基板支架12工作的情况下，对所述基体保持面的部分区域(第I区域)即区域A3可以提供比该区域A3以外的其他区域(残留区域)更多量的成膜材料。并且，在使2个以上的各基板14遍及基体保持面的整体保持的状态下一边使基板支架12绕着垂直轴旋转一边使蒸镀源34持续工作。

由此，一边使对移动的全部或部分各基板14来自蒸镀源34的成膜材料的供给量随时间变化，一边使由成膜材料构成的薄膜堆积在各基板14的表面。通过以脉冲状高密度的成膜材料的供给，促进了各基板14的表面的能量状态的活性化。之后，通过多粒子间的相互作用各基板14的表面达到热平衡状态的概率增高。由此，与全面供给成膜材料的现有单元相比较，能够更加提高基板14和其上堆积的薄膜间的结合力。其结果是能够在各基板14的表面上形成各种性能(本例中，作为功能性薄膜的防污膜的耐磨耗性等)优异的薄膜。对于本例中进行成膜的防污膜来说，其耐磨耗性进一步得到提高，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。另外，防污膜的成膜程序并不限于上述程序。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)，通过另外配设的蒸镀源(省略图示)在保持于基板支架12的全部基板14的表面上以数nm左右进行Si02、Al2O3等无机膜的成膜(优选为部分供给)，之后使蒸镀源34工作，在该无机膜上进行防污膜的成膜。利用该方式，与上述的现有方法相比，也可进一步提高所得到的防污膜的耐磨耗性。〈〈其他实施方式》另外，上述的第2实施方式和第3实施方式中，可以在成膜材料的部分供给之前，通过控制器52使离子源38的照射电力(功率)从准备状态增大至规定的照射电力来打开遮板38a，对旋转途中的各基板14照射离子束(成膜开始前的基于离子束的部分照射的基板14表面的清洁)。此时，使中和器40的工作也开始。成膜开始前进行的基于离子束部分照射的清洁条件可以与第2实施方式的成膜辅助条件同样的条件(如前述)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以上，优选为500V以上，更优选为700V以上，例如为1500V以下，优选为1300V以下，更优选为1200V以下。离子的照射电流(I )例如为50mA以上，优选为200mA以上，更优选为400mA以上，例如为1500mA以下，优选为1300mA以下，更优选为1200mA以下。中和器40的工作条件可以在与第2实施方式的成膜辅助(如前述)的情况同样的条件下进行，也可以在不同的条件下进行。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。在各实验例中，T3、T4意味着成膜时的时间，特别是T3为成膜材料的蒸发物向着基板支架的总放出时间，T4为上述蒸发物相对于每一片基板的附着时间。T5、T6意味着上述成膜时的离子辅助的时间，特别是Τ5为离子束向着基板支架的全照射(全辅助)时间，Τ6为离子束相对于每一片基板的实照射(实辅助)时间。Tl、Τ2意味着清洁时的时间，特别是Tl为离子束向着基板支架的总照射时间，Τ2为离子束相对于每一片基板的照射时间。《实验例I 5》各例中，准备图1所示的成膜装置1(偏移蒸镀源34，圆顶径D1、高度D2、偏移值D3、角度Θ I的设计值参 照表I)，在下述条件下进行成膜，得到防污膜试样。另外，作为基板使用ΒΚ7 (折射率η=1.52)，使基板支架的旋转速度(RS)为30rpm。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。 成膜材料:Canon-Optron社制造的疏油剂(产品名:0F_SR、成分名:含氟有机娃化合物)。.T3:500 秒(实验例 I 5)。.Τ4:100秒(实验例1，实验例I I)、80秒(实验例2)、290秒(实验例3)、230秒(实验例4)、360秒(实验例5)。另外，利用相对于基板支架12的位置关系表示实施例4的成膜材料的供给区域(A3)的情形示于图6。另外实验例I中，如图6所示，相当于基板支架12的下面全部区域的区域Al中的各测定点A C处成膜材料的蒸发物供给的各状态示于图8的曲线图中。如图8所示，可以理解，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6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(例如在测定点C处为90°的位置)。实验例1-1中，对于与基板清洁相关的离子照射(离子束的部分照射)，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，为50sccm。
离子加速电压:1000V。 照射离子电流:500mA。.Tl:300 秒、T2:110 秒。.将保持在自基板支架的中心偏移560_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%。实验例1-1中，中和器的条件如下。.导入气体种和导入量:Ar, lOsccm、 电子电流:ΙΑ。另外，利用相对于基板支架12的位置关系表示实验例1-1的离子束的照射区域(Α2)的情形示于图24。《实验例6》本例中，准备了图25示出的成膜装置Ia(基于蒸镀源34的成膜材料的供给区域和基于离子源(图示省略，中和器也同样省略)的离子束的照射区域为基板支架12的基板安装面的全部区域这样的现有的成膜装置。Dl D3以及Θ I的各设计值参照表I)。使用该成膜装置la，在实验例I 5同样的条件下进行成膜得到防污膜试样。另外，本例中使用的成膜装置Ia中，利用相对于基板支架12的位置关系表示成膜材料的供给区域(A3)的情形示于图26。T3:500 秒、T4:500 秒。《实验例7，实验例7-1》各例中，准备与实验例I同样的成膜装置，在下述条件下制作滤光器薄膜试样。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(Short WavePass 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、T4:1620 秒。.SiO2 的成膜速度:1.0nm/ 秒。.SiO2 蒸发物的 T3:1500 秒、T4:1075 秒。另外，在进行滤光 器薄膜的成膜时，对于提供辅助效果的离子照射，照射开始时的基板温度为100°c，功率条件如下。.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:ΙΑ。
实验例7-1中，对于与基板清洁相关的离子照射(离子束的部分照射)，基于离子源的输出功率为以下条件。.导入气体种和导入量:02，为50sccm。.离子加速电压:300V。 照射离子电流:500mA。.Tl:300 秒、T2:100 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%。实验例7-1中，与基板清洁相关的中和器的条件如下。.导入气体种和导入量:Ar，lOsccm、 电子电流:ΙΑ。《实验例8》本例中，和实验例6 —样准备了图25示出的成膜装置la。使用该成膜装置la，在实验例7同样的条件下进行成膜得到了滤光器薄膜试样。.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。[表I]
权利要求
1.一种成膜方法，其为使薄膜堆积在基体的表面上的成膜方法，该成膜方法的特征在于，使用 基体保持单元，所述基体保持单元具有保持有2个以上的各基体的基体保持面且能够旋转， 成膜单元，所述成膜单元配置为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够对属于所述基体保持面的部分区域的第I区域提供比该第I区域以外的其他区域更多量的所述薄膜的成膜材料，和 照射单元，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，所述照射单元仅向属于所述基体保持面的部分区域的第2区域照射能量粒子， 在使2个以上的各基体保持在所述基体保持面上的状态下，在使所述基体保持单元旋转的同时使所述成膜单元和所述照射单元持续工作，由此，在使所述成膜材料对移动中的全部或部分各基体的供给量随时间变化的同时，并且在确保暂时地对全部或部分各基体未照射所述能量粒子的时间的同时，使由所述成膜材料构成的且被提供了辅助效果的所述薄膜堆积。
2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，按照所述第I区域和所述第2区域分别配置的方式进行所述成膜材料的供给和所述能量粒子的照射。
3.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，按照所述第2区域与所述第I区域至少部分重复的配置的方式进行所述成膜材料的供给和所述能量粒子的照射。
4.一种成膜方法，其为使薄膜堆积在基材的表面上的成膜方法，该成膜方法的特征在于，使用 基体保持单元，所述基体保持单元具有保持有2个以上的各基体的基体保持面且能够旋转；和成膜单元，所述成 膜单元配置为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够对属于所述基体保持面的部分区域的第I区域提供比该第I区域以外的其他区域更多量的所述薄膜的成膜材料， 在使2个以上的各基体保持在所述基体保持面上的状态下，在使所述基体保持单元旋转的同时使所述成膜单元持续工作，由此，在使所述成膜材料对移动中的全部或部分各基体的供给量随时间变化的同时，使由所述成膜材料构成的所述薄膜堆积。
5.如权利要求1 4任一项所述的成膜方法，其中，按照成膜材料在单位时间对移动的全部的基体的至少一部分的供给量的最大值和最小值的比(最大值/最小值)超过5的方式进行成膜材料的供给。
6.如权利要求5所述的成膜方法，其中，按照连接成膜单元的中心和基体保持单元的外缘的最远点的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垂直方向的基准线所成的角度(Θ I)为40度以上的方式来配置成膜单元，由此实现所述成膜材料的供5口 O
7.如权利要求1 6任一项所述的成膜方法，其特征在于，基体保持单元的旋转速度为3rpm IOOrpm0
8.一种成膜装置，其为具有用于保持2个以上各基体的基体保持面的基体保持单元可绕着垂直轴旋转地配设在真空容器内的成膜装置，该成膜装置具有: 成膜单元，其设置在所述真空容器内，其构成为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够对属于所述基体保持面的部分区域的第I区域提供比残余区域更多量的成膜材料，所述残余区域是该第I区域以外的其他区域；和 照射单元，其设置在所述真空容器内，其构成、配置和/或朝向为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，所述照射单元能够仅向属于所述基体保持面的部分区域的第2区域照射能量粒子。
9.一种成膜装置，其为具有用于保持2个以上基体的基体保持面的基体保持单元可绕着垂直轴旋转地配设在真空容器内的成膜装置，该成膜装置具有: 成膜单元，其设置在所述真空容器内，其构成为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够对属于所述基体保持面的部分区域的第I区域提供比残余区域更多量的成膜材料，所述残余区域是该第I区域以外的其他区域；和 照射单元，其设置在所述真空容器内，其构成、配置和/或朝向为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，所述照射单元能够仅向属于所述基体保持面的部分区域的第2区域照射能量粒子，所述第2区域照与第I区域区别配置。
10.一种成膜装置，其为具有用于保持2个以上基体的基体保持面的基体保持单元可绕着垂直轴旋转地配设在真空容器内的成膜装置，该成膜装置具有: 成膜单元，其设置在所述真空容器内，其构成为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，能够对属于所述基体保持面的部分区域的第I区域提供比残余区域更多量的成膜材料，所述残余区域是该第I区域以外的其他区域；和 照射单元，其设置在所述真空容器内，其构成、配置和/或朝向为，在使其朝向旋转停止时的所述基体保持单元工作的情况下，所述照射单元能够仅向属于所述基体保持面的部分区域的第2区域照射能量粒子，所述第2区域与所述第I区域至少部分重复。
11.如权利要 求8 10任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，按照被放出的成膜材料能够对作为所述基体保持面的整个区域的第3区域的一半以下进行供给的方式，从所述真空容器内下方的大致中央配置向端侧靠近来配置该成膜源。
12.如权利要求8 10任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，按照被放出的成膜材料能够对作为所述基体保持面的整个区域的第3区域的50%以上且80%以下进行供给的方式，从所述真空容器内下方的大致中央配置向端侧靠近来配置该成膜源。
13.如权利要求11或12所述的成膜装置中，其特征在于，在连接所述成膜源的中心和所述基体保持单元的外缘的最远点的线相对于沿着作为所述基体保持单元的旋转中心的垂直轴延长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。
14.如权利要求8 13任一项所述的成膜装置，其特征在于，以能够对作为所述基体保持面的整个区域的第3区域的一半以下照射能量粒子的配置，在所述真空容器内配置所述照射单元。
15.如权利要求8 13任一项所述的成膜装置，其特征在于，以能够对作为所述基体保持面的整个区域的第3区域的50%以上且80%以下照射能量粒子的配置，在所述真空容器内配置所述照射单元。
16.如权利要求8 15任一项所述的成膜装置，其中，所述照射单元由能够照射加速电压为50V 1500V的离 子束的离子源构成。
全文摘要
本发明提供一种能够高效地进行防污膜的成膜的成膜装置，该防污膜不但可耐实用而且耐磨耗性能也进一步得到提高。其是基板支架12可旋转地配设在真空容器10内的成膜装置1，所述基板支架12具有用于保持2个以上基板的基体保持面，成膜装置1的构成为具有蒸镀源34和离子源38，其中，所述蒸镀源34按照如下构成配置在真空容器10内使其向旋转停止时的基板支架12工作的情况下，能够对所述基体保持面的部分区域即第1区域(A3)供给比该第1区域以外的其他区域(残余区域)更多量的成膜材料；所述离子源38按照如下构成、配置和/或朝向设置在所述真空容器10内使其向旋转停止时的基板支架12工作的情况下，能够仅向着该基体保持面的部分区域即第2区域(A2)照射能量粒子。
文档编号C23C14/02GK103154299SQ201280003216
公开日2013年6月12日 申请日期2012年9月26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