JP2836876B2

JP2836876B2 - 物理的な蒸着の二重被覆を行う装置および方法

Info

Publication number: JP2836876B2
Application number: JP1503525A
Authority: JP
Inventors: ランドハワ，ハーブハジャン，エス．; バスク，ジェフレイ，エム．
Original assignee: HAUZAA IND BV
Current assignee: HAUZAA IND BV
Priority date: 1988-08-25
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: DE3852500T2; EP0403552A4; WO1990002216A1; EP0403552A1; JPH03502215A; DE3852500D1; EP0403552B1; ATE115647T1

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は、陰極アーク放出および磁電スパッタリング
（magnetron sputtering）の両処理を使用した真空被覆
形成装置に関する。

発明の背景スパッタリング工程ほぼ30年間にわたって、フィルム蒸着に関するスパッ
タリング並びにスパッタリング工程が何度も見直されて
きた。

スパッタリング装置に於けるパラメータ間の相互作用
は非常に多いので、それらを完全に分離することは不可
能である。

典型的には、ターゲット（蒸着される材料のプレート
即ちその材料からフィルムが合成される）は−DC電源
（即ちRF電源）に接続される。基体は被覆されるべき材
料とされ、ターゲットに対して向かい合わされる。この
基体は接地、浮動、バイアス、加熱、冷却、又はそれら
の幾つかを組み合わされて施されることができる。ガス
はグロー放電が開始されて維持される媒体を形成するた
めに導入される。数ミリトール乃至数十ミリトールの範
囲のガス圧力が使用される。最も一般的なスパッタリン
グガスはアルゴンである。

グロー放電が開始されると、正イオンがターゲットプ
レートに打ち当たり、運動量の移動によって主としてタ
ーゲットの中性子を排除し、これらが基体の上に凝縮し
て薄いフィルムを形成する。このターゲットには更に別
の粒子があったり放射が生じ、それらの全てがフィルム
の特性に影響を及ぼす（二次電子およびイオン、放出ガ
ス、Ｘ線および光子）。電子および負イオンは基体プラ
ットフォームに向かって加速され、それに衝突してフィ
ルムを成長させる。或る例に於いては、バイアス電位
（通常は負電位）が基体ホルダーに対して付与され、成
長するフィルムが正イオンの衝突を受けるようになされ
る。バイアススパッタリングもしくはイオンメッキとし
て様々に知られている。

或る例に於いては、Ar以外のガス或いは混合ガスが使
用される。通常はこれに或る種の反応性スパッタ−工程
が含まれる。この反応性スパッタ−工程に於いては、反
応性ガス（例えばO₂又はAr−O₂混合ガス）の中での金属
ターゲット（例えばTi）のスパッタリングによって化合
物が合成されるのであり、このようにして金属および反
応性ガスの化合物（例えばTiO₂）が形成されるのであ
る。

中性粒子の放出−スパッタリング生産高スパッタリング生産高は入射イオン当りのターゲット
面から放出される原子の個数として定義される。これは
スパッタリング工程に於ける最も基本的なパラメータで
ある。与えられた表面の生産高に寄与すると見られる表
面の相互反応の全てが未だに完全に理解されているわけ
ではない。それにも拘わらず高エネルギー粒子からター
ゲット表面原子への運動量の移動に関連するとされる生
産高を示す論文の印象的な内容が知られている。

ターゲット表面に入射するエネルギーの１％がスパッ
タリング粒子の放出に関与し、75％がターゲットの加熱
に関与し、そして残りが二次電子によって散逸されるも
のと推定される。この二次電子はターゲットに衝突し、
それを加熱するのである。磁電スパッタリングと呼ばれ
る改良された工程は磁場を使用して電子が基体表面から
離れるように導き、これによって熱を低減しているので
ある。

グロー放電スパッタリングの間に生じる基本的な作用
には３つある。即ち、（１）高エネルギー蒸気の凝縮、
（２）加熱、そして（３）様々な高エネルギー物質によ
るボンバードメントである。これらの作用の全ての合計
が注意深く制御されねばならず、又、それらの作用の全
ては相互依存するものであるから、しばしば制御が困難
となるのである。

与えられたターゲット材料に関する蒸着速度および均
一性の両方共が装着の幾何学形状、ターゲット電圧、ス
パッタリングガス、そして電力の影響を受ける。その他
の全てが等しい場合に速度は電力に正比例し、ターゲッ
ト−基体の間隔が増大するに連れて低下される。スパッ
タリングガスはスパッタリング生産高に影響するのと同
様に蒸着速度に影響する。ガス圧力が上昇すると、放電
電流は増大する（増大レイト）が、後方散乱によるター
ゲットへの材料の戻りも増大する（減少レイト）のであ
る。このことはある例に於いては高圧でのペニングのイ
オン化の増大によって更に複雑となる。これは自己スパ
ッタリングの速度を増大されるのである。これらの全て
の合計がガス圧力、即ち速度が最大とされるガス圧力の
狭い範囲を導くのであり、これは応用例の各々に関して
経験的に決定されねばならないのである。最適な圧力は
数ミリトール乃至数十ミリトールの間の何れかとされ
る。

一般に、与えられたガス圧力に対して最高の均一性を
得るための最適なターゲット−基体の離間距離がある。
小さなターゲット（15cmの直径）に関してはこの離間距
離は一般に近く（数センチメートル）大きなターゲット
に関しては最適離間距離はかなり長く（10〜20cm）とさ
れる。

ここに説明するスパッタリング工程は、蒸着される材
料と、望まれた特性に薄いフィルムの特性を適合させる
ために調整可能な工程パラメータとの両方の点で太鼓判
を押せることは疑う余地がない。しかしながら重要な工
程パラメータおよびそれらの複雑な相互関係の絶対数
（sheer number）がこれらの工程をしばしば制御困難と
しているのである。一般に、これらの工程は比較的薄い
フィルム（蒸着速度が比較的小さいことから一般に１ミ
リクロン）を要求する応用例および／又は所望された材
料がその他の方法では化学量論的に簡単に蒸着できない
ような場合に最も有用であると見出されている。

本願の上述した部分は、ジョン・エル・ポーセンおよ
びワーナー・カーンにより編集されたスィン・フィルム
・プロセス（著作権：アカデミック・プレス・インコー
ポレーテッド、ニューヨーク州、1978年、第12〜62頁）
の出版元の許可を得て再プリントされた。

陰極アークプラズマ蒸着ここ10年にわたり、陰極アークプラズマ蒸着（CAPD）
と呼ばれる関連する物理的蒸着工程に大きな進歩が見ら
れる。

CAPD工程に於いて、ターゲット材料は真空アークの作
用によって蒸発される。ターゲットの原材料はアーク回
路に於ける陰極である。CAPD装着の基本的部材は真空チ
ャンバー、陰極およびアーク電源、陽極、基体、および
基体のバイアス電源である。アークは典型的には15〜50
Vの範囲の電圧で持続される。この電圧は使用されたタ
ーゲット陰極材料によって決まる。典型的に30〜400Aの
範囲のアーク電流が使用される。アーク発生は陰極付近
に配置された電極に対して高電圧パルスを付与し（ガス
放電点火）、および／又は機械的に点火して開始され
る。蒸発は、陰極表面上を陰極アークスポットが10²m/s
の程度の典型的に速度で不規則に移動する結果として発
生する。このアークスポットの動きは適当な制限境界お
よび／又は磁場の助けによっても制御することができ
る。アークスポットはアーク自体によって発生された材
料のプラズマのために持続される。ターゲット陰極材料
は金属、半導体又は絶縁体とされることができる。

CAPD工程は独特な工程である。又、その他の物理的な
蒸着（PVD）工程とは明らかに相違する。このCAPD工程
の特徴の幾つかは次の通りである。

（ｉ）CAOD工程の中心はアークスポットであり、これが
材料のプラズマを発生させる。

（ii）陰極表面から蒸発された材料の高いパーセンテー
ジ（30％〜100％）でイオン化が起こる。

（iii）プラズマ中には、例えばTi、Ti⁺、Ti⁺²およびTi
⁺³のような様々な電荷状態のイオンが存在する。

（iv）イオンの運動エネルギーは典型的には10〜100電
子ボルトである。

これらの特徴がその他の物理的な蒸着工程に比較して
優れた品質である蒸着を生むのである。これらの利点の
幾つかは次の通りである。

（ａ）広い範囲の蒸着条件にわたって品質の良いフィル
ム、例えば優れた接着性および高密度を備えた化学量論
的化合物フィルムが、広い範囲の反応性ガス圧力および
金属／耐火物質の蒸発速度のもとで得ることができる。

（ｂ）優れた被覆の均一性を有して金属、合金および化
合物のための高い蒸着速度を得られる。

（ｃ）基体温度が低い。

（ｄ）供給源から蒸着部まで合金成分を保持できる。

（ｅ）化合物のフィルムの蒸着が簡単である。

陰極アーク放出特性陰極アークは陰極表面から解放された材料の蒸気の中
でプラズマ放電を発生する。アークスポットは典型的に
は数マイクロメートルのスポットであり、平方マイクロ
メートル当り10アンペアの程度の電流密度を保持する。
この大電流密度は原材料のフラッシュ蒸発を引き起こ
し、電子、イオン、中性蒸気原子、微小粒滴を含んでな
る蒸気を成形する。この電子は正イオン雲状塊へ向けて
加速される。陰極スポットからの放出は、陰極スポット
が多数のスポットに分かれる際のアーク電流の広い範囲
にわたって比較的に一定である。スポット当りの平均担
持電流は陰極材料の性質に依存するのである。

材料のほぼ100％が陰極スポット領域の中でイオン化
されることが可能である。これらのイオンは陰極表面に
ほぼ直角な方向に放出される。しかしながら微小粒滴は
陰極面の上方へ約30°迄の角度にて陰極表面を離れるも
のと仮定される。この微小粒滴の放出は極端な温度並び
に放出クレーターの中に存在する力の結果として起きる
のである。

陰極アークプラズマ蒸着工程は最近迄はフィルム中に
微小粒滴が存在するということから装飾用の応用には不
適当であると考えられてきた。

CAPD工程に於ける微小粒滴の放出を伴う最新の開発に
よれば、広い範囲の装飾用の応用のための既存技術に十
分に取って代えることができるようになされた。このCA
PD工程は次の点で更に融通性を与えているのである。

（ｉ）蒸着パラメータの制御が磁電スパッタリング工程
又はイオンメッキ工程に較べて厳密でない。

（iii）化合物フィルムの蒸着温度をかなり低い温度と
なるように調整でき、これにより亜鉛鋳造体、真鍮およ
びプラスチックでさえも基体を溶融することなくその基
体に被覆を施すことができるようにしたのである。

概略的には、このCAPD工程は上述した従来のスパッタ
リング工程に比較して優れた多くの利点を提供するので
ある。しかしながら、薄いフィルムを必要とするような
或る種の装飾の応用例ではスパッタリング工程によって
最良の状態を得ることができる。このような１つの応用
例は宝石類の上に金の薄い被覆を施すことである。

これは、CAPD工程に於ける金、銅、そして銀の被覆に
て微細粒滴を排除することが困難なことのためによる。
それ故に、装飾目的の薄い金被覆を蒸着させるためには
今日ではスパッタリングが好ましい方法と見做されてい
る。

しかしながら、金は比較的柔らかい。連続して使用す
る状態のもとで、拡散反射が見られるようになり、同時
に摩滅してゆく。スナイダーに付与された米国特許明細
書第4,591,418号（1986）を参照されたい。参照するこ
とによってここに組み入れられるランドハワに付与され
た米国特許願第07/025,207号に開示されたような改良さ
れたCAPD工程を使用する窒化チタン（TiN）の被覆は、
金に対して素晴らしい色のマッチングを生み出してい
る。従って、ランドハワの改良されたCAPD工程を使用し
て安価な宝石類の上に窒化チタンを蒸着させ、しかる後
に本当の金をその窒化チタンの上に蒸着させることが可
能となる。この独特な２層被覆を施した宝石は、使用者
に対して本当の金メッキ製品に加えて極度に磨耗耐性の
強い窒化チタンを下層被覆した製品を提供するのであ
る。このようにして、本当の金の層が部分的に磨耗して禿げてしまっても、色
がマッチした窒化チタンがその製品の禿げた部分に於い
て本当の金の見栄えを維持することができるのである。

金およびTiNの層を次々と形成することの困難な点
は、金とTiNとが互いに極めて接着性に劣ることであ
る。本発明迄は、たった２つの基本的な方法が金および
TiNの多層被覆を形成するために知られていたと確信す
る。第１の方法は上述したスナイダーにより教示された
方法であり、少なくとも４つの交互に配置された金およ
びTiNの層を使用している。第２の方法はササヌマに付
与された米国特許明細書第4,415,421号（1983）によっ
て教示された方法である。ササヌマは電子ビームによっ
て３つの異なる層を同時にスパッタリングすることも教
示している。ササヌマは金とTiNとの間の接着性の劣る
点を、TiNの下層と金の頂部層との間にTiNの層および金
の層を交互に位置させることによって克服しようと試み
た。

本発明はこれらの困難な問題を解決し、接着の問題を
生じることなくTiN層の上に金の層を直接に被覆するこ
とができる都合の良い１つの装置を提供することであ
る。本発明は進歩されたCAPD工程と近代的な磁電スパッ
タリング工程とを１つの機械に備え付けたのである。

発明の概要それ故に、本発明の目的はCAPD工程および磁電スパッ
タリング工程を使用して実質的に被覆を次々に形成でき
る機械を提供することである。

本発明の他の目的はコンピュータ制御によるシーケン
ス装置を備えた機械を提供することである。

本発明の他の目的は、両方の工程に共通する基体回転
テーブルを備えた機械を提供することである。

本発明の他の目的は、１つの工程で、そして次の工程
で被加工物の両面に同時に被覆できる機械を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、何れの工程に於いても様々なガ
スを混合できるコンピューター制御の反応性ガス副装置
を備えた機械を提供することである。

本発明の他の目的は、工程制御を高めるために基体バ
イアス電圧が可変の機械を提供することである。

本発明の他の目的は、両方の工程に共通の真空ポンプ
装置を備えた機械を提供することである。

本発明の他の目的は、両方の工程に共通の冷却装置を
備えた機械を提供することである。

本発明の他の目的は、純粋は金を窒化チタンの被覆或
いは窒化炭素の被覆に強固に付着させることができる装
置を提供することである。

本発明の他の目的は、純粋な金を窒化チタン、窒化炭
素、或いは適当に硬化された基体に強固に付着させるこ
とができる装置を提供することである。

本発明の他の目的は、CAPD工程および磁電スパッタリ
ング工程を使用して基体に対して同時に被覆を形成する
ことのできる装置を提供することである。

本発明のその他の目的は以下の説明および付随する請
求の範囲から明白となろう。

この明細書の一部をなす添付図面が参照される。図面
に於いては、幾つかの図面を通して同じ符号は同じ部品
を示している。

ここに使用されている或る用語は次のように定義され
る。

クロスオーバーセットポイント：大雑把なポンプ作用が
終わり、拡散ポンプ作用および冷気トラップポンプ作用
が引き継がれて高い真空度に迄圧力を低下させるように
なされる真空チャンバー内の定められた圧力高真空圧：高真空度の真空圧力の短縮語ミリトール：トールの1000分の１、下記参照基体：被覆される物体を指すトール：圧力単位、０℃で標準重力の下で１ミリメート
ルの水銀柱を支持するのに必要な圧力プラズマ：等しい個数の正イオンおよび電子を含み、良
好な導電体で且つ磁場による影響を受ける帯電粒子の集
合体基本的な磁電スパッタリング工程は上述したスィン・
フィルム・プロセスに開示されている。その改良がモリ
ソン・ジュニアに付与された米国特許明細書第4,162,95
4号（1979）および第4,180,450（1979）に開示されてお
り、これらの特許は本発明の請受人であるヴァク−テク
・システム・インコーポレーテッドに対して譲渡されて
いる。これらの全ての参照文献は参照することでここに
組み入れられる。

基本的なCAPD工程はここ20年にわたって発展されてき
た。スネーパーに付与され且つヴァク−テク・システム
・インコーポレーテッドに対して譲渡された米国特許明
細書第3,625,848号（1971）および第3,836,451号（197
4）はこの基本的工程の元となっている。ムラリーに付
与された米国特許明細書第4,430,184号（1084）および
モリソン・ジュニアに付与された米国特許明細書第4,72
4,058号（1988）は何れもヴァク−テク・システム・イ
ンコーポレーテッドに対して譲渡されており、これらは
その基本的なCAPD工程に対する改良を与えている。CAPD
技術の概要はエッチ・ランドハワおよびピー・シー・ジ
ョンソンによる“技術ノート：陰極アークプラズマ蒸着
工程およびその装置の見直し”（サーフェイス・アンド
・コーティング・テクノロジー、31（1987、第303〜318
頁）に与えられている。CAPD工程に対する更なる改良は
ランドハワに付与された米国特許願第07/0.25,207号に
開示されていおり、この特許願はヴァク−テク・システ
ム・インコーポレーテッドに対して譲渡されている。こ
れらの全ての参照文献は参照することでここに組み入れ
られる。

本発明は、広く様々な基体の上に高性能の金属被覆を
蒸着させるように設計された成形CAPDおよびスパッタリ
ング被覆装置である。この装置はCAPDターゲットおよび
スパッタリングターゲットを使用し、真空雰囲気の中で
基体上に材料の薄いフィルムを蒸着させる。

この陰極を使用するスパッタリング蒸着工程は比較的
高電圧小電流の工程であって、実際に如何なる材料も蒸
着するのに適用できる。この工程はターゲット材料に正
イオンを打当、運動量の移動によって主としてターゲッ
トの中性子を排除するようになす。この排除された原子
が基体の上に薄いフィルムとして凝縮されるのである。

CAPD工程は比較的大電流および低電圧を使用して導電
性のターゲット原材料を蒸発させ、そして被覆を形成す
るように基体の上に凝縮させる。

本発明の好ましい実施例は12.7×60.96cm（５×24イ
ンチ）の２つのCAPDターゲットと、8.89×93.5cm（3.5
×25インチ）の２つのスパッタリングターゲットを使用
して、蒸着される材料を与えている。

基体を支持している基体固定具はチャンバーの中で回
転する。基体は遊星運動、振動又は往復動によってター
ゲットの前を可変速度で通過される。ポテンショメータ
ー即ち可変制御装置が蒸着工程の要求条件に応じて回転
速度を変化させるのである。

DCバイアス電力は蒸着工程に際して基体固定具および
基体に対して与えられ、ターゲット原子の基体に向かう
移動を高めて、および／又は蒸着フィルムの特徴を発揮
させる。

拡散ポンプ、ポリコールドトラップ（マイスナートラ
ップ）、低温ポンプ、或いはターボ気体ポンプが工程に
際してチャンバー内に高真空圧を形成してそれを維持す
る。機械的ポンプが低い真空度に迄チャンバーを排気し
（大雑把な真空）、そして高真空圧のポンプ作用に際し
ては拡散ポンプか又はターボ気体ポンプをポンプ作用さ
せる（それらのポンプから引き出す）のである。

プログラム可能な論理制御装置（PLC）がこの工程の
シーケンスを制御する。この装置は関連する工程パラメ
ータのフィードバックに応答する。主動によるオーバー
ライドは常に可能とされる。

本発明の主要な部材は、（１）装置主フレームであって、 −工程チャンバーと、 −拡散ポンプおよびポリコールドトラップと、 −水および圧縮空気の分配パネルと、 −工程ガスのための質量流量の制御装置およびバルブ
と、 −モニター器具と、 −電気的ターミナルボードと、を支持し且つ取り囲んでいる装置主フレーム、（２）制御器具を含む装置制御コンソール、（３）CAPDターゲット電源、（４）機械的ポンプ、（５）ポリコールドトラップのための圧縮機、（６）ターゲットおよびバイアスのための電源を含む電
力供給キャビネット、（７）電力分配キャビネットおよび変換器、（８）プログラム可能な論理制御装置（PLC）（９）コンピューター、（10）コンピューターのためのソフトウェアー、（11）PLCのためのソフトウェアー、である。

典型的なCAPD工程サイクルオペレータは基体を固定具に取付け、前記チャンバー
ドアーを閉じて該チャンバーをシールする。機械的ポン
プがチャンバー内の圧力をクロスオーバーセットポイン
ト、典型的には80〜150ミリトールの圧力の迄低減す
る。

チャンバーがクロスオーバーセットポイントに達した
ならば、チャンバーの大雑把なバルブが閉じられ、高真
空度のバルブが数秒後に開かれる。チャンバーの大雑把
なバルブを閉じることで機械的ポンプをチャンバーから
切り離し、高真空度のバルブを開くことでチャンバーを
拡散ポンプおよびポリコールドポンプに連通させる。

拡散ポンプがチャンバー内の圧力を基本圧力と称され
る典型的に２×10^-5トールの予め設定された圧力レベル
に迄低下させたときに、ポンプによる低圧化のサイクル
は終了される。駆動モーターは次に基体の固定具を回転
させる。

２×10^-5トール迄の圧力の低下はチャンバーから殆ど
のガスおよび水の分子を排除する。そうでなければこれ
らの分子は工程の障害となってしまう。

典型的には窒素がチャンバー内に流入され、圧力を１
×10^-3トールもしくはそれ以上の圧力迄上昇させる。CA
PDアークがしかる後に発生される。高バイアス電流がク
リーニングサイクルを開始させて、イオン化された粒子
によるスパッタリング作用によって基体を洗浄する。

高バイアスサイクルは終了されて蒸着サイクルが開始
される。窒素ガスがチャンバーを充満して作動圧力−５
×10^-3トール〜20×10^-3トールの間の圧力となす。

反応蒸着工程に際して典型的には窒素分子はCAPDター
ゲット（例えばチタン）と化合して、基体の上に窒化チ
タンの被覆を形成する。このようにして、工程はチャン
バー内へ導かれた窒素の一部を消費する。

蒸着工程の間、窒素は連続してチャンバー内へ流入さ
れる。このことは高真空ポンプによる一定したポンプ作
用を必要とする。この装置は窒素の流量とポンプ作用速
度とをバランスさせてチャンバー内部の圧力を作動圧力
のセットポイントに維持するようになす。

この装置は窒素の流量を質量流量制御装置によって調
整する。この質量流量制御装置は窒素密度に作用する圧
力の影響を補償し、又、圧力に無関係なガスの標準体積
を導き出す。

基体に於ける負の電位がターゲットからの径路に於け
るチタン正電荷イオンを加速する。この負電位はバイア
ス電圧と呼ばれ、典型的には−50〜−500直流ボルト（V
DC）である。

チタンターゲットは蒸着工程の間に消耗されるので、
周期的に交換しなければならない。

CAPDターゲットはアーク電力供給源の負出力に接続さ
れる。電流はアークターゲットからプラズマを通して陽
極へ流れる。電流によってターゲットから引き離された
チタンの積極的に正イオン化された粒子は負電荷基体へ
向かって流れ、基体表面上の窒素と化合して被覆を形成
する。

PLCは蒸着工程の終わりに於いてCAPDターゲット源に
向かう窒素および電力を遮断し、窒素をチャンバーから
排出する。チャンバーが大気圧に達したならば、PLCは
音響信号を発する。

スパッタリングスパッタリングは、比較的大電流低電圧を使用するCA
PD蒸着工程に比較して比較的高電圧小電流の蒸着工程で
ある。

プラズマのグロー放電によって発生された正イオンが
陰極のターゲットに衝突し、運動量の移動によって主と
してターゲットの中性子を排除する。

このボンバードメントがターゲット材料を蒸発させ
る。ターゲットから追い出された原子は基体の上に薄い
フィルムとなるように凝縮する。

好ましい実施例に於けるターゲットは8.89×93.5cm
（3.5×25インチ）のスポットであり、水冷される。

磁電陰極が電場および磁場を交差させることで処理チ
ャンバー内のターゲット材料の近くでプラズマを捕捉す
る。ターゲットに対するプラズマの腐食作用が電力ワッ
ト当りの高いスパッタリング速度を発生するのである。

本発明の好ましい実施例は水冷陰極を使用する。

オペレータはスパッタリング蒸着サイクルに関してPL
Cにより以下のパラメータから選択する。

スパッタリング工程時間陰極＃１電力セットポイント陰極＃２電力セットポイントスパッタリングガス圧力オペレータは装置制御パネルによるガスを選択する。
アルゴンはその質量からスパッタリング蒸着工程に好ま
しいガスとされる。

スパッタリング蒸着サイクルは自動化することができ
る。チャンバーが基準圧力にあれば、オペレータは次の
操作で自動工程を開始させる。

（１）蒸着選択パネルによってCAPDからスパッタリング
にスイッチを切り換える。

（２）PLCでスパッタリングパラメータを入力する。

（３）装置制御パネルにて工程の始動ボタンを押す。

（４）望まれるならばバイアス電力を印加する。

本発明に於いて上述したCAPD工程およびスパッタリン
グ工程の完遂は輝く金メッキされた宝石類を形成する。
又は、あらゆる基体に対して様々なその他の被覆を形成
するのである。

図面の簡単な説明第１図は、基本的なプレーナー磁電スパッタリング装
置の概略図を示す。

第２図は、基本的な陰極アークプラズマ蒸着（CAPD）
装着の概略図を示す。

第３図は、本発明の二重被覆装置の主要部材の概略を
示す。

第４図は、一部切除した二次被覆装置の主フレームの
右側立面図を示す。

第５図は、一部切除した二次被覆装置の主フレームの
左側立面図を示す。

第６図は、二重被覆装置の主フレームの右側チャンバ
ードアーの内視図を示す。

第７図は、二重被覆装置の主フレームの左側チャンバ
ードアーの内視図を示す。

第８図は、前部チャンバードアーおよび前部包囲パネ
ルを切除した二次被覆装置の前面立面図を示す。

第９図は、全ての包囲パルスおよび上部支持フレーム
を切除した二次被覆装置の後部の頂部斜視図を示す。

第10図は、全てのポンプが取り外された二次被覆装置
の主フレームの頂面図を示す。

第11図は、包囲パネルが取り外された二次被覆装置の
主左側真空チャンバードアーの前面立面図を示す。

第12図は、マスター制御パネルの前面立面図を示す。

第13図は、前側および右側のドアーが取り外されてい
る二次被覆装置の主マニホールド真空チャンバー部分の
前面斜視図を示す。

第14図は、真空チャンバーおよび基体固定具の前面斜
視図を示す。

第15図は、全ての主工程陰極を示す真空チャンバーの
頂視横断面図を示す。

第16図は、第13図の線Ｂ−Ｂと同じ第15図の線Ａ−Ａ
に沿う内部取付けのスパッタリング陰極の長手方向断面
図を示す。

第17図は、第13図の線Ｄ−Ｄと同じ第15図の線Ｃ−Ｃ
に沿う内部取付けのCAPD陰極の長手方向断面図を示す。

第18図は、リングのための基体クランプ組立体の前部
斜視図を示す。

第19図は、プログラム論理制御装置（PLC）の論理の
ソフトウェアーフローチャートを示す。

第20図は、第19図の続きを示す。

第21図は、パーソナルコンピューター（PC）の論理の
ソフトウェアーフローチャートを示す。

第22図は、本発明によって形成された各種フィルムの
相対的な光沢および色合いの表を示している。

発明の詳細な説明先ず第１図を参照すれば、基本的な磁電スパッタリン
グ装置は、真空チャンバー１と、ポンプ装置２と、スパ
ッタリングガス供給源３とを含んでいる。真空チャンバ
ー１はターゲット／陰極４および陽極５を収容してい
る。スパッタリング電力供給源６はターゲット／陰極４
を負に、陽極５を正にバイアスしている。このスパッタ
リング工程は高電圧小電流の電源を使用している。基体
８は薄いフィルム９を被覆されるべき被加工物である。
基体８は基体電源７によって負にバイアスされている。

スパッタリング工程の間、スパッタリングガス供給源
３が負活性ガスであるアルゴンを供給する。ポンプ装置
２が数ミリトール乃至数十ミリトールの範囲の真空度を
維持する。スパッタリング電源６は出力を増大して陽極
５とターゲット／陰極４との間にグロー放電10を引き起
こすのである。

グロー放電10は不活性ガスの正イオン＋をターゲット
／陰極４に対して衝突させる。矢印16を参照されたい。
運動量の移動がターゲットの中性子Ｎ、電子ｅそして正
イオン＋をターゲット／陰極４から排除する。ターゲッ
トの中性子Ｎは基体８の上に薄いフィルム９として凝縮
する。矢印14を参照されたい。更に、正イオン＋の僅か
なパーセンテージの部分も基体の上に凝縮する。正イオ
ン＋および電子ｅも基体８に衝突し、薄いフィルム９が
成長される。矢印12および13を参照されたい。

磁石20がターゲット／陰極４の後方に配置されてい
る。この磁石20は線22で示すようにターゲット／陰極４
の回りに磁場を形成している。この磁場22は典型的には
数百ガウスの程度とされる。磁場22はかなりの数の電子
ｅを電極／陰極表面23に対して捕捉する。電子ｅを捕捉
するこの作用は２つの基本的な目的で働くのである。先
ず第１に、僅かな電子が基体８に到達して基体８を低い
温度に維持する。第２に、ターゲット／陰極表面23に於
ける電子ｅの一定した運動はスパッタリング生産高、タ
ーゲット／陰極表面23からの中性粒子Ｎの放出速度を増
大する。この増大された生産高は基体８の上の薄いフィ
ルム９の急速な成長を可能にするのである。このように
して、基体８の上に薄いフィルム９を被覆するのに必要
とされる時間を短縮して、製造の効率化が実現されるの
である。

次に第２図を参照すれば、基本的な陰極アークプラズ
マ蒸着（CAPD）装置は真空チャンバー１と、ポンプ２
と、任意のガス供給源30とを備えて構成されている。真
空チャンバー１はターゲット／陰極40および陽極50を収
容している。CAPDの電源60はターゲット下面陰極40を負
に、陽極50を正にバイアスしている。このCAPD工程は低
電圧大電流の電源を使用している。基体８は薄いフィル
ム90によって被覆されるべき被加工物である。基体８は
基体電源70によって地面に対して負にバイアスされてい
る。

CAPD工程の間、少なくとも１つのガス33がガス供給源
30によって真空チャンバー１内へ導かれる。ポンプ装置
２が１×10^-4トール乃至１×10^-3トールの間の真空圧を
維持している。基体電源70は基体８を200乃至1000DCボ
ルトの範囲の高電圧にバイアスする。RF電圧は非導電性
材料の場合に使用される。

次にCAPD電源60がターゲット／陰極40および陽極50に
対して電圧を印加する。そしてアーク開始器44がアーク
100をターゲット／陰極40と陽極50との間で点火させ
る。アークスポット29は１秒当り数百メートルの程度の
速度でターゲット／陰極表面230の上を移動する。多数
のアークスポット29はアーク大電流を使用することによ
って作ることができる。アークスポット29は磁石200の
制御の下で予め定めたパターンを移動する。この磁石20
0は10〜50ガウスの範囲の磁場を形成する。アークスポ
ット29は絶縁境界線333によってターゲット／陰極表面2
30に対して拘束される。

アークスポットはターゲット／陰極40を蒸発させ、こ
れにより正イオン＋電子ｅ、粒滴Ｄおよび中性子ｎの流
れを形成する。粒滴Ｄは蒸着シールド555によってその
流れから排除される。粒滴排除シールド555はターゲッ
ト／陰極40の前方および側方に適当に配置されている。

電子ｅはアーク回路の陽極50へ向かって流れる。正イ
オン＋は基体８に衝突し、基体８を加熱且つ洗浄する。

適当な洗浄が終わると、追加のガス33が真空チャンバ
ー１内に与えられて１×10^-3トール乃至５×10^-2トール
の範囲の圧力となされる。

次に基体８は基体電源70によって50乃至200DCボルト
即ちRFの範囲の低い電圧にバイアスされる。

アーク100を維持することは正イオン＋および少ない
パーセンテージの中性子ｎが蒸着することで基体８の上
に薄いフィルム90を成長させるのである。この薄いフィ
ルム90の厚さ並びに蒸着速度はアーク電流、真空チャン
バー１の圧力、基体８のバイアス電圧、基体温度および
工程時間を変化させることによって制御される。

次に第３図を参照すれば、二重被覆装置400は主フレ
ーム401と、マスター制御パネル402と、プログラム可能
な論理制御装置（PLC）403と、PLCソフトウェアー404
と、パーソナルコンピューター（PC）405と、PCソフト
ウェアー406と、電力分配パネル407と、アーク電源408,
852と，基体バイアス電源409と、スパッタリング電源41
0,575と、低温トラップのための制御ユニット411と、機
械的ポンプ452とを含んで構成されている。

次に第４図を参照すれば、二重被覆主フレーム401の
右側は支持スケルトン412と、レベリング給送装置413
と、包囲パネル414,415,416,417,418,419および420と、
真空チャンバー421と、前部チャンバードアー422と、右
側チャンバードアー423と、CAPD陰極424と、CAPD陽極42
5と、アーク開始器426と、工程ガスの質量流量制御バル
ブ427と、フローセンター850と、工程ガス供給パイプ42
8と、圧縮空気供給パイプ429と、圧縮空気圧力調整器43
0と、圧縮空気フィルター431と、冷却水供給マニホール
ド432と、冷却水量制御バルブ434と、冷却水安全スイッ
チ435と、電気的ターミナルボード436とを有している。

複数のチャンバードアー422,423は保守のために内部
部材に容易にアクセスできるようにするとともに、被加
工物の装填および取り出しの便宜を与えるように働いて
いる。圧縮空気の部財429,430および431は二重被覆装置
400に於ける空気バルブとして動作する。冷却水部材432
および434は冷却水を内部のチャンバーパイプ437に分配
し制御する。入口開口438および出口開口439は内部チャ
ンバーパイプ437および冷却水供給マニホールド432と協
働して真空チャンバー421の回りに内部水の冷却面400を
形成している。冷却水安全スイッチ435はマスター制御
パネル402と協働し、予め定めたセットポイント以下に
冷却水が降下したならば全ての電力を遮断するようにな
っている。電気的ターミナルボード436は主フレーム401
に対する全ての配線のための共通のターミナルポイント
として働く。

次に第５図を参照すれば、主フレーム401は包囲パネ
ル441,442,443,444,445,419,および420と、左側チャン
バードアー446と、冷却水フィルター447と、冷却水調整
器448と、スパッタリング陰極449と、スパッタリング陽
極464と、高真空度ポンプ開口450とを有している。

主フレーム401は３つのチャンバードアー446,422およ
び423を工程のため並びに保守の便宜のために備えてい
る。高真空度ポンプ開口450は低温トラップ489および拡
散ポンプ451（第９図）に接続される。

次に第６図を参照すれば、右側チャンバードアー423
はチャンバーの他の部分と同じように内部チャンバーパ
イプ437を有している。柔軟ホース453および454が右側
チャンバードアー423へ冷却水を運ぶ。

蒸着シールド455は水冷却面440の上に重なっている。
この蒸着シールド455は一般にステンレススチールで作
られ、下側に位置する表面を蒸着工程から保護するよう
に働く。

覗き窓456は使用者が真空チャンバー421の内部を常に
覗き込めるようにしている。覗き窓のシャッター457は
通常は覗き窓456の前側に位置され、覗き窓457を蒸着工
程から保護している。

次に第７図を参照すれば、左側チャンバードアー446
は内部チャンバーパイプ437と、柔軟ホース458および45
9と、蒸着シールド455とを有している。ドアー取付けの
スパッタリング陰極460はスパッタリング工程に際して
付勢される。スパッタリング陽極463およびCAPD陽極462
が示されている。アーク開始器465がCAPD工程に際して
真空アークを開始させる。

基体温度モニター466は赤外線センサーである。

次に第８図を参照すれば、真空チャンバー421は内部
取付けのCAPD陰極424およびこれと対応するCAPD陽極425
と、内部にスパッタリング陰極449および対応するスパ
ッタリング陽極464を取付けているCAPD陰極取付けブラ
ケット468と、スパッタリング陰極取付けブラケット467
と、ドアー取付けスパッタリング陰極460および対応す
るスパッタリング陽極463と、第２の基体温度赤外線セ
ンサー469と、基体回転テーブル470と、基体取付け具47
1とを有している。

基体回転テーブル470は、スパッタリング工程およびC
APD工程の何れに於いてもマスター制御パネル402の制御
の下で回転される。基体固定具471は様々な基体に対し
て専用の設計とされる。

基体回転テーブル駆動組立体472は駆動モーター473
と、駆動ベルト474と、回転テーブル駆動シャフト475
と、回転真空シール476と、基体バイアス電圧接続部477
と、基体バイアス電圧テーブル478とを含んで構成され
ている。

駆動モーター473は可変速度ユニットとされ、基体回
転テーブル470の速度を正確に制御できるようになされ
ている。回転真空シール476は工程の間に真空チャンバ
ー421の内部を完全に保持する。バイアス電圧ケーブル4
78は基体バイアス電源409（第３図）に接続される。

次に第９図を参照すれば、二重被覆装置のポンプ組立
体479が示されている。このポンプ組立体479は機械的ポ
ンプ452から始まる。機械的ポンプ452は真空チャンバー
を60乃至90ミリトールの範囲のクロスオーバー圧力とす
る迄ポンプ作動する。機械的ポンプ452は真空チャンバ
ー421に対して入り口パイプ480、入口フィルター481、
連結パイプ482、大雑把な制御バルブ483およびチャンバ
ーの大雑把な制御開口484を経て持続されている。

熱電対ゲージ485が真空チャンバー421の圧力を測定
し、その圧力をマスター制御パネル402（第３図）に伝
達する。真空チャンバー421の予め定めた60乃至90ミリ
トールの範囲のクロスオーバー圧力に達したならば、マ
スター制御パネル402は大雑把な制御バルブ483を閉じ、
前方ラインのバルブ485を開き、そして高真空用バルブ4
87を開く。これらのバルブ操作によって機械的バルブ45
2は拡散ポンプ451に直列に接続される。これらの無菌ポ
ンプ451および452は高真空用バルブ488および低温トラ
ップ489、スロットルバルブ490、高真空用バルブ487お
よびチャンバー高真空用開口450（第５図）を介して接
続される。

上述したクロスオーバー手順が遂行されると、機械的
ポンプ452は拡散ポンプの前方ライン491を低圧に持続す
る。一方、拡散ポンプ451は真空チャンバー421の圧力を
２×10^-5乃至５×10^-7トールの範囲の装置基準圧力に
迄、更に低下させる。同時に、低温トラップ489は水蒸
気およびその他の凝縮可能なガスを凝縮させ、これによ
り拡散ポンプ451の効率を高めるのである。

工程圧力はマスター制御パネル402によって制御さ
れ、キャパシタンスマノメーターセンサー492からの信
号に応答してスロットルバルブ490を動作させる。上述
した制御ループは下流側圧力制御装置として知られてい
る。赤外線温度センサー493は覗き窓469（第８図）を通
して基体540を見ており、マスター制御パネル402に対し
て温度制御信号を与えている。

工程が完了すると、真空チャンバー421は排気バルブ4
94によって大気圧に迄上昇復帰される。

次に第10図を参照すれば、真空チャンバー495の頂部
は支持スケルトン412によって支持されているのが見ら
れる。水入口497は、冷却水が冷却水供給マニホールド4
32によって供給されたときにその冷却水を内部チャンバ
ーパイプ437に与える。第４図を参照されたい。水出口4
99はしかる後に冷却水を冷却水供給マニホールド432に
戻す。

CAPD陰極有効プレート500は、第４図に見られるよう
なCAPD陰極424並びにCAPD陽極425に於ける陽極に対する
電源リード501および陰極に対するリード502を含む。陽
極冷却水入口503はCAPD陽極425へ給送し、陽極冷却水出
口504は冷却水供給マニホールド432へ戻す。絶縁包囲体
505はCAPD陰極有効プレート500を陽極電気から保護して
いる。冷却水入口591は冷却水を冷却水供給マニホール
ド432（第４図）からCAPD陰極424へ向けて供給する。出
口592は冷却水を冷却水供給マニホールド432へ戻す。

スパッタリング陰極有効プレート506は、第５図に示
されるようなスパッタリング陽極464およびスパッタリ
ング陰極449に於ける陽極に対する電源リード507および
陰極に対するリード508を含んでいる。絶縁包囲体590は
スパッタリング陰極有効プレート506を電気から保護し
ている。冷却水入口496は冷却水を冷却水供給マニホー
ルド432からスパッタリング陰極449へ供給する。冷却水
戻しは冷却水をその供給マニホールド432へ戻すように
なす。

アーク開始器426のための電力はリード509および510
によって供給される。CAPD陰極電磁石530のための電力
はケーブル531によって供給される。

シールドされたアーマチュア512（第15図参照）は付
勢組立体511によって付勢される。付勢組立体511は空気
シリンダー515およびクランクアーム516によって構成さ
れている。

真空チャンバー421の圧力はピラニ真空計517、熱電対
ゲージ518およびイオンゲージ519によって検出され伝達
される。ピラニ真空計517は大気圧から１ミリトール迄
の範囲の圧力を測定する。熱電対ゲージ485は大気圧か
ら１ミリトール迄の範囲の圧力を測定する。イオンゲー
ジ519は１ミリトールから0.0001ミリトール迄の範囲の
圧力を測定する。熱電対ゲージ518はマスター制御パイ
プ401をしてイオンゲージ519を動作させるスイッチ切り
換えのための引き金となる。

次に第11図を参照すれば、真空チャンバー421は支持
スケルトン412によって支持されて見られる。左側真空
チャンバードアー520は装填並びに保守のために開かれ
る。包囲パネルは切除されている。水入口522および水
出口523は冷却水供給マニホールド432から内部チャンバ
ーパイプ437に給送する。水入口593は冷却水を冷却水供
給マニホールド432からドアー取付CAPD陰極461へ向けて
供給する。出口594は冷却水を冷却水供給マニホールド4
32を通して戻す。

ドアー取付けCAPD陰極461はCAPDドアー包囲体524の内
部に取付けられている。ドアー取付けCAPD陰極に対して
電力はリード525によって供給される。CAPD陽極に対す
る電力はリード526によって供給される。冷却水入口527
は冷却水を第７図に示すように冷却水供給マニホールド
432からドアー取付けCAPD陽極462に向けて供給する。冷
却水戻し528は冷却水供給マニホールド432へ戻すように
給送する。

電気的絶縁包囲体529はドアー取付けCAPD陽極461を電
気的に隔絶する。CAPD電磁石530（第17図）はケーブル5
33によって付勢される。水入口534は冷却水を冷却水供
給マニホールド432からドアー取付けスパッタリング陰
極460（第７図参照）へ供給する。水は水出口535を経て
戻る。リード536はドアー取付けスパッタリング陰極461
を付勢する。リード537および538はアーク開始器465
（第７図）を付勢する。

ドアー取付けCAPD陰極461はCAPDドアー包囲体524の内
部に取付けられている。ドアー取付けCAPD陰極に対して
電力はリード525によって供給される。CAPD陽極に対す
る電力はリード526によって供給される。冷却水入口527
は冷却水を第７図に示すように冷却水供給マニホールド
432からドアー取付けCAPD陽極462に向けて供給する。冷
却水戻し528は冷却水供給マニホールド4432へ戻すよう
に給送する。

赤外線センサー539は第８図に示すように基体温度を
測定する。この赤外線センサー539はレンズ組立体541
と、ファイバー光学ケーブル542と、赤外線検出ユニッ
ト543とを有して構成されている。赤外線検出ユニット5
43は基体540の温度を測定してマスター制御パネル402に
伝達する。高輝度光源544がレンズ組立体541を較正す
る。包囲された安全スイッチ560は包囲パネルが開いて
いても動作するのを防止する。

次に第12図を参照すれば、マスター制御パネル402は
基体温度伝達器545を有して構成されている。この伝達
器545は赤外線センサー493および543から指示された温
度をゲージ546で表示する。

基体温度伝達器545は赤外線検出ユニット493および54
3の間を切り換え、しかる後に基体温度をプログラム可
能な論理制御装置（PLC）403に対して伝達する。

真空チャンバー圧力モニターパネル547は、熱電対ゲ
ージ表示器548を含んで構成される。この熱電対ゲージ
表示器548は熱電対センサー518（第10図）からの入力を
検出する。イオンゲージ表示器549はイオンチューブ519
（第10図）からの入力を検出する。ピラニゲージ表示器
550はピラニ真空計517からの入力を接触する。更にピラ
ニゲージ表示器550はバルブ制御パネル551に信号を伝達
する。このバルブ制御パネル551が大雑把な真空用のバ
ルブ483、高真空度用のバルブ487および排気バルブ494
を制御する。バルブ制御パネル551は拡散ポンプの前方
ラインのバルブ486およびスロットルバルブ490（第９
図）をも制御するのである。

装置制御パネル552は、駆動モーター473と、速度制御
／表示装置553とを備えている。更に、この装置制御パ
ネル552は、手動／自動モードの作動を選択スイッチ554
にて行なえるようになっている。手動制御スイッチ558
は工程ガスの質量流量制御バルブ427（第４図）の手動
制御を行わせる。CAPD工程であるかスパッタリング工程
であるかを開始させるには、マスター始動スイッチ556
を「オン」に切り換えなければならない。工程の終了は
工程停止スイッチ557を「オフ」に切り換えることで手
動で行うことができる。工程の状態を示すボード559
は、真空チャンバー221の圧力範囲、冷却水の安全スイ
ッチ435（第４図）、包囲安全スイッチ560（第11図）の
状態、駆動モーター473の過大トルク表示器（第８
図）、そして工程全体の可能とされる状態表示器、の状
態を示している。

工程選択パネル561は、選択スイッチ562によってCAPD
工程かスパッタリング工程かを選択できるようにしてい
る。

アーク制御パネル563は表示器564,565,566および567
によってそれぞれのCAPD電圧および電流を表示する。オ
ペレータは選択スイッチ568および569によってCAPD陰極
424/461の一方もしくは両方を使用するように手動で選
択する。

CAPDアーク電力はポテンショメーター570および571によ
って手動で制御することができる。

様々な基体540の表面は様々なバイアス電力を必要と
する。基体バイアス電力制御モジュール572はバイアス
電源409を制御して、表示器851によりバイアス電圧を表
示する。内部スパッタリング陰極は内部スパッタリング
電源を制御する。ドアー取付けスパッタリング陰極モジ
ュール574はドアー取付けスパッタリング電源575（第３
図）を制御する。電力表示器853および854はスパッタリ
ング陰極制御モジュール573および574と一体にされてお
り、それぞれれのスパッタリング陰極の電力レベルを表
示する。

キャパシタンスマノメーターセンサー492（第９図）
は信号をキャパシタンスマノメーター制御装置576へ伝
達する。真空チャンバー421の圧力はキャパシタンスマ
ノメーター制御装置576と一体の表示器577によって表示
される。更に、キャパシタンスマノメーター制御装置57
6は工程ガス制御装置578に入力信号を与えている。

工程ガス制御装置578は表示器579によって工程ガス流
量を表示する。流量センサー850（第４図）は表示器579
に入力を与えている。工程ガス制御装置578はキャパシ
タンスマノメーター制御装置576からの信号に応答して
工程ガス質量流量制御バルブ427を変調させ、これによ
って真空チャンバー421の圧力を制御するのである。上
述した制御ループは上流側圧力制御装置を構成している
のである。

支持パネル581はPLC入力モジュール582を収容してい
る。PLC入力モジュール582はPLC403に対して可変データ
を入力するのに使用される。このPLC403はPLCソフトウ
ェア404を内蔵しており、これにより二重被覆装置400の
ための全てのCAPD工程およびスパッタリング工程に於け
る機能を自動的に制御できるようになっているのであ
る。

第13図、第14図および第15図は二重被覆装置400の主
要作動部材の空間的関係を示している。第13図は基体回
転テーブル470を示している。内部取付けのCAPD陰極424
はCAPD陰極取付けブラケット468によって基体回転テー
ブル470の上方で且つ該回転テーブルに接近させて支持
されている。対応するCAPD陽極425およびアーク開始器4
26は同じCAPD陰極取付けブラケット468に対して一緒に
取付けられている。有効ケーブル596および597は冷却水
パイプおよび内部取付けCAPD陰極424のために働く電気
的導体を収容している。

内部取付けスパッタリング陰極449および対応する陽
極464はスパッタリング陰極取付けブラケット467に取付
けられている。対応する有効ケーブル598および599は冷
却水パイプおよび内部取付けスパッタリング陰極449の
ために働く電気的導体を収容している。

ドアー取付けスパッタリング陰極460およびその対応
する陽極463は内部取付けスパッタリング陰極449と向か
い合っており、基体540の両面の同時のスパッタリング
被覆が達成できるようになっている。

ドアー取付けCAPD陰極461は基体540の外面を被覆する
一方、内部取付けCAPD陰極は基体540の内面を被覆す
る。対応するCAPDアーク開始器465および陽極462は同じ
左側チャンバードアー446に取付けられている。基体温
度モニター466は蒸着シールド455を超えて突出する。

第14図はリング（指輪）のような小さな基体のための
典型的な取付け構造を示している。この基体回転テーブ
ル470は基体固定具471と電気的に接続されており、この
固定具は基体540と電気的に接続されているのである。

第15図は、スパッタリング工程に際してシールドアー
マチュア512がスパッタリング陰極シールド510および51
4をスパッタリング陰極449および460から離れる方向へ
動かす状態を点線にて示している。実線で示されている
シールドアーマチュア512はスパッタリング陰極449およ
び460の前のスパッタリング陰極シールド513および514
を移動させてCAPD工程の間に被覆されないように保護し
ている。

他の実施例（図示せず）はFRスパッタリング陰極を更
に追加して或いは磁電スパッタリング陰極449および460
に代わりに、使用する。更にFR基体バイアス装置（図示
せず）も使用することができる。

第２の他の実施例（図示せず）はダイオードスパッタ
リングを更に追加して或いは磁電スパッタリング陰極44
9および460に代わりに、使用する。

粒滴除去シールド555（第２図を参照）全ての粒滴Ｄ
をドアー取付けCAPD陰極461および内部取付けCAPD陰極4
24から蒸発した正イオン、電子、および中性子の流れか
ら除去するように働く。粒滴Ｄは角度θもしくはそれ以
下の角度で放出されることが経験的に判断されている。
この角度θはCAPDターゲット615（第17図）が265.4cm平
方（10インチ平方）の最小面積部分を有しているときに
30°もしくはそれより小さい角度であると見出されてい
る。粒滴除去シールド555および開口556との間の距離55
7は、粒滴Ｄが基体８（第８図）に到達するのを防止で
きるように選択される。

本発明の主目的は高い光沢を有するとともに様々な金
色のカラーとマッチするように制御できる一致した色の
フィルムを形成することである。第22図は本発明によっ
て作られたフィルムのサンプルを示している。シーケン
ス番号８および９は、基準としてここで使用した10カラ
ットおよび24カラットの金の特性をリスト表示してい
る。L^*はCIE Labの色座標にて測定したフィルムの光沢
即ち輝きを示している。a^*はフィルムに含まれている赤
〜緑の成分範囲を示している。正のa^*値はフィルムに含
まれている赤成分を示し、負のa^*値は緑成分を示してい
る。b^*値はフィルムに於ける黄〜青の成分を示してい
る。正のb^*値はフィルムに黄色の成分が多いことを示し
ている。負値はフィルムの青成分を示している。

シーケンス番号１〜７は二重被覆装置400にてCAPD工
程を使用して作った特別のフィルムの特性を示してい
る。第19図を参照すれば、ブロック1006は２つのガス
（第２図で33）の比率を変化させており、このガスは炭
素源としてのアセチレンと窒素とを含んでなる。チタン
およびジルコンをベースとしたフィルムに於ける炭素と
窒素との比率の適当な調整によって、第22図に示すよう
に金に対して光沢およびカラーが格段にマッチしたフィ
ルム特性を得ることができるのである。このようにして
典型的な二重被覆装置400の作動に於いては、第22図の
上述にて注目したシーケンス番号１〜７によってCAPDフ
ィルムが作られるのである。次の金フィルムは第１図に
示したスパッタリング工程を使用して形成される。

好ましい実施例は１回の真空サイクル（第19図のブロ
ック1004）の間に上述にて注目した２つのフィルム順々
に形成するのである。第22図のシーケンス番号１〜７を
選択することで得られるCAPD蒸着フィルムに対する金で
構成される第２のフィルムの接着性は市場で許容できる
ものである。市場で許容できる接着性はスコッチテープ
（商品名）の引張テストを使用して決定される。このテ
スト、き金の剥離は全く発生しなかった。

二重被覆装置400の究極の目的は、接着上の問題を発
生することなく、TiN又はZrNフィルムの上に金の被覆を
直接に形成できるようになる単一機械を提供することで
ある。実際には、金は基体８（第１図）から磨滅してし
まい、従って下側のTiN又はZrNフィルムが露出してしま
う。本発明の実施に於いては基体８は金フィルムが剥げ
落ちても同じ見栄えを維持できる点が重要である。従っ
て、第22図でシーケンス番号８および９に対するシーケ
ンス番号１〜７の相対的な値が本発明を成功させるのに
重要なのである。

第16図は内部取付けされたスパッタリング陰極449お
よび対応する陽極464を第５図、第８図、第13図および
第15図に見られるのと同様に示している。内部取付けス
パッタリング陰極449は陰極本体600と、スパッタリング
ターゲット601と、磁石602とを有して構成されている。
クランプ603がターゲット601を陰極本体600に固定して
おり、且つそれらの電気的接続を確立している。リード
508が内部取付けスパッタリング陰極449を付勢する。冷
却水入口496は冷却水路604に冷却水を供給し、ターゲッ
ト601を冷却する。出口498は冷却水を冷却水供給マニホ
ールド432（第４図）へ戻す。Ｏリング605がターゲット
601と陰極本体600との間に耐水シールを形成している。

対応するスパッタリング陽極464は陽極本体605と、暗
部シールド606と、有効ボス607とを有している。暗部シ
ールド606はプラズマ放電をターゲット601に制限してい
る。この暗部シールドはねじ608によって陽極本体605に
固定される。スパッタリング陽極464は内部取付けスパ
ッタリング陰極449とは絶縁体610と、テフロン（商標）
ボルト609と、絶縁リング611とによって絶縁されてい
る。および612および613は有効導管598および599と真空
チャンバー421との間の真空シールを維持している。

第17図は内部取付けされたCAPD陰極424を第５図、第
８図、第13図および第15図に見られるのと同様に示して
いる。この内部取付けCAPD陰極424は陰極本体614と、CA
PDターゲット615と、ターゲット縁部絶縁ストリップ616
と、陰極本体絶縁体617と、陰極シュラウド618と、磁石
530とを有して構成されている。陰極シュラウド618は陰
極本体614から絶縁体619,620および621並びにテフロン
（商標）ネジ622とによって絶縁されている。ターゲッ
ト縁部絶縁ストリップ616は絶縁固定具623によってCAPD
ターゲット615に締結されている。Ｏリング624が陰極本
体614とCAPDターゲット615との間に真空および耐水シー
ルを形成している。冷却水路625は入口591から冷却水を
供給され、これによりCAPDターゲット615を冷却してい
る。出口592は冷却水を冷却水供給マニホールド432へ戻
す。Ｏリング626,627,628,629,630および631は陰極本体
614と陰極シュラウド618およよび有効ケーブル596,597
および632との間に真空シールを維持している。有効ケ
ーブル596,597および632は連結ボス633,634および645に
よって陰極シュラウド618に連結されている。

電磁石530に対する電力はケーブル531によって供給さ
れる。ガスケット636が電磁石530と陰極本体614との間
に水密シールを形成している。CAPD陰極424に対する電
力はリード637および638によってコネクター639および6
40を介して供給される。絶縁スリーブ641および642はコ
ネクター639および640を陰極シュラウド618から絶縁し
ている。

次に第18図を参照すれば、基体回転テーブル470は取
付け面702を備えている。この取付け面702は基体固定具
471を支持している。基体固定具471は更にベース柱701
および可変長ロッド704を有して構成されている。基体
クランプ703は可変長ロッド704に取付けられている。基
体クランプ703は柔軟なばね特性を有している。三角形
の形状で基体540を三点支持している。リング、ブレス
レット、イヤリングその他の類似品の基体が基体クラン
プ703に対して最少限の接触面積にてしっかりと固定で
きるのである。

次に第３図を参照すれば、PLC403は以下の基本的なハ
ードウェアを備えている。

−作動装置を収納するための記憶装置 −工程プログラムを収納するための記憶装置 −工程プログラムを実行する論理モジュール −入力／出力制御の論理モジュール PLCのソフトウェア404は以下の基本的な機能を有してい
る。

−PLCハードウェアを制御するための作動装置 −工程プログラム進行論理モジュール次に第19図を参照すれば、ブロック1000はPLC作動装置
を示している。この作動装置は始動して、工程を進める
前にPLCにある機能の全てを保証するためにハードウェ
アの診断を行う。

ブロック1001は二重被覆装置400の信号入力の全てを
読み取る。この信号には基体温度伝達器545、冷却水安
全スイッチ435の状態、包囲パネル414,415,416,417,41
8,419および420の状態、真空圧を測定する熱電対センサ
ー518、イオンチューブ519、ピラニ真空計517、バルブ
制御パネル551、駆動モーター473の速度表示器／制御装
置553、手動／自動選択スイッチ554、CAPD工程又はスパ
ッタリング工程のマスター始動スイッチ556、選択スイ
ッチ562、工程終了スイッチ557、冷却水安全スイッチ43
5、包囲安全スイッチ560、電圧および電力表示器564,56
5,566および567、CAPD陰極選択スイッチ568および569、
基体バイアス制御モジュール572、内部スパッタリング
電源410、ドアー取付けスパッタリング陰極電力制御モ
ジュール574、電力表示器853および854、キャパシタン
スマノメーターセンサー492、工程ガス制御装置578、の
状態が含まれる。

ブロック1002はPLC403がPC405やPLC入力モジュール58
2の何れかから可変処理データを受け入れていることを
示している。

更にPLC403はデータをPC405やPLC入力モジュール582
に対して送ることができる。

ブロック1003は安全装置をチェックする。これには冷
却水安全スイッチ435の状態、包囲パネル414,415,416,4
17,418,419および420の全てが閉じられていること、工
程を進める前に真空圧が存在していることを示していな
ければならない熱電対ゲージ表示器548が含まれる。そ
れ故に、このプログラム論理は二重被覆装置400が適当
な水流量を有し、且つ又全ての安全カバーが所定位置に
取付けられており、全てのドアーが所定位置に取付けら
れていること、そして開口がシールされていることを確
認し、真空チャンバー421が固定されていることを保証
するのである。

ブロック1004は機械的ポンプ452、拡散ポンプ451およ
び低温トラップ489のシーケンスに関する論理を示して
いる。

ブロック1005はCAPD又はスパッタリングによる工程を
読み取り選択スイッチ562で選択する論理を示してい
る。

ブロック1006は工程ガス制御装置578によってCAPD工
程ガスを制御する論理が示されている。この制御装置は
質量流量制御バルブ427、ブロック1002からの可変入力
工程パラメータを制御する。PLC論理はセットポイント
からの圧力の外れに関する誤差信号を発生し、これに応
じて質量流量制御バルブ427を調整する。

ブロック1007はCAPD工程に関する第１の特別な段階を
示している。この第１の段階はCAPD電源408および／又
は852を付勢することを必要とする。次にCAPD磁石530が
付勢される。次に基体バイアス電源409が付勢される。
次に基体回転テーブル470が駆動される。次に基体バイ
アス電源409がブロック1002から受け入れたのと共通の
電圧に制御される。次にアーク開始器476,465がアーク
を点火する。

使用者はブロック1002にて基体温度パラメータを入力
した。ブロック1006の現時点では、基体温度はCAPD電源
408および852、そして基体バイアス電源409の変化によ
ってセットポイントに迄高められているのである。

ブロック1009,1010,1011,1012は、ブロック1002に入
力されていた時間に対する電力消費および基体温度のセ
ットポイント処理を実行する。

ブロック1012はブロック1002から受け取った予め定め
たamp時間のセットポイントを超えた後にCAPD工程を終
了させる。

ブロック1013はブロック1012から予め定められている
ようにスパッタリング工程を進めるか否かを指示する。

ブロック1014は内部チャンバーパイプ437がブロック1
002で指示されたように基体540を予め定めた温度に迄冷
却することが可能となることで指令通りに停止するよう
に処理を進める。

ブロック1015は排気バルブ494を開いて大気に排気す
るか、工程ガス制御バルブ427によって工程ガスを導く
かの何れかを実行する。

スパッタリング工程はブロック1016にて開始され、工
程ガス制御装置578によって工程ガスを導入することで
開始される。

次のブロック1017,1018はスパッタリング陰極464およ
び463の前のスパッタリング陰極シールド513,514を移動
させる。ブロック1017はスパッタリング電源410,575を
付勢するように進め、スパッタリングターゲット／陰極
449および460をスパッタリング洗浄するようになす。ス
パッタリング洗浄のための継続時間はブロック1002によ
って指令される。

次のブロック1019はスパッタリング陰極シールド513
および514をスパッタリングターゲット陰極449および46
0から離れる方向へ移動させる。基体回転テーブル470が
駆動される。

スパッタリング終了はブロック1014および1015で行わ
れる。

ブロック1100はPCを走らせる実行ソフトウェアおよび
可変工程データ入力を示している。可変工程データには
使用者が工程に望む全ての時間、温度出力、流量および
圧力の変数が含まれる。ブロック1011は可変入力データ
を表示するPCのCRTを示している。任意のプリントアウ
トブロック1102が示されている。この代わりに、可変工
程データはPLC入力モジュール582によって入力されるこ
とができる。

ブロック1103はPCが様々な可変入力を工学単位からPL
Cフォーマットデータに翻訳することを示している。ブ
ロック1104はPC405が可変入力データを保存し回収する
ことを示している。

ブロック1105は全てのPC/PLCの遺り取りを制御する。
ブロック1106はPLC403が可変入力データを受け入れるこ
とを示している。更にPLC403はPC5405によって指令を受
けて、測定した工程パラメータをPC405による表示およ
び保存のために伝達することができるようになってい
る。

可変工程データはブロック1101,1102および1104に於
ける測定工程パラメータの表示および保存と同時にブロ
ック1100に入力されることができる。

上述したコンピュータ技術の実施に関しての最良のモ
ードはテキサス・インスツルメントのシリーズ500のPLC
モデル530 C−1102を使用することである。ここで使用
されたPCはIBM（或いはこれとコンパチブルの）であ
り、マイクロソフトのオペレーティング・システム、MS
−DOSおよびEGA/VGAグラフィックスを使用したものであ
る。EGA/VGAグラフィックスは16色のカラー表示、プリ
ミティブおよびテキストを可能としている。PLCとPCと
の間の非同期シリアルコミュニケーションはテキサス・
インスツルメントのタスクコードおよびアセンブリ言語
ルーチンを使用している。

PLCのラダー論理ソフトウェアはテキサス・インスツ
ルメントのタイソフト・ラダー・エディターを使用して
書かれた。PCの実行ソフトウェアはマイクロソフトのＣ
コンパイラーを使用して「Ｃ」言語で書かれた。

PCの実行ソフトウェアはメニュー駆動され、これによ
り使用者をスクリーンにて促して可変データを工学単位
で入力させるようになされた。オンライン操作の「ヘル
プ」による助言を使用者は全てのスクリーン操作から離
れて利用することができる。実行ソフトウェアは工学単
位での全てのデータを受け入れることができ、「Ｃ」言
語のサブルーチンを使用して全てのデータをPLCの機械
読み取り可能なデータに変換している。

CRTブロック1101,プリンターブロック1102、およびデ
ィスクブロック1104は全ての可変入力工程パラメータを
リアルタイムにて受け入れ、表示し、或いはプリント
し、或いは保存することができるのである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体を被覆するための装置であって、（ａ）真空チャンバーと、（ｂ）真空チャンバーの内部に真空圧を形成するポンプ
装置と、（ｃ）真空チャンバーの内部に基体を取付けるための手
段と、（ｄ）前記真空チャンバーの内部に腐食面を有するスパ
ッタリングターゲット／陰極と、（ｅ）スパッタリングターゲット／陰極の前記腐食面と
反対側にてスパッタリングターゲット／陰極に接近配置
された磁石手段と、（ｆ）スパッタリングターゲット／陰極のプラズマ放電
を引き起こすためのスパッタリング陽極と、（ｇ）前記スパッタリングターゲット／陰極と、その前
記スパッタリング陽極との間に電極回路を形成するスパ
ッタリング電源と、（ｈ）真空チャンバー内部に工程ガスを導いてスパッタ
リングターゲット／陰極と陽極との間にグロー放電を引
き起こすように制御し、これにより腐食面を蒸発させて
基体の上にスパッタリング被覆を蒸着させるようになす
ための手段と、（ｉ）前記真空チャンバーの内部の腐食面を含むCAPDタ
ーゲット／陰極と、（ｊ）CAPDターゲット／陰極のためのCAPD陽極と、（ｋ）前記CAPDターゲット／陰極と前記CAPD陽極との間
に電極回路を形成するCAPD電源と、（ｌ）前記CAPDターゲット／陰極と前記CAPD陽極との間
にアークを発生させて腐食面にアークスポットを形成
し、これによりCAPDターゲット／陰極の腐食面を蒸発さ
せてCAPD被覆を基体の上に蒸着させるようになすための
手段と、（ｍ）前記スパッタリング被覆を蒸着させるようになす
ための手段と前記CAPD被覆を蒸着させるようになすため
の手段とを順次に制限して複数の薄いフィルム被覆を基
体の上に形成するようになす手段と、を有して構成された装置。
【請求項２】請求項１に記載の基体を被覆するための装
置であって、（ａ）基体にバイアス電力を印加するための手段と、（ｂ）基体のバイアス電圧を測定するための手段と、（ｃ）スパッタリング電源の電力を測定するための手段
と、（ｄ）工程ガスの圧力を制御するための手段と、（ｅ）基体の温度を測定するための手段と、（ｆ）基体の温度を制御するための手段と、（ｇ）CAPD電源の電力を測定するための手段と、（ｈ）真空チャンバー、およびスパッタリングターゲッ
ト／陰極およびCAPDターゲット／陽極を冷却するための
手段と、を更に含む装置。
【請求項３】請求項１に記載の基体を被覆するための装
置であって、前記真空チャンバー内の、前記基体と電気
的に接続された回転テーブルと、前記回転テーブル上の
直立する基体支持スタンドとを更に含む装置。
【請求項４】請求項３に記載の基体を被覆するための装
置であって、前記直立する基体支持スタンドが基体に接
触するばねを有するクランプを含む装置。
【請求項５】請求項３に記載の基体を被覆するための装
置であって、基体の電気的バイアス電源と、回転テーブ
ルのための回転真空シールと、相互接続する電気的接続
部とを更に含む装置。
【請求項６】請求項１に記載の基体を被覆するための装
置であって、基体を電気的にバイアスするための手段
と、この電気的バイアス手段に一体の基体の電気的バイ
アス表示器とを更に含む装置。
【請求項７】請求項１に記載の基体を被覆するための装
置であって、スパッタリング電源の電力を測定するため
の手段と、スパッタリング電源に一体の電力表示器とを
更に含む装置。
【請求項８】請求項１に記載の基体を被覆するための装
置であって、工程ガスを導入制御するための手段がキャ
パシタンスマノメーターと、質量流量制御装置と、質量
流量ガス制御バルブと、スロットルバルブとを含んでい
る装置。
【請求項９】請求項８に記載の基体を被覆するための装
置であって、工程ガスを導入制御するためのの手段が上
流の圧力制御ループを更に含んでいる装置。
【請求項１０】請求項８に記載の基体を被覆するための
装置であって、工程ガスを導入制御するための手段が下
流の圧力制御ループを更に含んでいる装置。
【請求項１１】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、赤外線センサーと、基体温度の測定のた
めの表示器とを更に含む装置。
【請求項１２】請求項５に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPDとスパッタリングの速度を変化させ
る手段と、基体のバイアス電源の電力を変化させる手段
と、回転テーブルの速度を変化させる手段とを更に含む
装置。
【請求項１３】請求項11に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPD電源の電力を測定するための手段
と、CAPD電源に対する電力表示器とを更に含む装置。
【請求項１４】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、前記CAPDターゲット／陰極およびCAPD陽
極の間にアークを点火するための手段がアーク開始器を
更に含んでいる装置。
【請求項１５】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、真空チャンバー、およびスパッタリング
ターゲット／陰極およびCAPDターゲット／陰極を冷却す
るための相互連結された冷却水パイプを更に含む装置。
【請求項１６】請求項15に記載の基体を被覆するための
装置であって、相互連結された冷却水パイプが真空チャ
ンバー、およびスパッタリングターゲット／陰極および
CAPDターゲット／陰極の表面に接近して配置された冷却
水パイプのネットワークを含んでいる装置。
【請求項１７】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、真空チャンバーが３つのドアーと、内部
のチャンバー冷却水パイプと、蒸着シールドと、覗き窓
とを更に含んでいる装置。
【請求項１８】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、ポンピング装置が機械的ポンプと、拡散
ポンプと、低温トラップとを更に含んでいる装置。
【請求項１９】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、２つまたはそれ以上の側面を有する配列
された被加工物を保持するための基体ホルダーを更に含
む装置。
【請求項２０】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、第２のスパッタリングターゲット／陰極
および第２のCAPDターゲット／陰極を更に含み、基体が
少なくとも２つのスパッタリングターゲット／陰極また
は少なくとも２つのCAPDターゲット／陰極の何れかで両
側から同時に被覆できるようになされた装置。
【請求項２１】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、スパッタリングターゲット／陰極が可動
シールドを更に含み、これによりスパッタリングターゲ
ット／陰極がCAPDターゲット／陰極の作動時に被覆され
てしまうことから保護するようにされた装置。
【請求項２２】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、スパッタリングターゲット／陰極が陰極
本体と、磁石手段と、スパッタリングターゲットに接近
して配置された冷却水通路と、前記部材のための連結手
段とを更に含む装置。
【請求項２３】請求項21に記載の基体を被覆するための
装置であって、スパッタリング陽極が陰極本体に一体と
された陽極本体と、暗黒部のシールドとを更に含み、こ
れによりスパッタリングターゲット／陰極に対するプラ
ズマ放電を禁止するようになす装置。
【請求項２４】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPDターゲット／陰極が陰極本体と、タ
ーゲット縁部の絶縁ストリップと、腐食面の後方のCAPD
磁石と、ターゲットの近くの冷却水通路と、前記部材の
ための連結手段とを更に含む装置。
【請求項２５】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPD陽極が一体とされた冷却水パイプを
更に含む装置。
【請求項２６】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、スパッタリングターゲット／陰極の腐食
面が真空チャンバーの内部に位置された装置。
【請求項２７】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPDターゲット／陰極の腐食面が真空チ
ャンバーの内部に位置された装置。
【請求項２８】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPDターゲット／陰極が蒸発するCAPDタ
ーゲット／陰極の腐食面から粒滴を除去するための手段
を更に含む装置。
【請求項２９】請求項28に記載の基体を被覆するための
装置であって、蒸発するCAPDターゲット／陰極の腐食面
から粒滴を除去するための手段がCAPDターゲット／陰極
の腐食面の前方に配置された粒滴除去シールドを更に含
み、これにより粒滴が基体に達することを防止するよう
になす装置。
【請求項３０】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPD被覆が実質的に金と同じ光沢および
色合いをした装置。
【請求項３１】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、CAPD被覆がチタン、ジルコン、炭素およ
び窒素で構成される群から選択された金属である装置。
【請求項３２】請求項１に記載の基体を被覆するための
装置であって、スパッタリング被覆およびCAPD被覆が真
空圧を排除しないで真空チャンバー内で順次に製造され
る装置。
【請求項３３】請求項２に記載の基体を被覆するための
装置であって、コンピュータ装置を更に含み、このコン
ピュータ装置がポンピング装置と、工程ガス装置と、基
体に電気的なバイアスを印加するための手段と、基体の
温度を制御するための手段と、真空チャンバーを冷却す
るための手段と、スパッタリングおよびCAPD電源とを監
視して制御している装置。
【請求項３４】請求項33に記載の基体を被覆するための
装置であって、コンピュータ装置がプログラム論理コン
ピュータ（PLC）およびこのプログラム論理コンピュー
タに相互連結されたパーソナルコンピュータとを更に含
んでいる装置。
【請求項３５】請求項34に記載の基体を被覆するための
装置であって、プログラム論理コンピュータ（PLC）が
ポンピング装置と、工程ガス装置と、基体に電気的なバ
イアスを印加するための手段と、基体の温度を制御する
ための手段と、真空チャンバーを冷却するための手段
と、スパッタリングおよびCAPD電源とを監視して制御す
るためのラダー論理ソフトウェアを含んでいる装置。
【請求項３６】請求項35に記載の基体を被覆するための
装置であって、パーソナルコンピュータがプログラム論
理コンピュータ（PLC）のラダー論理ソフトウェアに可
変パラメータを投入するためのメニューを有する実行ソ
フトウェアを更に含んでおり、またプログラム論理コン
ピュータ（PLC）のラダー論理ソフトウェアの段階を示
すためのソフトウェアを更に含む装置。
【請求項３７】請求項36に記載の基体を被覆するための
装置であって、実行ソフトウェアがプログラム論理コン
ピュータ（PLC）のラダー論理ソフトウェアに可変パラ
メータを投入するためのスクリーンプロンプトテーブル
入力を更に含んでいる装置。
【請求項３８】請求項36に記載の基体を被覆するための
装置であって、実行ソフトウェアが多色高解像度のグラ
フィックスを含んでいる装置。
【請求項３９】（ａ）プログラム論理コンピュータ（PL
C）と、（ｂ）パーソナルコンピュータ（PC）と、（ｃ）プログラム論理コンピュータ（PLC）とパーソナ
ルコンピュータ（PC）との間でデータ通信するための手
段と、（ｄ）CAPDおよびスパッタリングのデュアル被覆装置か
ら、ポンピングデータと、工程ガスデータと、基体のバ
イアスデータと、基体の温度データと、真空チャンバー
の冷却データと、CAPDおよびスパッタリングの電源デー
タとを含む可変工程パラメータをインプットするための
手段と、（ｅ）使用者から可変工程の処方をインプットするため
の手段と、（ｆ）CAPDおよびスパッタリングのデュアル被覆装置に
制御信号を送って、これにより可変工程パラメータを可
変工程処方値となるように制御させるための手段と、を含むコンピュータ装置。
【請求項４０】基体に薄いフィルム被覆を多重に蒸着す
る方法であって、（ａ）チャンバー内に基体を配置し、（ｂ）チャンバーを排気し、（ｃ）チャンバーの内部のCAPDターゲット／陰極を作動
し、（ｄ）基体に薄いCAPDフィルムを蒸着させ、（ｅ）チャンバーの内部に工程ガスを噴射し、（ｆ）チャンバの内部のマグネトロンスパッタリングタ
ーゲット／陰極を作動し、（ｇ）チャンバーの内部でプラズマ放電を引き起こさ
せ、および（ｈ）基体に薄いスパッタリングフィルムを蒸着させ
る、諸段階を含む方法。
【請求項４１】請求項40に記載の基体に薄いフィルム被
覆を蒸着させる方法であって、（ｉ）チャンバーを冷却し、（ｊ）コンピュータ装置により前記工程段階の全てを制
御する、段階を更に含む方法。
【請求項４２】請求項40に記載の基体に薄いフィルム被
覆を蒸着させる方法であって、（ｋ）基体からCAPD粒滴を遮断する、段階を更に含む方法。
【請求項４３】請求項40に記載の基体に薄いフィルム被
覆を蒸着させる方法であって、（ｌ）薄いCAPDフィルムが実質的に金と同じ光沢および
色合いとなるように制御する、段階を更に含む方法。
【請求項４４】請求項40に記載の基体に薄いフィルム被
覆を蒸着させる方法であって、（ｍ）薄いスパッタリングフィルムが薄いCAPDフィルム
に強固に付着するように制御する、段階を更に含む方法。
【請求項４５】請求項40に記載の基体に薄いフィルム被
覆を蒸着させる方法であって、チャンバーの真空がCAPD
蒸着とスパッタリング蒸着との間で工程ガス噴射による
場合を除いて破られない方法。