CN103154311B - 真空处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种实现装置小型化且生产率高、成本低的真空处理装置。传送长的带状基材S使其通过真空处理室（1），在该真空处理室（1）内对带状基材实施规定处理。在真空处理室（1）中设置单个的处理单元（3），设置有送出辊（6）和卷取辊（7）的真空辅助室（2）与真空处理室（1）相连设置。在真空处理室内跨处理单元的两侧上具有一对第一辊单元（4），每个第一辊单元具有等间隔配置的多个辊（42），将各辊在轴向上彼此错开配置，带状基材以螺旋状缠绕在两辊单元的各辊上。还具有移位装置（5），以与处理单元相对的带状基材的一面为表面，当带状基材的里面与处理单元相对时所述移位装置（5）将该带状基材的一部分以规定幅度向该处理单元侧移动。

Description

真空处理装置

技术领域

本发明涉及一种真空处理装置，其传送长的带状基材使其通过真空处理室，在该真空处理室中对该带状基材实施规定的处理。

背景技术

由于长条状树脂制成的带状基材具有弹性，也具有良好的加工性，所以一般公知的是在其表面形成规定的金属膜或氧化物膜等规定薄膜，或进行热处理或等离子体处理来制成电子部件或光学部件。根据用途，有时对带状基材的表里两面施加相同的规定处理。

作为这样的对带状基材的表里两面实施规定处理的装置，已知的一种处理装置设置有彼此相连的第一处理室和第二处理室，所述第一处理室在具有送出辊、卷取辊以及送出并传送带状基材的传送装置的传送室内具有对带状基材的单面（表面）进行规定处理，所述第二处理室具有对单面已进行了处理的带状基材的另一面（里面）实施与前述相同处理的另一处理装置（例如参照专利文献1）。

然而，在上述的以已知例子中，为了在单独的处理室中对带状基材的表里两面进行处理，不仅会使装置本身变得大型化，而且会使部件数量增加，导致成本上升。而且，使从送出辊送出的带状基材通过两个真空处理室后直到卷到卷取辊上的路径太长，生产率也差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:专利公开2009－13473号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

鉴于以上内容，本发明的问题是提供一种旨在使装置小型化且具有良好生产率的低成本的真空处理装置。

解决技术问题的手段

为解决上述技术问题，本发明提供一种真空处理装置，所述真空处理装置传送长的带状基材，使其通过真空处理室，在该真空处理室内对带状基材进行规定处理，其特征在于：在真空处理室上设置有单一的处理单元，并且设置有与真空处理室相连的真空辅助室，所述真空辅助室至少设置有送出辊和卷取辊中的一个，所述真空处理装置，在真空处理室内在跨处理单元的两侧上具有一对第一辊单元，每个第一辊单元分别具有等间隔配置的多个辊，使第一辊单元的各辊在轴向上彼此错开配置，带状基材以螺旋状缠绕在各辊上，还具有移位装置，以带状基材从第一辊单元的一侧各辊到另一侧各辊的与处理单元相对的一面为表面，在带状基材的里面与处理单元相对时，所述移位装置使该带状基材的一部分以规定幅度向所述处理单元侧移位。

采用本发明，通过一对辊单元在处理单元的前方巡回传送带状基材，以使带状基材的表面及里面相对于该处理单元交替相对，并且由于通过移位装置使带状基板的一部分移位，以使例如从处理单元到带状基材的表面及里面之间的距离大致相同，所以，以单一的处理单元可高效地对带状基材的表里实施相同的处理。所以，不像上述以往例子那样需要多个处理室，可实现装置的小型化，且可减少部件数量实现低成本化。而且，如果使带状基材的表里两面多次与处理单元相对的话，则可提高带材的传送速度，也提高生产率。

在本发明中，所述移位装置是配置在所述一对第一辊单元的内侧、处理单元的两侧上的另一对第二辊单元，第二辊单元优选配置为其使向所述处理单元侧移位的那部分带状基材和从所述第一辊单元一侧的各辊到另一侧的各辊的那部分带状基材到所述处理单元的距离相等。由此，通过简单的构成，可将从处理单元到带状基材的表面及里面的距离统一为大致相同。另外，在本发明中，同样地，除从处理单元到带状基材的表面及里面的距离严格设置为一致的情况外，还包含在例如以处理单元作为溅射成膜用的阴极单元，在带状基材的表面及里面上同时进行成膜处理时，第二辊单元接近或离开阴极单元以便以相同厚度成膜的情况。

再有，在本发明中，如果构成为根据权利要求1或2所述的真空处理装置，在处理单元是溅射成膜用的阴极单元的装置中，将所述阴极单元设置在划出真空处理室的壁面上，并且设置单一的真空辅助室，其连接于与该壁面相对的另一壁面，在该真空辅助室内配置送出辊和卷取辊，则可将真空处理装置进一步小型化。

再有，例如在将带状基材加热到规定温度的状态下进行成膜处理后，如用卷取辊卷取刚处理完的带状基材，则有可能出现带状基材的处理面变质等问题。为此，例如将处理后的带状基材冷却到规定温度以下再卷取到卷取辊上。此时，也可考虑通过冷却导引辊或卷取辊的旋转轴以通过热交换冷却带状基材，但这样会使装置结构变复杂。

为此，如果在所述卷取辊的上游侧与带状基材相对设置冷却板的话，则该冷却板的与带状基材相对的面发挥吸热面的作用，可有效地冷却带状基材。而且，冷却板是例如保持在极低温（数十K）的低温板时，通过使该板吸附真空辅助室内的水分等，有助于保持真空辅助室的高真空度，例如可使用排气能力低、成本低的装置作为设置在真空辅助室内的泵等，是有利的。

附图说明

图1示出本发明的第一实施方式的真空处理装置的剖面示意图。

图2说明带状基材在真空处理室内的传送的局部放大立体图。

图3示出第二实施方式的真空处理装置的剖面示意图。

具体实施方式

下面参照附图，以溅镀成膜用阴极单元作为处理单元，在带状基材的表里两面成膜的情况为例对本发明的实施方式的真空处理装置进行说明。

参照图1及图2，SM是本实施方式的真空处理装置。该真空处理装置SM具有长方体形的真空处理室1，其以图外的真空泵抽真空，以及真空辅助室2，其设置为与该真空处理室1的一侧面相连，可从真空辅助室2传送带状基材S使其通过真空处理室1，并在该真空处理室1内在带状基材S上进行成膜。在真空处理室1内，在与真空辅助室2相对的另一侧面上装设单一的阴极单元3。

阴极单元3具有靶31，其根据要在带状基材S的表里两面上形成的薄膜的成分而制作。靶31例如为矩形，如后文所述制成宽度大于在靶31的前方巡回传送的带状基材S的整个宽度（参照图2），以与垫板32连接的状态设置在真空处理室1内。另外，由于阴极单元3自身可以使用具有公知结构的装置，所以此处省去对其的详细说明。再有，图1中，33a、33b是防尘板，34是阴极单元的外罩、35是阳极环。

在真空处理室1内，在靶31的长度方向（图1中为上下方向）跨靶31的两侧上设置一对辊单元4u、4d。以这些辊单元为第一辊单元4u、4d，各个第一辊单元4u、4d具有相同的结构，由第一轴体41以及四个第一辊42构成，所述四个第一辊42以等间隔可旋转地外装在该第一轴体41上。各个第一轴体41与未使用时的靶31的溅射面31a分别平行，且设置成与靶31的溅射面31a距离规定的间隔（溅射面31a和两轴体41的间隔相同）。再有，一侧和另一侧的第一轴体41设置为各个第一辊42在轴向上彼此错开。另外第一辊单元4u、4d的结构并不受上述内容限定，再有，第一辊42的数量也考虑带状基材S的宽度或成膜速度而适当设定。

再有，在真空处理室1内，在第一辊单元4u、4d的内侧在靶31的长度方向（图1中为上下方向）上跨靶31的两侧上设置有另一对辊单元5u、5d，这一对辊单元5u、5d构成本实施方式的移位装置，使带状基材S的一部分以规定幅度移位到处理单元侧。以第二辊单元5u、5d作为移位装置即辊单元，各个第二辊单元5u、5d具有相同的结构，由第二轴体51和四个第二辊52构成，所述四个第二辊52以等间隔可旋转地外装在该第二轴体51上。第二辊52的直径设置得小于第一辊42的直径。一侧和另一侧的第二轴体51分别与第一轴体41平行，各第二辊52位于各第一辊42之间，且各个第二辊52在轴向上彼此错开，并且，配置为比第一轴体41更偏心向阴极单元3侧。此时，溅射面31a与两第二轴体51的间隔也相同。另外，第二辊单元5u、5d的结构并不受上述内容限定，例如两辊52的直径设置为与第一辊42的直径相同，也可将第一轴体41及第二轴体51设置在与靶31的溅射面31a平行的同一平面内，再有，第二辊52的数量等也对应第一辊42而适当设定。

真空辅助室2与真空处理室1相样地用图外的真空泵抽真空，在其内部设置有送出辊6，其具有未图示的驱动源，以及卷取辊7，其具有未图示的驱动源。在卷取辊7的上游侧，设置有测量器8，用来测量带状基材S的张力，根据该测量器8的测量结果，适当控制送出辊6或卷取辊7的旋转速度。另外，在图1中，GR是导引辊。在以下的内容中，说明带状基材S从真空辅助室2内的送出辊6送出通过真空处理室1后卷取在卷取辊7上的传送过程。

将送出辊6送出的带状基材S通过在真空处理室1和真空辅助室2的接触面上形成的通孔11a送到真空处理室1内。在真空处理室1内，带状基材S从位于图1中为下侧的第一辊单元4d的轴向一侧（图2中为近前侧）的第一辊42a首先向阴极单元3侧（顺时针）缠绕，从阴极单元3侧缠绕在位于上侧的第一辊单元4u的轴向一侧（图2中为近前侧）的第一辊42b上。此时，与阴极单元3的靶31相对的带状基材S的一面变为表面，变为与溅射面31a平行并横向通过该溅射面31a。

经过了第一辊42b的带状基材S分别经过第二辊52a、52b的阴极单元3侧，所述第二辊52a、52b位于移位装置即第二辊单元5u、5d的轴向一侧（图2中、为近前侧），导引到与下侧的第一辊单元4d的轴向一侧（图2中为近前侧）的辊42a相邻的下一个辊42c，从阴极单元3的相对侧缠绕（即只在第一辊单元4u、4d上缠绕带状基材S时，缠绕为螺旋状）。此时，在两第二辊52a、52b间传送带状基材S时，使带状基材S的里面的一部分与靶31的溅射面31a相对（即带状基材S的里面与溅射面31a平行地横向通过该溅射面31a）。而且，如果适当设置两第二轴体51的位置的话，则在第一辊42a、42b间传送的带状基材S的表面和在第二辊52a、52b间传送的带状基材S的里面与靶31的溅射面31a之间的距离可设置为大致相同。

如上所述，将带状基材S向各辊42、52缠绕直到轴向另一侧。而且，经过位于下侧的第二辊单元5d的轴向另一侧（图2中是后侧）的辊52e的带状基材S，通过在真空处理室1和真空辅助室2的相邻面形成的另一通孔11b返回真空辅助室2，卷取到卷取辊7上。

由此，在阴极单元3的前方巡回传送带状基材S，以使其表面及里面交替地与阴极单元3相对。而且，如果以稀有气体已导入靶31的前方空间的状态由图外的电源向靶3投入具有负电位的规定功率，则在靶31的溅射面31a前方空间形成等离子体，靶31被溅射，从靶散射的溅射粒子分别附着沉积在带状基材S的表里两面上，在带状基材S的表里两面上以大致相同的厚度形成规定的薄膜。

如上述所说明的，采用上述实施方式，由于通过第一辊单元4u、4d在阴极单元3的前方巡回传送带状基材S，以使带状基材S的表面及里面交替地与该阴极单元3相对，并且通过移位装置即第二辊单元5u、5d可将从阴极单元3到可成膜的带状基材S的表面及里面的距离设置为大致相同，所以采用单一的阴极单元3可高效地对带状基材S的表里两面形成厚度大致相同的薄膜。因此，不像上述以往例子那样需要多个处理室，可实现装置的小型化，并可减少部件个数，实现低成本化。而且，由于带状基材S的表里两面多次与处理单元相对，所以可提高带状基材S的传送速度，生产率也高。再有，由于将阴极单元3和真空辅助室2分别设置在划出真空处理室1的壁面中的相对的面上，并且在真空辅助室2中配置了送出辊6和卷取辊7，所以可使真空处理装置SM进一步小型化。

再有，例如对带状基材S进行成膜处理时，根据用途，有时在送出辊6的下游侧设置加热装置（未图示），在成膜处理前将带状基材S加热到规定温度，在该状态下进行成膜处理。这种情况下，如果用卷取辊7卷取刚处理完的带状基材S，则已在带状基材S上成膜的薄膜有可能出现变质等问题。

因此，在本实施方式中，在卷取辊7的上游侧与带状基材相对设置低温板（冷却板）9（参照图1）。低温板9具有公知结构的冷冻单元9a，例如是闭式循环的氦制冷机等，靠来自冷冻单元9a的冷媒保持在极低温（例如数十K）下。这种情况下，低温板9与带状基材S的相对面设置为比带状基材S更宽。由此，低温板9与带状基材S的相对面发挥吸热面的作用，可将带状基材S高效率地冷却。而且，通过以低温板9吸附真空辅助室2内的水分等，有助于保持真空辅助室2的高真空度，例如可使用排气能力低、成本低的装置作为设置在真空辅助室2内的泵等，是有利的。再有，也可将低温板9与导引辊相向设置，冷却导引辊自身并冷却带状基材S。

另外，在本实施方式中，以使用低温板9作为冷却板为例进行了说明，但并不仅限于此，只要是可从带状基材S吸热并冷却的装置即可。再有，使用冷却板的本发明的带状基材S的冷却方法并不仅适用于上述实施方式的真空处理装置，也可广泛应用于所有包含像上述以往例那样结构的装置的其他卷取式真空处理装置中。

在上述实施方式中，以使用阴极单元3作为处理单元为例进行了说明，但并不仅限于此，阴极单元也可是电阻加热式蒸发源或采用CVD法的装置，再有，在成膜源以外本发明也适用于设置等离子气体等进行表面处理的处理单元。

进而，在上述实施方式中，以由一对第二辊单元5u、5d构成移位装置为例进行了说明，但并无特殊限制，只要是可将带状基材S的一部分以规定幅度移位到处理单元3侧的装置即可。例如，也可由相对处理单元3可自由进退的驱动轴，以及可自由旋转地安装在该驱动轴的前端的辊构成移位装置，将该移位装置配置在跨处理单元的两侧上，将各移位装置同步地向处理单元侧移动，使带状基材S以一定的幅度向处理单元侧位移。由此，可在表面和里面上随意改变处理单元到带状基材S的距离。

再有，在上述实施方式中，为使真空处理装置最小化，以在一个真空辅助室2中设置送出辊和卷取辊为例进行了说明，但装置的排布并不仅限于此。例如图3所述，也可在真空处理室1彼此相对的侧面上分别相连设置真空辅助室2a、2b，从设置在上游侧的真空辅助室中的送出辊6传送带状基材，经真空处理室1由设置在下游侧的真空辅助室2b中的卷取辊7卷取。

附图标记说明

SM…真空处理装置、1…真空处理室、2…真空辅助室、3…阴极单元（处理单元）、4u、4d…第一辊单元、41…第一轴体、42…第一辊、5u、5d…第二辊单元（移位装置）、51…第二轴体、52…第二辊、6…送出辊、7…卷取辊、9…低温板（冷却板）。

Claims (4)

1.一种真空处理装置，其传送长的带状基材使其通过真空处理室，在该真空处理室内对所述带状基材实施规定处理，其特征在于：所述真空处理室中设置有单个的处理单元，并且相连设置有真空辅助室，所述真空辅助室设置有送出辊和卷取辊中的至少一个，所述真空处理装置的构成为，在所述真空处理室内跨所述处理单元的两侧上具有一对第一辊单元，每个第一辊单元分别具有等间隔配置的多个辊，使各辊在轴向上彼此错开配置，所述带状基材以螺旋状缠绕在各辊上；还具有移位装置，以所述带状基材从第一辊单元的一侧各辊到另一侧各辊的与所述处理单元相对的一面为表面，在所述带状基材的里面与所述处理单元相对时，所述移位装置使所述带状基材的一部分以规定幅度向所述处理单元侧移位。

2.根据权利要求1所述的真空处理装置，其特征在于：所述移位装置是配置在所述一对第一辊单元内侧、处理单元的两侧的另一对第二辊单元，所述第二辊单元配置为其使向所述处理单元侧移位的那部分带状基材和从所述第一辊单元一侧的各辊到另一侧的各辊的那部分带状基材到所述处理单元的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的真空处理装置，其特征在于：所述处理单元是溅射成膜用的阴极单元，所述真空处理装置将所述阴极单元设置在划出真空处理室的壁面上，并且设置单一的真空辅助室，其连接于与该壁面相对的另一壁面，在该真空辅助室内配置送出辊和卷取辊。

4.根据权利要求1或2中的任意一项所述的真空处理装置，其特征在于：在所述卷取辊的上游侧与所述带状基材相对设置冷却板。