JP2000290389A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空槽のメインロール設置部を真空に保った
ままフィルム交換が可能な成膜装置を提供する。 【解決手段】 巻出しコア９ａからフィルム１４を巻出
し、このフィルム１４を真空槽１内のメインロール５を
介して巻取りコア１０ａに巻取り、該メインロール５上
をフィルム１４が通過する際にこのフィルム１４上に成
膜する成膜装置において、前記メインロール５の設置部
３を真空に保ったまま巻出しコア９ａおよび巻取りコア
９ｂの交換が可能な真空保持手段２，１５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成膜装置に関する。
より詳しくは、真空中でフィルムに成膜を施す例えば磁
気テープ等の成膜装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８は、従来の成膜装置の説明図であ
る。従来の成膜装置は真空槽７１内に巻出しコア７２、
巻取りコア７３、メインロール７４、成膜を行うイオン
ソース７５が図のように配置されている。巻出しコア７
２から巻出されたフィルム７６は、ガイドロール７７ａ
に沿ってメインロール７４に移動する。フィルム７６は
メインロール７４通過後、ガイドロール７７ｂに沿って
巻取りコア７３に巻取られる。このフィルム７６に成膜
を行う時は、排気口７８より真空引きをすることによっ
て真空槽７１内を真空にし、成膜の際のフィルム７６へ
のダメージを軽減するためにメインロール７４を冷却し
ながらフィルム７６を走行させてイオンソース７５等に
より成膜を行う。

【０００３】巻出しコア７２のフィルム７６がなくなる
と成膜を中止し、メインロール７４の温度を室温以上に
昇温させ、真空槽７１を大気開放し、次に成膜を行うフ
ィルム７６の巻かれた巻出しコア７２と交換して、同様
に巻取りコア７３も交換する。そして再び真空槽７１内
を真空にしてメインロール７４を冷却し、フィルム７６
への成膜を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の成膜装置では、フィルムを交換するたびに真空槽の
排気時間、真空槽の大気開放時間及びメインロールの冷
却昇温時間等の多大な付帯時間を要していた。フィルム
成膜時間以外にも上述のような付帯時間を要することは
装置稼働率を低下させ、フィルム成膜の生産性を害して
いた。

【０００５】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、真空槽を大気開放することなく効率的にフィルム
交換を可能として装置稼働率を高め生産性を向上させた
成膜装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、巻出しコアからフィルムを巻出し、こ
のフィルムを真空槽内のメインロールを介して巻取りコ
アに巻取り、該メインロールをフィルムが通過する際に
このフィルム上に成膜する成膜装置において、前記メイ
ンロール設置部を真空に保ったまま前記巻出しコア及び
巻取りコアの交換が可能な真空保持手段を設けたことを
特徴とする成膜装置を提供する。

【０００７】この構成によれば、真空保持手段によりメ
インロール設置部を真空に保ったままフィルム交換が可
能なので、真空槽の排気や大気開放時間が不要となり、
メインロールの冷却昇温時間も不要になるため、フィル
ム交換の際の付帯時間の削減となり、装置稼働率が高ま
り生産性が向上する。

【０００８】好ましい構成例においては、前記真空槽を
隔壁により２分割して、一方をフィルム交換室として前
記巻出しコア及び巻取りコアを設置し、他方を成膜室と
して前記メインロールを設置し、前記隔壁に巻出し側の
フィルム及び巻取り側のフィルムが貫通するスリットを
設けるとともに、このスリットをフィルムが挿通した状
態で密封する開閉可能なシールを備えたことを特徴とし
ている。

【０００９】この構成によれば、フィルム交換時にシー
ルにより隔壁のスリットを密封して成膜室を真空に保っ
た状態でフィルム交換室を大気開放してコアを交換す
る。これにより、フィルム交換のときに大気開放するの
は巻出しコア及び巻取りコアが設置している部屋のみに
なるので、メインロール設置部における真空槽の排気や
大気開放時間が不要となり、メインロールの冷却昇温時
間も不要になるため、フィルム交換の際の付帯時間の削
減となり、生産性が高まる。

【００１０】好ましい構成例においては、複数の巻出し
コア及び巻取りコアをそれぞれ所定の位置に回転移動し
て交換可能なタレット式アームを備えたことを特徴とし
ている。

【００１１】この構成によれば、予め複数の巻出しコア
及び巻取りコアをアームに装着し、一対の巻出しコア及
び巻取りコアによる成膜工程が終了したら、アームを回
転して次の巻出しコア及び巻取りコアを効率よくセット
することができ、フィルム交換作業が円滑に行われる。

【００１２】好ましい構成例においては、複数のメイン
ロールを備え、各メインロール上で成膜処理を施すこと
を特徴としている。

【００１３】この構成によれば、１つの成膜室内に複数
のメインロールを設けることにより、膜厚の厚いコーテ
ィングを効率的に施すことができ、また、種類の異なる
膜を同一プロセスで積層することができる。

【００１４】好ましい構成例においては、前記真空槽に
隣接して、前記巻出しコアを交換するための巻出しコア
交換室と、前記巻取りコアを交換するための巻取りコア
交換室とを設け、前記真空槽と前記各コア交換室との間
に真空槽を密封する扉を設けたことを特徴としている。

【００１５】この構成によれば、真空槽と各コア交換室
との間の扉を閉じて真空槽を密閉状態に保ってフィルム
交換が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形
態にかかる成膜装置の概略図である。金属製で箱型の真
空槽１の内部は、同じく金属製の板状の隔壁２により成
膜室３、およびフィルム交換室４の２室に分割され、そ
れぞれの部屋に真空引きするための成膜室排気口６、フ
ィルム交換室排気口７を具備している。成膜室３の内部
には金属製で円筒形のメインロール５が回転可能な構造
で設置されており、このメインロール５は内部より加熱
冷却可能な温度調節装置（図示しない）と接続されてい
る。このメインロール５の周辺にはスパッタ、ＣＶＤ等
のイオンソース８が設置されている。

【００１７】フィルム交換室４の内部は、円筒形の巻出
しコア９ａ，９ｂがこれら２つのコアを側面より支持可
能で、軸１１廻りに回転可能な巻出しアーム３０により
支持されている。巻出しアーム３０は２つの巻出しコア
９ａ，９ｂをタレット式に所定の巻出し位置にセットす
る。この構造と同様に巻取りコア１０ａ，１０ｂも軸１
２廻りに回転可能な巻取りアーム３１により支持されて
いる。巻出しコア９ａの下部には、フィルム１４をコア
に貼り付ける機構を持つ巻出し交換機１６が、巻取りコ
ア１０ａの上部には、フィルム１４を切断し、コアに貼
り付ける機構を持つ巻取り交換機１７が設置されてい
る。

【００１８】真空槽１内には、フィルムが巻出しコア９
ａからメインロール５を通って巻取りコア１０ａに確実
に移動するようガイドロール１８が数本設置されてい
る。フィルム交換室４の側面にはコア交換用の扉１３が
設けられている。隔壁２にはフィルム１４を通すことが
できるスリット１９が２本形成されている。各スリット
１９にはフィルム１４がこのスリット１９を挿通した状
態で成膜室３を真空状態に保持可能なシール１５が備わ
る。従ってフィルム１４は、巻出しコア９ａより順番に
上方のスリット１９、ガイドロール１８、メインロール
５、ガイドロール１８、および下方のスリット１９を介
して巻取りコア１０ｂで巻き取られる。

【００１９】次に、この成膜装置の動作について、図１
〜図５を参照して説明する。図２〜図５は、図１の状態
に続くこの成膜装置の動作を順番に示す図であり、図２
は、巻出し及び巻取りアームを回転させているときの状
態、図３は、巻出し及び巻取りアームが１８０度回転し
た状態、図４は、巻出しコアのフィルムが全てなくなっ
たときの状態、図５は、フィルムを交換するときの状態
である。

【００２０】フィルム１４に成膜を施す時、図１に示す
ように、フィルム１４の巻出し準備が完了したら真空槽
１内を真空にするため、成膜室３、フィルム交換室４に
それぞれ設けられた成膜室排気口６、フィルム交換室排
気口７より真空ポンプ（図示しない）等を用いて排気を
行い、同時にメインロール５の冷却を開始する。１×１
０^-2〜１×１０^-3Ｐａ程度の真空度、及び−２０〜−４
０℃程度のメインロール温度になり次第、フィルム１４
を巻出しコア９ａから巻出してメインロール５上でイオ
ンソース８により成膜を開始する。この時、シール１５
は開放され、フィルム１４と接触しない程度の位置に移
動してスリット１９を開く。

【００２１】巻出しコア９ａのフィルム１４がなくなる
と成膜を停止し、図２に示すように、巻出しアーム３０
及び巻取りアーム３１をそれぞれ所定の方向に回転させ
る。この時フィルム１４は張った状態にある。両アーム
３０，３１を１８０度回転することによって巻出しコア
９ａと９ｂ、巻取りコア１０ａと１０ｂの位置の交換を
行う。これにより、図３に示すように、新たな巻出しコ
ア９ｂが上のスリット１９に対向した所定の巻出し位置
にセットされ、また新たな巻取りコア１０ｂが下のスリ
ット１９に対向した所定の巻取り位置にセットされる。
この状態で巻出し交換機１６によってフィルム１４を巻
出しコア９ｂに貼り付け、巻取り交換機１７によってフ
ィルム１４を巻取りコア１０ｂに貼り付ける。

【００２２】その後同様に巻取りコア９ｂからフィルム
１４を巻出し、成膜を施して巻取りコア１０ｂで巻き取
る。図４に示すように、巻取りコア９ｂのフィルム１４
がなくなり次第成膜を終了して、シール１５を閉じてフ
ィルム１４を挟み込んだまま成膜室３を密封する。次に
図５に示すように、扉１３を開いてフィルム交換室を大
気開放し、巻出しコア９ａ，９ｂ及び巻取りコア１０
ａ，１０ｂを交換して、新たな巻出しコア９’ａ，９’
ｂ、および新たな巻取りコア１０’ａ，１０’ｂをセッ
トする。この後、扉１３を閉め、フィルム交換室４内を
真空状態にすると図１の状態に戻るので、この動作を繰
り返してフィルム１４に成膜を行う。

【００２３】これにより成膜室３はフィルム１４を交換
する際に大気開放する必要がなくなるため、メインロー
ル５の冷却、加熱時間がなくなり、蒸着においてはルツ
ボの冷却、加熱時間、スパッタにおいてはターゲットの
加熱などの様々な付帯時間が削減されるので連続で運転
することが可能となる。また、フィルム交換室４の真空
度を成膜室３に比べて低い真空度で使用する場合はフィ
ルム交換後の排気時間も短縮されるため、さらに付帯時
間を短縮することができる。

【００２４】図６は、本発明の別の実施形態に係る成膜
装置の構成図である。この実施形態は、巻出しコア及び
巻取りコアをそれぞれ３つ備えた構成である。図示した
ように３つの巻出しコア２０ａ，２０ｂ，２０ｃを回転
可能なタレット式アーム２２によって取り付け、それに
対応する巻取りコア２１ａ，２１ｂ，２１ｃも同様に取
り付ける。これによりフィルム１４への成膜を１回の工
程でコア３つ分行えるので、その分のフィルム交換室４
の大気開放までの時間が長くなり、付帯時間がより削減
される。

【００２５】図７は、本発明のさらに別の実施形態に係
る成膜装置の構成図である。この実施形態は、成膜手段
として蒸着方法を利用したものである。図示したよう
に、フィルム１４に成膜を施す成膜手段として、スパッ
タやＣＶＤ等のイオンソースの代わりに、フィルム上に
蒸着させる金属、樹脂などの蒸発源２３および電子銃、
レーザーなどの加熱装置２４を設置し、金属、樹脂等の
蒸着を行う。その他の構成および作用効果は前述の図１
又は図６の実施形態と同様である。

【００２６】図８は、本発明のさらに別の実施形態に係
る成膜装置の構成図である。この実施形態は、成膜室に
メインロールを２つ設置したものである。図示したよう
に成膜室３内に２つのメインロール２５ａ，２５ｂが設
置され、その各々が成膜手段としてイオンソース８（又
は図７のような蒸着装置）を備える。このようにメイン
ロールを２つ（またはそれ以上）備え、その各々で成膜
処理を行うことにより、膜圧の厚いコーティングや種類
の異なる膜の積層コーティングが同一プロセスで効率よ
く行われる。その他の構成および作用効果は前述の図
１、図６又は図７の実施形態と同様である。

【００２７】図９は、本発明のさらに別の実施形態に係
る成膜装置の概略図である。フィルム５０に成膜を施す
金属製で箱型の主真空槽５１の両側面に、自動で開閉可
能な主真空槽を真空に保つ扉５４ａ，５４ｂが設けられ
ている。一方の扉５４ａの外側には金属製で箱型の巻出
し室５２が設置され、他方の扉５４ｂの外側には巻取り
室５３が設置される。これら主真空槽５１、巻出し室５
２および巻取り室５３は、それぞれに設けられた排気口
（図示しない）より排気を行い、真空引きをすることが
可能である。

【００２８】主真空槽５１の内部には金属製で円筒形の
メインロール５５が設置され、その両側には円筒形の巻
出しコア５６ａおよび巻取りコア５８ａが設けられる。
各コア５６ａ，５８ａはこれらを回転又は固定可能な巻
出しパレット５７ａおよび巻取りパレット５９ａにより
保持される。この巻出しパレット５７ａは図示しない搬
送系により、巻出し室５２へ出し入れ可能であり、同様
に巻取りパレット５９ａも巻取り室５３に出し入れ可能
である。

【００２９】主真空槽５１内には、フィルム５０をガイ
ドしてフィルムパスを形成するガイドロール６０が数本
設置される。また、巻出しコア５６ａに接触可能な巻出
しニップロール６１、および巻取りコア５８ａに接触可
能な巻取りニップロール６２ａがそれぞれ巻出しコア５
６ａおよび巻取りコア５８ａのフィルム表面に接触して
設置される。これらのニップロール６１，６２ａは、コ
アに巻かれたフィルム５０の表面に常に接してその巻厚
の変化とともに図示しない機構により移動する。また、
巻取りコア５８ａ付近には支点６４を中心に回転可能な
カッター６３が設けられている。このカッター６３は巻
取りニップロール６２ｂ及び巻取りコア５８ａ上でフィ
ルム５０を切ることができる。

【００３０】メインロール５５の周辺にはスパッタ、Ｃ
ＶＤ、蒸着、イオンプレーティング、エッチングなどの
蒸発源やイオンソース６５が設けられている。巻出し室
５２の下部には主真空槽５１内の巻出しコア５６ａと交
換するための巻出しコア５６ｂが、巻出しパレット５７
ｂに保持されて収容される。巻出し室５２の上部にはカ
ッター６６が設けられている。巻取り室５３には、主真
空槽５１内の巻取りコア５８ａと交換するための巻取り
コア５８ｂが巻取りパレット５９ｂに保持されて収容さ
れる。

【００３１】次は、図１０〜図１７を参照してこの実施
形態の動作について説明する。図１０〜図１７は、この
実施形態の動作を順番に示す構成図であり、図１０は、
成膜が終了した状態、図１１は、巻出しコアを取出した
状態、図１２は、巻出しコアを交換した状態、図１３
は、巻出しコア側のフィルムを切断した状態、図１４
は、巻取りコアを取出した状態、図１５は巻取りコアを
交換した状態、図１６は、巻取りコア側のフィルムを切
断するときの状態、図１７は、新たなフィルムがセット
された状態を示す。

【００３２】成膜プロセスは、巻出しコア５６ａからフ
ィルム５０を巻出して、このフィルム上にメインロール
５５で成膜を施し巻取りコア５８ａに巻き取ることによ
り行われる。図１０に示すように、巻出しコア５６ａの
フィルムがなくなると、この成膜工程が終了する。この
状態で図１１に示すように巻出し室５２の扉５４ａを開
き、図示しない搬送系によりフィルム５０がつながった
まま巻出しコア５６ａと巻出しパレット５７ａを巻取り
室５２内に移動する。

【００３３】次に、図１２に示すように、新たな巻出し
コア５６ｂと巻出しパレット５７ｂを図示しない搬送系
により扉５４ａの開口を通して主真空槽５１内に移動す
る。この巻出しコア５６ｂを所定の位置に設置し、フィ
ルムを走行させ、粘着テープあるいは、粘着材などの粘
着手段６７で古い巻出しコア５６ａにつながったままの
フィルム５０と新たな巻出しコア５６ｂをつなぐ。次
に、図１３に示すように、古い巻出しコア５６ａのフィ
ルム５０をカッター６６で切断し、フィルムを走行させ
てフィルム５０の切断端を主真空槽５１内に引きこむ。

【００３４】次に、図１４に示すように、扉５４ａを閉
じて、扉５４ｂを開け、フィルム５０がつながったまま
巻取りコア５８ａと巻取りパレット５９ａを図示しない
搬送系により巻取り室５３に移動する。この後図１５に
示すように、新たな巻出しコア５８ｂと巻取りパレット
５９ｂを図示しない搬送系により主真空槽５１内に移動
する。

【００３５】続いて図１６に示すように、巻取りコア５
８ｂを所定の位置に設置し、巻取りニップロール６２ｂ
を接触させ、カッター６３によりフィルム５０を切断す
る。次に、図１７に示すように、この切断したフィルム
５０を古い巻取りコア５８ａで巻取り、扉５４ｂを閉め
る。この状態では、主真空槽５１は真空に保持された成
膜可能状態なので成膜を行う。この成膜工程中に巻出し
室５２および巻取り室５３を大気開放し、古い巻出しコ
ア５６ａおよび巻取りコア５８ａを新しいコアと交換す
る。交換後、巻出し室５２と巻取り室５３を主真空槽５
１と同等の真空度にして次のコア交換の準備が完了す
る。

【００３６】これにより主真空槽５１を真空に保ったま
ま成膜工程中にコアの交換が可能となり、コア交換のた
めの付帯時間は真空中で新旧コアを交換する時間のみと
なり、大幅な付帯時間の削減となる。また、真空中で巻
取り室のコアを交換するため、成膜された膜の酸化の影
響が小さくなる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、メインロール設置部を真空に保ったままフィルム交
換が可能なので、真空槽の排気や大気開放時間が不要と
なり、メインロールの冷却昇温時間も不要になるため、
フィルム交換の際の付帯時間の削減となり、装置稼働率
が高まり生産性が向上し、またコストの低減が図られ
る。また真空中でコア交換ができるため、膜の酸化が防
止され、膜品質が向上して歩留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる成膜装置の概略
図。

【図２】 図１の成膜装置の巻出し及び巻取りアームを
回転させたときの説明図。

【図３】 図１の装置の巻出し及び巻取りアームが１８
０度回転した状態の説明図。

【図４】 図１の装置の巻出しコアのフィルムが全てな
くなった状態の説明図。

【図５】 図１の装置のフィルムを交換する状態の説明
図。

【図６】 本発明の別の実施形態に係る成膜装置の構成
説明図。

【図７】 本発明のさらに別の実施形態に係る成膜装置
の構成説明図。

【図８】 本発明のさらに別の実施形態に係る成膜装置
の構成説明図。

【図９】 本発明のさらに別の実施形態に係る成膜装置
の構成説明図。

【図１０】 図９の成膜装置の成膜終了状態の説明図。

【図１１】 図９の装置の巻出しコア移動状態の説明
図。

【図１２】 図９の装置の巻出しコアを交換した状態の
説明図。

【図１３】 図９の装置の巻出し側フィルムを切断した
状態の説明図。

【図１４】 図９の装置の本発明に係る変形例の巻取り
コア移動させた説明図。

【図１５】 図９の装置の巻取りコアを交換した状態の
説明図。

【図１６】 図９の装置の巻取り側フィルムを切断した
状態の説明図。

【図１７】 図９の装置のコア交換作業終了状態の説明
図。

【図１８】 従来の成膜装置の構成説明図。

【符号の説明】

１：真空槽、２：隔壁、３：成膜室、４：フィルム交換
室、５：メインロール、６：成膜室排気口、７フィルム
交換室排気口、８：イオンソース、９ａ，９ｂ：巻出し
コア、１０ａ，１０ｂ：巻取りコア、１１：軸、１２：
軸、１３：扉、１４：フィルム、１５：シール、１６：
巻出し交換機、１７：巻取り交換機、１８：ガイドロー
ル、１９：スリット、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：巻出し
コア、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ：巻取りコア、２２：タ
レット式アーム、２３：蒸発源、２４：加熱装置、２５
ａ，２５ｂ：メインロール、３０：巻出しアーム、３
１：巻取りアーム、５０：フィルム、５１：主真空槽、
５２：巻出し室、５３：巻取り室、５４ａ，５４ｂ：
扉、５５：メインロール、５６ａ，５６ｂ：巻出しコ
ア、５７ａ，５７ｂ：巻出しパレット、５８ａ，５８
ｂ：巻取りコア、５９ａ，５９ｂ：巻取りパレット、６
０：ガイドロール、６１：巻出しニップロール、６２
ａ，６２ｂ：巻取りニップロール、６３：カッター、６
４：支点、６５：イオンソース、６６：カッター、６
７：粘着手段。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA01 AG23 BC01 4K029 AA11 AA25 BD11 DA00 KA00 4K030 CA07 CA12 KA49 LA20 5D112 FA01 FB21 FB25 KK01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻出しコアからフィルムを巻出し、 このフィルムを真空槽内のメインロールを介して巻取り
   コアに巻取り、 該メインロールをフィルムが通過する際にこのフィルム
   上に成膜する成膜装置において、 前記メインロール設置部を真空に保ったまま前記巻出し
   コア及び巻取りコアの交換が可能な真空保持手段を設け
   たことを特徴とする成膜装置。
2. 【請求項２】前記真空槽を隔壁により２分割して、一方
   をフィルム交換室として前記巻出しコア及び巻取りコア
   を設置し、他方を成膜室として前記メインロールを設置
   し、前記隔壁に巻出し側のフィルム及び巻取り側のフィ
   ルムが貫通するスリットを設けるとともに、このスリッ
   トをフィルムが挿通した状態で密封する開閉可能なシー
   ルを備えたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装
   置。
3. 【請求項３】複数の巻出しコア及び巻取りコアをそれぞ
   れ所定の位置に回転移動して交換可能なタレット式アー
   ムを備えたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装
   置。
4. 【請求項４】複数のメインロールを備え、各メインロー
   ル上で成膜処理を施すことを特徴とする請求項１に記載
   の成膜装置。
5. 【請求項５】前記真空槽に隣接して、前記巻出しコアを
   交換するための巻出しコア交換室と、前記巻取りコアを
   交換するための巻取りコア交換室とを設け、前記真空槽
   と前記各コア交換室との間に真空槽を密封する扉を設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。