JP2002105649A - 真空成膜装置及び真空成膜方法 - Google Patents

真空成膜装置及び真空成膜方法

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健太郎 筒井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェブ状合成樹脂フィルム表面に薄膜を形成す
る真空成膜装置において、成膜速度の向上が図れ、一度
の巻取りで数種の薄膜を積層可能とし、更に膜質のコン
トロールを可能とする真空成膜装置を提供する。 【解決手段】ウエブ状基材9の巻出し・巻取り室と成膜
する成膜室で構成され、該成膜室内にプロセスガス供給
部と電極でなる成膜手段と、前記ウエブ状基材の下部に
所定の間隔をおいて成膜手段が複数個具備された真空成
膜装置において、その各成膜手段間に絶縁性の仕切板1
1cで仕切られた各成膜部20A,20B,20Cにプ
ロセスガス供給部11b設けた真空成膜装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は真空中にてPET、
TACなどの樹脂製ロールフィルム表面などにスパッタ
リング法、真空蒸着法、プラズマ重合蒸着法などの化学
蒸着法(CVD)の方法により薄膜を形成する巻取り式
成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図1に示すように、トルクモー
タ等の一定の張力にて巻取り可能な巻取り手段を持つ巻
取り軸(2a)を有し、かつパウダークラッチ等のトル
ク制御手段により一定のバックテンションをかけつつウ
エブ状の合成樹脂フィルムの巻出しを可能にする巻出し
軸(1a)を有し、かつこの二軸の間に合成樹脂フィル
ム(9)の走行を規制する複数のアイドルローラ(3、
4)および張力を検知して巻取り軸(2a)または巻出
し軸(1a)に適宜フィードバックを行うための張力検
出器(7,8)を具備したテンションロール(5,6)
および合成樹脂フィルム(9)にそのフィルム(9)の
温度をコントロールし表面に膜を形成するための温調ド
ラム(10)、および電極と複数のプロセスガス供給部
(14、15)でなる成膜手段(11)を配置すること
により巻出し軸(1a)から所定の張力を付与されつつ
巻き出されるウエブ状の合成樹脂フィルム(9)が、温
調ドラム(10)上で、前記の成膜手段により合成樹脂
フィルム(9)の表面に膜を形成された後、所定の張力
を伴いつつ巻取り軸(2a)にて巻き取られ、表面に薄
膜が形成されたフィルム(2b)を得ることが出来る仕
組みになっていた。
【0003】しかしながら、上記の図1ような従来の技
術では以下のような問題を生じていた。プラズマ重合法
やスパッタリング法のCVD法は成膜速度が遅いため薄
膜を形成する部分を大面積化することで必要な膜厚を堆
積させる必要があった。そこで電極を大型化した場合、
形状やフィルムの幅によっては大型化自体が無理であっ
たり、大型化が可能であった場合でも電極の中央部と両
端、また電極と基材が正対しなくなる部分での成膜速度
及び膜質の変化が大きい等の問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点を解決するもであり、その課題とするところ
は、化学蒸着法(CVD)によりウェブ状合成樹脂フィ
ルム表面に薄膜を形成する真空成膜装置において、成膜
速度の向上が図れ、一度の巻取りで数種の薄膜を積層可
能とし、更に膜質のコントロールを可能とする真空成膜
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明において上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明では、ウエブ状
基材の巻出し・巻取り室と成膜する反応蒸着室でなり、
該反応蒸着室内にプロセスガス供給部と電極でなる成膜
手段と、前記ウエブ状基材を加温する加温手段とを具備
する真空成膜装置であって、前記ウエブ状基板の下部に
所定の間隔をおいて成膜手段が複数個具備され、その各
成膜手段の間に仕切板として絶縁板を設け、仕切られた
各々の成膜部にプロセスガス供給部を設けることで成膜
プロセスが汚染し合わないような機構を有する真空成膜
装置である。
【0006】また、請求項2の発明は、真空成膜装置に
おいて、成膜手段として複数個のシャワーヘッド電極を
用い各々の電極間に仕切板として絶縁板を設けお互いが
干渉しないようにし、また仕切板として絶縁板と電極の
間隔を調整することで成膜する膜質を変化させることを
可能としたことを特徴とする請求項1に記載の真空成膜
装置としたものである。
【0007】また、請求項3の発明は、 (1)ウエブ状基材を巻出し室から、略真空状態に保た
れた成膜室に巻出し、この基材を張力検出器で張力を検
出してテンションローラで張力を調整しながら、温調ド
ラムに導く。 (2)温調ドラムの円周に沿って配置され、仕切板で仕
切られた各成膜部で、成膜材料をプロセスガス供給部か
ら供給しながら基材に薄膜を形成させる。 (3)基材は温調ドラムの回転に伴って、円周に沿って
導かれながら各成膜部で順次薄膜を形成させる。 (4)薄膜が形成された基材は、張力検出器で張力を検
出してテンションローラで張力を調整しながら巻取り室
に導かれ、巻き取られる。 少なくとも、以上の工程を有することを特徴とする真空
成膜方法である。
【0008】上記本発明の真空装置によれば、成膜手段
を大型化することなく複数個に増やすことで成膜速度を
向上することが出来、また仕切板を設けることで各々が
干渉することなく成膜が行えることから数種の薄膜を積
層可能となる。更に仕切板と成膜手段の距離を調節する
ことで膜質の調整が可能となる真空成膜装置を提供する
ことが出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。本発明の請求項1及至2に示す巻取り
式成膜装置は図2に示すように成膜手段(電極及びプロ
セスガス供給部)を複数個設けることで問題となってい
た成膜速度の向上が図れる。これに関しては成膜手段の
大型化をすることなく単純な系を複数個ならべることで
製作し易く安価である成膜手段を用いることが出来る。
【0010】さらに成膜手段間を隔てる仕切板(11
c)は各成膜プロセスの干渉を防ぐことを特徴とする。
この仕切板には電気的にも他のプロセスとの干渉を防ぐ
必要から絶縁性の高い樹脂製のものを用いる必要があ
る。成膜プロセスが高温である場合ポリイミド系の樹脂
をそれ以外の場合はフッ素系の樹脂が機械的強度や化学
的安定性が良いことから好適に使用できる。
【0011】また成膜手段と仕切板の間隔(L)を調整
することで薄膜の密度や性能を変化させることが可能で
ある。
【0012】図2に示すように、成膜手段として絶縁性
の仕切板(11c)で仕切られた成膜部(20A,20
B,20C)にはぞれぞれ電極(11a)及びプロセス
ガス供給部(11b)が配備されている。
【0013】ウエブ状基材は、張力検出器(7、8)で
張力を検出しテンションローラ(5、6)で張力を調整
されながら温調ドラム(10)に導かれる。温調ドラム
(10)の周縁部に沿って各成膜部が配備されている。
これにより、基材(フィルム)が20Aの成膜部で第1
の薄膜が形成され、次に20Bの成膜部で第2の薄膜
が、20Cの成膜部で第3の薄膜が順次形成される。こ
の成膜されたウェブ基材はロール巻取室(2)に導かれ
巻き取られる。
【0014】例えば、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム(9)にSiOx を蒸着させてバリア性フィルム作
製する際、プロセスガスとしてシロキサンと酸素及びキ
ャリアとしてヘリウムガスを供給する。この場合、プロ
セスガスの混合比、温度等の成膜条件を同一にすれば、
図3(a)に図示するような膜厚が厚い単層(31)の
成膜が得られる。また、シロキサンと酸素の混合比を変
える,あるいはシロキサンとして、ジシロキサン[H3
SiOSiH3 ]、トリシロキサン[H3 SiOSiH
2 SiOH3 ]、テトラメチルジシロキサン[(C
3 3 SiOSi(CH3 3 ]を又はシロキサンの
替わりにシランを用いるか、によってSiO x 層である
が微妙に物性の異なった多層の蒸着層を得ることができ
る。
【0015】また、仕切板(11c)で仕切られた成膜
部(20A,20B,20C)に異なったプロセスガス
を供給することで、一回のパスで図3(b)に示すよう
に複数の蒸着膜層(31、32、33)を成膜すること
ができる。
【0016】また、各仕切板の間隔(L)を変えること
で、各成膜部で成膜されている時間を変えることができ
るので、薄膜の厚さを変えることができる。
【0017】上記の説明では、仕切板で仕切られた成膜
部は3個であるが、この数は必要に応じて設計される。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、反応蒸着室内にプロセスガ
ス噴出部と電極でなる成膜手段と、前記ウエブ状基材を
加温する加温手段とを具備する真空成膜装置において、
前記ウエブ状基材の下部に複数個の成膜手段具備したこ
とで成膜速度の向上することができる。
【0019】また、複数個ある成膜手段の間に仕切板と
して絶縁板を設置することで各成膜の干渉を防ぎ成膜速
度の向上だけでなく、一度の巻取りで数種の薄膜を積層
することが可能となった。
【0020】更に、仕切板と成膜手段の間隔を調整する
機構を設けたことで薄膜の緻密性などの膜質をコントロ
ールすることが可能となった。
【0021】従って本発明は、真空中にて基材表面など
に薄膜を形成する真空成膜装置、特に化学蒸着法(CV
D)等によりウエブ状合成樹脂フィルム表面に薄膜を形
成する真空成膜装置として、優れた実用上の効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の真空成膜装置の全体図を示す概略説明図
である。
【図2】本発明に関わる真空巻取り装置の各成膜手段間
に仕切板を設けた時の一事例を示す部分拡大図である。
【図3】基材に成膜が形成された状態を示し、(a)は
成膜層が単層、(b)は成膜層が多層である斜視図であ
る。
【符号の説明】
1…ロール巻出し室 1a…巻出し軸 1b…フィルム原反 2…ロール巻取室 2a…巻取り軸 2b…成膜されたフィルム 2c…ダンサローラ 3、4…アイドルローラ 5、6…テンションローラ 7、8…張力検出器 9…フィルム 10…温調ドラム 11…成膜手段 11a…電極 11b…プロセスガス供給部 11c…仕切板 12、13…ニップローラ 14、15…プロセスガス供給部 16、17…排気口 20A、20B,20C…仕切板で仕切られた成膜部 30…基材 31、32、33…薄膜層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 恭市 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 Fターム(参考) 4G075 AA24 BC02 BC04 BD14 CA15 CA47 CA63 EB43 EC01 EC21 ED04 4K030 AA06 AA09 AA14 BA44 CA07 CA12 EA06 FA03 GA05 GA14 KA12 KA17 KA30 LA24

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエブ状基材の巻出し・巻取り室と成膜す
    る成膜室で構成され、該成膜室内にプロセスガス供給部
    と電極でなる成膜手段と、前記ウエブ状基材の下部に所
    定の間隔をおいて成膜手段が複数個具備された真空成膜
    装置において、 その各成膜手段間に絶縁性の仕切板で仕切られた各成膜
    部にプロセスガス供給部を設けたことを特徴とする真空
    成膜装置。
  2. 【請求項2】成膜手段として複数個のシャワーヘッド電
    極を用い各々の電極間に絶縁性の仕切板を設けお互いが
    干渉しないようにし、また該仕切板と電極の間隔を調整
    することで薄膜の膜質を変化させることを可能としたこ
    とを特徴とする請求項1に記載の真空成膜装置。
  3. 【請求項3】(1)ウエブ状基材を巻出し室から、略真
    空状態に保たれた成膜室に巻出し、この基材を張力検出
    器で張力を検出してテンションローラで張力を調整しな
    がら、温調ドラムに導く。 (2)温調ドラムの円周に沿って配置され、仕切板で仕
    切られた各成膜部で、成膜材料をプロセスガス供給部か
    ら供給しながら基材に薄膜を形成させる。 (3)基材は温調ドラムの回転に伴って、円周に沿って
    導かれながら各成膜部で順次薄膜を形成させる。 (4)薄膜が形成された基材は、張力検出器で張力を検
    出してテンションローラで張力を調整しながら巻取り室
    に導かれ、巻き取られる。 少なくとも、以上の工程を有することを特徴とする真空
    成膜方法。
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