JP2002327270A - フィルム基板への成膜方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、フィルム基板にバラツキなく連続
成膜を施すことができるフィルム基板への成膜方法とそ
の装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 真空源に接続される真空チャンバと、真
空チャンバの壁面に設けられたスパッタ装置と、真空チ
ャンバ内に設けられ、第１駆動源により回転駆動する回
転テーブルと、回転テーブルの略中央部に、フィルム基
板の巻回されたフィルムを引き出す巻出ロール体及び引
き出されたフィルムを巻き取る巻取ロール体と、回転テ
ーブルの周縁部に設けられたフィルム基板を搬送するた
めの搬送ロール体とから構成され、しかも搬送ロール体
には、搬送ロール体を回転駆動するための第２駆動源が
設けられたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム基板への
成膜方法とその装置に関し、特に、バラツキがなく連続
してフィルム基板に成膜を施すことができるフィルム基
板への成膜方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のポリエチレンテレフタレート、ト
リアセチルセルロース等のプラスチックフィルム基板へ
の成膜は、図４に示すような成膜装置が一般的に使用さ
れている。

【０００３】この装置の構成は、フィルム基板２０の巻
回された巻出ロール体３１と、巻出ロール体３１より引
き出されたフィルム基板２０を巻き取るための巻取ロー
ル体３２と、引き出された一定量のフィルム基板２０を
スパッタ装置３３に対して維持するためのドラム３４
と、巻出ロール体３１及び巻取ロール体３２の近傍に設
けられた送りローラ体３５、３６とから構成されてい
る。

【０００４】この装置を用いてフィルム基板に成膜を施
す場合は、先ず、巻出ロール体３１より送りローラ体３
５を介してフィルム基板２０を一定量（スパッタ装置に
対して成膜できる量）引き出してドラム３４部分に位置
させて、スパッタ装置を作動してその表面に所望の成膜
を施す。

【０００５】その後、成膜が施されたフィルム基板２０
を送りローラ体３６を介して巻取ローラ体３２で巻き取
るとともに次のフィルム基板２０をドラム３４部分に位
置させることで連続したフィルム基板に成膜を施すこと
が出来るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記装置を用いてフィ
ルム基板に成膜を施す場合においては、以下に記載のよ
うな問題点があった。

【０００７】先ず第１の問題点は、フィルム基板は、巻
出ロール体より引き出し、ドラム部分に位置して成膜、
巻取ロール体で巻き取りと一定の速度でフィルム基板を
移動するために、スパッタ装置の作動状況等に応じて成
膜時の膜厚にバラツキが生じやすい。よって、スパッタ
装置に対向した位置における円形ドラムに設けられたフ
ィルム基板の中央部と両端側とでは成膜速度に差がで
き、フィルム基板の幅方向（ドラムに垂直な方向）で膜
厚にバラツキが生じることとなり、その結果として、成
膜精度（均一性等）が劣るという点である。

【０００８】第２の問題点は、巻出ロール体に巻回され
たフィルム基板の途中での成膜条件の変更（膜質の変
更、例えば、Ａｌ膜からＩＴＯ膜への変更、又は層の変
更、例えば、３層の成膜から５層の成膜への変更等）は
ターゲットの変更を行わなければならない。しかしなが
ら、ターゲットの変更はその作業が困難（チャンバ内の
真空の解除等の作業を必要とする）であるが故に、巻出
ロール体に巻回されたフィルム基板がなくなるまでは、
常に一定の条件で行わなければならないという点であ
る。

【０００９】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、フィルム基板への精度の良い成膜が
可能で、且つフィルム基板に成膜を施している途中であ
っても成膜条件の変更が可能な量産に適したフィルム基
板への成膜方法とその装置を提供することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は上記のよ
うな課題を解決するためにその方法として、請求項１に
記載のように、真空チャンバ内の回転テーブルの周縁に
設けられた搬送ロール体を回転駆動して回転テーブルに
設けられた巻出ロール体よりフィルム基板を引き出しな
がら真空チャンバの側壁に設けられたスパッタ装置を放
電させ、その後回転テーブルに設けられた巻取ロール体
でフィルム基板を巻き取ることで、フィルム基板の表面
に所望の成膜を連続して施すことを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項２に記載のように、真空チ
ャンバ内の回転テーブルの周縁に設けられた搬送ロール
体を回転駆動し、回転テーブルに設けられた巻出ロール
体よりフィルム基板を一定量引き出しながら前記回転テ
ーブルを回転駆動するとともに、真空チャンバの側壁に
設けられたスパッタ装置を放電することで、フィルム基
板の表面に所望の成膜を施すことである。

【００１２】また、請求項３に記載のように、回転テー
ブルの回転速度と、搬送ロール体の回転速度とをそれぞ
れ変化することでフィルム基板に種々の所望の成膜を施
すことである。

【００１３】また、請求項４に記載のように、搬送ロー
ル体の回転方向又は回転テーブルの回転方向と、搬送ロ
ール体の回転方向とをそれぞれ正、逆と変化することで
フィルム基板に種々の所望の成膜を施すことである。

【００１４】また、請求項５に記載のように、真空チャ
ンバの側壁に設けられた複数のスパッタ装置の各ターゲ
ットを相違することで、フィルム基板の表面に膜質の相
違する所望の成膜を施すことである。

【００１５】また、装置としては、請求項６に記載のよ
うに、真空源に接続される真空チャンバと、真空チャン
バの壁面に設けられたスパッタ装置と、真空チャンバ内
に設けられ、且つ第１駆動手段により回転駆動する回転
テーブルと、回転テーブルに設けられたフィルム基板の
巻回された巻出ロール体及びフィルム基板を巻き取る巻
取ロール体と、回転テーブルの周縁部に設けられたフィ
ルム基板を搬送するための搬送ロール体とから構成さ
れ、しかも搬送ロール体には、搬送ロール体を回転駆動
する第２駆動手段が設けられていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】即ち、本発明は、フィルム基板への成膜におい
て、真空チャンバ内を真空源により真空にし、回転テー
ブルに設けられた巻出ロール体よりフィルム基板を引き
出し、該回転テーブルの周縁に設けられた搬送ロール体
の回転駆動して、フィルム基板を引き出しながら回転テ
ーブルに設けられた巻取ロール体で巻き取る。この際、
真空チャンバの側壁に設けられたスパッタ装置を放電さ
せることにより、引き出したフィルム基板の表面に所望
の成膜を連続して施すことができる。

【００１７】また、上記のように搬送ロール体を回転駆
動するとともに、回転テーブルを回転駆動することで、
放電したスパッタ装置によりフィルム基板の表面に所望
の成膜を施す。この際、回転テーブルの回転速度と搬送
ロール体の回転速度とをそれぞれ変更することで、フィ
ルム基板への成膜方法を自在に変更することができる。

【００１８】即ち、回転テーブルの回転速度と搬送ロー
ル体の回転速度とを同じ速度にすると、フィルム基板は
巻取ロール体で巻き取られることなくチャンバ内を回転
することとなる。従って、フィルム基板の同一面をスパ
ッタ装置に複数回、対向配置することとなり、フィルム
基板の表面に積層した所望の成膜を施すことができる。

【００１９】また、回転テーブルの回転速度を搬送ロー
ル体の回転速度より早くすると、フィルム基板は搬送ロ
ール体の回転速度に対して、巻取ロール体でゆっくりと
巻き取られることとなる。従って、フィルム基板をスパ
ッタ装置に複数回対向配置しながら巻き取られ、フィル
ム基板に連続し、積層した所望の成膜を施すことができ
る。

【００２０】さらに、搬送ロール体の回転方向、又は回
転テーブルの回転方向と搬送ロール体の回転方向とを逆
方向に回転すると、成膜されたフィルム基板は巻取ロー
ル体より逆に引き出し、巻出ロール体で巻き取ることと
なる。この状態で、スパッタ装置を放電させることで、
フィルム基板にさらに積層した所望の成膜を施すことが
できる。これを繰り返すことで、搬送ロール体の回転方
向、又は回転テーブルの回転方向と搬送ロール体の回転
方向とを正、逆交互に行い、フィルム基板に、さらに積
層した成膜を施すことができる。

【００２１】また、上記搬送ロール体の回転方向、又は
回転テーブルの回転方向と搬送ロール体の回転方向とを
正、逆方向に回転する際、真空チャンバの側壁に設けら
れた異なるターゲットを有するスパッタ装置をそれぞれ
放電することにより、交互に積層された膜質の相違する
所望の成膜を施すことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明におけるフィルム基板成膜
装置の一実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。

【００２３】図１は、フィルム基板成膜装置の構成を示
す概略平面模式図であり、図２は、図１のフィルム基板
成膜装置を示す概略側面模試図であり、図３、（イ）、
（ロ）、（ハ）、及び（ニ）は、それぞれの方法で成膜
されたフィルム基板を示す概略側面模試図である。

【００２４】この装置は、真空源（図示せず）の設けら
れた略円筒状の真空チャンバ１と、該真空チャンバ１の
下方側に設けられた略円形状の回転テーブル２と、真空
チャンバ１の外壁１ａの縦方向に沿って複数台設けられ
た種々の膜を成膜するためのスパッタ装置４（４ａ、４
ｂ）とから構成されている。尚、真空チャンバ１の外壁
１ａに設けられたスパッタ装置４の数は本実施形態に限
定されるものでなく、成膜する条件により２以上設置す
ることも可能であり、さらに各スパッタ装置４のターゲ
ットを同種、又は異種に設定することも勿論可能であ
る。

【００２５】前記回転テーブル２には、その略中央部に
フィルム基板２０の巻回された巻出ロール体５と、引き
出されたフィルム基板２０を巻き取るための巻取ロール
体６が近接して立設し、回転テーブル２の周縁部分に
は、複数の棒状の搬送ロール体８が円弧状に立設してい
る。尚、搬送ロール体８の数は回転テーブル２の大き
さ、フィルム基板２０の大きさ等により決定されるもの
である。

【００２６】前記搬送ロール体８のうち巻出ロール体５
より最初にフィルム基板２０を搬送する搬送ロール体８
ａとフィルム基板２０を巻取ロール体６へ搬送する最後
の搬送ロール体８ｂとの間の回転テーブル２の周縁部分
には、巻出体５及び巻取体６に巻回されたフィルム基板
２０を成膜時保護するための円弧板状のカバー体９が設
けられている。

【００２７】前記回転テーブル２の下端外側には、回転
テーブル２を正、逆方向（時計回りを正方向と規定す
る）に回転駆動するための第１駆動源３が設けられ、回
転テーブル２の下端内側には、搬送ロール体８を正、逆
方向（時計回りを正方向と規定する）に回転駆動するた
めの第２駆動源１０が設けられている。

【００２８】回転テーブル２の回転駆動は、回転テーブ
ル２の周縁側部に形成されたギア２ａと第１駆動源３に
連設されたギア３ａとを噛合して回転駆動する構成であ
る。

【００２９】搬送ロール体８の回転駆動は、各搬送ロー
ル体８の下端側に設けられたプーリー１１ａと、該にプ
ーリー１１ａの外側に設けられたプーリー１１ｂとをベ
ルト１１ｃで連結し、プーリー１１ｂの下端側（回転テ
ーブル２の下方）に設けられたギア１１ｄと、回転テー
ブル２の下方で、回転テーブル２と同軸上に設けられた
回転リング体１２の周縁側部の外側に設けられたギア１
２ａとを噛合し、前記回転リング体１２の周縁側部の内
側に設けられたギア１２ｂと第２駆動源１０に設けられ
たギア１０ａとを噛合して回転駆動する構成である。

【００３０】即ち、第２駆動源１０を駆動してギア１０
ａを回転し、回転リング体１２を回転することで、プー
リー１１ｂ、プーリー１１ａと回転駆動し、全ての搬送
ロール体８を回転駆動する。

【００３１】また、巻出ロール体５、巻取ロール体６
は、トルクリミッター等を設けることにフィルム基板２
０の引き出し、巻き取りの速度を一定に調整することが
できる構成である。

【００３２】本発明の一実施形態におけるフィルム基板
の成膜装置１９は以上の構成よりなり、該装置１９を使
用してフィルム基板２０に条件の変更した種々の膜を成
膜する場合について説明する。

【００３３】先ず各スパッタ装置４（４ａ、４ｂ）は、
スパッタ装置４ａはターゲットをＳｉで構成し、ＳｉＯ
₂ 膜成膜用とし、スパッタ装置４ｂはターゲットをＴｉ
で構成し、ＴｉＯ₂ 膜成膜用と設定する。

【００３４】次に、真空チャンバ１内を真空源により真
空にした後、フィルム基板２０の巻回された巻出ロール
体５を回転テーブル２上に設置し、回転テーブル２の周
縁部に設けられた搬送ロール体８を第２駆動源１０を作
動し回転リング体１２を介して正方向に回転駆動し移送
ロール体８ｂ…に沿って引き出した後、先端側を巻取ロ
ール体６に取り付ける。

【００３５】その後、さらに第２駆動源１０を作動して
フィルム基板２０を巻出ロール体５より引き出しながら
巻取ロール体６で巻き取りながら、スパッタ装置４ａを
放電することにより、フィルム基板２０上に図３（イ）
に示すようなＳｉＯ₂ の膜を連続して成膜することがで
きる。

【００３６】他の成膜方法（第２の方法）として、上記
の第２駆動源１０を作動して搬送ロール体８を正方向に
回転駆動するとともに、第１駆動源３を作動して回転テ
ーブル２を正方向に回転駆動する。この際、搬送ロール
体８の回転速度（１Ｓ）と、回転テーブル２の回転速度
（２Ｓ）と同じ（１Ｓ＝２Ｓ）にすると、フィルム基板
２０は巻取ロール体６で巻き取られることがないので、
フィルム基板２０の一定の部分（巻出ロール体５より引
き出された部分）が放電したスパッタ装置４ａに複数回
対向する位置に位置することとなる。この結果、フィル
ム基板２０の一定の部分に図３（ロ）に示すような多層
のＳｉＯ₂ の膜を成膜することができる。

【００３７】また、回転テーブル２の回転速度（２Ｓ）
を搬送ロール体８の回転速度（１Ｓ）より早く（１Ｓ＜
２Ｓ）すると、フィルム基板２０は巻取ロール体６にゆ
っくりと巻き取られることとなり、上記と同様に放電し
たスパッタ装置４ａに複数回対向する位置に位置するこ
ととなる。この結果、フィルム基板２０に図３（ハ）に
示すような多層のＳｉＯ₂ の膜を連続して成膜すること
ができる。

【００３８】また、他の成膜方法（第３の方法）とし
て、上記の成膜方法の後、搬送ロール体８又は回転テー
ブル２と搬送ロール体８とを逆方向に回転駆動すること
で、巻取ロール体６より成膜されたフィルム基板２０を
再度引き出して、その上に同様に成膜する方法である。

【００３９】即ち、第２駆動源１０を作動して搬送ロー
ル体８を正方向に回転駆動しながら、スパッタ装置４ａ
を放電してフィルム基板２０にＳｉＯ₂ の膜を連続して
成膜した後、又は第２駆動源１０を作動して搬送ロール
体８を正方向に回転駆動するとともに、第１駆動源３を
作動して正方向に回転テーブル２を回転（回転速度（２
Ｓ）を回転速度（１Ｓ）より早く回転する）しながら、
スパッタ装置４ａを放電してフィルム基板２０に多層の
ＳｉＯ₂ の膜を連続して成膜した後、搬送ロール体８を
逆方向に回転駆動しながら、スパッタ装置４ａを放電し
てフィルム基板２０のＳｉＯ₂ の膜の上にさらに多層の
成膜を連続して施す。又は第２駆動源１０を作動して搬
送ロール体８を逆方向に回転駆動するとともに、第１駆
動源３を作動して逆方向に回転テーブル２を回転（回転
速度（２Ｓ）を回転速度（１Ｓ）より早く回転する）し
ながら、スパッタ装置４ａを放電してフィルム基板２０
のＳｉＯ₂ の膜の上にさらに多層の成膜を連続して施す
ことである。尚、成膜内容によりさらに搬送ロール体
８、又は搬送ロール体８と回転テーブル２とを正方向に
回転駆動することを繰り返して連続成膜することも可能
である。

【００４０】上記搬送ロール体８又は搬送ロール体８と
回転テーブル２とを逆方向に回転駆動する際、スパッタ
装置４の放電を、スパッタ装置４ａからスパッタ装置４
ｂに変更することにより、成膜内容をＳｉＯ₂ 膜からＴ
ｉＯ₂ 膜へと変更して成膜することも可能である（図３
（ニ））。

【００４１】このように、搬送ロール体８と回転テーブ
ル２との回転速度、及び回転方向をそれぞれ変更するこ
とにより、種々の成膜を施すことが可能であるととも
に、その変更をフィルム基板２０の途中より行うこと
で、フィルム基板２０の途中で、成膜条件を自在に変更
することができる。

【００４２】また、回転テーブル２の回転駆動の構成も
上記実施形態に限定されるものでなく、直接駆動源３で
回転テーブル２を回転することも、ベルト等を介して回
転テーブル２を回転させることも可能である。同様に、
搬送ロール体８の回転駆動の構成も上記実施形態に限定
されるものではなく、駆動源１０の駆動を直接連結する
ことも、また、数本の搬送ロール体８のみを回転駆動す
べく構成することも可能である。

【００４３】さらに、膜質も上記実施形態に限定される
ものでなく、ＩＴＯ膜、Ａｌ膜等目的に応じたターゲッ
トを使用することで自在に成膜を施すことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明におけるフ
ィルム基板の成膜方法とその装置によれば、引き出した
フィルム基板を回転テーブルで回転しながら成膜を施す
ために、膜厚にバラツキがなく、積層された精度の良い
成膜を連続して施すことができるという顕著な効果を得
た。

【００４５】また、搬送ロール体の回転速度、回転方
向、及び回転テーブルの回転速度、回転方向を自在に変
更することにより、フィルム基板の途中から成膜条件
（膜質の変更、又は積層条件の変更等）を自在に変更す
ることができるので、用途により必要な量のみそれぞれ
成膜を施すことができ、フィルム基板の利用効率を格段
にアップすることができ、これにより、コストの低減を
図ることも可能になるとい効果を奏するに至った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるフィルム基板成膜装置の一実施
形態の構成を示す概略平面模式図。

【図２】図１のフィルム基板成膜装置を示す概略側面模
試図。

【図３】（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は、各方法で
成膜されたフィルム基板を示す概略側面模試図。

【図４】従来のフィルム基板の成膜装置を示す概略説明
図。

【符号の説明】

１…真空チャンバ ２０…フィルム基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバ内の回転テーブルの周縁に
   設けられた搬送ロール体を回転駆動して回転テーブルに
   設けられた巻出ロール体よりフィルム基板を引き出しな
   がら真空チャンバの側壁に設けられたスパッタ装置を放
   電させ、その後回転テーブルに設けられた巻取ロール体
   でフィルム基板を巻き取ることで、フィルム基板の表面
   に所望の成膜を連続して施すことを特徴とするフィルム
   基板への成膜方法。
2. 【請求項２】 真空チャンバ内の回転テーブルの周縁に
   設けられた搬送ロール体を回転駆動して回転テーブルに
   設けられた巻出ロール体よりフィルム基板を一定量引き
   出しながら前記回転テーブルを回転駆動するとともに、
   真空チャンバの側壁に設けられたスパッタ装置を放電す
   ることで、フィルム基板の表面に所望の成膜を施すこと
   を特徴とするフィルム基板への成膜方法。
3. 【請求項３】 回転テーブルの回転速度と、搬送ロール
   体の回転速度とをそれぞれ変化することでフィルム基板
   に種々の所望の成膜を施す請求項２記載のフィルム基板
   への成膜方法。
4. 【請求項４】 搬送ロール体の回転方向、又は回転テー
   ブルの回転方向と、搬送ロール体の回転方向とをそれぞ
   れ正、逆と変化することでフィルム基板に種々の所望の
   成膜を施す請求項２又は３に記載のフィルム基板への成
   膜方法。
5. 【請求項５】 真空チャンバの側壁に設けられた複数の
   スパッタ装置の各ターゲットを相違することで、フィル
   ム基板の表面に膜質の相違する所望の成膜を施す請求項
   １乃至４何れかに記載のフィルム基板への成膜方法。
6. 【請求項６】 真空源に接続される真空チャンバと、真
   空チャンバの壁面に設けられたスパッタ装置と、真空チ
   ャンバ内に設けられ、且つ第１駆動手段により回転駆動
   する回転テーブルと、回転テーブルに設けられたフィル
   ム基板の巻回された巻出ロール体及びフィルム基板を巻
   き取る巻取ロール体と、回転テーブルの周縁部に設けら
   れたフィルム基板を搬送するための搬送ロール体とから
   構成され、しかも搬送ロール体には、搬送ロール体を回
   転駆動する第２駆動手段が設けられていることを特徴と
   するフィルム基板への成膜装置。