JP2007077478A - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機能性、生産性の高い成膜装置を提供すること。
【解決手段】 複数のドラム３０と、ドラム３０の各々に対し該ドラム３０を回転させる電動機３１と、該電動機３１の軸３３の両端部３３ａを支承する支持フレーム３２と、該支持フレーム３２を共通に所定方向に搬送する搬送手段Ｒと、ドラム３０の下方に配設された坩堝１７とからなり、電動機３１により各ドラム３０を回転させながら、かつ搬送手段Ｒにより各ドラム３０を所定方向に搬送しながら、各ドラム３０の周面に取り付けた基板Ｐに対し坩堝１７からの成膜材料を成膜させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は成膜方法及び成膜装置、特別には蒸着成膜方法及び蒸着成膜装置に関する。

現在、蒸着成膜は磁気記録、半導体、電子部品、光学部品、食医薬品包装などの分野で使われているが、殆どの装置はバッチ式である。すなわち一旦、基板を蒸着装置にセットした後、真空引きし、蒸発材料の予備溶解の後、シャッターを開けて成膜開始、成膜が完了するとシャッターを閉めて、蒸着材料の冷却を待ってから大気導入をして成膜された基板を取り出す。このため一般的に真空蒸着装置は、実際に成膜している時間以外に、排気時間、予備溶解、大気導入などの付帯時間が生じ、生産性を著しく下げている（例えば、特開平１０−２８９９０２号公報）。

基板がプラスチックフィルムや薄い金属箔の場合には、真空槽内に巻き取り装置を構成し、成膜時間を長くすることを可能にできるが、この場合でも基本的には同じ工程を必要とし、装置をフルに稼動したとしても、実際に基板に成膜している時間は全稼働時間のせいぜい50〜70％である（例えば、特開平０９−２０９１２９号公報）。

予備溶解の際や、シャッターを開ける際にも基板を流さなければ、フィルムが熱で切れてしまうなどの問題が発生するため、製品として使えない基板や蒸着材料のロスを生じていた（例えば、特開平０９−２０９１２９号公報）。

また、一旦大気導入してしまうと、十分に予備溶解したつもりでも、成膜初期と成膜終わりでは坩堝の温度が異なり、大気導入した際の材料の酸化、真空槽からの不純ガスの放出具合の変化で製品の諸特性が微妙に異なる問題をかかえていた（例えば、特開平０９−２０９１２９号公報）。

プラスチックフィルムや薄い金属箔の大面積に長尺成膜する場合には、基板の幅を広げて生産性をあげる場合があるが、この際、幅方向での膜厚分布、約±15〜20％の不均一性が生じ、歩留まり低下の原因になっていた。また、この不均一性を減らす手段として、フィルム幅より蒸着源となる坩堝の幅を長くする手段をとることがあるが、これは、基板以外の場所にも材料を飛ばすこととなり、蒸着材料の使用効率を低下させる問題を生じていた（例えば、特開平０９−２０９１２９号公報）。

巻き取り式蒸着装置の場合、一般に１つのロールから非常に多数の製品を取る大ロッド生産方式であるゆえに、成膜中にはモニタリングできない検査項目で不良を生じていると、そのロールすべて不良となる場合があった。そして、ロッドが大きいため、多品種生産には不向きであり、仕掛り在庫が大きくなり経済的でないなどの問題を抱えていた（例えば、特開平０４−０７５５７７号公報）。

然るに一方、特表２００４−５３３５０８号公報では、図１４で示すようにプラスチック製容器Ｐが矢印Ａの方向に移送されながらＲで示すように回転しながら下方の坩堝１から蒸着材料ｂを受け、その外表面全体に被覆用材料ｂを蒸着させている。

坩堝１はプラスチック製容器Ｐの下方に位置している。プロセスガス供給パイプ２からの炭素含有ガスを坩堝１の上に発生させたプラズマ中に送り込むとしている。

また、この明細書には「容器本体を絶えず回転させる、適切なコンベヤが特許文献１に記載されている」、とある。この特許文献１はＰＣＴ ＷＯ９８／４０５３１号公報であるが、そのFig５Ａ、Fig５Ｂにも示されているように、複数の容器を吊り下げているバーの両端が一対の支持部材で支持されていて、且つ、これは一定方向にバーを移動させる。このバーにはドライブシャフトが取り付けられており、これにはウォームギヤが形成されていて各容器の栓に取り付けられたギヤと繋合してこれら容器をその軸心の周りに回転させている。ドライブシャフトは相噛み合うベベルギア（モータで駆動）によって回転される。

特表２００４−５３３５０８号公報及びＷＯ９８／４０５３１号公報は上記特許文献或いは従来技術より優れているかもしれないが、各容器をその軸方向の周りに回転させる機構及び全体を一定方向に搬送させる機構が複雑であり生産性も悪い。また多品種少量生産には適しない。

特開平１０−２８９９０２号公報 特開平０９−２０９１２９号公報 特開平０４−０７５５７７号公報 特表２００４−５３３５０８号 ＷＯ９８／４０５３１号公報（Fig５Ａ、Fig５Ｂ）

本発明は、上述の種々の問題に鑑みてなされ、多品種生産にも適応でき、構成がより簡単であり、機能性が高く生産性の優れた成膜方法及び成膜装置を提供することを課題とする。

以上の課題は、複数のドラムに対し各々に前記ドラムを回転させる電動機を設ける工程；
前記ドラムを支持フレームに支承させる工程；
前記支持フレームを前記複数のドラムに対し共通の搬送手段に支持する工程；
前記各ドラムの周面に被成膜物を取り付ける工程；
前記複数のドラムの下方または上方に被成膜物に対し成膜材料を供給する成膜材料供給手段を配置する工程；
からなり前記ドラムを前記電動機により回転させながら、かつ前記搬送手段により一定方向に搬送しながら、前記成膜材料供給手段からの成膜材料を前記被成膜物に成膜させるようにしたことを特徴とする成膜方法、によって解決される。

また以上の課題は、複数のドラムと、前記ドラムの各々に対し該ドラムを回転させる電動機と、前記ドラムを支承する支持フレームと、該支持フレームを共通に一定方向に搬送する搬送手段と、前記ドラムの下方または上方に配設された成膜材料供給手段とからなり、前記電動機により各前記ドラムを回転させながら、かつ前記搬送手段により前記各ドラムを所定方向に搬送しながら、前記各ドラムの周面に取り付けた被成膜物に対し前記成膜材料供給手段からの成膜材料を成膜させるようにしたことを特徴とする成膜装置、によって解決される。

また以上の課題は、入り口及び出口にゲートバルブを介してそれぞれ仕込み室と取出し室に接続される成膜室内に導入される複数のドラムと、前記ドラムの各々に対し該ドラムを回転させる電動機と、前記ドラムを支承する支持フレームと、該支持フレームを共通に所定方向に搬送する搬送手段と、前記ドラムの下方または上方に配設された成膜材料供給手段からなり、前記電動機により前記各ドラムを回転させながら、かつ前記搬送手段により前記各ドラムを所定方向に搬送しながら、前記各ドラムの周面に取り付けた被成膜物に対し前記成膜材料供給手段の下方または上方を搬送されるときに、該成膜材料供給手段からの成膜材料を成膜させるようにし、前記成膜室内で成膜された前記ドラムは前記出口のゲートバルブを開放して、前記取出し室へと導入され、前記入り口のゲートバルブを開放して未処理のドラムを前記成膜室内へ導入させるようにしたことを特徴とする成膜装置、によって解決される。

本発明の成膜方法および成膜装置は、生産効率が高く、多品種の被成膜物に成膜材料を成膜させることができ、各種の被成膜物に簡単に適用することができる。機能性が従来よりもはるかに高いものである。

以下、本発明の第１の実施の形態による真空蒸着成膜装置について説明する。

図１において、右方より仕込み室１０、成膜室１１及び取り出し室１２が画成されている。各室にはそれぞれ排気ポンプ１３、１４、１５が接続されており、これらはバルブａを介して各室を排気するように構成されている。

また、仕込み室１０、成膜室１１、取り出し室１２の入口側、出口側にはそれぞれ真空ゲートバルブ１８、１９、２０、２１が配設されている。これにより、各室１０、１１、１２は真空的に相互にロードロックされ得る。成膜室１１は排気ポンプ１４により１×１０^-2Ｐａ〜１×１０^-4Ｐａ程度に排気される。

また、この上流側及び下流側に連接される仕込み室１０及び取り出し室１２は排気ポンプ１４、１５により１×１０^-2Ｐａ程度に排気される。各室には後述するような流れで回転ドラムユニットＱがローラＲにより順次搬送される。

成膜室１１において、搬送されている回転ドラムユニットＱの下方には坩堝１７が配設されており、これに収容されている蒸発材料ｍは電子銃１６により加熱され液化されて蒸気流ｃを上方へと供給する。

図２、図３は回転ドラムユニットＱの詳細を示すものであるが、円筒形状のドラム３０は内部に電動機３１を内蔵しており、この電動機３１の回転軸３３（本願では単に軸と称する）の両端部は回転ドラム３０の両端面より外方に突出しており、回転ドラム３０を囲繞する平面的に見て長方形状の支持フレーム３２の前端部及び後端部に図２に示すように固定されている。

図３に明示するように電動機３１の円筒部（通常は固定子と呼ばれる）は、その周面部に固定された一体化部材３４を介して回転ドラム３０の内壁に対し固定される。従って、電動機３１の円筒部が回転すると共に回転ドラム３０も回転する。

本実施の形態によれば、回転ドラムの内周壁部に冷却媒体３６を収容する環状の冷却室３５が固定されており、この冷却室３５の外壁面に対して上述の一体化部材３４が固定されている。

本実施の形態によれば、回転ドラム３０の外周壁面に対し被成膜物としての帯状の基板Ｐが密接して取り付けられている。図３で明らかなように、本実施の形態では基板Ｐの一端は図示せずとも、例えば、複数のビスによりドラム３０の外壁に対し固定されており、他端には、ばね３７が取り付けられ、この他端はドラム３０内のばね取り付け部材３８（複数で成り、基板Ｐに対し等ピッチ並列）に止着されている。これにより基板Ｐには張力を与えられた状態で回転ドラム３０の外周面に対し張設されている。

図４に明示されるように、回転ドラム３０の内壁面に対して一体化部材３４により電動機３１の外周壁と一体化されるのであるが、図示せずとも通常は電動機の回転子と一体化される回転軸３３（本実施の形態では固定軸）の両端部３１ａは支持フレーム３２の前端部及び後端部に固定されている。従って、電動機３１の円筒部が反力で回転する。

また、図４においてｒはベアリングを表し、この内輪に軸３３が固定されており、外輪は回転ドラム３０または電動機３１の円筒部に固定されている。電動機の回転子には公知のように励磁コイルがとりつけられているが、これには図５で示すようにして電力が供給される。導通ブラシ４０が導通バー４２に一端を取り付け、他端は導電材でなる支持フレーム３２に摺接している。

図示せずとも外部から導通バー４２に電力が供給され、これは導通ブラシ４０を介して支持フレーム３２に供給される。支持フレーム３２は電動軸３３の軸３３の両端部３３ａに固定されている。よって電力はこれら導電部材を介して電動機３１の励磁コイルに供給される。これにより回転トルクが与えられて電動機３１の外筒部が回転駆動される。

更に回転ドラム３０には一方の端面に上記冷却媒体３６に連通する入口用カプラ４８及び出口用カプラ５０が取り付けられており、これに冷却媒体供給チューブ４４及び冷却媒体排出チューブ４６がその口金を介して上記入口用カプラ４８及び出口用カプラ５０に接続されるようになっている。押し込み、引張りだし、回転により、簡単に着脱可能とされている。

これら入口用カプラ４８及び出口用カプラ５０、冷却媒体供給チューブ４４及び冷却媒体排出チューブ４６の構成によっては自動的に結合、離脱が可能である。よって冷却媒体の交換が容易とされている。

本実施の形態によれば、上述の取り出し室１２から成膜された基板Ｐを取り付けた回転ドラムユニットＱが外方に導出されたのち、図示せずとも冷却媒体貯蔵部に接続される冷却媒体供給チューブ４４及び冷却媒体排出チューブ４６をロボットのハンドによりカップラ４８、５０に着脱自在としている。

本発明の実施の形態は以上のように構成されるが、次にこの作用について説明する。

成膜室１１内には回転ドラムユニットＱが導入されるのであるが、この成膜室１１への上流側の仕込み室１０からの回転ドラムユニットＱの導入の仕方、及び取り出し室１２への導出の仕方によっては成膜室１１の容積を極力小さくして生産効率を上げることができる。

仕込み室１０、成膜室１１、取り出し室１２の大きさを限定しないのであれば、上流側の仕込み室１０の容積も複数（２個以上でも）の回転ドラムユニットＱを収容し得るようにしておき、ゲートバルブ１９を開放してこれら複数の回転ドラムユニットＱを順次成膜室１１内に導入し、ゲートバルブ１９を閉じて図示したような位置で坩堝１７からの蒸発材料ｃを受けるようにし、ローラＲによって順次、左方に矢印に示す如く搬送される。例えば、２個の回転ドラムＱが導入される場合には、導入されたのちゲートバルブ１９を閉じ回転ドラムユニットＱをローラＲにより左方へと搬送し、坩堝１７の上方に至ると蒸着材料を受けて基板Ｐに成膜される。成膜室１１内では排気ポンプ１４により排気され１×１０^-2Ｐａ〜１×１０^-4Ｐａ程度に排気されているが、内方空間を通り左方へと移送される。仕込み室１０から複数個、例えば２個の回転ドラムユニットＱが供給されたのであれば２個すべての成膜作用が終わると（図において左方に偏在）取り出し室１２の入口側ゲートバルブ２０を開放して順次成膜済みの回転ドラムユニットＱが取り出し室１２に導入される。なお、本実施の形態では取り出し室１２も仕込み室１０と同様に２個分を収容する容積を持っている。

なお、仕込み室１０及び取り出し室１２においてはそれぞれ回転ドラムユニットＱを成膜室に導入及び導出する前に各室は排気ポンプ１３、１５により１×１０^-2Ｐａ程度にまで排気されている。

そして、仕込み室１０及び取り出し室１２において２個の回転ドラムユニットＱを成膜室１１内へ又は取り出し室１２に導入した後、ゲートバルブ１８、２１を開放、すなわち、（勿論このときゲートバルブ１９、２０は閉じている）大気と連通させて次の回転ドラムユニットＱを大気から仕込み室１０へ導入もしくは取り出し室１２から大気へと導出させる。

以上は例えば２個の回転ドラムユニットＱを仕込み室１０、成膜室１１及び取り出し室１２に収容させる。成膜室１１内では基板Ｐに所定の位置で坩堝１７からの成膜材料ｃを蒸着させたのち下流側へと搬送され、すべての回転ドラムユニットＱに成膜作用を行わせた後に、ゲートバルブ２０を開けて取り出し室１２内へ導入される。明らかに成膜室１１は導入させる回転ドラムユニットＱの数によって長くなる。収容されている全ての回転ドラムユニットが成膜されるまで、成膜室１１内で待機しているからである。

図６は第２の実施の形態を示し、ほぼ連続的に回転ドラムユニットＱを成膜室１１に導入しながら基板Ｐに成膜作用を行う。成膜後迅速に１個づつ取り出し室１２に取り出すようにして、成膜室１１内の回転ドラムユニットＱの数を増加している。この数の割りに仕込み室１０、成膜室１１、取り出し室１２の搬送方向への長さを極力小としている。よってこの場合は、ローラＲの駆動速度を成膜室１１内において定速用駆動ローラＲと上流側、下流側において高速用駆動ローラＲ'とに区画している。

以下は生産量を大としながら仕込み室１０、成膜室１１、及び取り出し室１２全体の長さを極力小とした装置の作用を示す。

本実施の形態によれば、成膜室１１においてほぼ中間部の駆動ローラＲは上述の形態と同じ速度で駆動され、定速駆動ローラＲで成っており、この上流側及び下流側はこれより高速で回転ドラムユニットＱを搬送する高速駆動ローラＲ'となっている。

図５Ａにおいては、仕込み室１０に上述と異なりただ１個の回転ドラムユニットＱが収容されている。成膜室１１では上述と同様に坩堝１７の上方に至ると蒸気流ｃを受けて基板Ｐが成膜される。なお、図では成膜された状態の基板Ｐはグレー色で示されている。

定速ローラＲで搬送される成膜された回転ドラムユニットＱも左方へと移送されるのであるが、高速ローラＲ'上に至ると高速で左方へと移送される（図５Ｂ）。このタイミングでゲートバルブ２０は図５Ｃで示すように開放する。その状態で成膜室１１からの成膜された基板Ｔを取り付けている回転ドラムユニットＱが取り出し室１２内に高速で導入される。直後にゲートバルブ２０は閉じられる。

回転ドラムユニットＱを収容した直後に、図示しない空気流入機構を働かせてほぼ大気圧と同等にしてから、出口側のゲートバルブ２１を図７Ｄに示すように開放した後、回転ドラムユニットＱを大気中へと搬出する。

なお、図７Ｃで示すように仕込み室１０内には回転ドラムユニットＱを大気中よりゲートバルブ１８を開放して導入しており、ゲートバルブ１９を閉じて直ちに排気ポンプ１３により排気している。所定の真空度まで排気するとゲートバルブ１９を図７Ｄで示すように開放する。直後に仕込み室１０内の回転ドラムユニットＱを成膜室１１内に導入する。高速ローラＲ'により定速ローラＲ上に急速に導入された後、所定の定速で搬送され坩堝１７上方に至ると上述と同様に基板Ｐは成膜される。

この実施の形態によれば、成膜室１１内には最大限４個の回転ドラムユニットＱが存在することになるが、仕込み室１０からは１個づつ、取り出し室１２には１個づつ導出している。従って、仕込み室１０、成膜室１１及び取り出し室１２全体の長さは生産効率はより大としながら上述の実施の形態よりはるかに小とすることができる。

図７の実施の形態では、仕込み室１０内には１個の回転ドラムユニットＱを待機させるようにしたが、複数個を待機させるようにしてもよい。この場合、支持フレーム３２同士を相当接させていなくてもよい。ゲートバルブ１９を開放して成膜室１１内に導入されると高速ローラＲ'により高速で搬送され、前方の定速ローラＲで搬送されている回転ドラムユニットＱを押圧することにより前方の回転ドラムユニットＱの支持フレーム３２と相当接するようになるからである。

なお、回転ドラムユニットＱの支持フレーム３２の内壁面と回転ドラム３０の端面間には僅かな隙間があるが、ここを通過する蒸気流は周囲に悪影響を与える程ではないので、坩堝１７の上方にシャッターを設ける必要がない。よって、生産効率及び膜品質を大幅に向上させることができる。勿論、設けておいて適宜、シャッター動作を行わせるようにしてもよい。

なお、取出室１２内に複数個の回転ドラムユニットＱを収容させるようにしてもよいが、一度にここに導入せんとすると、この分、成膜室１１内に成膜後も存在させるための空間も必要となり、成膜室１１の搬送方向の長さが大きくなる。

なお、以上の本発明の実施の形態において、電動機の駆動開始については述べなかったが、仕込み室１０及び、取り出し室１２では電動機は駆動されない。停止したままである。成膜室１１に導入されるとこの直後に外部の電力供給源をオンとして、電動機３１すなわち回転ドラムユニットＱの回転が開始される。坩堝の直上に近づくと回転ドラムユニットＱの回転速度が一定になって所望の成膜作用が行われる。勿論、上述したように蒸発源としての坩堝の上方をローラＲの回転により一定の速度でこの上を通過する。このドラムの自転と搬送方向の移動、すなわちトラバース動作により、基板Ｐには厚みの分布のムラなく均一に帯状の基板Ｐの幅が大きくても成膜することができる。なおまた、坩堝内の蒸発材料の加熱源については電子銃１６の他に抵抗加熱、誘導加熱などの方法が用いられてもよい。

なお、搬送ローラＲの高速域と定速域での区別はチェーンの掛け直しや、別の駆動源を用いることにより簡単に実現することができる。

図８、図９は、本発明の第３の実施の形態による回転ドラムユニットＱ'を示すもので回転ドラム６０は正六角形の断面形状を呈し、この各周側面６０ａには被成膜部品として直方形状の部品ｎが各辺に磁石または接着剤によって取り付けられている。この内部には、電動機３１が内蔵されており、第１の実施の形態と同様に一体化部材３４によりドラム４０の内壁に固定されている。その他構成は第１の実施の形態と同様である。

図１０は本発明の第４の実施の形態による回転ドラムユニットＱ"の部分拡大図を示すが、本実施の形態では電動機７３はドラム３０に内蔵されるのではなく、支持フレーム７０の一部にモータ内蔵部７１を形成しており、これに電動機７３を内蔵せている。この回転軸７４がドラム３０を貫通しており、この一端部は回転ドラムの一方の端壁に固定され、他端は他方の端壁に固定されている。また７２は真空シール部材であり、回転軸７４をシールするとともに電動機室７１内に蒸気流が侵入しないようにしている。この実施の形態では電動機７３のメンテナンスを簡単に行うことができる。

なお、以上の実施の形態において、いづれも坩堝１７内の蒸発材料ｍは時間と共に減少していくので、図示しない材料連続供給装置によって常に坩堝１７内で一定の液面を保つようにしている。このとき材料の供給形態は粒状、ペレット状、ワイヤー状、ロッド状のもので、これらを一旦液体状に溶かして供給する方法が取られている。また回転ドラムＱ、Ｑ'、Ｑ"内の冷却媒体には一般的にエチレングリコール水溶液やフロン系の媒体を用いる。

なお、また本発明の実施の形態においては、蒸発源としての坩堝からの蒸気はcosⁿα則にしたがって回転ドラムユニットＱに供給されている。このcosⁿα則とは微小蒸発源があまり大きくない角度αの範囲で膜厚分布を表す式ｔ／ｔ₀＝cosⁿαで表すことができる。図１１は図１２の測定結果を得るために適用された真空蒸着装置であるが、坩堝からの蒸発流ｄはキャンに巻装されているテープに蒸着されるので、このテープに対し測定した膜厚分布が図１２に示されている。本実施の形態ではこの蒸発則に従って回転ドラムユニットＱに取り付けられテープＰの幅を規定している。

また、従来の蒸着装置では図１３に示すように基板１００に対して下方の坩堝１０２から蒸発流ｄが供給されるのであるが、膜厚に関し幅方向に対しムラがある。これに対し分布修正板として邪魔板１０１を配設して、基板１００に形成される膜厚の均一化を図っている。しかし、この方法ではゴミを発生させたり膜厚形成レートを低下させる。本発明の実施の形態ではこのような分布修正板を必要とすることなく回転ドラムユニットＱに取り付けた基板Ｐに対し均一な膜を形成することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、その効果について以下のように要約する。
（１）従来の蒸着装置は殆どバッチ式であるので排気時間、予備溶解、大気導入などの付帯時間が成膜に対して要求されて生産性を著しく低くしていたのであるが、本発明の実施の形態によれば、成膜装置を殆ど連続的に行うことができるため、成膜装置の稼働率が高く生産性がよく製品単価を下げることができる。
（２）予備溶解やシャッターを開ける動作を極力少なくすることができるので、成膜開始や成膜終了での、完全に蒸着されないで不良となるロスや蒸着材料のロスを極めて少なくすることができる。
（３）本実施の形態では、成膜室に大気導入する必要なく、ほぼ連続成膜で成膜を行うことができるので成膜室に大気導入した際の材料の酸化、真空室からの不純ガスの放出具合の変化で製品の諸特性が変化する問題をなくすことができる。
（４）蒸着では大面積に蒸着成膜する場には膜厚分布は約±１５〜±２０％の不均一性が生じるのが通常であるが、本発明の実施の形態による成膜では分布修正板などを用いずとも膜厚分布を±１％以内にすることができる。
（５）基板以外の場所に飛ぶ蒸着材料が少なく蒸着材料の使用効率を高くすることができる。特に回転ドラムユニットＱを支持する支持フレームを前後に相当接して成膜室内で成膜する場合には、殆ど全ての蒸着材料を回転ドラムに取り付けた被成膜物に蒸着させることができるので蒸着材料の使用効率を高くすることができる。
（６）生産最小単位を１ロットから生産できるために、回転ドラムユニットＱ１個で少なくとも１品種（第３実施の形態では複数品種が可能）の成膜を行うことができるため多品種少量生産が可能であり、仕掛かり材料を最小にすることができる。
（７）最小ロットの成膜方式であるため、万が一成膜中にモニタリングできない検査項目で不良を生じた場合でも不良として破棄する製品が最小限で済むメリットがある。
（８）各回転ドラムユニットに対して１個の電動機で回転ドラムを駆動するようにしているので成膜室に導入される複数のドラムに対し外からの電力供給量を変えることにより、回転ドラムの回転速度を被成膜物の特性に応じて変えることができる。特に多品種少量生産に対し厳密に必要とする膜性質に対応することができる。装置機能性は非常に高い。

以上、発明の実施の形態について説明したが、勿論本発明はこれら実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、以上の本発明の実施の形態では真空蒸着装置について説明したが、成膜方法はこれに限られることなく、スパッタカソード法、ＣＶＤ法、イオンソース源などを成膜材料供給源とする成膜装置にも適用可能である。

またそれぞれの成膜装置に応じて成膜材料供給源は回転ドラムユニットの上方か下方に配設すればよい。

本発明の実施の形態では回転ドラム内に冷却室を画成してこれに冷却媒体を導入するようにしたが、それぞれの成膜方法に応じて冷却室に代えて加熱室を設け、これに加熱媒体を導入させるようにしてもよい。

また、以上の本発明の実施の形態では回転ドラムに基板、もしくは部品を取り付ける方法としてばね力による張設や粘着材、磁石を用いて取り付ける方法を示したが、これに限ることなく他の方法、例えば静電気力で回転ドラムの周面に固定するようにしてもよい。

なおまた、以上の実施の形態では回転ドラムに電動機を内蔵するか、支持フレームの一部に電動機内蔵室を設けてこれに電動機を内蔵するようにし、これら電動機には電力供給バー及びブラシにより同電動機の励磁コイルに電力を供給するようにしたが、外部からの電気的接点を用いて必要な時に供給するようにしている。

本発明の第１の実施の形態による真空蒸着装置の概略的断面図。 図１における回転ドラムユニットの斜視図。 回転ドラムユニットの断面図。 回転ドラムユニットの取付構造を示す概念的な断面図。 同回転ドラムユニットを付属品と共に示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態による真空蒸着装置の概略的断面図であり、Ａ、Ｂは回転ドラムユニットの仕込み室→成膜室→取り出し室への導入、導出の順序を示す。 図６に続く導入、導出の順序をＣ、Ｄで示す。 本発明の第３の実施の形態における回転ドラムユニットの正面図。 本発明の同第３の実施の形態における回転ドラムユニットの側面図。 本発明の第４の実施の形態における回転ドラムユニットの部分断面図。 本発明の各実施の形態のcosⁿα則の蒸着作用を説明するための従来の真空蒸着装置の概略断面図。 上記真空蒸着装置について測定したcosⁿα則を表すグラフ。 本発明の実施の形態の作用と比較するための従来の真空蒸着装置の一部の斜視図。 従来例の真空蒸着装置の断面図。

符号の説明

１０・・・仕込み室、１１・・・成膜室、１２・・・取り出し室、１３、１４、１５・・・排気ポンプ、１６・・・電子銃、１７・・・坩堝、３０・・・回転ドラム、３１・・・電動機、３２支持フレーム・・・、３３・・・回転軸、３４・・・一体化部材、３６・・・冷却媒体、４０・・・導電ブラシ、４２・・・導電バー、６０・・・回転ドラム、７０・・・支持フレーム、７１・・・モータ内蔵部、７２・・・シールベアリング、７３・・・電動機、７４・・・回転軸、ａ・・・取り付け面、ｎ・・・部品、ｍ・・・蒸発材料、Ｑ・・・回転ドラムユニット、Ｒ・・・ローラ。

Claims (22)

1. 複数のドラムに対し各々に前記ドラムを回転させる電動機を設ける工程；
   前記ドラムを支持フレームに支承させる工程；
   前記支持フレームを前記複数のドラムに対し共通の搬送手段に支持する工程；
   前記各ドラムの周面に被成膜物を取り付ける工程；
   前記複数のドラムの下方または上方に被成膜物に対し成膜材料を供給する成膜材料供給手段を配置する工程；
   からなり前記ドラムを前記電動機により回転させながら、かつ前記搬送手段により一定方向に搬送しながら、前記成膜材料供給手段からの成膜材料を前記被成膜物に成膜させるようにしたことを特徴とする成膜方法。
2. 前記成膜材料供給源は成膜材料を蒸発させる加熱されたルツボであり、前記複数のドラムの下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
3. 前記電動機は前記ドラム内に内蔵されることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
4. 前記被成膜物は帯状であって前記ドラムの周面に部分的にまたは全体的に巻きつけられ、張設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
5. 前記被成膜物は複数の物品で成ることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
6. 前記ドラムは被成膜物を冷却する手段を内蔵していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
7. 前記ドラムは被成膜物を加熱する手段を内蔵していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
8. 複数のドラムと、前記ドラムの各々に対し該ドラムを回転させる電動機と、前記ドラムを支承する支持フレームと、該支持フレームを共通に一定方向に搬送する搬送手段と、前記ドラムの下方または上方に配設された成膜材料供給手段とからなり、前記電動機により各前記ドラムを回転させながら、かつ前記搬送手段により前記各ドラムを所定方向に搬送しながら、前記各ドラムの周面に取り付けた被成膜物に対し前記成膜材料供給手段からの成膜材料を成膜させるようにしたことを特徴とする成膜装置。
9. 前記成膜材料供給源は成膜材料を蒸発させる加熱されたルツボであり、前記複数のドラムの下方に配置されることを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
10. 前記電動機は前記ドラム内に内蔵されることを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
11. 前記被成膜物は帯状であって前記ドラムの周面に部分的にまたは全体的に巻きつけられ、張設されていることを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
12. 前記被成膜物は複数の物品で成ることを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
13. 前記ドラムは被成膜物を冷却する手段を内蔵していることを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
14. 前記ドラムは被成膜物を加熱する手段を内蔵していることを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
15. 入り口及び出口にゲートバルブを介してそれぞれ仕込み室と取出し室に接続される成膜室内に導入される複数のドラムと、前記ドラムの各々に対し該ドラムを回転させる電動機と、前記ドラムを支承する支持フレームと、該支持フレームを共通に所定方向に搬送する搬送手段と、前記ドラムの下方または上方に配設された成膜材料供給手段からなり、前記電動機により前記各ドラムを回転させながら、かつ前記搬送手段により前記各ドラムを所定方向に搬送しながら、前記各ドラムの周面に取り付けた被成膜物に対し前記成膜材料供給手段の下方または上方を搬送されるときに、該成膜材料供給手段からの成膜材料を成膜させるようにし、前記成膜室内で成膜された前記ドラムは前記出口のゲートバルブを開放して、前記取出し室へと導入され、前記入り口のゲートバルブを開放して未処理のドラムを前記成膜室内へ導入させるようにしたことを特徴とする成膜装置。
16. 前記支持フレームは前記成膜室で前後に相当接して搬送されることを特徴とする請求項１５に記載の成膜装置。
17. 前記成膜材料供給源は成膜材料を蒸発させる加熱されたルツボであり、前記複数のドラムの下方に配置されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
18. 前記電動機は前記ドラム内に内蔵されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
19. 前記被成膜物は帯状であって前記ドラムの周面に部分的にまたは全体的に巻きつけられ、張設されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
20. 前記被成膜物は複数の物品で成ることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
21. 前記ドラムは被成膜物を冷却する手段を内蔵していることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
22. 前記ドラムは被成膜物を加熱する手段を内蔵していることを特徴とする請求項１５または１６に記載の成膜装置。
    

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