JP2009161829A - Method for producing deposited film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物理蒸着法により樹脂シート上に蒸着膜を成膜する際の前記蒸着膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing the vapor deposition film when a vapor deposition film is formed on a resin sheet by physical vapor deposition.
下記特許文献1には、透明プラスチックフィルム基材上に、スパッタ法により、金属薄膜を成膜することが記載されている。また特許文献1の[0074]欄には−10℃の冷却ロールで冷却しながら、スパッタリングを行うことが記載されている。
特許文献2,特許文献3及び特許文献4には、樹脂シートに物理蒸着膜を成膜することが記載されている。
ところで物理蒸着法により蒸着膜を樹脂シート上に成膜する際、樹脂シートが高熱に曝され、樹脂シートが溶解するといった問題があった。そして上記した特許文献1のように樹脂シートを設置する基台に冷却機構を設けて冷却しながら蒸着膜を成膜しても、樹脂シート表面の温度を適切に下げることができず、樹脂シートが溶解する問題を解決できなかった。その結果、樹脂シート上に均一に蒸着膜を成膜できず、また樹脂シートの溶解成分が蒸着膜に混入すること等で、所望の特性を備える蒸着膜を成膜できなかった。また樹脂シートの溶解成分の気化による真空ポンプ(クライオポンプ)の能力低下の問題もあった。
By the way, when forming a vapor deposition film on a resin sheet by a physical vapor deposition method, there existed a problem that a resin sheet was exposed to high heat and a resin sheet melt | dissolved. And even if it forms a vapor deposition film | membrane while providing a cooling mechanism in the base which installs a resin sheet like said
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、物理蒸着の際の放熱効果を高めて樹脂シート上に適切に蒸着膜を成膜することが可能な蒸着膜の製造方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is for solving the above-described conventional problems, and in particular, a method for producing a vapor deposition film capable of appropriately forming a vapor deposition film on a resin sheet by enhancing a heat dissipation effect during physical vapor deposition. The purpose is to provide.
本発明における蒸着法の製造方法は、真空チャンバ内にて、基台と樹脂シートの間に放熱シートを密着させた状態で、前記樹脂シート上に物理蒸着法により蒸着膜を成膜することを特徴とするものである。これにより、樹脂シートに対する放熱効果を高めることができ、従来に比べて、樹脂シートが溶解する不具合を抑制でき、樹脂シート上に均一に且つ所望の特性を備える蒸着膜を成膜できる。 The manufacturing method of the vapor deposition method in the present invention is to form a vapor deposition film on the resin sheet by a physical vapor deposition method in a vacuum chamber in a state where a heat radiation sheet is in close contact between the base and the resin sheet. It is a feature. Thereby, the heat dissipation effect with respect to the resin sheet can be enhanced, the problem that the resin sheet dissolves can be suppressed as compared with the conventional case, and a vapor deposition film having uniform and desired characteristics can be formed on the resin sheet.
本発明では、前記放熱シートにシリコーン系ゴムを用いることが好ましい。
また本発明では、前記基台に冷却機構が設けられており、冷却しながら前記蒸着膜を成膜することが好ましい。より効果的に樹脂シートが溶解する不具合を抑制できる。
In the present invention, it is preferable to use silicone rubber for the heat dissipation sheet.
In the present invention, it is preferable that the base is provided with a cooling mechanism, and the deposited film is formed while cooling. The malfunction which a resin sheet melt | dissolves more effectively can be suppressed.
また本発明では、具体的に物理蒸着法を限定するものではないが、例えば、RFマグネトロンスパッタ法、RFコンベンショナルスパッタ法、DCマグネトロンスパッタ法、DCコンベンショナルスパッタ法、RF−FTS(対向ターゲット)スパッタ法、RF−FTS(対向ターゲット)スパッタ法、DCパルススパッタ法のいずれかにて前記蒸着膜を成膜する場合に、本発明を効果的に適用できる。 In the present invention, the physical vapor deposition method is not specifically limited. For example, the RF magnetron sputtering method, the RF conventional sputtering method, the DC magnetron sputtering method, the DC conventional sputtering method, and the RF-FTS (opposite target) sputtering method are used. The present invention can be effectively applied to the case where the deposited film is formed by any one of RF-FTS (opposite target) sputtering method and DC pulse sputtering method.
本発明の蒸着膜の製造方法によれば、樹脂シートに対する放熱効果を高めることができ、従来に比べて、樹脂シートが溶解する不具合を抑制でき、樹脂シート上に均一に且つ所望の特性を備える蒸着膜を成膜できる。 According to the manufacturing method of the vapor deposition film of the present invention, it is possible to enhance the heat dissipation effect on the resin sheet, and it is possible to suppress the problem that the resin sheet dissolves compared to the conventional case, and the resin sheet has uniform and desired characteristics. A vapor deposition film can be formed.
図1は、本実施形態におけるRFマグネトロンスパッタ装置の概念図である。
図1に示すように、RFマグネトロンスパッタ装置1の真空チャンバ12内には、ターゲット2を取り付けるための電極部4と、ターゲット2と対向する位置に、基台8とが設けられている。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an RF magnetron sputtering apparatus in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, in the
図1に示すように、真空チャンバ12には、ガス導入口6と、ガス排気口7とが設けられており、ガス導入口6からAr(アルゴン)ガス等の不活性ガスやO2ガス、N2ガス等が導入される。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように電極部4内には、磁石5が設けられている。電極部4に、高周波電源(RF電源)15から高周波が印加されることによって、電場と磁場の相互作用により、マグネトロン放電が発生し、ターゲット2がスパッタされ、ターゲット2と対向する位置に配置された基台8上に設置された樹脂シート9上に、蒸着膜11が成膜される。
As shown in FIG. 1, a
本実施形態では蒸着膜11の具体的組成等を限定しないが、例えば蒸着膜11は、電磁波吸収膜やRFID用磁性膜である。一例を挙げると、電磁波吸収膜あるいはRFID用磁性膜である蒸着膜11は、A−M−O(ただし元素AはFeまたはCoまたはその混合物を表し、元素Mは、Hf、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Al、Mg、Zn、Caのうち少なくともいずれか一種を表す)から成る。ここで、蒸着膜11は、A−M−O膜の元素AがFeであり、FeaMbOcの組成式からなり、元素Oの組成比cが、27〜47at%の範囲内、元素Mの組成比bが11〜17at%の範囲内、残部が元素Feの組成比aであり、a+b+c=100at%の関係を満たす高抵抗軟磁性膜である。元素Oの組成比cの最大値を36at%とすることが、電磁波吸収膜やRFID用磁性膜として使用するとき、より好適である。また、元素MはHfであることが電磁波吸収膜やRFID用磁性膜として使用するとき、好適である。
Although the specific composition of the
蒸着膜11は、樹脂シート9の表面全体に成膜されても部分的に成膜されるように制御されてもよい。
The
蒸着膜11の膜厚は、特に限定されないが、上記した電磁波吸収膜やRFID用磁性膜では、1〜30μm程度の薄い膜厚で形成される。
The film thickness of the
基台8は金属製であり、図1に示すように基台8には冷却機構10が設けられている。冷却機構10は例えば基台8内に冷水を流すことで基台8を冷却する機構である。
The
本実施形態では、基台8の表面に放熱シート20が密着して設けられている。そして放熱シート20上に蒸着膜11を蒸着するための樹脂シート9が密着して設置されている。
In the present embodiment, the
放熱シート20は、シリコーン系ゴムで形成されることが好適である。例えば、放熱シート20はシリコーンゴムの他に添加剤(例えばカーボン)が混入された構成である。放熱シート20は、熱抵抗が0.2〜2℃/Wの範囲内で、硬さが5〜90(デュロメータA)の範囲内で、厚さが、0.1〜5mmである。硬さは、特に、放熱シート20と樹脂シート9との間の密着性に重要なパラメータである。放熱シート20が硬いと樹脂シート9との密着性は低下するので放熱シート20の硬さは上記程度とする。また放熱シート20の厚さを上記程度にすることで、熱エネルギーの放射効果及び冷却効率を大きくできる。放熱シート20には、例えば、信越化学工業(株)製の放熱シリコーンゴム加工品TC Seriesや、星和電機(株)製の導電性シリコンゴム(型式E12S10)を使用できる。
The
放熱シート20は可撓性のシート状である。また放熱シート20には粘着性があることが望ましいが、粘着性が無くても放熱シート20を基台8の表面に真空密着させることが可能である。また密着力が強すぎても、放熱シート20上から樹脂シート9を剥がしにくくなるので、密着力が強すぎるのは好ましくない。
The
また放熱シート20に粘着性があることで、放熱シート20と樹脂シート9間の密着性を向上させることが可能である。
Moreover, it is possible to improve the adhesiveness between the
樹脂シート9は可撓性のシート状である。また樹脂シート9の材質は特に限定しない。樹脂シート9には熱可塑性樹脂を使用でき、その中でも耐熱性に優れたポリフェニレンスルファイド(PPS)の使用が好適であるものの、ポリエチレンテレフタレート(PET)や、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の使用も可能である。
The
RFマグネトロンスパッタ装置1内は、樹脂シート9上に蒸着膜11を成膜する際、数百℃の高温となる。
The RF
本実施形態では、基台8と樹脂シート9との間に放熱シート20を密着させることで、樹脂シート9が高熱に曝されても、従来よりも樹脂シート9に対する放熱効果を高めることができるため、樹脂シート9が溶解する従来の問題を効果的に解決できる。
In this embodiment, even if the
放熱シート20は、熱伝導性が高く、また基台8及び樹脂シート9との密着性にも優れており、ターゲット2からの熱エネルギーを放熱シート20にて効率良く吸収・熱放射できる。特に図1のように基台8に冷却機構10を設けることで、冷熱効果を飛躍的に向上させることが出来る。この結果、従来のように樹脂シート9が溶解する不具合を解消することが可能になり、樹脂シート9上に均一に蒸着膜11を成膜することが出来る。従来のように放熱シート20を設けない場合、樹脂シート9の表面は数百℃の高温に達するが、本実施形態では、樹脂シート9の表面を100℃以下に抑えることができる。よって、従来では樹脂シート9が溶解して、その溶解成分が蒸着膜11内に混入したり、溶解成分が気化することで、真空ポンプ(クライオポンプ)の能力低下の問題があったが、本実施形態では、このような問題も生じない。以上により本実施形態では、所望の特性を備える蒸着膜11を適切且つ容易に形成することができる。また本実施形態では、適切に樹脂シート9表面の高温化を抑制できるため、従来よりもスパッタレートを上げて製造効率を上げることも可能になる。
The
図1では、放熱シート20上に単に樹脂シート9を設置した状態で示してあるが、図2のように、若干凸状に湾曲させた基台8の表面8a上に放熱シート20を密着設置し、さらに放熱シート20上に樹脂シート9を設置するときに、樹脂シート9にテンションをかけて樹脂シート9の両側を固定部材25により固定することが樹脂シート9と放熱シート20間、及び放熱シート20と基台8間の密着性を向上させることができ好適である。なお図2では、放熱シート20を固定部材25により固定していないが、樹脂シート9と共に放熱シート20も固定部材25により固定する形態でもよい。
In FIG. 1, the
また本実施形態では、放熱シート20を設けたことで、樹脂シート9に対する放熱効果を高めることが出来るため、蒸着膜11に対する加熱工程を別に設けることも出来る。
Moreover, in this embodiment, since the thermal radiation effect with respect to the
また図1と異なって、図3では、真空チャンバ12内に冷却ローラ30、巻き取りローラ31及び巻き出しローラ32が設けられている。冷却ローラ30の表面30aには、放熱シート20が密着して貼り付けられている。そして巻き出しローラ32から出された樹脂シート9が冷却ローラ30に巻き付けられた放熱シート20の表面に密着しながら冷却ローラ30の中心を回転軸として回転して、巻き取りローラ31に巻き取られるようになっている。なお、樹脂シート9が放熱シート20から離れて適切に巻き取りローラ31に巻き取られるために、図3の実施形態では、放熱シート20に粘着性が無いほうが好適である。
Unlike FIG. 1, in FIG. 3, a cooling
上記では、RFマグネトロンスパッタを例に挙げたが、これは一例であって、RFマグネトロンスパッタに限定するものではない。例えば、RFマグネトロンスパッタ以外のスパッタ法であるRFコンベンショナルスパッタ法、DCマグネトロンスパッタ法、DCコンベンショナルスパッタ法、RF−FTS(対向ターゲット)スパッタ法、RF−FTS(対向ターゲット)スパッタ法、DCパルススパッタ法などや、金属蒸着法、イオンビームデポジションを提示できる。直流電流(DC)を使用した各スパッタ法やFTS(対向ターゲット)を用いたスパッタ法では、より低温での成膜が可能であるため、より高パワーを投入でき、高速成膜が可能になることが期待できる。次の実施例ではRFマグネトロンスパッタ法に本実施形態を適用し、樹脂シートの溶解を適切に防止できることを説明する。 In the above description, RF magnetron sputtering has been described as an example. However, this is an example, and the present invention is not limited to RF magnetron sputtering. For example, RF conventional sputtering, DC magnetron sputtering, DC conventional sputtering, RF-FTS (opposite target) sputtering, RF-FTS (opposite target) sputtering, DC pulse sputtering, which are sputtering methods other than RF magnetron sputtering Etc., metal deposition method, ion beam deposition can be presented. In each sputtering method using direct current (DC) and sputtering method using FTS (opposite target), film formation can be performed at a lower temperature, so that higher power can be applied and high-speed film formation is possible. I can expect that. In the following examples, it will be described that the present embodiment is applied to the RF magnetron sputtering method and the resin sheet can be appropriately prevented from being dissolved.
図1に示す平行平板型のRFマグネトロンスパッタ装置1を用いて、Fe−Hf−O膜(蒸着膜11)を樹脂シート9に成膜した。ターゲット2にFe−Hfを用いた。条件としては、RF=600W、圧力=3mTorr、T/S=0%、混合ガスをAr及びAr+5%O2とした。
An Fe—Hf—O film (evaporated film 11) was formed on the
樹脂シート9にはPPS(ポリフェニレンスルファイド)を用いた。樹脂シート9の厚さは100μmであった。また樹脂シートの熱変形温度(HDT)は260℃、融点は285℃であった。
PPS (polyphenylene sulfide) was used for the
放熱シート20には、信越化学工業(株)製の放熱シリコーンゴム加工品(TC50TXE)を用いた。放熱シート20の膜厚は0.5mmであった。
For the
この放熱シート20の上に図2に示すように、樹脂シート9を密着させ、基台8内に冷水を流して冷却機構10を働かせた状態で、Fe−Hf−O膜を成膜した。Fe−Hf−O膜を概ね1μmの厚さで成膜した。組成比は、Fe50.19at%Hf13.72at%O36.09at%であった。
As shown in FIG. 2, the Fe—Hf—O film was formed in a state where the
図4が実施例の写真である。また従来例として放熱シート20を設けず基台8上に直接、樹脂シート9を設け、基台8内に冷水を流して冷却機構10を働かせた状態で、樹脂シート9上にFe−Hf−O膜を成膜した。図5が従来例の写真である。
FIG. 4 is a photograph of the example. Further, as a conventional example, the
図4に示す実施例では、樹脂シート9の表面に溶解した箇所が見られず、樹脂シート9上にFe−Hf−O膜を均一に成膜できた。Fe−Hf−O膜の成膜中の温度を測定すべくPPS上に貼り付けたサーモラベルは100℃以下を示していた。
In the example shown in FIG. 4, no dissolved portion was found on the surface of the
一方、図5の従来例では、樹脂シート9の表面が所々溶解し、その上に成膜されたFe−Hf−O膜を均一に成膜できないことがわかった。PPS製の樹脂シート9が溶解していることから成膜中の温度は285℃(融点)以上に達していることがわかった。
On the other hand, in the conventional example of FIG. 5, it was found that the surface of the
1 RFマグネトロンスパッタ装置
4 電極部
8 基台
9 樹脂シート
10 冷却機構
11 蒸着膜
12 真空チャンバ
15 高周波電源(RF電源)
20 放熱シート
30 冷却ローラ
DESCRIPTION OF
20
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