JP2932602B2 - 薄膜製造装置 - Google Patents
薄膜製造装置Info
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- JP2932602B2 JP2932602B2 JP11336890A JP11336890A JP2932602B2 JP 2932602 B2 JP2932602 B2 JP 2932602B2 JP 11336890 A JP11336890 A JP 11336890A JP 11336890 A JP11336890 A JP 11336890A JP 2932602 B2 JP2932602 B2 JP 2932602B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、長尺の高分子フィルムを搬送しつつ、その
上に機能性薄膜を形成して機能性フィルムを製造する薄
膜製造装置に関し、特に金属薄膜型磁気記録媒体の保護
層を形成するのに好適な薄膜製造装置に関するものであ
る。
上に機能性薄膜を形成して機能性フィルムを製造する薄
膜製造装置に関し、特に金属薄膜型磁気記録媒体の保護
層を形成するのに好適な薄膜製造装置に関するものであ
る。
従来の技術 近年、高付加価値製品を求める声の高まりにつれて新
機能を有する材料の開発が活発化している。その中で真
空蒸着法，スパッタ法，イオンプレーティング法，プラ
ズマCVD法，プラズマ重合法等のドライプロセスを用い
た薄膜による高機能化が光学，誘電体，磁性体，半導
体，トライポロジー等の各分野で有望視されている。特
にプラズマCVD法は、各種有機・無機材料薄膜を比較的
低温で、高速・大面積に形成できることから、注目を浴
びている。
機能を有する材料の開発が活発化している。その中で真
空蒸着法，スパッタ法，イオンプレーティング法，プラ
ズマCVD法，プラズマ重合法等のドライプロセスを用い
た薄膜による高機能化が光学，誘電体，磁性体，半導
体，トライポロジー等の各分野で有望視されている。特
にプラズマCVD法は、各種有機・無機材料薄膜を比較的
低温で、高速・大面積に形成できることから、注目を浴
びている。
以下、プラズマCVD法を中心として広幅，長尺の高分
子基板上に機能性薄膜を形成する従来の薄膜製造装置に
ついて図面を参照しながら説明する。第２図は、従来の
機能性フィルムを製造する薄膜製造装置の構成図であ
る。図において１は巻出しロール、２は巻き出しロール
から送り出された高分子基板、３は機能性薄膜を形成す
る放電成膜領域、４は機能性薄膜の付着した高分子基板
を巻き取る巻き取りロールである。なお11は放電電極で
ある。以上のような薄膜製造装置において、高分子基板
が一定の速度で走行しつつ、放電成膜領域を通過するこ
とによりその表面に機能性フィルムが連続的に形成され
る。
子基板上に機能性薄膜を形成する従来の薄膜製造装置に
ついて図面を参照しながら説明する。第２図は、従来の
機能性フィルムを製造する薄膜製造装置の構成図であ
る。図において１は巻出しロール、２は巻き出しロール
から送り出された高分子基板、３は機能性薄膜を形成す
る放電成膜領域、４は機能性薄膜の付着した高分子基板
を巻き取る巻き取りロールである。なお11は放電電極で
ある。以上のような薄膜製造装置において、高分子基板
が一定の速度で走行しつつ、放電成膜領域を通過するこ
とによりその表面に機能性フィルムが連続的に形成され
る。
発明が解決しようとする課題 このような従来の薄膜製造装置を用いて機能性フィル
ム試料を作製すると（ｉ）ロット間の性能差が大である
（ii）長手方向に、すなわち処理時間とともに性能が変
化するといった量産上の問題が発生する。これは、放電
成膜領域が広範囲にわたっているために各種の成膜反応
が起こっていること、又、一部内壁の突起部で発生する
不安定な不均一放電の影響によるものと考えられてい
る。これらを防ぐために独立の放電成膜室を設けること
が有効であると考えられるが、単にそれだけでは後述す
るスチル性能に20分〜60分以上とバラツキが生じること
が検討実験により判明した。
ム試料を作製すると（ｉ）ロット間の性能差が大である
（ii）長手方向に、すなわち処理時間とともに性能が変
化するといった量産上の問題が発生する。これは、放電
成膜領域が広範囲にわたっているために各種の成膜反応
が起こっていること、又、一部内壁の突起部で発生する
不安定な不均一放電の影響によるものと考えられてい
る。これらを防ぐために独立の放電成膜室を設けること
が有効であると考えられるが、単にそれだけでは後述す
るスチル性能に20分〜60分以上とバラツキが生じること
が検討実験により判明した。
本発明は上記課題を解決するもので、長手方向，幅，
ロット間の性能差を抑えることができる薄膜製造装置を
提供することを目的としている。
ロット間の性能差を抑えることができる薄膜製造装置を
提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために独立した放電成膜
室を設け、その放電成膜室が、円筒状ドラムの曲面に沿
った開口部を有し、かつ、開口部とドラムとの隙間間隔
を検出する手段と放電成膜室を前後に移動させる駆動手
段を備えたものであり、この装置を用いて一定の放電電
圧と電流となるよう隙間を調節して成膜するものであ
る。
室を設け、その放電成膜室が、円筒状ドラムの曲面に沿
った開口部を有し、かつ、開口部とドラムとの隙間間隔
を検出する手段と放電成膜室を前後に移動させる駆動手
段を備えたものであり、この装置を用いて一定の放電電
圧と電流となるよう隙間を調節して成膜するものであ
る。
作用 本発明は上記した構成により、内部に突起部等の無い
構造を有する独立した放電成膜室を設けることができ、
かつ放電成膜室の開口部とドラムとの隙間間隔を検出す
る手段と放電成膜室自身を前後に移動させる駆動手段を
有しているので、真空排気時の圧力差による変形に起因
する隙間変化や成膜中における熱膨張、熱変形に起因す
る隙間の変化を逐次検知でき、さらには外部からその隙
間の変化に対応して調節を駆動機構を動作させてできる
こと、これらのことによりロット毎に対し、あるいは長
時間使用に対して安定した条件で成膜が可能となるもの
である。
構造を有する独立した放電成膜室を設けることができ、
かつ放電成膜室の開口部とドラムとの隙間間隔を検出す
る手段と放電成膜室自身を前後に移動させる駆動手段を
有しているので、真空排気時の圧力差による変形に起因
する隙間変化や成膜中における熱膨張、熱変形に起因す
る隙間の変化を逐次検知でき、さらには外部からその隙
間の変化に対応して調節を駆動機構を動作させてできる
こと、これらのことによりロット毎に対し、あるいは長
時間使用に対して安定した条件で成膜が可能となるもの
である。
実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しなが
ら説明する。第１図は、機能性フィルムを製造する薄膜
製造装置の構成図である。第１図において、２は高分子
基板で一般的には５〜50μｍの厚さのポリエチレンテレ
フタレートフィルム，ポリアミドフィルム，ポリイミド
フィルム，ポリカーボネイトフィルム等であるが、これ
に限定されるものではなく、今回の実施例のように金属
薄膜型磁気記録媒体の保護層への応用ということで、上
記のフィルム表面にCo,Ni,Fe系を中心とした強磁性金属
の薄膜をメッキ法，真空蒸着法，イオンプレーティング
法，スパッタ法等により500〜5000Å程度形成した高分
子基板も含まれる。金属薄膜が付着した高分子基板２は
最初、巻き出しロール１に捲回されていて、順次所定の
走行経路を通過して巻き取りローラー４に巻き取られ
る。高分子基板２のセッティング後、真空槽内は10-4〜
10-6Torrの真空度に到達する迄、クライオポンプや油拡
散ポンプ等で真空排気される。
ら説明する。第１図は、機能性フィルムを製造する薄膜
製造装置の構成図である。第１図において、２は高分子
基板で一般的には５〜50μｍの厚さのポリエチレンテレ
フタレートフィルム，ポリアミドフィルム，ポリイミド
フィルム，ポリカーボネイトフィルム等であるが、これ
に限定されるものではなく、今回の実施例のように金属
薄膜型磁気記録媒体の保護層への応用ということで、上
記のフィルム表面にCo,Ni,Fe系を中心とした強磁性金属
の薄膜をメッキ法，真空蒸着法，イオンプレーティング
法，スパッタ法等により500〜5000Å程度形成した高分
子基板も含まれる。金属薄膜が付着した高分子基板２は
最初、巻き出しロール１に捲回されていて、順次所定の
走行経路を通過して巻き取りローラー４に巻き取られ
る。高分子基板２のセッティング後、真空槽内は10-4〜
10-6Torrの真空度に到達する迄、クライオポンプや油拡
散ポンプ等で真空排気される。
次に放電成膜室５とドラム６との隙間を約200μｍ前
後に調節し、放電成膜室５内にガス導入を行う。
後に調節し、放電成膜室５内にガス導入を行う。
この時、隙間間隔の検出は、放電成膜室５の外側の開
口部近傍の両端と中央に設置された計６カ所の渦電流タ
イプ、あるいは光反射タイプの距離センサーから成る隙
間検出手段７でおこなわれる。もちろん予め、ドラムと
接触した状態が隙間ゼロを指示することを点検しておか
なければならない。
口部近傍の両端と中央に設置された計６カ所の渦電流タ
イプ、あるいは光反射タイプの距離センサーから成る隙
間検出手段７でおこなわれる。もちろん予め、ドラムと
接触した状態が隙間ゼロを指示することを点検しておか
なければならない。
又、隙間の調節は放電成膜室５の外側の四角に取り付
けられたボールネジナット８とこれに結合されたボール
ネジネジ軸９、さらにはこのボールネジネジ軸９を回転
させる真空槽に固定された真空用モーター10から成る駆
動手段によってなされる。すなわち、真空用モーター10
の回転動作をボールネジネジ軸９とナット８により放電
成膜室５の前後動作（Ａ方向）に変換する。この時、動
作方向はモーターにかかる電圧の極性により選定され、
モーターへの電圧印加は、隙間の指示が所定の値になる
まで続けられる。なお、放電成膜室の移動速度は１〜5m
m/minに設定すると調整が容易となる。なお、隙間間隔
はできるだけ狭い方がガスを有効活用できて望ましい
が、狭くなり過ぎるとドラム６の偏心による影響で放電
成膜室５の開口部との接触が起こるため適当に決めなけ
ればならない。調節が終了すると、続いて放電成膜室５
内にシラン系ガス（例えばSiH4,Si2Ｈ6,SiF4など）を、
あるいは、炭化水素系ガス（例えばCH4,C2Ｈ4,C2Ｈ2,C6
Ｈ6など）を10〜100sccm導入し、放電成膜室５内の真空
度を0.1〜0.5Torrに保つ。
けられたボールネジナット８とこれに結合されたボール
ネジネジ軸９、さらにはこのボールネジネジ軸９を回転
させる真空槽に固定された真空用モーター10から成る駆
動手段によってなされる。すなわち、真空用モーター10
の回転動作をボールネジネジ軸９とナット８により放電
成膜室５の前後動作（Ａ方向）に変換する。この時、動
作方向はモーターにかかる電圧の極性により選定され、
モーターへの電圧印加は、隙間の指示が所定の値になる
まで続けられる。なお、放電成膜室の移動速度は１〜5m
m/minに設定すると調整が容易となる。なお、隙間間隔
はできるだけ狭い方がガスを有効活用できて望ましい
が、狭くなり過ぎるとドラム６の偏心による影響で放電
成膜室５の開口部との接触が起こるため適当に決めなけ
ればならない。調節が終了すると、続いて放電成膜室５
内にシラン系ガス（例えばSiH4,Si2Ｈ6,SiF4など）を、
あるいは、炭化水素系ガス（例えばCH4,C2Ｈ4,C2Ｈ2,C6
Ｈ6など）を10〜100sccm導入し、放電成膜室５内の真空
度を0.1〜0.5Torrに保つ。
ドラム６が熱負けを防ぐために５〜10℃に冷却されて
いることを確認してから高分子基板２を５〜50m/minの
速度で走行させ、成膜を開始する。成膜はドラム６を放
電成膜室５内の放電電極11に直流を高周波の重畳した電
圧を印加してプラズマ放電を発生させ、炭化水素系ガス
を導入した場合はダイヤモンド状カーボン薄膜を、シリ
コン系ガスでは非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄
膜をそれぞれ金属磁性面上に付着形成する。この時の直
流電圧，電流はそれぞれ−300〜−1500Vと100〜1000mA
であり、重畳する高周波の周波数及び電力はそれぞれ1
3.56MHzと100〜500Wである。付着形成する保護層膜厚は
50〜1000Åで、その膜厚は高分子基板２の走行速度や高
周波投入電力を変化させることにより調節する。
いることを確認してから高分子基板２を５〜50m/minの
速度で走行させ、成膜を開始する。成膜はドラム６を放
電成膜室５内の放電電極11に直流を高周波の重畳した電
圧を印加してプラズマ放電を発生させ、炭化水素系ガス
を導入した場合はダイヤモンド状カーボン薄膜を、シリ
コン系ガスでは非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄
膜をそれぞれ金属磁性面上に付着形成する。この時の直
流電圧，電流はそれぞれ−300〜−1500Vと100〜1000mA
であり、重畳する高周波の周波数及び電力はそれぞれ1
3.56MHzと100〜500Wである。付着形成する保護層膜厚は
50〜1000Åで、その膜厚は高分子基板２の走行速度や高
周波投入電力を変化させることにより調節する。
一般に、放電時間とともに放電成膜室５の壁温が上昇
し（約100〜150℃）、このため壁材料の膨張によって隙
間が不均一に狭まったり、熱変形による隙間の片寄りが
発生する。このような隙間の不均一な変化は当然、放電
時の電圧や電流の変化をもたらすため、その指示値が一
定となるように四角の駆動手段のバランスを取りながら
動作させて隙間間隔を調整する。すなわち電圧が上が
り、電流が少なくなってきた時は隙間を狭める方向に、
逆に電圧が下がり電流が多くなってきた時は隙間を広げ
る方向に調整をする。
し（約100〜150℃）、このため壁材料の膨張によって隙
間が不均一に狭まったり、熱変形による隙間の片寄りが
発生する。このような隙間の不均一な変化は当然、放電
時の電圧や電流の変化をもたらすため、その指示値が一
定となるように四角の駆動手段のバランスを取りながら
動作させて隙間間隔を調整する。すなわち電圧が上が
り、電流が少なくなってきた時は隙間を狭める方向に、
逆に電圧が下がり電流が多くなってきた時は隙間を広げ
る方向に調整をする。
本発明の装置により、以上述べた製造方法で幅300mm,
長さ1000mの試料を５ロット試作した。作製した試材は1
/2インチ幅に裁断し、スチルフレーム耐久試験機で性能
を評価した。この試験は記録再生機能を有する直径60mm
のアルミシリンダーを1800RPMで回転させ、その上に裁
断した試料を20gの張力をかけながら接触させて記録再
生を行い、その試料の再生出力が−6dBに低下する迄の
時間で膜の強さを評価するものである。この試験により
125点を測定（各ロット毎長手方向５点，幅方向５点の
サンプリングを５ロットに対して行った）した結果、測
定点のどこをとっても60分以上の測定値が得られ、極め
て均質な安定した膜であることを確認した。
長さ1000mの試料を５ロット試作した。作製した試材は1
/2インチ幅に裁断し、スチルフレーム耐久試験機で性能
を評価した。この試験は記録再生機能を有する直径60mm
のアルミシリンダーを1800RPMで回転させ、その上に裁
断した試料を20gの張力をかけながら接触させて記録再
生を行い、その試料の再生出力が−6dBに低下する迄の
時間で膜の強さを評価するものである。この試験により
125点を測定（各ロット毎長手方向５点，幅方向５点の
サンプリングを５ロットに対して行った）した結果、測
定点のどこをとっても60分以上の測定値が得られ、極め
て均質な安定した膜であることを確認した。
なお本発明は、プラズマCVD法のみに限定されるもの
では無く、スパッタ法，プラズマ重合法等の成膜方式に
も有効であることは言うまでもない。
では無く、スパッタ法，プラズマ重合法等の成膜方式に
も有効であることは言うまでもない。
発明の効果 以上のように、本発明によれば隙間を検出しながら放
電電圧，電流が一定となるように放電成膜室の位置を調
整できることから、長手方向，幅，ロット間での品質差
を抑えることができ、極めて量産性に優れた機能性フィ
ルムを提供できる。
電電圧，電流が一定となるように放電成膜室の位置を調
整できることから、長手方向，幅，ロット間での品質差
を抑えることができ、極めて量産性に優れた機能性フィ
ルムを提供できる。
第１図は本発明の機能性フィルムを製造する薄膜製造装
置の構成図、第２図は従来の薄膜製造装置の構成図であ
る。 １……巻き出しロール、２……高分子基板、３……放電
成膜領域、４……巻き取りロール、５……放電成膜室、
６……ドラム、７……隙間検出手段、８……ボールネジ
ナット、９……ボールネジネジ軸、10……真空用モータ
ー、11……放電電極。
置の構成図、第２図は従来の薄膜製造装置の構成図であ
る。 １……巻き出しロール、２……高分子基板、３……放電
成膜領域、４……巻き取りロール、５……放電成膜室、
６……ドラム、７……隙間検出手段、８……ボールネジ
ナット、９……ボールネジネジ軸、10……真空用モータ
ー、11……放電電極。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56
Claims (1)
- 【請求項１】真空槽内で高分子基板を円筒状ドラムに添
わせながら放電成膜領域を通過させてその高分子基板上
に機能性薄膜を形成して機能性フィルムを製造する薄膜
製造装置において、独立した放電成膜室を設けこの放電
成膜室がドラム曲面に沿った開口部を有し、かつ、前記
開口部とドラムとの隙間間隔を逐次検出する手段と、そ
の検出結果に応じて、放電成膜途中で逐次前記放電成膜
室を前後に移動させる駆動手段を設けたことを特徴とす
る薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11336890A JP2932602B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11336890A JP2932602B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 薄膜製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH049474A JPH049474A (ja) | 1992-01-14 |
| JP2932602B2 true JP2932602B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=14610513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11336890A Expired - Lifetime JP2932602B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932602B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6835523B1 (en) | 1993-05-09 | 2004-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating |
| KR100386506B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2003-06-02 | 주식회사 엘지이아이 | 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템 |
| KR100383170B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2003-05-12 | 주식회사 엘지이아이 | 플라즈마를 이용한 고분자 막 연속증착장치 |
| TWI328050B (en) * | 2005-05-10 | 2010-08-01 | Ulvac Inc | Reeling type plasma cvd device |
| JP5546258B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2014-07-09 | 日立造船株式会社 | カーボンナノチューブ形成用ｃｖｄ装置 |
| DE102011119013B4 (de) * | 2011-11-21 | 2022-11-03 | Hq-Dielectrics Gmbh | Verfahren zum ausbilden einer dielektrischen schicht auf einem substrat |
| JP5795745B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-10-14 | 富士フイルム株式会社 | 成膜装置 |
| EP2762608B1 (en) * | 2013-01-31 | 2019-10-02 | Applied Materials, Inc. | Gas separation by adjustable separation wall |
| EP2762609B1 (en) * | 2013-01-31 | 2019-04-17 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for depositing at least two layers on a substrate |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP11336890A patent/JP2932602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049474A (ja) | 1992-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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