JP6137066B2 - ガス放出パイプ及びこれを具備する成膜装置並びにこの装置を用いた酸化物膜又は窒化物膜の成膜方法 - Google Patents
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Description
(1)一定流量の反応性ガスを放出する(流量制御)
(2)一定圧力を保つように反応性ガスを放出する(圧力制御)
(3)スパッタリングカソードのインピーダンスが一定になるように反応性ガスを放出する(インピーダンス制御)
(4)スパッタリングのプラズマ強度が一定になるように反応性ガスを放出する(プラズマエミッション制御)
図1に示すような成膜装置(スパッタリングウェブコータ)を用いて長尺樹脂フィルムFにスパッタリング成膜を行った。長尺樹脂フィルムFには幅500mm、長さ1200m、厚さ25μmの東洋紡株式会社製のPETフィルム「コスモシャイン(登録商標)」を使用した。キャンロール16には直径600mm、幅750mmのステンレス製のロールを使用し、その外周面にハードクロムめっきを施した。前フィードロール15と後フィードロール21には直径150mm、幅750mmのステンレス製のロールを使用し、その外周面にハードクロムめっきを施した。カソード17〜20にはSiCターゲット(旭硝子セラミックス製)を装着し、カソード17と18との対及び19と20との対は各々1対のデュアルマグネトロンカソードとし、デュアルマグネトロン電源に接続した。キャンロール16は0℃に冷却制御した。
各ガス放出孔の構造を、孔径0.6mm、中心軸方向の長さ0.2mmの出口側の大径部と、孔径0.2mm、中心軸方向の長さ0.8mmの入口側の小径部とからなる2段構造とした以外は上記実施例1と同様にして成膜を行った。この時、図7における最も内径が小さい部分の出口側端部と2番目に内径が小さい部分の出口側端部とを結んだ直線Cと中心軸Oとのなす角αは約45°になる。その結果、6回目の成膜が完了した時(すなわち、合計60時間経過時)にガス放出孔の閉塞が確認された。
各ガス放出孔の構造を、孔径0.6mm、中心軸方向の長さ0.75mmの出口側の大径部と、孔径0.2mm、中心軸方向の長さ0.25mmの入口側の小径部とからなる2段構造とした以外は上記実施例1と同様にして成膜を行った。この時、図7における最も内径が小さい部分の出口側端部と2番目に内径が小さい部分の出口側端部とを結んだ直線Cと中心軸Oとのなす角αは約15°になる。その結果、18回目の成膜が完了した時(すなわち、合計180時間経過時)にガス放出孔の閉塞が確認された。
各ガス放出孔の構造を、孔径0.2mm、中心軸方向の長さ1.0mmの段差のない構造とした以外は上記実施例1と同様にして成膜を行った。この場合は、図7において2番目に内径が小さい部分の内径が無限大であると考えることができるので、最も内径が小さい部分の出口側端部と2番目に内径が小さい部分の出口側端部とを結んだ直線Cと中心軸Oとのなす角αは約90°になる。その結果、3回目の成膜が完了した時(すなわち、合計30時間経過時)にガス放出孔の閉塞が確認された。
11 真空チャンバー
12 巻出ロール
13 フリーロール
14 張力センサロール
15 フィードロール
16 キャンロール
17、18、19、20 マグネトロンスパッタリングカソード
21 フィードロール
22 張力センサロール
23 フリーロール
24 巻取ロール
25 遮蔽板
30 ガス放出パイプ
31、131 ガス放出孔
31a、131a 出口側開口部(大径部)
31b、131b 入口側開口部(小径部)
F 耐熱性樹脂フィルム
S スパッタリング粒子
O 中心軸
D 大径部の孔径
L 大径部の中心軸方向長さ
Ea 大径部の出口側端部
Eb 小径部の出口側端部
C 大径部及び小径部の両出口側端部を結ぶ線
α 両出口側端部を結ぶ線Cと中心軸Oとのなす角
Claims (12)
- スパッタリング成膜装置の真空チャンバー内に取り付けられ、反応性ガスを放出する複数のガス放出孔を有するガス放出パイプであって、前記複数のガス放出孔の各々は、その入口側から出口側に向かって段階的に拡径する構造を有しており、且つその中心軸を通る面で切断した断面形状において、最も内径が小さい部分の出口側端部と2番目に内径が小さい部分の出口側端部とを結んだ直線と前記中心軸とのなす角が15°以上45°以下であり、前記2番目に内径が小さい部分の孔径が1.0mm以下であり、前記最も内径が小さい部分を除いて内壁面が前記中心軸に対して平行であることを特徴とするガス放出パイプ。
- 前記最も内径が小さい部分の孔径が0.5mm以下であることを特徴とする、請求項1に記載のガス放出パイプ。
- 前記2番目に内径が小さい部分の孔径が0.5mmよりも大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載のガス放出パイプ。
- 前記ガス放出パイプをその長手方向から見た時、前記中心軸が前記ガス放出パイプの法線方向に略一致しているか又は該法線方向から傾斜していることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のガス放出パイプ。
- 被成膜物を支持する支持面を備えた被成膜物支持機構と、前記支持面に対向して配されたスパッタリングカソードとを前記真空チャンバー内に備えた成膜装置において、前記スパッタリングカソードと前記支持面との間に請求項1から4のいずれかに記載のガス放出パイプが具備されていることを特徴とする成膜装置。
- 前記真空チャンバー内に前記被成膜物としての長尺基板を搬送する搬送機構が具備されていることを特徴とする、請求項5に記載の成膜装置。
- 前記被成膜物支持機構がキャンロールであることを特徴とする、請求項6に記載の成膜装置。
- スパッタリングカソードを備えた真空チャンバー内にガス供給パイプによりガスを供給し前記スパッタリングカソードで被成膜物に反応性スパッタリングにより成膜を行う成膜方法であって、前記ガス放出パイプが請求項1から4のいずれかに記載のガス放出パイプであることを特徴とする成膜方法。
- 前記ガス放出パイプから放出されるガスが、酸素若しくは窒素又はこれら両方を含んでいることを特徴とする、請求項8に記載の成膜方法。
- 前記被成膜物が長尺基板であり、前記真空チャンバー内に前記被成膜物を搬送する搬送機構を備え、搬送中の被成膜物に成膜を行うことを特徴とする、請求項8または9に記載の成膜方法。
- 被成膜物の表面に酸化物膜を形成する酸化物膜の製造方法であって、前記酸化物膜が請求項8に記載の成膜方法により成膜することと、前記ガス供給パイプが酸素ガスを供給することを特徴とする酸化物膜の製造方法。
- 被成膜物の表面に窒化物膜を形成する窒化物膜の製造方法であって、前記窒化物膜が請求項8に記載の成膜方法により成膜することと、前記ガス供給パイプが窒素ガスを供給することを特徴とする窒化物膜の製造方法。
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