JPH0580555B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、イオンプレーテイング装置に関す
るものである。さらに詳しくは、圧力勾配型プラ
ズマガンを用いて効率的に高品質薄膜を形成する
ための有用なイオンプレーテイング装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an ion plating apparatus. More specifically, the present invention relates to an ion plating apparatus useful for efficiently forming high-quality thin films using a pressure gradient plasma gun.
（背景技術）
プラスチツク、金属、ガラス、セラミツクス等
の基板、あるいはフイルムや様々な形状の物品の
表面の金属、合金、無機物、セラミツクス、カー
ボーン、あるいは有機ポリマーなどの薄膜を形成
したものは、導電膜、絶縁膜、光学薄膜、保護
膜、電子デバイス、装飾などの多様な用途への応
用が期待されているもので、すでに実用化されて
いるものも少くない。(Background Art) A conductive film is a thin film of metal, alloy, inorganic material, ceramic, carbon, or organic polymer formed on the surface of a substrate made of plastic, metal, glass, ceramics, etc., or a film or article of various shapes. It is expected to be applied to a variety of applications such as insulating films, optical thin films, protective films, electronic devices, and decorations, and many of them are already in practical use.
このような薄膜を形成するための方法、装置と
しては、真空蒸着装置内に置いた蒸発源からの蒸
発粒子をグロー放電によつてイオン化して行うも
のが知られている。イオンプレーテイングと呼ば
れる技術である。 As a method and apparatus for forming such a thin film, a method is known in which evaporated particles from an evaporation source placed in a vacuum evaporation apparatus are ionized by glow discharge. This is a technique called ion plating.
また、このイオンプレーテイングについては、
ホロカソード型のものと、高周波励起型のものと
があることも知られている。 Also, regarding this ion plating,
It is also known that there are a hollow cathode type and a high frequency excitation type.
これらのイオンプレーテイング技術は、気相で
の薄膜形成技術として優れたものではあるが、連
続的な薄膜形成や広幅な基板、さらには長尺フイ
ルムやシートなどの表面に、安定した高品質薄膜
を均一に、かつ効率的に形成するための技術、装
置としては、依存として多くの問題が残されてい
る。 Although these ion plating technologies are excellent as thin film forming technologies in the gas phase, they are not suitable for continuous thin film formation, wide substrates, or the surfaces of long films or sheets. Many problems remain in terms of technology and equipment for uniformly and efficiently forming.
たとえば、広幅で、長尺のフイルム、またはシ
ートの表面に薄膜を均一に形成するためには、幅
方向および長さ方向のいずれにおいても、品質が
均一で、密着性に優れた薄膜を、フイルムまたは
シートを連続的に移動させながら効率的に製造す
ることが必要になる。 For example, in order to uniformly form a thin film on the surface of a wide, long film or sheet, it is necessary to form a thin film with uniform quality and excellent adhesion in both the width and length directions. Alternatively, it becomes necessary to efficiently manufacture sheets while continuously moving them.
しかしながら、ホロカソードの場合には、カソ
ード部等の装置の汚れ、損傷が避けられず、熱的
安定性に欠け、基板フイルムまたはシートが発熱
が避けられないという問題がある。このため、優
れた品質の薄膜を連続して移動するフイルム表面
に均質に、かつ効率的に得ることは困難であつ
た。 However, in the case of a hollow cathode, there are problems in that the device such as the cathode part is inevitably contaminated and damaged, lacks thermal stability, and the substrate film or sheet inevitably generates heat. For this reason, it has been difficult to uniformly and efficiently obtain a thin film of excellent quality on the surface of a continuously moving film.
また、高周波励起型のイオンプレーテイングの
場合には、優れた品質の薄膜を安定して得るため
には極めて有効であるものの、長尺で広幅の大面
積フイルムなどの場合に、その薄膜を効率的に製
造するための生産性の点で難点があつた。 In the case of high-frequency excitation type ion plating, although it is extremely effective for stably obtaining thin films of excellent quality, it is difficult to process thin films efficiently when producing long, wide, and large-area films. However, there was a problem in terms of productivity for manufacturing the product.
さらに、これまでのホロカソード、高周波励起
のいずれのタイプにおいても、フイルムあるいは
大面積基板の一部分のみに所望の薄膜を形成し、
連続的にこの部分コーテイングを行うことや、そ
れを複数回連続的に行つて多層膜を形成すること
は困難であつた。 Furthermore, in both the conventional hollow cathode and high frequency excitation types, the desired thin film is formed only on a portion of the film or large area substrate.
It has been difficult to perform this partial coating continuously or to form a multilayer film by continuously performing it multiple times.
（発明の目的）
この発明は、このような事情を鑑みてなされた
ものであり、連続的、かつ効率的に薄膜を形成す
るためのイオンプレーテイング方法とそのための
装置を提供することを目的としている。さらに詳
しくは、フイルムあるいは大面積シート基板の薄
膜形成をも効率的に行いえる。また多層膜の形成
にも有用なイオンプレーテイング装置を提供する
ことを目的としている。(Purpose of the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide an ion plating method and an apparatus for forming a thin film continuously and efficiently. There is. More specifically, it is also possible to efficiently form a thin film on a film or large-area sheet substrate. Another object of the present invention is to provide an ion plating apparatus useful for forming multilayer films.
（発明の開示）
この発明の装置は、上記の目的を達成するため
に、真空室内に、複数の圧力勾配型のプラズマガ
ンを設け、該プラズマガンに対応して複数の、も
しくは単一の蒸発ハースを設けたことを特徴とし
ている。(Disclosure of the Invention) In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention is provided with a plurality of pressure gradient type plasma guns in a vacuum chamber, and a plurality of or a single evaporation gun corresponding to the plasma guns. It is characterized by the provision of a hearth.
また、この発明は、基板の進行方向に沿つて、
その片側もしくは両側に複数の圧力勾配型のプラ
ズマガンを設けたことを特徴とするイオンプレー
テイング装置をも対象としている。 Further, the present invention provides, along the traveling direction of the substrate,
The present invention also targets an ion plating apparatus characterized by having a plurality of pressure gradient type plasma guns installed on one or both sides thereof.
この発明の装置に用いる圧力勾配型のプラズマ
ガンは、陰極と陽極との間に中間電極を介在さ
せ、陰極領域を1Torr前後に、そして陽極領域を
10-3Torr程度に保つて放電を行うものである。
この放電によつて生成されたプラズマ、たとえば
Arイオン流は、真空室内を帯状に移動させ、ハ
ース部に収束させることができる。また、このプ
ラズマは、磁界を印加することによつてシート状
に偏平化することもできる。 The pressure gradient type plasma gun used in the device of this invention has an intermediate electrode interposed between the cathode and the anode, with the cathode region at around 1 Torr and the anode region at around 1 Torr.
The discharge is performed while maintaining the voltage at around 10 -3 Torr.
The plasma generated by this discharge, e.g.
The Ar ion flow can be moved in a band shape within the vacuum chamber and converged on the hearth portion. Further, this plasma can also be flattened into a sheet by applying a magnetic field.
通常は、ハースに対して横方向に、すなわちベ
ルジヤ側壁に設けたプラズマガンから水平方向に
発射させたプラズマ流を、上向きに置いたハース
のほぼ真上で屈曲させてハース部にその流れを収
束させる。この収束によつて、薄膜形成材料とし
ての蒸発源物質の蒸発とイオン化とを行う。 Normally, the plasma flow is fired horizontally from a plasma gun installed on the side wall of the bell gear, and is bent almost directly above the hearth, which is placed facing upwards, to converge the flow on the hearth. let This convergence causes evaporation and ionization of the evaporation source material as the thin film forming material.
この方法、装置による場合には、プラズマガン
の汚れがなく、反応速度が大きく、プラズマが安
定化し、均質な薄膜を形成することが可能にな
る。またプラズマガンをシート状に変形すること
により、広幅のフイルムなどに幅方向に均一な薄
膜を形成しやすくなる。 With this method and apparatus, the plasma gun is not contaminated, the reaction rate is high, the plasma is stabilized, and a homogeneous thin film can be formed. Furthermore, by transforming the plasma gun into a sheet shape, it becomes easier to form a thin film that is uniform in the width direction on a wide film or the like.
この発明は、以上のとおりの圧力勾配型プラズ
マガンを用いるイオンプレーテイング方法におい
て、さらに効率的で機能的な方法とそのための装
置を実現したものである。 The present invention realizes a more efficient and functional ion plating method using a pressure gradient plasma gun as described above, and an apparatus therefor.
添付した図面に沿つて、この発明の装置を詳し
く説明する。 The apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は、複数の圧力勾配型プラズマガンを、
基板の進行方向に対向して設けた装置の例を示し
ている。この第１図の装置においては、圧力勾配
型プラズマガン１，２，３は、真空排気されたベ
ルジヤ内に設けられている。また、このベルジヤ
には、ガス導入系によつて、不活性ガスや反応性
ガスが導入されるようになつている。 Figure 1 shows multiple pressure gradient plasma guns.
An example of a device provided facing the direction in which the substrate travels is shown. In the apparatus shown in FIG. 1, pressure gradient type plasma guns 1, 2, and 3 are provided in an evacuated bell gear. Further, an inert gas or a reactive gas is introduced into this bell gear by a gas introduction system.
同様にベリジヤ内には被橇基板４とその保持手
段５および移動手段６と、この基板４の下方に
は、蒸発源物質を保持する蒸発ハース７，８，９
が設けられている。このハース７，８，９は、複
数でもよいし、または単一のものであつてもよ
い。 Similarly, inside the Verizier there is a substrate 4 to be driven, its holding means 5 and moving means 6, and below this substrate 4 there are evaporation hearths 7, 8, 9 for holding the evaporation source material.
is provided. There may be a plurality of hearths 7, 8, and 9, or there may be a single hearth.
圧力勾配型プラズマガン１，２，３からのプラ
ズマ流１０は、各々対応するハースを蒸発源物質
に収束し、この物質の蒸発とイオン化を行う。こ
の際に、ハースに磁界の印加手段を設けた磁界を
印加してもよい。プラズマの収束とその蒸発イオ
ン化作用が促進される。この印加は、各々のハー
スごとに個別に行つてもよいし、同時に行つても
よい。 Plasma streams 10 from the pressure gradient type plasma guns 1, 2, and 3 converge their respective hearths onto the evaporation source material, and evaporate and ionize this material. At this time, a magnetic field may be applied by providing a magnetic field applying means to the hearth. Plasma convergence and its evaporative ionization effect are promoted. This application may be applied to each hearth individually or simultaneously.
もちろん、ハース７，８，９には、適宜に抵抗
加熱、高周波誘導加熱、電子ビーム照射などの蒸
発加熱手段を設けることもできる。また、基板に
は負電圧を印加し、蒸発イオン化粒子を加速させ
てもよい。 Of course, the hearths 7, 8, and 9 can also be appropriately provided with evaporative heating means such as resistance heating, high-frequency induction heating, and electron beam irradiation. Alternatively, a negative voltage may be applied to the substrate to accelerate the evaporated ionized particles.
第２図は、基板としてプラスチツク、金属など
の移動フイルム１４を用い、ハース１５，１６，
１７を、プラズマガン１１，１２，１３に対向し
てフイルムの幅方向に並列して設置した場合の例
である。この場合、プラズマは、シート状プラズ
マ１８を用いることもできる。フイルムの幅方向
に均質な薄膜を形成することもできる。 In FIG. 2, a moving film 14 made of plastic, metal, etc. is used as a substrate, and hearths 15, 16,
17 are installed in parallel in the width direction of the film, facing the plasma guns 11, 12, and 13. In this case, sheet plasma 18 can also be used as the plasma. It is also possible to form a homogeneous thin film in the width direction of the film.
また第３図は、移動するフイルムの横方向から
のプラズマ１９を、フイルムの進行方向に沿つて
その片側に配置したプラズマガン２０，２１，２
２から放射させている例を示している。 FIG. 3 also shows plasma guns 20, 21, and 2 disposed on one side of the moving film to emit plasma 19 from the lateral direction of the moving film.
An example is shown in which radiation is emitted from 2.
この例においては、蒸発源物質を同一のものと
するならば、連続的な薄膜形成が効率化されるこ
とになる。また、別種の物質とするならば、複合
膜または多層膜を形成することができる。 In this example, if the evaporation source material is the same, continuous thin film formation will be made more efficient. Furthermore, if a different type of material is used, a composite film or a multilayer film can be formed.
この第３図の例については、プラズマガンは、
フイルムの進行方向の同じ側だけでなく、両側に
設けてもよい。その配置も直列あるいは千鳥状配
列としてもよい。 For this example in Figure 3, the plasma gun is
They may be provided not only on the same side in the film traveling direction but also on both sides. The arrangement may also be in series or in a staggered arrangement.
フイルムの上面には冷却手段を設けることもで
きる。 Cooling means can also be provided on the upper surface of the film.
この発明の方法および装置において、処理対象
とする基板に格別の限定はない。また、薄膜形成
物質にも、通常用いている金属、合金、セラミツ
クス、カーボン、ポリマー等の任意のものが使用
できる。 In the method and apparatus of the present invention, there are no particular limitations on the substrate to be processed. Moreover, any commonly used metals, alloys, ceramics, carbon, polymers, etc. can be used as the thin film forming material.
反応の圧力は、１×10-4〜10-2Torr程度の範
囲とすることができる。アルゴン、ヘリウム、水
素、酸素、窒素、有機物などの不活性ガスもしく
は反応性ガスの適宜なものが使用できる。 The reaction pressure can be in the range of about 1×10 −4 to 10 −2 Torr. Appropriate inert gases or reactive gases such as argon, helium, hydrogen, oxygen, nitrogen, and organic substances can be used.
放電電圧は、たとえば50〜100vとし、電流は、
蒸発物質によつて適宜に選択できる。 The discharge voltage is, for example, 50 to 100v, and the current is,
It can be appropriately selected depending on the evaporating substance.
ポリエステル、ポリサルフオン、ポリアミド、
ポリイミドなどの耐熱性プラスチツクを基板とす
る場合には、フイルム幅100〜1500mm、移動速度
６ｍ／分〜30ｍ／分で、ITOなどの導電性透明膜
を拘束でコーテイングすることができる。もち
ろ、導電膜に限られることなく、様々な薄膜を効
率的に形成することが可能になる。 polyester, polysulfone, polyamide,
When a heat-resistant plastic such as polyimide is used as a substrate, a conductive transparent film such as ITO can be coated with restraint by using a film width of 100 to 1500 mm and a moving speed of 6 m/min to 30 m/min. Of course, various thin films can be efficiently formed without being limited to conductive films.
実施例
第３図に示した装置を用い、140μｍ厚、500mm
幅のPEフイルムに対して、３％SnO2が含有ITO
を蒸発源として透明導電膜の蒸着を行つた。Example Using the device shown in Figure 3, 140μm thickness, 500mm
ITO containing 3% SnO2 for width PE film
A transparent conductive film was deposited using the evaporation source as an evaporation source.
条件は以下の通りとした。 The conditions were as follows.
●プラズマガン１台当りの電流 210A
●プラズマガン１台当りの電圧 70V
●ベルジヤー内初期真空度 ３×10-5Torr
●アルゴン分圧 3.0×10-4Torr
●酸素分圧 1.0×10-4Torr
●フイルム走行速度 25ｍ／分
●プラズマガン直列配列個数 ３台
その結果、以下の通りの優れた成績で、ITO透
明導電膜が得られた。●Current per plasma gun: 210A ●Voltage per plasma gun: 70V ●Initial degree of vacuum inside the bell gear: 3×10 -5 Torr ●Argon partial pressure: 3.0×10 -4 Torr ●Oxygen partial pressure: 1.0×10 -4 Torr ●Film running speed: 25 m/min ●Number of plasma guns arranged in series: 3 As a result, an ITO transparent conductive film was obtained with the following excellent results.
●表面抵抗 60Ω／□ ●膜厚 600Å ●光導電率 83.2％ （PETフイルムブランク値） 86.5％ ●体積抵抗 5.7×10-Ω・cm●Surface resistance 60Ω/□ ●Film thickness 600Å ●Photoconductivity 83.2% (PET film blank value) 86.5% ●Volume resistance 5.7×10 - Ω・cm
第１図、第２図および第３図は、この発明の装
置の一例を示している。図中の番号は次のものを
示している。
１，２，３……プラズマガン、４……基板、５
……保持手段、６……移動手段、７，８，９……
ハース、１０……プラズマ流、１１，１２，１３
……プラズマガン、１４……フイルム基板、１
５，１６，１７……ハース、１８……プラズマ、
１９……プラズマ、２０，２１，２２……プラズ
マガン。
1, 2 and 3 show an example of the apparatus of the invention. The numbers in the figure indicate the following. 1, 2, 3... Plasma gun, 4... Board, 5
...Holding means, 6...Movement means, 7, 8, 9...
Haas, 10...Plasma flow, 11, 12, 13
...Plasma gun, 14...Film substrate, 1
5, 16, 17...Haas, 18...Plasma,
19...Plasma, 20,21,22...Plasma gun.
Claims (1)
プラズマゴンに対応して複数の、もしくは単一の
蒸発ハースを設けたことを特徴とするイオンプレ
ーテイング装置。 ２ 基板の進行方向に沿つてその両側にプラズマ
ガンを設けた特許請求の範囲第１項記載のイオン
プレーテイング装置。[Scope of Claims] 1. An ion plating apparatus characterized in that a plurality of pressure gradient type plasma guns are provided, and a plurality of or a single evaporation hearth is provided corresponding to the plasma guns. 2. The ion plating apparatus according to claim 1, wherein plasma guns are provided on both sides of the substrate along the direction of movement of the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19123286A JPS6347362A (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Ion plating device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP19123286A JPS6347362A (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Ion plating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347362A JPS6347362A (en) | 1988-02-29 |
| JPH0580555B2 true JPH0580555B2 (en) | 1993-11-09 |
Family
ID=16271097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19123286A Granted JPS6347362A (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Ion plating device |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPS6347362A (en) |
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| WO1999016924A1 (en) * | 1996-03-25 | 1999-04-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Ion plating apparatus |
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| JPS512017A (en) * | 1974-05-28 | 1976-01-09 | Anthony Mfg Corp | |
| JPS5520792A (en) * | 1978-07-29 | 1980-02-14 | Beecham Group Ltd | Clavaranic acid derivative*its manufacture and composition |
| JPS5873770A (en) * | 1981-10-28 | 1983-05-04 | Joshin Uramoto | Ion plating device of high efficiency utilizing magnetic field of magnet and coil |
| JPS60110872A (en) * | 1983-11-21 | 1985-06-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ion plating method |
| JPS60141869A (en) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Nissin Electric Co Ltd | Method and device for forming film |
-
1986
- 1986-08-15 JP JP19123286A patent/JPS6347362A/en active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999016924A1 (en) * | 1996-03-25 | 1999-04-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Ion plating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347362A (en) | 1988-02-29 |
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