JPH08225940A - 真空蒸着装置 - Google Patents

真空蒸着装置

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JPH08225940A
JPH08225940A JP5196495A JP5196495A JPH08225940A JP H08225940 A JPH08225940 A JP H08225940A JP 5196495 A JP5196495 A JP 5196495A JP 5196495 A JP5196495 A JP 5196495A JP H08225940 A JPH08225940 A JP H08225940A
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Kazuo Kikuchi
和夫 菊池
Shinichiro Zaisho
慎一郎 税所
Sachiko Nagaie
幸子 長家
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 駆動ロール45により連続フィルム状基板3
1を蒸着室13内の蒸着ゾーンに連続的に供給して搬送
し、連続フィルム状基板に薄膜を形成して連続的に蒸発
室外に回収する真空蒸着装置において、蒸着ゾーンの終
点に至る以前の位置において、連続フィルム状基板に堆
積した薄膜の膜厚を測定する膜厚測定手段51,53,
71,73を具え、この測定値から最終的に形成される
薄膜の膜厚を制御する真空蒸着装置。連続フィルム状基
板と駆動ロールとが接していない部位を有し、この部位
で膜厚測定手段が薄膜の膜厚を測定する。 【効果】 連続フィルム状基板に対して連続的に薄膜を
形成するに際し、設定値からの膜厚の変動を迅速に検知
し、敏速にフィードバック制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続して送られてくる
フィルム状基板に対して、迅速なフィードバック制御に
より均一な厚さの薄膜を形成することが可能な真空蒸着
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックフィルムなどの連続フィル
ムを蒸着装置に連続的に供給し、酸化珪素等の保護膜、
アルミニウム等の金属薄膜などを蒸着することが行なわ
れている。また、この蒸着に際して、光ファイバーを用
いた光透過型膜厚計により膜厚をモニターし、均一な厚
さの薄膜を形成することについても実開昭58−743
38号公報などに報告されている。
【0003】図4は、この従来の蒸着装置について示す
説明図である。巻出しロール23から連続プラスチック
フィルムが31が駆動ロール47に巻き付けるようにし
て供給される。プラスチックフィルム31は、蒸着室1
3内にある駆動ロール33上で、蒸発源15により蒸着
されて薄膜が形成され、巻取りロール25に巻き取られ
る。
【0004】プラスチックフィルム31上に形成された
薄膜の厚さは、光学式膜厚装置61により膜厚が測定さ
れる。光学式膜厚装置61は、光ファイバーにより投光
部51から光照射し、薄膜の形成されたプラスチックフ
ィルム31を介して受光部53で光を検知し、透過光量
の値から薄膜の膜厚を測定する。そして、この値が予じ
め定められた設定値から変動した場合には、フィードバ
ック制御して所定の厚さの薄膜がプラスチックフィルム
31上に形成されるように制御する。
【0005】しかしながら、この従来の制御方法では、
プラスチックフィルム31が蒸着室13を出てから測光
点に至るまでの距離が、少なくとも数十cmはある。こ
のように蒸着開始位置と測光点との間に距離があるた
め、フィードバックの遅れ時間が生じ、レスポンスの早
い精密な制御ができなかった。そのため、設定値からの
ズレを検知し蒸着源その他にフィードバックし、その成
果が確認できるまでの間に搬送されるプラスチックフィ
ルム31は無駄になることになり、この長さが、蒸着室
11の入口から出口の外の測定点(51,53の位置)
の距離に至るため、かなりのプラスチックフィルムが無
駄になることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、蒸着条件の
変動を速やかに検知しフィードバック制御し、特性の安
定した薄膜をフィルム状基板上に連続して形成すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の真空蒸着装置
は、駆動ロールにより連続フィルム状基板を蒸着室内の
蒸着ゾーンに連続的に供給して搬送し、連続フィルム状
基板に薄膜を形成して連続的に蒸発室外に回収する真空
蒸着装置において、蒸着ゾーンの終点に至る以前の位置
において、連続フィルム状基板に堆積した薄膜の膜厚を
測定する膜厚測定手段を具え、この測定値から最終的に
形成される薄膜の膜厚を制御することを特徴とする。
【0008】
【実施例】真空槽11は、基板であるプラスチックフィ
ルム31それ自体と隔壁17とにより蒸着室13と基板
収納室21とに仕切られ、それぞれ真空排気系19で所
望の真空度に排気されている。
【0009】巻出しロール23に巻回されている連続プ
ラスチックフィルム31は、連続的に巻出しロール23
から供給され、ガイドロール27,27を経て、駆動ロ
ール41,45,43に至り、蒸着源15に対向して薄
膜が形成され、ついで、ガイドロール27,27を経て
巻取りロール25に回収される。駆動ロール41,4
3,45は、プラスチックフィルム31を蒸着室13内
で搬送速度を制御して搬送するものであり、また、蒸着
中にプラスチックフィルム31が過度に温度上昇しない
ように冷却してもよい。
【0010】図1において、プラスチックフィルム31
に形成された薄膜の膜厚の測定は、駆動ロール45をプ
ラスチックフィルム31が離れた直後に行なわれる。光
源からの白色光が光ファイバー(いずれも図示せず)に
より導かれ投光部51から、薄膜が形成されたプラスチ
ックフィルム31に照射され、その透過光が受光部53
により受光される。受光された光は、光ファイバーを通
って検知素子に導かれ透過率が検出される。なお57
は、投光部51に蒸着物質を付着させないためのカバー
である。また、受光部53に投光部としての機能をもた
せれば、反射光量による膜厚測定もできる。この場合、
図1中の51,57は不要となる。
【0011】プラスチックフィルム31上に堆積された
薄膜の膜厚に応じて、プラスチックフィルム31の透過
率が変化するので、透過率を測定することによって、プ
ラスチックフィルム31上に堆積した薄膜の厚さを検出
することができる。
【0012】投光部51と受光部53とが対向する測光
点を通過した後も、蒸着室13内にプラスチックフィル
ム31はなおも搬送されるので、その間にもフィルム3
1上に薄膜が堆積される。したがって、測定点で測定さ
れた膜厚は、プラスチックフィルム31上の薄膜の最終
膜厚ではない。しかしながら、蒸着室13内でプラスチ
ックフィルム31上に薄膜が堆積される蒸着ゾーンは一
定であり、この蒸着ゾーンにおける測光点の位置も一定
である。したがって、蒸着ゾーンの始点から終点までに
堆積される薄膜の厚さ(最終薄膜厚さ)と、蒸着ゾーン
の始点から測光点までに堆積される薄膜の厚さ(測光点
厚さ)との比率は予じめ実験的に求めることができる。
よって、測光点厚さを測定して所定値に維持するように
フィードバック制御すれば最終薄膜厚さを制御すること
ができる。具体的には、測光点厚さを測定し、これが所
定値となるように、蒸発源15からの蒸着物質の蒸発速
度またはプラスチックフィルム31の搬送速度を制御す
る。
【0013】測光点は、蒸着室13内にあり、蒸着室1
3の入口からわずかな距離であるので、設定膜厚値から
変動した場合でも、敏速にフィードバック制御でき無駄
になるプラスチックフィルム31の量が少なくて済む。
なお、測光点は、蒸着室13内で薄膜が堆積される蒸着
ゾーンの始点から終点の間であればいずれでもよく、例
えば、図1の駆動ロール41と45との間の投光素子7
1と受光素子73とにより行なってもよい。
【0014】図2は、フィルム状基板の幅方向の膜厚を
制御し、膜厚分布をとるための制御方法を示す説明図で
あり、図1の矢印A方向から51,53の測光点近傍を
示している。なお、図2ではカバー57は図示を省略し
てある。
【0015】基板であるプラスチックフィルム31の幅
方向に投光部51a〜51eを設け、光ファイバー59
により投光し、プラスチックフィルム31からの透過光
を受光部53a〜53eで検知し、光ファイバー59に
より膜厚監視装置本体61に伝達することにより、プラ
スチックフィルム31の幅方向の膜厚分を測定すること
ができる。蒸発源15をプラスチックフィルムの幅方向
に複数設けて蒸着を行ない、それぞれの蒸発源からの蒸
発量を制御することにプラスチックフィルム31の幅方
向の膜厚分布を均一にすることができる。
【0016】また、蒸着ゾーンの途中の幾つかの測光点
で分光特性が得られれば、そのピーク値が求められ、ピ
ーク値から屈折率が分るので、蒸着速度を操作する等し
て屈折率のコントロールをすることができる。
【0017】これは、一対の投・受光部51,53に加
えて、図1に示したようにさらに投・受光部(71,7
3),(81,83),(91,93)を設けることに
よって実現できる。
【0018】まず、蒸着が開始される以前に投・受光部
81,83で測光し、零点を求める。ついで、投・受光
部(71,73),(51,53),(91,93)で
順次膜厚を測定すると、膜厚の増加につれて透過率が変
化し、これをプロットすると図3に示したようなカーブ
が得られ、このピーク値Pの透過率の値から屈折率を求
めることができる。なお、ピーク値が現われない場合で
も、予じめ実験により求めたデータと照合することによ
り、屈折率の値ないしは設定屈折率からの変動量を検出
することができる。
【0019】本発明の真空蒸着装置では、蒸着室13内
で薄膜の膜厚を測定するプラスチックフィルム31と同
時にモニター用フィルムを搬送して、この膜厚を測定し
てもよいが、薄膜を形成すべき連続フイルム状基板上の
膜厚を直接測定することが望ましい。そのためには、図
4に図示した従来装置のように、蒸着室13内で常にプ
ラスチックフィルム31(連続フィルム状基板)が駆動
ロール47に当接していると、光学的に膜厚を測定する
場合の投光部および受光部の設置位置の確保が面倒であ
る。
【0020】そこで本発明では、図2に示したように、
駆動ロール41.43,45とプラスチックフィルム3
1とが接していない部位を設け、この部位に膜厚監視装
置61の投光部51と受光部53とを設置することが望
ましい。そして、このような構成は、蒸着室内でのプラ
スチックフィルムの搬送を制御する駆動ロールの配置を
調整することによって実現できる。具体的には、複数の
駆動ロール間にわたって連続フィルム状基板を架け渡た
し、蒸着室内でこの基板が平面ないし略平面を蒸発源に
向けて張られた状態で搬送されるように複数の駆動ロー
ルを配設することにより実現できる。したがって、図1
で駆動ロール45を省略してもよい。本発明では、基板
として、可撓性を有し、透明な連続(長尺)フィルム状
基板が好適に用いられる。
【0021】また、形成される薄膜としては、単層ある
いは多層の反射防止膜、酸化珪素等の保護膜、アルミニ
ウム等の金属膜などがあり、特に光の干渉により透過率
反射率が変化する導電体薄膜が、膜厚制御の利便性の点
から好適である。なお、以上の説明では透過光量を検知
して膜厚を測定・監視する場合について示したが、反射
光量を検知することによっても膜厚を測定・監視するこ
とができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、連続フィルム状基板に
対して連続的に薄膜を形成するに際し、設定値からの膜
厚の変動を迅速に検知し、敏速にフィードバック制御す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸着装置の実施例を示す説明図であ
る。
【図2】投光部および受光部を複数用い、フィルム状基
板の幅方向の膜厚を制御する場合について示す、図1の
矢印A方向から見た説明図である。
【図3】屈折率の検出方法について示す説明図である。
【図4】従来の蒸着装置について示す説明図である。
【符号の説明】
11 真空槽 13 蒸着室 15 蒸発源 17 隔壁 19 真空排気系 21 基板収納室 23 巻出しロール 25 巻取りロール 27 ガイドロール 31 連続フィルム基板 41,43,45,47 駆動ロール 51 投光部 53 受光部 57 カバー 59 光ファイバー 61 膜厚監視装置(本体)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動ロールにより連続フィルム状基板を
    蒸着室内の蒸着ゾーンに連続的に供給して搬送し、連続
    フィルム状基板に薄膜を形成して連続的に蒸発室外に回
    収する真空蒸着装置において、 蒸着ゾーンの終点に至る以前の位置において、連続フィ
    ルム状基板に堆積した薄膜の膜厚を測定する膜厚測定手
    段を具え、この測定値から最終的に形成される薄膜の膜
    厚を制御することを特徴とする真空蒸着装置。
  2. 【請求項2】 前記蒸着室内において、連続フィルム状
    基板と駆動ロールとが接していない部位を有し、この部
    位で前記膜厚測定手段が薄膜の膜厚を測定する請求項1
    に記載の真空蒸着装置。
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