JPH10251844A - 薄膜付き基材の製造方法および製造装置ならびに薄膜付き基材 - Google Patents
薄膜付き基材の製造方法および製造装置ならびに薄膜付き基材Info
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- JPH10251844A JPH10251844A JP7884797A JP7884797A JPH10251844A JP H10251844 A JPH10251844 A JP H10251844A JP 7884797 A JP7884797 A JP 7884797A JP 7884797 A JP7884797 A JP 7884797A JP H10251844 A JPH10251844 A JP H10251844A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜レート測定装置のセンサの寿命に制限さ
れることなく、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造す
る。 【解決手段】 真空槽内に配置された蒸発源から基材に
向けて成膜用粒子を飛翔させ、粒子の飛翔経路に成膜レ
ート測定装置のセンサ部を間欠的に暴露し、該暴露中の
前記成膜レート測定装置による測定値が所望の値となる
ように前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御することを特
徴とする、薄膜付き基材の製造方法、およびそれによっ
て製造された薄膜付き基材。
れることなく、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造す
る。 【解決手段】 真空槽内に配置された蒸発源から基材に
向けて成膜用粒子を飛翔させ、粒子の飛翔経路に成膜レ
ート測定装置のセンサ部を間欠的に暴露し、該暴露中の
前記成膜レート測定装置による測定値が所望の値となる
ように前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御することを特
徴とする、薄膜付き基材の製造方法、およびそれによっ
て製造された薄膜付き基材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜レート測定装
置を用いて薄膜付き基材を製造する方法、製造装置なら
びに薄膜付き基材に関し、さらに詳しくは、長尺のロー
ル状に巻かれた基材の上に連続して長時間安定に薄膜を
形成することが可能な、薄膜付き基材の製造方法および
製造装置ならびにその方法により製造された薄膜付き基
材に関する。
置を用いて薄膜付き基材を製造する方法、製造装置なら
びに薄膜付き基材に関し、さらに詳しくは、長尺のロー
ル状に巻かれた基材の上に連続して長時間安定に薄膜を
形成することが可能な、薄膜付き基材の製造方法および
製造装置ならびにその方法により製造された薄膜付き基
材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、真空蒸着装置を用いて薄膜付
き基材を製造するに際し、たとえば水晶振動子式成膜レ
ート測定装置を用いて成膜レートを測定し、この成膜レ
ートを所望の値に制御することによって均一な膜厚分布
の薄膜付き基材を製造していた。ここで水晶振動子式成
膜レート測定装置とは、水晶振動子の固有振動数Ｆが水
晶振動子の上に堆積した物質の質量によって変化するこ
とを利用したものであり、一定時間毎の水晶振動子の固
有振動数Ｆの変化ΔＦを求めることにより、単位時間当
たりの成膜レートを測定するものである。
き基材を製造するに際し、たとえば水晶振動子式成膜レ
ート測定装置を用いて成膜レートを測定し、この成膜レ
ートを所望の値に制御することによって均一な膜厚分布
の薄膜付き基材を製造していた。ここで水晶振動子式成
膜レート測定装置とは、水晶振動子の固有振動数Ｆが水
晶振動子の上に堆積した物質の質量によって変化するこ
とを利用したものであり、一定時間毎の水晶振動子の固
有振動数Ｆの変化ΔＦを求めることにより、単位時間当
たりの成膜レートを測定するものである。
【０００３】しかし、従来の測定方法では、水晶振動子
の上に成膜用粒子が堆積していくにつれ、共振のシャー
プさが失われて測定精度が低下したり、水晶振動子表面
に堆積した成膜用粒子の不均一さによってノイズが発生
したりし、長時間の使用には耐えられなかった。そこ
で、回転式ホルダーに複数のセンサを設置し、センサの
寿命がくると新しいセンサに交換して生産を継続すると
いう方式が採用されている。
の上に成膜用粒子が堆積していくにつれ、共振のシャー
プさが失われて測定精度が低下したり、水晶振動子表面
に堆積した成膜用粒子の不均一さによってノイズが発生
したりし、長時間の使用には耐えられなかった。そこ
で、回転式ホルダーに複数のセンサを設置し、センサの
寿命がくると新しいセンサに交換して生産を継続すると
いう方式が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基材と
してロール状に巻かれた高分子フィルム等を用いて連続
に生産しようとすると、上記のような回転式センサを用
いても、千ｍ程度の生産しかできず、特に基材フィルム
を往復動させて基材上に多層膜を形成する場合には、高
々３〜４百ｍの生産にしか耐えられなかった。
してロール状に巻かれた高分子フィルム等を用いて連続
に生産しようとすると、上記のような回転式センサを用
いても、千ｍ程度の生産しかできず、特に基材フィルム
を往復動させて基材上に多層膜を形成する場合には、高
々３〜４百ｍの生産にしか耐えられなかった。
【０００５】本発明の課題は、上記欠点を解決し、基材
としてロール状に巻かれた高分子フィルム等を用いて薄
膜付き基材を連続的に生産する場合においても、成膜レ
ート測定装置のセンサの寿命に実質的に制限されること
なく、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造することの
できる方法、および製造装置、ならびにそれらの方法や
装置によって製造された薄膜付き基材を提供することに
ある。
としてロール状に巻かれた高分子フィルム等を用いて薄
膜付き基材を連続的に生産する場合においても、成膜レ
ート測定装置のセンサの寿命に実質的に制限されること
なく、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造することの
できる方法、および製造装置、ならびにそれらの方法や
装置によって製造された薄膜付き基材を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の薄膜付き基材の製造方法は、真空槽内に配
置された蒸発源から基材に向けて成膜用粒子を飛翔さ
せ、粒子の飛翔経路に成膜レート測定装置のセンサ部を
間欠的に暴露し、該暴露中の前記成膜レート測定装置に
よる測定値が所望の値となるように前記蒸発源からの粒
子飛翔量を制御することを特徴とする方法からなる。
に、本発明の薄膜付き基材の製造方法は、真空槽内に配
置された蒸発源から基材に向けて成膜用粒子を飛翔さ
せ、粒子の飛翔経路に成膜レート測定装置のセンサ部を
間欠的に暴露し、該暴露中の前記成膜レート測定装置に
よる測定値が所望の値となるように前記蒸発源からの粒
子飛翔量を制御することを特徴とする方法からなる。
【０００７】この製造方法においては、前記基材として
ロール状に巻かれた長尺物を用い、該基材を巻き戻しな
がら前記粒子の飛翔経路に暴すことができる。
ロール状に巻かれた長尺物を用い、該基材を巻き戻しな
がら前記粒子の飛翔経路に暴すことができる。
【０００８】また、前記粒子飛翔量の制御に、前記暴露
中の測定値のうち、暴露開始後一定時間経過した後の一
定時間内の測定値の平均値を用いるようにすることもで
きる。前記平均値を求めるに際し、上限値と下限値を設
け、測定値が上限値よりも大きい場合にはその測定値を
上限値に置き換え、上限値と下限値の間にある場合には
測定値をそのまま使用し、下限値よりも小さい場合には
その測定値を下限値に置き換えて平均値を求めるように
することが好ましい。また、前記センサ部の暴露時間と
非暴露時間の割合を、１：１から１：１０の範囲内にす
ることが好ましい。
中の測定値のうち、暴露開始後一定時間経過した後の一
定時間内の測定値の平均値を用いるようにすることもで
きる。前記平均値を求めるに際し、上限値と下限値を設
け、測定値が上限値よりも大きい場合にはその測定値を
上限値に置き換え、上限値と下限値の間にある場合には
測定値をそのまま使用し、下限値よりも小さい場合には
その測定値を下限値に置き換えて平均値を求めるように
することが好ましい。また、前記センサ部の暴露時間と
非暴露時間の割合を、１：１から１：１０の範囲内にす
ることが好ましい。
【０００９】本発明に係る薄膜付き基材は、このような
方法により製造されたものである。
方法により製造されたものである。
【００１０】また、本発明に係る薄膜付き基材の製造装
置は、真空槽と、該真空槽内に配置された蒸発源と、基
材を前記蒸発源に対向配置する基材の支持手段と、前記
蒸発源からの成膜用粒子の飛翔量を測定する成膜レート
測定装置と、該成膜レート測定装置のセンサ部を間欠的
に粒子の飛翔経路に暴露する手段と、該暴露中の前記成
膜レート測定装置による測定値が所望の値となるように
前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御する手段とを備えて
なることを特徴とするものからなる。
置は、真空槽と、該真空槽内に配置された蒸発源と、基
材を前記蒸発源に対向配置する基材の支持手段と、前記
蒸発源からの成膜用粒子の飛翔量を測定する成膜レート
測定装置と、該成膜レート測定装置のセンサ部を間欠的
に粒子の飛翔経路に暴露する手段と、該暴露中の前記成
膜レート測定装置による測定値が所望の値となるように
前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御する手段とを備えて
なることを特徴とするものからなる。
【００１１】この成膜レート測定装置が水晶振動子式成
膜レート測定装置であることが好ましい。
膜レート測定装置であることが好ましい。
【００１２】また、前記基材がロール状に巻かれた長尺
物からなり、該基材を巻き戻す手段と、該基材を巻き取
る手段とを有する構成とすることができる。
物からなり、該基材を巻き戻す手段と、該基材を巻き取
る手段とを有する構成とすることができる。
【００１３】また、前記成膜レート測定装置が測定値の
平均値を求める手段を有する構成、さらに、前記成膜レ
ート測定装置が、前記センサ部による測定値を出力する
センサ測定値出力手段と、上限値と下限値とが設けら
れ、前記センサ測定値出力手段からの入力値が上限値よ
りも大きい場合には上限値を出力信号とし、上限値と下
限値の間にある場合には入力値をそのまま出力信号と
し、下限値よりも小さい場合には下限値を出力信号とす
る上下限制限手段と、該上下限制限手段の出力信号を入
力信号とする前記平均値を求める手段とを有する構成と
することができる。また、前記センサ部の暴露時間と非
暴露時間の割合を、少なくとも１：１から１：１０の範
囲内で調整できる手段を備えていることが好ましい。
平均値を求める手段を有する構成、さらに、前記成膜レ
ート測定装置が、前記センサ部による測定値を出力する
センサ測定値出力手段と、上限値と下限値とが設けら
れ、前記センサ測定値出力手段からの入力値が上限値よ
りも大きい場合には上限値を出力信号とし、上限値と下
限値の間にある場合には入力値をそのまま出力信号と
し、下限値よりも小さい場合には下限値を出力信号とす
る上下限制限手段と、該上下限制限手段の出力信号を入
力信号とする前記平均値を求める手段とを有する構成と
することができる。また、前記センサ部の暴露時間と非
暴露時間の割合を、少なくとも１：１から１：１０の範
囲内で調整できる手段を備えていることが好ましい。
【００１４】本発明において薄膜とは、たとえばＡｌ、
Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ、ＺｎＯ、Ｓｎ、ＳｎＯ2 、Ｓｉ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｔｉ、ＴｉＯ2 、ＭｇＦ2 、ＺｒＯ2 、Ｉｎ、
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の母材を単独または複
合して蒸発または飛散させることによって基材上に１〜
１０００ｎｍの厚さに堆積させた膜をいう。
Ａｌ2 Ｏ3 、Ｚｎ、ＺｎＯ、Ｓｎ、ＳｎＯ2 、Ｓｉ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｔｉ、ＴｉＯ2 、ＭｇＦ2 、ＺｒＯ2 、Ｉｎ、
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の母材を単独または複
合して蒸発または飛散させることによって基材上に１〜
１０００ｎｍの厚さに堆積させた膜をいう。
【００１５】また、本発明で言う基材とは、基本的にロ
ール状に巻かれた高分子フィルム等の、薄膜が形成され
るべき面を有する部材をいうが、平板状のガラス板やプ
ラスチック板、レンズ等の曲面を有する部材等の枚様部
材が連続してまたは断続的に搬送される形態のものであ
ってもよい。
ール状に巻かれた高分子フィルム等の、薄膜が形成され
るべき面を有する部材をいうが、平板状のガラス板やプ
ラスチック板、レンズ等の曲面を有する部材等の枚様部
材が連続してまたは断続的に搬送される形態のものであ
ってもよい。
【００１６】ここで、高分子フィルムとは、有機高分子
を溶融押し出しして、必要に応じ長手方向および／また
は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムであ
り、有機高分子としてはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６ナフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６
６、ナイロン１２、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリアミド、ポ
リスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェ
ニレンオキサイド等を用いることができる。また、これ
らの（有機重合体）有機高分子は他の有機重合体を少量
重合したり、ブレンドしたりしてもよい。
を溶融押し出しして、必要に応じ長手方向および／また
は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムであ
り、有機高分子としてはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６ナフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６
６、ナイロン１２、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリアミド、ポ
リスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェ
ニレンオキサイド等を用いることができる。また、これ
らの（有機重合体）有機高分子は他の有機重合体を少量
重合したり、ブレンドしたりしてもよい。
【００１７】さらに、この有機高分子には公知の添加
剤、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、
着色剤等が添加されていてもよい。
剤、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、
着色剤等が添加されていてもよい。
【００１８】本発明の高分子フィルムは本発明の目的を
損なわない限りにおいて、薄膜層を積層するに先行して
該フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、その他
の表面粗面化処理を施してもよく、また公知のアンカー
コート処理、印刷、装飾が施されていてもよい。
損なわない限りにおいて、薄膜層を積層するに先行して
該フィルムをコロナ放電処理、グロー放電処理、その他
の表面粗面化処理を施してもよく、また公知のアンカー
コート処理、印刷、装飾が施されていてもよい。
【００１９】本発明における基材としての高分子フィル
ムは、その厚さとして５〜５００μｍの範囲が好まし
く、さらに好ましくは８〜３００μｍの範囲である。
ムは、その厚さとして５〜５００μｍの範囲が好まし
く、さらに好ましくは８〜３００μｍの範囲である。
【００２０】また、基材上に薄膜を堆積させる方法とし
ては、電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、高周波誘導加熱
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶ
Ｄ法等が用いられる。
ては、電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、高周波誘導加熱
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶ
Ｄ法等が用いられる。
【００２１】さらに、蒸発源は一つに限定するものでは
なく、フィルムの幅方向に複数設置してもよい。このと
きには成膜レート測定装置を蒸発源に対応させて複数設
置することは言うまでもない。
なく、フィルムの幅方向に複数設置してもよい。このと
きには成膜レート測定装置を蒸発源に対応させて複数設
置することは言うまでもない。
【００２２】また、反応性ガスとして酸素、窒素、水蒸
気等を導入したり、オゾン、イオンアシスト等を用いる
反応性蒸着を適用することもできる。
気等を導入したり、オゾン、イオンアシスト等を用いる
反応性蒸着を適用することもできる。
【００２３】成膜レート測定装置、とくに水晶振動子式
成膜レート測定装置のセンサ部を間欠的に蒸発粒子の飛
翔経路に暴露する手段としては、該センサの前部に回転
式や、往復動式の機械的シャッタ機構を設ければよい。
成膜レート測定装置のセンサ部を間欠的に蒸発粒子の飛
翔経路に暴露する手段としては、該センサの前部に回転
式や、往復動式の機械的シャッタ機構を設ければよい。
【００２４】また、該センサ部を間欠的に蒸発粒子に暴
露する暴露時間と非暴露時間の割合は、所望する延命率
（連続して使用した場合に比して、センサの見かけ寿命
を延ばせる割合）に応じて定めればよいが、大きな延命
率で使用する場合には、蒸発部へ加えるパワーが一定で
無制御状態の定値駆動期間が長くなり、プロセスの変動
により成膜される膜厚が許容値を越えることがあるの
で、必要最低限の延命率で使用するのが好ましい。
露する暴露時間と非暴露時間の割合は、所望する延命率
（連続して使用した場合に比して、センサの見かけ寿命
を延ばせる割合）に応じて定めればよいが、大きな延命
率で使用する場合には、蒸発部へ加えるパワーが一定で
無制御状態の定値駆動期間が長くなり、プロセスの変動
により成膜される膜厚が許容値を越えることがあるの
で、必要最低限の延命率で使用するのが好ましい。
【００２５】また、水晶振動子式成膜レート測定装置
は、水晶振動子の固有振動数Ｆが水晶振動子の上に堆積
した物質の質量によって変化することを利用したもので
あるが、水晶振動子の固有振動数Ｆは水晶振動子の温度
によっても変化する。そのため、センサ部を間欠的に蒸
発粒子に暴露すると、水晶振動子の上に堆積した物質の
質量による固有振動数Ｆの変化と、飛翔してきた成膜用
粒子が発した熱に起因する水晶振動子の昇温による固有
振動数Ｆの変化が同時に発生し、暴露直後の値は正しい
成膜レートを示してはいない。この水晶振動子の昇温は
暴露後１０〜２０秒で安定するので、暴露後一定時間経
過した後、たとえば１５秒以降、さらに好ましくは３０
秒以降の測定値を使用するのがよい。
は、水晶振動子の固有振動数Ｆが水晶振動子の上に堆積
した物質の質量によって変化することを利用したもので
あるが、水晶振動子の固有振動数Ｆは水晶振動子の温度
によっても変化する。そのため、センサ部を間欠的に蒸
発粒子に暴露すると、水晶振動子の上に堆積した物質の
質量による固有振動数Ｆの変化と、飛翔してきた成膜用
粒子が発した熱に起因する水晶振動子の昇温による固有
振動数Ｆの変化が同時に発生し、暴露直後の値は正しい
成膜レートを示してはいない。この水晶振動子の昇温は
暴露後１０〜２０秒で安定するので、暴露後一定時間経
過した後、たとえば１５秒以降、さらに好ましくは３０
秒以降の測定値を使用するのがよい。
【００２６】また、水晶振動子式成膜レートセンサの出
力には、種々の原因によりノイズが重畳していることが
多い。そのため、たとえ暴露後所定のウオームアップ時
間を経過したとしても、一回の測定値で蒸発部へ加える
パワーを制御すると、ノイズの値に応答して不必要に大
きく投入パワーを変更し、成膜系そのものが不安定にな
りやすい。そこで、蒸発部へ加えるパワーを制御するた
めに使用する測定値としては、暴露後所定のウオームア
ップ時間を経過した後の一定時間内の測定値の平均値を
用いる方がよい。
力には、種々の原因によりノイズが重畳していることが
多い。そのため、たとえ暴露後所定のウオームアップ時
間を経過したとしても、一回の測定値で蒸発部へ加える
パワーを制御すると、ノイズの値に応答して不必要に大
きく投入パワーを変更し、成膜系そのものが不安定にな
りやすい。そこで、蒸発部へ加えるパワーを制御するた
めに使用する測定値としては、暴露後所定のウオームア
ップ時間を経過した後の一定時間内の測定値の平均値を
用いる方がよい。
【００２７】この平均値を求めるための時間としては、
成膜系の安定性にもよるが、１０秒以上が好ましい。さ
らに、前述したように水晶振動子式成膜レートセンサの
出力には種々の原因によりノイズが重畳していることが
多いので、平均値を求めるに当たって、上限値と下限値
を設け、測定値が上限値よりも大きい場合には上限値に
置き換え、上限値と下限値の間にある場合には測定値を
そのまま使用し、下限値よりも小さい場合には下限値に
置き換えて平均値を求めるのが好ましい。
成膜系の安定性にもよるが、１０秒以上が好ましい。さ
らに、前述したように水晶振動子式成膜レートセンサの
出力には種々の原因によりノイズが重畳していることが
多いので、平均値を求めるに当たって、上限値と下限値
を設け、測定値が上限値よりも大きい場合には上限値に
置き換え、上限値と下限値の間にある場合には測定値を
そのまま使用し、下限値よりも小さい場合には下限値に
置き換えて平均値を求めるのが好ましい。
【００２８】また、生産開始直後等の成膜系そのものが
定常状態になく、成膜レートの変化が大きい場合には、
公知のＰＩＤ制御等により連続制御を行い、成膜系が定
常状態に達したら本発明による間欠制御に切り替えるこ
とが好ましい。
定常状態になく、成膜レートの変化が大きい場合には、
公知のＰＩＤ制御等により連続制御を行い、成膜系が定
常状態に達したら本発明による間欠制御に切り替えるこ
とが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】次に、本発明による薄膜付き基材
の製造装置の望ましい実施の形態を、図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施態様に係る薄膜付き基
材の製造装置を示している。蒸着室１は真空槽２によっ
て大気と遮断され、図示しない真空ポンプによって１×
１０-3〜１Ｐａの真空度に保たれている。
の製造装置の望ましい実施の形態を、図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施態様に係る薄膜付き基
材の製造装置を示している。蒸着室１は真空槽２によっ
て大気と遮断され、図示しない真空ポンプによって１×
１０-3〜１Ｐａの真空度に保たれている。
【００３０】蒸着室１内には、成膜用材料を蒸発させる
ことにより成膜用粒子を上方に飛翔させる蒸発源３、電
子銃４、水晶振動子式成膜レート測定装置５の水晶セン
サ部６、基材としてのロール状に巻かれたフィルム７の
送り出し手段８、処理後のフィルム７の巻取手段９が設
けられている。水晶センサ６の前面側、つまり蒸発源３
からの粒子の飛翔経路１０に臨むセンサ面側には、回転
式シャッタ１１が設けられている。
ことにより成膜用粒子を上方に飛翔させる蒸発源３、電
子銃４、水晶振動子式成膜レート測定装置５の水晶セン
サ部６、基材としてのロール状に巻かれたフィルム７の
送り出し手段８、処理後のフィルム７の巻取手段９が設
けられている。水晶センサ６の前面側、つまり蒸発源３
からの粒子の飛翔経路１０に臨むセンサ面側には、回転
式シャッタ１１が設けられている。
【００３１】蒸着室１の外には、成膜レート測定装置５
の信号処理部１２および蒸着システム全体の制御装置、
とくに電子銃４の出力を制御して蒸発源３からの粒子飛
翔量を制御する制御装置１３が設けられている。水晶セ
ンサ６の測定出力（測定値信号）が信号処理部１２に入
力され、信号処理部１２の出力が前記制御装置１３に入
力されている。この制御装置１３より電子銃４への制御
信号が出力されている。また、制御装置１３から、上記
シャッタ１１の駆動装置１４にシャッタ１１の開閉作
動、作動時間等を制御する信号が出力されている。
の信号処理部１２および蒸着システム全体の制御装置、
とくに電子銃４の出力を制御して蒸発源３からの粒子飛
翔量を制御する制御装置１３が設けられている。水晶セ
ンサ６の測定出力（測定値信号）が信号処理部１２に入
力され、信号処理部１２の出力が前記制御装置１３に入
力されている。この制御装置１３より電子銃４への制御
信号が出力されている。また、制御装置１３から、上記
シャッタ１１の駆動装置１４にシャッタ１１の開閉作
動、作動時間等を制御する信号が出力されている。
【００３２】信号処理部１２は、本実施態様では、水晶
センサ６からの測定値を出力するセンサ測定値出力手段
１５と、該センサ測定値出力手段１５からの出力信号が
入力され、上限値と下限値とが設けられ、前記センサ測
定値出力手段１５からの入力値が上限値よりも大きい場
合には上限値を出力信号とし、上限値と下限値の間にあ
る場合には入力値をそのまま出力信号とし、下限値より
も小さい場合には下限値を出力信号とする上下限制限手
段１６と、該上下限制限手段１６の出力信号を入力信号
とし、センサ６による測定値の平均値を算出する平均値
算出手段１７とが設けられている。この平均値算出手段
１７からの出力信号が制御装置１３に送られる。
センサ６からの測定値を出力するセンサ測定値出力手段
１５と、該センサ測定値出力手段１５からの出力信号が
入力され、上限値と下限値とが設けられ、前記センサ測
定値出力手段１５からの入力値が上限値よりも大きい場
合には上限値を出力信号とし、上限値と下限値の間にあ
る場合には入力値をそのまま出力信号とし、下限値より
も小さい場合には下限値を出力信号とする上下限制限手
段１６と、該上下限制限手段１６の出力信号を入力信号
とし、センサ６による測定値の平均値を算出する平均値
算出手段１７とが設けられている。この平均値算出手段
１７からの出力信号が制御装置１３に送られる。
【００３３】ここで水晶振動子式成膜レートセンサ６
は、水晶振動子の固有振動数Ｆが水晶振動子の上に堆積
した物質の質量によって変化することを利用したもので
あり、一定時間毎の水晶振動子の固有振動数Ｆの変化Δ
Ｆを求めることにより、単位時間当たりの成膜レートを
測定するものである。原理的には高精度な測定が可能で
あるが、実際には種々の原因により大きな振幅の高周波
ノイズが重畳した測定信号となっている。
は、水晶振動子の固有振動数Ｆが水晶振動子の上に堆積
した物質の質量によって変化することを利用したもので
あり、一定時間毎の水晶振動子の固有振動数Ｆの変化Δ
Ｆを求めることにより、単位時間当たりの成膜レートを
測定するものである。原理的には高精度な測定が可能で
あるが、実際には種々の原因により大きな振幅の高周波
ノイズが重畳した測定信号となっている。
【００３４】さて、薄膜を形成する基材であるフィルム
７は、連続的にフィルムの送り出し手段８より一定速度
で送り出され、フィルムの巻取手段９によって巻き取ら
れる。このとき、電子銃４より放射された電子ビームに
よって蒸発源３の表面から薄膜を構成すべき金属分子、
金属酸化物分子等が放出され、その粒子が飛翔経路１０
を飛翔して、移動中のフィルム７の表面に堆積する。
７は、連続的にフィルムの送り出し手段８より一定速度
で送り出され、フィルムの巻取手段９によって巻き取ら
れる。このとき、電子銃４より放射された電子ビームに
よって蒸発源３の表面から薄膜を構成すべき金属分子、
金属酸化物分子等が放出され、その粒子が飛翔経路１０
を飛翔して、移動中のフィルム７の表面に堆積する。
【００３５】フィルム７の薄膜が形成される部分はある
大きさの開口部となるので、形成された薄膜の厚みは蒸
発源３から放出される分子の単位時間当たりの割合と、
フィルム７の移動速度との関数となる。フィルム７の上
に形成される薄膜の厚み分布を長手方向に均一にするた
めには、蒸発源３から放出される分子の単位時間当たり
の割合を測定して所望の値に制御する必要がある。
大きさの開口部となるので、形成された薄膜の厚みは蒸
発源３から放出される分子の単位時間当たりの割合と、
フィルム７の移動速度との関数となる。フィルム７の上
に形成される薄膜の厚み分布を長手方向に均一にするた
めには、蒸発源３から放出される分子の単位時間当たり
の割合を測定して所望の値に制御する必要がある。
【００３６】さて蒸着開始とともに、駆動手段１４によ
り回転式シャッタ１１が一定時間毎に回転して水晶セン
サ６のセンサ部を間欠的に蒸発粒子に暴露する。すると
水晶振動子式成膜レート測定装置５は直ちに出力を出し
始めるが、冷えたセンサ部の上に熱い成膜粒子が堆積す
るので、堆積粒子の質量による周波数変化以外に水晶振
動子の温度変化による周波数変化が発生し正しい成膜レ
ートを示していない。そこで、シャッタ開後、水晶振動
子の温度変化が一定の範囲に収まるまでの測定値は使用
しない。
り回転式シャッタ１１が一定時間毎に回転して水晶セン
サ６のセンサ部を間欠的に蒸発粒子に暴露する。すると
水晶振動子式成膜レート測定装置５は直ちに出力を出し
始めるが、冷えたセンサ部の上に熱い成膜粒子が堆積す
るので、堆積粒子の質量による周波数変化以外に水晶振
動子の温度変化による周波数変化が発生し正しい成膜レ
ートを示していない。そこで、シャッタ開後、水晶振動
子の温度変化が一定の範囲に収まるまでの測定値は使用
しない。
【００３７】このウオームアップ時間が終了したら測定
を行うが、水晶振動子成膜レート測定装置５の出力には
ノイズが重畳していることが多いので、一定時間の平均
値を取って測定値としたほうがよい。
を行うが、水晶振動子成膜レート測定装置５の出力には
ノイズが重畳していることが多いので、一定時間の平均
値を取って測定値としたほうがよい。
【００３８】また、ノイズを含んだ信号をそのまま平均
値を求めると、ノイズによって平均値がバイアスを受け
ることがある。そこで上限値と下限値を設け、測定値が
上限値よりも大きい場合には上限値に置き換え、上限値
と下限値の間にある場合には測定値をそのまま使用し、
下限値よりも小さい場合には下限値に置き換えて平均値
を求めると、ノイズの影響が低減して正しい平均値を求
めることができる。これら一連の信号処理が、センサ測
定値出力手段１５、上下限制限手段１６、平均値算出手
段１７によって行われる。
値を求めると、ノイズによって平均値がバイアスを受け
ることがある。そこで上限値と下限値を設け、測定値が
上限値よりも大きい場合には上限値に置き換え、上限値
と下限値の間にある場合には測定値をそのまま使用し、
下限値よりも小さい場合には下限値に置き換えて平均値
を求めると、ノイズの影響が低減して正しい平均値を求
めることができる。これら一連の信号処理が、センサ測
定値出力手段１５、上下限制限手段１６、平均値算出手
段１７によって行われる。
【００３９】このようにして求めた平均値と目標値との
偏差を求め、該偏差にプロセスゲインを掛けた値を電子
銃制御信号に加えると所望の値を中心としたごくわずか
の範囲のばらつきでプロセスを制御することができる。
偏差を求め、該偏差にプロセスゲインを掛けた値を電子
銃制御信号に加えると所望の値を中心としたごくわずか
の範囲のばらつきでプロセスを制御することができる。
【００４０】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例１ 幅５００ｍｍ、厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを、真空中で２ｍ／分の速度で巻き返しな
がら、ＳｉＯ2 を１ｎｍ／秒の成膜レートで連続して蒸
着した。水晶振動子成膜レート測定装置は回転式ホルダ
ーに６個のセンサを設置し、センサの寿命がくると新し
いセンサに交換して生産を継続した。回転式シャッタ１
１は、１分３０秒間閉じた後に、４５秒間開くという間
欠動作を行わせた（延命率：３）。
ートフィルムを、真空中で２ｍ／分の速度で巻き返しな
がら、ＳｉＯ2 を１ｎｍ／秒の成膜レートで連続して蒸
着した。水晶振動子成膜レート測定装置は回転式ホルダ
ーに６個のセンサを設置し、センサの寿命がくると新し
いセンサに交換して生産を継続した。回転式シャッタ１
１は、１分３０秒間閉じた後に、４５秒間開くという間
欠動作を行わせた（延命率：３）。
【００４１】また、回転式シャッタ１１が開いている最
初の３０秒間のセンサ出力は使用せず、残りの１５秒間
のデータを収集した後平均値を求め、上限値を平均値の
５％増、下限値を平均値の５％減の値とし前記収集デー
タにこれらの上下限値を用いて上下限制限を行った後、
再度平均値を求めて測定出力とした。該測定出力と目標
成膜レートの偏差に別に求めたプロセスゲインを乗じ、
現在の電子銃制御出力に足し合わせた。
初の３０秒間のセンサ出力は使用せず、残りの１５秒間
のデータを収集した後平均値を求め、上限値を平均値の
５％増、下限値を平均値の５％減の値とし前記収集デー
タにこれらの上下限値を用いて上下限制限を行った後、
再度平均値を求めて測定出力とした。該測定出力と目標
成膜レートの偏差に別に求めたプロセスゲインを乗じ、
現在の電子銃制御出力に足し合わせた。
【００４２】この結果、平均して水晶振動子センサ１枚
当たりＳｉＯ2 が６，１００ｎｍの厚さに付着するまで
使用できた。これにより水晶振動子センサ１枚当たりの
使用時間は６，１００秒であるが、延命率３の間欠測定
を行っているので、水晶振動子式センサ１枚当たりの蒸
着時間は３倍の１８，３００秒＝３０５分であった。ま
た、６個のセンサを切り替えて使用したので最終的な蒸
着時間は６倍の１，８３０分であり、これにより連続
３，６６０ｍの蒸着が行え、膜厚のばらつきも目標値±
３％以内であった。
当たりＳｉＯ2 が６，１００ｎｍの厚さに付着するまで
使用できた。これにより水晶振動子センサ１枚当たりの
使用時間は６，１００秒であるが、延命率３の間欠測定
を行っているので、水晶振動子式センサ１枚当たりの蒸
着時間は３倍の１８，３００秒＝３０５分であった。ま
た、６個のセンサを切り替えて使用したので最終的な蒸
着時間は６倍の１，８３０分であり、これにより連続
３，６６０ｍの蒸着が行え、膜厚のばらつきも目標値±
３％以内であった。
【００４３】比較例１ 実施例１と同じ条件で、回転式シャッタ１１を用いずに
水晶振動子式成膜レート測定装置で連続測定を行い、測
定結果を用いてＰＩＤ制御を行いながら生産を行った。
実施例１と同じように、水晶振動子式成膜レート測定装
置には回転式ホルダーに６個のセンサを設置し、センサ
の寿命がくると新しいセンサに交換して生産を継続し
た。
水晶振動子式成膜レート測定装置で連続測定を行い、測
定結果を用いてＰＩＤ制御を行いながら生産を行った。
実施例１と同じように、水晶振動子式成膜レート測定装
置には回転式ホルダーに６個のセンサを設置し、センサ
の寿命がくると新しいセンサに交換して生産を継続し
た。
【００４４】この結果、平均して水晶振動子センサ１枚
当たりＳｉＯ2 が６，０５０ｎｍの厚さに付着するまで
使用できた。これにより水晶振動子式センサ１枚当たり
の使用時間は６，０５０秒であり、６個のセンサを切り
替えて使用したので最終的な蒸着時間は６倍の３６，３
００秒＝６０５分であった。この結果連続１，２１０ｍ
の生産しかできなかった。また、新しいセンサに交換す
る前でセンサの寿命に近い部分では測定信号にスパイク
状の大きなノイズが重畳し、ＰＩＤ制御がこのスパイク
ノイズを制御しようとして過応答状態となり、膜厚のば
らつきも目標値±５％を越える部分が発生し、製品とし
てはその部分を除去する必要があり収率低下となった。
当たりＳｉＯ2 が６，０５０ｎｍの厚さに付着するまで
使用できた。これにより水晶振動子式センサ１枚当たり
の使用時間は６，０５０秒であり、６個のセンサを切り
替えて使用したので最終的な蒸着時間は６倍の３６，３
００秒＝６０５分であった。この結果連続１，２１０ｍ
の生産しかできなかった。また、新しいセンサに交換す
る前でセンサの寿命に近い部分では測定信号にスパイク
状の大きなノイズが重畳し、ＰＩＤ制御がこのスパイク
ノイズを制御しようとして過応答状態となり、膜厚のば
らつきも目標値±５％を越える部分が発生し、製品とし
てはその部分を除去する必要があり収率低下となった。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
に述べるような効果を得ることができる。簡便な間欠測
定構成により、基材としてロール状に巻かれた高分子フ
ィルムを用いて連続的に生産する場合において、水晶振
動子式成膜レート測定装置の寿命に制限されることな
く、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造することがで
きる。
に述べるような効果を得ることができる。簡便な間欠測
定構成により、基材としてロール状に巻かれた高分子フ
ィルムを用いて連続的に生産する場合において、水晶振
動子式成膜レート測定装置の寿命に制限されることな
く、安定かつ高精度に薄膜付き基材を製造することがで
きる。
【００４６】さらに、水晶振動子式成膜レートセンサは
水晶振動子の上に蒸発物が堆積することによる固有振動
数の変化を測定するものであるが、堆積物が増えるに従
って重畳するノイズが増大して使用できなくなるという
問題があったが、本発明によるデータ処理を用いれば少
々のノイズが重畳していても安定に生産できるために、
水晶振動子成膜レートセンサの長寿命化の効果もあり、
収率向上につながる。
水晶振動子の上に蒸発物が堆積することによる固有振動
数の変化を測定するものであるが、堆積物が増えるに従
って重畳するノイズが増大して使用できなくなるという
問題があったが、本発明によるデータ処理を用いれば少
々のノイズが重畳していても安定に生産できるために、
水晶振動子成膜レートセンサの長寿命化の効果もあり、
収率向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜付き基材の製造装置の一実施
態様を示す概略構成図である。
態様を示す概略構成図である。
１ 蒸着室 ２ 真空槽 ３ 蒸発源 ４ 電子銃 ５ 水晶振動子式成膜レート測定装置 ６ 水晶センサ ７ 基材としてのフィルム ８ フィルムの送り出し手段 ９ フィルムの巻取手段 １０ 粒子の飛翔経路 １１ 回転式シャッタ １２ 信号処理部 １３ 制御装置 １４ 駆動手段 １５ センサ測定値出力手段 １６ 上下限制限手段 １７ 平均値算出手段
Claims (12)
- 【請求項１】 真空槽内に配置された蒸発源から基材に
向けて成膜用粒子を飛翔させ、粒子の飛翔経路に成膜レ
ート測定装置のセンサ部を間欠的に暴露し、該暴露中の
前記成膜レート測定装置による測定値が所望の値となる
ように前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御することを特
徴とする、薄膜付き基材の製造方法。 - 【請求項２】 前記基材としてロール状に巻かれた長尺
物を用い、該基材を巻き戻しながら前記粒子の飛翔経路
に暴す、請求項１に記載の薄膜付き基材の製造方法。 - 【請求項３】 前記粒子飛翔量の制御に、前記暴露中の
測定値のうち、暴露開始後一定時間経過した後の一定時
間内の測定値の平均値を用いる、請求項１または２に記
載の薄膜付き基材の製造方法。 - 【請求項４】 前記平均値を求めるに際し、上限値と下
限値を設け、測定値が上限値よりも大きい場合にはその
測定値を上限値に置き換え、上限値と下限値の間にある
場合には測定値をそのまま使用し、下限値よりも小さい
場合にはその測定値を下限値に置き換えて平均値を求め
る、請求項３に記載の薄膜付き基材の製造方法。 - 【請求項５】 前記センサ部の暴露時間と非暴露時間の
割合を、１：１から１：１０の範囲内にする、請求項１
ないし４のいずれかに記載の薄膜付き基材の製造方法。 - 【請求項６】 真空槽と、該真空槽内に配置された蒸発
源と、基材を前記蒸発源に対向配置する基材の支持手段
と、前記蒸発源からの成膜用粒子の飛翔量を測定する成
膜レート測定装置と、該成膜レート測定装置のセンサ部
を間欠的に粒子の飛翔経路に暴露する手段と、該暴露中
の前記成膜レート測定装置による測定値が所望の値とな
るように前記蒸発源からの粒子飛翔量を制御する手段と
を備えてなることを特徴とする、薄膜付き基材の製造装
置。 - 【請求項７】 前記成膜レート測定装置が水晶振動子式
成膜レート測定装置である、請求項６に記載の薄膜付き
基材の製造装置。 - 【請求項８】 前記基材がロール状に巻かれた長尺物か
らなり、該基材を巻き戻す手段と、該基材を巻き取る手
段とを有する、請求項６または７に記載の薄膜付き基材
の製造装置。 - 【請求項９】 前記成膜レート測定装置が測定値の平均
値を求める手段を有する、請求項６ないし８のいずれか
に記載の薄膜付き基材の製造装置。 - 【請求項１０】 前記成膜レート測定装置が、前記セン
サ部による測定値を出力するセンサ測定値出力手段と、
上限値と下限値とが設けられ、前記センサ測定値出力手
段からの入力値が上限値よりも大きい場合には上限値を
出力信号とし、上限値と下限値の間にある場合には入力
値をそのまま出力信号とし、下限値よりも小さい場合に
は下限値を出力信号とする上下限制限手段と、該上下限
制限手段の出力信号を入力信号とする前記平均値を求め
る手段とを有する、請求項９に記載の薄膜付き基材の製
造装置。 - 【請求項１１】 前記センサ部の暴露時間と非暴露時間
の割合を、少なくとも１：１から１：１０の範囲内で調
整できる手段を備えている、請求項６ないし１０のいず
れかに記載の薄膜付き基材の製造装置。 - 【請求項１２】 請求項１ないし５のいずれかに記載の
製造方法により製造された薄膜付き基材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7884797A JPH10251844A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 薄膜付き基材の製造方法および製造装置ならびに薄膜付き基材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7884797A JPH10251844A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 薄膜付き基材の製造方法および製造装置ならびに薄膜付き基材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251844A true JPH10251844A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13673228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7884797A Pending JPH10251844A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 薄膜付き基材の製造方法および製造装置ならびに薄膜付き基材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10251844A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039762A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Sony Corp | 蒸着装置及び蒸着方法 |
| JP2007302928A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 長尺基材連続処理用の搬送機構、それを用いた処理装置およびそれによって得られる長尺部材 |
| CN108456856A (zh) * | 2017-02-22 | 2018-08-28 | 萨特隆股份公司 | 用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备 |
| JP2019131859A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 株式会社アルバック | 蒸着装置及び蒸着方法 |
| JP2020033620A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置及び成膜装置の制御方法 |
| JP2022090053A (ja) * | 2018-08-31 | 2022-06-16 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置及び成膜装置の制御方法 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP7884797A patent/JPH10251844A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039762A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Sony Corp | 蒸着装置及び蒸着方法 |
| JP2007302928A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 長尺基材連続処理用の搬送機構、それを用いた処理装置およびそれによって得られる長尺部材 |
| CN108456856A (zh) * | 2017-02-22 | 2018-08-28 | 萨特隆股份公司 | 用于基材、特别是眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备 |
| EP3366804A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-29 | Satisloh AG | Box coating apparatus for vacuum coating of substrates, in particular spectacle lenses |
| US10913999B2 (en) | 2017-02-22 | 2021-02-09 | Satisloh Ag | Box coating apparatus for vacuum coating of substrates, in particular spectacle lenses |
| CN108456856B (zh) * | 2017-02-22 | 2021-10-22 | 萨特隆股份公司 | 用于基材的真空涂布的箱式涂布设备 |
| JP2019131859A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 株式会社アルバック | 蒸着装置及び蒸着方法 |
| JP2020033620A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置及び成膜装置の制御方法 |
| JP2022090053A (ja) * | 2018-08-31 | 2022-06-16 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置及び成膜装置の制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060707 |