JPS6017074A - 薄膜形成装置、及びこれを構成する処理室ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １、産業上の利用分野 本発明は薄膜形成装置（例えば真空蒸着装置）、及びこ
れを構成する処理室ユニットに関する。

２、従来技術 まず、従来の薄膜形成装置として例えば反応蒸着装置に
ついて説明する。

この種の反応蒸着装置は、例えばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉ
ｕｍＴｉｎ　０ｘｉｄｅ）からなる透明導電膜の形成に
際し、イオン化又は活性化された酸素ガスの存在下で工
ＴＯタブレットからＩｎ　−Ｓｎ合金及び／又はその酸
化物を蒸発させ、基体上に蒸着させることができる。

反応蒸着装置には、Ｄ、　Ｃ，イオンブレーティング装
置、ＲＦイオンブレーティング装置が知られている。　
この中で、高周波放電を利用したＲＦイオンブレーティ
ングについては、特開昭５０−８４４７４号、特開昭４
９−１１３７３３号、特開昭４９−１２０８７７号各公
報に置きれている。例えば第１図に示す如く、真空槽（
ペルジャー）３０内において１、基体２をヒーター３４
で加熱１〜、必要に応じて基体２の背後電極に所定の電
圧（−１０’Ｖ〜−１０ＫＶ　）３５を印加する一方、
蒸発源２５上に配したコイル電極７０（高周波放電極）
に交流電圧７１を印加しく尚、交流の周波数は任意であ
るが、高周波（例えば１３．５６　ＭＨｚ　）を使用す
ると、放電の安定性が良い。）これによって基体２−電
極７０間に生じるグロー放電で、蒸発物質の蒸気と共に
導入管３６からの未活性反応用ガスの各原子を活性化又
はイオン化し、例えばＩＴＯ膜を基板２上に堆積させる
。

しかしながら、この反応蒸着装置は次の如き欠陥がある
ことが分った。　即ち、長尺の基体２を用いてこれに蒸
着する場合には、巻回した長尺の基体２を真空槽３０内
に搬入しなければならないが、単一の真空槽３０で蒸着
を行なえば、基体２の表面及び巻回した基体間の間隙か
ら水分、ガス等が放出される。　この結果、真空槽３０
の真空度の低下が生じ、まだ基体に形成される蒸着層に
不純物が混入して蒸着膜の性能劣化の原因となる。

そして、上記の装置により基体２上に複数種の蒸着膜を
形成する（例えば基体の両面に各蒸着膜を夫々形成する
）には、複雑な基体２の反転装置を設けなければならな
い。　また、基体２に複数の蒸着膜を形成するには、第
１の蒸着膜を形成した後、真空槽３０を一旦大気圧に戻
して蒸発物質を変え、再び真空にして次の蒸着を行なわ
ざるを得ない。　この場合、真空槽３０の内壁に付着し
た前の蒸着物質が剥離・浮遊し−１これが新たな蒸着膜
に混入するといった事態が発生する。

即ち、第１図に示すような反応蒸着装置では、長尺の基
体や基体の両面への蒸着、あるいは複数薄膜を形成する
のに不適当なのである。

そこで、真空槽を拡張し、その内部を複数個に区切るこ
とによりいくつかの部屋に分け、薄膜が形成されるべき
基体を供給又は巻取る部屋と、薄膜を形成する蒸着室と
は仕切板によシ隔離した蒸着装置が知られている。　こ
の蒸着装置では、基体表面、あるいは巻回した基体の間
から水分、あるいは不純物が蒸発しても蒸着室はとれら
の影響を受けず、蒸着膜に不純物が混入することが防止
される。　蒸着室をいくつか設ければ、−々大気圧に戻
し、蒸発物質を変えるととなく、基体を複数の蒸着槽を
通過させるだけで複数の蒸着を形成するととができる。

　また、搬送途中で基体を反転すれば、基体の両面に蒸
着層を形成することも容易に行なえる。

しかしながら、長尺の基体を供給する部屋、複数の蒸着
槽、基体を巻取る部屋、更には各仕切板を内部に設ける
大きな真空槽を製造するのは容易な事ではない。　しか
も、製造後の真空槽の運搬等が非常に困難である。

３、発明の目的 本発明の目的は、蒸着室等の複数の部屋を設ける場合、
容易に製造又は組立ての出来る薄膜形成装置、及びその
処理室ユニットを提供することにある。

４、発明の構成 即ち、本発明は、複数の部屋を互いに一体化することに
よって構成されることを特徴とする薄膜形成装置に係る
ものである。

また、本発明は、この薄膜形成装置を構成するだめの処
理室ユニッ）において、薄膜が形成されるべき基体を搬
送するだめのガイド手段と、前記一体化時にユニット間
を隔離する仕切壁と、内部空間域に存在する基体処理領
域とを有することを特徴とする処理室ユニットに係るも
のである。

５、実施例 以下、本発明の実施例を、図面を使用し詳細に説明する
。

第２図から第４図までは、本発明の実施例による薄膜形
成装置を構成するための各部屋の概略断面図を示す。

第２図は、薄膜を形成すべき基体２を巻回し九ローラ３
を収容するために設けられる基体供給（若しくは巻取）
室Ａ（又はＥ）を表わしている。

基体供給室Ａの下部にはレール６が設けられてお）、蓋
部７を押す又は引くことにより搬送筒−ラＲ１予備加熱
器４等と一緒にロー２３の装入又は取出しを容易に行な
うことができる。　なお、この基体供給室Ａは、薄膜が
形成された基体２を巻取るだめの巻取室Ｅと同一の構造
である。　第２図に示すようにローラ３を矢印の方向に
回転させれば、基体供給室Ａとしての役割を果たし、矢
印の方向と反対に回転させれば基体巻取室Ｅとしての役
割を果たすこととなる。

第３図と第４図は、基体２に薄膜を形成する蒸着室を表
わしておシ、両者の違いは基体２の搬送路が違うだけで
構造は同一である。　各蒸着室には、搬送ローラＲ１防
着板９、ヒータ３４等が配される。

そして、第５図は、前記した各室を接続するためのフラ
ンジＦを示しておシ、例えばフランジＦに設けた孔１０
にボルトＢＴを通し、ナラ）Ｎでこれを締めることによ
り各室間を接続して一体化する。　逆にポル）Ｂを緩め
て取外せば各室間を容易に分離できる。フランジＦの内
側に設けられた溝１１はシール用のＯリング１５（第６
図参照）を取付けるために設けられている。　各室を区
分けするための仕切板８は各室と一体に１枚又は２枚設
けられ、その上下には、基体２を搬送（搬入又は搬出）
するために必要な開口部１２がある。

以上のように構成された各室を一体化した薄膜形成装置
を第６図に示す。　ここでは、長尺状のポリエチレンテ
レフタレ−１・（ＰＥＴ）フィルムを基体２とし、これ
に透明導電性フィルム用の多層膜を形成する場合を例に
挙げ、詳細に説明する。

膜厚がｚｏｏ　ｐｍ、　ｒｊＪが１ｒＱ、長さが２００
ｍのＰＥＴの基体２を巻回したロー２３が基体供給室Ａ
に装入され、ロー２３から繰り出された基体２は、搬送
ローラＲで搬送方向が規制されながら、各蒸着室Ｂ、Ｃ
ＸＤを通過し、巻取室Ｅ内に設けられた巻取ローラ１３
に巻取られる。　とのとき、基体２に加わる張力を一定
にするため、ロー２３は回転が制御されている。

ロー２３から繰シ出された基体２は、基体供給室Ａ内に
設けられた予備加熱器（ハロゲンランプ）４を通過する
とき、５０°Ｃ〜１５０°Ｃ好ましくは８０００以下に
加熱され、表面に付着している水分、吸着ガスが脱離さ
れる。　基体供給室Ａは、排気口１４を介し真空ポンプ
で１０　’　〜１０　’　Ｔｏｒｒの真空状態に保たれ
ており、かつ基体２表面から脱離されたガスは排気口１
４から排気され、仕切板８の作用もあって、隣接する蒸
着室Ｂに侵入するようなことはない。

予備加熱器４で処理された基体２は、つぎに放電電極５
を通過するときに、基体２表面に薄膜を付着し易くする
ため、イオン処理が行なわれる。

イオン処理は、放電電極５に酸素ガスを送多つつ、直流
又は交流電圧（２ＫＶ〜５ＫＶ）を印加することによシ
行なう。　これで基体２は、薄膜が形成される準備が完
了し、蒸着室Ｂに搬送される。

第６図で示す実施例では、最初にロール状に巻かれた基
体２の内側に薄膜を形成するため、蒸着室Ｂの下部の開
口部１２から基体２を搬送し、蒸着槽Ｂの上部で基体２
内側の面を蒸発源２５に対向せしめている。

本実施例τは、蒸着室Ｂ内で基体２上に酸化シリコン層
を形成する０　この酸化シリコン層を形成する理由は、
ＰＥＴの基体２の耐熱性の向上、表面硬度の強化を図る
ためであり、また酸化シリコン層は表面反射率の低下に
も効果がある。　この効果は酸化シリコンの膜厚が１０
００　Ｘ〜５０００　Ｋで大である。

基体２に酸化シリコン層を形成するために蒸発源２５は
酸化線素、例えばＳｉＯ又は５ｉＯｚとし、これを電子
銃（図示せず）によシ加熱している。

また、蒸着室Ｂには、基体２に形成される酸化シリコン
層の膜質を向−卜させるため、放電装置３７が設けられ
ている。　この放電装置３７は、第７図に示すように構
成され、外部から導入された酸素ガスだ中央の導管４５
内を通過するとき、コイル状に巻かれた放電電極４６に
端子４０から高周波を印加すると、導入管３６からの酸
素ガスが放電によシイオン化又は活性化されることによ
シ蒸発材料との反応が促進され、蒸着膜の膜質が高めら
れるのである。　本実施例では、放電電極４６に印加す
る周波数は、１３．５６　ＭＨｚ　％電力は４００Ｗ〜
ＩＫｗとし、酸素ガスの流量は３０〜１００ｃｃ／ｍｉ
ｎとする。　なお、蒸着室Ｂのガス圧は、ｌＸｌ０’〜
５ｘｉｏ’Ｔｏｒｒであシ、蒸着速度は１０００〜２０
００　Ｘ　／ｍｉｎである。

蒸着室Ｂで基体２に酸化シリコン層が形成されると、基
体２は蒸着室Ｂの上部で反転させられ、蒸着室Ｃに搬送
される。　従って、蒸着室Ｃでは、酸化シリコンが製膜
されていない側の基体２の面を蒸着処理するとととなる
。

蒸着室Ｃでは、蒸着室Ｅで積層する透明導電膜の膜付向
上を図るための下地膜を基体２上に製膜する。　乙のだ
めの蒸発源２６は酸化硅素、例えばＳｉｎ、ＳｉＯ□又
は酸化アルミニウム、例えばＡ１２０ｍとし、これを電
子銃によ漫加熱し、他方放電装置３７は蒸着室Ｂ内のも
のと同一の構造で、酸素ガスの流量、印加周波数も同一
の条件とした。　蒸着速度は、１０００〜２ｏｏＯＡ／
ｍｉｎであシ・、この蒸着室Ｃで形成する下地膜の膜厚
は５０〜５０００　Ａ、好ましくは５０〜１０００　Ａ
で良い。

蒸着室Ｃで製膜が終ると、基体２は蒸着室りに搬送され
、透明導電膜の蒸着が行なわれる。　透明導電膜の蒸発
源γとして、ＩＴＯ，Ｉｎ−Ｓｎ合金、又はＩｎとＳｎ
の２つの蒸発源を配することができる。　蒸発源がＴＴ
Ｏのときは電子銃により加熱を行ガい、他のときは抵抗
加熱によシ加熱する。　放電装置３７は蒸着室Ｃのもの
と同一構造で、同一の条件によシ酸素ガスをイオン化又
は活性化している。　そして基体２を加熱ヒータ（ハロ
ゲンランプ）３４で加熱しなから製膜な行なう。　蒸着
速度は、２００〜１０００　Ａ／ｍｉｎであシ、シート
抵抗が１００〜５００Ω／Ｃｍ　”、光透過率が８０〜
８８チ（５５０ｎｍ波長光）の連続製膜が可能である。

透明導電膜が形成された基体２は、基体巻取室Ｅに搬送
され、巻取ロール１３に巻取られることとなる。　この
時、基体巻取室Ｅ内に設けられた搬送ロールＲ１とＲ２
の間に電圧を印加し、　メータＭでシート抵抗を検知す
ると共に、センナＳＩ、Ｓｔで光透過率を検知する等、
透明導電膜の膜質を検査することとしている。　巻取ロ
ール１３は、基体２の搬送速度を一定とするよう回転が
制御され、搬送速度は１０ｍ／ｍｉｎ以下としている。

　巻取四−ル１３に巻取られた基体２は、基体巻取室Ｅ
の蓋部４７を取外してから取出すことができる。　基体
巻取室Ｅ内の下部には、基体搬入槽Ａと同様にレールが
設けられておシ、巻取ロール１３を容易に引き出すこと
ができる。

力お、各蒸着室には防着板９、排気口１４が夫々設けら
れている。　従って、各蒸着室のガス圧、ガスの種類及
び割合を所望の条件で制御でき、各室で発生したガスが
他の室に侵入し、混合することを避けることが出来る。

なお、上記の各室間の接続には、ボルドーナツトの組合
せ以外の固定構造を採用してよい。

また、基体２の材料が加熱変形が生じ易い物質であると
きには、第８図と第９図に示すように、蒸着室内に制御
ローラ招を設け、この制御ローラ４３を一定温度に保ち
、基体２を制御ローラ招に密着させつつ搬送すれば、熱
変形を防止することが出来る。　これによると基体２と
蒸発源４１の間隔が短く女る。　従って、この場合には
、蒸着法によるだけでなく、スパッタリングによる薄膜
形成も可能となる。　このスパッタリングでは、蒸発源
２５に代えてＳｔｏｗ等のターゲットを配し、室内に、
静ガスを供給すればよい。

第６図に示す実施例では、各室を横に配列したが、この
配列は種々変形が可能である。

第１０図に変形例として、各室の積重ね構造の薄膜形成
装置を示す。　この装置は、基体収納室Ｇが、第６図に
示す基体供給室Ａと基体巻取室Ｅの両者の働きを兼用し
ており、ローラ３から繰シ出された基体２が、矢印の方
向に搬送されることによシ、各蒸着室Ｈ，Ｉ、Ｊを通過
し、各蒸着膜が第６図の例と同様に形成され、巻取ロー
２１３に巻取られることとなる。　このように薄膜形成
装置を積重ね構造とすれば、同装置を載置する床の占有
面積を少なくすることができる。　第１１図は、この薄
膜形成装置の蒸着室工の断面図でア）、第１２図は、他
の蒸着室Ｋを示す。

以上記載した薄膜形成装置に使用している搬送ローラＲ
の二側を第１３図と第１４図に示す。　第１３図では搬
送ローラＲの両端部に規体規制リング４７を設け、搬送
中の基体２のズレを防止し、均一な張力によシ熱変形を
防止することとした。　また、現体規制リング４７の取
付位置は、スロットＳ内で位置調整可能にビス４１で固
定することによって調整できるので任意の巾の基体２に
対応出来る。

第１４図は、別の搬送ローフＲを示す０　この搬送ロー
ラＲによれば、搬送ローラＲと基体２との接触面は一方
向に傾斜しているので、基体２には矢印の方向に力が加
わシ、基体２は常に一方のリング側へ付勢される。　こ
のため両リング４７−４７間の間隔は余裕をもたせると
とができる。

以上に述べた例において、各室内に配する部材の形状等
は種々変更してよい。　なお、本発明は蒸着以外の薄膜
形成法にも適用してよい０６、発明の作用効果 従来の薄膜形成装置は、共通の外壁を最初に作製し、そ
れから内部の蒸着室等の部屋を区切ることとしていたた
め、基体の両面に、または多層の製膜を行なう大型の装
置を製造するのは容易でなく、運搬するのも困難であっ
た。　従って、材料を設置場所に運び、その場所で薄膜
形成装置全体を作製することが行なわれていたのである
。

しかし、本発明によれば、例えば各部屋を作製し、これ
を一体化することにより薄膜形成装置を構成出来る。　
個々の部屋を作製するのはそれ程困難ではなく、各部屋
毎に運搬するのも容易である。　従って、工場で各部屋
を作製し、設置場所でこれらの部屋を一体化することが
可能となシ、大型の薄膜形成装置でも、作製が容易とな
った。

そして、各処理室ユニットには搬送ローラ等のガイド手
段、仕切壁、基体処理領域があるので、処理室ユニット
の配列及び組合せが比較的自由に行なえる。　基体の両
面、あるいは片面に多層の薄膜を製膜するときでも、新
たな装置を必要とするととなく、基体の搬送経路を変化
させ、あるいは組合せをかえたシ、増設することによυ
対応することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例による反応蒸着装置の概略断面図である
。 第２図〜第１４図は本発明の実施例を示すものであって
、 第２図は基体供給又は巻取室、 第３図、第４図は蒸着室の断面図、 第５図は各部屋を接続するフランジ部分の斜視図、 第６図、第１０図は薄膜形成装置の二側の各断面図、 第７図は放電装置の拡大断面図、 第８図、第９図は薄膜形成装置を構成する蒸着室の他の
例を示した断面図、 第１１図は第１０図の蒸着室を示した断面図、第１２図
は第１１図の蒸着室の変形例を示した断面図、 第１３図、第１４図は搬送ローラの正面図である。 なお、図面に用いられている符号について、２・・・・
・・・・・・・・−・・・・基体３・・・・・・・・・
・・・・・・・・・供給ローラ４・・・・・・・・・・
・−・・・・・予備加熱器８−・・・・・・・・・・−
・・・・・・−・・・仕切板９−・・・・−・−・−・
・・・−防着板１３・・・−一−−・・−・−・・・・
・巻取ローラ筋、２６．２７−・・・・・蒸発源 ３７・・・・・・−・・・・−・−・・・−放電装置Ｆ
−−・−・−−−−・−・−・・−・フランジＡ−・−
・・−・・・・・・・−一基体供給室Ｂ、　Ｃ，ＤＸＨ
ＸＩ　、　ＪＸＫ・・・・−・・・・−蒸着室Ｅ　−・
−−−−−−−・−・・・基体巻増室Ｇ　・・・・−・
・・・・−・・・・・・−・・・・基体供給、巻取室Ｒ
−・−・・・・・・・−・・・−・−搬送ロー−ｙＢ　
Ｔ−・・−・・−ｍ−・ボルト Ｎ−・・−−−−−−す、ト である。 代理人　弁理士　逢　坂　宏（他１名）第１図 第２図 第３図 第４図 ３９６− 第７図 ３７ 第８図 第９図 第１０図 ３９７− 第１１図 第１３図 ρ （自発）　手糸売？市正書 １、事件の表示 昭和５８年　特許　願第１２５２９５号２、発明の名称 薄膜形成装置、及びこれを構成する処理室ユニット３、
補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）小西六写真工業株式会社４、代理人 住　所　東京都立川市柴崎町３−９−１７鈴木ビル２階
６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 （１）、明細書箱１４頁２０行目、第１５頁３行目の「
現体規制リング」を「基体規制リング」と夫々訂正しま
す。 一以　上− （２） （１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の部屋を互いに一体化することによって構成さ
   れることを特徴とする薄膜形成装置。 ２、複数の部屋が互いに着脱可能に構成されている、特
   許請求の範囲の第１項に記載した薄膜形成装置。 ３、部屋間を隔離する仕切壁が各部屋に一体に設けられ
   、薄膜が形成されるべき基体を搬入若しくは搬出するた
   めの開口部が前記仕切壁に隣接して設けられている、特
   許請求の範囲の第１項又は第２項に記載した薄膜形成装
   置。 ４、互いに一体化して薄膜形成装置を構成するための処
   理室ユニットにおいて、薄膜が形成されるべき基体を搬
   送するためのガイド手段と、前記一体化時にユニ、）間
   を隔離する仕切壁と、内部空間域に存在する基体処理領
   域とを有することを特徴とする処理室ユニット。