JPS6070175A - 真空成膜方法および装置 - 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】 この発明は真空成膜方法および装置に関するものである
。

この一般型式の装置は公知である。この装置の一つの型
式では、成膜すべき材料のたわみ性ウェブは真空中で金
属源を通過するように移送される。

材料が金属源を通過する際に、金網はその材料上にスパ
ッターされてその材料を金属化きせる。スパッタリング
は通常、プラズマの発生される不活性ガス雰囲気内に行
なわれる。プラズマ中のイオンはアノードとカソードと
の間に形成された電界によってスパッタリングターゲッ
トに向って加速される。イオンがターゲットに衝突する
と、ターゲットの金属原子が飛び出される。ターゲット
の表面から飛び出したこれらの原子は材料へ向いそして
それを成膜させる。ターゲットと組合きった磁石はプラ
ズマ電子をターゲットの近くの領域に制限してそれら電
子に電界線のまわシの長いらせん通路を与えそして一電
子ａｂのイオン衝突の数を増大させている。不活性ガス
を用いることによって、そのガスが金九と反応しないの
で、ターゲット金属は比較的な純粋な形態で材料に沈積
され得る。しかしながら、ある状態のもとでは反応は有
益であシ、そしてそのような状態のもとでは不活性ガス
は別のガスでドープされ、例えば酸素を供給することに
よって金属の酸化物を得ることができる。ガスはターゲ
ットに直接供給され得る。

プロセスで生じたガス状生成物は室から連続して排出さ
、れ、室内の真空のレベルを維持するようにされる。

材料ウェブ上には一層以上の成膜が順次行なわれ得、そ
してこれらの層は異なった物質であってもよい。竹にこ
れらの層の物質が異なる場合には、一つの層の沈積と次
の層の沈積とを分離して互いに混合し合わないようにす
る必要かあ＃）得る。この目的を達成する装置の一つの
構造は米国特許明細魯第ダ９．２０ケ、９　Ｑ−号に開
示されている。しかしながら、この構造では、材料ウェ
ブに沈積すべき各物質に対して真空室内に包囲体を設け
ることは実際問題として構成および動作の点で困難であ
シしかも維持するのにも困難かつ費用がかかることにな
る。

この発明の一つの特徴によれば、真空室を画定するハウ
ジングと、真空室を少なくとも三つの小室に分割する仕
切シ装置と、二つのそれぞれの小室内に配置された少な
くとも二つの処理部と、処理部を通っである長さの材料
を移送する装置と、処理部を作動して処理部を通過する
際にある長さの材料を順次処理させる装置とを有し、処
理部の一つが作動時にある長さの材料を成膜する成膜物
質の源から成る真空成膜装置が提供される。

この発明の好ましい実施例では、それぞれの小室におけ
る三つの源は真空室の下半分内に設けられる。各小室は
それぞれの真空ポンプによって個々に排気され、また各
処理部はそれ自体のガス供給源と冷媒供給源と電源とを
備えている。隣接小室と真空室の上半分との間の各仕切
シ壁は二つの部分を備え、一方の部分は移送装置の支持
体に結合され、また他方の部分はハウジングの内壁に結
合される。移送装置は円筒体を有し、この円筒体に供給
リールから処理すべきある長さの材料が供給され、そし
てそこから巻取υリールへ送られる。

電源は沈積すべき源の物質のターゲツト板からの物質原
子を変位させるためターゲツト板に向うガスのイオンを
加速させる電界をそれぞれの源において発生させるのに
使用される。これらの原子はターゲットの表面から材料
へ移動しその拐料に成膜する。

この発明の別の％徴によれば、主室のそれぞれの小室内
の二つの処理部に゛ガスを供給すること、処理部を作動
すること、ある長さの材料を処理部に通してこの材料を
処理すること、それぞれの小室からプロセスのガス状生
成物を排出すること、およびこれらの小室内の圧力を真
空室の残シの部分の圧力よシ低い値に維持することがら
成膜、二つの処理部の少なくとも一つが作動時にある長
さの材料上に沈積される成膜物質の源である真空室内で
ある長さの材料に沈積物質の少なくとも一つの層を成膜
する方法が提供される。

この発明を一層明瞭に理解できるようにするため、以下
例として添附図面を参照してこの発明の一実施例につい
て説明する。

Ｗ１図を参照するど、本装置は円筒状真空室を画定して
いるハウジングｌを有している。この真空室には円筒状
支持体すなわち操作ロール−が配置されている。このロ
ールコは真空室内の中心に同軸に配置されている。操作
ロールコの−１１１１には供給すなわち送シロール３が
配置され、ま＆ｏ−ルーの他側には巻取シロールダが配
信されている。

０−、／ｌｚＪ　トＯ−ル３　、　’ｌとの間には種々
の案内ロールヲ、ｉｏが示されている。

真空室は四つの半径方向にのびる仕切りｏｓ〜３によっ
て四つのｌ」＼室に分けられている。仕切り壁５．６は
真空室を有効に半分に分割しまた仕切シ壁７２ｇは室の
下半分を三つに分けている。供給ロール３、巻取シロー
ルｑ１案内ロールワ。

ＩＯおよび操作ロールコの上半分は真空室の上半分に配
置されている。三つの金為化橢／　／　、／、２゜／３
は真空室の下半分の仕切り壁５〜ｇ間に形成された三つ
の小室内にそれぞれ配色゛されている。

これらの６源はガス源／＋、冷媒（通常水）供給源ｉｓ
および電源１６をそれぞれ備えている。図面を簡略にす
るため、金属化源ｌ−に対するものだけを示す。第７図
かられかるように、これらの６源はハウジングｌの軸方
向端壁における適鮨すそれぞれの端子点を通ってそれぞ
れの供給源／％。

１５、／Ａに軸方向にのびている。これらの源のこの接
続モードは、例えば後で詳しく説明するように真空室の
底部からこれらの源を接続する場合に比べて装置の開閉
を容易に行なうことができる第コ、３図を参照すると、
各仕切シ壁ｓ−ｇは二つの部分−〇、コｌから成ってい
る。部分２０はフレーム（第５．Ａ図参照）を介してロ
ールコを支持している軸によって支持され、そしてロー
ルコと共に軸方向に動く。部分、２／は溶接部−一（第
３図参照）によって真壁室を画定しているハウジング／
の内面に溶接されている。６対の部分−〇、コｌは互い
に密封的に軸方向に摺動できる。

この目的のため、断面Ｃ字形のゴムまたはネオプレンシ
ール、２５がナラトコ３によって部分コ／に結合されて
いる。このシールの自由端は相対した部分−〇の牛径方
向外方縁部上で密封的に摺動する。部分、２０の各々に
沿って一つまたは二つの銅板バッフル、２ダが配置され
ている。これらのバックルは、相応した源からの物質に
ざらされるたわみ性材料ウェブＷの領域を決めている。

これらはまた隣接した手室間におけるようなあらゆるガ
ス移動の顔向を減少させている。これらのパッフルコｔ
の半径方向内方縁部とウェブＷの表面との間の間隔は７
４インチであシ、また部分−０の半径方向内方縁部とウ
ェブＷの表面との間の間隔は約ｉ、：１ｘｉｏ　インチ
である。部分２０とウェブＷとの間の間隔をこのように
小ζくすることによって、隣接小室間におけるようなガ
スの漏れは減少される。

三つの源／／　、／コ、／３をそれぞれ収容している三
つの小室の各々は室の壁に設けたそれぞれの出口を介し
て個々の真空ポンプ３０．３／。

３コによって排気される。これらのポンプはそれらの相
応した小室に隣接した位置においてハウジングｌの外面
に適当に配置される。ハウジングｌの外面上にはまた、
真空室の上半分の壁に設けた出口を介して真空室の上半
分を排気する真空ポンプ３３が設けられている。各ポン
プ３１〜３３はバッフルａｐを備え、これらのバッフル
３１は適崩に調整することによって真空室のそれぞれの
小室における真空度を制御するのに使用され得る。

第ｑ図を参照すると、６源はカソードダ０を有し、この
カソードｌ／−０はウェブＷ上にスパッターされる金属
のターゲツト板ｌｌｌを支持しておシ、また６源はカン
−ドグ０を包囲しかつカソード４／−Ｏのハウジングと
して働くアノード＋ｊを有している。ガス入ログ３はタ
ーゲット板ダ／の上方に位置決めされている。第４図に
は源ｌコだけを示すが、他の二つの源／／、／３も同じ
揚造である。

上述の装置の動作において、室は排気され、それぞれの
源の電源１６を介して６源のアノードおよびカソードを
横切って電界か形成され、そして冷媒およびガスがそれ
ぞれの源に供給される。ウェブＷはロール３からロール
Ｊを通って巻ｙ！ｒｙ、ｂ。

−ルダヘ予定の速度で送られる。６源の上方にプラズマ
が発生され、そしてプラズマの帯電イオンはそれぞれの
電界によってそれぞれのターゲツト板＋／に向って加速
される。永久磁石（図示されてない）はターゲツト板の
所望領域へイオン流を制限する。衝突するガスイオンは
このエネルギをそれぞれのターゲラ）ｉ９／の物質の原
子に与え、そしてこれらの原子はそれぞれのターゲツト
板からたたき出され、それぞれの源を通過していくウェ
ブＷへ飛び成膜していく。この工程のガス状生成物は源
／／、ｌコ、／３の配置されている小室からそれぞれの
ポンプ３０．３／　、３．２によって連続して排出され
、これらの小室内を真空に維持する。また真空室の上半
分における真空はポンプ３３によって維持される。ガス
供給率およびこれらのポンプ３０〜３３を制御すること
によって真空室内の圧力を相当制御することができる。

源／　／　ｓ　／　−２ｍ　／　３を収容している小室
内の圧力は真空室の上半分における圧力よシ低い。

ｔａｓ、ｂ図を参照すると、例えば保守のため真空室を
開ける必要のある場合には、第１のトローリーｓＯに結
合される源／／、／１．／３はノーウジングｌから右方
へ引き出され、また第一のトローリ−３／に結合される
送シ、巻取シ、案内および操作の各ロールコ、３．ダ、
り、ＩＯから成るウェブＷの巻上げ機構は左方へ引き出
される。このように装置から源／／、／２．／３を分離
することによってこれらの源は直ちに検査保守および補
充することができ、その結果、労力、装置の休止時間お
よび経費を節約することができる。ざらに、源にはガス
、冷媒および電力が軸方向から供給されるので、源に装
置の底部を介してガス、冷媒および電力の供給される場
合のように接続をはずす必要はない。源に容易に接近で
きるようにすることによってターゲットの取外しおよび
（または）掃除が容易となる。部分、２０１．２１の配
列および組合ざったバツフルコダの設置によって仕切シ
壁とロールコとの間の間隙を容易に設定できる（部分コ
Ｏおよびロール−は互いに結合される）。

またバッフルによって金属をウェブ上に実質的に垂直に
沈積させることができる。この（ｃｏｌｕｍｂｕ　−１
ａｒ　）生長は、ポンプが室に延長して配置されるので
室を開けずに点検、保守できるという格別の効果をある
適用例えば記録テープの製造においてもたらす。

上記の実施例は単に例として記載したものであって、こ
の発明の範囲から離れることなしに多くの変更が可能で
あることが認められる。例えば必要ならば各小室に一つ
以上の源を設けてもよい。

さらにウェブの両側における成膜が要求される場合には
、真空室内に装置は二式設けられ、ウエブの−１１１は
第７の操作ロール上を通過する際に成膜され、また伯仲
は第一の操作ロールを通過する際に成膜され、各ロール
は適尚な数の小室と紹介される。

上述の実施例では全ての処理部は金属化源であるが、そ
れらの一つまたはそれ以上は例えばグロー放電装置の形
式のクリーニング装置のような他の型式の処理部である
ことかできる。このような装置はそれ自体のガス、冷媒
および電力供給部を備える。また６源に対するガス入口
はターゲット上よりむしろカソードの下方部分内に通じ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第７図はこの発明による真空成膜装置の一形式を示す部
分斜視図、銅コ図は第１図の装置の横断面図、第３図は
第１．−図の装置の一部分の詳細図、第１Ｉ図は第１．
コ図の装置の一部分の拡大詳細図、第５図は真空室を動
作閉成状態で示す第１、−図の装置の仰１面図、鯨６図
は真空室を開いた状態で示す第１，２図の装置のｌｉ而
面である。 図中、ｌ：ハウジング、−１３，ダ、’ｙ、ｉ。 ：移送装置、５〜ｇ：仕切シ装誼、／／　、／ｌ　。 １３：処理部、Ｗ：ウェブ。 手続補正書（方式） 昭和５９年４月２７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年　特許願　第　６７８１８号２、発明の名称 真空成膜方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　イギリス国、マンチェスター、エム、２６．ラド
クリン。 ベリー°ロード（番地モの他表示なし）名称　ジエ士う
ルｅエンジニアリング・ラドクリフ・リミアツド ４、代理人 〒１０５住所　東京都港区西新橋１丁目１番１５号物産
ビル別館　電話（５９１）　０２６１明　細　書　、／
−７Ｔ″−一 −゛＼２ 、也 タイプ印書した明細書 明細書の浄書内容に変更なし 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５９年　特許願　第　６７８１８号２、発明の名称 真空成膜方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　イ、ギリス国、マンチェスター、エム、２６．ラ
ドクリフ。 ヘリー°１−ド（番地その他表示ない 名称　ジェネラル・エンジニアリング参うドクリフ・リ
ミテッド４、代理人 別紙の通シ 母面の溶合内容に変更なし

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　真空室を画定するハウジング（１）を有する真空成
   膜装置において、真空室を少なくとも三つの小室に分割
   する仕切シ装＠Ａｓ−ｇ）と、二つのそれぞれの小室内
   に配置された少なくとも二つの処理部（／／、１２．１
   ３）と、上記処理部（／／、／コ、１３）を通っである
   長さの材料（Ｗ）を移送する装置（，２，３，ダ、ｙ、
   １０）と、ある長さの材Ｈ（Ｗ）が上記処理部（／／。 ／コ、１３）を通過する際にその材料（Ｗ）を順次処理
   するように上記処理部（／／、／コ、／３）を作動する
   装置とを有し、上記処理部（ｌｌ。 ｌコ、／３）の一つが作動されたときある長さの材料（
   Ｗ）に成膜する成膜物質源から成っていることを特徴と
   する真空成膜装置。 コ、各小室がそれ１ぞれの真空ポンプ（３θ。 、３／、３．２）を備え、それによって個々に排気され
   る特許請求の範囲第１項に記載の真空成膜装置。 ３、　各処理部（ｔｉ　、ｉコ、／３）がそれ自体のガ
   ス供給源、冷媒供給源および電源（ｌｙ。 ／Ｓ、／１．）を備えている特許請求の範囲ａｔ項また
   は第、！項に記載の真空成膜装置。 ダ　仕切シ装置が多数の仕切１）＠（／／、／コ。 １３）から成膜、各仕切シ壁が二つの部分（−〇。 コｌ）を備え、一方の部分（−〇）が移送装置の支持体
   （コ）に結合され、また他方の部分（コｌ）がハウジン
   グ（１）の内壁に結合される特許請求の範囲Ｗ／〜３項
   のいずれか一つに記載の真空成膜装置。 左　部分（，２０，コｌ）の６対が相対軸方向摺動を可
   能にするシール（，２ｓ）によって互いにシールされる
   特許請求の範囲第ダ項に記載の真空成膜装置。 ム　シール（コＳ）がゴムまたはネオプレンであり一そ
   して断面Ｃ字形である特許請求の範囲第５項に記載の真
   空成膜装置。 ７　移送装置が真空室の上方部分に配置され、また処理
   部が真空室の下方部分に配置される特許請求の範囲第１
   〜６項のいずれか一つに記載の真空成膜装置。 ｇ　移送装置（２，３，ＩＩ、９．１０）が円筒体（コ
   ）を有し、この円筒体（コ）に供給リール（３）から処
   理すべきある長さの拐料（Ｗ）か供給されそしてそこか
   ら巻取シリール（弘）へ伊納される特許請求の範囲第７
   〜７項のいずれか一つに記載の真空成膜装置。 ７６源（／／　、Ｉ２．Ｉ３）の電源が、沈積すべき物
   質のターゲツト板（ｑ／）からのその物質の原子を変位
   させるためターゲラ）＆（！／）に向うガスのイオンを
   加速させる電界を発生するのに使用される特許請求の範
   囲第３項または第４〜ｇ項のいずれか一つに記載の真空
   成膜装置。 ｌθ　主室のそれぞれの小室内の二つの処理部（／／Ｉ
   ／−２１３）にガスを供給すること、上記処理部（／／
   、ｌコ、１３）を作動すること、ある長さの材料（Ｗ）
   を処理部（／／、ｌり。 ／Ｊ）に通してこの材料を処理すること、それぞれの小
   室からプロセスのガス状生成物を排出すること、および
   これらの小室内の圧力を真空室の残シの部分の圧力よシ
   低い値に維持することから成膜、二つの処理部（／／　
   、Ｉ２．Ｉ３）の少なくとも一つが作動時にある長さの
   利料（Ｗ）上に沈積される成膜物質の源であることを特
   徴とする真空室内である長さの材料に沈積物質の少なく
   とも一つの層を成膜する方法。