JPS62185877A - 真空薄膜形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、連続的に走行されるウェブの表面に真空容器
中でスパッタや真空蒸着などの金属析出処理により金属
薄膜を形成す゛る真空薄膜形成装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、右ａ高分子フィルム等からなるウェブを連続
的に走行さｕ１該走行ウェブに非接触で対向する金属等
から成るターゲットを設け、ターゲットとウェブとの間
に電位差を与えて電子をターゲットに衝突させ、その際
ターゲットから飛び出す微粒子をウェブの表面に例看さ
せるようにしたスパッタリング装置が知られている。ス
パッタにおいては、高真空下で処理するとターゲットに
与える電位差、電力密度が小さくてすむので、通常処理
は高真空雰囲気を作ることが可能な真空容器中で行われ
る。そして通常、処理部は、高真空（たとえば１Ｏ−３
ＴＯｒｒ程度）の不活性ガス（たとえば＾ｒガス）雰囲
気とされるか、あるいはウェブ表面に酸化膜を形成しよ
うとする場合は高真空の酸素雰囲気、ウェブ表面に窒化
物の薄膜を形成しようとする場合には高真空の窒素等の
雰囲気とされる。

このようなスパッタなとの金属析出処理においては、ウ
ェブ表面に均一に所定厚みの薄膜が形成されることが望
まれるが、そのためにはウェブ表面への金属等の粒子の
接着性を向上−する必要がある。接着力を向上する方法
として、従来から、ウェブを加熱フる方法、およびプラ
ズマ処理等によりウェブ表面を微細に相づ方法が知られ
ている。

つまりウェブが加？！Ｊ、されると、ｆノエブ中の水分
が除去されるので、ウェブと表面にイ」着されるスパッ
タ粒子との間に水分が介在することが抑えられ、１名も
性が向上される。また、プラズマ処理では、ウェブ表面
に微小凹凸を形成するエツヂング効果があるので、スパ
ッタ粒子の接着性が向上される。

このウェブの加熱処理は、従来はスパッタリング装置と
は別の装置で行われていた。また、プラズマ処理は、そ
の最適真空度はたとえば１０　　〜２　ｒｏｒｒ程麿と
スパッタにお【ノる最適真空度（たとえば１０　　　Ｔ
ｏｒｒ　）　Ｊ：す・し低く、従来プラズマ処理もスパ
ッタリング装置とは別の真空容器中で行われていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記のような従来方法においては、加熱処理
されたウェブを金属析出処理するには、ウェブを一旦大
気にざらざな【プればならず、大気にさらされるとウェ
ブが吸湿してしまうのでそれだけ加熱処理の効果か低減
し、目、際と覆る接希斗向上効果を得るのが困テ（１に
なるという問題かあった。

また、プラズマ処理されたウェブを金属析出処理する際
にも、ウェブを一旦大気にさらさな（プればならず、大
気にささらされたウェブの表面は経時的に変化してしま
うので、やはりプラズマ処理による接着性向上効果が低
減するという問題かあつ　ｌこ。

本発明は、上記のような問題点に着「Ｉ　Ｌ　１．加熱
処理または金属析出処理にＪ、る処理効果の低減を防上
し、スパッタ処理における金属等のイ」着粒子とウェブ
との接着ツノを向上ざＵることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の真空Ｊす膜形成装置は、真空容
器内において、金属析出処理して連続的に走行されるウ
ェブ上に金属薄膜層を形成するようにした真空薄膜形成
装置において、一つの真空容器内に、金属析出処理装置
と、前記ウェブを加熱する加熱装置又は前記ウェブの表
面をプラズマ処理するプラズマ処理装置の少なくとも一
方とをともに設け、前記金属析出処理装置のウェブ走行
方向上流側に、前記加熱装置又は前記プラズマ処理装置
の少なくとも一方を配設したものから成る。

本発明において、金属析出処理とは真空蒸着法又はスパ
ッタリング払により金属を析出せしめるものをいう。

ここで、加熱装置とプラズマ処理装置との両方を設ける
場合には、真空容器中において、ウェブ走行方向に加熱
装置、プラズマ処理装置の順に直列に配設されることが
望ましく、プラズマ処理装置の下流側に金属析出処理装
置が設けられる。

また、金属析出処理と／ラズマ処理は、通常双方とも高
真空条件下で行われるが、それぞれ最適真空度が異なる
ため、真空容器中の金属析出処理）装置とプラズマ処ｙ
Ｉ！装置との闇に隔壁を設けるか、あるいはスパッタリ
ング装置又はプラズマ処理装置のいずれか一方を真空容
器内でヂャンバで覆うことが好ましく、それによって金
属析出処理部とプラズマ処理部は異なる真空度に設定さ
れる。この目的を達成するために個別に真空ポンプなど
排気装置を付加し、チレンバを排気することができる。

［作　　用］ このような真空薄膜形成装置においては、一つの真空容
器内に、金属析出処理装置と、加熱装置又はプラズマ処
理装置、又はその両方とが設けられるので、真空容器内
で連続的に走行されるウェブは加熱処理又はプラズマ処
理後スパッタ処理されるまでの間に大気にはさらされず
、高真空雰囲気下に置かれる。そのため、この１７Ｓ１
にウェブが吸湿したり、あるいはプラズマ処Ｊ！ｌ！さ
れた表面か変化したりすることはなく、低水分率のまま
、あるいは表面に良好なエッヂング効果が与えられたま
ま、金属析出処理部へと送られる。したがって、金属析
出処理装置部においてターゲットから飛行してきた金属
等の微粒子は、ウェブ表面に強力な接着力でもって良好
に付着し、ウェブ表面には目標とする厚みの薄膜が均一
に形成される。

［実施例］ 以下に本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例でスパッタリング装置を用
いたものである。図において、１は真空容器を示してお
り、真空容器１中には、たとえば（ｉ機高分子フィルム
からなるウェブ２が連続的に走行される。３はウェブの
巻出し部であり、ロール状に巻かれたウェブロール４か
ら巻出されたウェブ２は、ガイドロール５、ドラム６、
ガイドロール７を経て、巻取部８にて巻取ロール９に巻
取られる。

この真空容器１内には、スパッタリング装置１０ととも
に、加熱装＠１１およびプラズマ処理装置１２がともに
設けられている。本実施例のように一つの真空容器１内
に加熱装置１１とプラズマ処理装置１２の両方を設ける
場合には、ウェブ２の走行方向に、加熱装置１１、プラ
ズマ処理装置１２、スパッタリング装置１０の順に直列
に配設することが好ましいが、プラズマ処理装置１２、
加熱装置１１、スパッタリング装置１０の順に配設して
もよい。また１１１１熱装置１１又はプラズマ処理装置
１２のいずれか一方のみを説Ｇ）る場合には、ウェブ２
の走行方向に、加熱装置１１、スパッタリング装置１０
の順、あるいはプラズマ処理装置１２、スパッタリング
装置１０の順に配設される。

スパッタリング装置１０は、！ことえば＾Ｕ、八り、Ｐ
ｄ、Ｎｉ等の金属から成るターゲット１３と、ターゲッ
ト１３を保持覆るとともにターゲット１３に電位を与え
る電極１４、および電極１４に電位を与える電源１５か
らなっており、電源１５およびウェブ２側のドラム６は
接地されている。本実施例では電源１５は直流電源から
成っているが、高周波電源等であってもよい。真空容器
１には、本実施例では不活性ガスとしてのＡｒガスを供
給するガス供給装置１６と、真空容器１からガスを吸引
し真空容器１内を高真空とする真空排気装置１７が接続
されており、ターゲット１３、ウェブ２間のスパッタ処
理部を、たとえば１Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度の高真空度に保
つことができるようになっている。なお、電源１５の電
圧設定条件は、ウェブ２のｒｌＪ、走行スピード、スパ
ッタ処理により形成しようとする膜厚等によって異なる
が、ウェブ２の１３１２５０ｍ、スピード５〜１００Ｔ
ｒｔ／分にて、直流電源の場合、電圧は５００〜６００
■、電力は１０〜５０に一程度である。

スパッタリング装置１０上流側に設（プれらるプラズマ
処理装置１２は、ウェブ２に対向させて設けられる電極
１８と、該電極１８に電位を与える直流電源１９とから
成っており、直流電源１９は接地されている。電極１８
は二極放電形、マグネトロン放電形など任意の構造のも
のが使用できる。電源１９は、直流または高周波のいず
れでも使用できるが、直流電流の方が好ましい。電極１
８の周囲には、電極１８を覆い、かつウェブ２と微小隙
間で非接触にて対向覆る両端部２０ａ、２０ａをイｊす
るチャンバ２０　ｈ’　＝Ｑけられている。チャンバ２
０内には、ガス供給装置２１が接続されており、本実施
例ではガス供給装置２１からは酊ガスが供給される。（
ただし、必要に応じてＮ２ガス、ＣＯ２ガス等を供給す
るようにしてもよい。）したがって、プラズマ処理部は
真空容器１内でざらにチャンバ２０により隔離されるこ
とになるが、チャンバ２０内がたとえば１０　　〜２Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度に保たれるようガス供給装置２１か
らＡｒガスが供給される。なお、この真空度下で、電源
１９としては、直流電源使用時でたとえば前述と同じウ
ェブの［ｉＪ１スピード条件の場合、２００〜４００　
Ｖ、２〜４囮程度の電圧と電力が必要である。

プラズマ処し！ｌ装置１２の上流側に設（プられる加熱
装置１１は、ウェブ２に非接触にて対向させて設けられ
たヒータ２２およびヒータ２２に電力を供給する電源２
３から成っている。ヒータ２２は、たとえば赤外線ヒー
タ等から構成されるが、ウェブ２を所定の温度（たとえ
ば８０℃〜１２０℃）に加熱できる・ｂのであれば適当
な方式のものでよく、たとえば蒸気、電気あるいは熱媒
により加熱される加熱ロールを適当数設け、該加熱ロー
ルにウェブ２を通すようにしてもよい。ヒータ方式の場
合、たとえばウェブ２が１００μの厚さでｉＪ１２００
ｍｍ、その走行スピードガ１０ｍ、／分の条件で、かつ
１０　　　Ｔｏｒｒの真空度下で高分子から成るウェブ
を８０℃〜１２０℃に加熱するのに、約８Ｋｗ程度のヒ
ータ容量が必要である。

なａ３、本実施例においては、真空容器１中でプラズマ
処理部だ【プをチャンバ２０により隔離するよう構成し
たが、たとえば第２図に別の構成を示すように、スパッ
タリング装ａ１０の前後、プラズマ処ｌ！］ｌ！装、置
１２の前後量おにび加熱装置１１の前後の間に適当な隔
壁部２４．２５．２６．２７を設【プ、それぞれの処理
部を異なる真空度に保てるようにしてもよい。また、そ
のために隔壁部により分離した部分を別々に真空排気装
置で排気してもよい。

上記のように構成された実施例装置においては、巻出し
部３から巻出され連続的に走行されるウェブ２は、まず
加熱装置１１のヒータ２２により加熱され、該加熱によ
りウェブ２中の水分率が低減される。この水分率低減は
、高真空トで行われるので効率にり行われ、水分率の低
減されたウェブ２は、つぎにプラズマ処理装置１２によ
りプラズマ処理される。プラズマ処理により表面が祖さ
れたウェブ２は、そのまま高真空雰囲気中をスパッタ処
理部へと送られる。スパッタ処理部に連続的に送られて
くるウェブ２は、加熱装置１１、プラズマ処理装置１２
部からスパッタリング装置１０部に至るまでの間大気に
ざらされず、高真空雰囲気中を走行されてくるので、そ
の間で吸湿づることはなく、かつ、プラズマ処理ににる
表面のエツヂング効果が低減されることもない。

プラズマ処理の最適真空条１′１とスパッタ処理のそれ
とは通常異なることが多いが、本実施例のようにチャン
バ２０を設ければ、ガス供給装置２１からのガス供給に
にリプラズマ処理部を真空容器１の他の部位にりも常に
高く保つことができ、プラズマ処理部も最適条件が維持
される。そして、最適真空度が大きく異なる揚台であっ
てもチャンバ２０の両端部２０ａ、２０ａにおける長さ
を適当に長くすることにより、チャンバ２０内は所定の
真空度に保たれる。

スパッタリング装置１０では、ターゲット１３とウェブ
２間に所定の電位差が与えられ、接地されたドラム６側
からターゲット１３側へと矢印２６のように電流が流れ
、ターゲット１３に衝突した電子によりターゲラ１−１
３から金属等の微粒子が飛び出し、それがウェブ２の表
面に付指してウェブ２表面に薄膜が形成される。このス
パッタ処理におけるウェブ２の状態は、上記の如く表面
に微小凹凸が形成された状態であるので、ターゲット１
３から飛行してくる微粒子は強力な接着力で付着され、
かつ低水分率に保たれているので、形成される薄膜とウ
ェブ２との間に水分が介在することはなく、付着粒子の
接着力が弱められたり、付着後に薄膜がウェブ２から浮
いたりすることはない。

第３図は金属析出装置として蒸着装置を用いた実施例を
示したもので、第１図のものとは金属析出望埋方法が異
なる外は、同一構成、同一作用を有するものである。、
３２は蒸着装置で、これはルツボ３０と、蒸発物質（金
属）２９と電源２８とから成っている。

［発明の効果］ したがって、本発明の真空薄膜形成装置にＪこるとぎは
、一つの真空容器内に金属析出ｆｆ１Ｊ−’Ｉ！装置と
ともに加熱装置又はプラズマ処理装置の少なくとも一方
をともに設け、加熱処理あるいはプラズマ処理後のウェ
ブが大気にざらされないようにしたので、加熱処理ある
いはプラズマ処理による処理効果をそのままスパッタ処
理部まで維持させることができ、金属析出処理における
形成薄膜の接着力を向上することができるという効果が
得られる。

接着力が向上されると、薄膜の膜厚も目標とする値に制
御しやすくなり所定の薄膜を均一に形成することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る真空薄膜形成装置の仝
体構成図、 第２図は本発明の別の実施例に係る真空薄膜形成装置の
部分溝成図、 第３図は本発明の更に別の実施例に係る真空薄膜形成装
置の仝体構成図、 である。 １・・・・・・・・・・・・真空容器 ２・・・・・・・・・・・・ウェブ ３・・・・・・・・・・・・巻出し部 ６・・・・・・・・・・・・ドラム ８・・・・・・・・・・・・巻取部 １０・・・・・・・・・・・・スパッタリング装置１１
・・・・・・・・・・・・加熱装置１２・・・・・・・
・・・・・プラズマ処理装置１３・・・・・・・・・・
・・ターゲット１４．１８・・・・・・電極 １５．１９．２３．２８ ・・・・・・・・・・・・電源 １６．２１・・・・・・ガス供給装置ｔｔ１７・・・・
・・・・・・・・真空排気装置２０・・・・・・・・・
・・・ブｔ７ンバ２２・・・・・・・・・・・・ヒータ ２４．２５．２６．２７．３１ ・・・・・・・・・・・・隔壁部 ２９・・・・・・・・・・・・黙発物貿３０・・・・・
・・・・・・・ルツボ ３２・・・・・・・・・・・・蒸り装置第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内において、金属析出処理して連続的に
   走行されるウェブ上に金属薄膜層を形成するようにした
   真空薄膜形成装置において、一つの真空容器内に、金属
   析出処理装置と、前記ウェブを加熱する加熱装置又は前
   記ウェブの表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置の
   少なくとも一方とをともに設け、前記金属析出処理装置
   のウェブ走行方向上流側に、前記加熱装置又は前記プラ
   ズマ処理装置の少なくとも一方を配設したことを特徴と
   する真空薄膜形成装置。