JPS6350463A

JPS6350463A - イオンプレ−テイング方法とその装置

Info

Publication number: JPS6350463A
Application number: JP19374586A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nomachi; 野町　▲てつ▼也; Masanori Konno; 正則今野
Original assignee: TOOBI KK; Tobi Co Ltd
Current assignee: TOOBI KK; Tobi Co Ltd
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1988-03-03
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPH07122133B2

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】（技術分野）この発明は、イオンプレーティング方法とその装置に関
する。さらに詳しくは、この発明は、圧力勾配型プラズ
マガンを用いるイオンプレーティングにおいて、複数の
ハースに磁界を印加し、プラズマの分校収束によって蒸
発とイオン化を行う、効率的で、大河Ｆ？を基板のドラ
イコーティングもしくは連続的ドライコーティングにも
有用なイオンプレーティング方法とそのための装置に関
する。

（背景技術）プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等の基板も
しくはフィルムの表面に、金属、無機物、カーボン、あ
るいは有機ポリマーなどの薄Ｖ（蒸着膜）を形成したも
のは、導電性フィルム、絶縁膜、表示素子、光学フィル
ム、電子デバイス、装飾などの多様な用途分野への応用
が期待されているもので、すでに実用化されているもの
も少くない。

このような薄膜を形成するための方法、装置としては、
真空蒸着装置内に老いた蒸発源からの蒸発粒子をグロー
放電によってイオン化して行うものが知られている。イ
オンプレーティングと呼ばれている技術である。

イオンプレーティングについては、ホロカソド型のもの
と、高周波励起型のものとがあることも知られている。

これらのイオンプレーティング法は薄膜形成技術として
優れたものではあるが、連続的コーティング、あるいは
広幅で、かつ長尺のフィルム表面や大面積基板等に均一
に薄膜を形成するための技術、装置としては、依然とし
て多くの問題が未解決の現状にある。

たとえば、広幅で、長尺のフィルムやシート状基板表面
に薄膜を均一に形成するにあたっては、幅方向および長
さ方向のいずれにおいても、品質が均一で、密着性に優
れた薄膜を、フィルムやシート状基板を連続的に移動さ
せながら効率的に製造することが必要になる。しかしな
がら、ホロカソドの場合にはカソード部等の装置の汚れ
、損傷が避けられず、熱的安定性に欠け、基板フィルム
等の発熱が避けられないという問題がある。このため優
れた品質の薄膜を、連続して移動するフィルム表面等に
均質に、かつ効率的に得ることは困難であった。

また、高周波励起型のイオンプレーティングの場合には
、浸れた品質の薄膜を安定して得るためには極めて有効
であるものの、長尺で広幅の大面積フィルムなどの場合
に、その薄膜を効率的に製造するための生産性の点で難
点があった。

さらに、これまでのホロカソード、高周波励起のいずれ
のタイプにおいても、フィルムあるいは大面積基板の一
部分のみに所望の薄膜を形成し、連続的にこの部分コー
ティングを行うことや、それを複数回連続的に行って多
Ｍ膜を形成することは困難であった。

（発明の目的）この発明は、このような事情を鑑みてなされたものであ
り、連続的、かつ効率的に薄膜を形成するためのイオン
プレーティング方法とそのための装置を提供することを
目的としている。さらに詳しくは、フィルムあるいは大
面積基板の薄膜形成を効率的に行いえる、また多Ｍｖの
形成にも有用なイオンプレーティング方法とそのための
装置を提供することを目的としている。

（発明の開示）この発明の方法は、上記の目的を達成するために、真空
室内に設けた複数のハースに磁界を印加し、圧力勾配型
プラズマガンによって生成させたプラズマを該複数のハ
ース分枝収束させて蒸発源物質の蒸発とイオン化を行う
ことを特徴としている。

また、この発明のイオンプレーティング装置は、この方
法に対応して、真空室と、排気系と、ガス導入系と、複
数のハースと、圧力勾配■！のプラズマガンと、基板の
保持および（または）Ｏ動子段とからなる装置において
、複数のハースに磁界印加手段を設け、磁界の印加と制
御を行うようにしたことを特徴としている。

この発明の方法および装置に用いる圧力勾配型プラズマ
ガンは、陰極と陽極との間に中間電極を介在させ、陰極
領域を１ＴＯｒｒ前後に、そして陽極領域を１０−３Ｔ
　ｏｒｒ程度に保って放電を行うものである。この放電
によって生成されたプラズマ、たとえばＡｒイオン流は
、真空室内を帯状に移動させ、ハース部に収束させるこ
とができる。また、このプラズマは、磁界を印加するこ
とによってシート状に偏平化することもできる。

通常は、ハースに対して横方向に、すなわちベルジャｌ
ｌｌ１に設けたプラズマガンから水平方向に発射させた
プラズマ流を、上向きに置いたハースのほぼ真上で屈曲
させてハース部にその流れを収束させる。この収束によ
って、薄膜形成材料としての蒸発源物質の蒸発とイオン
化とを行う。

この方法、装置による場合には、プラズマガンの汚れが
なく、反応速度が大きく、プラズマが安定ｆヒし、均質
な薄膜を形成することが可能になる。

またプラズマをシート状に変形することにより、広幅の
フィルムなどの幅方向に均一な薄膜を形成しやすくなる
。

この発明は、以上のとおりの圧力勾配型プラズマガンを
用いるイオンプレーティング方法において、さらに効率
的で機能的な方法と、そのための装置を実現したもので
ある。

複数のハースを用い、しがら該複数のハースに磁界を印
加するこの発明の方法と装置は、この発明の発明者によ
って見出されたプラズマ流、低温プラズマの流れの磁界
依存性を利用したものである。すなわち、該プラズマ流
は、磁界によって吸引収束もしくは反発され、この現象
を利用することによって効果的にプラズマ流をｉ＋（＋
　１３０することを可能としたのである。

添付した図面に沿って、この発明の方法と装置をさらに
詳しくコ（と明する。

第１図は、この発明の装置の一例を示したものである。

この第１図に示した例では、真空室（１）はベルジャ（
２）によって気密に保たれている。

真空室（１）は、ベルジャ（２）に設けた真空ｊＪ￥気
系（３）によって排気される。排気した後に、ガス導入
系（４）がら反応性ガス、不活性ガスが導入される。ま
た、ベルジャ（２）の内部には、圧力勾配型プラズマガ
ン（５）および被処理基板（６）の深持手段（７）が設
けられている。

ベルジャ（２）の内部には、蒸発源物質を医持する複数
のハース（８）＜９）（１０）が設けられている。

第２図に示した要部斜視図がらも明らかなように、圧力
勾配型プラズマガン〈５）からのプラズマ流（１１）は
、複数のハース（８）（９）（１０）にそれぞれ分枝し
て収束する。この場合、ハース（８）（９）（１０）に
は、各々のハースに装着された磁界の印加手段（１２）
（１３）（１４）によって磁界が印加されている。Ｓｆ
！の磁界を印加することによって、プラズマを分枝収束
することができる。

この磁界の印加は、電気的手段によってベルジャ（２）
の外部からｖ＋御することができる。この際に、そのホ
；制御は、ハース（８）（９（１０）について、同時に
行うようにしてもよいし、印加手段（１２）（１３）（
１４＞について個別に行ってもよい。

磁界の強さをかえることにより、プラズマの収束の度合
を変更することもできる。また、たとえば一つのハース
（９）に逆磁場の磁界を印加するならば、プラズマは、
ハース（９）には収束せず、ハース（８）（１０）に分
枝収束する。

この分枝収束させたプラズマ流によって蒸発源物質の蒸
発とイオン化とを行う。

もちろん、ハース（８）（９）（１０）には、適宜に抵
抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビーム照射などの蒸発手
段を設けることができる。また、基板には負電圧を印加
し、蒸発イオン化粒子を加速させてもよい。

第３図は、基板として移動フィルムを用い、ハース（１
５）（１６）（１７）を、プラズマガンに対向してフィ
ルムの幅方向に並列して設置した場合の例である。この
場合、プラズマは、シート状プラズマを用いてもよい、
フィルムの幅方向に均質なＮＷＡを形成することができ
る。

また第４図は、移動するフィルムの横方向からのプラズ
マを、フィルムの進行方向に直列に配置したハース（１
８）（１９）（２０＞に分枝収束させている例を示して
いる。

この例においては、蒸発源物質を同一のものとするなら
ば、連続的な薄膜形成が効率化されることになる。また
、別種の物質とするならば、多層膜を形成することがで
きる。しがもこの例の場合には、フィルムの一部分（斜
線部分）のみに薄膜を形成することもできる。

フィルムの上面には冷却手段を設けることちできる。

この発明の方法および装置において、処理対象とする基
板に格別の限定はない、また、薄膜形成物質にら、通常
用いている金属、合金、セラミックス、カーボン、ポリ
マーの任意のものが使用できる。

反応の圧力は、Ｉ　Ｘ　１０−’　〜１０−２Ｔｏｒｒ
　程度の範囲とすることができる。アルゴン、ヘリウム
、水素、酸素、窒素、有機物などの不活性ガスらしくは
反応性ガスの適宜なものが使用できる。

放電電圧は、たとえば５０へ一１００Ｖとし、電流は、
蒸発物質によって適宜に選択する。

ポリエステル、ポリサルフォン、ポリアミド、ポリイミ
ドなどの耐熱性プラスチックフィルムと基板とする場合
には、フィルム幅を１００〜５００鴎、移動速度を６ｍ
／分〜３０ｍ／分程度にまですることができる。

以下、実施例を示し、さらにこの発明の詳細な説明する
。もちろん、この発明は、この実施例に限定されるもの
ではない。

及１月（１）第３図に示した装置を用いて、フィルム幅２００
ＩＩＩＩｌのＰＥＴ　（ポリエチレンテレフタレート）
フィルムに、透明導電性薄膜を形成した。

ペルジャー内に３個のハースを置き、５％Ｓ　ｎ　Ｏ２
含有のｒ’ｒｏを蒸発源物質とした。ハース間の距離は
、約４０Ｍ、４０−とした、ハースとフィルムとの距離
は４０口とした。フィルムの巻取り速度は１６ｍ／分と
した。

放電電圧２５０Δ／７０Ｖ、アルゴン圧カフＸ１０　Ｔ
Ｏｒｒ、酸素圧力９　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの条件とし
た。

ハースには、Ｓ極の磁界を印加しな。

プラズマは、３個のハースに分枝収束した。

膜厚的１２００　で、５５０ｎｉの平行光線透過率８５
％（ＰＥＴブランク８７％）の透明フィルムを得た。フ
ィルムの抵抗値は１００〜１１０Ω／口であった。

（２）第４図に示した装置を用い、上記（１）と同様の
フィルムを用いて、協約５０ｍの透明導電膜を得た。同
じ条件で放電を行った。

膜厚的ｒ５ｏｏＡの薄膜を、約１／２の時間で製造した
。

透過率８３％、抵抗１２０〜１３０Ω／口の薄膜を得た
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の装置の一例を示した
ものである。第３図および第４図は、池の実施例を示し
たものである。図中の番写は次のものを示している。１・・・真空室　　　　　２・・ベルジャ３・・・排気
系　　　　　４・・・ガス導入系５・・・圧力勾配型プ
ラズマガン６・・・基板　　　　　　７・・・保持手段８、　　９
．１０・・・ハース１１・・・プラズマ流１２．１３．１４・・・磁界印加手段１５．１６．１７・・・ハース１８．１９．２０・・・ハース代理人　　弁理士　　西　澤　利　夫第　　１　　図第　　２　　図第　　３　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のハースに磁界を印加し、圧力勾配型プラズ
マガンによって生成させたプラズマを該複数のハースに
分枝収束させて蒸発源物質の蒸発とイオン化を行うこと
を特徴とするイオンプレーティング方法。
（２）複数のハースの磁界印加とその制御を各々個別的
に行う特許請求の範囲第１項記載のイオンプレーティン
グ方法。
（３）プラズマがシートプラズマである特許請求の範囲
第１項または第２項記載のイオンプレーティング方法。
（４）真空室と、排気系と、ガス導入系と、複数のハー
スと、圧力勾配型プラズマガンと、基板の保持および（
または）移動手段とからなるイオンプレーティング装置
において、複数のハースに磁界印加手段を設けて、磁界
の印加とその制御を行うようにしたことを特徴とするイ
オンプレーティング装置。
（５）複数のハースをプラズマガンに対向して並列して
設けた特許請求の範囲第４項記載のイオンプレーティン
グ装置。
（６）ハースへの磁界の印加とその制御を各々個別的に
行うようにした特許請求の範囲第４項または第５項記載
のイオンプレーティング装置。