JPS6350473A

JPS6350473A - 連続多段イオンプレ−テイング装置

Info

Publication number: JPS6350473A
Application number: JP19374786A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nomachi; 野町　▲吉吉▼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: 2013-07-23
Also published as: JP2778955B2

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、連続多段イオンプレーティング装置に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、高品質１
膜を基板表面に連続的に、かつ高速で形成する連続的多
段イオンプレーティング装置に関する。

（背景技術）プラスチック、金属、ガラス、セラミックス等の基板あ
るいは様々な形状の物品の表面に、金属、合金、無機物
、セラミックス、カーボン、あるいは有機ポリマーなと
の薄膜を形成したものは、導電膜、絶縁膜、光学薄膜、
保護膜、電子デバイス、装飾などの多様な用途への応用
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、
真空蒸着装置内に置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。

また、この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技術は気相での薄膜形成
技術として優れたものではあるが、連続的な薄膜形成や
広幅な基板、さらには長尺のフィルムなどの表面に、安
定した高品質薄膜を均一に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残されている。

たとえば、広幅で、長尺のフィルム、またはシートの表
面に薄膜を均一に形成するためには、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、フィルムまたはシート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、ホロカソードの場合には、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、
基板フィルムまたはシート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
、優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、たとえば、長尺で広幅の大面積フィルム
などの場合には、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、この部分のコ
ーティングを行うことや、異なる蒸発源物質を用いて複
合膜、あるいは多層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高品質ｇ
ｌＨＡを連続的、かつ効率的に形成するためのイオンプ
レーティング装置を提供することを目的としている。

さらに詳しくは、この発明は、フィルム、あるいはシー
ト状物などの大面積の高速移動基板に、薄膜を形成する
ための、また、複合膜、多層膜の形成にも有効なイオン
プレーティング装置を提供することを目的としている。

（発明の開示）この発明の装置は、上記の目的を達成するために、分面
した複数の真空室と、該真空室に設けた複数の圧力勾配
型プラズマガンおよび蒸発ハース、さらに基板が連続し
て移動するようにした基板の保持移動手段とからなり、
基板表面に連続的に、かつ高速でｒＩＷＡを形成するよ
うにしたことを特徴としている。

また、この発明の装置においては、圧力勾配型プラズマ
ガンとともに、分面した適宜な真空室にホロカソードま
たは高周波励起型のプラズマ手段を設けて、複合的に薄
膜形成を行えるようにした装置も含まれる。

この発明の装置に用いる圧力勾配型のプラズマガンは、
陰極と陽極との間に中間電極を介在させ、陰極領域をＩ
Ｔｏｒｒ前後に、そして陽極領域を１０　’ＴＯｒｒ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、磁界を引
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、すなわちベルジャ側
壁に設けたプラズマガンが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、プラズマ流をハース部に収束させることなく、
蒸発源物質の蒸発を抵抗加熱等によって行ない、蒸発粒
子をプラズマ流に交差させるようにすることもできる。

この発明の方法、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、プラズマが安定化し、
均質なｆｆｌ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。

また、この発明においては、複数のハースを用い、しか
も該複数のハースに磁界を印加してもよい、この方法、
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制御することを可能としたのであ
る。

添付した図面に沿って、この発明装置を詳しく説明する
。

第１図は、直列式に複数の真空室を設けた装置の例であ
る。この第１図の装置においては、真空室（１）（２）
（３）は直列に配置されている。

各々の真空室（１）（２）（３）は電磁シールド（４）
（５）によって分面している。この電磁シールドによる
分面に代えて、真空室ベルジャを各々別個のものとして
もよい、この場合には、ベルジャの側壁に基板の出入の
ためのスリットを設け、エアーシールドなどによってベ
ルジャを機密に保つことができる。

各々の真空室（１）（２＞（３）には、この第１図の例
の場合には、圧力勾配型のプラズマガン（６）（７）（
８）、蒸発物質の保持・蒸発のためのハース＜９）（１
０）（１１）を設けている。

プラズマガンは、基板の進行方向に対向して、一つまた
は複数設ける。もしくはこのプラズマガンは、基板の進
行方向に沿って、基板の側面に設けてもよい０片側もし
くは、両側に設けることができる。もちろん、一つまた
は複数のガンを設ける。

蒸発ハースは、抵抗加熱、高周波誘導加熱、または電子
ビーム照射による蒸発手段によって加熱、蒸発するよう
にしてもよい。

真空室（１）（２）（３）には、真空室排気手段と不活
性ガスおよび（または）反応性ガスの導入手段を適宜に
設ける。

また、この真空室（１）（２）（３）には、被処理基板
および保持手段とを連続して、または断続的に、真空室
（１）（２＞（３）を順次移動させるための移動手段と
を設ける。

このような装置においては、圧力勾配型プラズマガン（
６）（７）（８）からのプラズマ流は対応する蒸発ハー
スの蒸発源物質の蒸発とイオン化とを行う、この際に、
ハースに磁界を引加してもよい、磁界を引加は、プラズ
マの収束とその蒸発イオン化作用を促進する。

第２図は、基板として長尺のフィルムを用いた場合の装
置の例を示している。この装置においては、基板の保持
および移動の手段は、ガイドロール＜１２＞　（１３）
　（１４）　（１５）　（１６）（１７）（１８）（１
９＞、送り出しロール（２０）巻取りロール（２１）で
ある、この例の場合には、フィルムの上面に冷却手段を
設けることもできる。

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、薄膜形成物質にも、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、ｌ　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もしくは反
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〜ｉ　ｏｏｖ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、ポリサルレフオン、ポリアミド、ポリイ
ミドなどの耐熱性プラスチックを基板とする場合には、
フィルム幅１００〜５００＋ｍ、移動速度６ｍ／分〜３
０ｍ／分でＩＴＯなどの導電性透明膜を５００〜１５０
０Ａの厚さでコーティングすることができる。もちろん
、導電膜に限られることなく、様々な薄膜を効率的に形
成することが可能になる。

また、この発明の装置は、適宜にホロカソードプラズマ
あるいは高周波励起プラズマの手段を併用することがで
きる。薄膜の品質、製造効率等を勘案して組合せを選択
することができる。

真空室は第１図および第２図に示した直列方式に限定さ
れずに、各々の処理域を円周上に設定し、基板の１周す
る間に多段階のイオンプレーティングが行われるように
してもよい、その他の様々な態様がこの発明に包含され
ることはいうまでもない。

また、さらに、プラズマガンバードによる基板の前処理
を適宜に行うことも可能である。

この発明の装置においては、蒸発源物質を各々かえるこ
とにより、多層膜の効率的形成も可能になる。

【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。図中の番号は次のものを示している。１．２．３・・・真空室４．５・・・電磁シールド６．７．８・・・プラズマガン９．１０．１１・・・ハース１２、　１３．　１４．　１５．　１６．　１７゜１８
．１９・・・ガイドロール２０・・・送り出しロール２１・・・巻き取りロール

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分面した複数の真空室と、該真空室に設けた複数
の圧力勾配型プラズマガンおよび蒸発ハース、さらに基
板が連続して移動するようにした基板の保持移動手段と
からなり、基板表面に連続的に、かつ高速で薄膜を形成
するようにしたことを特徴とする連続多段イオンプレー
ティング装置。
（２）圧力勾配型プラズマガンとともに、ホロカソード
および（または）高周波励起プラズマを用いた特許請求
の範囲第１項記載の連続多段イオンプレーティング装置
。