KR20130014415A - 양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체 - Google Patents

양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체 Download PDF

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토모타케 나시키
요시마사 사카타
히데오 스가와라
켄키치 야구라
아키라 하마다
요시히사 이토
쿠니아키 이시바시
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

단순한 장치 구성을 이용하여 적당하게 가열 처리 등을 시행함으로써, 양면에 진공 성막이 가해진 적층체를 효율적으로 제조할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것 등이다.
롤 모양으로 감긴 장척의 기체를 제 1의 면을 피 성막면으로서 제 1 롤 실로부터 제 2 롤 실로 향하는 방향으로 제 1 롤 실로부터 조출하고, 조출된 기체를 탈가스하고, 탈가스 된 기체의 제 1의 면에 제 1 성막실에 있어서 제 1의 막 재료를 성막하고, 제 1의 막 재료 위에 제 2 성막실에 있어서 제 2의 막 재료를 성막하고, 막 재료가 적층된 기체를 제 2 롤 실에서 롤 모양으로 권취하고, 권취한 기체를 제 1의 면과는 반대측의 제 2의 면을 피 성막면으로 한 방향으로 제 1 롤 실로부터 조출하여, 상기 모든 처리를 반복한다.

Description

양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체{Method for double-side vacuum film formation and laminate obtainable by the method}
본 발명은, 성막 방법, 특히, 장척의 기체(基體)의 양면에 진공 성막을 행할 수 있는 양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체에 관한 것이다.
진공 증착법, 스퍼터링(sputtering) 법, 이온 도금법 등, 각종의 성막 방법이 개발되고 있다. 이러한 성막 방법에 의해 얻어진 적층체는, 예를 들면, 액정 디스플레이나 유기 EL디스플레이 등의 표시장치, 반도체 장치 등의 제조에 폭넓게 이용되고 있다. 적층체는, 이것들 표시장치나 반도체 장치 등의 보호 필름이나, 광학 필터, 반사 방지 필름이라고 하는 각종의 기능성 필름으로서 이용할 수 있다.
최근 몇 년간, 액정 TV나, 휴대 전화, 텔레비전 게임기 등, 이러한 기능성 필름을 이용하는 디바이스 장치의 수요가 급격하게 성장하고 있다. 수요의 성장에 수반해, 기능성 필름을 단기간에 대량으로 생산하는 기술의 개발이 급무가 되고 있다. 이러한 요구에 응하기 위해, 롤 투 롤(roll-to-roll) 기술이 개발되었다. 롤 투 롤 기술은, 롤 모양으로 감긴 장척의 기체를 롤 사이로 반송시켜, 연속 성막을 가능하게 함으로써, 작업의 효율화를 도모하는 것이다.
롤 투 롤 기술을 이용한 성막 방법의 일례가, 특허 4415584호(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 이 성막 방법으로는, 2개의 롤 간에 1개의 회전 드럼을 설치하고, 기판을 운반하는 1개의 회전 드럼에 대하여 복수의 타깃에 의한 연속 성막을 가능하게 하여 작업의 효율화가 도모되고 있다.
특개 2010-236076호(특허 문헌 2)나 특개 평 07-098854호(특허문헌 3)에는, 이 롤 투 롤 기술을 이용하고, 특히, 양면에 성막을 행할 수 있는 성막 방법이 개시되어 있다. 양면 성막을 가능하게 하기 위해, 여기에서는, 2개의 회전 드럼과 이것들 사이에 배치된 1개의 권취 롤이 이용되며, 조출 롤로부터 조출된 롤에, 서로 반대 방향으로 회전중인 2개의 회전 드럼을 통하여 성막을 행한 후에, 권취 롤로 권취가 행해지게 되어 있다.
[특허 문헌 1] 특허 4415584호 [특허 문헌 2] 특개 2010-236076호 [특허 문헌 3] 특개 평 07-098854호
기능성 필름에 요구되는 층 구성은, 그것들 기능성 필름을 적용하는 장치 등마다 다른 것이 있고, 또, 기능성 필름에 요구되는 성능 등에 따라서도 다른 것이 있다. 이 때문에, 단순한 장치 구성을 이용하고, 예를 들면, 양면에 진공 성막이 가해진 층 구성을, 효율적으로, 또는, 염가로 제조할 수 있는 성막 방법의 개발이 소망된다.
그렇지만, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3 등에 개시된 기술에서는, 양면 성막을 행하는 것은 가능해도, 양면 성막을 행할 즈음하여, 탈가스 처리나, 어닐링(annealing) 처리, 성막 처리라고 한 각종의 처리를, 구체적으로 어떻게 시행하고 있는지 분명하지 않고, 또, 이러한 처리를, 다양한 적층체 구조에 따라 유연하게 시행할 수 있는 장치 구성은 되어 있지 않았다. 이 때문에, 예를 들면, 성막이 행해진 후에, 가열 처리 등이 충분히 행해지지 않고, 성막된 막 재료가 완전하게 결정화될 수 없다고 한 문제가 생길 우려가 있다.
또, 이것들 종래의 장치로는, 타깃이 회전 드럼에 대해서 소정의 거리를 두고 고정되어 있고, 이것들 음극 전극에 의해서 지지를 받고 있는 타깃 등에 메인터넌스를 행하기 위해 성막 작업을 중단할 필요가 있으며, 이 결과, 작업 효율이 악화된다고 하는 문제 등도 가지고 있었다.
본 발명은, 이것들 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 구성된 것이며, 롤 투 롤 기술 아래, 단순한 장치 구성을 이용하고, 적당한 위치에서 적당 가열 처리 등을 시행함으로써, 특히 양면 진공 성막의 최적화를 도모하여, 양면에 진공 성막이 시행된 적층체를, 효율적으로, 또는, 염가로 제조할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 예를 들면, 메인터넌스가 필요한 음극 전극을, 필요한 성막 작업을 계속하면서 소정의 성막실로부터 제거할 수 있도록 하고, 성막 작업의 효율화를 도모할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은, 장척의 기체에 연속적으로 진공 성막을 행하는 방법이며, a)롤 모양으로 감긴 장척의 기체를 제 1의 면을 피 성막면으로서 제 1 롤 실로부터 제 2 롤 실로 향하는 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출하는 단계, b)상기 방향으로 조출된 상기 기체를 탈가스하는 단계, c)상기 탈가스된 상기 기체의 상기 제 1의 면에 제 1 성막실에 있어서 제 1의 막 재료를 성막하는 단계, d)상기 기체의 상기 제 1의 면에 성막된 제 1의 막 재료 위에 제 2 성막실에 있어서 제 2의 막 재료를 성막하는 단계, e)상기 기체의 상기 제 1의 면에 있어서 상기 제 1의 막 재료 위에 상기 제 2의 막 재료가 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 롤 모양으로 감는 단계, f)상기 제 2 롤 실에서 권취한 상기 기체를 상기 제 1의 면과는 반대측의 제 2의 면을 피 성막면으로서 상기 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출하는 단계, g)상기 방향으로 조출된 상기 기체를 탈가스하는 단계, h)상기 탈가스된 상기 기체의 상기 제 2의 면에 상기 제 1 성막실에 있어서 상기 제 1의 막 재료를 성막하는 단계, i)상기 기체의 상기 제 2의 면에 성막된 상기 제 1의 막 재료 위에 제 2 성막실에 있어서 상기 제 2의 막 재료를 성막하는 단계, j)상기 기체의 상기 제 1의 면과 상기 제 2의 면의 쌍방에 있어서 상기 제 1의 막 재료 위에 상기 제 2의 막 재료가 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 롤 모양으로 감는 단계를 갖추는 것을 특징으로 하는 성막 방법을 제공한다. 이 구성에 의하면, 1개의 장치로, 상기 기체의 상기 제 1의 면과 상기 제 2의 면에 각각 상기 제 1의 막 재료와 상기 제 2의 막 재료가 이 순서로 적층된 적층체를 효율 좋게 얻을 수 있다. 또한, 상기 제 1의 막 재료는, 투명 도전막이어도 좋고, 또, 상기 제 2의 막 재료는, 구리 또는 구리합금, 혹은, 은 또는 은 합금과 같은 금속이어도 좋다.
상기 성막 방법에 있어서, 상기 기체의 상기 제 1의 면에 상기 제 2의 막 재료와 상기 제 1의 막 재료가 이 순서로 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 권취했을 때, 상기 제 2 롤 실과 상기 제 2 롤 실과 서로 이웃하는 실(室)과의 사이에 설치한 로드 락 기구를 이용하고, 상기 기체의 일부를 상기 로드 락 기구에 연통시키면서 상기 제 2 롤 실과 상기 서로 이웃하는 실과의 사이를 차폐한 상태로, 상기 제 2 롤 실에서 상기 기체의 분리를 행해도 좋다. 이것에 의해, 상기 작업중, 제2 롤 실 이외의 실을 모두 진공으로 유지할 수 있다.
또, 상기 성막 방법에 있어서, 상기 기체를 상기 제 2의 면을 피 성막면으로서 상기 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출할 즈음하여, 상기 제 1 롤 실과 상기 제 1 롤 실과 서로 이웃하는 실과의 사이에 설치한 로드 락 기구를 이용하고, 상기 기체의 일부를 상기 로드 락 기구에 연통시키면서 상기 제 1 롤 실과 상기 서로 이웃하는 실과의 사이를 차폐한 상태로, 상기 제 1 롤 실에서 상기 기체의 상기 제 2의 면을 피 성막면으로서 세트할 수도 있다. 이것에 의해, 상기 작업 중, 제 1 롤 실 이외의 실을 모두 진공으로 유지할 수 있다.
상기 성막 방법에 있어서, 상기 제 1 롤 실로부터 조출된 후이며 상기 제 1의 막 재료가 성막되기 전에, 상기 기체에 플라스마 처리를 행해도 좋다. 이것에 의해, 플라스마 처리의 강화를 도모할 수 있다.
또, 상기 성막 방법에 있어서, 상기 제 1 롤 실로부터 조출된 후이며 상기 제 1의 막 재료가 성막되기 전에, 상기 기체를 가열실에서 탈가스해도 좋고, 또, 상기 제 1 롤 실로부터 조출된 후이며 상기 제 1의 막 재료가 성막되기 전에, 상기 기체를 가열실에서 탈가스해도 좋다. 또한, 상기 제 1 성막실에서, 상기 방향으로 안내중인 상기 기체를 탈가스 할 수도 있다. 이것에 의해, 탈가스 처리의 강화를 도모할 수 있다.
또, 상기 성막 방법에 있어서, 상기 방향으로 조출된 상기 기체에 상기 제 2 성막실에 있어서 상기 제 2의 막 재료를 성막할 즈음하여, 상기 제 1 성막실의 제 1 음극 전극을 상기 제 1 성막실로부터 제거할 수 있다. 이 구성에 의하면, 제 1 성막실에서는, 막 재료의 타깃의 메인터넌스 작업을 행하고, 제 2의 성막실에서는, 계속하여 성막 작업을 행할 수 있기 때문에, 생산 효율을 올릴 수 있다.
또한, 상기 성막 방법에 있어서, 상기 제 2의 막 재료가 성막된 상기 기체에 어닐링(annealing) 처리를 시행해도 좋다. 이것에 의해, 어닐링 처리의 강화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 단순한 장치 구성을 이용하여, 양면에 진공 성막이 가해진 적층체를, 효율적으로, 또는, 염가로 제조할 수 있는 성막 방법이 제공된다.
도 1은, 본 발명에 의한 성막 방법을 실시할 수 있는 성막 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 의한 성막 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명에 의한 성막 방법 하에서 가능한 음극 전극의 배치를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 성막 방법을 실시할 수 있는 다른 장치 구성을 나타내는 도면이다.
첨부 도면을 참조하면서, 본 발명 중 하나인 매우 적합한 실시형태에 대해 이하에 설명한다.
도 1에, 본 성막 방법을 실시할 수 있는 성막 장치(1)의 일례를 나타낸다. 이 성막 장치(1)에는, 예를 들면, 롤 모양으로 감긴 장척의 기체(10)를 수용할 수 있는 제 1 롤 실(W1) 및 제 2 롤 실(W2)과, 이것들 제 1 롤 실(W1)과 제 2 롤 실(W2)의 사이에 설치한 제 1 성막실(41) 및 제 2 성막실(42), 제 1 롤 실(W1)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 제 1 가열실(31), 제 2 성막실(42)과 제 2 롤 실(W2)의 사이에 설치한 제 2 가열실(32), 또한, 제 1 가열실(31)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 플라스마 처리 장치(40)가 포함된다. 장치 구성을 단순화하기 위해, 이러한 요소는 도시한 바와 같이 대략 일직선상에 배치되어 있어도 좋다. 또, 이 장치에는, 본 성막 방법을 실시할 수 있는 요소가 포함되어 있으면 충분하고, 다른 요소가 포함되어 있어도 좋다. 이 점에 대해서는 더 후술한다.
도 1의 장치(1)는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 화학 기상 성장법(CVD) 등, 어느 방법에도 사용할 수 있다. 그중에서도, 스퍼터링법에 의하면, 대면적의 균일 스퍼터링이 가능하고, 또, 연속 생산성이 높으며, 안정성이 양호하고, 치밀한 박막 형성이 가능하다. 또, 스퍼터링법 중에서도, 특히, DC마그네트론 스팩터법에 의하면, 타깃 표면에 자장을 형성하여, 전자를 가두는 것으로 기체의 손상을 억제할 수 있다. 이러한 처리는, 각 실을 진공으로 한 상태에서 행한다.
진공 상태를 효과적으로 유지하기 위해, 장치(1)의 각 실의 사이에는 칸막이(14)가 설치되어 있다. 또, 이러한 각 칸막이(14)에는, 기체(10)를 통과시키는 틈새(13)가 설치되어 있다. 또한, 작업 공간 이외의 실의 진공 상태를 효과적으로 유지하기 위해, 로드 락 기구(13, 13')가 설치되어 있어도 좋다. 로드 락 기구에 대해서는 잘 알려져 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.
본 방법으로 사용되는 기체(10)는, 예를 들면, PET 필름 등의 각종의 수지 필름, 알루미늄 시트 등의 각종 금속 시트와 같은, 성막 가능한 재질로 구성되어 있으면 좋고, 그 재질은 특히 한정되지 않는다. 단, 기체(10)는, 전체적으로 장척 상태이며, 가요성(可撓性)을 가지며, 롤 모양으로 권회 가능한 것으로 한다. 성막을 할 때, 기체(10)는, 복수 배열된 안내 롤(29) 등을 이용하고, 제 1 롤 실(W1)과 제 2 롤 실(W2)의 사이 등을, 제 1 롤 실(W1)로부터 제 2 롤 실(W2)로 향하는 A 방향에, 롤 투 롤 방식으로 반송될 수 있다.
기체(10)를 롤 모양으로 권회하기 위해, 제 1 롤 실(W1)에는 제 1 조출·권취 롤(21)이, 제 2 롤 실(W2)에는 제 2 조출·권취 롤(22)이, 각각 설치되어 있다. 기체(10)를 A 방향으로 반송시킬 때, 제 1 조출·권취 롤(21)은 조출을, 제 2 조출·권취 롤(22)은 권취를 행한다.
제 1 및 제 2 가열실(31, 32)에서는, 기체(10)가 가열되며, 기체(10)에 탈가스 처리나 어닐링 처리가 시행된다. 얻을 수 있는 효과는, 그것들을 설치하는 위치나 장치의 상태에 의해 상위하다. 예를 들면, 제 1 롤 실(W1)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 제 1 가열실(31)에 의하면, 제 1 성막실(41)에 있어서의 성막 전에 기체(10)를 가열하고, 기체(10)를 탈가스할 수 있다. 진공 처리 시 등에는, 기체(10)로부터 수분이 발생하는 일이 있지만, 이 수분은 성막되는 막의 조성에 큰 영향을 줘버린다. 상기의 위치에 가열실(31)을 설치함으로써, 수분을 제거하고, 영향을 저감시킬 수 있다.
또, 제 2 성막실(42)과 제 2 롤 실(W2)의 사이에 제 2 가열실(32)을 설치함으로써, 예를 들면, 제 2 성막실(42)에 있어서 성막이 행해진 기체(10)를 가열하는 것이 가능해지며, 이것에 의해서, 기체(10)에 성막한 막 재료에 어닐링 처리를 가해, 막의 원자 배열을 규칙적으로 늘어선 결정립으로 할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 예를 들면, 제 1 성막실(41)과 제 2 성막실(42)의 사이 등에 가열실을 설치해도 좋다. 단, 가열실은 반드시 필요한 것은 아니라, 예를 들면, 후술하는 성막실의 회전 드럼에 의한 가열 기능 등을 이용하여, 가열실을 설치하지 않고 마찬가지의 효과를 얻을 수도 있다.
플라스마 처리 장치(40)는, 기체(10)를 플라스마 처리하기 위해 사용한다. 플라스마 처리를 시행함으로써, 기체(10)의 표면을 활성화하고, 또, 클리닝할 수 있으며, 이것에 의해서, 그 후의 성막을 보다 효과적으로 행할 수 있다. 가열실과 마찬가지로, 플라스마 처리장치를 설치하는 위치는 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 1 가열실(31)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 플라스마 처리 장치(40)를 이용하면, 제 1의 성막실(41)에 있어서의 성막 전에 기체(10)에 플라스마 처리를 행할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 예를 들면, 제 1 성막실(41)과 제 2 성막실(42)의 사이에 플라스마 처리 장치를 설치할 수도 있다. 단, 플라스마 처리 장치는 반드시 필요한 것은 아니다.
성막실은 적어도 2개 설치되어 있으면 충분하다. 단, 추가의 성막실을 설치해도 좋다. 추가의 성막실을 설치하는 위치는, 제 1 롤 실(W1)과 제 2 롤 실(W2)의 사이라면, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 제 1 가열실(31)과 제 1 성막실(41)의 사이여도 좋다. 또한, 이러한 성막실에서 성막되는 막 재료도 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 구리나 구리합금, 혹은, 은이나 은 합금과 같은 금속이나 투명 도전막이어도 좋다. 은 합금으로서는, 예를 들면, 은(Ag)에 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)를 더한 APC(AgPdCu)라고 불리는 합금이어도 좋다. 이 경우, 은은, APC의 주성분으로서 90원자% 이상 함유되어 있어도 좋다.
제 1 성막실(41)은, 제 1 회전 드럼(51)과 제 1 음극 전극(61)을 갖춘다. 제 1 회전 드럼(51)은, 기체(10)를 적어도 제 1 롤 실(W1)로부터 제 2 롤 실(W2)로 향하는 A 방향으로 운반하도록 회전 자유자재로 되어 있고, 기체(10)는, 그러한 주위를 거쳐, A 방향으로 반송된다. 또한, 제 1 회전 드럼(51)은, 기체(10)를 가열하는 기능을 가지고 있어도 좋다. 제 1 회전 드럼(10)의 가열 기능에 의해서 얻을 수 있는 효과는, 가열실과 마찬가지라고 생각해도 좋다. 따라서, 제 1 회전 드럼(51)에 의해서 가열실의 가열 기능을 대체할 수도 있고, 반대로, 가열실의 가열 기능에 의해서 제 1 회전 드럼(51)에 있어서의 가열 기능을 대체할 수도 있다.
제 1 음극 전극(61)은, 제 1 회전 드럼(51)에 대해 복수 설치되어 있다. 이것들 복수의 제 1 음극 전극(61)은 각각, 소정의 막 재료를 성막하기 위한 타깃을 지지한 상태로, 제 1 회전 드럼(51)에 대향하여 가동 상태로 배치될 수 있다. 성막해야 할 막 재료는, 장치의 사용 상태에 의해서 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들면, 기체(10)가, 제 1 회전 드럼(51)의 주위를 A 방향으로 통하고 있을 때는 제 1의 막 재료 등이라고 해도 좋다. 막 재료는, 장치의 사용 상태에 따라 자유롭게 변경할 수 있다. 제 1 음극 전극(61)을 이용하고, 기체(10)가 제 1 회전 드럼(51)의 주위를 통하는 동안에, 기체(10)에, 소정의 막 재료가 성막된다.
제 2 성막실(42)은, 제 1 성막실(41)과 동일 또는 유사한 구성 및 기능을 가지며, 적어도, 제 2 회전 드럼(52)과 제 2 음극 전극(62)을 갖춘다. 제 2 회전 드럼(52)은, 그 주위를 거쳐, 기체(10)를 적어도 A 방향으로 연속적으로 반송시킬 수 있으며, 또, 기체(10)를 가열할 수도 있다. 제 2 회전 드럼(52)의 주위에는, 복수의 제 2 음극 전극(62)이, 제 2 회전 드럼(52)에 대향하여 배치되어 있고, 제 2 음극 전극(62)에 있어서의 막 재료도, 제 1 음극 전극(61)과 마찬가지로, 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들면, 기체(10)가 제 2 회전 드럼(52)의 주위를 A 방향으로 통하고 있을 때는, 제 2의 막 재료 등이라고 해도 좋다. 막 재료 등은, 장치의 사용 상태에 따라 자유롭게 변경할 수 있다. 제 2 음극 전극(62)을 이용하고, 기체(10)가 제 2 회전 드럼(52)의 주위를 통하는 동안에, 기체(10)에, 소정의 막 재료가 성막되게 된다.
또한, 제 1 회전 드럼(51)이나 제 2 회전 드럼(52)에 있어서의 가열 처리와 성막 처리는, 서로 독립한 기능이다. 따라서, 예를 들면, 제 1 성막실(41)에서는 가열 처리 만을 행하고, 제 2 성막실(42)에서는 성막 처리 만을 행할 수도 있다. 또, 가열 처리가 충분히 행해지도록, 제 1 회전 드럼(51)이나 제 2 회전 드럼(52)의 지름을 비교적 크게 설정하고, 반송 시간을 길게 해도 좋다.
그 다음에, 도 2를 참조하여, 성막 장치(1)를 이용한 본 성막 방법의 일례를 설명한다. 본 성막 방법에서는, 같은 처리가 적어도 2회 반복되지만, 이것들 각 처리에 있어서의 피 성막면은 역방향으로 설정된다. 편의상, 여기에서는, 이러한 각 처리를 제 1 처리, 제 2 처리라고 부른다. 도 2(a)는, 제 1 처리, 좀 더 말하면, 중간 공정을 끝낸 후에 얻을 수 있는 적층체를, 도 2(b)는, 제 2 처리, 좀 더 말하면, 최종 공정을 끝낸 후에 얻을 수 있는 적층체를 나타낸 것이다.
제 1 처리에 있어서, 기체(10)는, 먼저, 한쪽의 면 a(편의상, 여기에서는 「제 1의 면」이라고 부른다)을 피 성막면으로 하고, A 방향에 있어서 제 1 롤 실(W1)로부터 조출된다. 조출된 기체(10)는, 제 1 가열실(31)이나 제 1 성막실(41)의 제 1 회전 드럼(51)의 가열 기능을 이용하여 탈가스된다. 또한, 제 1 가열실(31)에서 탈가스된, 혹은, 제 1 성막실(41)의 제 1 회전 드럼(51)을 이용하여 탈가스 중의, 기체(10)의 제 1의 면(a)에, 제 1 성막실(41)의 제 1 음극 전극(61)을 이용하여, 제 1의 막 재료(10-1)가 성막되며, 더 계속하여, 제 1의 면(a)에 성막된 제 1의 막 재료 위에, 제 2 성막실(42)의 제 2 음극 전극(62)을 이용하여, 제 2의 막 재료(10-2)가 성막되며, 그 후, 제 2 롤 실(W2)에서 권취된다. 이 결과, 도 2(a)에 나타내는 적층체, 즉, 기체(10)의 제 1의 면(a)에 제 1의 막 재료(10-1)와 제 2의 막 재료(10-2)가 이 순서로 적층된 적층체를 얻을 수 있다.
계속하여 제 2 처리에서는, 제 1 처리와 같은 처리가 반복된다. 단, 이 처리를 개시하기 전에, 기체(10)를, 제 1의 면(a)과는 반대측의 제 2의 면(b)이 피 성막면이 되도록, 기체(10)를 제 2 롤 실(W2)로부터 제 1 롤 실(W1)로 교체할 필요가 있다. 먼저, 기체(10)를 제 2 롤 실(W2)로부터 분리한다. 이 작업은, 제 2 롤 실(W2)과 이 제 2 롤 실(W2)과 서로 이웃하는 제 2 가열실(32)과의 사이에 설치한 로드 락 기구(13')에 의해서, 기체(10)의 일부를 로드 락 기구에 연통시키면서 제 2 롤 실(W2)과 제 2 가열실(32)과의 사이를 차폐한 상태에서 행한다. 이것에 의해, 상기 작업중, 제 2 롤 실(W2) 이외의 실을 모두 진공으로 유지할 수 있고, 작업 후에, 다시 전체를 진공 상태로 할 필요가 없어지며, 작업시간을 단축, 작업의 효율화를 도모할 수 있다. 그 후, 기체(10)는, 제 2의 면(b)이 피 성막면이 되도록, 제 1 롤 실(W1)에 세트된다. 이 세트 작업도, 분리 작업과 마찬가지로, 제 1 롤 실(W1)과 이 제 1 롤 실(W1)과 서로 이웃하는 제 1 가열실(31) 등과의 사이에 설치한 로드 락 기구(13)에 의해서, 기체(10)의 일부를 로드 락 기구(13)에 연통시키면서 제 1 롤 실(W1)과 제 1 가열실(31)과의 사이를 차폐한 상태에서 행한다. 따라서, 제 1 롤 실(W1) 이외의 실을 모두 진공으로 유지할 수 있다.
제 2의 면(b)을 피 성막면으로서 제 1 롤 실(W1)에 세트한 후, 기체(10)를, A 방향으로 제 1 롤 실(W1)로부터 조출하고, 제 1 가열실(31)이나 제 1 성막실(41)의 제 1 회전 드럼(51)의 가열 기능을 이용하여 탈가스한다. 또한, 이 탈가스된 기체(10)의 제 2의 면(b)에, 제 1 성막실(41)의 제 1 음극 전극(61)을 이용하고, 제 1의 막 재료(10-1)가 성막되며, 더 계속하여, 제 1의 면(a)에 성막된 제 1의 막 재료 위에, 제 2 성막실(42)의 제 2 음극 전극(62)을 이용하고, 제 2의 막 재료(10-2)가 성막되며, 그 후, 기체(10)는, 제 2 롤 실(W2)에서 감긴다.
이상의 공정에 의해, 도 2(b)에 나타내는 적층체, 즉, 기체(10)의 제 1의 면(a)과 제 2의 면(b)의 각각에 제 1의 막 재료(10-1)와 제 2의 막 재료(10-2)가 이 순서로 적층된 적층체를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 막 재료는 특히 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 제 1의 막 재료(10-1)로서 ITO와 같은 투명 도전막을 이용하고, 또, 제 2의 막 재료(10-2)로서, 구리(Cu) 또는 구리합금, 혹은, 은(Ag) 또는 은 합금(APC 등)과 같은 금속을 이용해도 좋다. 또한, 제 2의 막 재료(10-2)로서 금속이 이용되었을 경우, 이 금속재료에 의해서, 제 2의 막 재료(10-2)인 ITO의 가열을 방해할 수 있게 된다. 따라서, 이 경우에는 특히, 제 1 성막실(41)과 제 2 성막실(42)의 사이에 가열실(도시되어 있지 않다) 등을 설치하는 것, 바꾸어 말하면, 제 1의 막 재료(10-1)가 성막된 후이며 제 2의 막 재료(10-2)가 적층되기 전에, 기체(10)에 어닐링 처리를 가하는 것이 바람직하다. 이러한 가열실에 의해서, ITO를 적절히 가열함으로써, 결정 상태를 적당하게 조정하고, 최적인 상태에서, 비정질 ITO, 혹은, 결정 ITO를 얻을 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서는, 기체(10)의 양면에 적층체를 제조하는 방법을 설명했지만, 양면 혹은 한 면에, 한층 더, 성막 처리를 반복해도 좋은 것은 물론이다.
다음에, 도 3을 참조하여, 이 본 성막 방법 하에서 가능한 음극 전극의 배치에 대해 설명한다. 도 3은, 기체(10)가 성막될 때에 가능한, 제 1 성막실(41)의 제 1 음극 전극(61) 및 제 2 성막실(42)의 제 2 음극 전극(62)의 배치 상태를, 개략 평면도로 나타낸 것이다.
분명한 바와 같이, 제 2 성막실(42)에 있어서 제 2의 막 재료(10-2)를 성막할 때, 제 1 성막실(41)에서는, 제 1 성막실(41)의 제 1 회전 드럼(51)에 의한 가열 처리(탈가스)가 행해지면 충분하고, 제 1 음극 전극(61)을 이용한 성막 처리는 행할 필요가 없다. 따라서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 성막실(41)의 제 1 음극 전극(61)을, 제 1 음극 전극(61)을 지지하는 본체(60)를 이동시키는 것 등에 의해, 제 1 성막실(41)로부터 제거한 상태에서 탈가스 등을 행할 수 있다. 이 결과, 제 1 성막실(41)로부터 제거한 제 1 음극 전극(61)에 대해서는, 교환 등의 메인터넌스를 행할 수 있고, 이러한 메인터넌스 작업 중에도, 제 2 성막실(42)에 있어서, 성막을 계속적으로 행할 수 있으며, 이것에 의해, 기체(10)의 생산 효율을 높일 수 있다. 또한, 제 1 성막실(41)로부터 제 1 음극 전극(61)을 제거하는 것에 의해서 제 1 성막실(41)에 생긴 통로는, 필요하면, 가(假) 뚜껑 등을 이용하여 닫을 수 있다.
또한, 본 성막 방법에 있어서는, 예를 들면, 제 1 가열실(31)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 플라스마 처리 장치(40)를 이용하고, 제 1 롤 실(W1)로부터 조출된 후이며 제 1 성막실(41)에 있어서 제 1의 막 재료(10-1)가 성막되기 전에, 기체(10)에 플라스마 처리를 행할 수 있다. 또, 예를 들면, 제 1 성막실(41)과 제 2 성막실(42)의 사이에 설치한 플라스마 처리 장치(도시되어 있지 않다)를 이용하고, 제 1의 막 재료(10-1)가 성막된 후이며 제 2 성막실(42)에 있어서 제 2의 막 재료(10-2)가 성막되기 전에, 기체(10)에 플라스마 처리를 행할 수도 있다. 이러한 플라스마 처리를 시행함으로써, 그 후의 성막을 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또, 예를 들면, 제 1 롤 실(W1)과 제 1 성막실(41)의 사이에 설치한 제 1 가열실(31)을 이용하고, 제 1 롤 실(W1)로부터 조출된 후이며 제 1 성막실(41)에 있어서 제 1의 막 재료(10-1)가 성막되기 전에, 기체(10)를 탈가스할 수도 있다. 또, 예를 들면, 제 1 성막실(41)의 제 1 회전 드럼(51)에 의한 가열 기능을 이용하고, A 방향으로 안내중인 기체(10)를 탈가스할 수도 있다.
또한, 예를 들면, 제 2 성막실(42)과 제 2 롤 실(W2)의 사이에 설치한 제 2 가열실(32)을 이용하고, 기체(10)의 제 1의 면(a)에 있어서, 또는, 제 1의 면(a) 및 제 2의 면(b)에 있어서, 제 1의 막 재료(10-1)와 제 2의 막 재료(10-2)가 성막 된 기체(10)에 어닐링 처리를 시행할 수 있다.
도 4에, 본 성막 방법을 실시할 수 있는 다른 장치 구성 2를 나타낸다. 도 1과 같은 요소에는, 도 4와 같은 참조 번호를 붙였다. 장치(1)를 구성하는 요소는, 본 성막 방법을 실시할 수 있도록 배치되어 있으면 충분하고, 반드시 도 1의 구성으로 할 필요는 없으며, 예를 들면, 도 4의 구성이라고 해도 좋다.
성막 장치(2)에는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 성막 장치(1)의 제 1 롤 실(W1)이나 제 2 롤 실(W2)에 더해, 한층 더, 제 3 롤 실(W3), 가열실(31)과 제 1 성막실(41)의 사이의 추가의 플라스마 처리 장치(40'), 제 3 롤 실(W3)과 제 2 성막실(42)의 사이의 로드 락(13'), 한층 더, 기체(10)의 경로 변경을 행하기 위한 전환 롤(83, 83')이 포함된다. 단, 장치의 기본 구성, 즉, 롤 실끼리의 사이에 성막실이 적어도 2개 설치되어 있는 점 등은, 성막 장치(1)와 같고, 따라서, 이러한 구성에 의해서, 본 성막 방법을 실시할 수 있다.
편의상, 전환 롤(83')에 의해서 전환을 하는 반송 경로를 제 1 반송 경로라고 부르며, 이것에 대해, 전환 롤(83)에 의해서 전환을 하는 반송 경로를 제 2 반송 경로라고 부른다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 롤 실(W1)로부터 제 2 롤실(W2)로 향하는 제 1의 방향(A)으로 기체(10)가 반송되었을 경우, 기체(10)는, 이러한 반송 경로에 관계없이, 적어도 전환 롤(83)에 이를 때까지는 같은 경로를 따라 이동한다. 그렇지만, 전환 롤(83)에 이른 다음은, 제 1의 반송 경로에 있어서는, 파선으로 나타내는 바와 같이, 전환 롤(83')로 반전되는 것에 의해서, 제 2 성막실(42)을 제 2 롤 실(W2)로부터 제 1 롤 실(W1)로 향하는 제 2의 방향(B)으로 통과하고, 또한, 제 2의 반송 경로에 있어서는, 실선으로 나타내는 바와 같이, 제 2 성막실(42)을 제 1의 방향(A)으로 통과한다. 분명한 바와 같이, 본 성막 방법을 실시할 때에는, 실선으로 나타낸 제 2 반송 경로를 이용한다. 동작의 상세한 것에 대해서는, 위에 설명한 대로이다.
성막실을 2개 설치한 예를 설명했지만, 성막실을 3개 이상으로 했을 경우에도, 물론, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또, 장치 구성의 설명에서도 말한 바와 같이, 가열실이나 플라스마 처리 장치를 적당한 위치에 적당히 설치하고, 본 발명의 성막 방법에 적용할 수도 있다.
본 발명은, 그 기술적 사상에 포함되는, 이것들의 여러 가지 변형 예를 포함한다.
본 발명의 방법은, 여러 가지 종류의 성막 장치에, 폭넓게 이용할 수 있다.
1.　성막 장치 10.　기체
13.　로드 락 14.　칸막이
29.　가이드 롤 31.　가열실
40.　플라스마 처리 장치 41.　제 1 성막실
42.　제 2 성막실 51.　제 1 회전 드럼
52.　제 2 회전 드럼 60.　본체
61. 제 1 음극 전극 83.　전환 롤
W1.　제 1 롤 실 W2.　제 2 롤 실
W3.　제 3 롤 실

Claims (13)

  1. 장척의 기체(基體)에 연속적으로 진공 성막을 행하는 방법이며,
    a)롤 모양으로 감긴 장척의 기체를 제 1의 면을 피 성막면으로서 제 1 롤 실로부터 제 2 롤 실로 향하는 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출하는 단계,
    b)상기 방향으로 조출된 상기 기체를 탈가스하는 단계,
    c)상기 탈가스된 상기 기체의 상기 제 1의 면에 제 1 성막실에 있어서 제 1의 막 재료를 성막하는 단계,
    d)상기 기체의 상기 제 1의 면에 성막된 제 1의 막 재료 위에 제 2 성막실에 있어서 제 2의 막 재료를 성막하는 단계,
    e)상기 기체의 상기 제 1의 면에 있어서 상기 제 1의 막 재료 위에 상기 제 2의 막 재료가 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 롤 모양으로 권취하는 단계,
    f)상기 제 2 롤 실에서 권취한 상기 기체를 상기 제 1의 면과는 반대측의 제 2의 면을 피 성막면으로서 상기 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출하는 단계,
    g)상기 방향으로 조출된 상기 기체를 탈가스하는 단계,
    h)상기 탈가스된 상기 기체의 상기 제 2의 면에 상기 제 1 성막실에 있어서 상기 제 1의 막 재료를 성막하는 단계,
    i)상기 기체의 상기 제 2의 면에 성막된 상기 제 1의 막 재료 위에 제 2 성막실에 있어서 상기 제 2의 막 재료를 성막하는 단계,
    j)상기 기체의 상기 제 1의 면과 상기 제 2의 면의 쌍방에 있어서 상기 제 1의 막 재료 위에 상기 제 2의 막 재료가 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 롤 모양으로 권취하는 단계를 갖추는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기체의 상기 제 1의 면에 상기 제 2의 막 재료와 상기 제 1의 막 재료가 이 순서로 적층된 상기 기체를 상기 제 2 롤 실에서 권취한 후, 상기 제 2 롤 실과 상기 제 2 롤 실과 서로 이웃하는 실(室)과의 사이에 설치한 로드 락 기구를 이용하고, 상기 기체의 일부를 상기 로드 락 기구에 연통시키면서 상기 제 2 롤 실과 상기 서로 이웃하는 실과의 사이를 차폐한 상태로, 상기 제 2 롤 실에서 상기 기체의 분리를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기체를 상기 제 2의 면을 피 성막면으로서 상기 방향으로 상기 제 1 롤 실로부터 조출할 즈음하여, 상기 제 1 롤 실과 상기 제 1 롤 실과 서로 이웃하는 실과의 사이에 설치한 로드 락 기구를 이용하고, 상기 기체의 일부를 상기 로드 락 기구에 연통시키면서 상기 제 1 롤 실과 상기 서로 이웃하는 실과의 사이를 차폐한 상태로, 상기 제 1 롤 실에서 상기 기체의 상기 제 2의 면을 피 성막면으로서 세트하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 롤 실로부터 조출된 후이며 상기 제 1의 막 재료가 성막되기 전에, 상기 기체에 플라스마 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 롤 실로부터 조출된 후이며 상기 제 1의 막 재료가 성막되기 전에, 상기 기체를 가열실에서 탈가스하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 성막실에서, 상기 방향으로 안내중인 상기 기체를 탈가스하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방향으로 조출된 상기 기체에 상기 제 2 성막실에 있어서 상기 제 2의 막 재료를 성막할 즈음하여, 상기 제 1 성막실의 제 1 음극 전극이 상기 제 1 성막실로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2의 막 재료가 성막된 상기 기체에 어닐링(annealing) 처리를 가하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1의 막 재료가 투명 도전막이며, 상기 제 2의 막 재료가 금속인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 금속이 구리 또는 구리합금, 혹은, 은 또는 은 합금인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재한 성막 방법에 의해 얻어진, 상기 기체의 상기 제 1의 면과 상기 제 2의 면에 각각 상기 제 1의 막 재료와 상기 제 2의 막 재료가 이 순서로 적층된 적층체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1의 막 재료가 투명 도전막이며, 상기 제 2의 막 재료가 금속인 것을 특징으로 하는 적층체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 금속이 구리 또는 구리합금, 혹은, 은 또는 은 합금인 것을 특징으로 하는 적층체.
KR20120082382A 2011-07-29 2012-07-27 양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체 KR20130014415A (ko)

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