KR20130043595A - Vacuum film forming method and vacuum film forming apparatus - Google Patents

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더 재팬 스틸 워크스 엘티디
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Abstract

PURPOSE: A vacuum layer forming method and a vacuum layer forming device are provided to form polymeric film without movement of a work holder and a target material. CONSTITUTION: A layer forming processing object is mounted on a work holder(10) of a layer forming chamber(2). The layer forming chamber is decompressed, and a second target material(17) is saved. Voltage is applied between a first target material(16) and the work holder, and a thin film is formed on a surface of the layer forming processing object with the first target material. The layer forming chamber is overlapped in a direction in which the first target material and the second target material included in magnetron electrode(15) face the work holder.

Description

진공 성막 방법 및 진공 성막 장치{VACUUM FILM FORMING METHOD AND VACUUM FILM FORMING APPARATUS}Vacuum film forming method and vacuum film forming apparatus {VACUUM FILM FORMING METHOD AND VACUUM FILM FORMING APPARATUS}

본 발명은, 사출 성형된 성막용 피가공물(workpiece)을 성막 챔버에 반입하여 성막하는 진공 성막 방법 및 진공 성막 장치에 관한 것이고, 한정하지는 않지만, 특히 연속하여 중합막도 형성할 수 있는 진공 성막 방법 및 진공 성막 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum film forming method and a vacuum film forming apparatus for carrying out an injection molded film-forming workpiece into a film forming chamber and forming a film, but not limited thereto, and particularly, a vacuum film forming method capable of continuously forming a polymer film. And a vacuum film forming apparatus.

성막용 피가공물의 표면 일부에 0.01~수㎛ 체계(order)의 박막을 구비하는 제품으로서, 예를 들면 자동차에 장착되는 프런트 램프를 들 수 있다. 이 프런트 램프는 증착 장치, 스퍼터링 장치, 혹은 CVD 성막 장치에 의해 제조되지만, 이와 같은 진공 성막 장치는 자기 디스크의 생성, CD/DVD의 기록면의 금속막의 생성, 액정 표시 장치의 투명 전극의 생성, 광촉매막의 생성에도 적용되고 있다. 이와 같은 박막을 구비하는 제품은, 사출 성형에 의해 성막용 피가공물이 성형되고, 그리고 진공 상태의 성막 챔버에 세팅되고, 이어서 후술하는 바와 같은 성막 요소에 의해 박막이 형성되고 있다. 또한, 기판 상의 유기 발광층을 보호하는 보호막도 동일한 진공 성막 장치에 의해 형성되고 있다.As a product which has a thin film of 0.01-several micrometers order on a part of surface of the to-be-processed object for film-forming, the front lamp attached to an automobile is mentioned, for example. This front lamp is manufactured by a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, or a CVD film forming apparatus, but such a vacuum film forming apparatus generates a magnetic disk, a metal film on a recording surface of a CD / DVD, a transparent electrode of a liquid crystal display device, a photocatalyst. It is also applied to the production of a film. In the product having such a thin film, a workpiece for film formation is formed by injection molding, and is set in a film formation chamber in a vacuum state, and then a thin film is formed by a film forming element as described later. Moreover, the protective film which protects the organic light emitting layer on a board | substrate is also formed by the same vacuum film-forming apparatus.

이와 같은 성막용 피가공물의 표면에 박막을 형성하는 증착 방법 혹은 성막 방법은, 드라이 코팅법으로서 종래 주지이고, 예를 들면 성막용 피가공물의 표면과 타겟 재료를 마주보게 해놓고, 수Pa~수10Pa 정도의 아르곤 가스 분위기 중에서 타겟 재료에 300~수kV의 음전압을 인가하고, 그리고 방전시켜 박막을 형성하는 스퍼터링법, 진공실 중에서 전자총으로부터 발생하는 전자빔을 타겟 재료에 조사하여 가열 증발시켜 성막용 피가공물의 표면에 성막하는 전자빔 증착법, 기판에 300~수kV의 음전압을 인가하고 수Pa의 아르곤 가스의 압력하에서 진공 증착하는 이온 플래팅법, 플라스마 성막 방법 등이 알려져 있고, 또한, 화학 증착법도 알려져 있다.A vapor deposition method or a film formation method for forming a thin film on the surface of a film-forming workpiece is conventionally known as a dry coating method. For example, the surface and the target material of the film-forming workpiece are faced to each other and can be several Pa to 10 Pa. A sputtering method of applying a negative voltage of 300 to several kV to a target material in an argon gas atmosphere at a degree, and discharging to form a thin film. The electron beam deposition method for depositing a film on the surface of a film, the ion plating method for applying a negative voltage of 300 to several kV to a substrate and vacuum deposition under a pressure of several Pa of argon gas, the plasma deposition method, etc. are also known, and the chemical vapor deposition method is also known. .

상기와 같이 하여 박막을 형성하고, 그 위에 겹쳐진 형태의 막, 즉 중합막을 연속하여 형성하는 성막 방법도 알려져 있다. 이 종래 주지의 성막 방법은, 사출 성형된 성막용 피가공물을 저진공 상태의 전실(前室)에 반입하는 공정, 고진공 상태의 스퍼터링실에 이송하여 박막을 성막하는 공정, 이어서 중간 진공(medium vacuum) 상태의 중합실에 옮겨 중합막을 적층하는 형태로 형성하는 공정, 그리고 저진공 상태의 취출실을 거쳐 제품으로서 취출하는 공정 등으로 이루어져 있다. 이와 같은 많은 공정을 실시하는 실은, 전실, 스퍼터링실, 중합실, 취출실 등으로 이루어지고, 장치 전체가 대형화되어 원가가 높은 단점이 있다. 또한, 전체 실의 용적이 크기 때문에, 진공 펌핑(vacuum pumping)에 시간이 걸리고, 소비 에너지도 증가하여 운용 비용도 상승하는 문제도 있다.A film formation method is also known in which a thin film is formed as described above and a film in a superimposed form, that is, a polymer film is continuously formed. This conventional well-known film formation method is a process of carrying in the injection-molded film-forming workpiece into the front chamber of a low vacuum state, transferring to the sputtering chamber of a high vacuum state, and forming a thin film, followed by a medium vacuum. It transfers to the polymerization chamber of the state of a state), and forms a polymer film in the form of lamination | stacking, and the process of taking out as a product through the extraction chamber of a low vacuum state, etc. is comprised. The chamber which performs many such processes consists of a front chamber, a sputtering chamber, a polymerization chamber, a blowout chamber, etc., The whole apparatus becomes large, and there exists a disadvantage that a cost is high. In addition, since the volume of the entire chamber is large, vacuum pumping takes time, energy consumption increases, and operation costs also increase.

또한, 상기 드라이 코팅법에 의해 박막을 성형할 때, 성막용 피가공물, 성막 챔버 등에 수분이 존재하면, 막의 생성, 특히 성막용 피가공물의 표면에 대한 박막의 밀착성이 손상된다. 여기서, 성막용 피가공물을 성막 챔버에 반입하고 나서 실질적인 성막 동작에 들어가기 전에, 성막 챔버 내를 1×10-3Pa 정도의 고진공으로 하여 수분을 제거하는 전처리가 이루어지고 있다. 이와 같은 전처리를 위해 소비 에너지는 증가하고, 성막에 오랜 시간이 걸려 비용이 상승하고 있다.Further, when the thin film is formed by the dry coating method, if moisture is present in the film forming work, the film forming chamber, or the like, the film formation, in particular, the adhesion of the film to the surface of the film forming work is impaired. Here, pretreatment is carried out to remove moisture by bringing the workpiece for film formation into the film formation chamber and before entering the film formation chamber into a high vacuum of about 1 × 10 −3 Pa. For this pretreatment, energy consumption is increased, and the cost is rising due to the long time required for film formation.

특허문헌 1(일본 공개특허공보 2011-58048호)에는, 성막 챔버 내에 성막용 타겟과 중합막용 타겟인 2개의 타겟을 구비한 성막 장치가 도시되어 있다. 이들의 타겟에는 셔터가 각각 마련되고, 가로로 일렬로 배치되어 있다. 성막용 타겟과, 중합막용 타겟에 대응되도록 마련되어 있는 성막용 피가공물의 지지부는, 이들의 타겟 사이를 이동하도록 되어 있다. 또한, 상기 특허문헌 1에는 성형기로부터 취출된 성막용 피가공물을, 예를 들면 온풍에 의해 40℃ 이상으로 보온하면서 진공 성막용 챔버에 옮겨 탑재하고, 그리고 감압하고나서 성막하는 진공 성막 방법이 개시되어 있다.Patent Document 1 (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-58048) shows a film forming apparatus including two targets, which are a film forming target and a polymer film target, in a film forming chamber. These targets are provided with shutters, respectively, and are arranged horizontally in a row. The support part of the film-forming target body provided so that it may correspond to the film-forming target and the polymeric film target is made to move between these targets. Moreover, the said patent document 1 discloses the vacuum film-forming method which transfers and mounts the to-be-processed film taking-out from the molding machine to the vacuum film-forming chamber, keeping warm at 40 degreeC or more, for example by warm air, and forms a film after pressure-reducing. have.

일본 공개특허공보 2011-58048호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-58048

특허문헌 1에 개시되어 있는 진공 성막 방법 혹은 성막 장치는, 1개의 성막 챔버 내에 성막용과 중합막용의 2개 타겟 전극이 마련되어 있기 때문에, 종래의 2개의 성막 챔버로 이루어지는 주지의 장치에 비해, 콤팩트해져 원가나 운용 비용도 어느 정도는 줄었다. 하지만, 개량해야하는 여지도 존재한다. 예를 들면, 2개의 타겟 전극이 가로로 일렬로 배치되어 있기 때문에, 횡 방향으로 길고 성막 장치 본체는 딱히 콤팩트하게 되어 있지 않다. 또한, 성막 장치가 크기 때문에, 즉 성막 챔버의 용적이 크기 때문에, 배기용 진공 펌프 등의 용량은 크고, 배기 시간도 길고, 원가나 운용 비용 모두 높다.Since the vacuum film forming method or the film forming apparatus disclosed in Patent Document 1 is provided with two target electrodes for film forming and a polymerized film in one film forming chamber, the vacuum film forming method or the film forming apparatus is more compact than a known device comprising two conventional film forming chambers. Cost and operating costs have also been reduced to some extent. However, there is room for improvement. For example, since two target electrodes are arrange | positioned in a row in a horizontal direction, it is long in a horizontal direction and the film-forming apparatus main body is not exactly compact. In addition, since the film forming apparatus is large, that is, the volume of the film forming chamber is large, the capacity of the vacuum pump for exhaust is large, the exhaust time is long, and both the cost and the operating cost are high.

또한, 특허문헌 1에 기재된 성막용 피가공물은, 보온되어 있기 때문에, 어느 정도의 수분 제거는 기대할 수 있지만, 가온 유지는 다음과 같은 이유로부터 각별한 의미가 없는 낭비적인 처리라고 할 수 있다. 일반적으로, 사출 성형된 성형품, 즉 성막용 피가공물은 실온보다 높은 상태로 금형으로부터 취출되는데, 이와 같이 실온보다 높은 상태에서는 성막용 피가공물로부터 방출되는 가스에 지배되어 수분의 흡장(吸藏)은 있을 수 없다. 더 설명하면, 일반적으로 수지 성형품은 성형 후, 상온에 도달하고나서 방출 가스와 수분 흡장의 균형 상태를 유지하면서 약 4시간에 안정되는 것으로 알려져 있다. 소정 시간 내에 성막 장치 본체 내에 반입하면, 온도 저하는 작고, 수분의 문제는 없음에도, 온풍을 불어 40℃ 이상으로 유지하고 있기 때문에, 에너지를 낭비하고 있다.Moreover, since the to-be-processed object for film-forming of patent document 1 is insulated, the water removal to some extent can be expected, but it can be said that the heat-retaining process is a wasteful process which has no particular meaning from the following reasons. In general, an injection-molded molded article, that is, a workpiece for film formation is taken out from a mold at a temperature higher than room temperature. In this state, the occlusion of moisture is controlled by a gas emitted from the workpiece for deposition. There can be no. In more detail, it is generally known that a resin molded article is stabilized at about 4 hours after reaching a normal temperature after molding, while maintaining a balanced state of emission gas and moisture occlusion. When brought into the film-forming apparatus main body within a predetermined time, since the temperature fall is small and there is no problem of moisture, since the warm air is blown and maintained at 40 degreeC or more, energy is wasted.

또한, 챔버 내를 급격히 감압하면 단열 감압에 의해 챔버 내의 온도는 급강하한다. 그 결과, 챔버의 내벽에 결로가 발생한다. 이와 같은 현상에 대한 대책도 각별히 마련되어 있지 않기 때문에, 결로수를 배제하고나서 성막 동작에 들어가야 하고, 성막에 시간이 걸린다. 서서히 감압하면, 결로는 피할 수 있어도 배기에 시간이 걸리기 때문에 결과적으로는 성막 시간이 길어진다.In addition, if the inside of the chamber is rapidly depressurized, the temperature in the chamber drops rapidly by the adiabatic depressurization. As a result, condensation occurs on the inner wall of the chamber. Since there is no special countermeasure for such a phenomenon, the film forming operation must be started after the condensation water is removed, and the film forming takes time. If the pressure is gradually reduced, dew condensation takes time even if it can be avoided, and consequently, the film formation time becomes long.

따라서, 본 발명은 단일층으로 이루어지는 박막은 물론, 그 박막에 적층 된 형태의 중합막도 저렴한 설비 비용으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 낮은 운용 비용으로 형성할 수 있는 진공 성막 방법 및 이 방법의 실시에 사용되는 진공 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is not only capable of forming a thin film composed of a single layer, but also a polymer film laminated on the thin film at a low installation cost, and furthermore, a vacuum film forming method and a method for forming the film at low operating costs. An object of the present invention is to provide a vacuum film forming apparatus used in the practice.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 성막용 피가공물은 사출 성형에 의해 성형한다. 이 사출 성형에는, 종래 주지와 같이, 고정측 금형과 가동측 금형을 적용한다. 금형으로부터 취출한 성막용 피가공물은 성막 챔버에 반입하고, 그리고 성막한다. 이때, 성막용 피가공물을 취출하여 성막 챔버에 반입할 때의 외기 온도, 혹은 공장 내의 실온은 하기(夏期)의 고온시에도 거의 30~35℃ 이하이다. 한편, 금형으로부터 취출된 성막용 피가공물의 온도는, 실온보다 훨씬 높고, 예를 들면 80℃ 정도이다. 따라서, 성막용 피가공물은, 그 표면으로부터 방출되는 가스에 지배되어, 성막용 피가공물이 수분을 흡장하지 않는다. 또한, 수지제의 성막용 피가공물은 열의 불량 도체이기 때문에 급격한 온도 강하는 없다. 여기서, 본 발명에서는 금형으로부터 취출한 성막용 피가공물은, 가온 등의 온도 처리를 각별히 하지 않고, 성막 챔버에 반입한다. 이때, 성막 챔버 내는 성막용 피가공물을 취출했을 때의, 거의 금형 온도, 즉 성막용 피가공물이 재용융하지 않는 정도의 약 80℃로 온도 조절하여, 성막 챔버 내의 수분을 제거해 놓는다. 수분이 제거되어 있기 때문에 급속 감압하여 성막 시간을 단축할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention molds the workpiece for film formation by injection molding. As this conventional injection molding, a fixed side mold and a movable side mold are applied as known in the art. The film-forming workpiece taken out of the mold is carried in a film forming chamber and formed into a film. At this time, the outside air temperature at the time of taking out the to-be-processed object for film-forming, and carrying it into a film-forming chamber, or room temperature in a factory is nearly 30-35 degreeC or less even at the time of following high temperature. On the other hand, the temperature of the workpiece for film formation taken out from the mold is much higher than room temperature, for example, about 80 ° C. Therefore, the workpiece for film formation is controlled by the gas emitted from the surface thereof, and the workpiece for film formation does not occlude moisture. In addition, since the resin-formed workpiece is a poor conductor of heat, there is no sudden drop in temperature. Here, in this invention, the to-be-processed object for film-forming taken out from the metal mold | die is carried in into a film-forming chamber, without performing temperature processing, such as heating. At this time, the film formation chamber is temperature-controlled at about 80 degreeC of the mold temperature at which the film-forming workpiece is taken out, ie, the film-forming workpiece does not remelt, and removes the water in the film-forming chamber. Since moisture is removed, the film formation time can be shortened by rapid pressure reduction.

감압하는 것은 물론, 불활성 가스 혹은 모노머를 도입할 수도 있는 성막 챔버 내에는, 성막용 피가공물이 탑재되는 워크 홀더와, 이 워크 홀더를 마주보고 타겟 재료가 필요에 따라 겹쳐져 장착되는 마그네트론 전극이 마련된다. 즉, 마그네트론 전극에는, 제1 타겟 재료가 마련되고, 이 제1 타겟 재료에 겹쳐지도록 하여 제2 타겟 재료가 마련된다. 이 제2 타겟 재료는, 제1 타겟 재료를 덮어서 커버하는 위치와, 개방하는 퇴피 위치를 취하도록 구성된다.In the film formation chamber in which the inert gas or the monomer can be introduced, as well as the pressure reduction, a work holder on which the film-forming workpiece is mounted, and a magnetron electrode facing the work holder with the target material superimposed as necessary are provided. . That is, a magnetron electrode is provided with the 1st target material, and the 2nd target material is provided so that it may overlap with this 1st target material. The second target material is configured to take a position to cover and cover the first target material and a retracted position to open.

이와 같은 성막 챔버 내에 성막용 피가공물을 반입하고, 그리고 워크 홀더와 마그네트론 전극에 마련되어 있는 제1, 2 타겟 재료의 사이에 직류 전압(DC)과 고주파 전압(RF)을 선택적으로 인가하여 성막 피가공물 상에 박막을 형성하고, 또한, 박막 상에 중합막을 성형한다.The workpiece to be deposited is brought into the film formation chamber, and a direct current voltage (DC) and a high frequency voltage (RF) are selectively applied between the first and second target materials provided on the work holder and the magnetron electrode to form the workpiece. A thin film is formed on it, and a polymeric film is shape | molded on a thin film.

즉, 청구항 1에 기재된 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 사출 성형된 성막용 피가공물을, 마그네트론 전극에 마련되어 있는 제1, 2 타겟 재료가 워크 홀더를 마주보는 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있는 성막 챔버의, 상기 워크 홀더 상에 장착하고, 상기 성막 챔버 내를 감압하고, 상기 제2 타겟 재료를 퇴피시키고, 상기 제1 타겟 재료와 상기 워크 홀더 사이에 전압을 인가하여, 상기 제1 타겟 재료에 의해, 상기 성막용 피가공물의 표면에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.That is, in order to achieve the said objective, invention of Claim 1 forms the film-formed object to which the 1st, 2nd target material provided in the magnetron electrode is overlapped in the direction which faces a work holder, for the injection-molded film forming workpiece. A chamber, mounted on the work holder, depressurizing the inside of the deposition chamber, evacuating the second target material, and applying a voltage between the first target material and the work holder to apply the voltage to the first target material. It is comprised as a vacuum film-forming method by forming a thin film on the surface of the to-be-processed film forming object.

청구항 2에 기재된 발명은, 사출 성형된 성막용 피가공물을, 마그네트론 전극에 마련되어 있는 제1, 2 타겟 재료가 워크 홀더를 마주보는 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있는 성막 챔버의, 상기 워크 홀더 상에 장착하고, 상기 성막 챔버 내를 감압하고, 상기 제2 타겟 재료에 의해 상기 제1 타겟 재료를 덮고, 상기 제2 타겟 재료와 상기 워크 홀더 사이에 전압을 인가하여, 상기 제2 타겟 재료에 의해, 상기 성막용 피가공물의 표면에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.Invention of Claim 2 attaches the workpiece for injection-molded film-forming on the said work holder of the film-forming chamber arrange | positioned so that the 1st, 2nd target material provided in the magnetron electrode may overlap in the direction facing a work holder. And depressurize the inside of the film formation chamber, cover the first target material with the second target material, apply a voltage between the second target material and the work holder, and, with the second target material, It is comprised as a vacuum film-forming method characterized by forming a thin film on the surface of the to-be-processed object for film-forming.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 방법에 의해 박막을 형성하고, 이어서 상기 성막 챔버 내에 중합용 모노머를 도입하고, 상기 제1 타겟 재료를 상기 제2 타겟 재료로 덮고, 상기 제2 타겟 재료와 상기 워크 홀더 사이에 전압을 인가하여, 상기 박막 상에 적층하는 형태로 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.Invention of Claim 3 forms a thin film by the method of Claim 1, then introduce | transduces a polymerization monomer into the said film-forming chamber, covers the said 1st target material with the said 2nd target material, and makes the said 2nd target material And a voltage is applied between the workpiece holder and the work holder to form a polymerized film in the form of being laminated on the thin film.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 방법에 의해 박막을 형성하고, 이어서 상기 성막 챔버 내에 중합용 모노머를 도입하고, 상기 제1 타겟 재료 또는 상기 제2 타겟 재료와 상기 워크 홀더 사이에 전압을 인가하여, 상기 박막 상에 적층하는 형태로 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.Invention of Claim 4 forms a thin film by the method of Claim 1 or 2, and then introduce | transduces a polymerization monomer into the said film-forming chamber, and between the said 1st target material or the said 2nd target material, and the said work holder It is comprised as a vacuum film-forming method characterized by forming a polymeric film in the form of lamination | stacking on the said thin film by applying a voltage.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중의 어느 하나에 기재된 방법에 있어서, 상기 타겟 재료에 고주파를 인가하여 상기 타겟 재료의 표면에 부착된 절연물을 제거하고, 박막 혹은 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.In the method according to any one of claims 1 to 4, the method according to any one of claims 1 to 4, wherein a high frequency is applied to the target material to remove the insulator adhered to the surface of the target material to form a thin film or a polymer film. It is comprised as a vacuum film-forming method.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 5 중의 어느 하나에 기재된 방법에 있어서, 사출 성형용 금형으로부터 취출된 성막용 피가공물을, 실온 이하로 되기 전에, 상기 성막용 피가공물을 취출한 상기 금형의 온도와 근접하게 온도 조절되어 있는 성막 챔버 내에 반입하여 박막 혹은 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법으로서 구성된다.In the method according to any one of claims 1 to 5, the method according to any one of claims 1 to 5, wherein the workpiece for film formation taken out from the metal mold for injection molding before the temperature is below room temperature. It is comprised as a vacuum film-forming method characterized by carrying in into the film-forming chamber which is temperature-controlled close to temperature, and forming a thin film or a polymerized film.

청구항 7에 기재된 발명은, 목적으로 하는 분위기로 제어되는 성막 챔버 내에, 성막용 피가공물이 탑재되는 워크 홀더와, 타겟 재료를 장착 가능한 마그네트론 전극이 마련되어 있는 성막 장치이고, 상기 마그네트론 전극에는, 제1 타겟 재료가 마련되고, 그 위에 겹쳐지도록 하여 제2 타겟 재료가 마련되도록 되어 있고, 상기 제2 타겟 재료는 상기 제1 타겟 재료를 커버하는 위치와, 개방하는 위치인 두 위치를 취할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치로서 구성된다.Invention of Claim 7 is a film-forming apparatus provided with the workpiece holder in which the to-be-processed workpiece is mounted, and the magnetron electrode which can mount a target material in the film-forming chamber controlled by the target atmosphere, The said magnetron electrode is a 1st film forming apparatus. A target material is provided, and a second target material is provided such that it is superimposed thereon, and the second target material is capable of taking two positions, a position covering the first target material and an opening position. It is comprised as a vacuum film-forming apparatus characterized by the above-mentioned.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 7에 기재된 장치에 있어서, 상기 워크 홀더와 제1, 2 타겟 재료 사이에는, 직류 전압과 고주파 전압이 선택적으로 인가되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치로서 구성된다.Invention of Claim 8 WHEREIN: The apparatus of Claim 7 WHEREIN: It is comprised as a vacuum film-forming apparatus characterized by selectively applying a DC voltage and a high frequency voltage between the said work holder and a 1st, 2nd target material. .

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 7 또는 8에 기재된 장치에 있어서, 상기 제2 타겟 재료는 2장의 판상의 전극으로 이루어지고, 좌우 대칭으로 개폐 구동되어 상기 제1 타겟 재료를 커버하거나 개방하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치로서 구성된다.The invention according to claim 9 is the device according to claim 7 or 8, wherein the second target material is composed of two sheets of plate-shaped electrodes, and is symmetrically driven to open and close to cover or open the first target material. It is comprised as a vacuum film-forming apparatus characterized by the above-mentioned.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 7 내지 9 중의 어느 하나에 기재된 장치에 있어서, 상기 성막 챔버에는, 2개의 불활성 가스 도입구와 2개의 배기구가 마련되고, 상기 1개의 불활성 가스 도입구와 1개의 배기구는, 상기 타겟 전극의 배면측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치로서 구성된다.In the invention according to claim 10, in the apparatus according to any one of claims 7 to 9, two inert gas inlets and two exhaust ports are provided in the film forming chamber, and the one inert gas inlet and one exhaust port are It is comprised as the vacuum film-forming apparatus provided in the back side of the said target electrode.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 소정의 분위기로 제어되는 성막 챔버 내에, 성막용 피가공물이 탑재되는 워크 홀더와, 타겟 재료를 장착 가능한 마그네트론 전극이 마련되고, 마그네트론 전극에는, 제1 타겟 재료가 마련되고, 그 위에 겹쳐지도록 하여 제2 타겟 재료가 마련되도록 되어 있고, 제2 타겟 재료는 제1 타겟 재료를 커버하는 위치와 개방하는 위치인 두 위치를 취할 수 있기 때문에, 즉 제1, 2의 2개의 타겟 재료를 구비하고 있는데, 이들의 타겟 재료가 워크 홀더를 마주보도록 겹쳐져 마련되어 있기 때문에, 워크 홀더에 대해 횡 방향으로 배열되어 마련되어 있는 종래의 장치에 비해 콤팩트하게 되어 있다. 이에 의해, 성막 챔버의 용적은 작아지고, 용량이 작은 배기 펌프를 적용할 수 있다. 따라서, 염가의 진공 성막 장치를 제공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 성막 챔버의 용적이 작기 때문에, 에너지 절약적으로 단시간에 소정의 압력으로 감압할 수 있다. 따라서, 낮은 운용 비용으로 청구항 1, 2에 기재된 방법에 의해 박막을 형성할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a work holder on which a film-forming workpiece is mounted and a magnetron electrode on which a target material can be mounted are provided in the film formation chamber controlled in a predetermined atmosphere, and the first target material is provided on the magnetron electrode. The second target material is provided so that the second target material can be provided, and the second target material can take two positions, i.e., a position covering the first target material and an opening position, i.e. Although two target materials are provided, since these target materials are overlapped so as to face a work holder, they are compact compared with the conventional apparatus provided arrange | positioned laterally with respect to a work holder. Thereby, the volume of a film-forming chamber becomes small and an exhaust pump with a small capacity can be applied. Therefore, the effect which can provide an inexpensive vacuum film forming apparatus can be obtained. In addition, since the volume of the film forming chamber is small, the pressure can be reduced to a predetermined pressure in a short time in an energy saving manner. Therefore, the effect which can form a thin film by the method of Claims 1 and 2 at low operating cost is also acquired.

또한, 본 발명에 의하면, 제2 타겟 재료는 제1 타겟 재료를 커버하는 위치와, 개방하는 위치인 두 위치를 취할 수 있도록 구동 가능하게 마련되어 있기 때문에, 제1, 2 타겟 재료를 적절히 나누어 사용하여 성막용 피가공물의 표면에 박막을 형성하는 것은 물론, 이 박막 상에 적층하는 형태로 청구항 3에 기재된 방법에 의해 중합막을 형성할 수도 있다. 이때 중합막을, 타겟 재료는 물론 워크 홀더도 이동시키지 않고 형성할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the second target material is provided so as to be able to take two positions, the position covering the first target material and the opening position, the first and second target materials are appropriately divided and used. Not only can a thin film be formed on the surface of the to-be-processed film, but a polymer film can also be formed by the method of Claim 3 in the form of laminating | stacking on this thin film. At this time, a polymer film can be formed without moving a workpiece holder as well as a target material.

다른 발명에 의하면, 성막 챔버 내가 성막용 피가공물을 취출한 금형의 온도와 근접하게 온도 조절되어 있기 때문에, 성막 챔버 내의 수분은 제거되어 있다. 따라서, 성막 피가공물을 성막 챔버에 반입하여 급속히 감압하여 박막을 형성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to another invention, since the temperature of the film forming chamber is controlled to be close to the temperature of the mold from which the workpiece for film formation is taken out, water in the film forming chamber is removed. Therefore, the film-forming workpiece can be carried into the film forming chamber to rapidly reduce the pressure to form a thin film.

또한, 다른 발명에 의하면, 2개 중의, 1개의 불활성 가스 도입구와 1개의 배기구가, 타겟 전극의 배면측에 마련되어 있기 때문에, 타겟 전극의 배면측과 같은 좁은 공간에도 불활성 가스를 용이하게 단시간에 도입할 수 있고, 또한, 완전히 배출할 수 있기 때문에, 짧은 형성 사이클로 고품질의 박막을 형성할 수 있다.According to another invention, since one inert gas inlet and one exhaust port are provided on the back side of the target electrode, the inert gas can be easily introduced into a narrow space such as the back side of the target electrode in a short time. In addition, since it can discharge | release completely, it can form a high quality thin film with a short formation cycle.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 진공 성막 장치의 모식적인 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing of the vacuum film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention.

이하, 본 발명의 진공 성막 장치의 실시형태를 도 1을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 진공 성막 장치는, 개략적으로는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 성막 챔버(2)로 이루어지는 성막 장치 본체(1)와, 성막용 피가공물을 사출 성형하는 성형기와, 성형기에서 성형되는 성막용 피가공물을 성막 챔버(2)에 반송하는 이송 장치로 이루어져 있다. 그러나, 성형기나 이송 장치 모두 종래 주지의 형태로 실시할 수 있기 때문에, 도 1에는 도시되어 있지 않다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the vacuum film-forming apparatus of this invention is described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the vacuum film forming apparatus according to the present embodiment includes a film forming apparatus main body 1 including a film forming chamber 2, a molding machine for injection molding a workpiece for film forming, and a molding machine. It consists of a conveying apparatus which conveys the to-be-processed workpiece for shaping | molding to the film-forming chamber 2. However, since both a molding machine and a conveying apparatus can be implemented in a conventionally well-known form, it is not shown in FIG.

성막 챔버(2)는, 거의 직방체의 케이스로 구성되어 있다. 도 1에 있어서 왼쪽 측부의 개구부에는, 지면에 대해 수직 방향으로 슬라이딩 구동되는 개폐 도어가 마련되어 있다. 이 개폐 도어를 개방하여 성막용 피가공물을 성막 챔버(2) 내에 반입/반출하고, 폐쇄하는 것에 의해 내부를 기밀하게 유지할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이 구성되어 있는 성막 챔버(2)의, 개폐 도어를 포함한 내주면은, 알루미늄제의 패널로 덮이고, 그 표면은 실리콘 코팅되고, 외주면에는 고무 시트 히터가 부착되어 있다. 이 고무 시트 히터에 의해, 내부의 온도가 성형기의 금형 온도, 더 정확하게는 성막용 피가공물을 취출했을 때의 금형 온도에 근접한 온도, 예를 들면 수지의 종류에 따라 다르지만 80℃ 정도로 유지되도록 되어 있다. 80℃ 이상이 되면, 성막용 피가공물이 열변형되는 경우도 있기 때문에, 냉각 장치도 구비하고 있다. 즉, 80℃ 정도가 되도록 온도 조절되고 있다.The film-forming chamber 2 is comprised by the substantially rectangular parallelepiped case. In FIG. 1, the opening part of the left side part is provided with the opening / closing door which slide-drives in the perpendicular direction with respect to the ground. By opening / closing the opening / closing door, the workpiece for film formation is carried in and out of the film formation chamber 2, and closed to keep the inside airtight. The inner peripheral surface of the film-forming chamber 2 comprised in this way including the opening-closing door is covered with the panel made of aluminum, the surface is silicone-coated, and the rubber seat heater is attached to the outer peripheral surface. The rubber sheet heater keeps the internal temperature at about 80 ° C depending on the mold temperature of the molding machine, more precisely, the temperature close to the mold temperature when the workpiece for film formation is taken out, for example, the type of resin. . When it becomes 80 degreeC or more, since the to-be-processed object for film-forming may be thermally deformed, the cooling apparatus is also provided. That is, temperature control is carried out so that it may be about 80 degreeC.

도 1에는 정확하게 도시되어 있지 않지만, 성막용 피가공물을 성막 챔버 내에 반출/반입하는 대차(6)의 선단부에는 복수개의 가는 구멍이 뚫려있는 소정높이의 정류판(7)이 설치되어 있다. 이 정류판(7)을 통해, 개폐 도어를 개방하였을 때, 후술하는 드라이 에어 탱크로부터 약간 가압하여 성막 챔버(2)에 취입되는 드라이 에어를 배출할 수 있다. 이에 의해, 고온 다습시에 성막 챔버(2)에 함부로 수분이 침입하는 것이 방지되고, 진공 펌프의 가동 시간을 단축할 수 있다.Although not exactly shown in FIG. 1, a rectifying plate 7 having a predetermined height is provided at a tip end portion of the trolley 6 for carrying out / loading the workpiece for deposition into the deposition chamber. When the opening / closing door is opened through this rectifying plate 7, the dry air blown into the film formation chamber 2 can be discharged by slightly pressurizing from the dry air tank described later. This prevents moisture from invading into the film formation chamber 2 at the time of high temperature and high humidity, and shortens the operation time of the vacuum pump.

진공 성막 장치는, 앞서 서술한 바와 같이, 스퍼터링 성막 장치, 전자빔 증착 장치, 이온 플래팅 성막 장치 등으로서 종래 주지이고, 스퍼터링 방식의 성막 장치도 직류식, 고주파식, 마그네트론식 등으로서 주지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 주로 글로 방전에 의해 얻어지는 저온 플라스마에 유기 가스를 도입하면, 점차 분자량을 증가시켜, 플라스마 공간으로부터 성막 피가공물의 표면에 침착(沈着)하여 중합막이 형성되는데, 이 성막 장치도 주지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.As described above, the vacuum film forming apparatus is conventionally known as a sputtering film forming apparatus, an electron beam vapor deposition apparatus, an ion plating film forming apparatus, etc., and the sputtering film forming apparatus is also known as a direct current type, a high frequency type, a magnetron type, etc. Detailed description will be omitted. In addition, when organic gas is introduced into the low-temperature plasma mainly obtained by glow discharge, the molecular weight is gradually increased, and the polymer film is formed by depositing on the surface of the film-forming workpiece from the plasma space. Description is omitted.

이하, 도 1에 모식적으로 도시되어 있는 성막 요소에 대해 설명한다. 성막 챔버(2)의 저판(4)의 소정 위치에는, 워크 홀더(10)가 마련되어 있다. 이 워크 홀더(10)는, 저판(4)으로부터 소정 높이까지 상하 방향으로, 및 회전 방향으로는 360도 이상 회전 구동되도록 되어 있다. 워크 홀더(10)는 성막 챔버(2)의 벽면과 전기적으로 연결되어 있기 때문에, 벽면에 예를 들면 플러스 전압을 인가하면 워크 홀더(10)에도 전압이 인가되도록 되어 있다.Hereinafter, the film forming element schematically illustrated in FIG. 1 will be described. The work holder 10 is provided at a predetermined position of the bottom plate 4 of the film formation chamber 2. The work holder 10 is driven to rotate 360 degrees or more in the vertical direction and the rotational direction from the bottom plate 4 to a predetermined height. Since the work holder 10 is electrically connected to the wall surface of the film formation chamber 2, a voltage is also applied to the work holder 10 when a positive voltage is applied to the wall surface, for example.

워크 홀더(10)와 마주보고, 그 상방 공간에 마그네트론 전극(15), 즉(및) 백킹 플레이트가 마련되어 있다. 이 마그네트론 전극(15)에는, 제1 타겟 재료(16)가 마련되고, 이 제1 타겟 재료(16)에 겹쳐지도록 하여 제2 타겟 재료(17)가 마련되도록 되어 있다. 제2 타겟 재료(17, 17)는, 도 1에서는 좌우 대칭으로 개방된 상태로 도시되어 있지만, 폐쇄하면 제1 타겟 재료(16)에 겹쳐져 제1 타겟 재료(16)를 덮을 수 있도록 되어 있다. 이와 같이 제1, 2 타겟 재료(16, 17)가 겹쳐지도록 되어 있기 때문에, 2종류의 상이한 박막을 성막할 수 있게 된다. 그리고 2종류의 상이한 박막을 성막할 수 있는 장치임에도, 성막 챔버(2)는 가급적으로 횡 방향으로 콤팩트하게 되어 있다. 또한, 성막용 피가공물을 횡 방향으로 이동시키지 않고 중합막을 형성할 수 있게 된다. 제2 타겟 재료(17, 17)는, 제1 타겟 재료(16)를 필요에 따라 덮개, 그리고 해방하는 한 쌍의 플레이트로 이루어져 있다. 한 쌍의 판상의 제2 타겟 재료(17, 17)의 단부는, 각각의 구동 아암(18, 18)의 선단부에 장착되어 있다. 구동 아암(18, 18)의 타단부는, 절연 부시(19, 19)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 따라서, 도시되지 않는 피스톤 실린더 유닛 등에 의해 구동 아암(18, 18)을 구동하면, 제2 타겟 재료(17, 17)는 좌우 대칭으로 개폐된다. 좌우 대칭으로 개폐되기 때문에, 2장의 플레이트로 이루어지는 제2 타겟 재료(17, 17)가 마련되어 있지만, 성막 챔버(2)가 필요 이상으로 넓어지지는 않는다.The magnetron electrode 15, ie, the backing plate, is provided in the upper space thereof facing the work holder 10. The magnetron electrode 15 is provided with a first target material 16, and the second target material 17 is provided so as to overlap the first target material 16. Although the second target materials 17 and 17 are shown to be open in left and right symmetry in FIG. 1, the second target materials 17 and 17 are overlapped with the first target material 16 so as to cover the first target material 16 when closed. Thus, since the 1st, 2nd target material 16 and 17 are overlapped, two types of different thin films can be formed into a film. And although the apparatus which can form two different thin films, the film-forming chamber 2 is as compact as possible in the horizontal direction. In addition, the polymerized film can be formed without moving the workpiece for film formation in the lateral direction. The second target materials 17 and 17 consist of a cover and the pair of plates which release the 1st target material 16 as needed. End portions of the pair of plate-shaped second target materials 17 and 17 are attached to the tips of the respective driving arms 18 and 18. The other ends of the drive arms 18 and 18 are rotatably supported by the insulating bushes 19 and 19. Therefore, when driving the drive arms 18 and 18 by the piston cylinder unit etc. which are not shown in figure, the 2nd target material 17 and 17 are opened and closed symmetrically. Since it opens and closes symmetrically, the 2nd target material 17 and 17 which consist of two plates are provided, but the film-forming chamber 2 does not expand more than necessary.

성막 챔버(2)의 외부에 있어서, 직류 전원(DC), 고주파 전원(RF), 모노머 탱크 등이 아래에 설명하는 바와 같이 마련되어 있다. 즉, 성막 챔버(2)의 상부의 커버에 전원 단자(20)가, 도시되지 않는 절연 커버(21)를 통해, 도시되지 않는 수지제의 볼트에 의해 장착되어 있다. 이 전원 단자(20)는 자석 박스를 지나 마그네트론 전극(15)에 도달해 있다. 그리고, 그 전원 케이블(22)은, 마그네트론 전극(15)에 접속되어 있다. 마그네트론 전극(15), 즉(및) 백킹 플레이트에는, 필요에 따라 외부로부터 냉각수가 공급되어 백킹 플레이트 내를 순환하도록 되어 있고, 마그네트론 전극(15) 혹은 제1, 2 타겟 재료(16, 17)를 냉각할 수 있다. 또, 백킹 플레이트에 공급되는 냉각수는, 본 실시형태에서는 1군데로부터 도입되어, 내부를 순환하여 도입구 근방으로부터 나가도록 구성되어 있다. 이에 의해, 냉각수를 실링하는 부분이 짧게 되어 있다.Outside the film formation chamber 2, a direct current power source DC, a high frequency power source RF, a monomer tank, and the like are provided as described below. That is, the power supply terminal 20 is attached to the cover of the upper part of the film-forming chamber 2 with the bolt of the resin which is not shown in figure through the insulating cover 21 which is not shown in figure. This power supply terminal 20 reaches the magnetron electrode 15 through the magnet box. The power supply cable 22 is connected to the magnetron electrode 15. The magnetron electrode 15, i.e., the backing plate, is supplied with cooling water from the outside as necessary to circulate in the backing plate, and the magnetron electrode 15 or the first and second target materials 16, 17 are Can be cooled. The cooling water supplied to the backing plate is introduced from one place in this embodiment, and is configured so as to circulate through the inside thereof and to exit from the vicinity of the inlet. Thereby, the part which seals cooling water becomes short.

본 실시형태에 의하면, 직류 전원(DC)과 고주파 전원(RF)을 구비하고 있다. 직류 전원(25)은 필터(26)를 통해, 고주파 전원(27)은 매칭 박스(28)를 통해, 각각 스위칭 장치(29)에 접속되어 있다. 스위칭 장치(29)로부터는 케이블(22)에 의해 마이너스 전압이 마그네트론 전극(15)에 인가되고, 플러스 전압은 케이블(23) 등을 통해 성막 챔버(2)의 벽면에 인가되고, 따라서 워크 홀더(10)에 인가되도록 되어 있다. 마그네트론 전극(15)에 인가되는 전압은 제1 타겟 재료(16)에 인가되지만, 제2 타겟 재료(17, 17)가 제1 타겟 재료(16)에 겹쳐진 상태로 되어 있으면, 제2 타겟 재료(17, 17)에도 전압이 인가된다. 스위칭 장치(29)를 전환하면, 직류 전압 대신 고주파 전압을 인가할 수 있다.According to this embodiment, the DC power supply DC and the high frequency power supply RF are provided. The DC power supply 25 is connected to the switching device 29 through the filter 26 and the high frequency power supply 27 through the matching box 28, respectively. From the switching device 29, a negative voltage is applied to the magnetron electrode 15 by the cable 22, and a positive voltage is applied to the wall surface of the film formation chamber 2 through the cable 23 or the like, and thus the work holder ( 10) to be applied. The voltage applied to the magnetron electrode 15 is applied to the first target material 16, but if the second target materials 17 and 17 are in the state overlapped with the first target material 16, the second target material ( The voltage is also applied to 17 and 17). By switching the switching device 29, a high frequency voltage can be applied instead of a DC voltage.

성막 챔버(2) 상벽에는, 아르곤 가스와 같은 불활성 가스 탱크에 접속되어 있는 제1, 2의 불활성 가스 도입관(31, 32)이 개구되고, 측벽에는 산소 또는 질소 가스 탱크에 접속되어 있는 가스 도입관(40), 모노머 도입관(43) 및 드라이 에어 도입관(47)이 개구되고, 저벽에는 진공 펌핑관, 즉 저진공도로 흡인하는 러프 펌핑관(50)이 개구되어 있다.First and second inert gas introduction pipes 31 and 32 connected to an inert gas tank such as argon gas are opened on the upper wall of the film formation chamber 2, and a gas introduction connected to an oxygen or nitrogen gas tank is provided on the side wall. The tube 40, the monomer introduction tube 43, and the dry air introduction tube 47 open, and the bottom wall has a vacuum pumping tube, that is, a rough pumping tube 50 suctioned with low vacuum.

제1 불활성 가스 도입관(31)에는, 유량 제어 밸브(33)와 전자 개폐 밸브(34)가 마련되어 있다. 이 제1 불활성 가스 도입관(31)은, 성막 챔버(2)의 넓은 부분에 개구되어 메인 도입관을 구성하고 있다. 제2 불활성 가스 도입관(32)에는, 니들 밸브(35)와 전자 개폐 밸브(36)가 마련되어 있다. 이 제2 불활성 가스 도입관(32)은 보조적인 도입관이고, 이 제2 불활성 가스 도입관에 의해 타겟 전극(15)의 배면측과 같은 좁은 공간에 불활성 가스가 공급되도록 되어 있다. 제2 불활성 가스 도입관(32)으로부터는 배기용 밸브(37)가 마련된 흡인관(38)이 분기되어 있다. 이 흡인관(38)의 종단은 러프 펌핑관(50)에 접속되어 있다. 이 흡인관(38)에 의해, 타겟 전극(15)의 이면측의 좁은 곳에 남기 쉬운 불활성 가스 등의 불필요 가스가 거의 완전히 배기된다.The flow control valve 33 and the solenoid valve 34 are provided in the 1st inert gas introduction pipe 31. The first inert gas introduction pipe 31 is opened in a wide portion of the film formation chamber 2 to form a main introduction pipe. The needle valve 35 and the solenoid valve 36 are provided in the second inert gas introduction pipe 32. The second inert gas introduction tube 32 is an auxiliary introduction tube, and the second inert gas introduction tube allows the inert gas to be supplied to a narrow space such as the back side of the target electrode 15. A suction pipe 38 provided with an exhaust valve 37 is branched from the second inert gas introduction pipe 32. The end of this suction pipe 38 is connected to the rough pumping pipe 50. By this suction pipe 38, unnecessary gas, such as an inert gas, which tends to remain in a narrow place on the back surface side of the target electrode 15 is almost completely exhausted.

모노머 도입관(43)에는, 모노머 도입 밸브(44)와 모노머용 유량 제어 밸브(45)가 마련되고, 그리고 모노머 탱크(46)에 접속되어 있다. 드라이 에어 도입관(47)은 벤트 밸브(48)를 통해 드라이 에어 탱크(49)에 접속되어 있다. 러프 펌핑관(50)에는 서브 버터플라이 밸브(51)와, 드라이 펌프(52)와, 로터리 펌프(53)가 마련되고, 그리고 대기중에 개구되어 있다.The monomer introduction pipe 43 is provided with the monomer introduction valve 44 and the monomer flow control valve 45, and is connected to the monomer tank 46. The dry air introduction pipe 47 is connected to the dry air tank 49 via the vent valve 48. The rough pumping pipe 50 is provided with the sub-butterfly valve 51, the dry pump 52, and the rotary pump 53, and is open | released in air | atmosphere.

본 실시형태에 따른 진공 성막 장치는, 상기한 바와 같이, 워크 홀더(10), 마그네트론 전극(15), 직류 전원(25), 고주파 전원(27), 스위칭 장치(29) 등을 구비하고, 그리고 마그네트론 전극(15)에는 제1 타겟 재료(16)가 마련되고, 제2 타겟 재료(17)를 제1 타겟 재료(16)에 겹쳐서 마련할 수 있도록 되어 있기 때문에, 이들을 적절히 조합하는 것에 의해 다양한 박막을 형성할 수 있는데, 이하 그 대표적인 성막예에 대해 설명한다.As described above, the vacuum film forming apparatus according to the present embodiment includes a work holder 10, a magnetron electrode 15, a DC power supply 25, a high frequency power supply 27, a switching device 29, and the like, and Since the magnetron electrode 15 is provided with the first target material 16 and the second target material 17 can be superimposed on the first target material 16, various thin films can be appropriately combined. Although it can form, the typical film-forming example is demonstrated below.

종래 주지와 같이, 고정측 금형과 가동측 금형으로 구성되는 캐비티에 용융 수지를 사출하여 성막용 피가공물(W)을 성형한다. 어느 정도 냉각 고화되면, 예를 들면 금형 온도가 80℃ 정도로 떨어지면 가동측 금형을 개방하여 성막용 피가공물(W)을 취출한다. 이때의 금형 온도, 따라서 성막용 피가공물의 온도는, 수지의 종류에 따라 다르지만 거의 80℃이다. 미리 금형 온도와 동일 정도의 80℃로 온도 조절되어 있는 성막 챔버(2)에 반입하여 워크 홀더(10) 상에 장착한다. 로터리 펌프(53)를 기동하여 성막 챔버(2) 내를 급속 감압하여 소정의 압력값으로 한다. 급속 감압해도 80℃ 정도로 가열되어 수분은 제거되어 있기 때문에, 결로가 발생하지 않는다. 제1 불활성 가스 도입관(31)으로부터 불활성 가스, 예를 들면 아르곤 가스를 도입한다. 또한, 제2 불활성 가스 도입관(32)으로부터 마그네트론 전극(15)의 배면측에도 아르곤 가스를 도입한다. 이에 의해, 성막 챔버(2) 내는 목적으로 하는 분위기로 된다. 그 다음, 워크 홀더(10)를 소정 높이까지 구동하고, 그리고 소정의 속도로 회전 구동하면서 다음과 같이 하여 성막한다.As conventionally known, molten resin is injected into a cavity composed of a fixed side mold and a movable side mold to form a workpiece W for film formation. When cooling solidifies to some extent, when the mold temperature falls to about 80 degreeC, for example, the movable side metal mold | die will be opened and the to-be-processed workpiece W for film-forming will be taken out. The mold temperature at this time, and hence the temperature of the workpiece to be formed, is almost 80 ° C., depending on the type of resin. It carries in to the film-forming chamber 2 currently temperature-controlled at 80 degreeC similar to mold temperature, and mounts on the work holder 10. FIG. The rotary pump 53 is started to rapidly depressurize the inside of the film formation chamber 2 to a predetermined pressure value. Even if it is rapidly depressurized, since it is heated to about 80 ° C. and water is removed, condensation does not occur. An inert gas, for example argon gas, is introduced from the first inert gas introduction pipe 31. In addition, argon gas is also introduced from the second inert gas introduction pipe 32 to the rear side of the magnetron electrode 15. As a result, the inside of the film formation chamber 2 becomes an intended atmosphere. Then, the work holder 10 is driven to a predetermined height, and is formed as follows while being driven to rotate at a predetermined speed.

(1) 제1 타겟 재료(16)에 의해 박막을 형성하는 성막 방법.(1) The film-forming method which forms a thin film by the 1st target material (16).

제1 타겟 재료(16)로서 예를 들면 알루미늄을 마그네트론 전극(15)에 마련한다. 커버의 역할도 하는 제2 타겟 재료(17, 17)를 개방한다. 그렇게 되면, 제1 타겟 재료(16)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 개방되어 노출되고, 성막용 피가공물(W)과 마주본다.As the first target material 16, for example, aluminum is provided in the magnetron electrode 15. The second target material 17, 17, which also serves as a cover, is opened. In that case, the 1st target material 16 is open and exposed as shown in FIG. 1, and faces the workpiece W for film-forming.

(a) 마그네트론 전극(15)과 워크 홀더(10) 사이에 DC 전압을 인가하면, 제1 타겟 재료(16)에 의해 성막용 피가공물(W)의 표면에 박막을 형성할 수 있다.(a) When a DC voltage is applied between the magnetron electrode 15 and the work holder 10, a thin film can be formed on the surface of the workpiece W for film formation by the first target material 16.

(b) 또는, 스위칭 장치(29)를 전환하여 RF 전압을 인가하여 박막을 형성한다.(b) Alternatively, the switching device 29 is switched to apply an RF voltage to form a thin film.

(2) 제2 타겟 재료(17, 17)에 의해 박막을 형성하는 성막 방법.(2) The film-forming method of forming a thin film by the 2nd target material (17, 17).

제2 타겟 재료(17, 17)에 다른 종류의 재료, 예를 들면 스테인리스 스틸을 채용한다. 제2 타겟 재료(17, 17)를 폐쇄 방향으로 구동하여 제1 타겟 재료(16)를 덮어 제1 타겟 재료(16)를 보호한다. 제2 타겟 재료(17)는 성막용 피가공물(W)과 마주본다.Other types of materials, for example, stainless steel, are employed for the second target materials 17, 17. The second target materials 17 and 17 are driven in the closing direction to cover the first target material 16 to protect the first target material 16. The second target material 17 faces the workpiece W for film formation.

(a) 마그네트론 전극(15)과 워크 홀더(10) 사이에 DC 전압을 인가하면, 제2 타겟 재료(17)에 의해 성막용 피가공물의 표면에 박막을 형성할 수 있다.(a) When a DC voltage is applied between the magnetron electrode 15 and the work holder 10, a thin film can be formed on the surface of the workpiece for film formation by the second target material 17.

(b) 또는, 스위칭 장치(29)에 의해 RF 전압으로 전환하여 박막을 형성한다.(b) Alternatively, the switching device 29 switches to the RF voltage to form a thin film.

(3) 첫번째 층의 박막을 형성하고, 그 위에 연속하여 중합막을 형성하는 성막 방법.(3) The film-forming method of forming the thin film of a 1st layer and forming a polymeric film continuously on it.

상기한 바와 같이 하여 제1 타겟 재료(16) 또는 제2 타겟 재료(17)에 의해 박막을 형성한다. 그 다음, 성막 챔버(2) 내에 모노머 도입관(43)으로부터 모노머를 도입하고, 소정의 분위기로 한다. 그리고,As described above, a thin film is formed by the first target material 16 or the second target material 17. Subsequently, the monomer is introduced into the film formation chamber 2 from the monomer introduction tube 43, and a predetermined atmosphere is set. And,

(a) 제1 타겟 재료(16)와 워크 홀더(10) 사이에 DC 전압을 인가하여 박막 상에 중합막을 형성한다.(a) A DC film is applied between the first target material 16 and the work holder 10 to form a polymer film on the thin film.

(b) 또는, 제1 타겟 재료(16)를, 제2 타겟 재료(17, 17)로 덮어 보호한다. 그리고, 제2 타겟 재료(17, 17)와 워크 홀더(10) 사이에 DC 전압을 인가하여 박막 상에 중합막을 형성한다.(b) Alternatively, the first target material 16 is covered with the second target materials 17 and 17 to protect it. Then, a DC voltage is applied between the second target materials 17 and 17 and the work holder 10 to form a polymer film on the thin film.

(c) 또는, 스위칭 장치(29)에 의해 RF 전압으로 전환하여 박막을 형성한다.(c) Or, the switching device 29 is switched to the RF voltage to form a thin film.

상기와 같이 하여 성막할 때, 제1 타겟 재료(16) 또는 제2 타겟 재료(17)에 절연물이 부착되어 직류 방전이 불안정해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 혹은 소정 시간의 운전마다 타겟 재료의 표면을 RF로 가격하여, 즉 프리스퍼터링(Pre-sputtering)하여, 표면의 산화물인 절연물을 제거한다. 이하, 상술한 방법과 동일하게 하여 박막 혹은 중합막을 형성한다.When the film is formed in the manner described above, an insulator adheres to the first target material 16 or the second target material 17, so that the direct current discharge may become unstable. In such a case, or every predetermined time of operation, the surface of the target material is struck with RF, i.e., pre-sputtered to remove the insulator which is an oxide of the surface. Hereinafter, a thin film or a polymer film is formed in the same manner as described above.

W: 성막용 피가공물
2: 성막 챔버
10: 워크 홀더
15: 마그네트론 전극
16: 제1 타겟 재료
17: 제2 타겟 재료
25: 직류 전원
27: 고주파 전원
31: 제1 불활성 가스 도입관
31: 제2 불활성 가스 도입관
43: 모노머 도입관
47: 드라이 에어 도입관
50: 러프 펌핑관(흡인관)W: Workpiece for film formation
2: deposition chamber
10: work holder
15: magnetron electrode
16: first target material
17: second target material
25: DC power
27: high frequency power supply
31: first inert gas introduction tube
31: second inert gas introduction tube
43: monomer introduction tube
47: dry air introduction tube
50: rough pumping pipe (suction pipe)

Claims (13)

사출 성형된 성막용 피가공물을, 마그네트론 전극(15)에 마련되어 있는 제1, 2 타겟 재료(16, 17)가 워크 홀더(10)를 마주보는 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있는 성막 챔버(2)의, 상기 워크 홀더(10) 상에 장착하고, 상기 성막 챔버(2) 내를 감압하고, 상기 제2 타겟 재료(17, 17)를 퇴피시키고, 상기 제1 타겟 재료(16)와 상기 워크 홀더(10) 사이에 전압을 인가하여, 상기 제1 타겟 재료(16)에 의해, 상기 성막용 피가공물(W)의 표면에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The film-forming chamber 2 in which the injection molded film-forming workpiece is arranged so that the first and second target materials 16 and 17 provided on the magnetron electrode 15 overlap in a direction facing the work holder 10. Mounted on the work holder 10, depressurizing the inside of the deposition chamber 2, evacuating the second target materials 17, 17, and forming the first target material 16 and the work holder ( A thin film is formed on the surface of the workpiece (W) by the first target material (16) by applying a voltage between 10). 사출 성형된 성막용 피가공물을, 마그네트론 전극(15)에 마련되어 있는 제1, 2 타겟 재료(16, 17)가 워크 홀더(10)를 마주보는 방향으로 겹쳐지도록 배치되어 있는 성막 챔버(2)의, 상기 워크 홀더(10) 상에 장착하고, 상기 성막 챔버(2) 내를 감압하고, 상기 제2 타겟 재료(17, 17)에 의해 상기 제1 타겟 재료(16)를 덮고, 상기 제2 타겟 재료(17)와 상기 워크 홀더(10) 사이에 전압을 인가하여, 상기 제2 타겟 재료(17)에 의해, 상기 성막용 피가공물(W)의 표면에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The film-forming chamber 2 in which the injection molded film-forming workpiece is arranged so that the first and second target materials 16 and 17 provided on the magnetron electrode 15 overlap in a direction facing the work holder 10. Mounted on the work holder 10, depressurizing the inside of the deposition chamber 2, covering the first target material 16 by the second target materials 17, 17, and forming the second target. A voltage is applied between the material 17 and the work holder 10 to form a thin film on the surface of the workpiece W for film formation by the second target material 17. Way. 제1항에 있어서,
박막을 형성하고, 이어서 상기 성막 챔버(2) 내에 중합용 모노머를 도입하고, 상기 제1 타겟 재료(16)를 상기 제2 타겟 재료(17)로 덮고, 상기 제2 타겟 재료(17)와 상기 워크 홀더(10) 사이에 전압을 인가하여, 상기 박막 상에 적층하는 형태로 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method of claim 1,
A thin film is formed, and then a polymerization monomer is introduced into the film formation chamber 2, the first target material 16 is covered with the second target material 17, and the second target material 17 and the A vacuum film forming method, wherein a polymer film is formed by applying a voltage between the work holders and stacking the film on the thin film. 제1항에 있어서,
박막을 형성하고, 이어서 상기 성막 챔버(2) 내에 중합용 모노머를 도입하고, 상기 제1 타겟 재료(16) 또는 상기 제2 타겟 재료(17)와 상기 워크 홀더(10) 사이에 전압을 인가하여, 상기 박막 상에 적층하는 형태로 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method of claim 1,
A thin film is formed, and then a polymerization monomer is introduced into the film formation chamber 2, and a voltage is applied between the first target material 16 or the second target material 17 and the work holder 10. And forming a polymer film in a form of laminating on the thin film. 제2항에 있어서,
박막을 성형하고, 이어서 상기 성막 챔버(2) 내에 중합용 모노머를 도입하고, 상기 제1 타겟 재료(16) 또는 상기 제2 타겟 재료(17)와 상기 워크 홀더(10) 사이에 전압을 인가하여, 상기 박막 상에 적층하는 형태로 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method of claim 2,
A thin film is formed, and then a polymerization monomer is introduced into the film formation chamber 2, and a voltage is applied between the first target material 16 or the second target material 17 and the work holder 10. And forming a polymer film in a form of laminating on the thin film. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟 재료(16, 17)에 고주파를 인가하여 상기 타겟 재료(16, 17)의 표면에 부착된 절연물을 제거하고, 박막 혹은 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
Applying a high frequency to the target material (16, 17) to remove the insulator adhering to the surface of the target material (16, 17) to form a thin film or polymerized film. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
사출 성형용 금형으로부터 취출된 성막용 피가공물(W)을, 실온 이하로 되기 전에, 상기 성막용 피가공물(W)을 취출한 상기 금형의 온도와 근접하게 온도 조절되어 있는 성막 챔버(2) 내에 반입하여, 박막 혹은 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
The film-forming workpiece W taken out from the injection-molding mold is brought into a film-forming chamber 2 which is temperature-controlled close to the temperature of the mold from which the film-forming workpiece W is taken out before it reaches room temperature or less. Carrying in and forming a thin film or a polymer film, The vacuum film-forming method characterized by the above-mentioned. 제6항에 있어서,
사출 성형용 금형으로부터 취출된 성막용 피가공물(W)을, 실온 이하로 되기 전에, 상기 성막용 피가공물(W)을 취출한 상기 금형의 온도와 근접하게 온도 조절되어 있는 성막 챔버(2) 내에 반입하여, 박막 혹은 중합막을 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 성막 방법.The method according to claim 6,
The film-forming workpiece W taken out from the injection-molding mold is brought into a film-forming chamber 2 which is temperature-controlled close to the temperature of the mold from which the film-forming workpiece W is taken out before it reaches room temperature or less. Carrying in and forming a thin film or a polymer film, The vacuum film-forming method characterized by the above-mentioned. 소정의 분위기로 제어되는 성막 챔버(2) 내에, 성막용 피가공물(W)이 탑재되는 워크 홀더(10)와, 타겟 재료를 장착 가능한 마그네트론 전극(15)이 마련되어 있는 성막 장치로서,
상기 마그네트론 전극(15)에는, 제1 타겟 재료(16)가 마련되고, 그 위에 겹쳐지도록 하여 제2 타겟 재료(17)가 마련되도록 되어 있고, 상기 제2 타겟 재료(17)는 상기 제1 타겟 재료(16)를 커버하는 위치와 개방하는 위치인 두 위치를 취할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.A film forming apparatus in which a work holder 10 on which a film-forming workpiece W is mounted and a magnetron electrode 15 to which a target material can be mounted are provided in the film forming chamber 2 controlled to a predetermined atmosphere.
The magnetron electrode 15 is provided with a first target material 16, and a second target material 17 is provided so as to be superimposed thereon, and the second target material 17 is the first target. Vacuum deposition apparatus, characterized in that it can take two positions, the position covering the material (16) and the opening position. 제9항에 있어서,
상기 워크 홀더(10)와 제1, 2 타겟 재료(16, 17) 사이에는, 직류 전압과 고주파 전압이 선택적으로 인가되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.10. The method of claim 9,
A direct current voltage and a high frequency voltage are selectively applied between the work holder (10) and the first and second target materials (16, 17). 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제2 타겟 재료(17, 17)는 2장의 판상의 전극으로 이루어지고, 좌우 대칭으로 개폐 구동되어 상기 제1 타겟 재료(16)를 커버하거나 개방하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.11. The method according to claim 9 or 10,
The second target material (17, 17) is composed of two plate-shaped electrodes, and is vacuum-opened, characterized in that the opening and closing drive symmetrically to cover or open the first target material (16). 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 성막 챔버(2)에는 2개의 불활성 가스 도입구(31, 32)와 2개의 배기구(38, 50)가 마련되고, 상기 1개의 불활성 가스 도입구(32)와 1개의 배기구(38)는 상기 타겟 전극(15)의 배면측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.11. The method according to claim 9 or 10,
The film forming chamber 2 is provided with two inert gas inlets 31 and 32 and two exhaust ports 38 and 50, and the one inert gas inlet 32 and one exhaust port 38 are provided. It is provided in the back side of the target electrode 15, The vacuum film-forming apparatus characterized by the above-mentioned. 제11항에 있어서,
상기 성막 챔버(2)에는 2개의 불활성 가스 도입구(31, 32)와 2개의 배기구(38, 50)가 마련되고, 상기 1개의 불활성 가스 도입구(32)와 1개의 배기구(38)는 상기 타겟 전극(15)의 배면측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 성막 장치.The method of claim 11,
The film forming chamber 2 is provided with two inert gas inlets 31 and 32 and two exhaust ports 38 and 50, and the one inert gas inlet 32 and one exhaust port 38 are provided. It is provided in the back side of the target electrode 15, The vacuum film-forming apparatus characterized by the above-mentioned.
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