JP4430165B2 - Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method - Google Patents
Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4430165B2 JP4430165B2 JP24839699A JP24839699A JP4430165B2 JP 4430165 B2 JP4430165 B2 JP 4430165B2 JP 24839699 A JP24839699 A JP 24839699A JP 24839699 A JP24839699 A JP 24839699A JP 4430165 B2 JP4430165 B2 JP 4430165B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- thin film
- roll
- base material
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中で長尺基材に薄膜を形成する真空薄膜形成装置および真空薄膜形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
真空中で長尺有機基材に薄膜を形成する真空薄膜形成方法としては、長尺有機基材を連続的に成膜室に繰り出し、真空蒸着により薄膜を形成し、その後長尺有機基材を再び巻き取るという方法が一般的である。ここで用いられる長尺有機基材には、金属箔に有機重合体を形成したフィルムや高分子フィルム等がある。
【0003】
図2は、このような真空薄膜形成方法で用いられる従来の真空薄膜形成装置の一構成例を示す概略図である。
【0004】
図2に示す従来の真空薄膜形成装置50において、真空チャンバ51内に冷却ロール69が設けられている。真空チャンバ51の内部は、冷却ロール69を中心に隔壁56により収納室57および成膜室58に分割されている。隔壁56は真空チャンバ51の内部の隔壁から冷却ロール69の近傍まで延びている。隔壁56と冷却ロール69との間には間隙が設けられており、後述する長尺有機基材55は、隔壁56と冷却ロール69との間に設けられた間隙を通過する。収納室57と成膜室58とは、この隙間を除いて隔壁56および冷却ロール69で互いに遮蔽されている。
【0005】
収納室57内には、繰り出しロール59、繰り出し側の案内ロール60,61,62、巻き取り側の案内ロール63,64および巻き取りロール65が設けられている。
【0006】
繰り出しロール59には長尺有機基材55が巻き付けられたロールが装填されている。この長尺有機基材55は、繰り出し側の案内ロール60〜62により冷却ロール69の外周面に案内され、さらに巻き取り側の案内ロール63,64により案内され、巻き取りロール65に巻き取られる。
【0007】
案内ロール60,61の間には、長尺有機基材55に対向するように、プラズマ用電極66が配置されている。プラズマ用電極66にはマッチング回路67を介して高周波電源68が接続されている。
【0008】
成膜室58内には、冷却ロール69に対向するように3つのマグネトロンスパッタ電極70,71,72が配置されている。マグネトロンスパッタ電極70,71,72には、それぞれ直流電源73,74,75が接続されている。これらのマグネトロンスパッタ電極70〜72には、それぞれ所定の材料からなるターゲットが配置される。
【0009】
真空チャンバ51の内部は排気ポンプ(図示せず)により真空状態に保たれる。
【0010】
真空チャンバ51内で長尺有機基材55を繰り出しロール59、巻き取りロール65および冷却ロール69によって一定速度で走行させる。繰り出しロール59から繰り出された長尺有機基材55は、案内ロール60〜62によって案内されて成膜室58へ供給される。一方、マッチング回路67を介して高周波電源68からプラズマ用電極66に高周波電圧が印加される。それにより、グロー放電が発生し、案内ロール60と案内ロール61との間に張り渡された長尺有機基材55に対して、プラズマ処理が行われる。
【0011】
プラズマ処理が行われた長尺有機基材55は、案内ロール62に案内されて冷却ロール69に到達する。冷却ロール69に達した長尺有機基材55は、まず、マグネトロンスパッタ電極70に対向する。直流電源73から供給される直流電力に応じてマグネトロンスパッタ電極70に配置されたターゲットがイオンによりスパッタされてターゲットの材料が長尺有機基材55に蒸着される。長尺有機基材55は冷却ロール69の回転につれてマグネトロンスパッタ電極71およびマグネトロンスパッタ電極72に対向する位置に順次移動する。直流電源74,75からマグネトロンスパッタ電極71,72に供給される直流電力に応じて各マグネトロンスパッタ電極71,72の上に配置されたターゲットがイオンによりスパッタされてターゲットの材料が長尺有機基材55に蒸着される。
【0012】
このようにして、成膜室58でマグネトロンスパッタ電極71,72,73により薄膜が形成された長尺有機基材55は、冷却ロール69から案内ロール63,64に案内されて巻き取りロール65に巻き取られる。
【0013】
この真空薄膜形成装置においては、プラズマ用電極66で発生されたグロー放電雰囲気中を長尺有機基材55が通過することにより長尺有機基材55の表面がプラズマ処理されるので、成膜室58で蒸着される薄膜と長尺有機基材55との密着性が改善される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空薄膜形成装置では、長尺有機基材55が比較的密着性の改善しやすい有機材料で構成されている場合には、収納室57内のプラズマ処理系53のプラズマ用電極66によるプラズマ処理と成膜室58内のマグネトロンスパッタ電極70〜72による薄膜の形成とを同時に行うことができる。
【0015】
しかし、例えば金属薄膜をポリイミド重合体の表面に形成する場合のように、強固な密着が得られにくい有機材料で長尺有機基材55が構成されているときには、マグネトロンスパッタ電極70〜72による薄膜の形成速度に比べてプラズマ用電極66によるプラズマ処理時間を長くする必要がある。そのため、マグネトロンスパッタ電極70〜72による薄膜形成時間とプラズマ用電極66によるプラズマ処理時間との整合をとりにくくなる。したがって、プラズマ処理と金属薄膜の形成とが別々に行われている。
【0016】
そこで、例えばプラズマ用電極66によりプラズマを広範囲に発生させ長尺有機基材55がプラズマ中を走行する距離を長くすることにより、収納室57内での長尺有機基材55の移動速度を遅くすることなく長尺有機基材55のプラズマ処理時間を長くすることが考えられる。しかし、その場合、真空薄膜形成装置50が大型化し高価なものになる。
【0017】
逆に、蒸着速度を低くすることによりマグネトロンスパッタ電極70〜72による金属薄膜形成時間を長くすることも考えられる。しかし、この場合、生産性が低下して生産コストが増加する。
【0018】
また、一般的な薄膜形成装置で長尺有機基材の一度の巻き取りにおいて多層膜を形成する場合には、複数の薄膜を形成するために、成膜室に、真空蒸着においては複数の蒸発源を用意する必要があり、スパッタ蒸着においては複数のターゲットを用意する必要がある。真空蒸着では、抵抗加熱または電子ビーム加熱等を行う複数の蒸発源を用いると装置が大型化して非常に高価なものになる。一方、スパッタ蒸着の場合は、例えば図2に示したようにスパッタ電極70,72およびターゲットを斜めに設置できるので、真空蒸着ほど装置を大型化しなくても多層膜の形成が可能になる。
【0019】
しかしながら、従来の真空薄膜形成装置50において、例えば金属酸化物層および金属層を含む多層膜を形成する場合に、長尺有機基材55の一回の巻き取りにおいて両者をスパッタ蒸着すると以下のような不具合が発生する。例えばアルゴンガスの中で金属ターゲットおよび金属酸化物ターゲットを用いて同時に成膜を行う場合に、金属酸化物ターゲットについては高周波スパッタを行う必要がある。この場合の金属酸化物の蒸着速度は非常に遅いので生産性が悪くなる。
【0020】
一方、金属ターゲットを用いて反応性スパッタで金属酸化物層を蒸着すると、金属酸化物の蒸着速度を向上することはできる。しかし、金属の蒸着はアルゴン雰囲気で行い、金属酸化物の蒸着時には雰囲気ガスに酸素ガスを添加する必要があるので、金属および金属酸化物を同時に成膜することはできなくなる。
【0021】
本発明の目的は、長尺基材に高速かつ安価に薄膜を形成できる真空薄膜形成装置および真空薄膜形成方法を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第1の発明に係る真空薄膜形成装置は、長尺基材に薄膜を形成する真空薄膜形成装置であって、第1室および第2室に分割された真空チャンバと、第1室に設けられ、長尺基材を連続的に繰り出し巻き取ることにより長尺基材を第1室から第2室を経由して再び第1室に搬送する搬送手段と、第1室内で搬送手段により搬送される長尺基材に対向するように設けられた第1のスパッタ電極と、第1室内で第1のスパッタ電極に対向する長尺基板の部分および第1のスパッタ電極を取り囲むとともに、長尺基板が通過するスリットを有する第1の処理室と、第1室内の排気を行う第1の排気手段と、第1の処理室内に第1の気体を導入する第1の気体導入手段と、第2室内に設けられ、長尺基材に薄膜を形成する薄膜形成手段と、第2室内の排気を行う第2の排気手段と、第2室内に第2の気体を導入する第2の気体導入手段と、第1室内で搬送手段により搬送される長尺基材に対向するように設けられた第2のスパッタ電極と、第1室内で第2のスパッタ電極に対向する長尺基板の部分および第2のスパッタ電極を取り囲むとともに、長尺基板が通過するスリットを有する第2の処理室と、第2の処理室内に第3の気体を導入する第3の気体導入手段とを備え、搬送手段は、第1室内に設けられた第1のロールと、第1室内に設けられた第2のロールと、第2室内に面するように設けられた第3のロールとを含み、第1のロールから連続的に繰り出される長尺基材が第3のロールの外周面に案内されて第2のロールにより連続的に巻き取られ、または第2のロールから連続的に繰り出される長尺基材が第3のロールの外周面に案内されて第1のロールにより連続的に巻き取られるように、第1のロール、第2のロールおよび第3のロールが駆動され、第1のスパッタ電極は、第1のロールと第3のロールとの間で搬送される長尺基板の部分に対向するように配置され、第2のスパッタ電極は、第2のロールと第3のロールとの間で搬送される長尺基板の部分に対向するように配置されたものである。
【0023】
本発明に係る真空薄膜形成装置においては、搬送手段により第1室から第2室を経由して再び第1室に連続的に搬送される長尺基材に対し、長尺基材に対向する第1のスパッタ電極により、例えばプラズマ処理またはスパッタ蒸着などの処理を第1室で行い、プラズマ処理またはスパッタ蒸着などの処理がなされた長尺基材に第2室で薄膜が形成されるので、第1室で行うプラズマ処理またはスパッタ蒸着などの処理を第2室で通常行う薄膜形成に要する成膜時間と同等の時間で終わらせることができ、真空薄膜形成装置における成膜時間を短縮することができる。また、薄膜が形成される第2室ではなく、搬送手段が設けられた第1室に第1のスパッタ電極が配置されているので、装置を大型化する必要がなく真空薄膜形成装置を安価に提供することができる。
さらに、異なる雰囲気で行わなければならない処理、例えば窒素ガス中で行うプラズマ処理とアルゴンガス中で行う薄膜形成とを第1室と第2室とで別々に行うことができ、真空薄膜形成装置の用途が広がり真空薄膜形成装置の汎用性が向上する。また、搬送手段が搬送しているときに雰囲気の破壊をせずに異なる雰囲気中で行わなければならない処理を同時に行うことができ成膜時間を短縮することができる。
また、第1のスパッタ電極を用いて行う処理と第2室内の薄膜形成と第2のスパッタ電極を用いて行う処理とを互いに独立して形成される雰囲気中で行うことができ、異なる雰囲気中で行わなければならない処理を搬送手段が長尺基材を搬送しているときに同時に行うことができ成膜時間を短縮することができる。
【0024】
また、薄膜形成手段は、第2室で搬送手段により搬送される長尺基材に対向するように配置された少なくとも1つの第3のスパッタ電極を含むことが好ましい。この場合、例えば第3のスパッタ電極を斜めに配置することができ、第2室での第3のスパッタ電極のレイアウトの自由度が大きく真空薄膜形成装置の小型化が容易になる。
【0027】
また、第3のスパッタ電極は、マグネトロンスパッタ電極であることが好ましい。この場合、第3のスパッタ電極を用いて例えばプラズマ処理またはスパッタ蒸着などを行う場合、それらの処理の速度を向上することができる。
【0028】
また、第2のスパッタ電極は、マグネトロンスパッタ電極であることが好ましい。この場合、第2のスパッタ電極を用いて薄膜を形成するのに要する成膜時間を短縮することができる。
【0031】
また、第1のスパッタ電極はマグネトロンスパッタ電極であることが好ましい。この場合、第1のスパッタ電極によりプラズマ処理を行う場合には、プラズマ処理の速度を向上させ、第1のスパッタ電極により薄膜の形成を行う場合には薄膜の形成速度を向上させることができる。
【0032】
また、搬送手段は長尺基材を双方向に搬送可能であることが好ましい。この場合、真空チャンバ内の雰囲気を破壊することなく長尺基材を第1室と第2室とで往復させることができ、一旦長尺基材に第2室で薄膜を形成した後、長尺基材を巻き取って再び第2室で薄膜を形成しなければならない場合または第2室を往復することによって薄膜を形成しなければならない場合などにおいて長尺基材を装填しなおす手間が省け成膜時間を短縮することができる。
【0035】
第2の発明に係る真空薄膜形成方法は、第1室および第2室に分割された真空チャンバ内で長尺基材を第1室から第2室を経由して再び第1室に搬送する間に、長尺基材に薄膜を形成する真空薄膜形成方法であって、真空チャンバは、第1室内で搬送される長尺基材に対向するように設けられたスパッタ電極と、第1室内で搬送されるスパッタ電極に対向する長尺基板の部分およびスパッタ電極を取り囲むとともに、長尺基板が通過するスリットを有する処理室とを備え、真空薄膜形成方法は、第1室内および第2室内の排気を行う工程と、排気後に処理室内に第1の気体を導入する工程と、排気後に第2室内に第2の気体を導入する工程と、処理室内で搬送されている長尺基材にスパッタ電極により第1の薄膜を形成する工程と、第2室内で搬送されている長尺基材の第1の薄膜上に第2の薄膜を形成する工程とを備えたものである。
【0036】
本発明に係る真空薄膜形成方法においては、搬送されている長尺基材に対し、第1のスパッタ電極によりある雰囲気中で第1の薄膜が形成され、続いて第2室にて第1のスパッタ電極の雰囲気とは異なる雰囲気中で第2の薄膜が形成される。この場合、異なる雰囲気中で形成しなければならない第1および第2の薄膜を、搬送されている長尺基材に同時に成膜することができ、短い成膜時間で効率よく形成することができる。
さらに、異なる雰囲気で行わなければならない第1および第2の薄膜形成を第1室と第2室とで別々に行うことができ、真空薄膜形成装置の用途が広がり真空薄膜形成装置の汎用性が向上する。また、搬送手段が搬送しているときに雰囲気の破壊をせずに異なる雰囲気中で行わなければならない処理を同時に行うことができ成膜時間を短縮することができる。
【0037】
第3の発明に係る真空薄膜形成方法は、第1室および第2室に分割された真空チャンバ内で長尺基材を第1室から第2室を経由して再び第1室に搬送する間に、長尺基材に薄膜を形成する真空薄膜形成方法であって、真空チャンバは、第1室内で搬送される長尺基材に対向するように設けられたスパッタ電極と、第1室内で搬送されるスパッタ電極に対向する長尺基板の部分およびスパッタ電極を取り囲むとともに、長尺基板が通過するスリットを有する処理室とを備え、真空薄膜形成方法は、第1室内および第2室内の排気を行う工程と、排気後に処理室内に第1の気体を導入する工程と、排気後に第2室内に第2の気体を導入する工程と、第2室内で搬送されている長尺基材に第1の薄膜を形成する工程と、第2室を経由して処理室内で搬送されている長尺基材の第1の薄膜上にスパッタ電極により第2の薄膜を形成する工程とを備えたものである。
【0038】
本発明に係る真空薄膜形成方法においては、搬送されている長尺基材に対し、ある雰囲気が形成されている第2室で第1の薄膜が形成され、続いて第1のスパッタ電極により第2室の雰囲気とは異なる雰囲気中で第2の薄膜が形成される。この場合、異なる雰囲気中で形成しなければならない第1および第2の薄膜を含む多層膜を短い成膜時間で効率良く形成することができる。
さらに、異なる雰囲気で行わなければならない第1および第2の薄膜形成を第1室と第2室とで別々に行うことができ、真空薄膜形成装置の用途が広がり真空薄膜形成装置の汎用性が向上する。また、搬送手段が搬送しているときに雰囲気の破壊をせずに異なる雰囲気中で行わなければならない処理を同時に行うことができ成膜時間を短縮することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態における真空薄膜形成装置について説明する。図1は、一実施の形態における真空薄膜形成装置の一構成例を示す概略図である。
【0040】
図1に示す真空薄膜形成装置1において、真空チャンバ2内に冷却ロール30が設けられている。真空チャンバ2の内部は、冷却ロール30を中心に隔壁10により収納室11および成膜室12に分割されている。隔壁10は、真空チャンバ2の内部の側壁から冷却ロール30の近傍まで伸び、冷却ロール30の外周面に対向するように下方に湾曲している。それにより、冷却ロール30と隔壁10との間に、後述する長尺有機基材9が通過する通路41が形成される。収納室11と成膜室12とは、この通路41を除いて隔壁10および冷却ロール30で互いに遮蔽されている。
【0041】
収納室11内には、繰り出しロール15、繰り出し側の案内ロール16,17,18、巻き取り側の案内ロール19,20,21および巻き取りロール22が設けられている。
【0042】
案内ロール16,17間において真空チャンバ2内の一方の側壁に第1の処理室23が設けられている。第1の処理室23内にはマグネトロンスパッタ電極25が配置されている。この第1の処理室23の上面および下面には、長尺有機基材9が通過するスリット23a,23bが形成されている。
【0043】
一方、案内ロール20,21間において真空チャンバ2内の他方の側壁に第2の処理室37が設けられている。第2の処理室37内にはマグネトロンスパッタ電極39が配置されている。この第2の処理室37の上面および下面には長尺有機基材9が通過するスリット35a,35bが形成されている。
【0044】
繰り出しロール15には、長尺有機基材9が巻き付けられたロールが装填されている。この長尺有機基材9は、まず案内ロール16により案内され、第1の処理室23のスリット23a,23bを通って案内ロール17,18により冷却ロール30の外周面に案内され、さらに案内ロール19,20により案内され、第2の処理室37のスリット35b,35aを通って案内ロール21により案内され、巻き取りロール22に巻き取られる。
【0045】
収納室11は、コンダクタンスバルブ13を介して排気ポンプ(図示せず)に接続されている。このコンダクタンスバルブ13により収納室11内の排気量が調整される。また、第1の処理室23にはガス導入系24が接続されている。第1の処理室23内のマグネトロンスパッタ電極25には、マッチング回路26を介して高周波電源27が接続されるか、または直流電源28が接続される。一方、第2の処理室37にはガス導入系38が接続されている。第2の処理室37内のマグネトロンスパッタ電極39には、直流電源40が接続される。
【0046】
成膜室12内には、冷却ロール30に対向するように3つのマグネトロンスパッタ電極31,32,33が配置されている。マグネトロンスパッタ電極31,32,33には、それぞれ直流電源34,35,36が接続されている。
【0047】
成膜室12は、コンダクタンスバルブ14を介して排気ポンプ(図示せず)に接続されている。このコンダクタンスバルブ14により成膜室12内の排気量が調整される。また、成膜室12にはガス導入系29が接続されている。
【0048】
本実施の形態では、繰り出しロール15、案内ロール16〜21、巻き取りロール22および冷却ロール30が搬送手段を構成し、マグネトロンスパッタ電極31〜33が薄膜形成手段を構成する。また、コンダクタンスバルブ13および排気ポンプ(図示せず)が第1の排気手段を構成し、コンダクタンスバルブ14および排気ポンプ(図示せず)が第2の排気手段を構成する。また、ガス導入系24が第1の気体導入手段に相当し、ガス導入系29が第2の気体導入手段に相当し、ガス導入系38が第3の気体導入手段に相当する。
【0049】
次に、図1に示した真空薄膜形成装置1を用いた真空薄膜の形成方法の第1の例について説明する。
【0050】
真空薄膜形成方法の第1の例では、真空チャンバ2内で長尺有機基材9を繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22によって所定の速度で走行させる。その走行中に、収納室11内で、外部の処理室23内のマグネトロンスパッタ電極25によってプラズマ処理が行われる。また、プラズマ処理された長尺有機基材9に成膜室12内でマグネトロンスパッタ電極31〜33により薄膜が形成される。このようにプラズマ処理をマグネトロンスパッタ電極25で行うことにより薄膜形成を高速化できる。
【0051】
上述の動作をさらに詳しく説明する。まず、真空チャンバ2に内部の長尺有機基材9が装填される。マグネトロンスパッタ電極25には、マッチング回路26および高周波電源27が接続される。本例では、第1の処理室23内のマグネトロンスパッタ電極25上にスパッタされにくいターゲットが配置される。また、マグネトロンスパッタ電極31〜33上にはそれぞれターゲットが取り付けられる。本例では、第2の処理室37内のマグネトロンスパッタ電極39は使用しないものとする。
【0052】
その後、真空チャンバ2が密閉され、真空チャンバ2の収納室11および成膜室12がそれぞれ排気ポンプ(図示せず)によって排気され、所定の真空度に設定される。ガス導入系24から第1の処理室23に第1のガスが導入される。ガス導入系24から導入する第1のガスの流量が調整されるとともにコンダクタンスバルブ13によって排気量が調整されて第1の処理室23内の第1のガスの圧力が設定される。ガス導入系29から第2のガスが成膜室12に導入され、ガス導入系29から導入する第2のガスの流量が調整されるとともにコンダクタンスバルブ14によって排気量が調整され、成膜室12内の第2のガスの圧力が設定される。通常、第1のガスは例えば窒素ガスであり、第2のガスは例えばアルゴンガスである。このとき、第1の処理室23および成膜室12に比べて収納室11の圧力が低くなっているので、第1の処理室23の雰囲気と成膜室12の雰囲気とが互いに分離されている。
【0053】
真空チャンバ2内の雰囲気が設定された後、長尺有機基材9は、一定速度で走行するように繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22によって駆動される。
【0054】
マグネトロンスパッタ電極25には、高周波電源27からマッチング回路29を介して所定の周波数の高周波電力が供給される。それにより、第1の処理室23内にグロー放電が発生し、繰り出しロール15から繰り出されて案内ロール16,17間に達した長尺有機基材9がグロー放電雰囲気中を走行することになる。その結果、長尺有機基材9がプラズマ処理される。
【0055】
その後、マグネトロンスパッタ電極25によってプラズマ処理された長尺有機基材9は、冷却ロール30に沿って成膜室12内に送られる。成膜室12では、マグネトロンスパッタ電極31〜33に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9に蒸着される。各ターゲットによる蒸着速度は、直流電源34〜36からマグネトロンスパッタ電極31〜33にそれぞれ供給される直流電力によって制御される。
【0056】
長尺有機基材9は、成膜室12内のマグネトロンスパッタ電極31〜33により薄膜が形成された後、第2の処理室37を通って巻き取りロール22により巻き取られる。
【0057】
上記のような真空薄膜形成方法においては、収納室11のマグネトロンスパッタ電極25によりプラズマ処理された長尺有機基材9の表面が新たな汚染を受けることなく成膜室12においてマグネトロンスパッタ電極31〜33により薄膜が形成されるので、薄膜と長尺有機基材9との密着信頼性を向上されることができる。
【0058】
なお、長尺有機基材9をプラズマ処理する場合は、マグネトロンスパッタ電極25に平板状のものを用いることが好ましい。平板状のものを用いると長尺有機基材の幅方向のプラズマの均一性が得られやすいからであり、なかでもプレーナマグネトロン型のカソード電極を用いることにより、イオンやラジカルの密度を高めることができ、プラズマ処理効率が向上する。
【0059】
また、マグネトロンスパッタ電極25にスパッタされにくいターゲットを取り付ける代わりに、マグネトロンスパッタ電極25自体をスパッタされにくい材料で形成してもよい。
【0060】
また、繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22は、長尺有機基材9を双方向に駆動可能であってもよい。
【0061】
次に、図1に示した真空薄膜形成装置1を用いた真空薄膜形成方法の第2の例について説明する。本例では、長尺有機基材9上に金属層および酸化金属層を含む多層膜を形成する。
【0062】
上記の真空薄膜形成方法の第1の例ではマグネトロンスパッタ電極25にマッチング回路26および高周波電源27を接続してプラズマ処理を行ったが、第2の例ではマグネトロンスパッタ電極25,39に直流電源28,38を接続して薄膜の形成を行う。
【0063】
真空薄膜形成方法の第2の例では、第1および第2の処理室23,37内にガス導入系24,28によりアルゴンガスを導入し、成膜室12内にはガス導入系29によりアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを導入する。真空チャンバ2内で長尺有機基材9を繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22によって所定の速度で走行させる。その走行中に、収納室12内の第1および第2の処理室23,37内のマグネトロンスパッタ電極25,39により金属層を形成するとともに成膜室12内のマグネトロンスパッタ電極31〜33により反応性スパッタを行い、酸化金属層を形成する。
【0064】
上述の動作をさらに詳しく説明する。まず、真空チャンバ2の内部に長尺有機基材9が装填される。マグネトロンスパッタ電極25には、直流電源28が接続される。本例では、第1の処理室23内のマグネトロンスパッタ電極25上、マグネトロンスパッタ電極31〜33上および第2の処理室37内のマグネトロンスパッタ電極39上には、それぞれターゲットが取り付けられる。
【0065】
その後、真空チャンバ2が密閉され、真空チャンバ2の収納室11および成膜室12がそれぞれ排気ポンプ(図示せず)によって排気され、所定の真空度に設定される。そして、ガス導入系24,38から第1および第2の処理室23,37にそれぞれ第1および第2のガスが導入される。ガス導入系24,38から導入される第1および第2のガスの流量が調整されるとともにコンダクタンスバルブ13によって排気量が調整されて第1および第2の処理室23,37内の第1および第2のガスの圧力が設定される。
【0066】
また、ガス導入系29から第3のガスが成膜室12に導入され、ガス導入系29から導入される第3のガスの流量が調整されるとともにコンダクタンスバルブ14によって排気量が調整され、成膜室12内の第3のガスの圧力が設定される。通常、第1のガスは例えば酸素が添加されていないガスであり、第3のガスは例えば酸素が添加されているガスである。このとき、第1および第2の処理室23,37および成膜室12に比べて収納室11の圧力は低くなっているので、第1の処理室23の雰囲気と第2の処理室37の雰囲気と成膜室12の雰囲気とが互いに分離されている。
【0067】
真空チャンバ2内の雰囲気が設定された後、長尺有機基材9は一定速度で走行するように繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22によって駆動される。ただし、ここでは繰り出しロール10、冷却ロール30および巻き取りロール22により長尺有機基材9を双方向に走行させることができるものとする。
【0068】
マグネトロンスパッタ電極25には、直流電源28から直流電力が供給される。それにより、第1の処理室23内でマグネトロンスパッタ電極25に取り付けられたターゲットがイオンよりスパッタされ、ターゲットの材料が繰り出しロール15から繰り出されて案内ロール16,17間に達した長尺有機基材9に蒸着される。それにより、長尺有機基材9上に第1の薄膜が形成される。
【0069】
マグネトロンスパッタ電極25により第1の薄膜が形成された長尺有機基材9は、冷却ロール30に沿って成膜室12内に送られる。成膜室12では、マグネトロンスパッタ電極31〜33に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9の第1の薄膜上に蒸着される。それにより、長尺有機基材9の第1の薄膜上に第2の薄膜が形成される。
【0070】
その後、冷却ロール30から案内ロール19,20によって案内されて案内ロール20,21間に達した長尺有機基材9は、第2の処理室37内でマグネトロンスパッタ電極39に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9の第2の薄膜上に蒸着される。それにより、長尺有機基材9の第2の薄膜上に第3の薄膜が形成される。各ターゲットによる蒸着速度は、直流電源28,34〜36,40からマグネトロンスパッタ電極25,31〜33,39にそれぞれ供給される直流電力によって制御される。
【0071】
第2の処理室37で第3の薄膜が形成された長尺有機基材9は巻き取りロール22により巻き取られる。
【0072】
次に、長尺有機基材9は、一定速度で逆方向に走行するように、繰り出しロール10を冷却ロール30および巻き取りロール22によって駆動される。
【0073】
長尺有機基材9は巻き取りロール22から繰り出されて、案内ロール21,20間の第2の処理室37に達する。第2の処理室37では、マグネトロンスパッタ電極39に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9の第3の薄膜上に蒸着される。それにより、長尺有機基材9の第3の薄膜上に第4の薄膜が形成される。その後、マグネトロンスパッタ電極39によって第4の薄膜が形成された長尺有機基材9は、冷却ロール30に沿って成膜室12内に送られる。成膜室12では、マグネトロンスパッタ電極31〜33に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9の第4の薄膜上に蒸着される。それにより、長尺有機基材9の第4の薄膜上に第5の薄膜が形成される。
【0074】
第5の薄膜が形成された後、長尺有機基材は案内ロール18,17に案内され案内ロール17,16間の第1の処理室23に達する。第1の処理室23内でマグネトロンスパッタ電極25に取り付けられたターゲットがイオンによりスパッタされ、ターゲットの材料が長尺有機基材9の第5の薄膜上に蒸着される。それにより、長尺有機基材9の第1の薄膜上に第6の薄膜が形成される。なお、各ターゲットによる蒸着速度は直流電源28,34〜36,40からマグネトロンスパッタ電極25,31〜33,39にそれぞれ供給される直流電力によって制御される。
【0075】
このように真空薄膜形成方法の第2の例においては、長尺有機基材9上に第1および第2の処理室23,39と成膜室12とで金属層および酸化金属層を同時に形成することができ薄膜形成時間を短縮することができる。
【0076】
なお、第2の例では、長尺有機基材9が繰り出しロール15、冷却ロール30および巻き取りロール22によって双方向に駆動される場合を示したが、一方向にのみ駆動されてもよい。
【0077】
また、第2の例では、第1の処理室23および第2の処理室39の両方で薄膜が形成される場合を示したが、いずれか一方で薄膜が形成されてもよい。
【0078】
また、第2の例では、第1および第2の処理室23,39で同じ雰囲気を形成したが、互いに異なる雰囲気にして薄膜の形成を行ってもよい。
【0079】
また、第2の例では、成膜室12でスパッタ蒸着を行い、第1および第2の処理室23,39で通常のスパッタ蒸着を行ったが、第1および第2の処理室23,39ならびに成膜室12の少なくとも1つで反応性スパッタ蒸着を行ってもよい。
【0080】
【実施例】
[実施例1]
長尺有機基材9としてポリイミドフィルムを用いてポリイミドフィルム上にCr(クロム)層とCu(銅)層を有するフレキシブルプリント配線基板用の基材を作製する場合を説明する。
【0081】
マグネトロンスパッタ電極25のターゲットにはスパッタエッチングされにくいタングステンを取り付けた。また、マグネトロンスパッタ電極31上にはCrターゲットを取り付け、マグネトロンスパッタ電極32,33上にはそれぞれCuターゲットを取り付けた。
【0082】
排気系ポンプ(図示せず)で真空チャンバ2を1.0×10-3Paまで排気した後、ガス導入系24から窒素ガスを導入し、第1の処理室23の内部でマグネトロンスパッタ電極25近傍の窒素ガスの圧力を2×10-1Paに調整した。一方、ガス導入系29からはアルゴンガスを導入し、成膜室12でのアルゴンガスの圧力を4×10-1Paに調整した。
【0083】
窒素ガスの圧力とアルゴンガスの圧力の調整はガス導入系24,29による各ガスの流量を調整するとともにコンダクタンスバルブ13,14により排気量を調整することにより行い、成膜室12における窒素ガスの分圧を測定したところ3×10-5Paであり、クロムと銅の導電性に重大な影響を与えるレベルではなかった。
【0084】
マグネトロンスパッタ電極25には高周波電源27から13.56MHzの高周波電力(電力密度は1.6W/cm2 )を印加し、グロー放電により窒素プラズマを発生させた。
【0085】
ポリイミドフィルムを2m/分で走行させ、第1の処理室23内で窒素プラズマによるプラズマ処理を行った後、成膜室12内でマグネトロンスパッタ電極31によりポリイミドフィルム1上に厚みが20nmのCr層を成膜し、さらにマグネトロンスパッタ電極32,33によりその上に厚みが70nmのCu層を成膜した。
【0086】
その後、ポリイミドフィルムを巻き取りロール22で巻き取った。
この場合、マグネトロンスパッタ電極31には直流電力(電力密度は4.5W/cm2 )を印加し、マグネトロンスパッタ電極32,33にはそれぞれ直流電力(電力密度は6.2W/cm2 )を印加した。
【0087】
このように作製した試料のCu層上にさらにCu(銅)を電気めっきし、ポリイミドフィルム上の銅層の厚さを合計で10μmとした後、金属層(Cr層)のポリイミドフィルムに対する密着力を90°ピール剥離試験により測定した。この試料は、密着力が1.7kg/cmであり、配線基板として使用するのに十分な密着力を有していた。
【0088】
[実施例2]
長尺有機基材9としてPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用い、PETフィルム上にITO(インジウムと錫の酸化物)、Ag(銀)、ITO、Ag、ITO、Ag、ITOおよびSiO2 (二酸化シリコン)の計8層からなる膜を有する光学フィルムを形成する場合について説明する。
【0089】
マグネトロンスパッタ電極25,39上にAgターゲットを取り付けた。また、マグネトロンスパッタ電極31,32上には5%のSnを含有したInターゲットを取り付け、マグネトロンスパッタ電極33上にはSiターゲットを取り付けた。
【0090】
排気ポンプで真空チャンバ1を1.0×10-3Paまで排気した後、ガス導入系24およびガス導入系38からアルゴンガスを導入し、マグネトロンスパッタ電極25およびマグネトロンスパッタ電極39の周囲のアルゴンガスの圧力を4×10-1Paに調節した。一方、ガス導入系29よりアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを導入し、成膜室12の混合ガスの圧力を4×10-1Paに調節した。ただし、酸素ガス流量は、成膜されるITOやSiO2 の蒸発量をモニタし、適正値になるよう流量が制御できるようになっている。
【0091】
最初、繰り出しロール15からPETフィルムを繰り出し、巻き取りロール22でPETフィルムを巻き取りながら(正方向に巻き取りながら)1m/分で走行させてマグネトロンスパッタ電極31,32により反応性スパッタで60nmの厚みのITO層を成膜し、続いてマグネトロンスパッタ電極39により10nmの厚みのAg層を成膜した。この場合、マグネトロンスパッタ電極31,32に2.5W/cm2 の直流電力を印加し、マグネトロンスパッタ電極39に1W/cm2 の直流電力を印加した。
【0092】
次に、巻き取りロール22からPETフィルムを繰り出し、繰り出しロール15でPETフィルムを巻き取りながら(逆方向に巻き取りながら)1m/分で走行させて、マグネトロンスパッタ電極31,32により反応性スパッタを行い、60nmの厚みのITO層を成膜し、マグネトロンスパッタ電極25により10nmの厚みのAg層を成膜した。この場合、マグネトロンスパッタ電極31,32に2.5W/cm2 の電力を印加し、マグネトロンスパッタ電極25に1W/cm2 の直流電力を印加した。
【0093】
同様にして、再度PETフィルムを正方向に巻き取りながら、マグネトロンスパッタ電極31,32により反応性スパッタを行い、60nmの厚みのITO層を成膜し、マグネトロンスパッタ電極39により10nmの厚みのAg層を成膜した。この場合、マグネトロンスパッタ電極31,32に2.5W/cm2 の直流電力を印加し、マグネトロンスパッタ電極39に1W/cm2 の直流電力を印加した。その後、逆方向にPETフィルムを巻き取りながらマグネトロンスパッタ電極31,32により反応性スパッタを行い、60nmの厚みのITO層を成膜した。この場合、マグネトロンスパッタ電極31,32に2.5W/cm2 の直流電力を印加した。
【0094】
最後に、正方向にPETフィルムを巻き取りながらマグネトロンスパッタ電極33により反応性スパッタを行い、90nmの厚みのSiO2 を成膜した。この場合、マグネトロンスパッタ電極33に9W/cm2 の直流電力を印加した。
【0095】
以上のように、本発明の真空薄膜形成方法の第2の例により成膜すると、上記のような異なる雰囲気で成膜しなければならない層が交互に積層されてなる8層の膜はPETフィルムを2.5往復させることにより成膜することができる。それに比べ、図2に示した真空薄膜形成装置50を用いた真空薄膜形成方法では、異なる雰囲気で成膜しなければならない層を交互に形成する場合、長尺有機基材を1方向に巻き取るごとに1層成膜することができるようになるため、全部の層を成膜するのに長尺有機基材を4往復させる必要がある。このように、本発明の真空薄膜形成方法の第2の例によれば、長尺有機基材9の1回の巻き取りの間に、金属と金属化合物(例えば金属酸化物および金属窒化物)とを同時に成膜することができるので、成膜処理時間を大幅に短縮することができる。
【0096】
また、長尺有機基材としては、ポリイミドフィルムおよびPETフィルム以外にもポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエーテルサルフォン等の高分子フィルムおよびこれらの高分子フィルムの金属箔の積層体や、金属箔上に有機重合体の被膜が部分的に形成されたものなどが挙げられる。
【0097】
なお、この実施例2では、2つのマグネトロンスパッタ電極31,32を用いてITO層を形成したが、マグネトロンスパッタ電極31,32のどちらか一方を用いてITO層を形成してもよい。
【0098】
なお、上記実施の形態では、成膜室12内にマグネトロンスパッタ電極を用いる場合について説明したが、マグネトロンスパッタ電極以外の交流または直流スパッタ電極を用いてもよい。
【0099】
また、装置の小型化という点から成膜室12内でスパッタ蒸着を行うことが好ましいが、スパッタ蒸着の代わりに真空蒸着などの他の蒸着方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る真空薄膜形成装置の一構成例を示す概略図である。
【図2】従来の真空薄膜形成装置の一構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
9 長尺有機基材
10 隔壁
11 収納室
12 成膜室
13,14 コンダクタンスバルブ
15 繰り出しロール
16〜21 案内ロール
22 巻き取りロール
24,29,38 ガス導入系
25,31〜33,39 マグネトロンスパッタ電極
30 冷却ロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum thin film forming apparatus and a vacuum thin film forming method for forming a thin film on a long substrate in a vacuum.
[0002]
[Prior art]
As a vacuum thin film formation method for forming a thin film on a long organic substrate in a vacuum, the long organic substrate is continuously fed into a film forming chamber, a thin film is formed by vacuum deposition, and then the long organic substrate is The method of rewinding is common. The long organic base material used here includes a film in which an organic polymer is formed on a metal foil, a polymer film, and the like.
[0003]
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of a conventional vacuum thin film forming apparatus used in such a vacuum thin film forming method.
[0004]
In the conventional vacuum thin
[0005]
In the
[0006]
The
[0007]
A
[0008]
Three magnetron sputtering
[0009]
The inside of the
[0010]
In the
[0011]
The long
[0012]
In this way, the long
[0013]
In this vacuum thin film forming apparatus, since the long
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional vacuum thin film forming apparatus, when the long
[0015]
However, when the long
[0016]
Therefore, for example, by generating plasma in a wide range by the
[0017]
Conversely, it is conceivable to increase the metal thin film formation time by the
[0018]
In addition, when a multilayer film is formed by winding a long organic substrate at a time with a general thin film forming apparatus, a plurality of evaporations are formed in a film forming chamber in vacuum deposition in order to form a plurality of thin films. It is necessary to prepare a source, and it is necessary to prepare a plurality of targets in sputter deposition. In vacuum deposition, if a plurality of evaporation sources that perform resistance heating or electron beam heating are used, the apparatus becomes large and very expensive. On the other hand, in the case of sputter deposition, for example, as shown in FIG. 2, the
[0019]
However, in the conventional vacuum thin
[0020]
On the other hand, when a metal oxide layer is deposited by reactive sputtering using a metal target, the deposition rate of the metal oxide can be improved. However, metal deposition is performed in an argon atmosphere, and it is necessary to add oxygen gas to the atmosphere gas when depositing metal oxide, so that it is not possible to form a metal and a metal oxide at the same time.
[0021]
An object of the present invention is to provide a vacuum thin film forming apparatus and a vacuum thin film forming method capable of forming a thin film on a long base material at high speed and at low cost.
[0022]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
A vacuum thin film forming apparatus according to a first invention is a vacuum thin film forming apparatus for forming a thin film on a long base material, and is provided in a first chamber and a vacuum chamber divided into a first chamber and a second chamber. The long base material is continuously fed out and wound up to convey the long base material from the first chamber to the first chamber again via the second chamber, and is transported by the transport means in the first chamber. A first sputter electrode provided to face the long base material, a portion of the long substrate facing the first sputter electrode and the first sputter electrode in the first chamber, and the long substrate A first processing chamber having a slit through which the gas passes, a first exhaust means for exhausting the first chamber, a first gas introducing means for introducing a first gas into the first processing chamber, and a second A thin film forming means for forming a thin film on a long base material provided in the room; A second exhaust means for performing a second gas introducing means for introducing a second gas into the second chamberA second sputter electrode provided to face the long base material transported by the transport means in the first chamber, a portion of the long substrate facing the second sputter electrode in the first chamber, and the second A second processing chamber having a slit through which the long substrate passes, and a third gas introducing unit for introducing a third gas into the second processing chamber, A first roll provided in the first chamber; a second roll provided in the first chamber; and a third roll provided to face the second chamber; The long base material that is continuously drawn out is guided to the outer peripheral surface of the third roll and continuously wound up by the second roll, or the long base material that is continuously drawn out from the second roll is the first base material. 3 is guided by the outer peripheral surface of the roll 3 and continuously by the first roll. A long substrate in which the first roll, the second roll, and the third roll are driven so that the first sputter electrode is conveyed between the first roll and the third roll so as to be scraped off. The second sputtering electrode is arranged to face the portion of the long substrate conveyed between the second roll and the third roll.Is.
[0023]
In the vacuum thin film forming apparatus according to the present invention, the long base material is opposed to the long base material that is continuously transported again from the first chamber to the first chamber by the transport means via the second chamber. Since the first sputter electrode performs a treatment such as plasma treatment or sputter deposition in the first chamber, and a thin film is formed in the second chamber on the long base material subjected to the treatment such as plasma treatment or sputter deposition. Processing such as plasma processing or sputter deposition performed in the first chamber can be completed in a time equivalent to the film formation time normally required for thin film formation performed in the second chamber, and the film formation time in the vacuum thin film forming apparatus can be shortened. Can do. In addition, since the first sputter electrode is arranged in the first chamber provided with the transfer means, not in the second chamber in which the thin film is formed, it is not necessary to increase the size of the apparatus, and the vacuum thin film forming apparatus can be made inexpensive. Can be provided.
Furthermore, a process that must be performed in different atmospheres, for example, a plasma process performed in a nitrogen gas and a thin film formation performed in an argon gas can be performed separately in the first chamber and the second chamber. The versatility of the vacuum thin film forming apparatus is improved. In addition, it is possible to simultaneously perform processing that must be performed in different atmospheres without destroying the atmosphere when the transport unit is transporting, and the film formation time can be shortened.
In addition, the treatment performed using the first sputter electrode, the thin film formation in the second chamber, and the treatment performed using the second sputter electrode can be performed in an atmosphere formed independently of each other, and in different atmospheres. The processing that must be performed at the same time can be performed simultaneously when the transport means is transporting the long base material, and the film formation time can be shortened.
[0024]
Further, the thin film forming means includes at least one first substrate disposed so as to face the long base material conveyed by the conveying means in the second chamber.3It is preferable that the sputter electrode is included. In this case, for example3The sputter electrodes of the second chamber can be arranged diagonally.3The degree of freedom of the layout of the sputtering electrodes is large, and the vacuum thin film forming apparatus can be easily downsized.
[0027]
The third sputter electrode is preferably a magnetron sputter electrode. In this case, for example, when performing plasma treatment or sputter deposition using the third sputter electrode, the speed of the treatment can be improved.
[0028]
The second sputter electrode is preferably a magnetron sputter electrode. In this case, the film formation time required for forming the thin film using the second sputter electrode can be shortened.
[0031]
The first sputter electrode is preferably a magnetron sputter electrode. In this case, when the plasma processing is performed with the first sputter electrode, the plasma processing speed can be improved, and when the thin film is formed with the first sputter electrode, the thin film formation speed can be improved.
[0032]
Moreover, it is preferable that a conveyance means can convey a elongate base material bidirectionally. In this case, the long base material can be reciprocated between the first chamber and the second chamber without destroying the atmosphere in the vacuum chamber, and after forming a thin film in the second chamber on the long base material, This saves the trouble of re-loading the long base material when the thin base material has to be wound up and the thin film must be formed again in the second chamber or when the thin film has to be formed by reciprocating the second chamber. The film formation time can be shortened.
[0035]
First2In the vacuum thin film forming method according to the invention, the long base material is transferred again from the first chamber to the first chamber through the second chamber in the vacuum chamber divided into the first chamber and the second chamber. A vacuum thin film forming method for forming a thin film on a long base material, wherein the vacuum chamber is transported in a first chamber and a sputter electrode provided to face the long base material transported in the first chamber. And a processing chamber having a slit through which the long substrate passes and a portion of the long substrate facing the sputter electrode, the vacuum thin film forming method exhausts the first chamber and the second chamber. A step of introducing a first gas into the processing chamber after evacuation, a step of introducing a second gas into the second chamber after evacuation, and a sputter electrode on a long substrate conveyed in the processing chamber. Forming the first thin film and carrying it in the second chamber Which was a step of forming a second thin film on the first film of the long substrate being.
[0036]
In the vacuum thin film forming method according to the present invention, the first thin film is formed in a certain atmosphere by the first sputter electrode on the conveyed long base material, and then the first thin film is formed in the second chamber. The second thin film is formed in an atmosphere different from the atmosphere of the sputtering electrode. In this case, the first and second thin films that must be formed in different atmospheres can be simultaneously formed on the transported long base material, and can be efficiently formed in a short film formation time. .
Furthermore, the first and second thin film formations that must be performed in different atmospheres can be performed separately in the first chamber and the second chamber, and the use of the vacuum thin film forming apparatus is widened and the versatility of the vacuum thin film forming apparatus is increased. improves. In addition, it is possible to simultaneously perform processing that must be performed in different atmospheres without destroying the atmosphere when the transport unit is transporting, and the film formation time can be shortened.
[0037]
First3In the vacuum thin film forming method according to the invention, the long base material is transferred again from the first chamber to the first chamber through the second chamber in the vacuum chamber divided into the first chamber and the second chamber. A vacuum thin film forming method for forming a thin film on a long base material, wherein the vacuum chamber is transported in a first chamber and a sputter electrode provided to face the long base material transported in the first chamber. And a processing chamber having a slit through which the long substrate passes and a portion of the long substrate facing the sputter electrode, the vacuum thin film forming method exhausts the first chamber and the second chamber. A step of introducing a first gas into the processing chamber after exhausting, a step of introducing a second gas into the second chamber after exhausting, and a first long substrate conveyed in the second chamber. Through the process of forming the thin film and the second chamberThe placeAnd a step of forming a second thin film with a sputter electrode on the first thin film of the long base material being conveyed in the laboratory.
[0038]
In the vacuum thin film forming method according to the present invention, the first thin film is formed in the second chamber in which a certain atmosphere is formed on the conveyed long base material, and then the first thin film is formed by the first sputter electrode. The second thin film is formed in an atmosphere different from the atmosphere of the two chambers. In this case, a multilayer film including the first and second thin films that must be formed in different atmospheres can be efficiently formed in a short film formation time.
Furthermore, the first and second thin film formations that must be performed in different atmospheres can be performed separately in the first chamber and the second chamber, and the use of the vacuum thin film forming apparatus is widened and the versatility of the vacuum thin film forming apparatus is increased. improves. In addition, it is possible to simultaneously perform processing that must be performed in different atmospheres without destroying the atmosphere when the transport unit is transporting, and the film formation time can be shortened.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a vacuum thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a vacuum thin film forming apparatus according to an embodiment.
[0040]
In the vacuum thin film forming apparatus 1 shown in FIG. 1, a
[0041]
In the
[0042]
A
[0043]
On the other hand, a
[0044]
The
[0045]
The
[0046]
In the
[0047]
The
[0048]
In the present embodiment, the feeding
[0049]
Next, a first example of a vacuum thin film forming method using the vacuum thin film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.
[0050]
In the first example of the vacuum thin film forming method, the long
[0051]
The above operation will be described in more detail. First, the internal long
[0052]
Thereafter, the
[0053]
After the atmosphere in the
[0054]
The
[0055]
Thereafter, the long
[0056]
The long
[0057]
In the vacuum thin film forming method as described above, the surface of the long
[0058]
When the long
[0059]
Further, instead of attaching a target that is difficult to be sputtered to the
[0060]
Further, the feeding
[0061]
Next, a second example of the vacuum thin film forming method using the vacuum thin film forming apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. In this example, a multilayer film including a metal layer and a metal oxide layer is formed on the long
[0062]
In the first example of the vacuum thin film forming method described above, the plasma processing is performed by connecting the matching
[0063]
In the second example of the vacuum thin film forming method, argon gas is introduced into the first and
[0064]
The above operation will be described in more detail. First, the long
[0065]
Thereafter, the
[0066]
In addition, a third gas is introduced from the
[0067]
After the atmosphere in the
[0068]
DC power is supplied from the
[0069]
The long
[0070]
Thereafter, the long
[0071]
The long
[0072]
Next, the long
[0073]
The long
[0074]
After the fifth thin film is formed, the long organic base material is guided by the guide rolls 18 and 17 and reaches the
[0075]
As described above, in the second example of the vacuum thin film forming method, the metal layer and the metal oxide layer are simultaneously formed on the long
[0076]
In the second example, the case where the long
[0077]
In the second example, the thin film is formed in both the
[0078]
In the second example, the same atmosphere is formed in the first and
[0079]
In the second example, sputter deposition is performed in the
[0080]
【Example】
[Example 1]
The case where the base material for flexible printed wiring boards which uses a polyimide film as the elongate
[0081]
Tungsten that is difficult to be sputter-etched was attached to the target of the
[0082]
The
[0083]
The nitrogen gas pressure and the argon gas pressure are adjusted by adjusting the flow rate of each gas by the
[0084]
The
[0085]
The polyimide film is run at 2 m / min, and after performing plasma treatment with nitrogen plasma in the
[0086]
Thereafter, the polyimide film was wound up by a winding
In this case, the
[0087]
After Cu (copper) was further electroplated on the Cu layer of the sample thus prepared, the thickness of the copper layer on the polyimide film was adjusted to 10 μm in total, and then the adhesion of the metal layer (Cr layer) to the polyimide film Was measured by a 90 ° peel peel test. This sample had an adhesion strength of 1.7 kg / cm and had sufficient adhesion strength for use as a wiring board.
[0088]
[Example 2]
A PET (polyethylene terephthalate) film is used as the long
[0089]
Ag targets were attached on the
[0090]
With vacuum pump, vacuum chamber 1 is 1.0 × 10-3After evacuating to Pa, argon gas is introduced from the
[0091]
First, the PET film is unwound from the unwinding
[0092]
Next, the PET film is unwound from the take-
[0093]
Similarly, while rewinding the PET film in the forward direction, reactive sputtering is performed by the
[0094]
Finally, reactive sputtering is performed by the
[0095]
As described above, when the film is formed by the second example of the vacuum thin film forming method of the present invention, the eight-layer film in which the layers that must be formed in different atmospheres as described above are alternately laminated is a PET film. The film can be formed by reciprocating 2.5 times. In contrast, in the vacuum thin film forming method using the vacuum thin
[0096]
In addition to polyimide films and PET films, long organic substrates include polyester films, polyamide films, polyethersulfone and other polymer films, and metal foil laminates of these polymer films, and metal foils. And those having a partially formed organic polymer film.
[0097]
In the second embodiment, the ITO layer is formed by using the two
[0098]
In the above embodiment, the case where the magnetron sputtering electrode is used in the
[0099]
In addition, it is preferable to perform sputter deposition in the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a vacuum thin film forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing one configuration example of a conventional vacuum thin film forming apparatus.
[Explanation of symbols]
9 Long organic substrate
10 Bulkhead
11 Storage room
12 Deposition chamber
13,14 conductance valve
15 Roll out
16-21 Guide roll
22 Winding roll
24, 29, 38 Gas introduction system
25, 31-33, 39 Magnetron sputtering electrode
30 Cooling roll
Claims (8)
第1室および第2室に分割された真空チャンバと、
前記第1室に設けられ、前記長尺基材を連続的に繰り出し巻き取ることにより前記長尺基材を前記第1室から前記第2室を経由して再び前記第1室に搬送する搬送手段と、
前記第1室内で前記搬送手段により搬送される前記長尺基材に対向するように設けられた第1のスパッタ電極と、
前記第1室内で前記第1のスパッタ電極に対向する前記長尺基板の部分および前記第1のスパッタ電極を取り囲むとともに、前記長尺基板が通過するスリットを有する第1の処理室と、
前記第1室内の排気を行う第1の排気手段と、
前記第1の処理室内に第1の気体を導入する第1の気体導入手段と、
前記第2室内に設けられ、前記長尺基材に薄膜を形成する薄膜形成手段と、
前記第2室内の排気を行う第2の排気手段と、
前記第2室内に第2の気体を導入する第2の気体導入手段と、
前記第1室内で前記搬送手段により搬送される前記長尺基材に対向するように設けられた第2のスパッタ電極と、
前記第1室内で前記第2のスパッタ電極に対向する前記長尺基板の部分および前記第2のスパッタ電極を取り囲むとともに、前記長尺基板が通過するスリットを有する第2の処理室と、
前記第2の処理室内に第3の気体を導入する第3の気体導入手段とを備え、
前記搬送手段は、
前記第1室内に設けられた第1のロールと、
前記第1室内に設けられた第2のロールと、
前記第2室内に面するように設けられた第3のロールとを含み、
前記第1のロールから連続的に繰り出される前記長尺基材が前記第3のロールの外周面に案内されて前記第2のロールにより連続的に巻き取られ、または前記第2のロールから連続的に繰り出される前記長尺基材が前記第3のロールの外周面に案内されて前記第1のロールにより連続的に巻き取られるように、前記第1のロール、前記第2のロールおよび前記第3のロールが駆動され、
前記第1のスパッタ電極は、前記第1のロールと前記第3のロールとの間で搬送される前記長尺基板の部分に対向するように配置され、
前記第2のスパッタ電極は、前記第2のロールと前記第3のロールとの間で搬送される前記長尺基板の部分に対向するように配置されたことを特徴とする真空薄膜形成装置。A vacuum thin film forming apparatus for forming a thin film on a long substrate,
A vacuum chamber divided into a first chamber and a second chamber;
Conveying provided in the first chamber and transporting the long base material from the first chamber to the first chamber again via the second chamber by continuously feeding and winding the long base material. Means,
A first sputter electrode provided to face the long base material transported by the transport means in the first chamber;
A first processing chamber that surrounds the portion of the long substrate facing the first sputter electrode and the first sputter electrode in the first chamber and has a slit through which the long substrate passes;
First exhaust means for exhausting the first chamber;
First gas introduction means for introducing a first gas into the first processing chamber;
A thin film forming means provided in the second chamber and forming a thin film on the elongated substrate;
A second exhaust means for exhausting the second chamber;
Second gas introduction means for introducing a second gas into the second chamber ;
A second sputter electrode provided so as to face the elongated base material transported by the transport means in the first chamber;
A second processing chamber that surrounds the portion of the long substrate facing the second sputter electrode in the first chamber and the second sputter electrode, and has a slit through which the long substrate passes;
A third gas introducing means for introducing a third gas into the second processing chamber,
The conveying means is
A first roll provided in the first chamber;
A second roll provided in the first chamber;
A third roll provided to face the second chamber,
The long base material continuously fed out from the first roll is guided to the outer peripheral surface of the third roll and continuously wound up by the second roll, or continuously from the second roll. The first roll, the second roll, and the second roll so that the long base material that is fed out is guided to the outer peripheral surface of the third roll and continuously wound by the first roll. The third roll is driven,
The first sputter electrode is disposed so as to face a portion of the long substrate conveyed between the first roll and the third roll,
The vacuum thin film forming apparatus , wherein the second sputter electrode is disposed so as to face a portion of the long substrate transported between the second roll and the third roll .
前記真空チャンバは、
前記第1室内で搬送される前記長尺基材に対向するように設けられたスパッタ電極と、
前記第1室内で搬送される前記スパッタ電極に対向する前記長尺基板の部分および前記スパッタ電極を取り囲むとともに、前記長尺基板が通過するスリットを有する処理室とを備え、
前記真空薄膜形成方法は、
前記第1室内および第2室内の排気を行う工程と、
前記排気後に前記処理室内に第1の気体を導入する工程と、
前記排気後に前記第2室内に第2の気体を導入する工程と、
前記処理室内で搬送されている前記長尺基材に前記スパッタ電極により第1の薄膜を形成する工程と、
前記第2室内で搬送されている前記長尺基材の前記第1の薄膜上に第2の薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする真空薄膜形成方法。During the transfer of the long base material from the first chamber to the first chamber again via the second chamber in a vacuum chamber divided into a first chamber and a second chamber, a thin film is formed on the long base material. A vacuum thin film forming method for forming
The vacuum chamber is
A sputter electrode provided to face the long base material conveyed in the first chamber;
A portion of the long substrate facing the sputter electrode transported in the first chamber and a processing chamber surrounding the sputter electrode and having a slit through which the long substrate passes;
The vacuum thin film forming method includes:
Exhausting the first chamber and the second chamber;
Introducing a first gas into the processing chamber after the exhaust;
Introducing a second gas into the second chamber after the exhaust;
Forming a first thin film with the sputter electrode on the elongated substrate being transported in the processing chamber;
And a step of forming a second thin film on the first thin film of the long base material transported in the second chamber.
前記真空チャンバは、
前記第1室内で搬送される前記長尺基材に対向するように設けられたスパッタ電極と、
前記第1室内で搬送される前記スパッタ電極に対向する前記長尺基板の部分および前記スパッタ電極を取り囲むとともに、前記長尺基板が通過するスリットを有する処理室とを備え、
前記真空薄膜形成方法は、
前記第1室内および第2室内の排気を行う工程と、
前記排気後に前記処理室内に第1の気体を導入する工程と、
前記排気後に前記第2室内に第2の気体を導入する工程と、
前記第2室内で搬送されている前記長尺基材に第1の薄膜を形成する工程と、
前記第2室を経由して前記処理室内で搬送されている前記長尺基材の前記第1の薄膜上に前記スパッタ電極により第2の薄膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする真空薄膜形成方法。In the vacuum chamber divided into the first chamber and the second chamber, the long base material is transferred to the first chamber from the first chamber to the first chamber again via the second chamber. A vacuum thin film forming method for forming a thin film,
The vacuum chamber is
A sputter electrode provided to face the long base material conveyed in the first chamber;
A portion of the long substrate facing the sputter electrode transported in the first chamber and a processing chamber surrounding the sputter electrode and having a slit through which the long substrate passes;
The vacuum thin film forming method includes:
Exhausting the first chamber and the second chamber;
Introducing a first gas into the processing chamber after the exhaust;
Introducing a second gas into the second chamber after the exhaust;
Forming a first thin film on the elongated base material being transported in the second chamber;
Characterized by comprising a step of forming a second thin film by the sputtering electrode on the first film of the long substrate through the second chamber is carried in the processing chamber Vacuum thin film forming method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24839699A JP4430165B2 (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24839699A JP4430165B2 (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073133A JP2001073133A (en) | 2001-03-21 |
| JP4430165B2 true JP4430165B2 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=17177493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24839699A Expired - Fee Related JP4430165B2 (en) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4430165B2 (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4669631B2 (en) * | 2001-06-18 | 2011-04-13 | 矢崎総業株式会社 | Printed circuit and flexible wiring patterning method |
| EP1336985A1 (en) | 2002-02-19 | 2003-08-20 | Singulus Technologies AG | Sputtering cathode, and device and method for coating a substrate with a plurality of layers |
| WO2004059032A1 (en) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Toppan Printing Co., Ltd. | Vacuum deposition apparatus and vapor-deposited film manufacturing method |
| JP3962039B2 (en) | 2004-06-17 | 2007-08-22 | 日東電工株式会社 | Wiring circuit forming substrate, wiring circuit substrate, and method for forming metal thin layer |
| KR100701641B1 (en) * | 2004-08-02 | 2007-03-30 | 도레이새한 주식회사 | Method for manufacturing laminated structure for flexible circuit boards and apparatus for forming copper plated layer by vacuum deposition |
| JP4738292B2 (en) * | 2006-09-12 | 2011-08-03 | 住友金属鉱山株式会社 | Multilayer membrane permeability monitor |
| KR100855068B1 (en) | 2008-02-28 | 2008-08-29 | 주식회사 와이투스틸 | Vertical multilayer film forming device |
| JP5428175B2 (en) * | 2008-03-27 | 2014-02-26 | 凸版印刷株式会社 | Vacuum film forming apparatus and vacuum film forming method |
| JP5930791B2 (en) | 2011-04-28 | 2016-06-08 | 日東電工株式会社 | Vacuum film-forming method and laminate obtained by the method |
| JP2015132005A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 株式会社アルバック | Film deposition method and sputtering apparatus |
| JP6669070B2 (en) | 2014-09-19 | 2020-03-18 | 凸版印刷株式会社 | Film forming apparatus and film forming method |
| JP6672595B2 (en) | 2015-03-17 | 2020-03-25 | 凸版印刷株式会社 | Film forming equipment |
| JP7256980B2 (en) * | 2018-10-09 | 2023-04-13 | 大日本印刷株式会社 | Film forming apparatus and film forming method |
| JP7240956B2 (en) * | 2019-05-30 | 2023-03-16 | 株式会社アルバック | Vacuum processing equipment |
| CN116479394B (en) * | 2023-04-25 | 2025-09-30 | 杭纳半导体装备(杭州)有限公司 | Magnetron sputtering system and method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768369B2 (en) * | 1990-12-06 | 1998-06-25 | 凸版印刷株式会社 | Evaporated film |
| JPH1036967A (en) * | 1996-07-24 | 1998-02-10 | Teijin Ltd | Sputtering equipment |
| JPH10112024A (en) * | 1996-10-08 | 1998-04-28 | Sony Corp | Method and apparatus for manufacturing magnetic recording medium |
| JP3976834B2 (en) * | 1997-04-11 | 2007-09-19 | Tdk株式会社 | Method for manufacturing magnetic recording medium |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24839699A patent/JP4430165B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001073133A (en) | 2001-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4430165B2 (en) | Vacuum thin film forming apparatus and vacuum thin film forming method | |
| JP6474546B2 (en) | Vapor deposition apparatus having pretreatment apparatus using plasma | |
| JP6028711B2 (en) | Double-sided film forming method and method for producing resin film with metal base layer | |
| KR20190041506A (en) | Roll-to-roll type surface treatment apparatus, film forming method using same, and film forming apparatus | |
| KR20110028229A (en) | Deposition Method | |
| KR20170101796A (en) | Method for forming a film and method for manufacturing a laminate substrate using the same | |
| US11352697B2 (en) | Apparatus for processing long base material by roll-to-roll method and film forming apparatus using the same | |
| EP3872237B1 (en) | Apparatus and method for manufacturing resin film provided with metal membrane | |
| KR20110116210A (en) | Film forming apparatus, film forming method and organic EL element | |
| JP2008226689A (en) | Apparatus for forming transparent conductive film on flexible substrate, mask member, and transparent conductive film resin substrate for organic electroluminescence element | |
| CN104073769A (en) | film forming method | |
| JP5212356B2 (en) | Method for producing roll-shaped resin film having transparent conductive film and organic electroluminescence device using the same | |
| JP2016191104A (en) | Sputtering film forming method, metallized resin film manufacturing method using the same, and sputtering film forming apparatus | |
| JP2014214365A (en) | Method for surface-treating resin film, method for depositing film on resin film and method for manufacturing metalized resin film substrate | |
| JP2007179783A (en) | Manufacturing method of organic electroluminescent element | |
| JP2020193385A (en) | Vacuum deposition equipment and vacuum deposition method | |
| CN112011780B (en) | Vacuum film forming device and vacuum film forming method | |
| US20110214609A1 (en) | Atmospheric plasma apparatus | |
| JP2020132960A (en) | Manufacturing equipment and manufacturing method for resin film with metal film | |
| JP2007149482A (en) | Manufacturing method of organic el element | |
| KR100920901B1 (en) | Multilayer thin film execution equipment and execution method of using of the same | |
| JP2020132959A (en) | Manufacturing apparatus and manufacturing method of resin film with metal film | |
| JP4648935B2 (en) | Gas barrier film manufacturing method and gas barrier film manufacturing apparatus | |
| JP6319116B2 (en) | Long substrate surface treatment apparatus and surface treatment method | |
| JP2020045524A (en) | Manufacturing apparatus of resin film substrate with metal film equipped with ion beam processing means, and manufacturing method of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051114 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080604 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080610 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091021 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091215 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091217 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4430165 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151225 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |