濺射裝置和帶薄膜的長條膜的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種濺射裝置和帶薄膜的長條膜的制造方法。本發明的濺射裝置(10)用于在長條膜上形成薄膜。本發明的濺射裝置(10)包括：真空室(11)；真空泵(12)，其用于對真空室(11)進行排氣；供給輥(13)，其用于供給長條膜(17)；收納輥(16)，其用于收納長條膜(17)；成膜輥(15)，其設于真空室(11)內，用于沿著成膜輥(15)的表面輸送長條膜(17)；靶材(18)，其與成膜輥(15)相對；氣體配管(21)，其用于向真空室(11)內供給氣體；導輥(28)，其用于引導長條膜(17)；導輥軸(24)，其設于導輥(28)的兩端；軸承(25)，其用于支承導輥軸(24)；絕緣體(26)，其用于將導輥軸(24)與軸承(25)之間絕緣，導輥(28)的與長條膜(17)接觸的接觸面是浮動電位。
【專利說明】濺射裝置和帶薄膜的長條膜的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于在長條膜上形成薄膜的濺射裝置和帶薄膜的長條膜的制造方法。
【背景技術】
[0002]作為在真空中進行的薄膜形成方法而廣泛使用濺射法。在濺射法中，在低壓氬氣等濺射氣體中，將基材作為陽極電位并將靶材作為陰極電位，通過向基材與靶材之間施加電壓而生成濺射氣體的等離子體。等離子體中的濺射氣體離子與靶材相碰撞而轟擊出靶材的構成物質。靶材的被轟擊出的構成物質堆積在基材上而形成薄膜。
[0003]作為透明導電膜,廣泛使用銦錫氧化物:110)的薄膜。在形成銦錫氧化物(110)那樣的氧化物薄膜時，使用反應性濺射法。在反應性濺射法中，除了供給氬氣等濺射氣體之外，還供給氧氣等反應性氣體。在反應性濺射法中，靶材的被轟擊出的構成物質與反應性氣體相反應而形成靶材的構成物質的氧化物等，該氧化物等堆積在基材上。
[0004]在濺射裝置中，通常，靶材和陰極在機械上和電氣上一體化。基材和靶材隔開規定間隔地相對。通常向基材與靶材之間供給濺射氣體和反應性氣體。濺射氣體和反應性氣體有時也分開供給，有時也以混合的方式供給。
[0005]在基材為硅晶圓、玻璃板的濺射裝置中，利用機械臂或輥式輸送機等進行基材的移送。在硅晶圓、玻璃板帶電的情況下，在硅晶圓、玻璃板與機械臂或輥式輸送機相接觸之前，利用除電裝置(離子產生裝置)去除電荷。
[0006]但是，在基材為長條膜的情況下，在處理上與硅晶圓、玻璃板不同。長條膜的濺射裝置和濺射方法記載在例如專利文獻1(日本特開2009 — 19246)中。在為長條膜的情況下，不可能一次在整個長條膜上形成濺射膜。因此，一邊利用放出側的導輥引導自供給輥放出的長條膜，一邊將該長條膜導向成膜輥(也稱作筒輥將長條膜卷繞在成膜輥上不到1周，使成膜輥以恒定速度旋轉而使長條膜恒速行進。在長條膜的與靶材相對的部分上進行成膜。成膜結束后的長條膜被收納側的導輥引導而卷取在收納輥上。
[0007]作為長條膜，通常使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等單獨膜或層疊膜。當自供給輥放出由絕緣性的高分子材料構成的長條膜時，大多會使長條膜帶靜電。長條膜的帶電電壓達到數萬伏特。
[0008]在放出側的導輥處于與真空室相同的電位時，在自供給輥放出的長條膜上帶有的靜電會向導輥放電，從而有可能使長條膜產生損傷。
[0009]通常，為了防止放電，利用除電裝置(離子產生裝置)向供給輥與導輥之間的長條膜供給離子，以去除長條膜的電荷。但是，在長條膜的輸送速度較快時，有可能使除電不充分。
[0010]在專利文獻1 (日本特開2009 — 19246)中記載有“同長條膜上的導電性薄膜相接觸的導輥與真空槽絕緣，并處于浮動電位”。在濺射法中，由于等離子體中的帶電粒子向導電性薄膜入射，因此，使導電性薄膜帶電。若導輥接地，則電流在導電性薄膜中流動而產生焦耳熱，成膜在熱的作用下伸展。在專利文獻1中，不必將不與導電性薄膜相接觸的導輥保持為浮動電位。
[0011]長條膜帶電的情況并不限于自供給輥放出長條膜時。與在專利文獻1中視為問題的焦耳熱不同，即使在長條膜上不具有導電性薄膜，也會產生靜電的放電。因此，存在長條膜對所有的導輥均放電的可能性。因此，當使用離子除電裝置時，不得不針對所有的導輥均設置除電裝置。在為大型的濺射裝置的情況下，由于導輥超過100根，因此，不僅會使除電裝置的數量增多，而且還難以確保用于設置除電裝置的空間。
[0012]專利文獻1:日本特開2009 — 19246號公報
【發明內容】
[0013]發明要解決的問題
[0014]本發明的目的在于，提供能夠防止在長條膜上帶有的靜電向導輥放電的濺射裝置和防止自長條膜向導輥放電的帶薄膜的長條膜的制造方法。
[0015]用于解決問題的方案
[0016](1)本發明的濺射裝置用于在長條膜上形成薄膜。本發明的濺射裝置包括:真空泵，其用于對真空室進行排氣；供給輥，其用于供給長條膜；收納輥，其用于收納長條膜；成膜棍，其設于真空室內，用于沿著該成膜棍的表面輸送長條膜；祀材，其與成膜棍相對；氣體配管，其用于向真空室內供給氣體；導輥，其用于引導長條膜；導輥軸，其設于導輥的兩端；軸承，其用于支承導輥軸；以及絕緣體，其用于將導輥軸與軸承之間絕緣，導輥的與長條膜接觸的接觸面為浮動電位。
[0017](2)本發明的濺射裝置用于在長條膜上形成薄膜。本發明的濺射裝置包括:真空室；真空泵，其用于對真空室進行排氣；供給輥，其用于供給長條膜；收納輥，其用于收納長條膜；成膜輥，其設于真空室內，用于沿著成膜輥的表面輸送長條膜；靶材，其與成膜輥相對；氣體配管，其用于向真空室內供給氣體；導輥，其用于引導長條膜；以及絕緣體，其用于將導輥的與長條膜接觸的接觸面覆蓋而使導輥與長條膜之間絕緣，導輥的與長條膜接觸的接觸面是浮動電位。
[0018](3)本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法包括在真空室內利用與長條膜之間的接觸面為浮動電位的導輥來輸送長條膜的工序。
[0019](4)在本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法中，導輥包括:導輥軸，其設于導輥的兩端；軸承，其用于支承導輥軸；以及絕緣體，其用于將導輥軸與軸承之間絕緣，導輥的與長條膜接觸的接觸面為浮動電位。
[0020](5)在本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法中，導輥包括絕緣體，該絕緣體用于將導輥的與長條膜接觸的接觸面覆蓋而使導輥與長條膜之間絕緣，導輥的與長條膜接觸的接觸面為浮動電位。
[0021]發明的效果
[0022]在本發明的濺射裝置中，即使長條膜帶靜電，也不會自長條膜向導輥放電。由此，能夠防止長條膜產生因放電而導致的損傷。
[0023]在本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法中，由于利用處于浮動電位的導輥輸送長條膜，因此，即使長條膜帶靜電，也不會自長條膜向導輥放電。由此，能夠防止長條膜產生因放電而導致的損傷。以下，將與長條膜之間的接觸面處于浮動電位的導輥稱作“絕緣導輥”。此外，當在長條膜上形成有導電膜時，長條膜的導電膜形成面成為導電性。但是，由于即使利用絕緣導輥引導導電性的長條膜也不會使長條膜產生損傷，因此，不會有什么問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明的濺射裝置的整體的立體圖。
[0025]圖2的(幻是在本發明中使用的絕緣導輥的第一例的立體圖，圖2的$)是在本發明中使用的絕緣導輥的第二例的立體圖。
【具體實施方式】
[0026]圖1是本發明的濺射裝置10的一個例子的整體的立體圖。本發明的濺射裝置10包括真空室11和用于對真空室11進行排氣的真空泵12。在真空室11內設有供給輥13、絕緣導輥14、成膜輥15以及收納輥16。長條膜17自供給輥13放出且被絕緣導輥14引導，并卷繞在成膜輥15上不到一周，之后再次被絕緣導輥14引導而收納于收納輥16。靶材18隔開規定距離地與成膜輥15相對。在成膜輥15上連續地行進的長條膜17的與靶材18相對的位置形成濺射膜。在圖1中示出了兩個靶材18，但靶材18的個數并不限定。另外，設有用于向靶材18與成膜輥15之間供給濺射氣體(例如氬氣)和反應性氣體(例如氧氣)的氣體配管21。
[0027]在本發明的濺射裝置10中，在低壓氬氣等濺射氣體中，將成膜輥15作為陽極電位且將靶材18作為陰極電位，向成膜輥15與靶材18之間施加電壓而生成濺射氣體的等離子體。等離子體中的濺射氣體離子與靶材18相碰撞而轟擊出靶材18的構成物質。靶材18的被轟擊出的構成物質堆積在長條膜17上而形成薄膜。為了獲得品質良好的膜，將成膜輥15控制在例如201?2501的范圍內的恒定溫度。
[0028]作為透明導電膜,廣泛使用銦錫氧化物:110)的薄膜。在形成銦錫氧化物(110)那樣的氧化物薄膜時，使用反應性濺射法。在反應性濺射法中，除了供給氬氣等濺射氣體之外，還供給氧氣等反應性氣體。在反應性濺射法中，靶材18的被轟擊出的構成物質與反應性氣體相反應而產生的靶材18的構成物質的氧化物等堆積在長條膜17上。
[0029]在本發明的濺射裝置10中，靶材18和陰極19在機械上和電氣上一體化。長條膜17和靶材18隔開規定間隔地相對。濺射氣體和反應性氣體向長條膜17與靶材18之間供給。濺射氣體和反應性氣體有時分開供給，有時以混合的方式供給。
[0030]圖2的⑷是在本發明的濺射裝置10中使用的絕緣導輥1?的第一例的立體圖。圖2的㈦是在本發明的濺射裝置10中使用的絕緣導輥1仙的第二例的立體圖。
[0031]在圖2的⑷的絕緣導輥1?中，導輥軸24和用于支承導輥軸24的軸承25之間被環形的絕緣體26絕緣，導輥28的與長條膜17接觸的接觸面處于浮動電位。軸承25處于與真空室11相同的電位。絕緣導棍143的導棍28和導棍軸24是金屬(例如在招圓柱的表面上鍍有硬質鉻的金屬)。因此，導輥28的與長條膜17接觸的接觸面為金屬(例如鍍有硬質鉻的面)。
[0032]但是，由于導輥28和導輥軸24為浮動電位，因此，導輥28的與長條膜17接觸的接觸面也為浮動電位。因此，即使帶電后的長條膜17與絕緣導輥1?相接觸，也不會自長條膜17向絕緣導輥1?放電。因此，不會使長條膜17產生因放電而導致的損傷。
[0033]作為插入到導輥軸24與軸承25之間的環形的絕緣體26的材料，考慮到絕緣耐壓和機械強度時，適合使用作為工程塑料的聚醚醚酮材料$￡￡1((注冊商標))。
[0034]圖2的$)的絕緣導輥146的導輥31的表面被絕緣體32覆蓋，絕緣導輥146的與長條膜17接觸的接觸面處于浮動電位。由于導輥31和導輥軸34是金屬(例如鋁)，因此，導棍31和導棍軸34處于與真空室11相同的電位。
[0035]但是，由于絕緣導輥1仙的與長條膜17接觸的接觸面被絕緣體32覆蓋，因此，即使帶電后的長條膜17與絕緣導輥146相接觸，也不會自長條膜17向絕緣導輥146放電。因此，不會因放電而使長條膜17產生損傷。
[0036]作為覆蓋導輥31的表面的絕緣體32的材料，考慮到絕緣耐壓和形成膜的容易性時，適合使用氧化鋁或氮化硅等陶瓷噴鍍膜。
[0037]在將長條膜17自供給輥13放出時，長條膜17容易帶電。但是，并不限于放出時，在長條膜17的輸送路徑上，長條膜17也有可能帶電。在大型的濺射裝置中使用100根以上的導輥。在任一導輥上產生放電，都會使長條膜17產生損傷，因此，期望對于所有的導輥均使用絕緣導棍143、14)3。
[0038]說明本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法。在圖1的真空室11內，將絕緣性的長條膜17自供給輥13放出，利用絕緣導輥14引導長條膜17并將長條膜17卷繞在成膜輥15上不到一周。一邊使成膜輥15以恒定速度旋轉而使長條膜17恒速行進，一邊在長條膜17的與靶材18相對的部分上進行例如透明導電膜的成膜。成膜結束后的長條膜17 —邊被收納側的絕緣導輥14引導一邊卷取在收納輥16上。為了獲得品質良好的膜，將成膜輥15控制在例如201?2501的范圍內的恒定溫度。
[0039]在濺射時，向成膜輥15與靶材18之間施加直流電壓(或交流電壓)而產生濺射氣體(例如氬氣)的等離子體。作為直流電壓，例如，成膜輥15為,(接地電位)，靶材18為一 4007?一 1007。使濺射氣體離子與靶材18相碰撞，并使靶材18的自靶材18飛散出的材料(例如銦原子、錫原子)在長條膜17上進行成膜。
[0040]在自供給輥13放出絕緣性的長條膜17時，長條膜17大多帶靜電。在放出側的導輥與真空室11導通而成為接地電位時，在自供給輥放出的長條膜上帶有的靜電有可能向導輥放電而使長條膜產生損傷。
[0041]但是，在本發明的帶薄膜的長條膜的制造方法中，由于利用絕緣導輥14引導長條膜17，因此，即使長條膜17帶電，其電荷也不會向絕緣導輥14放電。因此，能夠避免因放電而使長條膜17產生損傷。
[0042]在長條膜17與收納側的絕緣導輥14相接觸時，由于在長條膜17上形成有透明導電膜，因此，長條膜17的靠透明導電膜側的面沒有帶電。但即使收納側的導輥是絕緣導輥14，也不會有什么不良。
[0043]產業卜.的可利用件
[0044]本發明的濺射裝置和濺射方法在長條膜上形成薄膜、特別是形成銦錫氧化物(111(1111111-1111-0^1(16:110)等透明導電膜方面具有有用性。
【權利要求】
1.一種濺射裝置，其用于在長條膜上形成薄膜，其中， 該濺射裝置包括: 真空室； 真空泵，其用于對上述真空室進行排氣； 供給輥，其用于供給上述長條膜； 收納輥，其用于收納上述長條膜； 成膜輥，其設于上述真空室內，用于沿著該成膜輥的表面輸送上述長條膜； 靶材，其與上述成膜輥相對； 氣體配管，其用于向上述真空室內供給氣體； 導輥，其用于引導上述長條膜； 導輥軸，其設于上述導輥的兩端； 軸承，其用于支承上述導輥軸；以及 絕緣體，其用于將上述導輥軸與上述軸承之間絕緣， 上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面為浮動電位。
2.一種濺射裝置，其用于在長條膜上形成薄膜，其中， 該濺射裝置包括: 真空室； 真空泵，其用于對上述真空室進行排氣； 供給輥，其用于供給上述長條膜； 收納輥，其用于收納上述長條膜； 成膜輥，其設于上述真空室內，用于沿著該成膜輥的表面輸送上述長條膜； 靶材，其與上述成膜輥相對； 氣體配管，其用于向上述真空室內供給氣體； 導輥，其用于引導上述長條膜；以及 絕緣體，其用于將上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面覆蓋而使上述導輥與上述長條膜之間絕緣， 上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面是浮動電位。
3.—種帶薄膜的長條膜的制造方法，其中， 該制造方法包括在真空室內利用與長條膜之間的接觸面為浮動電位的導輥來輸送上述長條膜的工序。
4.根據權利要求3所述的帶薄膜的長條膜的制造方法，其中， 上述導輥包括: 導輥軸，其設于上述導輥的兩端； 軸承，其用于支承上述導輥軸；以及 絕緣體，其用于將上述導輥軸與上述軸承之間絕緣， 上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面處于浮動電位。
5.根據權利要求3所述的帶薄膜的長條膜的制造方法，其中， 上述導輥包括絕緣體，該絕緣體用于將上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面覆蓋而使上述導輥與上述長條膜之間絕緣，上述導輥的與上述長條膜接觸的接觸面處于浮動電位。
【文檔編號】C23C14/56GK104294224SQ201410342230
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】梨木智剛, 濱田明 申請人:日東電工株式會社