両面真空成膜方法、及び該方法によって得られる積層体
【課題】単純な装置構成を用いて適宜に加熱処理等を施すことにより、両面に真空成膜が施された積層体を効率的に製造できる成膜方法を提供すること等。
【解決手段】ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に第１ロール室から繰り出し、繰り出された基体を脱ガスし、脱ガスされた基体の第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜し、第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜し、膜材料が積層された基体を第２ロール室でロール状に巻取り、巻き取った基体を第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として方向に第１ロール室から繰り出し、上記全ての処理を繰り返す。
【解決手段】ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に第１ロール室から繰り出し、繰り出された基体を脱ガスし、脱ガスされた基体の第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜し、第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜し、膜材料が積層された基体を第２ロール室でロール状に巻取り、巻き取った基体を第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として方向に第１ロール室から繰り出し、上記全ての処理を繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、特に、長尺の基体の両面に真空成膜を行うことができる両面真空成膜方法、及び該方法によって得られる積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等、各種の成膜方法が開発されている。これらの成膜方法によって得られた積層体は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置、半導体装置等の製造に幅広く利用されている。積層体は、これら表示装置や半導体装置等の保護フィルムや、光学フィルタ、反射防止フィルムといった各種の機能性フィルムとして利用できる。
【０００３】
近年、液晶テレビや、携帯電話、テレビゲーム機等、これらの機能性フィルムを用いるデバイス装置の需要が急激に伸びている。需要の伸びに伴い、機能性フィルムを短期間に大量に生産する技術の開発が急務となっている。このような要求に応えるため、ロールツーロール技術が開発された。ロールツーロール技術は、ロール状に巻かれた長尺の基体をロール間で搬送させ、連続成膜を可能とすることにより、作業の効率化を図るものである。
【０００４】
ロールツーロール技術を利用した成膜方法の一例が、特許４４１５５８４号（特許文献１）に開示されている。この成膜方法では、２つのロール間に１つの回転ドラムを設け、基板を運搬する１つの回転ドラムに対して複数のターゲットによる連続成膜を可能として作業の効率化が図られている。
【０００５】
特開２０１０−２３６０７６号（特許文献２）や特開平０７−０９８８５４号（特許文献３）には、このロールツーロール技術を利用して、特に、両面に成膜を行うことができる成膜方法が開示されている。両面成膜を可能とするため、ここでは、２つの回転ドラムとこれらの間に配置された１つの巻き取りロールが用いられ、繰り出しロールから繰り出されたロールに、互いに反対方向に回転中の２つの回転ドラムを通じて成膜を行った後に、巻き取りロールで巻き取りが行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４４１５５８４号
【特許文献２】特開２０１０−２３６０７６号
【特許文献３】特開平０７−０９８８５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
機能性フィルムに要求される層構成は、それら機能性フィルムを適用する装置等毎に異なることがあり、また、機能性フィルムに要求される性能等によっても異なることがある。このため、単純な装置構成を用いて、例えば、両面に真空成膜が施された層構成を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法の開発が所望される。
【０００８】
しかしながら、特許文献２や特許文献３等に開示された技術では、両面成膜を行うことは可能であっても、両面成膜を行うにあたり、脱ガス処理や、アニール処理、成膜処理といった各種の処理を、具体的にどのように施しているのか明らかでなく、また、これらの処理を、多様な積層体構造に応じて柔軟に施すことができる装置構成とはなっていない。このため、例えば、成膜が行われた後に、加熱処理等が十分に行われず、成膜された膜材料が完全に結晶化できないといった問題が生じるおそれがある。
【０００９】
また、これら従来の装置では、ターゲットが回転ドラムに対して所定の距離を隔てて固定されており、これらカソード電極によって支持されているターゲット等にメンテナンスを行うために成膜作業を中断する必要があり、この結果、作業効率が悪化するという問題等も有していた。
【００１０】
本発明は、これら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、ロールツーロール技術の下、単純な装置構成を用いて、適当な位置で適宜加熱処理等を施すことにより、特に両面真空成膜の最適化を図り、両面に真空成膜が施された積層体を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、例えば、メンテナンスが必要なカソード電極を、必要な成膜作業を継続しつつ所定の成膜室から取り除くことができるようにして、成膜作業の効率化を図ることができる成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、長尺の基体に連続的に真空成膜を行う方法であって、ａ） ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、ｂ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、ｃ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜する段階、ｄ） 前記基体の前記第１の面に成膜された第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜する段階、ｅ） 前記基体の前記第１の面において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、ｆ） 前記第２ロール室で巻き取った前記基体を前記第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、ｇ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、ｈ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第２の面に前記第１成膜室において前記第１の膜材料を成膜する段階、ｉ） 前記基体の前記第２の面に成膜された前記第１の膜材料の上に第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜する段階、ｊ） 前記基体の前記第１の面と前記第２の面の双方において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、を備えることを特徴とする成膜方法を提供する。この構成によれば、１つの装置で、前記基体の前記第１の面と前記第２の面にそれぞれ前記第１の膜材料と前記第２の膜材料がこの順に積層された積層体が効率良く得られる。尚、前記第１の膜材料は、透明導電膜であってもよく、また、前記第２の膜材料は、銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金のような金属であってもよい。
【００１３】
上記成膜方法において、前記基体の前記第１の面に前記第２の膜材料と前記第１の膜材料がこの順に積層された前記基体を前記第２ロール室で巻き取った際、前記第２ロール室と前記第２ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第２ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第２ロール室にて前記基体の取り外しを行ってもよい。これにより、上記作業中、第２ロール室以外の室を全て真空に保つことができる。
また、上記成膜方法において、前記基体を前記第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出すにあたり、前記第１ロール室と前記第１ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第１ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第１ロール室にて前記基体の前記第２の面を被成膜面としてセットすることもできる。これにより、上記作業中、第１ロール室以外の室を全て真空に保つことができる。
【００１４】
上記成膜方法において、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体にプラズマ処理を行ってもよい。これにより、プラズマ処理の強化を図ることができる。
【００１５】
また、上記成膜方法において、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスしてもよいし、また、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスしてもよい。更に、前記第１成膜室で、前記方向に案内中の前記基体を脱ガスすることもできる。これにより、脱ガス処理の強化を図ることができる。
【００１６】
また、上記成膜方法において、前記方向に繰り出された前記基体に前記第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜するにあたり、前記第１成膜室の第１カソード電極を前記第１成膜室から取り除くことができる。この構成によれば、第１成膜室では、膜材料のターゲットのメンテナンス作業を行い、第２の成膜室では、継続して成膜作業を行うことができるため、生産効率を上げることができる。
【００１７】
更に、上記成膜方法において、前記第２の膜材料が成膜された前記基体にアニール処理を施してもよい。これにより、アニール処理の強化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、単純な装置構成を用いて、両面に真空成膜が施された積層体を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による成膜方法を実施することができる成膜装置の一例を示す図である。
【図２】本発明による成膜方法によって得られる積層体の構成例を示す図である。
【図３】本発明による成膜方法の下で可能なカソード電極の配置を示す図である。
【図４】本成膜方法を実施することができる他の装置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面を参照しつつ、本発明の一つの好適な実施形態について以下に説明する。
図１に、本成膜方法を実施することができる成膜装置１の一例を示す。この成膜装置１には、例えば、ロール状に巻かれた長尺の基体１０を収容することができる第１ロール室Ｗ１及び第２ロール室Ｗ２と、これら第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第１成膜室４１及び第２成膜室４２、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第２加熱室３２、更に、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０が含まれる。装置構成を単純化するため、これらの要素は図示のように略一直線状に配置されていてもよい。また、この装置には、本成膜方法を実施することができる要素が含まれていれば足り、他の要素が含まれていてもよい。この点については更に後述する。
【００２１】
図１の装置１は、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）等、いずれの方法にも使用できる。取り分け、スパッタリング法によれば、大面積の均一スパッタリングが可能であり、また、連続生産性が高く、安定性が良好で、緻密な薄膜形成が可能である。また、スパッタリング法の中でも、特に、ＤＣマグネトロンスパッタ法によれば、ターゲット表面に磁場を形成し、電子を閉じ込めることで、基体の損傷を抑えることができる。これらの処理は、各室を真空にした状態で行う。
【００２２】
真空状態を効果的に保つため、装置１の各室の間には仕切り１４が設けられている。また、これらの各仕切り１４には、基体１０を通過させる隙間１３が設けられている。更に、作業空間以外の室の真空状態を効果的に保つため、ロードロック機構１３、１３’が設けられていてもよい。ロードロック機構についてはよく知られているため、ここでは説明を省略する。
【００２３】
本方法で使用される基体１０は、例えば、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム、アルミニウムシート等の各種金属シートといった、成膜可能な材質から成っていればよく、その材質は特に限定されない。但し、基体１０は、全体として長尺状であって、可撓性を有し、ロール状に巻回可能なものとする。成膜の際、基体１０は、複数配列された案内ロール２９等を利用して、第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間等を、第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う方向Ａに、ロールツーロール方式で搬送され得る。
【００２４】
基体１０をロール状に巻回するため、第１ロール室Ｗ１には第１繰出・巻取ロール２１が、第２ロール室Ｗ２には第２繰出・巻取ロール２２が、それぞれ設けられている。基体１０を方向Ａに搬送させる際、第１繰出・巻取ロール２１は繰り出しを、第２繰出・巻取ロール２２は巻き取りを行う。
【００２５】
第１及び第２加熱室３１、３２では、基体１０が加熱され、基体１０に脱ガス処理やアニール処理が施される。得られる効果は、それらを設ける位置や装置の使用態様によって相違する。例えば、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１によれば、第１成膜室４１における成膜前に基体１０を加熱して、基体１０を脱ガスすることができる。真空処理時等には、基体１０から水分が生ずることがあるが、この水分は成膜される膜の組成に大きな影響を与えてしまう。上記の位置に加熱室３１を設けることにより、水分を除去して、影響を低減させることができる。
【００２６】
また、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に第２加熱室３２を設けることにより、例えば、第２成膜室４２において成膜が行われた基体１０を加熱することが可能となり、これによって、基体１０に成膜した膜材料にアニール処理を施し、膜の原子配列を規則的に並んだ結晶粒とすることができる。更に、必要に応じて、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間等に加熱室を設けてもよい。但し、加熱室は必ずしも必要なものではなく、例えば、後述する成膜室の回転ドラムによる加熱機能等を利用して、加熱室を設けることなく同様の効果を得ることもできる。
【００２７】
プラズマ処理装置４０は、基体１０をプラズマ処理するために使用する。プラズマ処理を施すことにより、基体１０の表面を活性化し、また、クリーニングすることができ、これによって、その後の成膜をより効果的に行うことできる。加熱室同様、プラズマ処理装置を設ける位置は特に限定されない。例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０を利用すれば、第１の成膜室４１における成膜前に基体１０にプラズマ処理を行うことができる。更に、必要に応じて、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間にプラズマ処理装置を設けることもできる。但し、プラズマ処理装置は必ずしも必要なものではない。
【００２８】
成膜室は少なくとも２つ設けられていれば足りる。但し、追加の成膜室を設けてもよい。追加の成膜室を設ける位置は、第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間であれば、特に限定されず、例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間であってもよい。更に、これらの成膜室で成膜される膜材料も特に限定されず、例えば、銅や銅合金、或いは、銀や銀合金のような金属や透明導電膜であってもよい。銀合金としては、例えば、銀（Ａｇ）にパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）を加えたＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）と呼ばれる合金であってもよい。この場合、銀は、ＡＰＣの主成分として９０原子％以上含有されていてもよい。
【００２９】
第１成膜室４１は、第１回転ドラム５１と第１カソード電極６１を備える。第１回転ドラム５１は、基体１０を少なくとも第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う方向Ａに運搬するように回転自在とされており、基体１０は、それらの周囲を経て、方向Ａに搬送される。更に、第１回転ドラム５１は、基体１０を加熱する機能を有していてもよい。第１回転ドラム１０の加熱機能によって得られる効果は、加熱室と同様と考えてよい。従って、第１回転ドラム５１によって加熱室の加熱機能を代替することもできるし、逆に、加熱室の加熱機能によって第１回転ドラム５１における加熱機能を代替することもできる。
【００３０】
第１カソード電極６１は、第１回転ドラム５１に対して複数設けられている。これら複数の第１カソード電極６１は各々、所定の膜材料を成膜するためのターゲットを支持した状態で、第１回転ドラム５１に対向して可動状態で配置され得る。成膜すべき膜材料は、装置の使用態様によって自由に選択することができる。例えば、基体１０が、第１回転ドラム５１の周囲を方向Ａに通されているときは第１の膜材料等としてもよい。膜材料は、装置の使用態様に応じて自由に変更することができる。第１カソード電極６１を利用して、基体１０が第１回転ドラム５１の周囲を通される間に、基体１０に、所定の膜材料が成膜されことになる。
【００３１】
第２成膜室４２は、第１成膜室４１と同一又は類似の構成及び機能を有し、少なくとも、第２回転ドラム５２と第２カソード電極６２を備える。第２回転ドラム５２は、その周囲を経て、基体１０を少なくとも方向Ａに連続的に搬送させることができ、また、基体１０を加熱することもできる。第２回転ドラム５２の周囲には、複数の第２カソード電極６２が、第２回転ドラム５２に対向して配置されており、第２カソード電極６２における膜材料も、第１カソード電極６１と同様に、自由に選択することができる。例えば、基体１０が第２回転ドラム５２の周囲を方向Ａに通されているときは、第２の膜材料等としてもよい。膜材料等は、装置の使用態様に応じて自由に変更することができる。第２カソード電極６２を利用して、基体１０が第２回転ドラム５２の周囲を通される間に、基体１０に、所定の膜材料が成膜されることになる。
【００３２】
尚、第１回転ドラム５１や第２回転ドラム５２における加熱処理と成膜処理は、互いに独立した機能である。よって、例えば、第１成膜室４１では加熱処理のみを行い、第２成膜室４２では成膜処理のみを行うこともできる。また、加熱処理が十分に行われるように、第１回転ドラム５１や第２回転ドラム５２の径を比較的大きく設定して、搬送時間を長くしてもよい。
【００３３】
次いで、図２をも参照して、成膜装置１を利用した本成膜方法の一例を説明する。本成膜方法では、同じ処理が少なくとも２回繰り返されるが、これら各処理における被成膜面は逆向きに設定される。便宜上、ここでは、これらの各処理を第１処理、第２処理と呼ぶ。図２の（ａ）は、第１処理、更に言えば、中間工程を終えた後に得られる積層体を、図２の（ｂ）は、第２処理、更に言えば、最終工程を終えた後に得られる積層体を、それぞれ示したものである。
【００３４】
第１処理において、基体１０は、先ず、一方の面ａ（便宜上、ここでは「第１の面」と呼ぶ）を被成膜面として、方向Ａにおいて第１ロール室Ｗ１から繰り出される。繰り出された基体１０は、第１加熱室３１や第１成膜室４１の第１回転ドラム５１の加熱機能を用いて脱ガスされる。更に、第１加熱室３１で脱ガスされた、或いは、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１を用いて脱ガス中の、基体１０の第１の面ａに、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜され、更に続けて、第１の面ａに成膜された第１の膜材料の上に、第２成膜室４２の第２カソード電極６２を用いて、第２の膜材料１０−２が成膜され、その後、第２ロール室Ｗ２で一旦巻取られる。この結果、図２の（ａ）に示す積層体、即ち、基体１０の第１の面ａに第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２がこの順に積層された積層体が得られる。
【００３５】
続く第２処理では、第１処理と同じ処理が繰り返される。但し、この処理を開始する前に、基体１０を、第１の面ａとは反対側の第２の面ｂが被成膜面となるように、基体１０を第２ロール室Ｗ２から第１ロール室Ｗ１へ付け替える必要がある。先ず、基体１０を第２ロール室Ｗ２から取り外す。この作業は、第２ロール室Ｗ２とこの第２ロール室Ｗ２と相隣り合う第２加熱室３２との間に設けたロードロック機構１３’によって、基体１０の一部をロードロック機構に連通させつつ第２ロール室Ｗ２と第２加熱室３２との間を遮蔽した状態で行う。これにより、上記作業中、第２ロール室Ｗ２以外の室を全て真空に保つことができ、作業後に、改めて全体を真空状態とする必要がなくなり、作業時間を短縮、作業の効率化を図ることができる。その後、基体１０は、第２の面ｂが被成膜面となるように、第１ロール室Ｗ１にセットされる。このセット作業も、取り外し作業と同様に、第１ロール室Ｗ１とこの第１ロール室Ｗ１と相隣り合う第１加熱室３１等との間に設けたロードロック機構１３によって、基体１０の一部をロードロック機構１３に連通させつつ第１ロール室Ｗ１と第１加熱室３１との間を遮蔽した状態で行う。従って、第１ロール室Ｗ１以外の室を全て真空に保つことができる。
【００３６】
第２の面ｂを被成膜面として第１ロール室Ｗ１にセットした後、基体１０を、方向Ａに第１ロール室Ｗ１から繰り出し、第１加熱室３１や第１成膜室４１の第１回転ドラム５１の加熱機能を用いて脱ガスする。更に、この脱ガスされた基体１０の第２の面ｂに、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜され、更に続けて、第１の面ａに成膜された第１の膜材料の上に、第２成膜室４２の第２カソード電極６２を用いて、第２の膜材料１０−２が成膜され、その後、基体１０は、第２ロール室Ｗ２で巻取られる。
【００３７】
以上の工程により、図２の（ｂ）に示す積層体、即ち、基体１０の第１の面ａと第２の面ｂのそれぞれに第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２がこの順に積層された積層体が得られる。尚、これらの膜材料は特に限定されるものではなく、例えば、第１の膜材料１０−１として、ＩＴＯのような透明導電膜を用い、また、第２の膜材料１０−２として、銅（Ｃｕ）又は銅合金、或いは、銀（Ａｇ）又は銀合金（ＡＰＣ等）のような金属を用いてもよい。尚、第２の膜材料１０−２として金属が用いられた場合、この金属材料によって、第２の膜材料１０−２であるＩＴＯの加熱が妨げられることになる。従って、この場合には特に、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間に加熱室（図示されていない）等を設けること、換言すれば、第１の膜材料１０−１が成膜された後であって第２の膜材料１０−２が積層される前に、基体１０にアニール処理を施すのが好ましい。このような加熱室によって、ＩＴＯを適切に加熱することにより、結晶状態を適当に調整し、最適な状態で、非晶質ＩＴＯ、或いは、結晶ＩＴＯを得ることができる。尚、上の実施形態では、基体１０の両面に積層体を製造する方法を説明したが、両面或いは片面に、更に、成膜処理を繰り返してもよいことは勿論である。
【００３８】
次に、図３を参照して、この本成膜方法の下で可能なカソード電極の配置について説明する。図３は、基体１０が成膜される際に可能な、第１成膜室４１の第１カソード電極６１及び第２成膜室４２の第２カソード電極６２の配置の状態を、概略平面図で示したものである。
【００３９】
明らかなように、第２成膜室４２において第２の膜材料１０−２を成膜する際、第１成膜室４１では、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１による加熱処理（脱ガス）が行われれば十分であって、第１カソード電極６１を用いた成膜処理は行う必要がない。従って、図３に示すように、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を、第１カソード電極６１を支持する本体６０を移動させること等により、第１成膜室４１から取り除いた状態で脱ガス等を行うことができる。この結果、第１成膜室４１から取り除いた第１カソード電極６１に対しては、交換等のメンテナンスを行うことができ、このようなメンテナンス作業中にも、第２成膜室４２において、成膜を継続的に行うことができ、これにより、基体１０の生産効率を高めることができる。尚、第１成膜室４１から第１カソード電極６１を取り除くことによって第１成膜室４１に生じた開口は、必要であれば、仮蓋等を利用して閉じることができる。
【００４０】
尚、本成膜方法においては、例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０を用いて、第１ロール室Ｗ１から繰り出された後であって第１成膜室４１において第１の膜材料１０−１が成膜される前に、基体１０にプラズマ処理を行うこともできる。また、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間に設けたプラズマ処理装置（図示されていない）を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜された後であって第２成膜室４２において第２の膜材料１０−２が成膜される前に、基体１０にプラズマ処理を行うこともできる。このようなプラズマ処理を施すことにより、その後の成膜をより効果的に行うことできる。
【００４１】
また、例えば、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１を用いて、第１ロール室Ｗ１から繰り出された後であって第１成膜室４１において第１の膜材料１０−１が成膜される前に、基体１０を脱ガスすることもできる。また、例えば、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１による加熱機能を用いて、方向Ａに案内中の基体１０を脱ガスすることもできる。
【００４２】
更に、例えば、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第２加熱室３２を用いて、基体１０の第１の面ａにおいて、又は、第１の面ａ及び第２の面ｂにおいて、第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２が成膜された基体１０にアニール処理を施すこともできる。
【００４３】
図４に、本成膜方法を実施することができる他の装置構成２を示す。図１と同じ要素には、図４と同じ参照番号を付している。装置１を構成する要素は、本成膜方法を実施することができるように配置されていれば足り、必ずしも図１の構成とする必要はなく、例えば、図４の構成としてもよい。
【００４４】
成膜装置２には、例えば、図１に示した成膜装置１の第１ロール室Ｗ１や第２ロール室Ｗ２に加えて、更に、第３ロール室Ｗ３、加熱室３１と第１成膜室４１の間の追加のプラズマ処理装置４０’、第３ロール室Ｗ３と第２成膜室４２の間のロードロック１３’、更に、基体１０の経路変更を行うための切替ロール８３、８３’が含まれる。但し、装置の基本構成、即ち、ロール室同士の間に成膜室が少なくとも２つ設けられている点等は、成膜装置１と同じであり、従って、このような構成によっても、本成膜方法を実施することができる。
【００４５】
便宜上、切替ロール８３’によって切り替えが行われる搬送経路を第１搬送経路と呼び、これに対し、切替ロール８３によって切り替えが行われる搬送経路を第２搬送経路と呼ぶ。図１に示すように、第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う第１の方向Ａに基体１０が搬送された場合、基体１０は、これらの搬送経路にかかわらず、少なくとも切替ロール８３に達するまでは同じ経路に沿って移動する。しかしながら、切替ロール８３に達した後は、第１の搬送経路においては、破線で示すように、切替ロール８３’で反転させられることによって、第２成膜室４２を第２ロール室Ｗ２から第１ロール室Ｗ１へ向う第２の方向Ｂで通過し、一方、第２の搬送経路においては、実線で示すように、第２成膜室４２を第１の方向Ａで通過する。明らかなように、本成膜方法を実施する際には、実線で示した第２搬送経路を用いる。動作の詳細については、上に説明した通りである。
【００４６】
成膜室を２つ設けた例を説明したが、成膜室を３つ以上とした場合にも、勿論、同様の効果が得られる。また、装置構成の説明でも述べたように、加熱室やプラズマ処理装置を適当な位置に適宜に設けて、本発明の成膜方法に組み込むこともできる。
本発明は、その技術的思想に包含される、これら種々の変形例を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の方法は、様々な種類の成膜装置に、幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 成膜装置
１０ 基体
１３ ロードロック
１４ 仕切り
２９ ガイドロール
３１ 加熱室
４０ プラズマ処理装置
４１ 第１成膜室
４２ 第２成膜室
５１ 第１回転ドラム
５２ 第２回転ドラム
６０ 本体
６１ 第１カソード電極
８３ 切替ロール
Ｗ１ 第１ロール室
Ｗ２ 第２ロール室
Ｗ３ 第３ロール室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、特に、長尺の基体の両面に真空成膜を行うことができる両面真空成膜方法、及び該方法によって得られる積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等、各種の成膜方法が開発されている。これらの成膜方法によって得られた積層体は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置、半導体装置等の製造に幅広く利用されている。積層体は、これら表示装置や半導体装置等の保護フィルムや、光学フィルタ、反射防止フィルムといった各種の機能性フィルムとして利用できる。
【０００３】
近年、液晶テレビや、携帯電話、テレビゲーム機等、これらの機能性フィルムを用いるデバイス装置の需要が急激に伸びている。需要の伸びに伴い、機能性フィルムを短期間に大量に生産する技術の開発が急務となっている。このような要求に応えるため、ロールツーロール技術が開発された。ロールツーロール技術は、ロール状に巻かれた長尺の基体をロール間で搬送させ、連続成膜を可能とすることにより、作業の効率化を図るものである。
【０００４】
ロールツーロール技術を利用した成膜方法の一例が、特許４４１５５８４号（特許文献１）に開示されている。この成膜方法では、２つのロール間に１つの回転ドラムを設け、基板を運搬する１つの回転ドラムに対して複数のターゲットによる連続成膜を可能として作業の効率化が図られている。
【０００５】
特開２０１０−２３６０７６号（特許文献２）や特開平０７−０９８８５４号（特許文献３）には、このロールツーロール技術を利用して、特に、両面に成膜を行うことができる成膜方法が開示されている。両面成膜を可能とするため、ここでは、２つの回転ドラムとこれらの間に配置された１つの巻き取りロールが用いられ、繰り出しロールから繰り出されたロールに、互いに反対方向に回転中の２つの回転ドラムを通じて成膜を行った後に、巻き取りロールで巻き取りが行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４４１５５８４号
【特許文献２】特開２０１０−２３６０７６号
【特許文献３】特開平０７−０９８８５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
機能性フィルムに要求される層構成は、それら機能性フィルムを適用する装置等毎に異なることがあり、また、機能性フィルムに要求される性能等によっても異なることがある。このため、単純な装置構成を用いて、例えば、両面に真空成膜が施された層構成を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法の開発が所望される。
【０００８】
しかしながら、特許文献２や特許文献３等に開示された技術では、両面成膜を行うことは可能であっても、両面成膜を行うにあたり、脱ガス処理や、アニール処理、成膜処理といった各種の処理を、具体的にどのように施しているのか明らかでなく、また、これらの処理を、多様な積層体構造に応じて柔軟に施すことができる装置構成とはなっていない。このため、例えば、成膜が行われた後に、加熱処理等が十分に行われず、成膜された膜材料が完全に結晶化できないといった問題が生じるおそれがある。
【０００９】
また、これら従来の装置では、ターゲットが回転ドラムに対して所定の距離を隔てて固定されており、これらカソード電極によって支持されているターゲット等にメンテナンスを行うために成膜作業を中断する必要があり、この結果、作業効率が悪化するという問題等も有していた。
【００１０】
本発明は、これら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、ロールツーロール技術の下、単純な装置構成を用いて、適当な位置で適宜加熱処理等を施すことにより、特に両面真空成膜の最適化を図り、両面に真空成膜が施された積層体を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、例えば、メンテナンスが必要なカソード電極を、必要な成膜作業を継続しつつ所定の成膜室から取り除くことができるようにして、成膜作業の効率化を図ることができる成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、長尺の基体に連続的に真空成膜を行う方法であって、ａ） ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、ｂ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、ｃ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜する段階、ｄ） 前記基体の前記第１の面に成膜された第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜する段階、ｅ） 前記基体の前記第１の面において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、ｆ） 前記第２ロール室で巻き取った前記基体を前記第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、ｇ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、ｈ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第２の面に前記第１成膜室において前記第１の膜材料を成膜する段階、ｉ） 前記基体の前記第２の面に成膜された前記第１の膜材料の上に第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜する段階、ｊ） 前記基体の前記第１の面と前記第２の面の双方において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、を備えることを特徴とする成膜方法を提供する。この構成によれば、１つの装置で、前記基体の前記第１の面と前記第２の面にそれぞれ前記第１の膜材料と前記第２の膜材料がこの順に積層された積層体が効率良く得られる。尚、前記第１の膜材料は、透明導電膜であってもよく、また、前記第２の膜材料は、銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金のような金属であってもよい。
【００１３】
上記成膜方法において、前記基体の前記第１の面に前記第２の膜材料と前記第１の膜材料がこの順に積層された前記基体を前記第２ロール室で巻き取った際、前記第２ロール室と前記第２ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第２ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第２ロール室にて前記基体の取り外しを行ってもよい。これにより、上記作業中、第２ロール室以外の室を全て真空に保つことができる。
また、上記成膜方法において、前記基体を前記第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出すにあたり、前記第１ロール室と前記第１ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第１ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第１ロール室にて前記基体の前記第２の面を被成膜面としてセットすることもできる。これにより、上記作業中、第１ロール室以外の室を全て真空に保つことができる。
【００１４】
上記成膜方法において、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体にプラズマ処理を行ってもよい。これにより、プラズマ処理の強化を図ることができる。
【００１５】
また、上記成膜方法において、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスしてもよいし、また、前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスしてもよい。更に、前記第１成膜室で、前記方向に案内中の前記基体を脱ガスすることもできる。これにより、脱ガス処理の強化を図ることができる。
【００１６】
また、上記成膜方法において、前記方向に繰り出された前記基体に前記第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜するにあたり、前記第１成膜室の第１カソード電極を前記第１成膜室から取り除くことができる。この構成によれば、第１成膜室では、膜材料のターゲットのメンテナンス作業を行い、第２の成膜室では、継続して成膜作業を行うことができるため、生産効率を上げることができる。
【００１７】
更に、上記成膜方法において、前記第２の膜材料が成膜された前記基体にアニール処理を施してもよい。これにより、アニール処理の強化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、単純な装置構成を用いて、両面に真空成膜が施された積層体を、効率的に、且つ、安価に製造できる、成膜方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による成膜方法を実施することができる成膜装置の一例を示す図である。
【図２】本発明による成膜方法によって得られる積層体の構成例を示す図である。
【図３】本発明による成膜方法の下で可能なカソード電極の配置を示す図である。
【図４】本成膜方法を実施することができる他の装置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面を参照しつつ、本発明の一つの好適な実施形態について以下に説明する。
図１に、本成膜方法を実施することができる成膜装置１の一例を示す。この成膜装置１には、例えば、ロール状に巻かれた長尺の基体１０を収容することができる第１ロール室Ｗ１及び第２ロール室Ｗ２と、これら第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第１成膜室４１及び第２成膜室４２、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第２加熱室３２、更に、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０が含まれる。装置構成を単純化するため、これらの要素は図示のように略一直線状に配置されていてもよい。また、この装置には、本成膜方法を実施することができる要素が含まれていれば足り、他の要素が含まれていてもよい。この点については更に後述する。
【００２１】
図１の装置１は、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法（ＣＶＤ）等、いずれの方法にも使用できる。取り分け、スパッタリング法によれば、大面積の均一スパッタリングが可能であり、また、連続生産性が高く、安定性が良好で、緻密な薄膜形成が可能である。また、スパッタリング法の中でも、特に、ＤＣマグネトロンスパッタ法によれば、ターゲット表面に磁場を形成し、電子を閉じ込めることで、基体の損傷を抑えることができる。これらの処理は、各室を真空にした状態で行う。
【００２２】
真空状態を効果的に保つため、装置１の各室の間には仕切り１４が設けられている。また、これらの各仕切り１４には、基体１０を通過させる隙間１３が設けられている。更に、作業空間以外の室の真空状態を効果的に保つため、ロードロック機構１３、１３’が設けられていてもよい。ロードロック機構についてはよく知られているため、ここでは説明を省略する。
【００２３】
本方法で使用される基体１０は、例えば、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム、アルミニウムシート等の各種金属シートといった、成膜可能な材質から成っていればよく、その材質は特に限定されない。但し、基体１０は、全体として長尺状であって、可撓性を有し、ロール状に巻回可能なものとする。成膜の際、基体１０は、複数配列された案内ロール２９等を利用して、第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間等を、第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う方向Ａに、ロールツーロール方式で搬送され得る。
【００２４】
基体１０をロール状に巻回するため、第１ロール室Ｗ１には第１繰出・巻取ロール２１が、第２ロール室Ｗ２には第２繰出・巻取ロール２２が、それぞれ設けられている。基体１０を方向Ａに搬送させる際、第１繰出・巻取ロール２１は繰り出しを、第２繰出・巻取ロール２２は巻き取りを行う。
【００２５】
第１及び第２加熱室３１、３２では、基体１０が加熱され、基体１０に脱ガス処理やアニール処理が施される。得られる効果は、それらを設ける位置や装置の使用態様によって相違する。例えば、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１によれば、第１成膜室４１における成膜前に基体１０を加熱して、基体１０を脱ガスすることができる。真空処理時等には、基体１０から水分が生ずることがあるが、この水分は成膜される膜の組成に大きな影響を与えてしまう。上記の位置に加熱室３１を設けることにより、水分を除去して、影響を低減させることができる。
【００２６】
また、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に第２加熱室３２を設けることにより、例えば、第２成膜室４２において成膜が行われた基体１０を加熱することが可能となり、これによって、基体１０に成膜した膜材料にアニール処理を施し、膜の原子配列を規則的に並んだ結晶粒とすることができる。更に、必要に応じて、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間等に加熱室を設けてもよい。但し、加熱室は必ずしも必要なものではなく、例えば、後述する成膜室の回転ドラムによる加熱機能等を利用して、加熱室を設けることなく同様の効果を得ることもできる。
【００２７】
プラズマ処理装置４０は、基体１０をプラズマ処理するために使用する。プラズマ処理を施すことにより、基体１０の表面を活性化し、また、クリーニングすることができ、これによって、その後の成膜をより効果的に行うことできる。加熱室同様、プラズマ処理装置を設ける位置は特に限定されない。例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０を利用すれば、第１の成膜室４１における成膜前に基体１０にプラズマ処理を行うことができる。更に、必要に応じて、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間にプラズマ処理装置を設けることもできる。但し、プラズマ処理装置は必ずしも必要なものではない。
【００２８】
成膜室は少なくとも２つ設けられていれば足りる。但し、追加の成膜室を設けてもよい。追加の成膜室を設ける位置は、第１ロール室Ｗ１と第２ロール室Ｗ２の間であれば、特に限定されず、例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間であってもよい。更に、これらの成膜室で成膜される膜材料も特に限定されず、例えば、銅や銅合金、或いは、銀や銀合金のような金属や透明導電膜であってもよい。銀合金としては、例えば、銀（Ａｇ）にパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）を加えたＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）と呼ばれる合金であってもよい。この場合、銀は、ＡＰＣの主成分として９０原子％以上含有されていてもよい。
【００２９】
第１成膜室４１は、第１回転ドラム５１と第１カソード電極６１を備える。第１回転ドラム５１は、基体１０を少なくとも第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う方向Ａに運搬するように回転自在とされており、基体１０は、それらの周囲を経て、方向Ａに搬送される。更に、第１回転ドラム５１は、基体１０を加熱する機能を有していてもよい。第１回転ドラム１０の加熱機能によって得られる効果は、加熱室と同様と考えてよい。従って、第１回転ドラム５１によって加熱室の加熱機能を代替することもできるし、逆に、加熱室の加熱機能によって第１回転ドラム５１における加熱機能を代替することもできる。
【００３０】
第１カソード電極６１は、第１回転ドラム５１に対して複数設けられている。これら複数の第１カソード電極６１は各々、所定の膜材料を成膜するためのターゲットを支持した状態で、第１回転ドラム５１に対向して可動状態で配置され得る。成膜すべき膜材料は、装置の使用態様によって自由に選択することができる。例えば、基体１０が、第１回転ドラム５１の周囲を方向Ａに通されているときは第１の膜材料等としてもよい。膜材料は、装置の使用態様に応じて自由に変更することができる。第１カソード電極６１を利用して、基体１０が第１回転ドラム５１の周囲を通される間に、基体１０に、所定の膜材料が成膜されことになる。
【００３１】
第２成膜室４２は、第１成膜室４１と同一又は類似の構成及び機能を有し、少なくとも、第２回転ドラム５２と第２カソード電極６２を備える。第２回転ドラム５２は、その周囲を経て、基体１０を少なくとも方向Ａに連続的に搬送させることができ、また、基体１０を加熱することもできる。第２回転ドラム５２の周囲には、複数の第２カソード電極６２が、第２回転ドラム５２に対向して配置されており、第２カソード電極６２における膜材料も、第１カソード電極６１と同様に、自由に選択することができる。例えば、基体１０が第２回転ドラム５２の周囲を方向Ａに通されているときは、第２の膜材料等としてもよい。膜材料等は、装置の使用態様に応じて自由に変更することができる。第２カソード電極６２を利用して、基体１０が第２回転ドラム５２の周囲を通される間に、基体１０に、所定の膜材料が成膜されることになる。
【００３２】
尚、第１回転ドラム５１や第２回転ドラム５２における加熱処理と成膜処理は、互いに独立した機能である。よって、例えば、第１成膜室４１では加熱処理のみを行い、第２成膜室４２では成膜処理のみを行うこともできる。また、加熱処理が十分に行われるように、第１回転ドラム５１や第２回転ドラム５２の径を比較的大きく設定して、搬送時間を長くしてもよい。
【００３３】
次いで、図２をも参照して、成膜装置１を利用した本成膜方法の一例を説明する。本成膜方法では、同じ処理が少なくとも２回繰り返されるが、これら各処理における被成膜面は逆向きに設定される。便宜上、ここでは、これらの各処理を第１処理、第２処理と呼ぶ。図２の（ａ）は、第１処理、更に言えば、中間工程を終えた後に得られる積層体を、図２の（ｂ）は、第２処理、更に言えば、最終工程を終えた後に得られる積層体を、それぞれ示したものである。
【００３４】
第１処理において、基体１０は、先ず、一方の面ａ（便宜上、ここでは「第１の面」と呼ぶ）を被成膜面として、方向Ａにおいて第１ロール室Ｗ１から繰り出される。繰り出された基体１０は、第１加熱室３１や第１成膜室４１の第１回転ドラム５１の加熱機能を用いて脱ガスされる。更に、第１加熱室３１で脱ガスされた、或いは、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１を用いて脱ガス中の、基体１０の第１の面ａに、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜され、更に続けて、第１の面ａに成膜された第１の膜材料の上に、第２成膜室４２の第２カソード電極６２を用いて、第２の膜材料１０−２が成膜され、その後、第２ロール室Ｗ２で一旦巻取られる。この結果、図２の（ａ）に示す積層体、即ち、基体１０の第１の面ａに第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２がこの順に積層された積層体が得られる。
【００３５】
続く第２処理では、第１処理と同じ処理が繰り返される。但し、この処理を開始する前に、基体１０を、第１の面ａとは反対側の第２の面ｂが被成膜面となるように、基体１０を第２ロール室Ｗ２から第１ロール室Ｗ１へ付け替える必要がある。先ず、基体１０を第２ロール室Ｗ２から取り外す。この作業は、第２ロール室Ｗ２とこの第２ロール室Ｗ２と相隣り合う第２加熱室３２との間に設けたロードロック機構１３’によって、基体１０の一部をロードロック機構に連通させつつ第２ロール室Ｗ２と第２加熱室３２との間を遮蔽した状態で行う。これにより、上記作業中、第２ロール室Ｗ２以外の室を全て真空に保つことができ、作業後に、改めて全体を真空状態とする必要がなくなり、作業時間を短縮、作業の効率化を図ることができる。その後、基体１０は、第２の面ｂが被成膜面となるように、第１ロール室Ｗ１にセットされる。このセット作業も、取り外し作業と同様に、第１ロール室Ｗ１とこの第１ロール室Ｗ１と相隣り合う第１加熱室３１等との間に設けたロードロック機構１３によって、基体１０の一部をロードロック機構１３に連通させつつ第１ロール室Ｗ１と第１加熱室３１との間を遮蔽した状態で行う。従って、第１ロール室Ｗ１以外の室を全て真空に保つことができる。
【００３６】
第２の面ｂを被成膜面として第１ロール室Ｗ１にセットした後、基体１０を、方向Ａに第１ロール室Ｗ１から繰り出し、第１加熱室３１や第１成膜室４１の第１回転ドラム５１の加熱機能を用いて脱ガスする。更に、この脱ガスされた基体１０の第２の面ｂに、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜され、更に続けて、第１の面ａに成膜された第１の膜材料の上に、第２成膜室４２の第２カソード電極６２を用いて、第２の膜材料１０−２が成膜され、その後、基体１０は、第２ロール室Ｗ２で巻取られる。
【００３７】
以上の工程により、図２の（ｂ）に示す積層体、即ち、基体１０の第１の面ａと第２の面ｂのそれぞれに第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２がこの順に積層された積層体が得られる。尚、これらの膜材料は特に限定されるものではなく、例えば、第１の膜材料１０−１として、ＩＴＯのような透明導電膜を用い、また、第２の膜材料１０−２として、銅（Ｃｕ）又は銅合金、或いは、銀（Ａｇ）又は銀合金（ＡＰＣ等）のような金属を用いてもよい。尚、第２の膜材料１０−２として金属が用いられた場合、この金属材料によって、第２の膜材料１０−２であるＩＴＯの加熱が妨げられることになる。従って、この場合には特に、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間に加熱室（図示されていない）等を設けること、換言すれば、第１の膜材料１０−１が成膜された後であって第２の膜材料１０−２が積層される前に、基体１０にアニール処理を施すのが好ましい。このような加熱室によって、ＩＴＯを適切に加熱することにより、結晶状態を適当に調整し、最適な状態で、非晶質ＩＴＯ、或いは、結晶ＩＴＯを得ることができる。尚、上の実施形態では、基体１０の両面に積層体を製造する方法を説明したが、両面或いは片面に、更に、成膜処理を繰り返してもよいことは勿論である。
【００３８】
次に、図３を参照して、この本成膜方法の下で可能なカソード電極の配置について説明する。図３は、基体１０が成膜される際に可能な、第１成膜室４１の第１カソード電極６１及び第２成膜室４２の第２カソード電極６２の配置の状態を、概略平面図で示したものである。
【００３９】
明らかなように、第２成膜室４２において第２の膜材料１０−２を成膜する際、第１成膜室４１では、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１による加熱処理（脱ガス）が行われれば十分であって、第１カソード電極６１を用いた成膜処理は行う必要がない。従って、図３に示すように、第１成膜室４１の第１カソード電極６１を、第１カソード電極６１を支持する本体６０を移動させること等により、第１成膜室４１から取り除いた状態で脱ガス等を行うことができる。この結果、第１成膜室４１から取り除いた第１カソード電極６１に対しては、交換等のメンテナンスを行うことができ、このようなメンテナンス作業中にも、第２成膜室４２において、成膜を継続的に行うことができ、これにより、基体１０の生産効率を高めることができる。尚、第１成膜室４１から第１カソード電極６１を取り除くことによって第１成膜室４１に生じた開口は、必要であれば、仮蓋等を利用して閉じることができる。
【００４０】
尚、本成膜方法においては、例えば、第１加熱室３１と第１成膜室４１の間に設けたプラズマ処理装置４０を用いて、第１ロール室Ｗ１から繰り出された後であって第１成膜室４１において第１の膜材料１０−１が成膜される前に、基体１０にプラズマ処理を行うこともできる。また、例えば、第１成膜室４１と第２成膜室４２の間に設けたプラズマ処理装置（図示されていない）を用いて、第１の膜材料１０−１が成膜された後であって第２成膜室４２において第２の膜材料１０−２が成膜される前に、基体１０にプラズマ処理を行うこともできる。このようなプラズマ処理を施すことにより、その後の成膜をより効果的に行うことできる。
【００４１】
また、例えば、第１ロール室Ｗ１と第１成膜室４１の間に設けた第１加熱室３１を用いて、第１ロール室Ｗ１から繰り出された後であって第１成膜室４１において第１の膜材料１０−１が成膜される前に、基体１０を脱ガスすることもできる。また、例えば、第１成膜室４１の第１回転ドラム５１による加熱機能を用いて、方向Ａに案内中の基体１０を脱ガスすることもできる。
【００４２】
更に、例えば、第２成膜室４２と第２ロール室Ｗ２の間に設けた第２加熱室３２を用いて、基体１０の第１の面ａにおいて、又は、第１の面ａ及び第２の面ｂにおいて、第１の膜材料１０−１と第２の膜材料１０−２が成膜された基体１０にアニール処理を施すこともできる。
【００４３】
図４に、本成膜方法を実施することができる他の装置構成２を示す。図１と同じ要素には、図４と同じ参照番号を付している。装置１を構成する要素は、本成膜方法を実施することができるように配置されていれば足り、必ずしも図１の構成とする必要はなく、例えば、図４の構成としてもよい。
【００４４】
成膜装置２には、例えば、図１に示した成膜装置１の第１ロール室Ｗ１や第２ロール室Ｗ２に加えて、更に、第３ロール室Ｗ３、加熱室３１と第１成膜室４１の間の追加のプラズマ処理装置４０’、第３ロール室Ｗ３と第２成膜室４２の間のロードロック１３’、更に、基体１０の経路変更を行うための切替ロール８３、８３’が含まれる。但し、装置の基本構成、即ち、ロール室同士の間に成膜室が少なくとも２つ設けられている点等は、成膜装置１と同じであり、従って、このような構成によっても、本成膜方法を実施することができる。
【００４５】
便宜上、切替ロール８３’によって切り替えが行われる搬送経路を第１搬送経路と呼び、これに対し、切替ロール８３によって切り替えが行われる搬送経路を第２搬送経路と呼ぶ。図１に示すように、第１ロール室Ｗ１から第２ロール室Ｗ２へ向う第１の方向Ａに基体１０が搬送された場合、基体１０は、これらの搬送経路にかかわらず、少なくとも切替ロール８３に達するまでは同じ経路に沿って移動する。しかしながら、切替ロール８３に達した後は、第１の搬送経路においては、破線で示すように、切替ロール８３’で反転させられることによって、第２成膜室４２を第２ロール室Ｗ２から第１ロール室Ｗ１へ向う第２の方向Ｂで通過し、一方、第２の搬送経路においては、実線で示すように、第２成膜室４２を第１の方向Ａで通過する。明らかなように、本成膜方法を実施する際には、実線で示した第２搬送経路を用いる。動作の詳細については、上に説明した通りである。
【００４６】
成膜室を２つ設けた例を説明したが、成膜室を３つ以上とした場合にも、勿論、同様の効果が得られる。また、装置構成の説明でも述べたように、加熱室やプラズマ処理装置を適当な位置に適宜に設けて、本発明の成膜方法に組み込むこともできる。
本発明は、その技術的思想に包含される、これら種々の変形例を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の方法は、様々な種類の成膜装置に、幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 成膜装置
１０ 基体
１３ ロードロック
１４ 仕切り
２９ ガイドロール
３１ 加熱室
４０ プラズマ処理装置
４１ 第１成膜室
４２ 第２成膜室
５１ 第１回転ドラム
５２ 第２回転ドラム
６０ 本体
６１ 第１カソード電極
８３ 切替ロール
Ｗ１ 第１ロール室
Ｗ２ 第２ロール室
Ｗ３ 第３ロール室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の基体に連続的に真空成膜を行う方法であって、
ａ） ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、
ｂ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、
ｃ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜する段階、
ｄ） 前記基体の前記第１の面に成膜された第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜する段階、
ｅ） 前記基体の前記第１の面において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、
ｆ） 前記第２ロール室で巻き取った前記基体を前記第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、
ｇ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、
ｈ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第２の面に前記第１成膜室において前記第１の膜材料を成膜する段階、
ｉ） 前記基体の前記第２の面に成膜された前記第１の膜材料の上に第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜する段階、
ｊ） 前記基体の前記第１の面と前記第２の面の双方において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、
を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記基体の前記第１の面に前記第２の膜材料と前記第１の膜材料がこの順に積層された前記基体を前記第２ロール室で巻き取った後、前記第２ロール室と前記第２ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第２ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第２ロール室にて前記基体の取り外しを行う請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記基体を前記第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出すにあたり、前記第１ロール室と前記第１ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第１ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第１ロール室にて前記基体の前記第２の面を被成膜面としてセットする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体にプラズマ処理を行う請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスする請求項１乃至４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記第１成膜室で、前記方向に案内中の前記基体を脱ガスする請求項１乃至５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記方向に繰り出された前記基体に前記第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜するにあたり、前記第１成膜室の第１カソード電極が前記第１成膜室から取り除かれる請求項１乃至６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記第２の膜材料が成膜された前記基体にアニール処理を施す請求項１乃至７のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項９】
前記第１の膜材料が透明導電膜であり、前記第２の膜材料が金属である請求項１乃至８のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記金属が銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金である請求項９に記載の成膜方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載の成膜方法によって得られた、前記基体の前記第１の面と前記第２の面にそれぞれ前記第１の膜材料と前記第２の膜材料がこの順に積層された積層体。
【請求項１２】
前記第１の膜材料が透明導電膜であり、前記第２の膜材料が金属である請求項１１に記載の積層体。
【請求項１３】
前記金属が銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金である請求項１１に記載の積層体。
【請求項１】
長尺の基体に連続的に真空成膜を行う方法であって、
ａ） ロール状に巻かれた長尺の基体を第１の面を被成膜面として第１ロール室から第２ロール室へ向う方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、
ｂ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、
ｃ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第１の面に第１成膜室において第１の膜材料を成膜する段階、
ｄ） 前記基体の前記第１の面に成膜された第１の膜材料の上に第２成膜室において第２の膜材料を成膜する段階、
ｅ） 前記基体の前記第１の面において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、
ｆ） 前記第２ロール室で巻き取った前記基体を前記第１の面とは反対側の第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出す段階、
ｇ） 前記方向に繰り出された前記基体を脱ガスする段階、
ｈ） 前記脱ガスされた前記基体の前記第２の面に前記第１成膜室において前記第１の膜材料を成膜する段階、
ｉ） 前記基体の前記第２の面に成膜された前記第１の膜材料の上に第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜する段階、
ｊ） 前記基体の前記第１の面と前記第２の面の双方において前記第１の膜材料の上に前記第２の膜材料が積層された前記基体を前記第２ロール室でロール状に巻取る段階、
を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記基体の前記第１の面に前記第２の膜材料と前記第１の膜材料がこの順に積層された前記基体を前記第２ロール室で巻き取った後、前記第２ロール室と前記第２ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第２ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第２ロール室にて前記基体の取り外しを行う請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記基体を前記第２の面を被成膜面として前記方向に前記第１ロール室から繰り出すにあたり、前記第１ロール室と前記第１ロール室と相隣り合う室との間に設けたロードロック機構を用いて、前記基体の一部を前記ロードロック機構に連通させつつ前記第１ロール室と前記相隣り合う室との間を遮蔽した状態で、前記第１ロール室にて前記基体の前記第２の面を被成膜面としてセットする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体にプラズマ処理を行う請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記第１ロール室から繰り出された後であって前記第１の膜材料が成膜される前に、前記基体を加熱室で脱ガスする請求項１乃至４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記第１成膜室で、前記方向に案内中の前記基体を脱ガスする請求項１乃至５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記方向に繰り出された前記基体に前記第２成膜室において前記第２の膜材料を成膜するにあたり、前記第１成膜室の第１カソード電極が前記第１成膜室から取り除かれる請求項１乃至６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記第２の膜材料が成膜された前記基体にアニール処理を施す請求項１乃至７のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項９】
前記第１の膜材料が透明導電膜であり、前記第２の膜材料が金属である請求項１乃至８のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記金属が銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金である請求項９に記載の成膜方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載の成膜方法によって得られた、前記基体の前記第１の面と前記第２の面にそれぞれ前記第１の膜材料と前記第２の膜材料がこの順に積層された積層体。
【請求項１２】
前記第１の膜材料が透明導電膜であり、前記第２の膜材料が金属である請求項１１に記載の積層体。
【請求項１３】
前記金属が銅又は銅合金、或いは、銀又は銀合金である請求項１１に記載の積層体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４９９１５（Ｐ２０１３−４９９１５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５６２８０（Ｐ２０１２−１５６２８０）
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]