成膜装置
【課題】幅方向における膜厚分布・膜質分布を均一にすることができる成膜装置を提供する。
【解決手段】本発明の成膜装置は、被処理対象を走行させる搬送手段と、被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置２３と、蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソース３１とを備える。
【解決手段】本発明の成膜装置は、被処理対象を走行させる搬送手段と、被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置２３と、蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソース３１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反射防止膜や透明導電膜などの機能性薄膜層は、基板やフィルム基材などの上に蒸着法、スパッタリング法などにより形成されている。この場合に、ロール状になった基材を巻き取りながら成膜を行ういわゆるロール・ツー・ロール方式を用いることで、生産性を向上させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、被処理対象であるフィルムに対して垂直に蒸着原料からの蒸着イオンが到達するように、フィルムが巻き付かれた成膜ドラムがロールに対向して蒸着原料が設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８８２８号公報（請求項１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、被処理対象の大型化によりロール状のフィルムの幅も長くなってきている。これにより、上述した特許文献１に記載されたような装置を用いて成膜すると、フィルムの幅方向において膜厚や膜質などの面内分布が均一にならないという問題がある。
【０００５】
このような問題は大型の基板に成膜する場合であっても同様に存在する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、幅方向における膜厚分布・膜質分布を均一にすることができる成膜装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、被処理対象を走行させる搬送手段と、前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、該被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、前記蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置と、前記蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソースとを備えることを特徴とする。
【０００８】
このようにライン状の蒸着原料を備えることで前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に亘って膜厚及び膜質が均一となるように成膜することができる。
【０００９】
前記蒸着原料と、第１イオンソースとの間には、フィラメントが設けられていると共に、該フィラメントには、電圧印加手段が設けられていることが好ましい。電圧印加手段によりフィラメントに電圧を印加することにより、フィラメントから放出された電子が第１イオンソースにおけるプラズマを大きくすることができる。これにより、第１イオンソースでの電流密度を上昇させることができる。
【００１０】
前記電子ビーム装置は、電子ビームの蒸着原料に照射された時のビーム形状が非円形形状であって、該ビーム形状の長手方向が前記蒸着原料の長手方向に沿うように構成されていることが好ましい。このように構成されていることで、蒸着原料をその長手方向に沿って均一に溶融することができ、その結果、前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に亘って膜厚及び膜質がより均一となるように成膜することができる。
【００１１】
前記電子ビーム装置は、前記電子ビームが前記蒸着原料の長手方向に沿って掃引可能であるように構成されていることが好ましい。このように構成することで、電子ビーム装置の数を減ずることが可能である。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態としては、前記蒸着原料は、蒸着材料からなるペレットを複数列設したものであることが挙げられる。
【００１３】
前記蒸着原料の、前記第１イオンソースとは逆側に、前記被処理対象をアニールするためのイオンビームを送出する第２イオンソースが設けられていることが好ましい。第２イオンソースが設けられていることで、被処理対象の膜質をアニールにより向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】蒸着装置の構成を示す概略正面図である。
【図２】蒸着装置の構成を示す概略上面図である。
【図３】蒸着手段について説明するための図であり、（１）が拡大概略図、（２）が装置使用中の蒸着原料の上面図及び断面図である。
【図４】イオンソースの構成を示す概略断面図及び概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本実施の形態によるロール・ツー・ロール式のイオンビームアシスト蒸着装置の概略構成例を示す図である。本実施形態においては、イオンビームアシスト蒸着装置である蒸着装置１は、インジウムを有さない透明導電膜をフィルム状の基材Ｓに対して成膜するためのものである。
【００１６】
蒸着装置１は、真空チャンバ１０を有する。真空チャンバ１０の排気口１１には真空排気装置１２が設けられている。真空排気装置１２により真空チャンバ１０内を真空排気して真空チャンバ１０内部を真空状態にすることが可能である。このような真空排気装置１２としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の公知の真空ポンプがあげられ、本実施形態では、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプを併用して用いている。
【００１７】
真空チャンバ１０内には、帯状であるフィルム状の基材Ｓを巻装してなる巻き出しロール１３と、このフィルム状の基材Ｓを巻き取る巻き取りロール１４と、成膜ドラム１５とが配置されている。また、巻き出しロール１３と、成膜ドラム１５との間、及び巻き取りロール１４と成膜ドラム１５との間には、基材Ｓを巻き出しロール１３から巻き取りロール１４へ搬送するための駆動ロール１６がそれぞれ設けられている。フィルム状の基材Ｓは、巻き出しロール１３から、駆動ロール１６、成膜ドラム１５及び駆動ロール１６を走行し通過して巻き取りロール１４で所定速度で巻き取られる。フィルム状の基材Ｓの成膜ドラム１５の下端部１７に位置する領域が成膜面Ｓ１となる。
【００１８】
真空チャンバ１０の底面には、成膜ドラム１５の最下端部に対向する位置に、蒸着手段２１が設けられている。この蒸着手段２１により、フィルム状の基材Ｓの成膜面Ｓ１に成膜を行う。この蒸着手段２１は、図２に示すように、成膜ドラム１５の幅方向に沿うように、ライン状となって複数並設されている。
【００１９】
各蒸着手段２１は、図３（１）に示すように、各蒸着原料２２ａが収納された坩堝２２と、坩堝２２の蒸着原料２２ａを溶融するための電子ビーム装置２３と、磁場発生手段２４とを有する。各坩堝２２は、等間隔で離間している。蒸着原料２２ａは、本実施形態では、上面視において円形状のペレットである。かかる蒸着原料２２ａは、酸化亜鉛又は亜鉛からなる。このように、インジウムを用いないことで、本実施形態では、低コストで透明導電膜を形成することが可能である。
【００２０】
電子ビーム装置２３は、坩堝２２の近傍に設けられている。電子ビーム装置２３は、放出する電子ビームが各蒸着原料２２ａに照射できるように設置されている。電子ビームが蒸着原料２２ａに照射されることで、蒸着原料２２ａが溶融して、蒸着粒子が基材Ｓの処理面に付着し堆積する。
【００２１】
本実施形態においては、この電子ビーム装置２３からの電子ビームは、蒸着原料２２ａの照射時のビーム形状（照射するビームの断面形状）が、蒸着手段２１の並設方向とは直交する方向においてのみ焦点があうように（フォーカスされるように）、磁場発生手段２４が坩堝２２の電子ビーム装置２３とは逆側に設置されている。即ち、蒸着手段２１では、磁場発生手段２４により、蒸着原料２２ａに照射された電子ビームが並設方向に平行な線状（アスペクト比が３の楕円形状）となるように構成されている。
【００２２】
磁場発生手段２４は、磁石を芯としてその外周にコイルを設けたものであり、該磁場発生手段２４への電流を制御することで、発生する磁場の強度を調整して電子ビームのフォーカスを調整する。本実施形態では、蒸着手段２１は、磁場発生手段としてはこの磁場発生手段２４のみを有しており、坩堝２２と電子ビーム装置２３とに対して直交する位置に、別の磁場発生手段２４ａを有していない。従来の蒸着手段では別の磁場発生手段２４ａをさらに有することで、蒸着手段２１の並設方向にも焦点があうように（フォーカスされるように）構成されているが、本実施形態では、蒸着手段２１が、この別の磁場発生手段２４ａを有さず磁場発生手段２４のみを有していることで、電子ビームは蒸着手段２１の並設方向に対して直交する方向のみにフォーカスされるので、蒸着原料２２ａの照射時のビーム形状は、非円形形状となる。
【００２３】
また、本実施形態では、この電子ビーム装置２３は、電子ビームを蒸着手段２１の並設方向（ライン状に設けられた蒸着原料の長手方向）に掃引することができるように構成されている。ビーム形状が並設方向に沿った線状である電子ビームを蒸着手段２１の並設方向に掃引できることで、蒸着原料２２ａを溶融し放出された蒸着粒子を、成膜面Ｓ１の蒸着原料２２ａに対向する領域だけでなく、蒸着原料２２ａに対向しない領域にも付着させることができる。
【００２４】
このような線状の電子ビームを蒸着手段２１の並設方向に掃引することで、蒸着原料２２ａは、図３（２）に示すように、上面視において蒸着手段２１の並設方向に沿った中心線部から徐々に溶融されていく。そして、溶融されることで、蒸着原料２２ａは、断面視において凹部がＶ字状となるように形状を変化させる。
【００２５】
このように各蒸着原料２２ａは、蒸着手段２１の並設方向に沿った中心線部から溶融され、かつ、電子ビームが掃引されることで、基材Ｓの幅方向全域に亘って線状に各蒸着原料２２ａからの蒸着粒子が付着する。即ち、本実施形態では、蒸着原料２２ａに照射された時の電子ビームのビーム形状が線状であることで、基材Ｓの幅方向に亘って蒸着粒子が付着するので、得られた膜の膜厚、膜質が均一となるように成膜を行うことが可能である。ちなみに、電子ビーム装置がその並設方向に直交する方向に対して焦点があうと共に並設方向においても焦点があっているとすれば、本実施形態のように並設方向に沿って蒸着原料２２ａが溶解されないので、基材Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することはできない。
【００２６】
また、このように蒸着原料２２ａに対向しない領域においても蒸着粒子を付着させることができるので、蒸着原料２２ａをライン状に隙間なく並べる必要もなく、その結果、蒸着原料２２ａを隙間なく並べた場合よりも製造コストを抑制することができる。そして、このように蒸着原料２２ａを離間して設けることができ、電子ビーム装置２３もこの蒸着原料２２ａの数に合わせて設置すればよいので、蒸着原料２２ａを隙間なく並べた場合よりも電力消費量を抑制することが可能である。
【００２７】
図１及び図２に戻り、真空チャンバ１０内には、第１イオンソース３１が、基材Ｓの進行方向の上流側（逆側）に、蒸着手段２１の並設方向に沿って複数並設されている。即ち、第１イオンソース３１が並設されてなる列は、蒸着手段２１が並設されてなる列に対して平行である。
【００２８】
真空チャンバ１０には、さらに複数の電圧印加手段３２が設けられている（図２中図示せず）。電圧印加手段３２は、例えばＤＣ電源であり、正電圧側が各第１イオンソース３１に接続されると共に、負電圧側が成膜ドラム１５に接続されている。
【００２９】
蒸着手段２１の成膜アシスト手段である第１イオンソース３１は、詳しくは後述するように、図示しないガス供給ラインからガスが供給されると、その内部でイオンを生成し、この生成したイオンからなるイオンビームを基材Ｓに向けて放出する。本実施形態では第１イオンソース３１に導入したＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとのプラズマから、正に帯電したイオン（Ｏ２＋ ，ＣｘＦｙ＋）を引き出し、電圧印加手段３２の加速電圧により加速して基材Ｓに向けて放出する。
【００３０】
そして、放出されたイオンビームは、電圧印加手段３２により第１イオンソース３１と基材Ｓとの間に形成された電界により、基材Ｓの成膜面Ｓ１に到達し、成膜面Ｓ１に堆積した蒸着粒子と反応し、又は蒸着粒子に付着して、所望の膜が形成される。本実施形態では、所望の膜としては、ＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜が形成される。
【００３１】
ここで、第１イオンソース３１について図４を用いて詳細に説明する。
【００３２】
第１イオンソース３１は、筐体４１と、筐体４１に収納されたアノード電極として機能するアノード部４２とを備える。アノード部４２は、その中央部にすり鉢状の凹部４３を有している。この凹部４３により形成される空間が、イオン形成空間４４となる。アノード部４２の凹部４３の表面は、ＴｉＮ膜に覆われている。これにより、後述するようにイオン形成空間４４にＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとが導入されてプラズマが形成された場合であっても、酸素イオンにより表面が荒れることがなく、かつ、酸素を含むプラズマを安定して形成することができる。
【００３３】
この凹部４３に対向する位置に、カソードとしても機能する第１フィラメント４５が設けられている。この第１フィラメント４５には、図示しない電圧印加手段が設けられていて、第１フィラメント４５に電圧を印加することが可能である。
【００３４】
凹部４３は、その底部に突起部４６が設けられている。突起部４６は、イオン形成空間４４側に突出しており、断面視において円弧状となっている。このような突起部４６が設けられていることで、カソードから放出された電子を効率よくイオン形成空間４４に閉じ込めることが可能である。
【００３５】
筐体４１には、第１貫通孔５１が設けられている。第１貫通孔５１は、筐体４１の壁面を貫通している。また、筐体４１とアノード部４２との間には、間隙５２が設けられている。間隙５２に第１貫通孔５１が臨んでいる。また、アノード部４２には、アノード部４２を貫通する第２貫通孔５３が設けられている。第２貫通孔５３は、一端側で間隙５２に臨み、他端側で、イオン形成空間４４に臨む。即ち、第２貫通孔５３を介して、間隙５２とイオン形成空間４４とが連通している。なお、図４（ｂ）に示すように、第２貫通孔５３は、複数設けられている。
【００３６】
この第１貫通孔５１、間隙５２及び第２貫通孔５３により、イオン形成空間４４にガスを導入するためのガス導入路が構成されている。即ち、図示しないガス供給ラインが第１貫通孔５１に連通し、ガス導入路により、イオン形成空間４４にＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとが導入される。
【００３７】
また、アノード部４２の凹部４３とは逆側には、磁石４７が設けられている。この磁石４７により、カソードである第１フィラメント４５と、アノード部４２との間に形成される電場に対して直交する磁場が形成され、ガス導入時にイオン形成空間４４にプラズマが形成される。
【００３８】
なお、この場合に非常に第１イオンソース３１が高温になるのを抑制すべく、アノード部４２の突起部４６の後方（イオン形成空間４４とは逆側）には、冷却手段４８が設けられている。冷却手段４８は、本実施形態では、水冷手段であり、冷却手段４８の内部を冷却液が通過することで、アノード部４２を冷却できるように構成されている。
【００３９】
また、この第１イオンソース３１では、電圧印加手段３２（図１参照）からアノード部４２に電圧が印加されるように構成されており、この電圧印加手段３２により印加される電圧は、２００Ｖ以下である。本実施形態では、エンドホール型のイオンソースであり、かつ、直流放電可能であるので、低電圧を印加しても大電流を流すことができ、安定してイオン化することが可能である。
【００４０】
図１及び図２に示すように、この各第１イオンソース３１の蒸着手段２１側には、第１イオンソース３１から離間して各第１イオンソース３１に対向する位置にそれぞれ第２フィラメント６が設けられている。即ち、第２フィラメント６は、蒸着手段２１の並設方向に沿ってライン状に複数並設されている。この第２フィラメント６にはフィラメント電圧印加手段６１が設けられている（図２中図示せず）。本実施形態では、フィラメント電圧印加手段６１から、所定電圧、即ち―５ｋＶの直流電圧が第２フィラメント６に印加されている。このような所定電圧としては、―４〜―１０ｋＶの範囲にあれば良い。
【００４１】
このように第２フィラメント６に所定電圧が印加されることにより、第１イオンソース３１がこの第２フィラメント６から発生する電子を受け取って形成されるプラズマが大きくなり、その結果、後述するように本実施形態ではＣＦ４のイオンビームを形成することが可能である。
【００４２】
また、蒸着手段２１の第１イオンソース３１とは逆側、即ち基材Ｓの進行方向の上流側には、さらに第２イオンソース６３が、蒸着手段２１の並設方向に沿って複数並設されている。第２イオンソース６３は、成膜面Ｓ１に成膜された膜の表面のアニールを行うことができるように、アルゴンのイオン電流を放出して、成膜された膜のアニールを行うように構成されている。このような第２イオンソース６３としては、上述した第１イオンソース３１と同様の構成からなるものを用いてもよく、また、アニールを行うためのアルゴン等のイオン電流を放出することができれば異なる構成のものを用いてもよい。
【００４３】
かかる蒸着装置１による成膜方法について説明する。
【００４４】
初めに、真空チャンバ１０内を真空排気装置１２により真空排気して、約１０−５Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−４Ｐａ）程度の真空状態とする。
【００４５】
所定の真空状態となった後、巻き出しロール１３からフィルム状の基材Ｓの走行を開始させる。
【００４６】
その後、電子ビーム装置２３から出射される線状の電子ビームを蒸着原料２２ａに照射しながら溶融し、酸化亜鉛である蒸着原料２２ａを中心線部から線状に溶融する。これにより蒸着原料２２ａが蒸発し、基材Ｓの成膜面Ｓ１に幅方向に亘って均一に酸化亜鉛が蒸着される。酸化亜鉛膜の堆積速度は、ほぼ一定の蒸着速度になるように電子ビーム装置２３の出力を制御することができる。その堆積速度は、好ましくは０．５〜１０ｎｍ／ｓである。この範囲より堆積速度が早いと、膜の密度が荒くなり膜質が低下してしまい、また、この範囲より堆積速度が遅いと成膜時間がかかり過ぎて実用的ではないため、この範囲が好ましい。より好ましい膜質の膜を得ると同時に実用的な好ましい堆積速度としては、１〜５ｎｍ／ｓである。
【００４７】
このように蒸着原料２２ａを蒸発させて蒸着させると同時に、第１イオンソース３１からイオンビームを基材Ｓに照射する。本実施形態では第１イオンソース３１で、ガスをガス導入路からイオン形成空間４４内に導入しながら、第１フィラメント４５に電圧を印加して熱電子を放出させる。放出された熱電子は、磁石４７により形成された磁場によりスパイラル運動しながら、カソードとして機能する第１フィラメント４５とアノード部４２との間に形成された電場により、アノード部４２側へ加速され移動する。そして、導入されたガスがイオン形成空間４４でプラズマ化、即ちイオン化される。これにより形成されたイオンビームが、アースである基板に向けて照射される。即ち、第１イオンソース３１に導入したＯ２ ガスとＣｘＦｙを含むガスとのプラズマから、正に帯電したイオン（Ｏ２＋ ，ＣｘＦｙ＋）が引き出され、電圧印加手段３２の加速電圧により加速されて基材Ｓに向けて放出する。
【００４８】
このように、本実施形態では、第１イオンソース３１に供給されるガスは、Ｏ２ガスとＣｘＦｙ含有ガスである。Ｏ２ガスを導入することで、十分に酸化された酸化亜鉛膜を形成できる。またＣｘＦｙ含有ガスを添加することで、ＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜を形成することができる。このようなＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜は、高い導電率を有すると共に、高い光透過率を有する。
【００４９】
ＣｘＦｙ含有ガスとしては、ｘは０以上、ｙは１以上の自然数であるものが挙げられる。このようなＣｘＦｙガスとしては、例えば、Ｃ２Ｆ４、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ１０、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ５Ｆ１２、Ｃ２Ｆ２、Ｃ３Ｆ４、Ｃ４Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、及びＣ３Ｆ８から選ばれた少なくとも一種のフロロカーボンガスがあげられる。本実施形態では、最も好ましいＣＦ４を用いている。また、ＣｘＦｙ含有ガスとして、ＣｘＦｙＩｚで表されるガスを用いることも可能である。
【００５０】
これらのＯ２ガスとＣｘＦｙ含有ガスとを１：９９〜２０：８０の混合割合となるように第１イオンソース３１に供給する。この範囲であることで、所望の酸化亜鉛膜を形成することができる。ＣｘＦｙ含有ガスの割合が少なすぎれば、ＣｘＦｙドープされた膜とすることができず、他方で、ＣｘＦｙ含有ガスの割合が多すぎれば、酸素量が少なすぎて所望の酸化亜鉛膜を形成することができない。
【００５１】
この場合に、Ｏ２ガスとＣｘＦｙガスとの混合ガスの流量は、０．５〜５ｓｃｃｍである。
【００５２】
また、Ｏ２ガスの解離率は、好ましくは７０％以上である。７０％以上であることで、十分に蒸発粒子と反応することができる。
【００５３】
この場合に第２フィラメント６に電圧を印加することで、第１イオンソース３１に電子を供給することができ、その結果、第１イオンソース３１からのイオンビームの電流密度を向上させることができる。第１イオンソース３１からのイオンビームの電流密度は、好ましくは、２００〜１５００μＡ／ｃｍ２である。この範囲であることで、イオンビームの加速が十分であり、基材Ｓの表面で蒸着粒子とイオンビームとが反応しやすく、所望の膜を形成しやすい。
【００５４】
本実施形態では、イオンビームアシスト蒸着法を用いているので、基板に付着した蒸着粒子とイオンビームの反応性が高く、その結果、反応性を高めるために基板温度を高くする必要がない。このため、例えば、成膜温度を１００℃以下とすることができ、例えば基材ＳとしてＰＥＴフィルム等を用いることができる。このように第１イオンソース３１により成膜アシストすることで膜質のよい酸化亜鉛膜を形成することができると共に、ＣｘＦｙイオンを導入することで、酸化亜鉛膜にＣｘＦｙドープすることが可能である。得られたＣｘＦｙドープ酸化亜鉛膜は、例えば、３８０〜７８０ｎｍの波長の光での平均波長は９０％以上であり、３７０ｎｍ以上の波長の波を７０％以上透過することができると共に、抵抗率が１．８７×１０―４Ω・ｃｍ以下であり、高い透過率を有すると共に、低い抵抗率を有する。
【００５５】
本実施形態の蒸着装置１では、ライン状となるように複数の蒸着手段２１を配すると共に、複数の第１イオンソース３１を配することで、ロール状であり、幅広である基材Ｓに対して成膜することが可能である。この場合に蒸着手段２１が有する電子ビーム装置２３からの電子ビームのビーム形状が非円形であることから、基材Ｓの幅方向に亘って均一に蒸着粒子が付着して均一な膜厚、均一な膜質で成膜することが可能である。
【００５６】
本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、酸化亜鉛を含有する透明導電膜を形成したが、これに限定されず、所望の膜、例えばインジウムを含む透明導電膜や、他の機能性膜を形成することができる。
【００５７】
本実施形態では、蒸着原料２２ａである複数のペレットを真空チャンバ１０内に列設したが、これに限定されない。例えば、基材Ｓの幅に合わせて一つの細長い蒸着原料２２ａを設けても良いし、また、複数（例えば３つ）の蒸着原料２２ａが一つの坩堝に収納されていてもよい。
【００５８】
本実施形態では電子ビームのビーム形状が線状となるように構成しているが、これに限定されない。ビーム形状は、非円形形状（アスペクト比が２〜１０）であって、蒸着手段２１の並設方向とビーム形状の長手方向とが一致すればよい。このように構成することで、基材Ｓの幅方向（基材Ｓの走行方向とは直交する方向）に亘って成膜することができる。なお、本実施形態のように楕円形状ではなく線状となるように構成することで、膜厚及び膜質をより均一とすることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、成膜ドラム１５は断面視において円形状となっていたが、これに限定されない。例えば、真空チャンバ１０の底面側が凹となっている曲面から構成されていてもよい。このように構成することで、蒸着原料２２ａについては蒸着手段２１の並設方向及び並設方向に直交する方向において焦点があっていたとしても、この場合の蒸着材料の分布に一致するので、基材Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することが可能である。この場合には、成膜ドラム１５としては、例えば静電チャックなどを用いても良い。
【００６０】
本実施形態では、基材Ｓをロール・ツー・ロール式で成膜したが、これに限定されない。例えば、基板をトレイに載置してローラーで搬送し、蒸着させてもよい。
【００６１】
本実施形態では、蒸着手段は、電子ビーム型の蒸着装置を用いたが、抵抗加熱型のものを用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１ 蒸着装置
６ 第２フィラメント
１０ 真空チャンバ
１１ 排気口
１２ 真空排気装置
１３ 巻き出しロール
１４ 巻き取りロール
１５ 成膜ドラム
１６ 駆動ロール
１７ 下端部
２１ 蒸着手段
２２ａ 蒸着原料
２２ 坩堝
２３ 電子ビーム装置
３１ 第１イオンソース
３２ 電圧印加手段
４１ 筐体
４２ アノード部
４３ 凹部
４４ イオン形成空間
４５ 第１フィラメント
４６ 突起部
４７ 磁石
４８ 冷却手段
５１ 第１貫通孔
５２ 間隙
５３ 第２貫通孔
６１ フィラメント電圧印加手段
６３ 第２イオンソース
Ｓ 基材
Ｓ１ 成膜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反射防止膜や透明導電膜などの機能性薄膜層は、基板やフィルム基材などの上に蒸着法、スパッタリング法などにより形成されている。この場合に、ロール状になった基材を巻き取りながら成膜を行ういわゆるロール・ツー・ロール方式を用いることで、生産性を向上させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、被処理対象であるフィルムに対して垂直に蒸着原料からの蒸着イオンが到達するように、フィルムが巻き付かれた成膜ドラムがロールに対向して蒸着原料が設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８８２８号公報（請求項１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、被処理対象の大型化によりロール状のフィルムの幅も長くなってきている。これにより、上述した特許文献１に記載されたような装置を用いて成膜すると、フィルムの幅方向において膜厚や膜質などの面内分布が均一にならないという問題がある。
【０００５】
このような問題は大型の基板に成膜する場合であっても同様に存在する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、幅方向における膜厚分布・膜質分布を均一にすることができる成膜装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の成膜装置は、被処理対象を走行させる搬送手段と、前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、該被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、前記蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置と、前記蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソースとを備えることを特徴とする。
【０００８】
このようにライン状の蒸着原料を備えることで前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に亘って膜厚及び膜質が均一となるように成膜することができる。
【０００９】
前記蒸着原料と、第１イオンソースとの間には、フィラメントが設けられていると共に、該フィラメントには、電圧印加手段が設けられていることが好ましい。電圧印加手段によりフィラメントに電圧を印加することにより、フィラメントから放出された電子が第１イオンソースにおけるプラズマを大きくすることができる。これにより、第１イオンソースでの電流密度を上昇させることができる。
【００１０】
前記電子ビーム装置は、電子ビームの蒸着原料に照射された時のビーム形状が非円形形状であって、該ビーム形状の長手方向が前記蒸着原料の長手方向に沿うように構成されていることが好ましい。このように構成されていることで、蒸着原料をその長手方向に沿って均一に溶融することができ、その結果、前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に亘って膜厚及び膜質がより均一となるように成膜することができる。
【００１１】
前記電子ビーム装置は、前記電子ビームが前記蒸着原料の長手方向に沿って掃引可能であるように構成されていることが好ましい。このように構成することで、電子ビーム装置の数を減ずることが可能である。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態としては、前記蒸着原料は、蒸着材料からなるペレットを複数列設したものであることが挙げられる。
【００１３】
前記蒸着原料の、前記第１イオンソースとは逆側に、前記被処理対象をアニールするためのイオンビームを送出する第２イオンソースが設けられていることが好ましい。第２イオンソースが設けられていることで、被処理対象の膜質をアニールにより向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】蒸着装置の構成を示す概略正面図である。
【図２】蒸着装置の構成を示す概略上面図である。
【図３】蒸着手段について説明するための図であり、（１）が拡大概略図、（２）が装置使用中の蒸着原料の上面図及び断面図である。
【図４】イオンソースの構成を示す概略断面図及び概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本実施の形態によるロール・ツー・ロール式のイオンビームアシスト蒸着装置の概略構成例を示す図である。本実施形態においては、イオンビームアシスト蒸着装置である蒸着装置１は、インジウムを有さない透明導電膜をフィルム状の基材Ｓに対して成膜するためのものである。
【００１６】
蒸着装置１は、真空チャンバ１０を有する。真空チャンバ１０の排気口１１には真空排気装置１２が設けられている。真空排気装置１２により真空チャンバ１０内を真空排気して真空チャンバ１０内部を真空状態にすることが可能である。このような真空排気装置１２としては、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の公知の真空ポンプがあげられ、本実施形態では、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプを併用して用いている。
【００１７】
真空チャンバ１０内には、帯状であるフィルム状の基材Ｓを巻装してなる巻き出しロール１３と、このフィルム状の基材Ｓを巻き取る巻き取りロール１４と、成膜ドラム１５とが配置されている。また、巻き出しロール１３と、成膜ドラム１５との間、及び巻き取りロール１４と成膜ドラム１５との間には、基材Ｓを巻き出しロール１３から巻き取りロール１４へ搬送するための駆動ロール１６がそれぞれ設けられている。フィルム状の基材Ｓは、巻き出しロール１３から、駆動ロール１６、成膜ドラム１５及び駆動ロール１６を走行し通過して巻き取りロール１４で所定速度で巻き取られる。フィルム状の基材Ｓの成膜ドラム１５の下端部１７に位置する領域が成膜面Ｓ１となる。
【００１８】
真空チャンバ１０の底面には、成膜ドラム１５の最下端部に対向する位置に、蒸着手段２１が設けられている。この蒸着手段２１により、フィルム状の基材Ｓの成膜面Ｓ１に成膜を行う。この蒸着手段２１は、図２に示すように、成膜ドラム１５の幅方向に沿うように、ライン状となって複数並設されている。
【００１９】
各蒸着手段２１は、図３（１）に示すように、各蒸着原料２２ａが収納された坩堝２２と、坩堝２２の蒸着原料２２ａを溶融するための電子ビーム装置２３と、磁場発生手段２４とを有する。各坩堝２２は、等間隔で離間している。蒸着原料２２ａは、本実施形態では、上面視において円形状のペレットである。かかる蒸着原料２２ａは、酸化亜鉛又は亜鉛からなる。このように、インジウムを用いないことで、本実施形態では、低コストで透明導電膜を形成することが可能である。
【００２０】
電子ビーム装置２３は、坩堝２２の近傍に設けられている。電子ビーム装置２３は、放出する電子ビームが各蒸着原料２２ａに照射できるように設置されている。電子ビームが蒸着原料２２ａに照射されることで、蒸着原料２２ａが溶融して、蒸着粒子が基材Ｓの処理面に付着し堆積する。
【００２１】
本実施形態においては、この電子ビーム装置２３からの電子ビームは、蒸着原料２２ａの照射時のビーム形状（照射するビームの断面形状）が、蒸着手段２１の並設方向とは直交する方向においてのみ焦点があうように（フォーカスされるように）、磁場発生手段２４が坩堝２２の電子ビーム装置２３とは逆側に設置されている。即ち、蒸着手段２１では、磁場発生手段２４により、蒸着原料２２ａに照射された電子ビームが並設方向に平行な線状（アスペクト比が３の楕円形状）となるように構成されている。
【００２２】
磁場発生手段２４は、磁石を芯としてその外周にコイルを設けたものであり、該磁場発生手段２４への電流を制御することで、発生する磁場の強度を調整して電子ビームのフォーカスを調整する。本実施形態では、蒸着手段２１は、磁場発生手段としてはこの磁場発生手段２４のみを有しており、坩堝２２と電子ビーム装置２３とに対して直交する位置に、別の磁場発生手段２４ａを有していない。従来の蒸着手段では別の磁場発生手段２４ａをさらに有することで、蒸着手段２１の並設方向にも焦点があうように（フォーカスされるように）構成されているが、本実施形態では、蒸着手段２１が、この別の磁場発生手段２４ａを有さず磁場発生手段２４のみを有していることで、電子ビームは蒸着手段２１の並設方向に対して直交する方向のみにフォーカスされるので、蒸着原料２２ａの照射時のビーム形状は、非円形形状となる。
【００２３】
また、本実施形態では、この電子ビーム装置２３は、電子ビームを蒸着手段２１の並設方向（ライン状に設けられた蒸着原料の長手方向）に掃引することができるように構成されている。ビーム形状が並設方向に沿った線状である電子ビームを蒸着手段２１の並設方向に掃引できることで、蒸着原料２２ａを溶融し放出された蒸着粒子を、成膜面Ｓ１の蒸着原料２２ａに対向する領域だけでなく、蒸着原料２２ａに対向しない領域にも付着させることができる。
【００２４】
このような線状の電子ビームを蒸着手段２１の並設方向に掃引することで、蒸着原料２２ａは、図３（２）に示すように、上面視において蒸着手段２１の並設方向に沿った中心線部から徐々に溶融されていく。そして、溶融されることで、蒸着原料２２ａは、断面視において凹部がＶ字状となるように形状を変化させる。
【００２５】
このように各蒸着原料２２ａは、蒸着手段２１の並設方向に沿った中心線部から溶融され、かつ、電子ビームが掃引されることで、基材Ｓの幅方向全域に亘って線状に各蒸着原料２２ａからの蒸着粒子が付着する。即ち、本実施形態では、蒸着原料２２ａに照射された時の電子ビームのビーム形状が線状であることで、基材Ｓの幅方向に亘って蒸着粒子が付着するので、得られた膜の膜厚、膜質が均一となるように成膜を行うことが可能である。ちなみに、電子ビーム装置がその並設方向に直交する方向に対して焦点があうと共に並設方向においても焦点があっているとすれば、本実施形態のように並設方向に沿って蒸着原料２２ａが溶解されないので、基材Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することはできない。
【００２６】
また、このように蒸着原料２２ａに対向しない領域においても蒸着粒子を付着させることができるので、蒸着原料２２ａをライン状に隙間なく並べる必要もなく、その結果、蒸着原料２２ａを隙間なく並べた場合よりも製造コストを抑制することができる。そして、このように蒸着原料２２ａを離間して設けることができ、電子ビーム装置２３もこの蒸着原料２２ａの数に合わせて設置すればよいので、蒸着原料２２ａを隙間なく並べた場合よりも電力消費量を抑制することが可能である。
【００２７】
図１及び図２に戻り、真空チャンバ１０内には、第１イオンソース３１が、基材Ｓの進行方向の上流側（逆側）に、蒸着手段２１の並設方向に沿って複数並設されている。即ち、第１イオンソース３１が並設されてなる列は、蒸着手段２１が並設されてなる列に対して平行である。
【００２８】
真空チャンバ１０には、さらに複数の電圧印加手段３２が設けられている（図２中図示せず）。電圧印加手段３２は、例えばＤＣ電源であり、正電圧側が各第１イオンソース３１に接続されると共に、負電圧側が成膜ドラム１５に接続されている。
【００２９】
蒸着手段２１の成膜アシスト手段である第１イオンソース３１は、詳しくは後述するように、図示しないガス供給ラインからガスが供給されると、その内部でイオンを生成し、この生成したイオンからなるイオンビームを基材Ｓに向けて放出する。本実施形態では第１イオンソース３１に導入したＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとのプラズマから、正に帯電したイオン（Ｏ２＋ ，ＣｘＦｙ＋）を引き出し、電圧印加手段３２の加速電圧により加速して基材Ｓに向けて放出する。
【００３０】
そして、放出されたイオンビームは、電圧印加手段３２により第１イオンソース３１と基材Ｓとの間に形成された電界により、基材Ｓの成膜面Ｓ１に到達し、成膜面Ｓ１に堆積した蒸着粒子と反応し、又は蒸着粒子に付着して、所望の膜が形成される。本実施形態では、所望の膜としては、ＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜が形成される。
【００３１】
ここで、第１イオンソース３１について図４を用いて詳細に説明する。
【００３２】
第１イオンソース３１は、筐体４１と、筐体４１に収納されたアノード電極として機能するアノード部４２とを備える。アノード部４２は、その中央部にすり鉢状の凹部４３を有している。この凹部４３により形成される空間が、イオン形成空間４４となる。アノード部４２の凹部４３の表面は、ＴｉＮ膜に覆われている。これにより、後述するようにイオン形成空間４４にＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとが導入されてプラズマが形成された場合であっても、酸素イオンにより表面が荒れることがなく、かつ、酸素を含むプラズマを安定して形成することができる。
【００３３】
この凹部４３に対向する位置に、カソードとしても機能する第１フィラメント４５が設けられている。この第１フィラメント４５には、図示しない電圧印加手段が設けられていて、第１フィラメント４５に電圧を印加することが可能である。
【００３４】
凹部４３は、その底部に突起部４６が設けられている。突起部４６は、イオン形成空間４４側に突出しており、断面視において円弧状となっている。このような突起部４６が設けられていることで、カソードから放出された電子を効率よくイオン形成空間４４に閉じ込めることが可能である。
【００３５】
筐体４１には、第１貫通孔５１が設けられている。第１貫通孔５１は、筐体４１の壁面を貫通している。また、筐体４１とアノード部４２との間には、間隙５２が設けられている。間隙５２に第１貫通孔５１が臨んでいる。また、アノード部４２には、アノード部４２を貫通する第２貫通孔５３が設けられている。第２貫通孔５３は、一端側で間隙５２に臨み、他端側で、イオン形成空間４４に臨む。即ち、第２貫通孔５３を介して、間隙５２とイオン形成空間４４とが連通している。なお、図４（ｂ）に示すように、第２貫通孔５３は、複数設けられている。
【００３６】
この第１貫通孔５１、間隙５２及び第２貫通孔５３により、イオン形成空間４４にガスを導入するためのガス導入路が構成されている。即ち、図示しないガス供給ラインが第１貫通孔５１に連通し、ガス導入路により、イオン形成空間４４にＯ２ガスとＣｘＦｙを含むガスとが導入される。
【００３７】
また、アノード部４２の凹部４３とは逆側には、磁石４７が設けられている。この磁石４７により、カソードである第１フィラメント４５と、アノード部４２との間に形成される電場に対して直交する磁場が形成され、ガス導入時にイオン形成空間４４にプラズマが形成される。
【００３８】
なお、この場合に非常に第１イオンソース３１が高温になるのを抑制すべく、アノード部４２の突起部４６の後方（イオン形成空間４４とは逆側）には、冷却手段４８が設けられている。冷却手段４８は、本実施形態では、水冷手段であり、冷却手段４８の内部を冷却液が通過することで、アノード部４２を冷却できるように構成されている。
【００３９】
また、この第１イオンソース３１では、電圧印加手段３２（図１参照）からアノード部４２に電圧が印加されるように構成されており、この電圧印加手段３２により印加される電圧は、２００Ｖ以下である。本実施形態では、エンドホール型のイオンソースであり、かつ、直流放電可能であるので、低電圧を印加しても大電流を流すことができ、安定してイオン化することが可能である。
【００４０】
図１及び図２に示すように、この各第１イオンソース３１の蒸着手段２１側には、第１イオンソース３１から離間して各第１イオンソース３１に対向する位置にそれぞれ第２フィラメント６が設けられている。即ち、第２フィラメント６は、蒸着手段２１の並設方向に沿ってライン状に複数並設されている。この第２フィラメント６にはフィラメント電圧印加手段６１が設けられている（図２中図示せず）。本実施形態では、フィラメント電圧印加手段６１から、所定電圧、即ち―５ｋＶの直流電圧が第２フィラメント６に印加されている。このような所定電圧としては、―４〜―１０ｋＶの範囲にあれば良い。
【００４１】
このように第２フィラメント６に所定電圧が印加されることにより、第１イオンソース３１がこの第２フィラメント６から発生する電子を受け取って形成されるプラズマが大きくなり、その結果、後述するように本実施形態ではＣＦ４のイオンビームを形成することが可能である。
【００４２】
また、蒸着手段２１の第１イオンソース３１とは逆側、即ち基材Ｓの進行方向の上流側には、さらに第２イオンソース６３が、蒸着手段２１の並設方向に沿って複数並設されている。第２イオンソース６３は、成膜面Ｓ１に成膜された膜の表面のアニールを行うことができるように、アルゴンのイオン電流を放出して、成膜された膜のアニールを行うように構成されている。このような第２イオンソース６３としては、上述した第１イオンソース３１と同様の構成からなるものを用いてもよく、また、アニールを行うためのアルゴン等のイオン電流を放出することができれば異なる構成のものを用いてもよい。
【００４３】
かかる蒸着装置１による成膜方法について説明する。
【００４４】
初めに、真空チャンバ１０内を真空排気装置１２により真空排気して、約１０−５Ｔｏｒｒ（１．３３×１０−４Ｐａ）程度の真空状態とする。
【００４５】
所定の真空状態となった後、巻き出しロール１３からフィルム状の基材Ｓの走行を開始させる。
【００４６】
その後、電子ビーム装置２３から出射される線状の電子ビームを蒸着原料２２ａに照射しながら溶融し、酸化亜鉛である蒸着原料２２ａを中心線部から線状に溶融する。これにより蒸着原料２２ａが蒸発し、基材Ｓの成膜面Ｓ１に幅方向に亘って均一に酸化亜鉛が蒸着される。酸化亜鉛膜の堆積速度は、ほぼ一定の蒸着速度になるように電子ビーム装置２３の出力を制御することができる。その堆積速度は、好ましくは０．５〜１０ｎｍ／ｓである。この範囲より堆積速度が早いと、膜の密度が荒くなり膜質が低下してしまい、また、この範囲より堆積速度が遅いと成膜時間がかかり過ぎて実用的ではないため、この範囲が好ましい。より好ましい膜質の膜を得ると同時に実用的な好ましい堆積速度としては、１〜５ｎｍ／ｓである。
【００４７】
このように蒸着原料２２ａを蒸発させて蒸着させると同時に、第１イオンソース３１からイオンビームを基材Ｓに照射する。本実施形態では第１イオンソース３１で、ガスをガス導入路からイオン形成空間４４内に導入しながら、第１フィラメント４５に電圧を印加して熱電子を放出させる。放出された熱電子は、磁石４７により形成された磁場によりスパイラル運動しながら、カソードとして機能する第１フィラメント４５とアノード部４２との間に形成された電場により、アノード部４２側へ加速され移動する。そして、導入されたガスがイオン形成空間４４でプラズマ化、即ちイオン化される。これにより形成されたイオンビームが、アースである基板に向けて照射される。即ち、第１イオンソース３１に導入したＯ２ ガスとＣｘＦｙを含むガスとのプラズマから、正に帯電したイオン（Ｏ２＋ ，ＣｘＦｙ＋）が引き出され、電圧印加手段３２の加速電圧により加速されて基材Ｓに向けて放出する。
【００４８】
このように、本実施形態では、第１イオンソース３１に供給されるガスは、Ｏ２ガスとＣｘＦｙ含有ガスである。Ｏ２ガスを導入することで、十分に酸化された酸化亜鉛膜を形成できる。またＣｘＦｙ含有ガスを添加することで、ＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜を形成することができる。このようなＣｘＦｙドープされた酸化亜鉛膜は、高い導電率を有すると共に、高い光透過率を有する。
【００４９】
ＣｘＦｙ含有ガスとしては、ｘは０以上、ｙは１以上の自然数であるものが挙げられる。このようなＣｘＦｙガスとしては、例えば、Ｃ２Ｆ４、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ１０、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ５Ｆ１２、Ｃ２Ｆ２、Ｃ３Ｆ４、Ｃ４Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、及びＣ３Ｆ８から選ばれた少なくとも一種のフロロカーボンガスがあげられる。本実施形態では、最も好ましいＣＦ４を用いている。また、ＣｘＦｙ含有ガスとして、ＣｘＦｙＩｚで表されるガスを用いることも可能である。
【００５０】
これらのＯ２ガスとＣｘＦｙ含有ガスとを１：９９〜２０：８０の混合割合となるように第１イオンソース３１に供給する。この範囲であることで、所望の酸化亜鉛膜を形成することができる。ＣｘＦｙ含有ガスの割合が少なすぎれば、ＣｘＦｙドープされた膜とすることができず、他方で、ＣｘＦｙ含有ガスの割合が多すぎれば、酸素量が少なすぎて所望の酸化亜鉛膜を形成することができない。
【００５１】
この場合に、Ｏ２ガスとＣｘＦｙガスとの混合ガスの流量は、０．５〜５ｓｃｃｍである。
【００５２】
また、Ｏ２ガスの解離率は、好ましくは７０％以上である。７０％以上であることで、十分に蒸発粒子と反応することができる。
【００５３】
この場合に第２フィラメント６に電圧を印加することで、第１イオンソース３１に電子を供給することができ、その結果、第１イオンソース３１からのイオンビームの電流密度を向上させることができる。第１イオンソース３１からのイオンビームの電流密度は、好ましくは、２００〜１５００μＡ／ｃｍ２である。この範囲であることで、イオンビームの加速が十分であり、基材Ｓの表面で蒸着粒子とイオンビームとが反応しやすく、所望の膜を形成しやすい。
【００５４】
本実施形態では、イオンビームアシスト蒸着法を用いているので、基板に付着した蒸着粒子とイオンビームの反応性が高く、その結果、反応性を高めるために基板温度を高くする必要がない。このため、例えば、成膜温度を１００℃以下とすることができ、例えば基材ＳとしてＰＥＴフィルム等を用いることができる。このように第１イオンソース３１により成膜アシストすることで膜質のよい酸化亜鉛膜を形成することができると共に、ＣｘＦｙイオンを導入することで、酸化亜鉛膜にＣｘＦｙドープすることが可能である。得られたＣｘＦｙドープ酸化亜鉛膜は、例えば、３８０〜７８０ｎｍの波長の光での平均波長は９０％以上であり、３７０ｎｍ以上の波長の波を７０％以上透過することができると共に、抵抗率が１．８７×１０―４Ω・ｃｍ以下であり、高い透過率を有すると共に、低い抵抗率を有する。
【００５５】
本実施形態の蒸着装置１では、ライン状となるように複数の蒸着手段２１を配すると共に、複数の第１イオンソース３１を配することで、ロール状であり、幅広である基材Ｓに対して成膜することが可能である。この場合に蒸着手段２１が有する電子ビーム装置２３からの電子ビームのビーム形状が非円形であることから、基材Ｓの幅方向に亘って均一に蒸着粒子が付着して均一な膜厚、均一な膜質で成膜することが可能である。
【００５６】
本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、酸化亜鉛を含有する透明導電膜を形成したが、これに限定されず、所望の膜、例えばインジウムを含む透明導電膜や、他の機能性膜を形成することができる。
【００５７】
本実施形態では、蒸着原料２２ａである複数のペレットを真空チャンバ１０内に列設したが、これに限定されない。例えば、基材Ｓの幅に合わせて一つの細長い蒸着原料２２ａを設けても良いし、また、複数（例えば３つ）の蒸着原料２２ａが一つの坩堝に収納されていてもよい。
【００５８】
本実施形態では電子ビームのビーム形状が線状となるように構成しているが、これに限定されない。ビーム形状は、非円形形状（アスペクト比が２〜１０）であって、蒸着手段２１の並設方向とビーム形状の長手方向とが一致すればよい。このように構成することで、基材Ｓの幅方向（基材Ｓの走行方向とは直交する方向）に亘って成膜することができる。なお、本実施形態のように楕円形状ではなく線状となるように構成することで、膜厚及び膜質をより均一とすることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、成膜ドラム１５は断面視において円形状となっていたが、これに限定されない。例えば、真空チャンバ１０の底面側が凹となっている曲面から構成されていてもよい。このように構成することで、蒸着原料２２ａについては蒸着手段２１の並設方向及び並設方向に直交する方向において焦点があっていたとしても、この場合の蒸着材料の分布に一致するので、基材Ｓの幅方向に亘って均一に成膜することが可能である。この場合には、成膜ドラム１５としては、例えば静電チャックなどを用いても良い。
【００６０】
本実施形態では、基材Ｓをロール・ツー・ロール式で成膜したが、これに限定されない。例えば、基板をトレイに載置してローラーで搬送し、蒸着させてもよい。
【００６１】
本実施形態では、蒸着手段は、電子ビーム型の蒸着装置を用いたが、抵抗加熱型のものを用いても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１ 蒸着装置
６ 第２フィラメント
１０ 真空チャンバ
１１ 排気口
１２ 真空排気装置
１３ 巻き出しロール
１４ 巻き取りロール
１５ 成膜ドラム
１６ 駆動ロール
１７ 下端部
２１ 蒸着手段
２２ａ 蒸着原料
２２ 坩堝
２３ 電子ビーム装置
３１ 第１イオンソース
３２ 電圧印加手段
４１ 筐体
４２ アノード部
４３ 凹部
４４ イオン形成空間
４５ 第１フィラメント
４６ 突起部
４７ 磁石
４８ 冷却手段
５１ 第１貫通孔
５２ 間隙
５３ 第２貫通孔
６１ フィラメント電圧印加手段
６３ 第２イオンソース
Ｓ 基材
Ｓ１ 成膜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理対象を走行させる搬送手段と、
前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、該被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、
前記蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置と、
前記蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソースとを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記蒸着原料と、第１イオンソースとの間には、フィラメントが設けられていると共に、該フィラメントには、電圧印加手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記電子ビーム装置は、電子ビームの蒸着原料に照射された時のビーム形状が非円形形状であって、該ビーム形状の長手方向が前記蒸着原料の長手方向に沿うように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記電子ビーム装置は、前記電子ビームが前記蒸着原料の長手方向に沿って掃引可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記蒸着原料は、蒸着材料からなるペレットを複数列設したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記蒸着原料の、前記第１イオンソースとは逆側に、前記被処理対象をアニールするためのイオンビームを放出する第２イオンソースが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１】
被処理対象を走行させる搬送手段と、
前記被処理対象の走行方向に対して直交する方向に沿うように、該被処理対象の成膜面に対向して設けられたライン状の蒸着原料と、
前記蒸着原料を溶融するための複数の電子ビーム装置と、
前記蒸着原料からの蒸着粒子を活性化させるイオンビームを放出する複数の第１イオンソースとを備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記蒸着原料と、第１イオンソースとの間には、フィラメントが設けられていると共に、該フィラメントには、電圧印加手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記電子ビーム装置は、電子ビームの蒸着原料に照射された時のビーム形状が非円形形状であって、該ビーム形状の長手方向が前記蒸着原料の長手方向に沿うように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記電子ビーム装置は、前記電子ビームが前記蒸着原料の長手方向に沿って掃引可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記蒸着原料は、蒸着材料からなるペレットを複数列設したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記蒸着原料の、前記第１イオンソースとは逆側に、前記被処理対象をアニールするためのイオンビームを放出する第２イオンソースが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図２】
【図４】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７２２６０（Ｐ２０１２−１７２２６０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９０３９（Ｐ２０１１−３９０３９）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（５００３５７５５２）株式会社エス・エフ・シー (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（５００３５７５５２）株式会社エス・エフ・シー (20)
【Ｆターム（参考）】
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