专利名称：薄膜形成装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种薄膜形成装置，特别涉及一种在基板上形成防污膜的薄膜装置。
背景技术：
提出了一种采用离子辅助蒸镀装置来形成用于防止显示面板等变脏的防污膜的技术(例如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文件1:日本特开2010-90454号公报(0029，0056 0066，图1，图2)专利文献I的蒸镀装置在真空装置内具备浅圆顶状的基板架；以面对基板架的内表面的方式配置于基板架的下方的离子枪；以及配置于该离子枪的两侧的一对蒸发源。专利文献I的形成防污膜的方法是采用该蒸镀装置，首先，使多个基板保持于基板架后，使该基板架在真空腔室内旋转。接下来，在维持该旋转的状态下，利用离子枪向全部的多个基板连续照射离子而在基板表面形成凹部。之后，通过使用离子枪的离子辅助蒸镀法等形成作为基底的膜时，由于基底膜形成于在前一处理中在基板表面形成的凹部上，所以成为在表面具有凹凸的基底膜。之后，通过真空蒸镀 法形成防污性的膜。根据专利文献I的防污膜的成膜方法，防污性膜形成于表面具有凹凸的基底膜上，因而，防污性膜也进入到凹部，即使在用擦拭布等擦拭污溃时，防污性膜的层也不容易被刮掉，防污性膜的层的耐磨损性被提高到能够耐实用的程度。但是，近年来，期望防污性膜的耐磨损性及紧贴性的进一步提高，专利文献I的蒸镀装置中，针对离子枪的配置位置没有具体公开，未能设定使防污膜的紧贴性及耐磨损性达到最大的条件。
实用新型内容本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够形成耐磨损性及紧贴性最佳化的防污膜的薄膜形成装置。上述课题通过以下装置解决本实用新型的薄膜形成装置在真空容器内在基板的最表层形成防污性薄膜，所述薄膜形成装置具备配设于所述真空容器内并保持多个所述基板的基板保持单元；使该基板保持单元旋转的旋转单元；面对所述基板而设置的至少一个蒸镀单元；以及对所述基板照射能量的能量源，所述能量源配置在处于如下范围的位置所述基板保持单元的旋转中心和所述能量源的分离部的中心之间的垂直方向的距离H与所述基板保持单元的直径D之比Η/D为O. 25以上且O. 50以下的范围。这时，所述能量源优选为离子源。而且，所述离子源优选配置于如下位置针对全部的所述基板，离子束向保持于所述基板保持单元的所述基板入射的入射角的最大值为10°以上且80°以下的位置。[0013]所述离子源对所述基板保持单元的离子照射范围优选为所述基板保持单元的与所述离子源面对的面的一部分。所述离子源对所述基板保持单元的离子照射范围优选为至少一个所述蒸镀单元对所述基板保持单元的蒸镀范围的一部分。(实用新型效果)根据本实用新型，能够提供一种薄膜形成装置，在向基板表面照射离子的前处理工序中，获得洁净的基板表面，并高效率地形成凹凸，以提高薄膜在基板表面的附着性，所以能够形成耐磨损性及紧贴性优异的防污膜。而且，离子源配置于如下位置针对所有的基板，离子束向保持于基板保持单元的基板入射的入射角的最大值为10°以上且80°以下的位置，因此，在形成防污膜之前进行的前处理工序中，向基板表面照射离子时，能够在基板表面上高效率地进行蚀刻而形成洁净的表面和适当的凹凸部，能够提高在后续工序中形成的防污膜的紧贴性及耐磨损性。而且，离子源配置于，基板保持单元的旋转中心和离子源的分离部的中心之间的铅直方向的距离H与所述基板保持单元的直径(D)之比Η/D为O. 50以下的位置，因此，离子源和基板之间的距离充分接近，容易对基板均匀地照射。其结果是，在形成防污膜之前进行的前处理工序中，向基板表面照射离子时，能够在基板表面上高效地进行蚀刻而形成适当的凹凸部，能够提高在后续工序中形成的防污膜的紧贴性及耐磨损性。
而且，离子源配置于，基板保持单元的旋转中心和离子源的分离部的中心之间的铅直方向的距离H与所述基板保持单元的直径(D)之比Η/D为O. 25以上的位置，因此，在形成防污膜之前进行的前处理工序中，向基板表面照射离子时，能够在基板表面上形成洁净的表面和均匀的凹凸部，能够提高在后续工序中形成的防污膜的紧贴性及耐磨损性。而且，离子源对保持单元的离子照射范围构成为是基板保持单元的与离子源面对的面的一部分，所以，在基板表面借助离子辅助方式形成透明金属化合物薄膜作为防污膜的基底层时，无需增加离子束的发散角，也无需由离子源输出大电流，因此，所形成的防污膜的基底层的透明金属化合物薄膜变得致密，能够获得较高的离子辅助的效果。
图1为本实用新型的一个实施方式的薄膜形成装置的概略平面配置图。图2为示出借助本实用新型的一个实施方式的薄膜形成装置在基板上形成的防污膜的剖面的说明图。图3为示出离子束的入射角度和溅射输出之间的关系的曲线图。符号说明I离子束的行进方向pl、p2 面V 垂线I薄膜形成装置10真空容器11旋转轴12基板架[0032]12a基板保持面12m 旋转中心13 基板13m 中心21离子源21a分离(引务出0部的中心22 中和器3 la、3 Ib 蒸镀源101 凹凸面102 第一膜103凹凸形状104防污膜
具体实施方式
以下，针对本实用新型的实施方式，参照附图作以说明。另外，在以下说明的部件、配置等，不限定于本实用新型，当然也能按照本实用新型的主旨作各种改变。
图1为本实用新型的一个实施方式的薄膜形成装置的概略平面配置图。图2为示出借助本实用新型的一个实施方式的薄膜形成装置在基板上形成的防污膜的剖面的说明图。图3为示出离子束的入射角度和溅射输出之间的关系的曲线图。由本实施方式的薄膜形成装置I所形成的防污膜104例如形成于等离子显示面板TOP、阴极射线管CRT、液晶显示器LCD、场致发光显示器ELD等显示器；包括手机和智能手机在内的便携信息终端(PDA);包括媒体播放器、眼镜式显示器(HMD)在内的随身电脑、游戏机、个人计算机；以及信息家电等信息设备的显示器、眼镜或太阳镜的透镜、玻璃柜、钟表或计量仪器的玻璃罩、银行ATM或车票的售票机等触摸面板式电子设备的触摸面等。本实施方式的薄膜形成装置I用于在基板13上形成作为防止污溃的防污性薄膜的防污膜104。(薄膜形成装置I)如图1所示，本实施方式的薄膜形成装置I的主要构成部件包括由真空蒸镀装置构成并竖直设置的圆筒状的真空容器10 ;设置于真空容器10的上壁附近并使基板保持面12a朝向下方的基板架12 ;以面对基板架12的基板保持面12a的方式固定于真空容器10的下方的作为能量源的离子源21 ;中和器22 ;以及一对蒸镀源31a、31b。基板架12由公知的不锈钢制的圆顶状的基板架构成，俯视图的中心是基板架12的旋转中心12m。旋转中心12m固定于铅直设置的旋转轴11。旋转轴11被未图示的旋转装置驱动而旋转，基板架12构成为能够以旋转轴11以及旋转中心12m为轴进行旋转。基板架12中，旋转中心12m配置于最上方，基板架12在朝向内侧少许弯曲的同时朝向外侧扩展，基板架12的下表面成为能够固定基板13的基板保持面12a。另外，基板架12也可以构成为以旋转中心12m为顶点的圆锥面状或多棱锥面状。离子源21是如下这样的公知的装置从O2等反应气体或Ar等稀有气体的等离子体中分离出02+、Ar+等带电离子，并通过加速电压加速来射出，从而喷出离子束。在离子源21的上方安装有能够通过未图示的控制器进行开闭的未图示的闸门。离子源21配置成使喷出离子的分离部的中心21a面对基板架12侦U。中和器22为从Ar等稀有气体的等离子体中分离出电子并利用加速电压加速来喷出电子(e_)的装置。中和器22朝向基板13射出电子，中和附着于基板13表面的离子。蒸镀源31a为通过电子束加热方式使蒸镀物质蒸发的装置，蒸镀源31b为通过电阻加热方式使蒸镀物质蒸发的装置。蒸镀源3Ia用于形成第一膜102，蒸镀源3Ib用于形成防污膜104。蒸镀源31a、31b具备坩埚(盘)和电子枪，在所述坩埚的上部具有用于装载成膜材料的凹处，所述电子枪向成膜材料照射电子束(e_)以使其蒸发。在蒸镀源31a、31b的坩埚和基板架12之间，在遮断从蒸镀源31a、31b朝向基板架12的成膜材料的位置，各自具有设置为能够开闭的未图示的闸门。蒸镀源31a、31b使蒸镀物质蒸发，并在比蒸发温度低的基板13表面处凝结、固化从而形成薄膜。另外，蒸镀源31a、31b也可为直接加热方式或间接加热方式等电阻加热方式的装置。本实施方式中，蒸镀源31a用于形成作为防污膜104的基底的第一膜102，蒸镀源31b用于形成防污膜104。
接下来，针对作为本实施方式的特征的离子源21的安装位置作以说明。本实施方式的薄膜形成装置I中，根据基板架12的直径D限定离子源21和基板架12之间的距离。设包含基板架12的旋转中心12m并垂直于旋转轴11的面p1、与包含离子源21的分离部的中心21a并垂直于旋转轴11的面p2之间的距离为H，并设基板架12的直径为D时，Η/D的值为O. 25以上且O. 50以下。本实施方式中，由于旋转轴11铅直地设置，面p1、p2分别成为包含旋转中心12m的水平面和包含分离部的中心21a的水平面，H为旋转中心12m和分离部的中心21a在铅直方向的距离。另外，旋转轴11也可以倾斜地设置。而且，对于全部的基板13，离子束朝向保持于基板架12的基板13入射的入射角θ 0的最大值、即每个基板的最大入射角Θ i (设置于基板架12的基板13的数量为η时，i为I以上且η以下的整数)为10°以上且80°以下。在此，所谓入射角，一般针对向折射率不同的物质间的交界面入射的光，是指所入射的光的行进方向和交界面的垂线之间的角度，离子束向基板13入射的入射角Θ iO是指，离子束的行进方向I和基板13的中心13m的垂线V之间的角度。在此，在离子源21不在旋转轴11的延长线上的情况下，或者在从离子源21照射出的离子束的轴线相对于旋转轴11倾斜的情况下，旋转轴11和从离子源21照射出的离子束的轴线不同轴，因此，对于某基板13的在各瞬间的入射角度0iO随着旋转而变化。每个基板的最大入射角度Θ i是指该各瞬间的入射角度Θ iO为最大时的角度。另外，在离子源21设置于旋转轴11的延长线上、并且从离子源21照射出的离子束的轴线与旋转轴11 一致的情况下，在各瞬间的入射角度Θ iO始终是一定的，所以每个基板的最大入射角度Θ i与在各瞬间的入射角度Θ iO相等。针对离子源21对基板架12的照射范围，以及用于形成第一膜102的蒸镀源31a对基板架12的蒸镀范围之间的关系作以说明。离子源21对基板架12的离子照射范围，是图1的用单点划线表示的范围，是基板架12的与离子源21面对的面即基板保持面12a的一部分。而且，蒸镀源31a对基板架12的蒸镀范围是图1的用虚线所表示的范围。如图1所示，图1的用单点划线所表示的离子源21对基板架12的离子照射范围是图1的用虚线所表示的蒸镀源31a对基板架12的蒸镀范围的一部分。(采用薄膜形成装置I成膜)接下来，针对采用本实施方式的薄膜形成装置I形成在图2所示的防污膜104的方法作以说明。作为基板13，采用塑料基板(有机玻璃基板)、无机基板(无机玻璃基板)或者不锈钢等金属基板。首先，将多个基板13固定于基板架12，在真空容器10内进行排气至例如约为KT4Pa 10_2Pa。接下来，对未图示的电加热器通电而使基板12的温度维持在50°C 90°C，使基板架12以低速旋转。然后，使离子源21的照射功率从空转状态增大到预定的照射功率，打开未图示的闸门，进行向旋转中的基板13的表面照射离子束的前照射工序。通过对基板13进行前照射工序，从而通过蚀刻将基板13的表面局部地削去而形成凹凸面101。在该前照射工序中，来自离子源的电子束向基板13上的照射以如下方式进行针对全部的基板13，使离子束朝向保持于基板架12的基板13入射的入射角Θ iO的最大值、即每个基板的最大入射角Θ i (设置于基板架12的基板13的数量为η时，i为I以上且η以下的整数)为10°以上且80°以下。前照射工序结束时，在基板13的通过前照射工序形成有凹凸的凹凸面101上，通过采用离子源21以及蒸镀源31a的离子辅助蒸镀法，进行形成第一膜102的第一膜成膜工序。该工序中，离子源21的照射功率设定为预定功率，打开未图示的闸门，进行第一膜102的离子辅助蒸镀。此时，中和器22也开始工作。S卩，对基板13的凹凸面101同时进行以下工序从蒸发源31a中飞溅出第一膜的成膜材料的工序；从离子源21中照射出导入气体的被分离出的离子束的工序；以及从中和器22中照射出电子的工序。此时，作为第一膜102的成膜材料，利用干式成膜法成膜时，使用具有比基板13高的硬度的Si02、ZrO2, Si3N4, Al3O2, Ta2O5, Ti02、MgF2或者这些的多层膜等。通过第一膜的成膜工序，在基板13的通过前照射工序形成有凹凸的凹凸面101形成有第一膜102，在该第一膜102的表面也形成有凹凸形状103，该凹凸形状103与在基板13的表面所形成的凹凸面101的凹凸形状对应。之后，通过采用蒸镀源31b的电阻加热方式的真空蒸镀法进行形成防污膜104的防污膜成膜工序。作为防污膜104的成膜材料，使用在多孔陶瓷中浸溃疏水性反应性有机化合物而形成的材料，或者在金属纤维或细线的堆块中浸溃疏水性反应性有机化合物而形成的材料。作为疏水性反应性有机化合物，使用含有多氟代醚(Polyfluoroether)基或者多氟代烧(polyfluoroalkyl)基的含氟有机化合物等。另外,疏水性反应性有机化合物是指在一个分子中具有至少一个疏水性基团及至少一个能够与羟基结合的反应性基团的有机化合物。通过从蒸镀源31b蒸镀出成膜材料,形成了由含有多氟代醚(polyfluoroether)基或者多氟代烷(polyfluoroalkyl)基的含氟有机化合物等疏水性反应性有机化合物组成的防污膜104。通过以上所述，在基板13上形成了图2所示的第一膜102以及防污膜104。(针对入射角度和溅射输出之间的关系)接下来，基于图3，对本实用新型的一个实施方式的薄膜形成装置10的离子源21的配置位置的条件的根据作以说明。图3中，表示了从离子源21分离出的离子束向基板13入射的入射角度Θ iO和溅射输出之间的关系。在此，溅射输出是指向基板表面上照射由某种原子种类X组成的原子或者含有原子种类X的原子簇(分子)的离子时，针对每一次的入射原子或原子簇，该原子种类X从表面离开的平均数。例如，含有原子种类X的原子簇(分子)向一个表面入射，若仅其中的原子X在表面被弹回，而基板的原子X没有脱离，则原子X的溅射输出为1，这时，对原子X来说，蚀刻和堆积都没有发生。本实施方式中，在基板13上形成第一膜103和防污膜104之前，通过前照射工序进行在基板13的表面形成凹凸面101的蚀刻。因此，前照射工序中，溅射输出需要大于1，根据图3，从离子源21分离出的离子束向各基板13入射的最大入射角度Θ i需要至少在10°以上且80 °以下。
权利要求1.一种薄膜形成装置，该薄膜形成装置在真空容器内在基板的最表层形成防污性薄膜，其特征在于， 所述薄膜形成装置具备 配设于所述真空容器内并保持多个所述基板的基板保持单元； 使该基板保持单元旋转的旋转单元； 面对所述基板而设置的至少一个蒸镀单元；以及 对所述基板照射能量的能量源， 所述能量源配置在处于如下范围的位置所述基板保持单元的旋转中心和所述能量源的分离部的中心之间的铅直方向的距离(H)与所述基板保持单元的直径(D)之比(Η/D)为.0.25以上且0. 50以下的范围。
2.如权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于， 所述能量源为离子源。
3.如权利要求2所述的薄膜形成装置，其特征在于， 所述离子源配置于如下位置针对全部的所述基板，离子束向保持于所述基板保持单元的所述基板入射的入射角的最大值为10°以上且80°以下的位置。
4.如权利要求2所述的薄膜形成装置，其特征在于， 所述离子源对所述基板保持单元的离子照射范围是所述基板保持单元的与所述离子源面对的面的一部分。
5.如权利要求2所述的薄膜形成装置，其特征在于， 所述离子源对所述基板保持单元的离子照射范围是至少一个所述蒸镀单元对所述基板保持单元的蒸镀范围的一部分。
专利摘要本实用新型提供一种能够形成耐磨损性和紧贴性最佳化的防污膜的薄膜形成装置。一种在真空室内在基板的最表层形成防污性薄膜的薄膜形成装置。其具备配设于真空容器内并保持多个基板的基板保持单元；使基板保持单元旋转的旋转单元；面对基板而设置的至少一个蒸镀单元；以及对基板照射能量的能量源。能量源配置在处于如下范围的位置基板保持单元的旋转中心和能量源的分离部的中心之间的铅直方向的距离(H)与基板保持单元的直径(D)之比(H/D)为0.25以上且0.50以下的范围。
文档编号C23C14/26GK202898525SQ20122056378
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者宫内充祐, 林达也, 盐野一郎, 姜友松, 长江亦周 申请人:株式会社新柯隆