溅射装置制造方法

溅射装置制造方法
【专利摘要】本申请的发明提供一种溅射装置，为了不使自成膜辊脱离而输送到下游侧输送辊的长条膜基材因急剧的冷却而发生变形，该溅射装置构成为包括真空室(14)、成膜辊(18)、靶材(20)、气体供给机构(24)、3根驱动辊(下游侧输送辊)(26(1)、26(2))、26(3))、以及用于将各驱动辊(26(1)、26(2)、26(3))的温度维持在80℃以下且比真空室(14)内的最低温度高的范围内的大致恒定温度的3个温度调节机构(30(1)、30(2)、30(3))。
【专利说明】溅射装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在沿着成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成薄膜的溅射装置。

【背景技术】
[0002]以往以来，使用在真空室内配置有如下构件的溅射装置:原料卷，其卷绕有长条膜基材；成膜辊，其使长条膜基材沿着其表面；靶材，其用于在沿着成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成成膜材料；气体供给机构，其用于向成膜辊与靶材之间的成膜空间供给气体；下游侧输送棍，其用于将沿着成膜棍的表面输送过来的长条膜基材向输送方向下游侧输送；以及卷取辊，其用于将自下游侧输送辊输送至输送方向下游侧的长条膜基材卷取(例如，参照专利文献I的说明书第0012段落、说明书第0023段落和图1。)。经该溅射装置溅射处理后的长条膜基材被用作触摸面板的表面面板等。
[0003]在该溅射装置中，例如，在沿着成膜辊输送由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的长条膜基材的情况下，以铟?锡合金为靶材，将由氧气构成的反应性气体连同由氩气构成的非活性气体一起向成膜空间供给，靶材用于在长条膜基材的表面上形成成膜材料。由此，在长条膜基材的表面上连续地形成铟.锡氧化物(ITO)薄膜。
[0004]此处，为了在长条膜基材上进行成膜，需要利用内置的加热器将成膜辊加热至60°C?70°C。因此,在成膜棍上成膜后的长条膜基材被输送至输送方向下游侧的下游侧输送辊而与成膜辊脱离时，与下游侧输送辊接触的长条膜基材会被急剧地冷却到接近下游侧输送辊的温度的温度。例如，在下游侧输送辊的温度与真空室内的室温相同的情况下，输送至下游侧输送辊的长条膜基材会被急剧地冷却到接近真空室内的室温的温度。
[0005]由此，有时会产生以下问题:输送到下游侧输送辊而被急剧地冷却的长条膜基材发生变形，不能作为触摸面板的表面面板等使用或者外观方面不佳。尤其是，在长条膜基材的宽度较大的情况下或长条膜基材的线膨胀系数较大的情况下，这样的问题显著地发生。
[0006]专利文献1:日本特开2003 - 328124号公报


【发明内容】

_7] 发明要解决的问题
[0008]本发明是鉴于以往的溅射装置中存在的上述那样的问题而做出的发明。S卩，本申请的发明的目的在于，提供一种不会使自成膜辊脱离而输送至下游侧输送辊的长条膜基材因急剧的冷却而变形的溅射装置。
_9] 用于解决问题的方案
[0010]一种溅射装置，其用于在沿着成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成薄膜，其中，该溅射装置包括:真空室；上述成膜辊，其以能够旋转的方式配置于上述真空室内；靶材，其为I个或多个，配置于上述真空室内，用于在沿着上述成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成成膜材料；气体供给机构，其用于向上述成膜辊与上述靶材之间的成膜空间供给气体；下游侧输送辊，其为多根，配置于上述真空室内的、相对于上述成膜辊而言的长条膜基材的输送方向下游侧，用于将沿着上述成膜辊的表面输送过来的长条膜基材向该输送方向下游侧输送；以及温度调节机构，其用于将多根上述下游侧输送辊中的至少I根下游侧输送辊的温度维持在80°c以下且在比上述真空室内的最低温度高的范围内维持大致恒定。
[0011]下游侧输送辊是配置在比成膜辊靠长条膜的输送方向下游侧的输送辊，其包括利用驱动部件旋转的驱动辊和能够自由旋转的导辊。真空室内的最低温度指的是，设置在真空室内的辊等固体的温度或在真空室内存在的气体的温度中的最低的温度。
[0012]在本发明的溅射装置的特征在于，在上述溅射装置中，上述温度调节机构用于将多根上述下游侧输送辊中的两根以上的下游侧输送辊的温度维持在各自的大致恒定的温度。
[0013]本发明的溅射装置的特征在于，在上述溅射装置中，利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的两根以上的上述下游侧输送辊中的越靠上述输送方向下游侧的上述下游侧输送辊被维持在越低的恒定的温度。
[0014]本发明的溅射装置的特征在于，在上述溅射装置中，利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的上述下游侧输送辊具有中空部，该温度调节机构是向该中空部内输送大致恒定温度的流体的机构。
[0015]本发明的溅射装置的特征在于，在上述溅射装置中，上述温度调节机构具有用于向上述下游侧输送辊的上述中空部内导入流体的旋转接头或转节。
[0016]本发明的溅射装置的特征在于，在上述溅射装置中，利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的上述下游侧输送辊是利用驱动部件驱动进行旋转的驱动辊。
[0017]发明的效果
[0018]在为本发明的溅射装置的情况下，脱离成膜辊后的长条膜基材与利用温度调节机构维持在大致恒定的温度的下游侧输送辊相接触而被冷却，并在比接触了的该下游侧输送辊靠输送方向下游侧被进一步冷却，从而脱离成膜辊后的长条膜基材被阶段性地冷却。因此，脱离成膜辊后的长条膜基材不会被急剧地冷却，从而不会发生变形。
[0019]另外，在温度调节机构将多根下游侧输送辊中的两根以上的下游侧输送辊的温度维持在大致恒定、将温度维持在大致恒定的两根以上的上述下游侧输送辊中的越靠上述输送方向下游侧的上述下游侧输送辊被维持在越低的恒定的温度的情况下，脱离成膜辊后的长条膜基材通过与维持在大致恒定温度的两根以上的下游侧输送辊相接触而被多阶段性地冷却。因此，脱离成膜辊后的长条膜基材在被卷取辊卷取之前，被逐渐冷却，因此，脱离成膜辊后的长条膜基材不会被急剧地冷却，从而不会发生变形。另外，通过对维持大致恒定温度的两根以上的下游侧输送辊的温度进行控制，能够调节脱离成膜辊后的长条膜基材的冷却状态，以便不使长条膜基材发生变形。
[0020]另外，利用温度调节机构将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊具有中空部、温度调节机构是向中空部内供给大致恒定温度的流体的机构的情况下，向大致筒状的下游侧输送辊的中空部供给温水等流体而调整下游侧输送辊的温度。因此，与利用设于下游侧输送辊的中空部的加热器来调整下游侧输送辊的温度的情况相比，能够更加准确地调节下游侧输送辊的温度。其原因在于，流体与下游侧输送辊的中空部的内壁之间的热传递效率高于低压的中空部内的气体与下游侧输送辊的中空部的内壁之间的热传递效率。
[0021]另外，在利用温度调节机构将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊是利用驱动部件驱动进行旋转的驱动辊、温度调节机构是向下游侧输送辊中空部内供给大致恒定温度的流体的机构的情况下，与将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊为进行自由旋转的导辊的情况不同，将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊能够以恒定的转速旋转。即，由于没有利用驱动部件使导辊强制地旋转，因此，导辊的中空部因被供给温水而重量增加，从而导辊有时不能以恒定的转速旋转。与此相对，由于利用驱动部件使驱动辊强制地旋转，因此，即使驱动辊的中空部被供给有温水，驱动辊也始终以恒定的转速旋转。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是本发明的溅射装置的概略立体图。
[0023]图2是表示本发明的派射装置的旋转接头(rotary joint)和驱动棍的剖视图。
[0024]图3是表示本发明的溅射装置的温度调节机构的配管图。
[0025]图4是表示本发明的溅射装置的另一实施方式中的温度调节机构的配管图。
[0026]图5是表示本发明的溅射装置的又一实施方式中的旋转接头和驱动辊的剖视图。

【具体实施方式】
[0027]接下来，根据附图详细说明本发明的实施方式。在图1中，附图标记10是本发明的溅射装置。
[0028]溅射装置10是用于在沿着成膜辊18的表面输送的长条膜基材16的表面上形成薄膜的装置，该溅射装置10包括:真空室14 ;上述成膜辊18，其以能够旋转的方式配置于真空室14内；靶材20，其配置于真空室14内，用于在沿着成膜辊18的表面输送的长条膜基材16的表面上形成成膜材料；气体供给机构24,其用于向成膜棍18与祀材20之间的成膜空间22供给气体；3根驱动辊(下游侧输送辊)26(1) >26(2)、26 (3)，其配置于真空室14内的、相对于成膜棍18而言的长条膜基材16的输送方向下游侧,用于将沿着成膜棍18的表面输送的长条膜基材16向输送方向下游侧输送；以及3个温度调节机构30(1)、30(2)、30(3)，其用于将各驱动辊26(1) >26(2) >26(3)的温度维持在大致恒定。
[0029]下面，对于驱动辊的附图标记，在在包含3根驱动辊26 (I)、26 (2)、26 (3)在内地说明这三者时，将驱动辊表示为“26”，在单独说明3个驱动辊26(1) ,26(2) ,26(3)时，将驱动辊表示为26(1)、26(2)或26 (3)。另外，对于温度调节机构的附图标记，在包含3个温度调节机构30(1) ,30(2) ,30(3)在内地说明这三者时，将温度调节机构表示为“30”，在单独说明3个温度调节机构30(1)、30(2)、30(3)时，将温度调节机构表示为30 (I)、30 (2)或30⑶。另外，对于旋转接头的附图标记，在包含3个旋转接头34 (I)、34 (2)、34 (3)在内地说明这三者时，将旋转接头表示为“34”，在单独说明3个旋转接头34(1)、34(2)、34(3)时，将旋转接头表示为34(1)、34⑵或34 (3)。
[0030]在真空室14内的多个部位设有能够测量真空室14内的温度的未图示的温度传感器(例如热电偶)或温度计。成膜辊18内置有用于将成膜辊18的表面维持在60°C?70°C的加热器。靶材20由铟.锡合金构成。气体供给机构24构成为将由氧气构成的反应性气体连同由氩气构成的非活性气体一起向成膜空间22供给。如图2所示，驱动辊26具有供温水(流体)48流入的中空部32。驱动辊26被驱动带68驱动而旋转，该驱动带68利用未图示的马达的驱动力而进行旋转。此外，作为用于将靶材20维持在负电位的阴极，其除了能够使用平板阴极之外，还能够使用双阴极或旋转阴极等。
[0031]如图1和图2所示，温度调节机构30具有与驱动辊26相连结的复式且内管固定式的旋转接头34。
[0032]旋转接头34能够在驱动辊26进行旋转的状态下将温水48自入口 54经由内管70向驱动辊26的中空部32输送并将中空部32内的温水48自出口 56排出。旋转接头34由固定于真空室14内的固定构件50和固定于驱动辊26且连同驱动辊26 —起旋转的旋转构件52构成。在图2中，对固定于真空室14内的构件标注右下斜线的阴影，对进行旋转的构件标注右上斜线的阴影。旋转接头34是公知的接头，因此，省略对其构造的进一步详细的说明。
[0033]利用配管图将具有该旋转接头34的温度调节机构30的一个例子表示在图3中。3个温度调节机构30(1)、30 (2)、30 (3)是相同的结构。图3所示的温度调节机构30包括温度计60、温度调节器62、流量计64以及可变节流阀66等。温度计60构成为能够测量向驱动辊26的中空部32供给的温水48的温度并能够在真空室14的外部目视测量后的温度。温度调节器62能够通过手动来调整向驱动辊26的中空部32供给的温水的温度。
[0034]3个温度调节机构30(1)、30(2)、30(3)分别具有温度调节器62，由此，随着向输送方向下游去，3个温度调节机构30 (I)、30 (2)、30 (3)能够将温水48的温度调节得较低。例如，在成膜辊18的表面的温度为60°C、真空室14内的最低温度是卷取辊36周边的20°C的情况下，例如，输送方向最上游的温度调节机构30(1)能够向驱动辊26(1)的中空部32供给500C的温水48，输送方向中间部的温度调节机构30 (2)能够向驱动辊26 (2)的中空部32供给40°C的温水48，输送方向最下游的温度调节机构30 (3)能够向驱动辊26 (3)的中空部32供给30°C的温水48。
[0035]此处，优选的是，成膜辊18的表面与温度调节机构30⑴向驱动辊26⑴供给的温水48之间的温度差、温度调节机构30(1)向驱动辊26(1)供给的温水48与温度调节机构30⑵向驱动辊26⑵供给的温水48之间的温度差、温度调节机构30⑵向驱动辊26 (2)供给的温水48与温度调节机构30 (3)向驱动辊26 (3)供给的温水48之间的温度差、以及温度调节机构30 (3)向驱动辊26 (3)供给的温水48与卷取辊36周边之间的温度差均为大致相同。优选上述温度差为大致相同的原因在于，能够将脱离成膜辊18后的长条膜基材16在输送至卷取辊36之前逐渐地冷却。另外，为了防止脱离成膜辊18后的长条膜基材16因急剧的冷却而变形，优选上述温度差为20°C以下，尤其优选为10°C以下。
[0036]以下说明这样的结构的溅射装置10的作用和效果。
[0037]如图1所示，在将自原料卷40放出的长条膜基材16挂在导辊(上游侧输送辊)42、成膜辊18、祖动辊26、导辊28以及卷取辊36上的状态下，对驱动辊26和卷取辊36进行旋转驱动，由此，将长条膜基材16卷取于卷取辊36。
[0038]此时，利用真空泵46将真空室14内维持为真空。另外,气体供给机构24向成膜空间22供给由氩气构成的非活性气体和由氧气构成的反应性气体，向成膜辊18与靶材20之间施加电压，靶材20用于在长条膜基材16的表面上形成成膜材料。另外，利用内置于成膜辊18的加热器将成膜辊18的表面维持在例如60°C。由此，对长条膜基材16的表面连续地进行铟.锡氧化物薄膜的成膜。
[0039]成膜辊18的表面的温度能够通过真空室14内的热电偶等或过去的现有数据来辨另IJ。另外，卷取辊36的表面的温度能够通过真空室14内的热电偶等或过去的数据来识别。以下，以成膜辊18的表面的温度为60°C、卷取辊36的表面的温度为20°C、真空室14内的最低温度为20°C的情况为例进行说明。
[0040]在对长条膜基材16的表面进行成膜时，温度调节机构30(1)向驱动辊26(1)的中空部32供给例如50°C的温水。另外，温度调节机构30(2)向驱动辊26 (2)的中空部32供给例如40°C的温水。另外，温度调节机构30(3)向驱动辊26 (3)的中空部32供给例如30°C的温水。因此，对于自成膜辊18的60°C的表面吸收热量而被加热到大约60°C的长条膜基材16，通过与50°C的驱动辊26 (I)相接触而被冷却到大约50°C，通过与40°C的驱动辊26 (2)相接触而被冷却到大约40°C，通过与30°C的驱动辊26(3)相接触而被冷却到大约30°C。
[0041]因此，在卷取辊36的表面的温度为20°C的情况下，被加热至大约60°C的长条膜基材16在自成膜辊18脱离到卷取于卷取辊36之间，其温度以4个阶段逐渐地下降至20°C。通过将长条膜基材16的温度阶段性地逐渐降低，从而不会使脱离成膜辊18后的长条膜基材16急剧地冷却。因此，脱离成膜辊18后的长条膜基材16不会被急剧地冷却而发生变形。
[0042]尤其是，由于最初与脱离成膜辊18后的长条膜基材16相接触的是维持在50°C的驱动辊26 (I)，因此，刚脱离成膜辊18后的长条膜基材16的冷却被限制为向大约50°C的冷却。因此，刚脱离成膜辊18后的长条膜基材16不会被急剧地冷却而发生变形。
[0043]此处，利用温度调节机构30供给温水的下游侧输送辊也可以是导辊28。但是，由于没有利用驱动部件使导辊28强制地旋转，因此，由于向导辊28的中空部供给温水，导辊28的轴承所支承的重量增加，从而导辊28有时难以以恒定的转速旋转。因此，还能够想到产生在导辊28与长条膜基材16之间产生摩擦或者长条膜基材16沿长边方向变形这样的不良情况。与此相对，由于利用驱动带68使驱动辊26强制地旋转，因此，驱动辊26以恒定的转速旋转而不会产生那样的不良情况。因此，利用温度调节机构30供给温水的下游侧输送辊优选仅为驱动辊26。
[0044]以上，说明了本发明的一实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式。
[0045]例如，在本发明的溅射装置10中使用的温度调节机构30的配管并不限定于上述配管。例如，如图4所示，3个温度调节机构30 (I)、30 (2)以及30 (3)并不单独地构成配管也可以是将3个温度调节机构30 (I)、30 (2)以及30 (3)连结而成的配管。
[0046]S卩，自旋转接头34(3)的出口 56排出的温水暂时储存在罐72内。储存在罐72内的温水自旋转接头34 (2)的入口 54向驱动辊26 (2)的中空部32供给并自旋转接头34 (2)的出口 56排出。自旋转接头34(2)的出口 56排出的温水暂时储存在罐74内。储存在罐74内的温水自旋转接头34 (I)的入口 54向驱动辊26 (I)的中空部32供给并自旋转接头34(1)的出口 56排出。
[0047]在该情况下，温度调节机构30⑴将50°C的温水48向驱动辊26⑴的中空部32供给，温度调节机构30 (2)将40°C的温水48向驱动辊26 (2)的中空部32供给，温度调节机构30 (3)将30°C的温水48向驱动辊26 (3)的中空部32供给，此时，能够减少用于将水加热的能量。即，在使用20°C的水进行温度调节的情况下，能够在温度调节机构30 (3)的温度调节器62处将20°C的水的温度以10°C的温度差提高到30°C，在温度调节机构30(2)的温度调节器62处将30°C的水的温度以10°C的温度差提高到40°C，在温度调节机构30(1)的温度调节器62处将40°C的水的温度以10°C的温度差提高到50°C。由此，通过将20°C的水阶段性地加热而用于温度调节，能够降低温度调节器62的用于加热的能量。
[0048]另外，在本发明的溅射装置10中使用的旋转接头并不限定于图2所示的复式且内管固定式的旋转接头34，也可以是图5所示的单式且没有内管的旋转接头80。在该情况下使用的驱动辊是在温水的流动方向上游侧具有入口开口部82且在流动方向下游侧具有出口开口部84的驱动辊(下游侧输送辊)86。I个旋转接头80与入口开口部82相连结，另一个旋转接头80与出口开口部84相连结。即使在使用该旋转接头80和驱动辊86的情况下，通过一边使驱动辊86旋转一边自入口 54向驱动辊86供给温水并自出口 56将温水排出，也能够调整驱动辊86的温度。
[0049]以上，根据【专利附图】

【附图说明】了实施方式，但本发明并不限定于图示的实施方式。例如，利用温度调节机构将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊并不限定于3根，也可以是I根、2根或4根以上。但是，优选的是，将温度维持在大致恒定的下游侧输送辊的根数更多而能够进行更多阶段性地冷却。另外，温度调节机构也可以是内置于下游侧输送辊的电气式加热器。另外，本发明也可以是如下结构:将沿着成膜辊的表面输送的长条膜基材在一根下游侧输送辊处暂时加热之后，在其他下游侧输送辊处将该长条膜基材冷却。
[0050]产业h的可利用件
[0051]本发明的溅射装置能够广泛地用作例如对线膨胀系数较大的长条膜基材进行溅射处理的装置。
【权利要求】
1.一种溅射装置，其用于在沿着成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成薄膜，其中， 该溅射装置包括: 真空室； 上述成膜辊，其以能够旋转的方式配置于上述真空室内； 靶材，其为I个或多个，配置于上述真空室内，用于在沿着上述成膜辊的表面输送的长条膜基材的表面上形成成膜材料； 气体供给机构，其用于向上述成膜辊与上述靶材之间的成膜空间供给气体； 下游侧输送辊，其为多根，配置于上述真空室内的、相对于上述成膜辊而言的长条膜基材的输送方向下游侧，用于将沿着上述成膜棍的表面输送过来的长条膜基材向该输送方向下游侧输送；以及 温度调节机构，其用于将多根上述下游侧输送辊中的至少I根下游侧输送辊的温度维持在80°C以下且在比上述真空室内的最低温度高的范围内维持大致恒定。
2.根据权利要求1所述的溅射装置，其中， 上述温度调节机构用于将多根上述下游侧输送辊中的两根以上的下游侧输送辊的温度维持在各自的大致恒定的温度。
3.根据权利要求2所述的溅射装置，其中， 利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的两根以上的上述下游侧输送辊中的越靠上述输送方向下游侧的上述下游侧输送辊被维持在越低的恒定的温度。
4.根据权利要求1所述的溅射装置，其中， 利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的上述下游侧输送辊具有中空部，该温度调节机构是向该中空部内输送大致恒定温度的流体的机构。
5.根据权利要求4所述的溅射装置，其中， 上述温度调节机构具有用于向上述下游侧输送辊的上述中空部内导入流体的旋转接头或转节。
6.根据权利要求1所述的溅射装置，其中， 利用上述温度调节机构将温度维持在大致恒定的上述下游侧输送辊是利用驱动部件驱动进行旋转的驱动辊。
【文档编号】C23C14/34GK104294223SQ201410339809
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】梨木智刚, 滨田明 申请人:日东电工株式会社