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発明の名称 ワーク移動式反応性スパッタ装置とワーク移動式反応性スパッタ方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−49432(P2001−49432A)
公開日 平成13年2月20日(2001.2.20)
出願番号 特願平11−218490
出願日 平成11年8月2日(1999.8.2)
代理人 【識別番号】100082979
【弁理士】
【氏名又は名称】尾川 秀昭
【テーマコード(参考)】
4K029
5C012
5C028
【Fターム(参考)】
4K029 AA09 BA17 BA35 BA48 BA58 BB02 CA06 DA04 DC05 DC16 KA01 KA05 
5C012 AA01
5C028 AA01 AA10
発明者 隅田 孝生 / 荒木 宗也
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のプロセス部を分離部を介して連設し、該各プロセス部にそれぞれ互いに独立したガス雰囲気をつくり、そのプロセス部にてそれぞれ独立して成膜をスパッタにより行うワーク移動式反応性スパッタ装置において、上記分離部内に、分離用ガスを複数のプロセス部の連設方向と交差する方向に供給する分離用ガス給手段を設け、更に、上記分離部内にすだれ状遮蔽物を配設してなることを特徴とするワーク移動式反応性スパッタ装置。
【請求項2】 複数のプロセス部を分離部を介して連設し、該記各プロセス部にそれぞれ互いに独立したガス雰囲気をつくり、そのプロセス部にてそれぞれ独立して成膜をスパッタにより行うワーク移動式反応性スパッタ方法において、上記分離部内にすだれ状遮蔽物を垂下状に配設し、上記分離部内に、複数のプロセス部の連設方向と交差する方向に不活性ガスをを供給して分離用ガスカーテンを形成し、該分離用ガスカーテンにより複数のプロセス部のガス雰囲気を分離した状態で、スパッタ及び被スパッタ物の移動を行うことを特徴とするワーク移動式反応性スパッタ方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のプロセス部を分離部を介して連接し、該各プロセス部にそれぞれ互いに独立したガス雰囲気をつくり、そのプロセス部にてそれぞれ異なる成膜をスパッタにより行うワーク移動式(搬送台車インライン方式)反応性スパッタ装置と、それを用いたワーク移動式反応性スパッタ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管(CRT)の画面(管面)に反射防止膜等の機能性薄膜を形成する方法の一つとして、管面に直接コーティングをする方法がある。その直接コーティング方法には、従来、図5(側面図)に示すようなインライン方式(ワーク、即ち、被コーティング体、例えばCRTが移動する方式)の反応性スパッタ装置100が使用された。同図において、101は第1のプロセス部、102は第2のプロセス部、103はその二つのプロセス部101・102間に配置された分離部、104は第1のプロセス部101と分離部103との間に、105は第2プロセス部101と分離部103との間に、設けられた間仕切り板で、上下方向に移動してその間を開閉する。
【0003】106は入り口側(CRTがローディングされる側)の、107は出口(CRTがアンローディングされる側)のゲート、108はガスAをプロセス部101及び分離部103に供給するガス管、109はガスBをプロセス部102及び分離部103に供給するガス管、110はガス管108の分離部103にガス供給する部分に設けたバルブ、111はガス管109の分離部103にガス供給する部分に設けたバルブである。
【0004】第1と第2の二つのプロセス部101、102を設けるのは、機能性薄膜に要求される特性の多様化に対応して膜が多層化し、多層膜を構成する各膜毎に別々のガスを形成する必要性に能率的に応えるためである。即ち、一つの装置内に、別々に圧力調整された放電ガス雰囲気をつくるために、二つのプロセス部101、102を設け、その間に2枚の間仕切り板104、105を離間して設け(その間仕切り板104・105間が分離部103である。)ており、その分離部103内にその別々放電ガスを交互に入れ換え、CRTを載せた台車をプロセス部101、102に搬送してそこでCRTの管面に薄膜をスパッタにより形成します。
【0005】より具体的に説明すると、二つのプロセス部101及び102にて間仕切り板104及び105を共に閉状態にして、その状態で各プロセス部101及び102にて並行してスパッタを行い、そのスパッタが終わると、その間の分離部103に例えばガスAを供給し、その分離部103をガスAの雰囲気にし、その後、間仕切り板104を開いてプロセス部101をガスAの雰囲気にしてその中にCRTを載せた台車を入れる。次に、間仕切り板104及び105を閉じた状態にし、分離部103を真空排気し、その後、その分離部103をガスBの雰囲気にし、更に間仕切り板105を開き、搬送台車を払い出します。このようにしてCRT台車の移動を行います。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上述したワーク移動式反応性スパッタ装置によれば、上記間仕切り板104、105による放電ガス雰囲気の分離を行うので、間仕切り板104、105が不可欠であり、その設置位置が固定され、CRT搭載台車の大きさの変化等に対応することが難しいという問題もあった。というのは、CRTの多様化により大型のCRTが現れ、それに対応してCRT搭載台車を大きくして能率低下を回避する必要があるが、間仕切り板104、105を完全に閉じた状態でスパッタをする必要があるため、CRT搭載台車の大型化に対応することが制約されるという問題があったのである。
【0007】また、上記機械的なガス雰囲気分離手段によれば、間仕切り板104、105の開閉動作に要する時間及び間仕切り板104・105間(分離部103)の放電ガスを交互に入れ換えるに要する時間が長くかかり、生産性の向上を阻害する要因となるという問題もあった。更に、従来においては、図6に示すように、各プロセス部における放電ガスの種類は一つに限定され、そのため、膜構成は従来においては、GLASS/TIO2/Si34/airというような2層構造に限定されると言う問題もあった。図6におけるTi、Siはターゲットを示し、スパッタ装置の同図における左側のプロセス部には放電ガス02を、左側のプロセス部には放電ガスN2を供給し、左側のプロセス部ではTIO2を、右側のプロセス部ではSi34を形成するようにしている。
【0008】本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、CRT等のワークを搭載するワーク搭載台車の大きさの違いに対する対応度を高め、更に膜特性に対する要求に応じた膜構成の変更、多層化を容易にし、且つガス交換の必要性をなくし、ガス交換時間の存在によってワーク搭載台車の転送に時間が長くかかるという問題をなくし、効率を高めることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、分離部内に、不活性ガスを略垂直方向に供給する手段を設け、更に、上記分離部内にすだれ状遮蔽物を配設してなる、或いはそのようにすることを特徴とする。
【0010】従って、本発明によれば、複数のプロセス部間に分離部があり、この分離部に複数のプロセス部の該分離部を介しての連設方向と交差する方向に不活性ガスを供給するので、先ずこの不活性ガスの流れによるガスカーテンが形成されることから複数のプロセス部の放電ガス雰囲気間を分離することができるうえ、更に上記分離部内にすだれ状遮蔽物を配設したので、そのすだれ状遮蔽物により分離部を挟む複数プロセス部間の放電ガスの拡散を抑制することができる。依って、複数のプロセス部間の放電ガス雰囲気間を有効に分離することができる。また、図4に示すように、左側の部分及び右側の部分には例えば放電ガスN2を、中間の部分には例えば放電ガス02を供給して、例えばGLASS/Si34/TIO2/Si34/airというようなより複雑な膜構成を容易に得ることができ得る。
【0011】そして、間仕切り板の開閉という動作は全く必要ではなく、不活性ガスを供給しながらそれによるガスカーテンと、すだれ状遮蔽物とにより放電ガス雰囲気間を分離しながらスパッタ、複数プロセス部間のワーク搭載台車の移動を行うことができ、台車移動に面倒なガス交換や、間仕切り板の開閉という面倒な作業を必要としなくなり、延いては生産性の向上を図ることができる。
【0012】また、ワーク移動式反応性スパッタ装置内に間仕切り板を配置する必要がなく、分離部内にCRT搭載台車の一部が入っても支障なくスパッタができ、ワーク搭載台車の大きさの違いに対する対応度を高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において、分離用ガスカーテンを成すガスは不活性ガスが好適であり、最も好適と言えるのはアルゴンArである。しかし、それ以外のガスを用いても良い。その場合のガスの種類は、分離部の両側のプロセス部に供給されるガスの種類等に応じて適宜選択すべきである。
【0014】すだれ状遮蔽物は、例えばテフロン(登録商標)等の薄い(例えば厚さ0.2mm)板の上端部を除く部分を短冊状にしたものを用いると良い。というのは、すだれ状遮蔽物がCRTと接する部分まで垂下させ、CRTの基部(ネックの先端)に触れてもそれを傷付けないようにできるからである。
【0015】また、短冊状の薄板はCRT搬送方向に対して略垂直に設けるのが好ましいと言える。なぜならば、その薄板によりより有効に複数プロセス部間における放電ガスの拡散に対するコンダクタンスを増加させることができ、分離効果を強めることができるからである。
【0016】
【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。図1、図2は本発明ワーク移動式反応性スパッタ装置の一つの実施例の概略構成を示すものであり、図1(A)は平面断面図、(B)は正面断面図、図2はワーク移動式反応性スパッタ装置をその分離部で切断した横断面図である。図面において、1はワーク移動式反応性スパッタ装置、2Aは第1のプロセス部、2Bは第2のプロセス部、3はその第1及び第2のプロセス部2A・2B間に設けられた分離部で、該分離部3と、プロセス部2A及び2Bとの間には間仕切り板が設けられておらず、これら分離部3及びプロセス部2A、2Bは互いに連通している。
【0017】4Aは第1のプロセス部2A内に放電ガスAを供給する供給管、4Bは第2のプロセス部2B内に放電ガスBを供給する供給管、5は上記分離部3内に分離用の不活性ガス、例えばアルゴンArガスを供給する供給管で、該供給管5は例えば3本の供給部5a、5b、5cに分岐され、ノズルを通じて下から上に噴出され、分離用のガスカーテンをつくる。6Aは第1のプロセス部2A内を、6Bは第2のプロセス部2B内を真空引きする真空ポンプ、7は分圧センサである。
【0018】8、8、・・・は分離部3の天井に設けられたガス吸引部9側から垂下されたすだれ状の遮蔽物で、例えば、薄い(厚さ例えば0.2mm)成形したテフロン板に切り込み8a、8a、・・・を入れて短冊状にしてなる。短冊状にするのは、CRT搭載台車10の移動時にCRT11のネック部12がすだれ状遮蔽物8、8、・・・に触れても該すだれ状遮蔽物8、8、・・・によってネック部12が傷つくおそれを無くすることができるからである。このすだれ状遮蔽物8はCRT搭載台車10に搭載された下向きのCRT110のネック部12が通るところに垂下されており、下から上向きに噴出される分離用ガスの流れに対してはコンダクタンスをほとんど増加させないが、プロセス部4A・4B間の放電ガスの横方向への流れ、拡散に対してはコンダクタンスが増える。
【0019】従って、プロセス部4Aの放電ガスAの雰囲気とプロセス部4Bの放電ガスBの雰囲気との間を上記分離用のアルゴンArガスによるガスカーテンと、上記すだれ状遮蔽物8により分離することができる。従って、各プロセス部4A、4Bにおいて、それぞれ独立してスパッタができる。尚、13はターゲットである。
【0020】図3は、図5に示す従来のワーク移動式反応性スパッタ装置での下記の4つの条件下で第2のプロセス部2Bにおける放電ガスBの分圧を測定を実施したケースでの分圧測定結果を示すものであり(尚、全圧は一定)、横軸は上記条件(1〜4)、縦軸は分圧(Torr)である。これにより、条件の違いによるガス分離効果の違いが解る。
条件1:間仕切り板を2枚共開にした場合条件2:間仕切り板を2枚共開にし、更に、本実施例と同様にCRT搭載用の台車口部にすだれ状遮蔽物を設け、更に搬送方向の搬送口以外に隔壁を設置【0021】条件3:間仕切り板を2枚共開にし、更に、本実施例と同様にCRT搭載用の台車口部にすだれ状遮蔽物を設け、更に搬送方向の搬送口以外に隔壁を設置(条件2と同じ)した上、本実施例と同様にアルゴンArガスによるガスカーテンを形成する。
条件4:間仕切り板2を2枚とも閉にし、プロセス部101(図4参照)には放電ガスAとアルゴンArガスとの混合ガスを供給し、プロセス部102にはガスBを供給し、分離部103にはアルゴンArガスを供給【0022】尚、図中において、●は全圧、▲はアルゴンArガス、◆は反応ガスA、■は反応ガスBをそれぞれ示す。
【0023】図3から明らかなように、条件3は、条件4の場合よりも反応ガスA・B間の分離効果が悪いが、しかし、条件1よりも分離効果は良く、条件2と比較しても分離効果は同等であり、アルゴンArガスによるガスカーテンとすだれ状遮蔽物による分離効果により間仕切り板を用いなくとも条件1よりも優れ、条件2と同等の実用上問題のない程度の分離効果を充分に得ることができる。
【0024】従って、間仕切り板の開閉というようなことを全くしなくても各プロセス室で独立してスパッタができ、また、スパッタ終了後における複数プロセス部間のCRT搭載台車の移動を行うことができ、台車移動にあたっての面倒なガス交換や、間仕切り板の開閉という面倒な作業を必要としなくなることが図3から解る。将に、本ワーク移動式反応性スパッタ装置はそのことを最大限に利用しているのである。
【0025】即ち、本ワーク移動式反応性スパッタ装置を用いて、常にアルゴンArガスによるガスカーテンを形成する状態で、各プロセス部2A、2Bでの独立してのスパッタによる機能性薄膜の形成を行い、また、そのスパッタ終了後におけるCRT搭載台車10の移動を行うという方法で機能性薄膜の形成を順次進行させるのである。従って、本方法によれば、台車移動にあたっての面倒なガス交換や、間仕切り板の開閉という面倒な作業を必要としなくなり、延いては生産性の向上を図ることができる。
【0026】また、本ワーク移動式反応性スパッタ装置を用いた場合、ワーク移動式反応性スパッタ装置内に間仕切り板が配置されていないので、分離部内にCRT搭載台車の一部が入っても支障なくスパッタができ、CRT搭載台車の大きさの違いに対する対応度を高めることができる。即ち、スパッタ時にCRT搭載台車10の一部が分離部3内に入り込むことが許容され、図5に示す従来のワーク移動式反応性スパッタ装置において間仕切り板が存在していた故に存在する物理的制約が軽減される。
【0027】図4は、本発明の別の実施例を示す平面断面図である。本発明に係るスパッタ装置は、ガスカーテンによる遮蔽は遮蔽位置を変えたりすることが容易であり、また、遮蔽位置間に実質的に一室を形成して、左右のプロセス部とは別の放電ガスを供給できるようにすることが可能である。そこで、同図における左側の部分には放電ガスN2を供給してSi34を形成し、ガスカーテン間の部分にはO2を供給してTIO2を形成し、右側の部分には放電ガスN2を供給してSi34を形成するようにするようにしたものであり、これによりGLASS/Si34/TIO2/Si34/airの三層構造の膜が一台のスパッタ装置で形成することができる。図中のSi、Tiはシリコン、チタンのターゲットである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、複数のプロセス部間に分離部があり、この分離部に複数のプロセス部の該分離部を介しての連設方向と交差する方向に不活性ガスを供給するので、先ずこの不活性ガスの流れによるガスカーテンが形成されることから複数のプロセス部の放電ガス雰囲気間を分離することができるうえ、更に上記分離部内にすだれ状遮蔽物を配設したので、そのすだれ状遮蔽物により分離部を挟む複数プロセス部間の放電ガスの拡散を抑制することができる。依って、複数のプロセス部間の放電ガス雰囲気間を有効に分離することができる。
【0029】そして、間仕切り板の開閉という動作は全く必要ではなく、不活性ガスを供給しながらそれによるガスカーテンと、すだれ状遮蔽物とにより放電ガス雰囲気間を分離しながらスパッタ、複数プロセス部間のCRT搭載台車の移動を行うことができ、台車移動に面倒なス交換や、間仕切り板の開閉という面倒な作業を必要としなくなり、延いては生産性の向上を図ることができる。また、図4に示すように、左側の部分及び右側の部分には例えば放電ガスN2を、中間の部分には例えば放電ガス02を供給して、例えばGLASS/Si34/TIO2/Si34/airというようなより複雑な膜構成を容易に得ることができ得る。
【0030】また、ワーク移動式反応性スパッタ装置内に間仕切り板を配置する必要がなく、分離部内にCRT搭載台車の一部が入っても支障なくスパッタができ、CRT搭載台車の大きさの違いに対する対応度を高めることができる。




 

 


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