JP2011528066A - 支持体の上に膜を蒸着するための方法及び設備 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
「グロー放電プラズマ」又は均一プラズマは、極めて均一な薄膜被覆の蒸着を可能にし、相対的に低いエネルギーレベルを要求する。しかしながら、それは長く、安定させるために制限された周波数領域内に制限されなければならない。それはまた、薄膜種の種類をより制限する。プラズマのエネルギーレベルを上げることは電気アークの発生を起こしうる。電極間に誘電プレートを配置することはグロー放電と電気アークの間の中間状態を得ることを可能にする。その状態は「フィラメント状態」と呼ばれる。フィラメントは本質的に不安定であるが、高エネルギーレベルを担持し、処理の時間の減少、従って支持体のスピードの加速を可能にする。他方、それらのランダムな製造のため、材料の逆説的に均一な蒸着速度が得られ、微小放電の極めて高い数値(一般的には106/cm2/秒)が所定の領域の1サイクル時に生成される。
−支持体を反応室内に導入するか、又は支持体を反応室内で走行させる、但し、反応室では少なくとも二つの電極が配置され、少なくとも一つの誘電バリヤーがこれらの少なくとも二つの電極の間に配置される;
−HF変圧器を含み、その二次側の端子に少なくとも二つの電極が接続される振幅及び周波数安定電力供給源を使用する;
−安定高周波電圧をこの変圧器の二次回路に発生する、但し、前記電圧は、少なくとも二つの電極の間にフィラメント状プラズマを発生するようなものである;
−少なくとも二つの電極を含む回路の固有インダクタと並列に配置された調整可能なインダクタ(L)を使用して、変圧器の二次側に発生される電圧と電流の間の位相シフトを減少する;
−混合物を反応室内に導入する、但し、前記混合物の組成は、プラズマと接触すると、それが分解し、支持体の対応する側上に膜として蒸着されることができる種を生成するようなものである;
−安定電力供給源によって送出される電圧及び/又は周波数、及び/又は少なくとも二つの電極を含む回路と並列に配置された調整可能なインダクタ(L)のインダクタンスを、有効電力/無効電力の比を高めるように方法の開始時又は方法の間に適合する;
−発電機回路によって送出される電圧及び/又は周波数、及び/又はインダクタ(L)のインダクタンスを、放電を維持するための電圧より高い電圧を持つ時間、結果として電極間に電流が流れる時間を延ばす高調波の生成を促進するように適合する;及び
−支持体を、前記支持体の少なくとも一方の側上に所望の厚さの膜を得るのに十分な時間の間、室内に保持する。
−蒸着効率の向上のため、使用される化学反応体の量を減らすことができる。結果として、製造コスト及び環境に対する衝撃の低下を別として、設備の汚れが少ないことが観察され、それによって追加のコストの節約が行なえる;
−蒸着速度が高くなり、結果として処理時間が少なくなる。結果として、高いスピードで移動する支持体が連続的に処理されることができる。逆に、処理室の幅は減少され、従って無視できない空間の節約が行なえる。最後に、単一の通過でずっと厚い膜を得る可能性があり、それは特にこれらの膜の特性の見地から有利であることが証明されうる;
−プリカーサの良好な分解がプラズマ内で起こる反応時に観察される。結果として、膜中の有機残留物の存在が避けられる。さらに、蒸着された膜はより緻密で、良好に結晶化され、従って蒸着された膜の光学的及び機械的特性の両方が改良される;
−膜の形で支持体上に蒸着される様々な種を増加することもでき、再び環境的な衝撃が少ない。
Claims (21)
- 無機支持体上に膜を蒸着するための方法において、それが以下の操作を含むことを特徴とする方法:
−支持体を反応室(6,106,206)内に導入するか、又は支持体を反応室(6,106,206)内で走行させる、但し、反応室では少なくとも二つの電極(10,110,210)が配置され、少なくとも一つの誘電バリヤー(14,114)がこれらの少なくとも二つの電極(10,110,210)の間に配置される;
−HF変圧器を含み、その二次側の端子に少なくとも二つの電極が接続される振幅及び周波数安定電力供給源を使用する;
−安定高周波電圧を前記変圧器の二次回路に発生する、但し、前記電圧は、少なくとも二つの電極(10,110,210)の間にフィラメント状プラズマ(12,112,212)を発生するようなものである;
−少なくとも二つの電極を含む回路の固有インダクタと並列に配置された調整可能なインダクタ(L)を使用して、前記変圧器の二次側に発生される電圧と電流の間の位相シフトを減少する;
−混合物(8,108,208)を反応室(6,106,206)内に導入する、但し、前記混合物の組成は、プラズマと接触すると、それが分解し、支持体上に膜として蒸着されることができる種を生成するようなものである;
−安定電力供給源によって送出される電圧及び/又は周波数、及び/又は少なくとも二つの電極を含む回路と並列に配置された調整可能なインダクタ(L)のインダクタンスを、有効電力/無効電力の比を高めるように方法の開始時又は方法の間に適合する;
−発電機回路によって送出される電圧及び/又は周波数、及び/又はインダクタ(L)のインダクタンスを、放電を維持するための電圧より大きい電圧を持つ時間、結果として電極間に電流が流れる時間を延ばす高調波の生成を促進するように適合する;及び
−支持体(2)を、前記支持体の少なくとも一つの側上に所望の厚さの膜を得るのに十分な時間の間、室内に保持する。 - 三次及び五次の高調波が本質的に促進されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 少なくとも一つの電極(10,110,210)の位置及び/又は構成が最適な反応特性を得るように変化される操作をさらに含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 室(6,106,206)内の雰囲気が予め決められた圧力にもたらされる操作をさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 室(6,106)が開放されており、支持体のための入口領域及び出口領域を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 室(206)がその端の両方で閉じられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 支持体(2)が絶縁性であり、それ自体が誘電バリヤーを形成することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 支持体(2)が導電性であり、それ自体が電極を形成することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 設備の電力が少なくとも100kWを有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 設備の電力が少なくとも200kWを有することを特徴とする請求項9に記載の蒸着設備。
- 設備の電力が少なくとも500kWを有することを特徴とする請求項10に記載の蒸着設備。
- 無機支持体(2)上に膜を蒸着するための設備であって、室(6,106,206);室内に支持体を導入するための輸送手段(4)及び支持手段;HF変圧器を含み、その二次側の端子に少なくとも二つの電極(10,110,210)が接続され、前記電極が支持体(2)の各側上に配置される安定高電圧高周波電力供給源;少なくとも二つの電極(10,110,210)の間に配置された少なくとも一つの誘電バリヤー(14,114);有効電力/無効電力の比を高めることができるHF変圧器の上流に配置された電力供給調整/制御手段;反応性物質を室(6,106,206)内に導入するための手段(8,108,208);及び残留物質を抽出するための手段を含む設備において、調整可能なインダクタ(L)が、少なくとも二つの電極を含む回路と並列に変圧器の二次回路に配置され、この調整可能なインダクタ(L)の特性が、電極(10,110,210)間に発生される電圧と高電圧源によって送出される全電流との間の位相シフトを調節することができるようなものであり、変圧器の一次側に配置された電力供給調整手段、及び/又はインダクタ(L)を制御するための手段が、電極間に電流が流れる時間を延ばす高調波を生成することができることを特徴とする蒸着設備。
- 室(6,106)がその端の両方で開放されていることを特徴とする請求項12に記載の蒸着設備。
- 室(206)がその端の両方で閉じられていることを特徴とする請求項12に記載の蒸着設備。
- 室(6,106)がフロートガラス製造ライン内に含まれ、支持体支持手段が溶融スズの浴(4)を含むことを特徴とする請求項12又は13に記載の蒸着設備。
- 溶融スズの浴(4)が電極(10)の一つを構成することを特徴とする請求項15に記載の蒸着設備。
- 請求項12または13に記載の蒸着設備において、それがアニール炉を含む製造ライン内に含まれ、室が前記アニール炉に配置され、支持体支持手段が少なくとも一つのローラを含むことを特徴とする蒸着設備。
- 請求項12または13に記載の蒸着設備において、それが調質ライン内に含まれることを特徴とする蒸着設備。
- 請求項12,13及び15のいずれかに記載の蒸着設備において、それが低圧で作用する蒸着ライン内に含まれることを特徴とする蒸着設備。
- プラズマは、膜が支持体の各側上に同時に蒸着されるような方法で支持体の各側上にある二つの別個の領域で発生されることを特徴とする請求項12〜14,17〜19のいずれかに記載の蒸着設備。
- 請求項12〜20のいずれかに記載の蒸着設備において、インダクタが以下のものを含むことを特徴とする蒸着設備:
−マンドレル(24)のまわりに巻かれる、互いに絶縁された導電性要素(30)の束からなるコイル(22);
−このマンドレル(24)内に配置されかつこのマンドレル(24)から絶縁された磁気プランジャー芯(26);
−プランジャー芯(26)に接続された位置決め装置(28);
−プランジャー芯(26)を位置決め装置に接続する絶縁接続手段;及び
−マンドレル(24)に対して磁気プランジャー芯(26)の位置を調整するように位置決め装置に作用することができる制御システム。
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