JP7201744B2 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents
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Description
1. 薄膜形成装置
1.1 薄膜形成装置の全体概要
1.2 光学特性の測定部
1.3 スパッタ室
1.4 反応性ガスの供給部
1.5 スパッタ室の制御
2.薄膜形成方法
3.光学膜の製造方法
4.実施例
本発明の実施の形態に係る薄膜形成装置は、基材フィルムが長手方向に連続的に供給され、基材フィルム上に形成された薄膜の幅方向の光学特性を測定する測定部と、基材フィルムの幅方向に複数のガスノズルが設けられ、ターゲット近傍に反応性ガスを供給する供給部と、測定部における幅方向の光学特性に基づいて、各ガスノズルから噴出する反応性ガスの流量を制御する制御部とを備え、長手方向及び幅方向に均一な厚みの薄膜を形成可能としたものである。
図1は、本発明の一実施の形態に係る薄膜形成装置の概略を示す斜視図である。この薄膜形成装置は、巻出部である巻出ロール11からベースフィルム1を供給し、薄膜が形成されたベースフィルム1を巻取部である巻取ロール12によって巻き取る。また、真空チャンバー内に成膜ユニットである第1の成膜室ユニット及び第2の成膜室ユニットを備える。真空チャンバーは、空気の排出を行う真空ポンプと接続され、所定の真空度に調整可能である。
次に、光学モニター31、32にて光学特性を測定する光学測定システムについて説明する。図2は、光学測定システムを示す図である。光学測定システムは、光学ヘッド331を有する光学測定部33と、光学ヘッド331をベースフィルムの幅方向に移動させる駆動部34と、光学ヘッド331に光を供給する光源35と、光学ヘッド331で受光した光のスペクトルを測定する分光器36と、所望のスペクトルの測定結果を出力する測定制御部37とを備える。
次に、キャンロール21、22の外周面に対向するように固定されたスパッタ室について説明する。スパッタ室で用いられるスパッタ法としては、マグネトロンスパッタ法、直流グロー放電や高周波によって発生させたプラズマを利用するだけの2極スパッタ方式、熱陰極を付加する3極スパッタ方式などを用いることができる。
次に、スパッタ室において、ターゲットの長手方向、すなわちベースフィルムの幅方向に複数のガスノズルを備える供給部44a、44bについて説明する。
図8は、スパッタ室のガスの流量を制御する制御システムを示す図である。この制御システムは、複数のガスノズルを有する供給部44a、44bと、各ガスノズルに導入するガスの質量流量を制御するマスフローコントローラ55と、プラズマの発光スペクトルを測定するプラズマ測定部であるプラズマ発光モニター56と、マスフローコントローラ55におけるガスの流量やスパッタ電極に印加する電圧を制御するコントローラ57とを備える。
次に、前述した薄膜形成装置を用いた薄膜形成方法について説明する。
次に、前述した薄膜形成装置を用いて、多層の光学膜を製造する光学膜の製造方法について説明する。
本発明の実施の形態に係る光学膜の製造方法は、基材フィルムを長手方向に第1の速度で連続的に供給し、各層について単層の薄膜を形成し、基材フィルムの幅方向の光学厚み分布を所定範囲に調整する調整工程S1と、基材フィルムを長手方向に第1の速度よりも速い第2の速度で連続的に供給し、多層の薄膜を形成する光学膜形成工程S2とを有する。
(イ)所定のスパッタ室を通電して、調整用の基材フィルム上に、多層の薄膜からなる反射防止膜のうち任意の単層の薄膜を目標とする厚みより厚く形成する工程
(ロ)単層の薄膜の反射特性を測定し、反射スペクトルのピーク値(又は、ボトム値)が、所望の範囲に該当することを確認する工程
(ハ)任意の他の層について、上記(イ)(ロ)を繰り返す工程
(ニ)上記の(イ)~(ハ)で使用される所定のスパッタ室を全て通電し、調整用の基材フィルム上に多層の薄膜からなる反射防止膜を形成する工程
(ホ)前記反射防止膜の反射特性を測定し、反射スペクトルのピーク値及び色相が所望の範囲に該当することを確認する工程
(へ)該当しない場合、該当するスパッタ室のガスの流量、スパッタ電圧を調整する工程(ト)調整用の基材フィルムを、偏光板フィルムに切り替え、本成膜を行う工程
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、光学膜として反射防止膜を偏光板上に成膜した。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
Claims (14)
- 基材フィルムが長手方向に連続的に供給され、該基材フィルム上に形成された薄膜の幅方向のスペクトルに基づく光学特性を測定する測定部と、
基材フィルムの幅方向に複数のガスノズルが設けられ、ターゲット近傍に反応性ガスを供給する供給部と、
前記測定部における幅方向の光学特性に基づいて、各ガスノズルから噴出する反応性ガスの流量を制御する制御部と
を備え、
前記光学特性は、反射率、反射色相、反射スペクトルのピーク波長又はボトム波長から選択される複数の反射特性であり、
前記制御部においては、予め用意された所望の光学特性を反映した光学シミュレーションの結果と、前記測定部において測定された前記複数の反射特性の結果との差に乖離があった場合、その乖離のある箇所に対応する前記ガスノズルからの前記反応性ガスの流量を前記乖離に基づいて増減することにより制御する薄膜形成装置。 - 前記供給部と、ターゲットに電圧を印加するスパッタ電極と、成膜中における基材フィルムの幅方向のプラズマの発光スペクトルを測定するプラズマ測定部とを有する成膜部を備え、
前記制御部は、前記測定部における幅方向の光学特性及び前記プラズマ測定部における発光スペクトルに基づいて、各ガスノズルから噴出する反応性ガスの流量及びターゲットに印加する電圧を制御する請求項1記載の薄膜形成装置。 - 基材フィルムを長手方向に巻き出す巻出部と、
前記供給部と、ターゲットに電圧を印加するスパッタ電極と、成膜中における基材フィルムの幅方向のプラズマの発光スペクトルを測定するプラズマ測定部とを有する成膜部が基材フィルムの長手方向に複数配置された成膜ユニットと、
前記成膜ユニットにて薄膜が形成された基材フィルムを巻き取る巻取部とを備え、
前記測定部は、少なくとも前記成膜ユニットと前記巻取部との間に設置される請求項1又は2記載の薄膜形成装置。 - 前記測定部は、基材フィルム上の薄膜に対して光を照射する投光部と、基材フィルム上の薄膜からの反射光を受光する受光部とを有する光学ヘッドと、基材フィルムを透過した光を吸収する光吸収面とを備え、前記光学ヘッドを基材フィルムの幅方向に移動させ、該基材フィルム上に形成された薄膜の幅方向の反射特性を測定する請求項1記載の薄膜形成装置。
- 前記投光部と前記受光部とが同軸上に配置される請求項4記載の薄膜形成装置。
- 前記投光部は、基材フィルム上の薄膜に対して斜め方向から光を照射し、
前記受光部は、前記斜め方向から照射された光の反射光を受光する請求項4記載の薄膜形成装置。 - 前記光学ヘッドは、前記投光部から照射される光を偏光する偏光板を有する請求項6記載の薄膜形成装置。
- 前記ガスノズルは、反応性ガスとキャリアガスとを混合して噴出する請求項1記載の薄膜形成装置。
- 前記ガスノズルは、複数の開口と、内部に反応性ガス用のガス管とキャリアガス用のガス管と混合室とを備え、混合室で反応性ガスとキャリアガスとを混合し、複数の開口から混合ガスを噴出する請求項8記載の薄膜形成装置。
- 前記反応性ガス用のガス管は、ガスを導入する連結部と、連結部から管の開口が等間隔となるようにトーナメント状に分岐された配管とを備え、
前記制御部は、前記連結部にマスフローコントローラを介してガスを導入し、各ガスノズルから噴出するガスの流量を制御する請求項9記載の薄膜形成装置。 - 基材フィルムが長手方向に連続的に供給され、該基材フィルム上に形成された薄膜の幅方向のスペクトルに基づく光学特性を測定装置にて測定する測定工程と、
前記測定装置における幅方向の光学特性に基づいて、基材フィルムの幅方向に複数設けられた各ガスノズルから噴出する反応性ガスの流量を制御し、薄膜を形成する成膜工程と
を有し、
前記光学特性は、反射率、反射色相、反射スペクトルのピーク波長又はボトム波長から選択される複数の反射特性であり、
前記成膜工程においては、予め用意された所望の光学特性を反映した光学シミュレーションの結果と、前記測定工程において測定された前記複数の反射特性の結果との差に乖離があった場合、その乖離のある箇所に対応する前記ガスノズルからの前記反応性ガスの流量を前記乖離に基づいて増減することにより調整する薄膜形成方法。 - 前記測定工程では、成膜中における基材フィルムの幅方向のプラズマの発光スペクトルを測定し、
前記成膜工程では、前記幅方向の光学特性及び前記幅方向のプラズマの発光スペクトルに基づいて、各ガスノズルから噴出する反応性ガスの流量及びターゲットに印加する電圧を制御する請求項11記載の薄膜形成方法。 - 前記請求項1~10のいずれかに記載の薄膜形成装置を用いて、多層の光学膜を製造する光学膜の製造方法において、
基材フィルムを長手方向に第1の速度で連続的に供給し、各層について単層の薄膜を形成し、基材フィルムの幅方向の光学厚み分布を所定範囲に調整する調整工程と、
基材フィルムを長手方向に第1の速度よりも速い第2の速度で連続的に供給し、多層の薄膜を形成する光学膜形成工程と
を有する光学膜の製造方法。 - 前記調整工程では、各層について単層の幅方向の反射スペクトルのピーク波長又はボトム波長が±15nm以内となるように調整することにより、基材フィルムの幅方向の光学厚み分布を所定範囲に調整する請求項13記載の光学膜の製造方法。
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