專利名稱：薄膜形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種薄膜形成裝置，特別涉及一種在基板上形成防污膜的薄膜裝置。
背景技術(shù)：
提出了一種采用離子輔助蒸鍍裝置來形成用于防止顯示面板等變臟的防污膜的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文件1:日本特開2010-90454號公報(0029，0056 0066，圖1，圖2)專利文獻(xiàn)I的蒸鍍裝置在真空裝置內(nèi)具備淺圓頂狀的基板架；以面對基板架的內(nèi)表面的方式配置于基板架的下方的離子槍；以及配置于該離子槍的兩側(cè)的一對蒸發(fā)源。專利文獻(xiàn)I的形成防污膜的方法是采用該蒸鍍裝置，首先，使多個基板保持于基板架后，使該基板架在真空腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。接下來，在維持該旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，利用離子槍向全部的多個基板連續(xù)照射離子而在基板表面形成凹部。之后，通過使用離子槍的離子輔助蒸鍍法等形成作為基底的膜時，由于基底膜形成于在前一處理中在基板表面形成的凹部上，所以成為在表面具有凹凸的基底膜。之后，通過真空蒸鍍 法形成防污性的膜。根據(jù)專利文獻(xiàn)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，防污性膜也進(jìn)入到凹部，即使在用擦拭布等擦拭污潰時，防污性膜的層也不容易被刮掉，防污性膜的層的耐磨損性被提高到能夠耐實用的程度。但是，近年來，期望防污性膜的耐磨損性及緊貼性的進(jìn)一步提高，專利文獻(xiàn)I的蒸鍍裝置中，針對離子槍的配置位置沒有具體公開，未能設(shè)定使防污膜的緊貼性及耐磨損性達(dá)到最大的條件。
實用新型內(nèi)容本實用新型是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠形成耐磨損性及緊貼性最佳化的防污膜的薄膜形成裝置。上述課題通過以下裝置解決本實用新型的薄膜形成裝置在真空容器內(nèi)在基板的最表層形成防污性薄膜，所述薄膜形成裝置具備配設(shè)于所述真空容器內(nèi)并保持多個所述基板的基板保持單元；使該基板保持單元旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元；面對所述基板而設(shè)置的至少一個蒸鍍單元；以及對所述基板照射能量的能量源，所述能量源配置在處于如下范圍的位置所述基板保持單元的旋轉(zhuǎn)中心和所述能量源的分離部的中心之間的垂直方向的距離H與所述基板保持單元的直徑D之比Η/D為O. 25以上且O. 50以下的范圍。這時，所述能量源優(yōu)選為離子源。而且，所述離子源優(yōu)選配置于如下位置針對全部的所述基板，離子束向保持于所述基板保持單元的所述基板入射的入射角的最大值為10°以上且80°以下的位置。[0013]所述離子源對所述基板保持單元的離子照射范圍優(yōu)選為所述基板保持單元的與所述離子源面對的面的一部分。所述離子源對所述基板保持單元的離子照射范圍優(yōu)選為至少一個所述蒸鍍單元對所述基板保持單元的蒸鍍范圍的一部分。(實用新型效果)根據(jù)本實用新型，能夠提供一種薄膜形成裝置，在向基板表面照射離子的前處理工序中，獲得潔凈的基板表面，并高效率地形成凹凸，以提高薄膜在基板表面的附著性，所以能夠形成耐磨損性及緊貼性優(yōu)異的防污膜。而且，離子源配置于如下位置針對所有的基板，離子束向保持于基板保持單元的基板入射的入射角的最大值為10°以上且80°以下的位置，因此，在形成防污膜之前進(jìn)行的前處理工序中，向基板表面照射離子時，能夠在基板表面上高效率地進(jìn)行蝕刻而形成潔凈的表面和適當(dāng)?shù)陌纪共?，能夠提高在后續(xù)工序中形成的防污膜的緊貼性及耐磨損性。而且，離子源配置于，基板保持單元的旋轉(zhuǎn)中心和離子源的分離部的中心之間的鉛直方向的距離H與所述基板保持單元的直徑(D)之比Η/D為O. 50以下的位置，因此，離子源和基板之間的距離充分接近，容易對基板均勻地照射。其結(jié)果是，在形成防污膜之前進(jìn)行的前處理工序中，向基板表面照射離子時，能夠在基板表面上高效地進(jìn)行蝕刻而形成適當(dāng)?shù)陌纪共?，能夠提高在后續(xù)工序中形成的防污膜的緊貼性及耐磨損性。
而且，離子源配置于，基板保持單元的旋轉(zhuǎn)中心和離子源的分離部的中心之間的鉛直方向的距離H與所述基板保持單元的直徑(D)之比Η/D為O. 25以上的位置，因此，在形成防污膜之前進(jìn)行的前處理工序中，向基板表面照射離子時，能夠在基板表面上形成潔凈的表面和均勻的凹凸部，能夠提高在后續(xù)工序中形成的防污膜的緊貼性及耐磨損性。而且，離子源對保持單元的離子照射范圍構(gòu)成為是基板保持單元的與離子源面對的面的一部分，所以，在基板表面借助離子輔助方式形成透明金屬化合物薄膜作為防污膜的基底層時，無需增加離子束的發(fā)散角，也無需由離子源輸出大電流，因此，所形成的防污膜的基底層的透明金屬化合物薄膜變得致密，能夠獲得較高的離子輔助的效果。
圖1為本實用新型的一個實施方式的薄膜形成裝置的概略平面配置圖。圖2為示出借助本實用新型的一個實施方式的薄膜形成裝置在基板上形成的防污膜的剖面的說明圖。圖3為示出離子束的入射角度和濺射輸出之間的關(guān)系的曲線圖。符號說明I離子束的行進(jìn)方向pl、p2 面V 垂線I薄膜形成裝置10真空容器11旋轉(zhuǎn)軸12基板架[0032]12a基板保持面12m 旋轉(zhuǎn)中心13 基板13m 中心21離子源21a分離(引務(wù)出0部的中心22 中和器3 la、3 Ib 蒸鍍源101 凹凸面102 第一膜103凹凸形狀104防污膜
具體實施方式
以下，針對本實用新型的實施方式，參照附圖作以說明。另外，在以下說明的部件、配置等，不限定于本實用新型，當(dāng)然也能按照本實用新型的主旨作各種改變。
圖1為本實用新型的一個實施方式的薄膜形成裝置的概略平面配置圖。圖2為示出借助本實用新型的一個實施方式的薄膜形成裝置在基板上形成的防污膜的剖面的說明圖。圖3為示出離子束的入射角度和濺射輸出之間的關(guān)系的曲線圖。由本實施方式的薄膜形成裝置I所形成的防污膜104例如形成于等離子顯示面板TOP、陰極射線管CRT、液晶顯示器LCD、場致發(fā)光顯示器ELD等顯示器；包括手機(jī)和智能手機(jī)在內(nèi)的便攜信息終端(PDA);包括媒體播放器、眼鏡式顯示器(HMD)在內(nèi)的隨身電腦、游戲機(jī)、個人計算機(jī)；以及信息家電等信息設(shè)備的顯示器、眼鏡或太陽鏡的透鏡、玻璃柜、鐘表或計量儀器的玻璃罩、銀行ATM或車票的售票機(jī)等觸摸面板式電子設(shè)備的觸摸面等。本實施方式的薄膜形成裝置I用于在基板13上形成作為防止污潰的防污性薄膜的防污膜104。(薄膜形成裝置I)如圖1所示，本實施方式的薄膜形成裝置I的主要構(gòu)成部件包括由真空蒸鍍裝置構(gòu)成并豎直設(shè)置的圓筒狀的真空容器10 ;設(shè)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 ;以面對基板架12的基板保持面12a的方式固定于真空容器10的下方的作為能量源的離子源21 ;中和器22 ;以及一對蒸鍍源31a、31b?；寮?2由公知的不銹鋼制的圓頂狀的基板架構(gòu)成，俯視圖的中心是基板架12的旋轉(zhuǎn)中心12m。旋轉(zhuǎn)中心12m固定于鉛直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸11。旋轉(zhuǎn)軸11被未圖示的旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，基板架12構(gòu)成為能夠以旋轉(zhuǎn)軸11以及旋轉(zhuǎn)中心12m為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。基板架12中，旋轉(zhuǎn)中心12m配置于最上方，基板架12在朝向內(nèi)側(cè)少許彎曲的同時朝向外側(cè)擴(kuò)展，基板架12的下表面成為能夠固定基板13的基板保持面12a。另外，基板架12也可以構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)中心12m為頂點的圓錐面狀或多棱錐面狀。離子源21是如下這樣的公知的裝置從O2等反應(yīng)氣體或Ar等稀有氣體的等離子體中分離出02+、Ar+等帶電離子，并通過加速電壓加速來射出，從而噴出離子束。在離子源21的上方安裝有能夠通過未圖示的控制器進(jìn)行開閉的未圖示的閘門。離子源21配置成使噴出離子的分離部的中心21a面對基板架12偵U。中和器22為從Ar等稀有氣體的等離子體中分離出電子并利用加速電壓加速來噴出電子(e_)的裝置。中和器22朝向基板13射出電子，中和附著于基板13表面的離子。蒸鍍源31a為通過電子束加熱方式使蒸鍍物質(zhì)蒸發(fā)的裝置，蒸鍍源31b為通過電阻加熱方式使蒸鍍物質(zhì)蒸發(fā)的裝置。蒸鍍源3Ia用于形成第一膜102，蒸鍍源3Ib用于形成防污膜104。蒸鍍源31a、31b具備坩堝(盤)和電子槍，在所述坩堝的上部具有用于裝載成膜材料的凹處，所述電子槍向成膜材料照射電子束(e_)以使其蒸發(fā)。在蒸鍍源31a、31b的坩堝和基板架12之間，在遮斷從蒸鍍源31a、31b朝向基板架12的成膜材料的位置，各自具有設(shè)置為能夠開閉的未圖示的閘門。蒸鍍源31a、31b使蒸鍍物質(zhì)蒸發(fā)，并在比蒸發(fā)溫度低的基板13表面處凝結(jié)、固化從而形成薄膜。另外，蒸鍍源31a、31b也可為直接加熱方式或間接加熱方式等電阻加熱方式的裝置。本實施方式中，蒸鍍源31a用于形成作為防污膜104的基底的第一膜102，蒸鍍源31b用于形成防污膜104。
接下來，針對作為本實施方式的特征的離子源21的安裝位置作以說明。本實施方式的薄膜形成裝置I中，根據(jù)基板架12的直徑D限定離子源21和基板架12之間的距離。設(shè)包含基板架12的旋轉(zhuǎn)中心12m并垂直于旋轉(zhuǎn)軸11的面p1、與包含離子源21的分離部的中心21a并垂直于旋轉(zhuǎn)軸11的面p2之間的距離為H，并設(shè)基板架12的直徑為D時，Η/D的值為O. 25以上且O. 50以下。本實施方式中，由于旋轉(zhuǎn)軸11鉛直地設(shè)置，面p1、p2分別成為包含旋轉(zhuǎn)中心12m的水平面和包含分離部的中心21a的水平面，H為旋轉(zhuǎn)中心12m和分離部的中心21a在鉛直方向的距離。另外，旋轉(zhuǎn)軸11也可以傾斜地設(shè)置。而且，對于全部的基板13，離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、即每個基板的最大入射角Θ i (設(shè)置于基板架12的基板13的數(shù)量為η時，i為I以上且η以下的整數(shù))為10°以上且80°以下。在此，所謂入射角，一般針對向折射率不同的物質(zhì)間的交界面入射的光，是指所入射的光的行進(jìn)方向和交界面的垂線之間的角度，離子束向基板13入射的入射角Θ iO是指，離子束的行進(jìn)方向I和基板13的中心13m的垂線V之間的角度。在此，在離子源21不在旋轉(zhuǎn)軸11的延長線上的情況下，或者在從離子源21照射出的離子束的軸線相對于旋轉(zhuǎn)軸11傾斜的情況下，旋轉(zhuǎn)軸11和從離子源21照射出的離子束的軸線不同軸，因此，對于某基板13的在各瞬間的入射角度0iO隨著旋轉(zhuǎn)而變化。每個基板的最大入射角度Θ i是指該各瞬間的入射角度Θ iO為最大時的角度。另外，在離子源21設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸11的延長線上、并且從離子源21照射出的離子束的軸線與旋轉(zhuǎn)軸11 一致的情況下，在各瞬間的入射角度Θ iO始終是一定的，所以每個基板的最大入射角度Θ i與在各瞬間的入射角度Θ iO相等。針對離子源21對基板架12的照射范圍，以及用于形成第一膜102的蒸鍍源31a對基板架12的蒸鍍范圍之間的關(guān)系作以說明。離子源21對基板架12的離子照射范圍，是圖1的用單點劃線表示的范圍，是基板架12的與離子源21面對的面即基板保持面12a的一部分。而且，蒸鍍源31a對基板架12的蒸鍍范圍是圖1的用虛線所表示的范圍。如圖1所示，圖1的用單點劃線所表示的離子源21對基板架12的離子照射范圍是圖1的用虛線所表示的蒸鍍源31a對基板架12的蒸鍍范圍的一部分。(采用薄膜形成裝置I成膜)接下來，針對采用本實施方式的薄膜形成裝置I形成在圖2所示的防污膜104的方法作以說明。作為基板13，采用塑料基板(有機(jī)玻璃基板)、無機(jī)基板(無機(jī)玻璃基板)或者不銹鋼等金屬基板。首先，將多個基板13固定于基板架12，在真空容器10內(nèi)進(jìn)行排氣至例如約為KT4Pa 10_2Pa。接下來，對未圖示的電加熱器通電而使基板12的溫度維持在50°C 90°C，使基板架12以低速旋轉(zhuǎn)。然后，使離子源21的照射功率從空轉(zhuǎn)狀態(tài)增大到預(yù)定的照射功率，打開未圖示的閘門，進(jìn)行向旋轉(zhuǎn)中的基板13的表面照射離子束的前照射工序。通過對基板13進(jìn)行前照射工序，從而通過蝕刻將基板13的表面局部地削去而形成凹凸面101。在該前照射工序中，來自離子源的電子束向基板13上的照射以如下方式進(jìn)行針對全部的基板13，使離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、即每個基板的最大入射角Θ i (設(shè)置于基板架12的基板13的數(shù)量為η時，i為I以上且η以下的整數(shù))為10°以上且80°以下。前照射工序結(jié)束時，在基板13的通過前照射工序形成有凹凸的凹凸面101上，通過采用離子源21以及蒸鍍源31a的離子輔助蒸鍍法，進(jìn)行形成第一膜102的第一膜成膜工序。該工序中，離子源21的照射功率設(shè)定為預(yù)定功率，打開未圖示的閘門，進(jìn)行第一膜102的離子輔助蒸鍍。此時，中和器22也開始工作。S卩，對基板13的凹凸面101同時進(jìn)行以下工序從蒸發(fā)源31a中飛濺出第一膜的成膜材料的工序；從離子源21中照射出導(dǎo)入氣體的被分離出的離子束的工序；以及從中和器22中照射出電子的工序。此時，作為第一膜102的成膜材料，利用干式成膜法成膜時，使用具有比基板13高的硬度的Si02、ZrO2, Si3N4, Al3O2, Ta2O5, Ti02、MgF2或者這些的多層膜等。通過第一膜的成膜工序，在基板13的通過前照射工序形成有凹凸的凹凸面101形成有第一膜102，在該第一膜102的表面也形成有凹凸形狀103，該凹凸形狀103與在基板13的表面所形成的凹凸面101的凹凸形狀對應(yīng)。之后，通過采用蒸鍍源31b的電阻加熱方式的真空蒸鍍法進(jìn)行形成防污膜104的防污膜成膜工序。作為防污膜104的成膜材料，使用在多孔陶瓷中浸潰疏水性反應(yīng)性有機(jī)化合物而形成的材料，或者在金屬纖維或細(xì)線的堆塊中浸潰疏水性反應(yīng)性有機(jī)化合物而形成的材料。作為疏水性反應(yīng)性有機(jī)化合物，使用含有多氟代醚(Polyfluoroether)基或者多氟代燒(polyfluoroalkyl)基的含氟有機(jī)化合物等。另外,疏水性反應(yīng)性有機(jī)化合物是指在一個分子中具有至少一個疏水性基團(tuán)及至少一個能夠與羥基結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)的有機(jī)化合物。通過從蒸鍍源31b蒸鍍出成膜材料,形成了由含有多氟代醚(polyfluoroether)基或者多氟代烷(polyfluoroalkyl)基的含氟有機(jī)化合物等疏水性反應(yīng)性有機(jī)化合物組成的防污膜104。通過以上所述，在基板13上形成了圖2所示的第一膜102以及防污膜104。(針對入射角度和濺射輸出之間的關(guān)系)接下來，基于圖3，對本實用新型的一個實施方式的薄膜形成裝置10的離子源21的配置位置的條件的根據(jù)作以說明。圖3中，表示了從離子源21分離出的離子束向基板13入射的入射角度Θ iO和濺射輸出之間的關(guān)系。在此，濺射輸出是指向基板表面上照射由某種原子種類X組成的原子或者含有原子種類X的原子簇(分子)的離子時，針對每一次的入射原子或原子簇，該原子種類X從表面離開的平均數(shù)。例如，含有原子種類X的原子簇(分子)向一個表面入射，若僅其中的原子X在表面被彈回，而基板的原子X沒有脫離，則原子X的濺射輸出為1，這時，對原子X來說，蝕刻和堆積都沒有發(fā)生。本實施方式中，在基板13上形成第一膜103和防污膜104之前，通過前照射工序進(jìn)行在基板13的表面形成凹凸面101的蝕刻。因此，前照射工序中，濺射輸出需要大于1，根據(jù)圖3，從離子源21分離出的離子束向各基板13入射的最大入射角度Θ i需要至少在10°以上且80 °以下。
權(quán)利要求1.一種薄膜形成裝置，該薄膜形成裝置在真空容器內(nèi)在基板的最表層形成防污性薄膜，其特征在于， 所述薄膜形成裝置具備 配設(shè)于所述真空容器內(nèi)并保持多個所述基板的基板保持單元； 使該基板保持單元旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元； 面對所述基板而設(shè)置的至少一個蒸鍍單元；以及 對所述基板照射能量的能量源， 所述能量源配置在處于如下范圍的位置所述基板保持單元的旋轉(zhuǎn)中心和所述能量源的分離部的中心之間的鉛直方向的距離(H)與所述基板保持單元的直徑(D)之比(Η/D)為.0.25以上且0. 50以下的范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述能量源為離子源。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述離子源配置于如下位置針對全部的所述基板，離子束向保持于所述基板保持單元的所述基板入射的入射角的最大值為10°以上且80°以下的位置。
4.如權(quán)利要求2所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述離子源對所述基板保持單元的離子照射范圍是所述基板保持單元的與所述離子源面對的面的一部分。
5.如權(quán)利要求2所述的薄膜形成裝置，其特征在于， 所述離子源對所述基板保持單元的離子照射范圍是至少一個所述蒸鍍單元對所述基板保持單元的蒸鍍范圍的一部分。
專利摘要本實用新型提供一種能夠形成耐磨損性和緊貼性最佳化的防污膜的薄膜形成裝置。一種在真空室內(nèi)在基板的最表層形成防污性薄膜的薄膜形成裝置。其具備配設(shè)于真空容器內(nèi)并保持多個基板的基板保持單元；使基板保持單元旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元；面對基板而設(shè)置的至少一個蒸鍍單元；以及對基板照射能量的能量源。能量源配置在處于如下范圍的位置基板保持單元的旋轉(zhuǎn)中心和能量源的分離部的中心之間的鉛直方向的距離(H)與基板保持單元的直徑(D)之比(H/D)為0.25以上且0.50以下的范圍。
文檔編號C23C14/26GK202898525SQ20122056378
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者宮內(nèi)充祐, 林達(dá)也, 鹽野一郎, 姜友松, 長江亦周 申請人:株式會社新柯隆