(57)【要約】  機能層を作成する方法において、基材がプロセスチャンバー内に導入される工程と、少なくとも１つのプラズマが、例えばプラズマカスケード発生源のような、少なくとも１つのプラズマ発生源（３）により発生される工程と、前記プラズマ（Ｐ）の影響下で、少なくとも１つの第１蒸着材料を前記基材（１）上に蒸着させる工程と、同時に、少なくとも１つの第２材料（６）が、第２の蒸着工程により前記基材に適用される工程と、を備えた方法である。本発明はまた、少なくとも１つのプラズマを発生させる、例えばプラズマカスケード発生源のような少なくとも１つのプラズマ発生源と、蒸着材料を各プラズマ内へ導入する手段と、前記プラズマ発生源と同時に、前記基材上に少なくとも１つの第２蒸着材料を蒸着するように配置された第２蒸着発生源（６）と、を備えた装置である。
2007515558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能層を作成する方法において、
基材（１、１０１）が、プロセスチャンバー（２、１０２）内に導入される工程と、
少なくとも１つのプラズマ（Ｐ）が、例えばプラズマカスケード発生源のような、少なくとも１つのプラズマ発生源（３、１０３）により発生される工程と、
前記プラズマ（Ｐ）の影響下で、少なくとも１つの第１蒸着材料（Ａ）を前記基材（１、１０１）上に蒸着させる工程と、
同時に、少なくとも１つの第２材料（Ｂ）が、第２の蒸着工程により前記基材に適用される工程と、を備え、
前記機能層は、触媒作用を有さない、方法。
【請求項２】
前記第１蒸着材料（Ａ）は、前記プロセスチャンバー（２、１０２）内の前記少なくとも１つのプラズマ発生源（３、１０３）外方の前記プラズマ（Ｐ）へ供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１蒸着材料（Ａ）の少なくとも１つの揮発性混合物が、蒸着のために前記プラズマ（Ｐ）に供給される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記揮発性混合物は、少なくとも１つの前駆材料を含み、この前駆材料は、前記材料が前記基材（１、１０１）に到達する前に、前記プロセスチャンバー（２、１０２）内で蒸着される前記材料を分解する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の蒸着工程は、スパッタリング、中空陰極スパッタリング、任意的にボートを用いる蒸着、ｅ−ビームのような、ＰＥＣＶＤ、ＣＶＤ、ＰＶＤからなる組から選択され、任意的にイオンプロセス、イオンめっき、マイクロウェーブ蒸着、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）、平行板ＰＥＣＶＤ、任意的にハニカム電極構造、のようなものが組合わされる、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記蒸着材料（Ａ、Ｂ）を有する少なくとも１つのスパッタリング電極（６）が、前記プロセスチャンバー（２）内に配置され、
前記プラズマ（Ｐ）は、前記スパッタリング電極（６）の前記蒸着材料（Ａ、Ｂ）により基材（１）をスパッタリングするように、前記スパッタリング電極（６）と接触する、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記プラズマ（Ｐ）は、前記プラズマを前記スパッタリング電極（６）に接触させるように、少なくとも１つのスパッタリング電極（６）の少なくとも１つの通路内を少なくとも部分的に通過する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記スパッタリング電極（６）は、前記基材（１）に対して蒸着される前記蒸着材料（Ａ、Ｂ）の圧縮粉末を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基材（１０１）は、シート材料からなる、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記基材（１０１）は、少なくとも前記基材（１０１）の異なる部分が常時前記プラズマ（Ｐ）と接触するように前記プロセスチャンバー（１０２）内で移動される、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記蒸着材料が前記プロセスチャンバー（１０２）内の前記基材（１０１）に蒸着される間、前記基材（１０１）は、外部環境から前記プロセスチャンバー（１０２）内へ供給され、かつ前記プロセスチャンバー（１０２）から外部環境へ送出される、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記基材（１、１０１）は、実質的に無孔であり、例えば金属板、合成樹脂シート、または合成樹脂フィルムのような、例えば金属または合成樹脂からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基材（１、１０１）は、少なくとも１つのキャリア材料（Ｂ）からなる、請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記基材（１、１０１）は、少なくとも１つの金属および／または合金からなる、請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記基材（１、１０１）は、波形状をもつ材料からなる、請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記基材（１、１０１）は、実質的に多孔である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記蒸着材料（Ａ、Ｂ）は、前記蒸着される材料の化学材料が５ｃｍを超える長さ、好ましくは１０ｃｍを超える長さ、更にとりわけ２０ｃｍを超える長さをもち、かつこれらの長さのばらつきは１０％未満、とりわけ５％未満、更にとりわけ１％未満となるよう蒸着される、請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記基材（１、１０１）は、例えばＤＣ、パルスＤＣ、および／またはＲＦバイアスにより、特定の電位に調整されている、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記基材（１、１０１）は、特定の処理温度に調整されている、請求項１乃至１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
基材上に機能層を作成するための装置において、
少なくとも１つのプラズマ（Ｐ）を発生させる、例えばプラズマカスケード発生源のような、少なくとも１つのプラズマ発生源（３、１０３）と、
第１蒸着材料（Ａ）を各プラズマ（Ｐ）内へ導入する手段（６、７）と、
プロセスチャンバー（２、１０２）内において基材（１、１０１）が前記プラズマ（Ｐ）と接触するような位置に基材（１、１０１）の少なくとも一部を運搬および／または保持する基材位置決め手段（８、１１８）と、
前記プラズマ発生源と同時に、前記基材（１、１０１）上に少なくとも１つの第２蒸着材料（Ｂ）を蒸着するように配置された第２蒸着発生源と、を備え、
前記機能層は、触媒活性層を有さない、装置。
【請求項２１】
前記第２蒸着発生源は、ＣＶＤ発生源、ＰＶＤ発生源、ＰＥＣＶＤ発生源のような、ＶＤ発生源からなる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第２蒸着発生源は、スパッタリング、中空陰極スパッタリング、任意的にボートを用いる蒸着、ｅ−ビームのような、ＰＥＣＶＤ、ＣＶＤ、ＰＶＤからなる組から選択された一つの蒸着工程を行なうため、あるいは任意的にイオンプロセス、イオンめっき、マイクロウェーブ蒸着、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）、平行板ＰＥＣＶＤ、任意的にハニカム電極構造、を組合わせた蒸着工程を行なうために配置される、請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第２蒸着発生源は、蒸着するための前記蒸着材料（Ａ、Ｂ）を含む少なくとも１つのスパッタリング電極（６）を有し、
前記スパッタリング電極は、使用の際、少なくとも１つの前記プラズマ発生源（３）から発生される前記プラズマ（Ｐ）が、前記スパッタリング電極（６）から前記基材（１）上へ蒸着材料（Ａ、Ｂ）をスパッタするように配置されている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
各スパッタリング電極（６）は、少なくとも１つの前記プラズマ発生源（３）の下流に配置され、
少なくとも１つのスパッタリング電極（６）は、前記プラズマ（Ｐ）が前記プラズマ発生源（３）から前記基材（１）へ通過することを許容する少なくとも１つのプラズマ通路を有している、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記スパッタリング電極（６）は、前記プラズマ発生源（３）と接している、請求項２３または２４に記載の装置。
【請求項２６】
プラズマ（Ｐ）に対し、蒸着される材料を揮発性状態で供給する少なくとも１つの流体供給路（７、１２０）を更に備えた、請求項２０乃至２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのスパッタリング電極（６）は、前記流体供給路を有する、請求項２３または２６に記載の装置。
【請求項２８】
少なくとも２つのプラズマ（Ｐ、Ｐ’）を発生させる少なくとも２つのプラズマカスケード発生源（１０３、１０３’）を更に備え、
これらのプラズマカスケード発生源（１０３、１０３’）および前記基材位置決め手段（１１８、１１８’）は、使用の際、基材（１、１０１）の両側が前記プラズマカスケード発生源（１０３、１０３’）から前記基材（１０１）両側の材料を蒸着するように発生された前記プラズマ（Ｐ、Ｐ’）と接するような位置に設けられている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
基材供給用の基材供給ローラー（１１０）と、基材排出用の排出ローラー（１１１）とを更に備え、
前記基材供給ローラー（１１０）は、プロセスチャンバー（１０２）への織布および／またはシートのようなものからなる基材が巻装され、
前記排出ローラー（１１１）は、プロセスチャンバー（１０２）からの織布および／またはシートのようなものからなる基材が巻装されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項３０】
前記プロセスチャンバー（１０２）の壁（１０４）は、前記プロセスチャンバー（１０２）へ基材（１０１）を搬入するための、および／または前記プロセスチャンバー（１０２）から基材（１０１）を搬出するための、少なくとも１つの通路（１０５）を有する、請求項２０に記載の装置。
【請求項３１】
前記プロセスチャンバー壁（１０４）の少なくとも１つの通路（１０５）の少なくとも一部は、向い合って配置されたフィードスルーローラ（１０６）により形成され、このフィードスルーローラ（１０６）は、使用の際、基材（１０１）の搬送のためにこれらフィードスルーローラ（１０６）間に配置される基材（１０１）の一部と接触する、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記基材供給ローラー（１１０）からの拡げられた前記基材（１０１）を変形させる変形手段（１１２）を更に備えた、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記変形手段（１１２）は、前記基材（１０１）に波形状および／またはギザギザ形状を形成する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記基材（１、１０１）上へ材料を蒸着するための手段を更に備えた、請求項２０に記載の装置。
【請求項３５】
前記基材（１０１）をスパッタリングするための少なくとも１つの分離スパッタリング発生源（１２１）を更に備えた、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＣＶＤ発生源により基材に層を作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現実に、様々な材料の上に層を形成する必要性が存在する。この場合、層内部において複数の材料が互いに混合されると有効である。本発明は、このような混合された層を作成できる方法および装置を提供することを意図している。
【０００３】
本発明によれば、機能層を作成する方法において、基材がプロセスチャンバー内に導入される工程と、少なくとも１つのプラズマが、例えばプラズマカスケード発生源のような、少なくとも１つのプラズマ発生源により発生される工程と、前記プラズマの影響下で、少なくとも１つの蒸着材料を前記基材上に蒸着させる工程と、これと同時に、少なくとも１つの第２材料が、第２の蒸着工程により前記基材に適用される工程と、を備え、他方、前記機能層は、触媒作用を有さない。
【０００４】
好ましくはプラズマカスケード発生源として構成されたプラズマ発生源からのプラズマは、蒸着材料を基材に蒸着するために、プラズマを正確に基材に向けさせることができるよう、通常比較的高い流出速度を有する。またプラズマは、実質的に機能層を形成するよう結合するために、前駆物質を化学的に十分活性化させる。この目的のため、プロセスチャンバーの圧力は、各発生源内の圧力と比較して相対的に低く維持できるようになっている。さらに、プラズマ内に形成されるイオンは、基材上への蒸着のために例えばプラズマおよび／または適当な電場により覆われるように、表面に向かって加速されるであろう。異なるプラズマ発生源と蒸着発生源との組合せにより、同時に生じる２つの蒸着工程の結果、互いに異なる材料が混合された混合層を得ることができる。
【０００５】
プラズマは、好ましくはプラズマカスケード発生源として構成される少なくとも１つのプラズマ発生源から発生されるので、少なくとも１つの蒸着材料の高い蒸着率を得ることができる。加えて、この発生源の使用により、機能層を製造するために直列的方法を可能とする。結果として、高い割合で比較的多数の機能層を製造することができる。
【０００６】
本発明による方法の潜在的用途の一例は、例えばＺｎＳ：ＳｉＯ２層への適用である。このような層は、例えば再書き込み可能なＤＶＤの製造に使用される。従来技術によれば、ＺｎＳ：ＳｉＯ２層は、スパッタリング工程により製造される。このような製造方法の欠点は、使用されるマスクが極めて早く汚染されることであり、これにより、マスクの定期的な洗浄が必要とされ、これに伴う製造工程中の生産能力の喪失を生じる。加えて、スパッタリングの層への適用は極めて遅い。本発明による方法によれば、例えばＺｎＳは、プラズマ発生源により、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）およびＨ２Ｓから蒸着されることができる。ＳｉＯ２は、例えばスパッタリング工程を用いて蒸着されることができる。これに代えて、ＳｉＯ２は、酸素およびシラン、またはＴＥＯＳのような液体シリコン前駆体を供給することにより、例えばプラズマカスケード発生源のような第２のプラズマ発生源を用いて蒸着されることができる。
【０００７】
本発明による方法の潜在的用途の他の例は、自動車工業用の非反射、耐熱、および／または光学用のフィルターの製造である。自動車の窓を製造するため、自動車の窓の前方および／または後方側面にフィルムを適用する際、フィルムは積層された構造であるのが効果的である。この場合、例えばＰＥＴ製のフィルムを用いる。本発明による方法によれば、これをＰＥＴフィルムに対して適用すれば、層にこの機能性を適用することができる。一つの可能性として、例えば、ＭｇＦ２とＴｉＯ２とから構成される層の組合せが存在する。広い表面を高い精度でコーティングする際、蒸着率が非常に重要となる。本発明による方法によれば、非常に高い蒸着率を実現することができる。金属層に対するスパッタリング工程とセラミック層に対するカスケードアーク工程との組合せは、適用率において莫大な効果を生ずる。例えばＴｉＯ２は、チタンジエチルを前駆体として、かつ酸素をプラズマカスケード発生源のプラズマ内へ反応ガスとして適用することにより生成される。
【０００８】
本発明の更なる詳細によれば、蒸着材料は、プロセスチャンバー内の少なくとも１つのプラズマ発生源外方のプラズマへ供給される。
【０００９】
これにより、蒸着材料が発生源を内面的に汚染することを防止させることができる。この目的のため、例えばこの蒸着材料の少なくとも１つの揮発性混合物は、蒸着の目的のために、プラズマに対して供給されることができる。この場合、機能層の化合物は、機能的材料の揮発性混合物の供給を調整することにより、うまく制御されることができる。適用される要素のガス状混合物の蒸気圧を調整することにより、適用される層の化合物が制御される。この揮発性混合物はまた、蒸着される材料内で分解されることができる前駆材料を含んでいても良い。
【００１０】
本発明の更なる詳細によれば、第２の蒸着工程は、スパッタリング、中空陰極スパッタリング、任意的にボートを用いる蒸着、ｅ−ビームのような、ＰＥＣＶＤ、ＣＶＤ、ＰＶＤからなる組から選択され、任意的にイオンプロセス、イオンめっき、マイクロウェーブ蒸着、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）、平行板ＰＥＣＶＤ、任意的にハニカム電極構造、のようなものが組合わされる。
【００１１】
これらの蒸着工程のそれぞれは、特殊な用途および材料のための独自の利点を有している。目的とする層によって、プラズマカスケード発生源を使用して行なわれるＰＥＣＶＤに加え、１以上のこれらの工程が設けられることができる。
【００１２】
本発明の効果的な詳細によれば、蒸着材料を有する少なくとも１つのスパッタリング電極が、プロセスチャンバー内に配置され、プラズマは、スパッタリング電極の蒸着材料により基材をスパッタリングするように、スパッタリング電極と接触する。
【００１３】
これにより、蒸着材料は、上述した利点を保持しつつ基材上に簡単にスパッタリングされることができる。好ましくは、少なくとも１つのスパッタリング電極は、前記少なくとも１つの蒸着材料および他の蒸着される材料のうちの少なくとも一部を含む。この電極内の異なる材料の重量割合を調整することにより、機能層の化学成分をうまく制御することができる。必要に応じて、所望の金属の粉末混合物を開始材料として用いることさえできる。
【００１４】
さらに、前記少なくとも１つのスパッタリング電極は、例えば、機能層のキャリア材料のみを含んでも良い。例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、または酸化ジルコニウムが用いられる。無論、意図する運搬体に対応する金属もまた、電極として用いても良い。この際、その材料の蒸着は、酸素を含むガス雰囲気中で行われる。さらに、例えば蒸着される機能的要素のガス状混合物は、例えば電極内に設けられた供給通路を経由して、プラズマ内に供給される。蒸着後、例えば水素流体内など、任意的に特殊なガス環境下において、機能層の後処理のために温度を高める加熱工程が行われる。
【００１５】
本発明は、更に基材上に機能層を作成するための装置において、少なくとも１つのプラズマを発生させるプラズマカスケード発生源と、第１蒸着材料を各プラズマ内へ導入する手段と、プロセスチャンバー内において基材が前記プラズマと接触するような位置に基材の少なくとも一部を運搬および／または保持する基材位置決め手段と、前記プラズマカスケード発生源と同時に、前記基材上に少なくとも１つの第２蒸着材料を蒸着するように配置された第２蒸着発生源と、を備え、前記機能層は、触媒活性層を有さない、装置に関する。
【００１６】
本装置において、異なる材料からなる機能層は、相対的に迅速に製造されることができ、広い表面上で高い均一性を有することができる。この場合、プラズマカスケード発生源の利用により、上述した利点が提供される。
【００１７】
本発明の更なる詳細は、従属請求項に記載されている。本発明は、２つの典型的な実施の形態に基づき、後述する図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１および２は、２以上の材料を含む機能層を製造する装置を示す。図１および２に示す装置は、ＤＣ（直流）プラズマカスケード発生源３が取り付けられたＰＥＣＶＤプロセスチャンバー２を有している。このＤＣプラズマカスケード発生源３は、直流電圧によりプラズマＰを発生するようになっている。本装置は、プロセスチャンバー２内においてプラズマ発生源３の流出口４の反対側に設けられ、１つの基材１を支持する基材ホルダー８を有している。
【００１９】
図２に示すように、プラズマカスケード発生源３は、発生源チャンバー１１内に配置された陰極１０と、プロセスチャンバー２方向を向いて発生源３の側部に配置された陽極１２とを有している。相対的に狭い通路１３およびプラズマ流出口４を介して、発生源チャンバー１１はプロセスチャンバー２内に連通している。本装置は、基材１とプラズマ流出口４との間の距離Ｌが、約２００ｍｍ乃至約３００ｍｍとなるような寸法となるように構成されている。これにより、本装置は相対的に小型化された形状を有している。通路１３は、互いに隔離されたカスケードプレート１４および陽極１２により形成されている。使用の際、プロセスチャンバー２は、相対的に低い圧力、とりわけ５０ｍｂａｒ（５ｋＰａ）未満、好ましくは５ｍｂａｒ（０．５ｋＰａ）未満に保持される。無論、とりわけ使用圧力およびプロセスチャンバーの寸法は、なお蒸着が行えるようになっている必要がある。実際、本実施の形態によるプロセスチャンバー内の使用圧力は、この目的のためには少なくとも約０．１ｍｂａｒ（０．１ｋＰａ）必要であることが分かっている。このような使用圧力を得るために必要なポンプ手段は、図示されていない。例えば間に存在するアルゴンのような不活性ガスの燃焼により、発生源３の陰極１０と陽極１２との間にプラズマが発生される。発生源３内でプラズマが発生されている間、発生源チャンバー１１内の圧力はプロセスチャンバー２内の圧力より高くなっている。発生源チャンバー内の圧力は、例えば実質的に大気圧であっても良く、０．５ｂａｒ（５０ｋＰａ）乃至１．５ｂａｒ（１５０ｋＰａ）の範囲にある。プロセスチャンバー２内の圧力は、発生源チャンバー１１内の圧力よりかなり低いため、発生したプラズマＰの一部は、相対的に狭い通路７を介して、流出口４から基材１の表面と接触するようにプロセスチャンバー２内へ拡がるようにして拡散する。
【００２０】
本装置は、発生源３の陽極１２内でプラズマＰへガスＡの流れを供給するガス供給通路７を有している。このガスＡは、例えば蒸着される機能材料を有していても良い。また、本装置は、プロセスチャンバー２内に配置されたスパッタリング電極６を有している。図において、スパッタリング電極６は、カスケード発生源３から一定距離を隔てて配置されている。しかしながら、この電極６は、カスケード発生源３の近傍またはこのカスケード発生源３と隣接して配置されていても良い。スパッタリング電極６は、基材上にスパッタリングされる、例えばキャリア材料からなる少なくとも１つの材料Ｂを含んでいる。このスパッタリング電極６は、使用の際、プラズマ発生源３により発生されるプラズマＰが、スパッタリング電極６から基材１上へ材料Ｂをスパッタリングするように配置されている。この目的のため、スパッタリング電極６は、使用時に発生源３から基材１へ拡がるプラズマＰを通すための同心状通路９を有する円筒体からなっている。スパッタリング目的のため、使用の際電極６は、プラズマイオンが電極６にぶつかり、電極材料Ｂを放出するような電圧の下におかれることができる。加えて、拡がるプラズマＰのイオンの本質的に高い運動エネルギーに起因して、プラズマイオンは自然発生的に電極６にぶつかることができる。本実施の形態において、スパッタリング電極６およびガス供給通路７は、互いに分離されて示されている。加えて、ガス供給通路７およびスパッタリング電極は、プラズマＰに対して実質的に同じ位置で材料ＡおよびＢを供給するように、例えば一体として構成されることができる。
【００２１】
図１および２に示す典型的な実施の形態の使用時に、材料ＡおよびＢは、プロセスチャンバー２内に配置された基材１上に蒸着される。通路７から供給される材料Ａは、発生源３から流出するプラズマＰに沿って運搬され、基材１上に蒸着される。同時に、電極６からの材料Ｂは、スパッタリングにより基材１へ供給される。この方法により、材料ＡおよびＢを含む機能層を基材１に対して非常に均一な形で適用することができる。プラズマカスケード発生源は、プラズマを発生させるために直流電圧下で作動するので、機能層は、単純に、蒸着の際に実質的な調節を行なわずに、一定の増加率で成長させることができる。これは、一定の調整が通常要求される場合において、ＨＦプラズマ発生源の使用に勝る利点である。さらに、ＤＣプラズマカスケード発生源３により、相対的に高い蒸着率を達成することができる。材料Ａ、Ｂを蒸着する間、例えば蒸着の均一性を更に促進するため、基材１にＤＣ、パルスＤＣ、および／またはＲＦバイアスなどによる特定の電位が加えられる。加えて、基材１は、加熱手段の使用により（図示せず）習慣上知られた特定の処理温度に加熱されることができる。
【００２２】
図３は、機能層が適用された織布を製造する装置の第２の典型的な実施の形態を示す。第２の実施の形態において、巻き上げ可能な長いシート状の基材１０１からなる基材織布上に、２列以上の材料を含む機能層を蒸着させるようになっている。本装置は、基材シート１０１が巻装された基材供給ローラ１１０を備えている。この供給ローラ１１０は、使用の際、シート１０１をプロセスチャンバー１０２へ供給するように配置されている。本装置は、プロセスチャンバー１０２から巻き上げられる基材１０１を排出する排出ローラを更に備えている。供給ローラ１１０とプロセスチャンバー１０２との間に、供給ローラ１１０から供給される基材１０１を変形させる一組の協働するローラ１１２が配置されている。協働する各ローラ１１２の外周部は、基材シート１０１と係合し、使用の際にローラ１１２がシート１０１にギザギザを入れるように係合歯を有している。任意的に、これらのローラは、例えば自動車用の窓を製造するためのコーティング部を有するフィルムなど平坦な基材織布が要求される場合、本装置内に設けられていなくても良い。このような窓は、フィルムをコーティングした結果、耐熱、反射防止、またはこれと同様の光学フィルタを有している。
【００２３】
第２の典型的な実施の形態において、プロセスチャンバー１０２の両側にプレチャンバー１０９が配置されている。プロセスチャンバー１０２は、壁１０４によりプレチャンバー１０９から分離されている。プロセスチャンバー１０２の壁１０４は、プロセスチャンバー１０２とプレチャンバー１０９との間で基材シート１０１を移送するための通路１０５を有している。各通路１０５内において、２つの内側フィードスルーギザギザ状ローラ１０６が設けられ、ローラ１０６の外周部に、シート１０１のギザギザと係合する歯が設けられている。チャンバー１０２の壁１０４は、２つの内側フィードスルーギザギザ状ローラ１０６側へ拡がる旋回する閉鎖蓋１０８を更に有しており、これらの閉鎖蓋１０８は、ギザギザ状ローラ１０６とチャンバー壁１０４との間で良好な関わりを得るために設けられている。各プレチャンバー１０９は、チャンバー１０９を比較的低圧に保持するためのポンプ手段１１３を有している。また、各チャンバー１０９の外壁１１４は、外部からプレチャンバー１０９内へ基材シート１０１を移送するための通路１１５、およびプレチャンバー１０９内から外部へ基材シート１０１を移送するための通路１１５をそれぞれ有している。各通路１１５内において、互いに向い合って配置された２つの外側フィードスルーギザギザ状ローラ１１６が配置され、この外周部がシート１０１のギザギザと係合するようになっている。各プレチャンバー１０９は、閉鎖蓋１０８を更に有しており、これらの閉鎖蓋１０８は、外側フィードスルーギザギザ状ローラ１１６とチャンバーの外壁１１４との間で良好な関わりを得るために設けられている。最後に、各プレチャンバー１０９内に、中間ギザギザローラ１１７が配置され、この中間ギザギザローラ１１７は、外側フィードスルーローラ１１６を内側フィードスルーローラ１０６に対して機械的に連結する。シート１０１を外部からプロセスチャンバー１０２内に導入し、またはその反対に移送するためにフィードスルーローラ１０６、１１６により形成されるこの移送通路は、外気がほとんどプロセスチャンバー１０２に到達しないようにするため、相対的に堅固にシート１０１と接続している。このようにして、プロセスチャンバー１０２内の圧力は、外気圧と比較して相対的に低く保持されている。
【００２４】
プロセスチャンバー１０２は、２つのプラズマＰ、Ｐ’をそれぞれ発生するように配置された２つのプラズマカスケード発生源１０３、１０３’を有している。また、このカスケード発生源は、使用の際、基材の両表面がプラズマＰ、Ｐ’と接触できるように、これら発生源１０３、１０３’は、それぞれプロセスチャンバー１０２内に供給される基材１０１の両外側の基材表面を向くように配置されている。各プラズマ発生源１０３、１０３’近傍において、蒸着される材料を各プラズマＰ、Ｐ’へ供給するガスシャワーヘッド１２０がプロセスチャンバー１０２内に配置されている。さらに、各プラズマ発生源１０３、１０３’近傍において、スパッタリング工程中に基材１０１上に材料を蒸着するための分離スパッタリング発生源１２１、１２１’が配置されている。プロセスチャンバー１０２は、チャンバーを所望の低圧に保持するためのポンプ手段１１９を更に有している。
【００２５】
プロセスチャンバー１０２内において、各プラズマ発生源１０３、１０３’の反対側に、各プラズマ発生源Ｐ、Ｐ’に沿ってプロセスチャンバー１０２内へ供給する基材１０１を導くとともに、それを所望の温度に近づけるためおよび／または所望の温度に保持するための加熱可能な基材位置決めローラ１１８、１１８’が配置されている。このような位置決めローラ１１８、１１８’およびプラズマ発生源１０３、１０３’の構成により、プロセスチャンバー１０２内の基材シート１０１の両面に材料を蒸着させることができる。
【００２６】
このような第２の実施の形態を実行する際、基材シート１０１は、供給ローラ１１０により、ローラの組１１２へ供給される。この際、シート１０１は、このローラの組１１２によりギザギザを形成される。次に、シート１０１は、図３の右側に示すプレチャンバー１０９ａを介してプロセスチャンバー１０２内へ導入される。プロセスチャンバー１０２内において、一方の材料と他方の材料とが、一つの位置決めローラ１１８近傍でギザギザ状シート１０１の一側面に蒸着される。当該一方の材料の蒸着は、一のプラズマカスケード発生源１０３のプラズマＰの影響下で行われるのが好ましい。スパッタリング発生源１２１は、同時に、前記他方の材料を基材シート１０１上に蒸着することができる。プラズマ発生源１０３とスパッタリング発生源１２１とによる材料の蒸着は、所望の化学的および形態的な機能層の特性を得るために、互いに単独で適用させることができる。
【００２７】
一方の面に材料を蒸着した後、機能層を他方の面に蒸着するため、基材シート１０１の他方の面は、他方のプラズマ発生源１０３’およびスパッタリング発生源１２１’により同様にして処理される。シート１０１の処理の際、位置決めローラ１１８、１１８’は、シート１０１が所望の蒸着温度となるように、加熱手段（図示せず）により所望の処理温度とされる。処理の後、シート１０１は、プロセスチャンバー１０２から左側のプレチャンバー１０９ｂを介して排出され、排出ロール１１１により巻き取られる。
【００２８】
第２の実施の形態は、直列工程によって機能層を製造するのに用いることができ、これは商業的観点から魅力的である。加えて、機能層の構成を上手く制御することができる。カスケード発生源１０３、１０３’の使用による利点は、既に述べられているとおりである。機能層を有するギザギザ状のシート１０１に対しては、追加の処理を容易に行なうことができる。波形またはギザギザを形成する一組のローラ１１２に代えて、平坦な回転ローラを使用することもできる。シート１０１に代えて、例えばＰＥＴからなるフィルムを用いることもできる。
【００２９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されないことは言うまでもない。後述する請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、様々な変更が可能である。
【００３０】
例えば、基材は、例えば酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、および／または酸化ジルコニウムからなる酸化酸化金属および／または酸化半導体のような、キャリア材料からなっていても良い。また、基材は、キャリア材料を酸化できる材料からなっていても良い。後者の場合において、蒸着は、基材材料の酸化のための酸素を含む環境下で行なわれる。
【００３１】
さらに、スパッタリング電極は、例えばプラズマに対して適用される、触媒活性成分の前記揮発性成分を導入する流体供給通路を有していても良い。
【００３２】
スパッタリング陰極は、更に様々な態様の構成からなっていても良く、また例えば平面形状、管形状、Ｕ字形状、または凹形状をもつ陰極、またはこれらの形状あるいは他の形状を組合わせて構成されていても良い。
【００３３】
また、蒸着されるキャリア材料は、基材の材料と同一であっても良く、これと異なっていても良い。
【００３４】
さらに、揮発性混合物は、基材を蒸着するためにプロセスチャンバー内へ導入されても良い。加えて、このような揮発性混合物は、蒸着される材料が基材に到達する前に、この蒸着される材料を分解する少なくとも１つの前駆材料を含んでいても良い。この材料の分解は、例えば、自然発生的におよび／またはプラズマの影響下において発生しても良い。
【００３５】
さらにまた、蒸着材料の化学材料が５ｃｍを超える長さ、好ましくは１０ｃｍを超える長さ、更にとりわけ２０ｃｍを超える長さをもち、かつこれらの長さのばらつきは１０％未満、とりわけ５％未満、更にとりわけ１％未満となるよう蒸着されても良い。これにより、非常に均一な機能層の構造を得ることができる。
【００３６】
さらに、異なる形状からなる基材の異なる形式のものが用いられても良く、例えば様々な材料からなる硬質のおよび／または多孔質の基材が用いられても良い。
【００３７】
さらにまた、使用前および使用後にスパッタリング電極を洗浄するために様々な方法が用いられても良く、例えば、時々適切な電圧を用いて電極の極性を反転させても良い。
【００３８】
一般にスパッタリングでは、カスケードアークを用いて材料を蒸着させるよりも低い圧力が要求されるが、従来の圧力をかなり下回る圧力でカスケードアークを用いることによりこれら２つの工程をさらに結合することもできる。この目的のため、カスケード発生源内の拡張通路は、比較的狭い直径を有していても良い。発生源の開始の際、より高い開始圧力が用いられても良く、その後圧力が下方修正されても良い。また、蒸着チャンバー内において、いわゆるスキマーが用いられても良く、この場合ポンプの援助により、スキマー両側の圧力差が保持されることができる。スキマーは、プロセスチャンバー内において一種の隔膜または狭窄部である。スパッタリング工程は、例えばスキマーの低圧側に配置されても良く、他方カスケード発生源はスキマーの高圧側に配置されても良い。
【００３９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されないのは明らかであり、請求の範囲により画定される本発明の枠組み内において様々な変更が可能である。例えば、プラズマカスケード発生源に代えて、異なる形式のプラズマ発生源を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】２以上の材料を含む機能層を製造する装置の、第１の典型的な実施の形態を示す概略断面図。
【図２】図１に示す断面図におけるプラズマカスケード発生源の詳細を示す図。
【図３】本発明の第２の典型的な実施の形態を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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