JP2009179427A - 搬送装置および真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺なシート状物の搬送装置であって、搬送ローラの周速やシート搬送速度の変動、テンションの変動、搬送ローラ等による押圧に起因する、シート状物の損傷や表面性状の悪化を防止して、シート状物を安定して搬送することを可能にする搬送装置、および、この搬送装置を利用する真空成膜装置を提供する。
【解決手段】大径部を有する段差付きローラによってシート状物を搬送すると共に、段差付きローラの小径部とシート状物との間隙を含む閉空間を形成して、この閉空間にガスを供給することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、長尺なシート状物の搬送に関し、具体的には、擦れ等に起因するシート状物の損傷を低減できる搬送装置、および、この搬送手段を利用する真空成膜装置に関する。

光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されている。

真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板に連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜方法を実施する設備として、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。

このようなロール・ツー・ロールによる成膜装置のみならず、製造したプラスチックフィルムの巻取り装置、磁気記録媒体の製造など、長尺なシート状物の搬送にローラが用いられている。
当然の事であるが、ローラ等の搬送手段は、シート状物を損傷することなく搬送することが要求される。ところが、回転速度や搬送速度の変動に起因するローラ周速とシート状物速度の速度差、シート状物のテンション変動等によって、ローラとシート状物とが摺接してしまい、これにより、シート状物の表面にスリ傷が入るなど、シート状物を損傷してしまう場合が有る。また、表面に軟性の有機膜等が形成されている場合などは、シート状物へのローラの押圧力によって、シート状物が損傷し、また、シート状物の表面性状が劣化してしまう可能性も有る。

このようなシート状物の損傷や表面性状の劣化は、例えば、光学フィルムであれば光の乱反射や散乱の原因となり、製造した製品が不適正な物となってしまう。
また、シート状物の表面に真空成膜等によって成膜を行なう際に、シート状物の表面損傷や表面性状劣化が生じていると、結晶の適正な成長の妨げとなって、目的とする特性を有する薄膜が成膜できず、さらに、薄膜の割れや抜け等の原因ともなる。その結果、例えば、真空成膜法でガスバリア膜を成膜するガスバリアフィルムの製造や、真空成膜法で反射防止膜を成膜する光反射防止フィルムの製造など、機能性フィルムの製造等において、目的とする性能を有する製品が製造できず、歩留まりの低下等が生じてしまう。
このような問題を解決するために、各種のシート状物の搬送手段が提案されている。

例えば、特許文献１には、中空のローラの側周面に多数の貫通孔を形成し、ローラの内部から外部に向けて空気等を噴出することにより、気体によってローラからシート状物を浮上させた状態でシート状物を搬送して、ローラによるシート状物の損傷を防止するローラ（フィルム搬送ロール）が開示されている。
また、両端に径の大きな大径部を有し、この大径部でシート状物の端部（幅方向（搬送方向と直交する方向）の端部）を支持してシート状物を搬送する、段差付きローラも知られている。

特開２０００−８６０３２号公報

特許文献１に開示されるローラを用いることにより、速度変動等に起因するローラとシート状物との摺接や、ローラによるシート状物の押圧等に起因する、シート状物の損傷等を防止することができる。
ところが、この搬送ローラは、シート状物の搬送中は、常にローラから気体を噴出させているので、前述のような真空成膜装置に利用した場合には、真空度の低下や変動、ガスコンタミの原因となり、成膜に悪影響を与える可能性が高いので、真空成膜装置に使用することは極めて困難である。

また、一般的に、長尺なシート状物は、両端部までが製品として使用されることは稀である。従って、段差付きローラを用いることにより、製品となるシート状物の中央部と、ローラとの接触を無くして、特許文献１に開示されるローラと同様に、シート状物の損傷等を防止することができる。
しかしながら、段差付きローラを用いた場合には、幅の広いシート状物や、重量が大きいシート状物では、シート状物の中央領域（幅方向の中央）の弛みやシワが生じてしまい、搬送が不安定になり、また、ローラとの接触／摺接によって、シート状物の損傷や表面性状の劣化が生じてしまう場合も有る。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、長尺なシート状物を搬送する搬送装置において、シート状物の幅や重量によらず、シート状物と他の部材との摺接や押圧に起因するシート状物の損傷や表面性状の劣化を、大幅に低減できるシート状物の搬送装置、および、この搬送装置を利用する真空成膜装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の搬送装置は、長尺なシート状物を、このシート状物の長手方向に搬送する搬送装置であって、前記シート状物の搬送方向と直交する方向に離間して、他の領域よりも径の大きな大径部を有し、この大径部で前記シート状物を支持して搬送する段差付きローラと、前記段差付きローラの小径部と前記シート状物との間を含む閉空間を形成する手段と、前記閉空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする搬送装置を提供する。

このような本発明の搬送装置において、前記閉空間を形成する手段が、前記段差付きローラにシート状物が巻き掛かっていない領域に対応して、この領域を閉塞する筐体であり、前記ガス供給手段は、この筐体内にガスを供給するのが好ましく、もしくは、前記閉空間を形成する手段が、前記シート状物を段差付きローラの大径部の略全周に巻き掛けて、前記大径部と共に前記シート状物を挟持搬送する挟持搬送手段であり、前記ガス供給手段は、前記段差付きローラの小径部から、前記閉空間にガスを導入するのが好ましい。
また、前記ガス供給手段は、不活性ガスを前記閉空間に供給するのが好ましい。

また、本発明の真空成膜装置は、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、前記基板の表面に真空成膜法によって成膜する真空成膜装置であって、真空チャンバと、長尺な基板を所定の経路で長手方向に搬送する、前記本発明の搬送装置を含む搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される基板に、真空成膜法による成膜を行なう成膜手段とを有することを特徴とする真空成膜装置を提供する。

このような本発明の真空成膜装置において、前記成膜手段は、ガスの供給を必要とする成膜方法によって前記基板に成膜を行なうものであり、前記搬送装置のガス供給手段は、前記成膜手段による成膜のために供給されるガスの少なくとも１種を、前記閉空間に供給するのが好ましく、また、前記搬送手段は、前記搬送装置の段差付きローラの大径部が、前記基板の成膜面に接触するように、前記基板を搬送するのが好ましい。

本発明のシート状物の搬送装置は、段差付きローラを用いると共に、この段差付きローラとシート状物とを利用してチャンバを構成して、段差付きローラとシート状物との間を含む閉空間を形成し、この閉空間にガスを導入する。そのため、本発明によれは、速度変動やテンションの変動等が生じても、シート状物の中央領域とローラとの摺接を防止することができる。また、段差付きローラとシート状物との間にガスを導入して、ガス圧によってシート状物の中央領域を支持するので、シート状物の幅や重さに関わらず、搬送を安定させ、かつ、好適に、シート状物とローラとの摺接を防止できる。
しかも、段差付きローラとシート状物とを利用して閉空間を形成して、この閉空間にガスを導入するので、外部空間の圧力に与える影響も極めて少ない。従って、真空成膜装置にも、好適に利用可能である。

また、このような本発明のシート状物の搬送装置を利用する本発明の真空成膜装置は、真空チャンバ内における基板の搬送における、搬送ローラと基板との摺接や搬送ローラによる基板の押圧を防止して、表面の損傷や性状劣化を大幅に抑制した基板に、真空成膜法による成膜を行なうことができる。
そのため、本発明の真空成膜装置によれば、基板の表面損傷や表面性状劣化に起因する、膜の結晶成長の悪化、膜の割れや抜け等の発生を抑制して、好適な膜を成膜でき、目的とする性能を有する製品を安定して製造できる。

以下、本発明の搬送装置および真空成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明のシート状物の搬送装置を利用する、本発明の真空成膜装置の一例を概念的に示す。

図１に示す真空成膜装置１０（以下、成膜装置１０とする）は、長尺な基板Ｚ（フィルム原反）に、真空成膜法（図示例においては、一例として、ＣＣＰ−ＣＶＤ法）によって成膜を行なうものであり、供給室１２と、成膜室１４と、巻取り室１６とを有する。
この成膜装置１０は、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール２０から基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ基板Ｚに成膜（膜の形成）を行なって、成膜した基板Ｚをロール状に巻き取る、前述のいわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。

成膜装置１０は、真空排気手段２２、ならびに、この真空排気手段２２と、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６とを接続する排気ライン２４を有する。
供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６は、排気ライン２４を介して真空排気手段２２によって真空排気され、基板Ｚへの成膜に応じた所定の真空度(圧力)に保たれる。
本発明の成膜装置１０において、真空排気手段２２には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の真空排気手段が、各種、利用可能である。

供給室１２は、回転軸２６と、搬送装置２８とを有する。
成膜装置１０において、長尺な基板Ｚを巻回してなる基板ロール２０は、供給室１２の回転軸２６に装填される。
基板ロール２０が回転軸２６に装填されると、基板Ｚは、基板ロール２０から引き出されて、供給室１２から、成膜室１４を通り、巻取り室１６の巻取り軸３０に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。成膜装置１０においては、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３０における機能性フィルム１０の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｚへの成膜を連続的に行なう。

本発明の成膜装置１０において、基板Ｚには、特に限定はなく、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム（プラスチックフィルム）、アルミニウムシートなどの各種の金属シートなど、ＣＶＤやスパッタリング等の真空成膜法による成膜が可能なものであれば、各種の基板（ベースフィルム）が、全て利用可能である。また、基板Ｚは、表面に保護膜や接着層、有機膜などを有するものであってもよい。
また、本発明のシート状物の搬送装置は、このような基板として利用可能なもの以外にも、長尺なシート状物であれば、各種のものが搬送可能である。

供給室１２においては、図示しない駆動源によって回転軸２６を図中時計方向に回転して、基板ロール２０から基板Ｚを送り出し、搬送装置２８によって基板Ｚを所定の経路に案内して、成膜室１４に送る。ここで、搬送装置２８は、本発明のシート状物の搬送装置である。この搬送装置２８すなわち本発明の搬送装置に関しては、後に詳述する。
また、前述のように、供給室１２には、排気ライン２４を介して真空排気手段２２が接続され、供給室１２内を、成膜室１４における成膜圧力に応じた所定の真空度（圧力）に減圧する。これにより、供給室１２の圧力が、成膜室１４の成膜に悪影響を与えることを防止する。

成膜室１４は、基板Ｚの表面に、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ法）による成膜（膜の形成）を行なうものである。図示例において、成膜室１４は、搬送装置３４、ドラム３６、ガイドローラ３８、および、成膜手段４０を有する。

基板Ｚは、供給室１２と成膜室１４とを分離する隔壁３２ａに形成されるスリット３２ｃから、成膜室１４に搬送される。
なお、図示例の成膜装置１０は、好ましい態様として、供給室１２および巻取り室１６も真空排気して、成膜室１４における成膜圧力に応じて、供給室１２および巻取り室１６も真空とするが、本発明は、これに限定はされない。例えば、供給室１２および巻取り室１６には、真空排気せずに、基板Ｚが通過するスリットを、基板Ｚに接触することなく、かつ、基板Ｚが通過可能な最小限のサイズとすることにより、成膜室１４を略気密に構成してもよい。あるいは、供給室１２および巻取り室１６は、真空排気せずに、供給室１２および巻取り室１６と、成膜室１４との間に、基板Ｚが通過するサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を真空ポンプによって真空にしてもよい。

成膜室１４のドラム３６は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
供給室１２から供給された基板Ｚは、搬送装置３４によって所定の経路で搬送され、ドラム３６の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム３６によって支持されて所定の搬送経路を搬送されつつ、成膜手段４０によって所定の膜を成膜され、ガイドローラ３８によって所定の搬送経路に案内されて、巻取り室１６に搬送される。
なお、搬送装置３４は、本発明のシート状物の搬送装置に掛かるものである。搬送装置３４、すなわち本発明の搬送装置に関しては、後に詳述する。

前述のように、成膜室１４は、ＣＣＰ−ＣＶＤ法によって基板Ｚの表面に成膜を行なうものである。従って、成膜手段４０は、ＣＣＰ−ＣＶＤ法による成膜を行なうためのものであり、シャワー電極４２、高周波電源４４、ガス供給手段４６、および、２枚の仕切り板４８を有する。

シャワー電極４２は、最大面をドラム３６に対向（対面）して配置される、導電性の材料で形成される中空の長方形状の筐体である。
シャワー電極４２のドラム３６との対向面には、全面に、かつ、均一な密度で、多数の貫通孔が形成される。また、シャワー電極４２の内部空間には、ガス供給手段４６（そのガス供給管４６ａ）が接続される。

ガス供給手段４６は、基板Ｚへの成膜に供される反応ガスや、アルゴンガスなどの反応ガス以外の必要なガスを、シャワー電極４２内に供給するものである。従って、ガス供給手段４６が供給したガスは、シャワー電極４２のドラム３６との対向面の貫通孔から、ドラム３６すなわち基板Ｚと、シャワー電極４２との間の成膜空間に排出される。
公知のガス供給手段は、ガスの供給源、流量の調製手段等、各種の真空成膜装置で利用されている公知のもので構成すればよい。

高周波電源４４は、プラズマＣＶＤ装置に利用される公知の高周波電源で、所定の高周波電圧をシャワー電極４２に印可する。
また、図示例の成膜室１４においては、ドラム３６は、シャワー電極４２の対向電極として作用するように、接地（アース）されている。あるいは、ドラム３６も、高周波電源に接続されてもよい。

仕切り板４８は、２枚が、基板Ｚの搬送方向にシャワー電極４２を挟むように配置される、ドラム３６の表面近傍まで至る板状の部材である。
この仕切り板４８は、シャワー電極４２から排出されたガスが不要な領域に拡散するもので、すなわち、基板Ｚの搬送方向における、実質的な成膜領域を規定する部材である。

成膜手段４０は、基板Ｚ表面への成膜時には、高周波電源４４がシャワー電極４２に高周波電圧を印可すると共に、ガス供給手段４６がシャワー電極４２にガスを供給し、シャワー電極４６と基板Ｚとの間に、反応ガスあるいはさらにその他のガスを導入する。
これにより、反応ガスを励起してプラズマを生成し、基板Ｚの表面に、プラズマＣＶＤによる成膜を行なう。

なお、本発明の真空成膜装置は、ＣＣＰ−ＣＶＤ法による成膜を行なう装置に限定はされず、ＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合型プラズマＣＶＤ法）などのＣＣＰ−ＣＶＤ法以外のプラズマＣＶＤ法、スパッタリング、ＣＶＤ法、イオンプレーティング、真空蒸着等、公知の真空成膜法（気相堆積法）が、全て利用可能である。
中でも、後述する本発明のシート状物の搬送装置の特性を考慮すると、各種のＣＶＤ法やスパッタリングのように、ガスの供給を必要とする真空成膜法は、好適である。

前述のように、供給室１２の搬送装置２８、および、成膜室１４の搬送装置３４は、共に、本発明のシート状物の搬送装置である。
図２に、成膜室１４の搬送装置３４を例示して、本発明の搬送装置の一例を概念的に示す。なお、供給室１２の搬送装置２８（および、それ以外の本態様の搬送装置）は、段差付きローラに基板Ｚが巻き掛かる領域、および、段差付きローラに基板Ｚが巻き掛からない領域に応じて、ハウジング（筐体）が段差付きローラを覆おう領域やハウジングの形状が異なるのみであり、基本的な構成は、図２に示す構成と同様である。

図２において、（Ａ）は正面図（図１と同方向から見た図）で、（Ｂ）は側面図（基板Ｚの搬送方向から見た図）である。また、図２（Ｂ）においては、構成を明瞭に示すために、基板Ｚは一点鎖線で示す。
なお、図１では、搬送装置３４は、基板Ｚを水平方向から鉛直方向に搬送するので、搬送装置３４は、図２（Ａ）において、時計方向に４５°程度回転した状態で配置される。

図２および図１に示すように、搬送装置３４は、段差付きローラ５２と、ハウジング５４と、ガス供給手段５６とを有して構成される。

段差付きローラ５２は、両端部に他の領域よりも径が大きい大径部５８を有する搬送ローラで（以下、大径部５８の間の領域を小径部６０とする）、基板Ｚの搬送速度に応じて回転する。あるいは、段差付きローラ５２は、従動ローラでもよい。
段差付きローラ５２は、基板Ｚの搬送経路に応じて、大径部５８に基板Ｚの端部を巻き掛けて、基板Ｚをドラム３６に向かう所定の搬送経路に案内／搬送する。なお、基板Ｚの端部とは、基板Ｚの幅方向の端部で、すなわち搬送方向と直交する方向の端部である。
従って、搬送装置３４においては、基板Ｚは、段差付きローラ５２の大径部５８にのみ接触／支持されて搬送され、小径部６０には接触しない。

なお、本発明においては、基板Ｚの搬送をより安定させるために、さらに、大径部５８と共に基板Ｚを挟持（挟持搬送）する、ニップローラを設けてもよい。

ところで、基板Ｚの両端部は、段差付きローラ５２の大径部５８に接触する。従って、この領域は、前述のように、搬送速度やテンションの変動等によって段差付きローラ５２と摺接し、また、大径部５８で押圧されることにより、損傷や表面性状の劣化を生じる可能性が有る。
ここで、一般的に、長尺なシート状物、特に、表面に用途に応じた膜を成膜されてなる基板Ｚは、端部まで全てが製品として使用されることは無く、製品サイズ等に応じて端部近傍は切断され、あるいは、使用されても、目的とする機能を発現する必要がない場合が多い。すなわち、長尺なシート状物の端部すなわち基板Ｚの端部は、性能や特性が劣化あるいは低下していても、製品として問題は生じない。
言い換えれば、本発明のシート状物の搬送装置においては、段差付きローラの大径部は、搬送するシート状物（基板Ｚ）が製品になった際に、除去される領域あるいは製品として作用（機能）する必要が無い端部に接触して、シート状物を搬送するのが好ましい。

ハウジング５４は、段差付きローラ５２の小径部６０と基板Ｚとの間（段差付きローラ５２の凹部）を含む閉空間を形成する筐体である。
すなわち、ハウジング５４は、段差付きローラ５２の基板Ｚが巻き掛けられていない領域（開放領域）に対応して、この開放領域を覆って閉塞し、段差付きローラ５２および基板Ｚと共にチャンバ（室／部屋）を構成して、小径部６０と基板Ｚとの間の空間を含む閉空間を形成する。

本発明において、ハウジング５４は、基本的に、段差付きローラ５２および基板Ｚと共に、完全な密閉空間を形成するのが好ましい。しかしながら、段差付きローラ５２が回転し、また、基板Ｚが搬送されているので、段差付きローラ５２や基板Ｚを損傷せずに完全な密閉空間を形成することは不可能である。すなわち、ハウジング５４によって、完全な密閉空間を形成するのは、非常に困難である。
従って、本発明においては、ハウジング５４（本発明を構成する閉空間の形成手段）が、段差付きローラ５２および基板Ｚと共に形成する閉空間は、完全に密閉されない略閉空間であってもよい。具体的には、後述するガス供給による閉空間内のガス圧によって基板Ｚの中央領域を適正に支持できるように、前記小径部６０と基板Ｚとの間を含む空間を、ハウジング５４、段差付きローラ５２および基板Ｚによって全体的に囲み込むようにすればよい。好ましくは、ハウジング５４、段差付きローラ５２および基板Ｚによって形成する閉空間は、前記小径部６０と基板Ｚとの間を含み、かつ、段差付きローラ５２の回転や基板Ｚの搬送を安定かつ安全に行なうための止むを得ない間隙以外を閉塞する、略閉空間である。

ガス供給手段５６は、ガス供給管５６ａによってハウジング５４の内部に接続され、ハウジング５４によって形成した閉空間に、ガス（気体）を供給する。
このガス供給手段５６は、前記ガス供給手段４６と同様、公知のものを用いればよい。

本発明の搬送装置３４は、このような構成、すなわち、基板Ｚの搬送手段として段差付きローラ５２を用い、基板Ｚが段差付きローラ５２に巻き掛かっていない領域をハウジング５４で閉塞して、ハウジング５４、段差付きローラ５２および基板Ｚによって基板Ｚと小径部６０との間の空間を含む閉空間を形成し、この閉空間にガスを導入することにより、基板Ｚの搬送による損傷や表面性状の劣化を防止するものである。

前述のように、長尺な基板Ｚ（シート状物）の搬送に、搬送ローラが用いられているが、ローラの回転速度や基板Ｚの搬送の変動等に起因して、基板Ｚの表面を損傷してしまう場合が有る。また、基板Ｚの表面に軟性の有機膜等が形成されている場合などは、シート状物への搬送ローラの押圧によって、基板Ｚの表面が損傷し、また、表面性状が劣化してしまう可能性も有る。特に、基板Ｚの表面が有機膜などである場合には、真空中で、軟性化などの膜の特性変動が生じる場合も考えられ、この場合には、図示例のような成膜装置１０では、真空中での搬送に起因する基板Ｚの表面の損傷や表面性状の劣化は、大きな問題になる。
このような、シート状物の表面の損傷や表面性状の劣化は、例えば、光学フィルムであれば光の散乱等の原因となり、また、図示例のような真空成膜における基板Ｚであれば、成膜される膜の膜質劣化や、膜の割れ、抜けの原因となるのも、前述のとおりである。

これに対し、本発明の搬送装置３４は、段差付きローラ５２を用いて、段差付きローラ５２の大径部５８によって基板Ｚの端部を支持すると共に、ハウジング５４によって、基板Ｚと小径部６０との間の空間を含む閉空間を形成して、ガス供給手段５６によって、この閉空間にガスを供給する。
従って、本発明の搬送装置３４においては、段差付きローラ５２に接触するのは、基板Ｚの端部のみであるので、製品になる中央領域は段差付きローラ５２に接触しない。また、前記閉空間にガスを供給することにより、大径部５８に支持されない基板Ｚの中央領域をガス圧（閉空間外部との差圧）によって支持できる。そのため、幅の広い基板Ｚや重量の有る基板Ｚでも、中央領域の弛みやシワを生じることを防止できるので、安定した基板Ｚの搬送が可能で、また、弛みによる基板Ｚの中央領域とローラとの接触／摺接、ローラによる押圧などによる基板Ｚの損傷や表面性状の劣化を、好適に防止できる。

さらに、基板Ｚと小径部６０との間の空間を含む閉空間を形成して、ここにガスを供給することにより、基板Ｚを支持するので、ガスの供給量も少なくて済み、また、外部への圧力の影響も少ない。そのため、本発明は、図示例のような成膜装置１０にも、好適に利用が可能である。
しかも、本発明の搬送装置３４を利用する本発明の成膜装置１０によれば、真空成膜によって、基板Ｚの損傷や表面性状の劣化に起因する、膜質の低下や膜の割れや抜け等の無い、適正な膜を安定して成膜できる。すなわち、図示例の成膜装置１０は、真空中で成膜面に接触する搬送手段に、本発明の搬送装置を利用することにより、成膜面の損傷や表面性状の劣化を好適に防止して、真空成膜による適正な膜の成膜を安定して行なうことを実現し、目的とする性能を有する製品を、安定して製造することを可能にしている。

本発明の搬送装置３４において、ガス供給手段５６によるガスの供給量には、特に限定はなく、ハウジング５４等が形成する前記閉空間の大きさ、外部の圧力、基板Ｚの幅、基板Ｚの重さ等に応じて、前記閉空間内のガス圧によって基板Ｚの中央領域を弛ませることなく、適正に支持できる供給量を、適宜、設定すればよい。

また、本発明において、ガス供給手段５６が閉空間に導入するガスは、基板Ｚ、さらには段差付きローラ５２およびハウジング５４に悪影響を与えないものであれば、空気や窒素ガス等の各種のガスが利用可能である。中でも、周辺環境への影響を考慮すると、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを用いるのが好ましい。
なお、ガス供給手段５６が閉空間に導入するガスは、１種には限定されず、複数種のガスを前記閉空間に導入してもよい。

ここで、図示例のように、搬送装置３４が真空成膜装置に利用される場合、すなわち本発明の成膜装置１０においては、ガス供給手段５６は、基板Ｚへの成膜に使用されるガスを、閉空間に導入するのが好ましい。例えば、成膜装置１０が、シランガズ、アンモニアガス、および、窒素ガスを供給するＣＣＰ−ＣＶＤ法によって基板Ｚに成膜を行なう場合には、ガス供給手段５６は窒素ガスを前記閉空間に供給するのが好ましい。また、本発明の搬送装置を利用する成膜装置が、アルゴンガスを供給するスパッタリングを行なう場合であれば、本発明の搬送装置のガス供給手段は、アルゴンガスを前記閉空間に供給するのが好ましい。
このような構成を有することにより、搬送装置３４の閉空間へのガスの供給が、成膜に与える影響を、大幅に低減できる。

図１に示す成膜装置１０において、成膜室１４で膜を成膜された基板Ｚは、前述のようにガイドローラ３８に案内されて、成膜室１４と巻取り室１６とを分離する隔壁３２ｂに形成されたスリット３２ｃから、巻取り室１６に搬送される。

巻取り室１６は、前記巻取り軸３０に加え、ガイドローラ６４を有する。
成膜室１４から搬送された成膜済の基板Ｚは、ガイドローラ６４に案内されて巻取り軸３０に搬送され、巻取り軸３０によって、ロール状に巻回される。
なお、供給室１２と同様、巻取り室１６には、排気ライン２４を介して真空排気手段２２が接続され、巻取り室１６内を、成膜室１４における成膜圧力に応じた真空度に減圧することにより、成膜室１４の圧力に悪影響を与えることを防止する。

図示例の成膜装置１０は、成膜を行なうドラム３６よりも上流で成膜面に接触する搬送手段である搬送装置２８および３４のみ、本発明の搬送装置を用いている。
しかしながら、本発明の真空成膜装置は、これに限定はされず、成膜面に接触する搬送手段を、全て、本発明の搬送装置としてもよい。あるいは、成膜した膜の表面のみを保護すれば良い場合には、ドラム３６（成膜領域）よりも下流の成膜面に接触する搬送手段のみ、本発明の搬送装置としてもよい。さらに、基板Ｚの裏面（成膜面と逆面）を保護したい場合には、基板Ｚの裏面に接触する搬送手段を、本発明の搬送装置としてもよい。

図１および図２に示す本発明の搬送装置３４（２８）は、段差付きローラ５２と基板Ｚとの間を含む閉空間を形成する手段として、段差付きローラ５２に基板Ｚが巻き掛かっていない開放空間を閉塞するハウジングを用いて、前記閉空間を形成したが、本発明は、これに限定はされず、各種の構成が利用可能である。

図３に、その一例を概念的に示す。
この搬送装置７０も、両端に大径部７４を有する段差付きローラ７２を用い、この大径部７４に基板Ｚの両端部を巻き掛けて、基板Ｚ（長尺なシート状物）を所定の方向に搬送／案内する。
また、段差付きローラ７２の小径部７６は中空状で、小径部７６を貫通する貫通孔７８が形成される。さらに、図３では省略するが、この小径部７６の内部には、前述のガス供給手段５６が接続され、ガスが供給される。

搬送装置７０においては、基板Ｚと小径部７６との間を含む（略）閉空間を形成する手段として、第１ローラ８０および第２ローラ８２の２本のローラを用いる。
第１ローラ８０および第２ローラ８２は、段差付きローラ７２の大径部７４と共に、基板Ｚを挟持搬送するニップローラである。図３に示すように、搬送装置７０に搬送された基板Ｚは、第１ローラ８０に案内されて大径部７４に巻き掛けられて搬送され、第２ローラ８２に案内されて大径部７４から離脱して所定の方向に搬送される。すなわち、基板Ｚは、第１ローラ８０から第２ローラ８２に至るまでの間、段差付きローラ７２の大径部７４に巻き掛かっている。

ここで、第１ローラ８０および第２ローラ８２は、段差付きローラ７２に搬送される基板Ｚと、段差付きローラ７２から排出される基板Ｚとが接触しない範囲で、可能な限り近接して配置される。従って、基板Ｚは、大径部７４の略全周に巻き掛けられる。
すなわち、この搬送装置７０においては、段差付きローラ７２と共に基板Ｚを挟持する２本のニップローラを用いて、段差付きローラ７２の大径部７４の略全周に基板Ｚを巻き掛けることにより、基板Ｚと小径部７６との間を含む閉空間を段差付きローラ７２と基板Ｚとで形成する。言い換えれば、この態様では、段差付きローラ７２と基板Ｚのみでチャンバを構成して、段差付きローラ７２の凹部を閉空間とする。
また、前述のように、段差付きローラ７２の小径部７６から、基板Ｚと小径部７６との間に、ガス供給手段５６からガスが供給される。小径部７６には、貫通孔７８が形成されるので、ガスは、段差付きローラ７２と基板Ｚとで形成された閉空間に供給される。

従って、この搬送装置７０においても、基板Ｚは、両端部のみが段差付きローラ７２の大径部７４に接触し、かつ、中央領域は前記閉空間のガス圧によって支持されるので、基板Ｚの損傷や表面性状の悪化を生じることなく、かつ、中央領域の弛み等を生じることなく安定して、基板Ｚを搬送できる。
また、閉空間を形成して、基板Ｚと小径部７６との間を含む閉空間にガスを導入するので、真空成膜装置にも、好適に利用可能である。

なお、図３に示す構成の本発明の搬送装置において、段差付きローラ７２の大径部７４と共に基板Ｚ（シート状物）を挟持搬送するのは、ニップローラに限定はされず、大径部７４と共に基板Ｚを挟持する、ニップベルトを利用してもよい。

以上の例は、本発明の搬送装置を真空成膜装置における基板の搬送に利用した例であるが、本発明のシート状物の搬送装置は、これに限定はされず、長尺なシートで、かつ、ガス圧によって支持可能なものであれば、例えば、長尺なプラスチックフィルムの巻取り装置におけるフィルムの搬送など、各種の用途において、各種のシート状物の搬送に利用可能である。

本発明の真空成膜装置の一例を概念的に示す図である。 図１に示される真空成膜装置に利用される本発明の搬送装置の一例を概念的に示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の搬送装置の別の例を概念的に示す図である。

符号の説明

１０ （真空）成膜装置
１２ 供給室
１４ 成膜室
１６ 巻取り室
２０ 基板ロール
２２ 真空排気手段
２４ 排気ライン
２６ 回転軸
２８，３４，７０ 搬送装置
３０ 巻取り軸
３６ ドラム
３８，６４ ガイドローラ
４０ 成膜手段
４２ シャワー電極
４４ 高周波電源
４６，５６ ガス供給手段
５２，７２ 段差付きローラ
５４ ハウジング
５８，７４ 大径部
６０，７６ 小径部
７８ 貫通孔
８０ 第１ローラ
８２ 第２ローラ
Ｚ 基板

Claims (7)

1. 長尺なシート状物を、このシート状物の長手方向に搬送する搬送装置であって、
   前記シート状物の搬送方向と直交する方向に離間して、他の領域よりも径の大きな大径部を有し、この大径部で前記シート状物を支持して搬送する段差付きローラと、
   前記段差付きローラの小径部と前記シート状物との間を含む閉空間を形成する手段と、
   前記閉空間にガスを供給するガス供給手段とを有することを特徴とする搬送装置。
2. 前記閉空間を形成する手段が、前記段差付きローラにシート状物が巻き掛かっていない領域に対応して、この領域を閉塞する筐体であり、
   前記ガス供給手段は、この筐体内にガスを供給する請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記閉空間を形成する手段が、前記シート状物を段差付きローラの大径部の略全周に巻き掛けて、前記大径部と共に前記シート状物を挟持搬送する挟持搬送手段であり、
   前記ガス供給手段は、前記段差付きローラの小径部から、前記閉空間にガスを導入する請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記ガス供給手段は、不活性ガスを前記閉空間に供給する請求項１〜３のいずれかに記載の搬送装置。
5. 長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、前記基板の表面に真空成膜法によって成膜する真空成膜装置であって、
   真空チャンバと、
   長尺な基板を所定の経路で長手方向に搬送する、前記請求項１〜４のいずれかに記載の搬送装置を含む搬送手段と、
   前記搬送手段によって搬送される基板に、真空成膜法による成膜を行なう成膜手段とを有することを特徴とする真空成膜装置。
6. 前記成膜手段は、ガスの供給を必要とする成膜方法によって前記基板に成膜を行なうものであり、前記搬送装置のガス供給手段は、前記成膜手段による成膜のために供給されるガスの少なくとも１種を、前記閉空間に供給する請求項５に記載の真空成膜装置。
7. 前記搬送手段は、前記搬送装置の段差付きローラの大径部が、前記基板の成膜面に接触するように、前記基板を搬送する請求項５または６に記載の真空成膜装置。

Images