JP2010070837A

JP2010070837A - フィルムロールおよび成膜装置のクリーニング方法

Info

Publication number: JP2010070837A
Application number: JP2008243246A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakagame; 雅己仲亀
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02
Also published as: US20100071722A1

Abstract

【課題】基板を搬送するパスローラに付着したパーティクルを容易に取り除くことができる成膜装置のクリーニング方法およびこの成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールを提供する。
【解決手段】本発明の成膜装置のクリーニング方法は、基板を長手方向にパスローラを用いて搬送しながら、真空雰囲気で基板の表面に所定の膜を形成する成膜装置について、表面に膜が形成される製品フィルム部と、製品フィルム部の成膜面と同じ側の面に除塵機能を備えたクリーニングフィルム部とを有する基板が、製品フィルム部の端部を基端としてロール状に巻き回されて構成されているフィルムロールを用い、このフィルムロールの基板のクリーニングフィルム部をパスローラにより搬送して、パスローラをクリーニングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空雰囲気で、長尺な基板をローラで搬送しつつ、基板に膜を形成する成膜装置のクリーニング方法、およびこの成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールに関し、特に、基板を搬送するローラに付着したパーティクルを容易に取り除くことができる成膜装置のクリーニング方法およびこの成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールに関する。

従来から、真空雰囲気のチャンバ内で、長尺な基板（ウェブ状の基板）を搬送しつつ、気相堆積法によって基板の表面に無機膜等を連続的に形成することが行われている。
このとき、基板の搬送中に、基板の成膜面にパーティクルが付着すると、成膜面の平坦性が悪化し、その後、形成される無機膜に割れ、または抜け等の欠陥が発生する。そこで、このようなパーティクルの付着による欠陥の発生を抑制するものが提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１には、ガイドロール等の走行機構を有する真空蒸着装置において、真空中で装置内のガイドロールをクリーニングするものが記載されている。
この特許文献１においては、クリーニング方法として、クリーニング部材を巻き付けたクリーニングロールを、装置外部からガイドロールに接触させて、さらに各クリーニングロールを、駆動可能として回転させる方式（特許文献１の図３参照）が記載されている。
さらに、特許文献１には、ミラクラーション（東レ（株）製、微細繊維織布）やベンリーゼ（旭化成（株）製、不織布）などのクリーニング部材を走行させることが可能なクリーニング機構を、直接ガイドロールにオンオフさせる方式（特許文献１の図４参照）が記載されている。
このような構成により、特許文献１においては、ガイドロールの表面をクリーニングして、フィルム上にパーティクルの付着を抑制できることが記載されている。

特開平１１−２０００４５号公報

しかしながら、特許文献１のクリーニング方法においては、クリーニングロールを、装置外部からガイドロールに接触させたり、クリーニング部材を走行させることが可能なクリーニング機構を直接ガイドロールにオンオフさせる必要がある。特許文献１のクリーニング方法を実施するためには、蒸着装置に多数の駆動機構を設ける必要があり、蒸着装置以外の余分な機構が複数必要となる。これにより、特許文献１においては、装置が複雑になり、装置コストが嵩むという問題点がある。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、基板を搬送するパスローラに付着したパーティクルを容易に取り除くことができる成膜装置のクリーニング方法およびこの成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、表面に膜が形成される製品フィルム部と、前記製品フィルム部の前記表面と同じ側の面に除塵機能を備えたクリーニングフィルム部とを有する基板が、前記製品フィルム部の端部を基端としてロール状に巻き回されて構成されていることを特徴とするフィルムロールを提供するものである。

本発明において、前記クリーニングフィルム部と前記製品フィルム部とは接合されていることが好ましい。
また、本発明において、クリーニングフィルム部は、前記製品フィルムの一部領域に形成されたものであることが好ましい。

さらに、本発明において、前記基板において、前記クリーニングフィルム部は、更に製品フィルムの途中および製品フィルムの後のうち、少なくとも１つの領域に設けられていることが好ましい。

さらに、本発明において、前記クリーニングフィルム部は、前記製品フィルム部よりも幅が広いことが好ましい。
さらにまた、本発明において、前記クリーニングフィルム部は、前記製品フィルム部よりも幅が狭いことが好ましい。

また、本発明において、前記製品フィルム部は、ベースフィルム上に薄膜を積層して構成されたものであることが好ましい。

また、本発明の第２の態様は、基板を長手方向にパスローラを用いて搬送しながら、真空雰囲気で前記基板の表面に所定の膜を形成する成膜装置のクリーニング方法であって、上記本発明の第１の態様のフィルムロールを用い、前記フィルムロールの基板のクリーニングフィルム部を前記パスローラにより搬送して、前記パスローラをクリーニングすることを特徴とする成膜装置のクリーニング方法を提供するものである。

本発明において、前記クリーニングフィルム部は、製品フィルム部とは搬送速度が異なることが好ましい。
また、本発明において、前記クリーニングフィルム部は、製品フィルム部とは搬送時の張力が異なることが好ましい。
さらに、本発明において、前記クリーニングフィルム部は、減圧した後に搬送されることが好ましい。

本発明のフィルムロールによれば、製品フィルム部の成膜面と同じ側の面に除塵機能を備えたクリーニングフィルム部を有し、かつこのクリーニングフィルム部は、製品フィルム部の先に設けられていることから、製品フィルム部の成膜面が接する部分のパーティクルが先に取り除かれる。これにより、製品フィルム部は、清浄な状態で成膜される。
また、本発明の成膜装置のクリーニング方法によれば、製品フィルム部の成膜面と同じ側の面に除塵機能を備えたクリーニングフィルム部を有し、クリーニングフィルム部によりパスローラのパーティクルが先に取り除かれて、パスローラから製品フィルム部へのパーティクル（塵埃）の付着を抑制することができる。これにより、製品フィルム部は、清浄な状態で成膜される。
このことから、本発明によれば、製品フィルム部に形成された膜は、成膜欠陥の発生が抑制され、膜質が良好なものとなる。このため、例えば、ガスバリアフィルムを作製した場合には、ガスバリア性能が良いものとなる。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のフィルムロールおよび成膜装置のクリーニング方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング方法によりクリーニングされる成膜装置の一例を示す模式図である。
図２は、図１に示す成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールを示す模式図である。

図１に示す成膜装置１０は、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置であり、基板９１の製品フィルム部９４の表面Ｚｆ、または基板９１の製品フィルム部９４の表面に有機層などの膜が、単層または複数層形成されていれば、その表面に、所定の機能を有する無機膜ｆ等を形成するものであり、例えば、光学フィルム、またはガスバリアフィルム等の機能性フィルムの製造に利用されるものである。
なお、基板９１の表面に有機層などの膜が単層または複数層形成されている場合には、その形成された膜の最表面を、基板の表面Ｚｆとする。

成膜装置１０は、長尺の基板９１（ウェブ状の基板９１）に連続で成膜を行う装置であって、基本的に、長尺な基板９１を供給する供給室１２と、長尺な基板９１に膜を形成する成膜室（真空容器）１４と、膜が形成された長尺な基板９１を巻き取る巻取り室１６と、真空排気部３２と、制御部３６とを有する。この制御部３６により、成膜装置１０における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置１０においては、供給室１２と成膜室１４とを区画する壁１５ａ、および成膜室１４と巻取り室１６とを区画する壁１５ｂには、基板９１が通過するスリット状の開口１５ｃが形成されている。

成膜装置１０においては、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６には、真空排気部３２が配管３４を介して接続されている。この真空排気部３２により、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の内部が所定の真空度、すなわち、所定の圧力にされる。
真空排気部３２は、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６を排気して所定の真空度に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６には、それぞれ内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。
なお、真空排気部３２による供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の到達真空度には、特に限定はなく、実施する成膜方法等に応じて、十分な真空度を保てればよい、すなわち、実施する成膜方法に応じた圧力にすることができればよい。この真空排気部３２は、制御部３６により制御される。

供給室１２は、長尺な基板９１を供給する部位であり、基板ロール（フィルムロール）９０が取り付けられる送り出し回転軸２０、第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂが設けられている。
送り出し回転軸２０は、取り付けられた基板ロール９０から長尺な基板９１を連続的に送り出すものである。基板ロール９０においては、例えば、時計回りに基板９１が巻回されている。
送り出し回転軸２０には、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータによって送り出し回転軸２０の回転を介して基板ロール９０が基板９１を巻き戻す方向ｒに回転されて、本実施形態では、反時計回りに回転されて、基板９１が連続的に送り出される。

第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂは、基板９１を所定の搬送経路で成膜室１４に案内するものである。各第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂは、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置１０においては、第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂは、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂは、基板９１の搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。

成膜室１４は、真空容器（真空チャンバ）として機能するものであり、基板９１を搬送しつつ連続的に、基板９１の表面Ｚｆに、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤによって、無機膜を形成する部位である。
成膜室１４は、例えば、ステンレス、アルミニウムまたはアルミニウム合金など、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成される。

成膜室１４には、２つのガイドローラ２４、２８と、ドラム２６と、成膜部４０とが設けられている。
ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８とが、所定の間隔を設けて対向して、平行に配置されており、また、ガイドローラ２４、およびガイドローラ２８は、基板９１の搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されている。

ガイドローラ２４は、供給室１２に設けられた第２ガイドローラ２２ｂから搬送された基板９１をドラム２６に搬送するものである。このガイドローラ２４は、例えば、基板９１の搬送方向Ｄと直交する方向（以下、軸方向という）に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２４は、軸方向の長さが、基板９１の長手方向と直交する幅方向における長さ（以下、基板９１の幅という）よりも長い。

ガイドローラ２８は、ドラム２６に巻き掛けられた基板９１を巻取り室１６に設けられたガイドローラ３１に搬送するものである。このガイドローラ２８は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２８は、軸方向の長さが基板９１の幅よりも長い。
なお、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、上記構成以外は、供給室１２に設けられた第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

ドラム２６は、ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８との間の空間Ｈの下方に設けられている。ドラム２６は、その長手方向を、ガイドローラ２４およびガイドローラ２８の長手方向に対して平行にして配置されている。さらには、ドラム２６は接地されている。
このドラム２６は、例えば、円筒状を呈し、回転軸（図示せず）を有している。ドラム２６は、回転軸に対して回転方向ωに回転可能なものであり、かつドラム２６は、軸方向における長さが基板９１の幅よりも長い。ドラム２６は、その表面２６ａ（周面）に基板９１が巻き掛けられて、回転することにより、基板９１を所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板９１を搬送するものである。

なお、ドラム２６には、温度を調節するために、例えば、ドラム２６の中心にヒータ（図示せず）およびドラム２６の温度を測定する温度センサ（図示せず）を設けてもよい。この場合、ヒータおよび温度センサは、制御部３６に接続され、制御部３６により、ドラム２６の温度が調節され、ドラム２６の温度は所定の温度に保持される。

図１に示すように、成膜部４０は、ドラム２６の下方に設けられており、基板９１がドラム２６に巻き掛けられた状態で、ドラム２６が回転方向ωに回転して、基板９１が搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板９１の表面Ｚｆに、例えば、無機膜ｆを形成するものである。
なお、基板９１の製品フィルム部９４の表面Ｚｆに無機膜ｆが形成された成膜済みの基板９１において、所定の無機膜ｆが形成されて、ガスバリア性などの所定の機能を発揮する状態のものについては、機能性フィルムともいう。

成膜部４０は、例えば、容量結合型プラズマＣＶＤ法（ＣＣＰ−ＣＶＤ法）により、無機膜ｆを形成するものである。この成膜部４０は、例えば、３つの成膜電極４２ａ〜４２ｃ、高周波電源４４および原料ガス供給部４６を有する。制御部３６により、成膜部４０の高周波電源４４、および原料ガス供給部４６が制御される。

成膜部４０においては、成膜室１４の下方に、ドラム２６の表面２６ａと所定の距離離間し、隙間Ｓを設けて、例えば、３つの成膜電極４２ａ〜４２ｃが設けられている。

各成膜電極４２ａ〜４２ｃは、平面視長方形の部材を曲面状に湾曲させた構成であって、その長手方向をドラム２６の回転軸と平行にし、かつドラム２６の表面２７を囲むように回転方向ωに沿うようにして配置されている。
本実施形態においては、例えば、成膜電極４２ａ〜４２ｃは、ドラム２６の表面２６ａの同心円に一致するように所定の曲率に湾曲されている。成膜電極４２ａ〜４２ｃは、いずれの領域においても、その表面に垂直で、かつドラム２６の回転中心を通る線上における各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面とドラム２６の表面２６ａとの距離が所定の設定距離で配置される。

また、各成膜電極４２ａ〜４２ｃは、ドラム２６の表面２６ａを囲むように湾曲させた構成としたが、本発明は、これ限定されるものではなく、例えば、平面視長方形の部材を屈曲させた構成としてもよく、更には平面視長方形の平板状の電極板を、複数、ドラム２６の表面２６ａを囲むように回転方向ωに沿うようにして配置してもよい。

図１に示すように、各成膜電極４２ａ〜４２ｃには、高周波電源４４が接続されており、この高周波電源４４により、各成膜電極４２ａ〜４２ｃに高周波電圧が印加される。この高周波電源４４は、印加する高周波電力（ＲＦ電力）を変えることができる。また、各成膜電極４２ａ〜４２ｃと高周波電源４４とは、必要に応じて、インピーダンス整合をとるためのマッチングボックスを介して接続してもよい。

各成膜電極４２ａ〜４２ｃは、一般的にシャワー電極と呼ばれるものであり、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面には、複数の貫通孔（図示せず）が等間隔で形成されている。これら各成膜電極４２ａ〜４２ｃにより、隙間Ｓに原料ガスＧを均一に供給することができる。

原料ガス供給部４６は、例えば、配管４７を介して、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面に形成された複数の貫通孔を通して隙間Ｓに、膜を形成する原料ガスＧを供給するものである。
原料ガス供給部４６から供給された原料ガスＧは、配管４７、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面の複数の貫通孔を経て隙間Ｓに原料ガスＧが均一に供給される。
ドラム２６の表面２６ａと各成膜電極４２ａ〜４２ｃとの隙間Ｓがプラズマの発生空間になり、成膜空間となる。

本実施形態においては、原料ガスＧは、例えば、ＳｉＯ_２膜を形成する場合、ＴＥＯＳガス、および活性種ガスとして酸素ガスが用いられる。また、窒化珪素膜を形成する場合、ＳｉＨ_４ガス、ＮＨ_３ガス、およびＮ_２ガス（希釈ガス）が用いられる。本実施形態においては、活性種ガスおよび希釈ガスが含まれていても、単に原料ガスという。

原料ガス供給部４６は、ＣＶＤ装置で用いられている各種のガス導入手段が利用可能である。
また、原料ガス供給部４６においては、原料ガスＧのみならず、アルゴンガスまたは窒素ガスなどの不活性ガス、および酸素ガス等の活性種ガス等、ＣＶＤ法で用いられている各種のガスを、原料ガスと共に、隙間Ｓに供給してもよい。このように、複数種のガスを導入する場合には、各ガスを同じ配管で混合して、各成膜電極４２ａ〜４２ｃとの複数の貫通孔を通して隙間Ｓに供給してもよく、各ガスを異なる配管から各成膜電極４２ａ〜４２ｃとの複数の貫通孔を通して隙間Ｓに供給してもよい。
さらに、原料ガスまたはその他、不活性ガスおよび活性種ガスの種類または導入量も、形成する膜の種類、または目的とする成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。

なお、高周波電源４４は、プラズマＣＶＤによる成膜に利用される公知の高周波電源を用いることができる。また、高周波電源４４は、最大出力等にも、特に限定はなく、形成する膜または成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。

各成膜電極４２ａ〜４２ｃは、平面視長方形の部材を曲面状に湾曲させた構成に限定されるものではなく、例えば、ドラム２６の軸方向に分割した複数の電極を配列した構成等、ＣＶＤ法による成膜が可能なものであれば、各種の電極の構成が利用可能である。
なお、各成膜電極４２ａ〜４２ｃは、それぞれの表面に、複数の貫通孔を形成する構成としたが、成膜空間である隙間Ｓに均一に原料ガスＧを供給することができれば、これに限定されるものではない。例えば、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面にスリット状の開口部を形成し、このスリット状の開口部から原料ガスＧを放出させるようにしてもよい。

巻取り室１６は、成膜室１４で、表面Ｚｆに無機膜ｆ等が形成された基板９１を巻き取る部位であり、巻取り軸３０、およびガイドローラ３１が設けられている。

巻取り軸３０は、成膜された基板９１をロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。この巻取り軸３０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより巻取り軸３０が回転されて、成膜済の基板９１が巻き取られる。このように、例えば、巻取り軸３０に芯を取り付けて、成膜済の基板９１が巻き取られた状態のことを、成膜済フィルムロール１１０という。
なお、成膜済フィルムロール１１０は、成膜済の基板９１が巻取り軸３０に巻き取られた状態に限定されるものではなく、成膜済の基板９１がロール状に巻き回された状態のことも含まれる。巻取り軸３０がモータによって基板９１を巻き取る方向Ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、成膜済の基板９１を連続的に、例えば、時計回りに巻き取る。
また、成膜済フィルムロール１１０において、巻き取る基板が上述のように機能性フィルムである場合には、機能性フィルムロールという。

ガイドローラ３１は、成膜室１４から搬送された基板９１を、所定の搬送経路で巻取り軸３０に案内するものである。このガイドローラ３１は、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室１２の第１ガイドローラ２２ａ、および第２ガイドローラ２２ｂと同様に、ガイドローラ３１も、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ３１は、テンションローラとして作用するローラであってもよい。

基板９１は、クリーニングフィルム部９２と、無機膜ｆが形成される製品フィルム部９４とを有する。クリーニングフィルム部９２と製品フィルム部９４とは略同じ厚さである。クリーニングフィルム部９２は製品フィルム部９４の先端部に接合されて、一体化されている。
例えば、円筒状の芯に基板９１が製品フィルム部９４の後端部を基端として、ロール状に巻き回されて基板ロール９０が構成される。この場合、クリーニングフィルム部９２は、基板ロール９０の表面側に配置される。基板ロール９０から基板９１を引き出した場合、搬送方向Ｄに対して、クリーニングフィルム部９２から先に引き出され、その後、製品フィルム部９４が引き出される。

クリーニングフィルム部９２は、成膜装置１０の各種のパスローラ（第１ガイドローラ２２ａ、第２ガイドローラ２２ｂ、ガイドローラ２４、ドラム２６、ガイドローラ２８、およびガイドローラ３１）をクリーニングするためのものであり、パスローラに付着しているパーティクルを取り除くためのものである。
このクリーニングフィルム部９２は、製品フィルム部９４のうち、少なくとも無機膜ｆが形成される成膜面側（表面Ｚｆ側）と同じ側の面について、成膜装置１０の各種のパスローラに付着したパーティクルを取り除く、除塵機能（クリーニング機能）を有する。
このクリーニングフィルム部９２には、例えば、クリーンルームでの除塵に用いられる粘着テープが利用される。この粘着テープとしては、例えば、桜井株式会社製リジットクリーン（商品名）、およびソマール株式会社製ソマタック（登録商標）ＷＡ（商品名）が用いられる。

クリーニングフィルム部９２において、除塵機能を有する面は、製品フィルム部９４のうち、成膜面側の表面Ｚｆ側に限定されるものではなく、成膜されない裏面Ｚｂ側も除塵機能を有することが好ましい。このように、表面Ｚｆに加えて、裏面Ｚｂの除塵機能を有することにより、基板９１のフィルム部９４の裏面Ｚｂへのパーティクルの付着が抑制されて、巻取り軸３０で成膜済み基板を巻き取るとき、裏面Ｚｂに付着したパーティクルで無機膜ｆが擦られて傷つくことが防止される。

クリーニングフィルム部９２は、所定の長さを有するものであり、成膜装置１０の全体のパス長（搬送経路長さ）、パスローラの大きさ、およびパスローラの数により、適宜設定されるものである。
クリーニングフィルム部９２の長さは、送り出し回転軸２０に基板ロール９０を設けた状態で、クリーニングフィルム部９２を引き出して、第１ガイドローラ２２ａ、第２ガイドローラ２２ｂ、成膜室１４のガイドローラ２４、ドラム２６、ガイドローラ２８、ならびに巻取室１６のガイドローラ３１を経て、巻取り軸３０まで所定の搬送経路を通過させた状態で、巻取り軸３０を回転させて、クリーニングフィルム部９２を巻き取ったとき、成膜装置１０に設けられた全てのパスローラが少なくとも１回転する長さを有することが好ましい。
基板ロール９０のクリーニングフィルム部９２により、パスローラに付着しているパーティクルが取り除かれて、製品フィルム部９４のうち、少なくとも成膜面である表面Ｚｆへのパーティクルの付着を抑制することができる。

本実施形態において、基板９１の製品フィルム部９４は、特に限定されるものではなく、気相成膜法による膜の形成が可能な各種の基板が全て利用可能である。基板９１の製品フィルム部９４としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルム、またはアルミニウムシートなどの各種の金属シート等を用いることができる。
また、基板９１の製品フィルム部９４としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルムをベースフィルムとし、このベースフィルム上に、有機物からなる薄膜が、単層または複数層形成されて構成されたものでもよい。

次に、本実施形態の基板ロール９０を用いた成膜装置１０による成膜方法およびクリーニング方法について説明する。
成膜装置１０においては、まず、長尺な基板９１が、例えば、時計回り巻回された基板ロール９０から第１ガイドローラ２２ａ、第２ガイドローラ２２ｂを経て、成膜室１４に搬送される。成膜室１４においては、ガイドローラ２４、ドラム２６、ガイドローラ２８を経て、巻取り室１６に搬送される。巻取り室１６においては、ガイドローラ３１を経て、巻取軸３０に基板９１の先端部のクリーニングフィルム部９２が固定されて、巻取り軸３０による基板９０の巻き取り可能な状態とする。
そして、このように長尺な基板９１を搬送経路で通した後、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の内部を真空排気部３２により、所定の真空度にし、その真空度を保持する。そして、巻き取り軸３０を時計方向（方向Ｒ）に回転させる。これにより、パスローラに付着しているパーティクルｇなどがクリーニングフィルム部９２に付着し、パスローラからパーティクルｇが除去される。これにより、製品フィルム部９４の表面Ｚｆ、すなわち、成膜面へのパーティクルの付着（転写）が抑制される。

そして、クリーニングフィルム部９２が、全て巻取り軸３０に巻き取られた後、引き続き、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の内部を真空排気部３２により所定の真空度に保った状態で、成膜部４０において、各成膜電極４２ａ〜４２ｃに、高周波電源４４から高周波電圧を印加するとともに、原料ガス供給部４６から配管４７を介して、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの表面６０ａに形成された複数の貫通孔から隙間Ｓに原料ガスＧを均一に供給する。
各成膜電極４２ａ〜４２ｃの周囲に電磁波を放射させると、隙間Ｓ（成膜空間）で、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの近傍に局在化したプラズマが生成され、原料ガスが励起・解離され、膜となる反応生成物が生成される。この反応生成物が堆積し、各成膜電極４２ａ〜４２ｃの範囲内において、基板９１の製品フィルム部９４の成膜面（表面Ｚｆ）に所定の膜厚の無機膜ｆが形成される。

そして、順次、基板ロール９０から送り出し回転軸２０をモータにより反時計回りに回転させて、長尺な基板９１を連続的に送り出し、製品フィルム部９４をドラム２６で基板９１をプラズマが生成される位置に保持しつつ、ドラム２６を所定の速度で回転させて、成膜部４０により製品フィルム部９４の表面Ｚｆに連続的に無機膜ｆを所定の膜厚で形成する。
そして、表面Ｚｆに所定の膜が製品フィルム部９４に形成された基板９１が、ガイドローラ２８、およびガイドローラ３１を経て、巻取り軸３０に巻き取られ、成膜済フィルムロール１１０が得られる。

本実施形態においては、大気開放することなく、真空雰囲気で、パスローラに付着するパーティクルを取り除き、その後、形成する無機膜ｆに抜けまたは割れなどの欠陥を引き起こすパーティクルの成膜面への付着を抑制することができる。このため、基板９１の製品フィルム部９４の表面Ｚｆに連続して所定の膜厚を有する無機膜ｆを、欠陥がなく良好な膜質で形成することができる。
更には、本実施形態においては、機能性フィルムとなる製品フィルム部９４の先端部にクリーニングフィルム部９２を設けただけの簡単な構成で、成膜装置１０のクリーニングを実現できる。このように、本実施形態においては、駆動機構などが不要であり、装置が複雑化になることが抑制されるとともに、装置コストが嵩むこともない。

また、本実施形態においては、クリーニングフィルム部９２の搬送速度と、製品フィルム部９４の搬送速度を変えてもよい。この場合、パーティクルの除去率を高めるために、クリーニングフィルム部９２の搬送速度を、製品フィルム部９４の搬送速度よりも遅くすることが好ましい。このとき、クリーニングフィルム部９２の長さが既知であれば、搬送速度と搬送時間の関係から、製品フィルム部９４に達したときに、搬送速度を変えることができる。

また、本実施形態においては、クリーニングフィルム部９２の搬送時の張力と、製品フィルム部９４の搬送時の張力を変えてもよい。この場合、パーティクルの除去率を高めるために、クリーニングフィルム部９２の搬送時の張力を、製品フィルム部９４の搬送時の張力よりも高くする。このとき、クリーニングフィルム部９２の長さが既知であれば、搬送速度と搬送時間の関係から、製品フィルム部９４に達したときに、搬送時の張力を変えることができる。この搬送時の張力の調整は、基板９１を送り出すときの送り出し回転軸２０のトルクと、巻取り軸３０の巻き取り時のトルクとを変えることによりなされる。

また、本実施形態においては、図２に示すように、基板９１において、クリーニングフィルム部９２と製品フィルム部９４とを有する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、以下のような構成であっても、本実施形態の基板９１が巻き回してなる基板ロール９０と同様の効果を得ることができる。
図３（ａ）は、図２のフィルムロールの第１の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第２の変形例を示す模式図であり、（ｃ）は、図２のフィルムロールの第３の変形例を部分的に示す模式図である。
図４（ａ）は、図２のフィルムロールの第４の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第５の変形例を示す模式図である。
図５（ａ）は、図２のフィルムロールの第６の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第７の変形例を示す模式図であり、（ｃ）は、図２のフィルムロールの第８の変形例を部分的に示す模式図である。

例えば、図３（ａ）に示すように、基板ロール９０ａにおいて、基板９１ａを、クリーニングフィルム部９２および製品フィルム部９４に加えて、更にリーダーフィルム９６をクリーニングフィルム部９２の先端部に設けた構成でもよい。

このリーダーフィルム９６は、例えば、クリーニングフィルム部９２と略同じ厚さであり、クリーニングフィルム部９２の端部に接合されている。このリーダーフィルム９６は、製品フィルム部９４と同じ素材で構成することができ、これ以外にも、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムなどを用いることができる。このリーダーフィルム９６は、成膜装置１０のパス長（搬送経路長さ）以上の長さを有することが好ましい。
このように、リーダーフィルム９６を設けることにより、成膜装置１０のクリーニングにおいて、リーダーフィルム９６を搬送することにより基板９１ａの搬送が安定し、この安定した状態で、クリーニングフィルム部９２によりパスローラに付着したパーティクル等を除去することができる。
これにより、製品フィルム部９４は、搬送安定性が高い状態で、成膜されるため、より良好な膜質の膜を形成することができる。

また、例えば、図２に示す基板９１のクリーニングフィルム部９２に変えて、図３（ｂ）に示す基板ロール９０ｂの基板９１ｂのように、製品フィルム部９４だけで構成し、製品フィルム部９４の搬送方向Ｄにおける先端部領域の成膜面（表面Ｚｆ）側にクリーニング部９８を形成してもよい。このクリーニング部９８は、製品フィルム部９４の成膜面側（表面Ｚｆ側）にクリーニング機能を有するクリーニング機能膜１００が形成されて構成される。

クリーニング機能膜１００は、クリーニングフィルム部９２と同様の機能を有するものであり、同じ素材で構成される。このクリーニング部９８は、例えば、クリーニングフィルム部９２を製品フィルム部９４の表面Ｚｆに貼り付けて構成される。
このような基板９１ｂを巻き回してなる基板ロール９０ｂは、図２に示す基板ロール９０と同様に成膜装置１０のクリーニングに利用することができ、かつ同様の効果を得ることができる。

図３（ｂ）に示す基板９１ｂのように、成膜面側（表面Ｚｆ側）だけではなく、図３（ｃ）に示す基板９１ｃのように、クリーニング部９８ａは、表面Ｚｆ側に加えて、裏面Ｚｂ側にもクリーニング機能膜１００ａが形成された構成であってもよい。クリーニング機能膜１００ａは、クリーニング機能膜１００と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
なお、図３（ｂ）に示す基板９１ｂにおいても、クリーニング部９８の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよく、図３（ｃ）に示す基板９１ｃにおいても、クリーニング部９８ａの先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよい。

さらに、例えば、図４（ａ）に示すフィルムロール９０ｄの基板９１ｄのように、クリーニングフィルム部９２を、例えば、所定の長さの製品フィルム部９４と、所定の長さの製品フィルム部９４との間に更に設ける構成としてもよい。すなわち、製品フィルム部９４の所定の長さごとに、クリーニングフィルム部９２を設ける構成にしてもよい。
これにより、成膜中に発生し、パスローラに付着したパーティクル等を除去した後、次の製品フィルム部９４に成膜することができる。

また、例えば、図４（ｂ）に示すフィルムロール９０ｅの基板９１ｅのように、クリーニングフィルム部９２を製品フィルム部９４の搬送方向Ｄにおける後端部に、更に設ける構成としてもよい。
これにより、巻取り軸３０に、フィルムロール９０ｅを全て巻き取ると、成膜中に発生し、パスローラに付着したパーティクル等が除去される。これにより、次に成膜するときに、成膜装置１０内が清浄な状態で、次の成膜ができる。
クリーニングフィルム部９２を製品フィルム部９４の搬送方向Ｄにおける後端部に設ける場合、製品フィルム部９４への成膜が済んだ後に、成膜装置１０内を大気開放し、その後、クリーニングフィルム部９２を搬送し、大気開放時に付着したパーティクルも含めて、パスローラに付着したパーティクルを取り除いてもよい。

なお、図４（ａ）に示す基板９１ｄにおいても、クリーニングフィルム部９２の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよく、図４（ｂ）に示す基板９１ｅにおいても、クリーニングフィルム部９２の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよい。

また、図２に示すように、基板９１において、クリーニングフィルム部９２と製品フィルム部９４とは同じ幅の構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。図５（ａ）に示す基板１０２のように、製品フィルム部９４よりも、幅が狭いクリーニングフィルム部１０４を設ける構成にしてもよい。
このクリーニングフィルム部１０４は、図２に示す基板９１のクリーニングフィルム部９２と同様の機能を有するものであり、同じ素材で構成される。
このクリーニングフィルム部１０４は、製品フィルム部９４よりも、幅が狭い狭部１０４ａと、この狭部１０４ａと製品フィルム部９４とを接続する接続部１０４ｂとにより構成されている。
このように、クリーニングフィルム部１０４の幅を狭くすることにより、パスローラに、例えば、図６に示すようなローラ部５２と軸部５４とを有する段差ローラ５０がある場合、この段差ローラ５０の軸部５４の表面５４ａに付着したパーティクルを除去することができる。

また、図５（ｂ）に示す基板１０２ａのように、製品フィルム部９４よりも、幅が広いクリーニングフィルム部１０６を設ける構成にしてもよい。
このクリーニングフィルム部１０６は、図２に示す基板９１のクリーニングフィルム部９２と同様の機能を有するものであり、同じ素材で構成される。
このクリーニングフィルム部１０６は、製品フィルム部９４よりも、幅が広い幅広部１０６ａと、この幅広部１０６ａと製品フィルム部９４とを接続する接続部１０６ｂとにより構成されている。
このように、クリーニングフィルム部１０６の幅を広くすることにより、製品フィルム部９４が通過する領域よりも広い領域について、パーティクルを除去することができる。これにより、成膜装置１０内をより一層清浄な環境にすることができる。

さらに、図５（ｃ）に示すように、基板１０２ｂは、製品フィルム部９４よりも幅が広いクリーニングフィルム部１０６と、製品フィルム部９４よりも幅が狭いクリーニングフィルム部１０４とを有する構成でもよい。この場合、図６に示す段差ローラ５０のローラ部５２の表面５２ａおよび軸部５４の表面５４ａに付着したパーティクルを除去することができる。

なお、図５（ａ）に示す基板１０２においても、クリーニングフィルム部１０４の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよく、図５（ｂ）に示す基板１０２ａにおいても、クリーニングフィルム部１０６の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよく、図５（ｃ）に示す基板１０２ｂにおいても、クリーニングフィルム部１０８の先端部にリーダーフィルム９６を設けてもよい。

本発明においては、成膜する膜は、特に限定されるものではなく、製造する機能性フィルムに応じて要求される機能を有するものが適宜形成することができる。また、その膜の成膜方法も、気相堆積法であれば、ＣＶＤ法に限定されるものではない。
膜の厚さにも、特に限定はなく、機能性フィルムに応じて要求される性能に応じて、必要な膜さを適宜決定すればよい。
さらに、成膜する膜は、単層に限定はされず、複数層であってもよい。膜を複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。
本発明においては、無機膜ｆを成膜した後、その無機膜ｆ上に成膜する場合、成膜済みロール１１０において、無機膜ｆが形成された状態で、先端部に、更に、図３（ｂ）または（ｃ）に示すように、クリーニング機能膜１００、１００ａを形成してもよい。

本発明においては、上述のいずれの基板９１、９１ａ〜９１ｅ、１０２、１０２ａ、１０２ｂを用いた場合においても、例えば、機能性フィルムとして、ガスバリアフィルム（水蒸気バリアフィルム）を製造する際には、膜として、窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化ケイ素膜等の無機膜を成膜する。
また、機能性フィルムとして、有機ＥＬディスプレイおよび液晶ディスプレイのような表示装置などの各種のデバイスまたは装置の保護フィルムを製造する際には、膜として、酸化ケイ素膜等の無機膜を成膜する。
さらに、機能性フィルムとして、光反射防止フィルム、光反射フィルム、各種のフィルタ等の光学フィルムを製造する際には、膜として、目的とする光学特性を有する膜、または目的とする光学特性を発現する材料からなる膜を成膜する。

以上、本発明のフィルムロールおよび成膜装置のクリーニング方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。

本発明の実施形態に係るクリーニング方法によりクリーニングされる成膜装置の一例を示す模式図である。図１に示す成膜装置での成膜およびクリーニングに用いられるフィルムロールを示す模式図である。（ａ）は、図２のフィルムロールの第１の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第２の変形例を示す模式図であり、（ｃ）は、図２のフィルムロールの第３の変形例を部分的に示す模式図である。（ａ）は、図２のフィルムロールの第４の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第５の変形例を示す模式図である。（ａ）は、図２のフィルムロールの第６の変形例を示す模式図であり、（ｂ）は、図２のフィルムロールの第７の変形例を示す模式図であり、（ｃ）は、図２のフィルムロールの第８の変形例を部分的に示す模式図である。図１に示す成膜装置に用いられる段差ローラの一例を示す模式的斜視図である。

符号の説明

１０成膜装置
１２供給室
１４成膜室
１６巻取り室
２０送り出し回転軸
２２ａ第１ガイドローラ
２２ｂ第２ガイドローラ
２４，２８，３１ガイドローラ
２６ａ表面
３０巻取り軸
３２真空排気部
３６制御部
４０成膜部
４２ａ〜４２ｃ成膜電極
４４高周波電源
４６原料ガス供給部
９０、９０ａ〜９０ｅ基板ロール（フィルムロール）
９１、９１ａ〜９１ｅ、１０２、１０２ａ、１０２ｂ基板
Ｄ搬送方向
Ｚ基板
ω 回転方向

Claims

表面に膜が形成される製品フィルム部と、前記製品フィルム部の前記表面と同じ側の面に除塵機能を備えたクリーニングフィルム部とを有する基板が、前記製品フィルム部の後端部を基端としてロール状に巻き回されて構成されていることを特徴とするフィルムロール。
前記クリーニングフィルム部と前記製品フィルム部とは接合されている請求項１に記載のフィルムロール。
クリーニングフィルム部は、前記製品フィルムの一部領域に形成されたものである請求項１に記載のフィルムロール。
前記基板において、前記クリーニングフィルム部は、更に製品フィルムの途中および製品フィルムの後端部のうち、少なくとも１つの領域に設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルムロール。
前記クリーニングフィルム部は、前記製品フィルム部よりも幅が広い請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルムロール。
前記クリーニングフィルム部は、前記製品フィルム部よりも幅が狭い請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルムロール。
前記製品フィルム部は、ベースフィルム上に薄膜を積層して構成されたものである請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルムロール。
長尺の基板を長手方向にパスローラを用いて搬送しながら、真空雰囲気で前記基板の表面に所定の膜を形成する成膜装置のクリーニング方法であって、
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルムロールを用い、
前記フィルムロールの基板のクリーニングフィルム部を前記パスローラにより搬送して、前記パスローラをクリーニングすることを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。
前記クリーニングフィルム部は、製品フィルム部とは搬送速度が異なる請求項８に記載の成膜装置のクリーニング方法。
前記クリーニングフィルム部は、製品フィルム部とは搬送時の張力が異なる請求項８に記載の成膜装置のクリーニング方法。
前記クリーニングフィルム部は、減圧した後に搬送される請求項８〜１０のいずれか１項に記載の成膜装置のクリーニング方法。