JP2014148724A

JP2014148724A - 薄膜形成装置

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Publication number: JP2014148724A
Application number: JP2013018781A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Yamashita; 雅充山下; Toshiyuki Jinta; 敏行陣田
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: JP6249606B2

Abstract

【課題】ロール交換のための時間や労力を減らすことができる、薄膜形成装置を提供する。
【解決手段】減圧チャンバー内で帯状基材Ｓの表面に薄膜を形成する薄膜形成装置１であって、薄膜形成前の帯状基材が巻き付けられた第１ロール４と、帯状基材を搬送する搬送部３と、帯状基材の表面に薄膜を形成する薄膜形成部２と、薄膜形成後の帯状基材を巻き付ける第２ロール５と、薄膜形成部を収容するメインチャンバ１０と、第１ロールを収容する第１サブチャンバ６と、第２ロールを収容する第２サブチャンバ７と、メインチャンバ内の圧力を減圧状態に維持しつつ第１サブチャンバ及び第２サブチャンバの圧力を個別に減圧状態又は大気開放状態に切り替えるサブチャンバ圧力切替制御部と、帯状基材の搬送方向及び搬送速度を制御して当該帯状基材を一方向に搬送させ又は停止させ、一方向とは逆の方向に搬送させる、搬送制御部とを備えた薄膜形成装置である。
【選択図】図１

Description

減圧雰囲気の中で、薄膜形成対象となる帯状基材（つまり、長尺フィルムシート）を搬送させながら、薄膜形成部を通過させることにより、当該フィルムシートの表面に薄膜を形成する装置に関するものである。

ロール状に巻かれた長尺フィルムシートの表面に薄膜を形成するために、真空蒸着，スパッタ，ＣＶＤなどの薄膜形成装置が用いられている。このような薄膜形成装置は、巻出ロールから巻き出して供給されたフィルムシートを、減圧チャンバの中でメインロール（いわゆるキャンロール）と呼ばれる大径のドラム状ロールの表面に沿わせ、メインロールを回転させることによりフィルムシートを搬送させている。

さらに、薄膜形成部がメインロールの搬送面と対向する位置に配置されており、メインロールに沿わせたフィルムシートを搬送させながら薄膜形成部を通過させることにより、フィルムシート表面上に薄膜を形成している。そして、薄膜の形成が済んだフィルムシートは、巻取ロールに巻き取ることにより回収される。

さらに、メインロールを２つ備え、フィルムシートを１つ目のメインロールに沿わせて片方の面上に薄膜を形成した後、フィルムシートを２つ目のメインロールに沿わせて反対側の面上に薄膜を形成（つまり、両面成膜）する装置において、巻出ロール室と巻取ロール室とを装置の同じ壁面側に上下に配置した形態が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１４９２８４号公報

従来の薄膜形成装置では、巻出ロールから供給された薄膜形成前のシートを一方向に搬送して薄膜形成部で薄膜を形成させた後、巻取ロールで薄膜形成後のシートを回収する形態を採っていた。この形態では、空になった巻出ロールを取り出し、成膜前のシートが巻き付けられた巻出ロールをセットし、満杯になった巻取ロールを取り出し、空の巻取ロールに交換するという作業が必要であった。

このとき、巻出ロールと巻取ロールを共に交換するために、双方のロールが収容されているチャンバーを減圧状態から大気開放状態にする必要があり、双方のロールの交換後に再びチャンバーを減圧状態に戻す必要があった。そのため、巻出ロール及び巻取ロール双方を交換するために時間や労力がかかっていた。

そこで本発明は、ロール交換のための時間や労力を減らすことができる、薄膜形成装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、第１の発明は、
減圧チャンバー内で帯状基材の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
薄膜形成前の帯状基材が巻き付けられた第１ロールと、
帯状基材を搬送する搬送部と、
帯状基材の表面に薄膜を形成する薄膜形成部と、
薄膜形成後の帯状基材を巻き付ける第２ロールと、
薄膜形成部を収容するメインチャンバと、
第１ロールを収容する第１サブチャンバと、
第２ロールを収容する第２サブチャンバと、
メインチャンバ内の圧力を減圧状態に維持しつつ第１サブチャンバ及び第２サブチャンバの圧力を個別に減圧状態又は大気開放状態に切り替えるサブチャンバ圧力切替制御部と、
前記帯状基材の搬送方向及び搬送速度を制御して当該帯状基材を一方向に搬送させ又は停止させ、前記一方向とは逆の方向に搬送させる、搬送制御部と
を備えた薄膜形成装置である。

第２の発明は、
前記搬送制御部は、前記帯状基材を一方向に搬送して薄膜形成を終えた後に前記帯状基材の搬送を停止させ、
前記サブチャンバ圧力切替制御部は、
前記第２ロールが満杯となれば前記第２サブチャンバを大気開放状態に切り替え、
薄膜形成後の帯状基材で満杯となった第２ロールが薄膜形成前の帯状基材が巻き付けられた新しい第２ロールに取り替えられれば再び当該第２サブチャンバを減圧状態に切り替え、
前記搬送制御部は、前記取り替えられた薄膜形成前の帯状基材を前記一方向とは逆の方向に搬送させることを特徴とする、第１の発明に係る薄膜形成装置である。

第３の発明は、
前記薄膜形成部には、
第１成膜チャンバと、第２成膜チャンバと、
前記第１成膜チャンバと前記第２成膜チャンバに導入する成膜用ガスを切り替える成膜用ガス切替部とをさらに備え、
前記成膜用ガス切替部は、
前記帯状基材を一方向に搬送して薄膜形成するときに、前記第１成膜チャンバに第１の成膜用ガスを導入し、前記第２成膜チャンバには第２の成膜用ガスを導入し、
前記帯状基材を前記一方向とは逆の方向に搬送して薄膜形成するときに、前記第２成膜チャンバに第１の成膜用ガスを導入し、前記第１成膜チャンバには第２の成膜用ガスを導入することを特徴とする、第１の発明又は第２の発明に係る薄膜形成装置である。

第４の発明は、
前記搬送部には、前記帯状基材をドラム状の外周面に巻き付けて搬送するメインロールを備え、
前記薄膜形成部は、前記帯状基材を挟んで前記メインロールの外周面と対向する位置に配置されており、
前記メインロールの表面温度が薄膜形成部で薄膜が形成されるときの温度よりも低く設定されており、
当該メインロールに巻き付けられた帯状基材は前記薄膜形成部の上流側及び下流側に均等に配分して巻き付けられている
ことを特徴とする、第１〜３の発明のいずれかに係る薄膜形成装置である。

第５の発明は、
前記帯状基材の搬送経路中であって前記薄膜形成部の上流側及び下流側には、前記帯状基材と接触しつつ帯状基材の搬送に追従して回転する、上流側サブロール及び下流側サブロールが備えられ、
上流側サブロール及び下流側サブロールの内、前記帯状基材が搬送されるときに前記薄膜形成部の下流側となる方のサブロールを冷却する
ことを特徴とする、第１〜３の発明のいずれかに係る薄膜形成装置である。

第６の発明は、
前記薄膜形成部及びメインロールを２組み備え、
第１の薄膜形成部では薄膜形成前の帯状基材の片面に薄膜を形成し、
第２の薄膜形成部では薄膜を形成した当該片面とは反対側の面に薄膜を形成する
ことを特徴とする、第１〜５の発明のいずれかに係る薄膜形成装置である。

減圧雰囲気の中で薄膜形成を行う装置において、ロール交換のための時間や労力を減らすことができる。

本発明を具現化する形態の一例を示す断面図である。本発明を具現化する形態の別の一例を示す断面図である。本発明を具現化する形態のさらに別の一例を示す断面図である。

図１は、本発明を具現化する形態の一例を示す断面図である。
本発明に係る薄膜形成装置１は、薄膜形成部２と、搬送部３と、第１ロール４と、第２ロール５と、第１サブチャンバ６と、第２サブチャンバ７と、サブチャンバ圧力切替制御部８と、搬送制御部と、メインチャンバ１０とを備えている。メインチャンバ１０は、薄膜形成部２とメインロール３とを収容しており、減圧調節弁を介して真空ポンプと接続されている。

薄膜形成部２は、薄膜形成対象物となる帯状基材（つまり、長尺フィルムシート。以下、シートＳという）の表面に薄膜を形成するものである。薄膜形成部２は、例えばプラズマＣＶＤによる薄膜形成を行う形態を例示でき、下述のような装置構成にすることで、シートＳの表面に薄膜形成を行うことができる。

薄膜形成部２は、メインロール３１と対向する位置に配置されており、シートＳのメインロール３１の外周面３１ｆと接する面と反対側の面に、薄膜形成をするものである。

より具体的には、薄膜形成部２は、例えば２組みの成膜チャンバ２０（２０ａ，２０ｂ）、原料ガス導入部２１（２１ａ，２１ｂ）、高周波発生部２２（２２ａ，２２ｂ）を備えている。そして、メインチャンバ１０内を減圧状態にしておき、成膜チャンバ２０内に、原料ガス導入部２１から原料ガスを導入し、高周波発生部２２に高周波の電気エネルギーを印可する。そうすることで、シートＳの表面に、所望の薄膜を形成することができる。なお、薄膜形成部２は、上述のプラズマＣＶＤ方式の薄膜形成方式を例示するが、真空蒸着，スパッタなどの他の薄膜形成方式を用いても良い。

搬送部３は、シートＳを搬送するものである。具体的には、搬送部３は、メインロール３１と、回転軸３２と、駆動モータ３３とを備えている。また、搬送部３には、シートＳの搬送移動に追従して回転するサブロールＲ１〜Ｒ７が、適宜備えられている。搬送部３は、シートＳをメインロール３１の外周面３１ｆに沿わせて架け渡たし、シートＳを矢印３１ｖの方向に搬送させるものである。より具体的には、メインロール３１は、円筒状のロールで、回転軸３２に取り付けられた駆動モータ３３の回転／停止により、矢印３１ｖの方向或いは、その逆方向に回転したり、静止する構造をしている。

第１ロール４は、シートＳをメインロール３１へ供給するものである。具体的には、第１ロール４は、回転軸４１と、モータ４２とを備えている。
回転軸４１は、長尺のシートＳをロール状に巻き付けておくための円筒軸である。
モータ４２は、メインロール３１の回転に同期させて回転軸４１を矢印４３の方向に回転させるものである。或いは、回転軸４１とモータ４２との間にパウダークラッチ（図示せず）を備え、モータ４２を矢印４３と逆方向に回転させつつ、パウダークラッチの伝達トルクを調節することにより、シートＳに所定の張力を付与しつつ、回転軸４１を矢印４３の方向に回転可能な状態にしても良い。

第２ロール５は、シートＳをメインロール３１から回収するものである。具体的には、第２ロール５は、回転軸５１と、モータ５２とを備えている。
回転軸５１は、長尺のシートＳをロール状に巻き付けておくための円筒軸である。
モータ５２は、メインロール３１の回転に同期させて回転軸５１を矢印５３の方向に回転させるものである。或いは、回転軸５１とモータ５２との間にパウダークラッチ（図示せず）を備え、モータ５２を矢印５３の方向により速く回転させつつ、パウダークラッチの伝達トルクを調節することにより、シートＳに所定の張力を付与しつつ、回転軸５１を矢印５３の方向に回転可能な状態にしても良い。

そのため、第１ロール４は、回転軸４１に巻き付けられた長尺のシートＳを、メインロール３１の回転に応じて矢印４３，Ｓｖの方向に巻き出し、供給することができる。一方、第２ロール５は、薄膜形成が済んだシートＳを、メインロール３１の回転に応じて矢印５３，Ｓｖの方向に巻き取り、回転軸５１に巻き付けて回収することができる。

また、第１ロールと第２ロールは、モータ４２，５２の回転方向を上述の矢印４３，５３と逆の方向に設定することができる。そのため、第２ロール５からシートＳを巻き出して供給し、薄膜形成が済んだシートＳを第１ロール４に巻き取って回収することができる。

第１サブチャンバ６は、第１ロール４を収容するもので、後述するサブチャンバ圧力切替制御部８と排気ポート８３ａを介して接続されている。さらに、第１サブチャンバ６は、メインチャンバ１０と互いに連通する開口部６１を有している。さらに、開口部６１には、ゲート開閉部６２が備えられている。

開口部６１のゲート開閉部は、第１サブチャンバ６内が大気開放状態にある場合は閉状態（破線で示す位置）となっており、第１サブチャンバ６内が減圧状態にあれば、開放状態（図示する位置）に切り替えられる。そして、第１サブチャンバ６内を大気開放状態にするときは、予め開口部６１のゲート開閉部が閉状態に切り替えられる。そのため、第１サブチャンバ６内が減圧状態或いは大気開放状態にあっても、メインチャンバ１０内の圧力が、常に減圧状態に維持できるようになっている。また、第１サブチャンバ６には、第１ロール４を交換するための開閉扉部（図示せず）が備えられている。

上述と同様に、第２サブチャンバ７は、第２ロール５を収容するもので、後述するサブチャンバ圧力切替制御部８と排気ポート８３ｂを介して接続されている。さらに、第２サブチャンバ７は、メインチャンバ１０と互いに連通する開口部７１を有している。さらに、開口部７１には、ゲート開閉部７２が備えられている。

開口部７１のゲート開閉部は、第２サブチャンバ７内が大気開放状態にある場合は閉状態（破線で示す位置）となっており、第２サブチャンバ７内が減圧状態にあれば、開放状態（図示する位置）に切り替えられる。そして、第２サブチャンバ７内を大気開放状態にするときは、予め開口部７１のゲート開閉部が閉状態に切り替えられる。そのため、第２サブチャンバ７内が減圧状態或いは大気開放状態にあっても、メインチャンバ１０内の圧力が、常に減圧状態に維持できるようになっている。また、第１サブチャンバ６には、第１ロール４を交換するための開閉扉部（図示せず）が備えられている。

サブチャンバ圧力切替制御部８は、第１サブチャンバ６と第２サブチャンバ７の内部の圧力を、それぞれ個別に、減圧状態又は大気開放状態に切り替えるものである。
サブチャンバ圧力切替制御部８は、真空ポンプ８１と、切替弁８２と、排気ポート８３ａ，８３ｂとを備えている。第１サブチャンバ６には排気ポート８３ａが接続されており、第２サブチャンバ７には排気ポート８３ｂが接続されている。それぞれの排気ポート８３ａ，８３ｂは、切替弁８２を介して、真空ポンプ８１と接続されている。切替弁８２は、排気ポート８３ａ，８３ｂのいずれを真空ポンプ８１と連通状態とするか、外部からの切替信号８５に基づいて切り替えを行うものである。さらに、排気ポート８３ａ，８３ｂの経路中には、同様の切替弁を配置し、切替弁８２側と連通状態にするか、大気と連通状態にするかを切り替えできるようにしておく。

なお、サブチャンバ圧力切替制御部８は、メインチャンバ１０内が減圧状態であれば、ゲート開閉部６１，７１が閉状態にある場合に限り、切替弁８２を操作して、第１サブチャンバ６や第２サブチャンバ７を大気開放状態にしたり再び減圧状態にできる様なインターロックを設けておく。そうすることで、サブチャンバ圧力切替制御部８は、メインチャンバ１０内の圧力を減圧状態に維持しつつ、１台の真空ポンプ８１のみを用いて、第１サブチャンバ６と第２サブチャンバ７の内部の圧力を、それぞれ個別に、減圧状態又は大気開放状態に切り替えることができる。

シートＳの搬送方向及び搬送速度を制御して、シートＳを一方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向）に搬送させたり、停止させたり、前記一方向とは逆の方向に搬送させたりするものである。具体的には、搬送制御部は、メインロール３１を回転させる駆動モータ３３の回転方向（図中の矢印３１ｖに示す方向）や回転速度を制御することで、シートＳの搬送方向及び搬送速度を制御することができる。また、搬送制御部は、メインロール３１をシートＳの搬送に従属して回転する形態としても良く、この場合は、第１ロール及び第２ロールの巻き取り側を駆動回転させる形態としたり、サブロールＲ１〜Ｒ７の全て若しくはいずれかを駆動用モータと接続された駆動ロールに代えた形態としても良い。

薄膜形成装置１は、上述の様な構成をしているので、シートＳを一方向に搬送しながら薄膜形成をした後、巻取ロールを取り出すことなく反対方向に搬送させることができる。そのため、多層の薄膜形成を行う場合に、一層目の薄膜形成が済んだシートが巻き付けられた巻取ロールを取り出して、巻出ロール側に再装填して運転継続させるといったことが不要となる。つまり本発明の装置によれば、ロール交換のための時間や労力を減らすことができる。

［別の形態］
上述の薄膜形成装置１において、さらに別の形態として、下記構成を付加することが好ましい。
１）搬送制御部は、シートＳを一方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向）に搬送して薄膜形成を終えた後に、シートＳの搬送を停止させる。このとき、第１ロールは空状態となり、第２ロールは満杯状態となっている。
２）第２ロール５が満杯となれば、サブチャンバ圧力切替制御部８は、第２サブチャンバ７を大気開放状態に切り替える。
３）そして、薄膜形成後の帯状基材で満杯となった第２ロールが、薄膜形成前のシートＳが巻き付けられた新しい第２ロールに取り替えられれば、サブチャンバ圧力切替制御部８は、再び第２サブチャンバ７を減圧状態に切り替える。
４）そして、搬送制御部は、取り替えられた薄膜形成前のシートＳを上記一方向とは逆の方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向とは逆の方向）に搬送させる。

なお、前記１）〜４）の間、空状態となった巻出側の第１ロールはそのまま交換せず、第１サブチャンバ６は、減圧状態を維持しておく。そして、シートＳを矢印Ｓｖに示す方向とは逆の方向に搬送させて、シートＳ上に薄膜の形成を行い、巻出側の第２ロール５が空状態となれば、シートＳの搬送を停止させる。このとき、巻取側の第１ロール４が満杯状態となっている。

巻取側の第１ロール４が満杯状態となれば、サブチャンバ圧力切替制御部８は、巻取側の第１サブチャンバ６を大気開放状態に切り替える。そして、薄膜形成後の帯状基材で満杯となった第１ロールが、薄膜形成前のシートＳが巻き付けられた新しい第１ロールに取り替えられれば、サブチャンバ圧力切替制御部８は、再び第１サブチャンバ６を減圧状態に切り替える。そして、搬送制御部は、取り替えられた薄膜形成前のシートＳを直前の搬送方向とは逆（つまり、図中の矢印Ｓｖに示す方向）に搬送させる。

当該形態の薄膜形成装置は、このような構成をしているので、シートＳを矢印Ｓｖに示す方向又はその逆方向に搬送させてシートＳ上に薄膜形成することができる。さらに、薄膜形成が済んだシートＳが巻き付けられたロールを取り出して、薄膜形成前のシートＳが巻き付けられたロールと交換するだけで、次の成膜のためにシートＳを逆方向に搬送して運転を継続することができる。このとき、巻出側のロールとして機能していた第１ロール又は第２ロールは、交換せずに、次の巻取側のロールとして用いることができる。つまり、従来は巻出側ロールと巻取側ロールを２本とも交換しなければならなかったのが、本発明を適用すれば、満杯側のロールを１本だけ交換すれば済み、ロール交換のための時間や労力を減らすことができる。

［別の形態］
上述の薄膜形成装置１及びその別形態において、さらに別の形態として、下記構成としても良い。
１）薄膜形成部２は、第１成膜チャンバ２０ａと第２成膜チャンバ２０ｂとを備え、
第１成膜チャンバ２０ａと第２成膜チャンバ２０ｂに導入する成膜用原料ガスを切り替える成膜用原料ガス切替部をさらに備えている。
２）成膜用原料ガス切替部は、
シートＳを一方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向）に搬送して薄膜形成するときに、第１成膜チャンバ２０ａに原料ガス導入部２１ａを通して第１の成膜用原料ガスを導入し、第２成膜チャンバ２０ｂには原料ガス導入部２１ｂを通して第２の成膜用原料ガスを導入する。一方、シートＳを前記一方向とは逆の方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向とは逆の方向）に搬送して薄膜形成するときに、第２成膜チャンバ２０ｂに原料ガス導入部２１ｂを通して第１の成膜用原料ガスを導入し、第１成膜チャンバ２０ａには原料ガス導入部２１ａを通して第２の成膜用原料ガスを導入する。

具体的には、プラズマＣＶＤ装置において、シートＳの表面にＳｉＯ_２膜／ＳｉＣＮ膜膜を積層形成する場合、下記の運用を行う。
１）正転搬送時
シートＳを一方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向）に搬送させ、上流側となる成膜チャンバ２０ａに、原料ガス導入部２１ａから第１の成膜用原料ガスとして酸素（Ｏ_２）を導入してプラズマ状態にし、反応用ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を導入する。そして、成膜チャンバ２０ａの下流側となる成膜チャンバ２０ｂに、原料ガス導入部２１ｂから第２の成膜用原料ガスとして窒素（Ｎ_２）を導入してプラズマ状態にし、反応用ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を導入する。
２）逆転搬送時
シートＳを一方向（図中の矢印Ｓｖに示す方向）とは逆の方向に搬送させ、上流側となる成膜チャンバ２０ｂに、原料ガス導入部２１ｂから第１の成膜用原料ガスとして酸素（Ｏ_２）を導入してプラズマ状態にし、反応用ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を導入する。そして、成膜チャンバ２０ｂの下流側となる成膜チャンバ２０ａに、原料ガス導入部２１ａから第２の成膜用原料ガスとして窒素（Ｎ_２）を導入してプラズマ状態にし、反応用ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を導入する。
３）導入する原料ガスの切替
上記の原料ガス導入部２１ａ、原料ガス導入部２１ｂに、第１の成膜用原料ガス、第２の成膜用原料ガスのいずれを導入するかは、予め設定しておき、自動的に切り替えを行う。

当該形態の薄膜形成装置は、このような構成をしているので、成膜用原料ガスの導入・切替を自動的に行うことができ、シートＳを一方向に搬送する場合と、その逆方向に搬送する場合とで、運転切替のために要する停機時間や労力を減らすことができる。なお、本説明では、２層の薄膜形成を行う場合について説明したが、成膜チャンバ等を増やして積層数を増やすようにしても良い。

［別の形態］
上述の薄膜形成装置１及びその別形態において、さらに別の形態として、下記構成としても良い。
１）搬送部３には、シートＳをドラム状の外周面に巻き付けて搬送するメインロール３１を備えている。
２）薄膜形成部２は、シートＳを挟んでメインロール３１の外周面と対向する位置に配置されている。
３）メインロール３１の表面温度が薄膜形成部で薄膜が形成されるときの温度よりも低く設定されている。
４）メインロール３１に巻き付けられたシートＳは、薄膜形成部２の上流側及び下流側に均等に配分して巻き付けられている。

このとき、メインロール３１全体を冷却しておく。これは、薄膜形成時にシートＳが高温となると、シートＳが熱膨張するが、減圧チャンバー内で薄膜形成が行われるため、冷却が不十分になりがちである。そうすると、薄膜形成後のシートＳが巻き取られたロールは、サブチャンバから取り出した後、さらに放熱しながらシートが収縮し、いわゆる巻き締まり現象が生じる。この様な巻き締まり現象が生じると、薄膜形成後のシートＳにはしわが発生したり、形成した薄膜にクラックが入るなど不具合を生じる。このような不具合を防止するため、薄膜形成後のシートＳを大気解放後の温度と同程度にする様に、メインロール３１全体を冷却しておく。そうすれば、メインロール３１の外周面３１ｆの内、シートＳが巻き付けられた区間を冷却区間３４とすることができる。さらに、冷却区間３４は、図示するように上流側及び下流側に均等に配分しておくことが好ましい。

当該形態の薄膜形成装置は、このような構成をしているので、シートＳを一方向に搬送する場合と、その逆方向に搬送する場合とで、温調状態を同じにでき、同じ品質の薄膜形成を行うことができる。つまり、正転時と逆転時とで運転条件の変更や段取り替えなどをする必要がなく、運転切替のために要する停機時間や労力を減らすことができる。

［別の形態］
上述の薄膜形成装置１及びその別形態において、さらに別の形態として、下記の様な構成の薄膜形成装置１ｂとしても良い。

図２は、本発明を具現化する形態の別の一例を示す断面図である。
つまり、薄膜形成装置１ｂは、上述の薄膜形成装置１の各部について下記の様な構成をしている点を特徴としている。
１）シートＳの搬送経路中であって薄膜形成部２の上流側及び下流側には、シートＳと接触しつつシートＳの搬送に追従して回転する、上流側サブロール及び下流側サブロールが備えられている。
２）上流側サブロール及び下流側サブロールの内、シートＳが搬送されるときに薄膜形成部２の下流側となる方のサブロール（つまり、図中のサブロールＲ５）を冷却する。

このとき、メインロール部分にのみ着目すれば、メインロール３１全体を冷却しておいたとしても、メインロール３１の外周面３１ｆの内、シートＳが巻き付けられた区間（つまり冷却区間３４）が、シートＳの搬送方向の上流側と下流側とで対称となっていない。しかし、サブロールＲ５が冷却されていることにより、チャンバー１０内のシートＳ全体としては、冷却区間が上流側及び下流側が対称になっている場合と同様の効果（つまり、薄膜形成後のシートの巻き締まり現象の防止効果）が得られる。

薄膜形成装置１ｂは、このような構成をしているので、シートＳを一方向に搬送する場合と、その逆方向に搬送する場合とで、装置構成的に上流側及び下流側が対称になっていなくても、対称の場合と同じ品質の薄膜形成を行うことができる。つまり、正転時と逆転時とで運転条件の変更や段取り替えなどをする必要がなく、運転切替のために要する停機時間や労力を減らすことができる。

［別の形態］
上述の薄膜形成装置１及びその別形態において、さらに別の形態として、下記の様な構成の薄膜形成装置１ｃとしても良い。

図３は、本発明を具現化する形態のさらに別の一例を示す断面図である。
つまり、薄膜形成装置１ｃは、薄膜形成装置１に対して下記の様な構成をしている点を特徴としている。
１）薄膜形成部２とメインロールとを２組み備えている（第１の薄膜形成部２Ａ、第２の薄膜形成部２Ｂ、メインロール３１，３６）。
２）第１の薄膜形成部２Ａでは薄膜形成前のシートＳの片面に薄膜を形成する。
３）第２の薄膜形成部２Ｂでは薄膜を形成した当該片面とは反対側の面に薄膜を形成する。

このとき、第１の薄膜形成部２Ａは、メインロール３１と対向配置されており、第２の薄膜形成部２Ｂは、メインロール３６と対向配置されている。また、第１の薄膜形成部２Ａは、例えば２組みの成膜チャンバ２０（２０ａ，２０ｂ）、原料ガス導入部２１（２１ａ，２１ｂ）、高周波発生部２２（２２ａ，２２ｂ）を備えている。さらに同様に、第２の薄膜形成部２Ｂは、２組みの成膜チャンバ２５（２５ａ，２５ｂ）、原料ガス導入部２６（２６ａ，２６ｂ）、高周波発生部２７（２７ａ，２７ｂ）を備えている。

また、第１サブチャンバ６の第１ロール４から巻き出されたシートＳは、メインロール３１の外周面３１ｆに沿わせて配置され、さらにメインロール３６の外周面３６ｆに沿わせて配置され、第２サブチャンバ７の第２ロール５にて巻き取られる。このとき、メインロール３１の外周面３１ｆの内、シートＳが巻き付けられた区間を冷却区間３４とし、メインロール３６の外周面３６ｆの内、シートＳが巻き付けられた区間を冷却区間３９とすることができる。或いは、サブロールＲ１１〜Ｒ１９のいずれかを冷却する形態としても良い。

搬送部３には、メインロール３１を回転軸３２周りに回転させる駆動モータ３３と、メインロール３６を回転軸３７周りに回転させる駆動モータ３８が備えられている。

搬送制御部は、駆動モータ３３を制御し、メインロール３１を矢印３１ｖの方向やその逆方向に回転させたり、静止させたりする。同様に、搬送制御部は、駆動モータ３８を制御し、メインロール３６を矢印３６ｖの方向やその逆方向に回転させたり、静止させたりする。そのため、搬送制御部は、シートＳを矢印Ｓｖで示す方向やその逆の方向に搬送させたり、静止させたりすることができる。

なお、搬送部３には、シートＳの搬送移動に追従して回転するサブロールＲ１１〜Ｒ１９が適宜備えられている。また、一部のサブロール（例えばＲ１４，Ｒ１６のいずれか）に張力検知手段を備え、一部のサブロール（例えばＲ１５）を、シートＳの厚み方向に揺動できるような構成としても良い。そうすることで、メインロール３１，３２の回転速度差により生じる、シートＳの張力むらを軽減させることができる。

薄膜形成装置１ｃは、このような構成をしているので、シートＳを一方向に搬送しただけで両面に薄膜を形成することができ、従来の装置であれば片面ずつ行っていた成膜を一度に行うことができる。つまり、片面成膜の後、反対面を成膜するためにロール交換する必要がなく、ロール交換のための時間や労力を減らすことができる。

１薄膜形成装置
１ｂ薄膜形成装置
１ｃ薄膜形成装置
２薄膜形成部
２Ａ第１薄膜形成部
２Ｂ第２薄膜形成部
３搬送部
４第１ロール（巻出／巻取）
５第２ロール（巻取／巻出）
６第１サブチャンバ
７第２サブチャンバ
８サブチャンバ圧力切替制御部
１０メインチャンバ
２０成膜チャンバ
２１原料ガス導入部
２２高周波発生部
２５成膜チャンバ
２６原料ガス導入部
２７高周波発生部
３１メインロール（第１メインロール）
３１ｆ外周面
３１ｖ矢印（回転方向）
３２回転軸
３３駆動モータ
３４冷却区間
３６メインロール（第２メインロール）
３６ｆ外周面
３６ｖ矢印（回転方向）
３７回転軸
３８駆動モータ
３９冷却区間
４１回転軸
４２モータ
４３矢印
５１回転軸
５２モータ
５３矢印
６１開口部
６２ゲート開閉部
７１開口部
７２ゲート開閉部
８１真空ポンプ
８２切替弁
８３ａ排気ポート
８３ｂ排気ポート
８５切替信号
Ｓシート（帯状基材，長尺のフィルムシート）
Ｓｖ矢印（シート搬送方向）
Ｒ１〜Ｒ７サブロール
Ｒ１１〜Ｒ１９サブロール

Claims

減圧チャンバー内で帯状基材の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
薄膜形成前の帯状基材が巻き付けられた第１ロールと、
帯状基材を搬送する搬送部と、
帯状基材の表面に薄膜を形成する薄膜形成部と、
薄膜形成後の帯状基材を巻き付ける第２ロールと、
薄膜形成部を収容するメインチャンバと、
第１ロールを収容する第１サブチャンバと、
第２ロールを収容する第２サブチャンバと、
メインチャンバ内の圧力を減圧状態に維持しつつ第１サブチャンバ及び第２サブチャンバの圧力を個別に減圧状態又は大気開放状態に切り替えるサブチャンバ圧力切替制御部と、
前記帯状基材の搬送方向及び搬送速度を制御して当該帯状基材を一方向に搬送させ又は停止させ、前記一方向とは逆の方向に搬送させる、搬送制御部と
を備えた薄膜形成装置。
前記搬送制御部は、前記帯状基材を一方向に搬送して薄膜形成を終えた後に前記帯状基材の搬送を停止させ、
前記サブチャンバ圧力切替制御部は、
前記第２ロールが満杯となれば前記第２サブチャンバを大気開放状態に切り替え、
薄膜形成後の帯状基材で満杯となった第２ロールが薄膜形成前の帯状基材が巻き付けられた新しい第２ロールに取り替えられれば再び当該第２サブチャンバを減圧状態に切り替え、
前記搬送制御部は、前記取り替えられた薄膜形成前の帯状基材を前記一方向とは逆の方向に搬送させることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
前記薄膜形成部には、
第１成膜チャンバと、第２成膜チャンバと、
前記第１成膜チャンバと前記第２成膜チャンバに導入する成膜用ガスを切り替える成膜用ガス切替部とをさらに備え、
前記成膜用ガス切替部は、
前記帯状基材を一方向に搬送して薄膜形成するときに、前記第１成膜チャンバに第１の成膜用ガスを導入し、前記第２成膜チャンバには第２の成膜用ガスを導入し、
前記帯状基材を前記一方向とは逆の方向に搬送して薄膜形成するときに、前記第２成膜チャンバに第１の成膜用ガスを導入し、前記第１成膜チャンバには第２の成膜用ガスを導入することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の薄膜形成装置。
前記搬送部には、前記帯状基材をドラム状の外周面に巻き付けて搬送するメインロールを備え、
前記薄膜形成部は、前記帯状基材を挟んで前記メインロールの外周面と対向する位置に配置されており、
前記メインロールの表面温度が薄膜形成部で薄膜が形成されるときの温度よりも低く設定されており、
当該メインロールに巻き付けられた帯状基材は前記薄膜形成部の上流側及び下流側に均等に配分して巻き付けられている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜形成装置。
前記帯状基材の搬送経路中であって前記薄膜形成部の上流側及び下流側には、前記帯状基材と接触しつつ帯状基材の搬送に追従して回転する、上流側サブロール及び下流側サブロールが備えられ、
上流側サブロール及び下流側サブロールの内、前記帯状基材が搬送されるときに前記薄膜形成部の下流側となる方のサブロールを冷却する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜形成装置。
前記薄膜形成部及びメインロールを２組み備え、
第１の薄膜形成部では薄膜形成前の帯状基材の片面に薄膜を形成し、
第２の薄膜形成部では薄膜を形成した当該片面とは反対側の面に薄膜を形成する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成装置。