JP2017179411A

JP2017179411A - 薄膜形成装置

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Publication number: JP2017179411A
Application number: JP2016064586A
Authority: JP
Inventors: 正晃河杉; Masaaki Kawasugi; 高佳藤元; Takayoshi Fujimoto
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: JP6689642B2

Abstract

【課題】基材に均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる薄膜形成装置を提供する。【解決手段】所定の搬送方向に搬送される基材の被成膜面に蒸着膜を形成する薄膜形成装置であり、蒸着膜の原料となる原料ガスの流量を調節する流量制御弁７６を搬送方向と直交する方向である幅方向に複数有し、原料ガスを供給するガス供給部７３と、ガス供給部７３よりも搬送方向の下流側にあり、幅方向の蒸着膜の膜厚分布を計測する膜厚計測手段８と、流量制御弁７６および膜厚計測手段８の動作の制御を行う制御部９と、を備え、薄膜形成時、制御部９は、膜厚計測手段８による計測結果にもとづいて複数の流量制御弁７６を個別に制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、帯状の基材上に薄膜を形成するための薄膜形成装置であり、基材を搬送させながら成膜部を通過させることにより、基材上に均一な膜厚の薄膜を形成するための薄膜形成装置に関するものである。

近年では、プラスチックフィルムの表面に例えば酸化防止、水分浸入防止等を目的としたバリア膜を形成したバリアフィルムが使用されている。

このようなバリアフィルムは、下記特許文献１に示す薄膜形成装置によって形成されている。例えば図５に示すように、薄膜形成装置１００は、メインロールチャンバ１０１と、このメインロールチャンバ１０１内に収容されるメインロール１０２と、帯状の基材１０３を繰り出す巻出しロール１０４と基材１０３を巻き取る巻取りロール１０５とを備えており、巻出しロール１０４から送出された基材１０３をメインロール１０２に沿うように当接させ、そして巻取りロール１０５によって巻き取ることにより、所定の張力をかけながら基材１０３を搬送するようになっている。そして、メインロール１０２に対向するように成膜部１０６がメインロール１０２の周方向に形成されており、この成膜部１０６にはガス供給部１０７と電極１０８が設けられており、また、ガス供給部１０７の基材１０３と対向する部分には基材の幅方向（図５におけるＹ軸方向）にわたって複数のガス供給口１０７ａが設けられ、幅方向に関して基材１０３に略均等に薄膜の原料ガスが供給される。ガス供給部１０７から薄膜の原料ガスを供給した状態で電極１０８に高周波電圧を印加することにより、原料ガスはプラズマ状態となり、プラズマＣＶＤ法によって基材１０３に蒸着膜が形成される。このような薄膜形成装置１００において、巻出しロール１０４から供給された基材１０３がメインロール１０２に沿わせた状態で成膜部１０６を通過することにより、基材１０３上に蒸着膜が形成される。

特開２００１−３０３２４９号公報

しかし、上記の薄膜形成装置では、均一な膜厚の蒸着膜が得られないおそれがあった。具体的には、ガス供給部１０７の複数のガス供給口１０７ａからの原料ガスの流量には偏りが生じやすく、たとえばガス供給部１０７の幅方向中央部に外部から原料ガスを流し込んだ場合、幅方向中央側のガス供給口１０７ａの方が端部側のガス供給口１０７ａよりも原料ガスの流量が多くなるため、基材１０３に形成された蒸着膜の膜厚も図６に示すように幅方向中央部の方が端部よりも厚くなるおそれがあった。また、長尺の基材１０３に連続して蒸着膜を形成する間、成膜部１０７内の環境が変化するおそれがあり、原料ガスの流量をずっと同じとしていても蒸着膜の膜厚が変化する可能性があるといった問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、基材に均一な膜厚の蒸着膜を形成する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。

上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、所定の搬送方向に搬送される基材の被成膜面に蒸着膜を形成する薄膜形成装置であり、前記蒸着膜の原料となる原料ガスの流量を調節する流量制御弁を前記搬送方向と直交する方向である幅方向に複数有し、当該原料ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部よりも前記搬送方向の下流側にあり、前記幅方向の前記蒸着膜の膜厚分布を計測する膜厚計測手段と、前記流量制御弁および前記膜厚計測手段の動作の制御を行う制御部と、を備え、薄膜形成時、前記制御部は、前記膜厚計測手段による計測結果にもとづいて複数の前記流量制御弁を個別に制御することを特徴としている。

上記薄膜形成装置によれば、基材に均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。具体的には、薄膜形成時、制御部は、膜厚計測手段による計測結果にもとづいて複数の流量制御弁を個別に制御することにより、幅方向の原料ガスの流量に偏りが生じないようにすると同時に、薄膜形成時に成膜環境が変化してもそれに対応するようにリアルタイムで流量制御弁を制御して基材に均一な膜厚の蒸着膜が形成できるようにすることができる。

また、前記基材は帯状であり、両端がロールに巻かれ、片方の当該ロールから送り出され、もう片方の当該ロールが巻き取ることにより、基材が連続的に搬送されると良い。

このようにいわゆるロールトゥロールによって長尺の基材を搬送して基材全体に対して薄膜の形成を行う場合、途中で成膜環境が変化する可能性が高くなるため、成膜環境に対応できることは非常に効果的である。

また、基材を挟んで前記ガス供給部と反対側にあり、基材の前記被成膜面と反対側の面と接触することにより成膜中の基材を支持するメインロールを有し、当該メインロールの温度を調節するロール温度調節手段を前記幅方向に複数有していても良い。

こうすることにより、幅方向におけるメインロールの温度分布も制御してさらに容易に均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。

本発明の薄膜形成装置によれば、基材に均一な膜厚の蒸着膜を形成することができる。

本発明の一実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。本実施形態におけるガス供給部を表す概略図である。本発明の薄膜形成装置によって得られる薄膜の膜厚分布を示すグラフである。本実施形態におけるメインロールを表す概略図である。従来の実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。従来の薄膜形成装置によって得られた薄膜の膜厚分布を示すグラフである。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置１の概略図である。

薄膜形成装置１は、基材上に表面処理を行って薄膜を形成するためのものであり、例えば、プラスチックフィルム上に酸化防止、水分浸入防止を目的としたバリア膜を形成し、食品用の保護フィルム、フレキシブル太陽電池等に使用される。具体的には、フレキシブル太陽電池の場合には、プラスチックフィルム等の帯状基材上に各電極層及び光電変換層等で構成される太陽電池セルが形成された後、薄膜形成装置１により太陽電池セル上に薄膜を複数層形成してバリア膜を形成する。これにより、太陽電池セルに水分の浸入が効果的に防止され、酸化特性に優れたフレキシブル太陽電池を形成することができる。

この薄膜形成装置１は、基材２を送り出す巻出しロール３と、供給された基材２を巻き取る巻取りロール４と、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されるメインロール５と、これらを収容するメインロールチャンバ６と、薄膜を形成する成膜部７とを有しており、巻出しロール３から送り出された基材２をメインロール５の外周面に沿わせて搬送させつつ、成膜部７を通過させることにより、基材２上に薄膜が形成され、巻取りロール４で巻き取られるようになっている。

また、薄膜形成装置１はさらに膜厚計測手段８および制御部９を有し、膜厚計測手段８によって計測された基材２上の薄膜の膜厚に応じて制御部９は成膜部７のガス供給部７３からのガス流量を制御する。

巻出しロール３および巻取りロール４は略円筒形状の芯部３１および芯部４１を有しており、これら芯部３１および芯部４１には基材２が巻き付けられ、これら芯部３１および芯部４１を回転駆動させることにより、基材２を送り出し、または巻き取ることができる。すなわち、図示しない制御装置により芯部３１および芯部４１の回転が制御されることにより、基材２の送り出し速度もしくは巻き取り速度を増加及び減少させることができる。具体的には、基材２が下流側から引張力を受けた状態で上流側の芯部を回転させることにより基材２が下流側に送り出され、適宜、この上流側の芯部にブレーキをかけることにより基材２が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。また、下流側の芯部の回転が調節されることにより、送り出された基材２が撓むのを抑えつつ、逆に基材２が必要以上の張力がかからないようにして巻き取ることができるようになっている。

ここで、基材２は、一方向に延びる薄板状の長尺体であり、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ幅５ｍｍ〜２０００ｍｍの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、たとえばＰＥＴなどの樹脂フィルムが好適に用いられる。

このように、上記の巻出しロール３と巻取りロール４とが一対となり、一方が基材２を送り出し、他方が前記送り出し速度と同じ巻き取り速度で基材２を巻き取ることによって、基材２にかかる張力を所定の値で維持しながら基材２を図１の矢印で示す方向（搬送方向）に搬送することが可能である。

メインロール５は、成膜の際に基材２の姿勢を保ちつつ、上流側の巻出しロール３から供給された基材２を下流側の巻取りロール４に搬送するための搬送部である。メインロール５は、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されており、芯部３１及び芯部４１よりも大径の略円筒形状に形成されている。メインロール５の外周面は、周方向に曲率が一定の曲面で形成されており、図示しない制御装置により芯部３１及び芯部４１の回転に応じて駆動制御され、巻出しロール３から送り出された基材２は、所定の張力が負荷された状態でメインロール５の外周面に沿って搬送される。すなわち、メインロール５の外周面に基材２が沿った状態でメインロール５が巻出しロール３及び巻取りロール４の回転に応じて回転することにより、基材２は、基材２全体が張った状態で、その表面が成膜部７に対向する姿勢で巻出しロール３から巻取りロール４へ搬送されるようになっている。

このように基材２が張った状態で搬送され、薄膜が形成されることにより、薄膜形成時の基材２のばたつきを防ぐことができ、基材２に積層される薄膜の膜厚精度が向上するとともに基材２のばたつきによるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、メインロール５の曲率半径を大きくすることにより、基材２がより平坦に近い状態で支持されながら成膜が行われるため、薄膜形成後の基材２に反りが生じることを防ぐことができる。

また、メインロール５の基材２が巻き付かない部分は、後述する温度調節手段５１と対向し、メインロール５の温度が基材２への薄膜の形成に適した温度となるように調節されている。

メインロールチャンバ６は、メインロール５を収容しチャンバ内の圧力を一定に保持するためのものである。メインロールチャンバ６には、真空ポンプ６１が接続されており、この真空ポンプ６１を作動させることにより、メインロールチャンバ６内の圧力を制御できるようになっている。

なお、本実施形態では、巻出しロール３及び、巻取りロール４がメインロールチャンバ６内に収容されているが、これらをメインロールチャンバ６の外に設ける構成であってもよい。本実施形態のようにこれらをメインロールチャンバ６内に設けることで、基材２や薄膜形成後の基材２（成膜基材）を大気に曝すことから保護することができる。

成膜部７は、蒸着法により基材２上に蒸着膜である薄膜を形成するためのものであり、本実施形態では蒸着法の一種であるプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基材２上に薄膜を形成している。

各成膜部７は、メインロール５の外径側に間仕切り部６２を配置することにより形成されている。具体的には、メインロール５の外径側に２つの間仕切り部６２がメインロール５の外周面に向かって設けられていることにより、各間仕切り部６２とメインロールチャンバ６の壁面とで成膜部７の隔壁部が構成されて、メインロール５上の基材２の膜形成面（メインロール５と対向している面と反対側の面）の一部を囲み、当該膜形成面の一部との間に閉空間を形成する成膜部７が形成される形態となっている。

これにより、メインロール５に沿って巻出しロール３から巻取りロール４へ基材２が搬送されると、成膜部７により基材２の膜形成面側の表面に薄膜が形成されるようになっている。

なお、本実施形態では間仕切り部６２が基材２と干渉して基材２が破損することを防ぐために、メインロール５上の基材２と間仕切り部６２の端部との間には若干の隙間が設けられるように構成されている。したがって、成膜部７と基材２との間に形成される空間は厳密的には閉空間では無いが、本説明ではこのように若干の隙間がある空間であっても閉空間と呼ぶこととする。

成膜部７には、真空ポンプ７１が接続されており、真空ポンプ７１を作動させることにより、各成膜部７内を所定の圧力に設定できるようになっている。本実施形態では、原料ガスを供給する前に所定の圧力になるまで成膜部７内を減圧する。

また、これらの成膜部７は、基材２に対する表面処理として、前述の通りプラズマＣＶＤ法を用いた成膜源が設けられている。すなわち、成膜部７には、図示しない高周波電源に接続されて成膜部７内の閉空間にプラズマを発生させるための略Ｕ字型のプラズマ電極７２が設けられるとともに、基材２と対向する複数のガス供給口を有するガス供給部７３が設けられ、ガス供給部７３は薄膜形成装置１の外部からのガス供給手段である原料ガス配管が接続されている。これにより基材２が成膜部７を通過する際に基材２の膜形成面側の表面に所定の薄膜が形成される。すなわち、ガス供給部７３から成膜部７内に原料ガスが供給された状態で、高周波電源によってプラズマ電極７２に高周波電圧が印加されることにより、プラズマ電極７２の周辺にプラズマが発生し、このプラズマによって原料ガスが励起されて成膜部７内がプラズマ雰囲気となり、基材２の膜形成面側の表面に所定の薄膜が形成される。たとえば、原料ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガス及びアルゴンガス、水素ガスを供給することにより、密着性の高いＳｉ化合物膜が形成され、また、原料ガスとしてＨＭＤＳ及び酸素ガスが供給されることにより、緻密でバリア性の高いＳｉＯ２膜が形成される。

図２は、ガス供給部７３を表す概略図であり、断面図である。

ガス供給部７３には、薄膜形成装置１の外部からのガス供給手段である原料ガス配管７４と接続された分岐流路が設けられ、各分岐流路の先端部の開口は、基材２の搬送方向と直交する方向である幅方向（Ｙ軸方向）に複数並んで配列されたガス供給口７５となっている。

各ガス供給口７５はメインロール５の外周面に対向するように配置されており、基材２が搬送される際、基材２の被成膜面と対向する。そして、原料ガス配管７４から供給された原料ガスが上記分岐流路を経由して各ガス供給口７５から一斉に吐出されることにより、幅方向に関して基材２の被成膜面全体に万遍なく原料ガスを供給することができ、被成膜面の全体に蒸着膜を形成することができる。また、本実施形態においてガス供給部７３のＹ軸方向の寸法は、基材２の幅方向の寸法と略同一である。

また、分岐流路の途中には、幅方向に複数の流量制御弁７６が設けられている。図２の実施形態では、原料ガス配管７４と連結された流路が５つに分岐し、それぞれの流路に流量制御弁７６ａ乃至７６ｅが１つずつ設けられ、各流量制御弁７６を経由した流路はさらに分岐し、各ガス供給口７５が形成される。

ここで、各流量制御弁７６によって、ガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量を調節することができ、また、各流量制御弁７６を個別に制御することにより、ガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量が幅方向全体にわたって均一になるように調節することができる。たとえば、ガス供給部７３の端にあたる分岐流路は他の部位の分岐流路よりも原料ガスの流量が少なくなる傾向があるため、流量制御弁７６ａと流量制御弁７６ｅは流量制御弁７６ｂ乃至７６ｄよりもガスが流れやすくしておく（弁の開度を大きくしておく）ことにより、ガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量が幅方向全体にわたって均一にすることができる。

また、流量制御弁７６ａ乃至７６ｅはそれぞれ配線を経由して制御部９と接続されており、制御部９によって流量制御弁７６ａ乃至７６ｅの開度が個別に制御される。

また、本実施形態では図２に示すように流量制御弁７６ａ、７６ｂ、７６ｄ、７６ｅはそれぞれ２つのガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量を制御しているのに対し、流量制御弁７６ｃは上記４つの流量制御弁７６よりも多い８つのガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量を制御するようにしている。これは、ガス供給部７３の中央部にあたるガス供給口７５は比較的ガス流量が安定しており、隣接するガス供給口７５同士での細かな流量調節は必要無いからである。このように各流量制御弁７６に割り当てられるガス供給口７５の数に差異を設けることにより、ガス供給口７５から吐出される原料ガスの流量が幅方向全体にわたって均一にするための流量制御弁７６の個数を最小限にすることができ、制御を容易にすることができる。なお、これに限らず各流量制御弁７６に割り当てられるガス供給口７５の数を同一にしても構わない。

膜厚計測手段８は、ガス供給部７３を含む成膜部７よりも搬送方向の下流側に設けられている。膜厚計測手段９は、本実施形態ではたとえばＸ線式膜厚計といった膜厚を非接触式で測定可能なセンサを有し、図示しない駆動装置に取り付けられて幅方向（Ｙ軸方向）に移動可能なように設けられいる。そして、センサがＹ軸方向に移動しながら動作することにより基材２上の薄膜の膜厚を幅方向の全長にわたって計測する。この計測結果は、膜厚計測手段８と配線で接続されている制御部９に出力される。

制御部９は、本実施形態ではＣＰＵおよびＲＡＭやＲＯＭを有するコンピュータであり、膜厚計測手段８によって計測された膜厚データをもとに、幅方向の膜厚分布データを作成する機能、また、流量制御弁７６ａ乃至７６ｅの開度を制御する機能、また、巻出しロール２、メインロール５など回転駆動部が接続されたロールの回転速度を制御するための機能、また、成膜装置７の印加電圧を制御する機能などを実行するプログラムが記憶されている。

また、制御部９は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、たとえば基材Ｗの搬送速度、成膜時の印加電圧情報、薄膜形成開始時の流量制御弁７６ａ乃至７６ｅの開度、基材２に形成すべき薄膜の膜厚などの設定データがこの記憶装置に記憶される。

以上の薄膜形成装置１において基材２の搬送が開始し、成膜部７によって被成膜面（メインロール５と接触する面と反対側の面）に薄膜が形成されると、その後薄膜は膜厚計測手段８まで搬送され、幅方向（Ｙ軸方向）にわたって膜厚が測定される。

ここで、制御部９は、膜厚計測手段８の計測結果にもとづいてフィードバック制御を行い、流量制御弁７６ａ乃至７６ｅの開度を調整する。つまり、膜厚計測手段８の膜厚の計測結果に応じて、制御部９は、流量制御弁７６ａ乃至７６ｅのそれぞれに対して制御信号を出力し、流量制御弁７６ａ乃至７６ｅのそれぞれの開度を調整する。

次に、本発明の薄膜形成装置によって得られる薄膜の膜厚分布を図３に示す。

薄膜の設定膜厚が図３の実線の通り与えられているのに対し、ある時点でのは膜厚計測手段８による膜厚計測結果が鎖線の通りであった場合、制御部９はこの測定結果にもとづき流量制御弁７６にフィードバックをかける。たとえば、流量制御弁７６ａ、７６ｅの開度を大きくしてガス供給部７３の端部のガス流量を大きくすることによって膜厚を厚くするように制御し、また、流量制御弁７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの開度を小さくしてガス供給部７３の中央部のガス流量を小さくすることによって膜厚を薄くするように制御し、以後に形成される薄膜の膜厚分布が図３の実線の通りとなるようにする。

このような制御部９によるフィードバック制御を薄膜形成時に常時実施することにより、幅方向の膜厚分布が設定値から逸脱しないように連続して薄膜を形成することができる。すなわち、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。

特に本実施形態のようにロールトゥロールによって長尺の基材２を搬送して基材２全体に対して薄膜の形成を行う場合、成膜部７の内部、プラズマ電極７２、ガス供給部７３へ薄膜が堆積したり、連続成膜にともなって成膜部７の内部温度が上昇するなど、途中で成膜環境が変化する可能性が高くなり、また、ロールトゥロールで成膜した場合、もし途中で成膜不良が生じた場合、ロール一反分全てが不良と判断されるおそれがあるため、成膜環境の変化に対応してリアルタイムに流量制御弁７６の開度を調節して常に均一な膜厚を形成する成膜条件を形成できることは非常に効果的である。

また、本実施形態では薄膜形成装置１は温度調節手段５１をさらに有している。温度調節手段５１は、メインロール５の基材２が巻き付かない位置においてメインロール５の外周面と対向し、メインロール５の温度が基材２への薄膜の形成に適した温度となるように調節されている。

本実施形態における温度調節手段を図４に示す。温度調節手段５１は、本実施形態ではメインロール５と離間してメインロール５を加熱もしくは冷却するヒータもしくはクーラーであり、メインロール５の幅方向（Ｙ軸方向）にわたって複数配列されている。図４の実施形態では、５つの温度調節手段５１（温度調節手段５１ａ乃至５１ｅ）が配列され、また、これら５つの温度調節手段５１の配置されている幅がメインロール５の幅方向寸法と略同一となるように配列しており、メインロール５上のたとえば図４に鎖線で示すように分割された領域をそれぞれの温度調節手段５１が加熱もしくは冷却する。

また、各温度調節手段５１はそれぞれ配線を経由して制御部９と接続されており、制御部９によって各温度調節手段５１による加熱量（冷却量）が個別に制御される。

ここで、仮にメインロール５を一つの温度調節手段で温度調節した場合、温度調節手段による温度調節の効果はメインロール５の両端部では弱く、メインロール５の温度分布が幅方向にわたって不均一になるおそれがある。この場合、たとえ前記ガス供給部７３から供給されるガス流量が幅方向にわたって均一であったとしても基材２に形成される薄膜の膜厚は不均一になる可能性がある。

そこで、本実施形態のように温度調節手段をメインロール５の幅方向に複数設け、Ｙ軸方向の端部に近い温度調節手段５１であるほど加熱量（冷却量）が大きくなるように個別に制御することにより、メインロール５の温度分布を幅方向にわたって均一にし、薄膜の形成に影響を及ぼさないようにしている。

一方、本実施形態のように温度調節手段５１を複数設けることはせずに一つの温度調節手段でメインロール５を温度調節する場合であっても、メインロール５のＹ軸方向の寸法を基材２の幅方向の寸法よりも充分大きくすることにより、メインロール５のうち比較的温度が均一であるＹ軸方向中央部のみを基材２の搬送にあて、均一な膜厚の薄膜を形成させ易くすることも可能ではあるが、幅広のメインロール５を収納できるだけの容積が薄膜形成装置１に求められるため、装置のフットプリントが増大する。また、本実施形態大きくなったメインロール５を任意の温度にするために温度調節手段５１の出力を本実施形態よりも大きくする必要が生じるため、好ましくない。

また、本実施形態ではメインロール５において図４に鎖線で示すように分割された各領域の温度を計測する図示しない温度計測手段が設けられており、これら温度計測手段も配線を経由して制御部９に接続されている。これにより、制御部９は常時メインロール５の各部位の温度を把握し、メインロール５の温度分布が幅方向にわたって均一となるように温度調節手段５１ａ乃至５１ｅをフィードバック制御することができる。

ここで、制御部９は、メインロール５の温度分布を幅方向にわたって均一とするにとどまらず、膜厚計測手段８による計測結果により膜厚が不均一になったと判断された場合に、ガス流量に加えてメインロール５の温度分布を調節することによって膜厚が均一になるようにフィードバック制御を行うようにしても良い。

以上の薄膜形成装置により、基材に均一な膜厚の蒸着膜を形成することが可能である。

ここで、本発明の薄膜形成装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の実施形態では全てのガス供給口が流量制御弁を経て原料ガスが供給されるようになっているが、たとえばガス流量が安定している幅方向中央部のガス供給口には流量制御弁を経ずに原料ガスが供給されるようになっていても良い。

また、上記の実施形態では成膜部は１つであるが、複数の成膜部を有し、基材上に薄膜を積層しても良い。たとえば、２つの成膜部において基材上にＳｉ化合物膜とＳｉＯ２膜とを重ねて形成させることにより、密着性が良くかつバリア性が高いバリア膜を形成することができる。この場合、膜厚計測手段はそれぞれの成膜部で薄膜を形成した後に膜厚を計測できるように配置することが望ましい。

また、上記実施形態では膜厚計測手段は一つのセンサを幅方向に移動させながら膜厚を計測するものであるが、センサが幅方向に沿って複数設けられ、基材２上の薄膜の膜厚を幅方向に沿って複数箇所計測するものであっても良い。

また、上記実施形態では温度調節手段はメインロールの外周面と対向するヒータもしくはクーラーであるが、これに限らず、メインロールの内部に冷媒もしくは熱媒を循環させる手段であっても良い。

また、上記の実施形態では巻出しロールから基材を送り出し、巻取りロールで基材を巻取ることにより基材を搬送する、いわゆるロールトゥロールによって基材を搬送する形態で説明を行っているが、枚葉の基材２を搬送し、その表面に薄膜を形成する場合にも本発明を適用することができる。

１薄膜形成装置
２基材
３巻出しロール
４巻取りロール
５メインロール
６メインロールチャンバ
７成膜部
８膜厚計測手段
９制御部
３１芯部
４１芯部
５１温度調節手段
５１ａ温度調節手段
５１ｂ温度調節手段
５１ｃ温度調節手段
５１ｄ温度調節手段
５１ｅ温度調節手段
６１真空ポンプ
６２間仕切り部
７１真空ポンプ
７２プラズマ電極
７３ガス供給部
７４ガス配管
７５ガス供給口
７６流量制御弁
７６ａ流量制御弁
７６ｂ流量制御弁
７６ｃ流量制御弁
７６ｄ流量制御弁
７６ｅ流量制御弁
１００薄膜形成装置
１０１メインロールチャンバ
１０２メインロール
１０３基材
１０４巻出しロール
１０５巻取りロール
１０６成膜部
１０７ガス供給部
１０７ａガス供給口
１０８電極

Claims

所定の搬送方向に搬送される基材の被成膜面に蒸着膜を形成する薄膜形成装置であり、
前記蒸着膜の原料となる原料ガスの流量を調節する流量制御弁を前記搬送方向と直交する方向である幅方向に複数有し、当該原料ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部よりも前記搬送方向の下流側にあり、前記幅方向の前記蒸着膜の膜厚分布を計測する膜厚計測手段と、
前記流量制御弁および前記膜厚計測手段の動作の制御を行う制御部と、
を備え、
薄膜形成時、前記制御部は、前記膜厚計測手段による計測結果にもとづいて複数の前記流量制御弁を個別に制御することを特徴とする、薄膜形成装置。
前記基材は帯状であり、両端がロールに巻かれ、片方の当該ロールから送り出され、もう片方の当該ロールが巻き取ることにより、基材が連続的に搬送されることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
基材を挟んで前記ガス供給部と反対側にあり、基材の前記被成膜面と反対側の面と接触することにより成膜中の基材を支持するメインロールを有し、当該メインロールの温度を調節するロール温度調節手段を前記幅方向に複数有していることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の薄膜形成装置。