JP4902561B2 - 搬送装置、搬送方法および成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空中で長尺な基板を搬送する搬送装置、搬送方法および成膜装置に関し、特に、長尺な基板を、しわ等を発生させることなく真空中を搬送することができる搬送装置、搬送方法および成膜装置に関する。

長尺なプラスチックフィルム製の基板を搬送する場合、基板の表面が擦れたりするなどして傷がついてしまうことがある。このように搬送時に基板の表面に傷がつくことは、最終的に得られる製品の品質を低下させることになり好ましくない。
そこで、搬送時において、プラスチックフィルムなどの基板にキズが付くことを防止するために、段付ローラが用いられている。これ以外にも種々の搬送手段が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１のフィルム搬送ロールは、搬送ロールとプラスチックフィルムの間にエアー等の流体を流すことにより直接プラスチックフィルムとロールが触れることがない構成である。この構成により、特許文献１においては、プラスチックフィルムに対するロール擦れや異物噛み込み等によるプラスチックフィルムに対するキズを防ぐことができる。

特開２０００−８６０３２号公報

例えば、長尺なプラスチックフィルム製の基板の表面に、薄膜を形成する場合、真空中を長尺なプラスチックフィルム製の基板を、ローラを用いて搬送することがある。
真空中の搬送時に基板の幅方向において、搬送速度差が生じた場合、基板にしわ等が生じると、真空中では空気がないことによりローラの基板の保持力が高く、このしわ等が、解消することなく、そのままの状態で基板が、次々に搬送されてしまうという問題点がある。
しわ等がついた状態で搬送された基板は、しわがついた状態のままで成膜、巻き取り等がされることになり、最終製品としては不良品となってしまう。

基板の表面に傷をつけたくない場合に、段付きローラを用いて基板の幅方向の両端を支持して搬送することがある。この場合においては、基板の幅方向の中央部がたわみやすくなり、しわ等が発生しやくなる。特に、真空中では、上述のように、しわ等が解消することが起こりにくい。
上述の特許文献１のフィルム搬送ロールを用いても、これは、エアー等の流体を流すものであるため、真空環境下では、チャンバ内の埃などを舞い上げてしまう虞があり、この埃が基板の表面に付着した場合、最終的な製品として不良品になってしまう。このように、埃などの付着による成膜への悪影響が懸念される。さらには、上述の特許文献１のフィルム搬送ロールは、エアー等の流体を流すものであるため、真空チャンバ内の真空度を保持することも困難である。このようなことから、真空中の基板の搬送に、特許文献１のフィルム搬送ロールを用いることは難しい。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、長尺な基板を、しわ等を発生させることなく、真空中で搬送することができる搬送装置、搬送方法および成膜装置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、長尺の基板を真空中で搬送する搬送装置であって、前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有する回転軸部と、前記回転軸部の両端に設けられ、前記基板が巻き掛けられるローラ部とを備える回転可能な段付きローラと、前記ローラ部に巻き掛けられた前記基板のうち、少なくとも前記回転軸部の上方を搬送される部分に接離可能であり、前記基板に接して前記基板を支持して前記基板の搬送を補助する搬送補助手段と、前記段付きローラの回転を制御するとともに、前記搬送補助手段の前記基板への接離を制御する制御部とを有し、前記基板を前記段付きローラのローラ部に巻き掛けて搬送する際、少なくとも前記回転軸部の上方を搬送される部分を一時的に、前記搬送補助手段で支持して搬送した後、前記搬送補助手段による支持を外して、前記基板を搬送することを特徴とする搬送装置を提供するものである。

本発明の成膜装置において、前記搬送補助手段は、前記段付ローラの前記各ローラ部と前記回転軸部により構成される凹部、または前記段付きローラの前記基板の搬送方向の上流側もしくは下流側に、少なくとも１つ設けられた補助ローラであり、前記補助ローラは、前記基板に対して接離可能であり、前記補助ローラの前記基板への接離は、前記制御部により制御されることが好ましい。

また、本発明においては、前記搬送補助手段は、前記段付ローラの前記各ローラ部と前記回転軸部より構成される凹部、または前記段付きローラの前記基板の搬送方向の上流側もしくは下流側に、少なくとも１つ設けられた補助摺動部材であり、前記補助摺動部材は、前記基板に対して接離可能であり、前記補助摺動部材の前記基板への接離は、前記制御部により制御されることが好ましい。
さらに、本発明においては、前記補助ローラは、幅出し機能を備えることが好ましい。
さらにまた、本発明においては、前記補助ローラは、垂直方向に移動することにより、前記基板に対して接離することが好ましい。

また、本発明においては、前記補助ローラは、前記段付ローラのローラ部に巻き掛けられた基板が、前記段付ローラのローラ部から離間する位置まで上昇可能であることが好ましい。

本発明の第２の態様は、長尺の基板を真空中で、前記基板の搬送方向と直交する幅方向の両側の端部を支持して搬送する搬送方法であって、前記基板の前記両側の端部を支持して搬送する際、前記基板の前記幅方向の中央部を一時的に支持して搬送した後、前記中央部の支持を外して、前記基板の前記両側の端部を支持して搬送することを特徴とする搬送方法を提供するものである。

また、本発明においては、前記基板の中央部の一時的な支持は、前記基板の搬送速度が、所定の速度に達した時に外すことが好ましい。
さらに、本発明においては、前記基板の中央部の一時的な支持は、前記基板を所定の時間搬送した後に外すことが好ましい。

本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様の搬送装置を有する成膜装置を提供するものである。

本発明の搬送装置によれば、段付きローラによる基板の搬送を補助する搬送補助手段を、制御部により基板に対して接離可能に設け、基板を段付きローラのローラ部に巻き掛けて搬送する際、少なくとも回転軸部の上方を搬送される部分を一時的に、搬送補助手段で支持して搬送した後、搬送補助手段による支持を外して基板を搬送することにより、真空中をしわ、たるみ等がない状態で基板を搬送することができ、しかも最終的な製品として使用されることが多い基板の中央部を非接触状態で搬送することができる。このため、製品となる部分に、搬送によるキズなどがつくことが防止される。このことから、基板の表面にキズがつきやすい層が形成されている場合には、本発明の搬送装置による搬送が、特に好適である。

また、本発明の搬送方法によれば、基板の両側の端部を支持して搬送する際、基板の幅方向の中央部を一時的に支持して搬送した後、中央部の支持を外して、基板の前記両側の端部を支持して搬送することにより、真空中をしわ、たるみ等がない状態で基板を搬送することができ、しかも最終的な製品として使用されることが多い基板の中央部を非接触状態で搬送することができる。このため、製品となる部分に、搬送によるキズなどがつくことが防止される。このことから、基板の表面にキズがつきやすい層が形成されている場合には、本発明の搬送方法は、特に好適である。

さらに、本発明の成膜装置によれば、最終的な製品として使用されることが多い基板の中央部を非接触状態で搬送することができる。このため、製品となる部分に、搬送によるキズなどがつくことが防止される。このことから、基板の表面に成膜する場合、キズに起因する成膜欠陥の発生が抑制されるため、品質が良いものを製造することができるとともに、歩留まりもよくなり、生産効率を高くすることができる。
更には、基板の中央部を非接触状態で搬送することができるため、基板の表面にキズがつきやすい層が形成されているものに成膜する場合には、キズに起因する成膜欠陥の発生を抑制できるため、特に好適である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の搬送装置、搬送方法および成膜装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る搬送装置を有する成膜装置を示す模式図である。
本実施形態においては、本発明の搬送装置を成膜装置１０の供給室１２からの基板Ｚの送り出しに用いた例について説明する。

図１に示す成膜装置１０は、磁気記録媒体の製造、光学膜の製造、またはガスバリアフィルムの製造等に利用されるものである。
成膜装置１０は、長尺の基板Ｚ（ウェブ状の基板Ｚ）に連続で成膜を行う装置であって、基本的に、長尺な基板Ｚを供給する供給室１２と、長尺な基板Ｚに膜を形成する成膜室（チャンバ）１４と、膜が形成された長尺な基板Ｚ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Ｚ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。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Ｚを供給する部位であり、基板ロール２０、および搬送装置５０が設けられている。
基板ロール２０は、長尺な基板Ｚを連続的に送り出すものであり、例えば、反時計回りに基板Ｚが巻回されている。
基板ロール２０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基板ロール２０が基板Ｚを巻き戻す方向ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Ｚが連続的に送り出される。

搬送装置５０は、基板Ｚを所定の搬送経路で成膜室１４に案内するものである。この搬送装置５０については、後に詳細に説明する。
なお、本実施形態の成膜装置１０においては、搬送装置５０は、基板Ｚ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ものであってもよい。

本発明の成膜装置において、基板Ｚ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Ｚとしては、例えば、ＰＥＴ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。更には、樹脂フィルムの表面に、有機層が形成されているものであってもよい。

巻取り室１６は、後述するように、成膜室１４で、表面Ｚｆに膜が形成された基板Ｚを巻き取る部位であり、巻取りロール３０、およびガイドローラ３１が設けられている。

巻取りロール３０は、成膜された基板Ｚをロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取りロール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ロール３０が回転されて、成膜済の基板Ｚが巻き取られる。
巻取りロール３０においては、モータによって基板Ｚ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Ｚを連続的に、例えば、時計回りに巻き取る。

ガイドローラ３１は、成膜室１４から搬送された基板Ｚを、所定の搬送経路で巻取りロール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、ガイドローラ３１は、駆動ローラまたは従動ローラでもよく、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。

成膜室１４は、真空チャンバとして機能するものであり、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚ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、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ている。

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Ｚ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に設けられた搬送装置５０から搬送された基板Ｚ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Ｚの搬送方向Ｄと直交する方向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Ｚの長さ（以下、基板Ｚ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Ｚ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Ｚの幅よりも長い。
また、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。さらには、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、基板Ｚ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。

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、軸方向に回転軸を有し、回転可能なものである。かつドラム２６は、軸方向における長さが基板Ｚの幅よりも長い。ドラム２６においては、基板Ｚの幅方向における中心と、ドラム２６の軸方向の中心とを合わせて、基板Ｚを、その表面（周面）に巻き掛けた場合、その両側の端部は、基板Ｚが掛からない領域となる。
ドラム２６は、その表面（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。

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Ｚがドラム２６に巻き掛けられた状態で、ドラム２６が回転して、基板Ｚが搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板Ｚの表面Ｚｆに膜を形成するものである。
成膜部４０は、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤを用いて膜を形成するものであり、成膜電極４２、高周波電源４４、原料ガス供給部４６および仕切部４８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において基板Ｚが巻き掛けられる領域に対向して、所定の隙間Ｓを設けて成膜電極４２が設けられている。成膜電極４２は、例えば、平面視長方形の平板状に形成されており、広い面に複数の穴（図示せず）が等間隔で形成されている。成膜電極４２は、この広い面をドラム２６に向けて配置されている。この成膜電極４２は、一般的にシャワー電極と呼ばれるものである。
また、成膜電極４２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、成膜電極４２に高周波電圧が印加される。

原料ガス供給部４６は、例えば、配管４７を介して、成膜電極４２の複数の穴を通して隙間Ｓに、膜を形成する原料ガスを供給するものである。ドラム２６と成膜電極４２との隙間Ｓがプラズマの発生空間になる。
本実施形態においては、原料ガスは、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。

原料ガス供給部４６は、プラズマ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、プラズマＣＶＤ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、成膜電極４２の複数の穴を通して隙間Ｓに供給しても、各ガスを異なる配管から成膜電極４２の複数の穴を通して隙間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。

仕切部４８（区画部）は、成膜電極４２を成膜室１４内において区画するものである。
この仕切部４８は、例えば、一対の仕切板４８ａにより構成されており、一対の仕切板４８ａで、成膜電極４２を挟むようにして配置されている。
各仕切板４８ａは、それぞれドラム２６の長さ方向に伸びた板状部材であり、ドラム２６側の端部が、成膜電極４２とは反対側に折曲している。この仕切部４８により、隙間Ｓ、すなわち、プラズマ発生空間が、成膜室１４内において区画されている。

成膜電極４２は、平板状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、プラズマＣＶＤ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、基板Ｚに対する電界およびプラズマなどの均一性等の点で、成膜電極４２は、本実施形態のような平面視長方形の平板状のシャワー電極であることが好ましい。
また、成膜電極４２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。

また、ドラム２６には、温度を調節する温度調節部（図示せず）を設けてもよい。この温度調節部は、例えば、ドラム２６の中心に設けられるヒータである。
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、除去する反応生成物（堆積物）等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。

次に、本実施形態の搬送装置５０について説明する。
図２（ａ）は、図１に示す成膜装置の搬送装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）は、図１に示す成膜装置の搬送装置を示す模式的側面図である。

図２（ａ）に示すように、搬送装置５０は、段付ローラ６０と、補助ローラ６６（搬送補助手段）とを有する。段付ローラ６０は、基板Ｚの幅方向Ｗにおける端部Ｚｅの両側を支持して搬送するものであり、ローラ部６２および回転軸部６４を備える。
本実施形態においては、基板Ｚの表面Ｚｆがローラ部６２の表面６２ａ側に配置されて搬送される。
段付ローラ６０において、回転軸部６４は、その回転軸Ａが基板Ｚの搬送方向Ｄの直交する方向に配置されている。この回転軸部６４の両端に、円柱状のローラ部６２が設けられている。このローラ部６２の表面６２ａに、基板Ｚの端部Ｚｅが巻き掛けられる。
また、段付ローラ６０は、モータなどの駆動手段（図示せず）により回転されるものである。この駆動手段は、制御部３６に接続されており、制御部３６により段付ローラ６０の回転が制御されて、駆動手段による基板Ｚの搬送速度などが調節される。

補助ローラ６６は、段付ローラ６０による基板Ｚの搬送開始時に、一時的に基板Ｚの搬送を補助するものであり、基板Ｚの表面Ｚｆに対して接離可能に設けられている。
この補助ローラ６６は、直径が一定の円筒ローラであり、その回転軸（図示せず）を回転軸部６４の回転軸Ａと平行にして配置されており、各ローラ部６２と回転軸部６４とにより構成される凹部αで、かつ回転軸部６４の上方に設けられている。
この補助ローラ６６は、基板Ｚの幅方向Ｗにおける中央部Ｚｃを支持することができるものであれば、その長さは限定されるものではない。
補助ローラ６６は、自身を垂直方向Ｖに移動させるための移動機構（図示せず）が設けられており、この移動機構は、制御部３６に接続されている。
制御部３６により移動機構を介して補助ローラ６６の垂直方向Ｖにおける位置が制御される。このように、移動機構により、補助ローラ６６は、基板Ｚの表面Ｚｆに対して接離可能となり、補助ローラ６６を上方向に移動させて、周面６６ａを基板Ｚの表面Ｚｆに接触させることができる。これにより、搬送装置５０は、段付ローラ６０とともに補助ローラ６６を用いて、基板Ｚを搬送することができる。

本実施形態の搬送装置５０は、供給室１２内に設けられており、真空環境下で使用されるものである。
本実施形態においては、基板Ｚを成膜室１４に搬送するとき、ローラ部６２の表面６２ａと補助ローラ６６の表面６６ａとが同一平面上に配置されるように補助ローラ６６を垂直方向Ｖに移動させる。そして、基板ロール２０から送り出された基板Ｚがロール部６２の表面６２ａに巻き掛けられ、これにより、基板Ｚの両側の端部Ｚｅをローラ部６２で支持するとともに、基板Ｚの中央部Ｚｃも補助ローラ６６で支持されて搬送される。
このように、基板Ｚを幅方向Ｗの全域に亘って支持した状態で、基板Ｚを搬送することができる。補助ローラ６６は、搬送開始直後、一時的に基板Ｚの中央部Ｚｃを保持するものであり、通常の搬送時には基板Ｚから離間している。例えば、制御部３６により、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、または送出し時間に基づいて、補助ローラ６６を基板Ｚから離間させる構成にしてもよい。

なお、搬送装置５０においては、段付ローラ６０を回転させる駆動手段による段付ローラ６０の回転数を測定するセンサ（図示せず）を設け、このセンサを制御部３６に接続し、制御部３６において、センサからの段付ローラ６０の回転数に基づいて基板Ｚの搬送速度を算出する構成としてもよい。この場合、基板Ｚの搬送開始時から順次、所定の搬送速度となるように、制御部３６で段付ローラ６０の回転数を制御部３６で制御する。このような構成で、所定の搬送速度に達した時に、補助ローラ６６を下方に下げて、基板Ｚの中央部Ｚｃの一時的な支持を外して、段付ローラ６０だけで、基板Ｚの両側の端部Ｚｅをローラ部６２で支持して基板Ｚを搬送するようにしてもよい。

また、搬送装置５０においては、段付ローラ６０を回転させた時間を制御部３６で測定しておき、この時間を基板Ｚを搬送した時間とし、基板Ｚの搬送開始時から所定の時間搬送した後に、補助ローラ６６を下方に下げて、基板Ｚの中央部Ｚｃの一時的な支持を外して、段付ローラ６０だけで基板Ｚを搬送するようにしてもよい。
また、本実施形態の成膜装置１０においては、搬送装置５０により搬送された基板Ｚにしわ、たるみを検出する検出部（図示せず）を供給室１２内に設けてもよい。この場合、検出部を制御部３６に接続し、制御部３６においては、検出部による搬送された基板Ｚの検出結果、しわ、たるみがない場合には、補助ローラ６６を基板Ｚから外して、段付ローラ６０だけで基板Ｚを搬送するようにしてもよい。
一方、基板Ｚに、しわ、たるみがある場合には、補助ローラ６６を基板Ｚに接触させた状態とする。

なお、本実施形態において、搬送装置５０は、補助ローラ６６を垂直方向Ｖに移動させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆに接した状態で、その位置を固定し、段付ローラ６０を垂直方向に移動可能な構成としてもよい。
この場合、基板Ｚの搬送時に、段付ローラ６０と、補助ローラ６６とで基板Ｚを搬送し、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、段付ローラ６０を上方に上昇させて補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０により基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。

また、本実施形態においては、補助ローラ６６は、直径が一定の円筒ローラに限定されるものではない。補助ローラ６６は、例えば、基板Ｚの幅方向Ｗに張力を与え、基板Ｚの搬送時における幅を一定幅にする機能を有する、すなわち、幅出し機能を備えるものであってもよい。この幅出し機能を備える補助ローラ６６の形態としては、例えば、逆クラウン形状のローラまたは鼓形状のローラと呼ばれるコンケーブローラ（凹面ローラ）である。幅出し機能を備えるものとしては、これ以外にも、端部だけが基板Ｚに接触するローラを、その回転軸（図示せず）を回転軸部６４の回転軸Ａに対して傾けて（ニップローラが末広がりになるように）配置し、基板Ｚの端部Ｚｅでニップさせる構成でもよい。
このように、補助ローラ６６に、幅出し機能を有するものを用いることにより、基板Ｚに幅方向Ｗの張力を与えることができ、しわ、たるみの発生をより一層抑制することができる。

次に、本実施形態の成膜装置１０の動作について説明する。
成膜装置１０においては、供給室１２から成膜室１４を経て巻取り室１６に至る所定の経路で長尺な基板Ｚを通した後、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、所定の真空度に保ち、この状態で、供給室１２から巻取り室１６まで長尺な基板Ｚを通して搬送しつつ、成膜室１４において、基板Ｚに膜を形成するものである。

成膜装置１０においては、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、所定の真空度にする。
次に、長尺な基板Ｚが、例えば、反時計回り巻回された基板ロール２０から搬送装置５０を経て、成膜室１４に搬送させる。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、巻取りロール３０に、長尺な基板Ｚが巻き取られる。

搬送装置５０においては、基板Ｚの両端の端部Ｚｅをそれぞれロール部６２で支持するとともに、基板Ｚの中央部Ｚｃを補助ローラ６６で支持した状態で、基板Ｚを搬送する。
このとき、基板Ｚの中央部Ｚｃは、補助ローラ６６により支持されているため、基板Ｚにしわ、たるみ等が発生することも抑制される。

本実施形態においては、真空中で基板Ｚが搬送されるため、ローラ部６２による基板Ｚの保持力が高く、しわ、たるみ等がない状態で基板Ｚが搬送されると、その状態が維持される。このことから、補助ローラ６６を外しても、しわ、たるみ等がない状態で搬送される。このようにして、成膜室１４に、基板Ｚに、しわ、たるみ等がない状態で、基板Ｚを搬送できる。
なお、基板Ｚの搬送開始時に、補助ローラを用いて搬送して、擦れたり、キズがついた場合、またはしわ等の不具合が生じている場合には、例えば、その部分を切断する。

このように、基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で、搬送できることを確認した後、次に、成膜部４０において、成膜電極４２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を介して隙間Ｓに、膜を形成するための原料ガスを供給する。
成膜電極４２の周囲に電磁波を放射させると、隙間Ｓで、成膜電極４２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・解離される。これにより、基板Ｚの表面Ｚｆに、所定の膜が形成される。

順次、長尺な基板Ｚが反時計回り巻回された基板ロール２０をモータにより時計回りに回転させて、長尺な基板Ｚを連続的に送り出し、搬送装置５０およびガイドローラ２４によりドラム２６で基板Ｚ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により長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに連続的に膜を形成する。そして、ガイドローラ２８、およびガイドローラ３１を経て、巻取りロール３０に、成膜された長尺な基板Ｚが巻き取られる。このようにして、搬送によるキズ、しわ、たるみなどがない基板Ｚの表面Ｚｆに所定の膜を形成することができる。

本実施形態においては、搬送開始直後は補助ローラ６６を用いているが、しわ、たるみ等がない状態となった後には、真空中を、段付ローラ６０で基板Ｚの両側の端部Ｚｅを支持して基板Ｚを搬送するため、基板Ｚの中央部Ｚｃは、非接触状態で搬送される。このように、最終的な製品として使用されることが多い基板Ｚの中央部Ｚｃを非接触状態で搬送できる。
このため、製品となる部分に、搬送によるキズなどがつくことが防止される。このことから、基板Ｚの表面Ｚｆに成膜する場合、キズに起因する成膜欠陥の発生が抑制されるため、品質が良いバリアフィルムなどを製造することができるとともに、歩留まりもよくなり、生産効率を高くすることができる。
更には、基板Ｚの中央部Ｚｃを非接触状態で搬送することができるため、基板Ｚの表面Ｚｆにキズがつきやすい層が形成されているもの、または基板Ｚの表面Ｚｆに膜の形成前に接触すると不具合が生じる膜が形成されているものに成膜する場合には、キズなどに起因する成膜欠陥の発生を抑制できるため、特に好ましい。

なお、本発明においては、搬送装置５０の構成は、本実施形態のものに、特に限定されるものではない。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５２の構成でもよい。
図３（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５２は、本実施形態の搬送装置５０に比して、補助ローラ６６の配置位置が異なるだけであり、それ以外の構成は、本実施形態の搬送装置５０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図３（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５２は、補助ローラ６６が、段付ローラ６０の凹部αではなく、段付ローラ６０の搬送方向Ｄの下流側Ｄｄに設けられている。この段付ローラ６０と補助ローラ６６との垂直方向Ｖと直交する水平方向における距離は、例えば、段付ローラ６０のローラ部６２の直径の２倍以内である。
この搬送装置５２においても、基板Ｚの搬送開始時に、段付ローラ６０と補助ローラ６６とで基板Ｚを搬送し、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、補助ローラ６６を下方に下降させて補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅを支持して、本実施形態の搬送装置５０と同様に、長尺な基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。この搬送装置５２も、本実施形態の搬送装置５０と同様の効果を得ることができる。
また、搬送装置５２の搬送方法は、本実施形態の搬送装置５０の搬送方法と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

なお、搬送装置５２は、補助ローラ６６を垂直方向Ｖに移動させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図３（ｂ）に示すように、補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆに接した状態で、その位置を固定し、段付ローラ６０を垂直方向Ｖに移動可能な構成としてもよい。
この構成の場合、搬送装置５２においては、基板Ｚの搬送開始時に、段付ローラ６０と補助ローラ６６とで基板Ｚを搬送し、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、段付ローラ６０を上方に上昇させて補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅを支持して、本実施形態の搬送装置５０と同様に、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。

さらに、本発明においては、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５４の構成でもよい。
図４（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５４は、本実施形態の搬送装置５０に比して、補助ローラ６６に変えて摺動支持部材７０が設けられていることが異なるだけであり、それ以外の構成は、本実施形態の搬送装置５０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図４（ａ）、（ｂ）に示す搬送装置５４においては、摺動支持部材７０が段付ローラ６０の凹部αに設けられている。
この摺動支持部材７０は、基板Ｚの搬送開始時に、基板Ｚの中央部Ｚｃを、その摺動面７０ａで摺動しつつ支持するものである。この摺動支持部材７０には回動手段（図示せず）が設けられており、この回動手段は、制御部３６により制御される。このため、摺動支持部材７０も制御部３６により、回動されて基板Ｚに対して接離可能となる。
摺動支持部材７０の摺動面７０ａには、摩擦係数が低く、かつ搬送する基板Ｚに接しても擦れたり、キズをつけない材質のものが適宜選択されて用いられる。

この搬送装置５４においても、基板Ｚの搬送開始時に、段付ローラ６０と摺動支持部材７０とで基板Ｚを搬送し、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、摺動支持部材７０を回動させて摺動支持部材７０の摺動面７０ａを基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅを支持して、本実施形態の搬送装置５０と同様に、長尺な基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。この搬送装置５４も、本実施形態の搬送装置５０と同様の効果を得ることができる。
また、搬送装置５４の搬送方法は、本実施形態の搬送装置５０の搬送方法と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

なお、搬送装置５４においては、摺動支持部材７０を回動させる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）に示すように、摺動支持部材７０の摺動面７０ａが基板Ｚの表面Ｚｆに接した状態で、摺動支持部材７０を固定し、段付ローラ６０を垂直方向に移動可能な構成としてもよい。
この構成の場合、搬送装置５４においては、基板Ｚの搬送時に、段付ローラ６０と、摺動支持部材７０とで基板Ｚを搬送し、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、段付ローラ６０を上方に上昇させて補助ローラ６６を基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅが支持された状態で、段付ローラ６０により、長尺な基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。

また、本発明においては、例えば、図５（ａ）に示す搬送装置５６の構成でもよい。
図５（ａ）に示す搬送装置５６は、本実施形態の搬送装置５０に比して、補助ローラ６６に代えて、第１の補助ローラ７２と第２の補助ローラ７４とが、段付ローラ６０を挟んで設けられている点が異なるだけであり、それ以外の構成は、本実施形態の搬送装置５０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図５（ａ）に示す搬送装置５６においては、第１の補助ローラ７２が段付ローラ６０の凹部αではなく、段付ローラ６０に対して基板Ｚの搬送方向Ｄの上流側Ｄｕに設けられており、第２の補助ローラ７４が段付ローラ６０の凹部αではなく、段付ローラ６０に対して基板Ｚの搬送方向Ｄの下流側Ｄｄに設けられている。
段付ローラ６０と第１の補助ローラ７２との水平方向における距離は、例えば、段付ローラ６０のローラ部６２の直径の２倍以内であり、段付ローラ６０と第２の補助ローラ７４との水平方向における距離も、例えば、段付ローラ６０のローラ部６２の直径の２倍以内である。

第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４は、それぞれ、直径が一定の円筒ローラであり、段付ローラ６０の回転軸部６４と軸方向を一致させて配置されている。これらの第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４には、それぞれ移動機構（図示せず）が設けられている。この移動機構は、制御部３６に接続されている。
制御部３６により移動機構を介して第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４は、それぞれ垂直方向Ｖにおける位置が制御される。この移動機構により、第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４は、基板Ｚの表面Ｚｆに対して接離可能となり、第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４を上方向に移動させて、周面７２ａ、７２ｂを基板Ｚの表面Ｚｆに接触させることができる。これにより、搬送装置５６においては、段付ローラ６０とともに第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４を用いて、基板Ｚを搬送することができる。

図５（ａ）に示す搬送装置５６の搬送方法においては、まず、基板Ｚを段付ローラ６０とともに第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４を用いて搬送する。
そして、基板Ｚの搬送開始後に、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、制御部３６により第１の補助ローラ７２および第２の補助ローラ７４を、それぞれ下方に下げて、基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。これにより、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅ（図２（ａ）参照）が支持された状態で、段付ローラ６０により、長尺な基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。
この搬送装置５６においても、本実施形態の搬送装置５０と同様の効果を得ることができる。

第１の補助ローラ７２と第２の補助ローラ７４は、直径が一定の円筒ローラに限定されるものではない。第１の補助ローラ７２と第２の補助ローラ７４は、例えば、基板Ｚの幅方向Ｗに張力を与え、基板Ｚの搬送時における幅を一定幅にする機能を有するもの、すなわち、幅出し機能を備えるものであってもよい。この幅出し機能を備えるローラの形態としては、例えば、逆クラウン形状のローラまたは鼓形状のローラと呼ばれるコンケーブローラ（凹面ローラ）である。幅出し機能を備えるものとしては、これ以外にも、端部だけが基板Ｚに接触するローラを、その回転軸（図示せず）を回転軸部６４の回転軸Ａ（図２（ａ）参照）に対して傾けて配置し、基板Ｚの端部Ｚｅでニップさせる構成でもよい。
このように、第１の補助ローラ７２と第２の補助ローラ７４に、幅出し機能を有するものを用いることにより、基板Ｚに幅方向Ｗの張力を与えることができ、しわ、たるみの発生をより一層抑制することができる。

また、本発明においては、例えば、図５（ｂ）に示す搬送装置５８の構成でもよい。
図５（ｂ）に示す搬送装置５８は、本実施形態の搬送装置５０に比して、補助ローラ６６に代えて、第１の補助ローラ７６と第２の補助ローラ７８とが段付ローラ８０を挟んで設けられている点、および段付ローラ８０が垂直方向Ｖに移動可能である点が異なるだけであり、それ以外の構成は、本実施形態の搬送装置５０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

図５（ｂ）に示す搬送装置５８において、段付ローラ８０の構成は、本実施形態の搬送装置５０の段付ローラ６０の構成と同じであるため、構成についての説明は省略する。この段付ローラ８０には、移動機構（図示せず）が設けられており、この移動機構は、制御部３６に接続されている。制御部３６により移動機構を介して段付ローラ８０は、垂直方向Ｖにおける位置が制御される。移動機構により、基板Ｚの表面Ｚｆに対して接離可能となり、段付ローラ８０を上方向に移動させて、ローラ部６２の表面６２ａを基板Ｚの表面Ｚｆに接触させて、基板Ｚの両側の端部Ｚｅ（図２（ａ）参照）を支持して搬送することができる。

また、図５（ｂ）に示す搬送装置５８においては、第１の補助ローラ７６が段付ローラ６０の凹部αではなく、段付ローラ８０に対して基板Ｚの搬送方向Ｄの上流側Ｄｕに設けられており、第２の補助ローラ７８が段付ローラ８０の凹部αではなく、段付ローラ８０に対して基板Ｚの搬送方向Ｄの下流側Ｄｄに設けられている。段付ローラ８０と第１の補助ローラ７６との水平方向における距離は、例えば、段付ローラ８０のローラ部６２の直径の２倍以内であり、段付ローラ６０と第２の補助ローラ７８との水平方向における距離も、例えば、段付ローラ８０のローラ部６２の直径の２倍以内である。

第１の補助ローラ７６および第２の補助ローラ７８は、それぞれ、直径が一定の円筒ローラであり、段付ローラ８０の回転軸部６４と軸方向を一致させて配置されている。第１の補助ローラ７６および第２の補助ローラ７８の配置位置は固定されている。これにより、搬送装置５８においては、段付ローラ８０とともに第１の補助ローラ７６および第２の補助ローラ７８を用いて、基板Ｚを搬送することができる。

図５（ｂ）に示す搬送装置５８の搬送方法においては、まず、基板Ｚを段付ローラ８０とともに第１の補助ローラ７６および第２の補助ローラ７８を用いて搬送する。
そして、基板Ｚの搬送開始後に、本実施形態の搬送装置５０の如く、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出し量、基板ロール２０からの基板Ｚの送出し時間、基板Ｚの搬送速度、段付ローラ６０による搬送時間に基づいて、制御部３６により段付ローラ８０を、上方に上げて、第１の補助ローラ７６および第２の補助ローラ７８の各周面７２ａ、７２ｂを基板Ｚの表面Ｚｆから離間させる。このようにして、段付ローラ６０のローラ部６２で基板Ｚの端部Ｚｅ（図２（ａ）参照）が支持された状態で、段付ローラ６０により、長尺な基板Ｚを、しわ、たるみ等がない状態で搬送することができる。
この搬送装置５８においても、本実施形態の搬送装置５０と同様の効果を得ることができる。

第１の補助ローラ７６と第２の補助ローラ７８は、直径が一定の円筒ローラに限定されるものではない。第１の補助ローラ７６と第２の補助ローラ７８は、例えば、基板Ｚの幅方向Ｗに張力を与え、基板Ｚの搬送時における幅を一定幅にする機能を有するもの、すなわち、幅出し機能を備えるものであってもよい。この幅出し機能を備えるローラの形態としては、例えば、逆クラウン形状のローラまたは鼓形状のローラと呼ばれるコンケーブローラ（凹面ローラ）である。幅出し機能を備えるものとしては、これ以外にも、端部だけが基板Ｚに接触するローラを、その回転軸（図示せず）を回転軸部６４の回転軸Ａ（図２（ａ）参照）に対して傾けて配置し、基板Ｚの端部Ｚｅでニップさせる構成でもよい。
このように、第１の補助ローラ７６と第２の補助ローラ７８に、幅出し機能を有するものを用いることにより、基板Ｚに幅方向Ｗの張力を与えることができ、しわ、たるみの発生をより一層抑制することができる。

なお、本実施形態においては、成膜装置１０に搬送装置５０を用いる例で説明したが、本発明の搬送装置は、真空中で長尺な基板Ｚの搬送に用いるものであれば、その適用対象は、特に限定されるものではない。

本実施形態の成膜装置１０においては、プラズマＣＶＤを例にして、説明したが、プラズマＣＶＤに限定されるものではない。本発明の成膜部は、気相成膜法を用いるものであれば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）、化学的気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などを用いることもできる。

以上、本発明の搬送装置、搬送方法および成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、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搬送装置を有する成膜装置を示す模式図である。 （ａ）は、図１に示す成膜装置の搬送装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）は、図１に示す成膜装置の搬送装置を示す模式的側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送装置の他の例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示す搬送装置の模式的側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送装置の他の例を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に示す搬送装置の模式的側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送装置の他の例を示す模式的側面であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る搬送装置の他の例を示す模式的側面である。

符号の説明

１０ 成膜装置
１２ 供給室
１４ 成膜室
１６ 巻取り室
２０ 基板ロール
２４，２８，３１ ガイドローラ
３０ 巻取りロール
３２ 真空排気部
３６ 制御部
４０ 成膜部
４２ 成膜電極
４４ 高周波電源
４６ 原料ガス供給部
５０，５２，５４，５６，５８ 搬送装置
６０，８０ 段付ローラ
６２ ローラ部
６４ 回転軸部
６６ 補助ローラ
７０ 摺動支持部材
７２，７６ 第１の補助ローラ
７４，７８ 第２の補助ローラ
Ｄ 搬送方向
Ｚ 基板

Claims (10)

1. 長尺の基板を真空中で搬送する搬送装置であって、
   前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有する回転軸部と、前記回転軸部の両端に設けられ、前記基板が巻き掛けられるローラ部とを備える回転可能な段付きローラと、
   前記ローラ部に巻き掛けられた前記基板のうち、少なくとも前記回転軸部の上方を搬送される部分に接離可能であり、前記基板に接して前記基板を支持して前記基板の搬送を補助する搬送補助手段と、
   前記段付きローラの回転を制御するとともに、前記搬送補助手段の前記基板への接離を制御する制御部とを有し、
   前記基板を前記段付きローラのローラ部に巻き掛けて搬送する際、少なくとも前記回転軸部の上方を搬送される部分を一時的に、前記搬送補助手段で支持して搬送した後、前記搬送補助手段による支持を外して、前記基板を搬送することを特徴とする搬送装置。
2. 前記搬送補助手段は、前記段付ローラの前記各ローラ部と前記回転軸部により構成される凹部、または前記段付きローラの前記基板の搬送方向の上流側もしくは下流側に、少なくとも１つ設けられた補助ローラであり、
   前記補助ローラは、前記基板に対して接離可能であり、前記補助ローラの前記基板への接離は、前記制御部により制御される請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記搬送補助手段は、前記段付ローラの前記各ローラ部と前記回転軸部より構成される凹部、または前記段付きローラの前記基板の搬送方向の上流側もしくは下流側に、少なくとも１つ設けられた補助摺動部材であり、
   前記補助摺動部材は、前記基板に対して接離可能であり、前記補助摺動部材の前記基板への接離は、前記制御部により制御される請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記補助ローラは、幅出し機能を備える請求項２に記載の搬送装置。
5. 前記補助ローラは、垂直方向に移動することにより、前記基板に対して接離する請求項２または４に記載の搬送装置。
6. 前記補助ローラは、前記段付ローラのローラ部に巻き掛けられた基板が、前記段付ローラのローラ部から離間する位置まで上昇可能である請求項２、４または５に記載の搬送装置。
7. 長尺の基板を真空中で、前記基板の搬送方向と直交する幅方向の両側の端部を支持して搬送する搬送方法であって、
   前記基板の前記両側の端部を支持して搬送する際、前記基板の前記幅方向の中央部を一時的に支持して搬送した後、前記中央部の支持を外して、前記基板の前記両側の端部を支持して搬送することを特徴とする搬送方法。
8. 前記基板の中央部の一時的な支持は、前記基板の搬送速度が、所定の速度に達した時に外す請求項７に記載の搬送方法。
9. 前記基板の中央部の一時的な支持は、前記基板を所定の時間搬送した後に外す請求項７に記載の搬送方法。
10. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置を有することを特徴する成膜装置。

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