JP5325031B2 - Vacuum film forming apparatus and vacuum film forming method - Google Patents
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Description
本発明は、真空成膜装置及び真空成膜方法に関する。 The present invention relates to a vacuum film forming apparatus and a vacuum film forming method.
従来、可撓性帯状シート基材の表面に、連続的に、薄膜太陽電池、有機EL等の機能性膜を積層状に形成する方法として、いわゆるロール・ツウ・ロール(Roll to Roll)方式が提案されている(例えば、特許文献1,2,3参照)。
Conventionally, a so-called roll-to-roll method has been used as a method for continuously forming a functional film such as a thin-film solar cell or organic EL on the surface of a flexible belt-like sheet substrate. It has been proposed (see, for example,
しかしながら、特許文献1,3では蒸着等の成膜のための一工程のみを行うに過ぎず、相違する雰囲気や真空度の複数のチャンバ内で、複数の工程を、順次、連続走行させつつ行うことは至難であった。
即ち、チャンバとチャンバの間には、単純にスリットが開口されている構成であるので、隣のチャンバからの雰囲気が混入したり、十分な真空度を達成できず、良質の機能性膜の形成が困難であった。
However, in
In other words, since the slit is simply opened between the chambers, the atmosphere from the adjacent chamber is mixed in, and a sufficient degree of vacuum cannot be achieved. It was difficult.
そこで、弾性筒体から成るゲートバルブを、各チャンバの入口・出口に夫々設け、複数のチャンバ内を帯状シート基材が走行して、相違する雰囲気・真空度の工程を相互の干渉なく行う方法が提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、薄膜太陽電池や有機ELやフレキシブルデバイスには、接触が許されないから、直接に押圧してシールするゲートバルブは適用が難しい。あるいは、ゲートバルブの弾性筒体が接触する余分な部位を、シート基材に予め設ける必要があり、無駄が発生する。さらに、比較的複雑な構造のゲートバルブとアクチュエータを多く必要とする。
Therefore, a method is provided in which gate valves made of elastic cylinders are respectively provided at the inlet and outlet of each chamber, and the belt-like sheet base material travels in a plurality of chambers to perform different atmosphere / vacuum steps without mutual interference. Has been proposed (see Patent Document 2).
However, since contact is not allowed for thin-film solar cells, organic EL, and flexible devices, it is difficult to apply a gate valve that directly presses and seals. Alternatively, it is necessary to previously provide an extra portion in contact with the elastic cylinder of the gate valve on the seat base material, resulting in waste. Furthermore, many gate valves and actuators having a relatively complicated structure are required.
そこで、本発明は、真空度が相違する複数のチャンバ、及び、雰囲気が相違する複数のチャンバを備え、連続的に供給される可撓性帯状シート基材を上記複数のチャンバを貫通走行させて上記シート基材に膜を成形する真空成膜装置であって、隣り合うチャンバ間を、排気機能を有する差圧ユニットを介して連通連結し、該差圧ユニットは、排気減圧される真空室を内部に有する金属製のブロック体と、上記真空室を貫通する平面スリット状パスラインと、該パスラインを通過する上記シート基材を吸着しつつ接触する多孔ローラと、上記シート基材を上記多孔ローラの反対側から部分的に押圧して挟持する押圧ローラと、を備え、上記スリット状パスラインは、通過する上記シート基材と接触しない限度内で最小間隔寸法に設定され、隣り合う上記チャンバ間に於て、最小間隔寸法の上記スリット状パスラインと、大きな空間を有する上記真空室とを、交互に配設し、ラビリンス溝効果によって、雰囲気の相違する上記チャンバを相互に遮断し、かつ、真空度の相違する上記チャンバ間の圧力を少しずつ段階的に変化させて真空度を維持するように構成されたものである。
また、真空度が相違する複数のチャンバ、及び、雰囲気が相違する複数のチャンバを備え、連続的に供給される可撓性帯状シート基材を上記複数のチャンバを貫通走行させて上記シート基材に膜を成形する真空成膜装置であって、隣り合うチャンバ間を、排気機能を有する差圧ユニットを介して連通連結し、該差圧ユニットは、排気減圧される真空室を内部に有する金属製のブロック体と、上記真空室を貫通する平面スリット状パスラインと、を備え、該スリット状パスラインは、通過する上記シート基材と接触しない限度内で最小間隔寸法に設定され、隣り合う上記チャンバ間に於て、最小間隔寸法の上記スリット状パスラインと、大きな空間を有する上記真空室とを、交互に配設し、ラビリンス溝効果によって、雰囲気の相違する上記チャンバを相互に遮断し、かつ、真空度の相違する上記チャンバ間の圧力を少しずつ段階的に変化させて真空度を維持するように構成されたものである。
また、上記差圧ユニットの上記排気機能によって、上記チャンバ内で発生する不純物及び異物を排出除去するように構成されたものである。
Accordingly, the present invention includes a plurality of chambers which vacuum is different, and comprises a plurality of chambers atmosphere different, with a flexible belt-like sheet substrate which is continuously fed to penetrate running the plurality of chambers a vacuum deposition apparatus for forming a film on the sheet substrate, between adjacent chambers, communicatively connected via a differential pressure unit having an exhaust function, the differential pressure unit, the vacuum chamber is evacuated under reduced pressure An internal metal block body, a plane slit-like pass line that penetrates the vacuum chamber, a porous roller that contacts the sheet base material passing through the pass line while adsorbing, and the sheet base material through the porous body and a pressing roller for clamping partially pressed from the opposite side of the rollers, the slit-like path line is set to the minimum spacing dimension within limits not in contact with the sheet base material passing, next Between the chambers, the slit-like pass lines having a minimum space dimension and the vacuum chamber having a large space are alternately arranged, and the chambers having different atmospheres are blocked from each other by the labyrinth groove effect. In addition, the degree of vacuum is maintained by gradually changing the pressure between the chambers having different degrees of vacuum.
Further, the sheet base material includes a plurality of chambers having different degrees of vacuum and a plurality of chambers having different atmospheres, and a flexible belt-like sheet base material that is continuously supplied is caused to travel through the plurality of chambers. A vacuum film forming apparatus for forming a film on a metal, wherein adjacent chambers are connected to each other via a differential pressure unit having an exhaust function, and the differential pressure unit is a metal having a vacuum chamber in which exhaust pressure is reduced. A block-shaped block body and a plane slit-like pass line that passes through the vacuum chamber, and the slit-like pass line is set to a minimum interval dimension within a limit that does not come into contact with the sheet substrate that passes therethrough, and is adjacent to each other. Between the chambers, the slit-like pass lines having a minimum interval dimension and the vacuum chamber having a large space are alternately arranged, and the above-described channels having different atmospheres due to the labyrinth groove effect. Nba blocked to each other, and in which is configured to maintain the degree of vacuum in portions gradually changing the pressure between the chambers having different vacuum level.
Further, the exhaust function of the differential pressure unit is configured to discharge and remove impurities and foreign matters generated in the chamber.
そして、本発明に係る真空成膜方法は、排気機能を有する差圧ユニットを介在させて、真空度が相違する複数のチャンバ、及び、雰囲気が相違する複数のチャンバを順次連通連結し、可撓性帯状シート基材を、上記チャンバ及び排気中の上記差圧ユニットを貫通して連続的に走行させ、隣り合う上記チャンバ間の上記差圧ユニットに於て、上記シート基材を、該シート基材と接触しない限度内で最小間隔寸法に設定されたスリット状パスラインと、該パスラインと比較して大きな空間を形成する真空室とに、交互に通過させて、ラビリンス溝効果によって、雰囲気の相違する上記チャンバを相互に遮断し、かつ、真空度の相違する上記チャンバ間の圧力を少しずつ段階的に変化させて真空度を維持し、上記シート基材に膜を成形する方法である。 Then, the vacuum deposition method of the present invention, by interposing the differential pressure unit having an exhaust function, a plurality of chambers which vacuum is different, and successively communicatively connected to a plurality of chambers atmosphere different, flexible The strip-shaped sheet base material is continuously run through the chamber and the differential pressure unit in the exhaust, and in the differential pressure unit between the adjacent chambers, the sheet base material is Passing alternately through a slit-like pass line that is set to the minimum distance within the limit that does not contact the material and a vacuum chamber that forms a larger space than the pass line, the labyrinth groove effect causes the atmosphere to pass blocking the differences to the chamber to each other, and, by small portions stepwise change the pressure between the chambers having different vacuum to maintain the vacuum, der method of forming a film on the sheet substrate .
本発明の真空成膜装置によれば、隣り合うチャンバの雰囲気を十分に遮断し、又は、隣り合うチャンバの真空度を各々最適値に維持しつつ連続的に可撓性帯状シート基材を貫通走行させることができる。このようにして、能率的に高い品質(高純度)の機能性膜を積層形成できる。
特に、各チャンバの雰囲気を差圧ユニットにて仕切ることで、隣り合うチャンバの雰囲気の混入を防ぎ、あるいは、チャンバの加工中に生ずる異物が隣のチャンバへ混入することを防ぐことができる。
According to the vacuum film-forming apparatus of the present invention, the atmosphere of adjacent chambers is sufficiently blocked, or the flexible strip-shaped sheet base material is continuously penetrated while maintaining the vacuum degree of adjacent chambers at an optimum value. It can be run. In this way, functional films of high quality (high purity) can be efficiently laminated.
In particular, by dividing the atmosphere in each chamber by the differential pressure unit, it is possible to prevent the atmosphere in the adjacent chambers from being mixed, or to prevent foreign substances generated during the processing of the chamber from entering the adjacent chambers.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1又は図2に於て、真空度と雰囲気が相違した、又は、いずれか一方が相違した複数のチャンバC1 ,C2 ,C3 ,C4 ,C5 ,C6 (以下単にチャンバCという場合がある)を備え、さらに、相隣り合うチャンバC,C間を、排気機能を有する差圧ユニットU1 ,U2 ,U3 ,U4 ,U5 (以下単に差圧ユニットUという場合がある)を介して連通連結し、可撓性帯状シート基材1を、送り出し用チャンバC1 から図4に示すように送り出して、差圧ユニットU1 、チャンバC2 、差圧ユニットU2 、チャンバC3 、差圧ユニットU3 、チャンバC4 、差圧ユニットU4 、チャンバC5 、差圧ユニットU5 と順次貫通して連続的に走行させ、シート基材1に機能性膜を形成し、図5に示すように成膜品収納チャンバC6 に送ってロール8に巻取り(図5(a)参照)、若しくは、折畳み(同図(b))、又は、切断しつつ収容器に収容する(同図(c))。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
In FIG. 1 or FIG. 2, a plurality of chambers C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 , C 6 (hereinafter simply referred to as chamber C) having different degrees of vacuum and atmosphere or different one of them. In addition, there are differential pressure units U 1 , U 2 , U 3 , U 4 , U 5 (hereinafter simply referred to as differential pressure unit U) having an exhaust function between adjacent chambers C, C. And the flexible belt-like
図4(a)に於て、第1チャンバC1 はロール6に巻設された可撓性帯状シート基材1を繰出す送り出し用チャンバである。図4(b)に於て、第1チャンバC1 は折畳み状態に収容されたシート基材1を繰出す送り出し用チャンバである。図4(c)に於て、第1チャンバC1 は、プラスチック押出成形機7を収容して、この押出成形機7からシート基材1を繰出す送り出し用チャンバである。
In FIG. 4A, the first chamber C 1 is a delivery chamber for feeding out the flexible belt-like
シート基材1は、第1差圧ユニットU1 を通過して、第2チャンバC2 へ送られるが、図1に示した第2チャンバC2 は、DRY式洗浄機を内有し、10〜 100Paの真空に保たれた洗浄用チャンバである。その場合には、送り出し用チャンバC1 は真空に保つのが望ましい。
また、図2に示した第2チャンバC2 は、WET式洗浄機を内有し、大気圧であるので、送り出し用チャンバC1 も大気圧のままとする。
Further, since the second chamber C 2 shown in FIG. 2 has a WET cleaning machine and is at atmospheric pressure, the delivery chamber C 1 is also kept at atmospheric pressure.
図1,図2に於て、第3チャンバC3 は、水分除去を行うための乾燥機を内有して、真空度が例えば 100Paとした乾燥チャンバであり、第2差圧ユニットU2 にて洗浄用チャンバC2 と連結されている。
第4チャンバC4 は、成膜機を内有し、10-2〜10-3Paの高真空に保った成膜チャンバである。Ar,O2 ,N2 を含む高真空雰囲気にて、シート基材1の表面に、蒸着、スパッタリング、化学気相法等の方法により、(図11に示すように)成膜部2を形成する。
第5チャンバC5 は、レーザー機を内有したパターニングチャンバであり、大気圧とする。
1, At a 2, third chamber C 3 is a inner dryer for performing water removal, a dry chamber and the degree of vacuum example 100 Pa, the second differential pressure unit U 2 Are connected to the cleaning chamber C 2 .
The fourth chamber C 4 is a film forming chamber having a film forming machine and maintained at a high vacuum of 10 −2 to 10 −3 Pa. In a high vacuum atmosphere containing Ar, O 2 , and N 2 , the
The fifth chamber C 5 is a patterning chamber having a laser machine and is set to atmospheric pressure.
次に、図4に於ては、例えば有機EL封止膜成形方法の主要な工程を示し、ITO膜成形チャンバC41とAl2O3膜成形チャンバC42とSiO2 膜成形チャンバC43が順に並設され、差圧ユニットU10,U11にて連通連結され、帯状シート基材1は、差圧ユニットU3 ,ITO膜成形チャンバC41,差圧ユニットU10,Al2O3膜成形チャンバC42,差圧ユニットU11,SiO2 膜成形チャンバC43,差圧ユニットU4 と順次貫通状に送られ、帯状シート基材1の表面にスパッタリングによって複数の膜を形成する。
Next, FIG. 4 shows, for example, main steps of the organic EL sealing film forming method, and an ITO film forming chamber C 41 , an Al 2 O 3 film forming chamber C 42 and a SiO 2 film forming chamber C 43 are provided. turn is arranged, it is communicatively connected at a differential pressure unit U 10, U 11, the belt-
ところで、各チャンバC41,C42,C43の真空度及び雰囲気(但し、チャンバ内のガス流量の値を含んで雰囲気と呼ぶこととする)は、次のように相違している。(なお、ガス流量は、1atm 、0℃に於ける数値で表す。)
(i)ITO膜成形チャンバC41
真空度 0.2Pa
ガス比 Ar:O2 =2:1
O2 ガス流量 (1〜2)×10-2 cc/sec
(ii)Al2O3 膜成形チャンバC42
真空度 0.5Pa
ガス比 Ar:O2 =2:1
O2 ガス流量 (1〜3)×10-1 cc/sec
(iii)SiO2 膜成形チャンバ膜成形チャンバC43
真空度 0.3Pa
ガス比 Ar:O2 =2:1
O2 ガス流量 (4〜5)×10-1 cc/sec
By the way, the degree of vacuum and atmosphere of each chamber C 41 , C 42 , C 43 (however, including the value of the gas flow rate in the chamber are referred to as atmosphere) are different as follows. (The gas flow rate is expressed by numerical values at 1 atm and 0 ° C.)
(I) ITO film forming chamber C 41
Degree of vacuum 0.2Pa
Gas ratio Ar: O 2 = 2: 1
O 2 gas flow rate (1-2) × 10 -2 cc / sec
(Ii) Al 2 O 3 film forming chamber C 42
Degree of vacuum 0.5Pa
Gas ratio Ar: O 2 = 2: 1
O 2 gas flow rate (1-3) × 10 -1 cc / sec
(iii) SiO 2 film forming chamber Film forming chamber C 43
Degree of vacuum 0.3 Pa
Gas ratio Ar: O 2 = 2: 1
O 2 gas flow rate (4-5) × 10 -1 cc / sec
ところで、差圧ユニットUは、上述の如く、雰囲気が相違したチャンバC,Cを連通連結した場合に、相互に影響しないように遮断し、さらに、真空度が相違した隣り合うチャンバC,C間の圧力を少しずつ段階的に変化させつつ両チャンバC,C間を連通連結して、各チャンバC,C間の圧力を常時安定して規定真空度に維持させる。しかも、差圧ユニットUは、排気機能を具備しており、チャンバC内で発生する不純物や異物を排出除去させる作用も行う。例えば、図1,図2の第5差圧ユニットU5 は、レーザー機によるパターニング加工中に生成される不純物の混じったガスを排出除去する。
上述の図1,図2に於ける高真空の第4のチャンバC4 、及び、その上流・下流側の第3チャンバC3 ,第5チャンバC5 と、差圧ユニットU3 , U4 の具体的構成及び構造を、図6と図8に例示する。また、差圧ユニットU(U3 ,U4 )の一例を図7と図9〜図13に示す。
By the way, as described above, the differential pressure unit U shuts off the chambers C and C having different atmospheres so as not to affect each other, and further, between the adjacent chambers C and C having different degrees of vacuum. The chambers C and C are connected to each other while the pressure of the chambers C is gradually changed step by step so that the pressure between the chambers C and C is constantly maintained at a specified vacuum level. In addition, the differential pressure unit U has an exhaust function, and also performs an action of discharging and removing impurities and foreign matters generated in the chamber C. For example, the fifth differential pressure unit U 5 shown in FIGS. 1 and 2 discharges and removes a gas containing impurities generated during patterning by a laser machine.
The high vacuum fourth chamber C 4 in FIG. 1 and FIG. 2 described above, the third chamber C 3 and the fifth chamber C 5 upstream and downstream thereof, and the differential pressure units U 3 and U 4 . Specific configurations and structures are illustrated in FIGS. 6 and 8. An example of the differential pressure unit U (U 3 , U 4 ) is shown in FIGS. 7 and 9 to 13.
成膜チャンバC4 は10-2〜10-3Paと高真空であって、隣のチャンバC3 ,C5 との圧力差が大きい。そこで、図6に示したように、差圧ユニットU3 を複数個直列に連結して減圧ユニット群4を構成して高真空のチャンバC4 の入口側に設け、他方、出口側には、差圧ユニットU4 を複数個直列に連結して圧力復元ユニット群5を構成して、接続する。
チャンバC(C4 )の入口側には入口フランジ3aが突設され、出口側には出口フランジ3bが突設されている(図6参照)。差圧ユニットU(U3 ,U4 )は、金属製のブロック体11と、このブロック体11から突設された接続フランジ14,14と、を一体に有し、さらに、ブロック体11の内部には、排気孔13にて外部に連通する2個の排気減圧用真空室10,10と、排気孔13´にて外部に連通する3個の駆動ローラ空室16,16,16と、全ての真空室10,10及び空室16,16,16を貫通し、かつ、接続フランジ14,14をも貫通して、平面スリット状パスライン12が、形成されている。
The film forming chamber C 4 is a high vacuum of 10 −2 to 10 −3 Pa, and the pressure difference between the adjacent chambers C 3 and C 5 is large. Therefore, as shown in FIG. 6, a plurality of differential pressure units U 3 are connected in series to form a decompression unit group 4 which is provided on the inlet side of the high vacuum chamber C 4 , while on the outlet side, A plurality of differential pressure units U 4 are connected in series to constitute a pressure restoring unit group 5 and connected.
An inlet flange 3a projects from the inlet side of the chamber C (C 4 ), and an
真空室10は側面視断面形状が長円形であって、多孔ローラ20と押圧ローラ22が収納されている。押圧ローラ22は、走行する帯状シート基材1を介して多孔ローラ20へ押圧する作用をなす。駆動ローラ空室16は、側面視断面形状が長円形であって、外部から駆動されて回転する駆動ローラ23,24を有する。
ブロック体11は、SUS材一体加工も可能であるが、鍛造金属(鋳鉄)を用いてもよい。内面には、Niメッキ等を施して、安価な鋳鉄でもって真空性能を維持させるのが好ましい。前記排気孔13,13´は、ブロック体11の内部の真空室10,駆動ローラ空室16と、外部とを連通して外部の排気手段によって排気して、内部を真空とし、あるいは、不純物・異物の排出を行う。
The
The
スリット状パスライン12は、ブロック体11内を貫通して同一平面状に形成されている。スリット状パスライン12は、通過するシート基材1と接触しない限度内でコンダクタンスCx が極小となるように最小寸法間隔に設定されている。図11に示すように、最小寸法間隔は、パスライン12の間隔寸法(高さ寸法)H12と使用するシート基材の厚さ寸法H1 の差を1mm〜4mm程度に設定し、スリット状パスライン12の横幅寸法W12と使用するシート基材の幅W1 の差を2mm〜8mm程度に設定したものである。
パスライン12の間隔寸法(高さ寸法)H12と使用するシート基材の厚さ寸法H1 の差を1mmより小さく設定し、スリット状パスライン12の横幅寸法W12と使用するシート基材の幅W1 の差を2mmより小さく設定した場合は、スリット状パスライン12を通過するシート基材1がブロック体11に接触する虞がある。
The slit-
The thickness difference between the dimension H 1 of the sheet substrate used as the spacing dimension (height) H 12 pass line 12 is set smaller than 1 mm, the sheet substrate used as the width dimension W 12 of the slit-shaped
また、パスライン12の間隔寸法(高さ寸法)H12と使用するシート基材の厚さ寸法H1 の差を4mmより大きく設定すると、十分な圧力勾配が得られず、最終的に真空チャンバ3の高真空状態を達成困難となる。
なお、コンダクタンスCx とは、パスライン12の気体の通り抜けやすさを示す係数であり、気体の流量Q、パスライン12両端の圧力差ΔPとすると、Cx =Q/ΔPで表される。
Further, the spacing dimension (height dimension) of the
The conductance Cx is a coefficient indicating the ease of passage of gas through the
図9は、多孔ローラ20を示す斜視図である。
多孔ローラ20は、(枢支孔を有する)取付フランジ26,27を介してブロック体11の蓋板17,17(図10参照)に取外し自在に取着されている。多孔ローラ20は、長円筒状に形成され、空洞中心部から外周面部に連通する多数の小孔21を有している。空洞中心部は、ロータリー継手28に外部から付与された負圧により排気され減圧している。多孔ローラ20は、ドリル等で穿孔して小孔21をラジアル方向に多数形成しても良いが、焼結金属等の連通気孔を有する材料を用いて製作するのが好ましい。
FIG. 9 is a perspective view showing the
The
図12は、要部断面であって、押圧ローラ22は、長円筒状に形成され、両端縁にシート基材1に接触して押圧する両端側円環部22aと、胴部にシート基材1と接触しない非接触外周面部22bと、を有している。
図7に示す駆動ローラ23,24は、円柱状又は長円筒状に形成されている。図12に示した押圧ローラ22の外周面形状と同様に、一方の駆動ローラ24は両端縁にシート基材1に接触して押圧する両端側円環ガイド部と、胴部にシート基材1と接触しない非接触胴部と、を有している。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the main part, in which the
The
図7と図10に示すように、同一平面状のスリット状パスライン12がブロック体11に、入口から出口にわたって貫設され、また、入口側と出口側の接続フランジ14,14の形状と寸法は、前記入口フランジ3a,出口フランジ3bと同一に形成するのが好ましい。このようにすれば、図6に示すように、チャンバCに対して、差圧ユニットUを(図示省略のボルト・ナット結合等によって)容易に接続可能であり、かつ、使用条件(真空度や雰囲気等)に対応して、差圧ユニットUの増減も、容易である。
図7に示した排気孔13,13´、及び、(図外の)真空ポンプ及び配管等によって、排気機能が構成され、各差圧ユニットUは排気機能を備えているといえる。
As shown in FIGS. 7 and 10, a slit-
It can be said that the exhaust function is constituted by the exhaust holes 13 and 13 'shown in FIG. 7, the vacuum pump (not shown) and the piping, etc., and each differential pressure unit U has the exhaust function.
次に、図8に例示するように、高真空の成膜チャンバC4 を中心として、その上流側・下流側に、夫々、比較的に小さな真空度のチャンバC3 ,C5 が配設されている場合には、真空室10を上流側に6個、下流側に6個を、成膜チャンバC4 を中心として配設して、圧力勾配を小さくするのが望ましい。
つまり、減圧ユニット群4では、乾燥チャンバC3 の圧力P0 (例えば 100Pa)から複数段階的に高真空P7 へ順次減圧するように、圧力P1 の第1真空室、圧力P2 の第2真空室、圧力P3 の第3真空室〜圧力P6 の第6真空室が列設されている。このように、各真空室10の圧力P1 〜P6 、及び、成膜チャンバC4 の圧力P7 との間に、P0 >P1 >P2 >P3 >P4 >P5 >P6 >Pの関係式が成り立つ。
Next, as illustrated in FIG. 8, chambers C 3 and C 5 having a relatively small degree of vacuum are disposed on the upstream side and the downstream side of the high vacuum film forming chamber C 4 , respectively. In this case, it is desirable to arrange six
That is, in the decompression unit group 4, the first vacuum chamber at the pressure P 1 and the first pressure at the pressure P 2 are sequentially decompressed from the pressure P 0 (for example, 100 Pa) in the drying chamber C 3 to the high vacuum P 7 in a plurality of stages. Two vacuum chambers, a third vacuum chamber having a pressure P 3 to a sixth vacuum chamber having a pressure P 6 are arranged in a line. Thus, P 0 > P 1 > P 2 > P 3 > P 4 > P 5 > between the pressures P 1 to P 6 of each
圧力復元ユニット群5に於ては、上流側の高真空P7 からパターニングチャンバC5 の圧力P0 ´へ、順次複数段的に圧力が上昇(復元)するように、圧力P6 ´の第7真空室10〜圧力P1 ´の第12真空室10が配設され、大気圧P0 ´のパターニングチャンバC5 へ復元する。
In the pressure restoration unit group 5, the pressure P 6 ′ is increased so that the pressure rises (restores) sequentially in a plurality of stages from the upstream high vacuum P 7 to the pressure P 0 ′ of the patterning chamber C 5 . 7 A
なお、図8に於て、成膜チャンバC4 を中心として、その上流側と下流側の真空室10の個数を6個ずつとしたが、これを相違させて配設する場合もあり、さらに、上流側・下流
側の各個数を、増減するも自由である。そして、図1,図2あるいは図3に於て、隣り合うチャンバC,Cの真空度の差が小さい場合やほとんど圧力差が無い場合には、両チャンバC,C間に介在させる真空室10の個数を減少させる。即ち、差圧ユニットUの個数を減少させる。
In FIG. 8, the number of the
さらに、隣り合うチャンバC,Cの雰囲気が余り相違しない場合や、不純物・異物を排出する必要性が低い場合にも、両チャンバC,C間に介在させる差圧ユニットUの個数(真空室10の個数)を減少させ、逆に、隣り合うチャンバC,Cの雰囲気が大幅に相違したり、不純物・異物を排出する必要性があるチャンバCに連通している場合には、両チャンバC,C間に介在させる差圧ユニットUの個数(真空室10の個数)を増加させる。
なお、送り出しチャンバC1 から成膜品収納チャンバC6 の間で、圧力差も無く、雰囲気にも差がなく、不純物・異物を排出する必要性が無ければ、図1,図2等に於けるチャンバCの1個〜2個を省略することも、可能な場合がある。
Further, even when the atmospheres of the adjacent chambers C and C are not so different or when the necessity of discharging impurities / foreign matter is low, the number of differential pressure units U interposed between the chambers C and C (
If there is no pressure difference, no difference in atmosphere, and no need to discharge impurities / foreign matter between the delivery chamber C 1 and the film-formation product storage chamber C 6 , FIG. It may be possible to omit one to two chambers C.
次に、図13は、図12に代わる他の具体例であって、押圧ローラ22が、両側の接触円環部22a,22a及び中央接触円環部22cを有するように構成し、2個の非接触外周面部22b,22bを凹設しても良いことを示す。つまり、成膜部2,2が2列状に形成されるような場合に、その間の帯状部位を中央接触円環部22cにて(追加的に)押圧保持させる。
Next, FIG. 13 shows another specific example in place of FIG. 12. The
図14,図15,図16は、図7に代わる各々別の実施の形態を示す。即ち、図14に示した差圧ユニットUは、1個の多孔ローラ20と1個の押圧ローラ22のみが、ブロック体11の内部に設けられている。図7に示した駆動ローラ23,24を省略し、ブロック体11には、1個の真空室10のみが形成される。
図15に示す差圧ユニットUは、1個の駆動ローラ空室16、及び、1個の真空室10のみが形成され、一対の駆動ローラ23,24、及び、一対の多孔ローラ20・押圧ローラ22が、内有されている。図16では、中央の1個の真空室10と、その上流・下流側の2個の駆動ローラ空室16,16が形成され、一対の多孔ローラ20・押圧ローラ22、及び、2対の駆動ローラ23,24が、内有されている。
この図14,図15,図16に示すようなコンパクトで簡易な差圧ユニットUとすることで、隣り合うチャンバC,Cの圧力差が小さい場合や雰囲気に差異がない場合、さらに、不純物・異物を除去する必要性が低い場合に、好適である。
14, FIG. 15 and FIG. 16 show different embodiments instead of FIG. That is, in the differential pressure unit U shown in FIG. 14, only one perforated
The differential pressure unit U shown in FIG. 15 includes only one drive roller
By using a compact and simple differential pressure unit U as shown in FIGS. 14, 15, and 16, when the pressure difference between adjacent chambers C and C is small or there is no difference in atmosphere, impurities / This is suitable when the necessity for removing foreign matter is low.
ところで、図6,図7,図8に於て、パスライン12に沿って上流側から下流側へ、又は、下流側から上流側へ、気体が流れる状況を観察すれば、間隔寸法H12の極めて小さいパスライン12の部分と、大きな空間を形成する真空室10(及び駆動ローラ空室16)を、交互に流れるため、いわゆる「ラビリンス溝効果」によって、流体抵抗が増加して、一方のチャンバCから他方のチャンバCへ、流体が流れ込み難くなり、一層、上述の差圧ユニットUの遮断の作用が増幅する利点がある。
Incidentally, FIG. 6, 7, At a 8, from the upstream side to the downstream side along the
図1,図2,図3の実施の形態以外の機能性膜の形成についても本発明は適用自由であるが、図3の実施の形態のように、複数の機能性膜を連続的に積層形成するに際し、異なる雰囲気(及び真空度)の複数のチャンバC…が差圧ユニットUにて有効に遮断され(雰囲気が変更され)、能率的かつ安定して高品質な薄膜太陽電池や有機EL等を製造可能となり、特に、容易かつ確実に、高純度の機能性膜が積層できる。 Although the present invention can be freely applied to the formation of functional films other than the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, a plurality of functional films are continuously laminated as in the embodiment shown in FIG. When forming, a plurality of chambers C of different atmospheres (and vacuum degrees) are effectively cut off by the differential pressure unit U (the atmosphere is changed), and an efficient and stable high-quality thin-film solar cell or organic EL In particular, it is possible to stack a high-purity functional film easily and reliably.
以上述べたように、本発明は、真空度、及び/又は、雰囲気が相違する複数のチャンバCを備え、連続的に供給される可撓性帯状シート基材1を上記複数のチャンバCを貫通走行させて上記シート基材1に膜を成形する真空成膜装置であって、隣り合うチャンバC,C間を、排気機能を有する差圧ユニットUを介して連通連結した構成であるので、相隣り合うチャンバC,C間の雰囲気,真空度が確実に遮断され、かつ、シート基材1を連続的に送ることが可能となって、各チャンバC内は最適の雰囲気,真空度に維持できて、良質の機能性膜の能率的な積層形成を実現できた。さらに、チャンバC内の不純物や異物を排気機能によって排出除去できて、チャンバC内を清浄に維持し、一層、高品質な機能性膜の積層形成を可能とする。
As described above, the present invention includes a plurality of chambers C having different degrees of vacuum and / or atmosphere, and penetrates the plurality of chambers C through the continuously supplied flexible belt-like
また、上記差圧ユニットUは、排気減圧される真空室10を内部に有する金属製のブロック体11と、上記真空室10を貫通する平面スリット状パスライン12と、該パスライン12を通過する上記シート基材1を吸着しつつ接触する多孔ローラ20と、上記シート基材1を上記多孔ローラ20の反対側から部分的に押圧して挟持する押圧ローラ22と、を備えている構成であるので、シート基材1の送りをスムースに行うことができ、特に、機能性膜(成膜部2)に傷を付けずに確実に送ることができる(図12,図13参照)。しかも、ラビリンス溝効果が発揮されることとなり、隣り合うチャンバC,C間を、一層確実に、段階的な圧力変化を付与でき、かつ、雰囲気遮断効果も向上する。
Further, the differential pressure unit U passes through a
また、上記スリット状パスライン12は、通過する上記シート基材1と接触しない限度内で最小間隔寸法H12に設定されているので、コンダクタンスCx が極めて小さくなり、効率のよい排気減圧を行うことができる。
また、上記押圧ローラ22は、上記シート基材1に接触する両端側円環部22aと、上記シート基材1と接触しない非接触外周面部22bと、を有し、上記シート基材1の成膜部2に接触しないように構成されているので、(図12,図13に示したように、)成膜部2を傷つけずに、搬送を確実に行い得る。
また、上記差圧ユニットUは、上記シート基材1が上記パスライン12内を走行するように搬送力を付与する一対の駆動ローラ23,24を内部に有するので、スリット状パスライン12内を走行するシート基材1を正確に保持し、シート基材1にシワや撓みを発生するのを防止できる。
Further, since the slit-
Further, the pressing
Further, the differential pressure unit U has a pair of
また、本発明の真空成膜方法は、排気機能を有する差圧ユニットUを介在させて、真空度、及び/又は、雰囲気が相違する複数のチャンバCを順次連通連結し、可撓性帯状シート基材1を、上記チャンバC及び排気中の上記差圧ユニットUを交互に貫通して連続的に走行させ、上記シート基材1に膜を成形する方法であるので、隣り合ったチャンバC,Cの雰囲気が遮断されて、純度の高い最適の雰囲気に、各チャンバCが保たれる。また、隣り合ったチャンバC,Cの間に真空度が異なったとしても、各チャンバCが安定して所定圧力に維持できる。さらに、チャンバC内の不純物・異物も排出除去できて、清浄空間に保持され、高品質な機能性膜を高能率に連続的に製造できる。
In addition, the vacuum film forming method of the present invention includes a flexible belt-like sheet in which a plurality of chambers C having different degrees of vacuum and / or atmospheres are sequentially connected by interposing a differential pressure unit U having an exhaust function. Since the
1 帯状シート基材
2 成膜部
10 真空室
11 ブロック体
12 パスライン
20 多孔ローラ
22 押圧ローラ
22a 円環部
22b 非接触外周面部
23,24 駆動ローラ
C チャンバ
H12 間隔寸法
U 差圧ユニット
DESCRIPTION OF
10 Vacuum chamber
11 blocks
12 Pass line
20 Perforated roller
22 Press roller
22a Torus
22b Non-contact outer peripheral surface
23, 24 Drive roller C Chamber H 12 Spacing dimension U Differential pressure unit
Claims (4)
該差圧ユニット(U)は、排気減圧される真空室(10)を内部に有する金属製のブロック体(11)と、上記真空室(10)を貫通する平面スリット状パスライン(12)と、該パスライン(12)を通過する上記シート基材(1)を吸着しつつ接触する多孔ローラ(20)と、上記シート基材(1)の成膜部(2)に接触しないように上記多孔ローラ(20)の反対側から部分的に押圧して挟持する押圧ローラ(22)と、を備え、上記スリット状パスライン(12)は、通過する上記シート基材(1)と接触しない限度内で最小間隔寸法(H 12 )に設定され、
隣り合う上記チャンバ(C)(C)間に於て、最小間隔寸法(H 12 )の上記スリット状パスライン(12)と、大きな空間を有する上記真空室(10)とを、交互に配設し、ラビリンス溝効果によって、雰囲気の相違する上記チャンバ(C)(C)を相互に遮断し、かつ、真空度の相違する上記チャンバ(C)(C)間の圧力を少しずつ段階的に変化させて真空度を維持するように構成されたことを特徴とする真空成膜装置。 A plurality of chambers which vacuum are different (C), and comprises a plurality of chambers (C) which atmosphere is different, the flexible belt-like sheet substrate (1) a plurality of chambers that are continuously fed (C ) To form a film on the sheet base material (1), and between adjacent chambers (C) and (C) via a differential pressure unit (U) having an exhaust function. communicating Te linked,
The differential pressure unit (U) includes a metal block body (11) having a vacuum chamber (10) in which exhaust pressure is reduced, and a plane slit-like pass line (12) penetrating the vacuum chamber (10). The porous roller (20) that adsorbs and contacts the sheet base material (1) passing through the pass line (12) and the film forming portion (2) of the sheet base material (1) are not contacted with each other. A pressing roller (22) that is partially pressed from the opposite side of the perforated roller (20), and the slit-like pass line (12) does not contact the sheet substrate (1) that passes therethrough. Is set to the minimum gap dimension (H 12 ),
Arranged At a between adjacent said chamber (C) (C), and the slit-shaped pass line of the minimum spacing dimension (H 12) (12), said vacuum chamber having a large space and (10), alternately The chambers (C) and (C) having different atmospheres are shut off from each other by the labyrinth groove effect, and the pressure between the chambers (C) and (C) having different degrees of vacuum is gradually changed step by step. And a vacuum film forming apparatus configured to maintain a degree of vacuum.
該差圧ユニット(U)は、排気減圧される真空室(10)を内部に有する金属製のブロック体(11)と、上記真空室(10)を貫通する平面スリット状パスライン(12)と、を備え、該スリット状パスライン(12)は、通過する上記シート基材(1)と接触しない限度内で最小間隔寸法(H 12 )に設定され、
隣り合う上記チャンバ(C)(C)間に於て、最小間隔寸法(H 12 )の上記スリット状パスライン(12)と、大きな空間を有する上記真空室(10)とを、交互に配設し、ラビリンス溝効果によって、雰囲気の相違する上記チャンバ(C)(C)を相互に遮断し、かつ、真空度の相違する上記チャンバ(C)(C)間の圧力を少しずつ段階的に変化させて真空度を維持するように構成されたことを特徴とする真空成膜装置。 A plurality of chambers (C) having different degrees of vacuum and a plurality of chambers (C) having different atmospheres are provided, and the flexible belt-like sheet base material (1) that is continuously supplied is replaced with the plurality of chambers (C). ) To form a film on the sheet base material (1), and between adjacent chambers (C) and (C) via a differential pressure unit (U) having an exhaust function. Connected
The differential pressure unit (U) consists of a metal block having an exhaust depressurized by a vacuum chamber (10) inside (11), the vacuum chamber and the flat slit-like path line passing through the (10) (12) The slit-like pass line (12) is set to a minimum distance dimension (H 12 ) within a limit that does not come into contact with the sheet base material (1) that passes therethrough ,
Arranged At a between adjacent said chamber (C) (C), and the slit-shaped pass line of the minimum spacing dimension (H 12) (12), said vacuum chamber having a large space and (10), alternately The chambers (C) and (C) having different atmospheres are shut off from each other by the labyrinth groove effect, and the pressure between the chambers (C) and (C) having different degrees of vacuum is gradually changed step by step. And a vacuum film forming apparatus configured to maintain a degree of vacuum.
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