JP5969953B2

JP5969953B2 - 成膜装置

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Publication number: JP5969953B2
Application number: JP2013115045A
Authority: JP
Inventors: 利規瀬川; 尚樹大庭; 好徳黒川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: EP3006596A4; EP3006596B1; CN105264110B; TW201501917A; EP3006596A1; JP2014234523A; WO2014192514A1; CN105264110A; US20160071699A1; KR101733336B1; TWI543859B; KR20150143824A

Description

本発明は、帯状の被成膜材の表面に機能性薄膜などの薄膜を形成するための連続成膜装置に関するものである。

従来、長尺のフィルムやシートからなる薄肉の被成膜材に対して連続的に成膜を行うための装置として、当該被成膜材を真空チャンバ内で連続的に搬送し、その表面に種々の機能性薄膜をスパッタリングや蒸着によって成膜するものが、知られている。

このような成膜装置として、例えば特許文献１は、上部チャンバ及び下部チャンバを備えたものを開示する。前記下部チャンバは、フィルム等からなる被成膜材が巻き付けられることが可能な成膜ローラと、その被成膜材に対して成膜処理を施すための複数のスパッタ源等を収容する。この下部チャンバは左右側壁を有し、これらの側壁に開口が形成されるとともに、当該開口を開閉するための扉が当該側壁に装着される。当該扉を開いた状態で、前記開口を通じてバッチ処理毎でのターゲットの交換、成膜領域を画するマスクの交換や清掃、被成膜材のいわゆる通紙や交換といった各種メンテナンス作業が行われる。

前記上部チャンバは、前記下部チャンバの上方に配置されるとともに、前記被成膜材を巻出す巻出しユニットと、巻き出された被成膜材を加熱して当該被成膜材からガスを分離する脱ガスユニットと、前記被成膜材を巻き取る巻取りユニットと、を収容する。この装置において、前記上部チャンバ内の前記巻出しユニットから巻出された被成膜材は、前記脱ガスユニットを通過した後に一旦下部チャンバ内に搬入され、ここで成膜処理された後、前記上部チャンバに戻されて前記巻取りユニットにより巻き取られる。

このように、前記成膜ローラ及びその周辺機器を除くプロセスユニットが前記上部チャンバに収容されることにより、下部チャンバの左右両側に前記メンテナンス等の作業を行うためのスペースが確保される。

特開２０１０−０５３３８２号公報

前記の従来装置では、下部チャンバの左右の扉の外側にそれぞれ十分な作業スペースを確保する必要があり、当該下部チャンバの左右に隣接する位置に他のユニットを配置することができないことから、前記下部チャンバのさらに上側に上部チャンバを設置してこの上部チャンバ内に、成膜ローラの上流側に配置されるべき巻出しユニット、脱ガスユニット、及び成膜ローラの下流側に配置されるべき巻取りユニットを収容しなければならない。このことは、装置全体の組立作業の煩雑化やメンテナンス作業の困難化を招く。具体的に、前記装置を組立てるにあたっては、ホイスト等を用いて大重量の上部チャンバを吊り上げた状態でその下方に下部チャンバを設置するといった大掛かりな作業が必要であり、また、このように上部チャンバを吊り上げた状態で上下チャンバと上部チャンバと結合する作業も容易でない。また、上部チャンバ内の各部品の交換やメンテナンスにあたっては、作業員が前記下部チャンバよりも上方の高い位置まで登って作業を行わなければならず、また、その作業のための足場の確保や安全性の保証のための設備コストの増大は免れ得ない。

本発明は、成膜ユニットを含む複数のユニットを備えた成膜装置であって、これらのユニットを上下に重ねることなく配置しながら、前記成膜ユニットに装備される各成膜プロセス用機器の交換やメンテナンスのための作業スペースを広く確保することが可能なものを提供することを目的とする。

本発明が提供する成膜装置は、特定方向に延びる帯状の被成膜材をその長手方向に搬送しながら当該被成膜材の表面に成膜を施すものであって、成膜ユニットと、この成膜ユニットよりも前記被成膜材の搬送方向の上流側に配置される上流側ユニットと、前記成膜ユニットよりも前記被成膜材の搬送方向下流側に配置される下流側ユニットと、を備える。前記成膜ユニットは、水平な回転中心軸回りに回転可能な成膜ローラと、この成膜ローラの周囲に配置される複数の成膜プロセス用機器と、前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットと前記成膜ローラとの間で前記被成膜材の案内を行うように配置される複数の案内ローラと、前記成膜ローラを収容する成膜ローラ収容部及びその上側に位置して前記案内ローラの少なくとも一部を収容する案内ローラ収容部を一体に有するメインチャンバと、前記成膜ローラの中心軸の方向と直交する左右方向について前記成膜ローラ収容部の両側にそれぞれ配置され、前記成膜プロセス用機器の少なくとも一部をそれぞれ収容する第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバと、これら第１及び第２プロセスチャンバを支持するプロセスチャンバ支持部と、を有し、前記成膜ローラ収容部は、前記成膜ローラの左右方向の両側に位置する左右の第１チャンバ側面を有し、これらの第１チャンバ側面に当該成膜ローラ収容部の内外を連通する開口が形成され、前記案内ローラ収容部は、前記成膜ローラ収容部の両第１チャンバ側面よりも前記左右方向の両側に延びる部分を有し、これらの部分が前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットにそれぞれ接続される第２チャンバ側面を有し、前記第１及び第２プロセスチャンバは、前記成膜ローラ収容部の左右の第１チャンバ側面の両外側にそれぞれ配置され、当該第１のチャンバ側面に向かって開口する形状を有し、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバを、当該プロセスチャンバが前記成膜ローラ収容部の開口を覆って前記メインチャンバとともに成膜空間を形成する正規位置とこの正規位置から前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットよりも内側の範囲内で左右方向の外側に退避する退避位置との間で移動可能に支持するとともに、当該退避位置とこの退避位置から前記成膜ローラの回転中心軸と平行な方向である前後方向に離れた位置であって前記プロセスチャンバの内部が露出する露出位置との間で移動可能となるように支持する。

なお、本発明にいう「水平」とは厳格に規定されるものではなく、完全な水平面に対して多少傾斜する方向も含む概念である。

この成膜装置によれば、成膜ユニットに対して上流側ユニット及び下流側ユニットを（成膜ユニットの上側）ではなく成膜ユニットの左右両側に配置しながら、成膜ユニットに含まれる各機器、例えば成膜ローラや成膜プロセス用容器のメンテナンスや交換の作業に必要なスペースを十分に確保することが可能である。

具体的に、この装置では、成膜ユニットを構成するチャンバが成膜ローラ収容部及び案内ローラ収容部を一体に有するメインチャンバと第１及び第２プロセスチャンバとに分割されるとともに、第１及び第２プロセスチャンバは、成膜のための正規位置からその左右方向の外側に退避する退避位置と当該第１及び第２プロセスチャンバの内部が露出する露出位置との間で前後方向に移動可能であるから、当該第１及び第２プロセスチャンバをそれぞれ前記露出位置すなわち前記メインチャンバ及び上流側・下流側ユニットから前後方向に離れた位置に移動させることで、当該第１及び第２プロセスチャンバに収容される各成膜プロセス用機器のメンテナンス作業や交換作業（例えばターゲットやシールド板の交換作業、清掃作業）を行うことができるとともに、前記成膜ローラ収容部に係る作業（例えば当該成膜ローラ収容部に収容されている成膜ローラなどの清掃やメンテナンスの作業や成膜用マスク等の交換作業）を前記第１チャンバ側面の開口を通じて行うことができ、かつ、これらの作業のためのスペースを十分に確保することができる。

一方、前記正規位置から前記退避位置への左右方向のプロセスチャンバの移動量は、当該退避位置から前記露出位置への前後方向の移動を可能にする程度（つまりその前後方向の移動の際に当該プロセスチャンバと成膜ローラ等との干渉を回避できる程度）の小さなものでよいので、このプロセスチャンバと前記上流側及び下流側ユニットとの干渉を回避しながらこれら上流側及び下流側ユニットを前記成膜ユニットに対して左右方向の両側に隣接する位置に配置することが可能である。

従って、この装置によれば、成膜ユニット並びにその上流側及び下流側ユニットを左右方向にコンパクトに配置しながら、当該成膜ユニットの前後方向のスペースを有効に活用して、当該成膜ユニットに含まれる各機器のメンテナンスや交換に要する作業スペースを十分に確保することが可能である。

また、前記成膜ユニットを構成するチャンバが前記メインチャンバと前記第１及び第２プロセスチャンバとに分割されることは、当該チャンバが重量や形状、大きさに係る輸送制限をクリアすることを容易にする。

ここで、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバがそれぞれ退避位置から前後方向について同じ側に移動するのを許容するように支持することが、好ましい。このように、第１及び第２プロセスチャンバが前後方向について同じ側に移動すること、つまり、各第１及び第２プロセスチャンバの露出位置が前後方向について同じ側にあることは、これらのプロセスチャンバに収容される成膜プロセス用機器のメンテナンスなどのために必要な設備やその移動のための空間を前後方向について同じ側に集中させることができる。このことは、装置全体の占有スペースを減らし、また、前記メンテナンス等の作業の効率を高めることを可能にする。

この場合、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバの少なくとも一方のプロセスチャンバが他方のプロセスチャンバの前後方向の寸法よりも大きな距離で前記メインチャンバから前後方向に離れるように移動するのを許容するように当該第１及び第２プロセスチャンバを支持することが、好ましい。このことは、両プロセスチャンバがそれぞれの退避位置から同時に且つ前後方向の同じ側に移動し、かつ、これらのプロセスチャンバが互いに左右方向に重ならないように位置すること、つまり、前記第１及び第２プロセスチャンバの一方のプロセスチャンバが前後方向について他方のプロセスチャンバの位置を完全に超えるまで移動することを可能にする。この配置によれば、第１及び第２プロセスチャンバに対して同時にかつ容易にアクセスできることから、これらに係るメンテナンスなどの作業を、これらのプロセスチャンバが互いに邪魔となることなく同時に効率よく行うことができる。

前記プロセスチャンバ支持部は、例えば、前記第１及び第２プロセスチャンバを当該プロセスチャンバが前記正規位置と前記退避位置との間で左右方向に移動可能となるように支持する第１支持部と、この第１支持部を前記プロセスチャンバが前記退避位置と前記露出位置との間で前後方向に移動可能となるように支持する第２支持部と、を含むものが好適である。このプロセスチャンバ支持部は、前記第１支持部及び前記第２支持部の組合せにより、各プロセスチャンバの正規位置から露出位置までの移動を簡素な構造で実現することができる。

前記メインチャンバの案内ローラ収容部は当該案内ローラ収容部が収容する各案内ローラを上方に開放する上側開口を有し、前記成膜装置は、前記成膜ユニットの前後方向の少なくとも一方の側に配置されて前記上側開口を通じての作業の足場を形成する足場ユニットをさらに備えることが好ましい。この構成は、前記案内ローラに対して作業員が上からアクセスすること、例えば、前記案内ローラ収容部に係るメンテナンスや被成膜材の通紙等の作業を前記開口を通じて上側から効率よく行うこと、を可能にする。前記上側開口は、好ましくは左右方向に並ぶ複数の位置に形成される。また、前記案内ローラ収容部は、前記上側開口を開閉する蓋（例えば扉）をさらに具備することが、好ましい。

以上のように、本発明によれば、成膜ユニットを含む複数のユニットを備えた成膜装置であって、これらのユニットを上下に重ねることなく配置しながら、前記成膜ユニットに装備される各成膜プロセス用機器の交換やメンテナンスのための作業スペースを広く確保することが可能なものを提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる成膜装置の断面正面図であって図４のＩ−Ｉ線断面図である。前記成膜装置の要部を示す断面正面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。前記成膜装置の平面図である。

本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１に示す成膜装置は、例えばプラスチック製のフィルムからなる長尺で帯状の被成膜材１０をその長手方向に搬送しながら当該被成膜材１０の表面に薄膜を形成するための装置である。この成膜装置は、前記被成膜材１０のプロセスの順に、巻出しユニット１２と、脱ガスユニット１４と、成膜ユニット１６と、巻取りユニット１８と、を備える。前記ユニット１２，１４，１６，１８は前記被成膜材１０の搬送方向である水平方向に沿って順に配列されている。この装置では、後述の成膜ローラ７０の回転中心軸Ｘと直交する水平方向（若干傾斜している場合も含む。）が左右方向、当該回転中心軸Ｘと平行な方向が前後方向にそれぞれ相当し、前記各ユニット１２，１４，１６及び１８はその順に左右方向に（図１では左から右に向かう方向に）配列されている。

前記巻出しユニット１２は、前記被成膜材１０の供給を行うものであり、巻出しロール２６と、それぞれ案内ローラとなる複数のフリーローラ２８と、供給用空間２２を囲む巻出しチャンバ２４と、扉３０と、を備える。巻出しロール２６は、前記巻出しチャンバ２４の下部に収容され、当該巻出しロール２６に巻き付けられた被成膜材１０を当該巻出しロール２６の回転によって順次巻き出す。前記各フリーローラ２８は、前記巻出しチャンバ２４内で前記巻出しロール２６の上方に配置され、この巻出しロール２６から巻き出される被成膜材１０を前記巻出しチャンバ２４の上部に設けられた出口３２へ案内する。前記巻出しチャンバ２４は、前記供給用空間２２を当該巻出しチャンバ２４の外側に開放する開口を有し、前記扉３０は当該開口を開閉するように前記巻出しチャンバ２４にヒンジを介して取付けられる。前記開口は、前記巻出しロール２６の交換や被成膜材１０のいわゆる通紙、その他のメンテナンス作業に利用される。

前記脱ガスユニット１４は、成膜の前処理工程として、巻き出された被成膜材１０を加熱してこれに含まれるガスを当該被成膜材１０から分離するものであり、複数のフリーローラ４０と、複数枚のプレートヒータ４２と、脱ガス用空間３４を囲む脱ガスチャンバ３６と、この脱ガスチャンバ３６の下側に配置される支持フレーム３８と、を備え、前記脱ガスチャンバ３６内に前記フリーローラ４０及びプレートヒータ４２が収容される。

前記脱ガスチャンバ３６は、前記巻出しユニット１２の出口３２と接続される入口４３と、その反対側に位置する出口４４と、を有する。前記支持フレーム３８は、当該入口４３と前記出口３２とが合致する高さ位置に前記脱ガスチャンバ３６を支持する。前記脱ガスチャンバ３６は、上下に位置する天壁４５及び底壁４６を含み、それぞれにメンテナンス用の開口が形成されるとともに当該開口を開閉するための扉４７，４８がヒンジを介して取付けられる。前記支持フレーム３８は、前記底壁４６に設けられた開口からの作業を可能にするために、前記脱ガスチャンバ３６の下方に作業者が入り込むことが可能な作業空間５０を囲む。

前記各フリーローラ４０は、前記被成膜材１０を前記脱ガスチャンバ３６内で上下に搬送しながら前記入口４３から前記出口４４へ案内するように上下に交互に配置されている。前記各プレートヒータ４２は、前記のように上下方向に搬送されながら左右方向に進行する被成膜材１０のうち左右方向に互いに隣り合う部分同士の間に立直姿勢で配置され、当該プレートヒータ４２自らが発熱することによって前記被成膜材１０を加熱し、脱ガス処理を実行する。

前記成膜ユニット１６は、前記巻出しユニット１２から前記脱ガスユニット１４を経由して導入される被成膜材１０の表面に成膜処理（この実施の形態ではスパッタリング）を施すものであり、その詳細については後に詳述する。

前記巻取りユニット１８は、前記成膜ユニット１６において成膜が施された被成膜材１０の巻取りを行うものであり、巻取り用空間５２を囲む巻取りチャンバ５４と、当該巻取りチャンバ５２内に収容される巻取りロール５６及び複数のフリーローラ５８と、扉６０と、を備える。巻取りロール５６は、前記巻取りチャンバ５４の下部に収容され、当該巻取りローラ５６の回転によって、前記成膜ユニット１６から導入される被成膜材１０を順次巻き取る。前記各フリーローラ５８は、前記巻取りロール５６の上方に配置され、前記巻取りチャンバ５４の上部に設けられた入口６２から巻取り用空間５２内に導入される被成膜材１０を前記巻取りロール５６に案内する。前記巻取りチャンバ５４は、前記巻取り用空間５２を当該巻取りチャンバ５４の外側に開放する開口を有し、前記扉６０は当該開口を開閉するように前記巻取りチャンバ５４にヒンジを介して取付けられる。前記開口は、前記巻取りロール５６の交換や被成膜材１０のいわゆる通紙、その他のメンテナンス作業に利用される。

次に、前記成膜ユニット１６の詳細を、図２〜図４を併せて参照しながら説明する。

前記成膜ユニット１６は、メインチャンバ６４と、左側プロセスチャンバ（第１プロセスチャンバ）６６と、右側プロセスチャンバ（第２プロセスチャンバ）６８と、成膜ローラ７０と、複数のフリーローラであって左右の補助ローラ７１及び複数の案内ローラ７２を含むものと、後述のスパッタ源８４や圧力分離用隔壁８８を含む複数の成膜プロセス用機器と、プロセスチャンバ支持部１０４を含むチャンバ支持部２０と、を備える。

前記メインチャンバ６４は、成膜ローラ収容部７４と案内ローラ収容部７６とが一体につながったものであり、その収容物とともにメインチャンバユニットを構成する。当該収容物として、前記成膜ローラ収容部７４は、前記成膜ローラ７０、前記補助ローラ７１、複数の成膜用マスク２０３、前記圧力分離用隔壁８８の一部等を収容し、前記案内ローラ収容部７６は、前記案内ローラ７２を収容する。

前記成膜ローラ収容部７４は、左右の第１チャンバ側面７７を有し、各側面７７にそれぞれ大きな開口８０が形成されている。成膜ローラ収容部７４の内部空間は前記各開口８０を通じて左右プロセスチャンバ６６，６８の内部空間と連通することが可能である。

前記案内ローラ収容部７６は前記成膜ローラ収容部７４の上側に位置し、かつ、当該成膜ローラ収容部７４よりも左右方向すなわち被成膜材１０の搬送方向と平行な方向について長い形状を有する。換言すれば、案内ローラ収容部７６の左右方向の両端部は前記成膜ローラ収容部７４よりも当該方向にはみ出ている。これらの部分の端面は第２チャンバ側面に相当し、これら第２チャンバ側面にそれぞれメインチャンバ６４の入口８１及び出口８２が形成されている。前記チャンバ支持部２０は、前記入口８１及び出口８２がそれぞれ前記脱ガスユニット１４の出口４４及び前記巻取りユニット１８の入口６２につながるような高さ位置に前記メインチャンバ６４を支持する。

図１及び図２に示されるメインチャンバ６４は、全体が一体に形成されたものであるが、本発明はこれに限られない。例えば、製作の都合で、成膜ローラ収容部７４と案内ローラ７６収容部とがそれぞれ別個に形成されてからこれらが結合されたものでもよい。

前記成膜ローラ７０は、上述のように装置の前後方向と平行な回転中心軸Ｘを中心とする円筒状の外周面を有し、この外周面上に前記被成膜材１０が巻き付けられるようにセットされた状態で当該軸Ｘ回りに回転可能となるように前記成膜ローラ収容部７４に支持される。

前記成膜ローラ収容部７４に収容される隔壁８８は、後述のように前記第１及び第２プロセスチャンバ６６，６８に収容される隔壁８８とともに、成膜ローラ７０の周囲の空間を複数の成膜ゾーン２０４に区画して各成膜ゾーン２０４の圧力を相互に分離する。また、各成膜用マスク２０３は、前記成膜ローラ７０の外周面の近傍に配置され、被成膜材１０のみにスパッタ膜が付着するように付着領域を制限する。

前記左右の補助ローラ７１は、前記成膜ローラ７０の直上方の位置に配設され、前記被成膜材１０が前記成膜ローラ７０の外周面のうちその上端部分を除く面上に巻き付くように当該被成膜材１０を案内する。これらの補助ローラ７１は、前記成膜ローラ収容部７４ではなく前記案内ローラ収容部７６に収容されてもよい。また、各補助ローラ７１は被成膜材１０の張力を検出する張力検出ローラとして使用されることも可能である。

前記案内ローラ７２は、前記案内ローラ収容部７６内で左右方向に並ぶように配列される。これら案内ローラ７２の一部は、前記脱ガスユニット１４から前記成膜ローラ７０へ被成膜材１０を案内するように配置され、残りは前記成膜ローラ７０から前記巻取りユニット１８へ被成膜材１０を案内するように配置される。これらの案内ローラ７２には、駆動式の水冷ローラが含まれていてもよい。

なお、この成膜装置に含まれる前記のローラ類はいずれも前記成膜ローラ７０の回転中心軸Ｘと平行な軸（すなわち装置の前後方向に延びる軸）回りに回転可能に配置され、前記被成膜材１０はこれらの軸と直交する方向に搬送される。

前記左右のプロセスチャンバ６６，６８は、前記成膜ローラ収容部７４の左右側壁７７に設けられた開口８０を左右両外側から塞ぐように配置されるとともに、前記成膜ローラ収容部７４と協働して前記成膜ローラ７０の周囲に成膜用の空間、すなわち前記隔壁８８により区画された複数の成膜ゾーン２０４を形成する。各プロセスチャンバ６６，６８は、前記成膜プロセス用機器の少なくとも一部を収容し、その収容物とともに、前記メインチャンバユニットに対して移動可能なプロセスチャンバユニットを構成する。各成膜プロセス用機器は、前記成膜ローラ７０の外周面に沿って配設され、当該成膜ローラ７０の外周面上をその回転方向に移動する被成膜材１０に対して成膜プロセスを実行する。

この実施の形態に係るプロセスチャンバ６６，６８が収容する成膜プロセス用機器には、複数のスパッタ源８４、複数のターボ分子ポンプ８６、前記複数の隔壁８８の一部、図示されないコールドトラップなどが含まれる。前記各スパッタ源８４は、スパッタリングのためのターゲット８５を保持するとともに、成膜ユニット１６内の複数の位置に設けられた隔壁８８によりそれぞれ囲まれた成膜ゾーン２０４内にそれぞれ配置され、アルゴンガスなどの所定の雰囲気中で高電圧の印加を受けることにより、前記ターゲット８５の一部を成膜用マスクを介して成膜ローラ７０の外周面上の被成膜材１０の表面にスパッタリングする。各ターボ分子ポンプ８６は、前記プロセスチャンバ６６，６８内の排気を行うように作動する。

前記各プロセスチャンバ６６，６８は、内向きに開口する形状、すなわち前記成膜ローラ７０に向かって開口する箱状をなす。具体的に、各プロセスチャンバ６６，６８は、左右両外側にそれぞれ位置する外側壁９０と、この外側壁９０の周縁から内向きに延びる周壁９２と、を有する。

各プロセスチャンバ６６，６８は、後に詳述するチャンバ支持部２０に支持されながら、図１〜図３に示す正規位置と、図４に示す退避位置との間で移動することが許容されている。前記正規位置は、各プロセスチャンバ６６，６８が前記開口８０を塞ぐ（この実施の形態では各プロセスチャンバ６６，６８の周壁９２の内側端面が前記開口８０の周囲に配設されたシール部材７９（図３）を挟んで密着する）ことにより成膜ローラ収容部７４の内部を密閉し、当該成膜ローラ収容部７４と協働して複数の成膜ゾーン２０４を形成する。

前記退避位置は前記プロセスチャンバ６６，６８がそれぞれ前記正規位置から左右方向の外側に僅かなストロークで退避した位置であり、この位置から当該プロセスチャンバ６６，６８が前後方向に移動する場合に当該プロセスチャンバ６６，６８と前記成膜ローラ７０との干渉を回避できる位置である。前記正規位置から前記退避位置までのストロークは、当該退避位置から成膜ローラ７０と干渉することなくプロセスチャンバ６６，６８が前後方向に移動することを可能にする程度に大きく設定され、かつ、当該退避位置において各プロセスチャンバ６６，６８と左右両外側にそれぞれ隣接するユニット（この実施の形態では上流側ユニットである脱ガスユニット１４及び下流側ユニットである巻取りユニット１８）との干渉を回避できる程度に小さく設定されている。

この実施の形態では、前記スパッタ源８４、前記ターボ分子ポンプ８６、及び前記隔壁８８のうちの多数はそれぞれ前記プロセスチャンバ６６，６８の外側壁９０に固定され、隔壁８８の残りは前記成膜ローラ収容部７４の底壁に固定されている。

前記案内ローラ収容部７６は天壁９４を有し、この天壁９４に、複数の開口（この実施の形態では中央開口９５及び左右開口９６）が形成されるとともに、各開口９５，９６をそれぞれ開閉する扉９７，９８がヒンジを介して取付けられている。前記開口９５，９６は、前記案内ローラ収容部７６に収容される各案内ローラ７２を上方に開放することにより、これらの開口９５，９６を通じて前記各案内ローラ７２に対し作業員が上からアクセスすることを可能にする。

前記チャンバ支持部２０は、地盤上に設置されるベース１００と、このベース１００上に立設される複数の支柱１０２と、前記ベース１００上に組付けられた、後述のガイドレール１１０等を含む左右のプロセスチャンバ支持部１０４と、を有する。前記支柱１０２は前記成膜ユニット１６のうちのメインチャンバ６４を静止状態で支持する。前記左右のプロセスチャンバ支持部１０４は、前記左右のプロセスチャンバ６６，６８をそれぞれ前記の正規位置とこの正規位置から退避した位置との間で移動可能となるように支持する。

前記各プロセスチャンバ支持部１０４は、第１支持部１０６と、第２支持部１０８と、を含む。各第１支持部１０６は、前記プロセスチャンバ６６，６８を前記成膜ローラ７０の中心軸と直交する左右方向に案内することにより、当該プロセスチャンバ６６，６８が前記の正規位置すなわち各プロセスチャンバ６６，６８が前記メインチャンバ６４の開口８０をそれぞれ塞ぐ位置と、この正規位置から前記左右方向の両外側に退避する退避位置との間で移動するのを許容するように当該プロセスチャンバ６６，６８をそれぞれ支持する。第２支持部１０８は、前記各プロセスチャンバ６６，６８及びこれらを支持する第１支持部１０６をそれぞれ前記成膜ローラ７０の中心軸と平行な前後方向に移動可能に支持することにより、当該プロセスチャンバ６６，６８が前記各開口８０に対向する位置（例えば前記退避位置）と、この位置から前記前後方向（この実施の形態ではいずれも後方）に離れることにより当該プロセスチャンバ６６，６８の内部が露出する露出位置との間で移動するのを許容する。

この実施の形態に係る各第２支持部１０８は、一対のガイドレール１１０と一対の走行体１１２とを有する。前記各ガイドレール１１０は、前後方向に延びるように前記ベース１００上に敷設される。前記各走行体１１２は前記第１支持部１０６を下から支持しながら前記各レール１１０に沿って走行する。具体的に、走行体１１２は、それぞれのガイドレール１１０上を転動可能な複数の車輪１１４と、これらの車輪１１４を左右方向の軸回りに回転可能に保持する走行台１１６と、を有し、これらの走行台１１６上に前記第１支持部１０６が支持される。各走行体１１２は、前記車輪１１４を駆動する自走用モータを搭載してもよいし、当該走行体１１２の外部に設けられる駆動機構（例えばボールねじ機構）により駆動されてもよい。あるいは人力またはこれを補助する力によって動かされてもよい。

前記各第１支持部１０６は、前後一対のスライド支持部材１１８と、前記各プロセスチャンバ６６，６８の底面に固定される複数のスライダ１２０と、を有する。前記各スライド支持部材１１８は、左右方向に延び、互いに前後方向に離れた位置で左右の走行台１１６に跨るようにこれらの走行台１１６に架設される。各スライダ１２０は、例えばＬＭガイドなどからなり、前記スライド支持部材１１８の長手方向（すなわち装置の左右方向）に沿ってスライド可能となるように当該スライド支持部材１１８に係合し、これにより、対応するプロセスチャンバ６６または６８を当該左右方向にスライド可能に支持する。これらプロセスチャンバ６６，６８のスライドは、例えば当該プロセスチャンバ６６，６８に連結されるシリンダの前記左右方向の伸縮によって行われてもよいし、作業員による直接的な手動操作で行われてもよい。

このように、プロセスチャンバ支持部１０４は、前記各プロセスチャンバ６６，６８が前記正規位置（図１及び図２に示す成膜用位置）と、前記露出位置（図３及び図４に示すように当該プロセスチャンバ６６，６８がメインチャンバ６４から完全に後方に離れて当該プロセスチャンバ６６，６８の内部が露出する位置）との間で移動するのを許容する。

前記露出位置は、成膜ユニット１６のメンテナンス等のための位置であり、必ずしも一定の位置に特定される必要はない。好ましくは、前記第１及び第２プロセスチャンバ６６，６８の少なくとも一方のプロセスチャンバが他方のプロセスチャンバの前後方向の寸法よりも大きな距離で前記メインチャンバ６４から前後方向に離れることができるように当該プロセスチャンバの移動ストロークが設定されることが、好ましい。図３及び図４に示す例では、双方のプロセスチャンバ６６，６８がこれらプロセスチャンバ６６，６８の前後方向の寸法を越える距離で前記メインチャンバ６４から離れることが可能となるように、換言すれば、例えば図３及び図４に示すように双方のプロセスチャンバ６６，６８が同時にメインチャンバ６４から離れかつ互いに左右方向に重ならないような配置をとることができるように、それぞれのストロークが十分大きく設定されている。

この実施の形態に係る成膜装置は、以上の構成要素の他、図４に示す左右の電源盤１２１，１２２、左右の制御盤１２３，１２４、左右の可動配線収容部１２５，１２６、複数の粗引ポンプ１２８、成膜ローラ温度調節ユニット１３０といった付属設備を備え、これらはいずれも前記成膜ユニット１６の後方の領域、つまり前記両プロセスチャンバ６６，６８の露出位置が存在する側の領域に配置されている。

各電源盤１２１，１２２及び制御盤１２３，１２４は前記成膜ユニット１６内の適当な機器に接続される。前記粗引ポンプ１２８は図示しない粗引き配管を通じて前記成膜ユニット１６のターボ分子ポンプ８６に接続される。この実施の形態では、正規位置に向かって閉方向に動作するプロセスチャンバ６６，６８がメインチャンバ６４と連結される際に粗引き配管同士も連結される構造となっている。前記成膜ローラ温度調節ユニット１３０は、図３に示される温度調節用配管１３３を通じて前記成膜ローラ７０に接続され、熱媒の循環によって成膜ローラ７０の温度を調節する。各可動配線収容部１２５，１２６は各プロセスチャンバ６６，６８とそれぞれ一体に移動するようにこれらに付設され、当該プロセスチャンバ６６，６８に接続されるべき配管や配線をまとめて収容する。各スパッタ源８４の通電は、例えば、プロセスチャンバ６６，６８の開閉動作に連動して接続がオンオフされる図略のソケット差込み構造によって実現される。前記粗引ポンプ１２８や成膜ローラ温度調節ユニット１３０は、図４に示されるように成膜装置の本体部分の近傍に配置されてもよいし、当該本体部分から離れた別室に設けられてもよい。

さらに、この成膜装置は、図３及び図４に示すような前側及び後側足場ユニット１３１，１３２を備える。これらのユニット１３１，１３２は、前記成膜ユニット１６及び脱ガスユニット１４の前後にそれぞれ足場を形成するもので、適当な高さ位置に配設される踏み板１３４、踏み板１３４に対する昇降のための階段１３６、安全用の柵１３８などを有する。これらの足場ユニット１３１，１３２は、前記メインチャンバ６４における案内ローラ収容部７６の上側開口である開口９５，９６を通じてのメインチャンバ６４内の通紙や各ローラのメンテナンスの作業を可能にする。

図３に示すように、前記成膜ユニット１６の後方の空間、すなわち前記各プロセスチャンバ６６，６８の露出位置が存在する側の空間、の上方には、ホイスト１４２が設けられている。このホイスト１４２は、工場の天井フレーム１４０に当該天井フレーム１４０に沿って水平方向（少なくとも左右方向）に移動可能となるように取付けられ、フック１４４を介して比較的大きな重量（例えば４０〜５０ｋｇ程度）のターゲット８５などの吊り上げを行う。この実施の形態では、図３及び図４に示される第１プロセスチャンバ６６が存在する位置、すなわち、プロセスチャンバがフルストロークで後退する位置（図３及び図４に示される第２プロセスチャンバ６８が存在する位置）とメインチャンバ６４との間の中間位置の上方に前記ホイスト１４２が左右方向に移動可能となるように設置され、この中間位置で前記ホイスト１４２を用いたターゲット８５等の引き上げ及び搬送作業が行われる。この作業について、前記ベース１００は足場としても機能する。当該ベース１００に加えて適宜図４に示すような足場用の踏み台１４６，１４８が追加されることも可能である。

次に、この成膜装置の作用について説明する。

まず、成膜を行うにあたっては、成膜ユニット１６の各プロセスチャンバ６６，６８が図１及び図２に示される正規位置、すなわちこれらのプロセスチャンバ６６，６８がメインチャンバ６４の成膜ローラ収容部７４の左右開口を塞いで当該成膜ローラ収容部７４ととともに成膜空間を形成する位置、にセットされる。この状態で、被成膜材１０は巻出しユニット１２、脱ガスユニット１４、成膜ユニット１６及び巻取りユニット１８の順に左右方向に搬送され、成膜ユニット１６では前記被成膜材１０の表面に対する成膜処理が実行される。この成膜処理は、成膜ローラ７０と、その周囲に配設される成膜プロセス用機器（具体的にはプロセスチャンバ６６，６８に収容されるスパッタ源８４、ターボ分子ポンプ８６や、成膜ローラ収容部７４に収容される成膜用マスク２０３等）により、実行される。

成膜ユニット１６に係る部品の交換やメンテナンスの際は、当該成膜ユニット１６に含まれるメインチャンバユニットすなわちメインチャンバ６４及びその収容物からなるユニットを残して左右のプロセスチャンバユニットすなわちプロセスチャンバ６６，６８及びその収容物からなるユニットを前記正規位置から例えば図３及び図４に示す露出位置まで移動させることが行われる。この移動は、前記各プロセスチャンバ６６，６８を前記正規位置から第１支持部１０８のスライド支持部材１１２に沿って左右両外側に僅かに離れた退避位置まで移動させることと、この退避位置から第２支持部１０６のガイドレール１１０に沿って前後方向（この実施の形態では後方）に十分な距離だけ移動させること、つまりそのプロセスチャンバ６６，６８の内部が完全に露出する露出位置まで移動させること、とにより実現される。この状態で、その移動したプロセスチャンバユニットに係る作業すなわちプロセスチャンバの内部の成膜プロセス用機器に係る作業、例えばスパッタ源８４が保持するターゲット８５の交換や隔壁８８の清掃作業が可能であるとともに、当該プロセスチャンバの移動により開放されたメインチャンバ６４の開口８０を通じてメインチャンバユニットに係る作業、例えばバッチ毎の成膜用マスク２０３の交換、成膜ローラ７０や補助ローラ７１の清掃、等が可能である。

かかる作業は左右のプロセスチャンバ６６，６８について順に行われてもよいが、これらのプロセスチャンバ６６，６８を同時に露出位置まで移動させることにより、作業効率はさらに高まる。しかも、プロセスチャンバ６６，６８の移動ストロークが十分大きく設定されていれば、例えば図３及び図４に示すように、一方のプロセスチャンバ（図３及び図４では左側プロセスチャンバ６６）は最後方位置まで移動させ、他方のプロセスチャンバ（図３及び図４では右側プロセスチャンバ６８）は前記一方のプロセスチャンバとメインチャンバ６４との間の位置であってこれらのチャンバと左右方向に重ならない（つまり互いに邪魔とならない）中間位置に移動させることにより、双方のプロセスチャンバ６６，６８について十分に大きな作業スペースを確保することができる。

例えば、図３及び図４に示す配置では、中間位置に存在する右側プロセスチャンバ６８に対して作業員は破線Ｌ１に示す経路で装置の左側からアクセスすることが可能であり、ひだ当該中間位置に設けられているホイスト１４２を用いて同経路に沿ってターゲット８５等の搬入及び搬出を行うことができる。この搬入・搬出物は、例えば図略の台車を用いて成膜装置の遠方の箇所と図４に示す踏み台１４６との間で移送することが可能である。また、これと逆の経路で左側プロセスチャンバ６６、つまり右側プロセスチャンバ６８を完全に越える位置までメインチャンバ６４から離れているプロセスチャンバについても、同様にメンテナンス等の作業を行うこともできる。具体的に、作業員は、例えば図４に示される状態では、破線Ｌ３で示される経路で左側プロセスチャンバ６６にアクセスすることが可能である。さらに、プロセスチャンバ６６，６８の移動によって開放されたメインチャンバ６４の開口８０を通じて図４に破線Ｌ２に示す経路で成膜用マスク２０３などの搬出入を行うことが可能である。また、左右のプロセスチャンバ６６，６８を図４に示される配置とは逆に配置することで、例えば破線Ｌ４に示される経路で反対側のマスク２０３などの搬出入を行うこともできる。さらに、装置正面側から例えば破線Ｌ５，Ｌ６に示される経路で成膜用マスク２０３の搬出入を行うことも可能である。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。

例えば、前記各プロセスチャンバ６６，６８の前後方向についての移動の向きは、互いに逆向きに設定されてもよい。例えば左側プロセスチャンバ６６は前側、右側プロセスチャンバ６８は前側に移動するようにガイドレール１１０が敷設されてもよい。しかし、両プロセスチャンバ６６，６８の移動の向きを統一すること、例えば図３及び図４に示すようにいずれも後ろ側に設定することは、装置全体の占有スペースの大幅な削減を可能にし、また、各プロセスチャンバ６６，６８についてのメンテナンス等の作業の効率をより高めることを可能にする。

本発明に係る装置は複数の成膜ユニット１６を含んでもよい。この場合、これらの成膜ユニット１６は例えば図１及び図２に示す左右方向に並ぶように配置されてもよい。

また、本発明に係る上流側ユニット及び下流側ユニットも具体的に限定されない。図１〜図４に示す実施の形態では、成膜ユニット１６を基準にして、脱ガスユニット１４が上流側ユニットに相当し、巻取りユニット１８が下流側ユニットに相当するが、脱ガスユニット１４が省略される場合には巻出しユニット１２が上流側ユニットに相当する可能性がある。逆に、成膜後の処理を行う後処理ユニットが存在する場合には、当該後処理ユニットが下流側ユニットに相当する可能性がある。

上流側及び下流側ユニットがどのようなユニットであっても、本発明は、これらのユニットを成膜ユニットの上側に配置することなくその左右両側にコンパクトに配置しながら、かつ、メンテナンス等のための十分な作業スペースを確保するという効果を奏する。具体的に、本発明では、成膜ユニットを構成するプロセスチャンバがその正規位置から退避位置まで左右方向に移動する必要があるが、この退避位置は当該プロセスチャンバの前後方向の移動に伴う当該プロセスチャンバと成膜ローラ等との干渉を回避できる程度に正規位置から僅かに離れる位置であれば十分であり、よって当該成膜ユニットの左右両側に隣接する位置に前記上流側及び下流側ユニットを配置することが可能である。しかも、前記退避位置から露出位置まで前記プロセスチャンバを前後方向に大きく移動させることにより、当該プロセスチャンバ及び残されたメインチャンバの双方についてメンテナンス等の作業を支障なく行うことができる。

Ｘ成膜ローラの回転中心軸
１０被成膜材
１４脱ガスユニット（上流側ユニット）
１６成膜ユニット
１８巻取りユニット（下流側ユニット）
２０チャンバ支持部
６４メインチャンバ
６６左側プロセスチャンバ（第１プロセスチャンバ）
６８右側プロセスチャンバ（第２プロセスチャンバ）
７０成膜ローラ
７１補助ローラ
７２案内ローラ
７４成膜ローラ収容部
７６案内ローラ収容部
７７左右側壁
８０開口
８４スパッタ源（成膜プロセス用機器）
８６ターボ分子ポンプ（成膜プロセス用機器）
１００ベース
１０４プロセスチャンバ支持部
１０６第１支持部
１０８第２支持部

Claims

帯状の被成膜材をその長手方向に搬送しながら当該被成膜材の表面に成膜を施す成膜装置であって、
成膜ユニットと、この成膜ユニットよりも前記被成膜材の搬送方向の上流側に配置される上流側ユニットと、前記成膜ユニットよりも前記被成膜材の搬送方向下流側に配置される下流側ユニットと、を備え、
前記成膜ユニットは、水平な回転中心軸回りに回転可能な成膜ローラと、この成膜ローラの周囲に配置される複数の成膜プロセス用機器と、前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットと前記成膜ローラとの間で前記被成膜材の案内を行うように配置される複数の案内ローラと、前記成膜ローラを収容する成膜ローラ収容部及びその上側に位置して前記案内ローラの少なくとも一部を収容する案内ローラ収容部を一体に有するメインチャンバと、前記成膜ローラの中心軸の方向と直交する左右方向について前記成膜ローラ収容部の両側にそれぞれ配置され、前記成膜プロセス用機器の少なくとも一部をそれぞれ収容する第１プロセスチャンバ及び第２プロセスチャンバと、これら第１及び第２プロセスチャンバを支持するプロセスチャンバ支持部と、を有し、
前記成膜ローラ収容部は、前記成膜ローラの左右方向の両側に位置する左右の第１チャンバ側面を有し、これらの第１チャンバ側面に当該成膜ローラ収容部の内外を連通する開口が形成され、
前記案内ローラ収容部は、前記成膜ローラ収容部の両第１チャンバ側面よりも前記左右方向の両側に延びる部分を有し、これらの部分が前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットにそれぞれ接続される第２チャンバ側面を有し、
前記第１及び第２プロセスチャンバは、前記成膜ローラ収容部の左右の第１チャンバ側面の両外側にそれぞれ配置され、当該第１のチャンバ側面に向かって開口する形状を有し、
前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバを、当該プロセスチャンバが前記成膜ローラ収容部の開口を覆って前記メインチャンバとともに成膜空間を形成する正規位置とこの正規位置から前記上流側ユニット及び前記下流側ユニットよりも内側の範囲内で左右方向の外側に退避する退避位置との間で移動可能に支持するとともに、当該退避位置とこの退避位置から前記成膜ローラの回転中心軸と平行な方向である前後方向に離れた位置であって前記プロセスチャンバの内部が露出する露出位置との間で移動可能となるように支持する、成膜装置。
請求項１記載の成膜装置であって、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバがそれぞれ退避位置から前後方向について同じ側に移動するのを許容するように支持する、成膜装置。
請求項２記載の成膜装置であって、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバの少なくとも一方のプロセスチャンバが他方のプロセスチャンバの前後方向の寸法よりも大きな距離で前記メインチャンバから前後方向に離れるように移動するのを許容するように当該第１及び第２プロセスチャンバを支持する、成膜装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置であって、前記プロセスチャンバ支持部は、前記第１及び第２プロセスチャンバを当該プロセスチャンバが前記正規位置と前記退避位置との間で左右方向に移動可能となるように支持する第１支持部と、この第１支持部を前記プロセスチャンバが前記退避位置と前記露出位置との間で前後方向に移動可能となるように支持する第２支持部と、を含む、成膜装置。
請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置であって、前記メインチャンバの案内ローラ収容部は前記案内ローラを上方に開放する上側開口を有し、前記成膜装置は、前記成膜ユニットの前後方向の少なくとも一方の側に配置されて前記上側開口を通じての作業の足場を形成する足場ユニットをさらに備える、成膜装置。