JP6471623B2 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents
Film forming apparatus and film forming method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6471623B2 JP6471623B2 JP2015123199A JP2015123199A JP6471623B2 JP 6471623 B2 JP6471623 B2 JP 6471623B2 JP 2015123199 A JP2015123199 A JP 2015123199A JP 2015123199 A JP2015123199 A JP 2015123199A JP 6471623 B2 JP6471623 B2 JP 6471623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film forming
- film
- chamber
- base material
- buffer chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 62
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 318
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 122
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 109
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 92
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 84
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 40
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 38
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 34
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 22
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 111
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 24
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 23
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 4
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 4
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 4
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilane Chemical compound C[Si](C)(C)[Si](C)(C)C NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWEKXPWNFQBJAY-UHFFFAOYSA-N (dimethyl-$l^{3}-silanyl)oxy-dimethylsilicon Chemical compound C[Si](C)O[Si](C)C KWEKXPWNFQBJAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017722 AgMo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006677 Appel reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 229920000623 Cellulose acetate phthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920001747 Cellulose diacetate Polymers 0.000 description 1
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 1
- 235000006481 Colocasia esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 240000004270 Colocasia esculenta var. antiquorum Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000799 K alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013184 LiBO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920010524 Syndiotactic polystyrene Polymers 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150029133 agmo gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- HKQOBOMRSSHSTC-UHFFFAOYSA-N cellulose acetate Chemical compound OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(CO)OC(O)C(O)C1O.CC(=O)OCC1OC(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(COC(C)=O)O1.CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 HKQOBOMRSSHSTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 229940081734 cellulose acetate phthalate Drugs 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- UCXUKTLCVSGCNR-UHFFFAOYSA-N diethylsilane Chemical compound CC[SiH2]CC UCXUKTLCVSGCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N dimethylsilane Chemical compound C[SiH2]C UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GCSJLQSCSDMKTP-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C=C GCSJLQSCSDMKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001182 laser chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- PARWUHTVGZSQPD-UHFFFAOYSA-N phenylsilane Chemical compound [SiH3]C1=CC=CC=C1 PARWUHTVGZSQPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIDUKLCLJMXFEO-UHFFFAOYSA-N propylsilane Chemical compound CCC[SiH3] UIDUKLCLJMXFEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical compound C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材に薄膜を成膜する成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a thin film on a long belt-like base material that can be wound into a roll.
有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)、薄膜太陽電池、薄膜液晶表示装置等をはじめとする薄膜型電子デバイスは、基材上に薄膜状の電極部、機能層、配線部等が形成されることによって製造されている。一般に、これら電極部、機能層、配線部等の薄膜を成膜する方法としては、物理気相成長法、化学気相成長法等の乾式成膜法が利用されることが多い。 Thin-film electronic devices such as organic electroluminescence elements (organic EL elements), thin-film solar cells, thin-film liquid crystal display devices, etc. have thin-film electrode parts, functional layers, wiring parts, etc. formed on a substrate. Is manufactured by. In general, as a method of forming a thin film such as an electrode part, a functional layer, and a wiring part, a dry film forming method such as a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method is often used.
薄膜型電子デバイスの電極部、機能層、配線部等の成膜では、多くの場合、蒸着マスクを使用したパターニングが行われている。例えば、所定形状の開口部を有する蒸着マスクを基材に装着し、蒸着マスクの開口部下に位置する基材表面に、乾式成膜法により原料を堆積させることによって所定のパターンを有する薄膜が成膜されている。 In film formation of an electrode part, a functional layer, a wiring part, etc. of a thin film electronic device, patterning using a vapor deposition mask is often performed. For example, a thin film having a predetermined pattern is formed by mounting a vapor deposition mask having an opening of a predetermined shape on a substrate and depositing a raw material on the surface of the substrate located below the opening of the vapor deposition mask by a dry film forming method. It is filmed.
このようなパターンを有する薄膜の成膜においては、基材の搬送の際や、成膜後に蒸着マスクが取り外される際などに、基材が強く帯電することが少なくない。基材が帯電していると、環境に微量に存在している異物が基材に付着し易くなるし、基材と蒸着マスクとの脱着の際などに生じる火花放電によって基材が損傷を受ける恐れもある。従来、このような問題に対処するために、基材に帯電した静電気をガスによって除電する技術が提案されている。 In the deposition of a thin film having such a pattern, the substrate is often charged strongly when the substrate is transported or when the deposition mask is removed after the deposition. When the base material is charged, foreign substances present in minute amounts in the environment easily adhere to the base material, and the base material is damaged by spark discharge generated when the base material and the deposition mask are desorbed. There is also a fear. Conventionally, in order to cope with such a problem, a technique has been proposed in which static electricity charged on a substrate is neutralized with a gas.
例えば、特許文献1には、第1電極、有機層および第2電極を有する有機発光素子を備えた表示装置の製造方法であって、前記第1電極を形成した基板に成膜補助部材を重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記成膜補助部材を用いて前記有機層または前記第2電極を形成する主工程と、前記基板から前記成膜補助部材を分離する分離工程とを含む1セットを、前記主工程が終了したのち次セットの重ね合わせ工程までの少なくとも一部の工程を窒素雰囲気で行う表示装置の製造方法が開示されている。窒素雰囲気で行う工程としては、分離工程、重ね合わせ工程及び除電工程が挙げられている(段落0050〜段落0059参照)。
For example,
また、近年では、薄膜の成膜にあたってロール・ツー・ロール形式の製造工程が採用されることも多くなっている。ロール・ツー・ロール形式の製造工程では、ロール状に捲回されたフィルムを繰り出し、搬送ローラ等によって支持しつつ連続的又は間欠的に搬送して薄膜の成膜を行う。ロール・ツー・ロール形式の製造工程によると、枚葉の基板に逐次成膜を行う方法と比較して生産性が良好となる。従来、このようなロール・ツー・ロール形式の製造工程において使用されるフィルムに帯電した静電気をガスによって除電する技術も提案されている。 In recent years, a roll-to-roll manufacturing process is often employed for forming a thin film. In a roll-to-roll manufacturing process, a film wound into a roll is fed out and continuously or intermittently transported while being supported by a transport roller or the like to form a thin film. According to the roll-to-roll manufacturing process, productivity is improved as compared with a method of sequentially forming a film on a single-wafer substrate. Conventionally, a technique has been proposed in which static electricity charged on a film used in such a roll-to-roll manufacturing process is removed by gas.
例えば、特許文献2には、真空排気手段を備えた真空容器内において、巻き出し装置から巻き取り装置に向けてプラスチックフィルムを搬送しながら、プラスチックフィルム上に帯電した静電気を除電するプラスチックフィルム除電装置が開示されている。この除電装置では、巻き取り装置の巻き取り部近傍に、真空容器の外部から導入されたガスの吹き出し手段を有し、該ガス吹き出し手段により、真空引きされた真空容器内でプラスチックフィルムに向けてガスを吹き出して除電を行っている。 For example, Patent Document 2 discloses a plastic film static eliminator that neutralizes static electricity charged on a plastic film while conveying the plastic film from the unwinding device to the winding device in a vacuum container equipped with a vacuum exhaust means. Is disclosed. This static eliminator has a gas blowing means introduced from the outside of the vacuum vessel in the vicinity of the winding portion of the winding device, and is directed toward the plastic film in the vacuum vessel evacuated by the gas blowing means. Static electricity is removed by blowing gas.
特許文献1に開示される技術によれば、主工程が終了したのち次セットの重ね合わせ工程までの少なくとも一部の工程を窒素雰囲気で行うようにしたので、成膜補助部材と基板との接触・剥離による静電気を除電することができ、容易に分離することができるとされている。この製造方法は、枚葉の駆動基板を搬送ロボットによって搬送し、窒素を転写室等の各室に対して導入して除電を行っている。
According to the technique disclosed in
ところが、ロール・ツー・ロール形式の製造工程においては、枚葉の基材の搬送とは異なり、フィルム基材の搬送中においても搬送ローラ等との剥離や摩擦等によって帯電や火花放電が生じ得る。また、ロール・ツー・ロール形式の成膜装置には、通常、各工程が行われる複数の区画を開閉自在に仕切る遮断ユニットが備えられる。そのため、フィルム基材は遮断ユニットとも開閉時に接触して帯電や火花放電を生じ得る。 However, in the roll-to-roll manufacturing process, charging or spark discharge may occur due to peeling or friction with the conveyance roller or the like even during the conveyance of the film substrate, unlike the conveyance of the sheet substrate. . In addition, a roll-to-roll type film forming apparatus is usually provided with a blocking unit that freely opens and closes a plurality of sections in which each process is performed. For this reason, the film base material can come into contact with the shut-off unit at the time of opening and closing to cause charging and spark discharge.
一方、特許文献2に開示される技術によれば、ロール・ツー・ロール形式の製造工程において、巻き取り室内でフィルムにガスを吹き出すことによって、帯電している静電気を除電することができるとされている。しかしながら、特許文献2に開示される技術では、フィルム基材の搬送中に生じる帯電の除電に対応したものとはなっていない。そのため、搬送中に生じ得る異物の付着や火花放電、或いは、搬送直後にマスクを着脱する際に生じる火花放電等については防止することができない。 On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Document 2, in a roll-to-roll manufacturing process, it is possible to discharge static electricity by discharging gas to the film in the winding chamber. ing. However, the technique disclosed in Patent Document 2 does not correspond to the charge neutralization generated during the conveyance of the film base material. For this reason, it is impossible to prevent adhesion of foreign matter and spark discharge that may occur during transportation, or spark discharge that occurs when a mask is attached and detached immediately after transportation.
加えて、ロール状に捲回可能なフィルム基材においては、剛性が高い枚葉の基板と比較して、搬送中に生じ得る弱い帯電による影響も軽視し難いものとなる。例えば、フィルム基材が帯電すると、蒸着マスクを装着する際や取り外す際などに貼り付いて位置合わせや剥離、ひいてはフィルム基材の搬送が困難になったり、搬送ローラの剥離帯電によりしわや撓みを生じ易くなったり、フィルム基材が構造部材に貼り付いて取り扱いに支障をきたす恐れが高い。また、フィルム基材においては、剛性が高い枚葉の基板と比較して、火花放電による損傷が薄膜製品の不良に繋がり易い傾向がある。 In addition, in a film base material that can be wound into a roll, it is difficult to neglect the influence of weak electrification that can occur during transportation, as compared to a highly rigid single-wafer substrate. For example, when the film substrate is charged, it is stuck when attaching or removing the vapor deposition mask, and positioning and peeling, and as a result, it becomes difficult to transport the film substrate, or wrinkles and deflection are caused by peeling charging of the transport roller. There is a high possibility that it will be easily generated, or the film base material will stick to the structural member and hinder handling. Moreover, in a film base material, compared with a single-wafer substrate having high rigidity, damage due to spark discharge tends to lead to defective thin film products.
そこで、本発明は、長尺帯状の基材を支障少なく取り扱うことができると共に、帯電に伴う不良が低減された薄膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a film forming apparatus and a film forming method that can handle a long belt-like base material with less trouble and can form a thin film with reduced defects caused by charging. Objective.
本発明者らは、ロール・ツー・ロール形式の製造工程が採用されており、長尺帯状の基材にガス調圧を行いつつ薄膜の成膜を行う成膜装置において、基材に帯電している静電気の除電や火花放電の防止を効率的に図る方法を見出した。詳細には、長尺帯状の基材を成膜室に間欠的に搬入したり成膜後に搬出したりするにあたって、成膜室とこの成膜室に隣接した区画(バッファ室)とを単位として雰囲気圧の加圧を行うことによって、基材に帯電している静電気の除電や帯電に起因する不良の低減を、基材の成膜や搬送を大きく妨げることなく実現した。すなわち、本発明の上記目的は、下記構成により達成される。 The inventors of the present invention adopt a roll-to-roll manufacturing process, and in a film forming apparatus that forms a thin film while performing gas pressure adjustment on a long belt-shaped substrate, the substrate is charged. We found a method to efficiently eliminate static electricity and prevent spark discharge. Specifically, when intermittently carrying a long strip-shaped base material into or out of the film forming chamber, the film forming chamber and a section (buffer chamber) adjacent to the film forming chamber are used as a unit. By pressurizing the atmospheric pressure, static electricity was removed from the substrate, and defects caused by charging were reduced without significantly hindering film formation and conveyance of the substrate. That is, the above object of the present invention is achieved by the following configuration.
1.長尺帯状の基材に薄膜を成膜する成膜装置であって、前記基材が搬送される搬送路の途中に設けられ、調圧された雰囲気の下で前記基材上に薄膜の成膜を行う成膜室と、前記成膜室の前段に配置され、雰囲気圧を調圧可能な第1バッファ室と、前記成膜室の後段に配置され、雰囲気圧を調圧可能な第2バッファ室とを備え、前記成膜室においては、前記基材の一区間を成膜位置に繰り入れて静止させて成膜を行い、成膜後には前記一区間を前記成膜位置から繰り出すと共に次の区間を前記成膜位置に繰り入れて成膜を繰り返し、前記薄膜の成膜時には、前記第1バッファ室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を減圧し、前記成膜位置に対して前記基材を移動させるときには、前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を加圧することを特徴とする成膜装置。 1. A film forming apparatus for forming a thin film on a long belt-like base material, provided in the middle of a transport path for transporting the base material, and forming a thin film on the base material in a regulated atmosphere. A film forming chamber for forming a film; a first buffer chamber that is disposed upstream of the film forming chamber and capable of adjusting an atmospheric pressure; and a second buffer chamber that is disposed downstream of the film forming chamber and capable of adjusting an atmospheric pressure. A buffer chamber, and in the film formation chamber, a section of the base material is transferred to a film formation position to be stationary, and after the film formation, the one section is extended from the film formation position and next. The section of the first buffer chamber and the second buffer chamber is reduced in pressure when the thin film is formed, and the base material is reduced with respect to the film formation position. When moving the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber. Deposition apparatus characterized by pressurizing the.
2.前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧が、0.001Pa以上10Pa以下に加圧されることを特徴とする前記1に記載の成膜装置。 2. 2. The film forming apparatus according to 1 above, wherein atmospheric pressures in the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber are increased to 0.001 Pa to 10 Pa.
3.前記成膜室が、不活性ガスの供給能を有する成膜ユニットを有し、前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧が、前記成膜ユニットから供給される不活性ガスによって加圧されることを特徴とする前記1又は前記2に記載の成膜装置。 3. The film formation chamber includes a film formation unit having an inert gas supply capability, and atmospheric pressures of the first buffer chamber, the film formation chamber, and the second buffer chamber are supplied from the film formation unit. 3. The film forming apparatus as described in 1 or 2 above, wherein the film is pressurized by an inert gas.
4.前記不活性ガスが、アルゴンガス又は窒素ガスであることを特徴とする前記3に記載の成膜装置。 4). 4. The film forming apparatus as described in 3 above, wherein the inert gas is argon gas or nitrogen gas.
5.前記成膜室が、前記薄膜に成膜のパターンを形成するマスクを有し、前記成膜ユニットが、スパッタリング法、化学気相成長法又はイオンプレーティング法によって前記薄膜の成膜を行うことを特徴とする前記3又は前記4に記載の成膜装置。 5. The film formation chamber has a mask for forming a film formation pattern on the thin film, and the film formation unit forms the thin film by a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an ion plating method. 5. The film forming apparatus described in 3 or 4 above.
6.長尺帯状の基材に薄膜を成膜する成膜方法であって、前記基材が搬送される搬送路の途中に設けられ、調圧された雰囲気の下で前記基材上に薄膜の成膜を行う成膜室と、前記成膜室の前段に設けられ、雰囲気圧を調圧可能な第1バッファ室と、前記成膜室の後段に設けられ、雰囲気圧を調圧可能な第2バッファ室とを備える成膜装置において、前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を加圧する工程と、前記基材の一区間を加圧雰囲気の下で前記成膜室内の成膜位置に繰り入れて静止させる工程と、前記一区間に調圧された雰囲気の下で前記薄膜の成膜を行う工程と、前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を再加圧する工程と、前記一区間を加圧雰囲気の下で前記成膜位置から繰り出す工程とを含んでなることを特徴とする成膜方法。 6). A film forming method for forming a thin film on a long belt-like substrate, wherein the thin film is formed on the substrate under a regulated atmosphere provided in the middle of a conveyance path through which the substrate is conveyed. A film forming chamber for forming a film; a first buffer chamber provided in the front stage of the film forming chamber and capable of adjusting the atmospheric pressure; and a second buffer chamber provided in the rear stage of the film forming chamber and capable of adjusting the atmospheric pressure. A film forming apparatus including a buffer chamber; a step of pressurizing an atmospheric pressure of the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber; and a section of the base material under the pressurized atmosphere. A step of bringing the film into a film formation position in the film chamber and allowing it to stand still; a step of depositing the thin film under an atmosphere adjusted in the one section; the first buffer chamber, the film formation chamber, and the second Repressurizing the atmospheric pressure in the buffer chamber, and repeating the one section from the deposition position under a pressurized atmosphere. Deposition method characterized by comprising a to process.
7.前記成膜位置に静止させている前記一区間に加圧雰囲気の下でマスクを装着し、調圧された雰囲気の下で前記薄膜を成膜した後、加圧雰囲気の下で前記マスクを取り外すことを特徴とする前記6に記載の成膜方法。 7). A mask is attached to the one section that is stationary at the deposition position under a pressurized atmosphere, the thin film is deposited under a regulated atmosphere, and then the mask is removed under the pressurized atmosphere. 7. The film forming method as described in 6 above.
本発明によれば、長尺帯状の基材を支障少なく取り扱うことができると共に、帯電に伴う不良が低減された薄膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus and a film forming method that can handle a long belt-like base material with less trouble and can form a thin film with reduced defects caused by charging. it can.
はじめに、本発明の一実施形態に係る成膜装置の構成について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 First, the configuration of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure which is common in the following each figure, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一実施形態に係る成膜装置の構成を模式的に示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る成膜装置1は、繰出室10と、第1バッファ室20と、成膜室30と、第2バッファ室40と、巻取室70と、複数の遮断ユニット(51,52,53,54)とを備えて構成されている。成膜装置1は、ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材に薄膜を成膜することが可能な、ロール・ツー・ロール形式の製造工程が採用された装置となっている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はこれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)等のシクロオレフィン系樹脂等を用いることができる。なお、このような基材の表面には、各種の機能を有する薄膜があらかじめ成膜されていてもよい。 Examples of the long band-shaped base material that can be wound into a roll include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), Cellulose acetates such as cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate, or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene Resin, Polymethylpentene, Polyetherketone, Polyimide, Polyethersulfone (PES), Polyphenylenesulfur , Polysulfones, polyether imide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic and polyarylates, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Or a cycloolefin-based resin can be used. Note that thin films having various functions may be formed in advance on the surface of such a substrate.
成膜装置1が備える繰出室10、各バッファ室20,40及び巻取室70は、外気から隔てられた内部空間をそれぞれ有している。これらの内部空間は、繰出室10から、第1バッファ室20、成膜室30、第2バッファ室40、巻取室70まで、基材が通過可能な開口を介して、この順に直列状に連通している。そのため、長尺帯状の基材をロール・ツー・ロール形式で搬送可能な搬送路が、繰出室10から巻取室70までの各区画を通るように形成されている。
The feeding
成膜装置1には、基材が搬送される搬送路の途中に成膜室30が設けられている。そして、成膜室30の前段と後段とのそれぞれに位置するように第1バッファ室20と第2バッファ室40とが配置されている。繰出室10と巻取室70との間には、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40に加えて、このような成膜室と前段と後段とのそれぞれに位置するバッファ室とによって構成される複数の区画を設けてもよい。すなわち、成膜装置1に複数の成膜室を設置し、互いに異なる薄膜の成膜を行い、基材上に積層膜を形成するようにしてもよい。具体的には、バッファ室と成膜室とが交互に繰り返される配置、例えば、第1バッファ室、第1成膜室、第2バッファ室、第2成膜室、第3バッファ室がこの順に配置されるような形態をとることもできる。また、薄膜の表面処理、封止等のその他の工程を行う区画を設けてもよい。
The
図1に示すように、各区画の間の搬送路には、遮断ユニット(51,52,53,54)が設けられる。第1バッファ室20の巻き出し側(繰出室10側)の搬送路には、第1遮断ユニット51、第1バッファ室20と成膜室30との間の搬送路には、第2遮断ユニット52、成膜室30と第2バッファ室40との間の搬送路には、第3遮断ユニット53、第2バッファ室40の巻き取り側(巻取室70側)の搬送路には、第4遮断ユニット54がそれぞれ設けられている。また、繰出室10、巻取室70等のその他の区画の間に不図示の遮断ユニットが設けられる。
As shown in FIG. 1, blocking units (51, 52, 53, 54) are provided in the conveyance path between the sections. A
遮断ユニット(51,52,53,54)は、基材の搬送路を開閉自在且つ気密に仕切っている。各遮断ユニット(51,52,53,54)は、それぞれ独立に開閉が制御されるようになっており、閉鎖状態では、基材の被成膜面(図における下側の面)と裏面(図における上側の面)とにそれぞれ気密に密接して搬送路を閉塞させる。そのため、各遮断ユニット(51,52,53,54)が閉鎖されることによって、搬送路を通じた気体の移動が実質的に遮断されるようになっている。 The shut-off units (51, 52, 53, 54) partition the substrate conveyance path in an openable and airtight manner. Each shut-off unit (51, 52, 53, 54) is controlled to open and close independently. In the closed state, the film-forming surface (the lower surface in the figure) and the back surface (the lower surface in the figure) The conveying path is closed tightly in close contact with the upper surface in the drawing. Therefore, the movement of the gas through the conveyance path is substantially blocked by closing each blocking unit (51, 52, 53, 54).
成膜装置1が備える繰出室10、各バッファ室(第1バッファ室20、第2バッファ室40)、成膜室30及び巻取室70は、雰囲気圧を調圧可能に設けられている。すなわち、各遮断ユニット(51,52,53,54)が閉鎖されることによって、各区画の内部空間の気圧が維持されるようになっている。また、各区画には、不図示の真空ポンプがそれぞれ独立に接続されている。真空ポンプの稼働によってこれらの各区間の内部空間には常時真空引きが施され、各区画の内部空間の雰囲気圧が減圧されるようになっている。
The feeding
成膜装置1は、基材の搬送を行う搬送手段を備えている。搬送手段としては、例えば、長尺帯状の基材を支持すると共に回動自在に設けられた不図示の搬送ローラが搬送路に沿って複数設置される。長尺帯状の基材は、複数の搬送ローラの間に張力がかけられた状態で架され、駆動用の搬送ローラの回動によって搬送路を連続的又は間欠的に搬送されるようになっている。
The
成膜装置1では、パターンを有する薄膜の成膜が、長尺帯状の基材の長手方向に対して間欠的に繰り返し行われる。すなわち、基材が搬送される間に、長尺帯状の基材の長手方向の一区間に対する薄膜の成膜が行われ、所定長さの非成膜区間を挟んで、基材の元巻き側にある次の区間に対する薄膜の成膜が行われる。その後、基材の搬送と間欠的な薄膜の成膜とが繰り返されて、多数の薄膜が成膜された基材のロール(巻取ロール180)が回収されるようになっている。なお、非成膜区間は、基材の長手方向に間隔を空けて配され、薄膜の成膜が行われず、閉鎖状態とされた各遮断ユニット(51,52,53,54)が接触する区間となる。
In the
繰出室10は、ロール状に捲回されている長尺帯状の基材を巻き解いて繰り出す区画となっている。繰出室10には、基材のロールを巻き解く繰出機が設置されている。繰出室10に搬入された基材の元巻きロール100は繰出機に装着される。そして、ロール状の基材は、繰出機によって連続的又は間欠的に巻き解かれて次工程に繰り出されるようになっている。
The feeding
バッファ室(第1バッファ室20、第2バッファ室40)は、搬送される基材の一部の区間を一時的に蓄積可能な区画となっている。各バッファ室20,40には、アキュームレータ110が設置されている。アキュームレータ110は、固設されている支持ローラと、搬送される基材の法線方向に往復運動可能(上下運動)な可動ローラとを有している。
The buffer chambers (the
アキュームレータ110は、可動ローラが基材の片面を支持しつつ上下運動することによって、各支持ローラの間に支持される基材の区間の長さを調節するように作動する。このような動作によって、次工程への基材の送り量が管理されるようになっている。そのため、アキュームレータ110が作動すると、基材の一部の区間がバッファ室に蓄積されて、成膜室30に対する基材の繰り入れ及び成膜室30からの繰り出しが調節される。
The
成膜室30は、基材上に薄膜の成膜を行う区画となっている。詳細には、薄膜の成膜は、成膜室内に設けられた所定の成膜位置P(図1において破線で示す。)において、調圧された雰囲気の下で行われる。この成膜位置Pには、薄膜が形成される基材の一区間(成膜区間L)(図2及び図3参照)が間欠的に繰り入れられる。そして、成膜位置Pに静止している区間(成膜区間L)に対して、マスク130を使用したパターニングにより所定のパターンを有する薄膜の成膜が行われる。その後、薄膜が形成された区間(成膜区間L)は成膜位置Pから繰り出される一方、次の区間(成膜区間L)が成膜位置Pに繰り入れられて成膜が繰り返される。
The
成膜室30は、成膜ユニット120と、マスク130と、マスク装着手段140と、基材支持手段150とをそれぞれ有している。成膜ユニット120は、成膜位置Pの下方に設置され、基材の被成膜面に対向するようにデポアップ式の配置を採っている。そして、成膜ユニット120と成膜位置Pに位置する基材との間には、マスク130が介在し得るように配置されている。また、成膜位置Pには、基材の被成膜面の裏面側に、マスク130に対向し得るように基材支持手段150が配置されている。
The
成膜ユニット120は、不活性ガスの供給能を有する成膜機となっている。成膜ユニット120は、不活性ガスを供給するガス供給機構と共に、不活性ガス等にエネルギーを印加するエネルギー印加機構や、薄膜の成膜を行うために不活性ガス以外の原料ガス等を供給するガス供給機構や、成膜を行うためのその他の各種機構を備えて構成されている。この成膜装置1では、成膜ユニット120が成膜室30の内部空間に不活性ガスを放出することによって、成膜室30の雰囲気圧が加圧可能になっている。そのため、第1遮断ユニット51と第2遮断ユニット52とが開放状態のときには、成膜室30に連通している第1バッファ室20及び第2バッファ室40の雰囲気圧も成膜ユニット120によって加圧させることが可能となっている。
The
不活性ガスとしては、基材や薄膜に対して低反応性の適宜の気体が用いられ得る。例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、キセノンガス等の希ガスや、窒素ガスや、これらを主成分として含む混合ガス等が挙げられる。特に好ましい不活性ガスは、アルゴンガス又は窒素ガスである。成膜ユニット120は、このような不活性ガスの供給によって調圧された雰囲気の下で、不活性ガス等にエネルギーを印加してプラズマを生成し、プラズマを利用して薄膜の成膜を行うように構成されている。具体的には、成膜ユニット120は、スパッタリング法、化学気相成長法(CVD)又はイオンプレーティング法によって薄膜の成膜を行う。化学気相成長法としては、プラズマCVD法、熱CVD法、レーザーCVD法等の各種の方法が適用され得る。
As the inert gas, an appropriate gas having low reactivity with respect to the base material or the thin film can be used. Examples thereof include rare gases such as argon gas, helium gas, neon gas, and xenon gas, nitrogen gas, and mixed gas containing these as main components. Particularly preferred inert gas is argon gas or nitrogen gas. The
例えば、成膜ユニット120によりスパッタリング法で成膜を行う場合は、成膜室(30,50)の内部空間に放出される不活性ガスを、エネルギー印加機構からの電圧の印加によってプラズマ化する。そして、生成したプラズマ内の陽イオンを内部空間に備えられる原料ターゲットに衝突させることによって、薄膜の原料粒子を発生せしめる。一方、成膜ユニット120により化学気相成長法で成膜を行う場合は、薄膜の原料を含む原料ガスと不活性ガスとを混合して成膜室30の内部空間に放出し、エネルギー印加機構によってプラズマ、熱、光などのエネルギを印加することによって、薄膜の原料粒子を発生せしめる。そして、発生した原料粒子を基材の被成膜面に堆積させることによって薄膜が成膜される。また、成膜ユニット120によりイオンプレーティング法で成膜を行う場合は、エネルギー印加機構によって不活性ガスをプラズマ化し、このプラズマによって気化させた原料粒子をイオン化すると共に、基材の被成膜面の裏面側に配置した電極に電圧を印加して被成膜面側への原料粒子の堆積を促進させる。
For example, when film formation is performed by the
マスク130は、基材の一部を覆って成膜のパターンを形成する補助具である。マスク130は、SUS、鉄−ニッケル合金、ニッケル基合金等の金属製又はアルミナ、ジルコニア等のセラミックス製の板状体となっている。マスク130の主面には、所望の薄膜のパターンに応じて貫設された所定形状の開口部が形成されている。そのため、マスク130が、基材の表面に密着すると、開口部上に位置する一部表面は成膜ユニット120に対して露出するようになっている。なお、マスク130は、基材との脱着の際に帯電による基材貼り付きや火花放電による基材損傷が生じたり、異物が付着したりするのを防止する観点から、電気的に接地しておくことが好ましい。
The
マスク装着手段140は、基材に対してマスク130を着脱自在に装着する装置となっている。マスク装着手段140は、マスク130を支持しており、マスク130を待機位置から装着位置まで往復移動可能に設けられている。具体的には、成膜時には、マスク装着手段140の作動によって、マスク130が基材の表面に密着する装着位置まで移動して装着されるようになっている。一方、非成膜時には、マスク装着手段140の作動によって、マスク130が基材の表面から離隔して取り外され、待機位置に戻されるようになっている。
The mask mounting means 140 is a device that detachably mounts the
基材支持手段150は、基材の被成膜面の裏面を支持可能な可動性の装置となっている。基材支持手段150は、マスク130の主面と平行な当接面を有し、成膜中に基材の温度を調温する調温機能を有している。基材支持手段150は、非成膜時には、この当接面が基材から離隔する待機位置に待機している。一方、成膜時には、この当接面が基材の被成膜面の裏面に当接する位置に移動する。そのため、マスク130が装着される基材の裏面側が基材支持手段150によって支持され、基材の撓みやマスク130の位置ずれが防止されるようになっている。また、成膜中には、基材の被成膜面の裏面に伝熱し、基材を成膜に適した温度に加温するように働く。
The substrate support means 150 is a movable device that can support the back surface of the film formation surface of the substrate. The substrate support means 150 has a contact surface parallel to the main surface of the
巻取室70は、薄膜が成膜された長尺帯状の基材をロール状に捲回して巻き取る区画となっている。巻取室70には、基材をロール状に巻き取る巻取機が設置されている。巻取室70に搬送されてくる基材は、巻取機によって連続的又は間欠的に巻き取られてロール状に捲回され、薄膜が形成された基材が巻取ロール180として回収されるようになっている。
The winding
以上の成膜装置1では、繰出室10、各バッファ室(第1バッファ室20、第2バッファ室40)及び巻取室70は、真空ポンプの稼働によって、常時、大気圧未満の減圧雰囲気に維持される。具体的には、これらの区画の雰囲気圧は、好ましくは絶対圧で1.0×10−1Pa以下の範囲、より好ましくは絶対圧で1.0×10−5Pa以上1.0×10−1Pa以下、さらに好ましく絶対圧で1.0×10−5Pa以上1.0×10−3Pa以下の高真空領域の範囲に調圧される。各区画が減圧雰囲気に維持されることによって、基材や薄膜の表面への異物の付着や、基材や薄膜の内部への酸素や水分等の侵入等が防止されるようになっている。
In the
これに対して、成膜室30は、基材に対して成膜が行われない非成膜時には、大気圧未満の減圧雰囲気とされる一方、基材に対して成膜が行われる成膜時には、成膜ユニット120が備えるガス供給機構によって所定の雰囲気圧に調圧される。すなわち、成膜時には、雰囲気圧が加圧される側に向けて調圧されて、基材の表面に堆積する原料粒子のサイズや、薄膜の厚さが制御される。なお、成膜時における雰囲気圧は、大気圧未満の減圧雰囲気及び大気圧以上の雰囲気のいずれであってもよい。そして、成膜後には真空引きが施されてガスが排気され、再び元の減圧雰囲気に減圧される。
On the other hand, the
一般に、ロール・ツー・ロール形式の製造工程を採用している成膜装置においては、長尺帯状の基材が搬送される間に、基材と、搬送手段(搬送ローラ等)や遮断ユニット等とが互いに接触したり摩擦し合ったりすることによって帯電が生じ得る。そして、帯電している基材は、着脱の際に火花放電を生じたり、しわや撓みを生じたりする恐れがある。特に、成膜室においてマスクが使用される場合には、マスクの装着や取り外しの際に基材とマスクとが貼り付いたり、マスクからの剥離に際して基材にしわや撓みが生じたりする恐れが高い。さらに、マスクからの剥離に際して帯電し、次工程において異物の付着や火花放電等を生じる懸念もある。特に、各区画が減圧雰囲気とされる成膜装置1においては、基材に帯電した静電気が中和され難く、帯電に起因するこのような支障は軽視できないものとなる。
In general, in a film forming apparatus that employs a roll-to-roll manufacturing process, while a long belt-shaped substrate is being conveyed, the substrate, conveying means (such as a conveying roller), a blocking unit, etc. Can come into contact with each other and rub against each other. The charged base material may cause spark discharge, wrinkles, or bends when attached or detached. In particular, when a mask is used in the film forming chamber, there is a risk that the base material and the mask will stick when the mask is attached or removed, or the base material may be wrinkled or bent when peeled off from the mask. high. Furthermore, there is a concern that charging occurs when peeling from the mask, and foreign matter adheres or sparks discharge in the next process. In particular, in the
そこで、本実施形態に係る成膜装置1では、成膜室30に設けられる成膜位置Pに対して基材を相対的に移動させるとき、すなわち、薄膜が形成される基材の一区間(成膜区間L)を成膜位置Pに繰り入れたり成膜位置Pから繰り出したりする間に、基材の搬送が行われている区間の雰囲気圧を加圧する構成とした。加えて、成膜位置Pに静止している基材に対してマスク130の装着や取り外しが行われるときに、同様にして、成膜室30の雰囲気圧を加圧する構成とした。
Therefore, in the
成膜装置1が有する各区画の雰囲気圧は、具体的には、成膜ユニット120が備えるガス供給機構からのガスの供給によって加圧させることができる。但し、ガス供給装置を第1バッファ室20や第2バッファ室40等の各区画に設置し、成膜ユニット120に代えて、又は、成膜ユニット120と共にガスを供給させて雰囲気圧の加圧を行うことも可能である。雰囲気圧の加圧は、主に、パッシェンの法則に基き放電発生電圧を低下させるために行われる。放電発生電圧を低下させ、低電圧で自己放電し易くさせることによって帯電量の低減が図られる。以下、本実施形態に係る成膜方法について、前記の成膜装置1の運転方法を参照して説明する。
Specifically, the atmospheric pressure in each section of the
図2は、本発明の一実施形態に係る成膜方法の一工程を模式的に示す図である。図2(a)は、基材の搬送の前段階であって、基材の搬送が停止している状態、図2(b)は、基材の搬送が行われている状態、図2(c)は、基材に対してマスクの装着が行われている状態、図2(d)は、基材に対して成膜が行われている状態を示す図である。なお、以下の図においては、基材の長手方向に沿って間欠的に繰り返し薄膜が成膜される複数の成膜区間Lのうち不特定の数区間についての過程を例にとって説明する。なお、基材の長手方向に間欠的に位置する各成膜区間(Ln−1,Ln,L1,L2・・・)は、各区間の長さや間隔が、成膜しようとする薄膜の種類や、成膜ユニット120及びマスク130のサイズや、基材の長さ等に基いて適宜の寸法に設けられる。また、成膜室30等の各区画における搬送路の長さについても、適宜の寸法に設けられる。すなわち、各区画あたりに存在している成膜区間Lの数は、図に例示される形態に限られるものではなく、それぞれ複数であってもよい。
FIG. 2 is a diagram schematically showing one step of the film forming method according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A is a stage before transporting the base material, in a state where transport of the base material is stopped, FIG. 2B is a state where transport of the base material is being performed, FIG. FIG. 2C is a diagram showing a state in which a mask is attached to the substrate, and FIG. 2D is a diagram showing a state in which film formation is being performed on the substrate. In the following drawings, an explanation will be given by taking as an example a process for an unspecified number of sections among a plurality of deposition sections L in which a thin film is intermittently repeatedly formed along the longitudinal direction of the substrate. Each of the film forming sections (L n−1 , L n , L 1 , L 2 ...) Intermittently positioned in the longitudinal direction of the substrate has a length or interval of each section to be formed. An appropriate size is provided based on the type of thin film, the size of the
成膜装置1では、薄膜が形成される長尺帯状の基材は、繰出室10(図1参照)から成膜室30に向けて搬送され、成膜室30において薄膜が成膜される。薄膜が成膜される基材の一区間(成膜区間L)は、基材の長手方向に沿って所定間隔を空けて配列しており、図2(a)では、基材の一区間(成膜区間Ln)についての成膜が終了した状態となっている。成膜室30において基材の搬送は停止されており、成膜区間Lnは、成膜位置に静止している状態である。
In the
図2(a)に示すように、成膜装置1においては、基材の搬送を開始し、基材の一区間(成膜区間Ln)を成膜位置から繰り出すと共に次の区間(成膜区間L1)を成膜位置に繰り入れるときに、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40の雰囲気圧の加圧を行う。詳細には、基材が静止している状態で、第1遮断ユニット51と第4遮断ユニット54とについては閉鎖状態とする一方、第2遮断ユニット52と第3遮断ユニット53とについては開放状態とする。そして、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40にガスGを供給して雰囲気圧を加圧する。なお、このとき行う雰囲気圧の加圧は、詳細には、後記するように、既に成膜が行われた区間(成膜区間Ln)に対してマスク130を取り外す前に行う加圧に相当している。
As shown in FIG. 2A, in the
第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40の雰囲気圧は、通常時の絶対圧から凡そ100倍以上に加圧することが好ましい。したがって、絶対圧で1.0×10−5Pa以上1.0×10−1Pa以下の範囲の雰囲気圧は、絶対圧で0.001Pa以上10Pa以下の範囲の雰囲気圧に加圧することが好ましい。搬送が行われる基材の区間を、あらかじめ加圧雰囲気におくことによって、搬送に伴って生じる帯電での基材貼り付きや火花放電の防止が図られることになる。雰囲気圧の加圧は、図2(a)に示すように、成膜ユニット120によって行ってもよいし、第1バッファ室20や第2バッファ室40に設置したガス供給機構によって行ってもよいが、成膜ユニット120によって行うことが好ましく、成膜ユニット120に備えられるエネルギー印加機構等によってガスを電離させて行うことが好ましい。ガスGがイオン化していると、基材や搬送ローラや遮断ユニット等に帯電している静電気が効率的に中和されるためである。
The atmospheric pressure in the
続いて、図2(b)に示すように、加圧雰囲気の下で基材の搬送を行い、成膜室30の成膜位置に薄膜を形成すべき基材の次の区間(成膜区間L1)を繰り入れて静止させる。基材が搬送されることによって、既に薄膜の成膜が行われた区間(成膜区間Ln)は、成膜位置から繰り出される。成膜位置に対して基材の相対位置は移動することになり、その間に加圧雰囲気が維持される。基材の次の区間(成膜区間L1)を繰り入れる間には、ガスGの供給を継続して行っていてもよいし、所定圧に達しているときには供給を停止していてもよい。搬送中の基材が加圧雰囲気におかれることによって、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40におかれている基材や搬送ローラや遮断ユニット等に帯電している静電気が除電されると共に、積極的な放電や中和によって、搬送中に新たに帯電する静電気も蓄積され難くなる。そして、基材と搬送ローラとの接触や剥離に伴う基材貼り付きや火花放電等が防止される。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, the substrate is transported under a pressurized atmosphere, and the next section (deposition section) of the substrate on which the thin film is to be formed at the deposition position in the
続いて、図2(c)に示すように、成膜位置に静止している薄膜を形成すべき基材の一区間(成膜区間L1)に対して、加圧雰囲気の下でマスク130の装着を行う。詳細には、雰囲気圧が加圧された状態で、基材支持手段150を基材の被成膜面の裏面に当接する位置に移動させると共に、マスク装着手段140の作動によってマスク130を基材の表面に密着する位置まで移動させる。マスク130は、例えば、基材上に刻印されたアライメントマークを不図示のカメラで検出することによって、成膜区間(L1)に精密に位置合わせされる。このようにマスクの装着時に雰囲気圧を加圧すると、放電発生電圧が低下し、低電圧で自己放電し易くなることによって、帯電量が抑えられる。その結果、マスクの装着の際に生じる帯電や火花放電の防止が図られると共に、基材の帯電に起因する意図しないマスクへの貼り付きが予防される。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, a
続いて、図2(d)に示すように、薄膜を形成すべき基材の一区間(成膜区間L1)に対して調圧された雰囲気の下で薄膜の成膜を行う。詳細には、基材が静止している状態で、第2遮断ユニット52と第3遮断ユニット53とを閉鎖状態とし、供給されていたガスGを成膜室30から一旦排気する。そして、成膜ユニット120から所定条件で原料ガスS等の供給を行い、調圧された所定雰囲気圧の下で、マスク130の開口を通じて成膜区間(L1)の表面に薄膜の原料粒子を堆積させてパターンを有する薄膜を形成する。成膜の方法は、スパッタリング法、化学気相成長法(CVD)又はイオンプレーティング法のいずれであってもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 2D, the thin film is formed under an atmosphere in which the pressure is adjusted with respect to one section of the base material on which the thin film is to be formed (deposition section L 1 ). Specifically, the
図2(d)に示すように成膜室30において成膜が行われている間には、成膜室30に隣接する第1バッファ室20及び第2バッファ室40の雰囲気圧は、真空引きによって減圧されて大気圧未満の減圧雰囲気とされる。各バッファ室20,40が減圧されることによって、成膜室30から供給されていたガスGが排気されるようになっている。また、各バッファ室20,40に備えられるアキュームレーター110は、成膜室30と不図示の他の成膜室との間について、成膜におけるタクトタイムや搬送速度差を調整するように働き、各バッファ室20,40に基材の一部の区間を一時的に蓄積させる。各バッファ室20,40が減圧されることによって、蓄積されている基材の一部の区間や既に形成されている薄膜に、異物が付着したり酸素や水分等が侵入したり成膜室間のガスのコンタミするのが防止されるようになっている。
As shown in FIG. 2D, the atmospheric pressure in the
図2(d)に示すように成膜室30において成膜が行われている間には、成膜室30において基材の搬送は停止されており、成膜区間(L1)は、成膜位置に静止している状態である。一方、第1バッファ室20及び第2バッファ室40においては、基材の一部の区間について搬送を行うことが可能である。図2(d)においては、第1遮断ユニット51と第4遮断ユニット54とについては閉鎖状態とされているが、間欠的に開放状態とすることによって、基材の巻き出し側を第1バッファ室20に繰り入れたり、巻き取り側を第2バッファ室40から繰り出したりしてよい。
As shown in FIG. 2D, while the film formation is performed in the
図3は、本発明の一実施形態に係る成膜方法の次工程を模式的に示す図である。図3(a)は、薄膜が成膜された直後であって、基材に装着されているマスクが取り外される前の状態、図3(b)は、基材に装着されているマスクが取り外された状態、図3(c)は、基材の搬送が行われている状態を示す図である。なお、図3(b)は図2(a)、図3(c)は図2(b)に略対応する工程を行っている状態である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the next step of the film forming method according to one embodiment of the present invention. 3A shows a state immediately after the thin film is formed and before the mask attached to the substrate is removed, and FIG. 3B shows the state where the mask attached to the substrate is removed. FIG. 3C shows a state where the substrate is being transported. 3B shows a state where a process substantially corresponding to FIG. 2A is performed, and FIG. 3C shows a state where the process substantially corresponds to FIG.
図3(a)に示すように、成膜装置1においては、薄膜の成膜が行われた後、基材の一区間(成膜区間L1)に装着されているマスク130を取り外す前に、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40の雰囲気圧の再加圧を行う。詳細には、供給されていた原料ガスS(図2(d)参照)等を成膜室30から一旦排気し、第1遮断ユニット51と第4遮断ユニット54とについては閉鎖状態とする一方、第2遮断ユニット52と第3遮断ユニット53とについては開放状態とする。そして、第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40にガスGを供給して雰囲気圧を加圧する。
As shown in FIG. 3A, in the
第1バッファ室20、成膜室30及び第2バッファ室40の雰囲気圧は、前記の基材の搬送時と同様に、通常時の絶対圧から凡そ100倍以上に加圧することが好ましい。したがって、絶対圧で1.0×10−5Pa以上1.0×10−1Pa以下の範囲の雰囲気圧は、絶対圧で0.001Pa以上10Pa以下の範囲の雰囲気圧に加圧することが好ましい。マスクの取り外し時に雰囲気圧を加圧することによって、帯電や火花放電の防止が図られると共に、基材の帯電に起因する意図しないマスクへの貼り付きの防止が図られる。雰囲気圧の加圧は、第1バッファ室20や第2バッファ室40に設置したガス供給機構によって行ってもよいが、成膜ユニット120によって行うことが好ましく、成膜ユニット120に備えられるエネルギー印加機構等によってガスを電離させて行うことが好ましい。
The atmospheric pressure in the
続いて、図3(b)に示すように、加圧雰囲気の下で、薄膜が形成された基材の一区間(成膜区間L1)に装着されているマスク130を取り外す。詳細には、加圧雰囲気の下でマスク装着手段140の作動によって基材の表面からマスク130を離隔させると共に、基材支持手段150を基材の被成膜面の裏面から離隔した待機位置に戻す。このとき、成膜室30において基材の搬送は停止されており、成膜区間L1は、成膜位置に静止している状態である。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
続いて、図2(c)に示すように、加圧雰囲気の下で基材の搬送を行い、成膜室30の成膜位置に薄膜を形成すべき基材の次の区間(成膜区間L2)を繰り入れて静止させる。基材が搬送されることによって、既に薄膜の成膜が行われた区間(成膜区間L1)は、加圧雰囲気の下で成膜位置から繰り出される。成膜位置に対して基材の相対位置は移動することになり、その間に加圧雰囲気が維持される。その後、成膜室30の成膜位置において、薄膜を形成すべき基材の次の区間(成膜区間L3,・・・)の繰り入れと薄膜の成膜、及び、既に薄膜の成膜が行われた区間(成膜区間L2,・・・)の繰り出しが間欠的に繰り返されて、複数の薄膜群が成膜された巻取ロール180が回収される。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the substrate is transported under a pressurized atmosphere, and the next section (deposition section) of the substrate on which the thin film is to be formed at the deposition position in the
なお、以上の成膜装置1において、繰出室10及びバッファ室(第1バッファ室20、第2バッファ室40)には、減圧雰囲気において使用可能な、電気力線、除電紐、除電ブラシ、接地機構等の除電手段を設けることができる。成膜方式によっては成膜室30にも設置することが可能である。電気力線、除電紐及び除電ブラシは、搬送される基材上に架設すればよい。特に、搬送ローラによって支持されている基材上に配置するのが好適である。また、接地機構としては、例えば、電気的に接地させた搬送ローラによって基材を支持する機構を利用することができる。除電手段によると、減圧雰囲気においても除電がなされるため、基材の帯電や火花放電を、より確実に防止することが可能となる。
In the above-described
以上の本実施形態に係る成膜装置及び成膜方法によれば、ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材に薄膜を成膜するにあたって、成膜が行われる基材を長手方向に搬送するときに、搬送ローラ等によって搬送されている区間を、加圧雰囲気におくことができる。そのため、その区間の近傍に帯電している静電気を、良好に除電することが可能である。その結果、帯電による基材への異物の付着や火花放電による損傷の発生が抑制され、帯電に伴う不良が低減された品質が良好な薄膜を得ることができる。 According to the film forming apparatus and the film forming method according to the present embodiment described above, when forming a thin film on a long strip-shaped base material that can be wound in a roll shape, the base material on which the film is formed is arranged in the longitudinal direction. When transporting, the section transported by transport rollers or the like can be placed in a pressurized atmosphere. For this reason, it is possible to satisfactorily remove static electricity charged in the vicinity of the section. As a result, it is possible to obtain a thin film with good quality in which the adhesion of foreign matters to the base material due to charging and the occurrence of damage due to spark discharge are suppressed, and defects due to charging are reduced.
また、本実施形態に係る成膜装置及び成膜方法によれば、基材が良好に除電されるため、製造工程中において、基材が搬送ローラ、遮断ユニット、マスク等に位置ずれして貼り付いたり、着脱の際に貼り付いて剥離が困難になったりすることが少なくなる。また、剥離や着脱に際してしわや撓みを生じ難くなる。そのため、ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材に薄膜を成膜するにあたって、長尺帯状の基材を支障少なく取り扱うことができる。特に、薄膜のパターニングに使用するマスクの帯電による貼り付きが防止されるため、マスクのアライメントや剥離が容易に行われる点で有利である。 Further, according to the film forming apparatus and the film forming method according to the present embodiment, since the base material is sufficiently neutralized, the base material is misaligned and attached to the transport roller, the blocking unit, the mask, and the like during the manufacturing process. It is less likely to stick or peel off when attached or detached. Moreover, it becomes difficult to produce a wrinkle and a bending | flexion at the time of peeling and attachment / detachment. Therefore, when forming a thin film on a long strip-shaped base material that can be wound in a roll shape, the long strip-shaped base material can be handled with little trouble. In particular, sticking due to charging of a mask used for thin film patterning is prevented, which is advantageous in that mask alignment and peeling can be easily performed.
本実施形態に係る成膜装置及び成膜方法は、有機EL素子、薄膜太陽電池、薄膜液晶表示装置等の薄膜型電子デバイスの製造に適用することが可能である。これらの中でも、特に、有機EL素子の製造に好適に用いることができる。有機EL素子は、例えば、基材上に、光透過性を有する透明電極と、有機発光材料を含んでなり電荷の輸送能を有する有機層と、内面側反射率が高い反射電極とが積層され、これらを挟む基材と反対側の面が封止された構成とされる。本実施形態に係る成膜装置及び成膜方法は、有機EL素子の製造において、例えば、バリア膜、電極の成膜に適用することができる。また、有機層に積層される電荷の輸送能を有する無機バッファ層の成膜等に適用することも可能である。 The film forming apparatus and the film forming method according to the present embodiment can be applied to the manufacture of thin film electronic devices such as organic EL elements, thin film solar cells, and thin film liquid crystal display devices. Among these, it can use suitably for manufacture of an organic EL element especially. An organic EL element is formed by, for example, laminating a transparent electrode having a light transmitting property, an organic layer containing an organic light emitting material and having a charge transporting property, and a reflective electrode having a high inner surface-side reflectance. The surface on the opposite side to the base material sandwiching these is sealed. The film forming apparatus and film forming method according to the present embodiment can be applied to, for example, film formation of a barrier film and an electrode in the manufacture of an organic EL element. Further, the present invention can also be applied to the formation of an inorganic buffer layer having a charge transporting ability stacked on an organic layer.
バリア膜は、例えば、基材上に、無機物、有機物、又はこれらのハイブリッドによる膜を成膜することによって形成することができる。すなわち、成膜装置に備えられる成膜室で、水分や酸素等の侵入を抑制する無機材料や有機材料を原料とした成膜を行う。バリア膜は、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m2・24h)以下のバリア性フィルムや、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が10−3ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が10−5g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムが好ましい。 The barrier film can be formed, for example, by forming a film made of an inorganic material, an organic material, or a hybrid thereof on a base material. That is, film formation is performed using an inorganic material or an organic material that suppresses intrusion of moisture, oxygen, or the like as a raw material in a film formation chamber provided in the film formation apparatus. The barrier film had a water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) of 0.01 g / (m 2 · 24 h) measured by a method according to JIS K 7129-1992. The following barrier film, oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, and water vapor permeability is 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less high barrier film is preferred.
バリア層の材料としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。 Examples of the material for the barrier layer include hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, and trimethylsilane. , Diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane and the like.
電極は、例えば、基材上又は基材に成膜されたバリア層上に、電極材料を成膜したり、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と酸素とを含んでなる化合物層と、銀を含んでなる金属層とを積層したりすることによって成膜することができる。化合物層の酸素原子と金属層の銀原子とが酸化銀の成長核を形成し、銀原子がこの成長核を起点に膜を成長させることによって、緻密な構造を有する透明電極が形成される。すなわち、成膜装置に備えられる複数の成膜室で、銀又は銀合金を原料とした成膜と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物や、これらの金属塩を原料とした成膜とを行う。 The electrode includes, for example, an electrode material formed on a base material or a barrier layer formed on the base material, a compound layer containing an alkali metal or an alkaline earth metal and oxygen, and silver. It is possible to form a film by laminating a metal layer made of Oxygen atoms in the compound layer and silver atoms in the metal layer form silver oxide growth nuclei, and the silver atoms grow from the growth nuclei, whereby a transparent electrode having a dense structure is formed. That is, in a plurality of film formation chambers provided in the film formation apparatus, film formation using silver or a silver alloy as a raw material and film formation using an oxide of an alkali metal or an alkaline earth metal or a metal salt thereof as a raw material I do.
電極材料としては、例えば、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の陽極材料や、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等の陰極材料等が挙げられる。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、金属塩としては、例えば、Li2O、Rb2O、Cs2O、Li2O2、Rb2O2、Cs2O2、LiAlO2、LiBO2、KAlO2、NaWO4、K2SiO3、Li2CO3、CaCO3、Na2CO3等が挙げられる。また、銀合金としては、AgMg、AgCu、AgPd、AgPdCu、AgIn、AgAl、AgMo等の銀を主成分として含む合金が挙げられる。 Examples of electrode materials include metals such as Au, anode materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO, sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium / copper mixtures, and magnesium / silver. Examples include a mixture, a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, an indium, a lithium / aluminum mixture, and a cathode material such as a rare earth metal. Examples of the alkali metal or alkaline earth metal oxide and metal salt include Li 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, Li 2 O 2 , Rb 2 O 2 , Cs 2 O 2 , LiAlO 2 , LiBO 2, KAlO 2, NaWO 4 , K 2 SiO 3, Li 2 CO 3, CaCO 3, Na 2 CO 3 and the like. Examples of the silver alloy include alloys containing silver as a main component, such as AgMg, AgCu, AgPd, AgPdCu, AgIn, AgAl, and AgMo.
本実施形態に係る成膜装置及び成膜方法によれば、ロール状に捲回可能な長尺帯状の基材に有機EL素子のバリア膜や透明電極や配線電極等を成膜するにあたって、成膜が行われる基材を、搬送時、マスクの装着時、マスクの取り外し時、成膜時を除いて、減圧雰囲気の下で取り扱うことが可能である。そのため、素子の劣化を引き起こす、酸素、水分等が、製造工程中において基材や薄膜に侵入するのが阻止され、製造される有機EL素子の初期性能の低下が防止される。そして、有機EL素子のバリア膜や透明電極層、配線電極層、光学調整層等をスパッタリング法、化学気相成長法又はイオンプレーティング法によって成膜する際に使用する不活性ガスによって、基材の除電を行うことが可能である。そのため、既存の成膜ユニットの利用が可能であり、不活性ガスを供給するための設備機器を新設する必要が無いため、低コストで除電を実現することが可能である。 According to the film forming apparatus and the film forming method according to the present embodiment, when forming a barrier film, a transparent electrode, a wiring electrode, or the like of an organic EL element on a long strip-shaped base material that can be wound in a roll shape, The substrate on which the film is formed can be handled under a reduced-pressure atmosphere except during transport, when a mask is attached, when a mask is removed, and when a film is formed. Therefore, oxygen, moisture, and the like that cause deterioration of the element are prevented from entering the base material and the thin film during the manufacturing process, and the initial performance of the manufactured organic EL element is prevented from being lowered. Then, an inert gas used when forming a barrier film, a transparent electrode layer, a wiring electrode layer, an optical adjustment layer, or the like of the organic EL element by a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an ion plating method is used. It is possible to perform static elimination. For this reason, it is possible to use an existing film forming unit, and it is not necessary to newly install an equipment for supplying an inert gas. Therefore, it is possible to realize static elimination at a low cost.
なお、前記の成膜装置1においては、成膜ユニット120が不活性ガスの供給能を有する成膜機となっているが、これに代えて、成膜機と別体の不活性ガスの供給手段を成膜室に設けてもよい。また、前記の成膜装置1においては、成膜室30において、マスクを使用したパターン成膜が行われるものとしているが、これに代えて、マスクを使用しない成膜が行われるものとしてもよい。また、成膜室30と共に設けられ得るその他の成膜室において、マスクを使用したパターン成膜やマスクを使用しない成膜が種々の組み合わせて行われるものとしてもよい。マスクを使用しない場合においても、搬送時についての帯電に起因する不良を低減させることが可能である。
In the
1 成膜装置
10 繰出室
20 第1バッファ室
30 成膜室
40 第2バッファ室
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基材が搬送される搬送路の途中に設けられ、調圧された雰囲気の下で前記基材上に薄膜の成膜を行う成膜室と、
前記成膜室の前段に配置され、雰囲気圧を調圧可能な第1バッファ室と、
前記成膜室の後段に配置され、雰囲気圧を調圧可能な第2バッファ室とを備え、
前記成膜室においては、前記基材の一区間を成膜位置に繰り入れて静止させて成膜を行い、成膜後には前記一区間を前記成膜位置から繰り出すと共に次の区間を前記成膜位置に繰り入れて成膜を繰り返し、
前記薄膜の成膜時には、前記第1バッファ室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を減圧し、
前記成膜位置に対して前記基材を移動させるときには、前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を加圧することを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a thin film on a long belt-shaped substrate,
A film forming chamber that is provided in the middle of a transport path through which the base material is transported, and that forms a thin film on the base material under a regulated atmosphere;
A first buffer chamber which is disposed in a front stage of the film forming chamber and capable of adjusting an atmospheric pressure;
A second buffer chamber disposed downstream of the film formation chamber and capable of adjusting the atmospheric pressure;
In the film forming chamber, a section of the base material is transferred to a film forming position and stopped to form a film, and after the film formation, the one section is extended from the film forming position and the next section is formed in the film forming position. Repeat the film formation in the position,
When forming the thin film, the atmospheric pressure in the first buffer chamber and the second buffer chamber is reduced.
The film forming apparatus, wherein when the substrate is moved with respect to the film forming position, an atmospheric pressure in the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber is increased.
前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧が、前記成膜ユニットから供給される不活性ガスによって加圧されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成膜装置。 The film forming chamber has a film forming unit having an inert gas supply capability,
The atmosphere pressure in the first buffer chamber, the film formation chamber, and the second buffer chamber is increased by an inert gas supplied from the film formation unit. The film-forming apparatus of description.
前記成膜ユニットが、スパッタリング法、化学気相成長法又はイオンプレーティング法によって前記薄膜の成膜を行うことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の成膜装置。 The film formation chamber has a mask for forming a film formation pattern on the thin film;
The film forming apparatus according to claim 3 or 4, wherein the film forming unit forms the thin film by a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an ion plating method.
前記基材が搬送される搬送路の途中に設けられ、調圧された雰囲気の下で前記基材上に薄膜の成膜を行う成膜室と、
前記成膜室の前段に設けられ、雰囲気圧を調圧可能な第1バッファ室と、
前記成膜室の後段に設けられ、雰囲気圧を調圧可能な第2バッファ室とを備える成膜装置において、
前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を加圧する工程と、
前記基材の一区間を加圧雰囲気の下で前記成膜室内の成膜位置に繰り入れて静止させる工程と、
前記一区間に調圧された雰囲気の下で前記薄膜の成膜を行う工程と、
前記第1バッファ室、前記成膜室及び前記第2バッファ室の雰囲気圧を再加圧する工程と、
前記一区間を加圧雰囲気の下で前記成膜位置から繰り出す工程とを含んでなることを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a thin film on a long belt-shaped substrate,
A film forming chamber that is provided in the middle of a transport path through which the base material is transported, and that forms a thin film on the base material under a regulated atmosphere;
A first buffer chamber provided in a front stage of the film forming chamber and capable of adjusting an atmospheric pressure;
In a film forming apparatus provided with a second buffer chamber provided downstream of the film forming chamber and capable of adjusting the atmospheric pressure,
Pressurizing the atmospheric pressure of the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber;
A step of bringing a section of the base material into a film forming position in the film forming chamber under a pressurized atmosphere to be stationary;
Forming the thin film under an atmosphere adjusted to the one section; and
Repressurizing the atmospheric pressure of the first buffer chamber, the film forming chamber, and the second buffer chamber;
And a step of feeding out the one section from the deposition position under a pressurized atmosphere.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015123199A JP6471623B2 (en) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | Film forming apparatus and film forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015123199A JP6471623B2 (en) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | Film forming apparatus and film forming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017008350A JP2017008350A (en) | 2017-01-12 |
JP6471623B2 true JP6471623B2 (en) | 2019-02-20 |
Family
ID=57762758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015123199A Active JP6471623B2 (en) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | Film forming apparatus and film forming method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6471623B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6375015B1 (en) | 2017-04-25 | 2018-08-15 | 住友化学株式会社 | Method for manufacturing organic electronic device |
JP6375016B1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-08-15 | 住友化学株式会社 | SUBSTRATE WITH ELECTRODE, LAMINATED SUBSTRATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC DEVICE |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09307128A (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | Manufacturing equipment and method of thin film photoelectric transducer |
JP2003069193A (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Ari Ide | Flexible printed board, and method and apparatus for manufacturing the same |
JP2009140903A (en) * | 2007-11-14 | 2009-06-25 | Sony Corp | Method of manufacturing display |
JP4687721B2 (en) * | 2008-02-01 | 2011-05-25 | 住友金属鉱山株式会社 | Heating and conveying device for plastic film |
JP5418505B2 (en) * | 2009-02-03 | 2014-02-19 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electronic device and method for manufacturing the same |
JP2011096709A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Ulvac Japan Ltd | Substrate carrier in vacuum processing apparatus |
JP2011225932A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Fuji Electric Co Ltd | Sputtering film deposition system for pattern deposition |
JPWO2015037534A1 (en) * | 2013-09-10 | 2017-03-02 | コニカミノルタ株式会社 | Functional film manufacturing apparatus and manufacturing method |
-
2015
- 2015-06-18 JP JP2015123199A patent/JP6471623B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017008350A (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010541159A5 (en) | ||
TWI647110B (en) | Method for manufacturing laminate | |
JP2008189957A (en) | Continuous film forming apparatus | |
JP4870502B2 (en) | Organic EL sheet manufacturing equipment | |
JP2009094399A (en) | Manufacturing apparatus of thin film solar cell | |
JP2007179783A (en) | Manufacturing method of organic electroluminescent element | |
JP6648758B2 (en) | Method for manufacturing thin film electronic device | |
JP6471623B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
JP2017507247A (en) | Apparatus and method for thin film processing applications | |
JP2008270218A (en) | Processing device and method for processing substrate | |
WO2009148077A1 (en) | Apparatus for manufacturing thin film solar cell | |
JP5056682B2 (en) | Method for manufacturing organic electroluminescence element, organic electroluminescence element and apparatus for manufacturing the same | |
JP2012082464A (en) | Plasma cvd film-forming apparatus, film-forming method, gas-barrier laminated film | |
JP2010165620A (en) | Method of manufacturing organic electroluminescent element | |
KR20140143589A (en) | Roll to roll face up evaporator built in open-patterned mask for manufacturing of flexible WOLED and flexible OLED lighting thin film | |
KR20160141840A (en) | Apparatus for processing a flexible substrate and method for cleaning a processing chamber thereof | |
JP2009049028A (en) | Apparatus for manufacturing thin film solar cell | |
JP2006043965A (en) | Takeup type surface treatment apparatus and surface treatment method | |
CN107428126B (en) | Laminate and gas barrier film | |
JP2012219322A (en) | Winding type film deposition system and winding type film deposition method | |
JP2007149482A (en) | Manufacturing method of organic el element | |
TWI714639B (en) | Method and apparatus for manufacturing a flexible layer stack and flexible layer stack as a negative electrode | |
JP5651502B2 (en) | Method for producing functional film | |
JP4696832B2 (en) | Method for manufacturing organic electroluminescence panel | |
KR20180138400A (en) | The Non-Contact Transportation and Control Device based on Roll to Roll Process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180514 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181225 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6471623 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |