JP7221758B2 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents
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Description
本発明は、基材上に薄膜を形成する成膜装置、及び成膜方法に関するものである。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a thin film on a substrate.
近年、プラスチックフィルムの表面に例えば酸化防止、水分混入防止等を目的としたバリア層を形成したバリアフィルムが食品用の保護フィルムやフレキシブル太陽電池等に用いられている。 2. Description of the Related Art In recent years, a barrier film in which a barrier layer is formed on the surface of a plastic film for the purpose of, for example, preventing oxidation and preventing contamination by moisture has been used in protective films for food, flexible solar cells, and the like.
特許文献1には、ロールツウロール方式で帯状のプラスチックフィルムからなる基材を搬送しながら、その表面にバリア層からなる薄膜を成膜する構成が記載されている。
特許文献1:特開2017-179411号公報 Patent Document 1: JP 2017-179411 A
しかしながら、特許文献1記載のものは、バリア層(機能層)の成膜面がローラ等に接触する等して傷がついてしまうことがあるという問題があった。
However, the method described in
本発明は、上記問題点を解決して、成膜したバリア層(機能層)に傷がつくことを防止することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and prevent the formed barrier layer (functional layer) from being damaged.
上記課題を解決するために本発明は、基材の表面に薄膜を形成する成膜装置であって、
基材を正逆両方向に搬送可能な搬送部と、
前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に機能膜を形成する機能膜成膜部と、
前記機能膜成膜部よりも正方向下流側に設けられ、前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に前記機能膜を保護する保護膜を形成する保護膜成膜部と、
正方向に搬送する距離をαとし、逆方向に搬送する距離をβとしたときに、α>βとなるように距離α正方向搬送した次に距離β逆方向搬送する距離α正方向搬送及び距離β逆方向搬送を交互に行うように制御する制御部と、を備え、
前記距離α正方向搬送における搬送中の前記基材に前記機能膜及び前記保護膜を形成するとともに、前記距離β逆方向搬送における搬送中の前記基材に前記保護膜及び前記機能膜を形成することを特徴とする成膜装置を提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a film forming apparatus for forming a thin film on the surface of a substrate,
a conveying unit capable of conveying the base material in both forward and reverse directions;
a functional film deposition unit that forms a functional film on the substrate being transported in the forward direction or the reverse direction by the transport unit;
a protective film forming unit that is provided downstream in the forward direction from the functional film forming unit and that forms a protective film that protects the functional film on the substrate that is being conveyed in the forward direction or the reverse direction by the conveying unit;
When α is the forward transport distance and β is the reverse transport distance, α is transported in the forward direction so that α > β. a control unit that controls to alternately carry out the distance β backward transport ,
The functional film and the protective film are formed on the substrate being conveyed in the forward conveying distance α, and the protective film and the functional film are formed on the substrate conveying in the reverse conveying distance β. The present invention provides a film forming apparatus characterized by:
この構成により、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 With this configuration, by forming the protective film on the functional film, it is possible to prevent the formed functional film from being damaged.
前記制御部は、前記機能膜及び前記保護膜の形成を交互に複数回行うように制御する構成としてもよい。 The control unit may be configured to perform control such that the formation of the functional film and the protective film is alternately performed a plurality of times.
この構成により、多層の機能膜の上に多層の保護膜が積層されることで、機能膜の効果も十分に発揮できるとともに、多層の保護膜により確実に機能膜を保護することができる。 With this configuration, the multi-layered protective film is laminated on the multi-layered functional film, so that the effect of the functional film can be sufficiently exhibited, and the functional film can be reliably protected by the multi-layered protective film.
前記機能膜成膜部は機能膜を成膜するCVD装置からなり、前記保護膜成膜部は保護膜を成膜するCVD装置からなる構成としてもよい。 The functional film deposition unit may be configured by a CVD apparatus for depositing a functional film, and the protective film deposition unit may be configured by a CVD apparatus for deposition of a protective film.
この構成により、良質な機能膜及び保護膜を成膜することができる。 With this configuration, it is possible to form a good functional film and a protective film.
基材は帯状であり、両端がロールに巻かれ、一方のロールから送り出し、他方のロールが巻き取ることにより、基材が連続的に搬送可能である構成としてもよい。 The substrate may be strip-shaped, wound on rolls at both ends, delivered from one roll, and taken up by the other roll so that the substrate can be continuously transported.
また、上記課題を解決するために本発明は、基材の表面に薄膜を形成する成膜方法であって、
基材を正方向に距離αだけ搬送する正方向搬送工程と、
前記正方向搬送工程での搬送中の基材に機能膜成膜部において機能膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部よりも正方向下流側の保護膜成膜部において、前記正方向搬送工程での搬送中の基材に、前記機能膜を保護する保護膜を形成する正方向成膜工程と、
基材を正方向とは逆の逆方向に距離βだけ搬送する逆方向搬送工程と、
前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記保護膜成膜部において前記保護膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部において前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記機能膜を形成する逆方向成膜工程と、を備え、
前記距離αの前記正方向搬送工程及び前記正方向成膜工程と、前記距離βの前記逆方向搬送工程及び前記逆方向成膜工程とを交互に行うとともに、
前記距離αは、前記距離βよりも大きいことを特徴とする成膜方法を提供するものである。
Further, in order to solve the above problems, the present invention provides a film forming method for forming a thin film on the surface of a substrate,
A forward direction conveying step of conveying the base material in the forward direction by a distance α;
Forming a functional film on the substrate being transported in the forward transport step in the functional film deposition unit, and performing the forward transport in the protective film deposition unit on the downstream side of the functional film deposition unit in the forward direction. a forward film forming step of forming a protective film for protecting the functional film on the base material being transported in the process;
A reverse direction conveying step of conveying the base material by a distance β in a direction opposite to the forward direction;
In the protective film forming section, the protective film is formed on the substrate being conveyed in the reverse conveying step, and in the functional film forming section, the functional film is formed on the substrate being conveyed in the reverse conveying step. A reverse film formation step of forming a film,
alternately performing the forward transport step and the forward film forming step at the distance α and the reverse transport step and the reverse film forming step at the distance β ;
The film forming method is characterized in that the distance α is greater than the distance β.
この構成により、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 With this configuration, by forming the protective film on the functional film, it is possible to prevent the formed functional film from being damaged.
前記正方向搬送工程及び前記正方向成膜工程と、前記逆方向搬送工程及び前記逆方向成膜工程とを交互に複数回繰り返して、前記機能膜及び前記保護膜をそれぞれ積層させる構成としてもよい。 The forward transporting step and the forward film forming step, and the reverse transporting step and the reverse film forming step may be alternately repeated a plurality of times to stack the functional film and the protective film respectively. .
この構成により、多層の機能膜の上に多層の保護膜が積層されることで、機能膜の効果も十分に発揮できるとともに、多層の保護膜により確実に機能膜を保護することができる。 With this configuration, the multi-layered protective film is laminated on the multi-layered functional film, so that the effect of the functional film can be sufficiently exhibited, and the functional film can be reliably protected by the multi-layered protective film.
本発明の成膜装置、及び成膜方法により、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 The film forming apparatus and film forming method of the present invention can prevent the formed functional film from being damaged.
本発明の実施例1について、図1~図5を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1における成膜装置、成膜方法を説明する図である。図2は、本発明の実施例1における成膜方法を説明する図である。図3は、本発明の実施例1における機能膜と保護膜との成膜状態を説明する図である。図4は、本発明の実施例1における成膜方法で機能膜と保護膜とを積層する様子を説明する図である。図5は、本発明の実施例1における機能膜と保護膜とが積層された状態を説明する図である。
図1に示すように、プラスチックフィルムからなる帯状の基材Kが搬送部11により図の左から右へと連続的に搬送される。ここで、実施例1においては、図1の左から右への搬送方向を正方向とし、右から左への搬送方向を逆方向と定義する。搬送部11は、メインロール14、巻出しロール12、巻取りロール13、フリーロール18、19等から構成され、巻出しロール12により正方向に巻き出された基材Kはフリーロール18を介してメインロール14の外周面に沿って搬送され、フリーロール19を介して巻取りロール13によって正方向に巻き取られる。フリーロール18、19は、メインロール14での抱き角を十分に確保するために設けられている。メインロール14の外周面に沿って搬送される基材Kに機能膜の成膜を行う機能膜成膜部15と機能膜を保護する保護膜の成膜を行う保護膜成膜部16が図1の奥行き方向に約250mmの開口幅をもって設けられている。機能膜成膜部15と保護膜成膜部16はともに、フリーロール18及びフリーロール19から十分離れた位置、かつ、保護膜成膜部16は機能膜成膜部15の正方向下流側に設けられている。
As shown in FIG. 1, a strip-shaped base material K made of a plastic film is continuously transported from left to right in the drawing by a
搬送部11は、正方向(図1の左から右)及び逆方向(図1の右から左)のいずれにも基材Kを搬送することができるように制御部17により制御することができる。制御部17は、また、機能膜成膜部15と保護膜成膜部16における成膜動作の実行及び停止や成膜レートを制御することができる。
The
機能膜成膜部15、保護膜成膜部16、及び搬送部11は、図示しないチャンバー内に設けられており、チャンバー内は圧力を一定に保持することができる。このチャンバーには図示しない真空ポンプが接続されチャンバー内の圧力を制御することができる。このようにチャンバー内に搬送部11、機能膜成膜部15、保護膜成膜部16を設けることにより基材Kや成膜後の基材Kを大気状態に曝すことを避けることができる。
The functional
機能膜成膜部15及び保護膜成膜部16は、いずれも真空成膜法により基材Kに薄膜を形成するためのものであり、実施例1においては、真空成膜法の一種であるプラズマCVD法を実現するCVD装置によって基材K上に薄膜を形成(成膜)する。機能膜成膜部15と保護膜成膜部16とは、それぞれに供給するガスの種類が異なる。機能膜成膜部15では、原料ガスHMDS(ヘキサメチルジシラザン)ガスに加えて酸素ガスを供給することにより機能膜としてのSiO2膜を基材K上に形成し、保護膜成膜部16では、原料ガスHMDSガスに加えてアルゴンガスと水素ガスを供給し保護膜としてのSiCN膜を基材K上に形成する。機能膜としてのSiO2膜は、酸化防止、水分混入防止等を目的としたバリア膜である。
The functional
ここで、基材Kは、成膜するためプラズマに曝されることから加熱される。搬送速度が遅いと、基材Kが受ける熱が多くなり、シワや変形といったダメージを受けるため、正方向の搬送も逆方向の搬送も一定の比較的速い速度で搬送して一定厚の成膜を行う。 Here, the substrate K is heated due to exposure to the plasma for film deposition. If the transport speed is slow, the heat received by the base material K increases, causing damage such as wrinkles and deformation. I do.
これにより、メインロール14に沿って巻出しロール12から巻取ロール13へ基材Kが正方向又は逆方向に搬送されると、機能膜成膜部15及び保護膜成膜部16により、一定厚の機能膜v1及び保護膜b1が基材Kの表面に成膜されるようになっている。
As a result, when the base material K is conveyed from the unwinding
図2を参照して、機能膜と保護膜を成膜する方法を説明する。実施例1においては、図1、図2に示すように、機能膜成膜部15及び保護膜成膜部16のメインロール14外周面上の開口距離をそれぞれtとし、機能膜成膜部15と保護膜成膜部16との間のメインロール14外周面上の隙間距離をtとしている。
A method of forming a functional film and a protective film will be described with reference to FIG. In Example 1, as shown in FIG. 1 and FIG. and the protective
まず、搬送部11は、基材Kを正方向に距離αだけ定速で搬送する正方向搬送工程を実施する。実施例1においては、距離αは4tであるので機能膜成膜部15及び保護膜成膜部16のメインロール14外周面上の距離の4倍だけ搬送される。この正方向搬送工程中に機能膜成膜部15と保護膜成膜部16は、正方向成膜工程を実施する。図2(1)に正方向成膜工程で成膜される機能膜v1及び保護膜b1の長さと相対関係を示している。つまり、機能膜成膜部15は、基材KがA0点からA1点に搬送される間に斜線のバーで示す機能膜v1を5tの長さだけ成膜する。また、保護膜成膜部16は、同じ搬送時にドットのバーで示す保護膜b1を5tの長さだけ、一部を機能膜v1の上に、また一部を基材K上に成膜する。ここで、基材Kの移動距離は4tであるが、これに機能膜成膜部15又は保護膜成膜部16の開口長さtが加わることによって、成膜される機能膜v1及び保護膜b1の長さは5tとなる。
First, the conveying
ここで、図2(1)に示すように、保護膜b1は一部を機能膜v1の上に成膜するが、一部は基材K上に成膜(*1に示す部分)する。図2では、基材K上に成膜された保護膜b1が基材Kに接触するように図示していないが、正確には図3の*1に示すように基材K上に成膜される。図2では、成膜の長さをわかりやすくするため、成膜状態を直線のバーで示している。 Here, as shown in FIG. 2(1), the protective film b1 is partly formed on the functional film v1 and partly formed on the substrate K (portion indicated by *1). In FIG. 2, the protective film b1 formed on the base material K is not shown so as to be in contact with the base material K. be done. In FIG. 2, the state of film formation is indicated by a straight bar in order to make the length of film formation easy to understand.
搬送部11は、基材Kを距離α分の正方向搬送工程を終えると一旦停止し、すぐさま逆方向に基材Kを距離βだけ連続的に搬送する逆方向搬送工程を実施する。実施例1においては、距離βは3tであり、A1点の基材KはA2点に搬送される。この逆方向搬送工程中に機能膜成膜部15と保護膜成膜部16は、逆方向成膜工程を実施する。図2(2)に逆方向成膜工程で成膜される保護膜b2及び機能膜v2の長さと相対関係を示している。つまり、保護膜成膜部16は、基材KがA1点からA2点に逆方向に3tだけ搬送される間に、保護膜成膜部16の開口長さ分も含めて、ドットのバーで示す保護膜b2を4tの長さだけ保護膜b1の上に成膜する。また、機能膜成膜部15は、この同じ逆方向搬送工程中に斜線のバーで示す機能膜v2を4tの長さだけ、一部を保護膜b2の上に、また一部を機能膜v1の上に成膜する。ここでも図2では機能膜v2を直線状のバーで示しているが、実際には機能膜v1と機能膜v2との間には隙間がなく機能膜v1の上に機能膜v2が積層される。
The conveying
つまり、実施例1においては、正方向への搬送距離αが逆方向への搬送距離βより大きく距離αは4tであり、距離βは3tであるので、基材Kは少しずつ正方向に搬送されることになる。 That is, in Example 1, since the conveying distance α in the forward direction is greater than the conveying distance β in the reverse direction and the distance α is 4t, and the distance β is 3t, the substrate K is gradually conveyed in the forward direction. will be
正方向搬送工程及び正方向成膜工程、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程をそれぞれ1回実施した時点で基材K上に機能膜v1が成膜され、さらに機能膜v1の上に保護膜b1が成膜される。この状態でも一部の機能膜v1の上に保護膜b1が成膜されているのでフリーロール19に接触しても機能膜v1が傷つく可能性は減少しているが、さらに、正方向搬送工程及び正方向成膜工程と、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程とを交互にそれぞれ複数回実施することにより、多層の保護膜を積層することができ機能膜が傷つく可能性を限りなくすことができ質の高い成膜とすることができる。
The functional film v1 is formed on the substrate K at the time when each of the forward conveying step, the forward film forming step, the reverse conveying step, and the reverse film forming step is performed once, and is further protected on the functional film v1. A film b1 is deposited. Even in this state, since the protective film b1 is formed on a part of the functional film v1, the possibility of the functional film v1 being damaged even if it comes into contact with the
すなわち、1回目の逆方向成膜工程が完了したら、搬送部11は基材Kの搬送を一旦停止する。そしてすぐに2回目の正方向搬送工程を実施する。このとき、搬送が停止する直前や停止後の再搬送動作時は搬送速度が低下して成膜の厚さが定速搬送時よりも厚くなってしまうので、実施例1においては、この速度低下時にはCVD装置に供給するガスの量を減らして成膜レートを一定に保つように制御部17は制御する。制御部17は、正方向搬送工程から逆方向搬送工程に移るときも同様の制御を行う。
That is, when the first reverse film forming process is completed, the
2回目の正方向搬送工程を実施し、正方向成膜工程を実施すると、基材KはA2点からA3点に搬送され、図2(3)に示すように、機能膜v3と保護膜b3が成膜される。このとき、機能膜v3の一部は基材K上に成膜され、他の大部分は機能膜v2の上に積層して成膜される。また、保護膜b3の一部は保護膜b2の上に積層して成膜され、他の部分は機能膜v3の上に積層して成膜される。 When the second forward transporting step is performed and the forward film forming step is performed, the base material K is transported from point A2 to point A3, and as shown in FIG. is deposited. At this time, part of the functional film v3 is formed on the base material K, and most of the other part is formed on the functional film v2. A portion of the protective film b3 is deposited on the protective film b2, and the other portion is deposited on the functional film v3.
次に、2回目の逆方向搬送工程を実施し、逆方向成膜工程を実施すると、基材KはA3点からA4点に搬送され、図2(4)に示すように、保護膜b4と機能膜v4が成膜される。このとき、保護膜b4は保護膜b3の上に積層して成膜される。また、機能膜v4の一部は機能膜v3の上に積層して成膜され、他の部分は保護膜b4の上に積層して成膜される。 Next, when the second reverse direction conveying step is performed and the reverse direction film forming step is performed, the substrate K is transported from point A3 to point A4, and as shown in FIG. A functional film v4 is deposited. At this time, the protective film b4 is deposited on the protective film b3. A portion of the functional film v4 is deposited on the functional film v3, and the other portion is deposited on the protective film b4.
この正方向搬送工程及び正方向成膜工程と、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程とをさらに、交互にそれぞれ複数回行うと、図4に示すように多層の機能膜及び保護膜が成膜される。つまり、図2を参照して上述したように、1回目の正方向搬送工程及び1回目の正方向成膜工程、1回目の逆方向搬送工程及び1回目の逆方向成膜工程、そして、2回目の正方向搬送工程及び2回目の正方向成膜工程、2回目の逆方向搬送工程及び2回目の逆方向成膜工程、3回目の正方向搬送工程及び3回目の
正方向成膜工程、3回目の逆方向搬送工程及び3回目の逆方向成膜工程、4回目の正方向搬送工程及び4回目の正方向成膜工程、4回目の逆方向搬送工程及び4回目の逆方向成膜工程が終わった時点でv1~v4の機能膜、及びb1~b4の保護膜が基材上に積層されている。この後、5回目、6回目・・・・21回目まで正方向搬送工程及び正方向成膜工程と、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程とを交互にそれぞれ繰り返すと図4に示すように、基材K上にv1~v21の機能膜及びb1~b21の保護膜が積層される。
When the forward transporting process and the forward film forming process and the reverse transporting process and the reverse film forming process are alternately performed a plurality of times, a multi-layered functional film and a protective film are formed as shown in FIG. filmed. That is, as described above with reference to FIG. a forward conveying step and a second forward film forming step, a second reverse conveying step and a second reverse film forming step, a third forward conveying step and a third forward film forming step, Third reverse transfer step and third reverse film formation step Fourth forward transfer step and fourth forward film formation step Fourth reverse transfer step and fourth reverse film formation step When the above is finished, the functional films v1 to v4 and the protective films b1 to b4 are laminated on the substrate. After that, the forward transporting step and the forward film forming step and the reverse transporting step and the reverse film forming step are alternately repeated until the 5th, 6th, . . . 21st times, as shown in FIG. , the functional films v1 to v21 and the protective films b1 to b21 are laminated on the base material K.
そして、図4のXで示す範囲、つまり、図の2tから6tまでの範囲は、機能膜及び保護膜の層数が一定の範囲で、基材K上に機能膜が5層、その上に保護膜が2層、その上に機能膜が2層、その上に保護膜が2層、その上に機能膜が2層、その上に保護膜が5層、積層されている。例えば、5tから6tの範囲で確認すると、図4の上から斜線のバーで示す機能膜がv1、v2、v3、v4、v5と5層積層され、その上に、ドットのバーで示す保護膜がb5、b6と2層積層され、その上に、機能膜がv6、v7と2層積層され、その上に、保護膜がb7、b8と2層積層され、その上に、機能膜がv8、v9と2層積層され、その上に、保護膜がb9、b10、b11、b12、b13と5層積層されている。この積層状態を図5にわかりやすく示している。この積層状態は、図4における2tから5tまでの範囲でも同様であり、結局、21回の正方向搬送工程及び正方向成膜工程と、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程とを交互にそれぞれ繰り返した時点で、Xで示す範囲において上述の多層積層が実現できる。 The range indicated by X in FIG. 4, that is, the range from 2t to 6t in the figure, is a range in which the number of layers of the functional film and the protective film is constant. Two layers of protective films, two layers of functional films thereon, two layers of protective films thereon, two layers of functional films thereon, and five layers of protective films thereon are laminated. For example, when confirming in the range of 5t to 6t, five layers of functional films indicated by oblique bars in FIG. is laminated with two layers b5 and b6, two functional films v6 and v7 are laminated thereon, two protective films b7 and b8 are laminated thereon, and a functional film v8 is laminated thereon. , v9, and five protective films b9, b10, b11, b12, and b13 are laminated thereon. This lamination state is shown in FIG. 5 in an easy-to-understand manner. This lamination state is the same in the range from 2t to 5t in FIG. At each iteration, the multi-layer lamination described above can be realized in the range indicated by X.
これにより、多層の機能膜の上に多層の保護膜が積層されることで、機能膜の効果も十分に発揮できるとともに、多層の保護膜により確実に機能膜を保護することができる。 Thus, by laminating the multilayer protective film on the multilayer functional film, the effect of the functional film can be sufficiently exhibited, and the functional film can be reliably protected by the multilayer protective film.
なお、図4の保護膜b1、b2、b3のドットのバーにおける10t以上右側の図は省略している。 Note that the right side of the bar of the dots of the protective films b1, b2, and b3 in FIG. 4 beyond 10t is omitted.
なお、実施例1においては、ロールツウロールで搬送されるプラスチックフィルムからなる帯状の基材を対象としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、金属フィルムからなる帯状の基材を対象としてもよい。また、ロールツウロール搬送ではなく、帯状ではないセラミックからなる基板が直線状に搬送される基材を対象としてもよい。 In addition, in Example 1, a band-shaped base material made of a plastic film transported by roll-to-roll was used, but the base material is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, a strip-shaped substrate made of a metal film may be used. Also, instead of roll-to-roll transport, substrates made of ceramics that are not belt-shaped and transported in a straight line may be used as substrates.
また、実施例1においては、CVD装置により機能膜成膜部及び保護膜成膜部を構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、スパッタ装置により機能膜成膜部及び保護膜成膜部を構成してもよい。 In addition, in Example 1, the functional film forming section and the protective film forming section are configured by the CVD apparatus, but the present invention is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, the functional film forming section and the protective film forming section may be configured by a sputtering device.
なお、実施例1においては、機能膜として酸化防止、水分混入防止等を目的としたバリア膜を成膜するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、透明導電膜、反射防止膜等を機能膜として成膜するように構成してもよい。 In Example 1, a barrier film was formed as a functional film for the purpose of preventing oxidation, preventing water from entering, etc., but the present invention is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, a transparent conductive film, an antireflection film, or the like may be formed as a functional film.
このように、実施例1においては、基材の表面に薄膜を形成する成膜装置であって、 基材を正逆両方向に搬送可能な搬送部と、 前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に機能膜を形成する機能膜成膜部と、 前記機能膜成膜部よりも正方向下流側に設けられ、前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に前記機能膜を保護する保護膜を形成する保護膜成膜部と、 正方向に搬送する距離をαとし、逆方向に搬送する距離をβとしたときに、α>βとなるように正方向搬送及び逆方向搬送を交互に行って前記機能膜及び前記保護膜を積層するように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置により、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 As described above, in Example 1, the film forming apparatus for forming a thin film on the surface of a base material includes: a conveying section capable of conveying the base material in both forward and reverse directions; a functional film deposition unit for forming a functional film on a substrate being transported; and a functional film deposition unit provided downstream in the forward direction from the functional film deposition unit and applied to the substrate being transported in the forward direction or the reverse direction by the transport unit. a protective film deposition unit that forms a protective film that protects the functional film; A protective film is formed on a functional film by a film forming apparatus comprising: a control unit that controls to laminate the functional film and the protective film by alternately performing transport and reverse transport. By forming the film, it is possible to prevent the formed functional film from being damaged.
また、実施例1においては、基材の表面に薄膜を形成する成膜方法であって、 基材を正方向に距離αだけ搬送する正方向搬送工程と、 前記正方向搬送工程での搬送中の基材に機能膜成膜部において機能膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部よりも正方向下流側の保護膜成膜部において、前記正方向搬送工程での搬送中の基材に、前記機能膜を保護する保護膜を形成する正方向成膜工程と、 基材を正方向とは逆の逆方向に距離βだけ搬送する逆方向搬送工程と、 前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記保護膜成膜部において前記保護膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部において前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記機能膜を形成する逆方向成膜工程と、を備え、 前記正方向搬送工程及び前記正方向成膜工程と、前記逆方向搬送工程及び前記逆方向成膜工程とを交互に行うとともに、 前記距離αは、前記距離βよりも大きいことを特徴とする成膜方法により、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 In addition, in Example 1, a film formation method for forming a thin film on the surface of a base material is provided, comprising: a forward-direction conveying step of conveying the base material in the forward direction by a distance α; A functional film is formed on the base material in the functional film forming section, and in the protective film forming section on the downstream side in the forward direction from the functional film forming section, on the base material being conveyed in the forward conveying step , a forward direction film formation step of forming a protective film for protecting the functional film, a reverse direction transport step of transporting the substrate by a distance β in a direction opposite to the normal direction, and transport in the reverse direction transport step. In the reverse direction film forming section, the protective film is formed on the base material inside, and the functional film is formed on the base material being conveyed in the reverse direction conveying step in the functional film forming section. and alternately performing the forward transporting step and the forward film forming step, and the reverse transporting step and the reverse film forming step, wherein the distance α is greater than the distance β. By forming the protective film on the functional film by the film forming method characterized by the above, it is possible to prevent the formed functional film from being damaged.
実施例1は、機能膜成膜部及び保護膜成膜部のそれぞれのメインロール外周面上の開口長さと、機能膜成膜部及び保護膜成膜部の間のメインロール外周面上の隙間距離とがともにtである場合について説明したのに対し、本発明の実施例2は、正方向搬送工程及び逆方向搬送工程の搬送距離をより一般的に表した点で実施例1と異なっている。実施例2について、図6を参照して説明する。図6は、本発明の実施例2における成膜装置、成膜方法を説明する図である。 In Example 1, the opening length on the outer peripheral surface of the main roll of the functional film forming section and the protective film forming section, and the gap on the outer peripheral surface of the main roll between the functional film forming section and the protective film forming section In contrast to the case where both distances and distances are t, the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that the conveying distances of the forward conveying process and the reverse conveying process are expressed more generally. there is A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a film forming apparatus and a film forming method in Example 2 of the present invention.
実施例2においては、図6の左から右への搬送方向を正方向とし、右から左への搬送方向を逆方向とする。図6に示すように、帯状の基材Kが搬送部11により図の左から右へと正方向に搬送される。搬送部11は、メインロール14、巻出しロール12、巻取りロール13、フリーロール18、19等から構成され、巻出しロール12により正方向に巻き出された基材Kはフリーロール18を介してメインロール14に外周面に沿って搬送され、フリーロール19を介して巻取りロール13によって正方向に巻き取られる。メインロール14の外周面に沿って搬送される基材Kに成膜を行うように機能膜成膜部15と保護膜成膜部16が図1の奥行き方向に約250mmの開口幅をもって設けられている。機能膜成膜部15と保護膜成膜部16はともに、フリーロール18及びフリーロール19から十分離れた位置、かつ、保護膜成膜部16は機能膜成膜部15の正方向下流側に設けられている。
In the second embodiment, the direction of transport from left to right in FIG. 6 is the forward direction, and the direction of transport from right to left is the reverse direction. As shown in FIG. 6, a strip-shaped base material K is transported in the positive direction from left to right in the figure by the
搬送部11は、正方向(図1の左から右)及び逆方向(図1の右から左)のいずれにも基材Kを搬送することができるように制御部17により制御することができる。制御部17は、また、機能膜成膜部15と保護膜成膜部16における成膜動作の実行及び停止や成膜レートを制御することができる。
The
ここで、実施例2においては、フリーロール18から機能膜成膜部15の正方向上流側端部までのメインロール14外周面上の距離をL1とし、機能膜成膜部15の開口部分のメインロール14外周面上の距離をLd1とし、機能膜成膜部15の正方向下流側端部から保護膜成膜部16の正方向上流側端部までのメインロール14外周面上の距離をLiとし、保護膜成膜部16の開口部分のメインロール外周面上の距離をLd2とし、保護膜成膜部16の正方向下流側端部からフリーロール19までのメインロール14外周面上の距離をL2とする。
Here, in Example 2, the distance on the outer peripheral surface of the
最初に正方向搬送工程を実施し、αだけ正方向に搬送中に正方向成膜工程を実施して機能膜及び保護膜を成膜する。次に、逆方向搬送工程を実施し、βだけ逆方向に搬送中に逆方向成膜工程を実施して機能膜及び保護膜を成膜する。 First, the forward transporting process is carried out, and the forward film forming process is carried out while the wafer is being transported in the positive direction by α to form the functional film and the protective film. Next, a reverse transport step is performed, and a reverse film forming step is performed during transport in the reverse direction by β to form a functional film and a protective film.
ここで、実施例2においては、機能膜がフリーロール18、19に接触しないように、搬送距離α及びβが、次の式1及び式2を満たすように搬送される。式1:β≦L1 式1を満たすことにより、成膜された機能膜が逆方向の搬送によってフリーロール18に接触することを防止できる。式2:α≦Li+Ld2+L2 式2を満たすことにより、1回のみの正方向搬送工程及び正方向成膜工程で成膜された保護膜がフリーロール19に接触することを防止できる。すなわち、保護膜が機能膜を保護するのに十分な厚さとならないうちにフリーロール19と接触することを防ぐことができる。 但し、α>βであることは実施例1と同じである。
Here, in Example 2, the transport distances α and β are transported so as to satisfy the following
また、機能膜を成膜途中の機能膜成膜部15、又は保護膜を成膜途中の保護膜成膜部16の開口内で正方向搬送から逆方向搬送に切り替わった基材Kの部分がさらに機能膜成膜部15もしくは保護膜成膜部16内で逆方向搬送から正方向搬送に切り替わると、プラズマに長時間曝された基材Kに変形などが生じるおそれがあるため、次の式3又は式4を満たすことが望ましい。式3:β≧Ld1(但し、Ld1>Ld2)式4:β≧Ld2(但し、Ld1<Ld2)
In addition, the portion of the base material K where forward transport is switched to reverse transport in the opening of the functional
そして、実施例2においては、1回の正方向搬送工程及び正方向成膜工程、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程により、基材Kは(α―β)ずつ巻取りロール13に向かって正方向に搬送されることになる。また、正方向搬送工程及び正方向成膜工程と、逆方向搬送工程及び逆方向成膜工程とを交互にそれぞれ複数回繰り返して多層の機能膜と保護膜を積層する。これにより、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。
In Example 2, the substrate K is conveyed toward the take-
このように、実施例2においては、成膜後の機能膜がロールに接触することなく、また、機能膜の上に保護膜を成膜することで、成膜した機能膜に傷がつくことを防止することができる。 Thus, in Example 2, the formed functional film did not come into contact with the roll, and the protective film was formed on the functional film, so that the formed functional film was not damaged. can be prevented.
本発明における成膜装置、及び成膜方法は、薄膜の成膜分野に広く用いることができる。 The film forming apparatus and film forming method of the present invention can be widely used in the field of thin film forming.
11: 搬送部 12:巻出しロール 13:巻取りロール 14:メインロール 15:機能膜成膜部 16:保護膜成膜部 18:フリーロール 19:フリーロール 17:制御部 v1~v21:機能膜 b1~b22:保護膜K:基材
11: Conveying unit 12: Unwinding roll 13: Winding roll 14: Main roll 15: Functional film forming unit 16: Protective film forming unit 18: Free roll 19: Free roll 17: Control unit v1 to v21: Functional film b1 to b22: protective film K: base material
Claims (6)
基材を正逆両方向に搬送可能な搬送部と、
前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に機能膜を形成する機能膜成膜部と、
前記機能膜成膜部よりも正方向下流側に設けられ、前記搬送部により正方向又は逆方向に搬送中の基材に前記機能膜を保護する保護膜を形成する保護膜成膜部と、
正方向に搬送する距離をαとし、逆方向に搬送する距離をβとしたときに、α>βとなるように距離α正方向搬送した次に距離β逆方向搬送する距離α正方向搬送及び距離β逆方向搬送を交互に行うように制御する制御部と、を備え、
前記距離α正方向搬送における搬送中の前記基材に前記機能膜及び前記保護膜を形成するとともに、前記距離β逆方向搬送における搬送中の前記基材に前記保護膜及び前記機能膜を形成することを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a thin film on the surface of a substrate,
a conveying unit capable of conveying the base material in both forward and reverse directions;
a functional film deposition unit that forms a functional film on the substrate being transported in the forward direction or the reverse direction by the transport unit;
a protective film forming unit provided downstream of the functional film forming unit in the forward direction and forming a protective film for protecting the functional film on the substrate being conveyed in the forward direction or the reverse direction by the conveying unit;
When α is the forward transport distance and β is the reverse transport distance, α is transported in the forward direction so that α > β. a control unit that controls to alternately carry out distance β backward transport ,
The functional film and the protective film are formed on the substrate being conveyed in the forward conveying distance α, and the protective film and the functional film are formed on the substrate conveying in the reverse conveying distance β. A film forming apparatus characterized by:
基材を正方向に距離αだけ搬送する正方向搬送工程と、
前記正方向搬送工程での搬送中の基材に機能膜成膜部において機能膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部よりも正方向下流側の保護膜成膜部において、前記正方向搬送工程での搬送中の基材に、前記機能膜を保護する保護膜を形成する正方向成膜工程と、
基材を正方向とは逆の逆方向に距離βだけ搬送する逆方向搬送工程と、
前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記保護膜成膜部において前記保護膜を形成するとともに、前記機能膜成膜部において前記逆方向搬送工程での搬送中の基材に前記機能膜を形成する逆方向成膜工程と、を備え、
前記距離αの前記正方向搬送工程及び前記正方向成膜工程と、前記距離βの前記逆方向搬送工程及び前記逆方向成膜工程とを交互に行うとともに、
前記距離αは、前記距離βよりも大きいことを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a thin film on the surface of a base material,
A forward direction conveying step of conveying the base material in the forward direction by a distance α;
Forming a functional film on the substrate being transported in the forward transport step in the functional film deposition unit, and performing the forward transport in the protective film deposition unit on the downstream side of the functional film deposition unit in the forward direction. a forward film forming step of forming a protective film for protecting the functional film on the base material being transported in the process;
A reverse direction conveying step of conveying the base material by a distance β in a direction opposite to the forward direction;
In the protective film forming section, the protective film is formed on the substrate being conveyed in the reverse conveying step, and in the functional film forming section, the functional film is formed on the substrate being conveyed in the reverse conveying step. A reverse film formation step of forming a film,
alternately performing the forward transport step and the forward film forming step at the distance α and the reverse transport step and the reverse film forming step at the distance β ;
The film forming method, wherein the distance α is larger than the distance β.
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