JP7572997B2 - 真空処理装置及び真空処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、真空処理装置及び真空処理方法に関する。
長尺状の成膜用基材（帯状フィルム、以下、基材とする）を減圧雰囲気で主ローラに巻回しながら、この成膜用基材に被膜を形成するロール・トゥ・ロール方式の成膜装置がある。このような成膜装置では、主ローラによって巻回搬送される基材に成膜源を対向させて、成膜源から放出される成膜材料を基材に堆積させる（例えば、特許文献１参照）。これにより、主ローラによって巻回搬送される基材に被膜が形成される。また、このような成膜装置では、温度制御された媒体が供給されることによって主ローラが一定温度に保たれる。
特開２００９－０１９２４６号公報
しかしながら、何らかの外的要因によって主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、主ローラに供給される媒体の温度のみによって主ローラの温度を制御しようとすると、媒体と主ローラとの熱容量の違いによって媒体の温度を所定の温度に設定しても主ローラの温度が、その温度にただちに追従しないことがある。これにより、主ローラが目的温度に達すまでに所定の時間がかかり、主ローラによって巻回搬送される基材が変形（例えば、皺発生）する場合がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、主ローラに巻回搬送される基材の変形を抑え、信頼性の高い被膜が形成された基材を形成する真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空処理装置は、巻出ローラと、巻取ローラと、主ローラと、成膜源と、補助ローラと、温度計と、電源と、温調機構と、制御装置とを具備する。
上記巻出ローラは、成膜面と上記成膜面とは反対側の非成膜面とを有する基材を繰り出す。
上記巻取ローラは、上記基材を巻き取る。
上記主ローラは、上記基材が搬送される搬送方向において上記巻出ローラと上記巻取ローラとの間に設けられ、上記非成膜面に当接する外周面を有し、上記基材を巻回搬送する。
上記成膜源は、上記非成膜面に当接する上記主ローラの上記外周面に対向する。
上記補助ローラは、上記搬送方向において、上記巻出ローラと上記主ローラとの間及び上記巻取ローラと上記主ローラとの間の少なくともいずれかに設けられ、上記基材の搬送をガイドし、上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の張力を調整する。
上記温度計は、上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の温度を計測する。
上記電源は、上記主ローラにバイアス電位を供給する。
上記温調機構は、上記主ローラの温度を調節する。
上記制御装置は、上記補助ローラ、上記温度計、上記電源、及び上記温調機構を制御する。
上記制御装置は、
上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の温度を検知し、
上記基材の温度が成膜温度範囲に収まった場合に上記基材に成膜材料を形成する成膜を開始し、
上記基材への成膜開始後、上記基材の温度が閾値範囲を外れた場合、上記基材の温度が上記閾値範囲に収まるように上記主ローラの温度を調節するとともに上記主ローラと上記基材との間の密着力を調節し、
上記基材の温度が成膜温度範囲で上記基材への上記成膜材料の成膜を継続する。
このような真空処理装置によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、より主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
上記の真空処理装置において、上記制御装置は、上記基材の温度が上記閾値範囲に収まった後に上記主ローラの温度が安定したと判断した場合には、上記基材の温度を上記主ローラの温度調節及び上記主ローラと上記基材との間の密着力とによって調節する制御から上記主ローラの温度によって調節する制御に切り替えてもよい。
このような真空処理装置によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、より主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
上記の真空処理装置において、上記制御装置は、上記密着力を上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の張力または上記主ローラと上記基材との間に働く静電力によって制御してもよい。
このような真空処理装置によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る真空処理方法では、上記真空処理装置を用いて、
上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の温度が検知され、
上記基材の温度が成膜温度範囲に収まった場合に上記基材に成膜材料を形成する成膜が開始され、
上記基材への成膜開始後、上記基材の温度が閾値範囲を外れた場合、上記基材の温度が上記閾値範囲に収まるように上記主ローラの温度を調節するとともに上記主ローラと上記基材との間の密着力が調節され、
上記基材の温度が成膜温度範囲で上記基材への上記成膜材料の成膜が継続される。
このような真空処理方法によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
上記の真空処理方法においては、上記基材の温度が上記閾値範囲に収まった後に上記主ローラの温度が安定した場合には、上記基材の温度を上記主ローラの温度調節及び上記主ローラと上記基材との間の密着力とによって調節する制御から上記主ローラの温度によって調節する制御に切り替えてもよい。
このような真空処理方法によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、より主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
上記の真空処理方法においては、上記密着力を上記主ローラによって巻回搬送される上記基材の張力または上記主ローラと上記基材との間に働く静電力によって制御してもよい。
このような真空処理方法によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、より主ローラに巻回搬送される基材の変形が抑えられ、信頼性の高い被膜が形成された基材が形成される。
以上述べたように、本発明によれば、主ローラに巻回搬送される基材の温度が変化した場合、主ローラに巻回搬送される基材の変形を抑え、信頼性の高い被膜が形成された基材を形成する真空処理装置及び真空処理方法が提供される。
本実施形態に係る真空処理装置の一例を示す模式図である。 本実施形態の真空処理方法の一例を示すフローチャート図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。また、以下に示す数値は例示であり、この例に限らない。
図１は、本実施形態に係る真空処理装置の一例を示す模式図である。図１に例示された真空処理装置１は、大気圧未満の減圧雰囲気の条件下で長尺状の基材９０に被膜を形成するロール・トゥ・ロール方式の真空処理装置である。図１では、主ローラ４０の中心軸４０ｃの方向がＹ軸方向とされ、成膜源２０から主ローラ４０に向かう方向がＺ軸方向とされる。Ｙ軸方向とＺ軸方向とに直交する方向がＸ軸方向とされる。
真空処理装置１は、真空槽１０と、成膜源２０と、主ローラ４０と、巻出ローラ４１と、巻取ローラ４２と、補助ローラ４５と、補助ローラ４６と、補助ローラ４７と、補助ローラ４８と、バイアス電源５０と、温度計５１と、温調機構５２と、制御装置６０と、排気機構７０とを具備する。真空処理装置１は、基材９０に発生する皺を検知する画像処理装置を備えてもよい。また、補助ローラは、ガイドローラと称してもよい。
真空処理装置１は、主ローラ４０、巻出ローラ４１、巻取ローラ４２のそれぞれを回転する回転駆動機構（不図示）を備える。回転駆動機構は、必要に応じて補助ローラに設けてもよい。真空処理装置１は、補助ローラ４３を矢印４３０の方向に移動させる移動機構（不図示）を備え、補助ローラ４４を矢印４４０の方向に移動させる移動機構（不図示）を備える。また、真空処理装置１は、真空槽１０にガスを供給するガス供給機構を備えてもよい。
真空処理装置１において、基材９０は、成膜用基材である。基材９０は、真空槽１０内で巻出ローラ４１から、補助ローラ４５と補助ローラ４３と補助ローラ４７とを介して主ローラ４０に搬送され、さらに、主ローラ４０から、補助ローラ４８と補助ローラ４４と補助ローラ４６とを介して巻取ローラ４２に所定の搬送速度で搬送される。例えば、基材９０は、巻出ローラ４１に巻かれ、巻出ローラ４１から補助ローラ４５と補助ローラ４３と補助ローラ４７とを介して主ローラ４０に繰り出される。巻出ローラ４１から主ローラ４０に繰り出された基材９０は、主ローラ４０によって巻回搬送され、補助ローラ４８と補助ローラ４４と補助ローラ４６とを介して巻取ローラ４２によって巻き取られる。主ローラ４０によって巻回搬送された基材９０には、成膜源２０から放出された成膜材料が堆積して、基材９０に被膜が形成される。本実施形態では、基材９０が搬送される方向に沿った方向を搬送方向とする。
真空槽１０は、密閉構造を有する。真空槽１０は、真空ポンプＰ１を有する排気機構７０によって、所定の減圧雰囲気に維持可能となる。真空処理装置１は、例えば、成膜室１１と、処理室１２とを有する。成膜室１１と処理室１２とは、仕切壁１３によって区分けされる。真空槽１０は、図１の例では、成膜源２０と、主ローラ４０と、巻出ローラ４１と、巻取ローラ４２と、補助ローラ４８と、補助ローラ４４と、補助ローラ４６と、補助ローラ４８と、補助ローラ４４と、補助ローラ４６と、温度計５１とを収容する。
仕切壁１３には、主ローラ４０が仕切壁１３に接触せずに処理室１２から、主ローラ４０の一部が成膜室１１に入り込めるように開口１４が設けられている。また、仕切壁１３に開口１４が設けられることによって、主ローラ４０と仕切壁１３との間に隙間が形成される。主ローラ４０に巻回搬送された基材９０は、この隙間を通じて、処理室１２と成膜室１１との間を通過する。
成膜源２０は、成膜室１１に設けられる。成膜源２０は、例えば、蒸発源を含む。成膜源２０は、主ローラ４０の外周面４０３に対向する。成膜源２０は、抵抗加熱式蒸発源、誘導加熱式蒸発源、または電子ビーム加熱式蒸発源等で構成される。成膜源２０からは、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の成膜材料が主ローラ４０に向けて蒸発する。成膜材料は、例えば、Ｌｉ、Ｎａ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属等を含む。基材９０に形成される被膜の厚みは、２０μｍ以下である。この被膜がＬｉ膜の場合、この被膜は、例えば、リチウム電池の負極に適用される。
成膜室１１は、排気機構７０に接続される。成膜室１１は、排気機構７０によって減圧状態を維持する。処理室１２は、開口１４を介して成膜室１１と連通する。成膜室１１が排気されると、開口１４を介して処理室１２が排気される。図１の例では、処理室１２には排気機構７０に接続されていない。これにより、成膜室１１が排気されると成膜室１１よりも処理室１２の方が高圧となる圧力差が生じる。この圧力差によって、成膜源２０からの蒸気流２１（成膜材料）が開口１４を通じて処理室１２に侵入することが抑制される。なお、必要に応じて、処理室１２を排気機構で排気してもよい。
主ローラ４０は、基材９０が搬送される方向において、巻出ローラ４１と巻取ローラ４２との間に設けられる。主ローラ４０の一部は、成膜室１１に配置され、残りの部分が処理室１２に配置される。主ローラ４０は、成膜源２０に対向する。主ローラ４０は、基材９０の非成膜面（裏面）９０ｒに当接する外周面４０３を有する。図１の例では、主ローラ４０は、反時計回りに回転する。本実施形態では、主ローラ４０が回転する方向を回転方向Ｒとする。
主ローラ４０は、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム等の金属材料を含み、筒状に構成される。主ローラ４０の内部には、例えば、温調機構（不図示）が設けられてもよい。主ローラ４０の中心軸４０ｃの方向の幅は、基材９０の幅よりも大きく設定される。主ローラ４０は、巻出ローラ４１によって巻き出された基材９０を巻回搬送し、被膜が形成された基材９０を巻取ローラ４２に向けて繰り出す。
巻出ローラ４１は、処理室１２に設けられる。巻出ローラ４１には、基材９０が予め巻回される。巻出ローラ４１は、その中心軸周りに所定の回転速度で矢印方向に回転する。巻出ローラ４１は、基材９０を主ローラ４０に向けて繰り出す。
巻取ローラ４２は、処理室１２に設けられる。巻取ローラ４２は、その中心軸周りに所定の回転速度で矢印方向に回転する。巻取ローラ４２は、主ローラ４０によって巻回搬送され、成膜材料が堆積した基材９０を巻き取る。
搬送方向において、巻出ローラ４１と主ローラ４０との間には、補助ローラ４５、４３、４７の組が設けられる。補助ローラ４５は、搬送方向において巻出ローラ４１と補助ローラ４３との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。補助ローラ４３は、搬送方向において補助ローラ４５と補助ローラ４７との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。補助ローラ４７は、搬送方向において補助ローラ４３と主ローラ４０との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。
補助ローラ４５、４３、４７の中、補助ローラ４３は、移動機構によって矢印４３０の方向に移動することができる。これにより、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力を調整することができる。例えば、補助ローラ４３が成膜室１１の側に近づいた場合には、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０に引張力が働くことから、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が増加する。換言すれば、補助ローラ４３が成膜室１１の側に近づいた場合には、基材９０と主ローラ４０との間の密着力が増加し、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が向上する。
一方、補助ローラ４３が成膜室１１の側から離れた場合には、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が緩むことから、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が減少する。換言すれば、補助ローラ４３が成膜室１１の側から離れた場合には、基材９０と主ローラ４０との間の密着力が減少し、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が低下する。補助ローラ４３は、ガイドローラと称するほか、張力制御ローラと称してもよい。
また、搬送方向において、巻取ローラ４２と主ローラ４０との間には、補助ローラ４８、４４、４６の組が設けられる。補助ローラ４８は、搬送方向において主ローラ４０と補助ローラ４４との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。補助ローラ４４は、搬送方向において補助ローラ４８と補助ローラ４６との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。補助ローラ４６は、搬送方向において補助ローラ４４と巻取ローラ４２との間に設けられ、基材９０の搬送をガイドする。
補助ローラ４８、４４、４６の中、補助ローラ４４は、移動機構によって矢印４４０の方向に移動することができる。これにより、補助ローラ４４によっても、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力を調整することができる。例えば、補助ローラ４４が成膜室１１の側に近づいた場合には、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０に引張力が働くことから、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が増加する。換言すれば、補助ローラ４４が成膜室１１の側に近づいた場合には、基材９０と主ローラ４０との間の密着力が増加し、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が向上する。
一方、補助ローラ４４が成膜室１１の側から離れた場合には、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が緩むことから、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力が減少する。換言すれば、補助ローラ４４が成膜室１１の側から離れた場合には、基材９０と主ローラ４０との間の密着力が減少し、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が低下する。補助ローラ４４は、ガイドローラと称するほか、張力制御ローラと称してもよい。
真空処理装置１において、補助ローラ４３、４５、４７の組及び補助ローラ４４、４６、４８の組のいずれかは適宜取り除いてもよい。すなわち、真空処理装置１においては、搬送方向において、巻出ローラ４１と主ローラ４０との間及び巻取ローラ４２と主ローラ４０との間の少なくともいずれかに、移動機構によって制御される補助ローラが設けられる。
基材９０は、成膜面９０ｄと、成膜面９０ｄとは反対側の非成膜面９０ｒとを有する。成膜面９０ｄは、成膜源２０に対向する。成膜面９０ｄには、成膜源２０から放出される蒸気流２１が堆積して、主ローラ４０上で基材９０の成膜面９０ｄに被膜が形成される。非成膜面９０ｒは、主ローラ４０の外周面４０３に当接する。
基材９０は、シート状且つ長尺状のフィルムである（厚み：５０μｍ以下）。基材９０は、可撓性を有する。例えば、基材９０は、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）樹脂、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等の帯状のフィルムである。基材９０は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、ＳＵＳ鋼等の帯状の金属箔であってもよい。
バイアス電源５０は、主ローラ４０にバイアス電位（例えば、正電位）を供給する。バイアス電源５０は、真空槽１０の外部に設けられる。主ローラ４０にバイアス電位を供給することにより、基材９０と主ローラとの間に静電力が働く。これにより、主ローラ４０によって基材９０を巻回搬送しているとき、主ローラ４０と基材９０との間に静電密着力（以下、単に密着力とする）が働いて、主ローラ４０上での基材９０のずれ、皺が抑制される。
また、バイアス電源５０によって主ローラ４０に供給するバイアス電位を調整することにより、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を変更することができる。これにより、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性を調整することができる。例えば、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を増加させれば、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が向上し、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を低下させれば、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性が低下する。なお、真空槽１０、巻出ローラ４１、巻取ローラ４２、補助ローラ４５、４３、４７、及び補助ローラ４８、４４、４６は、接地電位となっている。
温度計５１は、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の温度を計測する。温度計５１は、主ローラ４０に接触した後の基材９０の温度を計測する。温度計５１は、基材９０に対して非接触型の温度計であり、例えば、赤外線センサを含む。温度計５１は、真空槽１０の外部に設置されてよい。この場合、温度計５１は、真空槽１０に設けられた窓を介して基材９０の温度を計測する。主ローラ４０の温度と基材９０の温度の検量線は、成膜開始前に予め求められている。この検量線は、制御装置６０に格納されている。
温調機構５２は、媒体によって主ローラ４０の温度を調節する。温調機構５２は、真空槽１０の外部に設けられる。例えば、所定の温度に設定された媒体が温調機構５２から配管（不図示）を通じて主ローラ４０に供給されて、主ローラ４０から媒体が別の配管（不図示）を通じて温調機構５２に還元される。この動作が繰り返されて、主ローラ４０の温度が所定の温度に調整される。主ローラ４０の外周面４０３の温度と媒体の温度の検量線は、成膜開始前に予め求められている。この検量線は、制御装置６０に格納されている。主ローラ４０の温度と基材９０の温度の検量線と、主ローラ４０の外周面４０３の温度と媒体の温度の検量線とを組み合わせることにより、媒体の設定温度によって主ローラ４０に接触した基材９０の温度を設定することができる。
制御装置６０は、成膜源２０、主ローラ４０、巻出ローラ４１、巻取ローラ４１、補助ローラ４３、４４、温度計５１、バイアス電源５０、及び温調機構５２を制御する。制御装置６０は、真空槽１０の外部に設けられる。例えば、制御装置６０は、成膜源２０を制御して、基材９０に成膜を行うか否かを制御する。制御装置６０は、主ローラ４０、巻出ローラ４１、及び巻取ローラ４１を制御して、基材９０の搬送速度を制御する。制御装置６０は、移動機構を介して補助ローラ４３、４４のそれぞれの位置を制御して、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を制御する。また、制御装置６０は、バイアス電源５０を介して主ローラ４０に供給するバイアス電位を制御して、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を制御する。また、制御装置６０は、温調機構５２を介して主ローラ４０に供給する媒体の温度を制御して、主ローラ４０の温度または基材９０の温度を制御する。また、制御装置６０は、温度計５１から基材９０の温度を検知して、補助ローラ４３、４４、バイアス電源５０、及び温調機構５２のそれぞれを制御する。
真空処理装置１を用いて、基材９０の成膜面９０ｄに成膜源２０の成膜材料を成膜する成膜方法について説明する。以下に示す成膜方法は、制御装置６０によって自動的に行われる。
例えば、制御装置６０は、主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の温度を温度計５１によって検知する。制御装置６０は、基材９０の温度が成膜温度範囲に収まった場合に基材９０に成膜材料を形成する成膜を開始する。制御装置６０は、基材９０への成膜開始後、基材９０の温度が閾値範囲（閾値範囲＜成膜温度範囲）から外れた場合、基材９０の温度が閾値範囲に収まるように主ローラ４０の温度を調節するとともに主ローラ４０と基材９０との間の密着力を調節する。制御装置６０は、基材９０の温度が成膜温度範囲で基材９０への成膜材料の成膜を継続する。
ここで、制御装置６０は、基材９０の温度が閾値範囲に収まった後に主ローラ４０の温度が安定したと判断した場合には、基材９０の温度を主ローラ４０の温度調節及び主ローラ４０と基材９０との間の密着力とによって調節する制御から主ローラ４０の温度によって調節する制御に切り替える。制御装置６０は、密着力を主ローラ４０によって巻回搬送される基材９０の張力または主ローラ４０と基材９０との間に働く静電力によって制御する。
図２は、本実施形態の真空処理方法の一例を示すフローチャート図である。図２に示すフローに従って成膜方法を具体的に説明する。このフローは、制御装置６０によって自動的に行われる。
先ず、成膜開始前に、主ローラ４０の温度調節が行われる（ステップＳ１０）。例えば、上記の検量線が用いられ、温度計５１によって検知される基材９０の温度が所望の成膜温度となるように、温調機構５２から主ローラ４０に供給される媒体の温度が目的とする温度に設定される。
次に、基材９０の温度が成膜温度範囲（ΔＴｄ）にあるか否かの判断がなされる（ステップＳ２０）。例えば、温度計５１によって検知された基材９０の温度が制御装置６０に送信される。基材９０の温度が成膜温度範囲であるならば（Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０に進む。一方、基材９０の温度が成膜温度範囲でないならば（Ｎｏ）、引き続き主ローラ４０の温度調節が行われる。
次に、基材９０の温度が成膜温度範囲である場合、成膜が開始される（ステップＳ３０）。例えば、成膜源２０から放出される蒸気流２１が基材９０に堆積して、基材９０に被膜が形成される。
次に、成膜開始後、蒸発源などの熱源による輻射、成膜膜厚調整のための搬送速度変更等の外的要因が発生したか否かが判断される（ステップＳ４０）。ここで、温度計５１によって検知される基材９０の温度に成膜温度からの変動（±Δ５℃）があった場合には、外的要因が発生したとみなし（Ｙｅｓ）、次のステップＳ５０に進む。一方、温度計５１によって検知される基材９０の温度に変動がない場合には、外的要因が発生ないとみなし（Ｎｏ）、引き続き成膜が継続される。なお、外的要因とは、例えば、蒸発源などの熱源による輻射、成膜膜厚調整のための搬送速度変更等である。
次に、成膜開始後、外的要因が発生したと判断された場合、基材９０の温度が閾値温度範囲（ΔＴα）であるか否かが判断される（ステップＳ５０）。ここで、基材９０の温度が閾値温度範囲でない場合には（Ｎｏ）、次のステップＳ６０に進む。一方、基材９０の温度が閾値温度範囲である場合には（Ｙｅｓ）、引き続き成膜が継続されながら、基材９０の温度が閾値温度範囲であるか否かが判断される。
次に、基材９０の温度が閾値温度範囲でない場合、温調機構５２によって媒体の温度が調節される（ステップＳ６０）。例えば、温度計５１によって検知される基材９０の温度が閾値温度範囲となるように、温調機構５２から主ローラ４０に供給される媒体の温度が所定の温度に設定される。
例えば、基材９０の温度が閾値温度範囲の上限（Ｔｍａｘ）を超えたならば、温調機構５２から主ローラ４０に供給される媒体の温度を低下させる。一方、基材９０の温度が閾値温度範囲の下限（Ｔｍｉｎ）よりも低くなったならば、温調機構５２から主ローラ４０に供給される媒体の温度を上昇させる。
但し、主ローラ４０に供給される媒体の温度のみによって主ローラ４０の温度を制御しようとすると、媒体と主ローラ４０との熱容量の違いによって主ローラ４０の温度が所望の温度に暫くの間、追従しないことがある。従って、本実施形態では、主ローラ４０の温度が所望の温度に到達するまでの時間を短縮するために、媒体の温度を所定の温度に設定しながら、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を増加させ（ステップＳ７０）、基材９０と主ローラ４０との間の熱伝導性を向上させて、基材９０の温度が閾値温度範囲となるように制御される。
基材９０と主ローラ４０との間の密着力は、移動機構を介して補助ローラ４３、４４の少なくともいずれかの位置を制御したり、主ローラ４０に供給するバイアス電位を制御したりすることによって調整される。例えば、基材９０の温度が閾値温度範囲の上限（Ｔｍａｘ）を超えたり、下限（Ｔｍｉｎ）よりも低くなったりした場合には、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を増加させる。すなわち、基材９０と主ローラ４０との熱伝導性を向上させることによって、基材９０の温度が迅速に閾値温度範囲に収束するように制御される。
次に、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を増加させた後においては、基材９０の温度が閾値温度範囲（ΔＴα）であるか否かが判断される（ステップＳ８０）。ここで、基材９０の温度が閾値温度範囲である場合には（Ｙｅｓ）、次のステップＳ９０に進む。一方、基材９０の温度が閾値温度範囲でない場合には（Ｎｏ）、引き続き成膜が継続されながら、基材９０の温度が閾値温度範囲であるか否かが判断される。
次に、基材９０の温度が閾値温度範囲である場合、温調機構５２による媒体温度の調節による媒体温度が安定しているか否かの判断がなされる（ステップＳ９０）。ここで、温調機構５２の媒体温度が安定している場合には（Ｙｅｓ）、次のステップＳ１００に進む。一方、温調機構５２の媒体温度が安定していない場合には（Ｎｏ）、引き続き成膜が継続されながら、温調機構５２の媒体温度が安定しているか否かの判断がなされる。温調機構５２の媒体温度が安定しているか否かは、媒体温度Ｔｍの単位時間当たりの温度変化量ΔＴｍ／Δｔ（ｔは時間（分））が所望の範囲にあるか否かによって判断される。
次に、温調機構５２の媒体温度が安定した場合、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を減少させる（ステップＳ１００）。この理由は、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を増加させたまま成膜を継続させると、基材９０に過剰な負荷がかかった状態で成膜が継続されてしまうからである。例えば、張力を増加させた場合には、基材９０に強い張力がかかったままの状態で成膜が継続され、静電密着力を増加させた場合には、強い密着力によって主ローラ４０に密着した基材９０が主ローラ４０から剥がれることになる。また、これらの負荷は、基材９０だけでなく、基材９０に形成された被膜にも悪影響を及ぼす可能性がある。
このため、本実施形態では、温調機構５２の媒体温度が安定した後においては、基材９０と主ローラ４０との間の密着力を減少させる。例えば、補助ローラ４３、４４の位置が元の位置（成膜を開始したときの位置）に戻されたり、主ローラ４０に供給するバイアス電位が元のバイアス電位（成膜を開始したときのバイアス電位）に戻されたりする。
これにより、基材９０の温度を主ローラ４０の温度調節及び主ローラ４０と基材９０との間の密着力とによって調節する制御から、主ローラ４０の温度によって調節する制御に切り替えられる（ステップＳ１１０）。
この後、基材９０の温度が閾値温度範囲（ΔＴα）であるか否かが判断される（ステップＳ１２０）。ここで、基材９０の温度が閾値温度範囲である場合には（Ｙｅｓ）、成膜が継続される。すなわち、基材９０への負荷が解除された状態で成膜が継続される。一方、基材９０の温度が閾値温度範囲でない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ６０に戻り、ステップＳ６０からステップＳ１２０までのルーチンが繰り返される。
なお、基材９０がＰＥＴ樹脂である場合には、基材９０の成膜温度範囲は、－５０℃～１００℃の範囲に設定される。閾値温度範囲は主ローラの設定温度に対して±１０℃の範囲に設定される。また、基材９０が金属である場合には、基材９０の成膜温度範囲は、－５０℃～１８０℃の範囲に設定される。閾値温度範囲は主ローラの設定温度に対して±１０℃の範囲に設定される。また、ΔＴｍ／Δｔは、１℃／ｍｉｎ以下とされる。
また、密着力の調整については、例えば、基材９０が金属材料である場合に、補助ローラ４３、４４による張力調整に張力の上限値を設けてもよい。例えば、基材９０が金属材料のとき、基材９０にかかる張力が閾値（上限値）を超えると、基材９０に亀裂が生じる虞がある。このため、補助ローラ４３、４４による張力調整には、張力の上限値を設けてもよい。例えば、その上限値は、０．０６Ｎ／ｍｍ基材幅／μｍ厚みとする。制御装置６０は、張力が上限値を超えると判断した場合、張力による基材９０の密着力調整から静電密着力による基材９０の密着力調整に切り替えることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
１…真空処理装置
１０…真空槽
１１…成膜室
１２…処理室
１３…仕切壁
１４…開口
２０…成膜源
２１…蒸気流
４０…主ローラ
４０ｃ…中心軸
４１…巻出ローラ
４２…巻取ローラ
４３、４４、４５、４６、４７、４８…補助ローラ
５０…バイアス電源
５１…温度計
５２…温調機構
６０…制御装置
７０…排気機構
９０…基材
９０ｄ…成膜面
９０ｒ…非成膜面
４０３…外周面

Claims (4)

  1. 成膜面と前記成膜面とは反対側の非成膜面とを有する基材を繰り出す巻出ローラと、
    前記基材を巻き取る巻取ローラと、
    前記基材が搬送される搬送方向において前記巻出ローラと前記巻取ローラとの間に設けられ、前記非成膜面に当接する外周面を有し、前記基材を巻回搬送する主ローラと、
    前記非成膜面に当接する前記主ローラの前記外周面に対向する成膜源と、
    前記搬送方向において、前記巻出ローラと前記主ローラとの間及び前記巻取ローラと前記主ローラとの間の少なくともいずれかに設けられ、前記基材の搬送をガイドし、前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力を調整する補助ローラと、
    前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の温度を計測する温度計と、
    前記主ローラにバイアス電位を供給する電源と、
    前記主ローラの温度を調節する温調機構と、
    前記補助ローラ、前記温度計、前記電源、及び前記温調機構を制御する制御装置と
    を具備し、
    前記制御装置は、
    前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の温度を検知し、
    前記基材の温度が成膜温度範囲に収まった場合に前記基材に成膜材料を形成する成膜を開始し、
    前記基材への成膜開始後、前記基材の温度が閾値範囲を外れた場合、前記基材の温度が前記閾値範囲に収まるように前記主ローラの温度を調節するとともに前記主ローラと前記基材との間の密着力を前記補助ローラによって前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力、または、前記電源によって前記主ローラと前記基材との間に働く静電力によって調節し、
    前記基材の温度が前記閾値範囲に収まった後に前記主ローラの温度が安定したと判断した場合には、前記基材の温度を前記主ローラの温度調節及び前記主ローラと前記基材との間の密着力とによって調節する制御から前記主ローラの温度によって調節する制御に切り替え、
    前記基材の温度が成膜温度範囲で前記基材への前記成膜材料の成膜を継続する
    真空処理装置。
  2. 請求項１に記載された真空処理装置であって、
    前記制御装置は、前記密着力を前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力または前記主ローラと前記基材との間に働く静電力によって制御する
    真空処理装置。
  3. 成膜面と前記成膜面とは反対側の非成膜面とを有する基材を繰り出す巻出ローラと、
    前記基材を巻き取る巻取ローラと、
    前記基材が搬送される搬送方向において前記巻出ローラと前記巻取ローラとの間に設けられ、前記非成膜面に当接する外周面を有し、前記基材を巻回搬送する主ローラと、
    前記非成膜面に当接する前記主ローラの前記外周面に対向する成膜源と、
    前記搬送方向において、前記巻出ローラと前記主ローラとの間及び前記巻取ローラと前記主ローラとの間の少なくともいずれかに設けられ、前記基材の搬送をガイドし、前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力を調整する補助ローラと、
    前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の温度を計測する温度計と、
    前記主ローラにバイアス電位を供給する電源と、
    前記主ローラの温度を調節する温調機構とを具備する真空処理装置を用いて、
    前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の温度を検知し、
    前記基材の温度が成膜温度範囲に収まった場合に前記基材に成膜材料を形成する成膜を開始し、
    前記基材への成膜開始後、前記基材の温度が閾値範囲を外れた場合、前記基材の温度が前記閾値範囲に収まるように前記主ローラの温度を調節するとともに前記主ローラと前記基材との間の密着力を前記補助ローラによって前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力、または、前記電源によって前記主ローラと前記基材との間に働く静電力によって調節し、
    前記基材の温度が前記閾値範囲に収まった後に前記主ローラの温度が安定した場合には、前記基材の温度を前記主ローラの温度調節及び前記主ローラと前記基材との間の密着力とによって調節する制御から前記主ローラの温度によって調節する制御に切り替え、
    前記基材の温度が成膜温度範囲で前記基材への前記成膜材料の成膜を継続する
    真空処理方法。
  4. 請求項３に記載された真空処理方法であって、
    前記密着力を前記主ローラによって巻回搬送される前記基材の張力または前記主ローラと前記基材との間に働く静電力によって制御する
    真空処理方法。
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