TWI620833B - 捲取成膜裝置 - Google Patents

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TWI620833B
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Abstract

本發明之捲取成膜裝置，係具備：第一真空氣室，第一前驅物係導入其中；第二真空氣室，第二前驅物係導入其中；第三真空氣室，用以沖洗前述第一前驅物及前述第二前驅物的沖淨氣體係導入其中；及移送滾筒部，具有一對滾筒對，用以將可捲取之基材移送到前述第一真空氣室、前述第二真空氣室、及前述第三真空氣室，並在前述基材之厚度方向挾持前述基材，且該滾筒對具有第1滾筒及第2滾筒，前述第1滾筒及前述第2滾筒中，至少一方的外周面形成有凹凸形狀，而藉由使用前述移送滾筒部來使前述基材往返於前述第一真空氣室及前述第二真空氣室，使原子層沉積於前述基材的表面以形成原子層沉積膜。

Description

捲取成膜裝置
本發明係關於一種捲取成膜裝置。
習知技術中，將形成為長型且可以捲取的紙或塑膠膜等捲取基材，在真空中展開(unwinding)，藉由蒸鍍或濺鍍等成膜方法，使金屬或金屬氧化物等連續地成膜的技術已為眾所周知。上述技術係被利用作為製造用於金銀線的金屬光澤膜、食品包裝用阻氣膜、薄膜電容器之電極、或具有反射防止等功能之光學膜的方法。製造利用上述技術的食品包裝用阻氣膜的用途方面，近年來，由於利用有機半導體形成的可撓性基材的有機EL顯示器、有機EL照明、及有機太陽能電池的開發，對具有非常高度之水蒸氣透過率與阻氣性之透明阻氣膜的商品化的願望正日益升高。
為了能夠因應這種願望，利用原子層沉積法來成膜的捲取成膜裝置正研討中。以形成構造緻密之薄膜的方法而言，原子層沉積法已為周知。從原子層沉積法所具備之優異特徵的觀點來看，原子層沉積法係在DRAM或TFT上形成絕緣膜時所使用者。在此，原子層沉積法之薄膜沉積製程上，係施行批式處理。為了提高生 產性，乃開發了同時處理複數片Si晶圓的裝置。然而，生產性的提高有其限度。而且，這種批式處理裝置無法在可捲取的基材上連續地進行成膜。為了解決此問題，已有國際公開第07/112370號、日本國特表2009-540122號公報所揭示之裝置被提案出來。
國際公開第07/112370號、日本國特表2009-540122號公報中揭示了以原子層沉積法連續地形成薄膜的技術。原子層之沉積係反覆進行多數次由使第一前驅物吸附於基材表面的製程、將多餘的第一前驅物沖洗的製程、藉由使第一前驅物曝露於第二前驅物而令第一前驅物與第二前驅物反應的製程、及將多餘的第二前驅物沖洗的製程所構成的原子層沉積的循環。藉此方法，即可獲得具有所期望之膜厚的薄膜。此外，以前驅物而言，可使用例如非專利文獻(M.Ritala,M.Leskela,in：H.S.Nalwa,Handbook of Thin Film Materials.Academic Press,San Diego,CA,USA,Vol.1,Chapter 2,P.103-158)中所載述之材料。
一般而言，原子層沉積的1個循環中，可形成0.01nm以上0.2nm以下厚度，平均而言，約0.1nm厚度的層。
所期望的膜厚，雖按照用途而有不同，要獲得具有10-6[g/(m2‧day)]以下之水蒸氣透過性的高阻隔性膜，在氧化鋁的情況中，一般皆知需要10nm以上的膜厚。因而，要獲得膜厚10nm的氧化鋁層，一般性原子層沉積的循環必須重複100次。
另一方面，日本國特表2007-522344號公報中，則揭示了使用旋轉鼓輪的捲取式原子層沉積裝置。該裝置中，係在基材位於旋轉鼓輪上之期間，使原子層沉積於基材表面。
此外，日本國特表2009-531548號公報中，揭示有使用散佈歧管(distributing manifold)的捲取式原子層沉積裝置。該裝置中，係在基材通過散佈歧管附近位置的期間，使原子層沉積於基材表面。
然而，國際公開第07/112370號、日本國特表2009-540122號公報所載之裝置中，為了獲得10nm膜厚的原子層沉積膜，基材必須通過100組(set)的引導滾筒。亦即，原子層沉積膜會接觸引導滾筒100次。因原子層沉積膜與引導滾筒之接觸所發生的摩擦或滑動，而使原子層沉積膜損傷或產生顆粒的顧慮並非完全沒有。而且，由於原子層損傷或顆粒附著於原子層沉積膜，有使原子層沉積膜性能降低之虞。
習知技術之食品包裝用阻氣膜所要求的性能為約10-1[g/(m2‧day)]的水蒸氣透過率，小缺陷(擦傷、針孔、或顆粒附著等)則不會構成問題。然而，有機EL顯示器或聚合物太陽能電池的用途、或有機半導體的用途中，就要求要有高性能，例如10-6[g/(m2‧day)]以下的水蒸氣透過率性能，所以小缺陷發生於上述裝置時，會發生無法容許的性能降低。國際公開第07/112370號的段落[0007]中，對於移送機構有所敘述。然而，僅止於“利 用滾筒，至少在基材移送方向變換(turn)之際，能支持基材的導件是較佳的”的敘述。再者，國際公開第07/112370號的段落[0030]中也有關於移送機構的敘述。然而，只揭示利用滾筒作為移送機構。
另一方面，日本國特表2009-540122號公報中，關於移送方法方面，則敘述了「此外，滾筒22與基材20之間的接觸應維持在最小限度。這可藉由承放在卷軸(spool)形狀之‧‧‧‧‧滾筒22的大直徑部分來達成」(段落[0013])。然而，基材之厚度薄而剛性低的情況中，基材並不會只接觸滾筒之直徑大部位，而是會接觸到滾筒之具有卷軸形狀之整體部分。原子層沉積膜接觸到引導滾筒時，原子層沉積膜會發生微小針孔等缺陷。因此，無法獲得所期望的性能。特別是，使用薄塑膠膜基材或布等剛性低之基材時，無法防止滾筒與基材之接觸。
又，日本國特表2009-540122號公報中，除了上述敘述之外，也陳述了「或者，也可以在滾筒22的邊緣部設置會隨著基材20捲繞在各滾筒22而保持基材20的保持具」(段落[0013])。然而，日本國特表2009-540122號公報中，並沒有關於把持具及其安裝於滾筒邊緣部的方法、移送機構的詳細揭露。
再者，日本國特表2007-522344號公報及日本國特表2009-531548號公報所記載的裝置中，原子層不會沉積到和旋轉鼓輪接觸的基材表面、或未露出於散佈歧管的基材表面。因此，日本國特表2007-522344號公報及日本國特表2009-531548號公報中，並未教示因為使用國 際公開第07/112370號、日本國特表2009-540122號公報所記載之裝置，而產生在處理過程中因引導滾筒和基材之接觸而導致原子層沉積膜之損傷及因該損傷而導致阻氣性能降低的課題。
本發明係為解決上述課題而研創者，其目的在提供一種捲取成膜裝置，其可防止因移送時所產生之摩擦而導致的基材損傷或因滑動而導致的顆粒附著，且可進行使原子層沉積膜連續形成於可捲取之基材之表面的處理。
為了解決上述課題，本發明提出了以下的手段。
本發明一態樣之捲取成膜裝置具備：第一真空氣室，第一前驅物係導入其中；第二真空氣室，第二前驅物係導入其中；第三真空氣室，為了將前述第一前驅物及前述第二前驅物沖洗所使用的沖淨氣體係導入其中；移送滾筒部，用於將可捲取之基材移送到前述第一真空氣室、前述第二真空氣室、及前述第三真空氣室，且具有一對滾筒對，該滾筒對具有在前述基材之厚度方向上挾持前述基材的第1滾筒及第2滾筒，在前述第1滾筒及前述第2滾筒中之至少一方外周面形成有凹凸形狀；複數個開口部，設在前述第一真空氣室與前述第三真空氣室之間及前述第二真空氣室及前述第三真空氣室之間，且供前述基材通過；及複數個導軌，係以挾住前述基材的兩端部的方式設在前述開口部，而藉由使用前述移送滾筒部，使前述基材往返於前述第一真空氣室及前述第二真空氣室，令原子層沉積於前述基材之表面以形成原子層沉積膜。
若依上述本發明一態樣之捲取成膜裝置，滾筒與基材之接觸部位可只限制於基材兩端，因與滾筒接 觸所導致的基材損傷區域或顆粒附著區域可予以限制。
此外，藉由使用一組滾筒挾持基材，可將基材確實挾住以穩定移送。
還有，由於在滾筒之外周面形成有凹凸形狀，故可對基材產生摩擦力而獲得止滑功效。藉此，基材可以更穩定移送。
又，利用挾持基材的兩端，可進行移送而不會使滾筒鬆弛。因此，可以更穩定的挾持基材。由於這些作用，因基材與滾筒之接觸所產生之摩擦或滑動得以減輕。
再者，上述本發明一態樣之捲取成膜裝置較佳為前述第1滾筒可以使前述第1滾筒的旋轉軸繞著對前述基材成正交的軸線旋轉的方式構成。
在此情況中，可以使滾筒的方向追隨基材而移動，俾可在該基材寬度方向的適度張力作用在基材的狀態下移送基材。因此，可以防止基材移送時的鬆弛。藉此，移送時對基材的偏移得以減輕，因接觸所產生的摩擦或滑動可以更為減輕。
此外，上述本發明一態樣之捲取成膜裝置較佳為再具備連接於前述第2滾筒的驅動機構。
在此情況中，可以利用驅動機構來控制滾筒的轉速，使基材和滾筒穩定接觸，且可以移送基材而不會使基材變形。藉此，可以防止和移送滾筒部接觸時的基材變形。
若依上述本發明一態樣之捲取成膜裝置，藉由利用滾筒穩定挾持基材，可以提供得以防止因移送所產生之摩擦造成基材損傷或因滑動導致顆粒附著的捲取成膜裝置。
1‧‧‧捲取成膜裝置
2‧‧‧第一區
3‧‧‧第二區
4‧‧‧第三區
5‧‧‧展開室
6‧‧‧捲取室
7‧‧‧移送滾筒部
8‧‧‧基材
9‧‧‧導軌
21‧‧‧第一前驅物
22‧‧‧第一區隔開板
23‧‧‧第一區內排氣
31‧‧‧第二前驅物
32‧‧‧第二區隔開板
33‧‧‧第二區內排氣
41‧‧‧沖淨氣體
51‧‧‧展開室開口部
52‧‧‧展開滾筒
61‧‧‧捲取室開口部
62‧‧‧捲取滾筒
70‧‧‧滾筒對
71‧‧‧引導滾筒
72‧‧‧挾持滾筒
711‧‧‧凹凸形狀
X‧‧‧開口部寬度尺寸
A1‧‧‧引導滾筒71之轉軸
A2‧‧‧挾持滾筒72之轉軸
A3‧‧‧對基材8成正交的軸線
第1圖為具備本發明一實施形態之基材移送滾筒部之捲取成膜裝置的概略圖。
第2A圖為說明本發明一實施形態之捲取成膜裝置所具備之基材移送滾筒部的挾持滾筒(nip roller)及引導滾筒之結構的示意圖。
第2B圖為說明本發明一實施形態之捲取成膜裝置所具備之基材移送滾筒部的挾持滾筒及引導滾筒之結構的剖面圖。
第2C圖為說明本發明一實施形態之捲取成膜裝置所具備之基材移送滾筒部的挾持滾筒及引導滾筒之構成的俯視圖。
第3A圖為說明本發明一實施形態之捲取成膜裝置所具備之導軌結構的示意圖。
第3B圖為說明本發明一實施形態之捲取成膜裝置所具備之導軌結構的剖面圖。
[較佳實施態樣]
以下參照第1圖至第3B圖就本發明之一實施形態加以說明。
如第1圖所示，本發明一實施形態之捲取成膜裝置1具備：第一區2，作為供第一前驅物氣體21(以下簡稱為第一前驅物21)導入的第一真空氣室；第二區3，作為供第二前驅物氣體31(以下簡稱為第二前驅物31)導入的第二真空氣室；第三區4，作為供沖淨氣體41導入的第三真空氣室。
捲取成膜裝置1具備：設置於展開室5的展開滾筒52；設置於捲取室6的捲取滾筒62；在展開滾筒52到捲取滾筒62之間，將可捲取之基材8(以下簡稱為基材8)進行移送的移送滾筒部7。
上述實施形態之移送滾筒部7在基材8之寬度方向的兩端部(亦即，朝基材8之寬度方向分開配置)具備有屬於不同的兩個滾筒的引導滾筒71(第2滾筒)與挾持滾筒72(第1滾筒)的滾筒對70。引導滾筒71係和例如馬達等之驅動機構10連接，利用驅動機構10控制引導滾筒71之轉速以保持並移送基材8。
為了使原子層連續地沉積於基材8之表面，利用藉移送滾筒部7使基材8依序通過第三區4、第一區2、第三區4、第二區3、及第三區4，可使一層原子層沉積於基材8之表面。
本發明之捲取成膜裝置1中，為了使具有所期望之膜厚的原子層沉積於基材8之表面，係藉移送滾筒部7使基材8通過上述區所需的次數，亦即，以為了使具有所期望之膜厚的原子層沉積於基材8之表面而使原子層沉積的循環重複所需次數的方式，而設計成膜裝置。
所使用的基材8，以選自塑膠膜、塑膠片、金屬箔、金屬片、紙、及不織布等可撓性材料為佳。基材8之厚度雖不予特別限定，但以設定在10μm至1000μm間為佳。
基材8係以展開滾筒52展開，並往第三區4移送。
設置有展開滾筒52的展開室5與第三區4之間設置有隔開板。隔開板設有基材8通過所需之展開室開口部51。基材8係通過展開室開口部51從展開室5往第三區4移送。
第三區4導入有非活性氣體作為沖淨氣體41。作為非活性氣體，可使用適當選自氮、氦、或氬等的氣體。
在此，表現上述實施形態之移送滾筒部7之構造的概念圖，係揭示於第2A圖至第2C圖。
移送滾筒部7係使用具有引導滾筒71及挾持滾筒72的滾筒對70，將基材8之寬度方向兩端部的表面與背面予以挾持，同時對基材8傳遞動力。挾持基材8時之壓力(挾持壓)以設定在0.0001MPa以上0.1MPa以下為佳。
再者，滾筒對70係在基材8之寬度方向(滾筒對轉軸方向)的兩端部各配置一組。引導滾筒71及挾持滾筒72的材料只要按照基材8分別適當選擇即可，並不限定於特定的材料。例如，以引導滾筒71之材料而言，可舉出不鏽鋼(SUS)或鋁等。再者，以挾持滾筒72之材料而言，可舉出胺基甲酸酯橡膠或矽酮橡膠等。
又，引導滾筒71之表面形成有凹凸形狀711。在此，凹凸形狀711只要是能對基材8產生適度摩擦力的形狀即可，並不限定於特定的形狀。可舉出例如平行於引導滾筒71之轉軸，且在引導滾筒71之圓周方向分開形成的線狀(參照例如第2A圖)。
此外，引導滾筒71之凹凸形狀711不限於線狀。也可藉形成於引導滾筒71之表面的單純凹凸形狀、或在引導滾筒71的表面塗布藥劑而形成的凹凸形狀等來產生摩擦力而獲得止滑功效。
用以挾持基材8之寬度方向兩端部之表面與背面的引導滾筒71及挾持滾筒72中，挾持滾筒72係設成挾持滾筒72之轉軸A1可繞著對基材8成正交之軸線A3旋轉。
挾持滾筒72的轉軸係以和挾持滾筒72接觸之基材8的鬆弛度等得以調整的方式來旋轉。具體而言，可利用沿著移送方向引拉基材8來矯正基材8的鬆弛、或者將蛇行之基材8的軌道予以修正等，而調整移送時基材8的動作。還有，挾持滾筒72之轉軸A2的角度，以設定在相對於引導滾筒71的轉軸A3的轉軸角度為5度以下較佳，設定在0.5度以上2度以下更佳。
在移送滾筒部7裝設具有這種可旋轉之轉軸的滾筒時，如第2C圖所示，具有可旋轉之轉軸的挾持滾筒72之直徑，較佳為小於另一方之不具有可旋轉之轉軸的引導滾筒71之直徑。而且，另一方之引導滾筒71也和挾持滾筒72同樣，可具有可旋轉之轉軸。
而且，只要挾持滾筒72或引導滾筒71之至少任一方具有可旋轉之轉軸即可，亦可挾持滾筒72及引導滾筒71的雙方具有可旋轉之轉軸。
藉移送滾筒部7挾持之基材8係通過設置在第三區4與第一區2之間的第一區隔開板22的複數個開口部，而移送到第一區2。
第一區2導入有第一前驅物21。因此，於基材8通過第一區2之際，第一前驅物21會吸附於基材8的兩面。
基材8通過第一區2之期間，只有基材8之兩端部被移送滾筒部7挾持。因此，吸附有第一前驅物21之基材8的兩面不會接觸到捲取成膜裝置1內所配置的機械零件。
形成第一前驅物21之材料係按照要沉積於基材8之表面的期望材料而適當地選擇。例如要沉積到基材8之表面的材料為氧化鋁時，可使用三甲基鋁作為形成第一前驅物21之材料。
此外，以要用作第一前驅物21之材料而言，可按照所期望之沉積膜，使用非專利文獻(M.Ritala,M.Leskela,in：H.S.Nalwa,Handbook of Thin Film Materials.Academic Press,San Diego,CA,USA,Vol.1,Chapter 2,P.103-158)中所揭露的材料。
在第一區2中的基材8的移送速度，係從飽和吸附時間與通過時間來計算，使基材8通過第一區2的時間不會比飽和吸附時間長。
在第一區2飽和吸附了第一前驅物21的基材8，係通過設置在第一區2與第三區4之間的第一區隔開板22的複數個開口部，再往第三區4移送。
此外，第一區2內的氣體係藉真空泵實施排氣，第三區4內之壓力則保持高於第一區2內之壓力。因而，導入到第一區2的第一前驅物21難以擴散到第三區4。第一前驅物21導入至第一區2之情況中，第一區2與第三區4之壓力差較佳為0.01以上1Pa以下。
接著，被移送滾筒部7所挾持的基材8係通過設置在第三區4與第二區3之間的第二區隔開板32的複數個開口部，而往第二區3移送。
在基材8通過第三區4的期間，吸附在基材8的多餘第一前驅物21會氣化，並被沖洗。在第三區4的基材8的移送速度，係從通過距離來計算，俾可獲得充分的沖洗時間。
第二區3中導入有第二前驅物31。基材8通過第二區3之期間，吸附於基材8之兩面之第一前驅物21的吸附物，會和第二前驅物31反應，產生所期望的材料膜。
基材8通過第二區3之期間，只有基材8的兩端部被移送滾筒部7所挾持。因此，第一前驅物21之吸附物和第二前驅物31反應之際，基材8的兩面不會接觸到捲取成膜裝置1內所配置的機械零件。
形成第二前驅物31的材料，係按照要沉積到基材8之表面的所期望材料而予以適當選擇。例如，要沉 積到基材8之表面的材料為氧化鋁的情形中，可使用水、臭氧、或原子態氧作為形成第二前驅物31的材料。
此外，以要用作第二前驅物31的材料而言，可按照所期望的沉積膜而使用非專利文獻(M.Ritala,M.Leskela,in：H.S.Nalwa,Handbook of Thin Film Materials.Academic Press,San Diego,CA,USA,Vol.1,Chapter 2,P.103-158)中所揭露的材料。
在第二區3的基材8的移送速度，可從反應時間與通過距離來計算，俾使反應時間長於基材8通過第二區3的時間。
在第二區3，第一前驅物21之吸附物與第二前驅物31反應後，基材8會通過設置於第二區3與第三區4之間的第二區隔開板32的複數個開口部，再往第三區4移送。
此外，第二區3內的氣體係藉真空泵實施排氣，使第三區4內的壓力保持高於第二區3內的壓力。因而，導入於第二區3的第二前驅物31難以擴散到第三區4。在第二前驅物31導入於第二區3的情況中，第二區3與第三區4的壓力差，較佳為0.01以上1Pa以下的程度。
以上的製程係原子層沉積的1次循環。藉由該1次循環，一層的原子層會沉積到基材8的表面。藉由將該循環反覆進行複數次，可在基材8的表面形成具有所期望之膜厚的原子層沉積膜。
在此，第1圖所示之捲取成膜裝置1，係具有第一區2、第二區3、及第三區4的三個區，但只要將區配 置成能使上述循環反覆進行複數次，則區的數目並無特別限制。第1圖所示之捲取成膜裝置1，係從上方依序配置第一區2、第三區4、及第二區3之三個區，但也可例如從上方依序配置第一區2、第三區4、第二區3、第一區2、第三區4、及第二區3之六個區。
此外，上述循環反覆進行複數次的期間，基材8的移送速度，可以從由使基材8曝露於前述第一區2、第二區3、及第三區4所需要的時間與基材8通過各區的通過距離所計算出的複數個移送速度中，設定在最低的速度。
上述循環反覆進行複數次，而在基材8的表面形成具有所期望膜厚的原子層沉積膜後，基材8可利用捲取滾筒62予以捲取。
在第三區4與設置有捲取滾筒62之捲取室6之間，設置有隔開板。隔開板上設有供基材8通過的捲取室開口部61。基材8在原子層沉積膜成膜之後，通過捲取室開口部61，從第三區4往捲取室6移送。
此外，移送滾筒部7較佳為配置在第一區2、第二區3、或第三區4中的任一區內。換言之，移送滾筒部7較佳為配置成不會在第一區2、第二區3、或第三區4中跨越複數個區。移送滾筒部7配置成不跨越複數個區時，具體而言，移送滾筒部7能適當地抑制原子層沉積膜形成於引導滾筒71及挾持滾筒72之表面。
再者，設於上述各種隔開板的開口部，較佳為設有如第3A圖及第3B圖所示的導軌9。導軌9係使通過 配置於區之間的隔開板上所設之開口部的基材8難以接觸隔開板用的輔助具。藉著使用導軌9，基材8可以優異精確度通過開口部來移送。因此，開口部的大小(開口部寬度尺寸X)可以形成得較小。藉此，能壓低導入於第一區2及第二區3的前驅物之因第三區4之沖淨氣體41所造成的汙染。
例如，未設有導軌9的情況中，需要開口部寬度尺寸X約5mm的開口部。另一方面，設有導軌9的情況中，開口部寬度尺寸X約1mm即可。
又，導軌9較佳為設置成挾住基材8的兩端部(例如參照第3A圖)。藉由使滾筒對70與基材8的接觸部及導軌9與基材8的接觸部一致，可以抑制基材8的損傷區域。
此外，導軌9的設置部位，按照基材8的厚度或移送速度來適當設定就沒有問題。然而，基材8的剛性低，若基材8移送時顯現出基材8有顯著的不穩定動作，則以將移送滾筒部7設置在隔開板附近較佳。
接著，就上述實施形態之捲取成膜裝置1的作用加以說明。
若依具有上述構成之上述實施形態的捲取成膜裝置1，只有基材8的兩端受到保持，移送滾筒部7與基材8之接觸部被限制於基材8的兩端部。藉此，引導滾筒71或挾持滾筒72與基材8的接觸範圍可以抑制在最低必要限度。而且，基材8因和移送滾筒部7接觸而損傷的區域可以縮小。
於是，具有引導滾筒71與挾持滾筒72的滾筒對70並不是只在基材8的一端配置一個，而是藉由在基材8的兩端各設置一個，故可將基材8的兩端同時保持與移送，不會有使基材8鬆弛的情形。藉此，基材8移送時，可以減輕基材8和滾筒對70之接觸部分所產生的摩擦或滑動。
此外，藉由用滾筒對70挾持基材8，可以確實地挾住基材8，而減少移送時的基材8的偏移。藉此，基材8移送時，基材8與滾筒對70的接觸部分所產生的摩擦或滑動可以更為減輕。
再者，利用在引導滾筒71的外周面形成溝狀711，可以對基材8產生摩擦力。藉此，基材8移送時，基材8和滾筒對70的接觸部分所產生的摩擦或滑動得以更進一步減輕。
此外，藉由設置具有可旋轉之轉軸A2的挾持滾筒72，可以調整挾持滾筒72的方向，使挾持滾筒72之方向追隨基材8而移動。而且，藉由以一直拉伸基材8的方式移送基材8，可以矯正基材8的鬆弛，或修正蛇行之基材8的軌道。藉此，基材8得以一直沒有鬆弛的平面形狀插入滾筒對70。因此，因基材8與滾筒對70之接觸所產生的摩擦或滑動得以減輕。
再者，藉由使連接於引導滾筒71的驅動機構動作，可以一邊控制引導滾筒71的轉速一邊移送基材8。而且，和不經由上述驅動機構而以一樣的速度移送基材8的情形相比較，可使基材8和滾筒對70穩定接觸，而 在基材8不變形的狀態下移送基材8。亦即，可以防止基材8和滾筒對70接觸時基材8的變形。
以上雖係參照圖式就本發明一實施形態加以詳述，但本發明捲取成膜裝置的具體構成並不限於上述實施形態，亦包含不逸脫本發明要旨範圍內的設計變更等。
此外，上述實施形態中，並未提及關於使引導滾筒71或挾持滾筒72之任一方旋轉的驅動機構，但可將伺服馬達等各種馬達和引導滾筒71或挾持滾筒72直接連接、控制，使其旋轉；也可使用其他的周知驅動機構。或者，也可不使馬達和滾筒直接連動，而使捲取滾筒與驅動機構連動以移送基材8，也可利用被移送的基材8使引導滾筒71或挾持滾筒72旋轉。
此外，上述實施形態中，滾筒對70係具有朝基材8之寬度方向分離配置而屬於兩個不同滾筒的引導滾筒71與挾持滾筒72，但也可具有朝基材8之寬度方向分離配置的三個以上不同滾筒。或者，也可不帶有這種分離而僅具備一個滾筒。從調整基材8之鬆弛等觀點來看，更佳為如上述實施形態所揭示地具有朝基材8的寬度方向分離配置之兩個滾筒的滾筒對70。
其次，就使用上述之捲取成膜裝置1之薄膜製造方法加以說明。
藉由使用上述的捲取成膜裝置1，可以製得具備基材8、及形成於基材8之表面的原子層沉積膜的薄膜。
亦即，經由：第一製程，將基材8移送到導入有第一前驅物21的第一區2或導入有第二前驅物31的第二區3；第二製程，一邊利用由構成移送滾筒部7的引導滾筒71及挾持滾筒72的一對不同滾筒所構成的滾筒對70保持基材8的寬度方向兩端部，一邊使基材8在第一區2與第二區3之間往返複數次，而使前驅物吸附在基材8的表面，以形成原子層沉積膜；及第三製程，將表面形成有原子層沉積膜的基材8捲取，可製得具備基材8及形成於基材8之表面之原子層沉積膜的薄膜。
第一製程係將表面未形成原子層沉積膜的基材8移送至導入有第一前驅物21之第一區2或導入有第二前驅物31之第二區3的製程。此時，亦可如第1圖所示之捲取成膜裝置1，通過導入有沖淨氣體41的第三區4，將基材8移送到導入有第一前驅物21之第一區2或導入有第二前驅物31的第二區3。通常，表面未形成原子層沉積膜的基材8係從第一區2依序移送，而該第一區2則導入有吸附於基材8而和第二前驅物31反應的第一前驅物21。
第二製程係一邊利用滾筒對70保持基材8的寬度方向兩端部，一邊使基材8在第一區2與第二區3之間往返複數次，而在基材8的表面形成原子層沉積膜的製程。此時，如第1圖所示之捲取成膜裝置1那樣，為了將多餘的前驅物沖洗，較佳為經由導入有沖淨氣體41的第三區4使基材8往返。
[實施例]
以下，根據實施例來詳細說明本發明，但本 發明並不限定於以下的記載。
[使用材料]
以下揭示本實施例所使用之材料。
實施例1及比較例1中，基材A係使用聚酯膜(厚度100μm)，第一前驅物B係使用三甲基鋁(使用氮氣作為載體)，第二前驅物C係使用離子水(使用氮氣作為載體)，然後共用氮氣作為非活性氣體D。
再者，實施例1中，所使用的移送滾筒部X係具備表面具有溝作為凹凸形狀的引導滾筒、及挾持滾筒。相對於此，比較例1中，所使用的移送滾筒部Y係具備表面未設有溝作為凹凸形狀的引導滾筒、及和移送滾筒部X所具備之上述挾持滾筒相同的挾持滾筒。
(使用捲取成膜裝置1進行的成膜方法)
使用可使原子層沉積的循環重複進行100次的捲取成膜裝置1，將原子層沉積的循環重複進行100次，以沉積原子層。
首先，捲裝於展開滾筒62的基材A係移送到第三區4，通過配置於第三區4的移送滾筒部(X或Y)，移送到第一區2。在第一區2導入有第一前驅物B，並利用將第一區2的壓力設定在50Pa來調整第一區2內的排氣量與氣體流量。接著，在基材A通過移送滾筒部(X或Y)而在第一區2內移動的期間，第一前驅物B會飽和吸附於基材A之兩面。
兩面飽和吸附了第一前驅物B的基材A，再移送到第三區4。第三區4中導入有沖淨氣體D，藉著將第三 區4之壓力設定在大約50.5Pa，而將第三區4之氣體流量施以調整。之後，在基材A移動於第三區4內之期間，使多餘的第一前驅物B沖除乾淨。多餘的第一前驅物B充分沖洗之後，基材A往第二區3移送。
第二區3中，係導入第二前驅物C，藉著將第二區3之壓力設定於50Pa，而將第二區3內的排氣量與氣體流量施以調整。之後，基材A通過移送滾筒部(X或Y)而在第二區3內移動之期間，飽和吸附於基材A之兩面的第一前驅物B乃和第二前驅物C反應，而在基材A上沉積一層原子層。
此外，基材A的移送速度係由第三區4所需之沖洗時間來決定。又，第一區2、第二區3、及第三區4皆係在保持於90℃的狀態進行成膜。
(觀察結果)
實施例1、比較例1所形成之氧化鋁膜之厚度皆為10nm。
使用表面形成有溝狀作為凹凸形狀之引導滾筒的實施例1中所形成之氧化鋁膜，係使用電子顯微鏡觀察，調查氧化鋁膜之包含端部在內之表面的損傷度。結果，所形成之氧化鋁膜的表面未觀察到有損傷。
另一方面，使用表面未形成有溝狀作為凹凸形狀之引導滾筒的比較例1中所形成之氧化鋁膜，也用和實施例1中所形成之氧化鋁膜同樣的方法觀察，調查氧化鋁膜之包含端部在內之表面的損傷度。結果，在基材寬度方向的中央部分之和滾筒對的未接觸部，所形成之氧 化鋁膜表面未見到損傷。然而，在基材寬度方向的端部之和滾筒對的接觸部，確認到所形成之氧化鋁膜表面有微細的傷痕。
由以上可知，使用表面形成有凹凸形狀之引導滾筒時，即使在和滾筒對的接觸部，形成於基材表面的沉積膜也不會損傷。
而且，可知在不使用表面未形成有凹凸形狀之引導滾筒的情形中，在和滾筒對的接觸部以外的部分，形成於基材表面的沉積膜不會損傷。
由該等事實可知，藉由使用表面形成有凹凸形狀之引導滾筒挾持基材兩端部，形成於基材表面的沉積膜不會損傷。
而且，也可推論出，不只是挾持基材兩端部的情形，僅挾持基材一端部的情形中，形成於基材表面的膜所產生的損傷也可以減輕。

Claims (3)

  1. 一種捲取成膜裝置，係具備：第一真空氣室，第一前驅物係導入其中；第二真空氣室，第二前驅物係導入其中；第三真空氣室，用於沖洗前述第一前驅物及前述第二前驅物的沖淨氣體係導入其中；移送滾筒部，具有一對滾筒對，用以將可捲取之基材移送到前述第一真空氣室、前述第二真空氣室、及前述第三真空氣室，並在前述基材之厚度方向挾持前述基材，且該滾筒對具有第1滾筒及第2滾筒，前述第1滾筒及前述第2滾筒中，至少一方的外周面形成有凹凸形狀；複數個開口部，設在前述第一真空氣室與前述第三真空氣室之間及前述第二真空氣室及前述第三真空氣室之間，且供前述基材通過；及複數個導軌，係以挾住前述基材的兩端部的方式設在前述開口部，藉由使用前述移送滾筒部來使前述基材往返於前述第一真空氣室及前述第二真空氣室，使原子層沉積於前述基材的表面以形成原子層沉積膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之捲取成膜裝置，其中，前述第1滾筒係構成為前述第1滾筒之轉軸可繞著對前述基材成正交的軸線旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項之捲取成膜裝置，其中，再具備連接於前述第2滾筒的驅動機構。
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