卷取成膜裝置製造方法
2023-05-15 18:54:21 1
卷取成膜裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種卷取成膜裝置，具備：被導入有第一前體的第一真空氣室；被導入有第二前體的第二真空氣室；被導入有用於將上述第一前體及上述第二前體清洗的清洗氣體的第三真空氣室；以及搬運輥部，將可卷取的基材向上述第一真空氣室、上述第二真空氣室及上述第三真空氣室搬運，具有一對輥對，每個輥對在上述基材的厚度方向上夾持上述基材且具有第一輥及第二輥，在上述第一輥及上述第二輥中的至少一方的外周面上形成有凹凸形狀，使用上述搬運輥部，使上述基材在上述第一真空氣室及上述第二真空氣室中往復，由此在上述基材的表面上沉積原子層而形成原子層沉積膜。
【專利說明】卷取成膜裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種卷取成膜裝置。
[0002]本申請基於2012年5月31日在日本申請的特願2012-123969號主張優先權，並將其內容援用於此。
【背景技術】
[0003]以往，已知有如下技術:將形成為長條狀且可卷取的紙或者塑料薄膜等卷取基材在真空中進行退繞，並通過蒸鍍或者濺射等成膜方法對該卷取基材將金屬或者金屬氧化物等連續地成膜。上述技術被利用為金銀線所使用的金屬光澤薄膜、食品包裝用的阻氣薄膜、薄膜電容器的電極、或者具有防反射等功能的光學薄膜的製造方法。在利用了上述技術的製造食品包裝用阻氣薄膜的用途中，近年來，為了開發利用有機半導體來形成的撓性基材的有機EL顯示器、有機EL照明及有機太陽電池，具有非常高的水蒸氣透過率和阻氣性的透明阻氣薄膜的商品化備受期待。
[0004]為了響應該期待，研究了利用原子層沉積法進行成膜的卷取成膜裝置。原子層沉積法作為形成緻密構造的薄膜的方法被周知。從原子層沉積法所具備的優越的特徵的觀點出發，原子層沉積法在DRAM或者TFT中形成絕緣膜時被使用。在此，開發出了一種裝置，該裝置在原子層沉積法的薄膜的沉積工序中，進行批量處理，為了提高生產率而同時處理多枚Si晶片。然而，生產率的提高是有極限的。此外，這種批量處理裝置不能夠在可卷取的基材上連續地成膜。為了解決該問題，提出了專利文獻1、2所示的裝置。
[0005]專利文獻1、2公開了通過原子層沉積法連續地形成薄膜的技術。在原子層的沉積中，重複多次原子層沉積的循環，該原子層沉積的循環包括:使第一前體(precursor)吸附於基材表面的工序；將多餘的第一前體清洗的工序；通過使第一前體暴露於第二前體而使第一前體與第二前體反應的工序；以及將多餘的第二前體清洗的工序。由此，能夠得到具有所希望的膜厚的薄膜。此外，作為前體，例如能夠使用非專利文獻I記載的材料。
[0006]一般而言，在原子層沉積的I個循環中，形成厚度0.0lnm以上0.2nm以下、平均來說厚度大約0.1nm的層。
[0007]所希望的膜厚根據用途而不同，但為了得到具有10_6[g/(m2.day)]以下的水蒸氣透過性的高阻隔性的膜，在氧化鋁的情況下，一般周知需要1nm以上的膜厚。因此，為了得到膜厚為1nm的氧化鋁層，需要重複100次一般的原子層沉積的循環。
[0008]另一方面，在專利文獻3中公開了使用旋轉鼓的卷取式原子層沉積裝置。在該裝置中，在基材位於旋轉鼓上的期間，原子層被沉積到基材的表面。
[0009]此外，在專利文獻4中公開了使用散布歧管的卷取式原子層沉積裝置。在該裝置中，在基材經過與散布歧管接近的位置的期間，原子層被沉積到基材的表面。
[0010]現有技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:國際公開第07/112370號
[0013]專利文獻2:日本特表2009-540122號公報
[0014]專利文獻3:日本特表2007-522344號公報
[0015]專利文獻4:日本特表2009-531548號公報
[0016]非專利文獻
[0017]非專利文獻1:M.Ritala, M.Leskela, in:H.S.Nalwa, Handbook of Thin FilmMaterials.Academic Press, San Diego, CA, USA, Vol.1, Chapter2, P.103-158
【發明內容】
[0018]發明要解決的課題
[0019]然而，在專利文獻1、2記載的裝置中，為了得到1nm的膜厚的原子層沉積膜，基材必須經過100組的引導輥。即，原子層沉積膜與引導輥接觸100次。由於原子層沉積膜與引導輥的接觸而產生的摩擦或者滑動，可能使原子層沉積膜損傷或者產生顆粒。此外，可能會由於原子層損傷或者顆粒附著於原子層沉積膜而導致原子層沉積膜的性能。
[0020]以往的食品包裝用阻氣薄膜所要求的性能為大約lOlg/On2.day)]的水蒸氣透過率，較小的缺陷(擦傷、針孔、或者顆粒附著等)不會成為問題。然而，在有機EL顯示器或者聚合物太陽電池的用途、或者有機半導體的用途中，要求較高的性能、例如10_6[g/(m2 -day)]以下的水蒸氣透過率這種性能，在上述器件產生較小的缺陷的情況下，會產生不能夠允許的性能降低。在專利文獻I的段落0007中，對搬運機構進行了記載。然而，其僅記載有:「利用輥，期待至少在基材的搬運方向的轉換(轉向)時能夠支撐基材的引導」。此夕卜，在專利文獻I的段落0030中也對搬運機構進行了記載。然而，作為搬運機構，僅公開了利用輥。
[0021]另一方面，在專利文獻2中，關於搬運方法，記載有:「此外，應將輥22與基材20之間的接觸維持為最小限度。這能夠通過放置於線軸形狀的…輥22的較大的直徑部分來實現。」(段落0013)。然而，在基材的厚度較薄而剛性較低的情況下，基材不僅與輥的直徑較大的部位接觸、而且與輥的具有線軸形狀的部分的整體接觸。在原子層沉積膜與引導輥接觸的情況下，原子層沉積膜產生微小的針孔等缺陷。因此，不能夠得到所希望的性能。特別是，在使用較薄的塑料薄膜基材或者布等剛性較低的基材的情況下，不能夠防止輥與基材的接觸。
[0022]此外，在專利文獻2中，除了上述記載以外，還記載有:「或者，還能夠將隨著基材20卷繞於各輥22的周圍而對基材20進行保持的把持具設置在輥22的邊緣部。」(段落0013)。然而，在專利文獻2中未公開向把持具及輥邊緣部的安裝方法、以及搬運機構的相關的詳細情況。
[0023]此外，在專利文獻3及4記載的裝置中，在與旋轉鼓相接的基材表面或者未向散布歧管露出的基材表面上，未沉積原子層。因此，在專利文獻3及4中，未啟示如下課題:由於使用專利文獻1、2記載的裝置而產生的、由處理過程中的引導輥與基材的接觸而引起的原子層沉積膜的損傷，以及由該損傷引起的阻氣薄膜性能的降低這種課題。
[0024]本發明是為了解決上述課題而進行的，其目的在於提供一種卷取成膜裝置，能夠防止由在搬運時產生的摩擦引起的基材的損傷或者由滑動引起的顆粒的附著，能夠進行在可卷取的基材的表面上連續地形成原子層沉積膜的處理。
[0025]用於解決課題的手段
[0026]為了解決上述課題，本發明提出了以下的手段。
[0027]本發明的一個方案的卷取成膜裝置具備:第一真空氣室，被導入有第一前體?』第二真空氣室，被導入有第二前體；第三真空氣室，被導入有用於將上述第一前體及上述第二前體清洗的清洗氣體；以及搬運輥部，將可卷取的基材向上述第一真空氣室、上述第二真空氣室及上述第三真空氣室搬運，具有一對輥對，每個輥對在上述基材的厚度方向上夾持上述基材且具有第一輥及第二輥，在上述第一輥及上述第二輥中的至少一方的外周面上形成有凹凸形狀，使用上述搬運輥部，使上述基材在上述第一真空氣室及上述第二真空氣室中往復，由此在上述基材的表面上沉積原子層而形成原子層沉積膜。
[0028]根據上述本發明的一個方案的卷取成膜裝置，能夠將輥與基材的接觸部位僅限制於基材的兩端，能夠限制由於與輥的接觸而引起的基材的損傷區域或者顆粒附著的區域。
[0029]此外，能夠通過一組輥來夾持基材，由此將基材可靠地夾住並穩定地搬運。
[0030]並且，由於在輥的外周面形成有凹凸形狀，因此能夠對基材產生摩擦力而得到防滑效果。由此，能夠更穩定地搬運基材。
[0031]此外，通過夾持基材的兩端，由此能夠不使輥鬆弛地進行搬運。因此，能夠進一步穩定地夾持基材。通過這些作用，能夠減少由於基材與輥的接觸而產生的摩擦或者滑動。
[0032]此外，上述本發明的一個方式的卷取成膜裝置優選為，上述第一輥構成為，上述第一輥的旋轉軸能夠繞著與上述基材正交的軸線旋轉。
[0033]在該情況下，能夠使輥的方向追隨著基材活動，能夠在對基材作用了朝向該基材寬度方向的適度張力的狀態下搬運基材。因此，能夠防止基材搬運時的鬆動。由此，在搬運時與基材之間的錯位減少，能夠進一步減少由於接觸而產生的摩擦或者滑動。
[0034]此外，上述本發明的一個方式的卷取成膜裝置優選為，還具備與上述第二輥連接的驅動機構。
[0035]在該情況下，能夠通過驅動機構來控制輥的旋轉速度，能夠使基材與輥穩定地接觸，不使基材變形地搬運基材。由此，能夠防止與搬運輥部接觸時的基材的變形。
[0036]發明效果
[0037]根據上述本發明的一個方案的卷取成膜裝置，能夠提供一種卷取成膜裝置，通過用輥穩定地夾持基材，由此能夠防止由因搬運而產生的摩擦引起的基材的損傷或者由滑動引起的顆粒的附著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是本發明的一實施方式的具備基材搬運輥部的卷取成膜裝置的概略圖。
[0039]圖2A是說明本發明的一實施方式的卷取成膜裝置所具備的基材搬運輥部中的夾持輥及引導輥的結構的示意圖。
[0040]圖2B是說明本發明的一實施方式的卷取成膜裝置所具備的基材搬運輥部中的夾持輥及引導輥的結構的截面圖。
[0041]圖2C是說明本發明的一實施方式的卷取成膜裝置所具備的基材搬運輥部中的夾持輥及引導輥的結構進行說明的平面圖。
[0042]圖3A是說明本發明的一實施方式的卷取成膜裝置所具備的導軌的結構的示意圖。
[0043]圖3B是說明本發明的一實施方式的卷取成膜裝置所具備的導軌的結構的截面圖。
【具體實施方式】
[0044]以下，參照圖1至圖3B對本發明的一實施方式進行說明。
[0045]如圖1所示，本發明的一實施方式的卷取成膜裝置I具備:作為第一真空氣室的第一區域2，被導入有第一前體氣體21 (以下簡稱為第一前體21。)；作為第二真空氣室的第二區域3，被導入有第二前體氣體31 (以下簡稱為第二前體31。)；以及作為第三真空氣室的第三區域4，被導入有清洗氣體41。
[0046]卷取成膜裝置I具備:卷出輥52，設置於卷出室5 ;卷取輥62，設置於卷取室6 ;以及搬運輥部7，從卷出輥52到卷取輥62之間搬運可卷取的基材8 (以下簡稱為基材8。)。
[0047]上述實施方式的搬運輥部7在基材8的寬度方向的兩端部具備(即，在基材8的寬度方向上分離地配置)輥對70，該輥對70具有不同的兩個輥即引導輥71 (第二輥)和夾持輥72 (第一輥)。引導輥71例如與馬達等驅動機構10連接，通過驅動機構10對引導輥71的旋轉速度進行控制，由此對基材8進行保持並搬運。
[0048]為了在基材8的表面上連續地沉積原子層，通過搬運輥部7使基材8依次經過第三區域4、第一區域2、第三區域4、第二區域3及第三區域4，由此能夠在基材8的表面上沉積I個原子層。
[0049]在本發明的卷取成膜裝置I中，成膜裝置被設計為，通過搬運輥部7使基材8從上述區域經過為了在基材8的表面上沉積具有所希望的膜厚的原子層所需的次數，S卩，原子層沉積的循環被重複為了在基材8的表面上沉積具有所希望的膜厚的原子層所需的次數。
[0050]所使用的基材8優選從塑料薄膜、塑料片材、金屬箔、金屬片材、紙及無紡布等撓性的材料中選擇。基材8的厚度不特別限定,但優選設定在10 μ m?1000 μ m之間。
[0051]基材8被卷出棍52卷出並被向第三區域4搬運。
[0052]在設置有卷出棍52的卷出室5與第三區域4之間設置有分隔板。在分隔板上設置有基材8經過所需的卷出室開口部51。基材8經過卷出室開口部51而被從卷出室5向第三區域4搬運。
[0053]第三區域4被導入有不活潑性氣體，作為清洗氣體41。作為不活潑性氣體，使用從氮、氦或者IS等中適當地選擇的氣體。
[0054]在此，圖2A?圖2C示出對上述實施方式的搬運輥部7的構造進行表示的概念圖。
[0055]搬運輥部7使用具有引導輥71及夾持輥72的輥對70，對基材8的寬度方向的兩端部的表面和背面進行夾持，同時向基材8傳遞動力。夾持基材8時的壓力(夾持壓)優選被設定為0.0OOlMPa以上0.1MPa以下。
[0056]此外，輥對70在基材8的寬度方向(輥對旋轉軸方向)的兩端部各設置有一組。引導輥71及夾持輥72的材料根據基材8而分別適當地選擇即可，不限定於特定的材料。例如，作為引導輥71的材料，能夠列舉不鏽鋼鋼(SUS)或者鋁等。此外，作為夾持輥72的材料，能夠列舉聚氨酯橡膠或者矽橡膠等。
[0057]此外，在引導輥71的表面形成有凹凸形狀711。在此，凹凸形狀711隻要是相對於基材8產生適度的摩擦力的形狀即可，不限定於特定的形狀，但例如能夠列舉與引導輥71的旋轉軸平行、且在引導輥71的圓周方向上分離地形成的線形狀(例如參照圖2A)。
[0058]此外，引導輥71的凹凸形狀711不限於線形狀。也可以通過在引導輥71的表面形成的單純的凹凸形狀、或者在引導輥71的表面塗覆藥劑而形成的凹凸形狀等，來產生摩擦力而得到防滑效果。
[0059]對基材8的寬度方向的兩端部的表面和背面進行夾持的引導輥71及夾持輥72當中，夾持輥72被設置為，夾持輥72的旋轉軸Al能夠繞著與基材8正交的軸線A3旋轉。
[0060]使夾持輥72的旋轉軸旋轉，以調整與夾持輥72接觸的基材8的鬆弛等。具體地說，通過沿著搬運方向拉拽基材8，能夠如對基材8的鬆動進行矯正、或者對蛇行的基材8的軌道進行修正等那樣，調整搬運時的基材8的動作。此外，夾持輥72的旋轉軸A2的角度優選設定為相對於引導輥71的旋轉軸A3的旋轉軸的角度成為5度以下，更優選設定為0.5度以上2度以下。
[0061]在搬運輥部7中設置具有這種可旋轉的旋轉軸的輥的情況下，如圖2C所示，優選使具有可旋轉的旋轉軸的夾持輥72的直徑小於另一方的不具有可旋轉的旋轉軸的引導輥71的直徑。此外，另一方的引導輥71也可以與夾持輥72同樣地具有可旋轉的旋轉軸。
[0062]此外，夾持輥72或者引導輥71的至少某一方具有可旋轉的旋轉軸即可，也可以夾持輥72及引導輥71的雙方具有可旋轉的旋轉軸。
[0063]由搬運輥部7夾持的基材8經過設置在第三區域4與第一區域2之間的第一區域分隔板22上所設置的多個開口部，被向第一區域2搬運。
[0064]第一區域2被導入有第一前體21。因此，基材8在經過第一區域2時，第一前體21吸附於基材8的兩面。
[0065]在基材8經過第一區域2的期間，僅基材8的兩端部被搬運輥部7夾持。因此，第一前體21吸附的基材8的兩面與卷取成膜裝置I內配置的機械部件不接觸。
[0066]形成第一前體21的材料，根據向基材8的表面沉積的所希望的材料來適當地選擇。例如，在向基材8的表面沉積的材料為氧化鋁的情況下，作為形成第一前體21的材料，
使用三甲基鋁。
[0067]此外，作為所使用的第一前體21的材料，能夠根據所希望的沉積膜，而使用非專利文獻I所示的材料。
[0068]第一區域2中的基材8的搬運速度是以基材8經過第一區域2的經過時間不比飽和吸附時間長的方式根據飽和吸附時間和經過時間來計算的。
[0069]在第一區域2中飽和吸附了第一前體21的基材8，經過設置在第一區域2與第三區域4之間的第一區域分隔板22上所設置的多個開口部，再次被向第三區域4搬運。
[0070]此外，第一區域2內的氣體通過真空泵被排氣，第三區域4內的壓力被保持為比第一區域2內的壓力高。因此，向第一區域2導入的第一前體21難以向第三區域4擴散。第一前體21向第一區域2導入的情況下的第一區域2與第三區域4的壓力差優選為0.01以上IPa以下。
[0071]接下來，由搬運輥部7夾持的基材8經過設置在第三區域4與第二區域3之間的第二區域分隔板32上所設置的多個開口部，被向第二區域3搬運。
[0072]在基材8經過第三區域4的期間，吸附於基材8的多餘的第一前體21氣化，被清洗。基材8在第三區域4中的搬運速度是以能夠得到足夠的清洗時間的方式根據經過距離來計算的。
[0073]向第二區域3導入第二前體31。在基材8經過第二區域3的期間，吸附於基材8的兩面的第一前體21的吸附物與第二前體31反應，生成所希望的材料膜。
[0074]在基材8經過第二區域3的期間，僅基材8的兩端部被搬運輥部7夾持。因此，在第一前體21的吸附物與第二前體31反應時，基材8的兩面不與卷取成膜裝置I內配置的機械部件接觸。
[0075]形成第二前體31的材料，能夠根據向基材8的表面沉積的所希望的材料來適當地選擇。例如，在向基材8的表面沉積的材料為氧化鋁的情況下，將水、臭氧或者原子狀氧用作形成第二前體31的材料。
[0076]此外，作為所使用的第二前體31的材料，能夠根據所希望的沉積膜而使用非專利文獻I所示的材料。
[0077]第二區域3中的基材8的搬運速度是以反應時間比基材8經過第二區域3的經過時間長的方式根據反應時間和經過距離來計算的。
[0078]在第二區域3中第一前體21的吸附物與第二前體31進行了反應之後，基材8經過設置在第二區域3與第三區域4之間的第二區域分隔板32上所設置的多個開口部，再次被向第三區域4搬運。
[0079]此外，第二區域3內的氣體通過真空泵被排氣，第三區域4內的壓力被保持為比第二區域3內的壓力高。因此，向第二區域3導入的第二前體31難以向第三區域4擴散。第二前體31向第二區域3導入的情況下的第二區域3與第三區域4的壓力差，優選為0.01以上IPa以下程度。
[0080]以上的工序為原子層沉積的I次循環。通過該I次循環，在基材8的表面上沉積I個原子層。通過將該循環重複多次，由此能夠在基材8的表面上形成具有所希望的膜厚的原子層沉積膜。
[0081]在此，圖1所示的卷取成膜裝置I具有第一區域2、第二區域3及第三區域4這3個區域，但只要以能夠將上述循環重複多次的方式配置區域即可，區域的數量不特別限制。圖1所示的卷取成膜裝置1，從上起依次配置有第一區域2、第三區域4及第二區域3這3個區域，但例如也可以從上起依次配置有第一區域2、第三區域4、第二區域3、第一區域2、第三區域4及第二區域3這6個區域。
[0082]此外，在將上述循環重複多次的期間，基材8的搬運速度被設定成根據為了使基材8暴露於上述第一區域2、第二區域3及第三區域4所需的時間、以及基材8經過各區域的經過距離計算出的多個搬運速度當中最低的速度。
[0083]上述循環被重複多次而在基材8的表面上形成了具有所希望的膜厚的原子層沉積膜之後，基材8被卷取輥62卷取。
[0084]在第三區域4與設置有收卷輥62的卷取室6之間設置有分隔板。在分隔板上設置有供基材8經過的卷取室開口部61。基材8在原子層沉積膜的成膜後，經過卷取室開口部61而被從第三區域4向卷取室6搬運。
[0085]此外，搬運輥部7優選配置在第一區域2、第二區域3或者第三區域4中的任一個區域內。換言之，搬運輥部7優選配置為不跨著第一區域2、第二區域3或者第三區域4中的多個區域。在搬運輥部7配置為不跨著多個區域的情況下，能夠良好地抑制在搬運輥部7、具體地說是引導輥71及夾持輥72的表面上形成原子層沉積膜。
[0086]此外，優選在上述的各種分隔板上所設置的開口部設置如圖3A及圖3B所示那樣的導軌9。導軌9是用於使從配置在區域之間的分隔板上所設置的開口部經過的基材8難以與分隔板接觸的輔助具。通過使用導軌9，基材8高精度地經過開口部而被搬運。因此，能夠將開口部的大小(開口部寬度尺寸X)形成得較小。由此，能夠將向第一區域2及第二區域3導入的前體被第三區域4的清洗氣體41的汙染抑制得較低。
[0087]例如，在未設置有導軌9的情況下，需要有開口部寬度尺寸X為大約5mm的開口部。另一方面，在設置導軌9的情況下，開口部寬度尺寸X為大約Imm即可。
[0088]此外，導軌9優選設置為將基材8的兩端部夾入(例如參照圖3A)。通過使輥對70與基材8的接觸部及導軌9與基材8的接觸部一致，能夠抑制基材8的損傷區域。
[0089]此外，導軌9的設置場所根據基材8的厚度或者搬運速度來適當地設定即可。然而，在基材8的剛性較低而在基材8的搬運時基材8示出顯著不穩定的運動的情況下，優選將搬運輥部7設置在分隔板附近。
[0090]接下來，對上述實施方式的卷取成膜裝置I的作用進行說明。
[0091]根據具有上述結構的上述實施方式的卷取成膜裝置1，僅基材8的兩端被保持，搬運棍部7與基材8的接觸部被限制在基材8的兩端部。由此，能夠將引導棍71或者夾持棍72與基材8的接觸範圍抑制到所需最低限度。此外，能夠減小由於與搬運輥部7接觸而損傷的基材8的區域。
[0092]並且，通過將具有引導輥71和夾持輥72的輥對70不是在基材8的一端配置一個、而在基材8的兩端分別各設置一個，由此能夠將基材8的兩端同時保持，能夠不使基材8鬆弛地進行搬運。由此，在基材8的搬運時，能夠減少在基材8與輥對70的接觸部分產生的摩擦或者滑動。
[0093]此外，通過由輥對70來夾持基材8，能夠穩定地夾入基材8，能夠減少搬運時的基材8的錯位。由此，在基材8的搬運時能夠進一步減少在基材8與輥對70的接觸部分產生的摩擦或者滑動。
[0094]並且，通過在引導輥71的外周面形成槽形狀711，由此能夠對基材8產生摩擦力。由此，在基材8的搬運時能夠進一步減少在基材8與輥對70的接觸部分產生的摩擦或者滑動。
[0095]此外，通過設置具有可旋轉的旋轉軸A2的夾持輥72，能夠對夾持輥72的方向進行調整，使夾持輥72的方向追隨著基材8活動。此外，通過以基材8始終被拉拽的方式對基材8進行搬運，由此能夠對基材8的鬆動進行矯正、或者對蛇行的基材8的軌道進行修正。由此，基材8始終以沒有鬆弛的平面形狀被插入輥對70。因此，能夠減少由於基材8與輥對70的接觸而產生的摩擦或者滑動。
[0096]並且，通過使與引導輥71連接的驅動機構工作，由此能夠一邊控制引導輥71的旋轉速度一邊對基材8進行搬運。此外，當與不通過上述驅動機構而以相同速度對基材8進行搬運的情況相比較時，能夠使基材8與輥對70穩定地接觸，能夠不使基材8變形地對基材8進行搬運。即，能夠防止基材8與輥對70接觸時的基材8的變形。
[0097]以上，參照附圖對本發明的一實施方式進行了詳細說明，但本發明的卷取成膜裝置的具體結構不限於上述實施方式，還包括不脫離本發明的主旨的範圍的設計變更等。
[0098]此外，在上述實施方式中，並未對使引導輥71或者夾持輥72的任一方旋轉的驅動機構進行描述，但可以是，使伺服馬達等各種馬達與引導輥71或者夾持輥72直接連接而進行控制來使引導輥71或者夾持輥72旋轉，也可以是使用其他公知的驅動機構。或者，也可以是，不直接使馬達與輥連動，而使卷取輥與驅動機構連動來對基材8進行搬運，通過被搬運的基材8使引導輥71或者夾持輥72旋轉。
[0099]此外，在上述實施方式中，輥對70具有在基材8的寬度方向上分離配置的不同的兩個輥即引導輥71和夾持輥72，但也可以具有在基材8的寬度方向上分離配置的不同的三個以上的輥。或者，也可以不伴有這種分離而僅具有一個輥。從基材8的鬆弛等的調整的觀點出發，如上述實施方式所示，具有在基材8的寬度方向上分離配置的兩個輥的輥對70更優選。
[0100]接下來，對使用上述卷取成膜裝置I的薄膜的製造方法進行說明。
[0101]通過使用上述卷取成膜裝置1，能夠製造具備基材8和在基材8的表面上形成的原子層沉積膜的膜。
[0102]S卩，通過經過如下工序能夠製造具備基材8和在基材8的表面上形成的原子層沉積膜的薄膜，即:第一工序，向被導入有第一前體21的第一區域2或者被導入有第二前體31的第二區域3搬運基材8 ;第二工序，一邊通過構成搬運輥部7的由引導輥71及夾持輥72這一對不同的輥構成的輥對70保持基材8的寬度方向的兩端部，一邊使基材8在第一區域2與第二區域3之間往復多次，使前體吸附於基材8的表面，由此形成原子層沉積膜；以及第三工序，對表面形成有原子層沉積膜的基材8進行卷取。
[0103]第一工序是將在表面上未形成有原子層沉積膜的基材8向被導入有第一前體21的第一區域2或者被導入有第二前體31的第二區域3搬運的工序。此時，也可以如圖1所示的卷取成膜裝置I那樣，經過被導入有清洗氣體41的第三區域4，向被導入有第一前體21的第一區域2或者被導入有第二前體31的第二區域3搬運基材8。通常，在表面上未形成有原子層沉積膜的基材8，從被導入有吸附於基材8而與第二前體31反應的第一前體21的第一區域2起依次搬運。
[0104]第二工序是一邊通過輥對70保持基材8的寬度方向的兩端部一邊使基材8在第一區域2與第二區域3之間往復多次，在基材8的表面上形成原子層沉積膜的工序。此時，優選如圖1所示的卷取成膜裝置I那樣，為了對多餘的前體進行清洗而使基材8經由被導入有清洗氣體41的第三區域4往復。
[0105]實施例
[0106]以下，通過實施例對本發明進行詳細說明，但本發明不限定於以下的記載。
[0107][使用材料]
[0108]本實施例中使用的材料如以下所示。
[0109]在實施例1及比較例I中，作為基材A使用聚酯薄膜(厚度100 μ m)，作為第一前體B使用三甲基鋁(將氮氣用作載體)，作為第二前體C使用離子水(將氮氣用作載體)，並且，作為不活潑性氣體D而共通地使用氮氣。
[0110]此外，在實施例1中，使用的搬運輥部X具備:作為凹凸形狀而在表面具有槽的引導輥；以及夾持輥。與此相對，在比較例I中，使用的搬運輥部Y具備:未作為凹凸形狀而在表面具有槽的引導輥；以及夾持輥，與搬運輥部X所具備的上述夾持輥相同。
[0111](卷取成膜裝置I的成膜方法)
[0112]使用能夠重複100次原子層沉積的循環的卷取成膜裝置1，重複100次原子層沉積的循環而沉積了原子層。
[0113]首先，安裝於卷出輥62的基材A被搬運到第三區域4，經過配置於第三區域4的搬運輥部(X或者Y)，被向第一區域2搬運。向第一區域2導入第一前體B，將第一區域2的壓力設定為50Pa，由此調整了第一區域2內的排氣量和氣體的流量。然後，在基材A經過搬運輥部(X或者Y)而在第一區域2內移動的期間，在基材A的兩面上飽和吸附了第一前體B0
[0114]兩面飽和吸附了第一前體B的基材A再次被搬運到第三區域4。向第三區域4導入清洗氣體D，將第三區域4的壓力設定為大致50.5Pa，由此調整了第三區域4的氣體流量。然後，在基材A在第三區域4內移動的期間，多餘的第一前體B被清洗。在多餘的第一前體B被充分清洗之後，基材A被向第二區域3搬運。
[0115]向第二區域3導入第二前體C，將第二區域3的壓力設定為50Pa，由此調整了第二區域3的內的排氣量和氣體的流量。然後，在基材A經過搬運輥部(X或者Y)而在第二區域3內移動的期間，飽和吸附在基材A的兩面的第一前體B與第二前體C反應，在基材A上沉積了 I個原子層。
[0116]此外，基材A的搬運速度根據第三區域4中所需要的清洗時間來決定。此外，在第一區域2、第二區域3及第三區域4全部被保持為90°C的狀態下進行了成膜。
[0117](觀察結果)
[0118]實施例1、比較例I所形成的氧化鋁膜的厚度均為10nm。
[0119]使用電子顯微鏡對在使用了在表面上作為凹凸形狀而形成有槽形狀的引導輥的實施例1中形成的氧化鋁膜進行觀察，對氧化鋁膜的包含端部的表面的損傷度進行了調查。結果，所形成的氧化鋁膜的表面未發現損傷。
[0120]另一方面，通過與在實施例1中形成的氧化鋁膜同樣的觀察方法，對在使用了在表面上未作為凹凸形狀而形成有槽形狀的引導輥的比較例I中形成的氧化鋁膜也進行觀察，對氧化鋁膜的包含端部的表面的損傷度進行了調查。結果，在基材的寬度方向的中央部分即與輥對不接觸的非接觸部，所形成的氧化鋁膜的表面上未發現損傷。然而，在基材的寬度方向的端部即與輥對接觸的接觸部，所形成的氧化鋁膜的表面確認到了微小的傷。
[0121]根據以上可知，在使用在表面上形成有凹凸形狀的引導輥的情況下，即使在與輥對接觸的接觸部，基材表面上所形成的沉積膜也不損傷。
[0122]此外，可知，即使在不使用在表面上未形成有凹凸形狀的引導輥的情況下，在與輥對接觸的接觸部以外的部分，基材表面上所形成的沉積膜也未損傷。
[0123]根據這些可知，通過使用在表面上形成有凹凸形狀的引導輥來夾持基材的兩端部，使得在基材表面上形成的沉積膜未損傷。
[0124]此外，能夠推論出，不僅在夾持基材的兩端部的情況下，在僅夾持基材的一端部的情況下，也能夠減少在基材表面上形成的膜產生的損傷。
[0125]符號的說明
[0126]L...卷取成膜裝置
[0127]2…第一區域
[0128]3…第二區域
[0129]4…第三區域
[0130]5…卷出室
[0131]6…卷取室
[0132]7…搬運輥部
[0133]8…基材
[0134]9…導軌
[0135]711…凹凸形狀
[0136]X…開口部寬度尺寸
[0137]21…第一前體
[0138]22…第一區域分隔板
[0139]31…第二前體
[0140]23…第一區域內排氣
[0141]32…第二區域分隔板
[0142]33…第二區域內排氣
[0143]41…清洗氣體
[0144]51…卷出室開口部
[0145]52…卷出輥
[0146]61…卷取室開口部
[0147]62…卷取輥
[0148]70…輥對
[0149]71…引導輥
[0150]72...夾持輥
[0151]AL...引導輥71的旋轉軸
[0152]A2...夾持輥72的旋轉軸
[0153]A3…與基材8正交的軸線
【權利要求】
1.一種卷取成膜裝置，其中，具備: 第一真空氣室，被導入有第一前體； 第二真空氣室，被導入有第二前體； 第三真空氣室，被導入有用於將上述第一前體及上述第二前體清洗的清洗氣體；以及搬運輥部，將可卷取的基材向上述第一真空氣室、上述第二真空氣室及上述第三真空氣室搬運，具有一對輥對，每個輥對在上述基材的厚度方向上夾持上述基材且具有第一輥及第二輥，在上述第一輥及上述第二輥中的至少一方的外周面上形成有凹凸形狀， 使用上述搬運輥部，使上述基材在上述第一真空氣室及上述第二真空氣室中往復，由此在上述基材的表面上沉積原子層而形成原子層沉積膜。
2.如權利要求1所述的卷取成膜裝置，其中， 上述第一輥構成為，上述第一輥的旋轉軸能夠繞著與上述基材正交的軸線旋轉。
3.如權利要求1所述的卷取成膜裝置，其中， 還具備與上述第二輥連接的驅動機構。
【文檔編號】C23C16/44GK104364420SQ201380027869
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年5月23日 優先權日:2012年5月31日
【發明者】佐佐木康裕, 加納滿 申請人:凸版印刷株式會社