JP2016060942A - 薄膜形成装置、薄膜形成方法および薄膜付き基材 - Google Patents

Abstract

【課題】異物を噛みこむことなく薄膜を基材に積層することができる薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供する。【解決手段】基材２を所定の搬送方向に搬送させる搬送部と、搬送部により搬送される基材２の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、膜形成面との間に閉空間を形成して膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバ７と、を備え、隔壁部の一部であって搬送方向に関して成膜チャンバ７の内外の空間を仕切る部材である間仕切り部８のうち、少なくとも搬送方向に関して上流側の間仕切り部８には、基材２の膜形成面側の表面に付着した異物Ｐを除去する異物除去手段が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、帯状の基材上に薄膜を形成するための薄膜形成装置であり、基材を搬送させながら成膜チャンバを通過させることにより、基材上に薄膜を純度よく形成するための薄膜形成装置および薄膜形成方法、そしてこれら薄膜形成装置および薄膜形成方法によって製造された薄膜付き基材に関するものである。

近年では、プラスチックフィルムの表面に例えば酸化防止、水分浸入防止等を目的としたバリア膜を形成したバリアフィルムが使用されている。

このようなバリアフィルムは、下記特許文献１に示す薄膜形成装置によって形成されている。例えば図７に示すように、薄膜形成装置１００は、メインロールチャンバ１０１と、このメインロールチャンバ１０１内に収容されるメインロール１０２と、帯状の基材１０３を繰り出す巻出しロール１０４と基材１０３を巻き取る巻取りロール１０５とを備えており、巻出しロール１０４から送出された基材１０３をメインロール１０２の外周面１０２ａに沿わせて巻取りロール１０５によって巻き取ることにより、基材１０３を搬送するようになっている。そして、メインロール１０２の外径側に間仕切り部１０６を設けることにより、成膜チャンバ１０７ａ乃至１０７ｄがメインロール１０２の周方向に形成され、これら成膜チャンバ１０７ａ乃至１０７ｄの内部には電極が設けられており、成膜チャンバ１０７ａ乃至１０７ｄに薄膜の原料ガスを供給し、各電極に高周波電圧を印加することにより、原料ガスはプラズマ状態となり、プラズマＣＶＤ法によって基材１０３に薄膜が形成される。

このような薄膜形成装置１００において、巻出しロール１０４から供給された基材１０３がメインロール１０２の外周面１０２ａに沿わせた状態で成膜チャンバ１０７ａ、成膜チャンバ１０７ｂ、成膜チャンバ１０７ｃ、成膜チャンバ１０７ｄを通過することにより、基材１０３上に所定の薄膜が順次積層されて形成される。

特開２００１−３０３２４９号公報

しかし、上記の薄膜形成装置では、形成される薄膜の膜質が悪くなるおそれがあった。具体的には、巻出しロール１０４から繰り出される基材１０３の表面（薄膜を形成する面）には、パーティクルなどの微小な異物が付着しているおそれがあり、また、成膜チャンバ１０７ａ乃至１０７ｄにより基材１０３に対して薄膜を形成する際に、各成膜チャンバの壁面などに付着していた膜が剥がれて飛散し、異物として基材１０３の表面に付着するおそれがある。このような場合、図８に示すように基材１０３と薄膜Ｍ１との間、もしくは隣接する各薄膜の間に異物Ｐが噛み込み、薄膜に段差（図８において楕円で囲った部分）が生じてしまう。このように各薄膜の段差が生じた部分では、ボイドが発生し、そのボイド部から水分が浸入するため、バリア性などといった薄膜本来の性能を発揮できなくなるといった問題があった。また、この薄膜が有機ＥＬ素子や太陽電池素子上に形成されていた場合、薄膜への水分の浸入によりダークスポットなどの局所的な不具合が生じるといった問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、異物を噛みこむことなく薄膜を基材に積層することができる薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、基材を所定の搬送方向に搬送させる搬送部と、前記搬送部により搬送される基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバと、を備え、前記隔壁部の一部であって前記搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部には、基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物を除去する異物除去手段が設けられていることを特徴としている。

上記薄膜形成装置によれば、成膜チャンバで薄膜を積層させる手前で異物を除去することができるため、基材と薄膜との間、もしくは薄膜と薄膜との間に異物が噛み込むことを防ぐことができる。

また、前記異物除去手段は、基材の前記膜形成面側の表面に気体を吹きつけて異物を当該膜形成面から剥がす吹きつけ部と、当該吹きつけ部が吹き付けた気体とともに前記膜形成面側の表面から剥がされた異物を回収する回収部とを有する構成としても良い。

この構成によれば、基材と非接触で基材にダメージを与えることなく基材から異物を剥がし取ることができる。

また、前記異物除去手段は、基材の前記膜形成面側の表面と当接する当接部材を有し、当該当接部材と異物との間の粘着力は、基材の前記膜形成面側の表面と異物との間の粘着力よりも高い構成としても良い。

この構成によれば、当接部材が基材から異物を剥ぎ取ると同時に、当接部材が膜形成面側の表面と当接することによって異物除去手段を有する間仕切り部を挟む空間同士の連通を制限し、両空間の片方からもう片方への気体の移動を防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために本発明の薄膜形成方法は、基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバへ基材を搬送し、基材の前記膜形成面側の表面に薄膜を形成させる薄膜形成方法であり、基材が前記成膜チャンバに搬送される直前において、前記隔壁部の一部であって基材の搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部に設けられた異物除去手段によって基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物を除去する異物除去工程を有することを特徴としている。

上記薄膜形成方法によれば、成膜チャンバで薄膜を積層させる手前で異物を除去することができるため、基材と薄膜との間、もしくは薄膜と薄膜との間に異物が噛み込むことを防ぐことができる。

また、上記課題を解決するために本発明の薄膜付き基材は、基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバへ搬送され、当該成膜チャンバによって前記膜形成面側の表面に薄膜が形成された薄膜付き基材であり、基材が前記成膜チャンバに搬送される直前において、前記隔壁部の一部であって基材の搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部に設けられた異物除去手段によって基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物が除去されることを特徴としている。

上記薄膜付き基材は、成膜チャンバで薄膜を積層させる手前で異物を除去することができるため、基材と薄膜との間、もしくは薄膜と薄膜との間に異物が噛み込むことを防ぐことができる。

本発明の薄膜形成装置および薄膜形成方法によれば、異物を噛みこむことなく薄膜を基材に積層することができる。

本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略図であり、斜視図である。 本発明の一実施形態における薄膜形成装置を示す概略図であり、正面図である。 本実施形態における異物除去手段を示す概略図である。 本発明の薄膜形成装置により薄膜が積層された基材を示す概略図である。 本発明の他の実施形態における異物除去手段を示す概略図である。 本発明の他の実施形態における異物除去手段を示す概略図である。 従来の薄膜形成装置を示す概略図である。 従来の薄膜形成装置により薄膜が積層された基材を示す模式図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１および図２は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置１の概略図である。

薄膜形成装置１は、基材上に表面処理を行って薄膜を形成するためのものであり、例えば、プラスチックフィルム上に酸化防止、水分浸入防止を目的としたバリア膜を形成し、食品用の保護フィルム、フレキシブル太陽電池等に使用される。具体的には、フレキシブル太陽電池の場合には、プラスチックフィルム等の帯状基材上に各電極層及び光電変換層等で構成される太陽電池セルが形成された後、薄膜形成装置１により太陽電池セル上に薄膜を複数層形成してバリア膜を形成する。これにより、太陽電池セルに水分の浸入が効果的に防止され、酸化特性に優れたフレキシブル太陽電池を形成することができる。

この薄膜形成装置１は、基材２を送り出す巻出しロール３と、供給された基材２を巻き取る巻取りロール４と、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されるメインロール５と、これらを収容するメインロールチャンバ６と、薄膜を形成する成膜チャンバ７（成膜チャンバ７ａ乃至７ｄ）とを有しており、巻出しロール３から送り出された基材２をメインロール５の外周面５１に沿わせて搬送させつつ、各成膜チャンバ７を通過させることにより、基材２上に薄膜が形成され、巻取りロール４で巻き取られるようになっている。

巻出しロール３および巻取りロール４は略円筒形状の芯部３１および芯部４１を有しており、これら芯部３１および芯部４１には基材２が巻き付けられ、これら芯部３１および芯部４１を回転駆動させることにより、基材２を送り出し、または巻き取ることができる。すなわち、図示しない制御装置により芯部３１および芯部４１の回転が制御されることにより、基材２の送り出し速度もしくは巻き取り速度を増加及び減少させることができる。具体的には、基材２が下流側から引張力を受けた状態で上流側の芯部を回転させることにより基材２が下流側に送り出され、適宜、この上流側の芯部にブレーキをかけることにより基材２が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。また、下流側の芯部の回転が調節されることにより、送り出された基材２が撓むのを抑えつつ、逆に基材２が必要以上の張力がかからないようにして巻き取ることができるようになっている。

ここで、基材２は、一方向に延びる薄板状の長尺体であり、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ 幅５ｍｍ〜１０００ｍｍの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、ステンレス、銅等の金属材料の他、プラスチックフィルム等が好適に用いられる。

このように、上記の巻出しロール３と巻取りロール４とが一対となり、一方が基材２を送り出し、他方が前記送り出し速度と同じ巻き取り速度で基材２を巻き取ることによって、基材２にかかる張力を所定の値で維持しながら基材２を搬送することが可能である。

メインロール５は、成膜の際に基材２の姿勢を保ちつつ、上流側の巻出しロール３から供給された基材２を下流側の巻取りロール４に搬送するための搬送部である。メインロール５は、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されており、芯部３１及び芯部４１よりも大径の略円筒形状に形成されている。メインロール５の外周面５１は、周方向に曲率が一定の曲面で形成されており、図示しない制御装置により芯部３１及び芯部４１の回転に応じて駆動制御され、巻出しロール３から送り出された基材２は、メインロール５の外周面５１に当接することにより所定の張力が負荷された状態で搬送される。すなわち、メインロール５の外周面５１に基材２が接した状態でメインロール５が巻出しロール３及び巻取りロール４の回転に応じて回転することにより、基材２は、基材２全体が張った状態で、その表面が成膜チャンバ７それぞれに対向する姿勢で巻出しロール３から巻取りロール４へ搬送されるようになっている。このように基材２が張った状態で搬送され、成膜されることにより、成膜時の基材２のばたつきを防ぐことができ、基材２に積層される薄膜の膜厚精度が向上するとともに基材２のばたつきによるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、メインロール５の曲率半径を大きくすることにより、基材２がより平坦に近い状態で支持されながら成膜が行われるため、成膜後の基材２に反りが生じることを防ぐことができる。

メインロールチャンバ６は、メインロール５を収容しチャンバ内の圧力を一定に保持するためのものである。メインロールチャンバ６には、真空ポンプ６１が接続されており、この真空ポンプ６１を作動させることにより、メインロールチャンバ６内の圧力を制御できるようになっている。本実施形態では、各成膜チャンバ７よりも低圧になるように設定されている。なお、本実施形態では、巻出しロール３及び、巻取りロール４がメインロールチャンバ６内に収容されているが、これらをメインロールチャンバ６の外に設ける構成であってもよい。本実施形態のようにこれらをメインロールチャンバ６内に設けることで、基材２や成膜後の基材２（成膜基材）を大気に曝すことから保護することができる。

成膜チャンバ７は、基材２上に薄膜を形成するためのものである。本実施形態では、４つの成膜チャンバ７（成膜チャンバ７ａ乃至７ｄ）がメインロールチャンバ６内にメインロール５に沿って連続して設けられており、本説明では基材２の搬送方向に関して上流側（巻出しロール３に近い方）から順に成膜チャンバ７ａ、成膜チャンバ７ｂ、成膜チャンバ７ｃ、成膜チャンバ７ｄと呼ぶ。ここで、成膜チャンバ７ａ、成膜チャンバ７ｂ、成膜チャンバ７ｃ、成膜チャンバ７ｄを区別しない場合は、単に成膜チャンバ７と呼ぶこととする。

各成膜チャンバ７は、メインロール５の外径側に間仕切り部８を配置することにより形成されている。具体的には、メインロール５の外径側に５つの間仕切り部８ａ乃至８ｅがメインロール５の外周面５１に向かって設けられていることにより、各間仕切り部８とメインロールチャンバ６の壁面とで各成膜チャンバ７の隔壁部が構成されて、メインロール５上の基材２の膜形成面（メインロール５と当接している面と反対側の面、図１にハッチングで表示）の一部を囲み、当該膜形成面の一部との間に閉空間を形成する成膜チャンバ７ａ乃至７ｄが基材２の搬送方向に連続して形成される形態となっている。ここで、各成膜チャンバ７は、その成膜チャンバ７の隔壁部の一部となる間仕切り部８を隣接する成膜チャンバ７と共有している。具体的には、たとえば間仕切り部８ｂは、成膜チャンバ７ａの隔壁部でもあり、成膜チャンバ７ｂの隔壁部でもある。

これにより、メインロール５に沿ってたとえば巻出しロール３から巻取りロール４へ基材２が搬送されると、間仕切り部８ａを通過した基材２が成膜チャンバ７ａ内に搬送され、次に間仕切り部８ｂを通過した基材２が成膜チャンバ７ｂ内に搬送され、次に間仕切り部８ｃを通過した基材２が成膜チャンバ７ｃ内に搬送され、次に間仕切り部８ｄを通過した基材２が成膜チャンバ７ｄ内に搬送されることにより、それぞれの成膜チャンバ７により基材２の膜形成面側の表面に順次薄膜が形成されるようになっている。

なお、本実施形態では間仕切り部８が基材２と干渉して基材２が破損することを防ぐために、メインロール５上の基材２と間仕切り部８の端部との間には若干の隙間が設けられるように構成されている。したがって、成膜チャンバ７と基材２との間に形成される空間は厳密的には閉空間では無いが、本説明ではこのように若干の隙間がある空間であっても閉空間と呼ぶこととする。

それぞれの成膜チャンバ７には、真空ポンプ７１が接続されており、真空ポンプ７１を作動させることにより、各成膜チャンバ７内を所定の圧力に設定できるようになっている。本実施形態では、原料ガスを供給する前に所定の圧力になるまで成膜チャンバ７内を減圧する。

また、これらの成膜チャンバ７は、基材２に対する表面処理として、プラズマＣＶＤ法を用いた成膜源が設けられている。すなわち、成膜チャンバ７には、図示しない高周波電源に接続されて成膜チャンバ７内の閉空間にプラズマを発生させるための略Ｕ字型のプラズマ電極７２が設けられるとともに、原料ガス供給手段である図示しない原料ガス配管が接続されている。これにより基材２が各成膜チャンバ７を通過する際に基材２の膜形成面側の表面に所定の薄膜が形成される。すなわち、成膜チャンバ７内に原料ガスが供給された状態で、高周波電源によってプラズマ電極７２に高周波電圧が印加されることにより、プラズマ電極７２の周辺にプラズマが発生し、このプラズマによって原料ガスが励起されて成膜チャンバ７内がプラズマ雰囲気となり、基材２の膜形成面側の表面に所定の薄膜が形成される。本実施形態では、成膜チャンバ７ａおよび成膜チャンバ７ｃでは、原料ガスとしてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガス及びアルゴンガス、水素ガスを供給することにより、密着性の高いＳｉ化合物膜（第１薄膜）が形成され、成膜チャンバ７ｂおよび成膜チャンバ７ｄでは、原料ガスとしてＨＭＤＳ及び酸素ガスが供給されることにより、緻密でバリア性の高いＳｉＯ２膜（第２薄膜）が形成される。

以上の構成の薄膜形成装置１により、第１薄膜と第２薄膜とが交互に積層され、高いバリア性と密着性の両方を具備するバリア膜を基材２に形成させることができる。

次に、本実施形態における間仕切り部８の構成について説明する。

本実施形態における間仕切り部８の詳細を図３に示す。間仕切り部８は、基材２の搬送方向に関して成膜チャンバ７の内外の空間を仕切る部材であり、外壁部８１を有している。外壁部８１は複数の板状体が組み合わさった形状を有しており、この外壁部８１により、間仕切り部８は、薄膜形成装置１の外周部からメインロール５に向かって延び、メインロール５と対向する方向（基材２と対向する方向）にのみ開口を有する中空の箱形の形状を有する。この中空の部分（間仕切り部８の内部）を、本説明では差圧室８２と呼ぶ。

この間仕切り部８の奥行き方向（Ｙ軸方向）の寸法は、各成膜チャンバ７の奥行き方向の寸法と同等であり、間仕切り部８は、間仕切り部８と基材２との間のわずかな隙間の部分を除いて、隣接する２つの空間（図３では成膜チャンバ７ｂと成膜チャンバ７ｃ）を遮断するように仕切っている。

差圧室８２には排気口８３が設けられており、この排気口８３は図示しない排気装置と接続され、この排気装置により差圧室８２の排気が行われる。

また、本実施形態では、基材２の搬送方向に関して差圧室８２の端部には内壁８４がさらに設けられており、内壁８４によって差圧室８２は排気口８３を有する部分と排気口８３を有しない部分とに区画されている。なお、本説明では、差圧室８２の排気口８３を有する領域を回収部、排気口８３を有しない部分を吹きつけ部と呼び、回収部と吹きつけ部はともに基材２に対向する方向に開口を有している。

吹きつけ部には噴出口８５が設けられており、噴出口８５は図示しない気体供給装置と接続され、この噴出口８５から基材２に向かってアルゴンガスなどの気体が吹きつけられる。また、図３に矢印で示すように、この気体は間仕切り部８の外側から内側へ向かうように噴出口８５から基材２の膜形成面へ吹きつけられており、噴出口８５から噴出された気体は、基材２に当たった後回収部に入り、排気口８３から薄膜形成装置１の外部に放出される。

このように気体が基材２の膜形成面に吹きつけられることにより、図３に示すようにメインロール５上を基材２が搬送されて間仕切り部８の近傍を通過する際に、基材２に付着した異物Ｐが剥がされて差圧室８２の回収部に回収されるため、隣接する成膜チャンバ７に異物Ｐが持ち込まれることを防ぐことができる。すなわち、間仕切り部８は異物除去手段を有し、基材２の膜形成面側の表面に薄膜を形成する前にこの異物除去手段により異物除去工程が行われることとなる。

また、基材２と非接触でこの異物除去工程が行われるため、基材２にダメージを与えることなく基材２から異物Ｐを剥がし取ることができる。なお、異物Ｐは、基材２が薄膜形成装置１に持ち込まれる前に外気に触れた際に付着したパーティクルのほかに、成膜時に成膜チャンバ７の内壁にも付着した薄膜も考えられ、これが剥がれて基材２上に付着する場合がある。

また、気体を基材２に吹きつけることによって、間仕切り部８と基材２との間の膜形成面近傍の気圧を間仕切り部８によって仕切られる両方の空間の気圧よりも高くすることができる。これにより、間仕切り部８を挟む片方の空間からもう片方の空間への気体の移動を防ぐ壁の役割を、吹きつけ部から基材２に吹きつけられる気体が有することができる。

また、基材２に吹き付ける気体の温度を制御し、この気体を基材２に当てることにより基材２の温度を制御するようにしても良い。

また、本実施形態では、差圧室８２の回収部の気圧は、この差圧室８２を有する間仕切り部８をはさむ２つの空間の両方の気圧よりも低くなっている。具体的には、たとえば図３における間仕切り部８ｃが有する差圧室８２の回収部の気圧は、成膜チャンバ７ｂおよび成膜チャンバ７ｃの気圧よりも低くなっている。これにより、仮に吹きつけ部からの気体の噴出が無い場合に、差圧室８２、成膜チャンバ７ｂ、成膜チャンバ７ｃの間の気流は、成膜チャンバ７ｂから差圧室８２へ、もしくは成膜チャンバ７ｃから差圧室８２への向きとなり、成膜チャンバ７ｂから成膜チャンバ７ｃ、もしくは成膜チャンバ７ｃから成膜チャンバ７ｂへの向きの気流は生じにくくなる。これによって、成膜チャンバ７から隣接する成膜チャンバ７への気体の進入は生じにくくなり、隣接する成膜チャンバ７から原料ガスが混入して基材２に形成される薄膜の膜質に変化が生じることを防止することができる。

一方、差圧室８２の気圧が、この差圧室８２を有する間仕切り部８をはさむ２つの空間の両方の気圧よりも高くなっている場合でも、成膜チャンバ７から隣接する成膜チャンバ７への気体の進入を生じにくくすることができる。この場合、図示しないガス供給機構により差圧室８２にアルゴンガスなどの不活性ガスを充填させることにより、基材２に形成される薄膜の膜質に変化が生じることをさらに防止することができる。

上記のように異物除去手段を有する間仕切り部８を備えた薄膜形成装置１によって薄膜が積層された基材２を図４に示す。図２に示す薄膜形成装置１は成膜チャンバ７ａ、成膜チャンバ７ｂ、成膜チャンバ７ｃ、成膜チャンバ７ｄの４つの成膜チャンバ７を有しており、それぞれの成膜チャンバ７によって薄膜が基材２上に形成されるため、基材２上に薄膜Ｍ１、薄膜Ｍ２、薄膜Ｍ３、薄膜Ｍ４の４つの薄膜が積層された薄膜付き基材を形成することができる。

ここで、本実施形態では、各成膜チャンバ７が隔壁部の一部として間仕切り部８を有し、これら間仕切り部８が異物除去手段を有しているため、各成膜チャンバ７に基材２が搬送される際に異物Ｐが除去された状態で成膜チャンバ７により薄膜を形成することが可能である。したがって、基材２と薄膜Ｍ１との間、および各薄膜の間に異物Ｐが噛み込むことを防ぐことができる。

次に、他の実施形態における異物除去手段を図５に示す。

この実施形態では、吹きつけ部は基材２の搬送方向に関して差圧室８２の略中央に設けられており、吹きつけ部をはさんで基材２の搬送方向の両側に回収部の開口が位置している。

この実施形態では、差圧室８２の回収部の気圧は、この差圧室８２を有する間仕切り部８をはさむ２つの空間（図５における成膜チャンバ７ｂおよび成膜チャンバ７ｃの空間）の両方の気圧よりも低くなっている。これにより、吹きつけ部の動作により基材２から剥がされて回収部を浮遊する異物Ｐが、気圧の高い成膜チャンバ７内には入り込むことなく回収部から排出されるため、前述のように成膜チャンバ７から隣接する成膜チャンバ７への気体の進入は生じにくくなる効果が得られるだけでなく、異物Ｐを確実に回収部に取り込むことが可能である。

次に、さらに別の実施形態における異物除去手段を図６に示す。

この実施形態における間仕切り部８は、差圧室８２内に異物除去手段として円柱状の当接部材８６が設けられている。当接部材８６の中心軸はメインロール５の中心軸方向（Ｙ軸方向）に延びており、当接部材８６の高さ（中心軸方向の寸法）は、間仕切り部８の奥行き方向（Ｙ軸方向）の寸法と略等しい。

当接部材８６は、中心軸を回転の中心として回転可能なように保持部８７に保持されている。保持部８７は、ばね８８を通して外壁部８１と接続されており、ばね８８の力によって保持部８７に保持された当接部材８６が基材２に押し当てられる。そして、基材２に押し当てられた当接部材８６は、基材２が搬送されると共に回転する。

ここで、当接部材８６の表面には粘着性を持たせており、当接部材８６と異物Ｐとの間の粘着力が基材２と異物２との間の粘着力よりも高くしている。これにより、基材２が当接部材８６を通過する際、基材２に付着していた異物Ｐが当接部材８６に転写されるため、基材２上の異物Ｐが除去される。なお、当接部材８６の表面に粘着性を持たせる方法として、当接部材８６の表面に粘着材をコーティングする方法、当接部材８６の材質をゴムなどの粘着性の高いものとする方法などがある。

また、当接部材８６が基材２に当接することにより、当接部材８６が間仕切り部８をはさんで隣接する成膜チャンバ７同士の間の気体の進入を遮断する壁となるため、隣接する成膜チャンバ７から原料ガスが混入して基材２に形成される薄膜の膜質に変化が生じることを防止することができる。また、当接部材８６によりメインロール５の反対側から基材２を押すことにより、基材２のばたつきをさらに防止することができる。ここで、当接部材８６の温度を制御することにより、この当接部材８６と当接する基材２の温度を制御するようにしても良い。

また、差圧室８２内には、当接部材８６よりもさらに異物Ｐとの間の粘着力が高い回収部材８９がさらに設けられている。回収部材８９は当接部材８６と同様に円柱状であり、回収部材８９の径は当接部材８６の径より大きく、中心軸はメインロール５の中心軸方向（Ｙ軸方向）に延びており、回収部材８９の高さ（中心軸方向の寸法）は、間仕切り部８の奥行き方向（Ｙ軸方向）の寸法と略等しい。また、回収部材８９は、中心軸を回転の中心として回転可能であり、常に当接部材８６と接するように保持部８７に保持されている。これにより、当接部材８６の回転と共に回収部材８９が回転する。

この回収部材８９が設けられていることにより、基材２から当接部材８６が回収した異物Ｐを回収部材８９が当接部材８６から回収するため、当接部材８６に付着していた異物Ｐが基材２に再付着することを防ぐことができる。

また、図６に示すように間仕切り部８が基材２に対して重力方向に関して下方に配置され、差圧室８２の開口が上向きとなっていることにより、当接部材８６や回収部材８９に付着していた異物Ｐが万が一剥がれた場合であっても異物Ｐは重力方向に落下するため、この異物Ｐが間仕切り部８から成膜チャンバ７内に入り込むことを防ぐことができる。また、差圧室８２の気圧がこの差圧室８２を有する間仕切り部８をはさむ２つの空間（図６における成膜チャンバ７ｂおよび成膜チャンバ７ｃの空間）の両方の気圧よりも低くなっていることも、当接部材８６や回収部材８９から剥がれた異物Ｐが成膜チャンバ７内に入り込むことを防ぐ効果を有する。

以上の薄膜形成装置および薄膜形成方法により、異物を噛みこむことなく薄膜が積層された薄膜付き基材を形成することが可能である。

なお、上記の説明では、基材２の搬送方向に関して複数の成膜チャンバ７が連続して設けられた場合について説明しているが、成膜チャンバ７と成膜チャンバ７との間に成膜チャンバ７でない空間が設けられていても良い。この場合、基材２の搬送方向に関して少なくとも上流側の間仕切り部８に本説明の異物除去手段が設けられていることにより、基材２が成膜チャンバ７内に搬送される直前に異物Ｐを除去することができるため、基材と薄膜、薄膜と薄膜との間に異物が噛み込むことを防ぐことができる。

また、本実施形態では、成膜チャンバ７が４つの場合について説明したが、成膜チャンバ７の数は４つ以外であっても構わなく、１つのみであっても構わない。

また、異物除去手段は、上記のように基材２に気体を吹き付ける機構、粘着力が高い部材を基材２に当接させる機構に限らず、他の機構であっても構わない。たとえば、差圧室８２の内壁に静電気をまとわせ、この静電気に異物Ｐを吸着させる機構であっても構わない。

１ 薄膜形成装置
２ 基材
３ 巻出しロール
４ 巻取りロール
５ メインロール
６ メインロールチャンバ
７ 成膜チャンバ
７ａ 成膜チャンバ
７ｂ 成膜チャンバ
７ｃ 成膜チャンバ
７ｄ 成膜チャンバ
８ 間仕切り部
８ａ 間仕切り部
８ｂ 間仕切り部
８ｃ 間仕切り部
８ｄ 間仕切り部
８ｅ 間仕切り部
３１ 芯部
４１ 芯部
５１ 外周面
６１ 真空ポンプ
７１ 真空ポンプ
７２ プラズマ電極
８１ 外壁部
８２ 差圧室
８３ 排気口
８４ 内壁
８５ 噴出口
８６ 当接部材
８７ 保持部
８８ ばね
８９ 回収部材
１００ 薄膜形成装置
１０１ メインロールチャンバ
１０２ メインロール
１０２ａ 外周面
１０３ 基材
１０４ 巻出しロール
１０５ 巻取りロール
１０６ 間仕切り部
１０７ 成膜チャンバ
１０７ａ 成膜チャンバ
１０７ｂ 成膜チャンバ
１０７ｃ 成膜チャンバ
１０７ｄ 成膜チャンバ
Ｍ１ 薄膜
Ｍ２ 薄膜
Ｍ３ 薄膜
Ｍ４ 薄膜
Ｐ 異物

Claims (5)

1. 基材を所定の搬送方向に搬送させる搬送部と、
   前記搬送部により搬送される基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバと、
   を備え、
   前記隔壁部の一部であって前記搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部には、基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物を除去する異物除去手段が設けられていることを特徴とする、薄膜形成装置。
2. 前記異物除去手段は、基材の前記膜形成面側の表面に気体を吹きつけて異物を当該膜形成面から剥がす吹きつけ部と、当該吹きつけ部が吹き付けた気体とともに前記膜形成面側の表面から剥がされた異物を回収する回収部とを有することを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
3. 前記異物除去手段は、基材の前記膜形成面側の表面と当接する当接部材を有し、当該当接部材と異物との間の粘着力は、基材の前記膜形成面側の表面と異物との間の粘着力よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
4. 基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバへ基材を搬送し、基材の前記膜形成面側の表面に薄膜を形成させる薄膜形成方法であり、
   基材が前記成膜チャンバに搬送される直前において、前記隔壁部の一部であって基材の搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部に設けられた異物除去手段によって基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物を除去する異物除去工程を有することを特徴とする、薄膜形成方法。
5. 基材の膜形成面の一部を囲む隔壁部を有し、当該膜形成面との間に閉空間を形成して当該膜形成面に薄膜を形成する成膜チャンバへ搬送され、当該成膜チャンバによって前記膜形成面側の表面に薄膜が形成された薄膜付き基材であり、
   基材が前記成膜チャンバに搬送される直前において、前記隔壁部の一部であって基材の搬送方向に関して前記成膜チャンバの内外の空間を仕切る部材である間仕切り部のうち、少なくとも前記搬送方向に関して上流側の前記間仕切り部に設けられた異物除去手段によって基材の前記膜形成面側の表面に付着した異物が除去されることを特徴とする、薄膜付き基材。

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