JP2016017198A - 薄膜形成装置および薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行う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】一方向に長い帯状の基材２の長手方向におけるそれぞれの端部が巻き付けられ、一方が基材２を繰り出し、もう一方が基材２を巻き取ることにより基材２を搬送する一対の搬送ロール３、４と、搬送ロール３、４によって搬送される基材２に薄膜を堆積させる成膜源７２を有する成膜部７と、成膜部７において成膜源７２と基材２との間に位置し、基材２の一部を覆うマスク７３と、基材２の搬送方向に関して搬送ロール３、４とマスク７３との間の位置に設けられ、基材２の短手方向である幅方向の基材２の端部位置を検出する基材端部検出手段６３と、基材２に対してマスク７３を前記幅方向に相対移動させるマスク位置調節手段７４と、を有する。
【選択図】図２

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および薄膜形成方法であり、基材を搬送させながら成膜部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付きフィルムが使用されている。

このようなバリア付きフィルムは、下記特許文献１に示すような薄膜形成装置によって形成されている。例えば、薄膜形成装置は、図８に示すように、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、一方向に長い帯状の基材１０３を繰り出す搬送ロール１０４と基材１０３を巻き取る搬送ロール１０５とを備えており、搬送ロール１０４から繰り出された基材１０３をメインロール１０２の外周面１０２ａに沿わせて搬送ロール１０５によって巻き取ることにより、いわゆるロールトゥロール方式で基材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、成膜部１０７および成膜部１０８がメインロール１０２の周方向に形成され、これら成膜部１０７および成膜部１０８の内部には電極が設けられており、成膜部１０７および成膜部１０８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法などによって基材１０３に薄膜が形成される。

また、成膜部１０７および成膜部１０８のメインロール１０２の近傍には、基材１０３の一部を覆うマスク１０９が備えられている。図９は図８に示す成膜部１０７のＡ−Ａ矢視図であるが、この図では、マスク１０９が基材１０３の短手方向（図中に示すＹ軸方向）の両端部を覆うように設けられており、成膜部１０７において基材１０３に対して幅Ｗで示すような所定の幅の薄膜非形成部分を設けつつハッチングで示す部分に薄膜を形成させることができる。このように基材の一部にマスクを施すことは、たとえば基材１０３の中央部に絶縁性のバリア膜を形成し、かつ端部には導電性の電極を配置する場合などに有効な手段である。

特開２０１０−５３４３９号公報

しかし、上記の薄膜形成装置および薄膜形成方法では、基材のマスクで覆われる部分の位置が不安定になるおそれがあった。具体的には、ロールトゥロール方式で基材１０３を搬送する際、基材１０３が短手方向に蛇行して、図１０に幅Ｄ１および幅Ｄ２で示すようにメインロール１０２上で基材１０３の位置が所定の位置からずれる（片寄る）場合があった。その場合、成膜部１０７内の所定の位置にマスク１０９を設けるだけだと基材１０３上のマスク１０９によって覆われる位置がずれ、図１０に幅Ｗ１および幅Ｗ２で示すように、所定の幅（図９における幅Ｗ）の薄膜非形成部分を設けることが困難になっていた。特に、幅Ｗ１のように所定の幅より狭くなってしまった部分では、その上に後の工程で電極を配置した場合に導通がとれなくなるおそれがあった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行う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、一方向に長い帯状の基材の長手方向におけるそれぞれの端部が巻き付けられ、一方が基材を繰り出し、もう一方が基材を巻き取ることにより基材を搬送する一対の搬送ロールと、前記搬送ロールによって搬送される基材に薄膜を堆積させる成膜源を有する成膜部と、前記成膜部において前記成膜源と基材との間に位置し、基材の一部を覆うマスクと、基材の搬送方向に関して前記搬送ロールと前記マスクとの間の位置に設けられ、基材の短手方向である幅方向の基材の端部位置を検出する基材端部検出手段と、基材に対して前記マスクを前記幅方向に相対移動させるマスク位置調節手段と、を有することを特徴としている。

上記薄膜形成装置によれば、基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行うことができる。具体的には、基材端部検出手段とマスク位置調節手段とを有していることにより、基材を搬送しながら薄膜の形成を行っている間常に幅方向の基材の位置を確認することができ、その確認結果を反映して幅方向のマスクの位置を調節することができるため、基材上の所定の位置および幅のマスクを行うことができる。

また、前記マスクは基材から前記成膜源の方向に離間しており、基材と前記マスクの間隔は一定の値に維持されていることが好ましい。

この構成によれば、基材の幅方向においてマスクの位置が変化した場合でも基材とこすれが生じることなく、また、マスクと基板との間隔が変動して薄膜端部の形状が一定でなくなる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形成方法は、一方向に長い帯状の基材の長手方向におけるそれぞれの端部が一対の搬送ロールに巻き付けられた状態で、一方の前記搬送ロールが基材を繰り出し、もう一方の前記搬送ロールが基材を巻き取ることにより基材を搬送する搬送工程と、前記搬送ロールによって連続的に搬送される基材の一部をマスクで覆いながら薄膜を堆積させる成膜工程と、前記成膜工程中に、基材の搬送方向に関して前記搬送ロールと前記マスクとの間の位置における基材の短手方向である幅方向の基材の端部位置を検出する基材端部検出工程と、前記成膜工程中に、前記端部位置検出工程において検出した基材の前記幅方向の端部位置にもとづき、基材に対して前記マスクを前記幅方向に相対移動させるマスク位置調節工程と、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、基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行うことができる。具体的には、基材端部検出工程とマスク位置調節工程とを有していることにより、基材を搬送しながら薄膜の形成を行っている間常に幅方向の基材の位置を確認することができ、その確認結果を反映して幅方向のマスクの位置を調節することができるため、基材上の所定の位置および幅のマスクを行うことができる。

本発明の薄膜形成装置および薄膜形成方法によれば、基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行うことができる。

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る。 本実施形態における成膜部の矢視図である。 本実施形態におけるマスク近傍の概略図である。 本発明の薄膜形成装置による基材への薄膜形成結果の一例である。 本発明の薄膜形成装置の動作フローである。 本発明の他の実施形態における薄膜形成装置を示す概略図である。 本発明の他の実施形態におけるマスクの構成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る基材への薄膜形成結果の一例である。 従来の薄膜形成装置による基材への薄膜形成結果の他の例である。

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２上に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の封止膜等に使用される。具体的には、フレキシブル太陽電池の封止膜の場合には、プラスチックフィルム等の帯状基板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、酸化防止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を繰り出す搬送ロール３と、供給された基材２を巻き取る搬送ロール４と、搬送ロール３と搬送ロール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部７とを有しており、搬送ロール３から繰り出された基材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、各成膜部７を通過させることにより、基材２上に薄膜が形成され、搬送ロール４で巻き取られるようになっている。

搬送ロール３および搬送ロール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、一方向に延びる帯状の長尺体であり、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、上記の搬送ロール３と搬送ロール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。その際、基材２の搬送方向は、基材２の長手方向となる。なお、基材２上でこの長手方向と直交する基材２の短手方向を本説明では基材２の幅方向とも呼ぶ。

なお、上記では搬送ロール３が基材２を繰り出し、搬送ロール４が基材２を巻き取る形態を示しているが、搬送ロール３および搬送ロール４の回転方向を逆転させることにより、上記とは逆に搬送ロール４が基材２を繰り出し、搬送ロール３が基材２を巻き取る形態となり、基材２の搬送方向を反転させることができる。

メインロール５は、成膜の際に基材２の姿勢を保ちつつ、上流側の搬送ロールから供給された基材２を下流側の搬送ロールに搬送するためのものである。メインロール５は、搬送ロール３と搬送ロール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るようになっている。また、メインロール５は、芯部３１及び芯部４１に比べて、その外周面５１が下側に張り出す位置に設けられており、この張り出した外周面５１に基材２が架け渡されている。すなわち、上流側の搬送ロール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が搬送ロール３及び搬送ロール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、その表面が成膜部７それぞれに対向する姿勢で上流の搬送ロールから下流の搬送ロールへ搬送されるようになっている。

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。本実施形態では、メインロールチャンバ６は、図１に示すように、略ホームベース形状の五角形に形成されたケーシングであり、その中央部分にメインロール５が収容されている。そして、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、各成膜部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、搬送ロール３及び、搬送ロール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。

成膜部７は、基材２上に薄膜を形成するためのチャンバーである。本実施形態では、メインロールチャンバ６内に２つの成膜部７が設けられており、本説明では搬送ロール３に近い方を第１成膜部７ａ、搬送ロール４に近い方を第２成膜部７ｂと呼ぶ。ここで、第１成膜部７ａ、第２成膜部７ｂを区別しない場合は、単に成膜部７と呼ぶこととする。

また、成膜部７ａと搬送ロール３との間、および成膜部７ｂと搬送ロール４との間には、基材２の幅方向端部の位置を検出する基材端部検出手段であるセンサ６３（本実施形態では、センサ６３ａおよびセンサ６３ｂ）が設けられている。センサ６３は本実施形態では光透過型のセンサであり、投光部から受光部への受光量をもとに、基材２の端部の位置を検出する。なお、これらセンサ６３は、成膜部７の近くに位置するほど、成膜部７内の後述するマスク７３の位置制御をより正確にできるため、好ましい。

第１成膜部７ａ及び第２成膜部７ｂは、メインロール５の外径側に間仕切り部６２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の外径側には、略板状の３つの間仕切り部６２がメインロール５の外周面５１に向かって延びるように設けられていることにより、メインロール５の外周面５１と間仕切り部６２とメインロールチャンバ６の壁面とで形成されてメインロール５上の基材２の膜形成面（メインロールと当接している面と反対側の面）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部７が２つ形成されている。これにより、メインロール５に沿ってたとえば搬送ロール３から搬送ロール４へ基材２が搬送されると、１つ目の間仕切り部６２を通過した基材２が第１成膜部７ａに搬送され、次に２つ目の間仕切り部６２を通過した基材２が第２成膜部７ｂに搬送されることにより、それぞれ第１成膜部７ａ及び第２成膜部７ｂにより基材２上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６２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６２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、成膜部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。

これら成膜部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、成膜部７ａ内および成膜部７ｂ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部７内を減圧する。

また、これらの成膜部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７２が設けられている。すなわち、成膜部７には、図示しない高周波電源に接続されて成膜部７内の閉空間にプラズマを発生させるためのプラズマ電極が成膜源７２として設けられるとともに、原料ガスの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。これにより第１成膜部７ａ及び第２成膜部７ｂを通過する基材２上に所定の薄膜が形成される。すなわち、成膜部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に高周波電圧が印加されることにより、プラズマ電極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部７内がプラズマ雰囲気となり、基材２上に所定の薄膜が形成される。本実施形態では、第１成膜部７ａ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化合物膜が形成され、第２成膜部７ｂ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膜が形成される。

また、成膜部７には、成膜源７２と基材２との間に、基材２に近接するようにマスク７３が設けられ、このマスク７３が成膜部７内で基材２の一部を覆っている。これにより、ＣＶＤ法による成膜を実施する際に成膜源７２の近傍で生じるプラズマは、基材２の一部においてマスク７３によって進路が遮られ、その結果、基材２に薄膜非形成部分が設けられる。なお、マスク７３の基材２と対向する側の面は、メインロール５の外周面に沿った形状となっており、マスク７３の長手方向においてマスク７３と基材２との間隔が均一になるようにしている。

また、マスク７３はマスク位置調節手段７４に取り付けられており、基材２の幅方向（図１におけるＹ軸方向）にマスク７３が移動できるようになっている。

図２は、図１における一方の成膜部７のＡ−Ａ矢視図である。なお、図中のハッチング部分は、基材２を搬送させながら基材２へ成膜を行った際に、基材２に薄膜が形成される領域であり、その領域の両側にマスク７３によって所定の幅Ｗだけ薄膜非形成部分が設けられていることを示している。

マスク位置調節手段７４は、フレーム７４ａおよびフレーム走行部７４ｂを有している。本実施形態では、フレーム７４ａには基材２の幅方向両端部に位置する両方のマスク７３が取り付けられており、フレーム７４ａの移動に２つのマスク７３を連動させている。また、フレーム７４ａは成膜の妨げとならないように中央部に大きな開口を有する形状を有しているが、図２に示す通り、フレーム７４ａの補強のために基材２の幅方向に延在する細長い梁７４ｃが渡されていても良い。

フレーム走行部７４ｂは基材２の幅方向（Ｙ軸方向）に駆動する駆動部を有するレールであり、間仕切り部６２に固定されている。この駆動部にフレーム７４ａが取り付けられ、フレーム７４ａおよびマスク７３が基材２の幅方向に変位可能となっている。

図３は、本実施形態におけるマスク７３の近傍の概略図である。マスク７３は、ばね７５を介してフレーム７４ａに取り付けられており、このばね７５により基材２の方向へ付勢される。また、マスク７３にはフリーロール７６が設けられており、メインロール５が基材２と接する領域の外側においてフリーロール７６がメインロール５に当接している。この構成により、マスク７３が基材２と離れる方向に関しては、ばね７５がマスク７３の移動を制限し、また、マスク７３が基材２に近づく方向に関しては、フリーロール７６がメインロール５と当接することがマスク７３の移動を制限するため、マスク７３が基材２と離間し、かつ基材２とマスク７３との間隔が一定の値に維持される状態を形成することができる。これにより、基材２の幅方向においてマスク７３の位置が変化した場合でも基材２とこすれが生じることが無くなり、また、マスク７３と基板２との間隔が変動することによってマスク７３と基板２との間への膜の回り込み量が変動して、薄膜端部の形状が一定でなくなってしまうことを防ぐことができる。

また、マスク７３とメインロール５の間には、どの方向へも転がることが可能なフリーロール７６が設けられていることにより、メインロール５が回転することに対しても、基材２の幅方向にマスク７３が移動することに対しても、マスク７３とメインロール５との間の摩擦を最小限にすることができる。また、図３に示す通り、本実施形態ではメインロール５はその回転軸方向（基材２の幅方向と同等）の端部は中央部より径の小さい、いわゆる段付きの形態を有しており、径の小さい部分においてフリーロール７６がメインロール５と当接している。これにより、制御が誤って基材２の幅方向へのマスク７３の移動量が大きくなったとしてもフリーロール７６が基材２と接触することを防ぐことができる。

また、マスク７３はマスク位置調節手段７４から容易に取り外せる構造を有している。基材２への成膜が行われる際、マスク７３にも薄膜が形成されるため、マスク７３を取り外すことにより、マスク７３に付着した膜を容易に清掃することができる。

なお、図３に示す通り、基材２の中央側（−Ｙ軸方向）マスク７３の端部形状は、垂直に切り落とされた形状ではなく、勾配を有する、いわゆるナイフエッジ形状を有している。これは、マスク７３に対して外側（図３における＋Ｙ軸方向）から回り込むプラズマもマスク７３の端部近傍を通過して成膜に寄与しやすくするためであり、これによって、基材２上のよりマスク７３の端部に近い場所にまで薄膜が形成される。

次に、上記形態を有する本発明の薄膜形成装置１による基材２への薄膜形成結果の一例を図４に示す。なお、図４では片側の成膜部７およびセンサ６３のみ図示している。

本発明の薄膜形成装置１では、成膜部７にて基材２への成膜を行っている間、常にもしくは定期的にセンサ６３が当該センサ６３の近傍の基材２の端部位置を検出し、その結果を図示しない制御装置に送信している。検出結果が制御装置に送信された直後、この検出結果にもとづき、制御装置はマスク７３を基材２の幅方向に変位させるようにマスク位置調節手段７４を駆動させることにより、基材２に対してマスク７３を基材２の幅方向に相対移動させる。

具体的には、２つのセンサ６３の間の基材２の搬送経路長をＬ１とし、一方のセンサ６３（たとえば、センサ６３ａ）とマスク７３との間の基材２の搬送経路長がＬ２である場合、成膜中のある時点におけるセンサ６３ａとセンサ６３ｂでの基材２の幅方向端部の位置がそれぞれＹ１、Ｙ２であると各センサ６３により検出されたならば、マスク７３の位置での基材２の幅方向端部の位置Ｙｍは｛（Ｌ１―Ｌ２）×Ｙ１＋Ｌ２×Ｙ２｝／Ｌ１と計算される。ここで、基材２がメインロール５の中央部に配置されている場合のマスク７３の位置での基材２の幅方向端部の位置がＹ０である場合、上記ＹｍとＹ０との差がマスク７３の位置における基材２の幅方向のずれであるため、その分基材２の幅方向におけるマスク７３の位置をずらすように、制御装置は調節手段７４を駆動させる。

これにより、基材２の蛇行によって図４に幅Ｄ１および幅Ｄ２で示すようにメインロール５の上での基材２の位置が片寄っていた場合であっても、その片寄りに追従するようにマスク７３の位置が調節されるため、基材２上の所定の位置に所定の幅（図４に示す幅Ｗ）のマスクを行うことができる。

なお、基材２が蛇行している場合、基材２はその搬送経路上で斜めに延在している可能性がある。ただし、その傾きは無視できるレベルと見なし（たとえば、基材２の搬送方向に関してマスク７３が基材２をマスクする部分の寸法が数百ｍｍであるのに対して、その領域における基材２の幅方向に関する基材２のずれ量は十分の数ｍｍ以下）、本実施形態ではマスク７３の傾きを調節することは省略しているが、マスク７３の傾きを調節する機構をさらに設けても良い。

次に、上述した薄膜形成装置１により基材２上に薄膜を形成する薄膜形成方法における動作フローを図５に示す。

まず、搬送ロール３の芯部３１に巻回された基材２をセットし、基材２をメインロール５の外周面５１に沿わせた後、搬送ロール４の芯部４１に架け渡す（ステップＳ１）。そして、メインロールチャンバ６及び成膜部７の真空ポンプ６１、７１を作動させ、各チャンバ内を所定の圧力に到達させる（ステップＳ２）。

各チャンバが所定の圧力に到達した後、搬送ロール３から基材２を繰り出し、搬送ロール４で基材２を巻き取ることにより、基材２の搬送を開始する（ステップＳ３）。このように基材２を搬送することを、本説明では搬送工程と呼ぶ。このとき、成膜部７においては、基材２の一部はマスク７３に覆われている。

次に、センサ６３が基材２の幅方向端部の位置を検出する（ステップＳ４）。そして、基材２の端部位置の検出結果に応じて、マスク位置調節手段７４が基材２の幅方向に関するマスク７３の位置の調節を行う（ステップＳ５）。ここで、薄膜形成装置１が上記ステップＳ４の動作を行う工程を本説明では基材端部検出工程、上記ステップＳ５の動作を行う工程を本説明ではマスク位置調節工程と呼び、基材２の搬送が行われている間、この基材端部検出工程とマスク位置調節工程とを繰り返し行う。

一方、基材端部検出工程とマスク位置調節工程とを繰り返し行っている間に、成膜部７に原料ガスを供給し、成膜源７２に高周波電圧を印加することにより、成膜を開始する（ステップＳ６）。これにより、成膜源７２の周囲にプラズマ雰囲気が形成され、このプラズマ雰囲気に曝されることにより励起された原料ガスが基材２に触れ、基材２の表面に薄膜が形成される。このように基材２に薄膜を堆積させる工程を本説明では成膜工程と呼ぶ。なお、基材２のうちマスク７３に覆われた部分には、薄膜が形成されない。

成膜工程が行われている間は、常に基材端部検出工程（ステップＳ４）とマスク位置調節工程（ステップＳ５）は繰り返し行われている。そして、成膜工程が完了した後、基材２の端部位置検出動作とマスク７３の位置調節動作が停止し（ステップＳ７）、その後、基材２の搬送動作が停止する（ステップＳ８）。

最後に、成膜された基材２である成膜基材は、各チャンバの圧力が大気圧に戻された後、薄膜形成装置１から取り外され（ステップＳ９）、次の工程に持ち込まれる。

次に、本発明の他の実施形態における薄膜形成装置を図６に示す。

この実施形態における薄膜形成装置１ａでは、マスク７７はマスク搬送ロール７８およびマスク搬送ロール７９に巻かれており、基材２と同様、成膜中は搬送される。これにより、常にマスク７７の表面がきれいな状態で成膜部７による基材２への成膜を行うことができる。

成膜部７内には、マスク位置調節手段８０が設けられており、基材２の幅方向（Ｙ軸方向）に関するマスク７７の位置を調節する。そして、センサ６３が基材２の端部位置を検出し、その結果にもとづいてマスク位置調節手段８０がマスク７７の位置を調節することにより、前述の通り基材２が蛇行などによりメインロール５上でＹ軸方向に位置ずれを起こした場合であっても、その位置ずれに追従してマスク７７が変位する。

マスク位置調節手段８０は、たとえば図７（ａ）のように両端につばのついた回転体であったり、図７（ｂ）のように２本のピンが立てられた部材のようなものが考えられ、マスク７７のＹ軸方向の動きは、このマスク位置調節手段８０によって規制されている。また、マスク位置調節手段８０がＹ軸方向に複数設けられている場合、これらマスク位置調節手段８０は連結部材８１で連結されている。

マスク位置調節手段８０は駆動源８２に接続されており、この駆動源８２によってマスク位置調節手段８０はＹ軸方向に変位する。そして、マスク位置調節手段８０がＹ軸方向に変位することにより、マスク７３もマスク位置調節手段８０とともにＹ軸方向に変位する。

以上の薄膜形成装置および薄膜形成方法により、基材上の所定の位置に所定の幅のマスクを行うことが可能である。

なお、本実施形態では、成膜部７ではプラズマＣＶＤ法による蒸着が基材２に対して行われているが、これに限らず、たとえばスパッタリングなどの他の蒸着法が用いられても良い。

また、本実施形態では、成膜部７が２つの場合について説明したが、間仕切り部６２を増やすことにより、３つ以上の成膜部７を設けて３種類以上の薄膜を形成するものであってもよい。また、成膜部７を１つのみ設けるものであってもよい。なお、多数の成膜部７を設ける場合は、本実施形態と同様に成膜部７ごとにマスク７３およびマスク位置調節手段７４を設けることが望ましい。

また、本実施形態では、マスク７３は基材２の幅方向の両端部を覆うようにしているが、両端部に限らず、たとえば基材２の幅方向中央部を覆うようにしても良い。また、その中央部を覆うマスクの個数は１個でも複数個でも良い。

また、本実施形態では、マスク７３を変位させることで基材２に対してマスク７３を幅方向に相対移動させているが、メインロール５を幅方向に変位させ、基材２を幅方向に動かすことによって基材２に対してマスク７３を幅方向に相対移動させるようにしても良い。

１ 薄膜形成装置
１ａ 薄膜形成装置
２ 基材
３ 搬送ロール
４ 搬送ロール
５ メインロール
６ メインロールチャンバ
７ 成膜部
７ａ 第１成膜部
７ｂ 第２成膜部
３１ 芯部
４１ 芯部
５１ 外周面
６１ 真空ポンプ
６２ 間仕切り部
６３ センサ
６３ａ センサ
６３ｂ センサ
７１ 真空ポンプ
７２ 成膜源
７３ マスク
７４ マスク位置調節手段
７４ａ フレーム
７４ｂ フレーム走行部
７４ｃ 梁
７５ ばね
７６ フリーロール
７７ マスク
７８ マスク搬送ロール
７９ マスク搬送ロール
８０ マスク位置調節手段
８１ 連結部材
８２ 駆動源
１０１ メインロールチャンバ
１０２ メインロール
１０３ 基材
１０４ 搬送ロール
１０５ 搬送ロール
１０６ 間仕切り部
１０７ 成膜部
１０８ 成膜部
１０９ マスク

Claims (3)

1. 一方向に長い帯状の基材の長手方向におけるそれぞれの端部が巻き付けられ、一方が基材を繰り出し、もう一方が基材を巻き取ることにより基材を搬送する一対の搬送ロールと、
   前記搬送ロールによって搬送される基材に薄膜を堆積させる成膜源を有する成膜部と、
   前記成膜部において前記成膜源と基材との間に位置し、基材の一部を覆うマスクと、
   基材の搬送方向に関して前記搬送ロールと前記マスクとの間の位置に設けられ、基材の短手方向である幅方向の基材の端部位置を検出する基材端部検出手段と、
   基材に対して前記マスクを前記幅方向に相対移動させるマスク位置調節手段と、
   を有することを特徴とする、薄膜形成装置。
2. 前記マスクは基材から前記成膜源の方向に離間しており、基材と前記マスクの間隔は一定の値に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
3. 一方向に長い帯状の基材の長手方向におけるそれぞれの端部が一対の搬送ロールに巻き付けられた状態で、一方の前記搬送ロールが基材を繰り出し、もう一方の前記搬送ロールが基材を巻き取ることにより基材を搬送する搬送工程と、
   前記搬送ロールによって連続的に搬送される基材の一部をマスクで覆いながら薄膜を堆積させる成膜工程と、
   前記成膜工程中に、基材の搬送方向に関して前記搬送ロールと前記マスクとの間の位置における基材の短手方向である幅方向の基材の端部位置を検出する基材端部検出工程と、
   前記成膜工程中に、前記端部位置検出工程において検出した基材の前記幅方向の端部位置にもとづき、基材に対して前記マスクを前記幅方向に相対移動させるマスク位置調節工程と、
   を有することを特徴とする、薄膜形成方法。

Images