(57)【要約】  【課題】  長尺な基板をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ成膜行なう成膜装置であって、基板の加熱に起因するドラムからの基板の浮きを防止し、ドラムからの浮きに起因する基板の熱ダメージを抑制した機能性フィルムを安定して製造できる成膜装置を提供する。  【解決手段】  ドラムに巻きかかっている基板の非製品領域に当接して、基板と共に搬送されつつ、基板を幅方向の外側に付勢する付勢手段を有することにより、前記課題を解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な基板を円筒状のドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、この基板に成膜を行なう成膜装置であって、
前記ドラムに巻き掛けられた基板の幅方向両端の非製品領域に当接して、前記基板と共に基板の搬送方向に移動すると共に、前記基板を、幅方向の外側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記付勢手段が、前記基板の非成膜領域に当接する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記付勢手段が、前記ドラムと共に基板を挟持するように配置され、搬送方向下流側に向かって、漸次、間隔が広がるように搬送される、２本のベルト状部材である請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記基板の幅方向の成膜領域を規制するマスク部材を有し、
前記ベルト状部材は、前記基板の、前記マスク部材によって成膜を防止される領域に当接する請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記付勢手段が、前記ドラムに内蔵され、かつ、その一部をドラムの表面から突出するＯリングと、
このＯリングの前記ドラムから突出する領域が前記基板の幅方向外側に向かうように、前記Ｏリングを回転する回転手段とから構成される請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記回転手段が、前記ドラムの内部で前記Ｏリングに当接する、前記ドラムの回転方向に回転軸を有する、前記ドラムの回転方向に配列されるローラである請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ローラが、前記ドラムの軸線方向に配列される２本のローラを一対として、前記Ｏリングを回転させる請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記回転手段が、前記ドラムの回転を前記Ｏリングの回転駆動源として用いる請求項５〜７のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項９】
プラズマを生成する成膜方法によって、前記基板への成膜を行なう請求項１〜８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記ドラムを電極対の電極として作用させる成膜方法によって、前記基板への成膜を行なうものであり、前記ドラムにバイアス電位を印可するための電源を有する請求項１〜９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記ドラムを冷却する冷却手段を有する請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記基板をロール状に巻回してなる基板ロールから送り出して、前記ドラムに基板を供給し、成膜済みの基板を、再度、ロール状に巻回する請求項１〜１１のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺な基板をドラムに巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なう、ガスバリアフィルムなどの機能性フィルムの製造等に好適な成膜装置に関し、詳しくは、熱による基板のダメージを、大幅に低減することができる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、真空蒸着等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されている。
【０００３】
真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板（ウェブ状の基板）を長手方向に搬送しつつ、連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜方法を実施する装置として、長尺な基板をロール状に巻回してなる供給ロールから基板を送り出し、成膜済みの基板をロール状に巻回する、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll（以下、ＲｔｏＲともいう）)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、基板に成膜を行なう成膜位置を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済の基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜位置において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。
【０００４】
このようなＲｔｏＲによる成膜装置として、特許文献１や特許文献２等に示されるように、円筒状のドラムの周面に基板を巻き掛けて搬送しつつ、このドラムの周面に対面して設けられた成膜手段によって、基板に成膜を行なう装置が知られている。
【０００５】
ここで、プラズマＣＶＤやスパッタリングのように、プラズマの生成を伴う成膜方法では、プラズマからの熱入射を受けて、成膜中に基板の温度が上昇する。また、真空蒸着では、蒸発源からの輻射熱によって、基板温度が上昇する。さらに、堆積した材料の潜熱でも、基板温度が上昇する。
ＲｔｏＲの成膜において、基板としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムが多く用いられる。そのため、成膜中に基板の温度が上昇すると、基板が熱によってダメージを受けてしまう。
【０００６】
このような加熱による基板のダメージを防止するため、ドラムに基板を巻き掛けてＲｔｏＲによって成膜を行なう成膜装置では、ドラムに温度調整手段を内蔵し、成膜中に、ドラムを冷却して、基板の温度が上昇することを抑制している。
【０００７】
ここで、ドラムによって冷却されているとはいえ、成膜中は、基板は加熱によって、ある程度、熱変形（熱膨張／熱収縮）する。
ところが、基板を搬送するための張力によって、基板はドラムに押圧されたような状態になっているため、膨張した基板が幅方向（基板の搬送方向（基板の長手方向）と直交する方向）に動くことが出来ず、ドラムから浮き上がってしまう。
基板のドラムから浮き上がった部分は、ドラムによる冷却効率が著しく低下する。そのため、この浮き上がった部分は、短時間で熱によるダメージを受けてしまい、変形や、甚だしい場合には、溶融してしまう場合も有る。また、このような熱ダメージを受けた基板上に成膜された膜も、ひび割れや剥離等の劣化が生じる。
【０００８】
このようなドラムからの基板の浮きを解決するために、例えば、前記特許文献１には、ドラムを用いるＲｔｏＲによる真空蒸着において、基板に金属膜を蒸着する際に、蒸着前は基板を帯電させることにより、蒸着後は、基板と金属膜との間に電圧を印可することにより、静電気によって基板をドラムに密着させることが記載されている。
また、前記特許文献２には、基板（ドラム）の幅方向の端部（以下、単に『端部』という）において、基板の搬送方向に対して斜めに回転するローラを、ドラムの周方向に、多数、配列し、このローラとドラムとで基板を挟持したような状態で、ローラを回転することにより、基板の両端部を幅方向の外側に付勢することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４６４０１号公報
【特許文献２】特開昭５３−８７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載される方法によれば、静電力によって、基板を、強くドラムに密着させることも可能であるので、加熱に起因する基板の浮きを防止できる。
しかしながら、静電力を用いる方法では、プラズマＣＶＤやスパッタリングのように電界の生成を伴う成膜方法、特に、ドラムを電極として作用させ、ドラムを接地あるいはドラムにバイアス電力を印可して成膜を行なう装置では、利用することができない。また、プラズマの生成を伴う成膜方法では、基板の静電力がプラズマに影響を与え、成膜が不安定になってしまうという問題も有る。
【００１１】
また、特許文献２に記載される方法によれば、基板の端部を幅方向の外側に付勢することにより、加熱によって膨張した分の基板を幅方向外側に移動して、加熱に起因する基板の浮きを防止できる。また、この方法は、機械的な方法で基板の端部を幅方向外側に移動するので、特許文献１に記載される方法のような、静電力に起因する不都合も無い。
しかしながら、この方法では装置構成が複雑になってしまい、スペースが嵩むという問題がある。また、端部近傍とはいえ、ローラが幅方向にも搬送方向にも基板と摺接する結果となるため、基板の端部が損傷してしまう可能性がある。通常、端部近傍は、製品としては使用しないとはいえ、端部が損傷すれば、その後の工程における基板の取り扱い性等に悪影響を与えてしまう。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、長尺な基板をドラムに巻き掛けて搬送しつつ、基板に成膜を行なう成膜装置であって、静電力を用いることなく、かつ、基板を損傷することなく、加熱に起因するドラムからの基板の浮きを防止でき、基板の熱ダメージや、これに起因する膜の劣化等のない、適正な製品を安定して製造することを可能にする成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の成膜装置は、長尺な基板を円筒状のドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、この基板に成膜を行なう成膜装置であって、前記ドラムに巻き掛けられた基板の幅方向両端の非製品領域に当接して、前記基板と共に基板の搬送方向に移動すると共に、前記基板を、幅方向の外側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１４】
このような本発明の成膜装置において、前記付勢手段が、前記基板の非成膜領域に当接するのが好ましい。
また、前記付勢手段が、前記ドラムと共に基板を挟持するように配置され、搬送方向下流側に向かって、漸次、間隔が広がるように搬送される、２本のベルト状部材であるのが好ましく、この際において、前記基板の幅方向の成膜領域を規制するマスク部材を有し、前記ベルト状部材は、前記基板の、前記マスク部材によって成膜を防止される領域に当接するのが好ましい。
また、前記付勢手段が、前記ドラムに内蔵され、かつ、その一部をドラムの表面から突出するＯリングと、このＯリングの前記ドラムから突出する領域が前記基板の幅方向外側に向かうように、前記Ｏリングを回転する回転手段とから構成されるのが好ましく、この際において、前記回転手段が、前記ドラムの内部で前記Ｏリングに当接する、前記ドラムの回転方向に回転軸を有する、前記ドラムの回転方向に配列されるローラであるのが好ましく、また、前記ローラが、前記ドラムの軸線方向に配列される２本のローラを一対として、前記Ｏリングを回転させるのが好ましく、また、前記回転手段が、前記ドラムの回転を前記Ｏリングの回転駆動源として用いるのが好ましい。
また、プラズマを生成する成膜方法によって、前記基板への成膜を行なうのが好ましく、また、前記ドラムを電極対の電極として作用させる成膜方法によって、前記基板への成膜を行なうものであり、前記ドラムにバイアス電位を印可するための電源を有するのが好ましく、また、前記ドラムを冷却する冷却手段を有するのが好ましく、さらに、前記基板をロール状に巻回してなる基板ロールから送り出して、前記ドラムに基板を供給し、成膜済みの基板を、再度、ロール状に巻回するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明によれば、長尺な基板をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、成膜を行なう成膜装置において、基板の非製品領域に当接し、基板と一緒に搬送する付勢手段によって、基板の幅方向端部を外側に付勢する。そのため、基板が成膜によって加熱して膨張した場合であっても、付勢手段による幅方向外側への付勢力によって、この膨張分を幅方向に広げることができるので、基板が、加熱による膨張等の熱変形によって部分的にドラムから浮き上がるのを防止できる。
従って、本発明によれば、ドラムから基板が部分的に浮き上がって、この部分が熱によってダメージを受けてしまうことを好適に防止して、基板の部分的な変形や、基板の熱ダメージに起因する膜の劣化等の無い、高品質な製品を安定して作製できる。
【００１６】
また、本発明においては、付勢部材が、基板（およびドラム）と共に移動するので、少なくとも長手方向には、基板と付勢部材とは摺接することは無い。
そのため、付勢部材と基板との摺接等に起因する、基板の損傷を抑制することができ、基板の損傷が、その後の工程に与える悪影響を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す成膜装置のマスクを説明するための概略斜視図である。
【図３】図１に示す成膜装置の付勢手段を説明するための概念図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の成膜装置の付勢手段の別の例を説明するための概念図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図４に示す付勢手段の回転機構の一例を説明するための概念図である。
【図６】図４に示す付勢手段の駆動方法の一例を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。
図１に示す成膜装置１０は、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、プラズマＣＶＤによって成膜を行なう装置であって、真空チャンバ１２と、この真空チャンバ１２内に形成される、巻出し室１４と、成膜室１６と、ドラム３０とを有して構成される。
【００２０】
なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定はなく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム等、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法（真空成膜法）による成膜が可能な可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
また、樹脂フィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基板Ｚとして用いてもよい。
【００２１】
成膜装置１０において、長尺な基板Ｚは、巻出し室１４の基板ロール３２から供給され、ドラム３０に巻き掛けられた状態で長手方向（図中矢印ａ方向）に搬送されつつ、成膜室１６において成膜されて、再度、巻出し室１４に戻されて巻取り軸３４に巻き取られる（ロール状に巻回される）、前述のロール・ツー・ロール(Roll to Roll  以下、ＲｔｏＲともいう)による成膜装置である。
なお、成膜装置１０には、図示した部材以外にも、各種のセンサやガイドなど、ＲｔｏＲによる成膜を行なう装置に配置される、各種の部材を有してもよい。
【００２２】
ドラム３０は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム３０は、後述する巻出し室１４のガイドローラ４０ａよって所定の経路で案内された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して所定位置に保持しつつ、成膜室１６内の所定経路で搬送して、再度、巻出し室１４のガイドローラ４０ｂに送る。
【００２３】
ここで、ドラム３０は、後述する成膜室１６のシャワー電極５０の対向電極としても作用（すなわち、ドラム３０とシャワー電極５０とで電極対を構成する）する。また、ドラム３０には、バイアス電源６０が接続されている。この点に関しては、後に詳述する。
なお、ドラム３０には、バイアス電源６０のみならず、接地（アース）手段が接続され、バイアス電源６０との接続と、接地とが切り換え可能であってもよい。
さらに、ドラム３０は、好ましい態様として、成膜室１６における、成膜中の基板Ｚの温度調整手段を兼ねており、温度調整手段を内蔵する。ドラム３０の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００２４】
巻出し室１４は、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、ドラム３０の周面と、内壁面１２ａからドラム３０の周面の近傍まで延在する隔壁３６ａおよび３６ｂとによって構成される。
ここで、隔壁３６ａおよび３６ｂの先端（真空チャンバ１２の内壁面と逆端）は、搬送される基板Ｚに接触しない可能な位置まで、ドラム３０の周面に近接し、巻出し室１４と成膜室１６とを、略気密に分離する。
【００２５】
このような巻出し室１４は、前述の巻取り軸３４と、ガイドローラ４０ａおよび４０ｂと、回転軸４２と、真空排気手段４６とを有する。
また、巻出し室１４には、２本の付勢ベルト６０（６０ａおよび６０ｂ）と、この付勢ベルト６０を巻回してなるベルトロール６２が装着されるベルト供給軸６４と、付勢ベルト６０を巻き取るベルト巻取り軸６８と、第１ベルトローラ７０と、第２ベルトローラ７２とを有する。２本の付勢ベルト６０は、本発明の特徴である、基板Ｚの非製品領域（図示例においては、好ましい態様として非成膜領域）に当接して、基板Ｚの幅方向（長手方向（すなわち基板搬送方向）と直交する方向）の端部近傍を、基板Ｚの幅方向の外側に付勢する付勢手段である。
この付勢手段に関しては、後に詳述する。また、以下の説明では、基板Ｚの幅方向を、単に幅方向ともいい、基板Ｚの搬送方向および長手方向を、単に搬送方向ともいう。
【００２６】
ガイドローラ４０ａおよび４０ｂは、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。また、巻取り軸３４は、成膜済みの基板Ｚを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。
【００２７】
図示例において、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール３２は、回転軸４２に装着される。また、基板ロール３２が、回転軸４２に装着されると、基板Ｚは、ガイドローラ４０ａ、ドラム３０、および、ガイドローラ４０ｂを経て、巻取り軸３４に至る、所定の経路を通される（挿通される）。
成膜装置１０においては、基板ロール３２からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３４における成膜済み基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１６において、ドラム３０に巻き掛けられた基板Ｚの表面に成膜を行なう。
【００２８】
真空排気手段４６は、巻出し室１４内を、成膜室１６の圧力（成膜圧力）に応じた圧力に減圧することにより、基板Ｚの送り出しおよび巻取りを行なう巻出し室１４の圧力が、成膜室１６および第２成膜室２４での成膜に悪影響を及ぼすことを防止するためのものである。
【００２９】
本発明において、真空排気手段４６には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する真空排気手段５６も同様である。
【００３０】
図示例の成膜装置１０において、巻出し室１４の下方には、成膜室１６が配置される。
図示例において、成膜室１６は、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、ドラム３０の周面と、前記隔壁３６ａおよび３６ｂとによって構成される。
【００３１】
図示例の成膜装置１０において、成膜室１６は、一例として、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma  容量結合型プラズマ）−ＣＶＤによって、基板Ｚの表面に成膜を行なうものであり、マスク４８と、シャワー電極５０と、原料ガス供給手段５２と、高周波電源５４と、真空排気手段５６と、第２アース板５８ａおよび５８ｂとが配置される。
また、前述のように、ドラム３０には、バイアス電源６０が接続される。
【００３２】
シャワー電極５０は、ＣＣＰ−ＣＶＤに利用される、公知のシャワー電極である。
図示例において、シャワー電極５０は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面をドラム３０の周面に対面して配置される。また、シャワー電極５０のドラム３０との対向面には、多数の貫通穴が全面的に成膜される。
なお、図示例においては、好ましい態様として、シャワー電極５０のドラム３０との対向面は、ドラム３０の周面に沿う様に湾曲しているが、平板状であってもよい。
【００３３】
シャワー電極５０とドラム３０との間には、幅方向の成膜領域を規制するマスク４８が配置される。
マスク４８は、気相成膜法による成膜装置に用いられる公知のマスクである。図２に概念的に示すように、マスク４８は、ドラム３０の周面に沿う様に湾曲する板状の部材であり、原料ガスのプラズマ等が通過するための開口４８ａを有している。
従って、幅方向への成膜は、開口４８ａに対応する部分に行われ、幅方向のマスク４８（マスク４８を構成する板材）で覆われている部分は、非成膜領域となる。
なお、このマスク４８も、曲面状ではなく平面状であってもよい。
【００３４】
なお、図示例において、成膜室１６には、シャワー電極５０（ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜手段）およびマスク４８が、１個、配置されているが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚの搬送方向に、複数のシャワー電極を配列してもよい。この点に関しては、ＣＣＰ−ＣＶＤ以外のプラズマＣＶＤを利用する際も同様であり、例えば、ＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma  誘導結合型プラズマ)−ＣＶＤによって成膜する場合には、誘導電界（誘導磁場）を成膜するためコイルを、搬送方向に、複数、配置してもよい。
また、本発明は、シャワー電極５０を用いるのにも限定はされず、通常の板状の電極と、原料ガス供給用のノズルとを用いるものであってもよい。
【００３５】
原料ガス供給手段５２は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極５０の内部に、原料ガスを供給する。
前述のように、シャワー電極５０のドラム３０との対向面には、多数の貫通穴が供給されている。従って、シャワー電極５０に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極５０とドラム３０との間に導入される。
【００３６】
高周波電源５４は、シャワー電極５０に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源５４も、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段５６は、プラズマＣＶＤによる成膜のために、成膜室１６内を排気して、所定の成膜圧力に保つものである。
【００３７】
なお、本発明の成膜装置において、ＣＶＤ成膜室が成膜する膜にも、特に限定はなく、シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン等の無機膜や、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン膜）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＳｎＯ2などの透明導電膜等、ＣＶＤによって成膜可能なものが、全て、利用可能である。
【００３８】
前述のように、ドラム３０には、バイアス電源６０が接続される。
図示例の成膜装置１０においては、ドラム３０は、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜において、シャワー電極５０（プラズマ励起電極）の対抗電極として作用する。成膜装置１０においては、ドラム３０にバイアス電源６０を接続して、対抗電極であるドラム３０にバイアス電位を印加することにより、成膜する膜の緻密化など膜質向上や、生産性（成膜効率）の向上等を図っている。
【００３９】
図示例において、バイアス電源６０（ドラム３０に電力を供給する電源）は、一例として、高周波電源であるが、本発明はこれに限定はされず、交流もしくは直流のパルス電源等、ＣＣＰ−ＣＶＤにおいて対向電極にバイアス電位を印加するために利用される電源が、全て、利用可能である。
【００４０】
なお、本発明において、ドラム３０にバイアス電位を印加するための投入電力には、特に限定はない。一般的に、バイアス電位が高い程、膜質の向上効果および生産性の向上効果が得られる反面、後述する基板温度の上昇も大きくなる。
しかしながら、後に詳述するが、本発明は、高電位のバイアス電位を印加しても、成膜中の温度上昇に伴うドラム３０からの基板Ｚの部分的な浮きを、好適に防止できるので、膜質や生産性等の点でバイアス電位を印加するための投入電力は、５０Ｗ以上とするのが好ましい。
【００４１】
ここで、本発明の成膜装置１０は、ドラム３０にバイアス電位を印可するのに限定はされず、ドラム３０は、接地されていてもよく、あるいは、接地とバイアス電源６０との接続とを切り換え可能にしてもよく、あるいは、電気的にフロートの状態としてもよい。
しかしながら、本発明の効果が、より好適に発現できる等の点で、ドラム３０にバイアス電位を印可するためのバイアス電源６０を有するのが好ましい。
【００４２】
図示例の成膜装置１０において、基板Ｚは、基板ロール３２から送り出され、ガイドローラ４０ａによって案内されてドラム３０に巻き掛けられ、ドラム３０に巻き掛けられた状態で矢印ａ方向に搬送されながらＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜を行われ、ガイドローラ４０ｂによって案内されて、巻取り軸６８によってロール状に巻き取られる。
また、成膜中は、基板Ｚが巻き掛けられるドラム３０は冷却されており、基板Ｚが、成膜の熱によってダメージを受けることを防止している。
【００４３】
ここで、成膜装置１０においては、ドラム３０では、基板Ｚと共に、２本の付勢ベルト６０も、搬送される。付勢ベルト６０は、長尺な帯状物で、ベルトロール６２から送り出されて、第１ベルトローラ７０に案内されて、ドラム３０の所定領域に巻き掛かり、幅方向の非成膜領域において、ドラム３０と共に基板Ｚを挟持して、基板Ｚ（すなわちドラム３０の回転）と共に搬送され、第２ベルトローラ７２に案内されてドラム３０から離間して、ベルト巻取り軸６８によって巻き取られる。
ここで、２本の付勢ベルト３０は、搬送方向の下流側に向かって、漸次、間隔が広がるように搬送される。成膜装置１０は、この付勢ベルト６０を有することにより、成膜中に加熱された基板Ｚが膨張して、部分的にドラム３０から浮き上がるのを防止し、基板Ｚが、浮き上がりに起因する熱ダメージを受けることを防止する。
【００４４】
図３に、付勢ベルト６０の搬送経路を直線状に模した、付勢ベルト６０の搬送系を概念的に示す。
【００４５】
長尺な帯状物である付勢ベルト６０ａおよび６０ｂは、共に、ロール状に巻回されて、ベルトロール６２ａおよび６２ｂとして、ベルト供給軸６４に装填される。
なお、ベルト供給軸６４（およびベルト巻取り軸６８）は、一本で２本の付勢ベルト６０のベルトロール６２を装填するのに限定はされず、付勢ベルト６０ａのベルトロール６２ａと、付勢ベルト６０ｂのベルトロール６２ｂとで、別々のベルト供給軸を設けてもよいのは、もちろんである。
【００４６】
また、第１ベルトローラ７０および第２ベルトローラ７２は、共に、付勢ベルト６０ａおよび６０ｂを所定の搬送経路に案内するローラである。第１ベルトローラ７０には、付勢ベルト６０ａを挿入して案内する溝７０ａ、および、付勢ベルト６０ｂを挿入して案内する溝７０ｂが、形成される。また、第２ベルトローラ７２には、付勢ベルト６０ａを挿入して案内する溝７２ａ、および、付勢ベルト６０ｂを挿入して案内する溝７２ｂが、形成される。
【００４７】
図１および図３に示されるように、付勢ベルト６０（６０ａおよび６０ｂ）は、ベルト供給軸６４に装填されたベルトロール６２（６２ａおよび６２ｂ）から引き出され、第１ベルトローラ７０に案内されて、ドラム３０に巻き掛かり、開口４８の幅方向外側でマスク４８に覆われる領域を通って、第２ベルトローラ７２によって案内されてドラム３０から離間して、ベルト巻取り軸６８に巻回される。
なお、図示例においては、第１ベルトローラ７０は、基板Ｚがドラム３０に巻き掛かる位置で、第２ベルトローラ７２は、基板Ｚがドラム３０から離間する位置で、それぞれ、ドラム３０に当接するように配置される。従って、基板Ｚと付勢ベルト６０とは、ドラム３０上の同じ領域に巻き掛けられて、一緒（同速度）に搬送される。
【００４８】
ここで、図３に示すように、第１ベルトローラ７０の溝７０ａと溝７０ｂとの間隔は、ベルト供給軸６４でのベルトロール６２ａおよび６２ｂの装填位置よりも広く、第２ベルトローラ７２の溝７２ａと溝７２との間隔は、第１ベルトローラ７０の溝７０ａと溝７０ｂとの間隔よりも広く、ベルト巻取り軸６８での付勢ベルト６０ａと６０ｂとの巻取り位置の間隔は、第２ベルトローラ７２の溝７２ａと溝７２との間隔よりも広い。
また、前述のように、マスク４８に対応する領域では、付勢ベルト６０ａおよび６０ｂは開口４８ａの幅方向外側で、マスク４８に覆われる位置で、基板Ｚに接触している。なお、図示例においては、第１ベルトローラ７０の溝７０ａおよび溝７０ｂも、開口４８ａの幅方向外側に位置している。
【００４９】
従って、付勢ベルト６０ａおよび６０ｂは、基板Ｚの非成膜領域に当接した状態で、搬送方向（矢印ａ方向）の下流側に、漸次、間隔を広げるようにして搬送される。
そのため、付勢ベルト６０ａおよび６０ｂは、基板Ｚと共に搬送されつつ、基板Ｚ両端部の非成膜領域を、幅方向の外側に付勢する。
【００５０】
前述のように、気相成膜法によって基板Ｚに成膜を行なう際には、プラズマからの熱や、堆積した材料が有する潜熱等によって、基板Ｚが加熱される。
ドラムに基板Ｚを巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なうＲｔｏＲの装置では、ドラムを冷却することにより、基板Ｚが熱によってダメージを受けることを抑えている。しかしながら、ドラムによって冷却されているとはいえ、成膜中には、基板Ｚは、加熱によって、ある程度、熱変形（膨張／収縮）する。
ところが、従来の成膜装置では、基板Ｚとドラムとの摩擦力によって、膨張した基板Ｚが幅方向に広がることができず。基板Ｚが、部分的にドラムから浮き上がってしまう。基板Ｚのドラムから浮き上がった部分は、ドラムによる冷却が十分に行われない状態となってしまい、その結果、加熱によるダメージを受け、変形したり、甚だしい場合には、溶融してしまう。
【００５１】
これに対し、本発明の成膜装置１０においては、ドラム３０によって搬送される基板Ｚを、基板Ｚの非成膜領域に接触して同時に搬送される付勢ベルト６０によって、幅方向の外方向に向かって付勢する。
そのため、基板Ｚが幅方向に膨張した場合でも、膨張した分だけ、付勢ベルト６０の付勢力によって、端部の外方向に基板Ｚが移動することができるので、基板Ｚがドラムから浮き上がることが無い。従って、本発明によれば、成膜中の加熱／膨張によって基板Ｚがドラム３０から浮き上がって、熱ダメージを受けることを、好適に防止することができ、基板Ｚの熱ダメージや、この熱ダメージに起因する膜の剥離やひび割れ等の発生を抑制した、適正な製品を、安定して製造することができる。
また、付勢手段である付勢ベルト６０は、基板Ｚと共に搬送される。従って、付勢される基板にかかる負担は、極めて少なく、摺接等によって付勢ベルト６０が当接する非成膜領域（非製品領域）を損傷することも防止できる。
【００５２】
なお、本発明において、付勢ベルト６０は、成膜領域（すなわち、マスク４８の開口４８ａの領域）でのみ、幅方向の非製品領域（好ましくは、非成膜領域）に当接するようにすればよい。すなわち、マスク４８の搬送方向の上流側では、付勢ベルト６０は、製品領域に当接してもよい。
しかしながら、製品領域における基板Ｚの損傷等を、より確実に抑制できる等の点で、付勢ベルト６０は、図示例のように、長手方向の全域で基板Ｚの非製品領域に当接するのが好ましい。
【００５３】
また、付勢ベルト６０の形成材料には、特に、限定はなく、十分な耐熱性および強度を有する材料を、適宜、選択して、付勢ベルトを作製すればよい。好ましくは、発塵しにくい、減圧や加熱によるガスの発生（アウトガス）が少ない、十分な摩擦力がある等の特性を有する材料が、用いられる。
付勢ベルト６０の太さ（幅方向）や厚さ、ドラム３０への押圧力（付勢ベルト６０の搬送張力）、ベルト供給軸６４とベルト巻取り軸６８とにおける付勢ベルト６０の間隔の差等は、使用する基板Ｚ、成膜によって基板に掛かる熱、基板Ｚの搬送速度、基板Ｚの搬送張力、基板Ｚの材質や表面性状等に応じて、適宜、設定／選択すればよい。
【００５４】
さらに、図示例の成膜装置１０においては、付勢ベルト６０もＲｔｏＲによって、ドラムに巻き掛けて搬送しているが、本発明は、これに限定はされず、付勢ベルトをエンドレズベルトとして、図１および図３に示すような搬送経路で、回転するようにしてもよい。
【００５５】
以下、成膜装置１０の作用を説明する。
前述のように、回転軸４２に基板ロール３２が装填されると、基板ロール３２から基板Ｚが引き出され、ガイドローラ４０ａ、ドラム３０、およびガイドローラ４０ｂを経て、巻取り軸３４に至る所定の搬送経路を挿通される。
また、ベルト供給軸６４にベルトロール６２が装填されると、付勢ベルト６０（６０ａおよび６０ｂ）が引き出され、第１ベルトローラ７０、ドラム３０、および第２ベルトローラ７２を経て、ベルト巻取り軸６８に至る所定の搬送経路を挿通される。
【００５６】
基板Ｚが挿通されたら、真空チャンバ１２を閉塞して、真空排気手段４６および５６を駆動して、巻出し室１４および成膜室１６の排気を開始する。また、温度調節手段によって、ドラム３０の冷却を開始する。
巻出し室１４および成膜室１６が所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、原料ガス供給手段５２を駆動して、成膜室１６に原料ガスを供給し、さらに、真空排気手段４６の駆動を巻出し室１６の所定圧力に応じて調節する。
【００５７】
巻出し室１４および成膜室１６の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム３０等の回転を開始して基板Ｚの搬送を開始し、さらに、高周波電源５４およびバイアス電源６０を駆動して、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、成膜室１６における基板Ｚへの成膜を開始する。
ここで、本発明においては、基板Ｚの非成膜領域に当接し、かつ、下流に向かって、漸次、間隔が広がる２本の付勢ベルト６０ａおよび６０ｂが、基板Ｚと共に搬送される。そのため、基板Ｚの非成膜領域は、幅方向の外側に付勢されており、成膜によって基板Ｚが加熱されて膨張しても、膨張した分だけ、基板Ｚの端部が幅方向外側に移動できるので、基板Ｚがドラム３０から浮き上がることがなく、基板Ｚが熱ダメージを受けることを、好適に防止できる。
【００５８】
成膜された基板Ｚは、ガイドローラ４０ｂによって案内されて、巻取り軸３４に巻回される。
また、付勢ベルト６０は、第２ベルトローラ７２に案内されて、ドラム３０から離間し、ベルト巻取り軸６８によって、巻き取られる。
【００５９】
図１に示す成膜装置１０は、付勢手段として、基板Ｚの非成膜領域に当接して、基板と共に搬送される、下流に行くにしたがって互いに離間する２本の付勢ベルト６０を用いたものであるが、本発明において、基板Ｚの非製品領域に当接して、基板Ｚを幅方向の外側に付勢する付勢手段は、付勢ベルト６０に限定はされず、各種の物が利用可能である。
【００６０】
図４（Ａ）に、その一例を概念的に示す。
図４（Ａ）に示す例は、前述のドラム３０と同様のドラム８０の幅方向両端部の非製品領域（好ましくは非成膜領域）に、内部に連通する溝８０ａを設け、この溝８０ａに、例えば耐熱ゴム製のＯリング８２を挿入した構成を有する。Ｏリング８２は、ドラム８０と共に回転するものであり、ドラム８０の表面から突出して、基板Ｚの裏面（非成膜面）に当接する。
この付勢手段は、図４（Ｂ）に概念的に示すように、Ｏリング８２のドラム８０から突出した部分（その頂部）が、幅方向の外側に向かうようにＯリング８２を回転することにより、基板Ｚの裏面から、基板Ｚの端部近傍の非製品領域を幅方向の外側に付勢する。
【００６１】
図５に、このＯリング８２を回転させる回転機構の一例を示す。
なお、図５において、（Ａ）は、基板Ｚの搬送方向から見た図、（Ｂ）は、搬送方向と直交する方向、すなわち、ドラム８０の回転軸方向（図１と同方向）から見た図である。
【００６２】
図５に示す回転機構において、Ｏリング８２は、２本の耐熱ゴム製のローラ８４に載置された状態となっている。また、この２本のローラ８４の下部には、耐熱ゴム製のローラ８６が当接している。ローラ８４およびローラ８６は、ハウジング９０（図５（Ａ）では、構成を明瞭にするために点線で示す）に軸支されている。
ローラ８６の回転軸８８ｂの端部には、ベベルギア（かさ歯歯車）８６ａが固定されており、このベベルギア８６ａには、ベベルギア８８が歯合している。
従って、ベベルギア８８の回転軸８８ａを矢印の方向に回転することにより、ローラ８６が回転し、その回転が２本のローラ８４に伝達されて、このローラ８４に載置されるＯリング８２が、矢印で示す方向に回転して、基板Ｚの非製品領域に対応する幅方向の端部を、幅方向の外側に付勢する。
【００６３】
図示例のドラム８０においては、このような回転機構を、ドラムの回転方向に所定の間隔、例えば、２０〜１８０°おきに配置することにより、基板Ｚの端部近傍の非製品領域を幅方向の外側に付勢する。
また、この回転機構のハウジング９０は、例えば、ドラム８０の回転軸８０ａ（図６参照）に固定されており、従って、このＯリング８２の回転機構は、ドラム８０と共に回転する。
【００６４】
このような回転機構において、ベベルギア８８（回転軸８８ａ）の回転手段には、特に限定はなく、個々のベベルギア８８に回転駆動源を設けてもよく、プーリとベルト、ギア等を用いた公知の伝達機構によって、複数のベベルギア８８を１つの回転駆動源で回転するようにしてもよい。
好ましくは、ドラム８０の回転を、Ｏリング８２の回転機構におけるベベルギア８８の回転駆動源とする。
【００６５】
図６に、その一例の概念図を示す。
図６に示す例において、ローラ８６の回転軸８８ｂに固定されるベベルギア８６ａと歯合するベベルギア８８の回転軸８８ａは、ドラム８０の回転軸８０ａに固定される軸受け９４によって、回転自在に軸支されている。
前述のように、回転機構のハウジング９０も、ドラム８０の回転軸８０ａに固定されている。図示は省略するが、回転軸８８ａは、例えばハウジング９０に固定されるステーによって、ベベルギア８６ａと軸受け９４との間でも、回転自在に軸支される。
【００６６】
回転軸８８ａの途中には、ギア９２が固定されている。
また、ドラム８０内には、ドラム８０の回転軸と中心を一致し、かつ、ドラム８０の回転に対して固定されている（すなわちドラム８０と共に回転しない）、リングギア（円環状で側面に歯車を有するギア）９６が配置されている。
回転軸８８ａのギア９２と、リングギア９６とは、歯合している。
従って、ドラム８０が回転すると、ドラム８０の回転軸８０ａに固定されているベベルギア８８（回転軸８８ａ）が回動し、これにより、リングギア９６に歯合するギア９２が回転して、ベベルギア８８が回転する。これにより、前述のように、ローラ８６およびローラ８４が回転して、Ｏリング８２が回転して、基板Ｚの非製品領域を幅方向の外側に付勢する。
リングギア９６の固定方法には、特に限定はなく、各種の構成が利用可能である。例えば、ドラム３０を上下面に開口を設けると共に、リングギア９６を、ドラム３０の軸線方向の両端部に配置して、真空チャンバ１２の内壁面等に固定すればよい。
【００６７】
図１に示す成膜装置１０は、ＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜する装置であるが、本発明は、これに限定はされず、ＩＣＰ−ＣＶＤ法等の他のプラズマＣＶＤも好適に利用可能である。また、本発明の成膜装置が行なう成膜は、プラズマＣＶＤに限定されるわけでもなく、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ等の各種の成膜方法が、全て、利用可能である。
中でも特に、基板Ｚが加熱され易く、加熱による基板Ｚの膨張が生じ易い等の点で、プラズマＣＶＤやスパッタリング等のプラズマの生成を伴う成膜方法は、好適に利用可能であり、また、同様の理由で、ドラムにバイアス電位を印可しつつ成膜を行なう成膜方法も、好適に利用可能である。
【００６８】
以上、本発明の成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の具体的実施例を示すことにより、本発明を、より詳細に説明する。
［実施例］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚに、酸化シリコン膜を成膜した。
【００７０】
基板Ｚは、幅７００ｍｍのポリエステル樹脂フィルム（富士フイルム社製のポリエチレンテレフタレートフィルム）を用いた。
また、付勢ベルト６０は、幅１５ｍｍの合成ゴム製のベルトを用いた。ベルト供給軸６４における付勢ベルト６０ａおよび６０ｂの間隔は６４０ｍｍ、ベルト巻取り軸６８における付勢ベルト６０ａおよび６０ｂの間隔は７００ｍｍとした。
【００７１】
ＣＣＰ−ＣＶＤによる酸化シリコン膜の原料ガスは、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）、酸素ガス、および、窒素ガスを用い、成膜圧力は８０Ｐａとした。
高周波電源５４は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、シャワー電極５０に供給したプラズマ励起電力は２０００Ｗとした。なお、幅方向両端の５０ｍｍの領域は、マスク４８で覆って、非成膜領域とし、付勢ベルト６０は、このマスク４８で覆った非成膜領域を通過させた。
また、バイアス電源６０は周波数４００ｋＨｚの高周波電源を用い、ドラム３０に供給したバイアス電力は５００Ｗとした。
【００７２】
このような成膜条件の下、成膜装置１０において、基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。基板搬送速度は２ｍ／ｍｉｎとした。
酸化シリコン膜を成膜した基板Ｚを目視で確認したところ、熱ダメージに起因する変形等は観察されなかった。また、光学顕微鏡によって、成膜した酸化シリコン膜を確認したところ、剥離やひび割れ等は観察されなかった。
【００７３】
［比較例］
付勢ベルト６０ａおよび６０ｂを用いない以外は、前記実施例と全く同様にして、基板Ｚに酸化シリコン膜を成膜した。
酸化シリコン膜を成膜した基板Ｚを目視で確認したところ、所々に、熱ダメージに起因する変形が観察された。また、光学顕微鏡によって、成膜した酸化シリコン膜を確認したところ、基板Ｚが熱ダメージを受けたと考えられる箇所に、剥離やひびが観察された。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、基板の熱ダメージや、この熱ダメージに起因する膜の剥離やひび割れ等の無い機能性フィルムを安定して製造できるので、ガスバリアフィルムの製造等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  成膜装置
１２  真空チャンバ
１４  巻出し室
１６  成膜室
３０，８０  ドラム
３２  基板ロール
３４  巻取り軸
３６  隔壁
４０  ガイドロール
４２  回転軸
４６，５６  真空排気手段
４８  マスク出口アース板
５０  シャワー電極
５２  原料ガス供給手段
５４  高周波電源
６０  バイアス電源
６２  ベルトロール
６４  ベルト供給軸
６８  ベルト巻取り軸
７０  第１ベルトローラ
７２  第２ベルトローラ
８２  Ｏリング
８４，８６  ローラ
８６ａ，８８  ベベルギア
９０  ハウジング
９２  ギア
９４  軸受け
９６  リングギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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