(57)【要約】【課題】  薄膜形成効率に優れ、帯状基板が幅方向にずれ難い薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供する。【解決手段】  本発明は、帯状基板２を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送する途中で前記帯状基板２の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置１において、前記帯状基板２を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状に搬送する第１螺旋搬送部７Ａと、前記第１螺旋搬送部７Ａに続いて、前記第１螺旋搬送部７Ａとは反対向きの螺旋状に搬送する第２螺旋搬送部７Ｂと、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状基板を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送する途中で前記帯状基板の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状に搬送する第１螺旋搬送部と、前記第１螺旋搬送部に続いて、前記第１螺旋搬送部とは反対向きの螺旋状に搬送する第２螺旋搬送部と、を有する、薄膜形成装置。
【請求項２】
前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部をそれぞれ複数有し、前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部が交互に配置されている、請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記第１螺旋搬送部が前記帯状基板を第１方向に搬送し、且つ、前記第２螺旋搬送部が前記帯状基板を前記第１方向とは反対の方向に搬送するように、前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部が、並んで配置されている、請求項１または２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送しながら前記帯状基板の表面に薄膜を形成する第１成膜工程と、
前記薄膜が形成された帯状基板を前記第１成膜工程とは反対の方向の螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送しながら前記薄膜の表面にさらに薄膜を形成する第２成膜工程と、
を有する、薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状基板に薄膜を形成する薄膜形成装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状基板の表面に各種薄膜を形成する方法として、ロールツーロール方式が知られている。ロールツーロール方式は、帯状基板をロールから引き出して搬送し、その搬送途中で帯状基板の表面に薄膜を形成した後、その帯状基板を再びロールに巻き取る方式をいう。
例えば、特許文献１には、ロールツーロール方式にて、帯状基板の表面にガスバリア性有機薄膜を形成することが開示されている。
また、特許文献２には、帯状基板を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送している途中で、帯状基板の表面に太陽電池セルの導電膜などを形成することが開示されている。特許文献２の方法は、帯状基板を螺旋状に搬送するので、特許文献１の方法に比して、薄膜形成効率に優れている。
【０００３】
また、特許文献２の［００２９］には、チャンバーと帯状基板を螺旋状に搬送するロールと材料供給部とを有する成膜処理部の複数が直線状に配置されることが開示されている。
かかる特許文献２では、例えば、第１の成膜処理部において帯状基板を右回り方向の螺旋状に搬送しながら第１の薄膜を形成した後、第２の成膜処理部において帯状基板を右回り方向の螺旋状に搬送しながら第２の薄膜を形成し、これを順次繰り返すことにより、複数の薄膜を帯状基板の表面に積層できる。
しかしながら、かかる方法では、帯状基板がその幅方向にずれ易く、その改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３０１１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、薄膜形成効率に優れ、帯状基板が幅方向にずれ難い薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の薄膜形成装置は、帯状基板を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送する途中で前記帯状基板の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置において、前記帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状に搬送する第１螺旋搬送部と、前記第１螺旋搬送部に続いて、前記第１螺旋搬送部とは反対向きの螺旋状に搬送する第２螺旋搬送部と、を有する。
【０００７】
本発明の好ましい薄膜形成装置は、前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部をそれぞれ複数有し、前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部が交互に配置されている。
本発明の好ましい薄膜形成装置は、前記第１螺旋搬送部が前記帯状基板を第１方向に搬送し、且つ、前記第２螺旋搬送部が前記帯状基板を前記第１方向とは反対の方向に搬送するように、前記第１螺旋搬送部と第２螺旋搬送部が、並んで配置されている。
【０００８】
本発明の別の局面によれば、薄膜形成方法を提供する。
本発明の薄膜形成方法は、帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送しながら前記帯状基板の表面に薄膜を形成する第１成膜工程と、
前記薄膜が形成された帯状基板を前記第１成膜工程とは反対の方向の螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送しながら前記薄膜の表面にさらに薄膜を形成する第２成膜工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の薄膜形成装置及び薄膜形成方法を用いれば、帯状基板のずれが抑制されるので、目的とする薄膜を帯状基板の所定位置に効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の薄膜形成装置の概略右側面図。
【図２】同薄膜形成装置の概略平面図。
【図３】図１の矢印ＩＩＩ方向から見た薄膜形成装置の平面図。
【図４】図２の矢印ＩＶ方向から見た薄膜形成装置の左側面図。
【図５】図２の矢印Ｖ方向から見た薄膜形成装置の正面図。
【図６】第２実施形態の第１例の薄膜形成装置における第１螺旋搬送部の平面図。
【図７】第２実施形態の第２例の薄膜形成装置における第１螺旋搬送部の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について、図面を参照しつつ説明する。ただし、各図における大きさ及び長さなどの寸法は、実際のものとは異なっていることに留意されたい。
また、本明細書において、用語の頭に、「第１」、「第２」を付す場合があるが、この第１などは、用語を区別するためだけに付加されたものであり、その順序や優劣などの特別な意味を持たない。「帯状」とは、一方向における長さが、一方向と直交する方向における長さよりも十分に長い略長方形状を意味する。前記帯状は、例えば、前記一方向における長さがそれと直交する方向における長さの１０倍以上の略長方形状であり、好ましくは３０倍以上であり、より好ましくは１００倍以上である。「長手方向」は、前記帯状の一方向（帯状の長辺と平行な方向）であり、「短手方向」は、前記長手方向と直交する方向（帯状の短辺と平行な方向）である。「ＰＰＰ〜ＱＱＱ］という表記は、「ＰＰＰ以上ＱＱＱ以下」を意味する。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の薄膜形成装置は、帯状基板を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送する途中で前記帯状基板の表面に薄膜を形成する。本発明の薄膜形成装置は、前記帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状に搬送する第１螺旋搬送部と、前記第１螺旋搬送部に続いて、前記第１螺旋搬送部とは反対向きの螺旋状に搬送する第２螺旋搬送部と、を有し、第１螺旋搬送部及び第２螺旋搬送部において薄膜を形成する。
【００１３】
＜帯状基板＞
前記帯状基板は、フレキシブル性を有する。フレキシブルな帯状基板は、ロールに巻くことができる、柔軟なシート状物である。
前記帯状基板としては、例えば、樹脂フィルム、金属シート、ガラスシートなどが挙げられる。帯状基板は、透明又は不透明のいずれでもよい。なお、帯状基板として金属シートを用いる場合、必要に応じて、その金属シートの表面に絶縁層が設けられる。
【００１４】
前記樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂フィルム；ポリ塩化ビニル系樹脂フィルム；酢酸ビニル系樹脂フィルム；ポリカーボネート系樹脂フィルム；ポリフェニレンスルフィド系樹脂フィルム；ポリアミド（ナイロン）、全芳香族ポリアミド（アラミド）等のアミド系樹脂フィルム；ポリイミド系樹脂フィルム；ポリエーテルエーテルケトン系樹脂フィルム；などが挙げられる。前記樹脂フィルムとしては、成膜源などからの輻射熱による影響を考慮すると、耐熱性が高いフィルム、特に、ガラス転移温度が高く且つ熱収縮し難いフィルムを用いることが好ましい。ガラス転移温度が低い又は熱収縮し易いフィルムを用いると、薄膜の形成の際に帯状基板に歪が生じるおそれがある。このような点から、樹脂フィルムとしては、耐熱性の高いフィルムを用いることが好ましい。例えば、短手方向（ＴＤ）及び長手方向（ＭＤ）の各収縮率が、ともに０．５％以下である樹脂フィルムが好ましい。このような耐熱性の高い樹脂フィルムとしては、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサルファイド、ポリフェニルサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドなどからなる樹脂フィルムが挙げられる。
前記金属シートの金属としては、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、銅、及びこれらの合金等が挙げられ、好ましくは、ステンレスが用いられる。
帯状基板の厚みは、特に限定されず、通常、２０μｍ〜２００μｍであり、ハンドリングの観点から５０μｍ〜１５０μｍが好ましい。
また、前記帯状基板の幅は、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以下が好ましい。
【００１５】
前記帯状基板は、その表面（薄膜を形成する面）に、コロナ放電処理、プラズマ放電処理若しくはイオンエッチング（ＲＩＥ）処理などの表面改質処理が施されていてもよい。或いは、前記帯状基板の表面に、平滑層及び接着層となり得る、無機物の層又はポリマーの層が形成されていてもよい。
【００１６】
＜薄膜形成装置＞
本発明の薄膜形成装置は、ロールツーロール方式にて帯状基板の表面に薄膜を形成する。
薄膜形成装置は、帯状基板を右回り又は左回りの何れかの方向の螺旋状に搬送する第１螺旋搬送部と、前記第１螺旋搬送部に続いて、前記第１螺旋搬送部とは反対向きの螺旋状に搬送する第２螺旋搬送部と、を少なくとも有する。
図１及び図２は、薄膜形成装置の概要を示す概略図である。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれ互いに直交する方向である。図示例では、装置の上下方向をＺ方向として表しているが、これに限定されず、例えば、Ｘ方向又はＹ方向が装置の上下方向であってもよい。また、各図の細矢印は、帯状基板の進行方向を示す。
図１及び図２において、ロール９１に巻かれた帯状基板２を引き出し、その帯状基板２を薄膜形成装置１に導入して帯状基板２の表面に薄膜を形成した後、薄膜形成済み帯状基板２が再びロール９２に巻き取られる。
【００１７】
薄膜形成装置１は、帯状基板を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送する複数の螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと、各螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにそれぞれ具備された成膜源と、を有する。
螺旋搬送部は、２つ以上設けられていればよく、３つでもよく、４つ以上でもよい。好ましくは、螺旋搬送部は、偶数設けられる。図示例では、４つの螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ（第１螺旋搬送部７Ａ、第２螺旋搬送部７Ｂ、第３螺旋搬送部７Ｃ、第４螺旋搬送部７Ｄ）が設けられている。
図示例では、ロール９１からロール９２までの間に、第１螺旋搬送部７Ａ、第２螺旋搬送部７Ｂ、第３螺旋搬送部７Ｃ、第４螺旋搬送部７Ｄの順で配置されている。従って、ロール９１から引き出された帯状基板は、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにて順に薄膜が形成された後、再びロール９２に巻き取られる。なお、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの間では、帯状基板はロールに巻き取られることなく、帯状基板２の表面に連続して薄膜が形成されていく。
第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、例えば、並んで配置されている。図示例では、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、Ｙ方向に直線状に並んで配置されている。
【００１８】
第１螺旋搬送部７Ａと第３螺旋搬送部７Ｃは、搬送する帯状基板２の螺旋の向きが同じである。第２螺旋搬送部７Ｂと第４螺旋搬送部７Ｄは、搬送する帯状基板２の螺旋の向きが同じである。第１螺旋搬送部７Ａと第２螺旋搬送部７Ｂは、搬送する帯状基板２の螺旋の向きが反対である。
具体的には、第１螺旋搬送部７Ａ及び第３螺旋搬送部７Ｃは、Ｘ１側からＸ２側へ見た場合、帯状基板２を右回り（時計回り）の螺旋状の搬送軌跡を描きながら搬送する。この場合、帯状基板２は、Ｘ１側からＸ２側（第１方向１１）に搬送される。つまり、第１螺旋搬送部７Ａ及び第３螺旋搬送部７Ｃは、帯状基板２を右回り方向の螺旋軌跡を描きながら第１方向１１に搬送する。第２螺旋搬送部７Ｂ及び第４螺旋搬送部７Ｄは、Ｘ２側からＸ１側へ見た場合、帯状基板２を左回り（反時計回り）の螺旋状の搬送軌跡を描きながら搬送する。この場合、帯状基板２は、Ｘ２側からＸ１側（第２方向１２）に搬送される。つまり、第２螺旋搬送部７Ｂ及び第４螺旋搬送部７Ｄは、帯状基板２を左回り方向の螺旋軌跡を描きながら第２方向１２に搬送する。第２方向１２は、第１方向１１と反対の方向である。
【００１９】
第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、それぞれ独立して、キャンロールを含む搬送装置と、搬送装置の外側を覆い且つ薄膜形成エリアと非形成エリアを有するチャンバーと、成膜源と、を有する。
図１及び図２に示すように、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄは、それぞれキャンロールの回転軸を略平行にした状態で、１つの方向（Ｙ方向）に所望間隔を開けて並んで配置されている。このように配置することにより、薄膜形成装置１の全体が歪な形状とならず、直線状の薄膜形成装置１を構成でき、比較的小さなスペースに薄膜形成装置１を設置できるようになる。
図３及び図４は、第１螺旋搬送部及び第２螺旋搬送部の内部構造を示し、図５は、第１螺旋搬送部の内部構造を示す。
第３螺旋搬送部７Ｃは、第１螺旋搬送部７Ａと同様であり、第４螺旋搬送部７Ｄは、第２螺旋搬送部７Ｂと同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【００２０】
（第１螺旋搬送部）
第１螺旋搬送部７Ａは、図３乃至図５に示すように、キャンロール３１Ａを含む搬送装置３Ａと、搬送装置３Ａの外側を覆い且つ薄膜形成エリアと非形成エリアを有するチャンバー４Ａと、成膜源６Ａと、を有する。前記搬送装置３Ａは、右回りの螺旋状の搬送軌跡を描くように帯状基板２を送り、その帯状基板２を薄膜形成エリアと非形成エリアに交互に導いていく。
その搬送装置３Ａの基本構成は、帯状基板２をその長手方向に送るように回転可能なキャンロール３１Ａと、左右一組の補助ロール３２１Ａ，３２２Ａと、を有する。一方の補助ロールを第１補助ロールといい、もう一方を第２補助ロールという。
【００２１】
キャンロール３１Ａは、その一部が薄膜形成エリアに含まれ且つその残部が非形成エリアに含まれるように、チャンバー４Ａ内に配置されている。第１及び第２補助ロール３２１Ａ，３２２Ａは、その全部が非形成エリアに含まれるように、チャンバー４Ａ内に配置されている。
キャンロール３１Ａには、温度制御手段（図示せず）が具備されている。温度制御手段は、キャンロール３１Ａの周面を通じて帯状基板２を所望の温度に維持するものある。前記温度制御手段としては、例えば、シリコーンオイルなどを循環させる熱媒循環装置などが挙げられる。
【００２２】
キャンロール３１Ａは、全体として円柱状に形成されている。キャンロール３１Ａは、回転軸３１Ｓに回転可能に軸支されている。キャンロール３１Ａの回転軸３１Ｓは、Ｘ方向に延びている。
第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａは、キャンロール３１Ａよりも小径の円柱状であり、第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａを左右一組として、複数組配置されている。図示例では、８個の第１補助ロール３２１Ａと８個の第２補助ロール３２２Ａが設けられている。従って、８組の第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａが設けられている。
各第１補助ロール３２１Ａは、キャンロール３１Ａから送られる帯状基板２を第２補助ロール３２２Ａに送るロールであり、各第２補助ロール３２２Ａは、第１補助ロール３２１Ａから送られる帯状基板２をキャンロール３１Ａに送るロールである。各第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａは、それぞれ独立した回転軸３２１Ｓ，３２２Ｓに軸支されている。複数の第１補助ロール３２１Ａの回転軸３２１Ｓは、略平行であり、複数の第２補助ロール３２２Ａの回転軸３２２Ｓも、略平行に配置されている。また、第１補助ロール３２１Ａの回転軸３２１Ｓと第２補助ロール３２２Ａの回転軸３２２Ｓもまた略平行に配置されている。ここで、本明細書において、「略平行」は、完全に平行、又は、０度±０．１４度の範囲内にあることをいう。
第１補助ロール３２１Ａの回転軸３２１Ｓ及び第２補助ロール３２２Ａの回転軸３２２Ｓは、それぞれ、Ｘ方向及びＹ方向を含む面内に含まれ、且つ、Ｘ方向に対して傾斜されている。前記Ｘ方向に対する第１補助ロール３２１Ａの回転軸３２１Ｓ及び第２補助ロール３２２Ａの回転軸３２２Ｓの傾斜角は、鋭角であれば特に限定されず、図示例では、例えば、１度〜１５度の範囲内に設定されている。前記傾斜角を調整することにより、帯状基板２を螺旋状に搬送する際の、帯状基板２の間隔を適宜設定できる。
【００２３】
第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａは、キャンロール３１Ａから離れ且つキャンロール３１Ａを基準としてＺ１側にそれぞれ配置されている。また、第１補助ロール３２１Ａは、Ｙ２側に配置され、第２補助ロール３２２Ａは、Ｙ１側に配置されている。すなわち、第１補助ロール３２１Ａと第２補助ロール３２２Ａは、ほぼＹ方向において向かい合って対を成し、キャンロール３１Ａを基準としてＺ１側にそれぞれ配置されている。
第１補助ロール３２１Ａの周面のうち最外側部の幅方向中心とキャンロール３１Ａの周面のうち最外側部とを結んだ仮想線は、Ｚ方向と略平行とされている。また、第２補助ロール３２２Ａの周面のうち最外側部の幅方向中心とキャンロール３１Ａの周面のうち最外側部とを結んだ仮想線は、Ｚ方向と略平行とされている。前記各仮想線がＺ方向と略平行となるように、第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａはそれぞれ配置されている。
【００２４】
そして、チャンバー４Ａ内に導かれた帯状基板２は、キャンロール３１Ａの周面のうちＺ２側の半分に掛けられて搬送され、第１補助ロール３２１Ａの周面のうちＺ１側の１／４部分に掛けられ、さらに、第２補助ロール３２２Ａの周囲のうちＺ１側の反対側１／４部分に掛けられて搬送された後、再び、キャンロール３１Ａに掛けられ、これを繰り返す。図示例では、帯状基板２は、下方側から見てキャンロール３１Ａに９回巻き掛けられる。かかる帯状基板２は、キャンロール３１Ａと第１補助ロール３２１Ａ及び第２補助ロール３２２Ａとに交互に接して螺旋状の搬送軌跡を描きながら、Ｘ１側からＸ２側へと搬送される。具体的には、チャンバー４Ａ内に導かれた帯状基板２は、キャンロール３１ＡのＸ１側の端部からキャンロール３１Ａの周面上を円弧を描きながらＹ１側からＹ２側に送られ、キャンロール３１Ａの最外側部においてキャンロール３１Ａから離れてＺ１側に送られ、第１補助ロール３２１Ａの最外側部において第１補助ロール３２１Ａに接し、そのロール３２１Ａの周面上を円弧を描きながらＹ１側に送られて第２補助ロール３２２Ａに接し、そのロール３２２Ａの周面上を円弧を描きながらＺ２側に送られ、第２補助ロール３２２Ａの最外側部において第２補助ロール３２２Ａから離れた後、再び、キャンロール３１Ａの反対側の最外側部に接し、キャンロール３１Ａの周面上を円弧を描きながらＹ１側からＹ２側に送られ、これを繰り返す。従って、第１螺旋搬送部は、Ｘ１側からＸ２側へ見た場合、帯状基板２を右回り（時計回り）の螺旋状の搬送軌跡を描きながら搬送する。この場合、帯状基板２の搬送方向は、Ｘ１側からＸ２側（第１方向１１）である。
【００２５】
なお、補助ロール３２１Ａ，３２２Ａが傾斜して配置された本実施形態においては、キャンロール３１Ａ上において、帯状基板２Ａは、キャンロール３１Ａの周方向に送られる。詳しくは、帯状基板２Ａは、帯状基板２Ａの幅方向中心がキャンロール３１Ａの回転軸方向と直交する面内を円弧を描いて移動するように、キャンロール３１Ａに接しながら搬送される。キャンロール３１Ａと第１補助ロール３２１Ａの間及びキャンロール３１Ａと第２補助ロール３２２Ａの間では、それぞれ、帯状基板２は、前記キャンロール３１Ａの回転軸方向と直交する面内において直線状（Ｚ方向）に移動するように搬送される。
【００２６】
チャンバー４Ａは、キャンロール３１Ａ及び補助ロール３２１Ａ，３２２Ａの外側を覆うことができる大きさに形成されている。このチャンバー４Ａの内部には、薄膜形成エリアと非形成エリアを区画するための隔壁４７Ａが設けられている。
チャンバー４Ａの内部は、前記隔壁４７Ａを基準にして、Ｚ１側が非形成エリアとされ、Ｚ２側が薄膜形成エリアとされている。なお、非形成エリアは、薄膜が形成されないスペースをいい、薄膜形成エリアは、薄膜が形成されるスペースをいう。
【００２７】
チャンバー４Ａの内部には、成膜源６Ａが具備されている。図示例では、成膜源６Ａは、１つであるが、チャンバー４Ａ内に、異なる材料又は同一の材料を含む２つ以上の成膜源が具備されていてもよい。
成膜源６Ａは、形成目的の薄膜に応じて適宜設定される。成膜源６Ａとしては、真空蒸着法の蒸着源、スパッタ法のターゲット、イオンプレーティング法の材料などが挙げられる。
以下、真空蒸着法を例に採って説明する。
チャンバー４Ａには、それぞれ真空ポンプ及び反応ガス供給装置（図示せず）が接続されている。真空ポンプは、チャンバー４Ａ内のエアーを引き抜き、チャンバー内の所望の真空度に調整する。反応ガス供給装置は、チャンバー４Ａ内に反応ガスを封入する。反応ガスは、成膜源６Ａの種類に応じて適宜設定でき、例えば、酸素含有ガス、窒素含有ガス、炭化水素含有ガス、又はこれらの混合ガスなどが挙げられる。前記酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ２）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）などが挙げられ、前記窒素含有ガスとしては、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）、一酸化窒素（ＮＯ）などが挙げられ、前記炭化水素含有ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）などが挙げられる。
【００２８】
なお、特に図示しないが、必要に応じて、チャンバー４Ａに、それぞれ独立してプラズマ源及び放電ガス供給装置などを設けてもよい。
前記プラズマ源は、個別チャンバー内にプラズマを発生させる。プラズマは、特に限定されず、例えば、アーク放電プラズマ、グロー放電プラズマなどを用いることができる。グロー放電プラズマなどとは異なり、非常に高い電子密度となることから、アーク放電プラズマを用いることが好ましい。アーク放電プラズマを用いることにより、材料の反応性を高めることができ、非常に緻密な薄膜を帯状基板２に形成できる。プラズマ源としては、例えば、圧力勾配型プラズマガン、直流放電プラズマ発生装置、高周波放電プラズマ発生装置などを利用できる。これらの中では、成膜中において高密度なプラズマを安定的に発生させることが可能であることから、プラズマ源として圧力勾配型プラズマガンを用いることが好ましい。
前記放電ガス供給装置は、チャンバー４Ａ内に、適度な圧力の放電ガスを供給する。前記放電ガスとしては、代表的には、アルゴンガスなどの不活性ガスを用いることができる。
【００２９】
真空蒸着法にて薄膜を形成する場合、成膜源６Ａとして蒸着源が用いられる。成膜源６Ａの材料を蒸発させる手段としては、前記プラズマを用いることができるが、抵抗加熱や電子ビームなどを用いてもよい。
成膜源６Ａとしては、金属；半金属；金属又は半金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物又は酸化窒化炭化物；有機ＥＬ素子の有機層に使用される材料；などが挙げられる。
前記金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これら以外の金属が挙げられる。アルカリ金属及びアルカリ土類金属以外の金属としては、チタン、アルミニウム、亜鉛、ガリウム、インジウムなどが挙げられる。前記半金属は、金属と非金属の中間の性質を示す物質をいう。前記半金属としては、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウム、アスタチンなどが挙げられる。有機ＥＬ素子の有機層に使用される材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−２，２’−ジメチルベンジジン(略称：α−ＮＰＤ)、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−９，９’−スピロビスフルオレン（略称：Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＢ）などのスピロ化合物；トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの有機金属錯体；１，３，５−トリス（カルバゾ−ル−９−イル）ベンゼン（略称：ＴＣＰ）などのカルバゾール誘導体；トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）などの有機イリジウム錯体；１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）などの複素芳香族化合物；ポリ（２，５−ピリジン−ジイル）（略称：ＰＰｙ）などの高分子化合物；などが挙げられる。
【００３０】
例えば、成膜源６Ａとしてケイ素を用い、反応ガスとして窒素ガスを用いた場合には、帯状基板２が第１螺旋搬送部を通過している間に、帯状基板２の表面に窒化ケイ素膜が形成される。成膜源６Ａとしてケイ素を用い、反応ガスとして炭素水素ガスを用いた場合には、帯状基板２が第１螺旋搬送部を通過している間に、帯状基板２の表面に炭化ケイ素膜が形成される。
【００３１】
（第２螺旋搬送部）
第２螺旋搬送部７Ｂは、図３及び図４に示すように、キャンロール３１Ｂを含む搬送装置３Ｂと、搬送装置の外側を覆い且つ薄膜形成エリアと非形成エリアを有するチャンバー４Ｂと、成膜源６Ｂと、を有する。前記搬送装置３Ｂは、左回りの螺旋状の搬送軌跡を描くように帯状基板２を送り、その帯状基板２を薄膜形成エリアと非形成エリアに交互に導いていく。
その搬送装置３Ｂの基本構成は、帯状基板２をその長手方向に送るように回転可能なキャンロール３１Ｂと、第１及び第２補助ロール３２１Ｂ，３２２Ｂと、を有する。
第２螺旋搬送部７Ｂにおいては、キャンロール３１Ｂと第１及び第２補助ロール３２１Ｂ，３２２Ｂが、第１螺旋搬送部７Ａのキャンロール３１Ａと第１及び第２補助ロール３２１Ａ，３２２Ａと左右対照的に設けられている点を除いて、第１螺旋搬送部７Ａと同様である。以下、第２螺旋搬送部７Ｂの詳細を説明するにあたって、主として第１螺旋搬送部７Ａと異なる構成を主として説明し、同様の構成については、その説明を省略する。
【００３２】
キャンロール３１Ｂには、第１螺旋搬送部７Ａと同様に、温度制御手段（図示せず）が具備されている。
キャンロール３１Ｂは、全体として円柱状に形成され、その回転軸３１Ｓは、Ｘ方向に延びている。
各第１補助ロール３２１Ｂは、キャンロール３１Ｂから送られる帯状基板２を第２補助ロール３２２Ｂに送るロールであり、各第２補助ロール３２２Ｂは、第１補助ロール３２１Ｂから送られる帯状基板２をキャンロール３１Ｂに送るロールである。複数の第１補助ロール３２１Ｂの回転軸３２１Ｓは、略平行であり、複数の第２補助ロール３２２Ｂの回転軸３２２Ｓも、略平行に配置されている。また、第１補助ロール３２１Ｂの回転軸３２１Ｓと第２補助ロール３２２Ｂの回転軸３２２Ｓもまた略平行に配置されている。
第１補助ロール３２１Ｂの回転軸３２１Ｓ及び第２補助ロール３２２Ｂの回転軸３２２Ｓは、それぞれ、Ｘ方向及びＹ方向を含む面内に含まれ、且つ、Ｘ方向に対して傾斜されている。また、第１補助ロール３２１Ｂの回転軸３２１Ｓ及び第２補助ロール３２２Ｂの回転軸３２２Ｓは、図３の平面図で見て、第１螺旋搬送部７Ａの第１補助ロール３２１Ａの回転軸３２１Ｓ及び第２補助ロール３２２Ａの回転軸３２２Ｓとは反対向きに傾斜されている。
【００３３】
第１螺旋搬送部７Ａを通過した後、チャンバー４Ｂ内に導かれた帯状基板２は、キャンロール３１Ｂの周面のうちＺ２側の半分に掛けられて搬送され、第１補助ロール３２１Ｂに掛けられ、さらに、第２補助ロール３２２Ｂに掛けられて搬送された後、再び、キャンロール３１Ｂに掛けられ、これを繰り返す。図示例では、帯状基板２は、キャンロール３１Ｂに９回巻き掛けられる。かかる帯状基板２は、キャンロール３１Ｂと第１補助ロール３２１Ｂ及び第２補助ロール３２２Ｂとに交互に接して螺旋状の搬送軌跡を描きながら、Ｘ２側からＸ１側へと搬送される。具体的には、チャンバー４Ｂ内に導かれた帯状基板２は、キャンロール３１ＢのＸ２側の端部からキャンロール３１Ｂの周面上を円弧を描きながらＹ１側からＹ２側に送られ、キャンロール３１Ｂの最外側部においてキャンロール３１Ｂから離れてＺ１側に送られ、第１補助ロール３２１Ｂに接し、そのロール３２１Ｂの周面上を円弧を描きながらＹ１側に送られて第２補助ロール３２２Ｂに接し、そのロール３２２Ｂの周面上を円弧を描きながらＺ２側に送られ、再びキャンロール３１Ｂの反対側の最外側部に接し、キャンロール３１Ｂの周面上を円弧を描きながらＹ１側からＹ２側に送られ、これを繰り返す。従って、第２螺旋搬送部７Ｂは、Ｘ２側からＸ１側へ見た場合、帯状基板２を左回り（反時計回り）の螺旋状の搬送軌跡を描きながら搬送する。この場合、帯状基板２の搬送方向は、Ｘ２側からＸ１側（第２方向１２）である。
【００３４】
第１螺旋搬送部７Ａと第２螺旋搬送部７Ｂの間には、帯状基板２が通る通路９９が設けられている。この通路９９は、チャンバー４Ａとチャンバー４Ｂの気密状態を保つことができるように、チャンバー４Ａとチャンバー４Ｂの間に設けられている。必要に応じて、前記通路９９に圧力調整部を具備させてもよい。前記圧力調整部は、例えば、差圧排気によってチャンバー内の圧力を調整できるものである。
なお、第２螺旋搬送部７Ｂと第３螺旋搬送部７Ｃの間及び第３螺旋搬送部７Ｃと第４螺旋搬送部７Ｄの間にも、同様な通路９９がそれぞれ設けられている。
【００３５】
第２螺旋搬送部７Ｂのチャンバー４Ｂの内部には、隔壁４７Ｂが設けられている。また、チャンバー４Ｂには、成膜源６Ｂが具備されている。さらに、チャンバー４Ｂには、真空ポンプ及び反応ガス供給装置（図示せず）が接続され、必要に応じて、プラズマ源及び放電ガス供給装置などが設けられる。
チャンバー４Ｂ、隔壁４７Ｂ、成膜源６Ｂ、真空ポンプ、反応ガス供給装置、プラズマ源及び放電ガス供給装置については、第１螺旋搬送部７Ａにおいて説明したとおりである。なお、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに具備される各成膜源は、同じでもよく、異なっていてもよい。同様に、第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに具備される放電ガス供給装置などの各部材も、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに同じ部材を具備させることにより、各搬送部にて同じ種類の薄膜を形成でき、各搬送部に異なる部材を具備させることにより、各搬送部にて異なる種類の薄膜を形成できる。つまり、各搬送部にて形成される薄膜の種類は、特に限定されず、各搬送部を適宜設計することにより、様々な薄膜を形成できる。
【００３６】
＜薄膜の形成方法＞
上記薄膜形成装置１を用いることによって、所望の薄膜を帯状基板２の表面に形成できる。
まず、各チャンバー４Ａ，４Ｂに、形成目的の薄膜に応じた成膜源６Ａ，６Ｂを配置する。必要に応じて、反応ガス供給装置に、形成目的の薄膜に応じた反応ガスを充填する。各真空ポンプを作動させ、各チャンバー４Ａ，４Ｂ内を、成膜源や成膜法に応じた真空度に設定する。
温度制御手段を作動させ、キャンロール３１Ａ，３１Ｂの周面を所望の温度に昇温させる。例えば、帯状基板２が２０℃〜２００℃となるように、キャンロール３１Ａ，３１Ｂの周面を昇温させる。
搬送装置３Ａ，３Ｂを作動させ、第１螺旋搬送部７Ａにおいて帯状基板２を右回りの螺旋状に搬送し、続いて、第２螺旋搬送部７Ｂにおいて帯状基板２を左回りの螺旋状に搬送し、さらに、第３螺旋搬送部７Ｃにおいて帯状基板２を右回りの螺旋状に搬送し、第４螺旋搬送部７Ｄにおいて帯状基板２を左回りの螺旋状に搬送する。第１乃至第４螺旋搬送部７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄにおいて、帯状基板２は、それぞれ薄膜形成エリアと非形成エリアを交互に通過するようになる。
帯状基板２の搬送速度は、成膜レート及び形成目的の薄膜の厚みなどを考慮して適宜設定でき、例えば、０．１〜２０ｍ／分である。一般に、搬送速度を速くすると、比較的厚みの小さい薄膜が形成され、搬送速度を遅くすると、比較的厚みの大きい薄膜が形成される。
【００３７】
第１螺旋搬送部７Ａは、図３及び図４に示すように、帯状基板２を右回りの螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送し、帯状基板２を薄膜形成エリアと非形成エリアを交互に通過させる。帯状基板２が薄膜形成エリアを通過している間に、成膜源６Ａに応じた薄膜形成材料が帯状基板２の表面に堆積し、第１の薄膜が形成される（第１成膜工程）。
第１の薄膜が形成された帯状基板２は、通路９９を通じて、第１螺旋搬送部７Ｂに導入される。第２螺旋搬送部７Ｂは、帯状基板２を左回りの螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送し、帯状基板２を薄膜形成エリアと非形成エリアを交互に通過させる。帯状基板２が薄膜形成エリアを通過している間に、成膜源６Ｂに応じた薄膜形成材料が前記第１の薄膜の表面に堆積し、第２の薄膜が形成される（第２成膜工程）。
以後、同様に、帯状基板２は、通路９９を通じて第３螺旋搬送部７Ｃに導かれ、第２の薄膜の表面に第３の薄膜が形成され、さらに、第４螺旋搬送部７Ｄに導かれ、第３の薄膜の表面に第４の薄膜が形成される。
このようにして、帯状基板２の表面上に、第１の薄膜／第２の薄膜／第３の薄膜／第４の薄膜からなる４層の薄膜が積層される。
前記薄膜の成膜レートは、適宜設定できるが、例えば、１０〜３００ｎｍ／分である。
前記各薄膜の厚みは、適宜設定できるが、例えば、それぞれ独立して、５ｎｍ〜８００ｎｍであり、好ましくは、それぞれ独立して１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００３８】
本発明の薄膜形成装置１は、様々な用途に使用できる。
例えば、前記薄膜形成装置１は、透明ガスバリアフィルム、有機ＥＬデバイス、太陽電池、薄膜電池などの製造に使用できる。好ましくは、有機ＥＬデバイスの製造に使用できる。有機ＥＬデバイスは、例えば、照明装置、ディスプレイ装置などとして使用できる。
【００３９】
本発明の薄膜形成装置１は、帯状基板２を螺旋状に搬送している間に薄膜を形成するので、装置が長大とならず、薄膜形成効率に優れている。
さらに、本発明の薄膜形成装置１は、第１螺旋搬送部７Ａにおいて帯状基板２を右回りの螺旋状に搬送し、それに続いて、第２螺旋搬送部７Ｂにおいて帯状基板２を左回りの螺旋状に搬送するので、帯状基板２が幅方向にずれ難くなる。例えば、帯状基板を螺旋状に搬送していると、その幅方向（搬送方向）に帯状基板が少しずつずれていくようになる。特に、キャンロールへの巻き掛け回数が多くなるほど、前記帯状基板のずれが加算されていき、キャンロールの後端部においては、帯状基板が幅方向に大きくずれた状態となる。この点、本発明のように、第１螺旋搬送部７Ａにおいて帯状基板２を右回り又は左回りの何れかの方向に搬送した後、第２螺旋搬送部７Ｂにおいてその反対向きの螺旋状で帯状基板２を搬送すると、帯状基板２のずれを矯正できる。つまり、第１螺旋搬送部７Ａにおいて帯状基板２は、幅方向一方側に少しずれるが（図示例では、第１螺旋搬送部７Ａにおいて、帯状基板２はＸ２側に少しずれる）、それに続く第２螺旋搬送部７Ｂにおいて帯状基板２は、幅方向反対側に少しずれるため（図示例では、第２螺旋搬送部７Ｂにおいて、帯状基板２はＸ１側に少しずれる）、帯状基板２のずれが矯正される。
このように本発明の薄膜形成装置１及び薄膜形成方法によれば、帯状基板のずれが抑制されるので、目的とする薄膜を帯状基板２の所定位置に形成することができる。
【００４０】
なお、本発明の薄膜形成装置は、上記第１実施形態に限られず、本発明の意図する範囲で適宜設計変更できる。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、その説明に於いて、主として上記第１実施形態と異なる構成及び効果について説明し、上記第１実施形態と同様の構成などについては、（それを説明したものとして）用語又は符号をそのまま援用し、その構成の説明を省略する場合がある。
【００４１】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、第１螺旋搬送部７Ａの搬送装置３Ａは、左右一組の補助ロールを有するが、例えば、図６に示すように、搬送装置３Ａが１つの補助ロール３２３Ａとキャンロール３１Ａから構成されていてもよい。
また、図７に示すように、補助ロールを有さない搬送装置３Ａを用いてもよい。図７に示す搬送装置３Ａによれば、帯状基板２はキャンロール３１Ａのみに螺旋状に巻き掛けられて搬送される。その他、特に図示しないが、特開２０１３−１３９６２１号公報に開示されたネルソンロールを本発明の搬送装置として用いてもよい。
第２螺旋搬送部７Ｂ、第３螺旋搬送部７Ｃ及び第４螺旋搬送部７Ｄの搬送装置も同様に、変更することができる。
本発明の薄膜形成装置１においては、帯状基板２を螺旋状の搬送軌跡を描くように搬送できることを条件として、各螺旋搬送部の搬送装置の具体的構成は、特に限定されず、様々な構造を採用できる。
【００４２】
［その他の実施形態］
上記第１実施形態では、螺旋状に搬送される帯状基板２はキャンロールに９回巻き掛けられているが、帯状基板２は２回以上キャンロールに巻き掛けられていることを条件にして、その数は特に限定されない。
【符号の説明】
【００４３】
１  薄膜形成装置
２  帯状基板
３  搬送装置
３１Ａ，３１Ｂ  キャンロール
３２１Ａ，３２２Ａ，３２１Ｂ，３２２Ｂ  補助ロール
４Ａ，４Ｂ  チャンバー
６Ａ，６Ｂ  成膜源
７Ａ  第１螺旋搬送部
７Ｂ  第２螺旋搬送部
７Ｃ  第３螺旋搬送部
７Ｄ  第４螺旋搬送部
【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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【図７】
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