(57)【要約】  本発明は、ロール、膜形成装置及び膜形成方法に関する。本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム、纎維性または金属性ウェブやフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる装置またはその装置を使用した膜形成方法が提供される。
2016505712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールであって、
前記基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有することを特徴とするロール。
【請求項２】
基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールであって、
前記基板の前記移送過程で前記基板に向けて前駆体を供給することができる供給手段を含むことを特徴とするロール。
【請求項３】
両側の末端部が全て中央部に比べて大きい直径を有することを特徴とする請求項１に記載のロール。
【請求項４】
移送過程で基板を固定することができる固定手段が末端部に存在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロール。
【請求項５】
末端部は、張力を印加しながら基板を固定するように設置されていることを特徴とする請求項４に記載のロール。
【請求項６】
末端部は、基板の移送方向と７０度〜１１０度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向に移動可能に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロール。
【請求項７】
末端部には、基板の移送過程で基板に張力が印加されるように形成されている突出パターンが存在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロール。
【請求項８】
突出パターンは、基板の供給、移送または回収方向と０度を超過し、９０度未満の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向に形成されている線形態を含むことを特徴とする請求項７に記載のロール。
【請求項９】
基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有し、供給手段は、前記中央部または末端部の内部側壁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロール。
【請求項１０】
側面から前駆体が注入され、注入された前駆体が噴射口により噴射されるように設置されていることを特徴とする請求項９に記載のロール。
【請求項１１】
基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含み、
前記ガイドロールのうち少なくとも一つは、請求項１または請求項２に記載のロールであることを特徴とする膜形成装置。
【請求項１２】
処理領域は、膜を原子層蒸着方式で形成するように設置されていることを特徴とする請求項１１に記載の膜形成装置。
【請求項１３】
処理領域は、各々基板上に前駆体の層を形成するように設置された第１及び第２領域を含み、ガイドロールは、前記第１及び第２処理領域内に各々一つ以上存在し、前記基板が前記第１及び第２処理領域を順次通過するようにする経路を形成するように設置されていることを特徴とする請求項１１に記載の膜形成装置。
【請求項１４】
第１または第２処理領域に形成された前駆体を排気することができるように設置された排気手段をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の膜形成装置。
【請求項１５】
移送システムは、基板を第１及び第２処理領域を複数回通過させることができるように設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の膜形成装置。
【請求項１６】
不活性ガスまたは前駆体が供給されるように設置された第３領域をさらに含み、前記第３領域は、第１または第２領域と連結されており、移送システムは、基板を第１領域、第３領域及び第２領域、または第２領域、第３領域及び第１領域を前記手順で通過させることができるように形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の膜形成装置。
【請求項１７】
移送システムは、基板を第３領域を毎回経由しながら第１及び第２処理領域を複数回通過させることができるように設置されていることを特徴とする請求項１６に記載の膜形成装置。
【請求項１８】
移送システムは、第１領域内に存在する複数の第１ガイドロール及び第２領域内に存在する複数の第２ガイドロールを含み、前記第１ガイドロールのうち少なくとも一部は、前記第２領域側に基板の経路を変化させるように形成されており、前記第２ガイドロールのうち少なくとも一部は、前記第１領域側に基板の経路を変化させるように形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の膜形成装置。
【請求項１９】
請求項１１の装置を使用して基板上に膜を形成することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
基板がプラスチックフィルム、金属性ウェブまたは纎維性フィルムであることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール、膜形成装置及び膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、バリア層（ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）のようなコンフォーマルコーティング（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）の形成や、電界発光ディスプレイ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）または電気泳動などから要求されることができる可撓性ディスプレイコーティング、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）、光学コーティング、可撓性基板上の電子部品、可撓性基板上の薄膜、エレクトロクロミック及び光電気力分野などを含んだ多様な分野では、多様な種類の膜を形成する技術が要求されることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２−０１７０４９６号明細書
【特許文献２】米国特許第４６９２２３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ロール、膜形成装置及び膜形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールで使用されるロールであって、前記基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有するロールを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム、纎維性または金属性ウェブやフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる装置またはその装置を使用した膜形成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的なロールの形態を示した図である。
【図２】例示的なロールの形態を示した図である。
【図３】例示的なロールの形態を示した図である。
【図４】例示的なロールの形態を示した図である。
【図５】例示的なロールの形態を示した図である。
【図６】例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
【図７】例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
【図８】例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
【図９】例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
【図１０】例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
【図１１】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１２】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１３】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１４】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１５】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１６】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【図１７】例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、いわゆるロールトゥーロール装置（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ ｄｅｖｉｃｅ）、例えば、基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールに関する。
【０００９】
前記ロールは、前記基板の移送過程で基板の末端のみに接触され、その以外の基板の部分には接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、あるいは中央部が存在しない形態を有することができる。前記基板の末端は、基板の前記移送方向と垂直な方向でのいずれか一つの末端または両末端を意味することができる。
【００１０】
また、ロールは、上述の構成に基板に向けて前駆体を供給することができる前駆体供給手段を含むことができる。
【００１１】
また、本発明は、前記ロールをガイドロールとして含む膜形成装置に関する。前記装置は、例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により膜を形成する原子層蒸着装置であることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記装置を使用して基板、例えば、プラスチックフィルム、金属性または纎維性ウェブやフィルムのような可撓性基板に膜を形成する膜形成方法に関する。
【００１３】
例示的なロールは、基板を移送する用途で使用されるロールであることができる。
【００１４】
ロールは、少なくとも一つの末端部または両末端部が全て中央部に比べて大きい直径を有する構造であるか、あるいは中央部なしに末端部のみが存在する構造を有することができる。一つの例示で、ロールは、両末端部及び中央部を含み、前記両末端部は、基板と接触して前記基板を移送させることができるように設置されており、前記中央部は、基板の移送過程で基板と接触しないように前記両末端部に比べて小さい直径を有するか、存在しないことができる。
【００１５】
図１は、例示的なロールの形態を示した図であり、図１に示したように、ロールは、基板１０１と接触される両末端部２１０と、基板１０１と接触されない中央部２２０と、を含むことができる。前記中央部２２０の直径（Ｒｃ）対末端部２１０の直径（Ｒｅ）の割合（Ｒｃ／Ｒｅ）は、特別に限定されず、適切な基板移送が可能に調節されると関係ない。例えば、前記割合（Ｒｃ／Ｒｅ）は、０．９以下または０．５〜０．９程度であることができる。中央部が存在しない構造で前記割合（Ｒｃ/Ｒｅ）は、０であることができる。
【００１６】
基板の移送方向と垂直な方向で測定されるロールの長さ（Ｌ）及び中央部２２０の長さ（Ｌｃ）、中央部２２０がない場合の両末端部２１０の間の間隔（Ｌｃ）の割合（Ｌｃ／Ｌ）も移送過程で基板を適切に固定できる程度の末端部２１０が確保される限り、特別に限定されない。例えば、前記割合（Ｌｃ／Ｌ）は、０．７〜０．９程度であることができる。
【００１７】
一つの例示で、ロールの末端部には、移送過程で基板を固定するように形成された突出部が存在することができる。突出部により移送過程で基板が固定されて基板の離脱やスライドなどが防止されることができる。
【００１８】
また、ロールは、中央部は存在しないで、両末端部のみが存在する形態を有することができる。
【００１９】
ロールの両末端部は、例えば、基板の移送過程で前記移送方向と７０度〜１１０度の範囲内のいずれの一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に基板に張力を印加しながら基板を固定するように形成されることができる。例えば、前記末端部は、基板の移送方向と７０度〜１１０度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に前記基板を引っ張ることができるように移動が可能に形成されることができる。他の例示では、末端部またはその末端部に存在する突出部のパターンが基板が移送されながら同時に引っ張られるようにする形状を有することができる。
【００２０】
図２〜図５は、前記のような構造を例示的に示した図である。
【００２１】
例えば、図２に示したように、ロールは、両末端部２１０のみが存在する形態を有することができる。このような構造で両末端部２１０の突出部３１０に基板１０１を固定し、前記両末端部２１０を外側に水平移動させて基板１０１に張力を印加しながら移送することができる。
【００２２】
図２のような構造は、図３に示したように、中央部２２０が存在するロールに対しても具現することができる。
【００２３】
図４は、基板１０１に張力を印加しながら移送することができる他の形態を示した図である。図４のように、突出部３１０を所定パターンで形成して前記のような構造を具現することができる。この場合、突出部３１０のパターンの形態は、特別に限定されない。例えば、前記突出パターンは、基板の進行方向（移送方向）と０度を超過して、９０度未満の範囲内のいずれか一つの角度を形成している線形態を含むことができる。このような形態は、例えば、櫛形態、すなわち、図４に示したような形態であることができる。
【００２４】
図５は、前記構造の他の形態を例示している。図５のように、末端部２１０をテーパー（ｔａｐｅｒｅｄ）形態で形成する場合にも張力を印加しながら基板１０１を移送することができる構造を具現することができる。このような構造により基板１０１の移送時に末端部２１０が基板を両側に引っ張る効果を示すことができる。
【００２５】
また、例示的なロールは、上述のように、基板を移送する用途で使用し、追加的に移送される基板に向けて前駆体を供給するように設置されたロール（以下、単純に前駆体供給ロールをまたは供給ロールと称する）であることができる。
【００２６】
前記前駆体供給ロールには、前駆体の供給のための前駆体供給手段が導入されていることができる。前駆体供給ロールは、中央部の直径に比べて末端部の直径が大きいか、あるいは中央部がない構造を有することができる。このような構造で、前駆体供給手段の形成位置は、特別に限定されず、例えば、ロールの中央部から前駆体が供給されるように中央部に位置されるか、末端部の内部側面に形成されることができる。
【００２７】
一つの例示で、供給ロールは、両末端部及び中央部を含み、前記両末端部は、基板と接触されて前記基板を移送させることができるように設置されており、前記中央部は、基板の移送過程で基板と接触しないように前記両末端部に比べて小さい直径を有するか、存在しないことができる。
【００２８】
図６は、例示的な供給ロールを示した図として、図６に示したように、供給ロールは、基板１０１と接触される両末端部２１０と、基板１０１と接触しない中央部２２０と、を含むことができる。供給ロールで中央部２２０の直径（Ｒｃ）対末端部２１０の直径（Ｒｅ）の割合（Ｒｃ／Ｒｅ）は、特別に限定されず、適切な基板移送が可能であり、供給される前駆体が効率的に基板１０１上に単層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）を形成することができる程度の距離が確保されるように調節されると、関係ない。例えば、前記割合（Ｒｃ／Ｒｅ）は、０．９以下程度であることができる。中央部が存在しない場合、前記の割合（Ｒｃ／Ｒｅ）は、０である。
【００２９】
基板の移送方向と垂直な方向で測定される供給ロールの長さ（Ｌ）及び中央部２２０の長さ（Ｌｃ）、中央部２２０がない場合の末端部間の間隔（Ｌｃ）の割合（Ｌｃ／Ｌ）も移送過程で基板が適切に固定されることができる程度の末端部２１０が確保される限り、特別に限定されない。例えば、前記割合（Ｌｃ／Ｌ）は、０．７〜０．９程度であることができる。
【００３０】
前駆体が液体または気体の場合に、図６に示したように、供給ロールの中央部２２０には、前記供給手段として、基板１０１に向けて前駆体を噴射するように設置された噴射口２３０が存在することができる。例えば、供給ロールの側面から前駆体が注入され、注入された前駆体が噴射口２３０を通じて基板１０１に向けて噴射されるように設置されることができる。図示しなかったが、前記噴射口は、例えば、末端部２１０の内部側壁、すなわち中央部２２０に向いた末端部２１０の側壁に形成されていることができる。
【００３１】
供給ロールの噴射口２３０は、特別な制限なしに公知の方式で形成することができ、例えば、噴射ノズルなどで形成することができる。噴射口は、例えば、図１のように、供給ロールの中央部２２０に設置されることができ、図示しなかったが、末端部２１０の内側面に設置されることができる。図６では、突出された構造の噴射口２３０が図示されたが、前記噴射口は、陥没された構造で形成されることもできる。噴射口の数は、供給ロールの長さ及び処理面の程度によって適切に調節されることができる。
【００３２】
供給ロールではないガイドロールも噴射口２３０が形成されないこと以外は、前記供給ロールと同一な形状を有することができる。すなわち、本明細書で記述する供給ロールの構造に対する事項のうち噴射口の設置に関する事項以外は、供給ロールではないガイドロールや、前記入力及び回収手段に対しても適用されることができる。
【００３３】
一つの例示で、供給ロールの末端部には、移送過程で基板を固定するように形成された突出部が存在することができる。突出部により移送過程で基板が固定され、基板の離脱やスライドなどが防止されることができる。
【００３４】
供給ロールは、中央部は存在しないで、両末端部のみが存在する形態を有する場合に、前駆体供給手段は、末端部の二つの内部側面のうちいずれの一つに形成されるか、あるいは二つの側面で互いに対向するように形成されることができる。
【００３５】
供給ロールの両末端部は、例えば、基板の移送過程で前記移送方向と約７０度〜１１０度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に基板に張力を印加しながら基板を固定するように形成されることができる。例えば、前記末端部は、基板の移送方向と約７０〜１１０度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に前記基板を引っ張るように移動が可能に形成されることができる。他の例示では、末端部またはその末端部に存在する突出部のパターンが基板が移送されながら同時に引っ張られるようにする形状を有することができる。
【００３６】
図７〜図１０は、前記のような構造を例示的に示した図である。
【００３７】
図７のように、供給ロールは、両末端部２１０のみが存在する形態を有することができる。このような構造で、両末端部２１０の突出部３１０に基板１０１を固定し、前記両末端部２１０を外側に水平移動させて基板１０１に張力を印加しながら移送することができる。
【００３８】
図７のような構造は、図８に示したように、中央部２２０が存在する供給ロールに対しても具現することができる。
【００３９】
図９は、基板１０１に張力を印加しながら移送できる他の形態を示した図である。図９のように、突出部３１０を所定パターンで形成することで、前記のような構造を具現することができる。この場合、突出部３１０のパターンの形態は、特別に限定されず、例えば、櫛形態、すなわち、図４に示したように、突出部３１０が基板１０１の移送方向と供給ロールの外側方向に０度を超過し、９０度以下の範囲内でいずれか一つの角度を成す線形状を有するように形成する場合に、張力を印加しながら基板１０１を移送することができる構造を具現することができる。
【００４０】
図１０は、供給ロール他の形態を例示している。図１０のように、末端部２１０をテーパー（ｔａｐｅｒｅｄ）形態で形成する場合にも張力を印加しながら基板１０１を移送することができる構造を具現することができる。このような構造により基板１０１の移送時に末端部２１０が基板を両側に引っ張る効果を示すことができる。
【００４１】
また、本発明は、膜形成装置に関する。このような膜形成装置は、移送手段及び処理領域を含むことができる。
【００４２】
移送手段は、基板を供給することができる供給ロール、基板を移送することができる一つ以上のガイドロール及び基板を回収する回収ロールを含むことができ、前記ガイドロールのうち少なくとも一つは、上述した構造のロールであることができる。
【００４３】
処理領域は、移送手段により基板が導入されて膜を形成するための処理が実行される領域である。例えば、処理領域は、通常的にはチャンバで形成されることができる。後述のように処理領域で基板の表面に前駆体の層が形成される場合に、前記処理領域は、前駆体が収容されるように形成されることができる。本明細書で用語「前駆体」は、膜を形成することができる材料として、その材料自体が前記膜を形成するか、あるいは一応基板の表面に形成された後にそれ自体があるいは他の材料との反応を通じて目的とする材料の膜を形成することができる材料がいずれも含まれることができる。前駆体の形態は、特別に限定されず、気体、液体または固体（例えば、微細粉末状）であることができる。
【００４４】
処理領域で前記前駆体の層が形成されるメカニズムは、特別に限定されない。膜を形成する方法は、例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤまたはスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）など多様に知られており、第１及び第２領域で膜が形成されるメカニズムは、前記方式のうち採用される方式によって該当方式で適合するメカニズムが適用されることができる。
【００４５】
一つの例示で、前記処理領域は、膜を原子層方式（ＡＬＤ）で形成するように設置されることができる。
【００４６】
例示的な処理領域は、少なくとも２個の領域（以下、各々第１及び２領域と称する）を含むことができ、前記第１領域及び第２領域には、各々一つ以上の通路、例えば、流れ制限通路が形成されることができる。本明細書で用語「流れ制限通路」は、その通路を通じて基板が移動することができ、各領域内に存在することができる前駆体はその通路を通じて外部または他の領域に流出されないように形成されている通路を意味することができる。このような通路の形成方式に対しては後述する。前記各領域は、前記流れ制限通路を通じて導入される前記基板の表面に前駆体を蒸着させて層を形成するように設置されている。
【００４７】
移送手段のガイドロールは、第１及び第２領域内に各々少なくとも一つ存在することができる。このようなガイドロールは、基板が前記通路、例えば、流れ制限通路を通じて前記第１及び第２領域を各々少なくとも１回通過するようにする経路を形成していることができる。
【００４８】
膜形成装置で、前記第１及び第２領域内に各々少なくとも一つ存在するガイドロールのうち少なくとも一つは、前記基板に向けて前記前駆体を供給するように設置された前駆体供給ロールであることができる。例えば、第１領域に供給ロールが存在すれば、第１領域を経由する過程で、基板に第１前駆体供給ロールにより供給されて第１前駆体の層、例えば、第１単層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）が形成され、第２領域に供給ロールが存在すれば、第２領域を基板が経由する過程で、その表面に第２前駆体の層、例えば、第２単層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）が形成されることができる。供給ロールは、第１及び第２領域に全て存在することができる。また、供給ロールがない領域には、該当領域に前駆体を供給することができる公知の他の手段が存在することができる。このような方式は、例えば、原子層蒸着方式に適合し、このように供給ロールまたは他の手段により基板上に第１及び第２単層、あるいは追加的な他の単層が繰り返して形成される過程を通して目的とする膜が基板に形成されることができる。第１及び第２前駆体は、互いに同一であるかあるいは相異なっている種類であることができ、必要な場合に、目的とする厚さを考慮して、前記第１及び第２単層の形成過程が複数回繰り返されることができる。また、前記装置は、後述のように、第３前駆体により第３単層を形成するか、不活性ガスによるパージング（ｐｕｒｇｉｎｇ）が実行される第３領域が装置に含まれることができる。
【００４９】
膜形成装置で、移送手段は、基板を装置に供給する入力手段をさらに含むことができる。移送手段は、処理が終わった基板を回収する回収手段をさらに含むことができる。前記入力手段と回収手段の種類は、特別に限定されない。例えば、入力手段は、ロール形態で巻かれている基板を解きながら供給するように設置された巻取ロールであることができ、回収手段は、基板を巻いて回収する巻取ロールであることができる。
【００５０】
図１１は、例示的な膜形成装置の模式図である。
【００５１】
図１１に示したように、膜形成装置は、第１領域１３１及び第２領域１３２を含むことができる。移送手段は、第１領域１３１及び第２領域１３２内に各々少なくとも一つ存在するガイドロール１２０及び処理が終わった基板１０１を回収する回収手段１４０を含み、基板１０１を供給する入力手段１１０を含むことができる。図面では、入力手段１１０と回収手段１４０が領域１３１、１３２の内部に存在する場合が図示されているが、必要な場合、前記手段１１０、１４０のうち一つ以上は、領域１３１、１３２の外部に存在することができる。第１領域１３１及び第２領域１３２は、各領域に存在する前駆体が他の領域に拡散するか漏出されないように壁１５０により区分され、壁１５０には、通路１６０、例えば、流れ制限通路が形成され、その通路１６０を通じて基板１０１が移動することができる。各領域１３１、１３２には、排気手段１７０が存在することができ、その手段１７０により導入された前駆体が排気されることができる。
【００５２】
膜形成装置で、入力手段１１０は、基板１０１を装置に導入する役目を実行することができる。入力手段１１０は、例えば、巻取ロールであることができる。入力手段１１０により導入された基板１０１は、各領域１３１、１３２を順次移動して処理された後、回収手段１４０、例えば、巻取ロールにより回収されることができる。
【００５３】
移送システムのガイドロール１２０のうち少なくとも一つは、上述のロール、すなわち、移送される基板の前記移送方向と垂直な方向の末端にのみ接触されるように中央部に比べて直径が大きい末端部を有する構成を有するロールであるか、前記構成に移送される基板に向けて前駆体を供給するように設置された前駆体供給ロールであることができる。
【００５４】
図１２は、前記のようなロールにより形成される膜形成装置の他の例示図である。図１２の上部図面は、前記装置を側面から見た場合であり、下部図面は、前記装置を正面から見た場合である。
【００５５】
図１２の例示では、第１領域１３１と第２領域１３２が一列で順次配置されており、各領域１３１、１３２内のガイドロール１２０により基板１０１は前記領域１３１、１３２の上部を経由するように設置されている。詳しく図示しなかったが、前記基板１０１の経路は、ガイドロールにより形成されたことで、装置に存在する通路、例えば、流れ制限通路を通じて基板が移動するように形成されることができる。このような構造では、図１２の下部図面に示したように、各領域１３１、１３２の側面から前駆体が排気されることができる。図１２では、第１領域１３１と第２領域１３２のみが順次繰り返される形態を示したが、基板１０１が前記第１領域１３１と第２領域１３２を順次経由するように装置が構成される限り、前記領域１３１、１３２の間には後述する第３領域などがさらに存在することができる。
【００５６】
膜形成装置は、第３領域をさらに含むことができる。第３領域は、例えば、原子層蒸着工程のパージング（ｐｕｒｇｉｎｇ）工程で要求される不活性ガスが導入される領域であるか、あるいは第１及び／または第２領域で導入されるものとは相違であるかあるいは同一な前駆体が導入される領域であることができる。第３領域が存在する場合に、前記第３領域は、前記第１及び／または第２領域と前記流れ制限通路により連結されていることができ、移送手段は、基板を前記第３領域を経由して第１及び第２領域を順次通過させるように設置されていることができる。例えば、移送システムにより基板は、第１領域、第３領域及び第２領域を前記手順で経由するか、あるいは第２領域、第３領域及び第１領域を前記手順で経由することができる。
【００５７】
図１３は、図１１の装置の構造で第３領域７０１が追加で存在する場合を例示的に示した図である。第３領域７０１が存在すること以外は、図１１で説明した内容が類似して適用されることができる。図１３で、第３領域７０１内には、別途のロールが存在しないが、必要な場合に、図１５に示したように、前記領域７０１内にも供給ロールまたはガイドロールなどが存在することができる。図１３に示した例示で、第３領域７０１は、複数存在することができる。第１領域１３１と第２領域１３２との間に第３領域７０１が複数介在されていることができ、このような複数の第３領域は、各々通路、例えば、流れ制限通路１６０が存在する壁１５０により分割されており、基板１０１が第１領域１３１を経て複数の第３領域を流れ制限通路１６０を通じて順次経由した後、第２領域１３２に導入されることができる。図１４は、前記のように、第３領域７０１−１〜７０１−３が複数存在する場合の例示図である。第３領域７０１−１〜７０１−３が複数存在する場合に、各領域７０１−１〜７０１−３に導入されるガスは、同一であるかあるいは相異なっているものであってもよい。
【００５８】
図１５は、図１１の装置で第３領域７０１１、７０１２が２個追加された場合を例示的に示した図である。２個の追加された領域７０１１、７０１２に導入されるものは、上述の不活性ガスであるかあるいは第１及び／または第２領域での前駆体と同一または相異なっている前駆体であることができ、第３領域７０１１、７０１２の各々に導入される前駆体または不活性ガスの種類も同一であるか相異なっていることができる。
【００５９】
膜形成装置の移送手段、例えば、ガイドロールは、基板を前記第１及び第２領域を複数回通過させるように設置されることができる。第３領域が存在する場合には、前記移送手段、例えば、ガイドロールは、基板を第３領域を毎回経由しながら第１及び第２領域を複数回通過させるように設置されることができる。図１６は、基板が第３領域７０１を毎回経由しながら第１領域１３１と第２領域１３２を複数回通過するように形成された移送手段（すなわち、第１領域 → 第３領域 → 第２領域 → 第３領域 → 第１領域 → 第３領域 → 第２領域の手順）を示した例示図である。図１６では、第３領域７０１が存在する場合を示したが、この領域７０１は、省略されることができ、他の例示では、図１７に示したように、複数の第３領域７０１−１〜７０１−３が存在することができる。
【００６０】
図１６に示したように、移送システムは、第１領域１３１内に存在する複数の第１ガイドロール１２０−１など及び第２領域１３２内に存在する複数の第２ガイドロール１２０−２などを含むことができる。第１ガイドロールのうち少なくとも一部（例えば、図面の１２０−１）は、第２領域１３２側に基板１０１の経路を変化させるように形成されており、第２ガイドロールのうち少なくとも一部（例えば、図面の１２０−２）は、前記第１領域１３１側に基板の経路を変化させるように形成されている。
【００６１】
上述した装置では、移送手段により基板は各領域を経由し、その領域で前駆体が蒸着されて単層が形成されるか、あるいはパージング（ｐｕｒｇｉｎｇ）されることができる。前駆体は、上述した前駆体供給ロールにより供給されることができる。また、前記装置は、必要な場合に、前記前駆体供給ロールの外に他の供給手段を含むことができる。したがって、前駆体は、前記供給ロール外の他の手段によっても各領域に導入されることができる。前記他の供給手段は、各領域の内部または外部に設置される前駆体ソースを含むことができ、追加的に、前駆体を領域に供給するための配管、ポンプ、バルブ、タンク及び他の必要な公知の手段を含むことができる。また、例えば、第１及び第２領域の外に第３領域など他の領域が存在し、その領域には、供給ロールが存在しない場合に、前記領域へは前記他の供給手段により前駆体または非活性ガスが導入されることができる。
【００６２】
前記膜形成装置で、各領域は、上述の排気手段による排気または前駆体または非活性ガスの導入圧力などを通じて内部の圧力が制御されることができるチャンバであることができる。前記チャンバは、工程の進行の制御などのための他の処理モジュールまたは装備などとインターフェースされることができる。
【００６３】
膜形成装置では、各領域に存在する基板に未吸着された前駆体が他の領域のガスと混合されることなどにより発生できる不適切な反応、例えば、非−ＡＬＤ反応などを防止するために、各領域の前駆体が他の領域に移動することを抑制する必要がある。これによって、各領域は、上述した流れ制限通路により連結されているか、追加的に内部圧力が調節されることができる。流れ制限通路を構成する方法は、特別に限定されず、公知された手法を採用することができる。例えば、各通路は、その通路を通過する基板の厚さ及び幅より少しだけ厚くてさらに入れた大きさを有するスリットであることができる。通路は、基板が通過する際に非常に小さい余裕空間のみを許容し、基板が通路の各面と引っかからないように通路を通過するように設置されることができる。例えば、前記余裕空間は、数ミクロンと数ミリメートルの間の範囲内で規定されることができる。また、通路は、基板が通過できる細長いトンネルを含んで形成されることができ、必要な場合には、通路を通じたガスの流れを追加で制限するためのワイパーを含むことができる。また、通路は、延長された一連の長くて狭小な通路で形成されることができ、第３領域などに注入される非活性ガスは、第１及び第２領域の中間で通路に直接注入されて前駆体の移動及び混合を防止することを助けることができる。
【００６４】
前駆体混合を防止するために、各領域の間には、圧力差が存在することができる。例えば、図１３または図１６のように、領域１３１、１３２の間に第３領域７０１が存在する場合には、各領域１３１、１３２の圧力より大きい圧力で非活性ガスまたは前駆体を前記第３領域を７０１に注入することで、ガスの混合などを防止することができる。例えば、ガスの排出流れをスロットルするか手動排出して圧力が制御されることができる。他の例示では、ポンプまたは他の吸入ソースを利用して領域にポンピングすることで、圧力差を生成することができる。例えば、ポンプはすべての領域に連結されており、各領域の圧力を調節して圧力差を生成するように制御することができる。また、前駆体の移動は、流れ制御バルブまたは他の流れ制御デバイスを使用して、ガスの相対的流れ速度及びポンピング速度を制御することで防止することができる。また、圧力センサーに応答する制御装置を使用してガス注入及び排出の流れ速度を制御することで、希望する圧力差を維持することを補助することができる。
【００６５】
また、本発明は、膜の形成方法に関する。膜形成方法は、例えば、原子層蒸着方法であることができる。このような方法は、例えば、上述した膜形成装置を使用して実行することができる。例えば、前記装置のガイドロールを使用して基板を通路により形成された経路に沿って移送させながら、第１領域では、前駆体供給ロールまたは他の供給手段により前駆体を供給して基板上に第１単層を形成し、第２領域では、前駆体供給ロールまたは他の供給手段により前駆体を供給して基板上に第２単層を形成する方式で、基板上に膜を形成することができる。前記過程は、希望する厚さを得るために、２回以上繰り返されることができ、必要な場合に、一つ以上の第３領域を上述したように含ませて第１及び第２単層の形成の間にパージング工程を実行するか、あるいは第１及び第２単層とは異なる材質の第３単層を形成することを実行することができる。
【００６６】
前記方法で使用される基板の種類は、特別に限定されず、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、金属性ウェブまたは纎維性フィルムなどであることができる。また、前記方法により基板に形成されることができる膜の種類は、原子層蒸着方法などにより形成されることができるもので、公知されているか予測できるすべての種類の膜が含まれて、例えば、バリア層、導電層、誘電体層、絶縁体層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔注入層または正孔輸送層などであることができる。
【００６７】
このような膜を形成するために使用できる前駆体の種類も特別に限定されず、例えば、原子層蒸着に適用されて上述した各種類の膜を形成することができるもので、公知されたすべての種類が含まれることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム、纎維性または金属性ウェブやフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  基板、１２０  ガイドロール、１２０−１  第１ガイドロール、１２０−２  第２ガイドロール、１３１  第１領域、１３２  第２領域、１７０  排気手段、２１０  末端部、２２０  中央部、２３０  噴射口、３１０  固定手段、７０１  第３領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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