(57)【要約】  本開示は、真空チャンバ（１０１）内で使用するための熱処理装置（１００）を提供する。熱処理装置（１００）は、可撓性基板（１０）に長手方向に張力を加えるように構成された、ドラム（１１０）を含む搬送装置と、可撓性基板（１０）を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱するためにドラム（１１０）を加熱するように構成された加熱デバイスと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内で使用する熱処理装置であって、
可撓性基板に長手方向に張力を加えるように構成された搬送装置であって、ドラムを含む搬送装置と、
前記可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱するために前記ドラムを加熱するように構成された加熱デバイスと、
を備える熱処理装置。
【請求項２】
前記ドラムが、第１の方向および前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転可能であり、前記第１の方向への回転中、前記可撓性基板を前記第１の温度に加熱するように構成されている、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記ドラムが、前記第２の方向への回転中、前記可撓性基板を４０℃から１００℃の第２の温度に加熱するように構成されている、請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記搬送装置が、第１のローラおよび第２のローラを含み、前記第１のローラ、前記ドラムおよび前記第２のローラが、前記可撓性基板の搬送経路に沿って順に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記ドラムが第１の方向に回転するとき、前記第１のローラが巻き戻しローラで、前記第２のローラが巻き取りローラであり、前記ドラムが第２の方向に回転するとき、前記第１のローラが巻き取りローラで、前記第２のローラが巻き戻しローラである、請求項４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記搬送装置が、前記可撓性基板に２００Ｎから９００Ｎの張力を加えるように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記搬送装置が、０．１ｍ／分から５ｍ／分の速度で前記可撓性基板を搬送するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項８】
可撓性基板上に材料を堆積させる堆積装置であって、
真空チャンバ、
前記真空チャンバ内の、請求項１から７のいずれか一項に記載の熱処理装置、および
前記可撓性基板の少なくとも一表面上に材料を堆積させる１つ以上の堆積デバイスであって、前記加熱デバイスが前記１つ以上の堆積デバイスの前に配置されている、１つ以上の堆積デバイス、
を備える堆積装置。
【請求項９】
真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法であって、
前記可撓性基板を搬送することと、
前記可撓性基板に長手方向に張力を加えることと、
ドラムを使用して前記可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱することと、
を含む方法。
【請求項１０】
可撓性基板を処理する方法であって、
前記可撓性基板を搬送することと、
前記可撓性基板に長手方向に張力を加えることと、
ドラムを使用して前記可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱することと、
前記可撓性基板の少なくとも一表面上に材料を堆積させることと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記可撓性基板を搬送することが、
前記ドラムを第１の方向に回転させ、続いて前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転させることにより、前記可撓性基板を搬送すること
を含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の方向への前記回転中、前記可撓性基板が、前記第１の温度に加熱され、前記第２の方向への前記回転中、前記可撓性基板が、前記第１の温度よりも低い第２の温度に加熱される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記可撓性基板が、０．１ｍ／分から５ｍ／分の速度で搬送される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記可撓性基板が、第１の方向への前記ドラムの回転中、第１の速度で搬送され、第２の方向への前記ドラムの回転中、前記第１の速度よりも低い第２の速度で搬送される、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
２００Ｎから９００Ｎの張力が、前記可撓性基板に長手方向に加えられる、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、真空チャンバ内で使用する熱処理装置、可撓性基板上に材料を堆積させる堆積装置、真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法、および可撓性基板を処理する方法に関する。本開示の実施形態は、詳細には、薄フィルム処理装置、例えば、可撓性基板を処理する装置に関し、より詳細には、ロールツーロール（Ｒ２Ｒ）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］プラスチックフィルムまたはホイルなどの可撓性基板の処理は、パッケージング業界、半導体業界、およびその他の業界で使用することができる。処理は、金属、半導体材料、誘電体材料などの１つ以上のコーティング材料による可撓性基板のコーティングを含んでもよい。処理態様を実行する処理装置は、可撓性基板の搬送のためのシステムに結合されたコーティングドラムを含むことができる。そのようなロールツーロールシステムは、高いスループットを提供することができる。
【０００３】
［０００３］可撓性基板の製造プロセスは、横断方向（ＴＤ）における内部応力および巻き取り固さの違いなどの、機械的特性の不均一性を生じさせる可能性がある。さらにまた、高温では可撓性基板の機械的特性に大きな変化が生じる可能性がある。例えば、ＰＥＴフィルムの弾性率は、特定の温度を超えると急激に低下する可能性があり、結果として生じるフィルムの剛性の低下は、フィルムの取り扱いに悪影響を及ぼす。これらの要因は、化学気相堆積（ＣＶＤ）に固有の熱負荷のような、高いプロセス熱負荷において巻き取り性能（例えば、波、リンクルの形成）に強い影響を及ぼす。
【０００４】
［０００４］上記を考慮して、当該技術における少なくともいくつかの問題を克服する、真空チャンバ内で使用する新しい熱処理装置、可撓性基板上に材料を堆積させる堆積装置、真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法、および可撓性基板を処理する方法が、有益である。具体的には、可撓性基板を安定化させることができる装置と方法が、有益である。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］上記に照らして、真空チャンバ内で使用する熱処理装置、可撓性基板上に材料を堆積させる堆積装置、真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法、および可撓性基板を処理する方法が、提供される。本開示のさらなる態様、利点、および特徴が、特許請求の範囲、明細書、および添付の図面から明らかである。
【０００６】
［０００６］本開示の一態様によれば、真空チャンバで使用する熱処理装置が、提供される。装置は、可撓性基板に長手方向に張力を加えるように構成された、ドラムを含む搬送装置と、可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱するためにドラムを加熱するように構成された加熱デバイスと、を含む。
【０００７】
［０００７］本開示の別の態様によれば、真空チャンバで使用する熱処理装置が、提供される。装置は、可撓性基板に長手方向に張力を加えるように構成された搬送装置と、可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱するように構成された、ドラムを有する加熱デバイスと、を含む。
【０００８】
［０００８］本開示の別の態様によれば、可撓性基板上に材料を堆積させる堆積装置が、提供される。装置は、真空チャンバ、真空チャンバ内の本開示による熱処理装置、および可撓性基板の少なくとも一表面上に材料を堆積させるための１つ以上の堆積デバイスを含み、具体的には、加熱デバイスが、１つ以上の堆積デバイスの前に配置されている。
【０００９】
［０００９］本開示の別の態様によれば、真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法が、提供される。この方法は、可撓性基板を搬送すること、可撓性基板に長手方向に張力を加えること、およびドラムを使用して可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱することを含む。
【００１０】
［００１０］本開示のさらに別の態様によれば、可撓性基板を処理する方法が、提供される。この方法は、可撓性基板を搬送すること、可撓性基板に長手方向に張力を加えること、ドラムを使用して可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱すること、および可撓性基板の少なくとも一表面上に材料を堆積させることを含む。
【００１１】
［００１１］実施形態は、開示された方法を実行するための装置も対象とし、説明された方法の態様の各々を実行するための装置部品を含む。これらの方法の態様は、ハードウェアコンポーネント、適切なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータ、これら２つの任意の組み合わせ、または他のやり方で実行することができる。さらに、本開示による実施形態は、説明された装置を動作させる方法も対象とする。説明された装置を動作させる方法は、装置のすべての機能を実行するための方法の態様を含む。
【００１２】
［００１２］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で手短に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。添付の図面は、本開示の実施形態に関するものであり、以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に記載の実施形態による、真空チャンバで使用するための熱処理装置の概略断面図を示す。
【図２】本明細書に記載の別の実施形態による、真空チャンバで使用するための熱処理装置の概略断面図を示す。
【図３】本明細書に記載の実施形態による、真空チャンバ内での可撓性基板の熱処理方法のフローチャートを示す。
【図４】可撓性基板の収縮を示す。
【図５】本明細書に記載の実施形態による、可撓性基板上に材料を堆積させるための堆積装置の概略断面図を示す。
【図６】本明細書に記載の実施形態による、可撓性基板を処理する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［００１３］次に、本開示の様々な実施形態を詳細に参照し、その１つ以上の例を図に示す。以下の図面の説明内で、同じ参照番号は、同じ構成要素を指す。一般に、個々の実施形態に関する違いのみが、説明されている。各例は、本開示の説明として提供されており、本開示の限定を意味するものではない。さらに、一実施形態の一部として図示または説明される特徴は、他の実施形態で、または他の実施形態と組み合わせて使用されて、さらなる実施形態を生み出すことができる。説明はそのような修正および変形を含むことが、意図されている。
【００１５】
［００１４］ＰＥＴフィルムなどの可撓性基板の製造プロセスは、機械方向（ＭＤ）および／または横断方向（ＴＤ）における内部応力および巻き取り固さの違いなどの機械的特性の不均一性を生じさせる可能性がある。さらにまた、高温では可撓性基板の機械的特性に大きな変化が生じる可能性がある。例えば、ＰＥＴフィルムの弾性率は、特定の温度を超えると急激に低下する可能性があり、結果として生じるフィルムの剛性の低下は、フィルムの取り扱いに悪影響を及ぼす。これらの要因は、化学気相堆積（ＣＶＤ）に固有の熱負荷のような、高いプロセス熱負荷において巻き取り性能（例えば、波、リンクルの形成）に強い影響を及ぼす。
【００１６】
［００１５］本開示は、真空中での加熱巻き取りによる熱安定化を提供し、ＰＥＴフィルムまたはホイルなどの可撓性基板が特に横断方向に弛緩することを可能にする。安定化プロセスは、可撓性基板の機械的な不均一性を低減する。横断方向における巻き取り固さの不均一性を取り除くことができ、波およびリンクルの形成を減らすか、または回避することさえできる。
【００１７】
［００１６］図１は、本明細書に記載の実施形態による、真空チャンバ１０１用の熱処理装置１００の概略断面図を示す。
【００１８】
［００１７］装置１００は、可撓性基板１０に長手方向に張力を加えるように構成された、ドラム１１０を含む搬送装置と、可撓性基板１０を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱するためにドラム１１０を加熱するように構成された加熱デバイスと、を含む。装置１００は、真空チャンバ１０１内に設けることができる。いくつかの実施態様では、装置１００は、真空チャンバ１０１を含むことができる。具体的には、真空中で熱処理を行なうことができるように、真空チャンバ１０１内にドラム１１０を設けることができる。
【００１９】
［００１８］ドラム１１０は、加熱可能なドラムまたは加熱されたドラムである。加熱デバイスは、ドラム１１０を加熱するように構成され、詳細には、ドラム１１０の支持面を加熱するように構成することができる。加熱デバイスは、ドラム１００に一体化することができ、または別個に提供することができる。例えば、加熱デバイスは、放射加熱器、抵抗加熱器、およびそれらの組み合わせを含む群から選択することができる。ドラムは、可撓性基板１０に接触することにより、可撓性基板を加熱することができる。
【００２０】
［００１９］張力が加えられた状態での真空中における加熱巻き取りによる熱安定化により、可撓性基板１０は、例えば横断方向（ＴＤ）に弛緩することができる。横断方向は、長手方向および／または機械方向（ＭＤ）に本質的に垂直であり得る。可撓性基板１０の長手方向は、搬送装置によって提供される搬送方向に沿って、もしくは搬送方向と平行に、および／または機械方向（ＭＤ）に沿って、もしくは機械方向（ＭＤ）と平行に定義することができる。長手方向は、可撓性基板の長さの延びに沿ったものであり得る。横断方向（ＴＤ）、機械方向（ＭＤ）、および長手方向は、可撓性基板１０の上面または下面などの表面の平面内で定義することができる。搬送装置は、可撓性基板１０に張力を加えるように構成することができる。
【００２１】
［００２０］本開示を通して使用される「真空」という用語は、例えば１０ミリバール未満の真空圧力を有する技術的真空の意味で理解することができる。ターボポンプおよび／またはクライオポンプなどの１つ以上の真空ポンプを真空チャンバに接続して、真空を生成することができる。本開示を通して使用される「張力」という用語は、可撓性基板に加えられる「引っ張り力」の意味で理解することができる。具体的には、「張力」は、「圧縮」の反対である。本明細書で使用される「可撓性基板」という用語は、フィルム、ウェブまたはホイルなどの可撓性基板を包含するものとする。ここで、本明細書に記載の実施形態内で使用される可撓性基板は、曲げることができることを特徴とすることができることに、留意されたい。
【００２２】
［００２１］ドラム１１０は、回転軸１０５の周りに回転可能とすることができる。ドラム１１０は、可撓性基板１０を支持するように構成された支持面を有する。具体的には、ドラム１１０は、真空チャンバ１０１内での熱処理中に可撓性基板１０を支持するように構成される。「支持面」という用語は、可撓性基板１０を支持するために可撓性基板１０に接触するように構成された表面を指す。装置１００は、支持面と接触する可撓性基板１０の接触部分（または接触領域または接触経路）の長手方向における長さが、少なくとも１ｍ、具体的には少なくとも２ｍ、より具体的には少なくとも２．５ｍであるように、構成することができる。例えば、接触部分の長さは、１ｍから３ｍの範囲、具体的には１．５ｍから２．５ｍの範囲であり得、より具体的には約２ｍであり得る。
【００２３】
［００２２］支持面は、ドラム１１０の外周面などの周表面によって提供することができる。いくつかの実施態様では、ドラム１１０は、実質的に円筒形であり得、支持面は、実質的に円筒形のドラムの周表面によって提供することができる。支持面は、回転軸１０５に関して対称であってもよい。例えば、支持面は、回転軸１０５の周りで実質的に回転対称であってもよい。ドラム１１０は、「基板支持体」と呼ぶこともできる。
【００２４】
［００２３］搬送装置は、可撓性基板１０が順方向または逆方向に移動するように、回転軸１０５の周りにドラム１１０を回転させるように構成することができる。例えば、ドラム１１０は、第１の方向および第１の方向とは反対の第２の方向に回転可能である。ドラム１１０は、第１の方向へのドラム１１０の回転中に可撓性基板１０を第１の温度に加熱するように、構成することができる。第１の方向が時計回り方向で、第２の方向が反時計回り方向であってもよいし、または第１の方向が反時計回り方向で、第２の方向が時計回り方向であってもよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、ドラム１１０は、第２の方向へのドラム１１０の回転中に可撓性基板１０を第１の温度よりも低い第２の温度に加熱するように、構成される。例えば、第２の温度は、５０℃から９０℃の範囲であり得る。
【００２５】
［００２４］ドラム１１０、詳細には支持面は、回転軸１０５に平行な方向に幅を有することができる。幅は、ドラム１１０の周辺部、詳細には支持面の周辺部の間で定義することができる。幅は、少なくとも３００ｍｍ、具体的には少なくとも１ｍ、より具体的には少なくとも３ｍであり得る。例えば、幅は、３００ｍｍから５ｍの範囲であり得、より具体的には４００ｍｍから４．５ｍの範囲であり得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、ドラム１１０の直径は、少なくとも３００ｍｍ、具体的には少なくとも０．５ｍ、より具体的には少なくとも１ｍである。特に、ドラム１１０の直径は、少なくとも０．５ｍであり得る。直径は、３００ｍｍから３ｍの範囲、具体的には４００ｍｍから２ｍの範囲、より具体的には４００ｍｍから１．８ｍの範囲であり得る。
【００２６】
［００２５］図２は、本明細書に記載の別の実施形態による、真空チャンバ用の熱処理装置の概略断面図を示す。
【００２７】
［００２６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、搬送装置は、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０を含む。第１のローラ１２０、ドラム１１０、および第２のローラ１３０は、可撓性基板１０の搬送経路に沿って順々に配置することができる。第１のローラ１２０は、第１の回転軸１２２の周りに回転可能とすることができる。同様に、第２のローラ１３０は、第２の回転軸１３２の周りに回転可能とすることができる。ドラム１１０の回転軸１０５、第１のローラ１２０の第１の回転軸１２２、および第２のローラ１３０の第２の回転軸１３２は、実質的に平行とすることができる。「実質的に平行」という用語は、回転軸の実質的に平行な向きに関するものであり、正確に平行な向きからの数度の偏差、例えば最大５°、または最大１０°の偏差さえも、「実質的に平行」と見なされる。ドラム１１０の回転軸１０５、第１のローラ１２０の第１の回転軸１２２、および第２のローラ１３０の第２の回転軸１３２は、実質的に水平な回転軸であってもよい。
【００２８】
［００２７］第１のローラ１２０は、第１の方向および任意選択で第２の方向に回転可能であり得、第２のローラ１３０は、第１の方向および任意選択で第２の方向に回転可能であり得る。ドラム１１０、第１のローラ１２０、および第２のローラ１３０は、第１の方向または第２の方向などの同じ方向に本質的に同期して回転することができる。搬送装置は、可撓性基板１０に張力が加わるように、ドラム１１０、第１のローラ１２０、および第２のローラ１３０のうちの少なくとも１つの回転を制御するように、構成することができる。詳細には、搬送装置は、可撓性基板１０の搬送および／または熱処理中に可撓性基板１０に張力を提供するように構成することができる。
【００２９】
［００２８］いくつかの実施態様では、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０は、巻き取りローラ、巻き戻しローラ、およびそれらの組み合わせを含む群から選択することができる。例えば、ドラム１１０が第１の方向に回転するとき、第１のローラ１２０は巻き戻しローラであり、第２のローラ１３０は巻き取りローラである。同様に、ドラム１１０が第２の方向に回転するとき、第１のローラ１２０は巻き取りローラであり、第２のローラ１３０は巻き戻しローラとすることができる。
【００３０】
［００２９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、装置は、ドラム１１０（および任意選択で第１のローラ１２０および／または第２のローラ１３０）を第１の方向および第２の方向に順次に回転させるように構成することができる。例えば、装置は、可撓性基板１０を順方向に搬送するためにドラム１１０を第１の方向に回転させ、その後、可撓性基板１０を逆方向に搬送するためにドラム１１０を第２の方向に回転させるように、構成することができる。図２に示すように、可撓性基板１０を順方向に搬送している間、第１のローラ１２０は巻き戻しローラとして作用し、第２のローラ１３０は巻き取りローラとして作用することができる。可撓性基板１０を逆方向に搬送している間、第１のローラ１２０は巻き取りローラとして作用し、第２のローラ１３０は巻き戻しローラとして作用することができる。
【００３１】
［００３０］本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、装置、詳細にはドラム１１０は、可撓性基板１０を第１の温度よりも低い第２の温度に加熱するように構成される。例えば、装置は、最初に可撓性基板１０を第１の温度に加熱し、その後に第２の温度に加熱するように構成される。第１の温度は、１２０℃〜１８０℃の範囲、具体的には１３０℃〜１７０℃の範囲、より具体的には１４０℃〜１６０℃の範囲である。例えば、第１の温度は、約１５０℃であり得る。いくつかの実施態様では、第２の温度は、４０℃〜１００℃の範囲、具体的には５０℃〜９０℃の範囲、より具体的には６０℃〜８０℃の範囲である。例えば、第２の温度は、約７０℃であり得る。
【００３２】
［００３１］装置、詳細にはドラム１１０は、第１の方向への回転中、可撓性基板１０を第１の温度に加熱し、第２の方向への回転中、可撓性基板１０を第２の温度に加熱するように構成することができる。２つの異なる温度での熱処理は、熱処理された可撓性基板の寸法安定性を、さらに向上させることができる。
【００３３】
［００３２］装置は、可撓性基板１０に長手方向に張力を加えるように構成されている。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、張力は、第１のローラ１２０とドラム１１０との間の可撓性基板１０に提供される第１の張力と、第２のローラ１３０とドラム１１０との間の可撓性基板１０に提供される第２の張力とを含むことができる。いくつかの実施態様では、第１の張力と第２の張力は、本質的に同一であり得る。さらなる実施態様では、第１の張力と第２の張力は、異なっていてもよい。可撓性基板１０は、ドラム１１０と機械的に接触し（すなわち、支持面と可撓性基板１０との間に摩擦力がある）、したがって、第１の張力と第２の張力は、異なり得る。
【００３４】
［００３３］いくつかの実施形態によれば、ドラム１１０と巻き戻しローラとして作用するローラとの間の張力は、ドラム１１０と巻き取りローラとして作用するローラとの間の張力よりも高くすることができる。いくつかの実施態様では、ドラム１１０と巻き戻しローラとして作用するローラとの間の張力は、ドラム１１０と巻き取りローラとして作用するローラとの間の張力よりも、少なくとも１％、具体的には少なくとも５％、具体的には少なくとも１０％、より具体的には少なくとも１５％高くすることができる。図２の例では、第１のローラ１２０は、巻き戻しローラとして作用し、第２のローラ１３０は、巻き取りローラとして作用する。第１のローラ１２０とドラム１１０との間の第１の張力は、ドラム１１０と第２のローラ１３０との間の第２の張力よりも高くすることができる。例えば、第１の張力は、約７５０Ｎであり、第２の張力は、約７３０Ｎとすることができる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、ドラム１１０と巻き取りローラとして作用するローラとの間の張力は、ドラム１１０と巻き戻しローラとして作用するローラとの間の張力よりも高くてもよい。いくつかの実施態様では、ドラム１１０と巻き取りローラとして作用するローラとの間の張力は、ドラム１１０と巻き戻しローラとして作用するローラとの間の張力よりも、少なくとも１％、具体的には少なくとも５％、具体的には少なくとも１０％、より具体的には少なくとも１５％高くすることができる。
【００３５】
［００３４］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、装置、詳細には搬送装置は、２００Ｎと９００Ｎの間の範囲で、具体的には４００Ｎと９００Ｎの間の範囲で、より具体的には７００Ｎと８００Ｎの間の範囲で、第１の張力および／または第２の張力などの張力を、可撓性基板１０に加えるように構成される。
【００３６】
［００３５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、装置、詳細には搬送装置は、０．１〜５ｍ／分、具体的には０．１〜２ｍ／分、具体的には０．２〜１ｍ／分の速度で可撓性基板１０を搬送するように構成される。いくつかの実施態様では、搬送装置は、ドラム１１０、第１のローラ１２０、および第２のローラ１３０のうちの少なくとも１つを回転させて、０．１ｍ／分〜５ｍ／分の速度で可撓性基板を搬送するように構成することができる。
【００３７】
［００３６］いくつかの実施形態では、搬送装置は、ドラム１１０、第１のローラ１２０、および第２のローラ１３０の回転方向に基づいて可撓性基板１０を搬送するように構成することができる。例えば、搬送装置は、ドラム１１０、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０が第１の方向に回転する場合、第１の速度で可撓性基板１０を搬送し、ドラム１１０、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０が第２の方向に回転する場合、第２の速度で可撓性基板１０を搬送するように、構成することができる。他の例では、搬送装置は、ドラム１１０、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０が第２の方向に回転する場合、第１の速度で可撓性基板を搬送し、ドラム１１０、第１のローラ１２０および第２のローラ１３０が第１の方向に回転する場合、第２の速度で可撓性基板を搬送するように、構成することができる。いくつかの実施形態によれば、第１の速度および／または第２の速度は、０．１〜５ｍ／分の範囲、具体的には０．１〜２ｍ／分の範囲、より具体的には０．２〜１ｍ／分の範囲であり得る。
【００３８】
［００３７］第１の速度と第２の速度は、本質的に同一であってもよいし、または異なっていてもよい。例えば、第１の速度は、第２の速度より小さくすることができる。具体的には、可撓性基板１０が第１の温度に加熱される場合、より小さい第１の速度を使用し、可撓性基板１０が第１の温度より低い第２の温度に加熱される場合、大きい第２の速度を使用することができる。例えば、第１の速度が約０．２ｍ／分であり、第１の温度が約１５０℃であり、巻き戻し機／巻き取り機の張力がそれぞれ７５０／７３０Ｎとすることができる。このような張力値は、厚さ１２５μｍ、幅１２７０ｍｍのＰＥＴロールで特に有益であり得る（厚さ／幅が異なると張力も異なり得る）。第２の速度が約１ｍ／分であり、第２の温度が約７０℃であり、巻き戻し機／巻き取り機の張力がそれぞれ７５０／７３０Ｎとすることができる。
【００３９】
［００３８］図３は、本明細書に記載の実施形態による、真空チャンバ内での可撓性基板の熱処理方法３００のフローチャートを示す。方法３００は、図１および図２に関して示された装置を利用し、その特徴を実施することができる。
【００４０】
［００３９］方法３００は、ブロック３１０で、可撓性基板を搬送すること、ブロック３２０で、可撓性基板に長手方向に張力を加えること、およびブロック３３０で、ドラムによって可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱することを含む。ドラムを第１の方向に、および任意選択で第１の方向とは反対の第２の方向に回転させることにより、可撓性基板を搬送することができる。
【００４１】
［００４０］いくつかの実施形態によれば、可撓性基板は、第１の方向への回転中、第１の温度に加熱され、第２の方向への回転中、第１の温度よりも低い第２の温度に加熱される。第１の温度は、１２０〜１８０℃の範囲、具体的には１３０〜１７０℃の範囲、より具体的には１４０〜１６０℃の範囲である。例えば、第１の温度は、約１５０℃であり得る。いくつかの実施態様では、第２の温度は、４０℃〜１００℃の範囲、具体的には５０℃〜９０℃の範囲、より具体的には６０℃〜８０℃の範囲である。例えば、第２の温度は、約７０℃であり得る。
【００４２】
［００４１］いくつかの実施態様では、２００Ｎ〜９００Ｎの張力が、長手方向に可撓性基板に加えられる。図２に関して説明したように、ドラムと巻き戻しローラとして作用するローラとの間の張力は、ドラム１１０と巻き取りローラとして作用するローラとの間の張力よりも高くすることができる。
【００４３】
［００４２］いくつかの実施形態によれば、可撓性基板は、０．１〜５ｍ／分の速度で搬送される。例えば、可撓性基板は、ドラムが第１の方向に回転している間は第１の速度で搬送され、ドラムが第２の方向に回転している間は、第１の速度よりも低い第２の速度で搬送される。第１の速度と第２の速度は、本質的に同一であってもよいし、または異なっていてもよい。例えば、第１の速度が、第２の速度より小さくてもよい。
【００４４】
［００４３］本明細書に記載の実施形態によれば、真空チャンバ内での可撓性基板の熱処理方法は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータソフトウェア製品、ならびにＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、および本開示による装置の対応する構成要素と通信する入出力デバイスを有することができる相互に関連するコントローラを使用して実施できる。
【００４５】
［００４４］図４Ａおよび図４Ｂは、可撓性基板の収縮を示す。優れた特性と低コストにより、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムは、薄膜真空堆積プロセスにおける基板として使用できる。高い処理温度での寸法安定性が有益である高度な用途（フレキシブルエレクトロニクス、太陽光発電、フラットパネルディスプレイなど）において、ＰＥＴフィルムは、加えられたフィルム張力が非常に低い状態で高温オフラインオーブンを通過するときに熱安定化することができる。図４Ａに示すように、ＰＥＴフィルム処理で誘発される歪みの緩和に続いて、収縮が、機械方向（ＭＤ）と横断方向（ＴＤ）の両方で減少する。ある特定の温度でＰＥＴフィルムが収縮すると、その温度に達している限り、実質的にそれ以上収縮することはない。例示的なＰＥＴフィルムについて、熱安定化プロセス温度が１５０℃である場合、１５０℃での公称収縮は、ＭＤ／ＴＤでそれぞれ０．１／０．０２％である。
【００４６】
［００４５］それでもなお、そのままのＰＥＴフィルム製造プロセスは、横断方向における内部応力および巻き取り固さの違いのような、機械的特性の不均一性を生じさせる。さらにまた、高温ではＰＥＴフィルムの機械的特性に変化が生じる可能性がある。詳細には、ＰＥＴフィルムの弾性率は、例えば１１０℃を超えると急激に低下する可能性があり、結果として生じるフィルムの剛性の低下は、フィルムの取り扱いに悪影響を及ぼす。これらの要因の組み合わせは、例えば高品質のＳｉＮｘバリア膜（コーティングドラムの温度は約１２０℃であり得る）の、化学気相堆積（ＣＶＤ）に固有の熱負荷のような、高いプロセス熱負荷における巻き取り性能（例えば、波、リンクルの形成）に強い影響を及ぼす可能性がある。
【００４７】
［００４６］本開示の実施形態は、ＰＥＴフィルムなどの可撓性基板を、さらに安定化させることができる。詳細には、本開示は、真空中での加熱巻き取りによる熱安定化を提供し、ＰＥＴホイルなどの可撓性基板が横断方向に弛緩することを可能にする。安定化プロセス後の収縮は、安定化プロセス前の収縮よりも大きくなる可能性があり、ＣＶＤプロセス中の熱膨張を打ち消すことができる。安定化プロセスは、フィルムの機械的不均一性を低減するので、横断方向における巻き取り固さの不均一性が除去され、その結果、波およびリンクルの形成が防止される。
【００４８】
［００４７］１２５μｍの厚さと１２７０ｍｍの幅を有する例示的な可撓性基板（すなわち、１２７０ｍｍ幅のロール）が、第１のプロセス段階（巻き戻し）を使用して、１５０℃のドラム温度、０．２ｍ／分のウェブ速度、７５０／７３０Ｎの巻き戻し機／巻き取り機の張力で熱処理された。第２のプロセス段階（巻き取り）が、７０℃のドラム温度、１．０ｍ／分のウェブ速度、７５０／７３０Ｎの巻き戻し機／巻き取り機の張力で、実行された。
【００４９】
［００４８］１２０℃のコーティングドラム温度でのプロセスシーケンス（巻き戻し／巻き取りおよびＣＶＤ堆積）の前後に測定された例示的な可撓性基板のウェブ幅は、初めのウェブ幅が約１２７０ｍｍであり、最終的なウェブ幅が１２６６ｍｍであった。ＣＶＤプロセス後の一定のウェブ収縮（約０．３％）が見出された（図４Ｂに示す）。真空熱安定化されたＰＥＴ基板を使用して、リンクルのないＣＶＤコーティング（ＳｉＮｘ）バリア膜を形成できた。
【００５０】
［００４９］図５は、本明細書に記載の実施形態によるロールツーロール堆積装置などの、可撓性基板１０上に材料を堆積させる堆積装置５００の概略図を示す。
【００５１】
［００５０］堆積装置５００は、真空チャンバと、真空チャンバ内の本開示による熱処理装置と、可撓性基板１０の少なくとも一表面上に材料を堆積させるための１つ以上の堆積デバイス５３０とを含む。熱処理装置および１つ以上の堆積デバイス５３０は、同じ真空チャンバ内または別個の真空チャンバ内に設けることができる。例示的な実施形態では、ドラムおよび１つ以上の堆積デバイス５３０は、真空堆積チャンバなどの同じ真空チャンバ内に設けることができ、またはそれぞれ真空処理チャンバおよび真空堆積チャンバなどの別個の真空チャンバ内に設けることができる。いくつかの実施態様では、熱処理装置が配置されている真空チャンバは、堆積用に構成されていない。可撓性基板１０をリールから巻き戻し、ドラム上で張力をかけて熱処理し、再び巻き取って、堆積装置５００の真空堆積チャンバにローディングする用意ができる。
【００５２】
［００５１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、堆積装置５００は、回転軸５１１の周りに回転可能なコーティングドラム５１０を含む。いくつかの例では、ドラムは、別のドラムとして提供できる。加熱デバイス、詳細にはドラムは、例えば可撓性基板１０の搬送方向（例えば、基板移動方向１）に関して、１つ以上の堆積デバイスおよび／またはコーティングドラム５１０の前に配置されてもよい。他の例では、コーティングドラム５１０が、ドラムであってもよい。詳細には、コーティングドラム５１０は、熱処理を行うために１つ以上の堆積デバイス５３０のスイッチが切られた状態でドラムとして機能することができる。
【００５３】
［００５２］１つ以上の堆積デバイス５３０、および任意選択で、１つ以上のエッチングツールなどの１つ以上のさらなる処理デバイス５３２を、コーティングドラム５１０に隣接して配置することができる。堆積装置５００は、第１のチャンバ部分５０２、第２のチャンバ部分５０４、および第３のチャンバ部分５０６などの少なくとも３つのチャンバ部分を含むことができる。第３のチャンバ部分５０６を、または第２のチャンバ部分５０４と第３のチャンバ部分５０６との組み合わせを、真空堆積チャンバおよび／または真空処理チャンバなどの、本開示の真空チャンバとして構成することができる。１つ以上の堆積デバイス５３０および１つ以上のさらなる処理デバイス５３２を、第３のチャンバ部分５０６に設けることができる。
【００５４】
［００５３］可撓性基板１０は、例えば巻き取り軸を有する第１のロール５６４上に提供される。可撓性基板１０は、基板移動方向１によって示されるように、第１のロール５６４から巻き戻される。第１のチャンバ部分５０２と第２のチャンバ部分５０４とを分離するために、分離壁５０８が設けられている。分離壁５０８には、可撓性基板１０を通過させるための間隙スルース５０９をさらに設けることができる。第２のチャンバ部分５０４と第３のチャンバ部分５０６との間の真空フランジ５０５には、１つ以上の堆積デバイス５３０および１つ以上のさらなる処理デバイス５３２などの１つ以上の処理ツールを収容するための開口部が設けられてもよい。
【００５５】
［００５４］可撓性基板１０は、コーティングドラム５１０に設けられ、１つ以上の堆積デバイス５３０の位置に対応する堆積領域（またはコーティング領域）を通って移動する。動作中、コーティングドラム５１０は、可撓性基板１０が基板移動方向１に移動するように、回転軸５１１の周りに回転する。いくつかの実施形態によれば、可撓性基板１０は、１つ、２つまたはそれより多いローラを経由して、第１のロール５６４からコーティングドラム５１０へ、そしてコーティングドラム５１０から、例えば巻き取り軸を有する第２のロール５６５へ案内され、第２のロール５６５上に、可撓性基板１０が、その処理後に巻き取られる。
【００５６】
［００５５］いくつかの実施態様では、第１のチャンバ部分５０２は、インターリーフチャンバ部分ユニット５０１と基板チャンバ部分ユニット５０３に分離されている。インターリーフロール５６６およびインターリーフローラ５６７が、堆積装置５００のモジュール要素として提供され得る。堆積装置５００は、可撓性基板１０を加熱する予熱ユニット５４０を、さらに含むことができる。さらに、追加的または代替的に、前処理プラズマ源５４２、例えばＲＦプラズマ源を設けて、第３のチャンバ部分５０６に入る前にプラズマで可撓性基板１０を処理することができる。
【００５７】
［００５６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、任意選択で、基板処理の結果を評価するための光学測定ユニット５４４、および／または可撓性基板１０上の電荷を適合させるための１つ以上のイオン化ユニット５４６が、提供されてもよい。
【００５８】
［００５７］いくつかの実施態様では、コーティングドラム５１０は、例えば基板処理中にコーティングドラム５１０の支持面を冷却するように構成された冷却デバイスを含む。支持面の冷却は、例えばコーティングプロセス中の可撓性基板１０の熱損傷を低減することができる。いくつかの実施形態によれば、コーティングドラム５１０は、二重壁コーティングドラムであってもよい。冷却液を、二重壁コーティングドラムの２つの壁の間に供給できる。２つの壁は、内壁および外壁であってもよく、外壁が、支持面を提供してもよい。
【００５９】
［００５８］図６は、本明細書に記載の実施形態による、可撓性基板を処理する方法６００のフローチャートを示す。
【００６０】
［００５９］可撓性基板を処理する方法６００は、真空チャンバ内で可撓性基板を熱処理する方法３００を含み、詳細には、可撓性基板を搬送すること、可撓性基板に長手方向に張力を加えること、およびドラムによって可撓性基板を１２０℃から１８０℃の第１の温度に加熱することを含む（ブロック６１０）。可撓性基板を処理する方法６００は、可撓性基板の少なくとも一表面上に材料を堆積させることを、さらに含む（ブロック６２０）。材料は、例えばＣＶＤプロセスを使用して堆積させることができる。いくつかの実施形態では、ＳｉＮｘ膜などのバリア膜を、真空熱安定化された可撓性基板上に堆積させることができる。
【００６１】
［００６０］いくつかの実施形態によれば、方法６００は、真空堆積チャンバ内に設けられた処理領域を通って可撓性基板を移動させるために、回転軸の周りにコーティングドラムを回転させることを、さらに含む。いくつかの実施態様では、方法６００は、処理領域で可撓性基板を処理することを含む。可撓性基板を処理することは、可撓性基板上に材料層を堆積させることと、エッチングプロセスを実行することのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００６２】
［００６１］本明細書に記載の実施形態によれば、可撓性基板を処理する方法は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータソフトウェア製品、ならびにＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、および本開示による装置の対応する構成要素と通信する入出力デバイスを有することができる相互に関連するコントローラを使用して実施できる。
【００６３】
［００６２］本開示は、真空中での加熱巻き取りによる熱安定化を提供し、ＰＥＴフィルムまたはホイルなどの可撓性基板が特に横断方向に弛緩することを可能にする。安定化プロセスは、機械的な不均一性を低減する。横断方向における巻き取り固さの不均一性を取り除くことができ、波およびリンクルの形成を減らすか、または回避することさえできる。
【００６４】
［００６３］上記は、本開示の実施形態に向けられているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
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【図２】
2020527195.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2020527195.tif 000008
【図６】
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【国際調査報告】
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