卷绕成膜装置制造方法

卷绕成膜装置制造方法
【专利摘要】本发明的卷绕成膜装置（1）具备：导入第一前驱体气体的第一真空室（21）；导入第二前驱体气体的第二真空室（22）；导入用于排出第一前驱体和第二前驱体的吹扫气体的第三真空室（23）；以及搬运设备（41a（41b）），该搬运设备将可卷绕的基材（15）搬运到第一真空室（21）、第二真空室（22）和第三真空室（23）中，并且具有保持基材（15）的宽度方向的两端部的保持部。
【专利说明】卷绕成膜装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用在可卷绕的挠性基材的表面连续地堆积原子层以进行成膜的原子层堆积法的卷绕成膜装置。
[0002]本申请主张于2011年3月29日提出的日本特愿2011 — 072141号申请以及于2011年9月27日提出的日本特愿2011 — 210048号申请的优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]以往，已知有下述成膜技术:在真空中反绕纸或塑料膜等长尺寸的可卷绕的基材，再利用蒸镀或溅镀等成膜方法，将金属或金属氧化物等连续地成膜。这种技术，作为金银丝中使用的金属光泽膜、食品包装的阻气性膜、膜电容器的电极、防反射等的光学膜的制造方法得到应用。
[0004]作为阻气性膜的用途，近年来，为了开发利用有机半导体的挠性基材的有机EL显示器、有机EL照明、有机太阳能电池，人们对水蒸气透过率为10 —6 [g / (m2.天)]的阻气性高的透明阻气性膜的商品化的要求日益提高。
[0005]为了满足该要求，人们在研究采用原子层堆积法的卷绕装置。
[0006]原子层堆积法作为形成致密的薄膜的方法而已知。从原子层堆积法的特征的优越性的观点考虑，在形成DRAM或TFT中的绝缘膜时使用原子层堆积法。
[0007]以往，膜的堆积工序通过分批处理来进行，为了提高生产率，正在开发同时处理多块Si晶片的装置，但其生产率有限。
[0008]另外，在上述的分批处理装置中，无法在可卷绕的基材上连续地进行成膜。
[0009]为了解决这个问题，专利文献1、2中所示的装置被提出。
[0010]在专利文献1、2中，给出了通过原子层堆积法连续地形成薄膜的技术。
[0011]在堆积原子层的工序中，多次重复进行原子层堆积工序的循环，所述原子层堆积工序由下述工序构成:使第一前驱体吸附在基材表面的工序；吹扫剩余的第一前驱体的工序；通过使第一前驱体暴露于第二前驱体中，使第一前驱体与第二前驱体反应的工序；以及吹扫剩余的第二前驱体的工序。
[0012]由此，可以得到所期望的膜厚的薄膜。
[0013]需要说明的是，作为前驱体，例如可以使用非专利文献I中记载的材料。
[0014]通常，通过原子层堆积的I个循环，形成0.0lnm以上且0.2nm以下左右、平均为0.1nm左右的层。
[0015]所期望的膜厚根据用途而变化，但为了得到水蒸气透过性为10_6 [g / Cm2.天)]以下的高阻挡性的膜，当为氧化铝膜时，通常已知膜厚需要为IOnm以上。
[0016]因此，为了得到膜厚为IOnm的氧化铝层，需要进行100个通常的原子层堆积循环。
[0017]另一方面，在专利文献3中公开了使用旋转卷筒的卷绕式原子层堆积装置。
[0018]在该装置中，当基材位于旋转卷筒上期间，将原子层堆积在基材上。
[0019]另外，在专利文献4中公开了使用散布歧管的卷绕式原子层堆积装置。[0020]在该装置中，在基材通过散布歧管附近的过程中，将原子层堆积在基材上。
[0021]现有技术文献
[0022]专利文献
[0023]专利文献1:国际公开第07 / 112370号
[0024]专利文献2:日本特表2009 — 540122号公报
[0025]专利文献3:日本特表2007 — 522344号公报
[0026]专利文献4:日本特表2009 — 531548号公报
[0027]非专利文献1:M.Ritala,另外 I 名，Atomic Layer Deposition,Handbookof ThinFilm Materials,美利坚合众国，Academic Press, 2002 年，第 I 卷，第 2 章,第 103 — 159 页

【发明内容】

[0028]发明所要解决的课题
[0029]但是，在专利文献1、2所记载的装置中，为了得到膜厚为IOnm的原子层堆积膜，基材必须通过100组的导辊。
[0030]即，原子层堆积膜与导辊接触100次。
[0031]由于原子层堆积膜与导辊的接触所伴随的摩擦或滑动，所以并非完全没有可能发生原子层堆积膜的损伤或产生微粒。
[0032]另外，损伤或微粒会附着在原子层堆积膜上，从而有可能导致原子层堆积膜的性能下降。
[0033]在以往的食品包装用阻气性膜所要求的性能中，水蒸气透过率为KT1 [g /Cm2.天)]左右，小的缺陷(擦伤、针孔、微粒附着等)不会成为问题。
[0034]但是，作为有机EL显示器或聚合物太阳能电池的用途、以及作为有机半导体的用途，要求高性能、例如水蒸气透过率为10 —6 [g / Cm2.天)]以下的性能，即使是上述元件上产生小的缺陷的情况，也会发生无法接受的性能的下降。
[0035]在专利文献I的段落0007中，虽然有搬运设备的记载，但也只限于希望是利用辊筒，至少在变换(翻转)基材的搬运方向时可以支撑基材的导辊的记载。
[0036]另外，在段落0030中也有搬运设备的记载，但作为搬运设备，也只限于公开了辊筒的使用。
[0037]另一方面，在专利文献2中，关于搬运方法，有如下记载:“需要说明的是，应该将辊筒22与基材20间的接触维持在最低限。这可以通过使其担载在卷轴形状的..--辊筒22的直径大的部分而达成。”(段落0013)。
[0038]但是，当基材的厚度薄且刚性低时，基材不仅与直径大的部位接触，还与卷轴形状的整体接触。
[0039]若原子层堆积膜接触到导辊，则原子层堆积膜上会产生微小的针孔等缺陷，无法获得目标性能。
[0040]特别是，当使用薄的塑料膜基材或布等刚性低的基材时，无法防止辊筒与基材的接触。
[0041]另外，在专利文献2中，除上述记载之外，还有如下记载:“或者，另外，随着基材20缠绕在各辊筒22的周围，还可以在辊筒22的边缘设置保持基材20的握持用具。”(段落0013)，但有关握持用具及其在辊筒边缘的安装方法、搬运设备的细节则没有公开。
[0042]另外，在专利文献3和4记载的装置中，在挨着旋转卷筒的基材表面、或未暴露于散布歧管外的基材表面没有堆积原子层。因此，在专利文献3和4中，并没有关于通过使用专利文献1、2所记载的装置而产生的、由处理过程中的导辊与基材的接触引起的原子层堆积膜的损伤以及该损伤所引起的阻气性能下降的课题的启示。
[0043]本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供一种导辊与基材不接触、且可以进行在可卷绕的基材上连续地形成原子层堆积膜的处理的装置。
[0044]本发明的目的在于，提供一种除所保持的部位即基材两端部以外，导辊与基材不接触，并且，利用空吸式搬运设备防止基材两端部的基材滑动，由此可以进行在可卷绕的基材上稳定地连续形成原子层堆积膜的处理的装置。
[0045]上述记载的空吸式是指，在辊筒表面开多个孔，通过该孔吸引基材，由此使膜基材等吸附在辊筒表面的方式。
[0046]解决课题的方法
[0047]为了解决上述课题，本发明人等发明了一种设备，该设备可以在成膜面不与导辊接触的状态下搬运基材，使致密的原子层堆积膜不会因基材的搬运而损伤。
[0048]本发明的第I方案的卷绕成膜装置，其是采用原子层堆积法的装置，该卷绕成膜装置具备:导入第一前驱体气体的第一真空室；导入第二`前驱体气体的第二真空室；导入用于排出上述第一前驱体和上述第二前驱体的吹扫气体的第三真空室；以及搬运设备，该搬运设备用于将可卷绕的基材搬运到上述第一真空室、上述第二真空室和上述第三真空室中，且具有保持上述基材的宽度方向的两端部的保持部。并且，该卷绕成膜装置利用上述搬运设备使上述基材交替地多次通过上述第一真空室和上述第二真空室，由此在上述基材的表面堆积原子层，形成原子层堆积膜。
[0049]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述保持部是夹持上述基材的宽度方向的两端部的夹持部。
[0050]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述夹持部利用多个夹持器具夹持上述基材的宽度方向的两端部。
[0051]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述夹持部利用连续的夹持器具夹持上述基材的宽度方向的两端部。
[0052]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述保持部是在上述基材的一个面支撑上述基材的宽度方向的两端部的支撑部。
[0053]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述基材在宽度方向的两端部具有多个孔部；上述支撑部利用支撑器具进行支撑，所述支撑器具具有与上述的多个孔部嵌合的多个凸部。
[0054]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述夹持部利用多个辊筒夹持上述基材的宽度方向的两端部的表面和背面；上述的多个辊筒中，至少有一个辊筒具有驱动设备。
[0055]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选上述的多个辊筒中，夹持表面的辊筒或夹持背面的辊筒具有可以改变旋转轴的设备。
[0056]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选以构成上述搬运设备的部位不通过第一真空室和上述第二真空室的方式配置上述搬运设备。
[0057]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选构成上述搬运设备的部位的表面由可以防止第一前驱体气体或第二前驱体气体的化学吸附的材料构成。
[0058]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选以构成上述搬运设备的部位通过第一真空室和上述第二真空室的方式配置上述搬运设备。
[0059]在本发明的第I方案的卷绕成膜装置中，优选具备在上述原子层堆积膜的表面形成保护层的保护层形成部。
[0060]为了解决上述课题，本发明人等发明了一种设备，该设备在除所保持的部位即基材两端部以外，成膜面不与导辊接触的状态下，并且可以防止基材两端部的基材滑动来搬运基材，使致密的原子层堆积膜不会因基材的搬运而损伤。
[0061]本发明的第2方案的卷绕成膜装置，其是采用原子层堆积法的装置，该卷绕成膜装置具备:导入多种前驱体气体的多个真空室；以及搬运设备，该搬运设备用于将基材在上述的多个真空室间交替地多次搬运，且具有通过吸引来保持上述基材的宽度方向的两端部的保持部。并且，该卷 成膜装置使前驱体吸附在上述基材的表面以形成原子层堆积膜。
[0062]在本发明的第2方案的卷绕成膜装置中，优选上述搬运设备由多个辊筒构成；在多个上述辊筒的表面设有孔；上述保持部通过上述孔吸引上述基材，由此保持上述基材。
[0063]在本发明的第2方案的卷绕成膜装置中，优选上述基材具有表面和背面；多个上述辊筒配置在上述表面和上述背面；多个上述辊筒中，至少有一个辊筒具有驱动设备；设置在上述表面和上述背面的上述辊筒中，至少有一个辊筒的表面设有孔；上述保持部通过上述孔吸引上述基材，由此保持上述基材。
[0064]在本发明的第2方案的卷绕成膜装置中，优选上述保持部具备改变设置在上述表面和上述背面的上述辊筒中任意辊筒的旋转轴的设备。
[0065]在本发明的第2方案的卷绕成膜装置中，优选上述的多个真空室由导入第一前驱体气体的第一真空室、导入第二前驱体气体的第二真空室、以及导入排出上述第一前驱体和上述第二前驱体的吹扫气体的第三真空室构成；上述搬运设备将上述基材交替地多次搬运到上述第一真空室、上述第二真空室和上述第三真空室中。
[0066]发明效果
[0067]本发明的第I方案的卷绕成膜装置，由于搬运设备中不必具备导辊，所以在形成于基材表面的原子层堆积膜中不会出现因其与导辊接触而产生的损伤。
[0068]因此，通过使用本发明的卷绕成膜装置，可以连续地形成无机械损伤的原子层堆积膜。
[0069]本发明的第2方案的卷绕成膜装置，除所保持的部位即基材两端部以外，导辊与基材不接触，所以不必担心形成于基材表面的原子层堆积膜的损伤。
[0070]另外，通过赋予防止基材两端部的基材滑动的设备，可以实现无滑动的搬运。
[0071]因此，通过使用本发明的卷绕成膜装置，可以通过无机械损伤、且无滑动的稳定的洁净搬运，连续地形成原子层堆积膜。
[0072]附图的简单说明
[0073]图1是本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置的概略图。
[0074]图2是本发明的第一实施方式中的卡夹式夹持搬运设备的示意图。[0075]图3是本发明的第二实施方式的卷绕成膜装置的概略图。
[0076]图4是本发明的第二实施方式中的带式夹持搬运设备的示意图。
[0077]图5是本发明的第三实施方式的卷绕成膜装置的示意图。
[0078]图6是本发明的第三实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的示意图。
[0079]图7是本发明的第四实施方式的卷绕成膜装置的示意图。
[0080]图8A是本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的示意图。
[0081]图SB是本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的剖面图。
[0082]图SC是本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的平面图。
[0083]图9是本发明的第五实施方式的卷绕成膜装置的概略图。
[0084]图1OA是本发明的第五实施方式中的链轮式支撑搬运设备的示意图。
[0085]图1OB是本发明的第五实施方式中的链轮式支撑搬运设备的剖面图。
[0086]图11是本发明的卷绕成膜装置的变形例的概略图。
[0087]图12A是本发明的卷绕成膜装置所具备的导轨的示意图。
[0088]图12B是本发明的卷绕成膜装置所具备的导轨的剖面图。
[0089]图13是本发明的具备保`护层形成部的卷绕成膜装置的概略图。
[0090]图14是比较例的卷绕成膜装置的概略图。
[0091]图15A是比较例的卷绕成膜装置的搬运设备的示意图。
[0092]图15B是比较例的卷绕成膜装置的搬运设备的剖面图。
[0093]图16是显示本发明的第六实施方式中的卷绕成膜装置的构成的图。
[0094]图17是本发明的第六实施方式中的空吸式搬运设备的示意图。
[0095]图18是显示本发明的第六实施方式中的卷绕成膜装置的变形例的构成的图。
[0096]图19A是本发明的第六实施方式的变形例中的轧辊式夹持搬运设备的示意图。
[0097]图19B是本发明的第六实施方式的变形例中的轧辊式夹持搬运设备的示意图。
[0098]图19C是本发明的第六实施方式的变形例中的轧辊式夹持搬运设备的示意图。
[0099]图20A是显示本发明的卷绕成膜装置的变形例中的导轨的构成的图。
[0100]图20B是显示本发明的卷绕成膜装置的变形例中的导轨的构成的图。
【具体实施方式】
[0101]本发明的卷绕成膜装置，其是利用原子层堆积法使原子层在基材上成膜的装置。该成膜装置具备:导入第一前驱体气体的第一真空室；导入第二前驱体气体的第二真空室；导入用于排出剩余的第一前驱体和第二前驱体的吹扫气体的第三真空室；以及将可卷绕的基材搬运到各个真空室中的搬运设备。
[0102]具体而言，该搬运设备是利用多个卡夹、输送带、链轮等保持部，可以夹持或支撑可卷绕的基材的宽度方向的两端部的搬运设备。
[0103]通过使用该搬运设备，成膜过程中覆膜的可卷绕基材的表面不会与装置内所配置的机械零件接触，而可卷绕的基材可以依次通过上述的各真空室，形成无机械损伤的原子层堆积膜。
[0104]作为保持可卷绕的基材的宽度方向的两端部的构件或装置，可以列举:使用多个卡夹等夹持器具来夹持端部的夹持部；使用输送带等连续的夹持器具来夹持端部的夹持部；使用多个辊筒来夹持端部的表面和背面的构件或装置等。
[0105]另外，作为保持可卷绕的基材的宽度方向的两端部的构件或装置，不仅可以使用如上所述的夹持部，还可以使用支撑端部的一个面的支撑部。
[0106]例如，预先准备在宽度方向的两端部具有冲孔等多个孔部的基材，在搬运基材时使用具有与其孔部嵌合的多个凸部的支撑器具来夹持端部的支撑部等。
[0107]以下，利用附图来说明本发明的【具体实施方式】。
[0108]需要说明的是，本发明的实施方式并不受以下记载的实施方式的限定，还可以根据本领域技术人员的知识加入设计的变更等变形，加入了这样的变形的实施方式也包括在本发明的实施方式的范围内。
[0109][第一实施方式]
[0110]本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置示于图1。
[0111]本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域21 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域22 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域23。
[0112]卷绕成膜装置I具备:设在开卷室13内的开卷辊11 ;设在卷绕室14内的卷绕辊12 ;从开卷辊11到卷绕辊12之间搬运可卷绕的基材15的搬运设备41a、41b。
[0113]本发明的第一实施方式中的搬运设备41a、41b，是在使用卡夹夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的状态下搬运可卷绕的基材15的卡夹式夹持搬运设备。
[0114]为了在可卷绕的基材15的表面连续地堆积原子层，利用卡夹式夹持搬运设备41a、41b，使可卷绕的基 材15依次通过第三区域23、第一区域21、第三区域23、第二区域22和第三区域23，由此在基材上堆积I个原子层。
[0115]本发明的卷绕成膜装置，按照搬运设备使基材通过上述区域的次数达到规定次数来设计成膜装置，使能够以得到所期望的膜厚所需要的循环数在基材15的表面堆积原子层。
[0116]本发明中使用的可卷绕的基材15选自塑料膜、塑料片、金属箔、金属片、纸、无纺布等挠性材料。
[0117]对可卷绕的基材15的厚度没有特别限定，可以使用具有10 μ m以上且1000 μ m以下的厚度的基材。
[0118]可卷绕的基材15通过开卷辊11卷起，向第三区域23内搬运。
[0119]在设置有开卷辊11的开卷室13和第三区域23之间设置隔板，隔板上设有可卷绕的基材15通过所需要的开口部16。
[0120]可卷绕的基材15经由该开口部16，从开卷室13向第三区域23内搬运。
[0121]第三区域23内导入有作为吹扫气体的非活性气体(参照符号33，吹扫气体流)。作为非活性气体，使用从氮、氦、氩等中适当选择的气体。
[0122]在第三区域23内，在卡夹夹持起始位置45a，利用卡夹式夹持搬运设备41a的卡夹夹持基材15的宽度方向的端部。
[0123]此处，本发明的第一实施方式中的卡夹式夹持搬运设备的示意图示于图2。
[0124]卡夹式夹持搬运设备41具备:夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的多个卡夹42 ;连接多个卡夹42的链43 ;使链43向搬运方向移动的驱动链轮44。[0125]在卡夹式夹持搬运设备41的卡夹夹持起始位置45，利用卡夹42夹持可卷绕的基材15的端部。
[0126]各卡夹42上安装有弹簧(没有图示)，两端部已被夹持的可卷绕的基材15以适度的张力向宽度方向伸展，搬运中没有松弛，实质上保持平面状。
[0127]可卷绕的基材15通过驱动辊筒44的旋转(参照符号36，驱动辊筒的旋转方向)向搬运方向搬运(参照符号35，可卷绕的基材的搬运方向)。
[0128]关于卡夹42的材质，只要是能够夹持可卷绕的基材15的两端部、且可以在以适度的张力向宽度方向伸展的同时搬运可卷绕的基材15的材质即可，没有特别限定。
[0129]另外，夹持可卷绕的基材15时的卡夹42的开闭设备可以是除上述的弹簧以外的设备。
[0130]被卡夹式夹持搬运 设备41a夹持的可卷绕的基材15，其经由设置在第三区域23和第一区域21之间的间隔的隔壁上所设的开口部17a，搬运到第一区域21内。
[0131]由于第一区域21内导入有第一前驱体(参照符号31，第一前驱体气体流)，所以当可卷绕的基材15通过第一区域时，第一前驱体吸附在可卷绕的基材15的两面。
[0132]在此期间，仅可卷绕的基材15的两端部被卡夹式夹持搬运设备41a夹持，所以吸附了第一前驱体的可卷绕的基材15的两面不会与装置内所配置的机械零件接触。
[0133]构成第一前驱体的材料根据目标堆积材料来适当选择。
[0134]例如，当基材105上所堆积的材料(目标堆积材料)为氧化铝时，使用三甲基铝。
[0135]需要说明的是，作为所用的第一前驱体的材料，可以使用非专利文献I中所示的材料。
[0136]可卷绕的基材15在第一区域21内的搬运速度由饱和吸附时间和通过距离算出，使基材15通过第一区域21的时间较饱和吸附时间长。
[0137]在第一区域21内饱和吸附了第一前驱体的可卷绕的基材15，其经由配置在第一区域21和第三区域23之间的间隔的隔壁上所设的其他开口部，再次搬运到第三区域23内。
[0138]需要说明的是，第一区域21内的气体通过真空泵排出(参照符号34a，利用真空泵进行的排气)，第三区域23内的压力保持在较第一区域21内的压力高的水平。
[0139]因此，导入到第一区域21内的第一前驱体维持在不易扩散到第三区域23内的条件下。
[0140]此时第一区域21与第三区域23之间的压力差优选为0.0lPa以上且IPa以下左右。
[0141]搬运到第三区域23内的可卷绕的基材15在卡夹夹持结束位置46a从卡夹中释放出来。
[0142]接下来，在卡夹夹持起始位置45b，利用卡夹式夹持搬运设备41b的卡夹夹持基材15的宽度方向的两端部。
[0143]被卡夹式夹持搬运设备41b夹持的可卷绕的基材15，其经由设置在第三区域23和第二区域22之间的间隔的隔壁上所设的开口部17b，搬运到第二区域22内。
[0144]在通过第三区域23期间，吸附在可卷绕的基材15上的剩余的第一前驱体发生气化而被吹扫除去。[0145]可卷绕的基材15在第三区域23内的搬运速度由通过距离算出，使得到足够的吹扫时间。
[0146]第二区域22内导入有第二前驱体(参照符号32，第二前驱体气体流)，在可卷绕的基材15通过第二区域22期间，可卷绕的基材15的两面所吸附的第一前驱体吸附物与第二前驱体反应，生成目标材料。
[0147]在此期间，仅可卷绕的基材15的两端部被卡夹式夹持搬运设备41b夹持，所以当第一前驱体吸附物与第二前驱体反应时，可卷绕的基材15的两面不会与装置内所配置的机械零件接触。
[0148]构成第二前驱体的材料根据目标堆积材料来适当选择。
[0149]例如，当目标堆积材料为氧化铝时，使用水、臭氧、原子态氧。
[0150]需要说明的是，作为所使用的第二前驱体的材料，可以使用非专利文献I所示的材料。
[0151]可卷绕的基材15在第二区域22内的搬运速度由反应时间和通过距离算出，使基材15通过第二区域22的时间较反应时间长。
[0152]第一前驱体吸附物和第二前驱体在第二区域22内反应后，可卷绕的基材15经由配置在第二区域22与第三区域23之间的间隔的隔壁上所设的其他开口部，再次搬运到第三区域23内。
`[0153]需要说明的是，第二区域22内的气体通过真空泵排出(参照符号34b，利用真空泵进行的排气)，第三区域23内的压力保持在较第二区域22内的压力高的水平。
[0154]因此，导入到第二区域22内的第二前驱体维持在不易扩散到第三区域23内的条件下。
[0155]此时第二区域22与第三区域23之间的压力差优选为0.0lPa以上且IPa以下左右。
[0156]搬运到第三区域23内的可卷绕的基材15在卡夹夹持结束位置46b从卡夹中释放出来。
[0157]上述工序是原子层堆积的I个循环，通过该工序在基材上堆积I个原子层。
[0158]通过多次重复进行这I个循环，可以在可卷绕的基材15的表面形成所期望的膜厚的原子层堆积膜。
[0159]需要说明的是，多次重复进行上述的I个循环时，可卷绕的基材15的搬运速度设定为由将基材15暴露在上述的第一区域21、第二区域22和第三区域23内所需要的时间和基材15通过区域21、22、23的通过距离算出的搬运速度中最低的速度。
[0160]多次重复进行上述的I个循环，在可卷绕的基材15的表面形成所期望的膜厚的原子层堆积膜后，利用卷绕辊12卷绕可卷绕的基材15。
[0161]在第三区域23和设置有卷绕辊12的卷绕室14之间设置有隔板，隔板上设有可卷绕的基材15通过所需要的开口部16。
[0162]可卷绕的基材15经由该开口部16，成膜后从第三区域23搬运到卷绕室14内。
[0163][第二实施方式]
[0164]本发明的第二实施方式的卷绕成膜装置示于图3。
[0165]与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I同样，本发明的第二实施方式的卷绕成膜装置2具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域21 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域22 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域23。
[0166]成膜装置2具备:设置在开卷室13内的开卷辊11 ;设置在卷绕室14内的卷绕辊12 ;以及从开卷辊11到卷绕辊12之间搬运可卷绕的基材15的搬运设备51。[0167]需要说明的是，关于卷绕成膜装置2的构成，除搬运设备51以外，与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I相同。
[0168]本发明的第二实施方式中的搬运设备51，是在用两条输送带夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的状态下搬运可卷绕的基材15的带式夹持搬运设备。
[0169]此处，本发明的第二实施方式中的带式夹持搬运设备的示意图示于图4。
[0170]带式夹持搬运设备51具备:夹持可卷绕的基材15的宽度方向的端部的两条输送带52 ;以及向搬运方向搬运两条输送带52的滑轮53。
[0171]在带式夹持搬运设备51的输送带夹持起始位置54，利用两条输送带52夹持可卷绕的基材15的两端部。
[0172]两端部已被夹持的可卷绕的基材15通过滑轮53的旋转(参照符号37、滑轮的旋转方向)向搬运方向搬运(参照符号35、可卷绕的基材的搬运方向)。
[0173]带式夹持搬运设备51配置在第一区域21、第二区域22和第三区域23各区域内，可卷绕的基材15的表面不会与装置内所配置的机械零件接触，而搬运基材15。
[0174]两条输送带52的材质只要是能够夹持可卷绕的基材15的两端部、并能够搬运可卷绕的基材15的材质即可，没有特别限定，例如可以使用芳族聚酰胺等耐热塑料制的输送带、或钢制的输送带。
[0175][第三实施方式]
[0176]本发明的第三实施方式的卷绕成膜装置示于图5。
[0177]与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I同样，本发明的第三实施方式的卷绕成膜装置3具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域21 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域22 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域23。
[0178]成膜装置3具备:设置在开卷室13内的开卷辊11 ;设置在卷绕室14内的卷绕辊12 ;以及从开卷辊11到卷绕辊12之间搬运可卷绕的基材15的搬运设备61。
[0179]需要说明的是，关于卷绕成膜装置3的构成，除搬运设备61以外，与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I相同。
[0180]在本发明的第三实施方式中的搬运设备61中，用不同的二个辊筒夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的表面和背面，驱动其中一个或两个辊筒，由此夹持、并搬运可卷绕的基材15。
[0181]不仅在基材15的其中一个端部配置上述的两个辊筒组，在另一个端部也同样配置上述的两个辊筒组，夹持并搬运可卷绕的基材15。
[0182]按照上述方法构成辊筒式夹持搬运设备。
[0183]此处，本发明的第三实施方式中的辊筒式支撑搬运设备的示意图示于图6。
[0184]辊筒夹持搬运设备61使用两个辊筒62、63夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部，同时给予动力。
[0185][第四实施方式][0186]本发明的第四实施方式的卷绕成膜装置示于图7。
[0187]与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I同样，本发明的第四实施方式的卷绕成膜装置4具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域21 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域22 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域23。
[0188]成膜装置4具备:设置在开卷室13内的开卷辊11 ;设置在卷绕室14内的卷绕辊12 ;搬运开卷辊11到卷绕辊12之间的可卷绕的基材15的搬运设备71。
[0189]需要说明的是，关于卷绕成膜装置4的构成，除搬运设备71以外，与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I相同。
[0190]在本发明的第四实施方式中的搬运设备71中，用不同的两个辊筒夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的表面和背面，通过驱动其中一个或两个辊筒，保持并搬运可卷绕的基材15。
[0191]此处，本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的示意图示于图8A和图8B。
[0192]需要说明的是，图SB是本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的剖面图。
[0193]辊筒式夹持搬运设备71用不同的两个辊筒72、73夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的表面和背面，同时给予基材15动力。
[0194]另外，图SC是本发明的第四实施方式中的辊筒式夹持搬运设备的平面图。
[0195]辊筒夹持搬运设备71，在其夹持可卷绕的基材15的宽度方向的两端部的表面和背面的两个辊筒72、73中，其中`一个辊筒73 (第I辊筒)具有可以改变旋转轴的设备。
[0196]具体而言，辊筒夹持搬运设备71可以改变辊筒73的旋转轴，使辊筒73 (第I辊筒)的旋转轴方向相对于另一个棍筒72 (第2棍筒)的旋转轴方向倾斜。
[0197]辊筒夹持搬运设备71改变辊筒73的旋转轴，使基材15的宽度在可卷绕的基材15的前进方向上变宽。换言之，改变辊筒73的旋转轴，使辊筒73的旋转轴方向相对于辊筒72的旋转轴方向倾斜。或者，在彼此相对向配置的辊筒73中，使其中一个辊筒的旋转轴方向相对于另一个辊筒的旋转轴方向倾斜。由此，可以调整可卷绕的基材15的松弛。
[0198]在辊筒夹持搬运设备71上设置这样的改变旋转轴的设备时，如图SC所示，优选使旋转轴可变的辊筒73的直径较另一个辊筒72的直径小。
[0199]另外,另一棍筒72也可与一者的棍筒73同样,具有能够改变旋转轴的设备。
[0200][第五实施方式]
[0201]本发明的第五实施方式的卷绕成膜装置示于图9。
[0202]与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I同样，本发明的第五实施方式的卷绕成膜装置5具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域21 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域22 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域23。
[0203]成膜装置5具备:设置在开卷室13内的开卷辊11 ;设置在卷绕室14内的卷绕辊12 ;搬运开卷辊11到卷绕辊12之间的可卷绕的基材15的搬运设备81。
[0204]需要说明的是，关于卷绕成膜装置5的构成，除搬运设备81以外，与本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I相同。
[0205]另外，在第五实施方式中，使用在宽度方向的两端部预先设有冲孔的可卷绕的基材15,在该基材15上堆积原子层。
[0206]本发明的第五实施方式中的搬运设备81，是利用与设在基材15上的冲孔嵌合的链轮保持、并搬运可卷绕的基材15的链轮式支撑搬运设备。
[0207]此处，本发明的第五实施方式中的链轮式支撑搬运设备的示意图示于图1OA和图10B。
[0208]需要说明的是，图1OB是本发明的第五实施方式中的链轮式支撑搬运设备的剖面图。
[0209]链轮式支撑搬运设备81，其使用在宽度方向的两端部设有多个冲孔82的可卷绕的基材15，并且具备与该冲孔82嵌合的链轮83。
[0210]可卷绕的基材15的冲孔82在链轮式支撑搬运设备81的链轮保持起始位置805与链轮的凸部84嵌合。
[0211]通过链轮的凸部84与可卷绕的基材15的冲孔82嵌合，再利用链轮83的旋转(参照符号38，链轮的旋转方向)，来搬运可卷绕的基材15 (参照符号35，可卷绕的基材的搬运方向)。
[0212]特别是，可卷绕的基材15是通过链轮的凸部84与冲孔62嵌合来搬运的，因此在可卷绕的基材15的搬运方向及与搬运方向垂直的方向上均可实现位置偏移小的搬运。
[0213]图1OA和图1OB中，链轮的凸部84的剖面形状为矩形，但根据可卷绕的基材15的冲孔82，可以选择适当的形状。
[0214][变形例]
[0215]在上述的第一-第五实施方式中，可以施加如下所述的变形。
[0216](关于构成搬运设备的部位的表面)
[0217]在上述的搬运设备中，当构成搬运设备的部位、例如上述卡夹、链、或输送带等的表面，由具有可以化学吸附第一前驱体气体或第二前驱体气体的羟基、羧基等官能团的材料构成时，有时会产生下述问题。
[0218]即，若搬运设备通过导入第一前驱体气体的第一真空室和导入第二前驱体气体的第二真空室，则在构成搬运设备的部位的表面形成原子层堆积膜。
[0219]这种情况下，通过反复通过第一真空室和第二真空室，在上述部位的表面形成较可卷绕的基材厚的原子层堆积膜。
[0220]该原子层堆积膜若成为厚的膜，则发生脆性破坏，导致产生异物(微粒)。
[0221]因此，构成搬运设备的部位的表面由具有可以化学吸附第一前驱体气体或第二前驱体气体的官能团的构成形成时，如图1所示，应该设计成不反复通过第一区域21和第二区域22。
[0222]特别是，如图3所示，通过只在第一区域21、只在第二区域22或只在第三区域23设置搬运设备51，上述问题得以解决。
[0223]另一方面，当构成搬运设备的部位的表面由不具有可以化学吸附第一前驱体气体或第二前驱体气体的官能团的构成形成时，即使反复通过第一真空室和第二真空室，也不会在构成搬运设备的部位的表面形成原子层堆积膜。
[0224]例如，若在构成搬运设备的部位的表面形成聚四氟乙烯等氟系聚合物、聚对二甲苯、十八烷基三氯硅烷等耦联剂的涂膜，则不会形成原子层堆积膜。[0225]因此，在构成搬运设备的部位的表面是由如上述涂膜那样可以防止第一前驱体气体或第二前驱体气体的化学吸附的材料构成的搬运设备中，即使反复通过第一真空室和第二真空室，也不会发生原子层堆积。
[0226]例如，如图11所示的卷绕成膜装置6那样，使用反复通过第一区域21和第二区域22的搬运设备51时，需要使用以表面是由上述的涂膜形成的部位构成的搬运设备。
[0227]但是，进行原子层堆积时(在基材上堆积原子层的工序时)，通过使用等离子体活性种等作为前驱体，有时构成搬运设备的部位会发生氧化，在部位的表面生成官能团。这种情况下，由于其表面形成原子层堆积膜，所以不优选使用反复通过第一区域21和第二区域22的搬运设备。
[0228](关于设置搬运设备的位置)
[0229]如图1所示，在本发明的第一实施方式的卷绕成膜装置I中，设有通过第一区域21和第三区域23的搬运设备41a、以及通过第二区域22和第三区域23的搬运设备41b，但是如图3所示，也可以只在第一区域21、只在第二区域22或只在第三区域23内设置搬运设备。
[0230]这在图5所示的本发明的第三实施方式的卷绕成膜装置3中也是同样。
[0231 ] 反之，图3所示的本发明的第二实施方式的卷绕成膜装置2的搬运设备51，也可以以通过第一区域21和第三区域23的搬运设备、或者通过第二区域22和第三区域23的搬运设备的形式进行设置。
[0232](关于导轨)
[0233]图12A和图12B显示的是:使用第二实施方式的搬运设备(带式夹持搬运设备)时，可卷绕的基材通过配置在第 一区域和第三区域之间的间隔的隔壁上所设的开口部、或配置在第三区域和第二区域之间的间隔的隔壁上所设的开口部时使用的导轨。
[0234]需要说明的是，图12B是导轨的剖面图。
[0235]导轨91是用于提高通过配置在区域间的间隔的隔壁18的开口部17的可卷绕的基材15的位置精度的辅助工具。
[0236]通过使用导轨91，将可卷绕的基材15高精度地搬运给开口部17，因此可以将开口部的宽度(X)设计得更小。
[0237]因此，可以将由第一区域或第三区域中的前驱体和第三区域的吹扫气体产生的污染抑制在低水平。
[0238]例如，当存在导轨91时，可以将开口部的宽度(X)设定为Imm左右。
[0239]另一方面，当未设导轨91时，鉴于搬运中的可卷绕的基材15的位置稳定性，需要将开口部的宽度(X)设定为5mm左右。
[0240]如图12B所示，导轨91优选设置在接近开口部17的位置，使其夹持可卷绕的基材15的两端部。
[0241]设置导轨91的位置根据可卷绕的基材15的厚度、可卷绕的基材15的搬运速度等来适当确定。
[0242]需要说明的是，在图12A和图12B中，作为例子，给出了第二实施方式的搬运设备即带式夹持搬运设备51，但其也可适用于使用第一实施方式的搬运设备即卡夹式夹持搬运设备或第三实施方式的搬运设备即链轮式支撑搬运设备的装置。[0243](关于保护层形成部)
[0244]本发明的卷绕成膜装置中，在可卷绕的基材的表面和背面均形成原子层堆积膜。
[0245]两面形成有原子层堆积膜的可卷绕的基材在装置内最终卷绕成滚筒状。
[0246]此时，形成于可卷绕的基材表面的原子层堆积膜与形成于可卷绕的基材背面的原子层堆积膜接触。
[0247]因此，当堆积在可卷绕的基材的表面和背面的原子层堆积层膜相互接触时，也有可能在原子层堆积层膜上产生机械损伤。
[0248]这种情况下，优选在卷绕两面形成有原子层堆积膜的可卷绕的基材之前，在基材上涂布(形成)保护层。
[0249]作为涂布保护层的方法，例如可以采用化学气相蒸镀(CVD)法等。
[0250]具体而言，图13所示的卷绕成膜装置7，其在第三区域23和卷绕室14之间具备形成保护层的保护层形成部即保护层涂布室19。在保护层涂布室19中，例如，以四乙氧基硅烷(TEOS)作为原料气体，通过He气鼓泡法供给TE0S，在加热至120°C的室内发生等离子体辅助的分解反应，再与O2气反应，在原子层堆积层膜的表面形成2 μ m厚的SiO2膜。
[0251]需要说明的是，形成于可卷绕的基材的两面的原子层堆积膜中，在至少其中一面的原子层堆积膜、优选两面的原子层堆积膜上形成保护层。
[0252][第六实施方式]
[0253]本发明的卷绕成膜装置，其是利用原子层堆积法，使前驱体吸附在可卷绕的基材表面以形成原子层堆积膜的装置。该成膜装置具备:导入多种前驱体气体的多个真空室、即导入第一前驱体气体的第一真空室、导入第二前驱体气体的第二真空室、导入用于排出剩余的第一前驱体和第二前驱体的吹扫气体的第三真空室；以及用于在多个真空室间交替地多次搬运基材的搬运设备。
[0254]具体而言，该搬运设备具有保持可卷绕的基材的宽度方向的两端部的保持部。保持部由多个辊筒构成，使用用于保持基材两端部、且防止滑动的空吸式导辊。
[0255]通过使用该搬运设备，成膜过程中覆膜的可卷绕的基材表面不会与装置内所配置的机械零件接触，而可卷绕的基材可以依次通过上述的各真空室。由此，防止基材上产生机械损伤，还防止由基材搬运中的滑动导致的微粒的产生和不稳定的搬运，在基材上形成优质的原子层堆积膜。
[0256]作为保持可卷绕的基材的宽度方向的两端部的保持部，可以列举:使用导辊或多个辊筒夹持端部的表面和背面的构件或装置等，所述的导辊或多个辊筒具备形成有多个用于将基材吸附在辊筒上而设的孔的空吸式设备。
[0257]即，搬运设备由多个辊筒构成，保持部通过分别设在上述的多个辊筒表面的孔来吸引基材，由此保持基材。
[0258]另外，保持部，也可利用设在基材的表面和背面的多个辊筒来夹持基材，设在表面和背面的辊筒中，至少有一个辊筒设置成具有驱动设备。
[0259]本发明的第六实施方式的卷绕成膜装置示于图16。
[0260]本发明的第六实施方式的卷绕成膜装置100具备:导入第一前驱体气体的第一真空室即第一区域201 ;导入第二前驱体气体的第二真空室即第二区域202 ;以及导入吹扫气体的第三真空室即第三区域203。[0261]成膜装置100具备:设在开卷室103中的开卷辊101 ;设在卷绕室104中的卷绕辊102 ;具备为了边吸附开卷辊101到卷绕辊102之间的可卷绕的基材105边进行搬运而设的、具有多个孔的空吸设备的空吸式搬运设备401 (401a、401b、401c)。
[0262]本发明的第六实施方式中的空吸式搬运设备401，其使用导辊来搬运可卷绕的基材105，所述导辊具备为了边吸附可卷绕的基材105的宽度方向的两端部边进行搬运而设的、形成有多个的空吸装置(保持部)。
[0263]为了在可卷绕的基材105的表面连续地堆积原子层，利用空吸式搬运设备401，使可卷绕的基材105依次通过第三区域203、第一区域201、第三区域203、第二区域202、第三区域203，由此在基材上堆积I个原子层。
[0264]本发明的卷绕成膜装置，按照搬运设备使基材通过上述区域的次数达到规定次数来设计成膜装置，使能够以得到所期望的膜厚所需要的循环数在基材105的表面堆积原子层。
[0265]本发明中使用的可卷绕的基材105选自塑料膜、塑料片、金属箔、金属片、纸、无纺布等挠性材料。
[0266]对可卷绕的基材105的厚度没有特别限定，可以使用具有ΙΟμπι以上且1000 μ m以下的厚度的基材。
[0267]可卷绕的基材105通过开卷辊101卷起，再搬运到第三区域203中。
[0268]在设有开卷辊101的开卷`室103和第三区域203之间设置隔板，隔板上设有可卷绕的基材105通过所需要的开口部106。
[0269]可卷绕的基材105经由该开口部106，从开卷室103搬运到第三区域203内。
[0270]第三区域203内导入有非活性气体作为吹扫气体(303)。作为非活性气体，使用从氮、氦、IS等中适当选择的气体。
[0271]在第三区域203内，为了只保持可卷绕的基材105的两端部，利用具备空吸设备的空吸式搬运设备401c来引导基材105，即使在第三区域203内也维持稳定地搬运基材105的状态。
[0272]图17是第六实施方式的空吸式搬运设备的示意图。
[0273]本发明的第六实施方式中的空吸式搬运设备401，其具备为了边吸附可卷绕的基材105的宽度方向的两端部边进行搬运而设的、形成有多个孔的空吸装置。
[0274]通过空吸式搬运设备401的空吸式辊筒402将基材105吸附在辊筒表面，由此来保持可卷绕的基材105。
[0275]各空吸式辊筒402上连接有真空泵。通过驱动真空泵，经由多个孔进行吸引(参照符号305，空吸式辊筒排气)，将可卷绕的基材105吸附在辊筒表面。
[0276]通过辊筒402保持的可卷绕的基材105以适度的张力向宽度方向伸展。在搬运中，基材105没有松弛，实质上保持平面状。
[0277]关于空吸式辊筒402的材质，只要是能够保持可卷绕的基材105的两端部、且能够边保持适度的摩擦力和可卷绕的基材105边进行搬运的材质即可，没有特别限定。
[0278]另外，空吸式辊筒402可以是吸引部402a和非吸引部402b同时旋转的设备，也可以是仅吸引部402a单独旋转，而非吸引部402b为非旋转的辊筒。
[0279]返回图16的说明，由空吸式搬运设备401c保持的可卷绕的基材105经由配置在第三区域203和第一区域201之间的间隔的隔壁上所设的开口部107a，搬运到第一区域201 内。
[0280]由于第一区域201内导入有第一前驱体(参照符号301)，所以当可卷绕的基材105通过第一区域201时，第一前驱体吸附在可卷绕的基材105的两面。
[0281]在此期间，仅可卷绕的基材105的两端部利用空吸式搬运设备401a来保持，所以吸附了第一前驱体的可卷绕的基材105的两面不会与装置内所配置的机械零件接触。
[0282]构成第一前驱体的材料根据目标堆积材料来适当选择。
[0283]例如，当基材105上堆积的材料(目标堆积材料)为氧化铝时，使用三甲基铝。
[0284]需要说明的是，作为所使用的第一前驱体的材料，例如可以使用非专利文献I中所示的材料。
[0285]可卷绕的基材105在第一区域201内的搬运速度由饱和吸附时间和通过距离算出，使基材105通过第一区域201的时间较饱和吸附时间长。
[0286]在第一区域201内饱和吸附了第一前驱体的可卷绕的基材105，其经由配置在第一区域201和第三区域2 03之间的间隔的隔壁上所设的其他开口部107b，再次搬运到第三区域203内。
[0287]需要说明的是，第一区域201内的气体通过配置在第一区域内、且与真空泵相连的空吸式辊筒的空吸设备排出(参照符号305a、空吸式辊筒排气)，另外还通过第一区域所连接的排气设备(符号304a)排出。通过使用这两个排气设备，第一区域201内的压力得以保持。另外，第三区域203内的压力保持在较第一区域201内的压力高的水平。
[0288]因此，导入到第一区域201内的第一前驱体维持在不易扩散到第三区域203内的条件下。
[0289]此时第一区域201与第三区域203间的压力差优选为0.0lPa以上且IPa以下左右。
[0290]接下来，可卷绕的基材105经由配置在第三区域203和第二区域202之间的间隔的隔壁上所设的开口部107c，搬运到第二区域202内。
[0291]在基材105通过第三区域203期间，吸附在可卷绕的基材105上的剩余的第一前驱体发生气化而被吹扫除去。
[0292]此时，为了使可卷绕的基材105的搬运状态稳定，还可以在第三区域203内设置空吸式搬运设备401作为两端部的导辊。
[0293]图16中显示了第三区域203内设有空吸式搬运设备401的构成。
[0294]可卷绕的基材105在第三区域203内的搬运速度由通过距离算出，使得到足够的吹扫时间。
[0295]第二区域202内导入有第二前驱体(参照符号302)，在可卷绕的基材105通过第二区域202期间，吸附在可卷绕的基材105的两面的第一前驱体吸附物与第二前驱体反应，生成目标材料。
[0296]在此期间，仅可卷绕的基材105的两端部利用空吸式搬运设备401b来保持，因此当第一前驱体吸附物与第二前驱体反应时，可卷绕的基材105的两面不会与装置内所配置的机械零件接触。
[0297]构成第二前驱体的材料根据目标堆积材料来适当选择。[0298]例如，当目标堆积材料为氧化铝时，使用水、臭氧、原子态氧。
[0299]需要说明的是，作为所使用的第二前驱体的材料，例如可以使用非专利文献I中所示的材料。
[0300]可卷绕的基材105在第二区域202内的搬运速度由反应时间和通过距离算出，使基材105通过第二区域202的时间较反应时间长。
[0301]第一前驱体吸附物和第二前驱体在第二区域202内反应后，可卷绕的基材105经由配置在第二区域202和第三区域203之间的间隔的隔壁上所设的开口部107d，再次搬运到第三区域203内。
[0302]需要说明的是，第二区域202内的气体通过配置在第二区域内、且与真空泵相连的空吸式辊筒的空吸设备排出(参照符号305b，空吸式辊筒排气)，另外还通过第二区域所连接的排气设备(符号304b)排出。通过使用这两个排气设备，第三区域203内的压力保持在较第二区域202内的压力高的水平。
[0303]因此，导入到第二区域202内的第二前驱体维持在不易扩散到第三区域203内的条件下。
[0304]此时第二区域202与第三区域203间的压力差优选为0.0lPa以上且IPa以下左右。
[0305]上述工序是原子层堆积的I个循环，通过该工序在基材上堆积I个原子层。
[0306]通过多次重复进行这I个循环，可以在可卷绕的基材105的表面形成所期望的膜厚的原子层堆积膜。
[0307]需要说明的是， 多次重复进行上述的这I个循环时，可卷绕的基材105的搬运速度设定为:由将基材105暴露于上述的第一区域201、第二区域202和第三区域203中所需要的时间和基材105通过区域201、202、203的通过距离算出的搬运速度中最低的速度。
[0308]多次重复进行上述的I个循环，在可卷绕的基材105的表面形成所期望的膜厚的原子层堆积膜后，可卷绕的基材105通过卷绕辊102来卷绕。
[0309]在第三区域203和设置有卷绕辊102的卷绕室104之间设置隔板，隔板上设有可卷绕的基材105通过所需要的开口部106。
[0310]可卷绕的基材105经由该开口部106，成膜后从第三区域203搬运到卷绕室104内。
[0311][变形例]
[0312]上述的第六实施方式中可以施加下述的变形。
[0313](关于轧辊)
[0314]图18是显示第六实施方式的卷绕成膜装置的变形例的构成的图。
[0315]卷绕成膜装置200具备如图18所示的轧辊式夹持搬运设备501。轧辊式夹持搬运设备501通过对可卷绕的基材105施加张力、即通过沿搬运方向拉伸基材105，矫正基材105的松弛、或者修正其S形摆动(蛇行)。通过使用如图18所示的轧辊式夹持搬运设备501，可以取得更大的效果。
[0316]在轧辊式夹持搬运设备501中，可卷绕的基材105的宽度方向的两端部的表面和背面用不同的两个辊筒夹持，驱动其中的一个或两个辊筒，由此保持可卷绕的基材105，并搬运基材105。[0317]图19A-图19C是变形例中的轧辊式夹持搬运设备的示意图，图19A是轧辊式夹持搬运设备的立体图，图19B是轧辊式夹持搬运设备的剖面图，图19C是轧辊式夹持搬运设备的平面图。
[0318]轧辊式夹持搬运设备501具有在上述的空吸式辊筒402上设有以夹持为目的的轧辊502的结构。使用该轧辊式夹持搬运设备501夹持可卷绕的基材105的宽度方向的两端部的表面和背面，同时给予基材105动力。
[0319]即，轧辊式夹持搬运设备501的构成方式如下:用设置在基材的表面和背面的多个辊筒夹持基材，设在表面和背面的辊筒中至少有一个辊筒(在第六实施方式中为空吸式辊筒402)具有驱动设备。
[0320]另外，如图19C所示，轧辊式夹持搬运设备501具备夹持可卷绕的基材105的宽度方向的两端部的表面和背面的两个辊筒402、502。而且，轧辊502 (第I辊筒)具有可以改变旋转轴的设备。
[0321]即，设在表面和背面的辊筒中，任意辊筒(轧辊502)具备改变旋转轴的设备。
[0322]具体而言，轧辊式夹持搬运设备501可以改变轧辊502的旋转轴，使轧辊502 (第I辊筒)的旋转轴方向相对于空吸式辊筒402 (第2辊筒)的旋转轴方向倾斜。
[0323]轧辊式夹持搬运设备501改变轧辊502的旋转轴，使在可卷绕的基材105的前进方向上基材105的宽度变宽。换言之，改变轧辊502的旋转轴，使轧辊502的旋转轴方向相对于空吸式辊筒402的旋转轴方向倾斜。或者，在彼此相对向配置的轧辊502中，使其中一个辊筒的旋转轴方向相对于另一个辊筒的旋转轴方向倾斜。由此，可以调整可卷绕的基材105的松弛。
[0324]在轧辊式夹持搬运设备5`01上设置这样的旋转轴的可变装置时，如图19C所示，优选使旋转轴可变的轧辊502的直径`较另一个空吸式辊筒402的直径小。
[0325]另外，与轧辊502同样，空吸式辊筒402也可以具有能够改变旋转轴的设备。
[0326]矫正可卷绕的基材的松弛或修正其S形摆动(蛇行)，是通过调整轧辊502挤压空吸式辊筒402的压力、轧辊502的方向以及空吸式辊筒402的空吸力来控制。由此，可以实现稳定的运行(基材的搬运)。
[0327](关于导轨)
[0328]图20A和图20B是显示卷绕成膜装置的其他变形例中的导轨的构成的图，图20A是显示使用导轨时接近开口部的位置的立体图，图20B是导轨的剖面图。
[0329]如图20A所示，卷绕成膜装置511，可在配置在第一区域201和第三区域203之间的间隔的隔壁上所设的开口部107、或在接近配置在第三区域203和第二区域202之间的间隔的隔壁上所设的开口部107的位置，具备可卷绕的基材105通过时使用的导轨601。
[0330]导轨601是用于提高通过区域间所配置的间隔的隔壁108的开口部107的可卷绕的基材105的位置精度的辅助工具。
[0331]通过使用导轨601，可以将可卷绕的基材105高精度地搬运到开口部107，所以可以将开口部107的宽度(X)设计得更小。另外，可以省略配置在第三区域203内的空吸式搬运设备401，可以将由第一区域201或第三区域203中的前驱体和第三区域203的吹扫气体产生的污染抑制在低水平。
[0332]例如，存在导轨601时，可以设定开口部的宽度(X)为Imm左右。[0333]另一方面，未设导轨601时，鉴于搬运中的可卷绕的基材105的位置稳定性，需要设定开口部的宽度(X)为5mm左右。
[0334]导轨601优选设置在接近开口部107的位置，使如图20B所示，夹住可卷绕的基材105的两端部。
[0335]设置导轨601的位置根据可卷绕的基材105的厚度、可卷绕的基材105的搬运速度等来适当确定。当可卷绕的基材105明显不稳定地运行时，有可能会由于基材105和导轨601的接触而产生微粒，所以优选结合使用第三区域203内的空吸式搬运设备401。
实施例
[0336]〈第I实施例〉
[0337]接下来，对图1所示的卷绕成膜装置的第I实施例进行阐述。
[0338]使用图1的卷绕成膜装置1，并使用厚度为100 μ m的聚酯膜作为可卷绕的基材15。
[0339]将安装在开卷辊11的位置的聚酯膜搬运到第三区域23内，利用第三区域23的卡夹式夹持搬运设备41a，在卡夹夹持起始位置45a用卡夹夹持基材15的两端部，将基材15搬运到第一区域21内。
[0340]向第一区域21内导入作为载气使用的氮气和作为第一前驱体使用的三甲基铝。
[0341]调节气体的流量，使通过干式泵排气(减压)的第一区域21的压力达到约50Pa。
[0342]利用卡夹式夹持搬运设备41a使聚酯膜在第一区域21内移动，同时在聚酯膜的两面饱和吸附三甲基铝。
[0343]两面饱和吸附了三甲基铝的聚酯膜再次被搬运到第三区域23内。
[0344]第三区域23内导入有作为非活性气体的氮气。
[0345]调节气体的流量，使第三区域23的压力达到约50.5Pa。
[0346]使聚酯膜在第三区域23内移动期间，吹扫除去剩余的三甲基铝。
[0347]充分吹扫后，利用第三区域23的卡夹式夹持搬运设备41b，在卡夹夹持起始位置45b用卡夹夹持聚酯膜的两端部，将聚酯膜搬运到第二区域22内。
[0348]向第二区域22内导入作为载气使用的氮气和作为第二前驱体使用的离子交换水。
[0349]调节气体的流量，使通过干式泵排气(减压)的第二区域22的压力达到约50Pa。
[0350]利用卡夹式夹持搬运设备41b使聚酯膜在第二区域22内移动，同时聚酯膜的两面的三甲基铝与离子交换水发生反应，在基材上堆积I个原子层。
[0351]需要说明的是，聚酯膜的搬运速度根据第三区域23中的需要的吹扫时间来决定。
[0352]另外，第一区域21、第二区域22和第三区域23的温度均保持在90°C。
[0353]另外，作为图1所示的卷绕成膜装置1，显示了通过I次搬运进行3个循环的原子层堆积的装置，但实际上是准备了可以进行100个循环的装置，进行了 100个循环的原子层堆积。
[0354]其结果，聚酯膜上所形成的氧化铝膜的厚度为10nm。
[0355]另外，使用电子显微镜观察表面的损伤，结果没有确认到氧化铝膜的表面的损伤。
[0356]<比较例>[0357]使用图14的卷绕成膜装置进行氧化铝的堆积。
[0358]虽然卷绕成膜装置8的基本构成与图1的卷绕成膜装置I相同，但比较例的搬运设备与卷绕成膜装置I的搬运设备41a、41b不同，其具备采用导辊的搬运设备1001。
[0359]如图15A和图15B所示，使用导辊式支撑搬运设备1001的导辊1002来搬运可卷绕的基材15。
[0360]因此，导辊式支撑搬运设备1001具备:可卷绕的基材15通过原子层堆积的I个循环与两个导辊接触的搬运设备。
[0361]在上述搬运方法方面，比较例与第I实施例不同，但在比较例中，是在第I实施例所示的条件下进行氧化铝的原子层堆积。
[0362]另外，图14中显示了通过I次搬运进行3个循环的原子层堆积的装置，但实际上是准备了可以进行100个循环的装置，进行了 100个循环的原子层堆积。
[0363]其结果，聚酯膜上所形成的氧化铝膜的厚度为10nm。
[0364]另外，使用电子显微镜观察表面的损伤，结果确认到损伤。
[0365]〈第2实施例〉
[0366]接下来，对图16所示的卷绕成膜装置的第2实施例进行阐述。
[0367]使用图16的卷绕成膜装置100，并使用厚度为100 μ m的聚酯膜作为可卷绕的基材105。
[0368]将安装在开卷辊101的位置的聚酯膜搬运到第三区域203内，再通过第三区域203的空吸式搬运设备401c搬 运到第一区域201内。
[0369]向第一区域201内导入作为载气使用的氮气和作为第一前驱体使用的三甲基铝。
[0370]调节通过空吸式辊筒排出的排气量305a、从第一区域排出的排气量304a和供给第一区域的气体的流量301，使第一区域201的压力达到约50Pa。
[0371]利用空吸式搬运设备401a使聚酯膜在第一区域201内移动，同时在该聚酯膜的两面饱和吸附三甲基铝。
[0372]两面饱和吸附了三甲基铝的聚酯膜被再次搬运到第三区域203内。
[0373]向第三区域203内导入作为非活性气体的氮气。
[0374]调节空吸式辊筒的排气量305c和气体的流量303，使第三区域203的压力达到约50.5Pa。
[0375]聚酯膜在第三区域203内移动的期间，剩余的三甲基铝被吹扫除去。
[0376]充分吹扫后，将聚酯膜搬运到第二区域202内。
[0377]向第二区域202内导入作为载气使用的氮气和作为第二前驱体使用的离子交换水。
[0378]调节通过空吸式辊筒排出的排气量305b、从第二区域排出的排气量304b和供给第二区域的气体的流量302，使第二区域202的压力达到约50Pa。
[0379]利用空吸式搬运设备401b使聚酯膜在第二区域202内移动，同时聚酯膜的两面的三甲基铝与离子交换水反应，在基材上堆积I个原子层。
[0380]需要说明的是，聚酯膜的搬运速度根据第三区域203内的需要的吹扫时间来确定。
[0381]另外，第一区域201、第二区域202和第三区域203的温度均保持在90°C。[0382]另外，作为图16所示的卷绕成膜装置100，显示了通过I次搬运进行3个循环的原子层堆积的装置，但实际上是准备了可以进行100个循环的装置，进行了 100个循环的原子层堆积。
[0383]其结果，聚酯膜上所形成的氧化铝膜的厚度为10nm。
[0384]另外，使用电子显微镜观察包括端部在内的表面的损伤，结果没有确认到氧化铝膜的表面的损伤。
[0385]<比较例>
[0386]使用图16的卷绕成膜装置100，并使用厚度为100 μ m的聚酯膜作为可卷绕的基材105。
[0387]将安装在开卷辊101的位置的聚酯膜搬运到第三区域203内，再通过第三区域203的空吸式搬运设备401c搬运到第一区域201内。
[0388]此时，在比较例的成膜装置中，没有利用空吸式辊筒进行排气305c。
[0389]向第一区域201内导入作为载气使用的氮气和作为第一前驱体使用的三甲基铝。
[0390]调节从第一区域排出的排气量304a和气体的流量301，使第一区域201的压力达到约50Pa。
[0391]此时，没有利用空吸式辊筒进行排气305a。
[0392]利用空吸式搬运设备401a使聚酯膜在第一区域201内移动，同时在聚酯膜的两面进行三甲基铝的饱和吸附。
[0393]两面饱和吸附了三甲基铝的聚酯膜被再次搬运到第三区域203内。
[0394]向第三区域203内导入作为非活性气体的氮气。
[0395]调节气体的流量303，使第三区域203的压力达到约50.5Pa。
[0396]聚酯膜在第三区域203内移动的期间，剩余的三甲基铝被吹扫除去。
[0397]充分吹扫气体后，将聚酯膜搬运到第二区域202内。
[0398]向第二区域202内导入作为载气使用的氮气和作为第二前驱体使用的离子交换水。
[0399]调节从第二区域排出的排气量304b和气体的流量302，使第二区域202的压力达到约50Pa。
[0400]利用空吸式搬运设备401b使聚酯膜在第二区域202内移动，同时聚酯膜的两面的三甲基铝与离子交换水反应，在基材上堆积I个原子层。
[0401]此时，没有从空吸式辊筒进行排气305c。
[0402]需要说明的是，聚酯膜的搬运速度根据第三区域203中的需要的吹扫时间来确定。
[0403]另外，第一区域201、第二区域202和第三区域203的温度均保持在90°C。
[0404]另外，作为图16的卷绕成膜装置100，显示了通过I次搬运进行3个循环的原子层堆积的装置，但实际上是准备了可以进行100个循环的装置，进行了 100个循环的原子层堆积。
[0405]其结果，所形成的氧化铝膜的厚度为10nm。
[0406]另外，使用电子显微镜观察包括端部在内的表面的损伤，结果没有确认到位于可卷绕的基材105的宽度方向的中央的辊筒非接触部的氧化铝膜的表面的损伤，但在基材105的辊筒接触部确认到微细的损伤。
[0407]工业实用性
[0408]本发明的卷绕装置，可以在可卷绕的基材上连续地进行成膜，形成致密的薄膜，因此，可以作为金银丝中使用的金属光泽膜、食品包装的阻气性膜、膜电容器的电极、防反射等的光学膜的制造方法来应用。
[0409]符号说明
[0410]1、2、3、4、5、6、7、8、100、200:卷绕成膜装置
[0411]11、101:开卷辊
[0412]12、102:卷绕辊
[0413]13、103:开卷室
[0414]14、104:卷绕室
[0415]15、105:可卷绕的基材
[0416]16、106:开口部
[0417]17、17a、17b、107、 107a、107b:开口部
[0418]18、108:隔壁
[0419]19:保护层涂布室
[0420]21,201:第一区域
[0421]22、202:第二区域
[0422]23,203:第三区域
[0423]31:第一前驱体气体流
[0424]32:第二前驱体气体流
[0425]33:吹扫气体流
[0426]34a,34b:利用真空泵进行的排气
[0427]35:可卷绕的基材的搬运方向
[0428]36:驱动辊筒的旋转方向
[0429]37:滑轮的旋转方向
[0430]38:链轮的旋转方向
[0431]39:导辊的旋转方向
[0432]41、41a、41b:搬运设备(卡夹式夹持搬运设备)
[0433]42:卡夹
[0434]43:链
[0435]44:驱动链轮
[0436]45、45a、45b:卡夹夹持起始位置
[0437]46a、46b:卡夹夹持结束位置
[0438]51:搬运设备(带式夹持搬运设备)
[0439]52:输送带
[0440]53:滑轮
[0441]54:输送带夹持起始位置
[0442]61:搬运设备(辊筒式夹持搬运设备)[0443]62:棍筒
[0444]63:棍筒
[0445]71:搬运设备(辊筒式夹持搬运设备)
[0446]72:棍筒
[0447]73:棍筒
[0448]81:搬运设备(链轮式支撑搬运设备)
[0449]82:冲孔
[0450]83:链轮
[0451]84:链轮的凸部
[0452]91:导轨
[0453]301:第一前驱体气体的导入
[0454]302:第二前驱体气体的导入
[0455]303:吹扫气体流
[0456]304a,304b:利用真空泵进行的排气
`[0457]305、305a、305b、305c:空吸式辊筒排气
[0458]401、401a、401b:搬运设备(空吸式搬运设备)
[0459]402、402a、402b:空吸式辊筒
[0460]501:搬运设备(轧辊式夹持搬运设备)
[0461]502:轧辊
[0462]511:导轨装置
[0463]601:导轨
[0464]805:链轮保持起始位置
[0465]1001:搬运设备(导辊式支撑搬运设备)
[0466]1002:导辊
【权利要求】
1.一种卷绕成膜装置，其特征在于， 该卷绕成膜装置具备: 导入第一前驱体气体的第一真空室； 导入第二前驱体气体的第二真空室； 导入用于排出上述第一前驱体和上述第二前驱体的吹扫气体的第三真空室；以及搬运设备，该搬运设备用于将可卷绕的基材搬运到上述第一真空室、上述第二真空室和上述第三真空室中，且具有保持上述基材的宽度方向的两端部的保持部， 并且， 该卷绕成膜装置利用上述搬运设备使上述基材交替地多次通过上述第一真空室和上述第二真空室，由此在上述基材的表面堆积原子层，形成原子层堆积膜。
2.根据权利要求1所述的卷绕成膜装置，其特征在于，上述保持部是夹持上述基材的宽度方向的两端部的夹持部。
3.根据权利要求2所述的卷绕成膜装置，其特征在于，上述夹持部利用多个夹持器具夹持上述基材的宽度方向的两端部。
4.根据权利要求2所述的卷绕成膜装置，其特征在于，上述夹持部利用连续的夹持器具夹持上述基材的宽度方向的两端部。
5.根据权利要求2所述的卷绕成膜装置，其特征在于，上述保持部是在上述基材的一个面支撑上述基材的宽度方向的两端部的支撑部。
6.根据权利要求5所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述基材在宽度方向的两端部具有多个孔部； 上述支撑部利用支撑器具进行支撑，所述支撑器具具有与上述的多个孔部嵌合的多个凸部。
7.根据权利要求2所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述夹持部利用多个辊筒夹持上述基材的宽度方向的两端部的表面和背面； 上述的多个辊筒中，至少有一个辊筒具有驱动设备。
8.根据权利要求7所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述的多个辊筒中，夹持表面的辊筒或夹持背面的辊筒具有可以改变旋转轴的设备。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 以构成上述搬运设备的部位不通过第一真空室和上述第二真空室的方式配置上述搬运设备。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 构成上述搬运设备的部位的表面由可以防止第一前驱体气体或第二前驱体气体的化学吸附的材料构成。
11.根据权利要求10所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 以构成上述搬运设备的部位通过第一真空室和上述第二真空室的方式配置上述搬运设备。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 具备在上述原子层堆积膜的表面形成保护层的保护层形成部。
13.—种卷绕成膜装置，其特征在于，该卷绕成膜装置具备: 导入多种前驱体气体的多个真空室；以及 搬运设备，该搬运设备用于将基材在上述的多个真空室间交替地多次搬运，且具有通过吸引来保持上述基材的宽度方向的两端部的保持部， 并且， 该卷绕成膜装置使前驱体吸附在上述基材的表面以形成原子层堆积膜。
14.根据权利要求13所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述搬运设备由多个辊筒构成； 在多个上述辊筒的表面设有孔； 上述保持部通过上述孔吸引上述基材，由此保持上述基材。
15.根据权利要求14所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述基材具有表面和背面； 多个上述辊筒配置在上述表面和上述背面； 多个上述辊筒中，至少有一 个辊筒具有驱动设备； 设置在上述表面和上述背面的上述辊筒中，至少有一个辊筒的表面设有孔； 上述保持部通过上述孔吸引上述基材，由此保持上述基材。
16.根据权利要求15所述的卷绕成膜装置，其特征在于， 上述保持部具备改变设置在上述表面和上述背面的上述辊筒中任意辊筒的旋转轴的设备。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的卷绕成膜装置，其特征在于，上述的多个真空室由导入第一前驱体气体的第一真空室、导入第二前驱体气体的第二真空室、以及导入排出上述第一前驱体和上述第二前驱体的吹扫气体的第三真空室构成；上述搬运设备将上述基材交替地多次搬运到上述第一真空室、上述第二真空室和上述第三真空室中。
【文档编号】C23C16/54GK103459665SQ201280015471
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年3月29日
【发明者】加纳满, 佐佐木康裕 申请人:凸版印刷株式会社