特許 6369845 成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369845

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/56 20060101AFI20180730BHJP

   C23C 16/54 20060101ALI20180730BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/56 C

   C23C16/54

   C23C26/00 L

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-109216(P2013-109216)

(22)【出願日】2013年5月23日

(65)【公開番号】特開2014-227580(P2014-227580A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年3月16日

【審判番号】不服2017-12059(P2017-12059/J1)

【審判請求日】2017年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100192773

【弁理士】

【氏名又は名称】土屋 亮

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】林 信博

(72)【発明者】

【氏名】廣野 貴啓

【合議体】

【審判長】 豊永 茂弘

【審判官】 宮澤 尚之

【審判官】 山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１３８７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 千田裕彦、粘性流領域における真空排気の理論計算とその応用、ＳＥＩテクニカルレビュー、２０１０年１月、第１７６号、第１−７頁

【文献】 井口征夫他、連続イオンプレーティング装置の差圧気密機構、真空、１９９８年、第４１巻、第８号、第７０３−７０８頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

C23C14/56

C23C16/54

C23C26/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段は流量可変バルブとされ、
前記流量可変バルブが、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第１排気ラインと、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第２排気ラインとに各々配されており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記流量可変バルブのコンダクタンスを制御することを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段はガス供給手段とされ、
前記ガス供給手段が、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第１排気ラインと、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第２排気ラインとに各々接続可能とされており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記ガス供給手段のガス供給量を制御することを特徴とする成膜装置。

【請求項3】

ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段はガス供給手段とされ、
前記ガス供給手段が、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室とに各々接続可能とされており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記ガス供給手段のガス供給量を制御することを特徴とする成膜装置。

【請求項4】

前記圧力制御手段が、前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が粘性流領域の流れとなるように制御することにより、前記成膜ユニットから隣接する搬送室に向かう粉体の進入を防止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記送り出しユニットと前記巻き取りユニットとが大気中に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜装置に関し、特に、長尺基体をロール・トゥ・ロール方式で搬送しつつ真空雰囲気あるいは減圧雰囲気で前記長尺基体に成膜を行うロール・トゥ・ロール方式成膜装置に用いて好適な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

フィルム・箔などをロール状に巻いた基板を真空中で巻戻し、スパッタ・蒸着などの手法で連続的に成膜を行い、さらにロール状に巻取る、いわゆるロールツーロールによる成膜技術は、食品などの包装フィルム用バリア膜、フィルムコンデンサー用電極、タッチパネル用の透明導電膜などの製造プロセスや、プラスチックフィルムを基板とする表示デバイス（液晶，有機EL，電子ペーパ）、照明デバイス、ポリイミドに銅を積層したフレキシブル基板、あるいは金属箔や樹脂フィルムをベースとする各種方式の太陽電池、さらには、熱延鋼帯のような長尺材に表面被覆を施すなどの場面で盛んに使われている。

【0003】

このような、ロール・トゥ・ロールによる成膜においては、ロールが大気中に配置され、処理チャンバが真空等の減圧状態とされた場合、長尺基体を搬送しつつ、成膜ユニットとロールとの間をシールする手段が必要である。

【0004】

このようなシールの一例である差動排気をおこなう構成として、長尺薄帯たとえば冷延ないし熱延鋼帯のような長尺材を連続的に送給する間に、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのいわゆるドライプレーティング法によって表面被覆を施す際に、複数の圧力差のある空間領域相互（以下差圧室と呼ぶ）によって、ドライプレーティング領域に至る間に、順次真空度をあげ、ついで下げていく、エア・トウ・エア（Air-to-Air）方式が用いられて、このような差圧室相互間における圧力差を維持しつつ長尺材の連続的な通過を誘導する差圧シールが知られている（特許文献１〜４）。
このような差圧シールでは、シール状態を維持するために、ポンプ等の排気手段により減圧排気をおこなっていた。

【0005】

また、成膜時に、粉体が発生する処理を長尺基体におこないたいという技術的要求が発生していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公平０６−７２３０１号公報

【特許文献2】特許第２６１４５１６号公報

【特許文献3】特開平０２−０５４７６７号公報

【特許文献4】特開平０１−１７２５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来、長尺状の基体を搬送しつつ減圧下で成膜処理する装置におけるシールでは、処理チャンバから粉体が発生することは想定されておらず、したがって、シールにおける排気ポンプがいずれも粉体が混入することを想定して設けられていないという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の成膜装置は、ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段は流量可変バルブとされ、
前記流量可変バルブが、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第１排気ラインと、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第２排気ラインとに各々配されており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記流量可変バルブのコンダクタンスを制御することを特徴とする。

【0009】

本発明の成膜装置は、ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段はガス供給手段とされ、
前記ガス供給手段が、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第１排気ラインと、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と排気手段とを連通する第２排気ラインとに各々接続可能とされており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記ガス供給手段のガス供給量を制御することを特徴とする。

【0010】

本発明の成膜装置は、ロールツーロール法により長尺状の基体に対して膜を形成する成膜装置であって、
成膜ユニットと、
前記成膜ユニットの前段と後段に各々配される第１搬送ユニットと第２搬送ユニットと、
前記第１搬送ユニットの前段に配される送り出しユニットと、
前記第２搬送ユニットの後段に配される巻き取りユニットと、
前記成膜ユニットで成膜処理がおこなわれている際の圧力として、前記成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ２、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室の内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たす圧力制御手段と、
を有し、
前記圧力制御手段はガス供給手段とされ、
前記ガス供給手段が、前記第１搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室と、前記第２搬送ユニットにおいて前記成膜ユニットに隣接する搬送室とに各々接続可能とされており、
前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が、粘性流領域の流れとなるように、前記ガス供給手段のガス供給量を制御することを特徴とする。

【0011】

本発明は、前記圧力制御手段が、前記成膜ユニットに隣接する搬送室から該成膜ユニットへのガス流が粘性流領域の流れとなるように制御することにより、前記成膜ユニットから隣接する搬送室に向かう粉体の進入を防止することができる。

【0014】

本発明は、前記送り出しユニットと前記巻き取りユニットとが大気中に設けられることで、大気圧から成膜時の減圧状態まで長尺状の基体を搬送しつつ減圧下の成膜ユニットまでをシールすることが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、長尺基体へ成膜をおこなう場合にも、成膜ユニットから搬送ユニットへ粉体が進入することを防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る成膜装置の第１実施形態を示す模式正面図である。

【図2】本発明に係る成膜装置の第２実施形態を示す模式正面図である。

【図3】本発明に係る成膜装置の第３実施形態における成膜ユニットを示す模式正面図である。

【図4】本発明に係る成膜装置の第４実施形態における搬送ユニットを示す模式正面図である。

【図5】本発明に係る成膜装置の第４実施形態における搬送ユニットの圧力状態を示す模式図である。

【図6】本発明に係る成膜装置の第５実施形態における成膜ユニットを示す模式正面図である。

【図7】本発明に係る成膜装置の第６実施形態における搬送ユニットを示す模式正面図である。

【図8】本発明に係る成膜装置の第７実施形態における搬送ユニットを示す模式側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る成膜装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図であり、図において、符号１は、成膜装置である。

【0018】

なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解可能とするために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、各構成要素の寸法比率などを変更あるいは模式的に示しており、実際のものと同じであるとは限らない。

【0019】

本実施形態における成膜装置１は、図１に示すように、ロールツーロール法により長尺状の基体Ｔに対して膜を形成するものとされ、成膜ユニット１０と、成膜ユニット１０の前段に配される第１搬送ユニット２０と、成膜ユニット１０の後段に配される第２搬送ユニット３０と、第１搬送ユニット２０の前段に配される送り出しユニット４１と、第２搬送ユニット３０の後段に配される巻き取りユニット４２と、成膜ユニット１０で成膜処理がおこなわれている際の圧力を制御する圧力制御手段５０とを有する。

【0020】

成膜ユニット１０は真空チャンバとされて、図１に示すように、その内部を長尺状の基体Ｔが移動しながら成膜可能とされ、この成膜処理中には成膜ユニット１０中に粉体が発生するかまたは粉体が舞った状態で処理がおこなわれる。
成膜ユニット１０の内部には、移動する基体Ｔに対向する位置に陰極プレート１１が設けられている。陰極プレート１１は、成膜条件に基づいて基体Ｔと所定の間隔を有するように配置される。

【0021】

これらの陰極プレート１１は、スパッタリングターゲットやプラズマＣＶＤ用カソード（成膜源）として構成されている。スパッタリングターゲットかプラズマＣＶＤ用カソードかの選択、組合せ方、使用する数、配置等は、成膜するべき材料の種類や成膜形態等に応じて適宜設定される。

【0022】

なお、図では基材Ｔの両面に成膜する構成として示しているが、片面成膜としてもよい。さらに、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の種々の真空成膜方法が適用可能である。また、陰極プレート１１には、電源接続ポイント１１ａを介して図示しない電源供給ユニットが接続されている。

【0023】

成膜ユニット１０には、排気ライン１２を介して排気ユニット１３が設置されている。排気ユニット１３は、気体移送型のポンプとして油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプやロータリーポンプ等を用いることができる。さらに、ポンプとして低温凝縮型の低温排気手段、例えば、クライオパネルやクライオコイル等の低温凝縮源および低温凝縮源を循環する冷却媒体を冷却する冷却器（図示略）を備えた低温排気手段を採用することもできる。この場合、冷却媒体にはフロン系冷媒、液体窒素もしくは液体ヘリウムを用いることができる。さらに、排気ユニット１３は、これらの多数の方式とされるポンプ等の排気手段を組み合わせて、あるいは切り替え可能な構造として配することもできる。

【0024】

成膜ユニット１０には、スパッタリングやプラズマＣＶＤに必要な所定のプロセスガス（希ガス、反応ガス）を成膜ユニット１０内へ導入するためのガス導入手段１４が設置されている。

【0025】

第１搬送ユニット２０は、成膜ユニット１０の前段に配されて送り出しユニット４１から送り出された長尺状の基体Ｔをシール可能な状態を維持しつつ成膜ユニット１０まで搬送するものとされる。
第１搬送ユニット２０は多段に構成され、一例としては、図１に示すように、成膜ユニット１０に隣接して設けられる搬送室２１Ａと、搬送室２１Ａに接続された搬送室２１Ｂと、搬送室２１Ｂに接続された搬送室２１Ｃと、搬送室２１Ｃに接続されて送り出しユニット４１から送り出された長尺状の基体Ｔを受け入れる搬送室２１Ｄとを有するものとできる。

【0026】

これら搬送室２１Ａ〜２１Ｄは、図１に示すように、それぞれ、排気ライン２２Ａ〜２２Ｄを介して排気ユニット２３Ａ〜２３Ｄが設置されている。また、成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａに設けられた排気ライン２２Ａには、後述する圧力制御手段５０として可変バルブ５１が設けられる。

【0027】

これら搬送室２１Ａ〜２１Ｄは、減圧状態とされる成膜雰囲気である成膜ユニット１０側と、大気圧となっている送り出しユニット４１側との間でシール可能とするために、最終的に圧力勾配が生じるように圧力差のある差動排気シールとなっている。

【0028】

第２搬送ユニット３０は、成膜ユニット１０の後段に配されて巻き取りユニット４２に巻き取られる長尺状の基体Ｔをシール可能として成膜ユニット１０から搬送するものとされる。なお、第２搬送ユニット３０は、図１に示すように、基体Ｔの進行方向が逆となる以外は、第１搬送ユニット２０と略統一の構成とされるため対応する構成の説明を省略する。ここで、第２搬送ユニット３０においては、第１搬送ユニット２０の説明における２０番代の符号を３０番代に読み替えるものとする。また、成膜ユニット１０に隣接した搬送室３１Ａに設けられた排気ライン３２Ａには、後述する圧力制御手段５０として可変バルブ５２が設けられる。

【0029】

これら搬送室３１Ａ〜３１Ｄは、減圧の成膜雰囲気である成膜ユニット１０側と、大気圧となっている巻き取りユニット４２側との間で最終的に圧力勾配が生じるように圧力差のある差動排気シールとなっている。

【0030】

送り出しユニット４１と巻き取りユニット４２とは、図１に示すように、大気中に設けられる。

【0031】

圧力制御手段５０は、成膜ユニット１０で成膜処理がおこなわれている際の圧力として、成膜ユニットの内圧をＰ１、前記第１搬送ユニット２０において成膜ユニット１０に隣接する搬送室２１Ａの内圧をＰ２、前記第２搬送ユニット３０において成膜ユニット１０に隣接する搬送室３１Ａの内圧をＰ３と定義した場合、これらの内圧に対して条件Ａ；Ｐ１＜Ｐ２ かつ Ｐ１＜Ｐ３
を満たすように制御可能なものとされる。

【0032】

本実施形態においては、成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａに接続された排気ライン２２Ａに設けられた流量可変バルブ５１を制御することにより、真空などの減圧状態とされた成膜状態の成膜ユニット１０に対して、この成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａ内を陽圧になるよう設定する。

【0033】

具体的には、成膜ユニット１０の前段に接続された搬送室２１Ａから成膜ユニット１０へのガス流が、分子流領域ではなく粘性流領域の流れとなるように流量可変バルブ５１のコンダクタンスを制御する。これにより、搬送室２１Ａが成膜ユニット１０内部よりも陽圧となり、成膜ユニット１０から隣接した搬送室２１Ａへ粉体が移動しない状態を成膜処理中維持することで、粉体が排気ユニット２３Ａに進入することを防止できる。さらに、成膜ユニット１０に対して搬送室２１Ａ内を陽圧にすることで、搬送室２１Ａに隣接した搬送室２１Ｂ、および、より前段の搬送室２１Ｃ，２１Ｄへ粉体が進入することを防止できる。

【0034】

同時に、本実施形態においては、成膜ユニット１０に隣接した搬送室３１Ａに接続された排気ライン３２Ａに設けられた可変バルブ５２を制御することにより、真空などの減圧状態とされた成膜状態の成膜ユニット１０に対して、この成膜ユニット１０に隣接した搬送室３１Ａ内を陽圧になるよう設定する。

【0035】

具体的には、搬送室３１Ａから成膜ユニット１０へのガス流が、分子流領域ではなく粘性流領域の流れとなるように流量可変バルブ５２のコンダクタンスを制御する。これにより、成膜ユニット１０の後段に接続された搬送室３１Ａが、成膜ユニット１０内部よりも陽圧となり、成膜ユニット１０から隣接した搬送室３１Ａへ粉体が移動しない状態として、粉体が排気ユニット３３Ａに進入することを防止できる。さらに、成膜ユニット１０に対して搬送室３１Ａ内を陽圧にして、搬送室３１Ａから隣接した搬送室３１Ｂ、および、より後段の搬送室３１Ｃ，３１Ｄへ粉体が進入することを防止できる。

【0036】

本実施形態における成膜装置１においては、このように、成膜ユニット１０の前後段に隣接している搬送室２１Ａおよび搬送室３１Ａへの粉体浸入を防止して、排気ユニット２３Ａ，３３Ａにおいて粉体に起因する影響が発生することを防止することができる。

【0037】

なお、本実施形態における成膜装置１においては、粉体の発生する成膜状態において上記の圧力状態が実現されていればよく、粉体が発生しない状態においては、他の状態とすることも可能である。

【0038】

また、本実施形態において、搬送ユニット２１および搬送ユニット３１はいずれも多段の構成とされているが、この構成に限られるものではなく、１段のみの搬送ユニット２０および搬送ユニット３０とすることや、その他の構成とすることもできる。１段のみの搬送ユニット２０および搬送ユニット３０とした場合、搬送ユニット２０および搬送ユニット３０に接続された排気ライン２２，３２に設けられた可変バルブ５１，５２を制御して、搬送ユニット２０，３０を成膜ユニット１０内部よりも陽圧とする。

【0039】

またこれ以外の段数の搬送ユニット２０および搬送ユニット３０とされた場合でも、搬送ユニット２０および搬送ユニット３０のうち、成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１，３１に接続された排気ライン２２，３２に設けられた可変バルブ５１，５２を制御して、搬送ユニット２０，３０を成膜ユニット１０内部よりも陽圧とする。
さらに、成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａ，３１Ａを成膜ユニット１０内部よりも陽圧とした上で、それよりも成膜ユニット１０から離れた搬送室をさらに陽圧にすることも可能である。

【0040】

さらに、図１に破線で示すように、排気ユニット２３Ａ，３３Ａに、排気ユニット２３Ａ，３３Ａから排出される粉体を回収する粉体回収手段２４Ａ，３４Ａを設けることができる。

【0041】

以下、本発明に係る成膜装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図である。
本実施形態において、図１に示した第１実施形態と異なるのは、圧力制御手段５０に関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0042】

本実施形態において、圧力制御手段５０として、搬送室２１Ａおよび搬送室３１Ａに設けられるのは、図２に示すように、搬送室２１Ａにガス供給できるように接続可能とされたガス供給手段５３、搬送室３１Ａにガス供給できるように接続可能とされたガス供給手段５４とされる。
ガス供給手段５３は、図に実線の矢印として示すガス供給ライン５３ａを介して排気ライン２２Ａに接続可能とされ、ガス供給手段５４は、図に実線の矢印として示すガス供給ライン５４ａを介して排気ライン３２Ａに接続可能とされる。

【0043】

本実施形態においては、成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａに設けられた排気ライン２２Ａに設けられたガス供給手段５３を制御することにより、真空などの減圧状態とされた成膜状態の成膜ユニット１０に対して、この成膜ユニット１０に隣接した搬送室２１Ａ内が陽圧になるよう設定する。

【0044】

具体的には、搬送室２１Ａから成膜ユニット１０へのガス流が、分子流領域ではなく粘性流領域の流れとなるようにガス供給手段５３におけるガス供給量を設定する。これにより、成膜ユニット１０の前段に接続された搬送室２１Ａが、成膜ユニット１０内部よりも陽圧となるとともに、排気ライン２２Ａから搬送室２１Ａを介して成膜ユニット１０へ向かうガス流が形成されることになり、成膜ユニット１０から隣接した搬送室２１Ａへ粉体が移動しない状態として、粉体が排気ユニット２３Ａに進入することを防止できる。さらに、成膜ユニット１０に対して搬送室２１Ａ内を陽圧にして、搬送室２１Ａから隣接した搬送室２１Ｂ、および、より前段の搬送室２１Ｃ，２１Ｄへ粉体が進入することを防止できる。

【0045】

同時に、成膜ユニット１０に隣接した搬送室３１Ａに設けられた排気ライン３２Ａに設けられたガス供給手段５４を制御することにより、真空などの減圧状態とされた成膜状態の成膜ユニット１０に対して、この成膜ユニット１０に隣接した搬送室３１Ａ内が陽圧になるよう設定する。

【0046】

具体的には、搬送室３１Ａから成膜ユニット１０へのガス流が、分子流領域ではなく粘性流領域の流れとなるようにガス供給手段５４におけるガス供給量を制御する。これにより、成膜ユニット１０の後段に接続された搬送室３１Ａが、成膜ユニット１０内部よりも陰圧となるとともに、排気ライン３２Ａから搬送室３１Ａを介して成膜ユニット１０へ向かうガス流が形成されることになり、成膜ユニット１０から隣接した搬送室３１Ａへ粉体が移動しない状態として、粉体が排気ユニット３３Ａに進入することを防止できる。さらに、成膜ユニット１０に対して搬送室３１Ａ内を陰圧にして、搬送室３１Ａから隣接した搬送室３１Ｂ、および、より後段の搬送室３１Ｃ，３１Ｄへ粉体が進入することを防止できる。

【0047】

なお、圧力制御手段５０として、第１実施形態における流量可変バルブ５１，５２、および、ガス供給手段５３，５４を併設することも可能であり、よりいっそう、粉体浸入を防止することができる。

【0048】

本実施形態の圧力制御手段５０は、ガス供給手段５３が、図２に実線の矢印として示すガス供給ライン５３ａを介して排気ライン２２Ａに接続可能とされたが、図に破線の矢印として示すガス供給ライン５３ｂを介して搬送室２１Ａに接続可能とされてもよい。また、ガス供給手段５４が、図２に実線の矢印として示すガス供給ライン５４ａを介して排気ライン３２Ａに接続可能とされたが、図に破線の矢印として示すガス供給ライン５４ｂを介して搬送室３１Ａに接続可能とされてもよい。

【0049】

以下、本発明に係る成膜装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図である。
本実施形態において、図１に示した第１実施形態および図２に示した第２実施形態と異なるのは、成膜ユニット１０に関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0050】

本実施形態の成膜装置１としては、長尺薄帯たとえば冷延ないし熱延鋼帯のような長尺材（基体）Ｔを連続的に送給する間に、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのいわゆるドライプレーティング法によって表面被覆を施すものとし、特に、粉体を基体Ｔ表面あるいは表裏面に吹き付けて成膜処理をおこなう成膜ユニット１０を有するものとすることができる。

【0051】

成膜ユニット１０としては、図３に示すように、複数のロール１５ａ〜１５ｃと、粉体を噴出するノズル１６ａ，１６ｂとを有するものとされる。成膜ユニット１０は、図３に示すように、ノズル１６ａ，１６ｂから粉体を基体Ｔ表裏面に吹きかけて成膜処理をおこなうものとされる。両面成膜においてノズル１６ａ，１６ｂの配置は、基体Ｔの下側となっている裏面に前段であるロール１５ｂ位置で吹き付けるように配置し、基体Ｔの上側となっている表面に後段であるロール１５ｃで吹き付けるように配置する。

【0052】

ノズル１６ａ，１６ｂには図示しない粉体供給手段が接続され、成膜処理に使用する粉体を噴出するものとされる。これらノズル１６ａ，１６ｂはロール１５ｂ、１５ｃの軸方向に所定本数の噴出口を複数有するか、基体Ｔの幅寸法全体に粉体を噴出できる構成とすることができる。ノズル１６ａはロール１５ｂの下側から粉体を噴出するとともに、ノズル１６ｂはロール１５ｃの上側から粉体を噴出するように配置される。

【0053】

ロール１５ａとロール１５ｂとの距離は、ロール１５ａとロール１５ｂ間で張り渡される基体Ｔの長さがロール半径の２倍から５倍となるようにされ、ロール１５ｂとロール１５ｃとの距離も同様に設定される。

【0054】

ロール１５ｂおよびロール１５ｃの配置としては、ロール１５ｂでの成膜処理をおこなうだき角となるロール１５ｂ表面で基体Ｔの密着する円弧長さがロール中心角で３０°〜９０°の範囲、あるいは４５°程度とされ、ロール１５ｃでも同様のだき角を有するように配置される。

【0055】

さらに、ロール１５ｃの後段は、基体Ｔとロールとの間に粉体が挟み込まれないように、搬送室３１Ａまでロールを設けないよう、ロール１５ｃが成膜ユニット１０内での最終段とされる。

【0056】

本実施形態の成膜装置としては、搬送室２１Ａから搬送された基体Ｔをロール１５ａ〜１５ｃによって送りつつ、ロール１５ａに続くロール１５ｂに巻き付けた基体Ｔに対して、このロール１５ｂの下側位置でノズル１６ａから粉体を噴出し、基体Ｔの一面（下側）処理をおこない、次いで、ロール１５ｂより後段のロール１５ｃに巻き付けた基体Ｔに対して、このロール１５ｂの上側位置でノズル１６ｂから粉体を噴出し、基体Ｔの他面（上側面）処理をおこなう。成膜ユニット１０としては、基体Ｔがロール１５ｃの後段は、直に搬送室３１Ａへと送られる。

【0057】

本実施形態においては、上述する実施形態に比べて、成膜ユニット１０内の粉体が極めて多い場合でも、搬送ユニット２１，３１を成膜ユニット１０内部よりも陽圧として、粉体が搬送ユニット２１，３１に漏れ出てくることを防止できる。
また、基体Ｔ上の粉体がロール１５ａ〜１５ｃと基体Ｔとの間で挟まれてしまうことを低減することが可能となる。

【0058】

以下、本発明に係る成膜装置の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態における搬送ユニットを示す模式正面図である。
本実施形態において、図３に示した第３実施形態と異なるのは、搬送ユニット２０および搬送ユニット３０に関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0059】

本実施形態の成膜装置１としては、長尺薄帯たとえば冷延ないし熱延鋼帯のような長尺材を連続的に送給する間に、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどのいわゆるドライプレーティング法によって表面被覆を施すものとすることができる。
搬送ユニット２０，３０は、複数の、圧力差のある空間領域相互（以下差圧室と呼ぶ）によって、ドライプレーティング領域（成膜ユニット）１０に至る間に、順次真空度をあげ、ついで下げていく、エア・トウ・エア（Air-to-Air）方式が用いられ、このような差圧室相互間における圧力差を維持しつつ長尺材の連続的な通過を誘導する差圧シールとされている。

【0060】

なお本実施形態では、搬送ユニット３０について図示して説明する。
搬送ユニット３０は、圧力差のある空間領域相互間の境界にて長尺薄帯の巻きがけ案内を司る単一のガイドロールを備え、このガイドロールに、その外周をほぼ半周にわたって取り囲み、長尺薄帯の巻きがけ域を除いて該ガイドロールの外周面に対してのみ極く微小なすき間を形成する凹円弧状シール面と長尺薄帯の巻きがけ域にて該長尺薄帯の背面並びに両側縁に対して極く微小なすき間を直接形成する第２の凹円弧状シール面を有するシーリングアタッチメントを配置してなる。

【0061】

このシーリングアタッチメントは、第２の凹円弧状シール面に、長尺薄帯の断面寸法よりもやや大きいがガイドロールのロール幅よりも狭い幅にて開口し、ガイドロールに巻きがけられた長尺薄帯を圧力差のある空間領域へ誘導する細長い通路を備える。
上記単一のガイドロールは、ロール外周面に多数の小孔を有する中空ロールからなり、該中空ロールの内部には、中空ロールの内周に面した吸引口を有し、巻がけ域における長尺薄帯をロール外周面に吸引密着させる円筒部材を備えたものである。

【0062】

本実施形態の搬送ユニット３０は、多段の差圧状態を維持する搬送室３１Ａ〜３１Ｅを有し、それぞれの搬送室３１Ａ〜３１Ｅに、ガイドロール３５Ａ〜３５Ｆ、シーリングアタッチメント３６Ａ〜３６Ｆ、差圧室ケーシング３７Ａ〜３７Ｅを有する。搬送室３１Ａ〜３１Ｅはいずれも多段に圧力差を設定可能にほぼ同一の構造を有しているので、搬送室３１Ａについて説明する。
搬送室３１Ａには、この搬送室３１Ａの基体Ｔの入口側に相当する境界、つまり、成膜ユニット１０側にガイドロール３５Ａが軸受け支持される。このガイドロール３５Ａの外周には、長尺状の基体Ｔが所定の巻付き接触角を有して巻きがけされる巻きがけ領域３５１を有するように巻き付けられる。

【0063】

シーリングアタッチメント３６Ａは、巻きがけ領域３５１で基体Ｔを介してガイドロール３５Ａと対向して極く微小なすき間δ１を形成するとともに、基体Ｔの巻きがけ領域３５１と異なる位置で、ガイドロール３５Ａの外周で所定の円弧長を有するように取囲んで、シーリングアタッチメント３６Ａとガイドロール３５Ａとの外周面に対して極く微小なすき間δ２を形成する凹円弧状シール領域３６１を有している。また、シーリングアタッチメント３６Ａは、巻きがけ領域３５１でガイドロール３５Ａに巻きがけられた基体Ｔを圧力差のある減圧側となる空間（成膜ユニット）１０へ誘導する細長い通路を備えている。

【0064】

搬送室３１Ａの圧力Ｐ３は、成膜ユニット１０の圧力Ｐ１よりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｂの圧力Ｐ３Ｂは、搬送室３１Ａの圧力Ｐ３よりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｃの圧力Ｐ３Ｃは、搬送室３１Ｂの圧力Ｐ３Ｂよりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｄの圧力Ｐ３Ｄは、搬送室３１Ｃの圧力Ｐ３Ｃよりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｅの圧力Ｐ３Ｅは、搬送室３１Ｄの圧力Ｐ３Ｄよりも高く設定されるとともに、搬送室３１Ｅの圧力Ｐ３Ｅは、後段の巻き取りユニット４２のある大気圧Ｐ０よりも低くなるよう設定される。
つまり、Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ３Ｂ＜Ｐ３Ｃ＜Ｐ３Ｄ＜Ｐ３Ｅ とされている。

【0065】

また、ガイドロール３５Ａ〜３５Ｅを、ロール外周面に多数の小孔を有する中空ロールとして、この中空ロール内部に、複数の吸引口を有する固定式の円柱部材を組込み、円柱部材の吸引口が、この円柱該部材を保持する固定支持軸に設けた吸引口と連通し、吸引口が真空ポンプに接続され、基体Ｔの送り中、基体Ｔが巻きがけ領域３５１においてロール３５Ａの外面に吸引密着される構造とすることもできる。

【0066】

このような構成とすることで、差動排気可能なシール手段を構成することができる。
また、具体的な差動排気の圧力状態の設定例を図５に示す。
図においては、多段の搬送室３１Ａ〜３１Ｅにおける圧力を示している。

【0067】

本実施形態では、多段の搬送ユニットを圧力差を単純に増加または減少するように設定したが、搬送室３１Ｂの圧力Ｐ３Ｂを、搬送室３１Ａの圧力Ｐ３よりも低く設定することもできる。
つまり、Ｐ１＜Ｐ３，Ｐ３＞Ｐ３Ｂ とすることもできる。

【0068】

この場合、次段の搬送室３１Ｃの圧力Ｐ３Ｃは、搬送室３１Ｂの圧力Ｐ３Ｂよりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｄの圧力Ｐ３Ｄは、搬送室３１Ｃの圧力Ｐ３Ｃよりも高く設定され、次段の搬送室３１Ｅの圧力Ｐ３Ｅは、搬送室３１Ｄの圧力Ｐ３Ｄよりも高く設定されるとともに、搬送室３１Ｅの圧力Ｐ３Ｅは、後段の巻き取りユニット４２のある大気圧Ｐ０よりも低くなるよう設定される。
つまり、Ｐ３Ｂ＜Ｐ３Ｃ＜Ｐ３Ｄ＜Ｐ３Ｅ となることができる。

【0069】

このように、成膜ユニット１０に隣接する搬送室の内圧を陽圧に設定してあれば，それ以外の圧力設定は任意に設定することができる。

【0070】

以下、本発明に係る成膜装置の第５実施形態を、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図である。
本実施形態において、図３に示した第３実施形態と異なるのは、成膜ユニット１０に関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0071】

本実施形態の成膜ユニット１０は、図６に示すように、その底部に設けられた粉体回収手段１７を有するものとされる。成膜ユニット１０は、図６に示すように、ノズル１６ａ，１６ｂから粉体を基体Ｔ表裏面に吹きかけて成膜処理をおこなうが、その際、大量の粉体が成膜処理後に残るものとされる。

【0072】

粉体回収手段１７は、成膜ユニット１０の底部に設けられた漏斗状の傾斜底１７ａと、回収された粉体を貯留する粉体タンク１７ｂとを有する。
この構成によれば、ノズル１６ａ，１６ｂから吐出した粉体のうち、基体Ｔの成膜に使用されなかった分が落下し、漏斗状の傾斜底１７ａによって集められて粉体タンク１７ｂに貯留される。これにより、成膜ユニット１０の上側で、搬送ユニット２１，３１に接続される付近に滞留する粉体を低減することが可能となる。

【0073】

以下、本発明に係る成膜装置の第６実施形態を、図面に基づいて説明する。
図７は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図である。
本実施形態において、図１に示した第１実施形態、図２に示した第２実施形態、図３に示した第３実施形態、図６に示した第５実施形態と異なるのは、粉体回収手段１４，１７，２４Ａ，３４Ａに関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図において、搬送ユニット２０および搬送ユニット３０は一部を省略してある。

【0074】

本実施形態の粉体回収手段１４，１７，２４Ａ，３４Ａは、図７に示すように、成膜ユニット１０および搬送室２１Ａ、搬送室３１Ａから回収した粉体を再利用する構成とされている。

【0075】

本実施形態の粉体回収手段１７は、図７に示すように、成膜ユニット１０の底部のうち前段側の略半分となるように設けられた漏斗状の傾斜底１７ａを有する切替粉体回収手段１７Ａと、成膜ユニット１０の底部のうち残りの後段側の略半分となるように設けられた漏斗状の傾斜底１７ａを有する切替粉体回収手段１７Ｂとを有する。これら切替粉体回収手段１７Ａ，１７Ｂはいずれも、傾斜底１７ａの底部と粉体タンク１７ｂとの間にバルブ１７ｃを有し、また、粉体タンク１７ｂのさらに下部にバルブ１７ｄが設けられて、このバルブ１７ｄを介して粉体再生手段１７Ｆに接続されている。
粉体再生手段１７Ｆは、回収した粉体を再生処理するものとされ、図示しない粉体供給手段に接続されている。

【0076】

本実施形態の粉体回収手段は、切替粉体回収手段１７Ａまたは切替粉体回収手段１７Ｂの２系統のうち、一方の系統のバルブ１７ｃを開放、バルブ１７ｄを閉塞の状態とするとともに、切替粉体回収手段１７Ａまたは切替粉体回収手段１７Ｂのうち他方の系統のバルブ１７ｃを閉塞、バルブ１７ｄを開放の状態とする。これにより、バルブ１７ｄを開放した系統の切替粉体回収手段において、粉体タンク１７ｂ内に貯留された粉体を粉体再生手段１７Ｆに移送することができる。

【0077】

しかも、この粉体再生手段１７Ｆへの回収粉体の移送は、バルブ１７ｄを閉塞した系統の切替粉体回収手段において粉体回収を続行しながらおこなうことが可能なので、成膜ユニット１０での成膜を持続しながら順次粉体回収を実行することが可能である。

【0078】

本実施形態の粉体回収手段１４は、図７に示すように、排気ライン１２を介して排気ユニット１３に接続され、成膜ユニット１０の排気からの粉体を回収するようになっている。粉体回収手段１４においても、粉体回収手段１７と同様に、高性能集塵機（フィルタ）１４ａ、粉体回収タンク１４ｂ、および、高性能集塵機（フィルタ）１４ｃ、粉体回収タンク１４ｄのように２系列で切り替えて粉体再生手段１７Ｆへ接続可能なように配置されている。これにより、系統を切り替えることで、粉体再生手段１７Ｆへの回収粉体の移送を成膜ユニット１０での成膜をおこないながら実行可能となる。

【0079】

本実施形態の粉体回収手段２４Ａは、図７に示すように、排気ライン２２Ａを介して排気ユニット２３Ａに接続され、搬送室２１Ａの排気からの粉体を回収するようになっている。粉体回収手段２４Ａにおいても、粉体回収手段１４，１７と同様に、高性能集塵機（フィルタ）２４ａ、粉体回収タンク２４ｂ、および、高性能集塵機（フィルタ）２４ｃ、粉体回収タンク２４ｄのように２系統で切り替えて粉体再生手段１７Ｆへ接続可能なように配置することで、粉体再生手段１７Ｆへの回収粉体の移送を成膜ユニット１０での成膜をおこないながら実行可能である。

【0080】

本実施形態の粉体回収手段３４Ａは、図７に示すように、排気ライン３２Ａを介して排気ユニット３３Ａに接続され、搬送室３１Ａの排気からの粉体を回収するようになっている。粉体回収手段３４Ａにおいても、粉体回収手段１４，１７，２４Ａと同様に、高性能集塵機（フィルタ）３４ａ、粉体回収タンク３４ｂ、および、高性能集塵機（フィルタ）３４ｃ、粉体回収タンク３４ｄのように２系統で切り替えて粉体再生手段１７Ｆへ接続可能なように配置することで、粉体再生手段１７Ｆへの回収粉体の移送を成膜ユニット１０での成膜をおこないながら実行可能である。

【0081】

本実施形態においては、成膜処理をおこないながら、排出された粉体を回収・再生することが可能なので、大量の粉体を必要とする処理、成膜処理時の粉体利用効率の低い処理をおこなうときに効率的に粉体再生をおこなうことができる。

【0082】

以下、本発明に係る成膜装置の第７実施形態を、図面に基づいて説明する。
図８は、本実施形態における成膜装置を示す模式正面図である。
本実施形態において、図７に示した第６実施形態と異なるのは、粉体回収手段１７Ｃ，１７Ｄに関する部分のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0083】

本実施形態の粉体回収手段は、図８に示すように、成膜ユニット１０の底部のうち基体Ｔの進行方向に沿った略半分となるように設けられた右側の漏斗状の傾斜底１７ａを有する切替粉体回収手段１７Ｄと、成膜ユニット１０の底部のうち残りの左側略半分となるように設けられた漏斗状の傾斜底１７ａを有する切替粉体回収手段１７Ｃとを有する。これら切替粉体回収手段１７Ｃ，１７Ｄはいずれも、傾斜底１７ａの底部と粉体タンク１７ｂとの間にバルブ１７ｃを有し、また、粉体タンク１７ｂのさらに下部にバルブ１７ｄが設けられて、このバルブ１７ｄを介して粉体再生手段１７Ｆに接続されている。粉体再生手段１７Ｆは、図示しない粉体供給手段に接続されている。

【0084】

本実施形態においては、このように２系列で切り替えて粉体再生手段１７Ｆへ接続可能なように粉体回収手段を配置することで、粉体再生手段１７Ｆへの回収粉体の移送を成膜ユニット１０での成膜をおこないながら実行可能である。

【符号の説明】

【0085】

１…成膜装置
１０…成膜ユニット
２０…第１搬送ユニット
２１Ａ〜２１Ｄ…搬送室
２２Ａ…第１排気ライン
２３Ａ…排気手段
３０…第２搬送ユニット
３１Ａ〜３１Ｄ…搬送室
３２Ａ…第２排気ライン
３３Ａ…排気手段
５０…圧力制御手段
５１，５２…流量可変バルブ
５３，５４…ガス供給手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】