熱処理方法およびバリアフィルム
【課題】基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる熱処理方法およびバリアフィルムを提供する。
【解決手段】本発明の熱処理方法は、樹脂フィルム製の基板の表面に、基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、この無機膜に赤外線を照射し熱処理を行う工程を有する。
【解決手段】本発明の熱処理方法は、樹脂フィルム製の基板の表面に、基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、この無機膜に赤外線を照射し熱処理を行う工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された無機膜を熱処理する熱処理方法およびバリアフィルムに関し、特に、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる熱処理方法およびバリアフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体プロセスにおいて、ＰＶＤ法またはＣＶＤ法により形成した膜に対して、数１００〜１０００℃前後の後熱処理を施すことにより、成膜時にできた膜の構造欠陥を減少させて膜質を改善する方法が一般的に用いられており、膜質の改善方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１の赤外線アニール処理方法には、マトリックスアレイを形成すべき透明基板表面側のシリコン層に対するアニール工程として、ＲＴＡ（赤外線アニール(Rapid Thermal Annealing)）用ランプからの光エネルギーを吸収可能な光吸収層を透明基板の表面側の所定領域に設けた状態でＲＴＡ工程を行うことが開示されている。
特許文献１の赤外線アニール処理方法によれば、シリコン基板表層を高温・短時間で加熱することができるため、シリコン基板に注入した不純物原子の拡散(分布変化)を伴わずに、活性化処理を行うことが可能となる。
この特許文献１に開示されているように、赤外線アニール処理を用いた方法が広く利用されている。
【０００４】
特許文献２の半導体素子の製造方法には、ＰＺＴ薄膜を３５０〜４５０℃程度の温度で形成することにより、３００Å程度のグレインにより構成された膜とし、更に６００℃〜７００℃の温度でＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）を行うことによりグレインの大きさを大きくしない短時間の熱処理で強誘電体膜とするものが開示されている。
この特許文献２によれば、ＲＴＡを用いて短時間でＰＺＴ膜を強誘電体膜とするので、長時間の熱処理による２つ以上のグレインの周囲に主としてＰｂが析出して見かけ上グレインが大きくなる現象や、結果としてグレイン内のＰｂの組成が不足することに起因する格子欠陥の誘起を防ぐことができる。
【０００５】
さらには、特許文献３の不揮発性半導体メモリ装置の製造方法には、フローティングゲート電極と制御ゲート電極の間にＯＮＯ積層構造の絶縁膜を形成する方法において、ポリシリコン膜によりなるフローティングゲート電極上にボトム酸化膜を、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）プロセスで形成することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５３１４３号公報
【特許文献２】特開平６−２８３６６８号公報
【特許文献３】特開平９−２０５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在、真空雰囲気のチャンバ内で、例えば、プラズマＣＶＤによって、長尺な基板（ウェブ状の基板）に連続的に成膜を行う成膜装置として、例えば、接地（アース）したドラムと、このドラムに対面して配置された高周波電源に接続された電極とを用いる装置が知られている。
この成膜装置では、搬送ローラにより長尺な基板をドラムに搬送し、ドラムの所定領域に基板を巻き掛けてドラムを回転することにより、基板を所定の成膜位置に位置して長手方向に搬送しつつ、ドラムと電極との間に高周波電圧を印加して電界を形成し、かつ、ドラムと電極との間に、成膜のための原料ガス、さらにはアルゴンガスなどを導入して、基板の表面にプラズマＣＶＤによる成膜を行い、成膜後の長尺な基板を別の搬送ローラにより搬送する。この成膜装置は、一般的にロールツーロール方式と呼ばれるものである。
【０００８】
この成膜装置において、基板に、樹脂フィルムを用いた場合、基板に無機膜を成膜した後、無機膜の膜質を改善するために、熱処理として、例えば、特許文献１〜３に開示されたアニールなどを行った場合、樹脂フィルムは、シリコン基板とは異なり、温度１００℃前後にガラス転移温度（Ｔｇ）を有するため、基板である樹脂フィルムに品質影響を与えずに表面に形成された無機膜のみを高温加熱することは極めて困難である。
例えば、基板である樹脂フィルムに、特許文献１〜３に開示された温度範囲で、熱処理を行うと、樹脂フィルムは、変形または溶融してしまう。このようなことから、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムの温度を上昇させることなく、表面に形成した無機膜のみを加熱して、基板に悪影響を与えることなく熱処理する方法が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる熱処理方法およびバリアフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、樹脂フィルム製の基板の表面に前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、前記赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、前記無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行う工程を有することを特徴とする熱処理方法を提供するものである。
【００１１】
本発明において、前記基板の表面に、前記赤外線カット層を形成する工程を有することが好ましい。
また、本発明において、前記赤外線は、近赤外領域のものが用いられることが好ましい。
さらに、本発明において、前記無機膜を熱処理する際、前記樹脂フィルム製の基板をガラス転移温度未満の温度に保持することが好ましい。
さらにまた、本発明において、前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様は、樹脂フィルム製の基板と、前記基板の表面に形成され、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、前記赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することを特徴とするバリアフィルムを提供するものである。
【００１３】
本発明において、前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されたものであることが好ましい。
また、本発明において、前記成膜部は、前記無機膜を室温で成膜するものであることが好ましい。
さらに、前記赤外線カット層は、その厚さが、前記無機膜の厚さの０．１〜１００倍であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱処理方法によれば、樹脂フィルム製の基板の表面に、この基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、この赤外線カット層の表面に無機膜が形成されているものについて、この無機膜に、赤外線を照射して熱処理を行うため、赤外線カット層により基板に赤外線が到達することが抑制されて、基板が赤外線により加熱されることが抑制される。これにより、熱処理による基板への熱の影響が抑制され、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる。このことにより、無機膜は緻密化、または無機膜に構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善される。このため、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高いバリアフィルムを得ることができる。
【００１５】
また、本発明のバリアフィルムによれば、樹脂フィルム製の基板と、基板の表面に形成され、基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、この赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することにより、この無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行った場合、赤外線カット層により基板に赤外線が到達することが抑制されるため、基板が赤外線により加熱されることが抑制され、熱処理による基板への熱の影響が抑制される、このため、基板に樹脂フィルムを用いた場合でも、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる。このように、本発明のバリアフィルムは、無機膜が熱処理されているため、無機膜は緻密化、または構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善され、このため、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の成膜装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図であり、図２は、図１に示す成膜装置の熱処理室の要部拡大図であり、図１に示す支持ローラ３３を上下反転して図示している。
【００１７】
図１に示す本発明の実施形態に係る成膜装置１０は、例えば、酸素、水蒸気などの気体、または水に対して、バリア性を有するバリアフィルムの製造に利用されるものである。このバリアフィルムは、食品包装、フレキシブルディスプレイの部品などに利用されるものである。
成膜装置１０においては、樹脂フィルム製の基板Ｚを用いる。この基板Ｚとしては、例えば、ＰＥＴフィルム（ガラス転移温度：６７℃）、ＰＥＮフィルム（ガラス転移温度：１１３℃）等の樹脂フィルムが用いられる。
本実施形態の成膜装置１０においては、後述するように、形成される無機膜ｆに熱処理を施すものであり、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成されている基板Ｚを用いる。
【００１８】
赤外線カット層８０は、赤外線Ｂを吸収および反射の少なくとも一方により、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制するものである。この赤外線カット層８０は、例えば、酸化錫もしくは酸化インジウム等の導電性金属物微粒子を含む樹脂、またはジイモニウム化合物もしくはシアニン化合物等の赤外線吸収色素を含む樹脂により構成される。
本実施形態の成膜装置１０は、バリアフィルムを製造するものである。このため、赤外線カット層８０としては、バリアフィルムとして要求される透明性、または色などを阻害するものでなければ、特に、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制できれば、特に、限定されるものではない。
【００１９】
なお、本実施形態においては、基板Ｚに樹脂フィルムを用いるため、熱処理時に、基板Ｚがガラス転移温度未満の温度に維持されるように、赤外線カット層８０の構造および厚さが適宜設定されている。例えば、バリアフィルムとして要求される透明性を損なうことなく、かつ基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制するには、赤外線カット層８０の厚さを無機膜ｆの厚さの０．１倍〜１００倍とする。
【００２０】
成膜装置１０は、長尺の基板Ｚ（ウェブ状の基板Ｚ）に連続で成膜を行う装置であって、基本的に、長尺な基板Ｚを供給する供給室１２と、長尺な基板Ｚに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成する成膜室（チャンバ）１４と、形成された無機膜ｆに対して熱処理を施す熱処理室１６と、無機膜ｆが形成された長尺な基板Ｚを巻き取る巻取り室１８と、真空排気手段４０と、制御部４４とを有する。この制御部４４により、成膜装置１０における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置１０においては、供給室１２と成膜室１４とを区画する壁１５ａ、成膜室１４と熱処理室１６とを区画する壁１５ｂ、および熱処理室１６と巻取り室１８とを区画する壁１５ｃには、それぞれ基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｄが形成されている。
【００２１】
成膜装置１０においては、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８には、真空排気手段４０が配管４２を介して接続されている。この真空排気手段４０により、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の内部が所定の真空度にされる。
真空排気手段４０は、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８を排気して所定の真空度に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８には、それぞれ内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。
なお、真空排気手段４０による供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の到達真空度には、特に限定はなく、実施する成膜方法等に応じて、十分な真空度を保てればよい。この真空排気手段４０は、制御部４４により制御される。
【００２２】
供f給室１２は、長尺な基板Ｚを供給する部位であり、基板ロール２０、およびガイドローラ２１が設けられている。
基板ロール２０は、長尺な基板Ｚを連続的に送り出すものであり、例えば、反時計回りに基板Ｚが巻回されている。
基板ロール２０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータによって基板ロール２０が基板Ｚを巻き戻す方向ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Ｚが連続的に送り出される。
【００２３】
ガイドローラ２１は、基板Ｚを所定の搬送経路で成膜室１４に案内するものである。このガイドローラ２１は、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置１０においては、ガイドローラ２１は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ２１は、基板Ｚの搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。
【００２４】
巻取り室１８は、後述するように、成膜室１４で、表面Ｚｆに膜が形成された基板Ｚが更に熱処理室１６で無機膜ｆが熱処理されたものを巻き取る部位であり、巻取りロール３８、およびガイドローラ３６が設けられている。
【００２５】
巻取りロール３８は、成膜された基板Ｚをロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取りロール３８は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより巻取りロール３８が回転されて、成膜済の基板Ｚが巻き取られる。
巻取りロール３８においては、モータによって基板Ｚを巻き取る方向Ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、成膜済の基板Ｚを連続的に、例えば、時計回りに巻き取る。
【００２６】
ガイドローラ３６は、先のガイドローラ２１と同様、成膜室１４から搬送された基板Ｚを、所定の搬送経路で巻取りロール３８に案内するものである。このガイドローラ３６は、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室１２のガイドローラ２１と同様に、ガイドローラ３６も、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ３６は、テンションローラとして作用するローラであってもよい。
【００２７】
成膜室１４は、真空チャンバとして機能するものであり、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚの表面Ｚｆに、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤによって、膜を形成する部位である。
成膜室１４は、例えば、ステンレスなど、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成されている。
【００２８】
成膜室１４には、２つのガイドローラ２４、２８と、ドラム２６と、成膜部５０とが設けられている。
ガイドローラ２４、およびガイドローラ２８は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されており、さらにガイドローラ２４と、ガイドローラ２８とが、所定の間隔を設けて対向して平行に配置されている。
【００２９】
ガイドローラ２４は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１から搬送された基板Ｚをドラム２６に搬送するものである。このガイドローラ２４は、例えば、基板Ｚの搬送方向Ｄと直交する方向（以下、軸方向という）に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２４は、軸方向の長さが基板Ｚの長さ（以下、基板Ｚの幅という）よりも長い。
【００３０】
ガイドローラ２８は、ドラム２６に巻き掛けられた基板Ｚを巻取り室１８に設けられたガイドローラ３６に搬送するものである。このガイドローラ２８は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２８は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
ドラム２６は、ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８との間の空間Ｈの下方に設けられている。ドラム２６は、その長手方向を、ガイドローラ２４およびガイドローラ２８の長手方向に対して平行にして配置されている。さらには、ドラム２６は接地されている。
このドラム２６は、例えば、円筒状を呈し、軸方向に回転軸を有し、回転可能なものである。かつ図２に示すように、ドラム２６は、軸方向における長さが基板Ｚの幅よりも長い。ドラム２６においては、基板Ｚの幅方向における中心と、ドラム２６の軸方向の中心とを合わせて、基板Ｚを、その表面（周面）に巻き掛けた場合、その両側の端部２６ａは、基板Ｚが掛からない領域となる。
ドラム２６は、その表面（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。
【００３２】
成膜部５０は、基板Ｚを、例えば、２５℃程度の常温で、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するものである。この無機膜ｆは、例えば、Ａｌ２Ｏ３（アルミニウム酸化膜）、ＳｉＯ２（シリコン酸化膜）、ＳｉＮｘ（シリコン窒化膜）である。
図１に示すように、成膜部５０は、ドラム２６の下方に設けられており、基板Ｚがドラム２６に巻き掛けられた状態で、ドラム２６が回転して、基板Ｚが搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するものである。この樹脂フィルム製の基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆが形成されたものがシート体Ｐである。
成膜部５０は、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤを用いて無機膜ｆを形成するものであり、成膜電極５２、高周波電源５４、原料ガス供給部５６および仕切部５８を有する。制御部４４により、成膜部５０の高周波電源５４、および原料ガス供給部５６が制御される。
【００３３】
成膜部５０においては、成膜室１４の下方に、ドラム２６の表面に対向して、所定の隙間Ｓを設けて成膜電極５２が設けられている。成膜電極５２は、例えば、平面視長方形の平板状に形成されており、広い面に複数の穴（図示せず）が等間隔で形成されている。成膜電極５２は、この広い面をドラム２６に向けて配置されている。この成膜電極５２は、一般的にシャワー電極と呼ばれるものである。
また、成膜電極５２は、高周波電源５４が接続されており、この高周波電源５４により、成膜電極５２に高周波電圧が印加される。
【００３４】
原料ガス供給部５６は、例えば、配管５７を介して、成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに、膜を形成する原料ガスを供給するものである。ドラム２６と成膜電極５２との隙間Ｓがプラズマの発生空間になる。
本実施形態においては、原料ガスは、例えば、ＳｉＯ２膜を形成する場合、ＴＥＯＳガス、および活性種ガスとして酸素ガスが用いられる。
【００３５】
原料ガス供給部５６は、プラズマＣＶＤ装置で用いられている各種のガス導入手段が利用可能である。
また、原料ガス供給部５６においては、原料ガスのみならず、アルゴンガスまたは窒素ガスなどの不活性ガス、および酸素ガス等の活性種ガス等、プラズマＣＶＤで用いられている各種のガスを、原料ガスと共に、隙間Ｓに供給してもよい。このように、複数種のガスを導入する場合には、各ガスを同じ配管で混合して、成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに供給しても、各ガスを異なる配管から成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに供給してもよい。
さらに、原料ガスまたはその他、不活性ガスおよび活性種ガスの種類または導入量も、形成する膜の種類、または目的とする成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。
【００３６】
仕切部５８は、成膜電極５２を成膜室１４内において区画するものである。
この仕切部５８は、例えば、一対の仕切板５８ａにより構成されており、一対の仕切板５８ａで、成膜電極５２を挟むようにして配置されている。
各仕切板５８ａは、それぞれドラム２６の長さ方向に伸びた板状部材であり、ドラム２６側の端部が、成膜電極５２とは反対側に折曲している。この仕切部５８により、隙間Ｓ、すなわち、プラズマ発生空間が、成膜室１４内において区画されている。
【００３７】
成膜電極５２は、平板状に限定されるものではなく、例えば、ドラム２６の軸方向に分割した複数の電極を配列した構成等、プラズマＣＶＤによる成膜が可能なものであれば、各種の電極の構成が利用可能である。なお、基板Ｚに対する電界およびプラズマなどの均一性等の点で、成膜電極５２は、本実施形態のような平面視長方形の平板状のシャワー電極であることが好ましい。
また、成膜電極５２と高周波電源５４とは、必要に応じて、インピーダンス整合をとるためのマッチングボックスを介して接続してもよい。
【００３８】
熱処理室１６は、シート体Ｐについて、基板Ｚの表面Ｚｆに成膜された無機膜ｆを緻密化すること、または無機膜ｆに欠陥があればその修復することなど、無機膜ｆの膜質を改善するために、熱処理を行うところである。
熱処理室１６には、搬送ローラ３２と、熱処理部６０とが設けられている。この熱処理部６０は、支持ローラ３３と、赤外線ランプユニット６２とを有する。
【００３９】
搬送ローラ３２は、熱処理部６０により無機膜ｆに熱処理がされた基板Ｚを、熱処理部６０の支持ローラ３３から巻取り室１８のガイドローラ３６に搬送するものである。この搬送ローラ３２は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されており、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつ搬送ローラ３２は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、搬送ローラ３２は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
熱処理部６０の支持ローラ３３は、熱処理室１６の成膜室１４側に設けられている。支持ローラ３３は、その長手方向を、搬送ローラ３２の長手方向に対して平行にして配置されている。この支持ローラ３３の表面３３ａに、基板Ｚの裏面Ｚｆが巻き掛けられる。
【００４１】
支持ローラ３３は、基板Ｚの裏面Ｚｆがその表面３３ａに接して巻き掛けられた状態で、無機膜ｆを熱処理するものである。
本実施形態においては、後述するように、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０により、無機膜ｆに熱処理を施すために加熱した際の基板Ｚへの熱の影響を抑制することができる。
【００４２】
なお、支持ローラ３３には、内部に冷媒を循環させるための配管（図示せず）を設け、この冷媒を循環させるためのポンプ（図示せず）などを備えた冷却ユニット（図示せず）を設けてもよい。この冷却ユニットにより、冷媒が支持ローラ３３に設けられた配管内を循環し、支持ローラ３３の表面３３ａの温度を、例えば、０℃〜２５℃（常温）にすることができる。このように、支持ローラ３３の表面３３ａを低温にする構成としてもよい。これにより、熱処理時において、基板Ｚの温度をより確実にガラス転移温度未満にすることができる。
【００４３】
図２に示す赤外線ランプユニット６２は、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆを熱処理するためのものであり、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）に用いられるものが利用可能である。この赤外線ランプユニット６２は、支持ローラ３３の下方に設けられている。
赤外線ランプユニット６２は、例えば、軸方向に延び、支持ローラ３３側に開口部が形成されたケース６４と、このケース６４の内部に収納され、支持ローラ３３の表面３３ａに集光するように凹面状に形成されたリフレクタ６６と、このリフレクタ６６の内部に設けられ、軸方向に延びた赤外線ランプ６８とを有する。この赤外線ランプ６８は、制御部４４により、点灯、消灯が制御されるものである。
【００４４】
赤外線ランプ６８から照射された赤外線Ｂは、リフレクタ６６で反射されて基板Ｚの無機膜ｆに集光されて無機膜ｆが、例えば、７００℃〜１０００℃または１００℃〜１０００℃の温度に加熱される。
基板Ｚの無機膜ｆは、赤外線ランプユニット６２からの赤外線Ｂが照射されている領域が熱処理される。赤外線Ｂによる熱処理時間は、例えば、支持ローラ３３の回転速度により決定される。
【００４５】
なお、熱処理部６０において、赤外線ランプユニット６２を熱源に用いたが、赤外線により加熱するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、レーザアニールなどに利用されるレーザ光源を熱源に用いてもよい。
本実施形態においては、赤外線Ｂを基板Ｚの無機膜ｆに照射して加熱するが、赤外線のうち、近赤外領域（０．７５〜２．５μｍ）を用いることが好ましい。
これは、赤外線のうち、近赤外領域のものは、他の波長領域のものに比べて表層で吸収されやすく、表層を選択的に加熱することができるためである。近赤外領域のものを用いることにより、無機膜ｆを選択的に加熱することができる。
【００４６】
本実施形態においては、熱処理部６０は、赤外線ランプユニット６２により、赤外線Ｂを、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆに、すなわち、シート体Ｐの無機膜ｆに集光して加熱し、所定の時間維持して、熱処理を行う。この場合、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０により、赤外線Ｂを吸収すること、および赤外線Ｂを反射することのうち、少なくとも一方が生じ、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することが抑制される。これにより、熱処理部６０によって、シート体Ｐの無機膜ｆの緻密化または無機膜ｆの構造欠陥の修復をする場合、基板Ｚに加熱による悪影響が抑制される。
また、支持ローラ３３は、赤外線Ｂを透過するか、または吸収するものであることが好ましい。これにより、基板Ｚに赤外線Ｂが到達しても、支持ローラ３３は赤外線Ｂを透過するか、または吸収するため、基板Ｚの温度上昇を抑制でき、基板Ｚへの熱の影響を抑制することができる。
なお、支持ローラ３３が赤外線Ｂを透過するものである場合、支持ローラ３３の赤外線Ｂの透過率は９０％以上であることが好ましい。また、支持ローラ３３が赤外線Ｂを吸収するものである場合、吸収率は９５％以上であることが好ましい。
【００４７】
次に、本実施形態の成膜装置１０の動作について成膜方法、熱処理方法などを中心に詳細に説明する。
本実施形態の成膜装置１０においては、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成された基板Ｚが、基板ロール２０に巻回されている。
成膜装置１０は、供給室１２から成膜室１４、熱処理室１６を経て巻取り室１８に至る所定の経路で、供給室１２から巻取り室１８まで、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成された長尺な基板Ｚを通して搬送しつつ、成膜室１４において、基板Ｚに無機膜ｆを形成し、熱処理室１８で無機膜ｆに熱処理を施して、最終的にバリアフィルムを作製するものである。
【００４８】
成膜装置１０においては、長尺な基板Ｚが、例えば、反時計回り巻回された基板ロール２０からガイドローラ２１を経て、成膜室１４に搬送される。成膜室１４においては、ガイドローラ２４、ドラム２６、ガイドローラ２８を経て、熱処理室１６に搬送される。熱処理室１６においては、支持ローラ３３、搬送ローラ３２を経て、巻取り室１８に搬送される。巻取り室１８においては、ガイドローラ３６を経て、巻取りロール３８に、長尺な基板Ｚが巻き取られる。
長尺な基板Ｚを、この搬送経路で通した後、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の内部を真空排気手段４０により、所定の真空度に保ち、成膜部５０において、成膜電源４２に、高周波電源５４から高周波電圧を印加するとともに、原料ガス供給部５６から配管５７を介して隙間Ｓに、無機膜ｆを形成するための原料ガスを供給する。
【００４９】
成膜電源４２の周囲に電磁波を放射させると、隙間Ｓで、成膜電極５２の近傍に局在化したプラズマが生成され、原料ガスが励起・解離される。これにより、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに所定の無機膜ｆが形成されて、シート体Ｐが得られる。
順次、長尺な基板Ｚが反時計回り巻回された基板ロール２０をモータにより時計回りに回転させて、長尺な基板Ｚを連続的に送り出し、ドラム２６で基板Ｚをプラズマが生成される位置に保持しつつ、ドラム２６を所定の速度で回転させて、成膜部５０により長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに連続的に無機膜ｆを形成し、シート体Ｐが得られる。
そして、ガイドローラ２８から熱処理室１８に搬送されたシート体Ｐ、すなわち、赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆが形成された基板Ｚは、支持ローラ３３に搬送される。
【００５０】
支持ローラ３３が回転しつつ、赤外線ランプユニット６２により、支持ローラ３３上の基板Ｚの無機膜ｆに赤外線Ｂが集光するように照射されて、無機膜ｆが、例えば、７００℃〜１０００℃または１００℃〜１０００℃の温度に加熱され、その温度に所定時間維持されて熱処理される。これにより、無機膜ｆは緻密化され、さらには、無機膜ｆに構造欠陥があれば、その構造欠陥が修復される。
このとき、無機膜ｆが赤外線Ｂにより加熱されても、赤外線カット層８０で、赤外線Ｂの吸収、および赤外線Ｂの反射のうち、少なくとも一方が生じるため、赤外線Ｂが基板Ｚに到達することが抑制される。これにより、基板Ｚの加熱が抑制され、熱処理時における基板Ｚへの熱の悪影響を抑制することができる。
【００５１】
本実施形態においては、長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するとともに、無機膜ｆ形成後には、支持ローラ３３を回転させつつ、支持ローラ３３に基板Ｚを巻き掛けた状態で、無機膜ｆを赤外線Ｂにより加熱して熱処理を施す。これにより、基板Ｚを樹脂フィルムとしても、熱処理時の加熱による樹脂フィルムの変形、溶融などの品質に影響を抑制しつつ、無機膜ｆの膜質を改善することができる。このため、無機膜ｆを膜質が優れたものにでき、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高いバリアフィルムを製造することができる。
このように製造されたバリアフィルムは、無機膜ｆが熱処理されているため、無機膜ｆは緻密化、また無機膜ｆに構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善されており、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高い。
【００５２】
また、基板Ｚに樹脂フィルムを用いた場合、成膜部５０では、成膜時の温度を、ガラス転移温度以上に高くすることができない。このため、形成される無機膜ｆが緻密ではないか、または構造欠陥が生じる可能性も高くなる。しかし、本実施形態においては、熱処理することにより、無機膜ｆは緻密化されるとともに、構造欠陥がある場合には、その構造欠陥も修復されて、膜質が改善される。これにより、膜質が優れた無機膜ｆが得られる。
【００５３】
なお、本実施形態の成膜装置１０は、ロールツーロールタイプであるが、これに限定されるものではなく、基板Ｚに、樹脂フィルムを用いるものであれば、成膜装置１０の態様は、特に限定されるものではない。
【００５４】
また、熱処理部６０については、熱処理することができれば、支持ローラ３３を用いる本実施形態に限定されるものではない。
例えば、図３に示す熱処理部６０ａのように、支持部材として、テーブル７３を用い、このテーブル７３の表面７３ａに、シート体Ｐ、すなわち、無機膜ｆが赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された基板Ｚが載置される。
テーブル７３の上方には、本実施形態の赤外線ランプユニット６２と同様の構成の赤外線ランプユニット６２ａを、赤外線ランプ６８を平行にして複数配置されている。複数配置された赤外線ランプユニット６２ａにより赤外線Ｂがテーブル７３の表面７３ａに対して、面状に照射される。
熱処理部６０ａにおいては、テーブル７３の表面７３ａに、シート体Ｐ、すなわち、無機膜ｆが赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された基板Ｚを載置する。その後、複数配置された赤外線ランプユニット６２ａにより赤外線Ｂを、無機膜ｆに面状に照射して、所定の温度に加熱し、所定の時間経過後に赤外線Ｂの照射を停止する。このようにして、無機膜ｆの膜質の改善を行ってもよい。
この場合においても、テーブル７３を冷却する冷却ユニット（図示せず）を設けてもよく、テーブル７３に載置した基板Ｚを冷却してもよい。例えば、冷却ユニットは、ペルチェ素子を備える公知の冷却器である。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
なお、本実施形態においては、図１に示す第１の実施形態の成膜装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の成膜装置１０ａは、第１の実施形態の成膜装置１０（図１参照）に比して、赤外線カット層８０を基板Ｚの表面Ｚｆに形成する膜形成部９０を有する点、および真空排気手段４０と成膜室１４および熱処理室１６とだけが配管４２ａを介して接続されている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施形態の成膜装置１０ａにおいては、供給室１２と成膜室１４との間に膜形成室１９が設けられている。この供給室１２と膜形成室１９とを区画する壁１５ａには、基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｄが形成されており、膜形成室１９と成膜室１４とを区画する壁１５ｅには基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｆが形成されている。また、熱処理室１６と巻取り室１８とを区画する壁１５ｅにも基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｆが形成されている。これらの開口部１５ｆには、成膜室１４および熱処理室１６の内部の真空を維持するシール部（図示せず）が設けられている。
【００５８】
膜形成室１９に、膜形成部９０が設けられている。この膜形成部９０は、塗布部９２と、乾燥部９４とを有する。塗布部９２は、乾燥部９４よりも供給室１２側、すなわち、上流側に設けられている。
また、塗布部９２は、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外カット層８０となる溶液を均一塗布し、その後、乾燥させて膜を形成する塗布方式により、赤外カット層８０を形成するものである。この塗布部９２は、塗布ロール９４と、供給部９６とを有する。
塗布ロール９４は、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外カット層８０となる溶液を均一に塗布するものであり、基板Ｚの表面Ｚｆに接して配置されている。この塗布ローラ９４は、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつ塗布ローラ９４は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
供給部９６は、塗布ロール９４に赤外線カット層８０となる溶液を供給するためのものであり、塗布ロール９４の下方に設けられている。
乾燥部９８は、基板Ｚの表面Ｚｆに塗布された溶液を乾燥させて赤外線カット層８０とするものである。この乾燥部９８には、塗布方式により膜形成するものに利用される公知のものが利用可能である。
【００５９】
本実施形態の成膜装置１０ａは、膜形成部９０により、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外線カット層８０を、成膜室１４に基板Ｚを搬送する前に形成することができる。これ以外は、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の構成である。このため、本実施形態の成膜装置１０ａにおいても、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態の成膜装置１０ａによる製造方法においても、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外線カット層８０を、成膜室１４に基板Ｚを搬送する前に形成する工程が追加されるだけであり、それ以外の工程は、第１の実施形態と同様である。
本実施形態においては、供給室１２から膜形成室１９に基板Ｚを搬送し、この基板Ｚの表面Ｚｆに塗布ロール９４により赤外線カット層８０となる溶液を塗布する。次に、乾燥部９８で乾燥し、赤外線カット層８０を基板Ｚの表面Ｚｆに形成する。そして、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０を成膜室１４に供給し、成膜部５０で、赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成し、シート体Ｐを得る。このシート体Ｐの無機膜ｆについて、熱処理部６０で熱処理を行う。
本実施形態においても、赤外線カット層８０が基板Ｚの表面Ｚｆに形成されているため、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することが抑制される。このため、赤外線Ｂを用いた熱処理時による基板Ｚへの熱の影響が抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、塗布方式により赤外線カット層８０を形成するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、赤外線カット層８０となる樹脂シートを、予め用意しておき、この樹脂シートを基板Ｚの表面Ｚｆにラミネートして赤外線カット層８０を形成してもよい。
なお、本実施形態においても、支持ローラ３３に冷却ユニットを設けてよいことはもちろんである。
【００６２】
上述のいずれの実施形態の成膜装置１０、１０ａにおいても、樹脂フィルム製の基板Ｚと、この基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０と、この赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆとを有し、無機膜ｆについて熱処理を施した構成のバリアフィルムを製造している。しかしながら、バリアフィルムは、赤外線カット層８０が、基板Ｚの上方、かつ無機膜ｆの直下に形成される構成であれば、その構成は、特に限定されるものではない。バリアフィルムは、例えば、基板Ｚと赤外線カット層８０との間に、密着層などの層を設けた構成でもよい。
【００６３】
なお、上述のいずれの実施形態の成膜装置１０、１０ａにおいても、プラズマＣＶＤを例にして、説明したが、プラズマＣＶＤに限定されるものではない。本発明の成膜部は、気相成膜法を用いるものであれば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）、化学的気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などを用いることもできる。この場合においても、基板Ｚに樹脂フィルムを用いているため、基板Ｚの温度は、樹脂フィルムのガラス転移温度以下で行う。
【００６４】
以上、本発明の熱処理方法およびバリアフィルムについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す成膜装置の成膜室の模式的側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の熱処理部の変形例を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 成膜装置
１２ 供給室
１４ 成膜室
１６ 熱処理室
１８ 巻取り室
１９ 膜形成室
２０ 基板ロール
２１，２４，２８，３６ ガイドローラ
３２ 搬送ローラ
３３ 支持ローラ
３８ 巻取りロール
４０ 真空排気手段
４４ 制御部
５０ 成膜部
５２ 成膜電極
５４ 高周波電源
５６ 原料ガス供給部
６０ 熱処理部
６２ 赤外線ランプユニット
９０ 膜形成部
Ｄ 搬送方向
ｆ 無機膜
Ｚ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された無機膜を熱処理する熱処理方法およびバリアフィルムに関し、特に、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる熱処理方法およびバリアフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体プロセスにおいて、ＰＶＤ法またはＣＶＤ法により形成した膜に対して、数１００〜１０００℃前後の後熱処理を施すことにより、成膜時にできた膜の構造欠陥を減少させて膜質を改善する方法が一般的に用いられており、膜質の改善方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１の赤外線アニール処理方法には、マトリックスアレイを形成すべき透明基板表面側のシリコン層に対するアニール工程として、ＲＴＡ（赤外線アニール(Rapid Thermal Annealing)）用ランプからの光エネルギーを吸収可能な光吸収層を透明基板の表面側の所定領域に設けた状態でＲＴＡ工程を行うことが開示されている。
特許文献１の赤外線アニール処理方法によれば、シリコン基板表層を高温・短時間で加熱することができるため、シリコン基板に注入した不純物原子の拡散(分布変化)を伴わずに、活性化処理を行うことが可能となる。
この特許文献１に開示されているように、赤外線アニール処理を用いた方法が広く利用されている。
【０００４】
特許文献２の半導体素子の製造方法には、ＰＺＴ薄膜を３５０〜４５０℃程度の温度で形成することにより、３００Å程度のグレインにより構成された膜とし、更に６００℃〜７００℃の温度でＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）を行うことによりグレインの大きさを大きくしない短時間の熱処理で強誘電体膜とするものが開示されている。
この特許文献２によれば、ＲＴＡを用いて短時間でＰＺＴ膜を強誘電体膜とするので、長時間の熱処理による２つ以上のグレインの周囲に主としてＰｂが析出して見かけ上グレインが大きくなる現象や、結果としてグレイン内のＰｂの組成が不足することに起因する格子欠陥の誘起を防ぐことができる。
【０００５】
さらには、特許文献３の不揮発性半導体メモリ装置の製造方法には、フローティングゲート電極と制御ゲート電極の間にＯＮＯ積層構造の絶縁膜を形成する方法において、ポリシリコン膜によりなるフローティングゲート電極上にボトム酸化膜を、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）プロセスで形成することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５３１４３号公報
【特許文献２】特開平６−２８３６６８号公報
【特許文献３】特開平９−２０５１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在、真空雰囲気のチャンバ内で、例えば、プラズマＣＶＤによって、長尺な基板（ウェブ状の基板）に連続的に成膜を行う成膜装置として、例えば、接地（アース）したドラムと、このドラムに対面して配置された高周波電源に接続された電極とを用いる装置が知られている。
この成膜装置では、搬送ローラにより長尺な基板をドラムに搬送し、ドラムの所定領域に基板を巻き掛けてドラムを回転することにより、基板を所定の成膜位置に位置して長手方向に搬送しつつ、ドラムと電極との間に高周波電圧を印加して電界を形成し、かつ、ドラムと電極との間に、成膜のための原料ガス、さらにはアルゴンガスなどを導入して、基板の表面にプラズマＣＶＤによる成膜を行い、成膜後の長尺な基板を別の搬送ローラにより搬送する。この成膜装置は、一般的にロールツーロール方式と呼ばれるものである。
【０００８】
この成膜装置において、基板に、樹脂フィルムを用いた場合、基板に無機膜を成膜した後、無機膜の膜質を改善するために、熱処理として、例えば、特許文献１〜３に開示されたアニールなどを行った場合、樹脂フィルムは、シリコン基板とは異なり、温度１００℃前後にガラス転移温度（Ｔｇ）を有するため、基板である樹脂フィルムに品質影響を与えずに表面に形成された無機膜のみを高温加熱することは極めて困難である。
例えば、基板である樹脂フィルムに、特許文献１〜３に開示された温度範囲で、熱処理を行うと、樹脂フィルムは、変形または溶融してしまう。このようなことから、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムの温度を上昇させることなく、表面に形成した無機膜のみを加熱して、基板に悪影響を与えることなく熱処理する方法が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる熱処理方法およびバリアフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、樹脂フィルム製の基板の表面に前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、前記赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、前記無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行う工程を有することを特徴とする熱処理方法を提供するものである。
【００１１】
本発明において、前記基板の表面に、前記赤外線カット層を形成する工程を有することが好ましい。
また、本発明において、前記赤外線は、近赤外領域のものが用いられることが好ましい。
さらに、本発明において、前記無機膜を熱処理する際、前記樹脂フィルム製の基板をガラス転移温度未満の温度に保持することが好ましい。
さらにまた、本発明において、前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様は、樹脂フィルム製の基板と、前記基板の表面に形成され、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、前記赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することを特徴とするバリアフィルムを提供するものである。
【００１３】
本発明において、前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されたものであることが好ましい。
また、本発明において、前記成膜部は、前記無機膜を室温で成膜するものであることが好ましい。
さらに、前記赤外線カット層は、その厚さが、前記無機膜の厚さの０．１〜１００倍であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱処理方法によれば、樹脂フィルム製の基板の表面に、この基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、この赤外線カット層の表面に無機膜が形成されているものについて、この無機膜に、赤外線を照射して熱処理を行うため、赤外線カット層により基板に赤外線が到達することが抑制されて、基板が赤外線により加熱されることが抑制される。これにより、熱処理による基板への熱の影響が抑制され、基板に樹脂フィルムを用いた場合、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる。このことにより、無機膜は緻密化、または無機膜に構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善される。このため、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高いバリアフィルムを得ることができる。
【００１５】
また、本発明のバリアフィルムによれば、樹脂フィルム製の基板と、基板の表面に形成され、基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、この赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することにより、この無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行った場合、赤外線カット層により基板に赤外線が到達することが抑制されるため、基板が赤外線により加熱されることが抑制され、熱処理による基板への熱の影響が抑制される、このため、基板に樹脂フィルムを用いた場合でも、この樹脂フィルムに変質、変形などが生じることなく、無機膜を熱処理することができる。このように、本発明のバリアフィルムは、無機膜が熱処理されているため、無機膜は緻密化、または構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善され、このため、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の成膜装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図であり、図２は、図１に示す成膜装置の熱処理室の要部拡大図であり、図１に示す支持ローラ３３を上下反転して図示している。
【００１７】
図１に示す本発明の実施形態に係る成膜装置１０は、例えば、酸素、水蒸気などの気体、または水に対して、バリア性を有するバリアフィルムの製造に利用されるものである。このバリアフィルムは、食品包装、フレキシブルディスプレイの部品などに利用されるものである。
成膜装置１０においては、樹脂フィルム製の基板Ｚを用いる。この基板Ｚとしては、例えば、ＰＥＴフィルム（ガラス転移温度：６７℃）、ＰＥＮフィルム（ガラス転移温度：１１３℃）等の樹脂フィルムが用いられる。
本実施形態の成膜装置１０においては、後述するように、形成される無機膜ｆに熱処理を施すものであり、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成されている基板Ｚを用いる。
【００１８】
赤外線カット層８０は、赤外線Ｂを吸収および反射の少なくとも一方により、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制するものである。この赤外線カット層８０は、例えば、酸化錫もしくは酸化インジウム等の導電性金属物微粒子を含む樹脂、またはジイモニウム化合物もしくはシアニン化合物等の赤外線吸収色素を含む樹脂により構成される。
本実施形態の成膜装置１０は、バリアフィルムを製造するものである。このため、赤外線カット層８０としては、バリアフィルムとして要求される透明性、または色などを阻害するものでなければ、特に、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制できれば、特に、限定されるものではない。
【００１９】
なお、本実施形態においては、基板Ｚに樹脂フィルムを用いるため、熱処理時に、基板Ｚがガラス転移温度未満の温度に維持されるように、赤外線カット層８０の構造および厚さが適宜設定されている。例えば、バリアフィルムとして要求される透明性を損なうことなく、かつ基板Ｚに赤外線Ｂが到達することを抑制するには、赤外線カット層８０の厚さを無機膜ｆの厚さの０．１倍〜１００倍とする。
【００２０】
成膜装置１０は、長尺の基板Ｚ（ウェブ状の基板Ｚ）に連続で成膜を行う装置であって、基本的に、長尺な基板Ｚを供給する供給室１２と、長尺な基板Ｚに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成する成膜室（チャンバ）１４と、形成された無機膜ｆに対して熱処理を施す熱処理室１６と、無機膜ｆが形成された長尺な基板Ｚを巻き取る巻取り室１８と、真空排気手段４０と、制御部４４とを有する。この制御部４４により、成膜装置１０における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置１０においては、供給室１２と成膜室１４とを区画する壁１５ａ、成膜室１４と熱処理室１６とを区画する壁１５ｂ、および熱処理室１６と巻取り室１８とを区画する壁１５ｃには、それぞれ基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｄが形成されている。
【００２１】
成膜装置１０においては、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８には、真空排気手段４０が配管４２を介して接続されている。この真空排気手段４０により、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の内部が所定の真空度にされる。
真空排気手段４０は、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８を排気して所定の真空度に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８には、それぞれ内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。
なお、真空排気手段４０による供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の到達真空度には、特に限定はなく、実施する成膜方法等に応じて、十分な真空度を保てればよい。この真空排気手段４０は、制御部４４により制御される。
【００２２】
供f給室１２は、長尺な基板Ｚを供給する部位であり、基板ロール２０、およびガイドローラ２１が設けられている。
基板ロール２０は、長尺な基板Ｚを連続的に送り出すものであり、例えば、反時計回りに基板Ｚが巻回されている。
基板ロール２０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータによって基板ロール２０が基板Ｚを巻き戻す方向ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Ｚが連続的に送り出される。
【００２３】
ガイドローラ２１は、基板Ｚを所定の搬送経路で成膜室１４に案内するものである。このガイドローラ２１は、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置１０においては、ガイドローラ２１は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ２１は、基板Ｚの搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。
【００２４】
巻取り室１８は、後述するように、成膜室１４で、表面Ｚｆに膜が形成された基板Ｚが更に熱処理室１６で無機膜ｆが熱処理されたものを巻き取る部位であり、巻取りロール３８、およびガイドローラ３６が設けられている。
【００２５】
巻取りロール３８は、成膜された基板Ｚをロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取りロール３８は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより巻取りロール３８が回転されて、成膜済の基板Ｚが巻き取られる。
巻取りロール３８においては、モータによって基板Ｚを巻き取る方向Ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、成膜済の基板Ｚを連続的に、例えば、時計回りに巻き取る。
【００２６】
ガイドローラ３６は、先のガイドローラ２１と同様、成膜室１４から搬送された基板Ｚを、所定の搬送経路で巻取りロール３８に案内するものである。このガイドローラ３６は、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室１２のガイドローラ２１と同様に、ガイドローラ３６も、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ３６は、テンションローラとして作用するローラであってもよい。
【００２７】
成膜室１４は、真空チャンバとして機能するものであり、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚの表面Ｚｆに、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤによって、膜を形成する部位である。
成膜室１４は、例えば、ステンレスなど、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成されている。
【００２８】
成膜室１４には、２つのガイドローラ２４、２８と、ドラム２６と、成膜部５０とが設けられている。
ガイドローラ２４、およびガイドローラ２８は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されており、さらにガイドローラ２４と、ガイドローラ２８とが、所定の間隔を設けて対向して平行に配置されている。
【００２９】
ガイドローラ２４は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１から搬送された基板Ｚをドラム２６に搬送するものである。このガイドローラ２４は、例えば、基板Ｚの搬送方向Ｄと直交する方向（以下、軸方向という）に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２４は、軸方向の長さが基板Ｚの長さ（以下、基板Ｚの幅という）よりも長い。
【００３０】
ガイドローラ２８は、ドラム２６に巻き掛けられた基板Ｚを巻取り室１８に設けられたガイドローラ３６に搬送するものである。このガイドローラ２８は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２８は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
ドラム２６は、ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８との間の空間Ｈの下方に設けられている。ドラム２６は、その長手方向を、ガイドローラ２４およびガイドローラ２８の長手方向に対して平行にして配置されている。さらには、ドラム２６は接地されている。
このドラム２６は、例えば、円筒状を呈し、軸方向に回転軸を有し、回転可能なものである。かつ図２に示すように、ドラム２６は、軸方向における長さが基板Ｚの幅よりも長い。ドラム２６においては、基板Ｚの幅方向における中心と、ドラム２６の軸方向の中心とを合わせて、基板Ｚを、その表面（周面）に巻き掛けた場合、その両側の端部２６ａは、基板Ｚが掛からない領域となる。
ドラム２６は、その表面（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。
【００３２】
成膜部５０は、基板Ｚを、例えば、２５℃程度の常温で、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するものである。この無機膜ｆは、例えば、Ａｌ２Ｏ３（アルミニウム酸化膜）、ＳｉＯ２（シリコン酸化膜）、ＳｉＮｘ（シリコン窒化膜）である。
図１に示すように、成膜部５０は、ドラム２６の下方に設けられており、基板Ｚがドラム２６に巻き掛けられた状態で、ドラム２６が回転して、基板Ｚが搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するものである。この樹脂フィルム製の基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆが形成されたものがシート体Ｐである。
成膜部５０は、気相成膜法のうち、例えば、プラズマＣＶＤを用いて無機膜ｆを形成するものであり、成膜電極５２、高周波電源５４、原料ガス供給部５６および仕切部５８を有する。制御部４４により、成膜部５０の高周波電源５４、および原料ガス供給部５６が制御される。
【００３３】
成膜部５０においては、成膜室１４の下方に、ドラム２６の表面に対向して、所定の隙間Ｓを設けて成膜電極５２が設けられている。成膜電極５２は、例えば、平面視長方形の平板状に形成されており、広い面に複数の穴（図示せず）が等間隔で形成されている。成膜電極５２は、この広い面をドラム２６に向けて配置されている。この成膜電極５２は、一般的にシャワー電極と呼ばれるものである。
また、成膜電極５２は、高周波電源５４が接続されており、この高周波電源５４により、成膜電極５２に高周波電圧が印加される。
【００３４】
原料ガス供給部５６は、例えば、配管５７を介して、成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに、膜を形成する原料ガスを供給するものである。ドラム２６と成膜電極５２との隙間Ｓがプラズマの発生空間になる。
本実施形態においては、原料ガスは、例えば、ＳｉＯ２膜を形成する場合、ＴＥＯＳガス、および活性種ガスとして酸素ガスが用いられる。
【００３５】
原料ガス供給部５６は、プラズマＣＶＤ装置で用いられている各種のガス導入手段が利用可能である。
また、原料ガス供給部５６においては、原料ガスのみならず、アルゴンガスまたは窒素ガスなどの不活性ガス、および酸素ガス等の活性種ガス等、プラズマＣＶＤで用いられている各種のガスを、原料ガスと共に、隙間Ｓに供給してもよい。このように、複数種のガスを導入する場合には、各ガスを同じ配管で混合して、成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに供給しても、各ガスを異なる配管から成膜電極５２の複数の穴を通して隙間Ｓに供給してもよい。
さらに、原料ガスまたはその他、不活性ガスおよび活性種ガスの種類または導入量も、形成する膜の種類、または目的とする成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。
【００３６】
仕切部５８は、成膜電極５２を成膜室１４内において区画するものである。
この仕切部５８は、例えば、一対の仕切板５８ａにより構成されており、一対の仕切板５８ａで、成膜電極５２を挟むようにして配置されている。
各仕切板５８ａは、それぞれドラム２６の長さ方向に伸びた板状部材であり、ドラム２６側の端部が、成膜電極５２とは反対側に折曲している。この仕切部５８により、隙間Ｓ、すなわち、プラズマ発生空間が、成膜室１４内において区画されている。
【００３７】
成膜電極５２は、平板状に限定されるものではなく、例えば、ドラム２６の軸方向に分割した複数の電極を配列した構成等、プラズマＣＶＤによる成膜が可能なものであれば、各種の電極の構成が利用可能である。なお、基板Ｚに対する電界およびプラズマなどの均一性等の点で、成膜電極５２は、本実施形態のような平面視長方形の平板状のシャワー電極であることが好ましい。
また、成膜電極５２と高周波電源５４とは、必要に応じて、インピーダンス整合をとるためのマッチングボックスを介して接続してもよい。
【００３８】
熱処理室１６は、シート体Ｐについて、基板Ｚの表面Ｚｆに成膜された無機膜ｆを緻密化すること、または無機膜ｆに欠陥があればその修復することなど、無機膜ｆの膜質を改善するために、熱処理を行うところである。
熱処理室１６には、搬送ローラ３２と、熱処理部６０とが設けられている。この熱処理部６０は、支持ローラ３３と、赤外線ランプユニット６２とを有する。
【００３９】
搬送ローラ３２は、熱処理部６０により無機膜ｆに熱処理がされた基板Ｚを、熱処理部６０の支持ローラ３３から巻取り室１８のガイドローラ３６に搬送するものである。この搬送ローラ３２は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されており、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつ搬送ローラ３２は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、搬送ローラ３２は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
熱処理部６０の支持ローラ３３は、熱処理室１６の成膜室１４側に設けられている。支持ローラ３３は、その長手方向を、搬送ローラ３２の長手方向に対して平行にして配置されている。この支持ローラ３３の表面３３ａに、基板Ｚの裏面Ｚｆが巻き掛けられる。
【００４１】
支持ローラ３３は、基板Ｚの裏面Ｚｆがその表面３３ａに接して巻き掛けられた状態で、無機膜ｆを熱処理するものである。
本実施形態においては、後述するように、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０により、無機膜ｆに熱処理を施すために加熱した際の基板Ｚへの熱の影響を抑制することができる。
【００４２】
なお、支持ローラ３３には、内部に冷媒を循環させるための配管（図示せず）を設け、この冷媒を循環させるためのポンプ（図示せず）などを備えた冷却ユニット（図示せず）を設けてもよい。この冷却ユニットにより、冷媒が支持ローラ３３に設けられた配管内を循環し、支持ローラ３３の表面３３ａの温度を、例えば、０℃〜２５℃（常温）にすることができる。このように、支持ローラ３３の表面３３ａを低温にする構成としてもよい。これにより、熱処理時において、基板Ｚの温度をより確実にガラス転移温度未満にすることができる。
【００４３】
図２に示す赤外線ランプユニット６２は、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆを熱処理するためのものであり、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）に用いられるものが利用可能である。この赤外線ランプユニット６２は、支持ローラ３３の下方に設けられている。
赤外線ランプユニット６２は、例えば、軸方向に延び、支持ローラ３３側に開口部が形成されたケース６４と、このケース６４の内部に収納され、支持ローラ３３の表面３３ａに集光するように凹面状に形成されたリフレクタ６６と、このリフレクタ６６の内部に設けられ、軸方向に延びた赤外線ランプ６８とを有する。この赤外線ランプ６８は、制御部４４により、点灯、消灯が制御されるものである。
【００４４】
赤外線ランプ６８から照射された赤外線Ｂは、リフレクタ６６で反射されて基板Ｚの無機膜ｆに集光されて無機膜ｆが、例えば、７００℃〜１０００℃または１００℃〜１０００℃の温度に加熱される。
基板Ｚの無機膜ｆは、赤外線ランプユニット６２からの赤外線Ｂが照射されている領域が熱処理される。赤外線Ｂによる熱処理時間は、例えば、支持ローラ３３の回転速度により決定される。
【００４５】
なお、熱処理部６０において、赤外線ランプユニット６２を熱源に用いたが、赤外線により加熱するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、レーザアニールなどに利用されるレーザ光源を熱源に用いてもよい。
本実施形態においては、赤外線Ｂを基板Ｚの無機膜ｆに照射して加熱するが、赤外線のうち、近赤外領域（０．７５〜２．５μｍ）を用いることが好ましい。
これは、赤外線のうち、近赤外領域のものは、他の波長領域のものに比べて表層で吸収されやすく、表層を選択的に加熱することができるためである。近赤外領域のものを用いることにより、無機膜ｆを選択的に加熱することができる。
【００４６】
本実施形態においては、熱処理部６０は、赤外線ランプユニット６２により、赤外線Ｂを、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆに、すなわち、シート体Ｐの無機膜ｆに集光して加熱し、所定の時間維持して、熱処理を行う。この場合、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０により、赤外線Ｂを吸収すること、および赤外線Ｂを反射することのうち、少なくとも一方が生じ、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することが抑制される。これにより、熱処理部６０によって、シート体Ｐの無機膜ｆの緻密化または無機膜ｆの構造欠陥の修復をする場合、基板Ｚに加熱による悪影響が抑制される。
また、支持ローラ３３は、赤外線Ｂを透過するか、または吸収するものであることが好ましい。これにより、基板Ｚに赤外線Ｂが到達しても、支持ローラ３３は赤外線Ｂを透過するか、または吸収するため、基板Ｚの温度上昇を抑制でき、基板Ｚへの熱の影響を抑制することができる。
なお、支持ローラ３３が赤外線Ｂを透過するものである場合、支持ローラ３３の赤外線Ｂの透過率は９０％以上であることが好ましい。また、支持ローラ３３が赤外線Ｂを吸収するものである場合、吸収率は９５％以上であることが好ましい。
【００４７】
次に、本実施形態の成膜装置１０の動作について成膜方法、熱処理方法などを中心に詳細に説明する。
本実施形態の成膜装置１０においては、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成された基板Ｚが、基板ロール２０に巻回されている。
成膜装置１０は、供給室１２から成膜室１４、熱処理室１６を経て巻取り室１８に至る所定の経路で、供給室１２から巻取り室１８まで、表面Ｚｆに赤外線カット層８０が予め形成された長尺な基板Ｚを通して搬送しつつ、成膜室１４において、基板Ｚに無機膜ｆを形成し、熱処理室１８で無機膜ｆに熱処理を施して、最終的にバリアフィルムを作製するものである。
【００４８】
成膜装置１０においては、長尺な基板Ｚが、例えば、反時計回り巻回された基板ロール２０からガイドローラ２１を経て、成膜室１４に搬送される。成膜室１４においては、ガイドローラ２４、ドラム２６、ガイドローラ２８を経て、熱処理室１６に搬送される。熱処理室１６においては、支持ローラ３３、搬送ローラ３２を経て、巻取り室１８に搬送される。巻取り室１８においては、ガイドローラ３６を経て、巻取りロール３８に、長尺な基板Ｚが巻き取られる。
長尺な基板Ｚを、この搬送経路で通した後、供給室１２、成膜室１４、熱処理室１６および巻取り室１８の内部を真空排気手段４０により、所定の真空度に保ち、成膜部５０において、成膜電源４２に、高周波電源５４から高周波電圧を印加するとともに、原料ガス供給部５６から配管５７を介して隙間Ｓに、無機膜ｆを形成するための原料ガスを供給する。
【００４９】
成膜電源４２の周囲に電磁波を放射させると、隙間Ｓで、成膜電極５２の近傍に局在化したプラズマが生成され、原料ガスが励起・解離される。これにより、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに所定の無機膜ｆが形成されて、シート体Ｐが得られる。
順次、長尺な基板Ｚが反時計回り巻回された基板ロール２０をモータにより時計回りに回転させて、長尺な基板Ｚを連続的に送り出し、ドラム２６で基板Ｚをプラズマが生成される位置に保持しつつ、ドラム２６を所定の速度で回転させて、成膜部５０により長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに連続的に無機膜ｆを形成し、シート体Ｐが得られる。
そして、ガイドローラ２８から熱処理室１８に搬送されたシート体Ｐ、すなわち、赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆが形成された基板Ｚは、支持ローラ３３に搬送される。
【００５０】
支持ローラ３３が回転しつつ、赤外線ランプユニット６２により、支持ローラ３３上の基板Ｚの無機膜ｆに赤外線Ｂが集光するように照射されて、無機膜ｆが、例えば、７００℃〜１０００℃または１００℃〜１０００℃の温度に加熱され、その温度に所定時間維持されて熱処理される。これにより、無機膜ｆは緻密化され、さらには、無機膜ｆに構造欠陥があれば、その構造欠陥が修復される。
このとき、無機膜ｆが赤外線Ｂにより加熱されても、赤外線カット層８０で、赤外線Ｂの吸収、および赤外線Ｂの反射のうち、少なくとも一方が生じるため、赤外線Ｂが基板Ｚに到達することが抑制される。これにより、基板Ｚの加熱が抑制され、熱処理時における基板Ｚへの熱の悪影響を抑制することができる。
【００５１】
本実施形態においては、長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成するとともに、無機膜ｆ形成後には、支持ローラ３３を回転させつつ、支持ローラ３３に基板Ｚを巻き掛けた状態で、無機膜ｆを赤外線Ｂにより加熱して熱処理を施す。これにより、基板Ｚを樹脂フィルムとしても、熱処理時の加熱による樹脂フィルムの変形、溶融などの品質に影響を抑制しつつ、無機膜ｆの膜質を改善することができる。このため、無機膜ｆを膜質が優れたものにでき、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高いバリアフィルムを製造することができる。
このように製造されたバリアフィルムは、無機膜ｆが熱処理されているため、無機膜ｆは緻密化、また無機膜ｆに構造欠陥があれば、その修復がなされ、膜質が改善されており、酸素、水蒸気、水などに対してバリア性が高い。
【００５２】
また、基板Ｚに樹脂フィルムを用いた場合、成膜部５０では、成膜時の温度を、ガラス転移温度以上に高くすることができない。このため、形成される無機膜ｆが緻密ではないか、または構造欠陥が生じる可能性も高くなる。しかし、本実施形態においては、熱処理することにより、無機膜ｆは緻密化されるとともに、構造欠陥がある場合には、その構造欠陥も修復されて、膜質が改善される。これにより、膜質が優れた無機膜ｆが得られる。
【００５３】
なお、本実施形態の成膜装置１０は、ロールツーロールタイプであるが、これに限定されるものではなく、基板Ｚに、樹脂フィルムを用いるものであれば、成膜装置１０の態様は、特に限定されるものではない。
【００５４】
また、熱処理部６０については、熱処理することができれば、支持ローラ３３を用いる本実施形態に限定されるものではない。
例えば、図３に示す熱処理部６０ａのように、支持部材として、テーブル７３を用い、このテーブル７３の表面７３ａに、シート体Ｐ、すなわち、無機膜ｆが赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された基板Ｚが載置される。
テーブル７３の上方には、本実施形態の赤外線ランプユニット６２と同様の構成の赤外線ランプユニット６２ａを、赤外線ランプ６８を平行にして複数配置されている。複数配置された赤外線ランプユニット６２ａにより赤外線Ｂがテーブル７３の表面７３ａに対して、面状に照射される。
熱処理部６０ａにおいては、テーブル７３の表面７３ａに、シート体Ｐ、すなわち、無機膜ｆが赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された基板Ｚを載置する。その後、複数配置された赤外線ランプユニット６２ａにより赤外線Ｂを、無機膜ｆに面状に照射して、所定の温度に加熱し、所定の時間経過後に赤外線Ｂの照射を停止する。このようにして、無機膜ｆの膜質の改善を行ってもよい。
この場合においても、テーブル７３を冷却する冷却ユニット（図示せず）を設けてもよく、テーブル７３に載置した基板Ｚを冷却してもよい。例えば、冷却ユニットは、ペルチェ素子を備える公知の冷却器である。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
なお、本実施形態においては、図１に示す第１の実施形態の成膜装置と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の成膜装置１０ａは、第１の実施形態の成膜装置１０（図１参照）に比して、赤外線カット層８０を基板Ｚの表面Ｚｆに形成する膜形成部９０を有する点、および真空排気手段４０と成膜室１４および熱処理室１６とだけが配管４２ａを介して接続されている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施形態の成膜装置１０ａにおいては、供給室１２と成膜室１４との間に膜形成室１９が設けられている。この供給室１２と膜形成室１９とを区画する壁１５ａには、基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｄが形成されており、膜形成室１９と成膜室１４とを区画する壁１５ｅには基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｆが形成されている。また、熱処理室１６と巻取り室１８とを区画する壁１５ｅにも基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｆが形成されている。これらの開口部１５ｆには、成膜室１４および熱処理室１６の内部の真空を維持するシール部（図示せず）が設けられている。
【００５８】
膜形成室１９に、膜形成部９０が設けられている。この膜形成部９０は、塗布部９２と、乾燥部９４とを有する。塗布部９２は、乾燥部９４よりも供給室１２側、すなわち、上流側に設けられている。
また、塗布部９２は、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外カット層８０となる溶液を均一塗布し、その後、乾燥させて膜を形成する塗布方式により、赤外カット層８０を形成するものである。この塗布部９２は、塗布ロール９４と、供給部９６とを有する。
塗布ロール９４は、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外カット層８０となる溶液を均一に塗布するものであり、基板Ｚの表面Ｚｆに接して配置されている。この塗布ローラ９４は、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつ塗布ローラ９４は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
供給部９６は、塗布ロール９４に赤外線カット層８０となる溶液を供給するためのものであり、塗布ロール９４の下方に設けられている。
乾燥部９８は、基板Ｚの表面Ｚｆに塗布された溶液を乾燥させて赤外線カット層８０とするものである。この乾燥部９８には、塗布方式により膜形成するものに利用される公知のものが利用可能である。
【００５９】
本実施形態の成膜装置１０ａは、膜形成部９０により、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外線カット層８０を、成膜室１４に基板Ｚを搬送する前に形成することができる。これ以外は、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の構成である。このため、本実施形態の成膜装置１０ａにおいても、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態の成膜装置１０ａによる製造方法においても、基板Ｚの表面Ｚｆに赤外線カット層８０を、成膜室１４に基板Ｚを搬送する前に形成する工程が追加されるだけであり、それ以外の工程は、第１の実施形態と同様である。
本実施形態においては、供給室１２から膜形成室１９に基板Ｚを搬送し、この基板Ｚの表面Ｚｆに塗布ロール９４により赤外線カット層８０となる溶液を塗布する。次に、乾燥部９８で乾燥し、赤外線カット層８０を基板Ｚの表面Ｚｆに形成する。そして、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０を成膜室１４に供給し、成膜部５０で、赤外線カット層８０の表面８０ａに無機膜ｆを形成し、シート体Ｐを得る。このシート体Ｐの無機膜ｆについて、熱処理部６０で熱処理を行う。
本実施形態においても、赤外線カット層８０が基板Ｚの表面Ｚｆに形成されているため、基板Ｚに赤外線Ｂが到達することが抑制される。このため、赤外線Ｂを用いた熱処理時による基板Ｚへの熱の影響が抑制され、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、塗布方式により赤外線カット層８０を形成するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、赤外線カット層８０となる樹脂シートを、予め用意しておき、この樹脂シートを基板Ｚの表面Ｚｆにラミネートして赤外線カット層８０を形成してもよい。
なお、本実施形態においても、支持ローラ３３に冷却ユニットを設けてよいことはもちろんである。
【００６２】
上述のいずれの実施形態の成膜装置１０、１０ａにおいても、樹脂フィルム製の基板Ｚと、この基板Ｚの表面Ｚｆに形成された赤外線カット層８０と、この赤外線カット層８０の表面８０ａに形成された無機膜ｆとを有し、無機膜ｆについて熱処理を施した構成のバリアフィルムを製造している。しかしながら、バリアフィルムは、赤外線カット層８０が、基板Ｚの上方、かつ無機膜ｆの直下に形成される構成であれば、その構成は、特に限定されるものではない。バリアフィルムは、例えば、基板Ｚと赤外線カット層８０との間に、密着層などの層を設けた構成でもよい。
【００６３】
なお、上述のいずれの実施形態の成膜装置１０、１０ａにおいても、プラズマＣＶＤを例にして、説明したが、プラズマＣＶＤに限定されるものではない。本発明の成膜部は、気相成膜法を用いるものであれば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）、化学的気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などを用いることもできる。この場合においても、基板Ｚに樹脂フィルムを用いているため、基板Ｚの温度は、樹脂フィルムのガラス転移温度以下で行う。
【００６４】
以上、本発明の熱処理方法およびバリアフィルムについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す成膜装置の成膜室の模式的側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の熱処理部の変形例を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 成膜装置
１２ 供給室
１４ 成膜室
１６ 熱処理室
１８ 巻取り室
１９ 膜形成室
２０ 基板ロール
２１，２４，２８，３６ ガイドローラ
３２ 搬送ローラ
３３ 支持ローラ
３８ 巻取りロール
４０ 真空排気手段
４４ 制御部
５０ 成膜部
５２ 成膜電極
５４ 高周波電源
５６ 原料ガス供給部
６０ 熱処理部
６２ 赤外線ランプユニット
９０ 膜形成部
Ｄ 搬送方向
ｆ 無機膜
Ｚ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルム製の基板の表面に、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、前記赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、
前記無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行う工程を有することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記基板の表面に、前記赤外線カット層を形成する工程を有する請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記赤外線は、近赤外領域のものが用いられる請求項１または２に記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記無機膜を熱処理する際、前記樹脂フィルム製の基板をガラス転移温度未満の温度に保持する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項６】
樹脂フィルム製の基板と、
前記基板の表面に形成され、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、
前記赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することを特徴とするバリアフィルム。
【請求項７】
前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されたものである請求項６に記載のバリアフィルム。
【請求項８】
前記赤外線カット層は、その厚さが、前記無機膜の厚さの０．１〜１００倍である請求項６または７に記載のバリアフィルム。
【請求項１】
樹脂フィルム製の基板の表面に、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層が形成され、前記赤外線カット層の表面に無機膜が形成されており、
前記無機膜に、赤外線を照射し熱処理を行う工程を有することを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記基板の表面に、前記赤外線カット層を形成する工程を有する請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記赤外線は、近赤外領域のものが用いられる請求項１または２に記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記無機膜を熱処理する際、前記樹脂フィルム製の基板をガラス転移温度未満の温度に保持する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項６】
樹脂フィルム製の基板と、
前記基板の表面に形成され、前記基板に赤外線が到達することを抑制する赤外線カット層と、
前記赤外線カット層の表面に形成された無機膜とを有することを特徴とするバリアフィルム。
【請求項７】
前記赤外線カット層は、塗布方式によって形成されたものである請求項６に記載のバリアフィルム。
【請求項８】
前記赤外線カット層は、その厚さが、前記無機膜の厚さの０．１〜１００倍である請求項６または７に記載のバリアフィルム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１５５７０５（Ｐ２００９−１５５７０５Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３７２６５（Ｐ２００７−３３７２６５）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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