JP6132055B2 - Method for producing graphene film - Google Patents
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Description
本技術は、ロールツーロールを利用するグラフェン膜の製造方法に関する。 The present technology relates to a method of manufacturing a graphene film using roll-to-roll.
ロールツーロール(Roll-to-Roll)を利用する成膜プロセスは、成膜対象物(金属箔等)を巻出ロールから巻取ロールに巻回させることによって搬送し、その間に成膜対象物に薄膜を成膜させるものである。ロールツーロールによって大面積の成膜対象物を搬送することが可能であり、薄膜の量産に適している。 Film formation process using roll-to-roll (Roll-to-Roll) transports a film formation object (metal foil, etc.) by winding it from an unwinding roll to a take-up roll, while the film formation object A thin film is formed. It is possible to transport a film-forming object having a large area by roll-to-roll, and is suitable for mass production of thin films.
例えば特許文献1には、ロールトロール(ロールツーロール)によって金属部材を搬送し、金属部材上にグラフィン(グラフェン)を成膜させる「グラフィンロールトロールコーティング装置」が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a “graphene roll troll coating apparatus” in which a metal member is conveyed by roll troll (roll to roll) and a graphene (graphene) film is formed on the metal member.
しかしながら、上記特許文献1に記載のようなロールツーロールを利用する成膜プロセスにおいては、ロールツーロールによって成膜対象物に張力が印加されることに起因して、ロールツーロールを利用しない成膜プロセスに比較して膜質の劣化が生じる場合がある。 However, in the film forming process using roll-to-roll as described in Patent Document 1, the roll-to-roll is not used because tension is applied to the film formation target by roll-to-roll. The film quality may be deteriorated as compared with the film process.
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ロールツーロールを利用して高品質な薄膜を製造することが可能なグラフェン膜の製造方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present technology is to provide a method of manufacturing a graphene film that can manufacture a high-quality thin film using roll-to-roll.
本技術の一形態に係るグラフェン膜の製造方法は、銅からなる成膜対象物をロールツーロール機構にセットし、
上記ロールツーロール機構によって上記成膜対象物を搬送し、
上記成膜対象物に成膜材料を供給し、
上記ロールツーロール機構によって上記成膜対象物に印加されている張力が銅において
双晶変形が生じる張力以下に緩和された状態で、上記成膜対象物を加熱する。
A method for producing a graphene film according to an embodiment of the present technology sets a film formation target made of copper in a roll-to-roll mechanism,
The film-forming target is conveyed by the roll-to-roll mechanism,
Supplying a film formation material to the film formation target,
The film-forming object is heated in a state where the tension applied to the film-forming object by the roll-to-roll mechanism is relaxed below the tension at which twin deformation occurs in copper.
銅は、加熱された状態で張力を印加されることにより、金属結晶内で部分的に結晶の配向が変化する双晶変形を生じる。双晶変形は、塑性変形より低い張力でも生じるが、双晶変形によっても膜質に影響が生じることが本発明者らによって見出された。したがって、成膜対象物に印加される張力を成膜対象物において双晶変形が生じる張力以下に緩和することにより、双晶変形による膜質の低下を防止することが可能となる。 When a tension is applied to copper in a heated state, copper undergoes twin deformation in which the crystal orientation partially changes within the metal crystal. It has been found by the present inventors that twin deformation occurs even at lower tension than plastic deformation, but twin deformation also affects the film quality. Therefore, by reducing the tension applied to the film formation target to be equal to or lower than the tension at which twin deformation occurs in the film formation target, it is possible to prevent deterioration in film quality due to twin deformation.
上記成膜対象物を加熱する工程は、上記成膜対象物に印加される張力を1MPa未満に緩和した後に実施してもよい。 The step of heating the film formation target may be performed after the tension applied to the film formation target is relaxed to less than 1 MPa.
加熱された銅(例えば950℃)は、8.3MPa程度の張力で塑性変形を生じるが、双晶変形はより低い1MPa程度の張力でも発生する。したがって、成膜対象物が、銅(銅合金を含む)を含む金属箔である場合には、成膜対象物に印加される張力を1MPa未満(より好ましくは0.1MPa未満)に緩和することによって銅の双晶変形による膜質の低下を抑制することが可能である。 Although heated copper (for example, 950 ° C.) undergoes plastic deformation with a tension of about 8.3 MPa, twin deformation also occurs with a lower tension of about 1 MPa. Therefore, when the film formation target is a metal foil containing copper (including a copper alloy), the tension applied to the film formation target is relaxed to less than 1 MPa (more preferably less than 0.1 MPa). Therefore, it is possible to suppress deterioration of film quality due to twin deformation of copper.
上記成膜材料が、炭素を含む炭素源物質であってもよい。 The film forming material may be a carbon source material containing carbon.
加熱されている成膜対象物(銅を含む金属箔)に炭素源物質(メタン等)を供給すると、炭素源物質が分解され、成膜対象物上にグラフェンが成膜される。グラフェンの生成温度(例えば950℃)においては、上述のように銅の双晶変形が発生し得るが、双晶変形が発生するとグラフェンの膜質(電気特性等)が低下することが判明した。本技術においては上述のように、成膜対象物に印加される張力を緩和することによって銅の双晶変形の発生が防止されるため、銅の双晶変形に起因するグラフェンの膜質の低下を防止することができ、高品質のグラフェンを製造することが可能である。 When a carbon source material (methane or the like) is supplied to a heated film formation target (copper-containing metal foil), the carbon source material is decomposed, and graphene is formed on the film formation target. At the graphene production temperature (for example, 950 ° C.), copper twinning deformation can occur as described above, but it has been found that the film quality (electrical characteristics, etc.) of graphene deteriorates when twinning deformation occurs. In the present technology, as described above, since the occurrence of twin deformation of copper is prevented by relaxing the tension applied to the film formation target, the film quality of graphene due to twin deformation of copper is reduced. Therefore, it is possible to produce high-quality graphene.
上記炭素源物質がメタンガスであってもよい。 The carbon source material may be methane gas.
上記成膜対象物を加熱する工程は、抵抗加熱により実施されてもよい。 The step of heating the film formation target may be performed by resistance heating.
上記成膜対象物が金属箔であり、上記金属箔の厚みが1〜100μmであってもよい。 The film formation target may be a metal foil, and the thickness of the metal foil may be 1 to 100 μm.
上記成膜材料とともに水素ガスを供給してもよい。 Hydrogen gas may be supplied together with the film forming material.
上記ロールツーロール機構が、弛み検出機構を有してもよい。 The roll-to-roll mechanism may have a slack detection mechanism.
成膜対象物に印加される張力の緩和によって生じる成膜対象物の弛み量を弛み検出機構によって検出することが可能であり、成膜対象物の弛み量に応じて成膜対象物に印加される張力を調整することにより、張力を適当な範囲に収めることが可能となる。 It is possible to detect the amount of slack of the film formation object caused by the relaxation of the tension applied to the film formation object by a slack detection mechanism, and the amount of slack of the film formation object is applied to the film formation object. By adjusting the tension, it is possible to keep the tension within an appropriate range.
上記弛み検出機構の出力に応じて上記成膜対象物に印加される張力を調整してもよい。 You may adjust the tension | tensile_strength applied to the said film-forming target according to the output of the said slack detection mechanism.
上記成膜対象物を加熱する工程は、上記ロールツーロール機構による上記成膜対象物の搬送を停止し、張力を緩和した後に実施してもよい。 The step of heating the film formation target may be performed after stopping the conveyance of the film formation target by the roll-to-roll mechanism and relaxing the tension.
この製造方法によれば、ロールツーロール機構による成膜対象物の搬送を停止させることにより、搬送によって成膜対象物に印加された張力を緩和することが可能である。 According to this manufacturing method, it is possible to relieve the tension applied to the film formation target by the conveyance by stopping the conveyance of the film formation target by the roll-to-roll mechanism.
以上のように、本技術によれば、ロールツーロールを利用して高品質な薄膜を製造することが可能なグラフェン膜の製造方法を提供することが可能である。 As described above, according to the present technology, it is possible to provide a graphene film manufacturing method capable of manufacturing a high-quality thin film using roll-to-roll.
(第1の実施形態)
本技術の第1の実施形態に係る成膜装置について説明する。図1は、本技術の第1の実施形態に係る成膜装置100を示す模式図である。なお、本実施形態に係る成膜装置100は、成膜対象物上にグラフェンを成膜する成膜装置であるものとする。
(First embodiment)
A film forming apparatus according to the first embodiment of the present technology will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a film forming apparatus 100 according to the first embodiment of the present technology. Note that the film formation apparatus 100 according to the present embodiment is a film formation apparatus that forms graphene on a film formation target.
同図に示すように、成膜装置100は、チャンバ101、巻出ロール102、第1ガイドロール103、第2ガイドロール104、弾性ロール105、巻取ロール106、電流源107、ガス供給系108及び真空排気系109を有する。巻出ロール102、第1ガイドロール103、第2ガイドロール104、弾性ロール105及び巻取ロール106によってロールツーロール機構が構成されている。ロールツーロール機構及び電流源107はチャンバ101内に収容され、ガス供給系108及び真空排気系109はチャンバ101に接続されている。また、ロールツーロール機構には成膜対象物Sがセットされている。 As shown in the figure, the film forming apparatus 100 includes a chamber 101, an unwinding roll 102, a first guide roll 103, a second guide roll 104, an elastic roll 105, a winding roll 106, a current source 107, and a gas supply system 108. And an evacuation system 109. The unwinding roll 102, the first guide roll 103, the second guide roll 104, the elastic roll 105, and the winding roll 106 constitute a roll-to-roll mechanism. The roll-to-roll mechanism and current source 107 are accommodated in the chamber 101, and the gas supply system 108 and the vacuum exhaust system 109 are connected to the chamber 101. In addition, the film formation target S is set in the roll-to-roll mechanism.
チャンバ101は、ロールツーロール機構及び電流源107を収容するとともに、成膜雰囲気を提供する。チャンバ101は、例えば内部を真空に維持することが可能な真空チャンバであるものとすることができるが、成膜条件に応じて任意のものを選択することができる。 The chamber 101 houses a roll-to-roll mechanism and a current source 107 and provides a film formation atmosphere. The chamber 101 can be, for example, a vacuum chamber capable of maintaining the inside in a vacuum, but any chamber can be selected according to film forming conditions.
巻出ロール102は、成膜対象物Sが巻き出されるロールであり、ピンチロール110(後述)から巻出ロール102までの成膜対象物Sの張力を調整する。巻出ロール102は、図示しない駆動源(モータ等)によって回転駆動されるものとすることができる。巻出ロール102による成膜対象物Sの張力の調整は、駆動源からの動力をクラッチ制御により伝達すること等によってすることが可能である。 The unwinding roll 102 is a roll from which the film forming target S is unwound, and adjusts the tension of the film forming target S from the pinch roll 110 (described later) to the unwinding roll 102. The unwinding roll 102 can be driven to rotate by a drive source (such as a motor) not shown. The tension of the film formation target S by the unwinding roll 102 can be adjusted by transmitting power from a driving source by clutch control or the like.
第1ガイドロール103は、成膜対象物Sの搬送をガイドすると共に、電流源107から供給された電流を成膜対象物Sに印加する。第1ガイドロール103は図示しない駆動源に接続され、回転駆動されるものとすることができる。第1ガイドロール103は、金属等の導電性を有する材料からなるものとすることができる。 The first guide roll 103 guides the conveyance of the film formation target S and applies the current supplied from the current source 107 to the film formation target S. The 1st guide roll 103 shall be connected to the drive source which is not shown in figure, and shall be rotationally driven. The first guide roll 103 can be made of a conductive material such as metal.
第2ガイドロール104は、成膜対象物Sの搬送をガイドすると共に、電流源107から供給された電流を成膜対象物Sに印加する。第2ガイドロール104は図示しない駆動源に接続され、回転駆動されるものとすることができる。第2ガイドロール104は、金属等の導電性を有する材料からなるものとすることができる。 The second guide roll 104 guides the conveyance of the film formation target S and applies the current supplied from the current source 107 to the film formation target S. The second guide roll 104 can be connected to a drive source (not shown) and driven to rotate. The second guide roll 104 can be made of a conductive material such as metal.
弾性ロール105は、第2ガイドロール104に押圧され、第2ガイドロール104と共に成膜対象物Sを挟持する。弾性ロール105は、少なくともその表面(ロール表面)が弾性を有する弾性材料からなり、その弾性によって成膜対象物Sが第2ガイドロール104に対して滑ることを防止する。弾性材料は例えばシリコンであるものとすることができる。 The elastic roll 105 is pressed by the second guide roll 104 and sandwiches the film formation target S together with the second guide roll 104. The elastic roll 105 is made of an elastic material having at least a surface (roll surface) having elasticity, and the film formation target S is prevented from sliding with respect to the second guide roll 104 due to the elasticity. The elastic material can be, for example, silicon.
第2ガイドロール104と弾性ロール105によって、ロールツーロール機構によって搬送される成膜対象物Sを挟持するピンチロール110が構成されている。 The second guide roll 104 and the elastic roll 105 constitute a pinch roll 110 that sandwiches the film formation target S conveyed by the roll-to-roll mechanism.
巻取ロール106は、成膜対象物Sを巻き取るロールであり、ピンチロール110から巻取ロール106までの成膜対象物Sの張力を調整する。巻取ロール106は、図示しない駆動源(モータ等)によって回転駆動されるものとすることができる。巻取ロール106による成膜対象物Sの張力の調整は、駆動源からの動力をクラッチ制御により伝達すること等によってすることが可能である。 The winding roll 106 is a roll that winds up the film formation target S, and adjusts the tension of the film formation target S from the pinch roll 110 to the winding roll 106. The winding roll 106 can be rotationally driven by a drive source (not shown) such as a motor. The tension of the film formation target S by the winding roll 106 can be adjusted by transmitting power from a driving source by clutch control.
電流源107は、第1ガイドロール103及び第2ガイドロール104に接続され、これらの間に電流を印加する。これにより、成膜対象物Sの、第1ガイドロール103及び第2ガイドロール104の間の領域(以下、成膜領域とする)に電流が流れ、成膜対象物Sは抵抗加熱される。 The current source 107 is connected to the first guide roll 103 and the second guide roll 104 and applies a current between them. Thereby, an electric current flows into the area | region (henceforth a film-forming area | region) between the 1st guide roll 103 and the 2nd guide roll 104 of the film-forming target S, and the film-forming target S is resistance-heated.
なお、成膜対象物Sは抵抗加熱と異なる方法によって加熱されてもよく、その場合には電流源107は設けられないものとすることもできる。抵抗加熱と異なる加熱方法としては、例えばセラミックヒーター、ハロゲンランプ、レーザー等の照射による加熱、磁場の印加による誘導電流による加熱、熱伝導による加熱等が挙げられる。 Note that the film formation target S may be heated by a method different from resistance heating, and in that case, the current source 107 may not be provided. Examples of heating methods different from resistance heating include heating by irradiation with a ceramic heater, halogen lamp, laser, etc., heating by induction current by application of a magnetic field, heating by heat conduction, and the like.
成膜対象物Sが抵抗加熱と異なる加熱方法で加熱される場合、第1ガイドロール103及び第2ガイドロール104は、導電性を有する材料からなる必要はなく、プラスチックやセラミックス等からなるものとすることも可能である。 When the film formation target S is heated by a heating method different from resistance heating, the first guide roll 103 and the second guide roll 104 do not need to be made of a conductive material, and are made of plastic, ceramics, or the like. It is also possible to do.
ガス供給系108は、チャンバ101内に成膜材料となる炭素源ガスを供給する。ガス供給系108は、図示しないガス源(ガスボンベ等)を有し、チャンバ101内にガスを供給することが可能に構成されている。ガス供給系108は、炭素源ガスとして例えばメタンを供給するものとすることができる。 The gas supply system 108 supplies a carbon source gas serving as a film forming material into the chamber 101. The gas supply system 108 includes a gas source (gas cylinder or the like) (not shown) and is configured to be able to supply gas into the chamber 101. The gas supply system 108 can supply, for example, methane as a carbon source gas.
なお、ガス供給系108から炭素源ガスを供給する替わりに、他の方法によって炭素源物質を含む物質をチャンバ101内に供給してもよい。例えば、炭素源物質を含む液体(エタノール等)をチャンバ101内に収容してもよく、そのような液体の蒸気をチャンバ101内に供給してもよい。また、炭素源物質を含む固体(PMMA(Poly(methyl methacrylate)等)を予め成膜対象物Sに担持させておくことによって、成膜対象物Sと共に加熱することも可能である。また、チャンバ101が加熱される場合には、そのような固体をチャンバ101内に収容しておき、気化させることも可能である。 Instead of supplying the carbon source gas from the gas supply system 108, a substance containing a carbon source substance may be supplied into the chamber 101 by another method. For example, a liquid (such as ethanol) containing a carbon source material may be accommodated in the chamber 101, and vapor of such a liquid may be supplied into the chamber 101. Further, it is possible to heat the film-forming object S together with a solid (PMMA (Poly (methyl methacrylate)) or the like containing a carbon source material previously supported on the film-forming object S. When 101 is heated, such a solid can be stored in the chamber 101 and vaporized.
真空排気系109は、チャンバ101内を真空排気する。真空排気系109は、図示しない真空ポンプ等を有し、チャンバ101内を真空排気することが可能に構成されている。 The evacuation system 109 evacuates the chamber 101. The evacuation system 109 includes a vacuum pump (not shown) and the like, and is configured to evacuate the chamber 101.
成膜装置100は以上のような構成を有する。 The film forming apparatus 100 has the above configuration.
[成膜対象物について]
上述のように成膜装置100のロールツーロール機構には成膜対象物Sがセットされる。成膜対象物Sは、金属箔であるものとすることができ、触媒活性や成膜条件等によって適宜選択することが可能であるが、銅(銅合金を含む)を含む材料が好適である。銅はグラフェンの成膜に対する触媒活性を有し、内部に炭素が溶け込まない性質を有するためである。また、銅はエッチング液(塩化鉄等)によって除去することができ、生成したグラフェンを別の物質に転写する(銅は除去される)際に好適である。さらに、銅は比較的に安価である。
[About deposition target]
As described above, the film formation target S is set in the roll-to-roll mechanism of the film formation apparatus 100. The film formation target S can be a metal foil, and can be appropriately selected depending on the catalytic activity, film formation conditions, etc., but a material containing copper (including a copper alloy) is suitable. . This is because copper has a catalytic activity for the film formation of graphene and has a property that carbon does not dissolve therein. Further, copper can be removed by an etching solution (iron chloride or the like), which is suitable for transferring the generated graphene to another substance (copper is removed). Furthermore, copper is relatively inexpensive.
他にも成膜対象物Sは例えば、白金(Pt)、ニッケル(Ni)あるいはコバルト(Co)等の純金属や銅−ニッケル合金等の合金からなる箔をとするができる。例えば銅に触媒機能が高い白金を加えた合金や、塑性変形が起こりにくくするために銅にジルコニウム(Zr)を0.02wt%加えた合金、銅にクロム(Cr)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)をそれぞれ0.25wt%加えた合金等を成膜対象物Sとすることも可能である。また、上述のように成膜対象物Sを抵抗加熱によって加熱する場合には、その電気抵抗も考慮される。 In addition, the film formation target S can be, for example, a foil made of a pure metal such as platinum (Pt), nickel (Ni), or cobalt (Co), or an alloy such as a copper-nickel alloy. For example, an alloy in which platinum having a high catalytic function is added to copper, an alloy in which 0.02 wt% of zirconium (Zr) is added to copper to prevent plastic deformation, and chromium (Cr), tin (Sn), zinc in copper An alloy or the like to which 0.25 wt% of (Zn) is added can be used as the film formation target S. Further, when the film formation target S is heated by resistance heating as described above, the electrical resistance is also taken into consideration.
銅も含めた各種金属は、加熱された状態で張力を印加されると塑性変形を生じる。成膜対象物Sが変形すると、その上に成膜される薄膜の品質が劣化する場合があるため、成膜対象物Sの変形は防止する必要がある。特にロールツーロール機構においては、搬送に伴ない成膜対象物に張力が印加されるため、これを緩和する必要がある。 Various metals including copper undergo plastic deformation when tension is applied in a heated state. When the film formation target S is deformed, the quality of the thin film formed thereon may be deteriorated. Therefore, it is necessary to prevent the film formation target S from being deformed. In particular, in the roll-to-roll mechanism, tension is applied to the film formation target as it is transported, and this needs to be relaxed.
さらに、成膜対象物Sとして銅を含む材料を利用する場合、グラフェンの生成温度(例えば950℃)においては、銅に「双晶変形」が生じるおそれがある。双晶変形は、金属結晶内で部分的に結晶の配向が変化することによる変形であり、塑性変形よりも低い張力で生じる変形である。例えば、銅の場合、塑性変形は印加張力が8.3Pa(950℃)程度で発生するが、双晶変形は印加張力が1MPa程度でも発生し得る。 Furthermore, when a material containing copper is used as the film formation target S, “twinning deformation” may occur in copper at the graphene generation temperature (for example, 950 ° C.). Twin deformation is deformation caused by a partial change in crystal orientation in a metal crystal, and is generated with a lower tension than plastic deformation. For example, in the case of copper, plastic deformation occurs at an applied tension of about 8.3 Pa (950 ° C.), but twin deformation can occur even at an applied tension of about 1 MPa.
銅を含む材料からなる成膜対象物S上にグラフェンを成膜する場合、銅の双晶変形に起因してグラフェンの品質(電気的特性等)が低下することが本発明者らによって見いだされた。本実施形態においては、ロールツーロール機構によって成膜対象物Sに印加される張力が緩和され、成膜対象物Sの塑性変形及び双晶変形が防止されるため、成膜対象物の変形に起因する薄膜の品質低下を防止することが可能となっている。 The present inventors have found that when graphene is formed on a film formation target S made of a material containing copper, the quality (electrical characteristics, etc.) of graphene is deteriorated due to twin deformation of copper. It was. In the present embodiment, the tension applied to the film formation target S is relaxed by the roll-to-roll mechanism, and plastic deformation and twinning deformation of the film formation target S are prevented. It is possible to prevent the resulting deterioration in the quality of the thin film.
成膜対象物Sとして利用する金属箔の厚みは特に限定されず、好ましくは1〜100μm、より好ましくは10〜50μmとすることができる。金属箔の幅や長さ(成膜領域(後述)の長さ)も特に限定されない。例えば幅、長さ共に10〜10000mmとすることができ、より好ましくは幅50〜2000mm、長さ100〜2000mmとすることができる。成膜対象物Sの搬送方向(成膜領域(後述)の伸張方向)も特に限定されず、鉛直方向、水平方向、あるいは斜め方向とすることも可能である。 The thickness of the metal foil used as the film-forming target S is not particularly limited, and is preferably 1 to 100 μm, more preferably 10 to 50 μm. The width and length of the metal foil (the length of the film formation region (described later)) are not particularly limited. For example, both width and length can be 10 to 10000 mm, more preferably width 50 to 2000 mm and length 100 to 2000 mm. The transport direction of the film-forming target S (the extending direction of the film-forming region (described later)) is not particularly limited, and can be a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction.
[成膜方法]
(成膜方法1)
成膜装置100を利用した成膜方法(成膜方法1)について説明する。図1に示すように、ロールツーロール機構に成膜対象物Sをセットする。具体的には、巻出ロール102にロール状の成膜対象物Sを取り付け、成膜対象物Sの一端を第1ガイドロール103及びピンチロール110(第2ガイドロール104及び弾性ロール105)を介して巻取ロール106に接続する。成膜対象物Sは、ピンチロール110によって挟持される。
[Film formation method]
(Film formation method 1)
A film forming method (film forming method 1) using the film forming apparatus 100 will be described. As shown in FIG. 1, the film-forming target S is set in a roll-to-roll mechanism. Specifically, a roll-shaped film formation target S is attached to the unwinding roll 102, and one end of the film formation target S is connected to the first guide roll 103 and the pinch roll 110 (second guide roll 104 and elastic roll 105). To the take-up roll 106. The film formation target S is held between the pinch rolls 110.
成膜対象物Sのセットの後、チャンバ101内を成膜環境に適合するように調整する。具体的には真空排気系109によってチャンバ101を真空排気するものとすることができる。 After the film formation target S is set, the inside of the chamber 101 is adjusted to suit the film formation environment. Specifically, the chamber 101 can be evacuated by the evacuation system 109.
続いて、ガス供給系108から炭素源ガスをチャンバ101内に導入する。炭素源ガスは例えばメタンガス及び水素ガスとすることができ、その流量は例えば、メタンガス400sccm、水素ガス50sccmとすることができる。炭素源ガスは、チャンバ101内の圧力が例えば0.001〜120kPaになるように調整するものとすることができる。 Subsequently, a carbon source gas is introduced into the chamber 101 from the gas supply system 108. The carbon source gas can be, for example, methane gas and hydrogen gas, and the flow rates thereof can be, for example, methane gas 400 sccm and hydrogen gas 50 sccm. The carbon source gas can be adjusted so that the pressure in the chamber 101 is, for example, 0.001 to 120 kPa.
続いて、電流源107によって、第1ガイドロール103及び第2ガイドロール104を介して成膜対象物Sに電流が印加され、成膜対象物Sの成膜領域が抵抗加熱される。加熱温度は特に限定されず、グラフェンの生成温度以上(例えば950℃)であればよい。この加熱によって、成膜対象物Sに供給された炭素源ガスが分解され、同時に成膜対象物S上にグラフェンが成膜される。 Subsequently, a current is applied to the film formation target S by the current source 107 via the first guide roll 103 and the second guide roll 104, and the film formation region of the film formation target S is resistance-heated. The heating temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the graphene generation temperature (for example, 950 ° C.). By this heating, the carbon source gas supplied to the film formation target S is decomposed, and graphene is formed on the film formation target S at the same time.
グラフェンの成膜と共に、ロールツーロール機構によって成膜対象物Sの搬送が実施される。具体的には、巻出ロール102及び巻取ロール106が回転され、成膜対象物Sが巻出ロール102から巻き出され、巻取ロール106に巻き取られる。また、第1ガイドロール103及びピンチロール110が回転され、成膜対象物Sが第1ガイドロール103からピンチロール110に搬送される。 Along with the film formation of the graphene, the film formation target S is transported by a roll-to-roll mechanism. Specifically, the unwinding roll 102 and the winding roll 106 are rotated, and the film-forming target S is unwound from the unwinding roll 102 and wound around the winding roll 106. Further, the first guide roll 103 and the pinch roll 110 are rotated, and the film formation target S is conveyed from the first guide roll 103 to the pinch roll 110.
成膜対象物Sの搬送と共に、成膜対象物Sが順次成膜領域に供給され、グラフェンの薄膜が成膜される。例えば、ロールツーロール機構により0.1m/minで搬送されている幅230mmの銅箔の成膜領域に、電流源107によって8kA/cm2の電流が印加されると、長さ400mmの成膜領域のうち、200mm程度が1000℃まで加熱される。この温度の銅表面にメタンガスが接触すると、銅の触媒作用によってメタンが分解され、グラフェンが生成する。なお、グラフェンによる銅箔の被覆率は特に限定されず、グレイン(結晶片)同士がつながっていなくてもよい。 As the film formation target S is transported, the film formation target S is sequentially supplied to the film formation region, and a thin film of graphene is formed. For example, when an electric current of 8 kA / cm 2 is applied by a current source 107 to a film forming region of a copper foil having a width of 230 mm conveyed at a rate of 0.1 m / min by a roll-to-roll mechanism, a film having a length of 400 mm is formed. Of the region, about 200 mm is heated to 1000 ° C. When methane gas contacts the copper surface at this temperature, methane is decomposed by the catalytic action of copper, and graphene is generated. Note that the coverage of the copper foil with graphene is not particularly limited, and the grains (crystal pieces) may not be connected to each other.
成膜の間、ピンチロール110で銅箔を押さえることにより、成膜対象物Sのピンチロール110よりも巻取ロール106側に大きな張力を印加して緩みなく(固く)巻取ることが可能である。一方で、成膜対象物Sのピンチロール110よりも巻出ロール102側
は張力を弱めることにより、成膜領域での張力を下げることが可能である。
By pressing the copper foil with the pinch roll 110 during film formation, it is possible to apply a larger tension to the take-up roll 106 side of the film formation target S than to the pinch roll 110 and wind it up loosely (hardly). is there. On the other hand, it is possible to reduce the tension in the film formation region by reducing the tension on the unwinding roll 102 side of the film formation target S relative to the pinch roll 110.
成膜対象物Sに印加される張力は、双晶変形の発生を防止するために1MPa未満が好適であり、特に0.1MPa以下が好適である。この張力は、上述した塑性変形が生じる張力(銅の場合950℃において8.3Pa)より大幅に小さい。 The tension applied to the film formation target S is preferably less than 1 MPa, and particularly preferably 0.1 MPa or less, in order to prevent the occurrence of twin deformation. This tension is significantly smaller than the tension at which plastic deformation occurs (8.3 Pa at 950 ° C. for copper).
このような成膜対象物Sに印加される張力の緩和は、巻取ロール106による巻取りの張力と成膜領域での張力が、ピンチロール110による成膜対象物Sの挟持によって切り離されることにより可能となる。 The relaxation of the tension applied to the film formation target S is such that the winding tension by the winding roll 106 and the tension in the film formation region are separated by the pinching roll 110 sandwiching the film formation target S. Is possible.
成膜対象物Sに印加される張力が緩和されることにより、成膜対象物Sの変形(塑性変形及び双晶変形)が防止され、その上に成膜されるグラフェンを高品質なものとすることが可能である。 By relaxing the tension applied to the film formation target S, deformation (plastic deformation and twinning deformation) of the film formation target S is prevented, and the graphene film formed thereon has a high quality. Is possible.
(成膜方法2)
成膜装置100を利用した成膜方法(成膜方法2)について説明する。上記成膜方法1と同様に、ロールツーロール機構に成膜対象物Sをセットする(図1参照)。成膜対象物Sのセットの後、上述のようにチャンバ101内を成膜環境に適合するように調整し、ガス供給系108から炭素源ガスを導入する。
(Film formation method 2)
A film forming method (film forming method 2) using the film forming apparatus 100 will be described. Similar to the film forming method 1, the film forming object S is set in the roll-to-roll mechanism (see FIG. 1). After the film formation target S is set, the inside of the chamber 101 is adjusted to suit the film formation environment as described above, and the carbon source gas is introduced from the gas supply system 108.
ロールツーロール機構によって成膜対象物Sを搬送した後、ロールツーロール機構を停止する。これにより、成膜対象物Sに印加されていた張力が緩和される。また、ロールツーロール機構の停止後、ピンチロール110(第2ガイドロール104及び弾性ロール105)をわずかに逆回転させ、成膜対象物Sに印加されていた張力を緩和することも可能である。 After the film formation target S is conveyed by the roll-to-roll mechanism, the roll-to-roll mechanism is stopped. Thereby, the tension applied to the film formation target S is relaxed. In addition, after the roll-to-roll mechanism is stopped, the pinch roll 110 (the second guide roll 104 and the elastic roll 105) can be slightly rotated backward to relieve the tension applied to the film formation target S. .
この後、成膜対象物Sの成膜領域を所定温度まで加熱し、炭素源ガスが成膜領域において成膜対象物Sの熱により分解され、同時に成膜対象物S上にグラフェンが成膜される。所定時間経過後、成膜対象物Sの加熱を停止し、グラフェンの生成を停止させる。 Thereafter, the film formation region of the film formation target S is heated to a predetermined temperature, and the carbon source gas is decomposed by the heat of the film formation target S in the film formation region, and graphene is formed on the film formation target S at the same time. Is done. After a predetermined time elapses, the heating of the film formation target S is stopped, and the generation of graphene is stopped.
グラフェンの生成を停止させた後、ロールツーロール機構によって、成膜対象物Sの新たな領域が成膜領域となるように成膜対象物Sを搬送し、上記のように張力を緩和する。当該新たな領域を加熱し、グラフェンを生成さた後、加熱を停止する。以降、ロールツーロール機構による成膜対象物Sの搬送と、張力の緩和、グラフェンの生成が順に繰返される。 After stopping the generation of graphene, the film-forming target S is transported by the roll-to-roll mechanism so that the new region of the film-forming target S becomes the film-forming region, and the tension is relaxed as described above. The new region is heated to generate graphene, and then the heating is stopped. Thereafter, the transport of the film-forming target S by the roll-to-roll mechanism, the relaxation of the tension, and the generation of graphene are repeated in order.
このような成膜方法によっても、成膜対象物Sに印加される張力が緩和されることにより、成膜対象物Sの変形(塑性変形及び双晶変形)が防止され、その上に成膜されるグラフェンを高品質なものとすることが可能である。 Also by such a film formation method, the tension applied to the film formation target S is relaxed, so that deformation (plastic deformation and twin deformation) of the film formation target S is prevented, and film formation is performed thereon. It is possible to make high quality graphene.
[本実施形態による効果]
上述のように、本実施形態においては、成膜対象物Sに印加される張力が緩和されるため、成膜対象物Sの双晶変形が防止される。図2及び図3は、EBSD(electron backscatter diffraction:電子線後方散乱回折)によって銅箔の結晶配向分布を測定した結果である。図2は低張力(0.1MPa)が印加された状態で加熱された銅箔の、図3は高張力(1MPa)が印加された状態で加熱された銅箔の測定結果である。
[Effects of this embodiment]
As described above, in this embodiment, since the tension applied to the film formation target S is relaxed, twin deformation of the film formation target S is prevented. 2 and 3 are results of measuring the crystal orientation distribution of the copper foil by EBSD (electron backscatter diffraction). FIG. 2 is a measurement result of the copper foil heated in a state where a low tension (0.1 MPa) is applied, and FIG. 3 is a measurement result of the copper foil heated in a state where a high tension (1 MPa) is applied.
図2に示すように、銅箔が低張力を印加された状態で加熱された場合、銅の結晶構造は、X、Y及びZの各方向において加熱前と同じ<001>方向の配向をとっていることが分かる。一方、図3に示すように、銅箔が高張力を印加された状態で加熱された場合、銅の結晶構造に双晶粒界がみられ、双晶変形が生じていることがわかる。なお、<101>方向の配向は保たれており、<101>方向を回転軸として結晶が回転していることがわかる。即ち、図2及び図3から、銅箔に印加される張力を緩和することにより、双晶変形が防止されることがわかる。なお、双晶変形は塑性変形より十分に低い張力において発生することから、双晶変形が発生しない低い張力においては塑性変形は問題とならない。 As shown in FIG. 2, when the copper foil is heated in a state where a low tension is applied, the crystal structure of the copper has the same <001> orientation as before heating in each of the X, Y, and Z directions. I understand that On the other hand, as shown in FIG. 3, when the copper foil is heated in a state where a high tension is applied, twin grain boundaries are seen in the crystal structure of copper, and it can be seen that twin deformation occurs. It can be seen that the orientation in the <101> direction is maintained, and the crystal rotates with the <101> direction as the rotation axis. That is, it can be seen from FIGS. 2 and 3 that twin deformation is prevented by relaxing the tension applied to the copper foil. Since twin deformation occurs at a tension sufficiently lower than plastic deformation, plastic deformation does not cause a problem at a low tension at which twin deformation does not occur.
図4及び図5は、銅箔上に形成されたグラフェンの光学顕微鏡像である。図4は低張力(0.1MPa)が印加された銅箔上に成膜されたグラフェン、図5は高張力(1MPa)が印加された銅箔上に成膜されたグラフェンである。図4においては、均一にグラフェンが成膜されているが、図5おいてはグラフェンにひび割れが発生していることがわかる。即ち、成膜対象物Sに印加される張力を緩和することにより、高品質のグラフェンを製造することが可能であるといえる。 4 and 5 are optical microscope images of graphene formed on a copper foil. FIG. 4 shows graphene formed on a copper foil to which low tension (0.1 MPa) is applied, and FIG. 5 shows graphene formed on a copper foil to which high tension (1 MPa) is applied. In FIG. 4, the graphene film is uniformly formed, but in FIG. 5, it can be seen that the graphene is cracked. That is, it can be said that high-quality graphene can be produced by relaxing the tension applied to the film formation target S.
(第2の実施形態)
本技術の第2の実施形態に係る成膜装置について説明する。図6は、本技術の第2の実施形態に係る成膜装置200を示す模式図である。なお、本実施形態に係る成膜装置200は、成膜対象物上にグラフェンを成膜する成膜装置であるものとする。
(Second Embodiment)
A film forming apparatus according to the second embodiment of the present technology will be described. FIG. 6 is a schematic diagram showing a film forming apparatus 200 according to the second embodiment of the present technology. Note that the film forming apparatus 200 according to the present embodiment is a film forming apparatus that forms graphene on a film formation target.
図6に示すように、成膜装置200は、チャンバ201、巻出ロール202、第1ガイドロール203、第1弾性ロール204、第2ガイドロール205、第2弾性ロール206、第3弾性ロール207、第4弾性ロール208、巻取ロール209、電流源210、弛み検出センサ211、ガス供給系212及び真空排気系213を有する。 As shown in FIG. 6, the film forming apparatus 200 includes a chamber 201, an unwinding roll 202, a first guide roll 203, a first elastic roll 204, a second guide roll 205, a second elastic roll 206, and a third elastic roll 207. A fourth elastic roll 208, a take-up roll 209, a current source 210, a slack detection sensor 211, a gas supply system 212, and a vacuum exhaust system 213.
巻出ロール202、第1ガイドロール203、第1弾性ロール204、第2ガイドロール205、第2弾性ロール206、第3弾性ロール207、第4弾性ロール208及び巻取ロール209によってロールツーロール機構が構成されている。ロールツーロール機構、電流源210及び弛み検出センサ211はチャンバ201内に収容され、ガス供給系212及び真空排気系213はチャンバ201に接続されている。また、ロールツーロール機構には成膜対象物Sがセットされている。 A roll-to-roll mechanism including an unwinding roll 202, a first guide roll 203, a first elastic roll 204, a second guide roll 205, a second elastic roll 206, a third elastic roll 207, a fourth elastic roll 208, and a winding roll 209 Is configured. The roll-to-roll mechanism, the current source 210 and the slack detection sensor 211 are accommodated in the chamber 201, and the gas supply system 212 and the vacuum exhaust system 213 are connected to the chamber 201. In addition, the film formation target S is set in the roll-to-roll mechanism.
チャンバ201は、ロールツーロール機構及び電流源210を収容するとともに、成膜雰囲気を提供する。チャンバ201は、例えば内部を真空に維持することが可能な真空チャンバであるものとすることができるが、成膜条件に応じて任意のものを選択することができる。 The chamber 201 accommodates a roll-to-roll mechanism and a current source 210 and provides a film formation atmosphere. The chamber 201 can be, for example, a vacuum chamber capable of maintaining the inside in a vacuum, but any chamber can be selected according to film forming conditions.
巻出ロール202は、成膜対象物Sが巻き出されるロールであり、第1ピンチロール214(後述)から巻出ロール202までの成膜対象物Sの張力を調整する。巻出ロール202は、図示しない駆動源(モータ等)によって回転駆動されるものとすることができる。巻出ロール202による成膜対象物Sの張力の調整は、駆動源からの動力をクラッチ制御により伝達すること等によってすることが可能である。 The unwinding roll 202 is a roll from which the film forming target S is unwound, and adjusts the tension of the film forming target S from the first pinch roll 214 (described later) to the unwinding roll 202. The unwinding roll 202 can be driven to rotate by a drive source (such as a motor) (not shown). The tension of the film formation target S by the unwinding roll 202 can be adjusted by transmitting power from a driving source by clutch control or the like.
第1ガイドロール203は、成膜対象物Sの搬送をガイドすると共に、電流源210から供給された電流を成膜対象物Sに印加する。第1ガイドロール203は図示しない駆動源に接続され、回転駆動されるものとすることができる。第1ガイドロール203は、金属等の導電性を有する材料からなるものとすることができる。 The first guide roll 203 guides the conveyance of the film formation target S and applies the current supplied from the current source 210 to the film formation target S. The first guide roll 203 can be connected to a drive source (not shown) and driven to rotate. The first guide roll 203 can be made of a conductive material such as metal.
第1弾性ロール204は、第1ガイドロール203に押圧され、第1ガイドロール203と共に成膜対象物Sを挟持する。第1弾性ロール204は、少なくともその表面(ロール表面)が弾性を有する弾性材料からなり、その弾性によって成膜対象物Sが第1ガイドロール203に対して滑ることを防止する。弾性材料は例えばシリコンであるものとすることができる。 The first elastic roll 204 is pressed by the first guide roll 203 and sandwiches the film formation target S together with the first guide roll 203. The first elastic roll 204 is made of an elastic material having at least a surface (roll surface) having elasticity, and the film formation target S is prevented from sliding with respect to the first guide roll 203 due to the elasticity. The elastic material can be, for example, silicon.
第1ガイドロール203と第1弾性ロール204によって、ロールツーロール機構によって搬送される成膜対象物Sを挟持する第1ピンチロール214が構成されている。 The first guide roll 203 and the first elastic roll 204 constitute a first pinch roll 214 that sandwiches the film formation target S conveyed by the roll-to-roll mechanism.
第2ガイドロール205は、成膜対象物Sの搬送をガイドすると共に、電流源210から供給された電流を成膜対象物Sに印加する。第2ガイドロール205は図示しない駆動源に接続され、回転駆動されるものとすることができる。第2ガイドロール205は、金属等の導電性を有する材料からなるものとすることができる。 The second guide roll 205 guides the conveyance of the film formation target S and applies the current supplied from the current source 210 to the film formation target S. The second guide roll 205 can be connected to a drive source (not shown) and driven to rotate. The second guide roll 205 can be made of a conductive material such as metal.
第2弾性ロール206は、第2ガイドロール205に押圧され、第2ガイドロール205と共に成膜対象物Sを挟持する。第2弾性ロール206は、少なくともその表面(ロール表面)が弾性を有する弾性材料からなり、その弾性によって成膜対象物Sが第2ガイドロール205に対して滑ることを防止する。弾性材料は例えばシリコンであるものとすることができる。 The second elastic roll 206 is pressed by the second guide roll 205 and sandwiches the film formation target S together with the second guide roll 205. The second elastic roll 206 is made of an elastic material having at least a surface (roll surface) having elasticity, and the film formation target S is prevented from sliding with respect to the second guide roll 205 by the elasticity. The elastic material can be, for example, silicon.
第2ガイドロール205と第2弾性ロール206によって、ロールツーロール機構によって搬送される成膜対象物Sを挟持する第2ピンチロール215が構成されている。 The second guide roll 205 and the second elastic roll 206 constitute a second pinch roll 215 that sandwiches the film formation target S conveyed by the roll-to-roll mechanism.
第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208は、第2ピンチロール215と巻取ロール209の間に配置され、第2ピンチロール215から巻取ロール209に導く。第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208は、少なくともその表面(ロール表面)が弾性を有する弾性材料からなり、弾性材料は例えばシリコンであるものとすることができる。第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208は、クラッチ機構等によってその回転トルクが調節可能なものが好適である。 The third elastic roll 207 and the fourth elastic roll 208 are disposed between the second pinch roll 215 and the take-up roll 209 and are guided from the second pinch roll 215 to the take-up roll 209. The third elastic roll 20 7 and the fourth elastic roll 208 are made of an elastic material having at least the surface (roll surface) having elasticity, and the elastic material can be, for example, silicon. The third elastic roll 207 and the fourth elastic roll 208 are preferably capable of adjusting the rotational torque by a clutch mechanism or the like.
巻取ロール209は、成膜対象物Sを巻き取るロールであり、第2ピンチロール215から巻取ロール209までの成膜対象物Sの張力を調整する。巻取ロール209は、図示しない駆動源(モータ等)によって回転駆動されるものとすることができる。巻取ロール209による成膜対象物Sの張力の調整は、駆動源からの動力をクラッチ制御により伝達すること等によってすることが可能である。 The winding roll 209 is a roll that winds up the film formation target S, and adjusts the tension of the film formation target S from the second pinch roll 215 to the winding roll 209. The winding roll 209 can be driven to rotate by a driving source (motor or the like) (not shown). The tension of the film formation target S by the winding roll 209 can be adjusted by transmitting power from a driving source by clutch control.
電流源210は、第1ガイドロール203及び第2ガイドロール205に接続され、これらの間に電流を印加する。これにより、成膜対象物Sの、第1ガイドロール203及び第2ガイドロール205の間の領域に電流が流れ、成膜対象物Sは抵抗加熱される。第1の実施形態と同様に、成膜対象物Sは抵抗加熱と異なる加熱方法によって加熱されるものとすることもでき、その場合には電流源210の替わりの各種加熱源を設けるものとすることができる。 The current source 210 is connected to the first guide roll 203 and the second guide roll 205 and applies a current between them. Thereby, an electric current flows into the area | region between the 1st guide roll 203 and the 2nd guide roll 205 of the film-forming target object S, and the film-forming target object S is resistance-heated. Similarly to the first embodiment, the film formation target S can be heated by a heating method different from resistance heating, and in that case, various heating sources instead of the current source 210 are provided. be able to.
弛み検出センサ211は、ロールツーロール機構によって搬送される成膜対象物Sの弛みを検出する。弛み検出センサ211は、第1光センサ216と第2光センサ217を有するものとすることができる。第1光センサ216及び第2光センサ217は共に、その放出光(検出光)が成膜対象物Sに概ね平行になるように配置され、第1光センサ216は第2光センサ217より成膜対象物Sに近接する位置に設けられるものとすることができる。 The slack detection sensor 211 detects the slack of the film formation target S conveyed by the roll-to-roll mechanism. The slack detection sensor 211 can include a first optical sensor 216 and a second optical sensor 217. Both the first optical sensor 216 and the second optical sensor 217 are arranged so that the emitted light (detection light) is substantially parallel to the film formation target S, and the first optical sensor 216 includes the second optical sensor 217. It can be provided at a position close to the film object S.
第1光センサ216は発光部216aと受光部216bを有し、発光部216aから放出された光(レーザー等)を受光部216bが受光するものとすることができる。本実施形態においては、発光部216aの放出光が受光部216bによって受光された場合には、成膜対象物Sに弛みが生じていない、即ち成膜対象物Sの張力が緩和されていないと判断することができる。また、発光部216aの放出光が受光部216bによって受光されなかった場合には、成膜対象物Sによって放出光が遮られていることから、即ち成膜対象物Sに弛みが生じていると判断することができる。 The first optical sensor 216 includes a light emitting unit 216a and a light receiving unit 216b, and the light receiving unit 216b can receive light (laser or the like) emitted from the light emitting unit 216a. In the present embodiment, when the light emitted from the light emitting unit 216a is received by the light receiving unit 216b, the film forming target S is not slack, that is, the tension of the film forming target S is not relaxed. Judgment can be made. In addition, when the light emitted from the light emitting unit 216a is not received by the light receiving unit 216b, the emitted light is blocked by the film formation target S, that is, the film formation target S is slack. Judgment can be made.
第2光センサ217は発光部217aと受光部217bを有し、発光部217aから放出された光(レーザー等)を受光部217bが受光するものとすることができる。本実施形態においては、発光部217aの放出光が受光部217bによって受光されなかった場合には、成膜対象物Sの弛みが過剰となっていると判断することができる。また、発光部217aの放出光が受光部217bによって受光された場合には、成膜対象物Sの弛みが過剰ではないと判断することができる。 The second optical sensor 217 includes a light emitting unit 217a and a light receiving unit 217b, and the light receiving unit 217b can receive light (laser or the like) emitted from the light emitting unit 217a. In the present embodiment, when the light emitted from the light emitting unit 217a is not received by the light receiving unit 217b, it can be determined that the slack of the film formation target S is excessive. Further, when the light emitted from the light emitting unit 217a is received by the light receiving unit 217b, it can be determined that the film-forming target S is not excessively slack.
即ち弛み検出センサ211(第1光センサ216及び第2光センサ217)の出力から、成膜対象物Sの弛みが適当な範囲(例えば10mm以下)であるか否かを取得することが可能である。なお、弛み検出センサ211はここに示したような光センサを利用するものに限られず、成膜対象物Sの弛みを検出できるものであればよい。 That is, it is possible to acquire whether the slackness of the film formation target S is within an appropriate range (for example, 10 mm or less) from the output of the slackness detection sensor 211 (the first light sensor 216 and the second light sensor 217). is there. The slack detection sensor 211 is not limited to the one using the optical sensor as shown here, but may be any sensor that can detect the slack of the film formation target S.
例えば、弛み検出センサ211は、抵抗加熱中に成膜領域(成膜対象物Sの第1ピンチロール214と第2ピンチロール215の間の領域)の抵抗値(成膜領域の長さに依存)を測定するセンサであってもよい。また、成膜対象物Sの弛みの許容限界位置に配置された電気的な接点を有し、成膜対象物Sが過剰に弛みを生じた場合には当該接点の成膜対象物Sへの接触を検出するセンサであってもよい。また、イメージセンサによって成膜領域を撮像し、画像認識によって、成膜対象物Sの弛みを検出するセンサであってもよい。 For example, the slack detection sensor 211 is dependent on the resistance value (the area between the first pinch roll 214 and the second pinch roll 215 of the film formation target S) during resistance heating (the length of the film formation area). ) May be used. In addition, when the deposition target S has an excessively loosened state, the electrical contact is arranged at the allowable limit position of the slack of the deposition target S. It may be a sensor that detects contact. Further, the sensor may be a sensor that captures an image of a film formation region by an image sensor and detects slackness of the film formation target S by image recognition.
ガス供給系212は、チャンバ201内に成膜材料となるガスを供給する。ガス供給系108は、図示しないガス源(ガスボンベ等)を有し、チャンバ201内に炭素源ガスを供給することが可能に構成されている。第1の実施形態と同様に、ガス供給系212に替わり、成膜材料を含む液体や固体をチャンバ201内に収容しておくことも可能である。 The gas supply system 212 supplies a gas as a film forming material into the chamber 201. The gas supply system 108 has a gas source (gas cylinder or the like) (not shown) and is configured to be able to supply a carbon source gas into the chamber 201. As in the first embodiment, instead of the gas supply system 212, a liquid or a solid containing a film forming material can be stored in the chamber 201.
真空排気系213は、チャンバ201内を真空排気する。真空排気系213は、図示しない真空ポンプ等を有し、チャンバ201内を真空排気することが可能に構成されている。 The evacuation system 213 evacuates the chamber 201. The evacuation system 213 includes a vacuum pump (not shown) and the like, and is configured to evacuate the chamber 201.
成膜装置200は以上のような構成を有する。なお、成膜対象物Sについては第1の実施形態と同様に、銅等からなる金属箔であるものとすることが可能である。 The film forming apparatus 200 has the above configuration. The film formation target S can be a metal foil made of copper or the like, as in the first embodiment.
[成膜方法]
成膜装置200を利用した成膜方法について説明する。図6に示すように、ロールツーロール機構に成膜対象物Sをセットする。具体的には、巻出ロール202にロール状の成膜対象物Sを取り付け、成膜対象物Sの一端を第1ピンチロール214、第2ピンチロール215、第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208を介して巻取ロール209に接続する。成膜対象物Sは、第1ピンチロール214及び第2ピンチロール215によって挟持される。
[Film formation method]
A film forming method using the film forming apparatus 200 will be described. As shown in FIG. 6, the film-forming target S is set in a roll-to-roll mechanism. Specifically, a roll-shaped film formation target S is attached to the unwinding roll 202, and one end of the film formation target S is connected to the first pinch roll 214, the second pinch roll 215, the third elastic roll 207, and the fourth elasticity. The roll 208 is connected to the winding roll 209. The film formation target S is sandwiched between the first pinch roll 214 and the second pinch roll 215.
成膜対象物Sのセットの後、チャンバ201内を成膜環境に適合するように調整する。具体的には真空排気系213によってチャンバ201を真空排気するものとすることができる。 After the film formation target S is set, the inside of the chamber 201 is adjusted to suit the film formation environment. Specifically, the chamber 201 can be evacuated by the evacuation system 213.
続いて、ガス供給系212から炭素源ガスをチャンバ201内に導入する。炭素源ガスは例えばメタンガス及び水素ガスとすることができ、その流量は例えば、メタンガス400sccm、水素ガス50sccmとすることができる。炭素源ガスは、チャンバ201内の圧力が例えば0.001〜120kPaになるように調整するものとすることができる。 Subsequently, a carbon source gas is introduced into the chamber 201 from the gas supply system 212. The carbon source gas can be, for example, methane gas and hydrogen gas, and the flow rates thereof can be, for example, methane gas 400 sccm and hydrogen gas 50 sccm. The carbon source gas can be adjusted so that the pressure in the chamber 201 is, for example, 0.001 to 120 kPa.
続いて、電流源210によって、第1ガイドロール203及び第2ガイドロール205を介して成膜対象物Sに電流が印加され、成膜対象物Sが抵抗加熱される。ここで、成膜対象物Sが加熱される領域は、第1ガイドロール203と第2ガイドロール205の間の領域(成膜領域)となる。加熱温度は特に限定されず、グラフェンの生成温度以上(例えば950℃)であればよい。 Subsequently, a current is applied to the film formation target S by the current source 210 via the first guide roll 203 and the second guide roll 205, and the film formation target S is resistance-heated. Here, the region where the film formation target S is heated is a region (film formation region) between the first guide roll 203 and the second guide roll 205. The heating temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the graphene generation temperature (for example, 950 ° C.).
成膜対象物Sがグラフェンの生成温度以上まで加熱されると、炭素源ガスが成膜領域において成膜対象物Sの熱により分解され、同時に成膜対象物S上にグラフェンが成膜される。 When the film formation target S is heated to the graphene generation temperature or higher, the carbon source gas is decomposed by the heat of the film formation target S in the film formation region, and at the same time, graphene is formed on the film formation target S. .
グラフェンの成膜と共に、ロールツーロール機構によって成膜対象物Sの搬送が実施される。具体的には、巻出ロール202及び巻取ロール209が回転され、成膜対象物Sが巻出ロール202から巻き出され、巻取ロール209に巻き取られる。また、第1ピンチロール214及びピンチロール215が回転され、成膜対象物Sが第1ピンチロール214から第2ピンチロール215に搬送される。さらに、第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208も回転され、成膜対象物Sが巻取ロール209に導かれる。 Along with the film formation of the graphene, the film formation target S is transported by a roll-to-roll mechanism. Specifically, the unwinding roll 202 and the winding roll 209 are rotated, and the film-forming target S is unwound from the unwinding roll 202 and wound around the winding roll 209. Further, the first pinch roll 214 and the pinch roll 215 are rotated, and the film formation target S is conveyed from the first pinch roll 214 to the second pinch roll 215. Further, the third elastic roll 207 and the fourth elastic roll 208 are also rotated, and the film formation target S is guided to the take-up roll 209.
ここで、第1ピンチロール214又は第2ピンチロール215の回転速度を調整することにより、成膜領域における成膜対象物Sに印加される張力を緩和することが可能である。具体的には、弛み検出センサ211の出力に基づいて、成膜対象物Sの弛みが適当な範囲となるように、第1ピンチロール214又は第2ピンチロール215の回転速度を調整することができる。 Here, by adjusting the rotation speed of the first pinch roll 214 or the second pinch roll 215, the tension applied to the film formation target S in the film formation region can be relaxed. Specifically, the rotational speed of the first pinch roll 214 or the second pinch roll 215 can be adjusted based on the output of the slack detection sensor 211 so that the slack of the film formation target S falls within an appropriate range. it can.
また、第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208は、巻取ロール209によって、成膜対象物Sを固く巻き上げるために印加されている高い張力を緩和することができる。第2ピンチロール215の一箇所で大きな張力勾配を発生させると、成膜対象物Sと第2ピンチロール215の間で滑りが発生する等の問題がある。しかし、第3弾性ロール207及び第4弾性ロール208によって、巻取ロール209と成膜領域の間で徐々に張力を緩和することによって、このような問題を解消することができる。 Further, the third elastic roll 207 and the fourth elastic roll 208 can relieve the high tension applied to wind up the film-forming target S by the take-up roll 209. When a large tension gradient is generated at one location of the second pinch roll 215, there is a problem that slip occurs between the film formation target S and the second pinch roll 215. However, such a problem can be solved by gradually relaxing the tension between the take-up roll 209 and the film formation region by the third elastic roll 207 and the fourth elastic roll 208.
成膜対象物Sに印加される張力は、双晶変形の発生を防止するために1MPa未満が好適であり、特に0.1MPa以下が好適である。この張力は、上述した塑性変形が生じる張力(銅の場合950℃において8.3Pa)より大幅に小さい。 The tension applied to the film formation target S is preferably less than 1 MPa, and particularly preferably 0.1 MPa or less, in order to prevent the occurrence of twin deformation. This tension is significantly smaller than the tension at which plastic deformation occurs (8.3 Pa at 950 ° C. for copper).
以上のように本実施形態においても、成膜対象物Sに印加される張力が緩和されることにより、成膜対象物Sの変形(塑性変形及び双晶変形)が防止され、その上に成膜されるグラフェンを高品質なものとすることが可能である。 As described above, also in this embodiment, the tension applied to the film formation target S is relaxed, so that deformation (plastic deformation and twin deformation) of the film formation target S is prevented, and the formation is further performed thereon. It is possible to make the graphene film to be high quality.
本技術は、上記各実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。 The present technology is not limited only to the above-described embodiments, and can be changed without departing from the gist of the present technology.
[変形例]
本技術の変形例について説明する。
[Modification]
A modification of the present technology will be described.
(変形例1)
図7は変形例1に係る成膜装置300を示す模式図である。同図に示すように、成膜装置300は、チャンバ301、巻出ロール302、第1ガイドロール303、第1弾性ロール304、第2ガイドロール305、第3ガイドロール306、第4ガイドロール307、第2弾性ロール308、巻取ロール309及び搬送ベルト310を有する。なお、ガス供給系、真空排気系及び成膜対象物の加熱源については第1及び第2の実施形態と同様であり、記載を省略する。
(Modification 1)
FIG. 7 is a schematic view showing a film forming apparatus 300 according to the first modification. As shown in the figure, the film forming apparatus 300 includes a chamber 301, an unwinding roll 302, a first guide roll 303, a first elastic roll 304, a second guide roll 305, a third guide roll 306, and a fourth guide roll 307. , A second elastic roll 308, a take-up roll 309 and a conveyor belt 310. Note that the gas supply system, the vacuum exhaust system, and the heating source of the film formation target are the same as those in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.
巻出ロール302、第1ガイドロール303、第1弾性ロール304、第2ガイドロール305、第3ガイドロール306、第4ガイドロール307、第2弾性ロール308及び巻取ロール309によってロールツーロール機構が構成され、ロールツーロール機構には成膜対象物Sがセットされている。第1ガイドロール303及び第1弾性ロール304によって第1ピンチロール311が構成され、第4ガイドロール307及び第2弾性ロール308によって第2ピンチロール312が構成されている。 A roll-to-roll mechanism including an unwinding roll 302, a first guide roll 303, a first elastic roll 304, a second guide roll 305, a third guide roll 306, a fourth guide roll 307, a second elastic roll 308, and a winding roll 309 The film formation target S is set in the roll-to-roll mechanism. The first guide roll 303 and the first elastic roll 304 constitute a first pinch roll 311, and the fourth guide roll 307 and the second elastic roll 308 constitute a second pinch roll 312.
成膜装置300においては、巻出ロール302から巻き出された成膜対象物Sは、第1ピンチロール311、第2ガイドロール305、第3ガイドロール306、第2ピンチロール312を介して巻取ロール309に巻き取られる。成膜対象物Sは、第1ピンチロール311及び第2ピンチロール312によって挟持されている。 In the film forming apparatus 300, the film forming object S unwound from the unwinding roll 302 is wound through the first pinch roll 311, the second guide roll 305, the third guide roll 306, and the second pinch roll 312. It is wound around a take-up roll 309. The film formation target S is sandwiched between the first pinch roll 311 and the second pinch roll 312.
搬送ベルト310は、第1ピンチロール311及び第2ピンチロール312の間において成膜対象物Sの鉛直下方に配置され、成膜対象物Sは重力によって搬送ベルト310に接触する。搬送ベルト310は、そのベルトが回転することによって成膜対象物Sを搬送する。 The conveyance belt 310 is disposed vertically below the film formation target S between the first pinch roll 311 and the second pinch roll 312, and the film formation target S contacts the conveyance belt 310 by gravity. The conveyor belt 310 conveys the film formation target S by the rotation of the belt.
成膜対象物Sへの成膜は、第1ピンチロール311及び第2ピンチロール312の間の成膜領域において実施される。成膜対象物Sは搬送ベルト310によって搬送されるため、ロールツーロール機構による張力が印加されない。したがって、張力による成膜対象物Sの変形(塑性変形及び双晶変形)が発生せず、成膜対象物Sの変形に起因する膜質の低下を防止することが可能である。 The film formation on the film formation target S is performed in a film formation region between the first pinch roll 311 and the second pinch roll 312. Since the film formation target S is transported by the transport belt 310, no tension is applied by the roll-to-roll mechanism. Therefore, deformation (plastic deformation and twinning deformation) of the film formation target S due to tension does not occur, and it is possible to prevent film quality deterioration due to deformation of the film formation target S.
(変形例2)
図8は変形例2に係る成膜装置400を示す模式図である。同図に示すように、成膜装置400は、チャンバ401、巻出ロール402、第1ガイドロール403、第1弾性ロール404、第2ガイドロール405、第3ガイドロール406、第4ガイドロール407、第2弾性ロール408、巻取ロール409及び搬送ロール410を有する。なお、ガス供給系、真空排気系及び成膜対象物の加熱源については第1及び第2の実施形態と同様であり、記載を省略する。
(Modification 2)
FIG. 8 is a schematic view showing a film forming apparatus 400 according to the second modification. As shown in the figure, the film forming apparatus 400 includes a chamber 401, an unwinding roll 402, a first guide roll 403, a first elastic roll 404, a second guide roll 405, a third guide roll 406, and a fourth guide roll 407. , A second elastic roll 408, a take-up roll 409, and a transport roll 410. Note that the gas supply system, the vacuum exhaust system, and the heating source of the film formation target are the same as those in the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.
巻出ロール402、第1ガイドロール403、第1弾性ロール404、第2ガイドロール405、第3ガイドロール406、第4ガイドロール407、第2弾性ロール408及び巻取ロール409によってロールツーロール機構が構成され、ロールツーロール機構には成膜対象物Sがセットされている。第1ガイドロール403及び第1弾性ロール404によって第1ピンチロール411が構成され、第4ガイドロール407及び第2弾性ロール408によって第2ピンチロール412が構成されている。 A roll-to-roll mechanism including an unwinding roll 402, a first guide roll 403, a first elastic roll 404, a second guide roll 405, a third guide roll 406, a fourth guide roll 407, a second elastic roll 408, and a winding roll 409 The film formation target S is set in the roll-to-roll mechanism. A first pinch roll 411 is configured by the first guide roll 403 and the first elastic roll 404, and a second pinch roll 412 is configured by the fourth guide roll 407 and the second elastic roll 408.
成膜装置400においては、巻出ロール402から巻き出された成膜対象物Sは、第1ピンチロール411、第2ガイドロール405、第3ガイドロール406、第2ピンチロール412を介して巻取ロール409に巻き取られる。成膜対象物Sは、第1ピンチロール411及び第2ピンチロール412によって挟持されている。 In the film forming apparatus 400, the film formation target S unwound from the unwinding roll 402 is wound through the first pinch roll 411, the second guide roll 405, the third guide roll 406, and the second pinch roll 412. It is wound around a take-up roll 409. The film formation target S is sandwiched between the first pinch roll 411 and the second pinch roll 412.
搬送ロール410は、第1ピンチロール411及び第2ピンチロール412の間において成膜対象物Sの鉛直下方に一つ又は複数が配置され、成膜対象物Sは重力によって搬送ロール410に接触する。搬送ロール410は、その各ロールが回転することによって成膜対象物Sを搬送する。 One or a plurality of transport rolls 410 are arranged vertically below the film formation target S between the first pinch roll 411 and the second pinch roll 412, and the film formation target S contacts the transport roll 410 by gravity. . The conveyance roll 410 conveys the film-forming target S as each roll rotates.
成膜対象物Sへの成膜は、第1ピンチロール411及び第2ピンチロール412の間の成膜領域において実施される。成膜対象物Sは搬送ロール410によって搬送されるため、ロールツーロール機構による張力が印加されない。したがって、張力による成膜対象物Sの変形(塑性変形及び双晶変形)が発生せず、成膜対象物Sの変形に起因する膜質の低下を防止することが可能である。 The film formation on the film formation target S is performed in the film formation region between the first pinch roll 411 and the second pinch roll 412. Since the film formation target S is transported by the transport roll 410, no tension is applied by the roll-to-roll mechanism. Therefore, deformation (plastic deformation and twinning deformation) of the film formation target S due to tension does not occur, and it is possible to prevent film quality deterioration due to deformation of the film formation target S.
本技術に係る成膜装置はグラフェンの成膜に利用されるものに限られず、各種薄膜の成膜に利用されるものとすることが可能である。その成膜方法もCVD(Chemical Vapor Deposition)に限られず、PVD(Physical Vapor Deposition)やその他成膜方法であって、ロールツーロール機構を利用して成膜が可能なものであればよい。 The film formation apparatus according to the present technology is not limited to the one used for film formation of graphene, and can be used for film formation of various thin films. The film forming method is not limited to CVD (Chemical Vapor Deposition), but may be PVD (Physical Vapor Deposition) or any other film forming method that can form a film using a roll-to-roll mechanism.
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。 In addition, this technique can also take the following structures.
(1)
銅からなる成膜対象物をロールツーロール機構にセットし、
上記ロールツーロール機構によって上記成膜対象物を搬送し、
上記成膜対象物に成膜材料を供給し、
上記ロールツーロール機構によって上記成膜対象物に印加されている張力が銅において
双晶変形が生じる張力以下に緩和された状態で、上記成膜対象物を加熱する
グラフェン膜の製造方法。
(1)
Set the film-forming object made of copper in the roll-to-roll mechanism,
The film-forming target is conveyed by the roll-to-roll mechanism,
Supplying a film formation material to the film formation target,
A method for producing a graphene film, wherein the film-forming object is heated in a state where the tension applied to the film-forming object by the roll-to-roll mechanism is relaxed below a tension at which twin deformation occurs in copper.
(2)
上記(1)に記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜対象物を加熱する工程は、上記成膜対象物に印加される張力を1MPa未満に緩和した後に実施する
グラフェン膜の製造方法。
(2)
A method for producing a graphene film according to (1) above,
The step of heating the film formation target is performed after the tension applied to the film formation target is relaxed to less than 1 MPa.
(3)
上記(1)または(2)に記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜材料が、炭素を含む炭素源物質である
グラフェン膜の製造方法。
(3)
A method for producing a graphene film according to (1) or (2) above,
A method for producing a graphene film, wherein the film forming material is a carbon source material containing carbon.
(4)
上記(3)に記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記炭素源物質がメタンガスである
グラフェン膜の製造方法。
(4)
The method for producing a graphene film according to (3) above,
A method for producing a graphene film, wherein the carbon source material is methane gas.
(5)
上記(1)から(4)のうちいずれか一つに記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜対象物を加熱する工程は、抵抗加熱により実施される
グラフェン膜の製造方法。
(5)
The method for producing a graphene film according to any one of (1) to (4) above,
The step of heating the film formation target is performed by resistance heating.
(6)
上記(1)から(5)のうちいずれか一つに記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜対象物が金属箔であり、
上記金属箔の厚みが1〜100μmである
グラフェン膜の製造方法。
(6)
The method for producing a graphene film according to any one of (1) to (5) above,
The film formation target is a metal foil,
The manufacturing method of the graphene film whose thickness of the said metal foil is 1-100 micrometers.
(7)
上記(1)から(6)のうちいずれか一つに記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜材料とともに水素ガスを供給する
グラフェン膜の製造方法。
(7)
The method for producing a graphene film according to any one of (1) to (6) above,
A method for manufacturing a graphene film, in which hydrogen gas is supplied together with the film forming material.
(8)
上記(1)から(7)のうちいずれか一つに記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記ロールツーロール機構が、弛み検出機構を有する
グラフェン膜の製造方法。
(8)
The method for producing a graphene film according to any one of (1) to (7) above,
The method for producing a graphene film, wherein the roll-to-roll mechanism has a slack detection mechanism.
(9)
上記(8)に記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記弛み検出機構の出力に応じて上記成膜対象物に印加される張力を調整する
グラフェン膜の製造方法。
(9)
The method for producing a graphene film according to (8) above,
A method for producing a graphene film, wherein tension applied to the film formation target is adjusted according to an output of the slack detection mechanism.
(10)
上記(1)から(9)のうちいずれか一つに記載のグラフェン膜の製造方法であって、
上記成膜対象物を加熱する工程は、上記ロールツーロール機構による上記成膜対象物の搬送を停止し、張力を緩和した後に実施する
グラフェン膜の製造方法。
(10)
The method for producing a graphene film according to any one of (1) to (9) above,
The step of heating the film formation object is performed after stopping the conveyance of the film formation object by the roll-to-roll mechanism and relaxing the tension.
100、200、300、400…成膜装置
102、202、302、402…巻出ロール
103、104、203、205、303、307、403、407…ガイドロール
105、204、206、303、304、308、404、408…弾性ロール
110、214、215、311、312、411、412…ピンチロール
106、209、309、409…巻取ロール
107、210…電流源
211…弛み検出センサ
100, 200, 300, 400 ... film forming apparatus 102, 202, 302, 402 ... unwinding roll 103, 104, 203, 205, 303, 307, 403, 407 ... guide roll 105, 204, 206, 303, 304, 308, 404, 408 ... elastic roll 110, 214, 215, 311, 312, 411, 412 ... pinch roll 106, 209, 309, 409 ... take-up roll 107, 210 ... current source 211 ... slack detection sensor
Claims (10)
前記ロールツーロール機構によって前記成膜対象物を搬送し、
前記成膜対象物に成膜材料を供給し、
前記ロールツーロール機構によって前記成膜対象物に印加されている張力が銅において
双晶変形が生じる張力以下に緩和された状態で、前記成膜対象物を加熱する
グラフェン膜の製造方法。 Set the film-forming object made of copper in the roll-to-roll mechanism,
The film-forming target is conveyed by the roll-to-roll mechanism,
Supplying a film forming material to the film forming object;
A method for producing a graphene film, wherein the film-forming object is heated in a state where the tension applied to the film-forming object by the roll-to-roll mechanism is relaxed below a tension at which twin deformation occurs in copper.
前記成膜対象物を加熱する工程は、前記成膜対象物に印加される張力を1MPa未満に緩和した後に実施する
グラフェン膜の製造方法。 It is a manufacturing method of the graphene film according to claim 1,
The step of heating the film formation target is performed after relaxing the tension applied to the film formation target to less than 1 MPa.
前記成膜材料が、炭素を含む炭素源物質である
グラフェン膜の製造方法。 A method for producing a graphene film according to claim 1 or 2,
The method for producing a graphene film, wherein the film forming material is a carbon source material containing carbon.
前記炭素源物質がメタンガスである
グラフェン膜の製造方法。 It is a manufacturing method of the graphene film according to claim 3,
A method for producing a graphene film, wherein the carbon source material is methane gas.
前記成膜対象物を加熱する工程は、抵抗加熱により実施される
グラフェン膜の製造方法。 A method for producing a graphene film according to any one of claims 1 to 4,
The step of heating the film formation target is performed by resistance heating.
前記成膜対象物が金属箔であり、
前記金属箔の厚みが1〜100μmである
グラフェン膜の製造方法。 A method for producing a graphene film according to any one of claims 1 to 5,
The film formation target is a metal foil,
The manufacturing method of the graphene film whose thickness of the said metal foil is 1-100 micrometers.
前記成膜材料とともに水素ガスを供給する
グラフェン膜の製造方法。 A method for producing a graphene film according to any one of claims 1 to 6,
A method for manufacturing a graphene film, in which hydrogen gas is supplied together with the film forming material.
前記ロールツーロール機構が、弛み検出機構を有する
グラフェン膜の製造方法。 It is a manufacturing method of the graphene film as described in any one of Claim 1 to 7, Comprising: The said roll to roll mechanism has a slack detection mechanism. The manufacturing method of the graphene film.
前記弛み検出機構の出力に応じて前記成膜対象物に印加される張力を調整する
グラフェン膜の製造方法。 A method for producing a graphene film according to claim 8,
A method of manufacturing a graphene film, wherein tension applied to the film formation target is adjusted according to an output of the slack detection mechanism.
前記成膜対象物を加熱する工程は、前記ロールツーロール機構による前記成膜対象物の搬送を停止し、張力を緩和した後に実施する
グラフェン膜の製造方法。 It is a manufacturing method of the graphene film according to claim 1,
The step of heating the film formation object is performed after stopping the conveyance of the film formation object by the roll-to-roll mechanism and relaxing the tension.
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