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JP2016079494A - Can roll, long substrate processing apparatus, and long substrate processing method - Google Patents

Can roll, long substrate processing apparatus, and long substrate processing method Download PDF

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JP2016079494A JP2014215190A JP2014215190A JP2016079494A JP 2016079494 A JP2016079494 A JP 2016079494A JP 2014215190 A JP2014215190 A JP 2014215190A JP 2014215190 A JP2014215190 A JP 2014215190A JP 2016079494 A JP2016079494 A JP 2016079494A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a can roll which has a gas release mechanism with a simplified structure and a high cooling effect and can curb gas leak, and to provide a lengthy substrate processing device and a lengthy substrate processing method using the can roll.SOLUTION: A can roll comprises: an irrotational shaft 76; a can roll body 71 which has a cylindrical section with a gas release port 73 and is rotatably installed on the irrotational shaft; a cryogenic cooling panel 84 which is arranged close to an inner periphery of the cylindrical section in a region with a lengthy substrate wound around the same and supplied with a coolant through piping 80 installed on the irrotational shaft; a gas introduction pipe 81 which is installed on the irrotational shaft and releases gas into an inner space of the cylindrical section; gas release prevention member 72 which is arranged so as to contact the inner periphery of the cylindrical section in the region without the lengthy substrate wound around the same and closes the gas release port in an angle range corresponding to the region without the lengthy substrate wound around the same; and drive means which performs rotary drive of the can roll body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺耐熱性樹脂フィルム等の長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けた状態でイオンビーム処理やスパッタリング成膜等の熱負荷が掛かる表面処理を行う長尺基板処理装置に係り、特に、簡略化された構造を有しかつ冷却効果の高いガス放出機構を有すると共にフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制できるキャンロールとこのキャンロールを用いた長尺基板処理装置および長尺基板処理方法の改良に関するものである。   In the present invention, a heat load such as ion beam treatment or sputtering film formation is applied in a state where a long substrate such as a long heat-resistant resin film conveyed by roll-to-roll in a vacuum chamber is wound around the outer surface of the can roll. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a long substrate processing apparatus that performs surface treatment, and in particular, has a simplified structure and has a gas discharge mechanism with a high cooling effect and can suppress gas leakage from an outer peripheral surface of a can roll on which no film is wound. The present invention relates to improvements in a roll, a long substrate processing apparatus and a long substrate processing method using the can roll.

液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等には、フレキシブル配線基板が用いられている。フレキシブル配線基板は、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を成膜した金属膜付耐熱性樹脂フィルムから作製される。近年、フレキシブル配線基板に形成される配線パターンはますます微細化、高密度化しており、金属膜付耐熱性樹脂フィルム自体が皺等のない平滑なものであることがより一層重要になってきている。   Flexible wiring boards are used in liquid crystal panels, notebook computers, digital cameras, mobile phones, and the like. The flexible wiring board is manufactured from a heat-resistant resin film with a metal film in which a metal film is formed on one side or both sides of a heat-resistant resin film. In recent years, wiring patterns formed on flexible wiring boards have become increasingly finer and denser, and it has become even more important that the heat-resistant resin film with metal film itself is smooth and free of defects. Yes.

この種の金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造方法としては、接着剤により金属箔を耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法(3層基板の製造方法と称される)、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法(キャスティング法と称される)、乾式めっき法(真空成膜法)若しくは乾式めっき法(真空成膜法)と湿式めっき法との組み合わせにより耐熱性樹脂フィルムに金属膜を成膜して製造する方法(メタライジング法と称される)等が従来から知られている。また、メタライジング法における上記乾式めっき法(真空成膜法)には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等がある。   As a manufacturing method of this kind of heat-resistant resin film with a metal film, a method of manufacturing by attaching a metal foil to a heat-resistant resin film with an adhesive (referred to as a manufacturing method of a three-layer substrate), heat-resistant to the metal foil By coating with a conductive resin solution and drying to manufacture (called casting method), dry plating method (vacuum film forming method) or a combination of dry plating method (vacuum film forming method) and wet plating method A method for producing a metal film on a heat-resistant resin film (referred to as a metallizing method) has been conventionally known. Further, the dry plating method (vacuum film forming method) in the metalizing method includes a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, an ion beam sputtering method and the like.

上記メタライジング法として、特許文献1では、ポリイミド絶縁層上にクロムをスパッタリングした後、銅をスパッタリングしてポリイミド絶縁層上に導体層を形成する方法が開示されている。また、特許文献2では、ポリイミドフィルム上に、銅ニッケル合金をターゲットとしてスパッタリングにより形成された第一の金属薄膜と、銅をターゲットとしてスパッタリングにより形成された第二の金属薄膜の順に積層して形成されたフレキシブル回路基板用材料が開示されている。尚、ポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルム(基板)に真空成膜を行うには、スパッタリングウェブコータを用いることが一般的である。   As the metallizing method, Patent Document 1 discloses a method of forming a conductor layer on a polyimide insulating layer by sputtering copper on a polyimide insulating layer and then sputtering copper. Further, in Patent Document 2, a first metal thin film formed by sputtering using a copper nickel alloy as a target and a second metal thin film formed by sputtering using copper as a target are sequentially laminated on a polyimide film. A disclosed flexible circuit board material is disclosed. In order to form a vacuum film on a heat resistant resin film (substrate) such as a polyimide film, a sputtering web coater is generally used.

上述した真空成膜法において、一般にスパッタリング法は密着力に優れる反面、真空蒸着法に較べて耐熱性樹脂フィルムに与える熱負荷が大きいといわれている。そして、成膜の際に耐熱性樹脂フィルムに大きな熱負荷が掛かると、フィルムに皺が発生し易くなることも知られている。この皺の発生を防ぐため、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置であるスパッタリングウェブコータでは冷却機能を備えたキャンロールを搭載し、これを回転駆動してその外周面に画定される搬送経路にロールツーロールで搬送される耐熱性樹脂フィルムを巻き付けることによってスパッタリング処理中の耐熱性樹脂フィルムをその裏面側から冷却する方式が採用されている。   In the vacuum film-forming method described above, the sputtering method is generally excellent in adhesion, but it is said that the heat load applied to the heat-resistant resin film is larger than that in the vacuum deposition method. It is also known that if a large heat load is applied to the heat resistant resin film during film formation, wrinkles are likely to occur in the film. In order to prevent the occurrence of wrinkles, a sputtering web coater, which is a manufacturing apparatus for heat-resistant resin film with metal film, is equipped with a can roll having a cooling function, and is rotated to convey the path defined on the outer peripheral surface. The system which cools the heat resistant resin film in sputtering process from the back surface side is wound by winding the heat resistant resin film conveyed by roll-to-roll.

例えば特許文献3には、スパッタリングウェブコータの一例である巻出巻取式(ロールツーロール方式)真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式真空スパッタリング装置には上記キャンロールの役割を担うクーリングロールが具備されており、更にクーリングロールの少なくともフィルム搬入側若しくは搬出側に設けたサブロールによってフィルムをクーリングロールに密着する制御が行われている。   For example, Patent Document 3 discloses an unwinding type (roll-to-roll type) vacuum sputtering apparatus which is an example of a sputtering web coater. This unwinding / winding-type vacuum sputtering apparatus is equipped with a cooling roll that plays the role of the above-mentioned can roll, and further controls the film to be in close contact with the cooling roll by a sub-roll provided on at least the film carry-in side or the carry-out side of the cooling roll. Has been done.

しかし、非特許文献1に記載されているように、キャンロールの外周面はミクロ的に見て平坦ではないため、キャンロールとその外周面に密着して搬送されるフィルムとの間には真空空間を介して離間するギャップ部(間隙)が存在している。このため、スパッタリングや蒸着の際に生じるフィルムの熱は、実際にはフィルムからキャンロールに効率よく伝熱されているとはいえず、これがフィルム皺発生の原因となっていた。   However, as described in Non-Patent Document 1, since the outer peripheral surface of the can roll is not flat when viewed microscopically, there is a vacuum between the can roll and the film conveyed in close contact with the outer peripheral surface. There is a gap portion (gap) that is separated through the space. For this reason, it cannot be said that the heat of the film generated during sputtering or vapor deposition is actually efficiently transferred from the film to the can roll, which causes the generation of film defects.

そこで、上記キャンロール外周面とフィルムとの間のギャップ部にキャンロール側からガスを導入し、ギャップ部の熱伝導率を真空に較べて高くする技術が提案されている。   Therefore, a technique has been proposed in which gas is introduced from the can roll side into the gap portion between the outer peripheral surface of the can roll and the film so that the thermal conductivity of the gap portion is higher than that of vacuum.

そして、ギャップ部にキャンロール側からガスを導入する具体的な方法として、例えば特許文献4には、キャンロール外周面にガスの放出口となる多数の微細孔を設ける技術が開示され、特許文献5には、キャンロール外周面にガスの放出口となる溝を設ける技術が開示されている。また、キャンロール自体を多孔質体で構成し、その多孔質体自身の微細孔をガス放出口とする方法も知られている。   As a specific method for introducing gas into the gap portion from the can roll side, for example, Patent Document 4 discloses a technique in which a large number of micro holes serving as gas discharge ports are provided on the outer surface of the can roll. 5 discloses a technique of providing a groove serving as a gas discharge port on the outer peripheral surface of the can roll. Also known is a method in which the can roll itself is composed of a porous body, and the micropores of the porous body itself are used as gas discharge ports.

ところで、キャンロール外周面にガスの放出口となる微細孔や溝等を設ける方法において、キャンロールの外周面にフィルムが巻き付けられていない領域はフィルムが巻き付けられている領域に較べてガスの放出口における抵抗が低くなる。このため、キャンロールに供給されるガスの大半が、フィルムの巻き付けられていない領域のガス放出口から真空チャンバーの空間へ放出されてしまい、この結果、キャンロールの外周面とそこに巻き付けられているフィルムとの間のギャップ部に本来導入されるべき量のガスが供給されなくなって、上述した熱伝導率を高める効果が得られなくなることがあった。   By the way, in the method of providing fine holes, grooves, or the like serving as gas discharge ports on the outer peripheral surface of the can roll, the region where the film is not wound around the outer peripheral surface of the can roll has a higher gas release than the region where the film is wound. The resistance at the outlet is reduced. For this reason, most of the gas supplied to the can roll is released from the gas discharge port in the area where the film is not wound into the space of the vacuum chamber, and as a result, the outer surface of the can roll and the coil are wound there. In some cases, the amount of gas to be originally introduced into the gap between the film and the film is not supplied, and the above-described effect of increasing the thermal conductivity cannot be obtained.

この問題に対しては、キャンロールの外周面から出没するバルブをガス放出口に設け、このバルブをフィルム面で押さえつけることによってガス放出口を開放する方法(特許文献5)や、上記キャンロール外周面の内、フィルムが搬出される搬出部を始点としフィルムが搬入される搬入部を終点とするキャンロール外周面にフィルムが巻き付けられない領域(すなわち、キャンロール外周面にフィルムが接触しない非接触領域)にカバーを取り付け、真空チャンバーの空間へ非接触領域からガスが放出されるのを防止してキャンロール外周面とフィルム表面とのギャップ部に良好にガスを導入させる方法(特許文献6参照)等が提案されている。   For this problem, a valve that protrudes from the outer peripheral surface of the can roll is provided in the gas discharge port, and the gas discharge port is opened by pressing the valve on the film surface (Patent Document 5). The area of the surface where the film is not wound around the outer surface of the can roll starting from the unloading portion where the film is unloaded and the loading portion where the film is loaded as the end point (that is, the non-contacting area where the film does not contact the outer surface of the can roll) A method of attaching gas to the gap between the outer peripheral surface of the can roll and the film surface by preventing the gas from being released from the non-contact area to the space of the vacuum chamber by attaching a cover to the area (see Patent Document 6) ) Etc. have been proposed.

しかし、キャンロール外周面から出没するバルブをフィルム面で押さえつけてガス放出口を開放させる特許文献5の方法は、バルブの接触によりフィルム面に僅かなキズや凹みを生じさせる恐れがあり、高い品質が要求される電子機器を用途とするフレキシブル配線基板の製造に採用することは難しかった。また、キャンロール外周面の内、フィルムが接触しない非接触領域にカバーを取り付ける特許文献6の方法は、高い真空度で成膜を行う処理装置においてカバーとキャンロール外周面との隙間からガスが漏れ易く、特許文献5の方法と同様、採用が困難であった。   However, the method of Patent Document 5 that opens the gas discharge port by pressing the valve protruding from the outer peripheral surface of the can roll with the film surface may cause slight scratches or dents on the film surface due to the contact of the valve. However, it has been difficult to adopt for the production of a flexible wiring board for use in an electronic device that is required. Moreover, the method of patent document 6 which attaches a cover to the non-contact area | region where a film does not contact among can roll outer peripheral surfaces WHEREIN: In the processing apparatus which forms into a film with a high degree of vacuum, gas is emitted from the clearance gap between a cover and a can roll outer peripheral surface. It was easy to leak and was difficult to adopt as in the method of Patent Document 5.

このような技術的背景の下、特許文献7には、ガス導入機構を備え、かつ、フィルムが巻き付けられないキャンロール外周面へガスを供給しない構造にして非接触領域からのガス放出を防止するキャンロールが開示されている。すなわち、図5〜図7に示すように、キャンロール56の肉厚部に複数のガス導入路14が設けられ、かつ、各ガス導入路14には多数のガス放出孔15が設けられていると共に、上記ガス導入路14の各々に真空チャンバー外部のガスが供給されるガスロータリージョイント20を備えたキャンロールが開示されている。そして、上記ガスロータリージョイント20は、図7に示すようにガス導入側の固定リングユニット22とガス放出側の回転リングユニット21とで構成され、図6に示すように多数のガス放出孔15が設けられたガス導入路14は上記回転リングユニット21内に設けられたガス供給路23と連通し、かつ、該ガス供給路23における摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すように上記固定リングユニット22の摺接面22aの内、ガス分配路24における略C字形状の固定開口部24aが設けられている部分と設けられていない部分にそれぞれ対向するように構成されている。   Under such a technical background, Patent Document 7 includes a gas introduction mechanism and prevents gas from being released from the non-contact region by providing a structure that does not supply gas to the outer peripheral surface of the can roll on which no film is wound. A can roll is disclosed. That is, as shown in FIGS. 5 to 7, a plurality of gas introduction paths 14 are provided in the thick portion of the can roll 56, and each gas introduction path 14 is provided with a number of gas discharge holes 15. In addition, a can roll including a gas rotary joint 20 that supplies gas outside the vacuum chamber to each of the gas introduction paths 14 is disclosed. The gas rotary joint 20 is composed of a stationary ring unit 22 on the gas introduction side and a rotating ring unit 21 on the gas discharge side as shown in FIG. 7, and a large number of gas discharge holes 15 are formed as shown in FIG. The gas introduction path 14 provided communicates with a gas supply path 23 provided in the rotary ring unit 21, and the rotation opening 23a of the sliding contact surface 21a in the gas supply path 23 is as shown in FIG. In the sliding contact surface 22a of the fixing ring unit 22, the gas distribution passage 24 is configured to face the portion where the substantially C-shaped fixing opening 24a is provided and the portion where the fixing opening unit 24 is not provided. .

そして、キャンロール外周面にフィルムが巻き付けられないキャンロールの非接触領域に対応する場合、上記摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すようにガス分配路24の固定開口部24aが設けられていない部分に対向してガス供給路23とガス分配路24は互いに切り離された状態になり、真空チャンバー51外部からのガスがガス供給路23へ供給されない構造になるためフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面のガス放出孔15からガスが放出されることはない。他方、キャンロール外周面にフィルムが巻き付けられるキャンロールの接触領域に対応する場合、上記摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すようにガス分配路24の固定開口部24aが設けられている部分に対向してガス供給路23とガス分配路24は接続された状態となり、キャンロール外周面のガス放出孔15からガスが放出されてキャンロール外周面とフィルム間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。   Then, in the case of corresponding to the non-contact area of the can roll where the film is not wound around the outer surface of the can roll, the rotation opening 23a of the sliding contact surface 21a is fixed to the fixed opening 24a of the gas distribution path 24 as shown in FIG. The gas supply path 23 and the gas distribution path 24 are separated from each other so that the gas from the outside of the vacuum chamber 51 is not supplied to the gas supply path 23 so that the film is wound. No gas is released from the gas discharge holes 15 on the outer peripheral surface of the can roll that is not allowed. On the other hand, when it corresponds to the contact area of the can roll where the film is wound around the outer surface of the can roll, the rotation opening 23a of the sliding contact surface 21a is provided with the fixed opening 24a of the gas distribution path 24 as shown in FIG. The gas supply path 23 and the gas distribution path 24 are connected to each other, and the gas is discharged from the gas discharge holes 15 on the outer surface of the can roll to the gap portion between the outer surface of the can roll and the film. Gas is introduced.

ところで、特許文献6等に記載された従来のキャンロール構造と比較し、特許文献7のキャンロールは上述したような優れた利点を有しているが、その反面、特許文献7のキャンロールは、図6に示すようにキャンロール56を冷却する機構が必要となり、水冷による冷却方法では、ガス放出キャンロール表面側におけるガス放出機構の内側に冷却水等の冷媒が流通する冷媒循環部11を形成するようになっている。   By the way, compared with the conventional can roll structure described in patent document 6 etc., the can roll of patent document 7 has the above-mentioned outstanding advantages, On the other hand, the can roll of patent document 7 is As shown in FIG. 6, a mechanism for cooling the can roll 56 is required. In the cooling method using water cooling, the refrigerant circulation section 11 in which a coolant such as cooling water circulates inside the gas release mechanism on the gas release can roll surface side is provided. It comes to form.

そして、冷媒(冷却水)で冷却されるキャンロールは、キャンロール内部に冷媒(冷却水)を循環させる必要があるため図6に示すように複雑な構造となり、かつ、循環させる冷媒(冷却水)に起因してキャンロールの回転抵抗が大きくなる問題を有する。更に、キャンロール56の肉厚部に上述したガス導入路14を複数設ける際、ガンドリルを使用する必要があるため、莫大な手間とコストがかかる問題を有している。   The can roll cooled by the refrigerant (cooling water) has a complicated structure as shown in FIG. 6 because the refrigerant (cooling water) needs to be circulated inside the can roll. ) Resulting in an increase in rotational resistance of the can roll. Furthermore, since it is necessary to use a gun drill when providing a plurality of the gas introduction passages 14 in the thick part of the can roll 56, there is a problem that enormous labor and cost are required.

特開平2−98994号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-98994 特許第3447070号公報Japanese Patent No. 3447070 特開昭62−247073号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-247073 PCT WO 2005/001157 A2PCT WO 2005/001157 A2 米国特許第3414048号明細書U.S. Pat. No. 3,414,048 PCT WO 02/070778 A1PCT WO 02/070778 A1 特開2012−132081号公報JP 2012-132018 A

“Vacuum Heat Transfer Models for Web Substrates: Review of Theory and Experimental Heat Transfer Data”, 2000 Society of Vacuum Coaters, 43rdAnnual Technical Conference Proceeding, Denver, April 15-20, 2000, p.335“Vacuum Heat Transfer Models for Web Substrates: Review of Theory and Experimental Heat Transfer Data”, 2000 Society of Vacuum Coaters, 43rdAnnual Technical Conference Proceeding, Denver, April 15-20, 2000, p.335 “Improvement of Web Condition by the Deposition Drum Design”, 2000 Society of Vacuum Coaters, 50thAnnual Technical Conference Proceeding (2007), p.749“Improvement of Web Condition by the Deposition Drum Design”, 2000 Society of Vacuum Coaters, 50th Annual Technical Conference Proceeding (2007), p.749

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、その課題とするところは、簡略化された構造を有しかつ冷却効果の高いガス放出機構を有すると共にフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制できるキャンロールを提供し、合わせて上記ガス放出機構付きキャンロールを用いた長尺基板処理装置および長尺基板処理方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and the object of the present invention is to have a simplified structure, a gas release mechanism with a high cooling effect, and a film on which a film cannot be wound. An object of the present invention is to provide a can roll capable of suppressing gas leakage from the outer peripheral surface of the roll, and to provide a long substrate processing apparatus and a long substrate processing method using the can roll with a gas release mechanism.

そこで、上記課題を解決するため本発明者が鋭意研究を重ねた結果、キャンロール内部に冷却水循環路等を設ける従来の構造に変えて冷却パネル若しくは冷却コイルとガス放出防止部材をキャンロール内部に設け、該冷却パネル若しくは冷却コイルによりキャンロール内部に供給されたガスとキャンロール本体を冷却し、ガス放出防止部材によりフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制する構造を採用することで解決できることを見出すに至った。   Therefore, as a result of intensive research conducted by the inventor in order to solve the above problems, the cooling panel or the cooling coil and the gas release preventing member are replaced inside the can roll instead of the conventional structure in which the cooling water circulation path is provided inside the can roll. Provided is a structure that cools the gas supplied to the inside of the can roll by the cooling panel or the cooling coil and the main body of the can roll and suppresses gas leakage from the outer surface of the can roll where the film is not wound by the gas release preventing member. I came to find that this could be solved.

すなわち、本発明に係る第1の発明は、
真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板を外周面に巻き付けて冷却するキャンロールにおいて、
筒状の非回転軸と、
外周面に複数のガス放出孔が設けられた円筒部と、該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に、上記非回転軸が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸に回転可能に装着されたキャンロール本体と、
上記キャンロール本体の円筒部外周面に長尺基板が搬入される搬入部を始点とし長尺基板が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置され、かつ、上記非回転軸の筒内に設けられた配管を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル若しくは冷却コイルと、
上記非回転軸の筒内に設けられ、かつ、真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管と、
長尺基板が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置され、かつ、上記円筒部のガス放出孔を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材と、
上記キャンロール本体を回転駆動する駆動手段を具備し、
上記キャンロール本体の円筒部と該円筒部内のガスが冷却パネル若しくは冷却コイルにより冷却されるようになっていることを特徴とする。
That is, the first invention according to the present invention is:
In a can roll that cools a long substrate that is transported by roll-to-roll in a vacuum chamber around an outer peripheral surface,
A cylindrical non-rotating shaft;
A cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes on the outer peripheral surface, and a pair of circular side portions closed at the open end of the cylindrical portion and provided with an opening at the center, and the non-rotating shaft A can roll body fitted into the opening of the circular side part and each circular side part rotatably mounted on the non-rotating shaft;
The inside of the cylindrical portion located in the contact area of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-in portion into which the long substrate is carried into the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll main body and starting from the carry-out portion from which the long substrate is carried out A cooling panel or a cooling coil which is disposed in the vicinity of the peripheral surface and to which refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe provided in the cylinder of the non-rotating shaft;
A gas introduction pipe that is provided in the cylinder of the non-rotating shaft and discharges gas supplied from the outside of the vacuum chamber to the inner space of the cylindrical portion;
Arranged to contact the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the non-contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-out portion where the long substrate is carried out and starting from the carry-in portion where the long substrate is carried in And a gas discharge preventing member for closing the gas discharge hole of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion,
Comprising driving means for rotationally driving the can roll body;
The cylindrical portion of the can roll body and the gas in the cylindrical portion are cooled by a cooling panel or a cooling coil.

また、本発明に係る第2の発明は、
真空チャンバーと、該真空チャンバー内においてロールツーロールで長尺基板を搬送する搬送機構と、外周面に長尺基板を巻き付けて冷却するキャンロールと、キャンロールの外周面に巻き付けられた長尺基板に対して熱負荷の掛かる表面処理を施す処理手段を備えた長尺基板処理装置において、
第1の発明に記載のキャンロールにより上記キャンロールが構成されていることを特徴とし、
本発明に係る第3の発明は、
真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けると共に、キャンロールの外周面に設けられた複数のガス放出孔から上記外周面と長尺基板との間に冷却ガスを導入しながら長尺基板に対して熱負荷の掛かる表面処理を行う長尺基板処理方法において、
上記キャンロールを、筒状の非回転軸と、外周面に複数のガス放出孔が設けられた円筒部と該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に上記非回転軸が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸に回転可能に装着されたキャンロール本体と、上記キャンロール本体の円筒部外周面に長尺基板が搬入される搬入部を始点とし長尺基板が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置されかつ上記非回転軸の筒内に設けられた配管を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル若しくは冷却コイルと、上記非回転軸の筒内に設けられかつ真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管と、長尺基板が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置されかつ上記円筒部のガス放出孔を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材と、上記キャンロール本体を回転駆動する駆動手段とで構成し、
キャンロール本体の円筒部と該円筒部内のガスを上記冷却パネル若しくは冷却コイルにより冷却しながらキャンロール外周面に巻き付けられた長尺基板に対し熱負荷の掛かる表面処理を行うことを特徴とするものである。
Further, the second invention according to the present invention is:
A vacuum chamber, a transport mechanism that transports a long substrate by roll-to-roll in the vacuum chamber, a can roll that winds and cools the long substrate around the outer peripheral surface, and a long substrate wound around the outer peripheral surface of the can roll In a long substrate processing apparatus provided with a processing means for performing a surface treatment on which a thermal load is applied,
The can roll is configured by the can roll according to the first invention,
A third aspect of the invention relates to
A long substrate conveyed by roll-to-roll in a vacuum chamber is wound around the outer peripheral surface of the can roll, and a plurality of gas discharge holes provided in the outer peripheral surface of the can roll are interposed between the outer peripheral surface and the long substrate. In a long substrate processing method for performing a surface treatment that applies a thermal load to a long substrate while introducing a cooling gas,
The can roll includes a cylindrical non-rotating shaft, a cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes on the outer peripheral surface, and a pair of circular shapes with the open end side of the cylindrical portion closed and an opening provided in the central portion. A can roll body having a side portion and the non-rotating shaft is fitted into the opening of each circular side portion, and each circular side portion is rotatably mounted on the non-rotating shaft; and a cylindrical portion outer peripheral surface of the can roll body Arranged in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the contact area of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-in portion where the long substrate is carried in and starting from the carry-out portion where the long substrate is carried out, and A cooling panel or cooling coil to which refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe provided in the cylinder of the rotary shaft, and provided from the outside of the vacuum chamber provided in the cylinder of the non-rotating shaft. Release gas into the space inside the cylinder On the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the non-contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the unloading portion from which the long substrate is unloaded and starting from the unloading portion from which the long substrate is unloaded. A gas discharge preventing member disposed so as to abut and closing the gas discharge hole of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion; and a driving means for rotationally driving the can roll body,
The cylindrical portion of the can roll main body and the gas in the cylindrical portion are subjected to a surface treatment that applies a thermal load to the long substrate wound around the outer surface of the can roll while being cooled by the cooling panel or the cooling coil. It is.

本発明に係るキャンロールは、
筒状の非回転軸と、外周面に複数のガス放出孔が設けられた円筒部と該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に上記非回転軸が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸に回転可能に装着されたキャンロール本体と、上記キャンロール本体の円筒部外周面に長尺基板が搬入される搬入部を始点とし長尺基板が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置されかつ上記非回転軸の筒内に設けられた配管を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル若しくは冷却コイルと、上記非回転軸の筒内に設けられかつ真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管と、長尺基板が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置されかつ上記円筒部のガス放出孔を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材と、上記キャンロール本体を回転駆動する駆動手段とで構成され、キャンロール内部に冷却水循環路等を設ける従来のキャンロールに較べて構造が簡略化されているため、簡便に低コストで製造することができ、かつ、キャンロール本体における円筒部のガス放出孔がガス放出防止部材により閉止されるため、長尺基板が巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制できる効果を有する。
The can roll according to the present invention is
A cylindrical non-rotating shaft, a cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes on the outer peripheral surface, and a pair of circular side portions closed at the open end of the cylindrical portion and provided with an opening at the central portion A can roll body in which the non-rotating shaft is inserted into the opening of each circular side portion and each circular side portion is rotatably mounted on the non-rotating shaft, and a long substrate is carried into the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll body. Is located in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the contact area of the outer peripheral surface of the cylindrical portion with the carry-in portion as a starting point and the unloading portion from which the long substrate is unloaded as an end point, and in the cylinder of the non-rotating shaft A cooling panel or a cooling coil to which a refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe provided in the cylinder, and a gas provided in the cylinder of the non-rotating shaft and supplied from the outside of the vacuum chamber to the cylindrical portion. Gas introduction pipe that discharges to the inner space and long base Is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the non-contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the unloading portion from which the long substrate is loaded and ending at the loading portion from which the long substrate is loaded. Compared to the conventional can roll, which is composed of a gas discharge prevention member that closes the gas discharge hole of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion and a driving means that rotationally drives the can roll main body, and has a cooling water circulation path or the like inside the can roll. Since the structure is simplified, it can be easily manufactured at low cost, and the gas discharge hole of the cylindrical portion of the can roll body is closed by the gas discharge prevention member, so that the long substrate is wound. There is an effect of suppressing gas leakage from the outer peripheral surface of the non-can roll.

また、本発明に係るキャンロールを適用することで長尺耐熱性樹脂フィルム等の長尺基板に皺や傷等が発生し難い長尺基板処理装置等を低コストで提供できる効果も有する。   Further, by applying the can roll according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a long substrate processing apparatus or the like that is unlikely to cause wrinkles or scratches on a long substrate such as a long heat resistant resin film at a low cost.

本発明に係るキャンロールの概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the can roll concerning this invention. 本発明に係るキャンロールの概略断面図。The schematic sectional drawing of the can roll concerning this invention. 本発明の変形例に係るキャンロールの概略断面図。The schematic sectional drawing of the can roll which concerns on the modification of this invention. キャンロールが組み込まれた長尺基板処理装置(スパッタリングウェブコータ)の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the elongate substrate processing apparatus (sputtering web coater) in which the can roll was integrated. キャンロール内部に冷却水循環路等が設けられた従来のキャンロールを示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the conventional can roll in which the cooling water circulation path etc. were provided in the can roll inside. 従来のキャンロールの概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the conventional can roll. 従来のキャンロールが具備するロータリージョイントの概略分解斜視図。The schematic exploded perspective view of the rotary joint which the conventional can roll comprises. 従来のキャンロールにおける肉厚部に設けられたガス導入路の概略斜視図。The schematic perspective view of the gas introduction path provided in the thick part in the conventional can roll.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

(1)長尺基板処理装置(スパッタリングウェブコータ)
まず、長尺基板処理装置の一例である長尺基板真空成膜装置について説明する。
(1) Long substrate processing equipment (sputtering web coater)
First, a long substrate vacuum film forming apparatus which is an example of a long substrate processing apparatus will be described.

尚、長尺基板には、一例として長尺耐熱性樹脂フィルムを用いる場合について説明する。   In addition, the case where a long heat resistant resin film is used for a long board | substrate as an example is demonstrated.

また、長尺基板に対して施される熱負荷の掛かる表面処理として、スパッタリング処理を例にとって説明する。   In addition, a sputtering process will be described as an example of a surface treatment that is applied to a long substrate and is subjected to a thermal load.

図4に示す長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置はスパッタリングウェブコータと称される装置であり、ロールツーロールで搬送される長尺状耐熱樹脂フィルム表面に連続的に効率よく成膜処理を施す場合に用いられる。   The film forming apparatus for a long heat resistant resin film shown in FIG. 4 is an apparatus called a sputtering web coater, which continuously and efficiently forms a film on the surface of a long heat resistant resin film conveyed by roll-to-roll. Used when applying.

具体的に説明すると、ロールツーロールで搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置(スパッタリングウェブコータ)50は、図4に示すように真空チャンバー51内に設けられており、巻き出しロール52から巻き出された長尺耐熱性樹脂フィルムFに対して所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール64で巻き取るようになっている。これら巻き出しロール52から巻き取りロール64までの搬送経路の途中に、モータで回転駆動されるキャンロール56が配置されている。   More specifically, a film forming apparatus (sputtering web coater) 50 for a long heat resistant resin film conveyed by roll-to-roll is provided in a vacuum chamber 51 as shown in FIG. A predetermined film forming process is performed on the long heat-resistant resin film F unwound from 52, and then wound up by a winding roll 64. A can roll 56 that is rotationally driven by a motor is disposed in the middle of the conveyance path from the unwind roll 52 to the take-up roll 64.

真空チャンバー51内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力10-4Pa程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による0.1〜10Pa程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素等のガスが添加される。真空チャンバー51の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく、種々のものを使用することができる。上記したように真空チャンバー51内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー51には図示しないドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置が具備されている。 In the vacuum chamber 51, a pressure reduction of about 0.1 to 10 Pa is performed by reducing the pressure to an ultimate pressure of about 10 −4 Pa and then introducing a sputtering gas for sputtering film formation. A known gas such as argon is used as the sputtering gas, and a gas such as oxygen is further added depending on the purpose. The shape and material of the vacuum chamber 51 are not particularly limited as long as they can withstand such a reduced pressure state, and various types can be used. As described above, in order to maintain the state by reducing the pressure in the vacuum chamber 51, the vacuum chamber 51 is provided with various devices such as a dry pump, a turbo molecular pump, and a cryocoil (not shown).

巻き出しロール52からキャンロール56までの搬送経路には、長尺耐熱性樹脂フィルムFを案内するフリーロール53と、長尺耐熱性樹脂フィルムFの張力の測定を行う張力センサロール54とがこの順で配置されている。また、張力センサロール54から送り出されてキャンロール56に向かう長尺耐熱性樹脂フィルムFは、キャンロール56の近傍に設けられたモータ駆動のフィードロール55によって、キャンロール56の周速度に対する調整が行われ、これによりキャンロール56の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFを密着させることができる。   In the conveyance path from the unwinding roll 52 to the can roll 56, there are a free roll 53 for guiding the long heat resistant resin film F and a tension sensor roll 54 for measuring the tension of the long heat resistant resin film F. Arranged in order. The long heat-resistant resin film F fed from the tension sensor roll 54 toward the can roll 56 is adjusted with respect to the peripheral speed of the can roll 56 by a motor-driven feed roll 55 provided in the vicinity of the can roll 56. As a result, the long heat-resistant resin film F can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the can roll 56.

キャンロール56から巻き取りロール64までの搬送経路も、上記同様に、キャンロール56の周速度に対する調整を行うモータ駆動のフィードロール61、長尺耐熱性樹脂フィルムFの張力の測定を行う張力センサロール62、および長尺耐熱性樹脂フィルムFを案内するフリーロール63がこの順に配置されている。   Similarly to the above, the transport path from the can roll 56 to the take-up roll 64 is a motor-driven feed roll 61 that adjusts the peripheral speed of the can roll 56, and a tension sensor that measures the tension of the long heat-resistant resin film F. A roll 62 and a free roll 63 for guiding the long heat-resistant resin film F are arranged in this order.

上記巻き出しロール52および巻き取りロール64では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺耐熱性樹脂フィルムFの張力バランスが保たれている。また、キャンロール56の回転とこれに連動して回転するモータ駆動のフィードロール55、61により、巻き出しロール52から長尺耐熱性樹脂フィルムFが巻き出されて巻き取りロール64に巻き取られるようになっている。   In the unwinding roll 52 and the winding roll 64, the tension balance of the long heat-resistant resin film F is maintained by torque control using a powder clutch or the like. Further, the long heat resistant resin film F is unwound from the unwinding roll 52 by the rotation of the can roll 56 and the motor-driven feed rolls 55 and 61 that rotate in conjunction with the rotation of the can roll 56, and is wound around the winding roll 64. It is like that.

キャンロール56の近傍には、キャンロール56の外周面で画定される搬送経路(すなわち、図4に示すように、キャンロール56の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFが搬入される搬入部aを始点とし、キャンロール56の外周面から長尺耐熱性樹脂フィルムFが搬出される搬出部bを時計回りで終点とする角度Aの範囲に該当する、キャンロール56外周面の内の長尺耐熱性樹脂フィルムFがキャンロール56に巻き付けられる接触領域)に対向する位置に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード57、58、59および60が設けられている。尚、図4に示す角度Aのことを長尺耐熱性樹脂フィルムFの「抱き角」と称することもある。   In the vicinity of the can roll 56, a conveyance path defined by the outer peripheral surface of the can roll 56 (that is, as shown in FIG. 4, a carry-in portion in which a long heat-resistant resin film F is carried into the outer peripheral surface of the can roll 56. The length of the outer peripheral surface of the can roll 56 corresponding to the range of the angle A starting from a and starting from the outer peripheral surface of the can roll 56 with the carry-out portion b where the long heat-resistant resin film F is carried out being clockwise. Magnetron sputtering cathodes 57, 58, 59 and 60 as film forming means are provided at positions facing the contact region where the heat-resistant resin film F is wound around the can roll 56. Note that the angle A shown in FIG. 4 may be referred to as the “holding angle” of the long heat-resistant resin film F.

金属膜のスパッタリング成膜の場合は、図4に示すように板状のターゲットを使用することができるが、板状ターゲットを用いた場合、ターゲット上にノジュール(異物の成長)が発生することがある。これが問題になる場合は、ノジュールの発生がなく、ターゲットの使用効率も高い円筒形のロータリーターゲットを使用することが好ましい。   In the case of sputtering a metal film, a plate-like target can be used as shown in FIG. 4, but when a plate-like target is used, nodules (growth of foreign matter) may occur on the target. is there. When this becomes a problem, it is preferable to use a cylindrical rotary target that generates no nodules and has high target use efficiency.

また、図4に示す長尺耐熱性樹脂フィルムFの成膜装置50は、熱負荷の掛かる表面処理としてスパッタリング処理を想定したものであるためマグネトロンスパッタリングカソードが図示されているが、熱負荷の掛かる表面処理がCVD(化学蒸着)、蒸着処理、プラズマ処理、イオンビーム処理等の他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の真空成膜手段が設けられる。   In addition, since the film forming apparatus 50 for the long heat-resistant resin film F shown in FIG. 4 assumes a sputtering process as a surface process to which a thermal load is applied, a magnetron sputtering cathode is illustrated, but a thermal load is applied. If the surface treatment is other such as CVD (chemical vapor deposition), vapor deposition treatment, plasma treatment, ion beam treatment, etc., other vacuum film forming means is provided instead of the plate-like target.

ところで、キャンロール56外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムF間のギャップ部にキャンロール56側のガス放出孔からガスを導入して長尺耐熱性樹脂フィルムFが冷却される従来法において、キャンロール56外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFが巻き付けられていない領域(すなわち、図4に示す搬出部bを始点とし、搬入部aを時計回りで終点とする角度Bの範囲に該当する、キャンロール56外周面の内の長尺耐熱性樹脂フィルムFがキャンロール56に巻き付けられない非接触領域)は、長尺耐熱性樹脂フィルムFがキャンロール56に巻き付けられる接触領域(図4に示す角度Aの範囲に該当する領域)に較べてガス放出口における抵抗が低くなるため、キャンロール56の非接触領域から真空チャンバー空間へほとんどのガスが放出されてしまう。このため、キャンロール56外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムF間のギャップ部に冷却用のガスが導入されなくなる問題を生じさせる。   By the way, in the conventional method in which the long heat resistant resin film F is cooled by introducing gas from the gas discharge holes on the can roll 56 side into the gap between the outer peripheral surface of the can roll 56 and the long heat resistant resin film F, A region in which the long heat resistant resin film F is not wound around the outer peripheral surface of the roll 56 (that is, a range of an angle B having a carry-out portion b shown in FIG. 4 as a start point and a carry-in portion a as an end point in a clockwise direction, The non-contact area where the long heat resistant resin film F is not wound around the can roll 56 in the outer peripheral surface of the can roll 56 is a contact area where the long heat resistant resin film F is wound around the can roll 56 (shown in FIG. 4). Most of the gas from the non-contact area of the can roll 56 to the vacuum chamber space is lower than that in the area corresponding to the angle A). It would be released. For this reason, there arises a problem that the cooling gas is not introduced into the gap portion between the outer peripheral surface of the can roll 56 and the long heat-resistant resin film F.

(2)特許文献7に係る従来構造のガス放出機構付きキャンロール
(2-1)従来構造のガス放出機構付きキャンロール
次に、特許文献7に係る従来構造のガス放出機構付きキャンロールについて図5〜図7を参照しながら説明する。図5〜図7に示す従来構造のキャンロール56は、図示しない駆動装置により回転中心軸を中心として回転駆動される円筒部材10で構成されている。この円筒部材10の外表面に長尺耐熱性樹脂フィルムFを巻き付けながら搬送する搬送経路が画定される。円筒部材10の内表面側には、冷却水等の冷媒が流通する冷媒循環部11がジャケット構造で形成されている。
(2) Conventional structure of can roll with gas release mechanism according to Patent Document 7 (2-1) Conventional structure of can roll with gas discharge mechanism Next, FIG. 5 to 7 will be described. A can roll 56 having a conventional structure shown in FIGS. 5 to 7 includes a cylindrical member 10 that is driven to rotate about a rotation center axis by a driving device (not shown). A conveyance path for conveying the long heat resistant resin film F around the outer surface of the cylindrical member 10 is defined. On the inner surface side of the cylindrical member 10, a coolant circulation portion 11 through which a coolant such as cooling water flows is formed in a jacket structure.

また、図6に示すように円筒部材10の回転中心軸部分に位置する回転軸12は二重配管構造になっており、この回転軸12を介して真空チャンバー51の外部に設けられた図示しない冷媒冷却装置と冷媒循環部11との間で冷媒が循環するようになっており、これによりキャンロール外周面の温度調節が可能となっている。   Further, as shown in FIG. 6, the rotating shaft 12 positioned at the rotation center shaft portion of the cylindrical member 10 has a double piping structure, and is not shown provided outside the vacuum chamber 51 via the rotating shaft 12. The refrigerant circulates between the refrigerant cooling device and the refrigerant circulation unit 11, thereby enabling temperature adjustment of the outer surface of the can roll.

すなわち、冷媒冷却装置で冷却された冷媒は、内側配管12aの内側を経て冷媒循環部11に送られ、ここで長尺耐熱性樹脂フィルムFの熱を受け取って昇温した後、内側配管12aと外側配管12bとの間の空間を経て再び冷媒冷却装置に戻される。尚、外側配管12bの外側には回転するキャンロール56を支持するベアリング13が設けられている。   That is, the refrigerant cooled by the refrigerant cooling device is sent to the refrigerant circulation portion 11 through the inner side of the inner pipe 12a, where the heat of the long heat-resistant resin film F is received and heated, and then the inner pipe 12a and It returns to the refrigerant cooling device again through the space between the outer pipe 12b. A bearing 13 that supports the rotating can roll 56 is provided outside the outer pipe 12b.

このキャンロール56の円筒部材10には、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って複数のガス導入路14が配設されている。これら複数のガス導入路14の各々は、キャンロール56の回転中心線56a方向に沿って延在するように円筒部材10の肉厚部内に穿設されている。尚、図5には、12本のガス導入路14が均等な間隔をあけて全周に亘って配設されている例が示されている。   The cylindrical member 10 of the can roll 56 is provided with a plurality of gas introduction paths 14 over the entire circumference at substantially equal intervals in the circumferential direction. Each of the plurality of gas introduction paths 14 is formed in the thick portion of the cylindrical member 10 so as to extend along the direction of the rotation center line 56 a of the can roll 56. FIG. 5 shows an example in which twelve gas introduction paths 14 are arranged over the entire circumference at equal intervals.

各ガス導入路14は、円筒部材10の外表面側(すなわち、キャンロール56の外周面側)に開口する複数のガス放出孔15を有している。これら複数のガス放出孔15は、キャンロール56の回転中心線56a方向に沿って略均等な間隔をあけて穿設されている。そして、図5〜図7に示すように回転リングユニット21と固定リングユニット22から成るガスロータリージョイント20を介して真空チャンバー51の外部から各ガス導入路14にガスが供給されるようになっており、これによりキャンロール56の外周面とそこに巻き付けられる長尺耐熱性樹脂フィルムFとの間に形成されるギャップ部(間隙)にガスを導入することが可能となる。   Each gas introduction path 14 has a plurality of gas discharge holes 15 that open to the outer surface side of the cylindrical member 10 (that is, the outer peripheral surface side of the can roll 56). The plurality of gas discharge holes 15 are formed at substantially equal intervals along the direction of the rotation center line 56 a of the can roll 56. As shown in FIGS. 5 to 7, the gas is supplied from the outside of the vacuum chamber 51 to each gas introduction path 14 through the gas rotary joint 20 including the rotating ring unit 21 and the fixed ring unit 22. Thus, gas can be introduced into a gap portion (gap) formed between the outer peripheral surface of the can roll 56 and the long heat-resistant resin film F wound around the can roll 56.

上記長尺耐熱性樹脂フィルムFとキャンロール56表面は上述したように完全な平面ではないため、そのギャップ部(間隙)が真空により断熱されて熱伝導効率を低下させており、スパッタリング成膜の際の熱による耐熱性樹脂フィルムFの皺発生原因となっている。非特許文献2によれば、導入ガスがアルゴンガスの場合、導入ガス圧力が500Paでギャップ間距離が約40μm以下のとき、ギャップ間の熱伝導率は250(W/m2・K)となる。また、キャンロール56の表面と長尺耐熱性樹脂フィルムFのギャップ間距離が40μm程度のとき、このギャップからリークするガスの量は長尺基板真空成膜装置が備える真空ポンプで排気可能であり、かつ、ギャップに導入するガスをスパッタリング雰囲気のガスとすればスパッタリング雰囲気を汚染することもない。 Since the surface of the long heat-resistant resin film F and the can roll 56 is not a perfect plane as described above, the gap portion (gap) is insulated by vacuum to reduce the heat conduction efficiency, and the sputtering film formation is performed. This is a cause of wrinkling of the heat-resistant resin film F due to heat at the time. According to Non-Patent Document 2, when the introduced gas is argon gas, when the introduced gas pressure is 500 Pa and the gap distance is about 40 μm or less, the thermal conductivity between the gaps is 250 (W / m 2 · K). . When the distance between the surface of the can roll 56 and the long heat resistant resin film F is about 40 μm, the amount of gas leaking from the gap can be exhausted by a vacuum pump provided in the long substrate vacuum film forming apparatus. If the gas introduced into the gap is a gas in the sputtering atmosphere, the sputtering atmosphere is not contaminated.

(2-2)ガスロータリージョイント
ガスロータリージョイント20は回転物に対してガスを分配する機構を有する。
(2-2) Gas rotary joint The gas rotary joint 20 has a mechanism for distributing gas to a rotating object.

ガスロータリージョイント20は、図7に示すようにガス導入側の固定リングユニット22とガス放出側の回転リングユニット21とで構成されており、図6に示すように多数のガス放出孔15が設けられたガス導入路14は上記回転リングユニット21内に設けられたガス供給路23と連通し、かつ、該ガス供給路23における摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すように上記固定リングユニット22の摺接面22aの内、ガス分配路24における略C字形状の固定開口部24aが設けられている部分と上記固定開口部24aが設けられていない部分にそれぞれ対向するよう構成されている。   As shown in FIG. 7, the gas rotary joint 20 is composed of a stationary ring unit 22 on the gas introduction side and a rotary ring unit 21 on the gas discharge side, and a number of gas discharge holes 15 are provided as shown in FIG. The gas introduction path 14 communicated with a gas supply path 23 provided in the rotary ring unit 21, and the rotation opening 23a of the sliding contact surface 21a in the gas supply path 23 is as shown in FIG. Of the slidable contact surface 22a of the fixed ring unit 22, a portion of the gas distribution path 24 where the substantially C-shaped fixed opening 24a is provided and a portion where the fixed opening 24a is not provided are opposed to each other. It is configured.

(2-2-1)図4に示す角度Aの範囲に該当する領域
上記キャンロールの外周面にフィルムが巻き付けられるキャンロールの接触領域に対応する場合、摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すガス分配路24の固定開口部24aが設けられている部分に対向してガス供給路23とガス分配路24が接続された状態となり、キャンロール外周面のガス放出孔15からガスが放出されてキャンロール外周面とフィルム間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
(2-2-1) Region Corresponding to Range of Angle A shown in FIG. 4 When corresponding to the contact region of the can roll where the film is wound around the outer peripheral surface of the can roll, the rotational opening 23a of the sliding contact surface 21a is The gas supply path 23 and the gas distribution path 24 are connected to face the portion where the fixed opening 24a of the gas distribution path 24 shown in FIG. 7 is provided, and from the gas discharge hole 15 on the outer surface of the can roll Gas is released and gas is introduced into the gap between the outer peripheral surface of the can roll and the film.

(2-2-2)図4に示す角度Bの範囲に該当する領域
一方、上記キャンロールの外周面にフィルムが巻き付けられないキャンロールの非接触領域に対応する場合、摺接面21aの回転開口部23aは、図7に示すガス分配路24の固定開口部24aが設けられていない部分に対向してガス供給路23とガス分配路24が互いに切り離された状態になり、真空チャンバー51外部からのガスがガス供給路23へ供給されない構造になるため、フィルムが巻き付けられないキャンロール外周面のガス放出孔15からガスが放出されないようになっている。
(2-2-2) Region Corresponding to Range of Angle B shown in FIG. 4 On the other hand, when it corresponds to a non-contact region of the can roll where the film is not wound around the outer peripheral surface of the can roll, rotation of the sliding contact surface 21a The opening 23a faces the portion of the gas distribution path 24 shown in FIG. 7 where the fixed opening 24a is not provided, and the gas supply path 23 and the gas distribution path 24 are separated from each other. Therefore, the gas is not released from the gas discharge holes 15 on the outer peripheral surface of the can roll where the film is not wound.

尚、上記ガスロータリージョイント20に公知のガスシール手段を具備させることにより、ガスロータリージョイント20からのガスのリークを防ぐことができる。   In addition, the gas rotary joint 20 can be provided with a known gas sealing means to prevent gas leakage from the gas rotary joint 20.

(2-3)特許文献7に係る従来構造のガス放出機構付きキャンロールの問題点
従来構造のガス放出機構付きキャンロールにおいては、上述したようにキャンロール56表面側におけるガス放出機構の内側に冷却水等の冷媒が流通する冷媒循環部11を形成する必要があるため、図5〜図7に示すようにロール本体の構造が複雑になる欠点があり、かつ、循環させる冷媒(冷却水)に起因してキャンロール56の回転抵抗が大きくなる欠点を有すると共に、真空チャンバー51の外部からガスを供給するためのガスロータリージョイント20が必要となる欠点を有している。
(2-3) Problems of the conventional structure of the can roll with the gas release mechanism according to Patent Document 7 In the conventional structure of the can roll with the gas release mechanism, as described above, on the inner side of the gas release mechanism on the surface side of the can roll 56 Since it is necessary to form the refrigerant circulation part 11 through which a refrigerant such as cooling water circulates, there is a disadvantage that the structure of the roll body is complicated as shown in FIGS. 5 to 7 and the refrigerant to be circulated (cooling water) In addition to the disadvantage that the rotational resistance of the can roll 56 is increased, the gas rotary joint 20 for supplying gas from the outside of the vacuum chamber 51 is necessary.

更に、図5に示すようにキャンロール56の回転中心線56a方向に沿って延在するように、円筒部材10の肉厚部100内にガンドリルを用いて複数のガス導入路14を穿設する(図8参照)必要があるため、莫大な手間とコストがかかる問題を有している。   Further, as shown in FIG. 5, a plurality of gas introduction paths 14 are drilled using a gun drill in the thick portion 100 of the cylindrical member 10 so as to extend along the direction of the rotation center line 56 a of the can roll 56. (Refer to FIG. 8) Since it is necessary, it has a problem of enormous labor and cost.

(3)本発明に係るガス放出機構付きキャンロール
本発明に係るガス放出機構付きキャンロールは、キャンロール内部に冷却水循環路等を設ける従来の構造に変えて、冷却パネル若しくは冷却コイルとガス放出防止部材をキャンロール内部に設け、該冷却パネル若しくは冷却コイルによりキャンロール内部に供給されたガスとキャンロール本体を冷却しかつガス放出防止部材によりフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制する構造が採用されていることを特徴とする。
(3) Can roll with gas release mechanism according to the present invention The can roll with gas discharge mechanism according to the present invention is replaced with a cooling panel or cooling coil and gas discharge instead of the conventional structure in which a cooling water circulation path is provided inside the can roll. Leakage from the outer peripheral surface of the can roll where a prevention member is provided inside the can roll, the gas supplied to the inside of the can roll by the cooling panel or cooling coil and the can roll main body are cooled, and the film is not wound by the gas release prevention member The structure which suppresses is employ | adopted.

以下、冷却パネル(クライオ冷却パネル)が適用されたガス放出機構付きキャンロールについて説明する。   Hereinafter, a can roll with a gas release mechanism to which a cooling panel (cryo cooling panel) is applied will be described.

(3-1)本発明に係るガス放出機構付きキャンロールの構成
本発明に係るガス放出機構付きキャンロール56は、
図1に示すように真空チャンバー壁70の取付け口に両端側を嵌入して装着された筒状の非回転軸76と、
外周面に複数のガス放出孔73が設けられた円筒部と、該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に、上記非回転軸76が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸76に回転可能に装着されたキャンロール本体71と、
上記キャンロール本体71の円筒部外周面に長尺基板(長尺耐熱性樹脂フィルム)が搬入される搬入部を始点とし長尺基板(長尺耐熱性樹脂フィルム)が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置され、かつ、上記非回転軸76の筒内に設けられた配管80を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル84と、
上記非回転軸76の筒内に設けられ、かつ、真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管81と、
長尺基板(長尺耐熱性樹脂フィルム)が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板(長尺耐熱性樹脂フィルム)が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置され、かつ、上記円筒部のガス放出孔73を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材72と、
上記キャンロール本体71を回転駆動する駆動手段(キャンロール本体71における一方の円形側部に取り付けられた歯車77とモータ79と該モータ79の回転軸に取り付けられた歯車78から成る)を具備することを特徴とするものである。
(3-1) Configuration of Can Roll with Gas Release Mechanism According to the Present Invention
As shown in FIG. 1, a cylindrical non-rotating shaft 76 that is attached by fitting both ends into the mounting opening of the vacuum chamber wall 70,
The non-rotating shaft 76 has a cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes 73 on the outer peripheral surface, a pair of circular side portions closed at the open end side of the cylindrical portion and provided with an opening at the center portion. Is inserted into the opening of each circular side, and each circular side is rotatably mounted on the non-rotating shaft 76, a can roll body 71,
The carry-in portion where the long substrate (long heat-resistant resin film) is carried into the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll main body 71 is the starting point, and the carry-out portion where the long substrate (long heat-resistant resin film) is carried out is the end point. From a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe 80 disposed in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion and provided in the cylinder of the non-rotating shaft 76 A cooling panel 84 to which a refrigerant is supplied;
A gas introduction pipe 81 that is provided in the cylinder of the non-rotating shaft 76 and that discharges the gas supplied from the outside of the vacuum chamber to the inner space of the cylindrical portion;
Non-contact of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-out portion where the long substrate (long heat-resistant resin film) is carried out and starting from the carry-in portion where the long substrate (long heat-resistant resin film) is carried A gas discharge preventing member 72 disposed so as to contact the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the region and closing the gas discharge hole 73 of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion;
Drive means for rotating the can roll main body 71 (comprising a gear 77 attached to one circular side of the can roll main body 71, a motor 79, and a gear 78 attached to the rotation shaft of the motor 79). It is characterized by this.

尚、冷却効率を高めるため、図1に示すように、キャンロール本体71における円筒部の外側でかつ上記冷却パネル84と対向する領域の真空チャンバー内に、該真空チャンバー外部の冷凍機から配管85を介して冷媒が供給される第二冷却パネル86を付設してもよい。   In order to increase the cooling efficiency, as shown in FIG. 1, a pipe 85 is connected from a refrigerator outside the vacuum chamber to the outside of the cylindrical portion of the can roll body 71 and inside the vacuum chamber in a region facing the cooling panel 84. You may attach the 2nd cooling panel 86 to which a refrigerant | coolant is supplied through.

(3-2)本発明に係るガス放出機構付きキャンロールの冷却パネル(クライオ冷却パネル)
本発明に係るガス放出機構付きキャンロールの冷却パネル84内部には−100℃以下の冷媒が流れており、冷却パネル84は以下の2つの効果によりキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)を冷却する。
(3-2) Can roll cooling panel with gas release mechanism according to the present invention (cryo cooling panel)
A refrigerant having a temperature of −100 ° C. or lower flows inside the cooling panel 84 of the can roll with a gas release mechanism according to the present invention. The cooling panel 84 has a can roll 56 and a long heat-resistant resin film (long) due to the following two effects. Cooling the substrate).

(A)冷却パネル84と、キャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)との温度差による輻射冷却。   (A) Radiation cooling by the temperature difference of the cooling panel 84, the can roll 56, and the long heat resistant resin film (long substrate).

(B)冷却パネル84で冷やされたガスをキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)に吹き付けることによるガス冷却。   (B) Gas cooling by spraying the gas cooled by the cooling panel 84 on the can roll 56 and the long heat-resistant resin film (long substrate).

そして、上記輻射冷却を行うためには、冷却パネル84とキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)との温度差が高いほど効率がよい。スパッタリング成膜時におけるキャンロール56の温度は約263K(−10℃)が好ましいので、冷却パネル84とキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)との温度差を少なくとも200K以上得るためには、冷却パネル84を63K(−210℃)以下にするとよい。   And in order to perform the said radiation cooling, it is so efficient that the temperature difference of the cooling panel 84, the can roll 56, and a long heat resistant resin film (long board | substrate) is high. Since the temperature of the can roll 56 at the time of sputtering film formation is preferably about 263K (−10 ° C.), a temperature difference between the cooling panel 84, the can roll 56 and the long heat-resistant resin film (long substrate) is obtained at least 200K. For this purpose, the cooling panel 84 may be 63K (−210 ° C.) or less.

但し、冷却パネル84を極端に冷却してしまうと、冷却パネル84とキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)間に導入するガスが冷却パネル84に凝縮してしまうことがある。冷却パネル84とキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)間に導入された冷却ガスの圧力は、平衡蒸気圧曲線に従い冷却パネル84温度における平衡蒸気圧よりも低くなければならない。別な言い方をすれば、冷却パネル84の温度は、導入されたガスの圧力条件下においてガスの平衡蒸気圧曲線に従い該ガスが凝集する温度より高い温度でなければならない。すなわち、冷却パネル84の温度は、冷却パネル84とキャンロール56と長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)間に導入されたガスの圧力により定まり、例えば、100Paのアルゴンガス圧力ならば55K(−218℃)以上となる。   However, if the cooling panel 84 is extremely cooled, the gas introduced between the cooling panel 84, the can roll 56, and the long heat-resistant resin film (long substrate) may be condensed in the cooling panel 84. . The pressure of the cooling gas introduced between the cooling panel 84, the can roll 56, and the long heat-resistant resin film (long substrate) must be lower than the equilibrium vapor pressure at the cooling panel 84 temperature according to the equilibrium vapor pressure curve. In other words, the temperature of the cooling panel 84 must be higher than the temperature at which the gas condenses according to the gas's equilibrium vapor pressure curve under the pressure conditions of the introduced gas. That is, the temperature of the cooling panel 84 is determined by the pressure of the gas introduced between the cooling panel 84, the can roll 56, and the long heat-resistant resin film (long substrate). For example, if the argon gas pressure is 100 Pa, 55K ( −218 ° C.) or higher.

また、ガス導入管81を介して導入するガスは、熱伝導性のよい、水素、ヘリウム、アルゴン、酸素等があり、ガス放出孔73から真空チャンバー内へガスが拡散した際に成膜に影響を与えないガスがよく、ヘリウム、アルゴンが好ましい。   Further, the gas introduced through the gas introduction pipe 81 includes hydrogen, helium, argon, oxygen, etc., which have good thermal conductivity, and affects the film formation when the gas diffuses from the gas discharge hole 73 into the vacuum chamber. The gas which does not give is good, and helium and argon are preferable.

キャンロール56は、輻射冷却によりキャンロール56全体が冷却される仕組みになっている。非回転軸76の筒内に設けられたガス導入管81によりガス放出孔73へガスが導かれる構造のため、従来構造のガス放出機構付きキャンロールにおいて円筒部材10の肉厚部100内に穿設されたガス導入路14(図8参照)を設ける必要がない。ガス導入路14はガンドリルを用いて穿設加工する工法のため膨大な手間と時間を費やしていた。   The can roll 56 is structured such that the entire can roll 56 is cooled by radiation cooling. Since the gas is introduced into the gas discharge hole 73 by the gas introduction pipe 81 provided in the cylinder of the non-rotating shaft 76, the can roll with the gas discharge mechanism of the conventional structure is drilled in the thick part 100 of the cylindrical member 10. There is no need to provide the provided gas introduction path 14 (see FIG. 8). Since the gas introduction path 14 is drilled using a gun drill, a great amount of labor and time have been spent.

また、上記キャンロール本体71の円形側部は、図1に示すように軸受(ベアリング)74に支持され、かつ、Oリング75によりシールされて、外部からモータ79の駆動力が歯車78、歯車77を経由して伝達され、キャンロール56が回転する。   Further, the circular side portion of the can roll body 71 is supported by a bearing 74 as shown in FIG. 1 and is sealed by an O-ring 75, so that the driving force of the motor 79 is externally applied to the gear 78, the gear. 77, the can roll 56 is rotated.

尚、上記ガス放出孔73の個数は、キャンロール56外周面の内の長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)が巻き付けられる領域の面積や、ガス放出量により適宜定められる。各ガス放出孔73の直径は、キャンロール56の外周面とそこに巻き付けられる長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)との間に形成されるギャップ部(隙間)にガスを良好に導入できる大きさであれば特に限定されないが、一般的に、直径30μm〜1000μm程度が好ましい。また、キャンロール56外周面には、極小の内径を有するガス放出孔73を狭ピッチにして多数設けた方がキャンロール外周面の全面に亘って熱伝導性を均一化できるという点において好ましい。但し、極小内径を有する孔を狭ピッチで多数設ける加工技術には困難を伴うので、現実的には内径150〜500μm程度の小孔を、5〜10mmピッチでキャンロール外周面に設けることが好ましい。   The number of the gas discharge holes 73 is appropriately determined according to the area of the area around which the long heat resistant resin film (long substrate) is wound on the outer peripheral surface of the can roll 56 and the amount of gas discharge. The diameter of each gas discharge hole 73 allows gas to be satisfactorily introduced into a gap portion (gap) formed between the outer peripheral surface of the can roll 56 and a long heat-resistant resin film (long substrate) wound around the can roll 56. Although it will not specifically limit if it is a magnitude | size, Generally 30 micrometers-about 1000 micrometers in diameter are preferable. In addition, it is preferable to provide a large number of gas discharge holes 73 having an extremely small inner diameter with a narrow pitch on the outer peripheral surface of the can roll 56 in that heat conductivity can be made uniform over the entire outer surface of the can roll. However, since a processing technique for providing a large number of holes having a very small inner diameter at a narrow pitch is difficult, it is practically preferable to provide small holes with an inner diameter of about 150 to 500 μm on the outer surface of the can roll at a pitch of 5 to 10 mm. .

(3-3)本発明に係るガス放出機構付きキャンロールのガス放出防止部材
本発明に係るガス放出機構付きキャンロールのガス放出防止部材72は、図1に示すように長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)が搬出される搬出部(図4の符号b参照)を始点とし長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)が搬入される搬入部(図4の符号a参照)を時計まわりで終点とするキャンロール本体71円筒部における外周面の非接触領域(図4に示す角度Bの範囲に該当する領域)に位置したキャンロール本体71円筒部の内周面に当接するように配置され、キャンロール本体71円筒部のガス放出孔73を円筒部内側から閉止して長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)が巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを防止する機能を有するものである。
(3-3) Gas Release Prevention Member of Can Roll with Gas Release Mechanism According to the Present Invention The gas release prevention member 72 of the can roll with gas release mechanism according to the present invention is a long heat-resistant resin film as shown in FIG. Starting from the unloading section (see symbol b in FIG. 4) from which the (long substrate) is unloaded, the loading portion (see symbol a in FIG. 4) into which the long heat-resistant resin film (long substrate) is loaded is clockwise. Is arranged so as to contact the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll body 71 located in the non-contact region (region corresponding to the range of angle B shown in FIG. 4) of the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll main body 71 as the end point. The gas discharge hole 73 of the cylindrical portion of the can roll main body 71 is closed from the inside of the cylindrical portion and has a function of preventing gas leakage from the outer peripheral surface of the can roll where the long heat resistant resin film (long substrate) is not wound. Things The

上記ガス放出防止部材72の具体例としては、図2に示すように、筒状の非回転軸90に基端側が固定された断面略扇形状を有する防止部材本体91と、該防止部材本体91の先端側に設けられかつ上記キャンロール本体円筒部94の内周面に当接すると共に耐摩耗性を有するシール部材92と、上記防止部材本体91の先端側に埋設されかつシール部材92を上記キャンロール本体円筒部94の内周面に向けて押圧する弾性部材(スプリング)93とでその主要部を構成するものが挙げられる。   As a specific example of the gas release preventing member 72, as shown in FIG. 2, a preventing member main body 91 having a substantially sectoral cross section in which a base end side is fixed to a cylindrical non-rotating shaft 90, and the preventing member main body 91 A seal member 92 which is provided on the distal end side of the can roll body and abuts against the inner peripheral surface of the cylindrical portion 94 of the can roll main body and has wear resistance, and is embedded in the distal end side of the prevention member main body 91 and which seals the seal member 92. What comprises the principal part with the elastic member (spring) 93 pressed toward the internal peripheral surface of the roll main body cylindrical part 94 is mentioned.

また、上記シール部材92としては、高い耐摩耗性を有するグラファイト配合のポリテトラフルオロエチレン[テフロン(登録商標)]等が例示される。また、シール部材92の摩耗を防止するため、キャンロール本体における円筒部94内周面のシール部材92と接触する箇所に鏡面研磨加工を施すと共に、摩擦係数を低減するコーティング処理[例えば、DLC、テフロン(登録商標)]を施すことが望ましい。   Examples of the seal member 92 include graphite-containing polytetrafluoroethylene [Teflon (registered trademark)] having high wear resistance. Further, in order to prevent the seal member 92 from being worn, a portion of the inner surface of the cylindrical portion 94 in the can roll body that comes into contact with the seal member 92 is subjected to a mirror polishing process and a coating process [for example, DLC, It is desirable to apply Teflon (registered trademark).

また、上記非接触領域(図4に示す角度Bの範囲に該当する領域)におけるキャンロール本体円筒部94の内周面に亘ってシール部材92が当接している図2に示す構造に変えて、上記非接触領域の両端側において2つのシール部材98、99が当接する図3に示す構造を採用してもよい。2つのシール部材98、99が当接する図3に示す構造は、上記円筒部94内周面との接触面積が小さくなる分、図2に示す構造に較べて回転抵抗を少なくできる利点を有する。   In addition, the structure shown in FIG. 2 is used in which the seal member 92 is in contact with the inner peripheral surface of the can roll main body cylindrical portion 94 in the non-contact region (region corresponding to the range of the angle B shown in FIG. 4). The structure shown in FIG. 3 in which the two seal members 98 and 99 abut on both end sides of the non-contact region may be employed. The structure shown in FIG. 3 in which the two sealing members 98 and 99 abut each other has an advantage that the rotational resistance can be reduced as compared with the structure shown in FIG. 2 because the contact area with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 94 is reduced.

尚、図2、図3の符号95はガス導入管、符号96は冷却パネル、符号97は第二冷却パネルをそれぞれ示している。   2 and 3, reference numeral 95 denotes a gas introduction pipe, reference numeral 96 denotes a cooling panel, and reference numeral 97 denotes a second cooling panel.

(3-4)本発明に係るガス放出機構付きキャンロールの優位点
本発明に係るガス放出機構付きキャンロールは、キャンロール内部に冷却水循環路等を設ける従来の構造に変えて、冷却パネル若しくは冷却コイルとガス放出防止部材をキャンロール内部に設け、該冷却パネル若しくは冷却コイルによりキャンロール内部に供給されたガスとキャンロール本体を冷却しかつガス放出防止部材によりフィルムが巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制する構造が採用されているため、従来構造のガス放出機構付きキャンロールと比較してロール構造の簡略化(図1と図6参照)が図れ、かつ、冷却水循環路等の冷媒循環部を設ける構造に変えて、図2に示すようにキャンロール本体円筒部94の内周面近傍部位に冷却パネル96を配置した構造になっているため、キャンロールにおける回転抵抗の低減が図れると共にガスロータリージョイントが不要となる優位点を有している。
(3-4) Advantages of the can roll with a gas release mechanism according to the present invention The can roll with a gas discharge mechanism according to the present invention is replaced with a cooling panel or a conventional structure in which a cooling water circulation path is provided inside the can roll. The outer periphery of the can roll in which the cooling coil and the gas release preventing member are provided inside the can roll, the gas supplied to the inside of the can roll by the cooling panel or the cooling coil and the can roll main body are cooled, and the film is not wound by the gas release preventing member. Since a structure that suppresses gas leakage from the surface is employed, the roll structure can be simplified (see FIGS. 1 and 6) compared to the conventional can roll with a gas release mechanism, and the cooling water circulation path In place of the structure in which the refrigerant circulation portion is provided, a cooling panel 96 is provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the can roll main body cylindrical portion 94 as shown in FIG. Since the structure is arranged, the rotational resistance of the can roll can be reduced and the gas rotary joint is unnecessary.

更に、円筒部材の肉厚部内にガンドリルを用いてガス導入路が穿設される従来構造のガス放出機構付きキャンロールとは異なり、本発明に係るガス放出機構付きキャンロールは、図1に示すようにキャンロール本体71円筒部の外周面にガス放出孔73を設けた簡略な構造になっているため、製造に要する手間とコストの低減が図れる優位点を有している。   Further, unlike a conventional can roll with a gas release mechanism in which a gas introduction path is formed using a gun drill in a thick part of a cylindrical member, a can roll with a gas release mechanism according to the present invention is shown in FIG. Thus, since it has a simple structure in which the gas discharge hole 73 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll main body 71, there is an advantage that the labor and cost required for manufacturing can be reduced.

(4)長尺基板
長尺基板としては、金属箔や金属ストリップはもちろん樹脂フィルム等を用いることができる。
(4) Long substrate As the long substrate, a resin film or the like can be used as well as a metal foil and a metal strip.

樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのような樹脂フィルムやポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルムが挙げられる。   Examples of the resin film include a resin film such as a polyethylene terephthalate (PET) film and a heat resistant resin film such as a polyimide film.

長尺基板に耐熱性樹脂フィルムを用い、本発明に係る長尺基板真空成膜装置(長尺基板処理装置)を用いて金属膜をスパッタリング成膜すれば金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造することができる。具体的には、上述した長尺基板処理装置(スパッタリングウェブコータ)を用いることにより、フィルム皺の不具合が無い金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムをメタライジング法で得ることができる。   If a heat resistant resin film is used for a long substrate and a metal film is formed by sputtering using a long substrate vacuum film forming apparatus (long substrate processing apparatus) according to the present invention, a heat resistant resin film with a metal film is produced. be able to. Specifically, by using the above-described long substrate processing apparatus (sputtering web coater), a long heat-resistant resin film with a metal film free from defects of film defects can be obtained by a metalizing method.

上記金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムとしては、耐熱性樹脂フィルムの表面にNi系合金等から成る膜とCu膜が積層された構造体が例示される。このような構造を有する金属膜付耐熱性樹脂フィルムはサブトラクティブ法によりフレキシブル配線基板に加工される。ここで、サブトラクティブ法とは、レジストで覆われていない金属膜(例えば、上記Cu膜)をエッチングにより除去してフレキシブル配線基板を製造する方法である。上記Ni合金等から成る膜はシード層と呼ばれ、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの電気絶縁性や耐マイグレーション性等の所望の特性によりその組成が選択される。そして、シード層には、Ni−Cr合金やインコネルやコンズタンタンやモネル等の各種公知の合金を用いることができる。   Examples of the long heat-resistant resin film with a metal film include a structure in which a film made of a Ni-based alloy and a Cu film are laminated on the surface of the heat-resistant resin film. The heat-resistant resin film with a metal film having such a structure is processed into a flexible wiring board by a subtractive method. Here, the subtractive method is a method of manufacturing a flexible wiring substrate by removing a metal film (for example, the Cu film) not covered with a resist by etching. The film made of the Ni alloy or the like is called a seed layer, and its composition is selected according to desired characteristics such as electrical insulation and migration resistance of the heat-resistant resin film with a metal film. For the seed layer, various known alloys such as Ni—Cr alloy, Inconel, Cond Tantan, and Monel can be used.

また、金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムの金属膜(Cu膜)を更に厚くしたい場合、湿式めっき法を用いて金属膜を形成することがある。そして、電気めっき処理のみで金属膜を形成する場合と、一次めっきとして無電解めっき処理を行い、二次めっきとして電解めっき処理等の湿式めっき法を組み合わせて行う場合がある。湿式めっき処理は、常法による湿式めっき法の諸条件を採用すればよい。   Moreover, when it is desired to further increase the thickness of the metal film (Cu film) of the long heat-resistant resin film with a metal film, the metal film may be formed using a wet plating method. In some cases, a metal film is formed only by electroplating, and in some cases electroless plating is performed as primary plating and wet plating such as electrolytic plating is combined as secondary plating. The wet plating process may employ various conditions of a conventional wet plating method.

また、上記金属膜付耐熱性樹脂フィルムに用いる耐熱性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルムまたは液晶ポリマー系フィルムから選ばれる樹脂フィルムが挙げられ、金属膜付フレキシブル基板としての柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性を有する点から好ましい。   Examples of the heat-resistant resin film used for the heat-resistant resin film with a metal film include, for example, a polyimide film, a polyamide film, a polyester film, a polytetrafluoroethylene film, a polyphenylene sulfide film, and a polyethylene naphthalate film. Or the resin film chosen from a liquid crystal polymer film is mentioned, and it is preferable from the point which has the soft insulation as a flexible substrate with a metal film, the intensity | strength required practically, and the electrical insulation suitable as a wiring material.

尚、上記金属膜付耐熱性樹脂フィルムとして、長尺耐熱性樹脂フィルムへNi-Cr合金やCu等の金属膜を積層した構造体を例示したが、上記金属膜のほか、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等の成膜に本発明の成膜方法を用いることが可能である。   In addition, as the heat-resistant resin film with a metal film, a structure in which a metal film such as a Ni—Cr alloy or Cu is laminated on a long heat-resistant resin film is exemplified. The film forming method of the present invention can be used for forming a material film, a nitride film, a carbide film, or the like.

(5)長尺基板処理装置
これまで、長尺基板処理装置として長尺基板真空成膜装置を中心に説明してきたが、長尺基板処理装置の場合には、減圧雰囲気下の真空チャンバー内において長尺基板にスパッタリング等の真空成膜に変えてプラズマ処理やイオンビーム処理等の熱負荷が掛かる表面処理を行うこともある。プラズマ処理やイオンビーム処理により長尺基板の表面を改質することが可能であるが、長尺基板に熱負荷が掛かる。熱負荷による長尺基板の皺発生を抑制するために、本発明に係るキャンロールを用いることが効果的であり、しかも処理雰囲気に多量の導入ガスがリークすることも防げる。
(5) Long substrate processing apparatus Up to now, the long substrate processing apparatus has been mainly described as a long substrate processing apparatus. However, in the case of a long substrate processing apparatus, in a vacuum chamber under a reduced pressure atmosphere. In some cases, a long substrate is subjected to a surface treatment that is subjected to a thermal load such as plasma treatment or ion beam treatment instead of vacuum film formation such as sputtering. Although the surface of a long substrate can be modified by plasma treatment or ion beam treatment, a thermal load is applied to the long substrate. It is effective to use the can roll according to the present invention in order to suppress the generation of wrinkles on the long substrate due to thermal load, and it is also possible to prevent a large amount of introduced gas from leaking into the processing atmosphere.

プラズマ処理は、公知のプラズマ処理方法、例えばアルゴンと酸素の混合ガスまたはアルゴンと窒素の混合ガスによる減圧雰囲気下において放電を行うことにより、酸素プラズマまたは窒素プラズマを発生させて長尺基板を処理することができる。   The plasma treatment is a known plasma treatment method, for example, by performing discharge in a reduced pressure atmosphere using a mixed gas of argon and oxygen or a mixed gas of argon and nitrogen to generate oxygen plasma or nitrogen plasma to process a long substrate. be able to.

また、イオンビーム処理は、公知のイオンビーム源を用いることができる。イオンビーム処理は、強い磁場を印加した磁場ギャップでプラズマ放電を発生させて、プラズマ中の陽イオンを陽極による電解でイオンビームとして目的物(長尺基板)へ照射する処理である。   For the ion beam treatment, a known ion beam source can be used. The ion beam treatment is a treatment in which a plasma discharge is generated in a magnetic field gap to which a strong magnetic field is applied, and a target (long substrate) is irradiated as an ion beam with positive ions in the plasma by electrolysis with an anode.

尚、プラズマ処理やイオンビーム処理とも減圧雰囲気下において行われる。   Note that both plasma treatment and ion beam treatment are performed in a reduced pressure atmosphere.

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。   Examples of the present invention will be specifically described below with reference to comparative examples.

尚、組み込まれているガス放出機構付きキャンロールの構造が相違している点を除き、実施例1と比較例1は、図4に示す金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置(スパッタリングウェブコータ)50を用い、かつ、幅500mm、長さ800m、厚さ25μmの耐熱性ポリイミドフィルム[宇部興産株式会社製 ユーピレックス(登録商標)]から成る長尺耐熱性樹脂フィルムFがそれぞれ使用されている。   Except for the difference in the structure of the built-in can roll with a gas release mechanism, Example 1 and Comparative Example 1 are film forming apparatuses for a long heat resistant resin film with a metal film shown in FIG. A long heat-resistant resin film F made of a heat-resistant polyimide film [Ube Industries, Ltd. Upilex (registered trademark)] having a width of 500 mm, a length of 800 m, and a thickness of 25 μm is used. ing.

[実施例1]
上記成膜装置(スパッタリングウェブコータ)50に組み込まれた図1に示すガス放出機構付きキャンロール56のキャンロール本体71は、直径900mm、幅750mmのアルミニウムで構成され、かつ、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。
[Example 1]
The can roll body 71 of the can roll 56 with a gas release mechanism shown in FIG. 1 incorporated in the film forming apparatus (sputtering web coater) 50 is made of aluminum having a diameter of 900 mm and a width of 750 mm, and has a hard surface on the surface of the roll body. Chrome plating is given.

また、図1に示す冷却パネル84と第二冷却パネル86には冷凍能力100〜200W(77K)クラスを用い、かつ、キャンロール本体71円筒部の内部と外部にそれぞれ設置すると共に、キャンロール本体71円筒部と冷却パネル84および第二冷却パネル86の間隔はそれぞれ10mmとした。   Further, the cooling panel 84 and the second cooling panel 86 shown in FIG. 1 use a refrigeration capacity of 100 to 200 W (77 K) class, and are respectively installed inside and outside the cylindrical portion of the can roll main body 71, and the can roll main body The distance between the 71 cylindrical portion and the cooling panel 84 and the second cooling panel 86 was 10 mm.

また、キャンロール本体71の円筒部外周面に、筒状の非回転軸(固定軸)76を中心に、角度1°毎に360列、かつ、間隔10mm毎に直径0.2mmのガス放出孔73が47個[ガス放出孔73の合計:(47個/列)×360列=16920個]設けられており、長尺耐熱性樹脂フィルムFの両端20mm付近に対応する円筒部外周面に上記ガス放出孔73は存在しない。また、キャンロール56の駆動には、歯車(ギヤ)77、78で直接駆動せずに図示外のタイミングベルトを介して駆動した。   Further, on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll body 71, gas discharge holes having a diameter of 0.2 mm at intervals of 10 mm and 360 rows at an angle of 1 ° with a cylindrical non-rotating shaft (fixed shaft) 76 as the center. 47 are provided [the total number of gas discharge holes 73: (47 pieces / row) × 360 rows = 16920 pieces], and the above is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion corresponding to the vicinity of both ends 20 mm of the long heat-resistant resin film F. The gas discharge hole 73 does not exist. Further, the can roll 56 was driven not via the gears (gears) 77 and 78 but via a timing belt (not shown).

上記キャンロール56の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFが巻き付けられない領域(図4に示す長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬出部bを始点とし、搬入部aを時計回りで終点とする角度Bの範囲に該当する長尺耐熱性樹脂フィルムFの非接触領域)における角度Bは約30°であることからガス放出防止部材72における図2に示す防止部材本体91の中心角も30°とし、かつ、図2に示すシール部材92には高い耐摩耗性を有するグラファイト配合のポリテトラフルオロエチレン[テフロン(登録商標)]を採用した。   A region where the long heat resistant resin film F is not wound around the outer peripheral surface of the can roll 56 (the unloading portion b of the long heat resistant resin film F shown in FIG. 4 is the starting point, and the loading portion a is the clockwise end point. Since the angle B in the non-contact region of the long heat resistant resin film F corresponding to the range of the angle B is about 30 °, the central angle of the prevention member main body 91 shown in FIG. In addition, for the seal member 92 shown in FIG. 2, polytetrafluoroethylene [Teflon (registered trademark)] blended with graphite having high wear resistance was adopted.

また、成膜する金属膜としては、シード層であるNi−Cr膜の上にCu膜を成膜するものとし、図4に示すマグネトロンスパッタターゲット57にはNi−Crターゲットを用い、マグネトロンスパッタターゲット58、59、60にはCuターゲットを用い、かつ、アルゴンガスを300sccm導入すると共に、各カソードへの印加電力は10kWの電力制御で成膜を行った。尚、図4に示す巻き出しロール51と巻き取りロール64の張力は100Nとした。   Further, as a metal film to be formed, a Cu film is formed on a Ni—Cr film as a seed layer, and a Ni—Cr target is used for the magnetron sputter target 57 shown in FIG. For 58, 59 and 60, a Cu target was used, and 300 sccm of argon gas was introduced, and film formation was performed with power control of 10 kW applied to each cathode. In addition, the tension | tensile_strength of the unwinding roll 51 and the winding roll 64 shown in FIG.

また、キャンロール56の冷却は冷却パネル84と第二冷却パネル86の輻射冷却により−20℃に制御しているが、長尺耐熱性樹脂フィルムFとキャンロール56との熱伝導効率が良好でないと冷却効果は期待できない。   Further, the cooling of the can roll 56 is controlled to −20 ° C. by radiation cooling of the cooling panel 84 and the second cooling panel 86, but the heat conduction efficiency between the long heat resistant resin film F and the can roll 56 is not good. And no cooling effect can be expected.

そして、巻き出しロール52に長尺耐熱性樹脂フィルムFをセットし、かつ、上記キャンロール56を経由して長尺耐熱性樹脂フィルムFの先端部を巻き取りロール64に取り付けた。   Then, the long heat resistant resin film F was set on the unwinding roll 52, and the leading end portion of the long heat resistant resin film F was attached to the winding roll 64 via the can roll 56.

また、真空チャンバー51を複数台のドライポンプにより5Paまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて3×10-3Paまで排気した。 The vacuum chamber 51 was evacuated to 5 Pa with a plurality of dry pumps, and further evacuated to 3 × 10 −3 Pa using a plurality of turbo molecular pumps and cryocoils.

そして、長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬送速度を3m/分に設定した後、各マグネトロンスパッタカソード57、58、59、60にアルゴンガスを導入しかつ電力を印加して、Ni−Cr膜のシード層とCu膜の成膜を開始した。   And after setting the conveyance speed of the long heat resistant resin film F to 3 m / min, argon gas was introduce | transduced into each magnetron sputter cathode 57, 58, 59, 60, and electric power was applied, and Ni-Cr film | membrane was used. Formation of the seed layer and Cu film was started.

また、長尺耐熱性樹脂フィルムFとキャンロール56との間に形成されるギャップ部(間隙)にガス圧力を500Paに保つため、非回転軸(固定軸)76の筒内に設けられたガス導入管81にマスフローコントローラーを用いて100sccmのアルゴンガスを導入した。上記ギャップ部(間隙)に導入するガスはアルゴンガスに限定されるものでなく、スパッタリング成膜に影響がなければ、上述した水素、ヘリウム、酸素、および、窒素、ネオン等が使用できる。   Further, in order to keep the gas pressure at 500 Pa in the gap (gap) formed between the long heat-resistant resin film F and the can roll 56, the gas provided in the cylinder of the non-rotating shaft (fixed shaft) 76 100 sccm of argon gas was introduced into the introduction tube 81 using a mass flow controller. The gas introduced into the gap portion (gap) is not limited to argon gas, and the above-described hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, neon, or the like can be used as long as sputtering film formation is not affected.

尚、成膜中におけるキャンロール56上の長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)F表面を観察できる観察窓から、キャンロールへのガス導入を行っている600mまでの長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを観察しところ、マグネトロンスパッタリングカソード57、58、59、60の成膜ゾーンを通過した成膜直後における長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの進行方向と平行な方向に、皺発生の原因となるキャンロール56上における長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの浮きが観察されることは無かった。   A long heat resistant resin up to 600 m in which gas is introduced into the can roll from the observation window through which the surface of the long heat resistant resin film (heat resistant polyimide film) F on the can roll 56 can be observed during film formation. When the film (heat-resistant polyimide film) F was observed, the traveling direction of the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F immediately after film formation after passing through the film formation zones of the magnetron sputtering cathodes 57, 58, 59, 60 The float of the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F on the can roll 56 that causes wrinkles was not observed in the direction parallel to the surface.

そして、長さ600mの長尺耐熱性樹脂フィルムFが通過した時点で、各プラズマ反応室のプラズマと各マグネトロンスパッタカソードへの電力を停止し、かつ、それぞれのガス導入も停止した。   Then, when the long heat-resistant resin film F having a length of 600 m passed, power to the plasma in each plasma reaction chamber and each magnetron sputter cathode was stopped, and each gas introduction was also stopped.

最後に、長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬送を停止し、かつ、各ポンプを停止してからベント(大気開放)し、巻き出しロール52から長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの終端部を外し、全ての長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを巻き取りロール64に巻き取ってから取り外した。   Finally, the conveyance of the long heat-resistant resin film F is stopped, and each pump is stopped and vented (released to the atmosphere), and the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F is fed from the unwinding roll 52. After removing the terminal portion, the entire long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F was taken up on the take-up roll 64 and removed.

そして、成膜が完了した後、巻き取りロール64に巻き取られた長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを大気中にて展開し、皺および傷の有無を確認したところ、キャンロール56へのガス導入を行っていた0〜600mまでの間に皺および傷は確認されなかった。   After the film formation was completed, the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F wound around the take-up roll 64 was developed in the atmosphere and confirmed for wrinkles and scratches. No flaws or scratches were observed between 0 and 600 m when the gas was introduced into the roll 56.

[比較例1]
上記成膜装置(スパッタリングウェブコータ)50に組み込まれた図5〜図7に示すガス放出機構付きキャンロール56の円筒部材10は、直径900mm、幅750mmのアルミニウムで構成され、かつ、円筒部材10の表面にハードクロムめっきが施されている。
[Comparative Example 1]
The cylindrical member 10 of the can roll 56 with a gas release mechanism shown in FIGS. 5 to 7 incorporated in the film forming apparatus (sputtering web coater) 50 is made of aluminum having a diameter of 900 mm and a width of 750 mm, and the cylindrical member 10. Hard chrome plating is applied to the surface of

また、ジャケットロール構造を有する円筒部材10の肉厚部内に直径4mmの360本のガス導入路14を穿設すると共に、1本のガス導入路14に対し間隔10mm毎に直径0.2mmのガス放出孔15が47個[ガス放出孔15の合計:(47個/列)×360列=16920個]設けられており、実施例1と同様、長尺耐熱性樹脂フィルムFの両端20mm付近に対応する円筒部材10外周面にガス放出孔15は存在しない。尚、このキャンロール56は、図6に示すようにキャンロール56と回転軸12が一体化しているので全体が回転する機構になっている。   Further, 360 gas introduction passages 14 having a diameter of 4 mm are formed in the thick portion of the cylindrical member 10 having a jacket roll structure, and a gas having a diameter of 0.2 mm is provided for each gas introduction passage 14 at intervals of 10 mm. 47 discharge holes 15 [total of gas discharge holes 15: (47 / row) × 360 rows = 16920] are provided, and in the same manner as in Example 1, both ends of the long heat-resistant resin film F are near 20 mm. There is no gas discharge hole 15 on the outer peripheral surface of the corresponding cylindrical member 10. As shown in FIG. 6, the can roll 56 is a mechanism that rotates as a whole because the can roll 56 and the rotary shaft 12 are integrated.

キャンロール56の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFが巻き付けられない領域(図4に示す長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬出部bを始点とし、搬入部aを時計回りで終点とする角度Bの範囲に該当する非接触領域)の角度Bは約30°で、この角度範囲におけるガス導入路14は30本になる。このため、図7に示すガスロータリージョイント20におけるガス導入側の固定リングユニット22に設けられる略C字形状の固定開口部24aの角度は330°となり、ガス導入側固定リングユニット22の上記固定開口部24aが設けられた部位に対向するガス放出側回転リングユニット21の回転開口部23aを介し、キャンロール56の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムFが巻き付けられる領域(図4に示す長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬入部aを始点とし、搬出部bを時計回りで終点とする角度Aの範囲に該当する接触領域)に位置するキャンロール外周面と長尺耐熱性樹脂フィルム間のギャップ部にガスが導入されるように構成されている。尚、キャンロール56の360本のガス導入路14を図5〜図7に示すガスロータリージョイント20に直接接続するのは困難なため、ガス導入路14の10本をガス分配管(図示せず)に接続した後、図示外のガス導入チューブに接続している。   A region where the long heat resistant resin film F is not wound around the outer peripheral surface of the can roll 56 (an angle having the carry-out portion b of the long heat-resistant resin film F shown in FIG. 4 as the start point and the carry-in portion a as the end point in the clockwise direction) The angle B of the non-contact region corresponding to the range of B is about 30 °, and there are 30 gas introduction paths 14 in this angle range. For this reason, the angle of the substantially C-shaped fixing opening 24a provided in the fixing ring unit 22 on the gas introduction side in the gas rotary joint 20 shown in FIG. The region where the long heat-resistant resin film F is wound around the outer peripheral surface of the can roll 56 through the rotation opening 23a of the gas discharge side rotation ring unit 21 facing the portion where the portion 24a is provided (the long length shown in FIG. 4) The gap between the outer surface of the can roll and the long heat resistant resin film located in the contact area corresponding to the range of the angle A starting from the carry-in part a of the heat-resistant resin film F and starting from the carry-out part b in the clockwise direction. Gas is introduced into the part. Since it is difficult to directly connect the 360 gas introduction paths 14 of the can roll 56 to the gas rotary joint 20 shown in FIGS. 5 to 7, 10 gas introduction paths 14 are connected to a gas distribution pipe (not shown). ) And then connected to a gas introduction tube (not shown).

また、実施例1と同様、成膜する金属膜は、シード層であるNi−Cr膜の上にCu膜を成膜するものとし、図4に示すマグネトロンスパッタターゲット57にはNi−Crターゲットを用い、マグネトロンスパッタターゲット58、59、60にはCuターゲットを用い、かつ、アルゴンガスを300sccm導入すると共に、各カソードへの印加電力は10kWの電力制御で成膜を行った。尚、図4に示す巻き出しロール51と巻き取りロール64の張力は100Nとした。   Similarly to Example 1, the metal film to be formed is a Cu film formed on the Ni—Cr film that is the seed layer, and the magnetron sputter target 57 shown in FIG. The magnetron sputtering target 58, 59, 60 was used with a Cu target, and argon gas was introduced at 300 sccm, and the power applied to each cathode was controlled at 10 kW. In addition, the tension | tensile_strength of the unwinding roll 51 and the winding roll 64 shown in FIG.

また、キャンロール56の冷媒循環部11内には−20℃に温度制御された冷熱媒を循環させたが、長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fとキャンロール56との熱伝導効率が良好でないと冷却効果は期待できない。   In addition, although a cooling medium whose temperature was controlled at −20 ° C. was circulated in the refrigerant circulation portion 11 of the can roll 56, the heat conduction between the long heat resistant resin film (heat resistant polyimide film) F and the can roll 56. If the efficiency is not good, the cooling effect cannot be expected.

そして、巻き出しロール52に長尺耐熱性樹脂フィルムFをセットし、かつ、上記キャンロール56を経由して長尺耐熱性樹脂フィルムFの先端部を巻き取りロール64に取り付けた。   Then, the long heat resistant resin film F was set on the unwinding roll 52, and the leading end portion of the long heat resistant resin film F was attached to the winding roll 64 via the can roll 56.

また、真空チャンバー51を複数台のドライポンプにより5Paまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて3×10-3Paまで排気した。 The vacuum chamber 51 was evacuated to 5 Pa with a plurality of dry pumps, and further evacuated to 3 × 10 −3 Pa using a plurality of turbo molecular pumps and cryocoils.

そして、長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬送速度を3m/分に設定した後、各マグネトロンスパッタカソード57、58、59、60にアルゴンガスを導入しかつ電力を印加して、Ni−Cr膜のシード層とCu膜の成膜を開始した。   And after setting the conveyance speed of the long heat resistant resin film F to 3 m / min, argon gas was introduce | transduced into each magnetron sputter cathode 57, 58, 59, 60, and electric power was applied, and Ni-Cr film | membrane was used. Formation of the seed layer and Cu film was started.

また、長尺耐熱性樹脂フィルムFとキャンロール56との間に形成されるギャップ部(間隙)にガス圧力を500Paに保つため、キャンロール56に取り付けられた上記ガスロータリージョイント20にはマスフローコントローラーを用いて100sccmのアルゴンガスを導入した。尚、このガスは、アルゴンガスに限定されず、スパッタリング成膜に影響がなければ、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、水素等が利用できる。   The gas rotary joint 20 attached to the can roll 56 has a mass flow controller in order to keep the gas pressure at 500 Pa in the gap (gap) formed between the long heat resistant resin film F and the can roll 56. Was used to introduce 100 sccm of argon gas. Note that this gas is not limited to argon gas, and oxygen, nitrogen, helium, neon, hydrogen, and the like can be used as long as they do not affect the sputtering film formation.

また、実施例1と同様、成膜中におけるキャンロール56上の長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)F表面を観察できる観察窓から、キャンロール56へのガス導入を行っている600mまでの長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを観察しところ、マグネトロンスパッタリングカソード57、58、59、60の成膜ゾーンを通過した成膜直後における長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの進行方向と平行な方向に、皺発生の原因となるキャンロール56上における長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの浮きが観察されることは無かった。   Similarly to Example 1, gas is introduced into the can roll 56 through an observation window through which the surface of the long heat resistant resin film (heat resistant polyimide film) F on the can roll 56 can be observed during film formation. The long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F is observed, and the long heat-resistant resin film (heat resistance) immediately after film formation after passing through the film formation zones of the magnetron sputtering cathodes 57, 58, 59, 60 is observed. The float of the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F on the can roll 56 that causes wrinkles was not observed in a direction parallel to the traveling direction of the polyimide film F).

そして、長さ600mの長尺耐熱性樹脂フィルムFが通過した時点で、各プラズマ反応室のプラズマと各マグネトロンスパッタカソードへの電力を停止し、かつ、それぞれのガス導入も停止した。   Then, when the long heat-resistant resin film F having a length of 600 m passed, power to the plasma in each plasma reaction chamber and each magnetron sputter cathode was stopped, and each gas introduction was also stopped.

最後に、長尺耐熱性樹脂フィルムFの搬送を停止し、かつ、各ポンプを停止してからベント(大気開放)し、巻き出しロール52から長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fの終端部を外し、全ての長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを巻き取りロール64に巻き取ってから取り外した。   Finally, the conveyance of the long heat-resistant resin film F is stopped, and each pump is stopped and vented (released to the atmosphere), and the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F is fed from the unwinding roll 52. After removing the terminal portion, the entire long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F was taken up on the take-up roll 64 and removed.

そして、成膜が完了した後、巻き取りロール64に巻き取られた長尺耐熱性樹脂フィルム(耐熱性ポリイミドフィルム)Fを大気中にて展開し、皺および傷の有無を確認したところ、キャンロール56へのガス導入を行っていた0〜600mまでの間に皺および傷は確認されなかった。   After the film formation was completed, the long heat-resistant resin film (heat-resistant polyimide film) F wound around the take-up roll 64 was developed in the atmosphere and confirmed for wrinkles and scratches. No flaws or scratches were observed between 0 and 600 m when the gas was introduced into the roll 56.

[確 認]
図5〜図7に示した比較例1に係るガス放出機構付きキャンロールと比較し、図1に示す実施例1に係るガス放出機構付きキャンロールは、従来のガス導入路14と冷媒循環部11を具備しない簡略化された構造であるにも拘らず同等な性能を有しており、しかも、キャンロールの製造期間・コスト共に大幅に軽減でき、かつ、キャンロール本体が軽量のため小型のモータを使用できる等節電にも寄与できる優位性を有していることが確認される。
[Confirmation]
Compared with the can roll with a gas release mechanism according to the first comparative example shown in FIGS. 5 to 7, the can roll with the gas discharge mechanism according to the first embodiment shown in FIG. Despite having a simplified structure that does not have 11, the production performance and cost of the can roll can be greatly reduced, and the can roll body is lightweight and compact. It is confirmed that the motor has an advantage that it can contribute to power saving.

本発明に係るガス放出機構付きキャンロールは、従来のガス放出機構付きキャンロールと較べて簡略化された構造であるにも拘らず同等な性能を有していることから低コストで提供できるため、液晶テレビ、携帯電話等のフレキシブル配線基板に用いられる銅張積層樹脂フィルム(金属膜付耐熱性樹脂フィルム)の製造装置並びに製造方法として適用される産業上の利用可能性を有している。   The can roll with a gas release mechanism according to the present invention can be provided at low cost because it has the same performance despite having a simplified structure as compared with a conventional can roll with a gas release mechanism. In addition, the present invention has industrial applicability applied as a manufacturing apparatus and manufacturing method for a copper-clad laminated resin film (heat-resistant resin film with a metal film) used for flexible wiring boards such as liquid crystal televisions and mobile phones.

10 円筒部材
11 冷媒循環部
12 回転軸
12a 内側配管
12b 外側配管
13 ベアリング
14 ガス導入路
15 ガス放出孔
20 ガスロータリージョイント
21 回転リングユニット
21a 摺接面
22 固定リングユニット
22a 摺接面
23 ガス供給路
23a 回転開口部
24 ガス分配路
24a 固定開口部
25 連結配管
26 供給配管
50 成膜装置(スパッタリングウェブコータ)
51 真空チャンバー
52 巻き出しロール
53 フリーロール
54 張力センサロール
55 フィードロール
56 キャンロール
56a 回転中心線
57 マグネトロンスパッタリングカソード
58 マグネトロンスパッタリングカソード
59 マグネトロンスパッタリングカソード
60 マグネトロンスパッタリングカソード
61 フィードロール
62 張力センサロール
63 フリーロール
64 巻き取りロール
70 真空チャンバー壁
71 キャンロール本体
72 ガス放出防止部材
73 ガス放出孔
74 軸受(ベアリング)
75 Oリング
76 非回転軸(固定軸)
77 歯車(ギヤ)
78 歯車(ギヤ)
79 モータ
80 配管(冷媒配管)
81 ガス導入管
82 シール部材
83 弾性部材(スプリング)
84 冷却パネル(クライオ冷却パネル)
85 配管(冷媒配管)
86 第二冷却パネル
90 非回転軸(固定軸)
91 防止部材本体
92 シール部材
93 弾性部材(スプリング)
94 円筒部
95 ガス導入管
96 冷却パネル
97 第二冷却パネル
98 シール部材
99 シール部材
100 肉厚部
a 搬入部
b 搬出部
F 長尺耐熱性樹脂フィルム(長尺基板)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylindrical member 11 Refrigerant circulation part 12 Rotating shaft 12a Inner piping 12b Outer piping 13 Bearing 14 Gas introduction path 15 Gas discharge hole 20 Gas rotary joint 21 Rotating ring unit 21a Sliding surface 22 Fixed ring unit 22a Sliding surface 23 Gas supply path 23a Rotating opening 24 Gas distribution path 24a Fixed opening 25 Connection pipe 26 Supply pipe 50 Film forming apparatus (sputtering web coater)
51 Vacuum Chamber 52 Unwinding Roll 53 Free Roll 54 Tension Sensor Roll 55 Feed Roll 56 Can Roll 56a Rotation Center Line 57 Magnetron Sputtering Cathode 58 Magnetron Sputtering Cathode 59 Magnetron Sputtering Cathode 60 Magnetron Sputtering Cathode 61 Feed Roll 62 Tension Sensor Roll 63 Free Roll 64 Winding roll 70 Vacuum chamber wall 71 Can roll body 72 Gas release prevention member 73 Gas release hole 74 Bearing
75 O-ring 76 Non-rotating shaft (fixed shaft)
77 Gear
78 Gear
79 Motor 80 Piping (refrigerant piping)
81 Gas introduction pipe 82 Seal member 83 Elastic member (spring)
84 Cooling panel (cryo cooling panel)
85 Piping (refrigerant piping)
86 Second cooling panel 90 Non-rotating shaft (fixed shaft)
91 Prevention member body 92 Seal member 93 Elastic member (spring)
94 Cylindrical part 95 Gas introduction pipe 96 Cooling panel 97 Second cooling panel 98 Seal member 99 Seal member 100 Thick part a Carry-in part b Carry-out part F Long heat-resistant resin film (long board)

Claims (11)

真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板を外周面に巻き付けて冷却するキャンロールにおいて、
筒状の非回転軸と、
外周面に複数のガス放出孔が設けられた円筒部と、該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に、上記非回転軸が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸に回転可能に装着されたキャンロール本体と、
上記キャンロール本体の円筒部外周面に長尺基板が搬入される搬入部を始点とし長尺基板が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置され、かつ、上記非回転軸の筒内に設けられた配管を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル若しくは冷却コイルと、
上記非回転軸の筒内に設けられ、かつ、真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管と、
長尺基板が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置され、かつ、上記円筒部のガス放出孔を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材と、
上記キャンロール本体を回転駆動する駆動手段を具備し、
上記キャンロール本体の円筒部と該円筒部内のガスが冷却パネル若しくは冷却コイルにより冷却されるようになっていることを特徴とするキャンロール。
In a can roll that cools a long substrate that is transported by roll-to-roll in a vacuum chamber around an outer peripheral surface,
A cylindrical non-rotating shaft;
A cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes on the outer peripheral surface, and a pair of circular side portions closed at the open end of the cylindrical portion and provided with an opening at the center, and the non-rotating shaft A can roll body fitted into the opening of the circular side part and each circular side part rotatably mounted on the non-rotating shaft;
The inside of the cylindrical portion located in the contact area of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-in portion into which the long substrate is carried into the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the can roll main body and starting from the carry-out portion from which the long substrate is carried out A cooling panel or a cooling coil which is disposed in the vicinity of the peripheral surface and to which refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe provided in the cylinder of the non-rotating shaft;
A gas introduction pipe that is provided in the cylinder of the non-rotating shaft and discharges gas supplied from the outside of the vacuum chamber to the inner space of the cylindrical portion;
Arranged to contact the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the non-contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-out portion where the long substrate is carried out and starting from the carry-in portion where the long substrate is carried in And a gas discharge preventing member for closing the gas discharge hole of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion,
Comprising driving means for rotationally driving the can roll body;
A can roll characterized in that a cylindrical portion of the can roll main body and a gas in the cylindrical portion are cooled by a cooling panel or a cooling coil.
上記非回転軸に基端側が固定された断面略扇形状の防止部材本体と、該防止部材本体の先端側に設けられかつ上記円筒部の内周面に当接すると共に耐摩耗性を有するシール部材と、上記防止部材本体の先端側に埋設されかつシール部材を上記円筒部の内周面に向けて押圧する弾性部材とで上記ガス放出防止部材が構成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャンロール。   A preventive member main body having a substantially fan-shaped cross section whose proximal end is fixed to the non-rotating shaft, and a seal member provided on the front end side of the preventive member main body and in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion and having wear resistance And the elastic member that is embedded in the distal end side of the main body of the preventive member and presses the seal member toward the inner peripheral surface of the cylindrical portion. Can roll according to. 上記真空チャンバー内における円筒部の外側でかつ冷却パネル若しくは冷却コイルと対向する領域に、真空チャンバー外部の冷凍機から配管を介し冷媒が供給される第二冷却パネル若しくは冷却コイルが設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のキャンロール。   A second cooling panel or cooling coil to which refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe is provided outside the cylindrical portion in the vacuum chamber and facing the cooling panel or cooling coil. The can roll according to claim 1 or 2. 真空チャンバーと、該真空チャンバー内においてロールツーロールで長尺基板を搬送する搬送機構と、外周面に長尺基板を巻き付けて冷却するキャンロールと、キャンロールの外周面に巻き付けられた長尺基板に対して熱負荷の掛かる表面処理を施す処理手段を備えた長尺基板処理装置において、
請求項1〜3のいずれかに記載のキャンロールにより上記キャンロールが構成されていることを特徴とする長尺基板処理装置。
A vacuum chamber, a transport mechanism that transports a long substrate by roll-to-roll in the vacuum chamber, a can roll that winds and cools the long substrate around the outer peripheral surface, and a long substrate wound around the outer peripheral surface of the can roll In a long substrate processing apparatus provided with a processing means for performing a surface treatment on which a thermal load is applied,
The long substrate processing apparatus, wherein the can roll is configured by the can roll according to claim 1.
上記熱負荷の掛かる表面処理が真空成膜処理であることを特徴とする請求項4に記載の長尺基板処理装置。   The long substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the surface treatment to which the thermal load is applied is a vacuum film forming process. 上記真空成膜処理がスパッタリング処理であることを特徴とする請求項5に記載の長尺基板処理装置。   The long substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the vacuum film forming process is a sputtering process. 上記熱負荷の掛かる表面処理がプラズマ処理またはイオンビーム処理であることを特徴とする請求項4に記載の長尺基板処理装置。   5. The long substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the surface treatment to which the thermal load is applied is a plasma treatment or an ion beam treatment. 真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けると共に、キャンロールの外周面に設けられた複数のガス放出孔から上記外周面と長尺基板との間に冷却ガスを導入しながら長尺基板に対して熱負荷の掛かる表面処理を行う長尺基板処理方法において、
上記キャンロールを、筒状の非回転軸と、外周面に複数のガス放出孔が設けられた円筒部と該円筒部の開放端側を閉止しかつ中心部に開口が設けられた一対の円形側部を有すると共に上記非回転軸が各円形側部の開口に嵌入されて各円形側部が非回転軸に回転可能に装着されたキャンロール本体と、上記キャンロール本体の円筒部外周面に長尺基板が搬入される搬入部を始点とし長尺基板が搬出される搬出部を終点とする円筒部外周面の接触領域に位置した上記円筒部の内周面近傍部位に配置されかつ上記非回転軸の筒内に設けられた配管を介し真空チャンバー外部の冷凍機から冷媒が供給される冷却パネル若しくは冷却コイルと、上記非回転軸の筒内に設けられかつ真空チャンバーの外部から供給されるガスを円筒部の内側空間に放出するガス導入管と、長尺基板が搬出される上記搬出部を始点とし長尺基板が搬入される上記搬入部を終点とする円筒部外周面の非接触領域に位置した円筒部の内周面に当接するように配置されかつ上記円筒部のガス放出孔を円筒部内側から閉止するガス放出防止部材と、上記キャンロール本体を回転駆動する駆動手段とで構成し、
キャンロール本体の円筒部と該円筒部内のガスを上記冷却パネル若しくは冷却コイルにより冷却しながらキャンロール外周面に巻き付けられた長尺基板に対し熱負荷の掛かる表面処理を行うことを特徴とする長尺基板処理方法。
A long substrate conveyed by roll-to-roll in a vacuum chamber is wound around the outer peripheral surface of the can roll, and a plurality of gas discharge holes provided in the outer peripheral surface of the can roll are interposed between the outer peripheral surface and the long substrate. In a long substrate processing method for performing a surface treatment that applies a thermal load to a long substrate while introducing a cooling gas,
The can roll includes a cylindrical non-rotating shaft, a cylindrical portion provided with a plurality of gas discharge holes on the outer peripheral surface, and a pair of circular shapes with the open end side of the cylindrical portion closed and an opening provided in the central portion. A can roll body having a side portion and the non-rotating shaft is fitted into the opening of each circular side portion, and each circular side portion is rotatably mounted on the non-rotating shaft; and a cylindrical portion outer peripheral surface of the can roll body Arranged in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the contact area of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the carry-in portion where the long substrate is carried in and starting from the carry-out portion where the long substrate is carried out, and A cooling panel or cooling coil to which refrigerant is supplied from a refrigerator outside the vacuum chamber via a pipe provided in the cylinder of the rotary shaft, and provided from the outside of the vacuum chamber provided in the cylinder of the non-rotating shaft. Release gas into the space inside the cylinder On the inner peripheral surface of the cylindrical portion located in the non-contact region of the outer peripheral surface of the cylindrical portion starting from the unloading portion from which the long substrate is unloaded and starting from the unloading portion from which the long substrate is unloaded. A gas discharge preventing member disposed so as to abut and closing the gas discharge hole of the cylindrical portion from the inside of the cylindrical portion; and a driving means for rotationally driving the can roll body,
The surface of the cylindrical portion of the can roll body and the long substrate wound around the outer surface of the can roll while cooling the gas in the cylindrical portion by the cooling panel or the cooling coil is subjected to a heat treatment. Measure substrate processing method.
上記熱負荷の掛かる表面処理が真空成膜処理であることを特徴とする請求項8に記載の長尺基板処理方法。   The long substrate processing method according to claim 8, wherein the heat treatment is a vacuum film formation process. 上記真空成膜処理がスパッタリング処理であることを特徴とする請求項9に記載の長尺基板処理方法。   The long substrate processing method according to claim 9, wherein the vacuum film forming process is a sputtering process. 上記熱負荷の掛かる表面処理がプラズマ処理またはイオンビーム処理であることを特徴とする請求項8に記載の長尺基板処理方法。   The long substrate processing method according to claim 8, wherein the surface treatment to which the thermal load is applied is a plasma treatment or an ion beam treatment.
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