JP2014101532A - 真空成膜装置と真空成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来装置に大規模な改造、改変を加えることなく樹脂フィルム（長尺体）に皺等が生じ難い真空成膜装置を提供する。
【解決手段】長尺体113を巻き出す巻出ロール114、長尺体を巻き取る巻取ロール129、冷却キャンロール123、スパッタリングカソード130〜133を真空室内に備え、搬送される長尺体を冷却キャンロール外周面に巻き付け、冷却キャンロール外周面と接していない長尺体表面にスパッタリングカソードにより薄膜を形成する真空成膜装置であって、冷却キャンロールと巻取ロール間を搬送される長尺体の表面近傍位置に設けられかつ130Ｋ以下に冷却可能な冷凍機135を有する冷却パネル134と、搬送中の長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段を具備することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロール・ツー・ロール方式により搬送されてくる長尺状の樹脂フィルム、金属箔、金属ストリップ等の長尺体を冷却キャンロールの外周面に巻き付け、冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面にスパッタリング等の熱負荷を伴う成膜手段により薄膜を形成する真空成膜装置と真空成膜方法に係り、特に、薄膜が形成された樹脂フィルム等の長尺体を巻取ロールに巻き取った後において、巻き取られた長尺体に皺等が発生し難い真空成膜装置と真空成膜方法の改良に関するものである。

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。

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。

上記メタライジング法については、特許文献１に、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に、銅ニッケル合金をターゲットとするスパッタリングで形成した第一の金属薄膜と、銅をターゲットとするスパッタリングで形成した第二の金属薄膜とが、この順でポリイミドフィルム上に積層されたフレキシブル回路基板用材料（すなわち、銅張積層樹脂フィルム基板）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に真空成膜を行って金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造する場合、以下に述べるスパッタリングウェブコーターを用いることが一般的である。

そして、上述したスパッタリング法は、一般に、成膜された金属薄膜等の密着力に優れる利点を有する反面、真空蒸着法に比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かかると、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、スパッタリングウェブコーターでは、ロール・ツー・ロール等により搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムを、冷却機能を備える冷却キャンロールに密着させながら巻き付けることで成膜中の耐熱性樹脂フィルムを裏面側から冷却する方式が採用されている。

ところで、成膜中の耐熱性樹脂フィルムを冷却キャンロールにより裏面側から冷却する方式が採られているとしても、冷却キャンロールから搬出される成膜直後における耐熱性樹脂フィルムのフィルム温度は常温よりも高温になっている。そして、真空チャンバー内において、冷却キャンロールから搬出され巻取ロールの位置まで搬送される間に上記耐熱性樹脂フィルムのフィルム温度が常温まで低下することはないため、巻取ロールに巻き取られた後において耐熱性樹脂フィルムに皺等が生ずることがあった。すなわち、常温以上に加熱された耐熱性樹脂フィルムが巻取ロールに巻き取られた後、耐熱性樹脂フィルムのフィルム温度が常温まで低下すると、その温度差による熱膨張係数に依存してフィルムの巻きがきつくなり（「巻き締まり」と一般に称される）、このことが原因となって巻き取られたフィルム同士が張り付き、あるいはフィルムに皺等が生ずることがあった。

そこで、冷却キャンロールから巻取ロールまでの搬送路間に冷却ロールを付設し、この冷却ロールに接触させることにより、巻き取り前の耐熱性樹脂フィルムを冷却する真空成膜装置が提案されている。

以下、冷却キャンロールから巻取ロールまでの搬送路間に上記冷却ロールが付設された真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）の一例について図１に示す。

この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）は、成膜前の耐熱性樹脂フィルム（長尺体）１３を巻き出すための巻出ロール１４を有する巻き出し室１０と、マグネトロンスパッタリングカソード３２、３３、３４、３５と冷媒（冷却水）により冷却された冷却キャンロール２３を有し、巻き出し室１０から搬入された耐熱性樹脂フィルム１３に成膜を行なう成膜室１１と、冷媒（冷却水）により冷却された冷却ロール２８、２９と巻取ロール３１を有し、成膜室１１から搬入された成膜後の耐熱性樹脂フィルム１３を巻取ロール３１に巻き取る巻き取り室１２を備えている。

上記巻き出し室１０において、成膜前の耐熱性樹脂フィルム１３は巻出ロール１４から巻き出され、張力センサーロール１５を通過し、かつ、耐熱性樹脂フィルム１３を乾燥させるためのヒーター１７、１８が入ったヒーターボックス１６を通過した後、フリーロール１９を通過して成膜室１１へ搬出される。

上記成膜室１１において、巻き出し室１０から搬入された耐熱性樹脂フィルム１３はフリーロール２０、張力センサーロール２１を通過し、かつ、前フィードロール２２、冷却キャンロール２３、後フィードロール２４を経由し、張力センサーロール２５、フリーロール２６を通過して巻き取り室１２へ搬出される。尚、上記前フィードロール２２を介し冷却キャンロール２３の外周面に巻き付けられた耐熱性樹脂フィルム１３は、冷却キャンロール２３により裏面側から冷却されながら、耐熱性樹脂フィルム１３の表面にスパッタリングカソード３２、３３、３４、３５により薄膜が形成される。

上記巻き取り室１２において、成膜室１１から搬入された耐熱性樹脂フィルム１３はフリーロール２７、冷却ロール２８、２９を通過し、張力センサーロール３０を経由して、巻取ロール３１に巻き取られる。

この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）においては、各張力センサーロール１５、２１、２５、３０の張力値により、巻出ロール１４、前フィードロール２２、冷却キャンロール２３、後フィードロール２４、冷却ロール２８、２９を回動させるモーターの回転数、モータートルク等が制御されて、耐熱性樹脂フィルム１３に対する所定の張力範囲を維持して搬送するようになっている。

尚、図１は、耐熱性樹脂フィルム１３の搬送方向を変えるためのフリーロールの一部と真空排気設備の図示を省略している。

ところで、この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）において、耐熱性樹脂フィルム１３は巻き出し室１０のヒーター１７、１８により加熱され、冷却キャンロール２３により裏面側から冷却されてはいるが、成膜室１１のスパッタリングカソード３２、３３、３４、３５により熱負荷を受けるため、成膜直後における耐熱性樹脂フィルム１３のフィルム温度は６０℃以上にもなっていることがある。このフィルム温度を保持した状態で、耐熱性樹脂フィルム１３が巻き取り室１２の巻取ロール３１に巻き取られた場合、上述したようにフィルム温度が常温まで冷えると、その温度差による熱膨張係数に依存してフィルムの巻きがきつくなり（巻き締まり）、これによりフィルム同士が張り付き（ブロッキング）、皺等を生ずる原因になることがある。例えば、耐熱性樹脂フィルムであるポリイミドフィルムの代表的な線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／Ｋであることから、１０００ｍｍ当たり１０℃温度低下で０．１２ｍｍ縮む計算になる。

そこで、冷却キャンロールから巻取ロールまでの搬送路間に上記冷却ロールを付設したこの真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）においては、巻き締まり、ブロッキング、皺等の発生を防止するため、巻き取り室１２の冷却ロール２８、２９に接触させて耐熱性樹脂フィルム１３のフィルム温度を常温付近まで冷やしてから、巻取ロール３１に巻き取るようになっている。

しかし、冷媒（冷却水）で冷却される上記冷却ロール２８、２９は、ロール内部に冷媒（冷却水）を循環させる必要があるため複雑な構造となり、かつ、循環させる冷媒（冷却水）に起因して回転抵抗が大きいため、モーターを具備しないフリーロールで上記冷却ロール２８、２９を構成することはできず、モーターを具備した駆動ロールとなる。

このため、巻き取り室に上記冷却ロールを具備しない既存の真空成膜装置に、後から冷却ロールを追加改造することは極めて難しい。すなわち、冷却ロールを具備しない既存の真空成膜装置を改造するとなれば、減圧状態を維持する巻き取り室１２（減圧容器）に、外部モーターに接続させる冷却ロール２８、２９の軸穴を開設する必要が生じ、かつ、駆動ロールの追加によるフリーロールの追加等搬送経路の変更も必要となる。そして、空間スペースに余裕のない巻き取り室１２に上記軸穴の開設や搬送経路の追加等を行なおうとすると、最終的には巻き取り室１２の拡張等大規模な改造が必要となり、巻き取り室１２の減圧状態の維持が困難となる問題が存在する。更に、既に設置された巻き取り室１２の正確な位置に、現場において軸穴等を開設することは極めて難しく現実的でない。また、耐熱性樹脂フィルム１３を冷却ロール２８、２９に接触させて直接冷やした場合、冷却ロール２８、２９上において熱膨張係数に依存した収縮が起こるため、耐熱性樹脂フィルム１３に傷が生ずることもあった。更に、追加する駆動ロールに起因して、長尺状耐熱性樹脂フィルム（長尺体）における搬送制御系の追加改造が必要となる問題も存在する。

特開平２−９８９９４号公報 特許第３４４７０７０号公報

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、巻取ロールを有する巻き取り室に樹脂フィルム等長尺体を冷却する冷却手段が付設されていない既存の真空成膜装置に対しても、大規模な改造、改変を加えることなく冷却手段を付設することが可能な真空成膜装置を提供し、かつ、薄膜が形成された樹脂フィルム等長尺体を巻取ロールに巻き取った後において、巻き取られた長尺体に皺等が発生し難い真空成膜装置と真空成膜方法を提供することにある。

そこで、本発明者が上記課題を解決するため鋭意研究を行なった結果、冷媒で冷却する従来の冷却ロール構造に代え、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される冷却手法を採用することで、既存の真空成膜装置に対して大規模な改造、改変を加えることなく長尺体の皺等が生じ難い真空成膜装置が得られることを見出すに至った。

すなわち、請求項１に係る発明は、
長尺体を巻き出す巻出ロールと、長尺体を巻き取る巻取ロールと、巻出ロールと巻取ロール間に設けられかつ回転駆動される冷却キャンロールと、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段とを真空チャンバー内に備え、ロール・ツー・ロール方式により搬送されてくる長尺体を冷却キャンロールの外周面に巻き付けると共に、冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に上記成膜手段により薄膜を形成する真空成膜装置において、
上記冷却キャンロールと巻取ロール間を搬送される長尺体の表面近傍位置に設けられかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、搬送中の上記長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とを具備することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の真空成膜装置において、
上記冷却ガス導入手段が、ノズル先端を長尺体表面と冷却パネルとの間に向けて配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１に記載の真空成膜装置において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記長尺体と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とし、
請求項４に係る発明は、
請求項１に記載の真空成膜装置において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項１に記載の真空成膜装置において、
熱負荷を伴う上記成膜手段が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする。

次に、請求項６に係る発明は、
真空チャンバー内の上流側に設けられた巻出ロールから巻き出された長尺体を回転駆動される冷却キャンロールの外周面に巻き付け、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段により冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に薄膜を形成すると共に、薄膜が形成された上記長尺体を真空チャンバー内の下流側に設けられた巻取ロールに巻き取るロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
薄膜が形成された上記長尺体を、冷却キャンロールと巻取ロール間に配置されかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルの近傍を該冷却パネルに接触させることなく通過させると共に、冷却ガス導入手段から通過中の長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入して薄膜が形成された長尺体を冷却することを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、
請求項６に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
上記冷却パネルのパネル温度を、冷却ガス導入手段により導入される冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却ガスが凝集する温度よりも高く設定することを特徴とし、
請求項８に係る発明は、
請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
上記冷却ガス導入手段が、ノズル先端を長尺体表面と冷却パネルとの間に向けて配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とし、
請求項９に係る発明は、
請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記長尺体と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とし、
請求項１０に係る発明は、
請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とするものである。

本発明に係る真空成膜装置は、
長尺体を巻き出す巻出ロールと、長尺体を巻き取る巻取ロールと、巻出ロールと巻取ロール間に設けられかつ回転駆動される冷却キャンロールと、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段とを真空チャンバー内に備え、ロール・ツー・ロール方式により搬送されてくる長尺体を冷却キャンロールの外周面に巻き付けると共に、冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に上記成膜手段により薄膜を形成する真空成膜装置において、上記冷却キャンロールと巻取ロール間を搬送される長尺体の表面近傍位置に設けられかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、搬送中の上記長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とを具備することを特徴としている。

そして、本発明に係る真空成膜装置によれば、
冷媒で冷却する従来の冷却ロール構造に代え、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される上記冷却手法を採用しているため、既存の真空成膜装置に対して大規模な改造、改変を加えることなく長尺体の皺等が生じ難い真空成膜装置を簡便に提供できる効果を有している。

また、本発明に係るロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法によれば、
真空チャンバー内の上流側に設けられた巻出ロールから巻き出された長尺体を回転駆動される冷却キャンロールの外周面に巻き付け、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段により冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に薄膜を形成すると共に、薄膜が形成された上記長尺体を真空チャンバー内の下流側に設けられた巻取ロールに巻き取るロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、薄膜が形成された上記長尺体を、冷却キャンロールと巻取ロール間に配置されかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルの近傍を該冷却パネルに接触させることなく通過させると共に、冷却ガス導入手段から通過中の長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入して薄膜が形成された長尺体を冷却しているため、巻取ロールに巻き取られた長尺体の巻き締まり、ブロッキング、皺等の発生を防止できる効果を有している。

巻き出し室と成膜室と巻き取り室を備えた従来の真空成膜装置の概略構成を示す構成説明図。 巻き出し室と成膜室と巻き取り室を備えた本発明に係る真空成膜装置の概略構成を示す構成説明図。 本発明に係る真空成膜装置の巻き取り室に設けられる冷却ガス導入手段がガスノズルで構成された構造を示す構成説明図。 本発明に係る真空成膜装置の巻き取り室に設けられる冷却ガス導入手段が、冷却ガスが導入される中空構造体と中空構造体に開設された冷却ガス放出孔とで構成された構造を示す構成説明図。 本発明に係る真空成膜装置の巻き取り室に設けられる冷却ガス導入手段が、冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成された構造を示す構成説明図。 平衡蒸気圧曲線のグラフ図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図２は、巻き出し室１１０と成膜室１１１と巻き取り室１１２を備えた本発明に係る真空成膜装置の概略構成を示している。図２において、巻き出し室１１０、成膜室１１１および巻き取り室１１２の各室は、説明の都合上、仕切り（壁）で区画された構造になっているが、仕切り（壁）を設けない構造を採用してもよい。

また、長尺体の一例として長尺状の耐熱性樹脂フィルム１１３を挙げ、この耐熱性樹脂フィルム１１３表面に、マグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３により薄膜を形成する真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）を例に挙げて説明する。尚、スパッタリングウェブコーターは、ロール・ツー・ロール方式で搬送される耐熱性樹脂フィルム（長尺体）表面に、連続的に効率よく成膜処理を施す場合に好適に用いられる装置である。

（１）真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）
このスパッタリングウェブコーターは、図１に示した装置と同様、図２に示すように成膜前の耐熱性樹脂フィルム１１３を巻き出すための巻出ロール１１４を有する巻き出し室１１０と、マグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３と冷媒（冷却水等）により冷却された冷却キャンロール１２３を有し、巻き出し室１１０から搬入された耐熱性樹脂フィルム１１３に成膜を行なう成膜室１１１と、冷媒を用いて冷却する冷却ロール手段に代えて１３０Ｋ以下に冷却可能なクライオ冷凍機１３５を有する冷却パネル１３４等から成る冷却手段と巻取ロール１２９を有し、成膜室１１１から搬入された成膜後の耐熱性樹脂フィルム１１３を巻取ロール１２９に巻き取る巻き取り室１１２とでその主要部が構成されている。

上記巻き出し室１１０の巻出ロール１１４から成膜室１１１の冷却キャンロール１２３までの搬送路には、耐熱性樹脂フィルム１１３を案内するフリーロール１１９、１２０と、耐熱性樹脂フィルム１１３の張力測定を行う張力センサーロール１１５、１２１がこの順で配置されている。また、張力センサーロール１２１から送り出されて冷却キャンロール１２３に向かう耐熱性樹脂フィルム１１３は、冷却キャンロール１２３の近傍に設けられたモーター駆動の前フィードロール１２２によって冷却キャンロール１２３の周速度に対する調整が行われ、冷媒（冷却水等）が内部に循環して温度が一定に保たれる冷却キャンロール１２３の外周面に耐熱性樹脂フィルム１１３を密着させることができる。

また、上記巻出ロール１１４から冷却キャンロール１２３までの搬送路には、スパッタリング成膜前に耐熱性樹脂フィルム１１３を乾燥させるためのヒーター１１７、１１８を内蔵するヒーターボックス１１６が配置されている。上記ヒーター１１７、１１８にはシースヒーター、カーボンヒーター、ランプヒーター等があるが、耐熱性樹脂フィルム１１３の水分を除去できるものであればいずれも適用することができる。

また、上記冷却キャンロール１２３から巻き取り室１１２の巻取ロール１２９までの搬送路にも、上記同様に、冷却キャンロール１２３の周速度に対する調整を行うモーター駆動の後フィードロール１２４、耐熱性樹脂フィルム１１３の張力測定を行う張力センサーロール１２５、１２８、および、耐熱性樹脂フィルム１１３を案内するフリーロール１２６、１２７がこの順に配置されている。

上記巻出ロール１１４および巻取ロール１２９においては、パウダークラッチ等によるトルク制御によって耐熱性樹脂フィルム１１３の張力バランスが保たれている。また、冷却キャンロール１２３の回転とこれに連動して回転するモーター駆動の前フィードロール１２２並びに後フィードロール１２４により、巻出ロール１１４から耐熱性樹脂フィルム１１３が巻き出されて巻取ロール１２９に巻き取られるようになっている。

また、冷却キャンロール１２３の外周面上に画定される搬送路内の耐熱性樹脂フィルム１１３が巻き付けられる位置に対向する位置には、熱負荷を伴う成膜手段としてマグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３が設けられている。

尚、図１と同様、図２でも耐熱性樹脂フィルム１１３の搬送方向を変えるためのフリーロールの一部と真空排気設備の図示を省略している。

また、マグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３が設けられた成膜室１１１は、スパッタリング成膜を行なうために到達圧力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。成膜室１１１を構成する真空チャンバーの形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定されず、種々のものを使用することができる。そして、真空チャンバー内を減圧してその状態を維持するため、図示外のドライポンプ、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。

尚、金属膜のスパッタリング成膜の場合には、板状のターゲット（図示せず）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。これが問題となる場合には、ノジュールの発生がなく、ターゲットの使用効率が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。また、図２に示す真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）は、熱負荷を伴う成膜手段としてスパッタリングを想定したものであることからマグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３が示されているが、熱負荷を伴う成膜手段が蒸着処理等他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の成膜手段が設けられる。尚、熱負荷を伴う他の成膜手段として、ＣＶＤ（化学的気相成長）や真空蒸着等がある。

（２）成膜後における耐熱性樹脂フィルムのフィルム温度
図２に示したスパッタリングウェブコーターを使用し、成膜中に全てのマグネトロンスパッタリングカソードを耐熱性樹脂フィルムが通過した時のフィルム温度を、耐熱性樹脂フィルムに熱電対を貼り付けて測定する。ここでは、冷却キャンロールの温度６０℃、マグネトロンスパッタへの投入総電力が７０ｋＷ、フィルム搬送速度８ｍ／分の時、フィルム温度は１１０℃に達したが、耐熱性樹脂フィルム１１３は冷却キャンロール１２３に強く接触しているため冷却キャンロール１２３により冷却され、冷却キャンロール１２３から離れた位置ではフィルム温度は約６０℃まで低下していた。このことから、冷却キャンロール１２３から巻取ロール１２９までの搬送路中に存在するロールに冷却機構を設けない場合、成膜直後におけるロール温度は低いが、成膜後の耐熱性樹脂フィルム１１３から熱が伝わって次第に温度が上昇し、巻取ロール１２９に巻き取られた耐熱性樹脂フィルム１１３のフィルム温度が４０℃以上になることもあった。

ところで、巻取ロール１２９に巻き取られた耐熱性樹脂フィルム１１３のフィルム温度の上昇を回避するため、冷却キャンロールの温度を−３０℃まで冷却する方法も考えられるが、成膜された薄膜（金属膜）と耐熱性樹脂フィルムとの熱膨張率の違いから皺等が発生する問題がある。このような理由から、冷却キャンロールを冷却し過ぎることにも問題があるため、冷却キャンロールの温度は−１０〜８０℃に制御することが一般的である。耐熱性樹脂フィルムは、一旦冷却キャンロールの温度になり、これに成膜の熱負荷によりフィルム温度が上昇し、冷却キャンロールで冷却できなかった温度差が加わったフィルム温度になって冷却キャンロール１２３を離れる。図２に示したスパッタリングウェブコーターの場合、上述したように耐熱性樹脂フィルム１１３は冷却キャンロール１２３に強く接触しているため、冷却キャンロール１２３により冷却されて、冷却キャンロール１２３から離れた位置でのフィルム温度は約６０℃まで低下している。

（３）冷却パネル等から成る冷却手段
次に、成膜後の耐熱性樹脂フィルム１１３を巻き取る巻取ロール１２９が配置された巻き取り室１１２に設けられる冷却パネル等から成る冷却手段について説明する。

この冷却手段は、冷媒を用いて冷却する従来の冷却ロール構造に代えて、図２示すように１３０Ｋ以下に冷却可能なクライオ冷凍機１３５を有しかつ冷却ボックス１３６内に配置された冷却パネル１３４と、搬送中の耐熱性樹脂フィルム１１３と冷却パネル１３４との間に冷却ガスを導入する図３〜図５に示す冷却ガス導入手段とで構成されている。

以下、上記冷却ガス導入手段の詳細について説明する。真空（減圧）空間は熱伝導が低いため、熱伝導を高めるために冷却ガスを導入する。搬送中の耐熱性樹脂フィルムと冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する方法としては、例えば、ガスノズルを用いて冷却ガスを導入する図３に示す方法、冷却パネルに取付けられた中空構造体の冷却ガス放出孔から冷却ガスを導入する図４に示す方法、および、冷却パネルに取付けられた多孔質構造体から冷却ガスを導入する図５に示す方法がある。

図３では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２０２内に配置された冷却パネル２０１と耐熱性樹脂フィルム２００との間に、ガスノズル２０３、２０４のノズル先端から冷却ガスを導入している。

図４では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２３２内に配置された冷却パネル２２１の耐熱性樹脂フィルム２２０と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２３６が設けられると共に、ガス導入路２３６に接続されたガス導入管２３３、２３４から冷却ガスが導入される中空構造体（ガス導入板）２３５と、中空構造体（ガス導入板）２３５とガス導入路２３６の耐熱性樹脂フィルム２２０と対向する側にそれぞれ開設された複数の冷却ガス放出孔２３７とで冷却ガス導入手段を構成し、搬送中の耐熱性樹脂フィルム２２０と冷却パネル２２１との間に上記冷却ガス放出孔２３７から冷却ガスを導入している。上記冷却ガス放出孔２３７は、耐熱性樹脂フィルム２２０と冷却パネル２２１間を均一なガス分圧とするため、微細な孔が多数開いている方がよく、直径１００〜５００μｍ孔が数ｍｍ間隔で開設されていることが望ましい。尚、ガス導入路２３６の組み込みを省略した構造の中空構造体（ガス導入板）２３５としてもよい。

図５では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２４２内に配置された冷却パネル２４１の耐熱性樹脂フィルム２４０と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２４６が設けられると共に、ガス導入路２４６に接続されたガス導入管２４３、２４４から冷却ガスが導入される多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５により冷却ガス導入手段を構成し、搬送中の耐熱性樹脂フィルム２４０と冷却パネル２４１との間に上記多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５から冷却ガスを導入している。多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５は、耐熱性樹脂フィルム２４０と冷却パネル２４１間を均一なガス分圧とするため、微細な孔が多数開いている方がよく、数〜数１０μｍの孔が開いている多孔質板を使用することが望ましい。尚、ガス導入路２４６の組み込みを省略した構造の多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５としてもよい。

また、導入する冷却ガスは、熱伝導性のよい、水素、ヘリウム、アルゴン、酸素等があり、望ましくは、冷却ボックスから冷却ガスが漏れた際に、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。但し、上記成膜室１１１と巻き取り室１１２がスリットローラーや差動排気等により完全にガス遮断されている場合には、導入する冷却ガスに制限は無い。

そして、冷却パネルは、以下の２つの効果により耐熱性樹脂フィルムを冷却する。
（３−１）冷却パネルと耐熱性樹脂フィルムの温度差による輻射冷却
（３−２）冷却パネルで冷やされた冷却ガスを耐熱性樹脂フィルムに噴き付けることによるガス冷却

上記輻射冷却を行うためには、冷却パネルと耐熱性樹脂フィルムとの温度差が高い程、効率がよい。スパッタリング成膜後における冷却キャンロールから離れるときの耐熱性樹脂フィルムのフィルム温度は約３３０Ｋ（５７℃）であるので、冷却パネルと耐熱性樹脂フィルムの温度差を少なくとも２００Ｋ以上得るためには、冷却パネルを１３０Ｋ以下にする必要がある。

また、真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）内の空間を有効に利用するためには、耐熱性樹脂フィルムの搬送方向（冷却パネルの縦方向）における冷却パネルの長さ寸法は１０ｃｍ〜５０ｃｍである。そして、長さ１０ｃｍ〜５０ｃｍの冷却パネルにより加熱された耐熱性樹脂フィルムを室温までに冷却するには、冷却パネルは、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を備える必要がある。尚、冷却パネルの幅寸法（耐熱性樹脂フィルムの幅方向）は、耐熱性樹脂フィルムの幅より広いことを条件に適宜選択できる。

上記冷却パネルを１３０Ｋ以下に冷却するには、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷媒が循環する冷凍機を冷却パネルに備える必要がある。真空成膜装置では、耐熱性樹脂フィルムの脱着のために真空成膜装置が大気開放され、大気開放の手順の一部には、大気開放前に冷却パネルは露点以上に加熱される。冷凍機の冷媒は、この加熱の際の温媒ともなり、冷却と加熱の熱サイクルに耐えられる必要がある。このような熱サイクルに耐えられる冷媒としてはＨｅやフロン等がある。また、冷凍機には、上述したクライオ冷凍機を用いることができる。

但し、冷却パネルを極端に冷却してしまうと、冷却パネルと耐熱性樹脂フィルム間に導入する冷却ガスが冷却パネルに凝縮してしまうことがある。冷却パネルと耐熱性樹脂フィルム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のパネル温度における平衡蒸気圧よりも低くなればならない。別な言い方をすれば、冷却パネルのパネル温度は、導入された冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却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、冷却パネルのパネル温度は、冷却パネルと耐熱性樹脂フィルム間に導入された冷却ガスの圧力により定まる。例えば、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＡｒガス圧力ならば５５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＡｒガス圧力ならば８５Ｋ以上となる。同様に、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＯ_２ガス圧力ならば５５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＯ_２ガス圧力ならば９０Ｋ以上となる。また、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＨｅガス圧力ならば１５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＨｅガス圧力ならば２５Ｋ以上となる。

導入する冷却ガスの温度は室温より低ければよく、冷却パネルによりすぐにパネル温度近傍の温度に冷却される。また、冷却ガスの圧力は、冷却パネルと耐熱性樹脂フィルムの熱伝導を効率よく行うため、１００Ｐａ〜５０００Ｐａが望ましい。一方、冷却ガスの圧力が１００ｋＰａを越えると、大気圧近傍または大気圧以上の導入ガスの圧力となり、真空成膜装置に導入するガス圧力として不適切である。

（４）長尺体と銅張積層樹脂フィルム基板
（4-1）長尺体
金属膜等成膜処理の対象となる長尺体は、長尺状の樹脂フィルム、金属箔、金属ストリップ等が挙げられる。そして、樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような長尺樹脂フィルムや、ポリイミドフィルムのような長尺耐熱性樹脂フィルム等が例示される。

（4-2）銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板
本発明に係る真空成膜装置および真空成膜方法を用いて、フィルム皺等の不具合の無い銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板を製造することができる。

上記銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板としては、耐熱性樹脂フィルム表面にＮｉ、Ｎｉ系合金、Ｃｒ等からなる下地金属層と、下地金属層の表面に積層された銅薄膜層とで構成された構造体が例示される。このような構造を有する銅張積層樹脂フィルム基板は、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、上記銅薄膜層）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合金等からなる層はシード層（下地金属層）と呼ばれ、銅張積層樹脂フィルム基板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合金またはインコネル、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。また、銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板の金属膜（銅薄膜層）を更に厚くしたい場合は、湿式めっき法を用いて金属膜を形成することがある。尚、電気めっき処理（すなわち、電解めっき処理）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もある。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。

また、上記銅張積層樹脂フィルム（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、銅張積層樹脂フィルムとしての柔軟性、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。

尚、上記銅張積層樹脂フィルム（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に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、上記金属膜以外に、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等を用いることも可能である。

巻き出し室１１０と成膜室１１１と巻き取り室１１２を備え、かつ、従来の冷却ロール構造に代えて冷却パネル１３４が巻き取り室１１２に組み込まれた図２に示す真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）を用い、長尺状の耐熱性樹脂フィルム１１３には、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍ、厚さ２５μｍの東レ・デュポン株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「カプトン（登録商標）」を使用した。

また、冷却キャンロール１２３は、直径８００ｍｍ、幅８００ｍｍで、キャンロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。

前フィードロール１２２は、ＩＨ（誘導加熱）方式の加熱ロールで構成し、直径が１５０ｍｍ、有効幅５００ｍｍである。上記前フィードロール１２２の周速度は、冷却キャンロール１２３外周面に耐熱性樹脂フィルム１１３を強く密着させるため基準速度となる冷却キャンロール１２３の周速度より０．１％遅い速度で回転させている。また、冷却キャンロール１２３のロール温度は６０℃に設定され、かつ、巻き出し室１１０のヒーターボックス１１６内に配置されたヒーター１１７、１１８の温度は１００℃に設定されている。

また、上記耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３に成膜され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、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）１３０にはＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、マグネトロンスパッタカソード（ターゲット）１３１、１３２、１３３にはＣｕターゲットを用い、更に、アルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、各カソードへの印加電力は電力制御で成膜を行った。

また、上記巻出ロール１１４と巻取ロール１２９の張力は１００Ｎとした。巻出ロール１１４に上記耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３をセットし、かつ、冷却キャンロール１２３を経由して上記耐熱性ポリイミドフィルム１１３の先端部を巻取ロール１２９に取り付けた。

また、巻き出し室１１０、成膜室１１１および巻き取り室１１２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。

そして、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３の搬送速度を設定した後、各マグネトロンスパッタカソード１３０、１３１、１３２、１３３にアルゴンガスを導入して電力を印加し、シード層を構成するＮｉ−Ｃｒ膜と、このＮｉ−Ｃｒ膜上に形成するＣｕ膜の成膜を開始した。

そして、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３の長さ１０００ｍ分の成膜を完了させた後、各マグネトロンスパッタカソード１３０、１３１、１３２、１３３への印加電力を停止し、アルゴンガスの導入も停止し、かつ、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３の搬送を停止した。この後、上記巻き出し室１１０、成膜室１１１および巻き取り室１１２に対し、複数台のドライポンプ、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを停止して、巻き出し室１１０、成膜室１１１および巻き取り室１１２に大気を導入し、成膜後の耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３を取り出した。

尚、以下に述べる実施例１〜３において、シード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の膜厚は１０ｎｍ、マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）１３０には１枚のＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、また、上記Ｃｕ膜の膜厚は１００ｎｍ、マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）１３１、１３２、１３３には３枚のＣｕターゲットを用い、かつ、成膜速度が８ｍ／分のとき、スパッタリングカソードへの印加総電力は７０ｋＷであった。

そして、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３に貼り付けた熱電対により、耐熱性ポリイミドフィルム１１３が、６０℃に温度制御された冷却キャンロール１２３を出た直後におけるフィルム温度と、冷却ボックス１３６を通過した直後におけるフィルム温度をそれぞれ測定した。また、巻き取り室１１２から巻取ロール１２９を取り出し、室温（２２℃）になった時点で、耐熱性ポリイミドフィルム１１３の縦皺（円周方向の皺）の有無を観察した。

［実施例１］
実施例１においては、図２に示す冷却パネル１３４と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３との間に冷却ガスを導入する方法として、ガスノズルを用いた図３に示す方法が採られている。

すなわち、実施例１では、図３に示すようにクライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２０２内に配置された冷却パネル２０１と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）２００との間に、ガスノズル２０３、２０４のノズル先端から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２０１には銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２０２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２０１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図６のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

そして、冷却パネル２０１と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）２００の間隔を２００μｍとし、冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２０２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２０１の温度（Ａｒ：９０、１３０、３００Ｋ、Ｏ₂：１００、１３０、３００Ｋ、Ｈｅ：５０、１３０、３００Ｋ）の条件毎に、耐熱性ポリイミドフィルム２００が、６０℃に温度制御された冷却キャンロールを出た直後におけるフィルム温度と冷却ボックス２０２を通過した直後におけるフィルム温度をそれぞれ測定し、かつ、巻き取り室１１２から巻取ロール１２９を取り出し、室温（２２℃）になった時点で、耐熱性ポリイミドフィルム２００の縦皺（円周方向の皺）の有無を観察した。

これ等の結果を、表１（Ａｒ）、表２（Ｏ₂）、表３（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、冷却パネル２０１の温度が１３０Ｋ以下に設定されている場合に耐熱性ポリイミドフィルム２００を効率よく冷却していることが確認され、また、冷却ボックス２０２を通過した直後におけるフィルム温度の数値から、巻取ロール１２９に巻き取られる耐熱性ポリイミドフィルム２００の温度が３０℃未満の場合、耐熱性ポリイミドフィルム２００に縦皺が発生しないことも確認された。

［実施例２］
実施例２においては、図２に示す冷却パネル１３４と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３との間に冷却ガスを導入する方法として冷却パネルに取付けられた中空構造体（ガス導入板）と冷却ガス放出孔を用いた図４に示す方法が採られている。

すなわち、図４に示す方法は、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２３２内に配置された冷却パネル２２１の耐熱性ポリイミドフィルム２２０と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２３６が設けられると共に、ガス導入路２３６に接続されたガス導入管２３３、２３４から３種類の冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）が導入される中空構造体（ガス導入板）２３５と、中空構造体（ガス導入板）２３５とガス導入路２３６の耐熱性ポリイミドフィルム２２０と対向する側にそれぞれ開設された複数の冷却ガス放出孔２３７とで冷却ガス導入手段を構成し、搬送中の耐熱性ポリイミドフィルム２２０と冷却パネル２２１との間に冷却ガス放出孔２３７から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。尚、ガス導入路２３６の直径は３ｍｍ、冷却ガス放出孔２３７における孔の直径は２００μｍ、孔の間隔は１０ｍｍである。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２２１には銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２３２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２２１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図６のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

そして、冷却パネル２２１と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）２２０の間隔を２００μｍとし、冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２３２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２２１の温度（Ａｒ：９０、１３０、３００Ｋ、Ｏ₂：１００、１３０、３００Ｋ、Ｈｅ：５０、１３０、３００Ｋ）の条件毎に、耐熱性ポリイミドフィルム２２０が、６０℃に温度制御された冷却キャンロールを出た直後におけるフィルム温度と冷却ボックス２３２を通過した直後におけるフィルム温度をそれぞれ測定し、かつ、巻き取り室１１２から巻取ロール１２９を取り出し、室温（２２℃）になった時点で、耐熱性ポリイミドフィルム２２０の縦皺（円周方向の皺）の有無を観察した。

これ等の結果を、表４（Ａｒ）、表５（Ｏ₂）、表６（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、冷却パネル２２１の温度が１３０Ｋ以下に設定されている場合に耐熱性ポリイミドフィルム２２０を効率よく冷却していることが確認され、また、冷却ボックス２３２を通過した直後におけるフィルム温度の数値から、巻取ロール１２９に巻き取られる耐熱性ポリイミドフィルム２２０の温度が３０℃未満の場合、耐熱性ポリイミドフィルム２２０に縦皺が発生しないことも確認された。

［実施例３］
実施例３においては、図２に示す冷却パネル１３４と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）１１３との間に冷却ガスを導入する方法として、冷却パネルに取付けられた多孔質構造体（ガス導入多孔質板）を用いた図５に示す方法が採られている。

すなわち、図５に示す方法は、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２４２内に配置された冷却パネル２４１の耐熱性樹脂フィルム２４０と対向する側に取付けられ、かつ内部にガス導入路２４６が設けられると共に、ガス導入路２４６に接続されたガス導入管２４３、２４４から３種類の冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）が導入される多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５により冷却ガス導入手段を構成し、搬送中の耐熱性樹脂フィルム２４０と冷却パネル２４１との間に上記多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２４５は耐熱性樹脂フィルム２４０と冷却パネル２４１間を均一なガス分圧とするため微細な孔が多数開いている方がよく、直径１０μｍのアルミナ粒子の焼結体から成る多孔質板を使用した。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２４１には銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２４２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２４１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図６のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

そして、冷却パネル２４１と耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性樹脂フィルム）２４０の間隔を２００μｍとし、冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２４２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２４１の温度（Ａｒ：９０、１３０、３００Ｋ、Ｏ₂：１００、１３０、３００Ｋ、Ｈｅ：５０、１３０、３００Ｋ）の条件毎に、耐熱性ポリイミドフィルム２４０が、６０℃に温度制御された冷却キャンロールを出た直後におけるフィルム温度と冷却ボックス２４２を通過した直後におけるフィルム温度をそれぞれ測定し、かつ、巻き取り室１１２から巻取ロール１２９を取り出し、室温（２２℃）になった時点で、耐熱性ポリイミドフィルム２４０の縦皺（円周方向の皺）の有無を観察した。

これ等の結果を、表７（Ａｒ）、表８（Ｏ₂）、表９（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、冷却パネル２４１の温度が１３０Ｋ以下に設定されている場合に耐熱性ポリイミドフィルム２４０を効率よく冷却していることが確認され、また、冷却ボックス２４２を通過した直後におけるフィルム温度の数値から、巻取ロール１２９に巻き取られる耐熱性ポリイミドフィルム２４０の温度が３０℃未満の場合、耐熱性ポリイミドフィルム２４０に縦皺が発生しないことも確認された。

本発明の真空成膜装置によれば、冷媒で冷却する従来の冷却ロール構造に代えて１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される冷却手法を採用しているため、既存の真空成膜装置に対して大規模な改造、改変を加えることなく長尺体の皺等が生じ難い真空成膜装置を簡便に提供することができることから、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。

１０ 巻き出し室
１１ 成膜室
１２ 巻き取り室
１３ 耐熱性樹脂フィルム（長尺体）
１４ 巻出ロール
１５、２１、２５、３０ 張力センサーロール
１６ ヒーターボックス
１７、１８ ヒーター
１９、２０、２６、２７ フリーロール
２２ 前フィードロール
２３ 冷却キャンロール
２４ 後フィードロール
２８、２９ 冷却ロール
３１ 巻取ロール
３２、３３、３４、３５ マグネトロンスパッタリングカソード
１１０ 巻き出し室
１１１ 成膜室
１１２ 巻き取り室
１１３ 耐熱性樹脂フィルム（耐熱性ポリイミドフィルム）
１１４ 巻出ロール
１１５、１２１、１２５、１２８ 張力センサーロール
１１６ ヒーターボックス
１１７、１１８ ヒーター
１１９、１２０、１２６、１２７ フリーロール
１２２ 前フィードロール
１２３ 冷却キャンロール
１２４ 後フィードロール
１２９ 巻取ロール
１３０、１３１、１３２、１３３ マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）
１３４ 冷却パネル
１３５ クライオ冷凍機
１３６ 冷却ボックス
２００ 耐熱性樹脂フィルム（耐熱性ポリイミドフィルム）
２０１ 冷却パネル
２０２ 冷却ボックス
２０３、２０４ ガスノズル
２２０ 耐熱性樹脂フィルム（耐熱性ポリイミドフィルム）
２２１ 冷却パネル
２３２ 冷却ボックス
２３３、２３４ ガス導入管
２３５ 中空構造体（ガス導入板）
２３６ ガス導入路
２３７ 冷却ガス放出孔
２４０ 耐熱性樹脂フィルム（耐熱性ポリイミドフィルム）
２４１ 冷却パネル
２４２ 冷却ボックス
２４３、２４４ ガス導入管
２４５ 多孔質構造体（ガス導入多孔質板）
２４６ ガス導入路

Claims (10)

1. 長尺体を巻き出す巻出ロールと、長尺体を巻き取る巻取ロールと、巻出ロールと巻取ロール間に設けられかつ回転駆動される冷却キャンロールと、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段とを真空チャンバー内に備え、ロール・ツー・ロール方式により搬送されてくる長尺体を冷却キャンロールの外周面に巻き付けると共に、冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に上記成膜手段により薄膜を形成する真空成膜装置において、
   上記冷却キャンロールと巻取ロール間を搬送される長尺体の表面近傍位置に設けられかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、搬送中の上記長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とを具備することを特徴とする真空成膜装置。
2. 上記冷却ガス導入手段が、ノズル先端を長尺体表面と冷却パネルとの間に向けて配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
3. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記長尺体と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
4. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
5. 熱負荷を伴う上記成膜手段が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
6. 真空チャンバー内の上流側に設けられた巻出ロールから巻き出された長尺体を回転駆動される冷却キャンロールの外周面に巻き付け、冷却キャンロールと対向する側に配置された熱負荷を伴う成膜手段により冷却キャンロールの外周面と接していない長尺体表面に薄膜を形成すると共に、薄膜が形成された上記長尺体を真空チャンバー内の下流側に設けられた巻取ロールに巻き取るロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法において、
   薄膜が形成された上記長尺体を、冷却キャンロールと巻取ロール間に配置されかつ１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルの近傍を該冷却パネルに接触させることなく通過させると共に、冷却ガス導入手段から通過中の長尺体表面と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入して薄膜が形成された長尺体を冷却することを特徴とするロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法。
7. 上記冷却パネルのパネル温度を、冷却ガス導入手段により導入される冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却ガスが凝集する温度よりも高く設定することを特徴とする請求項６に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法。
8. 上記冷却ガス導入手段が、ノズル先端を長尺体表面と冷却パネルとの間に向けて配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法。
9. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記長尺体と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法。
10. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記長尺体と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のロール・ツー・ロール方式による真空成膜方法。

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