JP2011202248A

JP2011202248A - Film deposition apparatus and film deposition method

Info

Publication number: JP2011202248A
Application number: JP2010072169A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Onodera; 大輔小野寺
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus and a film deposition method capable of preventing any deformation of a substrate caused by the heat, and efficiently executing the continuous film deposition of a functional film of high quality by suppressing any defective adhesion of the substrate to a drum when executing the film deposition while the long substrate is wound around a circumferential surface of the drum to be cooled, and conveyed in the longitudinal direction.SOLUTION: The film deposition apparatus includes a mask 68 having an aperture 68a for regulating a film deposition area by a film deposition means, an adhesion detection means for detecting the adhesion state of a substrate and a drum 36 at the position on the upstream side in the conveying direction of a substrate Z at the aperture of the mask, and an adhesion control means for controlling the adhesion state of the substrate and the drum. The adhesion control means controls the adhesion state of the substrate and the drum according to the result of detection of the adhesion state by the adhesion detection means.

Description

本発明は、機能性フィルムの製造等に好適な成膜装置および成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method suitable for manufacturing a functional film.

現在、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、光学素子、半導体装置、または薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタ、反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されている。 Currently, various devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, various devices such as optical elements, semiconductor devices, thin film solar cells, gas barrier films, protective films, optical filters, antireflection films and other optical films. Functional films (functional sheets) are used.
In addition, film formation (thin film formation) by a vacuum film formation method such as sputtering or plasma CVD is used for manufacturing these functional films.

真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板に連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜を実施する成膜装置としては、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、基板に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。
また、このようなロール・ツー・ロールの成膜装置では、真空チャンバ内に円筒状のドラムを設け、この周面に対面する位置に電極や反応ガス供給手段等の成膜手段を設けると共に、ドラムの周面に基板を巻き掛けて搬送しつつ、成膜手段によって連続的に成膜を行なう装置も知られている。 In order to perform film formation efficiently and with high productivity by the vacuum film formation method, it is preferable to perform film formation continuously on a long substrate.
As a film forming apparatus for carrying out such film formation, a supply roll obtained by winding a long substrate (web-like substrate) in a roll shape, and a winding for winding a film-formed substrate in a roll shape. A so-called roll-to-roll film forming apparatus using a roll is known. This roll-to-roll film forming apparatus inserts a long substrate from a supply roll to a take-up roll through a predetermined path passing through a film formation chamber for forming a film on the substrate, and removes the substrate from the supply roll. While the feeding and the winding of the film-formed substrate by the winding roll are performed in synchronism, the film is continuously formed on the conveyed substrate in the film forming chamber.
Further, in such a roll-to-roll film forming apparatus, a cylindrical drum is provided in the vacuum chamber, and film forming means such as an electrode and a reactive gas supply means are provided at a position facing the peripheral surface, An apparatus is also known in which a film is continuously formed by a film forming unit while a substrate is wound around a drum and conveyed.

成膜の際には、基板は成膜手段の熱により加熱されるため、熱によって伸びてシワや凹凸等が発生するおそれがある。特に、ロール・ツー・ロールにより成膜を行なう場合には、長尺な基板を搬送しつつ、連続的に成膜を行なうため、熱によって発生したシワや凹凸等が、基板の下流側にも拡大してしまうおそれもある。
また、特に、成膜手段の出力（電力）を上げて、生産性を向上させる場合や、熱に弱い基板を用いる場合には、熱による基板の変形が問題となる。
このような熱による基板の変形を抑制するために、ロール・ツー・ロールの成膜装置において、成膜時に基板を巻き掛けるドラムを冷却して、成膜中の基板を冷却することが一般的に行なわれている。 At the time of film formation, the substrate is heated by the heat of the film forming means, so that the substrate may be stretched by the heat to cause wrinkles or unevenness. In particular, when film formation is performed by roll-to-roll, continuous film formation is performed while transporting a long substrate, so that wrinkles and irregularities generated by heat are also present on the downstream side of the substrate. There is also a risk of enlargement.
In particular, when the output (electric power) of the film forming means is increased to improve productivity, or when a substrate that is weak against heat is used, deformation of the substrate due to heat becomes a problem.
In order to suppress the deformation of the substrate due to such heat, in a roll-to-roll film forming apparatus, it is common to cool the substrate during film formation by cooling the drum around which the substrate is wound during film formation. Has been done.

例えば、特許文献１には、その外周面を冷却するための冷却手段を内蔵し、その外周面に基板（基材）を巻回して基板を走行させる冷却ドラムと、冷却ドラムの基板巻回部と対向して配置される成膜手段（蒸着材料保持部および加熱機構）と、成膜手段とドラムとの間に配置されるマスク支持体とを具備し、マスク支持体により成膜手段からの熱を部分的に遮蔽して、基板のピーク温度を低下させる蒸着装置が記載されている。
また、特許文献２には、その内部に冷媒が導入されたドラム（キャンロール）の外周面に基板（樹脂フィルム）の裏面を接触させて基板を搬送しながらその表面に成膜する真空成膜装置において、ドラムの外周面と基板の裏面との隙間に液体を供給することにより、基板の冷却効率を向上させることが記載されている。
また、特許文献３には、ドラム（支持体）上に樹脂層と金属薄膜層とを含む積層体を製造する方法であって、積層が進行するにしたがってドラムの温度を低くしていくことが記載されている。また、この特許文献３には、積層体の表面温度を測定し、測定された積層体の表面温度に基づいてドラムの温度を低くすることが記載されている。 For example, Patent Document 1 incorporates a cooling means for cooling the outer peripheral surface, winds a substrate (base material) around the outer peripheral surface, and runs the substrate, and a substrate winding portion of the cooling drum. And a mask support disposed between the film forming means and the drum, and from the film forming means by the mask support. Deposition devices are described that partially shield the heat and reduce the peak temperature of the substrate.
Further, Patent Document 2 discloses a vacuum film formation in which a film is formed on a surface of a drum (can roll) into which the refrigerant is introduced while bringing the back surface of the substrate (resin film) into contact with the outer surface of the drum (can roll). In the apparatus, it is described that the cooling efficiency of the substrate is improved by supplying a liquid to the gap between the outer peripheral surface of the drum and the back surface of the substrate.
Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a laminate including a resin layer and a metal thin film layer on a drum (support), and the temperature of the drum can be lowered as the lamination proceeds. Are listed. Patent Document 3 describes that the surface temperature of the laminate is measured, and the temperature of the drum is lowered based on the measured surface temperature of the laminate.

また、特許文献４には、熱による基板の変形に関する記載はないものの、基板（被成膜物）に格子パターンを投影可能な格子パターン投影手段と、基板を撮像可能な撮像手段と、撮像された基板上の格子パターンを画像処理して基板の三次元情報を得る情報処理手段とを有する成膜装置が記載され、基板の三次元情報に基づいて基板のテンションを調整することにより、基板のシワやねじれを防止することが記載されている。 Although Patent Document 4 does not describe the deformation of the substrate due to heat, the image is captured by a lattice pattern projecting unit capable of projecting a lattice pattern onto the substrate (film formation object), an image capturing unit capable of capturing an image of the substrate. A film forming apparatus having an information processing means for obtaining a three-dimensional information of the substrate by performing image processing on a lattice pattern on the substrate, and adjusting the tension of the substrate based on the three-dimensional information of the substrate. It describes preventing wrinkles and twisting.

特開平８−１０４９７９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-104979 特開２００９−１４９９６３号公報JP 2009-149963 A 特開２０００−３４８９７１号公報JP 2000-348971 A 特開平１０−１８０３４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-18034

前述のとおり、ドラムに基板を巻き掛けて搬送しつつ、成膜を行なう場合には、ドラムを冷却することにより、基板を冷却して基板の変形を防止している。そのため、基板を効率よく冷却するためには、基板とドラムとは密着する必要がある。
しかしながら、基板の成型時の歪みや、基板およびドラムの表面粗さ、および、基板とドラムとの間への異物の混入等の原因により、基板とドラムとの密着が十分でない場合がある。そのため、特許文献１に記載のように、マスク支持体により成膜手段からの熱を部分的に遮蔽しても、密着不良部分は冷却されづらいため、この部分が熱により伸びてシワになり、シワになった周辺部分がさらに密着不良を起こし、熱による変形が拡大していく。
また、熱による基板の変形を防止するために、ドラムの冷却温度を低くしすぎると、ドラム表面に水分が氷結して新たな密着不良の原因となるおそれがある。 As described above, when film formation is performed while the substrate is wound around the drum and conveyed, the drum is cooled to cool the substrate and prevent deformation of the substrate. Therefore, in order to cool the substrate efficiently, the substrate and the drum need to be in close contact with each other.
However, there may be cases where the substrate and the drum are not sufficiently adhered due to distortion during molding of the substrate, surface roughness of the substrate and the drum, and contamination of foreign matters between the substrate and the drum. Therefore, as described in Patent Document 1, even if the heat from the film forming means is partially shielded by the mask support, the adhesion failure portion is difficult to be cooled, so this portion expands due to heat and becomes wrinkled. The wrinkled peripheral part causes further poor adhesion, and the deformation due to heat increases.
Further, if the drum cooling temperature is too low to prevent the substrate from being deformed by heat, water may freeze on the drum surface, which may cause a new adhesion failure.

また、特許文献２のようにドラムと基板との隙間に液体を供給する場合には、局所的な密着不良の部分も液体を介して基板を冷却できるものの、装置構成が複雑になるため、コストが増加する。
また、特許文献３のように基板の表面温度を測定して、これに基づいてドラムの温度を低くする場合は、密着不良が拡大して、ある程度大きな範囲で密着不良となり、基板の温度上昇が測定できた場合には、ドラムの温度を下げるように制御できる。しかしながら、密着不良が拡大した部分は製品として利用できず生産効率やコストの面で問題となる。
密着不良の初期段階の局所的な密着不良を検知して、ドラムの温度を下げるように制御すれば、密着不良が拡大することを防止することができるが、密着不良の初期段階の局所的な密着不良の部分の面積割合は、全体に対して非常に小さいため、温度を測定する方法では、局所的な密着不良は検知することが難しい。
また、搬送中の基板には、張力（テンション）がかかっているため、搬送中（成膜中）は、基板とドラムとの密着不良は微小な場合でも、成膜終了後、長尺な基板から切り出してテンションレスにしないと変形が確認できない場合もあり、このような場合も、温度を測定する方法では、検知することが難しい。 Further, when the liquid is supplied to the gap between the drum and the substrate as in Patent Document 2, although the substrate can be cooled through the liquid even at the part where the local adhesion is poor, the configuration of the apparatus becomes complicated, so the cost is low. Will increase.
Further, when the surface temperature of the substrate is measured as in Patent Document 3 and the temperature of the drum is lowered based on the measured surface temperature, the adhesion failure is enlarged and the adhesion failure is caused to a certain extent, and the temperature of the substrate is increased. If it can be measured, it can be controlled to lower the temperature of the drum. However, the portion where the adhesion failure is enlarged cannot be used as a product, which causes problems in terms of production efficiency and cost.
By detecting local adhesion failure at the initial stage of adhesion failure and controlling the temperature of the drum to be lowered, it is possible to prevent the adhesion failure from expanding. Since the area ratio of the poor adhesion portion is very small with respect to the whole, it is difficult to detect local poor adhesion by the method of measuring temperature.
Also, since the substrate being transported is under tension, even during transport (during film formation), even if the adhesion between the substrate and the drum is very small, a long substrate after film formation is complete. In some cases, the deformation cannot be confirmed unless it is cut out from the tension to make it tensionless. Even in such a case, it is difficult to detect by the method of measuring the temperature.

また、特許文献４のように撮像手段により、基板を撮像して、基板の密着不良を検知する場合は、ドラムに巻き掛けて成膜を行なう際には、成膜面側を撮像する必要があるため、堆積した膜の表面を撮像することになる。しかしながら、基板上に成膜される膜は、基板に比べて表面が粗いため、局所的な密着不良の検知の際のノイズとなる。また、局所的な密着不良の部分が膜に覆われて、検知しづらくなってしまう。また、無機膜を成膜すると、基板の剛性が上がるので、基板にテンションをかけても、一度できた密着不良を消すのが難しくなってしまう。 In addition, when the substrate is imaged by an imaging unit as in Patent Document 4 to detect poor adhesion of the substrate, it is necessary to image the film-forming surface side when filming is performed on a drum. Therefore, the surface of the deposited film is imaged. However, since the film formed on the substrate has a rougher surface than the substrate, it becomes a noise when a local adhesion failure is detected. In addition, a local poor adhesion portion is covered with a film, which makes it difficult to detect. In addition, when an inorganic film is formed, the rigidity of the substrate is increased, so that it becomes difficult to eliminate the poor adhesion once formed even if tension is applied to the substrate.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、長尺な基板を、冷却されるドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、成膜を行なう場合に、基板とドラムとの密着不良を抑制することにより、熱による基板の変形を防止し、高品質な機能性フィルムを効率よく連続成膜することができる成膜装置および成膜方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and when a film is formed while a long substrate is wound around the peripheral surface of a drum to be cooled and conveyed in the longitudinal direction, An object of the present invention is to provide a film forming apparatus and a film forming method capable of preventing the deformation of the substrate due to heat by suppressing poor adhesion to the drum and efficiently and continuously forming a high-quality functional film.

上記課題を解決するために、本発明は、長尺な基板を円筒状のドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、前記ドラムの周面に対面して配置された成膜手段によって、前記基板に成膜を行なう成膜方法であって、前記ドラムを冷却する冷却手段と、前記成膜手段による成膜領域を規定する開口部を有するマスクと、前記マスクの開口部における前記基板の搬送方向の上流側の位置で、前記基板と前記ドラムとの密着状態を検出する密着検出手段と、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御する密着制御手段とを有し、前記密着制御手段が前記密着検出手段による密着状態の検出結果に応じて、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御することを特徴とする成膜方法を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a film formation in which a long substrate is wound around a circumferential surface of a cylindrical drum and conveyed in the longitudinal direction while facing the circumferential surface of the drum. A film forming method for forming a film on the substrate by means, a cooling means for cooling the drum, a mask having an opening for defining a film forming area by the film forming means, and an opening in the mask A contact detection means for detecting a contact state between the substrate and the drum, and a contact control means for controlling a contact state between the substrate and the drum at a position upstream of the transport direction of the substrate; An adhesion control unit controls the adhesion state between the substrate and the drum in accordance with a detection result of the adhesion state by the adhesion detection unit.

また、本発明は、長尺な基板を円筒状のドラムに巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、前記基板に成膜を行なう成膜装置であって、前記ドラムを冷却する冷却手段と、前記ドラムの周面に対面して設けられる成膜手段と、前記成膜手段による成膜領域を規定する開口部を有するマスクと、前記マスクの開口部における、前記基板の搬送方向の上流側の位置で、前記基板と前記ドラムとの密着状態を検出する密着検出手段と、前記密着検出手段による密着状態の検出結果に応じて、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御する密着制御手段とを有することを特徴とする成膜装置を提供するものである。 Further, the present invention is a film forming apparatus for forming a film on the substrate while winding a long substrate around a cylindrical drum and transporting it in the longitudinal direction, a cooling means for cooling the drum, A film forming means provided facing the peripheral surface of the drum, a mask having an opening for defining a film forming area by the film forming means, and an upstream side of the opening of the mask in the transport direction of the substrate A contact detection unit that detects a contact state between the substrate and the drum at a position; and a contact control unit that controls a contact state between the substrate and the drum according to a detection result of the contact state by the contact detection unit; The present invention provides a film forming apparatus characterized by comprising:

ここで、前記密着検出手段が、前記マスクの開口部の最上流位置から、前記基板の搬送方向０〜２０％の位置で、前記密着状態を検出することが好ましい。
また、前記密着検出手段が、前記基板の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した前記基板表面の画像を解析する画像解析手段とを有することが好ましい。
また、前記撮像手段が前記基板の幅方向の全域を撮像することが好ましい。
また、前記撮像手段がＣＣＤカメラであることが好ましい。
また、前記密着検出手段が前記基板の凹凸を検出する赤外線センサであることが好ましい。 Here, it is preferable that the contact detection means detects the contact state at a position of 0 to 20% in the substrate transport direction from the most upstream position of the opening of the mask.
Moreover, it is preferable that the said contact | adherence detection means has an imaging means which images the surface of the said board | substrate, and an image analysis means which analyzes the image of the said substrate surface which the said imaging means imaged.
Moreover, it is preferable that the imaging means captures the entire region in the width direction of the substrate.
The imaging means is preferably a CCD camera.
Moreover, it is preferable that the said contact | adherence detection means is an infrared sensor which detects the unevenness | corrugation of the said board | substrate.

ここで、前記密着制御手段が前記基板にかかる張力を制御する張力制御手段であることが好ましい。
また、前記密着制御手段が前記冷却手段による冷却温度を調整することにより前記密着状態を制御することが好ましい。 Here, it is preferable that the adhesion control means is a tension control means for controlling a tension applied to the substrate.
Moreover, it is preferable that the said contact | adherence control means controls the said contact | adherence state by adjusting the cooling temperature by the said cooling means.

また、前記マスクの開口部以外で前記基板に膜が付着することを防止する防着板を有することが好ましい。
また、前記基板が樹脂フィルムであることが好ましい。
また、前記基板の厚さが１００μｍ以下であることが好ましい。
また、前記成膜手段による成膜が真空成膜であることが好ましい。 Moreover, it is preferable to have a deposition preventing plate that prevents the film from adhering to the substrate other than the opening of the mask.
The substrate is preferably a resin film.
Moreover, it is preferable that the thickness of the said board | substrate is 100 micrometers or less.
Moreover, it is preferable that the film formation by the film forming means is vacuum film formation.

上記構成を有する本発明によれば、長尺な基板を、冷却されるドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、成膜を行なう際に、成膜手段に対面する領域における上流側の位置で、基板とドラムとの密着状態を検出して、これに応じて、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御するので、基板とドラムとの密着不良を抑制することができ、熱による基板の変形を防止して、高品質な機能性フィルムを効率よく連続成膜することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, when a film is formed while a long substrate is wound around the peripheral surface of the drum to be cooled and conveyed in the longitudinal direction, in a region facing the film forming unit. Since the close contact state between the substrate and the drum is detected at the upstream position and the close contact state between the substrate and the drum is controlled accordingly, the close contact failure between the substrate and the drum can be suppressed. Further, it is possible to efficiently and continuously form a high-quality functional film by preventing deformation of the substrate due to heat.

本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the film-forming apparatus of this invention. 図１の成膜装置の一部を概念的に示す図である。FIG. 2 is a diagram conceptually showing a part of the film forming apparatus of FIG. 1. 本発明の成膜装置の他の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another example of the film-forming apparatus of this invention. 図３の成膜装置の一部を概念的に示す図である。FIG. 4 is a diagram conceptually showing a part of the film forming apparatus of FIG. 3.

以下、本発明の成膜装置および成膜方法について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, a film forming apparatus and a film forming method of the present invention will be described in detail based on preferred examples shown in the accompanying drawings.

図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。
図示例の成膜装置１０は、長尺な基板Ｚ（フィルム原反）を長手方向に搬送しつつ、この基板Ｚの表面に反応性スパッタリングによって目的とする機能を発現する膜を成膜（製造／形成）して、機能性フィルムを製造するものである。
また、この成膜装置１０は、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール２０から基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、機能膜を成膜した基板Ｚ（すなわち、機能性フィルム）をロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。 FIG. 1 conceptually shows an example of a film forming apparatus of the present invention.
The film forming apparatus 10 in the illustrated example forms (manufactures) a film that expresses a desired function by reactive sputtering on the surface of the substrate Z while conveying a long substrate Z (film original) in the longitudinal direction. / Form) to produce a functional film.
Further, the film forming apparatus 10 forms the functional film by feeding the substrate Z out of the substrate roll 20 formed by winding the long substrate Z into a roll shape and transporting the substrate Z in the longitudinal direction. This is an apparatus for forming a film by so-called roll-to-roll, in which the substrate Z (that is, a functional film) is wound into a roll shape.

なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定はなく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなる高分子フィルム（プラスチックフィルム／樹脂フィルム）、金属フィルム等、反応性スパッタリングによる成膜が可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
また、樹脂フィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基板として用いてもよい。 In the present invention, the substrate Z is not particularly limited, and PET (polyethylene terephthalate), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, polyacrylate Long film-like materials (sheet-like materials) that can be formed by reactive sputtering, such as polymer films (plastic films / resin films) made of organic materials such as polymethacrylate, metal films, etc. are all available. .
In addition, a film-like product obtained by forming a layer (film) for expressing various functions such as a flattening layer, a protective layer, an adhesion layer, a reflective layer, and an antireflection layer, using a resin film as a base material It may be used as a substrate.

前述のように、図１に示す成膜装置１０は、長尺な基板Ｚを巻回してなる基板ロール２０から基板Ｚを送り出し、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、再度、ロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置である。この成膜装置１０は、供給室１２と、成膜室１４と、巻取り室１６とを有する。
なお、成膜装置１０は、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、ロール・ツー・ロールによって反応性スパッタリングによる成膜を行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。加えて、反応性スパッタリングによる成膜室が複数あってもよいし、反応性スパッタリング以外の蒸着やフラッシュ蒸着、プラズマＣＶＤ等の何らかの成膜を行う成膜室やプラズマ処理等の表面処理室が１つ以上連結されていてもよい。 As described above, the film forming apparatus 10 shown in FIG. 1 sends out the substrate Z from the substrate roll 20 formed by winding the long substrate Z, and forms the functional film while conveying the substrate Z in the longitudinal direction. This is an apparatus for forming a film by so-called roll-to-roll, which is again wound into a roll. The film forming apparatus 10 includes a supply chamber 12, a film forming chamber 14, and a winding chamber 16.
In addition to the illustrated members, the film forming apparatus 10 includes various sensors, a pair of conveyance rollers, and a guide member that regulates the position in the width direction of the substrate Z. You may have various members which the apparatus which forms into a film by reactive sputtering by roll-to-roll, such as a member (conveyance means). In addition, there may be a plurality of film forming chambers by reactive sputtering, one film forming chamber for performing some film forming such as vapor deposition other than reactive sputtering, flash vapor deposition, and plasma CVD, and a surface treatment chamber for plasma processing. Two or more may be connected.

供給室１２は、回転軸２４と、ガイドローラ２６と、真空排気手段２８とを有する。
長尺な基板Ｚを巻回した基板ロール２０は、供給室１２の回転軸２４に装填される。
回転軸２４に基板ロール２０が装填されると、基板Ｚは、供給室１２から、成膜室１４を通り、巻取り室１６の巻取り軸３０に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。
成膜装置１０においては、基板ロール２０からの基板Ｚの送り出しと、巻取り室１６の巻取り軸３０における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１４において、基板Ｚに、反応性スパッタリングによる機能膜の成膜を連続的に行なう。 The supply chamber 12 includes a rotating shaft 24, a guide roller 26, and a vacuum exhaust unit 28.
The substrate roll 20 around which the long substrate Z is wound is loaded on the rotation shaft 24 of the supply chamber 12.
When the substrate roll 20 is loaded on the rotating shaft 24, the substrate Z is passed through a predetermined transport path from the supply chamber 12 through the film forming chamber 14 to the winding shaft 30 of the winding chamber 16 (feeding). Passed through).
In the film forming apparatus 10, the feeding of the substrate Z from the substrate roll 20 and the winding of the substrate Z on the winding shaft 30 of the winding chamber 16 are performed in synchronization, and a long substrate Z is conveyed in a predetermined manner. In the film forming chamber 14, the functional film is continuously formed on the substrate Z by reactive sputtering while being transported in the longitudinal direction along the path.

供給室１２は、図示しない駆動源によって回転軸２４を図中時計方向に回転して、基板ロール２０から基板Ｚを送り出し、ガイドローラ２６によって所定の経路を案内して、基板Ｚを、隔壁３２に設けられたスリット３２ａから、成膜室１４に送る。 The supply chamber 12 rotates the rotating shaft 24 clockwise by a driving source (not shown) to send out the substrate Z from the substrate roll 20, and guides a predetermined path by the guide roller 26. It is sent to the film forming chamber 14 from the slit 32a provided in the film.

図示例の成膜装置１０においては、好ましい態様として、供給室１２に真空排気手段２８を、巻取り室１６に真空排気手段６０を、それぞれ設けている。これらの室に真空排気手段を設け、成膜中は、後述する成膜室１４と同じ真空度（圧力）とすることにより、隣接する室の圧力が、成膜室１４の真空度（機能膜の成膜）に影響を与えることを防止している。
真空排気手段２８には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ドライポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する他の真空排気手段５０および６０も同様である。 In the film forming apparatus 10 of the illustrated example, as a preferred embodiment, the evacuation unit 28 is provided in the supply chamber 12, and the evacuation unit 60 is provided in the winding chamber 16. These chambers are provided with evacuation means, and during film formation, the vacuum degree (pressure) of the film forming chamber 14 is set to the same degree of vacuum (pressure) as that of the film forming chamber 14 described later. The film is prevented from being affected.
The vacuum evacuation means 28 is not particularly limited, and includes a vacuum pump such as a turbo pump, a mechanical booster pump, a dry pump, and a rotary pump, an auxiliary means such as a cryocoil, a means for adjusting the ultimate vacuum degree and the exhaust amount, and the like. Various known (vacuum) evacuation means used in the vacuum film forming apparatus can be used. In this regard, the same applies to the other vacuum exhaust means 50 and 60 described later.

なお、本発明においては、全ての室に真空排気手段を設けるのに限定はされず、処理として真空排気が不要な供給室１２および巻取り室１６には、真空排気手段は設けなくてもよい。但し、これらの室の圧力が成膜室１４の真空度に与える影響を小さくするために、スリット３２ａ等の基板Ｚが通過する部分を可能な限り小さくし、あるいは、室と室との間にサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を減圧してもよい。
また、全室に真空排気手段を有する図示例の成膜装置１０においても、スリット３２ａ等の基板Ｚが通過する部分を可能な限り小さくするのが好ましい。 In the present invention, it is not limited to providing the evacuation means in all the chambers, and the evacuation means may not be provided in the supply chamber 12 and the winding chamber 16 which do not require evacuation as a process. . However, in order to reduce the influence of the pressure in these chambers on the degree of vacuum in the film forming chamber 14, the portion through which the substrate Z passes, such as the slit 32a, is made as small as possible, or between the chambers. A sub chamber may be provided, and the inside of the sub chamber may be depressurized.
Also in the illustrated film forming apparatus 10 having the vacuum evacuation means in all the chambers, it is preferable to make the portion through which the substrate Z passes, such as the slit 32a, as small as possible.

前述のように、基板Ｚは、ガイドローラ２６によって案内され、成膜室１４に搬送される。
成膜室１４は、基板Ｚの表面に、反応性スパッタリングによって、機能膜を成膜（形成）するものである。
図示例において、成膜室１４は、ドラム３６と、カソード３８と、ガイドローラ４０と、ピックアップローラ４２と、制御ローラ５２と、ガス供給手段４６と、高周波電源４８と、真空排気手段５０と、密着検出手段５４と、マスク６８とを有する。また、ドラム３６には温度制御手段４４が接続され、ピックアップローラ４２および制御ローラ５２には張力制御手段６２が接続されている。 As described above, the substrate Z is guided by the guide roller 26 and transferred to the film forming chamber 14.
The film forming chamber 14 forms (forms) a functional film on the surface of the substrate Z by reactive sputtering.
In the illustrated example, the film forming chamber 14 includes a drum 36, a cathode 38, a guide roller 40, a pickup roller 42, a control roller 52, a gas supply unit 46, a high frequency power supply 48, a vacuum exhaust unit 50, It has a close contact detection means 54 and a mask 68. A temperature control unit 44 is connected to the drum 36, and a tension control unit 62 is connected to the pickup roller 42 and the control roller 52.

成膜室１４のドラム３６は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材で、ガイドローラ４０によって所定の経路に案内された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、基板Ｚを後述するカソード３８に対面する所定位置に保持しつつ、長手方向に搬送する。
この搬送中に、真空排気手段５０によって排気すると共に、ガス供給手段４６から、反応ガスを導入して成膜室１４内を所定の真空度とし、さらに、高周波電源４８からカソード３８に所定の電力を投入することにより、基板Ｚの表面に、反応性スパッタリングによって成膜を行なう。 The drum 36 of the film forming chamber 14 is a cylindrical member that rotates counterclockwise in the drawing around the center line, and a substrate Z guided by a guide roller 40 along a predetermined path is hung on a predetermined area on the peripheral surface. The substrate Z is transported in the longitudinal direction while being held at a predetermined position facing the cathode 38 described later.
During this transfer, the vacuum evacuation unit 50 evacuates the reaction gas from the gas supply unit 46 to bring the inside of the film forming chamber 14 to a predetermined degree of vacuum. Further, a predetermined power is supplied from the high frequency power supply 48 to the cathode 38. Is deposited on the surface of the substrate Z by reactive sputtering.

なお、ドラム３６は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源等の電源に接続されてもよい。
また、図示例においては、ドラム３６に対面するカソード３８は、１つであるが、ドラム３６による基板Ｚの搬送方向に、複数のカソード（成膜手段）を配置してもよい。 The drum 36 may be grounded (earthed) so as to function as a counter electrode, or may be connected to a power source such as a high frequency power source.
In the illustrated example, the number of the cathodes 38 facing the drum 36 is one, but a plurality of cathodes (film forming means) may be arranged in the direction in which the substrate Z is transported by the drum 36.

本発明において、成膜する膜には、特に限定はなく、各種の公知の成膜法によって成膜可能なものであれば、製造する機能性フィルムに応じた、各種の無機物の膜が利用可能である。
また、成膜する膜の厚さにも、特に限定はなく、成膜する膜および機能性フィルムに要求される性能に応じて、必要な膜厚を、適宜、決定すればよい。 In the present invention, the film to be formed is not particularly limited, and various inorganic films corresponding to the functional film to be manufactured can be used as long as they can be formed by various known film forming methods. It is.
In addition, the thickness of the film to be formed is not particularly limited, and the necessary film thickness may be appropriately determined according to the performance required for the film to be formed and the functional film.

ここで、ドラム３６には、基板Ｚを冷却するための冷却手段が内蔵されている（図示せず）。
冷却手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する冷却手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の冷却手段が、全て利用可能である。
また、冷却手段には、温度制御手段４４が接続され、所定の冷却温度となるように制御されている。
この点に関しては、後に詳述する。 Here, the drum 36 has a built-in cooling means for cooling the substrate Z (not shown).
The cooling means is not particularly limited, and various cooling means such as a cooling means for circulating a refrigerant or the like, a cooling means using a piezo element, etc. can be used.
Further, a temperature control means 44 is connected to the cooling means, and is controlled so as to reach a predetermined cooling temperature.
This will be described in detail later.

冷却手段によってドラム３６を冷却することにより、ドラム３６に巻き掛けられて成膜される基板Ｚを冷却して、成膜の際の熱により加熱されて、基板Ｚが変形するのを防止する。 By cooling the drum 36 by the cooling means, the substrate Z formed by being wound around the drum 36 is cooled and heated by the heat at the time of film formation to prevent the substrate Z from being deformed.

なお、本発明において、冷却手段による冷却温度には、特に限定はなく、基板Ｚの種類や成膜条件等に応じて、適宜、設定すればよい。 In the present invention, the cooling temperature by the cooling means is not particularly limited, and may be appropriately set according to the type of the substrate Z, the film forming conditions, and the like.

カソード３８は、ターゲットＴｇに高周波電源４８からの所定の電圧を印加するものであるとともに、ターゲットＴｇを保持するターゲットフォルダを兼ねる。
図示例においては、カソード３８は、金属製の板状部材であり、基板Ｚを成膜位置に位置させるドラム３６に対面して配置される。
カソード３８は、各種の反応性スパッタリングによる成膜装置で利用されている、公知のカソードが全て利用可能である。 The cathode 38 applies a predetermined voltage from the high-frequency power supply 48 to the target Tg, and also serves as a target folder that holds the target Tg.
In the illustrated example, the cathode 38 is a metal plate-like member, and is disposed to face the drum 36 that positions the substrate Z at the film forming position.
As the cathode 38, all known cathodes used in various reactive sputtering film forming apparatuses can be used.

図２は、図１に示す成膜装置１０のドラム３６、マスク６８および撮像手段６４をカソード３８側から見た概略図である。
図１および図２に示されるように、マスク６８は、基板Ｚが成膜される領域、すなわち、成膜領域を規定するためのものであると共に、成膜領域以外で基板Ｚに成膜物が付着することを防止するための防着板でもある。
マスク６８は、板状部材で、ドラム３６の周面の基板Ｚが巻き掛けられた領域全面（開口部６８ａを除く）に対応する大きさを有して、ドラム３６の周面に沿って湾曲しており、ドラム３６の周面に対向して配置されている。また、カソード３８と対面する領域に平面視略長方形状の開口部６８ａが形成されている。
マスク６８は、例えば、アルミナなどのセラミックス等の絶縁物により構成されている。
マスク６８は、各種の反応性スパッタリングによる成膜装置で利用されている、公知のマスクが全て利用可能である。 FIG. 2 is a schematic view of the drum 36, the mask 68, and the imaging means 64 of the film forming apparatus 10 shown in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the mask 68 is used to define a region where the substrate Z is formed, that is, a film forming region, and a film formed on the substrate Z outside the film forming region. It is also an adhesion-preventing plate for preventing adhesion.
The mask 68 is a plate-like member and has a size corresponding to the entire area (excluding the opening 68 a) around which the substrate Z is wound on the peripheral surface of the drum 36, and is curved along the peripheral surface of the drum 36. The drum 36 is disposed to face the peripheral surface of the drum 36. In addition, an opening 68 a having a substantially rectangular shape in plan view is formed in a region facing the cathode 38.
The mask 68 is made of an insulator such as ceramics such as alumina.
As the mask 68, all known masks used in various reactive sputtering film forming apparatuses can be used.

また、図示例においては、マスク６８は、成膜領域を規定するマスクと、基板Ｚに成膜物が付着するのを防止する防着板とを一体にした部材としたが、本発明は、これに限定はされず、マスクと防着板とを別部材としてもよい。 In the illustrated example, the mask 68 is a member in which a mask that defines a film formation region and an adhesion preventing plate that prevents the film formation from adhering to the substrate Z are integrated. However, the present invention is not limited to this, and the mask and the protection plate may be separate members.

ガス供給手段４６は、成膜室１４内に反応ガスを導入するものである。ガス供給手段４６は、各種の反応性スパッタリングによる成膜装置で利用されている、公知のガス供給手段が全て利用可能である。
また、ガス供給手段４６が成膜室１４内に供給する反応ガスの種類は、特に限定はなく、各種の公知の成膜法によって成膜可能なものであれば、製造する機能性フィルムに応じた、各種の反応ガスが利用可能である。 The gas supply means 46 introduces a reaction gas into the film forming chamber 14. As the gas supply means 46, all known gas supply means used in various reactive sputtering film forming apparatuses can be used.
Further, the type of reaction gas supplied from the gas supply means 46 into the film formation chamber 14 is not particularly limited, and can be formed according to the functional film to be manufactured as long as it can be formed by various known film formation methods. Various reaction gases can be used.

高周波電源４８は、カソード３８に、電力を供給する電源である。高周波電源４８は、各種の反応性スパッタリングによる成膜装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。 The high frequency power source 48 is a power source that supplies power to the cathode 38. As the high-frequency power supply 48, all known high-frequency power supplies used in various reactive sputtering film forming apparatuses can be used.

真空排気手段５０は、反応性スパッタリングによる機能膜の成膜のために、成膜室１４内を排気して、所定の成膜圧力に保つものであり、前述のように、真空成膜装置に利用されている、公知の真空排気手段である。 The vacuum evacuation means 50 is for evacuating the film forming chamber 14 to maintain a predetermined film forming pressure in order to form a functional film by reactive sputtering. It is a known evacuation means that is used.

密着検出手段５４は、カソード３８と対面する領域、すなわち、成膜領域において、基板Ｚの搬送方向上流側での、基板Ｚとドラム３６との密着状態を検出するためのものである。
密着検出手段５４は、撮像手段６４と、画像解析手段６６とを有する。 The contact detection means 54 is for detecting the contact state between the substrate Z and the drum 36 on the upstream side in the transport direction of the substrate Z in the region facing the cathode 38, that is, in the film formation region.
The contact detection unit 54 includes an imaging unit 64 and an image analysis unit 66.

撮像手段６４は、カソード３８と対面する領域、すなわち、成膜領域において、基板Ｚの搬送方向上流側で、基板Ｚの表面を撮像するためのものである。
図２に示すように、撮像手段６４は、マスク６８の開口部６８ａの上流側に配置され、成膜領域の上流側で、基板Ｚの幅方向（搬送方向と垂直な方向）の全体を撮像する。
撮像手段６４は、撮像した画像データを画像解析手段６６に供給する。
撮像手段６４としては、各種の公知の撮像手段が利用可能である。撮像で得られるデータや器具の汎用性、また、コスト等の点で、ＣＣＤカメラを用いることが好ましい。 The imaging means 64 is for imaging the surface of the substrate Z on the upstream side in the transport direction of the substrate Z in the region facing the cathode 38, that is, in the film formation region.
As shown in FIG. 2, the imaging means 64 is disposed upstream of the opening 68a of the mask 68, and images the entire width direction (direction perpendicular to the transport direction) of the substrate Z upstream of the film formation region. To do.
The imaging unit 64 supplies the captured image data to the image analysis unit 66.
As the imaging unit 64, various known imaging units can be used. It is preferable to use a CCD camera in view of data obtained by imaging, versatility of instruments, and cost.

画像解析手段６６は、撮像手段６４が撮像した画像データを解析して、基板Ｚとドラム３６との密着状態を検出するものである。
本発明において、画像解析手段６６による密着状態検出のための画像の解析方法に特に限定はない。例えば、画像解析手段６６は、基板Ｚの表面を撮像した画像データから、基板Ｚ表面の凸部を抽出して、大きさおよび高さが所定の閾値以上の凸部を、基板Ｚがドラム３６から浮き上がって、密着不良となっている部分として検出する。 The image analysis unit 66 analyzes the image data picked up by the image pickup unit 64 and detects the contact state between the substrate Z and the drum 36.
In the present invention, the image analysis method for detecting the contact state by the image analysis means 66 is not particularly limited. For example, the image analysis unit 66 extracts the convex portion on the surface of the substrate Z from the image data obtained by imaging the surface of the substrate Z, and the substrate Z has the drum 36 as a convex portion having a size and height that are equal to or greater than a predetermined threshold. It is detected as a part that is lifted up and has poor adhesion.

画像解析手段６６は、画像の解析結果から、密着不良を検出したら、基板Ｚの張力を、密着不良を解消するため予め設定された所定値とするように、張力制御手段６２に指示を出す。具体的には、密着不良を検出したら、密着不良を検出した時点での張力に、予め設定された値を加えた値を所定値として、張力がこの所定値となるように、張力制御手段６２に指示を出す。
同様に、画像解析手段６６は、密着不良を検出したら、ドラム３６の温度を、密着不良を解消するため予め定めた所定値（予め設定された値だけ低くした所定値）とするように、温度制御手段４４に指示を出す。
あるいは、密着不良の状態に応じて、張力や温度調整の度合いを変更してもよい。一例として、密着不良箇所の数や大きさ等に応じて、密着不良の度合いを何段階か設定しておき、さらに、密着不良の度合いと、密着不良を解消するための基板Ｚの張力およびドラム３６の温度との関係をテーブル（ＬＵＴ）化して、画像解析手段６６に記憶しておく。画像解析手段６６は、画像の解析結果から密着不良の発生を検出したら、さらに、画像解析結果から、その度合いを検出する。次いで、前記ＬＵＴを参照して、密着不良を解消するための基板Ｚの張力およびドラム３６の温度を検出し、これに応じて基板Ｚの張力およびドラム３６の温度を検出して、これに応じて、基板Ｚの張力およびドラム３６の温度制御を行なうように張力制御手段６２および温度制御手段４４に指示を出す。 When the image analysis unit 66 detects a contact failure from the image analysis result, the image analysis unit 66 instructs the tension control unit 62 to set the tension of the substrate Z to a predetermined value set in advance to eliminate the contact failure. Specifically, when the adhesion failure is detected, a value obtained by adding a preset value to the tension at the time when the adhesion failure is detected is set as a predetermined value, and the tension control means 62 is set so that the tension becomes this predetermined value. Give instructions.
Similarly, when the image analysis unit 66 detects a close contact failure, the temperature of the drum 36 is set to a predetermined value (a predetermined value lower by a preset value) in order to eliminate the close contact failure. An instruction is issued to the control means 44.
Alternatively, the degree of tension and temperature adjustment may be changed according to the state of poor adhesion. As an example, the degree of adhesion failure is set in several stages according to the number or size of the adhesion failure locations, and further, the degree of adhesion failure, the tension of the substrate Z and the drum for eliminating the adhesion failure The relationship between the temperature 36 and the temperature is converted into a table (LUT) and stored in the image analysis unit 66. When detecting the occurrence of poor adhesion from the image analysis result, the image analysis means 66 further detects the degree from the image analysis result. Next, referring to the LUT, the tension of the substrate Z and the temperature of the drum 36 for eliminating the adhesion failure are detected, and the tension of the substrate Z and the temperature of the drum 36 are detected accordingly, and the response is made accordingly. The tension control means 62 and the temperature control means 44 are instructed to control the tension of the substrate Z and the temperature of the drum 36.

このように、密着検出手段５４の撮像手段６４によって、成膜領域における上流側で、基板Ｚの表面を撮像して、撮像して得られた画像データを画像解析手段６６により解析して、基板Ｚとドラム３６との密着状態を検出することにより、成膜の際の熱により膨らんで顕在化する局所的な密着不良を、密着不良が拡大する前の初期段階で検知することができる。
密着不良が拡大してから、密着不良を検知して、温度制御や張力制御により密着不良を改善する場合は、密着不良を完全に改善することは難しいが、初期段階の密着不良の検知結果を基に、温度制御手段４４によるドラム３６（基板Ｚ）の冷却温度制御や、後述する張力制御手段６２による基板Ｚの張力制御を行なうことにより、局所的な密着不良が拡大する前に、基板Ｚとドラム３６との密着状態を改善することができ、これにより、基板Ｚが熱により変形することを防止できる。 As described above, the imaging means 64 of the contact detection means 54 images the surface of the substrate Z on the upstream side in the film formation region, and the image data obtained by the imaging is analyzed by the image analysis means 66, and the substrate is analyzed. By detecting the close contact state between Z and the drum 36, it is possible to detect a local contact failure that is swollen and manifested by heat during film formation at an initial stage before the contact failure is enlarged.
If the adhesion failure is detected after the adhesion failure has been expanded and the adhesion failure is improved by temperature control or tension control, it is difficult to completely improve the adhesion failure. On the basis of this, the cooling temperature control of the drum 36 (substrate Z) by the temperature control means 44 and the tension control of the substrate Z by the tension control means 62 to be described later are performed before the local adhesion failure is enlarged. It is possible to improve the close contact state between the drum 36 and the drum 36, thereby preventing the substrate Z from being deformed by heat.

また、初期段階の局所的な密着不良の段階で密着状態を改善するので、成膜終了後、長尺な基板から切り出してテンションレスにしないと確認できないような弱い変形も防止することができる。
また、成膜領域における上流側で、撮像するので、膜がほとんど堆積していない状態の基板Ｚの表面を撮像することができる。そのため、密着不良の部分が膜に覆われて検知しづらくなることがなく、微小な密着不良を精度良くすることができる。また、無機膜が成膜されて基板Ｚの剛性が上がり、密着不良を改善することが難しくなることもない。
また、密着不良を確認した場合にドラム３６の冷却温度を下げるので、ドラム３６を冷却しすぎることが無く、ドラム３６表面に水分が氷結して新たな密着不良の原因となることもない。 In addition, since the adhesion state is improved at the initial stage of local adhesion failure, it is possible to prevent weak deformation that cannot be confirmed unless the film is cut out from a long substrate and tensionless.
Further, since imaging is performed on the upstream side in the film formation region, it is possible to image the surface of the substrate Z in a state where almost no film is deposited. For this reason, it is possible to improve the accuracy of minute adhesion failure without causing the adhesion failure portion to be covered with the film and difficult to detect. Further, the inorganic film is formed, the rigidity of the substrate Z is increased, and it is not difficult to improve the adhesion failure.
In addition, since the cooling temperature of the drum 36 is lowered when an adhesion failure is confirmed, the drum 36 is not overcooled, and moisture does not freeze on the surface of the drum 36 and cause a new adhesion failure.

また、基板Ｚとドラム３６との密着不良を防止して、基板Ｚの熱による変形を好適に防止できるので、成膜の際の投入電力を高くすることができ、生産性を向上させることができる。 In addition, since the adhesion failure between the substrate Z and the drum 36 can be prevented and the deformation of the substrate Z due to heat can be suitably prevented, the input power during film formation can be increased and the productivity can be improved. it can.

ここで、撮像手段６４は、マスク６８の開口部６８ａに対応する領域（カソード３８と対面する領域）、すなわち、成膜領域において、基板Ｚの搬送方向の上流側０〜２０％の位置で、基板Ｚの表面を撮像することが好ましい。
これにより、より好適に密着不良を改善することができる。 Here, the imaging means 64 is in a region corresponding to the opening 68a of the mask 68 (a region facing the cathode 38), that is, in a film formation region, at a position of 0 to 20% upstream in the transport direction of the substrate Z. It is preferable to image the surface of the substrate Z.
Thereby, adhesion failure can be improved more suitably.

また、図示例においては、撮像手段６４は、直接、基板Ｚの表面を撮像する構成としたが、本発明では、これに限定はされず、ミラーを介して、基板Ｚの表面を撮像する構成としてもよい。ミラーを介して、撮像を行なうことにより、撮像手段を成膜領域の近傍に配置する必要がないので、撮像手段６４に成膜物が付着することを防止できる。また、撮像手段６４が、成膜時の熱の影響を受けることも防止できる。 In the illustrated example, the imaging means 64 is configured to directly image the surface of the substrate Z. However, the present invention is not limited to this, and is configured to image the surface of the substrate Z via a mirror. It is good. By performing imaging through the mirror, it is not necessary to dispose the imaging unit in the vicinity of the film formation region, so that a film deposit can be prevented from adhering to the imaging unit 64. In addition, the imaging unit 64 can be prevented from being affected by heat during film formation.

前述のように、成膜装置１０においては、密着検査手段５４と、温度制御手段４４と、張力制御手段６２とを有することにより、成膜領域における上流側の位置で、基板Ｚとドラム３６との密着状態を検出して、これに応じて、基板Ｚとドラム３６との密着状態を制御して、基板Ｚとドラム３６との密着不良を抑制して、熱による基板Ｚの変形を防止する。 As described above, the film forming apparatus 10 includes the adhesion inspection unit 54, the temperature control unit 44, and the tension control unit 62, so that the substrate Z and the drum 36 are arranged at the upstream position in the film formation region. Is detected, and the contact state between the substrate Z and the drum 36 is controlled accordingly, thereby suppressing the contact failure between the substrate Z and the drum 36 and preventing the substrate Z from being deformed by heat. .

ピックアップローラ４２は、搬送される基板Ｚを所定の経路に案内するためのものであると共に、搬送される基板Ｚにかかるテンション（張力）を測定するためのものである。
ピックアップローラ４２は、基板Ｚの搬送方向において、ドラム３６の下流側に配置されている。
ピックアップローラ４２は、基板Ｚの張力の測定結果を張力制御手段６２に送る。 The pickup roller 42 is for guiding the substrate Z to be transported to a predetermined path and for measuring the tension applied to the substrate Z to be transported.
The pickup roller 42 is disposed on the downstream side of the drum 36 in the transport direction of the substrate Z.
The pickup roller 42 sends the measurement result of the tension of the substrate Z to the tension control means 62.

本発明において、基板Ｚの張力を測定するためのピックアップローラ４２としては、ロードセルにより張力を検出するものや、ローラの変位を測定して張力を検出するもの等、ロール・ツー・ロールの成膜装置等に利用されている公知のピックアップローラが、各種利用可能である。 In the present invention, as the pickup roller 42 for measuring the tension of the substrate Z, roll-to-roll film formation, such as a sensor that detects the tension with a load cell, or a sensor that detects the tension by measuring the displacement of the roller, etc. Various known pickup rollers that are used in devices and the like can be used.

制御ローラ５２は、搬送される基板Ｚにかかる張力を調整するためのものである。
制御ローラ５２は、基板Ｚの搬送方向において、テンションピックアップローラ４２の下流側に配置されている。また、制御ローラ５２は、張力制御手段６２からの信号に応じて、基板Ｚの張力が所定の値となるように、基板面に略垂直な方向に移動して、基板Ｚに張力を加える。 The control roller 52 is for adjusting the tension applied to the substrate Z to be transported.
The control roller 52 is disposed on the downstream side of the tension pickup roller 42 in the conveyance direction of the substrate Z. Further, the control roller 52 moves in a direction substantially perpendicular to the substrate surface and applies tension to the substrate Z so that the tension of the substrate Z becomes a predetermined value in accordance with a signal from the tension control means 62.

図示例の成膜装置１０においては、制御ローラ５２は、成膜室１４内に配置したが、本発明は、これに限定はされず、供給室、巻取り室等に配置してもよい。 In the illustrated film forming apparatus 10, the control roller 52 is disposed in the film forming chamber 14, but the present invention is not limited to this and may be disposed in a supply chamber, a winding chamber, or the like.

張力制御手段６２は、基板Ｚにかかる張力を所定の値となるように制御ローラ５２を制御すると共に、密着検出手段５４によるドラム３６と基板Ｚとの密着状態の検出結果に応じて、成膜室１４の制御ローラ５２の変位を制御して、所定の経路を搬送される基板Ｚにかかる張力を、変更するものである。
張力制御手段６２による制御により、基板Ｚは、所定の張力で、所定の経路を搬送される。 The tension control unit 62 controls the control roller 52 so that the tension applied to the substrate Z becomes a predetermined value, and forms a film according to the detection result of the contact state between the drum 36 and the substrate Z by the contact detection unit 54. By controlling the displacement of the control roller 52 in the chamber 14, the tension applied to the substrate Z transported through a predetermined path is changed.
Under the control of the tension control means 62, the substrate Z is transported along a predetermined path with a predetermined tension.

張力制御手段６２は、密着検出手段５４から、基板Ｚとドラム３６との密着状態の検出結果として、密着不良有りの信号が送られてきた場合に、基板Ｚにかかる張力が、密着検出手段５４から指示された張力となるように、制御ローラ５２を制御する。 The tension control unit 62 is configured so that the tension applied to the substrate Z is detected by the contact detection unit 54 when a signal indicating that there is a contact failure is sent from the contact detection unit 54 as a detection result of the contact state between the substrate Z and the drum 36. The control roller 52 is controlled so as to have the tension instructed by.

このように、張力制御手段６２が、基板Ｚとドラム３６との密着不良に対応して、基板Ｚにかかる張力を調整することにより、基板Ｚとドラム３６との密着不良を改善することができる。これにより、基板Ｚが、冷却手段によって冷却されたドラム３６と密着するので、基板Ｚが熱により変形することを防止できる。 As described above, the tension control means 62 adjusts the tension applied to the substrate Z in response to the contact failure between the substrate Z and the drum 36, whereby the contact failure between the substrate Z and the drum 36 can be improved. . Thereby, since the board | substrate Z closely_contact | adheres with the drum 36 cooled by the cooling means, it can prevent that the board | substrate Z deform | transforms with a heat | fever.

なお、本発明において、基板Ｚの張力の設定値には、特に限定はなく、基板Ｚの種類や成膜条件等に応じて、適宜、設定すればよい。 In the present invention, the set value of the tension of the substrate Z is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the type of the substrate Z, film forming conditions, and the like.

ここで、成膜装置１０における張力の調整の作用について説明する。
成膜装置１０においては、張力制御手段６２には、張力として、所定の値が設定されている（あるいは、オペレータが、基板Ｚの種類や成膜条件等に応じて、任意に設定可能にしてもよい）。
前述のとおり、成膜装置１０において成膜が開始されると、長尺な基板Ｚは、基板ロール２０（回転軸２４）から巻取り軸３０に至る所定の搬送経路を搬送される。 Here, the effect | action of tension adjustment in the film-forming apparatus 10 is demonstrated.
In the film forming apparatus 10, a predetermined value is set as the tension in the tension control means 62 (or the operator can arbitrarily set it according to the type of the substrate Z, film forming conditions, etc.). Also good).
As described above, when film formation is started in the film forming apparatus 10, the long substrate Z is transported along a predetermined transport path from the substrate roll 20 (rotating shaft 24) to the winding shaft 30.

ピックアップローラ４２は、搬送中の基板Ｚにかかる張力を測定し、測定結果を張力制御手段６２に送る。
張力制御手段６２は、ピックアップローラ４２から送られてきた張力の測定結果を基に、基板Ｚにかかる張力が設定された値となるように、制御ローラ５２の変位量の信号を、制御ローラ５２に送る。
制御ローラ５２は、張力制御手段６２から送られてきた信号に従い、基板面に略垂直な方向に移動して、基板Ｚに加わる張力を調整して、基板Ｚにかかる張力が設定された値となるように制御する。 The pickup roller 42 measures the tension applied to the substrate Z being transported, and sends the measurement result to the tension control means 62.
Based on the measurement result of the tension sent from the pickup roller 42, the tension control means 62 outputs a displacement amount signal of the control roller 52 so that the tension applied to the substrate Z becomes a set value. Send to.
The control roller 52 moves in a direction substantially perpendicular to the substrate surface in accordance with a signal sent from the tension control means 62, adjusts the tension applied to the substrate Z, and sets the tension applied to the substrate Z to the set value. Control to be.

ここで、密着検出手段５４（画像解析手段６６）から、基板Ｚの張力調整の指示を受けた場合は、張力制御手段６２は、基板Ｚにかかる張力が、密着検出手段５４から、指示された張力となるように、制御ローラ５２の変位量の信号を、制御ローラ５２に送る。
張力制御手段６２は、密着検出手段５４から次の信号が送られてくるまで、基板Ｚにかかる張力が変更後の設定値となるように、制御ローラ５２を制御する。 Here, when an instruction for adjusting the tension of the substrate Z is received from the contact detection means 54 (image analysis means 66), the tension control means 62 is instructed by the contact detection means 54 about the tension applied to the substrate Z. A signal indicating the amount of displacement of the control roller 52 is sent to the control roller 52 so as to be in tension.
The tension control unit 62 controls the control roller 52 so that the tension applied to the substrate Z becomes the set value after the change until the next signal is sent from the contact detection unit 54.

温度制御手段４４は、密着検出手段５４によるドラム３６と基板Ｚとの密着状態の検出結果に応じて、ドラム３６に内蔵された冷却手段による冷却温度を制御するためのものである。
温度制御手段４４は、通常は、ドラム３６の温度（表面の温度）が予め設定された規定温度となるように、ドラム３６が内蔵する冷却手段を制御する。前述のように、密着検出手段５４（画像解析手段６６）から、温度調整の指示を受けた際には、ドラム３６の温度が、密着検出手段５４から指示された温度となるように、ドラム３６の冷却手段を制御する。
温度制御手段４４は、密着検出手段５４から次の信号が送られてくるまで、ドラム３６の温度が変更後の設定値となるように、冷却手段を制御する。 The temperature control means 44 is for controlling the cooling temperature by the cooling means built in the drum 36 according to the detection result of the close contact state between the drum 36 and the substrate Z by the close contact detection means 54.
The temperature control means 44 normally controls the cooling means built in the drum 36 so that the temperature of the drum 36 (surface temperature) becomes a preset specified temperature. As described above, when the temperature adjustment instruction is received from the contact detection unit 54 (image analysis unit 66), the drum 36 is set so that the temperature of the drum 36 becomes the temperature specified by the contact detection unit 54. Control the cooling means.
The temperature control unit 44 controls the cooling unit so that the temperature of the drum 36 becomes the changed set value until the next signal is sent from the contact detection unit 54.

このように、温度制御手段４４が、基板Ｚとドラム３６との密着不良に対応して、冷却手段による冷却温度を低くすることにより、熱による基板Ｚの変形が小さくなって、基板Ｚとドラム３６との密着不良を改善することができる。これにより、基板Ｚが、冷却手段によって冷却されたドラム３６と密着するので、基板Ｚが熱により変形することを防止できる。 As described above, the temperature control unit 44 reduces the cooling temperature by the cooling unit in response to the poor adhesion between the substrate Z and the drum 36, whereby the deformation of the substrate Z due to heat is reduced, and the substrate Z and the drum are reduced. The adhesion failure with 36 can be improved. Thereby, since the board | substrate Z closely_contact | adheres with the drum 36 cooled by the cooling means, it can prevent that the board | substrate Z deform | transforms with a heat | fever.

以下、成膜室１４における機能膜の成膜の作用を説明する。
前述のように、回転軸２４に基板ロール２０が装填されると、基板Ｚは、供給室１２からガイドローラ２６によって案内されて成膜室１４に至り、成膜室１４において、ガイドローラ４０に案内されて、ドラム３６の周面の所定領域に掛け回され、ピックアップローラ４２および制御ローラ５２によって案内されて、巻取り室１６の巻取り軸３０に至る所定の搬送経路を通される。 Hereinafter, the function of forming the functional film in the film forming chamber 14 will be described.
As described above, when the substrate roll 20 is loaded on the rotating shaft 24, the substrate Z is guided from the supply chamber 12 by the guide roller 26 to the film forming chamber 14, and in the film forming chamber 14, Guided, wound around a predetermined area of the peripheral surface of the drum 36, guided by the pickup roller 42 and the control roller 52, and passed through a predetermined conveyance path to the winding shaft 30 of the winding chamber 16.

供給室１２から供給され、ガイドローラ４０によって所定の経路に案内された基板Ｚはドラム３６に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送される。なお、成膜室１４内は、真空排気手段５０によって所定の真空度に減圧され、また、供給室１２は真空排気手段２８によって、巻取り室１６は真空排気手段６０によって、それぞれ所定の真空度に減圧されている。
さらに、成膜室１４内には、ガス供給手段４６から反応ガスが供給される。
また、カソード３８には、スパッタリング用のターゲットＴｇが装着されている。 The substrate Z supplied from the supply chamber 12 and guided along the predetermined path by the guide roller 40 is transported through the predetermined transport path while being supported / guided by the drum 36. Note that the inside of the film forming chamber 14 is depressurized to a predetermined degree of vacuum by the vacuum evacuation unit 50, the supply chamber 12 is evacuated by the vacuum evacuation unit 28, and the winding chamber 16 is evacuated by the vacuum evacuation unit 60. Has been depressurized.
Further, a reactive gas is supplied from the gas supply means 46 into the film forming chamber 14.
The cathode 38 is equipped with a sputtering target Tg.

反応ガスの供給量および成膜室１４の真空度が安定したら、カソード３８には、高周波電源４８から、電力が供給される。 When the supply amount of the reaction gas and the vacuum degree of the film forming chamber 14 are stabilized, power is supplied to the cathode 38 from the high frequency power supply 48.

カソード３８への電力の供給によって、カソード３８を放電させて、成膜室１４内に導入された反応ガスをプラズマ化する。プラズマ内のプラスイオンは、カソード３８に保持されたターゲットＴｇをスパッタし、スパッタされたターゲットＴｇの構成元素は、ターゲットＴｇから放出され、中性あるいはイオン化された状態で、ドラム３６周面に保持された基板Ｚ上に蒸着され、成膜される。 By supplying power to the cathode 38, the cathode 38 is discharged, and the reaction gas introduced into the film forming chamber 14 is turned into plasma. The positive ions in the plasma sputter the target Tg held on the cathode 38, and the constituent elements of the sputtered target Tg are released from the target Tg and are held neutral or ionized on the circumferential surface of the drum 36. The film is deposited on the substrate Z thus formed.

ここで、成膜装置１０においては、撮像手段６４によって、成膜領域における上流側で、基板Ｚの表面を撮像して、基板Ｚとドラム３６との密着状態を検出しているので、局所的な密着不良を、密着不良が拡大する前の初期段階で検知することができる。そのため、この初期段階の密着不良の検知結果を基に、温度制御手段４４によるドラム３６（基板Ｚ）の冷却温度制御や、張力制御手段６２による基板Ｚの張力制御を行なうことにより、初期段階の局所的な密着不良が拡大する前に、基板Ｚとドラム３６との密着状態を改善することができ、これにより、基板Ｚが熱により変形することを防止できる。 Here, in the film forming apparatus 10, the imaging unit 64 images the surface of the substrate Z on the upstream side in the film forming region, and detects the contact state between the substrate Z and the drum 36. Can be detected at an initial stage before the adhesion failure expands. For this reason, the temperature control means 44 controls the cooling temperature of the drum 36 (substrate Z) and the tension control means 62 controls the tension of the substrate Z based on the detection result of the adhesion failure in the initial stage. Before the local adhesion failure expands, the adhesion state between the substrate Z and the drum 36 can be improved, thereby preventing the substrate Z from being deformed by heat.

このように、本発明は、基板Ｚとドラム３６との密着不良を抑制できるので、熱による基板の変形を防止して、高品質な機能性フィルムを効率よく連続成膜することができる。 As described above, according to the present invention, since poor adhesion between the substrate Z and the drum 36 can be suppressed, deformation of the substrate due to heat can be prevented, and a high-quality functional film can be efficiently and continuously formed.

なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定はないが、基板Ｚの熱による変形を抑制するという本発明の効果が十分に発現できる等の点で、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂フィルムを用いることが好ましく、また、１００μｍ以下の厚さの基板Ｚを用いることが好ましい。 In the present invention, the substrate Z is not particularly limited, but a resin film such as PET or PEN is used in that the effect of the present invention of suppressing deformation of the substrate Z due to heat can be sufficiently exhibited. It is also preferable to use a substrate Z having a thickness of 100 μm or less.

機能膜を成膜された基板Ｚ（すなわち、機能性フィルム）は、ドラム３６からピックアップローラ４２に搬送され、ピックアップローラ４２および制御ローラ５２によって案内されて、成膜室１４と巻取り室１６とを隔離する隔壁５６に形成されたスリット５６ａから、巻取り室１６に搬送される。 The substrate Z on which the functional film is formed (that is, the functional film) is conveyed from the drum 36 to the pickup roller 42 and guided by the pickup roller 42 and the control roller 52, and the film forming chamber 14, the winding chamber 16, and the like. From the slit 56 a formed in the partition wall 56 that isolates the sheet, the sheet is conveyed to the winding chamber 16.

図示例において、巻取り室１６は、ガイドローラ５８と、巻取り軸３０と、真空排気手段６０とを有する。
巻取り室１６に搬送された基板Ｚ（機能性フィルム）は、ガイドローラ５８に案内されて巻取り軸３０に搬送され、巻取り軸３０によってロール状に巻回され機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
また、先の供給室１２と同様、巻取り室１６にも真空排気手段６０が配置され、成膜中は、巻取り室１６も、成膜室１４における成膜圧力に応じた真空度に減圧される。 In the illustrated example, the winding chamber 16 includes a guide roller 58, a winding shaft 30, and a vacuum exhaust means 60.
The substrate Z (functional film) transported to the winding chamber 16 is guided by the guide roller 58 and transported to the winding shaft 30, and is wound into a roll shape by the winding shaft 30 as a functional film roll. It is used for the process.
Similarly to the previous supply chamber 12, the evacuation means 60 is also disposed in the winding chamber 16, and during the film formation, the winding chamber 16 is also decompressed to a degree of vacuum corresponding to the film formation pressure in the film formation chamber 14. Is done.

以上の例では、基板Ｚとドラム３６との密着状態を制御する手段として、ドラム３６の冷却温度を制御する温度制御手段４４と、基板Ｚの張力を制御する張力制御手段６２とを有する構成としたが、本発明は、これに限定はされず、ドラム３６の冷却温度を制御する温度制御手段４４、および、基板Ｚの張力を制御する張力制御手段６２のいずれか一方を有する構成としてもよい。 In the above example, the temperature control means 44 for controlling the cooling temperature of the drum 36 and the tension control means 62 for controlling the tension of the substrate Z are used as means for controlling the contact state between the substrate Z and the drum 36. However, the present invention is not limited to this, and it may be configured to have one of temperature control means 44 for controlling the cooling temperature of the drum 36 and tension control means 62 for controlling the tension of the substrate Z. .

また、図示例においては、温度制御手段４４（張力制御手段６２）による冷却温度（張力）の変更後は、再び、密着不良が検知されるまでは、冷却温度（張力）を変更しない構成としたが、本発明は、これに限定はされず、密着不良を検知して、温度制御手段４４（張力制御手段６２）による冷却温度（張力）を変更した後、密着不良を検出した位置の基板Ｚがドラム３６から、離間した後に、冷却温度（張力）を変更前の値に戻すようにしてもよい。 Further, in the illustrated example, after the cooling temperature (tension) is changed by the temperature control unit 44 (tension control unit 62), the cooling temperature (tension) is not changed until a close contact is detected again. However, the present invention is not limited to this, and after detecting the adhesion failure and changing the cooling temperature (tension) by the temperature control means 44 (tension control means 62), the substrate Z at the position where the adhesion failure is detected. However, after separating from the drum 36, the cooling temperature (tension) may be returned to the value before the change.

また、図示例においては、成膜領域における上流側で撮像手段６４によって撮像された画像データを解析することにより、基板Ｚとドラム３６との密着不良を検出する構成としたが、本発明はこれに限定はされない。
例えば、成膜装置１０に加えて、成膜領域よりも上流側で基板Ｚがドラム３６に巻き掛けられた状態の位置、すなわち、マスク６８の開口部６８ａよりも上流側の位置に、基板Ｚの表面を撮像する第２撮像手段を配置し、第２撮像手段によって撮像された画像データと、撮像手段６４によって撮像された画像データとを比較して、密着不良を検出する構成としてもよい。 Further, in the illustrated example, the configuration is such that the poor adhesion between the substrate Z and the drum 36 is detected by analyzing the image data captured by the imaging means 64 on the upstream side in the film formation region. It is not limited to.
For example, in addition to the film forming apparatus 10, the substrate Z is positioned at a position where the substrate Z is wound around the drum 36 upstream from the film forming region, that is, at a position upstream from the opening 68 a of the mask 68. A configuration may be adopted in which a second imaging unit that images the surface of the image sensor is arranged, and the image data captured by the second imaging unit and the image data captured by the imaging unit 64 are compared to detect poor adhesion.

ここで、図示例の成膜装置１０においては、密着検出手段５４は、撮像手段６４と画像解析手段６６とを有する構成としたが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚとドラム３６との密着不良を好適に検出できればよい。 Here, in the film forming apparatus 10 of the illustrated example, the contact detection unit 54 includes the imaging unit 64 and the image analysis unit 66. However, the present invention is not limited to this, and the substrate Z and the drum are arranged. What is necessary is just to be able to detect the adhesion failure with 36 suitably.

図３は、本発明の成膜装置の他の一例を示す概略図であり、図４は、図３に示す成膜装置１００のドラム３６周辺をカソード３８側から見た図である。なお、図３に示す成膜装置１００は、図１に示す成膜装置１０において、密着検出手段５４に代えて、密着検出手段１０２を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。 FIG. 3 is a schematic view showing another example of the film forming apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a view of the periphery of the drum 36 of the film forming apparatus 100 shown in FIG. 3 as viewed from the cathode 38 side. 3 has the same configuration as the film forming apparatus 10 shown in FIG. 1 except that it has a contact detection unit 102 instead of the contact detection unit 54. The same reference numerals are given, and the following description mainly focuses on different parts.

密着検出手段１０２は、赤外線センサ１０４と密着解析手段１０６とを有する。
赤外線センサ１０４は、カソード３８と対面する領域（マスク６８の開口部６８ａ）、すなわち、成膜領域において、基板Ｚの搬送方向上流側で、基板Ｚの表面の凸部を検出するためのものであり、赤外線出射部１０４ａと赤外線受光部１０４ｂとを有している。 The contact detection unit 102 includes an infrared sensor 104 and a contact analysis unit 106.
The infrared sensor 104 detects a convex portion on the surface of the substrate Z on the upstream side in the transport direction of the substrate Z in the region facing the cathode 38 (the opening 68a of the mask 68), that is, in the film formation region. Yes, it has an infrared emitting portion 104a and an infrared light receiving portion 104b.

赤外線出射部１０４ａは、ドラム３６の周面に平行で、ドラム３６の周面から所定高さｈ離間した位置に、赤外線を出射するものであり、ドラム３６の一方の側面（周面とは異なる面）から所定距離離間して配置されている。
赤外線受光部１０４ｂは、赤外線出射部１０４ａが出射した赤外線を受光するためのものであり、ドラム３６の他方の側面から所定距離離間して配置されている。 The infrared emitting unit 104a emits infrared rays at a position parallel to the circumferential surface of the drum 36 and spaced from the circumferential surface of the drum 36 by a predetermined height h, and is one side surface (different from the circumferential surface) of the drum 36. Is spaced a predetermined distance from the surface.
The infrared light receiving unit 104b is for receiving the infrared light emitted from the infrared light emitting unit 104a, and is disposed at a predetermined distance from the other side surface of the drum 36.

このように構成された赤外線センサ１０４において、赤外線出射部１０４ａは、ドラム３６の周面から所定高さｈだけ離間した位置に赤外線を出射するので、ドラム３６と基板Ｚとの密着不良がない場合（基板Ｚ表面の凸の高さがｈ以下の場合）は、赤外線出射部１０４ａから出射された赤外線は、遮られることなく、赤外線受光部１０４ｂで受光される。
これに対して、ドラム３６と基板Ｚとの密着不良がある場合（基板Ｚ表面の凸の高さがｈ以上の場合）は、赤外線出射部１０４ａから出射された赤外線は、基板Ｚの凸部に遮られる。そのため、赤外線受光部１０４ｂは、赤外線を受光しない。
赤外線出射部１０４ａは、赤外線の出射の有無の信号を密着解析手段１０６に供給し、赤外線受光部１０４ｂは、赤外線の受光の有無の信号を密着解析手段１０６に供給する。 In the infrared sensor 104 configured as described above, the infrared emitting unit 104a emits infrared rays at a position separated from the peripheral surface of the drum 36 by a predetermined height h, and therefore there is no poor adhesion between the drum 36 and the substrate Z. In the case where the convex height of the surface of the substrate Z is h or less, the infrared light emitted from the infrared light emitting unit 104a is received by the infrared light receiving unit 104b without being blocked.
On the other hand, when there is poor adhesion between the drum 36 and the substrate Z (when the convex height of the surface of the substrate Z is greater than or equal to h), the infrared rays emitted from the infrared emitting portion 104a are the convex portions of the substrate Z. Blocked. Therefore, the infrared light receiving unit 104b does not receive infrared light.
The infrared emitting unit 104 a supplies a signal indicating whether infrared radiation is emitted to the contact analysis unit 106, and the infrared light receiving unit 104 b supplies a signal indicating whether infrared radiation is received to the contact analysis unit 106.

密着解析手段１０６は、赤外線出射部１０４ａおよび赤外線受光部１０４ｂからの赤外線の出射／受光の有無の信号から、ドラム３６と基板Ｚとの密着不良を判断する部位である。密着解析手段１０６は、赤外線出射部１０４ａから赤外線の出射有りの信号を受け、かつ、赤外線受光部１０４ｂから赤外線の受光無しの信号を受けた場合に、ドラム３６と基板Ｚとの密着不良があると判断する。
密着解析手段１０６は、密着不良有りの場合に、密着不良を解消するための予め設定された温度および張力の所定値を、温度制御手段４４および張力制御手段６２それぞれに供給する。 The adhesion analysis means 106 is a part that determines the adhesion failure between the drum 36 and the substrate Z from the signal of presence / absence of infrared emission / light reception from the infrared emitting unit 104a and the infrared receiving unit 104b. The contact analysis means 106 has a contact failure between the drum 36 and the substrate Z when it receives a signal with infrared emission from the infrared emitting unit 104a and a signal with no infrared reception from the infrared receiving unit 104b. Judge.
When there is a contact failure, the contact analysis unit 106 supplies a predetermined temperature and tension predetermined values for eliminating the contact failure to the temperature control unit 44 and the tension control unit 62, respectively.

このように、赤外線センサ１０４によって、基板Ｚの凸部を検出することで、基板Ｚの密着不良を検知する場合であっても、成膜領域において、基板Ｚの搬送方向上流側で、密着不良（基板Ｚの表面の凸部）を検知することによって、局所的な密着不良を、密着不良が拡大する前の初期段階で検知することができる。そのため、この初期段階の密着不良の検知結果を基に、温度制御手段４４によるドラム３６（基板Ｚ）の冷却温度制御や、張力制御手段６２による基板Ｚの張力制御を行なうことにより、初期段階の局所的な密着不良が拡大する前に、基板Ｚとドラム３６との密着状態を改善することができ、これにより、基板Ｚが熱により変形することを防止できる。 In this manner, even when the adhesion failure of the substrate Z is detected by detecting the convex portion of the substrate Z by the infrared sensor 104, the adhesion failure is detected on the upstream side in the transport direction of the substrate Z in the film formation region. By detecting the (projection on the surface of the substrate Z), local adhesion failure can be detected at an initial stage before the adhesion failure expands. For this reason, the temperature control means 44 controls the cooling temperature of the drum 36 (substrate Z) and the tension control means 62 controls the tension of the substrate Z based on the detection result of the adhesion failure in the initial stage. Before the local adhesion failure expands, the adhesion state between the substrate Z and the drum 36 can be improved, thereby preventing the substrate Z from being deformed by heat.

なお、赤外線出射部１０４ａが出射する赤外線のドラム３６周面からの高さｈには特に限定はなく、基板Ｚの種類や成膜条件等に応じて、密着不良を好適に検出できる値とすればよい。 Note that the height h of the infrared ray emitted from the infrared emitting portion 104a from the circumferential surface of the drum 36 is not particularly limited, and may be a value that can suitably detect poor adhesion depending on the type of the substrate Z, the film forming conditions, and the like. That's fine.

また、成膜装置１００においては、赤外線センサ１０４を１つ配置する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、赤外線センサを、成膜領域における基板Ｚの搬送方向上流側に、複数配置する構成としてもよい。 In the film forming apparatus 100, one infrared sensor 104 is arranged. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of infrared sensors are provided on the upstream side in the transport direction of the substrate Z in the film forming region. It is good also as a structure to arrange.

また、本発明において、成膜方法は反応性スパッタリングに限定はされず、通常のスパッタリング、プラズマＣＶＤ、蒸着等、各種の成膜方法が利用可能である。
すなわち、本発明は、長尺な基板をドラムに掛け回して搬送して、ドラムの周面に支持された基板に成膜を行なうものであれば、各種の成膜方法や成膜装置が、全て、利用可能である。 In the present invention, the film forming method is not limited to reactive sputtering, and various film forming methods such as normal sputtering, plasma CVD, and vapor deposition can be used.
That is, in the present invention, various film forming methods and film forming apparatuses can be used as long as a long substrate is wound around a drum and conveyed to form a film on the substrate supported on the peripheral surface of the drum. All are available.

以上、本発明の成膜装置および成膜方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。 As described above, the film forming apparatus and the film forming method of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it's also good.

図１に示す反応性スパッタリングによる成膜を行なう成膜装置を用いて、基板Ｚに、ＡｌＯｘ膜を形成した。 An AlOx film was formed on the substrate Z by using a film forming apparatus for forming a film by reactive sputtering shown in FIG.

［実施例１］
アルミナ膜の成膜源として、反応性スパッタを行うため、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用いた直流パルス式デュアルカソードを用意した。不活性ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を、反応ガスとして酸素ガス（Ｏ_２）を用いた。
また、ドラムとして、材質ＳＵＳで、直径８００ｍｍのドラムを用いた。 [Example 1]
A direct current pulse type dual cathode using an aluminum (Al) target was prepared as a source for forming an alumina film in order to perform reactive sputtering. Argon gas (Ar) was used as an inert gas, and oxygen gas (O ₂ ) was used as a reaction gas.
In addition, a drum made of material SUS and having a diameter of 800 mm was used as the drum.

また、成膜室（真空チャンバ）の圧力は２．０×１０^−１Ｐａとした。
また、カソードに供給される電力は、８ｋＷとした。
また、透明なアルミナ膜の成膜において、十分な成膜速度が出るよう、発光分光による酸素導入量の制御を使用した反応性スパッタリング成膜を行い、成膜する機能膜の膜厚が５０ｎｍとなるよう、搬送速度を０．４ｍ／ｍｉｎに設定した。 The pressure in the film formation chamber (vacuum chamber) was 2.0 × 10 ⁻¹ Pa.
The power supplied to the cathode was 8 kW.
In addition, in the formation of a transparent alumina film, reactive sputtering film formation using control of the amount of oxygen introduced by emission spectroscopy is performed so that a sufficient film formation speed is obtained, and the film thickness of the functional film to be formed is 50 nm. The conveyance speed was set to 0.4 m / min.

また、撮像手段６４は、成膜領域の上流側０〜２０％の位置で基板Ｚの撮像を行なった。
ドラム３６に内蔵された冷却手段による冷却温度は、成膜開始時は、２０℃とし、温度制御手段４４による制御方法は、密着不良を検出した際に、密着不良を検出した時の冷却温度よりも１℃低い温度を新たな設定温度とするようにした。また、最低温度は、５℃とした。
また、基板Ｚの張力は、成膜開始時は、４０Ｎとし、張力制御手段６２による制御方法は、密着不良を検出した際に、密着不良を検出したときの張力よりも２Ｎ高い値を新たな設定張力とするようにした。また、最大張力は、６０Ｎとした。 Moreover, the imaging means 64 imaged the board | substrate Z in the 0-20% position upstream of the film-forming area | region.
The cooling temperature by the cooling means built in the drum 36 is 20 ° C. at the start of film formation, and the control method by the temperature control means 44 is based on the cooling temperature at the time of detecting the adhesion failure when the adhesion failure is detected. Also, a temperature lower by 1 ° C. was set as a new set temperature. The minimum temperature was 5 ° C.
Further, the tension of the substrate Z is set to 40 N at the start of film formation, and the control method by the tension control means 62 newly sets a value 2N higher than the tension when the adhesion failure is detected when the adhesion failure is detected. The set tension was set. The maximum tension was 60N.

このような条件の下、成膜装置１０において、厚さ１００μｍのＰＥＮフィルム（テイジン社製Ｑ６５）、厚さ１００、７５、５０μｍのＰＥＴフィルム（東レ社製ルミラー）をそれぞれ、基板Ｚとして用いて、基板Ｚに機能膜の成膜を行なった。 Under such conditions, in the film forming apparatus 10, a PEN film (Q65 manufactured by Teijin Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm and a PET film (Lumirror manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100, 75, and 50 μm were respectively used as the substrate Z. Then, a functional film was formed on the substrate Z.

４ｍ分(１０分間)の成膜終了後、基板Ｚから試料を切り出して、基板Ｚの変形を目視で検査した。４種類の基板Ｚいずれにおいても、変形が認められなかった（評価「○」）。 After completion of film formation for 4 m (10 minutes), a sample was cut out from the substrate Z, and the deformation of the substrate Z was visually inspected. No deformation was observed in any of the four types of substrates Z (evaluation “◯”).

［比較例１〜２］
撮像手段６４が撮像する基板Ｚの位置を、成膜領域の中央部（上流側から３０〜５０％の位置）に変更した以外（比較例１）；
撮像手段６４が撮像する基板Ｚの位置を、成膜領域の下流部（上流側から８０〜１００％の位置）に変更した以外（比較例２）；は、実施例１と同様にして、同様の試験を行なった。 [Comparative Examples 1-2]
Other than changing the position of the substrate Z imaged by the imaging means 64 to the center of the film formation region (position 30% to 50% from the upstream side) (Comparative Example 1);
In the same manner as in Example 1, except that the position of the substrate Z imaged by the imaging means 64 is changed to the downstream part of the film formation region (position of 80 to 100% from the upstream side) (Comparative Example 2). The following tests were conducted.

［比較例３］
また、比較例３として、密着不良の検出を行なわない、すなわち、冷却温度および張力を初期値から変更しない以外は、実施例１と同様にして、同様の試験を行なった。 [Comparative Example 3]
Further, as Comparative Example 3, a similar test was performed in the same manner as in Example 1 except that the adhesion failure was not detected, that is, the cooling temperature and the tension were not changed from the initial values.

［評価］
作製した各機能性フィルムを基板Ｚから切り出して、基板Ｚの変形を目視により検査した。変形が認められなかったものを「○」、変形が認められたものを「×」と評価した。
結果を下記表１に示す。 [Evaluation]
Each produced functional film was cut out from the substrate Z, and the deformation of the substrate Z was visually inspected. The case where deformation was not recognized was evaluated as “◯”, and the case where deformation was observed was evaluated as “x”.
The results are shown in Table 1 below.

上記表１より明らかなように、成膜領域における上流側で、密着不良を検知するという本発明の成膜装置の実施例である実施例１は、いずれの基板Ｚでも、熱による変形が無く、また、高品質な機能性フィルムが得られた。 As apparent from Table 1 above, Example 1 which is an example of the film forming apparatus according to the present invention that detects the adhesion failure upstream in the film forming region is free from deformation due to heat in any of the substrates Z. Moreover, a high-quality functional film was obtained.

これに対して、密着不良を検知しない比較例３は、いずれの基板Ｚでも、熱による変形が発生していた。また、成膜領域における中央部および下流側で、密着不良を検知する比較例１および２は、いずれも、基板Ｚの種類および厚さによっては、熱による変形が発生していた。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。 On the other hand, in Comparative Example 3 in which the adhesion failure is not detected, any substrate Z was deformed by heat. Further, in Comparative Examples 1 and 2 that detect poor adhesion at the central portion and the downstream side in the film formation region, heat deformation occurred depending on the type and thickness of the substrate Z.
From the above results, the effect of the present invention is clear.

１０、１００成膜装置
１２供給室
１４成膜室
１６巻取り室
２０基板ロール
２４回転軸
２６、４０、５８ガイドローラ
２８、５０、６０真空排気手段
３０巻取り軸
３２、５６隔壁
３２ａ、５６ａスリット
３６ドラム
３８カソード
４２ピックアップローラ
４４温度制御手段
４６ガス供給手段
４８高周波電源
５２制御ローラ
５４、１０２密着検出手段
６２張力制御手段
６４撮像手段
６６画像解析手段
６８マスク
６８ａ開口部
１０４赤外線センサ
１０４ａ赤外線出射部
１０４ｂ赤外線受光部
１０６密着解析手段
Ｚ基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Film-forming apparatus 12 Supply chamber 14 Film-forming chamber 16 Winding chamber 20 Substrate roll 24 Rotating shaft 26, 40, 58 Guide roller 28, 50, 60 Vacuum evacuation means 30 Winding shaft 32, 56 Partition 32a, 56a Slit 36 Drum 38 Cathode 42 Pickup roller 44 Temperature control means 46 Gas supply means 48 High frequency power supply 52 Control rollers 54 and 102 Contact detection means 62 Tension control means 64 Imaging means 66 Image analysis means 68 Mask 68a Opening 104 Infrared sensor 104a Infrared emitting part 104b Infrared light receiving unit 106 Adhesion analysis means Z substrate

Claims

長尺な基板を円筒状のドラムの周面に巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、前記ドラムの周面に対面して配置された成膜手段によって、前記基板に成膜を行なう成膜方法であって、
前記ドラムを冷却する冷却手段と、
前記成膜手段による成膜領域を規定する開口部を有するマスクと、
前記マスクの開口部における前記基板の搬送方向の上流側の位置で、前記基板と前記ドラムとの密着状態を検出する密着検出手段と、
前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御する密着制御手段とを有し、
前記密着制御手段が前記密着検出手段による密着状態の検出結果に応じて、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御することを特徴とする成膜方法。 A film is formed on the substrate by a film forming means disposed so as to face the peripheral surface of the drum while a long substrate is wound around the peripheral surface of the cylindrical drum and conveyed in the longitudinal direction. A method,
Cooling means for cooling the drum;
A mask having an opening for defining a film formation region by the film forming means;
A contact detection means for detecting a contact state between the substrate and the drum at a position upstream of the opening of the mask in the transport direction of the substrate;
A contact control means for controlling a contact state between the substrate and the drum;
The film forming method, wherein the contact control unit controls the contact state between the substrate and the drum in accordance with a detection result of the contact state by the contact detection unit.

前記密着検出手段が、前記マスクの開口部の最上流位置から、前記基板の搬送方向０〜２０％の位置で、前記密着状態を検出する請求項１に記載の成膜方法。 2. The film forming method according to claim 1, wherein the contact detection unit detects the contact state at a position of 0 to 20% in the transport direction of the substrate from the most upstream position of the opening of the mask.

前記密着検出手段が、
前記基板の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した前記基板表面の画像を解析する画像解析手段とを有する請求項１または２に記載の成膜方法。 The contact detection means is
Imaging means for imaging the surface of the substrate;
The film forming method according to claim 1, further comprising an image analysis unit that analyzes an image of the substrate surface captured by the imaging unit.

前記撮像手段が前記基板の幅方向の全域を撮像する請求項３に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 3, wherein the imaging unit images the entire region in the width direction of the substrate.

前記撮像手段がＣＣＤカメラである請求項３または４に記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 3, wherein the imaging unit is a CCD camera.

前記密着検出手段が前記基板の凹凸を検出する赤外線センサである請求項１〜５のいずれかに記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the adhesion detection unit is an infrared sensor that detects unevenness of the substrate.

前記密着制御手段が前記基板にかかる張力を制御する張力制御手段である請求項１〜６のいずれかに記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the adhesion control unit is a tension control unit that controls a tension applied to the substrate.

前記密着制御手段が前記冷却手段による冷却温度を調整することにより前記密着状態を制御する請求項１〜７のいずれかに記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the adhesion control unit controls the adhesion state by adjusting a cooling temperature by the cooling unit.

前記マスクの開口部以外で前記基板に膜が付着することを防止する防着板を有する請求項１〜８のいずれかに記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, further comprising an adhesion preventing plate that prevents the film from adhering to the substrate except for the opening of the mask.

前記基板が樹脂フィルムである請求項１〜９のいずれかに記載の成膜方法。 The film formation method according to claim 1, wherein the substrate is a resin film.

前記基板の厚さが１００μｍ以下である請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 1, wherein the substrate has a thickness of 100 μm or less.

前記成膜手段による成膜が真空成膜である請求項１〜１１のいずれかに記載の成膜方法。 The film formation method according to claim 1, wherein the film formation by the film formation means is a vacuum film formation.

長尺な基板を円筒状のドラムに巻き掛けて、長手方向に搬送しつつ、前記基板に成膜を行なう成膜装置であって、
前記ドラムを冷却する冷却手段と、
前記ドラムの周面に対面して設けられる成膜手段と、
前記成膜手段による成膜領域を規定する開口部を有するマスクと、
前記マスクの開口部における、前記基板の搬送方向の上流側の位置で、前記基板と前記ドラムとの密着状態を検出する密着検出手段と、
前記密着検出手段による密着状態の検出結果に応じて、前記基板と前記ドラムとの密着状態を制御する密着制御手段とを有することを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a film on the substrate while winding a long substrate around a cylindrical drum and transporting it in the longitudinal direction,
Cooling means for cooling the drum;
A film forming means provided to face the peripheral surface of the drum;
A mask having an opening for defining a film formation region by the film forming means;
A contact detecting means for detecting a contact state between the substrate and the drum at a position upstream of the opening direction of the mask in the transport direction of the substrate;
A film forming apparatus comprising: an adhesion control unit that controls an adhesion state between the substrate and the drum in accordance with a detection result of the adhesion state by the adhesion detection unit.

前記密着検出手段が、前記マスクの開口部の最上流位置から、前記基板の搬送方向０〜２０％の位置で、前記密着状態を検出する請求項１３に記載の成膜装置。 The film formation apparatus according to claim 13, wherein the contact detection unit detects the contact state at a position of 0 to 20% in the transport direction of the substrate from the most upstream position of the opening of the mask.

前記密着検出手段が、
前記基板の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した前記基板表面の画像を解析する画像解析手段とを有する請求項１３または１４に記載の成膜装置。 The contact detection means is
Imaging means for imaging the surface of the substrate;
The film forming apparatus according to claim 13, further comprising an image analysis unit that analyzes an image of the substrate surface captured by the imaging unit.

前記撮像手段が前記基板の幅方向の全域を撮像する請求項１５に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 15, wherein the imaging unit images the entire region in the width direction of the substrate.

前記撮像手段がＣＣＤカメラである請求項１５または１６に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 15 or 16, wherein the imaging means is a CCD camera.

前記密着検出手段が前記基板の凹凸を検出する赤外線センサである請求項１３〜１７のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, wherein the contact detection unit is an infrared sensor that detects unevenness of the substrate.

前記密着制御手段が前記冷却手段による冷却温度を調整するものである請求項１３〜１８のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, wherein the adhesion control unit adjusts a cooling temperature by the cooling unit.

前記密着制御手段が前記基板にかかる張力を制御する張力制御手段である請求項１３〜１９のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, wherein the adhesion control unit is a tension control unit that controls a tension applied to the substrate.

前記マスクの開口部以外で前記基板に膜が付着することを防止する防着板を有する請求項１３〜２０のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, further comprising an adhesion preventing plate that prevents the film from adhering to the substrate except for the opening of the mask.

前記基板が樹脂フィルムである請求項１３〜２１のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, wherein the substrate is a resin film.

前記基板の厚さが１００μｍ以下である請求項１３〜２２のいずれかに記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 13, wherein the thickness of the substrate is 100 μm or less.

前記成膜手段による成膜が真空成膜である請求項１３〜２３のいずれかに記載の成膜装置。 The film formation apparatus according to any one of claims 13 to 23, wherein the film formation by the film formation means is a vacuum film formation.