(57)【要約】【課題】  上流側と下流側で互いに隣接するキャンロールのうちの一方の張力制御が他方に影響を及ぼすのを防止することが可能な表面処理装置を提供する。【解決手段】  真空チャンバー１０内においてロールツーロールの搬送経路に沿って搬送される長尺基材としの長尺樹脂フィルムＦの表面処理装置であって、長尺樹脂フィルムＦを外周面に巻き付けて内部を循環する冷媒で冷却する２個のキャンロール１７、２３と、これら２個のキャンロール１７、２３の各々の外周面に対向する位置に設けられたスパッタリングカソード４１〜４８の等の表面処理手段とを有し、これら２個のキャンロール１７、２３のうち最も上流側に位置する第１キャンロール１７と、その下流側の第２キャンロール２３との間の搬送経路にテンションカット用の駆動ロール２０が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内においてロールツーロールの搬送経路に沿って搬送される長尺基材の表面処理装置であって、長尺基材を外周面に巻き付けて内部を循環する冷媒で冷却する少なくとも２個のキャンロールと、前記少なくとも２個のキャンロールの各々の外周面に対向する位置に設けられた表面処理手段とを有し、前記少なくも２個のキャンロールのうち最も上流側に位置するキャンロールと、その下流側の最初のキャンロールとの間の搬送経路にテンションカット手段が設けられていることを特徴とするロールツーロール方式の表面処理装置。
【請求項２】
前記テンションカット手段が、金属製の駆動ロールとその外周面に当接するニップロールとの組み合わせ、又はロール部がゴム製の駆動ロールのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のロールツーロール方式の表面処理装置。
【請求項３】
少なくとも前記最初のキャンロールは、その外周面とそこに巻き付く長尺基材との間の隙間にガスを供給するガス放出機構を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のロールツーロール方式の表面処理装置。
【請求項４】
前記ガス放出機構が、前記キャンロールの外周肉厚部に周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って設けられた回転軸方向に延在する複数のガス導入路と、これら複数のガス導入路の各々に設けられた、該回転軸方向に沿って略均等な間隔で外周面側に開口する複数のガス放出孔とからなり、これら複数のガス導入路のうち長尺基材が巻き付けられない非ラップ領域に位置するガス導入路にはガスが供給されない機構になっていることを特徴とする請求項３に記載のロールツーロール方式の表面処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のロールツーロール方式の表面処理装置の表面処理手段が乾式成膜手段であることを特徴とするロールツーロール方式真空成膜装置。
【請求項６】
前記乾式成膜手段がスパッタリングカソードであることを特徴とする、請求項５に記載のロールツーロール方式真空成膜装置。
【請求項７】
真空チャンバー内において、ロールツーロールで搬送経路に沿って長尺基材を搬送し、前記搬送経路上に設けた内部に冷媒が循環する少なくとも２個のキャンロールの外周面に該長尺基材を巻き付けて該外周面に対向する位置に設けた表面処理手段で表面処理する長尺基材の表面処理方法であって、
前記少なくとも２個のキャンロールのうち最も上流側に位置するキャンロールと、その下流側の最初のキャンロールとの間の搬送経路の中間地点を境にしてそれよりも上流側及び下流側のうちの一方の張力変動が他方に影響を及ぼさないようにしながら搬送することを特徴とするロールツーロール方式の表面処理方法。
【請求項８】
前記中間地点が、外周面に当接するニップロールを備えた金属製の駆動ロールか、又はロール部がゴム製の駆動ロールのいずれかであることを特徴とする、請求項７に記載のロールツーロール方式の表面処理装置。
【請求項９】
少なくとも前記最初のキャンロールでは、その外周面からガスを放出して該外周面とそこに巻き付く長尺基材との間の隙間にガスが存在する状態で長尺基材を搬送することを特徴とする、請求項７に記載のロールツーロール方式の表面処理方法。
【請求項１０】
前記外周面からのガスの放出が、キャンロールの外周肉厚部に周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って設けられた回転軸方向に延在する複数のガス導入路と、これら複数のガス導入路の各々に設けられた、該回転軸方向に沿って略均等な間隔で外周面側に開口する複数のガス放出孔とからなるガス放出機構によって行われ、これら複数のガス導入路のうち長尺基材が巻き付けられない非ラップ領域に位置するガス導入路にはガスを供給しないことを特徴とする請求項９に記載のロールツーロール方式の表面処理方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の表面処理手段が乾式成膜手段であることを特徴とするロールツーロール方式の真空成膜方法。
【請求項１２】
前記乾式成膜手段がスパッタリングカソードであることを特徴とする、請求項１１に記載のロールツーロール方式の真空成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基材を表面処理する際に外周面に巻き付けて冷却するキャンロールを２個以上具備するロールツーロール方式の表面処理装置とこれを用いた成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の電子機器には、樹脂フィルム上に配線回路が形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。このフレキシブル配線基板は、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樹脂フィルムに対してフォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術で金属膜をパターニング加工することによって作製することができる。近年、フレキシブル配線基板の配線回路パターンは、ますます微細化、高密度化する傾向にあり、これに伴い金属膜付樹脂フィルムには平坦でシワのないものが求められている。
【０００３】
上記の金属膜付樹脂フィルムの製造方法としては、金属箔を接着剤により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）、金属箔に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）、樹脂フィルムに真空成膜法単独で、又は真空成膜法と湿式めっき法との併用で金属膜を成膜して製造する方法（メタライジング法）等が知られている。 
【０００４】
上記の製造方法のうち、メタライジング法における真空成膜法では、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用いられている。例えばスパッタリング法としては、特許文献１にポリイミド絶縁層の上にクロム層をスパッタリングした後、銅をスパッタリングすることでへ導体層を形成する方法が開示されており、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により形成され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により形成された第２の金属薄膜とがこの順に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が開示されている。
【０００５】
上記の真空成膜法でポリイミドフィルム等の樹脂フィルムに金属膜を成膜して金属膜付樹脂フィルムを作製する場合は、長尺樹脂フィルムをロールツーロール方式で連続的に搬送しながら効率よく真空成膜する装置が一般的に用いられている。この真空成膜装置でスパッタリング成膜を行う場合、スパッタリング法は一般に密着力に優れるものの真空蒸着法に比べて樹脂フィルムに与える熱負荷が大きいので、成膜の際に樹脂フィルムにシワが発生することがあった。そこでこの真空成膜装置では、真空チャンバー内で巻出ロールから巻取ロールまで長尺樹脂フィルムをロールツーロールで搬送しながら、その搬送経路に設けたキャンロールの外周面に該長尺樹脂フィルムを巻き付けて冷却しながら連続的に真空成膜を行うスパッタリングウェブコータが採用されている。
【０００６】
例えば特許文献３には、スパッタリングウェブコータの一例である巻出巻取式（ロールツーロール方式）の真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式の真空スパッタリング装置には、キャンロールの役割を担うクーリングロールが具備されており、更にクーリングロールの少なくともフィルム送入れ側若しくは送出し側に設けたサブロールによって長尺樹脂フィルムをクーリングロールに密着する制御が行われている。
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載されているように、キャンロールの外周面はミクロ的に見て平坦ではないため、キャンロールの外周面とそこに接触して搬送される長尺樹脂フィルムとの間には真空空間を介して離間する隙間（ギャップ部）が存在している。このため、成膜の際に生じる長尺樹脂フィルムの熱はキャンロールに効率よく伝熱されない場合があり、これが長尺樹脂フィルムにシワを発生させる原因になっていた。
【０００８】
この問題を解決するため、スパッタリングウェブコータではキャンロールの外周面からガスを放出させて当該外周面と長尺樹脂フィルムとの間のギャップ部の熱伝導率を真空に比べて高くする技術が提案されている。例えば特許文献４には、キャンロールの外周面にガスの放出孔となる多数の微細孔を設ける技術が開示されており、特許文献５には、キャンロールの外周面にガスの放出孔となる溝を設ける技術が開示されている。更に、キャンロール自体を多孔質体で構成し、その多孔質体自身の微細孔をガス放出孔とする方法も知られている。
【０００９】
尚、非特許文献２によれば、放出ガスがアルゴンガスでそのガス圧力が５００Ｐａの場合、キャンロールの外周面と樹脂フィルムとの間のギャップ部の距離が約４０μｍ以下の分子流領域では、ギャップ部の熱コンダクタンスは２５０（Ｗ／ｍ２・Ｋ）であると記載されている。分子流領域の範囲では、このギャップ部の気体分子が多いほど、すなわちガス圧力が高い時ほど気体の分子流による熱伝達効率が向上する。
【００１０】
ところで、上記のスパッタリングウェブコータで長尺樹脂フィルムの両面に成膜を行う場合、先ず巻出ロールから巻取ロールまで一方向に長尺樹脂フィルムを搬送してその一方の面のみに成膜した後、当該片面のみに成膜された長尺樹脂フィルムを巻取ロールから取り外して巻出ロールにセットし、再度巻出ロールから巻取ロールまで一方向に長尺樹脂フィルムを搬送してもう一方の面に成膜を行うことが行われる。
【００１１】
しかしながら、この方法は片面成膜後に一旦真空チャンバー内を大気に開放する必要があるため生産効率が悪かった。そこで、特許文献６、７及び８に示すように、２個のキャンロールを備えた成膜装置を用いて成膜することが提案されており、これにより巻出ロールから巻取ロールまで一方向に一回搬送するだけで樹脂フィルムの表面と裏面の両面に連続的に成膜することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平２−９８９９４号公報
【特許文献２】特許第３４４７０７０号公報
【特許文献３】特開昭６２−２４７０７３号公報
【特許文献４】国際公開第２００５／００１１５７号
【特許文献５】米国特許第３４１４０４８号明細書
【特許文献６】特開２０１３−０４９９１４号公報
【特許文献７】特開２０１３−０４９９１５号公報
【特許文献８】特開２０１３−０４９９１６号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】"Vacuum  Heat  Transfer  Models  for  Web  Substrates:  Review  of  Theory  and  Experimental  Heat  Transfer  Data,"  2000  Society  of  Vacuum  Coaters,  43rd.  Annual  Technical  Conference  Proceeding,  Denver,  April  15-20,  2000,  p.335
【非特許文献２】"Improvement  of  Web  Condition  by  the  Deposition  Drum  Design,"  2000  Society  of  Vacuum  Coaters,  50th.  Annual  Technical  Conference  Proceeding  (2007),  p.749
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記した特許文献６、７及び８に示すように、ロールツーロール方式で搬送される長尺基材を２個以上のキャンロールを有する真空成膜装置で成膜処理する場合、これらキャンロールの外周面に長尺基材をそれぞれ密着させて冷却すべく、各キャンロールの直ぐ上流側及び下流側にはそれぞれ長尺基材の送込み及び送出し用の張力センサーロールや駆動ロールが設けられている。この場合、例えば上流側のキャンロールの送出し用駆動ロールが下流側のキャンロールの送込み側の張力に影響を及ぼしてその変動が大きくなることがあり、その結果、長尺基材とキャンロールの外周面との間にマイクロスリップが発生し、長尺基材の表面に微細なスリ傷が発生することがあった。
【００１５】
本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、ロールツーロール方式で搬送される長尺基材に対して２個以上のキャンロールを有する表面処理装置を用いて表面処理を行う場合において、上流側と下流側で互いに隣接するキャンロールのうちの一方の張力制御が他方に影響を及ぼすのを防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基材を２個以上のキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら一方向のロールツーロール搬送で長尺基材の両面又は片面に表面処理を行うロールツーロール方式の表面処理装置において、上流側及び下流側で互いに隣接するキャンロールの間にテンションカット機構を設けることで、上記のマイクロスリップによるスリ傷発生の問題を抑え得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明のロールツーロール方式表面処理装置は、真空チャンバー内においてロールツーロールの搬送経路に沿って搬送される長尺基材の表面処理装置であって、長尺基材を外周面に巻き付けて内部を循環する冷媒で冷却する少なくとも２個のキャンロールと、前記少なくとも２個のキャンロールの各々の外周面に対向する位置に設けられた表面処理手段とを有し、前記少なくも２個のキャンロールのうち最も上流側に位置するキャンロールと、その下流側の最初のキャンロールとの間の搬送経路にテンションカット手段が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上流側及び下流側で互いに隣接するキャンロールのうちの一方の張力制御が他方に影響を及ぼすのを防ぐことができるので、各キャンロールにおいて張力制御を安定化させることが可能になり、よって各キャンロールの外周面に長尺基材を確実に密着させることができる。その結果、マイクロスリップによる長尺基材のスリ傷発生の問題を防ぐことができる上、熱負荷の掛かる表面処理の際に長尺基材を効率よく均一に冷却することができるので、シワの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態のロールツーロール方式の真空成膜装置の正面図である。
【図２】図１の真空成膜装置が具備するガス放出機構付きキャンロールの縦断面図である。
【図３】図２のキャンロールが有するガスロータリージョイントのガス供給システムの一具体例を示すプロセスフロー図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のロールツーロール方式の真空成膜装置の正面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のロールツーロール方式の真空成膜装置の正面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態のロールツーロール方式の真空成膜装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施形態］
以下、図１を参照しながら、本発明のロールツーロール方式の長尺基材の表面処理装置の第１の実施形態として、長尺基材に連続的に乾式成膜を施す真空成膜装置を採り上げて説明する。この図１の真空成膜装置はスパッタリングウェブコータとも称され、真空チャンバー１０内においてロールツーロール方式で搬送される長尺基材としての長尺樹脂フィルムＦを、２個のキャンロールの外周面に巻き付けて裏面側から冷却しながら、その表面に熱負荷の掛かるスパッタリング成膜処理を連続的に施すことが可能な成膜装置である。
【００２１】
この真空チャンバー１０は、長尺樹脂フィルムＦの第１面に成膜を行う第１成膜室１０ａと、第２面に成膜を行う第２成膜室１０ｂと、成膜後の巻取りを行う巻取室１０ｃとに仕切り板で区分けされており、仕切り板には、長尺樹脂フィルムＦが通過するスリットが開けられている。第１成膜室１０ａと第２成膜室１０ｂには、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真空装置（図示せず）が設けられており、スパッタリング成膜に際して雰囲気を到達圧力１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、スパッタリングガスの導入により０.１〜１０Ｐａ程度に圧力調整できるようになっている。スパッタリングガスにはアルゴンなど公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素などのガスが添加される。真空チャンバー１０の形状や材質は、上記の減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はない。
【００２２】
この真空チャンバー１０内に、長尺樹脂フィルムＦのロールツーロールの搬送経路を画定する各種ロール群、及び長尺樹脂フィルムＦに成膜処理を施す成膜手段が設けられている。これら各種ロール群は、１対の巻出ロール１１及び巻取ロール２７と、該巻出ロール１１から巻き出された長尺樹脂フィルムＦを巻き付けて冷却するモーター駆動の第１キャンロール１７（１ｓｔと表記）及び第２キャンロール２３（２ｎｄと表記）と、張力センサーロール（ＴＰと表記）と、モーター駆動ロール（Ｍと表記）と、それ以外のフリーロールとからなる。
【００２３】
上記の各種ロール群によって画定されるロールツーロールの搬送経路について具体的に説明すると、巻出ロール１１から巻取ロール２７までのロールツーロールの搬送経路のうち、第１成膜室１０ａ内では、巻出ロール１１から巻き出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ａ、第１張力センサーロール１２、第１駆動ロール１３、フリーロール３０ｂ、第２張力センサーロール１４、フリーロール３０ｃ、第１送込みロール１５、及び第１送込み張力センサーロール１６をこの順に経由して第１キャンロール１７に送り込まれる。この第１キャンロール１７で外周面に沿って反時計回りに搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、第１送出し張力センサーロール１８を経て第１送出しロール１９によって第１キャンロール１７の外周面から送り出される。
【００２４】
上記の第１張力センサーロール１２では、巻出ロール１１から巻き出された直後の長尺樹脂フィルムＦの張力が測定され、この測定値に基づいて、その直ぐ上流側及び下流側にそれぞれ位置する巻出ロール１１及び第１駆動ロール１３の回転駆動用のＡＣサーボモータが例えばトルク制御又は速度制御される。これにより、長尺樹脂フィルムＦは所定の設定値に張力が維持されながら巻出ロール１１から巻き出される。
【００２５】
また、第１キャンロール１７の直ぐ上流側に設けられている第１送込み張力センサーロール１６では、第１キャンロール１７に送り込まれる長尺樹脂フィルムＦの張力が測定され、この測定値に基づいて、その直ぐ上流側及び下流側にそれぞれ位置するモーター駆動の第１送込みロール１５及び第１キャンロール１７の周速度差が調整される。同様に、第１キャンロール１７の直ぐ下流側に設けられている第１送出し張力センサーロール１８では、第１キャンロール１７から送り出された長尺樹脂フィルムＦの張力が測定され、この測定値に基づいて、その直ぐ上流側及び下流側にそれぞれ位置するモーター駆動の第１キャンロール１７及び第１送出しロール１９の周速度差が調整される。第１キャンロール１７の上流側及び下流側に位置するこれら２個の駆動ロールと２個の張力センサーロールとで構成される送込み送出し機構によって、第１キャンロール１７の外周面に長尺樹脂フィルムＦを安定的に密着させることが可能になる。
【００２６】
上記の第１送出しロール１９から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｄ、３０ｅを経てロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置するテンションカット用駆動ロール２０に送られる。このテンションカット用駆動ロール２０では、後述するように外周面上を長尺樹脂フィルムＦが実質的に滑らない構造になっているので、これよりも上流側の長尺樹脂フィルムＦの張力と下流側の長尺樹脂フィルムＦの張力とが互いに張力変動の影響を及ぼさなくなる。
【００２７】
テンションカット用駆動ロール２０から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｆを経た後、第１成膜室１０ａを出て第２成膜室１０ｂに入る。第２成膜室１０ｂに入った長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｇ、３０ｈを経て前述した第１キャンロール１７の送込み送出し機構と同様に、第２送込みロール２１及び第２送込み張力センサーロール２２によって送込み側の張力が調整されながら第２キャンロール２３に送り込まれる。
【００２８】
この第２キャンロール２３で外周面に沿って時計回りに搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、第２送出し張力センサーロール２４及び第２送出しロール２５によって送出し側の張力が調整されながら第２キャンロール２３の外周面から送り出され、フリーロール３０ｉを経た後、第２成膜室１０ｂを出て巻取室１０ｃに入る。巻取室１０ｃに入った長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｊ、巻取前張力センサーロール２６、及びフリーロール３０ｋを経た後、該巻取前張力センサーロール２６で測定した張力によって巻取り前の張力が制御されながら巻取ロール２７で巻き取られる。
【００２９】
このように、２個連続して設けられているキャンロールの外周面において、長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける向きを互いに逆向きにすることにより、これら２個のキャンロールの外周面に接触する長尺樹脂フィルムＦの面を互いに逆にすることができる。また、上流側の第１キャンロール１７の外周面に対向する位置には乾式の成膜手段として第１、第２、第３及び第４マグネトロンスパッタリングカソード４１、４２、４３、４４が搬送経路に沿ってこの順に設けられており、下流側の第２キャンロール２３の外周面に対向する位置には第５、第６、第７及び第８マグネトロンスパッタリングカソード４５、４６、４７、４８が搬送経路に沿ってこの順に設けられている。これにより、ロールツーロールの一方向のみの搬送で長尺樹脂フィルムの両面に成膜を行うことができる。尚、図１に示すような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ので、これが問題になる場合は、ノジュールの発生がなく、ターゲットの使用効率も高い円筒形のロータリーターゲットを使用してもよい。
【００３０】
ところで、一般的に長尺樹脂フィルムＦは成膜前に乾燥工程等を経ることによって乾燥処理が施されていてもわずかに吸湿しており、第１面のスパッタリング成膜時に成膜手段からの熱負荷によって長尺樹脂フィルムＦに吸湿していた水分等が蒸発する。蒸発した水分は、第１キャンロール１７の外周面と長尺樹脂フィルムＦとの間のギャップ部に放出される。このいわゆるセルフガス放出によりギャップ部は完全に真空状態にはならずに熱伝導に寄与する分子が存在することになる。
【００３１】
一方、第２面のスパッタリング成膜時は、第２キャンロール２３の外周面と接する長尺樹脂フィルムにはすでに第１成膜面が施されているため、上記のセルフガス放出が生じなくなり、ギャップ間はほぼ真空に近い状態になる。つまり、第１キャンロール１７ではその外周面と長尺樹脂フィルムＦとの間の隙間に積極的にガスを導入しなくてもよいが、第２キャンロール２３ではその外周面と長尺樹脂フィルムＦとの間の隙間に積極的にガスを導入するのが望ましい。
【００３２】
そこで、この第１の実施形態の真空成膜装置は、下流側の第２キャンロール２３にその外周面からガスの放出を行うガス放出機構が設けられている。この第２キャンロール２３のガス放出機構について図２を参照しながら説明する。第２キャンロール２３は金属製の円筒部材１からなり、外周面１ａが長尺樹脂フィルムＦが巻き付く搬送経路となる。円筒部材１の内部は、いわゆるジャケットロール構造２になっており、これにより形成される流路２ａ内に冷却水などの温度調節された冷媒が流れるようになっている。この流路２ａ内の冷媒は、円筒部材１の中心軸Ｏに位置する二重配管構造の回転軸３を介して真空チャンバー１０の外部の図示しない冷媒冷却装置との間で循環が行われる。回転軸３はその両端外周部にベアリング３ａが設けられており、これにより円筒部材１を回転可能に支持している。
【００３３】
この円筒部材１の外周肉厚部に、中心軸Ｏ方向に延在する複数のガス導入路４が周方向に均等な間隔をあけて全周に亘って設けられている。各ガス導入路４は、外周面１ａ側に開口する複数のガス放出孔５が中心軸Ｏ方向に均等な間隔をあけて設けられている。円筒部材１の一端部にはガスロータリージョイント６が取り付けられており、真空チャンバー１０の外部の図示しないガス供給源からのガスを上記した複数のガス導入路４に分配して供給できるようになっている。かかる機構により、複数のガス導入路４及びそれらの各々に連通するガス放出孔５を経て第２キャンロール２３の外周面とそこに巻き付いている長尺樹脂フィルムＦとの間のギャップ部にガスが放出され、これにより該ギャップ部の熱伝導率を向上させることができる。
【００３４】
上記のガス導入路４の本数や各ガス導入路４に設けるガス放出孔５の数は、第２キャンロール２３の外周面を覆う長尺樹脂フィルムＦの面積、長尺樹脂フィルムＦの張力、ギャップ部へのガス放出量、真空チャンバー１０が具備する排気ポンプの能力等により適宜定めることができる。ガス放出孔５の内径は、第２キャンロール２３の外周面とそこに巻き付けられる長尺樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部（隙間）に良好にガスを導入できる大きさであれば特に限定はないが、極小の内径を有するガス放出孔５を狭ピッチにして多数設けるのが第２キャンロール２３の外周面の全面に亘って熱伝導率を均一化できるという点において好ましい。
【００３５】
また、ガス放出孔５の内径が大きいと、第２キャンロール２３に巻き付いている長尺樹脂フィルムＦのうち、ガス放出孔５に対向している部位と対向していない部位とで冷却効率に差が生じることがある。従って一般的には内径３０μｍ〜１０００μｍ程度が好ましい。但し、極小の内径を有する孔を狭ピッチで多数設ける加工技術は困難を伴うので、現実的には内径１５０〜５００μｍ程度の小孔を５〜１０ｍｍピッチで第２キャンロール２３の外周面に設けるのがより好ましい。
【００３６】
次に、上記した複数のガス導入路４にガスを分配して供給するガスロータリージョイント６について説明する。ガスロータリージョイント６は前述した円筒部材１の一端部に固定されて該円筒部材１と共に回転する環状の回転リングユニット６ａと、回転しない環状の静止リングユニット６ｂとから構成されており、これらは互いの摺動面で摺動するようになっている。前述した回転軸３はこれら環状のリングユニット６ａ、６ｂの中央開口部から突出している。尚、この摺動面には、公知のガスシール手段を配置することが好ましい。
【００３７】
回転リングユニット６ａにはガス導入路４と同じ数のガス分配路７が放射状に設けられており、これらガス分配路７はそれぞれ接続管７ａを介してガス導入路４に連通している。尚、ガス導入路４の数とガス分配路７の数を一致させずに複数の隣接するガス導入路４ごとに集合管で１本にまとめて回転リングユニット６ａのガス分配路７に接続してもよい。ガス分配路７のガス導入路４に接続する側とは反対側の他端部は、静止リングユニット６ｂとの摺動面において開口している。一方、静止リングユニット６ｂには１本のガス供給路８が設けられており、その一端部は真空チャンバー１０の外部の図示しないガス供給源からのガス供給管８ａに接続している。このガス供給路８のガス供給管８ａに接続する側とは反対側の他端部は、回転リングユニット６ａとの摺動面において、前述したガス分配路７が摺動面で開口する端部に対向するように開口している。これにより、複数のガス導入路４にガスを分配して供給することが可能になる。
【００３８】
ところで、第２キャンロール２３の外周面のうち、長尺樹脂フィルムＦが巻き付いていないいわゆる非ラップ領域ではガス放出孔５が真空チャンバー１０にそのまま開放しているので、この非ラップ部に位置するガス導入路４にはガスを導入しないのが好ましい。この一部のガス導入路４にガスを供給しない方法としては、回転リングユニット６ａ内の各ガス分配路７にバルブを設けて、その角度位置に応じて電気的又は電磁気的に開閉させる方法などが考えられる。あるいは、回転リングユニット６ａの回転を利用して機械的に開閉させる方法がある。これらの中では後者の方法が簡易であるので好ましい。後者の方法の具体例としては、例えば非ラップ領域以外に位置するガス導入路４に連通するガス分配路７にのみガスを導入するように、上記した摺動面で開口するガス供給路８の端部の形状を環状ではなく略Ｃ字状の開口溝にしたり、図２に示すようにテフロンパッキン等の閉塞材８ｂで上記環状の開口溝を部分的に塞いだりする方法を挙げることができる。
【００３９】
上記構造のガスロータリージョイント６を用いることで、第２キャンロール２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦが巻き付いていない領域である非ラップ領域ではガス導入路４へのガス供給が遮断されるので、ガス放出孔５から真空チャンバー１０内に無駄にガスが放出されるのを防ぐことができる。よって、真空チャンバー１０内の圧力制御への悪影響を抑えることができると共に、ガス導入路４への導入ガスのガス圧を所定の圧力に安定的に維持することが可能になる。また、電磁バルブや圧空バルブを使用しないため、第２キャンロール２３に複雑な配線や配管を設ける必要がなくなる。
【００４０】
尚、ガスロータリージョイント６の構造は、上記したように回転リングユニット６ａと静止リングユニット６ｂとがそれらの中心軸に垂直な摺動面で互いに摺動する構造に限定されない。例えば小径の環状静止リングユニットの外周面に大径の環状回転リングユニットの内周面が摺接する構造でもよく、この場合は、回転リングユニットの内周面においてガス分配路の一端部を開口させ、静止リングユニットの外周面には非ラップ領域以外の領域に対応する角度範囲にのみ周方向に延在するガス供給路の開口溝を設ければよい。また、ガスロータリージョイントはキャンロールの片側だけでなく両側に取り付けてもよい。
【００４１】
上記のように、キャンロールの外周面に設けたガス放出孔からギャップ部にガスを放出しながら長尺樹脂フィルムＦを搬送する場合、この放出されたガスの圧力に抗して長尺樹脂フィルムＦをキャンロールの外周面に押し付ける抗力は長尺樹脂フィルムＦの搬送方向の張力をキャンロールの半径で除することで求まる。この抗力を超えないようにギャップ部のガス圧を調整することで、キャンロールの外周面と長尺樹脂フィルムとの間のギャップをほぼゼロにでき、該外周面のミクロな凹凸部の凹部分にガスが満たされる状態となり、長尺樹脂フィルムは該凹凸部の主に凸部分で接触することになる。このギャップ部のガス圧が上記抗力を超えると、ギャップ部の間隔が広がり、長尺樹脂フィルムの幅方向の両縁部からガスが漏れ始めることになる。この場合、ガスが漏れることである程度以上はガス圧力が上がらなくなる。
【００４２】
このように、ギャップ部のガス圧が上昇してギャップ部の間隔が広がると、ガス放出機構付きキャンロールの外周面とそこに巻き付いている長尺樹脂フィルムＦとの間の摩擦力が低減し、その結果、長尺樹脂フィルムＦの張力に悪影響を及ぼすおそれがある。これに対して、上記第１の実施形態の真空成膜装置では上記したようにテンションカット用駆動ロール２０が設けられており、これを境にして上流側と下流側の張力が互いに非干渉になっているので、第２キャンロール２３の外周面に巻き付けられている長尺樹脂フィルムＦは、第１キャンロール１７の送出し側の長尺樹脂フィルムＦの張力制御の影響を受けることがない。よって、長尺樹脂フィルムＦにスリ傷発生などの問題が生じにくくなる。
【００４３】
テンションカット用駆動ロール２０は、他のロールに比べて外周面における長尺樹脂フィルムＦのグリップ力が高いものであれば特に限定はなく、例えばロール部がゴム製の駆動ロールでもよいし、金属製のロールとその外周面に当接するゴム製のニップローラとを組み合わせたものでもよい。より高いグリップを確保するため、外周面に溝加工によるトレッドパターンを形成してもよい。それらのゴムの具体的な硬度、ニップ圧力、抱き角（長尺基板が外周面に巻き付くラップ角度）等については、真空成膜装置を実際に運転した時の運転結果を見ながら適宜調整すればよい。
【００４４】
尚、ギャップ部のガス圧をガス供給源からのガス供給管８ａから供給されるガスによって圧力制御するのがより好ましい。この場合、第２キャンロール２３の外周面とそこに巻き付いている長尺樹脂フィルムＦとの間のギャップ圧力を直接測定することは難しいので、図３に示すように、上記ギャップ部のガス圧とほぼ同一圧力であると推定できるガス供給路８に例えば隔膜真空計等の真空計Ｐを取り付け、この真空計Ｐで測定した値が設定値となるように、制御装置ＣＰＵでピエゾバルブＰＶを操作するフィードバック制御を行うのが好ましい。
【００４５】
この場合、マスフローメータＭＦＭで測定したガス供給流量が一定となるように、真空計Ｐで測定した圧力とカスケード制御を行ってもよい。尚、上記ギャップ部に放出する程度のガス量であれば真空チャンバー１０が具備する真空ポンプで排気可能である。また、ギャップ部に導入するガスをスパッタリング雰囲気のガスと同じにすれば、スパッタリング雰囲気を汚染することもない。次に、上記した本発明の第１の実施形態の真空成膜装置を用いて金属膜付樹脂フィルムを作製する方法について説明する。
【００４６】
（１）先ず、第１成膜室１０ａの巻出しゾーンにおいて、張力センサーロール１２及びその直ぐ上流側及び下流側の巻出ロール１１及び第１駆動ロール１３の速度制御等により所定の張力を維持しながら巻出ロール１１から長尺樹脂フィルムＦを巻き出す。この第１成膜室１０ａでは、必要に応じて減圧雰囲気の乾燥ゾーンを設け、巻き出された長尺樹脂フィルムＦをこの乾燥ゾーンに通過させて、第１面の成膜処理の際に水分が過剰に蒸発しないように乾燥を行ってもよい。この乾燥ゾーンには、カーボンヒータ等を設置して熱負荷を与えることで乾燥効果を高めてもよい。
【００４７】
（２）次に、第１成膜室内１０ａの成膜ゾーンにおいて、第１キャンロール１７の外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付けながら該外周面に対向する４つのマグネトロンスパッタリングカソード４１〜４４に取り付けたターゲットによって長尺樹脂フィルムＦの第１面に成膜を行う。その際、第１キャンロール１７の上流側では第１送込み張力センサーロール１６により測定した長尺樹脂フィルムＦの張力が所定の設定値になるようにモーター駆動の第１送込みロール１５で制御し、下流側では第１送出し張力センサーロール１８により測定した長尺樹脂フィルムＦの張力が所定の設定値になるようにモーター駆動の第１送出しロール１９で制御する。
【００４８】
（３）この第１キャンロール１７における長尺樹脂フィルムＦの張力制御によって、後流の第２キャンロール２３に巻き付いている長尺樹脂フィルムＦの張力が影響を受けないように、モーター駆動のテンションカット用駆動ロール２０でその上流側及び下流側のうちの一方の張力変動がもう一方に影響を及ぼさないようにしながら搬送する。このテンションカット用駆動ロール２０のロール部には例えばバイトン（登録商標）等のフッ素ゴムからなるゴムロールを採用し、その直ぐ上流側と下流側の両フリーロール３０ｅ、３０ｆの配置を調整することによりテンションカット用駆動ロール２０での抱き角を１８０°以上確保するのが好ましい。
【００４９】
（４）  次に、第２成膜室１０ｂの成膜ゾーン内において、第２キャンロール２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付けながら該外周面に対向する４つのマグネトロンスパッタリングカソード４５〜４８に取り付けられたターゲットによって長尺樹脂フィルムＦの第２面に成膜を行う。その際、第２キャンロール２３の上流側では送込み張力センサーロール２２により測定した長尺樹脂フィルムＦの張力が所定の設定値になるようにモーター駆動の送込みロール２１で制御し、下流側では送出し張力センサーロール２４により測定した長尺樹脂フィルムＦの張力が所定の設定値になるようにモーター駆動の送出しロール２５で制御する。
【００５０】
（５）最後に、巻取室１０ｃの巻取りゾーンにおいて、張力センサーロール２６により長尺樹脂フィルムＦの張力を測定し、その測定値が所定の設定値になるように巻取りを行う。巻取ロール２７の上流にはニアロール（図示せず）を配置してもよく、これにより巻取りシワを効果的に低減することができる。
【００５１】
上記の方法で長尺樹脂フィルムＦを一方向にのみロールツーロール搬送することによって、長尺樹脂フィルムＦの両面に例えばＮｉ系合金等から成る膜とＣｕ膜とが積層された金属膜付長尺樹脂フィルムを作製することができる。かかる積層構造の金属膜付樹脂フィルムは、サブトラクティブ法により金属膜をパターニング加工することでフレキシブル配線基板となる。ここで、サブトラクティブ法とは、レジストで覆われていない金属膜（例えば、上記Ｃｕ膜）をエッチングにより除去してフレキシブル配線基板を製造する方法である。
【００５２】
上記Ｎｉ合金等から成る膜はシード層と呼ばれ、金属膜付樹脂フィルムの電気絶縁性や耐マイグレーション性等の所望の特性によりその組成が選択される。例えばＮｉ−Ｃｒ合金、インコネル、コンスタンタン、モネル等の各種公知の合金を用いることができる。上記乾式成膜で作製した金属膜付長尺樹脂フィルムの金属膜（Ｃｕ膜）を更に厚くしたい場合は、更に湿式めっき法を用いて金属膜を膜厚化してもよい。この場合は、電気めっき処理のみで膜厚化する方法と、一次めっきの無電解めっき処理と二次めっきの電解めっき処理を組み合わせて行う方法がある。いずれにおいても湿式めっき処理には特に制約はなく、一般的な湿式めっき法を採用することができる。
【００５３】
上記金属膜付樹脂フィルムに用いる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、又は液晶ポリマー系フィルムなどの樹脂フィルムを用いることができ、これらの中では、金属膜付フレキシブル基板としての柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性を有する点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミドフィルムが好ましい。尚、上記具体例では長尺樹脂フィルムにＮｉ-Ｃｒ合金及びＣｕからなる金属膜を積層する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等を成膜してもよい。
【００５４】
尚、この図１の真空成膜装置は長尺樹脂フィルムＦに熱負荷の掛かる処理としてスパッタリング成膜処理を施すものであるため、上記したようにマグネトロンスパッタリングカソード４１〜４８が設けられているが、熱負荷の掛かる処理はこれに限定されるものではなく、ＣＶＤ（化学蒸着）又は真空蒸着などの他の表面処理を備えた装置でもよい。この場合は、上記板状ターゲットに代えてそれらの表面処理手段が設けられることになる。また、第１と第２キャンロールを両方ともガス放出機構付きにしてもよい。
【００５５】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態の表面処理装置は、上流側及び下流側で互いに隣接する２個のキャンロールのうちの一方の張力制御が他方に影響を及ぼすのを防ぐことができるので、各キャンロールにおいて張力制御を安定化させることが可能になる。よってマイクロスリップによるスリ傷発生等の問題を防ぐことができる。また、セルフガス放出が期待できない下流側のキャンロールにおいては外周面にガス放出機構を設けることで該外周面と長尺基材との間のギャップ部の間隔をほぼ一定にできる。これにより、ギャップ部の熱コンダクタンスを全体に亘ってほぼ均一にでき、前処理や成膜等の熱負荷の掛かる処理の際に長尺基材の温度を均一に維持でき、長尺基材にシワが発生するのを抑えることができる。
【００５６】
上記のように、ガス放出機構付きキャンロールを用いた場合、該キャンロールの外周面と長尺基材とが形成する隙間にガスが介在するので、該キャンロールの外周面と長尺基材との間のグリップ力はガス放出機構のないキャンロールより低くなる。よって、１つ以上のガス放出機構付きキャンロールを備えたロールツーロール方式の表面処理装置においてより顕著な効果が得られ、液晶テレビや携帯電話等のフレキシブル配線基板として好適な、高品質の金属膜付樹脂フィルムを高い歩留まりで作製することができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
次に、図４を参照しながら、本発明の表面処理装置の第２の実施形態について説明する。この図４の表面処理装置は、２個のキャンロールのうち下流側のキャンロールではその外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける向きを時計回り又は反時計回りのいずれかに選択できるようになっており、これにより、一方向のみのロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの片面にのみ成膜したり、両面に成膜したりすることが可能になる。
【００５８】
具体的に説明すると、この図２の真空成膜装置では、巻出ロール１１１から巻き出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ａ、第１張力センサーロール１１２、第１駆動ロール１１３、フリーロール１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆ、第２張力センサーロール１１４、フリーロール１３０ｇ、第１送込みロール１１５、及び第１送込み張力センサーロール１１６をこの順に経由して第１キャンロール１１７に送り込まれ、その外周面に沿って搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、第１送出し張力センサーロール１１８を経て第１送出しロール１１９によって第１キャンロール１１７の外周面から送り出される。
【００５９】
第１送出しロール１１９から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ｈ、１３０ｉ、１３０ｊ、１３０ｋを経た後、ロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置するテンションカッター用駆動ロール１２０に送られる。ここで、該テンションカッター用駆動ロール１２０よりも上流側の長尺樹脂フィルムＦの張力と下流側の長尺樹脂フィルムＦの張力とが互いに張力変動の影響を及ぼさないように、長尺樹脂フィルムＦが外周面を滑らないように強くグリップしながら搬送させる。テンションカッター用駆動ロール１２０から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、経路の分岐点となる分岐用フリーロール１３０ｌに送られ、ここで実線で示される経路Ａ又は点線で示される経路Ｂのいずれかに振り分けられる。
【００６０】
実線の経路Ａでは、フリーロール１３０ｌから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ｍ、１３０ｎを経た後、前述した第１キャンロール１１７の送込み送出し機構と同様に、右側駆動ロール１２５及び右側張力センサーロール１２４によって第２キャンロール１２３に送り込まれ、その外周面に沿って搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、左側張力センサーロール１２２及び左側駆動ロール１２１によって第２キャンロール１２３の外周面から送り出され、そのままフリーロール１３０ｏ、１３０ｐ、第１巻取前張力センサーロール１２６、及びフリーロール１３０ｑ、１３０ｒ１〜ｒ３を経て第１巻取ロール１２７で巻き取られる。
【００６１】
一方、点線の経路Ｂでは、フリーロール１３０ｌから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ｏを経た後、左側駆動ロール１２１及び左側張力センサーロール１２２によって第２キャンロール１２３に送り込まれ、その外周面に沿って経路Ａとは逆向きに搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、右側張力センサーロール１２４及び右側駆動ロール１２５によって第２キャンロール１２３の外周面から送り出され、フリーロール１３０ｎ、１３０ｓ、第２巻取前張力センサーロール１２８、及びフリーロール１３０ｔ、１３０ｕ１〜ｕ３を経て第２巻取ロール１２９で巻き取られる。尚、フリーロール１３０ｓから送り出された長尺樹脂フィルムＦをフリーロール１３０ｖ、１３０ｗ、１３０ｐを経て第１巻取前張力センサーロール１２６に送り出すことで、経路Ｂで成膜された長尺樹脂フィルムＦを第１巻取ロール１２７で巻き取ることもできる。
【００６２】
この第２の実施形態の真空成膜装置において、一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの両面の各々にシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール１１７の周囲に位置する第１マグネトロンスパッタリングカソード１４１と第２キャンロール１２３の周囲に配置する第８マグネトロンスパッタリングカソード１４８にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。また、一方向のフィルム搬送で片面にのみシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール１１７の周囲に位置する第１、第２マグネトロンスパッタリングカソード１４１、１４２にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。このように、本発明の第２の実施形態の真空成膜装置は、ロールツーロールの一方向の搬送のみで長尺基材の両面に成膜したり、片面にのみ成膜したりすることが可能になる。
【００６３】
［第３の実施形態］
次に、図５を参照しながら、本発明の表面処理装置の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態の表面処理装置も、第２の実施形態のものと同様に、２個のキャンロールのうち下流側のキャンロールではその外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける向きを選択できるようになっている。この第３の実施形態の真空成膜装置は、ロールツーロールの搬送経路のうち、第１キャンロール２１７の外周面に巻き付けて成膜を行う前半の経路は、前述した第２の実施形態のものと同様の構成になっているので、説明は省略する。尚、図４及び図５に示す３桁の符号のうち百の位を除いた値が同じもの同士が対応している。
【００６４】
第２キャンロール２２３の外周面に巻き付けて成膜を行う後半の経路について説明すると、第１送出しロール２１９から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｈ、２３０ｉ、２３０ｊ、２３０ｋを経た後、ロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置するテンションカッター用駆動ロール２２０に送られる。ここで、該テンションカッター用駆動ロール２２０よりも上流側の長尺樹脂フィルムＦの張力と下流側の長尺樹脂フィルムＦの張力とが互いに張力変動の影響を及ぼさないように、長尺樹脂フィルムＦが外周面を滑らないように強くグリップしながら搬送させる。テンションカッター用駆動ロール２２０から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｌを経て経路の分岐点となる分岐用フリーロール２３０ｍに送られ、ここで実線で示される経路Ａ又は点線で示される経路Ｂのいずれかに振り分けられる。
【００６５】
実線の経路Ａでは、フリーロール２３０ｍから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｎ、２３０ｏを経た後、第１キャンロール２１７の送込み送出し機構と同様に、左側駆動ロール２２１及び左側張力センサーロール２２２によって第２キャンロール２２３に送り込まれ、その外周面に沿って搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、右側張力センサーロール２２４及び右側駆動ロール２２５によって第２キャンロール２２３の外周面から送り出され、そのままフリーロール２３０ｐ、２３０ｑ、２３０ｒ、第１巻取前張力センサーロール２２６、及びフリーロール２３０ｓ、２３０ｔ１〜ｔ３を経て第１巻取ロール２２７で巻き取られる。
【００６６】
一方、点線の経路Ｂでは、フリーロール２３０ｍから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｎ、２３０ｑ、２３０ｐを経た後、右側駆動ロール２２５及び右側張力センサーロール２２４によって第２キャンロール２２３に送り込まれ、その外周面に沿って経路Ａとは逆向きに搬送されながら成膜手段で成膜処理が施された後、左側張力センサーロール２２２及び左側駆動ロール２２１によって第２キャンロール２２３の外周面から送り出され、フリーロール２３０ｏ、２３０ｎ、２３０ｖ、第２巻取前張力センサーロール２２８、及びフリーロール２３０ｗ、２３０ｘ１〜ｘ３を経て第２巻取ロール２２９で巻き取られるようになっている。尚、フリーロール２３０ｏから送り出された長尺樹脂フィルムＦをフリーロール２３０ｎに反時計回りに巻き付けた後、フリーロール２３０ｙ、２３０ｚ、２３０ｒを経て第１巻取前張力センサーロール２２６に送り出すことで、経路Ｂで成膜された長尺樹脂フィルムＦを第１巻取ロール２２７で巻き取ることができる。
【００６７】
この第３の実施形態の真空成膜装置において、一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの両面の各々にシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール２１７の周囲に位置する第１マグネトロンスパッタリングカソード２４１と第２キャンロール２２３の周囲に配置する第２マグネトロンスパッタリングカソード２４６にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。また、一方向のフィルム搬送で片面にのみシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール２１７の周囲に位置する第１、第２マグネトロンスパッタリングカソード２４１、２４２にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。このように、本発明の第３の実施形態の真空成膜装置は、ロールツーロールの一方向の搬送のみで長尺基材の両面に成膜したり、片面にのみ成膜したりすることが可能になる。
【００６８】
［第４の実施形態］
次に、図６を参照しながら、本発明の表面処理装置の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態の表面処理装置も、前述した第２及び第３の実施形態のものと同様に、２個のキャンロールのうち下流側のキャンロールではその外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける向きを選択できるようになっている。この第４の実施形態の真空成膜装置は、ロールツーロールの搬送経路のうち、第１キャンロール３１７の外周面に巻き付けて成膜を行う前半の経路は、前述した第２及び第３の実施形態のものと同様の構成になっているので、説明は省略する。尚、図４、図５及び図６に示す３桁の符号のうち百の位を除いた値が同じもの同士が対応している。
【００６９】
第２キャンロール２２３の外周面に巻き付けて成膜を行う後半の経路について説明すると、第１送出しロール３１９から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３３０ｈ、３３０ｉ、３３０ｊ、３３０ｋを経た後、ロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置するテンションカッター用駆動ロール３２０に送られる。ここで、該テンションカッター用駆動ロール３２０よりも上流側の長尺樹脂フィルムＦの張力と下流側の長尺樹脂フィルムＦの張力とが互いに張力変動の影響を及ぼさないように、長尺樹脂フィルムＦが外周面を滑らないように強くグリップしながら搬送させる。テンションカッター用駆動ロール３２０から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３３０ｌを経て経路の分岐点となる分岐用フリーロール３３０ｍに送られ、ここで実線で示される下側の経路Ａ又は点線で示される上側の経路Ｂのいずれかに振り分けられる。
【００７０】
下側の経路Ａでは、長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３３０ｎＡ、３３０ｏＡを経た後、前述した第１キャンロール３１７の送込み送出し機構と同様に、下側送込みロール３２１Ａ及び下側送込み張力センサーロール３２２Ａによって第２キャンロール３２３に送り込まれ、その外周面に沿って搬送されながら後述する成膜手段で成膜処理が施された後、下側送出し張力センサーロール３２４Ａ及び下側送出しロール３２５Ａによって第２キャンロール３２３の外周面から送り出される。
【００７１】
一方、上側の経路Ｂでは、長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３３０ｎＢ、３３０ｏＢを経た後、前述した第１キャンロール３１７の送込み送出し機構と同様に、上側送込みロール３２１Ｂ及び上側送込み張力センサーロール３２２Ｂによって第２キャンロール３２３に送り込まれ、その外周面に沿って搬送されながら後述する成膜手段で成膜処理が施された後、上側送出し張力センサーロール３２４Ｂ及び上側送出しロール３２５Ｂによって第２キャンロール３２３の外周面から送り出される。
【００７２】
これら経路Ａ又は経路Ｂを経て成膜された長尺樹脂フィルムＦは、いずれも同じ巻取ロール２７に巻き取られる。即ち、経路Ａで成膜された長尺樹脂フィルムＦはフリーロール３３０ｐＡ、３３０ｑＡを経由した後、経路Ｂで成膜された長尺樹脂フィルムＦはフリーロール３３０ｐＢ、３３０ｑＢを経由した後、経路Ａ及び経路Ｂの共用となるフリーロール３３０ｒ、巻取前張力センサーロール３２６、及びフリーロール３３０ｓ、３３０ｔ１〜ｔ３を経て巻取ロール３２７で巻き取られる。
【００７３】
この第４の実施形態の真空成膜装置において、一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの両面の各々にシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール３１７の周囲に位置する第１マグネトロンスパッタリングカソード３４１と第２キャンロール３２３の周囲に配置する第２マグネトロンスパッタリングカソード３４６にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。また、一方向のフィルム搬送で片面にのみシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜する場合は、第１キャンロール３１７の周囲に位置する第１、第２マグネトロンスパッタリングカソード３４１、３４２にＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外の６個のマグネトロンスパッタリングカソードにＣｕターゲットを設置することで第１の実施形態と同様に成膜することができる。このように、本発明の第４の実施形態の真空成膜装置は、ロールツーロールの一方向の搬送のみで長尺基材の両面に成膜したり、片面にのみ成膜したりすることが可能になる。更に、第２や第３の実施形態のように巻取ロールを２セット設ける必要がないので、装置サイズを小さくできる上、巻き取られたロールの交換やメンテナンスが容易になる。
【００７４】
以上、本発明のロールツーロール方式の長尺基材処理装置の一具体例として真空成膜装置を採り上げて説明したが、本発明の長尺基材の処理装置はこれに限定されるものではなく、減圧雰囲気下の真空チャンバー内で長尺基材にプラズマ処理やイオンビーム処理等の熱負荷が掛かる処理を施して長尺基材の表面を改質するものでもよい。尚、プラズマ処理とは、例えばアルゴンと酸素の混合ガス又はアルゴンと窒素の混合ガスによる減圧雰囲気下において放電を行うことにより、酸素プラズマ又は窒素プラズマを発生させて長尺基材を処理するものであり、イオンビーム処理とは、減圧雰囲気下で強い磁場を印加した磁場ギャップでプラズマ放電を発生させて、プラズマ中の陽イオンを陽極による電解でイオンビームとして目的物（長尺基材）へ照射する処理である。
【実施例】
【００７５】
図１に示す真空成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用いて長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜を行った。長尺樹脂フィルムＦには、幅６００ｍｍ、長さ１０００ｍ、厚さ５０μｍの東洋紡株式会社製のＰＥＴフィルム「コスモシャイン（登録商標）」を使用した。また、２個のキャンロール１７、２３には、直径８００ｍｍ、幅８００ｍｍのステンレス製のジャケットロール構造の円筒部材を用い、その外周面にハードクロムめっきを施した。これら第１キャンロール及び第２キャンロールの両方に対して、円筒部材の外周肉厚部に内径４ｍｍのガス導入路４を３６０本形成し、各ガス導入路４に１０ｍｍ間隔で内径０.２ｍｍのガス放出孔５を４７個設けた。尚、このガス放出孔５は、外周面における長尺樹脂フィルムＦが巻き付けられる領域のうち、その幅方向の両端部からそれぞれ内側に２０ｍｍの位置よりも内側の領域のみに設けるようにした。
【００７６】
このガス放出機構付きキャンロールを真空成膜装置に搭載して長尺樹脂フィルムＦを巻き付けて搬送するとき、長尺樹脂フィルムＦが接触しない非ラップ領域の角度範囲は約９０°となるので、この非ラップ領域の角度範囲内に位置するガス導入路４は９０本になる。従って、ガスロータリージョイント６の静止リングユニット６ｂのガス供給路８が回転リングユニット６ａとの摺動面で開口する端部の形状を、上記非ラップ領域の約９０°を除く約２７０°のラップ領域の角度範囲でのみ開口する略Ｃ字形状の溝にした。
【００７７】
３６０本のガス導入路４をガスロータリージョイント６の回転リングユニット６ａのガス分配路７に１対１で接続するのは製造上困難であったため、１０本のガス導入路４ごとに１本のガス集合管にまとめてガス分配路７に接続した。即ち、３６本のガス集合管をロータリージョイント６に接続した。また、ギャップ部の圧力制御のため静止リングユニット６ｂのガス供給路８に圧力計（商品名：バラトロン真空計）を取り付けた。
【００７８】
テンションカット用駆動ロール２０には、デュロメータで測定した硬度８０°のバイトン（登録商標）製のゴムロールを使用し、その直ぐ上流側及び下流側のフリーロール３０ｅ、３０ｆの位置を調整して抱き角を１８０°とした。尚、このテンションカット用駆動ロール２０は、速度基準ロールである第１キャンロール１７と同じ周速度で駆動するようにした。
【００７９】
上記ＰＥＴフィルム（樹脂フィルム）に金属膜としてシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜を成膜するため、第１キャンロール１７の周囲の第１マグネトロンスパッタリングカソード４１と第２キャンロール２３の周囲の第５マグネトロンスパッタリングカソード４５にはＮｉ−Ｃｒターゲットを設置し、それ以外のマグネトロンスパッタリングカソードにはＣｕターゲットを設置した。尚、これらスパッタリングカソードの投入電力を調整することで、搬送速度を変化させても、膜厚３０ｎｍのＮｉ−Ｃｒ層と膜厚が９０ｎｍのＣｕ層とを成膜することができる。
【００８０】
巻出ロール１１に上記ＰＥＴフィルムをセットし、その先端部を引き出して、第１キャンロール１７と第２キャンロール２３とを経由させて巻取ロール２７に取り付けた。巻出ロール１１と巻取ロール２７の張力を１００Ｎ、第１キャンロール１７と第２キャンロール２３の前後の張力を設定した。第１キャンロール１７及び第２キャンロール２３に対して真空チャンバー１０の外部で０℃に制御された冷却水を循環した。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２０ｋＷの電力制御で成膜を行った。
【００８１】
この状態で真空チャンバー１０を複数台のドライポンプにより５Ｐａまで排気した後、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、長尺樹脂フィルムＦの搬送を開始した。この搬送開始後、第１キャンロール１７及び第２キャンロール２３の各々において、外周面に送込まれる長尺樹脂フィルムＦの張力とガス放出孔から放出されるガスの圧力を様々に変えながら、成膜を行った。
【００８２】
また、比較のため、テンションカット用駆動ロール２０に代えて金属製のフリーロールを用いた以外は上記と同様にして成膜を行った。そして、成膜を行っている際の、各キャンロールの送込み送出し機構において張力制御に用いた張力センサーローラの張力変動値をモニターした。また、成膜後は長尺樹脂フィルムＦを巻取ロール２７から取り外して目視によりスリ傷の有無を調べた。それらの結果を下記表１に示す。
【００８３】
【表１】
2018031040.tif 000003
【００８４】
上記表１から分かるように、テンションカット用駆動ロール２０を用いた場合は、第１キャンロール１７（第１ＣＲ）及び第２キャンロール２３（第２ＣＲ）の各々の外周面に送込まれる長尺樹脂フィルムＦの張力やガス放出孔から放出するガス圧を様々に変化させた場合のいずれにおいても、張力変動幅を３％未満に抑えることができ、成膜後の長尺樹脂フィルムＦの目視検査では長尺樹脂フィルムＦにスリ傷が生じていなかった。これに対して、テンションカット用駆動ロール２０を用いない場合では、いずれも張力変動幅が３％以上になっており、成膜後の長尺樹脂フィルムＦの目視検査では長尺樹脂フィルムＦの所々にスリ傷が観察された。尚、テンションカット用駆動ロール２０を用いない場合では、キャンロールのガス放出機構からの放出ガスのガス圧が不安定になることがあった。
【符号の説明】
【００８５】
１      円筒部材
２      ジャケットロール構造部
３      回転軸
３ａ    ベアリング
４      ガス導入路
５      ガス放出孔
６      ガスロータリージョイント
７      回転リングユニット
８      静止リングユニット
７ａ    ガス分配路
８ａ    ガス供給路
９      ガス供給配管
１０    真空チャンバー
１１    巻出ロール
１２    第１張力センサーロール
１３    第１駆動ロール
１４    第２張力センサーロール
１５    第１送込みロール
１６    第１送込み張力センサーロール
１７    第１キャンロール
１８    第１送出し張力センサーロール
１９    第１送出しロール
２０    中央部駆動ロール
２１    第２送込みロール
２２    第２送込み張力センサーロール
２３    第２キャンロール
２４    第２送出し張力センサーロール
２５    第２送出しロール
２６    巻取前張力センサーロール
２７    巻取ロール
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈ、３０ｉ、３０ｊ、３０ｋ    フリーロール
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８  マグネトロンスパッタリングカソード
１１１、２１１、３１１    巻出ロール
１１２、２１２、３１２    第１張力センサーロール
１１３、２１３、３１３    第１駆動ロール
１１４、２１４、３１４    第２張力センサーロール
１１５、２１５、３１５    第１送込みロール
１１６、２１６、３１６    第１送込み張力センサーロール
１１７、２１７、３１７    第１キャンロール
１１８、２１８、３１８    第１送出し張力センサーロール
１１９、２１９、３１９    第１送出しロール
１２０、２２０、３２０    中央部駆動ロール
１２１、２２１、３２１Ａ、３２１Ｂ    左側駆動ロール
１２２、２２２、３２２Ａ、３２２Ｂ    左側張力センサーロール
１２３、２２３、３２３    第２キャンロール
１２４、２２４、３２４Ａ、３２４Ｂ    右側張力センサーロール
１２５、２２５、３２５Ａ、３２５Ｂ    右側駆動ロール
１２６、２２６、３２６    第１巻取前張力センサーロール
１２７、２２７、３２７    第１巻取ロール
１２８、２２８、３２８    第２巻取前張力センサーロール
１２９、２２９、３２９    第２巻取ロール
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆ、１３０ｇ、１３０ｈ、１３０ｉ、１３０ｊ、１３０ｋ、１３０ｌ、１３０ｍ、１３０ｎ、１３０ｏ、１３０ｐ、１３０ｑ、１３０ｒ１〜ｒ３、１３０ｓ、１３０ｔ、１３０ｕ１〜ｕ３、１３０ｖ、１３０ｗ    フリーロール
１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８  マグネトロンスパッタリングカソード
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ、２３０ｅ、２３０ｆ、２３０ｇ、２３０ｈ、２３０ｉ、２３０ｊ、２３０ｋ、２３０ｌ、２３０ｍ、２３０ｎ、２３０ｏ、２３０ｐ、２３０ｑ、２３０ｒ１〜ｒ３、２３０ｓ、２３０ｔ１〜ｔ３、２３０ｕ、２３０ｖ、２３０ｗ、２３０ｘ１〜ｘ３、２３０ｙ、２３０ｚ    フリーロール
２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８  マグネトロンスパッタリングカソード
３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉ、３３０ｊ、３３０ｋ、３３０ｌ、３３０ｍ、３３０ｎＡ、３３０ｎＢ、３３０ｏＡ、３３０ｏＢ、３３０ｐＡ、３３０ｐＢ、３３０ｑＡ、３３０ｑＢ、３３０ｒ、３３０ｓ、３３０ｔ１〜ｔ３    フリーロール
３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８  マグネトロンスパッタリングカソード
ＰＶ    ピエゾバルブ
ＭＦＭ  マスフローメータ
Ｐ      圧力センサ（圧力検出手段）
ＣＰＵ  調節計
Ｆ      長尺樹脂フィルム
【図１】
2018031040.tif 000004
【図２】
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【図３】
2018031040.tif 000006
【図４】
2018031040.tif 000007
【図５】
2018031040.tif 000008
【図６】
2018031040.tif 000009