(57)【要約】      （修正有）【課題】サイズを大型化することなく両面処理用又は片面処理用の経路を選択可能なロールツーロール方式の処理装置の提供。【解決手段】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樹脂フィルムＦをその搬送経路上に設けた２個のキャンロール１７、２３の外周面にそれぞれ巻き付けて冷却しながら該外周面に対向する位置に設けた表面処理手段４１〜４８で表面処理する処理装置であって、後流側のキャンロール２３は、その外周面に長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける働きを有する送込み送出し機構が上下に２セット設けられており、長尺樹脂フィルムＦがこれら２セットの送込み送出し機構のうちの下側を走行する時と、上側を走行する時とではキャンロール２３の外周面に接する長尺樹脂フィルムＦの面が互いに逆になる。【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巻出ロールから巻取ロールまでロールツーロールで搬送される長尺基材をその搬送経路上に設けた少なくとも２個のキャンロールの外周面にそれぞれ巻き付けて冷却しながら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ロールツーロール処理装置であって、
前記少なくとも２個のキャンロールのうちの少なくとも１つは、その外周面に長尺基材を巻き付ける働きを有する送込み送出し機構が２セット設けられており、これら２セットの送込み送出し機構のうちの一方を長尺基材が走行する時と、他方を長尺基材が走行する時とでは対応するキャンロールの外周面に接する長尺基材の面が互いに逆になることを特徴とするロールツーロール処理装置。
【請求項２】
前記送込み送出し機構は、対応するキャンロールの外周面に長尺基材を送り込むモーター駆動の送込ロールと、該送込ロールと該キャンロールとの間に位置する送込み張力センサーロールと、対応するキャンロールの外周面から長尺基材を送り出すモーター駆動の送出ロールと、該送出ロールと該キャンロールとの間に位置する送出し張力センサーロールとからな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処理装置。
【請求項３】
前記２つの送込み引出し機構は、当該対応するキャンロールの回転中心軸を通る水平面に対して互いに面対称となるようにそれぞれ該水平面の上側及び下側に配され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処理装置。
【請求項４】
前記少なくとも２個のキャンロールが上流側の第１キャンロールと下流側の第２キャンロールの２個からなり、前記送込み送出し機構が２セット設けられているキャンロールが該第２キャンロールであり、該第１キャンロールにはその中心軸を通る平面に対して上側又は下側にのみ送込み送出し機構が設けられており、該第２キャンロールの２セットの送込み送出し機構のうち、該第１キャンロールの送込み送出し機構の該上側又は下側の位置関係と異なる位置関係の送込み送出し機構を長尺基材が搬送される場合はロールツーロールの一方向の搬送で該長尺基材の両面に処理が施され、該第１キャンロールの送込み送出し機構の該上側又は下側の位置関係と同じ位置関係の送込み送出し機構を長尺基材が搬送される場合はロールツーロールの一方向の搬送で該長尺基材の片面のみ処理が施されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロールツーロール処理装置。
【請求項５】
前記巻出ロールと前記巻取ロールが前記処理装置の両端部にそれぞれ配されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項６】
前記長尺基材はその幅方向を略水平に保ちながら搬送されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロールツーロール処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記表面処理手段が、乾式めっき手段であることを特徴とするロールツーロール成膜装置。
【請求項８】
前記乾式めっき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７に記載のロールツーロール成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺基材をロールツーロール方式で搬送しながら連続的にその表面に処理を施すことが可能な処理装置及びこれを用いた成膜装置に関し、特に、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巻き付けて冷却するキャンロールを２個以上具備し、長尺基材の搬送経路を一部変更することでその両面を処理する場合と片面のみを処理する場合とを選択できるロールツーロール方式の長尺基材の処理装置及びこれを用いた成膜装置に関する。
【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】
ところで、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムに真空成膜法で連続的に効率よく金属膜を成膜する場合は、長尺の樹脂フィルムを真空チャンバー内で巻出ロールから巻取ロールまで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とも称するロールツーロール方式の真空成膜装置が一般的に用いられている。
【０００６】
この真空成膜装置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。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４、５及び６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】
【０００７】
【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】特開２０１３−０４９９１４号公報
【特許文献５】特開２０１３−０４９９１５号公報
【特許文献６】特開２０１３−０４９９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献４、５及び６の２個のキャンロールを具備する真空成膜装置では、下流側のキャンロールの外周面に対して時計回りに巻き付ける経路と反時計回りに巻き付ける経路の２つの内のいずれかを選択できるようになっている。これにより、ロールツーロールの一方向の一回の搬送だけで長尺基材の両面に成膜したり、片面のみに成膜したりすることが可能になる。
【０００９】
しかしながら、特許文献４、５及び６の真空成膜装置は、搬送経路が２つある側のキャンロールでは巻取機構又は巻出機構が２セット必要になるため、真空成膜装置の両端部にそれぞれ巻取機構及び巻出機構を配置することに加えて、２個のキャンロールの間にも巻取機構又は巻出機構を配置することが必要になる。更に、搬送経路が２つある側のキャンロールでは該キャンロールの上方又は下方を跨ぐ長い経路が必要になる。
【００１０】
このようにキャンロールを跨ぐ長い経路や２個のキャンロールの間に位置する巻取機構又は巻出機構のため、真空チャンバーのサイズが大型化する上、樹脂フィルムを装着脱着する時やメンテナンスする時の作業性がよくなかった。本発明は、上記したキャンロールを２個以上具備する従来のロールツーロール方式の真空成膜装置の問題点に鑑みてなされたものであり、サイズを大型化することなく両面処理用又は片面処理用の経路を選択可能なロールツーロール方式の処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、２個のキャンロールのうちの一方に対して、長尺樹脂フィルムをその外周面に送り込んだり該外周面から送り出したりする搬送機構を該キャンロールの回転軸を通る水平面に対して面対称となるように上側と下側にそれぞれ１セットずつ設けることによって真空成膜装置を小型化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の処理装置は、真空チャンバー内において巻出ロールから巻取ロールまでロールツーロールで搬送される長尺基材をその搬送経路上に設けた少なくとも２個のキャンロールの外周面にそれぞれ巻き付けて冷却しながら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ロールツーロール処理装置であって、前記少なくとも２個のキャンロールのうちの少なくとも１つは、その外周面に長尺基材を巻き付ける働きを有する送込み送出し機構が２セット設けられており、これら２セットの送込み送出し機構のうちの一方を長尺基材が走行する時と、他方を長尺基材が走行する時とでは対応するキャンロールの外周面に接する長尺基材の面が互いに逆になることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２つのキャンロールの間に巻取機構又は巻出機構を設けたりキャンロールを跨ぐ長い経路を設けたりする必要がないので、処理装置のサイズをコンパクトにすることができる上、長尺基材の交換等の際の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】両面成膜用経路又は片面成膜用経路の選択が可能な本発明の一具体例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】両面成膜用経路又は片面成膜用経路の選択が可能な参考例１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３】両面成膜用経路又は片面成膜用経路の選択が可能な参考例２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】
【００１５】
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処理装置の一具体例として、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、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り、長尺基材の表面に連続的に効率よく成膜処理を施す場合に好適に用いられる。
【００１６】
この図１の真空成膜装置は、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を具備する真空チャンバー（図示せず）内に設けられている。この真空装置により、スパッタリング成膜に際して真空チャンバー内を到達圧力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。真空チャンバーの形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく、種々のものを使用することができる。
【００１７】
この真空チャンバー内に、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。尚、これらロール群は回転軸が全て水平方向に延在しており、よって長尺樹脂フィルムＦはロールツーロールで搬送される際にその幅方向が常に略水平に保たれる。
【００１８】
上記のロールツーロールの搬送経路のうち、第２キャンロール２３の外周面に巻き付けて成膜を行う経路は、該外周面に時計回りに長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける経路と、該外周面に反時計回りに長尺樹脂フィルムＦを巻き付ける経路との２つの搬送経路のうちのいずれかを選択できるようになっている。これにより、ロールツーロールの一方向の搬送のみで長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜する運転モードと、片面にのみ成膜する運転モードのいずれかを選択することが可能になる。即ち、第２キャンロール２３の下側に位置する実線の経路Ａを選択した場合は、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Ｆの両面に表面処理を行うことができ、第２キャンロール２３の上側に位置する破線の経路Ｂを選択した場合は、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Ｆの片面にのみ表面処理を行うことができる。
【００１９】
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、第１キャンロール１７の外周面に巻き付けて成膜を行う前半の経路では、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、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、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、速度制御等によって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と第１キャンロール１７との周速度の差が調整される。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、速度制御等によって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と第１送出しロール１９との周速度の差が調整される。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。
【００２２】
上記の送出しロール１９から送り出された長尺樹脂フィルムＦは、第２キャンロール２３の外周面に巻き付けて成膜を行う後半の経路に送られる。この後半の経路では、長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、及びロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置する中央部駆動ロール２０を経た後、更にフリーロール３０ｈを経て経路の分岐点となる分岐用フリーロール３０ｉ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。
【００２３】
下側の経路Ａでは、長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール３０ｊＡ、３０ｋＡを経た後、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、下側送込みロール２１Ａ及び下側送込み張力センサーロール２２Ａによって第２キャンロール２３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２４Ａ及び下側送出しロール２５Ａによって第２キャンロール２３の外周面から送り出される。
【００２４】
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３０ｊＢ、３０ｋＢを経た後、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、上側送込みロール２１Ｂ及び上側送込み張力センサーロール２２Ｂによって第２キャンロール２３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２４Ｂ及び上側送出しロール２５Ｂによって第２キャンロール２３の外周面から送り出される。
【００２５】
上記の第２キャンロール２３の下側に位置する下側送込みロール２１Ａ、下側送込み張力センサーロール２２Ａ、下側送出し張力センサーロール２４Ａ及び下側送出しロール２５Ａからなる下側送込み送出し機構と、第２キャンロール２３の上側に位置する上側送込みロール２１Ｂ、上側送込み張力センサーロール２２Ｂ、上側送出し張力センサーロール２４Ｂ及び上側送出しロール２５Ｂからなる上側送込み送出し機構とは、第２キャンロール２３の回転中心軸を通る水平面に対して互いに面対称となるようにそれぞれ該水平面の上側及び下側に配されている。これにより、これら経路Ａと経路Ｂの２つの送込み送出し機構のうちの一方を長尺樹脂フィルムＦが走行する時と、他方を長尺樹脂フィルムＦが走行する時とでは第２キャンロール２３の外周面に接する長尺樹脂フィルムＦの面が互いに逆になる。
【００２６】
また、第１キャンロール１７の送込み送出し機構は、第１キャンロール１７の中心軸を通る水平面に対して上側に位置しているので、この第１キャンロール１７の送込み送出し機構の水平面に対する位置関係は、第２キャンロール２３の下側の経路Ａの送込み送出し機構の水平面に対する位置関係とは反対になっており、第２キャンロール２３の上側の経路Ｂの送込み送出し機構の水平面に対する位置関係とは一致している。即ち、経路Ａを選択することによって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の両面に成膜することができ、経路Ｂを選択することによって長尺樹脂フィルムＦの片面のみに成膜することができる。
【００２７】
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３０ｌＡ、３０ｍＡ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３０ｌＢ、３０ｍＢ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３０ｎ、巻取前張力センサーロール２６、及びフリーロール３０ｏを経て巻取ロール２７で巻き取られる。
【００２８】
このように、経路Ａ又は経路Ｂを選択することで長尺樹脂フィルムの両面に成膜したり、片面にのみ成膜したりできるので、真空成膜装置に汎用性を持たせることができる。また、真空成膜装置は隣接するロール間の経路を短くできる上、第２キャンロール２３を跨ぐような長い経路を設ける必要もない。また、巻取ロールを２つのキャンロールの間に配置しなくてもよい。よって作業性やメンテナンス性に優れている上、真空チャンバーの大型化を避けることができる。
【００２９】
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の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、第２キャンロール２３の外周面に対向する位置には、同様に第５、第６、第７及び第８の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上記第１キャンロール１７と同じ順序で設けられている。
【００３０】
これにより、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムＦに対して熱負荷のかかる成膜処理を施す際に裏面側から冷却することができるので、シワ等の不具合が極めて少ない金属膜付長尺樹脂フィルムを作製することができる。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することが好ましい。
【００３１】
また、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。更に、長尺樹脂フィルムＦに代えて、金属箔や金属ストリップを処理してもよい。
【００３２】
上記の金属膜付長尺樹脂フィルムは、例えば長尺樹脂フィルムＦの表面にＮｉ系合金等から成る膜とＣｕ膜とを積層することで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。
【００３３】
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、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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】
【００３６】
［実施例］
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の片面又は両面に成膜を行った。長尺樹脂フィルムＦには、幅５７０ｍｍ、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。
【００３７】
（一方向のロールツーロール搬送で両面に成膜する場合）
上記ＰＥＴフィルムに成膜する金属膜は、シード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜とからなる積層膜とした。そのため、第１キャンロール１７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４１と第２キャンロール２３の周囲に配置する第６マグネトロンスパッタリングカソード４６には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はＣｕターゲットを設置した。
【００３８】
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の下側の経路Ａ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の張力は１００Ｎに設定し、第１キャンロール１７と第２キャンロール２３の前後の張力は共に２００Ｎに設定した。真空チャンバー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まで排気した。
【００３９】
この状態でＰＥＴフィルムを搬送速度４ｍ／分で搬送しながら、各マグネトロンスパッタカソードにアルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入すると共に、各カソードへの印加電力を２０ｋＷに制御してＮｉ−Ｃｒ膜のシード層とその上のＣｕ膜の成膜を行った。その結果、ＰＥＴフィルムの両面の各々に膜厚３０ｎｍのＮｉ−Ｃｒ層と、その上の膜厚９０ｎｍのＣｕ層を積層することができた。
【００４０】
（一方向のフィルム搬送で片面のみに成膜する場合）
下側の経路Ａに代えて上側の経路Ｂを経由させることで、上記ＰＥＴフィルムの片面にのみシード層のＮｉ−Ｃｒ膜とその上のＣｕ膜とからなる積層膜を成膜した。その際、第１キャンロール１７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４１、４２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ターゲットを設置したことと、ＰＥＴフィルムの搬送速度を８ｍ／分にしたこと以外は上記の両面成膜の場合と同様にして成膜を行った。その結果、両面に成膜する場合に比べて２倍の搬送速度でＰＥＴフィルムの片面に膜厚３０ｎｍのＮｉ−Ｃｒ層と、その上の膜厚９０ｎｍのＣｕ層を積層することができた。
【００４１】
［比較例１］
図２に示すようなキャンロールを２個具備する真空成膜装置を用いて長尺樹脂フィルムＦの片面又は両面に成膜を行った。この図２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１１７の外周面に巻き付けて成膜を行う前半の経路は、前述の図１の真空成膜装置と同様の構成になっている。即ち、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、第２張力センサーロール１１４、フリーロール１３０ｃ、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ようになっている。
【００４２】
第２キャンロール１２３の外周面に巻き付けて成膜を行う後半の経路は図１とは異なっている。即ち、この図２の後半の経路では、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１３０ｆ、１３０ｇ、及びロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置する中央部駆動ロール１２０を経た後、経路の分岐点となる分岐用フリーロール１３０ｈ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。実線の経路Ａは第２キャンロール１２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦを反時計回りに巻き付ける経路であり、この場合は一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜を行うことができ、一方、点線の経路Ｂは第２キャンロール１２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦを時計回りに巻き付ける経路であり、この場合は一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの片面にのみ成膜を行う。
【００４３】
具体的には、実線の経路Ａでは、フリーロール１３０ｈから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ｊ、１３０ｋ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１３０ｌ、１３０ｍ、第１巻取前張力センサーロール１２６、及びフリーロール１３０ｎを経て第１巻取ロール１２７で巻き取られるようになっている。
【００４４】
一方、点線の経路Ｂでは、上記の経路Ａの送込み送出し機構を反対向きに走行した後、経路Ａとは異なる第２巻取ロール１２９で巻き取られるようになっている。即ち、フリーロール１３０ｈから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール１３０ｌ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１３０ｋ、１３０ｏ、第２巻取前張力センサーロール１２８、及びフリーロール１３０ｐを経て第２巻取ロール１２９で巻き取られるようになっている。尚、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で巻き取る場合は、フリーロール１３０ｏから送り出された長尺樹脂フィルムＦをフリーロール１３０ｋ、１３０ｏ、１３０ｍを経て第１巻取前張力センサーロール１２６に送り出せばよい。
【００４５】
この図２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実施例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実施例と同様に成膜することができる。
【００４６】
しかし、フリーロール１３０ｈとフリーロール１３０ｊの間の搬送経路は第２キャンロール１２３を跨ぐことになるので、長尺樹脂フィルムＦが弛むやすくなるなどの搬送上の問題が生ずることがある上、真空チャンバーが大型化するので設置面積を広くする必要が生じる。特に、長尺基材処理装置はクリーンルーム内に設置されるため、空調設備等のクリーンルームの周辺設備の大型化等のコストアップにつながる。更に大型化した真空チャンバーにおいても所定の減圧雰囲気を維持する必要があるため、機械的強度を向上させる必要が生じ得る。
【００４７】
フリーロール１３０ｈとフリーロール１３０ｊの間にフリーロールを増設することで上記の搬送上の問題を防ぐことが考えられるが、この場合においてもコストがかかる上、余分なメンテナンスが必要となる。更に、第１巻取ロール１２７が第１キャンロール１１７と第２キャンロール１２３の間に配置されているため、成膜後の長尺樹脂フィルムＦを第１巻取ロール１２７から取り出す際はもちろんのこと、成膜前に長尺樹脂フィルムＦの先端部を第１巻取ロール１２７に取り付ける際の作業に手間がかかる上、装置のメンテナンス性も優れているとは言えない。
【００４８】
尚、経路Ａを経て長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜した後、フリーロール１３０ｌから送り出された長尺樹脂フィルムＦを、フリーロール１３０ｒ、１３０ｑ、１３０ｏ、第２巻取前張力センサーロール１２８、及びフリーロール１３０ｐを経て第２巻取ロール１２９で巻き取ることで第１巻取ロール１２７を設けないようにすることも考えられる。しかし、この場合は、フリーロール１３０ｈとフリーロール１３０ｊの間に加えて、フリーロール１３０ｒとフリーロール１３０ｑの間においても長尺樹脂フィルムＦが第２キャンロール１２３を跨ぐことになるので、上記の搬送上の問題やメンテナンス上の問題等が生じることになる。
【００４９】
［比較例２］
図３に示すようなキャンロールを２個具備する真空成膜装置を用いて長尺樹脂フィルムＦの片面又は両面に成膜を行った。この図３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、前述の図１や図２の真空成膜装置と同様の構成になっている。即ち、巻出ロール２１１から巻き出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ａ、第１張力センサーロール２１２、第１駆動ロール２１３、フリーロール２３０ｂ、第２張力センサーロール２１４、フリーロール２３０ｃ、第１送込みロール２１５、及び第１送込み張力センサーロール２１６をこの順に経由して第１キャンロール２１７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２１８を経て第１送出しロール２１９によって第１キャンロール２１７の外周面から送り出されるようになっている。
【００５０】
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は図１や図２とは異なっている。即ち、この図３の後半の経路では、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２３０ｆ、２３０ｇ、及びロールツーロール搬送経路のほぼ中央に位置する中央部駆動ロール２２０を経た後、経路の分岐点となる分岐用フリーロール２３０ｉ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。実線の経路Ａは第２キャンロール２２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦを時計回りに巻き付ける経路であり、この場合は一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜を行うことができ、一方、点線の経路Ｂは第２キャンロール２２３の外周面に長尺樹脂フィルムＦを反時計回りに巻き付ける経路であり、この場合は一方向のロールツーロール搬送で長尺樹脂フィルムＦの片面にのみ成膜を行う。
【００５１】
具体的には、実線の経路Ａでは、フリーロール２３０ｉから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｊ、２３０ｋを経た後、前述した第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２３０ｌ、２３０ｍ、２３０ｏ、第１巻取前張力センサーロール２２６、及びフリーロール２３０ｎを経て第１巻取ロール２２７で巻き取られるようになっている。
【００５２】
一方、点線の経路Ｂでは、上記の経路Ａの送込み送出し機構を反対向きに走行した後、経路Ａとは異なる第２巻取ロール２２９で巻き取られるようになっている。即ち、フリーロール２３０ｉから送り出された長尺樹脂フィルムＦは、フリーロール２３０ｐ、２３０ｍ、２３０ｌ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２３０ｋ、２３０ｊ、２３０ｑ、第２巻取前張力センサーロール２２８、及びフリーロール２３０ｒ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、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で巻き取る場合は、フリーロール２３０ｋから送り出された長尺樹脂フィルムＦをフリーロール２３０ｊに反時計回りに巻き付けた後、フリーロール２３０ｓ、２３０ｔ、２３０ｎを経て第１巻取前張力センサーロール２２６に送り出せばよい。
【００５３】
この図３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６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実施例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２２４１、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実施例と同様に成膜することができる。
【００５４】
しかし、フリーロール２３０ｉとフリーロール２３０ｐの間の搬送経路は第２キャンロール２２３を跨ぐことになるので、上記の比較例１の場合と同様に、長尺樹脂フィルムＦの弛みなどの搬送上の問題や真空チャンバーの大型化の問題が生じる。また、第２巻取ロール２２９が第１キャンロール２１７と第２キャンロール２２３の間に配置されていることによる作業性やメンテナンス性の問題も有している。
【００５５】
尚、この図３の装置においても、経路Ａを経て長尺樹脂フィルムＦの両面に成膜した後、フリーロール１３０ｌから送り出された長尺樹脂フィルムＦを、フリーロール１３０ｒ、１３０ｑ、１３０ｏ、第２巻取前張力センサーロール１２８、及びフリーロール１３０ｐを経て第２巻取ロール１２９で巻き取ることで第１巻取ロール１２７を設けないようにすることも考えられる。しかし、この場合は、フリーロール１３０ｈとフリーロール１３０ｊの間に加えて、フリーロール１３０ｒとフリーロール１３０ｑの間においても長尺樹脂フィルムＦが第２キャンロール１２３を跨ぐことになるので、上記の搬送上の問題やメンテナンス上の問題等が生じることになる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｆ      長尺樹脂フィルム
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
２１Ａ、２１Ｂ    下側送込みロール
２２Ａ、２２Ｂ    下側送込み張力センサーロール
２３    第２キャンロール
２４Ａ、２４Ｂ    下側送出し張力センサーロール
２５Ａ、２５Ｂ    下側送出しロール
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、３０ｊＡ、３０ｊＢ、３０ｋＡ、３０ｋＢ、３０ｌＡ、３０ｌＢ、３０ｍＡ、３０ｍＢ、３０ｎ、３０ｏ    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    巻出ロール
１１２、２１２    第１張力センサーロール
１１３、２１３    第１駆動ロール
１１４、２１４    第２張力センサーロール
１１５、２１５    第１送込みロール
１１６、２１６    第１送込み張力センサーロール
１１７、２１７    第１キャンロール
１１８、２１８    第１送出し張力センサーロール
１１９、２１９    第１送出しロール
１２０、２２０    中央部駆動ロール
１２１、２２１    左側駆動ロール
１２２、２２２    左側張力センサーロール
１２３、２２３    第２キャンロール
１２４、２２４    右側張力センサーロール
１２５、２２５    右側駆動ロール
１２６、２２６    第１巻取前張力センサーロール
１２７、２２７    第１巻取ロール
１２８、２２８    第２巻取前張力センサーロール
１２９、２２９    第２巻取ロール
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｆ、１３０ｇ、１３０ｈ、１３０ｊ、１３０ｋ、１３０ｌ、１３０ｍ、１３０ｎ、１３０ｏ、１３０ｐ、１３０ｑ、１３０ｒ    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、２３０ｆ、２３０ｇ、２３０ｈ、２３０ｉ、２３０ｊ、２３０ｋ、２３０ｌ、２３０ｍ、２３０ｎ、２３０ｏ、２３０ｐ、２３０ｑ、２３０ｒ、２３０ｓ、２３０ｔ    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
【図１】
2018031038.tif 000003
【図２】
2018031038.tif 000004
【図３】
2018031038.tif 000005