(57)【要約】【課題】  同一の装置で同時に複数の表面処理を実施することができ、多機能化により小型で且つ低コストな巻取式複合真空表面処理装置を提供する。【解決手段】  略円筒状の真空容器２１内で回転するキャンロール２に沿って移動するフィルム１９に表面処理を施す装置であって、筒状の処理室壁で区画された各処理室を真空容器内と隔離し、それぞれの処理室に処理室用真空ポンプで、各処理室を差動排気することが可能であり、各々の処理室において異なる圧力やガス種の処理条件を選択して、それぞれの、少なくとも２つの表面処理手段から、回転することによって処理室７、１２、１７のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えて、真空容器内を１方向にフィルムを連続的に搬送させながら、処理室内の複数の処理室において異なる処理を同時に実施したり、複数の処理室で同じ処理を同時に実施したりすることができる。【選択図】      図３
2008007790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器全体を真空引きする真空ポンプを備えた略円筒状の真空容器内に、一対のフィルム巻取巻出ロールと、真空容器と軸中心をほぼ一致させた回転可能なフィルム搬送用のキャンロールとを備え、キャンロールの回転に合わせフィルム巻取巻出ロール間で巻き出し又は巻き取られてキャンロールに沿って移動するフィルムに表面処理を施す表面処理装置であって、
真空容器周壁に周囲を固定されて、キャンロール近くまで延長し、処理室内を、少なくとも２つの表面処理手段を含む複数の処理室に区画する筒状の処理室壁と、各処理室ごとにキャンロール前の処理室壁端部に固定され、各処理室内側に設置されたマスク板とを備え、
各処理室内は、キャンロールに対向して処理室壁に固定された、少なくとも２つの表面処理手段から回転することで１つを選択できる回転表面処理手段と、各処理室は処理室壁にそれぞれ設置された処理室用真空ポンプを有し、
各々の処理室において互いに異なる圧力やガス種の表面処理を行うことができ、各処理室で、少なくとも２つの表面処理手段から回転することによって１つの表面処理手段を選択し、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えることができることを特徴とする巻取式複合真空表面処理装置。
【請求項２】
前記回転表面処理手段は、処理室壁に固定される支持構造体と、内部に空間を有し、キャンロールに対向する面に表面処理手段を回転させることができるように弧状の内側面を有しており、また、該側面端に配置され、構造体側面に設けられた表面処理手段の側面部を略覆う先端部を有する構造体と、この構造体の長尺方向の両端側面のそれぞれに設けられた、真空状態を維持しつつ構造体を回転可能とする真空回転機構と、該真空回転機構及び構造体を処理室壁に支持する支持部材と、支持構造体に固定され、構造体の該側面に接触せずに該側面を略被覆するカバー材とを有し、少なくとも一方の真空回転機構部には構造体に通電可能な機構を有し、また冷媒を装入排出できる開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載の巻取式複合真空表面処理装置。
【請求項３】
前記表面処理手段が、フィルム乾燥用のヒータ手段、フィルム前処理用のプラズマ発生手段やイオン発生手段、薄膜形成用のスパッタリング手段の真空中で動作可能な表面処理手段のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻取式複合真空表面処理装置。
【請求項４】
前記キャンロールは内部には、そのロール表面の温度を制御することが可能な加熱冷却手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに１つに記載の巻取式複合真空表面処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のいずれかの巻取式複合真空表面処理装置を用いて、フィルムをキャンロールに沿って一方向に移動させながら、各処理室内でフィルム処理位置に対向する１つの表面処理手段によりフィルムの表面処理を行うと共に、その表面処理の終了後に、各処理室で、回転表面処理手段の少なくとも２つ以上の表面処理手段から回転することによって１つの表面処理手段を選択し、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えることによって、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変え、再びフィルムをキャンロールに沿って移動させながら、各処理室内のフィルム処理位置でフィルムに対向している表面処理手段によりフィルムの表面処理を行うことを特徴とするフィルムの表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムに乾燥、前処理、薄膜形成などの各種の表面処理を施すことができる巻取式複合表面処理装置、並びにこの装置を用いてフィルムの表面処理を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック等のフィルムを基材とし、その表面に薄膜を形成した機能性フィルムの開発が盛んに行われている。例えば、パッケージ分野では、フィルム表面にＳｉＯx、ＭｇＯ、ＡｌＯx等から選ばれた少なくとも１種の金属酸化物からなる薄膜を形成することによって、透明で且つ酸素や水蒸気等の気体遮断性を有する食品保存性に優れたガスバリヤーフィルムが提供されている。
【０００３】
また、エレクトロニクス分野においては、ディスプレイ用途として、ディスプレイ表面の反射を防止し、視認性を向上した反射防止フィルム等が広く使用されている。このフィルムは、ＴｉＯ２、ＺｒＯ、Ｎｂ２Ｏ５等の高屈折率層、Ａｌ２Ｏ３等の中屈折率層、ＳｉＯ２等の低屈折率層を積層した、異なる屈折率からなる多層薄膜をフィルム上に形成したものである。
【０００４】
また、液晶ディスプレイでは、画素の小型化が進むに伴って、それに接続されるフレキシブル回路基板は高精度のパターンが必須となり、同時に狭ピッチに伴う電気的な信頼性の確保が一層要望されている。そのため最近では、ポリイミドフィルム上にスパッタリングや蒸着等により下地としてニッケル、クロム等の異種の金属層を設け、その上に電解銅めっきを施すことによって、接着剤を用いずに高い接着力を有する銅ポリイミドフレキシブル基板が重要になってきている。
【０００５】
これらの機能性フィルムを製造する場合、基材となるフィルムに機能性を付与するため薄膜を形成する必要があるが、枚葉式では生産性や製造コストに劣るため、プラスチックフィルムを連続的に移動させながら薄膜を形成することが望ましい。そのための装置として、一般に、真空環境下でフィルムをロール間で移動させながら、連続的に薄膜形成を行う巻取式真空成膜装置が用いられている。
【０００６】
従来から使用されている最も基本的な巻取式真空成膜装置としては、特開２００２−６０９３１号公報に記載された構造を有するものがある。即ち、図１に示すように、真空チャンバ１の内部にフィルム２の搬送手段と共に、薄膜形成手段（図示せず）を具備した薄膜形成部３が設置され、真空チャンバ１の内部は真空ポンプ等から構成される排気系４により高真空まで排気される。巻出ロール５から連続的に送り出されたフィルム２は、巻取ロール６で巻き取られる間に、１つの成膜ドラム７上において薄膜形成部３により成膜されるようになっている。
【０００７】
上記の薄膜形成手段については、物理的成膜法として真空蒸着法、スパッタリング法等があり、化学的成膜法として化学的気相成長法（ＣＶＤ）等が用いられている。真空蒸着法は、抵抗加熱や電子銃照射により成膜材料を加熱蒸発させ、基材上に薄膜を形成する方法である。蒸着の際に、薄膜の密着性、緻密化を目的として、蒸発源と基材の間にプラズマを形成させるプラズマアシスト蒸着法も知られている。尚、プラズマの形成は、真空成膜装置内に設置した放電用の電極に直流又は交流の電圧を印加したり、導波管を用いてマイクロ波を任意の場所に照射したりすることによって形成することができる。
【０００８】
また、スパッタリング法は、成膜材料をプレート状に成形したターゲットを用い、このターゲットを放電用電極として上記プラズマ発生方法を用いて基材とターゲットの間にプラズマを発生させ、電位勾配を用いてターゲット表面にイオンを照射衝突させることによって、ターゲット物質を叩き出して基材上にターゲット物質の薄膜を形成する方法である。更に、化学的気相成長法（ＣＶＤ）は、基材近傍に無機又は有機若しくはこれらの混合物を原料ガスとして気化導入し、加熱やプラズマを用いて化学反応させることによって、基材上に薄膜を形成する方法である。プラズマを用いた場合、スパッタリングと同様の装置構成を用いることも可能である。
【０００９】
上記の薄膜形成手段のいずれにおいても、成膜の際にプラズマを用いることによって薄膜の密着性や緻密化に効果があることが確認されている。従って、プラズマを用いる薄膜形成手段は、ガスバリヤーフィルムでは気体遮断性の向上等に、反射防止フィルムでは光学特性の改善等に、また銅ポリイミドフレキシブル基板では銅層との密着性の向上等に対し、有効な方法として実用化されている。
【００１０】
しかし、図１に示すような巻取式真空成膜装置では、単層の薄膜の形成は簡単であるが、複数の薄膜を積層する場合には、フィルムの走行方向に沿って複数の薄膜形成手段を配置するか、若しくはフィルムを往復して走行可能にし、積層に必要な回数に応じて複数の薄膜形成手段を通過させることが必要となる。
【００１１】
このような薄膜の積層形成に用いる巻取式真空成膜装置として、特開２００３−１７８４３６公報には、図２に示すように、真空チャンバ１の内部に複数の温度制御可能な成膜ドラム７ａ、７ｂを配置した成膜装置が記載されている。この成膜装置によれば、巻出ロール５から送り出されて巻取ロール６で巻き取られるフィルム２は、複数の成膜ドラム７ａ、７ｂを通過する間に、各成膜ドラム７ａ、７ｂの円周面に対向して設けた複数のカソード組立体８により、フィルム２上に異なる材質の薄膜を順次低温で成膜することができる。
【００１２】
本発明者は、中大型のプラズマ装置やスパッタリング装置に用いるカソード取付構造体において、内部に空間を有し、その一方の面または両側面にプラズマ処理用電極、スパッタリングカソード、ヒータ、イオン源の少なくとも１つが取り付けられるように構成されている少なくとも１つの構造体と、この構造体の長尺方向の両側面のそれぞれに設けられた真空状態を維持しつつ構造体を回転可能とする真空回転機構と、プラズマ装置やスパッタリング装置に一端部が取り付けられ、他端が、カソード取付構造体使用時に、この構造体を支持するように構成された支持部材とを有し、少なくとも一方の真空回転機構には構造体の内部に放電用電源ケーブルまたは冷媒を装入排出できる開口部を有しているカソード取付構造体を提案している（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−６０９３１号公報
【特許文献２】特開２００３−１７８４３６号公報
【特許文献３】特開２００５−３２０５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記した従来の巻取式真空表面処理装置の場合、１つの装置で同時に複数の表面処理を行うことは難しかった。例えば、各種の表面処理手段を装置内の成膜ドラムの周辺各所に連続して接するように配置し、複数の処理を異なったフィルム処理位置において実施しようとすると、装置が大型化するだけでなく、フィルムにしわが発生したり、品質が低下したりする問題があった。そのため、フィルムに複数の表面処理を実施するためには、異なる処理装置を用いる必要があった。しかし、異なる処理装置を用いる方法では、処理工数やコストの増加を招くと同時に、装置間を移送する間にフィルムが大気に触れるため、形成した薄膜にピンホールが発生したり薄膜の密着性が低下したりしやすいという問題があった。また、特許文献３のカソード取付構造体を複数の真空容器に配置した場合は、プラズマ処理用電極、スパッタリングカソード、ヒータ、イオン源等のいずれかを使用する場合組合せによってはガス圧等使用最適条件の違いから同時に使用することができない場合があった。
【００１４】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、同一の装置で同時に複数の表面処理を実施することができるうえ、形成された薄膜にピンホールの発生や密着性の低下などの欠陥が発生したり、フィルムにしわが発生したりすることがなく、しかも多機能化により小型で且つ低コストな巻取式複合真空表面処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明が提供する巻取式複合真空表面処理装置は、真空容器全体を真空引きする真空ポンプを備えた略円筒状の真空容器内に、一対のフィルム巻取巻出ロールと、真空容器と軸中心をほぼ一致させた回転可能なフィルム搬送用のキャンロールとを備え、キャンロールの回転に合わせフィルム巻取巻出ロール間で巻き出し又は巻き取られてキャンロールに沿って移動するフィルムに表面処理を施す表面処理装置であって、真空容器周壁に周囲を固定されて、キャンロール近くまで延長し、処理室内を、少なくとも２つの表面処理手段を含む複数の処理室に区画する筒状の処理室壁と、各処理室ごとにキャンロール前の処理室壁端部に固定され、各処理室内側に設置されたマスク板とを備え、各処理室内には、キャンロールに対向して処理室壁に固定された、少なくとも２つの表面処理手段から回転することで１つを選択できる回転表面処理手段と、各処理室は処理室壁にそれぞれ設置された処理室用真空ポンプを有し、各々の処理室において互いに異なる圧力やガス種の表面処理を行うことができ、各処理室で、少なくとも２つの表面処理手段から回転することによって１つの表面処理手段を選択し、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えることができる。
【００１６】
上記本発明の巻取式複合真空表面処理装置においては、前記回転表面処理手段は、処理室壁に固定される支持構造体と、内部に空間を有し、キャンロールに対向する面に表面処理手段を回転させることができるように弧状の内側面を有しており、また、該側面端に配置され、構造体側面に設けられた表面処理手段の両側面部を略覆う先端部を有する構造体と、この構造体の長尺方向の両端側面のそれぞれに設けられた、真空状態を維持しつつ構造体を回転可能とする真空回転機構と、該真空回転機構及び構造体を処理室壁に支持する支持部材と、支持構造体に固定され、構造体の該側面に接触せずに該側面を略被覆するカバー材とを有し、少なくとも一方の真空回転機構部には構造体に通電可能な機構を有し、また冷媒を装入排出できる開口部を有している。
【００１７】
また、前記表面処理手段は、フィルム乾燥用のヒータ手段、フィルム前処理用のプラズマ発生手段やイオン発生手段、薄膜形成用のスパッタリング手段の真空中で動作可能な表面処理手段のいずれかである。
【００１８】
更に、前記キャンロールは、内部には、そのロール表面の温度を制御することが可能な加熱冷却手段を備えていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、上記の本発明の巻取式複合真空表面処理装置を用いて、フィルムをキャンロールに沿って一方向に移動させながら、各処理室内でフィルム処理位置に対向する１つの表面処理手段によりフィルムの表面処理を行うと共に、その表面処理の終了後に、各処理室で、少なくとも２つの表面処理手段から回転することによって１つの表面処理手段を選択し、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えることによって、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変え、再びフィルムをキャンロールに沿って移動させながら、各処理室内のフィルム処理位置でフィルムに対向している表面処理手段により同時に複数のフィルムの表面処理を行うことを特徴とするフィルムの表面処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の巻取式複合真空表面処理装置によれば、筒状の処理室壁で区画された各処理室を真空容器内と隔離し、それぞれの処理室に処理室用真空ポンプを設置しており、各処理室を差動排気することが可能となり、各々の処理室において異なる圧力やガス種の処理条件を選択して、多様な表面処理を行うことが可能である。これにより、同一の装置で同時に複数のフィルム表面処理を実施することができ、比較的小型で低コストの巻取式複合真空表面処理装置を提供することができる。また、同一装置内で複数の表面処理を完結でき、処理途中のフィルムを他の装置に付け替える必要がなくなるため、処理工程が短縮され且つ処理コストを低く抑えることが可能となるだけでなく、大気中に曝されることがなくなり、薄膜にピンホールの発生や密着性の低下などの欠陥が発生する等の品質の低下を招くことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の巻取式複合真空表面処理装置及びそれを用いたフィルムの処理法を、図面を用いて詳しく説明する。本発明の表面処理装置は、例えば、図３に示すように、装置全体用の真空ポンプ（図示せず）を備えた略円筒状の真空容器２１の内部に、一対のフィルム巻取巻出ロール１、２０と、真空容器２１と軸中心をほぼ一致させて回転可能に設けたフィルム搬送用のキャンロール２とを備えている。フィルム１９は、例えば、キャンロール２の回転に合わせて片方のフィルム巻取巻出ロール１から巻き出されて他方のフィルム巻取巻出ロール２０に巻き取られる間に、回転するキャンロール２に沿って移動しながら表面処理が施されるようになっている。また、キャンロール２は、その表面温度を制御できるように、内部にヒータや温水又は冷媒などによる加熱冷却手段（図示せず）を備えていることが好ましい。
【００２２】
真空容器２１は略円筒状であって、真空容器底板２１ａと、真空容器周壁２１ｂと、真空容器天板（図示せず）とからなる。この真空容器周壁２１ｂは、真空容器周壁に周囲を固定されて、キャンロール近くまで延長し、処理室内を少なくとも２つの表面処理手段を有する回転表面処理手段を配置できる複数の処理室に区画する筒状の処理室壁２２と、各処理室ごとにキャンロール前の処理室壁端部に固定され、各処理室内側に向けて設置されたマスク板１８とを備える。各処理室は、キャンロールに対向して処理室壁２２に固定された、少なくとも２つの表面処理手段の内から回転することで１つを選択できる回転表面処理手段４、９、１４と、処理室壁２２にそれぞれ設置された処理室用真空ポンプ６、１１、１６を有する。このため、各々の処理室において互いに異なる圧力やガス種の表面処理を行うことができ、各処理室で、少なくとも２つの表面処理手段から回転して１つの表面処理手段を選択し、各処理室内のフィルム処理位置に対向する表面処理手段を変えることができる。
【００２３】
キャンロール２に対向する複数の回転表面処理手段４、９、１４には、例えば、図３では、フィルム乾燥用のヒータ手段３、フィルム前処理用のプラズマ発生手段８、１３、薄膜形成用のスパッタリング手段５、１０、１５が取り付けてある。
【００２４】
上記回転表面処理手段４、９、１４の例として、図５（ａ）に、スパッタリング用ターゲットとプラズマ電極とを設けた回転表面処理手段の短尺方向の断面を示す。また、図５（ｂ）には、上記回転表面処理手段の短尺方向、図６Ｘ−Ｘ‘面での断面を示した図を示す。また、図６には、スパッタリング用ターゲットとプラズマ電極とを設けた本発明の回転表面処理手段の長尺方向の断面を示した図である。
【００２５】
該回転表面処理手段には、処理室壁２２内に固定される支持構造体３８と、内部に空間を有し、キャンロールに対向する面に表面処理手段を回転させることができる２つの支持体５０とが配置されている。図５（ａ）の場合は、１つの支持体５０の表側に、スパッタリング用ターゲット３１が設置され、支持体５０裏面側には、マグネトロンスパッタリング用マグネット３４が配置されている。もう一方の側の支持体５０上にはプラズマ電極３２が設けられている。支持体５０は、回転可能なように弧状の側面３５を有しており、また、該側面端に配置され、支持体５０側面に設けられた表面処理手段の両側面部を略覆う先端部３６を有する構造体３３と、この構造体３３の長尺方向の両端側面のそれぞれに設けられた、真空状態を維持しつつ構造体を回転可能とする真空回転機構３９（図６参照）と、該真空回転機構３９及び構造体３３を処理室壁２２に支持する支持部材と、支持構造体に固定され、構造体３３の該側面３５に接触せずに該側面３５を略被覆するカバー材３７とを有し、少なくとも一方の真空回転機構部３９には構造体３３に通電可能な機構を有し、また冷媒を装入排出できる開口部４０を有している。
【００２６】
図６に示すように、上記真空回転機構３９は、回転中心軸を回転軸として、真空を保持した状態で回転可能とするために、処理室壁２２では、回転しても真空が破れないよう、シール構造を有している。該シール構造は、一般的に用いられている真空軸受構造が用いられる。
【００２７】
上記した本発明の表面処理装置を用いることによって、同一ガス種及び同一圧力下だけでなく、筒状の処理室壁で区画された各処理室を真空容器内と隔離し、それぞれの処理室に処理室用真空ポンプで、各処理室を差動排気することが可能であり、各々の処理室において異なる圧力やガス種の処理条件を選択して、真空容器内を１方向にフィルムを連続的に搬送させながら、処理室内の複数の処理室において異なる処理を同時に実施したり、複数の処理室で同じ処理を同時に実施したりすることができる。
【００２８】
上記の３つの処理室７，１２，１７内には、回転表面処理手段４、９、１４が各々配置されている。各々の回転表面処理手段４、９、１４は、内部に空間を有し、その一方の側面または両側面に表面処理手段が取り付けられるように構成されている。例えば、図３の状態の処理室７では、キャンロール２に対向するようにヒータ手段３が位置しており、そのフィルム処理位置においてヒータ手段３によるフィルム１９の乾燥処理のみが行われる。
【００２９】
同様に、処理室１２ではプラズマ発生手段８が、及び処理室１７ではプラズマ発生手段１３が、それぞれフィルムに対向している。従って、真空容器内又はその処理室内を同一ガス種及び同一圧力とし、片方のフィルム巻取巻出ロール１から巻き出されたフィルム１９を他方のフィルム巻取巻出ロール２０に巻き取る間に、キャンロール２に沿って移動するフィルム１９に対して、処理室７ではヒータ手段３による乾燥処理を行い、処理室１２と１７ではプラズマ発生手段８、１３によりプラズマでフィルム表面を前処理することができる。その際、真空容器２１内は、真空容器底板２１ａに接続された全体用真空ポンプ（図示せず）によって排気し、更にプラズマ処理用のガスを供給して所定の圧力に保持する。
【００３０】
次に、１巻のフィルムロールに対して上記の表面処理が終了した後、回転表面処理手段４、９、１４において、２つの表面処理手段から回転することで図４の状態にすることにより、各処理室での表面処理手段が変化し、処理室７、１２、１７のフィルム処理位置はそれぞれスパッタリング手段５、１０、１５に対向するようになる。従って、フィルム１９を逆方向に、即ちフィルム巻取巻出ロール２０からフィルム巻取巻出ロール１に向かって移動させながら、スパッタリング手段５、１０、１５により、フィルム１９に薄膜を形成することができる。その際、真空容器２１内は、真空容器底板２１ａに接続された全体用真空ポンプによって排気し、更にスパッタリング用のアルゴンガスなどを供給して所定の圧力に保持することができる。
【００３１】
このようにして、図３〜４に示す複数の異なる表面処理手段を備えた本発明の表面処理装置においては、同一の装置でフィルムに同時に複数の箇所で同一の又は異なる表面処理を施すことができる。従って、複雑なプロセスの複合処理が可能であり、また同一種の薄膜形成を行う場合であっても、１つのカソードのターゲットが消耗しても別のターゲットを用いて成膜することができるなど、長時間処理あるいは厚膜化処理を実施することができる。
【００３２】
本発明の他の表面処理装置においては、筒状の処理室壁２２で区画された各処理室を真空容器内と隔離し、それぞれの処理室に処理室用真空ポンプ６、１１、１６を設置しており、各処理室を差動排気することが可能となり、また、真空容器２１内部の各処理室７、１２、１７以外の部分を真空排気するための全体用真空ポンプ（図示せず）が、真空容器底板２１ａに設置してある。したがって、これらの処理室用真空ポンプ６、１１、１６により差動排気を行い、各々の処理室７、１２、１７において異なる圧力やガス種を選択して更に複雑な表面処理を行うことが可能である。また、真空容器底板２１ａに設置してある全体用真空ポンプを用いて、真空容器２１内部の各処理室７、１２、１７以外の部分を真空排気すると共に、各処理室７、１２、１７内の異なるガス種が混合しないようにすることができる。
【００３３】
例えば、図３の状態において、片方のフィルム巻取巻出ロール１から他方のフィルム巻取巻出ロール２０に向かうフィルム１９がキャンロール２に沿って移動する間に、処理室７では真空雰囲気中でヒータ手段３による乾燥処理を行い、処理室１２と１７ではプラズマ処理用のガス雰囲気中でプラズマ発生手段８、１３により、プラズマでのフィルム表面の前処理を行うことができる。また、その後に回転表面処理手段４、９、１４において、表面処理手段を回転することによって、反対側の表面処理手段をフィルムに対向させることによって図４の状態を得て、フィルム１９を図３の場合と逆方向に移動させながら、処理室７、１２、１７でスパッタリング手段５、１０、１５により薄膜形成を行う。例えば、各処理室７、１２、１７ごとにアルゴンなどの雰囲気をそれぞれ一定圧力に保持してスパッタリング成膜を行うことができる。
【００３４】
このようにして、複数の異なる表面処理手段と複数の処理室用真空ポンプを備えた本発明の表面処理装置においては、同一の装置でフィルムに同時に複数の箇所で同一又は異なる表面処理を施すことができるだけでなく、各処理室ごとに別々のガス種あるいは別々の圧力下で表面処理を行うことができるため、更に各種の表面処理を重ね合わせて処理することが可能となる。
（実施例）
図３〜４の巻取式複合真空表面処理装置に示すように、内部に加熱冷却手段を備えたキャンロール２に対向されている各処理室７、１２、１７ごとに、処理室７にはスパッタリング手段５とヒータ手段３を、処理室１２にはスパッタリング手段１０とプラズマ発生手段８を、処理室１７にはスパッタリング手段１５とプラズマ発生手段１３を、それぞれ取り付けた表面回転処理手段を配置した。
【００３５】
スパッタリング手段５と１０には共にＣｕのスパッタリングターゲットを、スパッタリング手段１５にはＣｒのスパッタリングターゲットを装着した。
【００３６】
まず、図３の状態において、真空容器２１の片方の巻取巻出ロール１に、長さ１０００ｍ、厚み２５μｍのポリイミドフィルムを装着し、真空容器２１の内部を真空容器底板２１ａに設置した全体用真空ポンプ（図示せず）により真空排気した後、Ｏ２ガスを導入して真空容器２１の内部を６．７Ｐａ（５０ｍｍＴｏｒｒ）に保持した。キャンロール２の回転に合わせて片方の巻取巻出ロール１から毎分１０ｍの速さで巻き出したフィルム１９を他方の巻取巻出ロール２０に巻き取りながら、キャンロール２に沿って移動するフィルム１９に各処理室７、１２、１７で表面処理を施した。尚、キャンロール２の表面温度は５０°Ｃに制御した。
【００３７】
即ち、処理室７では、ヒータ手段３に電力を供給して１５０°Ｃの温度に保持することにより、フィルム１９を加熱して乾燥処理した。また、処理室１２と１７では、プラズマ発生手段８、１３の各プラズマ電極に高周波電源から３ｋＷの電力を供給し、プラズマ放電を発生させることにより、フィルム１９の表面を活性化ないし粗面化する前処理を行った。これらの表面処理を連続して約１００分間実施して、１巻のポリイミドフィルムの処理を終えた。
【００３８】
次に、真空容器２１の真空状態を破ることなく、各処理室の真空を保持したまま回転型表面処理手段の真空回転機構３９を用いて回転し、表面処理手段を交換し、カソード５、１０、１５を各処理室内で使用可能とした（図４参照）。真空容器２１の内部を全体用真空ポンプで真空排気した後、アルゴンガスを導入して真空容器２１の内部を２．７Ｐａ（２０ｍｍＴｏｒｒ）の圧力に保持した。尚、キャンロール２の表面温度は−１０°Ｃに制御した。この状態で、巻取巻出ロール２０に巻き取られているポリイミドフィルムをキャンロール２の回転に合わせて巻取巻出ロール１に毎分５ｍの速さで搬送しながら、キャンロール２に沿って移動するフィルム１９に各処理室７、１２、１７で薄膜を形成した。
【００３９】
即ち、各スパッタリング手段５、１０、１５に電力を供給し、スパッタリングターゲットからターゲット物質を叩き出して、フィルム１９上にターゲット物質の薄膜を形成した。具体的には、約２００分間の成膜処理により、処理室１７ではスパッタリング手段１５により厚さ約２０ｎｍのＣｒの薄膜を、処理室１２と７ではスパッタリング手段１０と５により合計厚さ約２００ｎｍのＣｕの薄膜を順に積層して形成した。
【００４０】
尚、上記の表面処理を終了したポリイミドフィルムは、真空容器２１から取り出し、ＣｒとＣｕの積層薄膜上に更に湿式めっき法によりＣｕ層を８μｍの厚さに形成することにより、銅ポリイミドフレキシブル基板とした。得られた銅ポリイミドフレキシブル基板は、表面処理の途中でフィルムが大気中に曝されることながいため、ピンホールの発生が少なく、金属層のポリイミドフィルムへの密着力も良好であった。
（実施例２）
図３、４の巻取式複合真空表面処理装置において、内部に加熱冷却手段を備えたキャンロール２に対向されている各処理室７、１２、１７ごとに、処理室用真空ポンプ６を備えた処理室７にはスパッタリング手段５とヒータ手段３を、処理室用真空ポンプ１１を備えた処理室１２にはスパッタリング手段１０とプラズマ発生手段８を、処理室用真空ポンプ１６を備えた処理室１７にはスパッタリング手段１５とプラズマ発生手段１３を、それぞれ取り付けた。また、スパッタリング手段５と１０には共にＣｕのスパッタリングターゲットを、スパッタリング手段１５にはＣｒのスパッタリングターゲットを装着した。
【００４１】
まず、図３の状態において、真空容器２１の片方の巻取巻出ロール１に、長さ１０００ｍ、厚み２５μｍのポリイミドフィルムを装着し、真空容器底板２１ａに設置した全体用真空ポンプ（図示せず）を用いて、真空容器２１内部の各処理室７、１２、１７以外の部分を真空排気し、更に各処理室用真空ポンプ６、１１、１６を用いて、真空容器２１の内部の各処理室７、１２、１７を真空排気した。その後、ヒータ手段３を用いる処理室７は真空排気したままの状態とし、他の処理室１２と１７にはＯ２ガスを導入して内部を６．７Ｐａ（５０ｍｍＴｏｒｒ）に保持した。キャンロール２の回転に合わせて巻取巻出ロール１から毎分１０ｍの速さで巻き出したフィルム１９を他方の巻取巻出ロール２０に巻き取りながら、回転するキャンロール２に沿って移動するフィルム１９に各処理室７、１２、１７で表面処理を施した。尚、キャンロール２の表面温度は３０°Ｃに制御した。
【００４２】
即ち、処理室７では、ヒータ手段３に電力を供給して１５０°Ｃの温度に保持することにより、フィルム１９を加熱して乾燥処理した。処理室１２ではプラズマ発生手段８のプラズマ電極に高周波電源から２ｋＷの電力を供給し、及び処理室１２ではプラズマ発生手段１３のプラズマ電極に高周波電源から３ｋＷの電力を供給して、それぞれプラズマ放電を発生させることにより、フィルム１９の表面を活性化ないし粗面化する前処理を行った。これらの表面処理を連続して約１００分間実施して、１巻のポリイミドフィルムを表面処理した。
【００４３】
次に、真空容器２１の真空状態を破ることなく、各処理室の真空を保持したまま回転型表面処理手段の真空回転機構３９を用いて回転し、表面処理手段を交換し、カソード５、１０、１５を各処理室内で使用可能とした（図４参照）。この状態で、上記と同様に真空容器２１の内部を再度真空排気した後、真空容器２１内部の各処理室７、１２、１７にアルゴンガスを導入して、処理室７と１２は圧力を２．７Ｐａ（２０ｍｍＴｏｒｒ）に保持し、処理室１７は圧力を２．０Ｐａ（１５ｍｍＴｏｒｒ）に保持した。尚、キャンロール２の表面温度は−１０°Ｃに制御した。キャンロール２の回転に合わせて巻取巻出ロール２０に巻き取られているフィルム１９を巻取巻出ロール１に毎分５ｍの速さで搬送しながら、キャンロール２に沿って移動するフィルム１９に各処理室７、１２、１７で成膜処理を施した。
【００４４】
即ち、各スパッタリング手段５、１０、１５に電力を供給し、スパッタリングターゲットからターゲット物質を叩き出して、フィルム１９上にターゲット物質の薄膜を形成した。具体的には、約２００分間の処理により、処理室１７ではスパッタリング手段１５により厚さ約２０ｎｍのＣｒの薄膜を、処理室１２と７ではスパッタリング手段１０と５により合計厚さ約２００ｎｍのＣｕの薄膜を順に積層して形成した。
【００４５】
尚、上記の表面処理を終了したポリイミドフィルムは、真空容器２１から取り出した後、実施例１と同様に、ＣｒとＣｕの積層薄膜上に更に湿式めっき法によりＣｕ層を８μｍの厚さに形成することにより、銅ポリイミドフレキシブル基板とした。得られた銅ポリイミドフレキシブル基板は、表面処理の途中でフィルムが大気中に曝されることながいため、ピンホールの発生数が少なかった。
（比較例）
途中で真空状態を破らなければ複数の表面処理を行うことができない従来一般の巻取式真空表面処理装置での処理例として、上記実施例１と同じ構造を有する図３〜４の表面処理装置を用いて、下記のごとく表面処理を実施した。
【００４６】
即ち、まず、図３の状態において、真空容器２１内の表面処理手段として、処理室７にはヒータ手段３を、処理室１２にはプラズマ発生手段８を、処理室１７にはプラズマ発生手段１３を、それぞれ取り付けた。片方の巻取巻出ロール１に、長さ１０００ｍ、厚み２５μｍのポリイミドフィルムを装着し、真空容器２１の内部を真空排気した後、Ｏ２ガスを導入して真空容器２１の内部を６．７Ｐａ（５０ｍｍＴｏｒｒ）に保持した。尚、キャンロール２の表面温度は３０°Ｃに制御した。
【００４７】
キャンロール２の回転に合わせて巻取巻出ロール１からで巻き出したポリイミドフィルムを、キャンロール２に沿わせて毎分１０ｍの速さで移動させながら、処理室７ではヒータ手段３を１５０°Ｃの温度に保持してフィルム１９を乾燥処理し、処理室１２と１７ではプラズマ発生手段８、１３の各プラズマ電極に高周波電源から３ｋＷの電力を供給し、プラズマ放電を発生させることにより、フィルム１９の表面を活性化ないし粗面化する前処理を行った。これらの表面処理を連続して約１００分間実施して、１巻のポリイミドフィルムの処理を終了した。
【００４８】
その後、真空容器２１を真空リークして大気圧に戻し、乾燥及びプラズマ処理されたポリイミドフィルムを取り出した。取り出したポリイミドフィルムを図４の状態の装置に移して、巻取巻出ロール２０に挿着した。また、真空容器１１内の表面処理手段として、処理室７と１２にはＣｕのスパッタリングターゲットを備えたスパッタリング手段５、１０を、処理室１７にはＣｒのスパッタリングターゲットを備えたスパッタリング手段１５を、それぞれ取り付けた。
【００４９】
この状態で真空容器２１の内部を真空排気した後、Ａｒガスを導入して真空容器１１の内部を２．７Ｐａ（２０ｍｍＴｏｒｒ）の圧力に保持した。尚、キャンロール２の表面温度は−１０°Ｃに制御した。キャンロール２の回転に合わせて巻取巻出ロール２０からフィルム１９を巻取巻出ロール１に毎分５ｍの速さで搬送しながら、各処理室７、１２、１７でキャンロール２に沿って移動するフィルム１９に薄膜を形成した。具体的には、約２００分間の処理により、処理室１７で厚さ約２０ｎｍのＣｒの薄膜を、処理室１２と７では合計厚さ約２００ｎｍのＣｕの薄膜を順に積層して形成した。
【００５０】
上記の表面処理を終了したポリイミドフィルムは、実施例１と同様に、ＣｒとＣｕの積層薄膜上に更に湿式めっき法によりＣｕ層を８μｍの厚さに形成して、銅ポリイミドフレキシブル基板とした。得られた銅ポリイミドフレキシブル基板は、一旦処理されたフィルムを途中で大気中に曝していることから、上記実施例１の場合に比べて、ピンホールの発生が多く、且つ金属層のポリイミドフィルムへの密着力も若干劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の巻取式真空成膜装置の最も基本的な構成を示す概略の断面図である。
【図２】従来の巻取式真空成膜装置の他の構成を示す概略の断面図である。
【図３】本発明の巻取式複合真空表面処理装置の一実施例を示す概略の断面図である。
【図４】図３の装置の表面処理手段を回転移動した状態を示す概略の断面図である。
【図５】（ａ）スパッタリング用ターゲットとプラズマ電極とを設けた回転表面処理手段の短尺方向の断面を示すものである。（ｂ）上記回転表面処理手段の短尺方向、図６Ｘ−Ｘ‘面での断面を示した図である。
【図６】スパッタリング用ターゲットとプラズマ電極とを設けた回転表面処理手段の長尺方向の断面を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２０        巻取巻出ロール
２              キャンロール
３              ヒータ
４、９、１４    回転表面処理手段
５、１０、１５  カソード
６、１１、１６  真空ポンプ
７、１２、１７  処理室
８、１３        プラズマ電極
１８            マスク板
１９            ポリイミドフィルム
２１            真空容器
２１ａ          真空容器底板
２１ｂ          真空容器周壁
２２          処理室壁
３１          スパッタリング用ターゲット
３２          プラズマ電極
３３          構造体
３４          マグネトロンスパッタリング用マグネット
３５          側面
３６          先端部
３７        カバー材
３８        支持構造体
３９        真空回転機構
４０        開口部
５０        支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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