ガス導入機構を備えた長尺基板処理装置および処理方法
【課題】キャンロールの外周面と長尺基板との間に形成されるギャップ部にガスを導入して長尺基板を均一かつ効率的に冷却する方法を提供する。
【解決手段】真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板Ｆに対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔１５ａ，１５ｂを備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板Ｆを巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行う長尺基板Ｆの処理方法であって、キャンロールの外周面上に画定される長尺基板Ｆの搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板Ｆとの間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入する。
【解決手段】真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板Ｆに対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔１５ａ，１５ｂを備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板Ｆを巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行う長尺基板Ｆの処理方法であって、キャンロールの外周面上に画定される長尺基板Ｆの搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板Ｆとの間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して搬送される長尺基板に対してキャンロールで冷却しながらスパッタリング等の熱負荷のかかる処理を施す長尺基板の処理装置に関し、特にキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にキャンロール側からガスを導入する機構を備えた長尺基板の処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等には、耐熱性樹脂フィルムの上に金属膜を被覆して得られる多種類の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の材料には、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を成膜した金属膜付耐熱性樹脂フィルムが用いられており、この金属膜付耐熱性樹脂フィルムにフォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術を適用することにより所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板を得ることができる。フレキシブル配線基板の配線パターンは近年ますます微細化、高密度化しており、従って金属膜付耐熱性樹脂フィルムは平坦でシワのないことがより一層重要になってきている。
【０００３】
この種の金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造方法としては、従来から金属箔を接着剤により耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法（３層基板の製造方法）、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法（キャスティング法）、あるいは耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法により、もしくは真空成膜法と湿式めっき法との組み合わせにより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。また、メタライジング法における真空成膜法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等がある。
【０００４】
メタライジング法については、特許文献１に、ポリイミド絶縁層上にクロムをスパッタリングした後、銅をスパッタリングしてポリイミド絶縁層上に導体層を形成する方法が開示されている。また、特許文献２に、銅ニッケル合金をターゲットとするスパッタリング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二の金属薄膜とを、この順でポリイミドフィルム上に積層することによって得られるフレキシブル回路基板用材料が開示されている。なお、基板にポリイミドフィルムの様な耐熱性樹脂フィルムを用い、これに真空成膜を行う場合はスパッタリングウェブコータを用いることが一般的である。
【０００５】
ところで、上述した真空成膜法において、一般にスパッタリング法は密着力に優れる反面、真空蒸着法に比べて耐熱性樹脂フィルムに与える熱負荷が大きいといわれている。そして、成膜の際に耐熱性樹脂フィルムに大きな熱負荷がかかると、フィルムにシワが発生し易くなることも知られている。このシワの発生を防ぐため、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置であるスパッタリングウェブコータでは、冷却機能を備えた回転駆動されるキャンロールにロールツーロールで搬送される耐熱性樹脂フィルムを巻き付けることによってスパッタリング処理中の耐熱性樹脂フィルムをその裏面側から冷却する方式が採用されている。
【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）真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式真空スパッタリング装置は、真空チャンバー内に上記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、さら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、キャンロールとその外周面に密着して搬送されるフィルムとの間には真空空間を介して離間するギャップ部（間隙）が存在している。このため、スパッタリングや蒸着の際に生じるフィルムの熱は、実際にはフィルムからキャンロールに効率よく伝熱されているとはいえず、これがフィルムのシワ発生の原因となっていた。この問題を解決するため、上記キャンロール外周面とフィルムとの間のギャップ部にキャンロール側からガスを導入して、当該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。
【０００８】
例えば特許文献４や特許文献６には、上記ギャップ部にキャンロール側からガスを導入する具体的な方法として、キャンロールの外周面にガスの導入孔となる多数の微細な孔を設ける技術が開示されている。また、特許文献５には、キャンロールの外周面にガスの導入孔となる溝を設ける技術が開示されている。さらに、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導入孔とする方法も知られている。
【０００９】
また、キャンロールの外周面から出没するバルブをガス導入孔に設け、このバルブをフィルム面で押さえつけたり（特許文献５）、キャンロールの外周面のうちフィルムを送り出してから送り入れるまでに該当するフィルムの巻き付けられない領域にカバーを取り付けることにより（特許文献６）、キャンロールの外周面においてフィルムが巻き付けられていない領域からチャンバーにガスが放出されるのを防止し、よってキャンロール外周面とフィルム表面とのギャップ部に良好にガスを導入する方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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号パンフレット
【特許文献５】米国特許第３４１４０４８号明細書
【特許文献６】国際公開第２００２／０７０７７８号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
ところで、非特許文献２によれば、キャンロールの外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムとの間に形成されるギャップ部に導入する導入ガスにアルゴンガスを用いた場合、分子流領域において当該ギャップ部の距離ｄ（すなわち、キャンロールの外周面とこれに対向する長尺耐熱性樹脂フィルム面との間の距離）とそのギャップ部内の圧力Ｐの関係は、下記の式１で表すことが出来ると記載されている。
【００１３】
［式１］
Ｐ（Ｐａ）＜２００００／ｄ（μｍ）
【００１４】
したがって、導入ガスがアルゴンガスの場合、分子流領域として取り扱える範囲は、ギャップ部内の圧力が５００Ｐａのとき、ギャップ部の距離は４０μｍ未満となる。なお、ギャップ部内の圧力は、キャンロールからのガス導入量と真空チャンバーに設けられている真空ポンプの排気能力と長尺耐熱性樹脂フィルムの張力とにより決まる。
【００１５】
また、非特許文献２によれば、導入ガスにアルゴンガスを用いた場合、キャンロールの外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムとの間に形成されるギャップ部の熱伝導係数αとそのギャップ部内の圧力Ｐの関係は、下記の式２で表すことが出来ると記載されている。
【００１６】
［式２］
α（Ｗ／ｍ２・Ｋ）＝０.５Ｐ（Ｐａ）
【００１７】
したがって、導入ガスがアルゴンガスの場合、導入ガス圧力が５００Ｐａでギャップ間距離が約４０μｍの時、ギャップ間の熱伝導率は２５０（Ｗ／ｍ２・Ｋ）となる。これら式１と式２から、ギャップ部の距離が小さい場合の方が、熱伝導係数が大きくなることが分かる。
【００１８】
ここで、上記ガス導入機構付キャンロールのガス導入孔の出口開口部におけるガス導入孔と長尺耐熱性樹脂フィルムとの位置関係を図１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、キャンロール１の外周面１ａに設けられたガス導入孔２をキャンロール１の回転軸に直交する面で切断したときの模式的な断面図であり、長尺耐熱性樹脂フィルムＦがギャップ部Ｇを介してキャンロール１の外周面１ａに設けられたガス導入孔２の開口部２ａに対向している状態が示されている。
【００１９】
前述したように、スパッタリングによる熱を受けた長尺耐熱性樹脂フィルムＦの熱は、ギャップＧのガスの熱伝導により、水冷されたキャンロール１に伝導されている。その際、この図１（ａ）に示すように、ガス導入孔２の内径ＤがギャップＧの距離ｄの２倍程度であれば、長尺耐熱性樹脂フィルムＦのどの箇所を選んでも冷却されたキャンロール１までの最短距離がほぼ等しく、よって長尺耐熱性樹脂フィルムＦのは全ての箇所においてほぼ均一に冷却され得ると考えられる。
【００２０】
しかし、実際のギャップ部Ｇの距離ｄは前述したように４０μｍ未満になるため、その２倍の約１００μｍ以下がガス導入孔２の内径として理想的となるが、現実的にはこのサイズの孔を多数開けることは困難であり、通常はガス導入孔２の内径を１５０〜３００μｍ程度より小さくすることはできない。現実的には内径１５０μｍ〜５００μｍの小穴を５〜１０ｍｍピッチで加工するならば可能である。その結果、ガス導入孔２の出口開口部とこれに対向する長尺耐熱性樹脂フィルムＦとの位置関係は、図１（ｂ）のようになってしまい、長尺耐熱性樹脂フィルムＦにおいてガス導入孔２の開口部に対向する領域は、その他の領域に比べてキャンロール１までの最短距離が長くなり、均一な冷却が行われなくなる。
【００２１】
均一な冷却を行うべく図１（ｃ）に示すように、ガス導入孔２の内径の半分程度となるようにギャップ部Ｇの距離ｄを大きくすると、今度は前述したように熱伝導係数αが低下して長尺耐熱性樹脂フィルムＦの冷却効率が低下してしまう。したがって、ガス導入孔の内径がある程度大きくても長尺耐熱性樹脂フィルムの冷却を均一かつ効率的に行える方法が望まれていた。
【００２２】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、その課題とするところは、ロールツーロールで搬送される長尺基板（フィルム）を、キャンロールの外周面に部分的に巻き付けて冷却しながら当該長尺基板にスパッタリング成膜などの熱負荷の掛かる処理を施す場合において、キャンロールの外周面と長尺基板との間に形成されるギャップ部（隙間）にガスを導入して長尺基板を均一かつ効率的に冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明者は、減圧下にある真空チャンバー内においてロールツーロールで長尺基板を搬送し、内部に冷媒が循環するキャンロールの外周面に部分的に長尺基板を巻き付けて冷却しながら当該長尺基板に熱負荷の掛かる処理を施す装置において、熱伝導率を向上させて効率的に長尺基板の冷却を行うべくキャンロール外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にキャンロール側からガスを導入するガス導入機構を備えたキャンロールについて鋭意研究を重ねた結果、キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の前後にそれぞれフィードロールを設け、これらフィードロールの周速度（フィルム搬送速度）とキャンロールの周速度とに差をつけることによって効果的に長尺基板を冷却し得ることを見出し本発明に至った。
【００２４】
すなわち、本発明が提供する長尺基板処理方法は、真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔を備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板を巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行うものであって、前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明が提供する長尺基板の処理装置は、真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して外周面にガス導入孔を備えたキャンロールに巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を施すものであって、前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度と前記キャンロールの周速度との差がキャンロールの周方向におけるガス導入孔のピッチ以下、ガス導入孔の内径以上であり、前記キャンロールの外周面のガス導入孔は、内径１５０〜１０００μｍであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、キャンロールの周速度とフィードロールの周速度（フィルム搬送速度）に差をつけることにより、キャンロールの外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板のうちの当該開口部に対向する領域とを常に相対的に移動させることが可能となり、よってこれらを互いに同じ位置関係のまま留まらせることがないため、キャンロールの外周面に巻き付けられている長尺基板のうち、ガス導入孔の開口部に対向する冷却効率の悪い領域におけるスパッタリング等による熱の悪影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の処理装置のキャンロール外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板との位置関係を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る長尺基板処理装置の一具体例を示す模式図である。
【図３】図２の長尺基板処理装置が具備するガス導入機構付きキャンロールの一具体例を示す斜視図である。
【図４】本発明の処理装置のキャンロール外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板との位置関係を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の長尺基板の処理装置の一具体例について図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、図２を参照しながら、長尺基板の処理装置の一例である長尺基板の真空成膜装置について説明する。なお、長尺基板には、一例として長尺耐熱性樹脂フィルムを用いる場合について説明する。また、長尺基板に対して施される熱負荷の掛かる処理として、スパッタリング処理を例にとって説明する。この図２に示す長尺耐熱性樹脂フィルムの処理装置５０はスパッタリングウェブコータと称される装置であり、ロールツーロール方式で搬送される長尺状耐熱樹脂フィルム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。
【００２９】
具体的に説明すると、ロールツーロール方式で搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０は、真空チャンバー５１内に設けられており、巻き出しロール５２から巻き出された長尺耐熱性樹脂フィルムＦをキャンロール５６に巻き付けて冷却しながら所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール６４で巻き取るようになっている。
【００３０】
真空チャンバー５１内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力１０−４Ｐａ程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴンなど公知のガスが使用され、目的に応じてさらに酸素などのガスが添加される。真空チャンバー５１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。上記したように真空チャンバー５１内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー５１には図示しないドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置が具備されている。
【００３１】
巻き出しロール５２からキャンロール５６までの搬送経路には、長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール５３と、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール５４とがこの順で配置されている。また、張力センサロール５４からキャンロール５６までの搬送経路には、ガス導入機構によるガス導入で長尺耐熱性樹脂フィルムＦの摩擦係数が低下した（搬送能力が低下した）キャンロール５６とともに、あるいはキャンロール５６に代わって長尺耐熱性樹脂フィルムＦを搬送するためのモータ駆動のフィードロール５５が配置されている。
【００３２】
キャンロール５６から巻き取りロール６４までの搬送経路も、上記同様に長尺耐熱性樹脂フィルムＦを搬送するためのモータ駆動のフィードロール６１、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール６２、および長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール６３がこの順に配置されている。上記巻き出しロール５２と巻き取りロール６４はサーボモータにより張力バランスが調整され、キャンロール５６の回転とこれに連動して回転するモータ駆動のフィードロール５５、６１により、巻き出しロール５２から長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き出されて巻き取りロール６４で巻き取られるようになっている。
【００３３】
キャンロール５６は、図３に示すようにジャケットロール構造の円筒部材１０で構成されており、その外面側には長尺耐熱性樹脂フィルムＦの巻き付く搬送経路が、内面側には冷却水などの冷媒が流通するジャケット１１が形成されている（説明のため、キャンロール５６の側面に設けられている円板状部材が取り除かれている）。キャンロール５６内部の回転軸５６ａの位置は二重配管構造になっており、その内側配管１２の内側に流通する導入ガスが、ガス連絡配管１２ａを経て後述するガス導入路１４に供給される。一方、外側配管１３と内側配管１２との間に流通する冷却水などの冷媒は冷媒連絡配管１３ａを経てジャケット１１に供給される。
【００３４】
このキャンロール５６の円筒部材１０には、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って複数のガス導入路１４が配設されている。これら複数のガス導入路１４の各々は、キャンロール５６の回転軸５６ａ方向に沿って円筒部材１０の肉厚部内に穿設されている。各ガス導入路１４は、キャンロール５６の回転軸５６ａ方向に沿って略均等な間隔をおいて円筒部材１０の外表面側に開口する複数のガス導入孔１５を有している。これにより、キャンロール５６の外周面とそこに巻き付けられる長尺耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部（間隙）にガスを導入することができる。
【００３５】
ガス導入路１４は円筒部材１０の端部において開口しており、ここに前述したガス連通配管１２ａがそれぞれ接続している。各ガス連通配管１２ａには電磁弁や圧空弁で作動するガス導入バルブ１６が取り付けられており、キャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられている領域にガス導入路１４が存在しているときは、ガス導入バルブ１６を開いて内側配管１２内のガスを供給する。
【００３６】
一方、キャンロール５６が回転してキャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付いていない領域にガス導入路１４がきたときは、ガス導入バルブ１６を閉じてガスの供給を遮断する。これにより、ガス導入孔１５から真空チャンバー５１に無駄にガスを放出させることなくキャンロール５６の外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムＦとによって形成される隙間にガスを導入して当該隙間の熱伝導率を向上させることができる。なお、ガス導入バルブ１６は隣接する複数のガス導入路１４を連結する分岐管に設けてもよい。
【００３７】
分岐管を使用する場合は、キャンロール５６の外周面のうちの長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられない領域に同時に存在するガス導入路１４の本数を各分岐管によって分岐する配管の本数に一致させることが好ましい。但し、ガスの導入をよりきめ細かく制御することが望まれる場合は、長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられていない領域に同時に存在するガス導入路１４の本数を２もしくは３以上の整数で等分した数に各分岐管によって分岐される配管の本数を一致させることがより好ましい。
【００３８】
キャンロール５６の近傍には、キャンロール５６の外周面上に画定される搬送経路に対向する位置に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９および６０が設けられている。金属膜のスパッタリング成膜の場合は、この図１に示すように板状のターゲットを使用することができるが、板状ターゲットを用いた場合、ターゲット上にノジュール（異物の成長）が発生することがある。これが問題になる場合は、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。
【００３９】
なお、図２の長尺耐熱性樹脂フィルムＦの成膜装置５０は、熱負荷の掛かる処理としてスパッタリング処理を想定したものであるため、マグネトロンスパッタリングカソードが図示されているが、熱負荷の掛かる処理が蒸着処理などの他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の真空成膜手段が設けられる。
【００４０】
上記説明したガス導入機構付のキャンロール５６では、前述したようにガス導入孔１５からのガスの導入によりキャンロール５６の外周面とそこに巻き付けられる耐熱性樹脂フィルムＦとの間に大きなギャップが生じ、その結果、キャンロール５６の外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間の摩擦係数が低減してキャンロール５６の回転駆動力が耐熱性樹脂フィルムＦに伝わりにくくなることがある。従来の長尺耐熱性樹脂フィルムＦの成膜装置ではキャンロールがフィルム搬送を主に担うため問題となるが、本発明の一具体例の成膜装置５０では、フィードロール５５、６１と巻き取りロール６４がフィルム搬送を分担している。
【００４１】
これにより、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度に若干の速度差を持たせることができ、よってガス導入孔１５の開口部と耐熱性樹脂フィルムＦのうち当該開口部に対向する領域とを常に相対的に移動させることが可能となる。その結果、これら開口部とそれに対向する領域とが互いに同じ位置関係のまま留まることがないので、キャンロール５６の外周面に巻き付けられている耐熱性樹脂フィルムＦのうち、ガス導入孔１５の開口部に対向する冷却効率の悪い領域におけるスパッタリング等による熱の悪影響を緩和することができる。
【００４２】
なお、ガス導入機構付キャンロール５６では、前述したようにキャンロール５６の外周面から放出されるガスによりキャンロール５６の外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間の摩擦係数が低減しているため、若干の速度差を持たせても、耐熱性樹脂フィルムにスリ傷が入り難いことを確認している。但し、ガス導入機構付キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を極端に大きく設定すると、耐熱性樹脂フィルムＦとキャンロール５６の間には前述したようにギャップ部が存在しているものの、圧力分布やフィードロール付近の張力差、スパッタリングによる熱の影響により、ギャップ部が常に均一に保たれている訳ではないので、若干のスリ傷が発生する可能性がある。
【００４３】
一方、キャンロール５６と耐熱性樹脂フィルムＦとの周速度差を極端に小さく設定すると、耐熱性樹脂フィルムＦのうちガス導入孔１５の開口部に対向する領域が当該開口部に対向したまま留まる時間が長くなり、冷却効率が低い開口部の悪影響を受けかねない。したがって、キャンロール５６の外周面とそこに沿って搬送される耐熱性樹脂フィルムＦとの周速度差は、キャンロール５６の１周当たりガス導入孔１５の内径の数倍以上、ガス導入孔１５の周方向のピッチ以下が望ましい。
【００４４】
例えば図４には、フィードロール５５から送られてきた耐熱性樹脂フィルムＦがキャンロール５６に巻き付いた時に当該耐熱性樹脂フィルムＦのうちガス導入孔１５ａの開口部に対向する領域Ａが、キャンロール５６がほぼ１回転してフィードロール６１に向けて送り出される直前には周方向においてガス導入孔１５ａに隣接するガス導入孔１５ｂの近傍まで相対的に移動している例が示されている。
【００４５】
前述したように、キャンロール５６の外周面のガス導入孔１５が内径１００μｍ以下であれば、キャンロール外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部の距離を考慮すると比較的均一な冷却が期待できるため、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定する必要はなく、ガス導入孔１５の内径が１０００μｍを越えるとキャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定しても効果は期待できない。ガス導入孔１５の内径の加工の困難さと本発明の長尺基板処理方法の効果を考慮すれば、ガス導入孔１５の内径は１５０μｍ以上１０００μｍ未満となる。
【００４６】
また、キャンロール外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部の距離は、前述したように短い方が冷却の効果を期待できるので、ガス導入孔の内径の１／２以下が望ましく、１／３以下がより望ましいが、最も開いたギャップの距離が１０μｍ未満となることはない。さらに、耐熱性樹脂フィルムＦの厚さが２０μｍ未満であるとフィルムの伸びが大きくなり、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定しても効果は期待できない。耐熱性樹脂フィルムＦの厚さが１００μｍを越えるとかなりの熱負荷に耐えることができるためにガス導入機構付キャンロール５６を使用する必要性がなくなる。
【００４７】
以上、長尺基板として耐熱性樹脂フィルムを例にとって本発明の一具体例の長尺基板処理装置の説明を行ったが、本発明の長尺基板処理装置で使用する長尺基板には、他の樹脂フィルムはもちろんのこと、金属箔や金属ストリップなどの金属フィルムを用いることができる。樹脂フィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような比較的耐熱性に劣る樹脂フィルムやポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルムを挙げることができる。
【００４８】
金属膜付耐熱性樹脂フィルムを作製する場合は、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルムまたは液晶ポリマー系フィルムから選ばれる耐熱性樹脂フィルムが好適に用いられる。なぜなら、これらを用いて得られる金属膜付耐熱性樹脂フィルムは、金属膜付フレキシブル基板に要求される柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性に優れているからである。
【００４９】
金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造は、上述したような長尺基板真空成膜装置に長尺基板として上記の耐熱性樹脂フィルムを用い、その表面に金属膜をスパッタリング成膜すれば得られる。例えば、上述したような成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０を用いて耐熱性樹脂フィルムをメタライジング法で処理することにより耐熱性樹脂フィルムの表面にＮｉ系合金等から成る膜とＣｕ膜とが積層された構造体を有する金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを得ることができる。
【００５０】
このような構造体を有する金属膜付耐熱性樹脂フィルムは成膜処理後は別工程に送られ、そこでサブトラクティブ法により所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板に加工される。ここで、サブトラクティブ法とは、レジストで覆われていない金属膜（例えば、上記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のことである。
【００５１】
上記したＮｉ系合金等から成る膜はシード層と呼ばれ、金属膜付耐熱性樹脂フィルムに必要とされる電気絶縁性や耐マイグレーション性等の特性により適宜その組成が選択されるが、一般的にはＮｉ−Ｃｒ合金、インコネル、コンスタンタン、モネル等の公知の合金で形成される。なお、金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムの金属膜（Ｃｕ膜）をより厚くしたい場合は、湿式めっき法を用いることがある。この場合は、電気めっき処理のみで金属膜を形成する方法か、あるいは一次めっきとしての無電解めっき処理と、二次めっきとしての電解めっき処理等の湿式めっき処理とを組み合わせて行う方法で処理される。この湿式めっき処理には、一般的な湿式めっき条件を採用することができる。
【００５２】
上記本発明の具体例では、金属膜付耐熱性樹脂フィルムとして長尺耐熱性樹脂フィルムにＮｉ-Ｃｒ合金やＣｕ等の金属膜を積層した構造体を例にとって説明したが、上記金属膜のほか、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等の成膜に本発明の成膜方法を用いることもできる。
【００５３】
また、上記本発明の具体例では長尺基板真空成膜装置に関して説明してきたが、本発明の長尺基板処理装置には、減圧雰囲気下の真空チャンバー内で長尺基板にスパッタリング等の真空成膜を施す処理以外に、プラズマ処理やイオンビーム処理等の熱負荷の掛かる処理が行われることがある。これらプラズマ処理やイオンビーム処理により長尺基板の表面が改質され、その際、長尺基板に熱負荷が掛かる。このような場合においても、本発明の長尺基板の成膜装置を用いることによって、均一かつ効率的に冷却を行って長尺基板のシワ発生を抑制することができる。
【００５４】
ここでプラズマ処理とは、公知のプラズマ処理方法、例えばアルゴンと酸素の混合ガスまた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、酸素プラズマまたは窒素プラズマを発生させて長尺基板を処理する方法のことである。また、イオンビーム処理とは、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（長尺基板）へ照射する処理である。このイオンビーム処理には、公知のイオンビーム源を用いることができる。なお、これらプラズマ処理やイオンビーム処理は、ともに減圧雰囲気下で行われる。
【実施例】
【００５５】
［実施例１］
図２に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０を用いて金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを作製した。長尺の耐熱性樹脂フィルム（以下、フィルムＦと称する）には、幅５００ｍｍ、長さ８００ｍ、厚さ２５μｍの宇部興産株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「ユーピレックス（登録商標）」を使用した。
【００５６】
キャンロール５６には、図３に示すようなジャケットロール構造のガス導入機構付きキャンロールを使用した。このキャンロール５６の円筒部材１０には、直径９００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、厚み１５ｍｍのアルミ製のものを使用し、その外周面にハードクロムめっきを施した。この厚み１５ｍｍの肉厚部内に、キャンロール５６の回転軸方向に平行に延在する内径４ｍｍのガス導入路１４を周方向に均等な間隔をあけて全周に亘って３６０本穿設した。なお、ガス導入路１４の両端のうち先端側は有底にして円筒部材１０を貫通しないようにした。
【００５７】
各ガス導入路１４には、円筒部材１０の外表面側（すなわちキャンロール５６の外周面側）に開口する内径０.２ｍｍのガス導入孔１５を４７個設けた。これら４７個のガス導入孔１５は、円筒部材１０の外表面に画定されるフィルムＦの搬送経路の両端部からそれぞれ２０ｍｍ内側の線の間の領域に、フィルムＦの進行方向に対して直交する方向において１０ｍｍのピッチで配設した。つまり、キャンロール５６の外周面のうち両端部からそれぞれ１４５ｍｍまでの領域にはガス導入孔１５を設けなかった。なお、このときのキャンロール５６の周方向のガス導入孔１５のピッチは約７.９ｍｍであった。
【００５８】
キャンロール５６の外周面のうちフィルムＦが巻き付けられない領域がキャンロール５６の回転中心に対して占める角度、すなわち、キャンロール５６の回転軸５６ａを中心としてフィードロール６１に向けて送り出されるフィルムＦがキャンロール５６から離れる位置からフィードロール５５から送り出されるフィルムＦがキャンロール５６に接する位置までの角度は約３０°であった。
【００５９】
従って、この領域には３０本のガス導入路１４が同時に存在することになる。これら３０本のガス導入路１４からのガスの導入をきめ細かく制御するため、３０本を３分割した１０本に分岐する分岐管を使用し、各分岐管に対してガス導入バルブ１６を１つ取り付けた。すなわち、ガス導入バルブ１６は全部で３６個になる。
【００６０】
フィルムＦに成膜する金属膜としては、シード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の上にＣｕ膜を成膜するものとし、そのため、マグネトロンスパッタターゲット５７にはＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、マグネトロンスパッタターゲット５８、５９、６０にはＣｕターゲットを用いた。
【００６１】
巻き出しロール５２と巻き取りロール６４の張力は８０Ｎとした。また、上流側モータ駆動フィードロール５５と下流側モータ駆動フィードロール６１の周速度はフィルム搬送速度３ｍ／分となるようにするとともに、キャンロール５６の周速度は、フィルム搬送速度３ｍ／分より０.１％速くなるようにサーボモータを制御した。したがって、キャンロール５６の１周当たりフィルムＦに比べて約２.８ｍｍ（＝直径９００ｍｍ×３.１４×０.１％）速く回っていることになる。
【００６２】
この成膜装置５０の巻き出しロール５２側に、巻回されたフィルムＦをセットし、その一端をキャンロール５６を経由させて巻き取りロール６４に取り付けた。この状態で、真空チャンバー５１内の空気を複数台のドライポンプを用いて５Ｐａまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて３×１０−３Ｐａまで排気した。キャンロール５６のジャケット１１内には冷却水を循環させて２０℃に温度制御した。
【００６３】
次に回転駆動装置を起動してフィルムＦを搬送速度３ｍ／分で搬送させながら、アルゴンガスを３００ｓｃｃｍで導入するとともにマグネトロンスパッタカソード５７、５８、５９、６０に１０ｋＷの電力を印加して電力制御した。更にキャンロール５６の内側配管１２に５００ｓｃｃｍでアルゴンガスを導入した。このようにしてロールツーロールで搬送されるフィルムＦに対してその片面にＮｉ−Ｃｒ膜からなるシード層及びその上に成膜されるＣｕ膜を連続して成膜する処理を開始した。
【００６４】
上記成膜処理を開始してから、フィルムＦの処理長さが３００ｍになった時点で、各マグネトロンスパッタカソードへの電力供給を停止し、それぞれのガス導入も停止した。最後に、フィルムＦの搬送を停止するとともに各ポンプの運転を停止してから大気ベントを開放し、巻き出しロール５２からフィルムＦの終端部を外して全てのフィルムＦを巻き取りロール６４に巻き取ってから取り外した。
【００６５】
この取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化は見つからなかった。
【００６６】
［実施例２］
キャンロール５６の周速度をフィルム搬送速度３ｍ／分より０.１％遅くなるようにサーボモータを制御した以外は実施例１と同様にして成膜を行った。したがって、キャンロール５６の１周あたりフィルムＦより約２.８ｍｍ（＝直径９００ｍｍ×３.１４×０.１％）遅く回っていることになる。
【００６７】
成膜が完了して取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化は見つからなかった。
【００６８】
［比較例］
比較例のため、キャンロール５６の周速度をフィルム搬送速度３ｍ／分と同じになるようにサーボモータを制御した以外は実施例１と同様にして成膜を行った。成膜が完了して取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化がキャンロールの外周面に配設されているガス導入孔の配置パターンに一致して生じているのが見つかった。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 円筒部材
１１ ジャケット
１２ 内側配管
１３ 外側配管
１４ ガス導入路
１５ ガス導入孔
１６ ガス導入バルブ
５０ 成膜装置（スパッタリングウェブコータ）
５１ 真空チャンバー
５２ 巻き出しロール
５３、６３ フリーロール
５４、６２ 張力センサロール
５５、６１ フィードロール
５６ キャンロール
５７、５８、５９、６０ マグネトロンスパッタリングカソード
６４ 巻き取りロール
Ｆ 長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）
Ｇ ギャップ部（隙間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して搬送される長尺基板に対してキャンロールで冷却しながらスパッタリング等の熱負荷のかかる処理を施す長尺基板の処理装置に関し、特にキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にキャンロール側からガスを導入する機構を備えた長尺基板の処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等には、耐熱性樹脂フィルムの上に金属膜を被覆して得られる多種類の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の材料には、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を成膜した金属膜付耐熱性樹脂フィルムが用いられており、この金属膜付耐熱性樹脂フィルムにフォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術を適用することにより所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板を得ることができる。フレキシブル配線基板の配線パターンは近年ますます微細化、高密度化しており、従って金属膜付耐熱性樹脂フィルムは平坦でシワのないことがより一層重要になってきている。
【０００３】
この種の金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造方法としては、従来から金属箔を接着剤により耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法（３層基板の製造方法）、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法（キャスティング法）、あるいは耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法により、もしくは真空成膜法と湿式めっき法との組み合わせにより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。また、メタライジング法における真空成膜法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等がある。
【０００４】
メタライジング法については、特許文献１に、ポリイミド絶縁層上にクロムをスパッタリングした後、銅をスパッタリングしてポリイミド絶縁層上に導体層を形成する方法が開示されている。また、特許文献２に、銅ニッケル合金をターゲットとするスパッタリング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二の金属薄膜とを、この順でポリイミドフィルム上に積層することによって得られるフレキシブル回路基板用材料が開示されている。なお、基板にポリイミドフィルムの様な耐熱性樹脂フィルムを用い、これに真空成膜を行う場合はスパッタリングウェブコータを用いることが一般的である。
【０００５】
ところで、上述した真空成膜法において、一般にスパッタリング法は密着力に優れる反面、真空蒸着法に比べて耐熱性樹脂フィルムに与える熱負荷が大きいといわれている。そして、成膜の際に耐熱性樹脂フィルムに大きな熱負荷がかかると、フィルムにシワが発生し易くなることも知られている。このシワの発生を防ぐため、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置であるスパッタリングウェブコータでは、冷却機能を備えた回転駆動されるキャンロールにロールツーロールで搬送される耐熱性樹脂フィルムを巻き付けることによってスパッタリング処理中の耐熱性樹脂フィルムをその裏面側から冷却する方式が採用されている。
【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）真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式真空スパッタリング装置は、真空チャンバー内に上記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、さら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、キャンロールとその外周面に密着して搬送されるフィルムとの間には真空空間を介して離間するギャップ部（間隙）が存在している。このため、スパッタリングや蒸着の際に生じるフィルムの熱は、実際にはフィルムからキャンロールに効率よく伝熱されているとはいえず、これがフィルムのシワ発生の原因となっていた。この問題を解決するため、上記キャンロール外周面とフィルムとの間のギャップ部にキャンロール側からガスを導入して、当該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。
【０００８】
例えば特許文献４や特許文献６には、上記ギャップ部にキャンロール側からガスを導入する具体的な方法として、キャンロールの外周面にガスの導入孔となる多数の微細な孔を設ける技術が開示されている。また、特許文献５には、キャンロールの外周面にガスの導入孔となる溝を設ける技術が開示されている。さらに、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導入孔とする方法も知られている。
【０００９】
また、キャンロールの外周面から出没するバルブをガス導入孔に設け、このバルブをフィルム面で押さえつけたり（特許文献５）、キャンロールの外周面のうちフィルムを送り出してから送り入れるまでに該当するフィルムの巻き付けられない領域にカバーを取り付けることにより（特許文献６）、キャンロールの外周面においてフィルムが巻き付けられていない領域からチャンバーにガスが放出されるのを防止し、よってキャンロール外周面とフィルム表面とのギャップ部に良好にガスを導入する方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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号パンフレット
【特許文献５】米国特許第３４１４０４８号明細書
【特許文献６】国際公開第２００２／０７０７７８号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
ところで、非特許文献２によれば、キャンロールの外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムとの間に形成されるギャップ部に導入する導入ガスにアルゴンガスを用いた場合、分子流領域において当該ギャップ部の距離ｄ（すなわち、キャンロールの外周面とこれに対向する長尺耐熱性樹脂フィルム面との間の距離）とそのギャップ部内の圧力Ｐの関係は、下記の式１で表すことが出来ると記載されている。
【００１３】
［式１］
Ｐ（Ｐａ）＜２００００／ｄ（μｍ）
【００１４】
したがって、導入ガスがアルゴンガスの場合、分子流領域として取り扱える範囲は、ギャップ部内の圧力が５００Ｐａのとき、ギャップ部の距離は４０μｍ未満となる。なお、ギャップ部内の圧力は、キャンロールからのガス導入量と真空チャンバーに設けられている真空ポンプの排気能力と長尺耐熱性樹脂フィルムの張力とにより決まる。
【００１５】
また、非特許文献２によれば、導入ガスにアルゴンガスを用いた場合、キャンロールの外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムとの間に形成されるギャップ部の熱伝導係数αとそのギャップ部内の圧力Ｐの関係は、下記の式２で表すことが出来ると記載されている。
【００１６】
［式２］
α（Ｗ／ｍ２・Ｋ）＝０.５Ｐ（Ｐａ）
【００１７】
したがって、導入ガスがアルゴンガスの場合、導入ガス圧力が５００Ｐａでギャップ間距離が約４０μｍの時、ギャップ間の熱伝導率は２５０（Ｗ／ｍ２・Ｋ）となる。これら式１と式２から、ギャップ部の距離が小さい場合の方が、熱伝導係数が大きくなることが分かる。
【００１８】
ここで、上記ガス導入機構付キャンロールのガス導入孔の出口開口部におけるガス導入孔と長尺耐熱性樹脂フィルムとの位置関係を図１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、キャンロール１の外周面１ａに設けられたガス導入孔２をキャンロール１の回転軸に直交する面で切断したときの模式的な断面図であり、長尺耐熱性樹脂フィルムＦがギャップ部Ｇを介してキャンロール１の外周面１ａに設けられたガス導入孔２の開口部２ａに対向している状態が示されている。
【００１９】
前述したように、スパッタリングによる熱を受けた長尺耐熱性樹脂フィルムＦの熱は、ギャップＧのガスの熱伝導により、水冷されたキャンロール１に伝導されている。その際、この図１（ａ）に示すように、ガス導入孔２の内径ＤがギャップＧの距離ｄの２倍程度であれば、長尺耐熱性樹脂フィルムＦのどの箇所を選んでも冷却されたキャンロール１までの最短距離がほぼ等しく、よって長尺耐熱性樹脂フィルムＦのは全ての箇所においてほぼ均一に冷却され得ると考えられる。
【００２０】
しかし、実際のギャップ部Ｇの距離ｄは前述したように４０μｍ未満になるため、その２倍の約１００μｍ以下がガス導入孔２の内径として理想的となるが、現実的にはこのサイズの孔を多数開けることは困難であり、通常はガス導入孔２の内径を１５０〜３００μｍ程度より小さくすることはできない。現実的には内径１５０μｍ〜５００μｍの小穴を５〜１０ｍｍピッチで加工するならば可能である。その結果、ガス導入孔２の出口開口部とこれに対向する長尺耐熱性樹脂フィルムＦとの位置関係は、図１（ｂ）のようになってしまい、長尺耐熱性樹脂フィルムＦにおいてガス導入孔２の開口部に対向する領域は、その他の領域に比べてキャンロール１までの最短距離が長くなり、均一な冷却が行われなくなる。
【００２１】
均一な冷却を行うべく図１（ｃ）に示すように、ガス導入孔２の内径の半分程度となるようにギャップ部Ｇの距離ｄを大きくすると、今度は前述したように熱伝導係数αが低下して長尺耐熱性樹脂フィルムＦの冷却効率が低下してしまう。したがって、ガス導入孔の内径がある程度大きくても長尺耐熱性樹脂フィルムの冷却を均一かつ効率的に行える方法が望まれていた。
【００２２】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、その課題とするところは、ロールツーロールで搬送される長尺基板（フィルム）を、キャンロールの外周面に部分的に巻き付けて冷却しながら当該長尺基板にスパッタリング成膜などの熱負荷の掛かる処理を施す場合において、キャンロールの外周面と長尺基板との間に形成されるギャップ部（隙間）にガスを導入して長尺基板を均一かつ効率的に冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明者は、減圧下にある真空チャンバー内においてロールツーロールで長尺基板を搬送し、内部に冷媒が循環するキャンロールの外周面に部分的に長尺基板を巻き付けて冷却しながら当該長尺基板に熱負荷の掛かる処理を施す装置において、熱伝導率を向上させて効率的に長尺基板の冷却を行うべくキャンロール外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にキャンロール側からガスを導入するガス導入機構を備えたキャンロールについて鋭意研究を重ねた結果、キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の前後にそれぞれフィードロールを設け、これらフィードロールの周速度（フィルム搬送速度）とキャンロールの周速度とに差をつけることによって効果的に長尺基板を冷却し得ることを見出し本発明に至った。
【００２４】
すなわち、本発明が提供する長尺基板処理方法は、真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔を備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板を巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行うものであって、前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明が提供する長尺基板の処理装置は、真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して外周面にガス導入孔を備えたキャンロールに巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を施すものであって、前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度と前記キャンロールの周速度との差がキャンロールの周方向におけるガス導入孔のピッチ以下、ガス導入孔の内径以上であり、前記キャンロールの外周面のガス導入孔は、内径１５０〜１０００μｍであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、キャンロールの周速度とフィードロールの周速度（フィルム搬送速度）に差をつけることにより、キャンロールの外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板のうちの当該開口部に対向する領域とを常に相対的に移動させることが可能となり、よってこれらを互いに同じ位置関係のまま留まらせることがないため、キャンロールの外周面に巻き付けられている長尺基板のうち、ガス導入孔の開口部に対向する冷却効率の悪い領域におけるスパッタリング等による熱の悪影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の処理装置のキャンロール外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板との位置関係を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る長尺基板処理装置の一具体例を示す模式図である。
【図３】図２の長尺基板処理装置が具備するガス導入機構付きキャンロールの一具体例を示す斜視図である。
【図４】本発明の処理装置のキャンロール外周面に設けられたガス導入孔の開口部と長尺基板との位置関係を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の長尺基板の処理装置の一具体例について図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、図２を参照しながら、長尺基板の処理装置の一例である長尺基板の真空成膜装置について説明する。なお、長尺基板には、一例として長尺耐熱性樹脂フィルムを用いる場合について説明する。また、長尺基板に対して施される熱負荷の掛かる処理として、スパッタリング処理を例にとって説明する。この図２に示す長尺耐熱性樹脂フィルムの処理装置５０はスパッタリングウェブコータと称される装置であり、ロールツーロール方式で搬送される長尺状耐熱樹脂フィルム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。
【００２９】
具体的に説明すると、ロールツーロール方式で搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０は、真空チャンバー５１内に設けられており、巻き出しロール５２から巻き出された長尺耐熱性樹脂フィルムＦをキャンロール５６に巻き付けて冷却しながら所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール６４で巻き取るようになっている。
【００３０】
真空チャンバー５１内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力１０−４Ｐａ程度までの減圧と、その後のスパッタリングガスの導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴンなど公知のガスが使用され、目的に応じてさらに酸素などのガスが添加される。真空チャンバー５１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。上記したように真空チャンバー５１内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー５１には図示しないドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置が具備されている。
【００３１】
巻き出しロール５２からキャンロール５６までの搬送経路には、長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール５３と、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール５４とがこの順で配置されている。また、張力センサロール５４からキャンロール５６までの搬送経路には、ガス導入機構によるガス導入で長尺耐熱性樹脂フィルムＦの摩擦係数が低下した（搬送能力が低下した）キャンロール５６とともに、あるいはキャンロール５６に代わって長尺耐熱性樹脂フィルムＦを搬送するためのモータ駆動のフィードロール５５が配置されている。
【００３２】
キャンロール５６から巻き取りロール６４までの搬送経路も、上記同様に長尺耐熱性樹脂フィルムＦを搬送するためのモータ駆動のフィードロール６１、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール６２、および長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール６３がこの順に配置されている。上記巻き出しロール５２と巻き取りロール６４はサーボモータにより張力バランスが調整され、キャンロール５６の回転とこれに連動して回転するモータ駆動のフィードロール５５、６１により、巻き出しロール５２から長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き出されて巻き取りロール６４で巻き取られるようになっている。
【００３３】
キャンロール５６は、図３に示すようにジャケットロール構造の円筒部材１０で構成されており、その外面側には長尺耐熱性樹脂フィルムＦの巻き付く搬送経路が、内面側には冷却水などの冷媒が流通するジャケット１１が形成されている（説明のため、キャンロール５６の側面に設けられている円板状部材が取り除かれている）。キャンロール５６内部の回転軸５６ａの位置は二重配管構造になっており、その内側配管１２の内側に流通する導入ガスが、ガス連絡配管１２ａを経て後述するガス導入路１４に供給される。一方、外側配管１３と内側配管１２との間に流通する冷却水などの冷媒は冷媒連絡配管１３ａを経てジャケット１１に供給される。
【００３４】
このキャンロール５６の円筒部材１０には、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って複数のガス導入路１４が配設されている。これら複数のガス導入路１４の各々は、キャンロール５６の回転軸５６ａ方向に沿って円筒部材１０の肉厚部内に穿設されている。各ガス導入路１４は、キャンロール５６の回転軸５６ａ方向に沿って略均等な間隔をおいて円筒部材１０の外表面側に開口する複数のガス導入孔１５を有している。これにより、キャンロール５６の外周面とそこに巻き付けられる長尺耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部（間隙）にガスを導入することができる。
【００３５】
ガス導入路１４は円筒部材１０の端部において開口しており、ここに前述したガス連通配管１２ａがそれぞれ接続している。各ガス連通配管１２ａには電磁弁や圧空弁で作動するガス導入バルブ１６が取り付けられており、キャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられている領域にガス導入路１４が存在しているときは、ガス導入バルブ１６を開いて内側配管１２内のガスを供給する。
【００３６】
一方、キャンロール５６が回転してキャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付いていない領域にガス導入路１４がきたときは、ガス導入バルブ１６を閉じてガスの供給を遮断する。これにより、ガス導入孔１５から真空チャンバー５１に無駄にガスを放出させることなくキャンロール５６の外周面と長尺耐熱性樹脂フィルムＦとによって形成される隙間にガスを導入して当該隙間の熱伝導率を向上させることができる。なお、ガス導入バルブ１６は隣接する複数のガス導入路１４を連結する分岐管に設けてもよい。
【００３７】
分岐管を使用する場合は、キャンロール５６の外周面のうちの長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられない領域に同時に存在するガス導入路１４の本数を各分岐管によって分岐する配管の本数に一致させることが好ましい。但し、ガスの導入をよりきめ細かく制御することが望まれる場合は、長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き付けられていない領域に同時に存在するガス導入路１４の本数を２もしくは３以上の整数で等分した数に各分岐管によって分岐される配管の本数を一致させることがより好ましい。
【００３８】
キャンロール５６の近傍には、キャンロール５６の外周面上に画定される搬送経路に対向する位置に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９および６０が設けられている。金属膜のスパッタリング成膜の場合は、この図１に示すように板状のターゲットを使用することができるが、板状ターゲットを用いた場合、ターゲット上にノジュール（異物の成長）が発生することがある。これが問題になる場合は、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。
【００３９】
なお、図２の長尺耐熱性樹脂フィルムＦの成膜装置５０は、熱負荷の掛かる処理としてスパッタリング処理を想定したものであるため、マグネトロンスパッタリングカソードが図示されているが、熱負荷の掛かる処理が蒸着処理などの他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の真空成膜手段が設けられる。
【００４０】
上記説明したガス導入機構付のキャンロール５６では、前述したようにガス導入孔１５からのガスの導入によりキャンロール５６の外周面とそこに巻き付けられる耐熱性樹脂フィルムＦとの間に大きなギャップが生じ、その結果、キャンロール５６の外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間の摩擦係数が低減してキャンロール５６の回転駆動力が耐熱性樹脂フィルムＦに伝わりにくくなることがある。従来の長尺耐熱性樹脂フィルムＦの成膜装置ではキャンロールがフィルム搬送を主に担うため問題となるが、本発明の一具体例の成膜装置５０では、フィードロール５５、６１と巻き取りロール６４がフィルム搬送を分担している。
【００４１】
これにより、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度に若干の速度差を持たせることができ、よってガス導入孔１５の開口部と耐熱性樹脂フィルムＦのうち当該開口部に対向する領域とを常に相対的に移動させることが可能となる。その結果、これら開口部とそれに対向する領域とが互いに同じ位置関係のまま留まることがないので、キャンロール５６の外周面に巻き付けられている耐熱性樹脂フィルムＦのうち、ガス導入孔１５の開口部に対向する冷却効率の悪い領域におけるスパッタリング等による熱の悪影響を緩和することができる。
【００４２】
なお、ガス導入機構付キャンロール５６では、前述したようにキャンロール５６の外周面から放出されるガスによりキャンロール５６の外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間の摩擦係数が低減しているため、若干の速度差を持たせても、耐熱性樹脂フィルムにスリ傷が入り難いことを確認している。但し、ガス導入機構付キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を極端に大きく設定すると、耐熱性樹脂フィルムＦとキャンロール５６の間には前述したようにギャップ部が存在しているものの、圧力分布やフィードロール付近の張力差、スパッタリングによる熱の影響により、ギャップ部が常に均一に保たれている訳ではないので、若干のスリ傷が発生する可能性がある。
【００４３】
一方、キャンロール５６と耐熱性樹脂フィルムＦとの周速度差を極端に小さく設定すると、耐熱性樹脂フィルムＦのうちガス導入孔１５の開口部に対向する領域が当該開口部に対向したまま留まる時間が長くなり、冷却効率が低い開口部の悪影響を受けかねない。したがって、キャンロール５６の外周面とそこに沿って搬送される耐熱性樹脂フィルムＦとの周速度差は、キャンロール５６の１周当たりガス導入孔１５の内径の数倍以上、ガス導入孔１５の周方向のピッチ以下が望ましい。
【００４４】
例えば図４には、フィードロール５５から送られてきた耐熱性樹脂フィルムＦがキャンロール５６に巻き付いた時に当該耐熱性樹脂フィルムＦのうちガス導入孔１５ａの開口部に対向する領域Ａが、キャンロール５６がほぼ１回転してフィードロール６１に向けて送り出される直前には周方向においてガス導入孔１５ａに隣接するガス導入孔１５ｂの近傍まで相対的に移動している例が示されている。
【００４５】
前述したように、キャンロール５６の外周面のガス導入孔１５が内径１００μｍ以下であれば、キャンロール外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部の距離を考慮すると比較的均一な冷却が期待できるため、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定する必要はなく、ガス導入孔１５の内径が１０００μｍを越えるとキャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定しても効果は期待できない。ガス導入孔１５の内径の加工の困難さと本発明の長尺基板処理方法の効果を考慮すれば、ガス導入孔１５の内径は１５０μｍ以上１０００μｍ未満となる。
【００４６】
また、キャンロール外周面と耐熱性樹脂フィルムＦとの間に形成されるギャップ部の距離は、前述したように短い方が冷却の効果を期待できるので、ガス導入孔の内径の１／２以下が望ましく、１／３以下がより望ましいが、最も開いたギャップの距離が１０μｍ未満となることはない。さらに、耐熱性樹脂フィルムＦの厚さが２０μｍ未満であるとフィルムの伸びが大きくなり、キャンロール５６の周速度と耐熱性樹脂フィルムＦの搬送速度との差を設定しても効果は期待できない。耐熱性樹脂フィルムＦの厚さが１００μｍを越えるとかなりの熱負荷に耐えることができるためにガス導入機構付キャンロール５６を使用する必要性がなくなる。
【００４７】
以上、長尺基板として耐熱性樹脂フィルムを例にとって本発明の一具体例の長尺基板処理装置の説明を行ったが、本発明の長尺基板処理装置で使用する長尺基板には、他の樹脂フィルムはもちろんのこと、金属箔や金属ストリップなどの金属フィルムを用いることができる。樹脂フィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような比較的耐熱性に劣る樹脂フィルムやポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルムを挙げることができる。
【００４８】
金属膜付耐熱性樹脂フィルムを作製する場合は、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルムまたは液晶ポリマー系フィルムから選ばれる耐熱性樹脂フィルムが好適に用いられる。なぜなら、これらを用いて得られる金属膜付耐熱性樹脂フィルムは、金属膜付フレキシブル基板に要求される柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性に優れているからである。
【００４９】
金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造は、上述したような長尺基板真空成膜装置に長尺基板として上記の耐熱性樹脂フィルムを用い、その表面に金属膜をスパッタリング成膜すれば得られる。例えば、上述したような成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０を用いて耐熱性樹脂フィルムをメタライジング法で処理することにより耐熱性樹脂フィルムの表面にＮｉ系合金等から成る膜とＣｕ膜とが積層された構造体を有する金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを得ることができる。
【００５０】
このような構造体を有する金属膜付耐熱性樹脂フィルムは成膜処理後は別工程に送られ、そこでサブトラクティブ法により所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板に加工される。ここで、サブトラクティブ法とは、レジストで覆われていない金属膜（例えば、上記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のことである。
【００５１】
上記したＮｉ系合金等から成る膜はシード層と呼ばれ、金属膜付耐熱性樹脂フィルムに必要とされる電気絶縁性や耐マイグレーション性等の特性により適宜その組成が選択されるが、一般的にはＮｉ−Ｃｒ合金、インコネル、コンスタンタン、モネル等の公知の合金で形成される。なお、金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムの金属膜（Ｃｕ膜）をより厚くしたい場合は、湿式めっき法を用いることがある。この場合は、電気めっき処理のみで金属膜を形成する方法か、あるいは一次めっきとしての無電解めっき処理と、二次めっきとしての電解めっき処理等の湿式めっき処理とを組み合わせて行う方法で処理される。この湿式めっき処理には、一般的な湿式めっき条件を採用することができる。
【００５２】
上記本発明の具体例では、金属膜付耐熱性樹脂フィルムとして長尺耐熱性樹脂フィルムにＮｉ-Ｃｒ合金やＣｕ等の金属膜を積層した構造体を例にとって説明したが、上記金属膜のほか、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等の成膜に本発明の成膜方法を用いることもできる。
【００５３】
また、上記本発明の具体例では長尺基板真空成膜装置に関して説明してきたが、本発明の長尺基板処理装置には、減圧雰囲気下の真空チャンバー内で長尺基板にスパッタリング等の真空成膜を施す処理以外に、プラズマ処理やイオンビーム処理等の熱負荷の掛かる処理が行われることがある。これらプラズマ処理やイオンビーム処理により長尺基板の表面が改質され、その際、長尺基板に熱負荷が掛かる。このような場合においても、本発明の長尺基板の成膜装置を用いることによって、均一かつ効率的に冷却を行って長尺基板のシワ発生を抑制することができる。
【００５４】
ここでプラズマ処理とは、公知のプラズマ処理方法、例えばアルゴンと酸素の混合ガスまた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、酸素プラズマまたは窒素プラズマを発生させて長尺基板を処理する方法のことである。また、イオンビーム処理とは、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（長尺基板）へ照射する処理である。このイオンビーム処理には、公知のイオンビーム源を用いることができる。なお、これらプラズマ処理やイオンビーム処理は、ともに減圧雰囲気下で行われる。
【実施例】
【００５５】
［実施例１］
図２に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０を用いて金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを作製した。長尺の耐熱性樹脂フィルム（以下、フィルムＦと称する）には、幅５００ｍｍ、長さ８００ｍ、厚さ２５μｍの宇部興産株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「ユーピレックス（登録商標）」を使用した。
【００５６】
キャンロール５６には、図３に示すようなジャケットロール構造のガス導入機構付きキャンロールを使用した。このキャンロール５６の円筒部材１０には、直径９００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、厚み１５ｍｍのアルミ製のものを使用し、その外周面にハードクロムめっきを施した。この厚み１５ｍｍの肉厚部内に、キャンロール５６の回転軸方向に平行に延在する内径４ｍｍのガス導入路１４を周方向に均等な間隔をあけて全周に亘って３６０本穿設した。なお、ガス導入路１４の両端のうち先端側は有底にして円筒部材１０を貫通しないようにした。
【００５７】
各ガス導入路１４には、円筒部材１０の外表面側（すなわちキャンロール５６の外周面側）に開口する内径０.２ｍｍのガス導入孔１５を４７個設けた。これら４７個のガス導入孔１５は、円筒部材１０の外表面に画定されるフィルムＦの搬送経路の両端部からそれぞれ２０ｍｍ内側の線の間の領域に、フィルムＦの進行方向に対して直交する方向において１０ｍｍのピッチで配設した。つまり、キャンロール５６の外周面のうち両端部からそれぞれ１４５ｍｍまでの領域にはガス導入孔１５を設けなかった。なお、このときのキャンロール５６の周方向のガス導入孔１５のピッチは約７.９ｍｍであった。
【００５８】
キャンロール５６の外周面のうちフィルムＦが巻き付けられない領域がキャンロール５６の回転中心に対して占める角度、すなわち、キャンロール５６の回転軸５６ａを中心としてフィードロール６１に向けて送り出されるフィルムＦがキャンロール５６から離れる位置からフィードロール５５から送り出されるフィルムＦがキャンロール５６に接する位置までの角度は約３０°であった。
【００５９】
従って、この領域には３０本のガス導入路１４が同時に存在することになる。これら３０本のガス導入路１４からのガスの導入をきめ細かく制御するため、３０本を３分割した１０本に分岐する分岐管を使用し、各分岐管に対してガス導入バルブ１６を１つ取り付けた。すなわち、ガス導入バルブ１６は全部で３６個になる。
【００６０】
フィルムＦに成膜する金属膜としては、シード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の上にＣｕ膜を成膜するものとし、そのため、マグネトロンスパッタターゲット５７にはＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、マグネトロンスパッタターゲット５８、５９、６０にはＣｕターゲットを用いた。
【００６１】
巻き出しロール５２と巻き取りロール６４の張力は８０Ｎとした。また、上流側モータ駆動フィードロール５５と下流側モータ駆動フィードロール６１の周速度はフィルム搬送速度３ｍ／分となるようにするとともに、キャンロール５６の周速度は、フィルム搬送速度３ｍ／分より０.１％速くなるようにサーボモータを制御した。したがって、キャンロール５６の１周当たりフィルムＦに比べて約２.８ｍｍ（＝直径９００ｍｍ×３.１４×０.１％）速く回っていることになる。
【００６２】
この成膜装置５０の巻き出しロール５２側に、巻回されたフィルムＦをセットし、その一端をキャンロール５６を経由させて巻き取りロール６４に取り付けた。この状態で、真空チャンバー５１内の空気を複数台のドライポンプを用いて５Ｐａまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて３×１０−３Ｐａまで排気した。キャンロール５６のジャケット１１内には冷却水を循環させて２０℃に温度制御した。
【００６３】
次に回転駆動装置を起動してフィルムＦを搬送速度３ｍ／分で搬送させながら、アルゴンガスを３００ｓｃｃｍで導入するとともにマグネトロンスパッタカソード５７、５８、５９、６０に１０ｋＷの電力を印加して電力制御した。更にキャンロール５６の内側配管１２に５００ｓｃｃｍでアルゴンガスを導入した。このようにしてロールツーロールで搬送されるフィルムＦに対してその片面にＮｉ−Ｃｒ膜からなるシード層及びその上に成膜されるＣｕ膜を連続して成膜する処理を開始した。
【００６４】
上記成膜処理を開始してから、フィルムＦの処理長さが３００ｍになった時点で、各マグネトロンスパッタカソードへの電力供給を停止し、それぞれのガス導入も停止した。最後に、フィルムＦの搬送を停止するとともに各ポンプの運転を停止してから大気ベントを開放し、巻き出しロール５２からフィルムＦの終端部を外して全てのフィルムＦを巻き取りロール６４に巻き取ってから取り外した。
【００６５】
この取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化は見つからなかった。
【００６６】
［実施例２］
キャンロール５６の周速度をフィルム搬送速度３ｍ／分より０.１％遅くなるようにサーボモータを制御した以外は実施例１と同様にして成膜を行った。したがって、キャンロール５６の１周あたりフィルムＦより約２.８ｍｍ（＝直径９００ｍｍ×３.１４×０.１％）遅く回っていることになる。
【００６７】
成膜が完了して取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化は見つからなかった。
【００６８】
［比較例］
比較例のため、キャンロール５６の周速度をフィルム搬送速度３ｍ／分と同じになるようにサーボモータを制御した以外は実施例１と同様にして成膜を行った。成膜が完了して取り外されたフィルムＦを大気中にて展開して６０倍の実体顕微鏡で観察したところ、ガス導入機構付キャンロール外周面のガス導入孔の内径２００μｍに起因すると思われる表面の形状変化がキャンロールの外周面に配設されているガス導入孔の配置パターンに一致して生じているのが見つかった。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 円筒部材
１１ ジャケット
１２ 内側配管
１３ 外側配管
１４ ガス導入路
１５ ガス導入孔
１６ ガス導入バルブ
５０ 成膜装置（スパッタリングウェブコータ）
５１ 真空チャンバー
５２ 巻き出しロール
５３、６３ フリーロール
５４、６２ 張力センサロール
５５、６１ フィードロール
５６ キャンロール
５７、５８、５９、６０ マグネトロンスパッタリングカソード
６４ 巻き取りロール
Ｆ 長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）
Ｇ ギャップ部（隙間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔を備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板を巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行う長尺基板の処理方法であって、
前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入することを特徴とする長尺基板処理方法。
【請求項２】
前記キャンロールの周速度と前記フィードロールの周速度との差が、前記キャンロール１周分につきキャンロール円周方向のガス導入孔の直径以上ピッチ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の長尺基板処理方法。
【請求項３】
前記キャンロールの外周面に設けられたガス導入孔は内径１５０〜１０００μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の長尺基板処理方法。
【請求項４】
前記長尺基板の厚さが２０〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の長尺基板処理方法。
【請求項５】
前記熱負荷の掛かる処理が、プラズマ処理またはイオンビーム処理であり、プラズマ処理またはイオンビーム処理が前記キャンロールの外周面に対向する向きで行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の長尺基板処理方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の長尺基板処理方法のうち前記熱負荷の掛かる処理が真空成膜処理であり、前記真空成膜処理が前記キャンロールの外周面に対向する向きで行われることを特徴とする長尺基板の成膜方法。
【請求項７】
前記真空成膜処理がスパッタリング処理であることを特徴とする、請求項６に記載の長尺基板の成膜方法。
【請求項８】
真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して外周面にガス導入孔を備えたキャンロールに巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を施す長尺基板の処理装置であって、
前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度と前記キャンロールの周速度との差がキャンロールの周方向におけるガス導入孔のピッチ以下、ガス導入孔の内径以上であり、前記キャンロールの外周面のガス導入孔は、内径１５０〜１０００μｍであることを特徴とする長尺基板の処理装置。
【請求項９】
前記長尺基板に熱負荷が掛かる処理が、プラズマ処理またはイオンビーム処理であることを特徴とする、請求項８に記載の長尺基板処理装置。
【請求項１０】
前記プラズマ処理またはイオンビーム処理を行う機構が、前記キャンロールの外周面に対向する位置に配されていることを特徴とする、請求項９に記載の長尺基板処理装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の長尺基板処理装置のうち前記熱負荷の掛かる処理が、真空成膜処理であることを特徴とする長尺基板真空成膜装置。
【請求項１２】
前記真空成膜処理が前記キャンロールの外周面に対向する位置に配された真空成膜機構であることを特徴とする、請求項１１に記載の長尺基板真空成膜装置。
【請求項１３】
前記真空成膜機構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１２に記載の長尺基板真空成膜装置。
【請求項１】
真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して、内部に冷媒が循環し外周面にガス導入孔を備えたキャンロールの当該外周面に部分的に長尺基板を巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を行う長尺基板の処理方法であって、
前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度とキャンロールの周速度とに差をつけながらキャンロールの外周面とそこに巻き付けられる長尺基板との間に形成されるギャップ部にガス導入孔からガスを導入することを特徴とする長尺基板処理方法。
【請求項２】
前記キャンロールの周速度と前記フィードロールの周速度との差が、前記キャンロール１周分につきキャンロール円周方向のガス導入孔の直径以上ピッチ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の長尺基板処理方法。
【請求項３】
前記キャンロールの外周面に設けられたガス導入孔は内径１５０〜１０００μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の長尺基板処理方法。
【請求項４】
前記長尺基板の厚さが２０〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の長尺基板処理方法。
【請求項５】
前記熱負荷の掛かる処理が、プラズマ処理またはイオンビーム処理であり、プラズマ処理またはイオンビーム処理が前記キャンロールの外周面に対向する向きで行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の長尺基板処理方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の長尺基板処理方法のうち前記熱負荷の掛かる処理が真空成膜処理であり、前記真空成膜処理が前記キャンロールの外周面に対向する向きで行われることを特徴とする長尺基板の成膜方法。
【請求項７】
前記真空成膜処理がスパッタリング処理であることを特徴とする、請求項６に記載の長尺基板の成膜方法。
【請求項８】
真空チャンバー内でロールツーロールで搬送される長尺基板に対して外周面にガス導入孔を備えたキャンロールに巻き付けながら熱負荷の掛かる処理を施す長尺基板の処理装置であって、
前記キャンロールの外周面上に画定される長尺基板の搬送経路の上流および下流にそれぞれ隣接して設けられたフィードロールの周速度と前記キャンロールの周速度との差がキャンロールの周方向におけるガス導入孔のピッチ以下、ガス導入孔の内径以上であり、前記キャンロールの外周面のガス導入孔は、内径１５０〜１０００μｍであることを特徴とする長尺基板の処理装置。
【請求項９】
前記長尺基板に熱負荷が掛かる処理が、プラズマ処理またはイオンビーム処理であることを特徴とする、請求項８に記載の長尺基板処理装置。
【請求項１０】
前記プラズマ処理またはイオンビーム処理を行う機構が、前記キャンロールの外周面に対向する位置に配されていることを特徴とする、請求項９に記載の長尺基板処理装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の長尺基板処理装置のうち前記熱負荷の掛かる処理が、真空成膜処理であることを特徴とする長尺基板真空成膜装置。
【請求項１２】
前記真空成膜処理が前記キャンロールの外周面に対向する位置に配された真空成膜機構であることを特徴とする、請求項１１に記載の長尺基板真空成膜装置。
【請求項１３】
前記真空成膜機構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１２に記載の長尺基板真空成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１７１３１（Ｐ２０１２−１１７１３１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９７９４（Ｐ２０１０−２６９７９４）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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