JP7172645B2 - キャンロールと長尺基板処理装置 - Google Patents
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Description
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耐熱性樹脂フィルム等の長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けた状態でイオンビーム処理やスパッタリング成膜等の熱負荷が掛かる表面処理を行う長尺基板処理装置に係り、特に、冷却効果の高いガス放出機構を有しかつ長尺基板が巻き付けられないキャンロール外周面からのガス漏れを抑制できるキャンロールとこのキャンロールを用いた長尺基板処理装置の改良に関するものである。
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、フレキシブル配線基板が用いられている。フレキシブル配線基板は、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から作製される。近年、フレキシブル配線基板に形成される配線パターンはますます微細化、高密度化しており、金属膜付耐熱性樹脂フィルム自体が皺等のない平滑なものであることがより一層重要になってきている。
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、接着剤により金属箔を耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法（３層基板の製造方法と称される）、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（キャスティング法と称される）、乾式めっき法（真空成膜法）若しくは乾式めっき法（真空成膜法）と湿式めっき法との組み合わせにより耐熱性樹脂フィルムに金属膜を成膜して製造する方法（メタライジング法と称される）等が従来から知られている。また、メタライジング法における上記乾式めっき法（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。
上記メタライジング法として、特許文献１では、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では、ポリイミドフィルム上に、銅ニッケル合金をターゲットとしてスパッタリングにより形成された第一の金属薄膜と、銅をターゲットとしてスパッタリングにより形成された第二の金属薄膜の順に積層して形成されたフレキシブル回路基板用材料が開示されている。尚、ポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルム（基板）に真空成膜を行うには、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。
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、真空蒸着法に較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掛かると、フィルムに皺が発生し易くなることも知られている。この皺の発生を防ぐため、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キャンロールを搭載し、これを回転駆動してその外周面に画定される搬送経路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。
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には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、更にクーリングロールの少なくともフィルム搬入側若しくは搬出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。
しかし、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、これがフィルム皺発生の原因となっていた。
そこで、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、ギャップ部の熱伝導率を真空に較べて高くする技術が提案されている。
そして、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、例えば特許文献４には、キャンロール外周面にガスの放出口となる多数の微細孔を設ける技術が開示され、特許文献５には、キャンロール外周面にガスの放出口となる溝を設ける技術が開示されている。また、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口とする方法も知られている。
ところで、キャンロール外周面にガスの放出口となる微細孔や溝等を設ける方法において、キャンロールの外周面にフィルムが巻き付けられていない領域（非ラップ部領域）はフィルムが巻き付けられている領域（ラップ部領域）に較べてガスの放出口における抵抗が低くなる。このため、キャンロールに供給されるガスの大半が、非ラップ部領域のガス放出口から真空チャンバーの空間へ放出されてしまい、この結果、キャンロールの外周面とそこに巻き付けられているフィルムとの間のギャップ部に本来導入されるべき量のガスが供給されなくなり上述した熱伝導率を高める効果が得られなくなることがあった。
この問題に対しては、キャンロールの外周面から出没するバルブをガス放出口に設け、このバルブをフィルム面で押さえつけることによってガス放出口を開放する方法（特許文献５）や、上記キャンロール外周面の内、フィルムが搬出される搬出部を始点としフィルムが搬入される搬入部を終点とするフィルムが巻き付けられない領域（キャンロール外周面の上記非ラップ部領域）にカバーを取り付け、真空チャンバーの空間へ非ラップ部領域からガスが放出されるのを防止し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効率よくガスを導入させる方法（特許文献６参照）等が提案されている。
しかし、キャンロール外周面から出没するバルブをフィルム面で押さえつけてガス放出口を開放させる特許文献５の方法は、バルブの接触によりフィルム面に僅かなキズや凹みを生じさせる恐れがあり、高い品質が要求される電子機器を用途とするフレキシブル配線基板の製造に採用することは難しかった。また、キャンロール外周面の内、フィルムが巻き付けられない領域（非ラップ部領域）にカバーを取り付ける特許文献６の方法は、高い真空度で成膜を行う処理装置においてカバーとキャンロール外周面との隙間からガスが漏れ易いため、特許文献５の方法と同様、採用することは困難であった。
このような技術的背景の下、本発明者は、フィルムが巻き付けられないキャンロール外周面へガスを供給しない構造にして上記非ラップ部領域からのガス放出を防止するキャンロールを既に提案している（特許文献７参照）。すなわち、このキャンロールは、図２に示すように、キャンロール５６の肉厚部に複数のガス導入路１４が設けられ、かつ、各ガス導入路１４には多数のガス放出孔１５が設けられていると共に、ガス導入路１４の各々に下記ロータリージョイント２０を介して真空チャンバー外部のガスが選択的に供給されるように制御するものであった。また、上記ロータリージョイント２０は、図２に示すように、固定リングユニット２２と回転リングユニット２１とで構成され、上記キャンロール５６の中心軸５６ａに対して各ユニットのガス制御用摺接面が垂直となるように形成されたキャンロールと、上記中心軸５６ａに対して各ユニットのガス制御用摺接面が平行となるように形成されたキャンロールが作製されている。
そして、上記キャンロール５６の中心軸５６ａに対して固定リングユニット２２と回転リングユニット２１のガス制御用摺接面が垂直となるように形成されたキャンロールの上記回転リングユニット２１は、図３～図５に示すように、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有しており、かつ、これ等複数のガス供給路２３の各々は、上記連結配管２５を介し連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置（すなわち、キャンロール５６外周面上の角度位置と略同じ角度位置）で開口する回転開口部２３ａを上記ガス制御用摺接面に有している。他方、上記固定リングユニット２２は、ガス制御用摺接面に周方向に亘り設けられた環状凹溝２７ａにより構成されかつ環状凹溝２７ａ内の所定領域に嵌入された円弧状パッキン部材４２により固定リングユニット２２のガス制御用摺接面が閉止された固定閉止部と上記ガス制御用摺接面が閉止されない固定開口部を有すると共に真空チャンバー外部の供給配管２６に連通するガス分配路２７を有しており、上記固定開口部は、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが対向する固定リングユニット２２のガス制御用摺接面上の領域のうちフィルム（長尺基板）５２を巻き付ける角度範囲内で開口している、尚、図３～図５中、符号４３はパッキン取付け治具を示している。
そして、キャンロール５６外周面にフィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入された固定閉止部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は互いに切り離された状態になり、真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるためキャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。また、キャンロール５６外周面にフィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、上記固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入されない固定開口部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は接続された状態となり、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面とフィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
一方、キャンロール５６の中心軸５６ａに対し固定リングユニット２２と回転リングユニット２１のガス制御用摺接面が平行となるように形成されたロータリージョイント２０は、図６～図８に示すように、キャンロール５６と同心軸状に設けられた円筒基部２１ａと円筒凸部２１ｂからなる断面凸形状の回転リングユニット２１と、該回転リングユニット２１の円筒凸部２１ｂが嵌入される円筒状の固定リングユニット２２とで構成されている。そして、回転リングユニット２１は、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有すると共に、ガス供給路２３の各々は、連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部２３ａを円筒凸部２１ｂのガス制御用摺接面に有している。また、固定リングユニット２２は、その円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝２７ａにより構成されかつ環状凹溝２７ａ内の所定領域に嵌入された円弧状パッキン部材４２により固定リングユニット２２のガス制御用摺接面が閉止された固定閉止部とガス制御用摺接面が閉止されない固定開口部を有すると共に真空チャンバー５０外部の供給配管２６に連通するガス分配路２７を有しており、上記固定開口部は、回転リングユニット２１における円筒凸部２１ｂの回転開口部２３ａが対向する固定リングユニット２２のガス制御用摺接面上の領域のうちフィルム（長尺基板）５２を巻き付ける角度範囲内で開口している、尚、図６～図８中、符号４３はパッキン取付け治具を示している。
そして、キャンロール５６外周面にフィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図６に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入された固定閉止部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は互いに切り離された状態になり、真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるためキャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。また、キャンロール５６外周面にフィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図６に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、上記固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入されない固定開口部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は接続された状態となり、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面とフィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
"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
"Improvement of Web Condition by the Deposition Drum Design", 2000 Society of Vacuum Coaters, 50thAnnual Technical Conference Proceeding (2007), p.749
ところで、上記ロータリージョイントを備える特許文献７のキャンロールにおいては、固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に嵌入される円弧状パッキン部材４２がポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂で構成され、かつ、図９（Ａ）～（Ｂ）に示すように環状凹溝２７ａ内に嵌入される円弧形状を有していると共に、パッキン取付け治具４３の先端部を嵌入させる複数の治具収容部４２ａが円弧状パッキン部材４２の一面に設けられている。尚、図９（Ａ）はキャンロールの中心軸に対して回転リングユニットと固定リングユニットのガス制御用摺接面が垂直となるように形成された「垂直型ロータリージョイント」に適用される円弧状パッキン部材を示し、図９（Ｂ）はキャンロールの中心軸に対して回転リングユニットと固定リングユニットのガス制御用摺接面が平行となるように形成された「平行型ロータリージョイント」に適用される円弧状パッキン部材を示している。
そして、回転リングユニットのガス制御用摺接面に設けられた複数の回転開口部２３ａを確実に閉止できるようにするため、パッキン取付け治具４３の付勢手段（図示せず）を用いて図９（Ｃ）に示すように回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け付勢した状態で上記円弧状パッキン部材４２が取り付けられている。
しかし、上記回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け均一に付勢した状態で円弧状パッキン部材４２を取り付けることは容易でなく、ガス制御用摺接面側へ向け円弧状パッキン部材４２を強く押圧して取り付けた場合、図９（Ｃ）に示すように円弧状パッキン部材４２が歪んでその端部側がガス制御用摺接面から浮いてしまい、回転開口部２３ａからのガス漏れを生ずることがあった。上記回転開口部２３ａからのガス漏れが発生すると、キャンロール表面とフィルムとのギャップ間圧力を制御することが困難となり、冷却効率の低下やバラツキにより処理中のフィルムに皺が生じてしまうことがあった。
更に、円弧状パッキン部材４２をガス制御用摺接面側へ向け強く押圧して取付けているため、摩耗により円弧状パッキン部材４２を頻繁に交換する必要があった。
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、回転リングユニットの回転開口部からのガス漏れが起こり難く、かつ、ロータリージョイント部品の交換作業を頻繁に行う必要のないキャンロールと長尺基板処理装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、固定リングユニットの環状凹溝内に円弧状パッキン部材を嵌入させて固定閉止部と固定開口部を有するガス分配路が形成される上記構造に代えて、環状凹溝内に断面Ｘ字形状の内側Ｘリングと外側Ｘリングを組み込んで環状凹溝内にガス分配部とガス非分配部が形成される構造とすることで著しく改善されることを見出すに至った。本発明はこのような発見により完成されたものである。
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
第２の発明は、
冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
また、第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載のキャンロールにおいて、
上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とするものである。
冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
第２の発明は、
冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
また、第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載のキャンロールにおいて、
上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とするものである。
次に、本発明に係る第４の発明は、
真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
第５の発明は、
真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とするものである。
真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とし、
第５の発明は、
真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とするものである。
また、本発明に係る第６の発明は、
第４の発明または第５の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とし、
第７の発明は、
第４の発明～第６の発明のいずれかに記載の長尺基板処理装置において、
熱負荷の掛かる上記処理が、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し、
第８の発明は、
第７の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記プラズマ処理またはイオンビーム処理を行う機構が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向していることを特徴とし、
第９の発明は、
第４の発明～第６の発明のいずれかに記載の長尺基板処理装置において、
熱負荷の掛かる上記処理が、真空成膜処理であることを特徴とし、
また、第１０の発明は、
第９の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記真空成膜処理が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向する真空成膜手段による処理であることを特徴とし、
第１１の発明は、
第１０の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記真空成膜手段が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする。
第４の発明または第５の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とし、
第７の発明は、
第４の発明～第６の発明のいずれかに記載の長尺基板処理装置において、
熱負荷の掛かる上記処理が、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し、
第８の発明は、
第７の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記プラズマ処理またはイオンビーム処理を行う機構が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向していることを特徴とし、
第９の発明は、
第４の発明～第６の発明のいずれかに記載の長尺基板処理装置において、
熱負荷の掛かる上記処理が、真空成膜処理であることを特徴とし、
また、第１０の発明は、
第９の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記真空成膜処理が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向する真空成膜手段による処理であることを特徴とし、
第１１の発明は、
第１０の発明に記載の長尺基板処理装置において、
上記真空成膜手段が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする。
本発明に係るキャンロールと長尺基板処理装置によれば、
固定リングユニットのガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝内に内側Ｘリングと外側Ｘリングを組み込んで、回転リングユニットのガス制御用摺接面に設けられた回転開口部を介しガス導入路へガスを供給するガス分配部とガスを供給しないガス非分配部が形成される構造になっている。
固定リングユニットのガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝内に内側Ｘリングと外側Ｘリングを組み込んで、回転リングユニットのガス制御用摺接面に設けられた回転開口部を介しガス導入路へガスを供給するガス分配部とガスを供給しないガス非分配部が形成される構造になっている。
このため、環状凹溝内に嵌入された円弧状パッキン部材が回転リングユニットのガス制御用摺接面へ向け付勢した状態で取り付けられる従前のガス分配路に較べ、内側Ｘリングと外側Ｘリングの摩耗が起こり難いことから、ロータリージョイント部品における交換作業の軽減が図れる効果を有している。
以下、本発明と従来例に係るキャンロールおよびこれを搭載した長尺基板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１を参照しながら、長尺基板処理装置の一例である長尺基板真空成膜装置について説明する。尚、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。
（１）長尺基板処理装置
図１に示す長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置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。
図１に示す長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置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。
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）は、真空チャンバー５０内に設けられており、巻き出しロール５１から巻き出された長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）５２に対して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。巻き出しロール５１から巻き取りロール６４までの搬送経路の途中に、モータで回転駆動されるキャンロール５６が配置されている。このキャンロール５６の内部には、真空チャンバー５０の外部で温調された冷媒が循環している。ここで、キャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられている部分を「ラップ部」、長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられていない部分を「非ラップ部」と呼ぶことにする。
真空チャンバー５０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等公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素等のガスが添加される。真空チャンバー５０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５０内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー５０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。
巻き出しロール５１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５２を案内するフリーローラ５３と、長尺耐熱性樹脂フィルム５２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から送り出されてキャンロール５６に向かう長尺耐熱性樹脂フィルム５２は、キャンロール５６の近傍に設けられたモータ駆動のフィードローラ５５によって、キャンロール５６の周速度に対する調整が行われる。これによりキャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２を密着させることができる。
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、キャンロール５６の周速度に対する調整を行うモータ駆動のフィードローラ６１、長尺耐熱性樹脂フィルム５２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５２を案内するフリーローラ６３がこの順に配置されている。
上記巻き出しロール５１および巻き取りロール６４では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺耐熱性樹脂フィルム５２の張力バランスが保たれている。また、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ラ５５、６１により、巻き出しロール５１から長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き出されて巻き取りロール６４に巻き取られるようになっている。
キャンロール５６の近傍には、キャンロール５６の外周面で画定される搬送経路（すなわち、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５２を巻き付ける領域）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。尚、上記した角度範囲のことを長尺耐熱性樹脂フィルム５２の抱き角と称し、この範囲を上記ラップ部と呼ぶことにしている。
金属膜のスパッタリング成膜の場合は、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。
また、この図１の長尺耐熱性樹脂フィルム５２の成膜装置は、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ＣＶＤ（化学蒸着）や蒸着処理等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。
（２）ガス放出機構付きキャンロール
次に、ガス放出機構付きキャンロールについて図２、図４および図７を参照しながら説明する。本ガス放出機構付きキャンロール５６は、図示しない駆動装置により回転中心軸５６ａを中心として回転駆動される円筒部材１０（図２参照）で構成されている。この円筒部材１０の外表面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２を巻き付けながら搬送する搬送経路が画定される。円筒部材１０の内表面側には、冷却水等の冷媒が流通する冷媒循環部１１（図４および図７参照）がジャケット構造で形成されている。
次に、ガス放出機構付きキャンロールについて図２、図４および図７を参照しながら説明する。本ガス放出機構付きキャンロール５６は、図示しない駆動装置により回転中心軸５６ａを中心として回転駆動される円筒部材１０（図２参照）で構成されている。この円筒部材１０の外表面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２を巻き付けながら搬送する搬送経路が画定される。円筒部材１０の内表面側には、冷却水等の冷媒が流通する冷媒循環部１１（図４および図７参照）がジャケット構造で形成されている。
また、円筒部材１０の回転中心軸５６ａ部分に位置する回転軸１２（図２参照）は二重配管構造になっており、この回転軸１２を介して真空チャンバー５０の外部に設けられた図示しない冷媒冷却装置と冷媒循環部１１との間で冷媒が循環するようになっており、これによりキャンロール５６外周面の温度調節が可能となっている。
すなわち、冷媒冷却装置で冷却された冷却水等の冷媒は、冷却水口４０から導入されかつ内側配管１２ａの内側を経て冷媒循環部１１に送られ、ここで長尺耐熱性樹脂フィルム５２の熱を受け取って昇温した後、内側配管１２ａと外側配管１２ｂとの間の空間を経て再び冷媒冷却装置に戻される。尚、外側配管１２ｂの外側には回転するキャンロール５６を支持するベアリング３２が設けられている。
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の回転中心軸５６ａ方向に沿って延在するように円筒部材１０の肉厚部内に穿設されている。尚、図２には、１２本のガス導入路１４が均等な間隔をあけて全周に亘って配設されている例が示されている。
各ガス導入路１４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）に開口する複数のガス放出孔１５を有している。これら複数のガス放出孔１５は、キャンロール５６の回転中心軸５６ａ方向に沿って略均等な間隔をあけて穿設されている。そして、図２に示すように回転リングユニット２１と固定リングユニット２２から成るロータリージョイント２０を介して真空チャンバー５０の外部から各ガス導入路１４にガスが供給されるようになっており、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５２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可能となる。
上記長尺耐熱性樹脂フィルム５２とキャンロール５６表面は上述したように完全な平面ではないため、ガスを導入していないギャップ部（間隙）が真空により断熱されて熱伝導効率を低下させており、スパッタリング成膜の際の熱により耐熱性樹脂フィルム５２に皺が発生する原因となっている。
尚、非特許文献２によれば、導入ガスがアルゴンガスの場合、導入ガス圧力が５００Ｐａでかつギャップ間距離が約４０μｍ以下のとき、ギャップ間の熱伝導率は２５０（Ｗ／ｍ2・Ｋ）となる。本発明のガス放出機構付きキャンロールにおいても、ラップ部のキャンロール表面とフィルム間ギャップのガス圧力が高いほど熱伝導率が高くなりフィルム冷却効率はよくなる。しかし、上記ガス圧力が、フィルム張力Ｔでキャンロールが押し付けられる力である抗力Ｐ＝Ｔ／Ｒ（Ｒ：キャンロール半径）を越えた場合、キャンロールからフィルムが浮き上がってガス圧力制御が困難になる。このため、キャンロール表面とフィルム間ギャップにおけるガス圧力の制御が重要となる。そして、ロータリージョイント内のパッキン部材により非ラップ部へのガス導入を完全に停止しないと、正確な圧力制御ができなくなってしまことがある。
以下、キャンロールの中心軸に対して回転リングユニットと固定リングユニットのガス制御用摺接面が垂直となるように形成された「垂直型ロータリージョイント」と、キャンロールの中心軸に対して回転リングユニットと固定リングユニットのガス制御用摺接面が平行となるように形成された「平行型ロータリージョイント」について説明する。
（３）垂直型ロータリージョイント
（3-1）従前の円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント
この垂直型ロータリージョイントは、図３～図５に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図４参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
（3-1）従前の円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント
この垂直型ロータリージョイントは、図３～図５に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図４参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
そして、上記回転リングユニット２１は、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有しており、ガス供給路２３の各々は、上記連結配管２５を介し連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置（キャンロール５６外周面上の角度位置と略同じ角度位置）で開口する回転開口部２３ａをガス制御用摺接面に有している。
他方、上記固定リングユニット２２は、ガス制御用摺接面に周方向に亘り設けられた環状凹溝２７ａにより構成されかつ環状凹溝２７ａ内の所定領域に嵌入された円弧状パッキン部材４２により固定リングユニット２２のガス制御用摺接面が閉止された固定閉止部と上記ガス制御用摺接面が閉止されない固定開口部を有すると共に真空チャンバー外部の供給配管２６に連通するガス分配路２７を有している。また、上記固定開口部は、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが対向する固定リングユニット２２のガス制御用摺接面上の領域のうち長尺耐熱性樹脂フィルム５２を巻き付ける角度範囲内で開口している。
そして、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入された固定閉止部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は互いに切り離された状態になり、真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるためキャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。
他方、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、上記固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入されない固定開口部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は接続された状態となり、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面と長尺耐熱性樹脂フィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
尚、図３～図５中の符号４３はパッキン取付け治具、図５中の符号７７は回転リングユニット２１の固定ネジ穴をそれぞれ示し、また、図５中の符号８２と８３はキャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるラップ部領域のキャンロール５６表面と長尺耐熱性樹脂フィルム５２とのギャップ間ガス圧力に相当するガス分配路２７内の圧力を測定するための圧力計ポートを示している。また、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キャンロールの両側に取り付けてもよく、ガス圧力を安定させるにはキャンロールの両側に取り付けることが好ましい。
［問題点］
従前の円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイントにおいては、上述したように、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた複数の回転開口部２３ａが確実に閉止されるようにするため、パッキン取付け治具４３の付勢手段（図示せず）を用いて図９（Ｃ）に示すように回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け付勢した状態で円弧状パッキン部材４２が取り付けられている。
従前の円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイントにおいては、上述したように、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた複数の回転開口部２３ａが確実に閉止されるようにするため、パッキン取付け治具４３の付勢手段（図示せず）を用いて図９（Ｃ）に示すように回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け付勢した状態で円弧状パッキン部材４２が取り付けられている。
しかし、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面側へ向け均一に付勢した状態で円弧状パッキン部材４２を取り付けることは容易でなく、ガス制御用摺接面側へ向け円弧状パッキン部材４２を強く押圧して取り付けた場合、図９（Ｃ）に示すように円弧状パッキン部材４２が歪んでその端部側がガス制御用摺接面から浮いてしまい、回転開口部２３ａからのガス漏れを生ずることがあった。更に、円弧状パッキン部材４２をガス制御用摺接面側へ向け強く押圧して取付けていることから円弧状パッキン部材４２の摩耗が起こり易く、摩耗した円弧状パッキン部材４２を頻繁に交換する必要があるため、ロータリージョイント部品の管理が煩雑となる問題が存在した。
（3-2）内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた垂直型ロータリージョイント
この垂直型ロータリージョイントは、図１０～図１２に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図１１参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
この垂直型ロータリージョイントは、図１０～図１２に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図１１参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
そして、上記回転リングユニット２１は、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有しており、ガス供給路２３の各々は、上記連結配管２５を介し連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部２３ａをガス制御用摺接面に有している。
他方、上記固定リングユニット２２は、そのガス制御用摺接面に固定リングユニット２２の周方向に亘って設けられた環状凹溝１２７ａを有し、該環状凹溝１２７ａ内には、キャンロール５６の中心軸５６ａ側に位置する内側内壁面１２７ｂの全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリング１４２ａとキャンロール５６の中心軸５６ａから離れた側に位置する外側内壁面１２７ｃの一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリング１４２ｂとで囲まれたガス分配部１００ａと、外側Ｘリング１４２ｂと接しない外側内壁面１２７ｃと上記外側Ｘリング１４２ｂとで囲まれたガス非分配部１００ｂが設けられており、かつ、上記環状凹溝１２７ａのガス分配部１００ａには真空チャンバー５０外部の供給配管２６と連通する導入部１２６が設けられて該ガス分配部１００ａ内は供給配管２６から供給されるガスで満たされる一方、上記ガス非分配部１００ｂ内は外側Ｘリング１４２ｂにより遮断されてガスが存在しない構造になっている。
そして、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図１０に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが固定リングユニット２２の上記ガス非分配部１００ｂに対向して真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるため、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。
他方、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図１０に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが固定リングユニット２２の上記ガス分配部１００ａに対向して真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給される構造になるため、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面と長尺耐熱性樹脂フィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
尚、図１２中の符号７７は回転リングユニット２１の固定ネジ穴を示し、また、図１２中の符号８２と８３はキャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるラップ部領域のキャンロール５６表面と該フィルム５２とのギャップ間ガス圧力に相当するガス分配部１００ａ内の圧力を測定するための圧力計ポートを示している。
［改良点］
本発明の垂直型ロータリージョイントによれば、固定リングユニット２２のガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝１２７ａ内に内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂ組み込んで、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた回転開口部２３ａを介しガス導入路１４へガスを供給するガス分配部１００ａとガスを供給しないガス非分配部１００ｂが形成される構造になっている。
本発明の垂直型ロータリージョイントによれば、固定リングユニット２２のガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝１２７ａ内に内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂ組み込んで、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた回転開口部２３ａを介しガス導入路１４へガスを供給するガス分配部１００ａとガスを供給しないガス非分配部１００ｂが形成される構造になっている。
このため、環状凹溝２７ａ内に嵌入された円弧状パッキン部材４２が回転リングユニット２１のガス制御用摺接面へ向け付勢した状態で取り付けられる従前のガス分配路２７（図３参照）に較べ、内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂの摩耗が起こり難いことからロータリージョイント部品の管理を軽減することが可能となる。
（４）平行型ロータリージョイント
（4-1）従前の円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント
この平行型ロータリージョイントは、図６～図８に示すように、円筒基部２１ａと円筒凸部２１ｂからなる断面凸形状の回転リングユニット２１と、回転リングユニット２１の上記円筒凸部２１ｂが嵌入されかつ固定治具４１（図７参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
（4-1）従前の円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント
この平行型ロータリージョイントは、図６～図８に示すように、円筒基部２１ａと円筒凸部２１ｂからなる断面凸形状の回転リングユニット２１と、回転リングユニット２１の上記円筒凸部２１ｂが嵌入されかつ固定治具４１（図７参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
そして、回転リングユニット２１は、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有すると共に、ガス供給路２３の各々は、連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部２３ａを円筒凸部２１ｂのガス制御用摺接面に有している。
他方、固定リングユニット２２は、その円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝２７ａにより構成されかつ環状凹溝２７ａ内の所定領域に嵌入された円弧状パッキン部材４２により固定リングユニット２２のガス制御用摺接面が閉止された固定閉止部とガス制御用摺接面が閉止されない固定開口部を有すると共に真空チャンバー５０外部の供給配管２６に連通するガス分配路２７を有している。また、上記固定開口部は、回転リングユニット２１における円筒凸部２１ｂの回転開口部２３ａが対向する固定リングユニット２２のガス制御用摺接面上の領域のうち長尺耐熱性樹脂フィルム５２を巻き付ける角度範囲内で開口している。
そして、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図６に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入された固定閉止部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は互いに切り離された状態になり、真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるためキャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。
他方、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図６に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａは、上記固定リングユニット２２の環状凹溝２７ａ内に円弧状パッキン部材４２が嵌入されない固定開口部に対向してガス供給路２３とガス分配路２７は接続された状態となり、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面とフィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
尚、図６～図８中の符号４３はパッキン取付け治具、図８中の符号７７は回転リングユニット２１の固定ネジ穴をそれぞれ示し、また、図８中の符号８２と８３はキャンロール５６外周面にフィルム５２が巻き付けられるラップ部領域のキャンロール５６表面とフィルム５２とのギャップ間ガス圧力に相当するガス分配路２７内の圧力を測定するための圧力計ポートを示している。
［問題点］
従前の円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイントにおいても、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた複数の回転開口部２３ａが確実に閉止されるようにするため、パッキン取付け治具４３の付勢手段（図示せず）を用いて図９（Ｃ）に示すように回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け付勢した状態で円弧状パッキン部材４２が取り付けられている。
従前の円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイントにおいても、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた複数の回転開口部２３ａが確実に閉止されるようにするため、パッキン取付け治具４３の付勢手段（図示せず）を用いて図９（Ｃ）に示すように回転リングユニットのガス制御用摺接面側へ向け付勢した状態で円弧状パッキン部材４２が取り付けられている。
しかし、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面側へ向け均一に付勢した状態で円弧状パッキン部材４２を取り付けることは容易でなく、ガス制御用摺接面側へ向け円弧状パッキン部材４２を強く押圧して取り付けた場合、図９（Ｃ）に示すように円弧状パッキン部材４２が歪んでその端部側がガス制御用摺接面から浮いてしまい、回転開口部２３ａからのガス漏れを生ずることがあった。更に、円弧状パッキン部材４２をガス制御用摺接面側へ向け強く押圧して取付けていることから円弧状パッキン部材４２の摩耗が起こり易く、摩耗した円弧状パッキン部材４２を頻繁に交換する必要があるため、ロータリージョイント部品の管理が煩雑となる問題が存在した。
（4-2）内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた平行型ロータリージョイント
この平行型ロータリージョイントは、図１３～図１５に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図１４参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
この平行型ロータリージョイントは、図１３～図１５に示すように回転リングユニット２１と、固定治具４１（図１４参照）で回転しないように固定された固定リングユニット２２とで構成されている。
そして、回転リングユニット２１は、連結配管２５を介し複数のガス導入路１４にそれぞれ連通する複数のガス供給路２３を有すると共に、ガス供給路２３の各々は、連通するガス導入路１４のキャンロール５６外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部２３ａを円筒凸部２１ｂのガス制御用摺接面に有している。
他方、固定リングユニット２２は、固定リングユニット２２の円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝１２７ａを有し、該環状凹溝１２７ａ内には、回転リングユニット２１の円筒基部２１ａから離れた側に位置する外側内壁面１２７ｃの全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリング１４２ｂと回転リングユニット２１の円筒基部２１ａ側に位置する内側内壁面１２７ｂの一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリング１４２ａとで囲まれたガス分配部１００ａと、内側Ｘリング１４２ａと接しない内側内壁面１２７ｂと上記内側Ｘリング１４２ａとで囲まれたガス非分配部１００ｂが設けられており、かつ、上記環状凹溝１２７ａのガス分配部１００ａには真空チャンバー５０外部の供給配管２６と連通する導入部１２６が設けられて該ガス分配部１００ａ内は供給配管２６から供給されるガスで満たされる一方、上記ガス非分配部１００ｂ内は内側Ｘリング１４２ａにより遮断されてガスが存在しない構造になっている。
そして、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられないキャンロール５６の非ラップ部領域に対応する場合、図１３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが固定リングユニット２２の上記ガス非分配部１００ｂに対向して真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給されない構造になるため、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されることはない。
他方、キャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるキャンロール５６のラップ部領域に対応する場合、図１３に示すように、回転リングユニット２１の回転開口部２３ａが固定リングユニット２２の上記ガス分配部１００ａに対向して真空チャンバー５０外部からのガスがガス供給路２３へ供給される構造になるため、キャンロール５６外周面のガス放出孔１５からガスが放出されてキャンロール５６外周面と長尺耐熱性樹脂フィルム５２間のギャップ部にガスが導入されるようになっている。
尚、図１５中の符号７７は回転リングユニット２１の固定ネジ穴を示し、また、図１５中の符号８２と８３はキャンロール５６外周面に長尺耐熱性樹脂フィルム５２が巻き付けられるラップ部領域のキャンロール５６表面と該フィルム５２とのギャップ間ガス圧力に相当するガス分配部１００ａ内の圧力を測定するための圧力計ポートを示している。
［改良点］
本発明の平行型ロータリージョイントによれば、固定リングユニット２２のガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝１２７ａ内に内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂ組み込んで、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた回転開口部２３ａを介しガス導入路１４へガスを供給するガス分配部１００ａとガスを供給しないガス非分配部１００ｂが形成される構造になっている。
本発明の平行型ロータリージョイントによれば、固定リングユニット２２のガス制御用摺接面に設けられた環状凹溝１２７ａ内に内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂ組み込んで、回転リングユニット２１のガス制御用摺接面に設けられた回転開口部２３ａを介しガス導入路１４へガスを供給するガス分配部１００ａとガスを供給しないガス非分配部１００ｂが形成される構造になっている。
このため、環状凹溝２７ａ内に嵌入された円弧状パッキン部材４２が回転リングユニット２１のガス制御用摺接面へ向け付勢した状態で取り付けられる従前のガス分配路２７（図６参照）に較べ、内側Ｘリング１４２ａと外側Ｘリング１４２ｂの摩耗が起こり難いことからロータリージョイント部品の管理を軽減することが可能となる。
（５）長尺基板と熱負荷が掛かる表面処理
長尺基板として耐熱性樹脂フィルムを例に挙げて本発明に係る長尺基板処理装置の説明を行ったが、本発明に係る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等の金属フィルムを用いることが可能である。樹脂フィルムとしては、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例示することができる。
長尺基板として耐熱性樹脂フィルムを例に挙げて本発明に係る長尺基板処理装置の説明を行ったが、本発明に係る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等の金属フィルムを用いることが可能である。樹脂フィルムとしては、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例示することができる。
上述した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、これ等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。
また、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造は、上述した長尺基板真空成膜装置に長尺基板として上記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、上述した成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用い、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膜が積層された金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムを得ることができる。
上記金属膜付耐熱性樹脂フィルムは成膜処理後、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を意味する。
上記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構成される。尚、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、電気めっき処理のみで金属膜を形成する方法、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湿式めっき処理とを組み合わせて行う方法が利用されている。上記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。
尚、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金属膜付耐熱性樹脂フィルムを例に挙げて説明したが、上記金属膜の他、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を用いることも可能である。
また、本発明に係る長尺基板処理装置として長尺基板真空成膜装置を例に挙げて説明してきたが、上記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対してスパッタリング等の真空成膜を施す以外に、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も含まれる。これ等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るが、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、本発明に係るキャンロールおよびこれを用いた長尺基板処理装置の適用が可能であり、多量の導入ガスをリークさせることなく熱負荷による長尺基板の皺発生を抑制することができる。上記プラズマ処理とは、減圧雰囲気下において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が例示される。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、プラズマ中の陽イオンをイオンビームとして長尺基板へ照射する処理を意味する。尚、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。また、これ等のプラズマ処理やイオンビーム処理は、共に減圧雰囲気下において行われる。
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
［ロータリージョイントの設計］
ロータリージョイント（回転リングユニットと固定リングユニット）の直径は約４００ｍｍで、かつ、キャンロールのガス導入路１４に接続（連通）する回転リングユニットにおける連結配管２５の本数は３６本に設定した。従って、角度１０°（３６０°/３６＝１０°）間隔のガス制御が可能になる。
ロータリージョイント（回転リングユニットと固定リングユニット）の直径は約４００ｍｍで、かつ、キャンロールのガス導入路１４に接続（連通）する回転リングユニットにおける連結配管２５の本数は３６本に設定した。従って、角度１０°（３６０°/３６＝１０°）間隔のガス制御が可能になる。
また、キャンロールの搬入側に設けられるフィードローラ５５は角度２０°位置でキャンロールとフィルムが接触し、キャンロールの搬出側に設けられるフィードローラ６１は角度３４０°位置でキャンロールとフィルムが接触するように設定した（すなわち、非ラップ部の角度は４０°に設定されている）。
但し、ガス制御が不安定となる非ラップ部における角度前後の角度をそれぞれ２０°とし、非ラップ部のガス停止角度（円弧状パッキン部材が適用されたロータリージョイントの場合は円弧状パッキン部材４２で形成される固定閉止部の角度、内側Ｘリングと外側Ｘリングが適用されたロータリージョイントの場合はガス非分配部１００ｂの角度）を９０°（＞非ラップ部４０°＋不安定部前後の２０°×２）とした。
このため、最大９０°分（９本）の回転開口部（連結配管２５の本数に対応して回転リングユニットのガス制御用摺接面に同数設けられる）を塞ぐ機能が必要となる。
そこで、図３～図５に示した「円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント」と図１０～図１２に示した「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた垂直型ロータリージョイント」、および、図６～図８に示した「円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント」と図１３～図１５に示した「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた平行型ロータリージョイント」の４種を作製した。
尚、内側Ｘリングと外側Ｘリングは、日本バルカー工業株式会社製の商品名「Ｘリング」を適用している。
［実施例］
図１に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）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５２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。
図１に示す成膜装置（スパッタリングウェブコータ）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５２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。
キャンロール５６には、図２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のステンレス製のものを使用し、その外周面にハードクロムめっきを施した。この円筒部材１０の肉厚部内に、キャンロール５６の中心軸方向に平行に延在する内径５ｍｍ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１８０本穿設した。尚、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。
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のガス放出孔１５を４７個設けた。これ等４７個のガス放出孔１５は、円筒部材１０の外表面に画定されるフィルム５２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５２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放出孔１５を設けなかった。
上記したように、円筒部材１０には１８０本のガス導入路１４が全周に亘って周方向に均等に配設されているが、これら１８０本のガス導入路１４を直接ロータリージョイント２０に接続するのは困難なため、ガス導入管１４の５本を分岐管（図示せず）に接続した後、回転リングユニット２１の連結配管２５端部に接続した。すなわち、ロータリージョイント２０の回転リングユニット２１には上述したように連結配管２５を３６本形成し、１０°分まとめてガスを導入することになる。尚、この１０°分はガスロータリージョイントのガス分配路からガス導入路へのガス停止が不安定な区間になる。このため、上記非ラップ部が７０°であれば、両側に１０°分プラスして、少なくともガス分配路からガス導入路へのガス停止角度を９０°以上にする必要がある。
フィルム５２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。巻き出しロール５１と巻き取りロール６４の張力は２００Ｎとした。キャンロール５６は水冷により２０℃に制御しているが、フィルム５２とキャンロール５６との熱伝導効率が良好でないと冷却効果は期待できない。
この成膜装置の巻き出しロール５１側に巻回されたフィルム５２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５０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。
次に、回転駆動装置を起動してフィルム５２を搬送速度３ｍ／分で搬送させながら、キャンロール５６に取り付けられたロータリージョイントの圧力計ポート８２、８３に取り付けられた隔膜真空計によりキャンロール表面とフィルムのギャップ間圧力が８００Ｐａになるように固定リングユニット２２の供給配管２６からのアルゴンガス流量を制御した。このときのガス流量は約２０ｓｃｃｍであった。
ここで、フィルム搬送を停止すると同時にアルゴンガスの供給を停止した。ロータリージョイントの固定リングユニット２２に設けられたガス漏れ防止手段としての「円弧状パッキン部材（パッキン部材）」および「内側Ｘリングと外側Ｘリング（Ｘリング）」の作用によりガス漏れが起これなければ、ラップ部はフィルム５２によりガス放出孔１５が塞がれているため殆ど圧力低下が起こらないはずである。
作製した上記４種「円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント」、「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた垂直型ロータリージョイント」、「円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント」および「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた平行型ロータリージョイント」の圧力低下現象を下記表１に示す。
表１の結果から「垂直型ロータリージョイント」と「平行型ロータリージョイント」のいずれにおいても、従前の円弧状パッキン部材が適用された場合に圧力低下が著しいことが確認される。他方、内側Ｘリングと外側Ｘリングが適用された場合には圧力低下が起こり難くなっていることが確認される。
［成膜実験］
次に、上記４種の「円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント」、「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた垂直型ロータリージョイント」、「円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント」および「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた平行型ロータリージョイント」を用いて成膜実験を行った。
次に、上記４種の「円弧状パッキン部材が用いられた垂直型ロータリージョイント」、「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた垂直型ロータリージョイント」、「円弧状パッキン部材が用いられた平行型ロータリージョイント」および「内側Ｘリングと外側Ｘリングが用いられた平行型ロータリージョイント」を用いて成膜実験を行った。
アルゴンガスを３００ｓｃｃｍで導入すると共に、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に組み込んだロータリージョイントの圧力計ポート８２、８３に取り付けられた隔膜真空計によりキャンロール表面とフィルムのギャップ間圧力が８００Ｐａになるように固定リングユニット２２の供給配管２６からのアルゴンガス流量を制御した。
このときのガス流量は、従前の円弧状パッキン部材が適用された場合は４０ｓｃｃｍ前後で安定しなかったが、内側Ｘリングと外側Ｘリングが適用された場合は約２０ｓｃｃｍで安定していた。
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５２に対して、その片面にＮｉ－Ｃｒ膜からなるシード層およびシード層上に成膜されるＣｕ膜を連続して成膜する処理を開始した。
この処理を行っている際、成膜中におけるキャンロール５６上のフィルム５２表面を観察できる窓から、ガス導入が行われているキャンロール５６上のフィルム５２表面を観察したところ、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０の成膜ゾーンを通過した成膜直後のフィルム５２に熱負荷に起因するフィルム皺が観察された。
［確認］
（１）表１と表２の結果から「垂直型ロータリージョイント」と「平行型ロータリージョイント」のいずれにおいても、ガス漏れ防止手段として「内側Ｘリングと外側Ｘリング」が適用された場合、非ラップ部におけるガス漏れを止めることができ、安定した冷却効果が得られることが確認される。
（１）表１と表２の結果から「垂直型ロータリージョイント」と「平行型ロータリージョイント」のいずれにおいても、ガス漏れ防止手段として「内側Ｘリングと外側Ｘリング」が適用された場合、非ラップ部におけるガス漏れを止めることができ、安定した冷却効果が得られることが確認される。
（２）また、ガス漏れ防止手段として「円弧状パッキン部材」が適用された「垂直型ロータリージョイント」と「平行型ロータリージョイント」の場合、連続使用半年で「円弧状パッキン部材」の摩耗に起因した著しいガス漏れが発生した。
（３）一方、ガス漏れ防止手段として「内側Ｘリングと外側Ｘリング」が適用された「垂直型ロータリージョイント」と「平行型ロータリージョイント」の場合、連続使用１年まで「内側Ｘリングと外側Ｘリング」からのガス漏れは発生しなかった。
すなわち、「円弧状パッキン部材」を適用した場合に較べて、ロータリージョイント部品の管理が著しく軽減されることが確認された。
本発明に係るガス放出機構付きキャンロールによれば、非ラップ部におけるガス漏れを防止できるため、液晶テレビ、携帯電話等のフレキシブル配線基板に用いられる銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）の製造装置並びに製造方法として適用される産業上の利用可能性を有している。
１０ 円筒部材
１１ 冷媒循環部
１２ 回転軸
１２ａ 内側配管
１２ｂ 外側配管
１４ ガス導入路
１５ ガス放出孔
２０ ロータリージョイント
２１ 回転リングユニット
２１ａ 円筒基部
２１ｂ 円筒凸部
２２ 固定リングユニット
２３ ガス供給路
２３ａ 回転開口部
２５ 連結配管
２６ 供給配管
２７ ガス分配路
２７ａ 環状凹溝
３２ ベアリング
４０ 冷却水口
４１ 固定治具
４２ 円弧状パッキン部材
４２ａ 治具収容部
４３ パッキン取付け治具
５０ 真空チャンバー
５１ 巻き出しロール
５２ 長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）
５３、６３ フリーローラ
５４、６２ 張力センサロール
５５、６１ フィードローラ
５６ キャンロール
５６ａ 中心軸
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
７７ 回転リングユニットの固定ネジ穴
８２ 圧力計ポート
８３ 圧力計ポート
１００ａ ガス分配部
１００ｂ ガス非分配部
１２６ 導入部
１２７ａ 環状凹溝
１２７ｂ 内側内壁面
１２７ｃ 外側内壁面
１４２ａ 内側Ｘリング
１４２ｂ 外側Ｘリング
１１ 冷媒循環部
１２ 回転軸
１２ａ 内側配管
１２ｂ 外側配管
１４ ガス導入路
１５ ガス放出孔
２０ ロータリージョイント
２１ 回転リングユニット
２１ａ 円筒基部
２１ｂ 円筒凸部
２２ 固定リングユニット
２３ ガス供給路
２３ａ 回転開口部
２５ 連結配管
２６ 供給配管
２７ ガス分配路
２７ａ 環状凹溝
３２ ベアリング
４０ 冷却水口
４１ 固定治具
４２ 円弧状パッキン部材
４２ａ 治具収容部
４３ パッキン取付け治具
５０ 真空チャンバー
５１ 巻き出しロール
５２ 長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）
５３、６３ フリーローラ
５４、６２ 張力センサロール
５５、６１ フィードローラ
５６ キャンロール
５６ａ 中心軸
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
７７ 回転リングユニットの固定ネジ穴
８２ 圧力計ポート
８３ 圧力計ポート
１００ａ ガス分配部
１００ｂ ガス非分配部
１２６ 導入部
１２７ａ 環状凹溝
１２７ｂ 内側内壁面
１２７ｃ 外側内壁面
１４２ａ 内側Ｘリング
１４２ｂ 外側Ｘリング
Claims (11)
- 冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とするキャンロール。 - 冷媒が循環する冷媒循環部と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路と、これ等複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントとを備え、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板を外周面に部分的に巻き付けて冷却するキャンロールであって、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しないように制御するキャンロールにおいて、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とするキャンロール。 - 上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載されたキャンロール。
- 真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられかつキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が垂直に形成されている回転リングユニットと固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットの上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、そのガス制御用摺接面に固定リングユニットの周方向に亘って設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、キャンロールの中心軸側に位置する内側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとキャンロールの中心軸から離れた側に位置する外側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、外側Ｘリングと接しない外側内壁面と上記外側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とする長尺基板処理装置。 - 真空チャンバーと、該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する搬送機構と、長尺基板に対して熱負荷の掛かる処理を施す処理手段と、周方向に略均等な間隔をあけて全周に亘って配設された複数のガス導入路およびそれら複数のガス導入路の各々に真空チャンバー外部のガスを供給するロータリージョイントを有すると共に循環する冷媒で冷却された外周面に長尺基板を部分的に巻き付けて冷却するキャンロールとを備え、
上記複数のガス導入路の各々は、キャンロールの中心軸方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面側に開口する複数のガス放出孔を有しており、上記ロータリージョイントは、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置しているガス導入路にはガスを供給しかつ長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路にはガスを供給しない構造を有する長尺基板処理装置において、
上記ロータリージョイントが、キャンロールと同心軸状に設けられた円筒基部と円筒凸部からなる断面凸形状の回転リングユニットと、上記回転リングユニットの円筒凸部が嵌入されてキャンロールの中心軸に対しそれぞれのガス制御用摺接面が平行に形成される円筒状の固定リングユニットとで構成され、
上記回転リングユニットは、複数の上記ガス導入路にそれぞれ連通する複数のガス供給路を有し、これ等複数のガス供給路の各々は、連通するガス導入路のキャンロール外周面上の角度位置に対応した角度位置で開口する回転開口部を回転リングユニットにおける円筒凸部の上記ガス制御用摺接面に有しており、
上記固定リングユニットは、固定リングユニットの円筒内周面に周方向に亘り設けられた環状凹溝を有し、該環状凹溝内には、回転リングユニットの円筒基部から離れた側に位置する外側内壁面の全領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた外側Ｘリングと回転リングユニットの円筒基部側に位置する内側内壁面の一部領域に亘って内壁面と接するように組み込まれた内側Ｘリングとで囲まれたガス分配部と、内側Ｘリングと接しない内側内壁面と上記内側Ｘリングとで囲まれたガス非分配部が設けられ、かつ、上記環状凹溝のガス分配部には真空チャンバー外部の供給配管と連通する導入部が設けられており、
長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置している上記ガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス分配部に対向してガスを供給し、長尺基板を巻き付ける角度範囲内に位置していないガス導入路には、回転リングユニットの回転開口部が固定リングユニットの上記ガス非分配部に対向してガスを供給しないよう制御することを特徴とする長尺基板処理装置。 - 上記内側Ｘリングおよび外側Ｘリングが、フッ素ゴムを主成分とする材料で構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載された長尺基板処理装置。
- 熱負荷の掛かる上記処理が、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４～６のいずれかに記載の長尺基板処理装置。
- 上記プラズマ処理またはイオンビーム処理を行う機構が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向していることを特徴とする請求項７に記載の長尺基板処理装置。
- 熱負荷の掛かる上記処理が、真空成膜処理であることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の長尺基板処理装置。
- 上記真空成膜処理が、キャンロールの外周面で画定される搬送経路に対向する真空成膜手段による処理であ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。
- 上記真空成膜手段が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする請求項１０に記載の長尺基板処理装置。
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| JP2012132081A (ja) | 2010-12-24 | 2012-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ガス導入機構を備えたキャンロールおよびこれを用いた長尺基板の処理装置ならびに処理方法 |
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