[发明专利]成膜装置和成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及成膜方法和成膜装置。

背景技术

薄膜技术被广泛应用于设备的高性能化和小型化。通过使用薄膜 技术使设备薄膜化，能够提高用户的便利性，并且能够得到保护地球 资源和减少消耗电力等环境方面的优点。在薄膜技术中，薄膜制造的 高效率化和低成本化至关重要。因此，为了实现这些效果，目前不断 进行着各种努力。

为了提高薄膜制造效率，长时间连续地进行成膜是有效的。例如， 在利用真空蒸镀法进行的薄膜制造中，向蒸发源连续供给原料是有效 的。

向蒸发源供给原料的方法，可以考虑原料的种类和成膜条件进行 选择。作为向蒸发源连续供给原料的方法，例如，可以列举向蒸发源 投入粒状原料的方法、在蒸发源中插入棒状原料的方法、从蒸发源的 下方注入棒状原料的方法以及向蒸发源流入液态原料的方法。

在向蒸发源连续供给原料时，由于供给低温的原料，蒸发源的温 度容易发生变动。并且，蒸发源的温度变动有时会引起原料蒸发速度 的变化，阻碍均匀的成膜。对于该问题，提出了向蒸发源供给熔融的 原料的方法(例如专利文献1和2)。

在专利文献1的方法中，根据蒸镀用坩埚内的原料消耗，向坩埚 中供给熔融的原料。另外，在专利文献2的方法中，通过加热使棒状 的蒸发原料的前端熔融，向蒸发源供给。在专利文献2中，公开了利 用光传感器连续检测蒸发原料的前端的位置，基于该检测信号调整蒸 发原料的送入速度的方法。

另一方面，关于作为蒸发原料的棒状原料的制造方法，也提出了 各种方法。例如，公开了将熔融液状态的原料连续或非连续地从原料 积存处移向结晶化室，在维持位于上面的熔融液相的同时使材料凝固， 而且将凝固的材料向下方取出的方法(专利文献3)。

另外，公开了一种具备铸造部的装置，该铸造部在无底坩埚内， 利用电磁感应将不与坩埚内壁接触的状态的硅熔化，使向下方下降的 熔融液凝固，成为棒状的铸块(专利文献4)。该装置具备筒状的保温 容器，该保温容器安装在该铸造部的下方，从铸造部向下方下降的铸 块被导入，将其保温。

专利文献1：日本特开昭62-177174号公报

专利文献2：日本特开平2-47259号公报

专利文献3：日本特开昭62-56395号公报

专利文献4：日本特开平7-138012号公报

发明内容

将棒状的原料从其前端逐渐熔融供给到蒸发源的方法，具有给蒸 发源带来的变动小的优点。但是，现有的方法存在成本高的问题。

成本高的一个主要原因在于，在制造棒状原料时需要大量能量。 在棒状原料的制造中，需要用于使原料熔融的能量和用于将成形为棒 状的原料冷却的能量。为了实现低成本化，必须削减这些能量。特别 是在使用熔点为1500℃以上的原料时或使用冷却时体积膨胀的原料 时，因为熔融和冷却所必需的能量增大，所以，不能忽视这些能量。

作为成本高的其它原因，可以列举切断棒状原料的成本和对切断 面进行清洁化的成本。在硬度高且容易破裂的原料(例如硅或锗)的 情况下，难以提高切断速度，所以切断所需要的成本特别高。

作为成本高的其它原因，可以列举原料的使用效率低。将棒状原 料从其前端逐渐熔融供给到蒸发源时，保持棒状原料的终端使棒状原 料移动。此时，因为不能使保持部附近的原料熔融，所以存在原料的 利用效率降低的问题。特别是在棒状原料长度短时(例如1000mm以 下)，原料损耗的比例增高。另外，即使将残余的原料再次熔融成形为 棒状原料，也会产生再熔融和成形所需要的成本。

在这样的状况下，本发明的目的之一在于提供一种能够以低成本 进行成膜的成膜方法和成膜装置。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于形成薄膜的成膜方法， 其包括：(i)将上述薄膜的原料的固体熔融，形成熔融液，使上述熔 融液凝固，形成棒状体，将上述棒状体拉出的工序；(ii)使上述棒状 体的一部分熔融，向蒸发源供给的工序；和(iii)使用上述蒸发源形 成上述薄膜的工序，其中，上述(i)、(ii)和(iii)工序在真空中 进行。

其中，本发明的所谓“膜”也包括总体来看构成膜的结构。例如， 在基材上密集地形成有多个微小柱状体，如果作为整体来看是膜状， 则该结构也包括在膜的范围内。