[发明专利]溅射装置以及溅射装置的膜卷的更换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在膜上连续形成薄膜的溅射装置以及这样的溅射 装置的膜卷的更换方法。

背景技术

作为在膜上连续形成薄膜的方法而广泛使用溅射法。在膜的连续溅射装 置中，成膜辊和靶材隔开规定的间隔地相对。在低压氩气等溅射气体中，将 卷绕有膜的成膜辊作为阳极电位，将靶材作为阴极电位。通过向成膜辊和靶 材之间施加电压而产生溅射气体的等离子体。等离子体中的溅射气体离子与 靶材相碰撞而轰击出靶材的构成物质。被轰击出的靶材的构成物质堆积在膜 上而形成薄膜。

在为长条膜的情况下，不可能一次性地在整个膜上形成溅射膜。因此， 将从供给侧的膜卷放出的膜卷绕在成膜辊(筒辊)上不到一圈，使成膜辊以 恒定的速度旋转而使膜连续地行进。然后，在膜的与靶材相对的部分上进行 薄膜的成膜。将成膜结束后的膜卷取在收纳侧的卷芯。这样的溅射装置被称 为卷对卷溅射装置、连续式溅射装置或者卷取式溅射装置等。

在初期的卷对卷溅射装置中，并未划分出供给侧的膜卷室、成膜室以及 收纳侧的膜卷室，而只是一个真空槽。当一根膜卷的溅射结束时，敞开真空 槽而对供给侧的膜卷和收纳侧的膜卷进行了更换。然后，在更换了膜卷之后， 关闭真空槽并实施再次排气，一获得充分的真空度，就实施接下来的膜卷的 溅射。在该方法中，每次更换膜卷时必须将真空槽向大气开放。因此，大气 中的水分容易附着在真空槽内部，再次的排气需要很长时间。因此，卷对卷 溅射装置的工作效率低。如所熟知的那样，真空槽内的水分的排出速度比其 他气体(氮气、氧气)的排气速度慢，在提高真空度方面成为最大的障碍。 因此，必须极力避免真空槽向大气开放。

为了解决该问题，例如在专利文献1(日本特开2003-183813)中，将真 空槽划分为供给侧的膜卷室、成膜室以及收纳侧的膜卷室，在各室之间设置 有真空阀。在更换供给侧的膜卷和收纳侧的膜卷之际，只要关闭各室之间的 真空阀，则即使将供给侧的膜卷室和收纳侧的膜卷室开放，也能够维持成膜 室的真空。在成膜室中设置有普通的真空泵，但是在供给侧的膜卷室和收纳 侧的膜卷室中也能够分别设置专用的真空泵。在更换了供给侧的膜卷或者收 纳侧的膜卷之后，利用各个真空泵对供给侧的膜卷室或者收纳侧的膜卷室进 行排气。当供给侧的膜卷室和收纳侧的膜卷室的真空度与成膜室的真空度处 于同一程度时，将供给侧的膜卷室和成膜室之间的真空阀以及成膜室和收纳 侧的膜卷室之间的真空阀打开，并且实施之后的溅射。通过采用该方法，即 使不进行成膜室的大气开放，也能够更换供给侧的膜卷和收纳侧的膜卷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2003-183813号公报

发明内容

发明要解决的问题

通常，在溅射装置中，为了避免油造成的污染(コンタミネーション)， 不使用油旋转泵、油扩散泵。取而代之，使用涡流泵、涡轮分子泵那样的驱 动泵(无油泵)。尤其是，因为涡轮分子泵的排气速度快而能够获得高真空， 所以适用于溅射装置，但是无法从大气压进行排气。因此，广泛使用如下结 构：利用涡流泵等机械驱动泵进行从大气压(大约10[5]Pa)到1Pa左右的排 气，利用涡轮分子泵进行从1Pa左右到10[-5]Pa左右的排气。此外，在本说明 书中，10^X表示为10[X]。

涡轮分子泵通过使叶片进行超高速旋转(例如每分钟10万转)来进行排 气。在大型的涡轮分子泵中，使停止状态的叶片加速至超高速旋转的过程需 要很长时间(例如0.5小时)。此外，使超高速旋转的叶片停止也需要很长时 间(例如0.5小时)。这样一来，对涡轮分子泵的ON/OFF操作将会浪费时间， 因此，希望涡轮分子泵始终处于运转(ON)状态。

此外，希望真空泵不向大气开放。当使真空泵向大气开放时，水分将会 进入真空泵的内部，从而使真空泵的排气性能劣化。或者，有时会引发真空 泵的故障。