濺射裝置以及濺射裝置的膜卷的更換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在膜上連續(xù)形成薄膜的濺射裝置以及這樣的濺射裝置的膜卷的更換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在膜上連續(xù)形成薄膜的方法而廣泛使用濺射法。在膜的連續(xù)濺射裝置中，成膜輥和靶材隔開(kāi)規(guī)定的間隔地相對(duì)。在低壓氬氣等濺射氣體中，將卷繞有膜的成膜輥?zhàn)鳛殛?yáng)極電位，將靶材作為陰極電位。通過(guò)向成膜輥和靶材之間施加電壓而產(chǎn)生濺射氣體的等離子體。等離子體中的濺射氣體離子與靶材相碰撞而轟擊出靶材的構(gòu)成物質(zhì)。被轟擊出的靶材的構(gòu)成物質(zhì)堆積在膜上而形成薄膜。
[0003]在為長(zhǎng)條膜的情況下，不可能一次性地在整個(gè)膜上形成濺射膜。因此，將從供給側(cè)的膜卷放出的膜卷繞在成膜輥(筒輥)上不到一圈，使成膜輥以恒定的速度旋轉(zhuǎn)而使膜連續(xù)地行進(jìn)。然后，在膜的與靶材相對(duì)的部分上進(jìn)行薄膜的成膜。將成膜結(jié)束后的膜卷取在收納側(cè)的卷芯。這樣的濺射裝置被稱為卷對(duì)卷濺射裝置、連續(xù)式濺射裝置或者卷取式濺射裝置等。
[0004]在初期的卷對(duì)卷濺射裝置中，并未劃分出供給側(cè)的膜卷室、成膜室以及收納側(cè)的膜卷室，而只是一個(gè)真空槽。當(dāng)一根膜卷的濺射結(jié)束時(shí)，敞開(kāi)真空槽而對(duì)供給側(cè)的膜卷和收納側(cè)的膜卷進(jìn)行了更換。然后，在更換了膜卷之后，關(guān)閉真空槽并實(shí)施再次排氣，一獲得充分的真空度，就實(shí)施接下來(lái)的膜卷的濺射。在該方法中，每次更換膜卷時(shí)必須將真空槽向大氣開(kāi)放。因此，大氣中的水分容易附著在真空槽內(nèi)部，再次的排氣需要很長(zhǎng)時(shí)間。因此，卷對(duì)卷濺射裝置的工作效率低。如所熟知的那樣，真空槽內(nèi)的水分的排出速度比其他氣體(氮?dú)?、氧?的排氣速度慢，在提高真空度方面成為最大的障礙。因此，必須極力避免真空槽向大氣開(kāi)放。
[0005]為了解決該問(wèn)題，例如在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2003-183813)中，將真空槽劃分為供給側(cè)的膜卷室、成膜室以及收納側(cè)的膜卷室，在各室之間設(shè)置有真空閥。在更換供給側(cè)的膜卷和收納側(cè)的膜卷之際，只要關(guān)閉各室之間的真空閥，則即使將供給側(cè)的膜卷室和收納側(cè)的膜卷室開(kāi)放，也能夠維持成膜室的真空。在成膜室中設(shè)置有普通的真空栗，但是在供給側(cè)的膜卷室和收納側(cè)的膜卷室中也能夠分別設(shè)置專用的真空栗。在更換了供給側(cè)的膜卷或者收納側(cè)的膜卷之后，利用各個(gè)真空栗對(duì)供給側(cè)的膜卷室或者收納側(cè)的膜卷室進(jìn)行排氣。當(dāng)供給側(cè)的膜卷室和收納側(cè)的膜卷室的真空度與成膜室的真空度處于同一程度時(shí)，將供給側(cè)的膜卷室和成膜室之間的真空閥以及成膜室和收納側(cè)的膜卷室之間的真空閥打開(kāi)，并且實(shí)施之后的濺射。通過(guò)采用該方法，即使不進(jìn)行成膜室的大氣開(kāi)放，也能夠更換供給側(cè)的膜卷和收納側(cè)的膜卷。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:(日本)特開(kāi)2003-183813號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]通常，在濺射裝置中，為了避免油造成的污染y夕^氺一、，不使用油旋轉(zhuǎn)栗、油擴(kuò)散栗。取而代之，使用渦流栗、渦輪分子栗那樣的驅(qū)動(dòng)栗(無(wú)油栗)。尤其是，因?yàn)闇u輪分子栗的排氣速度快而能夠獲得高真空，所以適用于濺射裝置，但是無(wú)法從大氣壓進(jìn)行排氣。因此，廣泛使用如下結(jié)構(gòu):利用渦流栗等機(jī)械驅(qū)動(dòng)栗進(jìn)行從大氣壓(大約10[5]Pa)到IPa左右的排氣，利用渦輪分子栗進(jìn)行從IPa左右到10[_5]Pa左右的排氣。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，1x表示為10[X]。
[0011]渦輪分子栗通過(guò)使葉片進(jìn)行超高速旋轉(zhuǎn)(例如每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn))來(lái)進(jìn)行排氣。在大型的渦輪分子栗中，使停止?fàn)顟B(tài)的葉片加速至超高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間(例如0.5小時(shí))。此外，使超高速旋轉(zhuǎn)的葉片停止也需要很長(zhǎng)時(shí)間(例如0.5小時(shí))ο這樣一來(lái)，對(duì)渦輪分子栗的0N/0FF操作將會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，因此，希望渦輪分子栗始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)(ON)狀態(tài)。
[0012]此外，希望真空栗不向大氣開(kāi)放。當(dāng)使真空栗向大氣開(kāi)放時(shí)，水分將會(huì)進(jìn)入真空栗的內(nèi)部，從而使真空栗的排氣性能劣化?；蛘?，有時(shí)會(huì)引發(fā)真空栗的故障。
[0013]在專利文獻(xiàn)I中，對(duì)真空栗的種類、安裝結(jié)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明，但在專利文獻(xiàn)I的圖1中，各個(gè)真空栗分別與供給側(cè)的膜卷室和收納側(cè)的膜卷室直接連接。因此，在專利文獻(xiàn)I中，當(dāng)將供給側(cè)的膜卷室或者收納側(cè)的膜卷室向大氣開(kāi)放時(shí)，也同時(shí)將真空栗向大氣開(kāi)放。因此，在將供給側(cè)的膜卷室或者收納側(cè)的膜卷室向大氣開(kāi)放之前，需要使真空栗停止運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，在對(duì)供給側(cè)的膜卷室或者收納側(cè)的膜卷室進(jìn)行排氣之前，需要使真空栗啟動(dòng)。
[0014]在專利文獻(xiàn)I的濺射裝置的結(jié)構(gòu)中，存在如下問(wèn)題:在更換供給側(cè)的膜卷或者收納側(cè)的膜卷之際，除了實(shí)際的更換以外，在真空栗的停止和啟動(dòng)過(guò)程中花費(fèi)時(shí)間。而且，存在如下問(wèn)題:因?yàn)閷⒄婵绽跸虼髿忾_(kāi)放，所以真空栗的排氣性能劣化或者真空栗發(fā)生故障。
[0015]近年來(lái)，膜卷發(fā)生了寬幅化、長(zhǎng)條化，并且從膜卷排出的排放氣體(主要是水分)增加了。當(dāng)未充分進(jìn)行膜卷室的排氣時(shí)，成膜室的濺射氣體與膜卷的排放氣體混合，導(dǎo)致濺射膜質(zhì)量下降。為了防止這樣的情況，利用排氣速度快、可獲得較高的真空度的渦輪分子栗對(duì)膜卷室進(jìn)行排氣是有效的。但是，因?yàn)闇u輪分子栗在啟動(dòng)、停止的過(guò)程中需要花費(fèi)時(shí)間，為了避免對(duì)渦輪分子栗進(jìn)行0N/0FF操作，希望一直運(yùn)轉(zhuǎn)(ON)。
[0016]本發(fā)明的目的如下所示。
[0017](I)提供一種在使供給側(cè)膜卷室向大氣開(kāi)放且更換供給側(cè)膜卷之際不需要使供給側(cè)真空栗停止的濺射裝置。
[0018](2)提供一種在使收納側(cè)膜卷室向大氣開(kāi)放且更換收納側(cè)膜卷之際不需要使收納側(cè)真空栗停止的濺射裝置。
[0019](3)提供一種在更換供給側(cè)膜卷之際不需要使供給側(cè)真空栗停止的膜卷的更換方法。
[0020](4)提供一種在更換收納側(cè)膜卷之際不需要使收納側(cè)真空栗停止的膜卷的更換方法。
[0021]用于解決問(wèn)題的方案
[0022](I)本發(fā)明的濺射裝置具有以下器件。具有膜供給機(jī)構(gòu)的供給側(cè)膜卷室。對(duì)供給側(cè)膜卷室進(jìn)行排氣的供給側(cè)真空栗。能夠?qū)⒐┙o側(cè)膜卷室和供給側(cè)真空栗之間氣密地密封的供給側(cè)主閥。具有膜收納機(jī)構(gòu)的收納側(cè)膜卷室。對(duì)收納側(cè)膜卷室進(jìn)行排氣的收納側(cè)真空栗。能夠?qū)⑹占{側(cè)膜卷室和收納側(cè)真空栗之間氣密地密封的收納側(cè)主閥。具有成膜輥、與成膜輥相對(duì)的靶材以及支承靶材的陰極的成膜室。設(shè)置在供給側(cè)膜卷室和成膜室之間的供給側(cè)加載互鎖閥。設(shè)置在收納側(cè)膜卷室和成膜室之間的收納側(cè)加載互鎖閥。
[0023](2)在本發(fā)明的濺射裝置中，供給側(cè)真空栗和收納側(cè)真空栗是渦輪分子栗。
[0024](3)本發(fā)明的濺射裝置的膜卷的更換方法包含以下工序。
[0025](a)在供給側(cè)真空栗運(yùn)轉(zhuǎn)(ON) 了的狀態(tài)下，關(guān)閉供給側(cè)膜卷室和供給側(cè)真空栗之間的供給側(cè)主閥，從而將供給側(cè)膜卷室和供給側(cè)真空栗之間氣密地密封、
[0026](b)將供給側(cè)的膜的終端殘留在供給側(cè)膜卷室，并且在有膜通過(guò)了供給側(cè)膜卷室和成膜室之間的供給側(cè)加載互鎖閥的狀態(tài)下，將該供給側(cè)加載互鎖閥關(guān)閉，從而將供給側(cè)膜卷室和成膜室之間氣密地密封、
[0027](c)將供給側(cè)膜卷室向大氣開(kāi)放、
[0028](d)更換供給側(cè)膜卷，并且將新膜的頂端與膜的終端相結(jié)合、
[0029](e)打開(kāi)供給側(cè)主閥，利用供給側(cè)真空栗對(duì)供給側(cè)膜卷室進(jìn)行排氣、
[0030](f)打開(kāi)供給側(cè)加載互鎖閥，以解除供給側(cè)膜卷室和成膜室之間的氣密密封。之后，能夠?qū)嵤┩ǔ５臑R射。
[0031](4)本發(fā)明的濺射裝置的膜卷的更換方法包含以下工序。
[0032](a)在收納側(cè)真空栗運(yùn)轉(zhuǎn)(ON) 了的狀態(tài)下，關(guān)閉收納側(cè)膜卷室和收納側(cè)真空栗之間的