專利名稱：薄膜形成方法及成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜形成方法及成膜裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，正在廣泛地開展應(yīng)對設(shè)備的高性能化、小型化的薄膜技術(shù)。設(shè)備的薄膜 化不光給用戶帶來直接的優(yōu)點，從地球資源的保護，消耗電力的降低等的環(huán)境側(cè)面觀點 來看也發(fā)揮重要的作用。通常，在真空成膜中，使成膜源與襯底對置，且由掩模限定襯底的表面的成膜 區(qū)域。也有僅將從成膜源飛來的粒子中相對于襯底以特定的角度范圍入射的粒子堆積在 襯底上的技術(shù)。為了提高薄膜的生產(chǎn)率，長時間成膜技術(shù)是必須的。為了實現(xiàn)長時間成膜，不 僅要掌握成膜源的長時間穩(wěn)定化技術(shù)或襯底輸送技術(shù)，更要掌握關(guān)鍵之處即襯底周邊的 堆積物對策。在長時間成膜中，隨著成膜時間的推移而推進材料向掩模的堆積，成膜區(qū)域 (寬廣度或形狀)變化或堆積物下落到襯底或成膜源的可能性升高。當(dāng)成膜區(qū)域變化時， 無法按設(shè)計制造薄膜。當(dāng)堆積物下落到成膜源時，由于成膜源的急劇的溫度變動，而導(dǎo) 致材料的蒸發(fā)速度降低，或由于噴濺的發(fā)生，而導(dǎo)致在薄膜上形成有異常的突起。受到這樣問題的影響，在現(xiàn)有技術(shù)中在襯底與成膜源之間配置有不同于掩模的 防粘板。對于防粘板而言，要求有使真空槽的清掃操作效率化的作用、有防止堆積物下 落到襯底上的作用以及提高材料利用效率的作用等。例如，在日本專利特開平5-222520號公報中，公開了通過使卷取式的防粘板沿 著真空槽的內(nèi)壁運行而防止在真空槽的內(nèi)壁堆積材料的技術(shù)。在日本專利特開平6-228751號公報中，公開了通過設(shè)置遮蔽從蒸發(fā)源朝向襯底 的蒸氣流的一部分的掩模和防止材料堆積在掩模上的卷取式的防粘板，而防止堆積在防 粘板上的材料下落到襯底上的技術(shù)。在日本特開昭62-218557號公報中，公開了通過在防粘板的表面設(shè)置氧化鋁或 二氧化硅的覆膜而防止堆積在防粘板上的材料從防粘板上剝落的技術(shù)。在日本特開昭58-64382號公報中，公開了通過對堆積在鏈驅(qū)動式的防粘板上的 材料進行回收、再溶解及蒸發(fā)而提高材料利用效率的技術(shù)。在日本特開平10-287967號公報中，公開了由與蒸鍍材料相同的材料形成防粘 板或防粘帶，并將堆積在防粘板或防粘帶上的材料與這些防粘板及防粘帶一同回收并作 為蒸鍍材料再利用，而提高材料利用效率的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
如上述文獻所記載，當(dāng)使用防粘帶等卷取式的防粘板時，能夠防止在防粘板上 堆積物增厚成長。不過，即使是使用上述文獻中記載的技術(shù)，也未必能夠完全防止材料堆積在掩模的情況。尤其是，難以防止材料向掩模的邊緣部的堆積。當(dāng)材料大量堆積在 掩模的邊緣部時，成膜區(qū)域或材料粒子的入射角范圍變化，導(dǎo)致無法按設(shè)計制造薄膜。本發(fā)明的目的在于，提供一種有用于穩(wěn)定且準(zhǔn)確地進行長時間成膜之中的技 術(shù)。S卩，在本發(fā)明中提供一種薄膜形成方法，該方法是通過在真空中將從成膜源飛 來的粒子堆積在襯底上而形成薄膜的方法，其中，以由在所述成膜源與所述襯底之間設(shè)定有運行路徑的去路與返路的可動式的環(huán) 形帶限定出所述襯底的表面的成膜區(qū)域的方式在所述成膜源與所述襯底之間配置所述環(huán) 形帶，在這種狀態(tài)下，將所述粒子堆積在所述襯底上。在其他方面，本發(fā)明提供一種成膜裝置，其中，具有真空槽；配置在所述真空槽內(nèi)的成膜源；向面對所述成膜源的規(guī)定的成膜位置供給襯底的襯底輸送單元；可動式遮蔽機構(gòu)，其具有環(huán)形帶，其以在所述成膜位置與所述成膜源之間形 成有運行路徑的去路與返路的方式與所述成膜位置接近配置且限定所述襯底的表面的成 膜區(qū)域；驅(qū)動部，其以使所述環(huán)形帶的對所述成膜區(qū)域進行限定的部分從一部分移向其 他部分的方式使該環(huán)形帶運行。根據(jù)上述本發(fā)明的方法及裝置，可動式的環(huán)形帶承擔(dān)作為限定成膜區(qū)域的掩模 的作用。通過使環(huán)形帶運行，能夠防止材料集中堆積在環(huán)形帶的特定部分的情況。因 而，在長時間成膜中，能夠確保成膜區(qū)域或材料粒子的入射角范圍恒定，進而能夠穩(wěn)定 地按設(shè)計制造薄膜。另外，通過使用環(huán)形帶，能夠使裝置成本廉價。進而，當(dāng)在成膜位 置與成膜源之間形成有環(huán)形帶的運行路徑的去路與返路時，襯底由環(huán)形帶雙層覆蓋。在 這種情況下，利用包括遠離襯底的一側(cè)的運行路徑的部分能夠保護包括接近襯底的一側(cè) 的運行路徑的部分不受熱輻射或材料粒子的影響(環(huán)形帶的自我保護效果)。因而，能夠 利用包括接近襯底的一側(cè)的運行路徑的部分在長時間內(nèi)準(zhǔn)確地限定成膜區(qū)域。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的成膜裝置的概略剖面圖。圖2A是表示襯底、環(huán)形帶及固定遮蔽板相互的位置關(guān)系的仰視圖。圖2B是表示由環(huán)形帶形成全部的掩模的變形例的仰視圖。圖3A是表示設(shè)于圖1所示的成膜裝置的遮蔽單元的沿著III-III線的概略剖視 圖。圖3B是圖1所示的成膜裝置的局部立體圖。圖4是表示具有分型劑的涂敷裝置的遮蔽單元的概略剖視圖。圖5是表示除去環(huán)形帶上的堆積物的清潔器的變形例的概略剖視圖。圖6是表示除去環(huán)形帶上的堆積物的清潔器的其他變形例的概略剖視圖。圖7是表示成膜裝 置的變形例的概略剖視圖。
具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的一實施方式。如圖1所示，本實施方式的成膜裝 置100具有真空槽22、襯底輸送單元40、遮蔽單元42及成膜源27。襯底輸送單元40、 遮蔽單元42及成膜源27配置在真空槽22內(nèi)。在真空槽22連接有真空泵34。在真空槽 22的側(cè)壁設(shè)有電子槍32及原料氣體導(dǎo)入管30。遮蔽單元42以限定襯底21的表面的成膜區(qū)域的方式設(shè)置在成膜源27與襯底輸 送單元40之間。遮蔽單元42由固定遮蔽板35及可動式遮蔽機構(gòu)36構(gòu)成。固定遮蔽板35安裝在真空槽22中。固定遮蔽板35也設(shè)置在與圖1的紙面垂直 的方向上。在成膜時，成膜源27、固定遮蔽板35及襯底輸送單元40的相對位置關(guān)系不 變。通過固定遮蔽板35將真空槽22的內(nèi)部區(qū)分為配置有襯底輸送單元40的一側(cè)和配置 有成膜源27的一側(cè)。其中，固定遮蔽板35具有開口部35p，來自成膜源27的材料粒子 通過開口部35p朝向襯底21進展?？蓜邮秸诒螜C構(gòu)36具有覆蓋襯底21的可動式的環(huán)形帶11。在本實施方式中， 在襯底21的輸送方向上的上游側(cè)和下游側(cè)分別配置有環(huán)形帶11。環(huán)形帶11配置在面對 固定遮蔽板35的開口部35p的位置。具體而言，在環(huán)形帶11的厚度方向上，環(huán)形帶11 的一部分面對開口部35p，剩余部分與固定遮蔽板35重疊。另外，環(huán)形帶11位于相對于 固定遮蔽板35更靠襯底21的附近的位置。如從成膜源27觀察鉛直上方的圖，即圖2A的仰視圖所示，方形狀的成膜區(qū)域 DA由環(huán)形帶11的側(cè)邊緣lie與固定遮蔽板35的開口部35p限定。成膜區(qū)域DA的面對 的一邊由環(huán)形帶11的側(cè)邊緣lie限定，另一面對的一邊由固定遮蔽板35的開口部35p限 定。這樣，環(huán)形帶11及固定遮蔽板35這二者發(fā)揮作為掩模的作用。與固定遮蔽板35 的開口部35p面對且未被環(huán)形帶11遮蔽的區(qū)域為襯底21的表面的成膜區(qū)域DA。換而言 之，成膜區(qū)域DA是指“來自成膜源27的材料粒子能夠到達的襯底21上的區(qū)域”。如圖1所示，襯底輸送單元40具有向面對成膜源27的規(guī)定的成膜位置46供給 襯底21的功能和將成膜后的襯底21從其成膜位置46退出的功能。成膜位置46為襯底 21的輸送路徑上的位置。在襯底21通過該成膜位置46時，從成膜源27飛來的材料27b 堆積在襯底21上，由此在襯底21上形成有薄膜。具體而言，襯底輸送單元40由卷出輥23 (第一輥)、導(dǎo)向輥24、罐狀容器28及 卷取輥26(第二輥)構(gòu)成。在卷出輥23上準(zhǔn)備有成膜前的襯底21。導(dǎo)向輥24分別配置 在襯底21的輸送方向上的上游側(cè)和下游側(cè)。上游側(cè)的導(dǎo)向輥24將從卷出輥23卷出的襯 底21向罐狀容器28引導(dǎo)。罐狀容器28在支承襯底21的同時向成膜位置46引導(dǎo)，并且 將成膜后的襯底21向下游側(cè)的導(dǎo)向輥24引導(dǎo)。在罐狀容器28中還具有冷卻成膜后的襯 底21的功能。下游側(cè)的導(dǎo)向輥24將成膜后的襯底21向卷取輥26引導(dǎo)。卷取輥26由 電動機(未圖示)驅(qū)動而對形成有薄膜的襯底21進行卷取并將其保存。在成膜時，從卷出輥23卷出襯底21的操作和將成膜后的襯底21卷取在卷取輥 26上的操作同步進行。S卩，成膜裝置100為從卷出輥23向卷取輥26在輸送中的襯底21 上形成薄膜的、所謂“卷取式的成膜裝置”。當(dāng)利用卷取式的成膜裝置時，通過長時間 成膜可期望高生產(chǎn)率，相反，向襯底以外的部分的堆積物對策更為重要。因而，將本發(fā) 明適用于卷取式的成膜裝置，可期待更高的效果。不過，本發(fā)明的適用對象并不局限于卷取式的成膜裝置，例如也可以將本發(fā)明應(yīng)用于向成膜位置一片一片供給襯底的預(yù)真空 室式的成膜裝置。在本實施方式中，襯底21為具有撓性的長條襯底。襯底21的材料無特別限定， 可適用高分子膜或金屬箔。高分子膜的例子為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙 二醇酯膜、聚酰 胺膜及聚酰亞胺膜。金屬箔的例子為鋁箔、銅箔、鎳箔、鈦箔及不銹鋼 箔。高分子膜和金屬箔的復(fù)合材料也可用于襯底21中。襯底21的尺寸也基于要制造的薄膜的種類或生產(chǎn)數(shù)量來決定，故無特別限定。 襯底21的寬度例如為50 1000mm，襯底21的厚度例如為3 150 μ m。在成膜時，襯底21以恒定的速度被輸送。輸送速度因要制造的薄膜的種類或成 膜條件而不同，例如為0.1 500m/分鐘。基于襯底21的材料、襯底21的尺寸及成膜 條件等對輸送中的襯底21施加適當(dāng)大小的張力。而且，為了在靜止?fàn)顟B(tài)的襯底21上形 成薄膜，可以間歇性輸送襯底21。成膜源27為利用來自電子槍27的電子束33對坩堝27a內(nèi)的材料27b加熱的蒸 發(fā)源。也就是說，成膜裝置100為真空蒸鍍裝置。在真空槽22的下部配置成膜源27， 以使蒸發(fā)了的材料27b朝向鉛直上方進展。也可以采用電阻加熱或感應(yīng)加熱等其他加熱 方法，來代替電子束。坩堝27a的開口部的形狀為例如圓形、橢圓形、矩形及環(huán)形。在連續(xù)式的真空蒸 鍍當(dāng)中，采用具有比成膜寬度寬幅的矩形的開口部的坩堝27a對寬度方向上的膜厚均勻性 有效。作為坩堝27a的材料，可使用金屬、氧化物及耐火物等。金屬的例子為銅、鉬、 鉭及鎢或包含這些金屬的合金。氧化物的例子為氧化鋁、氧化鎂及氧化鈣。耐火物的例 子為氮化硼及碳。坩堝27a也可以被水冷。原料氣體導(dǎo)入管30從真空槽22的外部向內(nèi)部延伸。原料氣體導(dǎo)入管30的一端 朝向成膜源27與襯底21之間的空間。原料氣體導(dǎo)入管30的另一端與配置在真空槽22 的外部的原料氣體供給源(例如，儲氣瓶或氣體發(fā)生裝置)連接。如果通過原料氣體導(dǎo) 入管30向真空槽22的內(nèi)部供給氧氣或氮氣，則能夠形成以坩堝27a內(nèi)的材料27b的氧化 物、氮化物及氮氧化物為主成分的薄膜。在成膜時，真空槽22的內(nèi)部由真空泵34保持在適于薄膜的形成的壓力(例如， 1.0X 10_2 1.0X10_4Pa)。作為真空泵34，可適用回轉(zhuǎn)式泵、油擴散泵、低溫泵及渦輪 式分子泵等各種真空泵。而且，作為成膜源27，也可以使用離子電鍍源、濺射源、CVD源、等離子體源 等其他成膜源，也可以使用多種成膜源的組合。接著，對遮蔽單元42進行詳細說明。圖3A是表示設(shè)于成膜裝置100的遮蔽單元42的沿著III - III線的概略剖視圖。 與圖3A的紙面垂直的方向為罐狀容器28的旋轉(zhuǎn)方向。圖3B是表示成膜裝置100的主 要部分的局部立體圖。而且，為了便于理解，在圖3B中未示出固定遮蔽板35。遮蔽單 元42的可動式遮蔽機構(gòu)36具有限定襯底21的表面的成膜區(qū)域DA(參照圖2A)的環(huán)形 帶11 ；使環(huán)形帶11運行的驅(qū)動部17。環(huán)形帶11在成膜位置46和成膜源27之間與成膜位置46接近配置。驅(qū)動部17 以使環(huán)形帶11的限定成膜區(qū)域DA的部分(覆蓋襯底21的部分)從一部分移向其他部分的方式使該環(huán)形帶11運行。通過使環(huán)形帶11運行而使限定成膜區(qū)域DA的部分從一部分向其他部分轉(zhuǎn)移，由此能夠防止材料27b集中堆積在作為掩模的環(huán)形帶11的特定部分。 也就是說，能夠防止成膜區(qū)域DA(寬廣度或形狀)發(fā)生變化的情況。另外，通過使環(huán)形 帶11運行，能夠防止環(huán)形帶11因熱變形的情況。其結(jié)果是，能夠防止起因于環(huán)形帶11 的變形而成膜區(qū)域DA變化的情況?？蔁o需清洗真空槽22而使環(huán)形帶11運行，故能夠 維持高生產(chǎn)率。驅(qū)動部17具有掛設(shè)有環(huán)形帶11的多個輥12 14。輥12 14配置在從覆蓋襯 底21的位置離開的位置，在橫穿襯底21的方向(長條襯底21的寬度方向)的一方側(cè)和 另一方側(cè)，使環(huán)形帶11的運行方向反轉(zhuǎn)。環(huán)形帶11由輥12 14從內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)支 承且沿著輥12 14運行。在本實施方式中，輥12 14由驅(qū)動輥12、輸送輥13及張緊 輥14構(gòu)成。驅(qū)動輥12為對環(huán)形帶11施加驅(qū)動力的輥。若以與環(huán)形帶11的內(nèi)側(cè)面相接的方 式配置驅(qū)動輥12，則難以受到環(huán)形帶11上的堆積物的影響，對環(huán)形帶11的穩(wěn)定運行是有 效的。驅(qū)動輥12典型由不銹鋼等金屬形成。為了提高耐久性，可以在驅(qū)動輥12的表面 形成有硬質(zhì)鍍鉻等覆膜。另外，為了可靠地對環(huán)形帶11施加驅(qū)動力，驅(qū)動輥12的表面 可以由樹脂例如橡膠鑲襯，也可以實施凹凸加工等表面加工。輸送輥13為旋轉(zhuǎn)自如的輥。在環(huán)形帶11的運行路徑上設(shè)有多個輸送輥13。根 據(jù)需要，可以將輸送輥13的一部分或全部替換為驅(qū)動輥12。張緊輥14為對環(huán)形帶11施加張力的輥。當(dāng)由張緊輥14對環(huán)形帶11施加張力 時，驅(qū)動輥12的驅(qū)動力可靠地施加在環(huán)形帶11上，而環(huán)形帶11沿著運行路徑穩(wěn)定地運 行。作為張緊輥14的張力施加機構(gòu)，可舉出使用彈簧的機構(gòu)、使用氣壓致動器或液壓致 動器的機構(gòu)及應(yīng)用電磁力的機構(gòu)等。輥12 14也可以被冷卻。在成膜時，環(huán)形帶11被材料粒子的熱量或來自成膜 源27的熱輻射加熱。當(dāng)冷卻輥12 14時，可經(jīng)由輥12 14積極地冷卻環(huán)形帶11。 其結(jié)果是，能夠防止環(huán)形帶11因熱損傷或變形的情況。輥12 14的各直徑基于遮蔽單元42的整體的大小或環(huán)形帶11的尺寸等來適當(dāng) 設(shè)定。輥12 14的各直徑典型為25 300mm的范圍。如果使用這樣直徑的輥，則環(huán) 形帶11沿著輥12 14適度地彎曲，而可實現(xiàn)順暢地運行。另外，在真空槽22內(nèi)的輥 12 14的設(shè)置空間也不會過于變大。在環(huán)形帶11中使用金屬帶或樹脂帶。樹脂帶優(yōu)選由聚酰胺或聚酰亞胺等耐熱 性樹脂構(gòu)成。金屬帶與樹脂帶相比通常其耐熱性及強度優(yōu)良，故作為環(huán)形帶11是適合 的。金屬帶的材料沒有特別的限定，從使用性、彎曲性及成本的方面來看，優(yōu)選鐵、 銅、鎳、鈦、不銹鋼等。環(huán)形帶11的尺寸基于成膜材料或成膜速度等成膜條件來適當(dāng)設(shè)定。環(huán)形帶11 的厚度例如為20 300 μ m左右。如采用這樣厚度的環(huán)形帶11，則難以產(chǎn)生熱損傷或熱 變形，運行穩(wěn)定性也高。環(huán)形帶11的寬度例如為5 500mm左右。若采用這樣寬度的 環(huán)形帶11，則難以斷裂，運行穩(wěn)定性也高。另外，環(huán)形帶11的內(nèi)側(cè)面不易被堆積物污 染，在真空槽22內(nèi)的環(huán)形帶11的設(shè)置空間也不會過于變大。為了防止環(huán)形帶11的蛇行動作，也可以設(shè)有蛇行檢測傳感器及修正機構(gòu)。進而，通過在輥12 14中的任一個上設(shè)置限定運行位置的臺階，或在輥12 14中采用網(wǎng) 紋輥或凸面輥，而可防止環(huán)形帶11的蛇行動作。環(huán)形帶11的運行路徑具有在成膜位置46的附近相互接近的去路及返路。也就 是說，以在成膜位置46與成膜源27之間形成有環(huán)形帶11的去路和返路的方式來調(diào)節(jié)多 個輥12 14的位置。詳細而言，在成膜位置46和固定遮蔽板35之間形成有環(huán)形帶11 的運行路徑的去路和返路。在覆蓋襯底21的位置，環(huán)形帶11具有構(gòu)成往路的往路側(cè)部 分Ila和構(gòu)成返路的返路側(cè)部分lib。因而，通過成膜位置46的襯底21由環(huán)形帶11雙 層覆蓋。在本說明書中，以驅(qū)動輥12為基準(zhǔn)，將靠近成膜源27的一側(cè)定義為運行路徑 的去路，將靠近襯底21的一側(cè)定義為運行路徑的返路。

若在成膜位置46的附近形成有環(huán)形帶11的運行路徑的去路和返路，則可獲得以 下的效果。在成膜時，環(huán)形帶11的往路側(cè)部分Ila遮蔽襯底21的表面而防止材料粒子 堆積在成膜區(qū)域DA以外的區(qū)域，且阻止來自成膜源27的熱輻射。在環(huán)形帶11的返路側(cè) 部分lib不易堆積材料粒子，且不易受到熱輻射。也就是說，通過往路側(cè)部分Ila保持返 路側(cè)部分lib不受熱的影響。其結(jié)果是，通過返路側(cè)部分lib可準(zhǔn)確地限定成膜區(qū)域DA 和入射角范圍。同時，能夠防止襯底21被來自成膜源27的熱輻射暴曬而變形的情況。詳細而言，往路側(cè)部分Ila和返路側(cè)部分lib在該環(huán)形帶11的厚度方向上是相 互平行的。若采用這樣的位置關(guān)系，則能夠更加可靠地獲得上述效果。襯底21和返路側(cè)部分lib的間隔可根據(jù)成膜區(qū)域、入射角范圍、所需的規(guī)定精 度、成膜材料、成膜速度等條件而適當(dāng)設(shè)定。襯底21和返路側(cè)部分lib的最小間隔例 如為0.5 10mm。若采用這樣的范圍，則可充分地提高成膜區(qū)域和入射角范圍的規(guī)定 精度，同時可防止襯底21和返路側(cè)部分lib的接觸。這種情況對于往路側(cè)部分Ila和返 路側(cè)部分lib而言也是同樣地，往路側(cè)部分Ila和返路側(cè)部分lib的最小間隔例如為2 20mm。由此，可防止來自成膜源27的材料粒子環(huán)繞堆積在環(huán)形帶11的內(nèi)側(cè)或者往路側(cè) 部分Ila和返路側(cè)部分lib接觸而使成膜區(qū)域或入射角范圍變化的情況。如參照圖2A說明那樣，在本實施方式中，限定方形狀的成膜區(qū)域DA的掩模由 固定遮蔽板35及可動式遮蔽機構(gòu)36的環(huán)形帶11構(gòu)成。不過，如圖2B所示，也可以由 可動式遮蔽機構(gòu)36的環(huán)形帶11構(gòu)成全部的掩模。根據(jù)前者，在裝置成本的方面是有利 的。根據(jù)后者，能夠更加準(zhǔn)確地限定成膜區(qū)域DA及入射角范圍。使環(huán)形帶11運行的時序沒有特別限定。較好的是，一邊實施在襯底21上堆積 材料27b的工序(堆積工序)，一邊實施使環(huán)形帶11運行的工序。例如，當(dāng)以恒定的速 度緩慢地運行環(huán)形帶11時，在環(huán)形帶11的全部整體上堆積材料27b。這對在長時間內(nèi)恒 定維持成膜區(qū)域DA是有效的。以預(yù)先設(shè)定的時間模式使環(huán)形帶11間歇性運行，也可獲 得大致相同的效果。也可以在可動式遮蔽機構(gòu)36設(shè)有在維持真空的同時，將環(huán)形帶11上的堆積物除 去的清潔器。通過除去環(huán)形帶11上的堆積物，可將環(huán)形帶11始終保持在清潔的狀態(tài)。 其結(jié)果是，能夠在更長時間內(nèi)更恒定地維持成膜區(qū)域DA和入射角范圍。另外，只要從環(huán) 形帶11積極地剝離堆積物，則可預(yù)防堆積物從環(huán)形帶11自然剝離的情況。其結(jié)果是， 能夠防止堆積物落在成膜源27而使成膜條件急劇變化或噴濺發(fā)生的情況。利用清潔器除去堆積物的工序可以在薄膜的制造工程中進行。也就是說，能夠在實施在襯底21上堆積材料27b的工序的同時，實施除去工序。這對在長時間成膜中是 有意義的。另外，一邊使環(huán)形帶11運行一邊實施除去工序是有效率的。較好的是，一 邊實施在襯底21上堆積材料27b的工序和使環(huán)形帶11運行的工序，一邊實施除去工序。 不過，也可以在中斷堆積工序的同時僅進行除去工序，也可以交替實施使環(huán)形帶11運行 的工序和除去工序。 另外，在環(huán)形帶11的任意部分通過覆蓋襯底21的位置處的去路之后，且在到達 覆蓋襯底21的位置處的返路之前，可以對環(huán)形帶11的其任意部分實施除去工序。如果 這樣，則可將返路側(cè)部分lib保持在清潔的狀態(tài)，故可更加準(zhǔn)確地限定成膜區(qū)域DA或入 射角范圍。清潔器也可以設(shè)置在由從覆蓋襯底21的位置離開的環(huán)形帶11可除去堆積物的位 置。這是因為，可防止被除去的堆積物附著在襯底21的情況或朝向成膜源27下落的情 況。在本實施方式中，在夾著襯底21而與配置有驅(qū)動棍12的一側(cè)相反的一側(cè)配置有清潔器。具體而言，作為清潔器，可使用選自(i)對環(huán)形帶11上的堆積物施加機械力的 器件；Gi)使環(huán)形帶11彎曲的器件；Gii)對環(huán)形帶11上的堆積物加熱的加熱源；及(iv) 對環(huán)形帶11上的堆積物照射激光的激光照射裝置。也能夠使用從(i) Gv)中的兩種以 上的組合。如圖3A所示，對環(huán)形帶11施加機械力的器件的一例為刮板15(刮刀)。使刮 板15與環(huán)形帶11接觸來剝?nèi)《逊e物。在刮板15的下方設(shè)有用于回收從環(huán)形帶11剝離 下的堆積物4的回收容器18。也可以將收集在回收容器18中的堆積物作為成膜材料再利 用。若將堆積物收集在回收容器18中則能夠防止在真空槽22內(nèi)堆積物飛散的情況，也 容易進行清掃作業(yè)。刮板15的位置被調(diào)節(jié)成在環(huán)形帶11上不存在堆積物的狀態(tài)下其前端稍與環(huán)形帶 11接觸。也可以以在刮板15與環(huán)形帶11之間存在細微間隙的方式來調(diào)節(jié)刮板15的位 置。這樣，利用刮板15既可避免環(huán)形帶11損傷，又可可靠地除去堆積物。另外，也可 以設(shè)有調(diào)節(jié)刮板15的位置的致動器。進而，通過致動器使刮板15振動而可促進堆積物 的除去效果。作為刮板15的材料，可舉出不銹鋼、鈦及淬火鋼等金屬。也可以使用藍 寶石玻璃或陶瓷等硬質(zhì)材料來代替金屬。如圖3A所示，使環(huán)形帶11彎曲的器件的一例為在環(huán)形帶11的運行路徑上設(shè)置 的小徑輥16。環(huán)形帶11掛設(shè)在小徑輥16上，而被小徑輥16強力地彎曲。這樣，當(dāng)在 環(huán)形帶11上將賦予強彎曲力的區(qū)間設(shè)為運行路徑的環(huán)形帶11特定區(qū)間時，堆積物在該特 定區(qū)間容易剝離。小徑輥16施予環(huán)形帶11的彎曲力比其他輸送用輥12 14施予環(huán)形帶11的彎曲 力強。借助強彎曲力，在環(huán)形帶11上的堆積物產(chǎn)生大的應(yīng)力，而從環(huán)形帶11自然地剝 離堆積物。小徑輥16的直徑比其他的輥12 14的直徑小，且調(diào)節(jié)成能夠施予環(huán)形帶11 用于使堆積物剝離所需的彎曲力。例如，小徑輥16的直徑為輥12 14的直徑的30 70%。也可以將環(huán)形帶11相對于小徑輥16的卷取角度調(diào)節(jié)在環(huán)形帶11相對于輥12 14的卷取角度以上(例如，1 4倍)。而且，小徑輥16既可以是旋轉(zhuǎn)自如的輥，也可 以是由電動機驅(qū)動的輥。
小徑輥16的數(shù)量可以為1個，但如本實施方式所示，通過使用多個小徑輥16， 而使彎曲方向交替變化，可促進堆積物的剝離。另外，在本實施方式中，可同時采用由 刮板15剝?nèi)《逊e物的方法和由小徑輥16使環(huán)形帶11彎曲的方法。這樣，通過設(shè)于運行 路徑的上游側(cè)的小徑輥12使堆積物從環(huán)形帶11浮起，同時通過設(shè)于下游側(cè)的刮板 15來 刮取浮起的堆積物。其結(jié)果是，能夠更加可靠地從環(huán)形帶11除去堆積物。如果預(yù)先在環(huán)形帶11上涂敷分型劑，則環(huán)形帶11與堆積物的粘合強度變?nèi)?，?此，容易從環(huán)形帶11使堆積物剝離。分型劑在通過施加機械力的方法或使環(huán)形帶11彎 曲的方法來除去堆積物的情況下尤其有效。作為分型劑，可使用硅系的分型劑。在薄膜的制造過程中，環(huán)形帶11反復(fù)環(huán)繞限定的運行路徑。伴隨于此，反復(fù)進 行材料27b向環(huán)形帶11的堆積及堆積物的剝離，環(huán)形帶11上的分型劑也逐漸地減少。由 此，在真空中對環(huán)形帶11補充分型劑是有效的。在圖4所示的例中，向環(huán)形帶11供給 分型劑的裝置19與環(huán)形帶11的運行路徑鄰接設(shè)置。采用供給裝置19，能夠在進行向襯 底21成膜的同時，向環(huán)形帶11補充分型劑。供給裝置19的具體例為向環(huán)形帶11涂敷 分型劑的裝置或向環(huán)形帶11蒸鍍分型劑的裝置。另外，如圖5所示，也可以與環(huán)形帶11的運行路徑鄰接設(shè)置對環(huán)形帶11上的堆 積物加熱的加熱裝置8。利用加熱裝置8對環(huán)形帶11進行加熱，可蒸發(fā)或熱分解環(huán)形帶 11上的堆積物而將其除去。這種方法可基于環(huán)形帶11的耐熱性或堆積物的特性來運用。 具體而言，在堆積物蒸發(fā)或熱分解的溫度下不會發(fā)生熱損傷環(huán)形帶11的情況下，可運用 該方法。不過，也有利用加熱使環(huán)形帶11與堆積物的粘合強度降低充分的情況。例如， 在使用由有機物構(gòu)成溶融性分型劑的情況下，通過較低溫的加熱來溶融分型劑，故可產(chǎn) 生堆積物的剝離。在這種方法中存在難以產(chǎn)生環(huán)形帶11的熱損傷的優(yōu)點。如圖5所示， 如果利用加熱使環(huán)形帶11與堆積物的粘合強度降低同時由刮板15剝?nèi)《逊e物，則更為有效。加熱裝置8可以是與環(huán)形帶11接觸而直接傳遞熱量的接觸式裝置，也可以是照 射熱線或電子束而非接觸式裝置。前者的具體例為加熱輥，后者的具體例為紅外線照射 裝置，鹵素?zé)艏半娮邮丈溲b置。另外，如圖6所示，也可以與環(huán)形帶11上的運行路徑鄰接設(shè)置朝向環(huán)形帶11上 的堆積物照射激光的激光照射裝置7。與利用加熱的方法同樣地，利用激光的方法在利用 激光蒸發(fā)或分解堆積物的情況下是有效的。作為激光照射裝置7，較好的是可照射堆積物 容易吸收且環(huán)形帶11難以吸收的波長的激光。例如，在不銹鋼制的環(huán)形帶11上堆積硅 氧化物的情況下可使用二氧化碳激光。也可以沿著激光處理用輥6在環(huán)形帶11運行當(dāng)中進行激光照射。從防止環(huán)形帶 11的變形的觀點來看，期望的是，由水冷機構(gòu)等冷卻激光處理用輥6，同時進行激光照射。(變形例)圖7所示的成膜裝置200的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的成膜裝置100的基本結(jié)構(gòu)相 同。成膜裝置200在與來自成膜源27的材料粒子相對于襯底21主要從斜向入射這一方 面與成膜裝置100不同。也就是說，在成膜裝置200中，在從水平方向及垂直方向傾斜了的方向上相對于直線運行中的襯底21堆積來自成膜源27的材料粒子(所謂的“傾斜入射成膜”)。采用傾斜入射成膜，通過自我陰影效應(yīng)可形成具有微小空間的薄膜，因此， 在高C/N磁帶或循環(huán)特性優(yōu)越的電池負(fù)極的制造中是有效的。根據(jù)成膜裝置200，襯底21和環(huán)形帶11平行，容易將襯底21和環(huán)形帶11的距 離保持在恒定。另外，在覆蓋襯底21的位置，襯底21的長度方向與環(huán)形帶11的長度方 向正交。由此，容易確保使環(huán)形帶11運行的輥或除去堆積物的清潔器的空間。另外，襯底21未支承在罐狀容器上，故可另行設(shè)置冷卻襯底21的機構(gòu)9。冷卻 機構(gòu)9例如配置在襯底21的背面?zhèn)?。作為冷卻機構(gòu)9，可采用能夠與襯底21接觸的冷卻 體、多個輥、朝向襯底21的背面噴射冷卻氣體的裝置等。采用成膜裝置200，在離成膜源27近的位置和遠的位置設(shè)有可動式遮蔽機構(gòu) 36。在進行傾斜成膜時，通過離成膜源27近的位置的掩模積蓄大量的堆積物。因而，優(yōu) 選的是，在襯底21的輸送方向上，至少在靠近成膜源27的一側(cè)設(shè)置可動式遮蔽機構(gòu)36。工業(yè)方面可利用性本發(fā)明應(yīng)用在長條的蓄電設(shè)備用極板的制造中。例如，作為襯底21采用銅箔， 作為材料27b在碳制坩堝27a中收容硅。利用電子束33使硅蒸發(fā)，而在襯底21上形成 硅膜。只要將微量的氧氣導(dǎo)入真空槽22內(nèi)，即可在襯底21上形成包含硅和氧化硅的薄 膜。該薄膜可利用在鋰離子二次電池的負(fù)極中。本發(fā)明還適用于磁帶的制造中。作為襯底21使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，作 為材料27b在氧化鎂制坩堝27a中收容鈷。在向真空槽22內(nèi)導(dǎo)入氧氣的同時，通過電子 束33使鈷蒸發(fā)。由此，在襯底21上形成包含鈷的膜。作為成膜所需的對象，本發(fā)明不光可應(yīng)用在蓄電設(shè)備用極板或磁帶當(dāng)中，還可 應(yīng)用在電容器、各種傳感器、太陽能電池、各種光學(xué)膜、防濕膜及導(dǎo)電膜等當(dāng)中。其 中，在對長時間成膜、較厚膜的形成、入射角范圍的限定是必要的磁帶、蓄電設(shè)備用極 板及電容器等進行成膜的情況下尤為有效。
權(quán)利要求
1.一種薄膜形成方法，該方法是通過在真空中將從成膜源飛來的粒子堆積在襯底上 而形成薄膜的方法，其中，以由在所述成膜源與所述襯底之間設(shè)定有運行路徑的去路與返路的可動式的環(huán)形 帶限定出所述襯底的表面的成膜區(qū)域的方式在所述成膜源與所述襯底之間配置所述環(huán)形 帶，在這種狀態(tài)下，將所述粒子堆積在所述襯底上。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其中，在覆蓋所述襯底的位置，所述環(huán)形帶具有構(gòu)成所述去路的去路側(cè)部分和構(gòu)成所述返 路的返路側(cè)部分，所述去路側(cè)部分與所述返路側(cè)部分在所述環(huán)形帶的厚度方向上相互平行。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其中，還包括以使所述環(huán)形帶的對所述成膜區(qū)域進行限定的部分從一部分移向其他部分 方式使該環(huán)形帶運行的工序。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜形成方法，其中， 一邊實施在所述襯底上堆積所述粒子的工序，一邊實施使所述環(huán)形帶運行的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜形成方法，其中，還包括在從覆蓋所述襯底的位置離開的位置將所述環(huán)形帶上的堆積物除去的工序，一邊實施所述堆積工序及使所述環(huán)形帶運行的工序，一邊實施所述除去工序。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜形成方法，其中，在所述除去工序中，進行選自對所述環(huán)形帶上的堆積物施加機械力的操作、使所述 環(huán)形帶彎曲的操作、對所述環(huán)形帶上的堆積物加熱的操作及對所述環(huán)形帶上的堆積物照 射激光的操作構(gòu)成的組中的至少一種操作。
7.如權(quán)利要求5所述的薄膜形成方法，其中，在將靠近所述成膜源的一側(cè)作為所述去路、將靠近所述襯底的一側(cè)作為所述返路時，在所述環(huán)形帶的任意部分通過覆蓋所述襯底的位置處的所述去路之后，且在到達 覆蓋所述襯底的位置處的所述返路之前，對所述環(huán)形帶的所述任意部分實施所述除去工序。
8.如權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其中，還包括在維持真空的同時，在從覆蓋所述襯底的位置離開的位置將所述環(huán)形帶的 堆積物除去的工序。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜形成方法，其中， 所述襯底為具有撓性的長條襯底，從卷出輥向卷取輥將所述粒子堆積在輸送中的所述襯底上。
10.—種成膜裝置，其中，具有真空槽；配置在所述真空槽內(nèi)的成膜源；向面對所述成膜源的規(guī)定的成膜位置供給襯底的襯底輸送單元；可動式遮蔽機構(gòu)，其具有環(huán)形帶，其以在所述成膜位置與所述成膜源之間形成有運行路徑的去路與返路的方式與所述成膜位置接近配置且限定所述襯底的表面的成膜區(qū) 域；驅(qū)動部，其以使所述環(huán)形帶的對所述成膜區(qū)域進行限定的部分從一部分移向其他部 分的方式使該環(huán)形帶運行。
11.如權(quán)利要求10所述的成膜裝置，其中，在覆蓋所述襯底的位置，所述環(huán)形帶具有構(gòu)成所述去路的去路側(cè)部分和構(gòu)成所述返 路的返路側(cè)部分，所述去路側(cè)部分與所述返路側(cè)部分在所述環(huán)形帶的厚度方向上相互平行。
12.如權(quán)利要求10所述的成膜裝置，其中，所述可動式遮蔽機構(gòu)還具有在維持真空的同時將所述環(huán)形帶上的堆積物除去的清潔 器。
13.如權(quán)利要求12所述的成膜裝置，其中，所述清潔器包括選自對所述環(huán)形帶上的堆積物施加機械力的器件、使所述環(huán)形帶彎 曲的器件、對所述環(huán)形帶上的堆積物加熱的加熱裝置及對所述環(huán)形帶上的堆積物照射激 光的激光照射裝置構(gòu)成的組中的至少一種器件或裝置。
14.如權(quán)利要求10所述的成膜裝置，其中， 所述襯底為具有撓性的長條襯底，所述襯底輸送單元具有卷出成膜前的所述襯底的第一輥；卷取成膜后的所述襯底的第二輥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜形成方法，該方法是通過在真空中將從成膜源(27)飛來的粒子堆積在襯底(21)上而形成薄膜的方法。具體而言，以由在成膜源(27)與襯底(21)之間設(shè)定有運行路徑的去路與返路的可動式的環(huán)形帶(11)限定襯底(21)的表面的成膜區(qū)域(DA)的方式在成膜源(27)與襯底(21)之間配置環(huán)形帶(11)的狀態(tài)下，將粒子堆積在襯底(21)上。襯底(21)典型地為具有撓性的長條襯底。從卷出輥(23)向卷取輥(26)將粒子堆積在輸送中的襯底(21)上。
文檔編號C23C14/00GK102016103SQ200980105248
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者山本昌裕, 本田和義, 神山游馬, 筱川泰治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社