[发明专利]薄膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜的形成方法。

背景技术

近年来，在器件的高性能化、小型化上薄膜技术被广泛展开应用。器件的薄膜化并非止于使用的直接的优点，在地球资源的保护、消耗电力的降低这样的环境方面也起到重要的作用。在薄膜技术的发展方面，应对薄膜形成中的高效率化、稳定化、高生产率化、低成本化这样的来自产业方面的要求是必不可少的。特别是，在薄膜形成中的高生产率方面，高沉积速度的成膜技术是必需的，正在推进以真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、CVD法等为首的成膜法中的高沉积速度化。

一般来说，作为连续大量形成薄膜的方法，可使用卷取式的薄膜形成方法。所谓卷取式的薄膜形成方法是如下方法：将卷绕在放卷辊的长尺寸的基板放出到运送系统，在运送过程中行进的基板上形成薄膜之后，卷取于卷取辊。通过组合该卷取式的薄膜形成方法和例如使用了电子束的真空蒸镀法等的高沉积速度的成膜法，可以以高生产率连续大量地形成薄膜。

但是，在如上述那样组合卷取式的薄膜形成方法和真空蒸镀法的情况下，来自蒸发源的辐射热和蒸镀粒子具有的热能被赋予给基板。由此，基板的温度上升，产生基板的变形和/或熔断等。另外，即使在与热源不同的其他的成膜方法组合的情况下，也会在成膜时对基板施加热负载。为了防止由这样的热负载所导致的基板的变形和/或熔断等，在卷取式的薄膜形成方法中，需要基板的冷却。

作为基板的冷却方法，使基板沿配置于运送系统的路径上的圆筒状罐(can)进行热传导的方法被广泛应用。根据该冷却方法，在基板和圆筒状罐之间确保热接触，可以将基板的热量释放到热容量大的圆筒状罐。由此，可以抑制基板的温度上升，并且可以将基板的温度保持在特定温度。曾报道了：在真空气氛下的情况下，例如使用向基板和圆筒状罐之间导入气体的气体冷却方法的方案(例如参照专利文献1)。通过该方法，可以在基板和圆筒状罐之间确保经由气体的热接触，可以抑制基板的温度上升。

另一方面，替代圆筒状罐，也可以使用冷却带作为基板的冷却单元。例如，基于斜入射的薄膜形成方法，从成膜材料的利用效率来考虑、在使基板直线状行进的状态下进行成膜是有利的，作为基板的冷却单元，使用冷却带是有效的。在基板材料的运送和冷却上使用带的薄膜形成装置中，通过在冷却带的内侧双重地设置进一步冷却的冷却带和采用液态的冷却介质的冷却机构，可以提高冷却效率，抑制基板材料的温度上升(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平1-152262号公报

专利文献2：日本特开平6-145982号公报

发明内容

为了提高薄膜形成中的生产率，在高成膜速率下成膜和与此相伴的冷却效率的提高是必需的。例如，为了提高真空气氛下的气体冷却的冷却效率，提高冷却体和基板之间的压力是有效的，因此必须尽可能地减小冷却体和基板的间隔并且增大冷却用气体的导入量。

但是，若增加导入真空槽内的气体量，则由于从冷却体和基板之间漏出的冷却用气体而使真空度恶化(真空槽内的气压上升)，由此产生膜质的降低和/或加工过程的异常放电等。因此，在向真空槽内的气体导入量上存在限制。另外，若增加气体导入量，则必须要使排气泵大型化，有设备成本增大这样的课题。

本发明是解决上述课题的发明，其目的在于提供一种薄膜形成方法，该方法能够抑制真空度的恶化和由此引起的薄膜品质的降低，并且以低成本采用简便的设备实现在高成膜速率下的成膜中必需的气体冷却。

为了解决上述以往的问题，本发明的薄膜形成方法，是通过在真空中在具有表面和背面的基板上沉积成膜材料来形成薄膜的薄膜形成方法，其特征在于，包括：第一配置工序、第一薄膜形成工序和第一冷却工序，该第一配置工序在第一薄膜形成区域以接近于上述背面的方式配置第一冷却面；该第一薄膜形成工序在上述基板的上述表面上在上述第一薄膜形成区域内形成薄膜；该第一冷却工序在第一薄膜形成工序的实施中，通过将含有与上述成膜材料反应的气体(以下也称为反应性气体)的冷却用气体导入到上述第一冷却面和上述背面之间来冷却上述基板。由此，即使冷却用气体从冷却体和基板之间漏出，漏出的冷却用气体中含有的反应性气体的全部或一部分也与真空槽内含有的成膜材料的蒸气等发生反应。由此，在成膜气氛中，冷却气体中的反应气体的一部分或全部被除去。因此，反应性气体相对于非反应性气体的比例，与冷却体和基板的背面之间相比，成膜气氛中的该比例小，因此可以抑制由冷却用气体导入所导致的成膜气氛中的真空度的恶化。