[发明专利]薄膜的制造方法和制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜的制造方法和制造装置。

背景技术

装置的高性能化、小型化中正在广泛地发展薄膜技术。另外，装置的薄膜化不限于对使用者的直接价值，从地球资源的保护、消耗电力的降低这样的环境方面来看也发挥着重要的作用。

这样的薄膜技术的进展中，满足薄膜制造的高效率化、稳定化、高生产率化、低成本化这样来自产业利用方面的要求必不可少，面向该方向的努力正在持续。

为了提高薄膜的生产率，需要高沉积速度的成膜技术。在以真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、CVD法（化学气相沉积、Chemical Vapor Deposition Method）等为首的薄膜制造中，沉积速度的高速化正在推进。另外，作为大量地连续形成薄膜的方法，采用卷绕式的薄膜制造方法。卷绕式的薄膜制造方法是将长的基板从卷出辊卷出，在沿着输送路径输送中在基板上形成薄膜，其后，在卷绕辊上卷绕基板的方法。例如，通过将使用电子束的真空蒸镀源等的高沉积速度的成膜源、和卷绕式的薄膜制造方法组合，可以生产率良好地形成薄膜。另外，在板状的分立基板的每个上连续地形成薄膜的情况下，将集聚了多枚的基板从送出系统的储料器（stocker）向成膜区域依次送出。成膜后，在回收系统的储料器中依次容纳基板。

作为决定这样的连续薄膜制造能否进行的要因，存在成膜时的热和基板冷却的课题。例如，在真空蒸镀的情况下，来自蒸发源的热辐射和蒸发原子的热能被赋予到基板上，基板的温度上升。在其他的成膜方法中虽然热源不同，但也都在成膜时对基板施加热。为了防止由于热而发生基板的变形和熔断等，进行基板的冷却。成膜中的冷却在左右（影响）基板的最高到达温度方面特别重要。

长基板的情况下，可以通过圆筒状罐（can）来冷却基板。具体地讲，在沿着圆筒状罐行进的基板之上形成薄膜。在确保基板和圆筒状罐的热接触时，能够将热向热容量大的圆筒状罐放掉，因此能够防止基板的温度上升。另外，能够将基板的温度保持为特定的冷却温度。采用圆筒状罐的基板的冷却，在成膜区域以外的输送路径中也是有效的。为了提高圆筒状罐和基板之间的密合性，也有时使用电子束强化基板向圆筒状罐的贴附。

作为用于确保基板和圆筒状罐之间的热接触的方法之一，有气体冷却方式。专利文献1中，公开了用于在作为基板的网（web）上形成薄膜的装置中，向网和支持单元之间的区域导入气体。根据该方法，能够确保网和支持单元之间的热传导，因此能够抑制网的温度上升。

作为圆筒状罐的冷却方法，一般有在圆筒状罐的内部使冷却介质循环的方法。此外，还有使用汽化热将罐的内部冷却的方法。专利文献2中公开了形成使圆筒状罐的圆筒冷却部的内部独立的减压系统，沿着圆筒冷却部的内壁面使冷却介质汽化由此冷却圆筒状罐的方法。

此外，还可以作为基板冷却单元使用冷却带替代圆筒状罐。在进行使用倾斜入射成分的成膜时，基板在直线状地行进的状态下进行成膜，这在材料利用效率的观点上有利，作为此时的基板冷却单元使用冷却带是有效的。专利文献3中公开了将带用于基板材料的输送和冷却的情况的带的冷却方法。根据该方法，为了使冷却带进一步冷却，在内侧设置两层以上的冷却带和/或液态的介质的冷却机构。由此，能够提高冷却效率，因此能够改善以电磁转换特性为首的磁带的特性，同时大幅地改善生产率。

也进行不使用圆筒状罐，沿着平板等的支持块输送基板。另外，在板状的分立基板之上形成薄膜的情况下，可以使基板与支持块接触。为了使支持块和基板之间的热传导良好，向基板和支持块之间导入气体是有效的。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平1-152262号公报

专利文献2：日本特公平3-59987号公报

专利文献3：日本特开平6-145982号公报

发明内容

为了提高薄膜的生产率，需要成膜速度的高速化，以及与其相伴的冷却效率的提高。为了提高气体冷却中的冷却效率，提高冷却体和基板之间的压力是有效的。例如，尽量缩小冷却体和基板的间隔，并且增多冷却气体的量。但是，在上述以往的构成中，增多冷却气体的量时真空度由于从冷却体和基板之间漏出的冷却气体而恶化，存在产生薄膜的品质降低，异常放电等的课题的可能性。因此，冷却气体的量存在限制。另外，变得需要真空泵的大型化，也存在产生设备成本增大的课题的可能性。

本发明的目的是解决上述现有的课题，提供一种抑制真空度的恶化，并且能够实现高的基板冷却能力的薄膜的制造方法和制造装置。

即，本发明提供一种薄膜的制造方法，包括：