濺射裝置以及濺射裝置的膜卷的更換方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于在膜上連續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】
[0002]作為在膜上連續形成薄膜的方法而廣泛使用濺射法。在膜的連續濺射裝置中，成膜輥和靶材隔開規定的間隔地相對。在低壓氬氣等濺射氣體中，將卷繞有膜的成膜輥作為陽極電位，將靶材作為陰極電位。通過向成膜輥和靶材之間施加電壓而產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成物質。被轟擊出的靶材的構成物質堆積在膜上而形成薄膜。
[0003]在為長條膜的情況下，不可能一次性地在整個膜上形成濺射膜。因此，將從供給側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而使膜連續地行進。然后，在膜的與靶材相對的部分上進行薄膜的成膜。將成膜結束后的膜卷取在收納側的卷芯。這樣的濺射裝置被稱為卷對卷濺射裝置、連續式濺射裝置或者卷取式濺射裝置等。
[0004]在初期的卷對卷濺射裝置中，并未劃分出供給側的膜卷室、成膜室以及收納側的膜卷室，而只是一個真空槽。當一根膜卷的濺射結束時，敞開真空槽而對供給側的膜卷和收納側的膜卷進行了更換。然后，在更換了膜卷之后，關閉真空槽并實施再次排氣，一獲得充分的真空度，就實施接下來的膜卷的濺射。在該方法中，每次更換膜卷時必須將真空槽向大氣開放。因此，大氣中的水分容易附著在真空槽內部，再次的排氣需要很長時間。因此，卷對卷濺射裝置的工作效率低。如所熟知的那樣，真空槽內的水分的排出速度比其他氣體(氮氣、氧氣)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放。
[0005]為了解決該問題，例如在專利文獻1(日本特開2003-183813)中，將真空槽劃分為供給側的膜卷室、成膜室以及收納側的膜卷室，在各室之間設置有真空閥。在更換供給側的膜卷和收納側的膜卷之際，只要關閉各室之間的真空閥，則即使將供給側的膜卷室和收納側的膜卷室開放，也能夠維持成膜室的真空。在成膜室中設置有普通的真空栗，但是在供給側的膜卷室和收納側的膜卷室中也能夠分別設置專用的真空栗。在更換了供給側的膜卷或者收納側的膜卷之后，利用各個真空栗對供給側的膜卷室或者收納側的膜卷室進行排氣。當供給側的膜卷室和收納側的膜卷室的真空度與成膜室的真空度處于同一程度時，將供給側的膜卷室和成膜室之間的真空閥以及成膜室和收納側的膜卷室之間的真空閥打開，并且實施之后的濺射。通過采用該方法，即使不進行成膜室的大氣開放，也能夠更換供給側的膜卷和收納側的膜卷。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I:(日本)特開2003-183813號公報
【發明內容】
[0009]發明要解決的問題
[0010]通常，在濺射裝置中，為了避免油造成的污染y夕^氺一、，不使用油旋轉栗、油擴散栗。取而代之，使用渦流栗、渦輪分子栗那樣的驅動栗(無油栗)。尤其是，因為渦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，但是無法從大氣壓進行排氣。因此，廣泛使用如下結構:利用渦流栗等機械驅動栗進行從大氣壓(大約10[5]Pa)到IPa左右的排氣，利用渦輪分子栗進行從IPa左右到10[_5]Pa左右的排氣。此外，在本說明書中，1x表示為10[X]。
[0011]渦輪分子栗通過使葉片進行超高速旋轉(例如每分鐘10萬轉)來進行排氣。在大型的渦輪分子栗中，使停止狀態的葉片加速至超高速旋轉的過程需要很長時間(例如0.5小時)。此外，使超高速旋轉的葉片停止也需要很長時間(例如0.5小時)ο這樣一來，對渦輪分子栗的0N/0FF操作將會浪費時間，因此，希望渦輪分子栗始終處于運轉(ON)狀態。
[0012]此外，希望真空栗不向大氣開放。當使真空栗向大氣開放時，水分將會進入真空栗的內部，從而使真空栗的排氣性能劣化。或者，有時會引發真空栗的故障。
[0013]在專利文獻I中，對真空栗的種類、安裝結構沒有進行說明，但在專利文獻I的圖1中，各個真空栗分別與供給側的膜卷室和收納側的膜卷室直接連接。因此，在專利文獻I中，當將供給側的膜卷室或者收納側的膜卷室向大氣開放時，也同時將真空栗向大氣開放。因此，在將供給側的膜卷室或者收納側的膜卷室向大氣開放之前，需要使真空栗停止運轉。而且，在對供給側的膜卷室或者收納側的膜卷室進行排氣之前，需要使真空栗啟動。
[0014]在專利文獻I的濺射裝置的結構中，存在如下問題:在更換供給側的膜卷或者收納側的膜卷之際，除了實際的更換以外，在真空栗的停止和啟動過程中花費時間。而且，存在如下問題:因為將真空栗向大氣開放，所以真空栗的排氣性能劣化或者真空栗發生故障。
[0015]近年來，膜卷發生了寬幅化、長條化，并且從膜卷排出的排放氣體(主要是水分)增加了。當未充分進行膜卷室的排氣時，成膜室的濺射氣體與膜卷的排放氣體混合，導致濺射膜質量下降。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膜卷室進行排氣是有效的。但是，因為渦輪分子栗在啟動、停止的過程中需要花費時間，為了避免對渦輪分子栗進行0N/0FF操作，希望一直運轉(ON)。
[0016]本發明的目的如下所示。
[0017](I)提供一種在使供給側膜卷室向大氣開放且更換供給側膜卷之際不需要使供給側真空栗停止的濺射裝置。
[0018](2)提供一種在使收納側膜卷室向大氣開放且更換收納側膜卷之際不需要使收納側真空栗停止的濺射裝置。
[0019](3)提供一種在更換供給側膜卷之際不需要使供給側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膜卷之際不需要使收納側真空栗停止的膜卷的更換方法。
[0021]用于解決問題的方案
[0022](I)本發明的濺射裝置具有以下器件。具有膜供給機構的供給側膜卷室。對供給側膜卷室進行排氣的供給側真空栗。能夠將供給側膜卷室和供給側真空栗之間氣密地密封的供給側主閥。具有膜收納機構的收納側膜卷室。對收納側膜卷室進行排氣的收納側真空栗。能夠將收納側膜卷室和收納側真空栗之間氣密地密封的收納側主閥。具有成膜輥、與成膜輥相對的靶材以及支承靶材的陰極的成膜室。設置在供給側膜卷室和成膜室之間的供給側加載互鎖閥。設置在收納側膜卷室和成膜室之間的收納側加載互鎖閥。
[0023](2)在本發明的濺射裝置中，供給側真空栗和收納側真空栗是渦輪分子栗。
[0024](3)本發明的濺射裝置的膜卷的更換方法包含以下工序。
[0025](a)在供給側真空栗運轉(ON) 了的狀態下，關閉供給側膜卷室和供給側真空栗之間的供給側主閥，從而將供給側膜卷室和供給側真空栗之間氣密地密封、
[0026](b)將供給側的膜的終端殘留在供給側膜卷室，并且在有膜通過了供給側膜卷室和成膜室之間的供給側加載互鎖閥的狀態下，將該供給側加載互鎖閥關閉，從而將供給側膜卷室和成膜室之間氣密地密封、
[0027](c)將供給側膜卷室向大氣開放、
[0028](d)更換供給側膜卷，并且將新膜的頂端與膜的終端相結合、
[0029](e)打開供給側主閥，利用供給側真空栗對供給側膜卷室進行排氣、
[0030](f)打開供給側加載互鎖閥，以解除供給側膜卷室和成膜室之間的氣密密封。之后，能夠實施通常的濺射。
[0031](4)本發明的濺射裝置的膜卷的更換方法包含以下工序。
[0032](a)在收納側真空栗運轉(ON) 了的狀態下，關閉收納側膜卷室和收納側真空栗之間的