[发明专利]溅射装置和溅射装置的维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个靶材和阴极、且用于在长条膜基材的表面形成 薄膜的溅射装置以及这样的溅射装置的维护方法。

背景技术

广泛使用溅射法作为在长条膜基材的表面形成薄膜的方法。在长条膜基 材的溅射装置中，成膜辊和靶材隔着规定间隔地相对。在低压氩气等溅射气 体中，将卷绕有长条膜基材的成膜辊作为阳极电位，将靶材作为阴极电位。 在成膜辊和靶材之间施加电压，从而在成膜辊和靶材之间产生溅射气体的等 离子体。等离子体中的溅射气体离子与靶材碰撞并敲击出靶材的构成物质。 被敲击出的靶材的构成物质在长条膜基材的表面堆积而形成薄膜。

对于长条膜基材而言，不可能在整个长条膜基材上一次形成溅射膜。因 此，将从供给卷陆续放出的长条膜基材在成膜辊(筒形辊)上卷绕不到一周， 再使成膜辊旋转以使长条膜基材连续行进。然后，在长条膜基材的、与靶材 相对的部分上进行成膜。成膜完成的长条膜基材被卷绕在收纳卷上。

通常，靶材被螺钉固定地支承于阴极。靶材和阴极是相同电位。靶材和 阴极成为一组(一套)，因此，表示为靶材/阴极。在更换靶材时，将螺钉拆 下、将靶材与阴极分开。随着薄膜的形成，靶材不断消耗。如果靶材消耗了 规定量，则必须更换新的靶材。另外，在阴极上附着有靶材的构成物质等污 染物质。当阴极的污染变得很严重时，会发生异常放电，或者有杂质混合在 薄膜中。因此，在污染变得严重以前，必须对阴极进行清扫。在对阴极进行 清扫时，也希望将靶材和阴极分开。

在是小型的溅射装置的情况下，利用人力就能够容易地更换靶材。另外， 也容易对阴极进行清扫。但是，对于目前的长条膜基材的溅射装置而言，长 条膜基材的宽度是1.6m左右，因此，靶材/阴极的重量也达到数百kg。靶材、 阴极无论如何也无法由人力来处理，所以在更换靶材时，必须使用吊车、起 重机。

靶材与成膜辊隔开狭窄的间隔地相对。因此，在靶材与成膜辊相对的位 置上，难以将螺钉拆下来、对靶材进行更换。在以往所进行的维护方法中， 首先，将靶材/阴极载置在维护用台车上后从真空槽取出来。接着，在维护用 台车上将旧的靶材的固定螺钉拆下来并拆下旧的靶材，然后对阴极的污染进 行清扫。接着，用螺钉将新的靶材固定。之后，利用维护用台车使靶材/阴极 返回到真空槽内的规定位置并进行固定。

在上述以往所进行的维护方法中，不但作业效率差，而且将大且重的靶 材/阴极转移到维护用台车上是很危险的。特别是在以包围成膜辊的方式设置 有多个靶材/阴极的溅射装置中，如果挨个进行拔出靶材/阴极、拆下旧的靶 材、清扫阴极、安装新的靶材以及使靶材/阴极返回的作业，那么维护将会非 常耗时，从而导致溅射装置的工作效率大幅下降。

针对上述问题，已经进行了各种各样的努力。例如，在专利文献1(日 本特开平10-36967)和专利文献2(日本特开2002-60936)中，将真空槽的壁 部的一部分设为可开闭的可开壁，并且将靶材/阴极固定于可开壁。当使可开 壁与成膜辊的中心轴平行地移动时，靶材/阴极在被固定于可开壁的状态下从 真空槽取出。于是，更换靶材并清扫阴极的污染。之后，使可开壁移动到原 来的位置，从而使靶材/阴极返回到真空槽内的规定位置(包围成膜辊的位 置)。采用该维护方法，无需将靶材/阴极转移到维护用台车，因此，靶材/ 阴极的取出作业和返回原来位置的作业的效率良好。另外，作业的危险性也 小。

或者在专利文献3(日本特开2006-322055)中，将真空槽的壁部的一部 分设计为可开闭的可开壁，并且借助铰链将靶材/阴极固定于可开壁。当使可 开壁与成膜辊的中心轴平行地移动时，靶材/阴极在被固定于可开壁的状态下 从真空槽取出。接着，利用铰链将靶材/阴极打开到相对于可开壁呈直角的方 向，从而使作业区域变大。于是，更换靶材并清扫阴极的污染。之后，使靶 材/阴极返回到原来的角度后，使可开壁移动到原来的位置，从而使靶材/阴 极返回到真空槽内的规定位置(包围成膜辊的位置)。采用该维护方法，无 需向维护用台车进行转移，并且作业区域变大，因此，能够两人以上同时实 施多个靶材的更换、阴极的清扫。

专利文献1：(日本)特开平10-36967号公报

专利文献2：(日本)特开2002-60936号公报

专利文献3：(日本)特开2006-322055号公报

发明内容