成膜装置和成膜方法

专利名称：成膜装置和成膜方法
技术领域：
本发明涉及成膜方法和成膜装置。
背景技术：
薄膜技术被广泛应用于设备的高性能化和小型化。通过使用薄膜技术使设备薄膜 化，能够提高用户的便利性，并且能够得到保护地球资源和减少消耗电力等环境方面的优 点。在薄膜技术中，薄膜制造的高效率化和低成本化至关重要。因此，为了实现这些效果， 目前不断进行着各种努力。为了提高薄膜制造效率，长时间连续地进行成膜是有效的。例如，在利用真空蒸镀 法进行的薄膜制造中，向蒸发源连续供给原料是有效的。向蒸发源供给原料的方法，可以考虑原料的种类和成膜条件进行选择。作为向蒸 发源连续供给原料的方法，例如，可以列举向蒸发源投入粒状原料的方法、在蒸发源中插入 棒状原料的方法、从蒸发源的下方注入棒状原料的方法以及向蒸发源流入液态原料的方法。在向蒸发源连续供给原料时，由于供给低温的原料，蒸发源的温度容易发生变动。 并且，蒸发源的温度变动有时会引起原料蒸发速度的变化，阻碍均勻的成膜。对于该问题， 提出了向蒸发源供给熔融的原料的方法(例如专利文献1和2)。在专利文献1的方法中，根据蒸镀用坩埚内的原料消耗，向坩埚中供给熔融的原 料。另外，在专利文献2的方法中，通过加热使棒状的蒸发原料的前端熔融，向蒸发源供给。 在专利文献2中，公开了利用光传感器连续检测蒸发原料的前端的位置，基于该检测信号 调整蒸发原料的送入速度的方法。另一方面，关于作为蒸发原料的棒状原料的制造方法，也提出了各种方法。例如， 公开了将熔融液状态的原料连续或非连续地从原料积存处移向结晶化室，在维持位于上面 的熔融液相的同时使材料凝固，而且将凝固的材料向下方取出的方法(专利文献3)。另外，公开了一种具备铸造部的装置，该铸造部在无底坩埚内，利用电磁感应将不 与坩埚内壁接触的状态的硅熔化，使向下方下降的熔融液凝固，成为棒状的铸块(专利文 献4)。该装置具备筒状的保温容器，该保温容器安装在该铸造部的下方，从铸造部向下方下 降的铸块被导入，将其保温。专利文献1 日本特开昭62-177174号公报专利文献2 日本特开平2-47259号公报专利文献3 日本特开昭62-56395号公报专利文献4 日本特开平7-138012号公报

发明内容
将棒状的原料从其前端逐渐熔融供给到蒸发源的方法，具有给蒸发源带来的变动 小的优点。但是，现有的方法存在成本高的问题。
成本高的一个主要原因在于，在制造棒状原料时需要大量能量。在棒状原料的制 造中，需要用于使原料熔融的能量和用于将成形为棒状的原料冷却的能量。为了实现低成 本化，必须削减这些能量。特别是在使用熔点为1500°C以上的原料时或使用冷却时体积膨 胀的原料时，因为熔融和冷却所必需的能量增大，所以，不能忽视这些能量。作为成本高的其它原因，可以列举切断棒状原料的成本和对切断面进行清洁化的 成本。在硬度高且容易破裂的原料(例如硅或锗)的情况下，难以提高切断速度， 所以切断 所需要的成本特别高。作为成本高的其它原因，可以列举原料的使用效率低。将棒状原料从其前端逐渐 熔融供给到蒸发源时，保持棒状原料的终端使棒状原料移动。此时，因为不能使保持部附 近的原料熔融，所以存在原料的利用效率降低的问题。特别是在棒状原料长度短时(例如 IOOOmm以下)，原料损耗的比例增高。另外，即使将残余的原料再次熔融成形为棒状原料， 也会产生再熔融和成形所需要的成本。在这样的状况下，本发明的目的之一在于提供一种能够以低成本进行成膜的成膜 方法和成膜装置。为了达到上述目的，本发明提供一种用于形成薄膜的成膜方法，其包括(i)将上 述薄膜的原料的固体熔融，形成熔融液，使上述熔融液凝固，形成棒状体，将上述棒状体拉 出的工序；(ii)使上述棒状体的一部分熔融，向蒸发源供给的工序；和(iii)使用上述蒸发 源形成上述薄膜的工序，其中，上述(i)、(ii)和(iii)工序在真空中进行。其中，本发明的所谓“膜”也包括总体来看构成膜的结构。例如，在基材上密集地 形成有多个微小柱状体，如果作为整体来看是膜状，则该结构也包括在膜的范围内。另外，本发明的成膜装置，用于在真空中由一次原料生成二次原料，使上述二次原 料蒸发，在基材上形成薄膜，该装置具备真空槽；对上述真空槽进行排气的排气机构；配 置在上述真空槽内、使上述二次原料蒸发的蒸发源；二次原料供给机构，其包含加热上述一 次原料的固体形成熔融液的第一加热机构，使上述熔融液成形为棒状体的容器，将上述棒 状体拉出的拉出机构，和使上述棒状体的一部分熔融、将熔融物作为上述二次原料向上述 蒸发源供给的第二加热机构；基材搬送机构，其用于将上述基材搬送到从上述蒸发源蒸发 的蒸发颗粒堆积的位置；和向上述二次原料供给机构补充上述一次原料的固体的一次原料 补充机构。其中，在本说明书中，配置在真空槽内的部件、装置，除了包括配置在真空槽的壁 面内侧的部件、装置以外，也包括固定在真空槽的壁面、功能部被置于减压下的部件、装置。另外，以另一个观点看，本发明的成膜方法和成膜装置是蒸镀方法和蒸镀装置。发明效果根据本发明的成膜方法和成膜装置，即使在形成棒状体后不进行充分的冷却，再 次熔融也能够形成薄膜，所以，能够减少制造棒状原料时的冷却成本。并且，由于不切断棒 状体而连续地作为薄膜原料供给，所以，能够减少切断棒状原料的成本、将棒状原料的切断 面清洁化的成本和棒状原料的损耗。因此，根据本发明，能够以低成本进行成膜。另外，根 据本发明，能够连续补充熔融的薄膜原料，所以，能够连续稳定地进行成膜。并且，在本发明 中，在棒状原料的制造时能够除去低沸点杂质和空孔，所以能够抑制成膜时的飞溅，并且能 够由低纯度的原料形成高纯度的薄膜。另外，在本发明中，由于从棒状原料的制造到成膜一直在真空下进行，所以能够防止水等附着在棒状原料上，能够抑制由于水等引起的成膜时 的飞溅。


图1是示意性地表示本发明的成膜装置的实施方式1的一部分的(a)俯视图和(b)侧面图(部分截面图)。图2是表示熔融区域的凹部形状的例子的示意图。图3是示意性地表示对棒状体和蒸发用坩埚的电子束照射范围的图。图4是示意性地表示本发明的成膜装置的实施方式1的图。图5是表示在从上方加热熔融液、并从下方进行冷却时，从水冷铜坩埚到拉出机 构的构成例的示意图。图6是表示在从上方加热熔融液、并从下方进行冷却时，从复合型坩埚到拉出机 构的构成例的示意图。图7是示意性地表示本发明的成膜装置的实施方式2的一部分的(a)俯视图和 (b)侧面图(部分截面图)。图8是表示兼用作旋转机构的卡盘辊的一个例子的图。符号说明10 成膜装置；11 甘埚(容器)；Ila 熔融区域；lib 成形区域；Ilc 凹部；Ilg 沟槽；Ilh 排出口 ；IlA 水冷铜坩埚；IlB 复合型坩埚=IlBa 石墨构成部位；IlBb 水冷 铜构成部位；12 —次原料补充机构13 电子枪(第一加热机构)13a、42a、42b 电子束； 14 凝固开始线；20 拉出机构；21 卡盘辊；22 凸轮机构(摇动机构)；30 搬送导轨；31 辊；32 弹簧机构；35 二次原料供给机构；38 旋转机构；39 棒状体旋转用辊；40 蒸发机 构；41 :(蒸发用)坩埚；41a:凹部；42 电子枪(第二加热机构)；51 固体原料；51a 熔融 液；51b :棒状体；51c 液滴(熔融液)；51d :熔融液(蒸发源)；71 :真空槽；72 排气单元； 73 送出辊；74a.74b.74c 搬送辊；75 桶；76 卷绕辊；77 遮蔽板；77a 开口 ；78 导入管； 80 基板。
具体实施例方式以下，举例说明本发明的实施方式。但本发明不限定于以下的实施方式。在以下 的说明中，有时例示了特定的数值和特定的材料，但只要能够得到本发明的效果，也可以适 用其它数值和其它材料。[成膜方法]本发明的成膜方法是形成薄膜的方法，包括以下的工序(i)、(ii)和(iii)。在工序(i)中，将薄膜的原料的固体(一次原料)熔融，形成熔融液，使该熔融液 凝固形成棒状体，将该棒状体拉出。根据形成的薄膜选择原料。另外，在后述的工序(iii) 中，在使蒸发的物质与气体反应形成薄膜的情况下，熔融的原料也可以是构成薄膜的物质 的一部分。只要本发明的方法可以适用，形成的薄膜及其原料没有限定。作为原料的例子，例 如，可以列举硅、锗和锡等IVA族元素或含有这些元素的合金(例如含硅合金)、含有钴等元素的磁性材料。作为原料的固体的熔融方法，例如，可以列举向原料的固体照射电子束的方法。利用电子束照射进行的加热，能够在短时间内使原料的固体熔融，并且能够形成杂质少的膜， 因而优选。另外，只要能够得到本发明的效果，也可以使用其它的加热方法，例如，可以使用 电阻加热或通过施加高频而进行的加热。将棒状体从熔融液的拉出通常连续进行。通过连续地拉出棒状体，能够形成均质 的棒状体。但是，只要能够得到本发明的效果，棒状体的拉出也可以断续地进行。后面论述 从原料的熔融液拉出棒状体的方法的例子。棒状体的尺寸没有限定。棒状体的一个例子，长度在400mm 2000mm的范围内， 垂直于长度方向的截面积在3cm2 100cm2的范围内。通常，棒状体中所含的杂质的浓度低于熔融前的固体原料中所含的杂质的浓度。 这是因为在工序(i)中加热固体原料使其熔融时，沸点低的杂质被除去的缘故。另外，通 常，棒状体中的空孔的比例小于熔融前的固体原料中的空孔的比例。在工序(ii)中，使在工序(i)中拉出的棒状体的一部分(例如前端)熔融，向蒸 发源供给。在这里，不将在工序(i)中从熔融液拉出的棒状体切断再拉出，而是一边拉出棒 状体，一边使位于与上述熔融液相反一侧的上述前端熔融，向蒸发源供给生成的熔融液。在工序(ii)中，也可以通过电子束的照射使棒状体的一部分熔融。另外，只要能 够得到本发明的效果，也可以采用其它加热方法使棒状体熔融，例如，可以使用电阻加热或 通过施加高频而进行的加热。在工序(ii)中，可以通过向蒸发源滴下棒状体的熔融液而供给到蒸发源中。此 时，熔融液滴下的位置，可以偏离原料从蒸发源蒸发的位置。通过将两者的位置偏离，能够 减少熔融液的滴下对蒸发源造成的影响。在工序(iii)中，使用上述蒸发源形成薄膜。具体而言，通过加热蒸发源使原料蒸 发。通过蒸发的原料在基材上堆积，在该基材上形成由该原料构成的薄膜或含有该原料的 薄膜。例如可以通过电子束的照射进行蒸发源的加热。另外，只要能够得到本发明的效果， 也可以采用其它加热方法加热蒸发源，例如，可以使用电阻加热或通过施加高频而进行的 加热。形成薄膜的基材的材质和形状，可以考虑薄膜的用途来选择。作为基材的例子，例 如，可以列举金属片、合成树脂片以及他们的叠层物。在本发明的成膜方法中，工序(i)、(ii)和(iii)在真空中进行。在该方法中，从 熔融液拉出的棒状体被直接再次熔融，供给到蒸发源。因此，在本发明的方法中，不需要棒 状体的冷却和切断，也没有棒状体的损耗。在这里，为了在工序(i)中有效地除去原料中所 含的低沸点杂质，真空优选为IOOPa以上、IOOOPa以下的压力。在本发明的成膜方法中，工序(i)、(ii)和(iii)也可以同时进行(同时并行)。 另外，在本发明的成膜方法中，工序(i)、( )和(iii)可以同时且连续地进行。在连续地 进行成膜时，通常工序(i)、(ii)和(iii)同时且连续地进行。在本发明的成膜方法中，工序(i)、(ii)和(iii)可以在一个真空槽内进行或在连 接的多个真空槽内进行。在一个例子中，工序(i)和(ii)可以在一个真空槽内进行。在本发明的成膜方法中，可以在工序(ii)中，利用电子枪对棒状体的一部分进行加热；在工序(iii)中，利用该电子枪对蒸发源进行加热。即，可以利用1个电子枪加热棒 状体和蒸发源。在这种情况下，进行扫描，使得从1个电子枪射出的电子束照射于棒状体和 蒸发源。在本发明的成膜方法中，在上述(i)的工序中，通过从坩埚的一端供给上述原料 并对其进行加热，使上述原料熔融形成熔融液，接着，通过在上述坩埚的另一端进行冷却， 使上述熔融液凝固形成棒状体时，可以通过上述坩埚从下部进行上述熔融液的冷却，并且 从上部加热上述熔融液。由此，能够从棒状体的下部向上部进行单一方向凝固，所以能够抑 制气孔并缓和应力，能够抑制由于残余应力引起的棒状体的破裂，除此之外，还能够抑制坩 埚与棒状体卡挂。在本发明的成膜方法中，上述原料可以是在凝固时伴随体积膨胀的材料，具体而
言，可以是硅或含硅合金。
在本发明的成膜方法中，上述坩埚可以由被冷却的金属构成，进一步具体而言，上 述坩埚可以由被冷却的铜构成。在本发明的成膜方法中，上述坩埚的原料供给侧和棒状体形成侧可以由不同的材 料构成，原料供给侧的坩埚材料与上述原料熔融液的热导率小于棒状体形成侧的坩埚材料 与上述原料熔融液的热导率。此时，上述坩埚的原料供给侧可以由石墨构成，上述坩埚的棒 状体形成侧可以由被冷却的金属构成。在本发明中，上述棒状体的凝固开始线可以存在于上述被冷却的金属上。在本发明的成膜方法中，上述坩埚的侧面和底面可以由不同的材料构成，侧面的 坩埚材料与上述原料熔融液的热导率小于底面的坩埚材料与上述原料熔融液的热导率。在上述凝固时的从熔融液上部的加热方法可以利用电子枪进行，或者上述凝固时 的从熔融液上部的加热方法也可以利用电阻加热进行。上述加热熔融时的加热区域和上述 凝固时的加热区域可以连续。另外，在本发明的成膜方法中，在上述(i)的工序中，可以一边使上述棒状体旋转 一边将其拉出。此时，上述棒状体的截面形状可以大致是圆形。在本发明的成膜方法中，上述(i)、(ii)和(iii)的工序可以在一个真空槽内进行 或者在连接的多个真空槽内进行。在本发明中，在上述(ii)的工序中，通过使上述棒状体的一部分熔融而产生的熔 融液的滴下，进行从上述棒状体向上述蒸发源的供给。另外，在本发明的成膜方法中可以使用离子镀技术。此时，使从蒸发源蒸发的颗粒 离子化，并且在基材上施加电压，颗粒由于库伦力而被吸引到基材上。实施该成膜方法的成 膜装置包括用于实现该方法的装置。例如，包括在公知的离子镀装置中使用的离子化装置 和电源。[成膜装置]本发明的成膜装置是用于在真空中在基材上形成薄膜的装置。根据本发明的成膜 装置，能够容易地实施本发明的成膜方法。另外，因为关于本发明的成膜方法说明的事项适 用于本发明的成膜装置，所以，有时省略重复说明。本发明的成膜装置是在真空中由一次原料生成二次原料，使二次原料蒸发，在基 材上形成薄膜的装置。该装置具备真空槽、排气机构、蒸发源、二次原料供给机构、基材搬送机构和一次原料补充机构。排气机构对真空槽进行排气。真空槽和排气机构没有限定，可以使用在真空成膜 装置中通常使用的真空槽和排气机构。蒸发源配置在真空槽内。二次原料从蒸发源蒸发。二次原料供给机构包含加热一次原料的固体形成熔融液的第一加热机构，使该 熔融液成形为棒状体的容器，将该棒状体拉出的拉出机构，和使棒状体的一部分熔融、将熔 融物作为二次原料向蒸发源供给的第二加热机构。基材搬送机构用于将基材搬送到从蒸发源蒸发的蒸发颗粒堆积的位置。由此，在 基材上形成薄膜。一次原料补充机构用于向二次原料供给机构补充一次原料的固体。根据需要，本发明的成膜装置也可以包括其它部件和装置。形成薄膜的基材可以是带状的基板。此时，搬送机构可以包括送出基板的第一辊 和卷绕基板的第二辊。根据该构成，可以在长条的基板上连续地形成薄膜。带状的基板例 如是长度在30m 5000m范围的基板。上述容器可以包括保持原料的熔融液的熔融液保持部、和与熔融液保持部相邻接 的成形部。在成形部中，原料的熔融液凝固成为棒状体。在上述成形部可以形成有棒状体通过的沟槽。并且，该沟槽的宽度从熔融液保持 部侧向成形部侧扩大。第一加热机构可以包括电子枪。并且，第二加热机构也可以包括电子枪。此时，第 二加热机构可以包括扫描机构，该扫描机构将从第二加热机构的电子枪射出的电子束分配 为向棒状体照射和向蒸发源照射。并且，可以使用第二加热机构的电子枪加热供给到蒸发 源的原料。另外，也可以使用不同的加热装置加热棒状体和供给到蒸发源的原料。扫描机 构可以应用公知的扫描机构，例如，可以应用使用了感应线圈的电磁式扫描机构。拉出机构可以包括摇动棒状体的摇动机构。通过一边摇动棒状体一边将其引出， 能够防止棒状体附着在容器上而破损。上述第一加热机构可以设置在上述容器的上方，利用上述第一加热机构的加热区 域的终端设定为比上述棒状体的凝固开始线更靠近棒状体形成侧。上述拉出机构可以包括使上述棒状体旋转的旋转机构。由此，因为能够形成截面 形状大致为圆形等的表面凹凸少的棒状体，所以棒状体不易折断，并且能够使棒状体均勻 地加热熔融，所以能够提高棒状体供给时的稳定性。[成膜方法和成膜装置的实施方式1]在图1中示意性地表示本发明的成膜装置的实施方式1的构成。其中，在图1中 省略真空槽、排气机构、基材和基材搬送机构的图示。图1(a)是俯视图、图1(b)是侧面图 (部分截面图)。图1的成膜装置10包括坩埚(容器)11、一次原料补充机构12、电子枪13、拉出机 构20、搬送导轨30和蒸发机构40。拉出机构20包括卡盘辊21和凸轮机构22。搬送导轨 30包含辊31和弹簧机构32。辊31被弹簧机构32可移动地支承。蒸发机构40包括蒸发 用的坩埚41和电子枪42。其中，电子枪42兼作为二次原料供给机构35的加热装置和蒸发 机构40的加热装置。
坩埚11具备原料熔融的熔融区域Ila和原料成形的成形区域lib。坩埚11可以 由各种耐热材料形成。作为坩埚11的材料，例如，可以使用铜、铁、镍、钼、钽和钨等金属以 及含有这些的合金，氧化铝、氧化镁和氧化钙等氧化物和氮化硼、碳。也可以组合这些材料 形成坩埚11。坩埚11的一个典型例子是水冷铜炉。可以用碳材料(例如石墨)构成水 冷铜炉的表面。通过在熔融区域Ila的凹部(后述的凹部lie)的表面以IOmm 50mm左 右的厚度配置碳材料，能够调节熔融材料的冷却效率，提高原料的熔融效率。另外，通过由 IOmm 30mm左右厚度的碳材料构成成形区域lib的沟槽(后述的沟槽Ilg)的表面，能够 降低原料的冷却速度，所以在发生由于原料的急冷而产生破裂等的不良时特别有效。在熔融区域Ila中，从一次原料补充机构12补充固体原料51。固体原料51的形 没有限定，例如，可以是粒状、块状、棒状或线状。在一次原料补充机构12中，作为送出原 料的方式，例如，可以采用送料器方式、提篮方式、推棒方式或倾斜滑动方式。在熔融区域 Ila形成有保持熔融原料的凹部11c。凹部Ilc的平面形状可以是矩形，也可以是圆形，还 可以是它们的组合，也可以是除此之外的形状。在凹部Ilc的平面形状是圆形或椭圆形时， 具有容易使原料均勻熔融的优点。另外，凹部Ilc的垂直方向的截面形状(参照图1(b))可以是矩形、梯形、鼓形和 使它们的底圆滑的形状。凹部Ilc的垂直方向的截面形状，可以是上边比底边长的梯形(参 照图2(b)和(d))或使其底边圆滑的形状(参照图2(f))，这些形状具有容易使原料均勻熔 融的优点。在图2中表示凹部Ilc形状的例子。图2(a)、(c)、(e)和(g)表示开口部的平面 形状，图2(b)、(d)、(f)和(h)表示垂直方向的截面形状。供给到熔融区域Ila的固体原料51，被从电子枪13照射的电子束13a加热而熔 融。其中，固体原料51的加热也可以采用电子枪以外的方法进行，例如，可以采用加热器加 热或感应加热进行。从能够使原料在短时间内熔融的角度考虑，优选感应加热和电子束加 热，特别优选电子束加热。电子枪13可以是直进枪和偏向枪的任意一种。直进枪具有磁场对电子枪42的 影响小的优点。但是，也可以使电子枪13a的轨道弯曲数度左右。该程度的弯曲对电子 枪42的影响也小，并且有助于抑制电子枪13的镜筒内部的污染。电子束13a的加速电压 可以考虑固体原料51的种类和投入速度来设定。在一个例子中，电子束13a的加速电压 在-8kV -30kV的范围内，其电力在5kW IOOkW的范围内。如果电力低于5kW，有时原料 的熔融速度不足。另外，如果电力大于100kW，有时会出现固体原料51的飞散和爆沸。凹部Ilc的开口部(上面)的面积，可以考虑制作的棒状体的形状、固体原料51 的供给速度、加热源(电子枪13)的功率来设定。凹部Ilc的开口部面积通常为500mm2以 上40000mm2以下，例如为1500mm2以上15000mm2以下。如果开口部的面积小于500mm2，从 一次原料补充机构12供给的固体原料51的一部分容易从熔融区域Ila溢出。另一方面， 如果开口部的面积大于40000mm2，大多情况下固体原料51的熔融所必需的加热能量变得过 大而不经济。固体原料51在熔融区域Ila中被加热形成熔融液51a。此时，固体原料51中所 含的低沸点的杂质成分被除去。其结果，由熔融液51a形成的棒状体中所含的低沸点杂质 的浓度低于固体原料51中所含的低沸点杂质的浓度。因此，根据本发明的方法和装置，能够显著抑制由于廉价的原料(杂质浓度高的原料)中的低沸点杂质所引起的成膜时的飞 溅(splash)。例如，在使用#441等级的金属硅那样比较廉价的原料时，能够得到该效果。 #441等级的金属硅指的是硅的代表性杂质铝、铁、钙的浓度分别最高为0. 4wt%,0. 4wt%, 0. 的金属硅。这些杂质在金属硅的熔融温度被减少、除去。如果利用电子束进行熔融 区域Ila的加热，则熔融液51a由于对流而被搅拌，并且熔融液51a的表面的一部分达到高 温，所以能够有效地除去低沸点杂质。电子束的功率过高、熔融液51a的表面变得过于高温的情况，由于原料的蒸发变 得显著而不优选。因此，熔融液51a的表面温度优选在原料的蒸发不显著的范围内达到高 温。为了除去低沸点杂质，将熔融液51a保持在高温的时间的长短也至关重要。在固体原 料51使用金属硅时，优选将熔融液51a保持在高温数分钟以上。因此，优选将熔融区域Ila 和成形区域lib中的加热时间设定为数分钟以上。该加热时间可以通过后述的棒状体的直 径和拉出速度、以及熔融区域Ila和成形区域lib中的加热区域的长度来调整。例如，在棒 状体的直径为40mm时，可以将拉出速度设定为5cm/分钟，将熔融区域Ila和成形区域lib 中的加热区域的合计长度设定在IOcm 50cm的范围内。固体原料51有时包含空孔，但通过使固体原料51熔融，形成不含空孔的熔融液 51a。通过使该熔融液51a凝固形成棒状体，能够使棒状体所包含的空孔少于固体原料51 所包含的空孔。其结果，能够减少棒状体内包含的气体，由此能够带来减少成膜时飞溅的效 果。由于金属硅包含大量的空孔，所以使用金属硅成膜时，容易由于低沸点杂质和空孔而产 生飞溅。但是，根据本发明，能够减少原料中所包含的空孔和低沸点杂质，所以能够得到飞 溅减少的显著效果。在熔融区域Ila中熔融的固体原料51形成熔融液51a。随着固体原料51的供 给，熔融液51a的一部分逐渐移动到成形区域lib。在成形区域11b，形成有上面开放的沟 槽llg，使得熔融液51a凝固时形成为棒状体。熔融液51a的一部分移动到成形区域11b， 温度下降并且凝固。其结果，熔融液51a的一部分在沟槽Ilg中移动时成形为棒状体51b。 另外，只要能够形成棒状体51b，原料(熔融液51a/棒状体51b)所通过的区域的形状没有 限定，例如也可以是管状。棒状体51b从排出口 Ilh被拉出，移动到蒸发用坩埚41的上方。为了容易地从排 出口 Ilh拉出棒状体51b，优选沟槽Ilg是排出口 Ilh—侧扩大的倒锥体形状。同样，沟槽 Ilg的深度优选在排出口 Ilh—侧变深。沟槽Ilg(或管)的形状可以考虑制作的棒状体 51b的形状、固体原料51的供给速度和加热源的功率来设定。在一个例子中，沟槽Ilg的截面(与棒状体51b移动方向垂直的截面)，在与熔融 区域Ila的交界处，是直径20mm 80mm的半圆形至圆形，在排出口 Ilh中，是直径24mm 90mm的半圆形至圆形。在这里，沟槽Ilg的截面从熔融区域Ila—侧的一端向另一端(排 出口 Ilh —侧)慢慢变大。可以在成形区域lib的一部分进行原料(熔融液51a/棒状体51b)的加热。通过 该加热，能够减慢原料的冷却速度。另外，通过该加热，能够使熔融液51a顺利地移动到成 形区域lib。并且，该加热能够抑制由于成形区域lib中原料的冷却速度过快而引起的棒状 体51b破裂、弯曲和空洞的发生。成形区域lib中的原料的加热方法可以与熔融区域Ila中的加热方法相同，也可以不同。例如，可以利用电子枪13进行熔融区域Ila中的加热，也可以利用电阻加热器进 行成形区域lib中的加热。还可以通过分割来自电子枪13的电子束，进行熔融区域Ila中 的加热和成形区域lib中的加热。可以进行成形区域lib的一部分中的加热，以维持熔融液51a熔融的状态。另外， 可以进行成形区域lib的一部分中的加热，使得在成形区域lib中凝固的原料再次熔融。在成膜装置10中，原料的熔融液51a从上方(开放面一侧)被加热。另外，熔融 液51a可以从与坩埚11的接触面开始进行冷却。这样，在本发明的成膜方法和成膜装置 中，可以从开放面(上方)对熔融液51a进行加热，并且从容器一侧(下方)进行冷却。根 据该构成，熔融液51a的凝固从与容器的接触面开始在开放面中完成。即，通过抑制熔融液 51a上面的凝固、从熔融液51a下部向上部进行一个方向的凝固，能够在熔融液51a上部确 保凝固时的应力和由此产生的体积变化的规避处，能够抑制由于残余应力引起的棒状体的 破裂。此外，能够缓和棒状体与坩埚的卡挂。并且，由此能够从上方恒定地向凝固面上供给 熔融液51a，所以能够期待气孔的抑制。本方式在原料是硅或含硅合金等在凝固时伴随体积 膨胀的材料时特别有用。图5是表示从开放面(上方)加热熔融液51a、并从容器一侧(下方)进行冷却 时，从水冷铜坩埚IlA直到拉出机构20的构成例的示意图。在图5中，粒状固体原料51从图5的左端供给到水冷铜坩埚11A，利用电子枪13 被加热形成熔融液51a，随着进入图5的右侧而被冷却成为固体状态的棒状体51b，被拉出 机构20拉出。其中，在图5中没有设置凹部11c，但也可以设置。在图5中，电子枪13使固体原料51熔融，并加热熔融液51a，用于控制凝固方向、 凝固速度。为了原料的熔融，在原料入口部分，需要使加热速度大于来自坩埚的冷却速度； 但在棒状体出口部分，为了熔融液的凝固，需要使加热速度小于来自坩埚的冷却速度。艮口， 在一个坩埚内，希望在原料入口部分和棒状体出口部分以不同的输出加热。另外，为了可靠 地进行从下部向上方的一个方向的凝固，希望从用于原料熔融的加热区域到用于熔融液凝 固的加热区域连续，加热在中途不被间断。因此，作为加热方法，优选方向性高、能够实现详 细的输出调整的利用电子射线照射进行的加热；作为加热源，优选设置电子枪。但是，也可 以通过设置加热器代替电子枪，进行电阻加热等利用其它加热单元的加热。通过调节电子枪13的输出，从水冷铜坩埚IlA的一端投入的固体原料51在水冷 铜坩埚IlA内被加热、熔融。原料的熔融液51a由于接触水冷铜坩埚IlA的表面而开始凝 固，此时，利用电子枪13从上方加热熔融液51a，所以熔融液上部的凝固速度减慢，棒状体 51b从下部向上部显示一个方向的凝固性。此时，由于棒状体的凝固从冷却的坩埚与熔融液 的接触点开始，所以容易引起坩埚与棒状体的粘连。因此，优选使用水冷铜作为坩埚材料。 在这里，使用水冷铜作为坩埚材料是因为，在对热导率非常高的铜进行水冷并使用时，即使 与金属或半导体原料的熔融液接触，也不易被侵蚀，能够抑制由于粘连引起的棒状体与坩 埚的卡挂。另外，也可以使用能够得到同样效果的铜以外的铁或钢铁等金属的坩埚，或水冷 以外的利用油或气体进行冷却的坩埚。在从熔融液上部进行冷却的方法中，因为棒状体下 部最后凝固，所以应力集中在棒状体下部、发生变形，因而容易发生与坩埚的卡挂或棒状体 的破裂，但是通过从下部向上部进行一个方向的凝固，能够使应力在开放的上部散失，能够 抑制由于棒状体的变形而引起的破裂和气孔、与坩埚的卡挂。
图6是表示在从开放面(上方)对熔融液51a进行加热、并从容器一侧(下方)进行冷却时，从复合型坩埚IlB直到拉出机构20的构成例的示意图。在图5中，坩埚由一种材料构成，而在图6中，两者的不同点在于，使用原料供给侧 由热导率小的材料构成、棒状体形成侧由热导率大的材料构成的复合型坩埚。通过该构成， 与由一种坩埚材料构成的情况相比，能够减少熔融时的过热量，并且能够保持大的棒状体 形成侧的冷却量。如图6所示，在本方式中，使用复合型坩埚11B，该复合型坩埚的原料供给侧由与 原料熔融液51a的热导率小的材料形成，例如由石墨构成部位IlBa形成；与其接续的棒状 体形成侧由热导率大的材料形成，例如由水冷铜构成部位IlBb形成。这种情况与使用图5 所示的水冷铜坩埚IlA的情况相比，能够抑制石墨构成部位IlBa中的冷却，所以能够期待 以更小的能量进行原料的熔融，接着，通过在水冷铜构成部位IlBb进行冷却，能够实现与 图5相同的向上方的一个方向的凝固。但是，因为石墨构成部位IlBa没有被水冷，所以容 易被加热，石墨与熔融液51a反应，在熔融液凝固时可能会引起粘连，所以，优选通过取得 来自电子枪13的放入热量和棒状体51b的拉出速度的平衡，将棒状体的凝固开始线14保 持在水冷铜构成部位IlBb上，抑制由于熔融液的凝固产生的石墨与棒状体的粘连。并且， 为了防止熔融液进入石墨构成部位与水冷铜构成部位的连续部分的间隙而粘连，优选通过 来自外部的压迫使石墨构成部位与水冷铜构成部位贴紧。此时，一旦在水冷铜构成部位与 石墨构成部位的接缝处出现台阶差，就容易引起坩埚与棒状体的粘连或卡挂，所以优选接 缝由没有台阶差的光滑面构成。另外，通过坩埚11的侧面和底面使用不同的材质构成坩埚，使得侧面材料与原料 熔融液51a的热导率小于底面与原料熔融液51a的热导率，能够抑制来自侧面的横向凝固， 能够提高棒状体的一个方向的凝固性。回到图1的说明。棒状体5 Ib被拉出机构20从成形区域1 Ib被拉出。拉出机构 20包括具有凸部的卡盘辊21。用多个卡盘辊21夹着棒状体51b，通过使卡盘辊21旋转，能 够移动棒状体51b。夹持棒状体51b的力可以考虑棒状体51b的材质、形状和拉出速度来 设定。该力例如可以在29.4N 490N(3kgf 50kgf)的范围内。如果夹持力过小，有时棒 状体51b滑动、不能使棒状体51b顺利移动。另一方面，如果夹持力过大，有时导致棒状体 51b变形或破坏。多数情况下棒状体51b的侧面形状不确定。因此，优选卡盘辊21由弹簧等缓冲机 构支承，以应对侧面形状的变化。在卡盘辊21的外周面形成有多个凸部。凸部可以是针状、圆锥状、棱锥状、圆锥台 状或棱锥台状。圆锥台状或棱锥台状的凸部具有耐久性高的优点。另外，齿轮状的卡盘辊也 具有耐久性高的优点。圆锥台状的凸部，例如，上面的半径可以在0. 3mm 2mm的范围内、 底面的半径可以在0. 5mm 4mm的范围内、高度可以在0. 5mm 5mm的范围内。卡盘辊21的直径可以一定、也可以根据部位而变化。通过使夹持棒状体51b的 部分的直径小于其它部分的直径，能够得到提高卡紧性以及防止棒状体51b弯曲前进的效 果。卡盘辊21的直径在棒状体51b的卡紧位置例如在IOmm 70mm的范围内。如果卡盘 辊21的直径过小，有时会导致卡盘辊21弯曲。另外，如果卡盘辊21的直径过大，设备大型 化，导致设备成本增加。为了防止棒状体51b的弯曲前进，有效的做法是使卡盘辊21在卡紧位置的直径变细、并且使用多组卡盘辊21。在拉出棒状体51b时，可以一边摇动棒状体51b—边拉出。通过摇动，能够防止棒 状体51b与坩埚11的粘合，并且，能够减少棒状体51b与坩埚11之间的摩擦。棒状体51b 的摇动在成形区域lib中形成有沟槽lib时特别有效。摇动方向例如是上下方向和/或左 右方向。通过一边在上下方向摇动棒状体51b—边将其拉出，能够顺利地拉出棒状体51b。 例如，可以通过使拉出机构20中夹持棒状体51b的部分摇动来进行棒状体51b的摇动。在 成膜装置10中，卡盘辊21通过凸轮机构22而上下摇动。摇动幅度例如可以在Imm IOmm 的范围内。另外，拉出棒状体51b的机构和方法，不限定于成膜装置10的机构和方法。例如， 可以使用与卡盘辊21不同的形状的辊。还可以使用卡盘部分滑动的结构代替卡盘辊21。 此时，通过卡盘部分滑动，拉出棒状体51b。棒状体51b —旦形成，就能够从熔融液51a被连续拉出。另外，最初由熔融液51a 形成棒状体51b时，可以在装置中安装预先制作的原料的棒状体51b，或使用原料的晶种拉 出棒状体51b。由拉出机构20拉出的棒状体51b，沿着搬送导轨30搬送。搬送导轨30具备辊31 和弹簧机构32。它们被固定柱和固定导轨等固定。通过使用搬送导轨30，可以得到防止棒 状体51b的弯曲前进、防止由于以卡盘机构为支点的应力而引起的棒状体51b的破损、减少 拉出机构20的驱动负荷的效果。辊31由于弹簧机构32而能够移动。由于辊31能够移 动，对于棒状体51b的形状和位置变动的随动性提高，能够稳定地进行棒状体51b的搬送。 另外，可以根据情况(在对设备形状的制约中没有设置搬送导轨余地时等)，省略搬送导轨 30。另外，只要能够得到本发明的效果，辊31的位置也可以固定。棒状体51b向坩埚41的上方移动。在棒状体51b的前端部附近，从电子枪42照 射电子束42a。由于电子束42a的照射，棒状体51b的前端部熔融、形成液滴51c滴入坩埚 41内。电子束42a的电力可以考虑原料的种类、棒状体51b的形状和搬送速度来设定。电 子束42a的电力例如为5kW IOOkW左右。如果电子束42a的电力小于5kW，有时棒状体 51b的熔融速度不足。另外，如果该电力大于100kW，有时液滴51c会在坩埚41前滴下。由于不需要棒状体51b的切断工序和冷却工序、以及为了有效利用棒状体51b，优 选从坩埚11至坩埚41的空间配置在一个真空槽内。另一方面，一次原料补充机构12可以 配置在与真空槽(第一真空槽)连接的第二真空槽内，第一真空槽配置有坩埚11和坩埚 41。这2个真空槽可以由能够开闭的隔板隔开。在向一次原料补充机构12补充固体原料 51时，用隔板遮断2个真空槽，将配置有一次原料补充机构12的第二真空槽向大气开放，补 充固体原料51。此后，将第二真空槽减压后，开放隔板，从一次原料补充机构12向熔融区域 Ila补充固体原料51。根据该构成，能够不使配置有坩埚11和坩埚41的第一真空槽的真 空度下降地补充固体原料51。坩埚41中积存固体原料51的熔融液(蒸发源)51d。熔融液51d被来自电子枪42的电子束42b加热，其一部分蒸发。蒸发的颗粒在基材上堆积，形成薄膜。来自电子枪42的电子束由扫描机构分配为电子束42a和42b，分别照射到棒状体 51b和熔融液51d上。通过使用一个电子枪42加热棒状体51b和熔融液51d，能够简化装 置、降低装置成本。另外，也可以利用不同的加热机构加热棒状体51b和熔融液51d。另外，只要能够得到本发明的效果，也可以利用电子束照射以外的方法进行加热。在坩埚41中形成用于积存熔融液51d的凹部41a。凹部41a的平面形状根据目的成膜，可以为圆形、硬币型、矩形、环形等各种形状。坩埚41可以由耐热性材料形成，例如， 可以使用铜、钼、钽、钨等金属和含有这些金属的合金，氧化铝、氧化镁、氧化钙等氧化物，氮 化硼，碳等。坩埚41的一个例子是水冷铜炉。在以卷绕式为代表的连续式真空蒸镀中，可以使用形成有比成膜宽度长的矩形的 凹部41a的坩埚41。那样的坩埚41在形成厚度均勻的膜方面是有效的。图3中表示电子束42a和42b照射范围的一个例子。照射在棒状体51b上的电子 束42a的照射位置61设定在偏离照射在熔融液51d的电子束42b的扫描范围62的位置。 因此，原料的液滴51c在偏离电子束42b的扫描范围62的位置滴下。根据该构成，能够减 小由于连续供给液滴51c所带来的不良影响(熔融液51d的温度变化和表面振动等)。其 结果，能够形成均勻性好的膜。其中，在图3的一个例子中，扫描范围62的长度比成膜宽度 63宽。在图4中示意性地表示成膜装置10的整体。真空槽(VaCuumChamber)71是具有 内部空间的耐压性槽。在真空槽71上连接有排气单元72。排气单元72使真空槽71的内 部形成为适于成膜的减压状态。排气单元72例如可以使用减压泵等。在真空槽71的内部空间配置有坩埚11、一次原料补充机构12、拉出机构20、搬送 导轨30、坩埚41、送出辊73、搬送辊74a 74c、桶75、卷绕辊76、遮蔽板77和原料气体导 入管78。并且，在真空槽71的壁面上固定有电子枪13和42。真空槽71被遮蔽板77分成搬送基板80的基板搬送区域和处理固体原料51的 原料处理区域。遮蔽板77中，在坩埚41上方的区域形成有开口 77a。并且，真空槽71也 可以是包括基板搬送区域的真空槽和包括二次原料供给机构35的真空槽连接而成的真空 槽。此时，在开口 77a配置有能够开闭的隔板，包括基板搬送区域的真空槽中也连接有排气 单元。送出辊73、搬送辊74a 74c、桶75和卷绕辊76分别是自由旋转的辊。这些作为 搬送基板80的搬送机构发挥功能。送出辊73不被蒸发的原料污染地配置在桶75的上方。 在送出辊73上卷绕有成膜前的基板(基材)80。基板80是带状的基板。基板80从送出辊73被送出，经由搬送辊74a和74b送到桶75。在桶75的内部设 置有冷却单元(未图示)。冷却单元例如可以使用通过冷却水循环进行冷却的冷却装置。 在基板80在桶75的外周面移动时，从蒸发源(熔融液51d)飞来的原料的颗粒堆积在基板 80上，形成薄膜。另外，在使固体原料51与气体反应进行成膜时，从导入管78导入气体。 卷绕辊76配置在桶75的上方。卷绕辊76通过驱动单元(未图示)而旋转，卷绕形成有薄 膜的基板80。桶75夹着开口 77a，配置在蒸发源(熔融液51d)的上方。在蒸发源产生的原料的 蒸气通过开口 77a、到达桶75上的基板80。通过原料在基板80上堆积，在基板80上形成 薄膜。遮蔽板77将从坩埚41飞来的原料颗粒到达基板80的路径仅限定在通过开口 77a 的路径。导入管78根据需要设置。在一个例子中，导入管78的一端配置在坩埚41的上方， 另一端连接于真空槽71外部的原料气体供给单元(未图示)。通过导入管78供给氧气和氮气等。通过供给这些气体，可以形成以从蒸发源飞来的原料的氧化物、氮化物或氮氧化物 为主要成分的薄膜。原料气体供给单元可以使用气体储气瓶或气体发生装置等。在本发明的成膜装置10中，坩埚(容器)11、电子枪13、拉出机构20、搬送导轨30 和电子枪42作为二次原料供给机构35发挥功能。利用二次原料供给机构35，能够连续地 向蒸发源供给原料，所以在本发明的成膜装置10中，能够连续且稳定地形成薄膜。通常，在 成膜装置10中，同时且连续地进行固体原料51的补充和熔融、棒状体51b的拉出、棒状体 51b的熔融、利用熔融液51d的加热进行的成膜。但是，只要能够得到本发明的效果，这些工 序可以同时进行，也可以断续进行。另外，在成膜装置10中能够省略桶75。例如，可以在直线状移动于2个搬送辊之 间的基板80的一部分上形成薄膜。通过2个搬送辊的位置，能够使原料颗粒飞到基板80 上的角度发生变化。例如，可以使原料颗粒与基板80的表面基本垂直地入射，也可以使原 料颗粒相对基板80的表面倾斜地入射。根据使原料颗粒相对基板80的表面倾斜入射的成 膜法，由于自阴影效果，能够形成包含微小空间的薄膜。因此，该成膜法例如对于高C/N磁 带的形成和循环特性优异的电池负极的形成有效。在本发明的成膜装置10中，通过使用长条的铜箔作为基板80、使用硅作为固体原 料51，能够得到电池用的长条的负极。对于硅薄膜的形成方法的一个例子进行说明。在该一个例子中，以3g/秒的速度 从一次原料补充机构12向坩埚11供给#441等级的金属硅。通过从电子枪13照射50kW 电子束，金属硅被熔融。以6cm/分钟的速度由金属硅的熔融液形成直径50mm左右的不定 形的棒状体51b。在蒸镀用的坩埚41上方，从电子枪42向棒状体51b的前端照射40kW的 电子束。通过电子束的照射，棒状体51b的前端熔融，硅供给到坩埚41。另外，从电子枪42 向坩埚41照射90kW的电子束。通过电子束向坩埚41的照射，在基板上形成硅薄膜。另外，对于含有钴的磁带的形成方法的一个例子进行说明。在该一个例子中，使用 聚对苯二甲酸乙二醇酯作为基板、使用钴作为固体原料51。钴从坩埚41蒸发。另外，从导 入管78导入氧气。其结果，得到长条的磁带。[成膜方法和成膜装置的实施方式2]在图7中示意性地表示本发明的成膜装置的实施方式2的构成。其中，在图7中 省略真空槽、排气机构、基材和基材搬送机构的图示。图1(a)是俯视图、图1(b)是侧面图 (部分截面图)。对于与图1相同的构成省略说明。在图7中，拉出机构20具备旋转机构38。通过旋转机构38使棒状体51b旋转， 并且被卡盘辊21等拉出。旋转机构38可以采用辊式、齿轮式等方式。例如，利用具有凸部 的棒状体旋转用辊39，可以一边从上下左右夹入棒状体一边旋转。夹入的压力根据制成的 棒状体的材质、形状、拉出速度而有所不同，例如为3 50kgf。如果夹入压力过小，有时会 产生滑动、不能顺利地进行拉出；相反，如果夹入压力过大，有时会导致棒状体变形或破坏。 因为大多情况下棒状体具有偏离正圆柱状的不定型的侧面，所以，棒状体旋转用辊39的夹 入状态也难以稳定。因此，希望在棒状体旋转用辊39的夹入结构中设置利用弹簧等的缓冲 机构。通过将齿轮状的旋转体压向棒状体，也能够使棒状体旋转。为了兼顾棒状体的旋转和拉出，根据需要，例如优选交替地进行用于棒状体的旋转运动和水平运动的夹入。由此，能够减轻棒状体所受到的扭转应力，能够防止由于扭转应力而导致棒状体破损。另外，作为兼顾旋转和拉出的驱动机构，如图8所示，通过使用向相对棒状体倾斜的方向驱动的卡盘辊，也能够兼用作旋转机构。棒状体的转速由于制成的棒状体的材质、形状、拉出速度而有所不同，例如，拉出 速度为1 10cm/min时，转速为0. 5 4rpm。在成形区域lib的沟槽Ilg的截面形状是半圆形时，伴随棒状体的旋转，在沟槽部 逐渐产生空隙。在熔融区域Ila中熔融的原材料逐渐流入该空隙中，所以通过一边使棒状 体旋转一边将其拉出，能够得到截面形状大致为圆形的棒状体。图1中得到的棒状体上面的形状没有被限制，存在大量凹凸，但在图7中得到的截 面形状大致为圆形的棒状体的表面凹凸较少。因此，由于拉出机构20和搬送导轨30，棒状 体不易被损坏。另外，在图7中，棒状体的截面形状大致为圆形，并且棒状体旋转，所以能够向棒 状体的前端部附近均勻地照射电子束42a。因此，不易发生棒状体的熔融残余，并且，熔融状 态的变动减小。其结果，滴下至坩埚41中的液滴的滴加速度和滴下位置稳定，来自坩埚41 的蒸发速度也稳定。[锂离子二次电池用负极的制造]如上所述，本发明的成膜方法和成膜装置可以适用于制造二次电池的极板，具体 而言，可以适用于制造锂离子二次电池的负极。此时，成膜的原料可以使用构成负极活性物 质的原料。作为构成负极活性物质的原料，可以使用硅和锡，典型地可以使用金属硅或硅合 金。另外，基材(基板)使用具有导电性的基材。例如，作为基材，可以使用铜箔(厚度例 如为5 μ m 30 μ m)或蒸镀有铜薄膜(厚度例如为0. 2 μ m 20 μ m)的高分子膜(例如 PET、PEN、PPS(聚苯硫醚)、聚酰胺、聚酰亚胺膜)。还可以使用在表面上形成有凹凸的金属 箔(例如铜箔)。在基材上形成的负极活性物层的厚度，例如为5 μ m 30 μ m。负极活性物质层形 成在基材的单面或两面。负极活性物质层也可以通过蒸发源使用硅并导入氧气而形成。另外，负极活性物 质层除了含有硅之外，还可以含有锂。锂可以通过与硅共蒸镀等而加入负极活性物质层中。制造锂离子二次电池的负极时，可以使从蒸发源飞来的蒸发颗粒向基材的入射方 向相对于基材的法线方向的角度为10° 80°的范围。另外，以相对基材前进方向的倾斜 角度为正，可以在每一定时间使该角度在+10° +80°范围的角度和-10° -80°范围 的角度变化。另外，所谓原料颗粒的入射方向是全部原料颗粒的入射方向的平均值，例如， 以连接电子束42a的照射范围的中央部和开口 77a的中央部的方向为代表。通过使基材的表面相对于原料颗粒的入射方向的角度发生变化，能够使原料在基 材表面上堆积成柱状或锯齿形。这些技术例如被公开在W02007/052803和W02007/015419 中。作为使基材的表面相对于原料颗粒的入射方向的角度发生变化的方法，例如，可以列举 使搬送辊的位置变化的方法和设置原料颗粒的入射角度不同的两个蒸镀区域的方法。以上，以本发明的实施方式为例进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。本 发明可以适用于需要稳定成膜的各种设备，例如，可以适用于电容器、传感器、太阳电池、光 学膜、防湿膜、导电膜等。产业上的可利用性
本发明可以在成膜装置和成膜方法中利用.
权利要求
一种成膜方法，其用于形成薄膜，其特征在于，该成膜方法包括将所述薄膜的原料的固体熔融，形成熔融液，使所述熔融液凝固而形成棒状体，将所述棒状体拉出的工序i；使所述棒状体的一部分熔融，向蒸发源供给的工序ii；和使用所述蒸发源形成所述薄膜的工序iii，其中，所述工序i、工序ii和工序iii在真空中进行。
2.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于 所述工序i、工序ii和工序iii同时进行。
3.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于在所述工序ii中，通过利用电子枪对所述棒状体的所述一部分进行加热而使其熔融， 在所述工序iii中，通过利用所述电子枪对所述蒸发源进行加热而使其蒸发。
4.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于在所述工序i中，通过从坩埚的一端供给所述原料并对其进行加热，使所述原料熔融 而形成熔融液，接着，在通过在所述坩埚的另一端进行冷却以使所述熔融液凝固而形成棒 状体时，经过所述坩埚从下部进行所述熔融液的冷却，并且从上部对所述熔融液进行加热。
5 如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于； 所述原料是在凝固时伴随体积膨胀的材料。
6.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于 所述原料是硅或含硅的合金。
7.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于 所述坩埚由被冷却的金属构成。
8.如权利要求7所述的成膜方法，其特征在于 所述坩埚由被冷却的铜构成。
9.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于所述坩埚的原料供给侧和棒状体形成侧由不同的材料构成，原料供给侧的坩埚材料与 所述原料的熔融液的热导率小于棒状体形成侧的坩埚材料与所述原料的熔融液的热导率。
10.如权利要求9所述的成膜方法，其特征在于 所述坩埚的原料供给侧由石墨构成。
11.如权利要求9所述的成膜方法，其特征在于 所述坩埚的棒状体形成侧由被冷却的金属构成。
12.如权利要求11所述的成膜方法，其特征在于 所述棒状体的凝固开始线存在于所述被冷却的金属上。
13.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于所述坩埚的侧面和底面由不同的材料构成，侧面的坩埚材料与所述原料的熔融液的热 导率小于底面的坩埚材料与所述原料的熔融液的热导率。
14.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于所述凝固时的从熔融液上部进行的加热方法利用电子枪进行。
15.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于所述凝固时的从熔融液上部进行的加热方法利用电阻加热进行。
16.如权利要求4所述的成膜方法，其特征在于所述加热熔融时的加热区域与所述凝固时的加热区域连续。
17.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于在所述工序i中，一边使所述棒状体旋转一边将其拉出。
18.如权利要求17所述的成膜方法，其特征在于 所述棒状体的截面形状大致是圆形。
19.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于所述工序i、工序ii和工序iii在一个真空槽内进行或在连接的多个真空槽内进行。
20.如权利要求1所述的成膜方法，其特征在于在所述工序ii中，利用通过使所述棒状体的一部分熔融而产生的熔融液的滴下，进行 从所述棒状体向所述蒸发源的供给。
21.一种成膜装置，用于在真空中由一次原料生成二次原料，使所述二次原料蒸发，在 基材上形成薄膜，其特征在于，该成膜装置具备真空槽；对所述真空槽进行排气的排气机构；配置在所述真空槽内、使所述二次原料蒸发的蒸发源；二次原料供给机构，该二次原料供给机构包括加热所述一次原料的固体形成熔融液 的第一加热机构、使所述熔融液成形为棒状体的容器、将所述棒状体拉出的拉出机构、和使 所述棒状体的一部分熔融并将熔融物作为所述二次原料向所述蒸发源加以供给的第二加 热机构；基材搬送机构，其用于将所述基材搬送到从所述蒸发源蒸发的蒸发颗粒堆积的位置；禾口向所述二次原料供给机构补充所述一次原料的固体的一次原料补充机构。
22.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述基材是带状的基板，所述搬送机构包括将所述基板送出的第一辊和卷绕所述基板的第二辊。
23.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于所述容器包括保持所述原料的熔融液的熔融液保持部、和与所述熔融液保持部相邻 接的成形部，在所述成形部中，所述熔融液凝固成为棒状体。
24.如权利要求23所述的成膜装置，其特征在于 在所述成形部形成有所述棒状体通过的沟槽，所述沟槽的宽度从所述熔融液保持部侧向所述成形部侧扩大。
25.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述第一加热机构包括电子枪。
26.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述第二加热机构包括电子枪。
27.如权利要求26所述的成膜装置，其特征在于所述第二加热机构包括扫描机构，该扫描机构将从所述电子枪射出的电子束分配为向所述棒状体的照射和向所述蒸发源的照射， 使用所述电子枪对所述蒸发源进行加热。
28.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述拉出机构包括使所述棒状体摇动的摇动机构。
29.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述第一加热机构设置在所述容器的上方，基于所述第一加热机构的加热区域的终端设定为比所述棒状体的凝固开始线更靠近 棒状体形成侧。
30.如权利要求21所述的成膜装置，其特征在于 所述拉出机构包括使所述棒状体旋转的旋转机构。
全文摘要
本发明提供能够以低成本进行成膜的成膜方法和成膜装置。本发明的成膜方法包括(i)将薄膜的固体原料(51)熔融，形成熔融液，使该熔融液(51a)凝固，形成棒状体(51b)，将该棒状体(51b)拉出的工序；(ii)使棒状体(51b)的一部分熔融，向熔融液(蒸发源)(51d)供给的工序；和(iii)使用熔融液(蒸发源)(51d)形成薄膜的工序。并且，工序(i)、(ii)和(iii)在真空中进行。
文档编号B22D11/059GK101821422SQ200880110929
公开日2010年9月1日 申请日期2008年9月9日 优先权日2007年10月9日
发明者佐藤俊忠, 别所邦彦, 本田和义, 柳智文, 神山游马, 篠川泰治 申请人:松下电器产业株式会社