[發明專利]成膜裝置和成膜方法

有效

• 申請號: 201380026913.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN104603326B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 小林俊之;清水圭輔;角野宏治;水口由紀子;村上洋介
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: C23C16/02
• 分類號: C23C16/02;C23C16/26;C23C16/458;C23C16/46;C23C16/54
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種使用輥對輥系統的成膜裝置和成膜方法。

背景技術

使用輥對輥系統的成膜工藝為通過從退繞輥至卷繞輥卷繞成膜靶而傳輸成膜靶(金屬箔等)并在傳輸期間在成膜靶上形成薄膜。輥對輥系統允許傳輸大型成膜靶，適合大規模生產薄膜。

例如，專利文獻1公開了一種“石墨烯輥對輥涂布裝置”，其通過輥對輥系統傳輸金屬構件并在金屬構件上形成石墨烯膜。

引用列表

專利文獻

PTL 1：日本專利申請公開2011-162877號。

發明內容

技術問題

然而，在如專利文獻1中所述的使用輥對輥系統的成膜工藝中，與不使用輥對輥系統的成膜工藝相比，可能存在膜質量由于通過輥對輥系統施加至成膜靶的張力而降低的情況。

鑒于上述情況，期望提供一種能夠通過使用輥對輥系統生產高質量薄膜的成膜裝置和成膜方法。

問題的解決方案

根據本發明的實施例，提供了一種成膜裝置，其包括輥對輥機構和加熱單元。

輥對輥機構被配置為傳輸成膜靶并包括張力釋放單元，所述張力釋放單元被配置為釋放施加至所傳輸的成膜靶的張力。

加熱單元被配置為加熱由輥對輥機構傳輸的成膜靶。

利用該配置，由輥對輥機構釋放施加至成膜靶的張力。因此，可以防止膜質量由于張力引起成膜靶變形(塑性變形和孿生變形)而降低。

張力釋放單元可以包括被配置為夾持成膜靶的夾送輥。

利用該配置，可以防止與輥對輥機構卷繞并退繞成膜靶相關聯的張力被夾持成膜靶的夾送輥直接施加至成膜靶，即，可以釋放施加至成膜靶的張力。

夾送輥可以包括：引導輥，被配置為引導成膜靶的傳輸，以及彈性輥，具有由彈性材料制成的輥表面，并且彈性輥可以由引導輥推送以使得成膜靶被夾持在彈性輥和引導輥之間。

利用該配置，通過結合引導輥旋轉的彈性輥的摩擦力，防止成膜靶相對于引導輥滑動，并且可以防止與輥對輥機構卷繞并退繞成膜靶相關聯的張力直接施加至成膜靶。

張力釋放單元可以包括多級輥，所述多級輥包括多個輥。

利用該配置，可以通過多級輥逐漸釋放施加至成膜靶的張力。在成膜靶的張力在一個點處釋放的情況下，擔心在此點造成大梯度的張力并且成膜靶滑動等。根據該配置，可以防止此大梯度的張力。

成膜裝置還可以包括松弛檢測傳感器，被配置為檢測成膜靶的松弛量。張力釋放單元可以被配置為根據松弛檢測傳感器的輸出來調節施加至成膜靶的張力。

利用該配置，松弛檢測傳感器可以檢測成膜靶的松弛量，所述松弛是由于釋放施加至成膜靶的張力造成的。張力釋放單元可以根據成膜靶的松弛量來調節施加至成膜靶的張力，使得張力可以落入合適的范圍內。

張力釋放單元可以被配置為釋放施加至成膜靶的張力至等于或小于成膜靶中發生孿生變形的張力。

當在加熱的狀態下施加張力時，特定的金屬種類(銅等)會導致孿生變形。在孿生變形中，晶體的取向在金屬晶體中局部改變。本發明的發明人發現孿生變形還可以在小于塑性變形的張力下發生并且孿生變形還相反地影響膜質量。因此，張力釋放單元釋放施加至成膜靶的張力以成為成膜靶中發生孿生變形的張力或更小的張力。因此，可以防止膜質量由于孿生變形而降低。

成膜靶可以包括包含銅的金屬箔，并且張力釋放單元可以被配置為釋放施加至成膜靶的張力至小于1MPa。

加熱的銅(例如，950度)在大約8.3MPa的張力下造成塑性變形。然而，在大約1MPa的進一步更低的張力下同樣發生孿生變形。因此，在成膜靶是包含銅(包括銅合金)的金屬箔的情況下，釋放施加至成膜靶的張力至小于1MPa(更可取的是小于0.1MPa)。因此，可以抑制膜質量由于銅發生孿生變形而降低。

成膜裝置還可以包括成膜材料供應單元，被配置為將包含碳的碳源物質供應至由加熱單元加熱的成膜靶。

當碳源物質(甲烷等)供應至加熱的成膜靶(包含銅的金屬箔)時，分解碳源物質并在成膜靶上形成石墨烯膜。發現在石墨烯生產溫度(例如，950度)下如上所述銅可以發生孿生變形，并且當發生孿生變形時，石墨烯膜的質量(電特性等)降低。在本發明中，如上所述，釋放施加至成膜靶的張力，以便防止銅發生孿生變形。因此，可以防止石墨烯膜的質量由于銅孿生變形而降低，由此可以生產高質量石墨烯。