專利名稱：：制備ar膜的生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種柱狀磁控濺射陰極制備AR膜^用生產(chǎn)線。技術(shù)背景目前為止磁控濺射法是一種可以做到大面積均勻沉積高質(zhì)量膜層的方法。而且也是最容易推廣和工業(yè)化的一種方法。因此，這種方法在制備高檔次、高質(zhì)量的減反射(AR〗膜產(chǎn)品上也應(yīng)用相當(dāng)廣泛，而且在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)能和質(zhì)量以及工藝的可調(diào)性方面提出了更高的要求。鑒于此，國內(nèi)也出現(xiàn)了很多專門制備減反射(AR)膜玻璃的磁控濺射連續(xù)鍍膜生產(chǎn)線。早期的生產(chǎn)線采用了臥式結(jié)構(gòu)，通常的方式是鍍膜基片在上方，磁控濺射耙在鍍膜基片的下方進(jìn)行向上濺射沉積從而避免真空室內(nèi)的靶灰及粉塵對(duì)膜層的影響。對(duì)于平板顯示用減反射(AR)膜，現(xiàn)在釆用的生產(chǎn)線形式多為直線立式結(jié)構(gòu)。目前市場(chǎng)上鍍膜的尺寸規(guī)格繁多，相同尺寸的顯示器由于邊框不一致使得(AR〕玻璃的尺寸出現(xiàn)差異。所以應(yīng)該要求盡量滿足大尺寸減反射(AR〕膜玻璃制備的要求。目前，大多數(shù)的廠商需要雙面減反射(AR)膜玻璃，對(duì)生產(chǎn)效率以及工藝穩(wěn)定性等方面提出了更高的要求。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)就暴露出相應(yīng)的弱點(diǎn)①、由于完成一次工藝路線只能進(jìn)行玻璃基片的單面鍍膜，基片架返回軌道在真空箱體外會(huì)造成基片架和玻璃基片的污染，影響到第二面的鍍膜質(zhì)量；②、進(jìn)出片室分隔在生產(chǎn)線的兩端，增加整條生產(chǎn)線的占地面積和凈化車間面積造成成本的提升；③、現(xiàn)在生產(chǎn)線多用平面磁控濺射源，靶材的利用率低，減少生產(chǎn)線可連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，另外平面靶『噴灰j現(xiàn)象較嚴(yán)重，影響了膜層沉積質(zhì)量；④、這種生產(chǎn)線由于兩端都有真空過渡室和進(jìn)(出〕片室，造成生產(chǎn)線長度和相應(yīng)配套真空泵組的增加使得成本進(jìn)一步的提升；⑤、生產(chǎn)線上沒有配備相應(yīng)的膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器，使得產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷得不到及時(shí)的反饋和糾正，造成良品率的降低。為了獲得合格的減反射(AR)膜玻璃，除了嚴(yán)格按薄膜光學(xué)基本原理預(yù)先設(shè)計(jì)鍍膜性能(膜層材料、膜層排列方式、膜層數(shù)量、膜層厚度等)夕卜，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到即使同一材料在不同的成膜工藝參數(shù)條件下沉積，膜層材料的折射率等參數(shù)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。另外，在多層膜沉積過程中由于相鄰兩膜層之間界面并不是理想的幾何界面，而是存在一界面層，其折射率可能會(huì)出現(xiàn)較大的變化，哪個(gè)膜層越薄，這種界面對(duì)其產(chǎn)生的影響可能越大。因此控制膜層的均勻性，保持穩(wěn)定的膜間界面是至關(guān)重要的。這就對(duì)鍍膜設(shè)備提出了更高的要求，需要對(duì)鍍膜線的結(jié)構(gòu)及濺射源等部件進(jìn)行更為合理的設(shè)計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新型柱狀磁控濺射陰極制備AR膜專用生產(chǎn)線，通過對(duì)生產(chǎn)線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，克服了現(xiàn)有生產(chǎn)線存在的不足。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是這種生產(chǎn)線包括磁控濺射制備AR膜生產(chǎn)線，其中所述生產(chǎn)線包括有上片、卸片百級(jí)凈化間，進(jìn)出片真空室、過渡真空室、高真空室、鍍膜真空室、折返前過渡真空室、折返真空室和設(shè)置在真空室內(nèi)的基片架進(jìn)、出片傳送裝置，傳送裝置上設(shè)有基片架，基片架上固定有基片，其中在進(jìn)出片真空室設(shè)置有進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥和出片旋轉(zhuǎn)門閥，在進(jìn)出片真空室與過渡真空室之間、高真空室與鍍膜室之間分別設(shè)置有高真空插板門閥，在各真空室的法蘭上分別開有窄型法蘭口；在所有鍍膜真空室的進(jìn)片傳送裝置與出片傳送裝置之間設(shè)置帶抽氣口的防濺射隔板；在鍍膜真空室上設(shè)置有兩套柱狀磁控濺射源(根據(jù)具體的工藝和產(chǎn)品需求可以增減柱狀磁控濺射源的數(shù)量〕；高真空室內(nèi)設(shè)置有低溫氣體吸附冷板；在折返前過渡真空室設(shè)置有膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器；進(jìn)出片真空室和折返真空室分別連接有初抽真空泵組；髙真空室、鍍膜真空室、過渡真空室、折返真空室分別配置有分子泵。該技術(shù)方案還包括所述濺射源包括中頻柱狀旋轉(zhuǎn)磁控濺射源。所述折返前過渡真空室設(shè)置有鍍膜膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器。所述鍍膜真空室的兩側(cè)分別設(shè)置有濺射源(或分子泵)。所述鍍膜真空室內(nèi)帶抽氣口的防濺射隔板上設(shè)有冷卻水管。所述折返真空室的基片架從進(jìn)片傳送裝置平移或回轉(zhuǎn)到出片傳送裝置。所述迸出片真空室與過渡真空室間的高真空插板門閥開啟—真空度設(shè)置為低于10Pa。所述高真空室在鍍膜前的背景真空度為低于10—4Pa。所述鍍膜真空室、折返前過渡真空室、折返真空室在鍍膜前的背景真空度為低于3X10—3Pa。所述鍍膜真空室可以根據(jù)產(chǎn)品和工藝要求增減。本發(fā)明具有的有益效果①、減少凈化室和過渡真空室，取消鍍膜真空室之間的間隔真空室從而減小生產(chǎn)線占地面積，降低生產(chǎn)線制造成本。②、真空室外沒有基片架回架軌道，基片架在真空室內(nèi)返避免基片架和基片在返回過程中被污染；進(jìn)出片傳送裝置相互獨(dú)立運(yùn)行、單獨(dú)控制。③、采用柱狀磁控濺射源大大提高靶材利用率和改善沉積質(zhì)量。、進(jìn)出片共用凈化間、共用進(jìn)出片真空室和過渡真空室使得結(jié)構(gòu)更為緊湊合理，成本相應(yīng)得到進(jìn)一步降低。◎、生產(chǎn)線上配備相應(yīng)的膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器，使得產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷得不到及時(shí)的反饋和糾正，產(chǎn)品的質(zhì)量得到進(jìn)一步保證。圖l一圖5是典型減反射膜玻璃膜層結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的新型柱狀磁控濺射源制備AR膜專用生產(chǎn)線示意圖。圖7是圖6的單真空室雙工作點(diǎn)結(jié)構(gòu)雙面制備AR膜回轉(zhuǎn)生產(chǎn)線示意圖。圖8是傳統(tǒng)立式直線制備AR膜生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖8的俯視圖。圖10是新型柱狀磁控濺射源正面視圖。圖11是本發(fā)明鍍膜真空室4箱體濺射源及分子泵布置示意圖。圖12是圖7方案鍍膜真空室及防濺射隔板立體示意圖。圖13是鍍膜真空室4及帶抽氣口的防濺射隔板立體示意圖。圖14是高真空室內(nèi)低溫氣體吸附冷板示意圖。圖15是低溫氣體吸附冷板A—A剖視圖。圖16是鍍膜室?guī)С闅饪诘姆罏R射隔板冷卻方式示意圖。圖17是防濺射隔板B—B剖視圖。圖18是基片架傳動(dòng)方式示意圖。圖19是圖18的磁導(dǎo)向局部放大圖。圖20是平面磁控濺射源刻蝕軌道示意圖。圖21是圖20的C"C剖面圖。圖中各編號(hào)內(nèi)容說明<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>188傳動(dòng)裝置摩擦輪191真空室頂板192磁導(dǎo)向側(cè)部磁鋼安裝槽193右側(cè)磁鋼194左側(cè)磁鋼195中部磁鋼201平面磁控源濺射靶材202平面磁控源耙材刻蝕軌跡212平面磁控濺射源銅背板r213平面磁控濺射源靶材刻蝕溝道具體實(shí)施方式:下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，如圖所示本發(fā)明結(jié)構(gòu)針對(duì)減反射(AR)膜玻璃產(chǎn)品的特殊要求和工藝特點(diǎn)，加以靈活的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。靈活運(yùn)用折返真空室的回架功能，并注重工藝過程中膜層的精確控制。從濺射源結(jié)構(gòu)和反應(yīng)氣體精確控制等方面來保證減反射(AR〕膜的膜層質(zhì)量以及產(chǎn)能的提高。整套設(shè)備采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想使得結(jié)構(gòu)新穎、緊湊、安裝和維護(hù)便捷?，F(xiàn)在將其實(shí)現(xiàn)的方案加以簡(jiǎn)要說明(參閱圖6)。~1、新型結(jié)構(gòu)各部分功能和配置說明(參閱圖6〕□進(jìn)出片真空室1起進(jìn)出片功能，配有進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31和出片旋轉(zhuǎn)門閥36。由于該真空室經(jīng)常需要破空實(shí)現(xiàn)基片架進(jìn)出真空室功能。所以該真空室配備大抽速的初抽真空泵組05，另外要求這個(gè)真空室內(nèi)部空間盡量小以減少抽氣空間達(dá)到快速抽氣的目的。此外，該真空室配有放氣裝置Ol,用以在開啟進(jìn)、出片旋轉(zhuǎn)門閥31和36前平衡外部大氣壓力實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)門閥的順利開啟。我們?yōu)榱吮M量減少氣體的沖擊造成粉塵污染，放氣裝置01應(yīng)實(shí)現(xiàn)慢放氣功能?！踹^渡真空室2起氣氛緩沖功能，由于進(jìn)出片真空室1的真空度要求不高，與后面高真空室2及各鍍膜真空室的真空度有較大的差距，所以需要該真空室進(jìn)行高低真空環(huán)境的過渡。為了盡量減少進(jìn)出片真空室1中的氣氛對(duì)后續(xù)真空室真空環(huán)境的影響，在進(jìn)出片真空室1與過渡室2之間設(shè)置高真空插板門閥32和35。□高真空室3不但同樣具有氣氛緩沖的作用，同時(shí)還具有基片架傳動(dòng)過程中的高低速轉(zhuǎn)換功能。由于進(jìn)出片真空室1和過渡真空室2為非鍍膜功能室，基片架是以高速進(jìn)行運(yùn)行，而在后續(xù)的鍍膜室由于工藝要求基片架是以低速運(yùn)行。這樣就需要高真空室3來進(jìn)行過渡。進(jìn)一步地，由于該真空室連接后續(xù)的鍍膜真空室，所以該真空室的真空度要求較高，因此在該真空內(nèi)設(shè)置低溫氣體吸附冷板010來捕獲空間環(huán)境中的水分，這樣就大大改善該真空室和后續(xù)鍍膜室的真空環(huán)境。同樣地，過渡真空室和高真空室之間設(shè)置高真空插板門閥33和34?！跻惶?hào)Ti02鍍膜真空室4作為玻璃A面的第一層Ti02沉積功能室。該真空室配置兩套新型的中頻柱狀磁控濺射陰極(可根據(jù)具體產(chǎn)品和工藝要求進(jìn)行濺射源數(shù)量的調(diào)整)，以提高耙材的利用率和減少由于耙材刻穿而帶來的破空停產(chǎn)。從而很大程度上提高了本新型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)能，也很大程度上降低了產(chǎn)品的成本。另外，柱狀磁控濺射源較普通的平面磁控濺射源能更容易的保證膜層的質(zhì)量。由于Ti02的沉積采用的是反應(yīng)濺射，我們知道Ti02在過渡態(tài)和過氧態(tài)下其沉積速率相差很大，而這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變與通入的氧氣流量密切相關(guān)。有效精確的控制氧氣流量是至關(guān)重要的。根據(jù)膜系的設(shè)計(jì)所.需Ti02可能會(huì)很薄，通常要在l20nm的范圍內(nèi)控制沉積厚度。另外，對(duì)折射率精確度的控制要求必須對(duì)膜層的沉積速率進(jìn)行控制，因?yàn)槌练e速率不同會(huì)導(dǎo)致作為高折射率材料在(AR)膜中的Ti02膜層呈現(xiàn)不同的晶相，無法達(dá)到預(yù)期的折射率。然而，由于Ti的金屬性較強(qiáng)，Ti02的滯回曲線與典型滯回曲線不同，鈦靶的氧化態(tài)和金屬態(tài)耙面電壓差很小，過渡區(qū)不是簡(jiǎn)單的平行四邊形，在過渡區(qū)還有電壓峰，因此很難確定它的過渡區(qū)，這就使得傳統(tǒng)的以靶面電壓為反饋信號(hào)的靶面電壓控制回路很難發(fā)揮作用，我們就釆取控制精度更高、響應(yīng)速度更快、控制可靠的PlasmaEmissionsMonitorPEM05系統(tǒng)來對(duì)濺射系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。它通過金屬Ti的特征光譜強(qiáng)弱的變化作為反饋的信號(hào)來控制氧氣的流量。這在反應(yīng)濺射領(lǐng)域是很先進(jìn)的控制技術(shù)?！跻惶?hào)Si02鍍膜真空室5作為玻璃A面的第一層Si02沉積功能室。同樣的每個(gè)真空室配置兩套新型的中頻柱狀磁控濺射陰極(可根據(jù)具體產(chǎn)品和工藝要求進(jìn)行濺射源數(shù)量的調(diào)整)，以提高靶材的利用率和減少由于靶材刻穿而帶來的破空停產(chǎn)。同樣使得膜層質(zhì)量得到提高，成本得到有效控制。同樣的，Si02膜層的沉積也采用的是反應(yīng)濺射，在過渡態(tài)和過氧態(tài)下的沉積速率相差也很大，同樣會(huì)對(duì)氧氣的有效控制提出要求。但由于si的金屬性不強(qiáng)，其滯p曲線的過渡區(qū)是簡(jiǎn)單的平行四邊形，金屬態(tài)與過氧態(tài)的電壓差較大，'因此可以通過靶面電壓作為反饋信號(hào)來控制氧氣的流量。我們采用的控制系統(tǒng)為PCU04。□二號(hào)Ti02鍍膜真空室6作為玻璃A面的第二層Ti02沉積功能室。其所有的配置與一號(hào)Ti02鍍膜真空室4基本相同，只是根據(jù)產(chǎn)品和工藝的具體要求，濺射源的數(shù)量應(yīng)進(jìn)行合理的調(diào)整?！醵?hào)Si02鍍膜真空室7作為玻璃A面的第二層Si02沉積功能室。其所有的配置與一號(hào)Si02鍍膜真空室5基本相同。只是根據(jù)產(chǎn)品和工藝的具體要求，濺射源的數(shù)量應(yīng)進(jìn)行合理的調(diào)整?！跽鄯登斑^渡真空室8作為鍍膜段與折返真空室的連接過渡段。具有基片架的緩存功能，保證整個(gè)平移過程的順利銜接。特別地，該真空室配置有膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器，進(jìn)一步保證膜層的質(zhì)量和工藝條件的快速反饋?！跽鄯嫡婵帐?起基片架的平移過渡功能。即將基片架從該真空室中的折返真空室進(jìn)片傳動(dòng)裝置19平移過渡到折返真空室出片傳動(dòng)裝置111,進(jìn)行后續(xù)的基片架的回架功能。它也是本新型結(jié)構(gòu)整體功能得以實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。□上片、卸片百級(jí)凈化車間10中凈化車間平移機(jī)構(gòu)210起基片架外部上下片和平移過渡功能。對(duì)于玻璃單面(A面)鍍膜可以將卸完玻璃的基片架從凈化車間出片傳動(dòng)裝置29平移傳送到凈化車間進(jìn)片傳動(dòng)裝置211進(jìn)行上片工序。對(duì)于雙面鍍膜需要將玻璃通過人工或者機(jī)械手翻面后繼續(xù)進(jìn)行玻璃B面的鍍膜工藝。2、新型結(jié)構(gòu)配置進(jìn)一步說明□整個(gè)新型結(jié)構(gòu)采用下摩擦上磁導(dǎo)向的傳動(dòng)方式(參閱圖16和圖17〕。使得整個(gè)傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，進(jìn)一步保證膜層的均勻性。我們知道在沉積減反射(AR〕膜時(shí)可能涉及到很薄的膜層制備，特別是Ti02膜層的沉積，所以在保證濺射源及其氣氛穩(wěn)定的條件下基片架運(yùn)行的平穩(wěn)性顯得至關(guān)重要?！跸到y(tǒng)采用高真空無油真空系統(tǒng)，主泵采用分子泵04。全部安裝在鍍膜線的背面(有濺射源一面稱為正面，它的相對(duì)面稱為背面)真空室側(cè)壁上，這樣使得真空室內(nèi)的氣氛均勻，而且泵的安裝顯得整齊規(guī)整也便于泵的維護(hù)?！跛姓婵斟兡な抑屑臃罏R射擋板06—09。由于基片完成A面的鍍膜功能進(jìn)行返回的行程中，已經(jīng)鍍膜的面同樣面對(duì)濺射源，在經(jīng)過真空鍍膜室時(shí)會(huì)被工作中的濺射源沉積上膜層破壞了膜層結(jié)構(gòu)，所以增加擋板來實(shí)現(xiàn)該功能。值得注意的是，由于泵安裝在背面真空室側(cè)壁上，所以增加的防濺射擋板在保證實(shí)現(xiàn)阻擋濺射功能的條件下應(yīng)盡量減少對(duì)抽氣的阻擋，以保證有較大的流導(dǎo)。由此在防濺射擋板上留有防濺射隔板上抽氣口113和防濺射隔板上抽氣口114。進(jìn)一步地，由于防濺射擋板會(huì)長期受到濺射源的轟擊作用，會(huì)造成能量的積累而出現(xiàn)熱變形，所以在防濺射擋板上就設(shè)置有冷卻水不銹鋼導(dǎo)管。口在非鍍膜真空室沒有布置防濺射擋板。每個(gè)真空室分別有兩套獨(dú)立控制的傳動(dòng)裝置分別實(shí)現(xiàn)進(jìn)片傳動(dòng)功能和出片傳動(dòng)功能，回架過程可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的高速運(yùn)行?！跤捎诓捎昧苏鄯嫡婵帐遥茉谡婵帐覂?nèi)部實(shí)現(xiàn)回架，所以進(jìn)出片在同一個(gè)真空室進(jìn)行。這樣較傳統(tǒng)的直線型生產(chǎn)線而言會(huì)減少出片端的緩沖真空室810和出片真空室811。這樣就可以少用真空機(jī)組和真空泵，很大程度上節(jié)約了制造成本。特別地，采用了折返真空室使得卸片用的千級(jí)凈化車間812取消，減少了生產(chǎn)線的占地面積，節(jié)約了成本。□由于進(jìn)出片功能在同一真空室體內(nèi)實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)運(yùn)行有了特殊的要求。主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面①、進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31與出片旋轉(zhuǎn)門閥36;l—2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32與l一2號(hào)真空室出片插板門閥35;2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥33與2—3號(hào)真空室出片插板門閥34同步開啟和關(guān)閉。②、迸片旋轉(zhuǎn)門閥31與出片旋轉(zhuǎn)門閥36;l一2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32與l一2號(hào)真空室出片插板門閥35;2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥33與2—3號(hào)真空室出片插板門閥34同步開啟時(shí)刻同時(shí)進(jìn)行基片架的進(jìn)片和出片通過相應(yīng)門閥。③、如果結(jié)構(gòu)允許可以將進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31與出片旋轉(zhuǎn)門閥36;l—2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32與l一2號(hào)真空室出片插板門閥35;2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥33與2—3號(hào)真空室出片插板門閥34分別用單一的寬開口型門閥來代替；④、由于進(jìn)出片真空同時(shí)具有進(jìn)片和出片的功能，造成該箱體的內(nèi)部空間較大，而該真空室的抽氣時(shí)間直接關(guān)系到生產(chǎn)的節(jié)拍，所以該真空室需采用大抽速的初抽泵組05來盡快達(dá)到所需的真空度。3、本新型結(jié)構(gòu)鍍膜工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)述首先對(duì)本新型結(jié)構(gòu)的配置作簡(jiǎn)要的說明，整套設(shè)備采用以分子泵04為主泵的無油真空系統(tǒng)，其分子泵的型號(hào)應(yīng)根據(jù)真空室的具體尺寸進(jìn)行計(jì)算來確定；其傳動(dòng)的形式釆用了下摩擦上磁導(dǎo)向的方式使得傳動(dòng)平穩(wěn)可靠；用于制備Ti02膜層和Si02膜層的裝置采用新型的中頻柱狀磁控濺射源;在折返前過渡真空室8上配置有膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器02。下面分兩種鍍膜需求來對(duì)工藝路線的實(shí)現(xiàn)加以簡(jiǎn)述我們將基片的正反面分成A鍍膜面和B鍍膜面，新型結(jié)構(gòu)中一號(hào)Ti02鍍膜真空室4和二號(hào)Ti02鍍膜真空室6實(shí)現(xiàn)基片A鍍膜面的Ti02鍍膜功能，一號(hào)Si02鍍膜真空室5和二號(hào)SiOa鍍膜真空室7實(shí)現(xiàn)A鍍膜面的Si02鍍膜功能?，F(xiàn)在將其工藝路線加以簡(jiǎn)要的敘述首先裝好玻璃基片186的進(jìn)片基片架處于凈化車間10進(jìn)片傳動(dòng)裝置211上，對(duì)進(jìn)出片真空室1進(jìn)行充氣到達(dá)預(yù)設(shè)定的壓力(接近大氣壓力〕后開啟進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31和出片旋轉(zhuǎn)門閥36，這時(shí)進(jìn)片基片架和返回的出片基片架(將其編為A，圖中未表示)同時(shí)分別通過進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31和出片旋轉(zhuǎn)門閥36,當(dāng)進(jìn)片基片架進(jìn)入進(jìn)出片真空室1并到位后關(guān)閉進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥31和出片旋轉(zhuǎn)門閥36,然后通過進(jìn)出片真空室初抽泵組05對(duì)進(jìn)出片真空室進(jìn)行抽氣，達(dá)到預(yù)設(shè)定的真空度UOPa)后開啟l一2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32和l一2號(hào)真空室出片插板門閥35，這時(shí)該進(jìn)片基片架和出片基片架(將其編為B，圖中未表示)同時(shí)分別通過l一2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32和l一2號(hào)真空室出片插板門閥35，當(dāng)進(jìn)片基片架進(jìn)入過渡真空室2并到位后和出片基片架B進(jìn)入進(jìn)出片真空室1并到位后關(guān)閉l一2號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥32和l一2號(hào)真空室出片插板門閥35,這是過渡真空室2靠分子泵04進(jìn)行抽氣，當(dāng)該真空室達(dá)到預(yù)設(shè)定的真空度〔0.1Pa〕后開啟2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥和2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥34,這時(shí)進(jìn)片基片架和出片基片架(將其編為C,圖中未表示〕同時(shí)分別通過2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥和2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥34，當(dāng)進(jìn)片基片架進(jìn)入高真空室3并到位后和出片基片架C進(jìn)入過渡真空室并到位后關(guān)閉2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥和2—3號(hào)真空室進(jìn)片插板門閥34。這時(shí)進(jìn)片基片架在高真空室進(jìn)行運(yùn)行速度的轉(zhuǎn)換(由前面真空室中的高速運(yùn)行轉(zhuǎn)為后續(xù)鍍膜室要求的低速運(yùn)行)，然后進(jìn)片基片架分別勻速通過一號(hào)Ti02鍍膜真空室4、一號(hào)Si02鍍膜真空室5、二號(hào)Ti02鍍膜真空室6、二號(hào)Ti02鍍膜真空室7分別完成A鍍膜面的第一Ti02膜層、第一Si02膜層、第二Ti02膜層、第二Si02膜層的制備。當(dāng)完成A鍍膜面的鍍膜工藝后，進(jìn)片基片架進(jìn)入折返前過渡真空室8到位以后做短暫的停留(3秒左右)，膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器02對(duì)玻璃基片A鍍膜面的膜層質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試(主要是玻璃透過率的測(cè)量〕，并更具測(cè)量采集的信號(hào)膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器02會(huì)自動(dòng)的計(jì)算出基片A鍍膜面的各膜層的厚度，然后與我們預(yù)先設(shè)計(jì)的膜系的膜層厚度等參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的對(duì)比，如果出現(xiàn)較大的偏差就可以修正對(duì)應(yīng)濺射源的工作參數(shù)(主要包括濺射源濺射功率、濺射電壓、工作電流以及對(duì)應(yīng)的氧氣流量控制器的參數(shù))，來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。隨后，進(jìn)片基片架進(jìn)入9號(hào)真空室進(jìn)片傳動(dòng)裝置19到位后通過折返真空室平移機(jī)構(gòu)110將進(jìn)片基片架運(yùn)載到折返真空室出片傳動(dòng)裝置111,然后分別通過8號(hào)真空室出片傳動(dòng)裝置21、7號(hào)真空室出片傳動(dòng)裝置22、6號(hào)真空室出片傳動(dòng)裝置23、5號(hào)真空室出片傳動(dòng)裝置24、4號(hào)真空室出片傳動(dòng)裝置25，通過高真空室3、過渡真空室2、進(jìn)行片真空室1的各門閥開啟條件和進(jìn)片時(shí)的情況相同。特別地，從工藝過程看出當(dāng)進(jìn)行基片玻璃的單面鍍膜時(shí)只需進(jìn)行一次上述的過程即可完成。當(dāng)進(jìn)行基片玻璃的雙面鍍膜時(shí)即A鍍膜面和B鍍膜面都需要鍍膜。就可以在完成基片玻璃A鍍膜面的鍍膜完成以后在上片、卸片百級(jí)凈化車間進(jìn)行基片玻璃換面后重復(fù)上述的工藝過程進(jìn)行玻璃基片B面的鍍膜。值得特別指出的是，對(duì)于基片玻璃的雙面鍍膜我們同樣希望在真空室內(nèi)只進(jìn)行一次循環(huán)就完成所需的所有鍍膜工藝。也就是說同樣采用折返真空室9構(gòu)成另一種回轉(zhuǎn)型AR鍍膜生產(chǎn)線(參見圖7結(jié)構(gòu))。鍍膜箱體做成單室雙工作點(diǎn)的結(jié)構(gòu)(參見圖13結(jié)構(gòu))，在所有的真空室內(nèi)增加密封式中間隔板76,將一個(gè)真空室做成兩個(gè)完全獨(dú)立的工作點(diǎn)。這樣就需要在反面增加鍍膜真空點(diǎn)71-74，其所有的配置與正面的工作點(diǎn)相同。該結(jié)構(gòu)就需要在反面的某個(gè)工作點(diǎn)上增加膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器來測(cè)量最終的產(chǎn)品性能(玻璃基片的透過率)。另外，進(jìn)、出片真空室是兩個(gè)獨(dú)立的空間就需要配置兩套初抽泵組70和77。由于我們大多數(shù)的廠家提供的AR鍍膜玻璃基片是先鋼化處理并按照所需的尺寸規(guī)格進(jìn)行了切片和倒角。這樣就不允許整個(gè)基片表面有任何夾具遮擋造成的非鍍膜區(qū)域存在。而且基片通常很薄大約在2mm厚度左右，這樣使得滿足條件的基片夾具很難實(shí)現(xiàn)。另外，即使能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃基片夾具的問題，但玻璃的兩個(gè)鍍膜面都要求沒有任何的遮擋，就會(huì)在鍍膜過程中不能排除濺射源繞射的問題(在工作原理中的基片架及傳動(dòng)方式的說明中有介紹)。特別地，如果AR生產(chǎn)工藝作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。也就是說先完成鍍膜后切割成所需尺寸的產(chǎn)品，這樣對(duì)夾具的要求就不會(huì)很高。完全可以用圖7所述的單室雙工作點(diǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一次性雙面成膜工藝。但是，后切割的方法會(huì)對(duì)膜層造成損壞，并且切割的細(xì)削會(huì)造成玻璃的污染。主要部件工作原理的補(bǔ)充說明1、關(guān)于新型中頻柱狀磁控濺射源及控制原理說明由于我們所鍍玻璃的膜層分別是Ti02和Si02，都是通過反應(yīng)濺射的方法來制備。分別以金屬Ti和晶體Si作為濺射靶材。被濺射出的靶材物質(zhì)與通入的氧氣在基片附近進(jìn)行反應(yīng)生成Ti02和Si02。傳統(tǒng)的磁控濺射制備AR膜生產(chǎn)線大多采用平面磁控濺射源。該種濺射源的一次性耙材利用率在20%左右，不但會(huì)增加生產(chǎn)成本而且會(huì)造成由于靶材刻穿而停產(chǎn)。另一方面隨著平面磁控濺射源的靶材不斷被濺射刻蝕，刻蝕溝道213會(huì)不斷的變窄使得濺射角發(fā)生變化影響膜層沉積的均勻性，還會(huì)使得濺射過程變得不穩(wěn)定。本新型結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線采用的是中頻柱狀磁控濺射源，在進(jìn)行濺射的過程中靶材靶筒旋轉(zhuǎn)，使得被濺射面連續(xù)的更換，這樣整個(gè)耙材表面都會(huì)均等的被刻蝕使得耙材的利用率可提高到60%以上，而且整個(gè)的濺射過程變得相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定。另外，對(duì)于本新型結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線我們要求濺射源有1000mm以上的濺射均勻區(qū)，這樣可以滿足大尺寸玻璃基片鍍膜的要求，也可以相應(yīng)的提高產(chǎn)能。這要求我們的濺射源有足夠刻蝕均勻區(qū)長度，我們采用靶材長度為1200mm的中頻柱狀磁控濺射源。對(duì)于Ti02我們采用的是PlasmaEmissionsMonitorPEM05系統(tǒng)來控制氧氣的流量。而每個(gè)PlasmaEmissionsMonitorPEM05系統(tǒng)的有效監(jiān)控區(qū)域在600mm左右，所以對(duì)于我們的濺射源來說就需要2個(gè)監(jiān)控點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路氧氣流量的控制。2、關(guān)于產(chǎn)品透過率在線檢測(cè)裝置說明由于AR膜屬于光學(xué)膜產(chǎn)品，所以對(duì)膜層的質(zhì)量以及膜層的厚度的控制要求較高。為了及時(shí)地反映鍍膜過程中產(chǎn)品的質(zhì)量問題，我們?cè)谡鄯登斑^渡真空室8配備FILMETRICS公司的F20膜層質(zhì)量在線監(jiān)控儀器。每次完成鍍膜工藝的產(chǎn)品從二號(hào)Si02鍍膜真空室7出來后在折返前過渡真空室8做短暫的停留(大概的時(shí)間為3秒左右〕進(jìn)行鍍膜玻璃基多點(diǎn)透過率的測(cè)量。而且通過該裝置可以直接計(jì)算出每個(gè)膜層的厚度，這樣如果鍍完的產(chǎn)品沒有達(dá)到產(chǎn)品的指標(biāo)，就可以直接分析出具體的哪個(gè)膜層與計(jì)算和設(shè)計(jì)的參數(shù)不符，就可以及時(shí)的對(duì)其對(duì)應(yīng)的鍍膜室的裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。包括濺射源的功率〔或者電流和濺射電壓)、濺射氣壓、PEM裝置參數(shù)重新設(shè)定、濺射源耙材轉(zhuǎn)速等。3、關(guān)于基片架及傳動(dòng)方式的說明基片架185運(yùn)行的平穩(wěn)性直接關(guān)系到膜層的沉積質(zhì)量，基片架185在運(yùn)行的過程中如果出現(xiàn)抖動(dòng)顛簸或者傾斜會(huì)造成膜層沉積不均勾甚至?xí)霈F(xiàn)掉片(基片從基片架185上脫落)，另外，在鍍膜的過程中由于基片架185同樣會(huì)沉積上膜層(我們稱之為靶灰)，長期使用后會(huì)使得基片架上的膜層增厚而且與基片燊185的結(jié)合力變差，如果在基片架185運(yùn)行的過程中出現(xiàn)抖動(dòng)顛簸會(huì)造成靶灰脫落對(duì)真空室造成污染使得膜層質(zhì)量變差。為了保證基片架185的平穩(wěn)運(yùn)行，我們采取先進(jìn)的下摩擦上磁道向的傳動(dòng)方式〔可參閱圖18和圖19)。兩個(gè)摩擦輪183、188分別通過兩個(gè)傳動(dòng)軸184、187帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)摩擦輪183、188與基片架兩側(cè)面緊密接觸以產(chǎn)生足夠大的摩擦力使得基片架185運(yùn)動(dòng)；另外，基片架185用鋁合金材料制成保證有較小的重量使得運(yùn)行的摩擦阻力減小。但是由于我們的基片架較高(1500mm左右〕，在運(yùn)行的過程中容易出現(xiàn)重心偏移使得基片架傾斜。我們有必要在基片架185的上方增加磁導(dǎo)向裝置(參閱圖19〕來保證基片架185在運(yùn)行過程中的垂直。它實(shí)現(xiàn)原理主要是借助磁鋼同極相斥異極相吸的性質(zhì)。主要由三塊磁鋼構(gòu)成，在基片架185上的磁鐵我們稱之為中部磁鋼195，在磁導(dǎo)向側(cè)部磁鋼安裝槽192中的磁鐵我們稱之為側(cè)部磁鋼，在磁導(dǎo)向側(cè)部磁鋼安裝槽192左邊的為左邊磁鋼194,在磁導(dǎo)向側(cè)部磁鋼安裝槽192右邊的為右邊磁鋼193。兩塊側(cè)邊磁鋼與中部磁鋼都是同極相對(duì)就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)相反方向的斥力。如果基片架185在運(yùn)行的過程有左偏的現(xiàn)象就會(huì)使得中部磁鋼195與左邊磁鋼距離較少使得由左邊磁鋼194產(chǎn)生的向右的斥力增大將把基片架185扶起向右靠來達(dá)到重新的平衡，保證基片架185的垂直狀態(tài)。同理，如果基片185架在運(yùn)行的過程中有右偏的現(xiàn)象會(huì)同樣被糾正會(huì)垂直位置。在鍍膜的過程中有一種現(xiàn)象叫做繞射。它是指在對(duì)鍍膜面進(jìn)行沉積的過程中，被濺射出來的靶材物質(zhì)會(huì)有部分通過基片側(cè)面的縫隙繞射到基片的背面邊側(cè)部位(在鍍膜工藝中我們稱之為非鍍膜面)然后沉積。這對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)造成較為嚴(yán)重的破壞。對(duì)于AR會(huì)使得產(chǎn)品的透過率以及色澤出現(xiàn)偏差。這樣就要求對(duì)基片夾具作相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。我們將玻璃基片嵌入一定規(guī)格尺寸的鋁合金框內(nèi)，鋁合金框的底面是完全封閉的并且與玻璃基片的背面(非鍍膜面)盡量的靠近或者貼合來避免饒射現(xiàn)象對(duì)產(chǎn)品的影響。4、關(guān)于鍍膜真空室防濺射隔板和低溫氣體吸附冷板的說明鍍膜真空室防濺射擋板主要作用是避免基片架返回過程中在經(jīng)過鍍膜室時(shí)基片被再次濺射(由于基片架折返室進(jìn)行的是平移運(yùn)動(dòng)，所以在進(jìn)行返回的過程中鍍膜面同樣面對(duì)濺射源〕。它的特點(diǎn)是對(duì)鍍膜真空室不形成密封隔離而是分別在其上部和下部設(shè)置有防濺射隔板上抽氣口113和防濺射隔板上抽氣口114,鍍膜室中的分子泵通過這兩個(gè)抽氣口對(duì)鍍膜室中安裝濺射源一側(cè)空間進(jìn)行抽氣；在防濺射隔板的不銹鋼板172上焊接通冷卻水不銹鋼管171來對(duì)整個(gè)板進(jìn)行冷卻，防止由于長期受濺射源轟擊而出現(xiàn)的熱變形現(xiàn)象。在高真空室中設(shè)置的高真空室低溫氣體吸附冷板010的特點(diǎn)是將通冷液銅管153夾緊在低溫氣體吸附板背面銅板151和低溫氣體吸附板前面銅板152之間。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是增加了低溫吸附面的面積，有利于對(duì)真空室內(nèi)水氣的吸附捕獲獲得更好的真空環(huán)境。權(quán)利要求1.一種制備AR膜的生產(chǎn)線，包括磁控濺射制備AR膜生產(chǎn)線，其中所述生產(chǎn)線包括有上片、卸片百級(jí)凈化間，進(jìn)出片真空室、過渡真空室、高真空室、鍍膜真空室、折返前過渡真空室、折返真空室和設(shè)置在真空室內(nèi)的基片架進(jìn)、出片傳送裝置，傳送裝置上設(shè)有基片架，基片架上固定有基片，其中在進(jìn)出片真空室設(shè)置有進(jìn)片旋轉(zhuǎn)門閥和出片旋轉(zhuǎn)門閥，在進(jìn)出片真空室與過渡真空室之間、高真空室與鍍膜室之間分別設(shè)置有高真空插板門閥，在各真空室的法蘭上分別開有窄型法蘭口；在所有鍍膜真空室的進(jìn)片傳送裝置與出片傳送裝置之間設(shè)置帶抽氣口的防濺射隔板；在鍍膜真空室上設(shè)置有兩套柱狀磁控濺射源；高真空室內(nèi)設(shè)置有低溫氣體吸附冷板；在折返前過渡真空室設(shè)置有膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器；進(jìn)出片真空室和折返真空室分別連接有初抽真空泵組；高真空室、鍍膜真空室、過渡真空室、折返真空室分別配置有分子泵。2.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述濺射源包括中頻柱狀旋轉(zhuǎn)磁控濺射源。3.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是鍍膜真空室的兩側(cè)分別設(shè)置有濺射源或分子泵。4.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述與鍍膜真空室連接的高真空室內(nèi)設(shè)置有低溫氣體吸附冷板；所述鍍膜真空室的防濺射隔板上設(shè)有冷卻水管。5.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述折返真空室的基片架從進(jìn)片傳送裝置平移或回轉(zhuǎn)到出片傳送裝置。6.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述迸出片真空室與過渡真空室間的高真空插板門閥開啟真空度設(shè)置為低于10Pa。7.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述高真空室在鍍膜前的背景真空度為低于10—4Pa;鍍膜真空室、折返前過渡真空室、折返真空室在鍍膜前的背景真空度為低于3X10—3Pa;8.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述鍍膜真空室設(shè)置的濺射源數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品和工藝要求可做調(diào)整。9.如權(quán)利要求1所述的制備AR膜的生產(chǎn)線，其特征是所述鍍膜真空室可以根據(jù)產(chǎn)品和工藝要求增減。全文摘要一種制備AR膜的生產(chǎn)線，設(shè)有進(jìn)出片真空室、過渡真空室、高真空室、鍍膜真空室、折返前過渡真空室、折返真空室和設(shè)置在真空室內(nèi)的基片架進(jìn)、出片傳送裝置，其中在進(jìn)出片真空室有進(jìn)出片旋轉(zhuǎn)門閥，在進(jìn)出片真空室與過渡真空室之間、高真空室與鍍膜室之間分別有高真空插板門閥，在各真空室的法蘭上分別開有窄型法蘭口；在所有鍍膜真空室的進(jìn)片傳送裝置與出片傳送裝置之間有帶抽氣口的防濺射隔板；在鍍膜真空室上有兩套柱狀磁控濺射源；高真空室內(nèi)有低溫氣體吸附冷板；在折返前過渡真空室有膜層質(zhì)量在線檢測(cè)儀器；進(jìn)出片真空室和折返真空室分別連接有初抽真空泵組；高真空室、鍍膜真空室、過渡真空室、折返真空室分別配置有分子泵。文檔編號(hào)C23C14/54GK101270467SQ200710073630公開日2008年9月24日申請(qǐng)日期2007年3月22日優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日發(fā)明者徐升東,曹志剛,生許,謝建軍,譚曉華,郭祖華,高文波申請(qǐng)人:深圳豪威真空光電子股份有限公司