本實(shí)用新型涉及材料沉積技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及磁控濺射鍍膜源及其裝置。
背景技術(shù):
磁控濺射裝置作為一種鍍膜裝置已被廣泛應(yīng)用于各種電子、裝飾等鍍膜領(lǐng)域,其具有鍍膜速率快、無污染等優(yōu)點(diǎn)。
目前在半導(dǎo)體、平板顯示屏、傳感器等制造業(yè)中使用的磁控濺射鍍膜源主要有平面型和柱狀旋轉(zhuǎn)型。在通常的鍍膜過程中,等離子區(qū)會(huì)產(chǎn)生過熱電子或其它負(fù)離子,平面型和柱狀旋轉(zhuǎn)型磁控濺射鍍膜源常會(huì)使過熱電子或其它負(fù)離子轟擊到被鍍工件的表面,使得工件和所鍍薄膜的工藝溫度過高。
在實(shí)際應(yīng)用中,有較多種類的工件材料(如高分子),或者前道工序中已經(jīng)制備好的器件不能承受過高的工藝溫度。因此,上述常規(guī)的磁控濺射鍍膜裝置常常會(huì)限制器件設(shè)計(jì)或制造時(shí)工藝的選擇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有薄膜的工藝溫度過高的問題,本實(shí)用新型提供一種磁控濺射鍍膜源及其裝置。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種磁控濺射鍍膜源,其包括相對(duì)設(shè)置的位于工件同側(cè)的柱形第一鍍膜組件,第二鍍膜組件和分別設(shè)置于其內(nèi)部的磁力產(chǎn)生件,所述第一鍍膜組件中心軸線與第二鍍膜組件中心軸線平行且相對(duì)于工件等高,在第一鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件朝向其中心軸線的為第一磁極,在第二鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件朝向其中心軸線的為第二磁極,所述第一磁極與第二磁極相反。
優(yōu)選地,所述每一鍍膜組件包括多個(gè)磁力產(chǎn)生件,多個(gè)磁力產(chǎn)生件朝向該鍍膜組件的中心軸線的極性相同,且形成平行于該鍍膜組件中心軸線的兩排。
優(yōu)選地,所述每一鍍膜組件包括多個(gè)磁力產(chǎn)生件,多個(gè)磁力產(chǎn)生件朝向該鍍膜組件的中心軸線的極性相同,且多個(gè)磁力產(chǎn)生件形成閉合環(huán)狀體或者每一鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件為一個(gè)環(huán)狀體磁力產(chǎn)生件。
優(yōu)選地,所述每一鍍膜組件內(nèi)的環(huán)狀體的中心軸線與鍍膜組件的中心軸線垂直。
優(yōu)選地,所述第一鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件設(shè)置于靠近第二鍍膜組件一側(cè)區(qū)域,第二鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件設(shè)置于靠近第一鍍膜組件一側(cè)區(qū)域。
優(yōu)選地,所述每一鍍膜組件包括濺射靶座,所述磁力產(chǎn)生件設(shè)置于濺射靶座內(nèi),所述磁力產(chǎn)生件不轉(zhuǎn)動(dòng),所述濺射靶座可繞鍍膜組件的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地,所述每一鍍膜組件徑向橫截面形狀為橢圓形或多邊形。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的另一技術(shù)方案是提供磁控濺射鍍膜裝置,其包括如上所述磁控濺射鍍膜源。
優(yōu)選地,所述磁控濺射鍍膜裝置包括多個(gè)磁控濺射鍍膜源及載物臺(tái),所述多個(gè)磁控濺射鍍膜源設(shè)置于載物臺(tái)的同一側(cè),所述載物臺(tái)可以相對(duì)鍍膜組件運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)方向垂直于多個(gè)鍍膜組件的中心軸線。
優(yōu)選地,所述磁控濺射鍍膜裝置還包括輔助電極,所述輔助電極設(shè)置于磁控濺射鍍膜源外側(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜源具有以下優(yōu)點(diǎn):
所述磁控濺射鍍膜裝置采用上述磁控濺射鍍膜源,能使第一鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件產(chǎn)生的磁力線跨越到第二鍍膜組件,能夠在鍍膜過程中,控制過熱的電子或其他攜帶能量的負(fù)離子被磁場(chǎng)束縛在兩個(gè)鍍膜組件之間,從而大大減少轟擊工件的機(jī)會(huì),從而能有效地抑制工藝溫度上升,以控制反應(yīng)溫度小于等于100℃。
【附圖說明】
圖1是本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜裝置結(jié)構(gòu)示意圖,磁控濺射鍍膜裝置包括磁控濺射鍍膜源。
圖2是圖1中磁控濺射鍍膜源配合工件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是磁控濺射鍍膜源的的一對(duì)鍍膜組件立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3a是本實(shí)用新型一對(duì)鍍膜組件的中心軸線所在平面A與工件位置關(guān)系的第一變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3b是本實(shí)用新型一對(duì)鍍膜組件的中心軸線所在平面A與工件位置關(guān)系的第二變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3c是本實(shí)用新型一對(duì)鍍膜組件的中心軸線所在平面A與工件位置關(guān)系的第二變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3d是圖3中磁控濺射鍍膜源的磁力產(chǎn)生件放大示意圖.
圖4是本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜裝置第一變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5a是本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜裝置第二變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5b是本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜裝置第三變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜方法的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
為了使本實(shí)用新型的目的,技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
請(qǐng)一并參閱圖1及圖2,本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供磁控濺射鍍膜裝置1,其包括一磁控濺射鍍膜源10。該磁控濺射鍍膜源10包括一對(duì)可旋轉(zhuǎn)的鍍膜組件100和設(shè)置于鍍膜組件100內(nèi)部的磁力產(chǎn)生件103。所述磁控濺射鍍膜源10 用于為工件200鍍膜。
優(yōu)選地,所述磁控濺射鍍膜裝置1還包括制備腔300、過渡腔400、真空機(jī)構(gòu)500及閥門600。所述磁控濺射鍍膜源10與工件200相對(duì)設(shè)置,并均容置于制備腔300內(nèi)。過渡腔400設(shè)置于制備腔300一側(cè)并與制備腔300連通。真空機(jī)構(gòu)500與制備腔300內(nèi)部連通,具體直接連接制備腔300或通過導(dǎo)氣管等連接制備腔300。真空機(jī)構(gòu)500還連接真空泵或排氣閥,以為制備腔300抽真空。過渡腔400用于隔離制備腔300與外界環(huán)境,避免外界環(huán)境破環(huán)制備腔300內(nèi)部氣氛,過渡腔400與制備腔300間設(shè)置閥門600。
本實(shí)施例中,所述每一鍍膜組件100為柱形,其包括濺射靶座101、磁力產(chǎn)生件103及使濺射靶座101繞磁力產(chǎn)生件103自轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件106。所述濺射靶座101為筒形,所述磁力產(chǎn)生件103及驅(qū)動(dòng)組件106設(shè)置于濺射靶座101內(nèi)部。所述磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生磁力線1034。每一鍍膜組件 100內(nèi)設(shè)置多個(gè)磁力產(chǎn)生件103,所述多個(gè)磁力產(chǎn)生件103 均沿對(duì)應(yīng)鍍膜組件100的徑向設(shè)置且所述磁力產(chǎn)生件103 沿徑向設(shè)置極性相同,也即每一鍍膜組件100內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向鍍膜組件100的中心軸線的極性相同。不同鍍膜組件100內(nèi)磁力產(chǎn)生件103朝向其各自鍍膜組件100中心軸線的極性相反,也即不同鍍膜組件100內(nèi)相向設(shè)置的磁力產(chǎn)生件103的極性相反,在一對(duì)鍍膜組件100內(nèi),能使一鍍膜組100內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生的磁力線1034從該鍍膜組件100內(nèi)跨越到另一鍍膜組件100內(nèi)。其中,鍍膜過程中,鍍膜組件100可繞其中心軸線自轉(zhuǎn),而磁力產(chǎn)生件103 位置保持不變。具體的,濺射靶座101繞鍍膜組件100中心軸線自轉(zhuǎn),而磁力產(chǎn)生件103位置保持不變。
請(qǐng)一并參閱圖2及圖3,所述一對(duì)鍍膜組件100包括平形設(shè)置的柱狀第一鍍膜組件100a及柱狀第二鍍膜組件 100b。第一鍍膜組件100a與第二鍍膜組件100b的表面間距為20-500mm,優(yōu)選為20-300mm,進(jìn)一步優(yōu)選地,兩者間距為200mm,以保證第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件 103產(chǎn)生的磁力線1034從該鍍膜組件100a內(nèi)跨越到相對(duì)設(shè)置第二鍍膜組件100b。所述第一鍍膜組件100a及第二鍍膜組件100b位于工件200同側(cè)。所述第一鍍膜組件100a定義中心軸線O1O2,第二鍍膜組件100b定義中心軸線O3O4,所述第一鍍膜組件100a與第二鍍膜組件100b平行指的就是第一鍍膜組件100a的中心軸線O1O2與第二鍍膜組件 100b的中心軸線O3O4平行且相對(duì)于工件200等高。中心軸線O1O2及O3O4可相對(duì)于工件200平行或傾斜。如圖3a、3b及3c中心軸線O1O2及O3O4所在平面A與工件200平行或向?qū)τ诠ぜ?00傾斜。第一鍍膜組件100a與第二鍍膜組件100b相對(duì)設(shè)置。第一鍍膜組件100a內(nèi)在相對(duì)于其中心軸線O1O2與第二鍍膜組件100b內(nèi)在相對(duì)于其中心軸線 O3O4相應(yīng)位置處設(shè)置的磁力產(chǎn)生件103的極性相反,也即第一鍍膜組件100a與第二鍍膜組件100b內(nèi)朝向其對(duì)應(yīng)中心軸線的磁力產(chǎn)生件的極性相反。具體可參閱圖2,第一鍍膜組件100a內(nèi),磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O1O2的極性都是S,而第二鍍膜組件100b內(nèi),磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O3O4的極性都是N,因而,第一鍍膜組件100a 與第二鍍膜組件100b內(nèi)的相對(duì)朝向的磁力產(chǎn)生件103的極性則分別為N和S,極性相反。
優(yōu)選地,所述鍍膜組件100徑向橫截面為規(guī)則或不規(guī)則閉合線形等。進(jìn)一步,所述鍍膜組件100徑向橫截面形狀為橢圓形或多邊形,可以理解,圓形為特殊的一種橢圓形,三角形為多邊形的一種。本實(shí)施例中優(yōu)選所述鍍膜組件100徑向橫截面形狀為圓形,即所述鍍膜組件100為圓柱形。
所述濺射靶座101包括內(nèi)壁1013和外壁1011,所述磁力產(chǎn)生件103固定容置于濺射靶座101內(nèi),且沿內(nèi)壁1013 徑向設(shè)置,但與內(nèi)壁1013不接觸。例如,可以在所述鍍膜組件100沿中心軸線設(shè)置固定件用于固定磁力產(chǎn)生件103。所述鍍膜組件100的中心軸線也即濺射靶座101和內(nèi)壁 1013的中心軸線。鍍膜過程中,所述磁力產(chǎn)生件103是固定不動(dòng),而所述濺射靶座101繞所述鍍膜組件100的中心軸線旋轉(zhuǎn)。所述外壁1011表面用于設(shè)置濺射靶材107,所述濺射靶材107尺寸匹配所述濺射靶座101的外壁1011,也即完全貼合外壁1011。其中,所述濺射靶材107到工件200 的距離為20-80mm,優(yōu)選地,距離為40-50mm。鍍膜過程中,所述濺射靶材107與濺射靶座101一起繞所述鍍膜組件 100的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地,所述鍍膜組件100還包括冷卻槽105。所述冷卻槽105為濺射靶座101內(nèi)部空腔,用于通入冷卻液,如水,以對(duì)鍍膜過程中的工藝溫度進(jìn)行控制。持續(xù)向冷卻槽105 中通入冷卻液,并保持冷卻液充滿整個(gè)冷卻槽105,從而在鍍膜過程中對(duì)更好地為旋轉(zhuǎn)的濺射靶材107降溫。優(yōu)選地,所述鍍膜組件100沿中心軸線設(shè)置兩端開口的水管,一端在鍍膜組件100外用于通入冷卻液,一端位于鍍膜組件100內(nèi)部,使通入的冷卻液可以直接從水管中流到整個(gè)冷卻槽105中。優(yōu)選地,所述磁力產(chǎn)生件103及驅(qū)動(dòng)組件106 表面涂覆防腐或隔離等涂層,以隔絕冷卻液,延長(zhǎng)鍍膜組件100使用壽命。
優(yōu)選地,請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖1,在鍍膜組件100外側(cè)設(shè)置輔助電極800,即磁控濺射鍍膜源10外側(cè)設(shè)置輔助電極800。在鍍膜過程中,由于鍍膜組件100實(shí)施的是負(fù)偏壓,通過輔助電極800實(shí)施正偏壓,如所述輔助電極800與鍍膜組件 100間電壓差為5-100V,利用異性相吸的原理,將濺射過程中產(chǎn)生的過熱電子或其他負(fù)離子電子吸附到輔助電極 800表面,減少過熱電子或其他負(fù)離子對(duì)工件200表面的轟擊,從而進(jìn)一步降低工件200的溫升,從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間低溫鍍膜。優(yōu)選地,所述電壓差為10-99V、20-90V、30-80V、 30-60V、40-90V、40-50V、45-60V、40-80V或50-90V。
在每一鍍膜組件100內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向內(nèi)壁 1013中心軸線的極性相同,不同鍍膜組件100內(nèi)磁力產(chǎn)生件103朝向其對(duì)應(yīng)中心軸線的極性相反,也即不同鍍膜組件100內(nèi)相對(duì)朝向的磁力產(chǎn)生件103的極性相反。
所述工件200為玻璃基片、陶瓷基片、硅片、金屬薄片、二氧化鈦薄膜或耐溫較低的高分子基片等其中的任意一種。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1,所述制備腔300內(nèi)還設(shè)置支撐機(jī)構(gòu)301 及載物機(jī)構(gòu)303。磁控濺射鍍膜源10固定于支撐機(jī)構(gòu)301 上。所述支撐機(jī)構(gòu)301包括內(nèi)部設(shè)置的電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011,所述電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011連接濺射靶材107,以與磁力產(chǎn)生件103配合,從而在鍍膜過程中為濺射靶材107提供電磁場(chǎng)。所述載物機(jī)構(gòu)303包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031,用于支撐并帶動(dòng)工件200移動(dòng)。在本實(shí)用新型一些實(shí)施例中,所述載物機(jī)構(gòu) 303還包括載物臺(tái)3033,所述載物臺(tái)3033與鍍膜組件100 相隔一定距離。載物臺(tái)3033用于承載工件200。優(yōu)選地,所述載物臺(tái)3033為傳送帶、移動(dòng)盤、移動(dòng)板或圓輥等。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031連接載物臺(tái)3033,以驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)3033相對(duì)鍍膜組件100運(yùn)動(dòng),所述載物臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向垂直于多個(gè)鍍膜組件100的中心軸線。在不同鍍膜組件100內(nèi),相對(duì)于載物臺(tái) 3033的高度相同的位置,各自對(duì)稱設(shè)置有相對(duì)朝向的極性相反的磁力產(chǎn)生件103。
所述過渡腔400內(nèi)設(shè)有傳片組件401。所述傳片組件 401包括機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)輪或手套箱等,用于將工件200傳送至制備腔300中。
所述閥門600設(shè)置于制備腔300與過渡腔400之間,用于方便傳送工件200,以及隔離制備腔300,防止傳送工件 200時(shí)破壞制備腔300鍍膜過程中的反應(yīng)氣氛。
請(qǐng)?jiān)僖徊㈤唸D2、圖3及圖3d,鍍膜組件100可以包括多個(gè)磁力產(chǎn)生件103。所述磁力產(chǎn)生件103具體設(shè)置位置為:第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103設(shè)置于靠近第二鍍膜組件100b一側(cè)區(qū)域,第二鍍膜組件100b內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103設(shè)置于靠近第一鍍膜組件100a一側(cè)區(qū)域,且均靠近載物臺(tái)3033一側(cè)區(qū)域設(shè)置。
磁力產(chǎn)生件103可選用磁鋼、軟磁體等磁體。每一濺射靶座101內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)磁力產(chǎn)生件103,且設(shè)置的磁力產(chǎn)生件103數(shù)量相同。優(yōu)選地,所述每一濺射靶座101 內(nèi)設(shè)置多個(gè)磁力產(chǎn)生件103。其中,在每一鍍膜組件100 內(nèi),多個(gè)磁力產(chǎn)生件103設(shè)置成與內(nèi)壁1013中心軸線平行的兩排,更優(yōu)選地,多個(gè)磁力產(chǎn)生件103沿內(nèi)壁1013內(nèi)側(cè)形成閉合環(huán)狀體,具體如圖3d所示。每一環(huán)狀體的中心軸線跟每一鍍膜組件100的中心軸線垂直。所述磁力產(chǎn)生件103 具有第一磁極1031及第二磁極1033,第一磁極1031與第二磁極1033的極性相反。如圖3d所示,在每鍍膜組件100內(nèi),設(shè)置多個(gè)磁力產(chǎn)生件103朝向內(nèi)壁1013一側(cè)的磁極極性相同,且形成平行于該鍍膜組件100中心軸線的兩排,即設(shè)置朝向中心軸線O1O2(O3O4)磁力產(chǎn)生件103的磁極極性相同。具體的:在第一鍍膜組件100a內(nèi)設(shè)置磁力產(chǎn)生件 103朝向中心軸線O1O2一側(cè)均為第一磁極1031,則在第二鍍膜組件100b內(nèi)設(shè)置磁力產(chǎn)生件103朝向中心軸線O3O4 一側(cè)均為第二磁極1033?;蛘呤窃诘谝诲兡そM件100a內(nèi)設(shè)置磁力產(chǎn)生件103朝向中心軸線O1O2一側(cè)均為第二磁極1033,則在第二鍍膜組件100b內(nèi)設(shè)置磁力產(chǎn)生件103朝向中心軸線O3O4一側(cè)均為第一磁極1031。即在第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O1O2的極性相同,在第二鍍膜組件100b內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O3O4的極性相同。也即第一鍍膜組件100a、第二鍍膜組件100b內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向各自中心軸線的極性相反,也即不同鍍膜組件100內(nèi)相對(duì)朝向的磁力產(chǎn)生件 103的極性相反。所述第一鍍膜組件100a及第二鍍膜組件 100b內(nèi)到載物臺(tái)3033的高度相同的地方分別對(duì)稱設(shè)置相對(duì)朝向的極性相反的磁力產(chǎn)生件103。也可以認(rèn)為,所述兩個(gè)鍍膜組件100內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103在設(shè)置位置上是鏡像對(duì)稱的,但是極性相反。
通過設(shè)置在第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O1O2的極性相同,在第二鍍膜組件100b內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103朝向其中心軸線O3O4的極性相同,且第一鍍膜組件100a、第二鍍膜組件100b內(nèi)相對(duì)朝向的磁力產(chǎn)生件103的極性相反,以使第一鍍膜組件100a內(nèi)磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生的磁力線1034從第一鍍膜組件100a跨越到相對(duì)設(shè)置的第二鍍膜組件100b。
優(yōu)選地,在所述每一鍍膜組件100內(nèi)設(shè)置軟磁體或其他磁力線封閉組件,所述軟磁體或其他磁力線封閉組件匹配磁力產(chǎn)生件103設(shè)置,以使單個(gè)鍍膜組件100內(nèi)磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生的磁力線1034僅從該鍍膜組件100跨越到相對(duì)設(shè)置的另一鍍膜組件100,從而更好的束縛鍍膜過程中過熱電子或其它負(fù)離子的分布。
這樣設(shè)置磁力產(chǎn)生件103,使得一鍍膜組件100內(nèi)磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生的磁力線1034僅從該鍍膜組件100跨越到相對(duì)設(shè)置的另一鍍膜組件100,從而使過熱的電子或其他攜帶能量的負(fù)離子被磁場(chǎng)束縛在二鍍膜組件100之間,并分布在限定區(qū)域700,大大減少轟擊工件200表面的機(jī)會(huì),從而有效抑制工藝溫度過高。因此在鍍膜過程中,能有效地控制工件200和工藝溫度小于等于100℃。優(yōu)選地,在鍍膜過程中,還可以有效地控制工件200和工藝溫度小于等于70℃。
在本實(shí)用新型一些較優(yōu)的實(shí)施例中,在一個(gè)濺射靶座 101內(nèi),設(shè)置一磁力產(chǎn)生件103,所述磁力產(chǎn)生件103為閉合環(huán)狀體,其沿徑向方向的兩個(gè)表面為主表面,兩個(gè)主表面所帶極性相反。
在鍍膜過程中,設(shè)置濺射靶座101旋轉(zhuǎn),以提高濺射靶材107刻蝕的均勻程度,從而提高濺射靶材107的利用率,并大幅減少薄膜針孔等微粒產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。其中,多個(gè)鍍膜組件100的濺射靶座101可以是由多個(gè)驅(qū)動(dòng)組件106分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),還可以是由一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件106驅(qū)動(dòng)聯(lián)立旋轉(zhuǎn)。
作為第一變形,在本實(shí)用新型一些較優(yōu)的實(shí)施例中,所述磁控濺射鍍膜裝置1包括多對(duì)鍍膜組件100。請(qǐng)參閱圖 4,所述磁控濺射鍍膜裝置1包括四對(duì)鍍膜組件100。
優(yōu)選地,多對(duì)鍍膜組件100呈線性排列,且設(shè)置于載物臺(tái)3033的同一側(cè),在多對(duì)鍍膜組件100內(nèi),每一鍍膜組件100的中心軸線均平行于載物臺(tái)3033。鍍膜過程中,所述載物臺(tái)3033相對(duì)鍍膜組件100運(yùn)動(dòng),且載物臺(tái)3033運(yùn)動(dòng)方向垂直于多個(gè)鍍膜組件100的中心軸線。
請(qǐng)參閱圖5a,作為第二變形,所述磁控濺射鍍膜裝置 1可以是直線隧道式架構(gòu)。即所述磁控濺射鍍膜裝置1至少二過渡腔400,制備腔300設(shè)置于其中二過渡腔400之間。制備腔300設(shè)置至少一磁控濺射鍍膜源10。優(yōu)選地,設(shè)置二過渡腔400。所述過渡腔400兩側(cè)均設(shè)置閥門600,具體地,靠近制備腔300一側(cè)閥門600用于隔離制備腔300與過渡腔400,以方便傳送工件200;遠(yuǎn)離制備腔300一側(cè)的閥門600用作大氣真空交換閥門,以隔離真空環(huán)境與大氣環(huán)境,避免傳送工件200時(shí)破壞磁控濺射鍍膜過程中的反應(yīng)氣氛。磁控濺射鍍膜過程中,先入片,即打開按順序設(shè)置的過渡腔400與制備腔300之間的閥門600,傳片組件401 將工件200傳送至制備腔300;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031繼續(xù)傳送;再出片,即打開按順序設(shè)置的制備腔300與過渡腔400之間的閥門600,以將薄膜鍍制完成后的工件200傳送出制備腔 300。通過設(shè)置磁控濺射鍍膜裝置1為是直線隧道式架構(gòu),使得可以鍍制多組不同材料,并可控制獲得膜層疊構(gòu)、組分及厚度等,同時(shí)入片與出片有序進(jìn)行,而且操作簡(jiǎn)單,易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線作業(yè)。
請(qǐng)參閱圖5b,作為第三變形,所述磁控濺射鍍膜裝置1還可以是集束式架構(gòu),其包括一中央傳片真空腔40,所述中央傳片真空腔40可對(duì)應(yīng)至少二制備腔300設(shè)置。所述中央真空傳片腔40包括傳片組件401。所述傳片組件401 包括機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)輪或手套箱等,用于將工件200傳送至制備腔300,并將鍍膜完成的工件200搬運(yùn)回中央真空傳片腔40。在鍍膜過程中,先入片,即打開中央真空傳片腔40 與制備腔300之間的閥門600,傳片組件401將工件200傳送至制備腔300;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)3033以帶動(dòng)工件 200小距離內(nèi)來回往返運(yùn)動(dòng);再出片,即鍍膜完后,打開制備腔300與中央真空傳片腔40之間的閥門600,以將鍍制完成后的工件200搬運(yùn)出制備腔300。通過設(shè)置磁控濺射鍍膜裝置1為是集束式架構(gòu),可以節(jié)省裝置占用空間。通過控制工件200在5mm-200mm小距離內(nèi)來回往返運(yùn)動(dòng),可以提高生產(chǎn)效率。同時(shí)設(shè)置一中央傳片真空腔40可對(duì)應(yīng)至少二制備腔300,可大大提高產(chǎn)能。
本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供采用上述磁控濺射鍍膜裝置1的磁控濺射鍍膜方法,其包括如下步驟:步驟S1:將濺射靶材107分別安裝于一對(duì)鍍膜組件100上,步驟S2:將工件200放置在載物臺(tái)3033上,使一對(duì)鍍膜組件100旋轉(zhuǎn)從而使濺射靶材107沉積在工件200上,具體工藝流程如下:
步驟S1具體為:提供上述的磁控濺射鍍膜裝置1,安裝至少一對(duì)鍍膜組件100(100a、100b)于支撐機(jī)構(gòu)301 上。調(diào)節(jié)鍍膜組件100內(nèi)磁力產(chǎn)生件103的排布位置,以使第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件103產(chǎn)生的磁力線1034 從第一鍍膜組件100a跨越到相對(duì)設(shè)置第二鍍膜組件100b 的磁力產(chǎn)生件103。設(shè)置電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011的功率,關(guān)閉閥門600并對(duì)制備腔300及過渡腔400(或者是中央真空傳片腔40)抽真空,抽至10-5Pa-10Pa,然后在持續(xù)抽真空的同時(shí)通入惰性氣體,本實(shí)施例優(yōu)選為氬氣,使得內(nèi)部氣壓保持在0.1-10Pa范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011至所需功率,設(shè)置鍍膜組件100的轉(zhuǎn)速為0.1-1200r/min,本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選為10-50r/min。持續(xù)通入流動(dòng)冷卻水。設(shè)置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031的帶動(dòng)工件200的移動(dòng)速率為 5mm/s-200mm/s。
由于磁力線1034第一鍍膜組件100a跨越到相對(duì)設(shè)置第二鍍膜組件100b,可以控制過熱的電子或其他攜帶能量的負(fù)離子被磁場(chǎng)束縛在兩個(gè)柱形磁控濺射鍍膜源10之間,從而大大減少轟擊工件的機(jī)會(huì),從而控制制備腔300反應(yīng)溫度小于等于100℃。優(yōu)選地,可以控制反應(yīng)溫度小于等于70℃
將待濺射的濺射靶材107分別安裝在一對(duì)濺射鍍膜組件的外壁1011上,并開啟電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011。采用等離子清洗裝置將工件200進(jìn)行等離子體預(yù)處理,干燥后再轉(zhuǎn)移至傳片組件401合適位置上。本實(shí)用新型實(shí)施例磁控濺射裝置1的所采用的工件200可以是大尺寸工件、卷料工件或卷料載體上的小的剛性工件。對(duì)于大尺寸工件、卷料工件或卷料載體其長(zhǎng)度不受限制,寬度可以為200mm-2000mm,厚度為0.1mm-10mm。所述濺射靶材107可以選用多個(gè)小工件拼接在一起形成筒形或單個(gè)筒形工件,并尺寸匹配濺射靶座101外壁1011。選擇大尺寸工件、卷料工件或卷料載體,可快速并持續(xù)生產(chǎn)大尺寸或大面積的薄膜,縮短了生產(chǎn)時(shí)間,有利于高效批量生產(chǎn)。
步驟S2具體為:?jiǎn)?dòng)程序,傳片組件401將工件200 放置在載物臺(tái)3033上,開啟電場(chǎng)供應(yīng)機(jī)構(gòu)3011及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3031,旋轉(zhuǎn)濺射靶材107,開始鍍膜。其中調(diào)節(jié)鍍膜組件 100旋轉(zhuǎn),控制工件200沿一個(gè)方向或作來回往返運(yùn)動(dòng)。在鍍膜過程中需要通過控制鍍膜組件100旋轉(zhuǎn)速度及工件 200的移動(dòng)速率來調(diào)節(jié)沉積厚度。旋轉(zhuǎn)的速度越慢,工件 200移動(dòng)越慢,沉積厚度越厚。
所述磁控濺射鍍膜方法采用上述磁控濺射鍍膜裝置1,通過設(shè)置至少一磁控濺射鍍膜源10,且調(diào)節(jié)磁力產(chǎn)生件 103的排布位置,以使第一鍍膜組件100a內(nèi)的磁力產(chǎn)生件 103產(chǎn)生的磁力線1034從第一鍍膜組件100a跨越到相對(duì)設(shè)置第二鍍膜組件100b,能夠在鍍膜過程中,控制過熱的電子或其他攜帶能量的負(fù)離子被磁場(chǎng)束縛在兩個(gè)柱形鍍膜組件100之間,從而大大減少轟擊工件的機(jī)會(huì),并能有效地抑制工藝溫度上升,并控制在小于等于100℃。同時(shí)控制濺射靶材107旋轉(zhuǎn),可以提高濺射靶材107刻蝕均勻性,從而提高濺射靶材107的利用率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型磁控濺射鍍膜源具有以下優(yōu)點(diǎn):
所述磁控濺射鍍膜裝置采用上述磁控濺射鍍膜源,能使第一鍍膜組件內(nèi)的磁力產(chǎn)生件產(chǎn)生的磁力線跨越到第二鍍膜組件,能夠在鍍膜過程中,控制過熱的電子或其他攜帶能量的負(fù)離子被磁場(chǎng)束縛在兩個(gè)鍍膜組件之間,從而大大減少轟擊工件的機(jī)會(huì),從而能有效地抑制工藝溫度上升,以控制反應(yīng)溫度小于等于100℃。
以上所述僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型原則之內(nèi)所作的任何修改,等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。