CN108570651A - 一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线及其镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于镀膜设备技术领域，具体公开一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，其沿着基片前进的方向依次包括上料台、进片室、加热室、前缓冲室、至少两个相互独立的磁控溅射真空镀膜室、后缓冲室、冷却室及下料台，还包括用于传输基片的传输机构。该磁控溅射镀膜生产线磁控溅射的成膜效果好，满足多层功能性薄膜的连续镀膜需求，同时其生产效率高，靶材的利用率高，减少靶材的使用成本。
Description
技术领域
本发明属于镀膜生产技术领域，特别涉及一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线及其镀膜方法。
背景技术
在微电子行业和光伏行业技术日益发展的今天，真空镀膜技术在上述行业发展中起到了不可或缺的作用，同时器件的复杂化和膜层多样化的要求也对真空镀膜设备的结构和功能提出了更高的要求，在满足工艺流程的要求之外，也需要能够实现连续化的工业化生产。
目前，使用较多的是单一真空腔室多靶材镀膜方式，虽然能够实现不同膜系的制备，但是其间歇式的生产方式限制了其连续化生产，并且不同真空溅射膜层间会存在污染的现象，不同膜层间的界限也不很明晰，严重的影响了镀膜器件的性能；此外，现有的连续化生产线中常规采用的是平面溅射靶材的形式，存在靶材利用率较低，生产效率不高等缺点。
因此，研发一种能提高镀膜的生产效率、满足多层功能性薄膜的镀膜要求的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，公开一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，该磁控溅射镀膜生产线磁控溅射的成膜效果好，满足多层功能性薄膜的连续镀膜需求，同时其生产效率高，靶材的利用率高，减少靶材的使用成本。
为了达到上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：
本发明所述的一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，沿着基片前进的方向依次包括上料台、进片室、加热室、前缓冲室、至少两个相互独立的磁控溅射真空镀膜室、后缓冲室、冷却室及下料台，还包括用于传输基片的传输机构。
作为上述技术的进一步改进，所述磁控溅射真空镀膜室内设有圆柱状磁控溅射靶。
在本发明中，所述磁控溅射真空镀膜室的数量为三个，也可以根据实际膜层的需要设定为更多个。
在本发明中，所述传输机构为变频电机减速机传动机构。
本发明还公开了所述多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线的镀膜方法，其具体步骤是：
(1)预抽真空及离子放电清洗预处理工序，将基片从上料台传输至进片室后，在进片室内进行预抽真空工序，再经过离子放电清洗预处理；
(2)加热处理工序：在加热室内对基片进行加热处理；
(3)前缓冲处理工序：在前缓冲室内将加热的基片进行缓冲过渡；
(4)多道连续磁控溅射真空镀膜处理工序：将基片依次进过相互独立的磁控溅射真空镀膜室进行镀膜处理；
(5)后缓冲处理工序：将进行了多道磁控溅射真空镀膜处理的基片进行缓冲过渡至大气压；
(6)冷却处理工序：在冷却室内将已经镀膜的基片进行冷却处理恢复至室温；
(7)出料工序：将冷却室出来的常温常压的镀膜产品输送至下料台。
上述步骤(1)预抽真空及离子放电清洗预处理工序中，采用射频高压放电电源对基片表面进行氩气放电清洗，处理气压为5-100Pa，放电功率为100-500W，放电清洗时间为10-20分钟。
上述步骤(2)的加热处理工序具体是，将基片传送至加热室，在200-250摄氏度温度下对基片烘烤15-20分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的镀膜生产线，其由于设置有多个相互独立的磁控溅射真空镀膜室，可以依次进行多道连续性镀膜工序处理，可根据工艺要求溅射不同材质靶材，分别实现不同金属层或者非金属材料的磁控溅射制备，相互隔离的磁控溅射镀膜腔室，能够有效地防止不同溅射膜层之间的污染，保证不同膜层之间的明显界限，满足多层功能性薄膜的镀膜要求。
(2)本发明所述的镀膜生产线，离子放电清洗预处理有助于去除基片表面的杂质和油污并提高其表面活性，有利于后续镀膜时提高膜层与基片之间的附着力；而加热能够去除表面吸附的水气，同样也有利于提高磁控溅射膜层与基片的附着力，从而提高磁控溅射的成膜效果；
(3)本发明所述的镀膜生产线，由于采用变频电机减速机传动机构，保证各室以及外部回收架与过渡台的传送速度可调的结构设计，能够在单位时间内按照工艺要求，实现基片在不同腔室之间的稳定传送，满足工业化生产镀膜的需求，同时基片传动速度的变速可调及对应溅射室溅射靶材的间距可调方式，同时在镀膜过程中也能提高镀层在基材表面的均匀性；
(4)磁控溅射靶材采用的是圆柱靶并配置的大功率直流电源，实现对金属靶材和非金属靶材的磁控溅射，圆柱靶在启辉后同时旋转令到靶材的利用率大幅提高，大功率电源能够提高薄膜的溅射速率，更能进一步提高镀膜的生产效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：
图1是本发明所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线布置示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，沿着基片前进的方向依次包括上料台1、进片室2、加热室3、前缓冲室4、三个相互独立的磁控溅射真空镀膜室5、6、7，后缓冲室8、冷却室9及下料台10，还包括用于传输基片的传输机构(图中未示出)。
在本发明中，三个相互独立的磁控溅射真空镀膜室5、6、7内设有圆柱状磁控溅射靶。
在本发明中，所述传输机构为变频电机减速机传动机构。
本发明还公开了所述多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线的镀膜方法，其具体步骤是：
(1)预抽真空及离子放电清洗预处理工序，将基片从上料台1传输至进片室2后，在进片室2内进行预抽真空工序，再经过离子放电清洗预处理，具体是：采用射频高压放电电源对基片表面进行氩气放电清洗，处理气压为5-100Pa，放电功率为100-500W，放电清洗时间为10-20分钟。
(2)加热处理工序：在加热室3内对基片进行加热处理，具体是在200-250摄氏度温度下对基片烘烤15-20分钟。
(3)前缓冲处理工序：在前缓冲室4内将加热的基片进行缓冲过渡；
(4)多道连续磁控溅射真空镀膜处理工序：将基片依次进过相互独立的磁控溅射真空镀膜室5、6、7进行镀膜处理；
(5)后缓冲处理工序：将进行了多道磁控溅射真空镀膜处理的基片在后缓冲室8内进行缓冲过渡至大气压；
(6)冷却处理工序：在冷却室9内将已经镀膜的基片进行冷却处理恢复至室温；
(7)镀膜完成及出料工序：将冷却室出来的常温常压的镀膜产品输送至下料台10。
以下通过一具体的应用实例予以说明其镀膜步骤：
(1)选取一定尺寸规格的玻璃基片，经过镀膜前清洗准备工作后，通过传送机构送至进片室，预抽真空后，再采用射频高压放电电源对玻璃表面进行氩气放电清洗，处理气压为5Pa，放电功率为100W，放电清洗时间为10分钟；
(2)放电预处理完成后，将玻璃基片传送至加热室3，在200摄氏度温度下对玻璃基片烘烤15分钟；
(3)完成加热处理后，在经过前缓冲室4传送至第一个独立的磁控溅射镀膜室5，在该镀膜室内，采用直流溅射方式溅射氧化铟锡靶材，在玻璃基片表面沉积1微米厚的透明导电氧化铟锡薄膜；
(4)继续传送至第二个独立的磁控溅射镀膜室6，采用高压中频溅射工艺溅射氧化硅靶材，再沉积500nm厚的氧化硅薄膜；
(5)最后，再传送至第三个独立的磁控溅射镀膜室7，采用直流溅射的方式溅射金属铜，在表面完成1微米厚金属铜膜的溅射制备。
(6)完成磁控溅射镀膜工艺后，镀膜后的玻璃片经过后缓冲室8和冷却室9，再恢复大气压后从下料台10取出，完成整个连续化镀膜工艺。
本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。
Claims (7)
1.一种多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，其特征在于：沿着基片前进的方向依次包括上料台、进片室、加热室、前缓冲室、至少两个相互独立的磁控溅射真空镀膜室、后缓冲室、冷却室及下料台，还包括用于传输基片的传输机构。
2.根据权利要求1所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，其特征在于：所述磁控溅射真空镀膜室内设有圆柱状磁控溅射靶。
3.根据权利要求1所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，其特征在于：所述磁控溅射真空镀膜室的数量为三个。
4.根据权利要求1所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线，其特征在于：所述传输机构为变频电机减速机传动机构。
5.根据权利要求1至4任一项所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线的镀膜方法，其具体步骤是：
(1)预抽真空及离子放电清洗预处理工序，将基片从上料台传输至进片室后，在进片室内进行预抽真空工序，再经过离子放电清洗预处理；
(2)加热处理工序：在加热室内对基片进行加热处理；
(3)前缓冲处理工序：在前缓冲室内将加热的基片进行缓冲过渡；
(4)多道连续磁控溅射真空镀膜处理工序：将基片依次进过相互独立的磁控溅射真空镀膜室进行镀膜处理；
(5)后缓冲处理工序：将进行了多道磁控溅射真空镀膜处理的基片进行缓冲过渡至大气压；
(6)冷却处理工序：在冷却室内将已经镀膜的基片进行冷却处理恢复至室温；
(7)出料工序：将冷却室出来的常温常压的镀膜产品输送至下料台。
6.根据权利要求5所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线的镀膜方法，其特征在于：
上述步骤(1)预抽真空及离子放电清洗预处理工序中，采用射频高压放电电源对基片表面进行氩气放电清洗，处理气压为5-100Pa，放电功率为100-500W，放电清洗时间为10-20分钟。
7.根据权利要求5所述的多腔室卧式磁控溅射镀膜生产线的镀膜方法，其特征在于：上述步骤(2)的加热处理工序具体是，将基片传送至加热室，在200-250摄氏度温度下对基片烘烤15-20分钟。
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