CN100582293C - 一种溅镀方法及溅镀设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种溅镀方法及溅镀设备。包括：取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后，将所述盘片旋转传输到第一溅镀腔。通过第一溅镀腔在磁场的作用下进行溅镀，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，并将已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，在所述第一溅镀腔和第二溅镀腔内盘片被抽真空至高真空。由所述第二溅镀腔在磁场的作用下将所述已溅镀的膜厚继续溅镀到膜厚B，所述膜厚B为预定设置的要溅镀的总膜厚，膜厚B≥膜厚A，且均为常数。本发明可以使溅镀后的光盘膜层厚度均匀，同时可以在较低功率、较短时间下溅镀薄膜，避免了盘片升温而变形，也降低了光盘生产周期。

Description

一种溅镀方法及溅镀设备

技术领域

本发明涉及一种用于光盘生产线的溅镀方法，以及用于实现该方法的溅镀设备，可用于CD、DVD9、DVDR、BD、DVDRDL、HDDVD等格式的光盘生产线。

背景技术

随着人们生活水平不断提高，尤其是信息化进程的加快，记录存储的需要日益增长，为此光盘格式不断推陈出新，同时也伴随着一些工艺技术问题的出现。

目前光盘行业最关心的问题就是如何更好地解决光盘膜层厚度、均匀性以及生产周期的问题。因为这些因素直接影响光盘行业的整个发展和光盘厂商的竞争力。最开始的CD-ROM格式所需膜层厚度为45nm，发展到CD-R光盘膜层厚度增加到70nm，而到了DVD/R光盘膜层的厚度一下猛增为120nm。为了溅镀如此超厚的膜层，必然会带来工艺条件如溅镀功率的提高和溅镀时间的增长，在磁极轴线处电场与磁场平行，有大量的高速二次电子将直接长时间轰击盘片，以致出现盘片急剧升温而变形。

同时由于双面单层光盘格式的出现，对薄膜的均匀性有了更高的要求。用于粘合两面的粘合树脂厚度均匀性直接受到膜层均匀性的影响，不均造成各局部膜层的散热性大不相同，激光束在该界面烧成的信息凹坑结构之间的差别随着粘合树脂不均性的增大而增大，这使得光盘误码率大大提高。为了解决磁控溅射膜层的均匀性，最根本的方法就是完善阴极的磁场分布。在这方面，德国的Singulus以及瑞士Uaxis等公司做了大量的工作，它们完善磁场的方法主要有两种：

一是在设计阴极磁场时除了有固定的永久磁铁外还设计了两个电磁圈，以便通过改变线圈磁场偏差来完善阴极溅镀磁场，关于此美国专利US6344114B1专门论及到，最典型的就是Singulus的Smart Cathode。二是在设计阴极磁场时设计了可以通过马达驱动加以旋转的磁铁，这样形成的磁场分布可以得到大大的改善，Uaxis公司溅镀机采用的就是此设计，关于此Uaxis公司的溅镀机说明书进行了适当的阐述。

这两种阴极的设计虽然可以大大地提高膜层的均匀性，但是这样还是不能解决溅镀时间长的问题，仍然会出现盘片变形的情况，同时这种阴极设计成本很高，会带来比较高的生产成本问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种溅镀方法及溅镀设备，以使溅镀后的光盘膜层厚度均匀，同时可以在较低功率、较短时间下溅镀薄膜，避免了盘片升温而变形，也降低了光盘生产周期。

一种溅镀方法，包括：

取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后，将所述盘片旋转传输到第一溅镀腔，在所述第一溅镀腔中包括产生磁场的第一阴极；通过所述第一溅镀腔进行溅镀，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，并将已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，在所述第二溅镀腔中包括产生磁场的第二阴极，并且所述第二阴极产生的磁场与所述第一阴极产生的磁场互补；以及由所述第二溅镀腔将所述已溅镀的膜厚继续溅镀到膜厚B，所述膜厚B为预定设置的要溅镀的总膜厚，膜厚B≥膜厚A，且均为常数。

由于单一固定磁铁形成的磁场不够理想，溅镀出的薄膜均匀性较差，为了在较低的成本条件下改变这一问题，本发明就根据第一溅镀腔固定磁铁的磁场分布，在第二溅镀腔中照样用固定磁铁但对于它的设计结构排列与第一溅镀腔的有所不同，这样可以达到在磁场上面的互补，那么经过这两个腔体溅镀出来的薄膜均匀性就可以得到了很大的改善，很好地满足了最新光盘格式对膜层高均匀性的要求。

此外，所述膜厚B是膜厚A的两倍。

本发明设计了两个溅镀腔，将所需镀的膜层分两次溅镀，使得每个溅镀腔所镀的膜厚大大减少，从而可以在较低的溅镀功率条件下完成溅镀，这样避免了因高速二次电子撞击导致盘片温度急剧升高而变形，很大程度地提高了成品率。

此外，从所述第一溅镀腔将所述盘片旋转传输到所述第二溅镀腔的操作，还包括：将所述已溅镀的盘片经旋转传输到腔内闲置托盘位进行中转，再由所述腔内闲置托盘位传输到所述第二溅镀腔。

整个溅镀过程中，两个溅镀腔都可以同时进行，这样镀膜的溅镀时间基本取决于一个溅镀腔的溅镀时间。由于每个溅镀腔的所镀膜厚相对单腔溅镀机来说大大地减少，那么就是在比较低的功率条件下溅镀，时间也可以得到缩短，从而提高了生产效率。

此外，将所述腔内盘片闲置位设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间的中间位置。

本发明设计的两个溅镀腔与载锁腔相互成空间90度，而单腔溅镀设备的溅镀腔与载锁腔相互成空间180度，这种设计减少了腔内的传输时间，为提高整个生产效率做出了贡献。

此外，由所述第二溅镀腔进行溅镀的操作包括：通过改变所述第二溅镀腔所包括的第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布，并有选择地对靶材内圈和外圈进行刻蚀，以通过在第二腔溅镀而成的薄膜来消除在第一溅镀腔溅镀膜层的不均。

一种溅镀设备，包括：

载锁腔，用于取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后传送给腔内手臂，并从所述腔内手臂获取已溅镀完的盘片；腔内手臂，用于将所述盘片从所述载锁腔旋转传输到第一溅镀腔，将所述第一溅镀腔已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，以及将所述第二溅镀腔溅镀后的盘片旋转传输到所述载锁腔；第一溅镀腔，用于在其所包括的第一阴极产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，所述膜厚A为常数；以及第二溅镀腔，包括：第二阴极，用于产生磁场，并且所述第二阴极产生的磁场与所述第一阴极产生的磁场互补；溅镀单元，根据所述磁场进行盘片溅镀；检测单元，检测第一溅镀腔已溅镀的膜厚以及所述溅镀单元已溅镀的膜厚并通知控制单元；控制单元，根据预定设置的要溅镀的总膜厚B以及所述第一溅镀腔已溅镀的膜厚控制所述溅镀单元的溅镀过程，即当所述溅镀单元溅镀的膜厚为膜厚B减去所述第一溅镀腔已溅镀膜厚时，通知所述溅镀单元停止溅镀，膜厚B≥膜厚A，且所述膜厚B为常数。

此外，所述膜厚B是膜厚A的两倍。

此外，所述系统还包括：腔内盘片闲置位，设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间，用于将所述第一溅镀腔已溅镀的盘片中转到所述第二溅镀腔。

此外，所述腔内盘片闲置位设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间的中间位置。

此外，所述系统还包括：第一阴极开启装置，用于将所述第一阴极垂直升高一定高度后打开；和/或第二阴极开启装置，用于将所述第二阴极垂直升高一定高度后打开。

在两个阴极旁各安装了一个驱动马达，是为了在打开阴极时首先将阴极垂直升高一定高度然后再扳动阴极加以打开，这样可以避免直接打开阴极而可能导致大MASK的变形。

此外，所述系统还包括：倒立安装的分子泵，所述分子泵用于为所述第一溅镀腔和/或所述第二溅镀腔产生高真空。

本发明溅镀设备各腔体尺寸大小适中，结构严密紧簇，保证了好的真空抽速和工作真空度的稳定性以及各部件灵活快速运转；设计倒立安装分子泵，可以减少对分子泵的损害，提高了分子泵的使用寿命。

此外，所述控制单元改变所述第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布；以及所述溅镀单元根据所述磁场有选择地对靶内圈和外圈进行刻蚀溅镀，以通过在第二腔溅镀而成的薄膜来消除在第一溅镀腔溅镀膜层的不均，达到溅镀互补效果。

针对现有技术已有的单腔溅镀设备的缺点，本发明提出具有双溅镀腔的溅镀设备，并通过该溅镀设备实现对光盘的溅镀方法。设计两溅镀阴极固定磁铁的结构以及排列来达到形成具有互补性的磁场，这样通过两溅镀腔溅镀形成的薄膜，能得到好的均匀性。两个溅镀腔分两次溅镀光盘所需膜层，可以在较低功率、较短时间下溅镀薄膜，避免了盘片升温而变形，同时也降低了光盘生产周期。

附图说明

图1示出本发明中的溅镀方法流程图。

图2示出本发明另一实施方式中的溅镀方法流程图。

图3示出本发明实施例中的溅镀方法流程图。

图4示出本发明中溅镀设备的结构图。

图5示出本发明中盘片膜层厚度与盘片半径的关系示意图。

图6示出本发明溅镀设备中第二溅镀腔的结构图。

图7示出本发明另一实施方式中溅镀设备的结构图。

图8示出本发明图7中溅镀设备的实施例。

图9示出本发明第一溅镀腔托盘位与第二溅镀腔托盘位的位置关系示意图。

图10示出本发明腔内手臂的内部图。

图11示出本发明另一实施方式中溅镀设备的结构图。

图12示出本发明图11中所述溅镀设备的实施例。

具体实施方式

本发明提出的溅镀方法以及溅镀设备，与现有技术的单腔溅镀机不同，本发明通过具有双阴极溅镀腔的溅镀设备进行溅镀，每个阴极用的是固定磁铁并达到磁场互补的效果，以便通过在第二腔溅镀而成的薄膜来消除在第一腔溅镀膜层的不均，从而综合起来达到好的膜层均匀性。同时分两次溅镀光盘所需厚度的膜层，这样基本上可以在每个腔中溅镀一半膜厚的薄膜，如此可以在较低功率、较短时间下溅镀，大大降低二次电子轰击盘片的速度和时间，使盘片不会因此而升温，这样明显提高了光盘的质量以及生产效率，获得了很好的经济效益。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

图1示出本发明提出的一种溅镀方法，包括以下步骤：

在步骤110，取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后，将所述盘片旋转传输到第一溅镀腔。

在步骤120，通过第一溅镀腔在磁场的作用下进行溅镀，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，并将已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，在所述第一溅镀腔和第二溅镀腔内盘片被抽真空至高真空。

在步骤130，由所述第二溅镀腔在磁场的作用下将所述已溅镀的膜厚继续溅镀到膜厚B，所述膜厚B为预定设置的要溅镀的总膜厚，膜厚B≥膜厚A，且均为常数。虽然在步骤120中是溅镀到膜厚A时停止溅镀，但是已溅镀的膜厚不一定等于膜厚A，因此，需要在已溅镀的基础上继续溅镀到膜厚B，以通过第二腔溅镀在磁场作用下溅镀而成的薄膜来消除在第一腔溅镀膜层的不均。第一溅镀腔包括第一阴极，并且第一溅镀腔的溅镀操作与现有技术基本相同，第二溅镀腔包括第二阴极，第二阴极与第一阴极具有互补性，即通过改变所述第二溅镀腔所包括的第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布，并有选择地对靶材内圈和外圈进行刻蚀。从而综合起来达到好的膜层均匀性。在附图5中可以看到所溅镀的膜厚关系图。

较佳地，在步骤130中，设定膜厚B＞膜厚A，尤其是膜厚B为膜厚A的两倍或接近两倍，则在溅镀过程中，每当盘片向前推进一个位，下一个盘片马上上来补位，所以在开始时第二溅镀腔会等待盘片，到以后进入盘片时，第一溅镀腔和第二溅镀腔就可以同时溅镀连续不断地生产，这样整个镀膜阶段时间基本就只取决于单个溅镀腔的溅镀时间，从而减少了溅镀时间，提高了溅镀效率。

本领域的技术人员应该可以理解，本发明虽然以具有两溅镀腔的两次溅镀为例进行溅镀方法的说明，但是，同样可以扩展到由多个溅镀腔的多次溅镀来完成盘片的溅镀过程，并用于实现本发明所述的实现膜厚均匀、缩短生成周期等目的，上述的变形和相应修改都应该覆盖在本权利要求书的保护范围之内。

图2示出本发明另一实施方式中的溅镀方法，与图1所述方法的区别是，在步骤120中，将盘片从所述第一溅镀腔进行中转后旋转传输到所述第二溅镀腔，从而减少了从第一溅镀腔到第二溅镀腔的中转时间，同样可以提高溅镀效率。此时，步骤120包括：

步骤120-1，通过第一溅镀腔进行溅镀，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀；以及

步骤120-2，将已溅镀的盘片从所述第一溅镀腔进行中转后旋转传输到第二溅镀腔。

较佳地，将中转位设置在第一溅镀腔和第二溅镀腔的中间位置或接近中间的位置，使得第一溅镀腔到所述中转位的中转时间基本等于所述中转位到第二溅镀腔的中转时间。另外，本领域的技术人员应该可以理解，本发明所述的中转位的个数也可以为多个，即第二溅镀腔可以在更短的时间内接收到需要溅镀的盘片，从而提高处理速度。

图3示出本发明实施例中的溅镀方法，通过溅镀设备实现溅镀过程，所述溅镀设备包括：载锁腔2、主真空腔、阴极开启装置10、机械泵14、分子涡轮泵9、Pirani真空规13、离子真空规8、载锁腔马达11、腔内手臂驱动马达12、以及溅镀腔托盘驱动马达15。该方法包括以下步骤：

在步骤210，由腔外手臂1从主生产线传送带取来盘片并传送给载锁腔2，并经由载锁腔2传送给主真空腔。载锁腔2大小设计合理，结构严密精致，在载锁腔马达11和机械泵14的驱动下，可以在很短的时间内将盘片抽真空至预真空。Pirani真空规13用于测量机械泵14锦旗口以及载锁腔2的真空度。机械泵14不仅用于为载锁腔2产生预真空，还用于作为分子涡轮泵9的前置泵。

在步骤220，主真空腔进一步包括腔内手臂SA、第一溅镀腔、以及第二溅镀腔。腔内手臂将载锁腔2传送的盘片旋转90度传输到第一溅镀腔。

主真空腔内盘片会被抽真空至高真空，在设计时主要考虑了抽真空的速度和托盘在腔内运转时不能与盖顶碰撞等问题，即它的大小尺寸要适中，腔内结构排列紧簇有序。腔内手臂SA在载锁腔2和溅镀腔托盘位之间传送盘片。腔内手臂SA由大型号的腔内手臂驱动马达12来控制和驱动，在此驱动下，它可以快速地加以转动。SA手掌把盘片吸住，SA手掌汽缸也将各个真空腔密封起来。所述第一溅镀腔包括第一阴极3，第一溅镀腔通过用于承载盘片的第一溅镀腔托盘位4与腔内手臂的手掌对应形成。所述第二溅镀腔包括第二阴极7，第二溅镀腔通过用于承载盘片的第二溅镀腔托盘位6与腔内手臂的手掌对应形成。第一溅镀腔托盘位4以及第二溅镀腔托盘位6通过溅镀腔托盘驱动马达15加以驱动运转。

分子涡轮泵9用于为主真空腔产生高真空。离子真空规8用于测量主真空腔内的真空度。较佳地，分子泵9的安装设计与别的安装有所不同，它不是竖立安装在腔体上而是把它倒立安装在主真空腔上，这样可以避免灰尘、油污等小物体通过分子泵入口直接进入到了分子泵中，不然很可能会损坏高速旋转的分子泵旋片，同时还会使分子泵主轴寿命降低，大大降低了分子泵的使用寿命。

在步骤230，第一溅镀腔在该第一阴极3产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀。当打开第一阴极3时首先通过开启阴极开启装置10将第一阴极3垂直升高一定高度，让它完全与大MASK脱离时再将阴极扳动加以打开，以避免人工打开阴极时可能会损伤大MASK。

在步骤240，由腔内手臂将盘片旋转90度传输到腔内盘片闲置托盘位5进行中转。

在步骤250，再由腔内手臂将盘片旋转90度从腔内盘片闲置托盘位5传输到第二溅镀腔。

在步骤260，第二溅镀腔在该第二阴极产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在第一溅镀腔溅镀的膜层厚度基础上继续溅镀，使已溅镀的总膜层厚度达到预定设置的膜厚B时停止溅镀，其中，膜厚B≥膜厚A，以满足光盘对于膜层均匀性的高要求。该第二阴极与第一阴极具有互补性，通过改变所述第二溅镀腔所包括的第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布，并有选择地对靶材内圈和外圈进行刻蚀。当打开第二阴极时首先通过开启阴极开启装置10将第二阴极垂直升高一定高度，以避免人工打开阴极时可能会损伤大MASK。

在步骤270，由腔内手臂将第二溅镀腔已溅镀完的盘片传送给载锁腔2，并经由载锁腔2传输到腔外手臂1，腔外手臂1把其传送到生产下线。

图4示出本发明的一种溅镀设备，与现有技术的单腔溅镀机不同的是，本发明中为双腔溅镀设备，通过第二溅镀腔对第一溅镀腔所溅镀的膜层厚度进行补充溅镀，以使溅镀的膜层厚度更均匀、生产周期更短。当然，本发明所述溅镀设备的溅镀腔的个数也可能是三个或更多，通过各个溅镀腔配合完成一次溅镀过程并实现上述目的。所述溅镀设备包括：

载锁腔，用于取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后传送给腔内手臂，并从所述腔内手臂获取已溅镀完的盘片；

腔内手臂，用于将所述盘片从所述载锁腔旋转传输到第一溅镀腔，将所述第一溅镀腔已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，以及将所述第二溅镀腔溅镀后的盘片旋转传输到所述载锁腔，在所述第一溅镀腔和第二溅镀腔内盘片被抽真空至高真空；

第一溅镀腔，用于在其所包括的第一阴极产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，所述膜厚A为常数；以及

第二溅镀腔，用于在其所包括的第二阴极产生的磁场作用下，将所述已溅镀的膜厚继续溅镀到膜厚B，所述膜厚B为预定设置的要溅镀的总膜厚，膜厚B≥膜厚A，且所述膜厚B为常数。在所述第一溅镀腔和第二溅镀腔内盘片被抽真空至高真空。

本发明设计了两个溅镀腔，将所需溅镀的膜层分两次溅镀，使得每个溅镀腔所镀的膜厚大大减少，从而可以在较低的溅镀功率条件下完成溅镀，不仅满足均匀性的要求，同时避免了因高速二次电子撞击导致盘片温度急剧升高而变形，很大程度地提高了成品率。本领域的技术人员应该可以理解，本发明虽然以具有两溅镀腔的两次溅镀为例进行溅镀说明，但是，同样可以扩展到由多个溅镀腔的多次溅镀来完成盘片的溅镀过程，并用于实现本发明所述的实现膜厚均匀、缩短生成周期等目的，上述变形和相应修改都应该覆盖在本权利要求书的保护范围之内。

图5示出盘片膜层厚度与盘片半径的关系示意图，图5(a)为经第一溅镀腔溅镀后的膜层厚度，第一溅镀腔在达到设定的膜厚A时停止溅镀，此时从图5(a)中可以看到厚度并不均匀，然后由第二溅镀腔在此基础上继续溅镀，根据预定设置的膜厚B的要求，对于已经溅镀的厚度进行补充式溅镀，则如图5(b)所示，需要由第二溅镀腔溅镀的厚度为厚度B-已溅镀厚度，最终完成光盘的膜层厚度的溅镀为图5(c)所示，达到了膜层均匀性的要求。

较佳地，膜厚B＞膜厚A，尤其是膜厚B为膜厚A的两倍或接近两倍，则在溅镀过程中，每当盘片向前推进一个位，下一个盘片马上上来补位，所以在开始时第二溅镀腔会等待盘片，到以后进入盘片时，第一溅镀腔和第二溅镀腔就可以同时溅镀连续不断地生产，这样整个镀膜阶段时间基本就只取决于单个溅镀腔的溅镀时间，从而减少了溅镀时间，提高了溅镀效率。

图6示出本发明溅镀设备的第二溅镀腔的结构图。所述第二溅镀腔包括第二阴极、检测单元、溅镀单元、以及控制单元，其中，第二阴极产生磁场，该第二阴极与第一阴极具有互补性，通过控制单元改变第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布。溅镀单元根据所述磁场有选择地把靶材内圈和外圈进行刻蚀溅镀。检测单元检测第一溅镀腔已溅镀的膜厚以及所述溅镀单元已溅镀的膜层厚度并通知控制单元。控制单元根据预定设置的要溅镀的总膜厚B以及所述第一溅镀腔已溅镀的膜厚控制溅镀单元的溅镀过程，即当所述溅镀单元溅镀的膜厚为膜厚B减去所述第一溅镀腔已溅镀膜厚时，通知所述溅镀单元停止溅镀。

图7示出本发明另一实施方式中的溅镀设备。在图4所述溅镀设备的基础上还包括腔内盘片闲置位5，设置在第一溅镀腔和第二溅镀腔之间，用于将第一溅镀腔溅镀后的盘片中转到第二溅镀腔，这样减少了从第一溅镀腔到第二溅镀腔的中转时间，同样可以提高溅镀效率。

较佳地，将腔内盘片闲置位5设置在第一溅镀腔和第二溅镀腔的中间位置或接近中间的位置，使得第一溅镀腔到腔内盘片闲置位5的中转时间基本等于腔内盘片闲置位5到第二溅镀腔的中转时间。另外，腔内盘片闲置位5的个数也可以为多个，即第二溅镀腔可以在更短的时间内接收到需要溅镀的盘片，从而提高处理速度。

本发明设计的两个溅镀腔与载锁腔相互成空间90度，而现有技术中单腔溅镀机的溅镀腔与载锁腔相互成空间180度，这种设计减少了腔内的传输时间，为提高整个生产效率做出了贡献。在整个溅镀过程中，两个溅镀腔可以同时进行，这样镀膜的溅镀时间基本取决于一个溅镀腔的溅镀时间。由于每个溅镀腔的所镀膜厚相对单腔溅镀机来说大大地减少，那么就是在比较低的功率条件下溅镀，时间也可以得到缩短，从而提高了生产效率。

图8示出本发明图7中溅镀设备的实施例。下面以两个溅镀腔为例进行说明，此时，所述溅镀设备包括：载锁腔2、与载锁腔配套的载锁腔马达11、机械泵14、以及Pirani真空规13，主真空腔、与主真空腔配套的分子涡轮泵9、以及离子真空规8。

载锁腔2在腔外手臂(PA)1与主真空腔之间传送盘片，即把腔外手臂1从主生产线传送带取来的盘片传送给主真空腔，并把从主真空腔获取的已溅镀完的盘片传送给腔外手臂1。载锁腔2大小设计合理，结构严密精致，在载锁腔马达11和机械泵14的驱动下，可以在很短的时间内将盘片抽真空至预真空。Pirani真空规13用于测量机械泵14锦旗口以及载锁腔2的真空度。机械泵14不仅用于为载锁腔2产生预真空，还作为分子涡轮泵9的前置泵。同时在腔外手臂1取碟时，载锁腔2的托盘顶上时能更好地达到主真空腔与外界密封，这样不至于较大地影响主真空腔的真空度。腔外手臂1由马达控制和带动。PA手掌把盘片吸住，PA手掌汽缸也将载锁腔密封起来。

主真空腔内盘片会被抽真空至高真空，分子涡轮泵9用于为主真空腔产生高真空。离子真空规8用于测量主真空腔内的真空度。在设计时主要考虑了抽真空的速度和托盘在腔内运转时不能与盖顶碰撞等问题，即它的大小尺寸要适中，腔内结构排列紧簇有序。

主真空腔进一步包括：腔内手臂SA、第一溅镀腔、第二溅镀腔、以及空闲腔。腔内手臂SA将载锁腔2传送的盘片旋转传输到第一溅镀腔。腔内手臂SA由大型号的腔内手臂驱动马达12来控制和驱动，在此驱动下，它可以快速地加以转动。SA手掌顶起并把盘片吸住形成溅镀腔，SA手掌汽缸也将各个真空腔密封起来。所述第一溅镀腔包括第一阴极3，第一溅镀腔通过用于承载盘片的第一溅镀腔托盘位4与腔内手臂的手掌对应形成。所述第二溅镀腔包括第二阴极7，第二溅镀腔通过用于承载盘片的第二溅镀腔托盘位6与腔内手臂的手掌对应形成。第一溅镀腔托盘位4与第二溅镀腔托盘位6在溅镀腔托盘驱动马达15的驱动下快速转动。有关第一溅镀腔托盘位4与第二溅镀腔托盘位6的位置关系示意图以及腔内手臂的内部图请参见图9和图10。

第一溅镀腔在该第一阴极产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，并由腔内手臂将盘片旋转90度传输到腔内盘片闲置位5。腔内盘片闲置位5用于将所述盘片进行中转，然后由腔内手臂旋转90度后传输到第二溅镀腔。

第二溅镀腔所包括的第二阴极7与第一阴极3具有互补性，第二溅镀腔在第二阴极7产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在第一溅镀腔溅镀的膜层厚度基础上继续溅镀，使已溅镀的总膜层厚度达到预定设置的膜厚B时停止溅镀，以满足光盘对于膜层均匀性的高要求。其中，膜厚B≥膜厚A，膜厚B与膜厚A均为常数。腔内手臂将第二溅镀腔溅镀完的盘片旋转后传送到载锁腔2。

图11示出本发明另一实施方式中的溅镀设备。与上述实施例不同的是，该溅镀设备还包括第一阴极开启装置，用于将所述第一阴极垂直升高一定高度后打开，和/或第二阴极开启装置，用于将所述第二阴极垂直升高一定高度后打开。在打开阴极时首先通过开启阴极开启装置10将阴极垂直升高一定高度，让它完全与大MASK脱离时再将阴极扳动加以打开，以避免人工打开阴极时可能会损伤大MASK。图12示出本发明图11中所述溅镀设备的实施例。从图中可以看到包括了第一阴极开启装置和第二阴极开启装置。

根据本发明另一实施方式中的溅镀设备，较佳地，所述分子泵9的安装设计与别的安装有所不同，是倒立安装的，用于为所述第一溅镀腔和/或所述第二溅镀腔产生高真空。这样可以避免灰尘、油污等小物体通过分子泵入口直接进入到了分子泵中，不然很可能会损坏高速旋转的分子泵旋片，同时还会使分子泵主轴寿命降低，大大降低了分子泵的使用寿命。

由于单一固定磁铁形成的磁场不够理想，溅镀出的薄膜均匀性较差，为了在较低的成本条件下改变这一问题，本发明就根据第一溅镀腔固定磁铁的磁场分布，在第二溅镀腔中照样用固定磁铁但对于它的设计结构排列与第一溅镀腔的有所不同，这样可以达到在磁场上面的互补。第一溅镀腔和第二溅镀腔利用溅镀原理(氩气作为工艺气体)，在设计时考虑到盘片的大小，镀膜时盘片与靶材的最佳距离等因素，设计出结构精密镀膜效果佳的腔体，以尽量减小溅镀出的膜层厚度的不均匀性。

本发明溅镀设备各腔体尺寸大小适中，结构严密紧簇，保证了好的真空抽速和工作真空度的稳定性以及各部件灵活快速运转。解决了溅镀膜层厚度不均匀的问题，同时缩短了生成周期，提高了效率。

Claims (12)

1.一种溅镀方法，包括以下步骤：

取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后，将所述盘片旋转传输到第一溅镀腔，在所述第一溅镀腔中包括产生磁场的第一阴极；

通过所述第一溅镀腔进行溅镀，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，并将已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，在所述第二溅镀腔中包括产生磁场的第二阴极，并且所述第二阴极产生的磁场与所述第一阴极产生的磁场互补；以及

由所述第二溅镀腔将所述已溅镀的膜厚继续溅镀到膜厚B，所述膜厚B为预定设置的要溅镀的总膜厚，膜厚B≥膜厚A，且均为常数。

2.如权利要求1所述溅镀方法，其中，所述膜厚B是膜厚A的两倍。

3.如权利要求1所述溅镀方法，其中，从所述第一溅镀腔将所述盘片旋转传输到所述第二溅镀腔的操作，还包括：

将所述已溅镀的盘片经旋转传输到腔内闲置托盘位进行中转，再由所述腔内闲置托盘位传输到所述第二溅镀腔。

4.如权利要求3所述溅镀方法，其中，将所述腔内盘片闲置位设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间的中间位置。

5.如权利要求1所述溅镀方法，其中，由所述第二溅镀腔进行溅镀的操作包括：

通过改变所述第二溅镀腔所包括的第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布，并对靶材内圈和外圈进行刻蚀，以通过在第二腔溅镀而成的薄膜来消除在第一溅镀腔溅镀膜层的不均。

6.一种溅镀设备，包括：

载锁腔，用于取来待溅镀的盘片并将其抽真空至预真空后传送给腔内手臂，并从所述腔内手臂获取已溅镀完的盘片；

腔内手臂，用于将所述盘片从所述载锁腔旋转传输到第一溅镀腔，将所述第一溅镀腔已溅镀的盘片旋转传输到第二溅镀腔，以及将所述第二溅镀腔溅镀后的盘片旋转传输到所述载锁腔；

第一溅镀腔，用于在其所包括的第一阴极产生的磁场作用下为盘片溅镀膜层，在达到预定设置的膜厚A时停止溅镀，所述膜厚A为常数；以及

第二溅镀腔，包括：

第二阴极，用于产生磁场，并且所述第二阴极产生的磁场与所述第一阴极产生的磁场互补；

溅镀单元，根据所述磁场进行盘片溅镀；

检测单元，检测第一溅镀腔已溅镀的膜厚以及所述溅镀单元已溅镀的膜厚并通知控制单元；

控制单元，根据预定设置的要溅镀的总膜厚B以及所述第一溅镀腔已溅镀的膜厚控制所述溅镀单元的溅镀过程，即当所述溅镀单元溅镀的膜厚为膜厚B减去所述第一溅镀腔已溅镀膜厚时，通知所述溅镀单元停止溅镀，膜厚B≥膜厚A，且所述膜厚B为常数。

7.如权利要求6所述溅镀设备，其中，所述膜厚B是膜厚A的两倍。

8.如权利要求6所述溅镀设备，还包括：

腔内盘片闲置位，设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间，用于将所述第一溅镀腔已溅镀的盘片中转到所述第二溅镀腔。

9.如权利要求8所述溅镀设备，其中，所述腔内盘片闲置位设置在所述第一溅镀腔和所述第二溅镀腔之间的中间位置。

10.如权利要求6所述溅镀设备，还包括：

第一阴极开启装置，用于将所述第一阴极垂直升高一定高度后打开；和/或

第二阴极开启装置，用于将所述第二阴极垂直升高一定高度后打开。

11.如权利要求6所述溅镀设备，还包括：倒立安装的分子泵，所述分子泵用于为所述第一溅镀腔和/或所述第二溅镀腔产生高真空。

12.如权利要求6所述溅镀设备，其中：

所述控制单元改变所述第二阴极磁体径向位置及其高度来调节靶材表面磁场水平分量的分布；以及

所述溅镀单元根据所述磁场将靶材内圈和外圈进行刻蚀溅镀，以通过在第二腔溅镀而成的薄膜来消除在第一溅镀腔溅镀膜层的不均。

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