CN103255386B - 动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 - Google Patents
动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103255386B CN103255386B CN201310213327.2A CN201310213327A CN103255386B CN 103255386 B CN103255386 B CN 103255386B CN 201310213327 A CN201310213327 A CN 201310213327A CN 103255386 B CN103255386 B CN 103255386B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- dynamic deposition
- substrate
- magnetic control
- plating device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供了一种动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底。该动态沉积磁控溅射镀膜装置包括第一腔室、传输组件以及镀膜组件，其中，传输组件设置在第一腔室内部以传输衬底；镀膜组件包括设置在第一腔室内并对衬底的表层沉积以形成保护层的第一靶材和对具有保护层的衬底镀膜的第二靶材。根据本发明的动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底，不用考虑高功率激发的高能量靶材等离子体轰击衬底而对衬底造成损伤，进而提高了对衬底镀膜的速度，保证了衬底结构完整的同时还提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜制造领域，更具体地，涉及一种动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底。
背景技术
薄膜技术涉及半导体、太阳能、LED、平板显示器、有机材料、信息工程等方方面面，在当前材料领域占有重要地位。因此有效的成膜技术备受关注，如化学气相沉积，脉冲激光沉积、溅射法、电子束沉积、旋转喷涂法等等，其中磁控溅射法具有成膜速率高、均匀性好、成本低、易于大规模生产等优点，在工业上有着广泛的应用。
通常，工业上所用磁控溅射主要是动态沉积，即被镀衬底是在运动传输之中，这样可以形成连续的生产线，用于大规模工业生产。但是传统的磁控溅射装置，由于其等离子体具有较高的能量，而易对衬底造成轰击损伤，虽然调低溅射功率可以缓解这一问题，但是低功率生长不利于薄膜的结晶，更主要的是影响产量，因此低功率溅射无法满足工业生产的需要。而使用高功率，虽然可以极大的提高生产速率，改善薄膜结晶质量，但是大的等离子体能量也同时带来了对衬底的轰击，造成衬底损伤，特别是对于制备多层膜时，很容易使已经长好的薄膜被轰击损伤，造成器件质量的下降。
发明内容
本发明旨在提供一种动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底，以解决现有技术衬底表面薄膜的生产速率和衬底结构的完整性不能同时得以保证的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种动态沉积磁控溅射镀膜装置，动态沉积磁控溅射镀膜装置包括第一腔室、传输组件以及镀膜组件，其中，传输组件设置在第一腔室内部以传输衬底；镀膜组件包括设置在第一腔室内的对衬底的表层沉积保护层的第一靶材和对具有保护层的衬底镀膜的第二靶材。
进一步地，传输组件包括多个转动体，等间距设置在第一腔室的同一高度上，各转动体水平设置且多个转动体的轴线相互平行，多个转动体构成传输轨道；传输载片舟，可移动地搭设在传输轨道上，且随转动体的转动在传输轨道上移动。
进一步地，第一靶材和第二靶材并排间隔设置在第一腔室的顶部，且第一靶材和第二靶材沿传输载片舟的传输方向依次布置。
进一步地，动态沉积磁控溅射镀膜装置还包括设置在第一靶材和第二靶材之间的工作气入口。
进一步地动态沉积磁控溅射镀膜装置还包括：第二腔室，与第一腔室连通，传输轨道延伸至第二腔室内；第一腔室和第二腔室的底部均设置有真空泵抽气口。
根据本发明的另一方面，提供了一种动态沉积磁控溅射镀膜方法，该动态沉积磁控溅射镀膜方法，利用上述的动态沉积磁控溅射镀膜装置进行镀膜，包括以下步骤：步骤A：利用动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材沉积得到带保护层的衬底；步骤B：利用动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材在带保护层的衬底上镀膜。
进一步地，在步骤A之前还包括以下步骤：步骤S1：将动态沉积磁控溅射镀膜装置内的空气排除；步骤S2：调节动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材的功率；步骤S3：调节动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材的功率。
进一步地，在步骤S1和步骤S2之间还包括步骤S11：通入工作气体，调节工作气压。
进一步地，工作气压在0.1Pa至100Pa的范围内。
进一步地，在步骤S11和步骤S2之间还包括步骤S12：开启功率源，调节溅射功率。
进一步地，溅射功率在1W至500W的范围内。
进一步地，在步骤S2中，动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材的功率在5W至5000W的范围内，在步骤S3中，动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材的功率为第二靶材的功率的1/20至1/2。
根据本发明的再一方面，提供了一种衬底，包括利用动态沉积磁控溅射镀膜方法沉积在衬底表面的保护层和利用动态沉积磁控溅射镀膜方法镀设在保护层上面的镀膜，动态沉积磁控溅射镀膜方法为上述的动态沉积磁控溅射镀膜方法。
应用本发明的技术方案，动态沉积磁控溅射镀膜装置包括第一腔室、传输组件以及镀膜组件，其中，传输组件设置在第一腔室内部以传输衬底；镀膜组件包括设置在第一腔室内并对衬底的表层沉积以形成保护层的第一靶材和对具有保护层的衬底镀膜的第二靶材。根据本发明的动态沉积磁控溅射镀膜装置，设置有第一靶材和第二靶材，其中第一靶材可以在衬底的表面形成一层保护层，当利用第二靶材对带有保护层的衬底进行镀膜时，其功率可以调高，不用考虑高功率激发的高能量靶材等离子体轰击衬底而对衬底造成损伤，进而提高了对衬底镀膜的速度，保证了衬底结构完整的同时还提高了生产效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明中的动态沉积磁控溅射装置的结构示意图。
附图标记说明：
10、第一腔室；20、衬底；30、传输组件；40、镀膜组件；31、转动体；32、传输载片舟；41、第一靶材；42、第二靶材；11、工作气入口；50、真空泵抽气口；60、第二腔室。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1所示，图1中箭头方向指的是工作气体流入方向。根据本发明的实施例，动态沉积磁控溅射镀膜装置包括第一腔室10、传输组件30以及镀膜组件40，其中，传输组件30设置在第一腔室10内部以传输衬底20；镀膜组件40，包括设置在第一腔室10内并对衬底20的表层沉积以形成保护层的第一靶材41和对具有保护层的衬底20镀膜的第二靶材42。根据本实施例的动态沉积磁控溅射镀膜装置，第一靶材41可以在衬底20的表面形成一层保护层，当利用第二靶材42对带有保护层的衬底20进行镀膜时，其功率可以调高，不用考虑高功率激发的高能量靶材等离子体轰击衬底20而对衬底20造成损伤，进而可以提高对衬底20镀膜的速度，保证了衬底20结构完整性的同时还提高了生产效率。
再次参见图1所示，传输组件30包括多个转动体31和传输载片舟32，其中，多个转动体31等间距设置在第一腔室10的同一高度上，各转动体31水平设置且多个转动体31的轴线相互平行，多个转动体31构成传输轨道；传输载片舟32可移动地搭设在传输轨道上，且随多个转动体31的转动在传输轨道上进行移动。在本实施例中，衬底20放置在传输载片舟32上，当多个转动体31转动时，传输载片舟32向前做水平运行，进而使得衬底20在多个转动体31上传输，形成一条动态的镀膜流水线，降低人工成本，提高企业生产效率。需要说明的是，本实施例中，转动体31可以是传输滚轮，还可以是可转动轴等。
根据本实施例，第一靶材41和第二靶材42并排间隔设置在第一腔室10的顶部，且第一靶材41和第二靶材42沿传输载片舟32的传输方向依次布置，当本实施例的动态沉积磁控溅射镀膜装置工作时，能够利用第一靶材41沉积得到保护层，然后再经第二靶材42镀上镀膜，操作步骤简单易行。
第一靶材41和第二靶材42之间设置有工作气入口11。当利用本实施例的动态沉积磁控溅射镀膜装置进行镀膜时，可以从工作气入口11通入工作气体，此时，工作气入口11通入的工作气体可以均匀地供给到第一靶材41和第二靶材42处，为第一靶材41沉积保护层和第二靶材42镀膜提供必要的保障，也就是说，本实施例只利用一个工作气入口11为两靶材提供必要的工作气，从而避免设置多个工作气入口而造成企业的生产成本大的问题。在本实施例中，工作气入口11通入的工作气为惰性气体，尤其是氩气，其成本低廉，容易获得，易将靶材轰击得到镀膜等离子体。
优选地，动态沉积磁控溅射镀膜装置还包括第二腔室60，该第二腔室60与第一腔室10连通，传输轨道延伸至第二腔室60内。第一腔室10和第二腔室60之间设置有连接阀（图中未示出），工作时，连接阀处于打开状态，此时，第二腔室60与第一腔室10相结合，共同传输放置在传输载片舟32的衬底20，从而形成一条动态的镀膜流水线。更优选地，第一腔室10和第二腔室60的底部均设置有真空泵抽气口50。在镀膜的过程中，需要将腔室抽到一定的真空度，而在本实施例中，用两个腔室来传输衬底，不仅可以加长镀膜流水线的长度，还可以有效避免因制作一个很大腔室而导致的空气难以抽取的缺陷。
根据本发明的另一实施例，提供了一种动态沉积磁控溅射镀膜方法，该方法利用上述的动态沉积磁控溅射镀膜装置进行镀膜，包括以下步骤：
首先进行步骤S1：将动态沉积磁控溅射镀膜装置内的空气排除。具体操作步骤包括步骤S1a：对动态沉积磁控溅射镀膜装置抽气；步骤S1b：检测动态沉积磁控溅射镀膜装置内的真空度，当真空度高于6×10-4Pa时，停止所述步骤S1的操作。在此过程中，是利用真空泵在动态沉积磁控溅射镀膜装置的真空泵抽气口50处将动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一腔室10和第二腔室60内的空气抽出，使其真空度高于6×10-4Pa，例如10×10-4Pa，可以有效避免空气中的杂质污染衬底上的镀膜。
在步骤S1之后打开第一腔室10和第二腔室60之间的连接阀，进行步骤S11：通入工作气体，调节工作气压。优选地，工作气压在0.1Pa至100Pa范围之内，例如50Pa。在本实例中，工作气体为氩气，氩气从工作气入口11进入第一腔室10后，当其压强达到0.1Pa至100Pa，例如50Pa时，能够轰击第一靶材41和第二靶材42以产生沉积保护层或镀膜的等离子体。
在步骤S11之后还包括步骤S12：开启功率源，调节溅射功率。优选地，溅射功率为1W至500W，例如为250W。
再进行步骤S2：调节动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材42的功率；接着进行步骤S3：调节动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材41的功率。优选地，动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材42的功率在5W至5000W的范围之内，例如为2507W，动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材41的功率为第二靶材42的功率的1/20至1/2。在这个过程中，第一靶材41的功率较低，能够形成一层基本对衬底无损伤的保护层，这一层材料很薄，通常小于10nm，对衬底的性能的影响较小，保证了衬底结构的完整性及其性能的完整性。在利用第二靶材42对带有保护层的衬底进行镀膜时，保护层有效地防止了大功率镀膜过程中高能量的等离子体对衬底材料的轰击损伤。换句话说，在利用第二靶材42对衬底进行镀膜时，可以用高功率的靶材，在提高生产效率的同时还能保证衬底结构和性能的完整性。
最后进行步骤A利用动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材41沉积得到带保护层的衬底20；以及步骤B利用动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材42在带保护层的衬底20上镀膜。具体操作为：运行动态沉积磁控溅射镀膜装置的传输组件30，利用第一靶材41和第二靶材42对动态沉积磁控溅射镀膜装置内的衬底20进行镀膜。此时因衬底20上有保护层的保护，得到的带镀膜的衬底的结构和性能都很完整，不会因高能量的离子的轰击而导致衬底受到损伤。
根据本发明的再一实施例，提供了一种衬底，该衬底包括利用动态沉积磁控溅射镀膜方法沉积在衬底表面的保护层和利用动态沉积磁控溅射镀膜方法镀设在保护层上面的镀膜，其中动态沉积磁控溅射镀膜方法为上述的动态沉积磁控溅射镀膜方法。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：动态沉积磁控溅射镀膜装置包括第一腔室、传输组件以及镀膜组件，其中，传输组件设置在第一腔室内部以传输衬底；镀膜组件包括设置在第一腔室内并对衬底的表层沉积以形成保护层的第一靶材和对具有保护层的衬底镀膜的第二靶材。根据本发明的动态沉积磁控溅射镀膜装置，设置有第一靶材和第二靶材，其中第一靶材可以在衬底的表面形成一层保护层，当利用第二靶材对带有保护层的衬底进行镀膜时，其功率可以调高，不用考虑高功率激发的高能量靶材等离子体轰击衬底而对衬底造成损伤，进而提高了对衬底镀膜的速度，保证了衬底结构完整的同时还提高了生产效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种动态沉积磁控溅射镀膜装置，其特征在于，包括：
第一腔室(10)；
传输组件(30)，设置在所述第一腔室(10)内部以传输衬底(20)；
镀膜组件(40)，包括设置在所述第一腔室(10)内并对所述衬底(20)的表层沉积以形成保护层的第一靶材(41)和对具有保护层的所述衬底(20)镀膜的第二靶材(42)；
所述动态沉积磁控溅射镀膜装置还包括设置在所述第一靶材(41)和所述第二靶材(42)之间的工作气入口(11)。
2.根据权利要求1所述的动态沉积磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述传输组件(30)包括：
多个转动体(31)，等间距设置在所述第一腔室(10)的同一高度上，各所述转动体(31)水平设置且多个所述转动体(31)的轴线相互平行，多个所述转动体(31)构成传输轨道；
传输载片舟(32)，可移动地搭设在所述传输轨道上，且随所述转动体(31)的转动在所述传输轨道上移动。
3.根据权利要求2所述的动态沉积磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述第一靶材(41)和所述第二靶材(42)并排间隔设置在所述第一腔室(10)的顶部，且所述第一靶材(41)和所述第二靶材(42)沿所述传输载片舟(32)的传输方向依次布置。
4.根据权利要求2或3所述的动态沉积磁控溅射镀膜装置，其特征在于，还包括：
第二腔室(60)，与所述第一腔室(10)连通，所述传输轨道延伸至所述第二腔室(60)内；
所述第一腔室(10)和所述第二腔室(60)的底部均设置有真空泵抽气口(50)。
5.一种动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，利用权利要求1至4中任一项所述的动态沉积磁控溅射镀膜装置进行镀膜，包括以下步骤：
步骤A：利用所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材(41)沉积得到带保护层的衬底；
步骤B：利用所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材(42)在所述带保护层的衬底上镀膜。
6.根据权利要求5所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括以下步骤：
步骤S1：将所述动态沉积磁控溅射镀膜装置内的空气排除；
步骤S2：调节所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材(42)的功率；
步骤S3：调节所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材(41)的功率。
7.根据权利要求6所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括步骤S11：通入工作气体，调节工作气压。
8.根据权利要求7所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，所述工作气压在0.1Pa至100Pa的范围内。
9.根据权利要求7或8所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S11和所述步骤S2之间还包括步骤S12：开启功率源，调节溅射功率。
10.根据权利要求9所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，所述溅射功率在1W至500W的范围内。
11.根据权利要求6所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第二靶材(42)的功率在5W至5000W的范围内，在所述步骤S3中，所述动态沉积磁控溅射镀膜装置的第一靶材(41)的功率为所述第二靶材(42)的功率的1/20至1/2。
12.一种衬底，其特征在于，包括利用动态沉积磁控溅射镀膜方法沉积在衬底(20)表面的保护层和利用所述动态沉积磁控溅射镀膜方法镀设在所述保护层上面的镀膜，所述动态沉积磁控溅射镀膜方法为权利要求5至11中任一项所述的动态沉积磁控溅射镀膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310213327.2A CN103255386B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310213327.2A CN103255386B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103255386A CN103255386A (zh) | 2013-08-21 |
| CN103255386B true CN103255386B (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=48959585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310213327.2A Active CN103255386B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103255386B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103993273B (zh) * | 2014-05-09 | 2016-01-27 | 浙江上方电子装备有限公司 | 一种动静混合镀膜系统及利用其进行动静混合镀膜的方法 |
| CN105679528B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-12-12 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种磁各向异性可调控的大面积柔性磁性薄膜的制作设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009138230A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置及び成膜方法 |
| CN102134701A (zh) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 美国迅力光能公司 | 用于形成光伏器件的背反射层的工艺 |
-
2013
- 2013-05-31 CN CN201310213327.2A patent/CN103255386B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009138230A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置及び成膜方法 |
| CN102134701A (zh) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 美国迅力光能公司 | 用于形成光伏器件的背反射层的工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103255386A (zh) | 2013-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI427168B (zh) | 濺鍍裝置、透明導電膜之製造方法 | |
| KR101230997B1 (ko) | 기판 처리 시스템 | |
| KR101146981B1 (ko) | 증착 장치 및 그 제어 방법 | |
| CN101390450A (zh) | 成膜装置和发光元件的制作方法 | |
| KR102014932B1 (ko) | 양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체 | |
| EP1939321B1 (en) | Sputtering apparatus and film forming method | |
| KR20130014415A (ko) | 양면 진공 성막 방법 및 이 방법에 의해 얻을 수 있는 적층체 | |
| KR20120122966A (ko) | 진공성막 방법 및 이 방법에 따라 얻을 수 있는 적층체 | |
| JP2010001565A (ja) | スパッタリング装置、それを用いた太陽電池及び画像表示装置の製造方法 | |
| CN103255386B (zh) | 动态沉积磁控溅射镀膜装置、方法及该方法制造的衬底 | |
| US20050095809A1 (en) | Method of film-forming transparent electrode layer and device therefor | |
| CN110527948A (zh) | 成膜装置、成膜方法及电子器件的制造方法 | |
| JP5921840B2 (ja) | 成膜方法 | |
| TW201608044A (zh) | 以旋轉靶材組件在兩個塗佈區域中塗佈基板之濺射沈積裝置及方法和其用途 | |
| TWI425107B (zh) | 連續式濺鍍設備以及太陽能選擇性吸收膜的製造方法 | |
| JP2010537439A (ja) | 半導体構成要素、特にソーラーセルの金属裏側コンタクトの製造方法 | |
| KR20130008779A (ko) | 셔틀을 구비한 인라인 증착 시스템 | |
| KR100707960B1 (ko) | 투명 전극용 아이티오 복합층 형성을 위한 인라인 스퍼터링장치 | |
| CN216786247U (zh) | 一种集成rpd和pvd的镀膜设备 | |
| CN214458288U (zh) | 一种高产率低损伤的磁控溅射镀膜装置 | |
| JP2010095735A (ja) | 成膜装置、成膜方法およびガスバリアフィルム | |
| JP2010272229A (ja) | 有機電界発光素子の透明電極の製造方法 | |
| CN211311572U (zh) | 一种物理气相沉积设备 | |
| CN102816999A (zh) | 一种硒薄膜沉积方法及系统及其等离子头 | |
| JP5478324B2 (ja) | クリーニング装置、成膜装置、成膜方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |