CN103695839B - 一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空镀膜设备，特指一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置。它包括有镀膜设备中用来清洗的真空室，该真空室为凹型容腔，真空室上部的开口对应待清洗的镀膜基板；真空室的底部安装有用来抽真空的真空机构，在真空室内固定设有绝缘支撑件，在绝缘支撑件上设有用来提供清洁气体的布气孔，在绝缘支撑件上还分别间隔设有两个电极，两个电极分别通过各自的电源线与外部的高压中频电源电连接；工作时，在接通高压中频电源的两个电极作用下使清洁气体形成等离子体，所述镀膜基板位于该等离子体范围之内。采用上述结构后，本发明的清洗装置可以清除基板表面异物，改善成膜质量，增加沉积层在基底上的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜设备，特指一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置。
背景技术
现有技术中，在沉积成膜之前，需要利用等离子体对基底进行预处理，这已经在各种PVD设备上广泛使用，但基本都采用直流源或射频源，使用单一工作气体氩气（Ar），被处理表面存在被轰击过于强烈、异物清除不干净、基底表面存在的不饱和树脂高分子得不到清除等缺陷，在装置的结构设计方面，没有充分考虑与设备中其他工作机构的配合，工作气氛相互影响，处理后的工作气体得不到有效排出，因此，在基底材料表面易损伤、沉积工艺对工作气氛非常敏感的PVD制程中，原来的等离子体处理机构有很多局限性。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足之处而提供的一种适合应用在连续真空物理气相沉积设备上，在薄膜沉积之前，在真空状态下产生可以控制离子能量与数量的等离子体并利用该等离子体对塑胶类基板进行预处理，以清除基底表面异物，改善成膜质量，增加沉积层在基底上的附着力的离子源清洗装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，包括有镀膜设备中用来清洗的真空室，该真空室为凹型容腔，真空室上部的开口对应待清洗的镀膜基板；真空室的底部安装有用来抽真空的真空机构，在真空室内固定设有绝缘支撑件，在绝缘支撑件上设有用来提供清洁气体的布气孔，在绝缘支撑件上还分别间隔设有两个电极，两个电极分别通过各自的电源线与外部的高压中频电源电连接；工作时，在接通高压中频电源的两个电极作用下使清洁气体形成等离子体，所述镀膜基板位于该等离子体范围之内。
所述绝缘支撑件由绝缘支撑柱和绝缘支撑座组成，绝缘支撑柱固定在真空室的底部，绝缘支撑座连接在绝缘支撑柱上，绝缘支撑座的中心开设有通气槽，所述两个电极沿通气槽平行对称分布在绝缘支撑座的顶面，所述布气孔的位于通气槽中。
所述真空室上部的开口边缘设有隔离罩，隔离罩的顶面与镀膜基板之间形成足够小的通气小间隙使得所述真空室通过该通气小间隙与镀膜设备内的大真空腔相通而不影响彼此独立的真空度。
所述清洁气体为氩气和氧气的混合气体，氩气占混合气体的体积百份比的范围在3%-20%范围之内。
所述高压中频电源为工作电压在3000V-5000V范围之内，电流在0.5A-3.5A范围之内，频率在40khz-200khz范围之内。
所述真空室的底部还设有用来排除清洗过程中产生水气的低温水气泵。
所述两个电极通过电极支撑板连接在绝缘支撑座上，所述两个电极旁还分别设有用来冷却电极的冷却水管。
所述两电极采用低溅射率金属材料作为离子源放电电极。
所述两电极采用Ti或Al或Mo作为离子源放电电极。
采用上述结构后，本发明装置旨在克服现有清洗装置的缺陷，采用高压中频电源源为离子源工作电源，工作电压3000V以上，不需要采用磁场辅助激活工作气体产生工作电流，同时，产生的离子体离子能量有一个合适范围，等离子区域大，利于长时间低能量处理。另外，在结构上采用装置中央布气并采用大流量供气，离子体发生电极被安装在一个真空小室之内，处理后的气体连同处理产生的气体被迅速由小室真空系统抽走，该部分气体对大真空室的真空与气氛影响可以降至尽可能的低，特别适合多靶位卷绕镀膜设备。
附图说明
图1是本发明结构原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，包括有镀膜设备中用来清洗的真空室10，该真空室10为凹型容腔，真空室10上部的开口对应待清洗的镀膜基板20；真空室10的底部安装有用来抽真空的真空机构30，在真空室10内固定设有绝缘支撑件40，在绝缘支撑件40上设有用来提供清洁气体的布气孔43，在绝缘支撑件40上还分别间隔设有两个电极50，两个电极50分别通过各自的电源线51与外部的高压中频电源电连接；工作时，在接通高压中频电源的两个电极50作用下使清洁气体形成等离子体，所述镀膜基板20位于该等离子体范围之内。
所述绝缘支撑件40由绝缘支撑柱41和绝缘支撑座42组成，绝缘支撑柱固定在真空室10的底部，绝缘支撑座42连接在绝缘支撑柱41上，绝缘支撑座42的中心开设有通气槽44，所述两个电极50沿通气槽44平行对称分布在绝缘支撑座42的顶面，所述布气孔43的位于通气槽44中。
所述真空室10上部的开口边缘设有隔离罩60，隔离罩60的顶面与镀膜基板20之间形成足够小的通气小间隙61使得所述真空室10通过该通气小间隙61与镀膜设备内的大真空腔相通而不影响彼此独立的真空度。
所述清洁气体为氩气和氧气的混合气体，氩气占混合气体的体积百份比的范围在3%-20%范围之内。
所述高压中频电源为工作电压在3000V-5000V范围之内，电流在0.5A-3.5A范围之内，频率在40khz-200khz范围之内。
所述真空室10的底部还设有用来排除清洗过程中产生水气的低温水气泵70。
所述两个电极50通过电极支撑板52连接在绝缘支撑座42上，所述两个电极50旁还分别设有用来冷却电极的冷却水管53。
使用时，本装置采用高压中频电源作为离子源电源，该电源配合本发明的两个电极50的结构，不需要磁场辅助，即可产生有较高能量的等离子体，同时，由于没有辅助磁场，二个电极是互为正负极，两个电极50上偶发的溅射也不会将电极材料溅射到镀膜基板20上。
本装置采用Ti或Al或Mo等低溅射率金属材料作为离子源放电电极50，将电极50上偶发的溅射降低到最小量。电极宽度30mm~120mm，厚度2mm~20mm，根据不同的处理条件与要求确定。二个放电电极50平行固定于绝缘支撑座42之上，布气管43安装在二个电极50之间，整体固定在真空室10之中。
真空室10设置于镀膜设备内的大真空腔内，镀膜设备内的大真空腔内可以安装或不安装其他工作机构，真空室的下部配置独立真空机构30，真空机构30的抽气能力不小于4500升/分。，镀膜设备内的大真空腔与真空室10可以实现不同的真空度。本发明的真空室的真空度可以在2.0x10-2~9.0x10-1之间选择。
清洁气体采用Ar2和O2混合气体，流量在100~1000sccn之间可调，氩气与氧气在进入布气管43之前混合；采用氩氧混合气体作为工作气体并对氩氧比进行有效控制，产生的等离子体中负氧离子将有效清除基材表面的不饱和高分子树脂和各种活性异物分子。
本装置工作时，带处理的镀膜基板20以均匀速度从距二个电极50表面50mm~150mm的平行位置通过二个电极50之间产生的等离子区域。通过的时间在5s~20s之间可以调整。
真空室10的底部安装低温水气捕捉系统，低温水气捕捉系统主要由低温水气泵70组成，其低温范围在-50℃～-145℃，水气处理能力不小于6000升/分，保证镀膜基板20在等离子处理时产生的水气得到充分排除；保证真空室10的真空度得到稳定的维持。
以上使用方案仅仅是本发明的一个实施例，不作为限制本发明的保护范围。对于本发明权利要求的所述的各种结构简单变换均在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，包括有镀膜设备中用来清洗的真空室，其特征在于：该真空室为凹型容腔，真空室上部的开口对应待清洗的镀膜基板；真空室的底部安装有用来抽真空的真空机构，在真空室内固定设有绝缘支撑件，在绝缘支撑件上设有用来提供清洁气体的布气孔，在绝缘支撑件上还分别间隔设有两个电极，两个电极分别通过各自的电源线与外部的高压中频电源电连接；工作时，在接通高压中频电源的两个电极作用下使清洁气体形成等离子体，所述镀膜基板位于该等离子体范围之内；
所述绝缘支撑件由绝缘支撑柱和绝缘支撑座组成，绝缘支撑柱固定在真空室的底部，绝缘支撑座连接在绝缘支撑柱上，绝缘支撑座的中心开设有通气槽，所述两个电极沿通气槽平行对称分布在绝缘支撑座的顶面，所述布气孔的位于通气槽中；
所述真空室上部的开口边缘设有隔离罩，隔离罩的顶面与镀膜基板之间形成足够小的通气小间隙使得所述真空室通过该通气小间隙与镀膜设备内的大真空腔相通而不影响彼此独立的真空度。
2.根据权利要求1所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述清洁气体为氩气和氧气的混合气体，氩气占混合气体的体积百份比的范围在3%-20%范围之内。
3.根据权利要求2所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述高压中频电源为工作电压在3000V-5000V范围之内，电流在0.5A-3.5A范围之内，频率在40khz-200khz范围之内。
4.根据权利要求3所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述真空室的底部还设有用来排除清洗过程中产生水气的低温水气泵。
5.根据权利要求4所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述两个电极通过电极支撑板连接在绝缘支撑座上，所述两个电极旁还分别设有用来冷却电极的冷却水管。
6.根据权利要求5所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述两电极采用低溅射率金属材料作为离子源放电电极。
7.根据权利要求6所述的一种应用在镀膜设备中的离子源清洗装置，其特征在于：所述两电极采用Ti或Al或Mo作为离子源放电电极。
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