CN103866255B - 磁控溅射镀膜系统 - Google Patents

Abstract

一种磁控溅射镀膜系统，包括第一间歇性充气组件、第二间歇性充气组件、进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室；进片过渡室和进片缓冲室之间设置第一门阀，出片过渡室和出片缓冲室之间设置第二门阀；第一间歇性充气组件包括第一间歇性开关、第一间歇性开关电磁阀和第一延时器，第一间歇性开关设于进片过渡室上；第二间歇性充气组件包括第二间歇性开关、第二间歇性开关电磁阀和第二延时器，第二间歇性开关设于出片过渡室上；第一间歇性开关电磁阀与第一门阀并联，第一延时器与第一门阀串联，第二间歇性开关电磁阀与第二门阀并联，第二延时器与第二门阀串联。该系统解决了气体的浪费问题，利于工艺稳定。

Description

磁控溅射镀膜系统

技术领域

本发明涉及磁控溅射技术领域，特别是涉及一种磁控溅射镀膜系统。

背景技术

磁控溅射镀膜法是目前镀膜常采用的一种镀膜方法。在进行磁控溅射镀膜之前，需要进行抽气，以除去杂质气体和使系统达到一定的真空度。在进行镀膜时，为了平衡溅射室的压力，经常会在进片过渡室和出片过渡室充入工艺气体，使进片过渡室的压力与溅射室的压力平衡，出片过渡室的真空度与溅射室的压力平衡。

然而，目前的磁控溅射镀膜系统中，为了平衡溅射室的压力，只能对进片过渡室和出片过渡室持续充气，会造成气体的浪费。并且，连续镀膜时，各个室之间的阀门的经常性开启和关闭会导致进片室的杂质气体会进入进片过渡室，再进入溅射室。出片室的杂质气体会进入出片过渡室，再进入溅射室。而因进片过渡室和出片过渡室持续性地充气，会导致进片过渡室和出片过渡室无法有效地将杂质气体抽干净，不利于工艺的稳定。

发明内容

基于此，有必要提供一种有利于工艺稳定的磁控溅射镀膜系统。

一种磁控溅射镀膜系统，包括第一间歇性充气组件、第二间歇性充气组件和呈直线式排列的进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室；其中，

所述进片过渡室和进片缓冲室之间设置有第一门阀，所述出片过渡室和出片缓冲室之间设置有第二门阀，所述第一门阀包括第一控制电磁阀，所述第二门阀包括第二控制电磁阀；

所述第一间歇性充气组件包括第一间歇性开关、第一间歇性开关电磁阀和第一延时器，所述第一间歇性开关设置于所述进片过渡室上；

所述第二间歇性充气组件包括第二间歇性开关、第二间歇性开关电磁阀和第二延时器，所述第二间歇性开关设置于所述出片过渡室上；

所述第一间歇性开关电磁阀的开关电线路与所述第一控制电磁阀的开关电线路并联，所述第一延时器的电线路与所述第一控制电磁阀的开关电线路串联，所述第二间歇性开关电磁阀的开关线路与所述第二控制电磁阀的开关线路并联，所述第二延时器的电线路与所述第二控制电磁阀的开关电线路串联。

在其中一个实施例中，所述溅射室包括依次排列的第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室。

在其中一个实施例中，所述第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室中，每个腔室均设置有两个靶位。

在其中一个实施例中，所述第一腔室和第二腔室均为中频溅射腔室，所述第三腔室和第四腔室均为直流溅射腔室。

在其中一个实施例中，所述磁控溅射镀膜系统还包括隔离室，所述隔离室设置于所述第二腔室和第三腔室之间。

在其中一个实施例中，还包括十个加热器，所述十个加热器分别设置于所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、第一腔室、第二腔室、隔离室、第三腔室、第四腔室、出片缓冲室和出片过渡室中。

在其中一个实施例中，还包括气体流量计，所述气体流量计与所述第一间歇性开关通过气管连通，所述气体流量计与所述第二间歇性开关通过气管连通。

在其中一个实施例中，还包括抽真空装置，所述抽真空装置包括机械泵、罗茨泵和分子泵，所述机械泵均与所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室连通，所述罗茨泵均与所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室连通，所述分子泵与所述进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室和出片过渡室连通。

上述磁控溅射镀膜系统设置了第一间歇性充气组件和第二间歇性充气组件。通过将第一间歇性开关电磁阀的开关电线路与第一控制电磁阀的开关电线路并联及将第一延时器的电线路与第一控制电磁阀的开关电线路串联，以控制第一门阀关闭时，第一间歇性开关也处于关闭状态，能够将进片过渡室的杂质气体抽干净，有利于工艺的稳定；并且，在第一门阀打开前几秒，第一间歇性开关处于打开状态进行充气以平衡真空压力后，再打开第一门阀，有效地解决了气体的浪费问题。基于相同的原理，第二间隙性充气组件能够将出片过渡室的杂质气体抽干净，有利于工艺的稳定，并解决了气体的浪费问题。

附图说明

图1为一实施方式的磁控溅射镀膜系统的结构示意图；

图2为图1所示的磁控溅射镀膜系统的第一间歇性充气组件和流量计的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的磁控溅射镀膜系统200，包括进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、溅射室40、出片缓冲室50、出片过渡室60、出片室70、第一间歇性充气组件和第二间隙性充气组件。

进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、溅射室40、出片缓冲室50、出片过渡室60和出片室70依次排列，且呈直线式排列。

进片过渡室20和进片缓冲室30之间设置有第一门阀100。第一门阀100打开时，进片过渡室20和进片缓冲室30连通。请同时参阅图2，第一门阀100包括第一开关阀（图未示）、第一控制气缸101和控制第一气缸运动的第一控制电磁阀（图未示）。通过第一控制气缸101的运动控制第一开关阀的开启和关闭。

出片过渡室60和出片缓冲室50之间设置有第二门阀110。第二门阀110打开时，出片过渡室60和出片缓冲室50连通。第二门阀110包括第二开关阀（图未示）、第二控制气缸（图未示）和控制第二气缸运动第二控制电磁阀（图未示）。通过第二控制气缸的运动控制第二开关阀的开启和关闭。

请一并参阅图1和图2，第一间歇性充气组件包括第一间歇性开关82、第一间歇性开关电磁阀84和第一延时器86。第一间歇性开关82设置于进片过渡室20的室壁上。当第一间歇性开关82打开时，使工艺气体能经流量计140向进片过渡室20充气。

第一间歇性开关电磁阀84的开关电线路与第一门阀100的开关电线路并联，即第一间歇性开关电磁阀84的开关线路与第一门阀100的第一控制电磁阀的开关线路并联。第一延时器86的电线路与第一门阀100的第一控制电磁阀的开关电线路串联。

通过设置第一间歇性充气组件，控制第一门阀100关闭时，第一间歇性开关82也处于关闭状态，此时，进片过渡室20处于不充气状态，能够用抽真空装置将进片过渡室20中的杂质气体抽干净。

由于第一延时器86的电线路与第一门阀100的第一控制电磁阀的开关电线路串联，打开第一间歇性开关82时，第一门阀100不同时打开，而是延后一定的时间再打开，待工艺气体经过第一间歇性开关82进入进片过渡室20，平衡溅射室40的压力后再打开第一门阀100，有效地解决了气体的浪费问题。

第二间隙性充气组件包括第二间歇性开关92、第二间歇性开关电磁阀和第二延时器。第二间歇性开关92设置于出片过渡室60的室壁上。第二间歇性开关92与流量计140通过气管连通。当第二间歇性开关92打开时，使工艺气体经流量计140流向出片过渡室60。

第二间歇性开关电磁阀的开关电线路与第二门阀110的开关电线路并联，即第二间歇性开关电磁阀的开关线路与第二门阀110的第二控制电磁阀的开关线路并联。第二延时器的电线路与第二门阀110的第二控制电磁阀的开关电线路串联。

通过设置第二间歇性充气组件，控制第二门阀110关闭时，第二间歇性开关92也处于关闭状态，此时，出片过渡室60处于不充气状态，能够用抽真空装置将出片过渡室60中的杂质气体抽干净。

由于第二延时器的电线路与第二门阀110的第二控制电磁阀的开关电线路串联，打开第二间歇性开关92时，第二门阀110不同时打开，而是延后一定的时间再打开，待工艺气体经第二间歇性开关92进入出片过渡室60，平衡溅射室40的压力后再打开第二门阀110，有效地解决了气体的浪费问题。

上述磁控溅射镀膜系统200通过设置和合理布局第一间歇性充气组件和第二间歇性充气组件，在进行抽气时，能够将杂质气体抽干净，有利于工艺的稳定，提高产品质量；在进行充气时，只打开第一间歇性开关82和第二间歇性开关92进行充气，避免了气体的浪费，降低成本。

可以理解，可以通过调节第一延时器86和第二延时器的延时时间，分别调节第一门阀100和第二门阀110延后打开的时间，例如分别延后3s再打开。

上述磁控溅射镀膜系统200在溅射室40的前方设置进片室10、进行过渡室20和进片缓冲室30，使得基片能够经历真空度的缓冲和过渡后再进入一定真空度环境的溅射室40中镀膜。在溅射室40的后方设置出片缓冲室50、出片过渡室60和出片室70，使得镀膜后的基片经过真空度的缓冲和过渡后再进入大气压环境中。因此，该磁控溅射镀膜系统200能够有效避免破片现象，提高生产良率。

并且，设置有进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、出片过渡室50、出片过渡室60和出片室70，有利于进行连续性生产，提高连续性生产的有序性。

优选地，溅射室40包括依次排列的第一腔室41、第二腔室42、第三腔室43和第四腔室44。第一腔室41、第二腔室42、第三腔室43和第四腔室44呈直线式排列。

第一腔室41、第二腔室42、第三腔室43和第四腔室44中，每个腔室均设置有两个靶位，在进行镀膜时，依次用八个靶位进行镀膜。

优选地，第一腔室41和第二腔室42均为中频溅射腔室，第三腔室43和第四腔室44均为直流溅射腔室，以使磁控溅射镀膜系统200能够满足不同工艺的需求。

更优选的，第二腔室42和第三腔室43之间还设置有隔离室120。设置隔离室120以进行气氛隔离，以满足中频溅射腔室和直流溅射腔室镀不同薄膜的工艺需求，使得磁控溅射镀膜系统200的适应性较好，能够满足不同的工艺需求。

优选地，还设置有与第一门阀100相对的第三门阀和第四门阀，当第三门阀开启时，基片进入进片室10中。当第四门阀开启时，基片从进片室10出来进入进片过渡室20中。还设置有与第二门阀110相对的第五门阀和第六门阀，当第五门阀开启时，镀好膜的基片从出片缓冲室50中出来进入出片过渡室60中。当第六门阀开启时，镀好膜的基片从出片过渡室60中出来进入出片室70中。

请再次参阅图1，磁控溅射镀膜系统100还包括十个加热器130。十个加热器130分别设置于进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、第一腔室41、第二腔室42、隔离室120、第三腔室43、第四腔室44、出片缓冲室50和出片过渡室60中，用以对各个室进行加热。

设置十个加热器130，不仅能够满足第一腔室41、第二腔室42、第三腔室43和第四腔室44中镀膜时的温度需求，使各个室中的温度较为均匀，并且还能够使基片经历温度的缓冲和过渡后再进入高温的第一腔室41、第二腔室42、隔离室120、第三腔室43和第四腔室44中进行镀膜，镀膜后经过温度的缓冲和过渡，再进入到常温环境中，避免破片现象，提高良率。

请再次参阅图2，磁控溅射镀膜系统200还包括气体流量计140。气体流量计140与第一间歇性开关82通过第一气管150连通。气体流量计140与第二间歇性开关92通过第二气管（图未示）连通。

第一间歇性开关82与第一间歇性开关电磁阀84通过第三气管160连通，第二间歇性开关92与第二间歇性开关电磁阀通过第四气管连通（图未示）。同时，气体流量计140通过第五气管170与溅射室40连通。

使用一个气体流量计140能够对充入进片过渡室20、出片过渡室60和溅射室40中的气体进行流量控制，提高工艺的稳定性。可以理解，第三气管160远离第一间歇性开关电磁阀84的另一端和第四气管远离第二间歇性开关电磁阀的另一端均与压缩空气连通，以控制第一间歇性开关82和第二间歇性开关92的运动。第五气管170远离流量计140的一端与工艺气体连通，以向溅射室40充入工艺气体。

磁控溅射镀膜系统200还包括抽真空装置（图未示）。抽真空装置包括机械泵、罗茨泵和分子泵。

其中，机械泵均与进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、溅射室40、出片缓冲室50、出片过渡室60、出片室70和隔离室120连通。罗茨泵均与进片室10、进片过渡室20、进片缓冲室30、溅射室40、出片缓冲室50、出片过渡室60、出片室70和隔离室120连通。分子泵与进片过渡室20、进片缓冲室30、溅射室40、出片缓冲室50、出片过渡室60和隔离室120连通。

设置机械泵、罗茨泵和分子泵，能够根据实际需要逐级抽真空，并能够快速进行抽真空，提高生产效率。尤其是分子泵具有抽速块的优点和无油的优点，保证了溅射室40和隔离室120的真空度和洁净度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种磁控溅射镀膜系统，其特征在于，包括第一间歇性充气组件、第二间歇性充气组件和呈直线式排列的进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室；其中，

所述进片过渡室和进片缓冲室之间设置有第一门阀，所述出片过渡室和出片缓冲室之间设置有第二门阀，所述第一门阀包括第一控制电磁阀，所述第二门阀包括第二控制电磁阀；

所述第一间歇性充气组件包括第一间歇性开关、第一间歇性开关电磁阀和第一延时器，所述第一间歇性开关设置于所述进片过渡室上；

所述第二间歇性充气组件包括第二间歇性开关、第二间歇性开关电磁阀和第二延时器，所述第二间歇性开关设置于所述出片过渡室上；

所述第一间歇性开关电磁阀的开关电线路与所述第一控制电磁阀的开关电线路并联，所述第一延时器的电线路与所述第一控制电磁阀的开关电线路串联，所述第二间歇性开关电磁阀的开关电线路与所述第二控制电磁阀的开关电线路并联，所述第二延时器的电线路与所述第二控制电磁阀的开关电线路串联。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，所述溅射室包括依次排列的第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室。

3.根据权利要求2所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，所述第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室中，每个腔室均设置有两个靶位。

4.根据权利要求2所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，所述第一腔室和第二腔室均为中频溅射腔室，所述第三腔室和第四腔室均为直流溅射腔室。

5.根据权利要求2所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，所述磁控溅射镀膜系统还包括隔离室，所述隔离室设置于所述第二腔室和第三腔室之间。

6.根据权利要求5所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，还包括十个加热器，所述十个加热器分别设置于所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、第一腔室、第二腔室、隔离室、第三腔室、第四腔室、出片缓冲室和出片过渡室中。

7.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，还包括气体流量计，所述气体流量计与所述第一间歇性开关通过气管连通，所述气体流量计与所述第二间歇性开关通过气管连通。

8.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜系统，其特征在于，还包括抽真空装置，所述抽真空装置包括机械泵、罗茨泵和分子泵，所述机械泵均与所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室连通，所述罗茨泵均与所述进片室、进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室、出片过渡室和出片室连通，所述分子泵与所述进片过渡室、进片缓冲室、溅射室、出片缓冲室和出片过渡室连通。