CN103993275B - 一种准静态镀膜系统及利用其进行准静态镀膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镀膜系统及镀膜方法，尤其涉及一种准静态镀膜系统及利用其进行准静态镀膜的方法。它包括准静态镀膜腔室、设置在准静态镀膜腔室内的用于对基板表面进行沉积镀膜的镀膜组件；以及设置在准静态镀膜腔室内的可用于对基板进行往复扫描的传输组件；镀膜组件包括两个或两个以上平行排列的靶材，往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。镀膜方法是将基板放置在基板架载体上，使基板进入所述准静态镀膜腔室并且使基板的待镀膜面朝向所述准静态镀膜腔室内的镀膜组件，使基板进行往复扫描镀膜，实现镀膜的均匀性。本发明系统和方法有别于其他的例如基板不动的静态镀膜方法,通过靶材内部的磁棒位置的移动提高镀膜均匀度。

Description

一种准静态镀膜系统及利用其进行准静态镀膜的方法

技术领域

本发明涉及一种镀膜系统及镀膜方法，尤其涉及一种准静态镀膜系统及利用其进行准静态镀膜的方法。

背景技术

动态镀膜系统，在真空磁控溅射镀膜过程产生的等离子体通常会对静电敏感器件造成静电损伤，尤其是部分器件被等离子体覆盖，其它部分没有被等离子体覆盖，这会在器件不同部位间造成电压差，从而通过放电击穿器件，造成静电损伤。为了避免静电损伤，通常采用纯静态镀膜方式（图1）：带有电子器件的玻璃基板保持静止状态，一组靶材均匀分布在玻璃基板前面，靶材覆盖面积要略大于玻璃基板，使整个玻璃基板同时覆盖镀膜材料，避免器件不同部位间造成电压差。传统静态镀膜方法，是通过改变靶材内部的磁棒磁场方向摆动的角度α、磁棒磁场强度、靶材的镀膜功率、靶间距D1、靶基距D2等，从而提高镀膜均匀性。此方法磁棒磁场方向调节过程复杂，均匀度较差，并且调节时间长；每个靶材的功率不同造成蚀刻速度不同，每个靶材的维护周期不同，不便于靶材维护；靶材蚀刻速度随时间变化，需要重新调整均匀度，因此，系统稳定性比较差。

CN103255386A(2013-8-21)公开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，然而该方法或装置不能解决对静电敏感器件造成静电损伤的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种对基板，特别是对有电子器件的基板进行镀膜且镀膜均匀的、能够防止对静电敏感器件造成静电损伤的准静态镀膜系统。

本发明的目的之二是提供一种对基板，特别是对有电子器件的基板进行镀膜且镀膜均匀的、能够防止对静电敏感器件造成静电损伤的利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法。

本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种准静态镀膜系统，其包括准静态镀膜腔室、设置在所述准静态镀膜腔室内的用于对基板表面沉积镀膜的镀膜组件；以及设置在所述准静态镀膜腔室内的可用于对基板进行往复扫描的传输组件；所述镀膜组件包括两个或两个以上平行排列的靶材，所述往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。

通过本发明准静态镀膜系统，一组靶材均匀分布在玻璃基板前面，靶材覆盖面积要略大于玻璃基板，靶材内部的磁棒磁场方向固定不变，镀膜时玻璃基板在靶间距范围内连续扫描，从而实现镀膜均匀性。此方法，磁棒磁场方向固定不变，每个靶材的条件相同，设备调节十分简单，容易实现高均匀度和设备的稳定性。

作为优选，所述准静态镀膜腔室一端连接有真空切换系统，所述真空切换系统包括依次设置且相互连接的低真空切换室和高真空切换室。

低真空室作为进料出料室，这样就可以用最短的时间装或者卸基板，然后回到工作的真空状态。

作为优选，所述准静态镀膜腔室内包括用于对基板表面沉积镀膜的靶材和用于对所述基板加热的加热器，所述准静态镀膜腔室均设置有用以满足真空要求的冷泵或分子泵。

作为优选，所述低真空切换室上设置有用于使所述基板进出的包括进口轨道和进口以及包括出口轨道和出口。

低真空室作为进料出料室，这样就可以用最短的时间装或者卸玻璃基片，然后回到工作的真空状态。

作为优选，所述传输组件包括用于支撑基板的基板架载体，所述基板架载体边缘底部在不锈钢辊或传送带上移动，基板架载体顶部通过摩擦导向轮或无摩擦的磁导向导轨间移动。

基板在基板架里输送。基板可以垂直输送，也可以倾斜一定小角度例如1-10°。基板倾斜可以使玻璃在传输过程中更稳定，减少破片率，基板和靶材是保持平行的。

作为优选，所述准静态镀膜腔室另一端连接有缓冲系统，所述缓冲系统包括缓冲室、设置在所述缓冲室的外部于缓冲室相连通的分子泵或冷泵以及通过传动装置对基板实现垂直方向平移的平移装置。

设置平移装置可以使基板垂直平移，从而反向直接进行传输或反向传输的同时进行镀膜。

缓冲系统可用来缓冲镀膜气氛，以及稳定镀膜气压。

作为优选，所述准静态镀膜腔室的数量为N，其中N≥1。

这样可以进行N次镀膜，每次镀不同材料。

作为优选，所述缓冲室设置在所有准静态镀膜腔室的终端。

本发明的第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，是将基板放置在基板架载体上，使基板进入所述准静态镀膜腔室并且使基板的待镀膜面朝向所述准静态镀膜腔室内的镀膜组件，使基板进行往复扫描镀膜；所述往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。

特别的，针对带有电子器件的基板，在准静态镀膜系统中镀膜可以在玻璃基板上的电子器件表面覆盖一层薄的连续导电膜（同时也是需要镀的膜材料），对电子器件可以起到静电屏蔽的作用，有效防止电子器件静电损伤；镀膜时玻璃基板在靶间距范围内往返连续扫描，实现均匀镀膜。

基板通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第一材料薄膜；再切换到第二个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第二材料薄膜；然后依次切换到第N个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第N材料薄膜；其中N≥1;完成镀膜后，切换到缓冲室，进行垂直方向平移，然后沿着反方向水平平移返回，切换到高真空切换室，切换到低真空切换室，切换到出口。

作为优选，基板依次通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，平移通过第二个准静态镀膜工艺室，然后依次平移通过第N个准静态镀膜工艺室，其中N≥1;经过加热后再进行垂直方向平移，在最里面的准静态镀膜工艺室内进行扫描式准静态镀膜形成第一层薄膜，完成镀膜后，反向切换到后面的准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成下一个材料的薄膜；如此反向切换平移经过所有的准静态工艺室完成所有的材料镀膜；切换到高真空切换室；再切换到低真空切换室；最后切换到出口。

作为优选，所述切换时的切换速度为1-30 m/min，所述平移时的平移速度为0.5-10m/min。

更优选地，所述切换时的切换速度为25 m/min，所述平移时的平移速度为3-5m/min。

附图说明

图1是传统静态镀膜系统示意图;

图2是本发明准静态镀膜系统示意图;

图3是本发明一种实施例的准静态镀膜系统示意图；

图4是本发明另一种实施例的准静态镀膜系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图3和图4所示，准静态镀膜系统包括准静态镀膜腔室1、设置在准静态镀膜腔室1内的用于对基板3表面沉积镀膜的镀膜组件2；以及设置在准静态镀膜腔室1内的可用于对基板3进行往复扫描的传输组件；镀膜组件2包括两个或两个以上平行排列的靶材，往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。

如图2所示，通过准静态镀膜系统，一组靶材均匀分布在玻璃基板前面，靶材覆盖面积要略大于玻璃基板，靶材内部的磁棒磁场方向固定不变，镀膜时玻璃基板在靶间距范围内连续扫描，从而实现镀膜均匀性。此方法，磁棒磁场方向固定不变，每个靶材的条件相同，设备调节十分简单，设备稳定性高，且容易实现高均匀度。

为了用最短的时间装或者卸基板，然后回到工作的真空状态。准静态镀膜腔室1一端连接有真空切换系统，真空切换系统依次设置且相互连接的低真空切换室5和高真空切换室6。

低真空室5作为进料出料室，在低真空切换室5上设置有用于基板进出的包括进口轨道和进口以及包括出口轨道和出口。

为了更有效地控制真空本底压和镀膜真空度，实现对基板更均匀有效的镀膜，准静态镀膜腔室1内包括用于对基板3表面沉积镀膜的靶材和用于对基板3加热的加热器11，准静态镀膜腔室内均设置有用以满足真空要求的冷泵或分子泵12。

为了实现对基板3的有效传输，传输组件包括用于支撑基板的基板架载体，基板架载体边缘底部在不锈钢辊或传送带上移动，基板架载体顶部通过摩擦导向轮或无摩擦的磁导向导轨间移动（未在图中示出）。

基板在基板架载体里输送。基板3在腔室里可以垂直输送，也可以倾斜一定小角度例如1-10°进行输送。基板倾斜可以使玻璃在传输过程中更稳定，减少破片率，基板3和靶材2始终保持平行。

为了用来缓冲镀膜气氛，以及稳定镀膜气压。准静态镀膜腔室1另一端连接有缓冲系统，缓冲系统包括缓冲室7、设置在缓冲室的外部与之联通的分子泵12以及通过传动装置对基板实现垂直方向平移的平移装置。设置的平移装置可以使带基板3平移，从而反向直接进行传输或反向传输的同时进行镀膜。

根据实际需要若进行N次镀膜并且每次镀不同材料，准静态镀膜腔室数量相应设置为N，其中N≥1。

镀膜组件可以为两个或两个以上平行排列的靶材，靶材可以是旋转靶材或平面靶材。对于带有电子器件的基板，静态镀膜系统中的靶材可以是需要沉积的导电膜材料，可以是但不限于是Mo、Al、Ti、Cr等金属材料，在满足沉积镀膜的同时实现静电保护。基板可以是非柔性基板例如玻璃基板。与靶材表面平行方向的磁场强度范围是300-1200高斯，靶间距d1>175mm, 靶基距d2范围在10-300mm，见图2。

实施例一

将带有电子器件的基板3放置在基板架载体上，使基板进入准静态镀膜腔室并且使基板的待镀膜面朝向准静态镀膜腔室1内的镀膜组件2，使基板进行往复扫描镀膜；往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。带有电子器件的基板通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成抗静电损伤的第一材料连续导电膜；再切换到第二个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第二材料连续薄膜；最后切换到第三个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第三材料连续薄膜；可根据需要有多个准静态镀膜工艺室，完成镀膜后，切换到缓冲室，进行垂直方向平移，然后沿着反方向平移返回，切换到高真空切换室，切换到低真空切换室，切换到出口。切换时的切换速度V1为1-30m/min，优选25 m/min；平移时的平移速度V2为0.5-10m/min，优选3-5m/min。

实施例二

带有电子器件的基板依次通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，平移通过第二个准静态镀膜工艺室，平移通过第三个准静态镀膜工艺室，经过加热后在第三个准静态镀膜工艺室进行垂直方向平移到镀膜位置，可根据需要有多个准静态镀膜工艺室，基板先被送到最里面的准静态镀膜工艺室，垂直平移后继续在第三个准静态镀膜工艺室内进行扫描式准静态镀膜形成抗静电损伤的第三材料连续导电膜，完成镀膜后，切换到第二个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第二材料连续薄膜；再切换到第一个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第一材料连续薄膜；切换到高真空切换室；切换到低真空切换室；切换到出口。切换时的切换速度为1-30 m/min，平移时的平移速度V1为0.5-10m/min。优选切换速度为25 m/min，平移速度V2为3-5m/min。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (11)

1.一种准静态镀膜系统，其特征在于包括准静态镀膜腔室、设置在所述准静态镀膜腔室内的用于对基板表面沉积镀膜的镀膜组件；以及设置在所述准静态镀膜腔室内的可用于对基板进行往复扫描的传输组件；所述镀膜组件包括两个或两个以上平行排列的靶材，所述往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离；

所述准静态镀膜腔室一端连接有真空切换系统，所述真空切换系统包括相互连接的低真空切换室和高真空切换室；

所述传输组件包括用于支撑基板的基板架载体，所述基板架载体边缘底部在不锈钢辊或传送带上移动，基板架载体顶部通过摩擦导向轮或无摩擦的磁导向导轨间移动。

2.根据权利要求1所述的一种准静态镀膜系统，其特征在于：所述低真空切换室上设置有用于使所述基板进出的包括进口轨道和进口以及包括出口轨道和出口。

3.根据权利要求1所述的一种准静态镀膜系统，其特征在于：所述准静态镀膜腔室内设置有通过传动装置对基板实现平移的平移装置。

4.根据权利要求1所述的一种准静态镀膜系统，其特征在于：所述准静态镀膜腔室一端或两端连接有缓冲系统，所述缓冲系统包括缓冲室、设置在所述缓冲室的外部且与缓冲室相连通的分子泵以及通过传动装置对基板实现平移的平移装置。

5.根据权利要求3或4所述的一种准静态镀膜系统，其特征在于：所述准静态镀膜腔室的数量为N，其中N≥1。

6.根据权利要求5所述的一种准静态镀膜系统，其特征在于：所述缓冲室设置在所有准静态镀膜腔室的终端。

7.一种利用权利要求1-6任一项准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，其特征在于：将带有电子器件的基板放置在基板架载体上，使基板进入所述准静态镀膜腔室并且使基板的待镀膜面朝向所述准静态镀膜腔室内的镀膜组件，使基板进行往复扫描镀膜；所述往复扫描的距离是任何小于相邻靶材间距的距离。

8.根据权利要求7所述的利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，其特征在于：基板通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第一材料薄膜；再切换到第二个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第二材料薄膜；然后依次切换到第N个准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成第N材料薄膜；其中N≥1;完成镀膜后，切换到缓冲室，进行垂直方向平移，然后沿着反方向平移返回，切换到高真空切换室，切换到低真空切换室，切换到出口。

9.根据权利要求8所述的利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，其特征在于：基板依次通过低真空切换室、高真空切换室进入第一个准静态镀膜工艺室，平移通过第二个准静态镀膜工艺室，然后依次平移通过第N个准静态镀膜工艺室，其中N≥1;经过加热后再进行垂直方向平移，在最里面的准静态镀膜工艺室内进行扫描式准静态镀膜形成第一层薄膜，完成镀膜后，反向切换到后面的准静态镀膜工艺室，进行扫描式准静态镀膜形成下一个材料的薄膜；如此反向切换平移经过所有的准静态工艺室完成所有的材料镀膜；切换到高真空切换室；再切换到低真空切换室；最后切换到出口。

10.根据权利要求8或9所述的利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，其特征在于：所述切换时的切换速度为1-30 m/min，所述平移时的平移速度为0.5-10m/min。

11.根据权利要求10所述的利用准静态镀膜系统进行准静态镀膜的方法，其特征在于：所述切换时的切换速度为25 m/min，所述平移时的平移速度为3-5m/min。