CN104894524B - 一种表面处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及表面处理领域，公开一种表面处理设备，包括成膜腔室和设置在成膜腔室内部的挡板，还包括设置于挡板表面的金属片，金属片与挡板之间电绝缘；检测模块，用于当金属片被施加垂直于金属片的磁场和垂直于磁场方向的电流时检测金属片形成的感应电动势；与所述检测模块信号连接的处理模块，根据电流、磁场、以及电动势信息获得金属片的厚度信息，上述表面处理设备中，通过检测模块对金属片上形成感生电动势，处理模块实时获得金属片厚度及单位时间内厚度变化情况，进而能够获得金属片上的成膜速率，并且可以判断整个设备腔体内的成膜速率以及挡板寿命，实现对成膜腔室内成膜速率的实时监控和对挡板寿命的监控，并且成本廉价，操作简单。

Description

一种表面处理设备

技术领域

本发明涉及表面处理领域，尤其涉及一种表面处理设备。

背景技术

目前，磁控溅射设备广泛应用于大尺寸薄膜晶体管液晶显示屏、有机发光二极管、光伏诸多领域，在实际溅射中，成膜腔室的内壁周围会放置挡板以防止溅射粒子污染腔体壁，在挡板上沉积粒子到一定厚度后，将挡板拆卸下来清洗。

现有技术中，由于腔体被挡板遮挡，无法放置传感器对成膜速率进行实时监控，实际的成膜速率需要基板从腔体中出来后测量，当检查出来问题时，已经造成损失。另外，挡板寿命经常是靠经验去预估，误差较大，提前更换挡板的话，会造成挡板使用不充分，造成运营成本上升，如果超出寿命再更换，挡板上附着的膜会脱落，造成设备宕机或产品良率下降。

发明内容

本发明提供了一种表面处理设备，实现对成膜腔室内成膜速率的实时监控和对挡板寿命的监控。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种表面处理设备，包括成膜腔室和设置在成膜腔室内部的挡板，还包括：

设置于所述挡板表面的金属片，所述金属片与所述挡板之间电绝缘；

检测模块，用于当所述金属片被施加垂直于金属片的磁场和垂直于所述磁场的电流时检测所述金属片形成的感应电动势；

与所述检测模块信号连接的处理模块，根据所述电流、所述磁场、以及所述电动势信息获得所述金属片的厚度信息。

上述表面处理设备中，利用霍尔效应原理，通过检测模块能够检测金属片在垂直于磁场方向和电流方向的方向上形成的感生电动势U，其中，U＝R*I*B/d，可推出d＝R*I*B/U，R是霍尔效应中与金属材料本身有关的常数，I为通入的电流，B为磁场强度，d为金属片的厚度，处理模块能够通过上述公式实时获得金属片厚度的变化，通过计算即可以算出单位时间内金属片的厚度变化情况，进而能够获得金属片上的成膜速率，并且可以判断整个设备腔体内的成膜速率以及挡板寿命，实现对成膜腔室内成膜速率的实时监控和对挡板寿命的监控，并且成本廉价，操作简单。

优选地，所述表面处理设备还包括用于向所述金属片施加垂直于磁场的电流的电源模块。

优选地，所述表面处理设备为磁控溅射设备，还包括靶材和提供所述磁场的磁控装置。

优选地，所述金属片的材料与所述靶材的材料相同。

优选地，所述挡板由表面镀有绝缘层的铸铁材料形成。

优选地，所述绝缘层的材料为氧化铝。

优选地，所述靶材为平面靶材或者旋转靶材。

优选地，所述磁控溅射设备中的靶材为多个，所述金属片位于所述挡板表面与相邻的靶材之间的间隙处对应的位置。

优选地，所述金属片为多个、且沿间隙的延伸方向排列。

优选地，所述磁控装置还包括多条平行设置的磁条，所述磁条的长度方向与所述间隙的延伸方向平行。

优选地，所述表面处理设备为气相沉积设备或者干刻设备。

优选地，所述表面处理设备还包括用于向所述金属片施加于所述磁场的磁性组件。

附图说明

图1为本发明提供的表面处理设备的结构示意图；

图2为本发明提供的金属片的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的表面处理设备成膜腔室和设置在成膜腔室内部的挡板1，还包括：

设置于挡板1表面的金属片5，金属片5与挡板1之间电绝缘；

检测模块8，用于当所述金属片5被施加垂直于金属片5的磁场B和垂直于磁场B方向的电流I时检测所述金属片5形成的感应电动势U；

与检测模块8信号连接的处理模块9，根据电流I、磁场B、以及电动势U信息获得金属片5的厚度信息。

上述表面处理设备中，利用霍尔效应原理，通过检测模块8能够对金属片5在垂直于磁场B方向和电流I方向的方向上形成感生电动势U，其中，U＝R*I*B/d，可推出d＝R*I*B/U，R是霍尔效应中与金属材料本身有关的常数，I为通入的电流，B为磁场强度，d为金属片的厚度，处理模块9能够通过上述公式实时获得金属片5厚度的变化，通过计算即可以算出单位时间内金属片5的厚度变化情况，进而能够获得金属片5上成膜速率，并且可以判断整个设备腔体内的成膜速率以及挡板1的寿命，在不开腔状态下精确计算出挡板表面附着的薄膜的厚度及计算出单位时间沉积的膜厚，从而实现对成膜腔室内的成膜速率的实时监控和对挡板寿命的监控，并且成本廉价，操作简单。

一种优选实施方式中，上述表面处理设备还包括用于向金属片5施加垂直于磁场B的电流I的电源模块7，电源模块7为恒流源，可以为直流恒流源，也可以为交流恒流源，在整个表面处理过程中保持电流的恒定，对于公式d＝R*I*B/U，当I为恒定常量时，能够简化计算。

一种优选实施方式中，上述表面处理设备可以为磁控溅射设备，还包括靶材3；磁场由所述磁控溅射设备中的磁控装置6提供，磁控装置6产生磁场，实现所需沉积物质的沉积动作，该沉积动作同时引起金属片上沉积该沉积物质，实现对磁控溅射设备的成膜腔室内的成膜速率的实时监控，利用了磁控溅射设备本身的磁场，不需额外增加复杂磁场装置，无需对设备进行较为复杂的改造。

具体地，金属片5的材料与所述靶材3的材料相同，在公式d＝R*I*B/U的计算过程中，R是霍尔效应中与金属材料本身有关的常数，选择金属片的材料与靶材3一致，以简化计算过程。

优选地，参考图1，挡板1由表面镀有绝缘层的铸铁材料形成，也可以由经过表面处理后的铝材质形成，当然还可以为不锈钢材质形成，但不限于此，在实际溅射中，溅射出来的粒子飞溅方向不同，有部分会沉积到成膜腔室内壁上，在成膜腔室内壁周围放置挡板1能够防止污染内壁，当挡板1上沉积的膜厚到一定程度后再拆卸出来清洗。可以保护成膜腔室内壁。

具体地，挡板1表面设有的绝缘层的材料可以为氧化铝，利用了氧化铝的介电损耗小，高温绝缘电阻高，良好的绝缘性能，当然还可以为氮化硼、氟化铜，但不限于此，挡板1表面设有的绝缘层能够防止表面处理设备中的两个靶材3之间短路，同时能够避免挡板1对磁场模块形成的磁感线4分布造成影响。

一种优选实施方式中，上述靶材3可以为平面靶材，还可以为旋转靶材。

优选地，磁控溅射设备中的靶材3可以为多个，并且金属片5位于挡板1表面与相邻的靶材3之间的间隙处对应的位置。

具体地，金属片为多个，上述多个金属片沿靶材3之间间隙的延伸方向排列。在计算过程中，可以将上述多个金属片计算结果的平均值来判断整个成膜腔室内的挡板寿命以及实时的成膜速率。

具体地，如图1所示，磁控溅射设备中的磁控装置可以包括多条平行设置的磁条2，所述磁条2的长度方向与所述靶材3之间间隙延伸方向平行，以形成垂直于沿延伸方向排列的金属片5的磁场B，当然还可以为U型磁体、环形磁体，但不限于此。

当然，上述表面处理设备还可以为气相沉积设备或者干刻设备，当上述表面处理设备为气相沉积设备或者干刻设备时，需要在现有的气相沉积设备或者干刻设备中安装磁性组件等，以产生施加垂直于所述金属片的磁场。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种表面处理设备，包括成膜腔室和设置在成膜腔室内部的挡板，其特征在于，还包括：

设置于所述挡板表面的金属片，所述金属片与所述挡板之间电绝缘；

检测模块，用于当所述金属片被施加垂直于所述金属片的磁场和垂直于所述磁场的电流时检测所述金属片形成的感应电动势；

与所述检测模块信号连接的处理模块，根据所述电流、所述磁场、以及所述感应电动势的信息获得所述金属片的厚度信息；

所述表面处理设备为磁控溅射设备，还包括靶材和提供所述磁场的磁控装置；所述垂直于所述金属片的磁场由所述磁控溅射设备的磁控装置提供，磁控装置同时在所述挡板表面和所述金属片沉积所需沉积物质。

2.根据权利要求1所述的表面处理设备，其特征在于，还包括用于向所述金属片施加所述电流的电源模块。

3.根据权利要求1所述的表面处理设备，其特征在于，所述金属片的材料与所述靶材的材料相同。

4.根据权利要求1所述的表面处理设备，其特征在于，所述挡板由表面镀有绝缘层的铸铁材料形成。

5.根据权利要求4所述的表面处理设备，其特征在于，所述绝缘层的材料为氧化铝。

6.根据权利要求1所述的表面处理设备，其特征在于，所述靶材为平面靶材或者旋转靶材。

7.根据权利要求6所述的表面处理设备，其特征在于，所述靶材为多个，所述金属片位于所述挡板表面与相邻的靶材之间的间隙处对应的位置。

8.根据权利要求7所述的表面处理设备，其特征在于，所述金属片为多个、且沿间隙的延伸方向排列。

9.根据权利要求8所述的表面处理设备，其特征在于，所述磁控装置还包括多条平行设置的磁条，所述磁条的长度方向与所述间隙的延伸方向平行。