CN111235540B - 一种磁控溅射设备及磁控溅射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁控溅射设备，包括镀膜室，镀膜室内划分有第一镀膜区和第二镀膜区；第一镀膜区设置有多个第一阴极，第一阴极呈点阵状分布，任一第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻第一阴极之间具有辉光交叠区，辉光交叠区不覆盖镀膜点；第二镀膜区设置有多个第二阴极，第二阴极呈点阵状分布，任一第二阴极的中心对应任一相邻第一阴极的辉光交叠区。在磁控溅射过程中，通过第一镀膜区以及第二镀膜区的设置，可以实现在磁控溅射过程中点对点的精确镀膜，从而实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并避免遮挡板或掩膜板的使用，减少表面薄膜材料的浪费。本发明还提供了一种磁控溅射方法，同样具有上述有益效果。

Description

一种磁控溅射设备及磁控溅射方法

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设备以及一种磁控溅射方法。

背景技术

磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种。磁控溅射技术可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。简单的说磁控溅射就是在正交的电磁场中，闭合的磁场束缚电子围绕靶面做螺旋运动，在运动过程中不断撞击工作气体氩气电离出大量的氩离子，氩离子在电场作用下加速轰击靶材，溅射出靶原子离子(或分子)沉积在基片上形成薄膜。

在现阶段，磁控溅射通常是用于制备一致均匀的膜层，镀膜均匀性是磁控溅射技术的一项重要的指标，即要求靶材原子均匀的排布在基片表面。但也有特殊领域需要非均匀薄膜，即要求靶材原子在基片按照设计好的膜层厚度进行分布，以实现不同的效果或性能。比如不同膜厚导致的光学干涉呈现出不同的色彩，不同膜厚导致的电学性能排布不一致，以及不同膜厚导致的特殊的遮光效果。

在现有技术中，为了实现非均匀薄膜的制备，通常是使用遮挡板或掩膜版在溅射靶或待镀膜的基片表面进行遮挡，以实现对薄膜不同区域厚度的控制，实现非均匀薄膜的制备。但是在现有技术中，通过遮挡板或掩膜版遮蔽的方法制备非均匀薄膜，无法实现二维的精确可控的不均匀性，只能实现一维的不均匀镀膜控制，应用场景受限。同时会有大量薄膜材料沉积在遮挡板表面而非基片表面，从而造成薄膜材料极大的浪费。所以如何减少薄膜材料的浪费是本领域技术人员继续解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁控溅射设备，可以实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并极大的减少薄膜材料的浪费；本发明的另一目的在于提供一种磁控溅射方法，可以实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并极大的减少薄膜材料的浪费。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁控溅射设备，包括镀膜室，所述镀膜室内划分有第一镀膜区和第二镀膜区；

所述第一镀膜区设置有多个第一阴极，所述第一阴极呈点阵状分布，任一所述第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点；

所述第二镀膜区设置有多个第二阴极，所述第二阴极呈点阵状分布，任一所述第二阴极的中心对应任一相邻所述第一阴极的辉光交叠区。

可选的，相邻所述第二阴极的辉光扩展区之间不交叠。

可选的，所述第二阴极的中心对应相邻所述镀膜点之间的中点。

可选的，还包括两个进出片室，所述进出片室的内腔均与所述镀膜室的内腔相连通。

可选的，还包括两个缓冲室和两个过渡室，所述过渡室位于所述镀膜室的两侧，所述过渡室的内腔均与所述镀膜室的内腔相连通；所述缓冲室位于所述过渡室背向所述镀膜室一侧，所述过渡室的内腔与所述缓冲室的内腔相连通；所述进出片室位于所述缓冲室背向所述镀膜室一侧，所述进出片室的内腔与所述过渡室的内腔相连通。

可选的，所述镀膜室内还划分有第三镀膜区；所述第三镀膜区设置有长条形的第三阴极。

本发明还提供了一种磁控溅射方法，包括：

通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层；所述第一镀膜区设置有多个所述第一阴极，所述第一阴极呈点阵状分布，任一所述第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点；

通过所述镀膜室内第二镀膜区中的第二阴极，在所述待镀膜装置表面中对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区沉积对应厚度的第二薄膜层，以平滑相邻所述镀膜点之间的膜层；所述第二镀膜区设置有多个所述第二阴极，所述第二阴极呈点阵状分布，任一所述第二阴极的中心对应任一相邻所述第一阴极的辉光交叠区。

可选的，在所述通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层之前，所述方法还包括：

根据所述第一阴极的分布确定所述带镀膜设备表面中镀膜点的位置；

根据所述带镀膜设备对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度；

根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度。

可选的，还包括：

通过所述镀膜室内第三镀膜区中的第三阴极在所述带镀膜设备表面沉积预设厚度的打底层；所述第三阴极呈长条形，所述打底层的厚度均匀。

可选的，在所述通过所述镀膜室内第三镀膜区中的第三阴极在所述带镀膜设备表面沉积厚度均匀的打底层之前，还包括：

根据所述第一阴极的分布确定所述带镀膜设备表面中镀膜点的位置：

根据所述带镀膜设备对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度；

根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度；

根据所述镀膜图谱确定所述打底层的厚度。

本发明所提供的一种磁控溅射设备，包括镀膜室，镀膜室内划分有第一镀膜区和第二镀膜区；第一镀膜区设置有多个第一阴极，第一阴极呈点阵状分布，任一第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻第一阴极之间具有辉光交叠区，辉光交叠区不覆盖镀膜点；第二镀膜区设置有多个第二阴极，第二阴极呈点阵状分布，任一第二阴极的中心对应任一相邻第一阴极的辉光交叠区。

在磁控溅射过程中，通过第一镀膜区中的第一阴极可以在对应的镀膜点镀一定厚度的薄膜，而由于多个第一阴极在第一镀膜区中呈点阵状分布，从而使得通过多个第一阴极可以在待镀膜装置表面中不同的镀膜点镀各自对应厚度的薄膜，从而形成非均匀薄膜；而在第二镀膜区中，第二阴极可以平滑相邻镀膜点之间的膜层，从而制成符合要求的非均匀薄膜。而通过第一镀膜区以及第二镀膜区的设置，可以实现在磁控溅射过程中点对点的精确镀膜，从而实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并避免遮挡板或掩膜板的使用，减少表面薄膜材料的浪费。

本发明还提供了一种磁控溅射方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种磁控溅射设备的结构示意图；

图2为图1中第一镀膜区的结构示意图；

图3位图1中第二镀膜区的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种具体的磁控溅射设备的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的另一种具体的磁控溅射设备的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的再一种具体的磁控溅射设备的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法的流程图；

图8为一种镀膜图谱的示意图；

图9为图8网格化后的示意图；

图10为本发明实施例所提供的一种具体的磁控建设方法的流程图；

图11为所需非均匀薄膜结构的分解示意图。

图中：1.镀膜室、2.第一镀膜区、3.第二镀膜区、4.第一阴极、5.第二阴极、6.第三镀膜区、7.第三阴极、8.进出片室、9.过渡室、10.缓冲室。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种磁控溅射设备。在现有技术中，为了实现非均匀薄膜的制备，通常是使用遮挡板或掩膜版在溅射靶或待镀膜的基片表面进行遮挡，以实现对薄膜不同区域厚度的控制，实现非均匀薄膜的制备。但是在现有技术中，通过遮挡板或掩膜版遮蔽的方法制备非均匀薄膜，无法实现二维的精确可控的不均匀性，只能实现一维的不均匀镀膜控制，应用场景受限。同时会有大量薄膜材料沉积在遮挡板表面而非基片表面，从而造成薄膜材料极大的浪费。

而本发明所提供的一种磁控溅射设备，包括镀膜室，镀膜室内划分有第一镀膜区和第二镀膜区；第一镀膜区设置有多个第一阴极，第一阴极呈点阵状分布，任一第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻第一阴极之间具有辉光交叠区，辉光交叠区不覆盖镀膜点；第二镀膜区设置有多个第二阴极，第二阴极呈点阵状分布，任一第二阴极的中心对应任一相邻第一阴极的辉光交叠区。

在磁控溅射过程中，通过第一镀膜区中的第一阴极可以在对应的镀膜点镀一定厚度的薄膜，而由于多个第一阴极在第一镀膜区中呈点阵状分布，从而使得通过多个第一阴极可以在待镀膜装置表面中不同的镀膜点镀各自对应厚度的薄膜，从而形成非均匀薄膜；而在第二镀膜区中，第二阴极可以平滑相邻镀膜点之间的膜层，从而制成符合要求的非均匀薄膜。而通过第一镀膜区以及第二镀膜区的设置，可以实现在磁控溅射过程中点对点的精确镀膜，从而实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并避免遮挡板或掩膜板的使用，减少表面薄膜材料的浪费。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，图2以及图3，图1为本发明实施例所提供的一种磁控溅射设备的结构示意图；图2为图1中第一镀膜区的结构示意图；图3位图1中第二镀膜区的结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，磁控溅射设备包括镀膜室1，所述镀膜室1内划分有第一镀膜区2和第二镀膜区3；所述第一镀膜区2设置有多个第一阴极4，所述第一阴极4呈点阵状分布，任一所述第一阴极4的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极4之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点；所述第二镀膜区3设置有多个第二阴极5，所述第二阴极5呈点阵状分布，任一所述第二阴极5的中心对应任一相邻所述第一阴极4的辉光交叠区。

上述镀膜室1即磁控溅射设备中主要用于发生靶材轰击，以及物理气相沉积的装置。在镀膜室1中通常设置有交变电磁场发生装置，抽真空装置等，有关镀膜室1内其余部件可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在本发明实施例中，镀膜室1内划分有第一镀膜区2以及第二镀膜区3，其中第一镀膜区2用于在待镀膜装置表面预设的镀膜点沉积预设厚度的薄膜，而第二镀膜区3用于使相邻镀膜点之间的薄膜平滑。相应的，上述镀膜室1内通常还会设置有传送装置，该传送装置用于在镀膜时将待镀膜装置在第一镀膜区2与第二镀膜区3之间传输，以通过不同的镀膜区在待镀膜装置表面进行镀膜。有关传送装置的具体结构可以根据实际情况自行设置，在此不做具体限定。

上述镀膜室1内划分有第一镀膜区2与第二镀膜区3，在本发明实施例中待镀膜装置会依次移动至第一镀膜区2与第二镀膜区3进行镀膜。上述第一镀膜区2设置有多个第一阴极4，而第一阴极4呈点阵状分布，即第一阴极4会在第一镀膜区2规则排列以构成阴极阵列。在本发明实施例中会预先在待镀膜装置表面确定多个镀膜点，镀膜点即需要精确控制镀膜厚度的点，而任意第一阴极4的中心会对应待镀膜置表面的一镀膜点，该第一阴极4用于控制对应镀膜点的膜层厚度。

参见图2，在本发明实施例中，任意阴极均具有一辉光扩展区，该辉光扩展区的大小主要取决于该阴极的靶基距的大小，即该阴极与待镀膜装置表面的距离。在本发明实施例中，相邻第一阴极4的辉光扩展区具有部分重叠，该重叠区域即辉光交叠区。在本发明实施例中，相邻第一阴极4之间的辉光交叠区不会覆盖上述镀膜点。由于镀膜点对应第一阴极4的中心，相当于在本发明实施例中辉光交叠区不会覆盖形成该辉光交叠区的辉光扩展区的中心，即该第一阴极4所形成的辉光扩展区的长度不会大于该第一阴极4的辉光扩展区的半径。当辉光交叠区不覆盖镀膜点时，可以避免该辉光扩展区对镀膜点膜层厚度造成影响，从而可以便于实现第一阴极4对镀膜点膜层的精确控制。

参见图3，上述第二镀膜区3设置有多个第二阴极5，而第二阴极5同样呈点阵状分布，即第二阴极5会在第二镀膜区3规则排列以构成阴极阵列。在本发明实施例中，当待镀膜装置移动至第二镀膜区3时，任一第二阴极5的中心会对应相邻第一阴极4的辉光交叠区，即第二阴极5的中心会对应镀膜点之间的区域。以在相邻两个镀膜点之间进行镀膜，从而可以平滑相邻镀膜点之间的膜层。

在镀膜过程中，当待镀膜装置被移动至第一镀膜区2时，通过第一阴极4可以在待镀膜装置表面预设的镀膜点进行镀膜，通过第一阴极4可以精确控制镀膜点的膜层厚度；同时由于相邻第一阴极4之间具有辉光交叠区，使得在第一镀膜区2中待镀膜装置表面预设的镀膜点之间的区域就具有一定的平整性。当待镀膜装置被移动至第二镀膜区3时，通过第二阴极5可以在镀膜点之间的区域进行镀膜，而通过第二阴极5对所沉积膜层厚度的控制，可以有效平滑相邻镀膜点之间膜层的厚度，从而完成在待镀膜装置表面的镀膜。

通常情况下，相邻所述第二阴极5的辉光扩展区之间不交叠。由于第二阴极5对应相邻镀膜点之间的区域，而当第二阴极5的辉光扩展区相互交叠时，会导致第二阴极5的辉光扩展区覆盖镀膜点。而此时在通过第二阴极5进行镀膜时，会影响第一阴极4在镀膜点所镀膜层的厚度，从而影响膜层的性能。而在本发明实施例中，控制相邻第二阴极5的辉光扩展区之间不交叠，可以有效避免在第二镀膜区3进行镀膜时对镀膜点膜层厚度造成影响。

通常情况下，在本发明实施例中所述第二阴极5的中心会对应相邻镀膜点之间的中点，即该第二阴极5的中心会对应上述相邻第一阴极4之间辉光交叠区的中心，从而使得第二阴极5可以有效使相邻镀膜点之间区域膜层平滑。

本发明实施例所提供的一种磁控溅射设备，包括镀膜室1，镀膜室1内划分有第一镀膜区2和第二镀膜区3；第一镀膜区2设置有多个第一阴极4，第一阴极4呈点阵状分布，任一第一阴极4的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻第一阴极4之间具有辉光交叠区，辉光交叠区不覆盖镀膜点；第二镀膜区3设置有多个第二阴极5，第二阴极5呈点阵状分布，任一第二阴极5的中心对应任一相邻第一阴极4的辉光交叠区。

在磁控溅射过程中，通过第一镀膜区2中的第一阴极4可以在对应的镀膜点镀一定厚度的薄膜，而由于多个第一阴极4在第一镀膜区2中呈点阵状分布，从而使得通过多个第一阴极4可以在待镀膜装置表面中不同的镀膜点镀各自对应厚度的薄膜，从而形成非均匀薄膜；而在第二镀膜区3中，第二阴极5可以平滑相邻镀膜点之间的膜层，从而制成符合要求的非均匀薄膜。而通过第一镀膜区2以及第二镀膜区3的设置，可以实现在磁控溅射过程中点对点的精确镀膜，从而实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并避免遮挡板或掩膜板的使用，减少表面薄膜材料的浪费。

有关本发明所提供的一种磁控溅射设备的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图4，图5以及图6，图4为本发明实施例所提供的一种具体的磁控溅射设备的结构示意图；图5为本发明实施例所提供的另一种具体的磁控溅射设备的结构示意图；图6为本发明实施例所提供的再一种具体的磁控溅射设备的结构示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步介绍磁控溅射设备的具体结构。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图4，在本发明实施例中，所述镀膜室1内还划分有第三镀膜区6；所述第三镀膜区6设置有长条形的第三阴极7。上述第三镀膜区6域同样用于在待镀膜装置表面镀膜，相应的上述传输装置还用于将待镀膜装置传输至第三镀膜区6。该第一镀膜区2内设置有长条形的第三阴极7，该第三阴极7通常用于在待镀膜装置表面设置厚度均匀的膜层，该厚度均匀的膜层在本发明实施例中也被称为打底层。由于在本发明实施例中，在待镀膜装置表面所镀的非均匀薄膜中的最低点也具有一定的厚度，而上述打底层的厚度通常对应该非均匀薄膜中最低点薄膜的厚度。显而易见的是，第三镀膜区6中的第三阴极7设置打底层时具有很高的效率，通过第三阴极7设置打底层可以有效提高非均匀膜层的镀膜效率，降低非均匀膜层镀膜过程中的时间成本。

具体的，在本发明实施例中在待镀膜装置表面镀非均匀薄膜时，通常需要将预先设置好的薄膜结构分为三层结构：其一为打底层的厚度，其二为预设镀膜点的膜层厚度，其三为预设镀膜点之间区域膜层所需厚度。在具体镀膜过程中，会通过第三镀膜区6在待镀膜装置表面沉积打底层；通过第一镀膜区2中第一阴极4具体控制对应镀膜点的膜层厚度；通过第二镀膜区3中第二阴极5具体平滑相邻镀膜点之间膜层的厚度。需要说明的是，在本发明实施例中，对于待镀膜装置通过上述三个镀膜区进行镀膜的先后顺序并不做具体限定，其任意顺序均可，视具体情况而定。

具体的，在本发明实施例中，由于第一阴极4需要呈点阵状分布，上述第一阴极4的体积通常较小，该第一阴极4通常呈圆形或小矩形结构。相应的，由于第二阴极5同样需要呈点阵状分布，上述第二阴极5的体积通常较小，该第二阴极5通常呈圆形或小矩形结构。具体的，上述第三阴极7通常需要具有较大的体积以实现厚度均匀的打底层设置，上述第三阴极7通常为平面矩形阴极或旋转阴极。当然，在本发明实施例中对于第一阴极4、第二阴极5以及第三阴极7的具体结构不做具体限定，视具体情况而定。需要说明的是，上述第一镀膜区域2，第二镀膜区域3以及第三镀膜区域6之间，通过挡壁相互隔离也可以或不隔离均可，视具体情况而定。

参见图5以及图6，在本发明实施例中，磁控溅射设备还可以包括两个进出片室8，所述进出片室8的内腔均与所述镀膜室1的内腔相连通。而设置有进出片室8的磁控溅射设备属于半连续线型磁控溅射设备。进一步的，在本发明实施例中，磁控溅射设备还可以包括两个缓冲室10和两个过渡室9，所述过渡室9位于所述镀膜室1的两侧，所述过渡室9的内腔均与所述镀膜室1的内腔相连通；所述缓冲室10位于所述过渡室9背向所述镀膜室1一侧，所述过渡室9的内腔与所述缓冲室10的内腔相连通；所述进出片室8位于所述缓冲室10背向所述镀膜室1一侧，所述进出片室8的内腔与所述过渡室9的内腔相连通。而设置有缓冲室10和过渡室9的磁控溅射设备属于连续线型磁控溅射设备，有关进出片室8、缓冲室10和过渡室9的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。需要说明的是，通常情况下，上述进出片室8与相邻腔室之间，以及缓冲室10余相邻腔室之间均设置有阀门，以保证镀膜室1内在镀膜时可以保持真空环境。

本发明实施例所提供的一种一种磁控溅射设备，通过在镀膜室1内划分第三镀膜区6，并在第三镀膜区6内设置长条形的第三阴极7以进行打底层的设置，可以有效提高非均匀膜层沉积的效率。

下面对本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法进行介绍，下文描述的磁控溅射方法与上文描述的磁控溅射设备可相互对应参照。

请参考图7，图8以及图9，图7为本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法的流程图；图8为一种镀膜图谱的示意图；图9为图8网格化后的示意图。

参见图7，在本发明实施例中，磁控溅射方法包括：

S101：通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层。

在本发明实施例中，所述第一镀膜区设置有多个所述第一阴极，所述第一阴极呈点阵状分布，任一所述第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点。有关第一镀膜区的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图8，在本步骤之前，通常需要先设计镀膜图谱，而镀膜图谱即镀完膜之后的最终效果。在镀膜图谱中，通常设计有最终膜层的形貌。需要说明的是，该镀膜图谱中包含的参数不仅仅可以为该膜层厚度分布，还可以其他参数的分布，例如方阻等等。而在设计完镀膜图谱之后，首先需要根据所述第一阴极的分布确定所述带镀膜设备表面中镀膜点的位置；通常情况下，由于第一阴极会呈网格分布，相应的在本发明实施例中会将镀膜图谱进行网格化，其中每个网格的中心即为镀膜点，其通常对应第一阴极的中心。

参见图9，在确定完镀膜点的位置之后，需要根据所述带镀膜设备对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度。即在对镀膜图谱进行网格化之后，会计算每个网格中膜层的厚度，以坐位对应镀膜点的膜层的厚度。该镀膜点膜层的厚度即在后续步骤中需要通过第一阴极所设置的膜层的厚度。需要说明的是，在计算得到某一镀膜点膜层厚度之后，通常还需要将该膜层厚度转换为第一镀膜区中对应的工艺参数，例如对应该镀膜点的第一阴极所需沉积时间等等。有关该工艺参数的具体内容可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

在确定完镀膜点所需膜层厚度之后，还需要根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度。即在计算完镀膜点所需膜层厚度之后，首先会根据相邻第一阴极之间辉光交叠区的面积以及镀膜点对应的膜层厚度，得到通过第一阴极在辉光交叠区所形成的膜层厚度；之后会继续根据镀膜点对应的膜层厚度，计算得到为了使得相邻镀膜点之间膜层平滑变化，所需通过第二阴极沉积的膜层厚度。需要说明的是，在计算得到需要第二阴极所沉积膜层厚度之后，通常需要将该膜层厚度转换为第二镀膜区中对应的工艺参数，例如对应该镀膜点的第二阴极所需沉积时间等等。有关该工艺参数的具体内容可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

在本步骤中，首先会将待镀膜装置移动至第一镀膜区，之后具体会根据上述计算出的第一镀膜区中对应的工艺参数，通过第一阴极在待镀膜装置表面预设的镀膜点位置进行镀膜，以在待镀膜装置表面形成第一薄膜层，该第一薄膜层具体会呈非均匀结构。在本步骤中，会通过第一阴极在待镀膜装置表面中的镀膜点位置沉积预设厚度的薄膜，而在相邻镀膜点之间也会存在一定厚度的膜层，但是此时待镀膜装置表面膜层不足够平滑，使得该膜层性能较差。

S102：通过镀膜室内第二镀膜区中的第二阴极，在待镀膜装置表面中对应的相邻第一阴极的辉光交叠区沉积对应厚度的第二薄膜层，以平滑相邻镀膜点之间的膜层。

在本发明实施例中，所述第二镀膜区设置有多个所述第二阴极，所述第二阴极呈点阵状分布，任一所述第二阴极的中心对应任一相邻所述第一阴极的辉光交叠区。有关第二镀膜区的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

在本步骤中，首先会将待镀膜装置移动至第二镀膜区，之后具体会根据上述计算出的第二镀膜区中对应的工艺参数，通过第二阴极对待镀膜装置表面预设的镀膜点之间的位置进行镀膜，以在待镀膜装置表面形成第二薄膜层，该第二薄膜层具体会与第一薄膜层形成互补，从而平滑镀膜点之间的膜层。在本步骤中，会通过第二阴极在待镀膜装置表面中的相邻镀膜点之间的位置沉积预设厚度的薄膜，以平滑相邻镀膜点之间膜层的结构，使得膜层具有良好的性能。

需要说明的是，在本发明实施例中对于上述S101与S102之间的先后顺序并不做具体限定，无论先执行任一步骤均可，视具体情况而定。

本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法，在磁控溅射过程中，通过第一镀膜区中的第一阴极可以在对应的镀膜点镀一定厚度的薄膜，而由于多个第一阴极在第一镀膜区中呈点阵状分布，从而使得通过多个第一阴极可以在待镀膜装置表面中不同的镀膜点镀各自对应厚度的薄膜，从而形成非均匀薄膜；而在第二镀膜区中，第二阴极可以平滑相邻镀膜点之间的膜层，从而制成符合要求的非均匀薄膜。而通过第一镀膜区以及第二镀膜区的设置，可以实现在磁控溅射过程中点对点的精确镀膜，从而实现二维精确可控的非均匀薄膜生产，并避免遮挡板或掩膜板的使用，减少表面薄膜材料的浪费。

有关本发明所提供的一种磁控溅射方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图10以及图11，图10为本发明实施例所提供的一种具体的磁控建设方法的流程图；图11为所需非均匀薄膜结构的分解示意图。

参见图10，在本发明实施例中，磁控溅射方法包括：

S201：通过镀膜室内第三镀膜区中的第三阴极在带镀膜设备表面沉积预设厚度的打底层。

在本发明实施例中，所述第三阴极呈长条形，所述打底层的厚度均匀。有关第三镀膜区的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图11，在本步骤之前，首先同样需要先设计镀膜图谱，之后需要将镀膜图谱分解，分解成下述三个镀膜区各自需要镀膜的膜层结构。具体的，首先需要根据所述镀膜图谱确定所述打底层的厚度。所谓打底层通常为所镀非均匀膜层的基础膜厚层，该打底层需要在下述步骤中通过第三镀膜区域沉积在待镀膜装置表面。在确定外打底层厚度之后，通常还需要将该打底层厚度转换为第三镀膜区中对应的工艺参数，例如第三阴极所需沉积时间等等。有关该工艺参数的具体内容可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

有关镀膜图谱的具体内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在设计完镀膜图谱之后，同样需要根据所述第一阴极的分布确定所述带镀膜设备表面中镀膜点的位置。在确定完镀膜点的位置之后，需要根据所述带镀膜设备对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度。有关确定镀膜点膜层厚度的具体内容以在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。需要说明的是，在本发明实施例中确定第一阴极所需镀膜厚度时，需要将镀膜点膜层厚度减去上述打底层厚度。相应的在转换第一镀膜区中对应的工艺参数时，需要先将镀膜点膜层厚度减去上述打底层厚度，再转换第一镀膜区中对应的工艺参数。

在确定完镀膜点所需膜层厚度之后，还需要根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度。有关确定相邻镀膜点之间膜层厚度的具体内容以在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。需要说明的是，在本发明实施例中确定第二阴极所需镀膜厚度时，同样需要参考上述打底层。相应的在转换第二镀膜区中对应的工艺参数时，相比于上述发明实施例所提供的内容，在本发明实施例中需要具体减去上述打底层厚度，再转换第二镀膜区中对应的工艺参数。

在本步骤中，首先会将待镀膜装置移动至第三镀膜区，之后具体会根据上述计算出的第三镀膜区中对应的工艺参数，通过第三阴极在待镀膜装置表面沉积打底层，该打底层具体会呈均匀结构。

S202：通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层。

S203：通过镀膜室内第二镀膜区中的第二阴极，在待镀膜装置表面中对应的相邻第一阴极的辉光交叠区沉积对应厚度的第二薄膜层，以平滑相邻镀膜点之间的膜层。

上述S202至S203与上述发明实施例中S101至S102基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。需要说明的是，在本发明实施例中对于上述S201至S203之间的先后顺序并不做具体限定，无论先执行任一步骤均可，视具体情况而定。

本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法，通过第三镀膜区设置打底层可以有效提高非均匀膜层沉积的效率。

下面对本发明实施例所提供的一种磁控溅射方法的具体参数进行介绍，有关磁控溅射方法的具体内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图8以及图8，图8具体可以为所需非均匀薄膜的方块电阻分布图谱。而在本发明实施例中，具体可以选择ITO(氧化铟锡)作为沉积材料，相应的图9可以具体为网格化处理后计算得到的各个镀膜点所对应的膜层厚度。在本发明实施例中，镀膜室1内的真空抽气装置具体为分子泵与机械泵相结合的装置，在镀膜室1内第一阴极4、第二阴极5以及第三阴极7的靶材均为ITO，各个靶材均为冷等静压工艺制备。而在镀膜室1，工艺气氛可以采用氩气和氧气，其中氧气占总气量的比率为5％～12％。上述工艺气氛的进气口通常均匀分布在上述靶材的周围。

在制备上述非均匀薄膜时，通常需要将镀膜室1内抽真空，通常需要达到8E-4pa的本底真空，之后开始进行工艺充气。当需要镀上述膜层的待镀膜装置依次通过上述第三镀膜区6、第一镀膜区2以及第二镀膜区3。

当待镀膜装置位于第三镀膜区中，在第三镀膜区6内设置有两个第三阴极7，一个为SiO₂单矩形平面靶沉积，选用直流脉冲电源，其功率为3000W，该SiO₂单矩形平面靶的靶基距为100mm，镀膜室1内气压保持在0.5pa，氩气充气220sccm，氧气充气50sccm；一个为ITO单矩形平面靶沉积，选用直流电源供电，其功率为3500W，该ITO单矩形平面靶的靶基距为100mm，镀膜室1内气压保持在0.50～0.55pa，氩气充气250sccm，氧气充气20sccm。

当待镀膜装置位于第一镀膜区2中，任一排第一阴极4会设置有5个ITO圆形单靶沉积，选用直流电源供电，其靶基距为100mm，镀膜室1内气压需要保持在0.50～0.55pa，氩气充气250sccm，氧气充气20sccm，上述圆形单靶的沉积功率通常为45W，单靶的开启时间为单独控制，具体每个单靶的沉积时间需要根据实际情况确定。当待镀膜装置位于第二镀膜区3中，任一排第二阴极5会设置有6个ITO圆形单靶沉积，选用直流电源供电，其靶基距70mm，镀膜室1内气压需要保持在0.48～0.52pa，氩气充气200sccm，氧气充气20sccm，上述圆形单靶的沉积功率通常为45W，单靶的开启时间为单独控制，具体每个单靶的沉积时间需要根据实际情况确定。

在镀膜室1内镀膜完成之后，通常需要在过渡室9放置3分钟以进行均匀冷却，然后从进出片室8取出，已完成上述非均匀膜层的设置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种磁控溅射设备以及一种磁控溅射方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括镀膜室，所述镀膜室内划分有第一镀膜区和第二镀膜区；

所述第一镀膜区设置有多个第一阴极，所述第一阴极呈点阵状分布，任一所述第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点；

所述第二镀膜区设置有多个第二阴极，所述第二阴极呈点阵状分布，任一所述第二阴极的中心对应任一相邻所述第一阴极的辉光交叠区。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，相邻所述第二阴极的辉光扩展区之间不交叠。

3.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述第二阴极的中心对应相邻所述镀膜点之间的中点。

4.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，还包括两个进出片室，所述进出片室的内腔均与所述镀膜室的内腔相连通。

5.根据权利要求4所述的磁控溅射设备，其特征在于，还包括两个缓冲室和两个过渡室，所述过渡室位于所述镀膜室的两侧，所述过渡室的内腔均与所述镀膜室的内腔相连通；所述缓冲室位于所述过渡室背向所述镀膜室一侧，所述过渡室的内腔与所述缓冲室的内腔相连通；所述进出片室位于所述缓冲室背向所述镀膜室一侧，所述进出片室的内腔与所述过渡室的内腔相连通。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述镀膜室内还划分有第三镀膜区；所述第三镀膜区设置有长条形的第三阴极。

7.一种磁控溅射方法，其特征在于，包括：

通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层；所述第一镀膜区设置有多个所述第一阴极，所述第一阴极呈点阵状分布，任一所述第一阴极的中心对应待镀膜装置表面的一镀膜点，相邻所述第一阴极之间具有辉光交叠区，所述辉光交叠区不覆盖所述镀膜点；

通过所述镀膜室内第二镀膜区中的第二阴极，在所述待镀膜装置表面中对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区沉积对应厚度的第二薄膜层，以平滑相邻所述镀膜点之间的膜层；所述第二镀膜区设置有多个所述第二阴极，所述第二阴极呈点阵状分布，任一所述第二阴极的中心对应任一相邻所述第一阴极的辉光交叠区。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通过镀膜室内第一镀膜区中的第一阴极在待镀膜装置表面对应的镀膜点沉积对应厚度的第一薄膜层之前，所述方法还包括：

根据所述第一阴极的分布确定所述待镀膜装置表面中镀膜点的位置；

根据所述待镀膜装置对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度；

根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

通过所述镀膜室内第三镀膜区中的第三阴极在所述待镀膜装置表面沉积预设厚度的打底层；所述第三阴极呈长条形，所述打底层的厚度均匀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述通过所述镀膜室内第三镀膜区中的第三阴极在所述待镀膜装置表面沉积厚度均匀的打底层之前，还包括：

根据所述第一阴极的分布确定所述待镀膜装置表面中镀膜点的位置；

根据所述待镀膜装置对应的镀膜图谱确定所述第一阴极对应的各个镀膜点的膜层厚度；

根据各个所述镀膜点的膜层厚度确定所述第二阴极对应的相邻所述第一阴极的辉光交叠区的膜层厚度；

根据所述镀膜图谱确定所述打底层的厚度。