CN111575672A - 一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法 - Google Patents

一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法 Download PDF

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Abstract

一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法，属于镀膜技术领域。真空溅射镀膜机包括镀膜腔室PR‑CH、搬送腔室LL‑CH、开门阀；LL‑CH和PR‑CH处均设有吸灰基板，或者PR‑CH设有吸灰基板；吸灰基板面朝腔室内侧面设有粘灰层。当两个腔室均设有吸灰基板时；方法包括：将LL‑CH抽气至小于压强阈值；对PR‑CH进行充气净化，使得PR‑CH内污染物吸附在吸灰基板上；在LL‑CH完成抽气和放气后，停止对LL‑CH抽气，打开开门阀，对连通的LL‑CH和PR‑CH抽气一段时间并关闭开门阀；对LL‑CH进行充气净化，使得LL‑CH内污染物吸附在吸灰基板上。当镀膜腔室设有吸灰基板时，方法包括对PR‑CH进行充气净化，使得PR‑CH内污染物吸附在吸灰基板上。本发明在不开箱清洁的条件下，对腔体内部进行吸灰，吸灰完成后产品表面质量得到提高。

Description

一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法
技术领域
本发明属于镀膜技术领域，具体涉及一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法。
背景技术
真空溅射镀膜机长时间溅射镀膜后腔体污染严重，出现崩膜、碎片现象后，密集的颗粒悬浮在腔体内。现有做法是：开箱后拆除污染护板，打磨腔体，吸尘器吸除粉尘，之后安装新护板，抽真空、洗靶、镀膜。现有流程发现镀膜产品表面质量较差后，采取开箱清洁提高产品表面质量，但开箱至下次镀膜时间较长，降低设备效率。
发明专利申请CN201510391872.X公开了ITO薄膜溅射靶材的清洁方法，并具体公开了方法包括如下步骤：(1)先采用吸尘器将大颗粒物吸除干净；(2)采用相应目数的砂纸对靶材溅射面进行打磨，打磨方向顺应靶材溅射面形成有的跑道的方向，去除溅射面的氧化物和杂质；(3)采用吸尘器将靶材的溅射面上由于砂纸打磨而产生的颗粒物和灰尘吸除干净；(4)采用无尘布蘸取少量酒精对靶材的溅射面进行擦拭清洁，除去没有完全吸除的灰尘；(5)重复步骤(4)，直至无尘布表面只有轻微变色。该方法需要开箱操作，且每次清洁过程较长，影响设备镀膜效率。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种在不开箱清洁的条件下，对腔体内部进行吸灰的真空溅射镀膜机及其吸灰方法，清洁便捷，设备产能提高。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
本发明一种真空溅射镀膜机，包括镀膜腔室、搬送腔室、用于控制镀膜腔室和搬送腔室连通或隔离的开门阀；镀膜腔室和搬送腔室处均设有吸灰基板，或者镀膜腔室设有吸灰基板；所述吸灰基板面朝腔室内侧面设有粘灰层。
无需进行人工开箱清洁处理，在不开箱清洁的条件下，基于真空溅射镀膜机的工作特性，通过，通过公转盘旋转、各靶材气管放气以及腔体的压降差等性能，实现气体流动，使得腔内脏污吸附于粘灰层上。一实施方式包括在两个腔室设置吸灰基板，这样可对两个腔室进行吸灰清洁，可同时进行清洁工作，或者根据需要先后进行清洁工作。另一实施方式包括在一个腔室设置吸灰基板，主要考虑在镀膜腔室处设置吸灰基板，而对于搬送腔室而言，可以通过传统的清洁方式清洁，则不需设置吸灰基板。另外，本发明也可以在搬送腔室处单独设置吸灰基板进行清洁，由于颗粒物和灰尘主要集中在镀膜腔室内，则搬送腔室单独设置吸灰基板的必要性不是很大，但若有必要，本领域技术人员能够基于本发明公开的内容，想到在搬送腔室处单独设置吸灰基板。
作为优选，所述吸灰基板有多个，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述搬送腔室；或者，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室。
作为优选，所述粘灰层为胶带层。
本发明还提出一种真空溅射镀膜机吸灰方法，采用上述真空溅射镀膜机实现；所述镀膜腔室和搬送腔室处均设有吸灰基板；方法包括：
步骤S01，将搬送腔室抽气至小于压强阈值；
步骤S02，对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上；
步骤S03，在搬送腔室完成＝抽气和放气至多五次后，停止对搬送腔室抽气，打开开门阀，对连通的搬送腔室和镀膜腔室抽气一段时间并关闭开门阀；
步骤S04，对搬送腔室进行充气净化，使得搬送腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
本发明方法通过吸灰处理，达到吸附悬浮颗粒的作用，以保证后续成膜镀膜片表面质量达标以及减少开箱清机次数提高产能。
作为优选，步骤S01具体包括：将搬送腔室抽气至小于10pa。
作为优选，步骤S02包括：在镀膜腔室的靶材和ICP附近充惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。
作为优选，所述步骤S03中搬送腔室完成抽气和放气至多五次，与步骤S02同时进行。
作为优选，所述搬送腔室完成抽气和放气至多五次的步骤包括：搬送腔室放气，之后将搬送腔室抽气至小于10pa。
作为优选，步骤S03包括：停止对搬送腔室抽气，打开开门阀，用镀膜腔室的TMP对连通的搬送腔室和镀膜腔室抽气至多20分钟并关闭开门阀。
作为优选，步骤S04包括：在搬送腔室充惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对搬送腔室进行循环净化。
本发明还提出一种真空溅射镀膜机吸灰方法，采用上述真空溅射镀膜机实现；所述镀膜腔室设有吸灰基板；方法包括：对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
本发明方法通过吸灰处理，达到吸附悬浮颗粒的作用，以保证后续成膜镀膜片表面质量达标以及减少开箱清机次数提高产能。
作为优选，方法还包括对搬送腔室进行开箱清洁。
作为优选，所述搬送腔室进行开箱清洁的步骤与镀膜腔室充气净化步骤同时进行。
作为优选，所述对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上的步骤具体包括：在镀膜腔室的靶材和ICP附近充惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。
本发明具有以下有益效果：
本发明一种真空溅射镀膜机及其吸灰方法，通过充放气的模式，将腔体内部膜削吹飞，利用转盘旋转，将吹飞的膜削吸附于具有粘灰层的吸灰基板；通过两个腔室不同的真空差，将LL-CH靠近PR-CH附近的粉尘压入正对的转盘，从而达到双腔室的清洁效果。
附图说明
图1为本发明一种真空溅射镀膜机吸灰方法的总流程图；
图2为本发明一种真空溅射镀膜机吸灰方法的具体实例流程图。
图3为本发明一种真空溅射镀膜机吸灰方法的总流程图；
图4为本发明一种真空溅射镀膜机吸灰方法的具体实例流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
真空溅射镀膜机一般具有镀膜腔室(PR-CH)、搬送腔室(LL-CH)、开门阀(DV21)。所述开门阀关闭时，两个腔室保持独立；当开门阀开启时，两个腔室连通。两个腔室分别为独立的排气系统，搬送腔室(LL-CH)为低真空腔室，采用RP、MBP泵组，主要为基板交换提供所需真空要求。镀膜腔室(PR-CH)为高真空腔室，采用RP、MBP、TMP泵组，主要用于满足产品在工艺生产时所需的真空要求。
真空溅射镀膜机采用磁控离子溅射方式，使靶原子沉积在基板上实现薄膜生长，再通过ICP辅助反应达到设计薄膜。例如，真空溅射镀膜机采用3组旋转靶作为溅射源。ICP主要包括射频电源、匹配器、耦合线圈、气体导入系统等，首先由射频电源输出高频电流通过射频线圈耦合，将导入腔体内的工艺气体离子化，从而实现Plasma清洁基板、辅助薄膜生长的作用。
实施例一
本发明在现有真空溅射镀膜机的基础上，在镀膜腔室和搬送腔室处均设有吸灰基板。所述吸灰基板面朝腔室内侧面设有粘灰层。这样，在真空溅射镀膜机工作时，通过公转盘旋转、各靶材气管放气以及腔体的压降差等性能，实现气体流动，使得腔内脏污吸附于粘灰层上。
其中，所述吸灰基板有多个，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述搬送腔室。优选地，所述粘灰层为胶带层。当真空溅射镀膜机执行吸灰净化后，打开搬送腔室或镀膜腔室，更换吸灰基板，或者更换吸灰基板上的胶带层就能完成快速清洁，马上进行下一次的镀膜工艺。本发明不影响现有真空溅射镀膜机结构和工作原理，仅增设带粘灰层的吸灰基板，利用真空溅射镀膜机的设备配合完成自动吸灰清洁，效率高，缩短清洁时间，提高镀膜效率和镀膜品质。
依据上述真空溅射镀膜机，如图1，本发明还提出一种真空溅射镀膜机吸灰方法。方法包括：
步骤S01，将搬送腔室抽气至小于压强阈值；
步骤S02，对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上；
步骤S03，在搬送腔室完成抽气和放气至多五次后，停止对搬送腔室抽气，打开开门阀，对连通的搬送腔室和镀膜腔室抽气一段时间并关闭开门阀；
步骤S04，对搬送腔室进行充气净化，使得搬送腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
所述步骤S01具体包括：将搬送腔室抽气至小于10pa。压强阈值不限于10pa，可根据需要设置一个较小的压强值。
所述步骤S02包括：在镀膜腔室的靶材和ICP附近充惰性气体或氮气，惰性气体如氩气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。具体地，用4000sscm氩气或氮气净化镀膜腔室一段时间，如10分钟内，包括靶材附近充气：Ar 3000sscm内处靶材位；ICP附近充气:Ar 1000sscm内。此方式通过往腔室里充气将镀膜腔室内污染物扬起，污染物被吸灰基板上的粘灰层吸附上。之后，对镀膜腔室进行抽气一段时间，如5分钟内，完成一次净化过程。为达到有效净化，可进行循环多次净化，如进行3-8次循环。
所述步骤S03中搬送腔室完成抽气和放气至多五次，与步骤S02同时进行。由于搬送腔室与镀膜腔室相互独立，可在两室处分别进行各自流程，且可同时进行，也可分时进行。所述搬送腔室完成抽气和放气至多五次的步骤包括：搬送腔室放气，之后将搬送腔室抽气至小于压强阈值，如小于10pa。压强阈值不限于10pa，可根据需要设置一个较小的压强值。
所述步骤S03包括：停止对搬送腔室抽气，打开开门阀，用镀膜腔室的TMP对连通的搬送腔室和镀膜腔室抽气3-10分钟并关闭开门阀。通过两个腔室不同的真空差，将搬送腔室LL-CH靠近镀膜腔室PR-CH附近的粉尘压入正对的转盘，从而达到双腔室的清洁效果。上述抽气时间不限于3-10分钟，可根据需要进行设定，以使得吸灰净化过程有效实施。
所述步骤S04包括：在搬送腔室充多情气体，如氩气等惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对搬送腔室进行循环净化。例如，充氩气10分钟，之后抽气5分钟，进行不小于5次循环后完成清洁。
本发明在发现表面质量较差后采取吸灰流程，较少设备开箱清洁次数，从而达到设备产能的提升。具体实例参见图2，本发明将18块吸灰基板设于镀膜腔室PR-CH，以及将18块吸灰基板设于搬运腔室LL-CH，将搬运腔室LL-CH抽气到小于10pa。之后分别进行搬运腔室LL-CH和镀膜腔室PR-CH各自充放气流程。在搬运腔室LL-CH内，搬运腔室LL-CH先放气，之后将搬运腔室LL-CH抽气至小于10pa。在镀膜腔室PR-CH内，用4000sccm氩气对镀膜腔室PR-CH净化10分钟。之后，镀膜腔室PR-CH抽气5分钟，镀膜腔室PP-CH按上述方式进行循环净化，净化次数达到5次后进行后续步骤，否则返回循环净化。接着，停止搬运腔室LL-CH抽气，开门阀DV21被开启，用镀膜腔室PR-CH TMP抽搬运腔室LL-CH和镀膜腔室3-10分钟。接着，关闭开门阀DV21，进行搬运腔室LL-CH循环清洁，当达到5次时，循环清洁结束，否则返回第三步(将搬运腔室LL-CH抽气至小于10pa)，再次进行前述步骤清洁。
实施例二
本发明在现有真空溅射镀膜机的基础上，在镀膜腔室处设有吸灰基板。所述吸灰基板面朝腔室内侧面设有粘灰层。这样，在真空溅射镀膜机工作时，通过公转盘旋转、各靶材气管放气以及腔体的压降差等性能，实现气体流动，使得腔内脏污吸附于粘灰层上。
其中，所述吸灰基板有多个，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室。优选地，所述粘灰层为胶带层。当真空溅射镀膜机执行吸灰净化后，打开镀膜腔室，更换吸灰基板，或者更换吸灰基板上的胶带层就能完成快速清洁，马上进行下一次的镀膜工艺。本发明不影响现有真空溅射镀膜机结构和工作原理，仅增设带粘灰层的吸灰基板，利用真空溅射镀膜机的设备配合完成自动吸灰清洁，效率高，缩短清洁时间，提高镀膜效率和镀膜品质。
依据上述真空溅射镀膜机，本发明还提出一种真空溅射镀膜机吸灰方法。方法包括：对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
所述方法还包括对搬送腔室进行开箱清洁。所述搬送腔室进行开箱清洁的步骤与镀膜腔室充气净化步骤同时进行。在同时进行时，确保两个腔室不连通。或者，所述搬送腔室进行开箱清洁的步骤与镀膜腔室充气净化步骤分开进行。
所述对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上的步骤具体包括：在镀膜腔室的靶材和ICP附近充惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。例如，在镀膜腔室的靶材和ICP附近充如氩气等惰性气体或者氮气，充气5-10分钟后对镀膜腔室进行抽气，抽气5-10分钟；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种真空溅射镀膜机，其特征在于，包括镀膜腔室、搬送腔室、用于控制镀膜腔室和搬送腔室连通或隔离的开门阀；镀膜腔室和搬送腔室处均设有吸灰基板，或者镀膜腔室设有吸灰基板；所述吸灰基板面朝腔室内侧面设有粘灰层。
2.根据权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机，其特征在于，所述吸灰基板有多个，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述搬送腔室；或者，多个吸灰基板沿圆周方向围设于所述镀膜腔室。
3.根据权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机，其特征在于，所述粘灰层为胶带层。
4.一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机实现；所述镀膜腔室和搬送腔室处均设有吸灰基板；方法包括：
步骤S01，将搬送腔室抽气至小于压强阈值；
步骤S02，对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上；
步骤S03，在搬送腔室完成抽气和放气至多五次后，停止对搬送腔室抽气，打开开门阀，对连通的搬送腔室和镀膜腔室抽气一段时间并关闭开门阀；步骤S04，对搬送腔室进行充气净化，使得搬送腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
5.根据权利要求4所述的一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，步骤S02包括：在镀膜腔室的靶材和ICP附近充惰性气体或氮气，并对镀膜腔室进行抽气；以此往复，对镀膜腔室进行循环净化。
6.根据权利要求4所述的一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，所述步骤S03中搬送腔室完成抽气和放气至多五次，与步骤S02同时进行。
7.根据权利要求4所述的一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，步骤S04包括：在搬送腔室充惰性气体或氮气，并对搬送腔室进行抽气；以此往复，对搬送腔室进行循环净化。
8.一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机实现；所述镀膜腔室处设有吸灰基板；方法包括：对镀膜腔室进行充气净化，使得镀膜腔室内污染物吸附在吸灰基板上。
9.根据权利要求8所述的一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，方法还包括对搬送腔室进行开箱清洁。
10.根据权利要求9所述的一种真空溅射镀膜机吸灰方法，其特征在于，所述搬送腔室进行开箱清洁的步骤与镀膜腔室充气净化步骤同时进行。
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