[发明专利]一种连续化薄膜真空沉积方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于薄膜真空沉积技术领域，特别涉及一种连续化薄膜真空沉积方法及装置。

背景技术

真空薄膜沉积是在一定真空度的环境下，采用真空薄膜沉积技术在基底表面沉积具有一定功能的纳米至微米级的金属、非金属、半导体等材料薄膜。目前采用的真空薄膜沉积技术包括化学气相沉积、真空蒸发、溅射、有机金属气相沉积、外延膜真空沉积、化学气相转移沉积、升华沉积、近空间升华沉积等。真空沉积的薄膜已广泛应用于半导体、电子、太阳能、装饰工业中。为了实现薄膜沉积技术的产业化，已开发出一系列的真空薄膜沉积生产线，例如溅射沉积薄膜生产线、中高真空化学气相沉积生产线，为真空薄膜沉积技术的应用创造了条件。但是，在实际应用中，因基底进入真空预抽室后，下一片基底必须等到预抽室的真空度达到同真空沉积室的真空度一样并且在预抽室的前一片基底送入真空沉积室后才能通过进口阀门进入预抽室，结果是导致生产率低下；另一方面，因为相邻二块基底之间的空间很远，一块在真空沉积室内，相邻的下一块在预抽室内，薄膜沉积只能间隙进行，不能连续地进行，否则造成溅射靶材料或化学原材料的极大浪费。

在美国专利US5772715所描述的大规模碲化镉薄膜太阳能光伏电池生产中，基底玻璃片在进入真空沉积室以前通过三级真空预抽室，每一级预抽室都有一个真空泵进行抽气，预抽室采用狭缝密封的方式控制空气从外界进入，也就是说基底玻璃片通过三级预抽室的狭缝连续地从预抽室外进入真空沉积室。由于狭缝太小，预抽室中由于真空泵抽气容易造成基底玻璃片两边压力出现不平衡，进而造成玻璃片在传送过程中出现颤振的现象。另外，即使预抽室中的真空泵连续不断地工作，外界的空气仍不可避免地通过狭缝进入真空沉积室，降低真空沉积室内的真空度和增加真空沉积室内的氧气浓度。类似于在美国专利US5772715中描述的真空预抽室在美国专利US7220321中所描述的大规模生产线上得到进一步的应用，后者在最后一级预抽室靠近真空沉积室的位置上加入了一个惰性气体进口管，以减少空气通过狭缝进入真空沉积室的可能性，即使如此，空气通过预抽室中的狭缝通道进入真空沉积室的机会仍然很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种连续化薄膜真空沉积方法及装置，以保证真空沉积室内的真空度不受基底连续地通过传送装置从外界大气环境通过进口真空预抽室进入真空沉积室和从真空沉积室通过出口真空保护室进入外界大气环境的影响，从而使基底可以连续地进入和离开真空沉积室，提高连续化真空薄膜沉积生产线的生产率。

本发明所要解决的另一个技术问题是：保证真空沉积室内的真空度不变的情况下，通过改变基底的传送速度，减少相邻基底之间的间距，使基底进入真空沉积室内的沉积装置前，相邻基底之间的空间距离缩小到1厘米以下，从而在不中断薄膜沉积的前提下，将原材料的利用率达到最大。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种连续化薄膜真空沉积方法，其特征在于它包括以下步骤：

A)通过在真空沉积室的进口设置至少一级进口真空预抽室、在真空沉积室的出口设置至少一级出口真空保护室，使位于真空沉积室两边的进口真空预抽室、出口真空保护室的真空度与真空沉积室的真空度基本相同，以保持真空沉积室内的真空度；

B)各级进口真空预抽室、真空沉积室、各级出口真空保护室之间由狭缝连通，并由设置在狭缝处的阀门密封，其中位于真空沉积室进口一侧的各阀门为进口阀门，位于真空沉积室出口一侧的各阀门为出口阀门，基底通过狭缝进入各室，阀门在基底通过时开启，在基底通过后关闭；

C)基底以一定的间隔和一定的速度连续从外界大气环境通过进口真空预抽室传送进入真空沉积室进行薄膜沉积，从真空沉积室通过出口真空保护室传送进入外界大气环境；

D)基底在进入进口真空预抽室和离开出口真空保护室时，至少一个进口阀门和至少一个出口阀门是关闭的，以保持真空沉积室内的真空度不变。

进一步包括以下步骤：

E)调整基底位于各进口真空预抽室、真空沉积室和出口真空保护室内时的传送速度使相邻二块基底之间的间距在到达真空沉积室内的沉积装置前缩小，并使基底在离开真空沉积室时，相邻两块基底之间的间距增大。

其中步骤E)进一步包括以下步骤：相邻二块基底之间的间距在到达真空沉积室内的沉积装置前缩短到1厘米以下。

其中步骤E)进一步包括以下步骤：各进口真空预抽室、真空沉积室和出口真空保护室内的底基传送装置各自独立设置，通过改变各传送装置的传送速度来调整基底的传送速度。