[发明专利]一种卷绕镀膜机上在线监测金属氧化物气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在卷绕镀膜机上在线监测金属氧化物气体的方法，属于真空镀膜领域与气体分析领域。

背景技术

真空卷绕镀膜技术就是在真空室内通过热蒸发或者磁控溅射等方法在卷料基材表面制备一层或者多层具有一定性能的薄膜的技术。真空卷绕镀膜设备主要技术特征是：其一，被镀基材为柔性基材，即具有可卷绕性；其二，镀膜过程具有连续性，即在一个工作周期内镀膜是连续进行的；其三，镀膜过程在高真空环境中进行。所以真空卷绕镀膜设备的基本结构必须有卷绕转动，有卷材（基材）的放卷和收卷。在放卷和收卷过程中基材被镀上薄膜。镀膜的结构就是真空卷绕镀膜设备的工作部。它位于基材的收放卷之间。工作部的工作原理可以是电阻蒸发、感应蒸发、电子束蒸发、磁控溅射或者是其它真空镀膜方法中的任意一种。本系统所涉及的是磁控溅射原理，其过程是电子在电场的作用下加速飞向基材薄膜的过程中与溅射气体氩气碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基材薄膜，在此过程中不断的与氩原子碰撞，产生更多的氩原子和电子。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子（或分子）沉积在基材薄膜表面成膜。由于柔性基材具有连续生产简单、容易运输、可方便裁切成任意形状、可弯曲包裹等优势一直是磁控溅射技术发展的一个重要方向。近年来随着对柔性基底镀膜材料的广泛需求和柔性基材上磁控溅射技术本身的飞速发展，各种高性能光学膜在大面积柔性基底上镀制成功。柔性基材广泛用于有机半导体工艺、透明电极以及触摸屏当中。

柔性材料一般用到聚对苯二甲酸乙二醇酯（Positron Emission Computed Tomography），当卷材经过真空镀膜室快速移动的过程中，溅射气体轰击靶材，靶原子被溅射出来在基材薄膜表面成膜。在工艺过程当中，金属氧化物靶材随着溅射时间的延长在侵蚀跑道区会逐渐生成瘤子（黑化物），它的形成使成膜速率降低，电阻增加，并造成颗粒污染，严重影响金属氧化物膜的成膜品质，并且会降低溅射速率。传统的卷绕镀膜设备中没有引入金属氧化物气体在线监控功能，也就没有办法准确评估溅射产生的金属氧化物原子的数量多少，也就没办法精确分析靶材表面的结瘤情况，只能根据经验估算大概。所以后端溅射制备所得的薄膜成膜质量就没有保证。

随着卷绕镀膜设备的发展以及显示技术的不断提高，对薄膜质量的要求也越来越高。因此传统的卷绕镀膜系统很难克服这一瓶颈，因此迫切需要一种新的在线监测金属氧化物气体含量的系统来解决这一问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于描述一种在卷绕镀膜机上在线监测金属氧化物气体的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种卷绕镀膜机上在线监测金属氧化物气体的方法，由以下步骤完成：

A）、在卷绕镀膜机上的残余气体分析仪与感应探头以及计算机相连接；

B）、所述步骤A中的感应探头伸入到卷绕镀膜机上的镀膜腔中，对工艺气体轰击金属氧化物靶材所溅射出来的金属氧化物气体进行在线收集；

所述的镀膜腔包括镀膜鼓、基材薄膜、靶材；

所述镀膜鼓，内部有水循环冷却系统，基材薄膜紧贴在其表面，镀膜工艺进行的过程当中，用来降低基材薄膜的温度，避免由于溅射温度太高使薄膜褶皱、融化；

所述的靶材，是由金属氧化物烧结而成，该靶材的材质由In2O3与 SnO2组成，In2O3与 SnO2按重量百分比具体为如下配比：In2O3占90%-97%、SnO2占3%-10%； 

C）、通过步骤B收集的气体通过残余气体分析仪将待测气体的质谱图显示出来，并与标准气体库进行对比，就可确定气体的成分和含量。

该方法是在卷绕镀膜机的镀膜腔中放置感应探头，用残留气体分析仪（ResidualGasAnalyzer）对溅射气体轰击靶材产生的金属氧化物气体及时进行收集，并将收集到得质谱气体信息与标准气体库中的信息进行对比，分析金属氧化物气体的成分及含量比例大小，从而达到在线监测、调整的目的。RGA由离子源、四极滤质器、法拉第杯FC、传感器、电子倍增器EM和探测器组成。除了对金属氧化物气体进行监测外，还可以对真空系统本底状态鉴定和气体检漏的功能。在系统达到极限真空时，测定残余气体的种类和量值，从而确定真空室的本底真空状态。另外，如果真空室内有冷却水管道或其它进气管道断裂，发生漏水、漏气的情况，RGA也可以对其进行收集鉴定，发出预警信号。

本发明的有益效果为：