[发明专利]一种热蒸发物理气相沉积系统及其使用方法

权利要求书

1.一种热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，包括：真空组件、在线监测组件；

所述真空组件包括真空镀膜腔，所述真空镀膜腔中设置有坩埚；

所述在线监测组件包括质谱仪、纳米压痕仪；

所述质谱仪位于所述真空镀膜腔的外侧，并与所述真空镀膜腔联结，所述质谱仪用于对蒸发的气体成分进行实时监测；

所述纳米压痕仪位于所述真空镀膜腔的外侧，并与所述真空镀膜腔联结，所述纳米压痕仪用于对镀膜与衬底之间的粘合强度进行实时监测。

2.根据权利要求1所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述在线监测组件还包括：X射线衍射仪；

所述X射线衍射仪与所述真空镀膜腔联结，所述X射线衍射仪用于对衬底的晶向、应力进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述在线监测组件还包括：CCD相机；

所述CCD相机位于所述真空镀膜腔的外侧，并分别与所述真空镀膜腔、服务器联结，所述CCD相机用于对衬底、薄膜的翘曲进行实时监测。

4.根据权利要求1所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述坩埚采用金属铼或钨铜合金材料制作而成。

5.根据权利要求1所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述坩埚为表面镀有金属铼涂层或钨铜合金涂层的坩埚。

6.根据权利要求1所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述真空组件还包括：真空泵、真空阀、加热器、基片支撑台、旋转驱动电机；

所述真空阀安装在所述真空泵与所述真空镀膜腔之间；

所述加热器用于对所述坩埚进行加热；

所述基片支撑台位于所述真空镀膜腔中，并与所述旋转驱动电机连接，所述基片支撑台用于放置衬底。

7.根据权利要求2所述的热蒸发物理气相沉积系统，其特征在于，所述X射线衍射仪包括：电子枪、X射线接收器；所述X射线接收器采用阵列式探测器。

8.一种如权利要求1-7中任一所述的热蒸发物理气相沉积系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将衬底放置于基片支撑台上，关闭真空镀膜腔的所有窗口，通过真空泵、真空阀对真空镀膜腔进行抽真空处理；

S2、通过加热器对坩埚进行加热，坩埚中的蒸发物形成蒸汽流；

S3、通过旋转驱动电机驱动基片支撑台旋转，蒸汽流降温冷凝并吸附到衬底的表面；

S4、质谱仪利用可以任意时刻开启的气孔阀对真空镀膜腔内的气体进行取样，并对气体成分进行实时监测；若监测到预设以外的气体组分，则停机警报；

S5、纳米压痕仪通过机械手对衬底进行抽样拿取，并进行纳米压痕测量，对镀膜与衬底之间的粘合强度进行实时监测；若粘合强度不符合要求，则调整压力、温度。

9.根据权利要求8所述的热蒸发物理气相沉积系统的使用方法，其特征在于，还包括：

S6、通过X射线衍射仪对衬底的晶向和应力进行实时监测；若监测晶向为目标晶向以外的晶向，则停机报警；若监测应力大于设定应力，则进入退火处理。

10.根据权利要求9所述的热蒸发物理气相沉积系统的使用方法，其特征在于，还包括：

S7、通过CCD相机对衬底、薄膜的翘曲进行实时监测；若监测产生翘曲，则进行温度补偿。