[实用新型]一种低成本往复式磁控溅射镀膜生产线

说明书

本实用新型公开了一种低成本往复式磁控溅射镀膜生产线，包括能往复传输基材的带式输送线，所述带式输送线上设有若干能相互连通的腔室，各个腔室之间均设有闸板阀，所述腔室至少包括镀膜工艺腔室，所述镀膜工艺腔室内固定设置有靶材，所述靶材沿所述带式输送线的横向设置，形成阴极磁场的磁铁沿所述靶材横向排列，阴极磁场的磁力线顶端方向与基材传输方向平行。本实用新型使用后等离子体在靶材跑道径向的刻蚀在基片径向方向上均匀分布，消除了跑道深度梯度变化对薄膜均匀性的影响，且本方案还降低了大规模生产的设备投入成本。

技术领域

本实用新型属于磁控溅射技术领域，涉及一种低成本往复式磁控溅射镀膜生产线。

背景技术

磁控溅射技术是属于镀膜技术中物理气相沉积技术的一种，利用磁场与电场交互作用，电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下加速撞向靶材表面从而发生溅射；溅射粒子中，靶原子或者分子沉积在基材上形成薄膜，而产生的二次电子在电场和磁场的作用下束缚在靶材附近的等离子体区域内，并在该区域中与氩气分子撞击电离大量的氩离子，氩离子撞击靶材，如此反复完成薄膜的沉积制备。

磁控溅射镀膜中，靶材到镀膜基材之间的距离称之为靶基距，通常小于100mm可调，靶材的厚度通常为10～20mm。。长时间镀膜后，在靶材表面留下明显的轰击跑道，该跑道沿着靶材的径向、两端分布的均匀性最差，存在明显的梯度。溅射靶材刻蚀跑道的刻蚀速率、形状同靶材阴极的参数、镀膜工艺参数、靶材使用时间有关。工业化制程中，靶材的长度通常比基材长度方向长10-30％，以减少靶材两端跑道深度的差异导致薄膜均匀性恶化程度。大面积镀膜的一个关键技术是薄膜的均匀性控制，包括厚度均匀性，成份均匀性、物化性能的均匀性控制。跑道深度相对于100mm的靶基距是一个较大的变量，制程工艺稳定、重复性的一个重要因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低成本往复式磁控溅射镀膜生产线，用于以优化靶材溅射跑道径向深度梯度差异导致薄膜均匀性；同时减少昂贵的设备一次硬件投入，降低靶材差异的影响。

所述的一种低成本往复式磁控溅射镀膜生产线，包括能往复传输基材的带式输送线，所述带式输送线上设有若干能相互连通的腔室，各个腔室之间均设有闸板阀，所述腔室至少包括镀膜工艺腔室，所述镀膜工艺腔室内固定设置有靶材，所述靶材沿所述带式输送线的横向设置，形成阴极磁场的磁铁沿所述靶材横向排列，阴极磁场的磁力线顶端方向与基材传输方向平行。

优选的，所述腔室沿所述带式输送线的长度方向依次包括有进料缓冲腔室、加热腔室一、一个或多个工艺腔室、加热腔室二和出料缓冲腔室，所述工艺腔室至少包括所述镀膜工艺腔室，所述进料缓冲腔室的进口处、所述出料缓冲腔室的出口处均设有闸板阀。

优选的，所述靶材的横向长度是基材的横向长度的1.1-1.3倍，所述横向长度为垂直于带式输送线输送方向的长度。

优选的，所述工艺腔室只包括镀膜工艺腔室，所述闸板阀有六个，从所述进料缓冲腔室朝所述出料缓冲腔室方向依次为闸板阀一、闸板阀二、闸板阀三、闸板阀四、闸板阀五和闸板阀六。

优选的，每个腔室均设有检测基材位置的位置传感器，每个腔室中的位置传感器均为三个，包括位于腔室两侧开口处的传感器一和传感器三，以及位于腔室的工作位置的传感器二，所述传感器一靠近所述带式输送线的基材进入端，所述传感器三靠近所述带式输送线的基材输出端。

本实用新型具有以下优点：本方案让靶材径向与流片方向平行，即靶材跑道的深度梯度变化方向与流片方向平行，通过基片的往复式运动，等离子体在靶材跑道径向的刻蚀在基片径向方向上均匀分布，消除了跑道深度梯度变化对薄膜均匀性的影响。

其次，该镀膜线通过辊轴电机实现传输以及产线接入，而非采用高成本的六轴机械臂；而对于数百纳米厚度的薄膜制备，本方案能通过基片的多次运动来回镀膜降低了大规模生产的设备投入成本。

附图说明