[實用新型]大面積連續磁控濺射鍍膜均勻性調整裝置

有效

• 申請號: 201320059449.6
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN203065568U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 郭愛云;黃國興;孫桂紅;祝海生;梁紅;黃樂
• 申請（專利權）人: 湘潭宏大真空技術股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本實用新型涉及一種大面積連續磁控濺射鍍膜均勻性調整裝置。

技術背景

大面積連續濺射鍍膜技術的應用主要有以下幾個方面：其一為大面積金屬膜的應用，主要應用在大面積的幕墻裝飾領域、大面積平板顯示領域和半導體領域，其工作的性質是利用金屬膜的金屬分光特性、金屬反射特性和金屬導電特性；其二為大面積光電薄膜的應用，主要應用在大面積建筑領域、汽車領域、太陽能和平板顯示領域，如大面積低輻射膜，電致變色膜和大面積透明導電膜；其三為大面積光學薄膜的應用，目前主要應用在太陽能領域，如大面積抗反射膜；其四為光學和電學的交叉領域，例如平板顯示領域的高透射型透明導電膜，和增透型防輻射膜等。

大面積鍍膜技術主要可以分為化學法和物理法。化學法又包含了溶液法（溶膠－凝膠法）和化學氣相沉積法，目前用于大面積沉積的主要為溶膠－凝膠法，但是由于化學法本身的工藝復雜特點，不適合大面積連續生產，也不能及時跟上隨市場對技術的快速變化。物理鍍膜法包含了蒸發鍍膜和濺射鍍膜，蒸發鍍膜大量應用在小基片材料上鍍膜，主要集中在高端技術領域內的鍍膜，如眼鏡片鍍膜、濾光片、各種類型的光學視窗、棱鏡鍍膜和激光器件鍍膜等；和低端光學領域塑料鍍膜和小部件裝飾鍍膜，如金屬膜，抗反射膜等，其批次快速鍍膜的特點得到了充分利用。

濺射鍍膜由于具有良好的工藝可控性和長時間的工藝穩定性而被廣泛應用于大面積濺射鍍膜領域。早期的濺射鍍膜采用直流濺射鍍膜方式，主要用于大面積金屬鍍膜。在平面磁控濺射（U.S.Pat.No.4,166,018）靶實用新型后，此技術被廣泛應用于各種鍍膜領域，并經過長期的發展取得了多次的技術突破。從而實用新型了交流濺射，在交流濺射的基礎上對靶材的設計進行了改進，實用新型了圓柱型磁控濺射靶（U.S.Pat.No.4,356,073和U.S.Pat.No.4,445,997），使得靶材的利用率提高到了極高的水平；在工藝上實用新型了反應濺射絕緣介質薄膜（U.S.Pat.No.6,365,010），同時實現了“金屬模式”和“反應模式”（“靶中毒”現象）的控制，“靶中毒”只是描述這種現象的一種說法而已，實際上是反應在金屬靶表面進行形成金屬化合物絕緣介質薄膜，金屬化合物的濺射速率低于純金屬的濺射速率，那么濺射變的更趨向于進入“金屬工作模式”而不是“反應模式”，如果在這兩種模式之間工作，則工藝非常不穩定，其中的一個原因為反應氣體的偏壓不穩定。可以通過一些方法和手段在磁場與基片之間進行分壓控制，試圖達到工藝的穩定型性，例如在U.S.Pat.No.5,338,422和U.S.Pat.No.5,384,021中提到的“反應濺射各種氧化物”。甚至可以通過基片架的運動把沉積區域和反應區域完全分開，在中國專利公開號為CN1536098A中詳細描述了采用這種工藝工作的設備結構和金屬氧化物的膜的形成工藝。這種工藝首先在一個區域內采用濺射沉積金屬，而在另外一個區域內進行反應形成化合物絕緣介質薄膜，雖然這樣能夠獲得很高的金屬沉積速率，但是也受到了金屬化合物形成速率慢的影響。

磁控濺射鍍膜工藝具有良好的工藝可控性，同時產品工藝可以保持長時間的穩定性，非常適合連續鍍膜生產。然而由于濺射材料在濺射時形成的等離子體具有一定的空間形狀和等離子密度，并且等離子的空間形狀和等離子密度取決于磁場的布置、磁場的強度、靶材料的形狀、電源功率的施加方式、工作氣體的進入方式與分布等，所以磁控濺射本身就是一種不均勻的濺射沉積源。為了獲得較好的均勻性沉積區域，通常需要對磁場強度、磁場布置等系列因素進行多次調整，但是由于濺射沉積過程為動態變化過程，需要根據實際的生產情況做適當的調整，以適合生產的連續進行，僅僅調整以上因素仍然不能做到均勻性的數字化精確控制。

為了做到精確控制一定等離子刻蝕速率上的有效沉積區域，在實際生產中，通常的解決辦法為在濺射靶和工件架中間安裝修正板，通過改變等離子在工件架上的投影沉積區域形狀來調整薄膜沉積區域的膜厚度均勻性。由于這種裝置的安裝不需要改變靶的結構和工作方式，并且可以根據實際的生產工藝需要對沉積區域的膜層均勻性進行調整。并且此裝置還廣泛的適用于直流磁控濺射和/或交流磁控濺射，適用于平面靶和/或圓柱靶的磁控濺射。