專利名稱：動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置、方法及該方法制造的襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置、方法及該方法制造的襯底。
背景技術(shù)：
薄膜技術(shù)涉及半導(dǎo)體、太陽能、LED、平板顯示器、有機材料、信息工程等方方面面，在當(dāng)前材料領(lǐng)域占有重要地位。因此有效的成膜技術(shù)備受關(guān)注，如化學(xué)氣相沉積，脈沖激光沉積、濺射法、電子束沉積、旋轉(zhuǎn)噴涂法等等，其中磁控濺射法具有成膜速率高、均勻性好、成本低、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。通常，工業(yè)上所用磁控濺射主要是動態(tài)沉積，即被鍍襯底是在運動傳輸之中，這樣可以形成連續(xù)的生產(chǎn)線，用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。但是傳統(tǒng)的磁控濺射裝置，由于其等離子體具有較高的能量，而易對襯底造成轟擊損傷，雖然調(diào)低濺射功率可以緩解這一問題，但是低功率生長不利于薄膜的結(jié)晶，更主要的是影響產(chǎn)量，因此低功率濺射無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。而使用高功率，雖然可以極大的提高生產(chǎn)速率，改善薄膜結(jié)晶質(zhì)量，但是大的等離子體能量也同時帶來了對襯底的轟擊，造成襯底損傷，特別是對于制備多層膜時，很容易使已經(jīng)長好的薄膜被轟擊損傷，造成器件質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置、方法及該方法制造的襯底，以解決現(xiàn)有技術(shù)襯底表面薄膜的生產(chǎn)速率和襯底結(jié)構(gòu)的完整性不能同時得以保證的問題。為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置包括第一腔室、傳輸組件以及鍍膜組件，其中，傳輸組件設(shè)置在第一腔室內(nèi)部以傳輸襯底；鍍膜組件包括設(shè)置在第一腔室內(nèi)的對襯底的表層沉積保護層的第一靶材和對具有保護層的襯底鍍膜的第二靶材。進一步地，傳輸組件包括多個轉(zhuǎn)動體，等間距設(shè)置在第一腔室的同一高度上，各轉(zhuǎn)動體水平設(shè)置且多個轉(zhuǎn)動體的軸線相互平行，多個轉(zhuǎn)動體構(gòu)成傳輸軌道；傳輸載片舟，可移動地搭設(shè)在傳輸軌道上，且隨轉(zhuǎn)動體的轉(zhuǎn)動在傳輸軌道上移動。進一步地，第一靶材和第二靶材并排間隔設(shè)置在第一腔室的頂部，且第一靶材和第二靶材沿傳輸載片舟的傳輸方向依次布置。進一步地，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置還包括設(shè)置在第一靶材和第二靶材之間的工作氣入口。進一步地動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置還包括:第二腔室，與第一腔室連通，傳輸軌道延伸至第二腔室內(nèi)；第一腔室和第二腔室的底部均設(shè)置有真空泵抽氣口。根據(jù)本發(fā) 明的另一方面，提供了一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，該動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，利用上述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置進行鍍膜，包括以下步驟:步驟A:利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材沉積得到帶保護層的襯底；步驟B:利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材在帶保護層的襯底上鍍膜。進一步地，在步驟A之前還包括以下步驟:步驟S1:將動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置內(nèi)的空氣排除；步驟S2:調(diào)節(jié)動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材的功率；步驟S3:調(diào)節(jié)動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材的功率。進一步地，在步驟SI和步驟S2之間還包括步驟Sll:通入工作氣體，調(diào)節(jié)工作氣壓。進一步地，工作氣壓在0.1Pa至IOOPa的范圍內(nèi)。進一步地，在步驟Sll和步驟S2之間還包括步驟S12:開啟功率源，調(diào)節(jié)濺射功率。進一步地，濺射功率在IW至500W的范圍內(nèi)。進一步地，在步驟S2中，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材的功率在5W至5000W的范圍內(nèi)，在步驟S3中，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材的功率為第二靶材的功率的1/20至1/2。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種襯底，包括利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法沉積在襯底表面的保護層和利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法鍍設(shè)在保護層上面的鍍膜，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法為上述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置包括第一腔室、傳輸組件以及鍍膜組件，其中，傳輸組件設(shè)置在第一腔室內(nèi)部以傳輸襯底；鍍膜組件包括設(shè)置在第一腔室內(nèi)并對襯底的表層沉積以形成保護層的第一靶材和對具有保護層的襯底鍍膜的第二靶材。根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，設(shè)置有第一靶材和第二靶材，其中第一靶材可以在襯底的表面形成一層保護層，當(dāng)`利用第二靶材對帶有保護層的襯底進行鍍膜時，其功率可以調(diào)高，不用考慮高功率激發(fā)的高能量靶材等離子體轟擊襯底而對襯底造成損傷，進而提高了對襯底鍍膜的速度，保證了襯底結(jié)構(gòu)完整的同時還提高了生產(chǎn)效率。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1示意性示出了本發(fā)明中的動態(tài)沉積磁控濺射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:10、第一腔室；20、襯底；30、傳輸組件；40、鍍膜組件；31、轉(zhuǎn)動體；32、傳輸載片舟；
41、第一靶材；42、第二靶材；11、工作氣入口 ；50、真空泵抽氣口 ；60、第二腔室。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1所示，圖1中箭頭方向指的是工作氣體流入方向。根據(jù)本發(fā)明的實施例，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置包括第一腔室10、傳輸組件30以及鍍膜組件40，其中，傳輸組件30設(shè)置在第一腔室10內(nèi)部以傳輸襯底20 ;鍍膜組件40，包括設(shè)置在第一腔室10內(nèi)并對襯底20的表層沉積以形成保護層的第一靶材41和對具有保護層的襯底20鍍膜的第二靶材42。根據(jù)本實施例的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，第一靶材41可以在襯底20的表面形成一層保護層，當(dāng)利用第二靶材42對帶有保護層的襯底20進行鍍膜時，其功率可以調(diào)高，不用考慮高功率激發(fā)的高能量靶材等離子體轟擊襯底20而對襯底20造成損傷，進而可以提高對襯底20鍍膜的速度，保證了襯底20結(jié)構(gòu)完整性的同時還提高了生產(chǎn)效率。再次參見圖1所示，傳輸組件30包括多個轉(zhuǎn)動體31和傳輸載片舟32，其中，多個轉(zhuǎn)動體31等間距設(shè)置在第一腔室10的同一高度上，各轉(zhuǎn)動體31水平設(shè)置且多個轉(zhuǎn)動體31的軸線相互平行，多個轉(zhuǎn)動體31構(gòu)成傳輸軌道；傳輸載片舟32可移動地搭設(shè)在傳輸軌道上，且隨多個轉(zhuǎn)動體31的轉(zhuǎn)動在傳輸軌道上進行移動。在本實施例中，襯底20放置在傳輸載片舟32上，當(dāng)多個轉(zhuǎn)動體31轉(zhuǎn)動時，傳輸載片舟32向前做水平運行，進而使得襯底20在多個轉(zhuǎn)動體31上傳輸，形成一條動態(tài)的鍍膜流水線，降低人工成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。需要說明的是，本實施例中，轉(zhuǎn)動體31可以是傳輸滾輪，還可以是可轉(zhuǎn)動軸等。根據(jù)本實施例，第一靶材41和第二靶材42并排間隔設(shè)置在第一腔室10的頂部，且第一靶材41和第二靶材42沿傳輸載片舟32的傳輸方向依次布置，當(dāng)本實施例的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置工作時，能夠利用第一靶材41沉積得到保護層，然后再經(jīng)第二靶材42鍍上鍍膜，操作步驟簡單易行。第一靶材41和第二靶材42之間設(shè)置有工作氣入口 11。當(dāng)利用本實施例的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置進行鍍膜時，可以從工作氣入口 11通入工作氣體，此時，工作氣入口 11通入的工作氣體可以均勻地供給到第一靶材41和第二靶材42處，為第一靶材41沉積保護層和第二靶材42鍍膜提供必要的保障，也就是說，本實施例只利用一個工作氣入口11為兩靶材提供必要的工作 氣，從而避免設(shè)置多個工作氣入口而造成企業(yè)的生產(chǎn)成本大的問題。在本實施例中，工作氣入口 11通入的工作氣為惰性氣體，尤其是氬氣，其成本低廉，容易獲得，易將靶材轟擊得到鍍膜等離子體。優(yōu)選地，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置還包括第二腔室60，該第二腔室60與第一腔室10連通，傳輸軌道延伸至第二腔室60內(nèi)。第一腔室10和第二腔室60之間設(shè)置有連接閥(圖中未示出)，工作時， 連接閥處于打開狀態(tài)，此時，第二腔室60與第一腔室10相結(jié)合，共同傳輸放置在傳輸載片舟32的襯底20，從而形成一條動態(tài)的鍍膜流水線。更優(yōu)選地，第一腔室10和第二腔室60的底部均設(shè)置有真空泵抽氣口 50。在鍍膜的過程中，需要將腔室抽到一定的真空度，而在本實施例中，用兩個腔室來傳輸襯底，不僅可以加長鍍膜流水線的長度，還可以有效避免因制作一個很大腔室而導(dǎo)致的空氣難以抽取的缺陷。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，該方法利用上述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置進行鍍膜，包括以下步驟:首先進行步驟S1:將動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置內(nèi)的空氣排除。具體操作步驟包括步驟Sla:對動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置抽氣；步驟Slb:檢測動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置內(nèi)的真空度，當(dāng)真空度高于6X KT4Pa時，停止所述步驟SI的操作。在此過程中，是利用真空泵在動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的真空泵抽氣口 50處將動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一腔室10和第二腔室60內(nèi)的空氣抽出，使其真空度高于6X10_4Pa，例如10X10_4Pa，可以有效避免空氣中的雜質(zhì)污染襯底上的鍍膜。在步驟SI之后打開第一腔室10和第二腔室60之間的連接閥，進行步驟Sll:通入工作氣體，調(diào)節(jié)工作氣壓。優(yōu)選地，工作氣壓在0.1Pa至IOOPa范圍之內(nèi)，例如50Pa。在本實例中，工作氣體為氬氣，氬氣從工作氣入口 11進入第一腔室10后，當(dāng)其壓強達到0.1Pa至lOOPa，例如50Pa時，能夠轟擊第一靶材41和第二靶材42以產(chǎn)生沉積保護層或鍍膜的等離子體。在步驟Sll之后還包括步驟S12:開啟功率源，調(diào)節(jié)濺射功率。優(yōu)選地，濺射功率為IW至500W，例如為250W。再進行步驟S2:調(diào)節(jié)動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材42的功率；接著進行步驟S3:調(diào)節(jié)動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材41的功率。優(yōu)選地，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材42的功率在5W至5000W的范圍之內(nèi)，例如為2507W，動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材41的功率為第二靶材42的功率的1/20至1/2。在這個過程中，第一靶材41的功率較低，能夠形成一層基本對襯底無損傷的保護層，這一層材料很薄，通常小于10nm，對襯底的性能的影響較小，保證了襯底結(jié)構(gòu)的完整性及其性能的完整性。在利用第二靶材42對帶有保護層的襯底進行鍍膜時，保護層有效地防止了大功率鍍膜過程中高能量的等離子體對襯底材料的轟擊損傷。換句話說，在利用第二靶材42對襯底進行鍍膜時，可以用高功率的靶材，在提高生產(chǎn)效率的同時還能保證襯底結(jié)構(gòu)和性能的完整性。最后進行步驟A利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材41沉積得到帶保護層的襯底20 ；以及步驟B利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材42在帶保護層的襯底20上鍍膜。具體操作為:運行動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的傳輸組件30，利用第一靶材41和第二靶材42對動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置內(nèi)的襯底20進行鍍膜。此時因襯底20上有保護層的保護，得到的帶鍍膜的襯底的結(jié)構(gòu)和性能都很完整，不會因高能量的離子的轟擊而導(dǎo)致襯底受到損傷。根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，提供了一種襯底，該襯底包括利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法沉積在襯底表面的保護層和利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法鍍設(shè)在保護層上面的鍍膜，其中動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法為上述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置包括第一腔室、傳輸組件以及鍍膜組件，其中，傳輸組件設(shè)置在第一腔室內(nèi)部以傳輸襯底；鍍膜組件包括設(shè)置在第一腔室內(nèi)并對襯底的表層沉積以形成保護層的第一靶材和對具有保護層的襯底鍍膜的第二靶材。根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，設(shè)置有第一靶材和第二靶材，其中第一靶材可以在襯底的表面形成一層保護層，當(dāng)利用第二靶材對帶有保護層的襯底進行鍍膜時，其功率可以調(diào)高，不用考慮高功率激發(fā)的高能量靶材等離子體轟擊襯底而對襯底造成損傷，進而提高了對襯底鍍膜的速度，保證了襯底結(jié)構(gòu)完整的同時還提聞了生廣效率。以上所 述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，其特征在于，包括 第一腔室(10)； 傳輸組件(30)，設(shè)置在所述第一腔室(10)內(nèi)部以傳輸襯底(20)； 鍍膜組件(40)，包括設(shè)置在所述第一腔室(10)內(nèi)并對所述襯底(20)的表層沉積以形成保護層的第一靶材(41)和對具有保護層的所述襯底(20)鍍膜的第二靶材(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，其特征在于，所述傳輸組件(30)包括 多個轉(zhuǎn)動體(31)，等間距設(shè)置在所述第一腔室(10)的同一高度上，各所述轉(zhuǎn)動體(31)水平設(shè)置且多個所述轉(zhuǎn)動體(31)的軸線相互平行，多個所述轉(zhuǎn)動體(31)構(gòu)成傳輸軌道；傳輸載片舟(32)，可移動地搭設(shè)在所述傳輸軌道上，且隨所述轉(zhuǎn)動體(31)的轉(zhuǎn)動在所述傳輸軌道上移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，其特征在于，所述第一靶材(41)和所述第二靶材(42)并排間隔設(shè)置在所述第一腔室(10)的頂部，且所述第一靶材(41)和所述第二祀材(42)沿所述傳輸載片舟(32)的傳輸方向依次布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，其特征在于，所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置還包括設(shè)置在所述第一靶材(41)和所述第二靶材(42)之間的工作氣入口(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置，其特征在于，還包括 第二腔室(60)，與所述第一腔室(10)連通，所述傳輸軌道延伸至所述第二腔室(60)內(nèi)； 所述第一腔室(10 )和所述第二腔室(60 )的底部均設(shè)置有真空泵抽氣口( 50 )。
6.一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，利用權(quán)利要求I至5中任一項所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置進行鍍膜，包括以下步驟 步驟A :利用所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材(41)沉積得到帶保護層的襯底； 步驟B :利用所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材(42)在所述帶保護層的襯底上鍍膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，在所述步驟A之前還包括以下步驟 步驟SI :將所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置內(nèi)的空氣排除； 步驟S2 :調(diào)節(jié)所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材(42)的功率； 步驟S3 :調(diào)節(jié)所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材(41)的功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，在所述步驟SI和所述步驟S2之間還包括步驟Sll :通入工作氣體，調(diào)節(jié)工作氣壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，所述工作氣壓在O.IPa至IOOPa的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，在所述步驟Sll和所述步驟S2之間還包括步驟S12 :開啟功率源，調(diào)節(jié)濺射功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，所述濺射功率在IW至500W的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第二靶材(42)的功率在5W至5000W的范圍內(nèi)，在所述步驟S3中，所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置的第一靶材(41)的功率為所述第二靶材(42)的功率的1/20至1/2。
13.一種襯底，其特征在于，包括利用動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法沉積在襯底(20)表面的保護層和利用所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法鍍設(shè)在所述保護層上面的鍍膜，所述動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法為權(quán)利要求6至12中任一項所述的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置、方法及該方法制造的襯底。該動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置包括第一腔室、傳輸組件以及鍍膜組件，其中，傳輸組件設(shè)置在第一腔室內(nèi)部以傳輸襯底；鍍膜組件包括設(shè)置在第一腔室內(nèi)并對襯底的表層沉積以形成保護層的第一靶材和對具有保護層的襯底鍍膜的第二靶材。根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)沉積磁控濺射鍍膜裝置、方法及該方法制造的襯底，不用考慮高功率激發(fā)的高能量靶材等離子體轟擊襯底而對襯底造成損傷，進而提高了對襯底鍍膜的速度，保證了襯底結(jié)構(gòu)完整的同時還提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號C23C14/35GK103255386SQ20131021332
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者陳劍輝, 李鋒, 沈燕龍, 趙文超, 李高非, 胡志巖, 熊景峰 申請人:英利集團有限公司