真空串联式等离子体沉积设备制造技术

本发明专利技术提供一种等离子体汽相沉积设备及其串联式设备。为了能够以高生产率制备（比如说）高质量的ＩＴＯ薄膜，该设备包括一个驱动机构和一个连接于其上的水平旋转的圆形保持板以及一个具有线圈状电极高频激发装置，该圆形保持板具有一个设置在其表面上并与其旋转轴同心的汽相源物质安装区。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种等离子体汽相沉积设备。更具体地说，本专利技术涉及一种串联式等离子体汽相沉积设备，该设备能够以高效率制备高质量的薄膜，并能用于制备多层薄膜。随着电子学和光电子学之类领域中技术革新的迅速发展，人们对功能性薄膜材料寄予更大的希望，并积极努力地研究和开发，以求制备高质量的薄膜和制备多层薄膜。为了制备这样一种薄膜，考察了各种方法，包括真空汽相沉积法、溅射法和等离子体汽相沉积法，其中一些已经用于实际。从这些方法中，已知溅射法生产率高，另一方面，高频激发特别是以使用线圈状电极的等离子体激发为基础的等离子体汽相沉积法在均匀匀性和薄膜的粘附强度之类性能方面都十分优越。但是，按照这些常规方法，能够制备质量和性能均优越的薄膜并不总是与获得较高的生产率相容的。因此对于液晶元件来说很难获得高产生率，或很难连续地制备多层薄膜。例如，溅射法的缺点是，它很难在衬底上均匀地分布形成薄膜的物质或获得薄膜的均匀化学成分，而且很容易造成针眼和品质降低。因此，如上所述，对等离子体汽相沉积法抱有更高的期望。但是，在这种等离子体汽相沉积法的情况下，就支配形成等离子体空间的激发机构和抽真空及装卸汽相源物质来说，必须比溅射法更小心，而且不容易将这样一种方法作为高生产率的连续过程来实施。例如，本专利技术人已提出一种等离子体汽相沉积设备，该设备具有多个用电磁屏蔽板隔开的接续排列的汽相沉积区(日本专利公开No.55-21，109)。但是，即使按照这种设备，能够以高效率制备高质量薄膜的可能性也受到限制。该设备也不可能制备多层薄膜。因此本专利技术的目的是提供一种新的串联式等离子体汽相沉积设备，该设备克服了常规工艺中的上述缺点，能够以高生产率制备高质量、高性能的薄膜，并能够制备多层薄膜，同时利用了等离子体汽相沉积法的有利优点。为了解决上述问题，本专利技术提供一种真空等离体汽相沉积设备，该设备包括一个汽相源供给装置、一个高频激发装置和一个安置在这些装置上方的衬底固定装置;其中，所述汽相源供给装置具有一个驱动机构和一个连接于其上并水平旋转的圆形保持板，该圆形保持板有一个旋转轴和一个设置在保持板表面上的同心的汽相源物质载带区，而所述高频激发装置具有线圈状电极。本专利技术也提供了一种串联式真空等离子体汽相沉积设备，该设备包括位于设备流水线两端的衬底入口和出口，一或多个能够独立抽真空的汽相沉积区和在其前后与其串联的抽真空区，以及设置在每个汽相沉积区和抽真空区中的输送装置，用于使其连续通过，其中所述设备具有一个汽相源物质供应机构，其中至少一个汽相沉积区有一个装在圆形保持板上连接驱动机构并水平旋转的旋转轴和一个在同心表面上的汽相源物质安装区，所述设备还具有一个位于通过的衬底下方的设有线圈状电极的高频激发装置。图1表示本专利技术串联式设备的实施例的平面图和前视图;图2表示本专利技术串联式设备的实施例的透视图;图3表示本专利技术串联式设备的实施例的透视图;图4表示一种高频激发沉积区实施例的截面图;图5表示一种薄膜厚度校正板实施例的平面图;图6表示本专利技术设备的另一种实施例的部分透视图;图7表示本专利技术串联式设备的又一种实施例的平面图;图8表示对应图7的前视图;图9表示对应图7和图8的部分透视外观图;图10表示对应图9的部分略去的透视图;图11表示一种高频率输出的汽相沉积区实施例的截面图;图12表示一种薄膜厚度校正板实施例的平面图;图13表示本串联式设备的另外一种实施例的平面图。下面将参考附图说明本专利技术的真空等离子体汽相沉积设备。下面的说明涉及一种作为连续生产线的串联式设备。附图1包括了本专利技术的串联式等离子体汽相沉积设备的实施例的平面图和前视图，而图2和图3为其部分略去的透视图。在本专利技术中，如图1、2、3所示，设备在其流水线的两端具有衬底(1)的入口(2)和出口(3)，一或多个能够独立地抽真空的汽相沉积区(4)和在其前后的抽真空区(5a)和(5b)。衬底(1)的入口(2)和出口(3)设置了衬底(1)的升降机构(6)。该设备具有输出装置(7a)和(7b)，用于使衬底(1)连续地通过汽相沉积区(4)和抽真空区(5)的上方。图3表示输送衬底(1)的一个例子。输送装置安装了例如一个回行机构。本专利技术的包括上述流水线组成部分的串联式等离子体汽相沉积设备，具有一个汽相源物质供应装置和一个高频激发装置，汽相源物质供应装置有一种在真空室中安装于水平旋转保持板(8)上的汽相源物质(9)，该真空室至少用作一个汽相沉积区(4)，而高频激发装置设有安装在行进的衬底(1)下方的线圈状电极。衬底(1)由作为输送装置的运动区(7a)支承在入口(2)处，并通过滑动沿对面的轨道区(7b)输送。衬底(1)通过抽真空区(5a)中的抽真空空间输送，该抽真空区(5a)构成汽相沉积区(4)的前半行程，衬底在真空条件下引入汽相沉积区(4)。在这个汽相沉积区(4)中，衬底(1)受到规定的薄膜制备处理，然后输送到构成汽相沉积区后半行程的抽真空区(5b)。在这种情况下，可以在抽真空区(5a)的前半行程中的某个规定点预先加热衬底(1)。抽真空区(5a)和(5b)形成一个缓冲空间，使单个容器之间的空间与真空闸门阀之间合适地连接，以便使其包括汽相沉积区(4)在内的每个容器能够独立地抽真空。如图1和图2所示，装有带线圈状电极的高频激发装置的汽相沉积区(4)安装了例如能够沿衬底(1)的行进方向的两侧开关的门(10)，而且如图4中截面图所示，还安装了一个与衬底相对的汽相源供应装置，后者具有安装在上述保持板(8)上的汽相源物质(9)，保持板在一个与通过其上方的衬底(1)的行进方向成直角相交的点水平地旋转。这个保持板(8)由于驱动装置(11)的作用而围绕中心(A)旋转，使得例如能够由于安装在保持板(8)的弧形沟槽上的汽相源物质(9)的连续旋转而匀匀地蒸发。这些汽相源物质(9)的蒸发通过一个合适的装置，如电阻加热、电感加热、电子束照射或离子束照射装置来完成。在图4所示的例子中，安装了一个电子束照射装置(12)，使得汽相源物质(9)在从这个电子束照射装置(12)来的电子束的作用下蒸发。该物质的蒸发粒子受到包括线圈状电极(14)的高频激发装置的等离子体激发，同时利用快门(13)控制蒸发，并由受激的离子和基团在衬底(1)上生成一层薄膜。通过连续地蒸发安装在水平旋转的保持板(8)上的汽相源物质(9)，并通过将这个汽相源供应装置相对于衬底(1)的行进方向成直角地设置在对面，有可能通过由线圈状电极实现的等离子体激发蒸发粒子来均匀地蒸发和均匀地生成一层薄膜，从而使得能够获得包括薄膜结构、薄膜厚度和粘附强度在内的均匀性能。汽相源物质(9)的状态可以通过石英监控器(15)来观察。虽然薄膜是在衬底(1)行进期间生成的，但这样生成的薄膜充分保证上述均匀性，为了进一步维持均匀性，在本专利技术的设备中同时设置了一个薄膜厚度校正板(16)。这个校正板(16)用于避免受激粒子在衬底(1)表面上重复，以保持令人满意的均匀性。通常，如图5所示，校正板(16)在沿衬底(1)的行进方向产生部分的屏蔽作用。其形状最好根据汽相源物质供应装置的形状和配置、汽相源物质(9)的种类和薄膜生成条件而变化。至于衬底(1)，最好装备一个加热器(17)，以便能够从背面加热衬底(1)，如图4所示。关于汽相沉积区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空等离子体汽相沉积设备，包括一个汽相源供应装置、一个高频激发装置和一个安置在这些装置上方的衬底固定装置，其特征是，所述汽相源供应装置有一个驱动机构和一个与其连接并水平旋转的圆形保持板，该圆形保持板有一个旋转轴和一个设在保持板表面上的同心的汽相源物质载带区，而所述高频激发装置装有线圈状电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村山洋一，成田俊雄，
申请(专利权)人：村山洋一，株式会社辛克龙，伊藤忠精密化学制品株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]