一种薄膜制备设备和薄膜制备方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜制备设备和薄膜制备方法，镀膜室包括n个间隔排列的阴极靶、n个溅射电源、与阴极靶相对设置的基座、将每个阴极靶的镀膜区等分成n个沉积区的分区装置、控制装置，控制装置根据待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个阴极靶的n个沉积区的沉积速率数据，计算出n个阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据计算结果控制对应的溅射电源具有相应的溅射功率，从而可以使得待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚，进而可以根据实际情况灵活高效地制备n、m不同即膜厚分布不同的薄膜。

A film preparation equipment and method

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜制备设备和薄膜制备方法
本专利技术涉及薄膜制造
，更具体地说，涉及一种薄膜制备设备和薄膜制备方法。
技术介绍
薄膜均匀性是薄膜制备设备如磁控溅射设备的一项重要指标，即要求靶材原子均匀的排布在基片表面，使得基片各个区域的薄膜厚度一致。但是，也有特殊领域需要制备非均匀薄膜，即要求靶材原子在基片表面按照设计好的膜层厚度不均匀分布，以实现不同的效果或性能。比如，通过不同的膜厚分布使得薄膜呈现出不同的色彩，通过不同的膜厚分布使得薄膜的电学性能排布不一致，通过不同的膜厚分布使得薄膜具有特殊的遮光效果。虽然现有技术中可以通过在溅射靶位前方加遮挡板或遮挡条的方式以及在基片表面覆盖掩膜板的方式实现非均匀薄膜的制备，但是，当制备的非均匀薄膜的膜厚分布发生变化时，需更改遮挡板或遮挡条的排布，或者，制作新的掩膜板，导致薄膜制备设备在制备不同膜厚分布的薄膜时工作效率较低，灵活度较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种薄膜制备设备和薄膜制备方法，以便高效灵活的制备多种具有不同膜厚分布的薄膜。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种薄膜制备设备，包括至少一个镀膜室，所述镀膜室包括：n个间隔排列的阴极靶，n个溅射电源，每个所述溅射电源与一个所述阴极靶对应设置；与所述阴极靶相对设置的基座，所述基座用于承载待制备薄膜的基片，并带动所述基片沿所述阴极靶的排列方向移动，以通过n个所述阴极靶在所述基片表面形成n层薄膜；分区装置，设置在所述阴极靶处或设置在所述基片处，用于将每个所述阴极靶的镀膜区等分成n个沉积区，其中，所述n个沉积区的排列方向与所述阴极靶的排列方向垂直，并且，不同的所述沉积区的薄膜沉积速率不同，以使每层薄膜都包括n个膜厚不同的区域；控制装置，与所述n个溅射电源相连，用于根据所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个所述阴极靶的n个沉积区的薄膜沉积速率数据，计算出n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据计算结果控制对应的所述溅射电源具有相应的溅射功率，以使所述待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚；其中，n、m均为大于或等于1的整数。可选地，所述控制装置还用于建立第一矩阵T、第二矩阵D和第三矩阵P，所述第一矩阵T包括所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据，所述第二矩阵D包括n个所述阴极靶的n个沉积区的薄膜沉积速率数据，所述第三矩阵包括n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据公式T＝D*P计算出第三矩阵P。可选地，所述分区装置包括n个遮挡板，所述n个遮挡板设置在所述阴极靶处，且所述n个遮挡板将所述镀膜区等分成n个沉积区。可选地，所述分区装置包括掩膜板，所述掩膜板具有n个镂空区域，所述n个镂空区域将所述镀膜区等分成n个沉积区。可选地，所述薄膜制备设备还包括设置在所述至少一个镀膜室进口处的进片室和设置在所述至少一个镀膜室出口处的出片室，以通过所述进片室将所述基片传输至所述镀膜室，通过所述出片室将所述镀膜室内的基片传出。可选地，所述薄膜制备设备还包括依次设置在所述进片室和所述至少一个镀膜室之间的第一缓冲室和第一过渡室，以及，依次设置在所述至少一个镀膜室和所述出片室之间的第二过渡室和第二缓冲室。可选地，所述溅射电源包括中频电源、直流电源、直流脉冲电源或者射频电源的一种或几种的组合。可选地，n个所述阴极靶沿直线间隔排列，所述基座的形状为条状，且所述条状的基座与所述n个阴极靶平行排列；或者，n个所述阴极靶沿圆形线间隔排列，所述基座的形状为环形，且所述环形的基座与所述n个阴极靶平行排列。一种薄膜制备方法，应用于如上任一项所述的薄膜制备设备，所述方法包括：根据所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个所述阴极靶的n个沉积区的沉积速率数据，计算出n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率；根据计算结果控制对应的所述溅射电源具有相应的溅射功率，以使所述待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚；其中，n、m均为大于或等于1的整数。可选地，根据所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个所述阴极靶的n个沉积区的沉积速率数据，计算出n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率包括：建立第一矩阵T、第二矩阵D和第三矩阵P，所述第一矩阵T包括所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据，所述第二矩阵D包括n个所述阴极靶的n个沉积区的沉积速率数据，所述第三矩阵包括n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率；根据公式T＝D*P计算出第三矩阵P。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的薄膜制备设备和薄膜制备方法，镀膜室包括n个间隔排列的阴极靶、n个溅射电源、与阴极靶相对设置的基座、将每个阴极靶的镀膜区等分成n个沉积区的分区装置和控制装置，控制装置根据待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个阴极靶的n个沉积区的沉积速率数据，计算出n个阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据计算结果控制对应的溅射电源具有相应的溅射功率，从而可以使得待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚。并且，本专利技术中可以根据待制备薄膜的膜厚分布获得n、m的具体数值，根据n的具体数值控制溅射电源开启的个数以及沉积区的个数，根据m的具体数值控制溅射电源的时间段的个数，通过控制溅射电源开启的个数、沉积区的个数以及溅射电源的时间段的个数控制制备的薄膜的单元数即控制制备的薄膜的膜厚分布，进而可以根据实际情况灵活高效地制备n、m不同即膜厚分布不同的薄膜。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的薄膜制备设备的镀膜室的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种分区装置的俯视结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种薄膜制备设备的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种薄膜制备设备的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种薄膜制备方法的流程图。具体实施方式以上是本专利技术的核心思想，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种薄膜制备设备，用于在基片等表面制备薄膜，本专利技术实施例中仅以薄膜制备设备为磁控溅射设备为例进行说明，但并不仅限于此。本专利技术实施例中，薄膜制备设备包括至少一个镀膜室，也就是说，薄膜制备设备可以仅包括一个镀膜室，也可以包括多个相互连通的镀膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜制备设备，其特征在于，包括至少一个镀膜室，所述镀膜室包括：/nn个间隔排列的阴极靶，n个溅射电源，每个所述溅射电源与一个所述阴极靶对应设置；/n与所述阴极靶相对设置的基座，所述基座用于承载待制备薄膜的基片，并带动所述基片沿所述阴极靶的排列方向移动，以通过n个所述阴极靶在所述基片表面形成n层薄膜；/n分区装置，设置在所述阴极靶处或设置在所述基片处，用于将每个所述阴极靶的镀膜区等分成n个沉积区，其中，所述n个沉积区的排列方向与所述阴极靶的排列方向垂直，并且，不同的所述沉积区的薄膜沉积速率不同，以使每层薄膜都包括n个膜厚不同的区域；/n控制装置，与所述n个溅射电源相连，用于根据所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个所述阴极靶的n个沉积区的薄膜沉积速率数据，计算出n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据计算结果控制对应的所述溅射电源具有相应的溅射功率，以使所述待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚；/n其中，n、m均为大于或等于1的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜制备设备，其特征在于，包括至少一个镀膜室，所述镀膜室包括：
n个间隔排列的阴极靶，n个溅射电源，每个所述溅射电源与一个所述阴极靶对应设置；
与所述阴极靶相对设置的基座，所述基座用于承载待制备薄膜的基片，并带动所述基片沿所述阴极靶的排列方向移动，以通过n个所述阴极靶在所述基片表面形成n层薄膜；
分区装置，设置在所述阴极靶处或设置在所述基片处，用于将每个所述阴极靶的镀膜区等分成n个沉积区，其中，所述n个沉积区的排列方向与所述阴极靶的排列方向垂直，并且，不同的所述沉积区的薄膜沉积速率不同，以使每层薄膜都包括n个膜厚不同的区域；
控制装置，与所述n个溅射电源相连，用于根据所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据、n个所述阴极靶的n个沉积区的薄膜沉积速率数据，计算出n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据计算结果控制对应的所述溅射电源具有相应的溅射功率，以使所述待制备薄膜的n行m列个单元中不同的单元具有不同的膜厚；
其中，n、m均为大于或等于1的整数。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置还用于建立第一矩阵T、第二矩阵D和第三矩阵P，所述第一矩阵T包括所述待制备薄膜n行m列个单元的膜厚数据，所述第二矩阵D包括n个所述阴极靶的n个沉积区的薄膜沉积速率数据，所述第三矩阵包括n个所述阴极靶在m个时间段的溅射功率，并根据公式T＝D*P计算出第三矩阵P。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分区装置包括n个遮挡板，所述n个遮挡板设置在所述阴极靶处，且所述n个遮挡板将所述镀膜区等分成n个沉积区。


4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分区装置包括掩膜板，所述掩膜板具有n个镂空区域，所述n个镂空区域将所述镀膜区等分成n个沉积区。


5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述薄膜制备设备还包括设置在所述至少一个镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴历清，籍龙占，张晓岚，谢丑相，王国昌，
申请(专利权)人：杭州朗旭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33