磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法技术

本发明专利技术公开了磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法

【技术实现步骤摘要】
磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及磁控溅射镀膜
，尤其涉及一种磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法
、
装置及系统
。

技术介绍

[0002]溅射镀膜就是在真空中利用荷能粒子轰击靶表面，使被轰击出的粒子沉积在基材上成膜的技术（属于物理气相沉积
PVD
成膜），通常是利用低压惰性气体辉光放电来产生入射离子；阴极靶由镀膜材料制成，基材作为阳极，真空腔室中通入比如
0.1
‑
10Pa
的氩气或者其它惰性气体，阴极靶通入比如1‑
3KV
直流负高压或者
13.56MHz
左右的射频电压，阴极靶在电压作用下产生辉光放电
。
以通入氩气为例，电离出的氩离子（
Ar+
）轰击靶表面，使得靶材原子溅出并沉积在基材上形成薄膜
。
磁控溅射镀膜则进一步在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，通过磁控溅射可以方便地将靶材中的材料（比如靶材原子）以气相沉积的方式进行镀膜
。
在磁控溅射镀膜装置中，通常将永磁铁（也有采用电磁铁）放在靶材的后面，使磁力线先穿过靶面后与电场方向垂直，最后再回到靶面；为了满足磁力线的这种要求，一般将磁铁的 N 极（或 S 极）放在靶材中心，而在四周（靶材边缘）放上一圈极性与之相反的磁铁
S 极（或 N 极），参见图1所示
。
磁控溅射通常应用于显示屏/>、
半导体领域
、
光学的制膜，包括各种功能性薄膜，例如具有吸收
、
透射
、
反射
、
折射
、
偏振等功能的薄膜
。
[0003]另一方面，柔性基材广泛用于有机半导体工艺
、
透明电极以及触摸屏当中
。
由于柔性基材具有连续生产简单
、
容易运输
、
可方便裁切成任意形状
、
可弯曲包裹等优势一直是磁控溅射技术发展的一个重要方向
。
据此，现有技术提供了真空卷绕磁控溅射镀膜技术，其是在真空腔室内通过磁控溅射方法在卷料基材表面制备一层或者多层具有一定功能的薄膜的技术，主要有以下特点：1）被镀基材为柔性基材，即具有可卷绕性；2）镀膜过程具有连续性，即在一个工作周期内镀膜是连续进行的；3）镀膜过程在高真空环境中进行
。
卷绕镀膜机在放卷和收卷过程中，基材表面被镀上薄膜，镀膜的结构就是卷绕镀膜设备的工作部，它位于基材的收放卷之间
。
目前，在制膜过程中和
/
或制膜完成后，需要对镀膜质量进行检测
——
通常是对镀膜的厚度
、
均匀性
、
透光率等能够表征镀膜质量的指标进行检测，以保证产品质量
。
尤其地，对于具有连续生产要求的卷绕磁控溅射镀膜技术，在连续的快速生产过程中，如果不能及时检测出镀膜质量问题（以及时调整），可能出现基材批量报废的情况，而且还可能影响与之衔接的后道工序的生产工艺匹配度
。
实时地监控镀膜层的质量对生产控制
、
提高产品质量的重要性不言而喻
。
[0004]目前常用的镀膜监控方案，是在磁控溅射操作腔中，对应成卷的待镀膜基材，在靠近镀膜基材的边缘位置设置一个光学探测结构，通过该光学探测结构实现对当前镀膜基材的镀膜质量检测操作
——
比如，通过光学探测结构对反射光线进行分析，从而判定镀膜材料的均匀性和透光率等
。
作为举例，比如中国专利申请
CN 201910714168.1
公开的一种磁控溅射镀膜系统，其包括设置于真空舱室内侧的用于特定光谱检测的光纤探头，光纤探头电
连接到光谱仪，光谱仪通信连接
PLC
；磁控溅射监控过程如下：根据检测光谱需求，选择相应滤光片进行特定波长检测；光纤探头将光谱传递给光谱仪以完成光电检测
。
上述监控方案技术简单
、
检测速度快，能够实时监控镀膜过程，但存在如下缺陷：一个光学探测结构（比如光纤探头）的检测范围小，通常只能针对小尺寸探测位置点进行检测，无法实现大范围检测，导致存在一定的检测误差
。
如果为了检测精度而布置多个光学探测结构，多个光学探测探头的设置无疑会影响整个镀膜环境，对基材的镀膜造成一定的遮挡，从而影响镀膜工艺；而且，呈点阵布置的多个探测结构在磁控溅射操作腔中布置的难度较大，且更换和维护均较麻烦，使用效果不佳
。
[0005]据此，本专利技术提供了一种镀膜监控方案，能更为准确有效地检测镀膜过程中的镀膜质量
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法
、
装置及系统
。
本专利技术提供磁控溅射镀膜监控方案，能够在镀膜过程中对磁控溅射基材的连续区域进行实时的镀膜数据监控，可以及时
、
精确地获取磁控溅射基材大范围区域的镀膜效果，为操作人员及时进行镀膜操作调整提供了有效的评价和参考，提高了镀膜精度和镀膜质量，避免了出现批量的基材报废
。
而且，检测拉丝的布置基本不会影响磁控溅射基材的镀膜操作，结构简单且易于实现，也便于后期更换和维护
。
[0007]为实现上述目标，本专利技术提供了如下技术方案：一种磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法，其特征在于：在磁控溅射的镀膜腔室中，对应着磁控溅射基材布置检测拉丝，所述检测拉丝设置在磁控溅射靶材与磁控溅射基材之间的间隙通道中；在磁控溅射基材镀膜过程中，所述检测拉丝与磁控溅射基材同时进行镀膜；对应所述检测拉丝设置有拉丝操控装置和拉丝检测机构；所述拉丝操控装置用于在前述间隙通道中对应着磁控溅射基材布置检测拉丝，以及控制检测拉丝的放丝和收丝；所述拉丝检测机构用于对收回的检测拉丝的镀膜情况进行检测以获取磁控溅射镀膜信息，并将得到的前述磁控溅射镀膜信息作为前述磁控溅射基材的镀膜监控数据发送给关联的处理器
。
[0008]进一步，所述拉丝操控装置包括拉丝存储腔
、
拉丝检测腔和拉丝控制部；所述拉丝存储腔中设置有拉丝盘和放卷机构，拉丝缠绕在拉丝盘上，放卷机构用于对拉丝盘进行放卷以输出拉丝；所述拉丝检测腔中设置前述拉丝检测机构
、
回收盘和收卷机构，收卷机构用于对镀膜的拉丝进行收卷以收回拉丝，收回的拉丝缠绕在前述回收盘上；所述拉丝检测机构用于在收卷过程中对检测拉丝的镀膜面进行检测；所述拉丝控制部用于控制放卷机构
、
收卷机构和拉丝检测机构
。
[0009]进一步，所述拉丝控制部被配置为执行如下步骤：根据镀膜操作的进程信息，触发检测拉丝的布置操作；基于预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磁控溅射镀膜中的镀膜监控方法，其特征在于：在磁控溅射的镀膜腔室中，对应着磁控溅射基材布置检测拉丝，所述检测拉丝设置在磁控溅射靶材与磁控溅射基材之间的间隙通道中；在磁控溅射基材镀膜过程中，所述检测拉丝与磁控溅射基材同时进行镀膜；对应所述检测拉丝设置有拉丝操控装置和拉丝检测机构；所述拉丝操控装置用于在前述间隙通道中对应着磁控溅射基材布置检测拉丝，以及控制检测拉丝的放丝和收丝；所述拉丝检测机构用于对收回的检测拉丝的镀膜情况进行检测以获取磁控溅射镀膜信息，并将得到的前述磁控溅射镀膜信息作为前述磁控溅射基材的镀膜监控数据发送给关联的处理器
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述拉丝操控装置包括拉丝存储腔
、
拉丝检测腔和拉丝控制部；所述拉丝存储腔中设置有拉丝盘和放卷机构，拉丝缠绕在拉丝盘上，放卷机构用于对拉丝盘进行放卷以输出拉丝；所述拉丝检测腔中设置前述拉丝检测机构
、
回收盘和收卷机构，收卷机构用于对镀膜的拉丝进行收卷以收回拉丝，收回的拉丝缠绕在前述回收盘上；所述拉丝检测机构用于在收卷过程中对检测拉丝的镀膜面进行检测；所述拉丝控制部用于控制放卷机构
、
收卷机构和拉丝检测机构
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉丝控制部被配置为执行如下步骤：根据镀膜操作的进程信息，触发检测拉丝的布置操作；基于预设的气相沉积时间，配置前述检测拉丝在镀膜腔室中的停留时间；在达到前述停留时间后，控制放卷机构和收卷机构工作以对检测拉丝进行收回；检测拉丝在通过前述拉丝检测腔时，拉丝检测腔中的拉丝检测机构对检测拉丝表面的镀膜层进行测量，得到对应的磁控溅射镀膜信息
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于：所述拉丝检测机构为反射率检测机构
、
透过率检测机构
、
均匀度检测机构
、
方阻检测机构
、
膜厚检测机构
、
光学放大检测机构
、
图像拍摄检测机构中的一种或者多种
。5.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于：拉丝检测机构包括由多个检测机构间隔排列的检测阵列，在检测拉丝的收回过程中，通过前述检测阵列中的多个检测机构对检测拉丝按段进行检测
。6.
根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述拉丝控制部被配置为执行如下步骤以控制检测拉丝的溅射镀膜时间和镀膜区域：通过收卷结构和放卷机构调节检测拉丝在前述间隙通道中的移动速度，调整检测拉丝的当前段在镀膜腔室中的暴露时间
。7.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测拉丝为扁平状结构的条带，条带横断面的宽度大于厚度，所述条带的宽度方向和长度方向形成的面为镀膜面；此时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：代树祥，
申请(专利权)人：浙江积嘉光电有限公司，
类型：发明
国别省市：