磁控溅镀真空室及其控制方法与流程

1.本发明涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种磁控溅镀真空室及其控制方法。


背景技术：

2.真空镀膜是在高真空环境下加热金属或金属材料，其氧化物变成气态原子或分子，沉积在金属或非金属表面而形成薄膜的一种方法，具有低能耗、无毒、无废液、污染小等优点。真空镀膜机主要由镀膜室、真空系统、电气控制及机架等部分组成，其中真空系统是用来真空抽气从而获得真空的重要部件，而现有的真空镀膜过程中，往往只是采取直接抽气的方式进行真空处理，而在部分管道中容易积存有部分空气未被抽取而导致真空度不够的现象发生。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种磁控溅镀真空室及其控制方法，旨在解决上述技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种磁控溅镀真空室包括真空室，所述真空室呈环形，所述真空室内为真空腔，沿所述真空室的周向间隔设置有多个靶位，其中一个所述靶位设有离子源用于离子源轰击，另外所述靶材设有nbox靶材或in/cr靶材，所述真空室上设置有抽气口，所述抽气口上连接有用于将所述真空腔抽取为真空的抽真空组件。
5.在一实施例中，所述抽真空组件包括第一泵组、第二泵组、第一阀门、维持阀、第二阀门以及分子泵组，所述第一泵组通过所述第一阀门和所述真空腔连通，所述分子泵组的一端通过所述维持阀与所述第二泵组连通，所述第一泵组和所述分子泵组通过第二阀门连通，所述第一泵组和所述第二泵组用于对所述分子泵组的前部管道抽气。
6.在一实施例中，所述第一泵组包括第一旋片泵以及罗茨泵，所述罗茨泵位于所述第一旋片泵和所述第一阀门之间。
7.在一实施例中，所述第二泵组为第二旋片泵。
8.在一实施例中，所述罗茨泵和所述第一阀门之间设有第一管道真空检测器，所述维持阀和所述分子泵组之间设有第二管道真空检测器。
9.在一实施例中，所述分子泵组包括第一子分子泵、第二子分子泵、第三子分子泵、第一高压阀门、第二高压阀门以及第三高压阀门，所述第一分子泵、第二子分子泵、第三子分子泵的第一端均连接在所述第二阀门和所述维持阀之间，所述第一分子泵、第二子分子泵、第三子分子泵的第二端分别和所述第一高压阀门、第二高压阀门以及第三高压阀门连通，所述第一高压阀门、第二高压阀门以及第三高压阀门的另一端均与所述真空腔连通。
10.在一实施例中，所述真空腔内设置有低温捕集器以通过所述低温捕集器将基片表面上残余的水气分子凝结。
11.另外，本发明还提供一种磁控溅镀真空室的控制方法，所述磁控溅镀真空室的控制方法基于如上所述的磁控溅镀真空室，所述磁控溅镀真空室的控制方法包括：
12.关闭分子泵组、第一阀门以及维持阀，打开第二阀门，通过第一旋片泵和第二旋片泵对分子泵组的前级管道抽气；
13.检测分子泵组前级管道的真空度，在达到第一预设条件时，启动第一泵组的罗茨泵；
14.检测分子泵组前级管道的真空度，在达到第二预设条件时启动分子泵组并打开第二阀门关闭维持阀，通过分子泵组对真空腔抽真空。
15.在一实施例中，所述检测分子泵组前级管道的真空度，在达到第一预设条件时，启动第一泵组的罗茨泵的步骤具体为：检测分子泵组前级管道的真空度，在真空度到达5000pa时，启动第一泵组的罗茨泵。
16.在一实施例中，所述检测分子泵组前级管道的真空度，在达到第二预设条件时启动分子泵组的步骤具体为：检测分子泵组前级管道的真空度，在真空度为0-50pa时，启动分子泵组。
17.本发明的技术方案中，可以先关闭分子泵组、第一阀门以及维持阀，打开第二阀门，通过第一旋片泵和第二旋片泵对分子泵组的前级管道抽气，从而在未对真空腔进行抽取真空时，先对分子泵组的前级管道进行气体的抽取，并在前级管道内的气体抽取后，再通过分子泵组对真空腔进行真空处理，以确保整个系统内均处于真空，而并非仅真空腔内处于真空状态。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例的磁控溅镀真空室的结构示意图；
20.图2为本发明实施例的分子泵的结构示意图。
21.附图标号说明：10、真空室；11、真空腔；12、靶位；13、抽气口；20、抽真空组件；21、第一泵组；211、罗茨泵；212、第一旋片泵；22、第二旋片泵；23、第一阀门；23、维持阀；25、第二阀门；26、第一管道真空检测器；27、第二管道真空检测器；28、第一子分子泵；29、第一高压阀门；30、低温捕集器；40、前级管道。
22.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
25.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
26.并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
27.本发明提供一种磁控溅镀真空室。
28.如图1-2所示，本发明实施例提供的磁控溅镀真空室包括真空室10，所述真空室10呈环形，所述真空室10内为真空腔11，沿所述真空室10的周向间隔设置有多个靶位12，其中一个所述靶位12设有离子源用于离子源轰击，另外所述靶材设有nbox靶材或in/cr靶材，所述真空室10上设置有抽气口，抽气口处连接有用于将所述真空腔11抽取为真空的抽真空组件20。
29.在本实施例中，所述抽真空组件20包括第一泵组21、第二泵组22、第一阀门23、维持阀24、第二阀门25以及分子泵组28，所述第一泵组21通过所述第一阀门23和所述真空腔11连通，所述分子泵组28的一端通过所述维持阀24与所述第二泵组22连通，所述第一泵组21和所述分子泵组通过第二阀门25连通，所述第一泵组21和所述第二泵组22用于对所述分子泵组的前部管道抽气。
30.因此，在该实施例中，可以先关闭分子泵组28、第一阀门23以及维持阀24，打开第二阀门25，通过第一旋片泵212对分子泵组的前级管道40抽气，从而在未对真空腔11进行抽取真空时，先对分子泵组的前级管道40进行气体的抽取，并在前级管道40内的气体抽取后，再通过分子泵组对真空腔11进行真空处理，以确保整个系统内均处于真空，而并非仅真空腔11内处于真空状态。
31.其中，所述第一泵组21包括第一旋片泵212以及罗茨泵211，所述罗茨泵211位于所述第一旋片泵212和所述第一阀门23之间。所述第二泵组为第二旋片泵22。
32.另外，所述罗茨泵211和所述第一阀门23之间设有第一管道真空检测器26，所述维持阀23和所述分子泵组之间设有第二管道真空检测器27。在本实施例中，通过第一管道真空检测器26和第二管道真空检测器27来检测前级管道40的真空程度，来判断是否开启分子泵组对真空腔11抽取真空。第一管道真空检测器26和第二管道真空检测器27可以为真空表。
33.其中，所述分子泵组包括第一子分子泵28、第二子分子泵、第三子分子泵、第一高压阀门29、第二高压阀门以及第三高压阀门，所述第一分子泵、第二子分子泵、第三子分子泵的第一端均连接在所述第二阀门25和所述维持阀23之间，所述第一分子泵、第二子分子泵、第三子分子泵的第二端分别和所述第一高压阀门29、第二高压阀门以及第三高压阀门连通，所述第一高压阀门29、第二高压阀门以及第三高压阀门的另一端均与所述真空腔11连通。分子泵的抽气速率为3200l/s，n2压缩比大于109。
34.另外，所述真空腔11内设置有低温捕集器30以通过所述低温捕集器30将基片表面上残余的水气分子凝结。低温捕集器30可以为冷凝管，将低温捕集器30放置在真空室10中或分子泵的泵口，通过其表面的低温冷凝效应，迅速捕集真空系统的残余气体。从而大大缩
短抽真空的时间，可缩短30％-80％的抽气时间，并获得洁净的真空环境，从而提高真空镀膜机本底真空度，减少抽气时间，提高真空镀膜产品的良率。
35.进一步地，本发明还提供一种磁控溅镀真空室的控制方法，所述磁控溅镀真空室的控制方法基于如上所述的磁控溅镀真空室，所述磁控溅镀真空室的控制方法包括：
36.关闭分子泵组、第一阀门23以及维持阀24，打开第二阀门25，通过第一旋片泵212对分子泵组的前级管道40抽气；
37.检测分子泵组前级管道40的真空度，在达到第一预设条件时，启动第一泵组21的罗茨泵211；
38.检测分子泵组前级管道40的真空度，在达到第二预设条件时启动分子泵组并打开第二阀门25关闭维持阀23，通过分子泵组对真空腔11抽真空。
39.其中，所述检测分子泵组前级管道40的真空度，在达到第一预设条件时，启动第一泵组21的罗茨泵211的步骤具体为：检测分子泵组前级管道40的真空度，在真空度到达5000pa时，启动第一泵组21的罗茨泵211。
40.所述检测分子泵组前级管道40的真空度，在达到第二预设条件时启动分子泵组的步骤具体为：检测分子泵组前级管道40的真空度，在真空度为0-50pa时，启动分子泵组。
41.因此，可以先关闭分子泵组、第一阀门23以及维持阀24，打开第二阀门25，通过第一旋片泵212对分子泵组的前级管道40抽气，从而在未对真空腔11进行抽取真空时，先对分子泵组的前级管道40进行气体的抽取，并在前级管道40内的气体抽取后，再通过分子泵组对真空腔11进行真空处理，以确保整个系统内均处于真空，而并非仅真空腔11内处于真空状态。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。