一种预溅射基板及其制作方法与流程

文档序号:15072742发布日期:2018-08-01 00:16阅读:643来源:国知局

本发明涉及溅射领域,尤其涉及一种预溅射基板及其制作方法。



背景技术:

采用pvd(physicalvapordeposition,物理气相沉积)技术作为电子产品生产过程中的一种常用沉积薄膜(成膜)工艺,其中,在pvd真空设备开机前期调试以及长时间闲置、停机等工况下都需要进行预溅射(dummy)工艺。具体的,dummy工艺通过在用于预溅射的玻璃(dummyglass,还可称为虚设基板、白玻璃等)上溅射成膜,来完成工艺调试,使设备真空度、气体成分、气体流量等内部环境和相关工艺参数等达到工艺要求后,才能进行正常品生产。如果靶材表面有氧化层等杂质,则往往在采用dummyglass进行溅射前,先采用预溅射的托盘(dummytray)设备进行溅射,以将靶材表面的氧化层或者其他杂质成分消耗完。

其中,由于dummyglass上镀膜在一定厚度(相应工艺厚度)就要更换下一张,更换需要时间,造成dummy工艺耗时较长,因此,现有技术中为了减少dummyglass的使用量,以降低成本并提高生产效率,如上述,在对dummyglass进行溅射之前,通常先采用预溅射的托盘(dummytray)设备进行溅射(将靶材表面的氧化层或者其他杂质成分消耗完);尽管如此,现有技术中采用的dummyglass的数量仍然高达几十张甚至上百张,其中,dummyglass在进行预溅射成膜之后,需要将表面的薄膜通过刻蚀工艺去除,以进行循环利用。

然而,在dummyglass的循环使用中,如果dummyglass的循环使用次数过小,会导致生产成本的增加;如果dummyglass的循环使用次数过大,dummyglass因反复进行酸碱刻蚀而产生应力集中或者结构变化等问题,容易导致dummyglass在真空腔室内发生碎片的现象,从而造成生产效率降低以及生产成本的进一步增加。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种预溅射基板及其制作方法,该预溅射基板能够避免现有技术中采用预溅射玻璃发生破片而带来的弊端。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

本发明实施例一方面提供一种预溅射基板,所述预溅射基板包括:主基板,主要采用氧化铝和/或硅化锆材料形成;所述主基板的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面;和/或,所述主基板的溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层;其中,所述中间层的表面粗糙度大于或等于3μm。

进一步的,所述凹凸吸附面中的凹凸结构均匀分布。

进一步的,所述凹凸吸附面中凸起部分与凹陷部分的面积比为1:4至1:2之间。

进一步的,所述中间层为喷砂层。

进一步的,所述喷砂层主要由氧化铝组成。

进一步的,所述熔射层主要由铝材质组成。

进一步的,所述熔射层的厚度为0.1mm~0.2mm。

进一步的,所述预溅射基板的厚度为0.4mm~0.8mm;和/或,所述预溅射基板的重量为5.0kg~8.0kg。

本发明实施例另一方面还提供一种预溅射基板的制作方法,所述制作方法包括:采用包括氧化铝和/或硅化锆材料形成主基底;在所述主基板上形成溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面;和/或,在所述主基板的溅射侧表面依次形成中间层和熔射层,其中,所述中间层的表面粗糙度大于或等于3μm。

进一步的,所述在所述主基板的溅射侧表面依次形成中间层和熔射层包括:在所述主基板的溅射侧表面依次形成主要由氧化铝组成的中间层以及主要由铝材质组成的熔射层。

本发明实施例提供一种预溅射基板及其制作方法,该预溅射基板包括:主基板,主要采用氧化铝和/或硅化锆材料形成;主基板的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面;和/或,主基板的溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层;其中,中间层的表面粗糙度大于或等于3μm。

这样一来,一方面,由于该预溅射基板主要采用氧化铝和/或硅化锆材料形成,从而使得该预溅射基板除了具有普通玻璃的电学性能,还具有熔点高、强度大以及极强的耐热性,并且该预溅射基板在高真空高温环境下持续镀膜以及后续反复酸碱刻蚀后不会产生应力集中或者结构变化(变形、尺寸变化),从而降低了该预溅射基板在真空腔室内发生破片的几率,并且使用寿命延长;另一方面,该预溅射基板的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面,和/或,在溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层,确保了预溅射基板对溅射膜层具有足够的吸附性;也即本发明中的预溅射基板在满足对溅射膜层具有足够的吸附性的基础上,能够大幅降低发生破片的几率。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种预溅射基板的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种预溅射基板的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的另一种预溅射基板的制作流程示意图;

图4为本发明实施例提供的另一种预溅射基板形成过程的结构示意图。

具体实施方式

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,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种预溅射基板,一方面,该预溅射基板的主基板主要采用氧化铝和/或硅化锆材料形成,能够使得该预溅射基板除了具有普通玻璃的电学性能,还具有熔点高、强度大以及极强的耐热性,并且在高真空高温环境下持续镀膜以及后续反复酸碱刻蚀后不会产生应力集中或者结构变化(变形、尺寸变化),进而降低了该预溅射基板在真空腔室内发生破片的几率,同时使用寿命延长。

另一方面,如图1所示,该主基板10的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面(也即aet面);和/或,主基板的溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层;其中,中间层的表面粗糙度大于或等于3μm。当然,此处主基板的溅射侧表面是指,主基板中位于溅射镀膜一侧的表面,该表面并不必然为溅射镀膜时,与溅射膜层直接接触的表面。

此处需要说明的是,上述“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。

具体的,对于“该主基板10的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面”而言,一方面,将预溅射基板的溅射侧表面设置为具有凹凸结构的凹凸吸附面,保证了该预溅射基板通过凹凸吸附面对溅射膜层的吸附性;另一方面,相比于现有的dummyglass而言,其主要成分为二氧化硅(sio2)的密度为2.22~2.64g/cm3,本申请中主基板采用氧化铝(al2o3,密度为3.5~3.0g/cm3)和/或硅化锆(zrsi2,密度为4.88g/cm3),或者包含氧化铝和/或硅化锆的复合材料;可以看出为了保证al2o3和zrsi2的密度均大于sio2的密度,如果设置该主基板的结构与dummyglass一致,为厚度均匀的平板状,则会出现因重量较大而不能通过机械手(robotfork)进行自由移取的弊端,因此,采用上述主基板的一侧设置凹凸结构(也即在主基板表面形成凹陷结构),能够减小预溅射基板的重量,从而利于预溅射基板处于机械手的承重范围内。

在此基础上,本领域的技术人员应当理解到,对于现有技术中的dummytray而言,由于托盘(tray)不可内外分离,并且重量远超出机械手臂的承受范围,导致在每次进行dummytray工艺时,均需要技术人员手动进行取放,耗时耗力;采用本发明中的预溅射基板,在溅射侧表面设置为具有凹凸结构的凹凸吸附面,降低整个预溅射基板的重量,从而使得整个预溅射基板的重量满足机械手的承受范围;也即采用本发明中的预溅射基板能够省去现有的dummytray工艺,提高了整个制作工艺的自动化进程,降低成本、提高效率。

另外,对于“主基板的溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层”而言,申请人通过实际的溅射工艺测得,当预溅基板的表面粗糙度ra在15μm以上时,对溅射膜层的吸附作用较好,且膜层不易发生脱落,基于此,本发明在主基板的溅射侧表面依次设置有中间层和熔射层,其中,一般的熔射层的表面粗糙度可达到20μm左右,从而满足该预溅射基板通过熔射层对溅射膜层具有足够的吸附性。

此处应当理解到,对于形成熔射层的基底一般要求表面粗糙度ra在3μm以上,而对于直接采用氧化铝和/或硅化锆材料形成的主基板而言,其表面粗糙度ra一般较小,可能无法满足进行熔射工艺的条件,基于此,本发明优选的,在形成熔射层之前,在主基板的溅射侧表面形成一表面粗糙度大于或等于3μm的中间层。

当然,在实际的制作中,为了保证预溅基板的重量处于机械手的承重范围内,以利用自动化进程,同时保证预溅基板对溅射膜层具有最优化的吸附作用(也即表面粗糙度ra在15μm以上),本发明优选的,如图3所示,将主基板10的溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面,并且在主基板呈凹凸吸附面的溅射侧表面依次设置有中间层(图中未示出)和熔射层20。以下实施例均是以预溅基板为该优选的设置方式为例,对本发明做进一步的说明。

在此基础上,为了保证该预溅射基板在进行溅射镀膜时,凹凸吸附面对膜层整体具有均匀的吸附性,避免预溅射基板局部因受力不均而受到损坏,以及膜层因受力不均发生局部脱落的现象,本发明优选的,该凹凸吸附面中的凹凸结构均匀分布。

本发明中,对预溅射基板自身而言,通过在溅射侧形成凹陷部分(当然,同时相对形成凸起部分)的过程,不仅形成了前述的凹凸吸附面以满足对溅射膜层的实际吸附,同时,通过在形成凹陷结构的过程也是对预溅射基板自身重量的减轻过程;基于此,本发明优选的,该凹凸吸附面中凸起部分与凹陷部分的面积比为1:4至1:2之间。

具体的,对于均匀分布的凸起部分与凹陷部分而言,如果凸起部分与凹陷部分面积比小于1:4,使得该凹凸吸附面中凸起部分面积占比过少,导致通过该凸部分增加的吸附面积以及膜层的吸附力受到限制;如果凸起部分与凹陷部分面积比大于1:2,得该凹凸吸附面中凹陷部分占比过少,从而导致该预溅射基板减轻的重量受到限制,不利用现有机械手的自动化移取;因此,实际中优选的,该凹凸吸附面中凸起部分与凹陷部分的面积比为1:4至1:2之间,例如,凸起部分与凹陷部分的面积比为1:3,示意的,可以如图1中,凸起部分101与凹陷部分102的分布情况,如a区域示出的,凸起部分101与凹陷部分103的面积比为约1:3。

基于此,本发明优选的,预溅射基板的厚度为0.4mm~0.8mm;具体的,如果预溅射基板的厚度小于0.4mm,在此情况下,必然需要保证主基板的厚度足够小,从而对制作工艺要求较高,并且主基板的强度降低,容易造成损坏;如果预溅射基板的厚度大于0.8mm,必然使得其重量上升,不利于机械手的自动移取,因此,实际中优选的,预溅射基板的厚度为0.4mm~0.8mm,例如,该预溅射基板的厚度可以为0.6mm。

在此基础上,本发明优选的,该预溅射基板的重量为5.0kg~8.0kg,从而能够很好的满足机械手的自动移取。

另外,对于上述中间层而言,一般优选的,可以设置为喷砂层,其表面粗糙度可达到5~10μm,从而能够满足熔射层对熔射基底的大于或等于3μm的面粗糙度的需求。在此基础上,考虑实际的制作工艺以及制作成本,一般优选的,喷砂层主要由氧化铝(al2o3)组成;熔射层主要由铝(al)材质组成(也即形成铝熔射层)。

更进一步的,本发明优选的,熔射层的厚度为0.1mm~0.2mm。具体的,如果熔射层的厚度小于0.1mm,由于熔射层的厚度太薄,会导致预溅射基板的表面粗糙度降低,造成后续对溅射膜层的吸附力不足;如果熔射层的厚度大于0.2mm,导致整个预溅射基板的厚度以及重量增加,不利于通过机械手臂进行自动化移取,因此实际中一般优选的,熔射层的厚度为0.1mm~0.2mm。

本发明实施例还提供一种预溅射基板的制作方法,如图3所示,该制作方法包括:

步骤s101、采用包括氧化铝和/或硅化锆材料形成主基底。

此处需要说明的是,包括氧化铝和/或硅化锆材料可以为氧化铝或者包括氧化铝的复合材料;也可以为硅化锆或者包括硅化锆的复合材料;还可以为包括氧化铝和硅化锆的复合材料。

步骤s102、在主基板上形成溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面;和/或,在主基板的溅射侧表面依次形成中间层和熔射层,其中,中间层的表面粗糙度大于或等于3μm。

当然,对于步骤s102中的“和/或”而言,本发明优选的采用“和”的设置方式,也即在主基板上形成溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面,然后在凹凸吸附面上依次形成中间层和熔射层;具体理由可以参考前述实施例,此处不再赘述。

其中,对于在主基板上形成溅射侧表面为具有凹凸结构的凹凸吸附面,参考图4中的(a)到(b),可以采用刻蚀液刻蚀的方法,也可以采用激光去除的方法,在主基板上形成凹陷部分(非凹陷部分即为凸起部分),从而形成凹凸吸附面(aet面)。

其中,上述在主基板的溅射侧表面依次形成中间层和熔射层包括:在主基板的溅射侧表面依次形成主要由氧化铝组成的中间层以及主要由铝材质组成的熔射层;具体的,可以是在主基板的溅射侧表面(aet面)采用喷砂工艺形成主要由氧化铝组成的喷砂层(中间层);然后在形成有喷砂层的主基板上采用熔射工艺形成主要由铝材质组成的熔射层。

以下通过具体实施例对上述预溅射基板做进一步的说明。

具体的,该预溅射基板的主基板主要采用氧化铝(al2o3),密度为3.5g/cm3,主基板的溅射侧表面为具有凹凸结构的aet面;熔射层主要采用铝材质,密度为2.7g/cm3,厚度为0.1mm,预溅射基板的尺寸为1850mm×1500mm;其中,中间层采用主要由氧化铝(al2o3)组成的喷砂层;熔射层的质量为0.729kg

以下通过具体的数值对不同厚度的预溅射基板的重量进行具体说明。

其中,上表中形成aet面的去除重量具体为:可以参考图1中aet面中的突出部分为正方形小方块(0.1mm×0.1mm×0.1mm),且相邻两个小方块的间距与该正方形小方块的边长相等(0.1mm),相当于aet面中凸起部分的正方形小方块与凹陷部分面积比等于1:3,从而可计算得到形成aet面的去除重量0.6216kg;按照初始基板的重量减去形成aet面的去除重量即可得到具有aet面的主基板重量。

当然,对于预溅射基板而言,需要在具有aet面的主基板重量加上熔射层的质量(0.729kg)即可,具体参考上表中最后一列的数值。另外,考虑到机械手的自动移取的承重范围(5.0kg~8.0kg),可以参考上表,此时,预溅射基板对应的厚度为0.4mm~0.8mm。

这样一来,相比于现有技术中进行一次dummy工艺需要耗费几十张甚至上百张dummyglass,当然在采用dummyglass之前还需要通过人工移取dummytray;采用本发明中的预溅射基板能够在省去dummytray的溅射工艺,保证整个dummy工艺通过机械手进行移取预溅射基板用于进行预溅射,并且预溅射基板的数量大幅降低,一般仅为几张或者十多张即可,一方面,提高了预溅射基板的使用寿命;另一方面,减少了多张dummyglass交换镀膜所需的时间,从而提高了dummy工艺的作业效率,降低产线搬送压力,提高产线整体产能。

当然,此处应当理解到,现有技术中需要采用大量的dummyglass,必然需要使用大量的玻璃承载卡夹,并且会出现卡夹来回搬运产生的逆物流压力,基于此,本发明中可以将预溅射基板的尺寸制作为与原有的dummyglass一致(按照不同世代线玻璃尺寸进行制作),采用本发明中的预溅射基板可以大幅减少预溅射基板的使用数量,同时减少了产线的非量产卡夹使用量,且减缓了卡夹来回搬运产生的逆物流压力。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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