專利名稱：一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于薄膜真空沉積技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)化薄膜真 空沉積方法及裝置。
背景技術(shù)：
真空薄膜沉積是在一定真空度的環(huán)境下，采用真空薄膜沉積技術(shù) 在基底表面沉積具有一定功能的納米至微米級(jí)的金屬、非金屬、半導(dǎo) 體等材料薄膜。目前采用的真空薄膜沉積技術(shù)包括化學(xué)氣相沉積、真
空蒸發(fā)、濺射、有機(jī)金屬氣相沉積、外延膜真空沉積、化學(xué)氣相轉(zhuǎn)移 沉積、升華沉積、近空間升華沉積等。真空沉積的薄膜已廣泛應(yīng)用于 半導(dǎo)體、電子、太陽能、裝飾工業(yè)中。為了實(shí)現(xiàn)薄膜沉積技術(shù)的產(chǎn)業(yè) 化，己開發(fā)出一系列的真空薄膜沉積生產(chǎn)線，例如濺射沉積薄膜生產(chǎn) 線、中高真空化學(xué)氣相沉積生產(chǎn)線，為真空薄膜沉積技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造 了條件。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，因基底進(jìn)入真空預(yù)抽室后，下一片基 底必須等到預(yù)抽室的真空度達(dá)到同真空沉積室的真空度一樣并且在 預(yù)抽室的前一片基底送入真空沉積室后才能通過進(jìn)口閥門進(jìn)入預(yù)抽
室，結(jié)果是導(dǎo)致生產(chǎn)率低下；另一方面，因?yàn)橄噜彾K基底之間的空 間很遠(yuǎn)， 一塊在真空沉積室內(nèi)，相鄰的下一塊在預(yù)抽室內(nèi)，薄膜沉積 只能間隙進(jìn)行，不能連續(xù)地進(jìn)行，否則造成濺射靶材料或化學(xué)原材料 的極大浪費(fèi)。
在美國(guó)專利US5772715所描述的大規(guī)模碲化鎘薄膜太陽能光伏 電池生產(chǎn)中，基底玻璃片在進(jìn)入真空沉積室以前通過三級(jí)真空預(yù)抽 室，每一級(jí)預(yù)抽室都有一個(gè)真空泵進(jìn)行抽氣，預(yù)抽室采用狹縫密封的 方式控制空氣從外界進(jìn)入，也就是說基底玻璃片通過三級(jí)預(yù)抽室的狹 縫連續(xù)地從預(yù)抽室外進(jìn)入真空沉積室。由于狹縫太小，預(yù)抽室中由于 真空泵抽氣容易造成基底玻璃片兩邊壓力出現(xiàn)不平衡，進(jìn)而造成玻璃 片在傳送過程中出現(xiàn)顫振的現(xiàn)象。另外，即使預(yù)抽室中的真空泵連續(xù) 不斷地工作，外界的空氣仍不可避免地通過狹縫進(jìn)入真空沉積室，降 低真空沉積室內(nèi)的真空度和增加真空沉積室內(nèi)的氧氣濃度。類似于在美國(guó)專利US5772715中描述的真空預(yù)抽室在美國(guó)專利US7220321中所 描述的大規(guī)模生產(chǎn)線上得到進(jìn)一步的應(yīng)用，后者在最后一級(jí)預(yù)抽室靠 近真空沉積室的位置上加入了一個(gè)惰性氣體進(jìn)口管，以減少空氣通過 狹縫進(jìn)入真空沉積室的可能性，即使如此，空氣通過預(yù)抽室中的狹縫 通道進(jìn)入真空沉積室的機(jī)會(huì)仍然很大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種連續(xù)化薄膜真空沉積方 法及裝置，以保證真空沉積室內(nèi)的真空度不受基底連續(xù)地通過傳送裝 置從外界大氣環(huán)境通過進(jìn)口真空預(yù)抽室進(jìn)入真空沉積室和從真空沉 積室通過出口真空保護(hù)室進(jìn)入外界大氣環(huán)境的影響，從而使基底可以 連續(xù)地進(jìn)入和離開真空沉積室，提高連續(xù)化真空薄膜沉積生產(chǎn)線的生 產(chǎn)率。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是保證真空沉積室內(nèi)的真空 度不變的情況下，通過改變基底的傳送速度，減少相鄰基底之間的間 距，使基底進(jìn)入真空沉積室內(nèi)的沉積裝置前，相鄰基底之間的空間距 離縮小到1厘米以下，從而在不中斷薄膜沉積的前提下，將原材料的 利用率達(dá)到最大。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征在于它包括以下步辨
A) 通過在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)置至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、在真空 沉積室的出口設(shè)置至少一級(jí)出口真空保護(hù)室，使位于真空沉積室兩邊 的進(jìn)口真空預(yù)抽室、出口真空保護(hù)室的真空度與真空沉積室的真空度 基本相同，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度；
B) 各級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室、各級(jí)出口真空保護(hù)室之間由 狹縫連通，并由設(shè)置在狹縫處的閥門密封，其中位于真空沉積室進(jìn)口 一側(cè)的各閥門為進(jìn)口閥門，位于真空沉積室出口 一側(cè)的各閥門為出口 閥門，基底通過狹縫進(jìn)入各室，閥門在基底通過時(shí)開啟，在基底通過 后關(guān)閉；
c)基底以一定的間隔和一定的速度連續(xù)從外界大氣環(huán)境通過進(jìn)口真
空預(yù)抽室傳送進(jìn)入真空沉積室進(jìn)行薄膜沉積，從真空沉積室通過出口
真空保護(hù)室傳送進(jìn)入外界大氣環(huán)境；D) 基底在進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一個(gè) 進(jìn)口閥門和至少一個(gè)出口閥門是關(guān)閉的，以保持真空沉積室內(nèi)的真空 度不變。
進(jìn)一步包括以下步驟
E) 調(diào)整基底位于各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和出口真空保護(hù)室 內(nèi)時(shí)的傳送速度使相鄰二塊基底之間的間距在到達(dá)真空沉積室內(nèi)的 沉積裝置前縮小，并使基底在離開真空沉積室時(shí)，相鄰兩塊基底之間 的間距增大。
其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟相鄰二塊基底之間的間距在 到達(dá)真空沉積室內(nèi)的沉積裝置前縮短到1厘米以下。
其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉 積室和出口真空保護(hù)室內(nèi)的底基傳送裝置各自獨(dú)立設(shè)置，通過改變各 傳送裝置的傳送速度來調(diào)整基底的傳送速度。
其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟基底在真空沉積室內(nèi)的傳送 速度為恒定速度，在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)有一段追趕區(qū)，加快基底在 進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的傳送速度，使后一基底在追趕區(qū)內(nèi)追上前一基 底。在真空沉積室的出口設(shè)一段分離區(qū)，加快基底在出口真空保護(hù)室 的傳送速度，使前一基底與后一基底分離。
一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，包括真空沉積室:用于在基底上 沉積薄膜，裝配有沉積裝置；傳送裝置裝配有傳送帶和傳送輪，用
于以一定的間隔和一定的速度連續(xù)傳送基底從外界大氣環(huán)境進(jìn)入真 空沉積室進(jìn)行薄膜沉積，并從真空沉積室進(jìn)入外界大氣環(huán)境，其特征
在于它還包括
A) 至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室:與真空沉積室進(jìn)口相連，裝配有真空泵；
B) 至少一級(jí)出口真空保護(hù)室與真空沉積室出口相連，裝配有真空泵;
C) 狹縫設(shè)于進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室、出口真空保護(hù)室各室之 間，用于室與室之間連通和基底通過；
D) 閥門設(shè)置在各狹縫處，用于使各室之間密封，其中位于真空沉積 室進(jìn)口 一側(cè)的各閥門為進(jìn)口閥門，位于真空沉積室出口 一側(cè)的各閥門 為出口閥門，在基底通過時(shí)開啟，基底通過后關(guān)閉，在基底進(jìn)入進(jìn)口 真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一個(gè)進(jìn)口閥門和至少一個(gè)出口閥門是關(guān)閉的；
E)控制裝置與閥門相連，用于控制閥門的啟閉。
進(jìn)一步地位于各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和出口真空保護(hù) 室內(nèi)的基底傳送裝置都是各自獨(dú)立的，傳送裝置各自與步進(jìn)電機(jī)相 連，基底傳送速度由各自的步進(jìn)電機(jī)分別控制，使相鄰二塊基底之間 的間距在到達(dá)真空沉積室內(nèi)的沉積裝置前縮小，并使已沉積薄膜的基 底在離開真空沉積室時(shí)，相鄰兩塊基底之間的間距增大。
所述基底在真空沉積室內(nèi)是連續(xù)排列的，彼此間隔小于1厘米。
優(yōu)選地所述進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室各為二級(jí)，第一 級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室同外界大氣相連，而第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室同真空 沉積室進(jìn)口相連，第一級(jí)出口真空保護(hù)室同外界大氣相連，而第二級(jí) 出口真空保護(hù)室同真空沉積室出口相連， 一旦同外界大氣相連的第一 級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室進(jìn)口閥門打開讓基底經(jīng)過時(shí)，二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室 之間的進(jìn)口閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，在同外界大氣相連的第一級(jí)出口真空 保護(hù)室的出口閥門打開讓基底經(jīng)過時(shí)，二級(jí)出口真空保護(hù)室之間的出 口閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。
采用以上技術(shù)方案后本發(fā)明設(shè)計(jì)的真空薄膜沉積方法及裝置將 以一定的間隔排列的基底從外界大氣傳送進(jìn)入真空薄膜沉積室，然后 進(jìn)行薄膜沉積。同外界大氣相連的進(jìn)口和出口閥門在基底通過時(shí)開 啟，而在基底之間的空間通過時(shí)關(guān)閉，并通過調(diào)整基底在進(jìn)口真空預(yù) 抽室和出口真空保護(hù)室內(nèi)的傳送速度，使該沉積系統(tǒng)同外界大氣相連 的進(jìn)口和出口閥門的關(guān)閉時(shí)間最大，從而保證真空沉積室內(nèi)的真空度 不受基底連續(xù)地從外界大氣通過進(jìn)口真空預(yù)抽室進(jìn)入真空沉積室和 從真空沉積室通過出口真空保護(hù)室進(jìn)入外界大氣的影響。同時(shí)通過對(duì) 基底在生產(chǎn)線中的傳送速度的改變，使相鄰兩片基底之間的間距縮 小，實(shí)現(xiàn)薄膜沉積的連續(xù)化進(jìn)行和原材料利用率的極大提高。
圖1A:連續(xù)化真空薄膜沉積裝置的縱向剖視圖
圖1B:另一種連續(xù)化真空薄膜沉積裝置的縱向剖視圖
圖2A 2F:真空薄膜沉積裝置進(jìn)口端實(shí)現(xiàn)基底間距從大到小的過程
示意圖
8圖3A 3F:真空薄膜沉積裝置出口端實(shí)現(xiàn)基底間距從小到大的過程 示意圖
圖4A:閥門關(guān)閉狀態(tài)的縱向剖視圖
圖4B:閥門開啟狀態(tài)的縱向剖視圖
圖5:真空薄膜沉積裝置的進(jìn)口端截面示意圖
圖6:真空薄膜沉積室的縱向剖視圖
圖7:真空薄膜沉積室的另一種縱向剖視圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括真空沉積室:用于在基底上沉積薄膜，裝配有沉積裝 置；至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室:與真空沉積室進(jìn)口相連，裝配有真空 泵；至少一級(jí)出口真空保護(hù)室與真空沉積室出口相連，裝配有真空 泵；傳送裝置裝配有傳送帶和傳送輪，用于以一定的間隔和一定的 速度連續(xù)傳送基底從外界大氣環(huán)境通過進(jìn)口真空預(yù)抽室進(jìn)入真空沉 積室進(jìn)行沉積，并從真空沉積室通過出口真空保護(hù)室進(jìn)入外界大氣環(huán) 境，在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)置至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、在真空沉積 室的出口設(shè)置至少一級(jí)出口真空保護(hù)室，使位于真空沉積室兩邊的進(jìn) 口真空預(yù)抽室、出口真空保護(hù)室的真空度與真空沉積室的真空度基本 相同，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度，各級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉 積室、各級(jí)出口真空保護(hù)室之間由狹縫連通，并由設(shè)置在狹縫處的閥 門密封，基底通過狹縫進(jìn)入各室， 一控制裝置與閥門連接，用于控制 閥門在基底通過時(shí)開啟，基底通過后關(guān)閉，其中位于真空沉積室進(jìn)口 一側(cè)的各閥門為進(jìn)口閥門，位于真空沉積室出口 一側(cè)的各閥門為出口 閥門，基底在進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一 個(gè)進(jìn)口閥門和至少一個(gè)出口閥門是關(guān)閉的，以保持真空沉積室內(nèi)的真 空度不變。每一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、出口真空保護(hù)室和真空沉積室都 有各自獨(dú)立的基底傳送裝置，其基底傳送速度由各自的步進(jìn)電機(jī)分別 控制，通過改變各傳送裝置的傳送速度來調(diào)整基底的傳送速度，使相 鄰二塊基底之間的間距在到達(dá)真空沉積室內(nèi)的沉積裝置前縮小，并使 己沉積薄膜的基底在離開真空沉積室時(shí)，相鄰兩塊基底之間的間距增 大?；自谡婵粘练e室內(nèi)的傳送速度為恒定速度，在真空沉積室的進(jìn) 口設(shè)有一段追趕區(qū)，加快基底在進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的傳送速度，使后一基底在追趕區(qū)內(nèi)追上前一基底，在真空沉積室的出口設(shè)一段分離 區(qū)，加快基底在出口真空保護(hù)室的傳送速度，使前一基底與后一基底 在分離區(qū)分離。
當(dāng)進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室各為二級(jí)時(shí)，第一級(jí)進(jìn)口真 空預(yù)抽室同外界大氣環(huán)境相連，而第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室同真空沉積 室相連，第一級(jí)出口真空保護(hù)室同外界大氣環(huán)境相連，而第二級(jí)真空 保護(hù)室同真空沉積室相連，此時(shí)真空沉積裝置共有三個(gè)進(jìn)口閥門和三 個(gè)出口閥門，第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和第二級(jí)出口真空 保護(hù)室的真空泵是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，以確保真空沉積室內(nèi)的真空度，第一 級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室和第一級(jí)出口真空保護(hù)室的真空泵在真空沉積裝 置同大氣相連的進(jìn)口閥門和出口閥門關(guān)閉時(shí)工作，開啟時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
首先真空沉積裝置的三個(gè)進(jìn)口閥門和三個(gè)出口閥門是關(guān)閉的，打 開第二級(jí)真空預(yù)抽室、真空沉積室和第二級(jí)真空保護(hù)室的真空泵，使 其真空度達(dá)到真空沉積的要求，基底從真空預(yù)抽室外面的傳送帶進(jìn)入 第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室的進(jìn)口狹縫時(shí)，同大氣相通的閥門快速打開， 基底快速傳送入第一級(jí)真空預(yù)抽室內(nèi)。 一旦基底通過第一級(jí)真空預(yù)抽 室的進(jìn)口狹縫，其閥門快速關(guān)閉，并打開第一級(jí)真空預(yù)抽室的真空泵。 與此同時(shí)，基底以一定的速度向前移動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)第一級(jí)和第二級(jí)進(jìn) 口真空預(yù)抽室之間的閥門時(shí)，此閥門迅速打開，由于基底在到達(dá)此閥 門前，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的氣壓已經(jīng)和第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室 相同，故第二級(jí)真空預(yù)抽室和真空沉積室的真空度不受此閥門打開及 基底進(jìn)入的影響。當(dāng)基底通過此閥門后，此閥門快速關(guān)閉。此時(shí)基底 在第二級(jí)真空預(yù)抽室內(nèi)以一定的速度向真空沉積室的進(jìn)口閥門移動(dòng)。 當(dāng)基底達(dá)到該進(jìn)口閥門時(shí)，該進(jìn)口閥門快速打開，基底從而進(jìn)入真空 沉積室。 一旦基底通過該進(jìn)口閥門后，該進(jìn)口閥門快速關(guān)閉。由于第 二級(jí)迸口真空預(yù)抽室的真空度和真空沉積室的真空度一直相等，因此 真空沉積室內(nèi)的真空度不受真空沉積室進(jìn)口閥門打開、基底進(jìn)入的 影響。
薄膜沉積在真空沉積室內(nèi)完成后，沉積有薄膜的基底首先通過真 空沉積室的出口閥門進(jìn)入第二級(jí)出口真空保護(hù)室，然后通過二級(jí)出口 真空保護(hù)室之間的閥門進(jìn)入第一級(jí)出口真空保護(hù)室。一旦基底通過該閥門后，該閥門快速關(guān)閉。然后打開第一級(jí)出口真空保護(hù)室的充氣閥， 一旦第一級(jí)出口真空保護(hù)室內(nèi)的壓力接近外面空氣氣壓時(shí)，打開第一 級(jí)出口真空保護(hù)室的出口閥門，沉積有薄膜的基底進(jìn)入外面的傳送 帶。 一旦沉積有薄膜的基底離開第一級(jí)出口真空保護(hù)室后，關(guān)閉第一 級(jí)出口真空保護(hù)室的充氣閥和該出口閥門，然后打開第一級(jí)出口真空 保護(hù)室的真空泵。
在基底進(jìn)入第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室前，相鄰二塊基底之間的空間 距離大于或等于基底的長(zhǎng)度。 一旦在同大氣相連的進(jìn)口閥門打開讓基 底經(jīng)過時(shí)，二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室之間的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)基底快 速通過同大氣相連的進(jìn)口閥門后，該閥門快速關(guān)閉，并打開第一級(jí)真 空預(yù)抽室內(nèi)的真空泵，同時(shí)降低基底傳送速度，以保證第一級(jí)進(jìn)口真 空預(yù)抽室的真空度在二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室之間的閥門打開前同第二 級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的真空度一致。在該基底前面一塊基底離開第二 級(jí)預(yù)抽室的傳送裝置后，增加第一、二級(jí)預(yù)抽室和預(yù)抽室外的傳送裝 置的傳送速度，以加快該基底和該基底后面所有基底的傳送速度。在 該基底離開二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室之間的閥門后，關(guān)閉該閥門，打開第 一級(jí)預(yù)抽室的充氣閥。當(dāng)該預(yù)抽室的氣壓達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí)，打開第 一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室的進(jìn)口閥門，讓該基底后面的基底快速進(jìn)入第一 級(jí)預(yù)抽室。在該基底前面一塊基底完全傳送到真空沉積室內(nèi)的傳送裝 置上時(shí)，該基底同它前面一塊基底之間的空間距離己經(jīng)從大于基底長(zhǎng) 度縮短到l厘米以下。與此同時(shí)，該基底后面的一塊基底已經(jīng)完全進(jìn) 入第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室。
在沉積有薄膜的基底進(jìn)入第二級(jí)出口真空保護(hù)室前，相鄰二塊基 底之間的空間距離小于1厘米以下，當(dāng)該基底離開真空沉積室內(nèi)的傳 送裝置后，它的傳送速度受第二級(jí)和第一級(jí)真空保護(hù)室內(nèi)的傳送裝置 控制。通過改變?cè)摱?jí)內(nèi)的傳送裝置的傳送速度，相鄰二塊沉積有薄 膜的基底之間的空間距離由小于1厘米以下增加到大于或等于基底 的長(zhǎng)度。
當(dāng)進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室各只有一級(jí)時(shí)，至少一只進(jìn)
口閥門和一只出口閥門是關(guān)閉的。進(jìn)口真空預(yù)抽室、出口真空保護(hù)室 和真空薄膜沉積室都有各自獨(dú)立的基底傳送裝置，其基底傳送速度由各自的步進(jìn)電機(jī)分別控制。真空沉積室的真空泵是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，以確 保真空沉積室內(nèi)的真空度、進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室的真空 泵在同大氣相連的進(jìn)口閥門和出口閥門關(guān)閉時(shí)工作，開啟時(shí)停止運(yùn) 轉(zhuǎn)。
首先同真空沉積室相鄰的二個(gè)閥門是關(guān)閉的，以確保真空沉積室 內(nèi)的真空度?；子蓚魉脱b置通過同大氣相鄰的進(jìn)口閥門快速度進(jìn)入 進(jìn)口真空預(yù)抽室， 一旦基底進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室，迅速關(guān)閉同大氣相 鄰的進(jìn)口閥門，并打開進(jìn)口真空預(yù)抽室的真空泵，待進(jìn)口真空預(yù)抽室 的真空度同真空沉積室的一致時(shí)，打幵進(jìn)口真空預(yù)抽室和真空沉積室 之間的閥門，基底快速向真空沉積室移動(dòng)。此時(shí)，該基底前面一塊基 底完全離開進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的傳送裝置，正在真空沉積室內(nèi)的傳送 裝置上慢速向前移動(dòng)。在前面一塊基底完全傳送到真空沉積室內(nèi)的傳 送裝置上時(shí)，該基底同它前面一塊基底之間的空間距離已經(jīng)從大于或 等于基底長(zhǎng)度縮短到1厘米以下，然后降低進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)傳送裝 置的傳送速度，使其同真空沉積室內(nèi)的傳送裝置的傳送速度一致，一 旦該基底離開進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的傳送裝置，關(guān)閉進(jìn)口真空預(yù)抽室和 真空沉積室之間的閥門。打開進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的充氣閥，當(dāng)進(jìn)口真 空預(yù)抽室內(nèi)氣壓同外面大氣一致時(shí)，打開同大氣相連的閥門，該基底 后面的一塊基底快速進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室。當(dāng)后面這塊基底完全進(jìn)入 進(jìn)口真空預(yù)抽室后，關(guān)閉進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)同大氣相連的進(jìn)口閥門， 打開進(jìn)口預(yù)抽室內(nèi)的真空泵，當(dāng)進(jìn)口預(yù)抽室內(nèi)的真空度同真沉積空室 內(nèi)的一致時(shí)，打開進(jìn)口真空預(yù)抽室和真空沉積室之間的閥門，讓這塊 后面的基底追趕前面那塊還沒有完全傳送到真空沉積室內(nèi)傳送裝置 的但以慢速向前移動(dòng)的基底。
在沉積有薄膜的基底進(jìn)入出口真空保護(hù)室前，相鄰二塊基底間的 空間距離小于1厘米以下，當(dāng)該基底離開真空沉積室內(nèi)的傳送裝置 后，它的傳送速度受出口真空保護(hù)室內(nèi)的傳送裝置控制。通過改變?cè)?出口真空保護(hù)室內(nèi)的傳送裝置的傳送速度，相鄰二塊沉積有薄膜的基 底之間的空間距離由小于1厘米以下增加到大于或等于基底的長(zhǎng)度。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案
參見圖1A，真空薄膜沉積裝置100由第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6、第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7、真空沉積室8、第二級(jí)出口真空保護(hù)室9、 第一級(jí)出口真空保護(hù)室10構(gòu)成。每?jī)蓚€(gè)真空腔體之間用閥門3來實(shí) 現(xiàn)相互的密封。同樣，在第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6與外界大氣之間， 第一級(jí)出口真空保護(hù)室10與外界大氣之間也用閥門3作為密封裝置。 第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6的作用是作為進(jìn)口端的真空預(yù)抽室，當(dāng)基底 2進(jìn)入第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6后，首先關(guān)閉第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室 6與外界大氣之間的閥門3，打開第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)的真空 泵，完成第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)從大氣到真空的轉(zhuǎn)變，預(yù)抽的真 空度要求與第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7的真空度大小相當(dāng)，這樣當(dāng)位于 第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6和第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7之間的閥門3打 開時(shí)不會(huì)產(chǎn)生壓差。在真空薄膜沉積裝置100的進(jìn)口端，只有第一 級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6與外界大氣接觸，第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7和真 空沉積室8并不直接與外界大氣接觸。第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7的作 用主要是緩沖作用，真空度保持一定數(shù)值不變，這樣可以保證真空沉 積室8不與外界大氣接觸，保證真空沉積室8的沉積環(huán)境穩(wěn)定。同時(shí) 第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7還可以起到對(duì)基底的預(yù)熱作用，可以根據(jù)需 要在第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7腔體里面排布保溫材料和加熱元件，對(duì) 基底2進(jìn)行預(yù)加熱。由于不接觸外界大氣，并保持一定的真空度，故 熱量損失比較小。因此利用該室作為預(yù)熱室比較節(jié)能。前后相隔一段 間距的基底2從大氣端由傳送裝置4被送進(jìn)第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6， 在第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)完成從大氣到真空的過程，完成此過程 后，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6與第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7之間的閥門 3被打開，基底2由傳送裝置的傳送輪1被傳送入第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù) 抽室7，通過傳送輪1的變速，使得后面的基底在追趕區(qū)29追趕上 前面的基底，在進(jìn)入真空沉積室8后，前后基底之間的間距被縮短至 l厘米以下。這個(gè)過程將在后面詳細(xì)敘述。
真空沉積室8內(nèi)的真空度保持在一定的恒定數(shù)值，內(nèi)部安裝有沉 積裝置5，沉積裝置的數(shù)量可以根據(jù)薄膜沉積的需要增加或減少，當(dāng) 基底2通過沉積裝置5時(shí)，薄膜就被沉積在基底2上?；?由傳送 輪1支撐并傳送。傳送輪1由不銹鋼制成，可以承受至少500攝氏度 的高溫。如果真空薄膜沉積工藝有更高溫度要求，也可采用其他耐高溫材料，如碳化硅，氮化硅，石墨，等耐熱材料。
第二級(jí)出口真空保護(hù)室9的作用和第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7類 似，保護(hù)真空薄膜沉積室內(nèi)的真空。同時(shí)，該出口真空保護(hù)室還可以 作為一個(gè)后處理室，可以保持需要的溫度，并對(duì)基底2作相應(yīng)的后處 理。第一級(jí)出口真空保護(hù)室10的作用與第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6相 反，基底2在該室內(nèi)完成從真空到大氣的過程。這樣第二級(jí)出口真空 保護(hù)室9不會(huì)與大氣接觸，從而保證真空沉積室8內(nèi)的沉積環(huán)境穩(wěn)定。 相距不到1厘米的基底從真空沉積室8由傳送輪1被運(yùn)送出來進(jìn)入第 二級(jí)出口真空保護(hù)室9，同時(shí)通過傳送輪l的變速，在分離區(qū)30，相 鄰兩塊基底之間的間距被拉大。基底2被運(yùn)送至第一級(jí)出口真空保護(hù) 室10內(nèi)時(shí)，前后基底之間的間距已經(jīng)恢復(fù)到進(jìn)入第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù) 抽室7之前的距離。同時(shí)，基底2在第一級(jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi)完 成從真空到大氣的過程。當(dāng)?shù)谝患?jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi)的氣壓達(dá)到 外界大壓時(shí)，沉積有薄膜的基底被傳送輪1運(yùn)送出真空薄膜沉積裝置 100，由位于大氣中的傳送裝置4接收。這個(gè)過程將在后面詳細(xì)敘述。
參見圖1B，進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室各只有一級(jí)，當(dāng) 基底2進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室6'后，首先關(guān)閉該級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室與 外界大氣之間的閥門3，打開該級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的真空泵，完成 該級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室從大氣到真空的轉(zhuǎn)變。當(dāng)預(yù)抽的真空度與真空沉 積室8的真空度大小相當(dāng)時(shí)，打開位于該級(jí)真空預(yù)抽室和真空沉積室 之間的閥門3，基底2由傳送輪1傳送進(jìn)入真空沉積室，同時(shí)通過傳 送輪1的變速，使得后面的基底在追趕區(qū)29追趕上前面的基底。在 沉積薄膜前，相鄰兩片基底之間的間距小于1厘米。完成薄膜沉積后， 由傳送輪1將沉積有薄膜的基底2傳送進(jìn)入出口真空保護(hù)室10，， 同時(shí)通過傳送輪1的變速，使相鄰基底之間的間距在分離區(qū)30增大 至原先的距離。當(dāng)基底2進(jìn)入出口真空保護(hù)室10'后，位于真空沉 積室8和出口真空保護(hù)室10'之間的閥門3被關(guān)閉，打開在出口真 空保護(hù)室10'內(nèi)的充氣閥，完成該出口真空保護(hù)室10'從真空到大 氣的過程，然后基底3被運(yùn)送出真空薄膜沉積裝置100，由大氣中的 傳送裝置4接收。
圖2A 2F描述的是在進(jìn)口端通過傳送輪1的變速，完成相鄰基底從相隔一段距離到連續(xù)排列(間距小于l厘米)的過程。同時(shí)保證 真空沉積室內(nèi)的真空度不受基底從外界傳送進(jìn)入真空薄膜沉積裝置
100的影響。在真空沉積室8內(nèi)，基底的連續(xù)排列有助于提高薄膜原 材料的利用率。在進(jìn)口真空預(yù)抽室6、 7和真空沉積室8內(nèi)傳動(dòng)裝置 的傳送輪分別定義為la、 lb和lc，從第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6到真 空沉積室8的三只進(jìn)口閥門分別定義為3a、 3b和3c。圖中，在沉積 室8的左端有一段沒有傳送輪1的追趕區(qū)29。 28是相鄰兩片基底之 間的間距。傳送輪lc的傳送速度為恒定x，傳送輪la和lb的運(yùn)轉(zhuǎn) 速度相等，但是它們的傳送速度可調(diào)，快速時(shí)為速度y，慢速時(shí)為速 度x。基底在位于第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6外的傳送裝置4上的運(yùn)行 速度同在進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的運(yùn)行速度一致。通過闡述三片相鄰基底 的運(yùn)行規(guī)律，來詳細(xì)說明在進(jìn)口端實(shí)現(xiàn)基底之間距離縮短這一過程， 三片基底分別是2a、 2b和2c。下面詳細(xì)闡述6個(gè)不同時(shí)刻的基底 位置，閥門狀態(tài)，腔體真空度狀態(tài)。第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7和真空 沉積8 —直處于真空狀態(tài)，而第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6的真空度可變。 在圖2A時(shí)刻，基底2a已經(jīng)脫離了傳送輪lb，完全處于傳送輪 lc上，基底2a的末端位于追趕區(qū)29的起點(diǎn)35?；?a在真空沉積 室8內(nèi)以慢速x前進(jìn)?；?b處于傳送輪la和lb上，此時(shí)，傳送 輪la和lb的傳送速度即將由慢速x變?yōu)榭焖賧，傳送輪lc的速度 為慢速x。由于基底2b的速度大于基底2a的速度，所以基底2a和 2b之間的間距將會(huì)慢慢變小。此時(shí)的閥門狀態(tài)是閥門3a關(guān)閉，閥門 3b開啟，閥門3c剛剛關(guān)閉。第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6處于真空狀態(tài)。 在圖2B時(shí)刻，傳送輪lc帶著基底2a仍然以速度x前進(jìn)，而傳送 輪lb和傳送裝置4帶著基底2b和2c以速度y前進(jìn)，基底2a和2b 之間的間距進(jìn)一步縮小，基底2a的末端已經(jīng)位于追趕區(qū)29的中部。 此時(shí)基底2b己經(jīng)進(jìn)入第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7內(nèi)，閥門3b剛剛關(guān)閉， 基底2c還沒有進(jìn)入第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6，離閥門3a還有一段距 離。此時(shí)，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6開始快速放氣至大氣壓。此時(shí)的 閥門狀態(tài)是閥門3a、 3b和3c關(guān)閉。
在圖2C時(shí)刻，基底2c即將進(jìn)入第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6，閥門 3a即將開啟，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)的氣壓已經(jīng)升高至大氣壓。此時(shí)，位于第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6外的傳送裝置4的運(yùn)行速度是y。 快速運(yùn)行的傳送輪la和傳送裝置4相互配合，將基底2c快速傳送進(jìn) 第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6，這樣能保證閥門3a處于開啟狀態(tài)的時(shí)間 最短?；?b仍然以快速y追趕基底2a。它們之間的距離28進(jìn)一 步縮短。此時(shí)三個(gè)閥門的狀態(tài)均為關(guān)閉。
接下來的狀態(tài)是圖2D的狀態(tài)。此時(shí)，基底2a的末端己經(jīng)到了追 趕區(qū)29的終點(diǎn)36，即傳送輪lc上。 一旦基底2b的前端接觸到傳送 輪lc，由于基底2b同時(shí)位于傳送輪lb和lc上，傳送輪la和lb開 始同時(shí)變?yōu)楹蚻c 一樣的慢速x運(yùn)行?；?b經(jīng)過一段時(shí)間的快速傳 送，已經(jīng)追上了前面的基底2a。這樣，基底2b和基底2a之間的間 距28可以縮短為零。根據(jù)真空薄膜沉積的實(shí)際需要，基底之間的最 終距離可以通過改變傳送速度x， y得到實(shí)現(xiàn)。而此時(shí)，基底2c正好 完全進(jìn)入第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)，閥門3a剛剛關(guān)閉，第一級(jí)進(jìn) 口真空預(yù)抽室6開始抽氣，由于傳送輪la速度由快速y變?yōu)槁賦， 這樣大大增加了第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6的抽真空時(shí)間，便于基底 2c在運(yùn)行至閥門3b之前，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6內(nèi)的真空度已經(jīng) 與第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7相當(dāng)，閥門3b可以順利幵啟。此時(shí)三個(gè) 閥門的狀態(tài)是閥門3a和3b關(guān)閉，3c開啟。
圖2E中，基底2c被傳送到閥門3b前，即將進(jìn)入第二級(jí)進(jìn)口真 空預(yù)抽室7。此時(shí)第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6的真空度已經(jīng)滿足要求， 和第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室7內(nèi)的真空度相同，閥門3b的兩端沒有氣 壓差，可以順利開啟。基底2b還沒有脫離傳送輪lb，所以傳送輪la， lb和lc仍然以慢速x運(yùn)行。此時(shí)閥門狀態(tài)為3a和3b關(guān)閉，3c開啟。
圖2F中，基底2b已經(jīng)脫離了傳送輪lb，基底2b的末端位于追 趕區(qū)29的起點(diǎn)35，以慢速x向前運(yùn)行。基底2c處于傳送輪la和lb 上，此時(shí)，傳送輪la和lb的傳送速度由慢速x變?yōu)榭焖賧，傳送輪 lc的速度保持恒定x。由于基底2c的速度大于基底2b的速度，所以 基底2b和2c之間的間距將會(huì)慢慢變小。此時(shí)的閥門狀態(tài)是閥門3a 關(guān)閉，閥門3b開啟，閥門3c剛剛關(guān)閉。第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室6處 于真空狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)與圖2A是一樣的。
圖2A 2F是連續(xù)化真空薄膜沉積生產(chǎn)線在真空薄膜沉積裝置進(jìn)
16口端運(yùn)行的一個(gè)周期?；?在進(jìn)口端完成了從彼此相隔一段較大的 距離28到相互間距小于1厘米的過程，同時(shí)保證真空沉積室8內(nèi)的 真空度不受基底2從外界大氣被傳送進(jìn)入真空薄膜沉積系統(tǒng)的影響， 在薄膜沉積過程中，真空沉積室8內(nèi)的真空度保持不變。由于在真空 沉積室8內(nèi)相鄰基底之間的距離控制在1厘米以下，沉積薄膜用的原 材料在薄膜沉積過程中通過相鄰基底之間的空間而造成的損失可以 忽略不計(jì)，因此，薄膜沉積可以連續(xù)進(jìn)行。
在完成真空薄膜沉積后，還需要依靠類似的方法將基底2從間距 小于1厘米增加到原先的間隔距離28，同時(shí)保證真空沉積室8內(nèi)的 真空度不受基底2從真空薄膜沉積系統(tǒng)傳送到外界大氣的影響。這個(gè) 過程將在圖3A 3F中描述。
圖3A 3F描述的是真空薄膜沉積裝置100的真空沉積室8、第 二級(jí)出口真空保護(hù)室9和第一級(jí)出口真空保護(hù)室10中，通過改變傳 送輪lc、 ld、 le的傳送速度，使連續(xù)排列(間距小于l厘米)的相 鄰兩片基底在分離區(qū)30處產(chǎn)生傳送速度差，從而增加彼此之間間距 的過程。圖3A中列有4片基底2d, 2e, 2f和2g，通過其中2d和2e 之間的間距的改變來描述這個(gè)過程。傳送輪分為3段，分別為位于真 空沉積室8內(nèi)的lc，位于第二級(jí)出口真空保護(hù)室9內(nèi)的ld，和位于 第一級(jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi)的le。其中l(wèi)c 一直以慢速x運(yùn)行，而 ld和le速度相同，但是可變，快速運(yùn)行時(shí)速度為y，慢速運(yùn)行時(shí)速 度為x。圖3A中包含三個(gè)閥門，分別是位于真空沉積室8和第二級(jí) 出口真空保護(hù)室9之間的閥門3d，位于第二級(jí)出口真空保護(hù)室9和 第一級(jí)出口真空保護(hù)10之間的閥門3e和位于第一級(jí)出口真空保護(hù)室 10和外界大氣之間的閥門3f 。真空沉積室8和第二級(jí)出口真空保護(hù) 室9 一直處于真空狀態(tài)，第一級(jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi)的真空度隨沉 積有薄膜的基底2的傳送而改變。
圖3A中，相鄰兩片基底2d和2e之間的間距小于l厘米，其中 基底2e前端即將離開分離區(qū)30，將通過閥門3d到達(dá)傳送輪ld上。 傳送輪lc運(yùn)行速度為x，傳送輪ld和le為快速y。 一旦基底2e接 觸到傳送輪ld，傳送輪ld和le的速度立刻變?yōu)槁賦。此時(shí)基底 2e和前面的基底2f的間距已經(jīng)拉開至最大值，即與基底進(jìn)入進(jìn)口端閥門3a前的基底間距相等?；?g已經(jīng)離開真空薄膜沉積裝置100， 閥門3f剛剛關(guān)閉，第一級(jí)出口真空保護(hù)室IO開始從大氣壓抽氣至真 空狀態(tài)，從而保證閥門3e打開時(shí)兩邊的氣壓相等。由于基底2f距離 閥門3e還有一段距離，加上傳送輪ld的速度為慢速x,大大增加基 底2f被運(yùn)送至閥門3e前的時(shí)間。這樣保證第一級(jí)出口真空保護(hù)室 10內(nèi)的抽氣時(shí)間最大。此時(shí)三個(gè)閥門的狀態(tài)均為關(guān)閉。
圖3B中，基底2e前段已經(jīng)在傳送輪ld上，但是還沒有脫離傳 送輪lc。傳送輪lc， ld和le都以慢速x運(yùn)行，基底2e和基底2d 之間的間距還是小于1厘米；基底2f已經(jīng)被傳送到閥門3e前，準(zhǔn)備 進(jìn)入第一級(jí)出口真空保護(hù)室IO。此時(shí)，第一級(jí)出口真空保護(hù)室IO內(nèi) 的氣壓已經(jīng)與第二級(jí)出口真空保護(hù)室9內(nèi)的相等，這樣閥門3e可以 順利打開。此時(shí)三個(gè)閥門狀態(tài)為閥門3d開啟，閥門3e和3f關(guān)閉。 第一級(jí)出口真空保護(hù)室10處于真空狀態(tài)。
圖3C中，基底2e剛剛完全離開傳送輪lc，基底2e的后面部份 還處在分離區(qū)30內(nèi)，基底2d的前端剛進(jìn)入分離區(qū)30的起點(diǎn)37。傳 送輪ld和le以快速y運(yùn)行，而傳送輪lc還是以慢速x運(yùn)行。這樣 在基底2d以慢速x通過分離區(qū)30的過程中，基底2e則以快速y的 速度被傳送進(jìn)入第二級(jí)出口真空保護(hù)室9，從而導(dǎo)致基底2d和2e之 間的間距變大。基底2f正在向第一級(jí)出口真空保護(hù)室10傳送。此時(shí) 三個(gè)閥門的狀態(tài)為閥門3d和3e開啟，閥門3f關(guān)閉。由于第一級(jí)出 口真空保護(hù)室10此時(shí)處于真空狀態(tài)，真空沉積室8和第二級(jí)出口真 空保護(hù)室9的真空度得到保障。
圖3D中，基底2e已經(jīng)進(jìn)入第二級(jí)出口真空保護(hù)室9內(nèi)，閥門 3d己經(jīng)關(guān)閉，傳送輪ld和le的傳送速度為快速y，基底2d的前端 部還在分離區(qū)30內(nèi)，并以慢速x運(yùn)行?；?d與2e之間的間距已 經(jīng)增加到如圖3D中31所表示的距離?；?f完全進(jìn)入第一級(jí)出口 真空保護(hù)室10內(nèi)，關(guān)閉閥門3e，打開位于第一級(jí)出口真空保護(hù)室IO 內(nèi)的充氣閥門，使閥門3f兩邊的氣壓相等，為順利打開閥門3f作準(zhǔn) 備。此時(shí)閥門狀態(tài)是閥門3d， 3e和3f全部關(guān)閉。
圖3E和圖3D的區(qū)別為基底2f已經(jīng)被傳送到閥門3f前，第一級(jí) 出口真空保護(hù)室10的氣壓已經(jīng)到達(dá)大氣壓，閥門3f即將開啟。這樣閥門3f開啟時(shí)閥門兩邊沒有壓差。此時(shí)閥門狀態(tài)為閥門3d和3e關(guān) 閉，閥門3f即將被打開。
圖3F中，基底2d的前端即將接觸到處于關(guān)閉狀態(tài)的閥門3d， 傳送輪lc運(yùn)行速度為x,傳送輪ld和le還是以快速y運(yùn)行。 一旦 基底2d通過閥門3d接觸到傳送輪ld，傳送輪ld和le的速度立刻 減速到慢速x，此時(shí)基底2d和基底2e的間距為最大，與基底進(jìn)入真 空薄膜沉積裝置前的間距28相等?；?f已經(jīng)離開真空薄膜沉積裝 置，關(guān)閉閥門3f，將第一級(jí)出口真空保護(hù)室10開始從大氣壓抽氣至 真空狀態(tài)，從而保證閥門3e打開時(shí)兩邊的氣壓相等，基底2e可以順 利通過閥門3e進(jìn)入第一級(jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi)。由于基底2d通過 閥門3d時(shí)，傳送輪ld的速度為慢速x，基底2e從圖3F所示的位置 到閥門3e的時(shí)間被延長(zhǎng)，因而可以保證第一級(jí)出口真空保護(hù)室10內(nèi) 的抽真空時(shí)間最大化。
圖3F的狀態(tài)與圖3A相同。圖3A 3F是連續(xù)化真空薄膜沉積生 產(chǎn)線在真空薄膜沉積裝置100出口端的一個(gè)運(yùn)行周期，同時(shí)保證真空 沉積室8內(nèi)的真空度不受已沉積有薄膜的基底2從真空薄膜沉積裝置 100傳送到外界大氣的影響
圖4A和圖4B是閥門3開關(guān)的示意圖。閥門3由氣缸11、聯(lián)軸 器12、氣缸底座13、氣缸桿34、閥門桿14、動(dòng)閥板15、定閥板16、 狹縫17和橡膠圈18組成?；?是通過閥門3上的狹縫17進(jìn)入另 一個(gè)腔體的。閥門3的啟閉由一控制裝置(圖中未示出)控制。
圖4A是閥門關(guān)閉的狀態(tài)，氣缸11上部空間32充氣，帶動(dòng)氣缸 桿34往下壓，由聯(lián)軸器12帶動(dòng)的閥門桿14同樣往下壓，這樣動(dòng)閥 板15就接觸到定閥板16，由于動(dòng)閥板15和定閥板16的接觸面是斜 面，所以兩者接觸時(shí)會(huì)對(duì)垂直于斜面的方向有徑向分力，而動(dòng)閥板 15上有橡膠密封圈18，徑向分力可以將橡膠圈壓緊而對(duì)狹縫17產(chǎn)生 密封作用。而當(dāng)基底2靠近時(shí)，閥門3需要打開，使基底2可以通過 閥門3上的狹縫17進(jìn)入另一個(gè)腔體。如圖4B所示，閥門3開啟時(shí)， 氣缸11的下部空間33充氣，使得氣缸桿34往上抬，由聯(lián)軸器12帶 動(dòng)的閥門桿14同樣往上抬，使狹縫17打開，這樣，基底2就可以通 過狹縫17進(jìn)入另一個(gè)腔體。圖5是圖1A中沿50方向的真空薄膜沉積系統(tǒng)的進(jìn)口端截面圖。 圖中從另一個(gè)視角體現(xiàn)了閥門3的結(jié)構(gòu)。4是第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室 6外的基底運(yùn)送裝置，狹縫17的高度約大于基底2的厚度，基底2 進(jìn)入狹縫17時(shí)，處于狹縫17的中間位置，這樣在基底2的上下各有 一定的空間可以保證基底2順利通過。同樣，狹縫17的寬度也約大 于基底2的寬度，基底2通過該狹縫時(shí)同樣在左右兩邊各有一個(gè)很小 的空間。這些空間的尺寸在5mm以內(nèi)，這樣當(dāng)?shù)诙?jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室 7需要加熱時(shí)，可以將熱量從狹縫17和基底2之間的空間的流失減 到最小。
圖6是真空沉積室8的水平剖視圖。真空沉積室8由真空泵21、 抽真空管道22、追趕區(qū)29、分離區(qū)30、加熱元件20、保溫材料19、 傳動(dòng)輪l、沉積裝置5和真空腔壁23組成。A是基底2的運(yùn)行方向， 基底2在真空沉積室8內(nèi)是連續(xù)排列的，彼此間隔小于1厘米。在薄 膜沉積過程中，由沉積裝置5提供薄膜材料氣相源，從上往下通過化 學(xué)氣相沉積，真空蒸發(fā)，濺射，有機(jī)金屬氣相沉積，外延膜真空沉積， 化學(xué)氣相轉(zhuǎn)移沉積，升華沉積，近空間升華沉積等薄膜真空沉積技術(shù) 對(duì)連續(xù)排列，并沿A方向移動(dòng)的基底2進(jìn)行薄膜沉積。其中的化學(xué)氣 相轉(zhuǎn)移沉積指的是用惰性氣體將被沉積的化合物材料帶入真空沉積 室內(nèi)的沉積裝置5，在沉積裝置5內(nèi)，該化合物材料升華或蒸發(fā)產(chǎn)生 氣相化合物，然后在惰性氣體的幫助下被轉(zhuǎn)移到表面溫度低于氣相化 合物溫度的基底2上沉積成膜?；衔锊牧习诨k，硫化鎘，碲 化鋅等一切可以在真空中升華或蒸發(fā)的半導(dǎo)體，金屬，非金屬材料。 其中的近空間升華沉積指的是將沉積裝置5內(nèi)的固體化合物材料加 熱，使之升華形成氣相，然后擴(kuò)散到達(dá)溫度低于氣相化合物溫度的基 底2表面沉積而形成薄膜，同樣，被沉積的化合物材料包括碲化鎘， 硫化鎘，碲化鋅等可以在真空中升華的半導(dǎo)體，金屬，非金屬材料。 當(dāng)薄膜沉積采用濺射技術(shù)時(shí)，沉積裝置5就是濺射沉積系統(tǒng)內(nèi)的陰 極。用于濺射的靶材安裝在陰極內(nèi)，所有絕緣體，導(dǎo)體，半導(dǎo)體材料 可以用于濺射用的靶材。
由于追趕區(qū)29和分離區(qū)30距離較長(zhǎng)，為了基底2可以在該兩個(gè) 區(qū)平穩(wěn)運(yùn)行，需要在沉積室8的追趕區(qū)29和分離區(qū)30安裝支撐輪24替代傳動(dòng)輪支承基底。對(duì)腔體和基底進(jìn)行加熱和恒溫由安裝在沉 積室內(nèi)的加熱元件20和保溫材料19提供。加熱元件20可以采用電 阻絲，鹵鎢燈和加熱石英管等。
圖7是真空沉積的另一種沉積實(shí)施方式。在如圖7所示的真空薄 膜沉積室8'中，沉積裝置5'安裝在基底2的下方，從下往上通過 化學(xué)氣相沉積，真空蒸發(fā)，濺射，有機(jī)金屬氣相沉積，外延膜真空沉 積，化學(xué)氣相轉(zhuǎn)移沉積，升華沉積，近空間升華沉積等真空薄膜沉積 技術(shù)對(duì)連續(xù)排列，并向A方向移動(dòng)的基底2進(jìn)行薄膜沉積。為了實(shí)現(xiàn) 這樣一種形式的薄膜沉積，類似圖6中在基底2底部排列的傳送輪1 的形式需要改變。因?yàn)榛?沉積完薄膜后，不能接觸傳送裝置，不 然會(huì)對(duì)薄膜有損傷。因此，基底2在整條真空薄膜沉積生產(chǎn)線上的傳 送不是通過傳動(dòng)輪1，而是利用安裝在基底2兩邊的鋼帶26來實(shí)現(xiàn)。 鋼帶26由鋼帶支撐輪27支撐，保證鋼帶26不會(huì)彎曲變形。鋼帶26 的寬度在2厘米左右，支撐輪27的厚度等于或約小于鋼帶26的寬度。 沉積裝置5'坐落在兩條鋼帶之間。為了消除薄膜在鋼帶26和支撐 輪27上的沉積，鋼帶26和支撐輪27可以用能定期清理的物體覆蓋。 由于沉積在基底2下方的薄膜不同用于傳送基底的鋼帶26和支撐輪 27接觸，因此它不會(huì)在基底傳送過程中遭到破壞。當(dāng)然也可以在基 底2的兩端直接用鋼帶傳送，但是平穩(wěn)性不如鋼帶加支撐輪好。鋼帶 在真空薄膜沉積室內(nèi)的緊縮程度由一個(gè)伸縮機(jī)構(gòu)25進(jìn)行控制和調(diào) 節(jié)。
權(quán)利要求
1、一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征在于它包括以下步驟A)通過在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)置至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、在真空沉積室的出口設(shè)置至少一級(jí)出口真空保護(hù)室，使位于真空沉積室兩邊的進(jìn)口真空預(yù)抽室、出口真空保護(hù)室的真空度與真空沉積室的真空度基本相同，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度；B)各級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室、各級(jí)出口真空保護(hù)室之間由狹縫連通，并由設(shè)置在狹縫處的閥門密封，其中位于真空沉積室進(jìn)口一側(cè)的各閥門為進(jìn)口閥門，位于真空沉積室出口一側(cè)的各閥門為出口閥門，基底通過狹縫進(jìn)入各室，閥門在基底通過時(shí)開啟，在基底通過后關(guān)閉；C)基底以一定的間隔和一定的速度連續(xù)從外界大氣環(huán)境通過進(jìn)口真空預(yù)抽室傳送進(jìn)入真空沉積室進(jìn)行薄膜沉積，從真空沉積室通過出口真空保護(hù)室傳送進(jìn)入外界大氣環(huán)境；D)基底在進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一個(gè)進(jìn)口閥門和至少一個(gè)出口閥門是關(guān)閉的，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度不變。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征在于 它進(jìn)一步包括以下步驟E) 調(diào)整基底位于各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和出口真空保護(hù)室 內(nèi)時(shí)的傳送速度使相鄰二塊基底之間的間距在到達(dá)真空沉積室內(nèi)的 沉積裝置前縮小，并使基底在離開真空沉積室時(shí)，相鄰兩塊基底之間 的間距增大。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征在于 其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟相鄰二塊基底之間的間距在到達(dá) 真空沉積室內(nèi)的沉積裝置前縮短到1厘米以下。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征 在于其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和出口真空保護(hù)室內(nèi)的基底傳送裝置各自獨(dú)立設(shè)置，通過改變各 傳送裝置的傳送速度來調(diào)整基底的傳送速度。
5、 如權(quán)利要求2或3所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征 在于其中步驟E)進(jìn)一步包括以下步驟基底在真空沉積室內(nèi)的傳送 速度為恒定速度，在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)有一段追趕區(qū)，加快基底在 進(jìn)口真空預(yù)抽室內(nèi)的傳送速度，使后一基底在追趕區(qū)內(nèi)追上前一基 底。
6、 如權(quán)利要求5所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法，其特征在于 進(jìn)一步包括以下步驟在真空沉積室的出口設(shè)一段分離區(qū)，加快基底在出口真空保護(hù)室的傳送速度，使前一基底與后一基底在分離區(qū)分 離。
7、 一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，包括真空沉積室:用于在基底上沉 積薄膜，裝配有沉積裝置；傳送裝置裝配有傳送帶和傳送輪，用于 以一定的間隔和一定的速度連續(xù)傳送基底從外界大氣環(huán)境進(jìn)入真空 沉積室進(jìn)行薄膜沉積，并從真空沉積室進(jìn)入外界大氣環(huán)境，其特征在 于它還包括A) 至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室:與真空沉積室進(jìn)口相連，裝配有真空泵；B) 至少一級(jí)出口真空保護(hù)室與真空沉積室出口相連，裝配有真空泵；C) 狹縫設(shè)于進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室、出口真空保護(hù)室各室之 間，用于室與室之間連通和基底通過；D) 閥門設(shè)置在各狹縫處，用于使各室之間密封，其中位于真空沉積 室進(jìn)口 一側(cè)的各閥門為進(jìn)口閥門，位于真空沉積室出口 一側(cè)的各閥門 為出口閥門，在基底通過時(shí)開啟，基底通過后關(guān)閉，在基底進(jìn)入進(jìn)口 真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一個(gè)進(jìn)口閥門和至少一個(gè) 出口閥門是關(guān)閉的；E) 控制裝置與閥門相連，用于控制閥門的啟閉。
8、 如權(quán)利要求7所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，其特征在于位于各進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室和出口真空保護(hù)室內(nèi)的基底傳送 裝置都是各自獨(dú)立的，傳送裝置各自與步進(jìn)電機(jī)相連，基底傳送速度由各自的步進(jìn)電機(jī)分別控制，使相鄰二塊基底之間的間距在到達(dá)真空 沉積室內(nèi)的沉積裝置前縮小，并使已沉積薄膜的基底在離開真空沉積 室時(shí)，相鄰兩塊基底之間的間距增大。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，其特征在于所述基底在真空沉積室內(nèi)是連續(xù)排列的，彼此間隔小于1厘米。
10、 如權(quán)利要求7或8所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，其特征在于所述進(jìn)口真空預(yù)抽室和出口真空保護(hù)室各為二級(jí)，第一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室同外界大氣相連，而第二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室同真空沉積室 進(jìn)口相連，第一級(jí)出口真空保護(hù)室同外界大氣相連，而第二級(jí)出口真 空保護(hù)室同真空沉積室出口相連， 一旦同外界大氣相連的第一級(jí)進(jìn)口 真空預(yù)抽室進(jìn)口閥門打開讓基底經(jīng)過時(shí)，二級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室之間的 進(jìn)口閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，在同外界大氣相連的第一級(jí)出口真空保護(hù)室 的出口閥門打開讓基底經(jīng)過時(shí)，二級(jí)出口真空保護(hù)室之間的出口閥門 處于關(guān)閉狀態(tài)。
11、 如權(quán)利要求7或8所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，其特征在于所述真空沉積室的進(jìn)口處設(shè)有一段后一基底追趕前一基底的追趕區(qū)，真空沉積室的出口處設(shè)有一段前一基底與后一基底分開的分離 區(qū)。
12、 如權(quán)利要求11所述的一種連續(xù)化薄膜真空沉積裝置，其特征在于所述追趕區(qū)和分離區(qū)設(shè)有用于替代傳動(dòng)輪的支撐輪支承基底。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)化薄膜真空沉積方法及裝置，它包括以下步驟通過在真空沉積室的進(jìn)口設(shè)置至少一級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、在真空沉積室的出口設(shè)置至少一級(jí)出口真空保護(hù)室，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度；各級(jí)進(jìn)口真空預(yù)抽室、真空沉積室、各級(jí)出口真空保護(hù)室之間由狹縫連通，并由設(shè)置在狹縫處的閥門密封，基底通過狹縫進(jìn)入各室，閥門在基底通過時(shí)開啟，在基底通過后關(guān)閉；基底在進(jìn)入進(jìn)口真空預(yù)抽室和離開出口真空保護(hù)室時(shí)，至少一個(gè)進(jìn)口閥門和至少一個(gè)出口閥門是關(guān)閉的，以保持真空沉積室內(nèi)的真空度不變。調(diào)整基底的傳送速度使相鄰二塊基底之間的間距在到達(dá)沉積裝置前縮小，并使基底在離開真空沉積室時(shí)，相鄰兩塊基底之間的間距增大，從而實(shí)現(xiàn)薄膜沉積的連續(xù)化進(jìn)行和原材料利用率的極大提高。
文檔編號(hào)C23C14/56GK101463471SQ200910095388
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者夏申江, 朱志強(qiáng), 炯 金 申請(qǐng)人:浙江嘉遠(yuǎn)格隆能源股份有限公司