一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備及方法。包括對裝有基板的真空腔體抽真空至4.5X10-3Pa至5.5X10-3Pa；對基板表面進行離子清洗；將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.5X10-1Pa至5.5X10-1Pa，并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶生生成一層厚度為8nm至12nm的SiO2緩沖層；在真空度為7X10-1Pa至9X10-1Pa下在具有SiO2緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層。本發(fā)明通過在設(shè)置離子發(fā)生機構(gòu)對基板首先進行離子清洗，以便而后在處理后的基板之上通過中頻Si靶濺射生成一層SiO2緩沖層層緩沖層，SiO2緩沖層的親和力強，能使防污層與基板牢固的結(jié)合在一起，從而解決耐磨性差且使用時間短的問題，以及防污層結(jié)合力差、不耐磨以及膜層不均勻的問題。
【專利說明】一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的防污涂層大部分是使用藥水浸泡加烘干方案，具體為把基板放入藥水浸泡數(shù)分鐘后拿出，在烘干爐加熱烘干，此方法的缺點為，防污層結(jié)合力差、不耐磨以及膜層不均勻。目前該方法的使用越來越少，現(xiàn)有技術(shù)還有一種方法為真空蒸發(fā)鍍膜方法，此種方法較上述藥水浸泡方法，膜層均勻性好，耐磨性大大提高。但在正常使用時，膜層一般在30天以內(nèi)也會被磨損，且耐磨性較差。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備及方法來解決現(xiàn)有技術(shù)中藥水浸泡加烘干的方式防污層結(jié)合力差、不耐磨以及膜層不均勻，真空蒸發(fā)鍍膜的方式耐磨性差且使用時間短的問題。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，包括以下步驟:
對裝有基板的真空腔體抽真空至4.5X10_3Pa至5.5X1 O^3Pa ；
對基板表面進行離子清洗；
將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.5X10^Pa至5.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層；
在真空度為TXKT1Pa至QXKT1Pa下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0007]進一步，所述對基板表面進行離子清洗的步驟中，清洗電壓為550V至650V，清洗電流為0.4A至0.6A，清洗時間為4min至6min，清洗離子采用電離氬氣產(chǎn)生的離子；
進一步，所述將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.SXKT1Pa至5.SXKT1Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層的步驟中，所述中頻Si靶位置布氣包括，IS氣180sccm至230sccm,氧氣140sccm至160sccm,所述真空腔內(nèi)布氣包括注入 450sccm 至 550sccm IS氣；
進一步，所述將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.SXKT1Pa至5.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si革巴派射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層的步驟中,所述S12緩沖層的鍍膜時間為18min至24min，鍍膜電壓為380V至430V，所述鍍膜電流為13A至16A ；進一步，所述抽真空至4.5X1 O^3Pa至5.5X10_3Pa，并在鍍有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟中，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為1.9KW至 2.1KW ；
進一步，所述在真空度為7X10—%至9X1018下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟之前，還包括將真空腔體抽真空至4.5Xl(T3Pa 至 5.5X10_3Pa。
[0008]本發(fā)明還提供一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，包括真空箱，所述真空箱內(nèi)設(shè)有真空腔，所述真空腔內(nèi)設(shè)有基板轉(zhuǎn)架，其特征在于:所述真空腔內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)機構(gòu)，所述真空腔上還連接有抽真空機構(gòu)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有在基板鍍膜之前通過離子清洗基板表面的離子發(fā)生機構(gòu)和用于為基板表面生成Si02緩沖層的中頻Si濺射機構(gòu)，所述離子發(fā)生機構(gòu)和中頻Si濺射機構(gòu)均設(shè)于基板轉(zhuǎn)架的外側(cè)。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0010]進一步，所述中頻Si濺射機構(gòu)包括一個以上的中頻Si靶，配合所述基板轉(zhuǎn)架的基板的直徑不大于100mm，厚度不大于30mm ；
進一步，所述蒸發(fā)機構(gòu)包括兩個電極和與兩個所述電極相連接的用于固定并蒸發(fā)蒸料的加熱絲；
進一步，所述抽真空機構(gòu)包括旋片泵，所述旋片泵的吸入口上連接有羅茲泵，所述羅茲泵通過抽氣管連接有一個以上與真空腔相連接的分子泵。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過在設(shè)置離子發(fā)生機構(gòu)對基板首先進行離子清洗，以便而后在處理后的基板之上通過中頻濺射一層Si02緩沖層層緩沖層，Si02緩沖層的親和力強，能使防污層與基板牢固的結(jié)合在一起，從而解決現(xiàn)有的真空蒸發(fā)鍍膜帶來的耐磨性差且使用時間短的問題，以及藥水浸泡加烘干的方式防污層結(jié)合力差、不耐磨以及膜層不均勻的問題，由于Si02緩沖層的厚度8nm至12nm，常用的方式無法達到均勻的此厚度，因此，本發(fā)明采用中頻濺射的方式生成緩沖層，采用Si02靶位布氣包括，氬氣ISOsccm至230sccm,氧氣140sccm至160sccm,真空腔內(nèi)注入450sccm至550sccm気氣作為Si02的灘射環(huán)境，且Si02緩沖層的鍍膜時間為18min至24min，鍍膜電壓為380V至430V，所述鍍膜電流為13A至16A的條件下，能達到相對薄的固定厚度，進而增強防污層的成膜質(zhì)量；本發(fā)明設(shè)備中采用一個以上的中頻Si靶能進一步提高Si02緩沖層的成膜效果，抽真空機構(gòu)采取三級抽真空方式，能達到并維持需求的真空級別。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜方法的第一實施例；
圖2為本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜方法的第二實施例；
圖3為本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備中抽真空機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件如下:
1、真空腔體，2、基板轉(zhuǎn)架，3、蒸發(fā)機構(gòu)，31、加熱絲，32、電極，4、抽真空機構(gòu)，41、旋片泵,42、羅茲泵，43、分子泵，5、離子發(fā)生機構(gòu)，6、中頻Si濺射機構(gòu)，61、中頻Si靶，7、基板。
[0015]

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0017]圖1是本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜方法的第一實施例，包括以下步驟:
SOl，對裝有基板的真空腔體抽真空至4.5X1 O^3Pa至5.5X1 O^3Pa ；
S02，對基板表面進行離子清洗；
S03，將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.5X10^Pa至5.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si祀派射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層；
S04，在真空度為TXKT1Pa至QXKT1Pa下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層。
[0018]所述對基板表面進行離子清洗的步驟中，清洗電壓為550V至650V，清洗電流為0.4A至0.6A,清洗時間為4min至6min，清洗離子采用電離氬氣產(chǎn)生的離子；
所述將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.SXlO-1Pa至5.5X10^,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層的步驟中，所述中頻Si靶位置布氣包括，IS氣180sccm至230sccm,氧氣140sccm至160sccm,所述真空腔內(nèi)布氣包括注入450sccm至550sccm氬氣，所述Si02緩沖層的鍍膜時間為18min至24min，鍍膜電壓為380V至430V，所述鍍膜電流為13A至16A ；
上述中頻Si靶濺射步驟中，電離氬氣產(chǎn)生中頻Si靶濺射至基板所需的能量，濺射出的Si與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成S12，從而在基板上生成一層S12緩沖層。
[0019]所述抽真空至4.5X1 O^3Pa至5.5X10_3Pa，并在鍍有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟中，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為1.9KW至2.1Kff ；
圖2是本發(fā)明真空蒸發(fā)鍍膜方法的第二實施例；在圖1的基礎(chǔ)上，所述在真空度為7X10^Pa至QXlO-1Pa下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟之前，還包括S031，將真空腔體抽真空至4.5X1 O^3Pa至5.5X10_3Pa。
[0020]本發(fā)明還提供一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，包括真空箱，所述真空箱內(nèi)設(shè)有真空腔1，所述真空腔內(nèi)設(shè)有基板轉(zhuǎn)架2，其特征在于:所述真空腔內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)機構(gòu)3，所述真空腔上還連接有抽真空機構(gòu)4，所述真空腔內(nèi)設(shè)有在基板鍍膜之前通過離子清洗基板表面的離子發(fā)生機構(gòu)5和用于為基板表面生成S12緩沖層的中頻Si濺射機構(gòu)，所述離子發(fā)生機構(gòu)和中頻Si濺射機構(gòu)均設(shè)于基板轉(zhuǎn)架的外側(cè)6。
[0021]所述中頻Si濺射機構(gòu)包括一個以上的中頻Si靶61，配合所述基板轉(zhuǎn)架的基板的直徑不大于100mm,厚度不大于30mm ;所述蒸發(fā)機構(gòu)包括兩個電極31和與兩個所述電極相連接的用于固定并蒸發(fā)蒸料的加熱絲32 ;所述抽真空機構(gòu)包括旋片泵41，所述旋片泵的吸入口上連接有羅茲泵42，所述羅茲泵通過抽氣管連接有一個以上與真空腔相連接的43分子泵。本發(fā)明中基板為金屬表層已經(jīng)鍍好化合物。真空腔的直徑1250mm，高度1000mm。
[0022]本發(fā)明的一個實施例為:
對裝有基板的真空腔體抽真空至4.5X1 O^3Pa ；
對基板表面進行離子清洗，清洗電壓為550V至650V，清洗電流為0.4A至0.6A，清洗時間為6min ； 將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射鍍上一層厚度為8nm的Si02緩沖層，中頻Si靶位置布氣包括，氬氣230sccm，氧氣140sccm，所述真空腔內(nèi)布氣包括注入550sCCm氬氣；所述Si02緩沖層的鍍膜時間為24min，鍍膜電壓為430V，所述鍍膜電流為16A ；
S04，在真空度為TXK^Pa下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為25nm的防污層，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為2.1KW。
[0023]本發(fā)明的另一個實施例為:
對裝有基板的真空腔體抽真空至5.5X10_3Pa ；
對基板表面進行離子清洗，清洗電壓為650V，清洗電流為0.4A，清洗時間為4min ；
將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至5.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射鍍上一層厚度為12nm的Si02緩沖層，中頻Si靶位置布氣包括，氬氣180sccm，氧氣160sccm，所述真空腔內(nèi)布氣包括注入450sCCm氬氣；所述Si02緩沖層的鍍膜時間為18min，鍍膜電壓為430V，所述鍍膜電流為13A ；
在真空度為9乂10_中&下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm的防污層，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為1.9KW。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)選實施例為:
對裝有基板的真空腔體抽真空至5.0X10_3Pa ；
對基板表面進行離子清洗，清洗電壓為600V，清洗電流為0.5A，清洗時間為5min ；將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至5.0 XlO^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射鍍上一層厚度為10nm的Si02緩沖層，中頻Si靶位置布氣包括，氬氣200sccm，氧氣150sccm，所述真空腔內(nèi)布氣包括注入500sCCm氬氣；所述Si02緩沖層的鍍膜時間為20min，鍍膜電壓為400V，所述鍍膜電流為15A ；
將真空腔體抽真空至4.5Xl(T3Pa至5.5Xl(T3Pa ；
在真空度為SXK^Pa下在具有Si02緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為20nm的防污層，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為2.0KW。
[0025]上述步驟成膜的實驗測試如下:
其中水滴角>115度
耐磨實驗:
棉布10mm，圓負載200G，摩擦3000T，水滴角>110度。
[0026]棉布沾酒精10mm，圓負載200G，摩擦2000T，水滴角>110度。
[0027]正常使用可6個月以上，不掉膜。
[0028]通過在設(shè)置離子發(fā)生機構(gòu)對基板首先進行離子清洗，以便而后在處理后的基板之上通過中頻濺射一層Si02緩沖層層緩沖層，Si02緩沖層的親和力強，能使防污層與基板牢固的結(jié)合在一起，從而解決現(xiàn)有的真空蒸發(fā)鍍膜帶來的耐磨性差且使用時間短的問題，以及藥水浸泡加烘干的方式防污層結(jié)合力差、不耐磨以及膜層不均勻的問題，由于Si02緩沖層的厚度8nm至12nm，常用的方式無法達到均勻的此厚度，因此，本發(fā)明采用中頻濺射的方式生成緩沖層，采用Si02祀位布氣包括,IS氣180sccm至230sccm,氧氣140sccm至160sccm,真空腔內(nèi)注入450sccm至550sccm IS氣作為Si02的派射環(huán)境，且Si02緩沖層的鍍膜時間為18min至24min，鍍膜電壓為380V至430V，所述鍍膜電流為13A至16A的條件下，能達到相對薄的固定厚度，進而增強防污層的成膜質(zhì)量；本發(fā)明設(shè)備中采用一個以上的中頻Si祀能進一步提高S12緩沖層的成膜效果,抽真空機構(gòu)采取三級抽真空方式,能達到并維持需求的真空級別。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于，包括以下步驟: 對裝有基板的真空腔體抽真空至4.5X1 O^3Pa至5.5X1 O^3Pa ； 對基板表面進行離子清洗； 將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.5X10^Pa至5.5X10^Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層； 在真空度為TXKT1Pa至QXKT1Pa下在具有S12緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于:所述對基板表面進行離子清洗的步驟中，清洗電壓為550V至650V，清洗電流為0.4A至0.6A,清洗時間為4min至6min,清洗離子采用電離IS氣產(chǎn)生的離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于:所述將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.SXlO-1Pa至5.SXKT1Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層的步驟中，所述中頻Si靶位置布氣包括，IS氣180sccm至230sccm,氧氣140sccm至160sccm,所述真空腔內(nèi)布氣包括注入450sccm 至 550sccm 氣氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于:所述將真空腔體內(nèi)壓強調(diào)整至4.SXlO-1Pa至5.SXKT1Pa,并對清洗后的基板表面通過中頻Si靶濺射生成一層厚度為8nm至12nm的S12緩沖層的步驟中，所述S12緩沖層的鍍膜時間為18min至24min，鍍膜電壓為380V至430V，所述鍍膜電流為13A至16A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于:所述抽真空至4.5X10_3Pa至5.5X10_3Pa，并在鍍有S12緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟中，蒸發(fā)源的蒸發(fā)功率為1.9KW至2.1KW。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜方法，其特征在于:所述在真空度為TXKT1Pa至QXKT1Pa下在具有S12緩沖層的基板表面通過蒸發(fā)鍍膜鍍上一層厚度為15nm至25nm的防污層的步驟之前，還包括將真空腔體抽真空至 4.5X1 O^3Pa 至 5.5X1 O^3Pa0
7.一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，包括真空箱，所述真空箱內(nèi)設(shè)有真空腔，所述真空腔內(nèi)設(shè)有基板轉(zhuǎn)架，其特征在于:所述真空腔內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)機構(gòu)，所述真空腔上還連接有抽真空機構(gòu)，所述真空腔內(nèi)設(shè)有在基板鍍膜之前通過離子清洗基板表面的離子發(fā)生機構(gòu)和用于為基板表面生成S12緩沖層的中頻Si濺射機構(gòu)，所述離子發(fā)生機構(gòu)和中頻Si濺射機構(gòu)均設(shè)于基板轉(zhuǎn)架的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，其特征在于:所述中頻Si濺射機構(gòu)包括一個以上的中頻Si靶，配合所述基板轉(zhuǎn)架的基板的直徑不大于100mm,厚度不大于30mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，其特征在于:所述蒸發(fā)機構(gòu)包括兩個電極和與兩個所述電極相連接的用于固定并蒸發(fā)蒸料的加熱絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的一種高能離子束基板處理及真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備，其特征在于:所述抽真空機構(gòu)包括旋片泵，所述旋片泵的吸入口上連接有羅茲泵，所述羅茲泵通過抽氣管連接有一個以上與真空腔相連接的分子泵。
【文檔編號】C23C14/34GK104372298SQ201410642838
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】邵海平 申請人:邵海平