磁控溅射镀膜装置及其工作方法与流程

1.本发明涉及真空溅射领域，尤其涉及一种磁控溅射镀膜装置及其工作方法。


背景技术：

2.近年来，磁控溅射镀膜装置在工业化镀膜生产中的应用日益广泛，特别是，随着触摸屏相关的终端产品市场持续升温，利用磁控溅射镀膜装置制备性能优良的触摸屏所需的镀膜成为趋势之一。
3.现有的磁控溅射镀膜装置通常包括真空镀膜室、可旋转工件架和磁控溅射源，其中，所述可旋转工件架可沿其中心轴在所述真空镀膜室内旋转，为了更好的承载多个平板型待镀膜工件，将所述可旋转工件架设置为多面体结构，而所述多面体结构的外侧壁用于承载待镀膜工件，所述磁控溅射源用于向待镀膜工件表面溅射镀膜材料。
4.然而，在所述可旋转工件架旋转的过程中，所述待镀膜工件上每个点的旋转半径不同，使得所述磁控溅射源到待镀膜工件不同区域的距离不同，从而导致在待镀膜工件表面所形成的镀膜的厚度不一致，这将给终端产品带来颜色、光学性能的不一致。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种磁控溅射镀膜装置及其工作方法，以提高制备出的镀膜厚度的均一性。
6.本发明公开一种磁控溅射镀膜装置，包括：真空镀膜室；可旋转工件架，可沿其中心轴在所述真空镀膜室内旋转，具有若干个侧壁，所述侧壁用于承载待镀膜工件；至少一个磁控溅射源，设置于所述真空镀膜室内，与所述待镀膜工件之间具有间隙，用于向所述待镀膜工件的表面溅射镀膜材料颗粒；位置调节装置，用于调整所述磁控溅射源的位置，当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由中心向边缘转动时，所述位置调节装置调节所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大。
7.可选的，当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由边缘向中心转动时，所述位置调节装置调节所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐减小。
8.可选的，所述中心轴到待镀膜工件中心的距离为第一距离，所述中心轴到待镀膜工件边缘的距离为第二距离，所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由中心向边缘转动的过程中，所述位置调节装置使磁控溅射源移动的距离小于第二距离与第一距离差值的2倍。
9.可选的，所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由中心向边缘转动的过程中，所述位置调节装置使磁控溅射源移动的距离小于等于第二距离与第一距离差值。
10.可选的，所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由中心向边缘转动的过程中，所述位置调节装置使磁控溅射源移动的距离大于等于第二距离与第一距离的差值的百分之八十小于等于第二距离与第一距离的差值的1.2倍。
11.可选的，所述可旋转工件架沿其中心轴旋转的过程中，所述位置调节装置连续调
整所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源与待镀膜工件的不同区域相对时，所述磁控溅射源到所述待镀膜工件具有相等的距离。
12.可选的，所述待镀膜工件设置于可旋转工件架的外侧壁，所述磁控溅射源设于可旋转工件架外。
13.可选的，所述待镀膜工件设于可旋转工件架的内侧壁，所述磁控溅射源设于可旋转工件架内。
14.可选的，所述磁控溅射源的个数大于等于2个，每个磁控溅射源的位置能够独立控制。
15.可选的，所述位置调节装置用于使所述磁控溅射源朝向中心轴运动或者远离中心轴运动。
16.可选的，所述位置调节装置包括波纹管。
17.可选的，所述位置调节装置用于使所述磁控溅射源发生摆动，所述磁控溅射源的摆动方向与所述可旋转工件架的旋转方向相同或相反。
18.可选的，所述磁控溅射源摆动的角度小于等于30度。
19.可选的，还包括：控制器，用于根据所述可旋转工件架的旋转角度确定所述磁控溅射源与待镀膜工件的位置关系，以启动所述位置调节装置。
20.可选的，每个所述侧壁用于承载一个或者多个待镀膜工件。
21.可选的，所述可旋转工件架为多面体结构，所述多面体结构包括多个侧壁；所述侧壁为平面，所述待镀膜工件为平板型工件。
22.可选的，沿所述可旋转工件架的高度方向上，所述磁控溅射源的尺寸大于或等于待镀膜工件的尺寸。
23.可选的，沿所述可旋转工件架的高度方向上，所述磁控溅射源的尺寸小于待镀膜工件的尺寸，所述控溅射镀膜装置还包括：高度调节装置，用于使所述磁控溅射源沿所述可旋转工件架高度方向移动。
24.可选的，沿所述可旋转工件架的高度方向上，所述磁控溅射源的尺寸小于待镀膜工件的尺寸，还包括：摆动装置，用于使待镀膜工件前后摆动。
25.相应的，本发明还提供一种上述磁控溅射镀膜装置的工作方法，包括：提供上述磁控溅射镀膜装置；当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源相对设置的位置由中心向边缘转动时，利用位置调节装置调整所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大。
26.与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
27.本发明提供的磁控溅射镀膜装置中，当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源相对设置的位置由中心向边缘转动时，利用位置调节装置调整所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大，则磁控溅射源到待镀膜工件表面距离的差异较小，因此，有利于提高待镀膜工件表面形成的镀膜厚度的均一性。
附图说明
28.图1是本发明一种磁控溅射镀膜装置的俯视示意图；
29.图2是图1磁控溅射镀膜装置中待镀膜工件与磁控溅射源相对的区域与待镀膜工
件到中心轴距离的关系图；
30.图3是图1磁控溅射镀膜装置的一种侧视示意图；
31.图4是图1磁控溅射镀膜装置的另一种侧视示意图；
32.图5是本发明另一种磁控溅射镀膜装置在镀膜工件边缘区域与磁控溅射源相对设置时的俯视示意图；
33.图6是本发明又一种磁控溅射镀膜装置在镀膜工件边缘区域与磁控溅射源相对设置时的俯视示意图；
34.图7是本发明磁控溅射镀膜装置工作方法的流程图。
具体实施方式
35.本发明提供一种磁控溅射镀膜装置，包括：真空镀膜室；可旋转工件架，可沿其中心轴在所述真空镀膜室内旋转，具有若干个侧壁，所述侧壁用于承载待镀膜工件；至少一个磁控溅射源，设置于所述真空镀膜室内，与所述待镀膜工件之间具有间隙，用于向所述待镀膜工件的表面溅射镀膜材料颗粒；位置调节装置，用于调整所述磁控溅射源的位置，当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源的相对位置由中心向边缘转动时，所述位置调节装置调节所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大。利用所述磁控溅射镀膜装置能够连续调整所述磁控溅射源到待镀膜工件之间的距离，使磁控溅射源到待镀膜工件不同区域的距离差异较小，所制备出的镀膜的均一性较好。
36.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
37.图1是本发明一种磁控溅射镀膜装置的俯视示意图。
38.请参考图1，真空镀膜室10；可旋转工件架6，可沿其中心轴o在所述真空镀膜室10内旋转，具有若干个侧壁，所述侧壁用于承载待镀膜工件s；至少一个磁控溅射源70，设置于所述真空镀膜室10内，与所述待镀膜工件s之间具有间隙，用于向所述待镀膜工件s的表面溅射镀膜材料颗粒；位置调节装置71，用于调整所述磁控溅射源70的位置，当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动时，所述位置调节装置71调节所述磁控溅射源70的位置，使所述磁控溅射源70到所述中心轴o的距离逐渐变大。
39.所述真空镀膜室10内为真空环境，待镀膜工件s表面在所述真空镀膜室10内完成镀膜工艺，在所述待镀膜工件s表面形成镀膜。
40.在本实施例中，所述待镀膜工件s设于可旋转工件架6的外侧壁61，所述磁控溅射源70设于可旋转工件架6外，且所述磁控溅射源70用于向所述待镀膜工件s表面溅射镀膜材料颗粒，以在待镀膜工件s表面形成镀膜。
41.所述中心轴o到待镀膜工件s中心b的距离为第一距离h1，所述中心轴o到待镀膜工件s边缘c1的距离为第二距离h2，由几何知识可知：所述多面体结构的面数越多，所述第一距离h1与第二距离h2的差异越小，相反的，所述多面体结构的面数越少，所述第一距离h1与第二距离h2的差异越大。所述第一距离h1与第二距离h2的差异将决定待镀膜工件s中心与边缘所镀膜厚度的差异大小，当所述第一距离h1与第二距离h2的差异越小，所述待镀膜工件s表面所镀膜的厚度一致性越好。
42.在本实施例中，以所述可旋转工件架6为六面体为例进行说明，相应的，所述可旋
转工件架6具有6个外侧壁61，且6个外侧壁61为平面，所述待镀膜工件s为平板型工件。在其他实施例中，所述可旋转工件架为其它多面体结构。
43.所述可旋转工件架6沿其中心轴o旋转的过程中，所述位置调节装置71能够连续调整所述磁控溅射源70的位置，在图1中，以平行于所述外侧壁61建立横坐标x，以垂直于外侧壁61建立纵坐标y，且纵坐标y经过中心轴o，纵坐标y与横坐标x的交点为待镀膜工件s的中心b，所述待镀膜工件s中心b两侧的横坐标具有所述边缘c1和c2，以下结合图2进行详细说明：
44.图2是图1磁控溅射镀膜装置中待镀膜工件s与磁控溅射源70相对的区域与待镀膜工件到中心轴o距离的关系图。
45.请参考图2，横坐标x代表待镀膜工件s与磁控溅射源70的相对区域，所述纵坐标y代表磁控溅射源70到中心轴o的距离。
46.其中，所述待镀膜工件s与磁控溅射源70相对是指：定义磁控溅射源70的中心为n，当所述待镀膜工件s上的某一点位于on连线上，则认为待镀膜工件s的该点与磁控溅射源70相对。
47.请结合图1和图2，当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动时，利用所述位置调节装置71调节所述磁控溅射源70的位置，使所述磁控溅射源70到所述中心轴o的距离逐渐变大(见图2中曲线1’)，则所述待镀膜工件s不同区域与磁控溅射源70之间的距离差异较小，使得磁控溅射源70向所述待镀膜工件s表面溅射的镀膜材料颗粒的量差异较小，则在所述待镀膜工件s表面所形成的镀膜厚度一致性较好。
48.具体的，所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动的过程中，当所述位置调节装置71使磁控溅射源70移动的距离小于第二距离h2与第一距离h1之差时，所述磁控溅射源70与待镀膜工件s中心b的距离略大于磁控溅射源70到边缘c1的距离，使待镀膜工件s中心镀膜的厚度略薄于边缘镀膜的厚度，但此时，边缘c1与中心b镀膜厚度的差异在可接受范围内，即待镀膜工件s表面镀膜厚度的一致性较好。
49.所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动的过程中，继续利用所述位置调节装置71使磁控溅射源70移动的距离增大，当磁控溅射源70移动的距离等于第二距离h2与第一距离h1之差时，所述待镀膜工件s中心b与边缘c1到磁控溅射源70的距离相等，则待镀膜工件s表面不同区域镀膜厚度的一致性较好。
50.所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动的过程中，利用所述位置调节装置71使磁控溅射源70移动的距离进一步增大，当磁控溅射源70移动的距离大于第二距离h2与第一距离h1之差小于第二距离h2与第一距离h1之差的2倍，使得待镀膜工件s中心b到磁控溅射源70的距离略小于边缘c1到磁控溅射源70的距离，使待镀膜工件s中心镀膜的厚度略厚于边缘镀膜的厚度，但此时，边缘c1与中心b镀膜厚度的差异在可接受范围内，即待镀膜工件s表面镀膜厚度的一致性较好。
51.所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动的过程中，当所述位置调节装置71使磁控溅射源70移动的距离大于等于第二距离h2与第一距离h1的差值的百分之八十小于等于第二距离h2与第一距离h1的差值的1.2倍，使得所述待镀膜工件s中心b与边缘c1到磁控溅射源70的距离差异更小，有利于进一步待镀膜工件s表面不同区域镀膜厚度的一致性。
52.请结合图1和图2，当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70相对设置的位置由边缘c2向中心b转动时，所述位置调节装置71调节所述磁控溅射源70到所述中心轴o的距离逐渐减小(见图2中曲线1)，则所述待镀膜工件s不同区域与磁控溅射源70之间的距离差异较小，使得磁控溅射源70向所述待镀膜工件s表面溅射的镀膜材料颗粒的量差异较小，则在所述待镀膜工件s表面所形成的镀膜厚度一致性较好。
53.与待镀膜工件s与磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1移动的过程相同，当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由边缘c2向中心b转动的过程中，所述位置调节装置71使磁控溅射源70调整的距离小于第二距离h2与第一距离h1差值的2倍，使得所述待镀膜工件s边缘c2与中心b的差异较小，有利于提高待镀膜工件边缘c2与中心b所形成镀膜厚度的一致性。
54.综上，利用所述位置调节装置71能够连续调节所述磁控溅射源70到待镀膜工件s表面的距离，使磁控溅射源70到待镀膜工件s表面的距离差异较小，有利于提高待镀膜工件s表面镀膜厚度的一致性。
55.在本实施例中，所述可旋转工件架6沿其中心轴o旋转的过程中，所述位置调节装置71连续调整所述磁控溅射源70的位置，使所述磁控溅射源70与待镀膜工件s的不同位置相对时，所述磁控溅射源70到所述待镀膜工件s具有相等的距离，使得磁控溅射源70到待镀膜工件s的距离相同，则在待镀膜工件s表面所形成的镀膜的厚度相同。
56.在本实施例中，所述位置调节装置71用于使所述磁控溅射源70可朝向中心轴o运动或者远离中心轴o运动。具体的，所述位置调节装置71包括波纹管，所述波纹管不仅能够实现所述磁控溅射源70位置的移动，还能够在磁控溅射源70在移动的过程中确保真空镀膜室10内的真空环境不被破坏。
57.在本实施例中，以所述磁控溅射源70的个数为3个进行说明，3个所述磁控溅射源70沿所述真空镀膜室10的内侧壁均匀分布。在其他实施例中，所述磁控溅射源的个数还可以为其他值，当所述磁控溅射源的个数为多个时，多个磁控溅射源沿真空镀膜室内侧壁分布，且相邻两个磁控溅射源之间的距离不等。
58.在本实施例中，设置多个磁控溅射源70的意义在于：由于所述可旋转工件架6沿中心轴o旋转，使所述待镀膜工件s依次经过多个磁控溅射源70，每个磁控溅射源70均用于对待镀膜工件s表面进行镀膜，因此，有利于提高待镀膜工件s的镀膜效率。
59.在本实施例中，所述磁控溅射源70的个数大于等于2个，每个磁控溅射源的位置能够独立控制，使得不同磁控溅射源70到待镀膜工件s表面距离的调整相互之间不受影响，有利于更精确的提高待镀膜工件s表面镀膜厚度的均一性。
60.在一种实施例中，一个磁控溅射源70通过一个位置调节装置71调整位置。
61.在另一种实施例中，一个磁控溅射源70通过多个位置调节装置71来调整位置。
62.在本实施例中，以每个所述外侧壁61承载一个待镀膜工件s为例进行说明。在其他实施例中，每个所述外侧壁承载多个待镀膜工件。
63.在本实施例中，还包括：等离子体源9，所述等离子体源9用于产生等离子体，溅射过程需要等离子，利用电场加速等离子体中的离子轰击磁控溅射源，磁控溅射源上的颗粒被轰击后快速向待镀膜工件表面飞去形成镀膜。。
64.在其他实施例中，仅包括磁控溅射源，不包括等离子体源9。在本实施例中，以所述
等离子体源9的个数为1个进行说明，在其他实施例中，所述等离子体源9的个数还可以为多数。
65.在本实施例中，还包括：等离子源位置调节装置，用于调节所述等离子源9的位置。
66.图3是图1磁控溅射镀膜装置的一种侧视示意图。
67.在本实施例中，沿所述可旋转工件架6的高度h方向，所述待镀膜工件s的个数为两个。
68.在其他实施例中，沿所述可旋转工件架的高度方向上，所述待镀膜工件的个数为1个，或者，所述待镀膜工件的个数大于两个。
69.在本实施例中，所述待镀膜工件s为圆形。在其他实施例中，所述待镀膜工件的形状还可以为其他形状。
70.在本实施例中，沿所述可旋转工件架6的高度h方向，所述磁控溅射源70的尺寸等于两个待镀膜工件s的尺寸，使得磁控溅射源70对待镀膜工件s沿可旋转工件架6高度方向上能够进行一次性全面镀膜。
71.在其他实施例中，沿所述可旋转工件架的高度方向上，所述磁控溅射源的尺寸大于待镀膜工件的尺寸，磁控溅射源对待镀膜工件沿可旋转工件架高度方向上能够进行一次性全面镀膜。
72.图4是图1磁控溅射镀膜装置的另一种侧视示意图。
73.在一种实施例中，沿所述可旋转工件架6的高度h方向，所述磁控溅射源70的小于待镀膜工件s的尺寸，使得磁控溅射源70仅能对待镀膜工件s沿可旋转工件架6高度方向上的部分区域进行镀膜。磁控溅射镀膜装置还包括：高度调节装置，用于使所述磁控溅射源70沿所述可旋转工件架6高度方向进行移动。当利用所述磁控溅射源70对待镀膜工件s镀膜的厚度达到厚度要求后，可通高度调节装置使磁控溅射源70沿可旋转工件架6的高度方向进行调整，使磁控溅射源70对应待镀膜工件s未被溅射的区域，再次利用所述磁控溅射镀膜装置对待镀膜工件s未被溅射的区域进行溅射，直至待镀膜工件s的所有区域都被镀膜。
74.在另一种实施例中，沿所述可旋转工件架7的高度h方向，所述磁控溅射源7的尺寸小于待镀膜工件s。还包括：摆动装置，用于使待镀膜工件s靠近或远离所述磁控溅射源70，有利于提高待镀膜工件s沿可旋转工件架7高度方向的镀膜厚度均匀性。
75.在本实施例中，所述待镀膜工件s的形状为方形。在其他实施例中，所述待镀膜工件还可以为其他形状。
76.图5是本发明另一种磁控溅射镀膜装置的俯视示意图。
77.在本实施例中，所述待镀膜工件s位于所述可旋转工件架6的内侧壁62，所述磁控溅射源70设于可旋转工件架6内。
78.当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由中心b向边缘c1转动的过程中，所述位置调节装置71使磁控溅射源70调整的距离小于第二距离h2与第一距离h1差值的2倍，使得所述待镀膜工件s边缘c1与中心b的差异较小，有利于提高待镀膜工件边缘c1与中心b所形成镀膜厚度的一致性。同样的，当所述待镀膜工件s与所述磁控溅射源70的相对位置由边缘c2向中心b转动的过程中，所述位置调节装置71使磁控溅射源70调整的距离小于第二距离h2与第一距离h1差值的2倍，使得所述待镀膜工件s边缘c2与中心b的差异较小，有利于提高待镀膜工件边缘c2与中心b所形成镀膜厚度的一致性。
79.图6是本发明又一种磁控溅射镀膜装置的俯视示意图。
80.在本实施例中，所述位置调节装置71沿方向a摆动，带动磁控溅射源70沿方向a摆动，使待镀膜工件s边缘到磁控溅射源70的距离与待镀膜工件s中心到磁控溅射源70的距离差异较小，有利于提高待镀膜工件s表面所形成镀膜的厚度一致性。
81.在本实施例中，所述磁控溅射源70摆动的角度小于30度，一方面有利于降低磁控溅射源70摆动的难度，另一方面，使待镀膜工件s不同区域与磁控溅射源70相对时的距离差异较小，有利于提高待镀膜工件s表面所形成镀膜的厚度均一性。
82.相应的，本发明还提供一种上述磁控溅射镀膜装置的工作方法，如下进行详细说明：
83.图7是本发明磁控溅射镀膜装置工作方法的流程图。
84.请参考图7，步骤s1：提供上述磁控溅射镀膜装置；步骤s2：当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源相对设置的位置由中心向边缘转动时，利用位置调节装置调整所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大。
85.当所述待镀膜工件与所述磁控溅射源相对设置的位置由中心向边缘转动时，利用位置调节装置调整所述磁控溅射源的位置，使所述磁控溅射源到所述中心轴的距离逐渐变大，则磁控溅射源到待镀膜工件表面距离的差异较小，因此，有利于提高待镀膜工件表面形成的镀膜厚度的均一性。
86.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。