真空镀膜设备的排气加热方法与流程

1.本说明书涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种真空镀膜设备的排气加热方法。


背景技术：

2.在光学和半导体领域，很多器件需要进行镀膜工艺，真空镀膜主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀等类型，它们都是采用在高真空的条件下，通过蒸馏或溅射等方式在基板表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点。
3.在对基板进行镀膜前，需先对基板进行加热处理。为了防止在加热过程中基板以及腔体内的部件在高温下发生氧化等反应，使用加热机构对基板进行加热需要在真空条件下进行。
4.而由于真空条件下只能通过热辐射来实现加热，导致加热效率不高，尤其对于热容量大的基板承载机构(例如三级行星机构)，加热过程将是一个非常缓慢的过程，严重影响生产效率。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种真空镀膜设备的排气加热方法，能提高加热效率，实现对基板的快速加热。
6.为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种真空镀膜设备的排气加热方法，所述真空镀膜设备包括腔体、以及均与所述腔体相连的加热机构、抽真空机构和惰性气体充入机构，所述抽真空机构包括粗抽组件和高真空组件；所述排气加热方法包括以下步骤：
7.启动所述粗抽组件，将所述腔体内的压力抽至第一预定值；
8.关闭所述粗抽组件，开启所述加热机构和惰性气体充入机构，向所述腔体内充入惰性气体；
9.当所述腔体内的压力达到第二预定值后，关闭所述惰性气体充入机构；
10.当所述腔体内的基板温度达到第三预定值后，启动所述粗抽组件；
11.当所述腔体内的压力达到第四预定值后，启动所述高真空组件，将所述腔体内的压力抽至镀膜预定值。
12.作为一种优选的实施方式，所述第一预定值为5pa～200pa。
13.作为一种优选的实施方式，所述粗抽组件包括机械泵、连接所述机械泵和所述腔体的第一管道、以及设置在所述第一管道上的闸阀、粗抽阀和慢粗抽阀，所述闸阀靠近所述机械泵设置，所述粗抽阀和慢粗抽阀靠近所述腔体设置，所述粗抽阀的排气速度大于所述慢粗抽阀的排气速度；
14.所述启动所述粗抽组件，将所述腔体内的压力抽至第一预定值的步骤包括：
15.启动所述机械泵，打开所述闸阀和慢粗抽阀，将所述腔体内的压力抽至第五预定值；所述第五预定值大于所述第一预定值；
16.打开所述粗抽阀，将所述腔体内的压力抽至第一预定值。
17.作为一种优选的实施方式，所述第一预定值为10pa，所述第五预定值为104pa～5
×
104pa。
18.作为一种优选的实施方式，所述惰性气体充入机构包括氮气源、连接所述氮气源和所述腔体的第一进气管道、以及设置在所述第一进气管道上的第一阀门；和/或，所述惰性气体充入机构包括氩气源、连接所述氩气源和所述腔体的第二进气管道、以及设置在所述第二进气管道上的第二阀门；
19.所述开启所述惰性气体充入机构的步骤包括：打开所述第一阀门和/或所述第二阀门。
20.作为一种优选的实施方式，所述第二预定值为5
×
104pa。
21.作为一种优选的实施方式，当所述腔体内的基板温度达到第三预定值后，所述加热机构进入温度保持状态，同时开启粗抽阀和慢粗抽阀。
22.作为一种优选的实施方式，所述第四预定值为5pa～200pa；优选地，所述第四预定值为10pa。
23.作为一种优选的实施方式，所述高真空组件包括辅助阀、高真空泵和第二管道；所述第二管道的一端与第一管道连通且位于闸阀和粗抽阀之间，另一端与所述腔体连通；所述高真空泵和所述辅助阀位于所述第二管道上；
24.当所述腔体内的压力达到第四预定值后，关闭粗抽阀和慢粗抽阀，开启辅助阀和高真空泵，将所述腔体内的压力抽至镀膜预定值。
25.作为一种优选的实施方式，所述高真空组件还包括冷冻机，所述冷冻机通过冷阱线圈和所述腔体连通；所述开启辅助阀和高真空泵的步骤后，还包括：开启冷冻机。
26.有益效果：
27.本实施方式所提供的真空镀膜设备的排气加热方法，先使用粗抽组件将腔体内的压力抽至第一预定值，再开启加热机构和惰性气体充入机构，在加热腔体内的基板的同时向腔体内充入惰性气体，惰性气体使得加热时除了有辐射加热，还有传导和对流加热，从而提高加热效率，实现对基板的快速加热。当腔体内的压力达到第二预定值后，关闭惰性气体充入机构，停止导入惰性气体。当腔体内的基板温度达到第三预定值后，启动粗抽组件；当腔体内的压力达到第四预定值后，启动高真空组件，将腔体内的压力抽至镀膜预定值。粗抽组件和高真空组件可以实现对腔体的抽真空。
28.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。
29.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
30.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
31.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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实施方式中所提供的一种真空镀膜设备的排气加热方法的步骤流程图；
33.图2为本实施方式中所提供的一种真空镀膜设备的结构示意图；
34.图3为本实施方式中所提供的另一种真空镀膜设备的排气加热方法的步骤流程图。
35.附图标记说明：
36.1、腔体；
37.2、加热机构；
38.3、粗抽组件；31、机械泵；311、旋片泵；312、罗茨泵；32、第一管道；33、闸阀；34、粗抽阀；35、慢粗抽阀；
39.4、高真空组件；41、辅助阀；42、高真空泵；43、第二管道；44、冷冻机；45、冷阱线圈；
40.5、泄放机构；51、泄放阀；52、细泄放阀；53、泄放管道；
41.6、惰性气体充入机构；61、氮气源；62、第一进气管道；63、第一阀门；64、氩气源；65、第二进气管道；66、第二阀门；67、共用管道；
42.7、第一真空计；8、第二真空计。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
44.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
45.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
46.请参阅图1至图3。本技术实施方式提供一种真空镀膜设备的排气加热方法，该真空镀膜设备包括腔体1、以及均与腔体1相连的加热机构2、抽真空机构和惰性气体充入机构6。腔体1用于进行镀膜。加热机构2与腔体1相连，用于加热腔体1内的基板。抽真空机构与腔体1相连，用于对腔体1进行抽真空。抽真空机构包括粗抽组件3和高真空组件4。惰性气体充入机构6与腔体1相连，用于向腔体1内充入惰性气体。
47.如图1所示，本技术实施方式提供的真空镀膜设备的排气加热方法包括以下步骤(即步骤s10、步骤s20、步骤s30、步骤s40和步骤s50)：
48.步骤s10：启动粗抽组件3，将腔体1内的压力抽至第一预定值。
49.其中，第一预定值可以为5pa～200pa。优选地，第一预定值为10pa。
50.在本实施方式中，粗抽组件3包括机械泵31、连接机械泵31和腔体1的第一管道32、以及设置在第一管道32上的闸阀33、粗抽阀34和慢粗抽阀35。机械泵31可以包括依次相连的旋片泵311和罗茨泵312，罗茨泵312位于旋片泵311和腔体1之间。闸阀33靠近机械泵31设置，粗抽阀34和慢粗抽阀35靠近腔体1设置。粗抽阀34的排气速度大于慢粗抽阀35的排气速度，从而在抽气时，先打开慢粗抽阀35，再打开粗抽阀34，使气压降低的速度由慢变快，使排气过程更平稳。
51.具体的，步骤s10包括以下步骤(步骤s101和步骤s102)：
52.步骤s101：启动机械泵31，打开闸阀33和慢粗抽阀35，将腔体1内的压力抽至第五预定值；
53.步骤s102：打开粗抽阀34，将腔体1内的压力抽至第一预定值。
54.其中，第五预定值大于第一预定值。第五预定值为104pa～5
×
104pa。优选地，第五预定值为5
×
104pa。
55.步骤s20：关闭粗抽组件3，开启加热机构2和惰性气体充入机构6，向腔体1内充入惰性气体。
56.其中，向腔体1内导入的惰性气体可以是氮气或氩气，或者是氮气和氩气的混合。优选地，向腔体1内导入的惰性气体优选为氩气。
57.在本实施方式中，惰性气体充入机构6包括氮气源61、连接氮气源61和腔体1的第一进气管道62、以及设置在第一进气管道62上的第一阀门63。第一阀门63打开后，氮气可以从氮气源61经过第一进气管道62被导入腔体1内，以提高加热效率。
58.如图2所示，惰性气体充入机构6还可以包括氩气源64、连接氩气源64和腔体1的第二进气管道65、以及设置在第二进气管道65上的第二阀门66。第二阀门66打开后，氩气可以从氩气源64经过第二进气管道65被导入腔体1内，以提高加热效率。
59.优选地，第二进气管道65和第一进气管道62靠近腔体1的部分为共用管道67。在一种实施例中，第一阀门63和第二阀门66可以同时打开，从而向腔体1内导入氮气和氩气。在其他实施例中，第一阀门63和第二阀门66可以只打开一个。
60.在步骤s20中，开启惰性气体充入机构6包括：打开第一阀门63和/或第二阀门66。
61.步骤s30：当腔体1内的压力达到第二预定值后，关闭惰性气体充入机构6。
62.其中，第二预定值为5
×
104pa。也即，当腔体1内的压力达到5
×
104pa后，关闭第一阀门63和第二阀门66，而加热机构2继续加热。
63.步骤s40：当腔体1内的基板温度达到第三预定值后，启动粗抽组件3。
64.具体的，当腔体1内的基板温度达到第三预定值后，加热机构2进入温度保持状态，同时开启粗抽阀34和慢粗抽阀35。
65.步骤s50：当腔体1内的压力达到第四预定值后，启动高真空组件4，将腔体1内的压力抽至镀膜预定值。
66.其中，第四预定值为5pa～200pa。优选地，第四预定值为10pa。
67.在本实施方式中，高真空组件4包括辅助阀41、高真空泵42和第二管道43。第二管道43的一端与第一管道32连通且位于闸阀33和粗抽阀34之间，另一端与腔体1连通。高真空泵42和辅助阀41位于第二管道43上。
68.具体的，高真空泵42可以为分子泵、或罗茨泵、或冷凝泵。第二管道43有多个，每个第二管道43上均设有一个高真空泵42和一个辅助阀41，以获得更好的抽真空效果。
69.在步骤s50中，当腔体1内的压力达到第四预定值后，关闭粗抽阀34和慢粗抽阀35，开启辅助阀41和高真空泵42，将腔体1内的压力抽至镀膜预定值。
70.在本实施方式中，高真空组件4还包括冷冻机44，冷冻机44通过冷阱线圈45和腔体1连通。利用冷阱线圈45的低温表面，使腔体1中的油气和水汽冷凝成液态或固态，减少对真空度的影响，以提高真空效率。
71.在步骤s50中，开启辅助阀41和高真空泵42的步骤后，还包括：开启冷冻机44。
72.本实施方式所提供的真空镀膜设备的排气加热方法，先使用粗抽组件3将腔体1内的压力抽至第一预定值，再开启加热机构2和惰性气体充入机构6，在加热腔体1内的基板的同时向腔体1内充入惰性气体，惰性气体使得加热时除了有辐射加热，还有传导和对流加热，从而提高加热效率，实现对基板的快速加热。当腔体1内的压力达到第二预定值后，关闭惰性气体充入机构6，停止导入惰性气体。当腔体1内的基板温度达到第三预定值后，启动粗抽组件3；当腔体1内的压力达到第四预定值后，启动高真空组件4，将腔体1内的压力抽至镀膜预定值。粗抽组件3和高真空组件4可以实现对腔体1的抽真空。
73.在本实施方式中，真空镀膜设备还可以包括与腔体1相连的第一真空计7。第一真空计7可以实时测量腔体1内的真空度或气压，辅助抽真空机构实现对腔体1的抽真空。例如，使用第一真空计7测量腔体1内的压力是否达到第一预定值、第二预定值、第四预定值、第五预定值等。
74.优选地，第一管道32上设有第二真空计8，用于测量第一管道32内的真空度或气压。第二真空计8和第一真空计7均用于真空测量，其测量数据可以为各个阀门等部件的打开和关闭提供参考。
75.如图2所示，真空镀膜设备还可以包括与腔体1相连的泄放机构5，可以平稳地解除腔体1的真空状态。泄放机构5包括并联的泄放阀51和细泄放阀52，泄放阀51的排气速度大于细泄放阀52的排气速度。泄放阀51和细泄放阀52通过泄放管道53与腔体1相连通。在解除腔体1的真空状态时，先开细泄放阀52，再开泄放阀51，防止一开始冲击太大，使泄气过程更平稳地进行。
76.在一种具体的应用场景中，如图3所示，真空镀膜设备启动后，首先发出排气指令，机械泵31启动，打开闸阀33、关闭辅助阀41，打开慢粗抽阀35；当腔体1压力到达104pa时，打开粗抽阀34；当腔体1压力到达5pa～200pa时，开启加热机构2，同时关闭粗抽阀34、慢粗抽阀35，打开第一阀门63和/或第二阀门66，向腔体1内充入惰性气体；当腔体1压力到达5
×
104pa，关闭第一阀门63、第二阀门66，加热机构2继续加热；当腔体1温度达到第三预定值时，加热器进入温度保持状态，同时开启粗抽阀34、慢粗抽阀35；当腔体1压力到达5pa～200pa时，关闭粗抽阀34、慢粗抽阀35；开启辅助阀41，开启高真空泵42，开启冷冻机44，直至排气完成，达到镀膜需要的真空。
77.需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
78.本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上
值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
79.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
80.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
81.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
82.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

技术特征：
1.一种真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述真空镀膜设备包括腔体、以及均与所述腔体相连的加热机构、抽真空机构和惰性气体充入机构，所述抽真空机构包括粗抽组件和高真空组件；所述排气加热方法包括以下步骤：启动所述粗抽组件，将所述腔体内的压力抽至第一预定值；关闭所述粗抽组件，开启所述加热机构和惰性气体充入机构，向所述腔体内充入惰性气体；当所述腔体内的压力达到第二预定值后，关闭所述惰性气体充入机构；当所述腔体内的基板温度达到第三预定值后，启动所述粗抽组件；当所述腔体内的压力达到第四预定值后，启动所述高真空组件，将所述腔体内的压力抽至镀膜预定值。2.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述第一预定值为5pa～200pa。3.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述粗抽组件包括机械泵、连接所述机械泵和所述腔体的第一管道、以及设置在所述第一管道上的闸阀、粗抽阀和慢粗抽阀，所述闸阀靠近所述机械泵设置，所述粗抽阀和慢粗抽阀靠近所述腔体设置，所述粗抽阀的排气速度大于所述慢粗抽阀的排气速度；所述启动所述粗抽组件，将所述腔体内的压力抽至第一预定值的步骤包括：启动所述机械泵，打开所述闸阀和慢粗抽阀，将所述腔体内的压力抽至第五预定值；所述第五预定值大于所述第一预定值；打开所述粗抽阀，将所述腔体内的压力抽至第一预定值。4.根据权利要求3所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述第一预定值为10pa，所述第五预定值为104pa～5
×
104pa。5.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述惰性气体充入机构包括氮气源、连接所述氮气源和所述腔体的第一进气管道、以及设置在所述第一进气管道上的第一阀门；和/或，所述惰性气体充入机构包括氩气源、连接所述氩气源和所述腔体的第二进气管道、以及设置在所述第二进气管道上的第二阀门；所述开启所述惰性气体充入机构的步骤包括：打开所述第一阀门和/或所述第二阀门。6.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述第二预定值为5
×
104pa。7.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，当所述腔体内的基板温度达到第三预定值后，所述加热机构进入温度保持状态，同时开启粗抽阀和慢粗抽阀。8.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述第四预定值为5pa～200pa；优选地，所述第四预定值为10pa。9.根据权利要求1所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述高真空组件包括辅助阀、高真空泵和第二管道；所述第二管道的一端与第一管道连通且位于闸阀和粗抽阀之间，另一端与所述腔体连通；所述高真空泵和所述辅助阀位于所述第二管道上；当所述腔体内的压力达到第四预定值后，关闭粗抽阀和慢粗抽阀，开启辅助阀和高真空泵，将所述腔体内的压力抽至镀膜预定值。
10.根据权利要求9所述的真空镀膜设备的排气加热方法，其特征在于，所述高真空组件还包括冷冻机，所述冷冻机通过冷阱线圈和所述腔体连通；所述开启辅助阀和高真空泵的步骤后，还包括：开启冷冻机。

技术总结
本申请公开一种真空镀膜设备的排气加热方法，涉及真空镀膜技术领域。该真空镀膜设备包括腔体、以及均与腔体相连的加热机构、抽真空机构和惰性气体充入机构。抽真空机构包括粗抽组件和高真空组件。排气加热方法包括以下步骤：启动粗抽组件，将腔体内的压力抽至第一预定值；关闭粗抽组件，开启加热机构和惰性气体充入机构，向腔体内充入惰性气体；当腔体内的压力达到第二预定值后，关闭惰性气体充入机构；当腔体内的基板温度达到第三预定值后，启动粗抽组件；当腔体内的压力达到第四预定值后，启动高真空组件，将腔体内的压力抽至镀膜预定值。本说明书所提供的真空镀膜设备的排气加热方法，能提高加热效率，实现对基板的快速加热。加热。加热。


技术研发人员：王怀民 葛鹤龄 姜友松
受保护的技术使用者：安徽其芒光电科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/23