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导电膜及其制备设备及方法 【EN】Conducting film, preparation device thereof and preparation method thereof

申请(专利)号:CN201010543474.2国省代码:北京 11
申请(专利权)人:【中文】北大方正集团有限公司【EN】Peking Founder Group Co., Ltd.
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摘要:
【中文】本发明实施例公开了一种导电膜及其制备方法及设备,涉及真空镀膜技术领域,解决了现有技术中制备导电膜附着力较低和高频信号能量损耗较大的问题。本发明实施例在上载缓冲密封室内设有加热装置,用于对经过清洗和烘干后的基片进行真空状态下的加热除气;在离子束刻蚀密封室利用离子束对加热除气后的基片进行离子束刻蚀;在磁控溅射镀膜密封室内利用所述磁控溅射靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀制活性原子金属层,并利用所述磁控溅射靶在基片上镀有活性原子金属层的区域镀制导电金属层。本发明实施例主要用于PCB的导电膜制备。 【EN】Paragraph:The invention which discloses a conducting film, a preparation method thereof and a preparation device thereof relates to the technical field of vacuum film plating to solve problems of low adhesion and large high-frequency signal energy loss of conducting films prepared with the prior art. According to the invention, a heating apparatus is arranged in an upload buffer sealing chamber to heat-degas a cleaned and dried substrate in a vacuum state; an ion beam is utilized to carry out ion beam etching on the heat-degassed substrate in an ion beam etching sealing chamber; and a magnetron sputtering target is utilized to plate the ion beam etched substrate with an active atom metal layer in a magnetron sputtering plating sealing chamber, and the substrate zone plated with the active atom metal layer through the magnetron sputtering target is plated with a conductive metal layer. Embodiments of the invention are used to prepare the conducting film which is mainly used for PCB.Image:201010543474.GIF

主权项:
【中文】一种导电膜的制备设备,其特征在于,包括:依次连接的上载缓冲密封室、离子束刻蚀密封室和磁控溅射镀膜密封室,并且在相邻两个密封室之间采用门阀进行密封隔离;真空泵系统,用于对密封室抽真空;其中,所述上载缓冲密封室对经过清洗和烘干后的基片进行真空状态下的除气;所述离子束刻蚀密封室利用离子束对除气后的基片进行离子束刻蚀;所述磁控溅射镀膜密封室利用磁控溅射靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀制活性原子金属层,并利用磁控溅射靶在所述活性原子金属层上镀制导电金属层。 【EN】1. the preparation equipment of a conducting film is characterized in that, comprising: What connect successively uploads cushion seal chamber, ion beam etching sealing chamber and magnetron sputtering plating sealing chamber, and between adjacent two sealing chambers, adopts the family of power and influence to carry out seal; Vacuum pump system is used for sealing chamber is vacuumized; Wherein, The said cushion seal chamber of uploading is to carrying out the degasification under the vacuum state through the substrate after cleaning and drying; Substrate after said ion beam etching sealing chamber utilizes ionic fluid to degasification carries out ion beam etching; Said magnetron sputtering plating sealing chamber utilizes magnetron sputtering target on through the substrate behind the ion beam etching, to be coated with the active atomic metal level, and utilizes magnetron sputtering target on said active atomic metal level, to be coated with conductive metal layer.


说明书

导电膜及其制备设备及方法

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域,尤其涉及导电膜、在基片上制备导电膜的


方法、以及该方法所使用的设备。


背景技术

在PCB板的制造工艺中,一般采用化学沉铜的方式在有机基片上沉积上一


层种子铜,然后在此基础上通过图形转移、电镀的方法生长出线路层和通孔级


联层,通过该线路层可以实现导电,所述的线路层属于导电膜的一种。


在实现上述导电膜制备过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:


首先,随着布线密度的不断提高,线路(即导电膜)宽度越来越窄,对线


路与有机基片之间的附着力水平要求的程度越来越高,而目前用于PCB制造的


绝大部分通用基片材料,使用传统的化学沉铜方式在其表面所制备的导电膜的


附着力水平已无法满足这一要求。


其次,使用传统的化学沉铜工艺,其在实施沉铜之前须对基材表面进行严


格的粗化处理,而在此种较大粗糙度表面上制备出的线路层,在传输高频信号


过程中会带来较高的能量损耗。


发明内容

本发明的实施例提供一种导电膜及其制备设备及方法,增加导电膜与基片


之间的附着力,减少高频信号传输的能量损耗。


为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:


一种导电膜的制备设备,包括:


依次连接的上载缓冲密封室、离子束刻蚀密封室和磁控溅射镀膜密封室,


并且在相邻两个密封室之间采用门阀进行密封隔离;


真空泵系统,用于对密封室抽真空;


其中,


所述上载缓冲密封室对经过清洗和烘干后的基片进行真空状态下的除气;


所述离子束刻蚀密封室利用离子束对除气后的基片进行离子束刻蚀;


所述磁控溅射镀膜密封室利用磁控溅射靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀


制活性原子金属层,并利用磁控溅射靶在所述活性原子金属层上镀制导电金属


层。


一种导电膜的制备方法,所述制备方法采用的制备设备包括依次连接的上


载缓冲密封室、离子束刻蚀密封室和磁控溅射镀膜密封室,并且在相邻两个密


封室之间采用门阀进行密封隔离;所述制备设备还包括分别对密封室抽真空的


真空泵系统;所述制备方法包括:


对基片进行清洗和烘干;


在上载缓冲密封室内对经过清洗和烘干后的基片进行真空状态下的除气;


在离子束刻蚀密封室内对除气后的基片进行离子束刻蚀,以清洁和活化所


述基片表面;


在磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀


制活性原子金属层;


在磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射靶在基片上镀有活性原子金属层的


区域镀制导电金属层。


一种导电膜,该导电膜通过根据本发明的方法制备而成。


本发明实施例提供的导电膜及其制备设备及方法,在上载缓冲密封室内进


行加热除气后可以将基片上附着的一些易挥发性杂质清理的更为干净,之后再


通过离子束进行刻蚀,并且在刻蚀之后在磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射


方式进行导电层的镀制。利用磁控溅射镀导电金属层的时候需要先镀制一层活


性原子金属层,然后再活性原子金属层上镀制一层导电金属层,这种方式可以


保证导电金属层的与基片之间的附着力较高,相对于现有技术中化学沉铜来制


作导电膜而言,本发明实施例提供的导电膜的制备方法和设备能够增加导电膜


与基片之间的附着力。


并且本发明实施例相对于现有技术中直接对基片进行粗化处理的方式而


言,本发明实施例中不需要进行粗化处理,使得导电膜不会出现粗糙现象,从


而可以减少高频信号传输的能量损耗。


另外,现有技术中化学沉铜工艺过程中的废水排放到环境中,造成严重的


环境污染,会危害到人类的生存与健康;采用本发明实施例后不会产生废水,


不产生环境污染问题。


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1中一种导电膜的制备设备原理图;


图2为本发明实施例1中另一种导电膜的制备设备原理图;


图3为本发明实施例2中一种导电膜的制备方法的流程图;


图4为本发明实施例2中另一种导电膜的制备方法的流程图。


具体实施方式

本发明实施例提供一种导电膜的制备方法和设备,该设备包括依次连接的


上载缓冲密封室、离子束刻蚀密封室和磁控溅射镀膜密封室,并且在相邻两个


密封室之间采用门阀进行密封隔离;所述设备还包括分别对密封室抽真空的真


空泵系统。在使用时,先通过上载缓冲密封室内对经过清洗和烘干后的基片进


行真空状态下的除气,然后将基片转移至离子束刻蚀密封室,利用离子束对加


热除气后的基片进行离子束刻蚀,最后将基片转移至磁控溅射镀膜密封室,在


磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀制活性


原子金属层,并利用磁控溅射靶在所述活性原子金属层上镀制导电金属层。


本发明实施例中利用磁控溅射镀导电金属层的之前先镀制一层活性原子金


属层,然后在活性原子金属层上镀制一层导电金属层,这种方式可以保证导电


金属层的与基片之间的附着力较高,相对于现有技术中化学沉铜来制作导电膜


而言,本发明实施例提供的导电膜的制备方法和设备能够增加导电膜与基片之


间的附着力。


并且本发明实施例相对于现有技术中直接对基片进行粗化处理的方式而


言,本发明实施例中不需要进行粗化处理,使得导电膜不会出现粗糙现象,从


而可以减少高频信号传输的能量损耗。


另外,现有技术中化学沉铜工艺过程中的废水排放到环境中,造成严重的


环境污染,会危害到人类的生存与健康;采用本发明实施例后不会产生废水,


不产生环境污染问题。


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作出创造


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。


实施例1:


在具体实现时,活性原子金属层可以为钛膜层、或铬膜层等原子序数较小


的金属,而导电金属层则可以选择导电性较好的金属,如:铜膜层或银膜层。


在具体实现时,考虑到成本因素,一般活性原子金属层选择钛膜层。导电金属


层选择铜膜层。下面以镀制钛膜层和铜膜层为例进行说明。


本发明实施例提供一种导电膜的制备设备,如图1所示,所述设备包括依


次连接的上载缓冲密封室10、离子束刻蚀密封室20和磁控溅射镀膜密封室30,


并且在相邻两个密封室之间采用门阀(21、31)进行密封隔离;为了在制备导


电膜的过程对各个密封室抽真空,本发明实施例中所述设备还包括真空泵系统


(图中未示出),通过该真空泵系统可以分别对各个密封室进行抽真空。


为了能够进行磁控溅射镀膜,需要将基片上的杂质尽量清除,本发明实施


例除了需要对基片进行清洗和烘干外,还需要在上载缓冲密封室10进行进一步


的除气。为了加快除气的过程,优选地,本发明实施例中上载缓冲密封室10内


设有加热装置,通过该加热装置可以对经过清洗和烘干后的基片进行真空状态


下的加热除气。一般而言,本发明实施例中的加热装置可以采用但不限于红外


热辐射加热体(例如板)。


本发明实施例中的离子束刻蚀密封室20内设有离子束发生系统,基片在上


载缓冲密封室10内经过加热除气后,打开上载缓冲密封室10和离子束刻蚀密


封室20之间的门阀21,将基片转移到离子束刻蚀密封室20,以便利用离子束


对加热除气后的基片进行离子束刻蚀。


本发明实施例中的磁控溅射镀膜密封室30内设有磁控溅射钛靶和磁控溅射


铜靶,完成离子束刻蚀后,将离子束刻蚀密封室20与磁控溅射镀膜密封室30


之间的门阀31打开,然后将经过离子束刻蚀后的基片转移到磁控溅射镀膜密封


室30,之后利用所述磁控溅射钛靶在经过离子束刻蚀后的基片上镀制钛膜层,


并利用所述磁控溅射铜靶在基片上镀有钛膜层的区域镀制铜膜层。


一般来讲,钛的成本较高,镀制时钛膜层的厚度控制在10纳米至120纳米


之间,如:50纳米或100纳米等。为了保证导电性,铜膜层则需要相对厚一点,


将铜膜层的厚度控制在0.5微米至2微米之间,如:1微米、1.5微米等。


本发明实施例中利用磁控溅射镀铜的之前先镀制一层钛膜,然后再钛膜上


镀制一层铜膜,这种方式可以保证铜膜的与基片之间的附着力较高,相对于现


有技术中化学沉铜来制作导电膜而言,本发明实施例提供的导电膜的制备方法


和设备能够增加导电膜与基片之间的附着力。


并且本发明实施例相对于现有技术中直接对基片进行粗化处理的方式而


言,本发明实施例中不需要进行粗化处理,使得导电膜不会出现粗糙现象,从


而可以减少高频信号传输的能量损耗。


由于在离子束刻蚀过程中会释放出较多的热辐射能,为了防止基片被高温


熔化,需要在进行离子束刻蚀过程中进行冷却处理。优选地,本发明各实施例


可采用热辐射吸收体来进行冷却处理。如图1所示,本发明实施例中的离子束


刻蚀密封室20的内壁上通过导热隔离的方式设有热辐射吸收体22,通过图1中


的热辐射吸收体22可以吸收离子束刻蚀过程中释放出的热辐射能,从而起到冷


却的效果,防止基片被高温熔化。优选地,本发明实施例中设置热辐射吸收体


22的方式为:导热隔离的方式,即热辐射吸收体22不与离子束刻蚀密封室20


的内壁直接接触,而是将该热辐射吸收体22与一个导热隔离功能的衬垫等类似


物接触,然后再通过该衬垫接触固定到离子束刻蚀密封室20的内壁上。


本发明实施例中所述热辐射吸收体的制冷源来自于密压或焊接在其背面的


低温泵冷却输出盘管(图中未示出)。为了使得热辐射吸收体具有较好的热辐射


能吸收效果,可以对热辐射吸收体的表面进行黑化处理。在未特殊说明的情况


下,本发明各实施例中的热辐射吸收体均可优选超低温热辐射吸收板。


同样,由于在磁控溅射过程中也会释放较多的热辐射能,为了防止基片以


及溅射在基片上的钛、铜被高温熔化,如图1所示,本发明实施例在磁控溅射


镀膜密封室30的内壁上同样通过导热隔离的方式设置了热辐射吸收体32,用于


吸收磁控溅射过程中释放出的热辐射能。


由于镀制在基片上的铜膜在较高温度下容易被氧化,虽然在磁控溅射过程


中采用了热辐射吸收体进行冷却处理,但一般也是维持在130℃至150℃,而基


片要能够直接与空气接触且使得铜膜不易被氧化,须保证温度在安全温度70℃


以内。为了尽快降低基片温度,优选地,如图1中虚线所示,本发明实施例还


设有与所述磁控溅射镀膜密封室30连接的第二冷却密封室40,并且在所述磁控


溅射镀膜密封室30和第二冷却密封室40之间采用门阀41进行密封隔离。在完


成铜膜的镀制后,可以打开磁控溅射镀膜密封室30和第二冷却密封室40之间


的门阀41,将基片转移到第二冷却密封室40,所述第二冷却密封室40的内壁


上通过导热隔离的方式设有热辐射吸收体42,通过该热辐射吸收体42可以吸收


基片释放出的热辐射能,利于快速降低基片的温度。


除了上述高温下容易导致铜膜被氧化而出现质量问题外,基片在较低气压


下直接转移到大气压下,则可能导致基片出现质量问题;为了使得基片能够适


应大气压,优选地,如图1中虚线所示,本发明实施例的设备还包括与所述第


二冷却密封室40连接的卸载缓冲密封室50,并且在所述第二冷却密封室40和


卸载缓冲密封室50之间采用门阀51进行密封隔离;所述卸载缓冲密封室50内


设有气体充入口,在将基片卸载前通过所述气体充入口充入气体,以平衡卸载


缓冲密封室50内的气压和外界大气压。


一般情况下,为了能够提高生产线的效率,基片在第二冷却密封室40内冷


却到90℃时,即可转移到卸载缓冲密封室50,在卸载缓冲密封室50内缓缓充


入气体以平衡大气压的同时,可以在卸载缓冲密封室内对基片进行进一步的冷


却,以使基片降低至70℃以内,故而本发明实施例中卸载缓冲密封室50的内壁


上可以设置冷却器52,通过该冷却器52将基片的温度降低至安全温度;本发明


实施例中的冷却器52可以采用热辐射吸收水冷盘。


当然,在具体运用时,本发明实施例中的任何一个密封室(用来加热除气


的密封室除外)均可以设置冷却器,以便加速基片温度的下降。


图1所示的实现方案中基片经过加热除气后直接进行离子束刻蚀,由于本


身加热除气后基片的温度就比较高,离子束刻蚀过程中又会产生较多热量。为


了防止基片在离子束刻蚀过程中被高温熔化,优选地,如图2所示,本发明实


施例的设备在在上载缓冲密封室10和离子束刻蚀密封室20之间设有第一冷却


密封室60,并且在与第一冷却密封室60相邻的密封室采用门阀(61、21)与第


一冷却密封室60进行密封隔离。所述第一冷却密封室60的内壁上通过导热隔


离的方式设有热辐射吸收体62,通过该热辐射吸收体62吸收所述基片释放出的


热辐射能,以便在进行离子束刻蚀前降低基片的初始温度,防止基片被高温熔


化。


实施例2:


在具体实现时,活性原子金属层可以为钛膜层、或铬膜层等原子序数较小


的金属,而导电金属层则可以选择导电性较好的金属,如:铜膜层或银膜层。


在具体实现时,考虑到成本因素,一般活性原子金属层选择钛膜层。导电金属


层选择铜膜层。下面以镀制钛膜层和铜膜层为例进行说明。


本发明实施例提供一种导电膜的制备方法,该制备方法所采用的制备设备


为实施例1中的制备设备,一般情况下,所述制备设备可以仅仅包括依次连接


的上载缓冲密封室、离子束刻蚀密封室和磁控溅射镀膜密封室,并且在相邻两


个密封室之间采用门阀进行密封隔离;所述制备设备还包括分别对密封室抽真


空的真空泵系统,如图3所示,在该制备设备下所采用的制备方法包括如下步


骤:


301)对基片进行清洗和烘干,本过程中的清洗和烘干可以采用现有的设备


进行,不需要在上述制备设备中进行,一般先采用化学清洗以清除基片表面附


着的杂质成分和有机污染物,之后对基片进行充分烘干处理。


在完成清洗和烘干之后,将基片放置在上述制备设备中承载基片的基片架


上,并将制备设备开启,以准备进行镀膜操作,具体的开启过程包括:打开总


电源、冷却水系统、工控电脑和气瓶,在电脑主控制屏上选择启动系统预备状


态程序。此时真空泵系统开始对各个密封室抽真空,上述制备设备中的加热系


统和制冷系统开始工作,在制备设备达到工作条件时可以进行后续的步骤。


302)在制备设备达到工作条件后,可以将基片转移到上载缓冲密封室内,


并进行密封,然后在上载缓冲密封室内对经过清洗和烘干后的基片进行真空状


态下的加热除气。


303)经过加热除气后,将上载缓冲密封室和离子束刻蚀密封室之间的门阀


打开,并将基片转移到离子束刻蚀密封室内,以便对加热除气后的基片进行离


子束刻蚀,从而起到清洁和活化所述基片表面的作用。


在离子束刻蚀密封室的内壁上还可以通过导热隔离的方式设置热辐射吸收


体,以便在进行所述离子束刻蚀过程中,通过离子束刻蚀密封室的内壁上的热


辐射吸收体吸收热辐射能,保证离子束刻蚀过程中基片不会被高温熔化。


304)通过离子束刻蚀清洁和活化基片后,能够增加基片与导电膜层的附着


力;本过程中在磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射钛靶在经过离子束刻蚀后


的基片上镀制钛膜层。


305)镀制完钛膜层后,在磁控溅射镀膜密封室内利用磁控溅射铜靶在基片


上镀有钛膜层的区域镀制铜膜层。


在磁控溅射镀膜密封室的内壁上也可以通过导热隔离的方式设置热辐射吸


收体,以便在进行磁控溅射的过程中,通过磁控溅射镀膜密封室的内壁上的热


辐射吸收体吸收热辐射能,使得镀制钛膜和铜膜过程中不会熔化基片和镀制的


膜层。


上述图3中描述的制备方法仅仅是对应于图1中实线部分的设备描述的,


实际运用时,一般采用图2中的设备,这样可以形成较为完整的生产线,下面


我对应于图2所示的制备设备详细描述其制备方法,如图4所示,所述制备方


法包括:


401)对基片进行清洗和烘干,本过程中的清洗和烘干可以采用现有的设备


进行,不需要在上述制备设备中进行,一般先采用化学清洗以清除基片表面附


着的杂质成分和有机污染物,之后对基片进行充分烘干处理。


在完成清洗和烘干之后,将基片防止在上述制备设备中承载基片的基片架


上,并将制备设备开启,以准备进行镀膜操作,具体的开启过程包括:打开总


电源、冷却水系统、工控电脑和气瓶,在电脑主控制屏上选择启动系统预备状


态程序。此时真空泵系统开始对各个密封室抽真空,上述制备设备中的加热系


统和制冷系统开始工作,在制备设备达到如下条件时可以进行后续的步骤:各


个密封室内压力低于2.0*10-6mbar(毫巴=百帕),并且卸载缓冲密封室内的压力


低于3.0*10-3mbar,卸载缓冲密封室内温度达到设定的恒温控制点(80℃-160℃,


依具体加工情况而定)以及热辐射吸收体的温度达到-80℃以下后。


402)在制备设备达到工作条件后,将载有基片的基片架通过搬送机构搬送


到上载接口位,此时真空泵系统停止对上载缓冲密封室抽真空,并向上载缓冲


密封室内充入氮气使得上载缓冲密封室内的气压与外界大气压平衡。


403)在上载缓冲密封室内的气压与外界大气压达到平衡条件后,将上载缓


冲密封室与操作台之间的门阀打开,并将载有基片的基片架传送到上载缓冲密


封室内,然后关闭门阀。


通过本过程可以将基片上载到上载缓冲密封室,为了能够连续地上载基片,


在上载完一个基片后,本实施例中位于上载操作台上的基片架搬送机构返回初


始位置,等待搬送和上载下一个从返回线送回的载有基片的基片架。


404)在基片被传送到上载缓冲密封室后,在上载缓冲密封室内对经过清洗


和烘干后的基片进行真空状态下的加热除气。具体的加热除气操作需要按照如


下方式操作:


第一、抽真空:关闭真空泵系统中的分子泵预抽阀,同时打开真空泵系统


中的粗抽阀对上载缓冲密封室抽真空,当上载缓冲密封室内的气压达到


1.0*10-2mbar以下时,关闭粗抽阀,同时打开分子泵预抽阀对上载缓冲密封室抽


真空,直到上载缓冲密封室内压力低于1.0*10-4mbar;


第二、加热:在真空泵系统对上载缓冲密封室抽真空的同时,上载缓冲密


封室内两侧壁的红外热辐射加热板同时对基片进行恒温烘烤加热。


本过程中需要在真空状态下对基片进行加热除气达到设定的时间后(加热


时间可以根据需要设定,一般是30秒至300秒),将上载缓冲密封室与第一冷


却密封室之间的门阀打开,在真空状态下将基片转移到第一冷却密封室内,并


关闭上载缓冲密封室与第一冷却密封室之间的门阀,以便进行后续的冷却操作。


为了能够连续地对基片进行加热除气操作,本发明实施例中的上载缓冲密


封室可以对新上载的基片执行404)过程。


405)在对基片进行加热除气之后,在所述第一冷却密封室内通过其内壁上


的热辐射吸收体吸收基片释放出的热辐射能,本实施例中的热辐射吸收体通过


导热隔离的方式设置在第一冷却密封室的内壁上。由于第一冷却密封室中处于


真空状态下,热辐射吸收体在真空态下能大量吸收基片所释放出的热辐射能,


使基片达到在真空态下快速冷却。


406)在第一冷却密封室内当基片表面温度降到60℃以下、或者在第一冷却


密封室内冷却达到预定时间后,将第一冷却密封室与离子束刻蚀密封室之间的


门阀打开,在真空状态下将基片转移到离子束刻蚀密封室内后,将第一冷却密


封室与离子束刻蚀密封室之间的门阀关闭。此后,同时第一冷却密封室可以继


续处理后续传送过来的基片。


当将基片转移到离子束刻蚀密封室后,开始运行离子源自动启动程序,以


便对基片进行离子束刻蚀,具体的刻蚀过程包括:


第一、向离子束刻蚀密封室充入一定流量的氩气(Ar)。


第二、接通离子源供电电源,在低功率模式下启动离子源,离子源起辉稳


定后,将离子源的工作电压和Ar气流量调整至设定值;待离子源的静态工作


电压和静态工作电流达到稳态后,设定工作电压范围2500~2800V,工作电流范


围550mA~650mA。


第三、驱动基片架沿水平方向作匀速直线扫描运动,周期性通过离子束出


射区域,对待镀膜基片的表面进行离子束蚀刻,从而起到清洁和活化所述基片


表面的作用。


在基片进行离子束刻蚀的过程中,安装在离子束刻蚀密封室两侧壁上的热


辐射吸收体将会吸收离子束刻蚀过程中所释放出来的大量热辐射能,确保基片


在被加工过程中的最大温升控制在130℃以下,保证离子束刻蚀过程中基片不会


被高温熔化。当刻蚀量达到预定的量值或达到设定的刻蚀刻时间后,离子刻蚀


加工结束,停止基片扫描运动,并关闭质量流量计和离子源控制电源。


待基片在离子束刻蚀密封室内冷却到80℃以下、或者基片在离子束刻蚀密


封室达到设定的冷却时间后,将离子束刻蚀密封室与磁控溅射镀膜密封室之间


的门阀打开,在真空状态下将基片转移到磁控溅射镀膜密封室,然后关闭离子


束刻蚀密封室与磁控溅射镀膜密封室之间的门阀。同时,离子束刻蚀密封室可


以对后续传送过来的基片进行离子束刻蚀。


本发明实施例中采用离子束刻蚀,具有如下作用:第一、通过高能粒子束


轰击,将基片表面的有机大分子链打断,使之产生极化作用;第二、通过高能


粒子束轰击,将分子链中的部分原子击出,从而形成具有电极性的空穴位。通


过上述离子束刻蚀的作用可以最大化激发基片表面的活化能,为下一步镀制具


有高附着力水平的钛铜金属导电膜层提供了必要条件。


407)将基片转移到磁控溅射镀膜密封室并彻底稳定后,开始启动磁控溅射


钛靶工作以便在基片上镀制钛膜层,本发明实施例中的磁控溅射钛靶上钛的纯


度为99.9%以上,具体的镀制钛膜层的过程包括:


第一、向磁控溅射镀膜密封室充入预设流量的Ar气;


第二、待磁控溅射镀膜密封室内气压稳定后,打开磁控溅射钛靶电源,并


逐渐加大功率直至起辉,待起辉稳定后,调整溅射功率至设定值范围,一般来


讲功率范围为8kW~15kW;


第三、待磁控溅射钛靶工作达到稳态后,驱动基片架沿水平方向作匀速直


线扫描运动,周期性通过钛靶溅射区域,在基片表面镀制钛膜层。


在基片上镀制钛膜层的过程中,安装在磁控溅射镀膜密封室两侧壁上的热


辐射吸收体将会吸收镀制钛膜层过程中所释放出来的大量热辐射能,确保基片


在被加工过程中的最大温升控制在150℃以下,保证基片不会被高温熔化。当钛


膜层达到预定的厚度或达到设定的镀膜时间后,镀制钛膜层结束,停止基片架


扫描运动,关闭磁控溅射钛靶电源。


408)钛膜层镀制完成后,开始启动磁控溅射铜靶工作以便在基片上镀有钛


膜层的区域镀制铜膜层,本发明实施例中磁控溅射铜靶上的铜的纯度为99.99%


以上。具体的镀制铜膜层的过程包括:


第一、向磁控溅射镀膜密封室充入Ar气;


第二、待磁控溅射镀膜密封室内气压稳定后,打开磁控溅射铜靶电源,并


逐渐加大功率直至起辉,待起辉稳定后,调整溅射功率至设定值范围,一般来


讲功率范围为7kW~14kW;


第三、待磁控溅射铜靶工作达到稳态后,驱动基片架沿水平方向作匀速直


线扫描运动,周期性通过铜靶溅射区域,在基片上镀有钛膜层的区域镀制铜膜


层。


在基片上镀制铜膜层的过程中,安装在磁控溅射镀膜密封室两侧壁上的热


辐射吸收体将会吸收镀制铜膜层过程中所释放出来的大量热辐射能,确保基片


在被加工过程中的最大温升控制在150℃以下,保证基片不会被高温熔化。当铜


膜层达到预定的厚度或达到设定的镀膜时间后,镀制铜膜层结束,停止基片架


扫描运动,关闭磁控溅射铜靶电源。


本发明实施例中利用磁控溅射镀铜的之前先镀制一层钛膜,然后再钛膜上


镀制一层铜膜,这种方式可以保证铜膜的与基片之间的附着力较高,相对于现


有技术中化学沉铜来制作导电膜而言,本发明实施例提供的导电膜的制备方法


和设备能够增加导电膜与基片之间的附着力。


并且本发明实施例相对于现有技术中直接对基片进行粗化处理的方式而


言,本发明实施例中不需要进行粗化处理,使得导电膜不会出现粗糙现象,从


而可以减少高频信号传输的能量损耗。


由于镀制在基片上的铜膜在较高温度下容易被氧化,虽然在磁控溅射过程


中采用了热辐射吸收体进行冷却处理,但一般也是维持在130℃至150℃,而基


片要能够直接与空气接触且使得铜膜不易被氧化,须保证温度在安全温度70℃


以内。为了尽快降低基片温度,本发明实施例还需要执行409过程:


409)关闭充入Ar气的质量流量计和磁控溅射铜靶电源,待磁控溅射镀膜


密封室内气压恢复到低于1.0*10-5mbar后,将磁控溅射镀膜密封室与第二冷却


密封室之间的门阀打开,在真空状态下将基片转移到第二冷却密封室,之后关


闭磁控溅射镀膜密封室与第二冷却密封室之间的门阀。转移基片后,磁控溅射


镀膜密封室可以继续处理从离子束刻蚀密封室转移过来的下一个基片。将基片


转移到第二冷却密封室后,可以安装在第二冷却密封室两侧壁上的热辐射吸收


体将会吸收基片所释放出来的大部分热辐射能,从而使被加工基片在真空态下


快速冷却。


除了上述高温下容易导致铜膜被氧化而出现质量问题外,基片在较低气压


下直接转移到大气压下,则可能导致基片出现质量问题;为了使得基片能够适


应大气压,本发明实施例还需要执行410过程:


410)为了能够提高生产线的效率,基片在第二冷却密封室内冷却到90℃时,


将第二冷却密封室与卸载缓冲密封室之间的门阀打开,并将基片转移到卸载缓


冲密封室;在卸载缓冲密封室内缓缓充入气体以平衡大气压,并且可以在卸载


缓冲密封室内对基片进行进一步的冷却,以使基片降低至70℃以内,故而本发


明实施例中卸载缓冲密封室的内壁上可以设置冷却器,通过该冷却器将基片的


温度降低至安全温度;本发明是实例中的冷却器可以采用热辐射吸收水冷盘。


当然,在具体运用时,本发明实施例中的任何一个密封室(用来加热除气


的密封室除外)均可以设置冷却器,以便加速基片温度的下降。


在将基片转移到卸载缓冲密封室后,第二冷却密封室可以继续处理下一个


镀制铜膜层后的基片。


411)将卸载缓冲密封室与卸载操作台之间的门阀打开,在大气状态下将基


片传输到卸载操作台,并关闭门阀。关闭门阀之后可以同时对卸载缓冲密封室


至气压低于3.0*10-3mbar,等待处理下一组基片。采用上述制备方法后基片被传


送到卸载操作台上,之后基片经自动返回线被传送到上、下载操作台上,然后


可以取下已完成镀膜加工的基片,将已完成镀膜加工的基片累计分批送检后送


下工序处理。


本发明实施例中所有的热辐射吸收体需要维持在-80℃以下的温度,并且表


面是经过黑化处理。


本发明实施例中的制备设备是一条生产线,可以连续不断地对多个基片进


行镀膜处理。本发明实施例在完成基片的加工后,需要将制备设备停机,为了


保证停机过程中设备的安全,本发明实施例的停机过程为:待所加工基片全部


加工完毕后,点击运行停止按钮,系统停止自动运行转入待机预备状态,选择


启动系统自动关机程序,此时按顺序首先关闭上载缓冲密封室内的红外热辐射


加热板供电电源、并将各密封室低温泵系统置于除霜状态,当红外热辐射加热


板的温度以及各密封室内的热辐射吸收体的温度达到一定温度时,关闭各密封


室低温泵电源、关闭各密封室分子泵电源,待分子泵全部停止运转后,关闭各


密封室分子泵预抽阀,之后关闭所有粗抽泵组供电电源,待泵组完全停止运转


后,打开各粗抽泵组抽口附近的放气阀对泵组内部冲入氮气或干燥空气,退出


主操控界面并关闭工控电脑,关闭冷却水系统,气瓶,总电源,工作结束。


本发明实施例还提供一种导电膜,该导电膜采用上述的根据本发明的制备


方法(例如上述实施例2中所描述的制备方法)进行制备,此处不再赘述该制


备方法的详细过程。


本发明实施例中镀制层的钛膜层和铜膜层形成的钛铜金属导电膜层,可以


作为常用的导电膜,本发明实施例提供的导电膜的制备方法及设备主要用于导


电膜层的制备,尤其用在P...

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图1
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