首先,通過一個電子槍生成一個高能電子束。電子槍一般包括一個發(fā)射電子的熱陰極(通常是加熱的鎢絲)和一個加速電子的陽極。電子槍的工作是通過電場和磁場將電子束引導(dǎo)并加速到目標材料。電子束撞擊目標材料,將其能量轉(zhuǎn)化為熱能,使目標材料加熱到蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)的材料原子或分子在真空中飛行到基板表面,并在那里冷凝,形成薄膜。因為這個過程在真空中進行,所以蒸發(fā)的原子或分子在飛行過程中基本不會與其他氣體分子相互作用,這有助于形成高質(zhì)量的薄膜。與其他低成本的PVD工藝相比,電子束蒸發(fā)還具有非常高的材料利用效率。電子束系統(tǒng)加熱目標源材料,而不是整個坩堝,從而降低了坩堝的污染程度。通過將能量集中在目標而不是整個真空室上,它有助于減少對基板造成熱損壞的可能性??梢允褂枚噗釄咫娮邮舭l(fā)器在不破壞真空的情況下應(yīng)用來自不同目標材料的幾層不同涂層,使其很容易適應(yīng)各種剝離掩模技術(shù)。真空鍍膜技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要支柱。平頂山真空鍍膜工藝流程
LPCVD設(shè)備的基本原理是利用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法,在低壓(通常為0.1-10Torr)和高溫(通常為500-1200℃)的條件下,將含有所需元素的氣體前驅(qū)體引入反應(yīng)室,在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成所需的薄膜材料。LPCVD設(shè)備的優(yōu)點主要有以下幾點:(1)由于低壓條件下氣體分子的平均自由程較長,使得氣體在反應(yīng)室內(nèi)的分布更加均勻,從而提高了薄膜的均勻性和重復(fù)性;(2)低壓條件下氣體分子與襯底表面的碰撞頻率較低,使得反應(yīng)速率主要受表面反應(yīng)速率控制,從而提高了薄膜的純度和結(jié)晶性;(3)低壓條件下氣體分子與反應(yīng)室壁面的碰撞頻率較低,使得反應(yīng)室壁面上沉積的材料較少,從而降低了顆粒污染和清洗頻率;汕頭真空鍍膜技術(shù)真空鍍膜能有效提升表面硬度。
在真空中把金屬、合金或化合物進行蒸發(fā)(或濺射),使其沉積在被涂覆的物體(稱基片、基板或基體)上的方法稱為真空鍍膜法。真空蒸鍍簡稱蒸鍍,是在真空條件下,用一定的方法加熱鍛膜材料(簡稱膜料)使之氣化,并沉積在工件表面形成固態(tài)薄膜。以動量傳遞的方法,用荷能粒子轟擊材料表面,使其表面原子獲得足夠的能量而飛逸出來的過程稱為濺射。離子鍍膜技術(shù)簡稱離子鍍,離子鍍是在真空條件下,利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)部分電離,在氣體離子或被蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用的同時把蒸發(fā)物質(zhì)或其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在基片上。電阻加熱蒸鍍是用絲狀或片狀的鎢、鉬、鉭高熔點金屬做成適當形狀的蒸發(fā)源,將膜料放在其中,接通電源,電阻直接加熱膜料而使其蒸發(fā)。
電子束蒸發(fā)蒸鍍?nèi)珂u(W)、鉬(Mo)等高熔點材料,需要在坩堝的結(jié)構(gòu)上做一定的改進。高熔點的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當中,因為水冷坩堝導(dǎo)熱過快,材料難以達到其蒸發(fā)的溫度。經(jīng)過實驗的驗證,蒸發(fā)高熔點的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導(dǎo)熱,散熱速率慢,有利于達到蒸發(fā)的熔點。采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。PVD(氣相沉積)鍍膜技術(shù)主要分為三類,真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子鍍膜。對應(yīng)于PVD技術(shù)的三個分類,相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機這三種。近十多年來,真空離子鍍膜技術(shù)的發(fā)展是快的,它已經(jīng)成為當今先進的表面處理方式之一。我們通常所說的PVD鍍膜,指的就是真空離子鍍膜;通常所說的PVD鍍膜機,指的也就是真空離子鍍膜機。沉積工藝也可分為化學(xué)氣相沉積和物理的氣相沉積。CVD的優(yōu)點是速率快,PVD的優(yōu)點是純度高。
使用PECVD,高能電子可以將氣體分子激發(fā)到足夠活躍的狀態(tài),使得在相對低溫下就能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這對于敏感于高溫或者不能承受高溫處理的材料(如塑料)來說是一個重要的優(yōu)勢。等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)具有很高的動能,可以使得它們在各種表面,包括垂直和傾斜的表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這就使得PECVD可以在基板的全范圍內(nèi),包括難以接觸的區(qū)域,形成高質(zhì)量的薄膜。在PECVD過程中,射頻能量引發(fā)原料氣體形成等離子體。這個等離子體由高能電子和離子組成,它們能夠在各種表面進行化學(xué)反應(yīng)。這就使得反應(yīng)物質(zhì)能夠均勻地分布在整個基板上,從而形成均勻的薄膜。且PECVD可以在相對低溫下進行,因此基板上的熱效應(yīng)對薄膜的形成影響較小。這進一步有助于保持薄膜的均勻性。PECVD的優(yōu)勢在于襯底能保持低溫、良好的覆蓋率、高度均勻的薄膜。莆田UV光固化真空鍍膜
鍍膜層能明顯提升產(chǎn)品的抗沖擊性能。平頂山真空鍍膜工藝流程
真空鍍膜技術(shù)屬于表面處理技術(shù)的一類,應(yīng)用非常廣。主要應(yīng)用有一下幾類:光學(xué)膜:用于CCD、CMOS中的各種濾波片,高反鏡。功能膜:用于制造電阻、電容,半導(dǎo)體薄膜,刀具鍍膜,車燈,車燈罩,激光,太陽能等。裝飾膜:手機/家電裝飾鍍膜,汽車標牌,化妝品盒蓋,建筑裝飾玻璃、汽車玻璃,包裝袋。真空鍍膜對真空的要求非常嚴格,根據(jù)不同的真控制可以劃分為低真空(1至1E-5Torr),中真空(1E-5至1E-6Torr),高真空(1E-6至1E-8Torr),超高真空(低于1E-9Torr),針對不同的真空有多種測量方式,電容膜片(CDG)、導(dǎo)熱(Piriani)、熱陰極電離(HCIG)、粘度(自旋轉(zhuǎn)子)等。平頂山真空鍍膜工藝流程