一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置。
【背景技术】
[0002]随着磁控溅射技术的发展，由于它具有能够精确地控制工艺参数、膜层质量和薄膜组分薄膜均匀性好、沉积速率高以及工作温度低等优点，备受太阳能电池领域的青睐。
[0003]旋转靶是以磁控溅射技术为基础，它的出现恰恰满足了工业化制备大面积高质量功能薄膜的要求。旋转靶不但继承了磁控溅射技术在较低工作压强下得到较高的沉积速率、在较低的基片温度下获得较均匀的附着力较高的薄膜的优势，而且比传统的平面靶有突出的优势:拆装结构简单，换靶操作便捷，缩短了待工时间；靶材利用率可达80%以上，意味着比较长的靶材使用寿命等。因此在薄膜制备尤其是太阳能薄膜电池的制备领域得到广泛的应用。
[0004]磁控溅射工艺对腔室洁净度及杂质含量比较敏感，超出工艺要求就有可能造成沉积膜层质量变差，甚至出现脱膜等异常。所以在更换靶材、开腔维修后都需要进行溅射清洁，保证腔室及靶材洁净度满足工艺要求。
[0005]目前对旋转靶厚度的监控一般采用使用功率及时间监测，这种监控方法是比较粗糙的，并不能准确反映旋转靶材的使用情况。如果每使用一段时间就进行一次开腔测量，会造成大量靶材的浪费，且不能很好的反映工艺对靶材的使用。旋转靶材的使用情况不能精确的检测，也会造成工艺人员对工艺的把控不够完整。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型其目的就在于提供一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置，解决了在不开腔室情况下检测出靶材剩余情况的问题，具有结构简单、使用方便的特点，且减少了腔室的破空次数，减少了靶材的浪费，降低生产成本，对圆柱旋转靶不同位置的测量，可以为阴极设备的优化升级提高数据支持。
[0007]实现上述目的而采取的技术方案，包括由腔室壁组成的腔室以及控制装置，腔室内设有圆柱旋转靶，所述腔室壁内侧设有直线电机轨道，直线电机轨道上设有在轨运行模块，在轨运行模块经可旋转轴连接测量模块，所述测量模块上设有可伸缩杆，可伸缩杆两侧分别设有线性探测灯、光电位置感应器，光电位置感应器连接控制装置。
[0008]有益效果
[0009]与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
[0010](I)在不破空腔室的情况下，即可完成圆柱旋转靶剩余量的测量，减少了腔室的破空次数，减少了靶材的浪费，降低生产成本；
[0011](2)对圆柱旋转靶不同位置的测量，可以为阴极设备的优化升级提高数据支持；
[0012](3)通过对旋转靶高频次的测量，工艺人员可准确把控工艺参数对沉积速度、靶材使用的影响情况，也可得出随着靶材的使用对工艺的影响。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0014]图1为本装置结构侧面示意图(处于开启状态)；
[0015]图2为本装置结构侧面示意图(处于关闭状态);
[0016]图3为本装置结构可伸缩杆处于伸长状态的正面示意图；
[0017]图4为本装置结构非工作时可伸缩杆处于收缩状态的正面示意图；
[0018]图5为本装置结构探测原理示意图；
[0019]图6为本装置中控制装置工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0020]包括由腔室壁I组成的腔室以及控制装置，腔室内设有圆柱旋转靶，如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述腔室壁I内侧设有直线电机轨道2，直线电机轨道2上设有在轨运行模块3，在轨运行模块3经可旋转轴4连接测量模块A，所述测量模块A上设有可伸缩杆5，可伸缩杆5两侧分别设有线性探测灯6、光电位置感应器7，光电位置感应器7连接控制装置。
[0021]所述控制装置还包括信号转换单元8、信号处理单元9、测量显示单元10，如图6所示。
实施例
[0022]本装置一是尽量减少开腔的次数，减少靶材的浪费；二是在不开腔室的情况下，检测出靶材的剩余情况；三是根据靶材的剩余情况得出靶材的使用情况；四是根据测量结果及计算结果，指导工艺的优化、设备的优化升级。
[0023]本装置包括传动系统、探测系统、信号处理系统。为了能够充分了解圆柱旋转靶靶材的剩余情况，首先要检测出圆柱旋转靶不同位置的直径。利用感光器件作为光信号接收装置，线性光源垂直照射圆柱靶材，感光器件记录未探测到光部分的“长度”信号，此“长度”信号经过信号转换系统，光信号转换为电信号，方便信号准确、安全传输。记录“长度”的电信号经过相应线路被传送至信号处理系统，进行数据的分析、计算，最后输出测量结果。
[0024]所述腔室壁I内侧设有直线电机轨道2，直线电机轨道2上设有标准在轨运行模块3，在轨运行模块3上带有可控旋转轴4 (可根据输入信号控制旋转状态)，测量模块A (包括可伸缩杆5、线性探测灯6、光电位置感应器7)通过可控旋转轴4与在轨运行模块3连接，测量模块A可随着模块3的运动进行上下移动，测量模块A中的可伸缩杆5可根据测量过程的需要进行伸长或收缩状态的改变，可伸缩杆5上的一侧设有线性探测灯6、另一侧上设有光电位置感应器7，光电位置感应器7连接控制装置。
[0025]真空设备对洁净度和真空度要求都比较高，所以设计上要考虑装置的材料及所占空间尽量的小。设计如图1、图2所示的传动装置，直线电机轨道2紧固到腔室壁I上，在轨运行模块3在直线电机轨道2上可上下往返运动，根据具体的旋转靶长度进行相应的限位设计。为了尽量减小装置对工艺过程的影响、降低对空间的占用，设计可控旋转轴4，通过可控旋转轴4的旋转，后续机械结构可实现水平至竖直状态的切换，如图2所示。设计了可伸缩杆5，如图3、图4所示，通过伸缩杆5由伸长状态至收缩状态的切换，既减少了对空间的占用又能很好的在工艺过程中保护探测灯及感应器。
[0026]如图5所示，对圆柱旋转靶的测量，由线性探测灯6发出的光线经过旋转靶所在空间，到达光电位置感应器7，靶材直径的物理信息就转换为光信号。光信号经过信号转换系统8转换为电信号在线路中传输，如图6所示，电信号被传送至信号处理系统，经过程序的分析、计算，最后提供出测量结果。
[0027]工作过程:
[0028]装置接收到开始检测命令后，可伸缩杆5开始工作，由收缩状态转换为伸长状态；完成伸长后，可控旋转轴4进行转动，由关闭状态转换为开启状态；转动到合适位置后，即可调整直线电机及探测系统进行圆柱旋转靶不同位置直径的测量。
【主权项】
1.一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置，包括由腔室壁(I)组成的腔室以及控制装置，腔室内设有圆柱旋转靶，其特征在于，所述腔室壁(I)内侧设有直线电机轨道(2)，直线电机轨道(2)上设有在轨运行模块(3)，在轨运行模块(3)经可旋转轴(4)连接测量模块(A)，所述测量模块(A)上设有可伸缩杆(5)，可伸缩杆(5)两侧分别设有线性探测灯￠)、光电位置感应器(7)，光电位置感应器(7)连接控制装置。2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置，其特征在于，所述控制装置还包括信号转换单元(8)、信号处理单元(9)、测量显示单元(10)。
【专利摘要】一种磁控溅射圆柱旋转靶在线自动检测装置，包括由腔室壁组成的腔室以及控制装置,？腔室内设有圆柱旋转靶，所述腔室壁内侧设有直线电机轨道,？直线电机轨道上设有在轨运行模块,？在轨运行模块经可旋转轴连接测量模块,所述测量模块上设有可伸缩杆，可伸缩杆两侧分别设有线性探测灯？、光电位置感应器,？光电位置感应器连接控制装置。解决了在不开腔室情况下检测出靶材剩余情况的问题，具有结构简单、使用方便的特点，且减少了腔室的破空次数，减少了靶材的浪费，降低生产成本,对圆柱旋转靶不同位置的测量，可以为阴极设备的优化升级提高数据支持。
【IPC分类】G01B11/08, H01L31/08
【公开号】CN204757936
【申请号】CN201520324195
【发明人】王利民, 王宏杰, 刘小雨, 魏小涛, 周志虎, 胡党平
【申请人】江西共青城汉能薄膜太阳能有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月20日