[发明专利]一种便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置及其应用

说明书

本发明涉及一种便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置及其应用，包括蒸发腔与存储腔；所述蒸发腔通过软连接管路与存储腔连通；所述蒸发腔与存储腔的连通管路设置有截止件；所述蒸发腔内设置有蒸发源以及用于放置坩埚的凹槽；所述存储腔内设置有坩埚存储架以及机械手；所述机械手用于坩埚在凹槽以及坩埚存储架之间的运输；所述坩埚为圆台状坩埚。本发明通过存储腔的设置，实现在真空环境下对坩埚进行更换，从而实现多种材料的交替镀膜，有利于实现多种材料对同一基片的真空镀膜，且能够完全避免材料的交叉污染问题。

技术领域

本发明属于镀膜技术领域，涉及一种镀膜装置，尤其涉及一种便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置及其应用。

背景技术

传统材料研究，一次实验制备一个样品，因此材料研发周期长。高通量材料芯片技术借鉴制造集成电路芯片的掩膜技术，在一块基底上一次实验可以制备成千上万种不同组分的材料，并快速表征成分、结构、物相，能大幅度缩短了新材料的研发周期。高通量材料芯片技术已经成为材料研发的一种最重要方法。

高通量材料芯片技术通常需要使用多种材料交替镀膜。目前电子束蒸发使用的蒸发源可以同时放多种材料，蒸发源有一个带缺口的挡板，当某种材料需要蒸发时，电子束蒸发源通过旋转把需要蒸发的材料旋转到挡板缺口下，电子束加热在挡板缺口下的材料，从而蒸发镀膜。其它的材料被挡板遮挡避免由于蒸发产生材料之间的交叉污染。

虽然电子束蒸发源可以同时放多种材料，但是还是有限的，如果需要变换或添加材料时还需要打破真空开腔体。并且在镀膜过程中，蒸发的材料会沉积在挡板缺口边缘；如果不及时开真空腔体清理挡板缺口边缘沉积的材料，缺口边缘沉积的材料就会脱落、掉入挡板缺口下的材料中造成材料的交叉污染，因此这种电子束蒸发源还会造成材料的交叉污染。

CN 101985736A公开了一种多工位渐变薄膜镀制设备，包括驱动模块、基板、工件盘、掩膜机构及均匀机构，所述工件盘位于基板之上，所述工件盘可绕其轴心旋转，其与基板的间隔恒定。所述工件盘上固定设有镀膜工位；在所述基板上对应所述镀膜工位位置设置有镀膜孔；在所述镀膜工位与镀膜孔之间固定设有掩膜机构；在所述镀膜孔的下部于基板上固定设有均匀机构；所述驱动模块的工作段与工件盘固定相连。但是该设备具有一套基片换位机构，待镀基片在真空室内能够自动更换，通过特定的掩膜机构能够实现非均匀薄膜的镀制。但该设备中一套掩膜机构只能镀制一种类型的镀片，不同类型的镀片需要更换不同的掩膜机构，操作复杂。

CN 105887020A公开了一种多蒸发源镀膜装置及其镀膜方法，所述真空镀膜室内设置有多个膜厚控制仪，其中一个所述膜厚控制仪设置在工件伞架的中心位置用于监控所述镀膜基片上的镀膜速率，其余的所述膜厚控制仪与蒸发源构成一一对应以分别监控和调节每个蒸发源的蒸发速率。但是该方法将多个蒸发源置于同一个腔室内，蒸发源的数量受到真空腔体的限制，基于镀膜均匀性的考虑，难以安装太多蒸发源。

CN 1814855A公开了一种用于制备多组分薄膜的多蒸发源系统，包括真空室，真空室内布设由多个电子枪加热蒸发源，每个电子枪蒸发源包括一电子枪、一传感器和一坩埚，两两蒸发源之间均设置有电磁屏蔽装置。该发明通过设置电磁屏蔽装置，使多个电子枪之间不会互相干扰，从而可以用开制备多组分薄膜。但该设备需要在真空腔体中设置多个电子枪和多个蒸发源，容易造成材料直接交叉污染。

对此，提供一种能够实现便于更换坩埚且不需要破坏腔体内真空状态的便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置，有利于实现多种材料对同一基片的真空镀膜，且能够完全避免材料的交叉污染问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置及其应用，所述便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置能够实现便于更换坩埚且不需要破坏腔体内真空状态的便于更换坩埚的高通量薄膜制备装置，有利于实现多种材料对同一基片的真空镀膜，且能够完全避免材料的交叉污染问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：