阅读说明：本技术 一种pecvd工艺用金属基座的表面处理方法 (Surface treatment method of metal base for PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) process ) 是由 高圣根 朱东海 于 2020-07-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法,基于喷砂处理方法对金属基座进行表面处理,改善其中的工艺参数,在金属基座的表面形成合适粗糙度(Ra)的同时,能够将粗糙表面的峰值(Rp)与谷值(Rv)的比率尽可能控制在1:1左右,使得该粗糙面具有很好的均匀性,提高了金属基座的导热效率和导热均匀性,减少了温度偏差,在对与其相接触的基板上实施PECVD工艺时,热辐射特性均匀,温度传递特性良好。(The invention discloses a surface treatment method of a metal base for a PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) process, which is characterized in that the surface treatment is carried out on the metal base based on a sand blasting treatment method, so that the process parameters are improved, the ratio of a peak value (Rp) to a valley value (Rv) of a rough surface can be controlled to be about 1:1 as far as possible while the surface of the metal base forms proper roughness (Ra), so that the rough surface has good uniformity, the heat conduction efficiency and the heat conduction uniformity of the metal base are improved, the temperature deviation is reduced, and when the PECVD process is carried out on a substrate which is in contact with the metal base, the heat radiation characteristic is uniform and the temperature transfer characteristic is good.)

一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法

技术领域

本发明涉及应用于半导体和LCD/OLED生产制造的PECVD工艺技术领域，具体是一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法。

背景技术

金属基座(铝质基座，以下简称基座)在工业加工生产中应用比较广泛，尤其在半导体和LCD/OLED制造领域，往往需要在玻璃基板或晶圆基板(以下简称基板)上实施PECVD(等离子体增强化学的气相沉积)工艺，即通过化学气相反应使需要的物质在基板上蒸镀薄膜，此工艺一般需要采用基座内置的加热器件来提供一定的热量(温度范围值为340～360℃)，以满足实施此工艺所需的温度条件。

在实施PECVD工艺的过程中，所采用的基座，其表面应当是具有一定的粗糙度粗糙面，这样能够有效提高基板与其接触时的稳定性，能够防止基板因与基座的光滑表面接触而产生偏移，从而有利于薄膜的形成，也能够提高蒸镀效率。

因此，目前行业内普遍将如何提高基座的表面粗糙度作为重要的出发点和研究方向。然而，若基座的表面粗糙度过高，则会难以通过阳极氧化处理而在基座的表面形成氧化膜，这样就会大大降低基座的耐腐蚀性，从而降低基座的使用寿命。

另外，基座的导热性能是实施PECVD工艺的核心要素之一，若基座的导热效率和导热均匀性较差，在对与其相接触的基板上实施PECVD工艺时，热辐射特性不均匀，温度传递特性不佳，从而直接影响工艺结果，具体体现为：

1、当基座的导热效率过低，温度传递特性不佳，无法达到所需的适当温度时，需要继续提升基座内置加热器件的功率，从而来满足所需的温度条件，其缺点是：(1)、必然会增加耗电量，增加成本；(2)、基座的温度越高，一方面其表面越易被腐蚀，维修成本越高，再一方面会缩短其内部加热器件的使用寿命，另一方面其表面温度均匀性越差；

2、当基座的导热均匀性较差，热辐射特性不均匀时，通过实施PECVD(等离子体增强化学的气相沉积)工艺在基板上蒸镀薄膜时，会使得蒸镀的膜厚均匀度变差，从而导致生产出的产品的相关特性出现问题，从而出现不良品。

显然，粗糙面不均匀的基座，其导热效率和导热均匀性较差。

采用现有的喷砂处理方法对基座进行表面处理，只能在基座的表面形成粗糙度较高的粗糙面，却无法使得该粗糙面具有很好的均匀性，从而无法提高基座的导热效率和导热均匀性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法，采用喷砂处理方法，改善其中的工艺参数，在金属基座的表面形成合适粗糙度的同时，能够使得该粗糙面具有很好的均匀性，以提高导热效率和导热均匀性，减少温度偏差。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法，包括对金属基座的表面进行喷砂处理，使得金属基座的表面形成有粗糙面，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)、选取粒径基本一致、形状为圆形的砂料作为喷料；

(2)、采用自动喷砂机作为喷砂处理设备，将待处理的金属基座送入自动喷砂机，并通过夹持机构进行固定；

(3)、设置自动喷砂机所采用的压缩空气的压力值至设定值，设置喷枪的移动速度至设定值，并调节喷枪与所述金属基座的表面之间的距离至设定值；

(4)、启动自动喷砂机，对所述金属基座的表面进行喷砂处理，最终在所述金属基座的表面形成粗糙度合适，且均匀的粗糙面。

进一步的，步骤(1)中，所述的砂料采用白刚玉或玻璃珠。

进一步的，步骤(1)中，所述砂料的硬度为4.5～6Mohs，平均粒径为0.2～1.2mm。

进一步的，所述砂料的最佳硬度为5Mohs，最佳平均粒径为1mm。

进一步的，步骤(2)中，在将所述的金属基座送入自动喷砂机之前，采用胶带或硅胶条将所述金属基座上无需进行喷砂处理的部位进行遮蔽。

进一步的，步骤(3)中，所述压缩空气压力的设定值为0.3～0.45MPa，所述喷枪移动速度的设定值为150～250mm/s，喷枪与所述金属基座的表面之间距离的设定值为400～600mm。

进一步的，所述压缩空气压力的最佳设定值为0.4MPa，所述喷枪移动速度的最佳设定值为200mm/s，喷枪与所述金属基座的表面之间距离的最佳设定值为400mm。

进一步的，步骤(3)中，需设定所述喷枪与金属基座的表面之间的夹角为85～95°。

进一步的，所述喷枪与金属基座的表面之间的最佳夹角为90°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于喷砂处理方法对金属基座进行表面处理，改善了其中的工艺参数，在金属基座的表面形成合适粗糙度(Ra)的同时，能够将粗糙表面的峰值(Rp)与谷值(Rv)的比率尽可能控制在1:1左右，使得该粗糙面具有很好的均匀性，提高了金属基座的导热效率和导热均匀性，减少了温度偏差，在对与其相接触的基板上实施PECVD工艺时，热辐射特性均匀，温度传递特性良好。

附图说明

图1为经本发明处理后的金属基座的表面结构示意图(在放大状态下)。

图2为对经本发明处理后的金属基座的表面进行取样测试的示意图。

具体实施方式

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

参见图1、2，一种PECVD工艺用金属基座的表面处理方法，包括对金属基座的表面进行喷砂处理，使得金属基座的表面形成有粗糙面，具体包括以下步骤：

S1、选取硬度为5Mohs、平均粒径为1mm、形状为圆形的玻璃珠作为喷料。

S2、采用自动喷砂机作为喷砂处理设备，首先采用胶带或硅胶条将金属基座100上无需进行喷砂处理的部位进行遮蔽，然后将金属基座100送入自动喷砂机，并通过自动喷砂机自带的夹持机构进行固定。

S3、设定自动喷砂机所采用的压缩空气的压力值为0.4MPa，并设定喷枪的移动速度为200mm/s，调节喷枪与金属基座100的表面之间的距离至400mm，并调节喷枪与金属基座100的表面之间的夹角至90°。

S4、启动自动喷砂机，对金属基座100的表面进行喷砂处理，具体如下：

以压缩空气为动力形成高速喷射束，将玻璃珠高速喷射到金属基座100的表面，在此过程中，持续喷射的玻璃珠不断的冲击金属基座100的表面并向外反弹，在金属基座100的表面形成几千分之一寸的“压痕”，即形成微米级的凹凸不平的粗糙面200，粗糙度记为Ra(μm)，其中凹陷的部分称为“谷”，谷值记为Rv(μm)，突出的部分称为“峰”，峰值记为Rp(μm)；

针对粗糙面200，在取样长度L的范围内随机选取若干个测试点，分别测试各个测试点的峰值Rp(μm)和谷值Rv(μm)，然后计算出粗糙度Ra平均值(μm)、峰值Rp平均值(μm)和谷值Rv平均值(μm)，反复进行三次测试，得到如表1所示的测试数据：

表1

测试次数	Ra平均值(μm)	Rp平均值(μm)	Rv平均值(μm)	Rp∶Rv
					第1次	19.2	69.8	54.9	1∶0.79
第2次	18.6	56.1	63.8	1∶1.14
					第3次	18.9	54.5	66.2	1∶1.21

由表1可知，粗糙面200的粗糙度Ra(μm)合适，接近20μm；且Rp∶Rv为1∶1，具有很好的均匀性。

需要说明的是，本实施例所选取的取样长度L以及每次测试所随机选取测试点的数量，均可根据实际测试需要来确定，在此不做限定。

需要说的是，经上述方法处理后的金属基座100需要进行阳极氧化处理，在金属基座100的表面形成氧化膜，起到保护金属基座100的作用，增强金属基座100的耐腐蚀性。

需要说的是，经上述方法处理后，在金属基座100的表面所形成的粗糙面200的粗糙度合适，一方面，能够有效提高玻璃基板或晶圆基板(以下简称基板)与金属基座100的表面接触时的稳定性，能够防止基板因与金属基座100的光滑表面接触而产生偏移，从而有利于薄膜的形成，也能够提高蒸镀效率；另一方面，在对金属基座100通过阳极氧化处理后，能够保证在金属基座100的表面形成氧化膜。

针对经上述方法处理后的金属基座100的热传递性能作如下测试：

在金属基座100的表面等间隔的选取5×5共25个测温点，并在该25个测温点上分别对应放置与玻璃基板材质相同的25块玻璃片，该25块玻璃片的形状、尺寸等均相同，然后对金属基座100进行通电加热，加热时间为一小时。一小时后，分别测试25块玻璃片的温度值，然后计算平均温度值，记为Tave(℃)，并计算温度偏差值(即为最高温度值与最低温度值的差值)，记为ΔT(℃)，反复进行三次测试，得到如表2所示的测试数据：

表2

测试次数	Tave(℃)	ΔT(℃)
			第1次	342	4.8
第2次	342.9	3.1
			第3次	342.6	4.6

由表2可知，平均温度值Tave(℃)在目标温度范围值(340～360℃)内，表明金属基座100的温度传递特性良好；且温度偏差值在允许的偏差范围(≤5℃)内，表明金属基座100的热辐射特性均匀。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。