CN101285169A - 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 - Google Patents
高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101285169A CN101285169A CNA2008100584021A CN200810058402A CN101285169A CN 101285169 A CN101285169 A CN 101285169A CN A2008100584021 A CNA2008100584021 A CN A2008100584021A CN 200810058402 A CN200810058402 A CN 200810058402A CN 101285169 A CN101285169 A CN 101285169A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target position
- target
- assembly
- ion beam
- reciprocally swinging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims description 13
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 11
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000009504 vacuum film coating Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置。本装置置于真空镀膜室侧部，除靶位外均设置于真空镀膜室外部，靶位与由步进电机驱动的双向转动组件连接，实现靶位的精确双向转动；该双向转动组件又与由另一步进电机驱动的轴向往复摆动组件连接，实现靶位的精确轴向往复移动，两组步进电机与PLC可编程控制器的电脉冲信号输出端电控连接。本装置可提高靶材利用率60％～100％，通过镶嵌型平面靶获得多组分质量优异的包覆型复合膜和合成膜产品，大幅度降低产品加工和设备维护成本，可提高真空室容积利用率，并节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种高真空溅镀设备，特别是一种改进的高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置。
背景技术
在高真空环境下溅镀特殊功能的包覆型复合薄膜产品需要特定的溅镀手段，如采用离子束溅射技术：可在低温(＜200℃)下获得准确可控的离子/原子到达比，易获得多种不同组分和结构的合成膜，对所有衬底有好的结合力，有效地控制超微粒子的大小和分布。但离子束聚焦束斑由于能量密度较大，难以准确控制镶嵌型靶材的离子/原子到达比，进而影响包覆型复合膜以及合成膜的组分和结构控制；此外，离子束聚焦束斑对靶材固定部分的溅射，将缩短靶材的使用寿命，降低靶材的利用率，特别对于贵重金属靶材以及难加工类靶材而言，将大幅增加其包覆型复合薄膜产品的生产成本。目前公开的如专利号为99243973.6的“溅射靶”，采用的溅射靶材横截面形状为曲线形，该曲线与靶材的实际消耗曲线接近，可提高40～80％的靶材利用率，但随着靶材成分的变化，靶材实际消耗曲线也会显著变化，使得曲线形溅射靶材加工工艺趋于复杂并增大加工难度及成本。
目前，随着技术的进步，在某些领域，步进电机、PLC可编程控制器、精密丝杆导轨等均得到成功应用，这些市场供应的具有良好技术基础的成熟产品，为改进高真空连续溅镀设备在增强离子束溅镀靶材的利用率提供了必要技术条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的高真空连续溅镀设备的高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置，它能提高靶材特别是贵重金属和难加工靶材的利用率，并能通过镶嵌型平面靶获得多组分质量优异的包覆型复合膜和合成膜产品，大幅度降低产品加工和设备维护成本，提高真空室容积利用率，并节省能源。
解决本发明的技术问题所采用的方案是：
靶位与由步进电机驱动的双向转动组件连接，实现靶位的精确双向转动；该双向转动组件又与由另一步进电机驱动的轴向往复摆动组件连接，实现靶位的精确轴向往复移动，两组步进电机与PLC可编程控制器的电脉冲信号输出端电控连接。
本装置置于真空镀膜室侧部，即除了靶位外均设置于真空镀膜室外部。所述的轴向往复摆动组件通过连接支撑装置装于真空镀膜室外壁，其步进电机的传动减速装置连接于丝杆；双向转动组件装在靶位轴向往复摆动组件上，且靶位轴向往复摆动组件带有与丝杆啮合的螺母并同时装于与丝杆轴向平行的导轨上。
PLC可编程控制器根据写入的工艺参数(含：靶位正逆双向转动的角度α正和α逆以及频率f)输出电脉冲，控制步进电机，通过传动减速装置以及靶位双向转动组件驱动靶轴组件和靶位，实现在设定转动角度α及频率f情况下，靶位沿角向的正逆双向转动。PLC可编程控制器还根据写入的工艺参数(含：靶位轴向摆动的摆动距离L正和L逆以及速度v)输出电脉冲，控制另一步进电机，通过传动减速装置驱动安装在连接支撑装置中的丝杆正逆双向转动，从而使带有螺母与丝杆啮合的靶位轴向往复摆动组件在导轨上正逆双向移动，靶位轴向往复摆动组件再控制靶轴组件和靶位，实现在设定摆动距离L及速度v情况下，靶位沿轴向的正逆双向摆动。关闭靶位双向转动组件和靶位轴向往复摆动组件时，PLC可编程控制器输出复零电脉冲，控制步进电机归零复位，驱动靶位表面与聚焦离子束中心线之间的夹角迅速恢复到原始设计角度(即复位于转向初始位置)，也驱动靶位中心与离子束聚焦束斑中心迅速重合(即复位于轴向初始位置)。
本发明的有益效果是：
该装置采用靶轴组件、连接支撑装置、传动减速装置、步进电机、靶位轴向往复摆动组件、靶位双向转动组件、PLC可编程控制器等机电控制装置可精确实现靶位的轴向正逆双向摆动和角向正逆双向转动。该装置除靶位外均置于真空室外部，提高了现有高真空镀膜设备真空室容积利用率。原位于靶位中心的离子束聚焦束斑在靶位表面实现曲线形状往复扫描运动模式，增大靶位受溅镀的表面积，实现将靶材特别是贵重金属靶材以及难加工类靶材的利用率提高60％～100％；提高靶位表面温度均匀性，将提高薄膜中超微粒子的尺度均匀性，易获得质量优异的薄膜；增加镶嵌型靶材的镶嵌数量和种类以获得多组分包覆型复合膜和合成膜。大幅度降低特殊功能镀膜产品的生产成本以及设备制造、使用、维护等成本，并可节省能源。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中各标号依次表示：PLC可编程控制器1、连接支撑装置2、步进电机3和3’、传动减速装置4和4’、靶位轴向往复摆动组件5、靶位双向转动组件6、靶轴组件7、靶位8、法兰9、输出电脉冲10和10’、真空镀膜室壁11、丝杆12、导轨13、真空镀膜室14。
具体实施方式
参照图1，本装置置于真空镀膜室(14)侧部，除靶位(8)外均设置于真空镀膜室(14)外部。真空镀膜室(14)内部的靶位(8)通过靶轴组件(7)与真空镀膜室(14)外部的靶位双向转动组件(6)驱动连接，靶位双向转动组件(6)又与步进电机(3’)及传动减速装置(4’)驱动连接。靶位双向转动组件(6)与靶位轴向往复摆动组件(5)固定连接，靶位轴向往复摆动组件(5)上的螺母与连接支撑装置(2)的丝杆(12)啮合并安置于导轨(13)上，丝杆(12)、导轨(13)与靶轴组件(7)同轴向，丝杆(12)与步进电机(3)及传动减速装置(4)驱动连接。PLC可编程控制器(1)与步进电机(3和3’)电控连接。
PLC可编程控制器(1)根据写入的工艺参数(含：靶位(8)正逆双向转动的角度α正和α逆以及频率f)输出电脉冲(10’)，控制步进电机(3’)，通过传动减速装置(4’)以及靶位双向转动组件(6)驱动靶轴组件(7)和靶位(8)，实现在设定转动角度α及频率f情况下，靶位(8)沿角向的正逆双向转动。
PLC可编程控制器(1)还根据写入的工艺参数(含：靶位(8)轴向摆动的摆动距离L正和L逆以及速度v)输出电脉冲(10)，控制步进电机(3)，通过传动减速装置(4)驱动连接支撑装置(2)中的丝杆(12)正逆双向转动，驱动设置于丝杆(12)上的靶位轴向往复摆动组件(5)在导轨(13)上正逆双向摆动，靶位轴向往复摆动组件(5)再控制靶轴组件(7)和靶位(8)，实现在设定摆动距离L及速度v情况下，靶位(8)沿轴向的正逆双向摆动。
关闭靶位轴向往复摆动组件(5)和靶位双向转动组件(6)时，PLC可编程控制器(1)输出复零电脉冲，控制步进电机(3和3’)归零复位，驱动靶位(8)中心与离子束聚焦束斑中心迅速重合(即复位于轴向初始位置)，也驱动靶位(8)表面与聚焦离子束中心线之间的夹角迅速恢复到原始设计角度(即复位于转向初始位置)。
Claims (2)
1、一种高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置，其特征是：靶位与由步进电机驱动的双向转动组件连接，该双向转动组件又与由另一步进电机驱动的轴向往复摆动组件连接，两组步进电机与PLC可编程控制器的电脉冲信号输出端电控连接。
2、按权利要求1所述的高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置，其特征是：靶位的双向转动组件和轴向往复摆动组件设置在真空镀膜室外；轴向往复摆动组件通过连接支撑装置装于真空镀膜室外壁，其步进电机的传动减速装置连接丝杆；双向转动组件装在靶位轴向往复摆动组件上，且靶位轴向往复摆动组件带有与丝杆啮合的螺母并同时装于与丝杆轴向平行的导轨上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100584021A CN101285169B (zh) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100584021A CN101285169B (zh) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101285169A true CN101285169A (zh) | 2008-10-15 |
| CN101285169B CN101285169B (zh) | 2010-12-22 |
Family
ID=40057575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100584021A Expired - Fee Related CN101285169B (zh) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101285169B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102164450A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-08-24 | 中国原子能科学研究院 | 摆动氚钛靶装置 |
| CN101838792B (zh) * | 2009-03-19 | 2011-12-21 | 国家纳米科学中心 | 一种用于柔性衬底大面积薄膜制备的真空热蒸镀设备 |
| CN105671489A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-15 | 沈阳大学 | 一种制备结构可控功能薄膜的装置 |
| TWI565818B (zh) * | 2010-09-30 | 2017-01-11 | 應用材料股份有限公司 | 形成濺射材料層的系統與方法 |
| CN107179384A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-19 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种多样靶材解吸率测试装置 |
| CN109504946A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-22 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种平面矩形磁控溅射阴极用角度可调型电磁线圈 |
| CN110280926A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 上海大学 | Sn-Zn-Cu焊料的高通量制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2399400Y (zh) * | 1999-12-22 | 2000-10-04 | 中国科学院沈阳科学仪器研制中心 | 离子束溅射镀膜机 |
| US6395156B1 (en) * | 2001-06-29 | 2002-05-28 | Super Light Wave Corp. | Sputtering chamber with moving table producing orbital motion of target for improved uniformity |
| CN201212056Y (zh) * | 2008-05-16 | 2009-03-25 | 昆明理工大学 | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 |
-
2008
- 2008-05-16 CN CN2008100584021A patent/CN101285169B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838792B (zh) * | 2009-03-19 | 2011-12-21 | 国家纳米科学中心 | 一种用于柔性衬底大面积薄膜制备的真空热蒸镀设备 |
| TWI565818B (zh) * | 2010-09-30 | 2017-01-11 | 應用材料股份有限公司 | 形成濺射材料層的系統與方法 |
| CN102164450A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-08-24 | 中国原子能科学研究院 | 摆动氚钛靶装置 |
| CN102164450B (zh) * | 2010-12-23 | 2012-08-08 | 中国原子能科学研究院 | 摆动氚钛靶装置 |
| CN105671489A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-15 | 沈阳大学 | 一种制备结构可控功能薄膜的装置 |
| CN107179384A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-19 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种多样靶材解吸率测试装置 |
| CN107179384B (zh) * | 2017-05-15 | 2023-04-11 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种多样靶材解吸率测试装置 |
| CN109504946A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-22 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种平面矩形磁控溅射阴极用角度可调型电磁线圈 |
| CN109504946B (zh) * | 2018-12-20 | 2020-12-01 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种平面矩形磁控溅射阴极用角度可调型电磁线圈 |
| CN110280926A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-27 | 上海大学 | Sn-Zn-Cu焊料的高通量制备方法 |
| CN110280926B (zh) * | 2019-06-25 | 2021-11-09 | 上海大学 | Sn-Zn-Cu焊料的高通量制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101285169B (zh) | 2010-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101285169B (zh) | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 | |
| CN102055069B (zh) | 电调天线控制系统及方法 | |
| CN201212056Y (zh) | 高真空离子束溅镀靶材利用率增强装置 | |
| CN101634012B (zh) | 一种用于表面防护的离子束辅助磁控溅射沉积方法 | |
| CN101805889B (zh) | 磁靶及具有该磁靶的磁控溅射设备 | |
| CN105762099B (zh) | 一种芯片供送机构及粘片机 | |
| CN101413109A (zh) | 真空多功能连续镀膜装置 | |
| CN105154837A (zh) | 一种溅镀设备的靶材更换装置及溅镀设备 | |
| CN113755809A (zh) | 磁控溅射装置及其控制方法 | |
| CN109487219A (zh) | 脉冲激光沉积系统及其薄膜制备方法 | |
| CN208179973U (zh) | 刀具库 | |
| CN207227543U (zh) | 真空镀膜设备自转轴转架 | |
| CN206359607U (zh) | 多功能磁控溅射镀膜设备 | |
| CN106947950B (zh) | 一种利用率高的靶材系统及其使用方法 | |
| CN202307784U (zh) | 一种磁控溅射用平面阴极 | |
| CN102534522A (zh) | 一种磁控溅射源及磁控溅射设备 | |
| CN110355023B (zh) | 一种分丝杆喷瓷装置及方法 | |
| CN209800658U (zh) | 一种偏心轮同步转动驱动机构 | |
| CN103088306A (zh) | 磁控源和磁控溅射设备 | |
| CN209493625U (zh) | 一种真空镀膜机 | |
| CN205999470U (zh) | 遮挡装置及真空溅射机 | |
| CN202705456U (zh) | 在线制备太阳能电池导电膜层的磁控溅射装置 | |
| CN2716281Y (zh) | 带缓冲室膜玻璃生产磁控溅射设备 | |
| JP2020516763A (ja) | マグネトロンスパッタリング装置及びその陰極装置 | |
| CN103255382B (zh) | 一种磁控溅射源及磁控溅射设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101222 Termination date: 20120516 |