CN104046949A - 磁控溅射装置及其溅射阴极 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁控溅射装置及其溅射阴极，溅射阴极包括阴极门板、阴极及阳极罩。其中，阴极与阴极门板是绝缘的。在进行磁控溅射时，阴极上会施加电源负极，阴极门板相对而言就是正极，而阳极罩与阴极门板也连接。因此，阳极罩相对靶材来说也是正极。增加阳极罩后，电离出来的电子就会飞向阳极罩，从而减少电子对需要镀膜的玻璃基板的轰击，降低了电子对镀膜过程的影响，从而提高了膜层及其表面电阻的均匀性。

Description

磁控溅射装置及其溅射阴极

技术领域

本发明涉及材料镀膜技术，特别是涉及一种磁控溅射装置及其溅射阴极。

背景技术

目前，在对片状材料，如玻璃基板进行镀膜时，通常采用的是磁控溅射镀膜的方式。在溅射过程中，采用氩气作为填充气体，氩气通过溅射阴极电场的作用下产生电离，形成氩离子和电子。然而，由于玻璃基板位于阳极，故电离出来的电子会加速飞向玻璃基板。而由于电子的轰击，会导致靶原子的附着受影响，靶原子在玻璃基板表面的附着会出现不均匀的情况，进而影响到玻璃基板表面电阻的均匀性。因此，通常所采用的磁控溅射得到的镀膜膜层不稳定，电阻均匀性差，从而影响产品质量。

发明内容

基于此，有必要提供一种可有效提高膜层及其表面电阻均匀性的磁控溅射装置及其溅射阴极。

一种溅射阴极，用于承载待溅射的靶材，所述溅射阴极包括：

阴极门板，包括板体及围绕所述板体的边缘设置的侧板，所述侧板围绕形成一安装区域；

阴极，固定于所述阴极门板上，并位于所述安装区域内，所述阴极与阴极门板是绝缘的，所述阴极用于与电源负极连接，所述靶材可承载于所述电源阴极上；

阳极罩，包括围绕呈筒状的侧壁，以及由侧壁的一端向内弯折并延伸形成的遮挡板，所述阳极罩套设并固定于所述侧板上，所述遮挡板覆盖所述侧板，所述阳极罩由导电材料制成，且与所述阴极门板电连接。

在其中一个实施例中，所述阴极上设有铜背板，所述铜背板与所述阴极也连接，且所述铜背板用于承载所述靶材。

在其中一个实施例中，所述铜背板上设有压条，以将所述靶材压持于所述铜背板上。

在其中一个实施例中，所述靶材承载于所述阴极上时，所述遮挡板与所述靶材的表面的距离为20至40毫米。

在其中一个实施例中，还包括螺纹紧固件，所述侧壁上开设有条形孔，所述螺纹紧固件穿设于所述条形孔并与所述侧板螺合，以固定所述阳极罩，所述螺纹紧固件沿所述条形孔可滑动，以调节所述靶材与所述遮挡板之间的距离。

在其中一个实施例中，所述阳极罩由不锈钢制成。

在其中一个实施例中，所述靶材承载于所述阴极时，所述遮挡板末端与所述靶材表面的距离为20至40毫米。

本发明还提供一种磁控溅射装置，所述磁控溅射装置包括如上述优选实施例中任一项所述的溅射阴极。

上述磁控溅射装置及其溅射阴极，阴极与阴极门板是绝缘的。在进行磁控溅射时，阴极上会施加电源负极，阴极门板相对而言就是正极，而阳极罩与阴极门板也连接。因此，阳极罩相对靶材来说也是正极。增加阳极罩后，电离出来电子就会飞向阳极罩，从而减少电子对需要镀膜的玻璃基板的轰击，降低了电子对镀膜过程的影响，从而提高了膜层及其表面电阻的均匀性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中溅射阴极的结构示意图；

图2为图1所示溅射阴极的剖视图；

图3为图1所示溅射阴极中阳极罩的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的磁控溅射装置包括溅射阴极100，磁控溅射装置用于将靶材镀设到待镀膜的板状材料上，溅射阴极100用于承载靶材。其中，溅射阴极100包括阴极门板110、阴极120及阳极罩130。

阴极门板110可由铜、铁等导电材料制成，可导电。阴极门板110包括板体111及围绕板体111的边缘设置的侧板113。侧板113围绕形成一安装区域。

阴极120固定于阴极门板110上，并位于安装区域内。阴极120一般由铜等电的良导体制成。阴极120与阴极门板110之间相互绝缘，溅射时，阴极120用于与电源负极连接。靶材可承载于阴极120上。

在本实施例中，阴极120上设有铜背板121，铜背板121与阴极120电连接，且用于承载靶材。铜背板121的表面平滑。因此，既可以对靶材提供很好的支撑，也能使得靶材表面的电势均匀。可以理解，在其他实施例中，铜背板121可省略，而直接将靶材承载于阴极120上。

进一步的，在本实施例中，铜背板121上设有压条123，以将靶材压持于铜背板121上。压条123可防止靶材移位，从而便于保持溅射过程稳定。

请一并参阅图3，阳极罩130包括侧壁131及遮挡板133。侧壁131围绕呈筒状，遮挡板133由侧壁131的一端向内弯折并延伸形成。阳极罩130套设并固定于侧板113上，遮挡板133覆盖侧板113。增加阳极罩130后，遮挡板133可阻止部分分离出来的靶材原子飞向阴极门板110，从而减少阴极门板110被附着的概率。

阳极罩130由导电材料制成，且与阴极门板110电连接。具体在本实施例中，阳极罩130由不锈钢制成。进行磁控溅射时，阴极门板110与电源的正极电连接，故阳极罩130也相当于与电源的正极相连。

在溅射绝缘膜过程中，随着溅射进行，真空室内各个接地部件很快被覆盖上了不导电的膜层，使得放电电流通路被切断，即阳极消失现象。阳极消失并不仅是指整个阳极都被绝缘膜覆盖。事实上，当阳极表面部分失效时，该区域的放电阻抗增加，等离子体向阻抗低的区域移动，而等离子体的不断迁移直接影响镀膜均匀性和成膜质量。增加阳极罩130后，可以阻挡飞向来的靶原子，减少了接地部件被膜层附着的概率。

在本实施例中，靶材承载于阴极120上时，遮挡板133与靶材的表面的距离为20至40毫米。由于氩离子会从不同的角度轰击靶材，从而会产生不同角度的靶原子，如果阳极罩离靶材太远，即会阻挡掉一部分靶原子，影响溅射速率。如果阳极罩离靶材太近，会增加电子飞向待镀膜板材的概率，影响膜层均匀性。而距离为20至40毫米时，溅射速率与膜层均匀性均符合要求。

在本实施例中，溅射阴极100还包括螺纹紧固件140，侧壁131上开设有条形孔1312。螺纹紧固件140穿设于条形孔1312并与侧板113螺合，以固定阳极罩130，螺纹紧固件140沿条形孔1312可滑动，以调节靶材与遮挡板133之间的距离。

由于不同的靶材厚度不同。因此，通过调节阳极罩130的位置，可使遮挡板133与靶材表面之间的距离始终处于最佳范围内，从而提高磁控溅射装置的实用性。

在本实施例中，靶材承载于阴极120时，遮挡板133末端与靶材表面120之间的距离为20至40毫米。

由于工艺气体电离后会从不同的角度轰击靶材，从而溅射出不同角度的靶原子，如果遮挡板133离靶材太远，即会阻挡掉一部分靶原子，影响溅射速率。如果遮挡板133离靶材太近，会增加电子飞向玻璃基板的概率，影响膜层。

磁控溅射装置及其溅射阴极100，阴极120与阴极门板110是绝缘的。在进行磁控溅射时，阴极门板110与电源正极连接，而阳极罩130与阴极门板110电连接。因此，阳极罩130的电势比阴极120的电势高。增加阳极罩130后，电离出来电子就会飞向阳极罩130，从而减少电子对需要镀膜的玻璃基板的轰击，降低了电子对镀膜过程的影响，从而提高了膜层及其表面电阻的均匀性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种溅射阴极，用于承载待溅射的靶材，其特征在于，所述溅射阴极包括：

阴极门板，包括板体及围绕所述板体的边缘设置的侧板，所述侧板围绕形成一安装区域；

阴极，固定于所述阴极门板上，并位于所述安装区域内，所述阴极与阴极门板是绝缘的，所述阴极用于与电源负极连接，所述靶材可承载于所述电源阴极上；

阳极罩，包括围绕呈筒状的侧壁，以及由侧壁的一端向内弯折并延伸形成的遮挡板，所述阳极罩套设并固定于所述侧板上，所述遮挡板覆盖所述侧板，所述阳极罩由导电材料制成，且与所述阴极门板电连接。

2.根据权利要求1所述的溅射阴极，其特征在于，所述阴极上设有铜背板，所述铜背板与所述阴极也连接，且所述铜背板用于承载所述靶材。

3.根据权利要求2所述的溅射阴极，其特征在于，所述铜背板上设有压条，以将所述靶材压持于所述铜背板上。

4.根据权利要求1所述的溅射阴极，其特征在于，所述靶材承载于所述阴极上时，所述遮挡板与所述靶材的表面的距离为20至40毫米。

5.根据权利要求4所述的溅射阴极，其特征在于，还包括螺纹紧固件，所述侧壁上开设有条形孔，所述螺纹紧固件穿设于所述条形孔并与所述侧板螺合，以固定所述阳极罩，所述螺纹紧固件沿所述条形孔可滑动，以调节所述靶材与所述遮挡板之间的距离。

6.根据权利要求1所述的溅射阴极，其特征在于，所述阳极罩由不锈钢制成。

7.根据权利要求1所述的溅射阴极，所述靶材承载于所述阴极时，所述遮挡板末端与所述靶材表面的距离为20至40毫米。

8.一种磁控溅射装置，其特征在于，包括如上述权利要求1～7任一项所述的溅射阴极。