CN108277469B - 一种磁控溅射与电子束复合型镀膜机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种磁控溅射与电子束复合型镀膜机，包括机箱、安装板、升降机构、基片挡板机构、水冷接口、真空机构、样品放置盒、膜厚检测仪、导柱、旋转机构、磁控溅射机构、电子束发生器、加热机构、连接管道，机箱上固定有导柱、升降机构，导柱上滑动套装安装板，安装板上固定基片挡板机构、膜厚检测仪，升降机构与安装板配合并驱动安装板上下升降；膜厚检测仪的探头固定在连接管道下部并与被加工产品配合；连接管道转动安装在安装板上，连接管道上部与水冷接口配合连接，连接管道下部安装样品放置盒，加热机构安装在机箱内，安装板上安装有旋转机构，每套基片挡板机构控制一个半圆形基片挡板开合。本申请结构简洁，使用方便，功能多，效果好。
Description
技术领域
本申请涉及一种磁控溅射与电子束复合型镀膜机，主要适用于MEMS器件和一般半导体器件中沉积金属薄膜。
背景技术
现有技术没有集成在一起，只有单独的磁控溅射镀膜机和单独的电子束蒸发镀膜机，现有的相关设备腔体体积普遍很大，空间利用率低。
发明内容
本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用维护方便，功能多，体积小，效果好的磁控溅射与电子束复合型镀膜机。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种磁控溅射与电子束复合型镀膜机，包括机箱、安装板、升降机构、基片挡板机构、水冷接口、真空机构、样品放置盒、膜厚检测仪、导柱、旋转机构、磁控溅射机构、电子束发生器、加热机构、连接管道，真空机构与机箱连接，电子束发生器安装在机箱内，其特征是机箱上固定有导柱、升降机构，导柱上滑动套装安装板，安装板上固定基片挡板机构、膜厚检测仪，升降机构与安装板配合并驱动安装板沿导柱上下升降调整相对高度；膜厚检测仪的探头固定在连接管道下部并与样品放置盒底面的被加工产品配合；连接管道转动安装在安装板上，连接管道上部与水冷接口配合连接，连接管道下部安装样品放置盒，加热机构安装在机箱内，安装板上安装有旋转机构，旋转机构用来驱动连接管道转动并带动样品放置盒转动，使得基片镀膜更均匀，磁控溅射机构安装在机箱内，所述基片挡板机构有两套，每套基片挡板机构控制一个半圆形基片挡板开合，两个半圆形基片挡板配合构成完整的基片挡板，既能挡住或不挡住基片，又能节约空间，减小腔体体积。
本申请所述磁控溅射机构包括溅射挡板、驱动杆、旋转电机、靶杆、匀气环、磁控溅射室、阴极，溅射挡板设置在驱动杆上部，驱动杆与旋转电机连接，磁控溅射室包括靶材固定座、靶导磁座、磁钢、靶头座、阴极板，靶杆与靶头座连接，靶头座上设置靶导磁座、靶材固定座，磁钢设置在靶导磁座内，靶杆内设置有阴极，阴极上端连接阴极板、靶材固定座、靶导磁座、磁钢，磁控溅射室上部还设置有匀气环，匀气环与惰性气体发生器连通，匀气环上设置有多个惰性气体的出气孔，使惰性气体的出气均匀，提高溅射镀膜的质量。
本申请还设置有集成法兰，匀气环通过惰性气体通入管与惰性气体发生器连通，惰性气体通入管下端穿过集成法兰，集成法兰将旋转电机、靶杆、惰性气体通入管集成在一起。
本申请还设置有磁控溅射升降电机，磁控溅射升降电机安装在机箱内并与磁控溅射机构连接，可用来调整磁控溅射机构高度。
本申请还设置有下挡板，下挡板安装在机箱内并用来隔离各镀膜机构。
本申请所述连接管道为双套管，双套管通过水冷接口分别与进水管、排水管连通，进水通过双套管内、外通道中的一个与样品放置盒换热后再经过双套管内、外通道中的另一个流出水冷接口，样品放置盒底面紧贴被加工产品，导热效果好。
本申请所述连接管道通过二组以上绝缘轴承转动安装在磁控溅射与电子束复合型镀膜机中。
优选的，所述靶杆、靶头座构成阴极的屏蔽罩。
优选的，本申请还设置有备用模块。
本申请还设置有控制器，控制器与升降机构、基片挡板机构、真空机构、旋转机构、电子束发生器、加热机构、磁控溅射机构、膜厚检测仪均连接并控制它们按照时序工作，读取并计算膜厚检测仪的检测数据，从而得到镀膜的具体数据。
本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，使用维护方便，功能多，体积小，效果好，集成度高。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图。
图2是图1的左视示意图。
图3是本申请实施例的立体示意图。
图4是图1的俯视示意图。
图5是图1的A-A剖视示意图。
图6是图1的B-B剖视示意图。
图7是本申请实施例磁控溅射机构的主视图。
图8是图7的俯视图。
图9是图7的C-C剖视图。
图10是图9的D处局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。
参见图1～图10，本实施例磁控溅射与电子束复合型镀膜机设置有机箱1、安装板2、升降机构3、基片挡板机构4、水冷接口5、真空机构6、样品放置盒7、膜厚检测仪8、导柱9、机箱门10、旋转机构11、电子束发生器12、主波纹管13、加热机构14、连接管道15、磁控溅射机构16，机箱1上固定有导柱9、升降机构3，导柱9上滑动套装安装板2，安装板2上固定基片挡板机构4，升降机构3与安装板2配合并驱动安装板2沿导柱9上下升降调整相对高度；机箱1、安装板2之间设置主波纹管13，机箱1、安装板2之间相对高度（距离）调节范围为120毫米；膜厚检测仪8设置在安装板2上，膜厚检测仪8的探头（图上未示出）固定在连接管道15外并跟随连接管道15上下移动，保持与固定在样品放置盒7下的被加工产品17（通常是基片）相对高度不变，从而通过石英晶振频率检测方法来测量被加工产品17上镀膜的厚度，连接管道15上部与水冷接口5配合连接，连接管道15下部与样品放置盒7连接，连接管道15转动安装在本实施例上，电子束发生器12安装在机箱1上，磁控溅射机构16阳极（图上未示出）设置在机箱10上，磁控溅射机构16阴极167设置在磁控溅射机构16上，磁控溅射机构16电压通常在-100～-220伏之间，机箱10上安装有旋转机构11，旋转机构11控制连接管道15转动并带动样品放置盒7转动。
本申请所述基片挡板机构4有两套，每套基片挡板机构4通过其基片挡板电机驱动一个半圆形基片挡板41开合，不挡住或挡住被加工产品17（参见图5，此时为不挡住状态，当两个基片挡板机构4分别控制两个半圆形基片挡板41向中心闭合后，两个半圆形基片挡板41构成完整的基片挡板并遮住被加工产品17）。该设计利用半圆形基片挡板41占地小的特点，最大限度缩减基片挡板打开时占用的磁控溅射空间，缩小磁控溅射半径，提高镀膜效率。
本申请所述连接管道15通过二组以上（本实施例为三组）绝缘轴承153转动安装在本实施例上，连接管道15为双套管，双套管外通道（即两个管子之间的通道）151用来进冷水（也可以用来出水），双套管内通道（即两个管子中的内管通道）152用来排放经过样品放置盒7水冷后的出水（也可以用来进水），凉水从水冷接口51的进水口经过双套管内、外通道中的一个进入样品放置盒7里，再经过双套管内、外通道中的另一个流出水冷接口51的出水口。本申请的样品放置盒7直接用来盛水（现有技术里面再放水盒或水袋，水不是直接与样品放置盒7接触，导热困难），样品放置盒7底面紧贴基片，实现本实施例在旋转过程中的直接水冷效果，大幅提高水冷效率。
本实施例加热机构14安装在机箱10内，通过加热灯的方式对固定在样品放置盒7下面的基片加热，实现水冷加热功能简单转换实现。
本申请磁控溅射机构16包括溅射挡板161、驱动杆162、旋转电机163、靶杆164、匀气环165、磁控溅射室166、阴极167、集成法兰168，溅射挡板161设置在驱动杆162的上部，驱动杆162的下部设置有旋转电机163,在刚刚开始溅射时，存在杂质，溅射挡板161在旋转电机163的作用下可绕驱动杆162进行180度旋转，将溅射挡板161盖住环靶，待杂质溅射完毕时，将溅射挡板161再进行180度旋转，使环靶正常溅射镀膜，靶杆164的上端为磁控溅射室166，磁控溅射室166包括靶材固定座1661、靶材1662、靶导磁座1663、磁钢1664、靶头座1665、阴极板1666，靶材1662设置在靶材固定座1661的下部，靶杆164连接靶头座1665，磁钢1664设置在靶头座1665和靶导磁座1663内，磁钢1664提供磁场，在靶杆164内设置有阴极167，阴极167上端连接阴极板1666、靶材固定座1661、靶导磁座1663、磁钢1664，阴极167外围的靶杆164、靶头座1665等金属件构成阴极167的屏蔽罩。在磁控溅射室166上部还设置有匀气环165，匀气环165通过惰性气体通入管1652与惰性气体发生器（图上未示出）连通，匀气环165上设置有多个出气孔1651，使惰性气体的出气均匀，使起辉气压降低30%，提高了镀膜的质量。惰性气体通入管1652的上端连接匀气环165，惰性气体通入管1652的下端穿过集成法兰168，集成法兰168将驱动杆162、旋转电机163、靶杆164和惰性气体通入管1652都集成在一起，可通过设置磁控溅射升降电机（图上未示出）实现磁控溅射机构16主体部分（图9所示）安装实际需要进行升降。
本申请还设置有备用模块18，供系统扩展或改装其它部件用。
本申请还设置有下挡板19，下挡板19安装在机箱1内并用来隔离各镀膜机构（磁控溅射机构16、电子束发生器12或其它镀膜机构），防止相互污染。
本申请还可以设置控制器，通过控制器来控制升降机构3、基片挡板机构4、真空机构6、旋转机构11、电子束发生器12、加热机构14、磁控溅射机构16按照控制时序工作，读取并计算膜厚检测仪8的检测数据，从而得到镀膜的具体数据。
凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁控溅射与电子束复合型镀膜机，包括机箱、安装板、升降机构、基片挡板机构、水冷接口、真空机构、样品放置盒、膜厚检测仪、导柱、旋转机构、磁控溅射机构、电子束发生器、加热机构、连接管道，真空机构与机箱连接，电子束发生器安装在机箱内，其特征是：机箱上固定有导柱、升降机构，导柱上滑动套装安装板，安装板上固定基片挡板机构、膜厚检测仪，升降机构与安装板配合并驱动安装板沿导柱上下升降；膜厚检测仪的探头固定在连接管道下部并与样品放置盒底面的被加工产品配合；连接管道转动安装在安装板上，连接管道上部与水冷接口配合连接，连接管道下部安装样品放置盒，加热机构安装在机箱内，安装板上安装有旋转机构，旋转机构用来驱动连接管道转动并带动样品放置盒转动，磁控溅射机构安装在机箱内，所述基片挡板机构有两套，每套基片挡板机构控制一个半圆形基片挡板开合，两个半圆形基片挡板配合构成完整的基片挡板。
2.根据权利要求1所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：所述磁控溅射机构包括溅射挡板、驱动杆、旋转电机、靶杆、匀气环、磁控溅射室、阴极，溅射挡板设置在驱动杆上部，驱动杆与旋转电机连接，磁控溅射室包括靶材固定座、靶导磁座、磁钢、靶头座、阴极板，靶杆与靶头座连接，靶头座上设置靶导磁座、靶材固定座，磁钢设置在靶导磁座内，靶杆内设置有阴极，阴极上端连接阴极板、靶材固定座、靶导磁座、磁钢，磁控溅射室上部还设置有匀气环，匀气环与惰性气体发生器连通，匀气环上设置有多个惰性气体的出气孔。
3.根据权利要求2所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：还设置有集成法兰，匀气环通过惰性气体通入管与惰性气体发生器连通，惰性气体通入管下端穿过集成法兰，集成法兰将旋转电机、靶杆、惰性气体通入管集成在一起。
4.根据权利要求2所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：还设置有磁控溅射升降电机，磁控溅射升降电机安装在机箱内并与磁控溅射机构连接。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：还设置有下挡板，下挡板安装在机箱内。
6.根据权利要求1～4任一权利要求所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：所述连接管道为双套管，双套管通过水冷接口分别与进水管、排水管连通，样品放置盒底面紧贴被加工产品。
7.根据权利要求1～4任一权利要求所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：所述连接管道通过二组以上绝缘轴承转动安装在磁控溅射与电子束复合型镀膜机中。
8.根据权利要求2～4任一权利要求所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：所述靶杆、靶头座构成阴极的屏蔽罩。
9.根据权利要求1所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：还设置有备用模块。
10.根据权利要求2～4任一权利要求所述磁控溅射与电子束复合型镀膜机，其特征是：还设置有控制器，控制器与升降机构、基片挡板机构、真空机构、旋转机构、电子束发生器、加热机构、磁控溅射机构、膜厚检测仪均连接。
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