CN108374156A - 一种旋转式磁控溅射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及溅射镀膜领域，特别涉及一种旋转式磁控溅射装置，包括真空箱体、水平设置的密封盖板、移动导杆机构和磁铁旋转机构，所述磁铁旋转机构包括水平设置的支撑板、旋转电机、水平设置的旋转叶片、连接柱、磁铁和磁铁座，本发明的一种旋转式磁控溅射装置，当设备工作时，旋转电机带动旋转叶片旋转，旋转叶片通过长条形通槽和连接柱顶端的圆柱型凸轮滑动配合，带动连接柱、磁铁座和磁铁沿环形滑槽在密封盖板表面滑动，使得靶材下部的磁感应线均匀分布在整个靶材的溅射面范围，有效减少了固定磁场对靶材固定区域的过度刻蚀，使靶材表面各个部位均匀刻蚀，大大提高了平面靶材的利用率和使用寿命。

Description

一种旋转式磁控溅射装置

技术领域

本发明涉及溅射镀膜领域，特别涉及一种旋转式磁控溅射装置。

背景技术

溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。各种类型的溅射薄膜材料无论在半导体集成电路、记录介质、平面显示以及工件表面涂层等方面都得到了广泛的应用。

磁控溅射镀膜是一种新型的物理气相镀膜方式，2013年的蒸发镀膜方式，其很多方面的优势相当明显。作为一项已经发展的较为成熟的技术，磁控溅射已经被应用于许多领域。

目前广泛应用的平面靶材的利用率大概在25%，常规的设备在使用时，磁场的磁感应线在靶材的表面分布比较集中且不均匀，导致靶材表面这些磁感应线分布密集的部位刻蚀较快，而磁感应线分布系数的部位刻蚀缓慢，导致了平面靶材使用率底下，使用寿命缩短，因此有效的提高平面靶材的利用率和使用寿命成了当今行业的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种旋转式磁控溅射装置。

优选的，包括真空箱体、水平设置的密封盖板、移动导杆机构和磁铁旋转机构，所述密封盖板固定安装在真空箱体顶部，所述密封盖板顶部的四个拐角处分别设有竖直设置的第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱和第四支撑柱，所述移动导杆机构包括水平设置的第一滑道和第二滑道，所述第一滑道的两端分别与第一支撑柱和第二支撑柱固定连接，所述第二滑道的两端分别与第三支撑柱和第四支撑柱固定连接，所述第一滑道上设有与第一滑道滑动配合的第一伸缩杆，第一伸缩杆水平设置，第一伸缩杆的轴线与第一滑道的长度方向垂直，所述第二滑道上设有与第二滑道滑动配合的第二伸缩杆，第二伸缩杆水平设置，第二伸缩杆的轴线与第二滑道的长度方向垂直，所述磁铁旋转机构包括水平设置的支撑板、旋转电机、水平设置的旋转叶片、连接柱、磁铁和磁铁座，所述支撑板的四个拐角处设有供支撑柱顶端一一对应插接的安装槽，所述支撑板底部设有供连接柱滑动的环形滑槽，旋转电机与支撑板的顶部固定连接，旋转电机的输出端竖直朝下贯穿支撑板，所述旋转叶片为长条形板，旋转叶片的一端与旋转电机的输出端固定连接，所述旋转叶片设有和连接柱顶端滑动配合的长条形通槽，磁铁座与连接柱的底端固定连接，所述磁铁与磁铁座的底部固定连接。

优选的，所述第一滑道两端均设置有卡扣，第一滑道两端分别通过卡扣与第一支撑柱和第二支撑柱固定连接，所述第一滑道包括有水平且间隔设置的第一上滑道和第一下滑道，第一上滑道和第一下滑道沿长度方向均设置有长条形的滑槽。

优选的，所述第一上滑道和第一下滑道之间设有轴承，第一上滑道的滑槽设置在第一上滑道的底部，第一下滑道的滑槽设置在第一下滑道的顶部，第一上滑道的滑槽和第一下滑道的滑槽均与轴承滑动配合，所述第一伸缩杆的一端穿过轴承内圈与第一滑道滑动配合，所述第一伸缩杆在轴承的两侧设有防脱落环。

优选的，所述第二滑道两端均设置有卡扣，第二滑道两端分别通过卡扣与第三支撑柱和第四支撑柱固定连接，所述第二滑道包括有水平且间隔设置的第二上滑道和第二下滑道，第二上滑道和第二下滑道沿长度方向均设置有长条形的滑槽。

优选的，所述第二上滑道和第二下滑道之间设有轴承，第二上滑道的滑槽设置在第二上滑道的底部，第二下滑道的滑槽设置在第二下滑道的顶部，第二上滑道的滑槽和第二下滑道的滑槽均与轴承滑动配合，所述第二伸缩杆的一端穿过轴承内圈与第二滑道滑动配合，所述第二伸缩杆在轴承的两侧设有防脱落环。

优选的，所述密封盖板为阶梯型结构，所述密封盖板远离磁铁的小端底部设有粘贴层。

优选的，所述密封盖板为绝缘材料制成。

优选的，所述连接柱为长方体，连接柱的顶端设置有与旋转叶片滑动配合的圆柱形凸轮，连接柱套设有限位套，第一伸缩杆的远离第一滑道的一端和第二伸缩杆的远离第二滑道的一端均与限位套固定连接。

优选的，所述磁铁设置有三个，三个磁铁等间距设置，所述磁铁座由导磁材料制成。

优选的，所述真空箱体顶部设有一个供密封盖板安装的的安装孔。

有益效果： 本发明的一种旋转式磁控溅射装置，当设备工作时，旋转电机带动旋转叶片旋转，旋转叶片通过长条形通槽和连接柱顶端的圆柱型凸轮滑动配合，带动连接柱、磁铁座和磁铁沿环形滑槽在密封盖板表面滑动，使得靶材下部的磁感应线均匀分布在整个靶材的溅射面范围，有效减少了固定磁场对靶材固定区域的过度刻蚀，使靶材表面各个部位均匀刻蚀， 大大提高了平面靶材的利用率和使用寿命。

附图说明

图1所示为本发明的立体结构示意图；

图2所示为局部立体结构示意图一；

图3所示为局部立体结构示意图二；

图4所示为局部立体结构示意图三；

附图标记说明：真空箱体1，密封盖板2，第一支撑柱2a，第二支撑柱2b，第三支撑柱2c，第四支撑柱2d，粘贴层2e，第一滑道3，第一上滑道3a，第一下滑道3b，第一伸缩杆3c，第二滑道4，第二上滑道4a，第二下滑道4b，第二伸缩杆4c，支撑板5，旋转电机5a，旋转叶片5b，安装槽5c，环形滑槽5d，长条形通槽5b1，连接柱6，圆柱型凸轮6a，限位套6b，磁铁座7，磁铁8，卡扣9，滑槽10，轴承11，防脱落环12，靶材13。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图4所示的一种旋转式磁控溅射装置，包括真空箱体1、水平设置的密封盖板2、移动导杆机构和磁铁8旋转机构，所述密封盖板2固定安装在真空箱体1顶部，所述密封盖板2顶部的四个拐角处分别设有竖直设置的第一支撑柱2a、第二支撑柱2b、第三支撑柱2c和第四支撑柱2d，所述移动导杆机构包括水平设置的第一滑道3和第二滑道4，所述第一滑道3的两端分别与第一支撑柱2a和第二支撑柱2b固定连接，所述第二滑道4的两端分别与第三支撑柱2c和第四支撑柱2d固定连接，所述第一滑道3上设有与第一滑道3滑动配合的第一伸缩杆3c，第一伸缩杆3c水平设置，第一伸缩杆3c的轴线与第一滑道3的长度方向垂直，所述第二滑道4上设有与第二滑道4滑动配合的第二伸缩杆4c，第二伸缩杆4c水平设置，第二伸缩杆4c的轴线与第二滑道4的长度方向垂直，所述磁铁8旋转机构包括水平设置的支撑板5、旋转电机5a、水平设置的旋转叶片5b、连接柱6、磁铁8和磁铁8座7，所述支撑板5的四个拐角处设有供支撑柱顶端一一对应插接的安装槽5c，所述支撑板5底部设有供连接柱6滑动的环形滑槽105d，旋转电机5a与支撑板5的顶部固定连接，旋转电机5a的输出端竖直朝下贯穿支撑板5，所述旋转叶片5b为长条形板，旋转叶片5b的一端与旋转电机5a的输出端固定连接，所述旋转叶片5b设有和连接柱6顶端滑动配合的长条形通槽5b1，磁铁8座7与连接柱6的底端固定连接，所述磁铁8与磁铁8座7的底部固定连接。

所述第一滑道3两端均设置有卡扣9，第一滑道3两端分别通过卡扣9与第一支撑柱2a和第二支撑柱2b固定连接，所述第一滑道3包括有水平且间隔设置的第一上滑道3a和第一下滑道3b，第一上滑道3a和第一下滑道3b沿长度方向均设置有长条形的滑槽10，通过滑道的设置使得第一伸缩杆3c可以沿着第一滑道3的长度方向来回滑动。

所述第一上滑道3a和第一下滑道3b之间设有轴承11，第一上滑道3a的滑槽10设置在第一上滑道3a的底部，第一下滑道3b的滑槽10设置在第一下滑道3b的顶部，第一上滑道3a的滑槽10和第一下滑道3b的滑槽10均与轴承11滑动配合，所述第一伸缩杆3c的一端穿过轴承11内圈与第一滑道3滑动配合，所述第一伸缩杆3c在轴承11的两侧设有防脱落环12，通过在滑道内设置轴承11和第一伸缩杆3c穿插配合，保证了第一伸缩杆3c的轴线与第一滑道3的长度方向垂直，防脱落环12的设置保证了第一伸缩杆3c在移动的过程中不会脱落。

所述第二滑道4两端均设置有卡扣9，第二滑道4两端分别通过卡扣9与第三支撑柱2c和第四支撑柱2d固定连接，所述第二滑道4包括有水平且间隔设置的第二上滑道4a和第二下滑道4b，第二上滑道4a和第二下滑道4b沿长度方向均设置有长条形的滑槽10，通过滑道的设置使得第二伸缩杆4c可以沿着第二滑道4的长度方向来回滑动。

所述第二上滑道4a和第二下滑道4b之间设有轴承11，第二上滑道4a的滑槽10设置在第二上滑道4a的底部，第二下滑道4b的滑槽10设置在第二下滑道4b的顶部，第二上滑道4a的滑槽10和第二下滑道4b的滑槽10均与轴承11滑动配合，所述第二伸缩杆4c的一端穿过轴承11内圈与第二滑道4滑动配合，所述第二伸缩杆4c在轴承11的两侧设有防脱落环12，通过在滑道内设置轴承11和第二伸缩杆4c穿插配合，保证了第二伸缩杆4c的轴线与第二滑道4的长度方向垂直，防脱落环12的设置保证了第二伸缩杆4c在移动的过程中不会脱落。

所述密封盖板2为阶梯型结构，所述密封盖板2远离磁铁8的小端底部设有粘贴层2e，通过该设计可使密封盖板2具有较好的密封性，配合密封胶条一起使用，密封效果极佳，粘贴层2e保证了靶材13能够牢固的粘贴在密封盖板2上不脱落。

所述密封盖板2为绝缘抗磁材料制成，采用抗磁材料保证了磁铁8不会吸附在密封盖板2表面，使得磁铁8能被旋转电机5a顺利的带动旋转。

所述连接柱6为长方体，连接柱6的顶端设置有与旋转叶片5b滑动配合的圆柱形凸轮，连接柱6套设有限位套6b，第一伸缩杆3c的远离第一滑道3的一端和第二伸缩杆4c的远离第二滑道4的一端均与限位套6b固定连接，通过限位套6b使得磁铁8在整个移动过程中不会自身发生旋转，从而保证了磁场的均匀分布不混乱。

所述磁铁8设置有三个，三个磁铁8等间距设置，所述磁铁8座7由导磁材料制成，导磁材料的磁铁8座7和磁铁8固定连接之后被磁化，使得响铃两块磁铁8形成U型组合，从而使响铃两块磁铁8的非固定端的磁感应线呈拱形分布，该设计产生的磁场强度要强于单块磁铁8产生磁场强度，且磁感应线更加密集，提高了靶材13的使用率。

所述真空箱体1顶部设有一个供密封盖板2安装的的安装孔，通过该安装孔，密封盖板2可配合密封胶条和该安装孔固定连接。

本发明的一种旋转式磁控溅射装置，当设备工作时，旋转电机5a带动旋转叶片5b旋转，旋转叶片5b通过长条形通槽5b1和连接柱6顶端的圆柱型凸轮6a滑动配合，带动连接柱6、磁铁8座7和磁铁8沿环形滑槽105d在密封盖板2表面滑动，使得靶材13下部的磁感应线均匀分布在整个靶材13的溅射面范围，有效减少了固定磁场对靶材13固定区域的过度刻蚀，使靶材13表面各个部位均匀刻蚀， 大大提高了平面靶材13的利用率和使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：包括真空箱体（1）、水平设置的密封盖板（2）、移动导杆机构和磁铁（8）旋转机构，所述密封盖板（2）固定安装在真空箱体（1）顶部，所述密封盖板（2）顶部的四个拐角处分别设有竖直设置的第一支撑柱（2a）、第二支撑柱（2b）、第三支撑柱（2c）和第四支撑柱（2d），所述移动导杆机构包括水平设置的第一滑道（3）和第二滑道（4），所述第一滑道（3）的两端分别与第一支撑柱（2a）和第二支撑柱（2b）固定连接，所述第二滑道（4）的两端分别与第三支撑柱（2c）和第四支撑柱（2d）固定连接，所述第一滑道（3）上设有与第一滑道（3）滑动配合的第一伸缩杆（3c），第一伸缩杆（3c）水平设置，第一伸缩杆（3c）的轴线与第一滑道（3）的长度方向垂直，所述第二滑道（4）上设有与第二滑道（4）滑动配合的第二伸缩杆（4c），第二伸缩杆（4c）水平设置，第二伸缩杆（4c）的轴线与第二滑道（4）的长度方向垂直，所述磁铁（8）旋转机构包括水平设置的支撑板（5）、旋转电机（5a）、水平设置的旋转叶片（5b）、连接柱（6）、磁铁（8）和磁铁（8）座（7），所述支撑板（5）的四个拐角处设有供支撑柱顶端一一对应插接的安装槽（5c），所述支撑板（5）底部设有供连接柱（6）滑动的环形滑槽（10）（5d），旋转电机（5a）与支撑板（5）的顶部固定连接，旋转电机（5a）的输出端竖直朝下贯穿支撑板（5），所述旋转叶片（5b）为长条形板，旋转叶片（5b）的一端与旋转电机（5a）的输出端固定连接，所述旋转叶片（5b）设有和连接柱（6）顶端滑动配合的长条形通槽（5b1），磁铁（8）座（7）与连接柱（6）的底端固定连接，所述磁铁（8）与磁铁（8）座（7）的底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述第一滑道（3）两端均设置有卡扣（9），第一滑道（3）两端分别通过卡扣（9）与第一支撑柱（2a）和第二支撑柱（2b）固定连接，所述第一滑道（3）包括有水平且间隔设置的第一上滑道（3a）和第一下滑道（3b），第一上滑道（3a）和第一下滑道（3b）沿长度方向均设置有长条形的滑槽（10）。

3.根据权利要求2所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述第一上滑道（3a）和第一下滑道（3b）之间设有轴承（11），第一上滑道（3a）的滑槽（10）设置在第一上滑道（3a）的底部，第一下滑道（3b）的滑槽（10）设置在第一下滑道（3b）的顶部，第一上滑道（3a）的滑槽（10）和第一下滑道（3b）的滑槽（10）均与轴承（11）滑动配合，所述第一伸缩杆（3c）的一端穿过轴承（11）内圈与第一滑道（3）滑动配合，所述第一伸缩杆（3c）在轴承（11）的两侧设有防脱落环（12）。

4.根据权利要求3所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述第二滑道（4）两端均设置有卡扣（9），第二滑道（4）两端分别通过卡扣（9）与第三支撑柱（2c）和第四支撑柱（2d）固定连接，所述第二滑道（4）包括有水平且间隔设置的第二上滑道（4a）和第二下滑道（4b），第二上滑道（4a）和第二下滑道（4b）沿长度方向均设置有长条形的滑槽（10）。

5.根据权利要求4所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述第二上滑道（4a）和第二下滑道（4b）之间设有轴承（11），第二上滑道（4a）的滑槽（10）设置在第二上滑道（4a）的底部，第二下滑道（4b）的滑槽（10）设置在第二下滑道（4b）的顶部，第二上滑道（4a）的滑槽（10）和第二下滑道（4b）的滑槽（10）均与轴承（11）滑动配合，所述第二伸缩杆（4c）的一端穿过轴承（11）内圈与第二滑道（4）滑动配合，所述第二伸缩杆（4c）在轴承（11）的两侧设有防脱落环（12）。

6.根据权利要求1所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述密封盖板（2）为阶梯型结构，所述密封盖板（2）远离磁铁（8）的小端底部设有粘贴层（2e）。

7.根据权利要求6所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述密封盖板（2）为绝缘抗磁材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述连接柱（6）为长方体，连接柱（6）的顶端设置有与旋转叶片（5b）滑动配合的圆柱型凸轮（6a），连接柱（6）套设有限位套（6b），第一伸缩杆（3c）的远离第一滑道（3）的一端和第二伸缩杆（4c）的远离第二滑道（4）的一端均与限位套（6b）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述磁铁（8）设置有三个，三个磁铁（8）等间距设置，所述磁铁（8）座（7）由导磁材料制成。

10.根据权利要求1所述的一种旋转式磁控溅射装置，其特征在于：所述真空箱体（1）顶部设有一个供密封盖板（2）安装的的安装孔。