CN108611619A - 磁控溅射/微波表面波沉积系统 - Google Patents
磁控溅射/微波表面波沉积系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108611619A CN108611619A CN201810827549.6A CN201810827549A CN108611619A CN 108611619 A CN108611619 A CN 108611619A CN 201810827549 A CN201810827549 A CN 201810827549A CN 108611619 A CN108611619 A CN 108611619A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface wave
- vacuum chamber
- microwave surface
- magnetron sputtering
- work rest
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 208000005374 Poisoning Diseases 0.000 abstract description 6
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 abstract description 6
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma
- C23C14/357—Microwaves, e.g. electron cyclotron resonance enhanced sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开的磁控溅射/微波表面波沉积系统，包括一真空腔室，在真空腔室的四周设置有若干组磁控溅射阴极，真空腔室通过一抽气管道连接一真空泵组并还通过一进气管道连接一流量计组，在真空腔室内设置有一工件架，其在真空腔室的中心设置有一微波表面波石英管/电极组件，工件架环绕在微波表面波石英管/电极组件的外围。本发明的优点在于集成了磁控溅射的高光洁度和微波表面波系统的高离化率。其中当微波表面波系统单独工作时，可以配合偏压实现清洗和镀膜。和磁控溅射同时工作时，可以实现反应气体的预离化，在较小的反应气体下实现较高成分的复合薄膜，有效防止发生靶中毒。也可以通过设定微波表面波序列变化实现多层膜和梯度膜调制。
Description
技术领域
本发明涉及真空处理和表面保护技术领域，特别涉及一种用于机械零部件表面制备碳基薄膜、氮化物薄膜、碳化物薄膜，包括单层和多层薄膜的、降低靶表面中毒和提高镀膜效率及结合力的磁控溅射/微波表面波沉积系统。
背景技术
首先，随着环境污染的加剧，电镀产品势必退出市场，新型的取代电镀的方法成为未来发展的主要趋势。其次，国内现有的镀膜技术均落后于国外，急需发展高性能的具有自主知识产权的镀膜新技术和新方法。其次，电弧离子镀依旧占据了真空镀膜市场的主导地位，主要是因为电弧离子镀沉积效率高、靶中毒现象不明显、结合力高等优势。但是，随着镀膜市场需求的不断发展，对于高光洁度、低摩擦、高耐磨的薄膜需求越来越显著。相对来说，电弧离子镀制备的薄膜粗糙度大、致密性差、耐腐蚀性能有待提高。磁控溅射就很好的补充了电弧离子镀的缺点，可是磁控溅射镀膜效率低、且靶容易中毒、结合力差限制了其广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有磁控溅射镀膜效率低、靶容易中毒、结合力差等问题，而提供一种将高离化率的微波表面波系统移植到磁控溅射镀膜系统中的磁控溅射/微波表面波沉积系统。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
磁控溅射/微波表面波沉积系统，包括一真空腔室，在所述真空腔室的四周设置有若干组磁控溅射阴极，所述真空腔室通过一抽气管道连接一真空泵组并还通过一进气管道连接一流量计组，在所述真空腔室内设置有一工件架，其特征在于，在所述真空腔室的中心设置有一微波表面波石英管/电极组件，所述工件架环绕在所述微波表面波石英管/电极组件的外围。
在本发明的一个优选实施例中，所述微波表面波石英管/电极组件由一密封的圆形石英管和位于所述密封的圆形石英管内的中心电极以及包覆在所述密封的圆形石英管外围的双通道水冷系统，所述双通道水冷系统在一双通道水冷系统驱动机构驱动下绕所述密封的圆形石英管外围旋转，在保障均匀冷却的同时实现微波的360度均匀发射。
在本发明的一个优选实施例中，所述真空腔室为圆形真空腔室或方形真空腔室。
在本发明的一个优选实施例中，所述磁控溅射阴极为2组或4组或6组，均布在所述真空腔室的四周。
在本发明的一个优选实施例中，所述磁控溅射阴极由直流电源或中频电源或射频电源供电。
在本发明的一个优选实施例中，所述磁控溅射阴极为矩形平面靶。
在本发明的一个优选实施例中，所述工件架由可拖动转移的3行星公转系统驱动转动。
在本发明的一个优选实施例中，所述工件架上的热偶计、偏压系统均由接入所述真空腔室内的快接头实现快速连接，所述工件架上的测温探头随工件架360度旋转移动。
由于采用了如上的技术方案，本发明的优点在于集成了磁控溅射的高光洁度和微波表面波系统的高离化率。其中当微波表面波系统单独工作时，可以配合偏压实现清洗和镀膜。和磁控溅射同时工作时，可以实现反应气体的预离化，在较小的反应气体下实现较高成分的复合薄膜，有效防止发生靶中毒。也可以通过设定微波表面波序列变化实现多层膜和梯度膜调制。
附图说明
图1为本发明磁控溅射/微波表面波沉积系统的示意图
具体实施方式
参见图1，图中所示的磁控溅射/微波表面波沉积系统，包括一真空腔室1，真空腔室1为圆形真空腔室或方形真空腔室。本具体实施方式的真空腔室1为方形真空腔室，尺寸为(300-700mm)x(300-700mm)x(500-850mm)。
在方形真空腔室每条边上各设置有一组磁控溅射阴极2，四组磁控溅射阴极2呈对称均布在四条边上。当然也可以只在相对的两条边上各设置有一组磁控溅射阴极2。也可以在相对的两条边上各设置有一组磁控溅射阴极2，在相对的另外两条边上各设置有二组磁控溅射阴极2。每组磁控溅射阴极2为矩形平面靶，宽度为180mm，高度根据方形真空腔室的高度变化。每组磁控溅射阴极2由直流电源或中频电源或射频电源供电。
方形真空腔室通过一抽气管道5连接一真空泵组6并还通过一进气管道7连接一流量计组8。真空泵组6由分子泵+罗茨泵+直联泵组成，由一组复合真空计实时显示真空状态。流量计组8由3组流量计组成进气系统,在进入方形真空腔室前通过一混气室进行混气。
在方形真空腔室内设置有一工件架3，工件架3为圆形工件架，距磁控溅射阴极2的距离为100-130mm，由可拖动转移的3行星公转系统驱动转动。圆形工件架上的热偶计、偏压系统均由接入方形真空腔室内的快接头实现快速连接，工件架上的测温探头随工件架360度旋转移动。
在方形真空腔室的中心设置有一微波表面波石英管/电极组件4，圆形工件架环绕在微波表面波石英管/电极组件4的外围。
微波表面波石英管/电极组件4由一密封的圆形石英管和位于密封的圆形石英管内的中心电极以及包覆在密封的圆形石英管外围的双通道水冷系统，双通道水冷系统在一双通道水冷系统驱动机构驱动下绕所述密封的圆形石英管外围旋转，在保障均匀冷却的同时实现微波的360度均匀发射。
本发明的磁控溅射/微波表面波沉积系统由PLC+ICP实现远程自动控制和工艺切换。
Claims (8)
1.磁控溅射/微波表面波沉积系统，包括一真空腔室，在所述真空腔室的四周设置有若干组磁控溅射阴极，所述真空腔室通过一抽气管道连接一真空泵组并还通过一进气管道连接一流量计组，在所述真空腔室内设置有一工件架，其特征在于，在所述真空腔室的中心设置有一微波表面波石英管/电极组件，所述工件架环绕在所述微波表面波石英管/电极组件的外围。
2.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述微波表面波石英管/电极组件由一密封的圆形石英管和位于所述密封的圆形石英管内的中心电极以及包覆在所述密封的圆形石英管外围的双通道水冷系统，所述双通道水冷系统在一双通道水冷系统驱动机构驱动下绕所述密封的圆形石英管外围旋转，在保障均匀冷却的同时实现微波的360度均匀发射。
3.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述真空腔室为圆形真空腔室或方形真空腔室。
4.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述磁控溅射阴极为2组或4组或6组，均布在所述真空腔室的四周。
5.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述磁控溅射阴极由直流电源或中频电源或射频电源供电。
6.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述磁控溅射阴极为矩形平面靶。
7.如权利要求1所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述工件架由可拖动转移的3行星公转系统驱动转动。
8.如权利要求7所述的磁控溅射/微波表面波沉积系统，其特征在于，所述工件架上的热偶计、偏压系统均由接入所述真空腔室内的快接头实现快速连接，所述工件架上的测温探头随工件架360度旋转移动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810827549.6A CN108611619A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810827549.6A CN108611619A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108611619A true CN108611619A (zh) | 2018-10-02 |
Family
ID=63666821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810827549.6A Pending CN108611619A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108611619A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087130A (zh) * | 1992-11-16 | 1994-05-25 | 四川大学 | 高真空多靶磁控溅射方法和装置 |
| CN101484383A (zh) * | 2006-05-29 | 2009-07-15 | 株式会社爱发科 | 碳纳米管成长用基板、碳纳米管成长方法、碳纳米管成长用催化剂的粒径控制方法及碳纳米管直径的控制方法 |
| CN101514447A (zh) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种ecr微波等离子化学气相沉积带钢镀膜工艺及装置 |
| CN102144043A (zh) * | 2008-05-14 | 2011-08-03 | 应用材料股份有限公司 | 微波辅助旋转物理气相沉积 |
| CN204185556U (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-04 | 大连理工常州研究院有限公司 | 一种同轴微波等离子体沉积薄膜的设备 |
| CN105200381A (zh) * | 2015-10-27 | 2015-12-30 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 阳极场辅磁控溅射镀膜装置 |
| CN106086806A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-09 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种AlTiCrN高温耐磨涂层及其制备方法 |
| CN208667834U (zh) * | 2018-07-25 | 2019-03-29 | 衡阳舜达精工科技有限公司 | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 |
-
2018
- 2018-07-25 CN CN201810827549.6A patent/CN108611619A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1087130A (zh) * | 1992-11-16 | 1994-05-25 | 四川大学 | 高真空多靶磁控溅射方法和装置 |
| CN101484383A (zh) * | 2006-05-29 | 2009-07-15 | 株式会社爱发科 | 碳纳米管成长用基板、碳纳米管成长方法、碳纳米管成长用催化剂的粒径控制方法及碳纳米管直径的控制方法 |
| CN101514447A (zh) * | 2008-02-21 | 2009-08-26 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种ecr微波等离子化学气相沉积带钢镀膜工艺及装置 |
| CN102144043A (zh) * | 2008-05-14 | 2011-08-03 | 应用材料股份有限公司 | 微波辅助旋转物理气相沉积 |
| CN204185556U (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-04 | 大连理工常州研究院有限公司 | 一种同轴微波等离子体沉积薄膜的设备 |
| CN105200381A (zh) * | 2015-10-27 | 2015-12-30 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 阳极场辅磁控溅射镀膜装置 |
| CN106086806A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-09 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种AlTiCrN高温耐磨涂层及其制备方法 |
| CN208667834U (zh) * | 2018-07-25 | 2019-03-29 | 衡阳舜达精工科技有限公司 | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103668095B (zh) | 一种高功率脉冲等离子体增强复合磁控溅射沉积装置及其使用方法 | |
| US4437966A (en) | Sputtering cathode apparatus | |
| US6458252B1 (en) | High target utilization magnetic arrangement for a truncated conical sputtering target | |
| CN102227514B (zh) | 溅射装置、溅射方法和电子器件制造方法 | |
| CN100352969C (zh) | 用于多靶溅射的方法和装置 | |
| US5232569A (en) | Circularly symmetric, large-area, high-deposition-rate sputtering apparatus for the coating of disk substrates | |
| CN102776474B (zh) | 用于基底表面处理的纳米复合涂层及其制备方法和装置 | |
| US6623610B1 (en) | Magnetron sputtering target for magnetic materials | |
| CN208667834U (zh) | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 | |
| JP4551487B2 (ja) | 磁石ユニットおよびマグネトロンスパッタリング装置 | |
| CN101285171A (zh) | 旋转圆柱磁控溅射靶 | |
| CN108611619A (zh) | 磁控溅射/微波表面波沉积系统 | |
| CN207904355U (zh) | 一种旋转铬硅靶材 | |
| CN101403101A (zh) | 一种快速硬质陶瓷涂层离子镀装置 | |
| CN103993274A (zh) | 一种磁控溅射系统及其清洁方法 | |
| WO2018175689A1 (en) | Magnetron sputtering source for insulating target materials | |
| CN1948546A (zh) | 一种冷却金属镓靶中频孪生磁控溅射装置 | |
| CN212335274U (zh) | 阴极溅射靶及溅射镀膜装置 | |
| CN211367711U (zh) | 一种管状磁控溅射源、磁控溅射单元及镀膜系统 | |
| WO2001036701A1 (en) | High target utilization magnetic arrangement for a truncated conical sputtering target | |
| CN213739666U (zh) | 一种复合型多功能双面卷绕镀膜机 | |
| CN101646799A (zh) | 用于大基片上沉积的磁控管源 | |
| CN103074586B (zh) | 一种低温低损伤多功能复合镀膜的装置和方法 | |
| JPH02107763A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPS63109163A (ja) | スパツタリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |