CN108611619A - 磁控溅射/微波表面波沉积系统 - Google Patents
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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。
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