CN114214598A - 一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，涉及溅射镀膜技术领域，包括沉积室，还包括工件和防护罩，沉积室的内壁设置有两个固定台，两个固定台的相对侧设置有工作台，工件设置在移动台的表面，移动台与工作台相贴合，防护罩与工作台的相对侧铰接有铰接杆和V型杆，沉积室的内壁设置有靶台组件，沉积室的内壁设置有两个离子组件，离子组件包括离子源。本发明具备了通过挡板对工件的遮挡，达到了离子源预先对靶材进行高效清理的效果以及提高空间利用率的效果，同时离子组件和靶材组件可进行定向的移动和偏转，以提高制膜的工作效率以及制膜的均匀程度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及溅射镀膜技术领域，具体为一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备。
背景技术
离子束溅射沉积可为待加工的工件制备薄膜，离子束溅射镀膜技术为一种新型的制膜工艺。
目前现有的沉积设备，常不对靶材进行高效的清理，以及对靶材的清洗效果较差，以影响了后续的制成薄膜的均匀程度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，具备了通过挡板对工件的遮挡，达到了离子源预先对靶材进行高效清理的效果以及提高空间利用率的效果，同时离子组件和靶材组件可进行定向的移动和偏转，以提高制膜的工作效率以及制膜的均匀程度的效果，解决了上述背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，包括沉积室，还包括工件和防护罩，所述沉积室的内壁设置有两个固定台，两个所述固定台的相对侧设置有工作台，所述工件设置在移动台的表面，所述移动台与所述工作台相贴合，所述防护罩与所述工作台的相对侧铰接有铰接杆和V型杆，所述沉积室的内壁设置有靶台组件，所述沉积室的内壁设置有两个离子组件。
可选的，所述离子组件包括离子源，所述沉积室的背侧固定连接有电机一，所述电机一的转动部与所述离子源的表面固定连接，所述沉积室的表面开设有用于所述电机一的转动部穿入且与之定轴转动连接的开口一。
可选的，所述靶台组件包括台溅射台和电机二，所述溅射台的形状为四边形，所述溅射台的表面安装有四个靶材，所述电机二的转动部与所述靶材的表面固定连接，所述电机二的背侧固定连接有移动块，还包括使所述溅射台进行移动的移动部件。
可选的，所述移动部件包括开设在所述沉积室内壁上的滑槽，所述滑槽的表面定轴转动连接有螺纹杆，所述移动块的侧面开设有与所述螺纹杆螺纹连接的内螺纹槽，所述沉积室的内壁开设有用于所述螺纹杆穿出且与之定轴转动连接的开口三。
可选的，所述沉积室的内壁设置有辅源，所述辅源的照射方向与所述工件相正对。
可选的，所述工作台的表面固定连接有挡板，所述挡板的侧面设置有弹性块。
可选的，所述沉积室的表面固定连接有滑杆，所述滑杆的表面滑动套接有套环，所述套环的表面固定连接有底座，所述沉积室与所述套环的相对侧共同固定连接有复位弹簧。
可选的，所述底座的表面固定连接有电动推杆，所述电动推杆的伸缩部与所述移动台的表面固定连接，所述沉积室的表面开设有用于所述电动推杆伸缩部穿入且与之滑动连接的开口二。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明通过拉动防护罩，使得达到对工件进行遮挡的效果，本方式具备了第一当溅射作业开始之前，通常需要对靶台组件进行清理，以祛除其上的污染物，使得后续的在工件上溅射出的粒子保持纯净性，通过对工件的遮挡，并驱动离子源发射低能离子对靶台组件进行预轰击，使得可对靶台组件进行高效的清理，有助于提高后续的薄膜的均匀性以及薄膜的质量；第二通过此种翻转式的设置，具有占用空间少，实用性高的特点。
二、本发明通过设置溅射台的形状为四边形，使得各个靶材进行切换，当右侧的离子源工作时，使得可将离子发射至靶材的表面，并与工件沉积制成薄膜，可实现在不破坏真空作业的情况下，进行连续性的多层薄膜制备，使得提高工作效率，减少能源消耗，本方式制成的薄膜其均匀性更佳。
三、本发明通过螺纹杆的转动，使得靶材进行横向的位移，使得离子源产生的离子束能够较多的击打在靶材上，以提高之后在工件上沉积制备薄膜的效果和效率。
四、本发明通过电机一转动部的运转，以达到改变离子束的发射角度的作用，有助于提高靶材的有效利用率，同时也便于使用者进行操作。
附图说明
图1为本发明结构的主视图；
图2为本发明结构的第一状态正视剖视图；
图3为本发明结构的第二状态正视剖视图；
图4为本发明电机二结构的侧视图；
图5为本发明图2中A处结构的放大图。
图中：1、沉积室；2、工件；3、固定台；4、工作台；5、移动台；6、防护罩；7、铰接杆；8、V型杆；9、离子源；10、电机一；11、溅射台；12、靶材；13、电机二；14、移动块；15、滑槽；16、螺纹杆；18、辅源；19、挡板；20、弹性块；21、滑杆；22、套环；23、底座；24、复位弹簧；25、电动推杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1至图5，本发明提供一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，包括沉积室1，还包括工件2和防护罩6，沉积室1的内壁设置有两个固定台3，两个固定台3的相对侧设置有工作台4，工件2设置在移动台5的表面，移动台5与工作台4相贴合，防护罩6与工作台4的相对侧铰接有铰接杆7和V型杆8，沉积室1的内壁设置有靶台组件，沉积室1的内壁设置有两个离子组件，在使用时，可将工件2安装在移动台5上，通过拉动防护罩6，且由于铰接杆7和V型杆8与防护罩6以及工作台4之间的铰接关系，如图2所示开始至如图3所示状态结束，铰接杆7与防护罩6的铰接点移动至接近左侧的固定台3，使防护罩6由初始的打开状态转为闭合状态，进而达到了对工件2进行遮挡的效果，具备了第一当溅射作业开始之前，通常需要对靶台组件进行清理祛除其上的污染物，使后续的在工件2上溅射出的粒子保持纯净性。
通过对工件2的遮挡，并驱动离子源9发射低能的离子对靶台组件进行预轰击，可对靶台组件进行高效清理，有助于提高后续薄膜的均匀性以及薄膜的质量；第二通过此种翻转式设置，因若设置成滑动的形式，需要占用较大的空间，使沉积室1内部较大的空间被占用，当沉积室1抽取真空以及控制温度时，就需要浪费较多的能源，本方式具备了占用空间少和实用性高的特点，通过离子组件的作用下，可以改变离子束的发射角度的作用，以避发射出的离子束超出靶材12的范围的情况，进而导致在工件2上沉积时引入杂质的情况，有助于提高靶材12的利用率，同时也便于使用者进行作业。
通过靶台组件作用下，使靶材12可进行横向的移动以及不同靶材12之间的切换，并使离子源9产生的离子束能够较多的击打在靶材12上，可以提高之后在工件2上沉积制备薄膜的效果和效率以及，通过靶材12的旋转切换，可达到在不破坏真空作业的情况下，进行连续性的多层薄膜的制备，以提高工作效率，减少了能源消耗，避免因气压环境和温度的变化，使薄膜表面出凹凸不平的情况，本方式制成的薄膜其均匀性更好。
进一步的，离子组件包括离子源9，沉积室1的背侧固定连接有电机一10，电机一10的转动部与离子源9的表面固定连接，沉积室1的表面开设有用于电机一10的转动部穿入且与之定轴转动连接的开口一，通过驱动电机一10转动部的运转，可带动离子源9进行转动，达到了改变离子束的发射角度的作用。
进一步的，靶台组件包括台溅射台11和电机二13，溅射台11的形状为四边形，溅射台11的表面安装有四个靶材12，电机二13的转动部与靶材12的表面固定连接，电机二13的背侧固定连接有移动块14，还包括使溅射台11进行移动的移动部件，通过设置溅射台11的形状为四边形，使得可安装有多个靶材12，通过电机二13转动的运转，带动溅射台11进行转动，使得各个靶材12进行切换，并通过移动部件可使靶材12和溅射台11进行横向的移动。
进一步的，移动部件包括开设在沉积室1内壁上的滑槽15，滑槽15的表面定轴转动连接有螺纹杆16，移动块14的侧面开设有与螺纹杆16螺纹连接的内螺纹槽，沉积室1的内壁开设有用于螺纹杆16穿出且与之定轴转动连接的开口三，通过螺纹杆16转动，以及由于滑槽15对移动块14位移方向的限制，和移动块与螺纹杆16的螺纹连接关系，使移动块14带动溅射台11和靶材12进行横向的位移。
为了改善薄膜的粘附性，进一步的，沉积室1的内壁设置有辅源18，辅源18的照射方向与工件2相正对，通过设置辅源18，可使辅源18发射能量较低的离子束，轰击在正在沉积的薄膜上，可一定程度的提高薄膜的粘附性和内应力等特性，使得薄膜制成后的表面更为均匀。
为了使薄膜保持的干净，进一步的，工作台4的表面固定连接有挡板19，挡板19的侧面设置有弹性块20，通过设置挡板19，可一定范围之内的减少离子在工件2周围沉积的情况，使得沉积室1内保持洁净性，通过设置弹性块20，当防护罩6进行遮挡时，可挤压弹性块20，起到了减少缝隙的效果，避免灰尘和杂质轻易附着到工件2上的情况。
为了保证薄膜的制备质量，进一步的，沉积室1的表面固定连接有滑杆21，滑杆21的表面滑动套接有套环22，套环22的表面固定连接有底座23，沉积室1与套环22的相对侧共同固定连接有复位弹簧24，通过设置滑杆21、套环22和复位弹簧24的配合，使得当本装置在运行时，可能因外力或结构之间运转而产生的抖动，对该抖动进行缓冲和减震，避免装置的晃动较大，致使薄膜的制备效果降低的情况。
实施例二，在前述实施例的基础上，另外实施例具体为：
为了进一步的便于使用者操作，以及提高薄膜的均匀程度，底座23的表面固定连接有电动推杆25，电动推杆25的伸缩部与移动台5的表面固定连接，沉积室1的表面开设有用于电动推杆25伸缩部穿入且与之滑动连接的开口二，通过电动推杆25伸缩部的运转，可带动移动台5和工件2进行竖向的移动，可根据不同工件2的制膜大小，可定向的抬升工件2，使得不会出现距离较远制膜效果较差的情况，也可降低工件2，避免出现距离较近，溅射不全面的情况。
工作原理：该制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备使用时，将工件2安装在移动台5上，通过拉动防护罩6，且由于铰接杆7和V型杆8与防护罩6和工作台4之间的铰接关系，如图2所示状态开始至如图3所示状态结束，铰接杆7与防护罩6的铰接点移动至靠近左侧的固定台3，使得防护罩6由初始的打开状态转为闭合状态，使得达到对工件2进行遮挡的效果，本方式具备了第一当溅射作业开始之前，通常需要对靶台组件进行清理，以祛除其上的污染物，使得后续的在工件2上溅射出的粒子保持纯净性，通过对工件2的遮挡，并驱动离子源9发射低能离子对靶台组件进行预轰击，使得可对靶台组件进行高效的清理，有助于提高后续的薄膜的均匀性以及薄膜的质量；第二通过此种翻转式的设置，因若设置成滑动等形式，往往需要占用较大的空间，使得沉积室1内部较大的空间被占用，当沉积室1抽取真空控制温度时，就需要浪费较多的资源，本方式占用空间少，实用性高。
通过设置溅射台11的形状为四边形，使得可安装有多个靶材12，通过电机二13转动的运转，带动溅射台11进行转动，使得各个靶材12进行切换，当右侧的离子源9工作时，使得可将离子发射至靶材12的表面，并与工件2沉积制成薄膜，可实现在不破坏真空作业的情况下，进行连续性的多层薄膜制备，使得提高工作效率，减少能源消耗，避免因气压环境和温度变化，使得薄膜表面出现凹凸不平的情况，本方式制成的薄膜其均匀性更佳。
通过螺纹杆16的转动，且由于滑槽15对移动块14位移方向的限制，以及移动块与螺纹杆16的螺纹连接关系，使得移动块14带动溅射台11和靶材12进行横向的位移，使得离子源9产生的离子束能够较多的击打在靶材12上，以提高之后在工件2上沉积制备薄膜的效果和效率。
通过电机一10转动部的运转，可带动离子源9进行转动，以达到改变离子束的发射角度的作用，以避发射出的离子束超出靶材12的范围，而导致在工件2上沉积时引入杂质的情况，有助于提高靶材12的有效利用率，同时也便于使用者进行操作。
本发明所有的驱动源和运动结构均可通过物联网进行操作和驱动，以达到便捷和安全的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，包括沉积室(1)，其特征在于：还包括工件(2)和防护罩(6)，所述沉积室(1)的内壁设置有两个固定台(3)，两个所述固定台(3)的相对侧设置有工作台(4)，所述工件(2)设置在移动台(5)的表面，所述移动台(5)与所述工作台(4)相贴合，所述防护罩(6)与所述工作台(4)的相对侧铰接有铰接杆(7)和V型杆(8)，所述沉积室(1)的内壁设置有靶台组件，所述沉积室(1)的内壁设置有两个离子组件。
2.根据权利要求1所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述离子组件包括离子源(9)，所述沉积室(1)的背侧固定连接有电机一(10)，所述电机一(10)的转动部与所述离子源(9)的表面固定连接，所述沉积室(1)的表面开设有用于所述电机一(10)的转动部穿入且与之定轴转动连接的开口一。
3.根据权利要求2所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述靶台组件包括台溅射台(11)和电机二(13)，所述溅射台(11)的形状为四边形，所述溅射台(11)的表面安装有四个靶材(12)，所述电机二(13)的转动部与所述靶材(12)的表面固定连接，所述电机二(13)的背侧固定连接有移动块(14)，还包括使所述溅射台(11)进行移动的移动部件。
4.根据权利要求3所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述移动部件包括开设在所述沉积室(1)内壁上的滑槽(15)，所述滑槽(15)的表面定轴转动连接有螺纹杆(16)，所述移动块(14)的侧面开设有与所述螺纹杆(16)螺纹连接的内螺纹槽，所述沉积室(1)的内壁开设有用于所述螺纹杆(16)穿出且与之定轴转动连接的开口三。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述沉积室(1)的内壁设置有辅源(18)，所述辅源(18)的照射方向与所述工件(2)相正对。
6.根据权利要求1所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述工作台(4)的表面固定连接有挡板(19)，所述挡板(19)的侧面设置有弹性块(20)。
7.根据权利要求1所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述沉积室(1)的表面固定连接有滑杆(21)，所述滑杆(21)的表面滑动套接有套环(22)，所述套环(22)的表面固定连接有底座(23)，所述沉积室(1)与所述套环(22)的相对侧共同固定连接有复位弹簧(24)。
8.根据权利要求7所述的制备薄膜均匀性高的离子束溅射沉积设备，其特征在于：所述底座(23)的表面固定连接有电动推杆(25)，所述电动推杆(25)的伸缩部与所述移动台(5)的表面固定连接，所述沉积室(1)的表面开设有用于所述电动推杆(25)伸缩部穿入且与之滑动连接的开口二。
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