CN1614078A - 一种平面磁控溅射－多工位镀膜装置 - Google Patents

一种平面磁控溅射－多工位镀膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种平面磁控溅射－多工位镀膜装置，它是由平面磁控溅射靶14、工件夹15、加热器28、充气孔29、真空室30、真空抽气组32，其特征是它还包括：转盘16、连接杆17、小齿轮18、小齿轮19、连接杆20、自转电机21、公转电机22、连接杆23、中齿轮24、连接杆25、大齿轮26、连接杆27等组成。它具有工件装载量大(即多工位)、镀膜均匀性好、易于推广应用等特点。

Description

一种平面磁控溅射-多工位镀膜装置
技术领域：
本发明属于电子机械技术领域，特别涉及电子薄膜制备技术中的磁控溅射薄膜制备装置。
背景技术：
众所周知，现有的电子薄膜制备技术中的磁控溅射薄膜制备装置，可实现金属、非金属单质及化合物等镀膜。但是现有平面磁控溅射装置所溅射出的薄膜面积较小、均匀性和一致性较差，具体表现在：
(1)现有磁控溅射设备所溅射出的薄膜均匀区域的面积较小；
(2)为了溅射出具有较大均匀区域的薄膜，通常需要将靶的尺寸做得很大；
(3)现有设备也有带公自转的，如z195224085.8等(如图1所示)，虽然在一定程度上提高了薄膜的均匀性，但是他们的公、自转速度比不可调；
(4)目前的平面磁控溅射设备工件装载量小，只有一个工件夹，而本设备可装载多个工件夹，各个工件对称，从而大大提高了薄膜的批量一致性。
发明内容：
本发明的任务是针对现有平面镀膜设备所存在的不足，提出一种工件装载量大即多工位、镀膜均匀性好、易于推广应用的平面磁控溅射镀膜装置。
本发明提供的一种平面磁控溅射-多工位镀膜装置(如图2所示)，它包括：M(M为自然数)个平面磁控溅射靶14、N(N为自然数)个工件夹15、加热器28、充气孔29、真空镀膜室30、真空抽气组32，其特征是它还包括：转盘16、连接杆17、小齿轮18、小齿轮19、连接杆20、自转电机21、公转电机22、连接杆23、中齿轮24、连接杆25、大齿轮26、连接杆27；M个平面磁控溅射靶14位于真空镀膜室底部31；加热器28位于真空镀膜室底部31；充气孔29位于真空镀膜室底部31上；真空镀膜室底部31有真空抽气组32；转盘16用连接杆27与外部电机22连接；N个工件夹15均匀分布在转盘16的下面，通过连杆17穿过转盘16与齿轮18连接在一起，齿轮18安装在转盘16上面；小齿轮19通过连接杆20与真空镀膜室30外部电机21连接在一起；中齿轮24通过连接杆23固定在真空镀膜室30中，中齿轮24与小齿轮19咬合；大齿轮26通过连接杆25与中齿轮24固定在一起。
本发明的工作原理是：
(1)自转原理：外部电机21带动连杆20，连杆20带动小齿轮19转动，中齿轮24与小齿轮19咬合，小齿轮带动中齿轮24转动，则中齿轮24带动大齿轮26转动，大齿轮26与N个小齿轮18咬合在一起，大齿轮26带动N个小齿轮18自转，N个小齿轮带动N个工件夹15自转，从而完成了自转过程；
(2)公转原理：外部电机22通过连接杆27带动转盘16转动，N个工件夹15和N个小齿轮18固定在转盘16上，所以工件夹15和小齿轮18公转，从而完成了公转过程。
(3)本发明的装置是N个工件夹15的N组基片同时作公、自转，这样可以对N个工件夹上的基片进行镀膜溅射，所以本发明提供的平面磁控溅射-多工位镀膜装置具有工件装载量大(即多工位)的特点。工件夹15与靶位置及转动过程如图3所示。
本发明的工作过程是：N组被溅射基片装入工件夹15，真空镀膜室30密封后，通过真空抽气组，将镀膜室30抽成真空；同时，启动加热器28，对N个被溅射基片进行加热；充气孔29向真空镀膜室30内输入气体；并通过调节电机21、22的转速分别带动N组被溅射基片自转和公转；启动平面磁控溅射电源，实现镀膜。
需要说明的是，本发明为平面磁控溅射装置，通过调节自转电机21、公转电机22的转速，实现被溅射基片的公、自转速度可调。
本发明的特点是：
(1)本发明装置可以实现N组被溅射基片公转和自转；
(2)与现有的具有公、自转的磁控溅射装置区别在于：本发明为平面磁控溅射装置，它的公、自转速度及公自转转速比可调，从而能够使基片基本实现面扫描，制备出均匀的薄膜；
(3)具有公、自转且速度可调，同时基片中心与靶心不重合，所以对于同样大的靶，大大的提高了溅射薄膜的面积；
(4)本发明装置的工件夹的个数为N，一次可以同时给多组(N组)基片溅射成膜，且膜厚的一致性好。
附图说明
图1是现有的电子材料制备技术中的磁控溅射薄膜制备装置结构示意图
其中：1-法兰盘、2-蒸发源、3-加热器、4-自转和公转机构、5-传动轮、6-真空镀膜室顶、7-真空镀膜室壁、8-被镀工件夹、9-平面磁控溅射靶、10-真空镀膜室底、11-内衬、12-充气孔、13-真空镀膜室；
图2是本发明的平面磁控溅射-多工位镀膜装置结构示意图
其中，14-平面磁控溅射靶、15-工件夹、16-转盘、17-连接杆、18-小齿轮、19-小齿轮、20-连接杆、21-自转电机、22-公转电机、23-连接杆、24-中齿轮、25-连接杆、26-大齿轮、27-接杆、28-加热器、29-充气孔、30-真空镀膜室、31-真空镀膜室底、32-真空抽气组；
图3是本发明平面磁控溅射-多工位镀膜装置基片转动示意图
其中，14-平面磁控溅射靶、15-工件夹、18-小齿轮、26-大齿轮。
具体实施方式：
制备BST(钛酸锶钡)薄膜：
本发明的平面磁控溅射-多工位镀膜装置，采用工件夹的个数为N＝6、靶位为M＝3个，靶的直径为120mm，靶的中心与基片中心相距30mm，选择的自转与公转比值为5.3，镀膜时间为30个小时。采用本发明装置一次制备出6组BST(钛酸锶钡)薄膜，所制备的BST(钛酸锶钡)薄膜厚度为1μm，片内和片间薄膜厚度相对偏差均小于3％。

Claims (2)

1、一种平面磁控溅射-多工位镀膜装置，它包括：M(M为自然数)个平面磁控溅射靶(14)、N(N为自然数)工件夹(15)、加热器(28)、充气孔(29)、真空镀膜室(30)、真空抽气组(32)，其特征是它还包括：转盘(16)、连接杆(17)、小齿轮(18)、小齿轮(19)、连接杆(20)、自转电机(21)、公转电机(22)、连接杆(23)、中齿轮(24)、连接杆(25)、大齿轮(26)、连接杆(27)；M个平面磁控溅射靶(14)位于真空镀膜室底部(31)；加热器(28)位于真空镀膜室底部(31)；充气孔(29)位于真空镀膜室底部(31)上；真空镀膜室底部(31)有真空抽气组(32)；转盘(16)用连接杆(27)与外部电机(22)连接；N个工件夹(15)均匀分布在转盘(16)的下面，通过连杆(17)穿过转盘(16)与齿轮(18)连接在一起，齿轮(18)安装在转盘(16)上面；小齿轮(19)通过连接杆(20)与真空镀膜室(30)外部电机(21)连接在一起；中齿轮(24)通过连接杆(23)固定在真空镀膜室(30)中，中齿轮(24)与小齿轮(19)咬合；大齿轮(26)通过连接杆(25)与中齿轮(24)固定在一起。
2、根据权利要求1所述的一种平面磁控溅射-多工位镀膜装置，其特征是通过调节自转电机(21)、公转电机(22)转速实现被溅射基片的公、自转速度调节。
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Record date: 20081211

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Name of requester: ZHONGSHAN KAIXUAN VACUUM TECHNOLOGY ENGINEERING CO

Effective date: 20081211

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