CN203768448U - 一种真空磁控溅射用新型平面阴极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及到一种真空磁控溅射用新型平面阴极,其技术方案为真空磁控溅射用新型平面阴极通过真空腔体被隔离为真空侧(I)和大气侧(Ⅱ),真空腔体内设有阴极罩，其中，阴极罩与真空腔体之间设有绝缘板，绝缘板位于大气侧(Ⅱ)，可防止真空磁控溅射用新型平面阴极在镀膜过程中膜层的附着导致绝缘失效,在所述真空侧内的阴极罩上端安装有铜背板，铜背板的外侧焊接靶材,使得绝缘效果良好、稳定、安装方便。由于在屏蔽罩的外侧设有辅助阳极罩，从而使得靶材点火方便，保证镀膜效果均匀，提高了靶材利用率。
Description
技术领域
本发明涉及到一种真空镀膜设备,尤其涉及到一种真空磁控溅射阴极装置，具体的涉及到一种真空磁控溅射用新型平面阴极。
背景技术
在目前的真空镀膜设备中，矩形平面溅射阴极是其核心设备，尤其是在大面积真空镀膜设备中更是如此。目前广泛应用在镀膜工业行业中大的矩形平面溅射阴极，其在阴极周围设有屏蔽罩，屏蔽罩下端连接有阳极框，其中，阳极框、屏蔽罩与电源正极、地线相连并与阴极体保持一定的距离，零电位的屏蔽罩截获非靶材发射出的电子，避免氩气电离产生辉光放电，阻止靶座等部件产生溅射，有效保证镀膜质量。
根据“巴邢定律”，在一定压强下，P×D值小于巴邢曲线的谷底时，不会产生辉光放电。在适合溅射的工艺压强下，这个D值约等于1.5-2mm。在大面积真空镀膜设备中，靶材长度大都在2500mm以上，但在实际加工和装配中要想保证这个尺寸是很困难的。所以很多大型的平面磁控溅射阴极的屏蔽罩和阴极体之间，都有放电的现象，阳极框也常常被溅射，严重影响了镀膜质量。尽管有人针对这种情况提出了在外框内侧或外侧加装导磁板，但是一但阳极处溅射产生的微粒沉积到一定程度还是会出现局部放电，最终发生短路，溅射阴极无法正常工作。
目前采用的磁控溅射靶多为固定靶体，靶材的刻蚀区也固定在一个窄小的区域，长时间刻蚀后形成“V”字型的刻蚀区，影响膜层的均匀性并且造成靶材的浪费。此外，目前典型的矩形磁控溅射阴极还存在如下缺点：1、阳极框在长期持续溅射的高温环境下，发生严重变形；2、阳极框需要经常拆卸清除污垢，平面溅射阴极使用寿命减少，影响生产，增加成本；3、靶材冷却不均匀，导致膜层不稳定；4、工艺气体分布不可控，调节困难。
中国专利公开号CN203021644U披露了一种带有磁芯轴装置的镀膜用阴极磁棒装置，其提高了镀膜阴极靶的溅射速率，沉积速率和靶材利用率。但其没有解决磁控溅射镀膜设备中的非屏蔽部件产生溅射的缺点。
中国专利公开号CN203021645U披露了一种包括基座，安装在基座上的电机，与电机相连的主动轮、与主动轮相连的从动轮，与从动轮相连的螺杆， 与螺杆相连的滚珠螺杆，与滚珠螺杆连接的磁钢安装板，磁钢安装板上设有磁钢，其中，所述电机带动主动轮旋转，主动轮带动从动轮旋转，从动轮带动螺杆旋转，螺杆带动滚珠螺杆，滚珠螺杆带动磁钢做直线往复运动的一种移动磁场平面溅射靶。其解决了磁钢往复运动的速率可调节的问题，但没有解决靶材的冷却问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在靶材冷却效果不佳，以及镀膜不均匀的缺陷，本发明提供一种真空磁控溅射用新型平面阴极。
针对上述的技术问题，本发明提供一种真空磁控溅射用新型平面阴极，其采用的技术方案是，所述真空磁控溅射用新型平面阴极通过真空腔体被隔离成真空侧和大气侧。
本发明优先的实施方案是，所述真空腔体内设有阴极罩、所述阴极罩与真空腔体之间设有绝缘板，所述绝缘板位于大气侧，防止所述真空磁控溅射用新型平面阴极在镀膜过程中膜层的附着导致绝缘失效。
本发明另一种优先的实施方案是，所述真空腔体与绝缘板之间安装有o型密封圈, 所述阴极罩与绝缘板之间安装有o型密封圈, 通过所述o型密封圈和o型密封圈的密封作用，维护真空腔体内的真空状态。
本发明优先的实施方案是，在所述真空侧（I）内的阴极罩上端安装有铜背板、所述铜背板的外侧焊接靶材。
本发明优先的实施方案是，在所述铜背板内部开设有冷却水槽，所述冷却水槽环绕铜背板形成冷却水系统，所述冷却水系统）对所述真空磁控溅射用新型平面阴极实施冷却。
本发明优先的实施方案是，在所述靶材的外面设有屏蔽罩A部分，在所述屏蔽罩A部分的外侧设有辅助阳极。
本发明优先的实施方案是，所述辅助阳极的两侧中心位置处开有气孔,所述气孔上盖有盖板，通过所述盖板调节气孔开合的大小，保持镀膜工艺气体在靶材上的浓度。
本发明优先的实施方案是，在所述大气侧（Ⅱ）内的阴极罩底面安装屏蔽罩B部分，所述屏蔽罩分段组装为A部分和B部分。
本发明优先的实施方案是，在所述大气侧内的阴极罩内部中心位置设有磁钢座， 磁钢座上安装有三块对应磁极为N-S,S-N, N-S的磁钢。
本发明优先的实施方案是，所述磁钢上设有磁场分散板，所述磁场分散板可调节磁钢与靶材的距离。
本发明产生的技术效果是：
1、由于设置了绝缘板，且绝缘板设置在大气侧，从而使得绝缘效果良好稳定，安装方便；
2、在屏蔽罩的外侧设有辅助阳极罩，从而使得靶材点火方便，且由于辅助阳极的两侧设有气孔和盖板，从而使得镀膜工艺气体进入靶材上部空间的量维持一个稳定的状态，保证镀膜效果均匀。
3、由于设置了可调节磁钢与靶材的距离的磁场分散板，从而增加靶材的溅射宽度，提高了靶材利用率。
附图说明
图1为本发明的结构两层剖面示意图
I-真空侧、Ⅱ-大气侧、1-真空腔体、2-阴极罩、3-绝缘板、4-铜背板、5- 靶材、6-屏蔽罩B部分、6’-屏蔽罩A部分、7-辅助阳极、7’-气孔、8-盖板、9-磁钢、10-磁钢座、11-磁场分散板、12-冷却水系统、（13 、13’）-O型密封圈，14-冷却水槽、100-真空磁控溅射用新型平面阴极。
具体实施方式
为了更清楚的叙述本发明的技术方案,下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参照图1所示，真空磁控溅射用新型平面阴极100被真空腔体1隔离成真空侧I和大气侧Ⅱ,真空侧I位于真空腔体1内。真空腔体1内安装有阴极罩2，在阴极罩2与真空腔体1的下端连接处安装有绝缘板9，其中，绝缘板9曝露在大气侧Ⅱ端，由于绝缘板9的作用，使得镀膜过程中不会因为膜层附着导致绝缘失效。真空腔体1与绝缘板9的连接处设置有O型密封圈13’、阴极罩2与绝缘板9的连接处设置有O型密封圈13, 通过O型密封圈(13、13’)的密封作用，可隔绝真空腔体1与大气层的接触，保持真空腔体1的真空状态。
在阴极罩2的顶端安装有铜背板4，铜背板4上焊接靶材5，铜背板4与靶材5之间导热均匀、充分。铜背板4的内部开有冷却水槽14，冷却水槽14环绕整个铜背板4组成冷却水系统12，冷却水系统12可实施对整个靶材5的冷却，在靶材5的上部还安装有屏蔽罩6，所述屏蔽罩6为分组段式安装，安装在靶材5的上部为屏蔽罩A部分6’，屏蔽罩B部分6安装在阴极罩2的底端，3：屏蔽罩（6、6’）采用分段组装的方式，可保证屏蔽罩（6、6’）与靶材5的距离，消除异常放电。在屏蔽罩A部分6’的上面安装有辅助阳极7，辅助阳极7为一个罩体，通过增加辅助阳极7，使得靶材5点火更方便，在辅助阳极7的两侧均开有气孔7’，气孔7’上活动安装有盖板8，盖板可移动控制气孔7’的开合大小，通过盖板8的控制作用，保持工艺气体在靶材5的浓度，溅射均匀可靠。
在阴极罩2的内部安装有磁钢座10，磁钢座10上按磁极N-S,S-N, N-S循环的顺序安装有三块或三块以上的磁钢9。磁钢9上还安装有磁场分散板11，磁场分散板11可调节磁钢9上磁场的作用强度，增加镀膜的溅射区域。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为详细，只要本领域的技术人员在查看到本发明的实施例后，不脱离本发明构思的前提下，所做的改变都属于本发明的保护范围。但本文所述的实施例不能理解为对本发明的保护范围限制。
Claims (9)
1.一种真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，所述真空磁控溅射用新型平面阴极通过真空腔体(1)被隔离成真空侧(I)和大气侧(Ⅱ),其中,所述真空腔体(1)内设有阴极罩(2)、所述阴极罩(2)与真空腔体(1)之间设有绝缘板(3)，所述绝缘板(3)位于大气侧(Ⅱ)，防止所述真空磁控溅射用新型平面阴极(100)在镀膜过程中膜层的附着导致绝缘失效。
2.根据权利要求2所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，所述真空腔体(1)与绝缘板(3)之间安装有o型密封圈(13’)，所述阴极罩(2)与绝缘板(3)之间安装有o型密封圈(13)，通过所述o型密封圈(13’)和o型密封圈(13)的密封作用，维护真空腔体(1)内的真空状态。
3.根据权利要求1或2所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，在所述真空侧(I)内的阴极罩(2)上端安装有铜背板(4)，所述铜背板(4)的外侧焊接靶材(5)。
4.根据权利要求4所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，在所述铜背板(4)内部开设有冷却水槽(14)，所述冷却水槽(14)环绕铜背板(4)形成冷却水系统(12)，所述冷却水系统(12)对所述真空磁控溅射用新型平面阴极(100)实施冷却。
5.根据权利要求4所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，在所述靶材(5)的外面设有屏蔽罩A部分(6’)，在所述屏蔽罩A部分(6)的外侧设有辅助阳极(7)。
6.根据权利要求6所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，所述辅助阳极(7)的两侧中心位置处开有气孔(7’)，所述气孔(7’)上盖有盖板(8)，通过所述盖板(8)调节气孔(7’)开合的大小，保持镀膜工艺气体在靶材(5)上的浓度。
7.根据权利要求1或6所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，在所述大气侧(Ⅱ)内的阴极罩(2)底面安装屏蔽罩B部分(6)，所述屏蔽罩(6、6’)分段组装为A部分(6’)和B部分(6)。
8.根据权利要求1或2所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，在所述大气侧(Ⅱ)内的阴极罩(2)内部中心位置设有磁钢座(10)，磁钢座(10)上安装有三块对应磁极为N-S,S-N,N-S的磁钢(9)。
9.根据权利要求9所述的真空磁控溅射用新型平面阴极，其特征在于，所述磁钢(9)上设有磁场分散板(11)，所述磁场分散板(11)可调节磁钢(9)与靶材(5)的距离。
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