CN204529966U - 一种冷却背板及磁控溅射镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种冷却背板，应用于磁控溅射镀膜设备中，所述冷却背板用于将冷却水和靶材相隔离，所述冷却背板与冷却水接触的表面上设置有多个凸起结构。由于所述冷却背板与所述冷却水接触的一面设置有多个凸起结构，从而导致所述冷却背板与冷却水的接触面积增大，导致所述冷却水与所述冷却背板3之间的热交互效果显著增强，使得所述靶材的温度显著降低。

Description

一种冷却背板及磁控溅射镀膜设备

技术领域

本申请涉及磁控溅射技术领域，更具体地说，涉及一种冷却背板及磁控溅射镀膜设备。

背景技术

磁控溅射是在二极溅射中增加一个平行于溅射靶表面的封闭磁场，借助于溅射靶表面上形成的电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域来增强电离效率，增加离子密度和能量，从而实现高速率溅射的过程。

磁控溅射方法广泛应用于工业镀膜中，成为一种普遍的工艺选择。随着各镀膜行业对膜层质量的要求越来越高，对磁控溅射工艺要求也越来越高。

图1为磁控溅射的原理图，参见图1，1为基片、2为溅射靶，所述溅射靶2包括：靶材201、磁铁202和基材203，在磁控溅射过程中，电场E对电子e进行加速，将惰性气体比如Ar电离成Ar+并形成等离子气体，靶材201被等离子中的Ar+轰击，轰击的离子将靶材201上的靶原子溅射出，沉积到基片表面。同时二次电子e1也将从靶材201表面射出，这些电子在维持等离子放电起到非常重要作用。

但是磁控溅射技术只能溅射靶材201的部分区域，磁场B只能捕获溅射区域电子，未捕获的电子(如图中e2)直接射入基片，这样溅射区域将产生更多轰击离子Ar+，在部分区域内产生大量的溅射粒子(靶原子)。同时，靶材201的溅射区域温度会很高，过高的温度会对靶材201、磁铁202以及基材203产生影响。比如，陶瓷靶温度过高，会引起靶材201开裂，甚至靶材脱落；金属靶温度过高，会引起靶材升华或熔化。这些后果都将会影响磁控溅射过程或直接无法进行溅射，所以磁控溅射的冷却系统设计非常重要。

冷却系统一般方法是用水冷却方式。如图2所示，在靶材201的背面设计一条冷却水通道204，所述冷却水通道204设置在阴极206上，冷却水通道204和靶材201之间隔上一块铜背板205，铜背板205主要起到密封隔绝冷却水作 用，在靶材201工作时开启冷却水，通过低温流动的水将靶材201传递过来的热量带走，该铜背板205一般为长方形的平面结构，所述铜背板205与冷却水的接触面积有限，因此导致所述冷却系统对所述靶材201的冷却效果并不理想。

因此，如何提高所述冷却系统对所述靶材的冷却效果成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种冷却背板，用于解决现有技术中的冷却系统降温效率低的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种冷却背板，应用于磁控溅射镀膜设备中，用于将冷却水和靶材相隔离，所述冷却背板与冷却水接触的表面上设置有多个凸起结构。

优选的，上述冷却背板中，所述多个凸起结构为均匀分布的条形凸起，且所述凸起结构的延伸方向与所述冷却水的流向相同。

优选的，上述冷却背板中，所述多个凸起结构为均匀分布的柱状结构。

优选的，上述冷却背板中，所述条形凸起为连续分布的半圆柱结构或倒V型结构。

优选的，上述冷却背板中，所述冷却背板为金属材质。

一种磁控溅射镀膜设备，包括上述任意一项公开的冷却背板。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的冷却背板与所述冷却水接触的一面设置有多个凸起结构，从而导致所述冷却背板与冷却水的接触面积增大，导致所述冷却水与所述冷却背板3之间的热交互效果显著增强，使得所述靶材的温度显著降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为磁控溅射原理示意图；

图2为现有技术中的磁控溅射设备的溅射靶的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种冷却背板的结构图；

图4为本申请实施例提供的公开的另一种冷却背板的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图3，本实施例提供了一种应用于磁控溅射镀膜设备中的冷却背板3，所述冷却背板200设置在磁控溅射镀膜设备的靶材201的背面，用于将靶材201与冷却水相隔离，其中，所述冷却背板3与冷却水相接触的一面，设置有多个凸起结构301。

参见本申请上述实施例公开的技术方案，由于所述冷却背板3与所述冷却水接触的一面设置有多个凸起结构301，从而导致所述冷却背板3与冷却水的接触面积增大，导致所述冷却水与所述冷却背板3之间的热交互效果显著增强，使得所述靶材的温度显著降低。

可以理解的是，本申请上述实施例中的所述冷却背板为一次浇筑成型的冷却背板，即所述冷却背板为一整体结构。

可以理解的是，本申请上述实施例中的所述冷却背板3上的多个凸起结构301的具体类型可以根据用户需求自行设定，例如，所述多个凸起也可以为均匀分布的柱状结构或半球形结构。或所述多个凸起301可以为均匀分布的条形凸起，且为了进一步提热交换速率，所述均匀分布的条形凸起的延伸方向与所述冷却水的流动方向相同，所述条形凸起的高度不大于流通所述冷却水的 冷却水通道的通道深度，参见图4，每个条形凸起之间的间距可以相同，即所述多个条形凸起等间距分布，当然所述各个条形凸起之间也可以不等间距分布，例如，所述条形凸起也可以为等间距分布的半圆柱状结构，当然也可以为倒V型结构。

当所述多个条形凸起为连续分布的半圆柱结构时，假设所述半圆柱侧长度为L，半圆柱的半径为R，在未设置所述凸起之前，每个凸起处的冷却背板表面与冷却水之间的热交换表面的面积为：S1＝2R*L，在设置了所述连续分布的半圆柱图气候热交换面积为S2＝πR*L，所述S2：S1＝π/2，明显可见，在设置了所述连续分布的多个条形的半圆柱结构后，所述冷却背板与冷却水接触的面积具有明显增加，增强了散热系统地散热效果。

可以理解的是，由于不同材质制成的冷却背板的导热效果不同，为了使所述冷却背板具有较好的导热性能，所述冷却背板的材质为金属材质，例如为银或铜或铁等，当所述冷却背板的材质为银时，所述冷却背板的导热效果达到最佳，但是出于制造成本等综合方面考虑，优选的，所述冷却背板的铜材质的铜背板。

可以理解的是，对应于上述冷却背板，本申请还提供了一种应用上述任意一项冷却背板的磁控溅射镀膜设备。

以生磁控溅射机台为例，磁控溅射机台的冷却背板的尺寸为1496mm×143mm，均匀等间隔分布的条形半圆柱状突起的半径为2mm，半圆柱长度为1400mm，半圆柱条数为28条。更改前整个冷却背板与冷却水的接触面积为0.214m2，更改后接触面积增加面积为△S＝N(π-2)R×L＝0.089m2，即更改后整个冷却背板面积为0.303m2，冷却背板与冷却水的接触面积增加了41.6％，从而显著的调高了冷却系统地冷却效率。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种冷却背板，应用于磁控溅射镀膜设备中，用于将冷却水和靶材相隔离，其特征在于：

所述冷却背板与冷却水接触的表面上设置有多个凸起结构。

2.根据权利要求1所述的冷却背板，其特征在于，所述多个凸起结构为均匀分布的条形凸起，且所述凸起结构的延伸方向与所述冷却水的流向相同。

3.根据权利要求1所述的冷却背板，其特征在于，所述多个凸起结构为均匀分布的柱状结构。

4.根据权利要求2所述的冷却背板，其特征在于，所述条形凸起为连续分布的半圆柱结构或倒V型结构。

5.根据权利要求1所述的冷却背板，其特征在于，所述冷却背板为金属材质。

6.一种磁控溅射镀膜设备，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项公开的冷却背板。