CN205133729U - 一种控制靶材磁场的装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种控制靶材磁场的装置，包括：图像采集设备、控制设备、机械设备和电磁块，电磁块位于机械设备中，机械设备位于靶材的第一表面上，图像采集设备与控制设备之间电连接，控制设备与电磁块之间电连接。图像采集设备用于采集靶材的第二表面的图像信息，控制设备用于接收采集的图像信息，确定靶材的第二表面上每个位置被刻蚀的程度值，确定电磁块所到位置的磁控制指令，电磁块用于接收磁控制指令，机械设备用于控制电磁块在靶材的第一表面的运动。本申请通过在靶材背面增加能在靶材背面运动的电磁块，确定控制电磁块的电磁强度，避免靶材在被轰击时形成溅射沟道，进而提高靶材的利用率。

Description

一种控制靶材磁场的装置

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种控制靶材磁场的装置。

背景技术

镀膜作为一种制作工艺，通过在材料表面进行镀膜，可以有效地改善材料的光学性能、力学性能、耐腐蚀性能、耐老化性能中的一种或者多种性能。例如，在半导体材料表面镀膜，可以有效提高半导体的光学性能；在玻璃表面镀膜可以有效提高玻璃的耐磨性能。

溅射镀膜是目前材料镀膜的主要工艺之一。所谓溅射镀膜是利用气体放电产生的正离子在电场作用下高速轰击阴极靶，使得靶材中的原子(或分子)逸出而淀积到被镀衬底(或工作)的表面，进而形成所需要的薄膜。在现有技术中，溅射镀膜广泛用于制备金属、合金、半导体、氧化物、绝缘介质，以及化合物半导体、碳化物、氮化物等薄膜。

磁控溅射镀膜是在溅射镀膜原理基础上提出的一种高速溅射镀膜技术。具体地，磁控溅射镀膜技术中使用了磁控靶，使在靶材表面生成正交电磁场，利用正交电磁场作用使得电子围绕磁力线作曲线运动，加大了电子对气体的电离几率，进而提高溅射镀膜的速度。

但是，经研究发现，在采用磁控溅射镀膜技术进行镀膜时，靶材被轰击的表面在离子刻蚀时形成溅射沟道，也就是说靶材表面被刻蚀程度不同，特别是溅射沟道对应的区域靶材刻蚀比较严重，一旦轰击时溅射沟道被穿透，将会使得该靶材报废，进而导致靶材利用率比较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种控制靶材磁场的装置，用于解决现有技术在磁控溅射镀膜过程中，因靶材表面被刻蚀程度不同导致靶材利用率低的问题。

一种控制靶材磁场的装置，包括：图像采集设备、控制设备、机械设备和电磁块，其中，所述电磁块位于所述机械设备中，所述机械设备位于靶材的第一表面上，所述图像采集设备与所述控制设备之间电连接，所述控制设备与所述电磁块之间电连接；

所述图像采集设备，用于采集所述靶材的第二表面的图像信息，其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度；

所述控制设备，用于接收所述图像采集设备采集到的图像信息，根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令，其中，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁场作用；

所述电磁块，用于接收所述控制设备的磁控制指令；

所述机械设备，用于控制所述电磁块在所述靶材的第一表面的运动位置。

优选地，所述控制设备，具体用于根据所述图像信息中包含的所述靶材的第二表面的每一个位置被刻蚀的状态，确定每一个位置被刻蚀的程度值。

优选地，所述磁控制指令包含发送给所述电磁块的电信号；

所述控制设备，具体用于针对所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，分别确定所述靶材的第二表面上各个位置需要补偿的电磁强度值，并根据电磁强度值与电压值和/或电流值之间的对应关系，确定在所述电磁块到达所述位置时发送给所述电磁块的电压值和/或电流值，将确定的电压值和/或电流值转换成为电信号发送给所述电磁块。

优选地，所述机械设备包括第一导轨和第二导轨，其中，所述第二导轨在所述第一导轨上做往复运动。

优选地，所述电磁块位于所述第二导轨上，且所述电磁块在所述第二导轨上做往复运动；

其中，所述电磁块的运动方向与所述第二导轨的运动方向互为垂直。

优选地，所述图像采集设备，具体用于当用于为被镀对象进行加热的加热平台被翻转时采集所述靶材的第二表面的图像信息。

优选地，所述图像采集设备表面设置保护膜。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供了一种控制靶材磁场的装置，该装置包含图像采集设备、控制设备、机械设备和电磁块，所述电磁块位于所述机械设备中，所述机械设备位于靶材的第一表面上，所述图像采集设备与所述控制设备之间电连接，所述控制设备与所述电磁块之间电连接；所述图像采集设备，用于采集所述靶材的第二表面的图像信息，其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度；所述控制设备，用于接收所述图像采集设备采集到的图像信息，根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁场作用；所述电磁块，用于接收所述控制设备的磁控制指令；所述机械设备，用于控制所述电磁块在所述靶材的第一表面的运动位置。由此可见，本实用新型实施例通过在靶材背面增加能够在靶材背面运动的电磁块，并根据靶材正面被刻蚀的情况确定控制电磁块的电磁强度，使得靶材正面所受磁场作用比较均匀，有效避免靶材在被轰击时形成溅射沟道，进而提高靶材的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制靶材磁场的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种控制靶材磁场的装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的图像采集设备采集的靶材的第二表面的图像示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电磁块在机械设备上运动的运动轨迹的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的机械设备的结构示意图；

图6为一种控制靶材磁场的工作示意图。

具体实施方式

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种控制靶材磁场的装置，通过在靶材背面增加能够在靶材背面运动的电磁块，并根据靶材正面被刻蚀的情况确定控制电磁块的电磁强度，使得靶材正面所受磁场作用比较均匀，有效避免靶材在被轰击时形成溅射沟道，进而提高靶材的利用率。

下面结合说明书附图对本实用新型各个实施例作进一步地详细描述。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制靶材磁场的装置的结构示意图。该装置包括图像采集设备11、控制设备12、电磁块13和机械设备14，其中，所述电磁块13位于所述机械设备14中，所述机械设备14位于靶材的第一表面上，所述图像采集设备11与所述控制设备12之间电连接，所述控制设备12与所述电磁块13之间电连接。

所述图像采集设备11，用于采集所述靶材的第二表面的图像信息，其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度；

所述控制设备12，用于接收所述图像采集设备采集到的图像信息，根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令，其中，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁性；

所述电磁块13，用于接收所述控制设备的磁控制指令；

所述机械设备14，用于控制所述电磁块在所述靶材的第一表面的运动位置。

具体地，本实用新型中所记载的图像采集设备可以为包含有摄像头的摄像设备，也可以为照相设备，例如：电荷耦合元件(英文全拼：Charge-coupledDevice；缩写：CCD)图像传感器(或者图像控制器)、数码照相机、摄录影机，只要具备采集图像功能的设备都属于本实用新型所描述的图像采集设备，这里不做具体限定。

本实用新型实施例中所记载的图像采集设备可以安装在磁控溅射镀膜设备上，同时与本实用新型实施例中所记载的控制设备之间电连接，这里的电连接可以是指通过导线或者其他连接线进行连接，也可以是指无线连接，即图像采集设备可以通过无线信号传输的方式将采集到的图像信息传输给控制设备，这里对于电连接的方式不做具体限定。

对于图像采集设备在磁控溅射镀膜设备上的安装位置以能够清楚准确采集靶材被轰击之后的图像为准，具体安装位置在本实用新型实施例中不做具体限定。

具体地，所述图像采集设备11，具体用于当用于对被镀对象进行加热的加热平台被翻转时采集所述靶材的第二表面的图像信息。

其中，图像采集设备采集图像信息的采集的时间可以设定为在停止对被镀对象进行镀膜后将被镀对象所在的加热平台被翻转时。

这里所说的加热平台，用于在被镀对象进行镀膜时对被镀对象的衬底进行加热，以确保被镀对象的镀膜质量。

图2为本实用新型实施例提供的一种控制靶材磁场的装置的结构示意图。从图2中可以看出，图像采集设备11、加热平台15、靶材16、被镀对象17、控制设备12、电磁块13以及机械设备14之间的位置关系。

可选地，本实用新型所记载的所述图像采集设备11表面还可以设置保护膜。所述保护膜的作用在于确保图像采集设备在采集图图像信息或者静止不工作时不受外部环境，例如，高温环境、摩擦环境等因素的影响。

其中，所述保护膜可以为具有耐高温性能和/或抗摩擦性能材料形成，例如，所述保护膜可以是耐高温的石英玻璃或者钢化玻璃等等。

具体地，本实用新型中所记载的控制设备12，具体用于根据所述图像信息中包含的所述靶材的第二表面的每一个位置被刻蚀的状态，确定每一个位置被刻蚀的程度值。

这里需要说明的是，本实用新型实施例中所述的靶材16的第一表面可以是指靶材的背面，即不被轰击的一面；本实用新型实施例中所述的靶材的第二表面可以是指靶材的正面，即被轰击且用于溅射镀膜的一面。本实用新型实施例中“第一表面”和“第二表面”中的“第一”和“第二”仅仅用于区分靶材的不同面，没有其他特殊含义。

本实用新型实施例中所记载的靶材的第二表面的每一个位置被刻蚀的状态是指靶材的第二表面上的材料被正离子轰击转移到被镀衬底的表面，导致靶材的第二表面不同位置受到不同的刻蚀，在靶材的第二表面出现凹凸不平的现象。

即本实用新型实施例所记载的控制设备通过对接收到的图像信息进行分析，可以根据靶材的第二表面的凹凸状态，确定所述靶材的第二表面的每一个位置被刻蚀的程度值。

例如：如图3所示，为图像采集设备采集的靶材的第二表面的图像示意图。从图3中可以看到有些地方颜色比较深，有些地方颜色比较浅，呈现凹凸的状态。颜色比较深的位置说明刻蚀程度比较大，颜色比较浅的位置说明刻蚀程度比较小。以图3中所示的A、B、C和D四个位置点为例进行说明。在本实用新型实施例中，判断刻蚀程度大小除了比较颜色之外，还可以分析每一个位置凹凸的程度，假设A位置点的向下凹的最大深度为1mm；B位置点的向下凹的最大深度为0.1mm；C位置点的向下凹的最大深度为1.5mm；D位置点的向下凹的最大深度为0.5mm。由此可以分析得出，这四个位置点的刻蚀程度为C位置点的刻蚀程度最大，其次是A位置点的刻蚀程度，再其次是D位置点的刻蚀程度，最后是B位置点的刻蚀程度，即B位置点的刻蚀程度最小。那么，在本实用新型实施例中可以根据预设的刻蚀程度为每一个位置点量化一个用于表征刻蚀程度的程度值。

具体地，在本实用新型实施例中假设所述磁控制指令包含发送给所述电磁块的电压信号和/或电流信号，所述控制设备12具体用于针对所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，分别确定所述靶材的第二表面上各个位置需要补偿的电磁强度值，并根据电磁强度值与电压值和/或电流值之间的对应关系，确定在所述电磁块到达所述位置时发送给所述电磁块的电压值和/或电流值，将确定的电压值和/或电流值转换成为电信号发送给所述电磁块。

由于靶材的第二表面出现凹凸不平现象的原因是靶材的第二表面磁场分布不均，为了提升靶材的利用率，本实用新型实施例提出改善靶材的第二表面的磁场分布，使得靶材第二表面的磁场分布均匀。因此，在控制设备12确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值之后，需要进一步根据靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，对靶材的第二表面的磁场分布进行分析，进一步确定程度值小的位置磁场强度较弱，后续需要增加该位置的磁场强度；确定程度值大的位置磁场强度较强，后续可以根据该位置的磁场强度，确定磁场强度较弱的位置需要补偿的磁场强度大小。

所述控制设备12在根据电磁强度值与电压值和/或电流值之间的对应关系，确定在所述电磁块到达所述位置时发送给所述电磁块的电压值和/或电流值之后，根据电磁块在机械设备上的运行轨迹，确定发送给所述电磁块的电信号脉冲，并将所述电信号脉冲发送给所述电磁块。

例如：如图4所示，为电磁块在机械设备上运动的运动轨迹的示意图。假设靶材表面的位置点可以划分为9个位置点，即位置点1、位置点2、位置点3、位置点4、位置点5、位置点6、位置点7、位置点8和位置点9，确定的电磁块在位置点1需要的电压为1V，在位置点2需要的电压为0.5V，在位置点3需要的电压为0.5V，......，在位置点9需要的电压为2V，那么假设电磁块的运动轨迹是147852369，那么发送给电磁块的电信号脉冲中电压值依次为1、......、0.5、0.5、......、2。

具体地，本实用新型实施例中所述的电磁块13是指通电之后能够产生磁性的装置，至于电磁块的形状在本实用新型实施例中不做限定。该电磁块13在接收到控制设备12发送的磁控制指令之后，根据接收到电信号脉冲产生磁性。

具体地，本实用新型实施例中所记载的机械设备14可以包括第一导轨和第二导轨，其中，所述第二导轨在所述第一导轨上做往复运动。

图5为本实用新型实施例提供的机械设备的结构示意图。从图5中可以看出，第一导轨51和第二导轨52呈十字交叉状。其中，一个导轨固定，另一个导轨在被固定的导轨上可以做往复运动。

第一导轨51和第二导轨52形成的机械设备位于靶材的第一表面53上。

本实用新型实施例中所述的靶材的第二表面在图5中的标号为54。

从图5中还可以看出，电磁块位于运动的导轨上，且电磁块的在运动导轨上运动方向与运动导轨在被固定的导轨上的运动方向相互垂直。

假设将图5中固定的导轨称为第一导轨，运动导轨称为第二导轨，那么电磁块位于第二导轨上，假设运动导轨的运动方向是水平运动，那么电磁块的运动方向为垂直运动；假设运动导轨的运动方向是垂直运动，那么电磁块的运动方向为水平运动。

需要说明的是，控制设备12不仅能够控制发送给电磁块的电信号脉冲，还能够控制电磁块在导轨上的运动速度，使得在电磁块到达某一位置时，接收到电信号与该位置需要补偿的磁场强度相匹配。

通过本实用新型实施例提供的控制靶材磁场的装置，该装置包含图像采集设备、控制设备、机械设备和电磁块，所述电磁块位于所述机械设备中，所述机械设备位于靶材的第一表面上，所述图像采集设备与所述控制设备之间电连接，所述控制设备与所述电磁块之间电连接；所述图像采集设备，用于采集所述靶材的第二表面的图像信息，其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度；所述控制设备，用于接收所述图像采集设备采集到的图像信息，根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁场作用；所述电磁块，用于接收所述控制设备的磁控制指令；所述机械设备，用于控制所述电磁块在所述靶材的第一表面的运动位置。由此可见，本实用新型实施例通过在靶材背面增加能够在靶材背面运动的电磁块，并根据靶材正面被刻蚀的情况确定控制电磁块的电磁强度，使得靶材正面所受磁场作用比较均匀，有效避免靶材在被轰击时形成溅射沟道，进而提高靶材的利用率。

图6为一种控制靶材磁场的工作流程示意图。所述方法可以如下所示：

步骤601：接收图像采集设备采集到的图像信息。

其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度。

步骤602：根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令。

其中，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁场作用。

步骤603：根据电磁块在所述靶材的第一表面运动的位置，将与所述位置对应的所述磁控制指令发送给所述电磁块，以改变所述电磁块所到位置的磁场作用。

本实用新型实施例的执行主体可以是上述实施例中记载的控制设备，该控制设备所具备的功能可以通过计算机程序的方式实现，也可以通过其他硬件设备实现，这里不做限定。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供装置(设备)产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例的形式。

本申请是参照根据本实用新型实施例的方法、装置(设备)的流程图和/或方框图来描述的。尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种控制靶材磁场的装置，其特征在于，包括：图像采集设备、控制设备、机械设备和电磁块，其中，所述电磁块位于所述机械设备中，所述机械设备位于靶材的第一表面上，所述图像采集设备与所述控制设备之间电连接，所述控制设备与所述电磁块之间电连接；

所述图像采集设备，用于采集所述靶材的第二表面的图像信息，其中，所述图像信息用于表征所述靶材的第二表面被刻蚀程度；

所述控制设备，用于接收所述图像采集设备采集到的图像信息，根据所述图像信息，确定所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，并针对每一个位置被刻蚀的程度值，确定所述电磁块所到位置的磁控制指令，其中，所述磁控制指令用于调整电磁块的磁性大小以改变所述电磁块所到位置的磁场作用；

所述电磁块，用于接收所述控制设备的磁控制指令；

所述机械设备，用于控制所述电磁块在所述靶材的第一表面的运动位置。

2.如权利要求1所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，

所述控制设备，具体用于根据所述图像信息中包含的所述靶材的第二表面的每一个位置被刻蚀的状态，确定每一个位置被刻蚀的程度值。

3.如权利要求1所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，所述磁控制指令包含发送给所述电磁块的电信号；

所述控制设备，具体用于针对所述靶材的第二表面上每一个位置被刻蚀的程度值，分别确定所述靶材的第二表面上各个位置需要补偿的电磁强度值，并根据电磁强度值与电压值和/或电流值之间的对应关系，确定在所述电磁块到达所述位置时发送给所述电磁块的电压值和/或电流值，将确定的电压值和/或电流值转换成为电信号发送给所述电磁块。

4.如权利要求1至3任一项所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，所述机械设备包括第一导轨和第二导轨，其中，所述第二导轨在所述第一导轨上做往复运动。

5.如权利要求4所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，所述电磁块位于所述第二导轨上，且所述电磁块在所述第二导轨上做往复运动；

其中，所述电磁块的运动方向与所述第二导轨的运动方向互为垂直。

6.如权利要求1所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，

所述图像采集设备，具体用于当用于为被镀对象进行加热的加热平台被翻转时采集所述靶材的第二表面的图像信息。

7.如权利要求1所述的控制靶材磁场的装置，其特征在于，

所述图像采集设备表面设置保护膜。