CN208995591U - 一种磁控溅射镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁控溅射镀膜设备，其真空腔室内设有用于固定基片的基片架、与所述基片架相对设置且设有多种靶材的靶枪，以及基片挡板装置；所述基片挡板装置包括用于接收靶材的基片挡板，以及与所述基片挡板连接，用于驱动所述基片挡板旋转、升降和翻转的驱动机构。采用本实用新型，可实现基片挡板的旋转、升降及翻转，将不同的靶材用基片挡板的第一表面和第二表面分别接收，使得需要回收的靶材与其他靶材得以区分开来，增加靶材特别是贵重金属膜的回收利用，降低成本，同时可以降低基片挡板上薄膜掉落的几率，提高薄膜质量的稳定性。

Description

一种磁控溅射镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种磁控溅射镀膜设备。

背景技术

现有的磁控溅射镀膜将基片放在真空腔室上方的基片架上，由于靶枪长时间静置，其端部的靶材容易受到环境中的水汽、灰尘等杂质的污染，为了保证薄膜的质量，在正式溅射镀膜前需要先对靶枪上的靶材进行预溅射，使靶材呈现出洁净表面，预溅射时间与靶材的材质有关，时间在几秒到几十分钟不等。如图1所示，预溅射过程中，基片挡板需要挡住放在基片架上的基片，防止基片被预溅射的靶材污染，当预溅射完成后，基片挡板旋转使基片完全露出，开始进行正式溅射镀膜工艺。

通常在镀膜过程中需要用到多种靶材，在预溅射过程中各种靶材薄膜会镀在基片挡板上。由于现有基片挡板只能水平转动，不同的靶材预溅射时都会集中镀在基片挡板其中的一面上。当需要对基片挡板上的靶材进行回收时，尤其是当溅射镀膜的靶材中包含贵重金属(比如铂金)需要回收时，由于基片挡板上溅射含贵重金属靶材的膜与其他靶材成分的膜在同一表面互相混杂，导致溅射在基片挡板上的贵重金属膜难以回收，增加了镀膜成本。

此外，由于多种不同的薄膜镀在基片挡板上，由于应力的原因，基片挡板上的薄膜容易发生脱落，掉落在靶材表面，影响薄膜的质量，且需要更长时间的预溅射清理靶材表面，导致靶材消耗更快，增加成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种溅射镀膜设备，可实现基片挡板的旋转、升降及翻转，将基片挡板上需要回收的靶材与其他靶材区分开，增加靶材特别是贵重金属膜的回收利用，降低成本，同时提高薄膜质量的稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种磁控溅射镀膜设备，其包括真空腔室，所述真空腔室内设有基片架、靶枪及基片挡板装置；

所述基片架用于固定基片；

所述靶枪与基片架相对设置，所述靶枪用于喷射靶材；

所述基片挡板装置包括基片挡板和驱动机构，所述基片挡板设于基片架及靶枪之间，其包括用于接收靶材的第一表面及第二表面；

所述驱动机构与基片挡板连接，所述驱动机构驱动所述基片挡板旋转、升降和/或翻转。

作为上述方案的改进，所述驱动机构包括旋转机构、升降机构及翻转机构，分别驱动所述基片挡板旋转、升降和翻转。

作为上述方案的改进，所述基片挡板内设有中心轴，所述中心轴与所述基片挡板的表面平行设置。

作为上述方案的改进，所述旋转机构包括第一电机及第一转轴，所述第一转轴的一端与第一电机相连，另一端与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板旋转。

作为上述方案的改进，所述翻转机构包括第二电机、第二转轴、主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述第二转轴的一端与第二电机连接，另一端与所述主动锥齿轮连接，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合传动，且与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板翻转。

作为上述方案的改进，所述升降机构包括第三电机及升降杆，所述升降杆的一端与第三电机连接，另一端与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板升降。

作为上述方案的改进，所述磁控溅射镀膜设备还包括基片挡板识别电路，所述基片挡板识别电路靠近所述基片挡板，其用于识别基片挡板的翻转位置。

作为上述方案的改进，所述基片挡板的第一表面能够与所述基片挡板识别电路相连通。

作为上述方案的改进，所述磁控溅射镀膜设备还包括控制器，所述控制器与所述靶枪、基片挡板识别电路及驱动机构连接，其用于控制所述基片挡板旋转、升降和翻转，控制所述靶枪向所述第一表面及第二表面溅射靶材。

作为上述方案的改进，所述靶枪包括第一靶枪及第二靶枪，所述第一表面用于接收第一靶枪喷射出的第一靶材，所述第二表面用于接收第二靶枪喷射出的第二靶材。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种磁控溅射镀膜设备，其真空腔室内设有用于固定基片的基片架、与所述基片架相对设置且设有多种靶材的靶枪，以及基片挡板装置；所述基片挡板装置包括用于接收靶材的基片挡板，以及与所述基片挡板连接，用于驱动所述基片挡板旋转、升降和翻转的驱动机构；其可实现基片挡板的旋转、升降及翻转，将不同的靶材用基片挡板的第一表面和第二表面分别接收，使得需要回收的靶材与其他靶材得以区分开来，增加靶材特别是贵重金属膜的回收利用，降低成本，同时提高薄膜质量的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型一种磁控溅射镀膜设备的第一实施例结构示意图；

图2是本实用新型一种磁控溅射镀膜设备的第二实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

在预溅射过程中，基片挡板挡住放在基片架上的基片，防止基片被预溅射的靶材污染，由于现有基片挡板只能水平转动，当需要用到多种靶材时，在预溅射过程中各种靶材薄膜会镀在基片挡板其中的一面上。当需要对基片挡板上的靶材进行回收时，尤其是当溅射镀膜的靶材中包含贵重金属(比如铂金)需要回收时，由于基片挡板上溅射含贵重金属靶材的膜与其他靶材成分的膜在同一表面互相混杂，导致溅射在基片挡板上的贵重金属膜难以回收，增加了镀膜成本。

图1所示为本实用新型提供的一种磁控溅射镀膜设备的实施例，其包括真空腔室1，所述真空腔室1内设有基片架2、靶枪3及基片挡板装置；所述基片架2用于固定基片；所述靶枪3与基片架2相对设置，所述靶枪3设有多种靶材；所述基片挡板装置包括基片挡板4和驱动机构，所述基片挡板4设于基片架2及靶枪3之间，其包括用于接收靶材的第一表面41及第二表面42；所述驱动机构与基片挡板4连接，其用于驱动所述基片挡板4旋转、升降和/或翻转。

本实用新型提供的磁控溅射镀膜设备，其真空腔室1内设有用于固定基片的基片架2、与所述基片架相对设置且设有多种靶材的靶枪3，以及基片挡板装置；所述基片挡板装置包括用于接收靶材的基片挡板4，以及与所述基片挡板4连接，用于驱动所述基片挡板4旋转、升降和/或翻转的驱动机构；其可实现基片挡板的旋转、升降和/或翻转，将不同的靶材用基片挡板的第一表面和第二表面分别接收，使得需要回收的靶材与其他靶材得以区分开来，增加靶材特别是贵重金属膜的回收利用，降低成本，同时提高薄膜质量的稳定性。

图2所示为本实用新型磁控溅射镀膜设备的驱动机构驱动所述基片挡板进行升降、旋转和翻转的一实施例，所述驱动机构优选包括旋转机构、升降机构及翻转机构，分别驱动所述基片挡板4旋转、升降和翻转。

更佳的，所述基片挡板4内设有中心轴43，所述中心轴43与所述基片挡板4的表面平行设置。该中心轴43的设置可便于驱动机构与基片挡板4连接，从而实现基片挡板4旋转、升降和翻转。

所述旋转机构包括第一电机511及第一转轴512，所述第一转轴512的一端与第一电机511相连，另一端与所述中心轴43连接，其可以驱动所述基片挡板4旋转。基片挡板4的旋转可以对基片架2上固定的基片实现遮挡或不遮挡。具体地，在预溅射过程中，基片挡板4对基片形成遮挡作用，基片挡板4接收靶枪31、32溅射的靶材；在正式溅射过程中，基片挡板4水平旋转一定角度，将基片暴露在靶枪31、32的溅射范围内，实现基片的正式溅射。

所述翻转机构包括第二电机521、第二转轴522、主动锥齿轮523及从动锥齿轮524，所述主动锥齿轮523与所述从动锥齿轮524相啮合，所述第二转轴522的一端与第二电机521连接，另一端与主动锥齿轮523连接，所述从动锥齿轮524与所述主动锥齿轮523啮合传动，其另一端与所述中心轴43相连以驱动所述基片挡板4进行翻转。在预溅射过程中，当一种靶材溅射完毕，基片挡板4的翻转可实现基片挡板4的另一表面接收另一种靶材，从而使得要回收的靶材可以与其他靶材区分开来，方便后续的回收。

所述升降机构包括第三电机531及升降杆532，所述升降杆532的一端与第三电机531连接，另一端与所述中心轴43连接，驱动所述基片挡板4升降。由于基片挡板4与基片架2相接近，而基片挡板2本身具有一定宽度，当基片挡板2进行翻转时，需要先将基片挡板4下降一定距离，该距离不小于基片挡板4宽度的1/2，该基片挡板4的升降操作可以确保基片挡板4完成后续的翻转动作。

为实现基片挡板的升降、旋转及翻转之间互不干涉，所述第一转轴512、升降杆532与中心轴43通过电磁铁71、72进行活动连接，当控制基片挡板4升降时，升降杆532与中心轴43通过电磁铁72连接，第一转轴512与中心轴43断开；当控制基片挡板4旋转时，第一转轴512与中心轴43通过电磁铁71连接，升降杆532与中心轴43断开。

需要说明的是，本实用新型所述驱动基片挡板4进行旋转、翻转及升降的方式并不限于上述实现方式，采用铰链连接、蜗轮蜗杆传动等方式实现本方案均落在本实用新型的保护范围内。

优选的，所述磁控溅射镀膜设备还包括基片挡板识别电路6，所述基片挡板识别电路靠近所述基片挡板4，其用于识别基片挡板4的翻转位置。

具体地，本实施例基片挡板4的第一表面41能够与所述基片挡板识别电路6相连通，通过基片挡板识别电路6的通断情况，实现基片挡板4翻转位置的识别功能。

更佳的，所述磁控溅射镀膜设备还包括控制器，所述控制器与所述靶枪31、32、基片挡板识别电路6及驱动机构连接，其用于控制所述基片挡板4旋转、升降和翻转，控制所述靶枪31、32向所述第一表面41及第二表面42溅射靶材。

上述电磁铁71、72与该控制器连接，该控制器控制电磁铁71、72的通断，实现中心轴43与第一转轴512、升降杆532的连接和断开。

具体地，该实施例中，所述靶枪31、32包括喷射第一靶材的第一靶枪31及喷射第二靶材的第二靶枪32，该第一靶材为贵重金属，第二靶材为非贵重金属，本实施例的第一表面41用于接收第一靶枪31溅射出的贵重金属靶材，所述第二表面42用于接收第二靶枪32溅射出的非贵重金属靶材。当进行预溅射时，控制器控制基片挡板4水平旋转至在基片架2的正下方，基片挡板识别电路6根据电路通断情况获取基片挡板放置的状态，本实施例设定第一表面41朝上时，基片挡板识别电路导通，控制器控制第二靶枪32进行非贵重金属靶材的溅射，从而第二表面42得以接收非贵重金属靶材；第二靶枪32溅射完毕后，控制器控制驱动机构将基片挡板4下降一定距离，该距离不小于基片挡板4宽度的1/2，进一步控制基片挡板4翻转180度，第一靶枪31溅射贵重金属靶材，此时，第一表面41接收贵重金属靶材，溅射完毕后，可以很方便地将第一表面41的贵重金属靶材进行回收。

需要说明的是，上述控制器为现有的普通PLC控制器，本实施例采用的控制器型号为DVP80EH00T3。

综上所述，实施本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种磁控溅射镀膜设备，其真空腔室内设有用于固定基片的基片架、与所述基片架相对设置且设有多种靶材的靶枪，以及基片挡板装置；所述基片挡板装置包括用于接收靶材的基片挡板，以及与所述与基片挡板连接，用于驱动所述基片挡板旋转、升降和翻转的驱动机构；其可实现基片挡板的旋转、升降及翻转，将不同的靶材用基片挡板的第一表面和第二表面分别接收，使得需要回收的靶材与其他靶材得以区分开来，增加靶材特别是贵重金属膜的回收利用，降低成本，同时可以降低基片挡板上薄膜掉落的几率，提高薄膜质量的稳定性。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种磁控溅射镀膜设备，其特征在于，包括真空腔室，所述真空腔室内设有基片架、靶枪及基片挡板装置；

所述基片架用于固定基片；

所述靶枪与基片架相对设置，所述靶枪用于喷射靶材；

所述基片挡板装置包括基片挡板和驱动机构，所述基片挡板设于基片架及靶枪之间，其包括用于接收靶材的第一表面及第二表面；

所述驱动机构与基片挡板连接，所述驱动机构驱动所述基片挡板旋转、升降和/或翻转。

2.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述驱动机构包括旋转机构、升降机构及翻转机构，分别驱动所述基片挡板旋转、升降和翻转。

3.如权利要求2所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述基片挡板内设有中心轴，所述中心轴与所述基片挡板的表面平行设置。

4.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述旋转机构包括第一电机及第一转轴，所述第一转轴的一端与第一电机相连，另一端与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板旋转。

5.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述翻转机构包括第二电机、第二转轴、主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述第二转轴的一端与第二电机连接，另一端与所述主动锥齿轮连接，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合传动，且与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板翻转。

6.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述升降机构包括第三电机及升降杆，所述升降杆的一端与第三电机连接，另一端与所述中心轴连接，驱动所述基片挡板升降。

7.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，还包括基片挡板识别电路，所述基片挡板识别电路用于识别基片挡板的翻转位置。

8.如权利要求7所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述基片挡板的第一表面能够与所述基片挡板识别电路相连通。

9.如权利要求7或8所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述靶枪、基片挡板识别电路及驱动机构连接，其用于控制所述基片挡板旋转、升降和翻转，控制所述靶枪向所述第一表面及第二表面溅射靶材。

10.如权利要求9所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于，所述靶枪包括第一靶枪及第二靶枪，所述第一表面用于接收第一靶枪喷射出的第一靶材，所述第二表面用于接收第二靶枪喷射出的第二靶材。