CN211921683U - 一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，包括设置于基片的夹片，样品基底通过夹片夹紧，还包括第一轨道、两条平行的固定片以及固定件；第一轨道设置于基片，每一固定片均与第一轨道垂直且活动配合于第一轨道；每一固定片均连接有一所述固定件，每一所述固定件均连接有一所示夹片，每一固定片与其对应的夹片、固定件整体能沿第一轨道活动；样品基底放置于两条固定片并通过夹片夹紧。本实用新型通过第一轨道调节两固定片之间的位置与距离实现样品基底的最佳镀膜固定位置，解决了样品基底固定过程中大小、形状不一的样品基底固定困难的问题。

Description

一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构

技术领域

本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构。

背景技术

磁控溅射设备是一种利用物理气相沉积法进行溅射镀膜的实验仪器，通过电离出的离子轰击靶材，溅射出的靶材原子沉积在基片上制成薄膜。磁控溅射镀膜法可以制备微纳米级别的多种薄膜，例如高聚物薄膜、高熵合金薄膜、陶瓷薄膜、金属薄膜等。

在使用磁控溅射仪器在真空条件下镀膜时，镀膜所需溅射的靶材放置在下方，薄膜的溅射基底倒置在靶材正上方。镀膜过程在仪器主腔中进行，在镀膜期间靶材与基底位置固定不变。如图1所示，磁控溅射镀膜在仪器主腔1中进行，靶材5固定在仪器主腔1底部。多个样品基底4被夹持固定在基片3上，基片3放置在可旋转的样品架2上，以实现多个样品基底的依次镀膜。由于抽真空时间较长，在进行实验时通常在仪器主腔中放置多个样品基底依次镀膜，在不破坏真空条件的前提下提高镀膜效率，因此基片在腔中放置时间较长。现有样品基底固定装置使用四个螺丝及夹片通过拧紧螺丝利用夹片固定样品基底。

如图2所示，现有机构的样品基底固定夹持装置用以固定样品基底4的为四个位置固定且可拆卸的螺丝7及夹片8。由于四个螺孔位置固定，因此在安装样品基底4时夹片8只能旋转，无法移动位置。在进行试验使用大块样品基底，如大硅晶片进行镀膜时，由于圆形晶片超过四个螺孔位置限制，只能使用一个螺丝7进行固定且固定后晶片无法对准靶材中心。或者需将晶片切割成小块固定镀膜。在进行试验使用小块样品基底进行镀膜时，由于样品基底尺寸限制只能使用一个夹片8固定，偏离中心，也对镀膜质量产生影响。图2中的基片尾部10用于配合其他结构实现基片样品的转移。

因此，现有机构主要缺陷：现有样品基底夹持机构利用四个固定螺孔配合螺丝及夹片进行固定，通过样品基底的形状和大小选择固定所需螺丝个数，拧紧螺丝使夹片将样品基底与基片紧密贴合实现固定。现有机构固定的螺孔位置限制了不同形状大小样品基底的放置。固定样品时多个金属夹片施加压力样品基底与基片，由于镀膜常采薄硅晶片作为样品基底，容易碎裂；在拧紧螺丝时，由于螺丝、螺孔、夹片孔均较小，且螺孔浅，常常难以固定或夹紧有偏差；当样品基底过大时只能使用一个螺孔固定，稳定性差基底易掉落；当样品基底过小时，在其中一个螺孔处固定，会导致样品基底无法对正靶材中心，镀膜质量不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中磁控溅射叠层膜制备实验时，在样品基底与基片的夹持固定部分的不灵活限制，操作困难以及易损伤样品等缺陷，提出了一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构。

为实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，包括设置于基片的夹片，样品基底通过夹片夹紧，还包括第一轨道、两条平行的固定片以及固定件；第一轨道设置于基片，每一固定片均与第一轨道垂直且活动配合于第一轨道；每一固定片均连接有一所述固定件，每一所述固定件均连接有一所示夹片，每一固定片与其对应的夹片、固定件整体能沿第一轨道活动；样品基底放置于两条固定片并通过夹片夹紧。

进一步地，固定件包括螺栓座与螺栓，螺栓座与固定片连接；所述夹片的一端通过螺栓与螺栓座连接，另一端旋转至固定片以夹紧样品基底；所述第一轨道沿其长度方向设有贯穿的通道，螺栓先后贯穿夹片、螺栓座、所述通道后通过螺母固定。

进一步地，还包括与第一轨道平行的第二轨道；所述固定片的一端活动配合与第二轨道，另一端为自由端。

进一步地，所述固定片的一端先后朝基片方向、第一导轨方向弯折构成U 形槽，第二轨道位于U形槽内。

进一步地，所述固定片的长度大于第一轨道与第二轨道之间的距离。

进一步地，所述第一轨道位于基片的中部，所述螺栓座位于固定片的中部。

进一步地，所述螺栓座对应的螺栓孔与所述第一轨道位于同一条直线。

进一步地，所述螺栓座的形状为半圆形，所述螺栓座的厚度与所述固定片的厚度相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：

(1)本实用新型通过第一轨道调节两固定片之间的位置与距离实现样品基底的最佳镀膜固定位置，解决了样品基底固定过程中大小、形状不一的样品基底固定困难的问题，使大小、形状不同样品基底的灵活固定，避免了小样品基底固定不居中导致镀膜不均匀或大样品基底固定不稳固的问题，满足镀膜样品基底的多样性，保证了各种样品基底的镀膜可行性、稳定性及镀膜质量，并简化样品基底固定的操作，节省样品基底固定的时间；

(2)第二轨道保证固定片在移动过程中只水平移动不旋转。

附图说明

图1为背景技术中所指出的磁控溅射镀膜示意图；

图2为现有磁控溅射反应设备的样品基底固定夹持装置；

图3为实施例一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构俯视图；

图4为实施例一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构正视图；

图5为实施例固定片、螺栓座以及夹片相互连接俯视图；

图6为实施例固定片、螺栓座以及夹片相互连接侧视图；

图7为实施例一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，固定片无需调整时的使用示意图；

图8为实施例一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，固定片重新调整时的使用示意图。

图中，1仪器主腔、2样品架、3基片、4样品基底、5靶材、7螺丝、8夹片、10基片尾部、12螺栓、13螺栓座、15固定片、16第二轨道、21第一轨道、22基片尾部基座、23基片尾部螺母、24第一小杆、25基片尾部末端、26 第二小杆、27 U形槽，28螺母。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步地描述，但本实用新型的保护范围并不仅仅限于此。

如图3所示，本实施例一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，用于磁控溅射镀膜时溅射样品基底的固定，包括设置于基片3的夹片8，样品基底4通过夹片8夹紧，还包括第一轨道21、两条平行的固定片15以及固定件。第一轨道21设置于基片3，每一固定片15均与第一轨道21垂直且活动配合于第一轨道21。每一固定片15均连接有一所述固定件，每一所述固定件均连接有一所示夹片8，每一固定片15与其对应的夹片8、固定件整体能沿第一轨道21活动。样品基底4放置于两条固定片15并通过夹片8夹紧。固定片15用于在一种靶材溅射在样品基底上时阻挡另一种靶材的溅射。第一轨道 21用于实现两条固定片15的移动以实现改变两条固定片15之间的距离，从而适应不同大小形状的样品基底4固定，并保证样品基底4固定于靶材正上方。因此，本实施例通过第一轨道调节两固定片15之间的位置与距离实现样品基底 4的最佳镀膜固定位置，解决了样品基底4固定过程中大小、形状不一的样品基底4固定困难的问题，使大小、形状不同样品基底4的灵活固定，避免了小样品基底固定不居中导致镀膜不均匀或大样品基底固定不稳固的问题，满足镀膜样品基底的多样性，保证了各种样品基底的镀膜可行性、稳定性及镀膜质量，并简化样品基底固定的操作，节省样品基底固定的时间。

如图3-6所示，固定件包括螺栓座13与螺栓12，螺栓座13与固定片15 连接。夹片8的一端通过螺栓12与螺栓座13连接，另一端旋转至固定片15以夹紧样品基底4。第一轨道21沿其长度方向设有贯穿的通道，螺栓12先后贯穿夹片8、螺栓座13、通道后通过螺母28固定，螺栓12沿通道活动带动固定片15沿第一导轨21活动。在进行磁控溅射镀膜前样品基底的固定时，根据样品基底4的大小，通过第一轨道21实现两个固定片15的移动以达到固定样品基底4的最佳效果。将样品基底4放置在两个固定片15上，再通过拧紧两个螺栓12下方对应的螺母28同时实现了夹片8的夹紧以及固定片15的固定。第一导轨21底端与基片3之间的距离需保证方便操作螺母28。

为保证固定片15的稳定并使固定片15的固定操作更加简单，本实施例还包括与第一轨道21平行的第二轨道16。固定片15的一端活动配合与第二轨道16，另一端为自由端。第二轨道16用以保持两固定片的位置，使之不产生旋转。如图5、图6所示，为使固定片15与第二轨道16连接更加方便，固定片15的一端先后朝基片3方向、第一导轨21方向弯折构成U形槽27，第二轨道16位于U形槽27内。本实施例螺栓12实现了对夹片8、固定片15、螺栓座 13的连接。螺母28拧紧后同时实现了夹片8的夹紧以及固定片15的固定。

为便于固定样品基底4，固定片15的长度大于第一轨道21与第二轨道16 之间的距离。为便于将样品基底4调整至基片3正中并正对靶材中心，第一轨道21位于基片3的中部，螺栓座13位于固定片15的中部。螺栓座13对应的螺栓孔与第一轨道21位于同一条直线。螺栓座13的形状为半圆形，螺栓座13 的厚度与固定片15的厚度相同。

本实施例的使用过程为：在固定样品基底4时，首先拧松螺母28使两个夹片8均可略微上下移动，或直接取出两个螺栓12；移开两个夹片8，将样品基底4两端分别放置在两条固定片15上，略微调整样品基底4的角度和位置；旋转两个夹片8至样品基底4上方，拧紧螺母28，实现固定。在样品基底4尺寸改变，需要调整固定位置时，首先拧松螺母28，使两条固定片15能够沿着第一轨道21实现水平方向的左右移动；由于固定片15水平固定部分的U形槽27 与基片3上的第二轨道16的配合，保证固定片15在移动过程中只水平移动不旋转；移动两条固定片15，使两螺栓座13及对应夹片8之间的距离符合样品基底4的尺寸需求；调整固定片15位置于基片3正中，将样品基底4放置在两固定片15间进行固定。由于固定片15较宽，且螺栓12在拧紧过程中施力均匀，在固定时不会产生样品基底4受力不均碎裂的情况。

本实施例使用原理如图7、图8所示。图7显示将两个固定片15调节至最远端对样品基底4进行固定。图8显示当固定尺寸较小的样品基底4时，调整样品基底4角度及夹片角度，移动两固定片15缩短两夹片8之间的距离，并调节位置使样品基底4位于基片3正中，即正对靶材中心。

本实施例基片3的一端为基片尾部基座22，基片尾部基座22上通过基片尾部螺母23与基片尾部10固定，基片尾部10的一端为片尾部末端25。基片尾部10靠近基片尾部末端25的两侧分别设有第一小杆24与第二小杆26。基片尾部基座22、基片尾部螺母23、第一小杆24、基片尾部末端25以及第二小杆26用于实现样品基底4的转移时与其他结构的配合。

本实施例能够实现对大小、形状不同样品基底4的灵活固定，保证了各种样品基底4的镀膜可行性、稳定性及镀膜质量。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，包括设置于基片(3)的夹片(8)，样品基底(4)通过夹片(8)夹紧，其特征在于：

还包括第一轨道(21)、两条平行的固定片(15)以及固定件；

第一轨道(21)设置于基片(3)，每一固定片(15)均与第一轨道(21)垂直且活动配合于第一轨道(21)；

每一固定片(15)均连接有一所述固定件，每一所述固定件均连接有一所示夹片(8)，每一固定片(15)与其对应的夹片(8)、固定件整体能沿第一轨道(21)活动；样品基底(4)放置于两条固定片(15)并通过夹片(8)夹紧。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：固定件包括螺栓座(13)与螺栓(12)，螺栓座(13)与固定片(15)连接；所述夹片(8)的一端通过螺栓(12)与螺栓座(13)连接，另一端旋转至固定片(15)以夹紧样品基底(4)；所述第一轨道(21)沿其长度方向设有贯穿的通道，螺栓(12)先后贯穿夹片(8)、螺栓座(13)、所述通道后通过螺母(28)固定。

3.根据权利要求1或2所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：还包括与第一轨道(21)平行的第二轨道(16)；所述固定片(15)的一端活动配合与第二轨道(16)，另一端为自由端。

4.根据权利要求3所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：所述固定片(15)的一端先后朝基片(3)方向、第一轨道(21)方向弯折构成U形槽(27)，第二轨道(16)位于U形槽(27)内。

5.根据权利要求4所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：所述固定片(15)的长度大于第一轨道(21)与第二轨道(16)之间的距离。

6.根据权利要求2所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：所述第一轨道(21)位于基片(3)的中部，所述螺栓座(13)位于固定片(15)的中部。

7.根据权利要求2或6所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：所述螺栓座(13)对应的螺栓孔与所述第一轨道(21)位于同一条直线。

8.根据权利要求7所述的磁控溅射反应设备的可调节样品基底夹持机构，其特征在于：所述螺栓座(13)的形状为半圆形，所述螺栓座(13)的厚度与所述固定片(15)的厚度相同。

Images