CN215572621U - 一种靶材溅射沟道的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种靶材溅射沟道的测量装置，包括：底座，其上方设有用于放置待测靶材的检测平面；竖向支撑部，其与所述底座连接，并立设于所述检测平面上；横向支撑部，其与所述竖向支撑部的顶部相连，以架设于所述检测平面的上方，所述横向支撑部上设有横向延伸的导轨；深度测量器，其上端滑动连接于所述导轨上，下端为可弹性伸缩的测量头；所述深度测量器还包括信号传输器，所述信号传输器与所述测量头电连接，用于将所述测量头测得的数据传输至后台系统。这种靶材溅射沟道的测量装置结构简单成本低，能够快速方便地实现较为精确的靶材溅射沟道尺寸的测量。

Description

一种靶材溅射沟道的测量装置

技术领域

本实用新型涉及靶材测量技术领域，尤其涉及一种靶材溅射沟道的测量装置。

背景技术

各种类型的溅射薄膜材料在半导体集成电路(VLSI)、光碟、平面显示器以及工件的表面涂层等方面都得到了广泛的应用。溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，溅射技术利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集而形成高速度能的离子束流，离子束流轰击靶材表面，由于动量转换原理，靶材上的原子以较高的动能脱离靶面溅射出来飞向基片，从而在基片上淀积成膜。

靶材在长期使用之后，由于原子脱离，会在靶材表面形成溅射沟道，且由于磁场分布的特性，溅射沟道呈现环形的波浪起伏形状，当溅射沟道的最大深度超过限定值之后，就需要停止此靶材的使用；靶材的生产厂家在回收客户使用过的靶材之后，也需要获得溅射沟道的数据，形成溅射利用率和溅射曲线等，从而对产品质量、客户的工艺状况、溅射的磁场等进行分析，有助于后续的工艺改善和提高生产效率。因此，准确地测量使用之后靶材溅射沟道的数据是非常重要的。

但是由于溅射沟道的形状不规则，一般的测量工具难以实现测量目的，现一般采用三坐标测量仪或者激光测量等方式，设备昂贵，占地面积大；且使用门槛高，需要配备专业的检测人员来进行操作，硬件成本和人员成本均较为高昂，不适合多处配备和高频次使用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种靶材溅射沟道的测量装置，其结构简单成本低，能够快速方便地实现较为精确的靶材溅射沟道尺寸的测量。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种靶材溅射沟道的测量装置，包括：

底座，其上方设有用于放置待测靶材的检测平面；

竖向支撑部，其与所述底座连接，并立设于所述检测平面上；

横向支撑部，其与所述竖向支撑部的顶部相连，以架设于所述检测平面的上方，所述横向支撑部上设有横向延伸的导轨；

深度测量器，其上端滑动连接于所述导轨上，下端为可弹性伸缩的测量头；所述深度测量器还包括用于将所述测量头测得的数据传输至后台系统的信号传输器，所述信号传输器与所述测量头电连接。

进一步地，设有两个所述竖向支撑部，两个所述竖向支撑部间隔设置；所述横向支撑部的两端分别与其中一所述竖向支撑部连接。

进一步地，各所述竖向支撑部的底部一一对应设置有纵向支撑部，所述竖向支撑部通过所述纵向支撑部与所述底座相连；所述纵向支撑部沿纵向具有多个与所述竖向支撑部配合相连的安装位。

进一步地，所述竖向支撑部与所述纵向支撑部之间连接有连接块；所述连接块包括垂直设置的竖块和横块，所述竖块和横块分别抵靠连接于所述竖向支撑部和所述纵向支撑部的顶面。

进一步地，所述连接块还包括设于所述竖块与横块的连接位置处的加强筋。

进一步地，所述底座为天然石材材质。

进一步地，所述底座为大理石材质。

进一步地，所述竖向支撑部和/或横向支撑部的热膨胀系数为1.8×10^－5mm/℃至2.36×10^－5mm/℃。

进一步地，所述竖向支撑部、横向支撑部、所述纵向支撑部和所述连接块的至少其中之一为铝合金材质。

进一步地，所述深度测量器的测量精度为0.001。

本实用新型中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

其中的底座为靶材的放置和固定提供了位置，也为深度测量器提供了一个确定的基准，在测量靶材上溅射沟的深度时将更加准确和更容易操作。

横向支撑部悬空于底座的上方，当底座上放置有靶材时，横向支撑部将深度测量器支撑于靶材上方，导轨使得深度测量器能够滑动式地连接于其上，便于测量靶材的不同位置；且由于导轨是横向延伸的，与检测平面平行，深度测量器在沿着导轨移动改变测量位置时，无需反复校准归零，开始测量后可以一次性将所有数据测量完毕，速度快，误差小。

深度测量器上的测量头用于与靶材直接接触，从而测得不同位置处溅射沟的深度数据，而且这些深度数据还能通过信号传输器传输到后台系统中，无需人工记录，便于后台计算机直接储存和进行数据处理，防止人工记录很可能出现的错漏，且后期的数据分析和绘图也非常简单。

可以看出，本实用新型中的一个或多个技术方案相比三坐标测量仪等现有设备而言，占地面积更小，测量精度较高，使用难度小，经过简单学习即可使用，可以为企业和单位节省大量的人力物力成本，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的一种靶材溅射沟道的测量装置的立体示意图；

图2为图1中A处的放大图；

其中，1－底座，11－检测平面，2－竖向支撑部，21－支撑杆，22－连接块，221－竖块，222－横块，223－加强筋，3－横向支撑部，31－导轨，4－深度测量器，41－测量头，42－滑块，5－纵向支撑部。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1和2示出了本实用新型的一种靶材溅射沟道的测量装置，包括底座1、竖向支撑部2、横向支撑部3和深度测量器4：

所述底座1的上方设有用于放置待测靶材的检测平面11；底座1为靶材的放置和固定提供了位置，也为深度测量器4提供了一个确定的基准面，在测量靶材上溅射沟的深度时将更加准确和容易操作。

所述竖向支撑部2与所述底座1连接，并立设于所述检测平面11上，用于支撑横向支撑部3；

所述横向支撑部3与所述竖向支撑部2的顶部相连，以架设于所述检测平面11的上方，所述横向支撑部3上设有横向延伸的导轨31，所述导轨31与所述检测平面11平行；横向支撑部3悬空于底座1的上方，当底座1上放置有靶材时，横向支撑部3将深度测量器4支撑于靶材上方，导轨31使得深度测量器4能够滑动式地连接于其上，便于测量靶材的不同位置；且由于导轨31与检测平面11平行，深度测量器4在沿着导轨31移动改变测量位置时，无需反复校准归零，开始测量后可以一次性将所有数据测量完毕，速度快，误差小。

所述深度测量器4的上端滑动连接于所述导轨31上，下端为可弹性伸缩的测量头41；所述深度测量器4还包括用于将所述测量头41测得的数据传输至后台系统的信号传输器，所述信号传输器与所述测量头41电连接，所述信号传输器与后台系统采用有线连接或无线连接。深度测量器4上的测量头41用于与靶材直接接触，从而测得不同位置处溅射沟的深度数据，而且这些深度数据还能通过信号传输器传输到后台系统中，无需人工记录，便于后台计算机直接储存和进行数据处理，数据收集与分析也非常简单。

本实施例中的靶材溅射沟道的测量装置与现有的三坐标测量仪等设备相比比较而言，占地面积更小，测量精度较高，使用难度小，经过简单学习即可使用，可以为企业和单位节省大量的人力物力成本，适合推广使用。

作为竖向支撑部2的优选方案，设有两个所述竖向支撑部5，两个所述竖向支撑部5间隔设置；所述横向支撑部3的两端分别与其中一所述竖向支撑部5连接。竖向支撑部5在两端将横向支撑部3支撑起来，受力更加稳定，长期使用后不容易发生单端下垂的现象，便于保证长期测量的准确性。

各所述竖向支撑部5的底部一一对应设置有纵向支撑部2，所述竖向支撑部2通过所述纵向支撑部5与所述底座1相连；所述纵向支撑部5沿纵向具有多个与所述竖向支撑部2配合相连的安装位。纵向支撑部使得支撑杆21的位置也可以发生变化，便于根据不同的靶材调节支撑杆21和与之连接的横向支撑部3相对于底座1之间的位置，适应性更强。

作为竖向支撑部2和纵向支撑部5连接的优选方案，所述竖向支撑部2与所述纵向支撑部5之间连接有连接块22；所述连接块22包括垂直设置的竖块221和横块222，所述竖块221和横块222分别抵靠连接于所述竖向支撑部21和所述纵向支撑部5的顶面。所述竖块221和横块222互呈直角，整体呈“L”型以契合支撑杆21与检测平面11之间的直角形状，所述连接块还包括设于所述竖块与横块的连接位置处的加强筋223，所述加强筋223呈倾斜状且两端分别连接所述竖块221和横块222，以构成三角形，从而提高整个连接块22的结构稳定性；所述竖块221和横块222分别抵靠连接于所述支撑杆21和检测平面11上，为支撑杆21提供侧向的支撑力，优选连接块22设有两块以上，且分别从支撑杆21的侧面多位置为支撑杆21提供连接固定力，从而保证了支撑杆21不容易发生晃动现象，保证测量精度。而且更重要的是，采用连接块22连接而非焊接连接，可以避免应力的产生，在制成之后，不会随着应力的释放引起支撑杆21的弯曲变形。

此外，本实施例中还优选设有纵向支撑部5，所述纵向支撑部5连接于所述支撑杆21的下端和所述检测平面11之间；所述纵向支撑部5的长度方向与所述检测平面11平行，且同时与所述支撑杆21和所述导轨31垂直；所述支撑杆21山具有多个安装位能够与所述支撑杆21连接。纵向支撑部5在支撑杆21和底座1之间增加了一个连接结构，使得支撑杆21的位置也可以发生变化，便于根据不同的靶材调节支撑杆21和与之连接的横向支撑部3相对于底座1之间的位置，适应性更强。

在导轨31位置的设置上，本实施例将所述导轨31设于所述横向支撑部3的侧面，所述深度测量器4的侧面设有滑块42，所述滑块42与所述导轨31侧向滑动连接。侧向连接的方式不容易对测量头41造成干扰，测量头41能顺利地随着溅射沟表面的高度变化而发生弹性伸缩。与之配套的，所述横向支撑部3位于所述底座1对称轴的一侧，所述测量头41正对所述底座1的对称轴，当靶材放置在底座1上时，可将其放置在正中央的对称轴上，以尽量避免重量不均衡造成的倾斜；同时位于正中央的测量头41可以测量靶材正中央对称轴一条线上的尺寸数据，能够很好地避免测量其它位置引起的不能反映靶材全貌的情况。

为了减小底座1力学变形对测量的影响，本实施例优选所述底座1为天然石材材质。天然石材往往是经过了上万年的时间才能形成，经过漫长的天然时效之后，组织结构均匀，膨胀系数极小，内应力完全消失，在使用时几乎不会变形，因此，采用天然石材制作成底座1，将底座1变形引起测量误差的情况基本杜绝，使得测量精度达到更高的层次。本实施例中指出的天然石材质为大理石材质，大理石材质具有结构致密，抗压强度好，刚性好，硬度高，耐磨性强等优点，在天然石材质中也属于性能优异的类型，当受到来自靶材的压力和摩擦时，不容易损坏，适合长期多次重复使用。

与底座1类似的，本实施例优选所述竖向支撑部2和/或横向支撑部3的热膨胀系数为1.8×10^－5mm/℃至2.36×10^－5mm/℃，以2.30×10^－5mm/℃至2.32×10^－5mm/℃的范围更加。此范围的热膨胀系数已经属于很低的范围，可以减小温度等环境变化造成的变形问题。对此，本实施例优选所述竖向支撑部2、横向支撑部3、所述纵向支撑部5和所述连接块22的至少其中之一为铝合金材质，尤其所述竖向支撑部2和横向支撑部3为铝合金材质，铝合金材质的热膨胀系数符合上述范围，且化学性质稳定，长期放置不会被氧化腐蚀，能够长期保持良好的力学性能。在形状方面，所述竖向支撑部2、横向支撑部3、所述纵向支撑部5和所述连接块22的至少其中之一为铝型材，铝型材可以直接购买，成本较低且结构稳定。

在深度测量器4的测量精度方面，与上述抗变形能力极好的底座1、竖向支撑部2和横向支撑部3配合的，所述深度测量器4的测量精度为0.001，优选采用数显千分表，数显千分表可以直接购得，且价格较低，精度较高。本身的测量精度达到0.001之后，再加上装置本身的抗变形优势，能测得精度非常高的数据，十分接近三坐标测量仪测量的数据精度，但是成本却较其大大降低，具有非常良好的应用前景。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，包括：

底座，其上方设有用于放置待测靶材的检测平面；

竖向支撑部，其与所述底座连接，并立设于所述检测平面上；

横向支撑部，其与所述竖向支撑部的顶部相连，以架设于所述检测平面的上方，所述横向支撑部上设有横向延伸的导轨；

深度测量器，其上端滑动连接于所述导轨上，下端为可弹性伸缩的测量头；所述深度测量器还包括用于将所述测量头测得的数据传输至后台系统的信号传输器，所述信号传输器与所述测量头电连接。

2.如权利要求1所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，设有两个所述竖向支撑部，两个所述竖向支撑部间隔设置；所述横向支撑部的两端分别与其中一所述竖向支撑部连接。

3.如权利要求2所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，各所述竖向支撑部的底部一一对应设置有纵向支撑部，所述竖向支撑部通过所述纵向支撑部与所述底座相连；所述纵向支撑部沿纵向具有多个与所述竖向支撑部配合相连的安装位。

4.如权利要求3所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述竖向支撑部与所述纵向支撑部之间连接有连接块；所述连接块包括垂直设置的竖块和横块，所述竖块和横块分别抵靠连接于所述竖向支撑部和所述纵向支撑部的顶面。

5.如权利要求4所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述连接块还包括设于所述竖块与横块的连接位置处的加强筋。

6.如权利要求1至5任一项所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述底座为天然石材材质。

7.如权利要求6所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述底座为大理石材质。

8.如权利要求4所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述竖向支撑部、横向支撑部、所述纵向支撑部和所述连接块的至少其中之一为铝合金材质。

9.如权利要求6所述的靶材溅射沟道的测量装置，其特征在于，所述深度测量器的测量精度为0.001。

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