CN217378015U - 电子束偏转装置及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子束偏转装置及镀膜设备，电子束偏转装置包括偏转组件，偏转组件包括线圈与偏转驱动件，电子束穿过线圈并在磁场作用下偏转，偏转驱动件与线圈连接，并在至少一个方向上驱动线圈摆动；镀膜设备包括上述的电子束偏转装置。本实用新型中，通过偏转驱动件驱动线圈摆动，使线圈产生的磁场方向发生变化，以改变电子束及等离子体的方向，扩大电子束在靶材表面分布范围，从而提升膜厚及方阻的均匀度，使靶材表面的不同区域受到均匀轰击，提高镀膜设备的上线时间。

Description

电子束偏转装置及镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及等离子体沉积镀膜技术领域，尤其涉及一种电子束偏转装置及镀膜设备。

背景技术

等离子体沉积是通过等离子体发生器发出电子束，经过磁场偏转后轰击靶材，激发靶材上的镀膜材料，沉积至待镀基板上，在镀膜基板上形成薄膜。相关技术中，通过线圈产生的磁场控制电子束偏转，磁场方向固定，等离子体的分布受限，影响膜层的膜厚及方阻的均匀度，并且由于电子束只能定点轰击靶材表面，造成靶材表面形状不均，降低了镀膜的均匀度及镀膜设备上线时间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电子束偏转装置，能够扩大等离子体的分布范围，提升膜厚及方阻的均匀度，提高镀膜设备上线时间。

本实用新型还提出一种具有上述电子束偏转装置的镀膜设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的电子束偏转装置，用于使等离子体发生器发出的电子束射入镀膜室内并偏转，包括：

偏转组件，位于所述等离子体发生器与所述镀膜室之间，所述偏转组件包括线圈与偏转驱动件，所述线圈用于产生磁场，所述电子束穿过所述线圈并在所述磁场作用下偏转，所述偏转驱动件与所述线圈连接，并在至少一个方向上驱动所述线圈摆动。

根据本实用新型实施例的电子束偏转装置，至少具有如下有益效果：

本实用新型实施例中的电子束偏转装置，通过偏转驱动件驱动线圈摆动，使线圈产生的磁场方向发生变化，以改变电子束及等离子体的方向，扩大电子束在靶材表面分布范围，从而提升膜厚及方阻的均匀度，使靶材表面的不同区域受到均匀轰击，提高镀膜设备的上线时间。

根据本实用新型的一些实施例，还包括偏转调整模块，所述偏转调整模块与所述偏转驱动件通讯连接，并向所述偏转驱动件发送偏转指令。

根据本实用新型的一些实施例，所述偏转驱动件包括第一驱动件与第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件均与所述线圈连接，所述第一驱动件用于驱动所述线圈绕第一方向摆动，所述第二驱动件用于驱动所述线圈绕第二方向摆动，所述第一方向与所述第二方向垂直。

根据本实用新型的一些实施例，所述偏转组件包括第一安装架与第二安装架，所述线圈架设于所述第一安装架，并与所述第一安装架转动连接，所述第一驱动件连接于所述第一安装架，并驱动所述线圈绕第一方向摆动，所述第一安装架转动连接于所述第二安装架，所述第二驱动件连接于所述第二安装架，并用于驱动所述第一安装架绕所述第二方向摆动。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一安装架与所述线圈的连接处，以及所述第二安装架与所述线圈的连接处，均位于所述线圈直径的延长线上。

根据本实用新型的第二方面实施例的镀膜设备，包括：

至少一个第一方面实施例中的电子束偏转装置；

镀膜室，内部设置有镀膜腔，所述镀膜室的至少一侧设置有所述电子束偏转装置，所述镀膜室的侧部具有镀膜口，所述镀膜口与所述镀膜腔连通，所述镀膜口用于供所述电子束进入所述镀膜腔内。

根据本实用新型的一些实施例，还包括安装座，所述安装座连接于所述镀膜室的侧部，并相对于所述镀膜室的外壁突出设置，所述电子束偏转装置安装于所述安装座。

根据本实用新型的一些实施例，还包括至少一个滑动组件，所述滑动组件包括滑轨与滑动连接于所述滑轨的滑动体，所述滑轨连接于所述安装座或所述镀膜室的侧壁，所述滑动体与所述电子束偏转装置连接，所述滑轨的延伸方向与所连接的所述镀膜室的侧壁平行或垂直。

根据本实用新型的一些实施例，还包括靶材，所述靶材置于所述镀膜腔内，且位于所述镀膜室的底部，所述靶材的表面设置有待镀材料。

根据本实用新型的一些实施例，还包括承载件，所述承载件用于放置待镀基材，所述承载件位于所述镀膜室的顶部。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型电子束偏转装置一个实施例的结构示意图；

图2为图1中电子束偏转装置另一方向的结构示意图；

图3为本实用新型镀膜设备一个实施例的结构示意图；

图4为图3中镀膜设备另一方向的结构示意图；

图5为靶材上电子束中心点的移动示意图；

图6为本实用新型镀膜设备另一实施例的结构示意图。

附图标记：

电子束偏转装置100，等离子体发生器110，偏转组件120，线圈121，偏转驱动件122，第一驱动件1221，第二驱动件1222，第一安装架123，第二安装架124；镀膜室200，镀膜腔210，镀膜口220；安装座300；靶材400；承载件500；待镀基材600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1与图2，本实用新型的实施例中提供了一种电子束偏转装置100，用于使等离子体发生器110产生的电子束发生偏转，并向镀膜室内发射，电子束轰击镀膜室200内的靶材，使靶材上的材料沉积至待镀基材，实现向待镀基材表面的镀膜。

具体的，结合图1至图3，电子束偏转装置100包括偏转组件120，等离子体发生器110用于产生等离子体，形成等离子电子束。偏转组件120位于等离子体发生器110与镀膜室200之间，偏转组件120包括线圈121，线圈121通电后产生磁场，电子束从线圈121穿过，等离子体发生器110包括等离子枪头，等离子体发生器110通电后，等离子枪头放电并电离氩气形成电子束，电子束在线圈121产生的磁场作用下产生高密度的电子束并在镀膜室200内激发等离子体，同时，电子束在磁场的引导下准确轰击靶材表面，靶材表面的材料离化，并获得能量沉积至待镀基材的表面，在待镀基材的表面形成薄膜。

现有技术中，线圈121采用固定安装的方式，导致线圈121所产生的磁场方向单一，等离子体的分布范围受限，电子束只能轰击靶材的固定区域，造成靶材表面形状不规则，从靶材离化的材料分布不均，影响镀膜的均匀度以及镀膜设备的上线时间。基于此，本实用新型的实施例中，偏转组件120还包括偏转驱动件122，偏转驱动件122与线圈121连接，并在至少一个方向上驱动线圈121摆动，线圈121所产生的磁场方向跟随线圈121的转向改变，电子束受磁场方向的引导，其方向同时发生变化，经过导向的电子束在靶材上的集中点发生变化，可以轰击靶材表面不同区域的材料，从而改善靶材的使用率，提升镀膜设备上线时间，并且，等离子体的分布范围扩大，靶材所离化的材料可以均匀沉积于镀膜基材上，从而提升膜厚以及方阻的均匀度，最大化的改善镀膜幅宽。

由此，本实用新型实施例中的电子束偏转装置100，通过偏转驱动件122驱动线圈121摆动，使线圈121产生的磁场方向发生变化，以改变电子束及等离子体的方向，扩大电子束在靶材表面分布范围，从而提升膜厚及方阻的均匀度，使靶材表面的不同区域受到均匀轰击，提高镀膜设备的上线时间。

另外，可以通过设置偏转调整模块，设定线圈121的摆动程序，进行自动化镀膜。如，本实用新型的实施例中，电子束偏转装置100还包括偏转调整模块(未示出)，偏转调整模块与偏转驱动件122通讯连接，该通讯连接不限于，通过红外、WiFi、蓝牙或者连接转接头的方式，偏转调整模块可以安装于偏转驱动件122上，或者设置于电子束偏转装置100的操控间内，偏转调整模块向偏转驱动件122发送偏转指令，使偏转驱动件122在相应的指令下驱动线圈121摆动。

需要说明的是，偏转调整模块所发送的指令不限于，线圈121的磁场强度、摆动速度、摆动角度、摆动频率等，通过调整上述参数，可以改变电子束在靶材表面的轰击范围、材料的沉积速度、镀膜厚度等，实现对镀膜过程的自动化控制。上述调整参数可以根据镀膜工艺的具体需求合理设置，如根据镀膜基材的镀膜面积、镀膜厚度等，事先设定线圈121摆动的各项参数，使线圈121在设定方向上往复摆动。

另外，线圈121的摆动方向应垂直于从等离子体发生器110中发出的电子束的方向，如图1所示，第三方向为等离子体发生器110所发出的电子束的发射方向，第一方向和第二方向均与第三方向垂直，线圈121可以绕第一方向和/或第二方向摆动，线圈121在两个方向上的摆动可以增大线圈121的转向范围，以进一步扩大电子束在靶材上的轰击区域，提升镀膜幅宽。

在一个实施例中，偏转驱动件122包括第一驱动件1221与第二驱动件1222，第一驱动件1221与第二驱动件1222均与线圈121连接，第一驱动件1221用于驱动线圈121绕第一方向摆动，第二驱动件1222用于驱动线圈121绕第二方向摆动，并且第一方向与第二方向垂直。通过两个驱动件的驱动，线圈121可以绕两个相互垂直的方向摆动。

需要说明的是，第一驱动件1221与第二驱动件1222可以单独对线圈121进行驱动。如，第一驱动件1221与第二驱动件1222并不是始终与线圈121连接，而是在镀膜时，在得到偏转调整模块的指令后，相应的驱动件通过移动与线圈121连接，并驱动线圈121绕相应的方向摆动，此种方式下，线圈121在两个方向上的摆动相对独立，互不干涉。

当然，第一驱动件1221与第二驱动件1222也可始终与线圈121连接，可以省去偏转调整模块对偏转驱动件122的控制逻辑，以及驱动偏转驱动件122移动的部件，使电子束偏转装置100的结构更为简化。在一个实施例中，偏转组件120包括第一安装架123与第二安装架124，线圈121架设于第一安装架123，并与第一安装架123转动连接，第一驱动件1221连接于第一安装架123并驱动线圈121绕第一方向摆动，第一安装架123转动连接于第二安装架124，第二驱动件1222连接于第二安装架124，并用于驱动第一安装架123绕第二方向摆动，使线圈121可以跟随第一安装架123共同绕第二方向摆动，从而，线圈121能够同时兼容在两个相互垂直方向上的摆动。

需要说明的是，第一驱动件1221与第二驱动件1222可以选择为旋转电机、马达等驱动部件。线圈121相对的两侧均与第一安装架123连接，从而线圈121的两侧均受到第一安装架123的支撑，可以提高线圈121摆动时的平稳度。第二安装架124位于第一安装架123的底部，对第一安装架123以及线圈121进行支撑，并同时驱动第一安装架123与线圈121绕第二方向摆动。

另外，线圈121呈圆环形，以均匀线圈121产生的磁场。为使电子束的偏转范围相较于电子束原始的发射中心更为均匀，并且材料能够从靶材表面均匀的蒸镀出来，在一个实施例中，如图2所示，第一安装架123与线圈121的连接处，以及第二安装架124与线圈121的连接处，均位于线圈121直径的延长线上，从而电子束初始的发射中心位于电子束偏转范围的中心处，使靶材表面的材料能够被充分蒸镀，提高靶材的利用率。

如图3与图4所示，本实用新型还提供了一种镀膜设备，包括至少一个上述的电子束偏转装置100，还包括镀膜室200，镀膜室200的内部设有镀膜腔210，镀膜腔210为待镀基材提供镀膜空间，电子束偏转装置100位于镀膜室200的侧部，并且镀膜室200的至少一侧设置有电子束偏转装置100，镀膜室200的侧部设置有镀膜口220，该镀膜口220与镀膜室200内部的镀膜腔210连通，电子束偏转装置100所射出的电子束可以通过镀膜口220进入镀膜腔210内，对待镀基材进行镀膜。

当镀膜室200不同的侧面均设置电子束偏转装置100时，多个电子束偏转装置100发出的电子束同时轰击靶材，加快靶材上材料的离化，提高镀膜效率。如图3所示，电子束偏转装置100设置于镀膜室200的其中一侧，镀膜设备还包括安装座300，安装座300连接于镀膜室200的侧部，并相对于镀膜室200的外壁突出设置，电子束偏转装置100安装于该安装座300上；具体的，第二安装架124转动连接于电子束偏转装置100，第二驱动件1222安装于安装座300的底部并与第二安装架124连接，以驱动第二安装架124摆动。

为使电子束偏转装置100能够适应形状、大小的镀膜口220，或者将线圈121的中心与镀膜口220的中心对齐，以及使电子束的偏转范围与靶材表面材料的分布范围匹配，在一个实施例中，镀膜设备内包括至少一个的滑动组件，滑动组件用于连接等离子体镀膜装置与镀膜室200，使等离子体镀膜装置能够在不同方向上相对镀膜室200移动，以修正线圈121相对镀膜口220的位置。

具体的，滑动组件包括滑轨与滑动连接于滑轨的滑动体，滑轨与安装座300或镀膜室200的侧壁连接，滑动体与电子束偏转装置100连接，滑动体沿滑轨移动时，电子束偏转装置100相对镀膜室200发生位置变化，实现对线圈121位置的调整。进一步的，滑轨的延伸方向与其所连接的镀膜室200的侧壁平行或者垂直，线圈121能够沿其所在平面移动，或相对靠近、远离镀膜室200，从而通过调整线圈121相对镀膜口220的位置，使电子束的偏转范围与靶材上材料的设置范围相匹配。

滑动组件设置有多个时，不同的滑动组件可以相互独立；或者，不同的滑动组件相互连接，以两个滑动组件为例，其中一个滑动组件中的滑轨连接于另一滑动组件中的滑动体上，从而，该滑动组件中的滑动体同时具有两个方向上的滑动自由度，电子束偏转装置100与该滑动体连接后，可以分别沿两个方向移动。

另外，镀膜设备还包括靶材400，靶材400设置于镀膜腔210内，并位于镀膜室200的底部，靶材400的表面设置有待镀材料，等离子体发生器110产生电子束后，电子束经线圈121的磁场导入镀膜腔210内，并产生等离子体，随着线圈121的摆动，磁场方向随之发生变化，等离子体及电子束的方向改变，如图5所示，电子束在靶材400上的集中点随之改变，靶材400上的待镀材料受电子束的轰击离化，沉积至待镀基材上。

如图6所示，镀膜设备还包括承载件500，承载件500用于放置待镀基材600，承载件500位于镀膜室200的顶部，通过将靶材400与承载件500分设于镀膜室200相对的两端，便于从靶材400上离化的待镀材料向待镀基材600沉积，提高镀膜效率。

需要说明的是，待镀基材600架设于承载件500上，承载件500对待镀基材600进行支撑，使待镀基材600的表面裸露，便于待镀材料沉积。另外，镀膜设备可包括输送组件，输送组件用于输送待镀基材600，如，输送组件选择为导轮输送，导轮设置有多个，并沿待镀基材600的输送方向间隔设置，承载件500放置于导轮表面，随着导轮的转动，承载件500带动待镀基材600移动，实现对待镀基材600的输送。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电子束偏转装置，用于使等离子体发生器发出的电子束射入镀膜室内并偏转，其特征在于，包括：

偏转组件，位于所述等离子体发生器与所述镀膜室之间，所述偏转组件包括线圈与偏转驱动件，所述线圈用于产生磁场，所述电子束穿过所述线圈并在所述磁场作用下偏转，所述偏转驱动件与所述线圈连接，并在至少一个方向上驱动所述线圈摆动。

2.根据权利要求1所述的电子束偏转装置，其特征在于，还包括偏转调整模块，所述偏转调整模块与所述偏转驱动件通讯连接，并向所述偏转驱动件发送偏转指令。

3.根据权利要求1或2所述的电子束偏转装置，其特征在于，所述偏转驱动件包括第一驱动件与第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件均与所述线圈连接，所述第一驱动件用于驱动所述线圈绕第一方向摆动，所述第二驱动件用于驱动所述线圈绕第二方向摆动，所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求3所述的电子束偏转装置，其特征在于，所述偏转组件包括第一安装架与第二安装架，所述线圈架设于所述第一安装架，并与所述第一安装架转动连接，所述第一驱动件连接于所述第一安装架，并驱动所述线圈绕第一方向摆动，所述第一安装架转动连接于所述第二安装架，所述第二驱动件连接于所述第二安装架，并用于驱动所述第一安装架绕所述第二方向摆动。

5.根据权利要求4所述的电子束偏转装置，其特征在于，所述第一安装架与所述线圈的连接处，以及所述第二安装架与所述线圈的连接处，均位于所述线圈直径的延长线上。

6.镀膜设备，其特征在于，包括：

至少一个权利要求1至5中任一项所述的电子束偏转装置；

镀膜室，内部设置有镀膜腔，所述镀膜室的至少一侧设置有所述电子束偏转装置，所述镀膜室的侧部具有镀膜口，所述镀膜口与所述镀膜腔连通，所述镀膜口用于供所述电子束进入所述镀膜腔内。

7.根据权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，还包括安装座，所述安装座连接于所述镀膜室的侧部，并相对于所述镀膜室的外壁突出设置，所述电子束偏转装置安装于所述安装座。

8.根据权利要求7所述的镀膜设备，其特征在于，还包括至少一个滑动组件，所述滑动组件包括滑轨与滑动连接于所述滑轨的滑动体，所述滑轨连接于所述安装座或所述镀膜室的侧壁，所述滑动体与所述电子束偏转装置连接，所述滑轨的延伸方向与所连接的所述镀膜室的侧壁平行或垂直。

9.根据权利要求6所述的镀膜设备，其特征在于，还包括靶材，所述靶材置于所述镀膜腔内，且位于所述镀膜室的底部，所述靶材的表面设置有待镀材料。

10.根据权利要求6或9所述的镀膜设备，其特征在于，还包括承载件，所述承载件用于放置待镀基材，所述承载件位于所述镀膜室的顶部。

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