CN219689836U - 一种真空磁控溅射双面镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空磁控溅射双面镀膜机，包括抽真空机构和镀膜室，镀膜室上设有磁控溅射系统和可转动的水平布置的转盘，转盘位于镀膜室内，转盘上环形阵列布置有多个用于安装基片的基片安装位，磁控溅射系统包括至少一组上阴极磁控溅射组件和至少一组下阴极磁控溅组件，上阴极磁控溅射组件和下阴极磁控溅组件分别位于转盘的上方和下方，镀膜室包括腔体侧壁、顶盖和下底，腔体侧壁、顶盖和下底围合成镀膜室的内部容腔，顶盖可拆卸地盖合在腔体侧壁的顶面、下底位于侧壁的底面。本实用新型镀膜室长期处于稳定的真空环境，不破空，工艺状态稳定，可满足一次双面成膜，低温成膜，成膜重复性好，膜质稳定，长期工艺稳定。

Description

一种真空磁控溅射双面镀膜机

技术领域

本实用新型属于磁控溅射镀膜技术领域，具体为一种真空磁控溅射双面镀膜机。

背景技术

磁控溅射镀膜是将涂层材料做为靶阴极，利用氩离子轰击靶材，产生阴极溅射，把靶材原子溅射到工件上形成沉积层的一种镀膜技术。随着现代工业的不断发展、对产品质量要求的不断提高，对镀膜技术的要求也不断提高。对于需要双面镀膜的产品，现有技术还存在很多很多缺陷，例如，有的需要镀完一面后再镀另一面，这显然降低了镀膜效率，另外要对基片进行翻面或转向操作，以对另一面进行镀膜，这降低了基片两面镀膜的一致性。再如，需对塑料基材镀覆导电膜时，现有镀膜工艺难以一次性实现，且存在工序不连贯、一体化成型效果差、生产效率低下、污染环境等问题。再有，现有许多双面镀膜设备体积大、占地面积大，大大提高了生产成本。因此，需要提供一种具有均匀性好、成膜稳定、效率高等特点的镀膜设备。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种真空磁控溅射双面镀膜机，镀膜室长期处于稳定的真空环境，不破空，工艺状态稳定，可满足一次双面成膜，低温成膜，成膜重复性好，膜质稳定；转盘双面均可配置多对旋转阴极及ICP离子源系统、AF蒸发系统，可以适用于多种产品单/双面镀膜工艺需求，如导电膜、半导体、超硬膜、截止滤光片、车载激光雷达等；转盘可适应多种规格尺寸晶圆及产品，转盘可带水冷，满足定制需求；ICP离子源系统气体裂解率高，可达90％左右，集成匹配器射频转换效率高，离子能量密度高，长期工艺稳定。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种真空磁控溅射双面镀膜机，包括抽真空机构和镀膜室，镀膜室上设有磁控溅射系统和可转动的水平布置的转盘，转盘位于镀膜室内，转盘上环形阵列布置有多个用于安装基片的基片安装位，磁控溅射系统包括至少一组上阴极磁控溅射组件和至少一组下阴极磁控溅组件，上阴极磁控溅射组件和下阴极磁控溅组件分别位于转盘的上方和下方，镀膜室包括腔体侧壁、顶盖和下底，腔体侧壁、顶盖和下底围合成镀膜室的内部容腔，顶盖可拆卸地盖合在腔体侧壁的顶面、下底位于侧壁的底面。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述双面镀膜机还包括门升降组件，门升降组件连接并驱动顶盖下降至盖合在腔体侧壁的顶面或者驱动顶盖上升至脱离腔体侧壁。

设有多组上阴极磁控溅射组件，多组上阴极磁控溅射组件间隔布置在镀膜室的顶盖上，设有多组下阴极磁控溅组件，多组下阴极磁控溅组件间隔布置在镀膜室的下底上。

所述双面镀膜机还包括至少一组下阴极驱动组件，下阴极驱动组件位于镀膜室的下底的下方，下阴极驱动组件支撑并驱动下阴极磁控溅组件上升或下降或移出下底的正下方或移入下底的正下方。

下阴极驱动组件包括抽屉导轨、驱动部件和可升降的升降平台，驱动部件连接并驱动升降平台升降，升降平台可滑动地设置在抽屉导轨上，升降平台在抽屉导轨上沿着直线滑动至任一位置后通过螺栓锁紧，升降平台上支撑有阴极门总装，阴极门总装由下阴极磁控溅组件和密封门组成，镀膜室的下底上设有为通孔的安装位，当阴极门总装插入安装位后，下阴极磁控溅组件进入镀膜室内，所述密封门和下底对合密封连接。

升降平台为剪叉式升降结构，升降平台包括下支撑座、上支撑座和两组剪叉式组件，两组剪叉式组件平行间隔布置，剪叉式组件的上端连接上支撑座、下端连接下支撑座，下支撑座可滑动地设置在抽屉导轨上。

转盘的上方和下方还各自安装有至少一组AF蒸发系统。

抽真空机构包括至少一组低真空泵组和至少一组高真空泵组，低真空泵组包括干式螺杆真空泵，高真空泵组包括多台分子泵。

转盘上设置有水冷管，水冷管通过滑阀连接外部供水系统。

转盘的上方和下方还各设置有一个ICP离子源。

本实用新型的有益效果是：镀膜室长期处于稳定的真空环境，不破空，工艺状态稳定，可满足一次双面成膜，低温成膜，成膜重复性好，膜质稳定；转盘双面均可配置多对旋转阴极及ICP离子源系统、AF蒸发系统，可以适用于多种产品单/双面镀膜工艺需求，如导电膜、半导体、超硬膜、截止滤光片、车载激光雷达等；转盘可适应多种规格尺寸晶圆及产品，转盘可带水冷，满足定制需求；ICP离子源系统气体裂解率高，可达90％左右，集成匹配器射频转换效率高，离子能量密度高，长期工艺稳定。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的转盘的结构示意图。

图3是本实用新型一个实施例的转盘和旋转机构的结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例的带水冷管的转盘的结构示意图。

图5是本实用新型一个实施例的下阴极驱动组件示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

一种真空磁控溅射双面镀膜机，如图1～5所示，包括控制系统、抽真空机构、门升降组件、至少一组下阴极驱动组件3和镀膜室。

镀膜室包括腔体侧壁11’、顶盖12’和下底。腔体侧壁11’、顶盖12’和下底围合成镀膜室的内部容腔。顶盖12’盖合在腔体侧壁11’的顶面、下底位于侧壁11’的底面。顶盖12’可拆卸地盖合在腔体侧壁11’的顶面，以实现对镀膜室内部件的安装和拆卸。腔体侧壁11’上设有和其它腔室连通的通孔。镀膜室内表面抛光处理。镀膜室的靶位周边配有观察窗，便于观察镀膜室内的工作状况。观察窗可设在侧壁11’或顶盖12’上。

另外，镀膜室内还布置有防护挡板，用于防止靶材粒子溅射在镀膜室内壁上，但不阻挡靶材粒子溅射在转盘11上的基片上。

镀膜室通过支撑架支撑在地面或工作台上，使镀膜室的下底抬离地面或工作台，即镀膜室的下底与地面或工作台之间有一定距离。

门升降组件连接并驱动顶盖12’下降至盖合在腔体侧壁11’的顶面或者驱动顶盖12’上升至脱离腔体侧壁11’。顶盖12’盖合在腔体侧壁11’的顶面时能通过密封件实现密封。

本实施例中，门升降组件包括多组气缸或液压缸，多组气缸或液压缸间隔布置在镀膜室的周围，气缸或液压缸的一端连接在地面或工作台、另一端连接顶盖12’的顶部。另外，镀膜室周围布置有拖链15，以束缚和梳理顶盖12’上电气部件的电线。

镀膜室上设有转盘11、旋转机构12、ICP离子源13和磁控溅射系统。

转盘11可拆卸地安装在镀膜室内。转盘11如图2～4所示，转盘11为圆盘结构，转盘11上环形阵列布置有多个基片安装位111，基片安装位111为贯通转盘11的圆形通孔。基片安装位111的圆周设有一圈台阶，基片安装在基片安装位111上时，基片支撑在基片安装位111的台阶上，如此除基片边缘和台阶的接触部分外，基片的其它部分不受到阻挡。

本实施例中，转盘11材质为铝，转盘11上设置有水冷管112，水冷管112通过滑阀连接外部供水系统，使转盘11转动时不影响对水冷管112的供水。转盘11上的水冷管112为一根，即只有一个水入口和一个水出口，水冷管112依次绕过每个基片安装位111，即水冷管112沿基片的周向包围在基片外。

本实施例中，转盘11尺寸为Φ1900x35mm。

转盘11可适应多种规格尺寸晶圆及产品，本实施例中，适应4英寸～12英寸的产品。

当基片的规格发生改变时，可以更换不同的转盘11，使新的转盘11上的基片安装位111的规格适用于新的基片规格，还可以在原有转盘11的基片安装位111上安装环形的配合件，使配合件适用新的基片。

旋转机构12连接并驱动转盘11在水平面内自转，转盘11转动时，转盘11上的基片围绕一中心轴公转，此中心轴即为转盘11自转的中心轴。转盘11位于镀膜室内的中部，转盘11的上方和下方均留有空间。转盘11水平布置。旋转机构12和所述控制系统电连接。

本实施例中，旋转机构12为DD马达，即DD直驱电机。转盘11的转速为1～80r/min，速度无级可调。转盘11可拆卸地和DD马达连接，DD马达和转盘11之间通过磁流体密封形式实现密封以把旋转运动传递到密封腔室内。

抽真空机构用于对镀膜室进行抽真空。抽真空机构包括至少一组低真空泵组21、至少一组高真空泵组和至少一组深冷泵组。

镀膜室通过低真空泵组21、高真空泵组抽真空，或者还通过深冷泵组抽真空，低真空泵组21、高真空泵组和深冷泵组对腔室实现不同程度的抽真空，低真空泵组21、高真空泵组和深冷泵组的最大抽真空度依次增大。

本实施例中，低真空泵组21包括干式螺杆真空泵、低真空管道、前置阀和管道充气阀，干式螺杆真空泵通过低真空管道连通要抽气的腔室，低真空管道上配有充气阀、真空计以及检漏仪。

粗抽阀设在对应的腔室和低真空管道的连接处。粗抽阀设在镀膜室的顶盖12’上，镀膜室通过低真空管道和干式螺杆真空泵连接。

高真空泵组包括多台分子泵221、一台低温捕集器和对应的高真空阀。较佳的，分子泵221安装在镀膜室的顶盖12’、下底和侧壁11’上。

本实施例中，设有六台分子泵221，镀膜室内转盘11上方和下方的空间各对应三台。

ICP离子源13设有两组，分别布置在镀膜室内转盘11的上方和下方。两组ICP离子源13分别安装在镀膜室的顶盖12’和下底上。

磁控溅射系统包括至少一组上阴极磁控溅射组件141、至少一组下阴极磁控溅组件和至少两组AF蒸发系统。

上阴极磁控溅射组件141包括阴极结构和电源，本实施例中，所述阴极结构为双靶中频旋转阴极，电源为10KW中频电源。每对旋转阴极由单独一台电源控制。每对旋转阴极配有布气管道为镀膜室内进行供气，布气管道上安装有流量计。

本实施例中，通过旋转阴极配配备的布气管道提供的气体为Ar。

下阴极磁控溅组件的结构和上阴极磁控溅射组件141的结构相同。

上阴极磁控溅射组件141和下阴极磁控溅组件分别安装在转盘11的上方和下方。转盘11的上方和下方还各自安装有至少一组AF蒸发系统。

上阴极磁控溅射组件141和至少一组AF蒸发系统安装在镀膜室的顶盖12’上，下阴极磁控溅组件和至少一组AF蒸发系统安装在镀膜室的下底上。

下阴极驱动组件3如图5所示，下阴极驱动组件3位于镀膜室的下底的下方。下阴极驱动组件3包括抽屉导轨31、升降平台32和驱动部件。升降平台32可滑动地设置在抽屉导轨31上，升降平台32在抽屉导轨31上沿着直线滑动至任一位置后通过螺栓锁紧。升降平台32为剪叉式升降结构，升降平台32包括下支撑座321、上支撑座323和两组剪叉式组件，两组剪叉式组件平行间隔布置，剪叉式组件的上端连接上支撑座323、下端连接下支撑座321。下支撑座321上设有多个螺栓孔，下支撑座321可滑动地设置在抽屉导轨31上，滑动至任一位置后通过穿过螺栓孔的螺栓锁紧。剪叉式组件包括两个彼此铰接于中部的连接杆322。两个连接杆322的下端连接在下支撑座321上、上端连接在上支撑座323上，其中一个连接杆322的下端铰接在下支撑座321上、上端沿着上支撑座323的底部可滑动，另一个连接杆322的上端铰接在上支撑座323上、下端在下支撑座321上可滑动。上支撑座323上支撑有阴极门总装33，阴极门总装33由下阴极磁控溅组件和对应的密封门组成，镀膜室的下底上设有为通孔的安装位，当阴极门总装33插入安装位后，下阴极磁控溅组件进入镀膜室内，所述密封门和下底对合实现密封连接。驱动部件连接并驱动至少一个连接杆322转动，使所述剪叉式组件带动阴极门总装33上升或下降。通过手动或电动驱动升降平台32，使其沿着抽屉导轨31滑动。

下阴极驱动组件3的组数和下阴极磁控溅组件的组数相同，设有多组下阴极驱动组件3时，多组下阴极驱动组件3的多个抽屉导轨31所在直线相交于一点。

AF蒸发系统是采用真空蒸发镀膜法镀制AF膜的设备。AF蒸发系统采用现有技术中的蒸发镀膜设备。

本实施例中，设有三组上阴极磁控溅射组件141、三组下阴极磁控溅组件和两组AF蒸发系统。一组ICP离子源13、一组AF蒸发系统和三组上阴极磁控溅射组件141间隔布置镀膜室的顶盖12’上，另一组ICP离子源13、另一组AF蒸发系统和三组下阴极磁控溅组件间隔布置镀膜室的下底上。三组下阴极磁控溅组件分别支撑在三组下阴极驱动组件3上，下阴极磁控溅组件通过下阴极驱动组件3实现上升或下降或移出下底的正下方或移入下底的正下方，以便于对下阴极磁控溅组件的安装、拆卸和维护。

控制系统和各电气部件电连接，通过设置控制程序实现对各电气部件的全自动或半自动控制，具体程序可以依据应用场合灵活设置，在此不再赘述。

基于上述结构，本实用新型的工作原理为：旋转机构12驱动转盘11转动，上阴极磁控溅射组件141和下阴极磁控溅组件分别从转盘11的上方和下方对基片的两面进行镀膜。镀膜前，通过镀膜室上的低真空泵组21、高真空泵组和深冷泵组对镀膜室进行抽真空并准确控制真空度。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空磁控溅射双面镀膜机，其特征在于，包括抽真空机构和镀膜室，镀膜室上设有磁控溅射系统和可转动的水平布置的转盘(11)，转盘(11)位于镀膜室内，转盘(11)上环形阵列布置有多个用于安装基片的基片安装位(111)，磁控溅射系统包括至少一组上阴极磁控溅射组件(141)和至少一组下阴极磁控溅组件，上阴极磁控溅射组件(141)和下阴极磁控溅组件分别位于转盘(11)的上方和下方，镀膜室包括腔体侧壁(11’)、顶盖(12’)和下底，腔体侧壁(11’)、顶盖(12’)和下底围合成镀膜室的内部容腔，顶盖(12’)可拆卸地盖合在腔体侧壁(11’)的顶面、下底位于侧壁(11’)的底面。

2.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：所述双面镀膜机还包括门升降组件，门升降组件连接并驱动顶盖(12’)下降至盖合在腔体侧壁(11’)的顶面或者驱动顶盖(12’)上升至脱离腔体侧壁(11’)。

3.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：设有多组上阴极磁控溅射组件(141)，多组上阴极磁控溅射组件(141)间隔布置在镀膜室的顶盖(12’)上，设有多组下阴极磁控溅组件，多组下阴极磁控溅组件间隔布置在镀膜室的下底上。

4.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：所述双面镀膜机还包括至少一组下阴极驱动组件(3)，下阴极驱动组件(3)位于镀膜室的下底的下方，下阴极驱动组件(3)支撑并驱动下阴极磁控溅组件上升或下降或移出下底的正下方或移入下底的正下方。

5.根据权利要求4所述的双面镀膜机，其特征在于：下阴极驱动组件(3)包括抽屉导轨(31)、驱动部件和可升降的升降平台(32)，驱动部件连接并驱动升降平台(32)升降，升降平台(32)可滑动地设置在抽屉导轨(31)上，升降平台(32)在抽屉导轨(31)上沿着直线滑动至任一位置后通过螺栓锁紧，升降平台(32)上支撑有阴极门总装(33)，阴极门总装(33)由下阴极磁控溅组件和密封门组成，镀膜室的下底上设有为通孔的安装位，当阴极门总装(33)插入安装位后，下阴极磁控溅组件进入镀膜室内，所述密封门和下底对合密封连接。

6.根据权利要求5所述的双面镀膜机，其特征在于：升降平台(32)为剪叉式升降结构，升降平台(32)包括下支撑座(321)、上支撑座(323)和两组剪叉式组件，两组剪叉式组件平行间隔布置，剪叉式组件的上端连接上支撑座(323)、下端连接下支撑座(321)，下支撑座(321)可滑动地设置在抽屉导轨(31)上。

7.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：转盘(11)的上方和下方还各自安装有至少一组AF蒸发系统。

8.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：抽真空机构包括至少一组低真空泵组(21)和至少一组高真空泵组，低真空泵组(21)包括干式螺杆真空泵，高真空泵组包括多台分子泵(221)。

9.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：转盘(11)上设置有水冷管(112)，水冷管(112)通过滑阀连接外部供水系统。

10.根据权利要求1所述的双面镀膜机，其特征在于：转盘(11)的上方和下方还各设置有一个ICP离子源(13)。