專利名稱：磁控濺射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁控濺射技術，特別涉及一種磁控濺射裝置。
背景技術：
所謂磁控濺射，是指在陰極(通常為靶材)與陽極(通常為安裝待鍍基片的基片 安裝座或鍍膜腔體壁)之間加一個正交磁場和電場，在真空鍍膜腔體中充入所需要的惰性 氣體(通常為氬氣)，在電場的作用下，氬氣電離成氬離子(帶正電荷)和電子，氬離子在電 場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉積在待鍍 基片上成膜。同時，氬離子在轟擊靶材時放出二次電子，二次電子在加速飛向基片的過程中 受到磁場洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶材表面的等離子體區(qū)域內，該區(qū)域內等離子體 密度很高。在電磁場的共同作用下，二次電子的運動軌跡為沿電場方向加速，同時繞磁場方 向螺旋前進的復雜曲線，使得該二次電子的運動路徑變長，在運動過程中不斷與氬原子發(fā) 生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線 的束縛，遠離靶材，最終以極低的能量飛向待鍍基片，使得待鍍基片的升溫較低。磁控濺射利用磁場束縛以延長二次電子的運動路徑，改變二次電子的運動方向， 提高惰性氣體的電離率和有效利用電子的能量，從而提升濺鍍速率?？蓞㈤咺. Safi在 2000 年在 Surface & Coating Technology 上發(fā)表的論文 Recent Aspects Concerning DC Reactive Magnetron Sputtering of Thin Film :a Review。目前，用于磁控濺射的磁控濺射靶由于其靶材利用率較低，因而靶材消耗很快需 要經常更換，而更換靶材時會破壞鍍膜腔體內的真空環(huán)境，使得更換靶材后還需要對鍍膜 腔體進行抽真空處理。然而，該二次抽真空處理過程既浪費了時間又浪費了生產成本，并且 對于需濺鍍較厚薄膜或需濺鍍兩種不同材質薄膜的基片，該抽真空處理過程可能會使得前 后鍍膜的質量不一致，前后膜層之間的粘著力下降，影響鍍膜基片的膜層質量。因此，有必要提供一種無需二次抽真空處理即可實現(xiàn)靶材更換的磁控濺射裝置。

發(fā)明內容
下面將以具體實施例說明一種磁控濺射裝置。—種磁控濺射裝置，包括一濺射腔體、設置在該濺射腔體內的濺射靶，該濺射靶包 括基座、固定于該基座的轉軸、多塊金屬板及多塊靶材，該多塊金屬板分別固設于該基座 相對的兩表面，且每個金屬板具有一背離該基座的靶材固定面，該多塊靶材分別固設于一 金屬板的靶材固定面上；該磁控濺射裝置還包括一轉動驅動裝置，該轉軸連接于該轉動驅 動裝置從而該轉動驅動裝置可驅動該濺射靶以該轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。一種磁控濺射裝置，包括一濺射腔體、設置在其該濺射腔體內的多個濺射靶；每個 濺射靶包括基座、轉軸、兩塊金屬板及兩塊靶材，固定于該基座的轉軸，該兩塊金屬板分別 固設于該基座相對的兩表面，且每個金屬板具有一背離該基座的靶材固定面，該兩塊靶材 分別固設于一金屬板的靶材固定面上；該磁控濺射裝置還包括多個轉動驅動裝置，每個濺射靶的轉軸連接于相應的轉動驅動裝置從而該多個轉動驅動裝置可分別驅動相應的濺射 靶以其轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。相對于現(xiàn)有技術，本技術方案的磁控濺射裝置利用驅動轉動裝置驅動濺射靶以固 定連接于基座的轉軸為軸翻轉，使基座相對兩表面的金屬板上固設的靶材翻轉，從而使得 其中一面的靶材消耗完后，可在不破壞鍍膜腔體真空環(huán)境的情況下，更換另一面的靶材繼 續(xù)進行濺射鍍膜，該磁控濺射裝置無需二次抽真空處理即可實現(xiàn)靶材更換，節(jié)省操作時間 的同時節(jié)省抽真空處理帶來的成本，并且可保證換靶前后鍍膜條件不變，從而使換靶前后 濺鍍的膜層質量保持一致，前后膜層附著力較佳。


圖1是本技術方案第一實施例提供的磁控濺射裝置的示意圖。圖2是本技術方案第一實施例提供的磁控濺射裝置的濺射靶的示意圖。圖3是圖2的濺射靶的分解示意圖。圖4是本技術方案第二實施例提供的磁控濺射裝置的濺射靶的示意圖。圖5是本技術方案第三實施例提供的磁控濺射裝置的濺射靶的示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和多個實施例對本技術方案的磁控濺射裝置作進一步詳細說明。請參閱圖1至圖3，本技術方案第一實施例提供的磁控濺射裝置100，包括濺射腔 體10、設置在該濺射腔體10內的濺射靶20、用于控制濺射靶20濺射速率的磁鐵30、用于驅 動濺射靶20的轉動驅動裝置40、與濺射腔體10相連通的抽真空裝置50與氣體供應裝置 60、設置在該濺射腔體10內與濺射靶20相對用于安裝待鍍基片72的基片座70、以及電源 80。本實施例中，該濺射靶20包括基座210、固定于該基座210的轉軸220、兩塊金屬 板230及兩塊靶材240?；?10具有相對的第一表面212和第二表面214，及連接第一表 面212與第二表面214的相對的兩個側面216。基座210可起承載和隔熱作用，其用于承載 金屬板230等部件，以及用于阻隔兩塊金屬板230之間的熱量的傳遞。該兩塊金屬板230 分別固設于第一表面212與第二表面214，且每個金屬板230具有一背離該基座210的靶材 固定面232。該兩塊靶材240分別固設于一金屬板230的靶材固定面232上。該轉軸220 連接于該轉動驅動裝置40，從而該轉動驅動裝置40可驅動該濺射靶20以該轉軸220為軸 實現(xiàn)翻轉。本實施例中，該基座210的第一表面212與第二表面214平行，側面216垂直于第 一表面212與第二表面214。該靶材固定面232與第一表面212平行。該基座210相對兩 側的兩塊金屬板230的靶材固定面232相互平行。轉軸220連接于該基座210的側面216且穿設于該基座210。轉軸220的中心軸 線垂直于該側面216。轉軸220可為一根或兩根。轉軸220既可僅連接于該基座210的一 個側面216，也可 連接于該基座210相對的兩個側面216。轉軸220可通過螺紋連接或卡合 等方式可拆卸地連接于基座210的側面216，亦可通過焊接或一體形成等方式固定于基座 210的側面216。該轉軸220可帶動基座210翻轉以使位于基座210相對兩側的靶材240翻轉，從而基座210 —側的靶材240消耗完后可使另一側的靶材240翻轉到與待鍍基片相 對的位置以繼續(xù)進行濺射鍍膜。轉軸220可由非鐵磁性材料制作而成，例如鋁、銅、鈦等，從 而可避免轉軸220被磁化而影響濺鍍磁場的分布。 兩塊靶材240包括第一靶材242和第二靶材244。第一靶材242與第二靶材244 分別固設于兩塊金屬板230的靶材固定面232。第一靶材242與第二靶材244既可選用相 同的材質以可獲取較厚的濺鍍薄膜，也可選用兩種不同的材質以可獲取具有兩層不同膜層 的濺鍍薄膜。靶材240可為鎳、鈦、鋅、鎂、鋁、氧化鋅、氮化鈦等材料，具體可根據(jù)待鍍基片 的鍍膜要求確定。磁鐵30包括多個第一磁鐵32與多個第二磁鐵34。磁鐵30相對于基座210對稱 的嵌設于基座210兩側的金屬板230內。本實施例中，該多個第一磁鐵32在金屬板230的 靶材固定面232上圍合形成第一區(qū)域302，該多個第二磁鐵34在金屬板230的靶材固定面 232上圍合形成第二區(qū)域304，該第二區(qū)域304位于第一區(qū)域302內。其中，嵌設于同一金 屬板230的多個第一磁鐵32與多個第二磁鐵34在靠近靶材固定面232 —端的極性相反。 即，若第一磁鐵32靠近靶材固定面232 —端為N極，則第二磁鐵34靠近靶材固定面232 — 端為S極；反之，若第一磁鐵32靠近靶材固定面232 —端為S極，則第二磁鐵34靠近靶材 固定面232 —端為N極。本實施例中，多個第一磁鐵32圍合形成的第一區(qū)域302大致為矩 形，多個第二磁鐵34圍合形成的第二區(qū)域304大致為橢圓形。濺射靶20還具有循環(huán)水道250，循環(huán)水道250形成于基座210兩側的金屬板230 內。循環(huán)水道250用于供冷卻水通過以對基座210兩側的金屬板230及靶材240進行冷卻， 使得靶材240的溫度不會過高，以保證鍍膜的質量。冷卻水道250在該靶材固定面232上 的投影位于多個第一磁鐵32圍合形成的第一區(qū)域302內且位于多個第二磁鐵34圍合形成 的第二區(qū)域304外。氣體供應裝置60也與濺射腔體10相連通，其用于為濺射腔體10提供濺射鍍膜過 程中所需要的反應氣體，例如氬氣等。基片座70設于濺射腔體10內且與濺射靶20相對，其用于安裝固定待鍍基片72。電源80與靶材240 (陰極)及基片座70 (陽極)相連接，其用于在濺射腔體10內 提供高壓電場以將氬氣電離成氬離子與電子。磁控濺射裝置100進一步包括為循環(huán)水道250供應冷卻水的冷卻水供應裝置90。 該冷卻水供應裝置90用于在濺射鍍膜過程中為濺射靶20提供冷卻水以冷卻濺射靶20，使 濺射靶20保持在一個合適的濺射溫度范圍內。請參閱圖4，本技術方案第二實施例提供的磁控濺射裝置與第一實施例提供的磁 控濺射裝置100大致相同，其不同之處在于，第二實施例提供的磁控濺射裝置的濺射靶300 包括一個基座310、轉軸320、多塊金屬板330及多塊靶材340。該基座310相對的兩表面均 設有多塊金屬板330，每一金屬板320具有一背離該基座310的靶材固定面332，每一靶材 340設于一靶材固定面332上。該基座310自其相對的兩個側面316向基座310內均開設 有一卡槽312。該卡槽312可與外部的轉動驅動裝置(圖未示)的轉軸320卡合或螺合固 定，以可帶動基座310以該轉軸320為軸實現(xiàn)翻轉，使位于該基座310相對兩側的多塊靶材 340同時翻轉互換。當然，上述濺射靶300也可具有分別設于基座310相對兩表面的兩塊金屬板330以及固定于每一金屬板330的靶材固定面332上的多塊靶材340，其也可使位于該基座310 相對兩側的多塊靶材340實現(xiàn)同時翻轉。請參閱圖5，本技術方案第三實施例提供的磁控濺射裝置與第一實施例提供的磁控濺射裝置100大致相同，其不同之處在于，第二實施例提供的磁控濺射裝置包括多個濺 射靶400，每個濺射靶400包括基座410、轉軸420、兩塊金屬板430及兩塊靶材440。該轉軸 420固定于基座410。該兩塊金屬板430分別固設于該基座410相對的兩表面，且每一金屬 板430具有一背離該基座410的靶材固定面432。該兩塊靶材440分別固設于該兩個金屬 板430的兩個靶材固定面432上。每一濺射靶400的基座410相互獨立，每一基座410均 具有連接固定于該基座410的轉軸420。該磁控濺射裝置還包括多個轉動驅動裝置(圖未 示)，每個濺射靶400的轉軸420連接于相應的轉動驅動裝置，從而該多個轉動驅動裝置可 根據(jù)鍍膜要求分別驅動相應的濺射靶300以其轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。該多個濺射靶400可在 同一時刻翻轉，也可在不同時刻翻轉不同的濺射靶400。該多個濺射靶400對應的靶材440 可為同種鍍膜材料以使其可濺鍍更大面積的基片，也可為不同鍍膜材料以使基片上可濺鍍 一層由混合材質構成的鍍層薄膜或多層不同材質構成的薄膜?？梢岳斫獾氖牵鲜龈鲗嵤├械拇趴貫R射靶材的翻轉還可通過其他驅動機構實 現(xiàn)，其只需實現(xiàn)基座兩相對表面的靶材互換位置的目的即可。相對于現(xiàn)有技術，本技術方案的磁控濺射裝置利用驅動轉動裝置驅動濺射靶以固 定連接于基座的轉軸為軸翻轉，使基座相對兩表面的金屬板上固設的靶材翻轉，從而使得 其中一面的靶材消耗完后，可在不破壞鍍膜腔體真空環(huán)境的情況下，更換另一面的靶材繼 續(xù)進行濺射鍍膜，該磁控濺射裝置無需二次抽真空處理即可實現(xiàn)靶材更換，節(jié)省操作時間 的同時節(jié)省抽真空處理帶來的成本，并且可保證換靶前后鍍膜條件不變，從而使換靶前后 濺鍍的膜層質量保持一致，前后膜層附著力較佳?？梢岳斫獾氖?，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本技術方案的技術構 思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本技術方案權利要求 的保護范圍。
權利要求
一種磁控濺射裝置，包括一濺射腔體、設置在該濺射腔體內的濺射靶，其特征在于，該濺射靶包括基座、固定于該基座的轉軸、多塊金屬板及多塊靶材，該多塊金屬板分別固設于該基座相對的兩表面，且每個金屬板具有一背離該基座的靶材固定面，該多塊靶材分別固設于一金屬板的靶材固定面上；該磁控濺射裝置還包括一轉動驅動裝置，該轉軸連接于該轉動驅動裝置從而該轉動驅動裝置可驅動該濺射靶以該轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。
2.如權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該基座用于固定該多塊金屬板的 兩表面相互平行。
3.如權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該基座相對兩側的兩塊金屬板的 靶材固定面相互平行。
4.如權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該轉軸穿設于該基座。
5.如權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該轉軸與該基座一體形成。
6.如權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該多塊金屬板內均形成有冷卻水道。
7.如權利要求6所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該金屬板靶材固定面內嵌設有多 個第一磁鐵與多個第二磁鐵，該多個第一磁鐵在該靶材固定面上圍合形成第一區(qū)域，該多 個第二磁鐵在該靶材固定面上圍合形成第二區(qū)域，該第二區(qū)域位于該第一區(qū)域內，冷卻水 道在該靶材固定面上的投影位于該第一區(qū)域內且位于該第二區(qū)域外。
8.如權利要求7所述的磁控濺射裝置，其特征在于，該多個第一磁鐵與多個第二磁鐵 在靠近靶材固定面一端的極性相反。
9.一種磁控濺射裝置，包括一濺射腔體、設置在其該濺射腔體內的多個濺射靶；其特 征在于，每個濺射靶包括基座、轉軸、兩塊金屬板及兩塊靶材，固定于該基座的轉軸，該兩 塊金屬板分別固設于該基座相對的兩表面，且每個金屬板具有一背離該基座的靶材固定 面，該兩塊靶材分別固設于一金屬板的靶材固定面上；該磁控濺射裝置還包括多個轉動驅 動裝置，每個濺射靶的轉軸連接于相應的轉動驅動裝置從而該多個轉動驅動裝置可分別驅 動相應的濺射靶以其轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁控濺射裝置，包括一濺射腔體、設置在該濺射腔體內的濺射靶，該濺射靶包括基座、固定于該基座的轉軸、多塊金屬板及多塊靶材，該多塊金屬板分別固設于該基座相對的兩表面，且每個金屬板具有一背離該基座的靶材固定面，該多塊靶材分別固設于一金屬板的靶材固定面上；該磁控濺射裝置還包括一轉動驅動裝置，該轉軸連接于該轉動驅動裝置從而該轉動驅動裝置可驅動該濺射靶以該轉軸為軸實現(xiàn)翻轉。
文檔編號C23C14/56GK101857951SQ20091030143
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權日2009年4月8日
發(fā)明者林后堯, 裴紹凱 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司