旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，具體的說(shuō)是一種旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶。
【背景技術(shù)】
[0002] 在磁控濺射鍍膜工藝中，磁控濺射靶是整套設(shè)備中所必須的重要部件。通常磁控 濺射靶有兩種：一種為圓形的平面靶材，底部為圓環(huán)磁鐵內(nèi)部套圓柱形磁鐵的結(jié)構(gòu)；另一 種是矩形平面靶材，底部數(shù)條直跑道式長(zhǎng)條形磁鐵的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。前一種圓形平面磁控靶，在 濺射區(qū)域內(nèi)，由于磁場(chǎng)的分布不均，會(huì)影響沉積薄膜的膜厚均勻度，且靶材利用率也只達(dá)到 大約30%左右；而后一種矩形磁控靶，雖然沉積的膜厚比較均勻，但其靶材利用率也只有 50%左右，同樣不是很理想。
[0003] 綜上所述，現(xiàn)有磁控濺射靶的主要問(wèn)題就是沉積薄膜的不均勻和靶材利用率低。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中磁控濺射靶存在沉積薄膜不均勻和靶材利用率低等不足，本實(shí)用 新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種膜厚均勻、性能穩(wěn)定、靶材利用率高的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁 控靶。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶具有圓柱形靶材和空心雙軸磁流體，圓柱形靶材 一端安裝在空心雙軸磁流體的外軸上，圓柱形靶材另一端設(shè)有封蓋；圓柱形靶材內(nèi)部設(shè)有 極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件，極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件一端安裝在空心 雙軸磁流體的內(nèi)軸上，另一端固定在封蓋上，空心雙軸磁流體的外軸與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置 轉(zhuǎn)動(dòng)連接；空心雙軸磁流體的內(nèi)軸固定在設(shè)備工作臺(tái)的臺(tái)板上。
[0007] 圓柱形革巴材為兩層，內(nèi)層為襯底圓管，外層為圓筒形半導(dǎo)體材料，兩層材料的內(nèi)、 外徑連接在一起。
[0008] 封蓋內(nèi)設(shè)有軸承，極靴及磁鐵的另一端固定在軸承上。
[0009] 極靴上磁鐵采用長(zhǎng)條形分布，即磁鐵為三塊，兩端為長(zhǎng)磁鐵塊，中間為短磁鐵塊， 各磁鐵的外圍均固定純鐵片。
[0010] 冷卻水具有進(jìn)、出水冷卻水管3,其中進(jìn)水冷卻水管水平接入，出水冷卻水管在圓 柱形靶材1的靶腔內(nèi)部向上90°折彎。
[0011] 圓柱形靶材兩側(cè)采用氟橡膠圈靜密封。
[0012] 本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 1.本實(shí)用新型具有膜厚均勻、性能穩(wěn)定和靶材利用率高（可達(dá)到75%以上）等特 點(diǎn)。
[0014] 2.本實(shí)用新型具有體積小，適合實(shí)驗(yàn)室使用、適合單人操作。
[0015] 3.本實(shí)用新型中極靴上磁鐵是長(zhǎng)條形分布，類似于矩形磁場(chǎng)的排布，提高了沉積 薄膜的均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 其中，1為圓柱形靶材，2為極靴及磁鐵，3為進(jìn)、出水冷卻水管，4為空心雙軸磁流 體，5為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接帶輪，6為革E內(nèi)電極連接插頭。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶具有圓柱形靶材1和空心雙軸磁流 體4,圓柱形靶材1 一端安裝在空心雙軸磁流體4的外軸上，圓柱形靶材1另一端設(shè)有封蓋； 圓柱形靶材1內(nèi)部設(shè)有極靴及磁鐵2、冷卻水和電極接線組件，極靴及磁鐵2、冷卻水和電極 接線組件一端安裝在空心雙軸磁流體4的內(nèi)軸上，另一端固定在封蓋上，空心雙軸磁流體4 的外軸與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；空心雙軸磁流體4的內(nèi)軸固定在設(shè)備工作臺(tái)的臺(tái)板 上。
[0020] 本實(shí)施例中，圓柱形革E1材1分兩層設(shè)計(jì)，內(nèi)層為不銹鋼襯底圓管，尺寸為〇 125mm/ 外徑〇133_，長(zhǎng)度200mm ;外層為圓筒形半導(dǎo)體材料（具體革E材材質(zhì)實(shí)驗(yàn)者自行選擇），內(nèi) 徑〇 133mm/外徑〇 153m，長(zhǎng)150mm ;兩層材料通過(guò)特殊工藝連接在一起。內(nèi)層不銹鋼圓管 主要是整體靶材的安裝及轉(zhuǎn)動(dòng)密封的基體。
[0021] 真空漏率：1X10 7Pal/s ;安裝法蘭：CF150(或DN150);圓柱形靶材1的旋轉(zhuǎn)速度： 0~50轉(zhuǎn)/分；圓柱形革E材1轉(zhuǎn)動(dòng)：真空外調(diào)速電機(jī)+減速器+雙軸空心磁流體，皮帶輪傳 動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靶材旋轉(zhuǎn)；密封方式：整套靶采用雙軸空心磁流體和氟橡膠圈密封；冷卻方式：冷 卻水冷卻，祀體設(shè)置進(jìn)、出冷卻水接頭及水管.
[0022] 左端安裝在空心雙軸磁流體4的外軸上；右端則安裝一個(gè)圓形封蓋。圓柱形革巴材 1兩側(cè)的密封形式均為氟橡膠圈靜密封。
[0023]極靴及磁鐵2、冷卻水和電極接線組件部分的左端與空心雙軸磁流體4的內(nèi)軸安 裝；右端則固定在右側(cè)圓形封蓋內(nèi)的不銹鋼軸承上。該部分零件軸向的加工精度一定要高， 主要是防止實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓柱形靶材1和極靴及磁鐵2發(fā)生偏轉(zhuǎn)碰撞。所以，極靴及磁鐵2 在右側(cè)由軸承固定，主要也是為了保證極靴及磁鐵2部分空心雙軸磁流體4的同軸度。
[0024]圓柱形靶材1和極靴及磁鐵2兩者之間有一個(gè)是旋轉(zhuǎn)的，一個(gè)為靜止不動(dòng)的。本實(shí) 用新型選擇圓柱形靶材1旋轉(zhuǎn)，原因有兩點(diǎn)：一是圓柱形靶材1零部件少，安裝簡(jiǎn)單，在轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)不易松動(dòng)、變形；二是極靴及磁鐵2要安裝為進(jìn)、出水冷卻水管3和電極接線，如果旋轉(zhuǎn)， 會(huì)產(chǎn)生水管及電極接線繞線的問(wèn)題。
[0025]極靴及磁鐵2中磁鐵塊共3塊，兩端為長(zhǎng)磁鐵塊（S-N)，中間為短磁鐵塊（N-S)。尺 寸為外徑(pn9mm，內(nèi)徑(plOOmm，角度10°的長(zhǎng)條塊。同時(shí)，為了解決漏磁現(xiàn)象，在磁鐵 的外圍均固定純鐵片。
[0026]本實(shí)用新型按水平方式安裝，所以進(jìn)水管是水平通入，而出水管在靶腔內(nèi)部向上 是90°彎角。目的就是讓靶腔內(nèi)部充滿水后再出水，使得整套靶材可以充分冷卻。所以，在 安裝時(shí)要注意使得出水管是在中心最高點(diǎn)。
[0027]實(shí)驗(yàn)時(shí)，將空心雙軸磁流體4固定在真空腔室后，通冷卻水，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)啟，帶動(dòng) 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接帶輪5、空心雙軸磁流體4的外軸旋轉(zhuǎn)，使得圓柱形革E材1革E材也同步進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)。而極靴及磁鐵2及空心雙軸磁流體4的內(nèi)軸，貝ij是固定在臺(tái)板上的，不可旋轉(zhuǎn)。這樣， 在靶材轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)部極靴及磁場(chǎng)不動(dòng)，但是靶材在磁鐵排布的長(zhǎng)條形磁場(chǎng)區(qū)域，始終是 在做濺射鍍膜反應(yīng)。那么，在靶材旋轉(zhuǎn)一周后，整個(gè)靶材在磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度上，都有同樣的 消耗，極大的提高了靶材利用率。同時(shí)，由于極靴上磁鐵是長(zhǎng)條形分布，類似于矩形磁場(chǎng)的 排布，所以這套磁控靶沉積薄膜的均勻性也是很好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：具有圓柱形靶材和空心雙軸磁流體，圓柱 形靶材一端安裝在空心雙軸磁流體的外軸上，圓柱形靶材另一端設(shè)有封蓋；圓柱形靶材內(nèi) 部設(shè)有極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件，極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件一端安裝 在空心雙軸磁流體的內(nèi)軸上，另一端固定在封蓋上，空心雙軸磁流體的外軸與電機(jī)通過(guò)傳 動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；空心雙軸磁流體的內(nèi)軸固定在設(shè)備工作臺(tái)的臺(tái)板上。2. 按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：圓柱形靶材為兩層，內(nèi)層為 襯底圓管，外層為圓筒形半導(dǎo)體材料，兩層材料的內(nèi)、外徑連接在一起。3. 按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：封蓋內(nèi)設(shè)有軸承，極靴及磁 鐵的另一端固定在軸承上。4. 按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：極靴上磁鐵采用長(zhǎng)條形分 布，即磁鐵為三塊，兩端為長(zhǎng)磁鐵塊，中間為短磁鐵塊，各磁鐵的外圍均固定純鐵片。5. 按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：冷卻水具有進(jìn)、出水冷卻水 管3,其中進(jìn)水冷卻水管水平接入，出水冷卻水管在圓柱形靶材1的靶腔內(nèi)部向上90°折 彎。6. 按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，其特征在于：圓柱形靶材兩側(cè)采用氟橡 膠圈靜密封。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)式圓柱形磁控靶，具有圓柱形靶材和空心雙軸磁流體，圓柱形靶材一端安裝在空心雙軸磁流體的外軸上，圓柱形靶材另一端設(shè)有封蓋；圓柱形靶材內(nèi)部設(shè)有極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件，極靴及磁鐵、冷卻水和電極接線組件一端安裝在空心雙軸磁流體的內(nèi)軸上，另一端固定在封蓋上，空心雙軸磁流體的外軸與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；空心雙軸磁流體的內(nèi)軸固定在設(shè)備工作臺(tái)的臺(tái)板上。本實(shí)用新型具有膜厚均勻、性能穩(wěn)定和靶材利用率高(可達(dá)到75％以上)等特點(diǎn)，體積小，適合實(shí)驗(yàn)室使用、適合單人操作，提高了沉積薄膜的均勻性。
【IPC分類】C23C14/35
【公開(kāi)號(hào)】CN204779789
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520490462
【發(fā)明人】慈連鰲
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)騰鰲真空技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日