专利名称：一种带有单冷却自转盘的磁控溅射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及镀膜设备，具体地说是一种带有单冷却自转盘的磁控溅射系统。
背景技术：
目前，应用磁控溅射(高速低温溅射)原理的装置，可以制备各种硬质膜、金属膜、半导体膜、介质膜、铁磁膜和磁性薄膜等纳米级的单层及多层功能膜。它的特点是:可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料，包括各种金属、半导体、铁磁材料，以及绝缘的氧化物、陶瓷、聚合物等物质，尤其适合高熔点和低蒸汽压的材料沉积镀膜。在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积所需组分的混合物、化合物薄膜；在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜。现有的磁控溅射设备只能单一的实现单个及多元靶的垂直溅射或多元靶的共溅射。然而，在材料科学研究中，往往需要可以调节各组分物质的含量及组成形式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有单冷却自转盘的磁控溅射系统。该磁控溅射系统能够实现斜靶共溅射复合膜。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:本发明包括磁控室、单 冷却自转盘、第一电机、手动基片挡板组件、磁控靶、机台架及真空抽气系统，其中磁控室安装在机台架上、与位于机台架内的真空抽气系统相连，在磁控室内均布有多个安装在磁控室的下法兰上的磁控靶；所述单冷却自转盘转动安装在磁控室的上盖上，单冷却自转盘的一端载有基片、插入磁控室内，位于各磁控靶的上方，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有带动单冷却自转盘旋转的第一电机；所述单冷却自转盘所载基片的下方设有安装在上盖上的手动基片挡板组件。其中:所述机台架内安装有电动提升机构，该电动提升机构的输出端由机台架穿出、与磁控室的上盖相连接，带动上盖及上盖上的单冷却自转盘及第一电机升降；所述单冷却自转盘具有一个冷却工位、处于单冷却自转盘的中间，各磁控靶位于该单冷却自转盘冷却工位的周围；所述磁控靶倾斜于基片设置，每个磁控靶上方均设有一个磁控靶挡板，该磁控靶挡板与安装在机台架内部的第二电机相连，通过第二电机驱动开关磁控靶挡板；所述手动基片挡板组件包括转轴及挡板，其中转轴可转动地安装在上盖上，转轴的下端连接有挡板。本发明的优点与积极效果为:1.本发明结构简单、控制方便、真空度高(6.6X10E_6Pa)，可供实验室、企业、科研单位制作、研究各种材料及其性质、各种薄膜及其性质。2.本发明的上盖可通过电动提升机构上掀盖，便于维护和更换。
图1为本发明的结构示意图；图2为图1的俯视图；其中:1为磁控室,2为上盖,3为单冷却自转盘,4为第一电机,5为手动基片挡板组件，6为磁控靶，7为机台架，8为磁控靶挡板，9为机械泵，10为插板阀，11为涡轮分子泵，12为同步带和带轮组件，13为旁抽角阀，14为电动提升机构，15为下法兰，16为连接板，17为进气截止阀，18为减速器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详述。本发明为单室结构，可在磁控室I内进行斜靶共溅射复合膜，如图1、图2所示，磁控室I为圆筒型立式结构，通过下法兰15固定在机台架7上；磁控室I的圆周表面上焊接有各种规格的法兰接口，包括观察窗口、旁抽角阀接口、进气阀接口、电极引线接口、规管接口、磁控溅射靶接口、 主抽分子泵接口、基片挡板接口、预留有辅助交接用机械手接口、预处理室接口和一些备用法兰接口，便于功能扩展用；该磁控室I与安装在机台架7内的真空抽气系统相连，真空抽气系统是由插板阀10和涡轮分子泵11连接，加上下面的机械泵9组成的气路实现主抽，由旁抽角阀13和机械泵9组成的气路实现旁路抽气。磁控室I内的下法兰15上安装有四个磁控靶6，倾斜于装在单冷却自转盘3上的基片、进行磁控溅射镀膜。每个磁控靶6上方均设有一个磁控靶挡板8，该磁控靶挡板8与安装在机台架7内部的第二电机相连，通过第二电机驱动开关磁控靶挡板8。磁控靶挡板8关闭状态即磁控靶挡板8将磁控靶6挡住，而磁控靶挡板8开启状态即磁控靶挡板8转至一侧，露出磁控祀6。磁控祀6可以自由选择安装永磁祀或者电磁祀，永磁祀射频派射和直流溅射兼容，靶内有水冷，包含溅射非铁磁性材料的普通永磁靶、溅射铁磁性材料的强永磁靶。本实施例的磁控靶6的靶头可以弯折，倾斜于基片。单冷却自转盘3的一端载有基片、插入磁控室I内，位于各磁控祀6派射端的上方，单冷却自转盘3的另一端位于上盖2的上方。上盖2上安装有第一电机4和减速器18,该第一电机4和减速器18通过同步带和带轮组件12与单冷却自转盘3连接、带动单冷却自转盘3旋转。在上盖2上还设有手动基片挡板组件5，该手动基片挡板组件5包括转轴及挡板，其中转轴可转动地安装在上盖2上，转轴的下端连接有挡板，转动转轴可将该挡板挡住单冷却自转盘3上的基片。单冷却自转盘3具有一个冷却工位、处于单冷却自转盘3的中间，可放置一个基片；手动基片挡板组件5中的挡板在遮挡基片时位于基片的正下方，各磁控靶6位于该单冷却自转盘3冷却工位的周围，各磁控靶6中间围成的圆的中心轴线与基片的中心轴线共线。基片可通水冷却，也可通液氮冷却；基片最大尺寸Φ50_,由第一电机4、减速器18通过同步带和带轮组件12驱动单冷却自转盘3上的基片自转，可通过计算机控制系统控制镀膜过程。电动提升机构14包括一安装在机台架7内的驱动电机，该驱动电机的输出轴连接一丝杠，丝杠的另一端由机台架7穿出，在丝杠7的另一端上螺纹连接有与连接板16固接的丝母，通过丝母与丝杠的螺纹副即可转换成丝母及连接板16沿丝杠轴向的上下移动副，实现上盖2上掀盖；电动提升机构14也可为升降气缸，下端安装在机台架7内，上端由机台架7穿出、固接有连接板16，该连接板16与磁控室I的上盖2固接，通过电动提升机构14的驱动，实现上盖2及上盖2上的单冷却自转盘3、第一电机4及减速器18升降。本发明的工作原理为:将磁控靶6的靶头折弯、共同指向单冷却转盘3上的基片，可以用于对基片多元材料的共溅射。在手动基片挡板组件5的辅助下，可通过计算机控制程序进行斜靶共溅射复合膜，本发明的计算机控制程序为现有技术。首先进行炼靶，手动基片挡板组件5遮挡住基片，通过第二电机的驱动打开各磁控靶6的磁控靶挡板8，各磁控靶6起辉做炼靶用，当靶材被溅射出新鲜表面时，即炼靶完成，关闭各磁控靶挡板。炼靶完成后，打开磁控靶挡板8，磁控靶6起辉，打开手动基片挡板组件5，进行溅射镀膜；可进行单靶单溅射、多靶轮流溅射、多靶共溅射，并且磁控靶6的功率可调。在镀膜过程中，在配置有单冷却转盘3的溅射系统中，可对基片进行水冷。本发明的磁控靶6的靶头可以折弯，靶材中心到基片中心的间距可以连续调节，并有调位距离指示。本发明的各个电机可分别与计算机控制系统电连接，由计算机控制系统进行控制。本发明提供一种可实现共溅射的磁控溅射系统，磁控溅射系统结构简单、控制方便、真空度高￠.6X 10E-6Pa)，可供实验室、企业、科研单位制作、研究各种材料及其性质、各种薄膜及其性质。`
权利要求
1.一种带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，其特征在于:包括磁控室(I)、单冷却自转盘(3)、第一电机(4)、手动基片挡板组件(5)、磁控靶￠)、机台架(7)及真空抽气系统，其中磁控室(1)安装在机台架(7)上、与位于机台架(7)内的真空抽气系统相连，在磁控室(1)内均布有多个安装在磁控室⑴的下法兰(15)上的磁控靶(6);所述单冷却自转盘(3)转动安装在磁控室(1)的上盖(2)上，单冷却自转盘(3)的一端载有基片、插入磁控室(I)内，位于各磁控靶￠)的上方，另一端位于上盖(2)的上方；所述上盖(2)上安装有带动单冷却自转盘(3)旋转的第一电机(4);所述单冷却自转盘(3)所载基片的下方设有安装在上盖(2)上的手动基片挡板组件(5)。
2.按权利要求1所述带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，其特征在于:所述机台架(7)内安装有电动提升机构(14)，该电动提升机构(14)的输出端由机台架(7)穿出、与磁控室(I)的上盖⑵相连接，带动上盖(2)及上盖(2)上的单冷却自转盘⑶及第一电机(4)升降。
3.按权利要求1或2所述带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，其特征在于:所述单冷却自转盘(3)具有一个冷却工位、处于单冷却自转盘(3)的中间，各磁控靶(6)位于该单冷却自转盘(3)冷却工位的周围。
4.按权利要求1或2所述带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，其特征在于:所述磁控靶(6)倾斜于基片设置，每个磁控靶(6)上方均设有一个磁控靶挡板(8)，该磁控靶挡板(8)与安装在机台架(7)内部的第二电机相连，通过第二电机驱动开关磁控靶挡板(8)。
5.按权利要求1或2所述带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，其特征在于:所述手动基片挡板组件(5)包括转轴及挡板，其中转轴可转动地安装在上盖(2)上，转轴的下端连接有挡板。
全文摘要
本发明涉及镀膜设备，具体地说是一种带有单冷却自转盘的磁控溅射系统，包括磁控室、单冷却自转盘、第一电机、手动基片挡板组件、磁控靶、机台架及真空抽气系统，磁控室安装在机台架上、与位于机台架内的真空抽气系统相连，在磁控室内均布有多个安装在磁控室的下法兰上的磁控靶；单冷却自转盘转动安装在磁控室的上盖上，单冷却自转盘的一端载有基片、插入磁控室内，位于各磁控靶的上方，另一端位于上盖的上方；上盖上安装有带动单冷却自转盘旋转的第一电机；单冷却自转盘所载基片的下方设有安装在上盖上的手动基片挡板组件。本发明结构简单、控制方便、真空度高；本发明的上盖可通过电动提升机构上掀盖，便于维护和更换。
文档编号C23C14/35GK103103485SQ20111035823
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者冯彬, 郭东民, 佟辉, 周景玉, 刘丽华, 张雪, 戚晖 申请人:中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司