专利名称：一种具有检测装置的磁控溅射靶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有检测装置的磁控溅射靶，应用于薄膜太阳能电池低温沉积导电膜层，属于太阳能磁控溅射技术领域。
背景技术：
磁控溅射镀膜是在磁场和电场的交互作用下，氩离子将靶材成分溅射沉积到基片上，由于靶材磁场水平磁力线分布成跑道形状，跑道处最能有效地束缚电子，产生放电，并导致其正下方的靶材被快速刻蚀，尤其是磁场跑道转弯处，由于弯道效应，转弯处靶材刻蚀速度最快，最先被刻穿露出背板，必须及时更换靶材，而靶材其他位置刻蚀相对较慢。目前磁控溅射镀膜设备中，缺乏一种有效检测靶材使用程度的手段，传统方法是依据经验判断或在电源中加入计时功能，但两种非直接测量的方式都有较大误差，有时在靶材还有一定剩余厚度时就做更换，靶材利用率低；有时靶材已经刻穿至水冷背板还未被察觉，使得水冷背板的材料被镀到基片上，影响镀膜质量，中国专利ZL200610152331. 2《侦测制程机台实用的消耗性材料厚度寿命的系统及方法》公开了一种通过在靶材背面加装有气体、液体或固体的围封物，当靶材刻蚀到围封物时，通过侦测气体、液体或固体的泄漏量来判断靶材消耗的程度，并进行报警，设备复杂，而且泄漏物会污染镀膜室。
发明内容本实用新型针对以上现有技术存在的不足，解决如何检测靶材消耗程度，同时实现靶材在未被刻穿时报警，提醒及时更换靶材，使靶材的利用率最大化。为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案设计一种具有检测装置的磁控溅射靶，包括靶、靶座、水冷背板以及检测装置，所述靶和水冷背板固定在靶座上，位于真空腔体内，主要技术特点是靶的背面设有安装检测装置的沟槽，检测装置包括表面绝缘导线、继电器和报警灯铃，表面绝缘导线敷设在靶的沟槽内，该导线穿过水冷背板和靶座与继电器连接，且由继电器连接报警灯铃。检测装置中与导线连接的继电器和报警灯铃位于真空腔体外。靶的沟槽设在靶与水冷背板的贴合处。靶的沟槽呈直线、折线或弧线形，在靶的沟槽内的敷设直径小于0. 2mm的表面绝缘导线，该导线与靶材和水冷背板相互绝缘。检测装置中的继电器为常开开关，导线导通时，继电器为打开状态。本实用新型采用的靶是一个改型靶材组合件，包括端部和中间多个相互拼接的区域。改型靶材组合件的端部靶材和中间直道靶材相互衔接的面为斜面，且端部靶材厚度大于或等于中间直道区域其靶材厚度。本实用新型产生的有益效果将检测装置的表面绝缘的导线预先埋入靶背面的刻蚀轨道位置处，采用导线被切断的方法实现检测报警，检测装置的报警灯铃位于真空腔体夕卜，当靶被击穿到导线位置时，将极细的导线切断，报警灯铃开始报警，实现对磁控溅射靶击穿的检测。克服了传统人工方法判定靶材是否耗尽的不确定性，提高了靶材利用率，保证了镀膜质量，靶材底部预埋了导线，当靶材将要耗尽时其底部的导线切断报警，方法简单、可靠，成本低，避免了现有技术(ZL200610152331. 2)潜在的污染镀膜真空室的危险。
图I :本实用新型的剖面结构示意图。图2 :本实用新型的应用结构示意图。图3 :本实用新型靶背面沟槽形状一。图4 :本实用新 型靶背面沟槽形状二。图5 :本实用新型靶背面沟槽形状三。图中1、靶，2、水冷背板，3、靶座，4、磁铁，5、密封圈，6、表面绝缘导线，7、继电器，8、报警灯铃，9、导线座，10、维修门，11、真空腔体。本实用新型设计的具有检测装置的磁控溅射靶，主要包括靶、水冷背板、磁铁、靶座以及检测装置，水冷背板位于靶背面，靶、水冷背板和磁铁固定在靶座上，检测装置包括表面绝缘导线、电源、继电器以及报警灯铃，表面绝缘导线埋在靶的背面沟槽内，靶的沟槽呈直线、折线、弧线形或其他形状。导线两端穿过水冷背板和靶座后引出到真空腔体外与继电器相连，继电器又与报警灯铃相连，电源在继电器和报警灯铃的回路上，给继电器和报警灯铃供电。预埋导线的沟槽位于靶和水冷背板贴合处。沟槽可以是一条，也可以是连续的几条。导线为外表绝缘处理的耐高温导线，直径优选值小于0.2_。导线为一条或几条串联，优选为一条。导线与靶材和水冷背板绝缘。通过事先对耗尽靶材最先耗尽位置进行测量，对新的将使用的靶材相应位置预埋表面绝缘处理的导线，导线外接报警装置，当靶材溅射耗尽到导线位置，将导线切断时，报警装置开始报警，实现磁控溅射靶材耗尽的检测。
具体实施方式
实施例一磁控溅射靶的结构由靶I、水冷背板2、靶座3、磁铁4、密封圈5、表面绝缘导线6、继电器7、报警灯铃8、导线座9以及24V和2. 5V直流电源组成。靶I的背面加工有沟槽
1-1，将表面绝缘导线6放置在沟槽1-1内，再将水冷背板2压紧在靶I上，表面绝缘导线6穿过水冷背板2上的导线孔，靶I和水冷背板2 —起压紧在靶座3的槽的台阶上，在靶座3的台阶上安装有密封圈5，以防装有磁铁4的槽内通入的冷却水泄漏，表面绝缘导线6再从靶座3的密封圈5的外圈上的孔伸出到靶座3外，表面绝缘导线6上接入2. 5V直流电源后与继电器7相连接，继电器7再接入24V直流电源与报警灯铃8相连接，安装时，将表面绝缘导线6通过维修门10上的导线座9引出到真空腔体11外，导线5导通时，继电器7上的开关为开的状态，报警灯铃8为灯灭状态，当导线5断开时，继电器7上的开关为闭的状态，报警灯铃8为灯亮铃响状态，提示靶I已被击穿，需要更换靶I。先对已耗尽靶材最深处位置进行测量，再对将使用的靶材相对应位置进行标刻，在标刻的位置加工出沟槽，在沟槽内埋入表面绝缘处理的导线，导线两端外接报警装置，当导线被刻断时，报警装置开始报警。本实施例使靶材利用率提高了 10%。[0020] 实施例二 本实施例的磁控溅射靶可以设计成一个改型靶材组合件，包括端部和中间多个相互拼接的区域，端部靶材和中间直道靶材相互衔接的面为斜面，端部靶材厚度大于或等于中间直道区域其靶材厚度。靶I的背面加工有沟槽1-1，将表面绝缘导线6放置在沟槽1-1内，再将水冷背板2压紧在靶I上，表面绝缘导线6穿过水冷背板2上的导线孔，靶I和水冷背板2 —起压紧在靶座3的槽的台阶上，在靶座3的台阶上安装有密封圈5，以防装有磁铁4的槽内通入的冷却水泄漏，表面绝缘导线6再从靶座3的密封圈5的外圈上的孔伸出到靶座3外，表面绝缘导线6上接入2. 5V直流电源后与继电器7相连接，继电器7再接入24V直流电源与 报警灯铃8相连接。当导线5断开时，继电器7上的开关为闭的状态，报警灯铃8为灯亮铃响状态，提示靶I已被击穿，更换被击穿区域的靶材，其他为击穿区域可不作更换。由于对靶材进行了分区组合，因此只需更换消耗掉的靶材。杜绝了仅因靶材部分消耗殆尽就做整体靶材报废的浪费处理。节约并提高了靶材的利用率，同时对中间区域采用条块拼接还可进一步提高靶材的利用率，结构简单，安装更换方便。
权利要求1.ー种具有检测装置的磁控溅射靶，包括靶、靶座、水冷背板以及检测装置，所述靶和水冷背板固定在靶座上，位于真空腔体内，其特征在于所述靶的背面设有安装检测装置的沟槽，检测装置包括表面绝缘导线、继电器和报警灯铃，表面绝缘导线敷设在靶的沟槽内，该导线穿过水冷背板和靶座与继电器连接，且由继电器连接报警灯铃。
2.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述检测装置中与导线连接的继电器和报警灯铃位于真空腔体外。
3.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述靶的沟槽设在靶与水冷背板的贴合处。
4.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述靶的沟槽呈直线、折线或弧线形。
5.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于敷设在靶的沟槽内的表面绝缘导线，其直径小于O. 2mm。
6.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于敷设在靶的沟槽内的表面绝缘导线与靶材和水冷背板相互绝缘。
7.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述检测装置中的继电器为常开开关，导线导通时，继电器为打开状态。
8.根据权利要I所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述靶是ー个改型靶材组合件，包括端部和中间多个相互拼接的区域。
9.根据权利要8所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述改型靶材组合件的端部靶材和中间直道靶材相互衔接的面为斜面。
10.根据权利要9所述的具有检测装置的磁控溅射靶，其特征在于所述改型靶材组合件的端部靶材厚度大于或等于中间直道区域其靶材厚度。
专利摘要本实用新型涉及一种具有检测装置的磁控溅射靶，应用于薄膜太阳能电池低温沉积导电膜层，属于太阳能磁控溅射技术领域。其特征是靶的背面设有安装检测装置的沟槽，检测装置包括表面绝缘导线、继电器和报警灯铃，表面绝缘导线敷设在靶的沟槽内，该导线穿过水冷背板和靶座与继电器连接，且由继电器连接报警灯铃。本实用新型靶材底部预埋了导线，当靶材将要耗尽时其底部的导线切断报警，克服了传统方法判定靶材是否耗尽的不确定性，提高了靶材利用率，保证了镀膜质量。
文档编号C23C14/54GK202415680SQ20112056582
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘志斌, 宋光耀, 李毅, 翟宇宁, 龙鹏 申请人:深圳市创益科技发展有限公司