一种带有铜冷却装置的阴极平台的制作方法

本发明涉及真空镀膜生产线技术领域，具体来说，是涉及一种真空镀膜生产线用阴极平台。

背景技术

真空镀膜是一种在真空中制备膜层产生薄膜材料的技术，有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。其中溅射镀膜是真空镀膜中最主要的方法，该技术是在真空中利用荷能粒子轰击靶表面，使被轰击出的粒子沉积在基片上。在磁控溅射镀膜工艺中，对磁控溅射镀膜设备的质量要求很高，而在磁控溅射镀膜设备中，温度的控制尤为重要。目前的平面磁控溅射阴极(简称“平面阴极”)均是对磁靴和靶材进行分开冷却的方式，其冷却结构复杂，冷却系统的泄露风险大，且造价昂贵。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种可同时冷却磁靴、靶材，且冷却液与磁铁互不接触的阴极平台。

一种带有铜冷却装置的阴极平台，包括底座、固定在底座上的供气装置和对称设置在供气装置两侧的两个阴极体；

所述的阴极体包括带有环形凹槽的底板和设置在底板下部的若干个绝缘支架，所述的绝缘支架固定于底座上；所述的环形凹槽内装有磁靴；所述的底板上由下至上依次设置有液冷板、铜背板、用于压紧铜背板的第二压板、靶材和用于压紧靶材的第一压板；

所述的液冷板上表面与所述的环形凹槽相对应位置处设置有环形凸槽，所述的环形凸槽伸入环形凹槽内，且该环形凸槽的外形与环形凹槽内部的形状相匹配，所述的环形凸槽背面经铜背板封闭形成冷却腔体；所述冷却腔体的底部设有冷却液的出、入口。

为了更好的安装磁靴，放置磁靴晃动，所述的磁靴的外表面与环形凹槽的内壁间还依次设有环形不锈钢垫圈和环形铝合金垫圈。

为了更好的向装置内输送气体，并将集中主供气与分别辅供气的进行一体化设计，优选地，所述的供气装置包括固定在底座上的底架、与底架相连的中架、设置在中架两侧的左、右侧板和横截面呈工字形的顶架；所述中架的左侧面设有主过气凹槽，主过气凹槽经左侧板封闭形成主供气管路，中架的右侧面设有若干个独立的辅过气凹槽，辅过气凹槽经右侧板封闭形成若干个独立的辅供气管路；所述顶架与中架通过通气板相连，所述的通气板内部设有若干个横截面呈y字形的气道；所述y字形气道的底部入口同时与主供气管路的出口以及辅供气管路的出口相连，所述主供气管路的入口与主进气管道相连，若干个辅供气管路的入口与若干个辅进气管道一一对应相连。

相对于传统的分开供气设计，上述供气可调的阴极平台通过中架与通气板的组合完美的实现了将集中主供气与分别辅供气结合的一体化设计，将主供气管路与辅供气管路集中放置在中架上，主、辅供气管路又同时与y字形气道的底部入口相连，使用时，无论是哪个供气管路进行供气，都会通过y字形气道两侧的气体出口向两侧的阴极体进行供气操作。在操作时，我们希望主供气管路就可以完成稳定均匀供气的效果，但当某一段靶材的使用情况异常或某一段成膜效果不均匀时，此时可以通过辅供气管路对局部的供气情况进行微调，从而提高靶材的利用率及成膜的均匀性。

为了更均匀的供气，所述的每个辅供气管路均包括三个辅气支路出口，每个辅气支路出口都单独与一个y字形气道的底部入口相连。

优选的，所述的主供气管路设有九个主气支路出口，每个主气支路出口都单独与一个y字形气道的底部入口相连。

有益效果：

1、设置两个阴极体，并把供气装置设置在两者之间，一方面可以最大程度的利用空间来加工更多的需镀膜工件，另一方面通过磁场的对称分布可以得到高的沉积速率。

2、液冷板与铜背板的组合，可同时对靶材及磁靴进行冷却，大大缩减了冷却设备的数量，液冷板中不断通入恒温的液冷液，可以保证阴极体、靶材及两者之间的惰性气体以及其余部件都保持在一个可控的恒温状态下，从而保证溅射镀膜反应的稳定进行，进而提高靶材的利用率和成膜的均匀性。

附图说明

图1是本发明的总体示意图；

图2是本发明的阴极体的爆炸图；

图3是本发明的供气装置的示意图；

图4是本发明的通气板的剖视图；

图5是本发明的中架的左视图；

图6是本发明的中架的右视图；

1.底座2.供气装置21.底架22.中架221.主过气凹槽222.辅过气凹槽23.左侧板24.右侧板25.顶架26.通气板27.左挡板28.右挡板3.阴极体31.底板32.绝缘支架33.磁靴34.液冷板35.铜背板36.第二压板37.第一压板38.环形不锈钢垫圈39.环形铝合金垫圈。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

参照图1-6，一种带有铜冷却装置的阴极平台，包括底座1、固定在底座上的供气装置2和对称设置在供气装置两侧的两个阴极体3；

如图2所示，所述的阴极体包括带有环形凹槽的底板31和设置在底板下部的若干个绝缘支架32，所述的绝缘支架32固定于底座1上；所述的环形凹槽内装有磁靴33；所述的底板上由下至上依次设置有液冷板34、铜背板35、用于压紧铜背板的第二压板36、靶材(图中未显示)和用于压紧靶材的第一压板37；

所述的液冷板34上表面与所述的环形凹槽相对应位置处设置有环形凸槽，所述的环形凸槽伸入环形凹槽内，且该环形凸槽的外形与环形凹槽内部的形状相匹配，所述的环形凸槽背面经铜背板35封闭形成冷却腔体；所述冷却腔体的底部设有冷却液的出、入口。

所述的磁靴33的外表面与环形凹槽的内壁间还依次设有环形不锈钢垫圈38和环形铝合金垫圈39。

在本实施例中，参照图3，所述的供气装置包括固定在底座上的底架21、与底架相连的中架22、设置在中架两侧的左侧板23及右侧板24和横截面呈工字形的顶架25；参照图5，所述中架22的左侧面设有主过气凹槽221，主过气凹槽经左侧板23封闭形成主供气管路，参照图6，中架22的右侧面设有若干个独立的辅过气凹槽222，辅过气凹槽经右侧板24封闭形成若干个独立的辅供气管路；所述顶架25与中架22通过通气板26相连，参照图4，所述的通气板26内部设有若干个横截面呈y字形的气道；所述y字形气道的底部入口同时与主供气管路的出口以及辅供气管路的出口相连，所述主供气管路的入口与主进气管道相连，若干个辅供气管路的入口与若干个辅进气管道一一对应相连。

中架与通气板的组合完美的实现了集中主供气与分别辅供气的一体化设计，将主供气管路与辅供气管路集中放置在中架上，主、辅供气管路又同时与y字形气道的底部入口相连，使用时，无论是哪个供气管路进行供气，都会通过y字形气道两侧的气体出口向两侧的阴极体进行供气操作。并且其中辅供气管路可以给阴极体的各段进行分开供气，直至达到所需求的供气水平。

所述的每个辅供气管路均包括三个辅气支路出口，每个辅气支路出口都单独与一个y字形气道的底部入口相连。可以有效保证供气的均匀性。

所述的主供气管路设有九个主气支路出口，每个主气支路出口都单独与一个y字形气道的底部入口相连。可以实现大范围的集中供气，使装置内气体含量快速接近可工作的要求含量。

还包括固定于供气装置两侧的左挡27板和右挡板28。

工作情况说明：

当阴极平台工作时，磁靴33及靶材(图中未显示)中会产生一定的热量，此时，通过下方的水泵向液冷板34中冲入流动的冷却液，可以完成对磁靴33及靶材(图中未显示)的散热操作。

同时设置向磁靴33方向凸起的冷却腔体，可以更加有效的带走磁靴33工作时产生的热量，同时铜背板上设有相互独立的第二压板36和第一压板37，可以保证在更换靶材时，也不会影响冷却腔体的密封效果。

本装置创造性的设计了液冷板34，并将其与铜背板35进行搭配使用，同时满足了磁靴及靶材的冷却要求，并且将磁靴(包括磁靴内部安装的永磁磁铁)同冷却液相分离，既不影响冷却，又保证了磁靴工作时的干燥程度，从而提升了设备的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。