一种实时间接测量溅射靶材温度装置的制作方法

本发明涉及真空磁控溅射镀膜技术领域，具体涉及一种实时间接测量溅射靶材温度装置。

背景技术：

磁控溅射是物理气相沉积（physicalvapordeposition，pvd）的一种，一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，而上世纪70年代发展起来的磁控溅射法更是实现了高速、低温、低损伤。因为是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。

目前应用的磁控溅射镀膜仪均不能实时测量靶材的温度，然而靶材的温度至关重要，如果靶材温度过高，轻则使磁控溅射装置中的强磁铁消磁，重则融化冷却水进出水管，造成安全事故。本发明旨在实时间接测量溅射靶材的温度，直接装在靶材铜底座内部的温度传感器相较于现有技术，可以间接准确测量溅射靶材的实时工作温度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供实时间接测量溅射靶材温度装置，以实现高效地、安全地和实时地测量靶材的温度。

本发明技术方案如下:

一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，包括贴合设置在靶材铜底座上的导热固定装置及设置在导热固定装置上的温度传感器装置，所述导热固定装置包括上导热固定铜块及下导热固定铜块，所述上导热固定铜块及下导热固定铜块通过固定螺丝设置在靶材铜底座内侧位置；所述温度传感器装置包括温度传感器探头、与温度传感器探头相连的防水耐高温线缆及与防水耐高温线缆相连的显示器。

所述的一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，所述上导热固定铜块及下导热固定铜块上分别有半圆形凹槽，且上导热固定铜块及下导热固定铜块上的半圆形凹槽拼接构成圆形凹槽，所述温度传感器探头嵌设在圆形凹槽内。

所述的一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，所述靶材铜底座下方设有底座，所述靶材铜底座与底座围接构成密闭腔体，从而形成冷却水箱。

所述的一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，所述冷却水箱上设有冷却水进水管及冷却水出水管，所述防水耐高温线缆上部分置于冷却水箱中，下部分穿过冷却水进水管置于空气中。

所述的一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，所述防水耐高温线缆和冷却水进水管接触部分采用防水耐高温胶水粘合密封。

所述的一种实时间接测量溅射靶材温度装置，其特征在于，所述底座上固定设置有磁铁。

本发明的有益效果是：该装置设计巧妙，结构合理，使用方便，应用本装置为样品进行磁控溅射镀膜，使镀膜过程更加安全，保障了实验人员的人身安全，保证了测量的薄膜与基体的结合力的稳定性与精确性，对薄膜的研究领域具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的导热铜块及传感器探头结构示意图；

图3为本发明的真空腔体整体安装示意图；

图中：1-上导热铜块，2-下导热铜块，3-防水耐高温线缆，4-温度传感器探头，5-固定螺丝，6-磁铁，7-第一底座螺丝，8-第二底座螺丝，9-第三底座螺丝，10-底座，11-冷却水出水管，12-冷却水进水管，13-显示器，14-靶材铜底座，15-真空腔体，16-排气口，17-支座，18-进气口，19-样片，20-靶材。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的描述：

如图1-3所示，磁控溅射镀膜装置包括真空腔体15、设置在真空腔体15顶部的样片19及设置在真空腔体15底部的靶材架，真空腔体15两侧分别设有排气口16、进气口18；所述靶材架设置在靶材20上，且靶材20与样片19正对；其中靶材架包括靶材铜底座14、底座10及支座17，支座17固在真空腔体15内壁上，底座10固定在支座17上，所述底座10上固定设置有磁铁6；靶材铜底座14固定在底座10上，且靶材铜底座14与底座10围接构成密封结构，并形成冷却水箱。

实时间接测量溅射靶材温度装置，包括贴合设置在靶材铜底座14上的导热固定装置及设置在导热固定装置上的温度传感器装置，所述导热固定装置包括上导热固定铜块1及下导热固定铜块2，所述上导热固定铜块1及下导热固定铜块2通过固定螺丝5设置在靶材铜底座14内侧位置；所述温度传感器装置包括温度传感器探头4、与温度传感器探头4相连的防水耐高温线缆3及与防水耐高温线缆3相连的显示器13。

上导热固定铜块1及下导热固定铜块2上分别有半圆形凹槽，且上导热固定铜块1及下导热固定铜块2上的半圆形凹槽拼接构成圆形凹槽，所述温度传感器探头4嵌设在圆形凹槽内。

冷却水箱上设有冷却水进水管12及冷却水出水管11，所述防水耐高温线缆3上部分置于冷却水箱中，下部分穿过冷却水进水管11置于空气中。其中防水耐高温线缆3和冷却水进水管12接触部分采用防水耐高温胶水粘合密封。

工作过程：

首先，打开设备的循环冷却水开关时，随后，打开设备工作电源启动设备，当设备正常工作时，这时候靶材20上方的稀有气体会启辉，并产生大量的热量，使得靶材20的温度快速升高，靶材20的热量通过热传导方式从靶材20上传递到靶材冷却铜底座14上，再传递到冷却水中。此时上导热固定铜块1和靶材冷却铜底座14紧密接触，所以温度传感器可以实时间接测量靶材冷却铜底座14的温度，可以间接反应靶材20的温度。温度传感器的温度可以在显示器13上实时显示，方便观察。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种实时间接测量溅射靶材温度装置，包括贴合设置在靶材铜底座上的导热固定装置及设置在导热固定装置上的温度传感器装置，所述导热固定装置包括上导热固定铜块及下导热固定铜块，所述上导热固定铜块及下导热固定铜块通过固定螺丝设置在靶材铜底座内侧位置；所述温度传感器装置包括温度传感器探头、与温度传感器探头相连的防水耐高温线缆及与防水耐高温线缆相连的显示器。本发明的有益效果是：该装置设计巧妙，结构合理，使用方便，应用本装置为样品进行磁控溅射镀膜，使镀膜过程更加安全，保障了实验人员的人身安全，保证了测量的薄膜与基体的结合力的稳定性与精确性，对薄膜的研究领域具有重要的意义。

技术研发人员：马毅;宋宇轩;黄先伟;俞越翎;张泰华
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2019.05.31
技术公布日：2019.08.13