磁控溅射装置的制作方法

1.本实用新型涉及镀膜设备技术领域，尤其是涉及一种磁控溅射装置。


背景技术：

2.金属镀膜是将靶材转化成离子并附着于工件上，形成膜层，而在镀膜过程中需要在真空镀膜室内提供稳定的磁场，以实现离子向工件表面的附着。
3.由于现有镀膜设备中的磁场仅能够提供一个较为稳定的磁场，但对等离子体的约束能力较差，从而导致工件上形成的膜层容易出现较多的空隙和缺陷。
4.因此，急需提供一种磁控溅射装置，以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种磁控溅射装置，以在一定程度上优化磁控溅射靶结构，提高对等离子体的约束能力，降低镀膜不均匀的问题。
6.本实用新型提供的一种磁控溅射装置，包括靶座机构和磁场机构；所述靶座机构包括靶座，所述磁场机构设置于所述靶座内，所述磁场机构包括多个极性交替排布的磁体，且相邻的两个磁控溅射装置之间相邻近的两个磁体的极性相反，以在多个所述磁控溅射装置之间形成闭合磁场。
7.其中，所述靶座机构还包括盖板，所述靶座的两端均形成有容纳槽，所述盖板的两端封盖于所述容纳槽的敞口处，所述磁场机构设置于所述容纳槽内。
8.具体地，所述容纳槽包括第一容纳槽和第二容纳槽，且所述第一容纳槽与所述第二容纳槽独立间隔设置，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽内均设有所述磁场机构。
9.进一步地，所述磁场机构包括安装座、第一磁体和第二磁体；所述第一磁体的磁极和所述第二磁体的磁极不同，所述安装座设置于所述容纳槽内，所述第一磁体和所述第二磁体分别设置于所述安装座的两端；当所述第一容纳槽内的第二磁体和所述第二容纳槽内的第二磁体相接近，所述第一容纳槽内的第一磁体和所述第二容纳槽内的第一磁体相远离时，相邻的所述靶座中的所述第一容纳槽内的第一磁体和所述第二容纳槽内的第一磁体相接近，所述第一容纳槽内的第二磁体和所述第二容纳槽内的第二磁体相远离。
10.其中，本实用新型提供的磁控溅射装置，还包括调节机构，所述调节机构与所述安装座相连接，以驱动所述安装座在所述容纳槽内滑动。
11.具体地，所述调节机构包括连接杆、连接板、导向件以及驱动杆；所述连接杆的一端与所述安装座相连接，另一端与所述连接板相连接，所述导向件与所述靶座相连接；所述导向件内，且沿所述导向件的轴向形成有导向部，所述驱动杆的一端形成有配合部，所述配合部与所述导向部相配合，使所述驱动杆能够沿所述导向件的轴向往复运动，以带动所述连接板运动。
12.进一步地，所述调节机构还包括手轮和密封管；所述手轮与所述驱动杆远离所述导向件的一端相连接，所述密封管与所述连接杆对应设置，且所述密封管的一端与所述连
接板封闭连接，另一端与所述靶座封闭连接，形成密闭空间，所述连接杆位于所述密闭空间内。
13.其中，本实用新型提供的磁控溅射装置，还包括靶材以及屏蔽罩；所述屏蔽罩形成屏蔽空间，所述靶座设置于所述屏蔽空间内，所述靶材呈矩形体结构，所述盖板背离所述容纳槽的一侧与所述靶座形成安装腔，所述靶材设置于所述安装腔内，且所述屏蔽罩对应所述靶材的位置形成有避让部，以将所述靶材露出；所述安装腔内设有第一压紧组件，所述第一压紧组件包括第一压板和第一紧固件，所述第一压板呈环形，且位于所述靶座机构的边缘，所述第一压板通过所述第一紧固件与所述靶座机构相连接，并能够沿所述靶材的周向将所述靶材固定于所述安装腔内。
14.具体地，所述靶材的中间位置开设有穿孔，所述穿孔内设有第二压紧组件，所述第二压紧组件包括第二压板和第二紧固件，所述第二紧固件穿过所述穿孔与所述靶座机构相连接，使所述第二压板压紧所述靶材。
15.进一步地，本实用新型提供的磁控溅射装置，还包括定位法兰和线圈座；所述靶座设置于所述定位法兰的一侧，所述线圈座设置于所述定位法兰的另一侧，所述线圈座用于缠绕线圈。
16.相对于现有技术，本实用新型提供的磁控溅射装置具有以下优势：
17.本实用新型提供的磁控溅射装置，包括靶座机构和磁场机构；靶座机构包括靶座，磁场机构设置于靶座内，磁场机构包括多个极性交替排布的磁体，且相邻的两个磁控溅射装置之间相邻近的两个磁体的极性相反，以在多个磁控溅射装置之间形成闭合磁场。
18.由此分析可知，由于磁体的磁场由n极出并进入s极，因此，通过在靶座内设置的多个极性交替排布的磁体，并使相邻的两个磁控溅射装置之间相邻近的两个磁体的极性相反，从而能够在真空镀膜室内形成稳定的闭合磁场。通过形成的闭合磁场能够在一定程度上将等离子体约束在次场内，从而能够在一定程度上减少镀层中的空隙和缺陷，提高洁净度，降低镀层的粗糙度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的磁控溅射装置第一视角的剖视图；
21.图2为本实用新型实施例提供的磁控溅射装置第二视角的剖视图；
22.图3为本实用新型实施例提供的磁控溅射装置第三视角的结构示意图。
23.图中：1-靶座；101-安装腔；2-靶材；3-屏蔽罩；4-第一压板；5-第一紧固件；6-第二压板；7-第二紧固件；8-盖板；9-容纳槽；901-第一容纳槽；902-第二容纳槽；10-安装座；11-第一磁体；12-第二磁体；13-连接杆；14-连接板；15-导向件；16-驱动杆；17-手轮；18-密封管；1801-密闭空间；19-定位法兰；20-线圈座；21-连接座。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
27.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。
29.为了易于描述，在这里可使用诸如“在
……
之上”、“上部”、“在
……
之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。
30.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
31.由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
32.这里所描述的示例的特征可按照在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本技术的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
33.如图1-图3所示，本实用新型提供一种磁控溅射装置，包括靶座机构和磁场机构；靶座机构包括靶座1，磁场机构设置于靶座1内，磁场机构包括多个极性交替排布的磁体，且相邻的两个磁控溅射装置之间相邻近的两个磁体的极性相反，以在多个磁控溅射装置之间形成闭合磁场。
34.相对于现有技术，本实用新型提供的磁控溅射装置具有以下优势：
35.由于磁体的磁场由n极出并进入s极，因此，通过在靶座1内设置的多个极性交替排布的磁体，并使相邻的两个磁控溅射装置之间相邻近的两个磁体的极性相反，从而能够在真空镀膜室内形成稳定的闭合磁场。通过形成的闭合磁场能够在一定程度上将等离子体约束在次场内，从而能够在一定程度上减少镀层中的空隙和缺陷，提高洁净度，降低镀层的粗糙度。
36.可以理解的是，为了能够形成闭合磁场，每个磁控溅射装置的磁场机构中至少包括三个磁体，且由于通常在镀膜设备中具有四个磁控溅射装置，因此，相对设置的两个磁控溅射装置中的磁体的布置相同，相邻的两磁控溅射装置中的磁体布置不同，即当其中一个磁控溅射装置中的磁体呈两端为n极，中间为s极时，则与该磁控溅射装置相邻的两个磁控溅射装置中的磁体的分布呈两端为s极，中间为n极，从而能够形成稳定的闭合磁场。
37.可选地，如图1-图3所示，本实用新型提供的磁控溅射装置，靶座机构还包括盖板8，靶座1的两端均形成有容纳槽9，盖板8的两端封盖于容纳槽9的敞口处，磁场机构设置于容纳槽内。
38.本技术中靶座1在长度方向上的两端均开设有容纳槽9，盖板8的尺寸和形状与靶座1的尺寸和形状相适配，从而使盖板8的两端能够封盖住容纳槽9的敞口，使容纳槽9能够形成相对闭合的容纳腔，进而能够为磁场机构提供稳定的安装空间。相应地，本技术中的磁场机构位于靶材2在长度方向上的两端，通过靶材2两端的磁场机构，能够在镀膜作业时提供稳定且均匀的磁场，提高镀膜的均匀程度。
39.而由于本技术中的盖板8沿靶座1的长度方向延伸，并覆盖靶座1，因此，通过设置的盖板8不仅能够配合容纳槽9形成相对密闭的承载空间，还能够将靶材2与靶座1之间相分隔，从而能够在一定程度上避免镀膜时靶材2的离子附着在靶座1上的问题。
40.优选地，如图1-图3所示，本技术中的容纳槽9包括第一容纳槽901和第二容纳槽902，且第一容纳槽901与第二容纳槽902独立间隔设置，第一容纳槽901和第二容纳槽902内均设有磁场机构。
41.上述的容纳槽9为靶座1的其中一端的容纳槽9，包括第一容纳槽901和第二容纳槽902，即靶材2的一端对应设有两个容纳槽9，相应地，第一容纳槽901和第二容纳槽902内均设有磁场机构，因此，本技术提供的磁控溅射装置中靶座1上具有两个第一容纳槽901和两个第二容纳槽902，且第一容纳槽901和第二容纳槽902并列设置，两个第一容纳槽901沿靶座1的长度方向相对设置，两个第二容纳槽902沿靶座1的长度方向相对设置，因此，本技术具有四个磁场机构。
42.在镀膜设备中，通常镀膜室为八边形结构，磁控溅射装置占用其中的四边，且间隔设置，因此，当本技术提供的磁控溅射装置应用在镀膜设备中时，磁控溅射装置的数量为四个，相应地，四个磁控溅射装置中的磁场机构能够形成稳定且均匀的磁场空间，进而提高镀膜效果。
43.可选地，如图1所示，本技术提供的磁场机构包括安装座10、第一磁体11和第二磁体12；第一磁体11的磁极和第二磁体12的磁极不同，安装座10设置于容纳槽9内，第一磁体11和第二磁体12分别设置于安装座10的两端，当第一容纳槽901内的第二磁体12和第二容纳槽902内的第二磁体12相接近，第一容纳槽901内的第一磁体11和第二容纳槽902内的第一磁体11相远离时，相邻的靶座1中的第一容纳槽901内的第一磁体11和第二容纳槽902内的第一磁体11相接近，第一容纳槽901内的第二磁体12和第二容纳槽902内的第二磁体12相远离。
44.本技术中第一容纳槽901和第二容纳槽902均设有一个第一磁体11和一个第二磁体12，且通过将第一容纳槽901内的第二磁体12和第二容纳槽902内的第二磁体12相接近设置，第一容纳槽901内的第一磁体11和第二容纳槽902内的第一磁体11相远离设置，能够配合镀膜设备中其他位置的磁控溅射装置中的磁场机构形成稳定的闭合磁场。
45.由于本技术中第一磁体11和第二磁体12的磁极不同，因此，当第一磁体11为n极时，相应地，第二磁体12为s极，从而使第一容纳槽901内的第一磁体11与第二磁体12之间产生磁场，第二容纳槽902内的第一磁体11与第二磁体12之间产生磁场，并且第一容纳槽901内的第一磁体11和第二容纳槽902内的第一磁体11还与相邻靶座1内的第二磁体12之间产生磁场，因此，以此种磁体分布方式，能够在真空镀膜室内形成稳定的闭合磁场，从而能够在一定程度上提升磁场对等离子体的约束能力，提高镀膜效果。
46.优选地，如图1所示，本实用新型提供的磁控溅射装置，还包括调节机构，调节机构与安装座10相连接，以驱动安装座10在容纳槽9内向接近或远离靶材2的方向滑动。
47.通过与安装座10相连接的调节机构，能够调节第一磁体11和第二磁体12与靶材2之间的间隔，从而能够根据不同需求，调节磁场强度，优化镀膜过程，提高镀膜效果。
48.可选地，如图1所示，本技术提供的调节机构包括连接杆13、连接板14、导向件15以及驱动杆16；连接杆13的一端与安装座10相连接，另一端与连接板14相连接，导向件15与靶座1相连接；导向件15内，且沿导向件15的轴向形成有导向部，驱动杆16的一端形成有配合部，配合部与导向部相配合，使驱动杆16能够沿导向件15的轴向往复运动，以带动连接板14运动。
49.优选地，本技术中导向件15内形成的导向部可以为内螺纹，驱动杆16的一端形成的配合部可以为外螺纹，因此，本技术中的驱动杆16和导向件15为螺纹连接。
50.由于本技术中的导向件15与靶座1相连接，而靶座1的位置相对固定，因此，使导向件15的位置固定。当驱动杆16转动时，在螺纹的作用下，驱动杆16能够向接近或远离靶材2的方向移动。
51.本技术中驱动杆16远离配合部的一端与连接板14相连接，驱动杆16的移动能够带动连接板14向接近或远离靶材2的方向移动。并且，本技术通过使连接杆13的一端与安装座10相连接，另一端与连接板14相连接，且连接杆13与安装座10一一对应，连接板14能够与两个连接杆13相连接，因此，当连接板14移动时，能够驱使两个连接杆13推动第一容纳槽901和第二容纳槽902内的安装座10同步运动，从而使第一安装座10上连接的第一磁体11和第二磁体12能够进行往复运动，进而实现磁场的调节。
52.此处需要补充说明的是，优选地，如图2结合图3所示，由于本技术中靶座1的两端均形成有容纳槽9，因此，相应地，本技术中的调节机构的数量为两个，即每个调节机构均能
够同步调节第一容纳槽901和第二容纳槽902内的安装座10的位置。
53.进一步优选地，如图1所示，本技术中的调节机构还包括手轮17和密封管18；手轮17与驱动杆16远离导向件15的一端相连接，密封管18与连接杆13对应设置，且密封管18的一端与连接板14封闭连接，另一端与靶座1封闭连接，形成密闭空间1801，连接杆13位于密闭空间1801内。
54.由于本技术中连接杆13需要相对靶座1移动，且连接杆13的两端分别与安装座10和连接板14相连接，因此，本技术中的容纳槽9无法避免的与靶座1上开设的用于设置连接杆13的通道相连通，从而影响了容纳槽9的密闭程度。因此，本技术通过在靶座1和连接板14之间设置密封管18，且将密封管18的一端与靶座1相连接，另一端与连接板14相连接，从而能够将连接杆13封闭在密封管18内，进而能够使容纳槽9与密封管18内的空间共同组成相对密闭的空间，保证磁场的稳定。
55.优选地，本技术中的密封管18为波纹管，当连接板14向接近靶座1的方向移动时，能够压缩波纹管，且在连接板14向远离靶座1的方向移动时，波纹管能够自动回复至初始的伸展状态。
56.进一步优选地，本技术中密封管18远离靶座1的一端连接有连接座21，且连接杆13远离安装座10的一端与连接座21相连接。通过设置的连接座21，一方面能够使密封管18的连接更加方便，且密封效果更好，另一方面，通过连接座21与连接板14之间的连接，能够使波纹管的变形以及连接杆13带动安装座10的动作过程更加稳定。
57.可以理解的是，本技术中的连接座21的数量与连接杆13的数量一一对应设置。
58.本技术中驱动杆16远离配合部的一端连接有手轮17，从而能够便于操作人员进行磁场的调节。
59.可选地，本技术提供的磁控溅射装置还包括靶材2以及屏蔽罩3；屏蔽罩3形成屏蔽空间，靶座1设置于屏蔽空间内，靶材2呈矩形体结构，靶座1与盖板8背离容纳槽9的一侧形成有安装腔101，靶材2设置于安装腔101内，且屏蔽罩3对应靶材2的位置形成有避让部，以将靶材2露出。
60.本实用新型提供的磁控溅射装置，通过屏蔽罩3形成的屏蔽空间，并将靶座机构设置在屏蔽空间内，从而当靶材2与靶座机构相连接后，能够在一定程度上避免靶材2在镀膜过程中转化呈离子后的无规则扩散。
61.而本技术中的靶材2呈矩形体结构，且靶座机构上形成有与靶材2形状相适配的安装腔101，从而使靶材2能够稳定的安装在安装腔101中，呈矩形体的靶材2的镀膜覆盖范围更大，且为一体式的靶材2中间无间隔，从而能够在一定程度上降低镀膜不均匀的问题。并且，由于本技术中的屏蔽罩3对应靶材2的位置形成有避让部，避让部能够使靶材2露出，因此，通过避让部形态的变化，能够改变靶材2的露出位置和露出面积，从而使镀膜更加灵活。
62.可以理解的是，为了能够更好的承载呈矩形体的靶材2，因此，本技术中的靶座1的截面呈矩形，从而能够提供适配的承载空间，即安装腔101，用于安装靶材2。
63.可选地，如图1-图3所示，本技术中安装腔101内设有第一压紧组件，第一压紧组件包括第一压板4和第一紧固件5，第一压板4呈环形，且位于靶座机构的边缘，第一压板4通过第一紧固件5与靶座机构相连接，并能够沿靶材2的周向将靶材2固定于安装腔101内。
64.本技术提供的第一压板4与靶座1的边缘通过多个第一紧固件5相连接，从而能够
沿靶材2的周向将靶材2压紧在安装腔101内。可以理解的是，本技术中呈环形的第一压板4与靶座1的边缘相接触的位置对应开设有定位孔，与靶材2相接触的位置由靶座1的边缘向安装腔101内延伸，从而能够覆盖并与靶材2的边缘相接触，实现对靶材2的定位压紧。
65.由于本技术中的靶材2为一体式结构，因此，为保证靶材2能够稳定的安装在安装腔101内，进一步地，如图3所示，本技术中靶材2的中间位置开设有穿孔，穿孔为沿靶材2长度方向延伸的腰孔，穿孔内设有第二压紧组件，第二压紧组件包括第二压板6和第二紧固件7，第二压板6能够覆盖穿孔并与靶材2相接触，第二紧固件7为多个，且沿第二压板6的长度方向间隔设置，并穿过穿孔与靶座1相连接，从而使第二压板6能够为靶材2提供稳定的压紧力。
66.此处需要补充说明的是，本技术中第一紧固件5和第二紧固件7的数量均为多个，且可以采用螺栓或螺钉等结构，实现对第一压板4和第二压板6与靶座1之间的稳定连接。
67.在实际应用时，如图1所示，本实用新型提供的磁控溅射装置，还包括定位法兰19和线圈座20；靶座1设置于定位法兰19的一侧，线圈座20设置于定位法兰19的另一侧，线圈座20用于缠绕线圈。
68.定位法兰19能够与镀膜设备的真空镀膜室的机体相连接，从而能够实现磁控溅射装置与真空镀膜室的可拆卸连接，而通过设置的线圈座20能够缠绕线圈，从而通过向线圈通电，配合磁场机构产生磁场。
69.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。