溅射阴极装置的制作方法

1.本实用新型涉及溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种溅射阴极装置。


背景技术：

2.常见的溅射镀膜方式主要有两种，一种是反应式溅射，一种是金属后反应溅射。对于反应式溅射，通常会在溅射源附近通入反应气体以参与溅射过程。在镀膜过程中，同一真空腔体内不同材料的溅射靶材之间可能会形成靶材表面的相互污染，因此，在后续镀膜的膜层沉积初期，溅射源的放电、膜层沉积速率及膜层光学常数往往是不稳定的。另外，镀膜设备破真空时，靶材表面也可能会被大气污染，从而可能影响后续镀膜质量。
3.因此，亟需一种溅射阴极装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种溅射阴极装置，有利于保证镀膜初期的镀膜质量。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.提供一种溅射阴极装置，包括阴极安装法兰、溅射阴极外护罩、靶管和磁棒，所述阴极安装法兰和所述溅射阴极外护罩形成容置腔，所述靶管和所述磁棒均可转动设置在所述容置腔内，所述溅射阴极外护罩上贯穿开设有溅射孔，所述靶管对应所述溅射孔设置。
7.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述溅射阴极外护罩包括可拆卸连接的顶盖和基体，所述基体为筒状，所述顶盖覆盖在所述基体远离所述阴极安装法兰的一端开口处，所述溅射孔开设在所述顶盖上。
8.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述溅射阴极外护罩还包括连接边沿，所述连接边沿连接于所述基体，所述连接边沿可拆卸连接于所述阴极安装法兰。
9.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述靶管和所述溅射孔均设置有两个，所述溅射阴极外护罩还包括设置在所述容置腔内的挡壁，所述挡壁设置在两个所述溅射孔之间。
10.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述溅射孔的宽度小于所述靶管的宽度。
11.作为溅射阴极装置的一种优选方案，还包括布气组件，所述布气组件设置在所述容置腔内，所述布气组件沿所述靶管的轴向延伸。
12.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述布气组件包括气体输出管和挡流板，所述挡流板设置在所述气体输出管与所述靶管之间。
13.作为溅射阴极装置的一种优选方案，所述挡流板包括主板和两个侧板，两个所述侧板分别设置在所述主板的两侧，所述侧板朝向所述阴极安装法兰的底壁倾斜设置。
14.作为溅射阴极装置的一种优选方案，还包括内挡板，所述内挡板设置在所述容置腔内，且铺设在所述阴极安装法兰的内侧。
15.作为溅射阴极装置的一种优选方案，还包括对接板，所述对接板设置在所述侧板
与所述底壁之间，且所述对接板与所述侧板平行间隔设置。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型提供了一种溅射阴极装置，包括阴极安装法兰、溅射阴极外护罩、靶管和磁棒，阴极安装法兰和溅射阴极外护罩形成容置腔，靶管和磁棒均可转动设置在容置腔内，溅射阴极外护罩上贯穿开设有溅射孔，靶管对应溅射孔设置。该溅射阴极装置在受到大气污染或其他靶材物质的污染时，可转动磁棒并对靶管进行清洗，并使清洗下来的污染物朝向容置腔内部扩散，以保证镀膜初期的镀膜质量。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例所提供的溅射阴极装置的第一视角的部分结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例所提供的溅射阴极装置的部分结构的剖视图；
20.图3是本实用新型实施例所提供的溅射阴极外护罩的结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例所提供的溅射阴极装置的第二视角的部分结构示意图。
22.图中：
23.1、阴极安装法兰；
24.2、溅射阴极外护罩；21、顶盖；211、溅射孔；212、顶壁；22、基体；221、环状边沿；23、连接边沿；24、挡壁；
25.3、靶管；4、磁棒；5、气体输出管；
26.6、挡流板；61、主板；62、侧板；
27.7、内挡板；71、对接板；
28.8、靶管驱动组件；9、磁棒驱动组件。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；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。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.如图1-图2所示，本实施例的溅射阴极装置，包括阴极安装法兰1、溅射阴极外护罩2、靶管3和磁棒4。其中，阴极安装法兰1和溅射阴极外护罩2形成容置腔，靶管3和磁棒4均可
转动设置在容置腔内，溅射阴极外护罩2上贯穿开设有溅射孔211，靶管3对应溅射孔211设置。在磁控溅射过程中，靶材物质通过溅射孔211溅射出去并沉积至基材的表面。且为了便于在基材上的溅射镀膜，靶管3的大部分设置在容置腔内靠近溅射阴极外护罩2的一侧，基材则设置在容置腔外。
33.该溅射阴极装置在受到大气或其他靶材物质的污染时，可对靶管3进行预溅射的洗靶操作，以去除靶材表面上的污染成分，保证后续镀膜初期的镀膜质量。且进一步地，在预溅射时，可转动磁棒4使溅射方向背向溅射孔211，尽可能使溅射出来的污染物朝向容置腔远离溅射孔211侧的内部扩散，防止其溅射到基材上，或污染基材所在的镀膜腔，进一步保证镀膜质量。
34.如图1-图3所示，优选地，溅射阴极外护罩2包括可拆卸连接的顶盖21和基体22，基体22的主体为两端开口的长方体筒状，长方体筒状的基体22的第一端的开口设置于溅射孔211附近，第二端的开口设置于阴极安装法兰1的底壁附近，即第一端的开口与第二端的开口相对设置。
35.顶盖21覆盖在基体22的第一端的开口处，即基体22远离阴极安装法兰1的一端开口处，溅射孔211开设在顶盖21上。溅射阴极外护罩2设置为可拆卸连接的两部分，可便于对容置腔内部进行维护，便于拆装靶管3和磁棒4等部件，且在顶盖21发生损坏或出现脏污时便于更换或维护。
36.可选地，顶盖21包括四边形的顶壁212和四个第一侧壁，基体22包括四个第二侧壁和环状边沿221，环状边沿221设置在基体22的第一端的开口处，且连接于四个第二侧壁，并且朝向溅射孔211延伸。顶盖21的顶壁212的四围连接于基体22的环状边沿221，顶盖21的第一侧壁连接于基体22的第二侧壁。在本实施例中，顶盖21的顶壁212的四围和基体22的环状边沿221均开设有装配孔，以便设置螺栓等定位件对顶盖21和基体22进行固定。顶盖21和基体22的部分结构重叠有利于提高结构强度，防止变形。
37.为了使溅射阴极外护罩2与阴极安装法兰1连接牢固，且为了防止有溅射颗粒从溅射阴极外护罩2与阴极安装法兰1之间的间隙处，优选地，溅射阴极外护罩2还包括连接边沿23，连接边沿23连接于基体22，连接边沿23可拆卸连接于阴极安装法兰1。可选地，在本实施例中，连接边沿23设置有两个，两个连接边沿23相对设置在两个基体22处，以保证连接的稳固性。
38.需要说明的是，基体22的四个第二侧壁构成筒状，即使在此基础上增设环状边沿221，也可理解为基体22属于筒状结构。另外，在其他实施例中，顶盖21、基体22和连接边沿23中的两个或三个可设置为一体成型，基体22的四个第二侧壁和环状边沿221也可设置为可拆卸结构。
39.优选地，靶管3和溅射孔211均设置有两个，为了防止两个靶管3在清洗时，将污染物溅射到相邻靶管3上，溅射阴极外护罩2还包括设置在容置腔内的挡壁24，挡壁24垂直连接于顶盖21，挡壁24设置在两个溅射孔211之间。
40.优选地，溅射孔211的宽度小于靶管3的宽度，以使靶管3部分暴露在溅射孔211处，在实现溅射功能的同时，保证在靶管3清洗时污染物被阻挡，不能扩散到基材所在的镀膜腔内。
41.优选地，该溅射阴极装置还包括布气组件，以提供溅射镀膜所需的气体，布气组件
设置在容置腔内，布气组件沿平行于靶管3轴向的方向延伸，以保证沿轴向各处气体的均匀性。
42.优选地，布气组件包括气体输出管5和挡流板6，挡流板6罩设在气体输出管5上，且挡流板6设置在气体输出管5与靶管3之间，以保证在清洗靶管3时，污染物不至于溅射到气体输出管5上，以至于污染后续输出的气体。
43.优选地，挡流板6包括主板61和两个侧板62，两个侧板62分别设置在主板61的两侧，侧板62朝向阴极安装法兰1的底壁倾斜设置。气体会绕过挡流板6的侧板62而扩散到容置腔内，气体在绕行过程中会进一步扩散均匀，以防止气体直接扩散时均匀度不佳。同时，在对靶管3进行预溅射洗靶操作时，挡流板6还可以防止溅射出来的膜料堆积于气体输出管5的气体出口，保证气体出口的通畅。
44.优选地，该溅射阴极装置还包括内挡板7，内挡板7设置在容置腔内，且铺设在阴极安装法兰1的内壁处。靶管3在预溅射清洗过程中，溅射出的污染物会附着到内挡板7上，以防止阴极安装法兰1等部件的污染。为了提高溅射污染物在内挡板7上的附着效率，优选地，内挡板7朝向靶管3的表面进行了特殊处理，可选用喷砂或者铝熔射等处理方式。
45.可选地，内挡板7至少包括第一板和第二板，第一板铺设在阴极安装法兰1的内侧底壁上，第二板铺设在阴极安装法兰1的内侧面。当然内挡板7可为多块内挡板7拼接而成，在此不作过多限制。
46.优选地，该溅射阴极装置还包括对接板71，对接板71设置在侧板62与底壁之间，且对接板71与侧板62平行间隔设置。即气体需要先通过对接板71与侧板62之间的通道，才能扩散到容置腔内。通过控制气体输出的角度，即可使气体在对接板71与侧板62之间经历多次折返，进一步提高气体的均匀度。
47.优选地，对接板71与内挡板7的其他结构一体成型，以减少组件的个数，简化装配过程。
48.靶管3间隔套设在磁棒4的外侧，如图4所示，优选地，该溅射阴极装置还包括靶管驱动组件8和磁棒驱动组件9，以分别对靶管3和磁棒4沿自身轴向的转动进行驱动。
49.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。