專(zhuān)利名稱(chēng)：磁控濺射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鍍膜設(shè)備，具體地說(shuō)是一種磁控濺射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用磁控濺射(高速低溫濺射)原理的裝置，可以制備各種硬質(zhì)膜、金屬膜、 半導(dǎo)體膜、介質(zhì)膜、鐵磁膜和磁性薄膜等納米級(jí)的單層及多層功能膜。它的特點(diǎn)是可制備成靶材的各種材料均可作為薄膜材料，包括各種金屬、半導(dǎo)體、鐵磁材料，以及絕緣的氧化物、陶瓷、聚合物等物質(zhì)，尤其適合高熔點(diǎn)和低蒸汽壓的材料沉積鍍膜。在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式，可沉積所需組分的混合物、化合物薄膜；在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜?，F(xiàn)有的磁控濺射設(shè)備只能單一的實(shí)現(xiàn)單個(gè)及多元靶的垂直濺射或多元靶的共濺射。然而，在材料科學(xué)研究中，往往需要可以調(diào)節(jié)各組分物質(zhì)的含量及組成形式。實(shí)施新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁控濺射系統(tǒng)。該磁控濺射系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)多元靶垂直濺射多層膜又可實(shí)現(xiàn)斜靶共濺射復(fù)合膜。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括磁控室、基片轉(zhuǎn)臺(tái)、基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、磁控靶、機(jī)臺(tái)架、真空抽氣系統(tǒng)及電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，其中磁控室安裝在機(jī)臺(tái)架上、與位于機(jī)臺(tái)架內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室內(nèi)均布有多個(gè)安裝在磁控室的下法蘭上的磁控靶；所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在磁控室的上蓋上，所載基片位于磁控室內(nèi)、各磁控靶的上方，磁控室的上蓋上還安裝有基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)臺(tái)架內(nèi)安裝有電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)的輸出端由機(jī)臺(tái)架穿出、與磁控室的上蓋相連接，帶動(dòng)上蓋及上蓋上的基片轉(zhuǎn)臺(tái)和基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)升降。其中所述磁控靶具有垂直基片轉(zhuǎn)臺(tái)或傾斜基片轉(zhuǎn)臺(tái)兩個(gè)工作位，每個(gè)磁控靶上方均設(shè)有一個(gè)磁控靶擋板，該磁控靶擋板與安裝在機(jī)臺(tái)架內(nèi)部的第三電機(jī)相連，通過(guò)第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁控靶擋板；所述每個(gè)磁控靶的外圍均設(shè)有安裝在磁控室的下法蘭上的磁控靶屏蔽筒；所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)，其一端載有基片、插入磁控室內(nèi)，另一端位于上蓋的上方；所述上蓋上安裝有第一電機(jī)，該第一電機(jī)通過(guò)同步帶和帶輪組件與基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)連接、帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；所述磁控室內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有電動(dòng)基片擋板，該電動(dòng)基片擋板的一端位于基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)載有基片的一端與各磁控靶濺射端之間，電動(dòng)基片擋板的另一端與安裝在機(jī)臺(tái)架內(nèi)的第二電機(jī)相連，通過(guò)第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述電動(dòng)基片擋板位于各磁控靶的中間，各磁控靶垂直于電動(dòng)基片擋板；該電動(dòng)基片擋板的一端為圓形擋板，上面開(kāi)有露出被鍍基片的圓孔；所述基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)的另一端設(shè)有與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接的圓光柵編碼器；所述基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)上具有六個(gè)工位，其中一或兩個(gè)工位上方設(shè)有加熱爐，其余工位通水冷卻；[0009]所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)，其一端載有基片、插入磁控室內(nèi)，另一端位于上蓋的上方；所述上蓋上安裝有第四電機(jī)，該第四電機(jī)驅(qū)動(dòng)單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)；所述單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)具有一個(gè)加熱工位、處于單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)的中間，各磁控靶位于該單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)加熱工位的周?chē)辉趩渭訜嶙赞D(zhuǎn)盤(pán)的加熱工位上載有基片，該基片下方設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件; 所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)，其一端載有基片、插入磁控室內(nèi)，另一端位于上蓋的上方； 所述上蓋上安裝有第一電機(jī)，該第一電機(jī)通過(guò)同步帶和帶輪組件與基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)連接、帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)具有一個(gè)冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)的中間，各磁控靶位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)冷卻工位的周?chē)?；在單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)的冷卻工位上載有基片，該基片下方設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1.功能齊全。本實(shí)用新型具有用磁控濺射制備各種單質(zhì)膜、多層膜、混合物膜、化合物膜的全部功能。2.自動(dòng)化程度高。本實(shí)用新型由計(jì)算機(jī)控制磁控室內(nèi)各基片擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)、基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)基片的公轉(zhuǎn)和兩個(gè)加熱爐下基片的控溫、單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)和單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)基片的自轉(zhuǎn)、磁控室內(nèi)每個(gè)磁控靶擋板的開(kāi)關(guān)等；在已設(shè)定的程序下，可制備各類(lèi)納米級(jí)的單層或多層功能膜。3.互換性高。本實(shí)用新型磁控室的上蓋上的基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)可以根據(jù)需要更換成單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)或者單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)；磁控室的下法蘭上的幾個(gè)磁控靶可以自由選擇安裝濺射非鐵磁性材料的普通永磁靶、濺射鐵磁性材料的強(qiáng)永磁靶或者電磁靶，而且還可以根據(jù)靶材大小選擇Φ 50mm、Φ 2英寸、Φ 60mm或者Φ 75mm的磁控靶，且磁控靶頭可折彎。4.可靠性好。本實(shí)用新型磁控室的上蓋上的基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)圓光柵編碼器實(shí)現(xiàn)定位，達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤，有水流報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)分子泵、磁控靶、基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)等有斷水報(bào)警切斷相應(yīng)電源的功能。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的俯視圖；其中1為磁控室，2為上蓋，3為基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)，4為第一電機(jī)，5為電動(dòng)基片擋板，6為磁控靶，7為機(jī)臺(tái)架，8為磁控靶擋板，9為機(jī)械泵，10為插板閥，11為渦輪分子泵，12為同步帶和帶輪組件，13為磁控靶屏蔽筒，14為電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，15為下法蘭，16為圓光柵編碼器，17為連接板，18為第二電機(jī)，19為第三電機(jī)，20為旁抽角閥，21為進(jìn)氣截止閥， 22為第一減速器，23為第二減速器，24為單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)，25為手動(dòng)基片擋板組件，26為第四電機(jī)，27為單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)。CN 202322998 U具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。本實(shí)用新型包括磁控室1、基片轉(zhuǎn)臺(tái)、基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、磁控靶6、機(jī)臺(tái)架7、真空抽氣系統(tǒng)及電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14，其中磁控室1安裝在機(jī)臺(tái)架7上、與位于機(jī)臺(tái)架 7內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室1內(nèi)均布有多個(gè)(一 四個(gè))安裝在磁控室1的下法蘭15上的磁控靶6 ；所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在磁控室1的上蓋2上，所載基片位于磁控室1內(nèi)、各磁控靶6的上方，磁控室1的上蓋2上還安裝有基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)臺(tái)架7內(nèi)安裝有電動(dòng)提升機(jī)構(gòu) 14，該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14的輸出端由機(jī)臺(tái)架7穿出、與磁控室1的上蓋2相連接，帶動(dòng)上蓋2 及上蓋2上的基片轉(zhuǎn)臺(tái)和基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)升降。本實(shí)用新型為單室結(jié)構(gòu)，可在磁控室1內(nèi)進(jìn)行多元靶垂直濺射多層膜，又可進(jìn)行斜靶共濺射復(fù)合膜。實(shí)施例一本實(shí)施例的基片轉(zhuǎn)臺(tái)為基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3。如圖1 3所示，磁控室1為圓筒型立式結(jié)構(gòu)，通過(guò)下法蘭15固定在機(jī)臺(tái)架7上； 磁控室1的圓周表面上焊接有各種規(guī)格的法蘭接口，包括觀察窗口、旁抽角閥接口、進(jìn)氣閥接口、電極引線接口、規(guī)管接口、磁控濺射靶接口、主抽分子泵接口、基片擋板接口、預(yù)留有輔助交接用機(jī)械手接口、預(yù)處理室接口和一些備用法蘭接口，便于功能擴(kuò)展用；該磁控室1 與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，真空抽氣系統(tǒng)是由插板閥10和渦輪分子泵11 連接，加上下面的機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)主抽，由旁抽角閥20和機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)旁路抽氣。磁控室1內(nèi)的下法蘭15上安裝有四個(gè)磁控靶6，垂直正對(duì)裝在基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3上的基片、進(jìn)行磁控濺射鍍膜。每個(gè)磁控靶6上方均設(shè)有一個(gè)磁控靶擋板8，該磁控靶擋板8與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)部的第三電機(jī)19相連，通過(guò)第三電機(jī)19驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁控靶擋板 8。磁控靶擋板8關(guān)閉狀態(tài)即磁控靶擋板8位于磁控靶6的正上方，將磁控靶6擋?。欢趴匕袚醢?開(kāi)啟狀態(tài)即磁控靶擋板8轉(zhuǎn)至一側(cè)，露出磁控靶6。每個(gè)磁控靶6的外圍均設(shè)有安裝在磁控室1的下法蘭15上的磁控靶屏蔽筒13，以避免靶材之間的交叉污染。磁控靶6 可以自由選擇安裝永磁靶或者電磁靶，永磁靶射頻濺射和直流濺射兼容，靶內(nèi)有水冷，包含濺射非鐵磁性材料的普通永磁靶、濺射鐵磁性材料的強(qiáng)永磁靶。基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3的一端載有基片、插入磁控室1內(nèi)，位于各磁控靶6濺射端的上方，基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3的另一端位于上蓋2的上方，連接有與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接的圓光柵編碼器16 ；本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)。上蓋2上安裝有第一電機(jī)4和第一減速器22，該第一電機(jī)4和第一減速器22通過(guò)同步帶和帶輪組件12與基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3連接、帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3旋轉(zhuǎn)；磁控室1內(nèi)安裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)基片擋板5，該電動(dòng)基片擋板5的一端位于基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3載有基片的一端與各磁控靶 6濺射端之間，電動(dòng)基片擋板5的另一端與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的第二減速器22及第二電機(jī) 18依次連接，通過(guò)第二電機(jī)18驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)基片擋板5的一端為圓形擋板，上面開(kāi)有圓孔，露出被鍍基片，遮擋其余不被濺射的基片；電動(dòng)基片擋板5位于各磁控靶6的中間，即電動(dòng)基片擋板5頂端的圓形擋板的
6中心軸線與各磁控靶6中間圍成的圓的中心軸線共線，各磁控靶6分別垂直于電動(dòng)基片擋板5?；浼訜峁D(zhuǎn)臺(tái)3上具有六個(gè)工位，可以放置六片基片，其中一或兩個(gè)工位上方設(shè)有加熱爐，其余工位通水冷卻。加熱爐下的基片加熱溫度由熱電偶閉環(huán)反饋控制，基片最大尺寸Φ 50mm。電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14包括一安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接一絲杠，絲杠的另一端由機(jī)臺(tái)架7穿出，在絲杠7的另一端上螺紋連接有與連接板17固接的絲母，通過(guò)絲母與絲杠的螺紋副即可轉(zhuǎn)換成絲母及連接板17沿絲杠軸向的上下移動(dòng)副， 實(shí)現(xiàn)上蓋2上掀蓋；電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14也可為升降氣缸，下端安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)，上端由機(jī)臺(tái)架7穿出、固接有連接板17，該連接板17與磁控室1的上蓋2固接，通過(guò)電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14 的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上蓋2及上蓋2上的基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3、第一電機(jī)4、第一減速器22升降。本實(shí)施例的工作原理為本實(shí)施例在磁控室1的上蓋2上裝配有基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3，將電動(dòng)基片擋板5 和磁控靶屏蔽筒13安裝在磁控室1的下法蘭15上，將磁控靶6的靶頭均垂直正對(duì)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3上的基片，調(diào)整靶材與樣品之間的距離，可以用于多元靶垂直濺射鍍制多層膜。具體操作為首先進(jìn)行煉靶，電動(dòng)基片擋板5遮擋住所有樣品，通過(guò)第三電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)打開(kāi)各磁控靶6的磁控靶擋板8，各磁控靶6起輝做煉靶用，當(dāng)靶材被濺射出新鮮表面時(shí)，即煉靶完成，關(guān)閉各磁控靶擋板。第一電機(jī)4工作，通過(guò)第一減速器22及同步帶和帶輪組件12帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而將基片轉(zhuǎn)到需要的磁控靶上方，開(kāi)啟該磁控靶擋板，該磁控靶起輝；第二電機(jī)18工作，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)基片擋板5旋轉(zhuǎn)，使其上的圓孔旋轉(zhuǎn)至被濺射基片的位置，露出被濺射的基片，進(jìn)行濺射鍍膜；待該處膜層鍍制完成后，關(guān)閉該磁控靶的磁控靶擋板；將基片轉(zhuǎn)至下一個(gè)磁控靶上方，開(kāi)啟該磁控靶擋板，磁控靶起輝，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)基片擋板 5上的圓孔到基片位置，進(jìn)行濺射鍍制下一個(gè)膜層。在鍍膜過(guò)程中，可對(duì)樣品進(jìn)行水冷，也可設(shè)定溫度與時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行加熱處理。本實(shí)施例的基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3由第一電機(jī)4、第一減速器22加上同步帶和帶輪組件12驅(qū)動(dòng)公轉(zhuǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制圓光柵編碼器16，實(shí)現(xiàn)基片的準(zhǔn)確定位。實(shí)施例二本實(shí)施例的基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)24。如圖4、圖5所示，磁控室1為圓筒型立式結(jié)構(gòu)，通過(guò)下法蘭15固定在機(jī)臺(tái)架7上； 磁控室1的圓周表面上焊接有各種規(guī)格的法蘭接口，包括觀察窗口、旁抽角閥接口、進(jìn)氣閥接口、電極引線接口、規(guī)管接口、磁控濺射靶接口、主抽分子泵接口、基片擋板接口、預(yù)留有輔助交接用機(jī)械手接口、預(yù)處理室接口和一些備用法蘭接口，便于功能擴(kuò)展用；該磁控室1 與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，真空抽氣系統(tǒng)是由插板閥10和渦輪分子泵11 連接，加上下面的機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)主抽，由旁抽角閥20和機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)旁路抽氣。磁控室1內(nèi)的下法蘭15上安裝有四個(gè)磁控靶6，傾斜于裝在單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M上的基片、進(jìn)行磁控濺射鍍膜。每個(gè)磁控靶6上方均設(shè)有一個(gè)磁控靶擋板8，該磁控靶擋板8與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)部的第三電機(jī)19相連，通過(guò)第三電機(jī)19驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁控靶擋板8。磁控靶擋板8關(guān)閉狀態(tài)即磁控靶擋板8將磁控靶6擋住，而磁控靶擋板8開(kāi)啟狀態(tài)即磁控靶擋板8轉(zhuǎn)至一側(cè)，露出磁控靶6。磁控靶6可以自由選擇安裝永磁靶或者電磁靶，永磁靶射頻濺射和直流濺射兼容，靶內(nèi)有水冷，包含濺射非鐵磁性材料的普通永磁靶、濺射鐵磁性材料的強(qiáng)永磁靶。本實(shí)施例的磁控靶6的靶頭可以彎折，傾斜于基片。單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M的一端載有基片、插入磁控室1內(nèi)，位于各磁控靶6濺射端的上方，單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M的另一端位于上蓋2的上方，單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M通過(guò)安裝在上蓋2上的第四電機(jī)26驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；在上蓋2上還設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件25，該手動(dòng)基片擋板組件25 包括轉(zhuǎn)軸及擋板，其中轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在上蓋2上，轉(zhuǎn)軸的下端連接有擋板，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸可將該擋板擋住單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M上的基片。單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M具有一個(gè)加熱工位、處于單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)的中間，可放置一片基片；手動(dòng)基片擋板組件25中的擋板在遮擋基片時(shí)位于基片的正下方，各磁控靶6位于該單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)M加熱工位的周?chē)?，各磁控?中間圍成的圓的中心軸線與基片的中心軸線共線?；訜嵊蔁犭娕奸]環(huán)反饋控制，可對(duì)基片加熱至 SOO0C 士 1°C ；基片最大尺寸Φ50πιπι，由第四電機(jī)沈驅(qū)動(dòng)基片連續(xù)回轉(zhuǎn)，以加強(qiáng)成膜的均勻性，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制鍍膜過(guò)程。電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14包括一安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接一絲杠，絲杠的另一端由機(jī)臺(tái)架7穿出，在絲杠7的另一端上螺紋連接有與連接板17固接的絲母，通過(guò)絲母與絲杠的螺紋副即可轉(zhuǎn)換成絲母及連接板17沿絲杠軸向的上下移動(dòng)副， 實(shí)現(xiàn)上蓋2上掀蓋；電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14也可為升降氣缸，下端安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)，上端由機(jī)臺(tái)架7穿出、固接有連接板17，該連接板17與磁控室1的上蓋2固接，通過(guò)電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14 的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上蓋2及上蓋2上的單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)Μ、第四電機(jī)沈、手動(dòng)基片擋板組件25升降。本實(shí)施例的工作原理為當(dāng)拆下基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3、電動(dòng)基片擋板5和磁控靶屏蔽筒13，換上單加熱轉(zhuǎn)盤(pán)M及手動(dòng)基片擋板組件25，將磁控靶6的靶頭折彎、共同指向單加熱轉(zhuǎn)盤(pán)M上的基片， 可以用于對(duì)基片加熱時(shí)的多元材料的共濺射。在手動(dòng)基片擋板組件25的輔助下，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制程序進(jìn)行斜靶共濺射復(fù)合膜。首先進(jìn)行煉靶，煉靶完成后，打開(kāi)磁控靶擋板8，磁控靶6起輝，打開(kāi)手動(dòng)基片擋板組件 25，進(jìn)行濺射鍍膜；可進(jìn)行單靶單濺射、多靶輪流濺射、多靶共濺射，并且磁控靶6的功率可調(diào)。在鍍膜過(guò)程中，在配置有單加熱轉(zhuǎn)盤(pán)M的濺射系統(tǒng)中，可設(shè)定時(shí)間和溫度對(duì)基片進(jìn)行加熱處理。本實(shí)施例的磁控靶6的靶頭可以折彎，靶材中心到基片中心的間距可以連續(xù)調(diào)節(jié)，并有調(diào)位距離指示。實(shí)施例三本實(shí)施例的基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27。如圖6、圖7所示，磁控室1為圓筒型立式結(jié)構(gòu)，通過(guò)下法蘭15固定在機(jī)臺(tái)架7上； 磁控室1的圓周表面上焊接有各種規(guī)格的法蘭接口，包括觀察窗口、旁抽角閥接口、進(jìn)氣閥接口、電極引線接口、規(guī)管接口、磁控濺射靶接口、主抽分子泵接口、基片擋板接口、預(yù)留有輔助交接用機(jī)械手接口、預(yù)處理室接口和一些備用法蘭接口，便于功能擴(kuò)展用；該磁控室1 與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，真空抽氣系統(tǒng)是由插板閥10和渦輪分子泵11 連接，加上下面的機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)主抽，由旁抽角閥20和機(jī)械泵9組成的氣路實(shí)現(xiàn)旁路抽氣。磁控室1內(nèi)的下法蘭15上安裝有四個(gè)磁控靶6，傾斜于裝在單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27上的基片、進(jìn)行磁控濺射鍍膜。每個(gè)磁控靶6上方均設(shè)有一個(gè)磁控靶擋板8，該磁控靶擋板8與安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)部的第三電機(jī)19相連，通過(guò)第三電機(jī)19驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁控靶擋板8。磁控靶擋板8關(guān)閉狀態(tài)即磁控靶擋板8將磁控靶6擋住，而磁控靶擋板8開(kāi)啟狀態(tài)即磁控靶擋板 8轉(zhuǎn)至一側(cè)，露出磁控靶6。磁控靶6可以自由選擇安裝永磁靶或者電磁靶，永磁靶射頻濺射和直流濺射兼容，靶內(nèi)有水冷，包含濺射非鐵磁性材料的普通永磁靶、濺射鐵磁性材料的強(qiáng)永磁靶。本實(shí)施例的磁控靶6的靶頭可以彎折，傾斜于基片。單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27的一端載有基片、插入磁控室1內(nèi)，位于各磁控靶6濺射端的上方，單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27的另一端位于上蓋2的上方。上蓋2上安裝有第一電機(jī)4和第一減速器22，該第一電機(jī)4和第一減速器22通過(guò)同步帶和帶輪組件12與單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27連接、 帶動(dòng)單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27旋轉(zhuǎn)。在上蓋2上還設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件25，該手動(dòng)基片擋板組件 25包括轉(zhuǎn)軸及擋板，其中轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在上蓋2上，轉(zhuǎn)軸的下端連接有擋板，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸可將該擋板擋住單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27上的基片。單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27具有一個(gè)冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27的中間，可放置一個(gè)基片；手動(dòng)基片擋板組件25中的擋板在遮擋基片時(shí)位于基片的正下方，各磁控靶6位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27冷卻工位的周?chē)鞔趴匕?中間圍成的圓的中心軸線與基片的中心軸線共線。基片可通水冷卻，也可通液氮冷卻；基片最大尺寸 Φ 50mm,由第一電機(jī)4、第一減速器22通過(guò)同步帶和帶輪組件12驅(qū)動(dòng)單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27上的基片自轉(zhuǎn)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制鍍膜過(guò)程。電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14包括一安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接一絲杠，絲杠的另一端由機(jī)臺(tái)架7穿出，在絲杠7的另一端上螺紋連接有與連接板17固接的絲母，通過(guò)絲母與絲杠的螺紋副即可轉(zhuǎn)換成絲母及連接板17沿絲杠軸向的上下移動(dòng)副， 實(shí)現(xiàn)上蓋2上掀蓋；電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14也可為升降氣缸，下端安裝在機(jī)臺(tái)架7內(nèi)，上端由機(jī)臺(tái)架7穿出、固接有連接板17，該連接板17與磁控室1的上蓋2固接，通過(guò)電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)14 的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上蓋2及上蓋2上的單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)27、第一電機(jī)4及第一減速器3升降。本實(shí)施例的工作原理為當(dāng)拆下基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)3、電動(dòng)基片擋板5和磁控靶屏蔽筒13，換上單冷卻轉(zhuǎn)盤(pán)27及手動(dòng)基片擋板組件25，將磁控靶6的靶頭折彎、共同指向單冷卻轉(zhuǎn)盤(pán)27上的基片， 可以用于對(duì)基片加熱時(shí)的多元材料的共濺射。在手動(dòng)基片擋板組件25的輔助下，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制程序進(jìn)行斜靶共濺射復(fù)合膜。首先進(jìn)行煉靶，煉靶完成后，打開(kāi)磁控靶擋板8，磁控靶6起輝，打開(kāi)手動(dòng)基片擋板組件 25，進(jìn)行濺射鍍膜；可進(jìn)行單靶單濺射、多靶輪流濺射、多靶共濺射，并且磁控靶6的功率可調(diào)。在鍍膜過(guò)程中，在配置有單冷卻轉(zhuǎn)盤(pán)27的濺射系統(tǒng)中，可對(duì)基片進(jìn)行水冷。本實(shí)施例的磁控靶6的靶頭可以折彎，靶材中心到基片中心的間距可以連續(xù)調(diào)節(jié)，并有調(diào)位距離指示。本實(shí)用新型的各個(gè)電機(jī)可分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型提供一種即可實(shí)現(xiàn)垂直濺射又可實(shí)現(xiàn)共濺射的磁控濺射系統(tǒng)，磁控濺射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、真空度高(6.6X10E-6Pa)，可供實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)、科研單位制作、研究各種材料及其性質(zhì)、各種薄膜及其性質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于包括磁控室(1)、基片轉(zhuǎn)臺(tái)、基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、磁控靶(6)、機(jī)臺(tái)架(7)、真空抽氣系統(tǒng)及電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)(14)，其中磁控室(1)安裝在機(jī)臺(tái)架(7)上、與位于機(jī)臺(tái)架(7)內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室(1)內(nèi)均布有多個(gè)安裝在磁控室(1)的下法蘭(1 上的磁控靶(6)；所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在磁控室(1)的上蓋(2)上，所載基片位于磁控室(1)內(nèi)、各磁控靶(6)的上方，磁控室(1)的上蓋( 上還安裝有基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)臺(tái)架⑵內(nèi)安裝有電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)(14)，該電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)(14)的輸出端由機(jī)臺(tái)架(7)穿出、與磁控室(1)的上蓋( 相連接，帶動(dòng)上蓋( 及上蓋( 上的基片轉(zhuǎn)臺(tái)和基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)升降。
2.按權(quán)利要求1所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述磁控靶(6)具有垂直基片轉(zhuǎn)臺(tái)或傾斜基片轉(zhuǎn)臺(tái)兩個(gè)工作位，每個(gè)磁控靶(6)上方均設(shè)有一個(gè)磁控靶擋板(8)，該磁控靶擋板(8)與安裝在機(jī)臺(tái)架(7)內(nèi)部的第三電機(jī)(19)相連，通過(guò)第三電機(jī)(19)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)磁控靶擋板⑶。
3.按權(quán)利要求1所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)磁控靶(6)的外圍均設(shè)有安裝在磁控室(1)的下法蘭(15)上的磁控靶屏蔽筒(13)。
4.按權(quán)利要求1所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)，其一端載有基片、插入磁控室(1)內(nèi)，另一端位于上蓋O)的上方；所述上蓋(2) 上安裝有第一電機(jī)G)，該第一電機(jī)(4)通過(guò)同步帶和帶輪組件(1 與基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)連接、帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)C3)旋轉(zhuǎn)；所述磁控室(1)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有電動(dòng)基片擋板(5)，該電動(dòng)基片擋板( 的一端位于基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)載有基片的一端與各磁控靶(6)濺射端之間，電動(dòng)基片擋板(5)的另一端與安裝在機(jī)臺(tái)架(7)內(nèi)的第二電機(jī)(18)相連，通過(guò)第二電機(jī)(18)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
5.按權(quán)利要求4所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述電動(dòng)基片擋板(5)位于各磁控靶(6)的中間，各磁控靶(6)垂直于電動(dòng)基片擋板(5)；該電動(dòng)基片擋板(5)的一端為圓形擋板，上面開(kāi)有露出被鍍基片的圓孔。
6.按權(quán)利要求4所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)的另一端設(shè)有與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接的圓光柵編碼器(16)。
7.按權(quán)利要求4所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)上具有六個(gè)工位，其中一或兩個(gè)工位上方設(shè)有加熱爐，其余工位通水冷卻。
8.按權(quán)利要求1所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán) (M)，其一端載有基片、插入磁控室(1)內(nèi)，另一端位于上蓋( 的上方；所述上蓋( 上安裝有第四電機(jī)(26)，該第四電機(jī)06)驅(qū)動(dòng)單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)04)旋轉(zhuǎn)。
9.按權(quán)利要求8所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)04)具有一個(gè)加熱工位、處于單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)04)的中間，各磁控靶(6)位于該單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)04)加熱工位的周?chē)?；在單加熱自轉(zhuǎn)盤(pán)04)的加熱工位上載有基片，該基片下方設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件(25)。
10.按權(quán)利要求1所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述基片轉(zhuǎn)臺(tái)為單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán) (27)，其一端載有基片、插入磁控室(1)內(nèi)，另一端位于上蓋的上方；所述上蓋(2)上安裝有第一電機(jī)G)，該第一電機(jī)(4)通過(guò)同步帶和帶輪組件(1 與基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)(3)連接、帶動(dòng)基片水冷加熱公轉(zhuǎn)臺(tái)( 旋轉(zhuǎn)。
11.按權(quán)利要求10所述的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)07)具有一個(gè)冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)、21、的中間，各磁控靶(6)位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)04)冷卻工位的周?chē)?；在單冷卻自轉(zhuǎn)盤(pán)07)的冷卻工位上載有基片，該基片下方設(shè)有手動(dòng)基片擋板組件(25)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及鍍膜設(shè)備，具體地說(shuō)是一種磁控濺射系統(tǒng)，包括磁控室、基片轉(zhuǎn)臺(tái)、基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、磁控靶、機(jī)臺(tái)架、真空抽氣系統(tǒng)及電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，磁控室安裝在機(jī)臺(tái)架上、與位于機(jī)臺(tái)架內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室內(nèi)均布有多個(gè)安裝在磁控室下法蘭上的磁控靶；基片轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在磁控室上蓋上，所載基片位于磁控室內(nèi)、各磁控靶的上方，磁控室上蓋上還安裝有基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，基片轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；機(jī)臺(tái)架內(nèi)安裝有電動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，其輸出端由機(jī)臺(tái)架穿出、與磁控室的上蓋相連接，帶動(dòng)上蓋及上蓋上的基片轉(zhuǎn)臺(tái)和基片轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)升降。本實(shí)用新型具有功能齊全，自動(dòng)化程度高，互換性和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/35GK202322998SQ20112044740
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者佟輝, 劉麗華, 周景玉, 張雪, 戚暉, 趙科新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)科學(xué)儀器研制中心有限公司