一種磁控濺射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及磁控濺射技術，尤其涉及一種磁控濺射裝置。
【背景技術】
[0002] 磁控濺射發(fā)生在磁場范圍內，現(xiàn)有技術中常用移動磁場提高靶材利用率。通過勻 速移動磁體形成移動磁場，讓磁體做往復運動，這樣可以有效提高靶材的利用率，可以讓靶 材的利用率達到40 %至50 %。但是這種設備依舊存在的問題，假設磁場的移動速度為V1，工 件的移動速度為V2，磁場做往復運動時，當磁場與工件同向運動，他們的相對速度為V 2-V1, 當磁場與工件反向運動，他們的相對速度為VJV2。而且，當移動磁場運動速度較慢時（與 工件運行速度相比），移動磁場的移動速度對工件的膜層均勻性影響較小，但當移動磁場相 對速度較快時，對工件膜層影響較大。這就導致，同向時，實際工件的鍍膜速度為較低速運 行，反向時，實際工件的鍍膜速度為較高速運行，這樣就會使量產中的工件鍍膜的均勻性不 一，難以保證質量以及控制廢品率。 【實用新型內容】
[0003] 有鑒于此，本實用新型提供一種能夠解決利用移動磁場磁控濺射鍍膜厚度不均問 題的磁控濺射裝置，可在增加靶材利用率的同時提升鍍膜均勻性。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下：
[0005] 根據(jù)本實用新型，提供一種磁控濺射裝置，其中包括：至少兩個靶位、傳送機構、第 一驅動機構以及第二驅動機構；設置至少兩個具有靶材和磁體的靶位，相鄰兩個所述靶位 之間具有一定間距，所述靶材固定于所述靶位上，并所述磁體相對所述靶材以第二速度運 動形成移動磁場且所述移動磁場具有一定功率；所述第一驅動機構設置于所述裝置的至少 一端，所述傳送機構鋪設于所述靶位的下方，所述工件放置于所述傳送機構上表面，所述 第一驅動機構驅動所述傳送機構，所述傳送機構以第一速度勻速傳送所述工件穿過所述移 動磁場，所述傳送機構的運動方向為第一方向，與所述第一方向相反的方向為第二方向；所 述磁體在所述第一方向與所述第二方向之間往復運動于所述靶材內，所述磁體完成一次往 復運動的時間為一個周期；各所述靶位的所述移動磁場的初始位置互補設置。
[0006] 優(yōu)選地，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中的所述磁體往復運動過程中，所述 功率設置為恒定。
[0007] 進一步的，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中的所述第一速度恒定，設定所述 間距及所述周期，使所述間距的長度與所述工件在二分之一周期內經過的距離的奇數(shù)倍相 等。
[0008] 進一步的，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中的所述間距恒定，設定所述第一 速度及所述周期，使所述間距的長度與所述工件在二分之一周期內經過的距離的奇數(shù)倍相 等。
[0009] 進一步的，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中的所述周期恒定，設定所述第一 速度及所述間距，使所述間距的長度與所述工件在二分之一周期內經過的距離的奇數(shù)倍相 等。
[0010] 優(yōu)選地，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中的所述磁體往復運動過程中，所述 磁體沿第一方向運動產生第一功率，所述磁體沿第二方向運動產生第二功率，且所述第一 功率與所述第二功率不同。
[0011] 進一步的，本實用新型提供的該磁控濺射裝置中，設置所述第一功率與所述第二 功率的比值等于第一速度與第二速度之和比第一速度與第二速度之差。
[0012] 本實用新型提供的該磁控濺射裝置中，由于磁體沿第一方向與第二方向往復運動 于靶材范圍內形成移動磁場，互補設置各靶位中移動磁場的初始位置，且調節(jié)移動磁場功 率及相關參數(shù)實現(xiàn)各靶位之間移動磁場的鍍膜效果互補。從而解決利用移動磁場磁控濺射 鍍膜厚度不均的問題，保證在增加靶材利用率的同時能夠提升鍍膜的均勻性。
【附圖說明】
[0013] 下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：
[0014] 圖1為本實用新型提供的磁控濺射裝置一較佳實施例的結構示意圖；
[0015] 圖2a為圖1所示的磁控濺射裝置移動磁場初始位置與工件同向時膜厚成形原理 示意圖；
[0016] 圖2b為圖1所示的磁控濺射裝置移動磁場初始位置與工件反向時膜厚成形原理 示意圖；
[0017] 圖3為圖1所示的磁控濺射裝置工件膜厚成形原理示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型提供的磁控濺射裝置的磁體運動軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 為說明本實用新型提供的磁控濺射裝置所要解決的技術問題、技術方案及有益效 果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020] 本實用新型實施例提供了一種磁控濺射裝置。該磁控濺射裝置包括至少兩個靶位 100、傳送機構200、第一驅動機構（圖中未示出）以及第二驅動機構（圖中未示出）；設置 至少兩個具有靶材101和磁體102的靶位，靶材101為矩形靶材，其寬度至少大于磁體102 寬度，相鄰兩個靶位之間具有一定間距，靶材101固定于靶位100上，并且磁體102相對對 應的靶材101以第二速度運動形成移動磁場且移動磁場具有一定功率；第一驅動機構設置 與裝置的至少一端，傳送機構200鋪設于靶位100的下方，工件300放置于傳送機構200上 表面，第一驅動機構驅動傳送機構200,傳送機構200以第一速度勾速傳送工件300穿過移 動磁場，傳送機構200的運動方向為第一方向，與第一方向相反的方向為第二方向。第二驅 動機構推動磁體的運動限定為往復式移動，讓磁體102從靶材101平面寬度方向的一側平 移到對側，又再回復到初始一側，往復不己。即第二驅動機構驅動磁體102在靶材101范圍 內在第一方向與第二方向之間往復運動。第二驅動機構還可以采用如下形式：氣動活塞， 推桿系統(tǒng)驅動，以壓縮空氣為動力源，配時間繼電器等電器裝置控制運動換向；電機-齒 輪-齒條系統(tǒng)驅動，由時間繼電器等電器裝置，控制電機正反轉，由齒輪正反轉，拖動齒條 來往移動；采用直線電機系統(tǒng)驅動等。磁體102完成一次往復運動的時間為一個周期；移動 磁場的初始位置互補設置。
[0021] 上述磁體102可以與槽狀矩形磁體座及銜鐵組成磁體組件，該銜鐵可以具有三條 平行矩形長邊的磁體定位淺槽，上述磁體102可以為方形或矩形截面的條狀磁塊，由多塊 磁體102沿上述銜鐵磁體定位淺槽拼接排成三列，即銜鐵與三列磁體組成"山"字型結構， 磁體102的一磁極端與銜鐵相吸，同列的磁體極性相同，相鄰兩列的磁體102極性相反；銜 鐵與三列磁體102 -起裝入磁體座槽內固定。除了此種三列磁體組合結構外，還可以采用 兩列磁體102或多于三列磁體102組合結構，同列磁體102極性相同，而相鄰兩列的磁體 102極性相反。
[0022] 參照圖1，圖1為本實用新型提供的磁控濺射裝置一較佳實施例的結構示意圖。圖 1作為一個優(yōu)選的實施例，圖1中磁控濺射裝置中設置兩個靶位1〇〇,第一靶位103與第二 靶位104,且磁體102相對靶材101運動形成的移動磁場的初始位置互補，即同一工件300 送至第一靶位103時的移動磁場的初始位置和送至第二靶位104時的移動磁場的初始位置 相差半個周期。磁體102的運動軌跡為oa - ao - ob - bo或者bo - oa - ao - ob等等 往返運動。
[0023] 進一步的說明圖1中所顯示的裝置，該裝置中的磁體102往復運動過程中：當功率 設定為恒定時，第一速度、間距及周期中任一項為恒定，另外兩項為變量，使間距的長度與 工件300在二分之一周期內經過的距離的奇數(shù)倍相等。此時，可使工件300通過第一靶位 103時濺射鍍膜形成的膜厚與該工件300通過第二靶位104時鍍膜形成的膜厚互補，使得經 過裝置上述兩個靶位100的工件300鍍膜均勻；功率不設定為恒定時，設定磁體102沿第一 方向運動的功率為第一功率，磁體沿第二方向運動的功率為第二功率，第一功率與第二功 率不相同；設置第一功率與第二功率的比值等于第一速度與第二速度之和比第一速度與第 二速度之差。
[0024] 參照圖4,圖4為本實用新型提供的磁控濺射裝置的磁體運動軌跡示意圖。磁體 102運動過程中存在的變量參數(shù)包括：工件300穿過移動磁場的第一速度，磁體102往復運 動的第二速度，磁體102往復運動的周期以及相鄰靶位100之間的間距。設第一速度為V 1, 設第二速度為V2，且磁體102 -次往復運動的周期設為T，靶位100之間的間距設為D，工件 300相對移動磁場運動的速度設為V以及工件300鍍膜后的膜厚設為d。
[0025] 參照圖2a與圖4,圖2a為圖1所示的磁控濺射裝置移動磁場初始位置與工件同向 時膜厚成形原理示意圖，當傳送機構200將工件300傳送靠近第一靶位103進入移動磁場， 工件300與磁體102相對靶材101運動形成的移動磁場同向，因此工件300相對移動磁場 的速度為第一速度與第二速度之差，此時膜厚為較厚的d 1;當磁體102由靶材101邊緣折返 運動時形成的移動磁場與工件300傳送的方向相反，因此工件300相對移動磁場的速度為 第一速度與第二速度之和，此時膜厚為較薄的d 2。如圖2a所示，工件鍍膜的厚度隨移動磁 場周期性運動方向的變化而薄厚不均。
[0026] 參照圖2b與圖4,圖2b為圖1所示的磁控濺射裝置移動磁場初始位置與工件反 向時膜厚成形原理示意圖。當傳送機構200將工件300傳送靠近第二靶位104進入移動磁 場，工件300與磁體102相對靶材101運動形成的移動磁場反向，因此工件300相對移動磁 場的速度為第一速度與第二速度之和，此時膜厚為較薄的d 2;當磁體102由靶材101邊緣折 返運動時形成的移動磁場與工件300傳送的方向相反，因此工件300相對移動磁場的速度 為第一速度與第二速度之和，此時膜厚為較薄的Cl1。
[0027] 參照圖2a、圖2b以及圖3可知，圖3為圖1所示的磁控濺射裝置工件膜厚成形原 理示意圖，第一靶位103與第二靶位104設置的移動磁場初始位置相差半個周期，即第一靶 位103與第二靶位104移動磁場初始位置互補。因為該第一靶位103與第二靶位104各變 量參數(shù)相等，因此工件在分別通過該兩個靶位100后，鍍膜厚度互補，均達到山+士的厚度， 從而實現(xiàn)膜