一種球面靶陰極機構(gòu)及濺射鍍膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及磁控濺射鍍膜領(lǐng)域，尤其涉及一種球面靶陰極機構(gòu)及濺射鍍膜裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射是物理氣相沉積的一種，可用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多種材料。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度，進而實現(xiàn)較高的濺射率。
[0003]磁控濺射設(shè)備中，常見的陰極主要有旋轉(zhuǎn)陰極、平面陰極及掃描陰極。
[0004]這三種陰極的鍍膜原理均是利用氣體輝光放電產(chǎn)生正離子，這些正離子在電場的加速下撞擊作為陰極的靶材，使其中的原子(分子)脫離陰極而在陽極(基片)沉積，實現(xiàn)薄膜的沉積，完成鍍膜工序。
[0005]在常見的三種陰極結(jié)構(gòu)中，平面陰極及掃描陰極對靶材刻蝕的區(qū)域面積小，因此，存在靶材利用率低的問題。從而，相應(yīng)的增加了靶材的使用數(shù)量及靶材的更換次數(shù)，增大了磁控濺射鍍膜的成本。另外，平面陰極的濺射會在靶材非濺射區(qū)形成很厚的電介質(zhì)聚集，從而很容易產(chǎn)生電介質(zhì)的擊穿或電弧，從而影響鍍膜質(zhì)量。而旋轉(zhuǎn)陰極問世，雖然極大地促進了鍍膜工藝的發(fā)展，但是旋轉(zhuǎn)陰極鍍膜裝置相對平面陰極裝置更加復(fù)雜，靶材制作成本更尚O
[0006]以上三種濺射陰極針對的都是平面基材，若對半球面形狀的基材鍍膜，則會造成鍍膜厚度不均，鍍膜質(zhì)量差的問題出現(xiàn)。
[0007]因此，目前還未有針對半球面形狀的基材鍍膜的裝置出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種球面靶陰極機構(gòu)，用于對半球面形狀的基材進行濺射鍍膜，包括:水冷座、密封體、靶材、磁鋼部件；
[0009]所述水冷座包括支撐臺和安裝臺；所述支撐臺固定在濺鍍室內(nèi)部;所述安裝臺外表面為半球形狀表面;所述安裝臺上開設(shè)有凹槽;所述支撐臺蓋設(shè)于所述凹槽上，并固定在所述安裝臺上，以在所述安裝臺和所述支撐臺之間形成一容置空間；
[0010]所述靶材對應(yīng)安裝在所述安裝臺的半球形狀表面上，使得所述靶材形成球面靶；[0011 ]所述密封體設(shè)置于所述容置空間內(nèi)，且固定在所述支撐臺上;所述密封體也為半球形狀，且和所述安裝臺的外表面同球心，以將所述容置空間分隔為第一容置空間和第二容置空間；其中，所述第一容置空間位于所述密封體和所述支撐臺之間;所述第二容置空間位于所述密封體和所述安裝臺之間，以供通入冷卻液冷卻所述靶材；
[0012]所述磁鋼部件設(shè)置于所述第一容置空間內(nèi)，且所述磁鋼部件排列在所述密封體的內(nèi)表面上。
[0013]優(yōu)選的，所述球面靶和所述半球面形狀的基材同球心。
[0014]優(yōu)選的，所述磁鋼部件排列在所述密封體的內(nèi)表面上時，所述磁鋼部件排列在所述密封體的內(nèi)表面上時，所述磁鋼排列形成的結(jié)構(gòu)包括N個環(huán)形結(jié)構(gòu)，N2 2且為整數(shù)，N個環(huán)形結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心都在第一軸線上。
[0015]優(yōu)選的，所述密封體的球面頂點和球心組成第二軸線;所述第一軸線和所述第二軸線重合。
[0016]優(yōu)選的，所述安裝臺的半球形狀表面上對應(yīng)安裝有一個半球形狀靶材，所述半球形狀靶材和所述安裝臺的半球形狀表面同球心。
[0017]優(yōu)選的，所述安裝臺的外表面為半球形狀多面體結(jié)構(gòu)，每個面上安裝一個子靶材，使得所有的子靶材共同構(gòu)成所述球面靶。
[0018]優(yōu)選的，所述球面革E的直徑范圍0.1m?3m。
[0019]優(yōu)選的，所述第二容置空間和和冷卻通道連接。
[0020]優(yōu)選的，在所述N個環(huán)形結(jié)構(gòu)中，第一環(huán)形結(jié)構(gòu)中的所有磁鋼部件的磁極和第二環(huán)形結(jié)構(gòu)中的所有的磁鋼部件的磁極相反，其中，第一環(huán)形結(jié)構(gòu)和第二環(huán)形結(jié)構(gòu)為相鄰的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0021 ]在本發(fā)明的另一個技術(shù)方案中，公開了一種濺射鍍膜裝置，包括:濺鍍室;在所述濺鍍室中，設(shè)置有上述技術(shù)方案中所述的球面靶陰極機構(gòu)。
[0022]通過本發(fā)明的一個或者多個技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點:
[0023]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，公開了一種球面靶陰極機構(gòu)及濺射鍍膜裝置，本發(fā)明的球面靶陰極機構(gòu)主要是用來對半球面形狀的基材進行濺射鍍膜，因此，整個球面靶陰極機構(gòu)的設(shè)計都是基于半球面形狀的基材而設(shè)定的。具體來說，球面靶陰極機構(gòu)包括水冷座，靶材，磁鋼部件。水冷座的安裝臺外表面為半球形狀表面，所述安裝臺的半球形狀表面上對應(yīng)安裝有所述靶材，使得所述靶材形成球面靶;另外，在所述安裝臺的內(nèi)部設(shè)置有密封體來密封磁鋼部件，并且將磁鋼部件排列在所述密封體的半球形狀內(nèi)表面上，用來對半球面形狀的基材進行濺射鍍膜。
[0024]進一步的，磁鋼部件排列在所述密封體的半球形狀內(nèi)表面上，所述磁鋼排列形成的結(jié)構(gòu)包括N個環(huán)形結(jié)構(gòu)，2且為整數(shù)，N個環(huán)形結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心都在第一軸線上，而所述密封體的球面頂點和球心組成第二軸線，所述第一軸線和所述第二軸線重合，能夠保證半球面形狀的基材的鍍膜的均勻性。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例中一種球面靶陰極機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2A-圖2B為本發(fā)明實施例水冷座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3A-圖3B為本發(fā)明實施例磁鋼部件在密封體內(nèi)表面的排列示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實施例磁鋼部件和密封體的位置關(guān)系圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明:水冷座1、支撐臺2、安裝臺3、靶材4、磁鋼部件5、密封體6、第一容置空間7、第二容置空間8、半球面形狀的基材9。
【具體實施方式】
[0030]為了使本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請，下面結(jié)合附圖，通過具體實施例對本申請技術(shù)方案作詳細描述。
[0031]本發(fā)明公開了一種球面靶陰極機構(gòu)，主要針對半球面形狀的基材9進行濺射鍍膜。本發(fā)明涉及的半球面形狀的基材9是內(nèi)部中空的半球面形狀的基材9。
[0032]本發(fā)明的球面靶陰極機構(gòu)的整體形狀和半球面形狀的基材9的形狀類似，在對半球面形狀的基材9鍍膜時，利用球面靶陰極機構(gòu)對半球面形狀的基材9的內(nèi)表面進行沉積鍍膜。
[0033]下面具體介紹球面靶陰極機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)。
[0034]在本發(fā)明實施中，參看圖1，球面靶陰極機構(gòu)包括:水冷座I，靶材4，磁鋼部件5。
[0035]參看圖2A-圖2B，是水冷座I的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]水冷座I主要包括支撐臺2和安裝臺3。所述安裝臺3設(shè)置在所述支撐臺2上。
[0037]所述支撐臺2主要起固定作用，固定在濺鍍室的內(nèi)部。具體來說，支撐臺2可通過螺釘、法蘭等連接件固定在濺鍍室的內(nèi)部。
[0038]安裝臺3主要用來安裝靶材4。靶材4在安裝臺3上可拆卸。參看圖2A，為了和半球面形狀的基材9的形狀相對應(yīng)，安裝臺3的外表面也設(shè)計成半球形狀表面。而靶材4對應(yīng)安裝在所述安裝臺3的半球形狀表面上，使得所述靶材4形成球面靶。球面靶的直徑范圍0.1m?3m。球面靶和半球面形狀的基材9的形狀類似，更佳的，球面靶和半球面形狀的基材9同球心。因此在鍍膜時，可轟擊整個球面靶的靶面產(chǎn)生靶材原子對半球面形狀的基材9進行鍍膜，進而能夠保證基材鍍膜的均勻性，鍍膜質(zhì)量高。當(dāng)然，基材的半球形狀可以為規(guī)則的半圓球狀也可以是半橢圓球狀，在實際情況中，安裝臺3上的球面靶的形狀需要和基材的形狀對應(yīng)，這是為了保證基材表面薄膜的均勻沉積，保證基材鍍膜的均勻性。
[0039]具體來說，參看圖2A，在安裝臺3的半球形狀表面上可對應(yīng)安裝一個半球形狀靶材，所述半球形狀革G材和安裝臺3的半球形狀的外表面同球心。該半球形狀革El材即構(gòu)成球面靶。當(dāng)然，所述安裝臺3的外表面還可以是半球形狀多面體結(jié)構(gòu)，參看圖2B。在這種結(jié)構(gòu)形式中，在安裝臺3的半球形狀多面體結(jié)構(gòu)中，每個面上可安裝一個子靶材，使得所有的子靶材共同構(gòu)成對應(yīng)的半球形狀多面體結(jié)構(gòu)，也就是共同形成球面靶。
[0040]在安裝臺3開設(shè)有凹槽。該凹槽可以是半球形的凹槽，也可以是其他形狀的凹槽，凹槽的形狀本發(fā)明不做限制。支撐臺2蓋設(shè)于所述凹槽上，并固定在所述安裝臺3上，使得所述安裝臺3的凹槽和所述支撐臺2共同形成一容置空間。
[0041]所述密封體6設(shè)置于所述容置空間內(nèi)，且固定在所述支撐臺2上;密封體6的主要用來對磁鋼部件5進行密封保護。因為在容置空間內(nèi)需要通入冷卻液冷卻靶材4，而磁鋼部件5又不能夠被浸濕。因此，在磁鋼部件5的外圍設(shè)置有密封體6，當(dāng)冷卻液經(jīng)過時，不會因泄漏而造成磁鋼部件5長期被浸泡而產(chǎn)生濺射磁場磁力逐漸衰退的現(xiàn)象。而關(guān)于密封體6的材料本發(fā)明不做限制。磁鋼部件5可采用釤鈷永久磁鐵，當(dāng)然并不以此為限。
[0042]所述密封體6也為半球形狀，且密封體6的半球形狀形狀和所述安裝臺3的外表面的半球形狀形狀同球心。所述密封體6將所述容置空間分隔為第一容置空間7和第二容置空間8