一种提高利用率的平面磁控溅射靶

摘要

一种提高利用率的平面磁控溅射靶，其特征在于包括靶材磁控管外套，靶材磁控管外套的底面连接盖板，盖板与靶材磁控管外套之间有冷却水，靶材磁控管外套内部放置磁额，磁额中制有通水孔，磁额上安装永久磁铁，靶材磁控管外套上安装靶材条和靶材条外侧有靶材条固定块，靶材条成平行相间排列，靶材条之间互相交叠，靶材条的表面为平整面，在靶材磁控管外套和靶材条固定块外有靶材屏蔽罩，靶材磁控管外套内与磁额相连的永久磁铁的磁极为NSN或者SNS平行排列，并垂直于靶材条的表面。

权利要求

1.一种提高利用率的平面磁控溅射靶，其特征在于包括靶材磁控管外套(4)，靶材磁控管外套(4)的底面连接盖板(15)，盖板(15)与靶材磁控管外套(4)之间有冷却水，靶材磁控管外套(4)内部放置磁轭(7)，磁轭(7)中制有通水孔(8)，磁轭(7)上安装永久磁铁(6)，靶材磁控管外套(4)上安装靶材条(1)和靶材条外侧有靶材条固定块(11)，靶材条(1)成平行相间排列，靶材条之间互相交叠，靶材条(1)的表面为平整面，在靶材磁控管外套(4)和靶材条固定块(11)外有靶材屏蔽罩(10)，靶材磁控管外套(4)内与磁轭(7)相连的永久磁铁(6)的磁极为NSN或者SNS平行排列，并垂直于靶材条(1)的表面，所述的靶材屏蔽罩(10)与靶材磁控管外套(4)的连接处安装绝缘垫(12)，所述的靶材磁控管外套(4)与靶材条固定块(11)由紧固件(41)相连接，所述的靶材磁控管外套(4)为U型的铝合金套，所述的靶材条(1)的底部有导磁垫(5)，所述的靶材磁控管外套(4)与盖板(15)由螺钉(13)相固定，所述的靶材磁控管内磁轭固定在伸缩杆(17)上，伸缩杆(17)与盖板(15)由螺帽(9)固定，所述的磁轭(7)和永久磁铁(6)表面镀有类金刚石膜，类金刚石膜外面涂敷有机硅树脂膜。

说明书

一种提高利用率的平面磁控溅射靶

技术领域

[0001] 本发明涉及一种磁控溅射镀膜时应用的平面溅射靶，适用于物理气相沉积磁控溅射真空镀膜技术领域。

背景技术

[0002] 在真空镀膜行业中，溅射镀膜技术具有可实现大面积快速沉积，薄膜与基体结合力好，薄膜致密、针孔少，膜层可控性和重复性好等优点，因而近年来发展迅速，应用广泛。磁控溅射在镀膜行业中占有重要的位置，由于其显著的优点应用日趋广泛，在磁控溅射设备中靶材除圆柱靶材和动磁场靶材外，多使用矩形磁控溅射平面靶，并且靶材多为贵金属材料，如镀Ti、Zr、Au等金属靶材，普遍应用在装饰镀膜，如手机外壳、表链、眼镜框等等，这些膜不仅增加材料的美观特性，而且提高了材料的耐磨性能。另外还有一些功能膜，如ITO膜、多晶硅薄膜、超硬膜、电极薄膜等，在这些薄膜中不乏使用一些昂贵的靶材，金靶、银靶等贵金属靶材，然而在普通磁控溅射设备中，平面靶的磁场设计基本为闭合环形设置，磁控管使用NSN或SNS闭合型磁路，导致靶材表面被溅射部分出现一个环形跑道型刻蚀区，该刻蚀区仅为靶材整体的一小部分，绝大部分材料不能重复使用。这样造成了靶材材料的浪费，使得薄膜的制造成本高居不下。因此，如果能够设计一种方案，每次在磁控溅射中更换的是被溅射掉的靶材部分，能够合理充分的利用靶材又不增加靶材的成本，将会给企业带来很好的利润。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种适用于物理气相沉积平面靶磁控溅射真空镀膜，每次在磁控溅射中更换的是被溅射掉的靶材部分，可提高靶材利用率，浪费少，并且结构简单的平面磁控溅射靶。

[0004] 本发明一种提高利用率的平面磁控溅射靶的技术方案是：其特征在于包括靶材磁控管外套，靶材磁控管外套的底面连接盖板，盖板与靶材磁控管外套之间有冷却水，靶材磁控管外套内部放置磁轭，磁轭中制有通水孔，磁轭上安装永久磁铁，靶材磁控管外套上安装靶材条和靶材条外侧有靶材条固定块，靶材条成平行相间排列，靶材条之间互相交叠，靶材条的表面为平整面，在靶材磁控管外套和靶材条固定块外有靶材屏蔽罩，靶材磁控管外套内与磁轭相连的永久磁铁的磁极为NSN或者SNS平行排列，并垂直于靶材条的表面，所述的靶材屏蔽罩与靶材磁控管外套的连接处安装绝缘垫，所述的靶材磁控管外套与靶材条固定块由紧固件相连接，所述的靶材磁控管外套为U型的铝合金套，所述的靶材条的底部有导磁垫，所述的靶材磁控管外套与盖板由螺钉相固定，所述的靶材磁控管内磁轭固定在伸缩杆上，伸缩杆与盖板由螺帽固定，所述的磁轭和永久磁铁表面镀有类金刚石膜，类金刚石膜外面涂敷有机硅树脂膜。

[0005] 本发明公开了一种提高利用率的平面磁控溅射靶，靶材磁控管外套上安装靶材条和靶材条外侧有靶材条固定块，靶材条成平行相间排列，靶材条之间互相交叠，靶材分割为多块靶材条，并且互相平行排列，主要刻蚀区靶材条可更换，其余靶材条可重复使用，以达到节约靶材的目的；靶材磁控管外套内部充满冷却水可以保证靶材和永久磁铁的充分冷却，避免永久磁铁过热造成退磁，和靶材过热导致溅射效率降低；靶材表面为平整面可以尽量避免溅射时的打火现象；内部永久磁铁的磁极为NSN或者SNS平行排列，而不闭合(克服了已有技术平面靶的磁场设计基本为闭合环形设置，磁控管使用NSN或SNS闭合型磁路，导致靶材表面被溅射部分出现一个环形跑道型刻蚀区)，使得溅射区域为平行刻蚀区，有利于被溅射部分靶材条的更换，以达到节约靶材的目的，特别是提高贵金属靶材如金、银、锆等金属的利用率，降低成本提高经济效益。所述的靶材屏蔽罩与靶材磁控管外套的连接处安装绝缘垫。靶材屏蔽罩与靶材磁控管外套的连接处安装了绝缘垫，保证了真空镀膜的真空室与靶材之间的绝缘和密封效果。所述的靶材磁控管外套与靶材条固定块由紧固件相连接，彼此之间更加牢固。所述的靶材磁控管外套为U型的铝合金套。U型铝合金外套可以保证冷却水体积大，冷却面积大，铝合金材料相对与不锈钢材料冷却效果好。所述的靶材条的底部有导磁垫。在靶材条的底部使用了导磁垫可以有效的约束和传递磁场。所述的靶材磁控管外套与盖板由螺钉相固定。所述的靶材磁控管内磁轭固定在伸缩杆上，伸缩杆与盖板由螺帽固定。磁轭固定在伸缩杆上，伸缩杆能够移动可以调节靶材表面磁场，以及方便更换永久磁铁和靶材条。所述的磁轭和永久磁铁表面镀有类金刚石膜，类金刚石膜外面涂敷有机硅树脂膜。因永久磁铁为钕铁硼材料，磁轭为铁，两种材料均易被腐蚀，类金刚石薄膜和有机硅树脂薄膜，均为耐腐蚀材料，并且多层保护可以提高其耐腐蚀的能力。类金刚石膜和有机硅树脂膜的具体产品为已有技术。

附图说明

[0006] 图1是本发明一种提高利用率的平面磁控溅射靶示意图；

[0007] 图2是靶材磁控管外套为U型示意图；

[0008] 图3是多块分割型靶材平行交叠放置示意图；

[0009] 图4是图3的B向示意图；

[0010] 图5是永久磁铁的磁极为SNS排列方式的示意图；

[0011] 图6是永久磁铁的磁极为NSN排列方式的示意图；

[0012] 图7是靶材磁控管外套中安装磁轭和永久磁铁示意图；

[0013] 图8是本平面磁控溅射靶表面磁场以及电子e运行轨迹示意图；

[0014] 图9是靶材条侧面所示形成刻蚀区示意图。

具体实施方式

[0015] 本发明涉及一种提高利用率的平面磁控溅射靶，如图1-图9所示，其特征在于包括靶材磁控管外套4，靶材磁控管外套4的底面连接盖板15，盖板15与靶材磁控管外套4之间有冷却水，靶材磁控管外套4内部放置磁轭7，磁轭7中制有通水孔8，磁轭7上安装永久磁铁6，靶材磁控管外套4上安装靶材条1和靶材条外侧有靶材条固定块11，靶材条1成平行相间排列，靶材条之间互相交叠，靶材条1的表面为平整面，在靶材磁控管外套4和靶材条固定块11外有靶材屏蔽罩10，靶材磁控管外套4内与磁轭7相连的永久磁铁6的磁极为NSN或者SNS平行排列，并垂直于靶材条1的表面。本产品靶材磁控管外套4上安装靶材条1和靶材条外侧有靶材条固定块11，靶材条1成平行相间排列，靶材条1之间互相交叠，靶材分割为多块靶材条，并且互相平行排列，主要刻蚀区靶材条可更换，其余靶材条1可重复使用，以达到节约靶材的目的；靶材磁控管外套4内部充满冷却水可以保证靶材和永久磁铁6的充分冷却，避免永久磁铁6过热造成退磁，和靶材过热导致溅射效率降低；靶材表面为平整面可以尽量避免溅射时的打火现象；内部永久磁铁6的磁极为NSN或者SNS平行排列，而不闭合(克服了已有技术平面靶的磁场设计基本为闭合环形设置，磁控管使用NSN或SNS闭合型磁路，导致靶材表面被溅射部分出现一个环形跑道型刻蚀区1′)，使得溅射区域为平行刻蚀区，有利于被溅射部分靶材条的更换，以达到节约靶材的目的，特别是提高贵金属靶材如金、银、锆等金属的利用率，降低成本提高经济效益。所述的靶材屏蔽罩10与靶材磁控管外套4的连接处安装绝缘垫12。靶材屏蔽罩10与靶材磁控管外套4的连接处安装了绝缘垫12，保证了真空镀膜的真空室与靶材之间的绝缘和密封效果。所述的靶材磁控管外套4与靶材条固定块11由紧固件41相连接，彼此之间更加牢固。所述的靶材磁控管外套4为U型的铝合金套。U型铝合金外套可以保证冷却水体积大，冷却面积大，铝合金材料相对与不锈钢材料冷却效果好。所述的靶材条1的底部有导磁垫5。在靶材条1的底部使用了导磁垫5可以有效的约束和传递磁场。所述的靶材磁控管外套4与盖板15由螺钉相固定。所述的靶材磁控管内磁轭固定在伸缩杆17上，伸缩杆17与盖板15由螺帽9固定。磁轭固定在伸缩杆17上，伸缩杆17能够移动可以调节靶材表面磁场，以及方便更换永久磁铁6和靶材条1。所述的磁轭7和永久磁铁6表面镀有类金刚石膜，类金刚石膜外面涂敷有机硅树脂膜。因永久磁铁6为钕铁硼材料，磁轭为铁，两种材料均易被腐蚀，类金刚石薄膜和有机硅树脂薄膜，均为耐腐蚀材料，并且多层保护可以提高其耐腐蚀的能力。类金刚石膜和有机硅树脂膜的具体产品为已有技术。