一种球面靶阴极机构及溅射镀膜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种球面靶阴极机构及溅射镀膜装置，本实用新型专利技术的球面靶阴极机构主要是用来对半球面形状的基材进行溅射镀膜，因此，整个球面靶阴极机构的设计都是基于半球面形状的基材而设定的。具体来说，球面靶阴极机构包括水冷座，靶材，磁钢部件。水冷座的安装台外表面为半球形状表面，所述安装台的半球形状表面上对应安装有所述靶材，使得所述靶材形成球面靶；另外，在所述安装台的内部设置有密封体来密封磁钢部件，并且将磁钢部件排列在所述密封体的半球形状内表面上，用来对半球面形状的基材进行溅射镀膜。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及磁控溅射镀膜领域，尤其涉及一种球面靶阴极机构及溅射镀膜装置。
技术介绍
磁控溅射是物理气相沉积的一种，可用于制备金属、半导体、绝缘体等多种材料。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度，进而实现较高的溅射率。磁控溅射设备中，常见的阴极主要有旋转阴极、平面阴极及扫描阴极。这三种阴极的镀膜原理均是利用气体辉光放电产生正离子，这些正离子在电场的加速下撞击作为阴极的靶材，使其中的原子(分子)脱离阴极而在阳极(基片)沉积，实现薄膜的沉积，完成镀膜工序。在常见的三种阴极结构中，平面阴极及扫描阴极对靶材刻蚀的区域面积小，因此，存在靶材利用率低的问题。从而，相应的增加了靶材的使用数量及靶材的更换次数，增大了磁控溅射镀膜的成本。另外，平面阴极的溅射会在靶材非溅射区形成很厚的电介质聚集，从而很容易产生电介质的击穿或电弧，从而影响镀膜质量。而旋转阴极问世，虽然极大地促进了镀膜工艺的发展，但是旋转阴极镀膜装置相对平面阴极装置更加复杂，靶材制作成本更高。以上三种溅射阴极针对的都是平面基材，若对半球面形状的基材镀膜，则会造成镀膜厚度不均，镀膜质量差的问题出现。因此，目前还未有针对半球面形状的基材镀膜的装置出现。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种球面靶阴极机构，用于对半球面形状的基材进行溅射镀膜，包括：水冷座、密封体、靶材、磁钢部件；所述水冷座包括支撑台和安装台；所述支撑台固定在溅镀室内部；所述安装台外表面为半球形状表面；所述安装台上开设有凹槽；所述支撑台盖设于所述凹槽上，并固定在所述安装台上，以在所述安装台和所述支撑台之间形成一容置空间；所述靶材对应安装在所述安装台的半球形状表面上，使得所述靶材形成球面靶；所述密封体设置于所述容置空间内，且固定在所述支撑台上；所述密封体也为半球形状，且和所述安装台的外表面同球心，以将所述容置空间分隔为第一容置空间和第二容置空间；其中，所述第一容置空间位于所述密封体和所述支撑台之间；所述第二容置空间位于所述密封体和所述安装台之间，以供通入冷却液冷却所述靶材；所述磁钢部件设置于所述第一容置空间内，且所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上。优选的，所述球面靶和所述半球面形状的基材同球心。优选的，所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上时，所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上时，所述磁钢排列形成的结构包括N个环形结构，N≥2且为整数，N个环形结构对应的圆心都在第一轴线上。优选的，所述密封体的球面顶点和球心组成第二轴线；所述第一轴线和所述第二轴线重合。优选的，所述安装台的半球形状表面上对应安装有一个半球形状靶材，所述半球形状靶材和所述安装台的半球形状表面同球心。优选的，所述安装台的外表面为半球形状多面体结构，每个面上安装一个子靶材，使得所有的子靶材共同构成所述球面靶。优选的，所述球面靶的直径范围0.1m～3m。优选的，所述第二容置空间和和冷却通道连接。优选的，在所述N个环形结构中，第一环形结构中的所有磁钢部件的磁极和第二环形结构中的所有的磁钢部件的磁极相反，其中，第一环形结构和第二环形结构为相邻的环形结构。在本技术的另一个技术方案中，公开了一种溅射镀膜装置，包括：溅镀室；在所述溅镀室中，设置有上述技术方案中所述的球面靶阴极机构。通过本技术的一个或者多个技术方案，本技术具有以下有益效果或者优点：在本技术的技术方案中，公开了一种球面靶阴极机构及溅射镀膜装置，本技术的球面靶阴极机构主要是用来对半球面形状的基材进行溅射镀膜，因此，整个球面靶阴极机构的设计都是基于半球面形状的基材而设定的。具体来说，球面靶阴极机构包括水冷座，靶材，磁钢部件。水冷座的安装台外表面为半球形状表面，所述安装台的半球形状表面上对应安装有所述靶材，使得所述靶材形成球面靶；另外，在所述安装台的内部设置有密封体来密封磁钢部件，并且将磁钢部件排列在所述密封体的半球形状内表面上，用来对半球面形状的基材进行溅射镀膜。进一步的，磁钢部件排列在所述密封体的半球形状内表面上，所述磁钢排列形成的结构包括N个环形结构，N≥2且为整数，N个环形结构对应的圆心都在第一轴线上，而所述密封体的球面顶点和球心组成第二轴线，所述第一轴线和所述第二轴线重合，能够保证半球面形状的基材的镀膜的均匀性。附图说明图1为本技术实施例中一种球面靶阴极机构的结构示意图；图2A-图2B为本技术实施例水冷座的结构示意图；图3A-图3B为本技术实施例磁钢部件在密封体内表面的排列示意图；图4为本技术实施例磁钢部件和密封体的位置关系图。附图标记说明：水冷座1、支撑台2、安装台3、靶材4、磁钢部件5、密封体6、第一容置空间7、第二容置空间8、半球面形状的基材9。具体实施方式为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。本技术公开了一种球面靶阴极机构，主要针对半球面形状的基材9进行溅射镀膜。本技术涉及的半球面形状的基材9是内部中空的半球面形状的基材9。本技术的球面靶阴极机构的整体形状和半球面形状的基材9的形状类似，在对半球面形状的基材9镀膜时，利用球面靶阴极机构对半球面形状的基材9的内表面进行沉积镀膜。下面具体介绍球面靶阴极机构的具体结构。在本技术实施中，参看图1，球面靶阴极机构包括：水冷座1，靶材4，磁钢部件5。参看图2A-图2B，是水冷座1的结构示意图。水冷座1主要包括支撑台2和安装台3。所述安装台3设置在所述支撑台2上。所述支撑台2主要起固定作用，固定在溅镀室的内部。具体来说，支撑台2可通过螺钉、法兰等连接件固定在溅镀室的内部。安装台3主要用来安装靶材4。靶材4在安装台3上可拆卸。参看图2A，为了和半球面形状的基材9的形状相对应，安装台3的外表面也设计成半球形状表面。而靶材4对应安装在所述安装台3的半球形状表面上，使得所述靶材4形成球面靶。球面靶的直径范围0.1m～3m。球面靶和半球面形状的基材9的形状类似，更佳的，球面靶和半球面形状的基材9同球心。因此在镀膜时，可轰击整个球面靶的靶面产生靶材原子对半球面形状的基材9进行镀膜，进而能够保证基材镀膜的均匀性，镀膜质量高。当然，基材的半球形状可以为规则的半圆球状也可以是半椭圆球状，在实际情况中，安装台3上的球面靶的形状需要和基材的形状对应，这是为了保证基材表面薄膜的均匀沉积，保证基材镀膜的均匀性。具体来说，参看图2A，在安装台3的半球形状表面上可对应安装一个半球形状靶材，所述半球形状靶材和安装台3的半球形状的外表面同球心。该半球形状靶材即构成球面靶。当然，所述安装台3的外表面还可以是半球形状多面体结构，参看图2B。在这种结构形式中，在安装台3的半球形状多面体结构中，每个面上可安装一个子靶材，使得所有的子靶材共同构成对应的半球形状多面体结构，也就是共同形成球面靶。在安装台3开设有凹槽。该凹槽可以是半球形的凹槽，也可以是其他形状的凹槽，凹槽的形状本技术不做限制。支撑台2盖设于所述凹槽上，并固定在所述安装台3上，使得所述安装台3的凹槽和所述支撑台2共同形成一容置空间。所述密封体6设置于所述容置空间内，且固定在所述支撑台2上；密封体6的主要用来对磁钢部件5进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球面靶阴极机构，用于对半球面形状的基材进行溅射镀膜，其特征在于，包括：水冷座、密封体、靶材、磁钢部件；所述水冷座包括支撑台和安装台；所述支撑台固定在溅镀室内部；所述安装台外表面为半球形状表面；所述安装台开设有凹槽；所述支撑台盖设于所述凹槽上，并固定在所述安装台上，以在所述安装台和所述支撑台之间形成一容置空间；所述靶材对应安装在所述安装台的半球形状表面上，使得所述靶材形成球面靶；所述密封体设置于所述容置空间内，且固定在所述支撑台上；所述密封体也为半球形状，且和所述安装台的外表面同球心；所述密封体将所述容置空间分隔为第一容置空间和第二容置空间；其中，所述第一容置空间位于所述密封体和所述支撑台之间；所述第二容置空间位于所述密封体和所述安装台之间，以供通入冷却液冷却所述靶材；所述磁钢部件设置于所述第一容置空间内，且所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上。

【技术特征摘要】
1.一种球面靶阴极机构，用于对半球面形状的基材进行溅射镀膜，其特征在于，包括：水冷座、密封体、靶材、磁钢部件；所述水冷座包括支撑台和安装台；所述支撑台固定在溅镀室内部；所述安装台外表面为半球形状表面；所述安装台开设有凹槽；所述支撑台盖设于所述凹槽上，并固定在所述安装台上，以在所述安装台和所述支撑台之间形成一容置空间；所述靶材对应安装在所述安装台的半球形状表面上，使得所述靶材形成球面靶；所述密封体设置于所述容置空间内，且固定在所述支撑台上；所述密封体也为半球形状，且和所述安装台的外表面同球心；所述密封体将所述容置空间分隔为第一容置空间和第二容置空间；其中，所述第一容置空间位于所述密封体和所述支撑台之间；所述第二容置空间位于所述密封体和所述安装台之间，以供通入冷却液冷却所述靶材；所述磁钢部件设置于所述第一容置空间内，且所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上。2.如权利要求1所述的一种球面靶阴极机构，其特征在于，所述球面靶和所述半球面形状的基材同球心。3.如权利要求1所述的一种球面靶阴极机构，其特征在于，所述磁钢部件排列在所述密封体的内表面上时，所述磁钢排列形成的结构包括N个环形结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐子明，向勇，傅绍英，闫宗楷，李乐，
申请(专利权)人：成都西沃克真空科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51