專利名稱：多功能磁控濺射鍍膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁控濺射鍍膜裝置，更具體地說是一種可用于采用真空磁控濺射
的方法在基片上沉積單層膜、多層膜和復(fù)合膜，同時(shí)可用于對基片進(jìn)行濺射清洗、加熱和施加偏壓的多功能磁控濺射鍍膜裝置。
背景技術(shù)：
在真空條件下，利用氣相沉積技術(shù)在基片表面鍍制薄膜是獲得優(yōu)良力學(xué)性能、特殊物理/化學(xué)性能薄膜材料的重要途徑，是當(dāng)今材料科學(xué)、物理科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。氣相沉積技術(shù)的核心問題在于利用所選定的沉積方法(如磁控濺射、脈沖激光沉積等)，在待鍍的基片表面獲得所需性能的薄膜材料。 磁控濺射過程需要通過磁控濺射設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，隨著科研和實(shí)際膜層生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，對磁控濺射鍍膜裝置功能多樣化的要求更加苛刻。在新膜層的開發(fā)研究中，需要在同臺設(shè)備中具有制備單層膜、多層膜和復(fù)合膜的功能。但是，目前市場上的小型磁控濺射裝置均難以同時(shí)滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種多功能磁控濺射鍍膜裝置，為滿足膜層開發(fā)研究的需求，在結(jié)構(gòu)緊湊的小型設(shè)備中同時(shí)具備可以沉積單層膜、多層膜和復(fù)合膜的功能。 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明多功能磁控濺射鍍膜裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 基片架固聯(lián)在真空室頂蓋上，并懸置于真空室內(nèi)，所述基片架設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)和升降的結(jié)構(gòu)形式，基片載體設(shè)置在位于基片架底部的圓盤的底面上，在與所述基片載體相對應(yīng)的位置上，位于圓盤的上方，設(shè)置有加熱裝置； 在所述真空室本體中，與所述基片載體相對的位置上、處在真空室本體底板的同一圓周位置上，均勻設(shè)置各磁控濺射靶；所述各磁控濺射靶的靶頭在朝向真空室主軸方向上的夾角為0 45°可調(diào)；在所述靶頭上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的濺射擋板。
本發(fā)明多功能磁控濺射鍍膜裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于 所述真空室頂蓋與真空室本體為可分離的分體結(jié)構(gòu)，相互之間以卡鉗緊固連接。
在所述真空室的側(cè)部，設(shè)置擴(kuò)展接口 。 設(shè)置真空室為前開門形式，其前開門與真空腔本體之間采用鉸鏈連接和卡鉗鎖緊，觀察窗位于前開門的中心。 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在 1、本發(fā)明利用濺射靶頭的方向可調(diào)整，能分別實(shí)現(xiàn)垂直和共焦濺射，以滿足制備單層膜、多層膜和復(fù)合膜的要求。 2、本發(fā)明在靶頭上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的濺射擋板?？杀ＷC在預(yù)濺射時(shí)基片不被污染，在正常濺射沉積過程中對其他濺射靶材進(jìn)行保護(hù)，避免靶材被污染。 3、本發(fā)明中的基片架可升降的結(jié)構(gòu)形式，滿足了靶基距的調(diào)整。 4、本發(fā)明中的真空腔頂蓋與真空室本體為可分離的分體結(jié)構(gòu)，可以使其整體搬離
真空室，便于對真空室內(nèi)部件進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整。 5、本發(fā)明中擴(kuò)展接口可用于裝配取送樣裝置或其他部件，擴(kuò)展其使用范圍。
6、本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)、功能多樣化，尤其適于高校、科研院所利用磁控濺射方法進(jìn)行薄膜工藝、成分試驗(yàn)研究的需要。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明基片架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明濺射靶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)號l真空室、la真空室本體、lb卡鉗、2真空室頂蓋、3基片架、4擴(kuò)展接口、5磁控濺射靶、6前開門、7大磁流體、8陶瓷連接塊、9升降鎖緊機(jī)構(gòu)、10圓盤、11基片載體、12加熱裝置、13旋轉(zhuǎn)濺射靶頭、14波紋管、15擺頭鎖緊機(jī)構(gòu)、16小磁流體、17鋼絲軟軸、18濺射擋板。 以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2，本實(shí)施例中，基片架3固聯(lián)在真空室頂蓋2上，并懸置于真空室內(nèi)，基片架3設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)和升降的結(jié)構(gòu)形式，基片載體11設(shè)置在位于基片架3底部的圓盤10的底面上，在與基片載體11相對應(yīng)的位置上，位于圓盤10的上部，設(shè)置有加熱裝置12 ;
圖1 、圖3所示，本實(shí)施例中，在真空室本體la中，與基片載體11相對的位置上、處在真空室本體底板的同一圓周位置上，均勻設(shè)置各磁控濺射靶5 ;為了滿足垂直濺射和共焦濺射的要求，設(shè)置各磁控濺射靶5的靶頭在朝向真空室主軸方向上的夾角為0 45°可調(diào)；并且在靶頭上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的濺射擋板18。 圖3所示的濺射角度可調(diào)的磁控濺射靶5是由旋轉(zhuǎn)濺射靶頭13、波紋管14、擺頭鎖緊機(jī)構(gòu)15、小磁流體16、鋼絲軟軸17和濺射擋板裝置18組成。當(dāng)處于圖3所示狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)垂直濺射；另一狀態(tài)是利用波紋管的易彎曲性調(diào)整旋轉(zhuǎn)濺射靶頭13與真空室主軸的夾角，當(dāng)各旋轉(zhuǎn)濺射靶頭13處于共焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，利用擺頭鎖緊機(jī)構(gòu)15鎖緊旋轉(zhuǎn)濺射靶頭13，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)共焦濺射。 具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括 圖1所示，真空室頂蓋2與真空室本體la為可分離的分體結(jié)構(gòu)，相互之間以卡鉗lb緊固連接。 在真空室1的側(cè)部，設(shè)置擴(kuò)展接口 4，利用擴(kuò)展接口 4可以提高設(shè)備的功能多樣性和對過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制。 設(shè)置真空室1為前開門形式，其前開門6與真空腔本體la之間采用鉸鏈連接和卡鉗鎖緊，觀察窗位于前開門扇的中心。 本發(fā)明裝置是將濺射擋板18和基片架3作為電極，在基片架3上施加偏壓，利用
4等離子體輝光放電現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)對基片的等離子體的清洗。金屬、陶瓷、塑料、橡膠和玻璃等表面常常會有油脂油污等有機(jī)物及氧化層，利用等離子體清洗可有效對表面進(jìn)行處理，獲得完全潔凈和無氧化層的表面。在實(shí)際鍍膜過程中，若利用等離子體對基片進(jìn)行清洗，可極大的提高膜基附著力，改善膜層性能。 在預(yù)濺射階段，應(yīng)使濺射擋板18處于關(guān)閉狀態(tài)，使其阻擋在旋轉(zhuǎn)濺射靶頭13的前端，可以有效避免對基片的污染；在正常濺射過程中，打開所對應(yīng)的工作靶的濺射擋板，其他位置上的濺射擋板仍保持關(guān)閉，可保證對非工作位上的濺射靶靶材的保護(hù)，使其不被污染。 在基片架3上，通過大磁流體7將真空室外的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到真空室內(nèi)部，利用升降鎖緊機(jī)構(gòu)9的鎖緊螺釘對內(nèi)軸的鎖緊功能來實(shí)現(xiàn)對圓盤10和基片載體11的上下位移量的調(diào)整和固定，從而實(shí)現(xiàn)基片架旋轉(zhuǎn)、升降的功能。利用電氣絕緣與電極接入中的陶瓷連接塊8來實(shí)現(xiàn)電極與大磁流體7的絕緣，偏壓的引入是通過升降鎖緊機(jī)構(gòu)9、圓盤10和基片載體11傳遞到基片上。加熱裝置12與真空室是相對固定的，采用獨(dú)立鹵素?zé)艏訜岬姆绞?，鹵素?zé)粑挥诨d體11的上方、與濺射靶5位置對應(yīng)。 此外，可以在擴(kuò)展接口 4中配備機(jī)械手或手套箱，以實(shí)現(xiàn)取送樣的功能，也可以擴(kuò)展接口 4上加裝監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對薄膜沉積過程中各種參數(shù)的監(jiān)測和控制。
權(quán)利要求
多功能磁控濺射鍍膜裝置，其特征是基片架(3)固聯(lián)在真空室頂蓋(2)上，并懸置于真空室(1)內(nèi)，所述基片架(3)設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)和升降的結(jié)構(gòu)形式，基片載體(11)設(shè)置在位于基片架(3)底部的圓盤(10)的底面上，在與所述基片載體(11)相對應(yīng)的位置上，位于圓盤(10)的上方，設(shè)置有加熱裝置(12)；在所述真空室本體(1a)中，與所述基片載體(11)相對的位置上、處在真空室本體底板的同一圓周位置上，均勻設(shè)置各磁控濺射靶(5)；所述各磁控濺射靶(5)的靶頭在朝向真空室主軸方向上的夾角為0～45°可調(diào)；在所述靶頭上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的濺射擋板(18)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能磁控濺射鍍膜裝置，其特征是所述真空室頂蓋(2)與 真空室本體(la)為可分離的分體結(jié)構(gòu)，相互之間以卡鉗(lb)緊固連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能磁控濺射鍍膜裝置，其特征是在所述真空室(1)的側(cè) 部，設(shè)置擴(kuò)展接口 (4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能磁控濺射鍍膜裝置，其特征是設(shè)置真空室(1)為前開 門形式，其前開門(6)與真空腔本體(la)之間采用鉸鏈連接和卡鉗鎖緊，觀察窗位于前開 門(6)的中心。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能磁控濺射鍍膜裝置，其特征是基片架固聯(lián)在真空室頂蓋上，并懸置于真空室內(nèi)，基片架設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)和升降的結(jié)構(gòu)形式，基片載體設(shè)置在位于基片架底部的圓盤的底面上，在與基片載體相對應(yīng)的位置上，位于圓盤的上方，設(shè)置有加熱裝置；在真空室本體中，與基片載體相對的位置上、處在真空室本體底板的同一圓周位置上，均勻設(shè)置各磁控濺射靶；各磁控濺射靶的靶頭在朝向真空室主軸方向上的夾角為0～45°可調(diào)；在靶頭上設(shè)置可翻轉(zhuǎn)的濺射擋板。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、小型化設(shè)置，同時(shí)具備可以沉積單層膜、多層膜和復(fù)合膜的多功能。
文檔編號C23C14/35GK101709455SQ20091018599
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者楊林生, 王君 申請人:王君