磁控管的安装机构及磁控溅射设备制造技术

本发明专利技术提供的磁控管的安装机构及磁控溅射设备，其包括轴承组件、轴承底座、轴承固定座和压紧块，其中，轴承组件用于支撑传动轴。轴承底座用于固定轴承组件。轴承固定座固定在绝缘腔的顶壁上，且套在轴承底座上，并且轴承固定座与轴承底座螺纹连接。通过调节轴承底座与轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置，来调整轴承底座相对于绝缘腔的顶壁的高度。压紧块与轴承固定座螺纹连接，且位于轴承底座的上方，用以在完成对轴承底座与轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置的调节之后，压紧轴承底座。本发明专利技术提供的磁控管的安装机构，其可以实现靶间距的无级调节，且无需打开绝缘腔，也无需装卸磁控管，调节过程简单、保证了工艺的连续性。

【技术实现步骤摘要】
磁控管的安装机构及磁控溅射设备
本专利技术涉及半导体制造
，具体地，涉及一种磁控管的安装机构及磁控溅射设备。
技术介绍
磁控溅射技术是一类常见的物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)技术，其特点是在靶材的背部设置磁控管，用于提供可穿过靶材的磁场，该磁场在工艺腔室内对等离子体中的电子形成磁场束缚，使其沿着磁力线作螺旋运动，从而可以延长电子运动轨迹，并提高电子对工艺气体的电离几率，进而达到增加溅射产额的目的。磁控管与靶材之间的间距称为靶间距，若靶间距过大，则会使穿过靶材的磁场强度过低，导致膜层沉积速率下降；若靶间距过小，则穿过靶材的磁场强度过高，这可以在工艺开始时获得较高的沉积速率，但在溅射一段时间之后，沉积速率会迅速下降到一个非常低的水平。因此，为了获得理想的沉积速率，经常需要调整靶间距。图1为现有的磁控管的安装机构的结构图。图2为现有的磁控管的安装机构的剖视图。请一并参阅图1和图2，该安装结构用于将传动轴4竖直安装在绝缘腔6的顶壁上，在绝缘腔6的底部设置有靶材7，磁控管8通过磁控管安装座10固定在传动轴4的下端，且位于靶材7上方。传动轴4的上端通过传动机构3与驱动电机1连接，该驱动电机1通过电机安装座2固定在绝缘腔6的顶壁上。在驱动电机1的驱动下，传动轴4带动磁控管8作旋转运动，扫描靶材7表面。安装结构包括轴承组件和轴承固定座5，其中，轴承组件用于支撑传动轴4，其包括深沟球轴承、角接触轴承、上下端盖、密封圈等等，以实现传动轴4的旋转和密封。轴承固定座5用于将该轴承组件固定在轴承底座5绝缘腔6的顶壁上。在需要调整磁控管8与靶材7之间的靶间距D时，可以通过更换设置在磁控管8的上端面与磁控管安装座10之间的不同厚度的垫片9来实现，即，当需要增大靶间距D时，使用厚度较小的垫片10；当需要减小靶间距D时，使用厚度较大的垫片10。但是，这会存在以下问题：其一，采用更换垫片10的方式无法实现靶间距D的无级调节。其二，在更换垫片10时，需要打开绝缘腔6，并卸载磁控管8，在完成垫片10的更换之后，还需要重新安装磁控管8，这一过程非常繁琐。其三，打开绝缘腔6还会打断工艺的连续性，从而降低了产能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种磁控管的安装机构及磁控溅射设备，其不仅可以实现靶间距的无级调节，而且无需打开绝缘腔，也无需装卸磁控管，调节过程简单、保证了工艺的连续性。为实现本专利技术的目的而提供一种磁控管的安装机构，用于将传动轴竖直安装在绝缘腔的顶壁上，所述传动轴的下端延伸至所述绝缘腔内，在所述绝缘腔的底部设置有靶材，所述磁控管固定在所述传动轴的下端，且位于所述靶材上方，所述安装机构包括轴承组件、轴承底座、轴承固定座和压紧块，其中，所述轴承组件用于支撑所述传动轴；所述轴承底座用于固定所述轴承组件；所述轴承固定座固定在所述绝缘腔的顶壁上，且套在所述轴承底座上，并且所述轴承固定座与所述轴承底座螺纹连接；通过调节所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置，来调整所述轴承底座相对于所述绝缘腔的顶壁的高度；所述压紧块与所述轴承固定座螺纹连接，且位于所述轴承底座的上方，用以在完成对所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置的调节之后，压紧所述轴承底座。优选的，在所述轴承底座的外周壁上形成有第一环形凸台，并且在所述第一环形凸台的外周壁上形成有第一外螺纹；在所述轴承固定座的内周壁上形成有内螺纹，所述内螺纹和所述第一外螺纹螺纹相配合；所述压紧块环绕在所述轴承底座和所述轴承固定座之间，并且在所述压紧块的外周壁上，且位于其下端形成有第二环形凸台，并且在所述第二环形凸台的外周壁上形成有第二外螺纹，所述内螺纹和所述第二外螺纹相配合。优选的，在所述轴承固定座的内周壁上，且位于所述内螺纹的底部形成有第三环形凸台，所述第三环形凸台的内径小于所述第一环形凸台的外径，用以防止所述轴承底座下移，致使靶间距为零。优选的，所述轴承固定座的顶端低于所述轴承底座的顶端，且在所述轴承底座的外周壁上，且位于所述轴承固定座上方的位置处设置有第一螺纹孔，用以安装用于手动驱动所述轴承底座旋转的第一把手。优选的，所述第一螺纹孔为一个或多个，且多个所述第一螺纹孔沿所述轴承底座的外周壁对称分布。优选的，所述压紧块的上端高于所述轴承固定座的顶端，且低于所述第一螺纹孔，并且在所述压紧块的外周壁上，且位于所述轴承固定座上方的位置处设置有第二螺纹孔，用以安装用于手动驱动所述压紧块旋转的第二把手。优选的，所述第二螺纹孔为一个或多个，且多个所述第二螺纹孔沿所述轴承底座的外周壁对称分布。优选的，分别对应地在所述轴承固定座和所述轴承底座上设置有读数盘和指针，其中，所述读数盘沿所述轴承固定座的周向环绕设置，且标有靶间距的数值。优选的，在所述轴承固定座的内周壁与所述轴承底座的外周壁之间设置有动密封件，用以实现二者之间的动密封。优选的，在所述绝缘腔的顶壁上设置有贯穿其厚度的安装孔，所述轴承固定座位于所述安装孔内，且在所述轴承固定座的外周壁上还设置有安装法兰，所述安装法兰与所述绝缘腔的顶壁通过螺钉固定连接，且在二者之间设置有密封圈。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种磁控溅射设备，包括反应腔、绝缘腔、磁控管、磁控管旋转机构和磁控管的安装机构，其中，所述绝缘腔设置在所述反应腔的顶部，且在所述绝缘腔的底部设置有靶材，所述靶材的下表面暴露在所述反应腔的内部环境中；所述磁控管旋转机构包括传动轴和驱动电机，所述传动轴通过所述磁控管的安装机构竖直安装在绝缘腔的顶壁上，且所述传动轴的下端延伸至所述绝缘腔内，所述磁控管固定在所述传动轴的下端；所述驱动电机用于驱动所述传动轴旋转，所述磁控管的安装机构采用本专利技术提供的上述磁控管的安装机构。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的磁控管的安装机构，其通过设置轴承固定座，该轴承固定座固定在绝缘腔的顶壁上，且套在轴承底座上，并且与之螺纹连接，可以通过调节轴承底座与轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置，来调整轴承底座相对于绝缘腔的顶壁的高度，从而带动轴承组件和传动轴以及与该传动轴连接的磁控管整体上升或下降，且由于螺纹连接具有连续可调性，进而可以实现靶间距的无级调节。而且，由于仅通过旋转轴承底座即可实现磁控管的升降，而无需打开绝缘腔，也无需装卸磁控管，因此，本专利技术提供的磁控管的安装机构调节过程简单、保证了工艺的连续性。本专利技术提供的磁控溅射设备，其通过采用本专利技术提供的磁控管的安装机构，不仅可以实现靶间距的无级调节，而且无需打开绝缘腔，也无需装卸磁控管，调节过程简单、保证了工艺的连续性。附图说明图1为现有的磁控管的安装机构的结构图；图2为现有的磁控管的安装机构的剖视图；图3为本专利技术实施例提供的磁控管的安装机构的立体图；图4为本专利技术实施例提供的磁控管的安装机构的剖视图；图5为图4中A区域的放大图；以及图6为图3中B区域的放大图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的磁控管的安装机构及磁控溅射设备进行详细描述。图3为本专利技术实施例提供的磁控管的安装机构的立体图。图4为本专利技术实施例提供的磁控管的安装机构的剖视图。请一并参阅图3和图4，磁控管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控管的安装机构，用于将传动轴竖直安装在绝缘腔的顶壁上，所述传动轴的下端延伸至所述绝缘腔内，在所述绝缘腔的底部设置有靶材，所述磁控管固定在所述传动轴的下端，且位于所述靶材上方，其特征在于，所述安装机构包括轴承组件、轴承底座、轴承固定座和压紧块，其中，所述轴承组件用于支撑所述传动轴；所述轴承底座用于固定所述轴承组件；所述轴承固定座固定在所述绝缘腔的顶壁上，且套在所述轴承底座上，并且所述轴承固定座与所述轴承底座螺纹连接；通过调节所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置，来调整所述轴承底座相对于所述绝缘腔的顶壁的高度；所述压紧块与所述轴承固定座螺纹连接，且位于所述轴承底座的上方，用以在完成对所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置的调节之后，压紧所述轴承底座。

【技术特征摘要】
1.一种磁控管的安装机构，用于将传动轴竖直安装在绝缘腔的顶壁上，所述传动轴的下端延伸至所述绝缘腔内，在所述绝缘腔的底部设置有靶材，所述磁控管固定在所述传动轴的下端，且位于所述靶材上方，其特征在于，所述安装机构包括轴承组件、轴承底座、轴承固定座和压紧块，其中，所述轴承组件用于支撑所述传动轴；所述轴承底座用于固定所述轴承组件；所述轴承固定座固定在所述绝缘腔的顶壁上，且套在所述轴承底座上，并且所述轴承固定座与所述轴承底座螺纹连接；通过调节所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置，来调整所述轴承底座相对于所述绝缘腔的顶壁的高度；所述压紧块与所述轴承固定座螺纹连接，且位于所述轴承底座的上方，用以在完成对所述轴承底座与所述轴承固定座在竖直方向上的相对旋合位置的调节之后，压紧所述轴承底座。2.根据权利要求1所述的磁控管的安装机构，其特征在于，在所述轴承底座的外周壁上形成有第一环形凸台，并且在所述第一环形凸台的外周壁上形成有第一外螺纹；在所述轴承固定座的内周壁上形成有内螺纹，所述内螺纹和所述第一外螺纹螺纹相配合；所述压紧块环绕在所述轴承底座和所述轴承固定座之间，并且在所述压紧块的外周壁上，且位于其下端形成有第二环形凸台，并且在所述第二环形凸台的外周壁上形成有第二外螺纹，所述内螺纹和所述第二外螺纹相配合。3.根据权利要求2所述的磁控管的安装机构，其特征在于，在所述轴承固定座的内周壁上，且位于所述内螺纹的底部形成有第三环形凸台，所述第三环形凸台的内径小于所述第一环形凸台的外径，用以防止所述轴承底座下移，致使靶间距为零。4.根据权利要求2所述的磁控管的安装机构，其特征在于，所述轴承固定座的顶端低于所述轴承底座的顶端，且在所述轴承底座的外周壁上，且位于所述轴承固定座上方的位置处设置有第一螺纹孔，用以安装用于手动驱动所述轴承底座旋转的第一把手。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玉春，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11