一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机。本实用新型专利技术在平面磁控溅射镀膜机、安装双层旋靶管型柱状磁控溅射靶的磁控溅射镀膜机和阴极电弧离子镀膜机的镀膜室中部设置两个柱状阴极电弧源。在清洗过程中利用两个柱状阴极电弧源互为阴阳极，放电产生的弧光等离子体中的电子流把氩气电离，用得到的高密度的氩离子流轰击清洗工件，增强工件的轰击清洗效果，提高膜基结合力；在工件清洗后的镀膜过程中，两个柱状阴极电弧源参与镀纳米多层膜；在磁控溅射镀膜机中发挥辅助沉积作用。

【技术实现步骤摘要】
一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机
本技术涉及一种镀膜机，具体涉及一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机，属于真空镀膜设备领域。
技术介绍
目前在真空镀膜领域应用的磁控溅射镀膜和阴极电弧离子镀膜过程中，为了提高膜层与基体的结合力，采用了许多方法：由采用辉光放电氩离子轰击清洗工件，到采用阳极层离子源轰击清洗工件，阳极层离子源也是辉光放电型气体离子源。辉光放电的电流密度低，氩离子密度低，一般电流密度mA/mm2级，以上两种方法的工件偏压1000V极，偏流在1～4A范围，轰击清洗效果不是很理想，膜基结合力不够高。近期比较多的是采用小圆形阴极电弧源发射的金属离子流进行清洗。阴极电弧源产生弧光放电后，发射高密度的弧光等离子体，一般电流密度100A/mm2级，其中含有高密度的电子、金属膜层离子和膜层原子。镀膜前的清洗时，工件接偏压电源的负极，加400V～800V高压加速金属离子，金属离子以很高的能量轰击净化工件，轰击清洗效果好。所以无论是在磁控溅射镀膜机中，还是阴极电弧离子镀膜中，镀膜前多采用阴极电弧源发射的金属离子流轰击清洗工件。但是，较高的轰击能量会使工件表面受到损伤，也会使工件过热，而且在放电过程中阴极电弧源会喷发大熔滴，容易在工件表面积存大颗粒，降低工件表面的质量。也有的利用气体弧光等离子体中的电子流把镀膜室内的氩气电离，利用高密度的氩离子流清洗工件。镀膜机中需要匹配气体弧光等离子体发射源，如空心阴极枪、热丝弧枪。最近有的利用固体弧光等离子体电子流把镀膜室内的氩气电离，用高密度的氩离子流清洗工件。具体方法是，把两个产生弧光放电的旋靶管型柱状阴极电弧源安放在镀膜室侧边，分别接弧电源的正负极，接通弧电源以后，两个柱状阴极电弧源互为阴阳极，产生冷场致弧光放电。产生的弧光等离子体中的电子流被作为阳极的柱弧源吸引，高密度的电子流向阳极运动的过程中，把镀膜室内的氩气电离，用得到的高密度的氩离子轰击清洗工件。清洗效果好。但由于两个柱弧源安放在镀膜室侧边，只有当工件转到两个旋靶管型柱弧源这一侧时，工件才能得到有效的清洗。还有的利用在镀膜室壁上专设的小圆形阴极电弧源或矩形平面大弧源作为阴极，另设水冷阳极。二者之间产生的弧光等离子体中的电子流被另设的水冷阳极吸引，高密度的电子流向阳极运动的过程中，把镀膜室内的氩气电离，得到的高密度的氩离子轰击清洗工件，清洗效果好。其不足仍然是其阴、阳极设置在镀膜室的一侧，镀膜室内的等离子体密度分布不均匀。而且在以上所述的镀膜机中作为清洗用的阴极电弧源，只在清洗工件时发挥作用，在之后的镀膜过程中闲置不用。使得镀膜室内相当大的面积没有等离子体的作用，浪费了镀膜空间。还有的是在采用镀膜室周边设置旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶为镀膜源的磁控溅射镀膜机中，在镀膜室中部安装两个柱状弧阴极电弧源，分别接弧电源的正负极，接通弧电源以后，两个柱弧源互为阴阳极，产生冷场致弧光放电。产生的弧光等离子体中的电子流被作为阳极的柱状阴极电弧源吸引，高密度的电子流向阳极运动的过程中，把镀膜室内的氩气电离，用得到的高密度的氩离子轰击清洗工件。但，目前在平面磁控溅射镀膜机中；在工件外周围和内周都设置旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶的磁控溅射镀膜机中；在阴极电弧离子镀膜机的镀膜室中，还没有在镀膜室中部设置两个互为阴阳极的柱状弧阴极电弧清洗源来清洗工件的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机，本技术在镀膜室内设置镀膜源、工件转架和固体弧光等离子体清洗源。本技术所提供的设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机本体，包括安装阴极电弧源的阴极电弧离子镀膜机、安装旋靶管型柱状磁控溅射靶的磁控溅射镀膜机、安装平面磁控溅射靶的磁控溅射镀膜机镀膜机。本技术的特点是在以上三种类型镀膜机本体中设置固体弧光等离子体清洗源。具体如中国专利ZL201720302520.7所记载的，在镀膜室中部安装两个柱状弧阴极电弧源作为固体弧光等离子体清洗源。两个柱状弧阴极电弧源分别接交变弧电源的正负极，接通弧电源以后，两个柱弧源互为阴阳极，产生弧光放电，得到的弧光等离子体中的电子流，被作为阳极的柱弧源吸引，高密度的电子流向阳极运动的过程中，把镀膜室内的氩气电离，用得到的高密度的氩离子流轰击清洗工件，增强工件的轰击清洗效果，提高膜基结合力。由于氩离子密度大，工件不需要加很高的偏压，一般200V以下，工件偏流可以达10A以上。由于氩离子质量小，对工件的损伤小，也不会过热，工件表面不会积存大熔滴。以上所述的用阴极电弧源为固体弧光等离子体清洗源，虽然也是用阴极电弧源产生的弧光放电等离子体清洗工件，但不是用高偏压加速的金属离子流清洗工件，而是转化为用低偏压、高密度的氩离子轰击工件，清洗效果优于其他方法。本技术中，镀膜室中间安装两个柱状弧阴极电弧源的另外的作用是，在工件清洗后的镀膜阶段，原来作为清洗用的镀膜室中间设置的两个柱状阴极电弧源接直流弧电源的负极，镀膜室接直流弧电源的正极，接通弧电源以后，柱弧源进行常规镀膜。无论在磁控溅射镀膜机中，还是在阴极电弧离子镀膜机中都参与镀膜。镀膜室中部设置的柱状弧源所镀的膜层可以增加膜层的厚度，还可以参与镀纳米多层膜，所镀的膜层是多层膜中的一个间隔层。本技术，把两个柱状阴极源设置在镀膜室的中间，目的是使镀膜室内的弧光等离子体均匀分布，产生的氩离子向周围工件产生的清洗效果均匀，所镀的膜层向周围均匀镀膜，有利于镀出厚度均匀的纳米多层面。进一步，镀膜室中间设置两个柱状阴极电弧源的三种镀膜机的结构如下：1、在所述阴极电弧源离子镀膜机中，所述镀膜源是设置在镀膜室周边的各种形式的阴极电弧镀膜源，它们是小平面圆形阴极电弧源、大平面矩形阴极电弧源或旋靶管型柱状阴极电弧源。镀膜室中部设置两个柱状阴极电弧源做为固体弧光等离子体清洗源。在所述阴极电弧离子镀膜机中，为了提高工件的清洗效果，在镀膜室的中部设置两个柱状阴极电弧源。两个柱状阴极电弧源接交变弧电源，接通弧电源以后，产生弧光放电，弧光等离子体中的电子流把工件周围的氩气电离，用得到的高密度的氩离子流清洗工件，比用阴极电弧源发射的金属离子流清洗工件效果好。所述镀膜室中部设置的柱状阴极电弧清洗源，除了具有轰击清洗工件的作用之外，在镀膜过程中，中部设置的柱弧源接直流弧电源负极，镀膜室接正极，可以和镀膜室周围的阴极电弧镀膜源共同向工件上镀膜。当设置于所述镀膜室中部的柱状阴极电弧源和设于工件外周围的所述阴极电弧源的靶材成分相同时，能够得到相同成分的膜，增加膜层厚度；当两者的靶材成分不相同时，中部的所述柱状阴极电弧源参与镀纳米多层膜，所镀出的膜层，是纳米多层膜中的一个间隔层。本技术把两个柱状阴极电弧源设置在镀膜室的中间，使得弧光等离子体的作用范围均衡，对镀纳米多层膜更为有利。2、在安装旋靶管型柱状磁控溅射靶的磁控溅射镀膜机中，镀膜源是设置在工件转架的外周围和内周的旋靶管型柱状磁控溅射靶。镀膜室中部设置两个柱状阴极电弧源做为固体弧光等离子体清洗源。进一步，在本技术所提供的设置固体弧光等离子体清洗源的磁控溅射镀膜机本体中，所述镀膜源为旋靶管型柱状磁控溅射靶，包括靶管、安装在靶管内的磁控结构和用于组装靶管和磁控结构的靶封头；其中，靶管可以进行旋转，靶管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机，包括镀膜机本体；所述镀膜机本体包括镀膜室及设于所述镀膜室内的工件转架和镀膜源；其特征在于：所述镀膜室中部设置两个柱状阴极电弧源；镀膜前，两个所述柱状阴极电弧源接交变弧电源；两个所述柱状阴极电弧源互为阴阳极；镀膜时，两个所述柱状阴极电弧源接直流弧电源的负极，所述镀膜室接直流弧电源的正极。

【技术特征摘要】
2017.04.10 CN 2017203638403;2017.07.21 CN 201720961.一种设置固体弧光等离子体清洗源的镀膜机，包括镀膜机本体；所述镀膜机本体包括镀膜室及设于所述镀膜室内的工件转架和镀膜源；其特征在于：所述镀膜室中部设置两个柱状阴极电弧源；镀膜前，两个所述柱状阴极电弧源接交变弧电源；两个所述柱状阴极电弧源互为阴阳极；镀膜时，两个所述柱状阴极电弧源接直流弧电源的负极，所述镀膜室接直流弧电源的正极。2.根据权利要求1所述的镀膜机，其特征在于：所述镀膜机本体为阴极电弧离子镀膜机；所述镀膜源为小平面圆形阴极电弧源、矩形平面大弧源或旋靶管型柱状阴极电弧源。3.根据权利要求1所述的镀膜机，其特征在于：所述镀膜机本体为磁控溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福贞，
申请(专利权)人：王福贞，
类型：新型
国别省市：北京,11