一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备，所述靶材冷却背板包括底板和盖板，所述底板包括冷却通道，所述盖板在相对于所述冷却通道的位置设置凸台。所述盖板上的凸台设计，可以显著增加冷却通道边缘处的焊接结合率，焊接结合率≥98.0％，从而提高了冷却通道的密封性，避免了冷却水泄漏导致溅射靶材中毒的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备
本技术属于磁控溅射
，尤其涉及一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVapourDeposition，PVD)指的是，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使材料源蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，然后通过电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上形成某种特殊功能的薄膜。PVD技术是半导体芯片制造业、太阳能行业、LCD制造业等多种行业的核心技术，主要方法有真空蒸镀、电弧等离子体镀、离子镀膜、分子束外延和溅射镀膜等。磁控溅射是PVD技术中比较常用的一种，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以增加溅射率。由于磁控溅射是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率，以此实现了溅射高速率、低温度、低损伤。然而，长时间的磁控溅射，往往会使靶材产生大量的热量，如果不及时进行冷却，容易造成溅射靶材局部烧焦或呈现晶粒化现象。现有技术中，多是采用在靶座内设置冷却通道的方式，但是该种方式靶座和靶材接触面积小，冷却效果低，传热不显著。由于溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将符合性能要求的溅射靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效地进行溅射控制。现有技术中，在背板中开设冷却通道形成冷却背板，一方面可以为溅射靶材提供支撑作用，另一方面可以有效地传导热量，对溅射靶材进行有效地冷却。溅射靶材在磁控溅射镀膜的过程中需要注意以下五点：1是溅射准备，2是靶材清洁，3是靶材安装，4是短路及密封性检测，5是靶材预溅射。其中，冷却通道是否漏水是短路及密封性检测是否合格的关键因素。由于靶材的磁控溅射环境是真空的，一旦发生真空室内漏水或漏气，真空室内有挥发成分，真空室没有充入氩气，真空室内充入空气等情况，都会导致杂质成分和靶材成分发生反应，引起溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。其中，冷却背板中盖板和底板的焊接结合率直接影响冷却通道是否漏水的重中之重。现有技术中已经公开了一些冷却背板的结构。例如CN204529966U公开了一种冷却背板及磁控溅射镀膜设备，所述冷却背板与冷却水接触的表面上设置有多个凸起结构，即在盖板上设置有多个凸起结构，从而增大冷却水和冷却背板的接触面积，使得冷却水和冷却背板的热交换效果显著增强，有效减低了溅射靶材的溅射温度。然而，凸起结构的设计增大了冷却水的湍流程度，增大了冷却水泄漏的风险，极易导致溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。CN202063989U公开了一种靶材背板结构，包括上盖板与基板，所述基板造有至少一焊道及至少一冷却水道、至少一进水端及至少一出水端；该上盖板形成至少一定位孔，该至少一定位孔相对应于基板上的至少一焊道；该上盖板与该基板沿着该焊道接合固定。所述靶材背板结构虽然可以改善已知制作靶材背板的制程复杂且设备成本昂贵等缺点，并可达到靶材背板低变形及内部冷却水道高密封的目的，但是所述冷却水道仍存在冷却水泄漏的风险，极易导致溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。综上所述，针对冷却通道的冷却水泄漏风险，目前亟需开发一种密封性良好的靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备，在冷却背板的盖板上设置凸台，且所述凸台相对于冷却背板的底板上冷却通道的位置，进而增加了冷却通道边缘处的焊接结合率，有效提高了冷却通道的密封性。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术的目的之一在于提供一种靶材冷却背板，所述靶材冷却背板包括底板和盖板，所述底板包括冷却通道，所述盖板在相对于所述冷却通道的位置设置凸台。本技术所述盖板上的凸台设计，增大了冷却通道边缘处的焊接面积，可以显著增加冷却通道边缘处的焊接结合率，焊接结合率≥98.0％，从而提高了冷却通道的密封性，避免了冷却水泄漏导致溅射靶材中毒的风险。以下作为本技术优选的技术方案，但不作为本技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本技术的技术目的和有益效果。作为本技术优选的技术方案，所述凸台和所述冷却通道的装配间隙为0.05-0.15mm，例如0.05mm、0.06mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.13mm或0.15mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本技术所述凸台和冷却通道之间特定的装配间隙，一方面可以保证凸台能够插入冷却通道完成装配，另一方面可以保证焊接后形成的焊缝宽度足够小，进而避免泄漏问题，保证冷却通道的密封性。作为本技术优选的技术方案，所述冷却通道的宽度为10-50mm，例如10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本技术优选的技术方案，所述冷却通道的深度为5-12mm，例如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本技术优选的技术方案，所述凸台的凸出厚度为2-5mm，例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本技术所述冷却通道的深度与凸台的凸起厚度，可以保证底板和盖板装配后形成的冷却通道的实际厚度为3-7mm，从而保证冷却水的正常流量需求，进而保证对溅射靶材进行有效地冷却。作为本技术优选的技术方案，所述底板的主体厚度为18-45mm，例如18mm、20mm、22mm、25mm、26mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、42mm、43mm或45mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本技术所述底板的主体厚度指的是未加工冷却通道时的底板的厚度。作为本技术优选的技术方案，所述盖板的主体厚度为6-15mm，例如6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本技术所述盖板的主体厚度指的是未设置凸台区域的盖板的厚度。作为本技术优选的技术方案，所述靶材冷却背板的外部形状为长方形、圆形或三角形中的任意一种，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理选择。本技术所述盖板上的凸台设计，针对异形冷却背板完全适用，只需保证加工出来的凸台和冷却通道的位置相对应，并完成装配，焊接得到的冷却通道就可以有效避免泄漏问题，保证冷却通道的密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶材冷却背板，其特征在于，所述靶材冷却背板包括底板和盖板，所述底板包括冷却通道，所述盖板在相对于所述冷却通道的位置设置凸台，所述冷却通道包括进口和出口，所述进口和出口均开设在所述底板的底面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种靶材冷却背板，其特征在于，所述靶材冷却背板包括底板和盖板，所述底板包括冷却通道，所述盖板在相对于所述冷却通道的位置设置凸台，所述冷却通道包括进口和出口，所述进口和出口均开设在所述底板的底面上。


2.根据权利要求1所述的靶材冷却背板，其特征在于，所述凸台和所述冷却通道的装配间隙为0.05-0.15mm。


3.根据权利要求1所述的靶材冷却背板，其特征在于，所述冷却通道的宽度为10-50mm。


4.根据权利要求1所述的靶材冷却背板，其特征在于，所述冷却通道的深度为5-12mm。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，边逸军，王学泽，龚祖光，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33