一种磁场发生装置及镀膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及物理气相沉积领域，公开一种磁场发生装置及镀膜方法，磁场发生装置包括：安装板；中心磁体，设于安装板上；电磁模块，设于安装板上，电磁模块包括至少两个与中心磁体间距不等的电磁层，通电状态下至少一个电磁层在垂直于安装板的方向上的磁极与中心磁体的磁极相反；以及线圈电源，与电磁模块电连接，线圈电源用于选择性地为电磁层供电，以使电磁模块能够耦合产生可移动变化的磁场，从而控制弧斑在靶材表面的烧蚀运动。该磁场发生装置能够增加靶材利用率，减少涂层液滴，提高涂层的性能，提高溅镀工艺的稳定性，避免复杂的机械运动结构容易出现损坏的问题。构容易出现损坏的问题。构容易出现损坏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场发生装置及镀膜方法


[0001]本专利技术涉及物理气相沉积
，尤其涉及一种磁场发生装置及镀膜方法。

技术介绍

[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜及分子束外延等。
[0003]溅射镀膜中的阴极电弧靶材需要搭配磁场装置，通过磁场控制弧斑在靶材表面快速规律的烧蚀运动，产生涂层物质，相比无磁场的阴极靶材，磁场可加快弧斑运动速度以减少液滴。传统的阴极磁场通常为固定式，通过于靶材表面后方设置永磁、电磁或者电永磁复合的装置，在靶材表面形成磁拱，弧斑在磁拱控制下烧蚀运动，长时间使用后，由于弧斑被控制在磁拱顶部下方的靶材表面位置运动，使得该运动轨道被烧蚀严重，而其他位置很少被利用，因此靶材利用率低，而且热量汇集在轨道，会助增液滴的产生，而涂层中夹杂的冷却后的液滴颗粒，会的对涂层的寿命造成不利影响。
[0004]为解决靶材利用率低和热量集中的问题，近年出现了一些扫描式磁场，通过给磁场装置增加可往复运动的机构，增加弧斑的运动范围，但这种运动机构增加了磁场装置的复杂性，且长时间使用，易出现损坏。此外还有利用一个大线圈产生与永磁相反的磁力线，通过电磁和永磁场的反向耦合，来改变磁力线与靶材的夹角锐角开口方向，控制弧斑在靶材表面扫描式运动，但这种方式会造成靶材表面磁场强度的显著变化，影响工艺稳定性，尤其是对于纳米多层涂层工艺，磁场强度的显著变化会导致纳米多层的厚度出现变化，引起工艺变化。
[0005]因此亟需一种磁场发生装置及其控制方法，以克服上述的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种磁场发生装置及镀膜方法，能够增加靶材利用率，减少涂层液滴，提高涂层的性能，提高溅镀工艺的稳定性，同时避免复杂的机械运动结构长期使用时容易出现损坏的问题。
[0007]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，提供一种磁场发生装置，包括：
[0009]安装板；
[0010]中心磁体，设于所述安装板上；
[0011]电磁模块，设于所述安装板上，所述电磁模块包括至少两个与所述中心磁体间距不等的电磁层，通电状态下至少一个所述电磁层在垂直于所述安装板的方向上的磁极与所述中心磁体的磁极相反；以及
[0012]线圈电源，与所述电磁模块电连接，线圈电源用于选择性地为所述电磁层供电，以
使所述电磁模块能够耦合产生可移动变化的磁场，从而控制弧斑在靶材表面的烧蚀运动。
[0013]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，所述中心磁体设于所述安装板的中心位置，所述电磁层均设置为圆环状结构，各个所述电磁层环绕设置于所述中心磁体的外周。
[0014]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，所述电磁层的数量超过不少于三个，相邻的两个所述电磁层之间的距离相等。
[0015]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，所述电磁层均包括多个电磁线圈柱，同一所述电磁层中的所述电磁线圈柱通电时的磁极方向相同。
[0016]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，同一所述电磁层中的所述电磁线圈柱之间串联连接后与所述线圈电源的输出端连接，不同的所述电磁层中的所述电磁线圈柱与所述线圈电源的不同输出端连接。
[0017]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，每个电磁线圈柱与所述线圈电源的一个输出端连接。
[0018]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，同一所述电磁层中，相邻的两个所述电磁线圈柱之间的距离相等。
[0019]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，所述电磁线圈柱包括线圈本体和铁芯，所述线圈本体套设于所述铁芯上。
[0020]作为磁场发生装置的一个可选的技术方案，所述电磁模块包括第一电磁层、第二电磁层和第三电磁层，所述第一电磁层环绕设置于所述中心磁体的外周，所述第二电磁层环绕设置于所述第一电磁层的外周，所述第三电磁层环绕设置于所述第二电磁层的外周。
[0021]一种镀膜方法，采用上述的磁场发生装置进行镀膜，具体包括以下步骤：
[0022]将所述靶材放置在所述电磁模块的上方；
[0023]通过调节所述线圈电源向每个所述电磁层输出的电流的大小、方向和脉冲频率，以使所述电磁模块能够耦合产生可移动变化的磁场，从而控制弧斑在所述靶材表面的烧蚀运动。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供的磁场发生装置及镀膜方法，通过线圈电源对电磁模块中的各个电磁层的电流精确控制，依预设顺序向各个电磁层供电，通电的电磁层的磁力线与中心磁体的磁力线正向耦合，使得磁场发生装置的正对区域中形成磁拱位形来回移动而磁场强度几乎不变的磁场。真空溅镀设备的靶材设于磁场发生装置的正对区域中，电磁模块和中心磁体各自产生的磁力线在靶材表面得以正向耦合，一方面，磁拱的位形来回移动能够扩大弧板烧蚀面积，增加靶材利用率，同时避免热量聚集，减少液滴的产生，有助于提高涂层的性能；另一方面，磁场强度几乎不变，确保溅镀的工艺参数的稳定性，有助于提高工艺稳定性；另外，磁场发生装置结构简单耐用，避免了复杂的机械运动结构长期使用时容易出现损坏的问题。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施
例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术提供的磁场发生装置的结构示意图(线圈电源未示出)；
[0028]图2是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材的结构示意图；
[0029]图3是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱示意图一；
[0030]图4是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱示意图二；
[0031]图5是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱示意图三；
[0032]图6是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱仿真示意图一；
[0033]图7是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱仿真示意图二；
[0034]图8是本专利技术提供的磁场发生装置作用于靶材时的磁拱仿真示意图三。
[0035]图中：
[0036]1、安装板；2、中心磁体；3、第一电磁层；4、第二电磁层；5、第三电磁层；6、电磁线圈柱；61、线圈本体；62、铁芯；7、线圈电源；8、靶材；9、磁拱。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场发生装置，其特征在于，包括：安装板(1)；中心磁体(2)，设于所述安装板(1)上；电磁模块，设于所述安装板(1)上，所述电磁模块包括至少两个与所述中心磁体(2)间距不等的电磁层，通电状态下至少一个所述电磁层在垂直于所述安装板(1)的方向上的磁极与所述中心磁体(2)的磁极相反；以及线圈电源(7)，与所述电磁模块电连接，线圈电源(7)用于选择性地为所述电磁层供电，以使所述电磁模块能够耦合产生可移动变化的磁场，从而控制弧斑在靶材(8)表面的烧蚀运动。2.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述中心磁体(2)设于所述安装板(1)的中心位置，所述电磁层均设置为圆环状结构，各个所述电磁层环绕设置于所述中心磁体(2)的外周。3.根据权利要求2所述的磁场发生装置，其特征在于，所述电磁层的数量超过不少于三个，相邻的两个所述电磁层之间的距离相等。4.根据权利要求1所述的磁场发生装置，其特征在于，所述电磁层均包括多个电磁线圈柱(6)，同一所述电磁层中的所述电磁线圈柱(6)通电时的磁极方向相同。5.根据权利要求4所述的磁场发生装置，其特征在于，同一所述电磁层中的所述电磁线圈柱(6)之间串联连接后与所述线圈电源(7)的输出端连接，不同的所述电磁层中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，李文超，王俊锋，
申请(专利权)人：广东鼎泰高科技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：