一种靶位结构及溅射镀膜机制造技术

本发明专利技术涉及一种靶位结构及具有该靶位结构的溅射镀膜机，包括孪生靶，孪生靶包括左右并列设置并且能够相对旋转的两个圆筒靶，两个圆筒靶之间具有第一缝隙，圆筒靶的内部设有磁铁；所述靶位结构还包括整流罩和两个风刀；两个圆筒靶处于整流罩中，整流罩的前侧具有条形溅射口，整流罩上开设有两个条形进风口，两个条形进风口分别处于条形溅射口的左右两侧；两个风刀均设置在整流罩外面并分别与相应的条形进风口相对应，风刀的条形风刀口向后倾斜朝向相应圆筒靶的靶面；两个圆筒靶与整流罩之间分别具有第二缝隙。本发明专利技术不仅能够有效地除掉孪生靶的表面吸附的灰尘杂质，而且可使溅射更加均匀，并提高工艺气体的利用率以及放电的稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种靶位结构及溅射镀膜机


[0001]本专利技术涉及镀膜
，具体涉及一种靶位结构及溅射镀膜机。

技术介绍

[0002]溅射镀膜是用工艺气体(如氩气)经放电离化之后形成的离子轰击靶材表面，将靶材的原子击出并使其沉积在基板(如玻璃基板)上的一种真空镀膜技术。
[0003]在现有的溅射镀膜设备中，孪生靶作为用于生产的溅射靶最常用的靶位结构，其采用两个并列设置的圆筒靶，圆筒靶的内部设有用于提高放电稳定性的磁铁；工作时，在两个圆筒靶之间施加中频电压进行放电，从而使工艺气体离化形成轰击靶材表面的离子，由于圆筒靶的轴向长度非常长，因而这种靶位结构的溅射靶适合大基板或多片基板的镀膜，并且两个圆筒靶可由电机带动做缓慢旋转运动，使得靶材被均匀消耗，从而有效地提高了靶材的利用率。
[0004]然而，采用这种靶位结构的溅射靶在镀膜时，工艺气体的喷口一般设置在两个圆筒靶之间，由于在工作过程中处在低真空(真空度为0.05～1Pa)环境下，工艺气体一般呈现为气体分子之间极少相互碰撞(气体平均自由程为若干厘米)的分子流，因而工艺气体喷出之后很难在圆筒靶表面停留，其只有少部分可以被离化，而大部分逃逸到了真空腔室的其他位置，这不仅导致工艺气体的利用率较低，而且降低了放电稳定性，最终导致在镀膜时容易出现膜层厚度不均等问题。
[0005]另外，在非工作时圆筒靶表面容易由于静电原因而吸附灰尘，在工作时这些灰尘会影响到圆筒靶表面的溅射，例如，减少灰尘所处位置的靶材溅射速率，最终使得圆筒靶表面呈现为瘤状面，减少了溅射靶的使用寿命。<br/>
技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种靶位结构及溅射镀膜机，其不仅能够有效地除掉孪生靶的表面吸附的灰尘杂质，避免了灰尘杂质对溅射过程的影响，而且可使溅射更加均匀，并提高工艺气体的利用率以及放电的稳定性。采用的技术方案如下：一种靶位结构，包括孪生靶，孪生靶包括左右并列设置并且能够相对旋转的两个圆筒靶，圆筒靶的轴线为上下走向，两个圆筒靶之间具有第一缝隙，圆筒靶的内部设有磁铁；其特征在于：所述靶位结构还包括整流罩和两个风刀；两个所述圆筒靶处于整流罩的内腔中，整流罩的前侧具有供两个圆筒靶的靶面外露的条形溅射口，整流罩上还开设有两个条形进风口，两个条形进风口分别处于条形溅射口的左右两侧，条形进风口沿上下方向延伸；两个风刀均设置在整流罩外面并分别与相应的条形进风口相对应，风刀的条形风刀口向后倾斜朝向相应圆筒靶的靶面；两个圆筒靶与整流罩之间分别具有第二缝隙，第二缝隙自条形进风口向后至所述第一缝隙处构成气体导流段；第一缝隙构成气体回流段。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述第二缝隙的宽度自条形进风口向后至第一缝隙处逐渐变大。
[0008]一般地，风刀具有内腔以及与该内腔连通的条形风刀口，风刀的内腔通过气路组件与压缩气源的出风口连通，压缩气源可以通过气路组件向风刀的内腔输入高压气体(如压缩空气、高压氮气)与工艺气体(如氩气)，可由阀门进行切换，由此风刀在清洗模式时，可喷出高压气体，而在工作模式时，可喷出工艺气体，工艺气体可清洗掉残留的清洗气体，由此保证其气体的纯净度。
[0009]在溅射之前，可预先开启清洗模式对圆筒靶的靶面进行清洗，在清洗模式下，压缩气源向两个风刀的内腔输入高压气体，再通过风刀的条形风刀口喷向两个圆筒靶的靶面，由于风刀的条形风刀口倾斜朝向相应的圆筒靶靶面，配合圆筒靶的旋转运动，能够使高压气体较为均匀地喷向圆筒靶的靶面，以除掉圆筒靶的靶面吸附的灰尘杂质，风刀喷射的高压气体为粘滞流，其作用在圆筒靶上之后形成的湍流和杂流在气体导流段中减速而逐渐变成平流，减少了纵向湍流，溅射圆筒靶上吸附的灰尘最终稳定的漂浮在空气中而被有效地带出，防止灰尘重新落在孪生靶上而影响到溅射的稳定性，从而避免了灰尘杂质对溅射过程的影响，避免孪生靶使用过一定时间之后出现瘤状面，提高靶材的利用率同时也提高溅射的均匀性，并且可以更均匀地对圆筒靶的靶面进行清洗，使得清洗效率更高。
[0010]在溅射工作模式下，在低真空(真空度为0.05～1Pa)环境下，工艺气体从风刀的条形风刀口喷出之后呈现为分子流，由于风刀的条形风刀口倾斜朝向相应的圆筒靶靶面，呈现为分子流的工艺气体在圆筒靶的靶面和整流段的内侧面之间做相互反射运动（最终使气体从气体导流段通过）；由于第二缝隙的宽度自条形进风口向后至所述第一缝隙处逐渐变大，即气体导流段相对于圆筒靶的靶面呈现为逐渐扩大的弧形设计，可使得工艺气体最终在溅射区上具有较大相对靶面的切向运动分量(而不是沿着法向逃离靶面)，其受到电离之后极其容易被磁铁的磁场所捕获，由此提高了工艺气体的利用率，使得溅射过程更加稳定，等离子放电能够更好地维持，溅射速率保持得更好，而且使得工艺气体在纵向(Z轴)的分布非常均匀，提高了镀膜均匀性。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述整流罩包括左右对称设置的两个弧形罩体，两个弧形罩体的后侧边相连接，两个弧形罩体的前侧边之间构成所述的条形溅射口，两个所述圆筒靶分别处于相应的弧形罩体中；弧形罩体的内表面与圆筒靶的靶面之间形成所述第二缝隙。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述靶位结构还包括底板和顶板，底板、顶板分别安装在所述整流罩的下端、上端；所述风刀设置在底板和顶板之间且其两端分别与底板、顶板连接。底板和顶板用于固定整流罩和两个风刀，并且形成对整流罩的上下封闭结构，底板、顶板和两个弧形罩体的内侧面共同围成整流罩的内腔。
[0013]作为本专利技术进一步的优选方案，所述圆筒靶的上端设有中心轴，中心轴可转动安装在顶板上；所述磁铁呈条形并且其下端安装在底板上，磁铁自圆筒靶下端开口插入圆筒靶内部。一般来说，两个圆筒靶的中心轴均通过传动机构与电机传动连接，由此驱动两个圆筒靶做相对旋转运动(一般以同样速度相对旋转)；磁铁呈条形并自圆筒靶下端开口插入圆筒靶内部，可以为溅射提供磁场，保证放电的稳定性。
[0014]作为本专利技术更进一步的优选方案，所述磁铁的横截面呈V形且其V形口背向所述气体导流段，磁铁的两侧段分别为N极、S极。由此磁铁可以在圆筒靶背离气体导流段的外侧区域（即溅射区）形成磁场，使工艺气体在受到电离之后极其容易被磁铁的磁场所捕获。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述靶位结构还包括两个定位轮组，每个定位轮组均包括至少两个定位轮，各个定位轮均可转动安装在所述底板上并且其轴线为上下走向；两个定位轮组与两个所述圆筒靶一一对应，定位轮组的各个定位轮均处在相应的圆筒靶内侧，且各个定位轮的轮面均与圆筒靶的内侧壁滚动配合。将两个定位轮组分别设置在相应的圆筒靶内侧，且定位轮组的各个定位轮的轮面均与圆筒靶的内侧壁滚动配合，当圆筒靶绕其轴线做旋转运动时，定位轮组的各个定位轮与圆筒靶的内侧壁相对滚动，由此可实现对圆筒靶下端进行定位，使其位置较为稳固，避免圆筒靶在风力作用下被吹偏。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述风刀具有沿上下方向延伸的条形内腔；所述靶位结构还包括两个气路组件，两个气路组件与两个所述风刀一一对应，气路组件包括进气管、两个第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶位结构，包括孪生靶，孪生靶包括左右并列设置并且能够相对旋转的两个圆筒靶，圆筒靶的轴线为上下走向，两个圆筒靶之间具有第一缝隙，圆筒靶的内部设有磁铁；其特征在于：所述靶位结构还包括整流罩和两个风刀；两个所述圆筒靶处于整流罩的内腔中，整流罩的前侧具有供两个圆筒靶的靶面外露的条形溅射口，整流罩上还开设有两个条形进风口，两个条形进风口分别处于条形溅射口的左右两侧，条形进风口沿上下方向延伸；两个风刀均设置在整流罩外面并分别与相应的条形进风口相对应，风刀的条形风刀口向后倾斜朝向相应圆筒靶的靶面；两个圆筒靶与整流罩之间分别具有第二缝隙，第二缝隙自条形进风口向后至所述第一缝隙处构成气体导流段；第一缝隙构成气体回流段。2.根据权利要求1所述的一种靶位结构，其特征在于：所述第二缝隙的宽度自条形进风口向后至第一缝隙处逐渐变大。3.根据权利要求1所述的一种靶位结构，其特征在于：所述整流罩包括左右对称设置的两个弧形罩体，两个弧形罩体的后侧边相连接，两个弧形罩体的前侧边之间构成所述的条形溅射口，两个所述圆筒靶分别处于相应的弧形罩体中；弧形罩体的内表面与圆筒靶的靶面之间形成所述第二缝隙。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种靶位结构，其特征在于：所述靶位结构还包括底板和顶板，底板、顶板分别安装在所述整流罩的下端、上端；所述风刀设置在底板和顶板之间且其两端分别与底板、顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉焱，郑丹旭，朱世健，吕岳敏，吴周青，
申请(专利权)人：汕头超声显示器二厂有限公司汕头超声显示器有限公司，
类型：发明
国别省市：