一种磁控溅射系统技术方案

本发明专利技术涉及镀膜设备，具体地说是一种磁控溅射系统，包括磁控室、基片转台、基片转台驱动电机、传动机构、磁控靶、机台架、真空抽气系统及电动提升机构，磁控室安装在机台架上、与位于机台架内的真空抽气系统相连，在磁控室内均布有多个安装在磁控室下法兰上的磁控靶；基片转台转动安装在磁控室上盖上，所载基片位于磁控室内、各磁控靶的上方，磁控室上盖上还安装有基片转台驱动电机，基片转台通过传动机构由驱动电机驱动旋转；机台架内安装有电动提升机构，其输出端由机台架穿出、与磁控室的上盖相连接，带动上盖及上盖上的基片转台和基片转台驱动电机升降。本发明专利技术具有功能齐全，自动化程度高，互换性和可靠性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镀膜设备，具体地说是一种磁控溅射系统。
技术介绍
目前，应用磁控溅射(高速低温溅射)原理的装置，可以制备各种硬质膜、金属膜、半导体膜、介质膜、铁磁膜和磁性薄膜等纳米级的单层及多层功能膜。它的特点是:可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料，包括各种金属、半导体、铁磁材料，以及绝缘的氧化物、陶瓷、聚合物等物质，尤其适合高熔点和低蒸汽压的材料沉积镀膜。在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积所需组分的混合物、化合物薄膜；在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜。现有的磁控溅射设备只能单一的实现单个及多元靶的垂直溅射或多元靶的共溅射。然而，在材料科学研究中，往往需要可以调节各组分物质的含量及组成形式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磁控溅射系统。该磁控溅射系统即可实现多元靶垂直溅射多层膜又可实现斜靶共溅射复合膜。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:本专利技术包括磁控室、基片转台、基片转台驱动电机、传动机构、磁控靶、机台架、真空抽气系统及电动提升机构，其中磁控室安装在机台架上、与位于机台架内的真空抽气系统相连，在磁控室内均布有多个安装在磁控室的下法兰上的磁控靶；所述基片转台转动安装在磁控室的上盖上，所载基片位于磁控室内、各磁控靶的上方，磁控室的上盖上还安装有基片转台驱动电机，所述基片转台通过传动机构由基片转台驱动电机驱动旋转；所述机台架内安装有电动提升机构，该电`动提升机构的输出端由机台架穿出、与磁控室的上盖相连接，带动上盖及上盖上的基片转台和基片转台驱动电机升降。其中:所述磁控靶具有垂直基片转台或倾斜基片转台两个工作位，每个磁控靶上方均设有一个磁控靶挡板，该磁控靶挡板与安装在机台架内部的第三电机相连，通过第三电机驱动开关磁控靶挡板；所述每个磁控靶的外围均设有安装在磁控室的下法兰上的磁控靶屏蔽筒；所述基片转台为基片水冷加热公转台，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第一电机，该第一电机通过同步带和带轮组件与基片水冷加热公转台连接、带动基片水冷加热公转台旋转；所述磁控室内转动安装有电动基片挡板，该电动基片挡板的一端位于基片水冷加热公转台载有基片的一端与各磁控靶溅射端之间，电动基片挡板的另一端与安装在机台架内的第二电机相连，通过第二电机驱动旋转；所述电动基片挡板位于各磁控靶的中间，各磁控靶垂直于电动基片挡板；该电动基片挡板的一端为圆形挡板，上面开有露出被镀基片的圆孔；所述基片水冷加热公转台的另一端设有与计算机控制系统电连接的圆光栅编码器；所述基片水冷加热公转台上具有六个工位，其中一或两个工位上方设有加热炉，其余工位通水冷却；所述基片转台为单加热自转盘，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第四电机，该第四电机驱动单加热自转盘旋转；所述单加热自转盘具有一个加热工位、处于单加热自转盘的中间，各磁控祀位于该单加热自转盘加热工位的周围；在单加热自转盘的加热工位上载有基片，该基片下方设有手动基片挡板组件；所述基片转台为单冷却自转盘，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第一电机，该第一电机通过同步带和带轮组件与基片水冷加热公转台连接、带动基片水冷加热公转台旋转；所述单冷却自转盘具有一个冷却工位、处于单冷却自转盘的中间，各磁控靶位于该单冷却自转盘冷却工位的周围；在单冷却自转盘的冷却工位上载有基片，该基片下方设有手动基片挡板组件。本专利技术的优点与积极效果为:1.功能齐全。本专利技术具有用磁控溅射制备各种单质膜、多层膜、混合物膜、化合物膜的全部功能。2.自动化程度高。本专利技术由计算机控制磁控室内各基片挡板的转动、基片水冷加热公转台基片的公转和两个加热炉下基片的控温、单加热自转盘和单冷却自转盘基片的自转、磁控室内每个磁控靶挡板的开关等；在已设定的程序下，可制备各类纳米级的单层或多层功能膜。3.互换性高。本专利技术磁控室的上盖上的基片水冷加热公转台可以根据需要更换成单加热自转盘或者单冷却自转盘；磁控室的下法兰上的几个磁控靶可以自由选择安装溅射非铁磁性材料的普通永磁靶、溅射铁磁性材料的强永磁靶或者电磁靶，而且还可以根据靶材大小选择Φ50ι πι、Φ2英寸、Φ60ι πι或者Φ 75mm的磁控祀，且磁控祀头可折弯。4.可靠性好。本专利技术磁控室的上盖上的基片水冷加热公转台通过圆光栅编码器实现定位，达到准确无误，有水流报警系统，对分子泵、磁控靶、基片水冷加热公转台等有断水报警切断相应电源的功 能。附图说明图1为本专利技术实施例一的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的左视图；图4为本专利技术实施例二的结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为本专利技术实施例三的结构示意图；图7为图6的俯视图；其中:1为磁控室,2为上盖,3为基片水冷加热公转台,4为第一电机,5为电动基片挡板，6为磁控靶，7为机台架，8为磁控靶挡板，9为机械泵，10为插板阀，11为涡轮分子泵，12为同步带和带轮组件，13为磁控靶屏蔽筒，14为电动提升机构，15为下法兰，16为圆光栅编码器，17为连接板，18为第二电机，19为第三电机，20为旁抽角阀，21为进气截止阀，22为第一减速器，23为第二减速器，24为单加热自转盘，25为手动基片挡板组件，26为第四电机，27为单冷却自转盘。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。本专利技术包括磁控室1、基片转台、基片转台驱动电机、传动机构、磁控靶6、机台架7、真空抽气系统及电动提升机构14，其中磁控室I安装在机台架7上、与位于机台架7内的真空抽气系统相连，在磁控室I内均布有多个(一 四个)安装在磁控室I的下法兰15上的磁控靶6 ;所述基片转台可相对转动地安装在磁控室I的上盖2上，所载基片位于磁控室I内、各磁控靶6的上方，磁控室I的上盖2上还安装有基片转台驱动电机，所述基片转台通过传动机构由基片转台驱动电机驱动旋转；所述机台架7内安装有电动提升机构14,该电动提升机构14的输出端由机台架7穿出、与磁控室I的上盖2相连接，带动上盖2及上盖2上的基片转台和基片转台驱动电机升降。本专利技术为单室结构，可在磁控室I内进行多元靶垂直溅射多层膜，又可进行斜靶共溅射复合膜。实施例一本实施例的基片转台为基片水冷加热公转台3。如图1 3所示，磁控室I为圆筒型立式结构，通过下法兰15固定在机台架7上；磁控室I的圆周表面上焊接有各种规格的法兰接口，包括观察窗口、旁抽角阀接口、进气阀接口、电极引线接口、规管接口、磁控溅射靶接口、主抽分子泵接口、基片挡板接口、预留有辅助交接用机械手接口、预处理室接口和一些备用法兰接口，便于功能扩展用；该磁控室I与安装在机台架7内的真空抽气系统相连，真空抽气系统是由插板阀10和涡轮分子泵11连接，加上下面的机械泵9组成的气路实现主抽，由旁抽角阀20和机械泵9组成的气路实现旁路抽气。 磁控室I内的下法兰15上安装有四个磁控靶6，垂直正对装在基片水冷加热公转台3上的基片、进行磁控溅射镀膜。每个磁控靶6上方均设有一个磁控靶挡板8，该磁控靶挡板8与安装在机台架7内部的第三电机19相连，通过第三电机19驱动开关磁控靶挡板8。磁控靶挡板8关闭状态即磁控靶挡板8位于磁控靶6的正上方，将磁控靶6挡住；而磁控靶挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁控溅射系统，其特征在于：包括磁控室(1)、基片转台、基片转台驱动电机、传动机构、磁控靶(6)、机台架(7)、真空抽气系统及电动提升机构(14)，其中磁控室(1)安装在机台架(7)上、与位于机台架(7)内的真空抽气系统相连，在磁控室(1)内均布有多个安装在磁控室(1)的下法兰(15)上的磁控靶(6)；所述基片转台转动安装在磁控室(1)的上盖(2)上，所载基片位于磁控室(1)内、各磁控靶(6)的上方，磁控室(1)的上盖(2)上还安装有基片转台驱动电机，所述基片转台通过传动机构由基片转台驱动电机驱动旋转；所述机台架(7)内安装有电动提升机构(14)，该电动提升机构(14)的输出端由机台架(7)穿出、与磁控室(1)的上盖(2)相连接，带动上盖(2)及上盖(2)上的基片转台和基片转台驱动电机升降。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵科新，佟辉，周景玉，刘丽华，张雪，戚晖，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21