一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统。它包括可编程控制器、气体压力/流量控制仪、质量流量计、比例调节阀、隔断阀、高真空角阀、薄膜压力规和真空溅射腔室；真空溅射腔室的前、后门各有三个阴极平行分布；还具有六个阴极质量流量控制器和六个阴极隔断阀；高纯氩气经气体稳压装置后分别接各阴极质量流量控制器的进气口；各阴极质量流量控制器的出气口分别接各阴极隔断阀的入口，各阴极隔断阀的出口接真空溅射腔室上各阴极的进气口上；各阴极质量流量控制器通过数据线接入可编程控制器的模拟量输入模块和输出模块上，各阴极隔断阀连接可编程控制器的数字量输出模块上。它具有很高的控制精度，响应速度极快，软启动稳定可靠速度快，工作压力范围相对较宽，溅射气氛均匀度高，成膜质量高等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及溅射镀膜设备，特别是一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统。
技术介绍
通常溅射镀膜机中只应用一路质量流量控制器来向腔室中充气，这样对于较小的溅射腔室来说，还勉强可以保证成膜的质量。但是对于大的溅射腔室来说，这种方法就很难保证溅射腔室的气体均匀性了，成膜质量也会受到影响，再加之多靶磁控溅射镀膜机就更显得不足了，成膜质量也会大大的受到影响。在溅射镀膜工艺中的充气必须注意合理地选择充入气体的流量，因为它的大小直接影响到镀膜室的真空度，对溅射成膜的速率以及膜的纯度也有很大的影响。充入气体流量的控制方式一般有针阀、单极或双极调压阀，高级的有气体流量等控制。主要控制方式一般有封闭式气体稳定系统(即开环控制模式)和气体质量流量控制器(局部闭环控制模式)。前者的控制精度较低，可用于对流量控制精度要求不高的场合，自然成膜质量也会有所下降。目前，较普遍的镀膜机采用的控制方式为气体质量流量控制器。气体质量流量控制器的优点是具有较高的控制精度，响应速度较快，软启动稳定较快，工作压力范围较宽等。可对气体质量流量进行精确的测量和控制，可任意位置安装并方便与计算机或PLC等连接，实现智能自动控制。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，它主要解决现有技术所存在的技术缺陷，它具有很高的控制精度，响应速度极快，软启动稳定可靠速度快，工作压力范 围相对较宽，溅射气氛均匀度高，成膜质量高等优点。为实现上述目的，本技术是这样实现的。一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，它包括可编程控制器、气体压力/流量控制仪、质量流量计、比例调节阀、隔断阀、高真空角阀、薄膜压力规和真空溅射腔室，其特征在于:真空溅射腔室上共有六个阴极，其中:在后门上有三个阴极平行分布，径向排列，靠近真空腔室下圆周表面；在前门上有三个阴极平行分布，径向排列，悬挂在前门支撑上相对位置靠近真空腔室圆周的上表面；系统还分别具有第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极质量流量控制器和第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极隔断阀；高纯氩气经过气体稳压装置后分别连接到各阴极质量流量控制器的进气口 ；各阴极质量流量控制器的出气口分别接到各阴极隔断阀的入口，各阴极隔断阀的出口接到真空溅射腔室上各阴极的进气口上；各阴极质量流量控制器通过数据线接入到可编程控制器的模拟量输入模块和输出模块上，各阴极隔断阀也是连接到可编程控制器的数字量输出模块上。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的气体压力/流量控制仪与可编程控制器连接，薄膜压力规实时采集到压力转变为电信号通过数据线连接传递到气体压力/流量控制仪，气体压力/流量控制仪的智能PID闭环控制模块对信号进行处理后产生的偏差量经过数据线连接控制比例调节阀。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的比例调节阀和真空溅射腔室之间设置有隔断阀。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的薄膜压力规与真空溅射腔室之间设置有高真空角阀。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的可编程控制器采用西门子公司的S7-315DP，所述的气体压力/流量控制仪采用250E气体压力/流量控制仪，所述的薄膜压力规采用Baratron 的626B薄膜压力规,所述的质量流量计采用MFM的179A全金属的质量流量计，所述的比例调节阀采用148J金属密封压力控制阀。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极质量流量控制器采用美国MKS公司的1179A通用型的弹性密封的质量流量控制器；所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极隔断阀采用隔断阀EV4C-1。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的可编程控制器连接输入输出设备触摸屏。所述的多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，其特征在于:所述的真空溅射腔室的尺寸为Φ 1300mm*1000mm,每个阴极长度在Im,宽度为0.18m。本技术的技术效果是:1、本技术涉及一种全闭环的气体控制模式，它具有很高的控制精度，响应速度极快，软启动稳定可靠速度快，工作压力范围相对较宽，溅射气氛均匀度高，成膜质量高等优点。2、本技术通过充气系统的设计，气体密度的变化率在溅射沉积区域要尽量的小，而在区域外，系统的流导要尽量大，以提高抽气系统的效率。在长时间的溅射过程中，抽气系统的能力会逐渐地下降，这时就要在系统的设计上充分考虑到溅射腔室内压力的控制上也要逐渐减小充气量，这个调节过程是自动完成的，采用先进的PID控制法。本技术通过充气结构设计，从布气结构流出的气体依靠与机械部件表面的分子碰撞以及气体的扩散运动达到溅射室内气氛的均匀性，从而保证沉积膜层的均匀性和溅射沉积过程的稳定性。3、本技术中采用了六个阴极分散充气的控制方式和腔室气体充气压力PID全闭环调节的控制方式。两者有机结合的设计方案就是为了能够在溅射空间大，溅射功率大，溅射时间长的情况下，来保证保证沉积膜层的均匀性和溅射沉积过程的稳定性。每个阴极充气设计都应用了一个美国MKS公司气体质量控制器，保证每个阴极溅射区域都能有定量的高纯的气氛，始终是高纯的气体最先参与到辉光放电、等离子体溅射中来。这样就满足了参与电离气体的分布尽量靠近靶材附近，减少对靶材的污染和氧化。工作气体尽量分布在靶表面处，增加离化率，提高工作气体的使用效率，保证成膜的质量。附图说明图1是本技术系统的结构示意图。图2是本技术系统中阴极质量流量控制器的分布结构示意图。具体实施方式请参阅图1-2，本技术公开了一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统。如图所示:它包括可编程控制器1、气体压力/流量控制仪2、质量流量计3、比例调节阀4、隔断阀5、高真空角阀6、薄膜压力规7和真空溅射腔室20。本技术的真空溅射腔室20上共有六个阴极，其中:在后门上有三个阴极平行分布，径向排列，靠近真空腔室下圆周表面，故称为下阴极；在前门上有三个阴极平行分布，径向排列，悬挂在前门支撑上相对位置靠近真空腔室圆周的上表面，故称为上阴极。系统还分别具有第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极质量流量控制器8、10、12、14、16、18和第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极隔断阀9、11、13、15、17、19;高纯氩气经过气体稳压装置7后分别连接到各阴极质量流量控制器8、10、12、14、16、18的进气口；各阴极质量流量控制器8、10、12、14、16、18的出气口分别接到各阴极隔断阀9、11、13、15、17、19的入口，各阴极隔断阀9、11、13、15、17、19的出口接到真空溅射腔室20上各阴极的进气口上；各阴极质量流量控制器8、10、12、14、16、18通过数据线接入到可编程控制器I的模拟量输入模块和输出模块上，各阴极隔断阀9、11、13、15、17、19也是连接到可编程控制器I的数字量输出模块上。所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极质量流量控制器8、10、12、14、16、18采用美国MKS公司的1179A通用型的弹性密封的质量流量控制器；所述的第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极隔断阀9、11、13、15、17、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多靶磁控溅射镀膜机的溅射压力系统，它包括可编程控制器（1）、气体压力/流量控制仪（2）、质量流量计(3)、比例调节阀（4）、隔断阀（5）、高真空角阀（6）、薄膜压力规（7）和真空溅射腔室（20），其特征在于：真空溅射腔室（20）上共有六个阴极，其中：在后门上有三个阴极平行分布，径向排列，靠近真空腔室下圆周表面；在前门上有三个阴极平行分布，径向排列，悬挂在前门支撑上相对位置靠近真空腔室圆周的上表面；系统还分别具有第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极质量流量控制器（8、10、12、14、16、18）和第一、第二、第三、第四、第五和第六阴极隔断阀（9、11、13、15、17、19）；高纯氩气经过气体稳压装置（7）后分别连接到各阴极质量流量控制器（8、10、12、14、16、18）的进气口；各阴极质量流量控制器（8、10、12、14、16、18）的出气口分别接到各阴极隔断阀（9、11、13、15、17、19）的入口，各阴极隔断阀（9、11、13、15、17、19）的出口接到真空溅射腔室（20）上各阴极的进气口上；各阴极质量流量控制器（8、10、12、14、16、18）通过数据线接入到可编程控制器（1）的模拟量输入模块和输出模块上，各阴极隔断阀（9、11、13、15、17、19）也是连接到可编程控制器（1）的数字量输出模块上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：上海米开罗那机电技术有限公司，北京米开罗那机电技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：