專利名稱：帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鍍膜設(shè)備，具體地說是一種帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用磁控濺射(高速低溫濺射)原理的裝置，可以制備各種硬質(zhì)膜、金屬膜、 半導(dǎo)體膜、介質(zhì)膜、鐵磁膜和磁性薄膜等納米級的單層及多層功能膜。它的特點是可制備成靶材的各種材料均可作為薄膜材料，包括各種金屬、半導(dǎo)體、鐵磁材料，以及絕緣的氧化物、陶瓷、聚合物等物質(zhì)，尤其適合高熔點和低蒸汽壓的材料沉積鍍膜。在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式，可沉積所需組分的混合物、化合物薄膜；在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜?，F(xiàn)有的磁控濺射設(shè)備只能單一的實現(xiàn)單個及多元靶的垂直濺射或多元靶的共濺射。然而，在材料科學(xué)研究中，往往需要可以調(diào)節(jié)各組分物質(zhì)的含量及組成形式。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)。該磁控濺射系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)斜靶共濺射復(fù)合膜。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括磁控室、單冷卻自轉(zhuǎn)盤、第一電機(jī)、手動基片擋板組件、磁控靶、機(jī)臺架及真空抽氣系統(tǒng)，其中磁控室安裝在機(jī)臺架上、與位于機(jī)臺架內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連， 在磁控室內(nèi)均布有多個安裝在磁控室的下法蘭上的磁控靶；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動安裝在磁控室的上蓋上，單冷卻自轉(zhuǎn)盤的一端載有基片、插入磁控室內(nèi)，位于各磁控靶的上方，另一端位于上蓋的上方；所述上蓋上安裝有帶動單冷卻自轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤所載基片的下方設(shè)有安裝在上蓋上的手動基片擋板組件。其中所述機(jī)臺架內(nèi)安裝有電動提升機(jī)構(gòu)，該電動提升機(jī)構(gòu)的輸出端由機(jī)臺架穿出、與磁控室的上蓋相連接，帶動上蓋及上蓋上的單冷卻自轉(zhuǎn)盤及第一電機(jī)升降；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤具有一個冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤的中間，各磁控靶位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤冷卻工位的周圍；所述磁控靶傾斜于基片設(shè)置，每個磁控靶上方均設(shè)有一個磁控靶擋板，該磁控靶擋板與安裝在機(jī)臺架內(nèi)部的第二電機(jī)相連，通過第二電機(jī)驅(qū)動開關(guān)磁控靶擋板；所述手動基片擋板組件包括轉(zhuǎn)軸及擋板，其中轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在上蓋上，轉(zhuǎn)軸的下端連接有擋板。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、真空度高(6.6X10E_6Pa)，可供實驗室、企業(yè)、科研單位制作、研究各種材料及其性質(zhì)、各種薄膜及其性質(zhì)。2.本實用新型的上蓋可通過電動提升機(jī)構(gòu)上掀蓋，便于維護(hù)和更換。

[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；其中1為磁控室，2為上蓋，3為單冷卻自轉(zhuǎn)盤，4為第一電機(jī)，5為手動基片擋板組件，6為磁控靶，7為機(jī)臺架，8為磁控靶擋板，9為機(jī)械泵，10為插板閥，11為渦輪分子泵， 12為同步帶和帶輪組件，13為旁抽角閥，14為電動提升機(jī)構(gòu)，15為下法蘭，16為連接板，17 為進(jìn)氣截止閥，18為減速器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。本實用新型為單室結(jié)構(gòu)，可在磁控室1內(nèi)進(jìn)行斜靶共濺射復(fù)合膜，如圖6、圖7所示，磁控室1為圓筒型立式結(jié)構(gòu)，通過下法蘭15固定在機(jī)臺架7上；磁控室1的圓周表面上焊接有各種規(guī)格的法蘭接口，包括觀察窗口、旁抽角閥接口、進(jìn)氣閥接口、電極引線接口、規(guī)管接口、磁控濺射靶接口、主抽分子泵接口、基片擋板接口、預(yù)留有輔助交接用機(jī)械手接口、 預(yù)處理室接口和一些備用法蘭接口，便于功能擴(kuò)展用；該磁控室1與安裝在機(jī)臺架7內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，真空抽氣系統(tǒng)是由插板閥10和渦輪分子泵11連接，加上下面的機(jī)械泵9 組成的氣路實現(xiàn)主抽，由旁抽角閥13和機(jī)械泵9組成的氣路實現(xiàn)旁路抽氣。磁控室1內(nèi)的下法蘭15上安裝有四個磁控靶6，傾斜于裝在單冷卻自轉(zhuǎn)盤3上的基片、進(jìn)行磁控濺射鍍膜。每個磁控靶6上方均設(shè)有一個磁控靶擋板8，該磁控靶擋板8與安裝在機(jī)臺架7內(nèi)部的第二電機(jī)相連，通過第二電機(jī)驅(qū)動開關(guān)磁控靶擋板8。磁控靶擋板8 關(guān)閉狀態(tài)即磁控靶擋板8將磁控靶6擋住，而磁控靶擋板8開啟狀態(tài)即磁控靶擋板8轉(zhuǎn)至一側(cè)，露出磁控靶6。磁控靶6可以自由選擇安裝永磁靶或者電磁靶，永磁靶射頻濺射和直流濺射兼容，靶內(nèi)有水冷，包含濺射非鐵磁性材料的普通永磁靶、濺射鐵磁性材料的強(qiáng)永磁靶。本實施例的磁控靶6的靶頭可以彎折，傾斜于基片。單冷卻自轉(zhuǎn)盤3的一端載有基片、插入磁控室1內(nèi)，位于各磁控靶6濺射端的上方，單冷卻自轉(zhuǎn)盤3的另一端位于上蓋2的上方。上蓋2上安裝有第一電機(jī)4和減速器18， 該第一電機(jī)4和減速器18通過同步帶和帶輪組件12與單冷卻自轉(zhuǎn)盤3連接、帶動單冷卻自轉(zhuǎn)盤3旋轉(zhuǎn)。在上蓋2上還設(shè)有手動基片擋板組件5，該手動基片擋板組件5包括轉(zhuǎn)軸及擋板，其中轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在上蓋2上，轉(zhuǎn)軸的下端連接有擋板，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸可將該擋板擋住單冷卻自轉(zhuǎn)盤3上的基片。單冷卻自轉(zhuǎn)盤3具有一個冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤3的中間，可放置一個基片；手動基片擋板組件5中的擋板在遮擋基片時位于基片的正下方，各磁控靶6位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤3冷卻工位的周圍，各磁控靶6中間圍成的圓的中心軸線與基片的中心軸線共線。基片可通水冷卻，也可通液氮冷卻；基片最大尺寸Φ50πιπι，由第一電機(jī)4、減速器18通過同步帶和帶輪組件12驅(qū)動單冷卻自轉(zhuǎn)盤3上的基片自轉(zhuǎn)，可通過計算機(jī)控制系統(tǒng)控制鍍膜過程。電動提升機(jī)構(gòu)14包括一安裝在機(jī)臺架7內(nèi)的驅(qū)動電機(jī)，該驅(qū)動電機(jī)的輸出軸連接一絲杠，絲杠的另一端由機(jī)臺架7穿出，在絲杠7的另一端上螺紋連接有與連接板16固接的絲母，通過絲母與絲杠的螺紋副即可轉(zhuǎn)換成絲母及連接板16沿絲杠軸向的上下移動副， 實現(xiàn)上蓋2上掀蓋；電動提升機(jī)構(gòu)14也可為升降氣缸，下端安裝在機(jī)臺架7內(nèi)，上端由機(jī)臺架7穿出、固接有連接板16，該連接板16與磁控室1的上蓋2固接，通過電動提升機(jī)構(gòu)14的驅(qū)動，實現(xiàn)上蓋2及上蓋2上的單冷卻自轉(zhuǎn)盤3、第一電機(jī)4及減速器18升降。本實用新型的工作原理為將磁控靶6的靶頭折彎、共同指向單冷卻轉(zhuǎn)盤3上的基片，可以用于對基片多元材料的共濺射。在手動基片擋板組件5的輔助下，可通過計算機(jī)控制程序進(jìn)行斜靶共濺射復(fù)合膜，本實用新型的計算機(jī)控制程序為現(xiàn)有技術(shù)。首先進(jìn)行煉靶，手動基片擋板組件5遮擋住基片，通過第二電機(jī)的驅(qū)動打開各磁控靶6的磁控靶擋板8，各磁控靶6起輝做煉靶用，當(dāng)靶材被濺射出新鮮表面時，即煉靶完成，關(guān)閉各磁控靶擋板。煉靶完成后，打開磁控靶擋板 8，磁控靶6起輝，打開手動基片擋板組件5，進(jìn)行濺射鍍膜；可進(jìn)行單靶單濺射、多靶輪流濺射、多靶共濺射，并且磁控靶6的功率可調(diào)。在鍍膜過程中，在配置有單冷卻轉(zhuǎn)盤3的濺射系統(tǒng)中，可對基片進(jìn)行水冷。本實用新型的磁控靶6的靶頭可以折彎，靶材中心到基片中心的間距可以連續(xù)調(diào)節(jié)，并有調(diào)位距離指示。本實用新型的各個電機(jī)可分別與計算機(jī)控制系統(tǒng)電連接，由計算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。本實用新型提供一種可實現(xiàn)共濺射的磁控濺射系統(tǒng)，磁控濺射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、真空度高(6.6X10E-6Pa)，可供實驗室、企業(yè)、科研單位制作、研究各種材料及其性質(zhì)、 各種薄膜及其性質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于包括磁控室(1)、單冷卻自轉(zhuǎn)盤(3)、第一電機(jī)G)、手動基片擋板組件(5)、磁控靶(6)、機(jī)臺架(7)及真空抽氣系統(tǒng)，其中磁控室(1)安裝在機(jī)臺架(7)上、與位于機(jī)臺架(7)內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室⑴內(nèi)均布有多個安裝在磁控室⑴的下法蘭(15)上的磁控靶(6)；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤(3)轉(zhuǎn)動安裝在磁控室⑴的上蓋⑵上，單冷卻自轉(zhuǎn)盤⑶的一端載有基片、插入磁控室⑴內(nèi)，位于各磁控靶(6)的上方，另一端位于上蓋O)的上方；所述上蓋( 上安裝有帶動單冷卻自轉(zhuǎn)盤C3)旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)；所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤C3)所載基片的下方設(shè)有安裝在上蓋( 上的手動基片擋板組件(5)。
2.按權(quán)利要求1所述帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)臺架(7)內(nèi)安裝有電動提升機(jī)構(gòu)(14)，該電動提升機(jī)構(gòu)(14)的輸出端由機(jī)臺架(7)穿出、與磁控室(1)的上蓋( 相連接，帶動上蓋( 及上蓋( 上的單冷卻自轉(zhuǎn)盤C3)及第一電機(jī)(4)升降。
3.按權(quán)利要求1或2所述帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述單冷卻自轉(zhuǎn)盤C3)具有一個冷卻工位、處于單冷卻自轉(zhuǎn)盤C3)的中間，各磁控靶(6)位于該單冷卻自轉(zhuǎn)盤(3)冷卻工位的周圍。
4.按權(quán)利要求1或2所述帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述磁控靶(6)傾斜于基片設(shè)置，每個磁控靶(6)上方均設(shè)有一個磁控靶擋板(8)，該磁控靶擋板(8)與安裝在機(jī)臺架(7)內(nèi)部的第二電機(jī)相連，通過第二電機(jī)驅(qū)動開關(guān)磁控靶擋板(8)。
5.按權(quán)利要求1或2所述帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，其特征在于所述手動基片擋板組件( 包括轉(zhuǎn)軸及擋板，其中轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在上蓋( 上，轉(zhuǎn)軸的下端連接有擋板。
專利摘要本實用新型涉及鍍膜設(shè)備，具體地說是一種帶有單冷卻自轉(zhuǎn)盤的磁控濺射系統(tǒng)，包括磁控室、單冷卻自轉(zhuǎn)盤、第一電機(jī)、手動基片擋板組件、磁控靶、機(jī)臺架及真空抽氣系統(tǒng)，磁控室安裝在機(jī)臺架上、與位于機(jī)臺架內(nèi)的真空抽氣系統(tǒng)相連，在磁控室內(nèi)均布有多個安裝在磁控室的下法蘭上的磁控靶；單冷卻自轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動安裝在磁控室的上蓋上，單冷卻自轉(zhuǎn)盤的一端載有基片、插入磁控室內(nèi)，位于各磁控靶的上方，另一端位于上蓋的上方；上蓋上安裝有帶動單冷卻自轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)；單冷卻自轉(zhuǎn)盤所載基片的下方設(shè)有安裝在上蓋上的手動基片擋板組件。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、真空度高；本實用新型的上蓋可通過電動提升機(jī)構(gòu)上掀蓋，便于維護(hù)和更換。
文檔編號C23C14/35GK202322997SQ201120446999
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者佟輝, 馮彬, 劉麗華, 周景玉, 張雪, 戚暉, 郭東民 申請人:中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器研制中心有限公司