[发明专利]用于10-8Pa超高真空圆形平面磁控溅射靶的密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁控溅射靶的密封装置，尤其是用于10^-8Pa超高真空圆形平面磁控溅射靶的密封装置。

背景技术

在半导体材料上制成各种元器件后，按电路设计要求将这些元器件连接起来，形成具有各种功能的集成电路的工艺称为金属化工艺。金属化系统及其工艺的优劣会影响电路的性能和可靠性。溅射工艺是常用的金属化工艺之一，因其淀积粒子的能量较高，膜与衬底粘附性更好，溅射膜的合金成分与靶的成分基本相同，对衬底的台阶覆盖更好，且溅射电压较低，降低了对衬底材料的辐射损伤，所以被广泛用于半导体器件及电路制作工艺和其它镀膜工艺中。磁控溅射利用电场和磁场的共同作用，让电子在磁力线与靶表面所包围的狭小空间作螺旋运动，提高了电子与溅射气体原子之间的碰撞几率，因此它具有溅射速率高、电压低、效率高和衬底温度低等特点，现在多数溅射设备上均使用磁控溅射靶。如在1989年1月11日公告的中国实用新型专利申请说明书CN 2030599U中披露的“一种平面磁控溅射靶”。它采用磁体密封罩内置有纯铁、磁体和冷却系统的结构。使用时，将其作为溅射设备的阴极置于真空室内，并经进水管对其中的冷却系统进行连续不断地供水。但是，这种溅射靶存在着不足之处，首先，磁体密封罩内装入纯铁、磁体和冷却系统后，若为焊接封装，则日后难以对装入其内的各部件进行必要的维修和更换，若为盖板式封装，则封装处极易发生漏气渗水现象；其次，作为阴极，需与溅射设备中的其它部件进行电气绝缘，而绝缘层均为非金属材料制成，这就无法使用焊接的方式来解决相互间的密封问题；再次，因其结构上的缺陷，使溅射设备的真空度最高只能达到10^-6Pa，由于设备的真空度不高，在进行金属溅射工艺时，因环境中存在较多的水汽分子和氧分子等，会造成金属层的颜色不正常，有灰暗浑浊区域、反光度差和可焊性差等缺陷，严重地影响了半导体器件及电路的性能和成品率。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理，真空度高，使用维护方便的用于10^-8Pa超高真空圆形平面磁控溅射靶的密封装置。

所采用的技术方案包括屏蔽罩内的软铁、磁钢和冷却系统，特别是(a)所说冷却系统含有相连接的水冷腔、水冷腔密封法兰、进水管和出水管，其中，所说水冷腔的腔体内置有软铁和其上设置的磁钢、下端面与水冷腔密封法兰上端面间置有○形金属密封圈，并经螺丝相固定连接，所说水冷腔密封法兰的侧壁上置有通孔，所说通孔的一端与螺丝孔的底端相通、另一端与真空室相通，所说进水管套装于出水管中，且贯穿软铁后与其相焊接连接，所说出水管贯穿水冷腔密封法兰后与其相焊接连接；(b)所说水冷腔密封法兰的下端面与靶支撑座上端面间置有电极绝缘层和两组四只○形密封圈，并经靶支撑座中套装的出水管另一端上的紧固螺母相抵压连接，其中，所说水冷腔密封法兰的下端面与电极绝缘层间置有一组两只不同直径的○形密封圈，所说电极绝缘层与靶支撑座上端面间置有一组两只不同直径的○形密封圈，所说一组两只不同直径的○形密封圈间的电极绝缘层中置有通孔，所说一组两只不同直径的○形密封圈间的靶支撑座中置有通孔，该通孔与抽气管相连通；(c)所说靶支撑座上焊接连接有安装法兰。

作为技术方案的进一步改进，所述的○形金属密封圈为铝丝密封圈或银丝密封圈或无氧铜密封圈；所述的两组四只○形密封圈均为维通(Viton)型氟胶圈；所述的抽气管贯穿安装法兰后与真空泵相接通，其与安装法兰间为焊接连接；所述的软铁与磁钢相接触一侧的表面置有槽沟，所说槽沟与进水管相连通；所述的水冷腔密封法兰上端面对应水冷腔内腔体的部分置有凸台或槽沟，所说槽沟与出水管相连通；所述的靶支撑座的另一端为凸端，所说凸端与紧固螺母相抵触连接；所述的紧固螺母与出水管另一端上的螺纹相旋接连接；所述的水冷腔的上端部与靶材安装罩经相互间的螺纹旋接连接；所述的屏蔽罩与靶支撑座相固定连接。