[发明专利]一种高利用率的平面磁控溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及磁控溅射技术，尤其是涉及一种高利用率的平面磁控溅射靶。

背景技术

磁控溅射技术已广泛用于沉积功能薄膜、机械耐磨膜和装饰膜层。磁控溅射技术需要真空，因此磁控溅射靶都置于真空镀膜室内。平面磁控溅射靶已大量用于大尺寸的镀膜设备中。

传统结构的平面磁控溅射靶多为矩形靶面，有效靶面尺寸和其后面的靶座内磁体组件尺寸是相当的，磁体组件采用永磁体时，用三排磁体沿矩形长边平行排列，磁体一端磁极向靶面，侧面两排磁体同极性，中间一排磁体则反极性。它们另一磁极端用衔铁相连，构成“山”字型，让这端的磁力线都聚集在衔铁其内通过，而朝向靶面方向的磁力线穿过靶材表面，并在其上形成两个呈栱型的磁力线。

真空射镀膜时，气体辉光放电就在栱型磁力线的“墜道”内強烈进行，溅射出靶材材料，在靶面相应区域产生刻蚀。

由于受到靶体背后固定的永磁体的磁场约束，真空溅射镀膜时，在靶面产生的輝光放电被限制在相应磁场水平分量较強的区域，从此区域溅射出大量靶材的原子、离子。因为辉光放电区受限制，在相应区域形成相对固定的较窄的靶面刻蚀区。随着溅射时间延长，该刻蚀区截面成“V”形沟，刻蚀面越来窄，很快就把靶材刻蚀“穿透”，靶材利用率很低。当前平面磁控溅射靶的靶材利用率一般在25％左右。另外，在真空溅射镀膜时间内，辉光放电局限在较窄的刻蚀区内，溅射过程所供电功率用于溅射材料耗能只占20％左右，而其余80％能量都转化为热，由于辉光区很窄，热量集中，背靶座内冷却水带走的热量有限，于是辉光区不断积累热量，导致靶温很高，辐射热很大。这不利于对低熔点工件进行溅射镀膜。

发明目的

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种既能提高靶材利用率，又可降低靶面辐射热，从而可对低熔点工件实现低温沉积的平面磁控溅射靶。

解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种高利用率的平面磁控溅射靶，包括靶材和磁体组件，其特征是：所述的靶材和磁体组件之间可相对运动。

设有由靶座体与后盖板组成的背靶座，所述的靶座体固定于真空镀膜室内壁上，靶座体后表面开有对应于靶材的凹槽并以后盖板水密封封盖，且两者之间留有空隙形成水冷通道；所述的靶材后面紧贴在靶座体前表面；所述的磁体组件置于后盖板的外表面之上，设有驱动机构带动可相对地在后盖板外表面上移动。

所述的磁体组件由矩形槽状磁体座和多块的磁体及衔铁组成，所述的衔铁铣有三条平行矩形长边的磁体定位浅槽，所述的磁体是方形或矩形截面的条状磁块，由多块磁体沿上述衔铁磁体定位浅槽拼接排成三列，即衔铁与三列磁体组成“山”字型结构，磁体的一磁极端与衔铁相吸，同列的磁体极性相同，相邻两列的磁体极性相反；衔铁与三列磁体一起装入磁体座槽内固定，衔铁贴在槽底上；矩形槽状磁体座开口端露出三列磁体的另一端磁极，对着上述背靶座的后蓋板的外表面。

除了上述传统的三列磁体组合结构外，还可以采用两列磁体或多于三列磁体组合结构，同列磁体极性相同，而相邻两列的磁体极性相反。

所述的矩形磁体座的两短边端面，贴靠着固定在靶座后盖板上的导向轮组上，后者成为磁体组件往复移动的滾动导轨。

所述的驱动机构为：带减速器的电机固定支撑在镀膜室内，电机轴与驱动园盘紧固相连，在驱动盘设有一偏心连接短轴，它与偏心连杆的一端活动连接，偏心连杆的另一端与磁体组件的磁体座的后中轴活动连接。

所述的靶材为矩形靶材，其宽度大于或等于磁体组件宽度1.5倍。

磁体组件运动的实现：当电机转动帶动驱动盘旋转，驱动盘带动偏心连杆运动，偏心连杆推动磁体座连同磁体组件运动，因为磁体组件在两端面受导向轮组的导向和限制，使得偏心连杆的推动磁体组件的运动限定为往复式移动，即让磁体组件从平面靶宽度方向的左侧平移到右侧，又再回复到左侧，往复不己。

所述的驱动机构还可以采用如下形式：

1、气动活塞---推杆系统驱动，以压缩空气为动力源，配时间继电器等电器装置控制运动换向；

2、电机--齿轮--齿条系统驱动，由时间继电器等电器装置，控制电机正反转，由齿轮正反转，拖动齿条来往移动；

3、采用直线电机系统驱动等。