[实用新型]一种具有检测装置的磁控溅射靶

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有检测装置的磁控溅射靶，应用于薄膜太阳能电池低温沉积导电膜层，属于太阳能磁控溅射技术领域。

背景技术

磁控溅射镀膜是在磁场和电场的交互作用下，氩离子将靶材成分溅射沉积到基片上，由于靶材磁场水平磁力线分布成跑道形状，跑道处最能有效地束缚电子，产生放电，并导致其正下方的靶材被快速刻蚀，尤其是磁场跑道转弯处，由于弯道效应，转弯处靶材刻蚀速度最快，最先被刻穿露出背板，必须及时更换靶材，而靶材其他位置刻蚀相对较慢。目前磁控溅射镀膜设备中，缺乏一种有效检测靶材使用程度的手段，传统方法是依据经验判断或在电源中加入计时功能，但两种非直接测量的方式都有较大误差，有时在靶材还有一定剩余厚度时就做更换，靶材利用率低；有时靶材已经刻穿至水冷背板还未被察觉，使得水冷背板的材料被镀到基片上，影响镀膜质量，中国专利ZL200610152331.2《侦测制程机台实用的消耗性材料厚度寿命的系统及方法》公开了一种通过在靶材背面加装有气体、液体或固体的围封物，当靶材刻蚀到围封物时，通过侦测气体、液体或固体的泄漏量来判断靶材消耗的程度，并进行报警，设备复杂，而且泄漏物会污染镀膜室。

发明内容

    本实用新型针对以上现有技术存在的不足，解决如何检测靶材消耗程度，同时实现靶材在未被刻穿时报警，提醒及时更换靶材，使靶材的利用率最大化。

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案：设计一种具有检测装置的磁控溅射靶，包括靶、靶座、水冷背板以及检测装置，所述靶和水冷背板固定在靶座上，位于真空腔体内，主要技术特点是靶的背面设有安装检测装置的沟槽，检测装置包括表面绝缘导线、继电器和报警灯铃，表面绝缘导线敷设在靶的沟槽内，该导线穿过水冷背板和靶座与继电器连接，且由继电器连接报警灯铃。

检测装置中与导线连接的继电器和报警灯铃位于真空腔体外。靶的沟槽设在靶与水冷背板的贴合处。靶的沟槽呈直线、折线或弧线形，在靶的沟槽内的敷设直径小于0.2mm的表面绝缘导线，该导线与靶材和水冷背板相互绝缘。检测装置中的继电器为常开开关，导线导通时，继电器为打开状态。

本实用新型采用的靶是一个改型靶材组合件，包括端部和中间多个相互拼接的区域。改型靶材组合件的端部靶材和中间直道靶材相互衔接的面为斜面，且端部靶材厚度大于或等于中间直道区域其靶材厚度。

本实用新型产生的有益效果：将检测装置的表面绝缘的导线预先埋入靶背面的刻蚀轨道位置处，采用导线被切断的方法实现检测报警，检测装置的报警灯铃位于真空腔体外，当靶被击穿到导线位置时，将极细的导线切断，报警灯铃开始报警，实现对磁控溅射靶击穿的检测。克服了传统人工方法判定靶材是否耗尽的不确定性，提高了靶材利用率，保证了镀膜质量，靶材底部预埋了导线，当靶材将要耗尽时其底部的导线切断报警，方法简单、可靠，成本低，避免了现有技术（ZL200610152331.2）潜在的污染镀膜真空室的危险。

附图说明

图1：本实用新型的剖面结构示意图。

图2：本实用新型的应用结构示意图。

图3：本实用新型靶背面沟槽形状一。

图4：本实用新型靶背面沟槽形状二。

图5：本实用新型靶背面沟槽形状三。

图中：1、靶，2、水冷背板，3、靶座，4、磁铁，5、密封圈，6、表面绝缘导线，7、继电器，8、报警灯铃，9、导线座，10、维修门，11、真空腔体。

本实用新型设计的具有检测装置的磁控溅射靶，主要包括靶、水冷背板、磁铁、靶座以及检测装置，水冷背板位于靶背面，靶、水冷背板和磁铁固定在靶座上，检测装置包括表面绝缘导线、电源、继电器以及报警灯铃，表面绝缘导线埋在靶的背面沟槽内，靶的沟槽呈直线、折线、弧线形或其他形状。导线两端穿过水冷背板和靶座后引出到真空腔体外与继电器相连，继电器又与报警灯铃相连，电源在继电器和报警灯铃的回路上，给继电器和报警灯铃供电。

预埋导线的沟槽位于靶和水冷背板贴合处。沟槽可以是一条，也可以是连续的几条。导线为外表绝缘处理的耐高温导线，直径优选值小于0.2mm。导线为一条或几条串联，优选为一条。导线与靶材和水冷背板绝缘。

通过事先对耗尽靶材最先耗尽位置进行测量，对新的将使用的靶材相应位置预埋表面绝缘处理的导线，导线外接报警装置，当靶材溅射耗尽到导线位置，将导线切断时，报警装置开始报警，实现磁控溅射靶材耗尽的检测。

具体实施方式

实施例一：