[实用新型]一种磁控溅射镀膜机

说明书

技术领域[0001]本实用新型属于真空镀膜设备，特别涉及一种磁控溅射镀膜机。

背景技术

目前在真空镀膜领域应用的非平衡闭合磁场的磁控溅射镀膜真空设备采用的是平面形非平衡的磁控溅射靶。平面形的非平衡的磁控溅射靶内安装强磁体材料N(S)，与强磁材料相连的磁极靴是弱磁体材料S(N)。相邻的非平衡磁控溅射靶强磁体材料N、S的磁极性相反排列，相邻的磁场之间的磁力线相互交联，形成闭合磁场形式。闭合磁场可以向工件前方延伸，又可以向周边延伸。提高镀膜空间的等离子体密度，膜层粒子的整体能量高，有利于镀制优异的薄膜材料。而且镀膜的靶基距加大，工件装载量大。但平面形非平衡磁控溅射靶结构复杂、成本高、占用镀膜室壁的尺寸大、靶材利用率低。

目前旋靶管柱状磁控溅射靶采用的是平衡磁场，平衡磁场的N极和S极磁体材料全都采用强磁体材料。靶面前形成的强磁场把电子紧紧地约束在靶面前，只有靶面附件的氩气被电离，等离子体的作用空间范围小，镀膜的靶基距比较近，工件装载量小。远离靶面前方的等离子体密度低。而且两个靶之间因为没有磁力线交联，没有磁场约束电子运动，镀膜室内的这个区间的等离子体密度低。所以镀膜室内的整体等离子体密度低。

目前也有用旋靶管柱状非平衡磁控溅射靶的镀膜机，但相邻的非平衡磁控溅射靶强磁体材料N、S的磁极性同向排列，相邻的磁场之间的磁力线不能相互交联，形成不了闭合磁场，所以镀膜室空间的等离子体密度不够高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种旋靶管型柱状非平衡闭合磁场的磁控溅射镀膜机。旋靶管型柱状非平衡闭合磁场的磁控溅射靶的结构比平面形的非平衡闭合磁场的磁控溅射靶结构简单、安装简便、成本低、占用镀膜室的空间小，靶材利用率高。旋靶管柱状形非平衡磁控溅射靶在镀膜室内可以形成多方向的闭合磁场，与平衡的旋靶管柱状形磁控溅射靶相比，可以增加镀膜室内的等离子体密度，更容易镀出优异的薄膜材料。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：采用旋靶管型柱状形非平衡磁控溅射靶在镀膜室内排列成闭合磁场形式。具体方案是，一种磁控溅射镀膜机，包括镀膜室、工件转架和磁控溅射靶，其中，磁控溅射靶包括靶管、安装在靶管内的磁控结构和用于组装靶管和磁控结构的靶封头；靶管可进行旋转运动，磁控结构固定不动，组成旋靶管型柱状磁控溅射靶；所述安装在靶管内的磁控结构为非平衡结构，包括有强磁钢和与强磁钢连接的弱磁极靴；所述镀膜室内安装多个旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶，相邻两个靶管内安装磁控结构的磁极性反向排列在镀膜室内形成闭合磁场。

在旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶中只安装一条磁钢，磁钢是强磁体材料，与强磁体材料连接的磁极靴是弱磁体材料。即N极和S极用不同强度的磁体材料。N极高，S极弱，或S极高，N极弱。这种设置，将靶面前的磁场向远离靶面的前方推移和又向靶的周边推移，这样便成了非平衡磁控溅射靶。

在镀膜室的周边横向安装的相邻的旋靶管型柱状非平衡内的磁体材料的磁极性呈反向排列，两个靶之间的周向磁力线周向交联，可以形成周向闭合磁场。这和平面形的非平衡闭合磁场的磁控溅射镀膜机一样，在相邻的磁控溅射靶之间形成周向闭合磁场。

本实用新型还可以既在镀膜室的周边横向安装旋靶管型柱状非平衡内磁控溅射靶，又在镀膜室心部安装旋靶管柱状非平衡内磁控溅射靶。内层的相邻的两个靶之间和外层的相邻的两个靶之间的横向磁力线周向交联，可以形成外层周向闭合磁场和内层周向闭合磁场。同时内、外两层旋靶管柱状非平衡磁控溅射靶之间的径向磁力线相互交联，形成径向闭合磁场。从而使镀膜室内存在多方位闭合磁场。

闭合磁场可以控制两个靶前面的和周边的电子做旋轮运动，增加电子与气体、与膜层粒子的碰撞几率，获得更多的气体离子和膜层离子，增强镀膜室内的等离子体密度。有利于提高膜基结合力、有利于提高形成化合物、改善膜层组织，得到各种优异的薄膜材料。

本实用新型的有益效果是：利用旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶可以使镀膜空间比旋靶管柱状平衡磁控溅射时的等离子体作用区域扩大、非平衡磁控溅射靶在镀膜室内多方位闭合磁场，空间等离子体密度大，有利于提高膜层质量；利用的旋靶管柱状非平衡磁控溅射靶比平面非平衡磁控溅射靶的结构简单，靶材利用率高。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明

本发明有两种类型的旋靶管型柱状非平衡闭合磁场的磁控溅射镀膜机。

第一种旋靶管型柱状非平衡闭合磁场的磁控溅射镀膜机的特点是，旋靶管型柱状非平衡磁控溅射靶沿镀膜室壁周边排列安装，形成周向闭合磁场。如图2所示。