[实用新型]一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备

说明书

本实用新型提供了一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备，所述靶材冷却背板包括底板和盖板，所述底板包括冷却通道，所述盖板在相对于所述冷却通道的位置设置凸台。所述盖板上的凸台设计，可以显著增加冷却通道边缘处的焊接结合率，焊接结合率≥98.0％，从而提高了冷却通道的密封性，避免了冷却水泄漏导致溅射靶材中毒的风险。

技术领域

本实用新型属于磁控溅射技术领域，尤其涉及一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapour Deposition，PVD)指的是，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使材料源蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，然后通过电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上形成某种特殊功能的薄膜。PVD技术是半导体芯片制造业、太阳能行业、LCD制造业等多种行业的核心技术，主要方法有真空蒸镀、电弧等离子体镀、离子镀膜、分子束外延和溅射镀膜等。

磁控溅射是PVD技术中比较常用的一种，通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。由于磁控溅射是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率，以此实现了溅射高速率、低温度、低损伤。然而，长时间的磁控溅射，往往会使靶材产生大量的热量，如果不及时进行冷却，容易造成溅射靶材局部烧焦或呈现晶粒化现象。现有技术中，多是采用在靶座内设置冷却通道的方式，但是该种方式靶座和靶材接触面积小，冷却效果低，传热不显著。

由于溅射靶材的强度不一，在实际应用过程中，需要将符合性能要求的溅射靶材和具有一定强度的背板结合制成靶材组件，然后安装在溅射机台上，在磁场、电场作用下有效地进行溅射控制。现有技术中，在背板中开设冷却通道形成冷却背板，一方面可以为溅射靶材提供支撑作用，另一方面可以有效地传导热量，对溅射靶材进行有效地冷却。

溅射靶材在磁控溅射镀膜的过程中需要注意以下五点：1是溅射准备，2是靶材清洁，3是靶材安装，4是短路及密封性检测，5是靶材预溅射。其中，冷却通道是否漏水是短路及密封性检测是否合格的关键因素。由于靶材的磁控溅射环境是真空的，一旦发生真空室内漏水或漏气，真空室内有挥发成分，真空室没有充入氩气，真空室内充入空气等情况，都会导致杂质成分和靶材成分发生反应，引起溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。其中，冷却背板中盖板和底板的焊接结合率直接影响冷却通道是否漏水的重中之重。

现有技术中已经公开了一些冷却背板的结构。例如CN204529966U公开了一种冷却背板及磁控溅射镀膜设备，所述冷却背板与冷却水接触的表面上设置有多个凸起结构，即在盖板上设置有多个凸起结构，从而增大冷却水和冷却背板的接触面积，使得冷却水和冷却背板的热交换效果显著增强，有效减低了溅射靶材的溅射温度。然而，凸起结构的设计增大了冷却水的湍流程度，增大了冷却水泄漏的风险，极易导致溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。

CN202063989U公开了一种靶材背板结构，包括上盖板与基板，所述基板造有至少一焊道及至少一冷却水道、至少一进水端及至少一出水端；该上盖板形成至少一定位孔，该至少一定位孔相对应于基板上的至少一焊道；该上盖板与该基板沿着该焊道接合固定。所述靶材背板结构虽然可以改善已知制作靶材背板的制程复杂且设备成本昂贵等缺点，并可达到靶材背板低变形及内部冷却水道高密封的目的，但是所述冷却水道仍存在冷却水泄漏的风险，极易导致溅射靶材中毒，生成黑色物质覆盖在溅射靶材表面，严重影响磁控溅射镀膜的成膜速度和成膜质量。

综上所述，针对冷却通道的冷却水泄漏风险，目前亟需开发一种密封性良好的靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种靶材冷却背板及磁控溅射镀膜设备，在冷却背板的盖板上设置凸台，且所述凸台相对于冷却背板的底板上冷却通道的位置，进而增加了冷却通道边缘处的焊接结合率，有效提高了冷却通道的密封性。