[发明专利]一种旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备及镀膜方法

权利要求书

1.一种旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，包括真空弧磁过滤装置、弧源组件（2）和真空镀膜腔室（3）；

真空弧磁过滤装置包括具有至少一段弯管和/或折弯处的过滤管道（1），所述过滤管道（1）两端分别为用于安装弧源组件（2）的入口端和用于与真空镀膜腔室（3）相连接的供离子离开过滤管道（1）的出口端，所述过滤管道（1）上设有用于导引离子运动方向使弧源组件（2）产生的离子沿过滤管道（1）的形状移动至出口端并从出口端离开的线圈模组；

弧源组件（2）设置于过滤管道（1）的入口端；

真空镀膜腔室（3）设置有一个及以上数目的可与真空弧磁过滤装置出口端连接的法兰口；设置有一组及以上数目的可沉积金属或化合物的沉积源；设置有等离子清洗装置；设置有可加载生产物料的转动夹盘；设置有可加载偏压的偏压电源；

其特征在于：所述过滤管道（1）接近出口端处设置有旋转磁场发生装置（5），所述旋转磁场发生装置（5）用于在过滤管道（1）接近出口端的内腔区域形成可调旋转磁场。

2.根据权利要求1所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述旋转磁场发生装置（5）包括采用相差一定均匀角度、相互通过连接部连接在一起的沿同一圆周均匀分布的若干个磁极（501），所述磁极数量为4n或6n，n≥1；

每个所述磁极（501）上均绕线形成独立控制的若干个线圈绕组；或，相邻磁极（501）之间的连接部上均绕线形成独立控制的若干个线圈绕组；或，在相邻磁极（501）之间的空槽（502）中分别嵌设一个线圈绕组；

若磁极数量为4n，则所述线圈绕组采用相位差90°的两相可调交流电激励；

若磁极数量为6n，则所述线圈绕组采用相位差120°的三相可调交流电激励。

3.根据权利要求1所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述过滤管道（1）包括内层壳体（101）和设置在内层壳体（101）外的冷却外壳体，所述冷却外壳体内设有冷却水腔室（102），所述线圈模组和旋转磁场发生装置（5）均固定在冷却外壳体的外壁；所述冷却外壳体包括内外套接且两者之间相隔一定间距的第一冷却壳体（103）和第二冷却壳体（104），所述第一冷却壳体（103）和第二冷却壳体（104）两端之间分别通过入口端法兰（105）和出口端法兰（106）连接封闭形成冷却水腔室（102）；所述第一冷却壳体（103）和第二冷却壳体（104）之间局部设有连接筋条。

4.根据权利要求3所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述线圈模组包括接近入口端的第一聚焦线圈（401）、接近出口端的第二聚焦线圈（403）以及设置在第一聚焦线圈（401）与第二聚焦线圈（403）之间的至少一个引导线圈（402）。

5.根据权利要求4所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述过滤管道（1）包括接近入口端的第一直管区、接近出口端的第二直管区，所述第一直管区与第二直管区之间直接相连使过滤管道（1）上形成一处折弯处；和/或，所述过滤管道（1）包括接近入口端的第一直管区、接近出口端的第二直管区，通过至少一个中心线与第一直管区中心线角度以及第二直管区中心线角度均不同的过渡直管区和/或至少一个过渡弯管区连接过渡使过滤管道（1）上形成至少两处的折弯处。

6.根据权利要求5所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述过滤管道的弯管角度和/或多处折弯处夹角之和大于等于90度。

7.根据权利要求5所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：所述过滤管道内的中心线角度不同的第一直管区与过渡直管区和/或过渡弯管区之间通过绝缘组件连接，靠近弧源处的第一直管区与过渡直管区和/或过渡弯管区与弧电源正极、腔壳同电位；靠近过滤管道出口端的第二直管区电位为悬浮电位。

8.根据权利要求5所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备，其特征在于：第一聚焦线圈及第二聚焦线圈采用脉冲直流频率可调的调制线圈电源，引导线圈电源为直流线圈电源，其过渡直管区和/或过渡弯管区中线处磁场强度不低于30高斯。

9.一种旋转磁场导向真空沉积镀膜方法，其特征在于：采用如权利要求1-8任一项所述的旋转磁场导向沉积的真空镀膜设备进行镀膜；弧源组件（2）通电产生的离子通过过滤管道（1）并从过滤管道（1）的出口端进入真空镀膜腔室（3），旋转磁场发生装置（5）通入可调电源在过滤管道（1）接近出口端的内腔区域形成可调旋转磁场，使在一端时间内从过滤管道（1）的出口端进入真空镀膜腔室（3）的离子的偏转方向不断发生变化在真空镀膜腔室（3）内形成面积可调的沉积有效区。