技术领域
[0001] 本
发明涉及磁控溅射技术，特别涉及一种磁控溅射装置。
背景技术
[0002] 所谓磁控溅射，是指在
阴极(通常为靶材)与
阳极(通常为安装待
镀基片的基片安装座或
镀膜腔体壁)之间加一个
正交磁场和
电场，在
真空镀膜腔体中充入所需要的惰性气体(通常为氩气)，在电场的作用下，氩气电离成氩离子(带正电荷)和
电子，氩离子在电场的作用下
加速轰击靶材，溅射出大量的靶材
原子，呈中性的靶原子(或分子)沉积在待镀基片上成膜。同时，氩离子在轰击靶材时放出二次电子，二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁
力的影响，被束缚在靠近靶材表面的
等离子体区域内，该区域内等离子体
密度很高。在
电磁场的共同作用下，二次电子的运动轨迹为沿电场方向加速，同时绕磁场方向螺旋前进的复杂曲线，使得该二次电子的运动路径变长，在运动过程中不断与氩原子发生碰撞电离出大量的氩
离子轰击靶材，经过多次碰撞后电子的
能量逐渐降低，摆脱
磁力线的束缚，远离靶材，最终以极低的能量飞向待镀基片，使得待镀基片的升温较低。
[0003] 磁控溅射利用磁场束缚以延长二次电子的运动路径，改变二次电子的运动方向，提高惰性气体的电离率和有效利用电子的能量，从而提升溅镀速率。可参阅I.Safi在2000年在Surface & Coating Technology上发表的论文Recent Aspects Concerning DC Reactive Magnetron Sputtering of Thin Film：a Review。
[0004] 目前，用于磁控溅射的磁控溅射靶由于其靶材利用率较低，因而靶材消耗很快需要经常更换，而更换靶材时会破坏镀膜腔体内的真空环境，使得更换靶材后还需要对镀膜腔体进行抽真空处理。然而，该二次抽真空处理过程既浪费了时间又浪费了生产成本，并且对于需溅镀较厚
薄膜或需溅镀两种不同材质薄膜的基片，该抽真空处理过程可能会使得前后镀膜的
质量不一致，前后膜层之间的粘着力下降，影响镀膜基片的膜层质量。
[0005] 因此，有必要提供一种无需二次抽真空处理即可实现靶材更换的磁控溅射装置。
发明内容
[0006] 下面将以具体
实施例说明一种磁控溅射装置。
[0007] 一种磁控溅射装置，包括一溅射腔体、设置在该溅射腔体内的溅射靶，该溅射靶包括：
基座、固定于该基座的
转轴、多
块金属板及多块靶材，该多块金属板分别固设于该基座相对的两表面，且每个金属板具有一背离该基座的靶材固定面，该多块靶材分别固设于一金属板的靶材固定面上；该磁控溅射装置还包括一转动驱动装置，该转轴连接于该转动驱动装置从而该转动驱动装置可驱动该溅射靶以该转轴为轴实现翻转。
[0008] 一种磁控溅射装置，包括一溅射腔体、设置在其该溅射腔体内的多个溅射靶；每个溅射靶包括：基座、转轴、两块金属板及两块靶材，固定于该基座的转轴，该两块金属板分别固设于该基座相对的两表面，且每个金属板具有一背离该基座的靶材固定面，该两块靶材分别固设于一金属板的靶材固定面上；该磁控溅射装置还包括多个转动驱动装置，每个溅射靶的转轴连接于相应的转动驱动装置从而该多个转动驱动装置可分别驱动相应的溅射靶以其转轴为轴实现翻转。
[0009] 相对于
现有技术，本技术方案的磁控溅射装置利用驱动转动装置驱动溅射靶以固定连接于基座的转轴为轴翻转，使基座相对两表面的金属板上固设的靶材翻转，从而使得其中一面的靶材消耗完后，可在不破坏镀膜腔体真空环境的情况下，更换另一面的靶材继续进行溅射镀膜，该磁控溅射装置无需二次抽真空处理即可实现靶材更换，节省操作时间的同时节省抽真空处理带来的成本，并且可保证换靶前后镀膜条件不变，从而使换靶前后溅镀的膜层质量保持一致，前后膜层
附着力较佳。
附图说明
[0010] 图1是本技术方案第一实施例提供的磁控溅射装置的示意图。
[0011] 图2是本技术方案第一实施例提供的磁控溅射装置的溅射靶的示意图。
[0012] 图3是图2的溅射靶的分解示意图。
[0013] 图4是本技术方案第二实施例提供的磁控溅射装置的溅射靶的示意图。
[0014] 图5是本技术方案第三实施例提供的磁控溅射装置的溅射靶的示意图。
具体实施方式
[0015] 下面将结合附图和多个实施例对本技术方案的磁控溅射装置作进一步详细说明。
[0016] 请参阅图1至图3，本技术方案第一实施例提供的磁控溅射装置100，包括溅射腔体10、设置在该溅射腔体10内的溅射靶20、用于控制溅射靶20溅射速率的磁
铁30、用于驱动溅射靶20的转动驱动装置40、与溅射腔体10相连通的抽真空装置50与气体供应装置60、设置在该溅射腔体10内与溅射靶20相对用于安装待镀基片72的基片座70、以及电源
80。
[0017] 本实施例中，该溅射靶20包括：基座210、固定于该基座210的转轴220、两块金属板230及两块靶材240。基座210具有相对的第一表面212和第二表面214，及连接第一表面212与第二表面214的相对的两个侧面216。基座210可起承载和
隔热作用，其用于承载金属板230等部件，以及用于阻隔两块金属板230之间的热量的传递。该两块金属板230分别固设于第一表面212与第二表面214，且每个金属板230具有一背离该基座210的靶材固定面232。该两块靶材240分别固设于一金属板230的靶材固定面232上。该转轴220连接于该转动驱动装置40，从而该转动驱动装置40可驱动该溅射靶20以该转轴220为轴实现翻转。
[0018] 本实施例中，该基座210的第一表面212与第二表面214平行，侧面216垂直于第一表面212与第二表面214。该靶材固定面232与第一表面212平行。该基座210相对两侧的两块金属板230的靶材固定面232相互平行。
[0019] 转轴220连接于该基座210的侧面216且穿设于该基座210。转轴220的中
心轴线垂直于该侧面216。转轴220可为一根或两根。转轴220既可仅连接于该基座210的一个侧面216，也可连接于该基座210相对的两个侧面216。转轴220可通过
螺纹连接或卡合等方式可拆卸地连接于基座210的侧面216，亦可通过
焊接或一体形成等方式固定于基座210的侧面216。该转轴220可带动基座210翻转以使位于基座210相对两侧的靶材240翻转，从而基座210一侧的靶材240消耗完后可使另一侧的靶材240翻转到与待镀基片相对的
位置以继续进行溅射镀膜。转轴220可由非铁
磁性材料制作而成，例如
铝、
铜、
钛等，从而可避免转轴220被磁化而影响溅镀磁场的分布。
[0020] 两块靶材240包括第一靶材242和第二靶材244。第一靶材242与第二靶材244分别固设于两块金属板230的靶材固定面232。第一靶材242与第二靶材244既可选用相同的材质以可获取较厚的溅镀薄膜，也可选用两种不同的材质以可获取具有两层不同膜层的溅镀薄膜。靶材240可为镍、钛、锌、镁、铝、
氧化锌、氮化钛等材料，具体可根据待镀基片的镀膜要求确定。
[0021]
磁铁30包括多个第一磁铁32与多个第二磁铁34。磁铁30相对于基座210对称的嵌设于基座210两侧的金属板230内。本实施例中，该多个第一磁铁32在金属板230的靶材固定面232上围合形成第一区域302，该多个第二磁铁34在金属板230的靶材固定面232上围合形成第二区域304，该第二区域304位于第一区域302内。其中，嵌设于同一金属板230的多个第一磁铁32与多个第二磁铁34在靠近靶材固定面232一端的极性相反。
即，若第一磁铁32靠近靶材固定面232一端为N极，则第二磁铁34靠近靶材固定面232一端为S极；反之，若第一磁铁32靠近靶材固定面232一端为S极，则第二磁铁34靠近靶材固定面232一端为N极。本实施例中，多个第一磁铁32围合形成的第一区域302大致为矩形，多个第二磁铁34围合形成的第二区域304大致为椭圆形。
[0022] 溅射靶20还具有
循环水道250，循环水道250形成于基座210两侧的金属板230内。循环水道250用于供
冷却水通过以对基座210两侧的金属板230及靶材240进行冷却，使得靶材240的
温度不会过高，以保证镀膜的质量。冷却水道250在该靶材固定面232上的投影位于多个第一磁铁32围合形成的第一区域302内且位于多个第二磁铁34围合形成的第二区域304外。
[0023] 气体供应装置60也与溅射腔体10相连通，其用于为溅射腔体10提供溅射镀膜过程中所需要的反应气体，例如氩气等。
[0024] 基片座70设于溅射腔体10内且与溅射靶20相对，其用于安装固定待镀基片72。
[0025] 电源80与靶材240(阴极)及基片座70(阳极)相连接，其用于在溅射腔体10内提供高压电场以将氩气电离成氩离子与电子。
[0026] 磁控溅射装置100进一步包括为循环水道250供应冷却水的冷却水供应装置90。该冷却水供应装置90用于在溅射镀膜过程中为溅射靶20提供冷却水以冷却溅射靶20，使溅射靶20保持在一个合适的溅射温度范围内。
[0027] 请参阅图4，本技术方案第二实施例提供的磁控溅射装置与第一实施例提供的磁控溅射装置100大致相同，其不同之处在于，第二实施例提供的磁控溅射装置的溅射靶300包括一个基座310、转轴320、多块金属板330及多块靶材340。该基座310相对的两表面均设有多块金属板330，每一金属板320具有一背离该基座310的靶材固定面332，每一靶材340设于一靶材固定面332上。该基座310自其相对的两个侧面316向基座310内均开设有一卡槽312。该卡槽312可与外部的转动驱动装置(图未示)的转轴320卡合或螺合固定，以可带动基座310以该转轴320为轴实现翻转，使位于该基座310相对两侧的多块靶材
340同时翻转互换。
[0028] 当然，上述溅射靶300也可具有分别设于基座310相对两表面的两块金属板330以及固定于每一金属板330的靶材固定面332上的多块靶材340，其也可使位于该基座310相对两侧的多块靶材340实现同时翻转。
[0029] 请参阅图5，本技术方案第三实施例提供的磁控溅射装置与第一实施例提供的磁控溅射装置100大致相同，其不同之处在于，第二实施例提供的磁控溅射装置包括多个溅射靶400，每个溅射靶400包括基座410、转轴420、两块金属板430及两块靶材440。该转轴420固定于基座410。该两块金属板430分别固设于该基座410相对的两表面，且每一金属板430具有一背离该基座410的靶材固定面432。该两块靶材440分别固设于该两个金属板430的两个靶材固定面432上。每一溅射靶400的基座410相互独立，每一基座410均具有连接固定于该基座410的转轴420。该磁控溅射装置还包括多个转动驱动装置(图未示)，每个溅射靶400的转轴420连接于相应的转动驱动装置，从而该多个转动驱动装置可根据镀膜要求分别驱动相应的溅射靶300以其转轴为轴实现翻转。该多个溅射靶400可在同一时刻翻转，也可在不同时刻翻转不同的溅射靶400。该多个溅射靶400对应的靶材440可为同种镀膜材料以使其可溅镀更大面积的基片，也可为不同镀膜材料以使基片上可溅镀一层由混合材质构成的镀层薄膜或多层不同材质构成的薄膜。
[0030] 可以理解的是，上述各实施例中的磁控
溅射靶材的翻转还可通过其他驱动机构实现，其只需实现基座两相对表面的靶材互换位置的目的即可。
[0031] 相对于现有技术，本技术方案的磁控溅射装置利用驱动转动装置驱动溅射靶以固定连接于基座的转轴为轴翻转，使基座相对两表面的金属板上固设的靶材翻转，从而使得其中一面的靶材消耗完后，可在不破坏镀膜腔体真空环境的情况下，更换另一面的靶材继续进行溅射镀膜，该磁控溅射装置无需二次抽真空处理即可实现靶材更换，节省操作时间的同时节省抽真空处理带来的成本，并且可保证换靶前后镀膜条件不变，从而使换靶前后溅镀的膜层质量保持一致，前后膜层附着力较佳。
[0032] 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本技术方案的技术构思做出其它各种相应的改变与
变形，而所有这些改变与变形都应属于本技术方案
权利要求的保护范围。
