靶材结构及真空溅射设备的制作方法

专利2025-05-22  22


本申请涉及真空,尤其是一种靶材结构及真空溅射设备。


背景技术:

1、真空溅射设备的靶材在镀膜时,有时需要进行多层复杂的材料薄膜镀膜,此时需要使用多种不同材料的靶材。

2、常规技术中,为了实现不同材料的靶材镀膜,往往需要通过破真空更换靶材或把基片用设备上拆下来放到其他有所需靶材的材料的溅射设备上;由于破真空后再进行抽真空,导致薄膜容易被污染,而且更换操作相对复杂,影响了镀膜效率。


技术实现思路

1、本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一,提供一种靶材结构及真空溅射设备,以降低薄膜被污染的概率,并提升镀膜效率。

2、一种靶材结构,包括:第一固定部、第二固定部,以及连接在第一固定部和第二固定部之间的旋转轴;

3、所述第一固定部和第二固定部分别安装于真空腔室外部,且与真空腔室密封连接;

4、所述旋转轴安装在真空腔室内部,穿过真空腔室的外壳连接至第一固定部和第二固定部;

5、所述旋转轴的中部设有自转座,所述自转座上以分布方式设有多个靶材安装部,用于安装不同材料类型的靶材;

6、所述第一固定部设有第一电机,所述第一电机驱动所述旋转轴旋转,用于调整靶材旋转角度;

7、所述第二固定部设有第二电机,所述第二电机通过传动结构连接至所述自转座,用于驱动自转座进行自转来旋转靶材。

8、在一个实施例中,所述第一固定部通过第一密封圈与所述真空腔室外壳进行密封连接,所述第二固定部通过第二密封圈与所述真空腔室外壳进行密封连接。

9、在一个实施例中,所述自转座上以对向方式设有第一靶材安装部和第二靶材安装部;其中,所述第一靶材安装部和第二靶材安装部分别安装一种材料类型的靶材。

10、在一个实施例中,所述靶材安装部内置有水冷结构,所述水冷结构通过内置在旋转轴内的水冷回路连接至所述第一固定部上的进出水口。

11、在一个实施例中,所述传动结构包括传动轴,连接所述传动轴的主齿轮,以及连接所述第一靶材安装部和第二靶材安装部分别连接的第一从齿轮和第二从齿轮;其中,所述主齿轮分别与所述第一从齿轮和第二从齿轮啮合连接;

12、所述传动轴连接第二电机的输出轴,所述主齿轮在与所述第一从齿轮和第二从齿轮啮合时将动力传递给对应的第一靶材安装部或者第二靶材安装部进行旋转。

13、在一个实施例中,所述主齿轮与传动轴之间通过活动方式连接,所述主齿轮沿传动轴的轴线方向移动,与所述第一从齿轮或者第二从齿轮进行啮合。

14、在一个实施例中,所述主齿轮通过轴承连接推杆;所述推杆一端连接轴承,另一端连接固定柱;

15、所述第二固定部还包括设于所述真空腔室内侧的限位部,所述限位部上开设有限位槽,所述固定柱嵌入限位槽中;

16、所述固定柱在限位槽移动,驱动所述推杆向前或者向后运动,将所述主齿轮与所述第一从齿轮或者第二从齿轮进行啮合。

17、一种真空溅射设备,包括:真空腔室,离子源,靶材结构;其中,所述靶材结构的多个靶材安装部分别用于安装不同材料类型的靶材。

18、在一个实施例中,所述的真空溅射设备,还包括连接所述第一电机和第二电机的工控机,用于控制靶材的旋转角度及其自转速率。

19、在一个实施例中,所述第一固定部设于真空腔室的顶部,所述第二固定部设于真空腔室的底部。

20、本申请具有如下有益效果:

21、在需要镀制有多种靶材的薄膜时,可以自动更换靶材的材料,减少镀制次数和破真空次数,降低薄膜被污染的概率,提升镀膜概率。

22、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



技术特征:

1.一种靶材结构(01),其特征在于,包括:第一固定部(11)、第二固定部(12),以及连接在第一固定部(11)和第二固定部(12)之间的旋转轴(13);

2.根据权利要求1所述的靶材结构(01),其特征在于,所述第一固定部(11)通过第一密封圈(111)与所述真空腔室(02)外壳进行密封连接,所述第二固定部(12)通过第二密封圈(121)与所述真空腔室(02)外壳进行密封连接。

3.根据权利要求1所述的靶材结构(01),其特征在于,所述自转座(14)上以对向方式设有第一靶材安装部(141)和第二靶材安装部(142);其中,所述第一靶材安装部(141)和第二靶材安装部(142)分别安装一种材料类型的靶材。

4.根据权利要求1所述的靶材结构(01),其特征在于,所述靶材安装部(140)内置有水冷结构,所述水冷结构通过内置在旋转轴(13)内的水冷回路连接至所述第一固定部(11)上的进出水口(15)。

5.根据权利要求3所述的靶材结构(01),其特征在于,所述传动结构(20)包括传动轴(21),连接所述传动轴(21)的主齿轮(22),以及连接所述第一靶材安装部(141)和第二靶材安装部(142)分别连接的第一从齿轮(231)和第二从齿轮(232);其中,所述主齿轮(22)分别与所述第一从齿轮(231)和第二从齿轮(232)啮合连接;

6.根据权利要求5所述的靶材结构(01),其特征在于,所述主齿轮(22)与传动轴(21)之间通过活动方式连接,所述主齿轮(22)沿传动轴(21)的轴线方向移动,与所述第一从齿轮(231)或者第二从齿轮(232)进行啮合。

7.根据权利要求5所述的靶材结构(01),其特征在于,所述主齿轮(22)通过轴承(24)连接推杆(25);所述推杆(25)一端连接轴承(24),另一端连接固定柱(26);

8.一种真空溅射设备,其特征在于,包括:真空腔室(02),离子源(03),权利要求1-7任一项所述的靶材结构(01);其中,所述靶材结构(01)的多个靶材安装部(140)分别用于安装不同材料类型的靶材。

9.根据权利要求8所述的真空溅射设备,其特征在于,还包括连接所述第一电机(101)和第二电机(102)的工控机(04),用于控制靶材的旋转角度及其自转速率。

10.根据权利要求8所述的真空溅射设备,其特征在于,所述第一固定部(11)设于真空腔室(02)的顶部,所述第二固定部(12)设于真空腔室(02)的底部。


技术总结
本申请涉及一种靶材结构及真空溅射设备,所述靶材结构,包括:第一固定部、第二固定部,以及连接在第一固定部和第二固定部之间的旋转轴;第一固定部和第二固定部分别安装于真空腔室外部,且与真空腔室密封连接;旋转轴安装在真空腔室内部,穿过真空腔室的外壳连接至第一固定部和第二固定部;旋转轴的中部设有自转座,自转座上以分布方式设有多个靶材安装部,用于安装不同材料类型的靶材;第一固定部设有第一电机,第一电机驱动旋转轴旋转,用于调整靶材旋转角度;第二固定部设有第二电机,第二电机通过传动结构连接至自转座,用于驱动自转座进行自转来旋转靶材。该技术方案,可以减少镀制次数和破真空次数,降低薄膜被污染的概率,提升镀膜概率。

技术研发人员:刘伟基,冀鸣,易洪波,吴秋生
受保护的技术使用者:佛山市博顿光电科技有限公司
技术研发日:20231031
技术公布日:2024/7/25
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