[发明专利]一种磁控溅射系统

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜设备，具体地说是一种磁控溅射系统。

背景技术

目前，应用磁控溅射(高速低温溅射)原理的装置，可以制备各种硬质膜、金属膜、半导体膜、介质膜、铁磁膜和磁性薄膜等纳米级的单层及多层功能膜。它的特点是：可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料，包括各种金属、半导体、铁磁材料，以及绝缘的氧化物、陶瓷、聚合物等物质，尤其适合高熔点和低蒸汽压的材料沉积镀膜。在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积所需组分的混合物、化合物薄膜；在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜。现有的磁控溅射设备只能单一的实现单个及多元靶的垂直溅射或多元靶的共溅射。然而，在材料科学研究中，往往需要可以调节各组分物质的含量及组成形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁控溅射系统。该磁控溅射系统即可实现多元靶垂直溅射多层膜又可实现斜靶共溅射复合膜。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括磁控室、基片转台、基片转台驱动电机、传动机构、磁控靶、机台架、真空抽气系统及电动提升机构，其中磁控室安装在机台架上、与位于机台架内的真空抽气系统相连，在磁控室内均布有多个安装在磁控室的下法兰上的磁控靶；所述基片转台转动安装在磁控室的上盖上，所载基片位于磁控室内、各磁控靶的上方，磁控室的上盖上还安装有基片转台驱动电机，所述基片转台通过传动机构由基片转台驱动电机驱动旋转；所述机台架内安装有电动提升机构，该电动提升机构的输出端由机台架穿出、与磁控室的上盖相连接，带动上盖及上盖上的基片转台和基片转台驱动电机升降。

其中：所述磁控靶具有垂直基片转台或倾斜基片转台两个工作位，每个磁控靶上方均设有一个磁控靶挡板，该磁控靶挡板与安装在机台架内部的第三电机相连，通过第三电机驱动开关磁控靶挡板；所述每个磁控靶的外围均设有安装在磁控室的下法兰上的磁控靶屏蔽筒；

所述基片转台为基片水冷加热公转台，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第一电机，该第一电机通过同步带和带轮组件与基片水冷加热公转台连接、带动基片水冷加热公转台旋转；所述磁控室内转动安装有电动基片挡板，该电动基片挡板的一端位于基片水冷加热公转台载有基片的一端与各磁控靶溅射端之间，电动基片挡板的另一端与安装在机台架内的第二电机相连，通过第二电机驱动旋转；所述电动基片挡板位于各磁控靶的中间，各磁控靶垂直于电动基片挡板；该电动基片挡板的一端为圆形挡板，上面开有露出被镀基片的圆孔；所述基片水冷加热公转台的另一端设有与计算机控制系统电连接的圆光栅编码器；所述基片水冷加热公转台上具有六个工位，其中一或两个工位上方设有加热炉，其余工位通水冷却；

所述基片转台为单加热自转盘，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第四电机，该第四电机驱动单加热自转盘旋转；所述单加热自转盘具有一个加热工位、处于单加热自转盘的中间，各磁控靶位于该单加热自转盘加热工位的周围；在单加热自转盘的加热工位上载有基片，该基片下方设有手动基片挡板组件；所述基片转台为单冷却自转盘，其一端载有基片、插入磁控室内，另一端位于上盖的上方；所述上盖上安装有第一电机，该第一电机通过同步带和带轮组件与基片水冷加热公转台连接、带动基片水冷加热公转台旋转；所述单冷却自转盘具有一个冷却工位、处于单冷却自转盘的中间，各磁控靶位于该单冷却自转盘冷却工位的周围；在单冷却自转盘的冷却工位上载有基片，该基片下方设有手动基片挡板组件。

本发明的优点与积极效果为：

1.功能齐全。本发明具有用磁控溅射制备各种单质膜、多层膜、混合物膜、化合物膜的全部功能。

2.自动化程度高。本发明由计算机控制磁控室内各基片挡板的转动、基片水冷加热公转台基片的公转和两个加热炉下基片的控温、单加热自转盘和单冷却自转盘基片的自转、磁控室内每个磁控靶挡板的开关等；在已设定的程序下，可制备各类纳米级的单层或多层功能膜。

3.互换性高。本发明磁控室的上盖上的基片水冷加热公转台可以根据需要更换成单加热自转盘或者单冷却自转盘；磁控室的下法兰上的几个磁控靶可以自由选择安装溅射非铁磁性材料的普通永磁靶、溅射铁磁性材料的强永磁靶或者电磁靶，而且还可以根据靶材大小选择φ50mm、φ2英寸、φ60mm或者φ75mm的磁控靶，且磁控靶头可折弯。