[发明专利]一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极及更换靶材的方法

说明书

本发明的一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极及更换靶材方法，包括靶材安装座及靶材位于烟囱压紧装置和磁箍冷却组件之间，烟囱压紧装置安装在腔体安装法兰上，磁箍冷却组件穿过腔体安装法兰与伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构另一端安装在腔体安装法兰上。更换靶材时，伸缩驱动机构驱动下，磁箍冷却组件下移，利用磁控溅射设备自带的传样系统抓取靶材安装座边上的支耳，从阴极屏蔽罩侧边取出靶材安装座及其中的靶材后送至传样系统的腔室内；再利用传样系统将腔室内的新靶材安装座及靶材送到原磁箍冷却组件正上方，使烟囱压紧装置压住靶材安装座。该发明在不破坏主真空腔真空环境下，实现快速换靶，大幅降低更换靶材的时间，也减少了主真空腔的污染。

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极。

背景技术

磁控溅射属于物理气相沉积(PVD)的一种，广泛应用于材料镀膜领域。磁控溅射的关键核心技术之一是磁控溅射阴极的的设计和制造，基本原理是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。磁控溅射阴极其中的靶材需要更换时，传统方式是将主真空腔放气后，取出磁控溅射阴极进行靶材更换。更换完毕后将磁控溅射阴极放回，需再次将主真空腔抽至极限真空后才能正常工作。这样操作繁琐费时，且容易导致主真空腔被污染。

发明内容

本发明提出的一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极，可至少解决上述背景技术中提出的问题之一。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极，包括靶材和靶材安装座，靶材安装在靶材安装座上，还包括磁箍冷却组件、阴极屏蔽罩、腔体安装法兰、伸缩驱动机构；

其中，靶材安装座及靶材位于烟囱压紧装置和磁箍冷却组件之间，烟囱压紧装置安装在腔体安装法兰上，阴极屏蔽罩固定在磁箍冷却组件上，磁箍冷却组件穿过腔体安装法兰与伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构另一端安装在腔体安装法兰上；

所述烟囱压紧装置具有压紧和定位靶材安装座的作用；

所述靶材安装座具有支耳和限位槽口；

烟囱压紧装置侧边设有避让靶材安装座支耳开口。

进一步的，所述烟囱压紧装置包括烟囱、绝缘压块、支撑杆，所述绝缘压块安装在烟囱底部，烟囱底部与支撑杆连接且固定在腔体安装法兰上；

所述绝缘压块用于定位和压紧靶材安装座。

进一步的，所述靶材安装座包括底部传热座、靶材压环，所述靶材压环固定靶材于底部传热座正上方，通过螺钉连接。

进一步的，所述靶材压环包含支耳。

进一步的，所述磁箍冷却组件包括磁体、磁轭、磁箍、连接管、波纹管；

所述磁轭位于磁箍正下方，通过螺钉固定；

磁体安装在磁箍上安装孔内，所述磁轭为导磁材料；连接管一端与磁箍连接，另一端穿过波纹管与其法兰连接；波纹管另一端连接到腔体法兰上，可实现磁体、磁轭及磁箍这些部件相对腔体法兰上下运动，减少与烟囱压紧装置下方绝缘压块的间距，压紧靶材安装座。

进一步的，所述磁体为永磁体或者电磁体。

进一步的，所述阴极屏蔽罩上表面低于磁箍上表面。

进一步的，所述绝缘压块采用陶瓷材质。

另一方面，本发明还公开一种可快速更换靶材的磁控溅射阴极的更换靶材的方法，包括以下步骤：