[其他]专用于沉积大面积薄膜的平面磁控溅射源

说明书

本发明涉及一种溅射镀复的专用设备，特别适用于镀复大面积工件，如大型平面镜、节能建筑玻璃、汽车护栅、露天字牌等。

镀复大面积工件，常用带有大型平面靶的普通溅射源，其靶材利用率较低，一般为30％以下，镀层均匀性差。为克服这些缺陷，1980年美国专利US4194962提供了一种改进方案，令大型工件对于大型平面靶作相对运动，其溅射源固定不动，为此设置一套搁置大型工件的移动架，溅射镀复时，该大型移动架带动大型工件作往复移动。该设计方案有助于提高镀层的均匀性，同时在一定程度上提高了靶材利用率，达到60％左右。该方案的缺陷在于：

1、必需在真空室内设置一套长度为大型工件3倍左右的移动架，结果造成溅射镀膜机体积庞大，结构复杂，造价甚高。

2、为使庞大的真空室和大型移动架大量放气的条件下达到足够的真空度，需要配置抽气速率相当可观的真空机组。

3、给移动的大型工件及其移动架烘烤增加困难。

4、能源消耗大。

本发明的任务在于提供一种体积小，能耗低，操作简便，专用于沉积大面积薄膜的平面磁控溅射源。

图面说明：

图1为本溅射源的横截面图。图中1－法兰，2－水冷套，3－加强筋，4a、4b－导轨，5a、5b－下极靴，6a、6b－磁钢，8a、8b－磁钢，9－水冷背板，10－密封环，11－阴极靶，12a、12b－下极靴，13a、13b－外磁钢，14a、14b－上极靴，15－屏蔽罩，16－密封环。

图2为图1的A－A剖面视图。图中7a、7b－磁钢，17a、17b－空心导杆，18a、18b－密封组件，19－空心的T型连杆，20－出水管，其余标记与图1相同。

以下结合附图说明本发明的详细内容。

如图1和图2所示，本溅射源呈方形结构，固定在法兰〔1〕上。该溅射源包括一个水冷器，一个磁场源，一个阴极靶〔11〕，一个屏蔽罩〔15〕，一个兼作进水管的传动装置。方形的水冷套〔2〕通过螺钉固定在法兰〔1〕上，两者之间垫有绝缘体和密封环〔16〕。水冷套〔2〕的内底部布置若干个为防止水冷背板〔9〕变形而设置的纵向加强筋〔3〕和导轨〔4a〕〔4b〕，前壁开有若干个用于布置空心导杆〔17〕的通孔，左右侧各设一个用于布置外磁件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕的延伸部。

磁场源由二个互相平行的外磁组件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕和多个一字形排列、垂直于外磁组件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕、并能在外磁组件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕之间沿平行于外磁组件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕方向作往复运动的内磁组件组成。外磁组件〔Ⅰa〕〔Ⅰb〕各含有一个下极靴〔12a〕／〔12b〕，一个外磁钢〔13a〕／〔13b〕，一个上极靴〔14a〕／〔14b〕，三者依次叠加在水冷套〔2〕左右侧的延伸部上。一字形排列的各内磁组件〔Ⅱa〕〔Ⅱb〕被加强筋〔3〕隔开，每一个内磁组件〔Ⅱa〕〔Ⅱb〕各含有一个布置在导轨〔4a〕／〔4b〕上的下极靴〔5a〕／〔5b〕，三个相互平行等间隔地布置在下极靴〔5a〕／〔5b〕上的磁钢〔6a〕〔7a〕〔8a〕／〔6b〕〔7b〕〔8b〕。磁钢〔7a〕〔7b〕的极性同其他的磁钢极性相反。内磁组件〔Ⅱa〕〔Ⅱb〕上端及其四周与相邻的其他零件之间留有1～2mm的间隙。下极靴〔5a〕〔5b〕〔12a〕〔12b〕高度相同，且布置在同一个水平面上。

每一个下极靴〔5a〕〔5b〕竖向和水平方向各开一个相互正交的深孔，其水平深孔和水冷套〔2〕前壁上相应的通孔同轴，空心导杆〔17a〕〔17b〕分别穿过密封组件〔18a〕〔18b〕和水冷套〔2〕相应的通孔后，其后端同下极靴〔5a〕／〔5b〕的水平深孔对接，前端部与空心T型连杆〔19〕相接。密封组件〔18a〕〔18b〕固定在水冷套〔2〕前壁上，以保证空心导杆〔17a〕〔17b〕作往复运动时不漏水。

方形水冷套〔2〕的上端部设置一个密封环〔10〕，铜质的方形水冷背板〔9〕固定在水冷套〔2〕和加强筋〔3〕上，以防止水冷背板〔9〕弯曲变形，阴极靶〔11〕钎焊在水冷背板〔9〕上。

固定在法兰〔1〕上的屏蔽罩〔15〕和工作室为地电位，阴极靶〔11〕和水冷器对地电压约为－500V。

冷却水经空心T型连杆〔19〕、空心导杆〔17a〕〔17b〕进入内磁组件〔Ⅱa〕〔Ⅱb〕空间，自内磁组件〔Ⅱa〕〔Ⅱb〕顶部溢出，由出水管〔20〕引至外部。