专利名称：多功能磁控溅射镀膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁控溅射镀膜装置，更具体地说是一种可用于采用真空磁控溅射
的方法在基片上沉积单层膜、多层膜和复合膜，同时可用于对基片进行溅射清洗、加热和施加偏压的多功能磁控溅射镀膜装置。
背景技术：
在真空条件下，利用气相沉积技术在基片表面镀制薄膜是获得优良力学性能、特殊物理/化学性能薄膜材料的重要途径，是当今材料科学、物理科学等领域的研究热点。气相沉积技术的核心问题在于利用所选定的沉积方法(如磁控溅射、脉冲激光沉积等)，在待镀的基片表面获得所需性能的薄膜材料。 磁控溅射过程需要通过磁控溅射设备来实现，随着科研和实际膜层生产工艺的不断发展，对磁控溅射镀膜装置功能多样化的要求更加苛刻。在新膜层的开发研究中，需要在同台设备中具有制备单层膜、多层膜和复合膜的功能。但是，目前市场上的小型磁控溅射装置均难以同时满足上述要求。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种多功能磁控溅射镀膜装置，为满足膜层开发研究的需求，在结构紧凑的小型设备中同时具备可以沉积单层膜、多层膜和复合膜的功能。 本发明解决技术问题采用如下技术方案
本发明多功能磁控溅射镀膜装置的结构特点是 基片架固联在真空室顶盖上，并悬置于真空室内，所述基片架设置为可旋转和升降的结构形式，基片载体设置在位于基片架底部的圆盘的底面上，在与所述基片载体相对应的位置上，位于圆盘的上方，设置有加热装置； 在所述真空室本体中，与所述基片载体相对的位置上、处在真空室本体底板的同一圆周位置上，均匀设置各磁控溅射靶；所述各磁控溅射靶的靶头在朝向真空室主轴方向上的夹角为0 45°可调；在所述靶头上设置可翻转的溅射挡板。
本发明多功能磁控溅射镀膜装置的结构特点也在于 所述真空室顶盖与真空室本体为可分离的分体结构，相互之间以卡钳紧固连接。
在所述真空室的侧部，设置扩展接口 。 设置真空室为前开门形式，其前开门与真空腔本体之间采用铰链连接和卡钳锁紧，观察窗位于前开门的中心。 与已有技术相比，本发明有益效果体现在 1、本发明利用溅射靶头的方向可调整，能分别实现垂直和共焦溅射，以满足制备单层膜、多层膜和复合膜的要求。 2、本发明在靶头上设置可翻转的溅射挡板。可保证在预溅射时基片不被污染，在正常溅射沉积过程中对其他溅射靶材进行保护，避免靶材被污染。 3、本发明中的基片架可升降的结构形式，满足了靶基距的调整。 4、本发明中的真空腔顶盖与真空室本体为可分离的分体结构，可以使其整体搬离
真空室，便于对真空室内部件进行维护和调整。 5、本发明中扩展接口可用于装配取送样装置或其他部件，扩展其使用范围。
6、本发明实用性强、功能多样化，尤其适于高校、科研院所利用磁控溅射方法进行薄膜工艺、成分试验研究的需要。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明基片架结构示意图。
图3为本发明溅射靶结构示意图。 图中标号l真空室、la真空室本体、lb卡钳、2真空室顶盖、3基片架、4扩展接口、5磁控溅射靶、6前开门、7大磁流体、8陶瓷连接块、9升降锁紧机构、10圆盘、11基片载体、12加热装置、13旋转溅射靶头、14波纹管、15摆头锁紧机构、16小磁流体、17钢丝软轴、18溅射挡板。 以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式
参见图1、图2，本实施例中，基片架3固联在真空室顶盖2上，并悬置于真空室内，基片架3设置为可旋转和升降的结构形式，基片载体11设置在位于基片架3底部的圆盘10的底面上，在与基片载体11相对应的位置上，位于圆盘10的上部，设置有加热装置12 ;
图1 、图3所示，本实施例中，在真空室本体la中，与基片载体11相对的位置上、处在真空室本体底板的同一圆周位置上，均匀设置各磁控溅射靶5 ;为了满足垂直溅射和共焦溅射的要求，设置各磁控溅射靶5的靶头在朝向真空室主轴方向上的夹角为0 45°可调；并且在靶头上设置可翻转的溅射挡板18。 图3所示的溅射角度可调的磁控溅射靶5是由旋转溅射靶头13、波纹管14、摆头锁紧机构15、小磁流体16、钢丝软轴17和溅射挡板装置18组成。当处于图3所示状态时，可实现垂直溅射；另一状态是利用波纹管的易弯曲性调整旋转溅射靶头13与真空室主轴的夹角，当各旋转溅射靶头13处于共焦状态时，利用摆头锁紧机构15锁紧旋转溅射靶头13，此时可实现共焦溅射。 具体实施中，相应的结构设置也包括 图1所示，真空室顶盖2与真空室本体la为可分离的分体结构，相互之间以卡钳lb紧固连接。 在真空室1的侧部，设置扩展接口 4，利用扩展接口 4可以提高设备的功能多样性和对过程的实时监测与控制。 设置真空室1为前开门形式，其前开门6与真空腔本体la之间采用铰链连接和卡钳锁紧，观察窗位于前开门扇的中心。 本发明装置是将溅射挡板18和基片架3作为电极，在基片架3上施加偏压，利用
4等离子体辉光放电现象，可以实现对基片的等离子体的清洗。金属、陶瓷、塑料、橡胶和玻璃等表面常常会有油脂油污等有机物及氧化层，利用等离子体清洗可有效对表面进行处理，获得完全洁净和无氧化层的表面。在实际镀膜过程中，若利用等离子体对基片进行清洗，可极大的提高膜基附着力，改善膜层性能。 在预溅射阶段，应使溅射挡板18处于关闭状态，使其阻挡在旋转溅射靶头13的前端，可以有效避免对基片的污染；在正常溅射过程中，打开所对应的工作靶的溅射挡板，其他位置上的溅射挡板仍保持关闭，可保证对非工作位上的溅射靶靶材的保护，使其不被污染。 在基片架3上，通过大磁流体7将真空室外的旋转运动传递到真空室内部，利用升降锁紧机构9的锁紧螺钉对内轴的锁紧功能来实现对圆盘10和基片载体11的上下位移量的调整和固定，从而实现基片架旋转、升降的功能。利用电气绝缘与电极接入中的陶瓷连接块8来实现电极与大磁流体7的绝缘，偏压的引入是通过升降锁紧机构9、圆盘10和基片载体11传递到基片上。加热装置12与真空室是相对固定的，采用独立卤素灯加热的方式，卤素灯位于基片载体11的上方、与溅射靶5位置对应。 此外，可以在扩展接口 4中配备机械手或手套箱，以实现取送样的功能，也可以扩展接口 4上加装监测系统，实现对薄膜沉积过程中各种参数的监测和控制。
权利要求
多功能磁控溅射镀膜装置，其特征是基片架(3)固联在真空室顶盖(2)上，并悬置于真空室(1)内，所述基片架(3)设置为可旋转和升降的结构形式，基片载体(11)设置在位于基片架(3)底部的圆盘(10)的底面上，在与所述基片载体(11)相对应的位置上，位于圆盘(10)的上方，设置有加热装置(12)；在所述真空室本体(1a)中，与所述基片载体(11)相对的位置上、处在真空室本体底板的同一圆周位置上，均匀设置各磁控溅射靶(5)；所述各磁控溅射靶(5)的靶头在朝向真空室主轴方向上的夹角为0～45°可调；在所述靶头上设置可翻转的溅射挡板(18)。
2. 根据权利要求l所述的多功能磁控溅射镀膜装置，其特征是所述真空室顶盖(2)与 真空室本体(la)为可分离的分体结构，相互之间以卡钳(lb)紧固连接。
3. 根据权利要求l所述的多功能磁控溅射镀膜装置，其特征是在所述真空室(1)的侧 部，设置扩展接口 (4)。
4. 根据权利要求l所述的多功能磁控溅射镀膜装置，其特征是设置真空室(1)为前开 门形式，其前开门(6)与真空腔本体(la)之间采用铰链连接和卡钳锁紧，观察窗位于前开 门(6)的中心。
全文摘要
本发明公开了一种多功能磁控溅射镀膜装置，其特征是基片架固联在真空室顶盖上，并悬置于真空室内，基片架设置为可旋转和升降的结构形式，基片载体设置在位于基片架底部的圆盘的底面上，在与基片载体相对应的位置上，位于圆盘的上方，设置有加热装置；在真空室本体中，与基片载体相对的位置上、处在真空室本体底板的同一圆周位置上，均匀设置各磁控溅射靶；各磁控溅射靶的靶头在朝向真空室主轴方向上的夹角为0～45°可调；在靶头上设置可翻转的溅射挡板。本发明结构紧凑、小型化设置，同时具备可以沉积单层膜、多层膜和复合膜的多功能。
文档编号C23C14/35GK101709455SQ20091018599
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者杨林生, 王君 申请人:王君