一種磁控濺射設備及其陰極靶材組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磁控濺射技術領域,特別是涉及一種磁控濺射設備及其陰極靶材組件。
【背景技術】
[0002]磁控派射是物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,PVD)的一種。
[0003]磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶材,并以高能量轟擊陰極靶材表面,使陰極靶材發生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,沿著E (電場)XB (磁場)所產生的力的方向漂移,簡稱EXB漂移。若磁場B為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在陰極靶材表面做圓周運動,它們的運動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,在該區域中電離出大量的Ar來轟擊陰極靶材,從而實現較高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,并在電場E的作用下最終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。
[0004]在磁控濺射過程中,對陰極靶材冷卻是其重要的一環。目前磁控濺射設備對陰極冷卻一般使用水冷卻,如圖1所示,陰極靶材組件的組成部分包括陰極靶材01、銅背板、冷卻水通道02和磁鐵05。冷卻通道02設置于陰極板材01的下方,銅背板設置于冷卻通道02和陰極板材01之間,由于銅背板很薄,對冷卻通道02和陰極板材01之間的換熱效果所造成的影響可以忽略不計。冷卻通道02的延伸方向與陰極靶材的長度延伸方向相一致,冷卻通道02的一端為進水口 03,另一端為出水口 04。如圖2所示,此圖為圖1所示陰極靶材組件的俯視圖,圖中箭頭表示冷卻水的水流方向,水流從進水口 03流入,沿著靶材長度方向流動,到出水口 04排出。
[0005]水在流動過程中不斷吸收靶材傳遞過來的熱量,水溫不斷升高,造成冷卻水和陰極靶材01溫度相差越來越小,熱量吸收效率越來越低,結果陰極靶材01靠近進水口 03的部分溫度低,靠近出水口 04的部分溫度高,造成整個陰極靶材01冷卻不均勻,陰極靶材01溫度不均勻會引起鍍膜層性能不一致,尤其是陶瓷陰極靶材還會引起靶材表面吸附粉塵能力不同,陶瓷陰極靶材靠近出水口 04的部分吸附能力比較弱,很容易造成表面粉塵脫落。
[0006]因此,如何保證陰極靶材冷卻效果的一致性是本領域技術人員需要解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0007]有鑒于此,本申請的目的是提供一種磁控濺射設備及其陰極靶材組件,可以保證陰極靶材冷卻效果的一致性,提高鍍膜層性能。
[0008]本申請提供了一種陰極靶材組件,包括陰極靶材、磁鐵和冷卻通道,所述冷卻通道的長度延伸方向與所述陰極靶材的長度延伸方向相一致,所述冷卻通道的寬度延伸方向與所述陰極靶材的寬度延伸方向相一致,所述冷卻通道包括至少兩組水口組,每組所述水口組均包括進水口和出水口,位于同一所述水口組的所述進水口和所述出水口沿著所述冷卻通道的寬度方向相對設置,至少兩組所述水口沿著所述冷卻通道的長度方向設置。
[0009]優選地,不同所述水口組的所述出水口位于所述冷卻通道的一側,不同所述水口組的所述進水口位于所述冷卻通道的另一側,且同一所述水口組的所述進水口和所述出水口相對設置。
[0010]優選地,所述水口組沿著所述冷卻通道的長度方向均勻分布。
[0011]優選地,所述進水口為圓形進水口或三角形進水口,所述出水口為圓形出水口或三角形出水口。
[0012]優選地,所述陰極靶材為金屬陰極靶材或陶瓷陰極靶材或合金陰極靶材。
[0013]同時,本申請還提供了一種磁控濺射設備,包括基板和陰極靶材組件,其特征在于,所述陰極靶材組件為上文所述的陰極靶材組件。
[0014]本申請所提供的一種陰極靶材組件,包括陰極靶材、磁鐵和冷卻通道,冷卻通道的長度延伸方向與陰極靶材的長度延伸方向相一致,冷卻通道的寬度延伸方向與陰極靶材的寬度延伸方向相一致,冷卻通道包括至少兩組水口組,每組水口組均包括進水口和出水口,位于同一所述水口組的進水口和出水口沿著冷卻通道的寬度方向相對設置,至少兩組水口沿著冷卻通道的長度方向設置。如此設置,冷卻水分別經由不同水口組的進水口流入冷卻通道內,并在冷卻通道內流動,在冷卻通道內流動的冷卻水與陰極靶材相接處,進而達到冷卻陰極靶材的目的,然后經由出水口流出。與現有技術中冷卻通道的冷卻水沿著冷卻通道的長度方向流動相比,由于設置有多組沿著冷卻通道的長度延伸方向分布的水口組,經由每組水口組的進水口流入的冷卻水的溫度和流速均相同,可以確保冷卻通道內流動的冷卻水的水溫是相一致的,同時,位于同一水口組的進水口和出水口沿著冷卻通道的寬度方向相對設置,如此冷卻水主要沿著冷卻通道的寬度方向流動,同時還有部分冷卻水會沿著冷卻通道的長度方向流動(此部分冷卻水即使在流動過程中升溫,對冷卻通道內流動的冷卻水的整體溫度所產生的影響可以忽略不計),然后經由其他水口組的出水口流出,如此,可以保證冷卻通道內的冷卻水的溫度的一致性,進而可以確保陰極板材冷卻效果的一致性,從而可以保證鍍膜層性能的一致性。
[0015]同時,本申請還提供了一種磁控濺射設備,包括基板和陰極靶材組件,陰極靶材組件為上述所述的陰極靶材組件。兩者所能達到的有益效果相同,推導過程相類似,在上文對陰極靶材組件進行了詳細的描述,故在本文不再贅述。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為現有技術中一種陰極靶材組件的結構示意圖;
[0018]圖2為圖1所不陰極革E材組件的俯視圖的不意圖;
[0019]圖3為本申請所提供的一種【具體實施方式】中陰極靶材組件的俯視圖的示意圖;
[0020]其中,圖1和圖2中:
[0021]陰極靶材01、冷卻通道02、進水口 03、出水口 04、磁鐵05 ;
[0022]圖 3 中:
[0023]冷卻通道1、進水口 2、出水口 3。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型公開了一種磁控濺射設備及其陰極靶材組件,可以保證陰極靶材冷卻效果的一致性。
[0025]下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]請參考圖3,圖3為本申請所提供的一種【具體實施方式】中陰極靶材組件的俯視圖的示意圖。其中,圖3的中箭頭的方向為冷卻水的流動方向。
[0027]在本【具體實施方式】中,陰極靶材組件包括陰極