[发明专利]超高真空磁控溅射矩形平面溅射靶

说明书

技术领域  本发明涉及一种磁控溅射靶，尤其是一种超高真空磁控溅射矩形平面溅射靶。

背景技术  磁控溅射技术利用电场和磁场的共同作用，使电子在磁力线与靶表面所包围的狭小空间作螺旋运动，提高了电子与溅射气体原子之间的碰撞几率，因此它具有溅射速率高、电压低、效率高和衬底温度低等优势。自问世以来，以其具有高速和低基底温升两大特点使薄膜制备工艺发生了巨大的变化。目前，磁控溅射镀膜已经成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，随着其应用领域的不断扩大，需镀膜工件的表面积也越来越大，如液晶显示器上使用的透明导电膜、建筑物的装饰玻璃等。磁控溅射镀膜设备上均需使用的磁控溅射靶的基本构造如同在1989年1月11日公告的中国实用新型专利申请说明书CN 2030599U中披露的“一种平面磁控溅射靶”。它采用磁体密封罩内置有纯铁、磁体和冷却系统的结构。在使用时，将其作为溅射设备的阴极经安装法兰置于真空室内，并经冷却水管对其中的冷却系统进行连续不断地供水。但是，这种溅射靶存在着不足之处，首先，磁体密封罩内装入纯铁、磁体和冷却系统后，若为焊接封装，则日后难以对装入其内的各部件进行必要的维修和更换，若为盖板式封装，则封装处极易发生漏气渗水现象；其次，作为阴极，需与溅射设备中的其它部件进行电气绝缘，而绝缘层均为非金属材料制成，这就无法使用焊接的方式来解决相互间的密封问题；再次，因其结构上的缺陷，使溅射设备的真空度最高只能达到10^-5Pa，由于设备的真空度不高，在进行金属溅射工艺时，因环境中存在较多的水汽分子和氧分子等，会造成金属层的颜色不正常，有灰暗浑浊区域、反光度差和可焊性差等缺陷，严重地影响了半导体器件及电路的性能和成品率，以及镀膜工件外观和内在的品质；最后，为实现能对大面积的工件进行镀膜的目的，其溅射靶的面积就需增大，其中靶的长度通常超过一米，这必将会使靶的重量加大，从而又产生了溅射靶安全固定的问题。

发明内容  本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理，真空度高，安装牢固，使用、维护方便的超高真空磁控溅射矩形平面溅射靶。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：超高真空磁控溅射矩形平面溅射靶包括安装法兰和贯穿安装法兰的冷却水管，以及与冷却水管相连接的位于靶屏蔽罩内的水冷腔部件，所说水冷腔部件内置有软铁和永磁铁，特别是(a)所说冷却水管经冷却水管密封部件与安装法兰相连接，所说冷却水管密封部件的法兰凸台的内腔颈口处的两端面依次分别置有套装于冷却水管外的○形密封圈和绝缘套垫，上紧固螺母和下紧固螺母经冷却水管外螺纹分别与两只绝缘套垫相抵压连接，所说两只○形密封圈间的腔室的法兰凸台璧上置有抽气通孔；(b)所说水冷腔部件包含相连接的水冷腔上法兰、水冷腔下法兰和冷却水管，其中，所说水冷腔上法兰与所说水冷腔下法兰经密封圈和螺钉密封连接，所说水冷腔上法兰的上端经螺钉连接有靶材，所说水冷腔下法兰的腔体内置有软铁和其上设置的永磁铁，所说软铁经螺钉与水冷腔下法兰连接，所说冷却水管贯穿所说水冷腔下法兰的底部后与其焊接连通连接，螺母经冷却水管外螺纹与其外套装的绝缘套垫相抵压连接，所说绝缘套垫与水冷腔下法兰、靶屏蔽罩和冷却水管相抵压绝缘连接；(c)所说矩形平面溅射靶还包括一个以上的支撑螺杆和与其配接的支撑螺杆密封部件，其中，所说支撑螺杆一端的端面与所说水冷腔部件抵接，端部经其外套装的绝缘套垫和固定螺母与靶屏蔽罩相抵压绝缘连接、另一端经支撑螺杆密封部件与安装法兰相连接，所说支撑螺杆密封部件为上紧固螺母和下紧固螺母经支撑螺杆的螺纹与位于其间的、套装于支撑螺杆另一端外表面的绝缘套垫相抵压连接，所说绝缘套垫与支撑螺杆、安装法兰相抵压绝缘连接，连接处的安装法兰下罩有经螺钉和密封圈与其相密封连接的支撑螺杆密封盒，所说支撑螺杆密封盒罩住的安装法兰上置有抽气通孔。

作为超高真空磁控溅射矩形平面溅射靶的进一步改进，所述的位于冷却水管密封部件的法兰凸台的内腔颈口处的○形密封圈为○型氟胶圈；所述的○型氟胶圈为维通(Viton)型氟胶圈；所述的法兰凸台璧上的抽气通孔与抽气管相连接通；所述的分别位于支撑螺杆外一端套装的、冷却水管外套装的和支撑螺杆外另一端套装的绝缘套垫外表面的中部为颈状；所述的分别位于水冷腔上、下法兰间和安装法兰与支撑螺杆密封盒间的密封圈为○型橡胶圈或○型氟胶圈或○型金属圈；所述的○型金属圈为○型无氧铜圈或○型铝丝圈或○型银丝圈；所述的水冷腔上法兰上端的螺钉为两只以上，且其大小、材质相同或不同；所述的水冷腔上法兰和靶材上分别置有与螺钉的只数和大小相同的螺孔和通孔；所述的支撑螺杆和与其配接的支撑螺杆密封部件均为两只。