[发明专利]一种非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置

权利要求书

1.一种非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，具有支撑靶材的弧源主体、内耦合磁场发生装置，双层水冷的过渡传输法兰套与两套外耦合磁场发生装置：Ⅰ级外耦合磁场发生装置和Ⅱ级外耦合磁场发生装置、以及中间磁轭形成的多磁场结构适应性控制磁场组；通过靶材背面的内耦合磁场发生装置与传输法兰套上的两套外耦合磁场发生装置的配合，形成约束弧斑运动的靶面动态拱形磁场与传输空间轴向聚焦导引磁场兼容的复合磁场结构。

2.按照权利要求1所述的非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，内耦合磁场发生装置为永久磁体装置或者内耦合磁场发生装置线圈中心设置内耦合磁场发生装置铁芯构成，内耦合磁场发生装置设置于靶材的背面；Ⅰ级外耦合磁场发生装置、Ⅱ级外耦合磁场发生装置之间设置磁轭，Ⅰ级外耦合磁场发生装置、磁轭、Ⅱ级外耦合磁场发生装置设置于法兰套的外侧；

或者，内耦合磁场发生装置为永久磁体装置或者内耦合磁场发生装置线圈中心设置内耦合磁场发生装置铁芯构成，内耦合磁场发生装置设置于靶材的背面，内耦合磁场发生装置铁芯外侧与内耦合磁场发生装置线圈之间设置内筒和外筒同轴围套的靶材底座，靶材底座底部设置靶材底座出水管、靶材底座进水管；Ⅰ级外耦合磁场发生装置、Ⅱ级外耦合磁场发生装置之间设置磁轭，Ⅰ级外耦合磁场发生装置、磁轭、Ⅱ级外耦合磁场发生装置设置于法兰套的外侧；

或者，内耦合磁场发生装置为永久磁体装置或者内耦合磁场发生装置线圈中心设置内耦合磁场发生装置铁芯构成，内耦合磁场发生装置设置于靶材的背面，内耦合磁场发生装置的外侧设置内筒和外筒同轴围套的靶材底座，靶材底座底部设置靶材底座出水管、靶材底座进水管；Ⅰ级外耦合磁场发生装置、Ⅱ级外耦合磁场发生装置之间设置磁轭，Ⅰ级外耦合磁场发生装置、磁轭、Ⅱ级外耦合磁场发生装置设置于法兰套的外侧。

3.按照权利要求1所述的非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，支撑靶材的弧源主体采用结构紧凑的特种多功能离子镀枪，电磁线圈围套在靶材底座后端的靶材底柱绝缘套周围，与靶材底柱内的磁轭一起形成内耦合磁场发生装置；

或者，支撑靶材的弧源主体采用中间空隙宽敞的双层水冷靶材底座弧源头，永久磁体装置或单独磁轭或磁轭与电磁线圈装置一起放置于靶材后端靶材底座中间空隙内，形成内耦合磁场发生装置；

内耦合磁场发生装置单独作用形成小尺寸靶面的轴对称发散磁场或大尺寸靶面的静态拱形磁场。

4.按照权利要求1所述的非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，内耦合磁场发生装置放置于靶材后面，由永久磁体装置或高导磁率磁轭及与永久磁体装置或高导磁率磁轭同轴放置的电磁线圈组成；两套外耦合磁场发生装置由电磁线圈组成，放置于靶材前面，与靶材同轴放置，Ⅰ级外耦合磁场发生装置的中心与靶面平齐或高于靶面，Ⅱ级外耦合磁场发生装置远离靶面放置。

5.按照权利要求1所述的非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，靶面的动态拱形磁场由内耦合磁场装置与Ⅰ级外耦合磁场发生装置耦合作用形成，小尺寸靶材、或大尺寸靶材配合大尺寸永磁体或磁轭的内耦合磁场在靶面发散且与Ⅰ级外耦合磁场磁极相反，大尺寸靶材配合小尺寸永磁体或磁轭的内耦合磁场在靶面闭合、其Ⅰ级外耦合磁场极性动态变化，耦合磁场动态变化形成强度在10-150高斯量级动态拱形磁场之一：

（1）内耦合磁场强度不变，由永久磁铁或磁轭与通直流电的电磁线圈产生，Ⅰ级外耦合磁场强度动态变化，由通强度不断变化方向不变、或者强度方向均不断变化的交变电流的电磁线圈产生；

（2）Ⅰ级外耦合磁场强度不变，由通直流电的电磁线圈产生，内耦合磁场强度动态变化，由磁轭与通强度不断变化的交变电流的电磁线圈产生。

6.按照权利要求1所述的非平衡动态拱形兼容轴向导引磁场辅助离子镀装置，其特征在于，聚焦导引磁场由Ⅰ级外耦合磁场发生装置与Ⅱ级外耦合磁场发生装置耦合作用形成，Ⅰ级外耦合磁场与Ⅱ级外耦合磁场均为轴向磁场，Ⅱ级外耦合磁场强度不变，由通直流电的电磁线圈产生，形成强度在100-250G之间的聚焦导引磁场。