[实用新型]一种磁场可调的磁控溅射涂层系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及涂层技术领域，特别涉及一种磁场可调的磁控溅射涂层系统。

背景技术

目前，一般的真空涂层设备采用固定式永磁场系统。磁场系统是整个涂层设备的重要组成部分。磁场的分布和强弱直接影响着气体离化率、溅射率及沉积速率。磁场的强弱又取决于靶材和对应磁铁的距离。距离越近，磁场越强，距离越远，磁场越弱。另外，靶材的消耗也会影响磁场的强度。磁场减弱后，轰击靶材力度减弱，电子螺旋线状运行的半径减小，从而减小电子和靶材撞击的概率，气体离化率会降低，导致二次电子减少，电压明显升高，溅射产额降低，从而降低沉积速率。磁场增强后，轰击靶材力度增强，磁控靶的阴极工作电压会随着靶面磁场的增加而降低，也随着靶面的溅射刻蚀槽加深而降低。溅射电流也随着靶面的溅射刻蚀槽加深而加大，从而导致靶材的利用率降低，同时因沉积速率的加快，涂层的均匀性得不到保障。

因此，传统涂层设备无法在工艺过程中控制磁场强度，从而很难控制溅射率、沉积速率等各项参数，以至于涂层的一致性和均匀性难以保证。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种磁场可调的磁控溅射涂层系统，可以实现对磁场强度的调控，从而可以控制气体离化率、溅射率及沉积速率，进而保障涂层的一致性和均匀性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：一种磁场可调的磁控溅射涂层系统，包括真空腔室、靶材、磁铁、步进电机、直流脉冲电源和PLC单元，靶材设置于真空腔室中，磁铁设置于靶材的后方，步进电机连接有齿轮传动机构，该齿轮传动机构连接有连杆机构，连杆机构又与磁铁连接，步进电机通过齿轮传动机构和连杆机构的配合带动磁铁前后移动，该直流脉冲电源具有负极、正极、电源控制端口和电源通信端口，真空腔室上设有阴极和阳极，直流脉冲电源的负极与阴极连接，直流脉冲电源的正极与阳极连接，该PLC单元包括CPU、通信模块、输入模块和输出模块，直流脉冲电源的电源通信端口通过profibus总线与PLC单元的通信模块连接，直流脉冲电源的电源控制端口通过profibus总线与PLC单元的输出模块连接，所述步进电机具有电机控制端口和电机通信端口，PLC单元的通信模块通过profibus总线与步进电机的电机通信端口连接，PLC单元的输出模块通过profibus总线与步进电机的电机控制端口连接。

进一步的，该真空腔室连接有冷却水进水管和冷却水出水管。

进一步的，所述齿轮传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和传动带，该主动齿轮与步进电机连接，传动带连接于主动齿轮和从动齿轮之间。

进一步的，所述CPU与PC连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的直流脉冲电源的电源通信端口通过profibus总线与PLC单元的通信模块连接，直流脉冲电源的电源控制端口通过profibus总线与PLC单元的输出模块连接，从而通过直流脉冲电源的电压信号控制PLC单元的输出模块信号，而PLC单元的通信模块又通过profibus总线与步进电机的电机通信端口连接，PLC单元的输出模块又通过profibus总线与步进电机的电机控制端口连接，从而可以通过PLC单元的输出模块的输出电压信号，实现对步进电机的移动行程的控制，以实现对靶材与磁铁之间的距离的调整，从而实现对磁场强度的调整控制，最终控制气体离化率、溅射率及沉积速率，保障涂层的一致性和均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的一种磁场可调的磁控溅射涂层系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。