[发明专利]一种可变磁轨式装置、真空镀膜设备和真空镀膜方法

说明书

本发明公开了一种可变磁轨式装置、真空镀膜设备和真空镀膜方法，属于真空镀膜技术领域。可变磁轨式装置包括靶材、电磁线圈组和电源模块，靶材包括待烧蚀面；电磁线圈组设置于所述靶材远离所述待烧蚀面的一侧，通过调节电磁线圈的电流参数，使电磁线圈组相互耦合产生磁拱来回移动的磁场，从而控制弧斑在待烧蚀面上来回移动，产生扫描的移动效果。增加弧斑的烧蚀面积，提高靶材利用率，避免热量集中，减少烧蚀过程中产生的液滴，提高涂层性能。在磁拱移动的过程中，磁场强度可以做到几乎不变，确保了溅镀的工艺参数的稳定性，有助于提高工艺稳定性；另外，磁场发生装置结构简单耐用，避免了复杂的机械运动结构长期使用时容易出现损坏的问题。

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种可变磁轨式装置、真空镀膜设备和真空镀膜方法。

背景技术

PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。

常用的PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)有三类：真空蒸镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。其中真空离子镀膜的工作原理如下：在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质电离，在电场的作用下，使被蒸发物质或其反应产物沉积在工件上。

阴极电弧靶材需要搭配磁场装置，通过磁场控制弧斑在靶面快速规律的烧蚀运动，产生涂层物质，相比无磁场的阴极靶材，磁场可加快弧斑运动速度以减少液滴。传统的阴极磁场通常为固定式，通过在靶面后方设置永磁、电磁或者电永磁复合的装置，在靶面形成磁拱，弧斑在磁拱控制下进行烧蚀运动，长时间使用后，由于弧斑被控制在磁拱顶部下方的靶面位置运动，使得该运动轨道被烧蚀严重，而其他位置很少被利用，因此靶材利用率低，如图2所示，而且热量汇集在轨道，会助增液滴的产生，而涂层中夹杂的冷却后的液滴颗粒，会对涂层的寿命造成不利影响。

为此，亟需提供一种可变磁轨式装置、真空镀膜设备和真空镀膜方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变磁轨式装置、真空镀膜设备和真空镀膜方法，增加弧斑的烧蚀面积，提高靶材利用率，避免热量集中，减少产生液滴，提高涂层性能。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种可变磁轨式装置，包括：

靶材，包括待烧蚀面；

电磁线圈组，设置于所述靶材远离所述待烧蚀面的一侧，所述电磁线圈组能够能够在所述待烧蚀面上耦合产生磁场，所述磁场用于控制弧斑落在所述待烧蚀面上的位置；

电源模块，与所述电磁线圈组连接，用于为所述电磁线圈组供电，通过调节所述电磁线圈组的电流参数，使所述电磁线圈组相互耦合产生磁拱来回移动的磁场，从而控制弧斑在所述待烧蚀面上来回移动。

作为可变磁轨式装置的可选方案，所述靶材为矩形结构，所述待烧蚀面设置于所述靶材的顶部，所述电磁线圈组包括第一条形电磁线圈和第二条形电磁线圈，所述第一条形电磁线圈沿所述靶材短边的方向延伸且位于所述靶材两侧的短边处，至少两个所述第二条形电磁线圈设置于所述靶材的底部且沿所述靶材长边的方向延伸。

作为可变磁轨式装置的可选方案，所述电磁线圈组还包括第一铁芯，所述第一条形电磁线圈内部插设有所述第一铁芯。

作为可变磁轨式装置的可选方案，所述电磁线圈组还包括第二铁芯，所述第二条形电磁线圈内部插设有所述第二铁芯。

作为可变磁轨式装置的可选方案，所述电磁线圈组还包括导磁板，所述导磁板设置于所述第二条形电磁线圈远离所述靶材的一侧。

作为可变磁轨式装置的可选方案，所述电源模块分别单独控制流经每个所述第一条形电磁线圈和每个所述第二条形电磁线圈的电流参数。