純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及納米薄膜生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在純離子納米薄膜過程中，為了更好地控制離子束流的運(yùn)行方向，以提高沉積速率，需要對(duì)磁場過濾器施加合適的偏壓(通常+15V左右)，因?yàn)殛枠O接地，所以必須設(shè)計(jì)絕緣結(jié)構(gòu)使得磁場過濾器與陽極之間絕緣。目前采用的絕緣方式如圖1、2所示，在接地陽極30和磁場過濾器20之間設(shè)置環(huán)形絕緣墊板10a，環(huán)形絕緣墊板上下板面分別開設(shè)用于連接和固定陽極以及磁場過濾器的小孔，環(huán)形絕緣墊板厚度為十幾厘米，環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)徑和與陽極的內(nèi)徑相一致。該種環(huán)形絕緣墊板在使用時(shí)，環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面是完全裸露在等離子體的移動(dòng)通道內(nèi)，因此，當(dāng)?shù)入x子體在陰極靶材上被激發(fā)后，部分等離子無法避免的會(huì)沉積黏附在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上，如圖2、3所示，當(dāng)沉積黏附在環(huán)形絕緣墊板內(nèi)環(huán)壁面上的等離子體逐漸增多，會(huì)形成一層導(dǎo)電薄膜，從而使環(huán)形絕緣墊板電阻逐漸變小，絕緣性能下降，甚至從絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體，無法起到絕緣的作用。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有的陰極弧結(jié)構(gòu)，當(dāng)電弧電流維持在100A以上時(shí)，電阻/時(shí)間曲線如圖4所示，電阻和時(shí)間的擬合關(guān)系為:
[0004]電阻=e5-4746865-°-5680135t (其中:t為時(shí)間，單位為小時(shí))
[0005]磁場過濾器施加的+15V電壓作用在絕緣板內(nèi)表面上的功率為:P = U2/R，偏壓U固定，隨著電阻R逐漸減小，作用在絕緣板上的功率將越來越大。陰極弧離子源每工作3個(gè)小時(shí)，環(huán)形絕緣墊板電阻就降低至50 Ω左右，作用在環(huán)形絕緣墊板內(nèi)環(huán)壁面上的功率將越來越大，加上持續(xù)的高能離子轟擊，長時(shí)間運(yùn)行將使環(huán)形絕緣墊板內(nèi)環(huán)壁面持續(xù)升溫，環(huán)形絕緣墊板易被熔融燒壞，影響納米薄膜的純度。另外需要頻繁停止設(shè)備，清洗環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面，去除黏附在內(nèi)環(huán)壁面上的導(dǎo)電薄膜，使得納米薄膜的生產(chǎn)效率低和不能沉積較厚的納米薄膜。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的就是提供一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，其可有效解決上述問題，避免或者減少等離子體沉積在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，其特征在于:包括偏壓磁過濾器和接地陽極之間設(shè)置的環(huán)形絕緣墊板，環(huán)形絕緣墊板內(nèi)設(shè)置有環(huán)形的絕緣擋環(huán)；絕緣擋環(huán)的截面為L形，絕緣擋環(huán)包括環(huán)管和環(huán)管下端外圍設(shè)置的環(huán)板，環(huán)板固定在環(huán)形絕緣墊板的下板面與接地陽極的上表面之間，環(huán)管的高度與環(huán)形絕緣墊板的厚度相吻入口 ο
[0009]上述技術(shù)方案中，通過設(shè)置絕緣擋環(huán)，使得等離子體在激發(fā)后無法直接沉積在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上，同時(shí)在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上開設(shè)有環(huán)形槽，更好地避免環(huán)形絕緣墊板被熔融燒壞和延長環(huán)形絕緣墊板的維護(hù)周期，提高生產(chǎn)效率和沉積較厚及質(zhì)量較純的納米薄膜。
【附圖說明】
[0010]圖1為傳統(tǒng)絕緣方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為傳統(tǒng)絕緣方式中等離子體在激發(fā)后的運(yùn)行示意圖；
[0012]圖3為圖2的A處放大示意圖；
[0013]圖4為傳統(tǒng)絕緣方式中環(huán)形絕緣墊板的電阻/時(shí)間曲線圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6為圖5的B處放大示意圖；
[0016]圖7為環(huán)形絕緣墊板和環(huán)形擋板的裝配示意圖；
[0017]圖8為本實(shí)用新型采用的環(huán)形絕緣墊板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖9為本實(shí)用新型采用的環(huán)形擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖10為本實(shí)用新型和傳統(tǒng)絕緣方式中環(huán)形絕緣墊板的電阻/時(shí)間曲線比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本實(shí)用新型的一種或幾種具體的實(shí)施方式，并不對(duì)本實(shí)用新型具體請(qǐng)求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0021]傳統(tǒng)絕緣方式中，等離子體在陰極靶材40上被激發(fā)后有四種移動(dòng)可能，如圖2所示:a、沉積在陽極內(nèi)壁上；b、沉積在絕緣板內(nèi)表面；c、沉積在過濾器內(nèi)壁上；d、在磁場作用下，穿過過濾器到達(dá)基片/樣品表面。上述4種移動(dòng)，只有d種是有用的，但是前3種移動(dòng)是無法排除的。對(duì)于b種移動(dòng)，當(dāng)沉積并黏附在絕緣板內(nèi)表面的等離子體逐漸增多增厚，會(huì)形成一層導(dǎo)電薄膜，從而使絕緣板電阻逐漸變小，絕緣性能下降，甚至從絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體。
[0022]因此，本實(shí)用新型采用如圖5、6、7、8、9所示的技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施，一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，包括偏壓磁過濾器20和接地陽極30之間設(shè)置的環(huán)形絕緣墊板11，環(huán)形絕緣墊板11內(nèi)設(shè)置有環(huán)形的絕緣擋環(huán)12 ;絕緣擋環(huán)12的截面為L形，絕緣擋環(huán)12包括環(huán)管121和環(huán)管121下端外圍設(shè)置的環(huán)板122，環(huán)板122固定在環(huán)形絕緣墊板11的下板面與接地陽極30的上表面之間，環(huán)管121的高度與環(huán)形絕緣墊板11的厚度相吻合。通過設(shè)置絕緣擋環(huán)12，使得等離子體在激發(fā)后無法直接沉積在環(huán)形絕緣墊板11的內(nèi)環(huán)壁面上。
[0023]進(jìn)一步的方案為:環(huán)形絕緣墊板11的內(nèi)環(huán)壁面上開設(shè)有環(huán)形槽111，環(huán)形槽111沿環(huán)形絕緣墊板11的厚度方向間隔設(shè)置。環(huán)形絕緣墊板11被絕緣擋環(huán)12和環(huán)形槽111雙層保護(hù):電弧等離子體被激發(fā)后，如圖6、7所示，飛向環(huán)形絕緣墊板11方向的等離子體先被絕緣擋環(huán)12有效遮擋，剩余的少部分也只能沉積在環(huán)形絕緣墊板11的內(nèi)環(huán)壁面的淺槽區(qū)域(圖7中區(qū)域I );由于深槽區(qū)域(圖7中區(qū)域II )得到了很好的保護(hù)，采用本發(fā)明保護(hù)結(jié)構(gòu)后，電阻和時(shí)間的擬合關(guān)系為:
[0024]電阻=e6_3184195_a 2811422t (其中:t為時(shí)間，單位為小時(shí))
[0025]所以環(huán)形絕緣墊板11的絕緣性能得以維持較長時(shí)間。采用上述方式和傳統(tǒng)絕緣方式分別進(jìn)行實(shí)施，環(huán)形絕緣墊板11的電阻/時(shí)間曲線比較如圖10所示，由圖10可知，本實(shí)用新型可有效延長環(huán)形絕緣墊板11的維護(hù)周期，避免環(huán)形絕緣墊板11被熔融燒壞，提高生產(chǎn)效率和沉積較厚的納米薄膜。
[0026]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在獲知本實(shí)用新型中記載內(nèi)容后，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，其特征在于:包括偏壓磁過濾器和接地陽極之間設(shè)置的環(huán)形絕緣墊板，環(huán)形絕緣墊板內(nèi)設(shè)置有環(huán)形的絕緣擋環(huán)；絕緣擋環(huán)的截面為L形，絕緣擋環(huán)包括環(huán)管和環(huán)管下端外圍設(shè)置的環(huán)板，環(huán)板固定在環(huán)形絕緣墊板的下板面與接地陽極的上表面之間，環(huán)管的高度與環(huán)形絕緣墊板的厚度相吻入口 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，其特征在于:環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上開設(shè)有環(huán)形槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，其特征在于:環(huán)形槽沿環(huán)形絕緣墊板的厚度方向間隔設(shè)置。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種純離子真空鍍膜設(shè)備中用于延長絕緣材料維護(hù)周期的裝置，包括偏壓磁過濾器和接地陽極之間設(shè)置的環(huán)形絕緣墊板，環(huán)形絕緣墊板內(nèi)設(shè)置有環(huán)形的絕緣擋環(huán)；絕緣擋環(huán)的截面為L形，絕緣擋環(huán)包括環(huán)管和環(huán)管下端外圍設(shè)置的環(huán)板，環(huán)板固定在環(huán)形絕緣墊板的下板面與接地陽極的上表面之間，環(huán)管的高度與環(huán)形絕緣墊板的厚度相吻合，環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上開設(shè)有環(huán)形槽。上述技術(shù)方案中，通過設(shè)置絕緣擋環(huán)，使得等離子體無法在激發(fā)后直接沉積在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上，同時(shí)在環(huán)形絕緣墊板的內(nèi)環(huán)壁面上開設(shè)有環(huán)形槽，更好地避免環(huán)形絕緣墊板被熔融燒壞和延長環(huán)形絕緣墊板的維護(hù)周期，提高生產(chǎn)效率和沉積較厚及質(zhì)量較純的納米薄膜。
【IPC分類】C23C14-28
【公開號(hào)】CN204608150
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520228855
【發(fā)明人】張心鳳, 鄭杰, 尹輝
【申請(qǐng)人】安徽純?cè)村兡た萍加邢薰?br>【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月16日