一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，包括真空腔體部分、等離子增強(qiáng)陰極、磁控濺射陰極、籠式工件架系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)；所述真空腔體部分、等離子增強(qiáng)陰極和磁控濺射陰極均固定在籠式工件架系統(tǒng)上；所述抽氣系統(tǒng)與真空腔體部分固定連接；該物理化學(xué)氣相沉積復(fù)合膜層鍍膜系統(tǒng)裝置將磁控濺射沉積和低壓等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)計(jì)在同一個(gè)真空腔體內(nèi)，磁控濺射沉積鍍膜和低壓等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積鍍膜可以交替進(jìn)行，在同一個(gè)基材的表面完成兩種工藝技術(shù)的膜層沉積，從而能夠獲得復(fù)合功能膜層。
【專利說明】
一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及復(fù)合膜鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射鍍膜基本原理是充氬氣的真空條件下，使氬氣進(jìn)行輝光放電，這時(shí)氬原子電離成氬離子，氬離子在電場(chǎng)力的作用下，加速轟擊以鍍料制作的陰極靶材，靶材會(huì)被濺射出來而沉積到工件表面。如果采用直流輝光放電，稱直流濺射，射頻輝光放電引起的稱射頻濺射。磁控輝光放電引起的稱磁控濺射。
[0003]等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)是利用等離子體內(nèi)的粒子動(dòng)能來激發(fā)加血?dú)庀喾磻?yīng)，在溫度較低的基體材料(低于600°C)上進(jìn)行沉積，由于在等離子體中高能粒子碰撞而使得化學(xué)氣體離化，降低化學(xué)沉積的溫度，這種沉積方式可以在300°C的溫度進(jìn)行鍍膜沉積。采用常規(guī)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)沉積TiC、TiN、TiCN等薄膜的溫度一般在1200°C、900°C、1000°C，而使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)是溫度一般為700°C、52(TC和550°C。此技術(shù)最早應(yīng)用于在半導(dǎo)體材料的基材上沉積Si02，現(xiàn)在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積已經(jīng)擴(kuò)展應(yīng)用于非晶硅、非晶碳和金剛石薄膜的制備。
[0004]磁控濺射技術(shù)和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)是兩種成熟的應(yīng)用廣泛的功能薄膜沉積技術(shù)，但是由于兩種方法的沉積條件的差異，很難同時(shí)存在于同一個(gè)真空腔體內(nèi)進(jìn)行兩種技術(shù)的復(fù)合沉積;在實(shí)際的產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)磁控濺射膜層的性能和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積膜層的性能復(fù)合，需要將兩種鍍膜沉積技術(shù)在同一個(gè)腔體內(nèi)在不同時(shí)間進(jìn)行復(fù)合膜層沉積，以獲得復(fù)合功能膜層的特種性能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，它能有效的解決【背景技術(shù)】中存在的冋題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，包括真空腔體部分、等離子增強(qiáng)陰極、磁控濺射陰極、籠式工件架系統(tǒng)和真空獲得系統(tǒng);所述真空腔體部分、等離子增強(qiáng)陰極和磁控濺射陰極均固定在籠式工件架系統(tǒng)上;所述真空獲得系統(tǒng)與真空腔體部分固定連接。
[0007]進(jìn)一步，所述真空腔體部分包括真空腔體門、腔門鉸鏈、真空腔本體、高真空管抽氣口、低真空抽氣口、腔體真空檢測(cè)口、上擋板和下?lián)醢?所述真空腔體門通過腔門鉸鏈與真空腔本體固定連接;所述真空腔本體下端開設(shè)有高真空管抽氣口和低真空抽氣口；所述上擋板位于真空腔本體上方且開設(shè)有腔體真空檢測(cè)口；所述下?lián)醢逦挥谡婵涨槐倔w下方。
[0008]進(jìn)一步，所述等離子體增強(qiáng)陰極包括等離子體供氣裝置、等離子體陰極板、陰極座和等離子體陰極罩;所述等離子體陰極板和陰極座固定連接;所述等離子體陰極罩固定在陰極座的外側(cè);所述等離子體供氣裝置固定在等離子體陰極罩上。
[0009]進(jìn)一步，所述磁控濺射陰極包括磁控濺射陰極座、磁控濺射陰極板、帶有磁極的磁控濺射磁極座、磁控供氣裝置和磁控濺射陰極罩;所述磁控濺射陰極座和磁控濺射陰極板固定連接;所述帶有磁極的磁控濺射磁極座與磁控濺射陰極板固定連接;所述磁控濺射陰極罩位于磁控濺射陰極座的外側(cè);所述磁控供氣裝置與磁控濺射陰極罩固定連接。
[0010]進(jìn)一步，所述籠式工件架系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)支座、工件架上安裝座、工件架旋轉(zhuǎn)軸、工件架下安裝座、承重軸承、動(dòng)力引入裝置和基板加熱裝置;所述工件架旋轉(zhuǎn)軸上端連接旋轉(zhuǎn)支座和工件架上安裝座，下端連接工件架下安裝座;所述承重軸承和動(dòng)力引入裝置固定連接;所述基板加熱裝置固定在真空腔體部分上。
[0011]進(jìn)一步，所述真空獲得系統(tǒng)包括分子栗、分子栗連接角閥、低真空抽氣管、低真空抽氣閥、抽速調(diào)節(jié)閥、前級(jí)抽氣管、管道真空檢測(cè)口、前級(jí)抽氣閥、羅茨栗、前級(jí)管道閥和機(jī)械栗;所述分子栗通過分子栗連接角閥連接在低真空抽氣管上;所述抽速調(diào)節(jié)閥和低真空抽氣閥并聯(lián)連接于低真空抽氣管上;低真空抽氣管通過低真空抽氣閥與前級(jí)抽氣管密閉連接;所述前級(jí)抽氣管上設(shè)有真空檢測(cè)口；所述前級(jí)抽氣閥安裝在羅茨栗上;所述羅茨栗通過前級(jí)管道閥與機(jī)械栗連接。
[0012]進(jìn)一步，所述等離子體增強(qiáng)陰極有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分的壁上，其工作真空在1-1OOOOpa之間。
[0013]進(jìn)一步，所述磁控濺射陰極有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分的壁上，其工作真空在0.01-1 Opa之間。
[0014]優(yōu)選的，所述的真空獲得系統(tǒng)可以將整個(gè)真空腔體抽氣達(dá)到3X 10—4Pa的極限真空。
[0015]優(yōu)選的，所述真空獲得系統(tǒng)和真空腔體部分的連接處設(shè)有密封圈。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:該物理化學(xué)氣相沉積復(fù)合膜層鍍膜系統(tǒng)裝置將磁控濺射沉積和低壓等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)計(jì)在同一個(gè)真空腔體內(nèi)，磁控濺射沉積鍍膜和低壓等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積鍍膜可以交替進(jìn)行，在同一個(gè)基材的表面完成兩種工藝技術(shù)的膜層沉積，從而能夠獲得復(fù)合功能膜層。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的俯視圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的真空腔體部分俯視圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的真空腔體部分側(cè)視圖；
[0021 ]圖5為本實(shí)用新型的等離子體增強(qiáng)陰極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型的磁控濺射陰極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型的籠式工件架側(cè)視圖；
[0024]圖8為本實(shí)用新型的籠式工件架俯視圖；
[0025]圖9為本實(shí)用新型的真空獲得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]附圖標(biāo)記中:1.真空腔體部分;2.等離子增強(qiáng)陰極;3.磁控濺射陰極;4.籠式工件架系統(tǒng);5.真空獲得系統(tǒng)；101.真空腔體門；102.腔門鉸鏈；103.真空腔本體；104.高真空管抽氣口； 105.低真空抽氣口； 106.腔體真空檢測(cè)口； 107.上擋板；108.下?lián)醢?201.等離子體供氣裝置;202.等離子體陰極板;203.陰極座;204.等離子體陰極罩;301.磁控濺射陰極座；302.磁控濺射陰極板;303.帶有磁極的磁控濺射磁極座;304.磁控供氣裝置;305.磁控濺射陰極罩;401.旋轉(zhuǎn)支座；402.工件架上安裝座；403.工件架旋轉(zhuǎn)軸；404.工件架下安裝座；405.承重軸承;406.動(dòng)力引入裝置;407.基板加熱裝置;501.分子栗;502.分子栗連接角閥；503.低真空抽氣管；504.低真空抽氣閥；505.抽速調(diào)節(jié)閥；506.前級(jí)抽氣管;507.管道真空檢測(cè)口； 508.前級(jí)抽氣閥；509.羅茨栗;510.前級(jí)管道閥；511.機(jī)械栗;a.密封圈。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]請(qǐng)參閱圖1-9，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案:一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，包括真空腔體部分1、等離子增強(qiáng)陰極2、磁控濺射陰極3、籠式工件架系統(tǒng)4和真空獲得系統(tǒng)5;所述真空腔體部分1、等離子增強(qiáng)陰極2和磁控濺射陰極3均固定在籠式工件架系統(tǒng)4上;所述真空獲得系統(tǒng)5與真空腔體部分I固定連接。
[0029]進(jìn)一步，所述真空腔體部分I包括真空腔體門101、腔門鉸鏈102、真空腔本體103、高真空管抽氣口 104、低真空抽氣口 105、腔體真空檢測(cè)口 106、上擋板107和下?lián)醢?08;所述真空腔體門101通過腔門鉸鏈102與真空腔本體103固定連接;所述真空腔本體103下端開設(shè)有高真空管抽氣口 104和低真空抽氣口 105;所述上擋板107位于真空腔本體103上方且開設(shè)有腔體真空檢測(cè)口 106;所述下?lián)醢?08位于真空腔本體103下方。
[0030]進(jìn)一步，所述等離子體增強(qiáng)陰極2包括等離子體供氣裝置201、等離子體陰極板202、陰極座203和等離子體陰極罩204;所述等離子體陰極板202和陰極座203固定連接;所述等離子體陰極罩204固定在陰極座203的外側(cè);所述等離子體供氣裝置201固定在等離子體陰極罩204上。
[0031]進(jìn)一步，所述磁控濺射陰極3包括磁控濺射陰極座301、磁控濺射陰極板302、帶有磁極的磁控濺射磁極座303、磁控供氣裝置304和磁控濺射陰極罩305;所述磁控濺射陰極座301和磁控濺射陰極板302固定連接;所述帶有磁極的磁控濺射磁極座303與磁控濺射陰極板302固定連接;所述磁控濺射陰極罩305位于磁控濺射陰極座301的外側(cè);所述磁控供氣裝置304與磁控濺射陰極罩305固定連接。
[0032]進(jìn)一步，所述籠式工件架系統(tǒng)4包括旋轉(zhuǎn)支座401、工件架上安裝座402、工件架旋轉(zhuǎn)軸403、工件架下安裝座404、承重軸承405、動(dòng)力引入裝置406和基板加熱裝置407;所述工件架旋轉(zhuǎn)軸403上端連接旋轉(zhuǎn)支座401和工件架上安裝座402，下端連接工件架下安裝座404;所述承重軸承405和動(dòng)力引入裝置406固定連接;所述基板加熱裝置407固定在真空腔體部分I上。
[0033]進(jìn)一步，所述真空獲得系統(tǒng)5包括分子栗501、分子栗連接角閥502、低真空抽氣管503、低真空抽氣閥504、抽速調(diào)節(jié)閥505、前級(jí)抽氣管506、管道真空檢測(cè)口 507、前級(jí)抽氣閥508、羅茨栗509、前級(jí)管道閥510和機(jī)械栗511;所述分子栗501通過分子栗連接角閥502連接在低真空抽氣管503上;所述抽速調(diào)節(jié)閥505和低真空抽氣閥504并聯(lián)連接于低真空抽氣管503上；低真空抽氣管503通過低真空抽氣閥504與前級(jí)抽氣管506密閉連接;所述前級(jí)抽氣管506上設(shè)有真空檢測(cè)口 507;所述前級(jí)抽氣閥508安裝在羅茨栗509上;所述羅茨栗509通過前級(jí)管道閥510與機(jī)械栗511連接。
[0034]進(jìn)一步，所述等離子體增強(qiáng)陰極2有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分I的壁上，其工作真空在1-1OOOOpa之間。
[0035]進(jìn)一步，所述磁控濺射陰極3有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分I的壁上，其工作真空在0.0l-1Opa之間。
[0036]優(yōu)選的，所述的真空獲得系統(tǒng)5可以將整個(gè)真空腔體抽氣達(dá)到3X 10—4Pa的極限真空。
[0037]優(yōu)選的，所述真空獲得系統(tǒng)5和真空腔體部分I的連接處設(shè)有密封圈a。
[0038]本實(shí)用新型的在設(shè)計(jì)時(shí):該一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)利用等離子增強(qiáng)陰極2產(chǎn)生等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積膜層;通過磁控濺射陰極3產(chǎn)生磁控濺射膜層;進(jìn)而在籠式工件架系統(tǒng)4中制作出復(fù)合膜;真空腔體部分I和真空獲得系統(tǒng)5提供真空環(huán)境，確保等離子增強(qiáng)陰極2和磁控濺射陰極3的運(yùn)行正常。
[0039]真空腔體部分I為由真空腔本體103;與真空腔本體103通過腔門鉸鏈102密封配合的真空腔門101;在真空腔體部分I底板上開設(shè)高真空管抽氣口 104和低真空抽氣口 105，并安裝有下?lián)醢?08;在真空腔本體103頂板上焊接有腔體真空檢測(cè)口 106，并安裝有上擋板107。
[0040]等離子體增強(qiáng)陰極2由陰極座203、與陰極座203密封配合的等離子體陰極板202、緊固連接于真空腔本體103上的等離子體陰極罩204和緊固與等離子體陰極罩上的加血?dú)庀喑练e工藝氣體等離子體供氣裝置201組成。
[0041]磁控濺射陰極3由磁控濺射陰極座301、與磁控濺射陰極座301密封配合的磁控濺射陰極板302、帶有磁極的磁控濺射磁極座303、緊固連接于真空腔本體103上的磁控濺射陰極罩305和緊固與陰極罩上的加血?dú)庀喑练e工藝氣體磁控供氣裝置304組成。
[0042]籠式工件架系統(tǒng)4為動(dòng)力電機(jī)通過傳送帶帶動(dòng)動(dòng)引入裝置406帶動(dòng)與之緊固連接的承重軸承405的運(yùn)動(dòng)，由旋轉(zhuǎn)支座401、工件架上安裝座402、工件架旋轉(zhuǎn)軸403和工件架下安裝座404組成籠式工件架與承重軸承運(yùn)動(dòng)面緊固連接，工件架加熱裝置407安裝在真空腔本體103上并受控對(duì)工件架外側(cè)進(jìn)行加熱。
[0043]真空獲得系統(tǒng)5為由安裝在真空腔體部分I上的兩臺(tái)分子栗501、分子栗501通過分子栗連接角閥502連接在低真空抽氣管503上、低真空抽氣閥504由低真空抽氣管503通過波紋管與真空腔體部分I的低真空抽氣口 105密封聯(lián)通；由抽速調(diào)節(jié)閥505和管道組成的抽氣線路與低真空抽氣閥504并聯(lián)，并連接于低真空抽氣管503上;低真空抽氣管503通過低真空抽氣閥504與前級(jí)抽氣管506密封聯(lián)通，在前級(jí)抽氣管506上安裝有多路管道真空檢測(cè)口507 ；前級(jí)抽氣閥508安裝在羅茨栗509上;羅茨栗509通過前級(jí)管道閥510與機(jī)械栗511連接。
[0044]所述的等離子體增強(qiáng)所指的是射頻等離子體增強(qiáng);所述的磁控濺射是指直流磁控濺射，中頻磁控濺射和射頻磁控濺射。
[0045]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，包括真空腔體部分(I)、等離子增強(qiáng)陰極(2)、磁控濺射陰極(3)、籠式工件架系統(tǒng)(4)和真空獲得系統(tǒng)(5);其特征在于:所述真空腔體部分(1)、等離子增強(qiáng)陰極(2)和磁控濺射陰極(3)均固定在籠式工件架系統(tǒng)(4)上;所述真空獲得系統(tǒng)(5)與真空腔體部分(I)固定連接； 所述真空腔體部分(I)包括真空腔體門(101)、腔門鉸鏈(102)、真空腔本體(103)、高真空管抽氣口(104)、低真空抽氣口(105)、腔體真空檢測(cè)口(106)、上擋板(107)和下?lián)醢?108);所述真空腔體門(101)通過腔門鉸鏈(102)與真空腔本體(103)固定連接;所述真空腔本體(103)下端開設(shè)有高真空管抽氣口(104)和低真空抽氣口(105);所述上擋板(107)位于真空腔本體(103)上方且開設(shè)有腔體真空檢測(cè)口(106);所述下?lián)醢?108)位于真空腔本體(103)下方; 所述等離子體增強(qiáng)陰極(2)包括等離子體供氣裝置(201)、等離子體陰極板(202)、陰極座(203)和等離子體陰極罩(204);所述等離子體陰極板(202)和陰極座(203)固定連接;所述等離子體陰極罩(204)固定在陰極座(203)的外側(cè);所述等離子體供氣裝置(201)固定在等離子體陰極罩(204)上； 所述磁控濺射陰極(3)包括磁控濺射陰極座(301)、磁控濺射陰極板(302)、帶有磁極的磁控濺射磁極座(303)、磁控供氣裝置(304)和磁控濺射陰極罩(305);所述磁控濺射陰極座(301)和磁控濺射陰極板(302)固定連接;所述帶有磁極的磁控濺射磁極座(303)與磁控濺射陰極板(302)固定連接;所述磁控濺射陰極罩(305)位于磁控濺射陰極座(301)的外側(cè);所述磁控供氣裝置(304)與磁控濺射陰極罩(305)固定連接； 所述籠式工件架系統(tǒng)(4)包括旋轉(zhuǎn)支座(401)、工件架上安裝座(402)、工件架旋轉(zhuǎn)軸(403)、工件架下安裝座(404)、承重軸承(405)、動(dòng)力引入裝置(406)和基板加熱裝置(407);所述工件架旋轉(zhuǎn)軸(403)上端連接旋轉(zhuǎn)支座(401)和工件架上安裝座(402)，下端連接工件架下安裝座(404);所述承重軸承(405)和動(dòng)力引入裝置(406)固定連接;所述基板加熱裝置(407)固定在真空腔體部分(I)上； 所述真空獲得系統(tǒng)(5)包括分子栗(501)、分子栗連接角閥(502)、低真空抽氣管(503)、低真空抽氣閥(504)、抽速調(diào)節(jié)閥(505)、前級(jí)抽氣管(506)、管道真空檢測(cè)口(507)、前級(jí)抽氣閥(508)、羅茨栗(509)、前級(jí)管道閥(510)和機(jī)械栗(511);所述分子栗(501)通過分子栗連接角閥(502)連接在低真空抽氣管(503)上;所述抽速調(diào)節(jié)閥(505)和低真空抽氣閥(504)并聯(lián)連接于低真空抽氣管(503)上;低真空抽氣管(503)通過低真空抽氣閥(504)與前級(jí)抽氣管(506)密閉連接；所述前級(jí)抽氣管(506)上設(shè)有真空檢測(cè)口(507);所述前級(jí)抽氣閥(508)安裝在羅茨栗(509)上;所述羅茨栗(509)通過前級(jí)管道閥(510)與機(jī)械栗(511)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其特征在于:所述等離子體增強(qiáng)陰極(2)有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分(I)的壁上，其工作真空在1-1OOOOpa之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其特征在于:所述磁控濺射陰極(3)有兩套，并對(duì)稱布置在真空腔體部分(I)的壁上，其工作真空在0.0l-1Opa之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其特征在于:所述的真空獲得系統(tǒng)(5)可以將整個(gè)真空腔體抽氣達(dá)到3 X 10—4Pa的極限真空。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其特征在于:所述真空獲得系統(tǒng)(5)和真空腔體部分(I)的連接處設(shè)有密封圈(a)。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK205635764SQ201620278160
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】朱選敏, 李爍, 夏志林
【申請(qǐng)人】武漢科瑞達(dá)真空科技有限公司