磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備，包括殼體、驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)單元，殼體與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸固定連接；傳動(dòng)單元設(shè)置在殼體內(nèi)，并分別與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸和磁控濺射源連接；傳動(dòng)單元包括：第一錐齒輪、第二錐齒輪、聯(lián)動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向組件，第一錐齒輪相對(duì)于殼體可自轉(zhuǎn)地套制在所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸上；聯(lián)動(dòng)桿的軸線與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸的軸線相互垂直，第二錐齒輪設(shè)置在所述聯(lián)動(dòng)桿的一端，且與第一錐齒輪相配合；轉(zhuǎn)向組件包括第一轉(zhuǎn)向件和第二轉(zhuǎn)向件，第一轉(zhuǎn)向件設(shè)置在聯(lián)動(dòng)桿的另一端；第二轉(zhuǎn)向件與第一轉(zhuǎn)向件相配合，并且第二轉(zhuǎn)向件與磁控濺射源連接。上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，不僅可以使磁控管完全覆蓋靶材，還可以提高磁控管的運(yùn)行軌跡的分布密度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于等離子體加工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射是濺射技術(shù)常采用的一種形式。在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善濺射效果，在靶材附近設(shè)有磁鐵，以使等離子體中的電子按照一定的軌道運(yùn)動(dòng)，增加電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而增加電子與氣體的碰撞幾率，進(jìn)而獲得高密度的等離子體，提供高的沉積速率。另外，磁鐵還會(huì)控制電子的運(yùn)行軌道，從而控制不同位置的靶材的侵蝕速率，進(jìn)而影響靶材的壽命以及薄膜的沉積的均勻性。
[0003]圖1為典型的磁控濺射加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖1所示，磁控濺射加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室11，在反應(yīng)腔室11的底部設(shè)有靜電卡盤(pán)15，在反應(yīng)腔室11的頂端與靜電卡盤(pán)15相對(duì)的位置設(shè)有靶材12，在靶材12的上方(背面)設(shè)有磁控管13，磁控管13在磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置14的驅(qū)動(dòng)下掃描靶材12的表面。借助磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置14驅(qū)動(dòng)磁控管13掃描靶材12的表面，可以利用磁控管13所產(chǎn)生的磁場(chǎng)限制電子的運(yùn)動(dòng)范圍，并延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，使電子最大幅度的離化原子形成離子，即在單位面積上產(chǎn)生較高的功率密度，這樣可以增加金屬的離化率，離化的金屬在靜電卡盤(pán)15上加載的電壓的吸引下較準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)，從而可以提高通孔的填充效果。
[0004]圖2a為磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2a所示，磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)源(圖中未示出)、轉(zhuǎn)軸20、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一連接板24、第二連接板25、磁控管26、第一配重27和第二配重28。其中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括沿轉(zhuǎn)軸20的徑向依次嚙合的第一齒輪21、第二齒輪22 和第三齒輪23 ;第一連接板24通過(guò)第一齒輪21與轉(zhuǎn)軸20連接；第二連接板25與第三齒輪23的軸心連接，并以第三齒輪23的軸心為中心旋轉(zhuǎn)；第二連接板25和第二配重28分別設(shè)置在第一連接板24的兩端；磁控管26和第一配重27分別設(shè)置在第二連接板25的兩端。當(dāng)驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一齒輪21、第二齒輪22和第三齒輪23以轉(zhuǎn)軸20為中心進(jìn)行公轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，第二齒輪22和第三齒輪23在第一齒輪21的帶動(dòng)下分別繞各自的中心軸自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)磁控管26在繞轉(zhuǎn)軸20公轉(zhuǎn)的同時(shí)以第三齒輪23的中心軸為轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，進(jìn)而使磁控管26在靶材的上表面掃描。假設(shè)第一齒輪21、第二齒輪22和第三齒輪23的齒數(shù)分別為Z1、Z2和Z3、轉(zhuǎn)軸20與第三齒輪23之間的中心距為R1、第三齒輪23與磁控管26之間的中心距為R2以及磁控管26的運(yùn)行周期為T(mén)，通過(guò)計(jì)算可知:上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i = Z3/Z1 ;磁控管26的運(yùn)行周期T = Z3。
[0005]在實(shí)際應(yīng)用中，由于上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中各齒輪的齒數(shù)的設(shè)計(jì)是針對(duì)所使用的靶材尺寸，并基于齒輪自身強(qiáng)度以及傳動(dòng)穩(wěn)定性而確定的，因而各齒輪的齒數(shù)是一個(gè)固定不變的數(shù)值或范圍，而各齒輪的齒數(shù)直接或間接決定了轉(zhuǎn)軸20與第三齒輪23之間的中心距R1、第三齒輪23與磁控管26之間的中心距為R2、傳動(dòng)比i以及磁控管26的運(yùn)行周期T這些參數(shù)的數(shù)值，這使得上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置不可避免地存在以下問(wèn)題:[0006]其一，由于轉(zhuǎn)軸20與第三齒輪23之間的中心距Rl以及第三齒輪23與磁控管26之間的中心距R2的數(shù)值因各齒輪的齒數(shù)固定不變或可調(diào)范圍較小而受到了限制，導(dǎo)致在磁控管26的運(yùn)行軌跡無(wú)法完全覆蓋靶材上表面，尤其是靶材上表面的邊緣和中心處時(shí)，上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法對(duì)磁控管26的運(yùn)行軌跡進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而造成磁控管26的運(yùn)行軌跡覆蓋靶材上表面的均勻性較低，靶材的利用率較低；而且，由于上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置只能應(yīng)用在尺寸與之匹配的靶材上，應(yīng)用范圍較小。
[0007]其二，如圖2b所示，為在圖2a中磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下磁控管中心的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)圖。由圖可知，由于磁控管26的運(yùn)行周期T較短(T = Z3)，換言之，磁控管26的運(yùn)行軌跡的分布密度較低，這使得在靶材上表面上與磁控管26的運(yùn)行軌跡重疊的區(qū)域的腐蝕速率較快，而其它區(qū)域的腐蝕速率較慢，從而導(dǎo)致靶材的利用率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為至少解決上述問(wèn)題之一，本發(fā)明提供一種磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備，其不僅可以使磁控管完全覆蓋靶材，而且還可以提高磁控管的運(yùn)行軌跡的分布密度。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，包括殼體、驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)單元，其中，所述殼體與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸固定連接；所述傳動(dòng)單元設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并分別與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸和磁控濺射源連接；在所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)下，所述殼體、傳動(dòng)單元和磁控濺射源繞所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，所述磁控濺射源在所述傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述傳動(dòng)單元包括:第一錐齒輪、第二錐齒輪、聯(lián)動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向組件，其中，所述第一錐齒輪相對(duì)于所述殼體可自轉(zhuǎn)地套制在所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸上；所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸的軸線相互垂直，所述第二錐齒輪設(shè)置在所述聯(lián)動(dòng)桿的一端，且與所述第一錐齒輪相配合；所述轉(zhuǎn)向組件包括第一轉(zhuǎn)向件和第二轉(zhuǎn)向件，其中，所述第一轉(zhuǎn)向件設(shè)置在所述聯(lián)動(dòng)桿的另一端；所述第二轉(zhuǎn)向件與所述第一轉(zhuǎn)向件相配合，并且所述第二轉(zhuǎn)向件與所述磁控濺射源連接。
[0010]其中，所述傳動(dòng)單元還包括從動(dòng)軸,所述從動(dòng)軸位于所述殼體內(nèi)，且可自轉(zhuǎn)地與所述殼體連接，并且所述從動(dòng)軸的一端延伸至所述殼體的外部且與所述磁控濺射源固定連接；所述第二轉(zhuǎn)向部件設(shè)置在所述從動(dòng)軸上，且與所述第一轉(zhuǎn)向件相配合；所述從動(dòng)軸的軸線與所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線相互垂直。
[0011]其中，所述第一轉(zhuǎn)向部件和第二轉(zhuǎn)向部件分別為相互配合的第三錐齒輪和第四錐齒輪。
[0012]其中，所述第一轉(zhuǎn)向部件和第二轉(zhuǎn)向部件分別為相互配合的蝸桿和蝸輪，并且所述蝸桿的軸線與所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線重合。
[0013]其中，所述蝸桿與所述聯(lián)動(dòng)桿采用連為一體或焊接的方式固定連接。
[0014]其中，所述驅(qū)動(dòng)源包括電缸、氣缸或液壓驅(qū)動(dòng)。
[0015]其中，所述從動(dòng)軸的一端設(shè)置有第一連接板和第一配重，其中，所述第一連接板的靠近中心的位置與所述從動(dòng)軸延伸至所述殼體的外部的一端固定連接，并且所述第一連接板的兩端分別與所述磁控濺射源和所述第一配重固定連接；所述第一配重用于平衡所述從動(dòng)軸在其徑向方向上的力矩。
[0016]其中，所述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置還包括第二連接板和第二配重，其中，所述第二配重借助所述第二連接板與所述殼體固定連接，用以平衡所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸在其徑向方向上的力矩。
[0017]其中，所述磁控濺射源和所述從動(dòng)軸之間的中心距與所述磁控濺射源的半徑之和不小于所述從動(dòng)軸和所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸之間的中心距。
[0018]本發(fā)明還提供一種磁控濺射加工設(shè)備，包括工藝腔室、靶材、磁控濺射源以及磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，靶材設(shè)置在工藝腔室的頂部，磁控濺射源設(shè)置在靶材上方，并在磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下在靶材表面運(yùn)動(dòng)，其特征在于，所述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置采用了本發(fā)明提供的上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，由于其傳動(dòng)單元采用二級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，即，借助一對(duì)錐齒輪、聯(lián)動(dòng)桿以及轉(zhuǎn)向組件來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)磁控濺射源作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以延長(zhǎng)磁控濺射源的運(yùn)行周期，即，提高磁控濺射源的運(yùn)行軌跡的分布密度，從而可以使靶材上表面的各個(gè)區(qū)域的腐蝕速率趨于均勻，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0021]而且，本發(fā)明提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于其聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度的可調(diào)范圍較大，因而通過(guò)調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度，即，改變磁控濺射源與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸之間的中心距，可以使磁控濺射源的運(yùn)行軌跡能夠適用于更多尺寸的靶材，從而可以擴(kuò)大磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用范圍。此外，在磁控濺射源的運(yùn)行軌跡無(wú)法完全覆蓋靶材上表面，尤其是靶材上表面的邊緣和中心處時(shí)，通過(guò)增加聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度，可以延長(zhǎng)磁控濺射源在靶材上表面的邊緣和中心之間掃描的路程，從而使磁控濺射源的運(yùn)行軌跡完全覆蓋靶材上表面，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。 [0022]本發(fā)明提供的磁控濺射加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，不僅可以使磁控管完全覆蓋靶材，而且還可以提高磁控管的運(yùn)行軌跡的分布密度，從而可以提聞革G材的利用率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為典型的磁控濺射加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0024]圖2a為磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2b為在圖2a中磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下磁控管中心的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)圖；
[0026]圖3a為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖；
[0027]圖3b為在圖3a中磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下磁控濺射源中心的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)圖；以及
[0028]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的局部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置及磁控濺射加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]圖3a為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖。請(qǐng)參閱圖3a，磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置包括殼體32、驅(qū)動(dòng)源(圖中未示出)和傳動(dòng)單元。其中，驅(qū)動(dòng)源可以包括電缸、氣缸或液壓驅(qū)動(dòng)，用以驅(qū)動(dòng)磁控濺射源掃描靶材的上表面；殼體32與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30固定連接；傳動(dòng)單元設(shè)置在殼體32內(nèi)，并分別與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30和磁控濺射源39連接，而且，傳動(dòng)單元包括第一錐齒輪33、第二錐齒輪34、聯(lián)動(dòng)桿35、轉(zhuǎn)向組件和從動(dòng)軸43。其中，第一錐齒輪33相對(duì)于殼體32可自轉(zhuǎn)地套制在驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30上，在本實(shí)施例中，第一錐齒輪33的設(shè)置方式具體為，即:第一錐齒輪33套制在轉(zhuǎn)軸30上，且與轉(zhuǎn)軸30間隙配合；并且，在轉(zhuǎn)軸30上還套制有同樣與之間隙配合的連接部件31，該連接部件31的下端與第一錐齒輪33固定連接，上端和與殼體32周?chē)南鄳?yīng)部件固定連接的固定部件43固定連接。在驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于固定部件43相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30固定不動(dòng)，因而第一錐齒輪33相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30固定不動(dòng)，而且由于殼體32繞轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)，因而第一錐齒輪33相對(duì)于殼體32也固定不動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，固定部件43可以為固定軸承、支架等，連接部件31可以為套環(huán)、法蘭等。
[0031]聯(lián)動(dòng)桿35的軸線與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30的軸線相互垂直，并且第二錐齒輪34設(shè)置在聯(lián)動(dòng)桿35的一端(即，圖3a中聯(lián)動(dòng)桿35的右端)，且與第一錐齒輪33相配合；轉(zhuǎn)向組件包括第一轉(zhuǎn)向件和第二轉(zhuǎn)向件，在本實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)向件和第二轉(zhuǎn)向件分別為相互配合的第三錐齒輪36和第四錐齒輪37，第三錐齒輪36設(shè)置在聯(lián)動(dòng)桿35的另一端(即，圖3a中聯(lián)動(dòng)桿35的左端)。
[0032]從動(dòng)軸43位于殼體32內(nèi)，且可自轉(zhuǎn)地與殼體32連接，并且從動(dòng)軸43的軸線與聯(lián)動(dòng)桿35的軸線相互垂直。而且，從動(dòng)軸43的一端延伸至殼體32的外部(B卩，圖3a中從動(dòng)軸43的下端伸出殼體32)且與磁控濺射源39固定連接；第四錐齒輪37設(shè)置在從動(dòng)軸43上，且與第三錐齒輪36相配合。
[0033]在驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)下，殼體32、傳動(dòng)單元和磁控濺射源39繞驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，磁控濺射源39在傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下繞從動(dòng)軸43作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。下述為傳動(dòng)單元帶動(dòng)磁控濺射源39繞從動(dòng)軸43作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的具體傳動(dòng)過(guò)程，具體地，在驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)時(shí)，殼體32繞轉(zhuǎn)`軸30作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而第二錐齒輪34、聯(lián)動(dòng)桿35、第三錐齒輪36、第四錐齒輪37、從動(dòng)軸43和磁控濺射源39隨殼體32的旋轉(zhuǎn)而同樣繞轉(zhuǎn)軸30作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；與此同時(shí)，由于第一錐齒輪33相對(duì)于殼體32固定不動(dòng)，因而第二錐齒輪34和與之相配合的第一錐齒輪33產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即，第二錐齒輪34繞聯(lián)動(dòng)桿35的軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；聯(lián)動(dòng)桿35和第三錐齒輪36隨第二錐齒輪34的旋轉(zhuǎn)而自轉(zhuǎn)；第三錐齒輪36帶動(dòng)與之相配合的第四錐齒輪37繞從動(dòng)軸43作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；從動(dòng)軸43隨第四錐齒輪37的旋轉(zhuǎn)而自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)磁控濺射源39繞從動(dòng)軸43作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0034]由此可知，磁控濺射源39借助本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，可以在實(shí)現(xiàn)繞驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(相當(dāng)于公轉(zhuǎn))的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)繞從動(dòng)軸43作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(相當(dāng)于自轉(zhuǎn))。磁控濺射源39的中心在靶材上表面的運(yùn)行軌跡如圖3b所示，由圖可知，本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其帶動(dòng)磁控濺射源39掃描靶材的運(yùn)行軌跡的分布密度較高，其原因在于:本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)單元采用二級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，即，借助兩對(duì)錐齒輪和聯(lián)動(dòng)桿來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)磁控濺射源作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)計(jì)算可知，在采用本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)磁控濺射源39掃描靶材時(shí)，磁控濺射源39的運(yùn)行周期為第二錐齒輪34的齒數(shù)與第四錐齒輪37的齒數(shù)的乘積，而就現(xiàn)有技術(shù)而言，其僅采用一級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，即，借助三個(gè)依次嚙合的直齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)磁控濺射源作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)計(jì)算可知，采用現(xiàn)有技術(shù)的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)磁控濺射源掃描靶材時(shí)，磁控濺射源的運(yùn)行周期為與磁控濺射源連接的齒輪的齒數(shù)，且該齒輪的齒數(shù)還會(huì)因靶材尺寸，齒輪自身強(qiáng)度以及傳動(dòng)穩(wěn)定性等因素而受到限制。因此，本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其傳動(dòng)單元通過(guò)二級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，可以延長(zhǎng)磁控濺射源39的運(yùn)行周期，以提高磁控濺射源的運(yùn)行軌跡的分布密度，從而可以使靶材上表面的各個(gè)區(qū)域的腐蝕速率趨于均勻，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0035]而且，本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于其聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度的可調(diào)范圍較大，因而通過(guò)調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度，即，改變從動(dòng)軸43與驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30之間的中心距R3，可以使磁控濺射源39的運(yùn)行軌跡能夠適用于更多尺寸的靶材，從而可以擴(kuò)大磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用范圍。此外，在磁控濺射源的運(yùn)行軌跡無(wú)法完全覆蓋靶材上表面，尤其是靶材上表面的邊緣和中心處時(shí)，通過(guò)增加聯(lián)動(dòng)桿的軸向長(zhǎng)度，可以延長(zhǎng)磁控濺射源在靶材上表面的邊緣和中心之間掃描的路程，從而使磁控濺射源的運(yùn)行軌跡完全覆蓋靶材上表面，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0036]另外，在磁控濺射源的運(yùn)行軌跡無(wú)法覆蓋靶材上表面的邊緣和中心處時(shí)，靶材上表面的邊緣和中心處會(huì)相對(duì)于其它位置形成凸部，該凸部容易掉落顆粒，導(dǎo)致位于其下方的被加工工件被污染，為此，可以使磁控濺射源39和從動(dòng)軸43之間的中心距Rl與磁控濺射源39的半徑R2之和不小于從動(dòng)軸43和驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30之間的中心距R3，從而使磁控濺射源39能夠經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸30的軸心，進(jìn)而使磁控濺射源39能夠掃描靶材上表面的中心處。此外，可以根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整從動(dòng)軸43和驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30之間的中心距R3以及磁控濺射源39和從動(dòng)軸43之間的中心距R1，以在保證磁控濺射源39能夠掃描靶材上表面的中心處的同時(shí)，使磁控濺射源39能夠盡量掃描至靶材上表面的邊緣處，從而不僅可以避免靶材上表面的邊緣和中心處形成凸部，導(dǎo)致掉落顆粒而污染被加工工件的問(wèn)題，而且還可以提聞祀材的利用率。
[0037]在本實(shí)施例中，從動(dòng)軸43的一端設(shè)置有第一連接板38和第一配重40。其中，第一連接板38的靠近中心的位置與從動(dòng)軸43延伸至殼體的外部的一端固定連接，并且第一連接板38的兩端分別與磁控濺`射源39和第一配重40固定連接；第一配重40用于平衡從動(dòng)軸43在其徑向方向上的力矩。
[0038]在本實(shí)施例中，磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置39還包括第二連接板41和第二配重42。其中，第二配重42借助第二連接板41與殼體32固定連接，用以平衡驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸30在其徑向方向上的力矩。
[0039]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的局部示意圖。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其同樣包括殼體32、驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)單元。由于殼體32、驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)和功能在第一實(shí)施例中已有了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。下面僅對(duì)本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行描述。
[0040]具體地，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向組件分別為相互配合的蝸桿50和蝸輪51，并且蝸桿50的軸線與聯(lián)動(dòng)桿35的軸線重合。而且，蝸桿50與聯(lián)動(dòng)桿35采用連為一體或焊接的方式固定連接。蝸桿50和蝸輪51同樣可以與第一錐齒輪33和第二錐齒輪34組合實(shí)現(xiàn)二級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，從而延長(zhǎng)磁控濺射源39的運(yùn)行周期，以提高磁控濺射源的運(yùn)行軌跡的分布密度，進(jìn)而可以使靶材上表面的各個(gè)區(qū)域的腐蝕速率趨于均勻，提高靶材的利用率。
[0041]綜上所述，本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，由于其傳動(dòng)單元采用二級(jí)耦合的傳動(dòng)方式，即，借助一對(duì)錐齒輪、聯(lián)動(dòng)桿以及轉(zhuǎn)向組件來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)磁控濺射源作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以延長(zhǎng)磁控濺射源的運(yùn)行周期，即，提高磁控濺射源的運(yùn)行軌跡的分布密度，從而可以使靶材上表面的各個(gè)區(qū)域的腐蝕速率趨于均勻，進(jìn)而可以提高靶材的利用率。
[0042]此外，本發(fā)明還提供一種磁控濺射加工設(shè)備，包括工藝腔室、靶材、磁控濺射源以及磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，靶材設(shè)置在工藝腔室的頂部，磁控濺射源設(shè)置在靶材上方，并在磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下在靶材表面運(yùn)動(dòng)；磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置采用本實(shí)施例提供的上述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置。
[0043]本實(shí)施例提供的磁控濺射加工設(shè)備，其通過(guò)采用本實(shí)施例提供的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，不僅可以使磁控管完全覆蓋靶材，而且還可以提高磁控管的運(yùn)行軌跡的分布密度，從而可以提高靶材的利用率。
[0044]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下 ，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，包括殼體、驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)單元，其中，所述殼體與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸固定連接；所述傳動(dòng)單元設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并分別與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸和磁控濺射源連接；在所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)下，所述殼體、傳動(dòng)單元和磁控濺射源繞所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，所述磁控濺射源在所述傳動(dòng)單元的帶動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其特征在于， 所述傳動(dòng)單元包括:第一錐齒輪、第二錐齒輪、聯(lián)動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向組件，其中 所述第一錐齒輪相對(duì)于所述殼體可自轉(zhuǎn)地套制在所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸上； 所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線與所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸的軸線相互垂直，所述第二錐齒輪設(shè)置在所述聯(lián)動(dòng)桿的一端，且與所述第一錐齒輪相配合； 所述轉(zhuǎn)向組件包括第一轉(zhuǎn)向件和第二轉(zhuǎn)向件，其中，所述第一轉(zhuǎn)向件設(shè)置在所述聯(lián)動(dòng)桿的另一端；所述第二轉(zhuǎn)向件與所述第一轉(zhuǎn)向件相配合，并且所述第二轉(zhuǎn)向件與所述磁控濺射源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)單元還包括從動(dòng)軸，所述從動(dòng)軸位于所述殼體內(nèi)，且可自轉(zhuǎn)地與所述殼體連接，并且所述從動(dòng)軸的一端延伸至所述殼體的外部且與所述磁控濺射源固定連接； 所述第二轉(zhuǎn)向部件設(shè)置在所述從動(dòng)軸上，且與所述第一轉(zhuǎn)向件相配合； 所述從動(dòng)軸的軸線與所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線相互垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)向部件和第二轉(zhuǎn)向部件分別為相互配合的第三錐齒輪和第四錐齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)向部件和第二轉(zhuǎn)向部件分別為相互配合`的蝸桿和蝸輪，并且 所述蝸桿的軸線與所述聯(lián)動(dòng)桿的軸線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述蝸桿與所述聯(lián)動(dòng)桿采用連為一體或焊接的方式固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)源包括電缸、氣缸或液壓驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述從動(dòng)軸的一端設(shè)置有第一連接板和第一配重，其中 所述第一連接板的靠近中心的位置與所述從動(dòng)軸延伸至所述殼體的外部的一端固定連接，并且所述第一連接板的兩端分別與所述磁控濺射源和所述第一配重固定連接； 所述第一配重用于平衡所述從動(dòng)軸在其徑向方向上的力矩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置還包括第二連接板和第二配重，其中 所述第二配重借助所述第二連接板與所述殼體固定連接，用以平衡所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸在其徑向方向上的力矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述磁控濺射源和所述從動(dòng)軸之間的中心距與所述磁控濺射源的半徑之和不小于所述從動(dòng)軸和所述驅(qū)動(dòng)源的轉(zhuǎn)軸之間的中心距。
10.一種磁控濺射加工設(shè)備，包括工藝腔室、靶材、磁控濺射源以及磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置，靶材設(shè)置在工藝腔室的頂部，磁控濺射源設(shè)置在靶材上方，并在磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下在靶材表面運(yùn)動(dòng)，其特征在于，所述磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置采用權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的磁控濺射源驅(qū)動(dòng)裝置`。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK103866250SQ201210539550
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】邱國(guó)慶, 武學(xué)偉 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司