本發(fā)明屬于材料制備加工，具體涉及一種磁控濺射設(shè)備及磁控濺射方法。

背景技術(shù)：

1、磁控濺射是一種通過(guò)在靶陰極表面引入磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來(lái)提高等離子體密度以增加濺射率的鍍膜技術(shù)，主要用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料薄膜。磁控濺射過(guò)程中，離子束轟擊靶材表面會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，熱量會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱，進(jìn)而影響設(shè)備的穩(wěn)定性和濺射鍍膜的質(zhì)量，因此，磁控濺射設(shè)備通常采用循環(huán)的冷卻水來(lái)降低設(shè)備溫度。

2、在授權(quán)公告號(hào)為cn106854752b的中國(guó)專利中公開了一種磁控濺射設(shè)備，其包括工藝腔室、靶材、靶材背板、磁控管和冷卻腔室，其中，冷卻腔室位于工藝腔室上方，靶材背板設(shè)置在冷卻腔室與工藝腔室之間，用以使二者相互隔離，通過(guò)向冷卻腔室內(nèi)通入冷卻媒介，來(lái)冷卻靶材背板；靶材設(shè)置在靶材背板的下表面上，磁控管設(shè)置在冷卻腔室內(nèi)，在靶材背板的上表面覆蓋有導(dǎo)熱絕緣件，用于將靶材背板與冷卻腔室及其內(nèi)部的冷卻媒介電絕緣。

3、磁控濺射設(shè)備在進(jìn)行冷卻時(shí)，將循環(huán)冷卻水依次通入濺射機(jī)構(gòu)和真空室分別對(duì)濺射靶材陰極和基材進(jìn)行冷卻，由于基材冷卻時(shí)需要保證基材的降溫速度，冷卻水溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致降溫過(guò)快，使得膜層與基材之間的附著力下降，從而引起剝離現(xiàn)象，也會(huì)在基材表面形成缺陷，如裂紋、氣泡等，冷卻水溫度過(guò)高，會(huì)對(duì)基材造成過(guò)大的溫度沖擊。

4、現(xiàn)有的設(shè)備無(wú)法對(duì)循環(huán)冷卻水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得水與濺射陰極具有較合適的接觸時(shí)間，若長(zhǎng)時(shí)間接觸，不能起到較好的降溫效果，若短時(shí)間接觸，則水資源沒有得到充分的利用，容易造成資源的浪費(fèi)，也使得濺射陰極冷卻后水的溫度無(wú)法保證在合理的區(qū)間，從而對(duì)基材的冷卻造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種磁控濺射設(shè)備及磁控濺射方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法對(duì)循環(huán)冷卻水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得水與濺射陰極具有較合適的接觸時(shí)間，從而無(wú)法保證對(duì)濺射陰極的降溫效果的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種磁控濺射設(shè)備，包括基座、位于基座上的基材加熱裝置以及位于基材加熱裝置上的磁控濺射裝置，磁控濺射裝置包括從下往上依次設(shè)置的鍍膜室、真空室、磁場(chǎng)發(fā)生裝置和濺射陰極冷卻裝置，濺射陰極冷卻裝置包括冷卻室、位于冷卻室左端的進(jìn)水管、位于冷卻室右端的出水管、用于對(duì)出水管內(nèi)冷卻水溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器以及用于調(diào)節(jié)冷卻室內(nèi)水流量的調(diào)節(jié)組件，出水管的一端與冷卻室內(nèi)連通，另一端與鍍膜室連通，用于將冷卻室內(nèi)的水導(dǎo)入鍍膜室對(duì)其進(jìn)行降溫。

3、調(diào)節(jié)組件包括位于冷卻室右端并與冷卻室相連通的控制箱以及位于冷卻室并沿上下方向滑動(dòng)的調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板的右側(cè)為自上往下向右逐漸傾斜的傾斜面，控制箱沿左右方向滑動(dòng)套接有調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)塊的左側(cè)為自下往上向左傾斜的傾斜面，調(diào)節(jié)塊的傾斜面與調(diào)節(jié)板的傾斜面相互抵觸，調(diào)節(jié)塊的右側(cè)與控制箱內(nèi)壁之間設(shè)有伸縮桿。

4、其效果在于，通過(guò)控制調(diào)節(jié)板上升和下降完成對(duì)冷卻室內(nèi)部冷卻水的流量的調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)板上升時(shí)，降低了冷卻室內(nèi)部冷卻水的流量，進(jìn)而降低了冷卻水與濺射陰極的熱交換效率，使得熱交換后冷卻水的溫度升高，反之當(dāng)調(diào)節(jié)板下降時(shí)，加快了冷卻室內(nèi)部冷卻水的流量，進(jìn)而增加了冷卻水與濺射陰極的熱交換效率，降低了熱交換后冷卻水的溫度，從而能夠?qū)ρh(huán)冷卻水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得水與濺射陰極具有較合適的接觸時(shí)間，使得裝置既能起到較好的降溫效果，也能夠避免造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)還能夠保證進(jìn)入到鍍膜室內(nèi)冷卻水的溫度，使得對(duì)鍍膜室進(jìn)行冷卻的冷卻水的溫度能夠保證在合理的區(qū)間，從而避免了冷卻時(shí)因溫度不穩(wěn)定對(duì)基材的冷卻造成影響的情況。

5、進(jìn)水管和出水管的底部與冷卻室的底部齊平，調(diào)節(jié)板的底部高于進(jìn)水管和出水管的頂部，調(diào)節(jié)板的側(cè)壁與冷卻室的內(nèi)側(cè)壁相抵觸，控制箱位于出水管的上方。

6、其效果在于，將調(diào)節(jié)板和控制箱設(shè)置在進(jìn)水管和出水管的上方，保證了調(diào)節(jié)板上升和下降時(shí)能夠?qū)鋮s室內(nèi)部冷卻水的流量進(jìn)行順利調(diào)節(jié)。

7、鍍膜室包括固定安裝在基材加熱裝置頂部的殼體、位于殼體內(nèi)部的換熱管以及用于磁控濺射鍍膜時(shí)對(duì)基材進(jìn)行支撐的基材支撐組件，殼體的前側(cè)設(shè)有通道孔，基材支撐組件穿過(guò)通道孔進(jìn)入到殼體內(nèi)，換熱管為u型管且u型管的兩側(cè)壁分別位于通道孔的頂部和底部，換熱管用于對(duì)濺射鍍膜后的基材進(jìn)行冷卻降溫。

8、鍍膜室還包括位于基材加熱裝置頂部右側(cè)的冷卻水管，換熱管的內(nèi)部安裝有隔板，隔板將換熱管隔成兩個(gè)不互通的通道，出水管與換熱管內(nèi)的其中一個(gè)遠(yuǎn)離通道孔的通道的一端連通，冷卻水管與換熱管內(nèi)的另一個(gè)通道的一端連通。

9、其效果在于，能夠通過(guò)經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的冷卻水對(duì)基材進(jìn)行預(yù)冷卻降溫，通過(guò)將經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的水用來(lái)對(duì)基材進(jìn)行預(yù)冷卻降溫以及將未經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的冷卻水對(duì)基材進(jìn)行徹底降溫的方式，將基材的冷卻分為兩步，避免基材受到溫度變化過(guò)大，導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度分布，從而引起熱應(yīng)力，增加裂紋或變形的風(fēng)險(xiǎn)。

10、通道孔和基材支撐組件均有兩個(gè)，兩個(gè)通道孔左右對(duì)稱設(shè)置，兩個(gè)基材支撐組件分別滑動(dòng)安裝在兩個(gè)通道孔內(nèi)，基材支撐組件包括承載板、位于承載板上并用于支撐基材的支架、位于支架上并用于夾緊基材的兩個(gè)夾緊板以及安裝在承載板一側(cè)的連接桿，支架的左右兩端均設(shè)有向上延長(zhǎng)的延伸部，兩個(gè)延伸部上均安裝有分別帶動(dòng)兩個(gè)夾緊板沿左右方向運(yùn)動(dòng)的伸縮件，承載板頂部靠近連接桿的一端安裝有沿左右方向延伸的密封板，支架遠(yuǎn)離連接桿的一側(cè)設(shè)有沿左右方向延伸的擋板。

11、其效果在于，通過(guò)設(shè)置兩組基材支撐組件，當(dāng)其中一組基材支撐組件上的基材濺射鍍膜完成后進(jìn)行冷卻時(shí)，另一組基材支撐組件上的基材能夠繼續(xù)進(jìn)行濺射鍍膜，從而使得設(shè)備能夠連續(xù)對(duì)基材進(jìn)行降溫，避免了基材冷卻時(shí)設(shè)備出現(xiàn)閑置的情況，提高了設(shè)備的使用效率。

12、殼體內(nèi)還設(shè)有用于帶動(dòng)支架沿承載板左右移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件，密封板上安裝有使支架移動(dòng)后復(fù)位的彈性件，彈性件的一端與密封板固定連接，另一端與支架固定連接，擋板上安裝有用于與驅(qū)動(dòng)組件配合進(jìn)行傳動(dòng)的傳動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)組件包括沿殼體左右方向延伸并轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在其兩側(cè)內(nèi)壁的雙頭螺桿以及螺紋套接在雙頭螺桿兩端的兩個(gè)滑塊，滑塊的底部與磁控濺射控制裝置的頂部相抵觸，雙頭螺桿的一端伸出殼體并安裝有手輪。

13、連接桿的頂部開設(shè)有卡槽，殼體的前側(cè)外壁安裝有分別位于兩個(gè)通道孔上方的兩個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)，鎖止機(jī)構(gòu)包括固定安裝在殼體上的固定塊，固定塊的頂部滑動(dòng)安裝有用于與卡槽配合對(duì)承載板的移動(dòng)進(jìn)行鎖止的卡板。

14、其效果在于，通過(guò)設(shè)置驅(qū)動(dòng)組件，能夠?qū)⒒闹谓M件上的基材移動(dòng)至鍍膜室的中心，使得基材位于濺射陽(yáng)極和濺射陰極的中心處，保證了設(shè)備濺射鍍膜的效率。

15、基座上安裝有磁控濺射控制裝置，用于對(duì)濺射過(guò)程進(jìn)行控制，基座包括用于安裝基材加熱裝置和磁控濺射控制裝置的平板，平板的底部安裝有用于對(duì)其進(jìn)行支撐的支腳，支腳的數(shù)量為四個(gè)且分別位于平板的四角。

16、還包括一種磁控濺射方法，其磁控濺射方法如下：

17、首先將準(zhǔn)備好的基材放入鍍膜室內(nèi)，將濺射靶材安裝在磁場(chǎng)發(fā)生裝置頂部的濺射陰極上，將鍍膜室和真空室抽真空后充入惰性氣體氬氣，啟動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生裝置，并且在靶材和基材之間施加負(fù)高壓，啟動(dòng)濺射陰極冷卻裝置對(duì)濺射設(shè)備進(jìn)行冷卻。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、能夠?qū)ρh(huán)冷卻水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得水與濺射陰極具有較合適的接觸時(shí)間，使得裝置既能起到較好的降溫效果，也能夠避免造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)還能夠保證進(jìn)入到鍍膜室內(nèi)冷卻水的溫度，使得對(duì)鍍膜室進(jìn)行冷卻的冷卻水的溫度能夠保證在合理的區(qū)間，從而避免了冷卻時(shí)因溫度不穩(wěn)定對(duì)基材的冷卻造成影響的情況。

20、2、能夠通過(guò)經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的冷卻水對(duì)基材進(jìn)行預(yù)冷卻降溫，通過(guò)將經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的水用來(lái)對(duì)基材進(jìn)行預(yù)冷卻降溫以及將未經(jīng)過(guò)濺射陰極冷卻裝置的冷卻水對(duì)基材進(jìn)行徹底降溫的方式，將基材的冷卻分為兩步，避免基材受到溫度變化過(guò)大，導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度分布，從而引起熱應(yīng)力，增加裂紋或變形的風(fēng)險(xiǎn)。