一種磁控濺射設(shè)備及其陰極靶材組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁控濺射技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁控濺射設(shè)備及其陰極靶材組件。
【背景技術(shù)】
[0002]磁控派射是物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n，PVD)的一種。
[0003]磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶材，并以高能量轟擊陰極靶材表面，使陰極靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用，沿著E (電場(chǎng))XB (磁場(chǎng))所產(chǎn)生的力的方向漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)EXB漂移。若磁場(chǎng)B為環(huán)形磁場(chǎng)，則電子就以近似擺線形式在陰極靶材表面做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng)，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，在該區(qū)域中電離出大量的Ar來(lái)轟擊陰極靶材，從而實(shí)現(xiàn)較高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場(chǎng)E的作用下最終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。
[0004]在磁控濺射過(guò)程中，對(duì)陰極靶材冷卻是其重要的一環(huán)。目前磁控濺射設(shè)備對(duì)陰極冷卻一般使用水冷卻，如圖1所示，陰極靶材組件的組成部分包括陰極靶材01、銅背板、冷卻水通道02和磁鐵05。冷卻通道02設(shè)置于陰極板材01的下方，銅背板設(shè)置于冷卻通道02和陰極板材01之間，由于銅背板很薄，對(duì)冷卻通道02和陰極板材01之間的換熱效果所造成的影響可以忽略不計(jì)。冷卻通道02的延伸方向與陰極靶材的長(zhǎng)度延伸方向相一致，冷卻通道02的一端為進(jìn)水口 03，另一端為出水口 04。如圖2所示，此圖為圖1所示陰極靶材組件的俯視圖，圖中箭頭表示冷卻水的水流方向，水流從進(jìn)水口 03流入，沿著靶材長(zhǎng)度方向流動(dòng)，到出水口 04排出。
[0005]水在流動(dòng)過(guò)程中不斷吸收靶材傳遞過(guò)來(lái)的熱量，水溫不斷升高，造成冷卻水和陰極靶材01溫度相差越來(lái)越小，熱量吸收效率越來(lái)越低，結(jié)果陰極靶材01靠近進(jìn)水口 03的部分溫度低，靠近出水口 04的部分溫度高，造成整個(gè)陰極靶材01冷卻不均勻，陰極靶材01溫度不均勻會(huì)引起鍍膜層性能不一致，尤其是陶瓷陰極靶材還會(huì)引起靶材表面吸附粉塵能力不同，陶瓷陰極靶材靠近出水口 04的部分吸附能力比較弱，很容易造成表面粉塵脫落。
[0006]因此，如何保證陰極靶材冷卻效果的一致性是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，本申請(qǐng)的目的是提供一種磁控濺射設(shè)備及其陰極靶材組件，可以保證陰極靶材冷卻效果的一致性，提高鍍膜層性能。
[0008]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N陰極靶材組件，包括陰極靶材、磁鐵和冷卻通道，所述冷卻通道的長(zhǎng)度延伸方向與所述陰極靶材的長(zhǎng)度延伸方向相一致，所述冷卻通道的寬度延伸方向與所述陰極靶材的寬度延伸方向相一致，所述冷卻通道包括至少兩組水口組，每組所述水口組均包括進(jìn)水口和出水口，位于同一所述水口組的所述進(jìn)水口和所述出水口沿著所述冷卻通道的寬度方向相對(duì)設(shè)置，至少兩組所述水口沿著所述冷卻通道的長(zhǎng)度方向設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，不同所述水口組的所述出水口位于所述冷卻通道的一側(cè)，不同所述水口組的所述進(jìn)水口位于所述冷卻通道的另一側(cè)，且同一所述水口組的所述進(jìn)水口和所述出水口相對(duì)設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述水口組沿著所述冷卻通道的長(zhǎng)度方向均勻分布。
[0011]優(yōu)選地，所述進(jìn)水口為圓形進(jìn)水口或三角形進(jìn)水口，所述出水口為圓形出水口或三角形出水口。
[0012]優(yōu)選地，所述陰極靶材為金屬陰極靶材或陶瓷陰極靶材或合金陰極靶材。
[0013]同時(shí)，本申請(qǐng)還提供了一種磁控濺射設(shè)備，包括基板和陰極靶材組件，其特征在于，所述陰極靶材組件為上文所述的陰極靶材組件。
[0014]本申請(qǐng)所提供的一種陰極靶材組件，包括陰極靶材、磁鐵和冷卻通道，冷卻通道的長(zhǎng)度延伸方向與陰極靶材的長(zhǎng)度延伸方向相一致，冷卻通道的寬度延伸方向與陰極靶材的寬度延伸方向相一致，冷卻通道包括至少兩組水口組，每組水口組均包括進(jìn)水口和出水口，位于同一所述水口組的進(jìn)水口和出水口沿著冷卻通道的寬度方向相對(duì)設(shè)置，至少兩組水口沿著冷卻通道的長(zhǎng)度方向設(shè)置。如此設(shè)置，冷卻水分別經(jīng)由不同水口組的進(jìn)水口流入冷卻通道內(nèi)，并在冷卻通道內(nèi)流動(dòng)，在冷卻通道內(nèi)流動(dòng)的冷卻水與陰極靶材相接處，進(jìn)而達(dá)到冷卻陰極靶材的目的，然后經(jīng)由出水口流出。與現(xiàn)有技術(shù)中冷卻通道的冷卻水沿著冷卻通道的長(zhǎng)度方向流動(dòng)相比，由于設(shè)置有多組沿著冷卻通道的長(zhǎng)度延伸方向分布的水口組，經(jīng)由每組水口組的進(jìn)水口流入的冷卻水的溫度和流速均相同，可以確保冷卻通道內(nèi)流動(dòng)的冷卻水的水溫是相一致的，同時(shí)，位于同一水口組的進(jìn)水口和出水口沿著冷卻通道的寬度方向相對(duì)設(shè)置，如此冷卻水主要沿著冷卻通道的寬度方向流動(dòng)，同時(shí)還有部分冷卻水會(huì)沿著冷卻通道的長(zhǎng)度方向流動(dòng)(此部分冷卻水即使在流動(dòng)過(guò)程中升溫，對(duì)冷卻通道內(nèi)流動(dòng)的冷卻水的整體溫度所產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì))，然后經(jīng)由其他水口組的出水口流出，如此，可以保證冷卻通道內(nèi)的冷卻水的溫度的一致性，進(jìn)而可以確保陰極板材冷卻效果的一致性，從而可以保證鍍膜層性能的一致性。
[0015]同時(shí)，本申請(qǐng)還提供了一種磁控濺射設(shè)備，包括基板和陰極靶材組件，陰極靶材組件為上述所述的陰極靶材組件。兩者所能達(dá)到的有益效果相同，推導(dǎo)過(guò)程相類(lèi)似，在上文對(duì)陰極靶材組件進(jìn)行了詳細(xì)的描述，故在本文不再贅述。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種陰極靶材組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1所不陰極革E材組件的俯視圖的不意圖；
[0019]圖3為本申請(qǐng)所提供的一種【具體實(shí)施方式】中陰極靶材組件的俯視圖的示意圖；
[0020]其中，圖1和圖2中:
[0021]陰極靶材01、冷卻通道02、進(jìn)水口 03、出水口 04、磁鐵05 ；
[0022]圖 3 中:
[0023]冷卻通道1、進(jìn)水口 2、出水口 3。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種磁控濺射設(shè)備及其陰極靶材組件，可以保證陰極靶材冷卻效果的一致性。
[0025]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。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]請(qǐng)參考圖3，圖3為本申請(qǐng)所提供的一種【具體實(shí)施方式】中陰極靶材組件的俯視圖的示意圖。其中，圖3的中箭頭的方向?yàn)槔鋮s水的流動(dòng)方向。
[0027]在本【具體實(shí)施方式】中，陰極靶材組件包括陰極