一种可自适应靶材自身温度的磁控溅射台的制作方法

1.本发明涉及磁控溅射台技术领域，具体为一种可自适应靶材自身温度的磁控溅射台。


背景技术：

2.在半导体制造工艺中，为了加强和赋予基片不同的功能，需要用到磁控溅射台。
3.在磁控溅射台进行离子轰击时，会产生电弧，这种电弧会对靶表面造成破坏产生碎裂现象，温度的上升还会导致靶材热量不能即使导出，再加上靶材本身材质较为脆弱，容易导致靶材出现发黑氧化，进一步造成靶材的开裂，以及随着功率的增加，轰击作用越强，由此产生的薄膜表面缺陷以及膜内剩余应力都比较大，剩余应力沿着膜内疏松的裂纹进行延展，导致基片表面缺陷增加以及薄膜内部结构缺陷，进一步降低基片的质量，导致基片无法使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可自适应靶材自身温度的磁控溅射台，具备对靶材表面进行降温，以及自适应离子轰击强度的效果，解决了靶材本身材质较为脆弱，不能及时降温，会导致靶材出现发黑氧化和开裂，以及离子轰击作用力的加强，导致基片结构塌陷，影响质量的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自适应靶材自身温度的磁控溅射台，包括机体，所述机体的上表面固定连接有溅射箱，所述溅射箱的内壁固定连接有屏蔽罩，溅射箱的内壁安装有旋转电机，所述屏蔽罩的内壁安装有基板，所述基板的表面安装有靶材，所述机体的内部固定连通有两个真空吸气管，两个真空吸气管的相对面与所述溅射箱的两侧固定连通，所述基板的上表面固定连接有金属筒，所述金属筒的内壁滑动连接有活塞一，所述金属筒的内部装有膨胀液体，所述金属筒的上表面开设有通孔一，所述通孔一的内壁滑动连接有活塞杆，所述活塞杆的下端与所述活塞一的上表面固定连接，所述活塞杆的上端固定连接有齿条排，所述溅射箱的上表面还设置有所述齿条排带动的冷却机构，还包括有自适应所述溅射箱内离子源强度的适应机构，所述靶材的表面固定连接有水囊，还包括有用于撞击所述水囊，用于将所述水囊中冷却液产生激荡的加强冷却机构。
6.可选的，所述溅射箱的上表面固定连接有固定板，所述固定板的正面定轴转动连接有转轴一和转轴二，所述转轴一的表面固定连接有连接杆二，所述连接杆二的表面固定连接有连接杆一，所述连接杆一的表面固定连接有弹簧，所述弹簧的端部与所述固定板的正面固定连接，所述转轴二的表面固定连接有齿轮，所述转轴二的表面固定连接有连接杆三，所述齿轮与所述齿条排相啮合，所述溅射箱的上表面固定连接有活塞筒，所述活塞筒的内壁滑动连接有活塞二，所述活塞筒的下表面开设有通孔二，所述通孔二的内壁滑动连接有u型活塞杆，所述u型活塞杆的一端与所述活塞二的下表面固定连接，所述活塞筒的内部装有冷却液，所述活塞筒的表面固定连接有制冷器，还包括有用于冷却所述靶材表面的冷
却部件，还包括有用于带动所述活塞二运动的联动机构。
7.可选的，所述联动机构包括抵接块一和抵接块二，所述溅射箱的上表面固定连接有滑杆一，所述滑杆一的表面滑动调节有套块，所述抵接块一和所述抵接块二均固定连接在所述套块的左侧，所述u型活塞杆的另一端与所述套块的表面固定连接。
8.可选的，所述冷却部件包括管道，所述管道的一端与所述活塞筒的下表面固定连通，所述管道的另一端与所述水囊的左侧固定连通。
9.可选的，所述适应机构包括两个记忆弹簧，所述机体的上表面固定连接有两个滑杆二，两个所述滑杆二的表面共同套接有支撑板，两个所述记忆弹簧的上端均与所述支撑板的下表面固定连接，两个所述记忆弹簧的下端均与所述机体的上表面固定连接。
10.可选的，所述通孔一与所述活塞杆相适配，所述通孔二与所述活塞筒相适配。
11.可选的，所述溅射箱的内壁定轴转动连接有转轴三和转轴四，所述转轴三的表面固定连接有齿轮一，所述转轴四的表面固定连接有齿轮二和不完全齿轮，所述支撑板的上表面固定连接有齿条排，所述齿条排与所述齿轮二相啮合，所述齿轮一与所述不完全齿轮间歇性啮合，屏蔽罩的表面开设有通孔三，所述通孔三的内壁固定连接有固定块，所述固定块的表面开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有滑块，所述滑块的正面和所述齿轮一的正面共同铰接有连接杆四，所述水囊的右侧连通有水囊延长段，所述滑块的上端设置有用于抬高所述水囊延长段的抬高机构。
12.可选的，所述抬高机构包括连接杆五，所述连接杆五的下端与所述滑块的上表面固定连接，所述连接杆五的上端固定连接有抵接块。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：一、本发明通过离子源的物理冲击，靶材的表面不断升温，高温分子接触到金属筒的表面，膨胀液体受热后开始膨胀，带动齿条排上移，通过齿条排的上移，带动活塞筒中的冷却液被压送至管道中，并进入水囊，对靶材进行冷却，通过套块运动至滑杆一下方停滞的时间，使得冷却液在水囊中停滞，可以充分对靶材进行冷却，通过套块运动至滑杆一的上方，使得冷却液被抽至活塞筒中，在制冷器的作用下进行冷却。
14.二、本发明随着溅射功率不断的增加，溅射箱中的温度上升，记忆弹簧感知到温度的上升，开始收缩，通过记忆弹簧的收缩，带动支撑板下移，基片与溅射靶材之间的间距不断增加，使得高强度的离子源再轰击基片时的力度减小，随着溅射逐渐完成，溅射箱中温度逐渐降低，记忆弹簧逐渐伸长至初始长度，逐渐增加基片与溅射靶材之间的间距，即可实现自动适应自动调节离子轰击强度的效果。
15.三、通过支撑板的下移，带动滑块在固定块的滑槽中运动至行程的最上端停滞，通过滑块的上移，带动抵接块抵接水囊延长段，将其抬高，从而使得水囊延长段中的冷却液被抬高，使其回流至水囊中，水囊中的冷却液因水囊延长段中冷却液的灌入，会产生波浪，从而使得冷却液与靶材接触面更加充分的接触，提高冷却的效果。
附图说明
16.图1为本发明结构主视剖视图；图2为本发明图1中a处结构的放大图；图3为本发明图2中b处结构的放大图；
图4为本发明结构的轴测图；图5为本发明图1中c处结构的放大图；图6为本发明屏蔽罩、转轴三、齿轮一、转轴四、齿轮二、不完全齿轮、连接杆四、固定块、滑块结构的正视图。
17.图中：1、机体；2、溅射箱；3、屏蔽罩；4、旋转电机；5、基板；6、靶材；7、真空吸气管；8、膨胀液体；9、活塞一；10、活塞杆；11、齿条排；12、固定板；13、转轴一；14、连接杆一；15、连接杆二；16、弹簧；17、转轴二；18、齿轮；19、连接杆三；20、滑杆一；21、套块；22、抵接块一；23、抵接块二；24、u型活塞杆；25、活塞筒；26、活塞二；27、管道；28、水囊；29、支撑板；30、滑杆二；31、记忆弹簧；32、制冷器；71、金属筒；33、转轴三；34、齿轮一；35、转轴四；36、齿轮二；37、不完全齿轮；38、齿条排；39、连接杆四；40、固定块；41、滑块；42、连接杆五；43、抵接块；281、水囊延长段。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种可自适应靶材自身温度的磁控溅射台，包括机体1，机体1的上表面固定连接有溅射箱2，溅射箱2的内壁固定连接有屏蔽罩3，溅射箱2的内壁安装有旋转电机4，屏蔽罩3的内壁安装有基板5，基板5的表面安装有靶材6，机体1的内部固定连通有两个真空吸气管7，两个真空吸气管7的相对面与溅射箱2的两侧固定连通，基板5的上表面固定连接有金属筒71，金属筒71的内壁滑动连接有活塞一9，金属筒71的内部装有膨胀液体8，金属筒71的上表面开设有通孔一，通孔一的内壁滑动连接有活塞杆10，活塞杆10的下端与活塞一9的上表面固定连接，活塞杆10的上端固定连接有齿条排11，溅射箱2的上表面还设置有齿条排11带动的冷却机构，还包括有自适应溅射箱2内离子源强度的适应机构，靶材6的表面固定连接有水囊28，还包括有用于撞击水囊28，用于将水囊28中冷却液产生激荡的加强冷却机构，通过离子源的物理冲击，靶材6的表面不断升温，此时随着温度的析出与气体的升温，高温分子接触到金属筒71的表面，然后利用膨胀液体8对热气源的热胀冷缩原理，膨胀液体8受热后开始膨胀，带动活塞一9上移，通过活塞一9的上移，带动活塞杆10上移，通过活塞杆10的上移，带动齿条排11上移，通过齿条排11的上移，在制冷机构的作用下，可以对靶材6进行充分冷却，随着溅射功率不断的增加，溅射箱2中的温度上升，在适应机构的作用下，可逐渐增加基片与溅射靶材6之间的间距，即可实现自动适应自动调节离子轰击强度的效果。
20.进一步的，溅射箱2的上表面固定连接有固定板12，固定板12的正面定轴转动连接有转轴一13和转轴二17，转轴一13的表面固定连接有连接杆二15，连接杆二15的表面固定连接有连接杆一14，连接杆一14的表面固定连接有弹簧16，弹簧16的端部与固定板12的正面固定连接，转轴二17的表面固定连接有齿轮18，转轴二17的表面固定连接有连接杆三19，齿轮18与齿条排11相啮合，溅射箱2的上表面固定连接有活塞筒25，活塞筒25的内壁滑动连接有活塞二26，活塞筒25的下表面开设有通孔二，通孔二的内壁滑动连接有u型活塞杆24，u
型活塞杆24的一端与活塞二26的下表面固定连接，活塞筒25的内部装有冷却液，活塞筒25的表面固定连接有制冷器32，还包括有用于冷却靶材6表面的冷却部件，还包括有用于带动活塞二26运动的联动机构，通过齿条排11的上移，带动齿轮18顺时针转动，通过齿轮18的转动，带动转轴二17转动，通过转轴二17的顺时针转动，带动连接杆三19顺时针转动，通过连接杆三19的转动，在联动机构的作用下，带动u型活塞杆24上下往复运动，并在u型活塞杆24下移后停滞一段时间，带动活塞筒25中的冷却液被压送至冷却部件中，并进入水囊28，对靶材6进行冷却，通过u型活塞杆24停滞的时间，使得冷却液在冷却部件中停滞，可以充分对靶材6进行冷却，进一步的，联动机构包括抵接块一22和抵接块二23，溅射箱2的上表面固定连接有滑杆一20，滑杆一20的表面滑动调节有套块21，抵接块一22和抵接块二23均固定连接在套块21的左侧，u型活塞杆24的另一端与套块21的表面固定连接，通过连接杆三19的转动，对抵接块一22抵接，带动抵接块一22下移，通过抵接块一22的下移，带动套块21下移，通过转轴二17的继续转动，连接杆三19不再对抵接块一22抵接，此时套块21不受任何外力，即不发生运动，直至连接杆三19转动至连接杆一14的表面时，通过对连接杆一14表面的抵接，带动连接杆一14逆时针转动，通过连接杆一14的转动，带动连接杆二15逆时针转动，通过连接杆二15的逆时针转动，使其对抵接块二23进行抵接，通过对抵接块二23的抵接，带动套块21上移，在连接杆三19转动至不再与连接杆一14表面抵接时，在弹簧16的作用下，带动连接杆二15复位，不再与抵接块二23抵接，通过连接杆三19的持续转动，可带动套块21在下移后停滞一端时间再上移，通过套块21的运动，在u型活塞杆24的作用下，带动活塞筒25中的冷却液被压送至冷却部件中，对靶材6进行冷却，通过套块21运动至滑杆一20下方停滞的时间，使得冷却液在冷却部件中停滞，可以充分对靶材6进行冷却，通过套块21运动至滑杆一20的上方，使得冷却液被抽至活塞筒25中，在制冷器32的作用下进行冷却。
21.进一步的，冷却部件包括管道27，管道27的一端与活塞筒25的下表面固定连通，管道27的另一端与水囊28的左侧固定连通，在u型活塞杆24的作用下，带动活塞筒25中的冷却液被压送至管道27中，并进入水囊28，对靶材6进行冷却。
22.进一步的，适应机构包括两个记忆弹簧31，机体1的上表面固定连接有两个滑杆二30，两个滑杆二30的表面共同套接有支撑板29，两个记忆弹簧31的上端均与支撑板29的下表面固定连接，两个记忆弹簧31的下端均与机体1的上表面固定连接，随着溅射功率不断的增加，溅射箱2中的温度上升，记忆弹簧31感知到温度的上升，开始收缩，通过记忆弹簧31的收缩，带动支撑板29下移，通过支撑板29的下移，在移动的过程中，基片与溅射靶材6之间的间距不断增加，使得高强度的离子源再轰击基片时的力度减小，随着溅射逐渐完成，溅射箱2中温度逐渐降低，记忆弹簧31逐渐伸长至初始长度，逐渐增加基片与溅射靶材6之间的间距，即可实现自动适应自动调节离子轰击强度的效果。
23.进一步的，通孔一与活塞杆10相适配，通孔二与活塞筒25相适配，通过通孔一与活塞杆10相适配，通孔二与活塞筒25相适配，使得整体机构运转更加稳定。
24.进一步的，溅射箱2的内壁定轴转动连接有转轴三33和转轴四35，转轴三33的表面固定连接有齿轮一34，转轴四35的表面固定连接有齿轮二36和不完全齿轮37，支撑板29的上表面固定连接有齿条排38，齿条排38与齿轮二36相啮合，齿轮一34与不完全齿轮37间歇性啮合，屏蔽罩3的表面开设有通孔三，通孔三的内壁固定连接有固定块40，固定块40的表
面开设有滑槽，滑槽的内壁滑动连接有滑块41，滑块41的正面和齿轮一34的正面共同铰接有连接杆四39，水囊28的右侧连通有水囊延长段281，滑块41的上端设置有用于抬高水囊延长段281的抬高机构，通过支撑板29的下移，带动齿条排38下移，通过齿条排38的下移，带动齿轮二36转动，通过齿轮二36的转动，带动转轴四35转动，通过转轴四35的转动，带动不完全齿轮37转动，通过不完全齿轮37的转动，带动齿轮一34间歇性转动，通过齿轮一34的间歇性转动，带动连接杆四39间歇性运动，通过连接杆四39的间歇性运动，带动滑块41在固定块40的滑槽中运动至行程的最上端停滞，停滞时间为不完全齿轮37的圆弧面转动至齿牙面的这一过程，通过不完全齿轮37的继续转动，带动滑块41下移，通过滑块41上移后停滞一端时间这一过程，并在抬高机构的作用下，使得水囊延长段281中的冷却液被抬高，使其回流至水囊28中，水囊28中的冷却液因水囊延长段281中冷却液的灌入，会产生波浪，从而使得冷却液与靶材6接触面更加充分的接触，提高冷却的效果。
25.进一步的，抬高机构包括连接杆五42，连接杆五42的下端与滑块41的上表面固定连接，连接杆五42的上端固定连接有抵接块43，通过滑块41的上移，带动连接杆五42上移，通过连接杆五42的上移，带动抵接块43撞击水囊延长段281，从而使其抬高一定高度。
26.工作原理：该可自适应靶材自身温度的磁控溅射台使用时，通过离子源的物理冲击，靶材6的表面不断升温，此时随着温度的析出与气体的升温，高温分子接触到金属筒71的表面，然后利用膨胀液体8对热气源的热胀冷缩原理，膨胀液体8受热后开始膨胀，带动活塞一9上移，通过活塞一9的上移，带动活塞杆10上移，通过活塞杆10的上移，带动齿条排11上移，通过齿条排11的上移，带动齿轮18顺时针转动，通过齿轮18的转动，带动转轴二17转动，通过转轴二17的顺时针转动，带动连接杆三19顺时针转动，通过连接杆三19的转动，对抵接块一22抵接，带动抵接块一22下移，通过抵接块一22的下移，带动套块21下移，通过转轴二17的继续转动，连接杆三19不再对抵接块一22抵接，此时套块21不受任何外力，即不发生运动，直至连接杆三19转动至连接杆一14的表面时，通过对连接杆一14表面的抵接，带动连接杆一14逆时针转动，通过连接杆一14的转动，带动连接杆二15逆时针转动，通过连接杆二15的逆时针转动，使其对抵接块二23进行抵接，通过对抵接块二23的抵接，带动套块21上移，在连接杆三19转动至不再与连接杆一14表面抵接时，在弹簧16的作用下，带动连接杆二15复位，不再与抵接块二23抵接，通过连接杆三19的持续转动，可带动套块21在下移后停滞一端时间再上移，通过套块21的运动，在u型活塞杆24的作用下，带动活塞筒25中的冷却液被压送至管道27中，并进入水囊28，对靶材6进行冷却，通过套块21运动至滑杆一20下方停滞的时间，使得冷却液在水囊28中停滞，可以充分对靶材6进行冷却，通过套块21运动至滑杆一20的上方，使得冷却液被抽至活塞筒25中，在制冷器32的作用下进行冷却；随着溅射功率不断的增加，溅射箱2中的温度上升，记忆弹簧31感知到温度的上升，开始收缩，通过记忆弹簧31的收缩，带动支撑板29下移，通过支撑板29的下移，在移动的过程中，基片与溅射靶材6之间的间距不断增加，使得高强度的离子源再轰击基片时的力度减小，随着溅射逐渐完成，溅射箱2中温度逐渐降低，记忆弹簧31逐渐伸长至初始长度，逐渐增加基片与溅射靶材6之间的间距，即可实现自动适应自动调节离子轰击强度的效果；通过支撑板29的下移，带动齿条排38下移，通过齿条排38的下移，带动齿轮二36转动，通过齿轮二36的转动，带动转轴四35转动，通过转轴四35的转动，带动不完全齿轮37转动，通过不完全齿轮37的转动，带动齿轮一34间歇性转动，通过齿轮一34的间歇性转动，带
动连接杆四39间歇性运动，通过连接杆四39的间歇性运动，带动滑块41在固定块40的滑槽中运动至行程的最上端停滞，停滞时间为不完全齿轮37的圆弧面转动至齿牙面的这一过程，通过不完全齿轮37的继续转动，带动滑块41下移，通过滑块41上移后停滞一端时间这一过程，带动连接杆五42上移，通过连接杆五42的上移，带动抵接块43抵接水囊延长段281，将其抬高，从而使得水囊延长段281中的冷却液被抬高，使其回流至水囊28中，水囊28中的冷却液因水囊延长段281中冷却液的灌入，会产生波浪，从而使得冷却液与靶材6接触面更加充分的接触，提高冷却的效果。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。