本發明涉及一種真空濺射鍍膜技術領域，特別是涉及一種極高靶材利用率的鍍膜設備。

背景技術：

真空濺鍍設備在半導體相關產業中已獲得廣泛的應用，舉例來說，觸控顯示面板中的透明導電薄膜可利用真空濺鍍設備來制作。詳細而言，真空濺鍍是屬于物理氣相沉積(pvd)技術的一種，普遍應用在半導體加工的成膜程序中，其在真空腔體內的濺鍍靶源的陰、陽電極之間施加高電壓以將惰性氣體(如氬氣)高溫離子化成等離子體(plasma)，而等離子體中的離子會轟擊濺鍍靶材，使得濺鍍靶材的原子或分子濺飛出并沉積、附著在工件表面上以形成薄膜。

技術實現要素：

針對上述問題中存在的不足之處，本發明提供一種極高靶材利用率的鍍膜設備，使其極大提高靶材利用率，提高鍍膜速率，同時通過電磁線圈產生的磁場束縛電子運動軌跡，使電子與膜材離子的運動路徑延長，進一步增加電子與膜材原子或分子碰撞幾率，從而提高離化率。

為了解決上述問題，本發明提供一種極高靶材利用率的鍍膜設備，包括真空室，其中，還包括管狀靶材、偏壓電源、直流線圈電源和鍍膜電源，所述管狀靶材設置在所述真空室內，所述偏壓電源、所述直流線圈電源和所述鍍膜電源均設置在所述真空室外，所述管狀靶材上纏繞有水冷線圈，所述管狀靶材的上方設置有第一工件臺，所述管狀靶材的下方設置有第二工件臺，所述偏壓電源與所述第一工件臺連接，所述偏壓電源通過所述第一工件臺向樣品加載負偏壓，所述管狀靶材內部的電子受電場的作用加速 向樣品運動，所述直流線圈電源與所述水冷線圈連接，所述直流線圈電源與所述線圈水冷系統開啟后施加與電場方向正交的磁場，電子在電場力與洛倫茲力的共同作用下在管內做螺旋運動，所述鍍膜電源與所述管狀靶材連接，開啟所述鍍膜電源，向所述管狀靶材施加一個大于樣品的負偏壓，使ar⁺加速向管壁轟擊，將靶材原子濺射出來。

優選的，所述真空室的上端設置有進氣孔，所述進氣孔與所述進氣裝置連接，進氣裝置通過進氣孔向所述真空室中充入工作氣體ar，使其到達合適的真空度。

優選的，所述真空室的底端設置有抽氣孔，所述抽氣孔與所述抽氣裝置連接，所述抽氣裝置對所述真空室進行抽氣，所述真空室達到本體真空程度。

優選的，所述水冷線圈包括線圈和線圈水冷系統。

優選的，所述第二工件臺上設置有卷繞機構，所述卷繞機構自動纏繞安裝在工件臺上的鍍膜結束的工件，使工件在所述管狀靶材中連續鍍膜。

優選的，所述線圈為電磁線圈，所述電磁線圈為永磁體。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明通過給樣品施加負偏壓，使等離子體只產生在樣品與管狀靶材的管內，這樣只有極少的靶材原子或離子會溢出管外，而絕大部分靶材粒子沉積在樣品上或重新回到靶材上，這樣極大提高靶材利用率，提高鍍膜速率；同時通過電磁線圈產生的磁場束縛電子運動軌跡，使電子與膜材離子的運動路徑延長，進一步增加電子與膜材原子或分子碰撞幾率，從而提高離化率；同時也可對樣品與管狀靶材內壁進行清洗，使清洗效果增強；此外，該鍍膜設備是在管狀靶材內進行鍍膜，因此靶材粒子完全包圍了樣品，使樣品表面的任意位置均可被鍍膜，解決了傳統鍍膜設備只能鍍單一平面或鍍膜繞射性不高的難題，可以鍍制外形復雜的工件。

附圖說明

圖1是本發明的實施例結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖與實例對本發明作進一步詳細說明，但所舉實例不作為對本發明的限定。

如圖1所示，本發明的實施例包括真空室1，其中，還包括管狀靶材2、偏壓電源3、直流線圈電源4和鍍膜電源5，管狀靶材2設置在真空室1內，偏壓電源3、直流線圈電源4和鍍膜電源5均設置在真空室1外，管狀靶材2上纏繞有水冷線圈8，管狀靶材2的上方設置有第一工件臺9，管狀靶材2的下方設置有第二工件臺10，偏壓電源3與第一工件臺9連接，偏壓電源3通過第一工件臺9向樣品加載負偏壓，管狀靶材2內部的電子受電場的作用加速向樣品運動，直流線圈電源4與水冷線圈8連接，直流線圈電源4與線圈水冷系統開啟后施加與電場方向正交的磁場，電子在電場力與洛倫茲力的共同作用下在管內做螺旋運動，鍍膜電源5與管狀靶材2連接，開啟鍍膜電源5，向管狀靶材2施加一個大于樣品的負偏壓，使ar⁺加速向管壁轟擊，將靶材原子濺射出來。

真空室1的上端設置有進氣孔，進氣孔與進氣裝置7連接，進氣裝置7通過進氣孔向真空室1中充入工作氣體ar，使其到達合適的真空度。

真空室1的底端設置有抽氣孔，抽氣孔與抽氣裝置6連接，抽氣裝置6對真空室1進行抽氣，真空室1達到本體真空程度。水冷線圈8包括線圈和線圈水冷系統。線圈為電磁線圈，電磁線圈為永磁體。

第二工件臺10上設置有卷繞機構，卷繞機構自動纏繞安裝在工件臺上的鍍膜結束的工件，使工件在管狀靶材2中連續鍍膜。

本實施例中，工作過程如下：

啟動真空系統的抽氣裝置6對真空室1進行抽氣，真空室1達到本體真空之后，向真空室1充入工作氣體ar，到達合適的真空度，向樣 品加載負偏壓，管狀靶材2內部的電子受電場的作用加速向樣品運動，同時開啟直流線圈電源4與線圈水冷系統，施加與電場方向正交的磁場，電子在電場力與洛倫茲力的共同作用下在管內做螺旋運動，延長了電子運動路徑，使電子在運動過程中與工作氣體ar原子和電子發生碰撞的幾率大大增加，更多的ar⁺被樣品吸引加速轟擊工件表面，增強了樣品清洗效果，可除去工件表面的污染物或氧化物，有利于提高工件與膜材原子或分子的附著力。清洗結束后，開啟鍍膜電源5，向管狀靶材2施加一個大于樣品的負偏壓，使ar⁺加速向管壁轟擊，將靶材原子濺射出來，被濺射的靶材原子持續被電子與ar⁺轟擊后被電離為靶材正離子，大量的靶材正離子被樣品與靶管內壁的負偏壓吸引，加速沉積在樣品上或回到靶管內壁，極大地提高了靶材利用率。由于等離子體只出現在管狀靶材2內壁，因此在很小的空間內，沒有被附近的電子電離的ar原子和膜材原子或分子再次電離，電離出更多的ar⁺、膜材正離子與二次電子，大大提高了ar原子與膜材原子或分子的電離率。

本發明是通過給樣品施加負偏壓，在管狀靶材2外部纏繞交流的電磁線圈，使等離子體只產生在樣品與管狀靶材2的管內，這樣只有極少的靶材原子或離子會溢出管外，而絕大部分靶材粒子沉積在樣品上或重新回到靶材上，這樣極大提高靶材利用率，提高鍍膜速率。同時通過電磁線圈產生的磁場束縛電子運動軌跡，使電子與膜材離子的運動路徑延長，進一步增加電子與膜材原子或分子碰撞幾率，從而提高離化率。同時也可對樣品與管狀靶材2內壁進行清洗，使清洗效果增強；此外，該鍍膜設備是在管狀靶材2內進行鍍膜，因此靶材粒子完全包圍了樣品，使樣品表面的任意位置均可被鍍膜，解決了傳統鍍膜設備只能鍍單一平面或鍍膜繞射性不高的難題，可以鍍制外形復雜的工件。另外，如果樣品為長的細絲狀，還可以在樣品夾持的兩端，即工件臺上加裝卷繞機構，形成連續鍍膜機構。同時為達到精確控制磁通量的效果，電磁線圈可采用永磁體。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。