一種靶材餘量測量裝置的製作方法

2023-06-18 15:02:51 3

本發明涉及真空磁控鍍膜技術領域，特別涉及一種靶材餘量測量裝置。

背景技術：

在薄膜電晶體(tft)及液晶顯示器製造領域，經常採用物理氣相沉積技術，該技術工藝一般是利用磁控濺射設備通過氬(ar)原子轟擊靶材使靶材粒子沉積在基板表面以達到沉積成膜的目的。立式磁控濺射設備是目前比較常用的一種磁控濺射設備；其靶材後方的磁鐵可以一定程度上提高靶材的利用率，但是，由於其磁鐵的移動會在靶材表面形成凹凸不平的刻蝕曲線，而當刻蝕最深處超過靶材厚度時，會導致靶材擊穿而無法使用，因此確定殘靶刻蝕剩餘量、並根據殘靶刻蝕剩餘量來相應調整靶材使用周期，對於提高靶材的使用效率、提升產品的良率具有積極意義；上述殘靶刻蝕剩餘量是指使用過的靶材被消耗最多處剩餘靶材的厚度。

如圖1所示，傳統的殘靶刻蝕量測量工具是利用具有高摩擦係數的排針100模擬靶材刻蝕曲線；具體操作時，需以一定的作用力將排針100垂直於靶材表面壓向靶材，當排針100從被測靶材上移開時，會保留模擬的靶材刻蝕曲線，再在坐標紙上沿排針100的走向畫出被排針100模擬出的刻蝕曲線，最後利用坐標紙讀出靶材最小剩餘量。利用上述殘靶刻蝕量測量工具進行測量，步驟繁瑣，耗時長，並且，上述殘靶刻蝕量測量工具在長時間使用後，其排針100摩擦係數會降低，進而經常會有排針100掉落，從而導致排針100數目過少，進而導致模擬的刻蝕曲線不夠準確；另外，由於需要在坐標紙上用筆畫出模擬刻蝕曲線進行讀數，因此，筆尖本身的厚度、筆尖與坐標紙不能保證實時垂直以及畫線過程中筆尖與排針100接觸導致排針100移動等情況，均會導致較大的測量誤差；綜上，上述殘靶刻蝕量測量工具的測量步驟繁瑣，且測量結果誤差較大，進而容易造成因把控刻蝕量不準確造成的靶材擊穿或靶材浪費現象。

技術實現要素：

本發明公開了一種靶材餘量測量裝置，用於解決殘靶刻蝕量測量的步驟繁瑣且誤差較大的問題。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種靶材餘量測量裝置，包括：

主體結構，設有沿第一方向依次排列的多個測量軌道；每個測量軌道沿第二方向延伸，所述第二方向垂直於所述第一方向；

多個頂針，與所述多個測量軌道一一對應；每個頂針沿第二方向延伸，且第一端限位於與其對應的測量軌道內、且限位於與所述測量軌道相對應的頂針的第一端一側；每個頂針可沿與其對應的測量軌道自由移動、且可部分伸出所述測量軌道；

多個滑塊，與所述多個測量軌道一一對應；每個滑塊可沿與其對應的測量軌道滑動地設置於所述測量軌道內；每個滑塊與所述測量軌道之間的靜摩擦力大於其自身重力；

一主尺，設置於所述主體結構上，且設有沿第二方向排列的刻度線。

上述靶材餘量測量裝置可以具有如下操作步驟：

首先，將該靶材餘量測量裝置垂直置於待測殘靶上方，具體地，將頂針可伸出測量軌道的一端、即頂針的第二端(與第一端相對)朝向殘靶表面設置；由於每個頂針可沿與其對應的測量軌道自由移動、且其第一端被限位於測量軌道內，進而此時，由於重力作用，每個頂針將部分伸出測量軌道外、且不會脫離測量軌道；隨後，將每個測量軌道中的滑塊調至與頂針的第一端接觸；

然後，豎直向下慢慢移動該裝置至頂針伸出測量軌道外的第二端與殘靶表面接觸，並對該靶材餘量測量裝置向下施加壓力，以使每個頂針可以沿測量軌道相對向上移動，進而，每個頂針的第一端可以將與其對應的測量軌道內的滑塊頂起；由於每個頂針沿測量軌道向上的移動距離與靶材表面高度的分布相對應，進而，多個頂針的第一端會沿著靶材的刻蝕曲線分布，即被頂針第一端頂起的滑塊也是沿著靶材的刻蝕曲線進行分布；

最後，可以將該裝置從殘靶上拿開，此時頂針會因重力作用而回到初始位置，而每個滑塊則會由於與測量軌道之間的靜摩擦力的作用而保持不動，即此時多個滑塊將仍然沿著靶材的刻蝕曲線進行分布；進而此時，可以通過安裝於主體結構上的主尺讀出位於最下端的滑塊所對應的刻度數，並可以根據該刻度數獲得靶材刻蝕剩餘量的最小值。

上述殘靶刻蝕量測量的步驟很簡單，且不存在頂針缺失、或者人工繪畫刻蝕曲線而導致的測量結構誤差較大等問題，測量結果比較精確。

優選地，所述靶材餘量測量裝置還包括：一對位尺，沿第一方向延伸，且可沿第二方向滑動地安裝於所述主尺上。

優選地，所述靶材餘量測量裝置還包括：一歸位尺，沿第一方向延伸，且可沿多個測量軌道滑動地安裝於所述主體結構上，所述歸位尺設置於所述多個滑塊背離所述多個頂針的一側；當所述歸位尺沿多個測量軌道滑動時，可推動每個測量軌道內的滑塊朝向頂針移動。

優選地，所述主體結構上設有允許所述歸位尺沿所述多個測量軌道滑動的軌道縫隙；所述歸位尺可沿所述軌道縫隙滑動、以推動每個測量軌道內的滑塊朝向頂針移動。

優選地，所述靶材餘量測量裝置還包括：用於驅動所述對位尺沿第二方向滑動的第一調節鈕；和/或，用於驅動所述歸位尺沿所述多個測量軌道滑動的第二調節鈕。

優選地，所述靶材餘量測量裝置還包括：兩個限位柱，所述兩個限位柱分別設置於所述主體結構沿第一方向上的兩端；每個限位柱沿第二方向延伸、且可沿第二方向滑動地安裝於所述主體結構上；兩個鎖定機構，與所述兩個限位柱一一對應，每個鎖定機構用於將與其對應的限位柱與所述主體結構之間相對固定。

優選地，所述主尺可沿第二方向滑動地安裝於所述主體結構上。

優選地，所述靶材餘量測量裝置還包括固定安裝於所述主體結構上、用於把持的握柄。

優選地，每個測量軌道包括軌道部和位於所述軌道部一端的端部，所述端部設有允許所述頂針部分伸出所述測量軌道的開口。

優選地，每個頂針包括杆部和形成所述頂針的第一端的頭部；所述頭部的徑向尺寸大於所述測量軌道的端部開口的徑向尺寸、且小於所述測量軌道的軌道部的內徑尺寸；所述杆部的徑向尺寸小於所述測量軌道的端部開口的徑向尺寸。

優選地，所述頂針的杆部徑向尺寸小於等於0.4mm；所述測量軌道的端部開口的徑向尺寸小於等於0.5mm。

附圖說明

圖1為現有技術的靶材餘量測量裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置在所有頂針和滑塊都歸位的狀態下的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置在測量狀態下的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置在測量後讀數狀態下的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置在將滑塊歸位過程中的結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置中每個測量軌道和與其對應的頂針以及滑塊之間的配合結構示意圖；

圖7為本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置中多個測量軌道與歸位尺之間的配合結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參考圖2～圖7。

如圖2～圖5所示，本發明實施例提供的一種靶材餘量測量裝置，包括：

主體結構1，該主體結構1內設有沿第一方向x依次排列的多個測量軌道10；每個測量軌道10沿第二方向y延伸，該第二方向y垂直於第一方向x；

多個頂針2，與多個測量軌道10一一對應；每個頂針2沿第二方向y延伸，且其第一端限位於與其對應的測量軌道10內；並且，每個頂針2可沿與其對應的測量軌道10自由移動，而且部分可伸出測量軌道10外；

多個滑塊3，與多個測量軌道10一一對應；每個滑塊3可沿與其對應的測量軌道10滑動地設置於該測量軌道10內、且具體限位於與該測量軌道10相對應的頂針2的第一端一側；每個滑塊3和與其對應的測量軌道10之間的靜摩擦力大於其自身重力；

一主尺4，設置於主體結構1上，且設有沿第二方向y排列的刻度線。

上述靶材餘量測量裝置可以具有如下操作步驟：

首先，如圖2所示，將該靶材餘量測量裝置垂直置於待測殘靶上方，具體地，將頂針2可伸出測量軌道10的一端、即頂針2的第二端(與第一端相對)朝向殘靶表面設置；由於每個頂針2可沿與其對應的測量軌道10自由移動、且其第一端被限位於測量軌道10內，進而此時，由於重力作用，每個頂針2將部分伸出測量軌道10外、且不會脫離測量軌道10；隨後，將每個測量軌道10中的滑塊3調至與頂針2的第一端接觸；

然後，如圖3所示，豎直向下慢慢移動該裝置直至頂針2伸出測量軌道10外的第二端與殘靶表面接觸，並對該靶材餘量測量裝置向下施加壓力，以使每個頂針2可以沿測量軌道10相對向上移動，進而，每個頂針2的第一端可以將與其對應的測量軌道10中的滑塊3頂起；由於每個頂針2沿測量軌道10向上的移動距離與靶材表面高度的分布相對應，進而，多個頂針2的第一端會沿著靶材的刻蝕曲線分布，即被頂針2第一端頂起的滑塊3也是沿著靶材的刻蝕曲線進行分布；

最後，如圖4所示，可以將該裝置從殘靶上拿開，此時頂針2會因重力作用而歸位(即部分伸出測量軌道10外、且不會脫離測量軌道10的狀態)，而每個滑塊3則會由於與測量軌道10之間的靜摩擦力的作用而保持不動，即此時多個滑塊3將仍然沿著靶材的刻蝕曲線進行分布；進而此時，可以通過安裝於主體結構1上的主尺4讀出位於最下端的滑塊3所對應的刻度數，並可以根據該刻度數獲得靶材刻蝕剩餘量的最小值。

上述殘靶刻蝕量測量的步驟很簡單，且不存在頂針2缺失、或者人工繪畫刻蝕曲線而導致的測量結構誤差較大等問題，測量結果比較精確。

如圖2～圖5所示，一種具體的實施例中，主體結構1可以為沿第一方向x和第二方向y延展的板狀結構；

進一步地，主尺4也為沿第一方向x和第二方向y延展的板狀結構、且與主體結構1並行設置；

可選地，主體結構1與主尺4可以通過透明膠粘合固定。

具體地，主體結構1採用透明材料製備，以便於觀察測量軌道10內的滑塊3和讀取滑塊3所對應的刻度數；

可選地，主尺4也可以採用透明材料製備，以便於從主體結構1或主尺4中的任一側都可以觀察測量軌道10內的滑塊3和讀取滑塊3所對應的刻度數。

如圖6所示，在上述實施例的基礎上，一種具體的實施例中，每個測量軌道10包括軌道部11和位於軌道部11一端的端部12，該端部12對應於頂針2的第二端，且該端部12設有允許頂針2伸出該測量軌道10的開口120。

優選地，測量軌道10的軌道部11內徑a小於等於1mm。

進一步優選地，測量軌道10的端部12開口120的直徑b小於等於0.5mm。

如圖6所示，在上述實施例的基礎上，一種具體的實施例中，每個頂針2包括杆部21和位於杆部21一端的頭部22，該頭部22形成頂針2的第一端；其中，頭部22的直徑c大於測量軌道10的端部12開口120的直徑b、且小於測量軌道10的軌道部11內徑a；杆部21的直徑d小於測量軌道10的端部12開口120的直徑b。

優選地，頂針2的杆部21直徑d小於等於0.4mm；頂針2的頭部22直徑c大於0.5mm且小於1mm。

如圖2～圖6所示，在上述實施例的基礎上，一種具體的實施例中，每個滑塊3和與其對應的測量軌道10之間為過盈配合，且滑塊3為高摩擦係數設計，以保證當頂針2下落時、滑塊3不會隨著頂針2的下落而回落。

如圖2～圖5所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括一對位尺5；具體地，該對位尺5沿第一方向x延伸，且可沿第二方向y滑動地安裝於主尺4或者主體結構1上。

如圖4所示，在讀取滑塊3所對應的刻度數時，可以通過沿第二方向y移動該對位尺5、使其與滑塊3對齊，進而查看該對位尺5所對齊的主尺4刻度、從而獲得滑塊3的讀數，上述方式可以保證讀數的精準性，進而進一步保證測量結果的精確性。

如圖2～圖5、圖7所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括一歸位尺6；具體地，該歸位尺6沿第一方向x延伸，且可沿多個測量軌道10滑動地安裝於主體結構1上；該歸位尺6設置於多個滑塊3背離多個頂針2的一側，當其沿多個測量軌道10滑動時，可推動每個測量軌道10內的滑塊3朝向頂針2移動，以將每個測量軌道10內的滑塊3歸位。

如圖5所示，具體地，在測量結束後，可以通過調節歸位尺6將每個滑塊3歸位，即將每個滑塊3推至測量軌道10的端部12、並與頂針2的第一端接觸，以便於下次使用；此時，每個測量軌道10內的滑塊3和頂針2的第一端都位於測量軌道10的端部12，即每個測量軌道10內的滑塊3和頂針2都處於歸位狀態。

如圖7所示，在上述實施例的基礎上，一種具體的實施例中，歸位尺6可沿多個測量軌道10滑動地安裝於主體結構1上，可以採用下述方式實現：主體結構1上設有軌道縫隙13，該軌道縫隙13沿多個測量軌道10延伸，且使每相鄰的兩個測量軌道10之間相連通，進而，歸位尺6可通過該軌道縫隙13穿過每個測量軌道10；且，歸位尺6可沿多個測量軌道10之間的軌道縫隙13滑動，並推動每個測量軌道10內的滑塊3朝向頂針2移動。

如圖2～圖5所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括兩個限位柱7；具體地，該兩個限位柱7分別設置於主體結構1沿第一方向x上的兩端、且每個限位柱7沿第二方向y延伸；即，該兩個限位柱7分別位於多個測量軌道10的首尾兩側，且與頂針2並行設置；

進一步地，該兩個限位柱7相對於多個測量軌道10的端部12伸出設定長度，該設定長度與每個頂針2在重力作用下自然伸出測量軌道10外的長度相同；即該兩個限位柱7相對於多個測量軌道10伸出的一端，與每個頂針2的第二端在重力作用下伸出測量軌道10外時的位置水平對齊；進而，測量時，將本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置向靶材按壓至限位柱7接觸靶材的銅背板時，即可以停止施力並可以將裝置拿起；因為此時，即可以保證所有頂針2都已與靶材刻蝕表面充分接觸，即所有頂針2已成功模擬了靶材的刻蝕曲線分布情況；因此，通過上述兩個限位柱7的定位，可以使測量操作過程更加便捷，且可以提高測量效率。

當然，為了保證限位柱7能夠接觸到靶材的銅背板，該兩個限位柱7相對於多個測量軌道10的端部12伸出的設定長度，需大於等於靶材的初始厚度，具體地，靶材初始厚度數據在每一套靶材的技術報告中會有體現，在上機前，也會對每套靶材的初始厚度進行復量。

如圖2～圖5所示，在上述實施例的基礎上，可選地，每個限位柱7可沿第二方向y滑動地安裝於主體結構1上，即，每個限位柱7可沿其延伸方向相對於主體結構1伸縮調節；

進一步地，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括與兩個限位柱7一一對應的兩個鎖定機構，每個鎖定機構可以用於將與其對應的限位柱7與主體結構1之間鎖定。

根據上述設置，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置在不用時，其兩個限位柱7相對於測量軌道10端部12伸出的部分可以縮回收起，其頂針2也可以都縮回至各自的測量軌道10內，從而整個裝置的體積大大縮小，便於存放；

如圖2所示，在使用該裝置進行測量前，可以先將裝置垂直放置、以使所有頂針2在重力作用下自然伸出其測量軌道10，並通過歸位尺6將滑塊3歸位；或者，直接通過歸位尺6將滑塊3和頂針2一起歸位(需要說明的是，頂針2歸位的狀態與頂針2在裝置垂直放置時的狀態相同，即都是，部分伸出測量軌道10，且第一端被測量軌道10的端部12限位從而不會脫離測量軌道10)；然後，調節兩個限位柱7沿第二方向y滑動、以使其相對於測量軌道10端部12伸出的一端與頂針2伸出測量軌道10的一端(第二端)水平對齊，進而再進行測量操作。

如圖2～圖5所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括：

用於驅動對位尺5相對於主尺4沿第二方向y滑動的第一調節鈕51；和/或，

用於驅動歸位尺6沿多個測量軌道10滑動的第二調節鈕61；和/或，

用於驅動兩個限位柱7分別相對於主體結構1沿第二方向y伸縮滑動的第三調節鈕。

可選地，上述第一調節鈕51、第二調節鈕61和第三調節鈕可以設置於主尺4和多個測量軌道10的側邊緣。

如圖2～圖5所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置中，主尺4可沿第二方向y滑動地安裝於主體結構1上；進而，在採用本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置進行測量前，可以先利用歸位尺6將所有滑塊3歸位，然後移動主尺4、以使其零刻線與所有滑塊3對齊，以實現所有滑塊3的讀數歸零；進而，在讀數時即可以通過主尺4上的讀數直接獲得殘靶刻蝕餘量信息，即可以直接讀出殘靶刻蝕餘量。

如圖2～圖5所示，在上述各實施例的基礎上，一種具體的實施例中，本發明實施例提供的靶材餘量測量裝置還可以包括固定安裝於主體結構1上、便於用戶把持的握柄8。可選地，該握柄8安裝於多個測量軌道10遠離端部12的一端，且該握柄8沿第一方向x延伸。

需要說明的是，根據殘靶餘量測量的原理可知，每次測量中，所有滑塊的測量操作條件需要保持一致，因此，上述多個測量軌道的端部都需要沿第一方向一致對齊；多個頂針的長度也都完全一致；並且，每個測量軌道和與其對應的頂針、滑塊之間的配合設置情況也都完全一致。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。