PVD设备总成的制作方法

文档序号:15252850发布日期:2018-08-24 20:08阅读:650来源:国知局

本实用新型涉及PVD技术领域,尤其涉及一种PVD设备总成。



背景技术:

物理气相沉积(PVD)是指利用物理过程实现物质转移,将原子或分子由溅射阴极或者蒸镀源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上,使得母体具有更好的性能,PVD设备加工的基本方法包括真空蒸发、溅射和离子镀等。

在半导体与太阳能行业,常常会用到PVD设备,其共同特征是有一个用于镀膜等工艺加工的腔室,该腔室与大气隔绝,内部抽成高真空。常用的PVD设备10有两种,如图1所示,为批次式加工的PVD设备10,PVD 设备10上设置有工艺腔室11,该工艺腔室11与大气隔绝,内部使用真空泵12抽成高真空;加工时,每次有一块载板13进入工艺腔室11,载板13 上放置一个或者多个基片14,载板13进入工艺腔室11之后,停在溅射阴极15或蒸发源的对面,以使基片14面向溅射阴极15或者蒸发源的对面,然后开始进行镀膜等工艺的加工,当膜层沉积完成,载板13携带基片14 离开工艺腔室11。

如图2所示,为在线式PVD设备10,即多个载板13放置在传送设备上进入工艺腔室11,一边前进一边镀膜,整个工艺过程是连续的。那么在工艺腔室11中一般多会同时存在多个载板13。

在不同的加工工艺中,有的需要加热,有的则需要温度尽可能低。由于溅射本身会产生大量的热,蒸镀源也会带来高温,对于要求低温的工艺,如何进行载板和基片冷却是一个难题。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种PVD设备总成,以解决上述问题,在需要低温加工时,可以对载板和基片进行冷却,避免加工过程中温度太高,从而确保加工顺利进行。

本实用新型提供了一种PVD设备总成,包括工艺腔室,所述工艺腔室中设置有工艺源和载板,所述载板承载有基片的一面朝向所述工艺源;所述载板与所述工艺源之间形成有工艺区;所述PVD设备总成还包括:

冷却板,所述冷却板设置在所述工艺腔室中,且位于所述工艺区之外;

所述冷却板上开设有冷却通道;所述冷却通道预留有进风口和出风口,所述出风口朝向所述载板;冷却气体经过所述进风口进入所述冷却通道,并从所述出风口吹至所述载板上。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述冷却板位于所述载板未承载所述基片的一侧。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述冷却板位于所述载板承载有所述基片的一侧。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述载板承载有所述基片的一侧和相对的另一侧均设置有所述冷却板。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述冷却通道包括主通道和多个分通道,所述主通道与所述分通道相通;所述进风口与所述主通道相通,所述出风口开设在所述分通道上。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,还包括挡板组件,所述挡板组件设置于所述工艺腔室中,且用于阻挡所述冷却气体流通至所述工艺区;

所述挡板组件包括引导板和阻挡板;所述引导板和所述阻挡板之间形成有通气道,所述冷却气体能从所述出风口流通至所述通气道中。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述引导板设置在靠近所述冷却板的位置,所述引导板从所述工艺腔室靠近所述工艺源的内壁面,或者从所述工艺腔室中与所述工艺源相对的内壁面,延伸至与所述出风口相平齐;

所述阻挡板从所述工艺腔室靠近所述工艺源的内壁面,或者从所述工艺腔室中与所述工艺源相对的内壁面,延伸至接近所述载板。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述挡板组件的数量为四个,所述冷却板的两侧分别设置两个所述挡板组件。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,还包括分子泵,所述分子泵的抽风口与所述通气道相通。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,还包括连接管,所述连接管的一端与所述进风口相连,所述连接管的另一端用于通入所述冷却气体。

如上所述的PVD设备总成,其中,优选的是,所述冷却气体为氦气。

本实用新型提供的PVD设备总成,包括工艺腔室、载板和冷却板;载板和冷却板均设置在工艺腔室中,且冷却板位于载板的下方;冷却板上开设有冷却通道;冷却通道预留有进风口和出风口,出风口朝向载板;冷却气体经过进风口进入冷却通道,并从出风口吹至载板上。当载板置于工艺腔室中之后,冷却板的出风口朝向载板吹出冷却气体,从而将载板连同基片进行冷却,冷却效率非常高,并且能同时适用于批次式加工的PVD设备和在线式PVD设备。

附图说明

图1为批次式加工的PVD设备的结构示意图;

图2为在线式PVD设备的结构示意图;

图3为本实用新型实施例提供的PVD设备总成;

图4为本实用新型实施例提供的PVD设备总成的局部放大图。

10-PVD设备 11-工艺腔室 12-真空泵 13-载板

14-基片 15-工艺源

100-PVD设备 101-工艺腔室 102-载板 103-工艺源

200-冷却板 201-顶板 202-底板 203-主通道

204-分通道 300-连接管 400-挡板组件 401-引导板

402-阻挡板 403-通气道 500-分子泵

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能解释为对本实用新型的限制。

请参考图3和图4,本实用新型实施例提供的PVD设备总成,包括工艺腔室101,工艺腔室101中设置有载板102、工艺源103和冷却板200,载板102上多承载有基片。

载板102承载有基片的一面朝向工艺源103;载板102与工艺源103 之间形成有工艺区;且冷却板200位于工艺区之外;冷却板200上开设有冷却通道;冷却通道预留有进风口和出风口,出风口朝向载板102;冷却气体经过进风口进入冷却通道,并从出风口吹至载板102上。优选地,上述冷却气体为氦气;由于氦气导热率高,可是更有效率的降温。

请参考图3,进行加工时,工艺源103朝向载板102溅射原子、分子或离子等用于镀膜的原材料,因此在图3中载板102与工艺源103之间的区域为工艺区(图中工艺源103两侧的虚线内的区域),实际上也即工艺源103溅射出原子、分子或离子等的方向的一定范围内为工艺区。为避免冷却气体影响工艺区的真空度,从而影响加工过程的顺利进行,因此冷却板200需设置在工艺区之外。

本实用新型实施例提供的PVD设备总成,当载板102置于工艺腔室 101中之后,载板102下侧的冷却板200的出风口朝向载板102吹出冷却气体,从而将载板102连同基片进行冷却,冷却效率非常高,并且能同时适用于批次式加工的PVD设备100和在线式PVD设备100。

由于批次式加工的PVD设备100的工艺源103正对载板102,因此,针对批次式加工的PVD设备100,仅需在载板102未承载基片的一侧设置冷却板200即可,也即图中所示载板102的下方。以图3中的方向为参考,由于工艺源103与载板102之间的区域为工艺区,而批次式加工的PVD设备,载板102处于静止状态,因此将冷却板200设置在载板102之下,也即从上至下依次为工艺源103、载板102,、冷却板200。

对于在线式PVD设备100,由于载板102处于移动状态,因此可以在载板102移动至未面对工艺源103时,对其进行冷却,请参考图3,具体地,可以在两组工艺源103之间设置冷却板200。

在一种实施方式中,冷却板200可以设置在载板102未承载基片的一侧,也即图3中所示的载板102的下方。冷却板200的出风口从上至下对载板102吹冷却气体,以将载板102连同基片进行冷却。

在另一实施方式中,冷却板200可以设置在载板102承载有基片的一侧,也即图3中所示的载板102的上方。冷却板200的出风口从下至上对载板102吹冷却气体,以将载板102连同基片进行冷却。

在又一实施方式中,为了增强冷却效果,载板102承载有基片的一侧和相对的另一侧均设置有冷却板200,也即图3中所示的载板102的上方和下方均设置有冷却板200,上方的冷却板200的出风口从上至下对载板 102吹冷却气体;下方的冷却板200的出风口从下至上对载板102吹冷却气体,从而对载板102的上下两侧同时进行冷却,以达到更好的冷却效果。

然而无论是批次式加工的PVD设备100,还是在线式加工的PVD设备 100,均可以设置多个冷却板200,从而保证载板102能够充分被冷却,以提高冷却效果,保证加工过程顺利进行。

具体地,上述冷却通道包括主通道203和多个分通道204,主通道203 与分通道204相通;进风口与主通道203相通,出风口开设在分通道204 上。请参考图4,冷却板200包括顶板201和底板202,顶板201和底板 202固定连接,且顶板201和底板202之间设置有间隙以形成主通道203,进风口开设在顶板201上,分通道204开设在底板202上,且分通道204 垂直于主通道203,分通道204贯通底板202的径向方向。冷却气体从进风口进入主通道203,再从主通道203进入各个分通道204,从而对载板 102进行全面冷却,可以进一步提高冷却效率。

进一步地,本实用新型实施例提供的PVD设备总成还包括连接管300,连接管300的一端与进风口相连,连接管300的另一端用于进冷却气体。请参考图3,可见,连接管300的一端与冷却板200的进风口相连,另一端延伸至工艺腔室101的外侧,从而便于冷却气体从外部进入连接管300,再从连接管300进入冷却板200中。

该PVD设备总成还包括挡板组件400,挡板组件400设置于工艺腔室 101中,且用于阻挡冷却气体流通至所述工艺区;挡板组件400包括引导板401和阻挡板402;引导板401和阻挡板402之间形成有通气道403,冷却气体能从出风口流通至通气道403中。上述工艺源103可以为溅射阴极或者蒸镀源。请参考图3中的箭头所示方向,当冷却气体从冷却板200的出风口吹出之后,沿着挡板组件400的通气道403流通至外界,从而避免影响工艺腔室101中的真空条件。具体地,挡板组件400的数量为四个,冷却板200的两侧分别设置两个挡板组件400。四个挡板组件400分别从冷却板200的左右两侧抽取冷却气体,避免冷却气体滞留在工艺腔室101 中,影响加工过程。

进一步地,引导板401的长度小于阻挡板402的长度,引导板401设置在靠近冷却板200的位置,引导板401从工艺腔室101靠近所述工艺源 103的内壁面(图3中所示的工艺腔室101的顶端面),或者从所述工艺腔室101中与所述工艺源103相对的内壁面(图3中所示的工艺腔室101 的底端面),延伸至与冷却板200的出风口相平齐;阻挡板402从工艺腔室101靠近所述工艺源103的内壁面,或者从所述工艺腔室101中与所述工艺源103相对的内壁面,延伸至接近载板102。引导板401靠近载板102 的一端与出风口相平齐,有利于冷却气体顺利进入通气道403中,而阻挡板402长度大于引导板401的长度,且阻挡板402的一端延伸至接近载板102,可以阻挡冷却气体溢流至工艺区,从而避免影响工艺腔室101中的真空度,保证加工过程顺利进行。

需要理解的是,针对批次式加工的PVD设备100,由于载板102位于工艺源103的正下方,因此从工艺腔室101的顶端向下延伸的挡板组件400 位于工艺源103的两侧;从工艺腔室101的底端向上延伸的挡板组件400 位于冷却板200的两侧。

参考图3可见,针对在线式PVD设备,会包括一个或者多个工艺源 103,图中所示包括两组工艺源103,冷却板200设置在两组工艺源103之间,因此从工艺腔室101的顶端向下延伸的两挡板组件400分别位于载板 102的上方的冷却板200的两侧,从工艺腔室101的底端向上延伸的两挡板组件400分别位于载板102的下方的冷却板200的两侧;且所有的挡板组件400均位于工艺源103与冷却板200之间。本领域技术人员可以理解的是,当工艺源103为三组时,也可以再对应的增设冷却板和挡板组件400,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。也即冷却板200的数量为多个,但是每一个冷却板200均需要配置四个挡板组件400。

优选地,可以在挡板组件400的通气道403的出口位置设置分子泵500,该分子泵500的抽气口与通气道403的出口相通,冷却气体对载板102进行冷却之后,可以使用该分子泵500进行辅助,从而便于冷却气体快速排出。本领域技术人员可以理解的是,该分子泵500可以单独设置,也可以为PVD设备100的抽真空泵。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果,以上仅为本实用新型的较佳实施例,但本实用新型不以图面所示限定实施范围,凡是依照本实用新型的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本实用新型的保护范围内。

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