CN102080209A - 真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空镀膜设备，包括真空腔体(22)和用于控制真空腔体(22)内部压力的压力调节部件(24)，所述真空腔体(22)和所述压力调节部件(24)之间连接有沉积装置(27)，所述沉积装置(27)包括沉积腔体(271)和位于所述沉积腔体(271)内的阻隔部件，所述阻隔部件与所述沉积腔体(271)的侧壁形成弯曲的气流通道。本发明所提供的真空镀膜设备能够在有效地减少沉积物颗粒沉积于压力调节部(24)件及其连接管路上的基础上，降低沉积装置的清理和维护难度。

Description

真空镀膜设备

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种真空镀膜设备。

背景技术

真空镀膜是指在真空室内，在一定的压力、温度和反应物状态等条件下，通过化学、物理等方法将生成物沉积到目标物上的技术。真空镀膜的方法有很多种，比如：真空蒸镀、化学气相沉积、物理气相沉积等。

请参考图1，图1为现有技术中第一种典型的真空镀膜设备的结构示意图。

真空镀膜设备包括进气阀门11、密闭的真空腔体12、压力传感器13、压力控制阀14、截止阀15、真空泵16以及管路等；其中，真空泵16主要用于抽出真空腔体12中的气体，使真空腔体12的内部形成真空；压力传感器13主要用于测量真空腔体12中的压力，以便对真空腔体12的压力进行控制；截止阀15主要用于断开或者连接真空腔体12和真空泵16；压力控制阀14主要用于改变真空腔体12内部的压力，压力控制阀14的种类很多，主要有蝶阀、摆阀和针阀等，它可以通过改变气流流通的截面面积，增大或者减小气流的流通阻力，进而改变气体的流量，实现真空腔体12内的压力的改变。

在加工过程中，工艺气体经过进气阀门11进入真空腔体12，在真空腔体12内向目标物上进行沉积，同时，压力传感器13随时检测真空腔体12内的压力，如果压力过大，真空泵16将对其进行抽真空，使部分工艺气体经过压力控制阀14和截止阀15被抽走，在此过程中，压力控制阀14可以通过控制工艺气体的流量控制真空腔室12内的气体的压力。为描述方便，我们将压力控制阀14、截止阀15以及真空泵16整体称为压力调节部件。

当工艺气体在真空泵16的作用下流经压力调节部件时，对其也有沉积作用，而沉积物会影响这些部件的工作性能，尤其会对压力控制阀14的性能产生影响，导致出现阀门泄漏、压力控制不稳定等情况，因此，通常需要定期处理真空镀膜设备的沉积物，以保证其正常工作。

为了减少沉积物在压力调节部件及其连接管路上的沉积，现有技术中，对上述真空镀膜设备进行了改进。

请参考图2，图2为现有技术中第二种典型的真空镀膜设备的结构示意图。

与第一种真空镀膜设备相比，第二种真空镀膜设备还包括滤网17，且滤网17连接于真空腔室12和压力控制阀14之间，对流过的工艺气体进行过滤，从而可以滤掉尺寸超过滤网17的孔径的颗粒，减少气体在压力调节部件及其连接管路上的沉积。

然而，滤网17的孔径大小直接影响着过滤效果：当滤网17的孔径较小时，过滤的作用好，但是滤网17很容易发生堵塞，经常需要进行清理和维护，由于滤网17的孔径小，清理和维护过程的困难较大；当滤网17的孔径较大时，过滤作用又较差，难以满足需要。

因此，如何在有效地减少沉积物颗粒沉积于压力调节部件及其连接管路上的基础上，降低沉积装置的清理和维护难度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空镀膜设备，该真空镀膜设备能够在有效地减少沉积物颗粒沉积于压力调节部件及其连接管路上的基础上，降低沉积装置的清理和维护难度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种真空镀膜设备，包括真空腔体和用于控制真空腔体内部压力的压力调节部件，所述真空腔体和所述压力调节部件之间连接有沉积装置，所述沉积装置包括沉积腔体和位于所述沉积腔体内的阻隔部件，所述阻隔部件与所述沉积腔体的侧壁形成弯曲的气流通道。

进一步，所述阻隔部件为隔板，且所述隔板上相对的两端中的第一端安装于所述沉积腔体的侧壁，第二端距离所述沉积腔体的侧壁适当距离。

进一步，所述隔板包括第一隔板和第二隔板，所述侧壁包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁；所述第一隔板的第一端安装于所述第一侧壁，其第二端距离所述第二侧壁适当距离；所述第二隔板的第一端安装于所述第二侧壁，其第二端距离所述第一侧壁适当距离。

进一步，所述第一隔板的数目和所述第二隔板的数目均为多个，且二者沿所述气体的流通方向间隔设置。

进一步，所述第一侧壁和所述第二侧壁分体设置。

进一步，所述隔板具有平面结构或者弧面结构。

进一步，所述沉积装置还包括收集腔，所述收集腔安装于所述沉积腔体的下方，且所述收集腔的顶壁与所述沉积腔体的底壁相通。

进一步，所述收集腔的侧壁设置有观察窗。

进一步，所述收集腔的侧壁设置有排出口。

进一步，所述沉积装置还包括温度调节部件，用于改变所述沉积腔体的温度。

进一步，所述温度调节部件为水管，所述水管绕于所述沉积腔体的外侧。

进一步，所述沉积装置还包括振动部件，用于使所述沉积腔体振动。

进一步，所述振动部件为由动力部件驱动的凸轮，所述凸轮安装于所述沉积腔体的下方。

进一步，还包括旁路管道和旁路截止阀，所述旁路管道在所述旁路截止阀的作用下可选择地连通所述真空腔体和所述压力调节部件。

本发明所提供的真空镀膜设备，包括真空腔体和用于控制真空腔体内部压力的压力调节部件，真空腔体和压力调节部件之间连接有沉积装置，沉积装置包括沉积腔体和位于沉积腔体内的阻隔部件，阻隔部件与沉积腔体的侧壁形成弯曲的气流通道。工作过程中，工艺气体流入真空腔体中，对目标物进行沉积作用，同时为了保证真空腔体的压力满足沉积要求，压力调节部件对真空腔体内的压力进行调节，在工艺气体在压力调节部件的真空泵的作用下流经压力调节部件之前，工艺气体首先流经沉积腔体内由阻隔部件和沉积腔体的侧壁形成的弯曲的气流通道，弯曲的气流通道增强了沉积物颗粒在阻隔部件和沉积腔体上的沉积作用，从而减小了由沉积装置流出的工艺气体中的沉积物颗粒的数量，降低了流经压力调节部件的工艺气体的沉积物颗粒浓度，从而减轻了沉积物颗粒在压力调节部件及其连接管路中的沉积；另一方面，当阻隔部件和侧壁上的沉积物达到一定程度时，沉积物所形成的膜就会脱落，此时，只需要清理掉脱离的沉积物即可，从而使得清理过程非常方便，降低了沉积装置的清理和维护难度。

在一种优选实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备的沉积装置还包括收集腔，收集腔安装于沉积腔体的下方，且收集腔的顶壁与沉积腔体的底壁相通。这样，当沉积腔体内的沉积物到达一定程度自动脱落时，沉积物就会在其自身重力的作用下，落到位于沉积腔体下方的收集腔中；当收集腔收集沉积物到一定程度时，再对收集腔进行清理，从而进一步降低了清理和维护的难度、并且减少了清理和维护的次数。

在另一种优选实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备的沉积装置还包括用于改变沉积腔体的温度的温度调节部件，从而控制沉积腔体的温度，当工艺气体中的沉积物颗粒在低温下比较容易沉积时，温度调节部件可以降低沉积腔体的温度，增加沉积物颗粒的沉积；当工艺气体中的沉积物颗粒在高温下比较容易沉积时，温度调节部件可以升高沉积腔体的温度，同样增加沉积物颗粒的沉积。

在另一种优选实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备还包括旁路管道和旁路截止阀，旁路管道在旁路截止阀的作用下可选择地连通真空腔体和压力调节部件。沉积装置的设置会增大真空镀膜设备的气流通道的阻力，影响压力调节部件的真空泵的抽气能力，旁路通道和旁路截止阀的设置，可以在需要真空腔体快速达到适当的真空度时，连通真空腔体和压力调节部件，从而使真空腔体能够尽快地达到所需要的真空值。

附图说明

图1为现有技术中第一种典型的真空镀膜设备的结构示意图；

图2为现有技术中第二种典型的真空镀膜设备的结构示意图；

图3为本发明第一种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的结构示意图；

图4为本发明第一种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图；

图5为本发明第二种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图；

图6为本发明第三种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图；

图7为本发明第四种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图；

图8为本发明第五种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图；

图9为本发明第二种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种真空镀膜设备，该真空镀膜设备能够在有效地减少沉积物颗粒沉积于压力调节部件及其连接管路上的基础上，降低沉积装置的清理和维护难度。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3和图4，图3为本发明第一种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的结构示意图；图4为本发明第一种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备，包括进气阀门21、真空腔体22和压力调节部件24，还包括用于检测真空腔体22的真空度的压力传感器23，压力调节部件24用于控制真空腔体内部压力，包括压力控制阀241、截止阀242和真空泵243，真空腔体22和压力调节部件24之间连接有沉积装置27，沉积装置27包括沉积腔体271和位于沉积腔体271内的阻隔部件，阻隔部件与沉积腔体271的侧壁形成弯曲的气流通道。

工作过程中，工艺气体经过进气阀门21进入真空腔体22，对放置于真空腔室22内部的目标物进行沉积作用，与此同时，为了保证真空腔体22的压力满足沉积要求，压力调节部件24对真空腔体22内的压力进行调节，工艺气体在压力调节部件24的真空泵243的作用下流经沉积装置27，压力调节部件24的压力控制阀241、截止阀242以及真空泵243，可以看出，工艺气体在流经压力调节部件24之前，首先通过沉积腔体271的气流入口273进入沉积腔体271，流经沉积腔体271内由阻隔部件和沉积腔体271的侧壁形成的弯曲的气流通道，通过沉积腔体271的气流出口274流出沉积腔体271，然后才流入压力调节部件24。

这样，一方面，由于位于沉积腔体271内的阻隔部件和沉积腔体271的侧壁形成的弯曲的气流通道，增强了沉积物颗粒在流通过程中的沉积作用，从而减少了流出的工艺气体中的沉积物颗粒，降低了流经压力调节部件24的工艺气体的沉积物颗粒浓度，减轻了沉积物颗粒在压力调节部件24及其连接管路中的沉积；另一方面，当阻隔部件和沉积腔体271的侧壁上的沉积物达到一定程度时，沉积物在其上所形成的膜就会自动脱落，清理时，仅需要清理掉沉积腔体271内脱落的沉积物即可，具体地，可以在沉积腔体271的侧壁上设置开口，当需要进行清理时，通过吸尘器由开口处将脱落的沉积物吸出，或者直接将脱落的沉积物由开口处倾倒出，清理过程非常方便，从而降低了沉积装置的清理和维护难度。

具体地，阻隔部件可以为隔板272，且隔板272上相对的两端中的第一端安装于沉积腔体271的侧壁，第二端距离沉积腔体271的侧壁适当距离。通过将隔板272安装于沉积腔体271的内部，且隔板272的第二端距离沉积腔体271的侧壁适当距离，能够很方便地形成弯曲的气流通道，同时，板形结构的设置能够增大流通过程中气体与阻隔部件的接触面，增大了沉积物颗粒的沉积作用，进一步改善了沉积效果，减少沉积物颗粒在压力调节部件24及其连接管路中的沉积，延长其使用寿命，降低了真空镀膜设备的使用成本。

请参考图7，图7为本发明第四种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图。

如图4和图7所示，隔板272既可以具有平面结构，也可以具有弧面结构，具有平面结构的隔板272制造加工方便，成本较低；具有弧面结构的隔板具有较好的沉积作用，提高了沉积效果。当然，隔板272还可以具有其他结构，只要能够满足功能要求，都是可以的。

阻隔部件还可以具体具有其他结构，本文对此不作限制；隔板等阻挡部件可以固定于沉积腔体271的侧壁，也可以可拆卸地安装于沉积腔体271的侧壁，其具体连接方式也不应受本文的限制。

如图4所示，隔板272还可以包括第一隔板2721和第二隔板2722，侧壁也可以包括第一侧壁2711和第二侧壁2712，且第一侧壁2711和第二侧壁2712相对设置；其中，第一隔板2721的第一端安装于第一侧壁2711，第二端距离第二侧壁2712适当距离；第二隔板2722的第一端安装于第二侧壁2712，第二端距离第一侧壁2711适当距离。

这样，隔板272和沉积腔体271的侧壁所形成的弯曲的气流通道的弯折次数将会更多，使得工艺气体中的沉积物颗粒在隔板272和沉积腔体271的侧壁上的沉积量更多，对压力调节部件24及其连接管路的保护作用更加明显。

当然，第一隔板2721的数目和第二隔板2722的数目均可以为多个，并且可以将第一隔板2721和第二隔板2722沿工艺气体的流通方向间隔设置。本文所述的工艺气体的流通方向是指沉积腔体271的气流入口至气流出口274的方向。

间隔设置的第一隔板2721和第二隔板2722进一步增多了气流通道的弯折次数，增大了流通过程中工艺气体与隔板272的接触面积，增强了沉积物颗粒的沉积作用。

请参考图8，图8为本发明第五种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图。

第一侧壁2711和第二侧壁2712可以分体设置。这样，就可以首先将隔板272等阻隔部件安装于侧壁上，然后再组装形成沉积腔体271，从而方便了隔板272与沉积腔体271的安装。当然，为保证密封性能，还可以在连接部位设置密封圈等密封装置。

具体地，如图8所示，可以使第二侧壁2712与沉积腔体271的其他侧壁固定连接，第一侧壁2711再与其通过螺栓278进行连接，形成沉积腔体271。当然，还可以通过其他方式实现第一侧壁2711和第二侧壁2712的分体式设置，进而实现隔板272与沉积腔体271的方便安装。

请参考图5，图5为本发明第二种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备的沉积装置27还可以包括收集腔276，且收集腔276安装于沉积腔体271的下方，收集腔276的顶壁与沉积腔体271的底壁相通。

本文所述的下方为将所述沉积装置27按照图5所示位置放置时的下方，本文所述的收集腔276的顶壁是指位于收集腔276上方的侧壁，本文所述的沉积腔体271的底壁是指沉积腔体271下方的侧壁，具体地，收集腔276的顶壁与沉积腔体271的底壁相通，可以采用图5中所示的结构，即不设置收集腔276的顶壁，将沉积腔体271的底壁作为收集腔276的顶壁，且在沉积腔体271的底壁上设置通孔；当然，保证收集腔276与沉积腔体271相通的方式可以有很多种，其具体方式不受本文的限制。

这样，当沉积腔体271内的沉积物到达一定程度脱落时，在重力的作用下，沉积物落到位于沉积腔体271的下方，并通过其底壁上的通孔落入收集腔276中，当收集到一定程度时，就可以将收集腔276拆下来进行清理，从而进一步降低了对沉积装置27进行清理和维护的难度、并且可以大大减少清理的次数。

为了能够方便及时地了解收集腔276中的沉积物的收集情况，还可以在收集腔276的侧壁设置观察窗275。

为了方便清理收集腔276中的沉积物，还可以在收集腔276的侧壁设置排出口(图中未示出)。从而在需要进行沉积物的清理时，无需将收集腔276拆下，只需通过排出口连接吸尘器等装置，将收集腔276清理干净即可。

请参考图6，图6为本发明第三种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的沉积腔体的结构示意图。

沉积装置27还可以包括温度调节部件277，用于改变所述沉积腔体271的温度，增加沉积物颗粒的沉积。

当工艺气体中的沉积物颗粒在低温下比较容易沉积时，温度调节部件277可以为降温部件，从而降低沉积腔体271的温度，增加沉积物颗粒的沉积；当工艺气体中的沉积物颗粒在高温下比较容易沉积时，温度调节部件277可以为加热部件，从而升高沉积腔体271的温度，增加沉积物颗粒的沉积。这样，增加了沉积物颗粒在沉积腔体271内的沉积，就可以进一步地防止沉积物颗粒随气体流出沉积腔体271，增强对压力调节部件24的保护作用。

具体地，温度调节部件277可以为水管，水管绕于沉积腔体271的外侧。当工艺气体中的沉积物颗粒在低温下比较容易沉积时，水管中可以通冷水；当工艺气体中的沉积物颗粒在高温下比较容易沉积时，水管中可以通热水，当然，此种情况下，温度调节部件277还可以为加热器。

沉积装置27还可以包括振动部件，用于使沉积腔体271振动。该振动可以是周期性也可以是非周期性的，当沉积腔体271振动时，可以使沉积于沉积腔体271的侧壁以及隔板272上的沉积物剥离，从而进一步方便了对沉积腔体271的清理。

具体地，可以在沉积装置27的下方安装一个凸轮，凸轮在电机等动力部件的带动下旋转，就可以实现沉积装置27的振动。当然，使沉积装置27产生振动的方式可以有很多种，并不限于以上所述的方式。

请参考图9，图9为本发明第二种具体实施方式所提供的真空镀膜设备的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的真空镀膜设备还包括旁路管道和旁路截止阀25，旁路管道能够在旁路截止阀25的作用下可选择地连通真空腔体22和压力调节部件24。

沉积装置27的设置会增大真空镀膜设备的气流通道的阻力，影响了压力调节部件24的真空泵243的抽气能力，旁路通道和旁路截止阀25的设置，可以在需要真空腔室22快速达到适当的真空度时，连通真空腔体22和压力调节部件24，从而使真空腔体22能够尽快地达到所需要的真空值。

当然，以上所述的各种实施方式的结构，可以在排除相互矛盾的情况下任意组合，以达到更好的效果。

以上对本发明所提供的真空镀膜设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种真空镀膜设备，包括真空腔体(22)和用于控制真空腔体(22)内部压力的压力调节部件(24)，所述真空腔体(22)和所述压力调节部件(24)之间连接有沉积装置(27)，其特征在于，所述沉积装置(27)包括沉积腔体(271)和位于所述沉积腔体(271)内的阻隔部件，所述阻隔部件与所述沉积腔体(271)的侧壁形成弯曲的气流通道。

2.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述阻隔部件为隔板(272)，且所述隔板(272)上相对的两端中的第一端安装于所述沉积腔体(271)的侧壁，第二端距离所述沉积腔体(271)的侧壁适当距离。

3.根据权利要求2所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述隔板包括第一隔板(2721)和第二隔板(2722)，所述侧壁包括相对设置的第一侧壁(2711)和第二侧壁(2712)；所述第一隔板(2721)的第一端安装于所述第一侧壁(2711)，其第二端距离所述第二侧壁(2712)适当距离；所述第二隔板(2721)的第一端安装于所述第二侧壁(2712)，其第二端距离所述第一侧壁(2711)适当距离。

4.根据权利要求3所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第一隔板(2721)的数目和所述第二隔板(2722)的数目均为多个，且二者沿所述气体的流通方向间隔设置。

5.根据权利要求3所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第一侧壁(2711)和所述第二侧壁(2712)分体设置。

6.根据权利要求2所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述隔板(272)具有平面结构或者弧面结构。

7.根据权利要求1至6任一项所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述沉积装置(27)还包括收集腔(276)，所述收集腔(276)安装于所述沉积腔体(271)的下方，且所述收集腔(276)的顶壁与所述沉积腔体(271)的底壁相通。

8.根据权利要求7所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述收集腔(276)的侧壁设置有观察窗(275)。

9.根据权利要求8所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述收集腔(276)的侧壁设置有排出口。

10.根据权利要求1至6任一项所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述沉积装置(27)还包括温度调节部件(277)，用于改变所述沉积腔体(271)的温度。

11.根据权利要求10所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述温度调节部件(277)为水管，所述水管绕于所述沉积腔体(271)的外侧。

12.根据权利要求1至6任一项所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述沉积装置(27)还包括振动部件，用于使所述沉积腔体(271)振动。

13.根据权利要求12所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述振动部件为由动力部件驱动的凸轮，所述凸轮安装于所述沉积腔体(271)的下方。

14.根据权利要求1至6任一项所述的真空镀膜设备，其特征在于，还包括旁路管道和旁路截止阀(25)，所述旁路管道在所述旁路截至阀(25)的作用下可选择地连通所述真空腔体(22)和所述压力调节部件(24)。

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