CN103074581A

CN103074581A - 采用光加热的pvd设备

Info

Publication number: CN103074581A
Application number: CN2012105705283A
Authority: CN
Inventors: 王奉瑾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明涉及半导体生产设备领域，尤其涉及采用光加热的PVD设备。本发明提供采用光加热的PVD设备，通过设置与传输带配合的滚筒组，达到壳体与传输带之间动态的密封效果；同时，在所述下腔内设置移动靶舟，通过移动靶舟在所述下腔体的移动，实现对放置于所述传输带上的待镀膜材料进行镀膜处理。整个PVD设备完成了与传输带之间的动态密封和对放置于传输带上的待镀膜材料的镀膜处理，其结构上更趋于微型化，无论制造成本还是制造工期，都是相对于现有技术有明显的进步。

Description

采用光加热的PVD设备

技术领域

本发明涉及半导体生产设备领域，尤其涉及采用光加热的PVD设备。

背景技术

由于半导体集成制造的过程中需要由多个工艺分步完成，如清洗处理、干燥处理、隔离处理、PVD镀膜等等，且每一工艺步骤均需要在密闭的环境下进行，对此现有技术中通常采用集成密封制造系统，使每一步工艺在同一密闭的环境下进行。在整个半导体集成制造过程中，PVD镀膜是半导体成型的核心步骤。

PVD指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基板表面上的过程。在目前的半导体制造过程中，PVD镀膜技术的基本方法有真空蒸发、真空溅射和真空离子镀膜的方法。真空蒸发是指将膜材置于真空室内的蒸发源中，在高真窒条件下，通过蒸发加热使其蒸发，当蒸汽分子的平均自由程大于真空室的线性尺寸后，蒸汽状态下的原子和分子从蒸发源表面逸出后，很少受到其他分子或原子的冲击与阻碍，可直接到达被镀的基板表面上，由于基板温度较低，便凝结于其上而形成镀膜。

现有技术中，半导体集成制造系统中，当完成一工艺流程后，需将半导体半成品取出，以进行下一步的工艺处理，但其对取出后的空间真空度要求较高，因此造成半导体集成制造设备制造困难，厂房的规模巨大。厂家投资建厂一方面需承担前期大量的资金投入，另一方面通常建设一半导体集成制造系统需要数年的时间，可见目前建设一半导体集成制造系统资金投入量大且时间久，且容易造成厂家资金周转的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，旨在提供采用光加热的PVD设备以实现半导体生产设备中的PVD镀膜设备实现模块化和微型化设计，从而降低PVD镀膜设备的制造成本。

本发明是这样实现的，采用光加热的PVD设备，包括一壳体，所述壳体横向两侧分别设有供放置待镀膜材料的传输带通过的入口和出口，且所述传输带将所述壳体分隔成上腔与下腔，所述壳体内入口和出口处分别设有动态夹持所述传输带并带动其移动的滚筒组，各所述滚筒组包括贴设于传输带上侧的上滚筒和贴设于传输带下侧的下滚筒，所述壳体上还设有驱动所述滚筒组运转的第一伺服电机；所述下腔内设有用于放置靶材的移动靶舟及对所述移动靶舟提供热源的光热装置，所述移动靶舟上端具有一朝向所述传输带的喷气口，所述光热装置设于所述移动靶舟下端。

具体地，所述下腔内设有一转动的丝杆，所述移动靶舟设有与所述丝杆适配的螺纹孔，所述移动靶舟由所述螺纹孔安装于所述丝杆上。

具体地，所述光热装置包括设于所述移动靶舟下端的光腔、设于所述光腔内并聚焦于所述移动靶盘下端的聚焦镜头及柔性的导光管，所述导光管的一端插设于所述光腔内并朝向所述聚焦镜头，另一端与光源设备连接。

具体地，所述光源设备设于所述壳体的外部，所述导光管连接光源设备的一端穿过所述壳体与所述光源设备连接。

具体地，所述壳体上开设有供惰性气体进入的进气口和排出的排气口。

具体地，所述进气口和排气口分别配备有进气控制阀和排气控制阀。

具体地，所述壳体侧壁设有驱动所述丝杆转动的第二伺服电机。

具体地，各所述上滚筒和下滚筒的表面设有弹性层，各所述上滚筒和下滚筒的两端部表面相互弹性按压，各所述上滚筒和下滚筒之间具有供所述传输带通过的间隙，且各所述上滚筒和下滚筒与所述传输带之间相互弹性按压。

具体地，上述PVD设备包括控制系统，还包括控制系统，所述控制系统包括膜厚监控系统、测温装置、监控所述上腔和下腔内压力的压力测控系统、监控所述上腔和下腔内部环境的视频监控装置。

本发明的有益效果：本发明提供的采用光加热的PVD设备通过采用在所述壳体与所述传输带之间设置所述滚筒组，利用所述滚筒组与壳体和所述传输带的密封连接关系，达到所述壳体与所述传输带之间的动态密封设计；同时，在所述下腔内设置移动靶舟，通过移动靶舟在所述下腔体的移动，实现对放置于所述传输带上的待镀膜材料进行镀膜处理。整个PVD设备完成了与传输带之间的动态密封和对放置于传输带上的待镀膜材料的镀膜处理，其结构上更趋于微型化，无论制造成本还是制造工期，都是相对于现有技术有明显的进步。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的外部结构示意图；

图2是图1去除壳体一侧壁后的结构示意图；

图3是图1去除壳体后的结构示意图；

图4是移动靶舟与光热装置之间的安装结构示意图；

图5是图4横截面的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1~5，采用光加热的PVD设备，包括一壳体1，所述壳体1横向两侧分别设有供放置待镀膜材料6的传输带2通过的入口11和出口12，且所述传输带2将所述壳体1分隔成上腔13与下腔14，所述壳体1内入口11和出口12处分别设有动态夹持所述传输带2并带动其移动的滚筒组3，各所述滚筒组3包括贴设于传输带2上侧的上滚筒31和贴设于传输带2下侧的下滚筒32，所述壳体1上还设有驱动所述滚筒组3运转的第一伺服电机4。通过采用在所述壳体1与所述传输带2之间设置所述滚筒组3，利用所述滚筒组3与所述壳体1和所述传输带2的密封连接关系，达到所述壳体1与所述传输带2之间的动态密封设计。如此，可便于本发明的PVD设备与半导体集成制造系统的其余工艺模块可通过所述传输带2实现良好的密封衔接。

所述下腔14内设有用于放置靶材的移动靶舟51及对所述移动靶舟51提供热源的光热装置52，所述移动靶舟51上端具有一朝向所述传输带2的喷气口511，所述光热装置52设于所述移动靶舟51下端。在所述下腔14内设置移动靶舟51，通过所述移动靶舟51在所述下腔体14内往返的移动，实现对放置于所述传输带2上的待镀膜材料6进行镀膜处理。整个PVD设备完成了与传输带之间的动态密封和对放置于传输带上的待镀膜材料的镀膜处理，其结构上更趋于微型化，无论制造成本还是制造工期，都是相对于现有技术有明显的进步。

在本实施例中，所述下腔14内设有一转动的丝杆53，所述移动靶舟51设有与所述丝杆53适配的螺纹孔512，所述移动靶舟51由所述螺纹孔512安装于所述丝杆53上。其中，所述丝杆53与水平面平行，如此，可通过转动所述丝杆53来改变所述移动靶舟51在水平方向上位置。当然，在本发明中，亦可以采用气缸推动的方式来的提供所述移动靶舟51的运动动力，也可达到同样的技术效果。

在本实施例中，所述光热装置52包括设于所述移动靶舟51下端的光腔521、设于所述光腔521内并聚焦于所述移动靶盘51下端的聚焦镜头522及柔性的导光管523，所述导光管523的一端插设于所述光腔521内并朝向所述聚焦镜头522，另一端与光源设备（图未画出）连接。如此，可实现将光源设备的能量由所述导光管523传输至所述移动靶舟51内，对放置于所述移动靶舟51内的靶材进行加热。由于本发明采用柔性的导光管523，可使导光管523随同所述移动靶舟51一同移动，使得所述光源设备的设置位置更为灵活。具体地，所述光源设备设于所述壳体1的外部，所述导光管523连接光源设备的一端穿过所述壳体1与所述光源设备连接。如此，可方便本发明的PVD设备与光源设备的相互分离，也便于所述PVD设备的维护。

在本实施例中，所述壳体1上开设有供惰性气体进入的进气口15和排出的排气口16。其中所述惰性气体可以是氦、氖、氩、氪、氙、氡中的任一种。如此，本发明的PVD设备在工作时，可事先由所述进气口15向所述壳体1内注入惰性气体，同时由所述排气口16排出所述壳体1内的气体，使得整个所述壳体1内充满惰性气体，使得所述壳体1内没有在高温状态可与气态的靶材物质发生反应的空气。而在现有技术中，通常是采用抽真空的方式，来避免空气与气态的靶材物质发生反应，其制造难度明显较大。因此，相对于现有技术，此改进方案更极于操作与实施，使得设备的制造成本上更为低廉。

在本实施例中，所述进气口15和排气口16分别配备有进气控制阀和排气控制阀。如此，可通过在所述壳体1内设置与所述进气控制阀和排气控制阀的控制设备连接的气压监测装置，利用气压监测装置实时测得所述壳体1内的气压，通过反馈机制达到对所述进气控制阀和排气控制阀的开启程度或闭合程度的控制，达到对所述进气口15的进气量和所述排气口16的排气量的有效控制。

在本实施例中，所述壳体1侧壁设有驱动所述丝杆53转动的第二伺服电机7。

在本实施例中，各所述上滚筒31和下滚筒32的表面设有弹性层（图中未画出），各所述上滚筒31和下滚筒32的两端部表面相互弹性按压，各所述上滚筒31和下滚筒32之间具有供所述传输带2通过的间隙，且各所述上滚筒31和下滚筒32与所述传输带2之间相互弹性按压。其中，所述弹性层采用硅橡胶制作而成。上述技术方案给了所述滚筒组3的具体密封方式，通过将所述上滚筒31、下滚筒32及基板2相互接触部分设置成弹性接触，如此，当所述基板2随同所述滚筒组3运转过程中，可时刻保持良好的密封效果，实现动态密封。另外，由于所述滚筒组3与所述传输带2之间采用相互弹性按压的接触方式，因此，相互之间必然会因摩擦产生大量的热量，为使所产生的热量的热量能够及时散发，所述壳体1内还设有对所述滚筒组3进行降温的水冷系统8。

在本实施例中，上述PVD设备包括控制系统，所述控制系统包括采用红外反射原理制作而成的膜厚监控系统、采用红外测温法制作而成的测温装置、监控所述上腔和下腔内压力的压力测控系统、监控所述上腔和下腔内部环境的视频监控装置。鉴于所述膜厚监控系统、测温装置、压力测控系统及视频监控装置均分别为现有技术，在此不作细述。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.采用光加热的PVD设备，包括一壳体，其特征在于：所述壳体横向两侧分别设有供放置待镀膜材料的传输带通过的入口和出口，且所述传输带将所述壳体分隔成上腔与下腔，所述壳体内入口和出口处分别设有动态夹持所述传输带并带动其移动的滚筒组，各所述滚筒组包括贴设于传输带上侧的上滚筒和贴设于传输带下侧的下滚筒，所述壳体上还设有驱动所述滚筒组运转的第一伺服电机；所述下腔内设有用于放置靶材的移动靶舟及对所述移动靶舟提供热源的光热装置，所述移动靶舟上端具有一朝向所述传输带的喷气口，所述光热装置设于所述移动靶舟下端。

2.根据权利要求1所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述下腔内设有一转动的丝杆，所述移动靶舟设有与所述丝杆适配的螺纹孔，所述移动靶舟由所述螺纹孔安装于所述丝杆上。

3.根据权利要求1所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述光热装置包括设于所述移动靶舟下端的光腔、设于所述光腔内并聚焦于所述移动靶盘下端的聚焦镜头及柔性的导光管，所述导光管的一端插设于所述光腔内并朝向所述聚焦镜头，另一端与光源设备连接。

4.根据权利要求3所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述光源设备设于所述壳体的外部，所述导光管连接光源设备的一端穿过所述壳体与所述光源设备连接。

5.根据权利要求1所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述壳体上开设有供惰性气体进入的进气口和排出的排气口。

6.根据权利要求5所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述进气口和排气口分别配备有进气控制阀和排气控制阀。

7.根据权利要求2所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：所述壳体侧壁设有驱动所述丝杆转动的第二伺服电机。

8.根据权利要求1所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：各所述上滚筒和下滚筒的表面设有弹性层，各所述上滚筒和下滚筒的两端部表面相互弹性按压，各所述上滚筒和下滚筒之间具有供所述传输带通过的间隙，且各所述上滚筒和下滚筒与所述传输带之间相互弹性按压。

9.根据权利要求1~8任一项所述的采用光加热的PVD设备，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括膜厚监控系统、测温装置、监控所述上腔和下腔内压力的压力测控系统、监控所述上腔和下腔内部环境的视频监控装置。