CN108411269B - 一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极 - Google Patents

一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，包括：电极接头、水冷电极、进水接头、出水接头和分水管，电极接头的一端与水冷电极相连，分水管包括贯穿水冷电极和电极接头的第一内分水管、第二内分水管、延伸出水冷电极顶部的外分水管网，进水接头通过第一内分水管与外分水管网相连，出水接头通过第二内分水管与外分水管网相连；电极接头外覆盖有绝缘套，绝缘套外覆盖有外屏蔽罩，外屏蔽罩通过固定装置与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架底部相连，水冷电极与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架之间设置有密封绝缘套。本发明将加热和清洗步骤同时进行，并且利用等量的冷却水进行了双重散热，散热效果好、密封绝缘性佳。

Description

一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极
技术领域
本发明涉及溅射镀膜领域，具体的涉及一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极。
背景技术
立式硅片磁控溅射镀膜机用于在真空环境下利用磁控溅射靶给硅片上镀上一层或多层金属膜，在镀膜之前需要对硅片上附着的气体残渣进行清洗，常规方法是清洗室内充入特定气体，然后在通过在电极间施加电压，气体被电离，电离后的等离子体在运动过程中撞击硅片,去掉硅片表面的气体杂质,并使硅片带电,提高金属膜在硅片上的附着力。
为了达到更好的清洗效果，在清洗之前需要对硅片进行加热，常规的方法是先将硅片加热再进入真空腔体内进行清洗，费时费力，此外常规清洗电极虽然为了散热内置有单根散热水管，但是单根散热水管的散热效果不佳，如果需要加速散热就需要加快水流通行速度，既可能影响电极工作稳定性又浪费水资源，同时常规水冷电极的密封性和绝缘性不好，导致清洗效果不行。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种加热和清洗同时进行、散热效果好、密封绝缘性佳的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极。
本发明采用的技术方案是：
一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，包括：电极接头、水冷电极、进水接头、出水接头和分水管，所述电极接头与水冷电极相连；
所述分水管包括贯穿水冷电极和电极接头的第一内分水管、第二内分水管，以及位于水冷电极顶部两侧的外分水管网，所述进水接头通过第一内分水管与外分水管网相连，所述出水接头通过第二内分水管与外分水管网相连；
所述电极接头外覆盖有绝缘套，所述绝缘套外覆盖有外屏蔽罩，所述外屏蔽罩与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架底部相连，所述水冷电极与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架之间设置有密封绝缘套。
进一步的，所述水冷电极的顶端设置有内盒体和外盒体，所述外盒体的底边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架相接，所述内盒体和外盒体之间设置有绝缘隔离片。
进一步的，所述进水接头插入电极接头并与第一内分水管的进水口相连，所述出水接头插入电极接头并与第二内分水管出水口相连，所述第一内分水管出水口与外分水管网的进水口相连，所述第二内分水管的进水口与外分水管网的出水口相连；所述外分水管网通过若干设置在内盒体上的支撑台固定。
进一步的，所述支撑台包括底部与内盒体相连的支撑底座，所述支撑底座顶部设置有与外分水管网配合的半圆凹槽，所述支撑底座上设置有压板以用于与支撑底座配合固定外分水管网，所述压板通过螺钉固定在支撑底座上。
进一步的，所述外屏蔽罩通过互相配合的压法兰和螺钉固定在立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架上。
进一步的，所述绝缘套和密封绝缘套之间设置有绝缘环，所述绝缘环内壁与水冷电极相接，绝缘环外壁与外屏蔽罩相接。
进一步的，所述密封绝缘套的侧边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架侧边相接。
进一步的，所述电极接头与水冷电极的接触面之间、水冷电极与密封绝缘套的接触面之间、密封绝缘套与立式硅片磁控溅射镀膜机的接触面之间皆设置有O型密封圈。
进一步的，还包括射频电源，所述电极接头远离水冷电极的一端通过螺钉与接线片固定，所述接线片延伸出外屏蔽罩外并与射频电源电性连接。
进一步的，还包括与射频电源电性连接的PLC控制模块，以用于射频电源的工作状态。
本发明的有益效果：
本发明在水冷电极和电极接头内设置有第一内分水管和第二内分水管，在水冷电极外设置有裸露的外分水管网，冷却水从进水接头流入第一内分水管将水冷电极/电极接头的热量带走，然后流入外分水管网将热量散发到真空清洗室内，提高真空清洗室内的温度，一方面利用环境温度的升高，另一方面利用离子撞击的动能给硅片加热，提高清洗效率，同时冷却水通过裸露的外分水管网散热后温度降低，重新流入第二内分水管将水冷电极/电极接头的热量带走并从出水接头流出，利用等量的冷却水进行了双重散热，散热效果好。
本设计不仅提高了真空清洗室的温度，将给硅片加热和清洗合二为一，清洗效果好，同时利用冷却水进行了双重散热，对比单根冷却水管的设计不浪费水资源的同时散热效果更好。
此外通过设置在电极接头外的绝缘套，绝缘套外的外屏蔽罩，以及水冷电极与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架之间的密封绝缘套的组合，绝缘效果好，密封性佳。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明；
图1为本发明应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极的剖面示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，包括电极接头1、水冷电极2、进水接头31、出水接头32和分水管，电极接头1的一端与水冷电极2相连，分水管包括贯穿水冷电极2和电极接头1的第一内分水管41、第二内分水管42、延伸出水冷电极2顶部的外分水管网43，进水接头31通过第一内分水管41与外分水管网43相连，出水接头32通过第二内分水管42与外分水管网43相连。
其中，进水接头31插入水冷电极2底部并与电极接头1内的第一内分水管41的进水口相连，出水接头32从电极接头1侧面插入并与电极接头1内的第二内分水管42出水口相连，出水接头32和进水接头31的插入位置不属于本发明的保护范围，可以根据需要做对调或其他调整；第一内分水管41出水口与外分水管网43的进水口相连，第二内分水管42的进水口与外分水管网43的出水口相连；为了加强散热效果，外分水管网43的长度应大于电极内的第一内分水管41、第二内分水管42的长度，此外外分水管网43通过若干设置在内盒体61上的支撑台64固定，避免因为管道过长导致变形影响接口处的密封性。
支撑台64包括与内盒体61相连的支撑底座641，支撑底座641顶部设置有与外分水管网43配合的半圆凹槽，支撑底座上设置有压板642以用于与支撑底座641配合固定外分水管网43，压板642通过螺钉固定在支撑底座641上。
为了实现绝缘密封的效果，电极接头1外覆盖有绝缘套51，绝缘套51外覆盖有外屏蔽罩52，外屏蔽罩52通过固定装置与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架7底部相连，水冷电极2与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架7之间设置有密封绝缘套53。水冷电极2的顶端设置有内盒体61和外盒体62，外盒体62的底边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架7相接，内盒体61和外盒体62之间设置有绝缘隔离片63。外屏蔽罩52通过互相配合的压法兰81和螺钉固定在立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架7上。
其中，为了进一步加强绝缘性和密封性，绝缘套51和密封绝缘套53之间设置有绝缘环54，绝缘环54内壁与水冷电极2相接，绝缘环54外壁与外屏蔽罩52相接。密封绝缘套53的侧边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架7侧边相接。电极接头1与水冷电极2的接触面之间、水冷电极2与密封绝缘套53的接触面之间、密封绝缘套53与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架7的接触面之间皆设置有O型密封圈82。
其中，还包括射频电源，电极接头1远离水冷电极2的一端通过螺钉与接线片83固定，接线片83延伸出外屏蔽罩52外并与射频电源电性连接。
为了实现射频电源的恒流、恒压、恒功率，还包括与射频电源电性连接的PLC控制模块，以用于控制射频电源的工作状态。
本发明在水冷电极2和电极接头1内设置有第一内分水管41和第二内分水管42，在水冷电极2外设置有裸露的外分水管网43，冷却水从进水接头31流入第一内分水管41将水冷电极2/电极接头1的热量带走，然后流入外分水管网43将热量散发到真空清洗室内，提高真空清洗室内的温度，一方面利用环境温度的升高，另一方面利用离子撞击的动能给硅片加热，提高清洗效率，同时冷却水通过裸露的外分水管网43散热后温度降低，重新流入第二内分水管42将水冷电极2/电极接头1的热量带走并从出水接头32流出，利用等量的冷却水进行了双重散热，散热效果好。
本设计不仅提高了真空清洗室的温度，将给硅片加热和清洗合二为一，清洗效果好，同时利用冷却水进行了双重散热，对比单根冷却水管的设计不浪费水资源的同时散热效果更好。
此外通过设置在电极接头1外的绝缘套51，绝缘套51外的外屏蔽罩52，以及水冷电极2与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架7之间的密封绝缘套53的组合，绝缘效果好，密封性佳。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于，包括：电极接头(1)、水冷电极(2)、进水接头(31)、出水接头(32)和分水管，所述电极接头(1)与水冷电极(2)相连；
所述分水管包括贯穿水冷电极(2)和电极接头(1)的第一内分水管(41)、第二内分水管(42)，以及位于水冷电极(2)顶部两侧的外分水管网(43)，所述进水接头(31)通过第一内分水管(41)与外分水管网(43)相连，所述出水接头(32)通过第二内分水管(42)与外分水管网(43)相连；
所述电极接头(1)外覆盖有绝缘套(51)，所述绝缘套(51)外覆盖有外屏蔽罩(52)，所述外屏蔽罩(52)与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架(7)底部相连，所述水冷电极(2)与立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架(7)之间设置有密封绝缘套(53)；
所述水冷电极(2)的顶端设置有内盒体(61)和外盒体(62)，所述外盒体(62)的底边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架(7)相接，所述内盒体(61)和外盒体(62)之间设置有绝缘隔离片(63)；
所述绝缘套(51)和密封绝缘套(53)之间设置有绝缘环(54)，所述绝缘环(54)内壁与水冷电极(2)相接，绝缘环(54)外壁与外屏蔽罩(52)相接。
2.根据权利要求1所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：所述进水接头(31)插入电极接头(1)并与第一内分水管(41)的进水口相连，所述出水接头(32)插入电极接头(1)并与第二内分水管(42)出水口相连，所述第一内分水管(41)出水口与外分水管网(43)的进水口相连，所述第二内分水管(42)的进水口与外分水管网(43)的出水口相连；所述外分水管网(43)通过若干设置在内盒体(61)上的支撑台(64)固定。
3.根据权利要求2所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：所述支撑台(64)包括底部与内盒体(61)相连的支撑底座(641)，所述支撑底座(641)顶部设置有与外分水管网(43)配合的半圆凹槽，所述支撑底座上设置有压板(642)以用于与支撑底座(641)配合固定外分水管网(43)，所述压板(642)通过螺钉固定在支撑底座(641)上。
4.根据权利要求1所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：所述外屏蔽罩(52)通过互相配合的压法兰(81)和螺钉固定在立式硅片磁控溅射镀膜机内的支架(7)上。
5.根据权利要求1所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：所述密封绝缘套(53)的侧边与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架(7)侧边相接。
6.根据权利要求5所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：所述电极接头(1)与水冷电极(2)的接触面之间、水冷电极(2)与密封绝缘套(53)的接触面之间、密封绝缘套(53)与立式硅片磁控溅射镀膜机的支架(7)的接触面之间皆设置有O型密封圈(82)。
7.根据权利要求1所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：还包括射频电源，所述电极接头(1)远离水冷电极(2)的一端通过螺钉与接线片(83)固定，所述接线片(83)延伸出外屏蔽罩(52)外并与射频电源电性连接。
8.根据权利要求7所述的应用于立式硅片磁控溅射镀膜机的离子清洗电极，其特征在于：还包括与射频电源电性连接的PLC控制模块，以用于控制射频电源的工作状态。
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