CN114481036A - 一种镀膜用坩埚挡板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空镀膜技术领域，公开一种镀膜用坩埚挡板，挡板由多块均分的子挡板拼合形成，每块所述子挡板上连接有驱动杆，所述驱动杆可带动子挡板移动且移动过程中不会与相邻子挡板发生干涉。由于整块挡板被均分成多块子挡板，在各子挡板同步移开的过程中，不会存在弧形面扫动空气、影响气态蒸发料流速的现象，保证了气态蒸发料上升速率的稳定性和同向性。各子挡板移开时直接将最中心的坩埚金属源暴露出来进行全方位无死角的同时镀膜，不会造成一侧已经镀膜，另一侧还未镀膜的状况，规避了传统镀膜过程中因挡板旋转造成的镀膜时间差，充分保证了镀膜一开始的均匀性，尤其对于比较薄的镀膜工艺的均匀性和稳定性都有很大的保障和提升。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜技术领域，具体地，涉及一种镀膜用坩埚挡板。
背景技术
在高真空镀膜领域，尤其是在电子束蒸发镀膜领域，常用于蒸发源坩埚上方的焊料遮挡物是圆盘型遮挡板，如专利号为CN201210164106.6的真空镀膜装置、真空镀膜控制系统及控制方法专利中，在坩埚加热位的上方安装有挡板，挡板为活动式，加热时打开，这种传统挡板的打开方式见说明书附图9和图10所示，挡板的主要作用是在蒸发料预熔过程和蒸发料熔源过程阻碍蒸发料蒸镀至行星罩上方的晶圆表面，其次是在镀膜设备未使用期间，保护坩埚内部不受腔体内部金属薄膜脱皮掉落物污染。但传统的遮挡板存在以下几点不足：
1.挡板顺时针或者逆时针转动露出坩埚蒸发源过程中，由于遮挡板弧形边缘的扫动，致使坩埚蒸发源至遮挡板处的气态蒸发料受扫过的挡板影响，而变得上升速率不均匀，从而影响到行星罩上方晶圆各方处的镀膜均匀性；
2.遮挡板在顺时针或逆时针转动过程中，先露出坩埚的一侧，必然有气态蒸发料先行溢出至上方行星罩内部晶圆，而坩埚另一侧在遮挡板转动过程中依然被遮挡，因此该侧行星罩晶圆在此过程中并未镀上金属薄膜。由此造成了薄膜蒸镀不均匀的结果，两侧膜厚差基本等同于遮挡板移动所造成的膜厚差，一般由此造成的膜厚差在几纳米至几十纳米之间。
因此，需要蒸镀的薄膜厚度越小，遮挡板移动对膜厚均匀性造成的影响越大。下表1所示为分别镀膜50nm、200nm后，腔室不同方位的晶圆平均膜厚和均匀性，可得出镀膜设定厚度越小，镀膜均匀性越差，而这种均匀性差异主要是镀膜开合的时间差弊端导致。此外，挡板开启会现在6点方位先行镀膜，其他方位延迟数秒，实际镀膜结果显示6点方位的晶圆镀膜膜厚偏厚。
表1 同一腔室不同方位晶圆镀膜平均厚度
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种能显著提升晶圆镀膜均匀性的坩埚挡板。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种镀膜用坩埚挡板，挡板由多块均分的子挡板拼合形成，每块所述子挡板上连接有驱动杆，所述驱动杆可带动子挡板移动且移动过程中不会与相邻子挡板发生干涉。
进一步地，所述驱动杆与所述子挡板的连接点位于子挡板的几何中心线上，所述驱动杆的长度延伸方向与所述挡板的半径重合。
进一步地，所述驱动杆与所述子挡板的连接点位于子挡板的几何中心线上，所述驱动杆的长度延伸方向与子挡板的拼合边平行。
进一步地，相邻子挡板在拼合处为叠合式拼接结构，叠合式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的上搭部和下托部，上搭部和下托部的拼合面相互适配。
更进一步地，拼合面为斜面。
进一步地，相邻子挡板在拼合处为嵌入式拼接结构，嵌入式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的凹槽部和凸起部，凹槽部和凸起部相互适配。
更进一步地，凸起部横截面呈顶尖结构。
进一步地，子挡板数量为两块。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）由于整块挡板被均分成多块子挡板，在各子挡板同步移开的过程中，不会存在弧形面扫动空气、影响气态蒸发料流速的现象，保证了气态蒸发料上升速率的稳定性和同向性；
2）各子挡板移开时直接将最中心的坩埚金属源暴露出来进行全方位无死角的同时镀膜，不会造成一侧已经镀膜，另一侧还未镀膜的状况，规避了传统镀膜过程中因挡板旋转造成的镀膜时间差，充分保证了镀膜一开始的均匀性，尤其对于比较薄的镀膜工艺的均匀性和稳定性都有很大的保障和提升。
附图说明
图1为实施例1所述的镀膜用坩埚挡板的结构示意图；
图2为图1中坩埚挡板被驱动杆带动移开暴露坩埚的结构示意图；
图3为实施例1所述的坩埚挡板的一种拼合示意；
图4为图3中子挡板的拼合示意图；
图5实施例1所述的坩埚挡板的另一种拼合示意；
图6为图5中子挡板的拼合示意图；
图7为实施例2所述的坩埚挡板的结构示意图；
图8为图7中坩埚挡板被驱动杆带动移开暴露坩埚的结构示意图；
图9为传统挡板的结构示意图；
图10为图9中挡板打开的过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
一种镀膜用坩埚挡板，位于坩埚1上方，挡板整体形状仍沿用传统挡板的圆盘形状，挡板的尺寸参数一般是根据设备镀膜坩埚的尺寸大小来设计，一般直径大小范围在20cm-60cm之间，挡板的材质可为不锈钢或其他金属合金，厚度一般为0.1cm-0.5cm之间，依据设备的具体需要来设计。如图1和图2所示，挡板由两块均分的子挡板2拼合形成，每块子挡板2上连接驱动杆3，由驱动杆3带动两块子挡板2以坩埚1为中心同步往外移开以暴露坩埚，各驱动杆3带动相应子挡板2移动的过程中可保证相邻子挡板不发生干涉。本实施例中驱动杆3以远离子挡板2的一端为支点，通过旋转一定角度以带动子挡板2移开，此处驱动杆的旋转参照传统坩埚挡板的驱动杆旋转过程，例如也可简单采用电机、齿轮和齿圈啮合传动的方式来带动驱动杆旋转（电机轴上套设齿轮，齿轮和齿圈啮合，驱动杆焊接固定在齿圈外周，驱动杆和电机轴在空间上呈垂直布置）。
为使驱动杆3的旋转得到很好的控制，优选将驱动杆3与子挡板2的连接点设置在子挡板2的几何中心线上，同时驱动杆3的长度延伸方向则与子挡板的拼合边平行。这样一来，两根驱动杆3也相互平行，两者在远离坩埚1中心往外旋转时，可确保两块子挡板不发生干涉，同时也能有效确保两块子挡板在需要拼合时迅速合拢形成一块完整挡板。
相邻子挡板2在拼合处为叠合式拼接结构，如图3和图4所示，叠合式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的上搭部21和下托部22，上搭部和下托部的拼合面相互适配。为降低子挡板2的制作复杂度，可将拼合面设计为斜面23。
此外，相邻子挡板2在拼合处也可设计为嵌入式拼接结构，如图5和图6所示，嵌入式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的凹槽部24和凸起部25，凹槽部和凸起部相互适配，此处我们将凸起部横截面设计为顶尖结构251。
事实上，驱动杆和子挡板的连接点、驱动杆的朝向也无需作特殊要求，只需根据驱动杆与子挡板的实际连接情况对驱动杆作不同旋转要求即可，只要是满足相邻子挡板不发生干涉的旋转操作均可。
在进行镀膜时，两根驱动杆3同时发生旋转，带动相应子挡板2缓缓从中心打开，坩埚1中心部位挡板不再存在弧形区域，因此也就不存在弧形面扫动空气从而影响气态蒸发料流速的现象，有效避免了一侧有气态蒸发料溢出而另一侧没有的状况，避免了腔室内不同方位晶圆镀膜时间差的影响因素；在镀膜结束子挡板关闭的过程，子挡板移动同样也不会影响气态金属的均匀分布和向上蒸发运动。保证了气态蒸发料上升速率的稳定性和同向性，提高了不同方位晶圆的镀膜均匀性和镀膜稳定性。
本申请的坩埚挡板可简单有效的在镀膜过程中直接开合将最中心的坩埚金属源暴露出来进行全方位无死角同时镀膜，不会造成一侧已经镀膜，另一侧还未镀膜的状况，避免了因挡板旋转造成的镀膜时间差，充分保证了镀膜一开始的均匀性，尤其对于比较薄的镀膜工艺的均匀性和稳定性都有很大的保障和提升。
需要说明的是：挡板并不局限于由两块子挡板拼合，可以是三块、四块、五块等，只要多块子挡板最终能无缝拼合成一块完整的挡板均可，当子挡板为两块以上时，也只需对驱动杆的旋转角度进行相应设计，即可达到相邻子挡板移动过程中不发生干涉的要求。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：如图7和图8所示，驱动杆3与子挡板2的连接点位于子挡板的几何中心线上，驱动杆3的长度延伸方向与挡板的半径重合，此时驱动杆3不是通过旋转来带动子挡板2移开，而是通过自身平移后退等方式来带动子挡板呈直线路径移开以暴露坩埚1。驱动杆的平移后退操作可通过多种手段实现，例如采用机械手夹持驱动杆移动等等，本领域技术人员可以通过多种常规技术手段来控制驱动杆移动，在此不作赘述。
当然，驱动杆与子挡板的连接点也并不局限于设置在子挡板的几何中心线上，连接点也可以是在子挡板上的任意位置，只要驱动杆能带动子挡板呈直线路径移动且移动过程中相邻子挡板不发生干涉即可。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种镀膜用坩埚挡板，其特征在于，挡板由多块均分的子挡板拼合形成，每块所述子挡板上连接有驱动杆，所述驱动杆可带动子挡板移动且移动过程中不会与相邻子挡板发生干涉。
2.根据权利要求1所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，所述驱动杆与所述子挡板的连接点位于子挡板的几何中心线上，所述驱动杆的长度延伸方向与所述挡板的半径重合。
3.根据权利要求1所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，所述驱动杆与所述子挡板的连接点位于子挡板的几何中心线上，所述驱动杆的长度延伸方向与子挡板的拼合边平行。
4.根据权利要求1所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，相邻所述子挡板在拼合处为叠合式拼接结构，叠合式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的上搭部和下托部，所述上搭部和下托部的拼合面相互适配。
5.根据权利要求4所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，所述拼合面为斜面。
6.根据权利要求1所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，相邻所述子挡板在拼合处为嵌入式拼接结构，嵌入式拼接结构包括分别设置在两块相邻子挡板上的凹槽部和凸起部，所述凹槽部和凸起部相互适配。
7.根据权利要求6所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，所述凸起部横截面呈顶尖结构。
8.根据权利要求1所述的镀膜用坩埚挡板，其特征在于，所述子挡板数量为两块。
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