CN116949431A - 一种薄膜沉积设备和薄膜沉积方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及薄膜沉积技术领域，公开了一种薄膜沉积设备和薄膜沉积方法，该薄膜沉积设备包括本体和进气部件；本体具有容置工件的容纳腔；进气部件具有气体腔室，气体腔室与容纳腔连通，进气部件用于将加热后的惰性气体送入容纳腔；本体包括内壳体和外壳体，内壳体位于外壳体内部，内壳体的内腔形成容纳腔；内壳体在轴向上的一端具有抽气口，内壳体和外壳体之间设有定位结构，定位结构用于防止内壳体相对外壳体向抽气口所在方向移动。该薄膜沉积设备通过结构优化，可缩短对工件的预热时间，以利于提升产能。

Description

一种薄膜沉积设备和薄膜沉积方法

技术领域

本申请涉及薄膜沉积技术领域，特别是涉及一种薄膜沉积设备和薄膜沉积方法。

背景技术

在薄膜沉积工艺中，通常需要对工件先进行预热，之后再镀膜。为实现预热功能，现有薄膜沉积设备可大致分为两种形式：一种是单独设置预热模块，预热与工艺腔体分离，此种设备预热与工艺分离互不影响，预热时间几乎不会对工艺时间有影响，节拍紧凑产能高。但是，独立设置的预热模块结构成本高，逻辑较为复杂。另一种是将预热模块集成在工艺腔体内，加工时，工件在工艺腔体内先预热再进行薄膜沉积，预热模块一般采用热辐射等单一方式对工件进行预热，这样，由于预热时间是包含在工艺时间内，整体节拍拉长，对产能影响较大。

发明内容

本申请的目的是提供一种薄膜沉积设备，通过结构优化，可缩短对工件的预热时间，以利于提升产能。本申请的另一目的是提供一种采用前述薄膜沉积设备实现的薄膜沉积方法。

为解决上述技术问题，本申请提供一种薄膜沉积设备，包括本体和进气部件；

本体具有容置工件的容纳腔；

进气部件具有气体腔室，气体腔室与容纳腔连通，进气部件用于将加热后的惰性气体送入容纳腔；

本体包括内壳体和外壳体，内壳体位于外壳体内部，内壳体的内腔形成容纳腔；

内壳体在轴向上的一端具有抽气口，内壳体和外壳体之间设有定位结构，定位结构用于防止内壳体相对外壳体向抽气口所在方向移动。

优选的，薄膜沉积设备还包括第一加热组件，第一加热组件设置在容纳腔的腔壁的外侧。

优选的，薄膜沉积设备还包括第二加热组件，第二加热组件靠近进气部件设置以加热进气部件。

优选的，第二加热组件设于进气部件背向容纳腔的一侧，第二加热组件背向进气部件的一侧设有第二隔热层和第二保温层中的至少一者。

优选的，第二加热组件背向进气部件的一侧设有第二隔热层和第二保温层，第二隔热层位于第二保温层和进气部件之间。

优选的，薄膜沉积设备还包括第二测温组件，第二测温组件用于测量进气部件的温度。

优选的，进气部件具有多个均匀排布的出气孔，出气孔用于连通气体腔室和容纳腔。

优选的，定位结构包括第一定位件和第二定位件；

第一定位件包括自外壳体的内壁面朝内壳体所在方向伸出的凸块，第二定位件包括自内壳体的外壁面朝外壳体所在方向延伸的凸部；

第一定位件和第二定位件在轴向上相抵，且第一定位件相对第二定位件靠近抽气口。

优选的，内壳体在轴向上的另一端为敞口端，内壳体的壳壁在敞口端沿径向向外延伸形成法兰盘，第二定位件包括法兰盘。

优选的，内壳体在轴向上的另一端为敞口端，薄膜沉积设备还包括门组件，门组件用于打开或关闭敞口端；门组件包括第一门体和第二门体，第二门体与第一门体在轴向上滑动连接，第二门体能够与敞口端贴合密封。

优选的，第一门体和第二门体之间设有导向杆，导向杆的长度方向与内壳体的轴向平行，导向杆的一端与第一门体固定连接，另一端与第二门体滑动连接。

优选的，第一门体和第二门体之间设有弹性件。

优选的，第二门体为进气部件，第一门体具有气孔，气孔通过进气管与进气部件的进气口连接，进气管为柔性材质管。

优选的，内壳体包括在轴向上相互连接的主体段和接口段，接口段的径向尺寸小于主体段的径向尺寸，接口段远离主体段的端口为抽气口；外壳体包括壳周壁和壳端壁，壳端壁连接在壳周壁靠近抽气口所在侧的端部，接口段的至少部分伸出壳端壁外，接口段与壳端壁之间密封隔离。

优选的，接口段连接有抽气组件，抽气组件包括柔性管和抽气管，柔性管外套于接口段，柔性管的一端与壳端壁的外壁面密封连接，柔性管的另一端与抽气管连接，柔性管和接口段之间设有密封环。

优选的，柔性管包括第一波纹管和第二波纹管，第一波纹管的一端与壳端壁的外壁面固定连接，第一波纹管的另一端与第二波纹管的一端之间密封连接，第二波纹管的另一端位置固定且与抽气管连接。

优选的，内壳体还包括过渡段，过渡段连接在主体段和接口段之间，过渡段的径向尺寸自主体段至接口段的方向逐渐减小。

优选的，主体段和壳周壁之间形成有环形腔，环形腔内设有第一加热组件，第一加热组件环绕主体段，第一加热组件与壳周壁之间设有第一隔热层和第一保温层中的至少一者；壳端壁朝向容纳腔的壁面设有第一隔热层和第一保温层中的至少一者。

优选的，第一隔热层相对第一保温层靠近容纳腔的中心。

优选的，薄膜沉积设备包括载具，载具能够放入容纳腔，载具用于承载工件；进气部件靠近载具设置。

优选的，薄膜沉积设备包括第一测温组件，第一测温组件用于测量载具的温度。

优选的，进气部件还用于向容纳腔送入工艺气体。

本申请还提供一种薄膜沉积方法，采用上述的薄膜沉积设备实现，薄膜沉积方法包括预热阶段，预热阶段包括：

封闭放置有工件的容纳腔；

对封闭的容纳腔进行抽气作业；

通过进气部件向容纳腔内送入惰性气体，启动第一加热组件和第二加热组件进行加热，直至工件的温度控制在恒定温度范围。

该薄膜沉积方法采用前述薄膜沉积设备实现，具有相应的技术效果，此处不再重复论述。

优选的，预热阶段中，第一加热组件在预热前期的加热功率大于第一加热组件在预热后期的加热功率，和/或，第二加热组件在预热前期的加热功率大于第二加热组件在预热后期的加热功率；

预热前期和预热后期的分界为工件的温度达到设定范围。

优选的，薄膜沉积方法还包括工艺阶段，工艺阶段在预热阶段之后，工艺阶段包括：

降低第二加热组件的加热功率，将进气部件的温度控制在设定温度，待工件的温度稳定后，将惰性气体切换为工艺气体，通过进气部件将工艺气体送入容纳腔进行镀膜作业。

优选的，薄膜沉积方法还包括工件进出阶段，工件进出阶段包括：

工艺阶段结束后，停止向容纳腔送入工艺气体，向容纳腔送入惰性气体吹扫，完成吹扫后，提高第一加热组件和/或第二加热组件的功率，破真空后，打开封闭的容纳腔，取出工件，再封闭容纳腔，降低第一加热组件和/或第二加热组件的功率以对容纳腔进行保温。

本申请提供的技术方案具有下述有益技术效果：

首先，该薄膜沉积设备在应用时，进气部件可以向容纳腔内送入加热后的惰性气体，加热的惰性气体在容纳腔内流动，与工件换热，可提升容纳腔的温度，使工件升温，简单来说，加热后的惰性气体以对流换热的方式对工件进行加热，有利于提升工件的预热速度，缩短预热时间，从而利于提升产能。

其次，本体包括内壳体和外壳体，两者之间设置有定位结构，以防止内壳体相对外壳体向内壳体的抽气口所在方向移动；这样，内壳体因加热产生热变形时，可限制内壳体在轴向上的变形方向，避免内壳体因变形相对外壳体向抽气口所在方向移动，从而规避因移动导致的对抽气口所在端设置的相关结构的影响。

附图说明

图1为本申请所提供一种实施例中薄膜沉积设备的侧视剖面图；

图2为图1中所示门组件的结构示意图；

图3为图1中抽气组件所在位置的局部示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本申请所提供一种实施例中薄膜沉积设备的侧视剖面图，图2为图1中所示门组件的结构示意图，图3为图1中抽气组件所在位置的局部示意图。

本实施例中，薄膜沉积设备包括本体10、第一加热组件21和进气部件42。

本体10具有容置工件的容纳腔101，通常，工件包括载具61和放置在载具61上的基片62，载具61上可放置多个基片62。

第一加热组件21设置在形成容纳腔101的腔壁的外侧。

进气部件42具有气体腔室，该气体腔室与容纳腔101连通，进气部件42用于将加热后的惰性气体送入容纳腔101内。

该薄膜沉积设备在应用时，将盛放有基片62的载具61放置在本体10的容纳腔101内，镀膜前先对工件进行预热，第一加热组件21加热产生的热量可传递至容纳腔101的腔壁，从而通过热辐射的方式对容纳腔101内的载具61和基片62进行加热，同时，进气部件42可以将加热后的惰性气体送入容纳腔101内，加热的惰性气体在容纳腔101内流动，提升容纳腔101内的温度，使载具61和基片62升温，也就是说，加热的惰性气体以对流换热的方式对载具61和基片62进行加热；综合来说，该薄膜沉积设备的结构设置，采用热辐射和对流换热的双重加热方式对工件进行加热，与单一预热模式相比，可提升工件的预热速度，缩短预热时间，从而利于提升产能。

本实施例中，本体10包括内壳体11和外壳体12，外壳体12外套于内壳体11，外壳体12和内壳体11之间形成空间，内壳体11的内腔可以形成容纳腔101，设置时，可以将第一加热组件21置于外壳体12和内壳体11之间的空间。

为防止第一加热组件21产生的热量向外壳体12所在方向扩散而影响对容纳腔101的升温效果，可以在第一加热组件21和外壳体12之间设置第一隔热层22和/或第一保温层23，也就是说，可以只在第一加热组件21和外壳体12之间设置第一隔热层22，也可以只在第一加热组件21和外壳体12之间设置第一保温层23，还可以同时在第一加热组件21和外壳体12之间设置第一隔热层22和第一保温层23。第一隔热层22和第一保温层23均设置时，使第一保温层23相对第一隔热层22远离第一加热组件21，以利于提升对内壳体11的保温效果。

应用中，通过进气部件42送入容纳腔101的加热后的惰性气体可以有几种加热形式，比如，直接利用加热器对惰性气体加热后，将其通入进气部件42，即直接将加热的惰性气体作为气源通入进气部件42，进气部件42只起到中转作用，再比如，可以对进气部件42进行加热，将常温的惰性气体通入进气部件42，常温的惰性气体在被加热的进气部件42内升温后再送入容纳腔101。相较来说，通过进气部件42进行加热的方式可以减少在中间传递路径上损失热量。

本实施例中采用对进气部件42加热的方式来加热惰性气体，该薄膜沉积设备还设有第二加热组件31，第二加热组件31靠近进气部件42设置以加热进气部件42。

具体设置时，可以将第二加热组件31放置在进气部件42背向容纳腔101的一侧，第二加热组件31背向进气部件42的一侧可以设有第二隔热层32和/或第二保温层33，也就是说，可以只在第二加热组件31背向进气部件42的一侧设置第二隔热层32，也可以只在第二加热组件31背向进气部件42的一侧设置第二保温层33，还可以同时在第二加热组件31背向进气部件42的一侧设置第二隔热层32和第二保温层33。

图示示例中，第二加热组件31背向进气部件42的一侧既设有第二隔热层32，也设有第二保温层33，此时，可以将第二保温层33相对第二隔热层32远离第二加热组件31设置，该方式可有效避免第二加热组件31产生的热量向远离进气部件42的方向扩散，有利于确保进气部件42的升温速率和温度保持效果。

薄膜沉积设备还可以设有第一测温组件63和第二测温组件421，其中，第一测温组件63可以用于测量载具61的温度，第二测温组件421可以用于测量进气部件42的温度。根据第一测温组件63的测量可以确认载具61的温度是否达到需要的预热温度，在预热阶段后进行镀膜时，还可以确认载具61的温度是否满足工艺温度的需求；根据第二测温组件421的测量可以确认进气部件42的温度，从而确定送入容纳腔101的惰性气体的温度，可结合载具61的温度来调节第二加热组件31的加热功率等参数，以调节惰性气体的温度，从而调节预热的速率。

第一测温组件63可以设置多个测温元件，布置在载具61的不同位置，以监测载具61不同部位的温度，为控制温度的均匀性和一致性提供条件。第一测温组件63的测温元件的数量和排布可以根据载具61以及载具61上盛放的基片62的情况来设置。

第二测温组件421可以只设一个，也可以根据进气部件42的具体结构设置多个。

一般来说，为方便将工件放入容纳腔101或者自容纳腔101取出，容纳腔101为敞口腔，将工件放入容纳腔101内后，需要将容纳腔101的敞口封闭，以形成密闭腔。

实际设置时，进气部件42可以作为前述密闭腔的部分腔壁，进气部件42朝向容纳腔101内的一侧可以设置有出气孔，出气孔直接连通进气部件42的气体腔室和容纳腔101，也就是说，送入进气部件42的气体腔室的惰性气体在升温后，可直接从出气孔进入容纳腔101，这样，进气部件42内加热后的惰性气体到容纳腔101的路径最短，可以减少惰性气体的热量损失，有利于缩短工件的预热时间。

当然，进气部件42也设有进气口，惰性气体的气体源可通过管路与进气部件42的进气口连接，以方便将惰性气体送入进气部件42的气体腔室。

具体的，进气部件42可以作为封闭容纳腔101的敞口的结构组成，这样，有利于薄膜沉积设备的结构紧凑化设置。

具体设置时，进气部件42朝向容纳腔101内的一侧设置有多个出气孔，多个出气孔在进气部件42朝向容纳腔101的一侧均匀分布。这样，进气部件42具有匀气作用，可以使加热后的惰性气体尽量分散均匀地送入容纳腔101，使得惰性气体在容纳腔101内可以较为均匀地扩散，有利于提升工件预热升温的均匀性。

进气部件42的出气孔的孔径可以偏小设置，出气孔的数量可以较多设置，这样，进气部件42类似花洒，可以使加热后的惰性气体通过出气孔可以较好地扩散到容纳腔101内。出气孔的孔径的具体值可根据实际情况需要来设置。

当然，进气部件42也可通过外接管路将加热后的惰性气体送入容纳腔101内。

薄膜沉积设备中，对工件进行加工时，封闭后的容纳腔101（相当于前述的密闭腔）需要具备真空环境，在本体10上设置有与容纳腔101连通的抽气口1131，抽气口1131连接抽气组件50，通过抽气组件50抽吸容纳腔101内的气体以使密闭的容纳腔101具备真空环境。

本实施例中，本体10的内壳体11在其轴向的两端具有开口，也就是说内壳体11在轴向上贯通，这里的轴向可以理解为内壳体11的长度方向，以图1所示方位来说，为图1中的左右方向。

以图1所示方位来说，内壳体11在左端为敞口端，该敞口端作为容纳腔101的敞口，通过左端的敞口可将工件放入或取出，内壳体11在右端的开口形成前述用于抽真空的抽气口1131。

应用中，为方便抽真空，内壳体11的抽气口1131的口径小于其左端的敞口端的口径，可以理解，内壳体11的敞口端用于工件的取放，所以敞口端的敞口大小可以根据实际需要来设置。

具体设置时，内壳体11包括在轴向上相互连接的主体段111和接口段113，其中，接口段113的径向尺寸小于主体段111的径向尺寸，接口段113远离主体段111的端口为抽气口1131。

这里的径向指的是与轴向相垂直的方向，以图1所示方位来说，径向可以为纸面的上下方向，也可以为垂直于纸面的方向。

为方便主体段111和接口段113之间的连接，内壳体11还可以设置过渡段112，过渡段112连接在主体段111和接口段113之间，过渡段112的径向尺寸自主体段111至接口段113的方向逐渐减小，以图1所示方位来说，过渡段112的径向尺寸自左至右逐渐减小。

上述过渡段112的设置也利于容纳腔101内的气体向抽气口1131所在方向汇聚，方便抽气作业。

在其他实现方式中，也可以不设置过渡段112，主体段111靠近接口段113的一端可以设置端壳壁，端壳壁可以大致与轴向垂直，在其中部位置或其他位置开设接口，接口段113连接在该接口上，并与主体段111的内腔连通。

本实施例中，外套于内壳体11的外壳体12包括壳周壁121和壳端壁122，壳周壁121大体呈套筒结构，壳端壁122连接在壳周壁121靠近抽气口1131所在侧的端部，接口段113的至少部分可伸出壳端壁122外，以方便与用于抽气的抽气组件50连接。接口段113与壳端壁122之间密封隔离，以保证封闭后的容纳腔101的密封性。

本实施例中，内壳体11和外壳体12的横截面形状不做限定，比如可以为圆形，也可以为方形或长方形等形状。

实际应用中，因内壳体11的容纳腔101会被加热，所以内壳体11在使用过程中可能存在热变形。本方案中，在内壳体11和外壳体12之间设有定位结构，该定位结构用于防止内壳体11相对外壳体12向抽气口1131所在方向移动，以图1所示视角，定位结构可防止内壳体11相对外壳体12向右侧移动。

一种较为简便的实现方式中，定位结构包括第一定位件123和第二定位件114，第一定位件123包括自外壳体12的内壁面朝内壳体11所在方向伸出的凸块，第二定位件114包括自内壳体11的外壁面朝外壳体12所在方向延伸的凸部，可以理解，这里凸块和凸部的延伸方向大致为径向方向，内壳体11和外壳体12组装后，第一定位件123和第二定位件114在轴向上相抵，第一定位件123相对第二定位件114靠近抽气口1131。

具体设置时，第一定位件123的凸块可以呈环形状，第二定位件114的凸部也可以呈环形状，这样，相抵的定位件的受力较为均衡，对内壳体11限位的可靠性相对较高。

在其他实现方式中，第一定位件123的凸块有若干个，绕外壳体12的周向分布，第二定位件114的凸部可以设为环形状，可以与所有的凸块在轴向方向上相抵，第二定位件114的凸部也可以有若干个，绕内壳体11的周向分布，位置与凸块一一对应。

以图示方案来说，第一定位件123具体设于外壳体12的壳周壁121，第二定位件114具体设于内壳体11的主体段111。内壳体11受热膨胀而变形时，因第一定位件123对第二定位件114的阻挡，内壳体11无法向抽气口1131所在侧移动变形，可减少对抽气组件50的影响，有利于确保抽气组件50的正常工作。

具体设置时，内壳体11的壳壁在敞口端沿径向向外延伸形成法兰盘，第二定位件114包括该法兰盘，如图1所示，该法兰盘的设置形式一方面可以与第一定位件123配合，另一方面方便与用于封堵内壳体11敞口的结构相配合，有利于简化结构。

本实施例中，用于封堵内壳体11敞口的结构为门组件40，门组件40可以开启或关闭内壳体11的敞口，以方便工件的取放。

具体的，门组件40可以包括第一门体41和第二门体，第一门体41和第二门体在轴向上滑动连接，第二门体能够与内壳体11的敞口端贴合密封。

内壳体11受定位结构的限制，在受热膨胀时无法向抽气口1131所在方向移动，那么内壳体11可能会向门组件40所在方向移动，内壳体11推抵第二门体移动时，因第二门体和第一门体41在轴向上滑动连接，所以既可保持对容纳腔101的密封，又可承接内壳体11的变形。

内壳体11的前述法兰盘的设计，使第二门体与内壳体11的敞口端具有较大的贴合面积，有利于确保内壳体11密封的可靠性。

上述门组件40和内壳体11的配合形式，以及内壳体11和外壳体12的定位结构的设置，使得内壳体11无需固定，仅在轴向上进行限位，可以减少因热应力产生的形变造成的不良影响。

如前所述，在应用中，可以将进气部件42作为封堵容纳腔101敞口的结构组成，图示示例中，将第二门体设为进气部件42，也就是说，进气部件42既作为加热的结构组成，也作为门组件40的结构组成，这样，薄膜沉积系统的结构更加紧凑，设置更加方便。

如图1和图2所示，在进气部件42作为第二门体的基础上，第二加热组件31可位于进气部件42和第一门体41之间，若设有第二隔热层32和第二保温层33时，第二隔热层32位于第二保温层33和第二加热组件31之间，第二保温层33位于第一门体41和第二隔热层32之间。这样可以避免容纳腔101的热量从门组件40所在位置散失，也有利于保证容纳腔101内的温度。此时，用于测量进气部件42的第二测温组件421为接触式测量元件时，第二测温组件421可以穿过第一门体41与进气部件42接触以实现温度测量，当然，第二测温组件421也可以选用红外测温传感器等非接触式测量元件。

另外，将进气部件42作为门组件40的第二门体，进气部件42和与抽气口1131连接的抽气组件50位于内壳体11的轴向两端，这样，抽气组件50抽气时的气流方向，与进气部件42向容纳腔101内送入的惰性气体的气流方向一致，如图1中虚线箭头示意，这样可以增强惰性气体在容纳腔101内的流动性，提升对工件的预热效果；具体应用中，可以将载具61上的多个基片62沿着抽气方向排布，使多个基片62的排布方向与抽气方向、进气部件42的出气方向一致，这样可进一步提升对工件的预热效果。

为方便进气部件42的气路连接，第一门体41上设有气孔，气孔通过进气管45与进气部件42的进气口连接，进气管45具体采用柔性材质制成的管件，这样，进气部件42和第一门体41相对移动时，柔性的进气管45可适应性地形变，避免影响进气。

应用时，第一门体41的气孔用于与惰性气体源连接，惰性气体可通过第一门体41的气孔和进气管45进入进气部件42内。第一门体41的气孔可通过进气管路70与惰性气体源连接。

图1和图2中示例性地示出了第一门体41和进气部件42之间通过两个进气管45连接的结构，实际设置，第一门体41的气孔数量，第一门体41与进气部件42之间的进气管45的数量等均可根据应用需要进行调整，此处不做限制。

上述将第二门体作为进气部件42的设置，在应用中使进气部件42相对靠近载具61，有利于对载具61及其上盛放的基片62的加热升温，利于提升预热速率。

当然，进气部件42不设置在门组件40上，设置在其他部位时，仍可以使其靠近载具61设置，以利于缩短预热时间。

本实施例中，在第一门体41和作为第二门体的进气部件42之间还设有导向杆43，以对进气部件42的移动进行导向，避免进气部件42偏斜而影响其对内壳体11的密封效果。

具体设置时，导向杆43的长度方向与内壳体11的轴向平行，导向杆43的一端与第一门体41固定连接，另一端与进气部件42滑动连接，可以理解为导向杆43插入进气部件42，进气部件42可沿导向杆43滑动，这样，进气部件42受到内壳体11膨胀挤压的变形力时，沿着导向杆43滑动，确保进气部件42与内壳体11的法兰盘始终贴合。

导向杆43和进气部件42之间还可以设有限位结构，以防止进气部件42脱出导向杆43，具体的，导向杆43插入进气部件42的一端可以设置环状的限位盘，与进气部件42的壁部相抵。

本实施例中，在第一门体41和作为第二门体的进气部件42之间还设有弹性件44，这样，在内壳体11降温恢复原状后，进气部件42可在弹性件44的作用下向内壳体11所在方向移动以复位，确保进气部42与内壳体11的敞口端始终贴合密封。

具体设置时，弹性件44可以选用弹簧或其他具有弹性形变的部件，弹簧具体可套设在导向杆43上，弹簧的一端与第一门体41抵接，另一端与进气部件42抵接。

导向杆43和弹性件44的设置数量和排布可根据实际需要来设置，此处不做限制，图示实施例仅为示例性示意。

具体设置时，内壳体11和外壳体12之间的第一加热组件21可以尽量环绕容纳腔101的周向设置，以使位于容纳腔101内的工件的周向均被加热，一方面利于提升工件的预热速率，另一方面利于工件被加热的均匀性。

以图示的内壳体11和外壳体12的结构为例来说，内壳体11的主体段111对应的腔室空间基本为载具61所处的空间，内壳体11的主体段111和外壳体12的壳周壁121之间形成有环形腔，第一加热组件21具体位于该环形腔内，且环绕主体段111设置，也就是说，主体段111的外壁面的周向都布置有第一加热组件21，可以理解，第一加热组件21为环状结构。

具体的，在第一加热组件21的外侧设置的第一隔热层22和/或第一保温层23也是环绕主体段111布置，均为环状结构，这样，有利于主体段111对应的腔室内的温度的一致性，从而利于确保工件受热的均匀性。

实际设置时，还可以在外壳体12的壳端壁122的内侧，即朝向容纳腔101的一侧壁面设置第一隔热层22和/或第一保温层23，以防止容纳腔101内的热量从壳端壁122侧散出，有利于缩短工件的预热时间。同样地，在壳端壁122上都设置第一隔热层22和第一保温层23的基础上，可以使第一保温层23相对第一隔热层22远离容纳腔101，以利于提高保温效果。

结合门组件40的进气部件42的第二加热组件31、第二隔热层32和/或第二保温层33的设置，如图1所示，在门组件40封闭容纳腔101后，形成的密闭腔的周围均设有保温结构，保温效果好，容纳腔101内的热量不易散失，对工件具有较好的预热效果。

在其他应用实例中，如果门组件40的第二门体不作为进气部件42，进气部件42设置在其他位置时，为避免热量从门组件40所在位置散失，在门组件40的第一门体41和第二门体之间同样可以设置隔热层和/或保温层。

参考图1和图3，本实施例中，与内壳体11的接口段113连接的抽气组件50包括柔性管51和抽气管52，其中，柔性管51外套于接口段113，具体来说，柔性管51外套于接口段113伸出壳端壁122的部分，柔性管51靠近壳端壁122的一端与壳端壁122的外壁面密封连接，柔性管51远离壳端壁122的另一端与抽气管52连接，柔性管51和接口段113之间设有密封环53，即柔性管51的内周壁和接口段113的外周壁之间设有密封环53，这样，接口段113和外壳体12之间密封，内壳体11的容纳腔101仅能通过接口段113与抽气管52连接，可确保容纳腔101的密封性。

在接口段113和抽气管52之间设置柔性管51，这样，当内壳体11受热膨胀变形时，柔性管51可以适应性变形，以保证柔性管51和接口段113密封处的密封效果。

具体设置时，柔性管51包括第一波纹管511和第二波纹管512，以图3所示方位，第一波纹管511的左端与壳端壁122的外壁面固定连接，两者之间的密封可通过密封垫等结构实现，第一波纹管511的右端与第二波纹管512的左端之间密封连接，具体可在第一波纹管511的右端面和第二波纹管512的左端面之间设置密封件513，第二波纹管512的右端位置固定且与抽气管52连接。柔性管51的该结构设置使得接口段113所在位置在轴向变形或径向变形时，柔性管51在轴向和径向都能偏移且不影响密封效果。其中，第二波纹管512的右端位置固定，可限制波纹管的活动范围，避免波纹管过渡偏移。

应用时，可以在合适的位置固定抽气管52，防止抽气时抽气管52振动。

本实施例中，薄膜沉积设备在工作时，还可以通过进气部件42向容纳腔101内送入工艺气体，即在对工件预热结束后，可切换与进气部件42连接的气源，将镀膜用的工艺气体的气体源与进气部件42连接，这样，可避免额外设置通工艺气体的进气结构，设备的结构更加紧凑。

本实施例还提供一种薄膜沉积方法，该薄膜沉积方法采用前述实施例介绍的薄膜沉积设备实现，应用该薄膜沉积设备实现薄膜沉积作业的流程基本可以概括为三个阶段，即预热阶段、工艺阶段和工件进出阶段，每个阶段的具体操作如下：

预热阶段：盛放有基片62的载具61已送入容纳腔101内，关闭门组件40，即对放置有工件的容纳腔101进行封闭，抽气组件50开始抽气，同时，第一加热组件21和第二加热组件31开始加热，并通过进气部件42向容纳腔101内送入惰性气体，直至将工件的温度控制在恒定温度范围。

实际应用中，在预热初期，第一加热组件21和第二加热组件31可以以相对较高的功率进行加热，使容纳腔101内的温度迅速升高，当载具61的温度达到设定范围后，可以降低第一加热组件21和/或第二加热组件31的功率，通过第一测温组件63和第一加热组件21的反馈将载具61的温度控制在恒定温度范围，该恒定温度范围可以为靠近工艺温度的温度。

实际应用中，工件的温度可通过载具61的温度来表征，其中，载具61的温度可通过第一测温组件63测量获取。前述设定范围和恒定温度范围均可根据实际应用需求来设置，此处不作具体数值的限定。

工艺阶段：工件预热结束后，可以降低第二加热组件31的功率，通过第二测温组件421和第二加热组件31的反馈将进气部件42的温度控制在设定温度，待进气部件42和载具61的温度稳定后，可以切换气源，将惰性气体切换为工艺气体，工艺气体通过进气部件42送入容纳腔101内，工艺气体在进气部件42内可实现预热，有利于后续进入容纳腔101后提高反应速率，从而提高镀膜效率。进气部件42的设定温度根据镀膜工艺的需求来设定，不宜过高或过低而影响薄膜的沉积。在工艺阶段，抽气组件50保持抽气作业。

工件进出阶段：镀膜工艺完成后，停止通工艺气体，向容纳腔送入惰性气体吹扫，在吹扫结束后，可以适当地升高第一加热组件21和/或第二加热组件31的功率以破真空；打开门组件40，将已加工载具61取出，取出载具61后，关上门组件40，此时可通过测温反馈降低第一加热组件21和/或第二加热组件31的功率来进行保温，此阶段既不通气体也不抽真空，等待下一载具61的放入，当下一盛放好基片62的载具61准备进腔时，可提升第一加热组件21和/或第二加热组件31的功率至预热阶段的功率，再打开门组件40放入载具61。

本文中应用了具体个例对本申请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申请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，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (26)

1.一种薄膜沉积设备，其特征在于，包括本体和进气部件；

所述本体具有容置工件的容纳腔；

所述进气部件具有气体腔室，所述气体腔室与所述容纳腔连通，所述进气部件用于将加热后的惰性气体送入所述容纳腔；

所述本体包括内壳体和外壳体，所述内壳体位于所述外壳体内部，所述内壳体的内腔形成所述容纳腔；

所述内壳体在轴向上的一端具有抽气口，所述内壳体和所述外壳体之间设有定位结构，所述定位结构用于防止所述内壳体相对所述外壳体向所述抽气口所在方向移动。

2.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备还包括第一加热组件，所述第一加热组件设置在所述容纳腔的腔壁的外侧。

3.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备还包括第二加热组件，所述第二加热组件靠近所述进气部件设置以加热所述进气部件。

4.根据权利要求3所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第二加热组件设于所述进气部件背向所述容纳腔的一侧，所述第二加热组件背向所述进气部件的一侧设有第二隔热层和第二保温层中的至少一者。

5.根据权利要求4所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第二加热组件背向所述进气部件的一侧设有所述第二隔热层和所述第二保温层，所述第二隔热层位于所述第二保温层和所述进气部件之间。

6.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备还包括第二测温组件，所述第二测温组件用于测量所述进气部件的温度。

7.根据权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述进气部件具有多个均匀排布的出气孔，所述出气孔用于连通所述气体腔室和所述容纳腔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述定位结构包括第一定位件和第二定位件；

所述第一定位件包括自所述外壳体的内壁面朝所述内壳体所在方向伸出的凸块，所述第二定位件包括自所述内壳体的外壁面朝所述外壳体所在方向延伸的凸部；

所述第一定位件和所述第二定位件在所述轴向上相抵，且所述第一定位件相对所述第二定位件靠近所述抽气口。

9.根据权利要求8所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述内壳体在轴向上的另一端为敞口端，所述内壳体的壳壁在所述敞口端沿径向向外延伸形成法兰盘，所述第二定位件包括所述法兰盘。

10.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述内壳体在轴向上的另一端为敞口端，所述薄膜沉积设备还包括门组件，所述门组件用于打开或关闭所述敞口端；所述门组件包括第一门体和第二门体，所述第二门体与所述第一门体在轴向上滑动连接，所述第二门体能够与所述敞口端贴合密封。

11.根据权利要求10所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一门体和所述第二门体之间设有导向杆，所述导向杆的长度方向与所述内壳体的轴向平行，所述导向杆的一端与所述第一门体固定连接，另一端与所述第二门体滑动连接。

12.根据权利要求10所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一门体和所述第二门体之间设有弹性件。

13.根据权利要求10所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第二门体为所述进气部件，所述第一门体具有气孔，所述气孔通过进气管与所述进气部件的进气口连接，所述进气管为柔性材质管。

14.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述内壳体包括在轴向上相互连接的主体段和接口段，所述接口段的径向尺寸小于所述主体段的径向尺寸，所述接口段远离所述主体段的端口为所述抽气口；所述外壳体包括壳周壁和壳端壁，所述壳端壁连接在所述壳周壁靠近所述抽气口所在侧的端部，所述接口段的至少部分伸出所述壳端壁外，所述接口段与所述壳端壁之间密封隔离。

15.根据权利要求14所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述接口段连接有抽气组件，所述抽气组件包括柔性管和抽气管，所述柔性管外套于所述接口段，所述柔性管的一端与所述壳端壁的外壁面密封连接，所述柔性管的另一端与所述抽气管连接，所述柔性管和所述接口段之间设有密封环。

16.根据权利要求15所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述柔性管包括第一波纹管和第二波纹管，所述第一波纹管的一端与所述壳端壁的外壁面固定连接，所述第一波纹管的另一端与所述第二波纹管的一端之间密封连接，所述第二波纹管的另一端位置固定且与所述抽气管连接。

17.根据权利要求14所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述内壳体还包括过渡段，所述过渡段连接在所述主体段和所述接口段之间，所述过渡段的径向尺寸自所述主体段至所述接口段的方向逐渐减小。

18.根据权利要求14所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述主体段和所述壳周壁之间形成有环形腔，所述环形腔内设有第一加热组件，所述第一加热组件环绕所述主体段，所述第一加热组件与所述壳周壁之间设有第一隔热层和第一保温层中的至少一者；所述壳端壁朝向所述容纳腔的壁面设有第一隔热层和第一保温层中的至少一者。

19.根据权利要求18所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一隔热层相对所述第一保温层靠近所述容纳腔的中心。

20.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备包括载具，所述载具能够放入所述容纳腔，所述载具用于承载所述工件；所述进气部件靠近所述载具设置。

21.根据权利要求20所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述薄膜沉积设备包括第一测温组件，所述第一测温组件用于测量所述载具的温度。

22.根据权利要求1-7任一项所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述进气部件还用于向所述容纳腔送入工艺气体。

23.一种薄膜沉积方法，其特征在于，采用权利要求3-22任一项所述的薄膜沉积设备实现，所述薄膜沉积方法包括预热阶段，所述预热阶段包括：

封闭放置有工件的容纳腔；

对封闭的容纳腔进行抽气作业；

通过进气部件向所述容纳腔内送入惰性气体，启动第一加热组件和第二加热组件进行加热，直至所述工件的温度控制在恒定温度范围。

24.根据权利要求23所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述预热阶段中，所述第一加热组件在预热前期的加热功率大于所述第一加热组件在预热后期的加热功率，和/或，所述第二加热组件在预热前期的加热功率大于所述第二加热组件在预热后期的加热功率；

所述预热前期和所述预热后期的分界为所述工件的温度达到设定范围。

25.根据权利要求23或24所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述薄膜沉积方法还包括工艺阶段，所述工艺阶段在所述预热阶段之后，所述工艺阶段包括：

降低所述第二加热组件的加热功率，将所述进气部件的温度控制在设定温度，待所述工件的温度稳定后，将所述惰性气体切换为工艺气体，通过所述进气部件将所述工艺气体送入所述容纳腔进行镀膜作业。

26.根据权利要求23或24所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述薄膜沉积方法还包括工件进出阶段，所述工件进出阶段包括：

工艺阶段结束后，停止向所述容纳腔送入所述工艺气体，向所述容纳腔送入惰性气体吹扫，完成吹扫后，提高所述第一加热组件和/或所述第二加热组件的功率，破真空后，打开封闭的容纳腔，取出工件，再封闭所述容纳腔，降低所述第一加热组件和/或所述第二加热组件的功率以对所述容纳腔进行保温。