CN201501926U

CN201501926U - 连续式真空溅镀装置

Info

Publication number: CN201501926U
Application number: CN2009200044540U
Authority: CN
Inventors: 黄泳钊; 郑博仁
Original assignee: BEIRU PRECISION Co Ltd
Current assignee: BEIRU PRECISION Co Ltd; Bay Zu Precision Co Ltd
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-09-04

Abstract

本实用新型是有关于一种连续式真空溅镀装置，包含一个入料单元，以及一个入料抽气单元。该入料单元具有一个连接该入料抽气单元且能进行抽真空与破真空的第一腔体，以及一个连接该第一腔体与该入料抽气单元且只进行抽真空的第二腔体。本实用新型借由上述结构，利用该第二腔体是持续维持在低于环境气压的特定真空状态下而不需破真空的设计，能优化该第一腔体的抽/排气效率，因而提高该入料单元的运作速度，使整体产生周期时间缩短与产能提升等功效。

Description

连续式真空溅镀装置

技术领域

本实用新型涉及一种真空溅镀装置，特别是涉及一种连续式真空溅镀装置。

背景技术

众所皆知地，真空溅镀技术是已广泛应用在众多产业领域中，举凡半导体制造业、光电业、电子业......，而为了提高镀膜产品的竞争力，降低设备与操作成本、缩短周期时间(cycle time)、提高产能效率、提升镀膜品质与产品优良率......等，则成为业界所追求的目标方向。因此，连续式(in-line)多腔体(multi-chambers)真空溅镀设备，在具备设备成本低、设置空间需求较小、周期时间短，与产能大等优势下，已渐渐取代传统的批次式(batch type)或晶圆式(wafer type)真空溅镀设备。

简单来说，连续式真空溅镀设备通常包含一入料腔体(中低真空度)、一镀膜腔体(高真空度)与一出料腔体(中低真空度)，待加工基板是一片接一片地连续输入或输出上述腔体。其中，由于入料腔体(loadlock)必需反复地抽真空(pumpdown)与破真空(venting)，而镀膜腔体是维持在高真空度状态下而不需破真空，所以，业界普遍认为，入料腔体的抽真空与破真空效率会对整个溅镀制程的周期时间、产能、污染控制与产品优良率等层面产生直接、显著的影响。

由此可见，上述现有的连续式真空溅镀装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的连续式真空溅镀装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

而为了达到缩短入料腔体的充/抽气时间与提高其运转速度的目的，常见是从腔体体积与真空抽气系统来进行最佳化设计，如传统的方式是以原本的入料腔体搭配较大型的抽气泵(泵即帮浦)，目前亦有利用缩小入料腔体体积与缩短抽气泵的前置管线长度等作法。本案申请人则是利用改变入料腔体的抽气模式的手段，使入料腔体的抽/排气效率与运转速度提高，基板能迅速输入/出入料腔体，以达缩短周期时间与提升产能效果。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的连续式真空溅镀装置所存在的缺陷，而提供一种新型结构的连续式真空溅镀装置，所要解决的技术问题是提供一种能优化入料腔体的抽/排气效率与运作速度，可以缩短周期时间并提增产能的连续式真空溅镀装置，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种连续式真空溅镀装置，其包含一个入料单元，以及一个连接该入料单元的入料抽气单元，其中：该入料单元，具有一个连接该入料抽气单元且能进行抽真空与破真空的第一腔体，以及一个连接该第一腔体与该入料抽气单元且只进行抽真空的第二腔体。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其中所述的入料单元还具有一个设置在该第一腔体与该第二腔体间的活动阀门，该入料抽气单元具有一个连接该第一腔体的第一粗抽泵、一个连接该第二腔体的第二粗抽泵、一个设置在该第一腔体与该第一粗抽泵间的第一气阀，以及一个设置在该第二腔体与该第二粗抽泵间的第二气阀。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其中所述的入料抽气单元具有一个连接该第一腔体与该第二腔体的粗抽泵、一个设置在该第一腔体与该第二腔体间的第一气阀、一个设置在该粗抽泵与该第一腔体之间的第二气阀，以及一个设置在该粗抽泵与该第二腔体间的第三气阀。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其还包含一个并接该入料单元的第二腔体的溅镀单元，以及一个连接该溅镀单元的溅镀抽气单元，该溅镀单元具有一个连接该第二腔体的工作腔体，该溅镀抽气单元具有一个连接该工作腔体的粗抽泵，以及一个连接该工作腔体的细抽泵。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其还包含一个并接该入料单元的第一腔体的溅镀单元，以及一个连接该溅镀单元的溅镀抽气单元，该溅镀单元具有一个连接该第一腔体的工作腔体，该溅镀抽气单元具有一个连接该工作腔体的粗抽泵，以及一个连接该工作腔体的细抽泵。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其还包含一个并接该溅镀单元的出料单元，以及一个连接该出料单元的出料抽气单元，该出料单元具有一个出料腔体，该出料抽气单元具有一个连接该出料腔体的粗抽泵。

较佳地，前述的连续式真空溅镀装置，其还包含一个气隔单元，该气隔单元具有一个阻隔设置在外界环境与该第一腔体之间的入料阀门、一个阻隔设置在该入料单元与该工作腔体之间的加工入口阀门、一个阻隔设置在该工作腔体与该出料腔体之间的加工出口阀门，以及一个阻隔设置该出料腔体与外界环境之间的出料阀门。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型连续式真空溅镀装置至少具有下列优点及有益效果：本实用新型利用该第二腔体是持续维持在低于环境气压的特定真空状态下而不需破真空的设计，具有能优化该第一腔体的抽/排气效率，因而提高该入料单元的运作速度，使整体产生周期时间缩短与产能提升等功效。

综上所述，本实用新型提供一种能优化入料腔体的抽/排气效率与运作速度，可以缩短周期时间并提增产能的连续式真空溅镀装置，非常适于实用。本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型连续式真空溅镀装置一第一较佳实施例的示意图。

图2是本实用新型连续式真空溅镀装置一第二较佳实施例的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的连续式真空溅镀装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。在本实用新型被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示：

请参阅图1所示，是本实用新型连续式真空溅镀装置第一较佳实施例的示意图。本实用新型第一较佳实施例的连续式真空溅镀装置2，包含一个入料单元21、一个并接该入料单元21的溅镀单元22、一个并接该溅镀单元22的出料单元23、一个连接该入料单元21的入料抽气单元24、一个连接该溅镀单元22的溅镀抽气单元25、一个连接该出料单元23的出料抽气单元26，以及一个用以阻隔该入料单元21、该溅镀单元22与该出料单元23的气隔单元27。其中，该入料单元21、该溅镀单元22与该出料单元23是依序排成一直列状。

该入料单元21，具有一个第一腔体211、一个串联该第一腔体211的第二腔体213，以及一个设置在该第一腔体211与第二腔体213间的活动阀门212；其中，该第一腔体211必需反复地进行抽真空与破真空(venting)，该第二腔体213则要维持在低于一大气压的特定真空度状态，而不需破真空。

该入料抽气单元24，具有一个连接第一腔体211的第一粗抽泵241、一个连接该第二腔体213的第二粗抽泵242、一个设置在该第一腔体211与该第一粗抽泵241之间且用以控制二者是否连通的第一气阀243，以及一个设置在该第二腔体213与该第二粗抽泵242之间且用以控制二者是否连通的第二气阀244；本实施例中，该第一粗抽泵241与该第二粗抽泵242皆是机械泵，如鲁式泵或旋转叶片泵。该第一粗抽泵241能使该第一腔体211的压力从一环境气压值降至一预抽真空压力值，而该第二粗抽泵242能使该第二腔体213的压力维持在小于该预抽真空压力值的一送出真空压力值；本实施例中，该环境气压值为一大气压＝1atm＝760torr，该预抽真空压力值为10^-1torr，而该送出真空压力值为10^-2torr。

该溅镀单元22，具有四个依序排成一直列状的工作腔体221～224，在该四工作腔体221～224中是分别进行基板加热、镀膜、镀膜与膜加热改质处理等作业，有关相关作业的机件运作细节则是该技术领域中具有通常知识的技术人员所熟知，且非关本实用新型的技术特征，故此不再详述；本实施例中，工作腔体221～224的数量是四个，当然也能是一个或应需求以增减。

该溅镀抽气单元25，具有四个分别连接该四工作腔体221～224的粗抽泵251，以及四个分别连接该四工作腔体221～224的细抽泵252；以连接同一工作腔体221的粗抽泵251与细抽泵252来说明，二者是依序启动以对该工作腔体221进行二段式抽真空，简单地说，首先是该粗抽泵251对该工作腔体221抽气至呈中低真空度状态(＞10^-3torr)，接着，该细抽泵252再继续对该工作腔体221抽气至呈高真空度状态(＜10^-3torr)，此后，该工作腔体221便持续维持在高真空度状态而不需破真空，有关二段式抽真空的其他操作细节，同样是该技术领域中具有通常知识的技术人员所熟知，且非关本实用新型的技术特征，故此不再详述。本实施例中，粗抽泵251也是机械泵，而细抽泵252为涡轮泵、扩散泵......等高真空泵。

该出料单元23，具有一个出料腔体231，在此能进行吹净、冷却等作业。该出料抽气单元26，具有一个连接该出料腔体231的粗抽泵261。该出料腔体231同样必需反复地被抽真空与破真空，而该粗抽泵261能使该出料腔体231的内部气压从常压降呈中低真空度状态(约10^-2torr)。本实施例中，该粗抽泵261同样是机械泵。

该气隔单元27，具有一个用以阻隔外界环境与该第一腔体211的入料阀门271、一个用以阻隔该第二腔体213与该工作腔体221的加工入口阀门272、三个用以分隔该四工作腔体221～224的气密阀门273、一个用以阻隔该工作腔体224与该出料腔体231的加工出口阀门274，以及一个用以阻隔该出料腔体231与外界环境的出料阀门275。利用该加工入口阀门272、该三气密阀门273与该加工出口阀门274，能避免该第二腔体213、该四工作腔体221～224与该出料腔体231相互污染，以维持个别的真空度与洁净度要求。

在操作该连续式真空溅镀装置2时，基板1是一片接一片地连续输送经该入料单元21、该溅镀单元22与该出料单元23，也就是说，该入料单元21、该溅镀单元22与该出料单元23是同时在运作的。在送入第一片基板1前，控制该气隔单元27的入料阀门271、加工入口阀门272、气密阀门273、加工出口阀门274与出料阀门275等皆为封闭，并启动该入料抽气单元24的第二粗抽泵242(该第二气阀244为开启)与该溅镀抽气单元25，以分别使该第二腔体213维持在中低真空度状态(约10^-2torr)、该溅镀单元22的四工作腔体221～224维持在高真空度状态(约10^-6torr)，另外对该第一腔体211与该出料腔体231进行破真空。

接着，将基板1装载在承载盘3上，并开启该入料阀门271，以使基板1连同承载盘3一并送入该第一腔体211中，随后关闭该入料阀门271，并启动该入料抽气单元24的第一粗抽泵241(该第一气阀243为开启)，待该第一腔体211达该预抽真空压力(约10^-1torr)时，该活动阀门212便会开启以使基板1移送至该第二腔体213中；随后该活动阀门212再关闭，该第一粗抽泵241与该第一气阀243皆关闭，该第一腔体211便进行破真空，以准备让下一片基板1移入。直到确认该第二腔体213已达该送出真空压力(约10^-2torr)后，该加工入口阀门272会开启以使基板1移进入该工作腔体221中。

基板1在移送入该工作腔体221中后，配合控制气密阀门273的适时启闭，基板1便能依序移经该四工作腔体221～224以进行加温、镀膜、镀膜与膜加热改质处理等加工，完成上述加工作业后，该加工出口阀门274会开启，让镀膜成品从该工作腔体224移出并移送入该出料腔体231中，以进行后续的吹净、冷却等作业，最后开启该出料阀门275，将镀膜成品与承载盘3一并移出，再将镀膜成品取下就可以了。

因此，利用该第一腔体211与第二腔体213的结构设计，降低该第一腔体211的真空度要求，使该第一腔体211能够快速地抽真空(从1atm抽至10^-1torr)与破真空，配合该第二腔体213不需破真空而持续维持在能将基板1移至该溅镀单元22中的送出真空压力状态下，使得基板1能够快速地进、出该入料单元21，有效地优化该入料单元21的抽/排气效率与运作速度，进而让该连续式真空溅镀装置2整体能够产生周期时间缩短与产能提升等功效。

请参阅图2所示，是本实用新型连续式真空溅镀装置一第二较佳实施例的示意图。为本实用新型第二较佳实施例的连续式真空溅镀装置2，与上述第一较佳实施例不同处在于，该入料单元21的该第一腔体211与第二腔体213为并联，其中，基板1自该第一腔体211移出后便直接移送入该溅镀单元22的工作腔体221内。再者，该入料抽气单元24是包含一个连接该第一腔体211与第二腔体213的粗抽泵245、一个设置在该第一腔体211与第二腔体213间且用以控制二者是否连通的第一气阀246、一个设置在该粗抽泵245与该第一腔体211间且用以控制二者是否连通的第二气阀247，以及一个设置在该第一腔体211与第二腔体213且用以控制二者是否连通的第三气阀248。另外，该加工入口阀门272是设置在该第一腔体21与该工作腔体221间，同样地，在该粗抽泵245对该第一腔体211抽真空达该送出真空压力值(约10^-2torr)时，该加工入口阀门272便打开。

在该入料单元21与该入料抽气单元24的运作过程中，该粗抽泵245是持续对该第二腔体213进行抽真空，该第三气阀248是常开状态，使该第二腔体213一直维持在低于该环境气压的特定真空度状态下而不需破真空，再配合控制该第一气阀246、该第二气阀247的适时启闭，例如：在该第一腔体211在进行抽真空时，该第一气阀246与该第二气阀247需要开启，而在该第一腔体211进行破真空时，则关闭该第一气阀246与该第二气阀247，如此一来，便能够有效地提高该第一腔体211的抽真空与破真空效率，让基板1能够迅速输进/出该第一腔体211以继续移进入该溅镀单元22中，所以同样能使整体达到缩短周期时间与提升产能等功效。

综上所述，本实用新型的连续式真空溅镀装置2，能够有效优化该入料单元211的抽/排气效率与运作速度，进而让整体产生周期时间缩短与产能提升等功效，所以，确实能达成本实用新型的目的及功效。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种连续式真空溅镀装置，包含一个入料单元，以及一个连接该入料单元的入料抽气单元，其特征在于：

该入料单元，具有一个连接该入料抽气单元且能进行抽真空与破真空的第一腔体，以及一个连接该第一腔体与该入料抽气单元且只进行抽真空的第二腔体。

2.如权利要求1所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其中所述的入料单元还具有一个设置在该第一腔体与该第二腔体间的活动阀门，该入料抽气单元具有一个连接该第一腔体的第一粗抽泵、一个连接该第二腔体的第二粗抽泵、一个设置在该第一腔体与该第一粗抽泵间的第一气阀，以及一个设置在该第二腔体与该第二粗抽泵间的第二气阀。

3.如权利要求1所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其中所述的入料抽气单元具有一个连接该第一腔体与该第二腔体的粗抽泵、一个设置在该第一腔体与该第二腔体间的第一气阀、一个设置在该粗抽泵与该第一腔体间的第二气阀，以及一个设置在该粗抽泵与该第二腔体间的第三气阀。

4.如权利要求2所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其还包含一个并接该入料单元的第二腔体的溅镀单元，以及一个连接该溅镀单元的溅镀抽气单元，该溅镀单元具有一个连接该第二腔体的工作腔体，该溅镀抽气单元具有一个连接该工作腔体的粗抽泵，以及一个连接该工作腔体的细抽泵。

5.如权利要求3所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其还包含一个并接该入料单元的第一腔体的溅镀单元，以及一个连接该溅镀单元的溅镀抽气单元，该溅镀单元具有一个连接该第一腔体的工作腔体，该溅镀抽气单元具有一个连接该工作腔体的粗抽泵，以及一个连接该工作腔体的细抽泵。

6.如权利要求4或5所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其还包含一个并接该溅镀单元的出料单元，以及一个连接该出料单元的出料抽气单元，该出料单元具有一个出料腔体，该出料抽气单元具有一个连接该出料腔体的粗抽泵。

7.如权利要求6所述的连续式真空溅镀装置，其特征在于其还包含一个气隔单元，该气隔单元具有一个阻隔设置在外界环境与该第一腔体之间的入料阀门、一个阻隔设置在该入料单元与该工作腔体之间的加工入口阀门、一个阻隔设置在该工作腔体与该出料腔体之间的加工出口阀门，以及一个阻隔设置该出料腔体与外界环境之间的出料阀门。