CN206570400U - 基板夹具和溅射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基板夹具及溅射机，属于膜层制备领域。所述基板夹具包括：夹持部和固定部；该固定部为柱状结构，该固定部的两端分别与该夹持部和溅射机的腔体基座固定连接，该夹持部用于夹持基板；该固定部的侧面上设置有至少一个凹槽，每个该凹槽的延伸方向呈环绕该固定部的环形。本实用新型通过在基板夹具的固定部的侧面上设置至少一个凹槽，且每个凹槽的延伸方向均呈环形，使得在溅射成膜的过程中，虽然基板夹具固定部的凹槽之间的部分可能会因为膜层沉积而导电性增强，但是由于凹槽内难以沉积膜层，因此，凹槽两侧的固定部无法导通，从而使得基板夹具无法导通腔体基座和基板，保证了基板夹具的绝缘可靠性。

Description

基板夹具和溅射机

技术领域

本实用新型涉及膜层制备领域，特别涉及一种基板夹具和溅射机。

背景技术

溅射成膜是一种较为常见的金属成膜工艺，在实际应用中，通常可以利用溅射机来进行溅射成膜，溅射机包括一个腔体，腔体内一般包括腔体基座、基板夹具、阳极板和阴极靶材等，其中，在枚叶型或X型溅射机中，阳极板和阴极靶材相对设置，基板夹具固定于腔体基座上，可以将基板夹持固定于阳极板上方。

在溅射成膜过程中，溅射机腔体中的粒子(例如氩离子)可以在阳极板和阴极靶材间的电场加速下轰击阴极靶材，从而使阴极靶材表面的原子或分子获得足够大的能量而最终逸出阴极靶材，形成等离子体，该等离子体可以沉积在上述基板上，从而在基板上形成膜层。在实际应用中，基板夹具通常是绝缘的，这是因为基板夹具需要分别与腔体基座和基板连接，在腔体基座与阳极板间的绝缘措施失效导致腔体基座带电时，绝缘的基板夹具可以防止基板与带电的腔体基座导通，从而防止基板表面异常放电烧毁基板表面的膜层。

然而，随着溅射成膜的进行，基板夹具上也会沉积膜层，这会使得基板夹具的导电性增强，在基板夹具导电性增强到一定程度时，基板与带电的腔体基座就会导通，从而导致基板表面异常放电而烧毁基板表面的膜层。因此，目前亟需一种能够在溅射成膜过程中有效绝缘的基板夹具。

实用新型内容

为了解决现有技术中基板夹具无法在溅射成膜过程中有效绝缘的问题，本实用新型实施例提供了一种基板夹具和溅射机。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基板夹具，所述基板夹具包括：夹持部和固定部；

所述固定部为柱状结构，所述固定部的两端分别与所述夹持部和溅射机的腔体基座固定连接，所述夹持部用于夹持基板；

所述固定部的侧面上设置有至少一个凹槽，每个所述凹槽的延伸方向呈环绕所述固定部的环形。

可选的，每个所述凹槽的侧面与底面所成的角小于或等于90度。

可选的，所述凹槽为矩形槽、梯形槽或T型槽。

可选的，所述固定部的侧面上设置有多个所述凹槽，所述多个凹槽沿所述固定部的长度方向阵列排布。

可选的，所述夹持部为由第一柱状体和第二柱状体组成的弯折结构，所述第一柱状体的一端设置有夹持结构，所述第一柱状体的另一端与所述第二柱状体的一端连接，所述第二柱状体的另一端与所述固定部的一端连接。

可选的，所述第一柱状体的侧面设置有至少一个通槽，每个所述通槽的延伸方向平行于所述第一柱状体的长度方向。

可选的，所述基板夹具的材质为绝缘抗高温材质。

可选的，所述基板夹具的材质为聚苯并咪唑材质、聚醚醚酮材质或聚酰亚胺材质。

可选的，所述固定部通过螺栓固定于所述腔体基座上。

第二方面，提供了一种溅射机，所述溅射机包括腔体，所述腔体内设置有阳极板、阴极靶材、腔体基座和如上述第一方面所述的基板夹具；所述阳极板和所述阴极靶材相对设置；所述基板夹具的固定部与所述腔体基座连接，所述基板夹具的夹持部位于所述阳极板上方。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在基板夹具的固定部的侧面上设置至少一个凹槽，且每个凹槽的延伸方向均呈环绕该固定部的环形，使得在溅射成膜的过程中，虽然基板夹具固定部的凹槽之间的部分可能会因为膜层沉积而导电性增强，但是由于凹槽内难以沉积膜层，因此，凹槽两侧的固定部无法导通，从而使得基板夹具无法导通腔体基座和基板，保证了基板夹具的绝缘可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-1是本实用新型实施例提供的一种基板夹具应用场景的示意图。

图1-2是一种传统的基板夹具的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种基板夹具的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种基板夹具的部分放大示意图。

图4是本实用新型实施例提供的一种凹槽的示意图。

图5是本实用新型实施例提供的另一种凹槽的示意图。

图6是本实用新型实施例提供的一种第一柱状体上的通槽的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1-1为一种基板夹具的应用场景的俯视图，如图1-1所示，基板夹具Y设置于溅射机的腔体内，其中，基板夹具Y的一端可以与溅射机腔体内的腔体基座M相连，另一端可以位于溅射机腔体内的阳极板(图1-1中未示出)上方，用于将基板N夹持于阳极板上方。需要说明的是，虽然图1-1中绘出了多个基板夹具，但是实际应用中，溅射机中可以仅设置1个基板夹具，或者，可以仅在基板N的一侧设置基板夹具，本实用新型对此不做具体限定。

在实际应用中，溅射机通常会通过一定的绝缘措施来保证腔体基座M和阳极板之间相互绝缘，然而，在实际生产过程中，腔体基座M与阳极板之间的绝缘措施很可能会出现失效的状况，此时腔体基座M会与阳极板导通从而带电。在这种情况下，如果基板夹具Y不能保证绝缘就会使得基板N通过基板夹具Y与带电的腔体基座M导通，会导致基板N表面异常放电烧毁基板N表面沉积的膜层。为了避免上述状况的发生，在实际应用中需要保证基板夹具Y的绝缘可靠性。

图1-2是一种传统的基板夹具的结构示意图，传统的基板夹具Y由绝缘材料制成，从而能够在一定程度上保证基板夹具Y的绝缘。然而，随着溅射机腔体内溅射成膜的进行，设置于溅射机腔体内的基板夹具Y上也会沉积膜层，这会使得基板夹具Y的导电性增强，在基板夹具Y导电性增强到一定程度时，基板夹具Y就会出现绝缘失效的状况。此时，基板N与带电的腔体基座M就会通过基板夹具Y而导通，从而导致基板N表面异常放电而烧毁基板N表面的膜层。

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种基板夹具，如图2所示，该基板夹具可以包括：夹持部101和固定部102。

固定部102为柱状结构，固定部102的两端分别与夹持部101和溅射机的腔体基座(图2中未示出)固定连接，在本实用新型的一个实施例中，固定部102可以设置有螺纹通孔T，固定部102可以通过穿过该螺纹通孔T的螺栓固定于腔体基座上。固定部102的侧面上设置有至少一个凹槽1021，每个凹槽1021的延伸方向呈环绕该固定部102的环形。夹持部101可以用于夹持基板。

需要说明的是，夹持部101可以位于溅射机腔体内的阳极板上方，并将基板夹持于该阳极板上方。在本实用新型的一个实施例中，该基板与阳极板之间可以设置有石英板，以避免基板与阳极板直接接触使基板带电。

还需要说明的是，如图2所示，每个凹槽1021的延伸方向呈封闭的环绕该固定部102的环形，也即是每个凹槽1021均环绕该固定部102一周。

综上所述，本实用新型实施例提供的基板夹具，通过在基板夹具的固定部的侧面上设置至少一个凹槽，且每个凹槽的延伸方向均呈环绕该固定部的环形，使得在溅射成膜的过程中，虽然基板夹具固定部的凹槽之间的部分可能会因为膜层沉积而导电性增强，但是由于凹槽内难以沉积膜层，因此，凹槽两侧的固定部无法导通，从而使得基板夹具无法导通腔体基座和基板，保证了基板夹具的绝缘可靠性。

可选的，为了进一步保证基板夹具的绝缘可靠性，如图2所示，固定部102的侧面上可以设置有多个凹槽1021，该多个凹槽1021可以沿固定部102的长度方向(也即是图2所示的x方向)阵列排布。需要说明的是，该多个凹槽1021可以沿固定部102的长度方向等距排列，也可以不等距排列，该多个凹槽1021的类型、尺寸可以相同，也可以不相同，本实用新型实施例对此均不作具体限定。

图3为图2中Q区域的放大示意图，请参考图2和图3，为了保证凹槽1021中难以沉积膜层，继而保证基板夹具的绝缘可靠性，凹槽1021的侧面与底面所成的角a和角b可以均设置为小于或等于90度。需要说明的是，在凹槽1021的侧面或底面为曲面时，上述凹槽1021的侧面与底面所成的角为凹槽1021侧面的切面与底面的切面所成的角。在实际应用中，该凹槽1021可以为矩形槽、梯形槽或T型槽，如图3所示的凹槽1021即为矩形槽。图4至图5为本实用新型实施例提供的凹槽的截面图，如图4所示的凹槽1021为梯形槽，如图5所示的凹槽1021为T型槽。当然，在实际应用中，除了上述矩形槽、梯形槽、T型槽之外，凹槽1021还可以为其他类型的槽，本实用新型实施例在此就不一一举例说明了。

请继续参考图2，可选的，在本实用新型的一个实施例中，夹持部101可以为由第一柱状体1011和第二柱状体1012组成的弯折结构。其中，第一柱状体1011的一端c可以设置有夹持结构，第一柱状体1011的另一端d与第二柱状体1012的一端e连接，第二柱状体1012的另一端f与固定部102的一端连接。需要说明的是，上述夹持结构用于夹持基板N，该夹持结构可以为钳状结构等，本实用新型实施例对此不作具体限定。

在实际应用中，由于夹持部101需要将基板夹持固定于阳极板上方，因此，在一些情况下，夹持部101可能还会与阳极板直接接触。因此，若夹持部101的绝缘失效，可能会导致基板与阳极板直接导通，导致异常放电烧毁基板表面的膜层。

为了避免上述状况，如图6所示，在本实用新型的一个实施例中，第一柱状体1011的侧面可以设置有至少一个通槽g(图6中仅示出了一个通槽g)，每个通槽g的延伸方向平行于该第一柱状体1011的长度方向(也即是图6中的y方向)。这样，在溅射成膜过程中，由于通槽g内难以沉积膜层，因此，第一柱状体1011中通槽g两侧的部分无法导通，从而使得第一柱状体1011无法导通阳极板和基板，进一步保证了基板夹具的绝缘可靠性。

可选的，由于基板夹具设置于溅射机腔体内，而溅射机腔体内温度较高，因此基板夹具可以采用绝缘抗高温材料制成，如PBI(聚苯并咪唑，polybenzimidazole)材料、PEEK(聚醚醚酮，polyetheretherketone)材料或PI(聚酰亚胺，polyimide)材料等。

本实用新型实施例还提供了一种溅射机，该溅射机包括腔体，该腔体内设置有阳极板、阴极靶材、腔体基座和本实用新型实施例提供的基板夹具；该阳极板和该阴极靶材相对设置；该基板夹具的固定部与该腔体基座连接，该基板夹具的夹持部位于该阳极板上方。

本实用新型提供的基板夹具可设置于溅射机中，本实用新型将以图2所示的基板夹具为例，对本实用新型提供的基板夹具安装于溅射机内的方法做简要说明，具体地，该安装方法为：对齐基板夹具固定部的螺纹通孔与溅射机腔体基座上设置的螺纹孔，将螺栓穿过上述螺纹通孔和螺纹孔并紧固该螺栓，保证紧固后的基板夹具的夹持部位于阳极板上方。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基板夹具，其特征在于，所述基板夹具包括：夹持部和固定部；

所述固定部为柱状结构，所述固定部的两端分别与所述夹持部和溅射机的腔体基座固定连接，所述夹持部用于夹持基板；

所述固定部的侧面上设置有至少一个凹槽，每个所述凹槽的延伸方向呈环绕所述固定部的环形。

2.根据权利要求1所述的基板夹具，其特征在于，每个所述凹槽的侧面与底面所成的角小于或等于90度。

3.根据权利要求1所述的基板夹具，其特征在于，所述凹槽为矩形槽、梯形槽、T型槽或燕尾槽。

4.根据权利要求1所述的基板夹具，其特征在于，所述固定部的侧面上设置有多个所述凹槽，所述多个凹槽沿所述固定部的长度方向阵列排布。

5.根据权利要求1至4任一所述的基板夹具，其特征在于，所述夹持部为由第一柱状体和第二柱状体组成的弯折结构，所述第一柱状体的一端设置有夹持结构，所述第一柱状体的另一端与所述第二柱状体的一端连接，所述第二柱状体的另一端与所述固定部的一端连接。

6.根据权利要求5所述的基板夹具，其特征在于，所述第一柱状体的侧面设置有至少一个通槽，每个所述通槽的延伸方向平行于所述第一柱状体的长度方向。

7.根据权利要求1所述的基板夹具，其特征在于，所述基板夹具的材质为绝缘抗高温材质。

8.根据权利要求7所述的基板夹具，其特征在于，所述基板夹具的材质为聚苯并咪唑材质、聚醚醚酮材质或聚酰亚胺材质。

9.根据权利要求1所述的基板夹具，其特征在于，所述固定部通过螺栓固定于所述腔体基座上。

10.一种溅射机，其特征在于，所述溅射机包括腔体，所述腔体内设置有阳极板、阴极靶材、腔体基座和如权利要求1至9任一所述的基板夹具；所述阳极板和所述阴极靶材相对设置；所述基板夹具的固定部与所述腔体基座连接，所述基板夹具的夹持部位于所述阳极板上方。