CN207391539U - 一种带冷却功能的镀膜用防护罩及其镀膜装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于物理气相沉积镀膜技术设备领域,尤其是涉及一种带冷却功能的镀膜用防护罩及其镀膜装置。一种带冷却功能的镀膜用防护罩,包括固定在镀膜腔内侧的罩身和与该罩身固定连接的冷却组件,所述冷却组件包括固定在所述罩身外侧的第一冷却组件和固定在所述罩身底部的第二冷却组件。本实用新型在镀膜防护罩的外侧采用冷却管道对防护罩进行冷却,进而降低镀膜腔室内温度,减少腔室内的热源,减少晶片的热源,减小薄膜的应力。

Description

一种带冷却功能的镀膜用防护罩及其镀膜装置
技术领域
本实用新型属于物理气相沉积镀膜技术设备领域,尤其是涉及一种带冷却功能的镀膜用防护罩及其镀膜装置。
背景技术
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术被广泛应用于镀膜行业,磁控溅射一般是在真空腔室中进行的,腔室里有基座,用于支撑置于其上的衬底;一般地,由将被沉积到衬底上的材料制成的靶材固定在腔室的顶部,磁铁安装在靶材背面,通过磁场增强束缚电子的能力。在衬底和靶材之间通入氩气等气体,对靶材施加负电压,使得气体电离产生等离子体,氩离子撞击靶材产生靶材材料的原子或离子这些粒子沉积在衬底上形成薄膜。
薄膜的应力是工艺结果的重要检测指标之一,温度是影响应力的重要因素,在高真空环境中,热量传递的方式主要金属溅射产生的,其次是零件间的热辐射,而接触件间的直接传递占很少一部分。金属溅射产生的热量是无法减少的,因此减少零件间的热辐射可以有效的控制薄膜的应力。
图1公开了一种目前现有的物理气相沉积镀膜腔室结构,其中目前的腔室防护罩安装示意图。其中压环6a搭接在防护罩3a的下部,防护罩搭接在转接壳2a上,转接壳安装在腔室1a上,基座4a安装在腔室内,晶片5a放置在件基座上,靶材8a安装在上电极7a上,并放置在转接壳上,伺服电机9a安装在磁控管旋转系统10a上,磁控管旋转系统安装在上电极上。在溅射过程中靶材通过电极会加载一定的电压,伺服电机会带动磁控管旋转系统旋转,进而进行金属溅射。在金属溅射时,会有金属溅射到防护罩内表面及压环上表面,由于防护罩和压环没有冷却能力,导致其温度会持续升高,从而成为新的热源,对晶片进行热辐射,导致晶片的温度会相对较高,进而影响薄膜的应力,造成镀膜质量下降。
实用新型内容
为了弥补上述气相沉积镀膜过程中,由于防护罩和压环温度过高影响晶片镀膜的缺陷,本实用新型提出一种带冷却功能的镀膜用防护罩及采用该防护罩的镀膜装置,以降低上述镀膜过程中腔室内的温度,降低温度对晶片镀膜的影响。
其技术方案为:一种带冷却功能的镀膜用防护罩,包括固定在镀膜腔内侧的罩身和与该罩身固定连接的冷却组件,所述冷却组件包括固定在所述罩身外侧的第一冷却组件和固定在所述罩身底部的第二冷却组件。
进一步的,所述第一冷却组件为固定在所述罩身外侧的套筒。
进一步的,所述第一冷却组件为环绕在所述罩身外侧且相互连通的多条第一冷却管。
进一步的,所述多条第一冷却管部分嵌设在所述罩身的外侧壁上。
进一步的,所述罩身底部具有压环固定部,所述第二冷却组件为呈环形设在所述压环固定部的第二冷却管;所述压环固定部用于支撑固定压环,所述压环用于在镀膜过程中压紧固定基座。
进一步的,所述第二冷却管嵌设在所述压环固定部的接近所述压环的部位内。
本实用新型还提出了一种可以采用上述任意一种防护罩的物理气相沉积镀膜装置,所述镀膜装置包括防护罩,所述防护罩固定在转接壳内部,所述防护罩上部通过所述转接壳密封连接有镀膜组件,所述防护罩内部固定有用于承载晶片的基座。
进一步的,所述转接壳内侧设有内凸缘,所述防护罩顶端设有外凸缘,所述防护罩通过所述外凸缘搭接到所述转接壳的内凸缘上。
进一步的,所述防护罩侧壁安装有供冷却介质进出的介质进管和介质出管,所述介质进管连通到所述第一冷却管上,所述介质出管连通到所述第二冷却管上。
进一步的,所述第一冷却管和所述第二冷却管均采用1/4寸直径的不锈钢管。
本实用新型在镀膜防护罩的外侧采用冷却管道对防护罩进行冷却,进而降低镀膜腔室内温度,减少腔室内的热源,减少晶片的热源,减小薄膜的应力。降低外部温度对镀膜作业的影响。
附图说明
为了更清楚的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做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本实用新型的背景技术的实施方案的结构示意图;
图2为本实用新型的镀膜装置的一种实施方案的结构示意图;
图3为图2实施例中A位置的结构放大示意图;
图4为本实用新型的镀膜装置的另一种实施例的结构示意。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语″中心″、″上″、″下″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语″第一″、″第二″、″第三″仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图2,本实用新型的一种实施方式。本实施例提出了一种带冷却功能的镀膜用防护罩,包括固定在镀膜腔内侧的罩身1和与该罩身固定在一起的冷却组件,所述罩身下部设有用于支撑压环9的压环固定部2,所述冷却组件包括固定在所述罩身外侧的第一冷却组件31和固定在所述压环固定部内部的第二冷却组件32,所述第一冷却组件和所述第二冷却组件通过管道连通。
本实施例中,由于镀膜过程中其内部为真空状态,热量传导没有空气介质,只能通过辐射和固体的热传递进行传导。
本专利在使用的时候,打开冷却组件的介质进口和出口,冷却介质在冷却组件内进行循环,热量从防护罩和压环中传导到分别与其接触的第一冷却组件和第二冷却组件的冷却介质上,将热量排出。本专利采用将防护罩侧壁和压环降温冷却的方式,将溅射到防护罩和压环上的靶材热量导出,降低其温度,避免金属溅射对镀膜过程的影响。
如图4,上述实施例中,第一冷却组件可以为多种表现形式,如做成空心的套筒套设在所述罩身外侧,介质在套筒内流动,所述第一冷却组件为固定在所述罩身外侧的套筒。采用套筒方式,冷却效率好,只是安装成本以及安装精度相对要求较高。
参照图2,或者将上述冷却组件做成管道方式,所述第一冷却组件包括环绕在所述罩身外侧且相互连通的多条第一冷却管。
上述中,冷却介质可以采用冷却气体或者冷却液体,如氟利昂、水等。
为了进一步降低压环的温度,第二冷却组件设置在压环支撑部的接近压环的一端的内部,第二冷却组件靠近压环的布置方式,将压环固定部的热量拦截在第二冷却组件外侧,提高了散热效率。
参照图3,为了减少压环固定部与压环的接触面积,降低压环收到压环固定部的干扰,在所述压环固定部还可以设置支撑凸起21,所述第二冷却管嵌设在所述支撑凸起内部。本技术方案中,第二冷却管固定在支撑凸起内部,与压环尽量接近,提高了热量导出效率。
上述实施例中的防护罩可以根据实际需要安装在不同的镀膜装置中,只要镀膜的靶材为固态,防护罩为可以传导热量的金属即可。
结合图2和图4,一种采用上述防护罩的镀膜装置,所述镀膜装置包括防护罩,所述防护罩固定在转接壳5内部,所述防护罩上部通过所述转接壳密封连接有镀膜组件,所述防护罩内部固定有用于承载晶片的基座 4。
所述转接壳内侧设有内凸缘51,所述防护罩顶端设有外凸缘22,所述防护罩通过所述外凸缘搭接到所述转接壳的内凸缘上。参照图3,从附图中可以很容易的看到本装置采用上部安装的模式,在安装拆卸的时候,打开上部的镀膜组件,可以很容易的将下部的防护罩、压环等取出。采用本实施例的连接方式,减少了装置的安装和维护时更换零部件的时间,提高了效率。
所述镀膜组件包括固定在所述转接壳顶部的靶材6和遮罩在所述靶材外部的电极盖7,所述电极盖上部安装有伺服电机8,所述伺服电机的输出轴延伸到所述电极盖下部并连接有旋转臂81,所述旋转臂上固定有磁控管82。本技术方案中,采用伺服电机转动,通过磁控管激发电极对靶材的轰击,均匀轰击靶材,使其磨损均匀,实用周期相对较长,同时保证了镀膜过程中落到晶片上的材料铺设相对均匀。
所述防护罩侧壁安装有供冷却介质进出的介质进管和介质出管,所述介质进管连通到所述防护罩上部的所述第一冷却管上,所述介质出管连通到所述第二冷却管上。本技术方案中,采用上进下出的方式,便于介质流动。
所述第一冷却管和所述第二冷却管均采用1/4寸直径的不锈钢管。本技术方案中,目的为了增大接触面积,不锈钢管有一部分会嵌入侧壁内,选用1/4寸不锈钢管考虑到两方面,一方面是防护罩与转解套之间的间隙较小,另一方面是1/4寸的管路冷却能力可以满足需求。
所述冷却介质为水或油状冷却液。同时此方案中可以把水冷空调替换成用Chiler进行冷却,用Chiler配合油状冷却夜的降温效果会更明显,Chiler冷却温度甚至可以达到零下十几度,极大的提高了冷却效率。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法、设备和系统,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅是是示意性的,所述功能模块的划分,仅为一种逻辑功能的划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统,或者一些特征可以忽略,或不执行。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,包括固定在镀膜腔内侧的罩身和与该罩身固定连接的冷却组件,所述冷却组件包括固定在所述罩身外侧的第一冷却组件和固定在所述罩身底部的第二冷却组件。
2.根据权利要求1所述的带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,所述第一冷却组件为固定在所述罩身外侧的套筒。
3.根据权利要求1所述的带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,所述第一冷却组件为环绕在所述罩身外侧且相互连通的多条第一冷却管。
4.根据权利要求3所述的带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,所述多条第一冷却管部分嵌设在所述罩身的外侧壁上。
5.根据权利要求1所述的带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,所述罩身底部具有压环固定部,所述第二冷却组件为呈环形设在所述压环固定部的第二冷却管;所述压环固定部用于支撑固定压环,所述压环用于在镀膜过程中压紧固定基座。
6.根据权利要求5所述的带冷却功能的镀膜用防护罩,其特征在于,所述第二冷却管嵌设在所述压环固定部的接近所述压环的部位内。
7.一种采用权利要求1-6任意一项权利要求所述防护罩的镀膜装置,其特征在于,所述镀膜装置包括防护罩,所述防护罩固定在转接壳内部,所述防护罩上部通过所述转接壳密封连接有镀膜组件,所述防护罩内部固定有用于承载晶片的基座。
8.根据权利要求7所述的镀膜装置,其特征在于,所述转接壳内侧设有内凸缘,所述防护罩顶端设有外凸缘,所述防护罩通过所述外凸缘搭接到所述转接壳的内凸缘上。
9.根据权利要求8所述的镀膜装置,其特征在于,所述防护罩侧壁安装有供冷却介质进出的介质进管和介质出管,所述介质进管连通到所述第一冷却管上,所述介质出管连通到所述第二冷却管上。
10.根据权利要求9所述的镀膜装置,其特征在于,所述第一冷却管和所述第二冷却管均采用1/4寸直径的不锈钢管。
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