CN209412304U - 一种工艺气体分布均匀的磁控溅射真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工艺气体分布均匀的磁控溅射真空镀膜设备，包括镀膜时内部通入工艺气体和安置靶材的真空室，所述真空室的进气侧与靶材之间设置有混合挡板，所述混合挡板与真空室进气侧内壁之间具有作为气体混合缓冲室的间隙，该间隙的侧方具有出气口；所述气体混合缓冲室内设置有若干布气管，所述布气管上设置有布气孔。本实用新型真空室内部设置混合挡板，布气管吹出的工艺首先正面碰撞混合挡板，使得气体在气体混合缓冲室内进行充分混合，达到均匀后再缓缓从侧面的出风口吹出，避免对真空室内的气体产生扰动，使得真空室内的气体分布均匀。

Description

一种工艺气体分布均匀的磁控溅射真空镀膜设备

技术领域

本实用新型一种真空镀膜设备，尤其涉及一种工艺气体分布均匀的磁控溅射真空镀膜设备。

背景技术

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜。工艺分布在真空室内分布均匀至关重要，如工艺气体在真空室内分布不均匀，存在扰动等情况，会导致镀膜厚度不均。

为了解决工艺气体分布不均的问题，如CN201148466Y一种具有分散气体的分散板的镀膜装置，该镀膜装置包括一具有一镀膜室的中空状壳体、一具有多数间隔设置于该镀膜室中的电极板的电极单元、一用以将镀膜气体输送进该壳体的镀膜室中的输气管、一具有一与该镀膜室相连通的泵的抽气单元，以及一邻近所述电极板的底面且具有多数相间隔的分流孔的分散板，所述分流孔涵盖该电极板的底面的大部分面积，借由所述分流孔，让镀膜气体可均匀分布于该镀膜室中，以提高镀膜良率、改善整体镀膜效率。

又如CN2443972Y公开了一种中频反应溅射镀膜设备中反应气体的供气装置，包括真空室、进气管和压电阀，在真空室内置有靶、反应气体布气管和工作气体布气管，接有压电阀的进气管与反应气体布气管相通，在真空室内两靶的对称轴线上置有管道两边呈对称开有若干通气出孔的气体布气管，两根工作气体布气管置于两靶的外侧轴线上，工作气体布气管上均匀开有布气孔。

又如CN2443972Y公开了一种中频反应溅射镀膜设备中反应气体的供气装置，在真空室内两靶的对称轴线上置有管道两边呈对称开有若干通气出孔的反应气体布气管，反应气体布气管置于具折角的挡板折角内，接有压电阀的进气管与反应气体布气管在两只靶的几何对称中心相通，两根工作气体布气管置于两靶的外侧轴线上，工作气体布气管上均匀开有布气孔。

以上公开的镀膜设备是通过布气管或分散板让工艺进行均匀分布，但是工艺经过从布气管或分散管出来后就直接进入了真空室，会对真空室内的气体产生扰动，从而导致气体分布不均匀。

实用新型内容

本实用新型提供了一种磁控溅射真空镀膜设备，解决了传统设备工艺气体因扰动而分布不均匀的温度。

一种磁控溅射真空镀膜设备，包括镀膜时内部通入工艺气体和安置靶材的真空室，所述真空室的进气侧与靶材之间设置有混合挡板，所述混合挡板与真空室进气侧内壁之间具有作为气体混合缓冲室的间隙，该间隙的侧方具有出气口；所述气体混合缓冲室内设置有若干布气管，所述布气管上设置有若干布气孔。

优选的，所述混合挡板为凹型结构，其边沿具有与真空室壁固定连接的折边，所述出气口开设与所述折边上，采用凹型结构的混合挡板可以和真空室壁直接组成气体混合缓冲室，而不需要其它部件，有助于简化结构和降低成本，当然也可以是真空室壁采用凹型结构，但很难设置出气口。

优选的，所述真空室的进气侧具有供混合挡板通过的开口以及密封所述开口作为真空室壁的门板，所述混合挡板固定在所述门板上。采用该方案可以先将混合挡板和门板组装好，然后将混合挡板置入真空室内，门板固定在真空室外壁上，组装方便，当然也可以在别处开口，但影响组装。

优选的，所述混合挡板的外侧设面置有防着挡板，可以避免靶材沉浸在混合挡板上。

优选的，所述布气管包括主气管和辅气管，所述辅气管分成相互独立的若干段，每段连接一进气管，主气管通入氩气等主工艺气体，而辅气管通入起调节辅助作用的气体，如氧气、氢气、氮气等。辅气管分段设置可以对真空室进行分段调节控制，使得整体镀膜均匀。

优选的，所述布气管通过卡夹固定在真空室内壁面上，便于拆卸和组装。

优选的，所述真空室的进气侧设置有连接布气管的接头装置。

更优选的，所述接头装置包括穿过真空室壁连接布气管的连接管、穿套在连接管上与真空室壁密封配合的法兰以及将法兰固定在真空室壁上的卡箍。进气管如果直接进入真空室与布气管连接，不容易实现密封，采用该结构结构，一方面密封性能好，另一方面方便进气管的连接。

优选的，所述布气孔正对所述混合挡板设置。

本实用新型真空室内部设置混合挡板，布气管吹出的工艺首先正面碰撞混合挡板，使得气体在气体混合缓冲室内进行充分混合，达到均匀后再缓缓从侧面的出风口吹出，避免对真空室内的气体产生扰动，使得真空室内的气体分布均匀。

附图说明

图1为本实用新型真空室的结构示意图。

图2为图1所示真空室A-A方向的剖面图。

图3为图1所示真空室B-B方向的剖面图。

图4为图3中的C局部放大图。

图5为本实用新型混合挡板的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种磁控溅射真空镀膜设备，包括真空室1，真空室1的进气侧具有开口以及封闭该开口的门板2，门板2的内侧设置有凹型的混合挡板3，混合挡板3的边沿具有折边，折边固定在门板2上，混合挡板3整体伸入到真空室1的内部，长度方向上的折边上设置有出气口31。混合挡板3的外侧还设置有防着挡板4，用于保护混合挡板，避免材料沉积在混合挡板3上。

采用上述结构主要目的是为了组装方便，如果不考虑该因素也可以在真空室的其它侧面开口，但是当真空室定型后，难以将混合挡板3固定在真空室的内侧面上。混合挡板3正对着靶材9，可以避免进入真空室的气体直接涌上靶材9，导致真空室内的气体分布不均匀。

混合挡板3和门板2之间具有间隙，该间隙构成气体混合缓冲室8，气体混合缓冲室8内设置有主气管6和三段辅气管7，三段辅气管7在同一直线上，并且与主气管6平行设置，主气管6和辅气管7通过卡夹固定在门板2的内侧面上，方便安装和拆卸。

主气管6和辅气管7上设置有正对混合挡板3的布气孔(图中未示出)，布气孔的孔径大致在0.3mm，间距为30mm。布气孔的出气受到混合挡板3的阻挡，能够改变方向，减小动能，一方面促进气体在气体混合缓冲室8内快速扩散，另一方面可以减少出气口31的出气流速，避免对真空室内1的气体产生扰动，导致气体分布不均匀。

如图5所示，出气口31设于混合挡板3平行气管的折边上，气管的排列方向与靶材布置方向相同，使得设备整体结构紧凑。三段辅气管7对应设置三个出气口，分别对真空室1三个局部进行气体调节，显而易见可以根据需要改变辅气管的数量，数量越多，真空室内气体分布越均匀。

门板2上设置有四个接头装置5，如图4所示，接头装置包括接头51、连接管55以及弯管56，连接管55上套设有法兰52，法兰52通过卡箍53固定门板2上，法兰52与门板2之间具有密封圈54。接头51可以快速与外部的进气管连接，法兰52可以对门板上的穿孔进行密封，避免漏气。

本实用新型工作原理如下：

当需要往真空室引入工艺气体时，将外部的进气管与接头装置5连接，主气管6主要引入氩气等主工艺气体，辅气管7引入氧气、氢气、氮气等辅助调节气体。工艺气体首先进入气管，然后从布气孔进入气体混合缓冲室8内，由于布气孔直接对着混合挡板3，工艺气体被阻挡散开，快速在气体混合缓冲室8内充分混合，并且动能减小。经过混合的工艺气体从出气口31进入真空室的制程腔内，由于气流缓缓，不会对内部已有气体产生扰动，使得内部气体分布均匀。

Claims (9)

1.一种磁控溅射真空镀膜设备，包括镀膜时内部通入工艺气体和安置靶材的真空室，其特征在于，所述真空室的进气侧与靶材之间设置有混合挡板，所述混合挡板与真空室进气侧内壁之间具有作为气体混合缓冲室的间隙，该间隙的侧方具有出气口；所述气体混合缓冲室内设置有若干布气管，所述布气管上设置有若干布气孔。

2.如权利要求1所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述混合挡板为凹型结构，其边沿具有与真空室壁固定连接的折边，所述出气口开设与所述折边上。

3.如权利要求2所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述真空室的进气侧具有供混合挡板通过的开口以及密封所述开口作为真空室壁的门板，所述混合挡板固定在所述门板上。

4.如权利要求1所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述混合挡板的外侧面设置有防着挡板。

5.如权利要求1所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述布气管包括主气管和辅气管，所述辅气管分成相互独立的若干段，每段连接一进气管。

6.如权利要求1所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述布气管通过卡夹固定在真空室内壁面上。

7.如权利要求1、2或3所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述真空室的进气侧设置有连接布气管的接头装置。

8.如权利要求7所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述接头装置包括穿过真空室壁连接布气管的连接管、穿套在连接管上与真空室壁密封配合的法兰以及将法兰固定在真空室壁上的卡箍。

9.如权利要求1所述的磁控溅射真空镀膜设备，其特征在于，所述布气孔正对所述混合挡板设置。