CN209443078U - 一种硅集成电路的铟层镀膜机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种硅集成电路的铟层镀膜机构，包括真空室、蒸发源、基片架和中心隔板；真空室的顶端上方设有驱动机构，驱动机构通过传动轴穿入真空室内与基片架连接；真空室的后侧壁上设有主抽气口，主抽气口上设有冷阱，中心隔板的四周通过螺钉固定在真空室的中部内侧壁上，中心隔板的中心开有孔，孔的大小保证束流的入射角度在80°以上；蒸发源包括坩埚、加热丝、热屏蔽罩、不锈钢冷却水套和不锈钢法兰；坩埚的外部设有加热丝，加热丝的外部设有热屏蔽罩，热屏蔽罩的外部设有不锈钢冷却水套，不锈钢冷却水套通过杆件与不锈钢法兰焊接，坩埚的上部设有喷口，蒸发源通过不锈钢法兰设置在真空室内的底部，保证蒸发源中心与基片架中心处于同一直线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种镀膜机构，具体涉及一种用于红外遥感关键部件的硅集成电路的铟层镀膜机构。
背景技术
对于在真空条件下，铟层镀膜的形貌和均匀性是一个很重要的指标，而这两项指标与成膜束流的方向角有直接关系。现有的技术只考虑了蒸发源加热控制的稳定性，铟层镀膜均匀性具有局限性。本实用新型在原有的基础上，考虑了关键部件选用，及特殊的结构设计，提出了一种硅集成电路的铟层镀膜机构，进一步提高了镀膜的质量。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理，适用于在真空室内铟层镀膜的机构，改善束流的方向性，提高镀膜均匀性。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种硅集成电路的铟层镀膜机构，包括：真空室8、蒸发源2、基片架1和中心隔板3；
所述真空室8的顶端上方设有驱动机构，驱动机构通过传动轴穿入真空室8内与基片架1连接，带动基片架1旋转；所述真空室8的后侧壁上设有主抽气口，主抽气口上设有冷阱。
所述中心隔板3的四周通过螺钉固定在真空室8的中部内侧壁上，所述中心隔板3的中心开有孔，所述孔的大小要保证束流的入射角度6在80°以上；
所述蒸发源2包括：坩埚9、加热丝11、热屏蔽罩12、不锈钢冷却水套13和不锈钢法兰14；所述坩埚9的外部设有加热丝11，加热丝11的外部设有热屏蔽罩12，热屏蔽罩12的外部设有不锈钢冷却水套13，所述不锈钢冷却水套13通过杆件与不锈钢法兰14焊接，所述坩埚9的上部设有喷口10，所述蒸发源2通过不锈钢法兰14设置在真空室8内的底部，保证蒸发源2的中心与基片架1的中心处于同一直线。
在上述方案的基础上，所述主抽气口与低温泵4连接，主抽气口与低温泵4之间设有闸板阀15，所述真空室8还与机械泵5连接，真空室8与机械泵5之间设有角阀16。
在上述方案的基础上，所述坩埚9的形状为筒形。
在上述方案的基础上，所述坩埚9为PBN材质制成的坩埚。
在上述方案的基础上，所述加热丝11为Ta材质制成的加热丝。
在上述方案的基础上，所述热屏蔽罩12为Ta材质制成的热屏蔽罩。
在上述方案的基础上，所述基片架1用于放置基片。
在上述方案的基础上，所述工作距离7的计算公式为：tg(入射角度)＝1/2*基片直径/工作距离。
有益效果：本实用新型提供的铟层镀膜结构与现有技术相比具有以下优点：
本实用新型提供的铟层镀膜机构，机构设计合理，在传统真空镀膜的模式下，通过合理的关键部件选用，以及特殊的结构设计，保证镀膜的方向角相对准确，可以进行成膜形貌为接近圆柱形的镀膜，并且使得成膜均匀性有显著性提高。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2本实用新型所述的蒸发源示意图一。
图3本实用新型所述的蒸发源示意图二。
图中：1、基片架、2、蒸发源；3、中心隔板；4、低温泵；5、机械泵；6、入射角度；7、工作距离；8、真空室；9、坩埚；10、喷口；11、加热丝；12、热屏蔽罩；13、不锈钢冷却水套；14、不锈钢法兰；15、闸板阀；16、角阀。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，在真空状态下，对6英寸(兼顾8英寸)硅集成电路基片的铟层镀膜，通过合理的关键部件选用，及特殊的结构设计，保证成膜均匀性有显著性提高。本实用新型中提到的工作距离是指蒸发源到基片架的距离；束流的入射角度是指蒸发源的中心点与基片架边缘的连线，与水平线之间的角度。
以上所述真空状态下铟层镀膜设计机构，通过合理的关键部件选用，及特殊的结构设计，提高了成膜均匀性，保证了质量。
一种硅集成电路的铟层镀膜机构，包括：真空室8、蒸发源2、基片架1和中心隔板3；
所述真空室8的顶端上方设有驱动机构，驱动机构通过传动轴穿入真空室8内与基片架1连接，带动基片架1旋转；所述真空室8的后侧壁上设有主抽气口，主抽气口上设有冷阱，
所述中心隔板3的四周通过螺钉固定在真空室8的中部内侧壁上，所述中心隔板3的中心开有孔，所述孔的大小要保证束流的入射角度6在80°以上；
所述蒸发源2包括：坩埚9、加热丝11、热屏蔽罩12、不锈钢冷却水套13和不锈钢法兰14；所述坩埚9的外部设有加热丝11，加热丝11的外部设有热屏蔽罩12，热屏蔽罩12的外部设有不锈钢冷却水套13，所述不锈钢冷却水套13通过杆件与不锈钢法兰14焊接，所述坩埚9的上部设有喷口10，所述蒸发源2通过不锈钢法兰14设置在真空室8内的底部，保证蒸发源2的中心与基片架1的中心处于同一直线。
在上述方案的基础上，所述主抽气口与低温泵4连接，主抽气口与低温泵4之间设有闸板阀15，所述真空室8还与机械泵5连接，真空室8与机械泵5之间设有角阀16。
在上述方案的基础上，所述坩埚9的形状为筒形。
在上述方案的基础上，所述坩埚9为PBN材质制成的坩埚。
在上述方案的基础上，所述加热丝11为Ta材质制成的加热丝。
在上述方案的基础上，所述热屏蔽罩12为Ta材质制成的热屏蔽罩。
在上述方案的基础上，所述基片架1用于放置基片。
在上述方案的基础上，所述工作距离的计算公式为：tg(入射角度)＝1/2*基片直径/工作距离。
机构的工作流程为：首先将基片固定在基片架上，关上真空室8的大门。然后启动机械泵5，当真空室8的压强到达10Pa以下时候，打开闸板阀15，低温泵4开始对真空室8抽真空(低温泵要提前两小时预冷)，当真空度到达10-4Pa量级的时候，启动蒸发源2进行镀膜，到达设定厚度的时候，停止镀膜，完成工艺。
蒸发源的设计：
(1)对蒸发源进行了特殊的设计(如图2所示，下面是坩埚9和喷口10的形式，上面是对应的束流分布)，此种形式的坩埚9及喷口10约束了分子束流的分布，使得分子束流在一定区域内的密度近乎均匀分布，因此可以在基片的有效尺寸区域内的成膜非常均匀，形成均匀性非常高的膜层。并且，还可以进一步减小对真空腔室的污染。而其他普通设备在喷口上一般没有这种特殊设计。使用本实用新型所述的蒸发源不需要将喷口和基片间的距离设置太大，即可满足入射角的要求，更好的增加了铟的附着力。
(2)材质：蒸发源本身由多个部分组成(参见图3)，各部分的材质也有所不同。主要包括Ta制加热丝、Ta制热屏蔽罩、不锈钢冷却水套、PBN坩埚，以及不锈钢法兰等。
(3)增加中心隔板和冷阱：
为了更好的保证束流的入射角度，除使用本实用新型设计的蒸发源之外，在真空室中间辅以中心隔板3进行束流的二次约束，同时还可滤掉角度不佳和器壁反射的铟蒸发流。
中心隔板3的设计防止过多的铟进入上部真空室以及进入真空系统，同时在主抽气口增加冷阱，进一步减少铟进入到真空系统形成污染。
(4)工作距离的计算：
修改工作距离对于成膜质量不会有太大的影响，但是对于原材料的消耗会有很大影响。如果工作距离从500mm变为750mm，原材料的消耗可能会增大50％。因此基片离蒸发源越近越好。
关于工作距离估算的公式就是tg(入射角度)＝1/2*基片直径/工作距离。例如按照束流的入射角度为84度计算，工作距离需要达到762mm，而按照束流的入射角度为83度计算，工作距离只需要达到620mm。
(5)入射角度：
所述铟层镀膜机构的优势，在于可以较好的控制在基片上成膜的膜材入射夹角，非常适用于对膜层的形貌有一定要求的镀膜工艺。比如希望形成的膜层是圆柱形的阵列，就可以应用此种结构。
铟膜沉积的方向角要保证在80°以上，我们通过选用大容量的直筒形蒸发源作为镀膜源，利用筒形坩埚的定向特性，并通过开孔(开孔尺寸经过计算)的中心隔板二次约束，保证束流的入射角度。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，包括：真空室(8)、蒸发源(2)、基片架(1)和中心隔板(3)；
所述真空室(8)的顶端上方设有驱动机构，驱动机构通过传动轴穿入真空室(8)内与基片架(1)连接，带动基片架(1)旋转；所述真空室(8)的后侧壁上设有主抽气口，主抽气口上设有冷阱；
所述中心隔板(3)的四周通过螺钉固定在真空室(8)的中部内侧壁上，所述中心隔板(3)的中心开有孔，所述孔的大小要保证束流的入射角度(6)在80°以上；
所述蒸发源(2)包括：坩埚(9)、加热丝(11)、热屏蔽罩(12)、不锈钢冷却水套(13)和不锈钢法兰(14)；所述坩埚(9)的外部设有加热丝(11)，加热丝(11)的外部设有热屏蔽罩(12)，热屏蔽罩(12)的外部设有不锈钢冷却水套(13)，所述不锈钢冷却水套(13)通过杆件与不锈钢法兰(14)焊接，所述坩埚(9)的上部设有喷口(10)，所述蒸发源(2)通过不锈钢法兰(14)设置在真空室(8)内的底部，保证蒸发源(2)的中心与基片架(1)的中心处于同一直线。
2.如权利要求1所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述主抽气口与低温泵(4)连接，主抽气口与低温泵(4)之间设有闸板阀(15)，所述真空室(8)还与机械泵(5)连接，真空室(8)与机械泵(5)之间设有角阀(16)。
3.如权利要求1所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述坩埚(9)的形状为筒形。
4.如权利要求3所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述坩埚(9)为PBN材质制成的坩埚。
5.如权利要求1所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述加热丝(11)为Ta材质制成的加热丝。
6.如权利要求1所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述热屏蔽罩(12)为Ta材质制成的热屏蔽罩。
7.如权利要求1所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，所述基片架(1)用于放置基片。
8.如权利要求7所述的硅集成电路的铟层镀膜机构，其特征在于，工作距离(7)为蒸发源(2)与基片架(1)之间的距离，所述工作距离(7)的计算公式为：tg(入射角度)＝1/2*基片直径/工作距离。
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| CN201821841328.6U CN209443078U (zh) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | 一种硅集成电路的铟层镀膜机构 |
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| CN109402569A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-01 | 上海利方达真空技术有限公司 | 一种硅集成电路的铟层镀膜机构 |
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2018
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