CN214327868U - 一种布气装置和镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种布气装置和镀膜装置，属于气相沉积技术领域，具体包括固定板，固定板上设置有布气腔组，布气腔组包括多个布气腔，布气腔的腔壁上设有进气口，以及与进气口连通的多个散气口，进气口用于向布气腔引入外部气源，多个散气口均位于布气腔的同一侧且均匀分布。通过本申请的处理方案，使气体粒子均匀的轰击在靶材上，提高形成膜层的均匀性。

Description

一种布气装置和镀膜装置

技术领域

本申请涉及物理气相沉积的技术领域，尤其是涉及一种布气装置和镀膜装置。

背景技术

物理气相沉积(英文名为：Physical Vapor Deposition，简称PVD)指利用物理过程实现物质转移,将原子或分子由源转移到基片表面上的过程，磁控溅射是PVD设备的一种应用最为广泛的沉积方式。磁控溅射的基本原理是利用氩气或氧气等混合气体中的等粒子体在电场和交变磁场的作用下，被加速的高能粒子轰击靶材表面，能量交换后，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，转移到基片表面而成膜。

在正常沉积工艺制备中，由于在PVD设备的端部通入的氩气，近侧压力大，远侧压力小，压力的不均匀会导致整个溅射空间中的氩粒子分布不够均匀，造成氩粒子对靶材整体的轰击不均匀，导致溅射区域气场分布流动不够均匀，继而在膜系匹配中，有的膜层偏薄，有的膜层偏厚，造成基片成膜的均匀性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种布气装置和镀膜装置，解决了现有技术中气体粒子对靶材整体的轰击不均匀的问题，提高形成膜层的均匀性。

一方面本申请提供的一种布气装置采用如下的技术方案：

一种布气装置，包括固定板，所述固定板上设置有布气腔组，所述布气腔组包括多个布气腔，所述布气腔的腔壁上设有进气口以及与所述进气口连通的多个散气口，所述进气口用于向所述布气腔引入外部气源，多个所述散气口均位于所述布气腔的同一侧且均匀分布。

可选的，所述布气腔组包括条状主布气腔和多个辅布气腔，所述辅布气腔沿所述主布气腔的长度方向依次排列分布。

可选的，所述主布气腔上设有多个沿所述主布气腔长度方向间隔分布的进气口，用于从所述主布气腔的不同位置引入外部气源。

可选的，所述固定板的侧边上设有护板，多个所述护板围合成环绕所述布气腔组的护圈，用以包围从所述散气口发散的气体并规制气体流向。

可选的，所述主布气腔上的所述进气口沿主布气腔长度方向等距分布。

可选的，所述布气腔采用不锈钢、铝、铜或含铜合金材料中的任一种制成。

可选的，所述进气口上设有与所述布气腔固定连接的气路连接头，所述气路连接头与外部气源连接，所述外部气源包括氩气、氧气或氢气。

可选的，所述布气装置还包括支撑块和压杆，所述支撑块成对设置于所述固定板相对的两侧边，所述压杆的一端设有限位块，所述压杆的另一端上设有插销，所述压杆通过所述限位块和所述插销支撑于所述支撑块之间，所述布气腔固定于所述压杆和固定板之间。

另一方面本申请提供的一种镀膜装置采用如下的技术方案：

一种镀膜装置，包括镀膜腔室，所述镀膜腔室内设置有用于固定靶材的靶材座，所述镀膜腔室内还设置有如上所述的布气装置，所述布气装置平行设置于所述靶材座背离所述靶材的一侧，且所述散气口朝向所述靶材座，通过所述布气腔向所述镀膜腔室引入外部气源。

可选的，所述固定板上设置有固定块，所述固定块用于将固定板安装在镀膜腔室上。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1、多个布气腔形成多路分布氩气，使氩气电离分布更加均匀，使氩粒子更加均匀的撞击靶材表面。靶材被氩粒子均匀撞击，靶材原子更多且均匀的溢出并以数十甚至上百电子伏特的动能飞向被镀基片表面并沉积在基片表面，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜更易于均匀；

2、由于主布气腔的长度较长，通过主布气腔的多段进气取代传统的一端进气方式，使氩气从主布气腔的不同位置进入主布气腔，减小一端进气的布局限制；提高氩气进入主布气腔的均匀性，使主布气腔内的氩气分布的更加均匀，从而使得从主布气腔的散气口中发散的氩气更加均匀，使氩粒子更加均匀的撞击靶材表面。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请实施例布气装置的结构示意图；

图2为本申请实施例布气装置另一视角的结构示意图；

图3为本申请实施例护板的结构示意图；

图4为本申请实施例压杆和支撑块的结构示意图；

图5为本申请实施例镀膜腔室的结构示意图。

附图标记说明：1、固定板；11、固定块；2、布气腔组；21、主布气腔；22、辅布气腔；23、进气口；231、气路连接头；24、散气口；25、螺丝；3、护板；4、压杆；41、支撑块；42、限位块；43、插销；5、镀膜腔室；51、靶材座；52、靶材；53、基片。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本申请实施例提供一种布气装置。

一种布气装置，用于物理气相沉积设备，物理气相沉积设备的镀膜腔室中通过靶材座固定有靶材，靶材位于镀膜腔室中，布气装置固定于靶材座背离靶材的一侧。使用物理气相沉积设备给基片镀膜时，将基片放置于镀膜腔室中，布气装置将气体引入镀膜腔室中，气体粒子轰击靶材后，靶材原子飞向基片，沉积在基片上。本实施例中，物理气相沉积设备使用的气体为氩气，在其他实施例中，物理气相沉积设备使用的气体也可以是氧气或氢气。

如图1所示，布气装置包括条状矩形的固定板1，固定板1上固定安装有布气腔组2，布气腔组2包括多个布气腔，布气腔采用不锈钢制成，布气腔为矩形条状，布气腔长度方向的一侧面与固定板1贴合，布气腔通过螺丝25安装在固定板1上，在其他实施例中，布气腔也可以采用铝、铜或含铜合金材料制成。其中，虽然由于铝的密度小，长期气体流动铝分子会被带出，综合成本权衡，仍可在考虑使用范围。

布气腔的腔壁上设有进气口23，进气口23上螺纹连接有与布气腔固定连接的气路连接头231，气路连接头231与外部气源连接，将气源引入布气腔中，布气腔背对固定板1的侧面为出气面，出气面正对靶材座，出气面上开设有多个与进气口23连通的散气口24，散气口24均匀分的布在出气面上，散气口24将进入布气腔的气体发散出，然后在物理气相沉积设备中被加速，轰击靶材的表面。

如图1所示，布气腔组2包括一个主布气腔21和多个辅布气腔22；主布气腔21的长度与固定板1的长度一致，且主布气腔21的长度方向平行于固定板1的长度方向。多个辅布气腔22沿主布气腔21的长度方向依次排列分布，辅布气腔22的长度方向与主布气腔21的长度方向平行，而且多个辅布气腔22分布在主布气腔21的同一侧。

如图1所示，一个主布气腔21和多个辅布气腔22形成多路分布氩气，使氩气电离分布更加均匀，使氩粒子更加均匀的撞击靶材表面。靶材被氩粒子撞击，靶材原子更多且均匀的溢出并以数十甚至上百电子伏特的动能飞向被镀基片表面并沉积在基片表面，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜层更易于均匀。

如图1所示，辅布气腔22从主布气腔21的一端的端面开始沿主布气腔21的长度方向分布至另一端的端面结束，位于最两端的辅布气腔22相互背对的端面与主布气腔21的两端面对齐。使辅布气腔22在有限的空间内增加总长度，提高氩气分布的均匀性，使氩粒子更加均匀的撞击靶材表面。

如图1所示，主布气腔21上设有多个沿主布气腔21长度方向间隔分布的进气口23，使气体从主布气腔21的不同位置引入主布气腔21；辅布气腔22的进气口23设置在辅布气腔22长度方向上的中心位置。本实施例中，主布气腔21上进气口23沿主布气腔21的长度方向等距分布，主布气腔21上的进气口23数量为两个，主布气腔21上的两个进气口23将主布气腔21沿其长度方向分为三个区域；同时，本实施例中的辅布气腔22为3个，3个辅布气腔22与三个区域的主布气腔21一一对应，即主布气腔21的进气口23位于相邻两个辅布气腔22之间。

在其他实施例中，主布气腔21上的进气口23可以为3个、4个等其他数量；将主布气腔21分成4个、5个区域。

由于主布气腔21的长度较长，通过主布气腔21的多段进气取代传统的一端进气方式，使氩气从主布气腔21的不同位置进入主布气腔21，减小一端进气的布局限制；提高氩气进入主布气腔21的均匀性，使主布气腔21内的氩气分布的更加均匀，从而使得从主布气腔21的散气口24中发散的氩气更加均匀，使氩粒子更加均匀的撞击靶材表面。

本实施例中，主布气腔21和辅布气腔22的所有进气口23设置在同一侧的侧面上，且设置进气口23的侧面与固定板1相邻；使得气路连接头231位于各个布气腔的同一侧，方便气管的连接。

如图1至图3所示，固定板1的侧边上固定连接有护板3，固定板1四个侧边的护板3连续围合成环绕布气腔组2的护圈，用以包围从散气口24发散的气体，并规制气体的流向。在使用物理气相沉积设备时，一个镀膜腔室中会有四个靶材，护圈包裹一个靶材，护圈可以起到阻挡靶材原子飞出目标基片，起到二次沉积和防止不同靶材区域的气体串气以及防止靶原子污染腔室的目的。护板3上设有与气路连接头231对应的气管孔，气管孔供气管穿过，方便气管连接气路连接头231。

如图1和图2所示，为了更好的固定主布气腔21和辅布气腔22，布气装置还包括支撑块41和压杆4，压杆4固定在固定板1上，且压杆4的长度方向垂直于固定板1的长度方向，压杆4横跨于固定板1的一侧，本实施例中，压杆4设有两个，两个压杆4分别设置于固定板1长度方向的两端。压杆4和固定板1分别与布气腔相对的两侧面抵紧，布气腔被固定于压杆4与固定板1之间，当布气腔组2固定在镀膜腔室上方时，压杆可以加强对主布气腔21和辅布气腔22的固定，减少主布气腔21和辅布气腔22从镀膜腔室上掉落的情况。

如图2和图4所示，支撑块41成对设置于固定板1相对的两侧边，即固定板1相对的两侧边上均设有供压杆4穿过的支撑块41；而且固定板1长度方向的两端均固定连接有一对支撑块41，支撑块41上设有供压杆4穿过的穿孔。压杆4一端的侧壁上固定有限位块42，限位块42与压杆4一体设置，压杆4和限位块42在垂直于压杆4长度方向的截面为圆形，而且压杆4和限位块42同轴设置，限位块42的外径大于压杆4；压杆4的另一端上设有穿过压杆4的插销43，压杆4的此端设有供插销43穿过的插孔。压杆4设置插孔的一端依次穿过固定板1同一端的两个支撑块41后，限位块42与一个支撑块41抵接，再将插销43插入插孔，压杆4穿过支撑块41后，支撑块41位于限位块42和插销43之间，限位块42和插销43共同对压杆4进行限位，使压杆4不从支撑块41上脱落，压杆4稳定的支撑于支撑块41之间。

本申请实施例还公开了一种镀膜装置。

如图5所示，一种镀膜装置，包括镀膜腔室5，镀膜腔室5内设置有用于固定靶材52的靶材座51，镀膜腔室5内还设置有如上述的布气装置，布气装置平行设置于靶材座51背离靶材52的一侧，布气装置设置于镀膜腔室5的外侧，且散气口23朝向靶材座，通过布气装置的布气腔向镀膜腔室中引入外部气源。本实施例中，布气装置设置于镀膜腔室5的底壁，在其他实施例中，布气装置也可以设置于镀膜腔室5的顶壁上；以双面镀膜腔室5作为示例，也可以在镀膜腔室5的上方和下方均设置布气装置。固定板1上设置有固定块11，固定块11焊接在固定板1上，固定块11通过螺栓安装在镀膜腔室5上，固定块11用于将固定板1安装在镀膜腔室5上，从而将布气装置固定在镀膜腔室5上。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种布气装置，其特征在于，包括固定板，所述固定板上设置有布气腔组，所述布气腔组包括多个布气腔，所述布气腔的腔壁上设有进气口以及与所述进气口连通的多个散气口，所述进气口用于向所述布气腔引入外部气源，多个所述散气口均位于所述布气腔的同一侧且均匀分布。

2.根据权利要求1所述的布气装置，其特征在于，所述布气腔组包括条状主布气腔和多个辅布气腔，所述辅布气腔沿所述主布气腔的长度方向依次排列分布。

3.根据权利要求2所述的布气装置，其特征在于，所述主布气腔上设有多个沿所述主布气腔长度方向间隔分布的进气口，用于从所述主布气腔的不同位置引入外部气源。

4.根据权利要求2所述的布气装置，其特征在于，所述固定板的侧边上设有护板，多个所述护板围合成环绕所述布气腔组的护圈，用以包围从所述散气口发散的气体并规制气体流向。

5.根据权利要求3所述的布气装置，其特征在于，所述主布气腔上的所述进气口沿所述主布气腔长度方向等距分布。

6.根据权利要求1-5任一项所述的布气装置，其特征在于，所述布气腔采用不锈钢、铝、铜或含铜合金材料中的任一种制成。

7.根据权利要求1-5任一项所述的布气装置，其特征在于，所述进气口上设有与所述布气腔固定连接的气路连接头，所述气路连接头与外部气源连接，所述外部气源包括氩气、氧气或氢气。

8.根据权利要求1-5任一项所述的布气装置，其特征在于，所述布气装置还包括支撑块和压杆，所述支撑块成对设置于所述固定板相对的两侧边，所述压杆的一端设有限位块，所述压杆的另一端上设有插销，所述压杆通过所述限位块和所述插销支撑于所述支撑块之间，所述布气腔固定于所述压杆和固定板之间。

9.一种镀膜装置，包括镀膜腔室，所述镀膜腔室内设置有用于固定靶材的靶材座，其特征在于，所述镀膜腔室内还设置有权利要求1-8任一项所述的布气装置，所述布气装置平行设置于所述靶材座背离所述靶材的一侧，且所述散气口朝向所述靶材座，通过所述布气腔向所述镀膜腔室引入外部气源。

10.根据权利要求9所述的镀膜装置，其特征在于，所述固定板上设置有固定块，所述固定块用于将所述固定板安装在所述镀膜腔室上。

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