CN218880032U - 一种用于真空镀膜源的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于真空镀膜源的冷却装置，属于真空镀膜技术领域。冷却装置设为与镀膜源相邻；冷却装置包括导热件、冷却管路和密封结构；导热件上设有冷却管路，冷却管路上设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。通过本实用新型可以有效降低镀膜源附近修正板的温度、有效降低制程腔内基片温度及靶材阴极区域温度、可以有效防止修正板上膜裂产生的微粒Particle污染、增加光学薄膜膜厚均匀性，提升镀膜效率，提高良率。

Description

一种用于真空镀膜源的冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于真空镀膜源的冷却装置，属于真空镀膜技术领域。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)镀膜技术分为真空蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜，该技术可在基片表面沉积一层具有特殊功能的薄膜。采用PVD技术镀制的薄膜具有膜层致密，膜厚均匀，膜基结合力强，无污染等优点，被广泛应用于光学，电子，冶金，材料等领域。膜厚均匀性是衡量镀膜设备和薄膜质量的重要指标之一，例如国内外学者使用磁控溅射镀膜设备通过改变靶基距、改变靶材形状、调节公转和自转的角度比等方法提升膜厚均匀性。PVD镀膜设备在薄膜制备中，可通过安装修正板提升膜厚均匀性，修正板对基片遮挡，被修正板剔除的溅射粒子会沉积在修正板上，剩余的溅射粒子均匀沉积在基片上，提升基片上光学薄膜膜厚均匀性。镀膜期间靶材溅射出的部分粒子被修正板阻拦，随着镀膜时间的累积，修正板的温度越来越高，导致修正板上的膜层碎裂，剥落，产生颗粒物(Particle)污染制程腔，影响膜层质量；同时修正板高温变形及基片温度升高均会导致薄膜膜厚的均匀性变差。所以，本技术领域亟需一种可用于真空镀膜源的冷却装置，该冷却装置可以用在真空镀膜设备的镀膜源如溅射靶材和电阻蒸发源，电子枪蒸发源的护板或膜厚修正板上；以降低蒸发源温度，减少Particle的污染。

发明内容

本实用新型的目的是为解决如何获得一种可用于真空镀膜源的冷却装置的技术问题，该冷却装置可以用在真空镀膜设备的镀膜源如溅射靶材和电阻蒸发源，电子枪蒸发源的护板或膜厚修正板上；以降低蒸发源温度，减少Particle的污染。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种用于真空镀膜源的冷却装置，冷却装置设为与镀膜源相邻；冷却装置包括导热件、冷却管路和密封结构；导热件上设有冷却管路，冷却管路上设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。

优选地，所述冷却装置与镀膜源设有的护板或膜厚修正板连接。

优选地，所述导热件包括冷却板；膜厚修正板与冷却板连接；冷却板上设有用于冷却的冷却管路，冷却管路中设有冷却介质，冷却管路外周设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。

优选地，所述冷却管路为铜管，冷却管路中的冷却介质为冷却水；所述冷却板为水冷板；所述铜管外周设有用于将铜管固定于水冷板上的挡片。

优选地，所述铜管盘绕在水冷板上，铜管的两端分别设为冷却水引入端和冷却水引出端；所述冷却水引入端和冷却水引出端相邻，冷却水引入端和冷却水引出端分别设有密封结构。

优选地，所述密封结构包括水冷端法兰、密封安装座和密封压盖；水冷端法兰上设有密封安装座，密封安装座靠近水冷板的一侧设有密封压盖；密封安装座和密封压盖中依次穿设有铜管。

优选地，所述铜管与密封安装座之间设有间隔环和O型密封圈三；所述密封安装座外周套设有O型密封圈二；所述冷端法兰与真空腔体之间设有O型密封圈一

优选地，所述冷却板为铝制材料。

优选地，所述冷却板上设有用于增大导热面积，用于捕获及传导更多热量的肋片。

优选地，所述导热件包括冷却遮罩和冷却板；膜厚修正板通过冷却遮罩与冷却板连接；冷却板上设有用于冷却的冷却管路，冷却管路中设有冷却介质，冷却管路外周设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1)可以有效降低修正板的温度。

2)可以有效降低制程腔内基片温度及靶材阴极区域温度。

3)可以防止修正板上膜裂产生的微粒Particle污染。

4)可以增加光学薄膜膜厚均匀性，提升镀膜效率，提高良率。

附图说明

图1为本实用新型阴极靶材单元处的薄膜膜厚修正板水冷却装置系统结构示意图；

图2为本实用新型导热散热组件结构的侧视和主视示意图；

图3为图2中ɑ处局部放大示意图；

附图标记：1.修正板；2.导热散热组件；3.调节板；4.遮罩；5.靶材阴极单元；6.铜管；7.水冷板；8.挡片；9.引入引出端口；10.O型密封圈一；11.O型密封圈二；12.O型密封圈三；13.间隔环；14.密封压盖；15.密封安装座；16.水冷端法兰。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-3所示，本实用新型提供一种用于真空镀膜源的冷却装置，冷却装置设为与镀膜源相邻；本实施例中的镀膜源是溅射源。冷却装置包括导热件、冷却管路和密封结构；导热件上设有冷却管路，冷却管路上设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。冷却装置与镀膜源设有的护板或膜厚修正板1连接。导热件包括冷却遮罩4和冷却板；膜厚修正板1通过冷却遮罩4与冷却板连接；冷却板上设有用于冷却的冷却管路，冷却管路中设有冷却介质，冷却管路外周设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。冷却管路为铜管6，冷却管路中的冷却介质为冷却水；冷却板为水冷板7；铜管6外周设有用于将铜管6固定于水冷板7上的挡片8。铜管6盘绕在水冷板7上，铜管6的两端分别设为冷却水引入端和冷却水引出端；冷却水引入端和冷却水引出端相邻，冷却水引入端和冷却水引出端分别设有密封结构。密封结构包括水冷端法兰16、密封安装座15和密封压盖14；水冷端法兰16上设有密封安装座15，密封安装座15靠近水冷板7的一侧设有密封压盖14；密封安装座15和密封压盖14中依次穿设有铜管6。铜管6与密封安装座15之间设有间隔环13和O型密封圈三12；密封安装座15外周套设有O型密封圈二11；冷端法兰16与真空腔体之间设有O型密封圈一10。冷却板为铝制材料；冷却板上设有用于增大导热面积，用于捕获及传导更多热量的肋片。

实施例

本实用新型提供一种PVD技术中光学薄膜膜厚修正板的水冷却装置，用来解决制程腔高真空密封环境下制备光学薄膜过程中，修正板1的温度、靶材阴极区域及腔内基片温度随着镀膜时间的增加而升高，导致光学薄膜膜厚均匀性较差，修正板1上的膜裂现象造成的腔体污染，镀膜效率低等问题。

膜厚修正板的水冷却装置，可降低修正板的温度、靶材阴极区域及腔内基片的温度，提升基片上沉积的光学薄膜膜厚均匀性，抑制修正板上的膜裂现象，提高镀膜效率。

膜厚修正板的水冷却装置，由修正板组件，导热散热组件2，水冷遮罩4和Mask调节板3等组成。本装置的修正板组件由若干修正板1和Mask finger调节板3组成，Mask finger调节板3根据截流蒸汽云静止挡板的设计理念调节修正板1的形状；首先以基板中心膜厚为基准，根据膜厚分布得到不同基片位置上多沉积的膜厚比例，然后计算每个基片位置圆周上需要修正的弧长，反演修正系数，最后计算出修正的弧长，调节修正板1的形状。

本装置的导热散热组件2主要由水冷板7(铝)，铜管6，挡片8，水路引入引出端口9，水冷端法兰16，密封压盖14，密封安装座15，间隔环13，O型密封圈(O-ring)等组成。本装置水冷板7选用长方形铝型材，根据实际成膜工况时温度，可在水冷板7上增加肋片，以增大导热面积，捕获及传导更多热量。铜管6通过对称弯折方式盘在水冷板7的水冷槽中，铜管6内流动的冷却水将修正板1的热量带走，水路通过引入引出端口9连接大气侧水路网络。水冷遮罩4传导修正板1热量的同时保护水冷却装置防止沉积膜层。本装置的密封共三处，其中铜管6与大气侧处密封槽采用圆桶形槽方式，槽内放置间隔环13+O-ring/O型密封圈三12实现密封环境。

如图1-3所示，本实施方案案例提供一种磁控溅射技术中光学薄膜膜厚修正板水冷却装置系统，该系统由4组水冷却装置组成，包括靶材阴极单元5，修正板组件，导热散热组件2，水冷遮罩4等，其中导热散热组件2中包括铜管6，水冷板7，挡片8，水路引入引出端口9，间隔环13，密封压盖14，密封安装座15，水冷端法兰16，O型密封圈一10，O型密封圈二11，O型密封圈三12。

修正板1固定在Mask调节板3上，Mask调节板3通过水冷遮罩4与导热散热组件2中的水冷板7固定连接,铜管6通过挡片8固定在水冷板7上，铜管6内水路经过引入引出端口9连接外部水路网络，本装置设置三处密封方式，分别采用三角槽+O型密封圈二11，燕尾槽+O型密封圈一10，圆桶形槽+O型密封圈三12+间隔环13+密封压盖14+密封安装座15+水冷端法兰16的三种密封方式实现真空密封环境。修正板组件的热量首先传递给水冷遮罩4，水冷遮罩4的热量导入水冷板7，水冷板7的热量被铜管6内的水路带至大气侧，热量传递以热传导为主；靶材阴极单元5区域及腔内基片热量主要通过热辐射传递给修正板1和水冷遮罩4，最后热量被水路带至大气侧。

膜厚修正板1的水冷却装置具体结构及连接方式包括：

1)导热散热组件2锁付在制程腔体上，修正板组件与水冷遮罩4锁付在水冷板7上。

2)Mask修正板1热量主要通过热传导的导热方式将热量传递给导热散热组件2。

3)靶材阴极区域及腔内基片温度主要通过热辐射/热对流方式将热量传递给导热散热组件2。

4)导热散热组件2中铜管6内的循环水路将热量带至大气侧。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，冷却装置设为与镀膜源相邻；冷却装置包括导热件、冷却管路和密封结构；导热件上设有冷却管路，冷却管路上设有用于将真空环境与外界大气侧进行气体相对隔绝的密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置与镀膜源设有的护板或膜厚修正板连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述导热件包括冷却板；膜厚修正板与冷却板连接；冷却板上设有用于冷却的冷却管路，冷却管路中设有冷却介质，冷却管路外周设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。

4.根据权利要求3所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述冷却管路为铜管，冷却管路中的冷却介质为冷却水；所述冷却板为水冷板；所述铜管外周设有用于将铜管固定于水冷板上的挡片。

5.根据权利要求4所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述铜管盘绕在水冷板上，铜管的两端分别设为冷却水引入端和冷却水引出端；所述冷却水引入端和冷却水引出端相邻，冷却水引入端和冷却水引出端分别设有密封结构。

6.根据权利要求5所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述密封结构包括水冷端法兰、密封安装座和密封压盖；水冷端法兰上设有密封安装座，密封安装座靠近水冷板的一侧设有密封压盖；密封安装座和密封压盖中依次穿设有铜管。

7.根据权利要求6所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述铜管与密封安装座之间设有间隔环和O型密封圈三；所述密封安装座外周套设有O型密封圈二；所述冷端法兰与真空腔体之间设有O型密封圈一。

8.根据权利要求3所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述冷却板为铝制材料。

9.根据权利要求3所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述冷却板上设有用于增大导热面积，用于捕获及传导更多热量的肋片。

10.根据权利要求2所述的一种用于真空镀膜源的冷却装置，其特征在于，所述导热件包括冷却遮罩和冷却板；膜厚修正板通过冷却遮罩与冷却板连接；冷却板上设有用于冷却的冷却管路，冷却管路中设有冷却介质，冷却管路外周设有用于与外界大气侧隔绝的密封结构。

Images