CN219315069U - 化学气相喷淋进气装置及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种化学气相喷淋进气装置及镀膜设备，进气装置包括底板与喷淋组件，壁板内部设有进气通道，喷淋组件可拆卸连接于底板，喷淋组件包括喷淋总管与多个喷淋支管，喷淋总管的一端连通出气孔，喷淋支管与喷淋总管连通，喷淋支管设有喷淋孔；镀膜设备包括上述的化学气相喷淋进气装置。本实用新型中，喷淋组件可以直接利用管件内腔通气，无需额外加工气道，不易形成毛刺，气体残留少，由于喷淋组件与底板可拆卸连接，只需将喷淋组件从底板上拆除即可对喷淋组件进行维护，维护便利度高，并且拆除原喷淋组件的同时可以向底板装入新的喷淋组件，无需等待原喷淋组件清洗完成，可以有效提高进气装置的工作效率。

Description

化学气相喷淋进气装置及镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积镀膜技术领域，尤其涉及一种化学气相喷淋进气装置及镀膜设备。

背景技术

原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)是利用气相前驱物通入反应器并沉积于待镀基体上通过化学吸附及反应形成沉积膜，具有镀膜厚度均匀、一致性高的特点，相关技术中，前驱物通过进气结构中的气道及气孔喷淋至待镀基体，进气结构为一整块板状构件，并通过钻孔等整体机加工的方式加工出气道与气孔，气道及气孔内壁的表面质量差，导致气体以及气体反应产生的颗粒残留于进气结构内，气孔及气道容易堵塞，增加了进气结构的维护频率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种化学气相喷淋进气装置，能够减小进气装置的维护频率并缩短维护时间。

本实用新型还提出一种具有上述化学气相喷淋进气装置的镀膜设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的化学气相喷淋进气装置，包括：

底板，内部设有进气通道，所述进气通道用于通入前驱气体，所述底板具有进气孔与出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述进气通道连通；

喷淋组件，可拆卸连接于所述底板，所述喷淋组件包括喷淋总管与多个喷淋支管，所述喷淋总管的一端连通至所述出气孔，每一所述喷淋支管均与所述喷淋总管连通，多个所述喷淋支管平铺于所述底板朝向所述喷淋组件的表面，每一所述喷淋支管均设有喷淋孔，所述喷淋孔位于所述喷淋支管背向所述底板的一侧。

根据本实用新型实施例的化学气相喷淋进气装置，至少具有如下有益效果：

本实用新型中，喷淋组件为多个具有内腔的气管组合形成的管组，喷淋组件可以直接利用管件内腔通气，无需额外加工气道，不易形成毛刺，气体残留少，由于喷淋组件与底板可拆卸连接，只需将喷淋组件从底板上拆除即可对喷淋组件进行维护，维护便利度高，并且拆除原喷淋组件的同时可以向底板装入新的喷淋组件，无需等待原喷淋组件清洗完成，可以有效提高进气装置的工作效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷淋支管沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布，所述底板设置有多个所述出气孔，其中两个所述出气孔分别连通于所述喷淋总管的两端，并能够同时向所述喷淋总管通入前驱气体。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷淋支管沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布，所述底板设置有多个所述出气孔，多个所述出气孔沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布。

根据本实用新型的一些实施例，所述底板包括多个进气通道与多个所述进气孔，每一所述出气孔均通过一个所述进气通道与所述进气孔连通，其中两个所述进气孔沿所述喷淋总管的延伸方向分别位于所述底板相对的两侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷淋组件还包括固定件，所述固定件可拆卸连接于所述底板，所述喷淋支管沿所述固定件的延伸方向间隔排布，并穿设于所述固定件。

根据本实用新型的一些实施例，所述底板设有多个所述进气孔，其中两个所述进气孔分别用于通入不同类型的前驱气体，所述喷淋组件设置有至少两组，其中一组所述喷淋组件内的所述喷淋总管与两个所述进气孔中的其中一个连通，另一组所述喷淋组件内的所述喷淋总管与两个所述进气孔中的另一个连通，两组所述喷淋组件内的所述喷淋支管交替排布。

根据本实用新型的一些实施例，其中一组所述喷淋组件中的所述喷淋支管伸出至所述固定件的一侧，并与相应的所述喷淋总管连接，另一组所述喷淋组件中的所述喷淋支管伸出至所述固定件的另一侧，并与相应的所述喷淋总管连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷淋组件还包括转接管，所述转接管的一端连通于所述喷淋总管，所述转接管的另一端插接于所述出气孔内，并与所述进气通道连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷淋组件还包括压板，所述压板和/或所述底板设有供所述转接管嵌入的安装槽，所述压板贴附于所述底板表面，以将所述转接管压接于所述压板与所述底板之间。

根据本实用新型的第二方面实施例的镀膜设备，包括：

第一方面实施例的化学气相喷淋进气装置；

载物平台，用于承载待镀件，所述喷淋孔朝向所述载物平台设置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型化学气相喷淋进气装置一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型底板、转接管与压板爆炸后的剖视图；

图3为喷淋组件一个实施例的示意图；

图4为图1中A处的放大图；

图5为部分底板的示意图；

图6为固定件一个实施例的示意图；

图7为底板、转接管与压板的爆炸示意图。

附图标记：

底板100，进气通道110，进气孔120，出气孔130，安装槽140；

喷淋组件200，喷淋总管210，喷淋支管220，喷淋孔221，固定件230，通孔231，槽体232，转接管240，压板250。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

通常，化学气相喷淋进气装置出于对反应环境密封的要求，且反应气体通常具有腐蚀性，进气装置一般为整体式涉及，由于喷淋过程中反应气体或反应产生无容易沉积于进气装置表面以及气道内，因此需经常对进气装置进行清洗、维护，并且前驱气体的喷淋后需要用惰性气体对反应器清洗以去除残留的前驱气体，残留于气道或气孔内的前驱气体增加了惰性气体吹扫的时间，并直接影响镀膜效率及气体沉积效果。

基于上述，本实用新型的实施例中提供了一种化学气相喷淋进气装置(以下简称进气装置)，参照图1至图3，进气装置包括底板100与喷淋组件200，底板100用于接入前驱气体，并向喷淋组件200传输，喷淋组件200向待镀基体表面喷淋前驱气体。底板100的内部设有进气通道110，进气通道110用于通入前驱气体，底板100还具有进气孔120与出气孔130，进气孔120和出气孔130均与进气通道110连通，前驱气体由进气孔120处进入进气通道110，并经由进气通道110从出气孔130排出；参照图3与图4，喷淋组件200包括喷淋总管210与多个喷淋支管220，喷淋总管210的一端与出气孔130连通，每一喷淋支管220均与喷淋总管210连通，每一喷淋支管220均设有喷淋孔221，从出气孔130处排出的前驱气体进入喷淋总管210内，并通过喷淋总管210进入不同的喷淋支管220，最终从喷淋孔221内喷出，喷淋至待镀基体。

另外，喷淋孔221位于喷淋支管220背向底板100的一侧，因此从喷淋孔221喷出的前驱气体背向底板100喷射，不受底板100的影响；并且多个喷淋支管220平铺于底板100朝向喷淋组件200的表面，可以有效增大喷淋支管220在底板100表面的覆盖面积，使喷淋组件200具有较大的喷淋区域，保证喷淋组件200对待镀基体的喷淋效率。

前驱气体依次经过喷淋总管210、喷淋支管220与喷淋孔221喷出，残留的前驱气体及反应物主要集中于喷淋组件200内，由于喷淋组件200与底板100可拆卸连接，只需将喷淋组件200从底板100上拆除即可对喷淋组件200进行维护，维护便利度高，并且拆除原喷淋组件200的同时可以向底板100装入新的喷淋组件200，无需等待原喷淋组件200清洗完成，从而可以有效提高进气装置的工作效率。

需要说明的是，本实用新型的实施例中喷淋组件200为多个具有内腔的气管组合形成的管组，喷淋总管210与喷淋支管220均可选用现有的管件，通过组装形成喷淋组件200，喷淋组件200可以直接利用管件内腔通气，无需额外加工气道；在一些实施例中，喷淋支管220与喷淋总管210之间可通过管接头连接，管件通常以一体加工的方式成型，表面质量好，不易残留气体或颗粒物，且管件的焊接不影响其内表面的质量。

因此，本申请相较于现有技术中，通过机加工在板状构件上形成气孔的方式，喷淋管内壁以及喷淋孔221内不易出现毛刺，能够减少前驱气体在喷淋管和喷淋孔221内的残留，延长维护周期，加工效率高，并且维护难度受喷淋区域增减的影响小。在一个具体的实施例中，喷淋总管210与喷淋支管220均可选用不锈钢EP管，不锈钢EP管的管壁较薄，且管壁表面光滑，表面质量好，便于加工喷淋孔221，且喷淋孔221内不易出现毛刺，毛刺也较易去除。

可以想到的是，喷淋支管220上设置有多个喷淋孔221，喷淋孔221沿喷淋支管220的延伸方向间隔排布，多个喷淋支管220并排设置，喷淋孔221的排列均匀，并且较为密集的设置于底板100的一侧；前驱气体进入喷淋支管220后可直接通过喷淋管喷出，使前驱气体均匀喷淋于反应器内并在反应器内快速反应，可以节省前驱气体内管道内的消耗，并缩短反应时间。

不同的喷淋支管220连通于喷淋总管210的不同位置，当喷淋总管210较长时，沿远离出气孔130的方向，喷淋总管210内前驱气体的流量逐渐减小，连通于喷淋总管210远离出气孔130位置的喷淋支管220内的前驱气体的量较少，导致喷淋组件200不同区域处的喷淋孔221喷淋量不同，待镀基体的镀膜不均匀。基于此，本实用新型的一个实施例中，如图3与图5所示，喷淋支管220沿喷淋总管210的延伸方向间隔排布，底板100上设置有多个出气孔130，多个出气孔130沿喷淋总管210的延伸方向间隔排布，因此，喷淋总管210的不同区域均可接收由出气孔130排出的前驱气体，使喷淋总管210内前驱气体的流量保持均匀，实现均匀镀膜。

在一些具体的实施例中，不同的出气孔130分别连通于喷淋总管210的中部及端部，从不同出气孔130进入喷淋总管210的前驱气体可以相互混合，以弥补由于管道传输造成的流量不均。

作为一个替代实施例，其中两个出气孔130分别连通于喷淋总管210的两端，并能够同时向喷淋总管210通入前驱气体，当出气孔130位于喷淋总管210的两端时，喷淋总管210中部的气体浓度最低，从喷淋总管210端部进入其内腔的前驱气体可以同时向喷淋总管210的中部流动，以减小喷淋总管210不同区域处前驱气体的流量差，保证喷淋的均匀度。

进一步的，底板100包括多个进气通道110与多个进气孔120，每一出气孔130均通过一个进气通道110与一个进气孔120连通，其中两个进气孔120沿喷淋总管210的延伸方向分别位于底板100相对的两侧；每一出气孔130均由相应的进气通道110供气，将进气孔120设置于出气孔130的临近位置，以最大化的缩短进气通道110的长度，减少前驱气体在进气通道110内的消耗，使前驱气体快速进入喷淋组件200，提高进气效率。

如图1与图3所示，本实用新型的实施例中，通过设置固定件230将喷淋支管220安装于底板100，并使喷淋支管220排布呈相应形状。具体的，固定件230可拆卸连接于底板100，通过拆装固定件230可以实现对喷淋支管220与底板100相互拆卸，喷淋支管220沿固定件230的延伸方向间隔排布，并穿设于固定件230内，实现固定件230对喷淋支管220的固定。

具体的，如图6(为清楚显示固定件，图6隐藏了部分喷淋支管)所示，固定件230上设置有通孔231，喷淋支管220穿设于该通孔231内，喷淋支管220在固定件230的延伸方向被限位；或者，固定件230朝向底板100的一侧开设有槽体232，喷淋支管220嵌入该槽体232内，固定件230安装于底板100上后，喷淋支管220被压接于固定件230与底板100之间，实现对喷淋支管220的固定。

固定件230与底板100之间的可拆卸连接，可以通过螺纹紧固、卡接、铆接的方式实现。

固定件230可以设置多个，多个固定件230沿喷淋支管220的延伸方向间隔排布，多个固定件230分别固定喷淋支管220的不同位置，达到对喷淋支管220稳定装配的效果，避免喷淋支管220晃动、偏斜。

为满足待镀基体需交替喷淋不同类型前驱气体的需求，本实用新型的一个实施例中，底板100上设置有多个进气孔120与多个进气通道110，其中两个进气孔120分别通入不同类型的前驱气体，喷淋组件200至少设置有两组，其中一组喷淋组件200内的喷淋总管210与两个进气孔120中的其中一个连通，另一组喷淋组件200内的喷淋总管210与两个进气孔120中的另一个连通；不同类型的前驱气体经过不同的进气通道110进入不同的喷淋组件200内，两组喷淋组件200交替工作，以交替向反应器内通入两种不同类型的前驱气体。

需要说明的是，两组喷淋组件200内的喷淋支管220交替排布，使得每组喷淋组件200内的喷淋支管220均可均匀的排布于底板100的一侧，两组喷淋组件200能够均匀地向反应器喷淋前驱气体。

进一步的，固定件230设置有两个，其中一组喷淋组件200内的喷淋支管220的一端安装于一个固定件230上，另一组喷淋组件200内的喷淋支管220的一端安装于另一固定件230上，从而多个喷淋支管220能够以一整体组件进行拆装，喷淋组件200的拆装便利度高。

作为上述方案的进一步改进，固定件230上设置有通孔231与槽体232，槽体232朝向底板100设置，其中一组喷淋组件200内的喷淋支管220的一端穿设于其中一个固定件230的通孔231内，喷淋支管220的另一端通过另一固定件230的槽体232穿出至另一固定件230的一侧，并与该喷淋组件200内的喷淋总管210连接；另一组喷淋组件200内的喷淋支管220的一端穿设于另一固定件230的通孔231内，喷淋支管220的另一端通过另一固定件230的槽体232穿出至另一固定件230的一侧，并与该喷淋组件200内的喷淋总管210连接。从而，一组喷淋组件200内的喷淋支管220通过一个固定件230进行安装、固定，并通过另一固定件230进行限位，两组喷淋组件200的拆装互不干涉，并且能够满足不同喷淋组件200内通入不同类型前驱气体的需求。

需要说明的是，为配合两组喷淋组件200内的喷淋支管220交替排布的安装需求，固定件230上的通孔231与槽体232沿其延伸方向交替设置。

每组喷淋组件200内，喷淋总管210均位于其中一个固定件230背向另一固定件230的一侧。一方面，喷淋总管210不影响固定件230与喷淋支管220的组装，另一方面，便于喷淋总管210与底板100上的出气孔130连通、排气。

如图3与图7所示，喷淋组件200还包括转接管240，转接管240作为底板100与喷淋总管210之间的桥接部件，用于将出气孔130处排出的前驱气体通入喷淋总管210内，转接管240的一端连通于喷淋总管210，转接管240的另一端插接于出气孔130内，并与进气通道110连通，从而进气通道110内的前驱气体通过转接管240进入喷淋总管210内。通过设置转接管240，可以降低喷淋总管210的加工难度，并能够根据出气孔130的位置与喷淋总管210的进气需求，设置转接管240的长度及转接方向，使喷淋组件200与底板100具有较高的装配便利度。

转接管240与喷淋总管210之间、喷淋总管210与喷淋支管220之间均可通过管接头连接。

喷淋组件200还包括压板250，压板250和/或底板100上设有供转接管240嵌入的安装槽140，安装槽140对转接管240进行限位，并使压板250能够贴附于底板100的表面，以将转接管240压接于压板250与底板100之间，使转接管240与出气孔130的连通处形成密封，避免气体泄漏。

压板250可通过螺纹紧固的方式固定于底板100上；压板250与底板100之间可以设置密封垫，压板250固定于底板100后，密封垫受压变形并与压板250、底板100紧密接触，优化转接管240与底板100之间的密封效果。底板100上可设置有凹槽，部分的压板250嵌入凹槽内，凹槽对压板250进行限位，并且由于部分压板250嵌入凹槽内，使压板250与底板100的结合更为紧密，压板250与底板100的密封效果好。

本实用新型的实施例中还提供了一种镀膜设备，包括上述的化学气相喷淋装置，还包括中载物平台，载物平台用于承载待镀件，喷淋孔朝向载物平台设置，从喷淋孔喷出的前驱气体可直接喷淋至待镀件，前驱气体沉积于待镀件表面并形成沉积膜，达到向待镀件镀膜的效果。

可以想到的，镀膜设备还应包括反应器，反应器具有封闭的反应腔，化学气相喷淋进气装置与载物平台均位于反应腔内，反应腔为镀膜反应提供密闭、隔离的反应环境，以保证镀膜效果。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.化学气相喷淋进气装置，其特征在于，包括：

底板，内部设有进气通道，所述进气通道用于通入前驱气体，所述底板具有进气孔与出气孔，所述进气孔和所述出气孔均与所述进气通道连通；

喷淋组件，可拆卸连接于所述底板，所述喷淋组件包括喷淋总管与多个喷淋支管，所述喷淋总管的一端连通至所述出气孔，每一所述喷淋支管均与所述喷淋总管连通，多个所述喷淋支管平铺于所述底板朝向所述喷淋组件的表面，每一所述喷淋支管均设有喷淋孔，所述喷淋孔位于所述喷淋支管背向所述底板的一侧。

2.根据权利要求1所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述喷淋支管沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布，所述底板设置有多个所述出气孔，其中两个所述出气孔分别连通于所述喷淋总管的两端，并能够同时向所述喷淋总管通入前驱气体。

3.根据权利要求1所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述喷淋支管沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布，所述底板设置有多个所述出气孔，多个所述出气孔沿所述喷淋总管的延伸方向间隔排布。

4.根据权利要求2所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述底板包括多个进气通道与多个所述进气孔，每一所述出气孔均通过一个所述进气通道与所述进气孔连通，其中两个所述进气孔沿所述喷淋总管的延伸方向分别位于所述底板相对的两侧。

5.根据权利要求1所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述喷淋组件还包括固定件，所述固定件可拆卸连接于所述底板，所述喷淋支管沿所述固定件的延伸方向间隔排布，并穿设于所述固定件。

6.根据权利要求5所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述底板设有多个所述进气孔，其中两个所述进气孔分别用于通入不同类型的前驱气体，所述喷淋组件设置有至少两组，其中一组所述喷淋组件内的所述喷淋总管与两个所述进气孔中的其中一个连通，另一组所述喷淋组件内的所述喷淋总管与两个所述进气孔中的另一个连通，两组所述喷淋组件内的所述喷淋支管交替排布。

7.根据权利要求6所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，其中一组所述喷淋组件中的所述喷淋支管伸出至所述固定件的一侧，并与相应的所述喷淋总管连接，另一组所述喷淋组件中的所述喷淋支管伸出至所述固定件的另一侧，并与相应的所述喷淋总管连接。

8.根据权利要求1所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述喷淋组件还包括转接管，所述转接管的一端连通于所述喷淋总管，所述转接管的另一端插接于所述出气孔内，并与所述进气通道连通。

9.根据权利要求8所述的化学气相喷淋进气装置，其特征在于，所述喷淋组件还包括压板，所述压板和/或所述底板设有供所述转接管嵌入的安装槽，所述压板贴附于所述底板表面，以将所述转接管压接于所述压板与所述底板之间。

10.镀膜设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的化学气相喷淋进气装置；

载物平台，用于承载待镀件，所述喷淋孔朝向所述载物平台设置。

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