CN220846264U - 喷淋装置及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷淋装置，包括：壳体，包括本体部和喷淋部，所述本体部设置有多个扩散腔，多个所述扩散腔围绕所述本体部的中心设置，所述本体部还设置有多个进气口，每一所述进气口连通于一个所述扩散腔，所述进气口用于让反应气体进入所述扩散腔，所述喷淋部连接于所述本体部，所述喷淋部设置有多个喷淋区域，每一所述喷淋区域和一个所述扩散腔对应，所述喷淋区域包括连通于所述扩散腔的多个喷淋口，所述喷淋口用于让所述反应气体排出所述扩散腔，属于同一所述喷淋区域的多个所述喷淋口以所述本体部的中心为圆心排列形成扇形。本实用新型的喷淋装置，能够使产生的镀膜厚度均匀。

Description

喷淋装置及镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及镀膜设备技术领域，尤其是涉及一种喷淋装置及镀膜设备。

背景技术

相关技术中，原子层沉积(Atomic Layer Deposition或ALD)技术或分子层沉积(Molecular Layer Deposition或MLD)技术，由于具有沉积均匀性好，台阶覆盖率高，沉积厚度精准可控，膜质高，杂质少等优点被广泛应用于微电子、MEMS、薄膜封装、生物芯片、电子器件和光学元件制造等领域。

其中，原子层沉积设备或分子层沉积设备中，主要通过喷淋装置将反应物喷射在基片上进行反应。具体而言，基片放在载样台上，载样台转动带动基片转动，喷淋装置设置在基片的上方，将反应物喷在基片上反应，反应物会在基片上形成薄膜。对于成型的薄膜来说，薄膜的厚度均匀性是衡量薄膜的质量好坏的重要因素。然而，现有的喷淋装置由于喷出的反应物不均匀，从而使产生的薄膜厚度不均匀。

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喷淋装置，能够使产生的镀膜厚度均匀。

本实用新型还提出一种镀膜设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的喷淋装置，包括：

壳体，包括本体部和喷淋部，所述本体部设置有多个扩散腔，多个所述扩散腔围绕所述本体部的中心设置，所述本体部还设置有多个进气口，每一所述进气口连通于一个所述扩散腔，所述进气口用于让反应气体进入所述扩散腔，所述喷淋部连接于所述本体部，所述喷淋部设置有多个喷淋区域，每一所述喷淋区域和一个所述扩散腔对应，所述喷淋区域包括连通于所述扩散腔的多个喷淋口，所述喷淋口用于让所述反应气体排出所述扩散腔，属于同一所述喷淋区域的多个所述喷淋口以所述本体部的中心为圆心排列形成扇形。

根据本实用新型实施例的喷淋装置，至少具有如下有益效果：基片放置在载样台上，载样台能够旋转，从而带动基片转动，当载样台的转速保持不变时，在相同的时间间隔内，基片的内侧的线速度较小，基片的外侧的线速度较大，因此基片的内侧边缘的运动轨迹和外侧边缘的运动轨迹共同形成一个扇形；具体地，当多个喷淋口以本体部的中心为圆心排列形成扇形后，多个喷淋口的排列形状与基片的运动轨迹的形状的匹配性更高，因此，反应气体经过进气口进入扩散腔，然后经过多个喷淋口到达基片上，这能够使基片的表面获得更加均匀的膜层，从而实现基片镀膜的均匀性。如此，喷淋装置能够使产生的镀膜厚度均匀。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述扩散腔包括第一导向壁，所述第一导向壁的一端连接于所述进气口的壁面，所述第一导向壁的另一端连接于所述喷淋部，沿从所述喷淋口到所述进气口的方向，所述第一导向壁逐渐向所述进气口的中心收拢。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述壳体还包括扩散件，所述扩散件设置于所述扩散腔中，所述扩散件设置有多个扩散孔，其中，所述反应气体依次经过所述进气口、所述扩散孔和所述喷淋口，所述扩散孔的孔径的范围为0.10mm～10mm。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述本体部还设置有与所述扩散腔分隔的排气槽，所述排气槽的入口与所述喷淋口位于所述壳体的同一侧，所述本体部还设置有与所述排气槽连通的排气口，所述排气槽用于收集气体并让气体从所述排气口排出。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述排气槽包括第二导向壁，所述第二导向壁的一端连接于所述入口的壁面，所述第二导向壁的另一端连接于所述排气口的壁面，沿从所述喷淋口到所述进气口的方向，所述第二导向壁逐渐向所述排气口的中心收拢。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述排气槽设置有多个，多个所述排气槽互相连通，且多个所述排气槽围绕于所述扩散腔的外围，所述排气口设置有多个，每一所述排气口与一个所述排气槽连通。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述排气槽设置有多个，多个所述排气槽互相连通，且多个所述排气槽围绕于所述扩散腔的外围，所述本体部还设置有集中腔，多个所述排气槽均与所述集中腔连通，所述排气口设置有一个，所述集中腔还与所述排气口连通，所述排气口位于所述本体部背离所述喷淋部的一侧。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述喷淋装置还包括防护件，所述防护件覆盖所述排气槽的槽壁，所述防护件可拆卸连接于所述排气槽的槽壁。

根据本实用新型的一些实施例的喷淋装置，所述喷淋装置还包括加热件，所述加热件设置于所述本体部中，所述加热件用于给所述扩散腔的腔壁和所述排气槽的槽壁加热。

根据本实用新型的第二方面实施例的镀膜设备，包括：

载样台，用于放置基片；

第一方面实施例中任一项所述的喷淋装置，所述喷淋口设于所述载样台的上方；

转动装置，连接于所述载样台，所述转动装置能够使所述载样台转动，以使所述载样台上的所述基片先后经过多个所述扩散腔进行薄膜沉积。

根据本实用新型实施例的镀膜设备，至少具有如下有益效果：由于喷淋装置可以使镀膜的厚度较为均匀，因此镀膜设备的加工效果较好。

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为本实用新型的第一实施例的喷淋装置的局部示意图；

图2为本实用新型的第一实施例的喷淋装置中本体部的局部示意图；

图3为本实用新型的第二实施例的喷淋装置中本体部的局部示意图；

图4为本实用新型的第三实施例的喷淋装置中本体部的局部示意图；

图5为本实用新型的一些实施例的喷淋装置中喷淋部的示意图；

图6为本实用新型的一些实施例的喷淋装置中扩散件的示意图；

图7为本实用新型的第二实施例的喷淋装置的示意图；

图8为本实用新型的第三实施例的喷淋装置的示意图；

图9为本实用新型的第四实施例的喷淋装置的俯视图。

附图标记：

喷淋装置10、壳体100、本体部200、扩散腔210、第一导向壁211、进气口220、排气槽230、第二导向壁231、排气口240、集中腔250、喷淋部300、喷淋口310、喷淋区域320、扩散件400、扩散孔410、防护件500、加热件600。

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。

请参照图8，在一些实施例中，喷淋装置10包括：壳体100。壳体100包括本体部200和喷淋部300，本体部200和喷淋部300可以是可拆卸连接，本体部200和喷淋部300也可以是一体式结构。本体部200和喷淋部300的连接可以参照图8。请继续参照图1，图1中虚线显示了壳体100的内部。本体部200设置有多个扩散腔210，扩散腔210可以让通入的反应气体分散，从而达到均匀分布在基片上的效果。多个扩散腔210围绕于本体部200的中心设置。本体部200可以是圆形，本体部200也可以是方形。本体部200还设置有连通于扩散腔210的进气口220，进气口220具有多个，每一进气口220和一个扩散腔210连通。进气口220用于让反应气体进入扩散腔210。进气口220可以和进气装置连通，从而让反应气体进入到扩散腔210，然后经过扩散腔210扩散后，再将反应气体从喷淋口310喷出。喷淋部300设置有多个喷淋区域320(多个扩散腔210和多个喷淋区域320可以参照图9，图9中包括四个扩散腔210和四个喷淋区域320)，每一喷淋区域320和一个扩散腔210对应，喷淋区域320包括连通于扩散腔210的多个喷淋口310，喷淋口310用于让反应气体排出扩散腔210，属于同一喷淋区域320的多个喷淋口310以本体部200的中心为圆心排列形成扇形。喷淋部300可以参照图5，具体地，基片放置在载样台上，载样台能够旋转，从而带动基片转动，当载样台的转速保持不变时，在相同的时间间隔内，基片的内侧的线速度较小，基片的外侧的线速度较大，因此基片的内侧边缘的运动轨迹和外侧边缘的运动轨迹共同形成一个扇形；具体地，当多个喷淋口310以本体部200的中心为圆心排列形成扇形后，多个喷淋口310的排列形状与基片的运动轨迹的形状的匹配性更高，因此，反应气体经过进气口220进入扩散腔210，然后经过多个喷淋口310到达基片上，这能够使基片的表面获得更加均匀的膜层，从而实现基片镀膜的均匀性。如此，喷淋装置10能够使产生的镀膜厚度均匀。

下面对多个喷淋口310以本体部200的中心为圆心排列形成扇形作出说明。请参照图5，喷淋部300可以是喷淋板，喷淋板通过冲压工艺形成多个喷淋口310，除了冲压工艺还可以有激光切割、线切割、电火花、钻孔、粉末烧结等工艺。多个喷淋口310排列后形成扇形样式。其中，该扇形可以是四分之一的圆形(包括一条圆弧)。扇形的大小不作具体限定，可以根据实际使用情况而定。该扇形也可以是类似于扇子的结构(包括两条圆弧)，也称作扇环。如此，多个喷淋口310排列成扇形后，反应气体从多个喷淋口310喷出到基片上时，可以使基片上的镀层厚度均匀。

上述提及喷淋装置10中，反应气体首先经过进气口220进入到扩散腔210中，然后从扩散腔210中进入到喷淋口310。可以想到的是，能够使反应气体最终到达基片上均匀的方式中，除了将多个喷淋口310排列形成扇形。还有另外的方式就是使扩散腔210的腔壁方便扩散集中的反应气体(反应气体刚进入进气口220时，大部分反应气体会集中在进气口220处)。因此，请参照图8，在一些实施例中，扩散腔210包括第一导向壁211，第一导向壁211的一端连接于进气口220的壁面，第一导向壁211的另一端连接于喷淋部300，沿从喷淋口310到进气口220的方向，第一导向壁211逐渐向进气口220的中心收拢。具体地，扩散腔210的腔壁类似于喇叭的形状。这可以将反应气体充分分散，从而使反应气体均匀分布在基片上。需要补充的是，扩散腔210的形状可以是多面体，其多面体的棱角处做圆弧处理。比如扩散腔210可以是扇形多面体，其朝向喷淋口310的壁面是扇形形状。扩散腔210也可以是长方形的。扩散腔210也可以是圆锥形。扩散腔210还可以是方形。但是，多个喷淋口310形成的扇形保持不变。具体可以参照图2、图3和图4。其中，图2中扩散腔210的形状是四面体形状，图3中扩散腔210的形状是扇形形状，图4中扩散腔210的形状是方形形状。

进一步地，为了使进入扩散腔210的气体能够均匀的扩散到各处，还可以通过将扩散件400设置在扩散腔210中的方式。具体地，请参照图6和图7，在一些实施例中，壳体100还包括扩散件400，扩散件400设置在扩散腔210中，扩散件400连接于扩散腔210的腔壁，扩散件400设置有多个扩散孔410，其中，反应气体依次经过进气口220、扩散孔410和喷淋口310，扩散孔410的孔径的范围为0.10mm～10mm。其中，扩散孔410的孔径小于0.10mm时，虽然较小的孔径能够达到使反应气体离散化的效果，但是太小的孔径反而会有机率造成扩散孔410的堵塞，导致反应气体无法及时流到基片上。扩散孔410的孔径大于10mm时，太大的孔径会使反应气体的离散效果变差，这并不有利于使基片上镀膜均匀。扩散件400可以是扩散板，扩散板可以通过螺栓连接在本体部200上，扩散板也可以通过焊接连接在本体部200上。

进一步地，为了使反应气体的离散效果好，可以通过设置多个扩散件400的方式。具体地，在一些实施例中，扩散件400设置有多个，沿从喷淋口310到进气口220的方向，多个扩散件400间隔设置。扩散件400可以设置两个，两个扩散件400间隔设置，反应气体从进气口220进入到扩散腔210中后，反应气体会依次经过一个扩散件400的扩散孔410和另一个扩散件400的扩散孔410，从而反应气体进一步地扩散，最后从喷淋口310喷出。在经过多个扩散件400的扩散孔410的作用下，反应气体可以均匀地扩散在基片上，从而使形成的薄膜的厚度均匀。

进一步地，反应气体在基片上镀膜后，反应结束后可能会产生一些未反应气体和副产物，这些未反应气体和副产物需要将其从镀膜设备中排出。因此，可以在喷淋装置10具有通入反应气体的功能的同时，让喷淋装置10具有排气的功能，从而喷淋装置10可以实现一物两用。具体地，请参照图1，在一些实施例中，本体部200还设置有与扩散腔210分隔的排气槽230，排气槽230的入口与喷淋口310位于壳体100的同一侧，本体部200还设置有与排气槽230连通的排气口240，排气槽230用于收集气体并让气体从排气口240排出。排气槽230的槽口面对基片，排气口240可以和排气装置连通，从而排气装置抽气时，未反应的气体和副产物就会被排气槽230的槽口吸收，从而经过排气口240排出镀膜设备外。

为了使排气槽230吸气的效果显著，可以通过将排气槽230的槽壁设置为喇叭状的方式。具体地，请参照图1，在一些实施例中，排气槽230包括第二导向壁231，第二导向壁231的一端连接于入口的壁面，第二导向壁231的另一端连接于排气口240的壁面，沿从喷淋口310到进气口220的方向，第二导向壁231逐渐向排气口240的中心收拢。如此，收拢的设计可以使排气槽230更加有效地将气体收集，从而排出。

进一步地，请参照图1，在一些实施例中，排气槽230设置有多个，多个排气槽230互相连通，且多个排气槽230围绕于扩散腔210的外围，排气口240设置有多个，每一排气口240与一个排气槽230连通。具体地，多个排气槽230互相连通后，可以形成一个环形的槽，并且围绕在扩散腔210的外围。一方面，这可以提高排气的效率，另一方面，这可以合理利用喷淋装置10的空间，避免扩散腔210和排气槽230冲突。其中，每一个排气口240可以连通一个抽气管道，从而在一个排气槽230抽气时就可以将气体排出。

除了上述多个排气槽230分别连通多个排气口240的方式，还有另外的方式。具体地，请参照图8，在一些实施例中，排气槽230设置有多个，多个排气槽230互相连通，且多个排气槽230围绕于扩散腔210的外围，本体部200还设置有集中腔250，多个排气槽230均与集中腔250连通，排气口240设置有一个，集中腔250还与排气口240连通，排气口240位于本体部200背离喷淋部300的一侧。具体地，多个排气槽230面对未反应的气体和副产物，通过排气装置连通在排气口240上，排气装置抽气时，气体可以经过多个排气槽230然后在集中腔250中集中，最后统一从排气口240排出。在这个方案中，可以将排气口240的口径设置大一些，从而方便将气体集中排出。需要说明的是，本体部200可以包括两个部分，一个部分具有集中腔250，另一个部分具有扩散腔210，这两个部分可拆卸连接。因此，在需要清理集中腔250的腔壁时，可以将集中腔250单独拆下。

进一步地，反应气体除了会和基片反应，反应气体还会和喷淋装置10反应，比如反应气体会镀膜在排气槽230的槽壁上。因此，请参照图8，在一些实施例中，喷淋装置10还包括防护件500，防护件500覆盖排气槽230的槽壁，防护件500可拆卸连接于排气槽230的槽壁。防护件500可以经过特殊处理，比如硬质阳极氧化，表面涂层等增强其耐腐蚀性，这样可以防止反应气体腐蚀，或者做喷砂处理，防止镀层剥落污染腔体。另外，防护件500上被镀膜后，通过可拆卸方式可以进行更换。如此，防护件500的设计可以延长喷淋装置10的使用寿命。

请参照图8，在一些实施例中，喷淋装置10还包括加热件600，加热件600设置于本体部200中，加热件600用于给扩散腔210的腔壁和排气槽230的槽壁加热。具体地，反应气体在冷凝后，会产生粉末颗粒。因此不管是在进气的过程中，还是在排气的过程中，当产生粉末颗粒后，都会造成一定的危害。比如，粉末会污染扩散腔210和集中腔250。粉末会掉落在基片上，影响基片成膜质量。粉末在排气过程中，会伤害到排气泵，影响泵的寿命。因此，需要加热件600加热，加热件600用于给扩散腔210的腔壁和排气槽230的槽壁加热后，扩散腔210的温度和排气槽230的温度可以较高，从而防止气体冷凝。一般来说，对于扩散腔210和排气槽230的温度可以保持在40℃～800℃之间。这取决于反应气体的种类不同。

在一些实施例中，镀膜设备包括：载样台、转动装置和上述实施例中任一项的喷淋装置10。载样台用于放置基片，转动装置连接于载样台，转动装置能够使载样旋转，从而带动基片转动，以使基片先后经过多个扩散腔210进行薄膜沉积。喷淋装置10的喷淋口310设于载样台的上方，反应气体经过喷淋装置10可以在扩散到基片上，从而完成镀膜。具体地，基片放置在载样台上，载样台能够旋转，从而带动基片转动，当载样台的转速保持不变时，在相同的时间间隔内，基片的内侧的线速度较小，基片的外侧的线速度较大，因此基片相对于喷淋装置10运动轨迹是绕旋转中心的扇形；具体地，当多个喷淋口310以本体部200的中心为圆心排列形成扇形后，反应气体经过进气口220进入扩散腔210，然后经过多个喷淋口310到达基片上，这能够在基片的表面沉积更加均匀的膜层，从而提高了镀膜的膜质和均匀性。如此，喷淋装置10能够使沉积的镀膜厚度均匀。进一步地，具有该喷淋装置10的镀膜设备的镀膜效果较好。

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.喷淋装置，其特征在于，包括：

壳体，包括本体部和喷淋部，所述本体部设置有多个扩散腔，多个所述扩散腔围绕所述本体部的中心设置，所述本体部还设置有多个进气口，每一所述进气口连通于一个所述扩散腔，所述进气口用于让反应气体进入所述扩散腔，所述喷淋部连接于所述本体部，所述喷淋部设置有多个喷淋区域，每一所述喷淋区域和一个所述扩散腔对应，所述喷淋区域包括连通于所述扩散腔的多个喷淋口，所述喷淋口用于让所述反应气体排出所述扩散腔，属于同一所述喷淋区域的多个所述喷淋口以所述本体部的中心为圆心排列形成扇形。

2.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述扩散腔包括第一导向壁，所述第一导向壁的一端连接于所述进气口的壁面，所述第一导向壁的另一端连接于所述喷淋部，沿从所述喷淋口到所述进气口的方向，所述第一导向壁逐渐向所述进气口的中心收拢。

3.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述壳体还包括扩散件，所述扩散件设置于所述扩散腔中，所述扩散件设置有多个扩散孔，其中，所述反应气体依次经过所述进气口、所述扩散孔和所述喷淋口，所述扩散孔的孔径的范围为0.10mm～10mm。

4.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述本体部还设置有与所述扩散腔分隔的排气槽，所述排气槽的入口与所述喷淋口位于所述壳体的同一侧，所述本体部还设置有与所述排气槽连通的排气口，所述排气槽用于收集气体并让气体从所述排气口排出。

5.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述排气槽包括第二导向壁，所述第二导向壁的一端连接于所述入口的壁面，所述第二导向壁的另一端连接于所述排气口的壁面，沿从所述喷淋口到所述进气口的方向，所述第二导向壁逐渐向所述排气口的中心收拢。

6.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述排气槽设置有多个，多个所述排气槽互相连通，且多个所述排气槽围绕于所述扩散腔的外围，所述排气口设置有多个，每一所述排气口与一个所述排气槽连通。

7.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述排气槽设置有多个，多个所述排气槽互相连通，且多个所述排气槽围绕于所述扩散腔的外围，所述本体部还设置有集中腔，多个所述排气槽均与所述集中腔连通，所述排气口设置有一个，所述集中腔还与所述排气口连通，所述排气口位于所述本体部背离所述喷淋部的一侧。

8.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置还包括防护件，所述防护件覆盖所述排气槽的槽壁，所述防护件可拆卸连接于所述排气槽的槽壁。

9.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述喷淋装置还包括加热件，所述加热件设置于所述本体部中，所述加热件用于给所述扩散腔的腔壁和所述排气槽的槽壁加热。

10.镀膜设备，其特征在于，包括：

载样台，用于放置基片；

如权利要求1至9中任一项所述的喷淋装置，所述喷淋口设于所述载样台的上方；

转动装置，连接于所述载样台，所述转动装置能够使所述载样台转动，以使所述载样台上的所述基片先后经过多个所述扩散腔进行薄膜沉积。