一种旋转镀膜设备

文档序号:252424 发布日期:2021-11-16 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种旋转镀膜设备 (Rotary film coating equipment ) 是由 侯永刚 王新征 龚炳建 周芸福 刘强 黎微明 李翔 周仁 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种旋转镀膜设备,包括:反应组件,包括反应腔体和进气盘,反应腔体具有反应腔,进气盘置于反应腔内,并用于向反应腔输送反应气体;调整组件,包括被构造为可受控移动的调整台;加热台,可转动地连接于调整台上,且位于反应腔内,加热台具有用于承载工件的承载位,且用于对承载于承载位上的工件进行加热;其中,调整台在受控移动的过程中能够带动承载位上的工件靠近或远离进气盘。上述旋转镀膜设备,通过工件在加热的同时也能够进行旋转,使得反应气体能够更加均匀地沉积在工件上。同时,工件与进气盘的距离还能够通过调整台进行调整,使得工件一直能够与进气盘保证一个适合反应的距离,工件沉积成膜的厚度均匀性更好。(The invention relates to a rotary coating device, comprising: the reaction assembly comprises a reaction cavity and an air inlet disc, the reaction cavity is provided with a reaction cavity, and the air inlet disc is arranged in the reaction cavity and used for conveying reaction gas to the reaction cavity; an adjustment assembly including an adjustment stage configured for controlled movement; the heating table is rotatably connected to the adjusting table and is positioned in the reaction cavity, and the heating table is provided with a bearing position for bearing the workpiece and is used for heating the workpiece borne on the bearing position; wherein, the adjusting station can drive the work piece on bearing the weight of the position and be close to or keep away from the air inlet dish in the controlled removal process. According to the rotary coating equipment, the workpiece can be heated and rotated at the same time, so that the reaction gas can be more uniformly deposited on the workpiece. Meanwhile, the distance between the workpiece and the air inlet disc can be adjusted through the adjusting table, so that the workpiece and the air inlet disc can always ensure a distance suitable for reaction, and the thickness uniformity of deposited film of the workpiece is better.)

一种旋转镀膜设备

技术领域

本发明涉及气相沉积技术领域,特别是涉及一种旋转镀膜设备。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapour Deposition,PVD)技术是指在真空条件下,采用物理方法,将固体或液体表面材料源气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体),在晶圆表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。

现有半导体镀膜设备中,反应气体通过进气匀气盘进入腔体,均匀喷洒在晶圆表面或从晶圆表面流过,从而反应沉积形成需要的薄膜。因此晶圆沉积成膜的厚度均匀性则由进气均匀性、晶圆的水平程度等难以调节地因素决定,导致形成的薄膜均匀性有限,难以满足更高要求的均匀性。

发明内容

基于此,有必要针对半导体镀膜设备镀膜的均匀性不佳的问题,提供一种旋转镀膜设备。

一种旋转镀膜设备,包括:

反应组件,包括反应腔体和进气盘,所述反应腔体具有反应腔,所述进气盘置于所述反应腔内,并用于向所述反应腔输送反应气体;

调整组件,包括被构造为可受控移动的调整台;及

加热台,可转动地连接于所述调整台上,且位于所述反应腔内,所述加热台具有用于承载工件的承载位,且用于对承载于所述承载位上的所述工件进行加热;

其中,所述调整台在受控移动的过程中能够带动所述承载位上的工件靠近或远离所述进气盘。

在其中一个实施例中,所述调整组件还包括旋转轴,所述旋转轴的一端可转动地连接于所述调整台,所述反应腔体具有与所述反应腔连通的贯穿孔,所述旋转轴的另一端通过所述贯穿孔穿入至所述反应腔,所述加热台连接于所述旋转轴穿入至所述反应腔的一端。

在其中一个实施例中,所述旋转镀膜设备还包括动密封组件,所述动密封组件设置于所述调整台和所述反应腔体之间,并围绕所述旋转轴布设,以密封所述反应腔体的所述贯穿孔。

在其中一个实施例中,所述动密封组件包括旋转密封件和伸缩密封件,所述旋转密封件设置于所述调整台,且具有供所述旋转轴穿设的旋转孔,所述旋转孔内填充有密封介质;所述伸缩密封件套设于所述旋转轴外,且沿所述调整台的移动方向可伸缩,所述伸缩密封件的一端围绕所述贯穿孔布设,并密封连接于所述反应腔体,所述伸缩密封件的另一端围绕所述旋转孔布设,并密封连接于所述旋转密封件。

在其中一个实施例中,所述动密封组件还包括设置于所述旋转密封件上的冷却液管路,所述冷却液管路用于冷却所述密封介质。

在其中一个实施例中,所述动密封组件还包括设置于所述旋转密封件上的吹扫管路,所述吹扫管路用于清洁所述旋转轴上附着的所述密封介质。

在其中一个实施例中,所述调整组件还包括均安装于所述调整台的动力源和传动组件,所述传动组件传动连接于所述动力源与所述旋转轴之间。

在其中一个实施例中,所述传动组件包括相互啮合的蜗轮和蜗杆,所述蜗轮安装于所述旋转轴,所述蜗杆安装于所述动力源的输出轴。

在其中一个实施例中,所述传动组件包括相互啮合的第一伞型齿轮和第二伞型齿轮,所述第一伞型齿轮安装于所述旋转轴,所述第二伞型齿轮安装于所述动力源的输出轴上。

所述调整组件还包括设置在所述调整台上的电滑环组件,所述电滑环组件包括电滑环,所述电滑环的转子与所述旋转轴相对固定,所述电滑环的定子与所述调整台相对固定,所述电滑环的转子线束与所述加热台电连接,所述电滑环的定子线束用于与外部电源电连接

上述旋转镀膜设备,晶圆在加热的同时也能够进行旋转,使得反应气体能够更加均匀地沉积在晶圆上。同时,晶圆与进气盘的距离还能够通过调整台进行调整,使得晶圆一直能够与进气盘保证适合的反应距离。与现有的镀膜设备相比,晶圆沉积成膜的厚度均匀性更好。

附图说明

图1为本发明一实施例中旋转镀膜设备的结构示意图;

图2为图1中旋转镀膜设备的调整组件的结构示意图;

图3为图2中调整组件在其中一个实施例中的结构示意图;

图4为图2中调整组件在另一个实施例中的结构示意图。

反应组件10,反应腔体11,反应腔12,进气盘13;贯穿孔14;

调整组件20,调整台21,旋转轴22;动力源23;蜗轮241;蜗杆242;第一伞型齿轮251;第二伞型齿轮252;电滑环组件26;转子线束261,定子线束262,电滑环263,定子264,转子265;连接杆266;外壳267;升降模组27;

加热台30;

动密封组件40;旋转密封件41;旋转孔411,密封介质412;伸缩密封件42;冷却液管路43;吹扫管路44。

工件50。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1,本发明一实施例提供了一种旋转镀膜设备,包括:反应组件10、调整组件20和加热台30。

反应组件10包括反应腔体11和进气盘13,反应腔体11具有用于进行镀膜反应的且处于真空状态的反应腔12。进气盘13设置于反应腔12内并与外部气体源相连,以向反应腔12输送用于发生镀膜反应的反应气体。

加热台30设置于反应腔12内,并具有用于承载工件50的承载位。加热盘能够对位于承载位上的工件50进行加热,以使加热后的工件50与进气盘13输入的反应气体进行镀膜反应,从而实现对工件50的镀膜。

调整组件20包括被构造为可受控移动的调整台21,加热台30可转动连接于调整台21,从而使得加热台30既能相对调整台21转动,又能够随调整台21一起移动。加热台30随调整台21移动的过程中能够靠近或远离进气盘13,从而使得位于加热台30上的承载位的工件50也能够靠近或远离进气盘13。

在实际的使用过程中,工件50置于承载位上,通过控制调整台21移动,使得承载位上的工件50逐步靠近进气盘13,直至进气盘13与工件50处于适合发生反应沉积的距离。之后,加热台30对工件50进行加热,并且进气盘13注入反应气体,使得反应气体与工件50进行反应。当反应进行到一定阶段时,加热台30开始旋转,并带动承载位上的工件50进行旋转,使得反应气体能够均匀与工件50表面进行接触,确保工件50表面因镀膜反应形成的薄膜更加均匀。

上述旋转镀膜设备,通过工件50在加热的同时也能够进行旋转,使得反应气体能够更加均匀与工件50接触,并发生镀膜反应,并在工件50表面形成更加均匀的薄膜。同时,工件50与进气盘13的距离还能够通过调整台21进行调整,使得工件50一直能够与进气盘13保证一个适合反应的距离。较现有的镀膜设备,工件50沉积成膜的厚度均匀性更好。可选地,工件50可以为待镀膜晶圆。

本发明的实施例中,调整组件20包括旋转轴22,旋转轴22的一端可转动地连接于调整台21,旋转轴22的另一端与加热台30连接,从而调整台21通过旋转轴22带动加热台30移动。具体地,调整台21位于反应腔体11外部,反应腔体11具有与反应腔12连通的贯穿孔14,旋转轴22的另一端通过贯穿孔14穿入至反应腔12并与加热台30连接。如此,将调整台21置于反应腔12外部可以减少反应腔12的体积。可选地,调整组件20还包括升降模组27,调整台21安装于升降模组27的驱动端,以使升降模组27驱动调整台21移动,从而通过旋转轴22及加热台30带动承载位上的工件50远离或靠近进气盘13。

由于反应腔12必须是真空密封的,在旋转轴22穿过反应腔体11的位置,即贯穿孔14处,可能导致气体泄露。为此,在一些实施例中,旋转镀膜设备还包括动密封组件40,动密封组件40设置于调整台21和反应腔体11之间,并围绕旋转轴22布设,以密封反应腔体11的贯穿孔14。

由于旋转轴22的运动较为复杂,包括与调整台21一起的移动和自身的转动,为此,动密封组件40包括旋转密封件41和伸缩密封件42,通过旋转密封件41来保证旋转轴22在转动时候反应腔12的密封,通过伸缩密封件42来保证旋转轴22在移动时候的反应腔12的密封。

具体地,参阅图2和图3,旋转密封件41设置于调整台21上且具有旋转孔411,旋转轴22穿设于旋转孔411内。伸缩密封件42套设于旋转轴22上,且位于旋转密封件41与伸缩密封件42之间,并沿调整台21的移动方向可伸缩。伸缩密封件42的一端围绕贯穿孔14布设并密封连接于反应腔体11,伸缩密封件42的另一端围绕旋转孔411布设并密封连接于旋转密封件41。由于伸缩密封件42的两端均进行了密封,如此便在伸缩密封件42内形成了一个密封空间,该密封空间将旋转轴22和贯穿孔14包裹在内,如此贯穿孔14便被该密封空间密封。进一步地,当旋转轴22进行移动时,伸缩密封件42也随之伸缩配合旋转轴22的移动,达到在旋转轴22进行移动时也能够密封反应腔12。

进一步地,由于旋转轴22还要进行旋转,在旋转轴22相对旋转密封件41旋转的地方,即旋转孔411,也会产生泄露。为了避免该问题发生,在旋转孔411内填充有密封介质412以密封旋转孔411。也就是说,通过旋转密封件41在旋转孔411处与旋转轴22形成旋转式动密封,通过密封介质412填充旋转孔411侧壁与旋转轴22之间的间隙,以使得旋转轴22在旋转的时候也能够进行密封。如此,旋转密封件41配合伸缩密封件42,从而完成对反应腔体11上贯穿孔14的密封。

具体到实施例中,旋转密封件41为磁流体密封件,也就是说,密封介质412为磁流体,伸缩密封件42为波纹管。

在使用过程中磁流体密封件的温度会升高,过高的温度会造成磁流体溶剂蒸发,同时高温也会造成磁流体中磁性纳米微粒子的磁强度下降,进而影响密封效果。具体到实施例中,动密封组件40还包括设置于旋转密封件41上的冷却液管路43,所述冷却液管路43用于冷却密封介质412。可以理解的是,冷却液管路43内循环有冷却水,通过冷却水冷却磁流体,保证磁流体密封件中磁流体的工作温度,防止磁流体在高温状态下失去磁性,影响密封效果。

进一步地,动密封组件40还包括设置于旋转密封件41上的吹扫管路44,吹扫管路44用于清洁旋转轴22上附着的密封介质412。吹扫管路44紧贴旋转孔411的侧壁,且位于旋转孔411靠近反应腔体11的一端。也就是说,吹扫管路44靠近旋转孔411的出口,以使得在旋转孔411的出口处能对旋转轴22进行吹扫,以清洁旋转轴22上附着的磁流体。

本发明的实施例中,调整组件20还包括均安装于调整台21上的动力源23和传动组件,传动组件传动连接于动力源23与所述旋转轴22之间。动力源23的动力通过传动组件传递至旋转轴22,从而实现驱动旋转轴22旋转,进而旋转轴22带动加热台30一同旋转。

由于需要在旋转轴22的下方设置电滑环263结构以对加热台30进行供电,因此选择将动力源23侧向放置,即动力源23的输出轴与旋转轴22相交。传动组件需要将动力源23的驱动方向转换为旋转轴22的转动方向。在一些实施例中,再次参阅图3,传动组件包括相互啮合的蜗轮241和蜗杆242,蜗轮241安装于旋转轴22上,蜗杆242安装于动力源23的输出轴。通过蜗轮241蜗杆242来将侧向放置动力源23的驱动方向转换为旋转轴22的转动方向。

在其他实施例中,参阅图4,传动组件还可以为相互啮合的第一伞型齿轮251和第二伞型齿轮252,第一伞型齿轮251安装于旋转轴22上,第二伞型齿轮252安装于动力源23的输出轴上。如此,通过伞型齿轮也可以将侧向放置动力源23的驱动方向转换为旋转轴22的转动方向。

本发明的实施例中,调整组件20还包括设置在调整台21上的电滑环组件26,电滑环组件26包括电滑环263,电滑环263的转子265与旋转轴22相对固定,电滑环的定子264与调整台21相对固定。加热台30与电滑环263的转子电束261电连接,电滑环263的定子电束262与外部电源电连接。如此,当旋转轴22转动时,定子264与定子264上的定子线束262不跟随旋转轴22旋转,转子265及转子265上的转子线束261随旋转轴22旋转,转子265再通过碳刷等方式与定子264电连接。此时,定子线束262将外部电源的电能通过定子264和转子265传递至转子265上的转子线束261上,进而该转子线束261再将电能传递至加热台。

具体地,电滑环组件26还包括连接杆266,转子265通过连接杆266与旋转轴22相连并随旋转轴22转动。

具体到实施例中,电滑环组件26还包括保护壳,连接杆266与电滑环263均设置在保护壳内。保护壳与磁流体密封件的外壳267相连,将电滑环263的结构集成在磁流体的内部,转子线束261从旋转轴22的内部穿过与加热台30相连。如此,线束直接穿过磁流体密封件,无需针对线束再次进行密封,大大减少了零件的数量。

本发明具有以下优点:

通过工件50在加热的同时也能够进行旋转,使得反应气体能够更加均匀与工件50接触,并发生镀膜反应,并在工件50表面形成更加均匀的薄膜。同时,工件50与进气盘13的距离还能够通过调整台21进行调整,使得工件50一直能够与进气盘13保证一个适合反应的距离。较现有的镀膜设备,工件50沉积成膜的厚度均匀性更好。可选地,工件50可以为待镀膜晶圆。

伸缩密封件42的一端围绕贯穿孔14布设并密封连接于反应腔体11,伸缩密封件42的另一端围绕旋转孔411布设并密封连接于旋转密封件41,从而形成了一个密封空间将旋转轴22和贯穿孔14包裹在内。当旋转轴22进行移动时,伸缩密封件42也随之伸缩配合旋转轴22的移动,达到在旋转轴22进行移动时也能够密封反应腔12。

通过旋转密封件41在旋转孔411处与旋转轴22形成旋转式动密封,通过密封介质412填充旋转孔411侧壁与旋转轴22之间的间隙,以使得旋转轴22在旋转的时候也能够进行密封。如此,旋转密封件41配合伸缩密封件42,从而完成对反应腔体11上贯穿孔14的密封。

将电滑环263的结构集成在磁流体的内部,转子线束261从旋转轴22的内部穿过与加热台30相连。如此,线束直接穿过磁流体密封件,无需针对线束再次进行密封,大大减少了零件的数量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!