薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统，所述薄膜蒸镀设备包括匹配箱、喂料单元、主室；其中，所述喂料单元的一端设置有匹配箱，其另一端设置有主室；所述匹配箱的内部设置有射频源及直流源，用于产生等离子；所述喂料单元用于提供蒸镀的源材料；所述主室，用于提供薄膜蒸镀的空间，通过利用匹配箱的内部设置射频源及直流源来使喂料单元中产生等离子实现对晶圆的薄膜蒸镀，提高了薄膜的均匀性。另一方面，在源材料与主室的内壁之间设置有保护罩单元，避免进行薄膜蒸镀时蒸镀的源材料贴到主室的内壁上的情况，减少了源材料的损耗，从而提高了源材料的利用率。
【专利说明】薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体加工设备领域，特别涉及一种薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统。
【背景技术】
[0002]PECVD (等离子增强化学气相沉积)、PVD (溅镀沉积)、VTD (气相传输沉积)和CSS(封闭空间升华、加热蒸发镀膜)是半导体、LED、太阳能等行业中被广泛使用的薄膜镀膜技术。其中PECVD、PVD的镀膜速度较慢，对于较厚的膜，生产效率不高，而且源材料利用率低；而^0技术只能进行单片基板的镀膜，由于结构的局限性，薄膜的均匀性不够好、基板尺寸受限制。常规的CSS技术无法进行基板行进中的连续镀膜，源材料温度均匀性不好，也不能连续喂料连续生产。
[0003]JP10-226877公开了一种薄膜沉积方法及装置,其可在同一基板的两面同时沉积镀膜，然而该基板是柔性基板如塑料膜或金属箔等材料。
[0004]为了改善蒸发容器中温度的不均匀变化、提高薄膜沉积的均匀性，三菱重工株式会社在中国专利CN101942639 (2011-1-12)公开了一种真空气相沉积设备，其中的蒸发容器具有线性设置的多个直径相同的排放孔，并且具有多个直径相同的通孔的射流板，然而该方法主要是用于沉积多种蒸发材料，源材料利用率不高。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统，以解决使用现有技术中薄膜蒸镀设备所蒸镀的薄膜的存在薄膜均匀性不好，源材料利用率不高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种薄膜蒸镀设备，所述薄膜蒸镀设备包括:匹配箱、喂料单元、主室；其中，所述喂料单元的一端设置有匹配箱，其另一端设置有主室;
[0007]所述匹配箱的内部设置有射频源及直流源，用于产生等离子；
[0008]所述喂料单元用于提供蒸镀的源材料；
[0009]所述主室，用于提供薄膜蒸镀的空间。
[0010]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述主室的内部设置有保护罩单元，所述保护罩单元设置于所述源材料与所述主室的内壁之间。
[0011]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述主室内部还设置有加热单元及控制所述加热单元作升降运动的升降单元。
[0012]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述加热单元设置有超模针，所述超模针用于调整所述加热单元上的晶圆的位置。
[0013]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述匹配箱内部还设置有过滤器，所述过滤器设置于所述射频源与所述直流源之间。
[0014]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述喂料单元通过铜电极棒与所述匹配箱相连。
[0015]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述喂料单元内部设置有磁单元、控制所述磁单元运动的磁转动单元、设置于所述磁单元一侧的源材料。
[0016]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述喂料模块设置有干扰阻挡结构及射频绝缘结构，所述干扰阻抗结构设置于所述磁单元及所述磁转动单元的周围；所述射频绝缘结构设置于所述源材料周围。
[0017]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，所述干扰阻挡结构的材质为树脂材料。
[0018]可选的，在所述的薄膜蒸镀设备中，还设置有低温泵，所述低温泵设置于所述主室的一侧，用于调节所述主室中的压力。
[0019]本实用新型还提供一种薄膜蒸镀系统，包括:固定架及设置于所述固定架上的装载室、定向室、传递室及若干个如上所述的薄膜蒸镀设备；其中，
[0020]所述装载室，用于装载需要镀膜的若干晶圆；
[0021]所述定向室，用于对所述若干晶圆进行对准；
[0022]所述传递室，用于将在所述定向室中对准后的若干晶圆搬运到所述薄膜蒸镀设备。
[0023]所述薄膜蒸镀设备，用于对所述传递室搬运过来的每个晶圆进行薄膜蒸镀。
[0024]可选的，在所述的薄膜蒸镀系统中，所述薄膜蒸镀设备的外壁由金属制成。
[0025]在本实用新型所提供的薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统中，通过利用匹配箱的内部设置射频源及直流源来使喂料单元中产生等离子实现对晶圆的薄膜蒸镀，提高了薄膜的均匀性。另一方面，在源材料与主室的内壁之间设置有保护罩单元，避免进行薄膜蒸镀时蒸镀的源材料贴到主室的内壁上的情况，减少了源材料的损耗，从而提高了源材料的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型一实施例中薄膜蒸镀系统的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型一实施例中薄膜蒸镀设备的剖面图；
[0028]图3是本实用新型一实施例中匹配箱的内部构成图；
[0029]图4是本实用新型一实施例中喂料单元的剖面图。
[0030]图1-图 4 中:
[0031]匹配箱-100 ;直流源-120 ;射频源-110 ;过滤器-130 ;喂料单元-200 ;源材料-230 ;磁单元-220 ;磁转动单元-210 ;铜电极棒-240 ;射频绝缘结构-250 ;干扰阻挡结构-260 ;主室-300 ;保护罩单元-320 ;加热单元-330 ;超模针-335 ;真空阀-345 ;升降单元-340 ;低温泵-400 ;晶圆-500 ;薄膜蒸镀设备-45 ;传递室-35 ;定向室-25 ;装载室-15。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0033]请参考图1，其为本实用新型一实施例中薄膜蒸镀系统的结构示意图，如图1所示，一固定架及设置于所述固定架上的多个装载室15、多个定向室25、多个传递室35及多个薄膜蒸镀设备45 ;其中，所述装载室15，用于装载需要镀膜的若干晶圆500 ;所述定向室25，用于对所述若干晶圆500进行对准；所述传递室35，用于将在所述定向室25中对准后的若干晶圆500搬运到所述薄膜蒸镀设备45。所述薄膜蒸镀设备45，用于对所述传递室35搬运过来的每个晶圆500进行薄膜蒸镀。
[0034]本实施例中，所述薄膜蒸镀系统的工作过程如下:
[0035]首先，在装载室15中装载需要镀膜的若干晶圆500 ;接着，将装载室15中的每片晶圆500依次向定向室25移动；接着在定向室25中对所述若干晶圆500进行对准，以便为接下来的镀膜做准备；最后，通过传递室35将定向室25中对准后的晶圆500依次搬运到薄膜蒸镀设备45，完成对每个晶圆500的薄膜蒸镀操作。
[0036]具体的，所述薄膜蒸镀系统中装载室15、定向室25、传递室35及薄膜蒸镀设备45的数量均为多个，目的是以便在生产过程中若某个部分出现故障时，还有替代的部分进行该部分的工作，较好的提高了生产效率，符合生产的需求。
[0037]进一步地，所述薄膜蒸镀设备45的外壁由金属制成。较好的避免周围环境的干扰对薄膜蒸镀设备45内部造成的不必要的影响。
[0038]请参考图2，其为本实用新型一实施例中薄膜蒸镀设备45的结构示意图，如图2所示，所述薄膜蒸镀设备45包括:匹配箱100、喂料单元200、主室300 ;其中，所述喂料单元200的一端设置有匹配箱100，其另一端设置有主室300 ;所述匹配箱100的内部设置有射频源110及直流源200，用于产生等离子；所述喂料单元200用于提供蒸镀的源材料230 ;所述主室300，用于提供薄膜蒸镀的空间。通过使用射频源110或者同时使用射频源110及直流源200的方式使晶圆500与喂料单元200中的源材料230之间产生等离子的方式，可以获得较高的蒸镀率，提高了薄膜的均匀性及生产效率。
[0039]本实施例中所述的薄膜蒸镀设备45还设置有低温泵400，所述低温泵400设置于所述主室300的一侧，用于调节所述主室300中的压力。具体为通过冷却主室300中的气体来实现的，可以根据实际的需要来调节主室300中的压力，进一步提高了薄膜的质量。
[0040]较佳的，所述主室300的内部设置有保护罩单元320，所述保护罩单元320设置于所述源材料230与所述主室300的内壁之间。通过保护罩单元320的设置，避免晶圆500在进行薄膜蒸镀时蒸镀的源材料230贴到所述主室300的内壁上，所造成源材料230不必要的损耗，提高了生产效率。
[0041]进一步地，所述主室300内部还设置有加热单元330及控制所述加热单元330作升降运动的升降单元340。其中，所述加热单元330设置有超模针335，所述超模针335用于调整所述加热单元330上的晶圆500的位置。加热单元330用于在蒸镀薄膜过程中对主室300内部的温度的调整，本实施例中，温度设定为120摄氏度。而升降单元340的设置主要是为了在需要进行薄膜蒸镀时，调整加热单元330的位置使其上升到保护罩单元320内，从而使加热单元330上放置的晶圆500可以在保护罩单元320内进行镀膜，超模针335进一步调整晶圆500的位置，使晶圆500与源材料230之间的距离控制到最佳，避免源材料230在蒸镀时贴到主室300的内壁的现象，提高了源材料230的利用率。
[0042]进一步地，所述匹配箱100内部还设置有过滤器130，所述过滤器130设置于所述射频源110与所述直流源200之间。所述过滤器130主要是避免射频源110与直流源200之间的相互信号的干扰，以使匹配箱100具有较佳的性能。
[0043]本实施例中，所述喂料单元200通过铜电极棒240与所述匹配箱100相连。所述喂料单元200内部设置有磁单元220、控制所述磁单元220运动的磁转动单元210、设置于所述磁单元220 —侧的源材料230。所述磁单元220及磁转动单元210的设置较佳的提高了蒸镀过程中薄膜的均匀性，提高了薄膜的质量。
[0044]所述喂料单元200与所述匹配箱100的连接是通过铜电极棒240插入式实现的，在喂料单元200与匹配箱100相连后，喂料单元200中的铜电极棒240与源材料230相接触，因此在源材料230的周围设置射频绝缘结构250，以避免匹配箱100中射频源110及直流源200对源材料230造成的干扰。此外，还在所述磁单元220及所述磁转动单元210的周围设置干扰阻抗结构，进一步避免干扰。其中，所述干扰阻挡结构260的材质为树脂材料。
[0045]进一步地，所述主室300的一侧还设置有真空阀345，将主室300调整为真空状态进行薄膜蒸镀，有效的提高薄膜的均匀度。
[0046]综上，在本实用新型所提供的薄膜蒸镀设备及薄膜蒸镀系统中，通过利用匹配箱的内部设置射频源及直流源来产生的等离子实现对薄膜的蒸镀，提高了薄膜的均匀性。另一方面，在源材料与主室的内壁之间设置有保护罩单元，避免进行薄膜蒸镀时蒸镀的源材料贴到主室的内壁上的情况，减少了源材料的损耗，从而提高了源材料的利用率。
[0047]上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种薄膜蒸镀设备，其特征在于，包括:匹配箱、喂料单元、主室；其中，所述喂料单元的一端设置有匹配箱，其另一端设置有主室； 所述匹配箱的内部设置有射频源及直流源，用于产生等离子； 所述喂料单元用于提供蒸镀的源材料； 所述主室，用于提供薄膜蒸镀的空间。
2.如权利要求1所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述主室的内部设置有保护罩单元，所述保护罩单元设置于所述源材料与所述主室的内壁之间。
3.如权利要求1所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述主室内部还设置有加热单元及控制所述加热单元作升降运动的升降单元。
4.如权利要求3所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述加热单元设置有超模针，所述超模针用于调整所述加热单元上的晶圆的位置。
5.如权利要求1所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述匹配箱内部还设置有过滤器，所述过滤器设置于所述射频源与所述直流源之间。
6.如权利要求1所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述喂料单元通过铜电极棒与所述匹配箱相连。
7.如权利要求1所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述喂料单元内部设置有磁单元、控制所述磁单元运动的磁转动单元、设置于所述磁单元一侧的源材料。
8.如权利要求7所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述喂料模块设置有干扰阻挡结构及射频绝缘结构，所述干扰阻抗结构设置于所述磁单元及所述磁转动单元的周围；所述射频绝缘结构设置于所述源材料周围。
9.如权利要求8所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，所述干扰阻挡结构的材质为树脂材料。
10.如权利要求8所述的薄膜蒸镀设备，其特征在于，还设置有低温泵，所述低温泵设置于所述主室的一侧，用于调节所述主室中的压力。
11.一种薄膜蒸镀系统，其特征在于，包括:一固定架及设置于所述固定架上的多个装载室、多个定向室、多个传递室及多个如权利要求1-10中任一项所述的薄膜蒸镀设备；其中， 所述装载室，用于装载需要镀膜的若干晶圆； 所述定向室，用于对所述若干晶圆进行对准； 所述传递室，用于将在所述定向室中对准后的若干晶圆搬运到所述薄膜蒸镀设备； 所述薄膜蒸镀设备，用于对所述传递室搬运过来的每个晶圆进行薄膜蒸镀。
12.如权利要求11所述的薄膜蒸镀系统，其特征在于，所述薄膜蒸镀设备的外壁由金属制成。
【文档编号】C23C14/32GK204237860SQ201420614849
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】山佳卫, 庄渊博, 山佳逸峡 申请人:山佳卫