一种用于溅射镀膜设备的气路系统以及溅射镀膜设备的制作方法

1.本实用新型涉及真空镀膜技术领域，特别是涉及一种用于溅射镀膜设备的气路系统以及溅射镀膜设备。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，真空镀膜技术得到了飞速的发展。镀膜技术可以改变工件表面性能，提高工件耐磨损、抗氧化和耐腐蚀等性能，从而延长工件的使用寿命，镀膜技术也可以实现光学、电学、半导体薄膜器件的制备，具有很高的经济价值。现有的溅射镀膜工艺的工作原理是利用工作气体轰击靶材，使溅射出来的靶材离子或原子与反应气体反应，并沉积在基材上。工作过程中需要保持高真空度，所以实际操作时往往是在一密闭腔室内，通过设置底座抽气形成真空室，另外通过抽气形成的负压使基材稳定放置在底座上，以提高沉积过程的稳定性。
3.但是，在溅射镀膜过程中，真空室的内部处于高真空状态，而底座内的管路中往往存在残留气体，也就是说，底座内的环境与真空室内的环境可能产生压差。因此，在底座升降过程中基材的稳定性受到影响，可能发生基材偏移，甚至发生掉落、碰撞，产生碎片的情况，影响溅射镀膜的加工良率。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于溅射镀膜设备的气路系统以及溅射镀膜设备，旨在解决现有的溅射镀膜过程中底座升降时基材容易偏移，影响产品的加工良率的问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，包括真空室、第一气路和第二气路，所述真空室内设有底座，所述底座用于放置硅片；所述第一气路与所述底座连接，用于向所述真空室内输入气体；所述第二气路一端与所述第一气路对接，另一端与所述真空室对接；所述第二气路上设有第一控制阀，所述第一控制阀用于开启或关闭所述第二气路。
8.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第二气路包括并联设置的第一分路和第二分路，所述第一分路上设置有所述第一控制阀；所述第二分路上设有调节阀，所述调节阀用于调节所述第二分路的气体流量大小。
9.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第二分路上还设有压力计，所述压力计用于测量所述第二分路的管道压力。
10.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述调节阀包括针阀、球阀、蝶阀、电磁阀中的至少一种。
11.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第一气路沿进气体传输的方向包括第一气体管路和第二气体管路，所述第二气路与所述第一气路对接的位置位于所述第
一气体管路与所述第二气体管路连接处；所述第一气体管路上设有第二控制阀，所述第二气体管路上设有第三控制阀。
12.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第一气体管路上还设有质量流量控制器和第四控制阀，所述第二控制阀、所述质量流量控制器和所述第四控制阀沿气体传输的方向依次设置。
13.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第二控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第三控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第四控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。
14.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第二气路与所述真空室的侧壁对接，且所述第二气路的出气口的位置高于所述底座的顶面。
15.所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，所述第一控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。
16.本技术还公开了一种溅射镀膜设备，其中，包括如上任一所述的用于溅射镀膜设备的气路系统。
17.与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：
18.本实用新型公开的用于溅射镀膜设备的气路系统工作时，将硅片放置在底座上，先关闭第二气路，通过第一气路抽真空，使真空室内达到高真空状态。之后通过第一控制阀开启第二气路，使第一气路中残留的气体扩散到真空室中，使真空室的环境与底座内的环境达到气压平衡，然后再开始溅射镀膜。由于解决了气压差问题，在底座升降过程中硅片可以保持稳定，不会出现偏移问题或者碎片问题，有利于提高最终的产品加工良率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型中现有的溅射镀膜设备的结构示意图；
21.图2为本实用新型一实施例中溅射镀膜设备的结构示意图。
22.其中，10、真空室；11、底座；20、第一气路；21、第一气体管路；22、第二气体管路；30、第二气路；31、第一分路；32、第二分路；40、第一控制阀；50、调节阀；60、压力计；70、第二控制阀；80、第三控制阀；90、质量流量控制器；100、第四控制阀。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，现有技术中，溅射镀膜设备一般包括用于抽真空的气路，以及用于输
送工作气体和反应气体的两条进气气路，在真空室10内通过轰击靶材，并沉积到硅片上成膜。但是溅射过程中，抽真空管路中的残留气体导致底座11与真空室10内产生气压差，容易影响底座11上放置的硅片的稳定性，影响加工良率。
25.参阅图2，本实用新型申请的一实施例中，公开了一种用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，包括真空室10、第一气路20和第二气路30，所述真空室10内设有底座11，所述底座11用于放置硅片；所述第一气路20与所述底座11连接，用于向所述真空室10内输入气体；所述第二气路30一端与所述第一气路20对接，另一端与所述真空室10对接；所述第二气路30上设有第一控制阀40，所述第一控制阀40用于开启或关闭所述第二气路30。
26.本实施例公开的用于溅射镀膜设备的气路系统工作时，将硅片放置在底座11上，先关闭第二气路30，通过第一气路20抽真空，使真空室10内达到高真空状态。之后通过第一控制阀40开启第二气路30，使第一气路20中残留的气体扩散到真空室10中，使真空室10的环境与底座11内的环境达到气压平衡，然后再开始溅射镀膜。由于解决了气压差问题，在底座11升降过程中硅片可以保持稳定，不会出现偏移问题或者碎片问题，有利于提高最终的产品加工良率。
27.如图2所示，作为本实施例的一种实施方式，公开了所述第二气路30包括并联设置的第一分路31和第二分路32，所述第一分路31上设置有所述第一控制阀40；所述第二分路32上设有调节阀50，所述调节阀50用于调节所述第二分路32的气体流量大小。本实施例中通过设置调节阀50对第二气路30的气体流量进行控制，使得在平衡气压的时候气体扩散到真空室10的速度可控，避免因气体流速过快而吹动硅片的问题发生。
28.再如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第二分路32上还设有压力计60，所述压力计60用于测量所述第二分路32的管道压力。设置压力计60是为了方便操作人员更加直观地了解第二气路30的管路压力，依此可以适当调整调节阀50的阀门大小，从而更加准确地控制第二气路30中的气体流速，高效、安全地进行气压平衡。具体的，本实施例中公开的压力计60包括但不限于压力表、活塞式压力计、真空压力计、数字压力计等等。
29.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述调节阀50包括针阀、球阀、蝶阀、电磁阀中的至少一种。本实施例中公开的调节阀50主要起到调节第二气路30的气压大小的作用，所以选择可调节精度高的针阀、球阀、蝶阀或者电磁阀，有利于增加第二气路30的管路压力控制能力，提高气压平衡的控制能力。
30.再如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第一气路20沿进气体传输的方向包括第一气体管路21和第二气体管路22，所述第二气路30与所述第一气路20对接的位置位于所述第一气体管路21与所述第二气体管路22连接处；所述第一气体管路21上设有第二控制阀70，所述第二气体管路22上设有第三控制阀80。在第一气体管路21和第二气体管路22上分别设置第二控制阀70和第三控制阀80是为了方便对第一气路20各个分段的气体流速的控制。
31.实际工作过程中，操作人员操控第二控制阀70和第三控制阀80，与第二气路30上的第一控制阀40协同配合，控制真空室10内的气压。具体的，在溅射镀膜之前，先开启第二控制阀70和第三控制阀80，关闭第一控制阀40，通过第二气体管路22连接底座11内的管路进行抽真空；达到加工需要的真空度条件后，关闭第二控制阀70，停止抽真空，此时第一气
体管路21封闭，但是第二气体管路22内存在残留气体，形成蓄高压段。再然后开启第一控制阀40，将第二气体管路22与真空室10导通，使残留气体扩散到真空室10内，进行压力平衡，直到真空室10内的环境与第二气体管路22、底座11内的环境没有气压差，再关闭第一控制阀40和第三控制阀80，进行溅射镀膜加工。
32.需要说明的是，此过程中第二气体管路22内的残留气体体积小，因此虽然有少量气体扩散到真空室10内，但是对于真空室10内的真空度影响不大，也就是说，不会影响后续的溅射镀膜过程。
33.再如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第一气体管路21上还设有质量流量控制器90和第四控制阀100，所述第二控制阀70、所述质量流量控制器90和所述第四控制阀100沿气体传输的方向依次设置。本实施例中第一气体管路21封闭之后，通过打开第二气路30进行气压平衡操作，在第一气体管路21上设置质量流量控制器90用于监控残留气体的流速，以便于操作人员判断气压平衡过程是否结束，进而判断开始溅射镀膜的时间。
34.具体的，本实施例中第二控制阀70关闭后，打开第一控制阀40，第二气体管路22内的残留气体开始向第二气路30和真空室10内扩散，直至气压平衡时，第二气体管路22内的残留气体流速趋于零，也就是说当质量流量控制器90的读数为0时，操作人员可以确认残留气体已经扩散完成，真空室10内与底座11内的气压相同，不会再产生气压差。最后，再关闭第四控制阀100，避免第二气体管路22或者第二气路30中的残留气体扩散到第一气体管路21中，以防质量流量控制器90发生误读的问题。
35.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第二控制阀70包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第三控制阀80包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第四控制阀100包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。
36.再如图2所示，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第二气路30与所述真空室10的侧壁对接，且所述第二气路30的出气口的位置高于所述底座11的顶面。本实施例中残留气体从第二气路30的出气口扩散到真空室10内，如果将第二气路30的出气口设置在底座11的顶面以下，或者持平，容易在平衡气压的时候吹动硅片；而设置第二气路30的出气口与真空室10的侧壁对接，且位置高于底座11的顶面，有利于残留气体在真空室10内快速扩散，并且避免吹动硅片，以防对溅射加工过程产生影响。
37.具体的，作为本实施例的另一种实施方式，公开了所述第一控制阀40包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。
38.需要说明的是，在本实施例中只是例举第一控制阀40、第二控制阀70、第三控制阀80和第四控制阀100的类型，但本实用新型的保护范围并不局限于此，其他类型的控制阀只要能达到本技术公开的技术效果，作为本实用新型构思的等同替换，也应在本技术保护的范围之内。
39.作为本技术的另一实施例，公开了一种溅射镀膜设备，其中，包括如上任一所述的用于溅射镀膜设备的气路系统。
40.综上所述，本技术公开了一种用于溅射镀膜设备的气路系统，其中，包括真空室10、第一气路20和第二气路30，所述真空室10内设有底座11，所述底座11用于放置硅片；所
述第一气路20与所述底座11连接，用于向所述真空室10内输入气体；所述第二气路30一端与所述第一气路20对接，另一端与所述真空室10对接；所述第二气路30上设有第一控制阀40，所述第一控制阀40用于开启或关闭所述第二气路30。本实施例公开的用于溅射镀膜设备的气路系统工作时，将硅片放置在底座11上，先关闭第二气路30，通过第一气路20抽真空，使真空室10内达到高真空状态。之后通过第一控制阀40开启第二气路30，使第一气路20中残留的气体扩散到真空室10中，使真空室10的环境与底座11内的环境达到气压平衡，然后再开始溅射镀膜。由于解决了气压差问题，在底座11升降过程中硅片可以保持稳定，不会出现偏移问题或者碎片问题，有利于提高最终的产品加工良率。
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
42.需要说明的是，本实用新型以用于溅射镀膜设备的气路系统为例对本实用新型的具体结构及工作原理进行介绍，但本实用新型的应用并不以用于溅射镀膜设备的气路系统为限，也可以应用到其它类似工件的加工和使用中。
43.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，包括：真空室，所述真空室内设有底座，所述底座用于放置硅片；第一气路，与所述底座连接，用于向所述真空室内输入气体；以及第二气路，一端与所述第一气路对接，另一端与所述真空室对接；所述第二气路上设有第一控制阀，所述第一控制阀用于开启或关闭所述第二气路。2.根据权利要求1所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第二气路包括并联设置的第一分路和第二分路，所述第一分路上设置有所述第一控制阀；所述第二分路上设有调节阀，所述调节阀用于调节所述第二分路的气体流量大小。3.根据权利要求2所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第二分路上还设有压力计，所述压力计用于测量所述第二分路的管道压力。4.根据权利要求2所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述调节阀包括针阀、球阀、蝶阀、电磁阀中的至少一种。5.根据权利要求1所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第一气路沿进气体传输的方向包括第一气体管路和第二气体管路，所述第二气路与所述第一气路对接的位置位于所述第一气体管路与所述第二气体管路连接处；其中，所述第一气体管路上设有第二控制阀，所述第二气体管路上设有第三控制阀。6.根据权利要求5所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第一气体管路上还设有质量流量控制器和第四控制阀，所述第二控制阀、所述质量流量控制器和所述第四控制阀沿气体传输的方向依次设置。7.根据权利要求6所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第二控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第三控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种；所述第四控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。8.根据权利要求1所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第二气路与所述真空室的侧壁对接，且所述第二气路的出气口的位置高于所述底座的顶面。9.根据权利要求1所述的用于溅射镀膜设备的气路系统，其特征在于，所述第一控制阀包括气动阀、截止阀、电动阀、真空阀中的至少一种。10.一种溅射镀膜设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的用于溅射镀膜设备的气路系统。

技术总结
本实用新型公开了一种用于溅射镀膜设备的气路系统以及溅射镀膜设备，其中，所述气路系统包括真空室、第一气路和第二气路，所述真空室内设有底座，所述底座用于放置硅片；所述第一气路与所述底座连接，用于向所述真空室内输入气体；所述第二气路一端与所述第一气路对接，另一端与所述真空室对接；所述第二气路上设有第一控制阀，所述第一控制阀用于开启或关闭所述第二气路。通过第二气路连接第一气路和真空室，使底座内残留的气体可以通过第二气路部分扩散到真空室中，溅镀过程中真空室和底座内的管路的压差减小，从而减少底座升降过程中发生硅片偏移的情况，有利于提高加工良率。有利于提高加工良率。有利于提高加工良率。


技术研发人员：唐毓英
受保护的技术使用者：重庆康佳光电技术研究院有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/7/17