CN102296284B - 镀膜装置 - Google Patents

Abstract

一种镀膜装置，其包括：外壳，其设置有一用于通入第一反应气体的第一进气管以及一用于通入第二反应气体的第二进气管；反应装置，包括外筒及内筒，外筒收容于外壳内。外壳与外筒之间形成一个镀膜腔，外筒与内筒之间形成一个与第一进气管连通的第一腔体，内筒形成有一与第二进气管连通的第二腔体。外筒上开设有第一通孔、第二通孔及用于收容待镀基板的基板槽。第一通孔连通第一腔体与该镀膜腔。该内筒上设有多个对应第二通孔的导气管，每个导气管穿过第二通孔连通第二腔体与镀膜腔；及控制装置，其用于在预定的不同时间段内控制第一反应气体与第二反应气体分别通入所述第一腔体与所述第二腔体。

Description

镀膜装置

技术领域

本发明涉及一种镀膜装置。

背景技术

传统的电浆式镀膜的优点是利用所通入的气体不同，可达到在待镀基板上镀不同膜层之目的，且其成膜效果佳。缺点是电浆式镀膜设备通常只开设有一个镀膜腔体，一般情况下只能镀单层膜。当需要镀多层膜时，每次都需要重新抽真空及破真空，不易做到连续性处理，过程耗时，效率低下。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够提高效率且成本较低的镀膜装置。

一种镀膜装置，其包括：外壳，呈中空状，其上设置有至少一个用于通入第一反应气体的第一进气管以及一个用于通入第二反应气体的第二进气管；反应装置，其包括一外筒及一内筒，该外筒收容于该外壳内，该内筒与该外筒同轴设置，该外壳与该外筒之间形成一个镀膜腔，该外筒与该内筒之间形成一个与该第一进气管连通的第一腔体，该第一腔体用于容纳第一反应气体；该内筒形成有一个与该第二进气管连通的第二腔体，该第二腔体用于收容第二反应气体；该外筒侧壁上开设有至少一个第一通孔、至少一个第二通孔及至少一个基板槽，该基板槽用于收容待镀基板并使得待镀基板暴露在镀膜腔内；该第一通孔连通该第一腔体与该镀膜腔以允许该第一腔体的第一反应气体沉积在基板上；该内筒上设有多个对应第二通孔的导气管，每个导气管穿过该第二通孔连通第二腔体与该镀膜腔以允许该第二反应气体沉积在基板上；及控制装置，其用于在预定的不同时间段内控制该反应装置内的第一反应气体与第二反应气体分别通入所述第一腔体与所述第二腔体，以使得第一反应气体与第二反应气体在不同时间段内沉积在基板上，从而获得多层膜。

与现有技术相比，本发明的镀膜装置内开设有第一腔体、第二腔体以及镀膜腔，能够利用所通入的气体不同，可达到在待镀基板上连续镀不同膜层之目的，从而避免每次镀膜均需要重新抽真空及破真空，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的较佳实施方式的镀膜装置的组装图。

图2为图1的镀膜装置除去其中的控制器后的分解示意图。

图3为图1的镀膜装置另一视角的分解示意图。

图4的图1的镀膜装置的立体剖示图。

图5的图1的镀膜装置的平面剖示图。

主要元件符号说明

镀膜装置       100

外壳           10

筒体           11

底盘           12

抽真空管       13

第一进气管     14

第二进气管     15

电子管         16

中心轴         101

上端板         111

侧板           113

通孔           115

第一圆台凸缘   121

第二圆台凸缘   123

反应装置   20

外筒       21

内筒       22

镀膜腔     23

第一腔体   24

第二腔体   25

外筒侧板   211

外筒上盖   213

第一表面   211a

第二表面   211b

第三表面   211c

基板槽     211d

吸附槽     211e

第一通孔   211f

第二通孔   211g

旋转轴     215

旋转马达   217

内筒侧板   221

导气管     223

控制装置   30

挡板组件   31

控制面板   32

马达       311

支架       313

挡板       315

转轴       317

固定栓     319

具体实施方式

请参考图1至图3，本发明较佳实施方式的镀膜装置100用于对多个待镀膜基板(图未示)进行多层镀膜。该镀膜装置100包括一个外壳10、一个反应装置20及一个控制装置30，反应装置20收容在外壳10内，控制装置30部分设置在反应装置20上，控制装置30用于供用户控制该反应装置20是否进行化学反应。

外壳10呈中空的六棱柱状，其包括筒体11及位于筒体11下方的底盘12。筒体11关于其中心轴101对称。该筒体11包括一个上端板111及多个连接该上端板111的侧板113，该底盘12与该上端板111相对设置。该上端板111中心开设有一个通孔115。底盘12密封该筒体11，以在筒体内形成一个封闭腔体。该底盘12上设有两个抽真空管13、至少一第一进气管14以及至少一第二进气管15，该抽真空管13一端连通到一真空吸附源(图未示)，如此，真空吸附源可将该外壳10内的封闭腔体抽为真空。该第一进气管14以及该第二进气管15与外界气源连通，并分别用于通入第一反应气体以及第二反应气体。本实施方式中，该第一反应气体为氢气(H2)和气态硅烷(SiH4)，该第二反应气体为氧气(O2)和气态硅烷(SiH4)。该底盘12朝向筒体11的一侧上还形成有同轴设置的第一圆台凸缘121以及第二圆台凸缘123，第一圆台凸缘121的外径大于第二圆台凸缘123的外径。该底盘12上对应于反应装置20的位置还设置有电子管16，其用于向反应装置20发射电子束。

请结合图4与图5，反应装置20包括一个多棱柱状的外筒21及一个与外筒21同轴设置的圆筒状的内筒22。本实施方式中，外筒21与内筒22均关于中心轴101对称。该外筒21收容于该外壳10内，该外壳10与该外筒21之间形成有一个镀膜腔23，该外筒21与该内筒22之间形成有一个用于容纳第一反应气体的第一腔体24，该内筒22内形成有一个用于收容第二反应气体的第二腔体25。该镀膜腔23与该抽真空管13连通，该第一腔体24与该第一进气管14连通，该第二腔体25与该第二进气管15连通。

该外筒21包括一个外筒侧板211以及一个封闭所述外筒21一端的外筒上盖213，所述外筒上盖213靠近外壳10的上端板111。本实施方式中，外筒侧板211与外筒上盖213一体成型。所述第一圆台凸缘121封闭所述外筒21另一端,该外筒侧板211、该外筒上盖213及该第一圆台凸缘121围成所述第一腔体24。该第一腔体24的径向尺寸等于该第一圆台凸缘121的径向尺寸。外筒侧板211包括两个平行中心轴101且背对的第一表面211a、两个平行中心轴101且背对的第二表面211b及两个平行中心轴101且背对的第三表面211c。第一表面211a、第二表面211b及第三表面211c依次连接构成外筒21的多棱柱状的外表面。该两个第一表面211a上分别开设至少一个基板槽211d，该基板槽211d用于收容待镀基板并使得待镀基板暴露在镀膜腔23内。本实施方式中，第一表面211a上开设有5个基板槽211d。每个基板槽211d内开设有一个连通到底盘12上的抽真空管13的吸附槽211e，当待镀基板容置于基板槽211d内时，可通过吸附槽211e利用真空吸附力将基板吸附在基板槽211d中。该两个第二表面211b上分别开设有至少一个第一通孔211f，该两个第三表面211c上分别开设有至少一个第二通孔211g（请参阅图4）。该第一通孔211f连通该第一腔体24与该镀膜腔23，以允许该第一腔体24的第一反应气体分布在镀膜腔23中，并沉积在待镀基板上。该外筒上盖213的端面中央设置有一个平行该中心轴101的旋转轴215，该旋转轴215通过该外壳10上的通孔115与一旋转马达217连接，所述旋转马达217用于驱动该旋转轴215带动该外筒21相对于外壳10旋转，使得镀膜过程中待镀基板一直在外壳10内旋转，膜层更加均匀，且可同时对多个待镀基板进行镀膜。

可以理解，外筒侧板211的数量还可以为其他，如9、12、15等等。

内筒22沿中心轴101的方向设置在第一腔体24中央，其包括一个内筒侧板221。该内筒侧板221靠近外筒上盖213的顶部固定在外筒上盖213上，例如通过一体成型或粘胶方式将内筒侧板221的顶部固定在外筒上盖213上，且通过外筒上盖213将内筒22一侧密封。内筒侧板221远离外筒上盖213的底部通过该第二圆台凸缘123进行密封。该内筒侧板221、该外筒上盖213及该第二圆台凸缘123围成所述第二腔体25。内筒侧板221上设有多个对应第二通孔211g的至少一个导气管223，每个导气管223穿过该第二通孔211g连通第二腔体25与该镀膜腔23，以允许该第二反应气体通过导气管223进入镀膜腔23进行反应，并使得生成物沉积在待镀基板上。

可以理解，所述外筒21与内筒22可以分开组装，其对应的一端通过各自设置的盖体(图未示)进行封闭。

该控制装置30用于在预定的不同时间段内控制第一反应气体与第二反应气体分别通入所述第一腔体24与所述第二腔体25内，以使得第一反应气体与第二反应气体在不同时间段内沉积在待镀基板上，从而获得多层膜。具体的，该控制装置30包括多个挡板组件31以及一控制面板32，该挡板组件31可活动地遮盖该至少一个第一通孔211f以及该至少一个导气管223的开口，该控制面板32用于自动或手动控制该挡板组件31在预定的不同时间段开启该挡板组件31遮盖该第一通孔211f或导气管223。本实施方式中，反应装置20包括四个挡板组件31，其中两个挡板组件31用于遮盖多个第一通孔211f，另两个挡板组件31用于遮盖多个导气管223。每个挡板组件31包括一个连接控制面板32的马达311、一个支架313及一个方形的挡板315。支架313包括固定连接的两部分，该两部分的夹角与外筒21的第二表面211b与第三表面211c之间的夹角大致相同。支架313一端(图未标)固定螺接在外筒侧板211上，另一端连接马达311。马达311上设置有一个开设有螺纹的转轴317。挡板315中间设置有一个固定栓319，固定栓319上开设有对应转轴317的螺孔(图未标)，转轴317螺入螺孔中。工作时，马达311通过转轴317旋转驱动挡板315沿平行第二表面211b(第三表面211c)的方向移动。具体的，当镀膜装置100使用第二反应气体进行镀膜时，通过控制面板32控制马达311驱动挡板315覆盖在第一通孔211f上，防止第一腔体24中残留的第一反应气体通过第一通孔211f进入镀膜腔23而影响镀膜的质量。当镀膜装置100使用第一反应气体进行镀膜时，马达311驱动挡板315覆盖在导气管223的开口上，防止残留的第二反应气体通过导气管223进入镀膜腔23，而影响镀膜的质量。当镀膜过程结束后，通过控制面板32控制挡板组件31均遮挡第一通孔211f以及导气管223，并通过人工关闭第一供气源以及第二供气源，以结束镀膜。

可以理解，挡板组件31的设置方式不限于上述方式，还可以为其他任何适用的方式，如通过快门方式直接控制第一通孔211f或导气管223的导通等等。

当该镀膜装置100工作时，首先通过控制装置30控制挡板组件31遮挡第一通孔211f(导气管223)，并使得电子管16向反应装置20的第一腔体24发射电子束。第一腔体24内的第一反应气体被电解成正离子，电解后的气体因气压增加而从第一通孔211f(导气管223)中喷出至镀膜腔23，并在镀膜腔23内发生化学反应，产生的反应物部分沉积在待镀基板上，形成第一个膜层。本实施方式中，第一反应气体在镀膜腔23内发生的化学反应式为：SiH4+H2=Si+3H2。当镀完第一层膜后，即到达预定时间后，通过控制挡板组件31释放第一通孔211f(导气管223)，并控制另外的挡板组件31遮挡导气管223(第一通孔211f)，再使得电子管16向反应装置20的第二腔体25发射电子束，第二腔体25内的第二反应气体被电解成正离子，电解后的气体因气压增加而从导气管223(第一通孔211f)中喷出至镀膜腔23，并在镀膜腔23内发生化学反应，产生的反应物部分沉积在待镀基板上，形成另一个膜层。本实施方式中，第二反应气体在镀膜腔23内发生的化学反应式为：SiH4+O2=SiO2+2H2。由此，在待镀基板上可交替形成硅膜层以及二氧化硅膜层。

本发明的镀膜装置100内开设有第一腔体24、第二腔体25以及镀膜腔23，能够利用所通入的气体不同，可达到在待镀基板上连续镀不同膜层之目的，从而避免每次镀膜均需要重新抽真空及破真空，提高了工作效率。而且，由于反应装置20与外壳10仅通过一个旋转轴215连接，容易将反应装置20从外壳10内取出进行清洁等动作，使用更加方便。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种镀膜装置，其特征在于，其包括：

外壳，呈中空状，其上设置有至少一个用于通入第一反应气体的第一进气管以及一个用于通入第二反应气体的第二进气管；

反应装置，其包括一外筒及一内筒，该外筒收容于该外壳内，该内筒与该外筒同轴设置，该外壳与该外筒之间形成一个镀膜腔，该外筒与该内筒之间形成一个与该第一进气管连通的第一腔体，该第一腔体用于容纳第一反应气体；该内筒形成有一个与该第二进气管连通的第二腔体，该第二腔体用于收容第二反应气体；该外筒侧壁上开设有至少一个第一通孔、至少一个第二通孔及至少一个基板槽，该基板槽用于收容待镀基板并使得待镀基板暴露在镀膜腔内；该第一通孔连通该第一腔体与该镀膜腔以允许该第一腔体的第一反应气体沉积在基板上；该内筒上设有多个对应第二通孔的导气管，每个导气管穿过该第二通孔连通第二腔体与该镀膜腔以允许该第二反应气体沉积在基板上；及

控制装置，其用于在预定的不同时间段内控制该反应装置内的第一反应气体与第二反应气体分别通入所述第一腔体与所述第二腔体，以使得第一反应气体与第二反应气体在不同时间段内沉积在基板上，从而获得多层膜。

2.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，该外壳包括筒体以及位于筒体下方的底盘；该筒体包括一个上端板及多个连接该上端板的侧板，该底盘与该上端板相对设置；该底盘上设有多个抽真空管用于将外壳内的空间抽为真空。

3.如权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，该上端板中心开设有一个通孔，该外筒靠近该上端板的端面中央设置有一个垂直该外筒端面的旋转轴；该旋转轴通过该通孔与一旋转马达连接，所述旋转马达用于驱动该旋转轴带动该外筒在外壳内旋转。

4.如权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，该外筒包括一个外筒侧板以及在靠近上端板的一端形成有一个外筒上盖；该内筒包括一个内筒侧板，内筒靠近外筒上盖的顶部固定在外筒上盖上，其靠近底盘的底部利用底盘进行密封。

5.如权利要求4所述的镀膜装置，其特征在于，该底盘上形成有同轴设置的第一圆台凸缘以及第二圆台凸缘，其分别用于封闭该外筒以及该内筒，该外筒侧板、该外筒上盖及该第一圆台凸缘围成所述第一腔体，该内筒侧板、该内筒上盖及该第二圆台凸缘围成所述第二腔体，所述第一腔体与第二腔体均各自通过至少一进气管与外界气源连通。

6.如权利要求4所述的镀膜装置，其特征在于，该外筒侧板包括两个平行其中心轴且相互背对的第一表面、两个平行其中心轴且相互背对的第二表面以及两个平行其中心轴且相互背对的第三表面，第一表面、第二表面以及第三表面依次相连；该两个第一表面上分别开设所述至少一个基板槽，每个基板槽内开设有一个连通到底盘上的抽真空管的吸附槽；该两个第二表面上分别开设有所述至少一个第一通孔，该两个第三表面上分别开设有所述至少一个第二通孔。

7.如权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，该底盘对应第一腔体以及第二腔体的位置分别设置有电子管，其用于发射电子束使得第一反应气体以及第二反应气体发生化学反应。

8.如权利要求4所述的镀膜装置，其特征在于，该控制装置包括多个挡板组件以及一控制面板，该挡板组件可活动地遮盖该至少一个第一通孔以及该至少一个导气管的开口，该控制面板用于自动或手动控制该挡板组件遮盖该第一通孔或导气管。

9.如权利要求8所述的镀膜装置，其特征在于，每个挡板组件包括一个马达、一个支架及一个方形的挡板；该马达连接控制面板；支架包括固定连接的两部分，支架一端固定螺接在外筒侧板上，另一端连接马达，马达上设置有一个开设有螺纹的转轴，挡板中间设置有一个固定栓，固定栓上开设有对应转轴的螺孔，转轴螺入螺孔中，马达通过转轴旋转驱动挡板沿平行外筒侧板的方向移动。

Images