CN103305812A - 一种上电极装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种上电极装置，应用于镀膜工艺中。该上电极装置包括分流腔和至少三个气体分流板；所述分流腔上设置有进气孔；所述至少三个气体分流板固定设置在所述分流腔的内壁上，以将通过所述进气孔导入所述分流腔的气体均匀分流后导出该分流腔。采用本发明的上电极装置能够使镀膜过程中的镀膜气体的流通更为均匀，特别是流经气体分流板的边缘区域和中心区域的气体的流通更为平均，进而改善镀膜的整个膜层厚度的均匀性。

Description

一种上电极装置
技术领域
本发明涉及一种镀膜工艺中的装置，尤其涉及一种上电极装置。
背景技术
现有的镀膜工艺中，制程机台上的气体扩散***中的上电极装置通常采用三层的分流板结构。图1A是现有技术中的上电极装置的侧视结构示意图；图1B是现有技术中的上电极装置的俯视结构示意图。如图1A所示，上电极装置的分流板共分为三层，从下至上依次为第一分流板1’、第二分流板2’、第三分流板3’，在各分流板的表面均开设有大小相同的孔洞。如图1A和图1B所示，孔洞在各自所在的分流板表面呈矩阵形式分布，开设于第一分流板1’表面的孔洞41’和位于其上方的开设于第二分流板2’表面的孔洞42’在竖直方向上相互错开，同样的，开设于第二分流板2’表面的孔洞42’和位于其上方的开设于第三分流板3’表面的孔洞43’在竖直方向上相互错开。这种上电极装置在实际的使用过程中虽然通过三层错位孔洞分布的分流板结构，能够使气体在一定程度上进行分流，以起到均匀镀膜的作用，但是，在实际的工艺生产中，气体的分流效果并不是十分理想，在镀膜过程中气体在分流至最下层后，靠近中间区域的气体充足，而靠近边缘和角落区域的气体不足，从而造成最终镀膜的膜厚不均匀（形成中间厚边缘薄的薄膜），导致器件的性能下降。
中国专利（公开号：CN1553477A）公开了一种溅镀设备镀膜进气均匀性提升装置，包含：一方形进气管；一圆形进气管；于方形进气管面对靶面上设置22个气体喷淋嘴；主进气管上方设置3个吊挂片，用以固定整个进气装置，进而改善现有的不均匀送气装置造成溅镀厚度的不均匀的问题。该专利采用增加气体喷淋嘴的方式，虽然在一定程度上能够提高镀膜进气的均匀性，但是，其增加的多个喷淋嘴导致该装置结构复杂，并且多个喷淋嘴之间的一致性不易控制，因此，在实际的生产工艺中难以运用。
中国专利（公开号：CN201148466Y）公开了一种具有分散气体的分散板的镀膜装置，包括具有镀膜室的中空状壳体，具有多数间隔设置于该镀膜室中的电极板的电极单元、用以将镀膜气体输送进该壳体的镀膜室中的输气管和具有与该镀膜室相连通的泵的抽气单元，以及一临近该电极板的底面且具有多数间隔的分流孔的分散板，分流孔涵盖该电极板的底面的大部分面积，借由分流孔，让镀膜气体可均匀分布于该镀膜室内，以提高镀膜良率、改善整体镀膜效率。该专利中所公开的镀膜装置虽然具有分散气体的作用，但是，其并未涉及对镀膜过程中气体分散后边缘和角落位置的镀膜均匀性的改进。
可见，目前对于现有技术中存在的上述问题还没有特别有效的解决方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种光电器件及其制造方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
一种上电极装置，应用于镀膜工艺中，其中，包括：分流腔和至
少三个气体分流板；
所述分流腔上设置有进气孔；
所述至少三个气体分流板固定设置在所述分流腔的内壁上，以将通过所述进气孔导入所述分流腔的气体均匀分流后导出该分流腔。
所述的上电极装置，其中，每个所述气体分流板上均设置有多个通气孔，且位于同一个气体分流板上的每个所述通气孔的孔径均相同。
所述的上电极装置，其中，所述分流腔的顶部设置有进气孔；
所述分流板设置于所述进气孔的下方，且每个所述分流板均与所述分流腔的顶部表面平行。
所述的上电极装置，其中，相邻的两个所述气体分流板和位于该相邻的两个所述气体分流板之间的分流腔的内壁共同构成一个单元腔；
相邻的两个单元腔之间通过所述通气孔进行气体的交换。
所述的上电极装置，其中，每个所述气体分流板上的通气孔的孔径均大于位于其下方的气体分流板上的通气孔的孔径。
所述的上电极装置，其中，相邻的两个所述气体分流板上设置的所述通气孔在垂直于气体分流板表面方向上相互错位分布。
所述的上电极装置，其中，所述至少三个气体分流板包括一顶层气体分流板、一底层气体分流板和至少一个中间层气体分流板；
通过所述进气孔导入气体依次经过所述顶层气体分流板和所述中间层气体分流板后，再经过所述底层气体分流板导出所述分流腔。
所述的上电极装置，其中，所述顶层气体分流板上的多个通气孔均匀分布于该顶层分流板上；
每个所述中间层气体分流板上的多个通气孔均匀分布于该中间层气体分流板上；
位于所述底层气体分流板的通气孔的密度沿该底层气体分流板的几何中心向其边缘延展方向逐渐增大。
所述的上电极装置，其中，所述底层气体分流板上包括中心区域和周边区域，且位于所述周边区域内的通气孔的密度是位于所述中心区域内的通气孔的密度的1.1～1.2倍。
所述的上电极装置，其中，所述周边区域为距离该底层气体分流板的边缘距离小于50mm的区域。
所述的上电极装置，其中，所述顶层气体分流板上的通气孔的孔径为5～10mm。
所述的上电极装置，其中，所述底层气体分流板上的通气孔的孔径为0.2mm～0.6mm。
所述的上电极装置，其中，所述通气孔为贯穿所述气体分流板上表面和下表面的通孔。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明中所提供的上电极装置的结构采用至少三层的分流板构成，使得气体在通过每一层分流板时都会相较于之前更为均匀，当气体通过最后一层分流板时，气体在分流板的对应的区域面积内的均匀度得以提升，从而使镀膜过程中的气体更为均匀；另外，本发明中的上电极装置中位于最后一层的分流板上周边区域内的通气孔的密度大于中心区域内的通气孔密度，从而使得气体在通过这些通气孔时，特别是通过靠近最后一层的分流板边缘区域的通气孔时，不容易出现气体被阻挡的问题，从而使镀膜工艺中的薄膜无论是在其中间还是四周都具有均匀的厚度。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1A是现有技术中的上电极装置的侧视结构示意图；
图1B是现有技术中的上电极装置的俯视结构示意图；
图2是本发明的上电极装置的侧视结构示意图；
图3是本发明的上电极装置中顶层气体分流板的俯视结构示意图；
图4是本发明的上电极装置中中间层气体分流板的俯视结构示意图；
图5是本发明的上电极装置中底层气体分流板的俯视结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种应用于镀膜工艺中的装置，尤其是一种应用于镀膜工艺中的上电极装置。
下面结合具体实施例和附图对本发明的上电极装置进行详细说明。
本发明的一种上电极装置包括一分流腔和至少三个气体分流板，该至少三个气体分流板设置于分流腔的内部，该气体分流板将分流腔内部空间分为至少三层，该至少三层的空间为竖直方向排列，每两层相邻的空间之间通过气体分流板进行分隔。
分流腔的顶部设有进气孔，用于镀膜气体的通入。分流腔的底部通过一气体分流板导出镀膜气体，分流腔的其余部分为密封结构，不设置开口，换而言之，当镀膜气体从分流腔顶部的进气孔通入之后，仅能够从分流腔底部的气体分流板流出。
分流腔内部设置的至少为三个气体分流板一般可以为三个、四个、五个、六个等。
图2是本发明上电极装置的侧视结构示意图；如图2所示，在本实施例中，将气体分流板的数量设置为三个，该三个气体分流板彼此平行设置于分流腔的内部，从下至上依次为底层气体分流板1、中间层气体分流板2和顶层气体分流板3，其中，底层气体分流板1设置于分流腔的底部，底层气体分流板1的平面形状与分流腔的横截面的形状相同，底层气体分流板1的侧面密封固定连接于分流腔底部的内壁上；中间层气体分流板2设置于底层气体分流板1上方，与底层气体分流板1相似，该中间层气体分流板2的平面形状与分流腔的横截面的形状相同，并且，中间层气体分流板2的侧面密封固定连接于分流腔的内壁上；顶层气体分流板3设置于中间层气体分流板2的上方，与底层气体分流板1和中间层气体分流板2相似，顶层气体分流板3的平面形状与分流腔的横截面的形状相同，并且，顶层气体分流板3的侧面密封固定连接于分流腔的内壁上；设置了底层气体分流板1、中间层气体分流板2和顶层气体分流板3后的分流腔内部空间被分割成三个腔体，从下至上依次为第一单元腔11、第二单元腔12和顶层腔室13，即底层气体分流板1和中间层气体分流板2以及位于底层气体分流板1和中间层气体分流板2之间的分流腔的内壁所构成的腔体为第一单元腔11，中间层气体分流板2和顶层气体分流板3以及位于中间层气体分流板2和顶层气体分流板3之间的分流腔的内壁所构成的腔体为第二单元腔12，顶层气体分流板3和分流腔顶部以及位于顶层气体分流板3和分流腔顶部之间的分流腔的内壁所构成的腔体为顶层腔室13。
如图2所示，在底层气体分流板1、中间层气体分流板2和顶层气体分流板3的表面均设置有通气孔，该通气孔均为贯穿气体分流板上表面和下表面的通孔。这些通气孔用于将分流腔内不同层面内的腔体联通，即第一单元腔11通过设置于底层气体分流板1上的通气孔41与分流腔外部联通，第二单元腔12通过设置于中间层气体分流板2上的通气孔42与第一单元腔11联通，顶层腔室13通过设置于顶层气体分流板3上的通气孔43与第二单元腔12联通，这样保证了气体从设置于分流腔顶部的进气孔进入后依次经过顶层腔室13、第二单元腔12和第一单元腔11后，最终，通过底层气体分流板1上设置的通气孔41到达分流腔的外部。
图3是本发明的上电极装置中顶层气体分流板的俯视结构示意图；图4是本发明的上电极装置中中间层气体分流板的俯视结构示意图；图5是本发明的上电极装置中底层气体分流板的俯视结构示意图。如图3和图4所示，设置于中间层气体分流板2上的通气孔42呈矩阵形式分布于中间层气体分流板2的表面，如图3所示，设置于顶层气体分流板3上的通气孔43呈矩阵形式分布于顶层气体分流板3的表面；即位于中间层气体分流板2和顶层气体分流板3上的通气孔呈均匀分布。但是，三个气体分流板上所设置的通气孔的孔径各不相同，具体的，设置于底层气体分流板1上的孔径小于设置于中间层气体分流板2上的孔径，设置于中间层气体分流板2上的孔径小于设置于顶层气体分流板3上的孔径；并且相邻两个分流板上设置的通气孔在垂竖直方向上相互错开，换而言之，在相邻的两个气体分流板上的多个通气孔的几何中心在竖直方向上不重合；即设置于底层气体分流板1上的通气孔41的几何中心与设置于中间层气体分流板2上的通气孔42的几何中心在竖直方向上不重合，设置于中间层气体分流板2上的通气孔42的几何中心与设置于顶层气体分流板3上的通气孔43的几何中心在竖直方向上不重合。
另外，设置于顶层气体分流板3上的通气孔43的密度与设置于中间层气体分流板2上的通气孔42的密度可以相同也可以不同，只要保证位于上方的顶层气体分流板3上设置的通气孔43与其下方的中间层气体分流板2上设置的通气孔42在竖直方向上不直接相通即可；如图5所示，设置于底层气体分流板1上的通气孔41的分布情况与中间层气体分流板2和顶层气体分流板3上设置的通气孔的分布情况不相同。设置于中间层气体分流板2和顶层气体分流板3上的通气孔均为均匀分布，即设置于中间层气体分流板2上的通气孔42在该气体分流板上任意区域内的分布密度均相同，设置于顶层气体分流板3上的通气孔43在该气体分流板上任意区域内的分布密度均相同。但是，设置于底层气体分流板1上的通气孔41的密度从该气体分流板的中心向四周方向依次增大，具体的可以设置为，位于距底层气体分流板1边缘50mm的区域内的通气孔41的密度为位于底层气体分流板1中心处的通气孔41的密度的1.1～1.2倍，如1.1倍、1.11倍、1.12倍、1.15倍、1.2倍等。
根据每个气体分流板在上电极装置中的分布位置不同，从上至下，设置于不同气体分流板上的通气孔的孔径依次减小，具体的设置方式为：设置于顶层气体分流板3上的通气孔43的孔径为5～10mm，如5mm、6mm、7mm、9mm、10mm等，设置于底层气体分流板1上的通气孔41的孔径为0.2mm～0.6mm，如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等，设置于中间层气体分流板2上的通气孔42的孔径大小介于设置于顶层气体分流板3上的通气孔43的孔径大小与设置于底层气体分流板1上的通气孔41的孔径大小之间。
下面结合附图对本实施例中的上电极装置的工作原理进行说明。
如图2所示，当用于镀膜的气体从上电极装置顶部开设的进气孔通入后，气体逐渐充满整个位于上分流腔内的顶层腔室13，经过气体持续不断地通入，位于顶层腔室13内的气体被后续通入的气体向第二单元腔12挤压，该气体通过设置于顶层气体分流板3上的通气孔43进入第二单元腔12，同样的，气体进入第二单元腔12后逐渐充满整个第二单元腔12，接着，被后续通入的气体向第一单元腔11挤压，通过设置于中间层气体分流板2上的通气孔42进入第一单元腔11，气体逐渐充满整个第一单元腔11，并且在后续通入的气体的作用下，通过设置于底层气体分流板1上的通气孔41，从上电极装置的底部通出，对下方放置的物体表面进行镀膜。在该过程中，由于气体先后通过的气体分流板上设置的通气孔的孔径依次变小，因此，当气体每经过一次分流板之后，其在下一个空间内的分布则会更加均匀，经过多次的分流之后，气体的均匀度可以得到很大的改善；另外，气体最后经过的底层气体分流板1的四周的通气孔41密度为中间通气孔41密度的1.1～1.2倍，这使得气体在通过底层气体分流板1时不容易在底层气体分流板1的边缘位置受阻，从而能够较为流畅地通过，进而平缓且均匀地对下方的物件表面进行镀膜，最终使得镀膜的膜厚更为均匀。
综上所述，本发明通过从现有的镀膜工艺***中的上电极装置在使用中的问题出发，针对气体在通过最后一个气体分流板时容易在分流板的边缘位置处受阻，导致气体分布的不均匀，进而在薄膜时使镀膜的膜厚不均匀的问题，提出了解决方案，通过将上电极装置的结构设置为包括至少三层分流板的结构，并且，在从上至下依次设置的分流板表面开设有孔径逐层变小的通气孔，使得气体在依次经过这些分流板时，能够进行均匀的分散；此外，位于上电极装置中的最下层的分流板表面的通气孔在该分流板上的周边区域分布的密度大于其中央区域分布的密度，这使得气体在通过该分流板时，通过分流板四周的气体会更为均匀，从而克服现有技术中的气体分布不均匀的问题。
因此，本发明中的上电极装置的结构，能够有效改善在镀膜过程中，气体分布不均匀的问题，尤其是在现有的分流板边缘和角落位置处的分布不均匀的问题。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (13)

1.一种上电极装置，应用于镀膜工艺中，其特征在于，包括：
分流腔和至少三个气体分流板；
所述分流腔上设置有进气孔；
所述至少三个气体分流板固定设置在所述分流腔的内壁上，以将通过所述进气孔导入所述分流腔的气体均匀分流后导出该分流腔。
2.如权利要求1所述的上电极装置，其特征在于，每个所述气体分流板上均设置有多个通气孔，且位于同一个气体分流板上的每个所述通气孔的孔径均相同。
3.如权利要求2所述的上电极装置，其特征在于，所述分流腔的顶部设置有进气孔；
所述分流板设置于所述进气孔的下方，且每个所述分流板均与所述分流腔的顶部表面平行。
4.如权利要求3所述的上电极装置，其特征在于，相邻的两个所述气体分流板和位于该相邻的两个所述气体分流板之间的分流腔的内壁共同构成一个单元腔；
相邻的两个单元腔之间通过所述通气孔进行气体的交换。
5.如权利要求3所述的上电极装置，其特征在于，每个所述气体分流板上的通气孔的孔径均大于位于其下方的气体分流板上的通气孔的孔径。
6.如权利要求2所述的上电极装置，其特征在于，相邻的两个所述气体分流板上设置的所述通气孔在垂直于气体分流板表面方向上相互错位分布。
7.如权利要求2所述的上电极装置，其特征在于，所述至少三个气体分流板包括一顶层气体分流板、一底层气体分流板和至少一个中间层气体分流板；
通过所述进气孔导入气体依次经过所述顶层气体分流板和所述中间层气体分流板后，再经过所述底层气体分流板导出所述分流腔。
8.如权利要求7所述的上电极装置，其特征在于，
所述顶层气体分流板上的多个通气孔均匀分布于该顶层分流板上；
每个所述中间层气体分流板上的多个通气孔均匀分布于该中间层气体分流板上；
位于所述底层气体分流板的通气孔的密度沿该底层气体分流板的几何中心向其边缘延展方向逐渐增大。
9.如权利要求8所述的上电极装置，其特征在于，所述底层气体分流板上包括中心区域和周边区域，且位于所述周边区域内的通气孔的密度是位于所述中心区域内的通气孔的密度的1.1～1.2倍。
10.如权利要求9所述的上电极装置，其特征在于，所述周边区域为距离该底层气体分流板的边缘距离小于50mm的区域。
11.如权利要求7所述的上电极装置，其特征在于，所述顶层气体分流板上的通气孔的孔径为5～10mm。
12.如权利要求7所述的上电极装置，其特征在于，所述底层气体分流板上的通气孔的孔径为0.2mm～0.6mm。
13.如权利要求2所述的上电极装置，其特征在于，所述通气孔为贯穿所述气体分流板上表面和下表面的通孔。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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