[发明专利]一种真空蒸镀设备

说明书

技术领域

本发明属于真空蒸镀领域，具体涉及一种真空蒸镀设备。

背景技术

在半导体和光电子器件制造过程中，厚度薄至数纳米薄膜的沉积已成为关键工艺。现有技术中，纳米级薄膜的生长主要依靠一些更加精密的沉积技术，如分子束外延、金属有机化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积等系统设备，然而，从经济和环保的角度来讲，上述设备和工艺复杂昂贵且污染较严重。

真空蒸镀作为一种成本低廉、工艺简单的物理镀膜方式，适应于规模化的生产流程线，在科研、工业等领域都有广泛应用。常规的真空蒸镀工艺简单，蒸发和沉积的速度快，比较适于微米级较厚薄膜的沉积。当沉积更薄的纳米级的薄膜时，常规蒸镀则较难控制薄膜的沉积速度和均匀性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中纳米级的薄膜的沉积速度和均匀性问题，提供一种适于纳米级超精细薄膜沉积的真空蒸镀设备。

为实现本发明的目的而提供了一种真空蒸镀设备，包括真空腔室、位于真空腔室内底板中心区域的蒸发源、真空腔室内上部的可三维移动的基板、安装在基板底面上的套筒，所述的套筒在高度方向不同位置均匀设置有阻挡片，每层阻挡片上带有均匀分布的圆孔，所述的蒸发源包括蒸发盘和置于蒸发盘内的蒸发材料，蒸发源一侧设置有电子枪，通过控制电子枪内X、Y偏转线圈内的电流产生电子束实现蒸发材料的定点蒸发。

所述的套筒高度小于可移动基板台在最低位置处的下底面与真空腔室内底面之间的距离，为可拆卸结构。

所述的套筒内阻挡片至少有两层，阻挡片可拆装，阻挡片上圆孔的直径为0.001~10mm，相邻圆孔之间的中心距为0~10mm但不为零，不同层的阻挡片有孔隙重叠部分。

所述的套筒在不同高度层的阻挡片上的圆孔孔径不一致，但不同层的阻挡片有孔隙重叠部分。

所述的套筒在相邻层的阻挡片上的圆孔分布不一致，但不同层的阻挡片有孔隙重叠部分。

所述的阻挡片上的开孔不限于圆孔，可为其他几何学形状，但不同层的阻挡片有孔隙重叠部分。

所述的真空腔室的本底真空度为1000~10^-7Pa。

所述的电子枪产生的束斑直径为0.01-5mm。

在蒸发粒子到达基片的过程中，多个阻挡片及阻挡片上圆孔分别起到吸收和散射及透过的作用，使运动到基片表面附近粒子的较均匀分布，且在粒子数量上做到可控，实现粒子在基片上凝结成膜速率的降低，同时实现较好的成膜均匀性。

本发明的有益效果是：

（1）基板下设置的套筒及多个阻挡片，有效地控制蒸发源料蒸发粒子的行进轨迹，同时对腔内的压力环境、温度分布等没有明显影响，而且套筒壁和阻挡片可移动拆卸，很容易地实现与常规工艺的兼容。

（2）电子枪的较低功率密度，较小束斑，较小束流的实现，都可以有效控制，从而使蒸发材料的蒸发量达到克级以下甚至毫克级（1000mg~1mg）；电子束扫描的位置，可通过控制X、Y偏转线圈中电流的大小和频率有效控制。

（3）在蒸发粒子到达基片的过程中，多个阻挡片及阻挡片上圆孔分别起到吸收和散射及透过的作用，使运动到基片表面附近粒子的较均匀分布，且在粒子数量上做到可控，实现粒子在基片上凝结成膜速率的降低，同时实现较好的成膜均匀性。

（4）跟常规真空蒸镀工艺相比，本发明提出的蒸镀工艺同样简单易行，且在设备成本上增加很少。

附图说明

图1是本发明的反应腔室纵截面示意图。

图2是实施例1的多层阻挡片在基板下方的俯视图2-1和和主视图示意图2-2。

图3是实施例2的多层阻挡片在基板下方的俯视图3-1和和主视图示意图3-2。

图4是实施例3的多层阻挡片在基板下方的俯视图4-1和和主视图示意图4-2。

图5是实施例4的多层阻挡片在基板下方的俯视图5-1和和主视图示意图5-2。

图6是实施例5的多层阻挡片在基板下方的俯视图6-1和和主视图示意图6-2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案。