[发明专利]磁控溅射真空室进气装置及磁控溅射设备

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种磁控溅射真空室进气装置及磁控溅射设备。

背景技术

TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)面板的生产主要包括阵列制程、组立制程和模组制程三个阶段。阵列制程(Array Process)是在洁净的玻璃基板上利用镀膜设备镀上一层金属膜，接着镀上不导电层以及半导体层；再通过曝光、显影、去光阻等步骤在玻璃基板上制作电路图案，最后进行蚀刻形成所需要的电路图案(包括薄膜晶体管)；重复前面所述过程5-7次就完成了阵列制程。

溅射技术中应用最为广泛的一种是磁控溅射(Magnetron Sputtering)技术，磁控溅射技术的原理是：电子e在外加电场E的作用下做加速运动，撞击真空室(真空腔体)中的气氛气体原子，使其电离成正离子和电子。正离子在外加电场E的作用下加速轰击靶材，靶材中的粒子(原子或离子)溅射出来沉积在基板上形成薄膜。考虑到惰性气体的保护性、溅射率以及工业成本，氩气是最理想的溅射气体。

一种磁控溅射镀膜设备通气装置结构如图1所示。该通气装置包括进气口71、气体盒7、通气管72。例如，镀膜设备工作过程中，以Ar气作为溅射气体，则Ar气由进气口71进入气体盒7，再由通气管72分流进入真空室内。虽然已经通过数个通气管72对Ar气进行了分流，但这种进气方式难免会对真空室内的精密设备产生冲击，造成一定的损害。再者，通气管72出口周围存在的气流，会造成真空室内Ar气分布不均匀，直接影响到等离子体的均匀性，最终影响到沉积到基板上薄膜(例如SiO₂层或ITO层)的均匀性。此外，在真空室定期的维护与检修过程中，由于真空室内真空环境与大气之间巨大的压强差，空气急速流进真空室的过程对真空室中的设备冲击力更是会直接导致其中的装置产生震动，造成伤害。

进一步地，在磁控溅射镀膜时，有时需要镀膜过程在某种混合气氛下进行，此时便需要向镀膜真空室内通入两种或者两种以上的气体。可通过设置若干个通气管道直接向真空室内通气，这种直接通气的方式对设备内部的精密部件造成的伤害已经如上所述。真空室壁上需要设置若干个进气口，但是真空室壁上开口太多会严重影响到整个真空设备的致密性，影响到真空室所能达到的真空度。当需要对镀膜真空室内通入混合气体时，以2种气体混合(A+B)为例，如图2所示，在第一进气口41中通入气体A，在第二进气口42中通入气体B，由于进气口口径不宜过大，一般5-8mm，这样混合气体进入真空室后的混合效果很难保证。而且，即便像如图1中所示的那样，在真空室内部设置若干个分流管，混合效果也很难理想。此外，由于真空室内空间有限，设备在设计制造时也不允许在内部的通气装置上设置过多的分流装置。由于通气管道口径相对于镀膜真空室内空间来说有限，很难使得镀膜过程中混合气体均匀存在于沉积薄膜的基片附近。而混合气体分布不均匀会直接影响到薄膜电晶体的质量，影响产品的性能(如薄膜晶体管的表面平整度、导电性能等等)。此外，这些装置无法满足更多种气体均匀通入真空室内的镀膜环境中。

发明内容

本发明的实施例提供了一种磁控溅射真空室进气装置及磁控溅射设备，以克服前述技术问题。该进气装置可提高气体进入真空室后分布的均匀性，可提高在通入混合气体时气体混合的效果。采用了该进气装置的磁控溅射设备，可有效地降低在磁控溅射镀膜进气过程中气体对真空室内精密设备的冲击力，从而延长设备的使用寿命。

本发明的实施例提供一种磁控溅射真空室进气装置，该装置包括用于接收并混合气体的混气盒、将气体通入真空室内的进气盒以及连接两者的连接管，所述混气盒具有一个或多个进气管。

在本发明的一实施例中，例如，在所述进气盒内相对于所述连接管的开口处设置缓冲挡板。

在本发明的一实施例中，例如，所述缓冲挡板形状为圆形平板或伞状的弧形面板。

在本发明的一实施例中，例如，所述的进气盒至少包括内盒和外盒，所述内盒嵌套在所述外盒内，所述内盒和外盒之间具有间隔，且所述连接管的开口设置在所述内盒内，所述内盒和外盒上均分布有气流孔。

在本发明的一实施例中，例如，所述内盒和外盒上的气流孔交错排布。

在本发明的一实施例中，例如，所述内盒和外盒上的气流孔均匀分布于其侧面及底面。

在本发明的一实施例中，例如，所述内盒和外盒上的气流孔的孔径是不同的。

在本发明的一实施例中，例如，所述进气盒中，由所述内盒到所述外盒，所述气流孔的孔径依次增大。