專利名稱：金屬蒸發(fā)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造設(shè)備，特別是涉及一種金屬蒸發(fā)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造工藝中，電子束蒸發(fā)鍍膜是一項(xiàng)非常重要的工藝。金屬 蒸發(fā)設(shè)備的腔體是否能夠保證真空，對于成膜的均勻性和膜與膜之間的粘 附性起著非常重要的作用。如果在蒸發(fā)成膜或切換蒸發(fā)源時(shí)，金屬蒸發(fā)設(shè)備 的腔體內(nèi)的真空被破壞，例如空氣或冷卻水泄漏到真空腔體，就會(huì)造成金屬 膜剝落，腔體內(nèi)的產(chǎn)品報(bào)廢。
現(xiàn)有的金屬蒸發(fā)設(shè)備如圖1所示，在腔體壁10圍成的的腔體內(nèi)主要包
括坩堝蓋板11、坩堝12和轉(zhuǎn)軸13。工作時(shí)，腔體外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)131輸出 動(dòng)能，經(jīng)由一些齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸13旋轉(zhuǎn)，坩堝12與轉(zhuǎn)軸13連接在一起且跟 隨轉(zhuǎn)軸13 —起旋轉(zhuǎn)。 一條貫穿腔體內(nèi)外的冷卻水管道141經(jīng)過轉(zhuǎn)軸13內(nèi) 部、坩堝12內(nèi)部和坩堝蓋板11內(nèi)部，用以冷卻柑堝12和坩堝蓋板11。坩 堝12圍繞其內(nèi)部的冷卻水管道141旋轉(zhuǎn)。坩堝12內(nèi)有密封面121包圍冷 卻水管道141，密封面121和冷卻水管道141之間有上下排列的兩個(gè)密封環(huán) 15，用以對密封面121和冷卻水管道14之間的空隙進(jìn)行密封。冷卻水管道 141在上下兩個(gè)密封環(huán)15之間有一個(gè)或多個(gè)孔洞，使得上下兩個(gè)密封環(huán)15 和密封面121之間區(qū)域充滿來自冷卻水管道141的冷卻水。此區(qū)域還連接 坩堝內(nèi)部的冷卻管道142，用于供給和回收塒堝冷卻管道142中的冷卻水。與之類似，在冷卻水管道141和坩堝蓋板11的密封面之間、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)131 (或傳動(dòng)機(jī)構(gòu))和腔體壁10之間各有一個(gè)密封環(huán)15。
上述金屬蒸發(fā)設(shè)備存在以下問題其一，密封環(huán)15和密封面121之間
存在相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這會(huì)磨損密封環(huán)15;其二， 一旦有異物掉落在密封
面121和冷卻水管道141之間，就會(huì)擠壓和磨損密封環(huán)15;其三，如果在坩 堝12轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)軸13偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)擠壓和磨損冷卻水管道141上 的密封環(huán)15。上述問題都可能導(dǎo)致腔體內(nèi)的坩堝出現(xiàn)真空泄漏，從而導(dǎo)致 金屬膜從硅片表面剝落，產(chǎn)品報(bào)廢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬蒸發(fā)設(shè)備，該設(shè)備可以降 低坩堝旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)真空泄漏的可能性，減少產(chǎn)品的損失。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明金屬蒸發(fā)設(shè)備該設(shè)備的腔體內(nèi)包括柑堝
蓋板和坩堝，該設(shè)備還包括
轉(zhuǎn)軸，貫穿該設(shè)備的腔體內(nèi)外，且與所述柑堝連接在一起； 蓋板冷卻管道，部分埋設(shè)在所述坩堝蓋板的內(nèi)部；
坩堝冷卻管道，全部埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸和坩堝的內(nèi)部，在轉(zhuǎn)軸表面的入 水口和出水口均在該設(shè)備的腔體外。
本發(fā)明采用磁流體密封和傳統(tǒng)的橡膠密封環(huán)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了金屬蒸發(fā) 設(shè)備的腔體內(nèi)的真空密封。本發(fā)明還對坩堝和坩堝蓋板的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行 分離設(shè)計(jì)，并將坩堝的冷卻水系統(tǒng)與轉(zhuǎn)軸之間的密封結(jié)構(gòu)置于真空腔體之 外，這樣即使冷卻水發(fā)生泄漏也不會(huì)對腔體的真空度造成影響，提高了設(shè)備的可靠性。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖1是現(xiàn)有的金屬蒸發(fā)設(shè)備的示意圖2是本發(fā)明的金屬蒸發(fā)設(shè)備的示意圖3是本發(fā)明的金屬蒸發(fā)設(shè)備中轉(zhuǎn)軸的示意圖。
圖中附圖標(biāo)記為IO —腔體壁；ll一坩堝蓋板；12 —坩堝；121_密封 面；13 —轉(zhuǎn)軸；131—驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；141一冷卻水管道；142 —柑堝冷卻管道； 15 —密封環(huán)；20 —腔體壁；21—坩堝蓋板；22 —坩堝；23 —轉(zhuǎn)軸；241—坩
堝蓋板冷卻管道；242 —柑堝冷卻管道；242in —坩堝冷卻管道入水口； 242out —坩堝冷卻管道出水口； 251 —磁流體密封區(qū)域；252 —密封環(huán)；26 —轉(zhuǎn)軸套。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖2，本發(fā)明金屬蒸發(fā)設(shè)備在腔體壁20圍成的的腔體內(nèi)主要包
括坩堝蓋板21和坩堝22。該設(shè)備還包括
轉(zhuǎn)軸23，貫穿該設(shè)備的腔體內(nèi)外，且與坩堝22連接在一起； 蓋板冷卻管道241，部分埋設(shè)在柑堝蓋板21的內(nèi)部； 坩堝冷卻管道242，全部埋設(shè)在轉(zhuǎn)軸23和坩堝22的內(nèi)部，在轉(zhuǎn)軸22
表面的入水口 242in和出水口 242out均在該設(shè)備的腔體外。
上述蓋板冷卻管道241和坩堝冷卻管道242是相互獨(dú)立的。其中蓋板
冷卻管道241用于冷卻坩堝蓋板21，其入水口和出水口都位于腔體外，穿越腔體壁20后有部分管道暴露在腔體中，其余管道都埋設(shè)在坩堝蓋板21 內(nèi)部。其中坩堝冷卻管道242用于冷卻坩堝22，其入水口和出水口都位于 轉(zhuǎn)軸23在腔體外的部分的表面，其余管道都埋設(shè)在轉(zhuǎn)軸23內(nèi)部和坩堝22 內(nèi)部。由于坩堝冷卻管道242相對轉(zhuǎn)軸23和坩堝22而言都是固定不動(dòng)的， 因此坩堝冷卻管道242和坩堝22之間的間隙可以采用傳統(tǒng)的橡膠材料的環(huán) 狀密封件實(shí)現(xiàn)。
上述金屬蒸發(fā)設(shè)備中，轉(zhuǎn)軸23貫穿金屬蒸發(fā)設(shè)備的腔體內(nèi)外，因此必 須確保轉(zhuǎn)軸23穿越腔體壁20部位的密封。為此，本發(fā)明還包括轉(zhuǎn)軸套26， 轉(zhuǎn)軸套26與該設(shè)備的腔體壁20連接在一起，且包圍轉(zhuǎn)軸23在該設(shè)備腔體 外的部分，轉(zhuǎn)軸套26內(nèi)包括
一個(gè)環(huán)狀密封件252，對轉(zhuǎn)軸套26和腔體壁20之間的間隙進(jìn)行密封；
上下排列的三圈環(huán)狀磁流體密封區(qū)域25，其中任何一圈磁流體密封區(qū) 域25均對轉(zhuǎn)軸23和轉(zhuǎn)軸套26之間的間隙進(jìn)行密封。
所述磁流體密封是利用磁性流體的特性，由磁鐵將磁性流體固定于旋 轉(zhuǎn)軸的周圍，形成磁性流體液體的"O形密封圈"，稱為磁流體密封區(qū)域， 其真空度通常可達(dá)10e-6Pa。為此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸套為磁性材料，或者轉(zhuǎn)軸 套對應(yīng)所述磁流體密封區(qū)域的部位包括磁性材料的圓環(huán)(如環(huán)狀磁鐵)。
本發(fā)明金屬蒸發(fā)設(shè)備在工作時(shí)，腔體外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)231直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸 23旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與轉(zhuǎn)軸23連接在一起的坩堝22旋轉(zhuǎn)。而轉(zhuǎn)軸套26固定 于腔體壁20，兩者之間沒有相對運(yùn)動(dòng)。因此在轉(zhuǎn)軸套26和腔體壁20之間 加以一個(gè)橡膠材料的環(huán)狀密封件252即可實(shí)現(xiàn)密封。另外，由于上圈磁流體密封區(qū)域25可以確保轉(zhuǎn)軸23和轉(zhuǎn)軸套26之間的密封，環(huán)狀密封件252 又可以確保轉(zhuǎn)軸套26和腔體壁20之間的密封，因此確保了轉(zhuǎn)軸23和腔體 壁20之間的密封。
請參閱圖3，雖然坩堝冷卻管道242相對于轉(zhuǎn)軸23是固定不動(dòng)的，可 是轉(zhuǎn)軸23相對于轉(zhuǎn)軸套26是旋轉(zhuǎn)的，而冷卻水的供給和回收都要由轉(zhuǎn)軸 套26上的管道實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸套26上的冷卻水的供給和回收管道與 轉(zhuǎn)軸23上不斷旋轉(zhuǎn)的入水口 242in和出水口 242out的連接，本發(fā)明專門 設(shè)計(jì)了呈環(huán)狀溝槽形狀的入水口 242in和出水口 242out。并且其中一個(gè)環(huán) 狀溝槽位于上圈和中圈的磁流體密封區(qū)域25之間，另一個(gè)環(huán)狀溝槽位于中 圈和下圈的磁流體密封區(qū)域25之間。這樣，三圈磁流體密封區(qū)域之間隔絕 出兩個(gè)獨(dú)立且密閉的區(qū)域，分別用于向坩堝冷卻管道242供給和回收冷卻 水。
綜上所述，本發(fā)明金屬蒸發(fā)設(shè)備設(shè)計(jì)了相互獨(dú)立的坩堝蓋板和坩堝的 冷卻水管道，其中的坩堝冷卻管道在腔體內(nèi)全部埋設(shè)于轉(zhuǎn)軸和坩堝內(nèi)部。 對于貫穿腔體內(nèi)外的轉(zhuǎn)軸則采用了磁流體密封和傳統(tǒng)的橡膠密封環(huán)結(jié)合的 方式，確保轉(zhuǎn)軸和腔體壁之間的密封。對于坩堝冷卻管道的入水口和出水 口則采用了獨(dú)特的環(huán)狀溝槽，并利用三道磁流體密封區(qū)域所隔絕的兩個(gè)空 間用于供給和回收冷卻水，實(shí)乃對現(xiàn)有金屬蒸發(fā)設(shè)備的一大改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種金屬蒸發(fā)設(shè)備，該設(shè)備的腔體內(nèi)包括坩堝蓋板和坩堝，其特征是該設(shè)備還包括轉(zhuǎn)軸，貫穿該設(shè)備的腔體內(nèi)外，且與所述坩堝連接在一起；蓋板冷卻管道，部分埋設(shè)在所述坩堝蓋板的內(nèi)部；坩堝冷卻管道，全部埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸和坩堝的內(nèi)部，在轉(zhuǎn)軸表面的入水口和出水口均在該設(shè)備的腔體外。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是該設(shè)備還包括轉(zhuǎn) 軸套，所述轉(zhuǎn)軸套與該設(shè)備的腔體壁連接在一起，且包圍所述轉(zhuǎn)軸在該設(shè) 備腔體外的部分，所述轉(zhuǎn)軸套內(nèi)包括一個(gè)環(huán)狀密封環(huán)，對所述轉(zhuǎn)軸套和腔體壁之間的間隙進(jìn)行密封； 上下排列的三圈環(huán)狀磁流體密封區(qū)域，其中任何一圈磁流體密封區(qū)域 均對所述轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸套之間的間隙進(jìn)行密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是所述坩堝冷卻管 道在轉(zhuǎn)軸表面的入水口和出水口均為環(huán)狀溝槽，其中一個(gè)環(huán)狀溝槽位于上 圈和中圈的磁流體密封區(qū)域之間，另一個(gè)環(huán)狀溝槽位于中圈和下圈的磁流 體密封區(qū)域之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是所述坩堝冷卻管 道在跨越所述轉(zhuǎn)軸和坩堝的部位套有環(huán)狀密封環(huán)，對所述坩堝冷卻管道和 坩堝之間的間隙進(jìn)行密封。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是所述蓋板冷卻管 道和坩堝冷卻管道各自獨(dú)立。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是所述環(huán)狀密封環(huán) 為橡膠材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬蒸發(fā)設(shè)備，其特征是所述密封件為磁 性材料，或者所述密封件對應(yīng)所述磁流體密封區(qū)域的部位包括磁性材料的 圓環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬蒸發(fā)設(shè)備，該設(shè)備的腔體內(nèi)包括坩堝蓋板和坩堝，該設(shè)備還包括轉(zhuǎn)軸，貫穿該設(shè)備的腔體內(nèi)外，且與所述坩堝連接在一起；蓋板冷卻管道，有部分埋設(shè)在所述坩堝蓋板的內(nèi)部；坩堝冷卻管道，全部埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸和坩堝的內(nèi)部，在轉(zhuǎn)軸表面的入水口和出水口均在該設(shè)備的腔體外。本發(fā)明采用磁流體密封和傳統(tǒng)的橡膠密封環(huán)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了金屬蒸發(fā)設(shè)備的腔體內(nèi)的真空密封。本發(fā)明還對坩堝和坩堝蓋板的冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行分離設(shè)計(jì)，并將坩堝的冷卻水系統(tǒng)與轉(zhuǎn)軸之間的密封結(jié)構(gòu)置于真空腔體之外，這樣即使冷卻水發(fā)生泄漏也不會(huì)對腔體的真空度造成影響，提高了設(shè)備的可靠性。
文檔編號(hào)C23C14/14GK101451230SQ20071009431
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者李曉遠(yuǎn), 謙 陳 申請人:上海華虹Nec電子有限公司