CN216303977U - 蒸镀锅和蒸镀设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种蒸镀锅和蒸镀设备，用于对晶圆进行蒸镀，蒸镀锅包括：锅体、背面固定机构和正面固定机构；所述锅体包括锅体正面和锅体背面；所述背面固定机构包括开孔和第一固定件，所述开孔设于所述锅体，所述开孔用于放置第一晶圆，所述锅体上除所述开孔之外的区域为壳体区域，所述第一固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体背面，所述第一固定件用于固定所述第一晶圆，并使所述第一晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同；所述正面固定机构包括第二固定件，所述第二固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体正面，所述第二固定件用于固定第二晶圆，并使所述第二晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同；以提升蒸镀锅的利用率。

Description

蒸镀锅和蒸镀设备

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种蒸镀锅和蒸镀设备。

背景技术

蒸镀，属于一种物理沉积，是通过某种方式将蒸镀材料升华使其变成气体分子蒸镀材料，气体分子蒸镀材料在真空环境中运动附着在待蒸镀物表面，从而在待蒸镀物表面形成薄膜的过程。

现有技术的真空蒸镀装置中，一般均为真空蒸镀，用于蒸镀的设备为蒸发源，而蒸发源又分为有机蒸发源和无机蒸发源，对于蒸镀不同材料的蒸渡源的设计会有所差别。从蒸镀源出来的气体分子蒸镀材料升华至蒸镀锅上，蒸镀设备的蒸镀锅用于放置和固定待蒸镀物，待蒸镀物比如晶圆。但是一般的蒸镀锅和晶圆都是圆形，晶圆排布在蒸镀锅上时，将会造成部分间隙是浪费掉的，这样就会造成蒸镀材料的浪费。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种蒸镀锅和蒸镀设备，以提升蒸镀锅的利用率。

本申请公开了一种蒸镀锅，用于对晶圆进行蒸镀，包括：锅体、背面固定机构和正面固定机构；所述锅体包括锅体正面和锅体背面；所述背面固定机构包括开孔和第一固定件，所述开孔设于所述锅体，所述开孔用于放置第一晶圆，所述锅体上除所述开孔之外的区域为壳体区域，所述第一固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体背面，所述第一固定件用于固定所述第一晶圆，并使所述第一晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同；所述正面固定机构包括第二固定件，所述第二固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体正面，所述第二固定件用于固定第二晶圆，并使所述第二晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同。

可选的，所述第一晶圆的半径大于所述第二晶圆的半径。

可选的，所述开孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括内阶梯面和外阶梯面，所述第一晶圆的镀膜面被划分为圆形的镀膜区和环形的固定区，所述第一晶圆的固定区与所述内阶梯面相贴，所述第一晶圆的镀膜区裸露。

可选的，所述第二晶圆在所述锅体正面的投影与相邻所述阶梯孔相切。

可选的，所述背面固定机构为多个，所述正面固定机构为多个；多个所述背面固定机构以锅体的中心为圆心，以第一预设长度为半径，进行圆周阵列排布；两个相邻所述背面固定机构之间设置有一个所述正面固定机构；多个所述正面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第二预设长度为半径的圆上；所述第二预设长度大于所述第一预设长度。

可选的，所述背面固定机构为多个，所述正面固定机构为多个；多个所述背面固定机构以锅体的中心为圆心圆周阵列排布；其中，多个所述背面固定机构分为多个第一背面固定机构和多个第二背面固定机构；多个所述第一背面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第三预设长度为半径的圆上；多个所述第二背面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第四预设长度为半径的圆上；所述第四预设长度大于所述第三预设长度；多个所述正面固定机构分为多个第一正面固定机构和多个第二正面固定机构；所述第一正面固定机构设置在相邻的所述第一背面固定机构和所述第二背面固定机构之间；所述第二正面固定机构设置在相邻两个所述第二背面固定机构之间；所述第一正面固定机构对应的第一晶圆的半径大于所述第二正面固定机构对应的第一晶圆的半径。

可选的，所述背面固定机构的开孔内设置有承载环，所述承载环与所述背面固定机构的侧壁形成内台阶面，所述第一晶圆与所述承载环相贴，所述第一晶圆的镀膜面从所述承载环的镂空处裸露。

可选的，所述第一固定件包括压片，所述压片的半径等于所述第一晶圆的半径，所述压片用于固定所述第一晶圆。

可选的，所述第二固定件包括弹簧挂片，所述弹簧挂片用于活动连接所述第二晶圆的固定区。

本申请还公开了一种蒸镀设备，包括上述的蒸镀锅和提供蒸镀材料的蒸镀源。

相对于示例性只在蒸镀锅的一面上设置晶圆的安装位的方案来说，本申请通过在蒸镀锅的非镀膜面和镀膜面都设置有晶圆的安装位，例如正面固定机构和背面固定机构；而正面固定机构位于不设置背面固定机构的区域，即壳体区域。而由于一般的晶圆都为圆形，对应的安装位也为圆形，因此安装位不论如何排布，必定会出现剩余区域，而且由于锅体还需要支撑的区域，因此这一部分的壳体区域将会被浪费掉，无法形成背面固定机构。但是本申请通过在该壳体区域设置正面固定机构，来减少剩余区域的浪费，从而提高蒸镀效率，提高蒸镀利用率。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请的一实施例的一种蒸镀设备的示意图；

图2是本申请的一实施例的一种蒸镀锅的示意图；

图3是本申请的另一实施例的一种蒸镀锅的示意图；

图4是本申请的另一实施例的一种蒸镀锅的示意图；

图5是本申请的另一实施例的一种蒸镀锅的示意图；

图6是本申请的另一实施例的一种蒸镀锅的示意图；

图7是本申请的一实施例的一种背面固定机构的示意图；

图8是本申请的一实施例的一种晶圆的示意图；

图9是本申请图5的S区域的放大示意图；

图10是本申请图9沿AA’切割的剖面示意图；

图11是本申请图9沿BB’切割的剖面示意图。

其中，10、蒸镀设备；100、蒸镀锅；110、锅体；111、镀膜面；112、非镀膜面；120、背面固定机构；121、开孔；122、阶梯孔；122a、内阶梯面；122b、外阶梯面；123、第一背面固定机构；124、第二背面固定机构；130、第一固定件；131、压片；140、正面固定机构；141、第一正面固定机构；142、第二正面固定机构；150、第二固定件；151、弹簧挂片；200、蒸镀源；300、晶圆；301、蒸镀区；302、固定区；311、第一晶圆；312、第二晶圆。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考附图和可选的实施例对本申请作详细说明，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，公开了一种蒸镀设备10，包括：蒸镀源200和蒸镀锅100，所述蒸镀源200提供蒸镀材料；所述蒸镀锅100用于承载晶圆300。所述蒸镀源200和蒸镀锅100位于所述蒸镀设备10的腔体内，且该腔体一般为真空腔体。

如图2结合图7、10所示，公开了一种蒸镀锅100，蒸镀锅100包括锅体110、至少一个背面固定机构120和至少一个正面固定机构140；所述锅体110对所述晶圆300蒸镀的一面为锅体正面111，另一面为锅体背面112；所述锅体正面111为镀膜面，即蒸镀源对应镀膜面设置；所述背面固定机构120包括第一固定件130和设置在锅体110上的开孔121；设置在所述锅体110的锅体背面112，所述开孔121用于放置所述晶圆300，所述晶圆300的镀膜面的朝向与锅体正面111的朝向相同，所述锅体110上除所述开孔121之外的区域为壳体区域；所述第一固定件130包括第二固定件150，第二固定件150设置在所述锅体110的锅体背面112，所述第二固定件150设置在所述锅体110的锅体正面111，设置在所述壳体区域；所述第二固定件150用于固定所述晶圆300在所述正面固定机构140，并使所述晶圆300的镀膜面的朝向与所述锅体正面111的朝向相同。

相对于示例性只在蒸镀锅100的一面上设置晶圆300的安装位的方案来说，本申请通过在蒸镀锅100的锅体背面112和锅体正面111都设置有晶圆300的安装位，例如正面固定机构140和背面固定机构120(背面固定机构120和正面固定机构140可统称安装位)；而正面固定机构140位于不设置背面固定机构120的区域，即壳体区域。而由于一般的晶圆300都为圆形，对应的安装位也为圆形，因此安装位不论如何排布，必定会出现剩余区域，而且由于锅体110还需要支撑的区域，因此这一部分的壳体区域将会被浪费掉，无法形成背面固定机构120。但是本申请通过在该壳体区域设置正面固定机构140，来减少剩余区域的浪费，从而提高蒸镀效率，提高蒸镀利用率。需要说明的是，本申请所陈述的锅体110既可以适用于行星锅，又可以适用于平锅，其它用于对晶圆300蒸镀的，承载晶圆300的锅也同样适用。

具体地，本申请的蒸镀锅100适用于不同规格的晶圆300同时蒸镀，其中，所述正面固定机构140的半径小于所述背面固定机构120的半径，所述晶圆300包括第一晶圆311和第二晶圆312，所述第二晶圆312对应设置在所述正面固定机构140，所述第一晶圆311对应设置在所述背面固定机构120。第一晶圆311的规格更大，第二晶圆312的规格更小，例如第二晶圆312的尺寸可以为4寸，2寸等，第一晶圆311的规格可以为6寸、8寸、10寸等。其中不同尺寸的晶圆300重量不同，因此，第一晶圆311的重量小于第二晶圆312的重量。而对应背面固定机构120和正面固定机构140，背面固定机构120的固定方式更稳定，而正面固定机构140没有背面固定机构120的固定更稳定。而且一般情况下的蒸镀，蒸镀锅100是需要旋转的，对正面固定机构140和背面固定机构120的固定要求较高。因此本方案中，将重量较轻的第二晶圆312安装到正面固定机构140，而将重量较重的第一晶圆311安装到背面固定机构120，重量较大的第一晶圆311在移动时惯性更大，通过背面固定机构120的固定方法来固定，固定效果更好。

如图2所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种蒸镀锅100，蒸镀锅100包括锅体110、一个背面固定机构120和多个正面固定机构140；所述背面固定机构120的圆心与所述锅体110的中心重合，多个所述正面固定机构140绕所述背面固定机构120的边缘圆周阵列排布。本实施例的蒸镀锅100适用于大尺寸的第一晶圆311和小尺寸的第二晶圆312的蒸镀，在一些特定情况下，需要生产较大尺寸的晶圆300，而对应的蒸镀锅100除去背面固定机构120之外的区域圆环区域，无法再设置一个背面固定机构120，但是在该圆环区域内还可以设置一些小尺寸的晶圆300进行蒸镀，以使得蒸镀锅100的利用率提高。

如图4所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种蒸镀锅100，蒸镀锅100包括锅体110、多个背面固定机构120和多个正面固定机构140；多个所述背面固定机构120以锅体110的中心为圆心圆周阵列排布；所述多个背面固定机构120的圆心位于，以所述锅体110的中心为圆心，以第一预设长度为半径的圆上；两个相邻所述背面固定机构120之间设置有一个所述正面固定机构140；多个所述正面固定机构140的圆心位于，以锅体110为圆心，以第二预设长度为半径的圆上；所述第二预设长度大于所述第一预设长度。本申请的蒸镀锅100同样适用不同规格的晶圆300进行蒸镀，本申请的正面固定机构140适用于第二晶圆312为2寸的情况，本方案的背面固定机构120占用锅体110的大部分蒸镀区301域，但是两个背面固定机构120之间的间隙实际上也是可以再设置一个较小的正面固定机构140的，即用于对2寸的晶圆300进行蒸镀。而背面固定机构120对10寸、12寸等晶圆300加工。

需要说明，本实施例中的背面固定机构120可以是3个，4个、5个等，在此不做限定，具体地，多个背面固定机构120的中心位置也同样可以设置有正面固定机构140，使得正面固定机构140和背面固定机构120能更好的排布在蒸镀锅100上，使得蒸镀锅100的利用率更高。

如图5所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种蒸镀锅100，相对于上一实施例中，多个背面固定机构120只沿一个圆进行圆周排布。本实施例中的多个背面固定机构120沿两个圆进行圆周排布。具体地，蒸镀锅100包括多个背面固定机构120和多个正面固定机构140；多个所述背面固定机构120以锅体110的中心为圆心圆周阵列排布；其中，多个所述背面固定机构120分为多个第一背面固定机构123和多个第二背面固定机构124；多个所述第一背面固定机构123的圆心位于，以锅体110的中心为圆心，以第三预设长度为半径的圆上；多个所述第二背面固定机构124的圆心位于，以锅体110的中心为圆心，以第四预设长度为半径的圆上；所述第四预设长度大于所述第三预设长度；多个所述正面固定机构140分为多个第一正面固定机构141和多个第二正面固定机构142；所述正面固定机构140设置在相邻的所述第一背面固定机构123和所述第二背面固定机构124之间；所述第二正面固定机构142设置在相邻两个所述第二背面固定机构124之间。本方案是本申请另一种背面固定机构120的排布方式，在蒸镀锅100比背面固定机构120大很多的情况下，背面固定机构120不止可以排列成一圈，可以形成两周或两周以上的圆轴阵列排布。同样的，在相邻的两个第一背面固定机构123与第二背面固定机构124可以设置第一正面固定机构141，在第二背面固定机构124与锅体110的边缘之间可以设置第二正面固定机构142。进一步提升蒸镀锅100上的蒸镀区301域的利用率。

需要说明的是，在本实施例中，第一背面固定机构123和第二背面固定机构124的尺寸也可以不同，第一正面固定机构141和第二正面固定机构142的尺寸也可以不同，适用于不同规格的晶圆300同时进行生产。而且第一正面固定机构141的位置相对于第二正面固定机构142的位置大很多，因而可以将第一正面固定机构141的尺寸大于第二正面固定机构142的尺寸。当然在第二安装位的位置设置有多个小尺寸的第一正面固定机构141也是可行的，如图6所示，在此不再进行赘述。

承上述，背面固定机构120的具体结构如图7所示，所述背面固定机构120为开孔121结构，所述开孔121为阶梯孔122，所述阶梯孔122包括内阶梯面122a和外阶梯面122b，如图8所示，晶圆300的镀膜面被划分为圆形的蒸镀区301和环形的固定区302，所述第二晶圆312的固定区302与所述内阶梯面122a相贴，所述晶圆300的蒸镀区301裸露；第一固定件130为压片131，所述压片131将第二晶圆312固定在内阶梯面122a上。通过压片131将第二晶圆312固定在背面固定机构120上，使得背面固定机构120的第二晶圆312不会在蒸镀锅100移动中将第二晶圆312甩出去，具体地，压片131为弹簧压片131，先将晶圆300放置于阶梯孔122内，再通过背部的弹片压住晶圆300。

在另一实施例中，所述背面固定机构120的开孔121内设置有承载环，所述承载环与背面固定机构120的侧壁形成内台阶面，所述晶圆300与所述承载环相贴；所述第一固定件为压片131，所述压片131的半径小于等于所述背面固定机构120的半径。承载环可以选用硬质结构加橡胶材质覆盖的符合结构，可以起到保护晶圆300的作用，防止晶圆300在蒸镀锅100转动中破片的情况发生；或是类似蒸镀锅100的材质。

如图9示出了图5的S区域的放大图，对应图9沿AA’的剖面图为图10，正面固定机构140的具体结构如图10所示，第二固定件150为弹簧挂片151，具体地，弹簧挂片151为前置弹簧挂片151，将晶圆300放置于镀锅的正面固定机构140，靠挂在镀锅上的前置弹簧挂片151勾住晶圆300的平边位置来放置晶圆300。具体地，所述第二固定件150设置在所述锅体110的壳体区域，正面固定机构140由于晶圆300的规格相对较小，对应的晶圆300的质量较小，在蒸镀锅100转动时产生的惯性较小，对应的固定方式不需要如背面固定机构120需要非常稳定的固定方式，正面固定机构140只需要前置弹簧挂片151固定。而且由于正面固定机构140对应的晶圆300，该晶圆300的固定区302也是裸露的，而背面固定机构120对应的晶圆300的固定区302是与内阶梯面122a相贴的。使用前置弹簧挂片151的固定方式可以不影响晶圆300的蒸镀区301裸露，又可以固定晶圆300。

在另一实施例中，所述正面固定机构140还可以为凹槽，对应的晶圆300位于位于凹槽内，所述第二固定件150设置在所述锅体110的壳体区域，第二固定件150可以是环形片，环形片对应晶圆300的固定区302设置，可以防止前置弹簧挂片151损坏晶圆300的问题，而且相对于质量较大的晶圆300，环形片配合凹槽可以更好地固定晶圆300。

如图11为图9沿BB’的剖面图，所述第二晶圆312与相邻所述阶梯孔122相切；其中，第二晶圆312与第一晶圆311在投影上部分重合，该重合的部分为第二晶圆312的固定区302，需要说明的是，图11仅为示意图，实际中第一晶圆311的尺寸大于第二晶圆312的尺寸。本申请的第二晶圆312和第一晶圆311更充分的另一排布空间，在投影上还进一步重合，进一步提升了空间利用率。需要说明的是，而以上实施例的多个背面固定机构120的排布当然是越紧密，越能排布更多的背面固定机构120，来使得大尺寸的晶圆300进行生产，本申请的正面固定机构140更适用于对小尺寸的晶圆300进行加工。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种蒸镀锅，其特征在于，包括：

锅体，包括锅体正面和锅体背面；

背面固定机构，包括开孔和第一固定件，所述开孔设于所述锅体，所述开孔用于放置第一晶圆，所述锅体上除所述开孔之外的区域为壳体区域，所述第一固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体背面，所述第一固定件用于固定所述第一晶圆，并使所述第一晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同；

正面固定机构，包括第二固定件，所述第二固定件设于所述壳体区域且位于所述锅体正面，所述第二固定件用于固定第二晶圆，并使所述第二晶圆的镀膜面的朝向与所述锅体正面的朝向相同。

2.根据权利要求1所述的蒸镀锅，其特征在于，所述第一晶圆的半径大于所述第二晶圆的半径。

3.根据权利要求2所述的蒸镀锅，其特征在于，所述开孔为阶梯孔，所述阶梯孔包括内阶梯面和外阶梯面，所述第一晶圆的镀膜面被划分为圆形的镀膜区和环形的固定区，所述第一晶圆的固定区与所述内阶梯面相贴，所述第一晶圆的镀膜区裸露。

4.根据权利要求3所述的蒸镀锅，其特征在于，所述第二晶圆在所述锅体正面的投影与相邻所述阶梯孔相切。

5.根据权利要求2所述的蒸镀锅，其特征在于，所述背面固定机构为多个，所述正面固定机构为多个；

多个所述背面固定机构以锅体的中心为圆心，以第一预设长度为半径，进行圆周阵列排布；

两个相邻所述背面固定机构之间设置有一个所述正面固定机构；

多个所述正面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第二预设长度为半径的圆上；

所述第二预设长度大于所述第一预设长度。

6.根据权利要求2所述的蒸镀锅，其特征在于，所述背面固定机构为多个，所述正面固定机构为多个；

多个所述背面固定机构以锅体的中心为圆心圆周阵列排布；其中，多个所述背面固定机构分为多个第一背面固定机构和多个第二背面固定机构；

多个所述第一背面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第三预设长度为半径的圆上；多个所述第二背面固定机构的圆心位于，以锅体的中心为圆心，以第四预设长度为半径的圆上；所述第四预设长度大于所述第三预设长度；

多个所述正面固定机构分为多个第一正面固定机构和多个第二正面固定机构；

所述第一正面固定机构设置在相邻的所述第一背面固定机构和所述第二背面固定机构之间；

所述第二正面固定机构设置在相邻两个所述第二背面固定机构之间；

所述第一正面固定机构对应的第二晶圆的半径大于所述第二正面固定机构对应的第二晶圆的半径。

7.根据权利要求1所述的蒸镀锅，其特征在于，所述背面固定机构的开孔内设置有承载环，所述承载环与所述背面固定机构的侧壁形成内台阶面，所述第一晶圆与所述承载环相贴，所述第一晶圆的镀膜面从所述承载环的镂空处裸露。

8.根据权利要求1所述的蒸镀锅，其特征在于，所述第一固定件包括压片，所述压片的半径等于所述第一晶圆的半径，所述压片用于固定所述第一晶圆。

9.根据权利要求1-8任一项所述的蒸镀锅，其特征在于，所述第二固定件包括弹簧挂片，所述弹簧挂片用于活动连接所述第二晶圆的固定区。

10.一种蒸镀设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的蒸镀锅和提供蒸镀材料的蒸镀源。

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