一种基片台制造技术

本发明专利技术公开了一种基片台，包括载片盘以及用来测量基片温度的温度传感器，基片台还包括流体输入管、流体输出管以及温控装置，所述载片盘上设置有导热腔，所述流体输入管一端与所述温控装置的输出口连接，另一端与所述导热腔连通，所述流体输出管一端与所述导热腔连通，另一端与所述温控装置的回流口连接。本发明专利技术具有结构简化、温度控制精度高、基片台温度连续可调等优点。

A Substrate Platform

The invention discloses a substrate table, which includes a carrier disc and a temperature sensor used to measure the temperature of the substrate. The substrate table also includes a fluid input tube, a fluid output tube and a temperature control device. A heat conducting cavity is arranged on the carrier disc. One end of the fluid input tube is connected with the output port of the temperature control device, the other end is connected with the heat conducting cavity, and one end of the fluid output tube is connected with the heat conducting cavity. The heat conduction chamber is connected, and the other end is connected with the reflux port of the temperature control device. The invention has the advantages of simplified structure, high temperature control precision and continuous adjustable substrate temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种基片台
本专利技术涉及真空镀膜设备，特指一种基片台。
技术介绍
在真空镀膜设备领域，基片表面成膜均匀性、附着力是衡量薄膜质量和镀膜设备性能的关键指标。薄膜质量由很多方面的因素决定，如对于磁控溅射镀膜设备，电磁场的分布均匀性、气体分布的合理性、靶基距、基片的运动方式以及基片的受热均匀性等都会影响成膜的质量。就基片而言，主要包括基片的运动方式以及基片的温度控制两个方面。在薄膜的生长过程中基片的温度是决定薄膜结构的重要条件，它对薄膜的结晶度、均匀性、生长速率和薄膜的内应力等造成影响。基片的温度和温度分布的均匀性是制备高性能薄膜及控制膜厚度均匀性的关键。常规的基片台一般通过电阻加热或红外加热，由于沉积时基片温度受到离子束作用会有一定的上升，基片台需要具备冷却功能，否则不能满足某些工艺要求，如碲镉汞红外器件金属化工艺的低温沉积，冷却一般采用水冷。部分工艺要求基片台需同时具备加热功能和冷却功能。在具体的温度数值方面要求有200℃、400℃或者不高于80℃等，但是对于一些特殊的工艺要求，温度要求在室温到150℃高温连续可调，采用现有的加热方式和水冷方式不能实现(水在标准气压下的沸点为100℃)。而且现有的加热方式无法保证基片温度分布的均匀性。为了精确控制基片的温度，还需要进行温度检测，由于工艺过程中基片台处于旋转运动状态，一般采用热电偶作为测温元件，热电偶只能靠近基片的上端和下端，或者说是一种非接触式测温，因此所测得的温度不是基片表面的实际温度，而是一个对比值，会导致基片台温度和基片表面温度的差别较大，温度控制的精确性和稳定性受到影响。对于基片的运动方式，普遍的做法就是当基片较小而且是单片时，采用基片旋转；当基片较大(如6英寸、8英寸甚至更大)时，基片台仅能装载单片的情况下，一般采用基片台旋转和摆动两种组合运动；对于装载多片基片的情况，就采用基片台公转加基片自转。但是后两种运动结构明显比较复杂，而且体积变大，导致镀膜室的容积变大，设备成本增加不少。此外，基片台的装载能力有限，依次完成工艺过程后需要打开工艺室，进行装卸片，然后再次建立真空、完成工艺过程，以此循环，大量的时间浪费在建立真空上，会严重影响生产进度，也增加了生产成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简化、温度控制精度高、基片台温度连续可调的基片台。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基片台，包括载片盘以及用来测量基片温度的温度传感器，基片台还包括流体输入管、流体输出管以及温控装置，所述载片盘上设置有导热腔，所述流体输入管一端与所述温控装置的输出口连接，另一端与所述导热腔连通，所述流体输出管一端与所述导热腔连通，另一端与所述温控装置的回流口连接。作为上述技术方案的进一步改进：所述温度传感器安装于所述载片盘上并与基片接触，所述载片盘的旋转轴上设有电滑环，所述温度传感器的引线与所述电滑环的动子相连并经电滑环的定子引出。所述温度传感器通过一弹性件与基片弹性接触。基片台还配设有导热气体输入管，所述导热气体输入管一端与气源连通，另一端延伸至所述基片靠近所述载片盘的一面。所述载片盘的旋转轴为空心轴且于远离所述载片盘的一端设有旋转接头，所述流体输入管和流体输出管穿设于所述旋转轴内并通过所述旋转接头与所述温控装置连通；所述温度传感器的引线穿设于所述旋转轴内；所述导热气体输入管穿设于所述旋转接头和所述旋转轴内且与旋转轴同轴布置。所述载片盘的旋转轴水平的安装于一安装板上，所述载片盘设于一装卸片过渡室内，所述装卸片过渡室的容积小于工艺室，所述装卸片过渡室与工艺室之间设置有隔离阀门，所述旋转轴配设有用于带动载片盘在装卸片过渡室和工艺室之间往复运动的平移驱动机构。所述载片盘的旋转轴上还设置有磁流体密封装置，所述磁流体密封装置的外周设置有连接法兰，所述电滑环位于所述安装板与所述磁流体密封装置之间，所述安装板与所述连接法兰之间设有密封波纹管。所述平移驱动机构包括步进电机、联轴器及丝杠，所述丝杠穿过所述连接法兰并与连接法兰螺纹配合，所述步进电机通过所述联轴器与所述丝杠连接。所述温度传感器的引线依次经过所述电滑环的定子以及所述连接法兰引出。所述载片盘的旋转轴由一旋转驱动机构驱动旋转，所述旋转驱动机构包括伺服电机、主动齿轮及从动齿轮，所述主动齿轮设于所述伺服电机的输出轴上，所述从动齿轮设于所述旋转轴上并与所述主动齿轮啮合。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术公开的基片台，采用流体循环导热的方式对基片进行加热和制冷，利用温度传感器实时检测基片的温度，温控装置根据检测到的温度和工艺过程所需的温度控制进入导热腔内的流体的温度，将基片的加热和冷却集中至流体上，简化了结构，提高了温度控制精度，由于流体温度连接可调进而可实现基片台温度的连续调节。进一步地，温度传感器与基片接触，实现接触式测温，所测温度即为基片表面的实际温度，温度测量精度更高；温度传感器安装于载片盘上以随旋转轴绕其轴心旋转，温度传感器的引线则通过电滑环的动子实现与旋转轴的同步旋转，避免了引线旋转过程中与旋转轴、载片盘等发生缠绕，使得接触式测温变得可行。附图说明图1是本专利技术基片台的结构示意图。图2是本专利技术基片台在具体应用实施例中的结构示意图。图中各标号表示：1、载片盘；10、工艺室；11、导热腔；12、旋转轴；13、旋转接头；2、温度传感器；20、隔离阀门；21、引线；22、弹性件；3、流体输入管；30、平移驱动机构；301、步进电机；302、联轴器；303、丝杠；4、流体输出管；40、磁流体密封装置；401、连接法兰；5、温控装置；50、密封波纹管；6、导热气体输入管；60、旋转驱动机构；601、伺服电机；602、主动齿轮；603、从动齿轮；7、安装板；70、基片；8、电滑环；80、底板；9、装卸片过渡室。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1和图2所示，本实施例的基片台，包括载片盘1以及用来测量基片70温度的温度传感器2，基片台还包括流体输入管3、流体输出管4以及温控装置5，载片盘1上设置有导热腔11，流体输入管3一端与温控装置5的输出口连接，另一端与导热腔11连通，流体输出管4一端与导热腔11连通，另一端与温控装置5的回流口连接。其中，流体优选采用液体，液体的特性需满足工艺要求的基片70的温度在室温到150℃高温连续可调；温度传感器2可采用常用的热偶传感器。本专利技术公开的基片台，采用流体循环导热的方式对基片70进行加热和制冷，利用温度传感器2实时检测基片70的温度，温控装置5根据检测到的温度和工艺过程所需的温度控制进入导热腔11内的流体的温度，通过将基片70的加热和冷却集中至流体上，简化了结构，提高了温度控制精度，由于流体温度连接可调进而可实现基片台温度的连续调节。作为进一步优选的技术方案，本实施例中，温度传感器2安装于载片盘1上并与基片70接触，载片盘1的旋转轴12上设有电滑环8，温度传感器2的引线21与电滑环8的动子相连并经电滑环8的定子引出。温度传感器2与基片70接触，实现接触式测温，所测温度即为基片70表面的实际温度，温度测量精度更高；温度传感器2安装于载片盘1上以随旋转轴12绕其轴心旋转，温度传感器2的引线21则通过电滑环8的动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基片台，包括载片盘(1)以及用来测量基片(70)温度的温度传感器(2)，其特征在于：基片台还包括流体输入管(3)、流体输出管(4)以及温控装置(5)，所述载片盘(1)上设置有导热腔(11)，所述流体输入管(3)一端与所述温控装置(5)的输出口连接，另一端与所述导热腔(11)连通，所述流体输出管(4)一端与所述导热腔(11)连通，另一端与所述温控装置(5)的回流口连接。

【技术特征摘要】
1.一种基片台，包括载片盘(1)以及用来测量基片(70)温度的温度传感器(2)，其特征在于：基片台还包括流体输入管(3)、流体输出管(4)以及温控装置(5)，所述载片盘(1)上设置有导热腔(11)，所述流体输入管(3)一端与所述温控装置(5)的输出口连接，另一端与所述导热腔(11)连通，所述流体输出管(4)一端与所述导热腔(11)连通，另一端与所述温控装置(5)的回流口连接。2.根据权利要求1所述的基片台，其特征在于：所述温度传感器(2)安装于所述载片盘(1)上并与基片(70)接触，所述载片盘(1)的旋转轴(12)上设有电滑环(8)，所述温度传感器(2)的引线(21)与所述电滑环(8)的动子相连并经电滑环(8)的定子引出。3.根据权利要求2所述的基片台，其特征在于：所述温度传感器(2)通过一弹性件(22)与基片(70)弹性接触。4.根据权利要求1或2或3所述的基片台，其特征在于：基片台还配设有导热气体输入管(6)，所述导热气体输入管(6)一端与气源连通，另一端延伸至所述基片(70)靠近所述载片盘(1)的一面。5.根据权利要求4所述的基片台，其特征在于：所述载片盘(1)的旋转轴(12)为空心轴且于远离所述载片盘(1)的一端设有旋转接头(13)，所述流体输入管(3)和流体输出管(4)穿设于所述旋转轴(12)内并通过所述旋转接头(13)与所述温控装置(5)连通；所述温度传感器(2)的引线(21)穿设于所述旋转轴(12)内；所述导热气体输入管(6)穿设于所述旋转接头(13)和所述旋转轴(12)内且与旋转轴(12)同轴布置。6.根据权利要求2或3所述的基片台，其特征在于：所述载片...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振东，陈特超，胡凡，龚杰洪，程文进，李克，罗超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43