新型阶梯式准直管结构制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于直写式真空蒸发系统的防掩模孔堵塞及避免粒子散射现象的新型阶梯式准直管结构。所述阶梯式准直管结构包括：基座，掩模片，准直管；第一粒子反射阻挡台阶，所述第一粒子反射阻挡台阶处于准直管内上部，并与准直管上表面、第二粒子反射阻挡台阶上表面相连；第二粒子反射阻挡台阶，所述第二粒子反射阻挡台阶处于准直管内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶下表面、准直孔上表面相连；准直孔，所述准直孔处于准直管内下部，并与第二粒子反射阻挡台阶下表面、准直管下表面相连。本发明专利技术实施例的直写式真空蒸发系统具有结构紧凑、加工速度快、掩模使用寿命长、加工特征边缘清晰、可避免粒子散射、节约材料、加工纯度高等优点。

New ladder type quasi straight tube structure

The invention discloses a novel stepped collimator structure for preventing the blockage of a mask hole and avoiding the phenomenon of particle scattering in a direct-writing vacuum evaporation system. The stepped collimator structure comprises a base, a mask and a collimator; a first particle reflection barrier step, the first particle reflection barrier step being in the upper part of the collimator and connected with the upper surface of the collimator and the second particle reflection barrier step, the second particle reflection barrier step and the second particle reflection barrier step. The ejection barrier step is located in the middle of the collimating tube, and is connected with the lower surface of the first particle reflection barrier step and the upper surface of the collimating hole; the collimating hole is located in the lower part of the collimating tube, and is connected with the lower surface of the second particle reflection barrier step and the lower surface of the collimating tube. The direct-writing vacuum evaporation system of the embodiment of the invention has the advantages of compact structure, fast processing speed, long mask service life, clear processing characteristic edge, avoiding particle scattering, saving material and high processing purity.

【技术实现步骤摘要】
新型阶梯式准直管结构
本专利技术涉及一种应用在直写式真空蒸发系统中用于防止掩模孔堵塞以及避免粒子散射现象的新型阶梯式准直管结构。
技术介绍
专利技术专利“一种直写式真空蒸发系统及其方法”(专利号：WO2015100730A1)提出了一种直写式真空蒸发系统，该专利技术在保持现有真空蒸发装置样品室结构的基础上，通过引入纳米移定位样品台和掩模机构，使得蒸发出的高纯度气相靶材转变为具有纳米尺度大小的气相靶材束流，直接沉积在衬底基片上，从而实现自由图样的制备。现有的不包含移定位样品台的真空蒸发装置是直接将光刻胶贴合在样品基片上，从而实现加工出特定样品形状的功能，因此不会出现气态靶材束流散射等技术问题，但是对于添加了移定位样品台的真空蒸发装置，由于掩模与基片之间可能存在微米级的间隙，加之掩模孔尺度(<1μm)，极易出现粒子散射问题”；同时，运动方向非准直的气态靶材束流也会造成掩模孔堵塞(蒸发出的气态靶材粒子流击打在掩模孔内壁凝结，导致掩模孔堵塞)，使得掩模孔的使用寿命缩短。为了解决上述粒子散射、掩模孔堵塞等问题，本专利对真空蒸发产生的气态靶材粒子流进行运动分析，创新性的提出了使用准直管将点粒子源过滤为平行粒子源的方案，同时采用阶梯式孔结构，通过阻挡粒子反射路径巧妙地避免了靶材粒子反射造成的掩模孔堵塞，在最小限度的增加机构复杂度、加工难度和加工成本的情况下解决了上述散射、掩模孔堵塞的问题，大大降低了坩埚的加工要求和掩模的更换成本。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种应用在直写式真空蒸发系统中用于防止掩模孔堵塞以及避免粒子散射现象的掩模结构。根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构包括：所述阶梯性准直管结构包括：基座；掩模片，所述掩模片位于基座的上表面中心位置，其上表面与基座上表面等高，采用胶水粘接固定；准直管，所述准直管位于基座下表面中心，与基座下表面垂直，采用螺纹配合固定；第一粒子反射阻挡台阶，所述第一粒子反射阻挡台阶处于准直管内上部，并与准直管上表面、第二粒子反射阻挡台阶上表面相连；第二粒子反射阻挡台阶，所述第二粒子反射阻挡台阶处于准直管内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶下表面、准直孔上表面相连；准直孔，所述准直孔处于准直管内下部，并与第二粒子反射阻挡台阶下表面、准直管下表面相连。根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构通过所述第一粒子反射阻挡台阶和所述第二粒子反射阻挡台阶对于一次、二次粒子反射的阻挡来实现对所述点光源粒子流的准直，防止掩模孔堵塞。同时通过所述准直孔对于所述点光源粒子流的筛选，保证照射到掩模孔的粒子流可以近似为平行光源，防止出现粒子散射现象。因此，根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构具有掩模使用寿命长、可避免粒子散射等优点。另外，根据本专利技术上述实施例的新型阶梯式准直管结构还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述掩模片上表面与所述基座上表面处于同一平面，所述准直管直接与所述基座相连并与所述基座采用螺纹配合，与所述掩模片不直接相连。这使得掩模片与样品基片可以装配的更加精密，有效减小散射，进一步削减非准直粒子流的影响，同时加工难度低，装配难度低，有助于缩小所述真空蒸发装置真空腔的体积，可以有效减小加工、蒸发料成本，提高真空度。因此根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构具有结构紧凑、加工速度快、加工特征边缘清晰、节约材料、加工纯度高等优点。根据本专利技术的一个实施例，所述的阶梯式准直管结构中所述基座关于中心呈旋转对称，所述掩模片位于所述基座旋转中心处并与所述基座上表面相连，所述准直管位于所述基座旋转中心处并与所述基座下表面相连。根据本专利技术的一个实施例。所述的新型阶梯式准直管结构进一步包括：所述掩模片上表面与所述基座上表面处于同一平面；所述准直管直接与所述基座相连并与所述基座采用螺纹配合，与所述掩模片不直接相连。由此，可以简单地进行准直结构的装配，使得所述的掩模片和所述的准直管可以简单的与基座相连。根据本专利技术的一个实施例所述的新型阶梯式准直管结构中所述的粒子反射阻挡台阶进一步包括：所述粒子反射阻挡台阶包括所述第一粒子反射阻挡台阶、所述第二粒子反射阻挡台阶。以及第一粒子反射阻挡台阶，所述第一粒子反射阻挡台阶处于准直管内上部，并与准直管上表面、第二粒子反射阻挡台阶上表面相连，其台阶延伸高度恰好与一次粒子反射点重合，其台阶延伸深度可以包含一次粒子反射的所有路径；和第二粒子反射阻挡台阶，所述第二粒子反射阻挡台阶处于准直管内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶下表面、准直孔上表面相连，其台阶延伸高度恰好与二次粒子反射点重合，其台阶延伸深度可以包含二次粒子反射的所有路径，所述二次粒子反射指在准直孔内壁进行2次反射击打在掩模孔内壁的粒子流。根据本专利技术的一个实施例，所述的粒子反射阻挡台阶，为结构紧凑加工简易的防反射机构，并非局限为边长固定、角度垂直的L型台阶，本专利技术的另一个实施例为V型凹陷或角度不为90°的L型台阶。根据本专利技术的一个实施例，所述的准直孔，为结构紧凑加工简易的准直机构，其半径和深度可根据具体情况进行设计调整，并非固定半径和深度的管状结构。通过设计台阶和准直管形状和尺寸，可以轻松的满足设计所需准直度的需求，同时避免结构过度冗杂导致的装配难度的上升。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的新型阶梯式准直管结构的正视图、俯视图以及剖面图；图2是根据本专利技术的一个实施例的新型阶梯式准直管结构的剖面结构示意图；图3是图2中的A区域的放大图；图4是图3中的B区域的放大图；附图标记：基座10、基座本体101掩模片20、掩模片本体201、掩模片次级平面202、掩模孔203准直管30、准直管本体301、第一粒子反射阻挡台阶302、第二粒子反射阻挡台阶303、准直孔304具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考图1-图4描述根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构。如图1-图4所示，根据本专利技术实施例的所述阶梯式准直管结构包括：基座101；掩模片201，所述掩模片201位于基座101的上表面中心位置，其上表面与基座101上表面等高，采用胶水粘接固定；准直管301，所述准直管301位于基座101下表面中心，与基座101下表面垂直，采用螺纹配合固定；第一粒子反射阻挡台阶302，所述第一粒子反射阻挡台阶302处于准直管301内上部，并与准直管301上表面、第二粒子反射阻挡台阶303上表面相连；第二粒子反射阻挡台阶303，所述第二粒子反射阻挡台阶303处于准直管301内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶302下表面、准直孔304上表面相连；准直孔304，所述准直孔304处于准直管301内下部，并与第二粒子反射阻挡台阶303下表面、准直管301下表面相连。下面参考图1-图4描述根据本专利技术实施例的新型阶梯式准直管结构的工作过程。当所述的点光源粒子流经由真空蒸发坩埚射出时，准直管301最下部的准直孔304对呈球形的靶材粒子传播面进行截取，依靠小半径截取出接近准直的粒子流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于直写式真空蒸发系统的掩模防孔堵塞及避免粒子散射的阶梯式准直管结构，其特征在于，包括：基座；掩模片，所述掩模片位于基座的上表面中心位置，其上表面与基座上表面等高，采用真空胶固定；准直管，所述准直管位于基座下表面中心，与基座下表面垂直，采用螺纹配合固定；准直机构包括反射阻挡台阶和准直孔，粒子反射阻挡台阶，用于防止真空蒸发出的粒子流击打到准直管内壁后反射至掩模孔导致掩模孔堵塞。准直孔，用于初步筛选准直的粒子流，从而抑制粒子散射现象。第一粒子反射阻挡台阶，所述第一粒子反射阻挡台阶处于准直管内上部，并与准直管上表面、第二粒子反射阻挡台阶上表面相连；第二粒子反射阻挡台阶，所述第二粒子反射阻挡台阶处于准直管内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶下表面、准直孔上表面相连；准直孔，所述准直孔处于准直管内下部，并与第二粒子反射阻挡台阶下表面、准直管下表面相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于直写式真空蒸发系统的掩模防孔堵塞及避免粒子散射的阶梯式准直管结构，其特征在于，包括：基座；掩模片，所述掩模片位于基座的上表面中心位置，其上表面与基座上表面等高，采用真空胶固定；准直管，所述准直管位于基座下表面中心，与基座下表面垂直，采用螺纹配合固定；准直机构包括反射阻挡台阶和准直孔，粒子反射阻挡台阶，用于防止真空蒸发出的粒子流击打到准直管内壁后反射至掩模孔导致掩模孔堵塞。准直孔，用于初步筛选准直的粒子流，从而抑制粒子散射现象。第一粒子反射阻挡台阶，所述第一粒子反射阻挡台阶处于准直管内上部，并与准直管上表面、第二粒子反射阻挡台阶上表面相连；第二粒子反射阻挡台阶，所述第二粒子反射阻挡台阶处于准直管内中部，并与第一粒子反射阻挡台阶下表面、准直孔上表面相连；准直孔，所述准直孔处于准直管内下部，并与第二粒子反射阻挡台阶下表面、准直管下表面相连。2.根据权利要求1所述的粒子反射阻挡台阶，其特征在于，粒子反射阻挡台阶在准直孔与掩模孔中间，通过排除粒子击打在掩模孔内壁上的路径，阻挡靶材粒子流的反射。3.根据权利要求1所述的阶梯式准直管结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，柳铮，闫鹏，鲁帅帅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11