一种气体供给装置及镀膜设备的制作方法

1.本发明涉及镀膜领域，特别是一种气体供给装置及镀膜设备。


背景技术：

2.利用pvd(物理气相沉积)、cvd(化学气相沉积)、干式刻蚀等工艺可以在基板上沉积或部分去除各种薄膜膜层，基板的面积越大，所载器件数就可以越多，这样单个器件的成本就可以大幅降低。在半导体行业中晶圆的尺寸在不断做大；在显示器制造中，基板面积的增大还可以使单个显示屏器件的尺寸增大。
3.当前，基板进行气体供给时，一般可采用二分流管路，有一条管道经过多级二分流管，分成多个出气口。但是，基板面积的增大导致二分流管路所需要分出的出气口就越多，即二分流需要进行越多级的分流，这将导致二分流管路需要更大的体积，使得二分流管路所占用的空间较大，影响镀膜真空腔室的空间利用率；二分流需要进行越多级的分流，这也将导致二分流管路的裸露表面积增大，表面被污染的面积增大，污染表面发生尘埃的概率增大，影响镀膜膜质，维护困难。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：解决上述所提出的至少一个技术问题。
5.本发明解决其技术问题的解决方案是：
6.一种气体供给装置，包括供气设备和二分流管路，所述二分流管路的输入口与所述供气设备通过气管相连，所述二分流管路的输送路径连成二分流线条，所述二分流线条的展开图设置在xy平面上，使得展开后的二分流线条的输入端的开口朝向y轴的正方向，二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，所述二分流线条位于xy平面的第四象限，所述二分流线条在xy平面中的最左端的线段与y轴共线，所述二分流线条的输入端位于x轴上，二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，使得所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，柱体状的二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，所述柱体以y轴为中心进行螺旋弯折，使得所述柱体弯折一个盘状或环状；当所述柱体弯折成盘状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。
7.作为上述技术方案的进一步改进，所述柱体以y轴为中心或y轴的平行轴进行螺旋弯折，使得所述柱体弯折一个盘状或环状；当所述柱体弯折成盘状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，当所述柱体弯折成环状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向或朝向环状的内侧；盘状的所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。
8.作为上述技术方案的进一步改进，所述二分流管路的输入口的截面积为s，第n级二分流管道的出气端的管径为0.5ns。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述柱体外形呈棱柱状或圆柱状。
10.作为上述技术方案的进一步改进，弯折成盘状的所述柱体设置呈棱柱状或圆柱状。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行沿阿基米德螺线进行弯折。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述阿基米德螺线的极坐标方式为r＝bθ，b表示螺线的半径增量，二分流管道的外径≤2πb。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述柱体在xz平面中以y轴为中心沿阿基米德螺线进行弯折。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述二分流管路由三维打印而成。
15.作为上述技术方案的进一步改进，最后一级的所述二分流管道中的出气端的内径为0.1至10毫米。
16.作为上述技术方案的进一步改进，所述柱体弯折成多个首尾相连的u型而形成所述盘状。
17.作为上述技术方案的进一步改进，相邻的二分流管道共用管壁。
18.作为上述技术方案的进一步改进，所述二分流管路设置多个，所有的二分流管路的输入口通过气管与所述供气设备相连。
19.本发明还提供了一种镀膜设备，包括上述任意技术方案中的气体供给装置。
20.本发明的有益效果是：通过对二分流线条先进行绕x轴的弯折成柱体，然后再使柱体绕y轴完成呈盘状或环状，最终有该二分流线条形成了相应的二分流管路的输送路径，以该二分流管路的输送路径形成二分流管路，该二分流管路占用的空间小、而且能够是实现均匀出气的功能。
附图说明
21.图1是本发明中的二分流管路中的二分流线条进行一次弯折成柱状的轴测示意图。
22.图2是本发明中的二分流管路的展开图。
23.图3是本发明中的镀膜设备对基板进行均匀吹气的示意图。
24.图4是本发明中的二分流线条展开在xy平面上的示意图。
25.图5是本发明中的一个二分流管道的示意图。
26.图6是本发明中的柱体弯折成圆形环状的示意图。
27.图7是本发明中的柱体弯折成矩形环状的示意图。
28.图8是本发明中的二分流管路设置成柱体状的侧面示意图。
29.图9是本发明中二分流管路设置成柱体状的轴测示意图。
30.图10是本发明中采用两个二分流管路对pvd用阴极进行吹气的示意图。
31.图11是本发明中的二分流管路中的二分流线条进行两次弯折成盘状的轴测示意图。
32.图12是本发明中的二分流管路设置成环状的输出口分布的轴测图，图中二分流管路以带有厚度的曲面来简化表示。
33.附图中：1-输入口，2-输出口，3-输入端，4-输出端，5-进气端，6-出气端，7-管壁，
8-供气设备，9-支撑台，10-掩膜板，11-基板，12-晶圆，13-出气管，14-外壳，15-进气管，16-pvd用阴极，17-二分流管路。
具体实施方式
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，以上对实施例描述中所需要使用的附图作了简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
35.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
36.参照图1至图12，一种气体供给装置，包括二分流管路和供气设备，所述二分流管路的输入口与所述供气设备通过气管相连，所述二分流管路的输送路径连成二分流线条，所述二分流线条的展开图设置在xy平面上，使得展开后的二分流线条的输入端3的开口朝向y轴的正方向，二分流线条的所有输出端4朝向y轴的负方向，所述二分流线条位于xy平面的第四象限，所述二分流线条在xy平面中的最左端的线段与y轴共线，所述二分流线条的输入端3位于x轴上，二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，使得所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，柱体状的二分流线条的所有输出端4朝向y轴的负方向，所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。
37.二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，使得所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，以二分流线条所形成的二分流管路能够有效地节省空间，其占用的空间小，能够实现均匀出气的功能。此外，该二分流管路的裸露在空气中的表面积相较于其展开的面积更小，有效减少其表面发生尘埃污染的几率，从而降低二分流管路上的尘埃影响到镀膜质量的可能。
38.为了进一步节省空间，并进一步降低二分流管路最外层的表面积，在一些实施方式中，所述柱体以y轴为中心进行螺旋弯折，使得所述柱体弯折一个盘状或环状；当所述柱体弯折成盘状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，当所述柱体弯折成环状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向或朝向环状的内侧；盘状的所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。
39.由上述可得，通过对二分流线条先进行绕x轴的弯折成柱体，然后再使柱体绕y轴或与y轴的平行轴为中心完成呈盘状或环状，最终有该二分流线条形成了相应的二分流管路的输送路径，以该二分流管路的输送路径形成二分流管路，该二分流管路占用的空间小，而且能够是实现均匀出气的功能。
40.以柱体弯折呈环状进行说明，柱体弯折成环状，可以是弯折成矩形的环状，也可以是弯折成圆形的环状。柱体弯折成环状后，输出口朝向环状的内侧，可以理解为朝向环状的
中心处。在实际使用中，被处理的工件的可设置在环状的二分流管路的环状内，通过输出口对环状的二分流管路内的工件进行吹气，以达到对工件进行均匀输出气流的目的。
41.当柱体弯折成圆形的环状，以图6为例，为了减少在二分流管路上的尘埃的积累，还可以在二分流管路外设置一个包裹二分流管路的外壳14，外壳14上设有连通到外壳内的出气管13，这些出气管13与二分流管路的输出口2一一对应地正对设置，使得二分流管路上的输出口2所输出的气流从相应的出气管13上排出。另外，外壳上开设有进气管15，进气管15连通到外壳内，进气管15把气流输送到二分流管路到输入口1。当需要对工件进行均匀吹气时，例如是需要对晶圆进行均匀吹气，可把晶圆12置于环状的二分流管路的环状内侧，通过环状的二分流管路上的输出口2围绕晶圆12均匀地输出气流，以便实现对晶圆12的加工。当主体弯折成矩形的环状，矩形状的二分流管路的矩形环状内，可设置基板，例如玻璃基板等。通过二分流管路的输出口2均匀地输出气流吹向基板。
42.以柱体弯折呈盘状进行说明，一般地，柱体弯折成盘状的情况下，柱体多为呈螺旋状的弯折方式进行，还可以是进行多个u型的弯折，而形成多个首尾相连的u型。此时，盘状的二分流管路的输出口朝向y轴的负方向，使用者可使需要被均匀吹气的工件放置在盘状的二分流管路的下方，通过二分流管路的输出口吹出气流到工件上，以达到对工件进行均匀输出气流的目的。
43.为进一步对上述二分流的管路的形状进行说明，以下以更为通俗的语言进行说明其形状的行程过程，以便于本领域的技术人员理解其形状，但不代表实际生产是采用如此的成型方式。具体为，二分流管路可包括树状结构的多个二分流管道，每个二分流管道上设有一个进气端5和两个出气端6，上述两个出气端6的和一个上述进气端5的方向相互背向设置，使得二分流管路放置于一个有厚度的平面当中，二分流管路的输入口1朝上，二分流管路的输出口2朝下，使上述有厚度的平面连同设置在该平面中的二分流管路以螺旋状弯折，螺旋的中心位于二分流管路的输入口1处，使得上述有厚度的平面连同二分流管路整体弯折成一条柱状，然后再使上述有厚度的平面连同二分流管路整体弯折而成柱状的再整体呈螺旋线状弯折，从而形成一个盘状，此时，二分流管路的所有输出口2朝下。
44.以三级的分流管路为例进行说明，第一级的分流管路中设置二分流管道一个；第二级的分流管路中，设置两个二分流管道，第二级的二分流管道的进气端5一一对应地连接到第一级的二分流管道的出气端6；第三级的二分流管路中设置四个二分流管道，同理地，四个第三级的二分流管道进气端5分别一一对应地连接到两个第二分流管道的出气端6。
45.为了使二分流管路分流出来的气体较为均匀，在一些实施方式中，所述二分流管路的输入口的截面积为s，第n级二分流管道的出气端的管径为0.5ns。流量、流速和截面积之间有如下关系：q＝av；其中，q表示单位时间内通过某一横截面的流体体积，v表示流体通过该截面的速度，a表示该截面的面积。这个公式说明了，在确定截面积时，流量与流速成正比。当截面积增加时，可以保持流量不变而降低流速，也可以提高流速来保持流量不变。
46.以单一个二分流管道为例进行说明，二分流管道的进气端5的截面面积等于该二分流管道的出气端6的截面面积之和。如此，可使输出的气体流速更容易控制，而且分流出来的气体流速大致相同，确保气体的均匀流出。
47.当然，对于截面面积的方面，每级所有的二分流管道的进气端的截面积之和大于或等于该级的二分流管道的所有出气端的截面积之和。
48.以每级所有的二分流管道的进气端的截面积之和大于该级的二分流管道的所有出气端的截面积之和为例进行说明。每个二分流管道可包括一方管，方管的两端封堵密封设置。方管沿横向延伸，方管的上侧面开设第一开口，方管的下侧面开设两个第二开口，所述第一开口为进气端，所述第二开口为出气端，第一开口的面积大于两个第二开口的面积之和。
49.通过把二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，在一些实施方式中，所述柱体外形呈棱柱状或圆柱状。如此，可实现节省空间的目的，提高空间的利用率。此外，折叠成柱体后，一般地，柱体的中部一般还会有一定的空间，使用者可采用通气管插入柱体的中部而连接到二分流管路的输入口1中。当然，柱体在弯折成盘状后，通气管也顺着柱体中部所形成的螺旋状的通道连接到二分流管路的输入口1上，以实现对二分流管路的输入口1进行供气。上述的棱柱状可设成三棱柱或四棱柱或五棱柱或六棱柱状。以四棱柱为例进行说明，采用四棱柱状的设置，可便于设置多个气体供给装置的情况，例如，当设置多个气体供给装置时，采用四棱柱状的设置，其弯折成盘装的情况也可以是弯折成棱柱状，从而可便于使用者对这些棱柱状进行排列组合，例如是阵列排布等。
50.为了进一步提高空间的利用率，在一些实施方式中，盘状的所述柱体设置呈棱柱状或圆柱状。优选的，二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，当上述柱体设置呈棱柱状时，相应地，被弯折成盘状的柱体也设置呈棱柱状。上述采用盘状的圆柱状，除了以螺旋状的弯折方式，还可以是使二分流管路的首尾相对，而形成一个近似于标准圆环的形状。二分流管路的输入口通过外设的气管相连，外设的气管沿着圆环的径向延伸，以便从圆环状的内侧或外侧接入外设的气路。
51.二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，若上述柱体整体弯折呈大致为圆柱状时，相应地，被弯折成盘状的柱体也设置呈圆柱状。
52.一般在，二分流管路中的气流应当保持气流的输送较为顺畅，减少在管内产生紊流，在一些实施方式中，所述二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行沿阿基米德螺线进行弯折。
53.此外，在其它的一些实施方式中，所述柱体弯折成多个首尾相连的u型而形成所述盘状。柱体弯折成多个首尾相连的u型而形成所述盘状中的盘状可以是圆形也可以是矩形。此时，二分流管路的输出口均朝向下方，需要被均匀吹气的工件可只放在该二分流管路的下方，通过该二分流管路的输出口向工件进行吹气。
54.为了避免管道与管道之间发生干涉的问题，在一些实施方式中，所述阿基米德螺线的极坐标方式为r＝bθ，b表示螺线的半径增量，二分流管道的外径≤2πb。
55.为了使盘状的柱体被弯折到大致呈圆柱状，在一些实施方式中，所述柱体以y轴为中心沿阿基米德螺线进行弯折。通过该该结构的设置，二分流管路内的路径以圆滑过渡，使得气流的传递较为顺畅。
56.由于本发明中的气体供给装置的形状较为复杂，采用传统的折弯工序难以对其进行加工和生产，而且进行两个方向的折弯的可控性较低，为了便于生产，在一些实施方式
中，所述二分流管路由三维打印而成。在二分流管路当中，相邻的二分流管道之间的管壁可共用管壁，一方面可使得空间的利用率更高，另外一方面可便于进行三维打印。此处的相邻是指最终的二分流管路的形状中的相邻，可以是上下相邻或者前后相邻或者左右相邻或者内外相邻的管道，不限于同一级相邻的二分流管道。
57.相邻的二分流管道的管壁共用。具体的，本发明中的二分流管路可以是设置在一个实体中，例如，在一个实体内设置上述二分流管路的设置方式的通气通道，这些通道形成上述的二分流管路。上述的实体以及其内部的通气通道可通过三维打印而成。因而，相应地，相邻的通气通道的管壁是共用。上述的实体可以是棱柱或圆柱等规则形状，也是根据实际安装使用的情景，调整其相应的外形，故也有可能是不规则的形状。该二分流管路通过三维打印而成，一方面便于生产，另外一方面便于安装，其使用场景广。
58.一般地，最后一级的所述二分流管道中的出气端6的内径为0.1至10毫米；优选的，最后一级的所述二分流管道中的出气端6的内径为2至4毫米。该结构简单、设置方便，通过该结构的设置，可满足较为均匀出气的需求。
59.为了便于实际生产使用，在一些实施方式中，所述二分流管路设置多个，所有的二分流管路的输入口通过气管与所述供气设备相连。例如，统一由一条输出气流的管分支出气流到每一个二分流管路的输入口中。
60.本发明还提供了一种镀膜设备，包括上述任意实施方式中的气体供给装置。由于上述内容已经对气体供给装置进行了相关的说明，本领域的技术人员在结合说明书附图的情况下应当能够理解，故此处不再针对气体供给装置进行展开的说明。
61.如图3所示，以cvd镀膜设备为例进行说明。cvd镀膜设备一般包括真空室、支撑台和气体供给装置，支撑台放置在真空室内，支撑台上用于设置基板和掩膜板，气体供给装置设置在基板的正上方，气体供给装置向下输出均匀的气流到基板上。通过气体供给装置对基板进行吹气，本发明中的气体供给装置均匀出气效果好，尘埃积累少，可有效确保基板的镀膜质量良好。此外，如图3所示，在一些实施方式中，二分流管路的输出口2可以接驳出气管13，使得出气方向朝下。当然，相应地，二分流管路的输出口2地根据气流输送的方向调整朝向，以图3所示的方向，在二分流管路的输出口2处，使输出口2出气方向转折朝下。
62.如图10所示，以对pvd阴极进行均匀吹气为例进行说明。pvd用阴极可放置在两个二分流管路之间，这两个二分流管路设置成柱状，两个二分流管路的出气口分别朝向两个二分流管路之间的pvd用阴极16。
63.以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种气体供给装置，包括供气设备，其特征在于，所述气体供给装置还包括二分流管路，所述二分流管路的输入口与所述供气设备通过气管相连，所述二分流管路的输送路径连成二分流线条，所述二分流线条的展开图设置在xy平面上，使得展开后的二分流线条的输入端的开口朝向y轴的正方向，二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，所述二分流线条位于xy平面的第四象限，所述二分流线条在xy平面中的最左端的线段与y轴共线，所述二分流线条的输入端位于x轴上，二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，使得所述二分流线条所在的平面弯折成柱体，柱体状的二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。2.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，所述柱体以y轴或y轴的平行轴为中心进行弯折，使得所述柱体弯折一个盘状或环状。3.根据权利要求2所述的气体供给装置，其特征在于，当所述柱体弯折成盘状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，当所述柱体弯折成环状时，所述二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向或朝向环状的内侧；盘状的所述二分流线条形成了所述二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。4.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，所述二分流管路的输入口的截面积为s，第n级二分流管道的出气端的管径为0.5
n
s。5.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，所述柱体外形呈棱柱状或圆柱状。6.根据权利要求2所述的气体供给装置，其特征在于，所述二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行沿阿基米德螺线进行弯折。7.根据权利要求6所述的气体供给装置，其特征在于，所述阿基米德螺线的极坐标方式为r＝bθ，b表示螺线的半径增量，二分流管道的外径≤2πb。8.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，气体供给装置由三维打印而成。9.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，最后一级的所述二分流管道中的出气端的内径为0.1至10毫米。10.根据权利要求1-9任一项所述的气体供给装置，其特征在于，相邻的二分流管道共用管壁。11.根据权利要求1所述的气体供给装置，其特征在于，所述二分流管路设置多个，所有的二分流管路的输入口通过气管与所述供气设备相连。12.一种镀膜设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的气体供给装置。

技术总结
本发明涉及镀膜领域，其公开一种气体供给装置及镀膜设备，气体供给装置包括二分流管路，二分流管路的输送路径连成二分流线条，二分流线条的展开图设置在xy平面上，二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，二分流线条位于xy平面的第四象限，二分流线条在xy平面中的最左端的线段与y轴共线，二分流线条的输入端位于x轴上，二分流线条及其所在的第四象限面以x轴为中心进行螺旋状的弯折，使得二分流线条所在的平面弯折成柱体，柱体状的二分流线条的所有输出端朝向y轴的负方向，柱体以y轴或与y轴的平行轴为中心进行弯折，盘状或环状的二分流线条形成了二分流管路的输送路径所连成的二分流线条。的二分流线条。的二分流线条。


技术研发人员：杨一新
受保护的技术使用者：季华实验室
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/6