CN105264111A - 基材真空处理设备 - Google Patents

Abstract

基材(130)真空处理设备具有包括等离子体装置(160)的真空室(1)、处理室(110)和在处理室(110)内设于等离子体装置下方的用于基材(130)的容纳机构(135)，其中处理室(110)包括具有侧壁(106a)的上半部(105a)和具有侧壁(106b)的下半部(105b)，上半部(105a)和下半部(105b)可彼此相对竖向运动，在基材真空处理设备中规定，在上半部(105a)侧壁(106a)和下半部(105b)侧壁(106b)之间，下流动路径(105c)在处理室(110)的内部区域(140)和真空室(1)的设置在上半部(105a)之外的内部区域(1a)之间延伸。另外，在上半部(105a)的上边缘区(107)和设置在真空室(1)的内部区域(1a)的上部分中的密封件(109)之间设有在处理室(110)的内部区域(140)和真空室(1)的设置在上半部(105a)之外的内部区域(1a)之间的上流动路径(190)，其中上半部(105a)可相对于真空室(1)运动至低位，上流动路径(190)在低位上是打开的，上半部(105a)可相对于真空室(1)运动至高位，上流动路径(190)在高位上是关闭的。

Description

基材真空处理设备

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的基材真空处理设备。

背景技术

在传统的真空涂覆设备中，借助固定安装的屏蔽件，利用等离子体的真正的真空涂覆在此进行的处理室相对于其余的真空室被遮蔽以避免寄生涂覆。但固定安装的屏蔽件可能有碍于处理室的可接近性。

由文献US2011/0089023A1已经公开了一种等离子体处理设备，它包括腔室、基材台架、用于在腔室内产生等离子体的电极和包围电极和基材台架之间的等离子体空间的屏蔽机构。该屏蔽机构包括主体部分和独立部分，其中该主体部分和独立部分均具有内部段和外部段，在这里，该外部段分别作为气体管路机构来构成。该主体部分的内部段和该独立部分的内部段如此形成，即它们未相互接触。

另外，由文献US7,318,869B公开了一种具有用于处理室的可变气体流量的涂覆系统用于涂覆集成电路。活动屏蔽件包围台座，在这里，屏蔽件具有这样的结构，该结构在该屏蔽件沿直线路径处于不同位置时在该腔室内产生可变的开启度。活动屏蔽件包括构成第一流动路径的第一开孔部段和构成第二流动路径的第二开孔部段。所述流动路径具有可变的流量。上流动路径由屏蔽件的内表面和处理室罩盖外表面构成。下流动路径由遮蔽环和屏蔽件下部连同遮蔽环座构成。通过改变屏蔽件和遮蔽环的相对位置，可以调整该处理室的气体流量。在装载位置上，该屏蔽件相对于台座处于高位。在加工位置上，该屏蔽件处于中位。在清理位置上，该屏蔽件和遮蔽环座在低位上，其中该遮蔽环安放在支架上。

由DE112006003294T5公开了一种用于真空装置的截止阀用于分隔开处理室和真空装置的电子束枪。另外，设有包括彼此对置地设置在侧壁上的开口的阀体和用于打开/关闭开口的阀芯。柱形的活动屏蔽件可以在阀被打开时通过在处理室侧的开口进入阀体。该屏蔽件可以在其间来回移动。活动屏蔽件的内部和阀体的内部可以彼此气密分隔。

另外，由文献US6,730,174B2公开了一种用于半导体处理系统的可取出的屏蔽结构，包括上适配接头机构、至少一个设置在上适配接头机构的上端处的屏蔽单元、盖圈和隔绝机构，其中该上适配接头机构、至少一个屏蔽单元、盖圈和隔绝机构可以作为整体被同时取出。

发明内容

本发明的任务是提供一种基材真空处理设备，其中该真空室可相对于在处理室内进行的处理作业被屏蔽，以避免真空室的寄生涂覆，在这里，处理室内部同时具有良好的可接近性并且可以调节用于处理室内部区域的泵送功率。

根据本发明，该任务将通过独立权利要求的特征来完成。

本发明的基材真空处理设备具有包括处理室和等离子体装置的真空室和在处理室内设于等离子体装置下方的用于基材的容纳机构，其特点是，

-该处理室包括具有侧壁的上半部和具有侧壁的下半部，

-该上半部和下半部可以彼此相对运动，

-在该上半部的侧壁和该下半部的侧壁之间，设有在处理室的内部区域和设置在该上半部外的真空室内部区域之间的下流动路径，

-在该上半部的上边缘区和设置在真空室内部区域的上部分中的密封件之间设有在处理室的内部区域和设置在该上半部外的真空室内部区域之间的上流动路径，

-该上半部可相对于该真空室运动到低位，在该低位上该上流动路径是打开的，

-该上半部可相对于该真空室运动到高位，在该高位上该上流动路径是关闭的。

该处理室的上半部可以遮挡真空室内部以免在真空室内的寄生涂覆，而没有影响到进入处理室内部以便泵送和基材处理的可接近性。

由于在该上半部的侧壁和该下半部的侧壁之间设有在处理室内部区域和设置在该上半部外的真空室内部区域之间的下流动路径，故以结构非常简单的方式实现了该下流动路径。由于在该上半部的上边缘区和设于真空室内部区域的上部分中的密封件之间设有在处理室的内部区域和设置在该上半部外的真空室内部区域之间的上流动区，故也以结构非常简单的方式实现了该上流动路径。此时还有利的是，如果该上半部相对于真空室移动到低位，则该上流动路径被打开。还有利的是，如果该上半部相对于真空室移动到高位，该上流动路径被关闭。此外有利的是，如果该上半部相对于真空室处于高位，则处理室相对于设置在上半部和下半部外的真空室内部区域被视线隔绝地封闭。借此可靠阻止该真空室内部区域的寄生涂覆，在这里，同时可以通过下流动路径给处理室供应工作气体。

所述基材尤其可以是眼镜片等，其以批量形式被开闸放入真空室中、被真空处理且又被开闸放出。

该下半部可以在有利的实施方式中作为插入部件构成，其被插入或可被插入真空室底部区域内的凹空部中。

在本发明的另一个实施方式中规定，该下半部通过真空室底部中的凹空部来构成。借此虽然可以节省材料，但必须容忍该真空室区域的涂覆。

在本发明的另一个实施方式中规定，该上半部的侧壁以上筒环形式构成，借此能以结构很简单的方式实现所述上流动路径和下流动路径。

尤其是该上筒环可以具有略微小于下半部的内径的外径，同时规定了上半部侧壁与下半部侧壁的重叠，从而在上半部侧壁的部分和下半部侧壁的部分之间出现缝隙。该下流动路径此时延伸经过在上半部侧壁和下半部侧壁之间构成的缝隙。下流动路径的流量可以通过缝隙空间来确定。也可以有利地在该上半部处于高位时还是规定有重叠。该上流动路径于是是关闭的，而下流动路径是打开的。

另外，该下半部的侧壁能以下筒环形式构成。

在另一个实施方式中，上筒环所具有的内径略微大于下筒环的外径。

在另一个实施方式中，该容纳机构构造为在处理室中可相对于真空室移动。借此，可以在不改变流动路径流量的情况下改变基材距等离子体装置的距离，借此能独立于流量地影响基材真空处理参数例如像在基材表面上的等离子体离子能。

在本发明的又一个实施方式中规定，该容纳机构在高位上可以通过基材闸门机构被装载基材。在此情况下将该半部置入低位。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该容纳机构具有底板，底板在处理室内构成中间底部区域，从而腔室尺寸是可变的。容纳机构可随之运动的升降装置的或许存在的零部件因此得到保护以免寄生涂覆。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该上半部的侧壁和/或该下半部的侧壁至少部分由传导性材料制造并且能起到阳极或局部阳极的作用。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该上半部相对于该真空室是电绝缘的，借此获得了用于调节处理室内的电位状况的进一步的自由度。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该下半部相对于该真空室是电绝缘的，借此获得了用于调节处理室内的电位状况的进一步的自由度。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该上半部与该真空室电连接，借此获得了用于调节处理室内的电位状况的进一步的自由度。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该下半部与该真空室电连接，借此获得了用于调节处理室内的电位状况的进一步的自由度。

在本发明的另外一个实施方式中规定，至少该容纳机构的底板由导电材料构成并且相对于所述真空室、上半部或下半部是电绝缘的，借此获得了用于调节处理室内的电位状况的进一步的自由度。在另一个实施方式中，该底板由导电材料制造并且与所述真空室、上半部或下半部电连接。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该下半部具有底部，该底部与该下半部的侧壁连接。该下半部可以有利地作为整体安装在真空室底部内的凹空部中并且也可以又被取出。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该闸门机构包括进出闸室，其包含用于准备好基材的准备区域，在此，用于输送基材的输送路径从准备区域通向容纳机构并从容纳机构通向准备区域。所述输送为此在闸门打开时顺畅进行。

在本发明的另外一个实施方式中规定，为了沿输送路径在准备区域和容纳机构之间输送而设有摆动板，摆动板可以在准备区域和容纳机构之间绕转轴摆动，借此可以结构简单地获得良好的空间充分利用。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该摆动板具有包括用于基材的支承部件的支承结构，从而基材在输送过程中被可靠运送。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该容纳机构具有基材容纳件，其中摆动板在容纳结构区域中具有至少一个凹空部，该凹空部对应于该基材容纳件并且容许摆动板能没有运动阻碍地摆动到基材容纳件区域中。所述至少一个凹空部容许将基材直接定位在容纳机构区域中，此时它们还位于摆动板的支承结构上。

本发明的另外一个实施方式中规定，该基材容纳件高度可调节地构成以接收基材以及用于转交基材。所述基材于是在等离子体处理过程中由基材容纳件可靠接纳。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该容纳机构以具有主转轴的涂覆转动体的形式构成，借此提高涂覆均匀性。

在本发明的另外一个实施方式中规定，该等离子体源作为溅射阴极、电子束蒸发器或等离子体聚合源构成。

附图说明

由以下借用附图的说明中得到其它优点。在附图中示出本发明的多个实施例。附图、说明书和权利要求书包含许多特征组合。技术人员适当地单独考虑所述特征并组合成有意义的其它组合方案。附图示例性示出：

图1是包括具有上半部和下半部的处理室的本发明设备的示意图；

图2是图1的没有处理室的下半部的设备的简化示意图；

图3是具有用于基材的准备机构的本发明设备的示意图；

图4是图3的设备的水平剖视示意图。

具体实施方式

图1和图2示出根据本发明的设备，其具有包括基材闸门机构116和等离子体装置的真空室1，所述等离子体装置设置在真空室1的具有相应开口的上罩盖108中。在此实施方式中作为阴极机构160构成的等离子体装置尤其包括溅射靶165。应明白，本发明也包含以其它形式构成的等离子体装置。

如图2所示，基材闸门机构116尤其包括闸口115，所述闸口设置在真空室1的室壁101内。另外，在室壁101内设有泵口102。应当明白，在室壁101中也可以设置其它开口，如果该开口适用于真空室1的抽真空、排风或运行。

在真空室1的内部区域1a中设置处理室110，该处理室包括具有侧壁106a的上半部105a和具有侧壁106b的下半部105b。处理室110的顶面包括溅射靶165和靶座165a。侧壁106a、106b至少部分由传导性材料如不锈钢制造。侧壁106a和106b呈筒环形构成。下半部105b固定安置在真空室1的底部区域120中的凹空部152内并且具有与侧壁106b相连的底部195。

处理室110具有内部区域140，在该内部区域中可以进行对由基材座150所保持的基材130的真空处理。真空处理最好是借助溅射等离子体涂覆基材130表面。应明白，也能在处理室110内实现其它的真空处理，尤其是预处理或清理加工。

在处理室的内部区域140内设有用于基材130的容纳机构135。借助安置在容纳机构135上方的阴极机构160，例如可以进行基材130的涂覆。容纳机构135包括底板136，底板边缘离侧壁106b较近并且在处理室内形成中间底部区域。通过这种方式，借助侧壁106a、106b以及底板136在处理室内部形成加工空间。

容纳机构135通过真空通道与升降装置185相连，可以通过升降机构实现容纳机构135在处理室110内的竖向运动。

上半部105a具有上边缘107，当上半部105a相对于真空室1处于高位时，该上边缘可被压迫到真空室上部中的密封件109上。密封件109例如可以是安装在上罩盖108的开口中的密封环，该密封环的形状匹配于上边缘107。于是，当上边缘区107被压迫至密封件109上时，在上边缘区107和密封件109之间延伸的上流动路径190被关闭。

上半部105a可以相对于真空室1移动至低位，在该低位上该上流动路径190被打开。如图2所示，于是可以如此定位该边缘区107，即通过闸口115存在进入内部区域140的易接近性，例如用于装载该基材。

上半部105a通过真空通道与升降装置125相连，该升降装置通过安装件126例如被安装在底部区域内的真空室1底面上。借助升降装置125，可以使该上半部竖向运动。在上半部105a的低位上，可以实现处理室110通过泵口102的非常简单的抽吸或排风。

上半部105a和/或下半部105b可以相对于真空室1是电绝缘的。另外，上半部105a和/或下半部105b可以与该真空室电连接。上半部105a和/或下半部105b还可以相对于真空室1被置于预定电位或浮动电位。尤其是上侧壁106a和/或下侧壁106b可以相对于真空室1是电绝缘的。另外，上侧壁106a和/或下侧壁106b可以与真空室1电连接。另外，容纳机构135或底板136可以相对于真空室1、上半部105a和/或下半部105b是电绝缘的。另外，容纳机构135或底板136可以与真空室1、上半部105a和/或下半部105b电连接。容纳机构135或底板136还可以相对于真空室1被置于预定电位或浮动电位。

在真空处理过程中，上半部105a最好被置于高位，从而真空室1的内部区域1a不会受到寄生涂覆。

图3和图4以示意图示出包括闸门机构116的根据本发明的设备的实施方式，该闸门机构包括进出闸室205。在进出闸室205内设有用于准备好基材130的准备区域205a。由箭头表示的输送路径206从准备区域205a通向容纳机构135或者从容纳机构135通向准备区域205a。输送路径206经过闸门机构116的开口。

在图4中能看到遮罩295，该遮罩能绕转轴295a运动。该遮罩形状匹配于罩盖108内的凹空部108a并且允许相对于等离子体装置160遮蔽真空室的内部1a。为此，可以在开口108a关闭的情况下有利地实现例如溅射阴极的调整。

在图3和图4中，作为沿输送路径206的输送部件地示出摆动板250，该摆动板可以绕转轴251摆转。摆动板250在进出闸室205内如此相对于闸门机构116布置，即当摆动板250被置入准备位置时，闸门机构116不受摆动板250影响地可以打开或关闭。

摆动板250具有包括用于基材130的支承部件235的支承结构，基材130借此能可脱离地被固定在该支承结构上。摆动板250在支承结构区域中具有至少一个凹空部252，在图4的视图中，设有三个这样的凹空部，通过这些凹空部实现了摆动板的梳形。凹空部252的开口在摆动运动中沿摆动板250的摆动方向延伸向容纳机构135。

容纳机构135具有基材容纳件265，其相对于容纳机构135的底部136呈蘑菇状构成。凹空部252容许摆动板250摆动至基材容纳件区域中，在这里，基材容纳件265的杆265a布置在凹空部252内。于是，当摆动板为了给容纳机构135装载或卸载而摆动至基材容纳件265a区域中时，对应于凹空部252的指形件252a位于杆265a旁边。

为了给容纳机构135装载基材，闸门机构116的闸门借助通过回转接头275与闸门相连的升降装置280被打开。摆动板250借助绕转轴251的摆动从准备区域205a运动到真空室1的内部1a，在这里，指形件252a连同基材130处于基材容纳件265区域中。基材容纳件265在此时刻处于相对低位，因此基材以其底面位于其上。接着，使基材容纳件265向上运动，直到它们从下方接纳基材130。此时，基材130脱离支承部件235。接着又使摆动板250回摆到准备区域205a中。基材容纳件265能够在摆动板250离开容纳机构135区域之后向下移动，尤其移动这样的距离，即该底板136内的、杆265a可在其中移动的开孔通过基材容纳件265被封闭。容纳机构135能以具有主转子轴260的涂覆转动体形式构成。另外，基材容纳件265可以配属于行星齿轮传动机构270并且在绕主转轴260转动时又以绕局部转轴的回转运动方式运动。

该设备且尤其是等离子体装置160以及包括未示出的组成部件如泵和传感器在内的活动组成部件借助控制装置来控制和/或调整。另外应明白，为了调节在上半部和/或下半部105a、105b以及容纳机构135或其组成部件上的电位而设有相应的电压源。

附图标记列表

1真空室

1a真空室的内部区域

101室壁

102泵口

105a上半部

105b下半部

105c下流动路径

106a上半部的侧壁

106b下半部的侧壁

107上边缘区

108上罩盖

109密封件

110处理室

111处理室的侧壁

115闸门口

116闸门机构

120真空室的底部区

125用于上半部的升降机构

126安装件

130基材

135基材的容纳机构

136底板

140处理室的内部区域

150基材座

152凹空部

160阴极机构

165溅射靶

165a靶座

185用于容纳机构的升降装置

190上流动路径

195底部

205出闸室的准备区域/存放区域

205a进闸室的准备区域/存放区域

206输送路径

230基材

235用于基材的容纳部件(摆动板)

250摆动板

251转轴

252凹空部

252a指形件

255安装孔

260主转轴

265基材容纳件

265a杆

270行星齿轮传动机构

275回转接头

280升降缸

285升降装置

295遮罩

295a转轴

Claims (19)

1.一种基材(130)真空处理设备，具有：

-包括等离子体装置(160)的真空室(1)

-处理室(110)

-在该处理室(110)内设置在该等离子体装置下方的用于基材(130)的容纳机构(135)，其中

-该处理室(110)包括具有侧壁(106a)的上半部(105a)和具有侧壁(106b)的下半部(105b)，

-该上半部(105a)和该下半部(105b)能彼此相对竖向运动，

其特征是，

-在该上半部(105a)的侧壁(106a)和该下半部(105b)的侧壁(106b)之间设置有在该处理室(110)的内部区域(140)和该真空室(1)的设置在该上半部(105a)之外的内部区域(1a)之间的下流动路径(105c)，

-在该上半部(105a)的上边缘区(107)和设置在该真空室(1)的内部区域(1a)的上部分中的密封件(109)之间设置有在该处理室(110)的内部区域(140)和该真空室(1)的设置在该上半部(105a)之外的内部区域(1a)之间的上流动路径(190)，其中

-该上半部(105a)能竖向运动到低位，在该低位上该上流动路径(190)是打开的，

-该上半部(105a)能竖向移动到高位，在该高位上该上流动路径(190)是关闭的。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征是，该上半部(105a)的侧壁(106a)以上筒环形式构成，该下半部(105b)的侧壁(106b)以下筒环形式构成。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)能相对于该真空室(1)运动。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)在高位通过基材闸门机构(116)被装载基材(130)。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)具有底板(136)，该底板在该处理室(140)内构成中间底部区域。

6.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征是，该上半部(105a)的侧壁(106a)和/或该下半部(105b)的侧壁(106b)至少部分由传导性材料制造。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征是，该上半部(105a)相对于该真空室(1)是电绝缘的。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征是，该下半部(105b)相对于该真空室(1)是电绝缘的。

9.根据权利要求6或8所述的设备，其特征是，该上半部(105a)与该真空室(1)电连接。

10.根据权利要求6、7或9所述的设备，其特征是，该下半部(105b)与该真空室(1)电连接。

11.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)相对于所述真空室(1)、上半部(105a)或下半部(105b)是电绝缘的。

12.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征是，该下半部(105b)具有底部，该底部与该下半部(105b)的侧壁(106b)相连接。

13.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征是，该闸门机构(116)包括进出闸室(205)，该进出闸室包含用于准备好基材(130)的准备区域(205a)，其中用于输送基材(130)的输送路径(206)从该准备区域(205a)通向该容纳机构(135)并从该容纳机构(135)通向该准备区域(205a)。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征是，为了沿该输送路径(206)在所述准备区域(105)和容纳机构(135)之间输送，设有摆动板(250)，该摆动板在所述准备区域(205)和容纳机构(135)之间能绕转轴(251)摆转。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征是，该摆动板(250)具有包括用于基材(130)的支承部件(235)的支承结构。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)具有基材容纳件(265)，其中该摆动板(250)在该支承结构的区域中具有至少一个凹空部(252)，该凹空部对应于该基材容纳件(265)并且允许该摆动板(250)能没有运动妨碍地摆动到该基材容纳件(265a)的区域中。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征是，该基材容纳件(265)被构造成高度可调节以接收所述基材(130)以及转交所述基材(130)。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征是，该容纳机构(135)以具有主转轴(260)的涂覆转动体的形式构成。

19.根据权利要求1至18之一所述的设备，其特征是，该等离子体源(160)作为溅射阴极、电子束蒸发源或等离子体聚合源来构成。