CN110699659A - 连续式真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续式真空镀膜设备，该连续式真空镀膜设备包括依次设置的第一升降台、镀膜装置以及第二升降台，第一升降台和第二升降台均能够在上工位和下工位之间升降，且在第一升降台和第二升降台上均设置有用于传输托盘的第一传输装置和第二传输装置；回传机构，用于在第一升降台和第二升降台均位于下工位时在二者之间传输托盘。本发明提供的连续式真空镀膜设备，其可以在需要基片进行多次镀膜时自动对基片进行连续传送，从而不仅可以实现基片的连续多次镀膜，而且可以降低人工成本，提高生产效率。

Description

连续式真空镀膜设备

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种连续式真空镀膜设备。

背景技术

在稀土磁性材料生产领域，需要用真空镀膜生产线对钕铁硼基片的表面进行沉积处理。工艺时，将钕铁硼基片均匀放置在托盘上，并使托盘依次进入生产线的工艺腔室进行镀膜。现有的连续式真空镀膜设备主要包括进料台、进样室、清洗室、镀膜室、缓冲室、降温室、出样室和出料台等。

在实际生产过程中，钕铁硼基片均匀摆放在托盘上，然后通过人工方式把托盘放置在进料台上，然后通过进料台上的传送装置进入进样室，然后依次进入各个腔室进行相应的工艺，最后将将托盘传送至出料台，并通过人工进行下料。

但是，由于上述设备的上料和下料均需要人工参与，尤其是基片需要多次镀膜的情况，人工成本高，且生产效率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种连续式真空镀膜设备，其可以在需要基片进行多次镀膜时自动对基片进行连续传送，从而不仅可以实现基片的连续多次镀膜，而且可以降低人工成本，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种连续式真空镀膜设备，包括依次设置的第一升降台、镀膜装置以及第二升降台，

所述第一升降台和所述第二升降台均能够在上工位和下工位之间升降，且在所述第一升降台和所述第二升降台上均设置有用于传输托盘的第一传输装置和第二传输装置；

回传机构，用于在所述第一升降台和所述第二升降台均位于所述下工位时在二者之间传输所述托盘。

可选的，所述第一升降台包括：第一托盘架和第一升降机构，在所述第一托盘架上设置有所述第一传输装置，且所述第一升降机构用于驱动所述第一托盘架在上工位和下工位之间升降；

所述第二升降台包括第二托盘架和第一升降机构，在所述第二托盘架上设置有所述第二传输装置，且所述第一升降机构用于驱动所述第二托盘架在上工位和下工位之间升降。

可选的，所述回传机构包括用于传输所述托盘的第三传输装置，所述第三传输装置设置在所述镀膜装置的下方。

可选的，所述第一传输装置、所述第二传输装置以及第三传输装置均包括传送带机构或者辊轴机构。

可选的，所述连续式真空镀膜设备还包括翻转装置，且所述翻转装置、所述第一升降台、所述镀膜装置以及所述第二升降台依次设置；所述翻转装置用于通过翻转两个托盘，来使两个所述托盘之间的基片的正面或背面朝上；并且，在所述翻转装置上设置有用于传输所述托盘的第四传输装置，在所述第一升降台位于所述上工位时，所述第四传输装置与所述第一传输装置之间能够传递所述托盘。

可选的，所述翻转装置包括可翻转的翻转架、相对设置在所述翻转架上的两个第一夹紧机构、分别与两个所述第一夹紧机构连接的两个载台组件以及分别设置在两个所述载台组件上的两个第二夹紧机构，其中，

各所述载台组件上均设置有所述第四传输装置；

两个所述第一夹紧机构用于分别向两个所述载台组件的四周边缘处施加压力，以将置于两个所述载台组件之间的两个所述托盘夹紧；

两个所述第二夹紧机构用于分别向置于两个所述载台组件上的两个所述托盘的指定位置施加压力，所述指定位置为与所述托盘上的基片相对应的位置。

可选的，各所述第一夹紧机构包括第一直线驱动源，所述第一直线驱动源位于所述载台组件的远离承载所述托盘的承载面一侧，并且所述直线驱动源的驱动轴垂直于所述承载面，且与所述载台组件固定连接。

可选的，各所述第二夹紧机构包括：

压紧板，所述压紧板的数量与所述托盘上的基片的数量相同，且一一对应地设置，并且各所述压紧板均位于所述载台组件的承载所述托盘的承载面所在一侧，且与所述承载面相互平行；

第二直线驱动源，用于驱动各所述压紧板沿垂直于所述承载面的方向移动。

可选的，所述镀膜装置包括按生产顺序依次设置的进样室、清洗室、镀膜室、缓冲室、降温室和出样室，以及生产线，所述生产线用以按生产顺序连续将所述托盘传输至相应的腔室中。

可选的，所述镀膜室设置有设定数量的可旋转的柱状阴极。

本发明的有益效果：

本发明提供的连续式真空镀膜设备，其包括借助两个升降台和回传机构，可以将托盘自镀膜装置的出口侧自动回传至入口侧，从而可以对基片进行连续传送，进而不仅可以实现基片的连续多次镀膜，而且无需人工参与，降低了人工成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的连续式真空镀膜设备的结构图；

图2为本发明第二实施例提供的连续式真空镀膜设备的结构图；

图3为本发明第二实施例采用的翻转台的结构图；

图4为本发明第二实施例采用的载台组件在承载一侧的结构图；

图5为本发明第二实施例采用的第二夹紧机构的局部结构图；

图6为本发明第二实施例采用的归正机构的剖视图；

图7为本发明第二实施例提供的翻转台的翻转状态图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的连续式真空镀膜设备进行详细描述。

请参阅图1，本发明第一实施例中，连续式真空镀膜设备包括镀膜装置，该镀膜装置包括按生产顺序依次设置的进样室3、清洗室4、镀膜室5、缓冲室6、降温室7和出样室8。而且，连续式真空镀膜设备还包括用于传输托盘的生产线1，用以按生产顺序连续将承载有基片的托盘传输至相应的腔室中。该生产线1例如为传送带机构或者辊轴机构。

其中，进样室3与真空系统连接，真空系统用于控制进样室3的腔室压强，以使腔室内的真空度达到工艺要求。清洗室4用于采用等离子体清洗的方式去除基片表面上的氧化物、油污、颗粒等杂质，同时增大基片表面粗糙度，以有利于镀膜质量的提高。镀膜室5用于对基片进行镀膜。缓冲室6用于放置完成镀膜的基片。降温室7用于对基片进行降温。出样室8用于将真空环境转换为大气环境。

在本实施例中，镀膜室5设置有设定数量的可旋转的柱状阴极11，可选的，该柱状阴极11为圆柱结构，该结构相对于现有的平板状阴极，可以提高靶材利用率、沉积均匀性及沉积速率，从而可以提高薄膜质量。通过实验发现，借助柱状阴极11，可以将靶材利用率提高至80％(平板状阴极的靶材利用率最高只有40％)，同时沉积均匀性提高至±5％。

另外，上述柱状阴极11的数量可以根据对镀膜效率的要求而设定，柱状阴极11的数量越多，镀膜效率越高，产能越高，柱状阴极11的数量例如为三个、四个或者五个以上。

需要说明的是，镀膜装置并不局限于包括本实施例提及的上述腔室，在实际应用中，可以根据具体需要增加或删减相应的腔室。

连续式真空镀膜设备还包括还包括两个升降台，分别为第一升降台2和第二升降台9，二者分别设置在镀膜装置的入口侧和出口侧，具体地，第一升降台2设置在进样室3的入口侧；第二升降台9设置在出样室8的出口侧。第一升降台2和第二升降台9均能够在上工位和下工位之间升降。

可选的，第一升降台2包括第一托盘架和第一升降机构，在第一托盘架上设置有第一传输装置，且第一升降机构用于驱动第一托盘架在上工位和下工位之间升降；第二升降台9包括第二托盘架和第一升降机构，在第二托盘架上设置有第二传输装置，且第一升降机构用于驱动第二托盘架在上工位和下工位之间升降。该第一传输装置和第二传输装置例如为传送带机构或者辊轴机构。当第一升降台2或第二升降台9位于上工位时，第一传输装置或第二传输装置的高度与生产线1的高度相同，此时第一传输装置或第二传输装置与生产线1之间能够传递托盘。

连续式真空镀膜设备还包括回传机构12，该回传机构12用于在第一升降台2和第二升降台9均位于下工位时在二者之间传输托盘。在本实施例中，回传机构12包括用于传输托盘的第三传输装置，该第三传输装置设置在镀膜装置的下方，当第一升降台2或第二升降台9位于下工位时，第三传输装置的高度与第一传输装置或第二传输装置的高度相同，此时第一传输装置与第三传输装置之间，或者第二传输装置与第三传输装置之间能够传递托盘。第三传输装置例如为传送带机构或者辊轴机构等。

在工艺过程中，载有基片的托盘首先从位于下工位的第二升降台9进料，该托盘通过回传机构12传递至位于下工位的第一升降台2上；然后，第一升降台2上升至上工位，并利用第一传输装置将托盘传递至生产线1上；待托盘依次经过各腔室之后，自生产线1传递至位于上工位的第二升降台9上，此时托盘上的基片完成第一次镀膜。若基片需进行多次镀膜才能满足工艺需求，则使第二升降台9下降至下工位，并利用第一传输装置将托盘传递回传机构12，以使基片能够返回生产线1上进行再次镀膜，如此反复。

由此，本实施例提供的连续式真空镀膜设备，可以对基片进行连续传送，进而不仅可以实现基片的连续多次镀膜，而且无需人工参与，降低了人工成本，提高了生产效率。

另外，如果设备出现故障或者根据需要需取出某个托盘，两个升降台上的第一传输装置可把托盘向与生产线相反的方向传输，以在实现下料的同时，不影响其他基片的正常生产，而且设备不用停机。

请参阅图2，本实施例提供的连续式真空镀膜设备是在上述第一实施例的基础上所做的改进。具体地，在本实施例中，连续式真空镀膜设备同样包括两个升降台和回传机构12，这些部件的结构和功能与上述第一实施例相同，在此不再赘述。在此基础上，连续式真空镀膜设备还包括翻转装置10，该翻转装置10、第一升降台2、镀膜装置以及第二升降台9依次设置。

翻转装置10用于通过翻转两个托盘，来使两个托盘之间的基片的正面或背面朝上；并且，在翻转装置10上设置有用于传输托盘的第四传输装置，在第一升降台2位于上工位时，第四传输装置与第一传输装置之间以及第四传输装置与第二传输装置能够传递托盘。借助上述翻转装置10，可以对基片进行翻转，从而可以实现基片的自动正反面镀膜。

请一并参阅图3至图7，在本实施例中，翻转装置10包括可翻转的翻转架101、相对设置在该翻转架101上的两个第一夹紧机构103、分别与两个第一夹紧机构103连接的两个载台组件以及分别设置在两个载台组件上的两个第二夹紧机构104。

在本实施例中，两个载台组件均包括载台102，并且两个载台组件的载台102相对设置，且彼此相对的两个表面均为用于承载托盘110的承载面。

两个第一夹紧机构103用于分别向两个载台102的四周边缘处施加压力，以将置于两个载台102之间的两个托盘110夹紧，从而间接将两个托盘110之间的基片夹紧。两个第二夹紧机构104用于分别向置于两个载台102上的两个托盘110的指定位置施加压力，该指定位置为与托盘110上的基片相对应的位置。

上述第一夹紧机构103用于向载台102施加压力，以夹紧两个载台102，从而间接夹紧两个托盘110，以达到对托盘110的预夹紧的目的。上述第二夹紧机构104直接向托盘110施加压力，以进一步夹紧两个托盘110，同时通过在托盘110的与基片对应的位置处施加压力，可以保证托盘110上的各基片均能够被夹紧，从而可以避免基片在翻转过程中表面受损或掉落，提高翻转夹紧的可靠性和稳定性，从而可以提高生产效率和产品质量。

在本实施例中，如图4所示，各载台102上设置有第四传输装置106，该第四传输装置106位于承载面所在一侧，用于运送托盘110，从而实现托盘110的自动装载和卸载。具体地，第四传输装置106采用辊轴机构，该辊轴机构包括多个传动轴61、伺服电机62、链条63和加强筋64。其中，多个传动轴61均可旋转的设置在载台102的承载面上，且沿指定方向(例如图4中示出的X方向)间隔排布，并相互平行。伺服电机62通过设置在各传动轴61的一端处的链条63驱动所有的传动轴61同步转动，从而带动置于传动轴61上的托盘110移动。另外，加强筋64设置在各传动轴61的中间位置处，且与各传动轴61相互垂直，用于提高传动轴61的强度，避免传动轴61弯曲。

需要说明的是，本发明并不局限于采用本实施例提供的上述辊轴机构，在实际应用中，第四传输装置106还可以采用其他任意可实现托盘110的自动装载和卸载的机构，例如传送带机构。

在本实施例中，如图3所示，各第一夹紧机构103包括第一直线驱动源，该第一直线驱动源与翻转架101固定连接，且位于载台102的远离承载托盘110的承载面一侧，并且直线驱动源的驱动轴垂直于载台102的承载面，且与载台102固定连接。在直线驱动源的驱动下，载台102可沿垂直于承载面的方向移动，从而可以使两个载台102彼此靠近或远离，即实现了对两个载台102的夹紧功能。第一直线驱动源例如为气缸。

可选的，在各载台102的远离承载面的一侧设置有至少两个第一直线驱动源，例如在各载台102的四个边角处均设置一个第一直线驱动源。

在本实施例中，如图3至图5所示，各第二夹紧机构104包括压紧板41和第二直线驱动源44，其中，压紧板41的数量与托盘110上的基片的数量相同，且一一对应地设置，例如，托盘110的表面均分为9个区域，各区域用于承载一个基片。对应地，压紧板41为9个，且各压紧板41的位置与各区域一一对应。并且，各压紧板41均位于载台102的承载面所在一侧，且与该承载面相互平行；第二直线驱动源44用于驱动各压紧板41沿垂直于承载面的方向移动，从而使各压紧板41靠近或远离托盘110，即实现了对托盘110的夹紧功能。第二直线驱动源44例如为气缸。

需要说明的是，为了避免第二夹紧机构104干涉置于第四传输装置106上的托盘110的移动，在第四传输装置106工作时，各压紧板41应低于第四传输装置106。

另外，如图4所示，由于加强筋64的存在，邻近加强筋64的各压紧板由两个子板41b组成，两个子板41b分别设置在加强筋64的两侧。而远离加强筋64的各压紧板则为单个平板41a。

在本实施例中，各第二夹紧机构104还包括高度调节组件，用于调节压紧板41在初始位置时与托盘110之间的间距。这样，既可以对不同厚度规格的基片进行夹紧，又可以解决镀膜后托盘110因高温变形而不能夹紧基片的问题。具体地，如图5所示，高度调节组件包括固定板45、压紧螺栓42和多个固定螺栓43。其中，固定板45与第二直线驱动源44的驱动轴固定连接，且该固定板45的两端用于分别固定单个平板41a和单个子板41b，也就是说，第二直线驱动源44同步驱动单个平板41a和单个子板41b同步移动。当然，在实际应用中，第二直线驱动源44与各压紧板41的连接方式可以任意设定。

在本实施例中，同一固定板45上设置有两个高度调节组件，用于分别调节平板41a和子板41b的高度。下面以平板41a的高度调节组件为例，对高度调节组件的结构进行详细说明，具体地，对应平板41a，在固定板45中设置有第一螺纹孔和第二螺纹孔(图中未示出)，第一螺纹孔和第二螺纹孔的轴线均与平板41a相互垂直；第二螺纹孔为多个，且相对于第一螺纹孔的轴线对称分布。压紧螺栓42与第一螺纹孔相配合，且压紧螺栓42的一端与平板41a相抵，通过旋紧或旋松压紧螺栓42，可以使压紧螺栓42相对于固定板45沿垂直于平板41a的移动，从而可以调节平板41a的高度。

多个固定螺栓43一一对应地与多个第二螺纹孔相配合，且各固定螺栓43的一端与平板41a连接。通过旋紧或旋松固定螺栓43，可以使固定螺栓43相对于固定板45沿垂直于平板41a的移动，从而可以调节平板41a的高度，同时，通过调节各固定螺栓43之间的高度差，还可以调节平板41a的水平度。另外，通过使多个固定螺栓43对称分布在压紧螺栓42的周围，还可以避免平板41a在承受不均匀力时发生倾斜，从而进一步提高翻转夹紧的可靠性和稳定性。

在本实施例中，如图3和图4所示，翻转装置还包括两个归正机构105，二者分别设置在两个载台102上，且位于承载面所在一侧。各归正机构105包括两个归正组件，两个归正组件相对设置在载台102的承载面的两侧，用以将托盘110固定在载台102的对应承载面的位置处，从而可以起到固定和限位的作用。

具体地，如图6所示，各归正组件包括第三直线驱动源51、连接支架53和插销54，其中，第三直线驱动源51通过固定件52固定在载台102上；连接支架53与第三直线驱动源51的驱动轴固定连接；插销54的一端与连接支架53固定连接，在第三直线驱动源51的驱动下，插销54的远离连接支架53的另一端能够移入或移出托盘110一侧的限位孔101。第三直线驱动源51例如为气缸。

使用时，在第三直线驱动源51的驱动下，相对设置的两个归正组件的插销54能够移入托盘110对侧的两个限位孔101中，以将托盘110限定在两个归正组件的插销54之间，从而实现固定和限位的作用。

需要说明的是，两个归正组件应沿垂直于托盘110的移动方向相对设置，以避免对托盘110的移动产生干涉。另外，若将相对设置的两个归正组件视为一个限位单元，在平行于托盘110的移动方向上，可以间隔设置多个限位单元，以提高结构的稳定性和可靠性。

在本实施例中，如图2所示，翻转装置还包括底架109和设置在该底架109上的翻转驱动机构，其中，翻转驱动机构包括翻转轴108和旋转驱动源107，其中，翻转轴108可旋转的设置在底架109上，且与翻转架101固定连接；旋转驱动源用于通过翻转轴108驱动翻转架101翻转，以使其中一载台102的承载面朝上。图7示出了翻转装置10的一种翻转状态。

在使用时，先将一个空托盘预置在其中一个承载面朝上的载台102上，并使用归正机构105对该空托盘进行归正固定；随后利用翻转驱动机构使翻转架101进行180℃翻转，直至载有空托盘的载台102的承载面朝下，同时另一个载台102的承载面朝上。之后，将承载有基片的带料托盘从镀膜生产线上通过自动传输装置进入承载面朝上的载台102上，并利用归正机构105将该带料托盘归正固定；然后，利用第一夹紧机构103驱动两个载台102朝彼此靠近的方向移动，直至两个载台102之间的空托盘和会带料托盘被预夹紧，此时空托盘和会带料托盘之间的基片被夹持在二者之间。

随后，利用第二夹紧机构104对托盘110的与各基片对应的区域进行同步夹紧，保证了托盘110内的所有基片都可以被夹紧，随后再利用翻转驱动机构驱动翻转架进行180℃翻转，以使载有空托盘的载台102的承载面朝上，而载有待料托盘的载台102的承载面朝下，此时基片自然由原来的空托盘承载，且未镀膜表面朝上。之后，第二夹紧机构104和第一夹紧机构103先后松开，并将承载面朝上的载台102上的归正机构105打开，然后通过第四传输装置106传回镀膜生产线进行再次镀膜。另外，原本的带料托盘变成空托盘，其可以留置在载台102上，以供下次翻转使用。

综上所述，本发明实施例提供的连续式真空镀膜设备，其借助两个升降台和回传机构，可以将托盘自镀膜装置的出口侧自动回传至入口侧，从而可以对基片进行连续传送，进而不仅可以实现基片的连续多次镀膜，而且无需人工参与，降低了人工成本，提高了生产效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种连续式真空镀膜设备，其特征在于，包括依次设置的第一升降台、镀膜装置以及第二升降台，

所述第一升降台和所述第二升降台均能够在上工位和下工位之间升降，且在所述第一升降台和所述第二升降台上均设置有用于传输托盘的第一传输装置和第二传输装置；

回传机构，用于在所述第一升降台和所述第二升降台均位于所述下工位时在二者之间传输所述托盘。

2.根据权利要求1所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，

所述第一升降台包括：第一托盘架和第一升降机构，在所述第一托盘架上设置有所述第一传输装置，且所述第一升降机构用于驱动所述第一托盘架在上工位和下工位之间升降；

所述第二升降台包括第二托盘架和第一升降机构，在所述第二托盘架上设置有所述第二传输装置，且所述第一升降机构用于驱动所述第二托盘架在上工位和下工位之间升降。

3.根据权利要求2所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述回传机构包括用于传输所述托盘的第三传输装置，所述第三传输装置设置在所述镀膜装置的下方。

4.根据权利要求3所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述第一传输装置、所述第二传输装置以及第三传输装置均包括传送带机构或者辊轴机构。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述连续式真空镀膜设备还包括翻转装置，且所述翻转装置、所述第一升降台、所述镀膜装置以及所述第二升降台依次设置；所述翻转装置用于通过翻转两个托盘，来使两个所述托盘之间的基片的正面或背面朝上；并且，在所述翻转装置上设置有用于传输所述托盘的第四传输装置，在所述第一升降台位于所述上工位时，所述第四传输装置与所述第一传输装置之间能够传递所述托盘。

6.根据权利要求5所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述翻转装置包括可翻转的翻转架、相对设置在所述翻转架上的两个第一夹紧机构、分别与两个所述第一夹紧机构连接的两个载台组件以及分别设置在两个所述载台组件上的两个第二夹紧机构，其中，

各所述载台组件上均设置有所述第四传输装置；

两个所述第一夹紧机构用于分别向两个所述载台组件的四周边缘处施加压力，以将置于两个所述载台组件之间的两个所述托盘夹紧；

两个所述第二夹紧机构用于分别向置于两个所述载台组件上的两个所述托盘的指定位置施加压力，所述指定位置为与所述托盘上的基片相对应的位置。

7.根据权利要求6所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，各所述第一夹紧机构包括第一直线驱动源，所述第一直线驱动源位于所述载台组件的远离承载所述托盘的承载面一侧，并且所述直线驱动源的驱动轴垂直于所述承载面，且与所述载台组件固定连接。

8.根据权利要求6所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，各所述第二夹紧机构包括：

压紧板，所述压紧板的数量与所述托盘上的基片的数量相同，且一一对应地设置，并且各所述压紧板均位于所述载台组件的承载所述托盘的承载面所在一侧，且与所述承载面相互平行；

第二直线驱动源，用于驱动各所述压紧板沿垂直于所述承载面的方向移动。

9.根据权利要求1所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述镀膜装置包括按生产顺序依次设置的进样室、清洗室、镀膜室、缓冲室、降温室和出样室，以及生产线，所述生产线用以按生产顺序连续将所述托盘传输至相应的腔室中。

10.根据权利要求9所述的连续式真空镀膜设备，其特征在于，所述镀膜室设置有设定数量的可旋转的柱状阴极。

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