CN1188542C - 大致平的片状衬底的镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
借助阴极溅射工艺给片状衬底镀膜的装置带有一个大约成圆柱形的运送腔(7)，并带有一个接在运送腔上的真空泵(8)，由一块板(16)关闭用于衬底(3，3’)引入和导出的开口(9)，含有阴极(10)的镀膜腔(11)，一个置于运送腔(7)内可旋转的衬底托盘(12)，在此装置中，衬底托盘(12)与电机减速机单元的驱动轴相联并且一方面在运送空间(19)内，自一个中间位置A以垂直升降运动方式推到一个上部的镀膜位置和一个下部的初始位置(C)，另一方面在运送空间(19)内可由驱动轴(13)旋转，同时运送空间(19)的底板(4)上真空泵(8)的进气口(15)由在初始位置(C)的衬底托盘(12)关闭。
Description
技术领域
本发明涉及借助阴极溅射工艺给大致平的片状衬底镀膜的装置。
背景技术
US 3,874,525专利说明书中的此类装置仍存有缺陷，其有一镀膜腔，在腔内置有一双臂形的夹持工装围绕垂直轴旋转。此双臂形工装在它彼此径向对称的端部设有叉(托架)，它们借助一带有驱动电机的齿条传动装置可在垂直平面内反向旋转地相对移动。此外在镀膜腔内还有两个托架，其一位于镀膜腔盖上的闸门下面，另一个与此托架相对，位于电子枪下面。
上述装置有如下缺点，即双臂形的夹持工装比较而言制造费用高，并且工作可靠性低，这是因为复杂的齿传动产生磨损。此外，对于此种装置存在如下危险，即工件不能完好地由叉形工装夹持，随之要么倾斜承接，要么完全脱离工装然后落到镀膜腔的底面，这将强制性导致整套设备闭锁以及失灵。最后上述装置需要一个很大的结构高度，这必定导致一个非期望的容积过大的镀膜腔。
专利说明US 4,548,699中的装置也存在问题，此种装置置有一个大约呈圆柱状的镀膜腔，由一个圆盘形的盖和一个同样形状的底板组成，同时盖和底板由空心圆柱以及环形的壁板固联，并且对于此种装置，在镀膜腔内置有一个用于夹持和引导衬底的圆片形的旋转供料盘和一个附加的压板，此外它们可朝向盖的方向移动，并且在和盖一起推动后，压紧关闭一个设置在盖上的引入开口。上述装置有一个复杂的结构并且工作相对较慢，这主要是因为晶片必须由弹簧元件支承并且闸门开口必须由一个附加的关闭板来关闭，关闭板绕相对于旋转轴横向设置的销摆动。
DE 37 16 498中也分开一种装置，用于将一个相当平的工件引入一个抽成真空的，大致圆筒形，由一个平圆片形的盖，一个在与之平行的平面内延伸的平圆片形底板和一个将二者耐压并保持间距的，环形的壁板组成的镀膜腔内并导出，镀膜腔带有一个置于镀膜腔内可旋转的圆片形的在镀膜过程中用于支承工件的旋转供料盘，同时此装置用于将工件送入位于镀膜腔的盖上对工件表面进行处理的镀膜源的范围内并由此范围内退出，同时有一个位于镀膜腔盖上面的镀膜装置，带有一个或多个盖形的工件托盘，借助于托盘它可将工件带到与镀膜腔的开口相邻的位置，从此位置起，开口自上向下由工件托盘关闭，自下向上由一个起升盘关闭，起升盘在一个置于镀膜腔内可旋转的旋转供料盘上被支承导向，同时工件托盘由一个支承在镀膜装置上的起升缸，起升盘由一个在底板上固定的起升装置压向镀膜腔的盖。
最后在US 3,915,117中，描述了用于向衬底上蒸发渗镀薄膜的真空镀膜装置，此装置带有一个进入腔、另一个用于衬底处理和镀膜的腔和一个出口腔以及在真空的主腔内用于运送衬底穿过腔的输送装置，同时用于暂时密封的密封装置设在上述的腔和主腔之间，同时输送装置具有绕着共同的轴设置并且可绕其转动的、接纳将要镀膜的物品的框。同时在至少两个处理位置，即一个进出口位置和一个蒸发渗镀位置上，一个这样的框构成处理腔即进出腔和蒸发腔壁的部分，并且设置一个用于封闭构成处理腔一部分的框的端面活动的阀板，阀板位于在处理位置中的至少一个位置。
发明内容
本发明的目的在于改进存在问题的上述装置，将阴极更换的时间缩短到最短时间。此外装置在结构上应较简单以使生产成本较低，并且运转可靠性应较高。最后，与装置相应的结构体积应通过如下方法减少，即特别是取消在运送腔的周边范围附加的驱动装置。
根据发明，上述目的的技术解决方案在于一种借助阴极溅射工艺给大致平的片状衬底镀膜的装置，该装置带有一个圆柱形运送腔，运送腔由一个圆板形的盖、一个在相对于盖平行的平面内延伸的底板和一个将此两部分抗压连接并在彼此间保持距离的、环形的、构成运送腔侧壁的壳体部分组成，该装置带有一个联接在运送腔上的真空泵，带有一个位于运送腔的盖上，可由板关闭的用于衬底的引入和导出的开口，带有一个与盖联接，含有阴极，借助盖上的开口与运送空间相联的镀膜腔和一个位于运送空间内可回转的衬底托盘，其中，衬底托盘和电机减速机单元的驱动轴相联，一方面托盘在运送空间内，由一个中间的工作位置能够以垂直的升降运动方式移到一个上部的镀膜位置并回落到一个下部的初始位置，另一方面驱动轴可在运送空间内回转，同时真空泵的进气管位于运送空间的底部，并且衬底托盘在初始位置时可用密封件将进气管关闭。
附图说明
发明允许尽可能多的实施可能性，其中之一在附图中纯以概略方式详尽示出、准确地说图中表示：
图1 以侧视和部分剖视方式显示了装置，同时衬底托盘在其中间位置，即在运送腔内的运送位置上，
图2 图1所示装置的运送腔，但衬底托盘在上部位置即在引入和镀膜位置上，
图3 图1所示装置的运送腔，但衬底托盘在下部位置即封闭和起始位置。
具体实施方式
衬底3的镀膜装置基本上是由以下几部分组成：带有在其内可旋转的含衬底容纳槽17，18的衬底托盘12的运送腔7，其内带有溅射阴极10的镀膜腔11，用于关闭运送腔7盖4上的闸开口9的关闭板16，衬底托盘12上旋转固联的驱动轴13的电机减速机单元14和其进气口15与运送空间19相通的真空泵8。
为了衬底3的引入和导出和镀膜过程，衬底托盘12借助电机减速机单元14被移到图2中描述的位置B，在此位置，衬底托盘12以其上表面贴在密封件20上，以便运送空间19自引入腔21分离以及运送腔7的盖4上的开口9关闭。在达到位置B后，另一个先前已引入的衬底3’被镀膜，其位于与衬底容纳槽17对置的衬底容纳槽18内并且同时精确地定位在阴极10下面。如图2进一步显示的，板16为了引入(或导出)自导入腔21抬起以及移开，以便衬底3能够引入和导出。在引入和导出后，闸门腔21再次借助板16关闭，衬底托盘12最终落到如图1所显示的位置A，然后旋转，以便上一次引入的衬底3’...达到镀膜位置。为了在不必和关闭连通运送空间19、正工作的真空泵8的条件下，能够更换阴极10或它的靶(靶被溅射)，衬底托盘12就能落到位置C，同时衬底托盘12的底面贴在密封件22上并关闭进气口15，这对运转着的真空泵8来说毫无问题。在落到位置C后(图3)镀膜腔11自运送腔7分离或打开。在阴极更换和装好以及镀膜腔11关闭之后，衬底托盘12如图1被升到运转位置，则仍一直运转的真空泵8和运送空间19再次联通。
此装置的一个特别的优点在于，在阴极更换前，真空泵8不必关机并且在接下来的阴极更换之后也不必重开机，从关机至重新开机是一占用较长时间的过程，特别是当使用高真空泵(涡轮分子泵)时。另一个优点是提供了紧凑的电机减速机单元，其不仅带动衬底托盘12旋转，而且提供起升运动。
图示标号表如下：
3，3’ 衬底
4 盖
5 底板
6 侧壁
7 运送腔
8 真空泵
9 开口，闸门开口
10 阴极
11 镀膜腔
12 衬底托盘
13 驱动轴
14 电机减速机单元
15 进气管
16 板，关闭板
17 衬底容纳槽
18 衬底容纳槽
19 运送空间
20 密封件
21 闸门腔
22 密封件
23 开口
24 通道
25 真空泵接头
Claims (4)
1.借助阴极溅射工艺给大致平的片状衬底(3，3’)镀膜的装置，该装置带有一个圆柱形运送腔(7)，运送腔由一个圆板形的盖(4)、一个在相对于盖平行的平面内延伸的底板(5)和一个将此两部分抗压连接并在彼此间保持距离的、环形的、构成运送腔(7)侧壁的壳体部分(6)组成，该装置带有一个联接在运送腔(7)上的真空泵(8)，带有一个位于运送腔(7)的盖(4)上，可由板(16)关闭的用于衬底(3，3’)的引入和导出的开口(9)，带有一个与盖(4)联接，含有阴极(10)，借助盖(4)上的开口(23)与运送空间(19)相联的镀膜腔(11)和一个位于运送空间(19)内可回转的衬底托盘(12)，其特征在于，衬底托盘(12)和电机减速机单元(14)的驱动轴(13)相联，一方面托盘在运送空间(19)内，由一个中间的工作位置(A)能够以垂直的升降运动方式移到一个上部的镀膜位置(B)并回落到一个下部的初始位置(C)，另一方面驱动轴(1 3)可在运送空间(19)内回转，同时真空泵(8)的进气管(15)位于运送空间(19)的底部(5)，并且衬底托盘(12)在初始位置(C)时可用密封件(22)将进气管关闭。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于衬底(3，3’)的引入和导出的开口(9)开在运送腔(7)的盖(4)上或者在与其相应的闸门腔(21)上设有用于预抽气真空泵的接头(25)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于镀膜腔(11)的盖(4)上的开口(23)通过一构成旁路的通道(24)与运送空间(19)相连通。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，镀膜腔(11)和运送腔(7)以可拆卸的方式相联接。
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