MX2011006238A - Aparato para tratar y/o recubrir la superficie de un componente de sustrato. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un aparato para tratar y/o recubrir la superficie de componentes de sustrato por deposición a partir de la fase gaseosa, en particular por deposición física desde la fase gaseosa de acuerdo con PVD (deposición física de vapor) o el método de PVD reactiva. Se distribuyen en una cámara de deposición o tratamiento, la cual puede ser evacuada una pluralidad de portadores de sustrato y una pluralidad de unidades de recubrimiento y/o de tratamiento tales como fuentes evaporadoras, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo corrosivo. Con el fin de asegurar una mejor utilización económica del sistema puede ser equipado de una manera modular de manera que los componentes de sustrato introducidos en el sistema en un lote se pueden someter a tratamientos diferentes (recubrimiento, tratamiento de superficie). La invención proporciona además un método novedoso para tratar y/o recubrir la superficie de los componentes de sustrato mediante la cual pueden ser operados de manera considerablemente más económica sistemas de recubrimiento de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o PVD reactiva. El procedimiento es como sigue: a) compilar unidades de recubrimiento y/o tratamiento (evaporador, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo corrosivo) y elementos de protección a partir de módulos en la cámara de deposición o tratamiento de acuerdo con un programa deseado de recubrimiento o tratamiento para los componentes de sustrato; b) equipar los portadores de sustrato con aquellos componentes de sustrato que se van a someter al mismo tratamiento; c) cerrar la cámara de deposición o tratamiento; y d) llevar a cabo los programas individuales de tratamiento o recubrimiento para los componentes de sustrato combinados en grupos sobre los portadores de sustrato en un lote.

Description

APARATO PARA TRATAR Y/O RECUBRIR LA SUPERFICIE DE UN COMPONENTE DE SUSTRATO DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se relaciona con un dispositivo y un método para el tratamiento de superficie y/o recubrimiento de componentes de sustrato por deposición a partir de la fase gaseosa, en particular por deposición física a partir de la fase gaseosa de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o el método PVD reactiva, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 o la reivindicación 14, respectivamente. Mediante la utilización de los dispositivos o métodos es posible aplicar recubrimientos muy delgados, por ejemplo, recubrimientos para protección a la corrosión y al desgaste, tales como recubrimientos de carburo basados en titanio, por ejemplo a superficies de pieza de trabajo, es decir, a componentes de sustrato. Los recubrimientos delgados se utilizan con frecuencia en producción de herramientas, en particular en la producción de herramientas de maquinado de precisión, por ejemplo herramientas de perforado, fresado o escariado.

Aunque el método de CVD (deposición química de vapor) opera utilizando temperaturas de procesamiento comparativamente elevadas, de 900 a 1100 °C, las temperaturas de procesamiento pueden disminuir sustancialmente en el REF: 220426 procedimiento PVD, es decir, a aproximadamente 100 a 600°C. De acuerdo con este método, el material de recubrimiento primero se vaporiza al aplicar un efecto físico adecuado, por ejemplo mediante un haz de electrones, un arco eléctrico (arco PVD) o deposición electrónica. El material vaporizado después incide sobre la superficie del sustrato, en donde forma capas. Con el fin de que las partículas de vapor alcancen el sustrato, se debe utilizar vacío parcial. En este procedimiento se produce un movimiento lineal de partículas de manera que el sustrato se debe mover con el fin de que toda la superficie del sustrato se pueda recubrir de manera uniforme y homogénea.

No obstante, la temperaturas menores de procesamiento en el método PVD se obtienen a costa de mayor descarga del dispositivo. Esto es debido a que los sustratos que se van a recubrir - para obtener una buena adhesión de recubrimiento - se deben someter a un pretratamiento de superficie cuidadoso y un control de procedimiento preciso. Además, se debe asegurar que se compensen los denominados efectos de sombreado. Por lo tanto, las instalaciones de recubrimiento PVD relevantes deben estar equipadas con una tecnología de impulsión para el movimiento continuo de los componentes de sustrato durante el procedimiento de recubrimiento o tratamiento de superficie. Además, debido a que la deposición o vaporización se realiza al alto vacío, es decir, en un intervalo de 10"4 a 10 Pa, es decir, la cámara de tratamiento debe estar sellada herméticamente con respecto al exterior y de esta manera se tiene como resultado una construcción comparativamente compleja de la instalación de recubrimiento.

Con el fin de transferir los materiales de recubrimiento tales como metales a la fase gaseosa se han propuesto diversas maneras de acuerdo con el método PVD tales como deposición electrónica que incluye deposición electrónica por magnetrón, recubrimiento electrolítico con iones, que incluye recubrimiento electrolítico con iones reactivo o vaporización láser o vaporización en vacío. Todos los métodos comparten la característica de que los parámetros de procesamiento tales como la atmósfera de -gas, temperatura y orientación de la superficie del sustrato al material de recubrimiento se deben mantener de manera muy precisa para obtener el efecto deseado de recubrimiento o tratamiento. Por lo tanto, se han construido instalaciones de recubrimiento de manera que la cámara de tratamiento proporciona espacio para portadores de sustrato múltiples y unidades de recubrimiento y/o tratamiento, tales como fuentes vaporizadoras , cátodos, objetivos, magnetrones, etc. Las instalaciones de tratamiento de vacío se describen, por ejemplo, en DE 10 2005 050 358 Al o en DE 10 2006 020 004 Al.

Los sustratos que van a ser tratados y/o recubiertos únicamente se pueden proporcionar con un tipo único de recubrimiento utilizando las instalaciones disponibles comercialmente . Incluso si este tipo de recubrimiento es un recubrimiento de capas múltiples, como se describe en el documento de E.U.A. 6,051,113, por ejemplo, para instalaciones de recubrimiento típicas, esto significa que solo un tipo de recubrimiento se puede depositar siempre sobre la totalidad del lote de las instalaciones de recubrimiento, incluso si el espesor del recubrimiento se puede comportar de modo diferente sobre el lote completo.

Esto ha resultado en que las instalaciones de recubrimiento típicas con frecuencia únicamente pueden ser operadas ineficientemente. Esto es debido a que el porcentaje más alto de tiempo de procesamiento en las instalaciones de recubrimiento y/o tratamiento descritas al inicio de acuerdo con el método PVD se consume en calentar y enfriar los sustratos y sus dispositivos de sujeción. Además, debido a que el espectro de componentes de sustrato que se van a recubrir está ampliamente diseminado en muchos centros de recubrimiento, también se requieren recubrimientos diferentes para los diferentes componentes de sustrato. Dado que el volumen de la instalación de recubrimiento es fijo debido a las dimensiones del recipiente de recubrimiento y el número de sustratos o componentes de sustratos los cuales requieren un tipo de recubrimiento específico con frecuencia es insuficiente para satisfacer una instalación de recubrimiento al 100%, no se pueden mantener los tiempos de entrega requeridos.

Por lo tanto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un dispositivo para el tratamiento de superficie y/o recubrimiento de componentes de sustrato por deposición a partir de la fase gaseosa, en particular por deposición física a partir de la fase gaseosa de acuerdo con el método PVD, y un método para operar este dispositivo, uso el cual es posible para minimizar los tiempos de procesamiento y entrega.

Este objetivo se obtiene con respecto al dispositivo por las características de la reivindicación 1 y con respecto al método por las etapas de método de la reivindicación 1 .

De acuerdo con la invención, el dispositivo se construye de manera que puede ser equipado con módulos y de modo tal que los componentes de sustrato introducidos en un lote dentro del dispositivo de recubrimiento se pueden someter a tratamientos diferentes, es decir, un recubrimiento o un tratamiento de superficie, después de cerrar la cámara de recubrimiento/tratamiento, mediante el diseño de acuerdo con la invención del dispositivo, se puede incrementar de manera significativa el grado de utilización de la instalación de recubrimiento y, además, la instalación de recubrimiento puede ser operada sustancialmente de modo más económico y con una eficiencia de energía mejorada en gran medida. Esto es debido a que un número más grande de componentes de sustrato de acuerdo con la invención en la instalación de recubrimiento únicamente van a ser calentados y enfriados una vez, por lo que se ahorra en un grado significativo tiempo de procesamiento.

El método de acuerdo con la invención está caracterizado en su parte fundamental en que las unidades de recubrimiento y/o tratamiento y los módulos de protección se pueden ensamblar de acuerdo con el programa deseado de recubrimiento y/o tratamiento para diferentes componentes de sustrato que se van a recubrir y el portador de sustrato después se puede equipar con aquellos componentes de sustrato los cuales se van a someter al mismo tratamiento en un lote. Después del cierre de la cámara de tratamiento, los módulos de protección y el controlador de proceso de la instalación asegura que los componentes de sustrato ensamblados en los portadores de sustrato individuales se puedan someter a un programa individual de recubrimiento y/o tratamiento. De acuerdo con un refinamiento del método, diferentes tratamientos de los componentes de sustrato incluso se pueden llevar a cabo simultáneamente en diversos lugares de la cámara de recubrimiento.

Debido a la construcción modular de la instalación es posible adaptar la instalación de recubrimiento de un modo extremadamente flexible a la situación de orden existente respectiva. Se obtiene una ventaja adicional en que la instalación puede ser operada de manera económica incluso si se carga solo una cantidad reducida, en aquellas áreas que se pueden proporcionar dentro de la cámara de tratamiento las cuales se pueden calentar y enfriar individualmente y protegidas de otras áreas de la cámara de tratamiento y en las cuales se puede realizar un programa específico de recubrimiento y/o ataque ha sido bajo protección de áreas adicionales de la cámara.

Los refinamientos y variantes ventajosos de la invención son la materia objeto de las reivindicaciones dependientes .

Con el refinamiento de la reivindicación 2, se utiliza ventajosamente el espacio de instalación de la cámara de tratamiento, la ventaja adicional resulta que los diferentes tratamientos de los componentes de sustrato pueden llevarse a cabo simultáneamente debido a la separación espacial de las estaciones de tratamiento. Además, la posibilidad de este modo se abre a someter diferentes portadores de sustrato de las unidades seleccionadas de recubrimiento y/o tratamiento a un tratamiento individual que tiene parámetros de procesamiento monitoreados con precisión, sin que sea alterado por unidades adyacentes de recubrimiento y/o tratamiento. De esta manera se puede obtener una tasa de crecimiento muy precisa y homogénea del recubrimiento.

A través de la unidad de protección de acuerdo con la reivindicación 3, la cual preferiblemente a su vez se implementa como un módulo, es posible ahorrar espacio valioso de instalación, debido a que los componentes de sustrato se pueden someter a tratamientos diferentes incluso en un espacio de instalación extremadamente apretado utilizando los módulos de protección.

Se ha demostrado que es suficiente con facilidad para instalaciones de recubrimiento por PVD implementar los módulos de protección en forma de una configuración de pared de división de acuerdo con la reivindicación 4, sin tener que aceptar reducción de calidad en el tratamiento de superficie o el recubrimiento. Las paredes de división pueden comprender materiales diferentes, que incluyen materiales cerámicos y/o metal perforado.

La flexibilidad de la instalación se incrementa de manera adicional si, de acuerdo con la reivindicación 5, se proporcionan cinemáticas, el uso de las cuales permite que se pueda cambiar la ubicación relativa entre los portadores de sustrato y el recubrimiento y/o las unidades de tratamiento y/o las unidades de calentamiento cuando se cierra la cámara de deposición o tratamiento.

Es fundamentalmente posible proporcionar las unidades de recubrimiento y/o tratamiento con un impulsor junto con la construcción de portador. No obstante, las cinemáticas son más sencillas si una mesa de instalación de acuerdo con la reivindicación 6 se equipa con un impulsor giratorio .

La unidad de impulsión giratoria para la mesa de instalación ventajosamente se utiliza de modo simultáneo como una unidad separadora para colocar los portadores de sustratos seleccionados en relación con las unidades seleccionadas de recubrimiento y/o tratamiento, por lo que se vuelve menor el gasto de control.

De acuerdo con la reivindicación 10, se proporciona un impulsor giratorio, por ejemplo en forma de una flecha para un portador de sustrato en cada espacio de instalación de la mesa de instalación. De esta manera es posible operar la instalación de recubrimiento de una manera típica cuando se llena al 100% con elementos de sustrato que van a ser recubiertos uniformemente sin pérdida de la flexibilidad de la instalación descrita antes.

Utilizando la modificación a la reivindicación 11, por ejemplo, un portador de sustrato seleccionado en proximidad directa con una unidad de recubrimiento y/o de tratamiento se puede ajustar el movimiento rotacional sin accionar la operación cíclica, por lo que es posible depositar un recubrimiento extremadamente homogéneo el cual se define de manera precisa en su espesor sobre estos componentes de sustrato seleccionados.

Fundamentalmente, es posible colocar las unidades seleccionadas de recubrimiento y/o tratamiento en función de manera sucesiva. La construcción de acuerdo con la invención de la instalación de recubrimiento también permite que las unidades seleccionadas de recubrimiento y/o tratamiento sean operadas de manera sincronizada, no obstante, por lo que se ahorra tiempo de procesamiento adicional.

Las modalidades ejemplares de la invención se explican con mayor detalle en lo siguiente en base en los dibujos esquemáticos. En las figuras: la figura 1 muestra una vista en perspectiva del interior de una instalación de recubrimiento con la pared de la cámara de recubrimiento retirada; la figura 2 muestra esquemáticamente la vista superior de la instalación de recubrimiento de acuerdo con la figura 1 con la cámara de recubrimiento cerrada; la figura 3 muestra una vista en sección esquemática de la instalación de recubrimiento de acuerdo con la figura 2 en sección que corresponde a III-III en la figura 2; la figura 4 muestra una vista esquemática en perspectiva de los componentes impulsores seleccionados de la instalación de recubrimiento de acuerdo con la invención; y la figura 5A a la figura 5D muestra vistas para ilustrar diferentes posiciones de la mesa de instalación durante el desempeño del método de acuerdo con la invención.

Las figuras muestran esquemáticamente los componentes recibidos en el interior de una cámara de procesamiento (no mostrada en mayor detalle) de una instalación de recubrimiento, la cual se requiere para recubrir componentes de sustrato de acuerdo con el método PVD o de acuerdo con el método PVD reactivo. En otras palabras, los montajes mostrados en las figuras son situados para una cámara de recubrimiento o cámara de vacío la cual puede ser evacuada y preferiblemente se proporciona con diversas conexiones de gas. Estas cámaras de vacio se conocen de manera que se puede omitir aquí una descripción más precisa de esta cámara. El rasgo especial de la instalación de recubrimiento que se va a describir con mayor detalle en lo que sigue es de qué manera el interior de la cámara de deposición o tratamiento la cual puede ser evacuada se puede equipar con el fin de aumentar de manera significativa la rentabilidad durante el funcionamiento de la instalación y minimizar los tiempos de procesamiento de la instalación debido a una flexibilidad mejorada.

Para este fin se selecciona una construcción modular del dispositivo de recubrimiento. Los módulos 12 de recubrimiento y/o tratamiento se colocan en intervalos angulares predeterminados alrededor de una mesa de instalación identificada con el número 10. Estos módulos 12 de recubrimiento y/o tratamiento preferiblemente se conforman por vaporizadores o los denominados cátodos de deposición electrónica que tienen objetivos los cuales pueden ser equipados modularmente , es posible utilizar los denominados obturadores adicionales -no mostrados con mayor detalle-. Los módulos de recubrimiento o tratamiento son conocidos por sí mismos de manera que es superflua aquí una descripción más precisa de estos componentes. No obstante debe enfatizarse que la presente invención no se limita a módulos de tratamiento/recubrimiento especiales. Más bien, se pueden utilizar todas las unidades usadas habitualmente en procedimientos de recubrimiento de acuerdo con el método PVD. Además de los módulos 12 de recubrimiento/tratamiento, se proporcionan unidades 14 de calentamiento adicionales las cuales típicamente son situadas entre los módulos 12 de tratamiento y también se pueden implementar como módulos .

Un ánodo de ataque ácido ha sido identificado con el número 16 se localiza- en el centro de la mesa 10 de instalación la cual funciona junto con un cátodo de filamento central (que no se muestra con mayor detalle en las figuras) el cual está por encima de los módulos de recubrimiento 12 y las unidades 14 de calentamiento en el área de la cúpula (no mostrada) de la cámara de recubrimiento .

La figura 1 muestra la configuración de los módulos que se requieren para el recubrimiento o tratamiento cuando se abre la cámara de deposición o de tratamiento, mientras que la configuración se muestra cuando la cámara se cierra en la vista superior de acuerdo con la figura 2. Esta vista muestra que una parte de los módulos 12 de recubrimiento y las unidades 14 de calentamiento agrupadas alrededor de la mesa 10 de instalación se pueden instalar sobre una parte separada la cual se utiliza como una puerta de cargado para la cámara de vacío. Los módulos restantes de recubrimiento y calentamiento se instalan sobre la construcción portadora la cual - igual que la puerta de cargado - tiene puntos de instalación para la configuración flexible de los módulos de recubrimiento y calentamiento.

La mesa 10 de instalación se implementa como un tipo de carrusel y transporta - en su manera más obvia a partir de la figura 2 - una multiplicidad, por ejemplo 8 en la modalidad ejemplar que se presenta, de espacios de instalación 18-1 a 18-8 diseñados preferiblemente de manera idéntica, los cuales pueden ser equipados individualmente con módulos diferentes.

Una flecha 22 impulsora se asocia con cada espacio de instalación 18-1 a 18-8, cada uno de los cuales tiene un eje rotacional vertical. En los espacios de instalación 18- 2, 18-4, 18-6 y 18-8, la flecha 22 impulsora se acopla fijada rotacionalmente a una flecha 24 portadora vertical, la cual transporta tornamesas 26 que tienen receptáculos 34 de enchufe que sujetan componentes de sustrato, tales como taladros, a intervalos axiales predeterminados y preferiblemente ajustables. Los receptáculos de enchufe se implementan de manera que los taladros sobresalen del receptáculo de enchufe con las secciones de superficie que se van a recubrir o tratar.

La flecha 24 portadora se estabiliza utilizando una varilla 20 de soporte y un brazo 28 de soporte. Se puede asegurar por medio de una transmisión (que no se muestra con mayor detalle) , en donde los receptáculos de enchufe y por lo tanto también los componentes de sustrato ejecutan una rotación separada en direcciones idénticas u opuestas alrededor del eje del receptáculo de enchufe, el cual también está vertical, por rotación de las tornamesas 26.

La figura 4 indica esquemáticamente, en base en la cinemática un poco alterada de la vista de la figura 1 a la 3, la manera en que se puede transmitir el movimiento rotacional a la mesa 10 de instalación y a las flechas 22 impulsoras. Una rueda de engranaje 32 impulsora, la cual está en acoplamiento engranado con el engranaje interno de un primer engrane 34 de anillo, se localiza debajo de la mesa 10 de instalación. El engrane 34 de anillo se conecta rotacionalmente fijo a un segundo engrane 36 de anillo desviado axialmente que tiene un diámetro mayor el cual puede ser impulsado por medio del engranaje interno utilizando un primer piñón 32 de impulsión.

La flecha 22 que transporta la rueda de engranaje 32 impulsora se extiende giratoriamente montada a través de la mesa 10 de instalación y también se aloja de manera que puede girar en una rueda de engranaje 40 que se localiza debajo de la mesa 10 de instalación la cual es impulsable por medio de un segundo piñón 42 de impulsión.

Por lo tanto, cuando el segundo piñón 42 de impulsión es impulsado, la rueda de engranaje 40 impulsa a las flechas 22 de impulsión y por lo tanto la mesa 10 de instalación en dirección rotacional. De esta manera, la mesa 10 de instalación puede producir ciclos.

Simultáneamente, las ruedas de engranaje 32 de impulsión giran sobre los dientes internos del primer engrane 34 de anillo. Mediante un control adecuado del impulsor giratorio del primer piñón 38 de impulsión, la velocidad del primer engrane 34 de anillo se puede mantener igual que la velocidad de la rueda de engranaje 40 de manera que las flechas 22 de impulsión no giren durante el movimiento cíclico de la mesa 10 de instalación.

En contraste, si el impulsor del segundo piñón 42 de impulsión se detiene y la mesa de instalación permanece separada, todas las flechas 22 de impulsión pueden ajustarse en movimiento rotacional simultáneamente al activar el primer piñón 38 de impulsión.

Algunos de los espacios de instalación, es decir, los espacios de instalación 18-1, 18-3, 18-5 y 18-7 están equipados de manera diferente a los espacios de instalación 18-2, 18-4, 18-6 y 18-8. Transportan una placa 44 de cubierta, la cual tiene un sujetador 46 para una placa 48 de protección orientada radialmente por encima de la flecha 22 impulsora de cubierta. Se proporciona en cada caso, una configuración secreta de pared de protección instalada estacionaria, adicional entre dos placas 48 de protección adyacentes de los espacios de instalación 18-1 y 18-7 o 18-3 y 18-5, el cual está conformado en cada caso por una placa 52 convexa y una placa 54 secante y la cual protege el espacio entre la placa 48 de protección radial adyacente de los espacios de instalación adyacentes. Las placas 48 de protección y las configuraciones 50 de pared de protección también se diseñan como módulos y se pueden instalar - dependiendo de la configuración de los componentes restantes de tratamiento/recubrimiento - en posiciones diferentes en el interior de la cámara de recubrimiento.

Se tiene como resultado el siguiente efecto de la construcción de la instalación de recubrimiento descrita antes : No sólo los portadores 2 de sustrato, sino también las unidades 12 de recubrimiento y/o tratamiento tales como las fuentes de vaporizador, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodos de filamento y el ánodo de ataque ácido así como los módulos 14 de calentamiento se pueden ensamblar modularmente y se pueden configurar de manera tal que los componentes de sustrato introducidos en un lote dentro de la instalación se puedan someter a tratamientos diferentes (recubrimiento, tratamiento de superficie) en la cámara de recubrimiento y tratamiento. Específicamente, los componentes de sustrato, por ejemplo, taladros diferentes, se pueden ensamblar sobre portadores de sustrato diferentes los cuales se someten a tratamientos diferentes en diversas posiciones en la cámara de deposición o tratamiento, por lo menos los componentes 56 de sustrato los cuales están situados sobre un portador 26 de sustrato exclusivamente se mantienen en el área de influencia de una unidad 12 de recubrimiento y/o tratamiento muy específica vía las placas 48 de protección y la configuración 50 de pared de protección.

Debido a que, de manera adicional, se proporciona un dispositivo impulsor, cuyo uso permite que la ubicación relativa entre los portadores 26 de sustrato y las unidades 12 de recubrimiento y/o tratamiento se puedan cambiar con la cámara de deposición y/o tratamiento cerrada, se tiene como resultado la posibilidad de operación rentable de la instalación de recubrimiento incluso si se deben proporcionar sólo algunos componentes de sustrato con un recubrimiento específico o se deben someter a un tratamiento específico. Esto es debido a que, las unidades 12 de recubrimiento y/o tratamiento, tales como vaporizadores, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo de ataque ácido, así como los elementos de protección 48 y 50 se pueden ensamblar a partir de módulos en la cámara de deposición o tratamiento de acuerdo con el recubrimiento deseado o el programa de tratamiento para los componentes de sustrato y los portadores 26 de sustrato se pueden equipar en consecuencia con aquellos componentes de sustrato los cuales se van a someter al mismo tratamiento. Posteriormente, la cámara de deposición o tratamiento se puede cerrar, después de lo cual, se pueden llevar a cabo a través de un lote los programas individuales de tratamiento o recubrimiento para los componentes de sustrato ensamblados en grupos sobre los portadores (26) de sustrato. El calentamiento y enfriamiento de los componentes de sustrato y los tiempos múltiples de portadores de sustrato se pueden suministrar, por lo que el tiempo de procesamiento se puede ahorrar en un grado significativo y la utilización en la instalación de recubrimiento se puede incrementar en gran medida incluso en el caso de lotes pequeños .

Esto se explica en base en el ejemplo de tratamiento que está fundamentado desde la figura 5A hasta la figura 5D: Por ejemplo, se supone que se van a aplicar en un lote tres tipos diferentes de recubrimientos. En este caso - como se muestra en la figura 5A - las posiciones 1, 3, 5 y 7 están ocupadas por módulos de mampara 48-1, 48-3, 48-5 y 48-7. Los sustratos se cargan en las posiciones 2, 4, 6 y 8.

Las fases de procesamiento de bombeo, calentamiento y enfriamiento son idénticas para todos los portadores, la mesa 10 de instalación o el carrusel gira alrededor de su eje.

Para ataque ácido (ataque ácido con iones) , el carrusel 10 se detiene y los portadores 26 de sustrato en las posiciones 4 y 8 giran alrededor de sus propios ejes. La fase de ataque ácido puede comenzar (figura 5A) .

Tan pronto como se completa el ataque ácido para las posiciones 4 y 8, los ciclos de impulsión avanzan y las posiciones 2 y 6 se ponen en la posición de ataque ácido (figura 5B) . Las posiciones 6 y 2 ahora giran alrededor de su propio eje, hasta que se completa el bombardeo por iones.

Cuando se ha completado exitosamente la fase de ataque ácido, comienza el recubrimiento (figura 5C) . Las posiciones 4 y 8 giran alrededor de sus propios ejes y los vaporizadores izquierdo y derecho respectivos asignados a estas posiciones que tienen los objetivos TiAl y Ti se encienden, se abre un obturador (no mostrado con mayor detalle) - en caso de que se proporcione - después de que se completa la eliminación por quemado (si es posible) . La posición 4 - después de acumulación de una atmósfera de nitrógeno adecuada - es recubierta utilizando nitruro de titanio y la posición 8 se recubre utilizando nitruro de titanio y aluminio. En base en el espesor de recubrimiento obtenido, los vaporizadores se apagan y/o se cierran los obturadores asociados. Los ciclos de impulsión avanzan a la posición de acuerdo con la figura 5D.

Las posiciones 2 y 6 ahora se pueden recubrir utilizando una nanocapa. Cuando las posiciones 2 y 6 alcanzan el vaporizador respectivo requerido para la siguiente capa, se encienden los vaporizadores correspondientes y/o se abren los obturadores - en caso de que se proporcionen - . Se puede depositar la capa respectiva. la posición después gira adicionalmente alrededor de si propio eje.

Cada posición puede ser recubierta individualmente o también de manera simultánea por diversos vaporizadores.

Con el fin de avanzar en el ciclo, el carrusel gira alrededor de su propio eje. Si se han depositado todos los recubrimientos los vaporizadores se apagan. La totalidad del lote ahora se enfría, después de lo cual la cámara de recubrimiento o tratamiento, es decir, el recipiente se puede ventilar. El procedimiento ha finalizado.

Este procedimiento descrito en lo anterior es únicamente una posible variante. Dependiendo del número de vaporizadores proporcionados y los materiales objetivo de los mismos, el número de posiciones, y como una función de la construcción de los módulos de mampara, son posibles en un procedimiento diversos números de tipos de recubrimiento. El nivel de llenado también depende directamente de las condiciones mencionadas y por lo tanto es variable. También son posibles procedimientos acortados mediante la construcción modular. En este caso, se cargan solo un número reducido de posiciones y estas se calientan, se pretratan y recubren de una manera dirigida.

Por supuesto, son posibles desviaciones de la modalidad descrita en lo anterior sin por esto abandonar la idea básica. Asi, por supuesto, también se pueden depositar otros recubrimientos, por ejemplo recubrimientos decorativos .

En vez de los módulos de mampara, los cuales se pueden colocar en los espacios de instalación, las unidades de mampara, las cuales son insertadas radial o axialmente al interior de la cámara de tratamiento también se pueden utilizar y/o mover y/u orientar.

Además, por ejemplo, se puede realizar una inversión cinemática en el área de la impulsión para los portadores de sustrato de manera que la mesa de instalación permanezca estacionaria y las unidades de tratamiento/recubrimiento sean impulsadas.

En vez del ánodo de ataque ácido también se pueden utilizar otras unidades funcionales para pretratamiento del sustrato en la cámara de recubrimiento, la configuración espacial de estas unidades funcionales también es capaz de variar en límites amplios, por ejemplo debido al procedimiento .

Finalmente, la cinemática de impulsión también puede hacerse variar libremente para proporcionar los movimientos relativos requeridos entre los componentes de sustrato y las unidades de recubrimiento o de tratamiento. Únicamente es decisivo que el impulsor sea capaz de someter la mesa de instalación, los portadores de sustrato y ventajosamente también los sujetadores para los componentes de sustrato individuales en un movimiento rotacional relativo en relación a las unidades de tratamiento.

La operación como esta es posible utilizando instalaciones típicas y también se puede implementar utilizando la configuración descrita, esto es debido a que todas las posiciones presentan sustratos. No obstante, no hay módulos de mampara 48, 50 que se instalen después. Todos los sustratos localizados en el lote se tratan de manera comparable en las diversas fases de procesamiento. Únicamente un tipo de recubrimiento se deposita.

Una posibilidad adicional de operación es que el procedimiento de recubrimiento se acorte en que únicamente se equipen portadores de sustratos seleccionado y por lo tanto la instalación se carga únicamente con una cantidad reducida y, durante el tratamiento, únicamente el sector en el cual se va a realizar el tratamiento o recubrimiento es el que se calienta.

La invención de esta manera proporciona un dispositivo para el tratamiento de superficie y/o el recubrimiento de componentes de sustrato por deposición a partir de la fase gaseosa, en particular por deposición física desde la fase gaseosa de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o el método PVD reactiva. Los portadores de sustrato múltiple y los recubrimientos múltiples y/o las unidades de tratamiento tales como fuentes de vaporizador, cátodos, objetivos, raagnetrones, cátodo de filamento y ánodo de ataque ácido son situados en la cámara de deposición o tratamiento la cual puede ser evacuada para utilización más económica de la instalación, puede estar equipada modularmente de manera que los componentes de sustrato introducidos en un lote en la instalación se pueden someter a tratamientos diferentes (recubrimiento, tratamiento de superficie) .

Además, la invención proporciona un método novedoso para el tratamiento de superficie y/o recubrimiento de los componentes de sustrato, uso de las instalaciones de recubrimiento el cual, de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o el método PVD reactiva puede ser operado de manera significativamente más rentable. Se define por las siguientes etapas de método: a) ensamblar unidades de recubrimiento y/o tratamiento (vaporizadores, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo de ataque ácido) así como elementos de protección a partir de módulos en la cámara de deposición o tratamiento que corresponden a un recubrimiento deseado o un programa de tratamiento para los componentes de sustrato; b) equipar los portadores de sustrato con los componentes de sustrato los cuales se van a someter al mismo tratamiento; c) cerrar la cámara de deposición o tratamiento; y d) correr, a través de programas individuales de tratamiento o recubrimiento para los componentes de sustrato, los cuales se ensamblan en grupos sobre los portadores de sustrato, en un lote.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un dispositivo para el tratamiento de superficie y/o recubrimiento de componentes de sustrato por deposición a partir de fase gaseosa, en particular por deposición física desde la fase gaseosa de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o el método PVD reactiva, que tiene una cámara de deposición o tratamiento la cual puede ser evacuada y en la cual se colocan portadores de sustrato múltiples y unidades múltiples de recubrimiento y/o tratamiento (fuentes de vaporizador, cátodos, objetivos, magnetrones, unidades de calentamiento, cátodo de filamento y ánodo de ataque ácido) , caracterizado porque tiene una capacidad para equipar la instalación modularmente de manera que los componentes de sustrato introducidos en un lote en la instalación se pueden someter a tratamientos diferentes (recubrimiento, tratamiento de superficie) .

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los componentes de sustrato se someten a los diferentes tratamientos en diversas ubicaciones en la cámara de deposición o tratamiento .

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque por lo menos una unidad de protección se puede recibir en la cámara de deposición o tratamiento, cuyo uso permite que por lo menos los componentes de sustrato los cuales son situados en un portador de sustrato se mantengan exclusivamente en el área de influencia de una unidad de recubrimiento y/o tratamiento .

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad de protección se implementa como un módulo y preferiblemente se conforma de componentes planos, tales como una configuración de pared de división la cual se puede ensamblar a partir de placas.

5. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque presenta una unidad, cuyo uso permite que la ubicación relativa entre los portadores de sustrato y las unidades de recubrimiento y/o tratamiento sean intercambiables cuando se cierra la cámara de deposición o tratamiento.

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque, por medio de una mesa de instalación, la cual es recibida en la cámara de deposición o tratamiento radialmente dentro de una construcción portadora para las unidades de recubrimiento y/o tratamiento (fuentes de vaporizador, cátodos, objetivo, magnetrones) , y la cual tiene una pluralidad de espacios de instalación, los cuales están equipados con una fuente de impulsión para los portadores de sustrato distribuidos sobre su circunferencia.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los espacios de instalación están equipados con portadores de sustrato y/o unidades de protección.

8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque una unidad impulsora y separadora cuyo uso permite que sea controlable el movimiento rotacional relativo entre la mesa de instalación y la construcción portadora.

9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la mesa de instalación tiene un impulsor giratorio.

10. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque el impulsor de los portadores de sustrato se descarga sobre los componentes de sustrato.

11. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque el movimiento rotacional de por lo menos un portador de sustrato se desacopla del movimiento cíclico de la mesa de instalación.

12. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque por lo menos las unidades seleccionadas de recubrimiento y/o tratamiento son operables de manera sincronizada.

13. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque la construcción de portador se equipa con posiciones de instalación para las unidades de recubrimiento y/o tratamiento y/o unidades de calentamiento.

14. Un método para tratamiento de superficie y/o recubrimiento de los componentes de sustrato, utilizando deposición a partir de una fase gaseosa, en particular utilizando deposición física a partir de la fase gaseosa, de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o el método PVD reactiva, en el cual los componentes de sustrato se alojan juntos con portadores de sustrato múltiples en una cámara de deposición o tratamiento la cual puede ser evacuada, caracterizado porque comprende las siguientes etapas : a) ensamblar unidades de recubrimiento y/o tratamiento (vaporizadores, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo de ataque ácido) y/o unidades de calentamiento así como elementos de protección a partir de módulos en la cámara de deposición o tratamiento de acuerdo con un programa deseado de recubrimiento o tratamiento para los componentes de sustrato; b) equipar los portadores de sustrato con los componentes de sustrato los cuales se van a someter al mismo tratamiento,- c) cerrar la cámara de deposición o tratamiento; y d) llevar a cabo los programas individuales de tratamiento o recubrimiento para los componentes de sustrato ensamblados en los portadores de sustrato, en un lote.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque, en la etapa d) de método, los portadores de sustrato individuales se colocan, según se necesite, de manera cíclica en una posición relativa la cual es optimizada para el tratamiento de superficie respectivo para la unidad de recubrimiento y/o tratamiento asociada respectiva. RESUMEN DE LA INVENCION La invención se relaciona con un aparato para tratar y/o recubrir la superficie de componentes de sustrato por deposición a partir de la fase gaseosa, en particular por deposición física desde la fase gaseosa de acuerdo con PVD (deposición física de vapor) o el método de PVD reactiva. Se distribuyen en una cámara de deposición o tratamiento, la cual puede ser evacuada una pluralidad de portadores de sustrato y una pluralidad de unidades de recubrimiento y/o de tratamiento tales como fuentes evaporadoras , cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo corrosivo. Con el fin de asegurar una mejor utilización económica del sistema puede ser equipado de una manera modular de manera que los componentes de sustrato introducidos en el sistema en un lote se pueden someter a tratamientos diferentes (recubrimiento, tratamiento de superficie) . La invención proporciona además un método novedoso para tratar y/o recubrir la superficie de los componentes de sustrato mediante la cual pueden ser operados de manera considerablemente más económica sistemas de recubrimiento de acuerdo con el método PVD (deposición física de vapor) o PVD reactiva. El procedimiento es como sigue: a) compilar unidades de recubrimiento y/o tratamiento (evaporador, cátodos, objetivos, magnetrones, cátodo de filamento y ánodo corrosivo) y elementos de protección a partir de módulos en la cámara de deposición o tratamiento de acuerdo con un programa deseado de recubrimiento o tratamiento para los componentes de sustrato; b) equipar los portadores de sustrato con aquellos componentes de sustrato que se van a someter al mismo tratamiento; c) cerrar la cámara de deposición o tratamiento; y d) llevar a cabo los programas individuales de tratamiento o recubrimiento para los componentes de sustrato combinados en grupos sobre los portadores de sustrato en un lote.