RU2087587C1 - Устройство для нанесения диэлектрических покрытий на внутреннюю поверхность подложек полусферической формы - Google Patents

Abstract

Сущность изобретения заключается в том, что для нанесения покрытия на несколько полусфер одновременно недорогим способом с одинаково высоким качеством несколько камер для нанесения покрытия объединены в станцию покрытия полусфер, которая с помощью симметричной системы газопроводов соединена с общим газогенератором и с общим вакуумным насосом. Газопроводы имеют площади поперечного сечения и форму поперечного сечения, которая в зависимости от расстояния "х" от газогенератора или от вакуумного насоса одинакова. Благодаря этому во всех камерах для нанесения покрытий обеспечиваются одинаковые условия потока. Системы газопроводов могут быть образованы из прецизионных трубок или с помощью штабеля монолитных плит, в которых выполнены сверлением или фрезерованием каналы для газа. Несколько станций в свою очередь могут быть объединены в блок, имеющий симметричную систему трубопроводов для газа, соединенную с общим вакуумным насосом и общим газогенератором. 23 з.п. ф-лы, 25 ил.

Description

Изобретение касается устройства для нанесения диэлектрической системы покрытий на внутреннюю поверхность подложек полусферической формы, в частности, при нанесении зеркального флюоресцентного покрытия на рефлекторы, с помощью камеры для нанесения покрытия, которая ограничена полусферической подложкой и составленной с ней по краям и газоплотно соединенной с ней реципиентной (приемной) частью, в которую впадает входной канал для газа и выходной канал для газа и которая имеет снабженное одним или несколькими каналами вытеснительное тело для ограничения реагирующего потока газа, а также с помощью средств возбуждения плазменной зоны в реагирующем газовом слое. Изобретение касается также установки для покрытия подложек полусферической формы, в которой несколько станций покрытия полусфер расположены рядом с друг другом.

Подобные устройства нанесения покрытий известны из DE-OS 4008405. Несколько полусфер располагаются на плите-основании реципиента в пространственной сетке рядом друг с другом для нанесения покрытия с помощью импульсно-плазменного метода. Чтобы выдержать реакционный объем, по возможности, меньшим, полусферы опускают в соответствующие углубления в плите-основании. Крышка реципиента, в соответствии с расположением углублений в плите, снабжена системой вытеснительных тел, которые входят в ограниченные покрываемыми внутренними поверхностями полусфер полости. В боковых стенках реципиента предусмотрено несколько выходных отверстий для газа, через которые объединенный материалом покрытия реакционный газ может отсасываться с помощью вакуумного насоса.

Это устройство имеет тот недостаток, что газовый поток внутри реципиента, во-первых, для каждой полусферы является несимметричным, а во-вторых, различным от полусферы к полусфере, так что в зависимости от положения полусферы внутри реципиента покрытие может получиться различным. Так как технологические допуски не позволяют точной подгонки углублений к форме полусфер, то полусферы лежат (на них) не полностью и между внешней стороной полусферы и углублением образуется промежуточное пространство, в котором возбужденные специи могут оказать влияние на покрытие наружной стенки полусферы.

Для устранения этого нежелательного эффекта в DE-OS 4008405 предусматривается выполнение устройства, в котором подлежащие покрытию плоусферы составляются с открытым наполовину сосудом в реципиент. А именно с помощью подобного устройства устраняется нежелательное выделение реакционных газов на наружной поверхности полусферы, однако не достигается полностью симметричная подача газа в области полусферы из-за выпускной трубки для газа. Другим недостатком этого устройства является то, что можно подвергать покрытию лишь отдельные полусферы друг за другом. Если запустить несколько подобных устройств, то их нужно оснастить каждое собственным газогенератором и собственным микроволновым устройством для получения плазмы. Расходы на установку и производственные расходы при таком суммировании отдельных установок для покрытий получаются очень высокими.

Задачей изобретения поэтому является представить устройство, с помощью которого можно одновременно покрывать несколько полусфер благоприятным по стоимости способом с одинаковым и достаточно высоким качеством.

В соответствии с изобретением, по меньшей мере, две камеры для покрытия располагают рядом друг с другом с образованием устройства (станции) для покрытия полусфер, которые подсоединены к общему для всех камер для нанесения покрытия газогенератору и к общему вакуумному насосу с помощью трубопроводов для газа, причем трубопроводы для подачи газа, а также трубопроводы для отвода газа образуют в каждом случае симметричную систему газовых трубопроводов. Как площади поперечных сечений Q_a (x), так и форма поперечных сечений Q_F (x) трубопроводов для газа в зависимости от расстояния x от газогенератора или от вакуумного насоса, в основном, одинаковы. Под расстоянием x следует понимать отрезок вдоль газопровода от газогенератора до места x. Благодаря этим мероприятиям в отдельных камерах для покрытий получаются в достаточной степени идентичные условия потока, так что покрытие, нанесенное на субстрат в устройстве (станции) для нанесения покрытий на полусферы, имеет одинаковое качество. В каждой камере для нанесения покрытий протекает массовый поток газа, который максимум на ±3% отличается от среднего значения общего массового потока, разделенного на число камер для покрытий.

Другое преимущество состоит в том, что не для каждой камеры для покрытий предусматриваются собственные регуляторы массового потока, так как теперь благодаря разветвленной симметричной системе газопроводов достаточно лишь для одного газа одного регулятора потока массы в газогенераторе.

В изобретении предусматривается, что симметричные системы газопроводов образованы прецизионными трубками, которые имеют незначительные допуски на свое поперечное сечение.

Вместо системы трубопроводов, в соответствии со специальной формой выполнения в, по меньшей мере, одну монолитную плиту вводится система газопроводов в качестве каналов для газа. Реципиентные части отдельных камер для покрытий образованы в виде выемок в этой, по меньшей мере, одной общей плите.

Отдельные полусферы, подлежащие покрытию, не кладут их наружной стороной в эти выемки, как это имеет место при уровне техники, а полусферы кладут на край выемок так, чтобы подлежащая покрытию внутренняя сторона полусферы находилась напротив выемки. Таким образом отдельные камеры для покрытия образуются на общей монолитной плите. Чтобы обеспечить плотное замыкание камер, между краем выемок и подлежащими покрытию полусферами располагается, по меньшей мере, один уплотнительный элемент.

Предпочтительно устанавливать, по меньшей мере, две монолитные плиты, наложенные друг на друга, причем, по меньшей мере, в одной плите располагаются выемки для образования камер для покрытия. Между плитами располагаются уплотнительные элементы, которые могут состоять из уплотнительных шайб или колец. Вместо уплотнительных элементов можно, по меньшей мере, одну из поверхностей плит снабдить покрытием из эластомера, причем его толщина устанавливается в зависимости от степени ровности поверхностей. Слой эластомера предпочтительно наносится на поверхность плиты или плит, в которой нет каналов.

Конструкция устройства для покрытия полусфер с несколькими плитами позволяет изготовлять газовые каналы для отдельных камер для покрытия лишь исключительно путем сверления или фрезерования поверхности плит. Выфрезерованные в поверхности плит каналы ограничиваются соседними плитами или уплотнительными элементами или слоем эластомера соседней плиты. Образование каналов для газа в отдельных плитах путем сверления или фрезерования дает то преимущество, что при этом достигается высокая плотность упаковки подводящих и отводящих трубопроводов, большая стабильность и простая возможность очистки всей системы трубопроводов. Другое преимущество состоит в том, что каналы можно изготовлять с большой точностью. Таким образом, достигают достаточно одинакового значения проводимости потока для всех каналов без дополнительного выравнивания, например, путем диафрагмирования для равномерного распределения газа на каналы и камеры для покрытия.

Монолитные плиты можно изготовлять из металла, как, например, из алюминия, нержавеющей стали или из пластмассы, например из тефлона или поливинилиденфторида, и, при необходимости, они могут иметь покрытие, устойчивое к воздействию протекающего потока. Уплотнительные элементы изготовляют предпочтительно из силиконовой резины и снабжают, по меньшей мере, частично, соответствующими изготовленными в плитах сквозным отверстием выемками, чтобы обеспечить поток газа от одной плиты к другой. На участках, где имеются выфрезерованные в поверхности каналы, уплотнительные элементы или покрытие эластомером перекрывают эти каналы с уплотнением относительно соседней плиты.

Предпочтительно камеры для покрытия располагают по кругу, а к ним ведут каналы для впуска газа и выпускные каналы для газа от центра устройства для покрытия полусфер в виде звезды. Центр в каждом случае соединен с главным входным каналом для газа и главным выходным каналом для газа. Благодаря этому достигают того, что путь потока к отдельным камерам для покрытия имеет одинаковую длину и одинаковую форму. Так как реакционный газ состоит, как правило, из двух компонентов, то таким образом обеспечивают то, что смесь обоих компонентов при достижении отдельных камер для покрытия не обнаруживает никакой разницы (в составе), которая могла бы привести к неравномерному покрытию полусфер.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения достаточно всего четырех плит с тремя проложенными между ними уплотнительными шайбами для образования устройства для покрытия полусфер, содержащего четыре камеры для покрытия. Первая плита, на которую накладываются подлежащие покрытию полусферы своими краями, имеет лишь сквозные отверстия для образования камер для покрытия. Вторая плита для усовершенствования камер для покрытия может иметь совмещаемые и равные по размеру сквозным отверстиям первой плиты глухие отверстия. Однако, также имеется возможность отказаться от этих глухих отверстий, причем затем соответствующие сквозным отверстиям первой плиты участки поверхности первой плиты образуют основание камеры для покрытия. В сквозных отверстиях или в участках поверхности, которые образуют область основания камеры для покрытия, предусмотрены другие сквозные отверстия для образования в каждом случае участка входного канала для газа и выпускного канала для газа. Участки каналов для впуска газа соединены с размещенными в виде звезды в поверхности этой второй плиты каналами, причем эти размещенные звездообразно каналы впадают в расположенный в центре, образованный в виде сквозного отверстия отрезок входного газового канала и переходят в размещенный в противоположной поверхности второй плиты основной входной канал.

Третья плита устройства покрытия полусфер содержит совмещенные с выходным каналом второй плиты сквозные отверстия, которые впадают в размещенные соответственно в форме звезды в поверхности участки выходного канала.

Четвертая плита служит в качестве закрывающей плиты и содержит общий главный входной канал и общий главный выходной канал, которые подсоединяются к общему вакуумному насосу или к общему источнику газа.

В общем оба материала покрытия выбирают таким образом, чтобы для их получения с помощью плазменного метода CVD или, в частности, PJCVD нужно было представить лишь три различных исходных газа. При этом речь идет, например, об O₂, который далее будет обозначаться как газ A, а также, например, TiCl₄ или OSi₂(CH₃)₆, которые далее обозначаются как газы B и C и в зависимости от желаемого покрытия подмешиваются к газу A. При образовании системы покрытий в полусфере в камеру для нанесения покрытий попеременно направляются комбинации газов A плюс B и A плюс C.

Для получения недорогого покрытия нужна высокая скорость нанесения покрытия. Для ее достижения, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, устройство распределения газа располагают между симметричными системами газопроводов и газогенератором. Это устройство имеет подводящий трубопровод для газа A и два независимых трубопровода для газов B и C, которые впадают в общий трубопровод для газа A, где затем осуществляется перемешивание обоих соответствующих газов. В трубопроводах для подачи газов A и B предусмотрены запорные клапаны, а также в каждом случае байпасный трубопровод с другим запорным клапаном.

Если нужна комбинация газов A плюс B, то трубопровод для газа C перекрывают и газ C через открытый байпасный трубопровод направляется к насосу. Если нужна комбинация газов A плюс C, то соответственно включаются клапаны в газапроводе C и закрывается байпасный трубопровод газопровода C, а соответствующий второй клапан открывается.

В качестве клапанов особенно пригодны быстродействующие клапаны, которые могут включаться в течение менее 0,2 сек. Благодаря отводу не нужного в данный момент газа в байбасный трубопровод можно поддерживать массовый (весовой) поток. Таким образом, можно вмонтированные в газогенератор регуляторы массового (весового) потока газов A, B и C устанавливать на постоянное заданное значение. Недостаток сбрасываемого в каждом случае в промежутках газа компенсируется благодаря тому, что возможна быстрая смена без потерь времени, так что не нужно ждать, пока массовый (весовой) поток газа снова не приблизится к заданному значению, как это было бы в том случае, если бы массовый (весовой) поток газа прерывался бы.

Для обеспечения равномерного распределения газа также в камере для нанесения покрытий и таким образом постоянного качества покрытия в отдельных камерах для нанесения покрытий предусмотрена диффузорная насадка, на которой закреплено тело вытеснения. Это тело диффузора имеет предпочтительно резьбовой выступ, на который навинчивают тело вытеснения, или конус, на который может насаживаться тело вытеснения. Это дает то преимущество, что тело вытеснения может устанавливаться в осевом направлении для регулирования желаемого расстояния до внутренней поверхности подлежащей покрытию полусферы. Корпус диффузора предпочтительно, как и вся установка для покрытия полусфер, также состоит из нескольких сэндвичеобразно наложенных друг на друга пластин. При этом для азимутального направления газа в этих пластинах диффузора образованы каналы. Каналы в этих пластинах диффузора, как и в пластинах установки для покрытия полусфер, образованы путем сверления и/или фрезерования для достижения высокой точности газовых каналов. Благодаря этому обеспечивается соответствие качества каналов для потока в теле диффузора качеству симметричных систем газопроводов.

Особенно благоприятное азимутальное направление газа достигается в том случае, если в каждой пластине диффузора предусмотрен кольцевой канал, соединенный с кольцевым каналом соответствующей соседней пластины соединительными каналами, расположенными в осевом направлении. Для того чтобы протекающий от одной пластины к соседней пластине диффузора газовый поток в каждом случае распределялся на два потока, эти соединительные каналы соседних пластин располагаются со смещением относительно друг друга. Наряду с оптимальным распределением газа в кольцевые каналы, благодаря этому достигается улучшение перемешивания газовых компонентов.

В соответствии со специальным вариантом выполнения количество соединительных каналов возрастает от пластины диффузора к пластине диффузора в направлении к субстрату полусферической формы. Поперечное сечение соединительных каналов от пластины диффузора к пластине диффузора становится меньше, так что получается гомогенный ламинарный поток в направлении установки для нанесения покрытия в области покрываемой поверхности полусферы. Обедненный реакционными веществами газ затем отсасывается через центральный канал в теле вытеснения, который простирается через пластины диффузора к выходному каналу для газа соответствующей камеры для нанесения покрытия.

Имеется также возможность подавать газ через центральный канал в теле вытеснения в камеру для нанесения покрытия, а использованный реакционный газ отводить через соединительные отверстия верхней пластины диффузора в расположенный под ней канал, а оттуда подавать в выходной канал для газа соответствующей камеры для нанесения покрытия.

Средство для возбуждения плазменной зоны в нескольких камерах для нанесения покрытий в целях экономии производственных затрат и затрат на установку состоит из единственного микроволнового устройства. Эта микроволновая установка, в соответствии со специальной формой выполнения, включает общий для всех камер для нанесения покрытия установки для покрытия полусфер магнетрон с размещенным в нем датчиком импульсов.

В соответствии с одним вариантом выполнения, над полусферами установки для покрытия полусфер предусмотрен опускаемый кожух резонатора с установленным в центре магнетроном. Этот магнетрон подсоединен к соответствующему датчику импульсов.

В соответствии с другой формой выполнения, над подложками поулсферической формы предусмотрен опускаемый на установку для покрытия полусфер крестообразный волновод с металлическими трубками и металлическими соединительными штифтами, причем крест волновода с помощью соответствующих соединительных трубопроводов подсоединен к общему магнетрону.

Имеется также возможность каждую камеру для нанесения покрытия снабжать микроволновой энергией индивидуально с помощью одного магнетрона, причем для каждого магнетрона предусмотрен или собственный или (общий) для нескольких магнетронов генератор импульсов, поставляющий импульсы высокого напряжения.

Пропуск покрываемых полусфер можно повысить при небольших затратах, располагая несколько станций для покрытия поулсфер в одну установку для покрытия. Объединенные в одной установке станции для покрытия полусфер в этом случае подсоединяются к общему газогенератору или общему вакуумному насосу, так что затраты на все оборудование можно значительно снизить. Газопроводы между газогенератором или вакуумным насосом и отдельными станциями для покрытия полусфер установлены так же, как и в станции для покрытия полусфер. Предусмотрены симметричные системы газопроводов, причем площади поперечных сечений q_A (y) и форма поперечных сечений q_F (y) газопроводов в зависимости от расстояния y от газогенератора или от вакуумного насоса в основном одинаковы.

Газопроводы могут также состоять из прецизионных трубок.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения станции покрытия полусфер расположены рядом друг с другом на одной или разделенной на несколько частей монолитной плите распределителя. Конструкция с разделенной на несколько частей плитой распределителя дает то преимущество, что подающие каналы и отводящие каналы можно изготовлять также исключительно путем сверления и/или фрезерования. Таким образом, обеспечивается также одинаковый стандарт в подаче газа к отдельным станциям для покрытия полусфер, какой имеет место в каждой станции покрытия полусфер и в отдельных камерах для нанесения покрытий, с помощью конструкции по изобретению.

Предпочтительно станции покрытия полусфер объединены в две группы, причем каждая группа с помощью собственных питающих каналов соединена с газогенератором. Так как наносимое покрытие состоит из системы покрытий, которая образуется попеременно из комбинации газов A плюс B и из комбинации газов A плюс C, в питающих трубопроводах предусмотрены переключающие клапаны, которые соединены с соответствующим регулирующим устройством, так что группы покрытия полусфер попеременно могут питаться обеими нужными газовыми смесями.

Газогенератор при этом устроен таким образом, что он одновременно может подавать типы газов A и B к одной группе покрытия полусфер и типы газов A и C к другой группе покрытия полусфер. При изготовлении обеих систем интерференционных покрытий газы B и C переключаются в соответственно другую группу покрытия полусфер, когда наносятся как раз соответствующие покрытия. Если изготовление покрытий, для которых требуются газы B и C, продолжается с различной длительностью, то газ, который в данный момент не требуется, отводится в байпасный трубопровод, а в соответствующей группе покрытия полусфер целесообразно зажигается кислородная плазма. Преимущество этой установки состоит и том, что до 50% дорогостоящего газа B и C можно сэкономить. Другое преимущество состоит в том, что не нужно прерывать газовый поток, так что снова можно осуществить быстрое переключение и таким образом быстрое покрытие полусфер.

Имеется также возможность все станции покрытия полусфер в каждом случае снабжать одинаковой газовой смесью, причем через предусмотренный промежуток времени для изготовления одного слоя осуществлять переключение на соответствующую другую газовую смесь. Для этого предусмотрено газораспределительное устройство, которое работает таким же образом, как и описанное выше для станции покрытия полусфер газораспределительное устройство.

На фиг. 1 дано схематическое изображение станции покрытия полусфер; на фиг. 2 перспективное изображение станции покрытия полусфер в соответствии с другим вариантом выполнения; на фиг. 3 -газораспределительное устройство станции покрытия полусфер в схематическом изображении; на фиг. 4-11 - образующие станцию покрытия монолитные плиты в виде сверху и в разрезе; на фиг. 12-19 состоящее из нескольких пластин диффузора тело диффузора в виде сверху и в разрезе; на фиг. 20-21 тело диффузора в соответствии с другим вариантом выполнения; на фиг. 22-23 микроволновая установка станции покрытия полусфер в виде сбоку и виде сверху; на фиг. 24 и 25 вид сверху или разрез установки покрытия полусфер в схематическом изображении.

На фиг. 1 представлена станция покрытия полусфер 1 в схематическом виде. Предусмотрены две камеры для нанесения покрытия 12a и 12b, которые образованы соответственно субстратом 13 в виде полусферы и реципиентной частью 180. Полусферические субстраты 13 накладываются с уплотнением на реципиентные части 180, которые снабжены разветвленной системой газопроводов, что будет описано ниже с помощью других фигур.

В камерах для нанесения покрытий 12a и 12b расположены тела вытеснения газа 51 газогенератора 146, который имеет также соответствующие регуляторы весового потока, к отдельным реципиентным частям 180 ведет симметричная система газопроводов 175 с газопроводами 170, 171, 172. Для отвода использованного газа для покрытия предусмотрена также симметричная система газопроводов 95 с газопроводами 91, 92 и 93, которые ведут от реципиентных частей 180 к общему вакуумному насосу 90. Поперечное сечение Q_A (x) и форма поперечного сечения Q_F (x) для газопроводов с одинаковым удалением x от газогенератора в основном одинаковы для образования одинаковых условий потока в камерах для нанесения покрытий 12a и 12b. Расстояние x показано на фиг. 1 относительно газопроводов 170, 172.

Представленные на фиг. 1 симметричные системы газопроводов 95 и 175 изготовлены из прецизионных труб. Приемные части 180 могут быть образованы телом диффузора 9, показанным на фиг. 2 и на фиг. 12-19.

На фиг. 2 представлена станция покрытия полусфер 1 с четырьмя камерами для нанесения покрытия 12а-12d, причем симметричные системы газопроводов размещены в четырех монолитных плитах 10, 20, 30, 40. Эти монолитные плиты расположены друг над другом, причем между монолитными плитами 10, 20, 30 и 40 расположены уплотнительные шайбы 21, 31 и 41, которые могут быть также образованы эластомерным покрытием на плитах 10, 20, 30 и 40. Станция нанесения покрытия на полусферы 1 подключена к общему вакуумному насосу 90 и общему газогенератору 146. Как видно в представленной частично в разрезе правой передней камере для нанесения покрытия 12b, плита 10 снабжена сквозным отверстием, а плита 20 глухим отверстием для образования камеры для нанесения покрытия 12b. Камеры для нанесения покрытий 12a, 12c и 12d имеют одинаковое устройство. В каждой камере для нанесения покрытия 12a-12d установлено тело диффузора 9, которое на верхнем конце имеет соответственно по вытеснительному телу 51a-51d. Тело вытеснения 51d в представленном здесь изображении не видно, так как оно закрыто показанной полусферой, подлежащей покрытию.

Форма плит 10, 20, 30 и 40 представлена на фиг. 4-11, в то время как тело диффузора 9 является предметом фиг. 12-19.

На фиг. 3 между станцией покрытия полусфер 1 или системой газопроводов 175 и газогенератором 146 предусмотрено газораспределительное устройство 160. Для трех газов A, B и C предусмотрен в каждом случае собственный газопровод 161, 162 и 163, которые вместе ведут в общий впадающий во входной канал для газа 42 плиты 40 газопровод 170. Так как газ A применяется всегда в комбинации с газом B или с газом C, газ A всегда протекает через газопровод 162, в то время как газы B и C через перекрываемые трубопроводы 161 и 163. Для того чтобы газы B и C можно было смешать соответственно с газом A, предусмотрены клапаны быстрого включения 166, 167, 168 и 169, причем клапаны 166 и 169 расположены в байпасных трубопроводах 164 и 165. Насосный поток газа B и газа C, как и весовой поток газа A можно таким образом поддерживать постоянным, так как в каждом случае не нужный в данный момент газ направляется через байпасный трубопровод 164 или 165 к насосу. Байпасные трубопроводы 164, 165 имеют такое же сопротивление потока, как и общая система трубопроводов, чтобы избежать толчка давления при переключении.

На фиг. 4-11 представлены образующие станцию покрытия полусфер 1 плиты 10, 20, 30, 40, а также расположенные между плитами уплотнительные шайбы 21, 31 и 41 в виде сверху и в разрезе.

Направление потока свежего газа изображено с помощью сплошных стрелок, а направление потока отработанных газов с помощью штриховых стрелок.

На фиг. 4 показан вид сверху на верхнюю плиту 10, которая для образования четырех камер для нанесения покрытия 12a-12d содержит четыре сквозных отверстия 14a-14d. На поверхности 113 плиты 10 по краю отверстий 14a-14d предусмотрены уплотнительные элементы, на которые накладывают подлежащие покрытию полусферы 13.

Снизу к плите 10 к нижней стороне 112 примыкает сначала уплотнительная шайба 21 своей поверхностью 111. К верхней поверхности 110 уплотнительной шайбы 21 прилегает затем вторая монолитная плита 20, которая в показанном здесь изображении имеет четыре глухих отверстия 22, которые служат в целях усовершенствования камер для нанесения покрытий 12a-12d и расположены с совмещением с отверстиями 14a-14d плиты 10. В области основания глухих отверстий 22 образован участок 23 выходного канала для газа и участок 24 входного канала для газа в виде сквозного отверстия. Участок входного канала ля газа 24 впадает в выфрезерованный в поверхности 108 канал 25, который ведет к центральному отверстию 26. Каналы 25, которые ведут от центрального отверстия 26 к отдельным камерам для нанесения покрытий 12a-12d, расположены в форме звезды. Толщина плиты 20 выбирается такой, чтобы на поверхности 108 выходящий из отверстия 26 газовый поток был ламинарным. Определение толщины по газовым характеристикам известно.

Центральное отверстие 26 впадает в выфрезерованный в поверхности 109 плиты 20 главный подводящий канал 27, который соединен со сквозным отверстием 28. Уплотнительная шайба 21 в области камер для нанесения покрытий 12a-12d имеет соответствующие выемки 29.

Плита 20 своей поверхностью 108 накладывается на поверхность 107 уплотнительной шайбы 31, которая своей поверхностью 106 прилегает к поверхности 105 третьей монолитной плиты 30. Плита 30 имеет другой участок общего подающего канала для газа 32, который образован совмещенным с участком канала 28 плиты 20. Участок 23 выходного канала для газа впадает в участок 33 в плите 30, который соединен с расположенными в форме звезды каналами для выхода газа 34.

Снизу примыкает уплотнительная шайба 41, которая имеет выемки 45 и 44. Поверхностью 102 накладывается плита 40, которая служит в качестве закрывающей плиты и имеет центральное отверстие 43 для выпуска газа и сквозное отверстие 42 для подачи газа.

На фиг. 12-19 изображены в плане и разрезе образующие тело диффузора 9 пластины диффузора. В показанной на фиг. 16 и 17 пластине диффузора 80 свежий газ выступает наружу через три канала 86, 87, 88, через центральный канал 85 в виде струй. Расположенная над ней пластина диффузора распределяет свежий газ с помощью кольцевого канала 75 азимутально равномерно и позволяет ему протекать из шести азимутально эквидистантно расположенных соединительных каналов из кольцевого канала 75. Эта пластина 70 лежит таким образом на пластине 80, что концы канала пластины диффузора 80 лежат точно между двумя соединительными каналами 76 пластины диффузора 70. Таким образом обеспечивается, чтобы протекающий через каждый канал пластины диффузора 80 газ разделился на соответственно два равных по величине частичных потока. Соответствующие каналы для отработанного газа 81 и 71 по центру ведут вверх.

Пластины 60 и 50, расположенные над пластиной 70, образованы соответствующим образом, причем кольцевой канал 65 через соединительные каналы 66 соединен с кольцевым каналом 55 пластины 50. Свежий газ втекает наконец через соединительные каналы 56 в камеру для нанесения покрытий. Количество соединительных каналов возрастает от пластины диффузора 80 к пластине диффузора 70 и от нее к пластине диффузора 50.

Пластина диффузора 50 имеет насадку с резьбой 53, на которую навинчено тело диффузора 51, которая имеет центральный канал 52 для удаления реакционного газа. В соответствии с этим также насадок с резьбой 53 имеет центральный канал, который продолжается в расположенной под ним пластине диффузора 60 в каналах 67 и 61, 62 и 63. Три канала 61, 62 и 63 соединены с выпускными каналами ля газа 71, 72, 73, а также 80-87. Пластины 50, 60, 70, 80 с помощью установочных штифтов, которые здесь не показаны и с помощью которых направляются соответственно три отверстия 54, 64, 74, 84, поддерживаются в заданной позиции. Так как между пластинами 50, 60, 70, 80 имеется лишь небольшой перепад давлений, то достаточно сделать поверхности пластин очень плоскими и гладкими во избежание утечек.

В качестве альтернативы резьбовой насадкой 53 может также служить конус для приема тела вытеснения, который имеет то преимущество, что тело вытеснения можно быстро сменить. Преимущество резьбы состоит в возможности настройки тела вытеснения относительно подлежащей покрытию поверхности полусферы.

Если свежий газ вводится через вытеснительное тело, то тело диффузора 150, как видно из фиг. 18 и 19, состоит из одной части. Через входной канал 150 и канал 151, который впадает в центральный канал вытеснительного тела (не показано), вводится свежий газ. Через соединительное отверстие 157, которое впадает в кольцевой канал 156, отводится использованный газ. Тело диффузора 150 имеет уплотнительные элементы 154 и 155 во избежание смешивания свежего газа с использованием.

На фиг. 22 и 23 представлена станция покрытия полусфер 1 с относящимся к ней микроволновым устройством. Микроволновое питание содержит крестообразный волновод 135, из которого через четыре металлические трубки 137, образующие с металлическими соединительными штифтами 138 коаксиальный проводник микроволн, энергия поля направляется к подлежащим покрытию полусферам 13. Четыре рукава волновода прямоугольного сечения крестовин волновода 135 перекрываются с помощью перепускной заслонки 136. Над подлежащими покрытию полусферами 13 предусмотрены металлические соединительные штифты 138. Между центром креста и перепускными заслонками 136 предусмотрено по переходу от волновода прямоугольного сечения к коаксиальному проводнику. Металлический соединительный штифт 132 представляет собой внутренний проводник коаксиального проводника 134. Его глубина погружения в соответствующий наружных проводник и положение перепускной заслонки определяют величину отраженной мощности микроволн, которая подлежит минимированию. В волноводе 139 расположен общий магнетрон 130. В одноходовом проводнике 131 отраженная мощность абсорбируется.

На фиг. 24 представлена в плане установка для покрытия 140, которая в общем состоит из восьми станций покрытия полусфер 1-8, объединенных в две группы 148 и 149.

На фиг. 25 представлена группа 148 станций нанесения покрытий на полусферы 1-4. Каждая станция нанесения покрытия на полусферы имеет кожух резонатора 142 a, b, c, d, в котором в центре в каждом случае расположен магнетрон 141 a, b, c, d. Эти магнетроны 141 a, b, c, d подсоединены к генераторам импульсов, здесь не показанным. Отдельные станции покрытия полусфер 104 состоят в каждом случае из четырех плит 20, 30, 40, 50, как это показано на фиг. 2 и 4-11.

Станции покрытия полусфер 1-4 расположены рядом друг с другом на распределительной плите 143, которая содержит каналы питания 144 и не показанные отводящие каналы для газа. Распределительная плита 143 также может быть построена из нескольких плит, в которых выработаны каналы путем сверления или фрезерования. Газогенератор 146 с газораспределительным устройством 160а служит для одновременной поставки в группу 148 типов газов A и B и в группу 149 типов газов A и C. Для этого предусмотрены трубопроводы подачи газа 144 и 145, причем трубопровод подачи 145 ведет к группе 149. При изготовлении системы интерференционного покрытия газы B и C отводятся в соответственно другую группу покрытия полусфер, когда наносятся как раз соответствующие покрытия. Если изготовление покрытий, для которых необходимы газы B и C, проводится с различной продолжительностью, то газ, который в данном случае не нужен, отводится в байпасный трубопровод (не показан). В группе покрытия полусфер, в которой в данный момент покрытие не производится, можно целесообразно сжигать кислородную плазму во избежание охлаждения полусфер. Вместо образования групп можно также производить покрытие во всех станциях покрытия полусфер с помощью одинаковых газов, причем в каждом случае неиспользованный газ отводится в подобное показанному на фиг. 2 газораспределительное устройство 160 через байпасный трубопровод.

Claims (24)

1. Устройство для нанесения диэлектрических покрытий на внутреннюю поверхность подложек полусферической формы, преимущественно для нанесения зеркального флюоресцентного покрытия на рефлекторы, содержащее источник газовой плазмы, камеру для нанесения покрытий, образованную подложкой полусферической формы и газоплотно соединенной с ней реципиентной частью с каналами для впуска и выпуска газа, и имеющее один или несколько каналов вытеснительное тело для ограничения реагирующего слоя газа, отличающееся тем, что устройство выполнено по меньшей мере из двух расположенных рядом друг с другом камер, объединенных в по меньшей мере одну станцию, подсоединенную к одному общему газогенератору и к общему вакуумному насосу с помощью газопроводов, причем газопроводы установлены с образованием симметричной относительно газогенератора и вакуумного насоса системы, а площади поперечных сечений и форма поперечных сечений трубопроводов на одинаково удаленных от газогенератора или вакуумного насоса и симметрично расположенных участках одинаковы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что системы газопроводов выполнены из прецизионных трубок.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реципиентные части камер выполнены в виде выемок в по меньшей мере одной общей массивной плите, имеющей газовые каналы для симметричного расположения газопроводов.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что камеры для нанесения покрытий расположены относительно центра станции покрытия полусфер так, что центры камер лежат на окружности, центр которой совпадает с центром станции, при этом газопроводы газогенератора выведены через центр камер и соединены газопроводами с центром станции, который соответственно соединен с главным каналом для впуска и главным каналом для выпуска газа.

5. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере двумя наложенными друг на друга отдельными плитами и газопроводы образованы сверлением или фрезерованием на поверхностях плит.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что между плитами установлены уплотнительные элементы.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что уплотнительные элементы выполнены в виде шайб из силиконовой резины или тефлона и имеют по меньшей мере частично выемки, соответствующие сквозным отверстиям в плитах.

8. Устройство по любому из пп.3 7, отличающееся тем, что одна из плит выполнена с эластомерным покрытием на сопряженной с другой плитой поверхности.

9. Устройство по любому из пп.3 8, отличающееся тем, что плиты выполнены из металла или пластмассы.

10. Устройство по любому из пп.3 9, отличающееся тем, что плиты выполнены с покрытием, стойким к газу.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вытеснительное тело закреплено на теле диффузора с возможностью перемещения в осевом направлении.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что тело диффузора выполнено многослойным с по меньшей мере двумя пластинами диффузора, имеющими каналы для азимутального направления газа.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в каждой пластине диффузора предусмотрен кольцевой канал, который соединен с кольцевым каналом соседних пластин диффузора через соединительные каналы, причем соединительные каналы соседних пластин диффузора расположены со смещением относительно друг друга.

14. Устройство по любому из пп.11 13, отличающееся тем, что количество соединительных каналов увеличивается от пластины к пластине диффузора в направлении подложки полусферической формы.

15. Устройство по любому из пп.1 14, отличающееся тем, что оно снабжено газораспределительным узлом, расположенным между симметричной системой газопроводов и газогенератором с возможностью регулирования состава напускаемой газовой смеси.

16. Устройство по любому из пп.1 15, отличающееся тем, что источник газовой плазмы выполнен в виде общего для всех камер микроволнового узла, включающего магнетрон с датчиком импульсов.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что магнетрон снабжен резонаторным кожухом, установленным над полусферической подложкой с возможностью опускания на станцию покрытия, причем магнетрон размещен в центре кожуха.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что магнетрон снабжен крестовиной волновода с металлическими трубами, расположенной над подложкой, которая через соединительный волновод подсоединена к магнетрону и выполнена с возможностью опускания на станцию.

19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник газовой плазмы выполнен в виде отдельных для каждой камеры микроволновых узлов, выполненных в виде магнетрона с датчиком.

20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере две станции, объединенные в блок, подсоединены к общему газогенератору или к вакуумному насосу посредством газопроводов, образующих симметричную относительно газогенератора или вакуумного насоса систему, причем площадь поперечного сечения и форма поперечного сечения газопровода, ведущих к станциям, одинаковы на одинаково удаленных от газогенератора или насоса участках.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что станции для нанесения покрытий расположены рядом друг с другом на состоящей из одной или нескольких частей монолитной распределительной плите, в которую введены симметричные системы газопроводов в качестве каналов для впуска и выпуска газа.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что каналы для впуска и выпуска газа выполнены сверлением и/или фрезерованием в распределительной плите.

23. Устройство по любому из пп.20 22, отличающееся тем, что станции для нанесения покрытий объединены в две группы, причем каждая группа соединена посредством собственных каналов впуска газа с газогенератором для снабженных обоих групп различными газовыми смесями.

24. Устройство по любому из пп.20 23, отличающееся тем, что в газопроводах для впуска газа размещено газораспределительное устройство для попеременного нагружения группы станций для нанесения покрытия на полусферическую поверхность подложек.

Images