RU3757U1 - Вакуумная напылительная установка на крупногабаритные плоские подложки - Google Patents

Abstract

Вакуумная напылительная установка на крупногабаритные плоские подложки, содержащая вакуумную камеру, внутри которой установлены откачные средства, устройство газонапуска, устройство для очистки подложек, напылительные устройства, устройство транспортировки подложек, шлюзовые устройства, а также систему управления, отличающаяся тем, что система управления выполнена в виде компьютерного комплекса ввода и обработки технологической информации, включающего процессор, накопитель информации и блоки отображения информации, а также интерфейсную плату и блоки преобразования сигналов, вакуумная камера выполнена в виде последовательно сочлененных вертикальных щелевых проходных камер, первая из которых - загрузки-выгрузки, вторая - камера напыления, на одной стенке которой расположены протяженный ионный распылитель магнетронного типа на постоянном токе, высокочастотный протяженный ионный распылитель магнетронного типа, первый протяженный ионный источник для очистки, а на противоположной стенке установлены протяженный катодо-плазменный распылитель, второй протяженный ионный источник для очистки, устройство газонапуска и датчик толщины напыляемых покрытий, стенки камеры выполнены разборными, третья - камера разогрева подложек включает источник плазменного тлеющего разряда регулируемой мощности, при этом каждая из камер отделена от другой шлюзовым затвором, устройство транспортировки подложек выполнено в виде челнока-держателя подложек с возможностью перемещения сквозь все камеры в сканирующем режиме, причем входы всех технологических блоков соединены с входами блоков преобразования сигналов.

Description

Вакуумная напь1яительная установка плоокие подложки на кш-пногабаритные

Полезная модель относится к ионношгазменным приборам и может быть использована для высокопроизводительного нанесения на крупногабаритные плоские подяожки сложнокомпозиодонных многослойных тонкопленочньк покрытий из различных материлов.

Известна вакуумная установка периодического действия для ионного распыления (I), содержащая вакуумную камеру, откачные средства, систему газоналуска, два ионных распылителя, систему транспортировки подложек, систему управления.

Эта установка предназначена для нанесения пленок из металлов и окислов методом ионно-плазменного распыления. Однако аксиально-симметричное расположение системы транспортировки подложек и соответствующее этому расположение напылительных устройств ограничивают предельный размер подложек, а также равномерность по толщине напыляемых покрытий, затрудняют автоматизацию управления и контроля за технологическим процессом.

Наиболее близким технологическим решением к предложенному является установка для нанесения покрытий на фасонные детали с вертикальным транспортом подложки и вертикальным позиционированием мимишени (2), содержащее вертикально расположенную прямоугольную камеру, состоящую из камеры загрузки-выгрузки и камеры напшения.жестко соединенных между собой, откачные средства, ионные распылители магнетронного типа на постоянном токе, систему транпортировки подложек и систему управления.

Установка производит напшгение тонкошгеночных покрытий из одного фиксированного материала, периодически, с поштучной загрузкой подложек. Подложки загружаются в камеру со стороны торцевого открывающегося фланп а. Однако поштучная загрузка резко снижает производительность установки, а отсутствие сканирования подложек относительно распылителя ограничивает равномерность наносимых покрытий, а также снижает возможность контроля и управления технологическим процессом.

Наличие одного распылителя предполагает для нанесения многослойных покрытий из различных материалов неоднократное повторение процесса, связанное с разгерметизацией установки, ту же операцию приходится производить и для напыления двусторонних покрытий.

- 2

Достигаемый при использовалии, предложенной вакуумной ншшлительной установки на крупногабаритные плоские подложки технический результат заключается в повышении производительности за счет автоматизации процессов подготовки поверхности крупногабаритных подложек и процесса напыления, а также одновременной загрузки и обработки нескольких подложек, возможность нанесения нескольких слоев из различных материалов на обе стороны подложки в едином вакуумном цикле, а также в повышении качества за счет использования ионной очистки подложек перед и во время напыления, создание многослойных структур с сохранением стехиометрии пленок, их высокой однородности по толщине, а также эффективным контролем и управлением за счет применения сканирования подложек относительно напылительных устройств и систем очистки. Применение плазменного разогрева подложек с последующей ионной очисткой существенно повышает структурные и отгезионные свойства напыляемых пленок.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в вакуумной напылительной установке на крупногабаритные плоские подложки, содержащей вакуумную камеру, откачные средства, устройство газонапуска, устройство для очистки подложек, напылительные устройства, устройство транспортировки подложек, шлюзовые устройства, а также систему управления, отличающаяся тем, что система управления выполнена в виде компьютерного комплекса ввода и обработки технологической информации, включающего процессор, накопитель информации и блоки отображения информации, а также интерфейсную плату и блоки преобразования сигналов, вакуумная камера выполнена в виде последовательно сочлененных вертикальных щелевых проходных камер, первая из которых - загрузки-выгрузки, вторая - камера нашшения, на одной стенке которой расположены протяженный ионный распылитель магнетронного типа на постоянном токе, высокочастотный протяженный ионный распылитель магнетронного типа, первый протяженный ионный источник для ОЧИО-Т1СИ, а на противоположной стенке установлены протяженный катодо-шгазменный распылитель, второй протяженный ионный источник для очистки, устройство газонапуска и датчик толщины напыляемых покрытий, стенки камеры выполнены разборными, третья - камера разогрева подложек включает источник плазменного тлеющего разряда регулируемой мощности, при этом каждая из камер отделена от другой шлюзовым затвором, устройство транспортировки подложек выполнено в виде челнока-держателя подаожек с возможностью перемещения сквозь все камеры в сканирующем режиме, причем входы всех технологических блоков соединены с входами блоков преобразования сигналов.

Сущность предяоженной полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема вакуумной напылительной установки на крупногабаритные плоские подложки.

Установка содержит компьютерный комплекс А ввода и обработки технологической информации, устройство связи Б с вакуумной напылительной установкой на крупногабаритные плоские подложки В.

В состав компьютерного комплекса А входит клавиатура с мышью I, принтер ( HPLa2er jet 4 ) 2, накопитель на магнитном диске 3, монитор SVGA 4, компьютер 6 с процессором IBM PC ЛТ 486 и программным обеспечением 5. Устройство связи Б с вакуумной напылительной установкой содержит плату интерфейсную 7, блок управления устройством плазменного разогрева подложек 8, блоки управления пшюзовым вакуумным затвором 9;18, блоки управления протяженным ионным распылителем магнетронного типа на постоянном токе 10;12, блок управления протяженным катодо-плазменным распылителем II, блоки управления протяженным ионным источником 13;14, блок управления устройством автоматического газонапуска 15, блок управления протяженным высокочастотным ионным распылителем магнетронного типа 16, блок управления датчиком толщины напыляемых покрытий 17, блок управления сканирующим челноком-держателем подложек 19, блок управления устройством открытия-закрытия камеры загрузки-выгрузки подложек 20,

Вакуумная напылительная установка на крупногабаритные плоские подложки В содержит камеру загрузки-выгрузки 21 со сканирующим челноком-держателем подложек 22, камеру напыления 23 с протяженными . ионными распылителями магнетронного типа на постоянном токе 24 и 25, протяженными ионными источниками 26 и 29, протяженным высокочастотные ионным распылителем магнетронного типа 27, протяженным катодо-плазменным распылителем 28, устройством автоматического газонапуска 30, датчиком толпщны напыляемых покрытий 31, камеру разогрева подаожек с устройством плазменного разогрева подложек, откачные средства 34 и шлюзовые вакуумные затворы 35 v 36, 37 и 38.

Отредактированная информация поступает в устройство связи с вакуумной напылительной установкой В,через интерфейсную плату 7 поступает в блоки управления и преобразования сигналов, где она преобразуется в электрические сигналы, управляющие исполнительными органами установки В. После загрузки челнока-держателя подложек 22 камеры загрузки-выгрузки 21 управляющий сигнал от блока управления

20 поступает на устройство закрытия камеры 21 пшюзовым затвором 37, одновременно включаются откачные средства 34. После достижения необходимого парциального давления рабочих газов, обеспечиваемого устройством автоматизированного газонапуска 30, камеры напыления 23 и блоком управления 15, поступают управляющие сигналы от блоков управления 9,18 на открытие вакуумных шлюзовых затворов 35,36. Вслед за этим от блока управления 19 управляющий сигнал подается на сканирующий челнок-держатель подложек 22 камеры загрузки-выгрузки 21, после чего он перемещается в камеру разогрева подложек 32. В камере 32 с помощью сигнала от блока управления 8 включается устройство плазменного разогрева подложек 33. После разогрева подложек начинается технологический процесс заданный системой управления. Челнок-держатель подложек начинает осуществлять перемещение от камеры разогрева подложек 32 через кагиеру напыления 23 до камеры загрузки-выгрузки 21 и обратно. Количество циклов сканирования и последовательность включения протяженных ионных источников для очистки подложек 26,29 и протяженных ионных распылителей магнетронного типа на постоянном токе 24,25 и протяженного высокочастотного ионного распылителя 27, а также протяженного катодо-плазменного распылителя 28 с помощью управляющих сигналов от блоков управления 10,11,12,13,14,16 и сигналов от датчика толщины (покрытий 31, осуществляющего обратную связь с системой управления через блок 17. Таким образом системой управления задается полный цикл технологического режима, определяющего структуру, состав, количество и толщину напыляемых покрытий. После этого управляющий сигнал поступает от блока 20 на открытие шлюзового вакуумного затвора 38 и напыленное стекло выгружается.

Проведенные исследования качества получаемых сложнокомпозиционных покрытий и автоматизированного напылительного процесса на предлагаемой вакуумной напылительной установке на крупногабаритные плоские подложки подтвердили возможность получения вышеуказанных оригинальных технических результатов.

Предложенная полезная модель может быть использована в различных отраслях техники, где требуется получение высококачественных многослойных сложнокомпозиционных покрытий с высокими адгезионными и функциональными характеристиками. Например, установка может быть использована для производства архитектурных стекол с анизотропией пропускания в видшой и инфракрасной областях спектра, крупногабаритных плоских газоразрядных экранов отображения информации, а также сложнокомпозиционных фильтров ионизирующих излучений.

Источники информации:

1.Л.Н.Розанов Вакуумные машины и установки. Ленинград Маищностоение, Ленинградское отделение, 1975г., 6.290.

2.Проспект фирмы

Вакуумная техника. Вакуумная технология. Измерительная и аналитическая техника 1987г., с,14. 5 - --ёВОО 2БРАБдТМ 1 РОГРАШ§,ТШОЛОШЕСКОГд 1РОШССА

1.Клавиатура + Шшь.

2.Принтер (HP Lazep jet4).

3.Накопитель на магнитном диске.

4.Монитор

5.Програмное обеспечение.

6.IBM PC АТ486

Б « СТЮЙСТВО СВЯЗИ С АШШОЙ НАШЖташдЙ УСТАНОВКО

f 7. Плата интерфейсная.

8. Блок управления устройством плазменного разогрева подложек.

9,18..Блок управления шлюзовым вакуумным затвором. 10,12. Блок управления протяженным ионным распылителем магнетронного типа на.постоянном токе.

II. Блок управления протяженным катодо-плазменным распылителем. 13,14. Блок управления протяженным ионным источником.

15.Блок управления устройством автоматического газонапуска.

16.Блок управления протяженньш высокочастотным ионным распылителем - магнетронного типа.

М7. Блок управления датчиком толщины напыляемых покрытий.

19.Блок управления сканирующим челноком-держателем подложек.

20.Блок управления устройством открытия-закрытия камеры загрузки- выгрузки.

-В ВАГОШМ ММИТШЬЩ гаАНОВ1т М №тОГАБАгаТШЕ

йдсшГподлош

21.Камера загрузки-выгрузки подложек.

22.Сканирующий челнок-держатель.

23.Камера напыления.

24,25. Протяженный ионный распылитель магнетронного типа на постоянном токе.

/

26,29. Протяженный ионный источник.

27.Протяженный высокочастотный ионный распылитель магнетронного типа.

28.Протяженный катодо-плазменный распылитель.

30.Устройство автоматического газоналуска.

31.Датчик толщины напыляемых покрытий.

32.Камера разогрева подложек.

33.Устройство плазменного разогрева подложек.

34.Откачные средства.

35,36,37,38. Ьлюзовые вакуумные затворы. у /X V / i у I 1. I Л л

Claims (1)

1. Вакуумная напылительная установка на крупногабаритные плоские подложки, содержащая вакуумную камеру, внутри которой установлены откачные средства, устройство газонапуска, устройство для очистки подложек, напылительные устройства, устройство транспортировки подложек, шлюзовые устройства, а также систему управления, отличающаяся тем, что система управления выполнена в виде компьютерного комплекса ввода и обработки технологической информации, включающего процессор, накопитель информации и блоки отображения информации, а также интерфейсную плату и блоки преобразования сигналов, вакуумная камера выполнена в виде последовательно сочлененных вертикальных щелевых проходных камер, первая из которых - загрузки-выгрузки, вторая - камера напыления, на одной стенке которой расположены протяженный ионный распылитель магнетронного типа на постоянном токе, высокочастотный протяженный ионный распылитель магнетронного типа, первый протяженный ионный источник для очистки, а на противоположной стенке установлены протяженный катодо-плазменный распылитель, второй протяженный ионный источник для очистки, устройство газонапуска и датчик толщины напыляемых покрытий, стенки камеры выполнены разборными, третья - камера разогрева подложек включает источник плазменного тлеющего разряда регулируемой мощности, при этом каждая из камер отделена от другой шлюзовым затвором, устройство транспортировки подложек выполнено в виде челнока-держателя подложек с возможностью перемещения сквозь все камеры в сканирующем режиме, причем входы всех технологических блоков соединены с входами блоков преобразования сигналов.