SU1231920A1 - Установка дл молекул рно-лучевой эпитаксии - Google Patents

Description

мой радиальными каналами 7 через вакуумные шиберные затворы 8.

Транспортна  система устройства выполнена в виде цилиндра 9,, по окружности которого радиально расположены техноло- гические камеры и шлюзовые устройства, соединенного со средствами 10 и 11 вакуу- мировани . Внутри цилиндра размещен манипул тор 12 с двум  степен ми подвижности дл  продольного перемеще- ни  подложек и перемещени  их в горизонтальной плоскости.

Манипул тор 12 представл ет собой зубчатореечный продольный механизм с устройством 13 захвата, закрепленный на платформе 14, вращающейс  в опорах 15 относительно оси цилиндра 9. На платформе установлены два зубчатых колеса 16 и 17, первое из которых жестко соединено с платформой , а второе установлено свободно в опорах 18 и вращаетс  относительно нее.

Зубчатое колесо 16 кинем,этически св зано с вакуумным вводом 19 движени  дл  поворота платформы в горизонтальной плоскости , Зубчатое колесо 17 нижним краем венца кинематически св зано с вакуумным вводом 20 движени  продольного перемещени  манипул тора 12, а верхним краем венца кинематически св зано с помощью закрепленных на платформе шестерено.к 21 и 22 с ползуном 23 манипул тора.

Вакуумные выводы 19 и 20 движени  представл ют собой известные конструкции на основе герметичных металлических сильфонов. Они закреплены герметично на цилиндре 9 и имеют приводы, состо щие из редукторов 24 и 25 и электродвигателей 26 и 27 соответственно, расположенные на фланце 28 снаружи цилиндра 9.

Управление устройством 13 ахвата осуществл етс  с помощью сильфонного ввода 29 движени , установленного на фланце 30 цилиндров 9 по его оси. На перемещаемом штоке 31 ввода движени  закреплен ролик 32, вращающийс  в опорах 33 и осуществл ющий п ри своем перемещении относительно роликов 34, закрепленных на платформе 14, воздействие на тросик 35 устройства захвата.

Шлюзовое устройство дл  загрузки и выгрузки состоит из камеры 36, механизма 37 шагового перемещени  с клапаном 38 и накопительной кассеты 39. Камера 36 имеет боковой патрубок с фланцем 40 дл  подсоединени  к цилиндру 9 манипул тора 12. На верхней части камеры 36 имеетс  фланеи41 с уплотн ющим элементом 42 и закрепленными на фланце захватами 43 дл  подсоединени  кассеты 39. а в нижние части камеры закреплен механизм 37 шагового

перемещени . Ниже фланца 41 расположен вакуумный ввод 44 движени  с приводом 45, а также патрубок. 46 дл , подсоединени  к средству 10 вакуумировани  или к атмосфере с помощью вентилей 47 и 48 соответственно .

Механизм 37 шагового перемещени  состоит из винтовой пары 49, кинематически св занной через шестеренки 50 и 51 с вакуумным вводом 52 движени , выполненным на основе герметичного металлического сильфона и имеющим привод, состо щий из редуктора 53 и электродвигател  54, расположенных снаружи камеры 36. На винте 55 механизма 37 шагового перемещени  установлен клапан 38, обеспечивающий с помощью уплотнительного элемента 56 герметизацию объема камеры 36 при сн тии и установке кассеты 39. В верхней части клапана 38 размещено устройство 57 захвата , состо щее из фиксатора 5В и пружины 59/

Накопительна  кассета 39 состоит из колпака 60, магазина 61 дл  установки под- ложкодержателей с подложками 62 и клапана 63, обеспечивающего герметичность кассеты с помощью уплотнительного элемента 64. Клапан 63 верхней частью жестко св зан с магазином 61, а в нижней части имеет выступы 65 дл  соединени  с клапаном 38 с помощью фиксатора 58 под действием пружины 59.

Средство 10 вакуумировани  выполнено в виде модул  предварительной откачки, который с помощью трубопроводов 66 и 67 и вентилей 68 и 47 соответственно, подключаетс  на период предварительной откачки к. вакуумному обьему цилиндра 12 и объему Шлюзового загрузочного устройства дл  откачки кармана, образуемого между клапанами 38 и. 63 при установке кассеты 39. Средство 11 вакуумировани  выполнено в виде второго модул , который подключен посто нно к цилиндру 12 с помощью трубопровода 69 и вентил  70. Средства откачки выполнены поЧ(13вестным схемам: модуль предварительной откачки состоит из турбо- молекул рного и форвакуумного насосов, а модуль свервысоковакуумной откачки выполнен на базе магниторазр дного или гелиевого насоса с криогенератором.

Вакуумные шиберные затворы 8.имеют электроприводы 71 дл  открыти  и закрыти  уплотнительных клапанов.

Технологические вакуумные камеры 4,5 и 6 выполнены по единой схеме и отличаютс  компановкой и составом технологических и аналитических устройств вход щих в них. Кажда  камера имеет автономные откачные средства, прецизионные манипул торы 72 с

приводами 73 дл  поворота подложек 62 внутри камеры относительно технологических и аналитических устройств, перемещени  и управлени  захватом при передаче подложек в камеру и обратно. На приводах всей установки снаружи расположены датчики (не показаны), контролирующие перемещение и взаимодействие механизмов в ручном trавтоматическом режимах.

Вакуумные части установки обезгажи- ваютс  съемными электрическими печами (не показаны).

Работа устройства включает следующие основные стадии: исходное состо ние, загрузка и выгрузка накопительных кассет с подложками, перегрузка и транспортирование подложек из одной установки в другую, осуществление технологических операций в сверхвакуумных камерах, передача подложек после полного завершени  процесса в кассету дл  выгрузки.

В исходном состо нии манипул тор 12 находитс  напротив шлюзового загрузочного устройства 2, фиксатор 58 устройства 57 захвата смещен в крайнее левое положение штоком сильфонного ввода 44 движени , клапан 38 находитс  в крайнем верхнем по- ложени и и поджимает элемент 56 с помощью механизма 37 шагового перемещени , вакуумные шиберные затво- ры 8 во всех технологических камерах 4,5 и 6 закрыты.На устройствах дл  загруЗки и выгрузки устанавливаютс  накопительные кассеты соответственно с подложками и без них, при этом накопительные кассеты могут быть предварительно вакуумированы на отдельном откачном стенде. Колпак 60 накопительной кассеты устанавливаетс  на фланец камеры 36 и поджимаетс  к нему с помощью захватов 43, осуществл   тем самым герметизацию объема кармана между клапанами 38 и 63. Включаетс  привод 45 и сильфонны.й ввод движени  44 перемещает свой шток в крайнее правое положение, при этом фиксатор 58 смещаетс  под усилием пружины 59 также в крайнее правое положение , обеспечива  при этом фиксацию положени  клапана 63 относительно клапана 38. Вентиль 47 открываетс  и модуль пред- верительной откачки по трубопроводу 67 начинает производить откачку объема кармана между клапанами 38 и 63. Стади  загрузки накопительной кассеты закончена.

По достижении необходимого вакуума в кармане вентиль 47 перекрываетс , включаетс  электродвигатель 54, с помощью которого перемещаетс  клапан 38, а вместе с ним клапан 63 с закрепленным на нем магазином 61 с подложками 62. Дальнейша  откачка вакуумного объема камеры 36 производитс  сверхвысоковакуумным модулем через цилиндр 9. Механизм 37 шагового перемещени  устанавливает магазины 61 на позицию дл  передачи подложки на манипул тор 1. Вакуумный ввод 29 движени  перемещает шток 31с закрепленным на нем роликом 32, Последний воздействует на тросик 35м тем самым осуществл ет раскрытие губок устройства 13 захвата. Производитс  продольное перемещение устройства 13 захвата манипул тора 12 по радиальному каналу 7 в направлении магазина 61 с подложками 62 за счет перемещени  ползуна манипул тора.

Перемещение ползуна 23 осуществл етс  от двигател  27 через ввод 20 движени , зубчатое колесо 17 и шестеренок 21 и 22.

Линейное перемещение ползуна 23 прекращаетс  при достижении им позиции перегрузки, после чего осуществл етс  захват подложки закрытием губок устройства 13 захвата, которое срабатывает от тросика 35 при перемещении ролика 32, установленного на штоке 31 вакуумного ввода 29 движени . Включаетс  электродвигатель линейного перемещени  и манипул тор 12 с захваченной подложкой занимает исходное положение внутри цилиндра 9. Стади  перегрузки подложки из накопительной кассеты на манипул тор закончена.

Включаетс  электродвигатель 26. Вакуумный ввод 19 движени , св занный кинематически с жестко закрепленным на платфррме 14 зубчатым колесом 16, начинает поворачивать в горизонтальной плоскости ползун 23, установленный на платформе 14. При совмещении ползуна 23 с осью радиального канала 7, соединенного со сверх- высоковакуумной технологической камерой 4 дл  термоионной очистки поверхности подложек, электропривод 26 останавливаетс . Включаетс  электропривод 71 вакуумного шиберного затвора 8 дл  открыти  канала 7, после чего производитс  продольное перемещение манипул тора 12,с подложкой внутрь камеры 4, выполн ютс  операции по передаче подложки с манипул тора 12 на захватное устройство прецизи- онного манипул тора 72, после чего манипул тор 12 занимает исходное положение внутри цилиндра 9, Вакуумным шиберным затвором 8 перекрываетс  7, Стади  перегрузки подложки & сверхвысо- ковакуумную технологическую камеру закончена .

Провидитс  технологические операции по очистке и контролю поверхности подложки ..

По окончании процесса очистки поверхности подложки открываетс  вакуумный шиберный затвор 8, производитс  продольное перемещение манипул тора 12 внутрь камеры 4 с последующим выполнением операций по передаче на него подложки с прецизионного манипул тора 72. Затем манипул тор 12 6 захваченной подложкой возвращаютс  в исходное положение внутрь цилиндра 9, поворачиваетс  в горизонтальной плоскости на определенный угол, останавлива сь напротив камеры 5 эпитаксиального роста структуры из молекул рных пучков, после чего выполн ютс  операции по передаче подложки внутрь этой камеры.

Во врем  проведени  эпитаксиального роста структуры в камере 5 освободившийс  манипул тор может возвратитьс  к шлюзовому устройству загрузки задругой подложкой и передать ее а камеру 4 очистки повер хности.

После окончани  эпитаксиального роста структуры подложка перемещаетс  манипул торами 12 в к-амеру 6 нанесени  диэлектрических покрытий и дальше в шлюзовую камеру 3 выгрузки.

Таким образом, манипул тор 12 осуществл ет перегрузку подложек из одной камеры в другую до тех пор, пока все подложки, последовательно пройд  технологические операции комплекса, не будут

перенесены из устр/ойства загрузки в устройство выгрузки.

После заполнени  в камере 3 дл  выгрузки магазина 61 подложками, он перемещаетс  в крайнее верхнее положение механизмом 37 шагового перемещени , при этом производитс  герметизаци  вакуумных объемов кассеты 39 и камеры 36 за счет клапанов 63 и 38. Фиксатор 58 перемещаетс  штоком сил ьфонного ввода 44 движени  в крайнее левое положение, вывод  из кинематического зацеплени  клапаны 38 и 63. Через вентиль 48 в объем кармана напускаетс  газ до атмосферного давлени , за

счет чего осуществл етс  прижим клапана 63 к прокладке 64; Раскрываетс  устройство захвата 43, кассета 39 снимаетс  с загрузочного устройства и направл етс  дл  дальнейшей обработки подложе.к. Стади 

выгрузки подложек закончена.

Накопительна  кассета может быть сн та с устройства выгрузки как полностью заполненна  подложками, так и с одной готовой или прошедшей конкретную технологическую операцию.

Накопительна  кассета в устройстве загрузки замен етс  по мере полного выбора подложек из магазина 61.

Операции по извлечению свободной

кассеты с устройства загрузки аналогичны операци м по извлечению заполненной кассеты с устройства выгрузки.

4м

..;: 1

V -Ak ; :-

цшир

7 W

А-А

Фи8.г .

Claims (1)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ, включающая технологические камеры по обработке подложек и нанесению на них слоев, шлюзовые камеры для загрузки и выгрузки подложек и вакуумную транспортную систему со средством для продольного перемещения подложек из одной камеры в другую, соединенную с технологическими камерами через шиберные затворы и каналы, и систему вакуумирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения уровня автоматизации и снижения металлоемкости конструкции, транспортная система выполнена в виде цилиндра, по окружности которого радиально расположены технологические и шлюзовые камеры, а средство для переме-