УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ Советский патент 1995 года по МПК C23C14/36 

Изобретение относится к области получения тонких пленок, а именно к установкам для вакуумной обработки изделий, в частности для многослойного катодного распыления и термической обработки, и может быть использовано в производстве изделий электронной техники.

Известна установка для нанесения покрытий в вакууме, содержащая рабочие и шлюзовые камеры с подложкодержателями и механизмами их перемещения. Установка выполнена в виде ряда последовательно расположенных рабочих камер, на концах которых расположены шлюзовые камеры загрузки и выгрузки. Камеры отделены одна от другой вакуумными затворами, имеют индивидуальные средства откачки и механизмы горизонтального перемещения подложкодержателей. Установка позволяет проводить процессы обработки в различных газовых средах при различном вакууме, например напыление в реактивной среде и термообработку при высоком вакууме.

Однако установка с несколькими рабочими и шлюзовыми камерами сложна в обслуживании, имеет значительные габариты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является установка для нанесения покрытий в вакууме, содержащая рабочие и шлюзовую камеры с подложкодержателями и механизмами их перемещения, а также магазин подложкодержателей с приводом, размещенным в шлюзовой камере. В установке совмещение операций загрузки, выгрузки и откачки шлюзовой камеры с операциями распыления и нагрева в рабочих камерах обеспечено за счет установки в шлюзовой камере загрузки-выгрузки двухуровневого магазина с опорами для подложкодержателей, выполненными в виде горизонтально расположенных пластин.

Механизм перемещения подложкодержателей содержит вилки для захода в магазин и съема подложкодержателей. Установка удобна в обслуживании и имеет небольшие габариты.

Однако операции в рабочих камерах не совмещены, а потому установка обладает невысокой производительностью.

Целью изобретения является повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для нанесения покрытий в вакууме, содержащей рабочие и шлюзовую камеры с подложкодержателями и механизмами их перемещения, а также магазин подложкодержателей с приводом, размещенным в шлюзовой камере, шлюзовая камера размещена между рабочими камерами, а механизмы перемещения подложкодержателей установлены с возможностью их передвижения между рабочими камерами через магазин подложкодержателей. На фиг.1 схематично изображена предлагаемая установка, общий вид; на фиг.2 часть механизма перемещения подложкодержателей, размещенного в рабочей камере термообработки; на фиг.3 магазин подложкодержателей.

Установка для нанесения покрытий в вакууме состоит из шлюзовой камеры загрузки-выгрузки 1, изолированной вакуумным затвором 2 от рабочей камеры напыления 3 и вакуумным затвором 4 от рабочей камеры термообработки 5. Камеры 1, 3 и 5 имеют линейное расположение и снабжены индивидуальными средствами откачки 6.

Рабочие камеры напыления 3 и термообработки 5 размещены по обе стороны от шлюзовой камеры загрузки-выгрузки 1.

Шлюзовая камера 1 имеет устройство 7 для нагрева и двухуровневый магазин 8. на стенках магазина 8 закреплены нижние 9 и верхние 10 опоры подложкодержателей 11, выполненные в виде реек, расстояние между которыми по горизонтали меньше ширины подложкодержателя 11. Таким образом, конструкция опор магазина 8 обеспечивает возможность размещения подложкодержателя 11 как на верхние 10, так и на нижние 9 опоры и сквозного перемещения подложкодержателей 11 из рабочей камеры распыления 3 в рабочую камеру термообработки 5.

Магазин 8 имеет четыре фиксированных положения I, II, III и IV. Рабочая камера напыления 3 имеет устройства напыления 12 и 13, устройства охлаждения 14 и 15, механизм перемещения подложкодержателя, состоящий из червячного привода 16 и каретки 17 с транспортирующей вилкой, на которую установлен подложкодержатель 18.

Рабочая камера термообработки 5 включает устройство нагрева 19, устройство охлаждения 20, и аналогичный с рабочей камерой напыления механизм перемещения подложкодержателя, состоящий из привода 21 и каретки 22 с установленным на ней подложкодержателем 23. Несущая вилка, на которую устанавливается подложкодержатель, имеет размеры, обеспечивающие возможность ее захода между опорами магазина 8.

Работа установки начинается с того момента, когда в каждой рабочей камере находится по одному подложкодержателю с изделиями, причем магазин 8 находится в положении II, а подложкодержатель 18 под устройством для напыления 13.

В камере напыления поддерживается давление аргонокислородной смеси 1,66-6,65 Па, а камера термообработки откачивается до давления (2,65-6,65)˙10^-3 Па.

Производится откачка шлюзовой камеры 1, одновременно с откачкой производится напыление на изделия устройством для напыления 13, термообработка изделий устройством нагрева 19 и предварительный нагрев изделий устройством нагрева 7.

После напыления первого слоя каретка 17 с подложкодержателем 18 при помощи привода 16 переводится под устройство напыления 12 и производится напыление второго слоя. После откачки шлюзовой камеры, предварительного нагрева, напыления и термообработки производится автоматическая перегрузка подложкодержателей следующим образом.

Открывается затвор 2, каретка 17 с подложкодержателем 18 посредством привода 16 перемещается до захода между опорами магазина 8 и размещения подложкодержателя 18 над нижними опорами 9 магазина 8, который затем перемещается вверх в положение I, пропуская каретку 17 между опорами 9, которые снимают подложкодержатель 18 с каретки 17.

Каретка 17 возвращается под устройство напыления 12, магазин 8 опускается в положение III, каретка перемещается, устанавливаясь под подложкодержатель 11, магазин 8 опускается в положение IV, устанавливая подложкодержатель 11 на каретку 17, которая с подложкодержателем 11 переводится под устройство напыления 13. Затвор 2 закрывается.

Далее открывается затвор 4, каретка 22 с подложкодержателем 23 перемещается приводом 21, устанавливаясь над верхними опорами 10 магазина 8, который поднимается в положение III, снимая подложкодержатель 23 с каретки 22. Каретка 22 возвращается в исходное положение, магазин 8 поднимается в положение I, каретка 22 устанавливается под подложкодержатель 18, находящийся теперь на нижних опорах 9 магазина. Магазин 8 опускается в положение II, устанавливая подложкодержатель 18 на каретку 22, которая перемещается под устройство нагрева 19, а затвор 4 закрывается.

Таким образом, магазин 8 и приводы механизмов перемещения 16 и 21 обеспечивают передвижение подложкодержателей из шлюзовой камеры 1 в рабочую камеру напыления 3, оттуда в рабочую камеру термообработки 5 и из нее в шлюзовую камеру 1 без соединения рабочей камеры напыления 3 и рабочей камеры термообработки 5 между собой и без контакта обрабатываемых изделий с атмосферой.

Передвижение подложкодержателей может производиться при необходимости и в обратном порядке.

По окончании перемещения подложкодержателей шлюзовая камера загрузки-выгрузки 1 разгерметизируется, производится выгрузка обработанных изделий и загрузка новых изделий для обработки.

Шлюзовая камера загрузки-выгрузки 1 герметизируется и процесс повторяется.

При необходимости к подложкодержателям, находящимся под устройством напыления 12, 13 и устройством нагрева 19, могут быть подведены устройства охлаждения 14, 15, 20.

Таким образом, установка позволяет повысить производительность путем совмещения во времени операции откачки и предварительного нагрева изделий с операциями напыления и термообработки в высоком вакууме.

При этом обеспечивается высокое качество обработки за счет исключения контакта изделий и рабочих камер с атмосферой в процессе обработки и удобство эксплуатации за счет совмещения позиций загрузки и выгрузки.

Конструкция установки обеспечивает возможность начала процессов напыления и термообработки сразу после окончания процесса перегрузки подложкодержателей и тем самым совмещение процесса загрузки-выгрузки с процессами обработки, что также обеспечивает повышение производительности установки.

УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ, содержащая рабочие и шлюзовую камеры с подложкодержателями и механизмами их перемещения, а также магазин подложкодержателей с приводом, размещенным в шлюзовой камере, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, шлюзовая камера размещена между рабочими камерами, а механизмы перемещения подложкодержателей установлены с возможностью их передвижения между рабочими камерами через магазин подложкодержателей.