Устройство для нанесения покрытий на изделия
Изобретение относится к технологии нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в производстве изделий микроэлектронной и вычислительной техники. Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить качество наносимых покрытий. Устройство содержит вакуумную камеру, электропривод, узел передачи вращения от электропривода внутрь камеры с поводковым зацепом. Внутри вакуумной камеры расположен центральный вал, жестко закрепленный в вертикальном положении на базовой плите. На валу закреплены и могут вращаться с помощью подшипников качения карусель с якорем и ведущая шестерня зубчатой пары. Ведущая шестерня кинематически связана с ведомыми шестернями с коэффициентом передачи, равным 2. Ведомые шестерни и подложкодержатели установлены на валах, которые закреплены и могут вращаться с помощью подшипников качения на поворотной платформе . На базовой плите установлены источники осаждаемых частиц. На наружной поверхности стенки вакуумной камеры установлены на одном уровне с якорем электромагниты , обмотки которых подключены с помощью электронно-управляемых ключей к источнику питания. Управляя включением электромагнитов, воздействующих на якорь, обеспечивают поворот и фиксацию в необходимом положении платформы при непрерывном вращении подложкодержателей вокруг собственной оси. Обеспечена работа в составе гибких автоматизированных линий под управлением персонального компьютера . 3 з.п.ф-лы, 1 ил. 00 го ел 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я >s С 23 С 14/50
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934056/21 (22) 06.05,91 (46) 30.06.93. Бюл, ¹ 24 (71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники (72) Б.А.Сивохин и С.В.Тимаков (56) Заявка Японии ¹ 60-59991, кл, С 23 С 14/50, 1985, Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. Серия "Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники, вып.б, М„Высшая школа, 1989, с.30. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к технологии нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в производстве изделий микроэлектронной и вычислительной техники.
Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить качество наносимых покрытий. Устройство содержит вакуумную камеру, электропривод, узел передачи вращения от электропривода внутрь камеры с поводковым зацепом. Внутри вакуумной камеры расположен центральный вал, жестко
Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в производстве изделий микроэлектронной и вычислительной техники, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для нанесения покрытий в вакууме путем преобразования однонаправленного перемещения подложкодержателя в возвратно-поступательное с воэможностью осЬЫ 1824458 А1 закрепленный в вертикальном положении на базовой плите. На валу закреплены и могут вращаться с помощью подшипников качения карусель с якорем и ведущая шестерня зубчатой пары. Ведущая шестерня кинематически связана с ведомыми шестернями с коэффициентом передачи, равным 2. Ведомые шестерни и подложкодержатели установлены на валах, которые закреплены и могут вращаться с помощью подшипников качения на поворотной платформе, На базовой плите установлены источники осаждаемых частиц, На наружной поверхности стенки вакуумной камеры установлены на одном уровне с якорем электромагниты, обмотки которых подключены с помощью электронно-управляемых ключей к источнику питания, Управляя включением электромагнитов, воздействующих на якорь, обеспечивают поворот и фиксацию в необходимом положении платформы при непрерывном вращении подложкодержателей вокруг собственной оси. Обеспечена работа в составе гибких автоматизированных линий под управлением персонального компьютера. 3 э,п.ф-лы, 1 ил, тановки и фиксации положения подложкодержателя в любой точке рабочей эоны над источником осаждаемых частиц при сохранении непрерывного вращения подложкодержателя вокруг собственной оси, а также повышение качества осаждаемых покрытий за счет снижения неравномерности толщины путем компенсации изменения угловой скорости вращения подлождержателя вокруг собственной оси, 18244г0
15
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично <эображено устройство для нанесе, ия покрытий в вакуу«че.
Пример 1. Устройство содержит вакуумную камеру 1, злектропривад 2, выполненный в виде электродвигателя с редуктором, узел передачи вращения 3 ol электропривода 2 внутрь камеры 1, выполненный в виде вала с подшипника«ли качения, вакуумными уплотнителями и г<оводковым зацепом с. 1, В <у1 ри вакуум<<ОЙ камеры f рас<<оложе<<: <. < О<;,; <чентраль<чой опоры 4, жестко зак,i«lïl<."I Работа предложенного устройства для нанесения покрытий в вакууме заключается в следующем. После установки подложек на подложкодержатели 12,19 и др, производят опускание колпака вакуумнои камеры 1 на базовую плиту 5, после чего создается необходимое давление остаточных газов. Включением электропривода 2 и с помощью узла передачи момента вращения 3. имеющего поводковый зацеп 21, приводят во вращение ведущую шестерню 10 и ведомую шестерню 11, которая жестко связана <. BH 13 и подложкодержателем 12. Передаточное отношение зубчатой пары 1:2. что обеспечивает вращение подложкодержателя 12 с угловой скоростью, в два раза большей, чем угловая скорость ведущей шестерни 10. Возвратно-поступательное перемещение под, О-;,1<одержателя 12 в рабочей зоне над источником осаждаемых частиц 15 осуществляется нозвра1но-поступательным перемещением <;латформы 8 с якорем 9, который взаимодействует с электромагнитами 16. Обмотки 17 которых подключены к транэ :сторным ключам 18, осуществляющим поочередное < ереключениепитания электромагнитов 16. Поступательное перемеще«ие пла<формы 8 производится подачей импульсов на прямой вход счетного устройсTU3. Создаваемое <оочередным включением электромагнитов 16 магнитное поле действует на якорь 9, жестко соединенный с поворотной платформой 8, притягивая его к включенному в данный момент соответствующе< чу электромагниту и тем самым переме<ца«поворотную платформу 8 по дуге О<;-<<ужносги вместе с независимо и непрерывнc1 враша<О цимся валом 13, на котором ycl;новлен подложкодержатель 12, При этом каждому поочередно включаемому электромагниту 16 соответствует один шаг угла поворота платформы 8.и подложкодержателя 12. При достижении подложкодержа1елем 12 заданного положения О<носитель-<о источника осаждаемых частиц 15 подача импульсов на прямой вход сче1ного устройсгва прекращается, при этом включенным остается соответствующий злектрома<нит 16, удерживающий якорь 9 с платформой 8 и непрерывно вращающимся подложкодержателем 12 в фик." рован нам положении. Усилие удержания <>I1ределяется величиной зазора между полюсными наконечниками электромагнита 16 и якоря 9, а также напряженностью магни-ного поля, создаваемого электромагни1ом 16. Таким образом, подложкодержатель 12, вращаясь вокруг собственной оси, находится в заданном фиксированном положении относительно источника осаждаемых частиц 15, При необходимости перемещеI и» подложкодер>кателя в обратном на правлении подачу импульсов осуществляют на реверсивный вход счетного устройства. Г1ри этом последовательность подключения обмоток 17 электромагнитов 16 сменяется на обратную. Магнитное поле, создаваемое поочередно включающимися электромагнитами 16, перемещается в обратном направлении и, воздействуя на якорь 9, поворачивает платформу 8 в соответствующем направлении, После того, как подложкодержатель 12 занял заданное фиксированное положение относительно игточника осаждаемых, частиц 15, на его поверхность производят напыление. При необходимости подложкодержатель 12 1824458 перемещают описанным способом в заданное фиксированное положение над дру им источником осаждаемых частиц и производят напыление последующих слоев При этом имеется возможность обеспечения возвратно-поступательного перемещения подложкодержателя 12 над источником 15 или другими источниками по специально заданной программе, Так например при нанесении многослойных пок 1>ытий или ПОКРЫтИй СЛОЖНОГО СОСтааа 0ÑКЩЕСтВЛЯЮт возвратно-поступательное перемещение подложкодержателя 12 нэддвумя ил.1 более источниками осаждаемых частиц путем подачи последовательностей импульсов на прямой и реверсивный входы счетного устройства по соответствующей программе. Аналогичным образом производят апыление покрытий на подложки. установленные на других;одложкодержателях. Предложенное устройство реализуеl программно-уп равляемыи рех.им работы путем подключения, например, K !ерсональному компьютеру, что обес 1ечивает применение данного устраиства в автоматизированных технологических процессах по напылению пленок П р И М Е g 2. УСГройетВО для НаНЕСЕНИя покрытий в вакууме выполнено аналогично примеру 1. В качестве якоря 9 и источника перемещаемого магнитного поля использованы постоянные феррит-бариевые или самарий-кобальтовые магниты. Обращенные друг к другу разноименными полюсами, Работает устройство аналогично примеру однако перемещение магнитного поля обеспечивается передвижением .постоянного магнита по наружной образующей стенки вакуумной камеры 1, При этом якорь 9 притягивается к перемещаемому магниту и поворачивает платформу 8, Такой вариант выполнения устройства позволяет оперативно ручным способом и фиксировать положение подложкодержателя 12 относительно источника 15. Пример 3. Устройство для нанесения покрытий в вакууме выполнено аналогично примерам 1 и 2. На поворотной платформе 8 установленодва якоря на различной высоте, при этом один якорь взаимодействует с источником перемещаемого магнитного поля, выполненным в виде ряда электромагнитов, а второй якорь — с источником магнитного поля. создаваемым постоянным магнитом. Режим работы устройства выбираЕтея ОбСлуживаЮщим пврСОналом. ЗС 0cHo н*е:е нические преимущес1на эая.;: -,ру;,...,;,,; .;;„" ", -1 нане;ениг покр-,.С1 в B ь; 1t-, f10 сравнению с прототиn0l1 закг "чака гся в следующем. Пр,-.д н1 " !l!.:.-. У тргйсгео обеспе1ивает ВОЗ.„П .—:- Г, и-:ТЕЛЬНОЕ ПЕРЕМЕГЦЕНИЕ П >g » л .. ., г, . 3 1 Е., Я И фИ К С Ь Ц и С Е Г О П ОЛ О pyt=!f!1i- р rltr- 10 ггчкР рапочеи чо 1ы на иг тр-: ° : <.аждаемых частиц при 00.1.ь непрерывного вра1цения ю,: л-,. Од=ржателя вокруг собственн01 о и, что позволяет примени1!.- flpuf раммно-упр,".вл1емый режим работы в автоматиэироваHHыx технологических процессах, реализующих сложные технологии, например изготовление пленочных слоев многокомпс нентного состава M/lH многослойных покрь:тий с малой неоднородностью по толци!!e или, наоб 101, с неоднородным регулир,смым р, серо,.iглен 1ем олщины I!0 злданнef ° -з,,! Указанные преимущесть--:, ц. вг»:" р .,с виряют ф JHêö 10нальНь Е ВО а,,1ожноети УСтРОйСтиа. а ЕГО применение обеспечивает повь шение качестве пленочны ° покрытий. Фор .1.,;- иэобре, ения 1, ".с-, р....c f ЯО д: я нанесения покрытий н ..-:-.Лелин. садех.ч;ащее размещенные в вакуук чой камере источники напыляемого мате р:.,-< л а, .арусель, несущую подложкодепжатели и установленную на центрально I вертикальном валу. и независи .1ые один от другого приводы вращения ПОД .":КОДЕРгка;= :-й ВОКОУГ СВОЕЙ ОСИ ПОз,б!,1гои г)епi-да1и и карусели во,>-уг Ос, ус роис вл. о т л и ч а ю ще е с я тем. IT0. с целью прощения конструкции и пов,ы.ения качества изделий, карусель выполн:H; плоской, а привод карусели выполнен и в,де якоря, закрепленного на карусели. и источника магнитного поля, располож::;-,ного по внешней поверхности вакуумной камеры. а ведущая шестерня зубчагой передачи привода подложкодержателеи установлена на центральном валу. 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что исто ник магнитного поля выполнен в виде электромагнитов. 3 Устройс1во по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я т:- м, 4 Устройство по п.1-3, 0 т л и ч а ю ц е е с я тем, что зубчатая передача привода врашения подложкодержателей выполнена с передаточным отношением. равным целому четному числу. 1824458 Составитель Б. Сивохин Техред М.Моргентвл Корректор M. Шароши Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2217 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5
