专利名称：用于在真空下实施衬底的表面处理的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于在真空下实施衬底的表面处理的设备。
背景技术：
处理物体的表面或用薄膜涂覆物体的表面以便赋予物体改进的特征是本领域长 期以来已知的方法。除了为纯粹装饰性的应用而采用表面处理之外，工具、机器零件和电子 元件以及其他的物体也可以进行表面处理。这种处理进一步使用在医疗和光学环境中。 大多数表面处理过程在真空下进行。这种过程的示例包括所谓的PVD、 CVD和溅 射，以及其他用于清洁表面的过程。 现有技术包括所谓的用于在真空下对衬底进行表面处理的集群系统(cluster system)，该系统包括用于在许多不同的加工室之间移动衬底的自动设备，每一个加工室内 进行各自的表面处理加工。这样的自动设备必须按顺序地服务于系统加工室，这限制了系 统的效率。此类型的自动设备可包括先进的电子设备和软件。此外，对集群系统来说，可能 难以将它们设置成使每一个衬底在真空中消耗的时间对所有衬底来说都是一样的。 一些集 群系统仅被设计成能够处理一种类型的衬底，且如果系统要处理其他类型的衬底，就需要 转换系统，而进行系统的转换可能是困难且昂贵的。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于改进在包含于设备中的各室之间移动衬底的 设备。 此目的经由一种用于在真空下实施衬底的表面处理的设备来实现。所述设备包括 外壳，外壳具有与至少一个真空源相通的至少两个室，至少两个室中的至少一个室被设计 成起到能够暴露于大气的真空锁定室的作用，衬底可被引入到至少一个室中并可被去除以 进入剩余的室，其特征在于，外壳具有上部外壳半部分和下部外壳半部分以及旋转器，上部 外壳半部分和下部外壳半部分的外周通过韧性密封构件连接，外壳半部分中的至少一个具 有凹陷，凹陷预期构成室中的至少一些，旋转器枢轴旋转地安装在外壳半部分之间，且具有 衬底预期置于其中的凹陷，外壳半部分被设计成在产生力的构件的作用下，从第一位置移 动至第二位置，在第一位置，外壳半部分通过与旋转器的紧密密封接触而阻止旋转器旋转， 在第二位置，上部外壳半部分和下部外壳半部分与旋转器分开，以便允许旋转器旋转至预 定的位置，在预定的位置处，旋转器内的至少一个凹陷至少部分地与室中的一个重合，从而 允许衬底在室之间移动。 而且，在根据本实用新型的设备中，大部分表面处理加工并行进行，这使得表面处 理比现有技术中的表面处理更有效。 而且，本实用新型提供了优势，这是因为设备中所消耗的表面加工的总时间对所 有的衬底都是相同的。
下面将参考附图来更详细地说明根据本实用新型的设备的优选实施方案，附图 中 图1显示了设备的优选实施方案的示意性平面图，以及 图2显示了在两个位置穿过图1中的设备的示意性截面，左手部分描述了第一位 置，且右手部分描述了第二位置。
具体实施方式设备包括具有上部外壳半部分6与下部外壳半部分7的外壳l，旋转器9枢轴转 动地安装在上部外壳半部分6与下部外壳半部分7之间。在优选的实施方案中，外壳半部 分6、7包括优选地具有相同尺寸的相对的且一致的凹陷8，凹陷8构成了室2-5。在室2-5 中，一个室构成了剩余的室3-5的真空锁定室2，而剩余的室3-5构成加工室，如图1所示。 设备设置有如，诸如真空泵的外部真空源，外部真空源通过每一个室内的开口 (未显示在 附图中)与室2-5相通，开口被设计成使各室仅以可忽略不计的方式与另一个室相通。 将会从图2中看到，外壳半部分6、7被设计成呈现两个位置中的任一个，在第一位 置，两个外壳半部分与旋转器9接触，于是旋转器9被阻止旋转。在第二位置，外壳半部分 与旋转器9分开，使得旋转器9能够旋转。在外壳半部分之间起作用的是液压构件12，诸 如，如汽缸，液压构件12被设计成依靠液压力将外壳半部分6、7设定至第二位置，由箭头13 表示。上部外壳半部分6和下部外壳半部分7被进一步设计成当液压力不再作用在外壳半 部分6、7上时，它们恢复至第一位置。因此，上部外壳半部分6和下部外壳半部分7只在大 气压力的作用下被设定至第一位置，由箭头14表示，这意味着没有提供外部压力。在优选 的实施方案中，旋转器9包括贯通凹陷(through-recesses) 10，其被设置成使旋转器9旋转 (由箭头11表示)至预定的旋转位置时，凹陷10与凹陷8重合。贯通凹陷10根据待进行 表面处理的衬底来设计。 旋转器9被设计成与用于对具有不同尺寸的衬底进行表面处理的具有不同设计
形状的凹陷io是可互换的。 可以从图2中看出，外壳半部分6、7通过优选是金属波纹管的韧性密封构件15彼 此连接，密封构件15被设计成密封外壳1的内部空间而与大气隔离。真空锁定室2设置有 动态密封构件16，如0型环，该动态密封构件16在室2的外周围绕室2。当外壳半部分6、 7处于第一位置时，这些动态密封构件被压縮，由此密封真空室2而与外壳1的其余部分和 旋转器9隔离。这意味着真空锁定室2可以暴露于大气且可以借助真空源被抽真空，而不 会干扰外壳1的其他部件内的真空。 当外壳1的内部空间处于真空中且外壳半部分处于第一位置时，只通过大气压施 加的力来实现加工室3-5的密封。在可选择的实施方案中，通过提供具有前述类型的密封 构件16的加工室3-5来确保密封，密封构件16在加工室3-5的外周围绕加工室3-5，且密 封它们而与外壳1的其余部分和旋转器9隔离。 在被分成许多表面处理加工的衬底表面处理中，因此，第一衬底被置于真空锁定 室2内的旋转器9的凹陷10中，接着，闭合真空锁定室并依靠真空源来抽真空。之后，上部 外壳半部分6与下部外壳半部分7按照上面描述的被分开，接着旋转器9被旋转，这将衬
4底送至加工室3。当外壳半部分6、7处于一起时，在加工室3内进行第一表面处理加工，诸 如，如通过RF溅射、在气体气氛下脉冲溅射或金属离子化来清洁表面，在金属离子化中，可 以通过，如电弧蒸发来产生金属离子。 当在外壳l的其他室3-5内进行表面处理加工时，真空锁定室2与外壳1的其他部 件隔离且能够被打开并抽真空。这意味着第二衬底可以被置于真空锁定室2的旋转器9内 的凹陷10中。当第一衬底在加工室3内进行表面处理加工时，第二衬底是被真空泵送的。 当加工室3内的表面处理加工完成时，外壳半部分6、7被再次分开，接着，旋转器 9被再次旋转，从而将衬底置于随后的室内。在上面的情形中，引入的第一衬底到达加工室 4，且因此，第二衬底到达加工室3。在外壳半部分6、7处于一起时，在每一个加工室内进行 各自的表面处理加工。在加工室4内，进行进一步的表面处理加工，诸如，如用金属、金属合 金或金属离子对衬底进行底层涂覆。 将第三衬底置于真空锁定室2的凹陷10内，接着当进行上述表面处理加工时，第 三衬底是被泵送的。然后，再次重复上面的方法，接着引入的第一衬底处于第三加工室5 内，在该加工室5内再次进行诸如用氧化物进行顶面涂覆的表面处理加工。因此，随后的衬 底到达外壳1中的下一个室内，同时引入的第一衬底到达加工室5。 因此，在旋转器9又旋转后，引入外壳1中的第一衬底将已经在加工室3-5的每一 个中进行过表面处理加工并再次到达真空锁定室2。去除引入的第一衬底，并将第五衬底引 入到外壳1中，因此，这意味着所有的室2-5内都存在衬底，且在所有的加工室3-5内正在 并行进行表面处理加工。设备被设计成进行大部分不同的表面处理加工。例如，衬底可以 基本上被周期性系统内的所有金属及它们的合金涂覆。因为各室仅以可忽略不计的方式彼 此相通，所以等离子体可以用于此目的，且气体可以进一步用于以氮化物、硼化物、氧化物 和碳化物来涂覆衬底。此外，设备能够用大多数化学化合物、合金以及多层前述材料来涂覆 衬底。 在本实用新型的优选实施方案中，外壳半部分6、7具有相对的且一致的凹陷8。表 面处理源设置在这些凹陷8的底部。因此，衬底将位于离表面处理源相同距离的位置处，这 有利于优化不同的表面处理参数。此外，上部外壳半部分6和下部外壳半部分7中的凹陷 都可以设置有表面处理源，使得从两个方向来对衬底进行表面处理加工，这排除了旋转衬 底的任何需要。如果表面处理源设置在上部外壳半部分6和下部外壳半部分7中，那么更 有效的应用还由源材料产生，因为材料的并未冷凝在衬底上的部分反而会冷凝在相对的表 面处理源上，使得源材料可以被重新使用。本领域的技术人员易于理解，在可选择的实施方 案中，外壳半部分6、7中只有一个设置有凹陷8，该凹陷8可以位于上部外壳半部分6或下 部外壳半部分7的任一个中，使得凹陷10不需要设计成贯通凹陷。 必须指出，外壳1并不限于如图1所示的一个真空锁定室和三个加工室。在本实 用新型的可选择的实施方案中，大部分室都可以起到其他室的真空锁定室的作用。此外，外 壳1可以设置有与所需要的表面处理加工的数目对等的许多加工室，外壳可以被设计成使 得当旋转器9被旋转至预定的旋转位置时，凹陷10总是与凹陷8重合。然而，为了使旋转 器9合适地工作，必须存在至少两个室， 一个用于真空锁定，且一个用于所选择的表面处理 加工。还应该注意，即使图2描述了逆时针旋转(从上面看且由箭头11所示)，但旋转器9 还可以被设计成在逆时针和顺时针都是可旋转的。[0024] 而且，在可选择的实施方案中，为了更有效地降低压力并为了消除气体被从一个 室转移至另一个室的风险，一个或多个室与分开的、单独的真空源相通。
权利要求一种用于在真空下实施衬底的表面处理的设备，所述设备包括外壳，所述外壳具有与至少一个真空源相通的至少两个室，所述至少两个室中的至少一个室被设计成起到能够暴露于大气的真空锁定室的作用，衬底可被引入到所述至少一个室中并可被去除以进入剩余的室，其特征在于，所述外壳具有上部外壳半部分和下部外壳半部分以及旋转器，所述上部外壳半部分和下部外壳半部分的外周通过韧性密封构件连接，所述外壳半部分中的至少一个具有凹陷，所述凹陷预期构成所述室中的至少一些，所述旋转器枢轴旋转地安装在所述外壳半部分之间且具有衬底预期置于其中的凹陷，所述外壳半部分被设计成在产生力的构件的作用下，从第一位置移动至第二位置，在所述第一位置，所述外壳半部分通过与所述旋转器的紧密密封接触而阻止所述旋转器旋转，在所述第二位置，所述上部外壳半部分和下部外壳半部分与所述旋转器分开，以便允许所述旋转器旋转至预定的位置，在所述预定的位置处，所述旋转器内的至少一个凹陷至少部分地与所述室中的一个重合，从而允许衬底在所述室之间移动。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上部外壳半部分和下部外壳半部分 被设计成，当所述产生力的构件不再作用在所述外壳半部分之间时，所述上部外壳半部分 和下部外壳半部分从所述第二位置呈现到所述第一位置。
3. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述上部外壳半部分和下部外壳半部分 都具有相对的且一致的凹陷，且所述旋转器内的凹陷是贯通凹陷。
4. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述真空锁定室的外周设置有密封构件， 所述密封构件被设计成当所述外壳半部分处于其第一位置时，密封所述真空锁定室而与所 述外壳的其余部分和所述旋转器隔离。
5. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述剩余的室中的至少一个室的外周设 置有密封构件，所述密封构件被设计成当所述外壳半部分处于其第一位置时，密封所述至 少一个室而与所述外壳的其余部分和所述旋转器隔离。
6. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述室被设计成与同一个真空源相通。
7. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述室中的至少一个室被设计成与真空 源相通，所述真空源被设计成仅与前述的室相通。
8. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述韧性密封构件是金属波纹管。
9. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述密封构件是0型环。
10. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述产生力的构件是液压缸。
专利摘要本实用新型涉及一种用于在真空下实施衬底的表面处理的设备，该设备包括外壳，外壳包括与真空源相通的室，当进行表面处理加工时，所述室中的至少一个室起剩余的室的真空锁定室的作用。外壳被分成上部外壳半部分和下部外壳半部分，其中至少一个外壳半部分具有凹陷。枢轴旋转地安装在外壳半部分之间的是旋转器，旋转器包括待处理的衬底将被置于其内的凹陷。外壳半部分设计成处于两个位置，在第一位置，其与旋转器分开，而在第二位置，其与旋转器接触。在第一位置，旋转器被设计成旋转到预定的旋转位置，在此位置，外壳半部分和旋转器内的凹陷与各室重合。在第一位置，真空锁定室可以被打开并被抽真空，而不会干扰外壳的其他部件内的真空。
文档编号C23C16/54GK201485501SQ20092016574
公开日2010年5月26日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者亨里克·荣格克兰茨, 托斯特恩·罗赛尔 申请人:因派科特涂料公司