专利名称：用于向一种基片涂敷涂料的真空模块(及其变体)和模块系统的制作方法
技术领域：
所述的真空模块及其变体用于将一些材料真空沉积在一些基片上所属的领域，该基片包括三维基片，例如显象管、平面显示器等，其目的是为了在其前表面上形成多层薄膜涂料，并且该真空模块可以用于真空沉积系统中。
现有技术所提出的模块系统用于向基片涂敷涂料，该基片例如为显象管、平面显示器等，并且该系统可以用作一个连续运转系统，用于在具有相似或不同标准尺寸的基片上沉积各种薄膜涂料，例如在尺寸为14″、17″、18″、21″的显象管或平面显示器等基片上。
向一种组装好之后的显象管(阴极射线管(CRT))的外表面涂敷薄膜涂料的方法和装置是众所周知的。
现有的含有差动抽真空系统的现有装置中的沉积室包括一个沉积区域和一个抽真空区域。
在该装置的运转过程中，沉积区域中的压力在1×10-1-8×10-1Pa之内且抽真空区域中的压力在5×10-3-7×10-2Pa之内。
安装在基片载体上的CRT沿着真空腔输送。该基片载体上设有阻挡板，该阻挡板将真空腔分成两个区域，即沉积区域和抽真空区域。现有装置中的导电涂料例如是采用磁控管溅射法真空沉积在该表面的靠近一CRT屏幕的扎带或其他接地部件的部分，以便于消除表面的静电荷。〔1〕.
不过，该现有装置具有显著的缺陷。
首先，由于是一种顺序处理装置，因此该装置的性能较低。
其次，在真空腔中传送组装好的CRT阻止不了结构元件表面的各种污物和杂质到达待涂敷的表面上，因此不能确保所要求的涂敷质量。
其三，由于串联式的CRT涂敷步骤布置成一种连续而依序方式，因此该系统中任何单个单元的故障都会导致该系统完全停机。这就意味着该装置的可靠性和耐用性较低，从而降低该装置的性能。
其四，任何预防性的和调节性的操作都会导致生成过程整体上完全停止运行。
其五，不可能与该系统的性能成比例地降低每个涂敷有沉积材料的CRT的能量消耗，因为要使整个系统运转就需要所有单元和子系统都运转。
还已知一种真空沉积装置，该装置包括真空腔，该真空腔具有一开口，该开口用于安放一基片；一密封件以及一涂敷执行装置，该涂敷装置用于涂敷涂料。
该结构包括一阀门，该阀门安装在平行于真空腔开口所在平面的平面中并用于将腔体空间的布置有沉积源的部分与该腔体空间中具有该开口的部分分隔开。
因此，沉积源-传送机构在垂直于其中安放有基片的平面的平面中传送该沉积源，即，该传送机构交替地将该沉积源带到基片上以便将该沉积源置于该工作位置和将其从该工作位置撤回〔2〕。
不过，该现有装置具有某些缺陷。
首先，沿着垂直于基片平面的方向传送沉积源仅仅不能在其横断面尺寸大于该基片表面到沉积源之间的距离的基片上提供同质而均匀的涂料厚度。
其次，所述装置不能对基片表面进行最终的离子净化。
其三，该现有装置在采用光学或石英方式控制涂料深度方面具有一定的难度，因此，不可能再现在CRT或平面显示器上进行涂敷多层薄膜结构的步骤。
发明概述本发明的目的就是为了改善基片表面上的薄膜涂料的质量、同质性以及均匀性，以确保待涂敷涂料的纯度，扩展该装置的功能和加工能力，提供一种在基片上进行连续涂敷的工艺以及快速地采用一个未处理过的基片替代一个已经处理过的基片。
为了实现该目的，根据本发明(变体1)，在一个用于在基片上进行涂敷的真空模块中，包括有一真空腔，该真空腔具有一开口，该开口用于安放该基片；一密封件以及一用于涂敷涂料的处理装置；一阀门，该阀门安装在平行于真空腔开口所在平面的平面内，并且该阀门用于将该腔体的具有处理装置的部分和该开口分隔开；以及一处理装置传送机构，该处理装置传送机构安装成能够平行于基片表面以一种往复运动的方式运动。
而且，根据本发明(变体2)，该真空腔至少具有两个用于安放基片的开口，该处理装置安装成可以平行于该基片表面往复运动。
根据本发明的一个以上的变体(变体3)，真空腔还装配有一个罩体，该罩体用于安放基片，同时处理装置-传送机构安装成这样一种形式，即该机构能够平行于该基片表面往复运动。
上述目标还可以通过提供一种用于在基片上涂敷涂料的模块系统来实现，该系统作为一项发明提出，该系统至少包括两个按照任何前述变体构成的真空模块且这些真空模块具有共同的真空泵送系统，其中，根据本发明，这些模块具有一个共同的泵送控制系统、一个共同的操作装置控制系统，该操作装置控制系统具有用于自动装卸基片的处理传感器，其中至少有一组模块被置于共同操纵器的操作范围之内。
在作为一项发明提出的这些变体中，真空腔开口的周边与待涂敷表面的轮廓相匹配。
该模块上还设有基片载体，用于固定该基片，同时该基片载体可以不设置开口、可以设置一个开口、或者设置多个开口。
该基片既可以安放在基片载体的表面上也可以安放在基片载体表面形成的开口上，在这种情况下，比较好的是该基片载体做成可以拆卸的形式。
为了固定基片，该基片载体可以布置在该模块的外侧，因此将基片安全地从一个位置传送到另一个位置，然后将其安放在模块上。
如果基片载体位于模块真空腔的开口区域内或位于真空腔罩体的区域内，那么开口的周边布置有密封件不仅能够固定基片而且能够密封基片。
在这种情况下，基片载体平行于处理装置的运动平面布置。因此，该基片载体开口周边不可变化地与待涂敷表面的轮廓相匹配，如果基片载体上设有至少一个用于安放基片的开口，该基片载体开口参数必需不可变化地与待涂敷表面的轮廓相匹配，同时该基片载体开口上必需设置至少一个沿该开口的周边安装的并用于固定该基片的密封件。
当真空腔、基片载体和/或罩体上都设有两个或更多的开口时，它们为每个开口都设有一个或几个单个附加的阀门和一些密封件，这些阀门安装在平行于基片安放平面的平面内，并且密封件的数量由真空腔、基片载体或罩体中开口的数量来确定。
而且，在一种特定情况下，可以采用一种可以没有用于安放基片的开口的罩体和/或基片载体。在这种情况下，小尺寸的基片被固定在罩体和/或基片载体的内部，面向真空腔的内部。如果需要的话，可以将基片以及基片载体一起固定到真空腔罩体上。因此，该罩体本身可以起到一个基片载体的作用。
在所有模块变体中，该处理装置传送机构可以构成一种滑架形式。
位于滑架上的处理元件的构成可以从下列一组元件中选择，这组元件包括蒸发器、磁控管阴极、辉光放电目标物、离子清洁系统以及具有对转棱镜的离子溅射系统，该对转棱镜可以平行于真空腔开口所在平面安装，并且该对转棱镜的至少一个工作表面上设有待溅射的材料。
在这种情况下，处理元件的结构做成可以替换形式，且在处理装置上的一套处理元件由所需的处理步骤和待溅射的材料来限定。
此外，和基片载体一样，真空腔罩体可以有一个开口或至少两个开口，用于固定该基片的密封件沿着其周边安装。
根据本发明，该罩体可以制成可拆卸和/或可替换形式，并具有不同的开口参数以用于安装具有各种标准尺寸的基片。该罩体可以作用基片载体并平行于处理装置的运动平面布置，该处理装置安装成能够平行于基片表面作往复运动，该基片安放于真空腔罩体中的开口中。
该真空模块以及其实施例变体的结构与用于相似用途的传统装置的结构相比具有一些基本的优点。
因此，安装成能够平行于基片表面往复运动的处理装置传送机构能够在基片上沉积一层具有任何实际尺寸的薄膜涂料，该尺寸还可以通过真空腔、基片载体和/或罩体上的一个开口(变体1)或多个开口(变体2)的尺寸得到调节，并且还能够通过平缓而有节奏地扫描待涂敷表面而获得同质而均匀的涂料厚度。
真空腔、基片载体和/或罩体中的开口周边与沉积表面的轮廓之间的匹配能够在待处理的基片表面上沉积一层高质量的薄膜，其中受到处理的沉积表面的整个面积都具有较高的精度。
而且，在该可以更换的罩体和/或基片载体中的开口可以具有不同的尺寸，因此，可以用来安放具有不同标准尺寸的基片，例如CRT或平面显示器(例如14″、17″、19″以及21″)。
在布置在平行于处理装置运动平面的真空腔开口的区域中的基片载体和/或罩体中可以不设置开口。这使得小尺寸基片被固定在其面向真空腔内部的表面上，由此增加模块的多功能性，同时保持沉积在基片表面上的薄膜的质量的高度。
基片载体和/或罩体中的开口还能同时处理不同标准尺寸的基片，由此改善真空模块的性能并增强其功能，并确保在基片表面形成高质量的涂层，因为这些开口的参数与待涂敷的表面的轮廓相匹配。
安放在该真空腔、基片载体或罩体的开口中的密封件确保基片紧紧地设置在该开口上，由此形成密封并在基片表面形成高质量的沉积薄膜。
由于基片载体和/或罩体的结构可以做成可拆卸的，因此这又进一步确保了该模块的多用途性。
在这种情况下，该模块罩体平行于该处理装置的运动平面布置。
该处理装置安装成该装置能够平行于基片表面往复运动。罩体、基片以及处理装置的这种相对布置不但确保了真空模块的多用途性，而且确保了在具有较大范围标准尺寸的基片上涂敷的涂料具有较高的质量。
根据本发明构成的传送机构能够在将各种材料或其氧化物或其他材料的涂料沉积到基片表面上的过程中进行一种连续的处理。
附图简要说明
图1所示的是称之为变体1的真空模块的总图；图2所示的是被称之为变体2的真空模块的总图；图3所示的是基片载体以及真空模块罩体，其中基片载体中，A是一个没有开口的基片载体，B具有一个开口的载体，C具有两个开口的载体；D是一个没有开口的真空模块罩体，E具有一个开口的真空模块罩体，F具有两个开口的真空模块罩体；图4所示的是处理装置传送机构的总图，该机构构成其上安装有处理元件的滑架形式，其中A是适于安装有一离子溅射源和一对转棱镜的滑架，B是安装在滑架上的处理元件；图5所示的是用于涂敷薄膜涂料的真空系统的总图。
优选实施例的说明根据第一变体(图1)用于向基片涂敷涂料的真空模块包括具有开口2的真空腔1，该开口用于安放基片3；密封件4以及处理装置5；阀门6，该阀门安装在平行于真空腔1的开口2所在平面的平面中，并用于将该腔体1的具有处理装置5的一部分空间和开口2分隔开；以及用于传送处理装置5的机构7。
需要指出的，用于传送处理装置5的机构7安装成可以平行于基片3表面往复运动。
与第一变体不同的是，在第二变体中所述的真空模块上设有至少两个用于安放基片3(3′)的开口2、8，该处理装置5安装成能够平行于该基片3(3′)的表面往复运动。
与前两个变体不同的是，第三变体的真空模块它包括用于安放基片3(3′)的罩体9(图3，D，E，F)以及用于传送一处理装置5的机构7，该机构安装成可以平行于所述基片的表面往复运动。
由任何所述变体构成的模块上可以设有一基片载体10，该载体可以位于真空腔开口的区域的外侧，甚至在模块的外侧，由此确保在这种情况下基片的固定以及确保将基片从一个位置安全地传送到另一位置。
在其他情况下，基片载体可以位于该真空腔1的开口2或开口2，8的区域之内，并可以设计成没有开口或者设计成至少有一个开口11或两个开口11，(11′)(图3，A，B，C)用于安放基片3(3′)，并且密封元件12(12′)沿着开口11，(11′)的周边布置并用于固定基片口3，(3′)。此外，该基片载体10可以做成可拆卸式。
真空腔1的具有密封件4，4′的开口2，8使得基片载体10可以紧紧设置并固定在真空腔1的开口2，8上。
基片载体10的开口11(或开口11，11′)的周边与待涂敷的表面的轮廓相匹配，并且比较好的是基片载体10安装成平行于处理装置5的运动平面。
在真空模块的第三变体中，真空腔1的罩体9和基片载体10一样，可以构成没有开口或可以有一个开口13或两个开口13和14，并且其上可以设有密封件12a以及12b，以便固定和密封安放在开口13和14上的基片3和3′，并且该罩体可以制成可拆卸式(图3，D，E，F)。
在这种情况下，密封件12a以及12b沿着所述开口的轮廓精密地安装在罩体9的开口13和14上。
此外，罩体9可以作用基片载体10或在其上安放基片载体10和基片。这样，该罩体安装成平行于处理装置5的运动平面。
与在上述两种(第一和第二)真空变体中一样，确保该罩体9紧紧设置和固定的密封件4，4′沿着真空腔1的开口2或开口2，8的周边安装，该周边与第三实施例中的待涂敷的表面的轮廓相匹配。
例如，当一些模块变体在真空腔1(变体2)或在真空腔罩体9(变体3)中提供有两个或更多开口时，该真空腔上可以为每个开口设置一个将要被安装在平行于基片安放平面的平面内的附加阀门15。
在模块的第一、第二以及第三变体中，形成于真空腔1或基片载体10(变体1，2，3)或罩体9(变体3)中的开口的周边必须与待涂敷的表面的轮廓最佳匹配，且安装在这些开口上的密封件必须与所述开口的轮廓相匹配。
此外，所有的模块变体都涉及采用滑架16作为用于传送处理装置5的机构7，该处理装置包括一些处理元件。
滑架上的处理元件的构成从以下组中构成，该组包括蒸发器17、磁控管阴极18、阴极溅射目标物19、离子清洁系统20以及具有对转棱镜22的离子溅射系统21，该对转棱镜22安装成平行于真空腔1的开口所在平面并且其至少有一个工作表面上设有一种待溅射的材料(图4)。
此外，所有处理元件17、18、19、20、21、22以及23都做成可以替换的形式，且其在处理装置上的组合可以根据所需的处理步骤和待溅射的材料进行调节。
该模块(在所有三种变体中)上还设有一种气/水/电供给系统24(图1)以及光学装置25和石英装置26，用于控制薄膜沉积的厚度(图2)，以及，此外，还设有一个预抽真空泵27和一个扩散泵28(图1)，而且最好还设有一个附加的预抽真空泵29(图2)。
该真空模块上还设有阀V1、V2、V3、以及V4和一驱动装置C1，其中阀V1、V2、V3、以及V4用于将泵27、28以及29连接到真空腔1上，而驱动装置C1(图1)用于开启和关闭阀门6或阀门6、15(图2)。
图5所示的是用于以一种自动装卸基片3(3′)的模式涂敷基片的模块系统，该系统包括例如两个根据三种变体中的任何一个制成的真空模块30、31。
所述模块上设有一共同的抽真空系统32，处理传感器33、共同的抽真空系统34、一共同的操作装置控制系统35，该控制系统包括一传送机构36和一共同的机械手装载机37并用于自动地装卸基片3(3′)，以及还设有抽真空站38、39。需要指出的是，所述模块位于共同机械手装载机37的操作区域内。
一个作为一项发明提出的高真空模块(变体1)以下述方式操作。
当起初开启时，利用预抽真空泵27通过开启的阀V3对扩散泵28抽真空，直到扩散泵完全被加热并被迫进入运转模式。
然后利用预抽真空泵27通过阀V2对真空腔1抽真空使压力降低到一特定的压力。该阀门6在初始状态下被关闭，并将真空腔1的布置有处理装置5的部分空间与开口2分隔开。
一旦达到所需的压力，阀V2关闭，且扩散泵28与真空腔1的所述空间相连以便使其内产生所需的真空压力。
同时，基片3(例如CRT前表面)被安放在安装于真空腔1的开口2上的弹性密封件4上或被安放在安装于基片载体10的开口11上的密封件12上，随后阀V1开启，并且利用预抽真空泵27对由该基片的带有弹性密封件的前表面和阀门6限定的空间进行抽真空。一旦达到所需的压力，阀V1就关闭并利用驱动装置C1开启阀门6，该驱动装置C1例如为一种气动缸(在附图中未示出)。
经过一段时间之后，整个真空腔1中的压力首先达到平衡，并随后达到该预定值。
一旦达到所需的压力，就实际启动在基片上的涂敷工艺步骤。
为此，通常为Ar或O2的工作气体在初始处理阶段通过气/水/电输送系统24(图1)输送给离子清洁系统20，并启动采用滑架16形式的机构7，该机构用于传送处理装置5。
处理装置5上安装有处理元件17、18、19、20、21、22以及23(图4)，这些元件用于执行与在基片前表面上沉积特定材料相关的特定步骤。
向离子溅射系统20供给一高电压，并在一特定时间段内将基片3的表面暴露在气体放电离子下。一旦达到该段时间间隔的终点，该供给单元以及工作气体供应控制系统就将氩-氧混合物输送到气体总管中以便在真空腔1中获得一比压。
接着，一离子流从离子溅射源21输送给对转棱镜22，并且置于该对转棱镜22的表面23上的其中一种材料被溅射到基片3上。
在这种情况下，滑架16或任何其他用于传送处理装置5的机构7可以平行于基片3的表面往复运动。
在向基片3的前表面沉积第一层的时间间隔期间，指示该工艺步骤到达终点的装置，尤其是光学控制传感器25和石英控制传感器26(图2)开启，且一旦该信号读到该指示装置上的所需的值，沉积第一层的步骤就停止。
在断电和切断该气体混合物的供应后，对转棱镜22旋转到其另一个其上带有另一种材料的表面23所在的位置。
该氩-氧气体混合物被输送给离子溅射系统21，供给高压并点燃放电气体。随后，在滑架16处于运动状态时，在一指定的时间间隔内在基片3的表面上溅射和沉积该材料，尤其是一种氧化合成物。
在该信号到达指示装置上的预定值，即达到光学控制传感器25和石英控制传感器26上的预定值时，则结束第二层的沉积。
而且，根据需要，在基片上的第一和第二层沉积步骤可以被重复多次在其他情况下，要沉积在基片表面上的材料的组合可以不同，并且包括位于对转棱镜22的某些工作表面23上的纯金属和其氧化物及氮化物或者位于对转棱镜22的工作表面23上的其他化合物。
为此，可以通过气/水/电系统24(图1)将必要的气体输送给处理装置(图4)的处理元件17、18、19、21、22、23和离子清洁系统20。
根据涂敷薄膜层的目的的不同，不但可以采用光学控制传感器25和石英控制传感器26作为指示装置，而且可以采用这两种传感器的结合作为指示装置。
为了确保基片3表面涂敷在最小扫描范围下获得最大均匀性，采用一种专门开发的软件程序用来提供计算机控制指令以便通过其上带有处理元件17、18、19、20、21、22以及23的滑架16相对于基片3进行扫描。
因此，可以在基片3的表面上交替地形成氧化物和金属涂料。金属层的导电性确保电阻率较低，同时采用氧化物降低基片3前表面的反射系数。
一旦完成在基片3上的涂敷步骤，阀门6就关闭并且空气就被输送给基片之下的空间，接着将基片3从真空腔1的开口2中取出并换上一个新的基片。在这种情下，安装处理元件的处理装置5依然处于高真空区域中。
在将新的基片布置好后，重复进行该循环。
值得注意的是，一直处于高真空环境中的处理装置5的处理元件可以在不需要花较长时间进行预防性清洁和维修的情况下运转。此外，不会出现在真空壁和工具上偏离沉积的堆积，也不会看到处理元件的污染。
为了确保按照变体2构成的模块的运转，其中真空腔1上设有至少两个开口2和8并且处理装置5平行于基片3和3′的表面往复运动，前者设有一个附加预抽真空泵29，该预抽真空泵用于通过阀V3连续地对扩散泵28抽真空，由此使得模块更快的达到其使用准备状态。
当具有两个操作开口2和8和阀门6和15的模块(图2)最初通电时，真空腔1的在基片3和3′和阀门6和15之间的空间采用预抽真空泵27通过阀V1和V4交替地进行抽真空。
阀门6和15在初始阶段被关闭并将真空腔1的空间与开口2和8分隔开。在模块到达使用准备状态时，将基片3安放在真空腔1的开口2的密封件12(图2)上。采用预抽真空泵27通过阀V1对阀门6和基片3之间的空间抽真空。
一旦真空腔1中的所述空间中达到比压，阀门6开启并且开始在基片3上进行涂敷。
为此，传送机构7例如采取滑架16的形式并在其上布置有一套处理元件17、18、19、20、21、22以及23，该传送机构以和上述方式相似的方式在开口2的区域内对基片3的表面进行扫描以便在该基片的表面上交替地沉积所需的层数。
在置于真空腔1的开口2上的基片3处于涂敷步骤时，将第二基片安放在带有密封件12(图2)的开口8上，并且采用预抽真空泵27经阀V4对真空腔1的由阀门15和第二基片限定的空间抽真空。
到基片3上的涂敷步骤结束为止，置于真空腔1的开口2上的第二基片的下部会产生所需的压力。
一旦基片3上的涂敷步骤结束，阀门6就关闭，更换基片3并立即开启真空阀门15，其上布置有处理元件的滑架16开始对位于真空腔1的开口8的区域中的第二基片的表面进行扫描以便通过上述步骤交替地在该基片表面上沉积必要数量的涂层。
因此，在所述第二模块变体中，处理元件在该必要的布置中运转并进行交替的涂敷步骤，即首先在置于开口2的区域内的基片上执行涂敷步骤并随后在置于开口8的区域内的第二基片上执行涂敷步骤。
所述模块变体还为安装在密封件4(4′)上的基片载体10提供了一种用途，即确保基片载体紧紧布置和固定在真空腔1的开口2或开口2，8上。
在这种情况下，不具有开口的基片载体10(图3A)平行于处理装置5的运动平面安装，并将小尺寸基片固定在该基片载体的面向真空腔1的内部的表面上。
在所述基片上以上述方式进行涂敷步骤。
如果基片载体位于模块的外部，该载体就起到一个将基片固定到该载体表面上或固定在该载体中形成的开口上的固定元件的作用，并有利于传送基片和将基片安放在模块上以便涂敷其表面。
或者，基片载体10可以做成可拆卸式并且其上设有至少一个具有一密封件12(12′)的开口11(11′)，基片3(3′)安放该开口上并且以和上述步骤相似的步骤对其执行涂敷步骤。
在模块的第三变体中，它包括一用于安放基片的罩体9，且处理装置传送机构5安装成能使其平行于布置在真空腔1的罩体9中的基片的表面往复运动。
在所述的模块变体中，罩体9可以做成可拆卸式的并用作基片载体10。像在第二模块实施例中一样，可以将小尺寸的基片固定到罩体9的没有加工开口并面向真空腔1的内部的表面上，并且按照上述步骤在所述基片上执行涂敷步骤。
此外，可以在该罩体9中形成有用于安放一个、两个或多个采用密封件固定的大尺寸基片的一个开口13、两个开口13、14或者多个开口。
采用第一和第二模块的变体中所述的方法在基片上执行涂敷步骤。
采用根据前述任何变体构成的真空模块在CRT(基片)的玻璃表面上进行薄膜涂敷工艺的具体实施例根据变体1构成的真空模块以下述方式和以下述模式运转，用于在CRT的前玻璃表面上进行涂敷的。
起初，利用预抽真空泵27经阀V3对扩散泵28进行抽真空直到扩散泵被加热并被迫进入运转模式为止。
随后利用预抽真空泵27经阀V2对真空腔1进行抽真空使压力降低到约6-10Pa。阀门6在初期阶段关闭并将具有处理装置5的真空腔1中的的部分空间与开口2分开。
一旦达到所述的压力，阀V2关闭并且扩散泵28与真空腔1的所述空间相连并在其中产生≈1.3×10-3Pa的压力。
CRT的前玻璃表面置于安放在真空腔1的开口2上的弹性密封件4上。接着开启阀V1并且利用预抽真空泵27在CRT前玻璃表面和阀门6限定的空间中形成≈10Pa压力。一旦达到该压力，就关闭阀V1并采用气动缸(附图中没有示出)驱动机构C1打开阀门6。
在30秒之后，该压力首先在真空腔1的整个空间中达到平衡并随后达到≈8×10-3Pa。一旦达到所述压力，就实际上启动在CRT的前玻璃表面上的涂敷步骤。
为此，在第一处理阶段将加工气体(通常为Ar或O2)输送给离子清洁源20，并启动一滑架16形式的传送机构7，该滑架上安装有粒子清洁源20和离子溅射源21，该溅射源上具有对转棱镜22，该对转棱镜在其中一个表面23上布置有一种金属而在其另一表面(图4)上布置有一种金属氧化物。
将2-2.5KV的高压输送给粒子清洁源20的电极，并将显像管玻璃表面持续暴露在放气离子下0.5-1分钟，由此将所述表面上的所有杂质都完全清除掉。
在经过那一段时间之后，采用动力供给单元和工作气体输送控制系统将一种氩-氧混合物输送给气/水/电系统24的总气管从而使得真空腔1中的压力达到7～8.5×10-2Pa。
随后将0.4-0.6A的离子流从离子溅射源21输送给对转棱镜，并使得位于对转棱镜22的其中一个表面23上的金属(例如In-Sn)沉积到CRT玻璃表面上并持续一分钟。
在这样做的时候，其上布置有处理元件的滑架16平行于CRT玻璃表面往复移动。
在CRT前玻璃表面上沉积第一层的时间间隔期间，开启步骤结束指示装置，尤其是光学控制传感器25和石英控制传感器26(图2)，并且一旦该信号达到该指示装置上的所需值，该沉积第一层的步骤就停止。
在断电和切断气体混合物的供给之后，对转棱镜22旋转到另一表面，在该另一表面上放置另一种材料。
将氩-氧气体混合物输送给离子溅射源21，供给2000～3500V的高压并通过-0.3～0.4A的电流点燃，通过这种作用，在滑架16平行于该CRT表面往复移动的同时，在CRT玻璃表面上溅射第二层并持续1-2分钟，尤其是溅射第二类非金属氧化物，例如SiO2。
当该信号达到该指示装置上的指定值时，即达到光学控制传感器25和石英控制传感器26上的指定值时，结束第二层的沉积。
根据涂敷离子工艺的需要，还可以多次重复在基片3上涂敷的一和第二层的步骤。
在其他情况下，将要沉积在基片表面上的材料的组合可以不同，并且既包括位于对转棱镜22的不同工作表面23上的纯金属还包括其氧化物或氮化物或者其他化合物。
为此，通过气/水/电系统24将该必要的气体输送给处理装置5的处理元件18、19、21、22和离子溅射源20上。
根据涂敷薄膜层的目的的不同，不但可以采用光学(反射和传输)控制传感器和石英控制传感器作为指示装置，而且可以采用这两种传感器的结合作为指示装置。
为了确保CRT表面涂敷在最小扫描范围获得最大均匀性，采用了一种专门开发的软件程序用来提供计算机控制指令以便通过其上带有处理元件17、18、19、20、21、22以及23的滑架16相对于待涂敷的CRT表面进行扫描。
因此，在CRT的玻璃表面上交替地形成氧化物和金属涂料。金属层的导电性确保电阻率较低，即～10Ω/cm2，同时采用氧化物将CRT玻璃前表面的反射系数从起初的6.5％降低到≈1.5％。
一旦完成在CRT玻璃表面上的涂敷步骤，就关闭阀门6并将空气输送给CRT之下的空间中，接着将CRT从真空腔1的开口2中取出并换上一个新的CRT。在这种情况下，安装处理元件的处理装置5依旧位于高真空区域中。
在将新的CRT布置好后，重复进行该涂敷循环。
值得注意的是，持续处于高真空环境中的处理装置5的处理元件可以在不需要长时间预防性清洁和维修的情况下运转。此外，不会出现真空壁和工具上的偏离沉积的堆积，也不会出现处理元件的污染。
为了确保根据实施例2构成的模块的运转，其中真空腔1上设有至少两个开口2和8并且处理装置5平行于安放在所述开口上的基片的表面往复运动，前者设有附加预抽真空泵29，用于通过阀V3连续地对扩散泵28抽真空，由此使得模块更快的达到其使用准备状态。
当起初对具有两个操作开口2和8和阀门6和15的模块(图2)通电时，采用预抽真空泵27通过阀V2对真空腔1初步抽真空，接着预抽真空泵27通过阀V1和V4对真空腔1的在安放在开口2和8上的CRT和阀门6和15之间的空间交替地抽真空。
阀门6和15在初始阶段被关闭并将真空腔1的空间与开口2和8分隔开。在模块到达使用准备状态时，将第一CRT安放在真空腔1的开口2的密封件12(图2)上。采用预抽真空泵27通过阀V1对真空腔1的阀门6和CRT前玻璃表面之间的空间进行抽真空。
一旦真空腔1中的所述空间中的压力达到指定的压力～1到10Pa，就开启阀门6并启动在CRT上的涂敷步骤。
为此，其上布置有一套处理元件17、18、19、20、21、22以及23的滑架16采用如上所述的步骤在开口2的区域内对CRT的表面进行扫描以便在其表面上交替地沉积所需的层数。
在置于真空腔1的开口2上的CRT玻璃表面处于涂敷步骤的同时，将第二CRT3′安放在带有密封件12′(图2)的第二个开口8上。
随后采用预抽真空泵27经阀V4对真空腔1的由真空腔1的阀门15和位于开口8上的第二CRT3′的前玻璃表面限定的空间抽真空。
到位于真空腔1的开口2上的第一CRT3上的涂敷步骤结束时候，会在第二CRT3′的下部产生～1到10Pa的压力。
一旦第一CRT3的表面上的涂敷步骤结束，就关闭阀门6，采用下一个CRT替换第一CRT3并立即开启真空阀门15。
那时，其上布置有一套处理元件的滑架16开始对安放在开口8的区域中的第二CRT的表面进行扫描以便通过上述步骤交替地在CRT的前表面上沉积必要层数的涂层。
因此，在所述第二模块变体中，处理元件连续操作以一种交替方式首先在置于开口2的区域内的基片3上涂敷涂料并随后在置于开口8的区域内的第二基片上涂敷涂料。
提供一个如所有真空模块的变体中基片载体10以及一个如在模块的第三实施例中的罩体9会显著的扩大所请求保护的主题的功能，并且不仅能够在较大尺寸的表面例如CRT的前玻璃表面或平面显示器上涂敷薄膜涂料，而且能够在可以固定在基片载体或不含有开口并面向真空腔1的内部的罩体9上的小尺寸表面上涂敷薄膜涂料。
在这种情况下，在所述基片的表面上进行涂敷的步骤保持不变。
此外，基片载体10可位于模块的外部，起到一个基片固定元件的作用，并创造一种用于初步放置的有利条件、传送基片以及以及将基片安放在模块上以便在其表面上执行涂敷步骤。
请求保护的用于在显像管表面(图5)上涂敷涂料的模块系统包括至少两个按照三种变体中的任何变体制成的并具有共同的真空泵送系统32和处理传感器33的真空模块30、31。
这些模块30、31上设有一个共同的真空泵送控制系统34、一个共同的操作装置控制系统35，该操作装置控制系统包括一传送装置36和一机械手装载机37，该机械手装载机能够同时为位于该共同机械手装载机37的操作区域内的数目不限的模块提供服务。
该共同的真空泵送系统32包括两个前级真空站38和39，并且该共同机械手装载机37将CRT放置到具有不同结构的模块上和将CRT从这些模块上取走。
可以将CRT预先放置和固定在基片载体10的开口中，并且机械手装载机37可以将与基片载体10结合在一起的CRT放置在模块上以便在其表面上涂敷薄膜。
要求保护的用于在基片上进行涂敷的模块系统以下述方式工作。
为了使模块组(两个或更多)适用于同时在具有不同结构的CRT(例如19″和21″的CRT)上进行涂敷，将具有标准尺寸的CRT置于模块30、31的真空腔中的开口上，其尺寸与所属开口的参数相匹配。
真空泵送控制系统34包括真空泵送站38，39。该真空站39对集成为模块30和31的共同抽真空系统32的所有扩散泵进行抽真空，同时真空站38对所述模块的真空腔1交替地抽真空。
同时，操作装置控制系统35通过传感器33将一个信号输送给传送装置36和共同机械手装载机37，其中，传送装置36输送CRT而机械手装载机37将CRT放置在模块30、31的开口上以便对其前表面进行涂敷。
在这种情况下，传感器33提供CRT尺寸和类型方面的信息。该信息用于启动在特定模块变体处的特定步骤，即将会安装确保必要材料涂敷的处理元件，并且同时保持其适当的涂敷步骤及其模式不变。
运行一种专门开发的软件程序的共同的计算机控制该涂敷步骤。为了执行所述步骤，所需的处理元件，例如离子清洁源和具有对转棱镜22的离子溅射源21安装在滑架16上，该对转棱镜的表面上含有各种待溅射的材料。
在其他情况下，当需要溅射其他材料1时，可以在滑架16上安装一个磁控管阴极18或阴极沉积目标19。在某些情况下，可以将任何其他处理元件例如蒸发器17作为一个待涂敷材料源安装在滑架16上。
工作气体通过电缆铺设机器C1输送给安装在可动滑架16上的源头20，21的总管以及一气/水/电供给系统24，从而同时冷却真空腔1和处理元件17、18、19、20、21、22以及23并向这些真空腔1和处理元件供电，在该铺设机器中设有一套柔性管和电缆。
当信号从传感器33达到共同机械手装载机37时，该机械手装载机37(根据该实施例模块不同)将具有特定标准尺寸的CRT置于不同模块的真空腔1中的各个开口上，或置于不同模块的基片载体10中的各个开口上，或者置于不同模块的罩体9中的开口中，并且一旦采用预抽真空泵(前级泵)27和高真空抽真空泵(扩散泵)28使得所属模块的真空腔1达到所需压力，就开始通过如上所述的工艺开始CRT玻璃上的涂敷步骤，使该模块所包括的所有的装置和元件都运转。
用于在基片上进行涂敷的所述系统与具有相似用途的传统真空串联系统相比具有较高的可靠性，因为一个或多个模块的失效不会使得整个系统都停机。
此外，如果需要的话，通过集成添加一些附加模块或从该系统上撤掉某些模块可以使得该系统具有弹性。
这种真空模块和其变体的多功能性确保了不但可以在较小尺寸的表面上而且能够在大尺寸表面上涂敷高质量的涂料。
对涂层厚度的光学控制和石英控制不但可以在CRT玻璃表面上涂敷多层薄膜结构，而且可以在需要再加工的其他基片上涂敷多层薄膜结构。
所请求保护的该真空模块和其变体是多功能的且具有高性能特征。
此外，由于其多功能性，所请求保护的真空模块和其变体可以采用任何组合和变化形式用于在操纵灵活的真空系统中在基片上进行涂敷。
所请求保护的模块可以在不妨碍该真空系统作为一个整体连续运转的情况下进行互换。
此外，任何单个系统单元的失效都不会影响整个系统的运转，即至少一个模块的失效不会导致整个系统的停机，因此，保持了该系统的可靠性和其进一步运转。
作为一项发明提出的用于在基片上进行涂敷的模块(及其变体)和模块系统具有多用性和商业实用性。
参考文献1.美国专利US5489369；IPCC23C14/56；
公开日期1996年2月6日。
2.德国专利P4313353.3；IPCC23C14/22；
公开日期1994年10月27日。
3.美国专利US5372693；IPCC23C14/34；
公开日期1994年12月13日。
权利要求
1.一种用于在一种基片上涂敷涂料的真空模块，该模块包括真空腔，该真空腔上设有用于安放基片的开口；密封件和用于涂敷涂料的处理装置；阀门，该阀门布置在平行于该真空腔的所述开口所在平面的平面内并用于将该真空腔中的布置有处理装置的一部分空间和所述开口分隔开；以及处理装置传送机构，其特征在于，所述处理装置传送机构安装成其能够平行于基片表面往复运动。
2.一种用于在一种基片上涂敷涂料的真空模块，该模块包括真空腔，该真空腔上设有用于安放基片的开口；密封件和用于涂敷涂料的处理装置；阀门，该阀门布置在平行于该真空腔的所述开口所在平面的平面内并用于将该真空腔中的布置有处理装置的一部分空间和所述开口分隔开；以及处理装置传送机构，其特征在于，所述真空腔上设有至少两个用于安放基片的开口，其中处理装置安装成可以平行于基片表面往复运动。
3.一种用于在一种基片上涂敷涂料的真空模块，该模块包括真空腔，该真空腔上设有用于布置基片的开口；密封件和用于涂敷涂料的处理装置；阀门，该阀门布置在平行于该真空腔的所述开口所在平面的平面内并用于将该真空腔中的布置有处理装置的一部分空间和所述开口分隔开；以及处理装置传送机构，其特征在于，所述真空腔上还设有用于放置基片的罩体，所述处理装置传送机构安装成其能够平行于基片表面往复运动。
4.如权利要求1-3中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔开口的周边与待涂敷的表面的轮廓相匹配。
5.如权利要求1，2，3中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述模块上设有基片载体，该载体布置在真空腔开口所在的区域内。
6.如权利要求5所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，该模块的所述基片载体做成可拆卸式的。
7.如权利要求5，6中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，该模块的所述基片载体上设有至少一个用于安放基片的开口。
8.如权利要求5，7中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，该模块的所述基片载体平行于处理装置的运动平面布置。
9.如权利要求7所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，该基片载体的开口上设有一个密封件，该密封件沿着所述开口的周边安装并用于固定该基片。
10.如权利要求7，9中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述基片载体开口的周边与待涂覆表面的轮廓相匹配。
11.如权利要求3所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，真空腔的罩体可以做成可拆卸式的。
12.如权利要求3，11中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔的所述罩体上设有一个开口。
13.如权利要求3，11中的任何一个所述的用于向一基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔的所述罩体上设有至少两个用于放置基片的开口。
14.如权利要求3，12，13中的任何一个所述的用于向一基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔的所述罩体用作基片载体。
15.如权利要求12，13中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述罩体开口上设有一个密封件，该密封件沿着所述开口的周边安装并用于固定该真空腔罩体。
16.如权利要求3，12，13，14，15中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔罩体平行于处理装置的运动平面布置，该处理装置安装成能够平行于布置在真空腔罩体中的开口中基片的表面往复运动。
17.如权利要求2，7，12，13中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述真空腔上为每个开口设有一个单独的阀门，该阀门安装在平行于基片安放平面的平面内。
18.如权利要求1-3中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，采用滑架作为处理装置传送机构。
19.如权利要求1-3，18中的任何一个所述的用于向基片涂敷涂料的真空模块，其中，该处理装置包括一些处理元件，这些处理元件在滑架上的构成选自于以下元件构成的组，该元件组包括蒸发器，磁控管阴极，阴极沉积目标物，离子清洁系统以及具有一对转棱镜的离子溅射系统，其中对转棱镜平行于真空腔开口所在的平面布置，并且该对转棱镜的至少一个操作表面上设有一种待溅射的材料。
20.如权利要求19所述的用于向一基片涂敷涂料的真空模块，其中，所述处理元件都做成可拆卸式的。
21.如权利要求1-20中的任何一个所述的用于向一基片涂敷涂料的真空模块系统，其中，所述模块上设有一个共同的抽真空控制系统，一个共同的操作装置控制系统，该操作装置控制系统用于自动装卸基片并且具有一些处理传感器，其中至少有两个模块布置在该共同操纵器的操作区域内。
全文摘要
本发明公开了一种真空模块及其变体，用于在基片上真空沉积多层薄膜涂料。用于向基片例如CRT和平面显示器涂敷涂料的模块系统用来在具有不同尺寸的基片上沉积不同的薄膜。用于向基片涂敷涂料的真空模块包括带有开口的真空腔，该开口用于布置基片；密封件和用于涂敷涂料的处理装置；阀门，该阀门安装在安装在平行于所述开口的平面内，以便将处理装置和开口分隔开。一处理装置传送机构平行于基片表面往复运动。一模块系统包括几个模块，这些模块具有一共同的抽真空系统和一共同的抽真空控制系统，一共同的用于自动装卸基片的处理装置控制系统。几个模块具有一个共同的操纵器。
文档编号C23C14/56GK1617947SQ01812178
公开日2005年5月18日 申请日期2001年5月22日 优先权日2000年7月5日
发明者乌拉迪齐默尔·夏伊里帕乌, 米卡拉伊·洛伊丘卡, 阿里克桑德尔·哈赫洛夫, 谢尔盖·马雷舍夫 申请人:伊佐瓦克有限责任公司