一种电子束物理气相沉积装置及工件涂层制备方法_2

文档序号:9723152阅读:来源:国知局
,以制备待处理工件的涂层,包括:
[0051]控制所述第二电子束流达到预先设置的蒸发工艺束流强度;
[0052]控制所述金属蒸气挡板撤出,使得所述金属蒸气与所述待处理工件接触;
[0053]制备待处理工件的涂层,并监测制备时间;
[0054]若所述制备时间达到预先设置的制备时间阈值,控制所述第二电子枪关闭,并输出预先设置的工件扫描波形到第一偏转线圈,直至所述第一电子束流加热所述待处理工件的时间达到预先设置的第一时间阈值;
[0055]以一预先设置的速率降低所述第一电子束流的强度,直至所述第一电子枪关闭。
[0056]进一步的,该工件涂层制备方法,还包括:
[0057]监测主真空室内的完成涂层制备的工件的温度,判断所述完成涂层制备的工件的温度是否降低到一第二温度阈值;
[0058]若所述完成涂层制备的工件的温度降低到一第二温度阈值,控制所述工件旋转工作台将所述完成涂层制备的工件传送回所述辅助真空室中;
[0059]关闭所述主真空室与辅助真空室之间的阀门;
[0060]监测辅助真空室内的完成涂层制备的工件的温度,判断所述完成涂层制备的工件的温度是否降低到一第三温度阈值;
[0061]若所述完成涂层制备的工件的温度降低到一第三温度阈值,开启辅助真空室,将所述完成涂层制备的工件从所述辅助真空室内取出。
[0062]本发明实施例提供的一种电子束物理气相沉积装置及工件涂层制备方法,该装置通过第一高压电源与所述第一电子枪连接,第二高压电源与第二电子枪连接,并通过控制系统电路控制第一电子枪和第二电子枪分别加热待处理工件和三个靶材,从而通过两个电子枪即可完成现有技术中的四个或多个电子枪的工作,更无须应用多个高压电源。可见本发明能够解决当前多套电子束源共用一个电源的模式,闭环反馈调整每个蒸发源的蒸发速率难以实现的问题;同时可以简化系统,降低设备成本。
【附图说明】
[0063]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0064]图1为本发明实施例提供的一种电子束物理气相沉积装置的结构示意图;
[0065]图2为本发明实施例中的电子枪与工件和靶材的对应关系示意图;
[0066]图3(a)为本发明实施例中的第一电子枪的结构不意图一;
[0067]图3(b)为本发明实施例中的第一电子枪的结构不意图二;
[0068]图4(a)为本发明实施例中的第二电子枪的结构不意图一;
[0069]图4(b)为本发明实施例中的第二电子枪的结构示意图二;
[0070]图5为本发明实施例中的各偏转线圈中的X向线圈与Y向线圈的结构示意图;
[0071]图6为本发明实施例提供的一种工件涂层制备方法的流程图一;
[0072]图7为本发明实施例提供的一种工件涂层制备方法的流程图二;
[0073]图8为本发明实施例中的第三偏转线圈的X向线圈的电流波形示意图;
[0074]图9为本发明实施例中的第四偏转线圈的X向线圈与Y向线圈的电流波形示意图。
【具体实施方式】
[0075]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0076]本发明实施例提供的一种电子束物理气相沉积装置,如图1和图2所示,该电子束物理气相沉积装置10,包括:第一高压电源101、第二高压电源102、第一电子枪103、第二电子枪104、主真空室105、辅助真空室106以及控制系统电路107。
[0077]第一高压电源101与第一电子枪103连接,第二高压电源102与第二电子枪104连接。
[0078]第一电子枪103的电子束发射端和第二电子枪104的电子束发射端分别与主真空室105的上端连接。
[0079]在主真空室105内设置有与第二电子枪104相对应的第一靶材108、第二靶材109和第三靶材110。
[0080]此处的第一靶材108、第二靶材109和第三靶材110的材质可以为同种材料或者异种材料。
[0081]在主真空室105与辅助真空室106之间设置有阀门111;在阀门111开启时,主真空室105与辅助真空室106联通。
[0082]在辅助真空室106内设置有用于将待处理工件112传送到主真空室105内的工件旋转工作台113;在待处理工件112被传送入主真空室105内时,待处理工件112对应于第一电子枪103。
[0083]控制系统电路107分别连接第一电子枪103、第二电子枪104、主真空室105、阀门
111、辅助真空室106和工件旋转工作台113。
[0084]具体的,如图3(a)和图3(b)所不,第一电子枪103包括第一枪体114、第一灯丝115、第一阳极116、第一聚焦线圈117、第一偏转线圈118、第二偏转线圈119。
[0085]第一灯丝115设置于第一枪体114的上部。第一灯丝115的两端通过第一电缆120与第一高压电源101连接;第一灯丝115、第一阳极116、第一聚焦线圈117、第一偏转线圈118、第二偏转线圈119从上至下依次沿第一枪体114的中轴线安装。第一阳极116接地。第一偏转线圈118和第二偏转线圈119均包括磁芯方向相互垂直的X向线圈和Y向线圈(此处可以如图5所示);第一枪体114的下端通过过渡法兰与主真空室105相连。
[0086]如图3(a)所示,第一偏转线圈118、第二偏转线圈119设置于第一枪体114内部。或者,如图3(b)所示,第一偏转线圈118、第二偏转线圈119外挂于第一枪体114下端,且位于主真空室105与第一枪体114连接处的电子束流出束口 1141的下端。
[0087]具体的,如图4(a)和4(b)所示,第二电子枪104包括第二枪体121、第二灯丝122、第二阳极123、第二聚焦线圈124、第三偏转线圈125、第四偏转线圈126。
[0088]第二灯丝123设置于第二枪体121的上部;第二灯丝122的两端通过第二电缆127与第二高压电源102连接。第二灯丝122、第二阳极123、第二聚焦线圈124、第三偏转线圈125、第四偏转线圈126从上至下依次沿第二枪体121的中轴线安装。第二阳极123接地;第三偏转线圈125和第四偏转线圈126均包括磁芯方向相互垂直的X向线圈和Y向线圈(此处可以如图5所示)。第二枪体121的下端通过过渡法兰与主真空室105相连。
[0089]如图4(a)所示,第三偏转线圈125、第四偏转线圈126设置于第二枪体121内部。或者,如图4(b)所示,第三偏转线圈125、第四偏转线圈126外挂于第二枪体121下端,且位于主真空室105与第二枪体121连接处的电子束流出束口 1211的下端。
[0090]具体的,如图1所示,控制系统电路107包括第一偏转扫描电路128、第二偏转扫描电路129、第一聚焦电路130、第三偏转扫描电路131、第四偏转扫描电路132、第二聚焦电路133、主真空室真空控制电路134、辅助真空室真空控制电路135、阀门控制电路136、工件旋转工作台运动伺服系统电路137。
[0091]第一偏转扫描电路128与第一偏转线圈118的X向线圈和Y向线圈分别连接(图中未示出)。
[0092]第二偏转扫描电路129与第二偏转线圈119的X向线圈和Y向线圈分别连接(图中未示出)。
[0093]如图3(a)和图3(b)所示,第一聚焦电路130与第一聚焦线圈117连接。
[0094]第三偏转扫描电路131与第三偏转线圈125的X向线圈和Y向线圈分别连接(图中未示出)。
[0095]第四偏转扫描电路132与第四偏转线圈126的X向线圈和Y向线圈分别连接(图中未示出)。
[0096]如图4(a)和图4(b)所示,第二聚焦电路133与第二聚焦线圈124连接。
[0097]另外,如图1所示,主真空室真空控制电路134与主真空室105连接。辅助真空室真空控制电路135与辅助真空室106连接。阀门控制电路136与阀门111连接。工件旋转工作台运动伺服系统电路137与工件旋转工作台113连接。
[0098]此外,如图5所示,X向线圈51绕于第一磁芯52和第二磁芯53上;Y向线圈54绕于第三磁芯55和第四磁芯56上;第一磁芯52和第二磁芯53位于第一枪体和第二枪体的中轴线57两侧,且第一磁芯52和第二磁芯53的中轴线重合;第三磁芯55和第四磁芯56位于第一枪体和第二枪体的中轴线57两侧,
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