本发明专利技术涉及用于磁锁闩的部分地可用完即弃的衬底托架，以将衬底固定在行星式旋转平台上，所述行星式旋转平台悬挂在汽相淀积系统的真空腔中的涂料源上方，如化学汽相淀积（ＣＶＤ）系统或物理汽相淀积（ＰＶＤ）系统。所述衬底托架包括可以再度使用的底座和用完即弃的盖，所述底座至少部分地用铁磁材料形成并被吸引到所述磁锁闩，所述盖由相对便宜的铁磁性易于形成的材料形成、促使涂层材料的附着并具有在涂覆温度下的低汽相压力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于汽相淀积系统的衬底托架，尤其涉及一种与磁锁闩一起使用的可部分用完即弃的衬底托架，所述磁锁闩将所述衬底托架悬挂在物理汽相淀积(PVD)系统或化学汽相淀积(CVD)系统的真空腔中。
技术介绍
多层精密涂层，如用于小型光学系统的多层精密涂层，一般在PVD或CVD系统中产生。许多这些涂层被涂覆在用薄的平盘形成的衬底上，然后将这些衬底切割成适当的尺寸。从PVD或CVD系统中的源流出的涂料流是相对稳定的；不过，它们具有一种空间分布，所述空间分布在衬底保持静止的情况下会导致淀积的膜具有不均匀的厚度。为了提高均匀度，所述源与所述衬底之间的几何关系必须进行适当的选择。在将所述衬底绕着垂直于要进行涂覆的表面的轴旋转时，尤其是在将多个衬底安装在行星结构中的多个心轴(spindle)上时，已观察到了良好的效果。为了实现可重复的厚度控制和低的缺陷数量，所述衬底托架必须将所述衬底相对于其它移动元件的位置进行精确定位，并将所述衬底牢固保持以免滑动，这种滑动可能会在加速或温度变化时产生颗粒污染。而且，支撑所述衬底的设备(所述夹具唇边)的表面必须抛光且必须非常地薄，以避免涂料流的阴影以非垂直的入射角到达。所述衬底的后表面必须得到屏蔽以免杂散涂层材料淀积在它的上面。为了满足这些苛刻的要求，用于大规模生产的衬底托架典型地用不锈钢甚至是硬化不锈钢制成，但不锈钢相对较贵且难以维护。邻接于所述衬底的表面与所述衬底一样暴露给相同的涂料流，如多层硬金属氧化物。可令人遗憾的是，所述衬底托架上的涂层随着每次涂层操作而聚积，而且，如果不清除，就会剥落成磨损微粒，这些磨损微粒能够导致对其后产品的损伤。清洁所述衬底托架通常要求喷钢砂处理或非常强烈的化学浸蚀，这些都需要在每次的涂层操作中重复，或者，如果要求非常少的缺陷，在每次涂层操作之后进行这样的处理。即便是硬化钢衬底托架也会快速磨损，从而导致所述衬底托架及其维护在所述涂层处理中占很高的成本，并且成为微粒导致的缺陷的主要来源。常规的行星齿轮涂膜系统，如在1992年4月21日发表的、专利权人为StefanLocher等人的美国专利No.5,106,346中所公开的行星齿轮涂膜系统，包括带有几个单独心轴(行星)的大的旋转平台，这些单独的心轴可在所述旋转平台上旋转并放置在密封的真空腔内。可令人遗憾的是，每个衬底托架必须连接到每个心轴上的安装盘上，这种安装利用机械固件进行，如螺栓，并要求手工置换。这些机械系统不仅要求额外的手工劳动，而且还更容易受到由温度和压力中的变化所导致的未对准的影响。为了将尽可能多的轴承和齿轮结构与所述真空腔隔离，Hurwitt等人在1998年8月18日发表的美国专利No.5,795,448中公开了一种行星齿轮涂膜系统，这种系统在每个心轴的轴中包括一种磁性连接。所述衬底托架并不悬挂在所述阴极上方，但仍需要使用机械固件来附着在所述心轴的安装盘上。在2002年10月15日发表的专利权人为Shinozaki的美国专利No.6,464,825中所公开的涂膜系统中，包括机器臂，所述机器臂在增压装载/卸载腔与所述主真空腔之间移动，以将进入所述主真空腔中的尘埃降到最低。所述Shinozaki系统还包括磁旋转驱动器和磁浮力构件，以将相互作用的机械元件所导致的微粒生成降到最小。不过，Shinozaki的专利公开了一种单独的旋转平台，所述旋转平台带有完全环绕所述衬底托架的复杂的浮力平台和电磁体。可令人遗憾的是，这种方法在行星齿轮涂膜系统中不可能实现，因为在真空和升高的温度条件下运行时难以将动力单独输送到行星系统中的个别的旋转衬底托架。本专利技术的一个目的在于通过提供一种衬底托架来克服现有技术中的缺陷，这种衬底托架具有可用完即弃的盖，所述盖可容易地从底座移开，并容易地拆去，以从所述衬底托架中将所述衬底取出。专利技术简述相应地，本专利技术涉及一种用于安装在涂膜系统的处理腔中的衬底支撑，包括至少一个心轴，所述心轴可围绕各自心轴的轴旋转； 位于每个心轴的一端上的锁闩，所述锁闩包括安装表面；和用于安装在所述锁闩的安装表面上的可松开的衬底托架，所述衬底托架包括底座和安装在所述底座的一个端面上的用于支撑衬底的盖；其中所述盖包括暴露所述衬底的开口、包围所述开口以将所述衬底的边缘保持在所述底座的唇边、和覆盖所述底座的端面以保护所述底座不受杂散涂层材料的影响的保护区域；其中所述盖用片状金属制成；和其中所述盖可松开地附着于所述底座，从而可以从所述底座中移去。附图简述在此将结合附图对本专利技术进行更详细的描述，这些附图表示本专利技术的优选实施例，在这些附图中附图说明图1是根据本专利技术的涂膜系统的等轴测视图；图2是图1中的涂膜系统的等轴测视图，其中将某些外壁删去；图3是根据本专利技术的带有磁锁闩的行星式衬底托架的示意图；图4a到4c是根据本专利技术的磁锁闩的基本原理示意图；图5是根据本专利技术的磁锁闩的等轴测视图；图6a是图5中磁锁闩的定子的俯视图；图6b是图6a中定子的截面图；图7是图5中的磁锁闩在解锁位置的俯视图；图8a到8d是根据本专利技术的衬底托架的截面图；图9a是一种可供选择的衬底托架的截面侧视图；图9b是图9a中的衬底托架的俯视图；和图10是一种可供选择的衬底托架的截面侧视图。专利技术详述参看图1到图3，根据本专利技术的汽相淀积真空系统，如物理汽相淀积(PVD)或化学汽相淀积(CVD)，包括一般用1表示的预真空锁(load lock)腔和带有闸式阀3的处理腔2，所述闸式阀3位于所述预真空锁腔1与所述处理腔2之间。所述闸式阀3能够使所述预真空锁腔1中的压力达到大气压力以装载或卸载所述衬底，或者使所述预真空锁腔1中的压力重新恢复到所述处理腔2的压力以进行衬底的转移，而独立于所述处理腔2中的压力。所述预真空锁腔1包括在其内部带有盒式升降器5的装载容器4和在其内部带有机械臂7的转移通道6。所述机械臂7的控制装置安装在圆柱形罐8中，所述圆柱形罐8从所述转移通道6中伸出。阴极12和行星式衬底支撑件14安装在所述处理腔2中。所述行星式衬底支撑件14包括主圆柱形平台16，所述主圆柱形平台16可围绕第一轴旋转，所述心轴有多个，如六个心轴17，所述这些心轴17从所述支撑件伸出，每个心轴17可围绕各自的轴旋转，优选这些轴平行于所述第一轴，但也可以以其它的角度。在使用时，由于将所述主平台16旋转，所以每个单独的心轴17也被旋转，以保证在每个衬底的所有部分上的均匀涂覆。每个心轴17包括在其外自由端的磁锁闩18，以将衬底悬挂在所述阴极12上方，这一点将在下面进行描述。至少有一个阴极12，优选低电弧阴极，被安装在所述处理腔2内。可提供更多的阴极12，以在出现故障或一个阴极12中的涂料供应耗尽的情况下备用。作为选择，可提供儿个不同的阴极12，以使不同的涂料能够连续地淀积而并不将所述处理腔2打开而暴露在大气中。优选可通过手动或遥控装置移动安装盘(未示出)来将所述阴极12的位置进行微调。通过泵口22使所述处理腔2形成真空，同时通过质量流量控制器(mass flowcontrollers)(未示出)将处理气体提供给所述处理腔2。虽然在此对溅射淀积真空系统进行了描述，但根据本专利技术的行星式衬底支撑件可以同其它任何适当的涂膜系统一起使用，如蒸发系统或CVD系统。所述涂覆过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于安装在涂膜系统的处理腔中的衬底支撑，包括： 至少一个心轴，所述心轴可围绕各自心轴的轴旋转； 位于每个心轴的一端上的锁闩，所述锁闩包括安装表面；和 用于安装在所述锁闩的安装表面上的可松开的衬底托架，所述衬底托架包括底座和安装在所述底座的一个端面上的用于支撑衬底的盖； 其中所述盖包括暴露所述衬底的开口、包围所述开口以将所述衬底的边缘保持在所述底座的唇边，和覆盖所述底座的端面以保护所述底座不受杂散涂层材料的影响的保护区域； 其中所述盖用片状金属制成；和 其中所述盖可松开地附着于所述底座，从而可以从所述底座中移去。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德I塞登，
申请(专利权)人：JDS尤尼弗思公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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