用于保持待处理工件的移动式工件承载装置制造方法及图纸

一种要安装在真空处理系统的真空室内的工件承载装置，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保持待处理工件的移动式工件承载装置


[0001]在本专利技术的上下文中，术语“平台”被用来描述工件承载装置。术语“并合平台”被用来描述工件承载装置，所述装置在此以转台系统的形式实现。
[0002]本专利技术涉及一种要用于在可抽真空的处理室，尤其是物理气相沉积(PVD)用涂覆室，例如像被用于例如阴极电弧或磁控溅射过程的涂覆室内处理工件的并合平台。本专利技术的并合平台例如通过使工件从一个处理步骤运动至另一个处理步骤允许在一个真空室内对一个批次的工件执行不同的预处理、涂覆和再处理步骤。这提供关于待处理的批量、预处理和再处理和涂覆步骤的高度灵活性并且也允许处理各不同形状和尺寸的工件。本专利技术的平台尤其适用于新开发类型的涂覆机，例如允许在同一系统内处理和涂覆分配在较小或较大的工件批次中的不同数量的工件的涂覆机。

技术介绍

[0003]从现有技术中知道了在真空涂覆之前和/或之后采用用于各种不同的真空处理过程的预处理或后处理步骤，例如加热步骤和/或清洁步骤。这些步骤是必需的，例如为了保证沉积涂层良好附着于基片。保证良好附着的预处理步骤尤其对于在工具如钻头、铣刀、成型工具和承受机械载荷的部件例如齿轮、注射模具、凸轮轴上的耐磨坚硬涂层以及对于在工作中承受高的机械磨蚀负荷的快速运动且承受重载的部件是特别重要的。涂层与基片表面的出色附着因此是经济耐用的先决条件。这些预处理过程的主要目的是准备工件以获得随后的涂层与基底的良好附着。增强涂层与基材的附着的得到证明的预处理方法包括如从DE3330144中知道的电子轰击加热，如DE2833876所述的利用稀有气体离子的溅射蚀刻以及借助反应性化学蚀刻工件。
[0004]为了获得尽量均匀一致的涂层厚度和质量的分布，关键的是控制工件经过处理源和蚀刻源的运动。要被预处理、涂覆和/或后处理的零件通常被固定至单独的工件座，其围绕系统轴线对称布置，或者可转动地安装在转台状工件支架上。已知的工业设备通常使用工件座或转台状工件支架，其被可转动联接至真空室，一般是真空室的底部。
[0005]分别在1997.09.25和1998.08.25的未被在先公开的瑞士专利申请2278/97和1736/98中，描述了一种行星式系统工件座。其中设有第一系统，其可以与设备侧驱动机构相连并且可绕与设备相关的轴线转动。第一转动系统在以下被称为中心系统。关于中心系统，在后者上设置第二转动系统，其转动轴线相对于中心系统的转动轴线平行错开，以下称之为行星系统，其运动通过所述室的安装形成的在参考系统上的可分离接合来产生。在行星系统中，设有第三转动系统，其以下被称为卫星系统，其以旋转轴线平行于行星系统和中心系统的方式被可转动地支承。
[0006]这种具有三重转动运动的工件支架尤其被用在相对小的工件情况下，以便引导其经过在设备上固定不动的处理源，例如涂覆源，并且以便从所有侧面均匀处理所述工件。在上述工件支架构型中，卫星系统被间歇置于转动运动中。这导致了工件的部分不稳定的叠加运动和进而针对工件处理均匀性的不利后果。间歇转动尤其对于由几个薄层制造的涂层
体系是不利的，造成涂覆质量降低。
[0007]Zaech和Kurz在US6620254/EP1153155B1中披露了上述工件支架的改进。由此，在中心系统和卫星系统之间的驱动连接如此建立，即它是不间断的，实现了连续的卫星系统转动运动。该驱动联接优选以强制驱动联接形式实现。中心系统被接合至设备侧驱动机构。至少一个支承在中心系统上的行星系统可绕行星轴线转动并且配备有与该设备相关的驱动离合器。至少一个卫星系统支承在行星系统上并且在与中心系统驱动连接情况下可绕卫星轴线转动。用于至少一个工件的容座设置在卫星系统上。此驱动连接至少在设备工作期间以不间断方式在中心系统与卫星系统之间被建立。
[0008]Esser和Zaech在EP2048263B1中披露了一种具有简化设计的工件承载装置，其以简单方式提供改变齿轮传动比的可能性。所披露的工件承载机构的主要优点是简易的致动机构和与此同时能够改变齿轮传动比的能力。底架可绕主轴线转动并且由一台电动机提供动力。致动不是通过使用中央致动器来完成的。相反，防扭齿轮被固定在枢转安装座上，另一个齿轮被安装在转台周边处。两个齿条齿轮相互啮合。电动机提供动力给转台周边上的齿轮，进而工件承载机构被转动。工件座通过齿条齿轮被如此联接至中央轴，其引起工件座的强制转动。这种设计提供工件的连续转动，这尤其对于沉积薄多层涂层是重要的。齿轮传动比可通过改变齿轮的尺寸或齿数被调节。
[0009]另一选项是使用带有工件座的真空处理系统，其中该工件座是转台。所述类型的系统通常采用如下转台，其能从真空室被完全取出以便简化工件座的装卸载。取出这样的转台可以例如通过使用叉车完成。
[0010]在另一做法中，转台被安装在带轮底架上。它接着可被运送至真空处理系统并通过将转台推入真空室中被插入所述室。所述类型的工件座被称为转台滑板。一旦转台滑板在所述室内处于最终位置，则底架被锁定并且中心致动器被接合到转台轴。这种设计的不利之处是所需的联接机构复杂，因为致动器不能在滑板插入期间妨碍转台滑板，但与此同时联接机构必须被连接至转台的中心轴以致动该转台。整个机械结构必须如此构建，其能承受住在工作中出现的极端状况，例如它必须能够在真空状况下运行。
[0011]Gwehenberger在EP2758562B1中披露了一种具有工件座的真空处理系统，其中，工件座以转台形式如此实现，其通过使转台绕其轴线转动允许绕过在处理源前方的待处理工件。工件可以被如此安装在所述转台上，其允许转动一圈、两圈或多圈。转台通过一个周边致动器被提供动力。致动器处于与开口相对的真空室侧壁之处或附近，转台经由该开口可被插入。所述致动器被联接至安装在转台周边内的齿条齿轮，该齿条齿轮啮合入另一个安装在转台外侧面上的齿条齿轮。多个工件座可以被安装在转台上，而每个工件座具有一个安装在其外侧面上的齿条齿轮，以允许工件座转动。转台优选以转台滑板形式实现，以简化装卸载过程。优选在真空室内安装有轨道，以简化转台滑板的插入过程。
[0012]要利用PVD来处理和/或涂覆的工件的数量取决于具体客户要求。安装有工件座的涂覆室被设计成被装载一定数量的具有特定尺寸和形状的工件。工件批量以及工件的尺寸和形状限定了涂覆室的直径和高度。更确切说，当今所用的一种设备系的机器主要采用涂覆室，其显示出相同的直径并且在高度上被调节缩放，以给装备提供不同的装载容量。工件座于是被设计成满足真空室的要求，尤其是高度和直径。
[0013]待解决的问题
[0014]工件的尺寸和形状以及待处理和涂覆的工件数量的多样性主要取决于客户需求。小的涂覆室被用来处理和涂覆小批量工件。
[0015]必须设有大型涂覆室以处理和涂覆大批量工件。目前，将不同荷载装入一个大型机器在经济上并不可行，因为售出商品成本(COGS)的核销在给大型机器只装载小批量时将不利地影响总拥有成本(TCO)。使用率取决于工件数量。这是COGS必须针对较小的装载量被调整的原因。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工件承载装置，用于保持要安装在真空处理系统的真空室内的待处理的工件，包括：
‑
一个具有直径(d
X
)的转台(X)，
‑
一个或多个具有直径(d
Ym
<d
X
)的转台(Y
m
)，其能安装在所述转台(X)上，
‑
一个或多个具有直径(d
Zn
≤d
Ym
)的工件支架Z
n
，其能安装在所述一个或多个转台(Y
m
)上，
‑
第一致动器(A1)和第二致动器(A2)，其特征是，在所述致动器(A1)、(A2)与转台(X)和(Y
m
)之间的强制连接利用传动机构按以下方式来建立，其允许该系统的至少两种工作模式，其中，
‑
在模式1中，致动器(A1)被提供动力而致动器(A2)未被提供动力，使得转台(X)绕其中心旋转轴线(R
x
)转动，并且，
‑
在模式2中，致动器(A1)未被提供动力而致动器(A2)被提供动力，使得转台(Y
m
)绕其中心旋转轴线(R
Ym
)转动，而转台(X)原地不动。2.根据权利要求1所述的工件承载装置，其特征是，该转台(X)基本上呈圆形，因此转台(X)的表面积由A
X
＝π
×
(d
X
/2)2限定。3.根据权利要求1或2所述的工件承载装置，其特征是，该转台(X)和至少一个转台(Y
m
)通过第三传动机构联接，从而当该工件承载装置按照模式1工作时，通过所述第三传动机构使所述至少一个转台(Y
m
)处于转动运动。4.根据前述权利要求之一所述的工件承载装置，其特征是，所述第一致动器(A1)通过第一传动机构被联接至该中心转台(X)，第二致动器(A2)通过第二传动机构被联接至所述至少一个周边转台(Y
m
)。5.根据前述权利要求之一所述的工件承载装置，其特征是，所述第一致动器(A1)和/或所述第二致动器(A2)被设计成机电式致动器，其中，通过施加控制电压至所述致动器(A1)和/或(A2)来围绕该轴(R
x
)和/或(R
Ym
)优选地产生转动运动。6.根据前述权利要求之一所述的工件承载装置，其特征是，该装置能在低于1毫巴，优选低于0.1毫巴，尤其是低于0.001毫巴的压力条件下使用。7.根据前述权利要求之一所述的工件承载装置，其特征是，该转台(X)和/或所述一个或多个转台(Y
m
)和/或所述一个或多个工件支架(Z
n
)是基本平面状的。8.根据前述权利要求之一所述的工件承载装置，其特征是，所述一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤尔根，
申请(专利权)人：欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔，
类型：发明
国别省市：