[实用新型]用于溅射设备中的多基片、多功能载片机构

说明书

本发明涉及一种用于真空系统中载基片的机械装置，特别是用溅射方法制备薄膜的真空设备中，基片装载机构的制造领域。

目前，在溅射制备薄膜的设备中真空室内都装有一个或几个靶（即阴极），用于制备不同的薄膜材料。靶与基片之间有一个档板，基片架用来装载沉积薄膜的基片。当辉光放电的准备工作完成时，给靶接上电压即产生放电，阴极的溅射原子就沉积在基片上形成薄膜。档板的用途是：在放电开始的时候将靶和基片隔开，使放电在档板和靶之间进行，以清除靶表面的污物，此后再打开档板。可是打开档板后，基片全部暴露在放电区域，这样可将沉积的物质沉积在基片上了，这种结构只能在抽一次真空时在同一条件下制备一个或数个样品。而实际制备薄膜时，通常都有几个因素（工艺条件）决定膜质量。因此，抽一次真空在一个条件下镀少量样品的制膜方式效率太低，甚至，找不到最佳工艺条件。科研和生产上为探索新材料及摸索工艺，正确做法应是，抽一次真空并固定其它因素（工艺条件），逐步改变一个因素（工艺条件）来制若干个膜，取得数据，然后，换一个因素（工艺条件），逐一确定工艺条件。如果，不能一次制多个样品，而是每次打开真空系统换装基片，会达不到″固定其它因素″的目的造成所制样品无法比较，制膜工艺不能优选。

本实用新型的目的在于克服原有技术的缺点和不足，即克服抽一次真空只能制备出同一工艺条件的一个或几个样品的局限性。为了实现抽一次真空制备出当一个工艺条件逐步改变后所对应的多个薄膜样品，避免科研及生产中数据分散性，提高工作效率，节约时间及能源，从而提供一种由一个步进电机控制一套档板和一个基片转盘；另一台步进电机控制另一套档板的载多个基片的多功能载片机构装置。

本实用新型的目的是这样实现的：在真空室内安装二套档板和一个基片装载转盘，简称″三盘机构″。三盘由微机控制的步进马达做不同动作的相对运动，实现抽一次真空，逐步改变一个条件，多基片的单层薄膜和多层薄膜制备。

图1是多基片、多功能载片机构结构示意图

图2是上档板结构示意图

图3是下档板结构示意图

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，图1中包括基片装载转盘（3）、上档板（1）、下档板（2）、档板上、下位置调整装置（4）、定位销（5）、定位刻度指示（6）、步进电机（7）十部分组成。基片装载转盘（3）用导热良好的金属圆盘做成圆形，可根据基片尺寸装载不同数量的基片，还可以装加热炉，碘钨灯、电阻丝炉等，基片装载转盘（3）的转轴通过动密封装在真空大法兰盘上，步进电机（7）与基片装载转盘（3）的轴齿轮齿带联接或直接联接，以便控制转盘转动。

上档板（1）上面有一个扇形开口，其开口大小可以任意调节，如图2所示开口处有一隔离片（8），在其上面能放置磁铁，给基片施加水平磁场。或在开口处放一加热器，给基片加热。档板转轴为空心，可以引入加热或测温导线，转轴穿过基片装载、转盘（3）的轴，它们之间动态真空密封。下档板（2）可以是单开口或多个开口，如图3，所示。上挡板（2）转轴与步进电机（7）真空动态密封联接。

本发明的具体实施过程为档板（1）有一个可调节尺寸大小的开口，根据基片转盘上样品尺寸的形状不同，来调节尺寸范围和形状，从而使新要做的基片暴露在相应的靶位，其他基片则被使全部遮档起来。当这个基片做完以后，档板（2）关闭，使放电仅在靶和档板（2）之间进行，这时，可以将开口又移到另一基片上。基片装载转盘转到相应靶位后打开档板（2），制备另一个条件的样品，依此类推，可逐个完成基片转盘所装载的全部基片的溅射制膜。

本实用新型的优点，在于档板的相互运动及基片装载转盘的转动，可实现抽一次真空，制备逐步变化一个工艺条件的数个薄膜样品。不仅解决了数据分散的问题，而且提高了效率。既节省时间，又节约能源。

本发明的一个具体实施方案（1）为：基片装载转盘（3）为    400mm的水冷不锈钢圆盘，其转轴通过齿轮和一台步进电机联接，档板（1）是厚度2mm×    420mm的不锈钢圆形档板，档板上有一个角度为60度的扇形开口，开口两旁装有0.5mm厚的不锈钢隔离片，其可以调节档板扇形开口的大小，定位刻度指示（6）为八刻度指示，由定位销（5）固定，选定八个基片中的任意一个进行溅射，档板（2）为厚度2mm×    400mm圆形不锈钢档板，其上均匀分布角度为36度5开扇形开口，转轴和另一台步进电机直接相连，两台步进电机均由一台微机控制。