УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОДЛОЖЕК В ВАКУУМНОЙ УСТАНОВКЕ

Полезная модель относится к системам перемещения подложек внутри вакуумной установки.
Известна вакуумная установка для нанесения покрытий [RU 2471015, опубл. 27.12.2012], содержащая, по меньшей мере, две последовательно скрепленные рабочие камеры, к двум свободным торцам которых через вакуумные затворы присоединены, по меньшей мере, по одной шлюзовой камере, систему ваккумирования и устройство транспортировки подложек, которое выполнено в виде системы роликов, расположенных в каждой камере.
Недостатком аналога является сложность, связанная с размещением большого числа роликов в вакуумных камерах и настройкой их приводов.
Известна вакуумная установка [JP 862159414 (A), опубл. 1987.07.15] содержащая рабочую и шлюзовую камеры, размещенный между ними вакуумный затвор, систему вакуумирования и устройство для транспортировки подложек в рабочую камеру в виде полой трубы, открытым торцом присоединенной через сильфон к шлюзовой камере, герметично закрытым вторым торцом, и расположенным внутри стержнем, один конец которого, снабженный держателем подложек, находится в шлюзовой камере, а второй находиться вблизи закрытого торца и контактирует с магнитным приводом стержня, размещенным снаружи трубы.
Известна вакуумная установка [WO 2010061603 (A1), опубл. 2010.06.03], содержащая систему вакуумирования, несколько рабочих камер, присоединенные через вакуумные затворы к боковым сторонам центральной камеры, где размещается устройство транспортировки подложек на основе специального робота.
Недостатком этих двух аналогов является сложность устройства транспортировки, которое, к тому же, требует для размещения дополнительный вакуумируемый объем в виде отдельной трубы или камеры.
th
Известна вакуумная установка для нанесения покрытий [Asainov O. Kh., Bainov D.D., Krivobokov V.P., Mironovich V.V., Mikhailov M.N., Khalimanovich V.I., Harlamov V.A., Yudakov S.V. Magnetron system for plasma coating deposition // Proceedings of the 10 International conference on gas discharge plasmas and their application, Tomsk, 17-20 September 2007, p. 95-97], содержащая рабочую камеру, к которой с одной стороны присоединена реверсивная камера, а с другой - шлюзовая камера, вакуумный затвор, расположенный между рабочей и шлюзовой камерами, систему вакуумирования, устройство транспортировки подложек с держателем подложек в виде подвижного стола и тросовым приводом, расположенным в реверсивной камере. Эта установка берется в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является сложность герметизации рабочей камеры при отводе стола в шлюзовую камеру для проведения загрузки или разгрузки подложек, т.к. в этом случае тросы привода мешают плотному закрытию вакуумного затвора.
Задачей полезной модели является создание простого в эксплуатации устройства транспортировки подложек, не нарушающего герметизацию установки.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в том, что устройство транспортировки подложек позволит герметично изолировать рабочую камеру вакуумным затвором.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для транспортировки подложек в вакуумной установке, как и прототип, содержащее держатель подложек в виде подвижного стола и тросовый привод, в отличие от прототипа, снабжено соединенным с торосовым приводом механизмом захвата стола, на подвижном основании которого смонтированы крюкообразные зацепы за соответствующие штыри в поверхности стола, зацепы соединены возвратной пружиной и для перемещения зацепов до расцепления со штырями они соединены тягами с электромагнитным реле.
Целесообразно, чтобы механизм захвата содержал толкатели, установленные на торце основания.
Целесообразно, чтобы штыри были установлены «заподлицо» с поверхностью стола в углублениях, размер которых не препятствует движениям зацепов.
Полезная модель иллюстрируется следующим графическим материалом.
На фиг. 1 приведено рабочее положение устройства.
На фиг. 2 показан положение устройства, в котором обеспечивается отвод стола в шлюзовую камеру и герметизация рабочей камеры вакуумным затвором.
На фиг. 3 и 4 приведены примеры реализации устройства.
На фиг. 5 представлен пример конструкции паза в столе.
Устройство транспортировки подложек (фиг. 1) состоит из предметного стола 1, механизма захвата 2 стола, тросов 3 и вращающихся бобин 4. Тросы 3 с одной стороны закреплены на бобинах 4, с другой соединены с механизмом захвата 2.
В рабочем положении (фиг. 1) механизм захвата 2 соединен со столом 1. При этом высоковакуумный затвор 5 открыт, в реверсивной 6, рабочей 7 и шлюзовой 8 камерах находится газовая среда с низким давлением, дверь 9 шлюзовой камеры 8 закрыта. В таком положении механизм захвата 2 перемещает стол 1 между реверсивной 6 и шлюзовой 8 камерами. Движение механизма захвата 2 осуществляется намоткой и размоткой тросов 3 при вращении бобин 4.
Для загрузки или разгрузки подложек (фиг. 2), стол отводится в шлюзовую камеру 8, механизм захвата 2 отсоединяется от стола 1 и перемещается в рабочую камеру 7, высоковакуумный затвор 5 закрывается, в шлюзовую камеру 8 напускается воздух, после чего открывается ее дверь 9 и проводится снятие или установка подложек на стол 1. Приведение устройства транспортировки подложек в рабочее положение осуществляется обратными действиями.
На фиг. 3 (вид сверху) схематично представлен пример реализации устройства. В данном случае механизм захвата 2 соединяется со столом 1 путем зацепления крюкообразных зацепов 10 с установленными в углублениях 11 стола, штырями 12. Захват осуществляется наездом на штыри 12 скошенной гранью 13 крюкообразных зацепов 10. Наезд проводиться до момента защелкивания крюкообразные зацепов 10 на штырях 12 под действием возвратной пружины 14.
При движении механизма захвата 2 в сторону реверсивной камеры (не показана) перемещение стола 1 осуществляется за счет соединения крюкообразных зацепов 10 со штырями 12. При движении в сторону шлюзовой камеры 8, механизм захвата 2 перемещает стол 1 регулируемыми толкателями 15, размещенными на торце его основания.
Для проведения загрузки или разгрузки подложек стол 1 отводиться в шлюзовую камеру 8 до его контакта с ограничителями 16, которые устанавливаются, например, на дверь 9 шлюзовой камеры 8.
Длина толкателей 15 подбирается таким образом, чтобы обеспечить зазор между искривленной поверхностью 17 крюкообразных зацепов 10 и штырями 12, достаточный для беспрепятственного раскрытия зацепов 10 под действием электромагнитного реле 18.
Соприкасающиеся со столом торцы ограничителей 16 выполняются подпружиненными, т.е. с возможностью небольшого обратного хода. Это делается для компенсации небольших неточностей позиции остановки механизма захвата 2. Дополнительной функцией ограничителей 16 является обеспечение более точного расположения стола 1 в шлюзовой камере 8, при котором происходит его надежный захват.
После остановки механизма захвата 2 через контакты 19 и 20 на реле 18 подается питание. В результате этого шток реле втягивается, и это движение, посредством тяг 21, раскрывает крюкообразные зацепы 10.
Ширина, глубина и высота углублений (пазов) 11 выбирается таким образом, чтобы не препятствовать движениям крюкообразных зацепов 10.
После раскрытия зацепов 10 механизм захвата начинает движение в строну, противоположную от шлюзовой камеры 8. При этом длина контактов 19 и 20 должна обеспечивать надежную подачу питания на реле 18 в течение времени необходимого для отвода зацепов 10 в раскрытом положении, на расстояние на котором их можно защелкнуть без захвата штырей 12. Таким образом, стол 1 должен остаться в шлюзовой камере 8 на позиции, в которой даже с учетом небольшого обратного хода ограничителей 16, он не мешает надежному закрытию высоковакуумного затвора 5.
Питание на реле 18 подается только для отсоединения механизма захвата 2 от стола 1, т.к. контакты 19 и 20 периодически замыкаются в процессе работы устройства транспортировки подложек. Время подачи питания должно быть таким, чтобы обеспечить отвод механизма захвата 2 без захвата стола 1.
После отсоединения, механизм захвата 2 отводится в рабочую камеру 7 на позицию, в которой крюкообразные зацепы 10 не препятствуют закрытию высоковакуумного затвора 5.
На фиг. 4 (вид сверху) схематично представлен пример исполнения устройства, когда электромагнитное реле 18 выведено за пределы вакуумируемого объема. Для раскрытия крюкообразных зацепов 10 используются тяги 22, часть из которых также находится вне вакуумных камер.
После перемещения стола 1 в шлюзовую камеру 8 и остановки механизма захвата 2, на реле 18 подается питание. Движение от втягивания штока реле передается к крюкообразным зацепам 10 через тяги 22 и сильфон 23. При нажатии опорного ролика 24 на площадку 25 крюкообразные зацепы 10 раскрываются. Механизм захвата 2 начинает движение в направлении противоположном от шлюзовой камеры 8.
Длина площадки 25 должна обеспечивать отвод крюков 10 в раскрытом положении, на расстояние на котором их можно защелкнуть без захвата штырей 12. Питание на реле 18 подается только для отсоединения механизма захвата 2 от стола 1.
После отсоединения, механизм захвата 2 отводиться в рабочую камеру 7 на позицию, в которой крюкообразные зацепы 10 не препятствуют закрытию высоковакуумного затвора 5.
На фиг. 5 схематично представлен пример исполнения пазов 11 в столе 1. Паз 11 снабжен крышкой 26, которая установлена на посадочное место 27. С одной стороны штыря 12 нарезается резьба, при помощи которой он закручивается в отверстие 28 с ответной резьбой в столе 1. С другой стороны он закрепляется в отверстии 29 крышки 26, которая прикручивается к столу 1 винтами с потайной головкой (не показаны) через отверстия 30 и 31. При этом в отверстиях 31 нарезана ответная резьба. Поверхности крышки 26, торца штыря 12 и головки винтов находятся на одном уровне с поверхностью стола 1.
Таким образом, подвижный механизм захвата стола позволяет избежать усложнений связанных с использованием роликовых систем или дополнительных вакуумных камер и при этом, после перемещения стола в шлюзовую камеру и его отсоединения, обеспечивает разрыв между столом и тросами привода, для надежной герметизации рабочей камеры вакуумным затвором.