[發明專利]具有機械停止件的非接觸磁驅動組件

有效

• 申請號: 201280050588.0
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103890909A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: C·克朗伯格;B·巴特爾
• 申請（專利權）人: 磁性流體技術（美國）公司
• 主分類號: H01L21/203
• 分類號: H01L21/203
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 陳建春

技術領域

本發明涉及用于真空鍍膜/沉積的真空處理系統。具體地，本發明涉及用于真空鍍膜/沉積系統的驅動機構。

背景技術

電子束蒸發是一種用于集成電路剝離工藝和光學薄膜的物理氣相沉積方法。電子束蒸發可用于在半導體晶片或其它襯底上沉積薄金屬層。隨后可對沉積的金屬層進行蝕刻以產生集成電路的電路跡線。

目前已使用物理氣相沉積技術開發多種系統。一些系統為線性系統，其中目標產品（襯底）固定到沿一組軌道成直線地帶入真空室的托架上，沉積設備即電子槍位于其處。一旦已發生所希望的沉積，則目標產品成直線地往前移到出口或返回到入口以脫離真空沉積系統。這些系統采用機械驅動系統如傳動皮帶或齒輪或驅動帶將包含襯底的載體移動通過氣相沉積系統。

同樣，開發了在襯底上實現更加高度均勻的金屬層沉積物的同時提供更大的襯底生產能力的系統。為提高均勻性，制造商已開發了具有多個襯底支撐托盤的蒸發系統，前述托盤繞其軸旋轉同時還繞中央驅動環外部成圓圈移動。一種這樣的系統，稱為高均勻性剝離組件（HULA），特征在于中央驅動環繞其外周具有齒/齒輪。該系統還具有繞中央環外周定位的、更小的旋轉襯底支架/托架。隨著外環繞中央環的外周移動，外環外周上的齒與中央環上的齒嚙合，導致外環也繞其中心軸旋轉。在一些系統中，驅動環可具有位于轂附近的齒輪，這些齒輪與副環上的齒輪或齒連接。使用位于主環和副環上的齒、齒輪或其它特征是正驅動機構的例子。

作為上面公開的機械驅動系統的備選方案，已開發了包括使用磁驅動/傳送系統的驅動系統。該磁傳送系統具有旋轉驅動件，其分為用作軸向的固定驅動軸和活動驅動軸的兩個部分，其中固定驅動軸固定到軸心件上以在旋轉方向上受限但在軸向可自由移動一定寬度。螺旋形磁耦合零件以同樣的節距形成在每一驅動軸的表面上。托架可靠著旋轉驅動件的表面沿其軸向自由移動，并以等于螺旋形磁耦合零件的節距的間隔具有磁耦合零件。通過使旋轉驅動件旋轉，托架線性移動。

旋轉系統的一個例子在Shertler等2002年申請的美國專利6,454,908中公開。Shertler公開了一種真空室，其中有至少一部分旋轉驅動并與齒輪系連接。齒輪系具有至少兩個具有電機驅動裝置的旋轉傳動體。旋轉傳動體以滾動方式產生相對運動。旋轉傳動體彼此磁驅動耦合，及其中至少一個位于真空室中。

發明內容

盡管現有技術電子束沉積系統在產品輸出方面已有多種改善，HULA系統中的正驅動系統的一個缺點在于齒之間的物理接觸導致磨損并向蒸發室內引入細粒。通常，齒輪由金屬制成，細金屬粒可釋放到蒸發室內。如果釋放，在釋放時這些細金屬粒將弄臟所沉積的金屬層及所得的集成電路，或干擾其質量。

為避免因蒸發室中活動件之間的接觸而引起的雜質問題，已開發非接觸磁驅動系統。代替齒輪或齒之間的物理接觸，磁驅動系統使用多對磁體之間的引力或斥力而使得外襯底支架環（即軌道環）旋轉。每一副環繞其外周具有等距磁體，這些磁體對應于繞主驅動環外周定位的磁體。隨著主環旋轉，主和副環的邊緣保持彼此接近，但它們并不接觸。一個環可定位成使得其外周剛好在其與之磁相互作用的另一環的外周上面或下面通過。作為備選，兩個環可定位成使得它們的外周彼此接近地相鄰。隨著中央或主環旋轉，繞中央環外周定位的磁體使用中央和軌道環上的對應磁體之間的磁力驅動副/軌道環。作為備選，中央環可以固定不動，而軌道環使用同樣的磁力繞中央環旋轉以完成旋轉行動。

非接觸磁驅動系統的缺點在于可用于驅動該系統的轉矩量有限。有限的可用轉矩要求驅動系統的加速和減速曲線平緩和/或嚴格受控以適當運行。遺憾的是，有多種情形存在高轉矩條件。高轉矩條件的例子包括當需要HULA系統快速加速時或當軸承卡住導致減速時。使環加速或旋轉所需要的驅動轉矩可能超出磁體之間的耦合力。這導致旋轉環的磁體與副環的磁體磁解耦。解耦后的旋轉環之后將憑慣性運行，以不穩定的速度旋轉，最可能將慢下來并不再耦合。

因此，需要一種驅動系統，其同時具有非接觸磁驅動系統和正/機械驅動系統的優點，并使每一系統即正/機械驅動系統和非接觸磁驅動系統的缺點最小化。本發明通過將磁驅動系統的非接觸好處與機械驅動系統的更高的轉矩和正驅動能力結合同時防止非接觸磁驅動系統中的磁體解耦而改進沉積系統的驅動組件。

本發明的目標在于結合磁驅動系統的非接觸好處和機械驅動系統的更高的轉矩和正驅動能力。

本發明的另一目標在于提供具有正驅動裝置的沉積驅動系統，其可在需要時臨時嚙合以提供更高的轉矩。

本發明的另一目標在于提供導致活動件之間的接觸產生更少的顆粒的沉積驅動系統。