防打火齿轮及磁控溅射镀膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种防打火齿轮及磁控溅射镀膜装置，防打火齿轮包括：齿轮主体，齿轮主体包括绝缘齿轮环和套设于绝缘齿轮环内的强化套环，强化套环的外壁与绝缘齿轮环的内壁连接，强化套环的外壁与绝缘齿轮环的内壁贴合，绝缘齿轮环的外壁设有多个轮齿，绝缘齿轮环是绝缘的，强化套环的强度高于绝缘齿轮环的强度。通过采用绝缘材料的绝缘齿轮环和强化套环的双层结构，在实现齿轮与外部连接件的绝缘性的同时还能够加强齿轮整体的机械强度，特别是能够增加轴孔的强度，避免轴孔被外部连接的转轴磨损破坏，从而增加使用该防打火齿轮所在传动机构的运行稳定性。

Anti sparking gear and magnetron sputtering coating device

【技术实现步骤摘要】
防打火齿轮及磁控溅射镀膜装置
本专利技术涉及半导体制造设备领域，更具体地，涉及一种防打火齿轮及磁控溅射镀膜装置。
技术介绍
铜因其较低传导性及减少电子迁移等优势，使铜溅射得到了迅速发展。铜靶材被溅射的过程是随着顶部磁控管的转动来完成的，磁控管经过的位置，靶材才会被溅射。磁控管在靶材背面匀速转动一个周期，也就等于对整个靶材进行了一次全靶溅射。铜腔上电极普遍采用了行星式磁控管，行星式磁控管增大了对靶材腐蚀的面积，同时优化了电气方面的设计实现了磁控管的变速控制以满足28nm工艺的需求。磁控管的提升机构使得在靶材使用周期中沉积速率保持不变。通过将原有边磁铁更换为电磁铁，得到了更好的台阶覆盖率表现，保证无空隙电镀。行星式磁控管提升机构和旋转机构主要通过皮带齿轮和皮带传递运动，因此，齿轮和皮带是行星式磁控管提升和旋转机构传动过程中的重要零部件。图1所示为现有磁控管铜溅射装置(铜腔上电极)结构示意图，其旋转机构主要包括伺服电机1、减速器2、齿轮3、皮带4、同步带轮5、旋转机构轴承座装配6、固定法兰7、高压绝缘盖8、高压绝缘底座9和行星式磁控管组成，其中行星式磁控管包括小臂装配10、齿轮箱装配11和大配重12。伺服电机1的旋转运动通过齿轮3和皮带4带动旋转机构轴承座装配6旋转，进而带动安装在小臂装配10上的磁控管旋转，从而实现对靶材背面的转动。高压绝缘座9内充满了去离子水，在工艺过程中，靶材会通DC电压，从而磁控管有感应电压存在，同步带轮5是与磁控管相连的，齿轮3是与电机1输出轴相连的(电机1是接地)，皮带4(同步齿形带)连接同步带轮5和齿轮3，皮带4的主要为橡胶材料，但为了增加机械强度、耐磨、耐热、抗老化等性能在其中掺杂了过多的导电物质(如钢丝等)，以至于皮带4不是完全绝缘的，因此在靶材-磁控管-同步带轮5-皮带4-齿轮3-地之间形成电回路，因此会出现皮带与带轮之间出现电打火的现象。现有齿轮结构如图2和图3所示，齿轮13整体采用浇铸尼龙(又称MC901材质或铸造尼龙)材料加工而成，MC901材料具有绝缘作用，可以中断形成的电回路，在一定程度上解决了皮带的打火问题，但是由于MC901材质较软，造成齿轮整体强度不高，在有振动的情况下或者长时间变速运行后，齿轮13由于顶丝松动易造成和减速器轴接触的内圆轴孔14出现偏磨现象，甚者安装在轴上的键可能将齿轮键槽15破坏损毁，造成上电极运转失效。因此需要提出一种能够防止电打火、机械强度更强并能够提高磁控溅射镀膜装置上电极旋转机构运转可靠性的齿轮。
技术实现思路
本专利技术提出一种防打火齿轮及磁控溅射镀膜装置，实现既防止电打火又增强齿轮强度，以提高上电极旋转机构运行稳定性。本专利技术提出了一种防打火齿轮，包括：齿轮主体，所述齿轮主体包括绝缘齿轮环和套设于所述绝缘齿轮环内的强化套环；所述强化套环与所述绝缘齿轮环固定连接，所述强化套环的外壁与所述绝缘齿轮环的内壁贴合，所述绝缘齿轮环的外壁设有多个轮齿；所述绝缘齿轮环是绝缘的，所述强化套环的强度高于所述绝缘齿轮环的强度。可选地，所述强化套环的外壁设有多个凸出部，所述凸出部的两个端面分别设有沿所述齿轮主体的轴向的第一固定孔。可选地，所述绝缘齿轮环的内壁设有与所述凸出部相配合的多个限位槽，所述限位槽沿所述齿轮主体的轴向贯穿所述绝缘齿轮环。可选地，还包括分别设于所述齿轮主体两个端面的两个环形挡板，所述环形挡板设有与所述第一固定孔相配合的通孔，所述环形挡板通过第一固定件、所述通孔、所述第一固定孔与所述强化套环固定连接。可选地，所述强化套环与所述绝缘齿轮环通过过盈压配固定连接。可选地，所述绝缘齿轮环设有一个或多个沿所述齿轮主体的径向贯穿所述绝缘齿轮环的第二固定孔，所述强化套环上有一个或多个沿所述齿轮主体的径向与所述第二固定孔相配合的第三固定孔，所述绝缘齿轮环和所述强化套环还通过一个或多个第二固定件、一个或多个所述第二固定孔、一个或多个所述第三固定孔固定连接。可选地，所述强化套环的内壁设有齿轮键槽，所述齿轮键槽沿所述齿轮本体的轴向贯穿所述强化套环。可选地，所述绝缘齿轮环的材质为尼龙，所述强化套环的材质为不锈钢。本专利技术还提出了一种磁控溅射镀膜装置，包括以上所述的防打火齿轮。可选地，磁控溅射镀膜装置还包括：伺服电机、减速器、同步齿形带、同步带轮、旋转机构轴承座、行星式磁控管、高压绝缘盖以及高压绝缘底座；所述伺服电机与所述减速器连接，所述减速器与所述防打火齿轮连接，所述防打火齿轮通过所述同步齿形带与所述同步带轮连接；所述高压绝缘盖盖设于所述高压绝缘底座的顶部，所述行星式磁控管设于所述高压绝缘底座内部；所述旋转机构轴承座通过法兰与所述高压绝缘盖固定连接，所述旋转机构轴承座设有延伸至所述高压绝缘底座内部的传动轴，所述同步带轮与所述旋转轴的顶端连接，所述旋转轴的底端与所述行星式磁控管连接。本专利技术的有益效果在于：通过采用绝缘材料的绝缘齿轮环和强化套环的双层结构，在实现齿轮与外部连接件的绝缘性的同时还能够加强齿轮整体的机械强度，特别是能够增加轴孔(内环侧壁)的强度，避免轴孔被轴(电机轴等)磨损破坏，从而增加使用该防打火齿轮所在传动机构的运行稳定性。采用本专利技术的防打火齿轮的磁控溅射镀膜装置，能够有效阻断靶材-磁控管-同步带轮-皮带-齿轮-地之间形成的电回路，避免旋转机构中皮带与带轮之间打火的现象，同时避免了齿轮的齿轮键槽和内圆在齿轮顶丝出现松动时容易损毁而造成上行星式磁控管运行不可靠的问题，有效提高了磁控溅射镀膜装置的安全性和可靠性。本专利技术的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了现有磁控溅射镀膜装置结构示意图。图2示出了现有磁控溅射镀膜装置的旋转机构中传动齿轮的轴向端面结构示意图。图3示出了现有磁控溅射镀膜装置的旋转机构中传动齿轮的径向结构示意图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的一种防打火齿轮的轴向端面结构示意图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的一种防打火齿轮的径向结构示意图。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的强化套环的结构示意图。图7示出了根据本专利技术的一个实施例的绝缘齿轮环的结构示意图。图8示出了根据本专利技术的一个实施例的绝缘齿轮环的一种磁控溅射镀膜装置结构示意图。附图标记说明图1至图3中：1、伺服电机；2、加速器；3、齿轮；4、同步齿形带；5、同步带轮；6、旋转机构轴承座；7、固定法兰；8、高压绝缘盖；9、高压绝缘底座；10、配重小臂；11、齿轮箱；12、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防打火齿轮，其特征在于，包括：齿轮主体，所述齿轮主体包括绝缘齿轮环和套设于所述绝缘齿轮环内的强化套环；/n所述强化套环与所述绝缘齿轮环固定连接，所述强化套环的外壁与所述绝缘齿轮环的内壁贴合，所述绝缘齿轮环的外壁设有多个轮齿；/n所述绝缘齿轮环是绝缘的，所述强化套环的强度高于所述绝缘齿轮环的强度。/n

【技术特征摘要】
1.一种防打火齿轮，其特征在于，包括：齿轮主体，所述齿轮主体包括绝缘齿轮环和套设于所述绝缘齿轮环内的强化套环；
所述强化套环与所述绝缘齿轮环固定连接，所述强化套环的外壁与所述绝缘齿轮环的内壁贴合，所述绝缘齿轮环的外壁设有多个轮齿；
所述绝缘齿轮环是绝缘的，所述强化套环的强度高于所述绝缘齿轮环的强度。


2.根据权利要求1所述的防打火齿轮，其特征在于，所述强化套环的外壁设有多个凸出部，所述凸出部的两个端面分别设有沿所述齿轮主体的轴向的第一固定孔。


3.根据权利要求2所述的防打火齿轮，其特征在于，所述绝缘齿轮环的内壁设有与所述凸出部相配合的多个限位槽，所述限位槽沿所述齿轮主体的轴向贯穿所述绝缘齿轮环。


4.根据权利要求2或3所述的防打火齿轮，其特征在于，还包括分别设于所述齿轮主体两个端面的两个环形挡板，所述环形挡板设有与所述第一固定孔相配合的通孔，所述环形挡板通过第一固定件、所述通孔、所述第一固定孔与所述强化套环固定连接。


5.根据权利要求1-3任一项所述的防打火齿轮，其特征在于，所述强化套环与所述绝缘齿轮环通过过盈压配固定连接。


6.根据权利要求1-3任一项所述的防打火齿轮，其特征在于，所述绝缘齿轮环设有一个或多个沿所述齿轮主体的径向贯穿所述绝缘齿轮环的第二固定孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立茂，王涛，佘清，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11