用于基片组件的表面处理和／或表面涂敷的设备制造技术

本发明专利技术描述了一种用于通过气相沉积、尤其是根据ＰＶＤ方法（物理气相沉积）或反应式的ＰＶＤ方法的物理气相沉积对基片组件进行表面处理和／或表面涂敷的设备。在可抽真空的沉积或处理腔室中设置多个基片载体和多个涂敷和／或处理单元例如蒸发源、阴极、靶、磁控管、加热单元、丝状阴极和腐蚀阳极。为了该设备的更好的经济性利用，可这样模块化地装备，即：在一个批次中装入到设备内的基片组件能够经受不同的处理（涂敷、表面处理）。此外，本发明专利技术提供了一种用于基片组件的表面处理和／或涂敷的新的方法，借助所述方法，涂敷设备能够根据ＰＶＤ方法（物理气相沉积）或反应式的ＰＶＤ方法进行明显更经济的运行。在此，进行如下操作：ａ）根据用于基片组件的所期望的涂敷或处理程序组成涂敷和／或处理单元（蒸镀器、阴极、靶、磁控管、丝状阴极和腐蚀阳极）和／或加热单元以及由在沉积或处理腔室内的模块组成屏蔽元件；ｂ）用要经受同样的处理的这样的基片组件装备基片载体；ｃ）关闭沉积或处理腔室；ｄ）对在一个批次中成组地装入到基片载体上的基片组件进行单独的处理或涂敷程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1或权利要求14前序部分所述的通过气相沉积、尤其是通过根据PVD方法(Physical Vapour D印osition物理气相沉积)或反应式的PVD方法的物理气相沉积的用于基片组件的表面处理和/或表面涂敷的设备和方法。用这类方法或用这种设备实现在工件表面、也就是说基片组件上涂敷非常薄的涂层，例如防腐层或磨损保护层，例如硬质合金涂层，例如基于钛的硬质合金涂层。这类薄涂层通常应用在刀具制造中、尤其是应用在切削加工的精密刀具例如钻孔工具、铣削刀具或铰刀的制造中。
技术介绍
在CVD (化学气相沉积)方法中用900至1100°C的较高的过程温度工作，而在PVD 过程中过程温度明显低些，也就是说大约在100至600°C之间。根据该方法，涂敷材料首先通过使用合适的物理作用例如通过电子束、电弧(电弧PVD)或通过阴极溅射进行蒸发。蒸发的材料然后撞击到基片表面上，在所述基片表面上形成涂层。以便蒸气粒子到达基片，必须以低价进行工作。在该过程中存在直线的粒子运动，从而必须使基片移动，借此，整个基片表面能够均勻的和勻质的涂敷。但是，在PVD方法中的低的过程温度用较大的设备技术花费换取。因为为了达成很好的涂层附着，待涂敷的基片必须经受小心的表面预处理和精确的过程控制。另外，对此必须考虑对所谓的阴影效果进行补偿。因此，有关的PVD涂敷设备必须配备有驱动装置，用于在涂敷或表面处理过程中使基片组件的持续运动。另外，因为气相喷镀或蒸镀是在高真空中、也就是说在10_4至10 范围内进行，处理腔室因此必须要气密地往外封闭，由此形成了涂敷设备的比较复杂的构造。为了把涂敷材料例如金属转化成气相，根据PVD方法提供了不同的方式，例如阴极溅射或溅射(包括磁控管溅射)，离子电镀(包括反应式的离子电镀)，或激光蒸镀或真空蒸镀。对于所有的方法相同的是，为了获得期望的涂敷或处理效果，必须非常精确地遵守过程参数如气氛、温度和用于涂敷的基片表面的定向。因此，传统的涂敷设备是这样构成的，即处理腔室为多个基片载体和涂敷和/或处理单元例如蒸发源、阴极、靶、磁控管等等提供位置。例如在DE 102005 050 358 Al或DE 102006 020 004 Al中描述了这种真空处理装置。借助这种市场常见的设备能够给待涂层或待处理的基片涂敷仅仅一个唯一的涂层类型。即使该涂层类型是多层的涂层(例如其在文献US 6，051，113中描述的)，这对于传统的涂敷设备意味着在涂敷设备的整个批次中一直能够沉积仅仅一种涂层类型，即使涂层厚度在整个批次中能够是不同的。这导致传统的涂敷设备能够常常仅仅不经济地运行。因为在前述的根据PVD方法的涂敷和/或处理装置中，按百分比计算的大多数的时间花在基片的加热和冷却和其夹持装置上。另外，因为在很多的涂敷中心上，待涂敷的基片组件的谱已经成扇形展开，对于不同的基片组件也要求有不同的涂层。因为由于涂敷容器的尺寸，涂敷设备的体积是固定的，而为了 100%注满涂敷设备，要求特定的涂层类型的基片或基片组件的数目常常是不够的， 因而最后不能遵守所要求的供应时间。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于提供一种通过气相沉积、尤其是通过根据PVD方法的物理气相沉积的用于基片组件的表面处理和/或表面涂敷的设备以及用于驱动这种类型的设备的方法，借助所述设备或所述方法实现过程和供应时间最少化。该目的在设备方面通过权利要求1的特征和在方法方面通过权利要求14的方法步骤实现。按照本专利技术，该设备这样地构成，即它能通过模块装备，亦即这样，即在一个批次时装入到涂敷设备内的基片组件在涂敷或处理空间关闭之后能够进行不同的处理，也就是说涂敷或表面处理。通过按照本专利技术的设备的构造来明显提高涂敷设备的利用率且另外明显更经济且用改善得更好的能量效率来运行涂敷设备。因为在涂敷设备中的按照本专利技术的大量数目的基片组件仅需要加热和冷却一次，由此以相当大的程度节省过程时间。按照本专利技术的方法的核心的特征在于，涂敷和/或处理单元以及屏蔽模块能够根据用于不同的待涂敷的基片组件的所期望的涂敷或处理程序组合而成，并且然后基片载体能够装有这样的基片组件，所述基片组件在一个批次中应该经受同样的处理。在关闭处理腔室之后，接着屏蔽模块和设备的过程控制器负责使组装在单个的基片载体的基片组件经受单独的涂敷和/或处理程序。在此，按照该方法的改进方案，在涂敷腔室的不同地点上对基片组件的不同的处理甚至能够同时进行。由于该设备的模块化的构造，可能的是，涂敷设备非常灵活地适应于相应现有的涂敷位置。在此，得到的额外的优点，即当仅装料最少量时，设备本身能够经济地运行，通过在处理腔室内部提供能够单独地且与处理腔室的其他区域隔开地加热和冷却的区域并且在所述区域内在与腔室的其他区域隔开情况下能够进行规定的涂敷和/或腐蚀程序。本专利技术的有利改进方案或变型方案是从属权利要求的主题。借助权利要求2所述的改进方案能够以有利的方式充分利用处理腔室的现有构造空间，其中能够得到额外的优点，即基片组件的不同的处理由于处理站的空间上的隔开能够同时进行。此外，由此提供了以下可能性，即不同的基片载体在所选出的涂敷和/或处理单元之前以精确控制的过程参数进行单独的处理，而未受相邻的涂敷和/或处理单元的影响。由此实现非常精确和均勻的涂层生长率。通过根据权利要求3所述的优选又构成为模块的屏蔽装置能够实现节省有价值的构造空间，因为借助于屏蔽模块，基片组件本身能够在狭小的构造空间上进行不同的处理。已表明，对于PVD涂敷设备毫无问题地足够的是，根据权利要求4以隔离壁构造的形式构成屏蔽模块，无需忍受表面处理或涂敷的质量的降低。隔离壁能够由不同的材料组成，包括陶瓷和/金属孔板材料。设备的灵活性由此额外地提高，当按照权利要求5设有运动机构时，基片载体和涂敷和/或处理单元和/或加热装置之间的相对位置借助所述运动装置在沉积或处理腔室关闭时能够改变。原则上，涂敷和/或处理单元与载体结构共同设有一个驱动装置是可能的。当安装台按照权利要求6装有一个旋转驱动装置时，运动机构会更简单。有利地，用于安装台的旋转驱动装置通过同时考虑作为分度装置用于所选出的基片载体相对于所选出的涂敷和/或处理单元的定位，由此，控制技术的花费变少。按照权利要求10有利的是，在安装台的每个安装位置上设有用于基片载体的旋转驱动装置，例如以轴的形式。以这种方式可能的是，涂敷设备在100%注满均勻待涂敷的基片元件情况下以传统的方式进行运行，而不丧失前述的设备灵活性。借助权利要求11的修改方案，例如能够使与涂敷和/或处理单元直接相邻的所选出的基片载体进行旋转运动，而无需操作节拍式运行设备，由此实现在这些选出的基片组件上沉积非常均勻的且它们的厚度精确限定的涂层。原则上，所选出的涂敷和/或处理单元依次投入运行是可能的。然而，涂敷设备的按照本专利技术的构造也允许同步运行所选出的涂敷和/或处理单元，由此节省了其他的过程时间。附图说明以下借助于示意图详细说明本专利技术的实施例。其中图1示出了在涂敷腔室壁取下时的涂敷设备的内部空间的立体视图；图2示意示出了在涂敷腔室关闭时的按照图1的涂敷设备的俯视图；图3示意示出了在根据图2中的HI-III的剖切导向情况下按照图2的涂敷设备的剖视图；图4示意示出了按照本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于通过气相沉积、尤其是根据ＰＶＤ方法（物理气相沉积）或反应式的ＰＶＤ方法的物理气相沉积对基片组件进行表面处理和／或表面涂敷的设备，包括可抽真空的沉积或处理腔室，在所述沉积或处理腔室中设置多个基片载体（２６）和多个涂敷和／或处理单元（１２、１４、１６）（蒸发源、阴极、靶、磁控管、加热单元、丝状阴极和腐蚀阳极），其特征在于，设备的模块化的可装备性，即：在一个批次中装入到设备内的基片组件（５６）能够经受不同的处理（涂敷、表面处理）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·菲德勒，
申请(专利权)人：居林无限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE