一种用于驱动磁控管的驱动机构及磁控溅射设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于驱动磁控管的驱动机构及磁控溅射设备，所述驱动机构包括箱体、旋转运动单元、传动单元以及直线运动单元，所述直线运动单元包括第一齿条、第二齿条、设有第一啮合部和第一非啮合部的第一齿轮以及设有第二啮合部和第二非啮合部的第二齿轮，当所述第一齿条与所述第一齿轮的第一啮合部啮合时，所述第二齿条处于所述第二齿轮的第二非啮合部位置；当所述第二齿条与第二齿轮的所述第二啮合部啮合时，所述第一齿条处于所述第一齿轮的第一非啮合部位置。该驱动机构在旋转运动单元向一个方向旋转的同时使第一驱动轮与第二驱动轮交错地驱动被驱动部件作直线运动，从而提高驱动机构的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子加工
，具体地，涉及一种用于驱动磁控管的驱动机构及应用该驱动机构的磁控溅射设备。
技术介绍
在微电子产品行业，磁控溅射技术是生产集成电路、液晶显示器、薄膜太阳能电池及LED等产品的重要手段之一，在工业生产和科学领域发挥着极大的作用。近年来市场对高质量产品日益增长的需求，促使企业对磁控溅射设备进行不断地改进。图1为典型的磁控溅射设备的结构原理图。请参阅图1，该设备主要包括:工艺腔室1、设置于工艺腔室I内部下方位置处的静电卡盘3、设置于工艺腔室I上方的靶材2和磁控管4以及用以驱动磁控管的驱动机构5。在工艺进行的过程中，通入工艺腔室I中的工艺气体(例如，氩气等)被激发形成等离子体，等离子体中的部分离子在腔室内的电场和磁场的共同作用下轰击靶材2的表面，使靶材2发生溅射，在溅射粒子中，中性的靶原子沉积到被加工工件的表面形成工艺所需的膜层。在溅射过程中，驱动机构5对靶材2的表面进行扫描，以提闻气体等尚子体轰击革G材的效率，从而提闻了沉积效率。图2a为现有磁控管驱动机构的结构示意图。请参阅图2a,该驱动机构包括传动轴60、齿轮箱7以及传动单兀。其中，传动轴60的一端与电机的输出轴(图中未不出)连接，另一端与齿轮箱7连接。传动单元设置在齿轮箱7内，其包括依次啮合的定齿轮61、传动齿轮62以及 行星轮63，磁控管8通过连接板9固定在行星轮63的中心轴上。在电机的驱动下，齿轮箱7和传动单元以传动轴60为中心作旋转运动，从而带动磁控管8以传动轴60为中心公转以及以行星轮63的中心轴为中心自转。为提高磁控管驱动机构运行的稳定性，在连接板9上设置用于平衡磁控管8重量的磁控管配重91以及用于平衡齿轮箱7、传动单元、磁控管8以及磁控管配重91的重量的齿轮箱配重92。图2b为现有的磁控管驱动机构驱动磁控管的运行轨迹图。如图2b所示，现有的磁控管驱动机构的运行轨迹无法覆盖整个靶材的表面，而且磁控管的扫描轨迹点的密度也不均匀，这将导致靶材的利用率较低。为使磁控管能够覆盖整个靶材的表面以提高靶材的利用率，相关技术人员提出了另一种驱动机构，其包括旋转运动和直线运动，在旋转运动的基础上增加直线运动机构，即，使磁控管在旋转运动的同时作直线运动。借助直线运动机构可以使磁控管实现自靶材的中心位置运动到边缘位置以及自靶材的边缘位置运动到中心位置的单向扫描，从而可以使磁控管覆盖靶材的表面。图3为磁控管单向扫描的运行轨迹示意图。在实际使用过程中，为了使磁控管能够实现在靶材的中心位置与边缘位置连续的双向扫描，上述驱动机构中的电机需要不停地进行正转和反转的转换这不仅严重影响电机的使用寿命，而且对驱动机构中的其它部件(如齿轮)造成冲击，从而降低磁控管驱动机构的使用寿命
技术实现思路
为至少解决上述问题之一，本专利技术提供一种用于驱动磁控管的驱动机构，其不需要电机在正转和反转之间的切换即可使磁控管在旋转的同时实现往复直线运动，从而使其使用寿命提闻。本专利技术还提供一种磁控溅射设备，其用于驱动磁控管的驱动机构的使用寿命长，从而提高磁控溅射设备的使用率。为实现本专利技术的目的而提供一种用于驱动磁控管的驱动机构，其包括箱体、旋转运动单元、传动单元以及直线运动单元，其中，所述直线运动单元和传动单元设置在所述箱体内，并在所述旋转运动单元的带动下，所述箱体、 直线运动单元和传动单元绕所述旋转运动单元的转轴作旋转运动；所述传动单元用以使所述直线运动单元与所述旋转运动单元协调运动；所述直线运动单元驱动被驱动部件作直线运动；其中，所述直线运动单元包括:第一齿条；第二齿条，其与所述第一齿条平行设置；第一齿轮,在所述第一齿轮的外周缘设有第一哨合部和第一非哨合部,且所述第一哨合部与所述第一齿条相配合；第二齿轮，在所述第二齿轮的外周缘设有第二啮合部和第二非啮合部，且所述第二啮合部与所述第二齿条相配合；所述第一齿轮与所述第二齿轮旋转方向相反，且当所述第一齿条与所述第一齿轮的第一啮合部啮合时，所述第二齿条处于所述第二齿轮的第二非啮合部位置；当所述第二齿条与第二齿轮的所述第二啮合部啮合时，所述第一齿条处于所述第一齿轮的第一非啮合部位置。其中，所述第一齿条和所述第二齿条为一体结构。其中，所述第一非啮合部在所述第一齿轮的轴向方向的宽度小于所述第一齿轮的齿宽；所述第二非啮合部在所述第二齿轮的轴向方向的宽度小于所述第二齿轮的齿宽。其中,所述传动单元包括:第一转向齿轮，其相对于所述旋转运动单元作旋转运动；转向传动轴，设置在所述箱体上，且所述转向传动轴与所述第一转向齿轮的轴线垂直；第二转向齿轮，设置在所述转向传动轴上，所述第二转向齿轮与所述第一转向齿轮相配合；第一驱动轮，设置在所述转向传动轴上，用于驱动所述第一齿轮旋转；第二驱动轮，设置在所述转向传动轴上，用于驱动所述第二齿轮旋转；反向齿轮，设置在所述第二驱动轮与所述第二齿轮之间，以使所述第二齿轮的转向与所述第一齿轮的转向相反。其中，所述传动单元还包括固定部件,且所述固定部件相对于所述旋转运动单元的转轴作旋转运动，所述固定部件一端可固定在所述驱动机构的外侧，另一端与所述第一转向齿轮连接。其中，所述第一转向齿轮和第二转向齿轮为相配合的锥齿轮。其中，所述旋转运动单元包括旋转轴和电机，所述旋转轴与所述电机的转轴连接，所述箱体固定在所述旋转轴上。其中，在所述直线运动单元的运动方向上设有连接杆，所述连接杆的一端自所述箱体内伸出，用于连接被驱动部件，在所述连接杆上且位于所述箱体的内侧和外侧各设有一阻挡部，并在所述阻挡部与所述箱体之间设有用于消除反向运动时的冲击的缓冲部件。其中，所述缓冲部件为弹簧或橡胶垫。本专利技术还提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室、靶材、磁控管以及驱动机构，靶材设置在工艺腔室的顶部，磁控管设置在靶材上方，并在驱动机构的驱动下在靶材表面运动，其中，所述驱动机构采用了本专利技术提供的上述用以驱动磁控管的驱动机构。本专利技术具有下述有益效果:本专利技术提供的用于驱动磁控管的驱动机构，在第一齿轮的外周缘设有第一啮合部和第一非哨合部,在第二齿轮的外周缘设有第二哨合部和第二非哨合部,而且,在第一齿条与第一哨合部哨合时，第二齿条处于第二非哨合部位置处；在第二齿条与第二哨合部哨合时，第一齿条处于第一非哨合部位置处，这使第一齿轮和第一齿条的哨合与第二齿轮和第二齿条的啮合交错进行，从而使第一驱动轮与第二驱动轮交错地驱动被驱动部件作直线运动，这样旋转运动单元在向一个方向旋转的同时即可使直线运动单元实现往复直线运动，从而可以提高驱动机构的使用寿命。本专利技术提供的磁控溅射设备，其采用本专利技术提供的用于驱动磁控管的驱动机构，在旋转运动单元向一个方向旋转的同时即可使直线运动单元实现往复直线运动，从而可以提高驱动机构的使用寿命，进而可以减少维护驱动机构的时间，提高磁控溅射设备的使用率。 附图说明图1为典型的磁控溅射设备的结构原理图；图2a为现有磁控管驱动机构的结构示意图；图2b为现有的磁控管驱动机构驱动磁控管的运行轨迹图；图3为磁控管单向扫描的运行轨迹示意图；图4a为本专利技术实施例用于驱动磁控管的驱动机构的主视图；图4b为沿图4a中A-A线的剖面图；图4c为本专利技术实施例用于驱动磁控管的驱动机构的后视图；图4d为沿图4a中D-D线的剖面图；图4e为本专利技术实施例用于驱动磁控管的驱动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动磁控管的驱动机构，其包括箱体、旋转运动单元、传动单元以及直线运动单元，其中，所述直线运动单元和传动单元设置在所述箱体内，并在所述旋转运动单元的带动下，所述箱体、直线运动单元和传动单元绕所述旋转运动单元的转轴作旋转运动；所述传动单元用以使所述直线运动单元与所述旋转运动单元协调运动；所述直线运动单元驱动被驱动部件作直线运动；其特征在于，所述直线运动单元包括：第一齿条；第二齿条，其与所述第一齿条平行设置；第一齿轮，在所述第一齿轮的外周缘设有第一啮合部和第一非啮合部，且所述第一啮合部与所述第一齿条相配合；第二齿轮，在所述第二齿轮的外周缘设有第二啮合部和第二非啮合部，且所述第二啮合部与所述第二齿条相配合；所述第一齿轮与所述第二齿轮旋转方向相反，且当所述第一齿条与所述第一齿轮的第一啮合部啮合时，所述第二齿条处于所述第二齿轮的第二非啮合部位置；当所述第二齿条与第二齿轮的所述第二啮合部啮合时，所述第一齿条处于所述第一齿轮的第一非啮合部位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，赵梦欣，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11