一种蒸镀机基片板俯仰调节机构的制作方法

本发明涉及真空镀膜设备，具体为一种蒸镀机基片板俯仰调节机构。

背景技术：

1、真空蒸镀是晶圆镀膜加工的核心工艺，进行高纵深比晶圆蒸镀作业时，为保障镀膜厚度均匀度、深孔侧壁镀膜覆盖率以及整体镀膜品质，对基片板的角度动态调节精度、真空密封性及传动防护性能均有极高要求。

2、现有的蒸镀机基片板调节结构在实际生产应用中存在以下问题：其一，现有的蒸镀基片板大多仅具备单一旋转功能，无精准俯仰角度动态调节，晶圆深孔区域蒸镀气流入射角度固定，蒸汽难以充分覆盖深孔侧壁与坑底，易出现镀膜不均、侧壁镀膜残缺、孔底镀膜偏薄等缺陷，无法满足高纵深比晶圆的高精度蒸镀需求；其二，传统设备旋转调节与角度调节结构适配性差，难以实现同步联动调节，无法在动态旋转蒸镀过程中实时微调俯仰角度，动态镀膜适配能力弱，成品镀膜一致性差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供设计合理的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其能够解决上述缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：它包括腔体，所述腔体的底部设有蒸发坩埚，所述腔体顶部螺栓装配有法兰盘，所述法兰盘顶部设有旋转驱动机构和竖向驱动机构，所述腔体内的顶部对应蒸发坩埚设置有承载结构，所述旋转驱动机构与承载结构驱动连接，所述承载结构上环绕设置有基片板翻转机构，所述竖向驱动机构与基片板翻转机构驱动连接，所述旋转驱动机构、承载结构、基片板翻转机构之间配套装配有防镀外壳。

3、优选地，所述旋转驱动机构包括驱动安装架，所述驱动安装架设于法兰盘顶部的一侧，所述驱动安装架上安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端驱动连接有直角减速机，所述法兰盘上设有磁流体密封轴，所述磁流体密封轴的顶部的密封外壳与法兰盘顶部螺栓连接，所述直角减速机的底部与磁流体密封轴内部的轴体驱动连接，所述磁流体密封轴的轴体穿过腔体的顶部，并延伸至腔体内，所述磁流体密封轴的轴体的底端装配有驱动齿轮，所述法兰盘的底部设有法兰座，所述法兰座内设有滚柱轴承和滚针轴承，所述法兰座内通过滚柱轴承和滚针轴承旋转设置有连接筒，所述连接筒的底部螺栓安装有中置齿轮，所述驱动齿轮与中置齿轮驱动啮合。

4、优选地，所述竖向驱动机构包括支撑座，所述支撑座设于法兰盘顶部对应蒸发坩埚的位置，所述支撑座的顶部设有伺服电缸，所述伺服电缸的活塞杆向下延伸，且伺服电缸的活塞杆底端连接有转接盘，所述转接盘底部螺栓装配有上端盘，所述上端盘的底部连接有封闭杆，所述封闭杆穿过法兰盘、法兰座、连接筒延伸至腔体内，所述腔体内设有封闭驱动盘，所述封闭驱动盘中部开设有卡簧槽，所述封闭杆通过卡簧槽与封闭驱动盘相连接，所述封闭驱动盘的周向环绕螺栓装配有六个连接臂。

5、优选地，所述法兰盘上对应上端盘装配有下端盘，所述下端盘与上端盘之间设有波纹管，所述波纹管套设在封闭杆上部外侧。

6、优选地，所述承载结构包括承载盘，所述中置齿轮的底部通过螺栓装配有六根吊柱，六根所述吊柱与承载盘螺栓连接，所述承载盘的中央对应封闭杆设有直线轴承，所述封闭杆的底部滑动设置在直线轴承内，所述承载盘沿其周向等距通过螺栓安装有六个承载板。

7、优选地，所述基片板翻转机构包括驱动传输机构和基片板转动机构，所述驱动传输机构包括轴承座一，一对所述轴承座一沿长度方向螺栓安装于承载板上，一对所述轴承座一之间旋转设置有转杆，所述承载盘与承载板的连接处开设有通槽，所述转杆的一端通过通槽延伸至承载盘上方，且转杆位于承载盘上方的一端设有旋转齿轮，所述承载盘上设有六个滑台，所述滑台上滑动设置有滑块，所述连接臂的底部螺栓安装有齿条，所述齿条的一侧与对应的滑块相连接，所述齿条与对应的旋转齿轮相啮合。

8、优选地，所述基片板转动机构包括轴承座二，一对所述轴承座二通过螺栓对称安装于承载板远离承载盘的一端，相邻两个承载板上相对布置的两个轴承座二相互平行，相邻两个承载板之间设有基片板，所述基片板的两端分别设置有转轴，所述转轴转动装配于对应的轴承座二内，多块基片板共同构成六边形伞架结构，所述转杆远离承载盘的一端设有斜齿轮一，六块基片板同一侧的转轴的一端设有斜齿轮二，所述斜齿轮一、斜齿轮二均采用60°压力角斜齿轮，所述斜齿轮一与斜齿轮二相啮合。

9、优选地，所述防镀外壳包括中部筒形防镀壳和承载板防护壳，所述中部筒形防镀壳套设于中置齿轮与承载盘之间，所述承载板防护壳套设于承载板外部，且远离承载盘的一端两侧对称开设有供转轴穿出的预留孔，所述承载板防护壳的另一端与中部筒形防镀壳相连接。

10、优选地，所述基片板的正面与背面分别设有正面防镀板与背面防镀板，所述正面防镀板上对应晶圆位置开设有蒸镀孔，所述正面防镀板、背面防镀板分别与基片板通过拧紧螺栓固定连接。

11、采用上述结构后，本发明的有益效果是：

12、1.本发明通过独立竖向驱动配合齿轮齿条、斜齿轮啮合传动的俯仰调节机构，可在蒸镀过程中精准动态调节基片板俯仰角度，实时改变蒸镀气流入射角度，使镀膜蒸汽能够充分覆盖高纵深比晶圆的深孔侧壁与坑底位置，适配深孔晶圆整体镀膜均匀性与加工精度，满足高精度蒸镀工艺需求。

13、2.本发明通过基片板周向旋转与俯仰角度调节的同步联动作业，旋转驱动机构与竖向驱动机构相互配合、协同工作，可在晶圆动态旋转蒸镀的同时实时微调俯仰角度，动态适配蒸镀工艺工况，有效提升镀膜过程的动态适配能力，保证各批次晶圆镀膜厚度、覆盖率高度一致，显著提升成品镀膜一致性与生产良品率。

14、3.本发明安装有配套的防镀外壳，对内部齿轮、传动杆件等核心传动结构进行全方位遮蔽防护，可有效隔绝蒸镀，保障设备长期调节精度与运行稳定性，延长设备使用寿命。

1.一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，它包括腔体（1），所述腔体（1）的底部设有蒸发坩埚（2），其特征在于：所述腔体（1）顶部螺栓装配有法兰盘（3），所述法兰盘（3）顶部设有旋转驱动机构（4）和竖向驱动机构（5），所述腔体（1）内的顶部对应蒸发坩埚（2）设置有承载结构（6），所述旋转驱动机构（4）与承载结构（6）驱动连接，所述承载结构（6）上环绕设置有基片板翻转机构（7），所述竖向驱动机构（5）与基片板翻转机构（7）驱动连接，所述旋转驱动机构（4）、承载结构（6）、基片板翻转机构（7）之间配套装配有防镀外壳（8）。

2.根据权利要求1所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述旋转驱动机构（4）包括驱动安装架（41），所述驱动安装架（41）设于法兰盘（3）顶部的一侧，所述驱动安装架（41）上安装有伺服电机（47），所述伺服电机（47）的输出端驱动连接有直角减速机（48），所述法兰盘（3）上设有磁流体密封轴（42），所述磁流体密封轴（42）的顶部的密封外壳与法兰盘（3）顶部螺栓连接，所述直角减速机（48）的底部与磁流体密封轴（42）内部的轴体驱动连接，所述磁流体密封轴（42）的轴体穿过腔体（1）的顶部，并延伸至腔体（1）内，所述磁流体密封轴（42）的轴体的底端装配有驱动齿轮（43），所述法兰盘（3）的底部设有法兰座（44），所述法兰座（44）内设有滚柱轴承和滚针轴承，所述法兰座（44）内通过滚柱轴承和滚针轴承旋转设置有连接筒（45），所述连接筒（45）的底部螺栓安装有中置齿轮（46），所述驱动齿轮（43）与中置齿轮（46）驱动啮合。

3.根据权利要求2所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述竖向驱动机构（5）包括支撑座（51），所述支撑座（51）设于法兰盘（3）顶部对应蒸发坩埚（2）的位置，所述支撑座（51）的顶部设有伺服电缸（52），所述伺服电缸（52）的活塞杆向下延伸，且伺服电缸（52）的活塞杆底端连接有转接盘（53），所述转接盘（53）底部螺栓装配有上端盘（54），所述上端盘（54）的底部连接有封闭杆（55），所述封闭杆（55）穿过法兰盘（3）、法兰座（44）、连接筒（45）延伸至腔体（1）内，所述腔体（1）内设有封闭驱动盘（56），所述封闭驱动盘（56）中部开设有卡簧槽，所述封闭杆（55）通过卡簧槽与封闭驱动盘（56）相连接，所述封闭驱动盘（56）的周向环绕螺栓装配有六个连接臂（57）。

4.根据权利要求3所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述法兰盘（3）上对应上端盘（54）装配有下端盘（58），所述下端盘（58）与上端盘（54）之间设有波纹管（59），所述波纹管（59）套设在封闭杆（55）上部外侧。

5.根据权利要求4所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述承载结构（6）包括承载盘（61），所述中置齿轮（46）的底部通过螺栓装配有六根吊柱（62），六根所述吊柱（62）与承载盘（61）螺栓连接，所述承载盘（61）的中央对应封闭杆（55）设有直线轴承（63），所述封闭杆（55）的底部滑动设置在直线轴承（63）内，所述承载盘（61）沿其周向等距通过螺栓安装有六个承载板（64）。

6.根据权利要求5所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述基片板翻转机构（7）包括驱动传输机构（71）和基片板转动机构（72），所述驱动传输机构（71）包括轴承座一（711），一对所述轴承座一（711）沿长度方向螺栓安装于承载板（64）上，一对所述轴承座一（711）之间旋转设置有转杆（712），所述承载盘（61）与承载板（64）的连接处开设有通槽，所述转杆（712）的一端通过通槽延伸至承载盘（61）上方，且转杆（712）位于承载盘（61）上方的一端设有旋转齿轮（713），所述承载盘（61）上设有六个滑台（714），所述滑台（714）上滑动设置有滑块（715），所述连接臂（57）的底部螺栓安装有齿条（716），所述齿条（716）的一侧与对应的滑块（715）相连接，所述齿条（716）与对应的旋转齿轮（713）相啮合。

7.根据权利要求6所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述基片板转动机构（72）包括轴承座二（721），一对所述轴承座二（721）通过螺栓对称安装于承载板（64）远离承载盘（61）的一端，相邻两个承载板（64）上相对布置的两个轴承座二（721）相互平行，相邻两个承载板（64）之间设有基片板（722），所述基片板（722）的两端分别设置有转轴（723），所述转轴（723）转动装配于对应的轴承座二（721）内，多块基片板（722）共同构成六边形伞架结构，所述转杆（712）远离承载盘（61）的一端设有斜齿轮一（724），六块基片板（722）同一侧的转轴（723）的一端设有斜齿轮二（725），所述斜齿轮一（724）、斜齿轮二（725）均采用60°压力角斜齿轮，所述斜齿轮一（724）与斜齿轮二（725）相啮合。

8.根据权利要求7所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述防镀外壳（8）包括中部筒形防镀壳（81）和承载板防护壳（82），所述中部筒形防镀壳（81）套设于中置齿轮（46）与承载盘（61）之间，所述承载板防护壳（82）套设于承载板（64）外部，且远离承载盘（61）的一端两侧对称开设有供转轴（723）穿出的预留孔，所述承载板防护壳（82）的另一端与中部筒形防镀壳（81）相连接。

9.根据权利要求8所述的一种蒸镀机基片板俯仰调节机构，其特征在于：所述基片板（722）的正面与背面分别设有正面防镀板（9）与背面防镀板（10），所述正面防镀板（9）上对应晶圆位置开设有蒸镀孔，所述正面防镀板（9）、背面防镀板（10）分别与基片板（722）通过拧紧螺栓（11）固定连接。