CN204589295U - 可调变角度的镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调变角度的镀膜装置，用于放置待镀基材，此可调变角度的镀膜装置包含基材载具、自转模块以及倾角调变模块。其中基材载具包含载面。自转模块包含中轴与转动马达。中轴连接基材载具，且中轴的延伸方向与载面的延伸方向相交夹角。转动马达连动中轴而使基材载具自转。倾角调变模块则包含具有升降套座的升降件与升降马达。其中升降套座可位移地套接中轴，令升降件受限平行于中轴的延伸方向位移。升降马达带动升降件位移而连动基材载具，致使夹角调变。根据本实用新型的可调变角度的镀膜装置，其可在工艺的过程中即时调整夹角，并同时让基材载具自转与公转。

Description

可调变角度的镀膜装置

技术领域

本实用新型涉及一种镀膜装置，特别是涉及一种可调变角度的镀膜装置。

背景技术

当前，许多工业产品表面都镀有薄膜以改善产品表面的各种性能，例如：增加待镀基材的耐热、耐蚀、表面硬度或延长使用寿命。一般的镀膜方法主要包括热阻式蒸镀法、射频磁控溅镀法、电子束热蒸镀法、化学气相沉积法、分子束外延法以及离子镀膜法，其中如何将镀膜原料以连续性均匀的方式披覆在被镀物的表面上，并大幅增加产量及降低成本，已成为从事此行业的相关人士所研究的重要课题。

在传统的真空镀膜装置中，一般待镀基材大多采用二维式真空镀膜法，也就是只在于表面沉积特定材质的薄膜，虽然可支援多片进样与定角度工艺作业，但无法在工艺过程中即时调整待镀基材与镀膜源之间的角度关系。至于常见的斜角度镀膜法(Oblique Angle Deposition，OAD)，虽然可调整待镀基材与镀膜源之间的角度关系，却受制于待镀基材的尺寸与***几何大小而无法大量生产。由此可知，目前市场上缺乏一种可即时调整倾斜角度、可公自转镀膜且能大幅增加量产的镀膜装置，所以相关研究者正在寻求其解决之道。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种可调变角度的镀膜装置，其利用特殊的升降套座来连结倾角调变模块与自转模块，不但可在镀膜的过程中自由地调变基材载具的倾斜角度，同时还可让基材载具自转。通过倾角调变模块、自转模块以及公转模块三者间的固定连接，可在此基材载具实现：一、在待镀基材表面产生均匀镀膜的效果；二、在待镀基材表面成长三维立体结构薄膜的效果。再者，通过升降温控制器与通偏压控制器的设置，可使基材载具兼具升降温与通偏压的功能，进而让待镀基材符合各种镀膜工艺的需求。另外，基材载具可以放置多个试片，能大幅地提高产量。

本实用新型的一个实施方式为一种可调变角度的镀膜装置，用于放置至少一个待镀基材，此可调变角度的镀膜装置包含至少一个基材载具、自转模块以及倾角调变模块。其中基材载具包含载面。自转模块则包含中轴与转动马达。中轴连接基材载具，且中轴的延伸方向与载面的延伸方向相交有夹角。转动马达连动中轴而使基材载具自转。再者，倾角调变模块包含具有升降套座的至少一个升降件与升降马达。其中升降套座可位移地套接中轴，令升降件受限平行于中轴的延伸方向位移，且升降件连接基材载具。而升降马达则带动升降件位移而连动基材载具，致使夹角调变。

借此，本实用新型的可调变角度的镀膜装置利用特殊的升降套座来连结倾角调变模块与自转模块，不但可在镀膜的过程中自由地调变基材载具的倾斜角度，同时还可让基材载具自转。

根据前述实施方式的其他实施例如下：前述升降马达可调整夹角变小而致使基材载具靠拢中轴，或者前述升降马达可调整夹角变大而致使基材载具远离中轴。再者，前述基材载具可包含升降温控制器，此升降温控制器可包含电热件、致冷件及温度监控件。其中电热件可加热待镀基材的温度；致冷件可冷却待镀基材的温度；温度监控件则可监控待镀基材的温度。此外，前述基材载具可包含通偏压控制器，此通偏压控制器控制基材载具的电压。前述待镀基材具有多个试片，而基材载具可放置这些试片。另外，前述倾角调变模块可包含万向接头与万向连杆。其中万向接头固接升降套座，万向连杆的两端则分别连接万向接头与基材载具。前述自转模块可包含中轴齿轮与配向齿轮，中轴齿轮固接中轴，而配向齿轮则齿合中轴齿轮且连接基材载具。中轴被转动马达转动而连动配向齿轮，致使基材载具自转。

通过上述实施例，在基材载具上加装升降温控制器与通偏压控制器，不但可使基材载具的倾斜角度改变，还同时兼具升降温与通偏压的功能，进而让待镀基材符合各种镀膜工艺的需求。在此结构下，使用者除了可以按其工艺需求来控制待镀基材的表面温度外，也可将基材载具用于各式真空镀膜***中。再者，一个基材载具可以放置多个试片，能大幅地提高产量。此外，万向接头与万向连杆的动态连结设计可以让整个机构在调变基材载具上下方向的倾斜角度时，不会影响基材载具自转的摆荡动作。另外，中轴齿轮结合配向齿轮的轮轴结构可使转动马达同步带动基材载具的载垫自转，其结构简单且拆组方便，使用者可根据需求来配置。

本实用新型的另一个实施方式为一种可调变角度的镀膜装置，用于放置多个待镀基材。此可调变角度的镀膜装置包含多个基材载具、自转模块、倾角调变模块以及公转模块。其中每个基材载具包含载面，各载面放置待镀基材。而自转模块包含中轴与转动马达。其中中轴连接各基材载具，且中轴的延伸方向与载面的延伸方向相交有夹角。转动马达则连动中轴而使各基材载具自转。再者，倾角调变模块包含具有升降套座的至少一个升降件与升降马达。其中升降套座可位移地套接中轴，令升降件平行于中轴的延伸方向位移，且升降件连接各基材载具。升降马达则带动升降件位移而连动各基材载具，致使夹角调变。此外，公转模块包含盘座、转轴以及公转马达。其中盘座固接转动马达与升降马达。转轴可为公知的蜗杆蜗轮结构，其一端连接盘座上的齿轮组。至于公转马达则连接转轴的另一端。公转马达通过转轴蜗杆水平向转动盘座而连动固锁于盘座的中轴，致使各基材载具绕着盘座公转。

借此，本实用新型的可调变角度的镀膜装置利用特殊的升降套座来连结倾角调变模块与自转模块，不但可在镀膜的过程中自由地调变基材载具的倾斜角度，同时还可让基材载具自转。通过倾角调变模块、自转模块以及公转模块三者间的固定连接，可在此基材载具实现：一、在待镀基材表面产生均匀镀膜的效果；二、在待镀基材表面成长三维立体结构薄膜的效果。

根据前述实施方式的其他实施例如下：前述基材载具的数量可为2个、4个、6个或8个。前述基材载具可包含升降温控制器，此升降温控制器可包含电热件、致冷件及温度监控件。其中电热件加热待镀基材的温度，致冷件冷却待镀基材的温度，而温度监控件则监控待镀基材的温度。另外，前述基材载具可包含通偏压控制器，此通偏压控制器可控制基材载具的电压。前述待镀基材具有多个试片，而基材载具可放置这些试片。前述倾角调变模块可包含多个万向接头与多个万向连杆。各万向接头固接升降套座。各万向连杆的两端分别连接其中一个万向接头与其中一个基材载具。再者，前述自转模块可包含中轴齿轮与多个配向齿轮。中轴齿轮固接中轴，而各配向齿轮齿合中轴齿轮且连接其中一个基材载具。中轴被转动马达转动而连动各配向齿轮，致使各基材载具自转。前述升降马达可调整夹角变小而致使基材载具靠拢中轴，或者升降马达调整夹角变大而致使基材载具远离中轴。

通过上述实施例，基材载具的数量可根据不同的腔体尺寸、待镀基材的尺寸或基材载具的尺寸来调整规划。由于整个可调变角度的镀膜装置中可设置多个基材载具并共用一个自转模块、一个倾角调变模块以及一个公转模块，不但可降低成本，还能大幅地提高产量。

附图说明

图1为本实用新型一个实施方式的可调变角度的镀膜装置的侧视图。

图2A为图1的自转模块的动作示意图。

图2B为图1的倾角调变模块的动作示意图。

图2C为图1的公转模块的动作示意图。

图3为本实用新型另一个实施方式的倾角调变模块与基材载具的俯视图。

图4为本实用新型又一个实施方式的倾角调变模块与基材载具的俯视图。

图5为本实用新型再一个实施方式的倾角调变模块与基材载具的俯视图。

具体实施方式

请一并参阅图1至图2C。图1为本实用新型一个实施方式的可调变角度的镀膜装置100的侧视图。图2A为图1的自转模块300的动作示意图。图2B为图1的倾角调变模块400的动作示意图。图2C为图1的公转模块500的动作示意图。如图所示，此可调变角度的镀膜装置100用于放置两个待镀基材(未图示)，而且此可调变角度的镀膜装置100包含两个基材载具200、210、自转模块300、倾角调变模块400以及公转模块500。

基材载具200包含载座202与载垫204，载座202固接载垫204的一端，且载垫204的另一端具有载面206。而基材载具210则包含载座212与载垫214，载座212固接载垫214的一端，且载垫214的另一端具有载面216。载面206与载面216可分别放置连结两个待镀基材。再者，载座202、载座212、载垫204以及载垫214的形状可为圆形、方形或其他多边形，以符合各种镀膜方法的需求。而本实施例的载座202与载座212的形状均为方形且形状大小彼此相同，载垫204与载垫214的形状均为圆形且形状大小彼此相同。此外，在基材载具200的载座202上可设置升降温控制器与通偏压控制器(未图示)，且升降温控制器与通偏压控制器均电性连接载垫204、214。其中升降温控制器包含电热件、致冷件及温度监控件。电热件可加热待镀基材的温度；致冷件可冷却待镀基材的温度；温度监控件可监控待镀基材的温度。另外，通偏压控制器可控制基材载具200、210中对应的载垫204、214的电压。通过上述的升降温控制器与通偏压控制器的搭载结合，可使本实用新型的可调变角度的镀膜装置100能因应特殊镀膜工艺的需求。再者，待镀基材可具有多个试片，这些试片可放置在基材载具200、210中对应的载垫204、214上同时镀膜，以增加产量。

自转模块300包含中轴310、转动马达320、中轴齿轮330、两个配向齿轮340、350、两个万向接头360、370以及固定座380。中轴310的一端连接转动马达320，且为转动马达320的转动轴。而中轴310的另一端则同轴固接中轴齿轮330。再者，配向齿轮340齿合连接中轴齿轮330，且配向齿轮340连接配向轮轴342。配向轮轴342通过万向接头360连接传动轴362的一端，而传动轴362的另一端则连接基材载具200的载座202。其中载座202内部通过公知的蜗杆蜗轮的方式转动载垫204，令载垫204连同其载面206一起旋转。换句话说，中轴310被转动马达320转动而连动配向齿轮340，然后经由配向轮轴342、万向接头360及传动轴362的结合搭配，使基材载具200的载座202中的蜗杆蜗轮结构连动，进而导致载垫204自转。同理，配向齿轮350齿合连接中轴齿轮330，且配向齿轮350连接配向轮轴352。配向轮轴352通过万向接头370连接传动轴372的一端，而传动轴372的另一端则连接基材载具210的载座212。其中载座212内部通过公知的蜗杆蜗轮的方式转动载垫214，令载垫214连同其载面216一起旋转，其旋转方向平行于载面216的延伸方向，可顺时针或逆时针旋转。也就是说，中轴310被转动马达320转动而连动配向齿轮350，然后经由配向轮轴352、万向接头370及传动轴372的结合搭配，使载座212中的蜗杆蜗轮结构连动，进而导致载垫204自转。此外，配向轮轴342、352穿接且被限位于固定座380之上，通过固定座380的设置，不但可使中轴齿轮330稳定地连接齿合配向齿轮340、350，也可让基材载具200、210稳定地动作。再者，固定座380可避免入射的材料蒸气云团进入机械动作区域而产生不必要的污染。另外，中轴310的延伸方向与载面206的延伸方向相交有夹角θ，此夹角θ的工作范围为74度到90度。值得一提的是，中轴310扮演多功能的角色，其不但可带动基材载具200、210进行夹角θ的调整，还可让载垫204、214以及载面206、216自转。

倾角调变模块400包含升降件410、升降马达420、两个万向接头430、432、两个万向连杆440、442以及两个万向接头450、452。其中升降件410具有转移部412、升降连杆414以及升降套座416。升降马达420具有升降转轴422，且此升降转轴422连接转移部412的一端。升降马达420固接于盘座530上，且升降转轴422通过转移部412连接升降连杆414。再者，升降连杆414的一端连接于转移部412。转移部412可为公知的蜗杆蜗轮结构，其可通过升降马达420的顺转逆转致使升降连杆414的上下位移。而升降连杆414的另一端则固接于升降套座416的外侧。升降连杆414呈L形且为刚性材质，其位移会连结带动升降套座416。另外，升降套座416可位移地套接于中轴310，令升降件410受限平行于中轴310的延伸方向位移。此升降套座416呈中空圆筒状，且其圆筒的内径大于中轴310的轴径，可使升降套座416顺畅地上下滑动位移。再者，升降套座416的两端分别设有万向接头430与万向接头432，且万向接头430、432均固接于升降套座416的外壁。万向连杆440的两端分别连接万向接头430与万向接头450，而万向连杆442的两端则分别连接万向接头432与万向接头452。两个万向接头450、452分别固设于载座202、212上。由此可知，升降件410通过万向连杆440与两个万向接头430、450间接地连接基材载具200，并通过万向连杆442与两个万向接头432、452间接地连接基材载具210。由于升降马达420的转动可让升降连杆414位移，所以升降马达420可带动升降件410位移并同时连动基材载具200、210，进而调整改变夹角θ。值得一提的是，升降马达420调整夹角θ变小，此时升降马达420转动令升降套座416向上提升，致使基材载具200、210同时靠拢中轴310。相反地，升降马达420可调整夹角θ变大，此时升降马达420转动令升降套座416向下降，致使基材载具200、210同时远离中轴310，其动作如同雨伞的收折与展开，具备了双向角度的调变。

公转模块500包含公转马达510、盘座530以及转轴520。其中盘座530通过转轴520连接公转马达510且盘座530被中轴310贯穿，而且盘座530固接转动马达320与升降转轴422。转轴520的一端可为公知的蜗杆蜗轮结构，其连接盘座530的齿轮组，而转轴520的另一端则连接公转马达510，此转轴520为公转马达510的转动轴。再者，倾角调变模块400的升降件410通过升降连杆414连接于盘座530之上，且自转模块300通过中轴310连接于盘座530之上。由此可知，公转马达510通过转轴520的蜗杆蜗轮结构转动盘座530，进而连动盘座530上的转动马达320与中轴310，致使基材载具200、210同步同方向绕着盘座530公转。

图3为本实用新型另一个实施方式的倾角调变模块600与基材载具610～640的俯视图，其具有四个基材载具610～640。图4为本实用新型又一个实施方式的倾角调变模块700与基材载具710～760的俯视图，其具有六个基材载具710～760。图5为本实用新型再一个实施方式的倾角调变模块800与基材载具810～880的俯视图，其具有八个基材载具810～880。如图3所示，基材载具610与基材载具630彼此相对应，而基材载具620与基材载具640彼此相对应，因此有两组相对应的基材载具组。同理，图4与图5分别有三组与四组相对应的基材载具组。此外，基材载具与载面的数量可根据不同的腔体尺寸、待镀基材的尺寸或基材载具的尺寸来调整规划。例如：每个载面可放置一片4英寸晶圆试片或通过转接治具放置四片2英寸晶圆试片，当然，也可放置比4英寸晶圆更大的试片，以发挥量产的效果。如此通过基材载具可以放置多个晶圆试片，而且在整个可调变角度的镀膜装置100中可设置多个基材载具并共用一个自转模块300、一个倾角调变模块400以及一个公转模块500。因此，在低成本的条件下，本实用新型的可调变角度的镀膜装置100能大幅地提高产量。

由上述实施方式可知，本实用新型具有下列优点：其一，利用特殊的升降套座来连结倾角调变模块与自转模块，不但可于镀膜的过程中自由地调变基材载具的倾斜角度，同时还可让基材载具自转。其二，通过倾角调变模块、自转模块以及公转模块三者间的固定连接，可在此基材载具实现两种效果：效果一、在待镀基材表面产生均匀镀膜；效果二、在待镀基材表面成长三维立体结构薄膜。其三，通过升降温控制器与通偏压控制器的设置，可使基材载具兼具升降温与通偏压的功能，进而让待镀基材符合各种镀膜工艺的需求。其四，基材载具可以放置多个试片，能大幅地提高产量。其五，可按照不同真空镀膜***的配置，从上下左右前后6个方向安装此实用新型。

虽然本实用新型已以实施方式公开如上，然其并非用于限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作各种不同的选择和修改，因此本实用新型的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (15)

1.一种可调变角度的镀膜装置，用于放置至少一个待镀基材，其特征在于，所述可调变角度的镀膜装置包含：

至少一个基材载具，其包含载面；

自转模块，其包含：

中轴，其连接所述基材载具，所述中轴的延伸方向与所述载面的延伸方向相交有夹角；及

转动马达，其连动所述中轴而使所述基材载具自转；以及

倾角调变模块，其包含：

具有升降套座的至少一个升降件，所述升降套座可位移地套接所述中轴，令所述升降件在平行于所述中轴的延伸方向位移受到限制，且所述升降件连接所述基材载具；及

升降马达，其带动所述升降件位移而连动所述基材载具，致使所述夹角调变。

2.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述升降马达调整所述夹角变小而致使所述基材载具靠拢所述中轴，或者所述升降马达调整所述夹角变大而致使所述基材载具远离所述中轴。

3.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述基材载具还包含升降温控制器，所述升降温控制器可包含电热件、致冷件及温度监控件，所述电热件加热所述待镀基材的温度，所述致冷件冷却所述待镀基材的温度，所述温度监控件监控所述待镀基材的温度。

4.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述基材载具还包含通偏压控制器，所述通偏压控制器控制所述基材载具的电压。

5.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述待镀基材具有多个试片，所述基材载具能放置所述多个试片。

6.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述倾角调变模块还包含：

万向接头，其固接所述升降套座；以及

万向连杆，所述万向连杆的两端分别连接所述万向接头与所述基材载具。

7.如权利要求1所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述自转模块还包含：

中轴齿轮，其固接所述中轴；以及

配向齿轮，其齿合所述中轴齿轮且连接所述基材载具，所述中轴被所述转动马达转动而连动所述配向齿轮，致使所述基材载具自转。

8.一种可调变角度的镀膜装置，用于放置多个待镀基材，其特征在于，所述可调变角度的镀膜装置包含：

多个基材载具，各所述基材载具包含载面，各所述载面放置其中一个所述待镀基材；

自转模块，其包含：

中轴，其连接各所述基材载具，所述中轴的延伸方向与所述载面的延伸方向相交有夹角；及

转动马达，其连动所述中轴而使各所述基材载具自转；

倾角调变模块，其包含：

具有升降套座的至少一个升降件，所述升降套座可位移地套接所述中轴，令所述升降件平行于所述中轴的延伸方向位移，且所述升降件连接各所述基材载具；及

升降马达，其带动所述升降件位移而连动各所述基材载具，致使所述夹角调变；以及

公转模块，其包含：

盘座，其固接所述转动马达与所述升降马达；

转轴，所述转轴的一端连接所述盘座；及

公转马达，其连接所述转轴的另一端，所述公转马达通过所述转轴水平转动所述盘座而连动所述中轴，致使各所述基材载具绕所述盘座公转。

9.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述多个基材载具的数量为2个、4个、6个或8个。

10.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述基材载具还包含升降温控制器，且所述升降温控制器包含电热件、致冷件及温度监控件，所述电热件加热其中一个所述待镀基材的温度，所述致冷件冷却所述待镀基材的温度，所述温度监控件监控所述待镀基材的温度。

11.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述基材载具还包含通偏压控制器，所述通偏压控制器控制其中一个所述基材载具的电压。

12.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述待镀基材具有多个试片，其中一个所述基材载具能放置所述多个试片。

13.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述倾角调变模块还包含：

多个万向接头，各所述万向接头固接所述升降套座；以及

多个万向连杆，各所述万向连杆的两端分别连接其中一个所述万向接头与其中一个所述基材载具。

14.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述自转模块还包含：

中轴齿轮，其固接所述中轴；以及

多个配向齿轮，各所述配向齿轮齿合所述中轴齿轮且连接其中一个所述基材载具，所述中轴被所述转动马达转动而连动各所述配向齿轮，致使各所述基材载具自转。

15.如权利要求8所述的可调变角度的镀膜装置，其特征在于，所述升降马达调整所述夹角变小而致使各所述基材载具靠拢所述中轴，或者所述升降马达调整所述夹角变大而致使各所述基材载具远离所述中轴。