一种掩膜版切换机构以及真空镀膜设备的制作方法

本技术涉及局部表面上的镀覆，尤其涉及一种掩膜版切换机构以及真空镀膜设备。

背景技术：

1、掩膜版又称光罩版、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等，是微电子制造过程中的图形转移工具或母版，是承载图形设计和工艺技术等信息的载体。

2、掩膜版在薄膜制造工艺中，通过自下而上的多层材料堆叠的方式实现薄膜材料的图形化，即薄膜材料生长，掩膜材料生长，掩膜材料的图形化，薄膜材料的图形化，去掩膜等多步工艺步骤。薄膜材料的图形化主要采用干法刻蚀或湿法腐蚀两种方法，这两种刻蚀工艺都可以获得边缘清晰陡峭的高精度图形；

3、目前，需要通过掩膜版在衬底上镀多种不同的图案，技术难度在于如何在不打开真空室的前提下对掩膜版进行切换，即在上一个掩膜版镀膜结束后形成薄膜后切换至下一个具有不同图案的掩膜版在上一个掩膜版镀膜形成图案的基础上再进行覆盖镀膜，之后再继续切换，直至镀膜至所需的多层图案。

技术实现思路

1、本实用新型的实施例提供一种掩膜版切换机构以及真空镀膜设备，以至少解决在不打开真空腔室的前提下，如何实现多种图案的掩膜版之间相对于衬底的切换技术问题。

2、为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

3、一方面，本实用新型实施例提供一种掩膜版切换机构，包括固定单元、升降往复单元、旋转单元和掩膜版单元；固定单元具有一个容纳空间；升降往复单元包括一个呈中空状的升降筒和至少一个凸轮，升降筒位于容纳空间内且可相对于固定单元轴向移动，凸轮布置在升降筒的内周面；旋转单元包括一个转杆，且转杆至少一部分伸入至升降筒中空部分，沿转杆的外周面开设有与凸轮匹配的曲线沟槽，且凸轮的一部分位于所述曲线沟槽内；掩膜版单元包括一个与所述转杆相连的旋转台，旋转台具有一个旋转面，沿旋转面的周向分布至少两个掩膜版；其中，升降筒相对于固定单元轴向上下移动，凸轮通过曲线沟槽驱动转杆转动，转杆驱动其中一个掩膜版切换至相邻的上一个掩膜版的初始位置。

4、本实用新型实施例提供的掩膜版切换机构，将升降往复单元轴向的力转化为旋转单元的周期性往复水平旋转运动，进而使得掩膜版单元的多种图案的掩膜版相对于衬底进行周期性切换，即每按压一次升降往复单元，曲线沟槽旋转一组波峰波谷的行程，从而实现在不打开真空腔室的前提下，不同图案掩膜版相对于衬底之间的周期性切换。

5、进一步地，曲线沟槽具有至少三组波峰和波谷，各组中的波峰与波谷相邻设置，且首部的波峰与尾部的波谷闭合，如此设置，可以通过设置波峰和波谷的数量来控制掩膜版的旋转周期，即掩膜版相对于衬底旋转一次的角度，首部的波峰与尾部的波谷闭合可以在一个整体的切换周期后，从首端开始再重新进行一个新的整体周期的循环，无需复位再操作。

6、在一种可能的结构设计中，固定单元可以为一个空心的筒体，筒体的轴向两端均镶嵌有中空矩形座，每个中空矩形座的表面均开设有多边形开口。示例性地列出了固定单元的具体构造，给出了多边形开口的具体位置；与多边形开口相匹配的，升降往复单元还包括一个轴向设置的导杆，导杆的一端经过中空矩形座上的多边形开口延伸入筒体与升降筒固定连接，导杆的另一端延伸出筒体一部分。这样一来，升降筒可以随着导杆进行同步升降，并且多边形开口限定了导杆的轴向升降轨迹，使其避免发生水平方向的旋转。

7、进一步地，升降往复单元还包括一个弹簧，弹簧的一端抵接在升降筒下边缘处，弹簧的另一端抵接在筒体的内壁底端。弹簧的增设使得升降筒失去外力后可自动恢复至初始状态，进而避免手动恢复升降筒的位置。

8、在一种可能的结构设计中，沿升降筒的外周面与凸轮位置相对应处设置凸台，沿垂直于凸台端面的方向螺纹连接有螺栓，螺栓的螺杆端延伸入升降筒与凸轮连接。凸台和螺栓的设置使得凸轮在升降筒径向上的位置可以调节，进而可以控制凸轮与曲线沟槽之间紧密程度，同时也便于凸轮与曲线沟槽之间维修时的分离。

9、在一种可能的结构设计中，沿旋转台的轴心位置设置连接件，连接件背离旋转台的一端通过连杆与转杆的端部固定连接。如此设置，便于旋转台与转杆之间的装配。

10、本实用新型另一方面实施例还提供了一种真空镀膜设备，包括如上任一技术方案的掩膜版切换机构以及真空腔体、柜门和样品台；真空腔体具有镀膜腔室，镀膜腔室具有门口；所述柜门与所述真空腔体的一侧铰接，所述柜门对所述镀膜腔室的门口进行密封；所述样品台位于所述镀膜腔室内，样品台具有一个与旋转台的旋转面相对的承载面，沿样品台的承载面周向布置多个衬底，且其中至少一个衬底与任意一个掩膜版在轴向上的投影重合。

11、本实用新型实施例提供的真空镀膜设备，多种图案的掩膜版可周期性相对于样品台承载面的多个衬底进行切换，可以在不打开真空腔室的前提下镀至少两种不同图案的薄膜。

12、进一步地，导杆的另一端延伸出筒体后贯穿真空腔体的顶壁，如此设置，工艺人员可以在设备的外部进行按压操作，实现掩膜版相对于衬底之间的旋转。

技术特征：

1.一种掩膜版切换机构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的掩膜版切换机构，其特征在于，所述曲线沟槽具有至少三组波峰和波谷，各组中的波峰与波谷相邻设置，且首部的波峰与尾部的波谷闭合。

3.根据权利要求1所述的掩膜版切换机构，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的掩膜版切换机构，其特征在于，所述升降往复单元还包括一个弹簧，所述弹簧的一端抵接在所述升降筒下边缘处，所述弹簧的另一端抵接在所述筒体的内壁底端。

5.根据权利要求3所述的掩膜版切换机构，其特征在于，沿所述升降筒的外周面与所述凸轮位置相对应处设置凸台，沿垂直于所述凸台端面的方向螺纹连接有螺栓，所述螺栓的螺杆端延伸入所述升降筒与所述凸轮连接。

6.根据权利要求3所述的掩膜版切换机构，其特征在于，沿所述旋转台的轴心位置设置连接件，所述连接件背离所述旋转台的一端通过连杆与所述转杆的端部固定连接。

7.一种真空镀膜设备，包括权利要求3-6任一所述的掩膜版切换机构，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述导杆的另一端延伸出所述筒体后贯穿所述真空腔体的顶壁。

技术总结
本技术公开一种掩膜版切换机构以及真空镀膜设备，涉及局部表面上的镀覆技术领域，为如何实现多种图案的掩膜版之间相对于衬底的切换技术问题而发明；包括固定单元、升降往复单元、旋转单元和掩膜版单元；升降往复单元包括一个呈中空状的升降筒和至少一个凸轮，升降筒位于容纳空间内且可相对于固定单元轴向移动，旋转单元包括一个转杆，沿转杆的外周面开设有与凸轮匹配的曲线沟槽，本技术将升降往复单元轴向的力转化为旋转单元的周期性往复水平旋转运动，进而使得掩膜版单元的多种图案的掩膜版相对于衬底进行周期性切换，从而实现在不打开真空腔室的前提下，不同图案掩膜版相对于衬底之间的周期性切换。

技术研发人员：吴煦,吴向方,梁家禄,蔡豫,刘向辉,孔祥鹏
受保护的技术使用者：鹏城半导体技术（深圳）有限公司
技术研发日：20240327
技术公布日：2024/9/17