專利名稱：一種用于真空蒸鍍的樣品支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是用于真空蒸鍍的掩模和樣品支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
薄膜與大塊材料相比，具有很多特有的性能，正是由于這種特殊的性能，使得薄膜在微電子、光電子、機(jī)械、光學(xué)、能源等工業(yè)方面和作為傳感器、交換器、裝飾膜、高分子聚合膜的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此薄膜的制備技術(shù)顯得尤為重要，在很多情況下，薄膜都是在真空條件下進(jìn)行制備的，制備方法主要有蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍、化學(xué)氣相沉積等方法。為了滿足不同的需要，薄膜需要制備成不同的形狀。因此，就用到了掩模技術(shù)。掩模就是一塊和需要制備的樣品的襯底大小差不多的薄層材料，在需要沉積薄膜的地方，掩模是鏤空的，而其它需要遮擋的地方則不是鏤空的。
如果需要制備一層薄膜或者是多層圖案一樣的薄膜，可以在將樣品放入真空腔體之前，將掩模和襯底固定在一起。然而在有些特殊用處的薄膜制備過(guò)程中，比如在光電子顯示中，往往需要制備多層圖案不一樣的薄膜，這就需要在真空中制備不同的薄膜時(shí)換用不同的掩模。如果暴露大氣后替換掩模就會(huì)使沉積好的薄膜吸附各種雜質(zhì)氣體而使得薄膜的性能大大降低，所以一般除了受設(shè)備限制不得不用這種方法外基本上沒(méi)有人采用這種方法。由于在真空中所有的機(jī)械動(dòng)作都是通過(guò)磁力桿、導(dǎo)軌或者波紋管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只能做一些不是很復(fù)雜的動(dòng)作，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的巧妙與否直接關(guān)系到能不能實(shí)現(xiàn)一些高難度的動(dòng)作。
大多數(shù)的真空系統(tǒng)采用的是磁力傳樣桿，只能有平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。以前的系統(tǒng)中，大多采用的是如圖二所示的掩模插入方式來(lái)替換掩模的。這種方法的缺點(diǎn)是由于掩模與樣品托之間有一點(diǎn)距離，因此在沉積薄膜時(shí)，由于沉積束流在穿過(guò)掩模會(huì)有一定的衍射效應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致得到的薄膜的圖案并非所想要得到的，特別是在想要得到的圖案比較小的時(shí)候會(huì)使相鄰的圖案連接在一起而使實(shí)驗(yàn)失敗。一般的樣品托不能直接將樣品托放在掩膜上，因?yàn)樵趥鬟f樣品托的過(guò)程中，樣品叉在樣品托的下方。如果不顧樣品托的存在而直接用樣品叉把掩模拖出的時(shí)候會(huì)把蒸鍍好的薄膜擦傷，由于薄膜的厚度很薄，一般為μm量級(jí)，輕微的擦傷就可能完全將薄膜劃掉，從而得不到制備良好的薄膜，如


圖1。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用效果良好的用于真空蒸鍍的樣品支架。
本實(shí)用新型的樣品支架包括樣品托、樣品架和樣品叉。樣品托猶如生活用鋁鍋，不過(guò)它是方形，左、右兩側(cè)有耳型凸出，左右側(cè)和前后側(cè)都有材料封實(shí)，上、下側(cè)面是敞開(kāi)的，底部在四個(gè)角處分別向內(nèi)延伸有四個(gè)臺(tái)階，用于放置樣品；樣品架兩側(cè)的寬度與樣品托左右側(cè)寬度一致，并與底部連接，在樣品架兩側(cè)內(nèi)有相隔適當(dāng)間距的臺(tái)階，該間距可視操作方便而定；樣品叉是兩根平行桿上有兩對(duì)凸起叉頭，它們的間距與樣品托左側(cè)和右側(cè)寬度一致。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)其余尺寸沒(méi)有任何限制，完全視操作方便而定。
上述樣品支架可用金屬，如不銹鋼、合金等材料制作。
本實(shí)用新型使用過(guò)程如下本實(shí)用新型將樣品放置于樣品托的底部。在樣品架上距離掩模較遠(yuǎn)的地方有一個(gè)臺(tái)階，在不蒸鍍和替換掩模的時(shí)候就將樣品托放在這個(gè)臺(tái)階上。替換掩模的時(shí)候，用樣品叉將替換好的掩模叉起來(lái)放在樣品架上放置掩模的臺(tái)階上，然后用樣品叉叉在樣品托的兩側(cè)，慢慢升起樣品架，將樣品托放在掩模上(圖6)，當(dāng)樣品托的重量完全被掩模所承受時(shí)，抽出樣品叉，這時(shí)，樣品托就完全和掩模貼在一起了而沒(méi)有任何空隙了。當(dāng)蒸鍍完一層薄膜需要換掩模時(shí)，再將樣品叉插入樣品托的兩側(cè)，緩慢降下樣品架，這時(shí)候樣品托的重量就逐漸被樣品叉所承受，而樣品托慢慢和掩模脫離，當(dāng)二者完全脫離時(shí)，就可以將樣品托放置在樣品架上放置樣品托的臺(tái)階上，抽出樣品叉去替換掩模。樣品架上有兩層臺(tái)階，其中較高的一層是在更換掩模時(shí)樣品托暫時(shí)放置的地方。
本實(shí)用新型充分發(fā)揮了真空系統(tǒng)中所使用的磁力傳樣桿，在不采用復(fù)雜的樣品傳動(dòng)裝置的情況下，能很有效地將掩模和樣品托之間的距離減少到零，從而避免了由于掩模和樣品托之間有一定距離而產(chǎn)生的衍射效應(yīng)，使得真正得到的薄膜圖案基本接近于實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)沉積束流穿過(guò)掩模時(shí)衍射示意圖。
圖2是樣品叉結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的樣品托結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的樣品叉叉住樣品托示意圖。
圖6是本實(shí)用新型掩模與樣品托吻合無(wú)隙示意圖。
上述圖中1是樣品托，2是樣品，3是臺(tái)階，4是掩模，5是樣品架，6是樣品叉，實(shí)施例樣品托類似于生活中所使用的鋁鍋，不過(guò)是方形的，用不銹鋼制作的。其長(zhǎng)和寬都是100mm，高度為10mm，四壁是用厚度為2mm、長(zhǎng)100mm、寬10mm的不銹鋼片焊接而成。在上面左右兩側(cè)有長(zhǎng)7mm寬3mm的耳形突出，這是為了方便樣品叉?zhèn)鬟f樣品托。在樣品托內(nèi)部下面的四角處有3mmX3mm大小的臺(tái)階，用于放置樣品。
樣品架類似于一個(gè)長(zhǎng)方形的盒子，其長(zhǎng)×寬×高為110mm×110mm×25mm，左右側(cè)和后側(cè)均為大小為110mm×25mm的不銹鋼板，將它們焊接在一起就構(gòu)成樣品架，樣品架的左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)面有上下相距15mm、寬度為2mm的兩個(gè)臺(tái)階，下面的臺(tái)階用于放置掩模，上面的臺(tái)階是為了在替換掩膜時(shí)放置樣品托。
樣品叉是用三根不銹鋼條焊接而成，其中兩條為長(zhǎng)108mm、橫截面積為3mmX3mm、兩頭有3mm高的凸起的不銹鋼條，是樣品托的兩個(gè)叉齒，另外一根是長(zhǎng)106mm、橫截面積也是3mmX3mm的不銹鋼條。
權(quán)利要求1．一種用于真空蒸鍍的樣品支架，有樣品托、樣品架和樣品叉，其特征是樣品托方形有耳(1)，左、右側(cè)面和后側(cè)面封實(shí)(2)，上、下面和前側(cè)面是敞開(kāi)的，其底部從封實(shí)的左右側(cè)分別延伸有兩個(gè)臺(tái)階(3)；樣品架兩側(cè)(4)寬度與樣品托左右側(cè)寬度一致，其底部(5)相連，在樣品架兩側(cè)內(nèi)有相隔一定間距的兩對(duì)臺(tái)階(6)；樣品叉是兩根平行桿(7)，上有兩對(duì)凸起叉頭(8)，兩對(duì)凸起叉頭間距與樣品托左側(cè)和右側(cè)寬度一致。
專利摘要一種適用于真空蒸鍍的樣品支架的設(shè)計(jì)。以往的真空沉積設(shè)備的設(shè)計(jì)中,掩模和樣品托之間都有一點(diǎn)距離,使得真正得到的薄膜的形狀并不是所設(shè)計(jì)的形狀。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一套樣品支架,包括樣品托、樣品架和樣品叉,其獨(dú)特簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)配合使用使得掩模和樣品托之間的距離減少到零。
文檔編號(hào)C23C14/50GK2428490SQ0021816
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者侯曉遠(yuǎn), 何鈞, 呂明, 鄧振波, 廖良生, 周翔, 熊祖洪, 張松濤, 何勁, 鐘高余 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)