К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Поштучная обработка пластин большого диаметра, стремление устранзпь воздействие атмосферы на поверхносп пластины между двумя последовательными операциями, а таске необходимость сохранить при этом высокую производительность, соизмеримую с производительностью трупповых методов обработки, явились причиной возникновения новых структур вакуумных технологических машин. Мнотокамерная струюура машин исключила перекрестное загрязнение слоев, возмозноо при выполнении процесса в одном общем технологическом объеме. Первоначально появились млотокамерные структуры на базе карусельных и конвейерных систем перемещения обрабатываемых изделий.
Особенностью таких систем является жеспсий технологический цикл. В структурах типов 3 и 6 обрабпываемое изде- лис последовательно проходит все предуамотренные конструкцией машины технолотичеакие камеры. В отличие от этого типа машины со структурой "мини-завод" (кластер) позволяют объединить в единой мнотохамерной машине большое число несовместимых технологических процесаов (тип В).
Характерные черня оборудования кластерного типа следующие: в одной машине реализуются необходимые ПО технологическому циклу различнью требования к технолопшеской среде - процесс может проводиться в атмосфере, вакууме или контролируемой ивовой среде любого состава; блюодаря протраммному управлению и использованию для перемещения обрабатываемото изделия робота-перетрузчика, действующего в отдельной камере, связанной со всеми технологическими объемами с помощью терметичиых вюсуумных затворов, обеспечиааешя гибкий цикл обработки; структура машины с гибким технолотическим циклом - "мини-завод" позволяет при условии выаокото уровня унификации и стандартизации конструкции такого типа машин измеюпь ее конфюурацию, комплектовать требующимися технологическими модулями в зависимости от потребностей производстиь т.е.
реализуется прющип "открытой архитектуры;" в промьппленную технолотию мозно ввести сложные физихо-аналитичеакие измерения, основанные на еже-спектроскопии, лифрюаши быстрых и медленных электронов, растровой электронной микроскопии и др. Структура машины вносит определенные отраниченик по уровню ее автоматизации. Для современного вакуум ното технологического оборуловаюш характерны шпь уровней автоматизации (см. табл. 3.1.2): 1-й - полуавтомат; 2-й - полуавтомат с протрамматором; 3-йполуавтомат а автоматической системой управления технологическим процессом; 4-йпзбкий вакуумный автоматический модуль Глава 3.
Б ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ а сч аа о" о л сч о о" о ЭТАПЫ И ТБНДВНЦИИ РАЗВИТИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ 3.1.3. Обозначения элементов взмуумиого теююлогвческого оборудования Элемент Герметичная технологичесюш камера с открьпиющейоя вручную две- рью Ручная загрузка в объем, в шлюз Обрабатываемое изделие Осаидаемый на изделие материал (пары, молекулы, ионы, атомы, час- тицы исходного материала) Исларяемый (распыляемый) исходный материал Воздействующая среда (электронный, ионный, лазерный луч; молеку- ларный пучок; магнитное, электростатическое поле; тепловое, ультра- фиолетовое излучение) Вакуумная система Перегрузчик Шаговый конвейер, конвейер с периодическим циклом перемещения Конвейер с непрерывным циклом перемешенюг Шлюзовый модуль Механический интерфейс Карусель онстемы перемещения обрабатываемого изделия Герметичный технологический модуль (технологическая рабочая каме- ра, оснащенная автоматической системой ввода обрабатываемого изде- лия в герметичный объем) Рука робота Узел герметичной стыковки двух элементов Камора робота-перегрузчика (центральная транспортная камера) Камера перегрузки обрабатываемого изделия без разгерметизации (кластер); 5-й - гибкое вакуумное автоматическое производство (многокластерный комплекс).
В полуавтоматах автоматизируется цякл набора вакуума, а управление технологическим процессом осуществляеюя дистанционно оператором по показаниям системы контроля одной нли нескольких характеристик изделия: дзя вакуумного осалдения оптических покры- тий - оптической толщины пленки, двя выращивания монохристаллв - диаметра растущего крисшлла и т.д.
Система питания и управления машины обеспечивает высокий уровень стабилизации всех основных параметров технологичеокого процесса. Полуавтомат с автоматической системой управления технологическим процессом предусматривает автоматизацию набора и поддер- Глава зд. ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 3.1.4. Элементы структуры кваеирвых машин жанна вакуума и состава технологической среды, автоматическое ведение технологического процесса с управлением от ЭВМ или микропроцессора. Система управления машиной оснащается рядом чувствительных датчиков, показания которых логически учитываются ЭВМ или микропроцессором при осуществлении технологической операции.
Неавтоматизированной остается либо мярузка заготовок и материалов и вьпрузка готовых изделий, либо смена оснастки при переходе на другой тип иэделия. Для рассмотренных трех уровней автоматизации вакуумных машин характерна сравнительно узкая номенклатура обрабатываемых изделий. Переход к другим изделиям в лучшем случае требует изменения только технолопнеской оснастки, чаще не приводит к необходимости изменения конструкции шлюза и механизмов, транспортирующих изделие. В гибком вакуумном автоматическом модуле к особенностям машин 3-го уровня автоматизации добавляется роботизированная или автоматическая зырузка и вьпрузка заготовок и изделий, а такие автоматический переход на обработку изделия другого наименования из определенной номенклатуры, характерной для данного типа машинм.
Гибкое вакуумное автоматическое производспю по сравнению с гибким вакуумным технологическим модулем предусматривает автоматическое складирование в вакууме или другой защитной среде готовых изделий или палуфабриипов с целью транспортирования их на ею!ад готовой продукции или передачи с одного гибкого вакуумного технологического модуля на другой для проведения ряда последовательных технологических и контрольных операций. "Мини-завод" (кластер) включает в себя изолированную оснащенную своей вакуумной системой технологическую камеру, модуль транспортировки и модуль загрузки и вьпрузки. Кластер является элементарной ячейкой кластерной производственной системы.
Как правюю, все технолопэческие объемы кластерной установки имеют свои индивидуальные вакуумные откачные системы. Кластерное оборудование яюиегся основой построения вакуумного производства, представило щего собой систему машин, в состав шпорой входят технологичесхие модули класгерно го типа, о оедшппельные модули, накопительные модули, транспортные модули. СМИФ-контейнеры (СМИФ вЂ” стандартный механический интерФейс) или вакуумные робокары. Элементы структуры производственных систем, выполненные на основе этой элементной базы, представлены в 'табл. 3.
! зй ЭТАПЫ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ ПРодолжение табл. 3 Л.4 Соединение с транспортным модулем Центральная транспортная камера (ЦТК) Радиальное соединение П)лшзовой модуль (ШМ) ~шн~- Механический интерФейс Линейное соединение Механическая рука нли конвейер Смешанное соединение Вакуумная система Газовая система Система управления Исполнительная система Глава 3.1. ВАКУУГИНОЕ 1ЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 259 'С.Ф Рме. 3.1.2. Ламма ечвсглм е вааэтмве-терммчеавеа обработав еатвчес3лл Ытелей: а — общей ввл; 6- технслоглчсскел схема Рас.
3.1.3. Левал еатемазмзврвааавей сверла есаегвтеаа лвэервие гвуесгеаа В России в микроэлектронике кластерное оборудование впервые появилось в виде установок молекулярно-лучевой эпитаксии "Цна" и "Катунь-В". На многокамерных установках для металлизации 01НИ-7-006 и 'УВНМЭ-100/125-003 была проведена отработка элементной базы отечественного кластерного оборудования.
Принцип кластерной структуры вакуумного производства использован в обрудоваиии и для отмывки и последующего отлапв в вакууме и (или) инертной среде корпусов и оптических деталей кольцевых лазеров (рис. 3.1.2). Возможно создание вакуумного производства лазерных гироскопов, ыопочиощего в себя установки вакуумного осаждения много- ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ 251 слойных пленочных структур, диффузионной сварки, сборки, откачки и напопеиния ггрнборо в, контроля характеристик уже готового изделия (рис. 3.1.3).
зп.г. оворудомник для производсгиа нздклнй квантовой элкжттоинкы К изделиям квантовой электроники относятся приборы, устройства илн отдельнью элементы, имеющие самостоятельное приме- 3.1.5. Технологические щюцессы и юмуумиое оборудование для щиезводства тверлсзчльвьгк лазеров Назмние вля марка сборулсвеюи. Схема Название и основные характеристика технологического процесса "Киноварь", "Кристалл", "Кристалл-1", "Кристалл-2", "Донезг", "Донец-1" (Россия) ( Наплавпение шихты.
Рабочее давле- ние 710-г Па; рабочая температура 450 - 2000 'С (450 'С - обезщжива- нне; 2000 'С - плавпвние шихты) '"Киноварь", "Кристалл", "Кристалл-Г, "Кристалл-2", "Донезг", "Донец- Г (России) "Киноварь", "Кристают', "Кржталл- Г, "Кристалл-2" (Россия) Отжиг були. Рабочее давление от 710 з до 3.10з Па (Аг); рабочая тем- пература до 1500 'С 'УНП-2 (Россия) Ионная обработка торцев активного элемента. Рабочее давление 7 10 г Па (Аг); рабочая температура до 450 'С Выращивание оптического монокристалпа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
