CH620946A5

CH620946A5 - Method and appliance for continuous coating by means of cathode sputtering

Info

Publication number: CH620946A5
Application number: CH1306677A
Authority: CH
Inventors: Helmut Adam; Max Dr Dipl Phys Keller; Guenter Dr Krueger; Klaus Dr Brill; Volker Holzgrefe
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1980-12-31
Also published as: FR2372243A1; DE2653736A1; JPS5367684A; IT1089022B

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der so Gattung des Patentanspruches 1 sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung des Patentanspruches 12. The invention is based on a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for carrying out the method on the preamble of claim 12.

Bei so arbeitenden bekannten Anlagen durchlaufen die Substrate einzeln oder zu mehreren auf Träger gesetzt die ss Bestäubungskammer linear, wozu sie am einen Ende der Bestäubungskammer von Atmosphärendruck in diese eingeschleust und am anderen Ende der Bestäubungskammer wieder ausgeschleust werden. Dabei erfolgt der Ein- bzw. Ausschleusvorgang entweder über Druckstufen oder über Schleu- «o senkammern. In known systems operating in this way, the substrates pass through the SS dusting chamber linearly, individually or in groups on carriers, for which purpose they are introduced into the dusting chamber from atmospheric pressure at one end and discharged again at the other end of the dusting chamber. The inward and outward transfer process takes place either via pressure stages or via sluice chambers.

Nachteilig ist hierbei, dass die Schleusen einen erheblichen vakuumtechnischen und räumlichen Aufwand bedingen und ausserdem beim Einschleusen trotzdem ständig erhebliche Gasmengen in die Bestäubungskammer eingeschleppt werden 65 und dort zu Verunreinigungen führen. Ausserdem ist die Möglichkeit thermischer Vor- und Nachbehandlung der Substrate begrenzt und nur auf Kosten des Durchsatzes und mit zusätzlichem Platzaufwand bereitzustellen. Die Herstellung dicker Schichten oder mehrschichtiger Beschichtungssysteme erfordert das mehrfache Durchlaufen einer oder mehrerer Anlagen der bekannten Art unter jeweiliger Inkaufnahme der geschilderten Nachteile. The disadvantage here is that the locks require a considerable amount of vacuum and space and, in addition, considerable amounts of gas are nevertheless constantly introduced into the pollination chamber 65 during infeed and lead to contamination there. In addition, the possibility of thermal pretreatment and post-treatment of the substrates is limited and can only be provided at the expense of throughput and with additional space requirements. The production of thick layers or multi-layer coating systems requires that one or more plants of the known type have to be run through several times, with the respective disadvantages being accepted.

Das Bestreiben muss also dahin gehen, den zum Ein- und Ausschleusen der Substrate erforderlichen Aufwand und die damit einhergehende Gefahr des Einschleppens von Verunreinigungen in die Bestäubungskammer herabzusetzen sowie bezogen auf eine bestimmte Grösse der Bestäubungskammer die Behandlungsmöglichkeiten für die Substrate zu erweitern, um das Erfordernis mehrerer Ein- und Ausschleusvorgänge zu vermeiden und den Durchsatz an Substraten zu erhöhen. Dies alles sollte gleichzeitig unter Herabsetzung des apparativen Aufwandes und damit durch eine Vereinfachung und Verbilli-gung der Anlage geschehen. The spraying must therefore aim to reduce the effort required to carry the substrates in and out and the associated risk of contaminants being carried into the pollination chamber, and to expand the treatment options for the substrates in relation to a certain size of the pollination chamber in order to meet the requirements of several Avoid entry and exit processes and increase the throughput of substrates. All of this should be done at the same time while reducing the outlay on equipment and thus by simplifying and reducing the cost of the system.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ist zunächst einmal dafür Sorge getragen, dass die Substrate durch ihre gesammelte Aufnahme in Magazinen in grösseren Stückzahlen in die Schleusenkammer und zur Behandlung in die Bestäubungskammer kommen. Dadurch steht, während sich ein oder mehrere Magazine mit Substraten in der Bestäubungskammer in Behandlung befinden, ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Arbeitsablaufes genügend Zeit zur Verfügung, um in der Schleusenkammer weitere Magazine mit unbehandelten Substraten durch Schaffung eines hohen Vakuums weitestgehend zu entgasen, wodurch bezogen auf das einzelne Substrat praktisch keine Verunreinigungen in die Bestäubungskammer miteingeschleppt werden. Dadurch, dass die genannte Schleusenkammer sowohl zum Ein- als auch zum Ausschleusen der Substrate dient, ist es möglich, bei dem einmal zum Einschleusen für eine grosse Zahl von Substraten geschaffenen Vakuum gleichzeitig auch den Wechsel der Magazine mit unbehandelten Substraten in die Bestäubungskammer und der Magazine mit behandelten Substraten aus der Bestäubungskammer vorzunehmen, wodurch ebenfalls ein weiteres Hinzukommen von Verunreinigungen verhindert ist und im übrigen die Anlage von ihrem apparativen Aufwand her gesehen sowohl in vakuumtechnischer als auch in konstruktiver und platzmässiger Hinsicht erheblich vereinfacht und verkleinert ist. By the method according to the invention with the features of claim 1, it is first of all ensured that the substrates, as a result of their collection in magazines, come into the lock chamber in larger numbers and for treatment in the pollination chamber. As a result, while one or more magazines with substrates are being treated in the pollination chamber, there is enough time without interruption in the continuous workflow in order to largely degas further magazines with untreated substrates in the lock chamber by creating a high vacuum, which in relation to the single substrate practically no contaminants are carried into the pollination chamber. The fact that the said lock chamber serves both for the introduction and removal of the substrates makes it possible to simultaneously change the magazines with untreated substrates into the pollination chamber and the magazines when the vacuum is created for the introduction of a large number of substrates to be carried out with treated substrates from the pollination chamber, which also prevents further addition of impurities and, moreover, the apparatus is considerably simplified and reduced in terms of apparatus, both in terms of vacuum technology and in terms of construction and space.

Dadurch, dass die Substrate magazinweise in den Bestäubungsraum gebracht werden, um dort durch den ersten Manipulator vereinzelt, der Bestäubungsbehandlung zugeführt und nach der Behandlung durch den zweiten Manipulator wieder magaziniert zu werden, ist ausserdem ein kontinuierlicher Bearbeitungsablauf für die Substrate innerhalb eines vakuumtechnisch gesehen geschlossenen Systems gegeben, währenddessen genügend Zeit zur Verfügung steht, um entweder zwischen Schleusenkammer und Bestäubungskammer den Austausch von Magazinen mit unbehandelten Substraten gegen Magazine mit behandelten Substraten vorzunehmen oder bei unterbrochener Verbindung zwischen Schleusenkammer und Bestäubungskammer die Schleusenkammer auf Atmosphärendruck zu bringen, um die Magazine mit behandelten Substraten herauszunehmen und Magazine mit unbehandelten Substraten neu einzusetzen und unter Vakuum zu bringen. The fact that the substrates are brought into the pollination room in magazines, in order to be separated there by the first manipulator, fed to the pollination treatment and re-magazined after the treatment by the second manipulator, is also a continuous processing sequence for the substrates within a vacuum-technically closed system during which sufficient time is available to either exchange magazines with untreated substrates for magazines with treated substrates between the lock chamber and pollination chamber or, if the connection between the lock chamber and pollination chamber is interrupted, to bring the lock chamber to atmospheric pressure in order to remove the magazines with treated substrates and reinsert magazines with untreated substrates and bring them under vacuum.

Der Umstand, dass die Substrate in der Bestäubungskammer während der Behandlung auf einer endlos in sich geschlossenen Bahn umlaufen, erbringt relativ zur Länge bekannter Bestäubungskammern eine Verdoppelung der zur Verfügung stehenden Behandlungsstrecke, so dass eine entsprechende Vergrösserung der Behandlungsarten möglich ist. Dies kann einmal dadurch geschehen, dass für die Herstellung besonders dicker Beschichtungen mehrere Kathoden in Umlaufrichtung der Substrate hintereinander angeordnet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zur Herstellung von Beschichtungen mit unterschiedlichen aufeinanderliegenden Schichten unter The fact that the substrates in the pollination chamber circulate on an endlessly self-contained path during treatment results in a doubling of the available treatment distance relative to the length of known pollination chambers, so that a corresponding increase in the types of treatment is possible. This can be done by arranging several cathodes one behind the other in the direction of circulation of the substrates for the production of particularly thick coatings. Another possibility is to produce coatings with different layers on top of each other

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schiedliche Kathoden in Umlaufrichtung hintereinander anzuordnen. Durch die Aufnahme der Substrate in Magazinen besteht eine weitere Möglichkeit darin, die Substrate eines Magazins die Behandlungsstrecke für einen Beschichtungsvor-gang durchlaufen zu lassen, sie nach dieser Behandlung in ein anderes Magazin zu speichern, um sie von dort aus später die Behandlungsstrecke erneut durchlaufen zu lassen, wobei dann Kathoden eines anderen Bestäubungsmaterials eingeschaltet werden. arrange different cathodes one after the other in the circumferential direction. By including the substrates in magazines, a further possibility is to let the substrates of a magazine pass through the treatment section for a coating process, to save them in another magazine after this treatment, in order to then run them through the treatment section again later leave, then cathodes of another pollination material are turned on.

Darüber hinaus gibt das durch die Erfindung geschaffene erhöhte Platzangebot die Möglichkeit, innerhalb des Bestäubungsraumes die behandelten Substrate vor der Rückmagazi-nierung noch eine Kühlstrecke entlang Strahlungskühlern durchlaufen zu lassen, so dass sie bereits in erheblich rückgekühltem Zustand wieder in die Schleusenkammer zurückgelangen. In addition, the increased amount of space created by the invention enables the treated substrates to pass through a cooling section along radiation coolers before the re-storage, so that they return to the lock chamber in a significantly recooled state.

Die nach der Erfindung erheblich verlängerten Verweilzeiten in der Schleusenkammer geben ebenfalls die Möglichkeit zu weiteren Behandlungsvorgängen. So lassen sich die unbehandelten Substrate beim Einschleusen bereits durch Strahlungsheizkörper auf eine die Behandlung vorbereitende Temperatur vorwärmen. In gleicher Weise ist es möglich, die behandelten Substrate beim Ausschleusen weiter abzukühlen, indem zur Herstellung des Atmosphärendruckes in der Schleusenkammer zur Kühlung Inertgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, eingelassen wird, das die behandelten Substrate gleichmässig umströmen und kühlen kann, da diese ja in den Magazinen unter gegenseitigem Abstand aufgenommen sind. The considerably longer residence times in the lock chamber according to the invention also give the possibility of further treatment processes. In this way, the untreated substrates can already be preheated to a temperature preparing the treatment by radiation heaters. In the same way, it is possible to cool the treated substrates further during discharge by introducing inert gas, for example argon or nitrogen, into the lock chamber for cooling in order to produce the atmospheric pressure, which can flow around and cool the treated substrates evenly, since these can be cooled in the Magazines are recorded at a mutual distance.

Die Merkmale des Anspruches 13 geben die Möglichkeit, die Bestäubungskammer mit zwei Magazinen mit unbehandelten Substraten zu versorgen, bevor die nun einen Leerplatz und drei mit Magazinen mit behandelten Substraten besetzten Plätze aufweisende Schleusenkammer gegenüber der Bestäubungskammer dicht verschlossen und auf Atmosphärendruck gebracht wird, um die Magazine mit den behandelten Substraten herauszunehmen und die drei genannten Plätze mit Magazinen mit unbehandelten Substraten erneut zu besetzen. Hier steht also für diesen Wechselvorgang praktisch bezogen auf die Behandlungszeit der Substrate eines Magazins die doppelte Zeit zur Verfügung, wodurch sich die Durchlaufgeschwindigkeit im Bestäubungsraum entsprechend erhöhen lässt, weil sie unabhängiger von der Zeit zum Ausschleusen und Wiedereinschleusen geworden ist. The features of claim 13 give the possibility of supplying the pollination chamber with two magazines with untreated substrates before the lock chamber, which now has an empty place and three places filled with magazines with treated substrates, is sealed against the pollination chamber and brought to atmospheric pressure around the magazines with the treated substrates and to fill the three places again with magazines with untreated substrates. In this case, twice the time is available for this changing process in relation to the treatment time of the substrates of a magazine, which means that the throughput speed in the pollination room can be increased accordingly because it has become more independent of the time for removal and reinsertion.

Ausserdem erbringt der Umstand, dass in der Bestäubungskammer die Magazine mit den unbehandelten Substraten im Zuge deren Entnahme von der Schleusenkammer fort und die Magazine für die behandelten Substrate im Zuge deren Wiedereinsetzen auf die Schleusenkammer zu verschiebbar sind, eine weitere Zeitersparnis, da die Magazine mit den unbehandelten Substraten gerade nur aus der Schleusenkammer in die Bestäubungskammer herübergebracht zu werden brauchen, während die Magazine mit den behandelten Substraten bereits wieder vor dem Übergang zur Schleusenkammer bereitstehen. In addition, the fact that in the pollination chamber the magazines with the untreated substrates can be moved away from the lock chamber in the course of their removal and the magazines for the treated substrates can be moved to the lock chamber when they are reinserted, since the magazines with the untreated substrates just need to be transferred from the lock chamber to the pollination chamber, while the magazines with the treated substrates are already ready again before the transition to the lock chamber.

Die Merkmale des Anspruches 14 stellen sicher, dass der Übergabevorgang zwischen den Trägern des umlaufenden Fördermittels und den Manipulatoren bei momentanem Stillstand des Fördermittels erfolgt, wordurch die Manipulatoren in ihrer Ausbildungs- und Arbeitsweise vereinfacht sind und Schwierigkeiten mit einer gegenseitigen Bewegungsanpassung und dadurch entstehende Bruchgefahr für die Substrate vermieden sind. The features of claim 14 ensure that the transfer process between the carriers of the circulating funding and the manipulators takes place when the funding is currently at a standstill, which simplifies the manipulators in their training and operation and difficulties with a mutual movement adjustment and the resulting risk of breakage for the Substrates are avoided.

Die Merkmale des Anspruches 17 sichern einmal eine schwerkraftbedingte definierte Anlage der Substrate an den Trägerplatten und zum anderen, dass bei unrichtig aufgesetzten Substraten und dadurch entstehendem Bruch dieser nach unten durch die Auflagestifte wegfallen kann. The features of claim 17 ensure, on the one hand, a defined contact of the substrates with the support plates due to the force of gravity and, on the other hand, that if the substrates are placed incorrectly and the resulting breakage occurs, these can be eliminated by the support pins.

Die Merkmale der Ansprüche 19 und 20 führen dazu, dass die Substrate mit ihrer Oberseite in Abstand von den Trägerplatten gelangen, so dass sie ungestört und sicher duch den Manipulator zu ihrer Abnahme vom Fördermittel und zum Einsetzen in das Magazin für die behandelten Substrate erfasst werden können. The features of claims 19 and 20 lead to the fact that the upper side of the substrates are at a distance from the carrier plates, so that they can be detected undisturbed and safely by the manipulator for their removal from the conveying means and for insertion into the magazine for the treated substrates .

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen, die auf der Zeichnung teilweise schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen: Further details of the invention result from the following description of one of its embodiments, which is shown schematically in part on the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Einrichtung in waagerechter Schnittansicht; Figure 1 is a plan view of the inventive device in a horizontal sectional view.

Fig. 2 eine auszugsweise Ansicht gemäss der Linie II-II in Fig. 1 ; Fig. 2 is a partial view along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine auszugsweise Ansicht gemäss der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 3 is a partial view along the line III-III in Fig. 1;

Fig. 4 die Station zur Abnahme behandelter Substrate und zum Wiedereinsetzen in ein Magazin gemäss der Ansicht IV-IV in Fig. 2 und 4 shows the station for removing treated substrates and for reinserting them into a magazine according to view IV-IV in FIGS. 2 and

Fig. 5 die Oberansicht der Station gemäss Fig. 4. 5 shows the top view of the station according to FIG. 4.

Gemäss Fig. 1 besteht die erfindungsgemässe Einrichtung aus einer Schleusenkammer 1 und einer Bestäubungskammer 2, die über eine Öffnung 3 miteinander verbunden sind, welche durch einen Schieber 4 vakuumdicht verschliessbar ist. Die Schleusenkammer 1 hat auf ihrer der Öffnung 3 gegenüberliegenden Seite eine vakuumdicht verschliessbare Türe 5. 1, the device according to the invention consists of a lock chamber 1 and a pollination chamber 2, which are connected to one another via an opening 3, which can be closed in a vacuum-tight manner by a slide 4. The lock chamber 1 has on its side opposite the opening 3 a door 5 which can be closed in a vacuum-tight manner.

Die Bestäubungskammer 2 hat Kathodentore 6 und 7, über die Bestäubungskathoden 8 und 9 zugänglich und auswechselbar sind. In der Bestäubungskammer läuft ein Fördermittel 10 für die zu behandelnden Substrate endlos um. Auf dem Weg dieses Fördermittels 10 ist der Behandlungsstrecke entlang den Kathoden 8 und 9 eine Kühlstrecke entlang Stahlungskühlern 11 und 12 nachgeschaltet. The pollination chamber 2 has cathode gates 6 and 7, through which pollination cathodes 8 and 9 are accessible and replaceable. A conveying means 10 for the substrates to be treated circulates endlessly in the pollination chamber. On the way of this conveying means 10, the treatment section along the cathodes 8 and 9 is followed by a cooling section along radiation coolers 11 and 12.

Wie in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich, weisen Schleusenkammer 1 und Bestäubungskammer 2 Magazintrommeln 13 und 14 auf, die um miteinander fluchtende Achsen 15 und 16 drehbar sind. Die Magazintrommel 13 hat vier gegeneinander jeweils um 90° versetzte Magazinplätze 17 bis 20, während die Magazintrommel 14 gleichermassen um 90° gegeneinander versetzte Magazinplätze 21 bis 24 aufweist. Die Magazinplätze dienen der Aufnahme von grundsätzlich mit der Ziffer 25 versehenen Magazinen, die grundsätzlich mit der Ziffer 26 versehene Substrate unter gegenseitigem Abstand miteinander fluchtend enthalten, wobei die Substrate, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Magazine oben überragen. As can be seen in connection with FIG. 3, lock chamber 1 and pollination chamber 2 have magazine drums 13 and 14 which can be rotated about axes 15 and 16 aligned with one another. The magazine drum 13 has four magazine positions 17 to 20, each offset by 90 °, while the magazine drum 14 likewise has magazine positions 21 to 24, offset by 90 °. The magazine locations serve to hold magazines generally provided with the number 25, which basically contain substrates provided with the number 26 in mutual alignment, the substrates, as can be seen in FIG. 2, protrude above the magazines.

Beim Drehen der Magazintrommeln 13 und 14 ist dafür Sorge getragen, dass die Magazine 25 immer ihre aufrechte Stellung behalten, damit die Substrate 26 nicht herausfallen können. Dazu kann vorgesehen sein, dass die die Magazine enthaltenden Magazinplätze jeder für sich drehbar sind. Bezogen auf Fig. 2 kann dies dadurch erfolgen, dass die Magazinplätze eine mit ihrer Drehachse konzentrische Verzahnung 27 aufweisen, die mit einer zur Achse 15 bzw. 16 konzentrischen Verzahnung 28 kämmt, wobei beim Umlauf der Magazintrommeln 13 bzw. 14 und bei gleichem Teilkreisdurchmesser der Verzahnungen 27 und 28 die zentrale Verzahnung 28 mit der doppelten Drehzahl umläuft wie die Magazintrommeln 13 und 14. When rotating the magazine drums 13 and 14, care is taken to ensure that the magazines 25 always maintain their upright position so that the substrates 26 cannot fall out. For this purpose, it can be provided that the magazine locations containing the magazines can each be rotated individually. 2, this can be done in that the magazine locations have a toothing 27 which is concentric with its axis of rotation and which meshes with a toothing 28 which is concentric with the axis 15 or 16, the rotation of the magazine drums 13 or 14 and the same pitch circle diameter being the Toothings 27 and 28, the central toothing 28 rotates at twice the speed as the magazine drums 13 and 14th

Die Magazine 25 sind auf ihren Magazinplätzen innerhalb der Magazintrommeln 13 und 14 axial verschiebbar. Dabei ist die Axialverschiebung zwischen den Magazinplätzen 17 und 21 durch einen Wechselschieber 29 zum Austausch der dortigen Magazine zwischen Schleusenkammer und Bestäubungskammer gegeben, während die Verschiebbarkeit der Magazine 25 auf den Magazinplätzen 22 und 24 beispielsweise durch einen Spindelantrieb in der nachfolgend noch näher beschriebenen Weise möglich ist. The magazines 25 are axially displaceable in their magazine positions within the magazine drums 13 and 14. The axial displacement between the magazine locations 17 and 21 is given by an interchangeable slide 29 for exchanging the magazines there between the lock chamber and the pollination chamber, while the displaceability of the magazines 25 on the magazine locations 22 and 24 is possible, for example, by a spindle drive in the manner described in more detail below .

Die Schleusenkammer 1 enthält Strahlungsheizkörper 30, durch die sich die Magazine und die darin enthaltenen nicht s The lock chamber 1 contains radiant heaters 30 through which the magazines and those not contained therein

io io

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behandelten Substrate als Vorbereitung für die Behandlung in der Bestäubungskammer 2 aufheizen lassen. Ebenso enthält die Bestäubungskammer 2 eine Heizstrecke mit einem Bestrahlungsheizkörper 31, wo die umlaufenden Trägerplatten 32 des Fördermittels 10 nach Durchlaufen der Kühlstrecke bei 11 und 12 und nach Abnahme der behandelten Substrate wieder aufgeheizt werden, bevor unbehandelte Substrate auf sie aufgesetzt werden. Allow the treated substrates to heat up in the pollination chamber 2 as preparation for the treatment. The pollination chamber 2 also contains a heating section with a radiation heater 31, where the circulating carrier plates 32 of the conveying means 10 are heated again after passing through the cooling section at 11 and 12 and after removal of the treated substrates before untreated substrates are placed on them.

Der Bestrahlungsheizkörper 31 kann auch auf der Aussen-seite des Fördermittels 10 in Verlängerung der Kathode 8 angeordnet sein, um mit den Trägerplatten 32 gleichzeitig die frisch aufgesetzten Substrate aufzuheizen. The radiation heater 31 can also be arranged on the outside of the conveying means 10 in the extension of the cathode 8 in order to heat the freshly placed substrates together with the carrier plates 32.

In nicht dargestellter, weil bekannter Weise sind im übrigen die Schleusenkammer 1 und die Bestäubungskammer 2 durch entsprechende Einrichtungen evakuierbar, wobei für die Schleusenkammer 1 ausserdem in ebenfalls nicht näher dargestellter Weise die Möglichkeit besteht, sie mit einem Inertgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, zu fluten, um das Vakuum wieder abzubauen und Atmosphärendruck herzustellen. In a manner not shown, because the known way, the lock chamber 1 and the pollination chamber 2 can be evacuated by appropriate means, the lock chamber 1 also being able to flood it with an inert gas, for example argon or nitrogen, in a manner also not shown to release the vacuum and restore atmospheric pressure.

Beim Arbeiten der so beschriebenen Anlage werden bei geschlossener Öffnung 3 zwischen Schleusenkammer 1 und Bestäubungskammer 2 sowie geöffneter Türe 5 der Schleusenkammer 1 die Magazinplätze 18,19 und 20 des Trommelmagazins 13 mit unbehandelte Substrate enthaltenden Magazinen 25 beschickt. Daraufhin wird die Türe 5 verschlossen und es wird die Schleusenkammer 1 evakuiert. Daraufhin wird über die Öffnung 3 die Verbindung zwischen Schleusenkammer 1 und Bestäubungskammer 2 hergestellt und es wird vom Magazinplatz 21 der Magazintrommel 14 das Magazin mit behandelten Substraten in die Schleusenkammer 1 durch den Wechselschieber 29 herübergebracht, das während der Neubeschik-kung und Evakuierung der Schleusenkammer 1 fertig geworden ist. When working the system described in this way, the magazine locations 18, 19 and 20 of the drum magazine 13 are loaded with magazines 25 containing untreated substrates with the opening 3 between the lock chamber 1 and the pollination chamber 2 and the open door 5 of the lock chamber 1 open. Then the door 5 is closed and the lock chamber 1 is evacuated. Thereupon, the connection between the lock chamber 1 and the pollination chamber 2 is established via the opening 3 and the magazine with treated substrates is transferred from the magazine location 21 of the magazine drum 14 into the lock chamber 1 through the change-over slide 29, which during the new loading and evacuation of the lock chamber 1 has finished.

Danach wird die Magazintrommel 13 der Schleusenkammer 1 um 90° gedreht und es wird das dadurch vor die Öffnung 3 gelangte Magazin mit unbehandelten Substraten durch den Wechselschieber 29 auf den Magazinplatz 21 der Magazintrommel 14 in die Bestäubungskammer 2 herübergeholt. Thereafter, the magazine drum 13 of the lock chamber 1 is rotated through 90 ° and the magazine thus reached the opening 3 with untreated substrates is brought over the magazine slide 21 of the magazine drum 14 into the pollination chamber 2 through the change slide 29.

Nach Drehung der Magazintrommel 14 um 90° bezogen auf Fig. 2 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gelangt das Magazin mit den unbehandelten Substraten auf den Magazinplatz 22, von wo aus die Substrate einzeln durch einen Manipulator 33 über den Weg entlang den Pfeilen 34 bis 37 entnommen und auf die Auflagestifte 38 der Trägerplatten 32 des Fördermittels 10 abgesetzt werden. After the magazine drum 14 has been rotated through 90 ° in the counterclockwise direction with respect to FIG. 2, the magazine with the untreated substrates arrives at the magazine location 22, from where the substrates are individually removed and opened by a manipulator 33 via the path along the arrows 34 to 37 the support pins 38 of the carrier plates 32 of the conveyor 10 are set down.

Bei der erwähnten Drehung der Magazintrommel 14 ist das vorher auf dem Platz 22 leer gewordene Magazin 25 auf den Platz 23 gelangt und das dort vorher befindliche leere Magazin auf den Platz 24. In dieses nunmehr auf dem Platz 24 befindliche leere Magazin werden die behandelten Substrate 26 durch einen Manipulator 39 über den Weg entlang den Pfeilen 40 bis 43 zurückgebracht. During the aforementioned rotation of the magazine drum 14, the magazine 25 which had previously become empty in place 22 has reached position 23 and the empty magazine previously located in place 24. In this empty magazine, which is now in place 24, the treated substrates 26 become brought back by a manipulator 39 along the path along arrows 40 to 43.

Bei der erwähnten Drehung der Magazintrommel 14 ist schliesslich das auf dem Platz 24 voll gewordene Magazin auf den Magazinplatz 21 gelangt, von wo es durch den Wechselschieber 29 in die Schleusenkammer 1 zurückbefördert wird. Nunmehr wird die Magazintrommel 13 in der Schleusenkammer 1 um 90° gedreht und es wird ein neues Magazin mit unbehandelten Substraten auf den Platz 21 in der Bestäubungskammer 2 herübergeholt. When the magazine drum 14 is rotated, the magazine which has become full at the place 24 finally reaches the magazine place 21, from where it is conveyed back into the lock chamber 1 by the change-over slide 29. Now the magazine drum 13 in the lock chamber 1 is rotated by 90 ° and a new magazine with untreated substrates is brought to the place 21 in the pollination chamber 2.

Wie beschrieben, erfolgt die Entnahme der unbehandelten Substrate 26 sowie die Rückmagazinierung der behandelten Substrate in der Bestäubungskammer 2 schrittweise. Dazu sind die Magazine 25 auf den Magazinplätzen 22 bzw. 24 ebenso schrittweise über wenigstens ihre gesamte Länge beispielsweise durch einen Spindelantrieb verschiebbar und es erfolgt ebenso schrittweise der Vorschub des Fördermittels 10, damit beim As described, the untreated substrates 26 are removed and the treated substrates are re-stored in the pollination chamber 2 step by step. For this purpose, the magazines 25 on the magazine locations 22 and 24 can also be displaced step by step over at least their entire length, for example by a spindle drive, and the conveying means 10 is also advanced step by step, so that during

Aufsetzen unbehandelter Substrate auf die Träger 32 sowie beim Abnehmen behandelter Substrate von diesen Trägern im Zusammenspiel mit den Manipulatoren 33 bzw. 39 keine Kollisionen auftreten können. Placing untreated substrates on the carriers 32 and when removing treated substrates from these carriers in conjunction with the manipulators 33 and 39 no collisions can occur.

Um den Arbeitsweg des Wechselschiebers 29 zu verkürzen bzw. so klein wie möglich zu halten, werden die Magzine 25 aus der Schleusenkammer 1 nur auf die in Fig. 3 am Magazinplatz 22 ersichtliche rechte Position herübergeholt, um von dort aus bei der Entnahme der Substrate schrittweise weiter nach links bewegt zu werden, während die leeren Magazine beim Füllen mit behandelten Substraten auf dem Magazinplatz 24 aus der nach der Entleerung erreichten linken Position wieder in die rechte Position zurückgelangen. In order to shorten the work path of the interchangeable slide 29 or to keep it as short as possible, the magazines 25 are brought out of the lock chamber 1 only to the right position shown in FIG. 3 at the magazine location 22, in order to step by step from there when the substrates are removed to be moved further to the left while the empty magazines return to the right position from the left position reached after the emptying when they are filled with treated substrates in the magazine location 24.

Sind die drei erwähnten Magazine mit unbehandelten Substraten aus der Schleusenkammer 1 auf diese Weise in die Bestäubungskammer 2 herübergebracht und durch Magazine mit behandelten Substraten ersetzt worden, so wird die Öffnung 3 zwischen Schleusenkammer 1 und Bestäubungskammer 2 geschlossen und es wird die Schleusenkammer 1 mit einem Inertgas geflutet, um das herrschende Vakuum aufzuheben und Atmosphärendruck herzustellen. Danach kann die Türe 5 geöffnet werden und es können die Magazine mit den behandelten Substraten wieder durch Magazine mit unbehandelten Substraten ersetzt werden. If the three mentioned magazines with untreated substrates have been transferred from the lock chamber 1 to the pollination chamber 2 in this way and replaced by magazines with treated substrates, the opening 3 between the lock chamber 1 and the pollination chamber 2 is closed and the lock chamber 1 with an inert gas flooded to release the prevailing vacuum and create atmospheric pressure. The door 5 can then be opened and the magazines with the treated substrates can be replaced by magazines with untreated substrates.

Der nach der vorhergehenden Beschreibung bei der Beschickung der Magazintrommel 13 belassene Leerplatz 17 dient dazu, nach Verstreichen der Zeit für die Neubeschickung der Schleusenkammer 1 und deren erneuter Evakuierung die Möglichkeit zu haben, zunächst das während dieser Zeit in der Bestäubungskammer 2 angefallene Magazin mit behandelten Substraten, das sich nunmehr auf dem Magazinplatz 21 befindet, in die Schleusenkammer zurückholen zu können, ehe nach Drehung der Magazintrommel 13 um 90° dann die weitere Beschickung der Bestäubungskammer 2 mit Magazinen mit unbehandelten Substraten stattfindet. The empty space 17 left in the loading of the magazine drum 13 according to the preceding description serves to provide, after the time has elapsed for reloading the lock chamber 1 and re-evacuating it, the magazine with treated substrates that has accumulated in the pollination chamber 2 during this time , which is now in the magazine location 21, to be able to bring it back into the lock chamber before, after the magazine drum 13 has been rotated by 90 °, the further loading of the pollination chamber 2 with magazines with untreated substrates takes place.

Der beschriebene Arbeitsablauf lässt sich dadurch abwandeln, dass die in die Schleusenkammer zurückgebrachten Magazine mit behandelten Substraten erneut in die Bestäubungskammer 2 gebracht werden, um noch einmal behandelt zu werden. The workflow described can be modified in that the magazines returned to the lock chamber with treated substrates are brought back into the pollination chamber 2 in order to be treated again.

Diese erneute Behandlung kann dazu dienen, die Dicke der Beschichtung zu verstärken. Sie kann aber genausogut dazu dienen, Beschichtungssysteme aus abwechselnd unterschiedlichem Material herzustellen. Um dies zu veranschaulichen, This re-treatment can serve to increase the thickness of the coating. However, it can also be used to produce coating systems from alternately different materials. To illustrate this

kann man sich beispielsweise vorstellen, dass die Kathoden 8 und 9 aus unterschiedlichem Material bestehen und dass die Beschichtungen mit den verschiedenen Materialien auch unterschiedliche Entladungsgase erfordern. Dann wird zunächst mit Kathode 8 und dem Entladungsgas X und später mit Kathode 9 und Entladungsgas Y beschichtet. Auch Wiederholungen von Doppelschichten mit verschiedenen Kathoden 8 und 9 und gleichem Entladungsgas sind möglich. can be imagined, for example, that the cathodes 8 and 9 consist of different materials and that the coatings with the different materials also require different discharge gases. Then it is coated first with cathode 8 and discharge gas X and later with cathode 9 and discharge gas Y. Repetitions of double layers with different cathodes 8 and 9 and the same discharge gas are also possible.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, bestehen die Manipulatoren 33 bzw. 39 aus horizontal arbeitenden Greifzangen 44 und 45, die horizontal und vertikal verfahrbar sind. Dabei ist die Entnahme unbehandelter Substrate 26 am Magazinplatz 22 und deren Absetzen auf den Stiften 38 der Träger 32 relativ einfach, indem durch Schrägstellung der Träger 32 nur dafür Sorge zu tragen ist, dass die Substrate auf den Trägern eine definierte Auflage haben. Dazu ist die Schrägstellung der Träger 32 so vorgenommen, dass ihre Oberseite bezogen auf Fig. 2 gegenüber der Unterseite nach hinten zurückgesetzt ist, beispielsweise um einen Winkel von 10°. As can be seen in particular from FIG. 2, the manipulators 33 and 39 consist of horizontally operating gripping tongs 44 and 45 which can be moved horizontally and vertically. The removal of untreated substrates 26 at the magazine location 22 and their placement on the pins 38 of the carrier 32 is relatively simple, since the inclination of the carrier 32 can only ensure that the substrates have a defined support on the carriers. For this purpose, the inclination of the carriers 32 is such that their upper side is set back relative to the lower side in relation to FIG. 2, for example by an angle of 10 °.

Hiervon ausgehend, sind aber für die Abnahme behandelter Substrate durch den Manipulator 39 weitere Massnahmen erforderlich, die anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben werden. Proceeding from this, further measures are required for the removal of treated substrates by the manipulator 39, which are described with reference to FIGS. 4 and 5.

Gemäss Fig. 4 kommt der Träger in der Abnahmestation in der erwähnten Schrägstellungsposition, die der Bezeichnung A des Substrats 26 entspricht, an, wobei er mit einem an seiner s According to FIG. 4, the carrier arrives in the removal station in the above-mentioned inclined position, which corresponds to the designation A of the substrate 26, with one on its s

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

620 946 620 946

6 6

oberen Rückseite befindlichen Auge 46 an einer nicht dargestellten Transportkette schwenkbar befestigt ist. Während seines Umlaufes durch die Bestäubungskammer lag er mit seiner Unterseite in dieser Schrägstellung auf einer zweiten, nicht dargestellten Transportkette auf, die jedoch in der in den Fig. 4 und 5 behandelten Station abgelenkt, bezogen auf Fig. 4 nach links weggeführt ist, wobei das Unterende der Träger 32 von einer Gabel 47 erfasst ist. the upper rear eye 46 is pivotally attached to a transport chain, not shown. During its circulation through the pollination chamber, its underside was in this inclined position on a second transport chain, not shown, which, however, is deflected to the left in the station treated in FIGS. 4 and 5, with reference to FIG. 4, the Lower end of the carrier 32 is gripped by a fork 47.

Geht nun der Manipulator 39 auf der Führungssäule 48 nach unten, um das nächste Substrat vom Träger 32 zu holen, so wird über ein in der Führungssäule 48 verschiebbares Rohr 49 ein an diesem über einen vertikalen Schlitz 50 der Säule 48 schwenkbar angelenkter Hebel 51 aus der ausgezeichneten Stellung in die bei 52 gestrichelt gezeichnete Stellung bewegt, wodurch die Gabel 47 die Bewegung von a nach b bis wieder zurück nach c ausführt. Durch diese Bewegung wird der Träger 32 um seine Schwenklagerung 46 zunächst nach links geschwenkt, wodurch das Substrat 26 in die Stellung B gerät, bei der das obere Ende des Substrats vom Träger 32 weggekippt und in Anlage an einen Anschlag 53 ist. Bei der danach erfolgenden Schwenkbewegung der Gabel 47 von b nach c bleibt das Substrat 26 in der Anlage am Anschlag 53, gelangt jedoch in die Stellung C, bei der es im wesentlichen in einer s vertikalen Ebene liegt. If the manipulator 39 now goes down on the guide column 48 in order to fetch the next substrate from the carrier 32, a lever 51 which is pivotably connected to the latter via a vertical slot 50 of the column 48 is moved via a tube 49 which is displaceable in the guide column 48 excellent position moved to the position shown in dashed lines at 52, whereby the fork 47 performs the movement from a to b to back again to c. As a result of this movement, the carrier 32 is initially pivoted to the left about its pivot bearing 46, as a result of which the substrate 26 moves into position B, in which the upper end of the substrate is tilted away from the carrier 32 and abuts a stop 53. During the subsequent pivoting movement of the fork 47 from b to c, the substrate 26 remains in contact with the stop 53, but reaches position C, in which it lies essentially in a vertical plane.

Damit dabei das Substrat 26 nicht wieder vom Anschlag 53 wegkippen kann, wird durch die Abwärtsbewegung des Manipulators 39 über eine mit diesem bewegte Führungsbahn 54 ein Winkelhebel 55 über die Rolle 56 bezogen auf Fig. 5 ent-10 gegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, der mit einer Halterung 57 das Substrat 26 hintergreift, wie in Fig. 5 unten dargestellt. So that the substrate 26 cannot tilt away again from the stop 53, the downward movement of the manipulator 39 via a guide track 54 moving with it causes an angle lever 55 to be rotated counter-clockwise counterclockwise via the roller 56 with respect to FIG Bracket 57 engages behind substrate 26, as shown in Fig. 5 below.

Hat die Greiferzange 45 das Substrat erfasst und zieht es nach oben, was durch die Bestückung der Anschläge 53 sowie der Halterungen 57 mit Rollen ohne nennenswerten Wider-xs stand möglich ist, so öffnen die Halterungen 57 wieder unter der Wirkung an ihren Schenkeln 58 angreifender Druckfedern 59, da die Rollen 56 von der Führungsbahn 54 freigelassen werden. Dabei kehrt auch die Gabel 47 aus der Stellung c über die Stellung b in die Stellung a zurück. When the gripper 45 has gripped the substrate and pulls it upwards, which is possible by equipping the stops 53 and the holders 57 with rollers without any significant resistance, the holders 57 open again under the action of pressure springs attacking their legs 58 59, since the rollers 56 are released from the guideway 54. The fork 47 also returns from position c to position a via position b.

B B

5 Blatt Zeichnungen 5 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Process for the continuous coating of glass or ceramic substrates with metallic or non-metallic layers or layer arrangements by means of cathode sputtering under vacuum, the substrates being placed under vacuum in a lock chamber, being brought from there into the pollination chamber and passing through it and after coating via a Lock chamber can be brought outside again, characterized in that the substrates (26) are stored in several pieces at a mutual distance from one another in magazines (25) stored in the lock chamber (1) and after evacuation with the magazines into the pollination chamber (2) that the substrates in the pollination chamber are removed one after the other from the magazines and placed on a conveyor device (10), that the substrates pass through the pollination chamber along an endlessly revolving path, that the substrates enter one after the other after pollination can be stored again in a magazine, and that the magazines with coated substrates can be removed from the pollination chamber again via the lock chamber for the sluice-in.

2. The method according to claim 1 for coating plate-shaped substrates (26), characterized in that they are used in alignment with one another perpendicular to their large surface in the magazines (25).

3. The method according to claim 1, characterized in that the lock chamber (1) is loaded with at least one magazine (25) with uncoated substrates (26), that after evacuation, a magazine is brought into the pollination chamber (2) and its content there Coating is supplied by means of sputtering,

that the coated substrates are stored in a further, initially empty magazine, that a second evacuated magazine is moved from the lock chamber to an empty space in the pollination chamber during this operation, that after the first magazine has been emptied, the first empty magazine and the second magazine Take the magazine of the first, while the magazine now filled with coated substrates is returned to the lock camera and discharged, the lock chamber is filled with at least one other magazine with uncoated substrates and evacuated, and that this is now in the space vacated by the first is brought to the pollination chamber.

4. The method according to claim 1, characterized in that the substrates (26) as they pass through the pollination chamber (2) past different cathodes (8,9).

5. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the substrates (26) pass through the pollination chamber (2) several times.

6. The method according to claim 5, characterized in that different cathodes (8, 9) are switched on for the multiple passes of the substrates.

7. The method according to claim 3, characterized in that the substrates (26) pass through a radiation cooling section (11, 12) before being stored back in the initially empty magazine (25) in the pollination room (2).

8. The method according to claim 1, characterized in that the substrates (26) are heated to a temperature of about 70 ° C to 100 ° C during evacuation in the lock chamber (1).

9. The method according to claim 1 or 7, characterized in that the substrates (26) are recooled to a temperature below 60 ° C in the lock chamber during discharge.

10. The method according to claim 9, characterized in that the recooling is carried out by inlet of inert gas.

11. The method according to claim 10, characterized in that argon or nitrogen is introduced as the inert gas.

12. Device for carrying out the method according to claim 1 with an evacuable lock chamber accessible from the outside via a vacuum-tight lockable door for the introduction of the substrates, an io-evacuated pollination chamber connected to this via a vacuum-tight sealable opening, which pollinate the substrates with the aid of a Carrier for the substrate-containing conveying device essentially pass in its longitudinal direction, along the path of the substrates arranged in the pollination chamber and electrodes 15 which can be exchanged from the outside by means of vacuum-tight closable gates, and an evacuable chamber for discharging the substrates, characterized in that the in and The lock chamber (1) serving to discharge the substrates (26) perpendicular to the longitudinal direction of the pollination chamber (2) is laterally arranged at one end that the lock chamber is a device (13) for receiving the substrates at a mutual distance Containing magazines (25), that the magazines in this device are arranged transversely to the longitudinal direction of the pollination chamber and can be brought with the device in front of the opening 25 (3) between the lock chamber and pollination chamber, that the pollination chamber has a further device (14 ) for receiving the magazines containing the substrates above the conveying device (10), which rotates endlessly in a horizontal plane in the longitudinal direction of the pollination chamber, that this second device has a magazine location (22) for removing the substrates from the magazine and depositing them on the Carriers (32) of the conveyor device (10) with the aid of a manipulator (33) and a second magazine location (24) connected upstream of this in the direction of rotation 35 of the conveyor means for removing the treated substrates from the carriers of the conveyor device and reinserting them in a magazine with the aid of a second Manipulator (39) and a third Has magazine space (21), by means of which a magazine with untreated substrates can be fetched from the lock chamber and magazines with treated substrates can be returned to the lock chamber with the aid of an exchangeable slide (29), and that the magazine positions in the direction of the first (22) - second ( 24) -third (21) - first (22) magazine location are switchable. 45 13. Device according to claim 12, characterized in that both lock chamber (1) and pollination chamber (2) each have four magazine locations (17 to 20; 21 to 24), that these are each revolver-like offset by 90 ° for themselves and rotatable are arranged around a common axis of rotation (15, 16), the common axes of rotation lying in a horizontal plane perpendicular to the longitudinal direction of the pollination chamber and in alignment with one another, and in that the magazine locations in the pollination chamber have at least twice the magazine length, such that the ss magazine (25) with the untreated substrates in the course of their removal from the lock chamber and the magazine for the treated substrates can be moved to the lock chamber in the course of their reinsertion.

14. Device according to claim 12 or 13, characterized in that the circulation of the conveying device (10) with the substrate carriers (32) takes place step-by-step and that, in time with these steps, the placement of untreated substrates and the removal of treated substrates by the manipulators and the feed the magazine for this takes place, the device according to claim 12 or 13, characterized in that the magazine locations (17 to 20; 21 to 24) rotate their revolver-like arrangement (13, 14) about the common axis (15, 16 ) around their individual axis

3rd

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be rotated so that they maintain their upright position when inserted into the lock chamber.

16. Device according to claim 12, characterized in that the magazines (25) are towered above by the substrates (26) and the manipulators (33, 39) as a co-ordinate horizontally and vertically movable gripping tongs (44, 45) with in Pliers legs working in the longitudinal direction of the dusting chamber (2) are formed and that the plane of movement of the gripping tongs is essentially the vertical plane occupied by the substrate carrier (32) of the conveying device (10) in the region i »of the substrate loading and removal station.

17. Device according to claim 12, characterized in that the substrate carrier (32) of the conveying means (10)

on a revolving chain with its upper rear side around a horizontal axis (46) which is pivotably articulated in the direction of advance of the chain, the lower side of the carrier plates is supported against a second revolving chain that the lower chain opposite the upper one in the direction of the front side 20 of the carrier plates and that the carrier plates have vertically projecting support pins (38) for the substrates on their lower front side.

18. Device according to claim 17, characterized in that the mutual offset of the chains leads to a 2s inclination of the carrier plates (32) of 10 °.

19. Device according to claim 17 or 18, characterized in that in the station for removing the treated substrates (26) from the carrier plates (32), the lower chain is deflected away from the carrier plates, that the lower edge of the carrier plates from one with the activity of the associated manipulator (39) pivotable fork (47) is detected and that the carrier plates can be pivoted through the fork by an angle of approximately 20 ° on its underside towards the deflected lower chain and back again. 3s

20. Device according to claim 19, characterized in that when the support plates (32) are pivoted with their upper side, the substrates (26) tilting away from them.

are gripped there by a gripper (53, 57) and are also held when the carrier plates are pivoted back in such a way that they then stand 40 vertically and in the working plane of the gripping tongs (45) of the associated manipulator (39).

45