CH692000A5

CH692000A5 - Beschichtungskammer, Substratträger hierfür, Verfahren zum Vakuumbedampfen sowie Beschichtungsverfahren.

Info

Publication number: CH692000A5
Application number: CH03204/95A
Authority: CH
Inventors: Martin Dubs
Original assignee: Unaxis Balzers Ag
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 2001-12-31
Also published as: US5738729A; DE29601288U1; WO1997018342A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungskammer der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Gattung, einen Substratträger hierfür nach Anspruch 9, weiter ein Verfahren zur Vakuumbedampfung planer Substrate nach dem Oberbegriff von Anspruch 10, Verwendungen davon nach den Ansprüchen 14 bis 16 sowie ein allgemeines Beschichtungsverfahren nach Anspruch 17.

Die Erfindung betrifft damit einerseits die erwähnte Kammer, Substratträger und Verfahren für die Bedampfungsbeschichtung von Substraten, worunter reaktives oder nichtreaktives Bedampfen mittels eines Elektronenstrahlverdampfers, eines Funkenverdampfers oder mittels thermischen Tiegelverdampfens verstanden sei, ist aber insbesondere gerichtet auf reaktives oder nichtreaktives Bedampfen durch thermisches Tiegelverdampfen, dabei vorzugsweise Elektronenstrahlverdampfen.

Unter einem allgemeineren Aspekt betrifft aber die vorliegende Erfindung auch die Beeinflussung der Schichtdickenverteilung auch bei anderen Beschichtungsverfahren, wie bei Sputterbeschichten.

Anhand von Fig. 1 soll einerseits das bekannte Vorgehen beim Bedampfungsbeschichten planer Substrate mit dessen Nachteilen erläutert werden und zudem die nachfolgend verwendeten Grössen definiert werden.

Eine Verdampfungsquelle 1 in einer Vakuumkammer, sei dies ein Elektronenstrahlverdampfer oder ein thermischer Tiegelver dampfer, kann genähert als Punktquelle betrachtet werden, als Quelle im Punkt P, definiert durch den Fusspunkt der Zentrumsachse A auf die zu verdampfende Materialneufläche.

Es werden an einem bezüglich des Fusspunktes P beabstandeten planen Substrat 3 infinitesimal kleine Teilflächen DELTA F betrachtet.

Definitionen

Als Einfallswinkel alpha wird der Winkel zwischen der Flächennormalen nF auf die Teilfläche F und der Verbindungslinie l zwischen Fusspunkt der erwähnten Flächennormalen und dem Punkt P an der Quelle verstanden.

Der Einfallswinkel alpha variiert an einem planen Substrat mit der Position des jeweils betrachteten Flächenelementes DELTA F. Als Zentrums-Einfallswinkel alpha 0 ist der Einfallswinkel eines Flächenelementes DELTA F0 im Zentrum des Substrates bezeichnet.

Maximale Einfallswinkelabweichung

Darunter wird an einer betrachteten Substrat/Quellen-Konfiguration der Unterschied DELTA alpha von minimalem Einfallswinkel und maximalem Einfallswinkel alpha verstanden.

Spezifische Beschichtungsrate

Darunter wird die pro Zeiteinheit an einem betrachteten Flächenelement DELTA F abgelegte Materialmenge verstanden. Sie ist umgekehrt proportional abhängig zum Quadrat der Länge der Strecke l und variiert damit stark mit der Lage des betrachteten Flächenelementes gemäss Fig. 1. Sie ist weiter abhängig von der - hier genähert als kugelförmig betrachteten - Charakteristik K der Quelle sowie vom Einfallswinkel alpha .

Beschichtungswirkungsgrad

Darunter wird das Verhältnis pro Zeiteinheit am Substrat 3 gesamthaft abgelegten Materialmenge zu der pro Zeiteinheit an der Quelle 1 verdampfter Materialmenge verstanden. Dieses variiert quadratisch mit 1/ l 0<2>, wobei l 0 dem mittleren Abstand vom Substrat 3 zu Punkt P entspricht, nach Fig. 1.

Es besteht heute das Bedürfnis, immer grössere plane Substrate bedampfungszubeschichten.

Dabei ist oft sicherzustellen, dass die Einfallswinkelvariation DELTA alpha entlang des Substrates einen vorgegebenen Winkel nicht überschreitet.

Dies ist beispielsweise (s. WO 95/11 517) und insbesondere der Fall bei der Herstellung sogenannter Field Emission Displays (FED). Mit zunehmender Beschichtungszeit wachsen daran vorgesehene zylindrische Vertiefungen bei geeigneten Bedampfungsbedingungen zu, und es bilden sich am Boden dieser Vertiefungen spitze Kegel des Beschichtungsmaterials, an welchen die geforderte Feldemission möglich ist. Wenn nicht eine definierte, maximal zulässige Auftreffwinkelabweichung DELTA alpha max entlang des ganzen Substrates eingehalten wird, so wird das gleichförmige Wachsen dieser Spitzen entlang des Substrates gestört, was zu einer Beeinträchtigung der Display-Qualität oder gar zu seiner Unbrauchbarkeit führen kann. Dabei wird in diesem Falle, gemäss Fig. 1, alpha 0 zu Null gewählt.

Mit Blick auf Fig. 1 sei nun ein rechteckförmiges Substrat der Dimension a x b durch Bedampfen zu beschichten. Durch Wahl eines minimal einzuhaltenden mittleren Abstandes l 0 kann erreicht werden, dass eine maximal vorgegebene Einfallswinkelabweichung DELTA alpha eingehalten wird. Wird gemäss Fig. 1 für das Substrat 3 alpha 0 = 0 gewählt und DELTA F0 im Durchstosspunkt der Achse A und weiter eine maximale Einfallswinkelabweichung DELTA alpha max vorgeschrieben, so ergibt sich für den minimal einzuhaltenden mittleren Abstand l 0
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>(1)<SEP> l 0<SEP>= 1/4 (a<2> + b<2>)<1/4 > . cotg DELTA alpha max
<tb><SEP>= 1/4 (a<2> + b<2>)<1/4 > .

cotg alpha 1,
<tb></TABLE>
wobei im betrachteten Spezialfall zentrierten Substrates DELTA alpha max dem Einfallswinkel am Flächenelement DELTA F, das vom Substratzentrum DELTA F0 am weitesten entfernt ist, gemäss Fig. 1, dem Einfallswinkel alpha 1 entsprechen muss.

Wenn das Substrat 3 beispielsweise eine Grösse von 300 mm x 400 mm aufspannt und eine maximale Winkelabweichung DELTA alpha max von 7 DEG , wie beispielsweise für die FED-Herstellung, gefordert ist, so ergibt sich nach (1) ein minimal einzuhaltender Abstand l 0 von 2000 mm.

Damit sind folgende Nachteile des in Fig. 1 schematisch dar gestellten bekannten Vorgehens offensichtlich:

a) Es sind ausserordentlich grosse Bedampfungskammern notwendig, welche lange Konditionierungszeiten, dabei insbesondere lange Evakuierungszeiten, erfordern, womit die Prozesszeiten unerwünscht lang werden. Dabei sind, schon konstruktiv bedingt, derartige Kammern aufwändig.

b) Die spezifische Beschichtungsrate variiert beim Einhalten des maximal tolerierbaren DELTA alpha max aufgrund der quadratischen Beziehung zu Flächenelement/Quellenabstand l .

c) Aufgrund des grossen mittleren Quellen- zu Substratabstandes l 0 ist der Beschichtungswirkungsgrad relativ schlecht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an einer Beschichtungskammer sowie einem Verfahren eingangs genannter Art, diese Nachteile zu beheben.

Aus der nachfolgend dargestellten Lösung dieser Aufgabe ergibt sich die generelle Möglichkeit, die Beschichtungsratenverteilung und/oder die Einfallsrichtungsverteilung entlang eines Substrates, und dies nicht nur bei Bedampfungsverfahren, in erfinderischer Weise zu beeinflussen.

Die erwähnte Aufgabe wird durch die Beschichtungskammer eingangs genannter Art, welche sich nach dem Kennzeichen von Anspruch 1 auszeichnet, und/oder durch Vorsehen eines Substratträgers nach Anspruch 7, weiter durch das Verfahren eingangs genannter Art, ausgebildet nach dem Kennzeichen von Anspruch 8, gelöst. Dies nicht nur bei Beschichtungsverfahren, in denen am Substrat 3 ein Zentrums-Auftreffwinkel alpha 0 = 0 DEG auftritt und/oder die Quellenachse A durch das Substratzentrum DELTA F0 verläuft, sondern auch bei Anordnungen, bei welchen alpha 0 NOTEQUAL 0 ist und/oder A das Zentrum DELTA F0 nicht durchstösst, wie dies beispielsweise der Fall sein kann, wenn mehrere plane Substrate an der Peripherie einer Substratträgerkalotte gegenüber der Quelle angeordnet werden, die sich um ihre Zentrumsachse dreht.

Dabei ist auch die Erfindung an solchen Anordnungen realisierbar und in gewissen Fällen vorteilhaft, bei denen die Substrate auf Planetenträgern angeordnet sind, welche sich einerseits um die Planetenachse drehen und diese Planeten sich um die Anlagenachse drehen. Damit kann die Schichtdickenverteilung über die Substrate, verglichen mit Planetenträgeranordnungen ohne Realisation der vorliegenden Erfindung, weiter verbessert werden. Die Planetenanordnung der Substrate ist besonders für ein gleichzeitiges Beschichten mehrerer Substrate vorteilhaft, wobei zusätzlich der Beschichtungswirkungsgrad erhöht wird.

Mit Blick auf grosse zu beschichtende Substrate werden Verwendungen nach den Ansprüchen 12 bis 14 bevorzugt.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 2 ausgehend von Fig. 1, am Spezialfall eines über der Quellenachse A zentrierten Substrates mit alpha 0 = 0, schematisch, das an einer erfindungsgemässen Kammer bzw. dem Substratträger bzw. dem erfindungsgemässen Verfahren gewählte Vorgehen;
Fig. 3a, 3b ausgehend von einer Darstellung gemäss den Fig. 1 und 2, das erfindungsgemässe Vorgehen in verallgemeinerten Fällen, wo ein oder mehrere Substrate bezüglich der Achse A nicht zentriert sind bzw. alpha 0 = 0 nicht eingehalten ist.

Ebenfalls angedeutet ist die Rotation der Substrate mit omega a und 1 oder omega p;
Fig. 4a bis 4d schematisch, verschiedene Möglichkeiten der Konstruktion eines erfindungsgemässen Substratträgers;
Fig. 5 schematisch im Querschnitt, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Substratträgers, insbesondere für rechteckige oder quadratische Substrate;
Fig. 6 in Darstellung analog zu Fig. 5, eine Querschnittdarstellung gemäss Linie VI-VI von Fig. 5;
Fig. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Substratträgers;
Fig. 8 schematisch das Vorgehen bei Lineartransport eines erfindungsgemäss gebogenen Substrates über eine oder mehrere Quellen mit Vorsehen eines Kollimators.

Gemäss Fig. 2 wird erfindungsgemäss das Substrat 3, nun be züglich der Achse A zentriert und mit alpha 0 = 0 gebogen, und zwar bezüglich mindestens einer Biegeachse AB, welche bevorzugterweise durch den Fusspunkt P der Quelle 1 verläuft. Sie liegt bevorzugterweise parallel zum kleinsten Substratdurchmesser, also, gemäss Fig. 2, parallel zu den kleineren Rechteckseiten b. Wie unmittelbar ersichtlich, wird durch die erfindungsgemässe Biegung generell die Einfallswinkelvariation DELTA alpha am Substrat 3 verkleinert; liegt, wie bevorzugt, die Biegeachse AB tatsächlich im Fusspunkt P, so wird beim betrachteten Spezialfall der Biegeradius gleich l 0 gewählt. Flächenelemente DELTA F entlang Grosskreislinien gemäss G des zylindrisch gebogenen Substrates 3 haben alle gleiche Einfallswinkel alpha .

Die grösste Einfallswinkelabweichung DELTA alpha tritt entlang Mantellinien L der Zylinderfläche auf. Wird weiterhin, wie im Beispiel von Fig. 1, die maximal tolerierte Einfallswinkelvariation DELTA alpha max zu F0 vorgeschrieben, so ergibt sich bei a x b 300 x 400 mm der minimal einzuhaltende Abstand l 0 nun zu
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>(2)<SEP> l 0<SEP>= (b/2) . cotg DELTA alpha max
<tb><SEP>= (b/2) . cotg alpha 2,
<tb></TABLE>

Es ergibt sich der nun einzuhaltende Minimalabstand l 0 zu 1222 mm, was einer Reduktion durch das erfindungsgemässe Vorgehen von 40% entspricht. Dabei wird nun

A) die notwendige Beschichtungskammer massgeblich kleiner,

B) die spezifische Beschichtungsrate am Substrat wesentlich homogener verteilt,

C) der Beschichtungswirkungsgrad wesentlich verbessert.

Es ergibt sich aus Betrachtung von Fig. 2 für den Fachmann nun ohne weiteres, dass eine weitere Reduktion und Verbesserung im obgenannten Sinne dadurch erzielt wird, dass das Substrat 3 nicht zylindrisch um eine Biegeachse AB, sondern sphärisch, bevorzugterweise um den Punkt P, gebogen wird.

Wie bezüglich Biegeradius sowie zylindrischer oder sphärischer Biegung fallspezifisch vorgegangen wird, bemisst sich unter anderem auch an der Elastizität des Substrates und damit seinem Material und seiner Dimensionierung, berücksichtigend, dass das Substrat keinerlei bleibende Deformationen aufweisen sollte.

Mit Blick auf die oben erläuterten Spezialfälle ist erkenntlich, dass immer dann, wenn das Zentrumsflächenelement DELTA F0 eine Flächennormale n0 aufweist, welche durch P durchläuft und in A liegt, bezüglich Einfallswinkelabweichungen DELTA alpha am Substrat symmetrische Verhältnisse herrschen.

Wird, wie in Fig. 3a links schematisch dargestellt, das Substrat mit alpha 0 = 0, aber bezüglich A exzentrisch angeordnet, so wird auch hier, bei erfindungsgemässer Biegung (rechts dargestellt), sei es zylindrisch oder sphärisch, die verbleibende Einfallswinkelabweichung DELTA alpha bis hin zu 0 verringert, was auch hier erlaubt, den mittleren Quellen- zu Substratabstand l 0 zu verringern.

Wird die Anordnung des planen Substrates zudem, gemäss Fig. 3b, bezüglich des Quellenpunktes P so gewählt, dass alpha 0 NOTEQUAL 0, so wird auch dann durch erfindungsgemässe Biegung, wie rechts in Fig. 3b dargestellt, wiederum die erfindungsgemäss angestrebte Verringerung von DELTA alpha erzielt.

Weil in jedem Falle bei gegebenem tolerierbarem DELTA alpha max durch erfindungsgemässes Vorgehen die minimal einzuhaltende Distanz zwischen Substrat 3 und Quellenpunkt P verringert wird, ergibt sich jedenfalls, so auch bei Kalottenträgern, eine massgebliche Volumenreduktion der Beschichtungskammer. Damit geht auch eine Verbesserung des Beschichtungswirkungsgrades einher.

Weil weiter, wie sich aus allen Fig. 2 bis 3 ohne weiteres ergibt, sich die Abstandsverhältnisse l zwischen betrachteten Flächenelementen DELTA F und Quellenpunkt P durch erfindungsgemässe Biegung grundsätzlich ändern lassen, ergibt sich durch das erfindungsgemässe Vorgehen weiter die Möglichkeit, die Beschichtungsratenverteilung am Substrat grundsätzlich einzustellen, nämlich durch gezielt eingesetzte Biegung des Substrates, gegebenenfalls auch während eines Prozesses variabel. Dies gilt auch für Beschichtungsverfahren, bei denen die Quelle weit weniger als punktförmig betrachtet werden kann, wie beispielsweise bei Sputterbeschichtungsverfahren.

In Fig. 4a ist, schematisch, eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Substratträgers 10 dargestellt. Er weist Eingriffspartien 5 für den Rand des planen Substrates 3 auf, die sich mit einem Abstand gegenüberliegen, der geringer ist als der daran einzuspannende Durchmesser DIAMETER 5 des Substrates 3. Durch Vorsehen eines Mittendornes 7 wird bei Einlegen des Substrates 3, falls erwünscht, eine konvexe Nach-aussen- Biegung des Substrates 3, wie bei 3a dargestellt, erreicht. Bei Vorsehen randständiger Anschläge 7a und Weglassen des Mittendornes 7 wird, wie bevorzugt, ein konkaves Nach-innen-Biegen des Substrates 3 gemäss 3b erzielt.

In Fig. 4b, c und d sind, schematisch, beispielsweise Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Substratträgers 10a dargestellt, woran relativ zueinander bewegliche Spannorgane zum Biegen des Substrates vorgesehen sind.

Gemäss Fig. 4b sind die sich gegenüberliegenden Eingriffpartien 5 am Substratträger 10a relativ zueinander beweglich. Entweder sind sie mit mindestens einer Bewegungskomponente p, beispielsweise entlang Bewegungsbahnen 8, die einen stumpfen Winkel beta einschliessen, gegeneinander verschieblich, um das in Fig. 4b noch plan dargestellte Substrat konkav zu biegen, oder sie sind, wie mit DIAMETER dargestellt, verschwenkbar, um diese Biegung zu erzielen, gegebenenfalls beides.

Gemäss Fig. 4c wird das Substrat an mindestens zwei sich gegenüberliegenden Peripheriebereichen mittels Abstützorganen 9 abgestützt, und es greift ein Zugorgan 11 auf den Mittenbereich des Substrates ein, um es bevorzugterweise konkav, wie gestrichelt dargestellt ist, zu biegen.

Letztere Ausführungsform eignet sich insbesondere für die Biegung kreisscheibenförmiger Substrate mit Zentrumsöffnung gemäss Fig. 4d, wo das Zugorgan 11a durch die Zentrumsöffnung 12 des kreisscheibenförmigen Substrates 3 eingreift, Letzteres an seiner Peripherie, beispielsweise an einer Kreisringfläche der Abstützung 9 anliegt, und welches Substrat durch Hochziehen des Organs 11a kalottenförmig gebogen wird.

In Fig. 3b rechts ist im Weiteren schematisch die Realisation der vorliegenden Erfindung an Planetensubstratträgern dargestellt. Dabei werden die Substrate 3 um jeweilige Planetenachsen P, wie mit omega p dargestellt, gedreht und die Planeten mit den Substraten 3 gleichzeitig, wie mit omega a angedeutet, um die Anlagen- bzw. Kalottenachse A.

In den Fig. 5 und 6 ist eine heute bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Substratträgers, insbesondere für rechteckförmige bzw. quadratische Substrate, dargestellt. Der Substratträger umfasst einen äusseren, rechteckförmigen Rahmen 20, welcher entlang der einen sich gegenüberliegenden Innenflächen, vorzugsweise der kürzeren, entsprechend Seite b von Fig. 2, geneigte Auflageflächen 22 aufweist.

Gemäss Fig. 6 sind vorzugsweise an den längeren Rahmenseiten nicht geneigte Auflageflächen 24 vorgesehen, welche, bevorzugterweise gemäss Ansicht von Fig. 5 gebogen, entsprechend der maximal zu erstellenden Substratbiegung in die Rahmenschenkel eingearbeitet sind. Das rechteckförmige Substrat 3 wird auf die Flächen 22 bzw. 24 gebogen aufgelegt und dort mittels einer Spannvorrichtung 26, wiederum rahmenartig, wie dargestellt ausgebildet, gebogen eingespannt.

Dabei werden die Substrate für das Handling, bereits mindestens in den Aussenrahmen 20 eingelegt, gegebenenfalls bereits mit den Spannrahmen 26 gespannt, um Beschädigungen zu vermeiden und um in der Behandlungskammer jegliche Kontamination durch Abriebpartikel bei Einlegen des Substrates 3 in den Träger zu vermeiden.

Selbstverständlich kann, falls erwünscht, die analoge Trägeranordnung für konvexe Nach-aussen-Krümmung des Substrates ausgebildet werden.

Anhand der vorbeschriebenen erfindungsgemässen Substratträger wurde erläutert, wie das Substrat 3 mechanisch gebogen aufgenommen werden kann.

In Fig. 7 ist schematisch ein weiterer erfindungsgemässer Substratträger dargestellt, mittels welchem das Substrat elektromagnetisch gebogen gehaltert und mittels Vakuum in die geforderte Biegeposition gezogen wird. Auch hier wird das Substrat vorzugsweise ausserhalb der Vakuumbeschichtungskammer am Träger angeordnet.

Der Träger 28 umfasst wiederum einen Rahmen mit einer gebogenen inneren Haltefläche 35 für das Substrat 3. An der Haltefläche 35 münden, duschenartig, Saugleitungen 30 aus, welche gemeinsam mit einem Sauganschluss 32 für eine Vakuumpumpe kommunizieren. Eine Isolationsschicht 34 deckt die Auflagefläche für das gebogene Substrat 3 ab. Nach Einlegen eines noch planen Substrates 3 auf die Umfangdichtung 36 wird dieses durch Saugwirkung der Saugleitungen 30 dicht an die Auflagefläche 35 des Trägers 28 hingezogen.

Zwischen dem elektrisch leitenden Substrat 3, oder mindestens dessen elektrisch leitender Oberflächenschicht und dem Träger 28, wird, beispielsweise mittels eines Kontaktringes 40, vom übrigen Träger 28, wie bei 41 dargestellt, elektrisch isoliert, mittels einer aufschaltbaren und vorzugsweise einstellbaren Spannungsquelle 38 eine elektrische Gleichspannung angelegt, womit, über die Isolationsschicht 34, als Dielektrikum wirkend, die leitende Oberfläche des Substrates 3 dicht an der gewölbten Auflagefläche 35 des Trägers 28 gehaltert wird. Das Vakuum in den Leitungen 30 wird aufgehoben, womit der Träger mit dem gebogenen Substrat dem Vakuum für die Beschichtung ausgesetzt werden kann.

Insbesondere für sphärisches Biegen von Substraten können weiter auch die unterschiedliche thermische Ausdehnung oder die Schichtspannungen von verschiedenen Substratmaterialien ausgenützt werden. Hierzu wird das Substrat aus zwei übereinander liegenden, verbundenen Schichten mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten gebildet. Die im Allgemeinen unerwünschte Verbiegung von beschichteten Substraten wird hier vorteilhaft im Sinne der Erfindung ausgenützt. Für die gewünschte konkave Verformung wird beispielsweise auf die Substratrückseite eine Schicht mit höherem thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufgebracht, sodass sich das Substrat für die nachfolgende Beschichtung der Vorderseite bei höherer Temperatur sphärisch verbiegt und nach dem Abkühlen wieder die ursprüngliche plane Form annimmt.

Dabei kann die Schicht auf der Substratrückseite permanent oder nur zum Zweck der Verformung während der Beschichtung der Vorderseite angebracht werden. Zur Erzielung der geeigneten Krümmung (konkav oder konvex) können die Schichtdicken, die verwendeten Materialien und die Beschichtungstemperatur geeignet gewählt werden.

In Fig. 8 ist ein rechteckförmiges Substrat schematisch dargestellt, das linear, wie mit s dargestellt, über die Quelle 1 bewegt wird. Mittels Blenden 45, vorzugsweise symmetrisch beidseitig der Quelle 1, wird als Kollimator der Bereich B am linear bewegten Substrat 3 abgegrenzt, welcher erfindungsgemäss beschichtet wird. Selbstverständlich können auch mehrere Quellen 1 im Beschichtungsbereich vorgesehen sein, dies grundsätzlich, d.h. auch ohne Linearbewegung und Kollimator.

Durch Vorsehen und entsprechende Auslegung der Blenden 45 wird nicht nur der zur Wirkung gebrachte Einfallswinkelbereich alpha festgelegt, sondern kann auch die ausgenützte spezifische Beschichtungsrate festgelegt werden und damit die Schichtdickenverteilung, insbesondere auch durch Steuerung der Vorschubbewegungsgeschwindigkeit des Substrates bezüglich des durch die Blenden 45 abgegrenzten Bereiches B.

Dem Fachmann eröffnen sich aufgrund des Gesagten viele Möglichkeiten, das Substrat zylindrisch oder kalottenförmig oder auch nur in gewissen Flächenbereichen gezielt zu biegen, einerseits, um die Einfallswinkelabweichung zu reduzieren, die Beschichtungsratenverteilung zu homogenisieren und den Beschichtungswirkungsgrad zu erhöhen, oder auch, um gegebenenfalls eine gezielte Beschichtungsratenverteilung, die nicht homogen angestrebt zu werden braucht, zu erreichen.

Claims

1. Beschichtungskammer für mindestens ein im Wesentlichen planes Substrat (3) mit mindestens einer Bedampfungsquelle (1) und einem davon beabstandeten Substratträger (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (10) das Substrat (3) gebogen spannt.

2. Beschichtungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (10) das Substrat (3) konkav gegen die Quelle (1) gebogen spannt.

3. Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (10, 10a) so dimensioniert ist, dass das Substrat (3) nur gebogen aufgenommen werden kann oder dass am Substratträger (10a) relativ zueinander bewegliche Spannorgane (5a) zum Spannen eines im Substratträger (10a) eingelegten planen Substrates (3) angeordnet sind.

4.

Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (10, 10a) Fixierungsorgane für mindestens zwei sich gegenüberliegende Peripheriebereiche des Substrates (3) aufweist, welche zu- und voneinander beweglich gelagert sind.

5. Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratträger (10a) ein bezüglich einer Aufnahme für ein Substrat (3) im Wesentlichen zentral gelagertes Spannorgan (11, 11a) aufweist, welches im Wesentlichen senkrecht zur Aufnahmeebene für das plane Substrat (3) verschieblich ist.

6. Beschichtungskammer nach Anspruch 5 für Substrate mit einer Zentrumsöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Spannorgan (11a) zum Eingriff in die Zentrumsöffnung (12) des Substrates (3) ausgebildet ist.

7.

Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Substratträger (10) entlang einer Trägerkalotte über der Quelle (1) angeordnet sind, dass die Trägerkalotte um eine Achse drehgetrieben ist und vorzugsweise die Substratträger (10) als Planeten um je ihnen zugeordnete Achsen (P).

8. Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (1) zwischen Kollimationsblenden (45) angeordnet ist und vorzugsweise der Substratträger (10) getrieben über der Quelle (1) und den Blenden linear verschieblich ist.

9.

Substratträger für eine Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass relativ zueinander mechanisch, pneumatisch, thermisch und/oder elektrisch wirkverbundene Spannorgane (5a, 11) zum Biegen eines am Substratträger aufgenommenen Substrates vorgesehen sind.

10. Verfahren zum Vakuumbedampfen planer Substrate in einer Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat gebogen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10 zur Homogenisierung des Einfallswinkels entlang der zu beschichtenden Substratfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) gegen die Be dampfungsquelle (1) hin konkav gebogen wird.

12.

Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, vorzugsweise für ein Substrat (3) mit einem kürzeren und einem längeren Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass es bezüglich einer einzigen Achse parallel, vorzugsweise zum kürzeren Durchmesser gebogen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, vorzugsweise für ein Substrat (3) mit mindestens im Wesentlichen gleichen Durchmessern, dadurch gekennzeichnet, dass es sphärisch gebogen wird.

14. Verwendung der Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder des Substratträgers nach Anspruch 9 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 für das Beschichten planer Substrate (3) durch Elektronenstrahl- oder Tiegelbedampfen.

15.

Verwendung der Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder des Substratträgers nach Anspruch 9 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 für Einzelsubstrat-Beschichtungsprozesse.

16. Verwendung der Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder des Substratträgers nach Anspruch 9 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 für die Herstellung von Field Emission Displays.

17. Verfahren zur Vorgabe der Beschichtungsdickenverteilung entlang der Oberfläche eines im Wesentlichen planen Substrates in einer Beschichtungskammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das Substrat während der Beschichtung biegt.