DD201461A1 - Verfahren zur erzeugung eines oertlich konstanten arbeitsgasdruckes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines oertlich konstanten Arbeitsgasdruckes fuer Vakuumvorbehandlungs- und -beschichtungsanlagen, insbesondere fuer grossvolumige Rezipienten. Das Ziel ist es, apparativ Druck oertlich konstant zu verteilen, und die Aufgabe besteht darin, diesen konstanten Druck bei ein- und mehrstufigen Waelzkolbenpumpenanordnungen zu erreichen. Erfindungsgemaess wird das Arbeitsgas auf der Druckseite einer Waelzkolbenpumpenstufe eingelassen.

Description

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Verfahren zur Erzeugung eines örtlich konstanten Arbeitsgasdruckes

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines örtlich konstanten Arbeitsgasdruckes für Vorbehandlungs- oder Beschichtungsverfahren, die im Vakuum durchgeführt werden. Das Verfahren ist vorzugsweise beim Vorbehandeln von Substraten durch Glimmen

-2 bei einem Arbeitsdruck im Bereich zwischen 1,10 und 1 mbar und beim Beschichten durch Zerstäubungsprozesse bei einem Arbeits-

-4. -2 druck zwischen 1·10 und 5"10 mbar anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für verschiedene Vakuumvorbehandlungs- und -beschichtungsverfahren werden Arbeitsgase (Edelgas) in die Vakuumkammer eingelassen. Im allgemeinen erfolgt der Gaseinlaß an ausgewählten Stellen im Rezipienten.

Es ist beispielsweise bekannt, den Gaseinlaß in unmittelbarer Nähe der Substrate oder der Teilchenquellen zu realisieren. Der prinzipielle Mangel bei großvolumigen Rezipienten, großflächigen Substraten und/oder ausgedehnten Teilchenquellen liegt in den auftretenden Druckunterschieden des Arbeitsgases infolge unterschiedlicher Saugvermögen bzw. Leitwerte zwischen Vakuumpumpe und den verschiedenen Stellen im Rezipienten und/oder unter-

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schiedlichen Leitwerten zwischen Gaseinlaßort und den verschiedenen Stellen im Rezipienten.

Weiterhin ist es bekannt, den Gaseinlaß über speziell gestaltete Gaszuführungssysteme vorzunehmen. Solche Gaszuführungssysterne sind z.B. Rohrkonstrufctionen, durch die das Gas an verschiedenen Stellen in den Rezipienten eingelassen wird. Beim konventionellen als auch beim Hochratezerstäuben sind auch durchbohrte Targets bekannt, wobei das Arbeitsgas durch diese Bohrungen eingespeist wird (DD-PS 150 480). Damit soll eine örtlich konstante Druckverteilung des Arbeitsgases erzeugt werden. Dabei ist es sehr kompliziert, die vorhandene Druckverteilung zu ermitteln. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Aufwand für eine Einrichtung zur Korrektur der Druckverteilung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Mängel der bekannten Lösungen zu beseitigen und das Verfahren apparativ einfach zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines örtlich konstanten Arbeitsgasdruckes bei der Vorbehandlung und Beschichtung im Vakuum zu schaffen, wobei die Vakuumerzeugung mittels ein- oder mehrstufiger Wälzkolbenpumpenanordnungen und im Bedarfsfall zusätzlich mit anderen Vorvakuumpumpen erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Arbeitsgaseinlaß an der Druckseite einer Wälzkolbenpumpenstufe erfolgt. Das Verfahren stützt sich darauf, daß eine Wälzkolbenpumpe die Eigenschaft hat, daß neben dem Sauggasstrom eine definierte Gasrückströmung durch die Spalte der trocken arbeitenden Wälzkolbenpumpe auftritt. Diese Gasrückströmung ist um so größer, je weiter Ansaug- und Ausstoßdruck auseinanderliegen, d.h., je höher in einer Pumpstufe verdichtet wird. Weiterhin hängt die Gasrückströmung vom Druckbereich ab.

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Diese Gasrückströmung ist definiert und kann genutzt werden, das Arbeitsgas bei oben genannten Prozessen in den Rezipienten einzulassen. Der entscheidende Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, daß entsprechend der Leitwertverteilung im Vorbehandlungs- bzw. Beschichtungsraum an Stellen, an denen z.B. auf Grund eines höheren Leitwertes zur Vakuumpumpe ein hohes lokales Saugvermögen vorliegt, auch ein höherer Rückgasstrom (Arbeitsgasstrom) gelangt. Dadurch, daß bei dieser Anordnung des Gaseinlasses die Leitwerte zwischen beliebigen Stellen des Rezipienten und dem Gaseinlaßort einerseits und den Wälzkolbenpumpen andererseits identisch sind, stellt sich an jeder Stelle des Rezipienten der gleiche Arbeitsgasdruck ein. Ein weiterer Vorteil dieser Verfahrensweise ist, daß durch den Arbeitsgaseinlaß die Wälzkolbenpumpe in einem Druckbereich mit höherem Saugvermögen arbeiten kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens für Arbeitsdrucke zwischen 10"^ und 10 mbar besteht darin, daß bei zwei- oder mehrstufigen Wälzkolbenpumpenanordnungen der Arbeitsgaseinlaß vor der Wälzkolbenpumpenstufe erfolgt, die dem Rezipienten am nächsten liegt·

Ausführungsbeispiel

Die zugehörige Zeichnung zeigt das Prinzip des Gaseinlasses in einer Zerstäubungseinrichtung.

In einer Beschichtungskammer 1 werden auf großflächige, durchlaufende Glassubstrate 2 mittels DC-Hochratezerstäubungsquellen 3 Al-Schichten zur Herstellung von Spiegeln aufgebracht. Als Arbeitsgas wird Argon mit einem Druck von 6 · 10 mbar verwendet. Zur Vakuumerzeugung in Beschichtungskammer 1 wird eine

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Drehschieberpumpe 4 mit 350 rar/Yi Saugvermögen in Kombination mit einer zweistufigen Wälzkolbenpumpenanordnung 5 von 1800 tbl /Yi Saugvermögen in der 1. Stufe und zweimal 1800 nr/h in der 2. Stufe verwendet.

Die Wälzkolbenpumpen sind Rootspumpen. Zusätzlich sindKryoflachen 6 installiert, die mit flüssigem Stickstoff beschickt

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werden. Ohne Gaseinlaß wird mit dieser Pumpenanordnung bei einer Leckrate von 1 · 10 mbar l/s ein Enddruck von 4 · 10"^ mbar erreicht. Das Arbeitsgas wird zwischen den beiden Pumpenstufen über ein Ventil 7 eingelassen.

Es ist vorteilhaft, wenn die Vakuumverbindungsleitungen zwisehen der Beschichtungskammer 1 und der letzten Wälzkolbenpumpenstufe und zwischen den übrigen Wälzkolbenpumpenstufen so bemessen sind, daß die Druckunterschiede über den Vakuumleitungen klein gegen die mittleren Totaldrücke in den leitungen sind.

Claims (2)

236 258 1 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Erzeugung eines örtlich konstanten Arbeitsgasdruckes in Vakuumvorbehandlungs- und -beschichtungsanlagen, die mittels ein- oder mehrstufigen Wälzkolbenpumpenanordnungen und gegebenenfalls Vorvakuumpumpen evakuiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgas für den Vorbehandlungs- und/oder Beschichtungsprozeß auf der Druckseite einer Wälzkolbenpumpe eingelassen wird,

2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgas auf der Druckseite der Wälzkolbenpumpenstufe, die dem Rezipienten am nächsten liegt, eingelassen wird.

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