DD292029A5 - Substrathaltevorrichtung zur hartstoffbeschichtung von scheibenfoermigen, rotationssymmetrischen substraten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Substrathaltevorrichtung zur Hartstoffbeschichtung von scheibefoermigen rotationssymmetrischen Substraten, die es ermoeglicht, dasz bei der Beschichtung von mehreren Substraten in nur einem Beschichtungsvorgang an den aktiven Flaechen des Substrates ein annaehernd gleicher homogener Schichtaufbau gewaehrleistet wird. Erfindungsgemaesz wird das beim Einsatz der allgemein bekannten Bewegungseinrichtung dadurch erreicht, dasz am Tragring zwei Halterungen befestigt sind, in denen zwei im rechten Winkel zur Tragringachse verlaufende Tragzapfen drehbar gelagert sind, wobei auf einem der Tragzapfen das Reibrad befestigt ist und beide Tragzapfen mittels Verbindungs- und Mitnehmerelemente mit einer Welle loesbar verbunden sind, auf der ein oder mehrere die Substrate aufnehmende Substrathalter befestigt sind, deren Anzahl vom Auszendurchmesser der Substrate und der Substratzone bestimmt wird.{Hartstoffbeschichtung; PVD-Prozesz; Substrathaltevorrichtung; Substrat, scheibenfoermig, rotationssymmetrisch}

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Substrathaltevorrichtung zur Hartstoffbeschichtung von scheibenförmigen rotationssymmetrischen Substraten so zu gestalten, daß bei der Beschichtung von mehreren Substraten in nur einem Beschichtungsvorgang an den aktiven Flächen des Substrates ein annähernd gleicher homogener Schichtaufbau gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß am Tragring zwei Halterungen befestigt sind, in denen zwei im rechten Winkel zur Tragringachse verlaufende Tragzapfen drehbar gelagert sind, wobei auf einem der Tragzapfen das Reibrad befestigt ist und beide Tragzapfen mittels Verbindungs- und Mitnehmerelemente mit einer Welle lösbar verbunden sind, auf der ein oder mehrere die Substrate aufnehmende Substrathalter befestigt sind, deren Anzahl vom Außendurchmesser der Substrate und der Substratzone bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Verbindung der beiden drehbar gelagerten Tragzapfen mit einer Welle ermöglicht die Aufnahme von mehreren werkzeugspezifischen Halte- und Verbindungselementen, Substrathalter, von denen die zu beschichtenden Substrate, insbesondere Sägeblätter, während des Beschichtungsprozesses in der Vakuumkammer definiert gehalten, um die Strahlungsquelle bewegt und an den aktiven Flächen mit einer annähernd gleichen homogenen Hartstoffschicht bedampft werden. Dabei wird bei Ersatz des an sich bekannten Planetengetriebes durch die Anordnung eines Reibrades auf einem der Tragzapfen auch bei dieser Substrathaltevorrichtung die Bewegung der Trägereinheit um zwei Körperachsen gewährleistet. Die Befestigung der Welle an den Tragzapfen mittels Verbindungs- und Mitnehmerelemente ermöglicht eine leichte Beschickung der Anlage. Die Anzahl der auf der Welle angeordneten Substrathalter mit den Substraten ist abhängig vom Außendurchmesser der Substrate und von der Substratzone. Eine Anpassung der Aufnahmevorrichtung an das spezielle Größensortiment der zu beschichtenden Substrate erfolgt durch die Ausbildung der am Tragring befestigten Halterungen, die es ermöglichen, den Abstand der Welle besser vom Verdampfer einzustellen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt die Umrisse einer PVD-Anlage mit dem Verdampfertiegel 9 und dem allgemein bekannten Planetengetriebe, bestehend aus dem Tragring 1, dem Antriebsring 2 und den zwei Halterungen 10. In den Halterungen 10 sind im rechten Winkel zur Tragringachse verlaufende Tragzapfen 3 drehbar befestigt, die über Verbindungs- und Mitnehmerelemente 4 und eine Welle 6 miteinander verbunden sind. Auf einem der Tragzapfen 3 ist ein Reibrad 5 befestigt, auf dem der Antriebsring 2 aufliegt. Auf der Welle 6 befinden sich die Substrathalter 7 mit den Substraten 8. Zur Hartstoffbeschichtung von scheibenförmigen, rotationssymmetrischen Substraten 8, im speziellen Ausführungsbeispiel Sägeblätter, werden auf der Welle 6 mehrere Substrathalter 7 mit den Substraten 8 nebeneinander befestigt. Die Anzahl der Substrathalter 7 mit den Substraten 8 auf der Welle 6 wird vom Durchmesser der Substrate 8 und der sich in der PVD-Anlage bildenden Substratzone bestimmt. Die Welle 6 wird über die Verbindungs- und Mitnehmerelemente 4 mit den an den Halterungen 10 befestigten und drehbar gelagerten Tragzapfen 3 befestigt. Damit ist gewährleistet, daß die Substrate 8 während des Beschichtungsvorgangs eine Rotationsbewegung um die Tragringachse und gleichzeitig über den Antriebsring 2 und das Reibrad 5 eine weitere Rotationsbewegung um die Wellenachse ausführen. Je nach Größe der Substrate 8 kann über die Halterungen 10 der Abstand der Welle 6 vom Tragring 1 eingestellt werden. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit der erfindungsgemäßen Substrathaltervorrichtung mehrere scheibenförmige, rotationssymmetrische Substrate, insbesondere Sägeblätter, nebeneinander auf einer Welle befestigt und in der Substratzone bei Einsatz der an sich bekannten Bewegungseinrichtung im Dampfstrahl so bewegt werden, daß an ihren aktiven Flächen, im speziellen Fall an den Sägezähnen, ein annähernd gleichmäßiger homogener Schichtaufbau in nur einem Beschichtungsvorgang gewährleistet wird.

Claims (2)

1. Substrathaltevorrichtung zur Hartstoffbeschichtung von scheibenförmigen rotationssymmetrischen Substraten, bestehend aus einem in einer Vakuumkammer in einer Bewegungseinrichtung einsetzbaren und gegenüber dem Verdampfertiegel rotierenden Tragring mit Tragzapfen, die über einen Antriebsring und Reibrad eine weitere Rotationsbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragring (1) zwei Halterungen (10) befestigt sind, in denen die im rechten Winkel zur Tragringachse verlaufenden Tragzapfen (3) drehbar gelagert sind, wobei auf einem der Tragzapfen (3) das Reibrad (5) befestigt ist und beide Tragzapfen (3) mittels Verbindungs-und Mitnehmerelemente (4) mit einer Welle (6) lösbar verbunden sind, auf derein oder mehrere Substrate (8) aufnehmende Substrathalter (7) befestigt sind, deren Anzahl vom Außendurchmesser der Substrate (8) und der Substratzone bestimmt wird.

2. Substrathaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Welle (6) vom Tragring (1) über die Halterungen (10) eingestellt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Substrathaltevorrichtung zur Hartstoffbeschichtung von scheibenförmigen, rotationssymmetrischen Substraten, bestehend aus einem in einer Vakuumkammer in eine Bewegungseinrichtung einsetzharen und gegenüber dem Verdampfertiegel rotierenden Tragring mit Tragzapfen, die über einen Antriebsring und Reibrand eine weitere Rotationsbewegung ausführen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die funktioneilen Hartstoffbeschichtungen von Werkzeugen erfolgen nach allgemein bekannten

Vakuumverdampfungsprozessen, auch als PVD-Prozesse bekannt. Diese PVD-Prozesse sind Strahlverfahren, bei denen sich das schichtbildende verdampfte Material in einer Vakuumkammer kegelförmig, eine Substratzone bildend, von einem Verdampfertiegel aus ausbreitet und sich auf den in der Substratzone befestigten Substraten ablagert. Dabei werden nur die der Dampfquelle zugewandten Flächen bedampft. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Substrate in der Substratzone so anzuordnen und zu bewegen, daß an allen zu bedampfenden Flächen ein annähernd gleicher homogener Schichtaufbau gewährleistet wird. Auf Grund der unterschiedlichsten Formen der zu beschichtenden Substrate sind daher eine Vielzahl von Substrathaltevorrichtungen bekannt geworden, die alle eines gemeinsam haben, daß das zu beschichtende Substrat eine Rotationsbewegung zum Dampfstrahl ausführt und dabei eine definierte Lage einnimmt. Als Bewegungseinrichtung kommen vorwiegend Planetengetriebe zum Einsatz. Wie in der DD 212989 beschrieben, bestehen derartige Planetengetriebe aus einem Tragring, der eine Drehbewegung um die gedachte vertikale Achse der Vakuumkammer ausführt, und an dem drei gleichmäßig am Umfang verteilte Halterungen mit Tragzapfen und Reibrädern befestigt sind. Auf den Tragzapfen befinden sich Kalotten zur Aufnahme von Bohrern und Fräsern und andere Substrate. Auf Grund der auftretenden Reibung zwischen den Reibrädern und dem auf den Reibrädern aufliegenden Antriebsring wird eine weitere Rotationsbewegung um die Tragzapfenachse ausgeführt. Der Nachteil dieser Substrathaltevorrichtung tritt vorwiegend beim Beschichten von scheibenförmigen rotationssymmetrischen Substraten, wie z. B. Sägeblätter, auf, da die dem Verdampfer abgewandte Seite der zu beschichtenden Substrate stets im Dampfschatten liegt, so daß diese Art der Substrathaltevorrichtung nur für eine Vorder- oder Rückseitenbeschichtung derartiger ebener Substrate geeignet ist. Das hat zur Folge, daß für eine allseitige Beschichtung von scheibenförmigen rotationssymmetrischen Substraten, die mit ihren ebenen Flächen auf den Kalotten gespannt sind, der Beschichtungsprozeß unterbrochen und das Substrat gedreht werden muß. Damit wird zwar eine allseitige Beschichtung des Substrates gewährleistet, jedoch kann ein annähernd gleicher homogener Schichtaufbau an den aktiven Flächen, Sägezähnen, nicht gewährleistet werden, da der Strahl an diesen aktiven Flächen vorbeigeht.

Ein weiterer Nachteil des Einsatzes von Kalotten besteht darin, daß auf jeder Kalotte nur ein scheibenförmiges Substrat befestigt werden kann, so daß bei einer Charge maximal drei Substrate beschichtet werden können, wobei der unterbrochene Beschichtungsvorgang sehr zeit- und kostenaufwendig ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Substrathaltevorrichtung zur Hartstoffbeschichtung in PVD-Anlagen zu schaffen, mit der eine Vielzahl von scheibenförmigen rotationssymmetrischen Substraten in nur einem Beschichtungsvorgang beschichtet werden können.