DE10004786C2

DE10004786C2 - Vakuumbeschichtungsanlage

Info

Publication number: DE10004786C2
Application number: DE10004786A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Erbkamm; Hans-Christian Hecht
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: DE10004786A1

Abstract

Der Erfindung, die eine Vakuumbeschichtungsanlage zum Beschichten plattenförmiger Substrate mit mehreren nebeneinander angeordneten Sektionen betrifft und die mit einem Deckel verschlossen und über Vakuumpumpen evakuierbar sind, liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauhöhe und Baulänge derartiger Vakuumbeschichtungsanlagen zu minimieren. Dies wird dadurch gelöst, daß die Saugöffnung einer Sektion direkt mit einer Vakuumpumpe verbunden ist und die Saugöffnung oberhalb des Targets im Deckel angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage zum Beschichten plattenförmiger Substrate mit mehreren nebenein ander angeordneten Sektionen, mit mehreren Vakuumpumpen und mit einer Einrichtung zum Transport des Substrates durch die Sektionen. Die Sektionen sind dabei über Schleusen miteinander verbunden und über Saugöffnungen evakuierbar. Eine Sektion weist eine Saugöffnung auf. Weiterhin weist die Sektion an ihrem oberen Wandteil eine Öffnung auf, die mit einem auf dem Rand der Öffnung aufliegenden Deckel verschlossen ist. In diesem Deckel sind wahlweise ein Magnetron oder mehrere Magnetrons befestigt, die mindestens ein Magnetsystem und ein Target umfassen und die so in den Innenraum der Sektion ragen, daß ihre Targets über dem Substrat liegen. In der Sektion ist auch eine Magnetronumgebung, im Wesentlichen bestehend aus Blenden und Medienzu- und -ableitungen, angeordnet.

Eine Vakuumbeschichtungsanlage der eingangs genannten Art ist in dem europäischen Patent 0 783 174 A2 beschrieben. Danach ist eine derartige Anlage in ihrer Längserstreckung in mehrere Sektionen unterteilt. Einige Sektionen sind mit Magnetrons ausgestattet und arbeiten dementsprechend als Beschich tungssektionen. Das für den Beschichtungsvorgang erforderliche Vakuum wird von Vakuumpumpen bereitgestellt, die in separaten Pumpsektionen angeordnet sind. Diese Pumpsektionen sind über eine Saugöffnung mit dem Innenraum der Beschichtungsstation verbunden. Über diese Saugöffnung wird das in dem Innenraum befindliche Gas in die Pumpsektion und von dort durch die Vakuumpumpe abgesaugt.

Eine Weiterbildung einer solchen Anlage ist in der deutschen Offenlegungsschrift 197 33 940 beschrieben. Zur besseren Montage und Wartung sind die Beschichtungssektionen an ihrem oberen Wandteil mit einer Öffnung versehen. Diese Öffnung wird von einem Deckel verschlossen. An diesem Deckel hängen die Magnetrons der jeweiligen Beschichtungssektion.

Für das Betreiben der Magnetrons ist eine sogenannte Magnetron umgebung erforderlich, die im Wesentlichen aus Blenden und Medienzu- und -abführleitungen besteht. Diese Magnetronumgebung kann gegenüber der Wandung der Beschichtungssektion isoliert aufgehängt sein.

Zur weiteren Erleichterung der Wartung ist bei dieser Lösung vorgesehen, daß die Wandung der Beschichtungskammer einschließlich der Magnetronumgebung an einen Rahmen befestigt ist, der auf dem Rand der Öffnung aufliegt. Auf diesen Rahmen wird sodann der Deckel mit dem Magnetron gelegt. Dabei sind zwei Dichtflächen erforderlich, nämlich die zwischen dem Rahmen und dem Rand der Öffnung und die zwischen dem Rahmen und dem Deckel.

Nachteilig ist bei den bekannten Beschichtungsanlagen, dass sie einerseits eine erhebliche Bauhöhe zeigen, da über dem kon struktiven Element der Magnetronumgebung die Saugöffnung an zuordnen ist. Andererseits zeigen derartige Anlagen, bedingt durch die Pumpsektionen eine erhebliche Baulänge.

Es ist damit Aufgabe der Erfindung, die Bauhöhe und Baulänge von Vakuumbeschichtungsanlagen zu minimieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Saugöffnung direkt oder über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit einer Vakuumpumpe verbunden ist und die Saugöffnung oberhalb des Targets im Deckel angeordnet ist.

Damit ist es nicht mehr erforderlich, dass die Bauhöhe bestimmt wird durch die Magnetronumgebung und die darüber anzuordnenden Saugöffnungen. Die Magnetrons können nahe an die Magnetron umgebung gebracht werden. Außerdem wird das Vakuum nicht mehr über eine Pumpsektion sondern direkt in der Beschichtungs sektion erzeugt, wodurch sich die Pumpsektionen erübrigen und die Baulänge erheblich minimiert werden kann.

In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Deckel einen die Öffnung umschließenden Dichtflansch aufweist und mit einer nach unten zur Öffnung hin offenen Kastenform mit einer Oberseite und Wandseiten versehen ist, die sich zwischen der Oberseite und dem Dichtflansch erstrecken.

Durch diese Anordnung wird es möglich, die Magnetrons voll ständig in dem Deckel anzuordnen, so dass diese zusammen mit dem Deckel aus der Beschichtungsstation gehoben werden können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vakuumpumpe auf dem Deckel angeordnet und die Saugöffnung als Deckeldurchbruch ausgeführt ist.

Dadurch kann der Ausfall bei Anlagen erheblich minimiert wer den, indem beispielsweise komplett bestückte Deckel bereit gehalten werden, die im Wartungsfall lediglich anstelle der zu wartenden Deckel aufgesetzt werden müssen.

In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Saugöffnung als Deckeldurchbruch ausgebildet ist und die Vakuumpumpe in räumlicher Entfernung zu der Sektion angeordnet ist.

Dadurch können die Vakuumpumpen separat und außerhalb der Anlage angeordnet werden. Dies bietet eine leichtere Zugäng lichkeit, ohne dass sich der Raumbedarf der Anlage erhöht.

Hierfür ist es auch möglich, dass die Saugöffnung über ein Rohr mit einer an dem Deckel angeordneten Kupplung verbunden ist, die mit einem Kupplungsgegenstück verbindbar ist, das mit der Vakuumpumpe verbunden ist. Dadurch kann die Vakuumpumpe separat stehen und muß nicht bei jedem Wartungsfall mit angehoben werden, wobei der Vakuumanschluß mit dem Aufsetzen des Deckels gleichzeitig erfolgen kann, ohne daß hierfür ein besonderer Montageaufwand erforderlich wäre.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtflansch mit seiner Dichtfläche im wesentlichen auf einer Flanschebene und die zum Substrat hin freie Ober fläche des Targets im wesentlichen auf einer Targetebene und die Flanschebene nicht über der Targetebene liegt.

Dadurch kann der Deckel von der Öffnung abgehoben und auf eine Unterlage aufgesetzt werden, ohne daß die Oberfläche des Tar gets beschädigt werden kann.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Magnetronumgebung an einem Rahmen befestigt ist, der auf den Rand der Öffnung auf gelegt wird. Damit kann die Magnetronumgebung aus der Beschichtungssektion herausgehoben werden, nachdem der Deckel mit dem Magnetron entfernt worden ist.

Eine Möglichkeit besteht dabei darin, daß der Rahmen flach ausgebildet ist und mit seiner Unterseite auf dem Rand der Öffnung aufliegt, wobei die Unterseite und seine Oberseite als Dichtflächen ausgeführt sind und der Dichtflansch des Deckels auf die Oberseite auflegbar ist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß zwischen dem Dicht flansch und der Öffnung auf dem oberen Wandteil ein Bereich des Randes frei bleibt, und daß die Magnetronumgebung auf diesem Randbereich innerhalb des Deckels eingehängt wird.

Dadurch, daß der Rahmen innerhalb des Deckel angeordnet ist, ist lediglich eine Dichtheit zwischen dem Dichtflansch und dem Rand erforderlich, wodurch der Herstellungsaufwand minimiert und die Zuverlässigkeit erhöht werden kann.

Schließlich ist einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß ein in Sektion liegender Teil des Substattransports mit der Mangetronumgebung und/oder mit dem Rahmen mechanisch verbunden ist.

Dadurch wird es möglich, bei einer Wartung auch zugleich den Teil des Substrattransport mit herauszuheben, um ihn außerhalb der Anlage zu warten.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vakuumbe schichtungsanlage längs ihrer Längserstreckung und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Beschichtungssektion einer erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage quer zu ihrer Längserstreckung.

Die erfindungsgemäße Vakuumbeschichtungsanlage besteht aus mehreren Sektionen 1 die über Schleusen 2 miteinander verbun den sind. Durch die Schleusen 2 wird ein von einer Transport einrichtung 3 getragenes längserstrecktes bandförmiges Sub strat 4 geführt. Das Substrat 4 wird in den einzelnen Sektio nen mit verschiedenen Schichten versehen. Hierzu sind die Sektionen 1 als Beschichtungssektionen ausgeführt.

Eine Sektion 1 weist an ihrem oberen Wandteil 5 eine Öffnung 6 auf. Diese Öffnung 6 ist mit einem Deckel 7 verschlossen, der auf dem Rand 8 der Öffnung 6 aufliegt. Dieser Deckel 7 ist mit einem die Öffnung 6 umschließenden Dichtflansch 9 verse hen. Weiterhin weist er eine zur Öffnung 6 hin offene Kasten form mit einer Oberseite 10 und Wandseiten 11 auf. Die Wand seiten 11 erstrecken sich zwischen der Oberseite 10 und dem Dichtflansch 9. Der Dichtflansch 9 ist in das Innere des Dec kels 7 gerichtet, so daß durch den Dichtflansch 9 keine Behin derung bei der Aneinanderreihung von mehreren Sektionen 1 entsteht.

In der Oberseite 10 des Deckels 7 sind zwei Deckeldurchbrüche 12 eingebracht, über denen auf der Oberseite 10 je eine Vaku umpumpe 13 angeordnet ist, so dass die Deckeldurchbrüche 12 als Saugöffnungen für die Sektion 1 wirken. An dem Deckel 10 sind auch zwei Magnetrons 14 befestigt, die jeweils ein Magnetsystem 15 und ein Target 16 umfassen. Diese Magnetrons 14 sind derart nach unten gerichtet, dass ihre Targets 16 gegenüber dem unter den Magnetrons 14 liegenden Substrat 4 liegen.

Durch die Anordnung der Deckeldurchbrüche 12 und der Vakuum pumpen 13 auf der Oberseite 10 des Deckels 7 liegen die Saug öffnungen mithin oberhalb des Targets 16.

Der Dichtflansch 9 liegt mit seiner Dichtfläche auf einer Flanschebene 17. Weiterhin liegt die zum Substrat 4 hin freie Oberfläche des Targets 16 auf eine Targetebene 18. Die Höhe des Deckels 7, die im Wesentlichen durch die Höhe der Wandseiten 11 bestimmt wird, ist so gewählt, dass die Flanschebene 17 nicht über der Targetebene 18 liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass im Wartungsfalle der Deckel 7 abgenommen und auf eine Unterlage ausgesetzt werden kann, ohne dass die freie Oberfläche des Targets 16 beschädigt wird.

In der Sektion 1 ist eine Magnetronumgebung 19 an einem Rahmen 20 befestigt. Dieser Rahmen 20 ist auf den Rand 8 der Öffnung 6 aufgelegt. Damit nur eine Dichtstelle zwischen dem Deckel 7 und dem oberen Wandteil 5 benötigt wird, ist der Deckel 7 so breit ausgeführt, dass zwischen dem Dichtflansch 9 und der Öffnung 6 auf dem oberen Wandteil 5 ein Bereich des Randes 8 frei bleibt, auf dem die Auflage des Rahmens 20 ermöglicht wird. Mithin ist also der Rahmen 20 im Inneren der Sektion 1 eingehängt. In nicht dargestellter Art und Weise ist an der Magnetronumgebung 19 der in der Sektion 1 befindliche Teil der Transporteinrichtung 3 mechanisch angekoppelt, so dass dieser Teil im Wartungsfalle zusammen mit der Magnetronumgebung 19 aus der Sektion 1 herausgehoben werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Sektion

2

Schleuse

3

Transporteinrichtung

4

Substrat

5

oberes Wandteil

6

Öffnung

7

Deckel

8

Rand der Öffnung

9

Dichtflansch

10

Oberseite

11

Wandseite

12

Deckeldurchbruch

13

Vakuumpumpe

14

Magnetron

15

Magnetsystem

16

Target

17

Flanschebene

18

Targetebene

19

Magnetronumgebung

20

Rahmen

Claims

1. Vakuumbeschichtungsanlage zum Beschichten plattenförmiger Substrate mit mehreren nebeneinander angeordneten Sektio nen, die über Schleusen miteinander verbunden und über Saugöffnungen evakuierbar sind, mit mehreren Vakuumpumpen und mit einer Einrichtung zum Transport des Substrates durch die Sektionen, wobei eine Sektion eine Saugöffnung aufweist und an ihrem oberen Wandteil eine Öffnung auf weist, die mit einem auf dem Rand der Öffnung aufliegenden Deckel verschlossen ist, an dem wahlweise ein Magnetron oder mehrere Magnetrons, befestigt sind, die mindestens ein Magnetsystem und ein Target umfassen und die so in den Innenraum der Sektion ragen, dass ihre Targets über dem Substrat liegen und wobei in der Sektion eine Magnetronumgebung, im wesentlichen bestehend aus Blenden und Medienzu- und -ableitungen, angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, dass die Saugöffnung direkt oder mit einem Schlauch- oder Rohrsystem mit einer Vakuumpumpe (13) verbunden ist und die Saugöffnung oberhalb des Targets (16) im Deckel (7) angeordnet ist.

2. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) eine die Öffnung (6) umschließenden Dichtflansch (9) aufweist und mit einer nach unten zur Öffnung (6) hin offenen Kasten form mit einer Oberseite (10) und Wandseiten (11) versehen ist, die sich zwischen der Oberseite (10) und dem Dicht flansch (9) erstrecken.

3. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Vakuumpum pe (13) auf dem Deckel (7) angeordnet und die Saugöffnung als Deckeldurchbruch (12) ausgeführt ist.

4. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Saugöff nung als Deckeldurchbruch (12) ausgebildet ist und die Vakuumpumpe (13) in räumlicher Entfernung zu der Sektion (1) angeordnet ist.

5. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung über ein Rohr mit einer an dem Deckel (7) angeordneten Kupplung verbunden ist, die mit einem Kupplungsgegenstück verbind bar ist, das mit der Vakuumpumpe (13) verbunden ist.

6. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtflansch (9) mit seiner Dichtfläche im wesentlichen auf einer Flanschebene (17) und die zum Substrat hin freie Oberfläche des Targets (16) im wesentlichen auf einer Targetebene (18) und die Flanschebene (17) nicht über der Targetebene (18) liegt.

7. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetronumgebung (19) an einem Rahmen (20) befestigt ist, der auf den Rand (8) der Öffnung (6)aufgelegt wird.

8. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (20) flach ausgebildet ist und und mit seiner Unterseite auf dem Rand (8) der Öffnung (6) aufliegt, wobei die Unterseite und seine Oberseite als Dichtflächen ausgeführt sind und der Dichtflansch (9) des Deckels (7) auf die Oberseite des Rahmens auflegbar ist.

9. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtflansch (9) und der Öffnung (6) auf dem oberen Wandteil (5) ein Bereich des Randes (8) frei bleibt, und daß die Magnetron umgebung (19) auf diesem Randbereich innerhalb des Deckels (7) eingehängt wird.

10. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Sektion (1) liegender Teil des Substattransports (3) mit der Mangetronumgebung (19) und/oder mit dem Rahmen (20) mechanisch verbunden ist.