DE1006691B - Anlage zur Vakuumaufdampfung und Kathodenzerstaeubung - Google Patents

Description

• Anlage zur Vakuumaufdampfung und Kathodenzerstäubung Die Erfindung handelt von einer neuartigen Gestaltung der zur Herstellung dünner Schichten im Vakuum durch Kondensierung aus Gasphase dienenden Anlagen.
• In herkömmlichen Vakuumaufdampfungs- und Kathodenzerstäubungsaailagen werden im Betriebszustand die aufzudampfenden metallischen, dielektrischen, anorganischen oder organischen Stoffe nicht nur auf den zu beschichtenden Gegenständen, sondern zwangläufig auch auf anderen Einrichtungsteilen niedergeschlagen. Außerdem gelangen sie mit dem abgesaugten Gasstrom in die vorgeschalteten Pumpenaggregate, deren. Diffusionspumpen insbesondere sehr empfindlich für Verunreinigungen sind. Die bisher bekannten Maßnahmen zur Abschirmung empfindlicher Einrichtungsteile: sind verhältnismäßig einfacher Natur und beschränken sich, im wesentlich-,-n auf Metallbleche, die zwischen der Verdampfungsquelle und dem zu schützenden. Teil angebracht wurden, Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß vor allem dann, wenn der Träger für die zu beschichtenden Gegenstände rotierbar eingerichtet ist, wenig Raum für solche, Einrichtungsteile vorhanden bleibt.
• Besonders nachteilig wurde dieser Mangel hei Anlagen empfunden, die bisher zur Herstellung von selenbeschiehteten, lichtempfindlichen Halbleitern durch Aufdampfen des Selens benutzt wurden. Wenn die mit Selen zu beschichtenden Unterlas(ren, meist Metallbleche, wie bisher üblich von außen auf einer sich drehenden Trommel befestigt waren und von einem unterhalb der Trommel liegenden Verdampfungstiegel mit Selen bedampft wurden, gelangte. sehr viel Selen an die Kesselwandung und in die Anschlußleitung für die Vakuumpumpen. Selen ist für diese besonders schädlich, so, daß zusätzlich Ab:scheidevorrichtungen eingebaut werden mußten.
• Die Erfindung hat also die Zielsetzung, die beschriebenen Anlagen so zu gestalten, um eine Rückwirkung der aus der Gasphase niederzuschlagenden Stoffe auf andere Einrichtungsteile der Anlagen als auf die zu beschichtenden Gegenstände, Verdampfungstiegel oder Kathodenzerstäubungsbleche möglichst auszuschließen. Insbesondere war die Aufgabe gestellt. eine Verschleppung der niederzuschlagenden Stoffe in empfindliche Teile der Pumpenaggregate zu verhindern.
• Überraschend wurde nun ein Aufbau von Vakuumaufdampf- und Kathodenzerstäubungsanlagen gefunden, der diesen Forderungen gerecht wird, Die erfindungsgemäß ausgebildeten Anlagen für Vakuumaufdarnpfung und Kathodenzerstäubung kennzeichnen sich grundsätzlich durch eitle zusätzliche, im wesentlichen bis auf schmale, höchstens einige Millimeter breite Schlitze allseitig geschlossene, hohle Behandlungskamtner, die innerhalb eines vakuumdichten, äußeren Behälters angeordnet ist und in ihrem Innern mindestens die: zu beschichtenden Gegenstände, die Verdampfungsquellenund gegebenenfalls dieKa.thodenzerstäubungsbleche oder Glimmentladun.gsbleche, führt. Vorzugsweise ist die hohle Behandlungskammer trominelarbig, zylindrisch oder prismatisch auszubilden.
• Zur Veranschaulichung der Erfindung und: weitergehender Vorschläge für die Durchbildung der einzelnen Teile der Anlage wird in den Fig. 1 und 2 mit (Querschnitt und Seitenriß der Aufbau im Prinzip an Hand einer Ausführungsform erläutert.
• Den Zeichnungen ist eine Vakuumanlage mit einem zylindrisch liegenden äußeren Gehäuse zugrunde gelegt, das stirnseitig durch die Deckel 2 und 3 vakuumdicht verschlossen ist. Die zum Evakuieren der Anlage erforderlichen Pumpenaggregate können am Flansch 11 angeschlossen werden. Andere etwa zur Kontrolle und Beobachtung notwendige Einrichtungen sind, da an sich selbstverständlich, nicht angegeben. Sie können etwa an den Stirndeckeln 2 und 3 innerhalb der Trommel und an anderen Einrichtungsteilen angeordnet sein, wie es dem Fachmann auf Grund des Standes der Technik an sich bekannt sein muß. Innerhalb des Gehäuses 1 liegt beispielsweise koaxial die Behandlungskammer 10, die im Beispiel polygontrommelartige Gestalt mit dem Mantelteil 10 und den beiden Stirnwänden 7 und 8 hat. Vorteilhaft ist sie um ihre Achse kontinuierlich drehbar ausgebildet, indem sie etwa von der durch den Stirndeckel 2 vakuumdicht mit dem Motor 4 verbundenen Antriebswelle 5 getragen wird. Der Motor 4 sitzt zweckmäßig auf der Antriebswelle 5. Die andere Stirnwand 8 der Behandlungskammer hat, dem Vorschlag entsprechend, nur eine verhältnismäßig kleine Öffnung in der Achsenzone, damit von dort die Stützelemente für die innerhalb des Mantels 10 anzubringenden Einrichtungsteile 9, wie Verdampfungsquellen, Kathodenzerstäubungsbleche, Glimmentladungsbleche, Kontroll- und Regelgeräte, unter Umständen auch für die zu beschichtenden Gegenstände 6, axial eingeführt -,werden können, ohne. die Drehung des Trägers zu behindern. Die Stützelemente werden' vorzugsweise am Stirndeckel 3 des äußeren Gehäuses befestigt.
• Vorzugsweise jedoch werden die zu beschichtenden Gegenstände 6 an der Innenwandung der beispielsweise wegen des leichten Gewichtes aus Aluminiumplatten zusammengesetzten Gehäuse der Behandlungskammer in geeigneter Weise befestigt. Es empfiehlt sich noch, den Mantel 10 der Behandlungskammer mit elektrischen Beheizungseinrichtungen und schließlich auch mit Kühleinrichtungen zu versehen., um durch Ausheizen die Entgasung aller Einzelteile zu, beschleunigen oder die Struktur der aufzudampfenden Schichten zu beeinflussen, was durch den Umständen entsprechend zu wählende Beheizungs- und Kühlungsintervalle erreicht werden kann.
• Ebenfalls wird es zweckmäßig sein, den kreiszylinderförmigen, prismatischen oder palygontrommelartigen Mantel 10 der Behandlungskammer mit Temperaturfühlern auszustatten, um die Temperatur messen. oder auch regeln zu können, wozu sich Widerstandsthermometer oder Pyrometer in Verbindung mit Fallbügelreglern bewährien. Beispielsweise kann es, besonders beim Aufdampfen von Selen zum Zwecke der Herstellung von selenbeschichteten Metallblechen für Fotozellen, empfehlenswert sein, zumindest über einen längeren Zeitraum die Temperatur möglichst konstant zu halten.
• Man erkennt, daß infolge dieser allseitig geschlossenen Ausbildung der eigentlichen Behandlungskammer, insbesondere auch infolge ihrer stirnseitigen Abschirmung mittels der Stirnwände 7 und 8, praktisch überhaupt kein Selendampf in den verbleibenden Zwischenraum zwischen dem Mantel 10 der Behandlungskammer und dem Außengehäuse 1 der Anlage gelangen kann; denn an den Durchführungszonen in der Stirnwand 8 für die Stützelemente oder Verdampfungsquellen 9 können die Schlitze ganz schmal bemessen werden, so daß das Spiel höchstens an einigen Stellen mehrere Millimeter groß wird. Zusätzlich kann die Öffnung der sich drehenden Stirnwand 8 noch mittels feststehender Schirme abgedeckt werden.
• Bei Aufdampfanlagen für Selen ist der Vorteil deshalb besonders bemerkenswert, weil man dafür bisher umfangreiche Abscheidevorrichtungen für Selendampf in der Verbindungsleitung zwischen den Anlagen und den Pumpenaggregaten anbringen mußte. Da diese jetzt entfallen, kann die gesamte Anlage wesentlich einfacher gebaut werden.
• Ein weiterer Vorzug ist der unmittelbare Wärmekontakt zwischen den zu bedampfenden Gegenständen 6 und dem Mantel 10 der Behandlungskammer, weil dadurch eine wirksame, schnelle und gleichmäßige Beheizung oder Kühlung möglich ist. Die neue Bauart von Aufdampf- und Kathodenzerstäubungsanlagen besitzt also wesentliche Vorzüge und ist besonders für Selenaufdampfanlagen zu empfehlen.

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anlage zur Vakuumaufdampfung und Kathodenzerstäubung, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines vakuumdichten Außenbehälters eine im wesentlichen allseitig abgeschlossene, zusätzliche Behandlungskammer angeordnet ist, die zur Aufnahme der zu beschichtenden Gegenstände und der Verdampfungsquellen oder Kathc,denzerstäubung und Glimmentladungsbleche dient.
2. 2. Vakuumanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer einen. zylindrischen Mantel und im wesentlichen geschlossene Stirnwände besitzt.
3. 3. Vakuumanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer eine prismatischen polygontrommelartigen Mantel und im wesentlichen geschlossene Stirnwände besitzt.
4. 4. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein vakuumdichtes zylindrisches Außengehäuse.
5. 5. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein vakuumdichtes, horizontal liegendes, zylindrisches Außengehäuse.
6. 6. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer von einer durch einen Gehäusestirndeckel vakuumdicht geführten Welle getragen wird, die auch zur gleichmäßigen Drehung der Kammer dient.
7. 7. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente für die innerhalb der Behandlungskammer angeordneten, im wesentlichen aus Verdampfungsquellen oder Kathodenzerstäubungsblech.en bestehenden Teile und/oder für die zu beschichtenden Gegenstände axial durch eine der Stirnwandungen der Behandlungskammer hindurchgehen und vorzugsweise von einem Stirndeckel der Behandlungskammer getragen werden. B.
8. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmig gestreckter Verdampfungstiegel axial durch eine Stirnwand der Behandlungskammer hindurchgeführt ist und von einem Stirndeckel des Außengehäuses getragen wird.
9. 9. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die, Behandlungskammer mit einer elektrischen Behedzungseinrichtung für ihr Mantelteil versehen ist.
10. 10. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer mit einer Kühlvorrichtung für ihr Mantelteil versehen ist.
11. 11. Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungskammer Temperaturfühler für Temperatur-, Meß- und Regelgeräte angeordnet sind.