DE102006008976A1

DE102006008976A1 - Vakuumbeschichtungsanlage mit je einer Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung und für die Unterseitenbeschichtung

Info

Publication number: DE102006008976A1
Application number: DE200610008976
Authority: DE
Inventors: Olaf Gawer; Jens Melcher; Jörg Fiukowski
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2007-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage mit je einer Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung und für die Unterseitenbeschichtung von flächigen Substraten, bestehend aus jeweils einem Magnetron mit Befestigungselementen zur Befestigung an je einem Deckel, der eine Öffnung einer Vakuumbeschichtungskammer dicht verschließt. Die Aufgabe, die Vakuumbeschichtungsanlage derart zu gestalten, dass ein universeller Einsatz der Sputtereinrichtung sowohl als Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung als auch für die Oberseitenbeschichtung ermöglicht wird, wird dadurch gelöst, dass die Befestigungselemente (9) der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung die gleiche Länge wie die Befestigungselemente (9) der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung (7) aufweisen und bei einer Anordnung der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung zwischen dem Deckel (4) und der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer (5) ein Distanzelement (12) angeordnet ist, dessen Höhe der Höhendifferenz der Position des Magnetrons (8) bei der Unterseitenbeschichtung zur Position des Magnetrons (8) bei der Oberseitenbeschichtung entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage mit je einer Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung und für die Unterseitenbeschichtung von flächigen Substraten, bestehend aus jeweils einem Magnetron mit Befestigungselementen zur Befestigung an je einem Deckel, der eine Öffnung einer Vakuumbeschichtungskammer dicht verschließt, wobei die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung eine Länge zwischen Deckel und Magnetron derart aufweisen, dass das jeweilige Magnetron unterhalb der Unterseite des Substrates liegt.

Vakuumbeschichtungsanlagen mit der Verwendung von Magnetrons für die Oberseitenbeschichtung von flächigen Substraten (Sputter-down-Betrieb) und für die Unterseitenbeschichtung von Substraten (Sputter-up-Betrieb) sind insbesondere bei industriellen Flachglasbeschichtungsanlagen im In-line-Prinzip bekannt. Ebene längserstreckte Glasflächen, die beidseitig zu beschichten sind, werden horizontal durch eine oder mehrere, nacheinander angeordnete Vakuumbeschichtungskammern hindurchtransportiert und in dieser Lage bedarfsweise von oben und von unten beschichtet. Dabei befinden sich die Magnetrons für den Sputter-down-Betrieb oberhalb der Substratebene mit einer der Oberseite des Substrates zugewandten Targetfläche und die Magnetrons für den Sputter-up-Betrieb unterhalb der Substratebene mit einer der Unterseite des Substrates zugewandten Targetfläche.

Der prinzipielle Aufbau einer solchen Zweiseitenbeschichtungsanlage ist auch aus der Druckschrift EP 1 179 516 A1 bekannt. Darin werden die Anordnung und die Methode der beidseitigen Beschichtung von Glassubstraten unter gleich bleibender Lage des Substrates während des Durchlaufes durch die Beschichtungsanlage beschrieben.

Nicht zuletzt wegen der vorteilhaften Servicemöglichkeit sind die Magnetrons üblicherweise kompakt an jeweils einem Deckel der Vakuumbeschichtungskammern befestigt. Mit dem Abnehmen des Deckels kann gleichzeitig die gesamte Sputtereinrichtung mit dem Magnetron zu Wartungs- und Austauschzwecken aus der Vakuumkammer herausgehoben werden. Vorzugweise befinden sich alle Deckel gleichgerichtet an der Oberseite der Vakuumkammern, da meist nur oberhalb der Vakuumbeschichtungsanlage ein Wartungsraum für die Magnetrons zur Verfügung steht.

Das erfordert in Folge jedoch eine unterschiedliche Bauform der Sputtereinrichtung für den Sputter-down-Betrieb und für den Sputter-up-Betrieb. Die Sputtereinrichtung unterscheiden sich dabei im Wesentlichen in der Länge und eventuell auch in der Stützweite der Befestigungselemente. Um die an den Deckeln befestigten Magnetrons für den Sputter-up-Betrieb positionieren zu können müssen diese mit Befestigungselementen versehen sein, die bis in den Vakuumkammerraum unterhalb des Substrates reichen und zugleich einen Bereich entsprechend der Breite des geförderten Substrates umfahren. Die Ausführung der Befestigungselemente für die Magnetrons im Sputter-down-Betrieb sind aufgrund der Lage der Magnetrons oberhalb der Substratebene entsprechend kürzer und eventuell geringer beabstandet.

Diese Spezifikation der Sputtereinrichtungen erfordert eine höhere Vielfalt an Produktion und Vorhaltung von Bauteilen und ist unwirtschaftlich gegenüber der Verwendung von einheitlichen Bauteilen. Darüber hinaus kann eine Sputtereinrichtung, konzipiert für den Einsatz in der Sputter-down-Anordnung für die Oberseitenbeschichtung, nur mit größerem Aufwand in eine Sputtereinrichtung für den Einsatz in der Sputter-up-Anordnung für die Unterseitenbeschichtung und umgekehrt umgerüstet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vakuumbeschichtungsanlage derart zu gestalten, dass ein universeller Einsatz der Sputtereinrichtung sowohl als Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung als auch für die Oberseitenbeschichtung ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung die gleiche Länge wie die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung aufweisen und bei einer Anordnung der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung zwischen dem Deckel und der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer ein Distanzelement angeordnet ist, dessen Höhe der Höhendifferenz der Position des Magnetrons bei der Unterseitenbeschichtung zur Position des Magnetrons bei der Oberseitenbeschichtung entspricht.

Die Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung wird hierbei auch für eine Oberseitenbeschichtung eingesetzt. Die Höhe des gleichzeitig anzuordnenden Distanzelements zwischen Deckel und Öffnung der Vakuumkammer kompensiert dabei die größere Länge der Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung in der Anwendung als Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung. Das Distanzelement ist dabei so hoch wie die Höhendifferenz der Höhenlage des Magnetrons bei der Unterseitenbeschichtung zur Höhenlage des Magnetrons bei der Oberseitenbeschichtung beträgt. Somit kann das Magnetron der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung genau in dem für die Oberseitenbeschichtung erforderlichen Abstand über dem Substrat positioniert werden.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform sind die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung baugleich den Befestigungselementen der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung.

Damit sind die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung ohne jegliche bauliche Abänderungen sofort wieder einsetzbar für die Oberseitenbeschichtung. Es ist lediglich das Magnetron in seiner Ausrichtung umzukehren. Die zum Beispiel eventuell größere Stützweite der Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung bleibt bei einem Einsatz dieser Sputtereinrichtung für einen Oberseitenbeschichtung ohne Auswirkung auf das Beschichtungsergebnis.

In einer günstigen Ausgestaltung weist das Distanzelement beidseitig Dichtflansche auf.

Der Dichtflansch des Distanzelementes, der der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer zugewandt ist, wird dabei auf dem Rand der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer zum Beispiel mit Schraubenverbindungen befestigt und realisiert so eine dichtende und schnell lösbare Verbindung. Ebenso realisiert der Dichtflansch des Distanzelementes, welcher dem Deckel zugewandt ist, mit dem Deckelflansch eine zweite dichtende und schnell lösbare Verbindung. Dies ermöglicht eine flexible Montage und wartungsfreundliche Zugängigkeit der Befestigung der Sputtereinrichtung am Deckel und des Innenraumes der Vakuumbeschichtungskammer.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Deckel und das Distanzelement einstückig miteinander verbunden sind.

Bei dieser Ausgestaltung ist der Deckel selbst so gestaltet, dass er baulich die Kompensation der größeren Länge der Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung in deren Anwendung für die Oberseitenbeschichtung bietet. In der Verbindung des Deckels mit dem Distanzelement entsteht ein hülsenartige Unterbau des Deckels, der den Deckel unterhalb des Befestigungspunktes der Sputtereinrichtung am Deckel um einen Betrag verlängert, der der Höhendifferenz der Höhenlage des Magnetrons bei der Unterseitenbeschichtung zur Höhenlage des Magnetrons bei der Oberseitenbeschichtung entspricht. Auch mit dieser Ausgestaltung kann das Magnetron der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung genau in dem für die Oberseitenbeschichtung erforderlichen Abstand über dem Substrat positioniert werden. Der herkömmliche Deckelflansch ist bei dieser Gestaltung als unterer Abschluss des hülsenartigen Unterbaus ausgebildet. Damit ist nur eine einzige Flanschverbindung zum Verschließen der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer im Deckelbereich erforderlich, womit das Risiko von Undichtigkeiten der Vakuumbeschichtungskammer vermindert wird.

Eine günstige Ausgestaltung ergibt sich, wenn der der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer zugewandte Dichtflansch des Distanzelementes identische Anschlussbedingungen der Dichtfläche des Deckels aufweist.

Dies erhöht die Anpassungsfähigkeit der Distanzelemente, weil sie somit auf jede standardisierte Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer ohne weitere Anpassungsarbeiten oder besondere Dichtmittel, genau wie ein Deckel aufsetzbar und zu befestigen sind.

Ein analoger Vorteil ergibt sich, wenn der dem Deckel zugewandte Dichtflansch des Distanzelementes identische Anschlussbedingungen der Dichtfläche der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer aufweist. Die auf die Deckel abgestimmten Maßlichkeit und Beschaffenheit des korrespondierenden Dichtflansches ermöglicht, dass jeder der Deckel der Vakuumbeschichtungskammer ohne weiteres auf dem Distanzelement befestigt werden kann.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläu tert. In der zugehörigen Zeichnung ist ein Ausschnitt einer Vakuumbeschichtungsanlage für die Zweiseitenbeschichtung von flächigen Substraten mit zwei nacheinander geschalteten Vakuumbeschichtungskammern schematisch dargestellt. Das flächige, beidseitig zu beschichtende Substrat 1 wird dabei zunächst durch die Vakuumbeschichtungskammer für die Unterseitenbeschichtung 2 und anschließend durch die Vakuumbeschichtungskammer für die Oberseitenbeschichtung 3 transportiert. Beide Vakuumbeschichtungskammern 2,3 sind durch jeweils einen Deckel 4 dicht von oben abgeschlossen, wobei der Deckel 4 der Vakuumbeschichtungskammer für die Unterseitenbeschichtung 2 direkt auf der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer 5 befestigt ist und mit dem Rand der Öffnung 5 eine Dichtfläche 6 bildet. Am Deckel 4 der Vakuumbeschichtungskammer für die Unterseitenbeschichtung 2 ist eine Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung 7 mit zwei Magnetrons (Doppelmagnetron) 8 befestigt. Die Befestigungselemente 9 zur Halterung des Doppelmagnetrons 8 sind so ausgeführt, dass sich das Doppelmagnetron 8 unterhalb der Substratebene 10 befindet. Die nicht dargestellten Targetflächen des Doppelmagnetrons 8 sind dabei auf die Unterseite des Substrates 11 gerichtet. Am Deckel 4 der Vakuumbeschichtungskammer für die Oberseitenbeschichtung 3 ist ebenfalls eine Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung 7 mit einem weiteren Doppelmagnetron 8 befestigt. Für den Längenausgleich der Befestigungselemente 9, die ursprünglich für die Positionierung des Doppelmagnetron 8 unterhalb der Substratebene 10 konzipiert sind, ist zwischen dem Deckel 4 und der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer 5 ein maßlich entsprechendes Distanzelement 12 installiert, so dass sich das Doppelmagnetron 8 oberhalb der Substratebene 10 befindet. Die nicht dargestellten Targetflächen des Doppelmagnetrons 8 sind hierbei auf die Oberseite des Substrates 13 gerichtet. Am Distanzelement 12 sind beidseitig Flansche 14 zur Befestigung und Dichtung vorgesehen, mittels derer das Distanzelement 12 einerseits auf den Rand der Öffnung 5 befestigt und eine Dichtfläche 6 bildet und andererseits im Verbund mit dem Deckel 4 einen weitere Dichtfläche 6 bildet. Auf diese Weise kann eine Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung 7 auch für die Oberseitenbeschichtung verwendet werden. Eine gesonderte Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung ist nicht erforderlich.

1: Substrat
2: Vakuumbeschichtungskammer für die Unterseitenbeschichtung
3: Vakuumbeschichtungskammer für die Oberseitenbeschichtung
4: Deckel
5: Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer
6: Dichtfläche
7: Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung
8: Magnetron (Doppelmagnetron)
9: Befestigungselemente
10: Substratebene
11: Unterseite des Substrates
12: Distanzelement
13: Oberseite des Substrates
14: Dichtflansch

Claims

Vakuumbeschichtungsanlage mit je einer Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung und für die Unterseitenbeschichtung von flächigen Substraten, bestehend aus jeweils einem Magnetron mit Befestigungselementen zur Befestigung an je einem Deckel, der eine Öffnung einer Vakuumbeschichtungskammer dicht verschließt, wobei die Befestigungselemente der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung eine Länge zwischen Deckel und Magnetron derart aufweisen, dass das jeweilige Magnetron unterhalb der Unterseite des Substrates liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (9) der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung die gleiche Länge wie die Befestigungselemente (9) der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung (7) aufweisen und bei einer Anordnung der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung zwischen dem Deckel (4) und der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer (5) ein Distanzelement (12) angeordnet ist, dessen Höhe der Höhendifferenz der Position des Magnetrons (8) bei der Unterseitenbeschichtung zur Position des Magnetrons (8) bei der Oberseitenbeschichtung entspricht.
Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (9) der Sputtereinrichtung für die Oberseitenbeschichtung baugleich den Befestigungselementen (9) der Sputtereinrichtung für die Unterseitenbeschichtung (7) sind.
Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (12) beidseitig Dichtflansche (14) aufweist.
Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4) und das Distanzelement (12) einstückig miteinander verbunden sind.
Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer (5) zugewandte Dichtflansch (14) des Distanzelementes (12) identische Anschlussbedingungen der Dichtfläche des Deckels (4) aufweist.
Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Deckel (4) zugewandte Dichtflansch (14) des Distanzelementes (12) identische Anschlussbedingungen der Dichtfläche der Öffnung der Vakuumbeschichtungskammer (5) aufweist.