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Die
Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Schleusen von
Substraten, insbesondere zum Ein- und Ausschleusen langgestreckter
Substrate in bzw. aus Vakuumbeschichtungsanlagen, die mit so genannten
Drehkörben
ausgestattet sind.
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Derartige
Vakuumbeschichtungsanlagen mit Drehkörben zur Substrataufnahme werden
hauptsächlich
zur Beschichtung einer Vielzahl relativ kleiner Substrate, daneben
aber auch zur Beschichtung langgestreckter Substrate verwendet.
Dabei werden die Substrate auf der Mantelfläche eines im Wesentlichen zylindrisch
geformten Drehkorbs befestigt, der im Innern der Vakuumkammer einer
Vakuumbeschichtungsanlage drehbar gelagert ist und nach der Evakuierung
der Vakuumkammer mittels geeigneter Antriebsmittel in eine Rotationsbewegung
versetzt wird, so dass die Substrate gleichmäßig an der ortsfest installierten
Dampfquelle vorbeigeführt
und beschichtet werden. Sollen in einer derartigen Vakuumbeschichtungsanlage
langgestreckte Substrate, beispielsweise Rohre, beschichtet werden,
so werden diese wie Mantellinien an der Außenseite des Drehkorbs angebracht.
Zur gleichmäßigen und
allseitigen Beschichtung der Substrate kann außerdem vorgesehen sein, dass
die langgestreckten Substrate um ihre Längsachsen drehbar gelagert
sind und während
des Beschichtungsprozesses um diese Achsen gedreht werden. Neben
der Beschichtung von Substraten wird dieser Typ von Vakuumanlagen
aber auch für
andere im Vakuum ablaufende Prozesse, beispiels weise Trockenätzverfahren,
verwendet. Zur Vereinfachung wird dieser Anlagentyp nachfolgend stets
als Vakuumbeschichtungsanlage bezeichnet, obwohl der Gegenstand
der vorliegenden Erfindung unabhängig
von dem in der Vakuumanlage ablaufenden Prozess nutzbringend einsetzbar
ist.
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Nachteilig
an derartigen Vakuumbeschichtungsanlagen ist ihre diskontinuierliche
Arbeitsweise, das heißt,
dass zum Ausschleusen einer Charge fertig beschichteter Substrate
und zum Einschleusen einer neuen Charge zu beschichtender Substrate
zunächst
der Beschichtungsprozess unterbrochen und die Vakuumkammer belüftet werden
muss, um den Drehkorb entnehmen und die Substrate austauschen zu
können.
Dieser Vorgang ist zeit- und arbeitsaufwändig und beschränkt die
Produktivität
derartiger Vakuumbeschichtungsanlagen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und
Vorrichtungen anzugeben, die es ermöglichen, Vakuumbeschichtungsanlagen mit
Drehkörben
kontinuierlich oder quasikontinuierlich zu betreiben und dadurch
die Produktivität
derartiger Anlagen zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Ein- und Ausschleusen von Substraten an einer Vakuumbeschichtungsanlage
mit mindestens einer Vakuumkammer und mindestens einem in der Vakuumkammer
angeordneten, drehbar gelagerten Drehkorb mit Substrataufnahmemitteln
zur lösbaren
Befestigung von Substraten ist dadurch gekennzeichnet, dass unter
Aufrechterhaltung des Prozessvakuums in der Vakuumkammer bereits
beschichtete Substrate nacheinander durch zu beschichtende Substrate
ersetzt werden, indem ein beschichtetes Substrat von den Substrataufnahmemitteln
des Drehkorbs gelöst
und aus der Vakuumkammer ausgeschleust und ein zu beschichtendes
Substrat in die Vakuumkammer eingeschleust und an den frei gewordenen
Substrataufnahmemitteln des Dreh korbs befestigt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es erstmals, eine Vakuumbeschichtungsanlage mit Drehkorb kontinuierlich
zu betreiben und auf diese Weise die Produktivität der Anlage gegenüber dem
herkömmlichen,
diskontinuierlichen Batchbetrieb signifikant zu steigern. Die Notwendigkeit,
am Ende des Beschichtungsprozesses die Vakuumkammer zu belüften und
nach dem Austausch des gesamten Drehkorbs erneut zu evakuieren,
um eine neue Charge von Substraten beschichten zu können, entfällt. Stillstandszeiten
der Anlage, Arbeitsaufwand sowie der Aufwand an Betriebsmitteln,
beispielsweise Prozessgasen, wird deutlich verringert. Die Substrate
werden nacheinander einzeln in die Prozesskammer eingeschleust und
nehmen auf dem Drehkorb jeweils eine unmittelbar vorher durch Ausschleusen
eines fertig beschichteten Substrats frei gewordene Position ein.
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In
einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der
Drehkorb kurzzeitig angehalten wird, wenn sich ein ein- oder auszuschleusendes
Substrat im Bereich eines in einer Kammerwand der Vakuumkammer vorgesehenen
Schleusenventils befindet, das Schleusenventil geöffnet wird, das
zu schleusende Substrat durch das Schleusenventil hindurch in die
Vakuumkammer hinein beziehungsweise aus der Vakuumkammer heraus
bewegt und anschließend
das Schleusenventil geschlossen wird.
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Bei
dieser Ausgestaltung ist es auf Seiten der Vakuumbeschichtungsanlage
notwendig, dass die Bewegung des Drehkorbs so gesteuert werden kann,
dass sich bei jedem Stopp des Drehkorbs ein Substrat im Bereich
eines Schleusenventils befindet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung
besteht jedoch darin, dass der Schleusenquerschnitt, das heißt die vom
Schleusenventil umfasste Schleusenöffnung relativ klein gehalten
werden kann, weil sich das Substrat während des Schleusungsvorgangs
nicht bewegt. Kleine Schleusenquerschnitte sind wünschenswert, um
das Prozessvakuum während
des Schleusungsvorgangs möglichst
nicht zu beeinträchtigen.
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In
einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass
während
der Drehung des Drehkorbs ein in einer Kammerwand der Vakuumkammer
vorgesehenes Schleusenventil geöffnet wird,
wenn sich ein ein- oder auszuschleusendes Substrat im Bereich des
Schleusenventils befindet, das zu schleusende Substrat durch das
Schleusenventil hindurch in die Vakuumkammer hinein beziehungsweise
aus der Vakuumkammer heraus bewegt und anschließend das Schleusenventil geschlossen wird.
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Gegenüber der
ersten Ausgestaltung des Verfahrens ist es in diesem Fall auf Seiten
der Vakuumbeschichtungsanlage nicht notwendig, besondere Vorkehrungen
bezüglich
der Steuerbarkeit des Drehkorbs vorzusehen. Stattdessen ist es jedoch
notwendig, den Schleusenquerschnitt so groß zu gestalten, dass das sich
bewegende Substrat durch das Schleusenventil geführt werden kann. Demzufolge muss
der Schleusenquerschnitt so groß gewählt werden,
dass er mindestens dem von dem Substrat während des Schleusungsvorgangs überstrichenen
Bereich der Kammerwand der Vakuumkammer entspricht.
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Gemäß einer
Weiterbildung des Verfahrens werden einzuschleusende Substrate auf
einem außerhalb
der Vakuumkammer angeordneten ersten Hilfsdrehkorb bereitgestellt
und der erste Hilfsdrehkorb wird so gedreht, dass die einzuschleusenden Substrate
nacheinander in eine vorgebbare Position bewegt werden, so dass
sie für
den Schleusungsvorgang zur Verfügung
stehen. Dabei ist es vorteilhaft, die einzuschleusenden Substrate
in einer evakuierten Umgebung bereitzustellen.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung des Verfahrens werden auszuschleusende Substrate
auf einen außerhalb
der Vakuumkammer angeordneten zweiten Hilfsdrehkorb übernommen
und der zweite Hilfsdrehkorb wird so gedreht, dass jedes auszuschleusende
Substrat nacheinander in ein freies Aufnahmemittel übernommen
wird. Dabei ist es vorteilhaft, die auszuschleusenden Substrate
in eine evakuierte Umgebung zu übernehmen.
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Sowohl
die Bereitstellung zu beschichtender Substrate auf einem ersten
Hilfsdrehkorb wie auch die Übernahme
beschichteter Substrate auf einen zweiten Hilfsdrehkorb bewirken
eine weitere Erhöhung
der Produktivität
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zu beschichtende Substrate können
auf dem ersten Hilfsdrehkorb angebracht werden, während eine
Charge von Substraten in der Vakuumbeschichtungsanlage beschichtet
wird. Der mit zu beschichtenden Substraten bestückte erste Hilfsdrehkorb wird
dann so in der Nähe
der Vakuumbeschichtungsanlage angeordnet, dass bei Bedarf Substrate vom
ersten Hilfsdrehkorb in die Vakuumkammer eingeschleust werden können. In
gleicher Weise können bereits
beschichtete Substrate vom zweiten Hilfsdrehkorb entnommen werden,
während
die Vakuumbeschichtungsanlage arbeitet. Anschließend wird der nun leere zweite
Hilfsdrehkorb wieder in der Nähe der
Vakuumbeschichtungsanlage so angeordnet, dass bei Bedarf Substrate
aus der Vakuumkammer ausgeschleust und auf den zweiten Hilfsdrehkorb übernommen
werden können.
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Während des
Schleusungsvorgangs werden die Hilfsdrehkörbe zweckmäßig synchron zum Drehkorb der
Vakuumbeschichtungsanlage bewegt, um die Übergabe beziehungsweise Übernahme
von Substraten zwischen dem Drehkorb der Vakuumbeschichtungsanlage
und dem jeweiligen Hilfsdrehkorb zu erleichtern. Die Übergabe
von Substraten aus einer evakuierten Umgebung beziehungsweise die Übernahme
von Substraten in eine evakuierte Umgebung haben den Vorteil, dass
das in der Vakuumkammer herrschende Prozessvakuum am wenigsten beeinträchtigt wird.
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Zur
Durchführung
des Verfahrens wird eine nachfolgend beschriebene Vakuumbeschichtungsanlage
mit einem Drehkorb vorgeschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Vakuumbeschichtungsanlage
mit mindestens einer Vakuumkammer und mindestens einem in der Vakuumkammer
angeordneten, drehbar gelagerten Drehkorb zur Substrataufnahme ist
dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem von den auf der
Mantelfläche
des Drehkorbs angeordneten Substraten überstrichenen Bereich mindestens
einer Kammerwand der Vakuumkammer eine Schleusenöffnung mit einem daran angebrachten
Schleusenventil vorgesehen ist.
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Bei
bekannten Vakuumbeschichtungsanlagen des beschriebenen Typs weist
die Vakuumkammer üblicherweise
eine Kammertür
auf, deren Größe dem Querschnitt
der Vakuumkammer entspricht, so dass der mit Substraten bestückte Drehkorb
im Ganzen in die Vakuumkammer eingeführt beziehungsweise aus der
Vakuumkammer entfernt werden kann. Das Öffnen dieser Kammertür setzt
voraus, dass der Innenraum der Vakuumkammer zuvor vollständig belüftet wird.
Demgegenüber
ist bei der erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage
vorgesehen, in mindestens einer Kammerwand der Vakuumkammer mindestens
ein Schleusenventil vorzusehen, dessen Querschnitt so gewählt ist,
dass einzelne Substrate im laufenden Betrieb der Vakuumbeschichtungsanlage
ein- oder ausgeschleust werden können.
Mit anderen Worten, der Schleusenquerschnitt jedes an der Vakuumbeschichtungsanlage
vorgesehenen Schleusenventils beträgt nur einen Bruchteil der
Fläche
einer herkömmlichen
Kammertür.
Damit ermöglicht
die erfindungsgemäße Vakuumbeschichtungsanlage
einen kontinuierlichen Betrieb, so dass Stillstandszeiten zum Auswechseln
der Substrate vermieden werden. Das Prozessvakuum wird aufrechterhalten,
so dass der bisher übliche
Aufwand für
das Belüften
und Evakuieren der Vakuumkammer entfällt.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schleusenventil
an einer stirnseitigen Kammerwand der Vakuumkammer angeordnet ist.
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Diese
Anordnung des Schleusenventils bewirkt, dass die Substrate in axialer
Richtung des Drehkorbs geschleust werden. Insbesondere bei langgestreckten
Substraten, die mit ihrer längsten Ausdehnung
entlang einer Mantellinien des Drehkorbs angeordnet werden, führt diese
Ausgestaltung dazu, dass der Schleusenquerschnitt des Schleusenventils
sehr klein gehalten werden kann, so dass das Prozessvakuum innerhalb
der Vakuumkammer geringstmöglich
beeinträchtigt
wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
ein Schleusenventil an einer seitlichen Kammerwand der Vakuumkammer
angeordnet ist.
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Diese
Anordnung des Schleusenventils bewirkt, dass die Substra te in radikaler
Richtung des Drehkorbs geschleust werden. Zwar werden in diesem
Fall insbesondere bei lang gestreckten Substraten relativ große Schleusenquerschnitte
nötig,
jedoch kann diese Anordnung bezüglich
des benötigten Bauraums
vorteilhaft sein, wenn an den Stirnseiten der Vakuumkammer wenig
Platz ist oder dieser Platz anderweitig benötigt wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der von einer Schleusenöffnung und
dem daran angebrachten Schleusenventil umfasste Schleusenquerschnitt
in Form und Größe im Wesentlichen
der Projektion eines Substrats auf die Kammerwand entspricht. Diese Ausgestaltung
ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der in der Vakuumkammer angeordnete
Drehkorb zur Durchführung
des Schleusungsvorgangs kurzzeitig angehalten wird, so dass das
Substrat während
des Schleusungsvorgangs außer
in der Schleusungsrichtung nicht bewegt wird. In diesem Falle ist
es ausreichend, den Schleusenquerschnitt so zu wählen, dass er den Querschnitt
des Substrats in der Schleusungsrichtung nur um einen Betrag übersteigt,
der ausreicht, um einen Kontakt zwischen dem Substrat und dem Schleusenventil
zu verhindern.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass der von einer Schleusenöffnung und
dem daran angebrachten Schleusenventil umfasste Schleusenquerschnitt
in Form und Größe im Wesentlichen
dem von einem Substrat innerhalb eines vorgebbaren Zeitabschnitts überstrichenen
Bereich der Kammerwand entspricht. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann
sinnvoll, wenn der in der Vakuumkammer angeordnete Drehkorb während des
Schleusungsvorgangs weiter bewegt wird, so dass das Substrat während des
Schleusungsvorgangs sowohl in der Schleusungsrichtung bewegt wird
als auch weiter mit dem Drehkorb rotiert. In diesem Fall muss der Schleusenquerschnitt
so gewählt
werden, dass er den von dem zu schleusenden Substrat während des Schleusungsvorgangs überstrichenen
Bereich der Kammerwand um einen Betrag übersteigt, der ausreicht, um
einen Kontakt zwischen dem Substrat und dem Schleusenventil zu verhindern.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Schleusenquerschnitt im Wesentlichen die Form eines Kreisringsegments
hat. Ein Schleusenquerschnitt in Form eines Kreisringsegments ist
besonders vorteilhaft, wenn das Schleusenventil an einer stirnseitigen
Kammerwand der Vakuumkammer angeordnet ist und vorgesehen ist, dass
der Schleusungsvorgang während der
Drehung des Drehkorbs durchgeführt
werden soll. Der von dem zu schleusenden Substrat während des
Schleusungsvorgangs überstrichene
Bereich der stirnseitigen Kammerwand der Vakuumkammer hat in diesem
Fall die Form eines Kreisringsegments, so dass eine entsprechende
Gestaltung des Schleusenventils den geringstmöglichen Schleusenquerschnitt bewirkt.
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Besonders
vorteilhaft ist an der Außenseite der
Vakuumkammer im Bereich einer Schleusenöffnung eine Schleusenkammer
so angeordnet, dass sie die Schleusenöffnung vollständig überdeckt,
so dass die Innenräume
von Vakuumkammer und Schleusenkammer bei geöffnetem Schleusenventil miteinander
in Verbindung stehen.
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Diese
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage
ermöglicht
es, zu beschichtende Substrate in einer evakuierten Umgebung bereitzustellen
beziehungsweise beschichtete Substrate in eine evakuierte Umgebung
zu übernehmen.
Auf diese Weise wird die geringstmögliche Beeinträchtigung
des Prozessvakuums während
des Schleusungsvorgangs erreicht, da zwischen einer evakuierten
Schleusenkammer und der Vakuumkammer der Vakuumbeschichtungsanlage
kein Druckausgleich erfolgen muss.
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Besonders
vorteilhaft ist ein Manipulator zum Bewegen eines Substrats während des
Schleusungsvorgangs vorgesehen. Der Manipulator kann beispielsweise
im Innern der Vakuumkammer der Vakuumbeschichtungsanlage angeordnet
sein. Sofern eine Schleusenkammer vorgesehen ist, kann der Manipulator
zum Bewegen eines Substrats zwischen der Schleusenkammer und der
Vakuumkammer oder umgekehrt auch in der Schleusenkammer angeordnet
sein.
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Weiter
vorteilhaft ist vorgesehen, dass eine Schleusenkammer einen kreisringförmigen Querschnitt
aufweist und dass im Innern der Schleusenkammer ein Hilfsdrehkorb
zur Substrataufnahme drehbar gelagert ist.
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Der
kreisringförmige
Querschnitt der Schleusenkammer bewirkt, dass die Schleusenkammer
die Form eines Hohlzylinders aufweist. Der Hohlzylinder stellt das
kleinste mögliche
Volumen zur Aufnahme des Drehkorbs dar, so dass der Aufwand zur
Evakuierung der Schleusenkammer geringstmöglich gehalten wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage
ist vorgesehen, dass an einer ersten Stirnseite der Vakuumkammer
eine erste Schleusenkammer mit einem ersten Hilfsdrehkorb zur Bereitstellung
zu beschichtender Substrate und an einer zweiten Stirnseite der
Vakuumkammer eine zweite Schleusenkammer mit einem zweiten Hilfsdrehkorb
zur Übernahme
beschichteter Substrate angeordnet ist.
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Der
Vorteil der bevorzugten Ausgestaltung besteht darin, dass ein geschlossenes
System zur Verfügung
gestellt wird, das es ermöglicht,
nacheinander alle beschichteten Substrate einer Charge aus der Vakuumkammer
in eine evakuierte Umgebung zu übernehmen
und gleichzeitig nacheinander alle dadurch freigewordenen Positionen
des Drehkorbs mit zu beschichtenden Substraten zu bestücken, die
in einer evakuierten Umgebung bereitstehen. Die bevorzugte Ausgestaltung
ermöglicht
es in besonders vorteilhafter Weise, diesen Vorgang automatisiert durchzuführen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung
näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 in
schematischer Darstellung eine Frontansicht der Vakuumkammer einer
Vakuumbeschichtungsanlage mit einem Drehkorb zur Substrataufnahme
sowie die Anordnung einer Schleuse zum dynamischen Schleusen langgestreckter
Substrate, und
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2 eine
gleichartige Vakuumkammer mit der Anordnung einer Schleuse zum statischen Schleusen
langgestreckter Substrate.
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1 ist
ein Querschnitt durch eine hohlzylindrische Schleusenkammer 3,
die an einer stirnseitigen Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 einer Vakuumbeschichtungsanlage
des beschriebenen Typs angeordnet ist. Die Vakuumkammer 1 hat
eine im Wesentli chen zylindrische Form. Innerhalb der Vakuumkammer 1 ist
ein Drehkorb zur Aufnahme langgestreckter Substrate 6 drehbar
gelagert. Hierzu verfügt
der Drehkorb über
entsprechende Aufnahmemittel. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind der Drehkorb
und die Aufnahmemittel in der Figur nicht dargestellt. Der Drehkorb
ist innerhalb der Vakuumkammer 1 drehbar und antreibbar
gelagert, so dass der Drehkorb in der Drehrichtung 8 um
die Rotationsachse 7 bewegbar ist, damit alle auf dem Drehkorb
angeordneten Substrate 6 gleichmäßig beschichtet beziehungsweise
einem Ätzangriff
ausgesetzt werden.
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An
der stirnseitigen Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 ist
ein Schleusenventil 9 angeordnet, das eine Schleusenöffnung umfasst
und diese Schleusenöffnung
bedarfsweise freigibt oder vakuumdicht verschließt. Der Schleusenquerschnitt
des Schleusenventils 9 hat dabei die Form eines Kreisringsegments.
Die Fläche
dieses Kreisringsegments, das heißt des Schleusenquerschnitts,
ist dabei so gewählt,
dass sie den gesamten von einem zu schleusenden Substrat 10 während eines
Schleusungsvorgangs, bei dem der Drehkorb weiter rotiert, überstrichenen
Bereich der stirnseitigen Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 umfasst.
Dadurch ist es möglich, das
zu schleusende Substrat 10 in die Vakuumkammer 1 hinein
oder aus der Vakuumkammer 1 heraus zu bewegen, während der
Drehkorb sich weiter bewegt. Die durch die Rotation des Drehkorbs
verursachte Verschiebung des zu schleusenden Substrats 10 während des
Schleusungsvorgangs ist durch den Pfeil 11 symbolisiert.
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Die
Lage, Größe und Form
des Schleusenquerschnitts 9 wird durch den Querschnitt
des zu schleusenden Substrats 10, die Rotationsgeschwindigkeit
des Drehkorbs sowie die Geschwindigkeit, mit der das zu schleusende
Substrat 10 während
des Schleusungsvorgangs in axialer Richtung des Drehkorbs bewegt
wird, bestimmt.
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Mit
der stirnseitigen Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 ist
die Schleusenkammer 3, deren innere Wand 4 und äußere Wand 5 ein
hohlzylindrisches Volumen einschließen, vakuumdicht verbunden.
Zweckmäßig ist
diese Verbindung lösbar
ausgeführt,
so dass die Schleusenkammer 3 bedarfsweise von der Vakuumkammer 1 getrennt werden
kann. Innerhalb der Schleusenkammer 3 ist ein Hilfsdrehkorb angeordnet,
der drehbar gelagert und antreibbar ist. Der Hilfsdrehkorb, der
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
ebenfalls nicht dargestellt ist, entspricht in seiner konstruktiven
Gestaltung dem in der Vakuumkammer 1 angeordneten Drehkorb
und weist ebenfalls Aufnahmemittel zur Aufnahme von Substraten 6 auf.
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Die
Zeichnung in 1 kann prinzipiell sowohl eine
zum Einschleusen von Substraten 6 in die Vakuumkammer 1 dienende
Schleusenkammer 3 als auch eine zum Ausschleusen von Substraten 6 aus der
Vakuumkammer 1 dienende Schleusenkammer 3 darstellen.
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Bei
einer Vakuumbeschichtungsanlage, die über eine erste Schleusenkammer 3 zum
Einschleusen von Substraten 6 und eine zweite Schleusenkammer 3 zum
Ausschleusen von Substraten 6 verfügt, können diese beiden Schleusenkammern 3 von der
jeweiligen stirnseitigen Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 entfernt
werden, während
innerhalb der Vakuumkammer 1 eine Charge von Substraten 6 beschichtet
oder geätzt
wird. Der erste Hilfsdrehkorb wird mit zu beschichtenden Substraten 6 bestückt, in die
erste Schleusenkammer 3 eingeführt und anschließend die
erste Schleusenkammer 3 wieder mit der ersten stirnseitigen
Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 verbunden. Dem
zweiten Hilfsdrehkorb werden die beschichteten Substrate 6 entnommen, der
zweite Hilfsdrehkorb wieder in die zweite Schleusenkammer 3 eingeführt und
die zweite Schleusenkammer 3 wieder mit der zweiten stirnseitigen
Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 verbunden. Beide Schleusenkammern 3 werden
evakuiert. Sobald die in der Vakuumkammer 1 befindliche
Charge von Substraten 6 fertig beschichtet oder geätzt ist,
kann der Schleusungsvorgang beginnen, um nacheinander alle in der
Vakuumkammer 1 befindlichen Substrate 6 auszutauschen.
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Während des
Schleusungsvorgangs wird der Hilfsdrehkorb synchron zum Drehkorb
der Vakuumkammer 1 bewegt, so dass eine Bewegung des zu schleusenden
Substrats 10 von der Vakuumkammer 1 durch das
Schleusenventil 9 in die Schleusenkammer 3 oder
umgekehrt ohne Relativverschiebung möglich ist. Die axiale Bewegung
des zu schleusenden Substrats 10 durch das Schleusenventil 9 hindurch
wird durch einen in der Vakuumkammer 1 angeordneten, nicht
dargestellten Manipulator bewirkt, der das jeweilige zu schleusende
Substrat 10 zunächst
vom ersten Hilfsdrehkorb beziehungsweise dem in der Vakuumkammer 1 befindlichen
Drehkorb löst,
das zu schleusende Substrat 10 in axialer Richtung in die
Vakuumkammer 1 hinein beziehungsweise aus der Vakuumkammer 1 heraus
bewegt und das zu schleusende Substrat 10 anschließend an
den Aufnahmemitteln des Drehkorbs beziehungsweise des zweiten Hilfsdrehkorbs
befestigt.
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In 2 ist
eine gleichartige Vakuumbeschichtungsanlage wie in 1 dargestellt.
Es handelt sich um einen Querschnitt durch eine an der stirnseitigen
Kammerwand 2 der Vakuumkammer 1 einer Vakuumbeschichtungsanlage
angeordnete, hohlzylindrische Schleusenkammer 3. Der in
der Vakuumkammer 1 angeordnete Drehkorb mit seinen Aufnahmemitteln
sowie der in der Schleusenkammer 3 angeordnete Hilfsdrehkorb
mit seinen Aufnahmemitteln sind wiederum nicht dargestellt. Lediglich
die auf der Mantelfläche
des Drehkorbs beziehungsweise des Hilfsdrehkorbs angeordneten Substrate 6 sind dargestellt.
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Der
Unterschied zwischen beiden Ausführungsformen
der Erfindung besteht darin, dass das Schleusenventil 9 in 2 nur
unwesentlich größer ist
als der Querschnitt des zu schleusenden Substrats 10. Der
Drehkorb rotiert in der Drehrichtung 8 um die Rotationsachse 7.
Zur Durchführung
eines Schleusungsvorgangs wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Drehkorb
kurzzeitig angehalten, wenn sich das zu schleusende Substrat 10 im
Bereich des Schleusenventils 9 befindet. Der Hilfsdrehkorb
wird in eine Position gebracht, in der sich ein auf einem ersten
Hilfsdrehkorb angeordnetes, einzuschleusendes Substrat 10 beziehungsweise
eine freie Position eines zweiten Hilfsdrehkorbs zur Aufnahme eines auszuschleusenden
Substrats 10 im Bereich des Schleusenventils 9 befindet.
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Der
Drehkorb in der Vakuumkammer 1 und der erste oder zweite
Hilfsdrehkorb in der Schleusenkammer 3 werden zum Stillstand
gebracht und das zu schleusende Substrat 10 wird in axialer Richtung des
Drehkorbs beziehungsweise Hilfsdrehkorbs durch das Schleusenventil 9 hindurch
bewegt. Auf diese Weise gelangt das zu schleusende Substrat 10 vom
ersten Hilfsdrehkorb der ersten Schleusenkammer 3 in den
Drehkorb der Vakuumkammer 1, wo es von dafür vorgesehenen
Aufnahmemitteln erfasst wird (bei einzuschleusenden Substraten 10)
beziehungsweise vom Drehkorb der Vakuumkammer 1 in den
zweiten Hilfsdrehkorb der zweiten Schleusenkammer 3, wo
es ebenfalls von dafür
vorgesehenen Aufnahmemitteln erfasst wird (bei auszuschleusenden
Substraten 10).
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Die
Vorgänge
des Lösens
der Aufnahmemittel am ersten Hilfsdrehkorb beziehungsweise am Drehkorb,
der Verschiebung des zu schleusenden Substrats 10 sowie
des Befestigens des zu schleusenden Substrats 10 an den
Aufnahmemitteln des Drehkorbs beziehungsweise des zweiten Hilfsdrehkorbs
werden mit Hilfe eines in der Figur nicht dargestellten Manipulators
durchgeführt,
der in der Schleusenkammer angeordnet ist.
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- 1
- Vakuumkammer
- 2
- stirnseitige
Kammerwand
- 3
- Schleusenkammer
- 4
- innere
Wand
- 5
- äußere Wand
- 6
- Substrat
- 7
- Rotationsachse
- 8
- Drehrichtung
- 9
- Schleusenventil
- 10
- zu
schleusendes Substrat
- 11
- Verschiebung
des Substrats während
des Schleusungsvor
-
- gangs