DE102010027874A1

DE102010027874A1 - Material collecting device for collecting scattering steam in a coating plant, comprises a carrier element, which is formed in the form of plate, tunnel or shell and is produced from ceramics, metallic materials and elastomers

Info

Publication number: DE102010027874A1
Application number: DE102010027874A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. Krause; Enno Mirring; Götz Teschner; Steffen Mosshammer; Andreas Dassler
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2010-10-28

Abstract

The material collecting device for collecting scattering steam in a coating plant, which is partially made of fiber material such as wool, fleece, knits or bristles and has a surface multiply larger against its geometric projection surface, comprises a carrier element (1) for fiber materials (2). The collecting device is formed as a form element in the form of a plate, a tunnel or a shell. The carrier element is formed in the form of plate, tunnel or shell and is produced from ceramics, metallic materials and elastomers of high thermal and chemical stability. The material collecting device for collecting scattering steam in a coating plant, which is partially made of fiber material such as wool, fleece, knits or bristles and has a surface multiply larger against its geometric projection surface, comprises a carrier element (1) for fiber materials (2). The collecting device is formed as a form element in the form of a plate, a tunnel or a shell. The carrier element is formed in the form of plate, tunnel or shell and is produced from ceramics, metallic materials and elastomers of high thermal and chemical stability such as Viton(RTM: Fluoroelastomer). The fiber material is arranged in the type of bristles that are partially aligned parallel to moving direction of the scattering steam. The fiber material comprises mineral fibers, ceramic fibers, glass fibers and metallic fibers. The fiber material is covered by a sleeve element, which is a network of fiber material or a metallic or ceramic lattice. The fiber material or sleeve element is a section of a tubular semi-finished product, which covers the carrier element. Independent claims are included for: (1) a vacuum coating plant for horizontal physical vapor deposition-coating of disc-shaped or plate-shaped substrate; and (2) a coating method for horizontal physical vapor deposition-coating of disc-shaped or plate-shaped substrate.

Description

Nachfolgend werden ein verbessertes Verfahren zur Beschichtung von Substraten, eine Beschichtungsanlage zur Durchführung des Verfahrens und eine Materialauffangeinrichtung für eine Beschichtungsanlage vorgeschlagen.following be an improved method for coating substrates, a coating system for carrying out the method and a Material collecting device for proposed a coating system.

Beschichtungsanlagen zur Abscheidung dünner Schichten auf Substraten sind in großer Vielfalt bekannt. Beschichtet werden darin die unterschiedlichsten Substrate, beispielsweise bandförmige, scheibenförmige oder plattenförmige Substrate, aber auch komplex geformte Körper. Nach der Art der Prozessführung unterscheidet man kontinuierliche Beschichtungsanlagen, bei denen die Substrate durch die Anlage transportiert werden, wobei sie an mindestens einer Beschichtungseinrichtung vorbei geführt werden (Durchlaufanlagen), und diskontinuierliche Anlagen, bei denen eine Mehrzahl von Substraten in die Anlage eingebracht, darin beschichtet und anschließend wieder aus der Anlage entnommen werden (Batchanlagen).coating equipment for the deposition of thinner Layers on substrates are known in great variety. coated be in a variety of substrates, such as band-shaped, disc-shaped or disc-shaped Substrates, but also complex shaped bodies. According to the type of litigation differs one continuous coating equipment, in which the substrates through the plant to be transported, wherein they at least one coating device passed by (continuous flow plants), and discontinuous plants in which a plurality of substrates introduced into the system, coated therein and subsequently be removed from the plant again (batch plants).

Bei Durchlaufanlagen für scheibenförmige oder plattenförmige Substrate unterscheidet man nach der Ausrichtung der Substrate innerhalb der Anlage zwischen horizontalen und vertikalen Beschichtungsanlagen.at Continuous flow systems for disc-shaped or disc-shaped Substrates are differentiated according to the orientation of the substrates within the plant between horizontal and vertical coating plants.

Auch bei Batchanlagen gibt es Varianten, bei denen die Sub strate innerhalb der Anlage an mindestens einer Beschichtungseinrichtung vorbeibewegt werden. Grundsätzlich können die Substrate dabei durch eine Transporteinrichtung direkt bewegt werden oder in einem Substrathalter für eines oder mehrere Substrate gehalten sein, wobei eine Transport- oder Antriebseinrichtung auf den Substrathalter einwirkt und die Substrate dadurch bewegt werden.Also In batch plants, there are variants in which the sub strate within the system are moved past at least one coating device. in principle can the substrates are moved directly by a transport device or in a substrate holder for one or more substrates be kept, with a transport or drive device on the substrate holder acts and the substrates are thereby moved.

Substrathalter können dabei beispielsweise als Rahmen, beispielsweise zur Aufnahme eines oder mehrerer scheibenförmiger oder plattenförmiger Substrate, oder als Drehkorb, beispielsweise zur Aufnahme eines oder mehrerer komplex geformter Körper, ausgeführt sein.substrate holder can Here, for example, as a frame, for example, to receive a or several disc-shaped or plate-shaped substrates, or as a rotating basket, for example, to accommodate one or more complex shaped body, accomplished be.

Horizontale Durchlaufanlagen für scheibenförmige oder plattenförmige Substrate haben den zusätzlichen Vorteil, dass die Substrate problemlos ohne Substrathalter durch die Anlage bewegt werden können, indem die Substrate direkt auf die Transporteinrichtung, beispielsweise eine horizontale Anordnung einer Mehrzahl von Transportwalzen, aufgelegt werden.horizontal Continuous flow systems for discoid or plate-shaped Substrates have the extra Advantage that the substrates easily without substrate holder through the plant can be moved by placing the substrates directly on the transport device, for example a horizontal arrangement of a plurality of transport rollers, be placed.

Beschichtungsverfahren finden entweder unter atmosphärischem Druck oder im Vakuum statt, wobei gleichzeitig eines oder mehrere Prozessgase, die als Precursor wirken oder reaktiv oder inert sein können, gezielt in den Prozessraum eingelassen werden, um das Beschichtungsmaterial bereitzustellen, während des Prozesses chemisch umzuwandeln, die Plasmabildung zu unterstützen usw.coating process find either under atmospheric Pressure or in vacuum instead, with one or more simultaneously Process gases that act as precursor or can be reactive or inert, targeted be admitted into the process space to the coating material to provide while to chemically transform the process, to support plasma formation, etc.

Physikalische Beschichtungsverfahren umfassen unter anderem das thermische Verdampfen, beispielsweise mit widerstandsbeheizbaren Tiegeln oder Wendeln, oder mittels Elektronenstrahl, und das Zerstäuben (Sputtern) eines Beschichtungsmaterials. Findet das Zerstäuben im Beisein eines reaktiven Prozessgases statt, so werden die abgestäubten Teilchen des Beschichtungsmaterials chemisch umgewandelt, bevor sie sich auf dem Substrat niederschlagen. Auf diese Weise können beim Zerstäuben metallischer Beschichtungsmaterialien im Ergebnis beispielsweise oxidische oder andere dielektrische Schichten abgeschieden werden.physical Coating processes include, but are not limited to, thermal evaporation, for example with resistance-heatable crucibles or spirals, or by electron beam, and the atomizing (Sputtering) of a coating material. Find the sputtering in the In the presence of a reactive process gas, the sputtered particles become The coating material is chemically converted before it builds up precipitate the substrate. In this way, when sputtering metallic Coating materials as a result, for example, oxidic or other dielectric layers are deposited.

Für das reaktive Sputtern haben sich rotierende Rohrtargets als besonders günstig erwiesen, weil damit durch die fortlaufende Entfernung wieder abgeschiedener Teilchen (Redeposition) des dielektrischen Beschichtungsmaterials horizontale Beschichtungsanlagen für das reaktive Sputtern erstmals praktisch verwendbar wurden.For the reactive Sputtering, rotating tube targets have proven to be particularly favorable because thus by the continuous removal of again separated particles (Redeposition) of the dielectric coating material horizontal Coating plants for reactive sputtering became practically usable for the first time.

Das zerstäubte oder dampfförmige Beschichtungsmaterial schlägt sich jedoch nicht nur auf dem Substrat, sondern auch auf anderen in der Nähe befindlichen Bauteilen, beispielsweise den Kammerwänden der Beschichtungsanlage und der Beschichtungseinrichtung selbst, nieder. Dieser „verlorene” Teil des Beschichtungsmaterials wird nachfolgend, ungeachtet des tatsächlichen Aggregatzustands der darin enthaltenen Teilchen, als Streudampf bezeichnet. Ein Problem gerade beim reaktiven Sputtern besteht darin, dass durch diese ungewollte Beschichtung der Umgebung innerhalb relativ kurzer Zeit eine so große Verunreinigung eintritt, dass das Verfahren nicht prozesssicher weitergeführt werden kann. Dies liegt zum einen daran, dass es zu kleineren Störungen in der Plasmaentladung wie Arcs und Mikroarcs oder Bogenentladungen kommen kann, die sich ungünstig auf die Schichtqualität auswirken, aber auch Komponenten der Beschichtungsanlage beschädigen können. Zum anderen stehen die aufwachsenden Schichten unter relativ großen inneren Spannungen, was dazu führt, dass ab einer bestimmten Schichtdicke Teile der Schicht abplatzen und als Flitter oder auch kleinere Partikel bis hin zu staubartigem Material auf dem Substrat landen können.The atomized or vaporous Coating material strikes but not only on the substrate, but also on others located nearby Components, such as the chamber walls of the coating system and the coating device itself, down. This "lost" part of the Coating material will follow, regardless of the actual State of aggregation of the particles contained therein, as littering vapor designated. One problem with reactive sputtering is that that due to this unwanted coating the environment inside such a big one in a relatively short time Contamination occurs that the process is not reliable continued can be. This is partly because it causes minor disruptions in plasma discharge such as arcs and microarcs or arc discharges can come, which is unfavorable on the layer quality but also damage components of the coating system. To the others are the growing layers under relatively large inner Tensions, which leads to that from a certain layer thickness parts of the layer peel off and as tinsel or even smaller particles up to dusty Material can land on the substrate.

Dies ist insbesondere bei horizontalen Beschichtungsanlagen ein großes Problem, weil der Flitter aufgrund der Schwer kraft auf dem Substrat liegen bleibt und die Ausbildung einer homogenen Schicht verhindert. Diesem Effekt kann nur entgegengewirkt werden, indem die Beschichtungsanlage in regelmäßigen Abständen heruntergefahren wird oder zumindest der Produktionszyklus unterbrochen wird, wobei die Beschichtungsanlage angehalten und zur Reinigung geöffnet wird, und die Beschichtungsanlage gereinigt wird. Dadurch wird jedoch die Produktivität der Beschichtungsanlage empfindlich beeinträchtigt und es werden hohe Wartungskosten verursacht. Erfahrungen zeigen, dass dies bei gegenwärtigen Beschichtungsanlagen etwa alle 30 bis 100 Stunden notwendig ist. Wünschenswert sind hingegen ununterbrochene Produktionszyklen von mindestens zehn bis vierzehn Tagen.This is a big problem, especially in horizontal coating systems, because the bauble due to the gravity remains lying on the substrate and prevents the formation of a homogeneous layer. This effect can only be counteracted by the coating system is shut down at regular intervals or at least the production cycle is interrupted, the coating system is stopped and opened for cleaning, and the coating system is cleaned. This, however, the productivity of the coating system is sensitive affected and high maintenance costs are caused. Experience shows that this is necessary in current coating systems every 30 to 100 hours. On the other hand, uninterrupted production cycles of at least ten to fourteen days are desirable.

Es hat sich gezeigt, dass verschiedene bekannt gewordene Ansätze zur Verlängerung der Produktionszyklen nicht zielführend sind. So kann durch die Vergrößerung der in der Umgebung des Beschichtungsprozesses vorhandenen, von unerwünschter Beschichtung betroffenen Oberflächen beispielsweise durch Sandstrahlen zwar eine geringfügige Verlängerung des Reinigungsintervalls erreicht werden. Allerdings bleibt auch hier die Notwendigkeit, die Anlage für die Reinigung über einen längeren Zeitraum stillzulegen, bestehen, und die Reinigungskosten können nur geringfügig gesenkt werden. Eine andere Methode sieht vor, die in der Umgebung des Beschichtungsprozesses vorhandenen, von unerwünschter Beschichtung betroffenen Oberflächen mit einer abweisenden Beschichtung, beispielsweise Teflon, zu versehen, so dass das Beschichtungsmaterial darauf nicht haften bleibt. In diesem Fall verschmutzen die Oberflächen zwar nicht mehr, jedoch ist hierbei der umherfliegende Flitter praktisch von Anfang an ein Problem.It has been shown that various approaches have become known renewal the production cycles are not effective. So can by the Magnification of the present in the environment of the coating process, of undesirable Coating affected surfaces, for example by sandblasting, although a slight extension of the cleaning interval be achieved. However, here too, the need remains the plant for the cleaning over a longer one Period of disuse, exist, and the cleaning costs can only slight be lowered. Another method that works in the environment of the coating process, of unwanted Coating affected surfaces provided with a repellent coating, for example Teflon, so that the coating material does not adhere to it. In In this case, the surfaces no longer pollute, however Here is the flying baubles practically from the beginning Problem.

Es besteht daher ein Bedarf für ein verbessertes Beschichtungsverfahren, insbesondere für die horizontale PVD-Beschichtung scheibenförmiger oder plattenförmiger Substrate im Durchlaufverfahren mit dielektrischen Schichten, das langzeitstabil durchführbar ist, ohne dass die Schichtqualität durch aus unerwünschter Umgebungsbeschichtung stammendem Flitter beeinträchtigt wird.It There is therefore a need for an improved coating process, especially for the horizontal PVD disc-shaped or plate-shaped Continuous flow substrates with dielectric layers, the long-term stable feasible is without the layer quality through out unwanted Environmental coating originating bauble is affected.

Weiterhin besteht Bedarf an einer Beschichtungsanlage, insbesondere einer Vakuumbeschichtungsanlage zur horizontalen PVD-Beschichtung scheibenförmiger oder plattenförmiger Substrate im Durchlaufverfahren mit dielektrischen Schichten, die lange Wartungszyklen ermöglicht.Farther There is a need for a coating system, in particular a Vacuum coating system for horizontal PVD coating disc-shaped or plate-shaped Continuous flow substrates with dielectric layers that last a long time Maintenance cycles allows.

Es soll eine langzeitstabile und flitterarme Prozessumgebung bereitgestellt werden, um eine hohe Schichtqualität zu gewährleisten. Es soll weiterhin ein Material oder eine Materialstruktur gefunden werden, welche einen haftfesten Untergrund für Streudämpfe bietet. Vor allem die Flitterbildung und das Abplatzen von bereits gebundenen Rückständen sollen vermieden oder erschwert werden.It to provide a long-term stable and flitterarme process environment to ensure a high layer quality. It should continue a material or material structure can be found which provides an adherent substrate for litter fumes. Especially the tinsel and the flaking of already bound Residues should avoided or made difficult.

Diese Aufgaben werden durch die nachfolgend beschriebenen Beschichtungsverfahren, Beschichtungsanlagen und Materialauffangeinrichtungen gelöst.These Tasks are accomplished by the coating methods described below, Coating systems and material collection devices solved.

Vorgeschlagen wird ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein Substrat in einer Beschichtungsanlage mittels einer darin angeordneten Beschichtungseinrichtung beschichtet wird, wobei vor Beginn der Beschichtung zumindest im Bereich der Beschichtungseinrichtung, beispielsweise in einer Beschichtungskammer, mindestens eine Materialauffangeinrichtung bereitgestellt und auswechselbar angeordnet wird, welche eine gegenüber ihrer geometrischen Projektionsfläche vielfach größere Oberfläche aufweist, während der Beschichtung Streudampf durch die Materialauffangeinrichtung aufgefangen und nach dem Ende der Beschichtung einer wählbaren Anzahl von Substraten die Materialauffangeinrichtung mit dem aufgefangenen Streudampf entfernt wird.proposed is a coating process in which a substrate in a coating plant coated by means of a coating device arranged therein is, before the beginning of the coating at least in the range of Coating device, for example in a coating chamber, provided at least one material receiving device and interchangeable is arranged, which one in relation to their geometric projection many times has larger surface, while the coating scattering vapor through the material receiving device collected and after the end of the coating of a selectable Number of substrates, the material collecting device with the trapped Scattering steam is removed.

Die „wählbare Anzahl von Substraten” bezieht sich darauf, dass die Beschichtungsanlage einen ununterbrochenen Produktionszyklus durchläuft und sich daran ein Wartungszyklus mit Öffnen der Prozessbereiche und Entfernen der Materialauffangeinrichtung anschließt. Dabei wird die Anzahl der Substrate, die in einem ununterbrochenen Produktionszyklus beschichtet werden, zweckmäßig so gewählt, dass am Ende die Aufnahmekapazität der Materialauffangeinrichtung noch nicht vollständig erschöpft ist.The "selectable number of substrates " insist that the coating system be uninterrupted Goes through production cycle and This is followed by a maintenance cycle with opening the process areas and Removing the material receiving device connects. there will be the number of substrates in an uninterrupted production cycle be coated, suitably chosen so that in the end the capacity the material receiving device is not completely exhausted.

Weiterhin wird eine Beschichtungsanlage vorgeschlagen, die ein Anlagengehäuse mit einer darin angeordneten Beschichtungseinrichtung umfasst, wobei zumindest im Bereich der Beschichtungseinrichtung, beispielsweise in einer Beschichtungskammer, mindestens eine Materialauffangeinrichtung auswechselbar angeordnet ist, welche eine gegenüber ihrer geometrischen Projektionsfläche vielfach größere Oberfläche aufweist. Handelt es sich um eine Durchlaufprozessanlage, so ist innerhalb des Anlagengehäuses weiterhin eine Transporteinrichtung angeordnet, die zum Transport der Substrate dient. Für die Durchführung von Prozessen, die unter Vakuum ablaufen, kann die Vorrichtung weiterhin eine Evakuierungseinrichtung, beispielsweise eine oder mehrere Vakuumpumpen, aufweisen. Außerdem können Gaseinlasseinrichtungen vorgesehen sein, um gezielt Prozessgase zuführen zu können.Farther a coating system is proposed, which has a plant housing with a coating device arranged therein, wherein at least in the area of the coating device, for example in a coating chamber, at least one material collecting device interchangeable is arranged, which has a relation to their geometric projection surface many times larger surface. If it is a continuous process plant, then it is within of the plant housing Furthermore, a transport device arranged for transport the substrates serves. For the implementation of processes that take place under vacuum, the device can continue a Evacuation device, for example one or more vacuum pumps, exhibit. Furthermore can Gas inlet means may be provided to selectively process gases respectively to be able to.

Darüber hinaus wird eine Materialauffangeinrichtung zum Auffangen von Streudampf in einer Beschichtungsanlage vorgeschlagen, welche zumindest teilweise aus Fasermaterial wie Wolle, Vlies oder einem anderen Gewirk, einem Gestrick oder Borsten gefertigt ist und eine gegenüber ihrer geometrischen Projektionsfläche vielfach größere Oberfläche aufweist.Furthermore becomes a material collector for collecting stray steam proposed in a coating system, which at least partially made of fiber material such as wool, fleece or another knitted fabric, one Knitted fabric or bristles is made and one opposite theirs geometric projection surface has many times greater surface area.

Insbesondere, jedoch keinesfalls ausschließlich sind das Verfahren und die Vorrichtung für die horizontale PVD-Beschichtung scheibenförmiger oder plattenförmiger Substrate im Durchlaufverfahren mit dielektrischen Schichten, bei dem ein Substrat durch eine Beschichtungsanlage und an einer darin angeordneten Beschichtungseinrichtung vorbei bewegt wird, geeignet. Aber auch in Batchanlagen und auch bei anderen Beschichtungsarten sind das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung nutzbringend anwendbar.Especially, but not exclusively For example, the process and apparatus for horizontal PVD coating are disc-shaped or plate-shaped Substrates in a continuous process with dielectric layers, at a substrate through a coating system and at one arranged coating device is moved past suitable. But also in batch systems and also with other types of coatings Both the proposed method and apparatus are beneficial applicable.

„Eine gegenüber ihrer geometrischen Projektionsfläche vielfach größere Oberfläche” soll dabei bedeuten, dass die von der Materialauffangeinrichtung zum Auffangen von Streudampf zur Verfügung gestellte Oberfläche ein Vielfaches der durch die Materialauffangeinrichtung überdeckten Oberfläche, welche durch ihre äußeren Maße bestimmt wird, beträgt. Dabei ist es günstig und wünschenswert, dass die Materialauffangeinrichtung aufgrund ihrer eigenen Struktur den Streudampf möglichst tief eindringen lässt, so dass die Rückkehr von Streudampf in den freien Raum erschwert wird."One over her geometric projection surface many times larger surface "should mean that of the material catcher for collecting stray steam provided surface a multiple of the covered by the material receiving device Surface, which determined by their external dimensions is, is. It is cheap and desirable, that the material catcher due to their own structure the scattered steam as possible lets penetrate deeply, so that the return is exacerbated by littering steam in the free space.

Eine Materialauffangeinrichtung in diesem Sinne kann ein Formkörper beliebiger geometrischer Gestalt, beispielsweise eine Platte oder ein Tunnel oder eine Schale sein, die ganz oder zu großen Teilen aus Fasermaterial, beispielsweise Wolle oder Vlies oder Borsten gefertigt ist, wobei als Fasermaterial beispielsweise mineralische oder Keramikfasern, Glasfasern oder metallische Fasern, beispielsweise Stahlwolle, geeignet sind.A Material collecting device in this sense, a molding of arbitrary geometric shape, such as a plate or a tunnel or a shell made wholly or in large part from fibrous material, For example, wool or fleece or bristles is made, wherein as fiber material, for example, mineral or ceramic fibers, glass fibers or metallic fibers, for example steel wool, are suitable.

Weiterhin kann zur Erhöhung der Festigkeit ein Trägerelement vorgesehen sein, auf dem das Fasermaterial befestigt werden kann. Dieses Trägerelement kann bedarfsweise in Gestalt einer Platte oder eines Tunnels oder einer Schale ausgebildet sein. Das Trägerelement kann aus Keramik oder einem metallischen Werkstoff oder einem Elastomer hoher thermischer und chemischer Beständigkeit, beispielsweise Viton, hergestellt sein.Farther can increase the strength of a support element be provided on which the fiber material can be attached. This carrier element if necessary, in the form of a plate or a tunnel or be formed a shell. The support element may be made of ceramic or a metallic material or a high thermal elastomer and chemical resistance, for example, Viton.

Matten aus Wolle, Vlies oder einem anderen Gewirk, einem Gestrick oder Anordnungen von Borsten aus Fasern bieten eine sehr große Oberfläche und sind so in der Lage, große Mengen von Streudampf aufzunehmen. Bereits dadurch ist das Schichtwachstum auf dem Fasermaterial viel geringer, als dies beispielsweise auf einer glatten Kammerwand der Beschichtungsanlage der Fall wäre. Aufgrund der großen Flexibilität der Fasern können sich darüber hinaus nur schwer Spannungen zwischen dem Trägermaterial und den abgelagerten Streudampfschichten aufbauen. Ein Abplatzen, das zur Flitterbildung führen würde, ist daher sehr unwahrscheinlich. Sollte es dennoch vorkommen, so bleiben die abgeplatzten Partikel in unmittelbarer Nähe liegen. Ihre Rückkehr in den freien Raum wird durch das umgebende Fasermaterial praktisch unmöglich.Mats made of wool, fleece or another knitted fabric, a knitted fabric or Arrangements of fiber bristles provide a very large surface and so are able to great To absorb quantities of littering steam. Already as a result, the layer growth on the fiber material much lower than, for example, on a smooth chamber wall of the coating system would be the case. by virtue of the big flexibility the fibers can become about that In addition, it is difficult to stress between the carrier material and the deposited scattered vapor layers build up. A flaking that would lead to the tinsel is therefore very unlikely. Should it happen anyway, stay that way the chipped particles are in the immediate vicinity. Your return in The free space becomes practical due to the surrounding fiber material impossible.

Matten aus Wolle, Vlies oder einem anderen Gewirk oder einem Gestrick können dabei als schlauchförmiges Halbzeug ausgebildet sein. Von diesem Halbzeug kann ein der benötigten Größe der Materialauffangeinrichtung entsprechendes Stück abgeschnitten und anschließend als Materialauffangeinrichtung verwendet werden. Umfasst die Materialauffangeinrichtung ein Trägerelement, so lässt sich der schlauchförmige Mattenabschnitt einfach darüber ziehen, so dass das Trägerelement von dem Mattenabschnitt umhüllt wird. Falls nötig, kann der Mattenabschnitt am Trägerelement befestigt werden. Die so geschaffene Materialauffangeinrichtung kann in einer Beschichtungsanlage bedarfsweise schnell und einfach angebracht oder ausgetauscht werden.Mats made of wool, fleece or another knitted or knitted fabric can be included as a tubular Semi-finished be formed. From this semi-finished product, one of the required size of the material catcher corresponding piece cut off and subsequently be used as a material catcher. Includes the material collector a carrier element, so lets itself the tubular one Mat section just above it pull, leaving the carrier element wrapped by the mat section becomes. If necessary, can the mat section on the support element be attached. The thus created material collecting device can quickly and easily in a coating system, if necessary attached or replaced.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Fasermaterial in der Art von Borsten angeordnet ist, die zumindest teilweise parallel zur Bewegungsrichtung des Streudampfes ausgerichtet sind. Borsten in diesem Sinne sind Fasern, die wie bei einer Bürste mit geringem Abstand und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Parallel zur Bewegungsrichtung des Streudampfes soll heißen, dass zumindest ein großer Teil der Borsten zur Dampfquelle ausgerichtet ist. Bei einer Vakuumbeschichtungsanlage soll diese Bedingung als erfüllt gelten, wenn die Borsten sich beispielsweise von einer Kammerwand, an der die Materialauffangeinrichtung befestigt ist, in den Raum der Vakuumkammer hinein oder/und auf die Dampfquelle zu erstrecken.In an embodiment it is provided that the fiber material in the Type of bristles is arranged, at least partially parallel are aligned to the direction of movement of the scattering vapor. bristles In this sense, fibers are like a brush at a small distance and are arranged substantially parallel to each other. Parallel to Direction of movement of the scattering steam is to say that at least a large part the bristles is aligned with the vapor source. In a vacuum coating system this condition should be considered fulfilled, For example, if the bristles from a chamber wall, at the the material catcher is mounted in the space of the vacuum chamber and / or to extend to the steam source.

Der Streudampf kann dadurch tief in die Struktur der Materialauffangeinrichtung eindringen. Abplatzungen passieren in der Regel quer zur Ausbreitungsrichtung des Streudampfes. Daher ist kaum mit negativen Einflüssen auf das Substrat zu rechnen. Die Räume zwischen den Borsten wirken ähnlich wie ein Loch auf Materie-Teilchen. Es wird quasi nichts reflektiert.Of the Spreader steam can thus penetrate deep into the structure of the material catcher penetration. Spalling usually happens across the propagation direction the litter steam. Therefore, hardly having negative influences to calculate the substrate. The rooms between the bristles look similar like a hole on matter particles. It is almost nothing reflected.

Bei Verwendung sehr feiner Fasern sind diese einerseits sehr dehnbar, so dass Spannungen nicht oder nur sehr gering auftreten. Werden die Spannungen zu hoch, so reißen diese Fasern sehr leicht, so dass die Spannungen zwischen Streudampfschicht und Faser bereits bei sehr geringen Werten abgebaut werden. Dadurch ist die Energie, die beim Abplatzen eines Partikels frei wird, so gering, dass seine Reichweite auf einen Maximalwert begrenzt werden kann, der nicht mehr zum Erreichen des Substrats ausreicht. Ein weiterer Vorteil zur Verbesserung der Haftung besteht in der tiefen Staffelung der Vernetzung des Fasermaterials mit den abgelagerten Streudämpfen. Durch die Verteilung der aufwachsenden Schichten in das geometrische Volumen des Fasermaterials hinein kann ein abgeplatzter Partikel nicht ohne weiteres in den Prozessraum gelangen.When using very fine fibers, these are on the one hand very elastic, so that tensions do not occur or only very slightly. If the stresses are too high, these fibers break very easily, so that the stresses between the scattered vapor layer and the fiber are already reduced at very low values. As a result, the energy that is released when a particle flakes off, so low that its range can be limited to a maximum value that is no longer sufficient to reach the substrate. Another advantage to improve adhesion is the deep staggering of the cross-linking of the fiber material with the deposited spreading vapors. By distributing the growing layers into the geometric volume As a result of the fiber material, a chipped particle can not readily enter the process space.

Das von der Beschichtungsquelle durch das Fasermaterial aufgefangene Beschichtungsmaterial erzeugt Oberflächen- und Materialspannungen. Dadurch kann es auf ebenen Flächen, die ungewollt bedampft werden, mit wachsender Schichtdicke zu Verbiegungen der Unterlage oder/und zu Abplatzungen kommen.The trapped by the coating source through the fiber material Coating material generates surface and material stresses. This allows it on flat surfaces, which are unwanted vaporized, with increasing layer thickness to bends the underlay or / and come to flaking.

Bei der vorgeschlagenen Verwendung von Fasermaterial in Form von Matten oder bürstenartiger Anordnung von Borsten können zwar Mikroverbiegungen der Fasern auftreten, aber es entstehen keine Makrodeformation der Materialauffangeinrichtung, d. h. des Fasermaterials oder des Gewebes oder der Matte.at the proposed use of fiber material in the form of mats or brush-like Arrangement of bristles can Although microbending of the fibers occur, but there are none Macro deformation of the material receiving device, d. H. of the fiber material or tissue or mat.

Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Fasermaterial von einem Hüllelement bedeckt ist, das beispielsweise ein Netz aus Fasermaterial oder ein metallisches oder keramisches Gitter oder ein anderes dampfdurchlässiges Material sein kann, welches verhindert, dass sich aus dem Fasermaterial, auf dem sich der Streudampf niederschlägt, Fasern lösen und so die Handhabbarkeit der Materialauffangeinrichtung verbessert.Finally, can be provided that the fiber material of a Hüllelement covered, for example, a network of fiber material or a metallic or ceramic grid or other vapor permeable material can be, which prevents from the fiber material, on which precipitates the scattering steam, loosen fibers and so improves the handling of the material receiving device.

Das Hüllelement kann auch, ähnlich wie das Fasermaterial, aus einem Abschnitt eines schlauchförmigen Halbzeugs, z. B. eines schlauchförmigen, beispielsweise netzartigen Gewirks oder Gestricks gefertigt sein, der in einfachster Weise über das Trägerelement mit dem Fasermaterial gezogen werden kann.The sheath member can also, similar like the fiber material, from a section of a tubular semifinished product, z. B. a tubular, for example be made net-like knitted fabric or knit, in the simplest Way over the carrier element can be pulled with the fiber material.

Die erfindungsgemäße Materialauffangeinrichtung ist auch besonders unempfindlich gegenüber thermischen Ausdehnungen. Prozesswärme führt in jedem Fall zur thermischen Belastung der Sputterumgebung und die erfindungsgemäße Lösung hat die Eigenschaft, dass trotz Temperatureinwirkung die geometrische Größe der Materialauffangeinrichtung nicht oder nur geringfügig verändert wird.The Inventive material collecting device is also particularly insensitive to thermal expansion. Process heat leads in everyone Case for thermal stress of the sputtering environment and the solution according to the invention has the property that despite the influence of temperature, the geometric Size of the material receiving device not or only slightly is changed.

Eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnungsfigur 1 dargestellt.A exemplary embodiment of the invention is in the drawing figure 1 shown.

Darin ist die Materialauffangeinrichtung im Wesentlichen plattenförmig. Es versteht sich von selbst, dass die Materialauffangeinrichtung jede beliebige andere Form haben könnte. Das Ausführungsbeispiel zeigt lediglich exemplarisch den Aufbau der Materialauffangeinrichtung aus verschiedenen Komponenten.In this the material receiving device is substantially plate-shaped. It It goes without saying that the material catcher each could have any other shape. The embodiment shows only exemplary the construction of the material receiving device from different components.

Den Kern der Materialauffangeinrichtung bildet ein Trägerelement 1. Dieses Trägerelement 1 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls plattenförmig, weil es zur auswechselbaren Anbringung an einer Kammerwand vorgesehen ist. Es könnte aber je nach dem konkreten Einsatzort innerhalb der Beschichtungsanlage selbstverständlich auch eine andere Form haben. Das Trägerelement 1 verleiht der Materialauffangeinrichtung eine gewisse Steifigkeit und Formstabilität, welche die Handhabbarkeit verbessert und die Anbringung der Materialauffangeinrichtung in der Beschichtungsanlage erleichtert.The core of the material receiving device forms a carrier element 1 , This carrier element 1 is also plate-shaped in the embodiment, because it is provided for interchangeable attachment to a chamber wall. However, it could of course also have a different shape depending on the specific location within the coating system. The carrier element 1 gives the material receiving device a certain rigidity and dimensional stability, which improves the handling and facilitates the attachment of the material collecting device in the coating system.

Das Trägerelement 1 ist mit einer Schicht aus Fasermaterial 2, im Ausführungsbeispiel Stahl- oder Keramikwolle, bedeckt. Dies wurde dadurch erreicht, dass ein Abschnitt eines gewirkten schlauchförmigen Halbzeugs über das Trägerelement 1 gezogen wurde, so dass das Trägerelement beidseitig von dem Fasermaterial 2 umhüllt ist. Eine separate Befestigung des Fasermaterials 2 an dem Trägerelement ist nicht erforderlich, weil sich das schlauchförmige Halbzeug an das Trägerelement 1 anschmiegt.The carrier element 1 is with a layer of fiber material 2 , in the embodiment steel or ceramic wool, covered. This has been achieved in that a portion of a knitted tubular semi-finished product on the support element 1 has been pulled, so that the carrier element on both sides of the fiber material 2 is wrapped. A separate attachment of the fiber material 2 on the support element is not required, because the tubular semi-finished product to the support element 1 snugly.

Dieses Fasermaterial 2 weist eine vielfach größere Oberfläche auf als das Trägerelement 1, und damit als die geometrische Projektionsfläche des Fasermaterials 2. Mit dieser stark vergrößerten Oberfläche ist das Fasermaterial 2 in der Lage, große Mengen Streudampf bei geringer Geschwindigkeit des Schichtwachstums aufzunehmen und zu binden.This fiber material 2 has a much larger surface area than the carrier element 1 , and thus as the geometric projection surface of the fiber material 2 , With this greatly enlarged surface is the fiber material 2 able to take up and bind large amounts of litter vapor at slow rate of layer growth.

Das Fasermaterial 2 ist schließlich von einem für Streudampf durchlässigen Hüllelement 3 bedeckt, das gleichzeitig zur Befestigung des Fasermaterials 2 auf dem Trägerelement 1 dient und das andererseits verhindert, dass sich aus dem Fasermaterial 1 einzelne Fasern lösen und den Prozessraum verunreinigen. Das Fasermaterial 2 wird durch das Hüllelement 3 zusätzlich in Position gehalten. Das Hüllelement 3 kann beispielsweise aus einem Gewebe oder einem Netz aus Fasermaterial oder einem metallischen Gitter, beispielsweise Streckmetall, oder einem keramischen Gitter oder ähnlichem dampfdurchlässigem Material gefertigt sein.The fiber material 2 Finally, it is of a covering element permeable to scattering vapor 3 covered, at the same time for fixing the fiber material 2 on the carrier element 1 serves and on the other hand prevents that from the fiber material 1 loose individual fibers and contaminate the process space. The fiber material 2 becomes through the wrapping element 3 additionally held in position. The wrapping element 3 For example, it may be made of a woven fabric or a mesh of fibrous material or a metallic mesh, such as expanded metal, or a ceramic mesh or similar vapor permeable material.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hüllelement 3 aus einem Abschnitt eines schlauchförmigen Netzes gefertigt, der über das Trägerelement 1 mit dem Fasermaterial 2 gezogen wurde. Es ermöglicht weiterhin ein einfaches Entfernen des Fasermaterials 2 vom Trägerelement 1, wenn dessen Aufnahmekapazität für Streudampf erschöpft ist. Dadurch kann das Trägerelement 1 einfach mit neuem Fasermaterial 2 versehen und anschließend wiederverwendet werden.In the illustrated embodiment, the enveloping element 3 made of a section of a tubular net that extends over the support element 1 with the fiber material 2 was pulled. It also allows easy removal of the fiber material 2 from the carrier element 1 if its absorption capacity for stray steam is exhausted. This allows the carrier element 1 simply with new fiber material 2 be provided and then reused.

11: Trägerelementsupport element
22: Fasermaterialfiber material
33: Hüllelementsheath member

Claims

Material collecting device for collecting stray steam in a coating installation which at least partially consists of fiber material ( 2 ) as wool, nonwoven knitted fabric, knitted fabric or bristles is made and has a relation to their geometric projection surface much larger surface.

Material collecting device according to claim 1, characterized characterized in that it serves as a shaped element in the form of a plate or a tunnel or a shell is formed.

Material collecting device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a carrier element ( 1 ) for the fiber material ( 2 ) having.

Material collecting device according to claim 3, characterized in that the carrier element ( 1 ) is formed in the form of a plate or a tunnel or a shell.

Material collecting device according to claim 3 or 4, characterized in that the carrier element ( 1 ) made of ceramic or a metallic material or an elastomer of high thermal and chemical resistance, for example Viton.

Material collecting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fiber material ( 2 ) is arranged in the manner of bristles, which are aligned at least partially parallel to the direction of movement of the scattering vapor.

Material collecting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fiber material ( 2 ) mineral fibers and / or ceramic fibers and / or glass fibers and / or metallic fibers.

Material collecting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fiber material ( 2 ) is a section of a tubular semi-finished product.

Material collecting device according to claim 8, characterized in that the tubular semi-finished product, the carrier element ( 1 ) wrapped.

Material collecting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fiber material ( 2 ) of an enveloping element ( 3 ) is covered.

Material collecting device according to claim 10, characterized in that the enveloping element ( 3 ) is a network of fibrous material or a metallic or ceramic grid.

Material collecting device according to claim 10 or 11, characterized in that the enveloping element ( 3 ) is a section of a tubular semi-finished product.

Coating plant, in particular vacuum coating plant for horizontal PVD coating of disc-shaped or plate-shaped substrates in a continuous process with dielectric layers, comprising conditioning housing with a coating device arranged therein as well as a arranged therein transport device, wherein at least in the area the coating device, for example in a coating chamber, at least a material collecting device according to one of claims 1 to 9 is interchangeably arranged, which is one opposite her geometric projection surface has many times greater surface area.

Coating process, especially for horizontal PVD coating disc-shaped or plate-shaped Substrates in a continuous process with dielectric layers, at a substrate through a coating system and at one arranged coating device is moved past, wherein before the start of the coating at least in the region of the coating device, for example in a coating chamber, at least one material collecting device according to one of the claims 1 to 9 is provided and arranged interchangeable, which one opposite their geometric projection surface has many times greater surface area, while the coating collected scattering vapor through the material collecting device and after the end of the coating of a selectable number of substrates the material collecting device with the collected scattering vapor Will get removed.