DE102013110426A1 - Substrate treatment plant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Substratbehandlungsanlage, insbesondere Vakuumbeschichtungsanlage zum Abscheiden dünner Schichten auf flächigen Substraten wie Glasplatten, Kunststofffolien, Metallbänder, Metallfolien und dergleichen, umfassend eine von Kammerwänden begrenzte Anlagenkammer mit einer Substratbehandlungseinrichtung sowie eine Lichtquelle, wobei die Lichtquelle einen stabförmigen, mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Kanäle aufweisenden Schutzkörper (1) umfasst, wobei in mindestens einem der Kanäle ein Leuchtmittel (3) angeordnet ist, der Schutzkörper (1) mit einem seiner Enden in einer Vakuumdurchführung (2) gehalten ist, die an einer Kammerwand angeordnet ist, wobei elektrische Anschlüsse außerhalb der Anlagenkammer an die Lichtquelle angeschlossen sind, und an dem in der Anlagenkammer befindlichen freien Ende des Schutzkörpers (1) mindestens zwei Kanäle kommunizierend miteinander verbunden sind.The invention relates to a substrate treatment system, in particular a vacuum coating system for depositing thin layers on flat substrates such as glass plates, plastic films, metal strips, metal foils and the like, comprising a plant chamber limited by chamber walls with a substrate treatment device and a light source, wherein the light source is a rod-shaped, at least two mutually parallel Channels having protective body (1), wherein in at least one of the channels, a lighting means (3) is arranged, the protective body (1) is held with one of its ends in a vacuum duct (2) which is arranged on a chamber wall, said electrical connections are connected outside the plant chamber to the light source, and at the located in the system chamber free end of the protective body (1) at least two channels communicating with each other are connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Substratbehandlungsanlage gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a substrate treatment system according to the preamble of claim 1.

In Substratbehandlungsanlagen, beispielsweise Vakuumbeschichtungsanlagen zum Abscheiden dünner Schichten auf flächigen Substraten wie Glasplatten, Kunststofffolien, Metallbänder, Metallfolien usw., werden Lichtquellen benötigt., um beispielsweise Sichtkontrollen der Schichtqualität vorzunehmen, optische Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten messtechnisch zu ermitteln usw. In substrate treatment plants, such as vacuum deposition systems for depositing thin layers on flat substrates such as glass plates, plastic films, metal strips, metal foils, etc., light sources are needed, for example, to make visual inspection of the layer quality, to determine the optical properties of the deposited layers metrologically, etc.

Bekannte Lösungen verwenden hierzu beispielsweise punktförmige Strahler (Spots), die im Innern der Vakuumkammer angeordnet so sind, dass das Substrat in einem Bereich beleuchtet wird, der durch ein Schauglas einsehbar ist. Diese Lösungen sind jedoch in mehrfacher Hinsicht problematisch. Einerseits muss hierbei die elektrische Kontaktierung der Lichtquelle im Vakuum erfolgen. Eine Drehung der Lichtquelle zur Ausleuchtung eines anderen Bereichs kann im Allgemeinen nur bei belüfteter Kammer erfolgen. Eine gleichmäßige Ausleuchtung, die für eine Bewertung der Schichtqualität unerlässlich ist, ist nur schwer realisierbar. For this purpose, known solutions use, for example, point-shaped radiators (spots), which are arranged in the interior of the vacuum chamber so that the substrate is illuminated in a region which can be viewed through a sight glass. However, these solutions are problematic in several ways. On the one hand, the electrical contacting of the light source must take place in a vacuum. Rotation of the light source to illuminate another area can generally only be done with the chamber ventilated. A uniform illumination, which is essential for an evaluation of the coating quality, is difficult to achieve.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Beleuchtung des Substrats beispielsweise über die gesamte Breite einer Beschichtungsanlage zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, den elektrischen Anschluss der Lichtquelle an Atmosphäre, d.h. außerhalb der Vakuumkammer, zu realisieren. Außerdem soll die Abstrahlungsrichtung der Lichtquelle während des Betriebs der Anlage ermöglicht werden. An object of the invention is therefore to enable illumination of the substrate, for example over the entire width of a coating system. Another object is to provide the electrical connection of the light source to the atmosphere, i. outside the vacuum chamber, to realize. In addition, the direction of emission of the light source should be made possible during the operation of the system.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Substratbehandlungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This object is achieved by a substrate treatment system having the features of claim 1. Embodiments and further developments are described in the dependent claims.

Vorgeschlagen wird eine Substratbehandlungsanlage, insbesondere Vakuumbeschichtungsanlage zum Abscheiden dünner Schichten auf Substraten wie Glasplatten, Kunststofffolien und dergleichen, umfassend eine von Kammerwänden begrenzte Anlagenkammer mit einer Substratbehandlungseinrichtung sowie eine Lichtquelle, wobei die Lichtquelle einen stabförmigen, mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Kanäle aufweisenden Schutzkörper umfasst, wobei in mindestens einem der Kanäle ein Leuchtmittel angeordnet ist, der Schutzkörper mit einem seiner Enden in einer Vakuumdurchführung gehalten ist, die an einer Kammerwand angeordnet ist, wobei die elektrischen Anschlüsse der Lichtquelle außerhalb der Anlagenkammer an die Lichtquelle angeschlossen sind, und an dem in der Anlagenkammer befindlichen freien Ende des Schutzkörpers mindestens zwei Kanäle kommunizierend miteinander verbunden sind. Proposed is a substrate treatment system, in particular a vacuum coating system for depositing thin layers on substrates such as glass plates, plastic films and the like, comprising a chamber chamber bounded by chamber walls with a substrate treatment device and a light source, wherein the light source comprises a rod-shaped, at least two mutually parallel channels having protective body in at least one of the channels a light source is arranged, the protective body is held with one of its ends in a vacuum duct, which is arranged on a chamber wall, wherein the electrical connections of the light source are connected outside the plant chamber to the light source, and to that in the plant chamber located free end of the protective body at least two channels communicating with each other.

Die beschriebene Lichtquelle ermöglicht eine gleichmäßige Ausleuchtung eines streifenförmigen Bereichs der Oberfläche des Substrats, um Fehler der abgeschiedenen Schicht, beispielsweise punktförmige Fehlstellen (Pinholes) oder Kratzer (Scratches) zu erkennen. The light source described enables a uniform illumination of a strip-shaped region of the surface of the substrate in order to detect defects of the deposited layer, for example pinholes or scratches.

In einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Schutzkörper aus Quarzglas besteht, das hochtransparent und sehr fest ist, um eine hohe Lichtausbeute bei gleichzeitiger Vakuumfestigkeit zu erzielen. In one embodiment, it is proposed that the protective body is made of quartz glass, which is highly transparent and very strong in order to achieve a high luminous efficacy with simultaneous vacuum resistance.

In einer anderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Schutzkörper einen 8-förmigen Querschnitt aufweist, der zwei Kanäle begrenzt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Schutzkörper einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, in dem mindestens eine Leitung mit kreisringförmigem Querschnitt angeordnet ist. Dabei bildet die Leitung mit kreisringförmigem Querschnitt im Innern des Schutzkörpers einen Kanal und der verbleibende Restquerschnitt des Schutzkörpers einen weiteren Kanal. Wenn der Schutzkörper an seinem freien Ende verschlossen ist und die innere Leitung an dieser Stelle offen ist, so kommunizieren die beiden Kanäle miteinander, d.h. es kann eine Kühlmittelströmung erst durch einen der beiden Kanäle und dann mit entgegengesetzter Fließrichtung durch den anderen Kanal geleitet werden. In another embodiment, it is proposed that the protective body has an 8-shaped cross-section which delimits two channels. Alternatively it can be provided that the protective body has an annular cross-section, in which at least one conduit is arranged with an annular cross-section. In this case, the line forms with annular cross section in the interior of the protective body a channel and the remaining residual cross section of the protective body another channel. If the protective body is closed at its free end and the inner conduit is open at this point, then the two channels communicate with each other, i. a flow of coolant may first be directed through one of the two channels and then in the opposite direction through the other channel.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Schutzkörper in der Vakuumdurchführung drehbar ist. Dazu kann die Vakuumdurchführung beispielsweise als KF-Flansch vorgesehen sein, in dem die dichtende Halterung des Schutzkörpers drehbar gelagert ist. In a further embodiment, it is proposed that the protective body is rotatable in the vacuum feedthrough. For this purpose, the vacuum feedthrough be provided, for example, as a KF flange, in which the sealing support of the protective body is rotatably mounted.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Leuchtmittel eine lineare Anordnung von LEDs ist. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel verschiedenfarbige LEDs umfasst. LEDs ermöglichen eine langlebige, wartungsfreie Ausführung, wobei verschiedenfarbige LEDs durch entsprechende Ansteuerung die Erzeugung beliebiger Lichtfarben ermöglichen. According to a development, it is proposed that the luminous means is a linear arrangement of LEDs. It can further be provided that the lamp comprises different colored LEDs. LEDs enable a long-lasting, maintenance-free design, whereby differently colored LEDs make it possible to generate arbitrary light colors by appropriate control.

In einer anderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Kanäle von einem Kühlmittel durchströmt sind. Ein solches Kühlmittel kann beispielsweise entionisiertes Wasser, Öl, trockene Luft, Stickstoff oder ein anderes geeignetes Medium sein. In another embodiment, it is proposed that the channels are flowed through by a coolant. Such a coolant may be, for example, deionized water, oil, dry air, nitrogen or other suitable medium.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass an dem außerhalb der Anlagenkammer angeordneten Ende des Schutzkörpers ein erster Kanal mit einer Kühlmittelzuleitung und ein zweiter Kanal mit einer Kühlmittelableitung verbunden ist. Dadurch werden kühlmittelführende Leitungsverbindungen im Vakuum vermieden, so dass kein Risiko einer Undichtheit besteht. According to a further development, it is proposed that a first channel with a coolant supply line and a second channel be arranged at the end of the protective body arranged outside the system chamber Channel is connected to a coolant outlet. As a result, coolant-carrying line connections are avoided in a vacuum, so there is no risk of leakage.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt The invention will be described in more detail with reference to two embodiments and associated drawings. It shows

1 eine perspektivische Ansicht der beschriebenen Lichtquelle gemäß Ausführungsbeispiel 1, und 1 a perspective view of the described light source according to embodiment 1, and

2 eine perspektivische Ansicht sowie einen Querschnitt der beschriebenen Lichtquelle gemäß Ausführungsbeispiel 2. 2 a perspective view and a cross section of the described light source according to embodiment 2.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird als Schutzkörper 1 ein Mehrloch-Quarzglasrohr (hier: ein Doppelrohr mit 8-förmigem Querschnitt, der zwei Kanäle 11 begrenzt) verwendet. Dieses Quarzglasrohr ist bestens als Druckkörper geeignet und resistent gegen aggressive Atmosphären, die beispielsweise bei PVD- und CVD-Prozessen auftritt. In the first embodiment is used as a protective body 1 a multi-hole quartz glass tube (here: a double tube with 8-shaped cross section, the two channels 11 limited) used. This quartz glass tube is ideally suited as a pressure body and resistant to aggressive atmospheres, which occurs for example in PVD and CVD processes.

Atmosphärenseitig werden in den Schutzkörper 1 ein oder mehrere Hochleistungs-LED-Bänder als Leuchtmittel 3 mit oder ohne Rückenkühlkörper eingeschoben. Atmosphere side are in the protective body 1 one or more high-power LED strips as lighting 3 inserted with or without back heatsink.

Vorzugsweise kaltweißes Licht mit einer Lichttemperatur oberhalb von 3000 K ist prinzipiell als Beleuchtung der Anlagenkammer geeignet. Möglich ist auch je nach Substrat und Schichtsystem eine farbige LED Lichtquelle (z.B. mit LEDs in rot (625 nm), grün (515 nm) und blau (473 nm)) zu verwenden, welche die Pinholes oder Scraper besser sichtbar macht. Preferably cool white light with a light temperature above 3000 K is in principle suitable as lighting the system chamber. Depending on the substrate and layer system, it is also possible to use a colored LED light source (for example with LEDs in red (625 nm), green (515 nm) and blue (473 nm)), which makes the pinholes or scrapers more visible.

Der Abstrahlwinkel der LED Lichtquelle sollte nicht mehr als 120° betragen. The beam angle of the LED light source should not exceed 120 °.

Weiter sichtbar in 1 ist eine Vakuumdurchführung 2, in der der Schutzkörper 1 drehbar gelagert gehalten ist, so dass die Abstrahlrichtung der Lichtquelle geändert werden kann, um unterschiedliche Bereiche der Substratoberfläche zu beleuchten. Next visible in 1 is a vacuum feedthrough 2 in which the protective body 1 is rotatably supported, so that the emission direction of the light source can be changed to illuminate different areas of the substrate surface.

Im Allgemeinen haben LED-Lichtquellen relativ wenig Wärmeabgabeleistung, da aber in dem Schutzkörper 1 die Wärme nicht abgeführt werden kann, werden an die Mündungen der Kanäle atmosphärenseitig ein oder mehrere Pneumatikschläuche als Kühlmittelleitungen 4 angeschlossen oder auf der der Lichtseite der LED-Bänder 3 abgewandten Seite eingeführt. In general, LED light sources have relatively little heat dissipation performance, but because in the protective body 1 the heat can not be dissipated, are at the mouths of the channels on the atmosphere side one or more pneumatic hoses as coolant lines 4 connected or on the light side of the LED bands 3 opposite side introduced.

Die Kühlmittelleitungen 4 werden mit komprimierter, getrockneter Luft (compressed dried air, CDA) beaufschlagt. Sie sind im Innern der beiden Kanäle 11 weitergeführt, so dass sie selbst je einen zusätzlichen Kanal 11 bilden, durch den die Luft eingeblasen wird, die durch den Restquerschnitt zurückfließt und somit die Wärmelast nach außen bringt. The coolant lines 4 are charged with compressed, dried air (CDA). They are inside the two channels 11 continued, so they themselves each have an additional channel 11 form, through which the air is blown, which flows back through the remaining cross section and thus brings the heat load to the outside.

Die beiden Kanäle 11, die durch den 8-förmigen Querschnitt gebildet sind, könnten alternativ auch am freien Ende des Schutzkörpers 1 kommunizierend miteinander verbunden sein, so dass ein Kühlmittel, das in einen der Kanäle 11 eingeführt wird, durch den anderen Kanal 11 den Schutzkörper 1 wieder verlässt. In diesem Fall müssten die Kühlmittelleitungen 4 nicht im Innern der Kanäle 11 des Schutzkörpers 1 bis zum freien Ende des Schutzkörpers 1 geführt werden. The two channels 11 , which are formed by the 8-shaped cross section, could alternatively also at the free end of the protective body 1 communicating with each other, leaving a coolant in one of the channels 11 is introduced through the other channel 11 the protective body 1 leaves again. In this case, the coolant lines would have to 4 not inside the channels 11 of the protective body 1 to the free end of the protective body 1 be guided.

Weiterer Vorteil dieser Ausführung ist eine stufenlose Drehung der Lichtquelle durch die Verwendung eines KF-Flansches als Vakuumdurchführung 2. Another advantage of this embodiment is a continuous rotation of the light source through the use of a KF flange as a vacuum feedthrough 2 ,

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Schutzkörper 1 hingegen aus einem hohlzylindrischen Quarzglasrohr mit kreisringförmigem Querschnitt hergestellt. Darin ist ein Leuchtmittel 3, genauer ein LED-Band, auf einen Leuchtmittelträger 31, genauer einen Träger, der aus zwei U-Profilen besteht, die miteinander vernietet sind, aufgeklebt. In the second embodiment, the protective body 1 however, made from a hollow cylindrical quartz glass tube with an annular cross-section. This is a light source 3 more precisely an LED strip on a light source carrier 31 , Specifically, a carrier consisting of two U-profiles, which are riveted together, glued.

Auf den Schutzkörper 1 ist ein Reflektor 6 mittels zweier Spangen aufgeklipst, so dass der Reflektor 6 relativ zum Schutzkörper 1 drehbar ist. On the protective body 1 is a reflector 6 clipped by two clips, so that the reflector 6 relative to the protective body 1 is rotatable.

Im Innern der Substratbehandlungsanlage ist der Schutzkörper 1 an zwei Leuchtenhalterungen 5 angebracht, die eine Verdrehung des Schutzkörpers 1 gestatten. Dazu ist der Schutzkörper 1 weiterhin in einer Vakuumdrehdurchführung 2 gelagert, die an einer Kammerwand der Substratbehandlungsanlage befestigt ist. Inside the substrate treatment plant is the protective body 1 on two lamp holders 5 attached, which is a twisting of the protective body 1 allow. This is the protective body 1 continue in a vacuum rotary feedthrough 2 mounted, which is attached to a chamber wall of the substrate treatment plant.

Durch die Vakuumdrehdurchführung 2 ist eine Kühlmittelleitung 4 in das Innere des Schutzkörpers 1 geführt und darin als Kanal 11 bis an das entgegengesetzte Ende des Schutzkörpers 1 geführt, so dass der Restquerschnitt des Schutzkörpers 1 einen zweiten Kanal 11 bildet, der an der Vakuumdrehdurchführung 2 außerhalb der Kammer der Substratbehandlungsanlage in die Atmosphäre mündet. Es versteht sich, dass bei dieser Ausgestaltung nur ungefährliche Gase, beispielsweise Luft, als Kühlmittel in Frage kommen. Through the vacuum rotary feedthrough 2 is a coolant line 4 into the interior of the protective body 1 guided and in it as a channel 11 to the opposite end of the protective body 1 guided, so that the remaining cross-section of the protective body 1 a second channel 11 that forms at the vacuum rotary union 2 outside the chamber of the substrate treatment plant opens into the atmosphere. It is understood that in this embodiment, only safe gases, such as air, come as a coolant in question.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Schutzkörper protective body
11 11
Kanal channel
2 2
Vakuumdurchführung Vacuum feedthrough
3 3
Leuchtmittel Lamp
31 31
Leuchtmittelträger Lamp support
4 4
Kühlmittelleitungen Coolant lines
5 5
Leuchtenhalterung light fixture
6 6
Reflektor reflector

Claims (9)

Substratbehandlungsanlage, insbesondere Vakuumbeschichtungsanlage zum Abscheiden dünner Schichten auf flächigen Substraten, umfassend eine von Kammerwänden begrenzte Anlagenkammer mit einer Substratbehandlungseinrichtung sowie eine Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle einen stabförmigen, mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Kanäle (11) aufweisenden Schutzkörper (1) umfasst, wobei in mindestens einem der Kanäle (11) ein Leuchtmittel (3) angeordnet ist, der Schutzkörper (1) mit einem seiner Enden in einer Vakuumdurchführung (2) gehalten ist, die an einer Kammerwand angeordnet ist, wobei elektrische Anschlüsse außerhalb der Anlagenkammer an die Lichtquelle angeschlossen sind, und an dem in der Anlagenkammer befindlichen freien Ende des Schutzkörpers (1) mindestens zwei Kanäle (11) kommunizierend miteinander verbunden sind. Substrate treatment system, in particular a vacuum coating system for depositing thin layers on flat substrates, comprising a chamber chamber bounded by chamber walls with a substrate treatment device and a light source, characterized in that the light source has a rod-shaped, at least two mutually parallel channels (FIG. 11 ) having protective body ( 1 ), wherein in at least one of the channels ( 11 ) a light source ( 3 ), the protective body ( 1 ) with one of its ends in a vacuum feedthrough ( 2 ), which is arranged on a chamber wall, wherein electrical connections are connected outside the plant chamber to the light source, and at the free end of the protective body located in the plant chamber ( 1 ) at least two channels ( 11 ) are communicatively connected with each other. Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkörper (1) aus Quarzglas besteht. Substrate treatment plant according to claim 1, characterized in that the protective body ( 1 ) consists of quartz glass. Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkörper (1) einen 8-förmigen Querschnitt aufweist. Substrate treatment plant according to claim 1 or 2, characterized in that the protective body ( 1 ) has an 8-shaped cross-section. Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkörper (1) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, in dem mindestens eine Leitung mit kreisringförmigem Querschnitt angeordnet ist. Substrate treatment plant according to claim 1 or 2, characterized in that the protective body ( 1 ) has an annular cross-section, in which at least one conduit is arranged with an annular cross-section. Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkörper (1) in der Vakuumdurchführung (2) drehbar ist. Substrate treatment plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the protective body ( 1 ) in the vacuum feedthrough ( 2 ) is rotatable. Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (3) eine lineare Anordnung von LEDs ist. Substrate treatment plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lighting means ( 3 ) is a linear array of LEDs. Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (3) verschiedenfarbige LEDs umfasst. Substrate treatment plant according to claim 6, characterized in that the lighting means ( 3 ) comprises different colored LEDs. Substratbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle von einem Kühlmittel durchströmt sind. Substrate treatment plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the channels are flowed through by a coolant. Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem außerhalb der Anlagenkammer angeordneten Ende des Schutzkörpers (1) mindestens ein Kanal mit einer Kühlmittelzuleitung (4) und mindestens ein Kanal mit einer Kühlmittelableitung (4) verbunden ist. Substrate treatment plant according to claim 8, characterized in that on the outside of the plant chamber arranged end of the protective body ( 1 ) at least one channel with a coolant supply line ( 4 ) and at least one channel with a coolant discharge ( 4 ) connected is.
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