DE1282411B - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und Bearbeitung von Bauelementen der Elektronik unter Vakuum, insbesondere zum Aufdampfen von Schichten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und Bearbeitung von Bauelementen der Elektronik unter Vakuum, insbesondere zum Aufdampfen von Schichten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und Bearbeitung von Bauelementen der Elektronik unter Vakuum, insbesondere zum Aufdampfen von Schichten, bei der die einzelnen Bauelemente nacheinander durch eine Mehrzahl getrennt evakuierbarer Prozeßkammern transportiert werden. In den Prozeßkamrnern erfolgen verschiedene Bearbeitungsgänge bei unterschiedlichen Drücken bis l.0-7 Torr und darunter.
• Eine bekannte Vorrichtung zur kontinuierlichen Vakuumbedampfung weist hintereinander angeordnete, getrennt evakuierbare Kammern auf, welche durch vakuumdichte Klappen miteinander verbunden sind. Durch diese Klappen werden die zu behandelnden Gegenstände mit geeigneten Transportbehältern befördert. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sich beim Öffnen der Klappen Druckunterschiede zwischen zwei Kammern sofort ausgleichen, so daß entweder nur geringe Druckunterschiede zwischen zwei benachbarten Kammern vorgesehen werden können oder aber Vakuumpumpen hoher Leistung zur Erzielung gewisser Druckunterschiede nötig sind.
• Weiter ist es bekannt, Bänder und Drähte kontinuierlich durch mehrere hintereinanderliegende Vakuumkammern einer Bedampfungsanlage zu führen, wobei der verbleibende Luftspalt im Schleusensystem zwischen den Vakuumkammern möglichst eng ist und daher einen großen Strömungswiderstand bildet. Eine solche Anordnung läßt sich zur Herstellung und Bearbeitung elektronischer Bauelemente nicht anwenden, da sich deren Grundkörperwerkstoff, beispielsweise Glas, nicht als Band handhaben läßt.
• Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der sich das Bedampfungsgut in Behältern befindet, die selbst die Rezipienten bilden und in einem Rohr voneinander abgedichtet vor die jeweiligen Absaugstutzen geschoben werden. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß jeder Behälter gesondert auf das Endvakuum ausgepumpt werden muß, was bei einem Endvakuum von 10-7 Torr neben hoher Pumpleistung auch viel Zeit erfordert. Außerdem läßt sich das Bedampfungsgut hier nur in einer Haupttransportrichtung bewegen.
• Schließlich ist es bekannt, die Grundkörper der herzustellenden Bauelemente zwischen zwei Paßstükken zu führen, welche mit einer Transportvorrichtung verbunden sind und die Schleuse zwischen zwei Prozeßkammern nahezu ausfüllen, wodurch ein hoher Strömungswiderstand entsteht. Eine solche Anordnung läßt sich bei Anlagen mit einer großen Anzahl Prozeßkammern nicht oder nur mit hohem Aufwand anwenden. Der Zweck der Erfindung besteht darin, die aufgezeigten Mängel des Standes der Technik bei kontinuierlichen Vakuumbearbeitungsvorrichtungen mit mehreren Prozeßkammern zu vermeiden und sie der Bearbeitung elektronischer Bauelemente anzupassen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Grundkörper elektrischer Bauelemente in Vakuumbearbeitungsvorrichtungen mit mehreren Prozeßkammern kontinuierlich unter geringer mechanischer Beanspruchung und exakter Lagezuordnung in verschiedenen Richtungen zu transportieren, wobei in den Prozeßkammern unterschiedliche Vakua, darunter Höchstvakuum von weniger als 10-7 Torr, aufrechterhalten werden sollen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Aufnahme und Zentrierung der Grundkörper quaderförmige Transportsteine vorgesehen sind, die an ihren Oberflächen eine Ausnehmung besitzen, in die die Grundkörper und erforderliche weitere Elemente, wie Bedampfungsmasken, einsetzbar sind, und daß die Transportsteine dem Querschnitt der Druckstufensysteme zwischen den Prozeßkammern derart angepaßt sind, daß sie jene gerade noch zügig passieren können.
• Es ist vorteilhaft, wenn die Bedampfungsmasken in im Transportstein befindliche Nuten einsetzbar sind.
• Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Transportsteine für die Kraftübertragung beim Transport aneinanderstoßend angeordnet sind.
• Die Transportsteine dienen so der Abdichtung der Prozeßkammern untereinander und gegenüber der Außenluft, der exakten Lagezuordnung von Grundkörper und insbesondere Bedampfungsmaske sowie der Kraftübertragung beim Transport. Wird bei beispielsweise 100 Transportsteinen jedem eine Bedampfungsmaske zugeordnet, so ergibt sich als weiterer Vorteil, daß die Reinigung dieser Masken nur sehr selten und ohne Belüftung der Prozeßkammern zu erfolgen hat.
• An Hand von Ausführungsbeispielen und Figuren soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Transportsteines, F i g. 2 einen Schnitt durch einen Transportstein gemäß F i g. 1 mit eingelegter und zentrierter Maske sowie eingelegtem Grundkörper für ein Bauelement, F i g. 3 eine prinzipielle Darstellung einer Prozeßkammer im Schnitt, F i g. 4 einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren Prozeßkammern und den entsprechenden Druckstufensystemen im Schnitt.
• Beim Einbringen eines Transportsteines 1 in eine Hoch- oder Höchstvakuumkammer geben seine Oberflächen Gase ab. Diese bekannte Tatsache trifft auch für den Grundkörper 2, die Maske 3 und den Zentrierrahmen 3' zu. Die abgegebenen Gasmengen sind beim Einbringen in Höchstvakuum für die Bearbeitung besonders kritisch. Um das kontinuierliche Einbringen der Transportsteine 1 mit den darin befindlichen Grundkörpern 2 und Masken 3 zu gewährleisten, werden erfindungsgemäß die Transportsteine 1 durch eine Hochvakuumausheizkammer 4 geleitet, die vor weiteren Prozeßkammern angeordnet ist. Die Ausheizkammer 4 besitzt eine Heizvorrichtung 5 zur Erzeugung hoher Temperaturen, so daß dadurch bereits eine Gasabgabe des Transportsteines 1 und dessen Inhalts erfolgt. Die Ausheizung kann beispielsweise durch Wärmestrahlung oder auch durch Elektronenbombardement erfolgen. Durch diese Maßnahme wird die Gasabgabe in den nachfolgenden Prozeßkammern mit Hoch- oder Höchstvakuum stark herabgesetzt. Weiterhin ist es möglich, zusätzlich zum Ausheizen oder gegebenenfalls allein eine Reinigung des Grundkörpers 2 durch Beschuß mit Ionen durchzuführen. Dies kann z. B. durch einen Ionenstrahl 6 geschehen, der durch einen Zuführungskanal 7 in die Ausheizkammer 4 gelangt. Bei der Herstellung von Bauelementen ist es zweckmäßig, eine Anzahl von Vakuumprozessen nacheinander durchzuführen, ohne zwischen den einzelnen Prozeßstufen das Bauelement bzw. den Grundkörper 2 wieder an die Außenatmosphäre zu bringen. Hierzu werden gemäß der Erfindung an sich bekannte Druckstufensysteme 8 verwendet, die aus einer Schleuse 9 bestehen, durch welche die Transportsteine 1 so hindurchgleiten können, daß ein Spalt 10 entsteht, wel= cher bei Druckunterschieden möglichst wenig Gase oder Dämpfe von einer Prozeßkammer in die andere gelangen läßt. Damit wird ein für die Druckstufensysteme charakteristischer Strömungswiderstand gebildet. Bei unterschiedlichen Bedampfungs- oder Bestäubungsprozessen ist dies besonders erforderlich, weil diese unter verschiedenen Vakua stattfinden und eine Durchmischung der Dämpfe vermieden werden muß. Es ist dies besonders dann zweckmäßig, wenn zwischen Prozeßkammern mit Hoch- oder Höchstvakuum eine solche mit definierter Atmosphäre oder mit Feinvakuum angeordnet ist.
• Gemäß F i g. 4 könnte dies so erfolgen, daß in der Prozeßkammer 11 Höchstvakuum herrscht, während in einer der Hochvakuumprozeßkammer 12 folgenden Prozeßkammer bei beispielsweise 10-1 Torr bestäubt wird. In einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Prozeßkammer könnte dann wieder Hochvakuum herrschen. Die einzelnen Prozeßkammern 4, 11, 12 sind mit getrennten Rezipientenanschlüssen 13 versehen.
• Neben Reinigungs-, Temper-, Bedampfungs- oder Bestäubungsprozessen sind zur Herstellung eines Bauelementes weitere Prozesse erforderlich. Dabei handelt es sich in erster Linie um Schweißen und Löten von Kontaktanschlüssen, Abarbeiten aufgetragener Schichten in vorgegebener Weise sowie um das Verkapseln der Bauelemente.
• Für diese Prozeßstufen können ebenfalls nach der Erfindung getrennte Prozeßkammern vorgesehen werden, in welche die Bauelemente mittels der Transportsteine hinein- oder heraustransportiert werden. Für die genannten Arbeitsgänge kommt in erster Linie Ladungsträgerstrahlbearbeitung in Frage.
• Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß es möglich ist, elektronische Bauelemente in einer Anzahl von Vakuumprozeßkammern ohne Zwischenbelüftung kontinuierlich herzustellen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und Bearbeitung von Bauelementen der Elektronik unter Vakuum, insbesondere zum Aufdampfen von Schichten, bei der eine Mehrzahl getrennt evakuierbarer Prozeßkammern vorgesehen ist, die untereinander und mit der Atmosphäre über Druckstufensysteme verbunden sind, und - die Grundkörper der Bauelemente in Transporteinheiten durch die einzelnen Kammern geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für Aufnahme und Zentrierung der Grundkörper (2) quaderförmige Transportsteine (1) vorgesehen sind, die an ihren Oberflächen eine Ausnehmung besitzen, in die die Grundkörper (2) und erforderliche weitere Elemente, wie Bedampfungsmasken (3), einsetzbar sind, und daß die Transportsteine (1) dem Querschnitt der Druckstufensysteme (8) zwischen den Prozeßkammern (4, 11, 12) derart angepaßt sind, daß sie jene gerade noch zügig passieren können.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedampfungsmasken (3) in im Transportstein (1) befindliche; Nuten einsetzbar sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportsteine (1) für die Kraftübertragung beim Transport aneinanderstoßend angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 288 438, 334 330; französische Patentschrift Nr. 1329 988; britische Patentschrift Nr. 515148.