DE19527246A1 - Device for holding substrate in a coating appts. - Google Patents
Device for holding substrate in a coating appts.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anspruchs 13 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a device according to the preamble of Features specified in claim 1 and claim 13.
Anlagen zur Beschichtung von Substraten unter Vakuumbedingungen, wie sie z. B. bei der Kathodenzerstäubung (Kathodensputtern) eingesetzt werden, sind bekannt. Bei diesen Anlagen werden die zu beschichtenden Substrate mittels einer den Substratabmessungen angepaßten Vorrichtung gehalten und insbesondere bei den stationär durchgeführten Beschichtungsverfahren mit ihrer zu beschichtenden Oberfläche in einer gegenüber der Beschichtungsquelle zugewandten, raumfesten Lage positioniert. Hierbei wird das Substrat mittels einer geeigneten Transportvorrichtung in die Beschichtungskammer eingebracht, vor der Beschichtungskathode positioniert, beschichtet und anschließend mittels der Transportvorrichtung entweder einer weiteren Beschichtungsstation zugeführt, oder in Atmosphärenumgebung ausgeschleust. Zum Transport der beschichteten Substrate, insbesondere zwischen einzelnen Beschichtungsstationen wird das Substrat vorwiegend in horizontaler Ausrichtung gelagert. Ein Vorteil dieses Lagertransportes ist, daß die beschichtete Fläche des Substrats kontaktfrei von z. B. einer Transporthaltesicherung bleibt und die aufgebrachten Schichten nicht beschädigt werden. Diese ausschließlich horizontale Ausrichtung des Substrates vor, während und nach einem Sputterbeschichtungsprozeß weist im wesentlichen zwei Nachteile auf. So können von einer über dem Substrat angeordneten Beschichtungskathode von dieser oder der Kathodenumgebung sich ablösende Partikel nach unten auf das Substrat fallen und zu Verunreinigungen in der Schichtfläche führen. Bei einer Beschichtung durch eine unterhalb des Substrats angeordneten Kathode besteht der Nachteil, daß in diesem Fall die Substrathalterung das Substrat auf der Beschichtungsseite unterstützt. Eine homogene über die gesamte Substratfläche sich erstreckende Beschichtung ist somit nicht möglich.Plants for coating substrates under vacuum conditions, as they e.g. B. used in sputtering (cathode sputtering) are known. In these systems, the ones to be coated Substrates by means of an adapted to the substrate dimensions Device held and especially in the stationary performed Coating process with its surface to be coated in one fixed position facing the coating source positioned. Here, the substrate is removed using a suitable Transport device introduced into the coating chamber in front of the Coating cathode positioned, coated and then by means of the transport device either a further coating station fed, or discharged in an atmospheric environment. For transportation of the coated substrates, especially between individual ones Coating stations, the substrate is predominantly horizontal Alignment stored. An advantage of this warehouse transport is that the coated surface of the substrate without contact from z. B. one Transport retention remains and the applied layers do not to be damaged. This exclusively horizontal alignment of the Substrate before, during and after a sputter coating process has two major drawbacks. So from one over the Coating cathode arranged by this or the substrate Particles detaching cathode environment down onto the substrate fall and lead to contamination in the layer surface. At a Coating by means of a cathode arranged below the substrate there is the disadvantage that in this case the substrate holder Supported substrate on the coating side. A homogeneous across the the entire substrate surface is therefore not a coating possible.
Ein genereller Nachteil der horizontalen Beschichtungsposition ist, daß sich insbesondere großflächige, dünne Substrate durchbiegen und die Materialspannung in den aufgebrachten Schichten vergrößert wird und daß während des Beschichtungsprozesses die Erwärmung des Substrats nicht flächenhomogen ist.A general disadvantage of the horizontal coating position is that especially large-area, thin substrates bend and the Material tension in the applied layers is increased and that during the coating process the heating of the substrate is not homogeneous.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Beschichtung, insbesondere großflächiger, dünner Substrate zu schaffen, mit welcher die vorgenannten Nachteile vermieden werden.The object of the present invention is to provide a device for To provide coating, in particular of large, thin substrates, with which the aforementioned disadvantages are avoided.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Substrataufnahmeeinrichtung aufweist, auf welche das Substrat in horizontaler Lage beförderbar ist und die zusammen mit dem Substrat in eine nahezu vertikal ausgerichtete Beschichtungsposition schwenkbar ist und mit welcher das Substrat erwärmbar ist. In der vertikalen Stellung der Substrataufnahmeeinrichtung ist die zu beschichtende Substratfläche im wesentlichen parallel gegenüber der Beschichtungsquelle, z. B. einer Sputterkathode, angeordnet, wodurch eine über die gesamte Substratfläche homogene Schicht aufbringbar ist. In dieser Vertikalposition wird das Substrat mittels an der Substrataufnahmeeinrichtung befestigten Stützelementen auf der Beschichtungsrückseite und in seinem Randbereich abgestützt. Durch die senkrechte Anordnung des Substrats wird eine Anlagerung der von der Beschichtungsquelle, insbesondere von Sputterkathoden, sich ablösenden Partikeln vermieden, da freigesetzte Partikel zwischen der Sputterkathode und dem Substrat auf den Kammerboden fallen und sich nicht als Verunreinigungen auf der Substratfläche niederschlagen können. Weiterhin hat die vertikale Beschichtungsposition den Vorteil, daß insbesondere bei großflächigen Substraten eine Durchbiegung vermieden wird, so daß die aufgebrachten Schichten keinem Materialstreß ausgesetzt sind. Weiterhin ist es von Vorteil, daß infolge der ausschließlich auflagernden Halterung der Substrate die gesamte Substratfläche beschichtbar ist. Nach erfolgter Beschichtung ist die Substrataufnahmeeinrichtung mit dem Substrat in eine horizontale Lage verschwenkbar, aus welcher in ausschließlich horizontaler Ausrichtung der Weitertransport des Substrats, z. B. in eine weitere Beschichtungskammer, erfolgt. Hierbei wird das Substrat ausschließlich auf Stützelementen auflagernd transportiert, wodurch ein Kontakt der beschichteten Fläche mit Halteeinrichtungen vorteilhaft vermieden wird.This object is achieved by a device according to the invention has a substrate receiving device, on which the substrate in horizontal position is transportable and together with the substrate in an almost vertically oriented coating position is pivotable and with which the substrate can be heated. In the vertical position of the The substrate receiving device is the substrate surface to be coated in substantially parallel to the coating source, e.g. B. one Sputter cathode, arranged, making one over the entire Substrate surface homogeneous layer can be applied. In this The substrate is positioned at the vertical position Substrate receiving device attached support elements on the Supported coating back and in its edge area. Through the vertical arrangement of the substrate is an attachment of the Coating source, in particular from sputtering cathodes, separating Particles avoided because particles released between the sputter cathode and the substrate fall onto the chamber floor and do not appear as Impurities can deposit on the substrate surface. Furthermore, the vertical coating position has the advantage that Deflection is avoided in particular in the case of large-area substrates is so that the applied layers no material stress are exposed. It is also advantageous that due to the exclusively supporting the entire substrate Substrate surface is coatable. After coating is complete Substrate receiving device with the substrate in a horizontal position pivotable, from which in an exclusively horizontal orientation the further transport of the substrate, e.g. B. in another Coating chamber. Here, the substrate is exclusive transported on support elements, whereby a contact of the coated surface is advantageously avoided with holding devices.
Zur Beeinflussung charakteristischer Schichtparameter ist das Substrat während der Beschichtungsphase mittels einer, in der Substrataufnahmeeinrichtung integrierten Heizeinrichtung erwärmbar. Die Heizeinrichtung ist vorteilhaft benachbart zur Substratrückseite angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Flächenausdehnung des Substrats. Als Heizeinrichtung ist eine Widerstandsheizung und/oder Quarzstrahler vorgesehen. Zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer homogenen Temperaturverteilung über die gesamte Substratfläche ist die Heizeinrichtung in einzelne, in ihrer Wärmeleistungsabgabe voneinander unabhängig regelbare Heizsegmente, z. B. einzelne Quarzstrahler bzw. einzelne Heizwiderstandskörper, unterteilt. Insbesondere in den Substratrandbereichen kann durch Zuführen höherer Leistung an die Heizsegmente ein Temperaturverlust ausgeregelt werden, so daß, unabhängig von der relativen Position der Heizsegmente, diese auf angenähert identische vorzugsweise gleiche Temperaturen erwärmbar sind.The substrate is used to influence characteristic layer parameters during the coating phase by means of a Integrated heating device heated substrate. The Heating device is advantageously adjacent to the back of the substrate arranged and extends substantially over the entire Area expansion of the substrate. As a heater is one Resistance heating and / or quartz heater provided. To achieve and maintaining a homogeneous temperature distribution across the The entire substrate area is the heater in its individual Heat output independently controllable Heating segments, e.g. B. individual quartz emitters or individual Heating resistor body, divided. Especially in the Substrate edge areas can be achieved by supplying higher power to the Heating segments are compensated for a temperature loss, so that regardless of the relative position of the heating segments, this on approximately identical, preferably identical, temperatures can be heated are.
Weiterhin ist zwischen der Heizeinrichtung und dem Substrat eine Temperaturhomogenisierungsplatte vorgesehen. Mittels dieser Platte, die vorzugsweise aus einem eine hohe Emissivität aufweisenden Material mit geringer Wärmekapazität besteht, sind sowohl die von Heizsegment zu Heizsegment entstehenden lokalen Temperaturdifferenzen wie auch die innerhalb der Fläche eines Heizsegments sich auf Grund der räumlichen Ausdehnung der Heizwiderstandskörper sich ausbildenden lokalen Temperaturunterschiede ausgleichbar, wodurch Temperaturdifferenzen auf der Substratfläche minimierbar sind. Die Temperaturhomogenisierungsplatte besteht vorzugsweise aus einer Metallplatte, die aus einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung hergestellt ist. Insbesondere hat sich die Verwendung von aus INCONEL oder INCONEL 200 hergestellten Homogenisierungsplatten als besonders vorteilhaft erwiesen.There is also a between the heater and the substrate Temperature homogenizing plate provided. By means of this plate, the preferably from a material with a high emissivity low heat capacity exists, are both those of heating segment too Local temperature differences arising as well as the within the area of a heating segment due to the spatial Expansion of the heating resistor body forming local Temperature differences can be compensated, which means temperature differences can be minimized on the substrate surface. The Temperature homogenizing plate preferably consists of a Metal plate made of a nickel-chromium-iron alloy. In particular, the use of INCONEL or INCONEL 200 homogenization plates produced are particularly advantageous proven.
Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung dieser Temperaturhomogenisierungsplatte ist diese aus einer Zweilagenschicht aufgebaut. Dabei besteht die erste Schicht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und die mit der ersten Schicht in wärmeleitendem Kontakt befindliche zweite Schicht aus einem Material hoher Emissivität. Durch diese Schichtenkombination sind die, die Emissivität und die Wärmeleitung bestimmenden Materialparameter unabhängig voneinander auswählbar. Als Materialkombination wird erfindungsgemäß eine aus Kupfer bestehende erste Schicht und eine aus einer Glaskeramik bestehenden zweite Schicht vorgeschlagen, wobei die Glaskeramik vorteilhaft aus CERAN-Material besteht. According to a further embodiment of the invention Temperature homogenizing plate is made of a two-layer layer built up. The first layer consists of a material with high Thermal conductivity and that with the first layer in heat conductive Contacting second layer made of a material with high emissivity. This combination of layers means that, the emissivity and the Material parameters determining heat conduction independently of one another selectable. According to the invention, one is used as the material combination Copper first layer and one made of a glass ceramic existing second layer proposed, the glass ceramic advantageously consists of CERAN material.
Die Dicke der aus Keramikmaterial bestehenden Platte beträgt vorzugsweise zwischen 2 mm und 10 mm und die Dicke der Kupferplatte zwischen 1 mm und 4 mm. Zur Herstellung der Metall-Keramik-Schicht wird in einem ersten Verfahrensschritt eine ca. 10 µm dicke Metallschicht, vorzugsweise Kupferschicht, mittels eines Aufdampfverfahrens abgeschieden. Auf diese erste Kupferschicht wird in einem elektrolytischen Bad eine weitere Schicht aus Kupfer elektrolytisch abgeschieden, wobei die Gesamtdicke der ersten und zweiten Kupferschicht ca. 2 mm beträgt. Auf dieser Kupferschicht wird eine Kupferplatte befestigt, die eine Dicke von vorzugsweise 2 mm aufweist, so daß die Gesamtschichtdicke der Metallschicht ca. 4 mm beträgt.The thickness of the plate made of ceramic material is preferably between 2 mm and 10 mm and the thickness of the copper plate between 1 mm and 4 mm. For the production of the metal-ceramic layer in a first process step, an approx. 10 µm thick metal layer, preferably copper layer, by means of a vapor deposition process deposited. This first copper layer is in one electrolytic bath another layer of electrolytic copper deposited, the total thickness of the first and second Copper layer is approx. 2 mm. On this copper layer is a Copper plate attached, which has a thickness of preferably 2 mm, so that the total layer thickness of the metal layer is approximately 4 mm.
Bei der Verwendung von Quarzstrahlern als Heizeinrichtung wird als Temperaturhomogenisierungsplatte eine als Wellenlängenwandler wirkende Platte vorgeschlagen. Bei einer derartig wirkenden Platte wird die von den Quarzstrahlern vorzugsweise in einem Spektralbereich von 1 µm bis 3 µm emittierte Strahlungsenergie in einen längerwelligen Spektralbereich emittiert. Dies hat den Vorteil, daß insbesondere bei zu beschichtenden Glassubstraten diese die längerwellige Strahlungsenergie effektiver absorbieren.When using quartz heaters as a heater is considered Temperature homogenizing plate one as a wavelength converter acting plate proposed. With such a plate acting that of the quartz radiators preferably in a spectral range of 1 µm to 3 µm emitted radiation energy in a longer wave Spectral range emitted. This has the advantage that, especially with coating glass substrates this the longer wave Absorb radiation energy more effectively.
Zur Verringerung von Strahlungsverlusten ist die Heizeinrichtung auf ihrer Rückseite von mindestens einem Rückstrahlblech abgedeckt, wodurch die von der Heizeinrichtung emittierte Heizstrahlung im wesentlichen in Richtung des Substrats abgegeben wird.To reduce radiation losses, the heating device is on your Back of at least one reflecting plate covered, which the Heating radiation emitted by the heating device essentially in Direction of the substrate is released.
Zur Verschwenkung der Substrataufnahmeeinrichtung zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Lage ist die Substrataufnahmeeinrichtung auf einem Schwenkarm aufgesetzt, der endseitig mit einem drehbar gelagerten Achskörper, vorzugsweise einer Hohlwelle, verbunden ist. Die aus der unter Vakuum befindlichen Beschichtungskammer in die Atmosphärenumgebung ragende Hohlwelle wird mittels eines vorzugsweise außerhalb der Beschichtungskammer angeordneten Antriebsvorrichtung innerhalb eines Winkelbereichs von 0 bis 85 Grad gedreht. Zur Versorgung der elektrischen Heizeinrichtung sind elektrische Leitungen vorgesehen, die mittels in die Hohlwelle eingesetzter Vakuumdurchführungen in die Atmosphärenumgebung geführt sind.For pivoting the substrate receiving device between one horizontal and a vertical position is the Substrate receiving device placed on a swivel arm, the ends with a rotatably mounted axle body, preferably one Hollow shaft, is connected. Those from the one under vacuum Coating chamber protruding into the atmosphere surrounding hollow shaft by means of a preferably outside the coating chamber arranged drive device within an angular range of 0 rotated to 85 degrees. To supply the electrical heating device electrical lines are provided, which by means of the hollow shaft vacuum bushings used in the atmospheric environment are led.
Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften und in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert.The invention is based on an advantageous and in the figures illustrated embodiment explained below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen heizbaren Schwenktisch in der horizontalen Beschickungsposition und in der vertikalen Beschichtungsposition, Fig. 1 shows a section through an inventive heatable tilting table in the horizontal loading position and in the vertical coating position,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Substrataufnahmeeinrichtung, Fig. 2 shows an enlarged section of the substrate receiving device shown in Fig. 1,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer in den Fig. 1 und 2 abgebildeten Halteeinrichtung und Fig. 3 shows an enlarged detail of a depicted in FIGS. 1 and 2, retaining device and
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt einer in den Fig. 1 und 2 dargestellten Halteeinrichtung. Fig. 4 is an enlarged section of a holding device shown in Figs. 1 and 2.
Die in einer Beschichtungskammer 30 angeordnete Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Substrataufnahmeeinrichtung 6 und einer aus einem Schwenkarm 12 und einer Hohlwelle 10 bestehenden Schwenkvorrichtung. Der Schwenkarm 12 ist endseitig an einer die Hohlwelle 10 umgreifenden Klemmvorrichtung 13 lösbar verschraubt. Durch Drehen der Hohlwelle 10 wird der Schwenkarm 12 entweder aus seiner horizontalen Beschickungsposition A in die im wesentlichen vertikale Beschichtungsposition B oder aus der Beschichtungsposition B in die horizontale Beschickungs- bzw. Entladeposition überführt. Der von der Substrataufnahmeeinrichtung 6 überstrichene Schwenkwinkelbereich 2 wird durch den gestrichelt gezeichneten Schwenkbereich angedeutet und beträgt ca. 0-85 Grad.The device 1 arranged in a coating chamber 30 essentially consists of a substrate receiving device 6 and a swivel device consisting of a swivel arm 12 and a hollow shaft 10 . The swivel arm 12 is detachably screwed at the end to a clamping device 13 encompassing the hollow shaft 10 . By rotating the hollow shaft 10 , the swivel arm 12 is transferred either from its horizontal loading position A into the essentially vertical coating position B or from the coating position B into the horizontal loading or unloading position. The swivel angle range 2 swept by the substrate receiving device 6 is indicated by the swivel range shown in dashed lines and is approximately 0-85 degrees.
Die Substrataufnahmeeinrichtung 6 besteht aus einem Rückstrahlblech 14, welche mittels einer das Rückstrahlblech 14 flächenmittig durchsetzenden Halteeinrichtung 20 auf dem Schwenkarm 12 befestigt ist. Mittels der Halteeinrichtung 20 ist der Schwenkarm 12 mit dem äußeren Rückstrahlblech 14 verbunden (siehe Fig. 3). Die Halteeinrichtung 20 weist einen Gewindebolzen 21 auf, der endseitig jeweils mit einem Außengewinde 21a, 21b versehen ist, wobei das eine Ende des Gewindebolzens 21a durch eine Ausnehmung des Schwenkarms 12 durchragt und mit einem fest am Gewindebolzen 21 angeordneten Kragen 23 auf dem Schwenkarm 12 aufliegt. Mittels einer auf dem Außengewinde des Gewindebolzens 21 aufgeschraubten Schraubenmutter 25 wird der gewindebolzen 21 zwischen einer Unterlegscheibe 23a und dem Kragen 23 fest an dem Schwenkarm 12 befestigt.The substrate receiving device 6 consists of a reflective plate 14 which is fastened on the swivel arm 12 by means of a holding device 20 which penetrates the reflective plate 14 in the center of the surface. The swivel arm 12 is connected to the outer reflecting plate 14 by means of the holding device 20 (see FIG. 3). The holding device 20 has a threaded bolt 21 which at each end with an external thread 21a, is provided b 21, wherein the one end of the threaded bolt 21a through protrudes through a recess of the pivot arm 12 and having a fixedly arranged on the threaded bolt 21 collar 23 on the Swivel arm 12 rests. By means of a nut screwed onto the external thread of the threaded bolt 21 nut 25, the threaded bolt 21 between a washer 23 a and the collar 23 is fixedly secured to the pivot arm 12th
Auf der, der Homogenisierungsplatte 28 ( siehe Fig. 2) zugewandten Seite des Gewindebolzens 21 ist über diesem ein Federelement 31 angeordnet, welches auf dem Kragen 23 mit seiner Stirnfläche aufliegt. Andernends ist auf dem Federelement 31 eine Auflagefläche 27a gelagert. Mittels einer auf dem Gewindebolzen 21 aufgeschraubten Gewindemutter 29 wird die Auflagefläche 27a über einen Andruckkragen 27b gegen das Federelement 31 gedrückt, wodurch eine elastisch federnde und auch bei thermischer Belastungskontakt feste bleibende Verbindung zwischen dem Schwenkarm 12 und der Auflagefläche 27a bestehen bleibt und wobei das Rückstrahlblech 14 auf der Auflagefläche 27a aufliegt.On the side of the threaded bolt 21 facing the homogenizing plate 28 (see FIG. 2), a spring element 31 is arranged above it, which rests on the collar 23 with its end face. On the other hand, a support surface 27 a is mounted on the spring element 31 . By means of a threaded nut 29 screwed onto the threaded bolt 21 , the support surface 27 a is pressed against the spring element 31 via a pressure collar 27 b, as a result of which an elastically resilient connection which remains firm even under thermal load contact remains between the swivel arm 12 and the support surface 27 a and where the reflecting plate 14 rests on the support surface 27 a.
Mittels einer weiteren Halteeinrichtung 33 ist das äußere Rückstrahlblech 14 mit dem inneren Rückstrahlblech 22 verbunden. Die Halteeinrichtung 33 weist zwei einander gegenüber an dem inneren Rückstrahlblech 22 befestigte Gewindebolzen 35a, 35b auf, welche vorzugsweise mit dem inneren Rückstrahlblech 22 jeweils stirnseitig verschweißt sind. Mittels einer über dem Gewindebolzen 35a geführten Distanzhülse 37a und einer Kontermutter 39a wird über eine Unterlegscheibe 41 a das äußere Rückstrahlblech 14 in Bezug zum inneren Rückstrahlblech 22 in einem definierten Abstand zueinander gehalten und befestigt.The outer reflective plate 14 is connected to the inner reflective plate 22 by means of a further holding device 33 . The holding device 33 has two threaded bolts 35 a, 35 b, which are fastened opposite one another on the inner reflective plate 22 and which are preferably welded to the inner reflective plate 22 on each end. By means of a spacer sleeve 37 a guided over the threaded bolt 35 a and a lock nut 39 a, the outer reflecting plate 14 is held and fastened at a defined distance from one another in relation to the inner reflecting plate 22 via a washer 41 a.
Mittels einer den Gewindebolzen 35b umgebenden, ein Innengewinde aufweisenden Distanzhülse 37b, einer Unterlegscheibe 41b und einer Flügelmutter 39b wird die Homogenisierungsplatte 28 in einem festen Abstand zum inneren Rückstrahlblech 22 gehaltert und ist mit diesem fest verbunden.The homogenizing plate 28 is held at a fixed distance from the inner reflecting plate 22 and is firmly connected to it by means of a spacer sleeve 37 b surrounding the threaded bolt 35 b, an internal thread having a spacer 37 b, a washer 41 b and a wing nut 39 b.
Durch die Halteeinrichtungen 20 und 33 werden somit die Homogenisierungsplatte 28 und das Rückstrahlblech 22 mittels des inneren Rückstrahlbleches 22 in bezug zueinander und gemeinsam fest auf dem Schwenkarm 12 gehaltert.The holding devices 20 and 33 thus hold the homogenizing plate 28 and the reflecting plate 22 by means of the inner reflecting plate 22 in relation to one another and together firmly on the swivel arm 12 .
Der äußere umlaufende Randbereich der rechteckigen Grundplatte 14 ist zu einer in den Eckbereichen unterbrochenen Kante 11 aufgewinkelt. In die Kante 11 ist jeweils ein horizontal ausgerichtetes Führungselement 15 fest eingesetzt. In die jeweiligen Führungselemente 15 ist ein Stützrahmen 16 mit Ausnehmungen in deren Randbereich einerseits und im wesentlichen flächenmittig auf der Substrataufnahmeeinrichtung 6 andererseits abgestützt. In dem von der Grundplatte 14 und der Stützrahmen 16 eingeschlossenen Innenraum ist eine, z. B. als Widerstandsheizung oder aus Quarzstrahlern bestehende Heizeinrichtung 8 angeordnet. Die von der Widerstandsheizung 8 oder den Quarzstrahlern 8 abgestrahlte Wärmeleistung wird mittels eines zwischen der Heizeinrichtung 8 und der Grundplatte 14 angeordneten Rückstrahlbleches 22 in eine zum Stützrahmen 16 weisenden Vorzugsrichtung abgestrahlt. Das zu beschichtende Substrat 4 ist lagernd auf einzelnen auf dem Stützrahmen 16 aufgesetzten Stützelementen 26, 26a gehaltert. In der horizontalen Lageposition wird das Gesamtgewicht des Substrates 4 von den Stützelementen 26 getragen, wo hingegen in der nahezu vertikalen Beschichtungsposition die Stützelemente 26a die Haupttraglast übernehmen. Die Stützelemente 26 und 26a bestehen aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit, wodurch zwischen dem Stützrahmen 16 und dem aufliegenden Substrat 4 ein Wärmefluß vermieden wird.The outer peripheral edge area of the rectangular base plate 14 is angled to an edge 11 interrupted in the corner areas. A horizontally oriented guide element 15 is firmly inserted into the edge 11 . In the respective guide elements 15 , a support frame 16 is supported with recesses in its edge area on the one hand and essentially centered on the substrate receiving device 6 on the other hand. In the enclosed space by the base plate 14 and the support frame 16 is a, for. B. arranged as a resistance heater or consisting of quartz heaters 8 . The heat output radiated by the resistance heater 8 or the quartz radiators 8 is radiated by means of a retroreflection plate 22 arranged between the heating device 8 and the base plate 14 in a preferred direction pointing towards the support frame 16 . The substrate 4 to be coated is supported on individual support elements 26 , 26 a placed on the support frame 16 . In the horizontal position, the total weight of the substrate 4 is borne by the support elements 26 , whereas, in the almost vertical coating position, the support elements 26 a assume the main load. The support elements 26 and 26 a consist of a material of low thermal conductivity, whereby a heat flow between the support frame 16 and the substrate 4 is avoided.
Um eine möglichst homogene Temperaturverteilung über die gesamte Substratfläche zu bewirken, ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Stützrahmen 16 und der Heizeinrichtung 8 eine Temperaturhomogenisierungsplatte 28 vorgesehen. Dieser aus einem Material hoher Emissivität und geringer Wärmekapazität bestehende Plattenkörper 28 verhindert, daß z. B. infolge der segmentartigen Unterteilung der Heizeinrichtung 8 lokale Temperaturunterschiede auf dem Substrat 4 auftreten. Zur elektrischen Versorgung der Heizeinrichtung 8 sind diese über elektrische Leitungen 32, die mittels in die Hohlwelle 10 eingesetzter Vakuumdurchführungen 34 in den Atmosphärenbereich geführt sind, mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromversorgungseinheit verbunden.In order to achieve the most homogeneous possible temperature distribution over the entire substrate surface, a temperature homogenizing plate 28 is provided between the support frame 16 and the heating device 8 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1. This consisting of a material high emissivity and low heat capacity plate body 28 prevents z. B. due to the segment-like subdivision of the heating device 8 local temperature differences occur on the substrate 4 . For the electrical supply of the heating device 8 , these are connected to a power supply unit, not shown in the drawing, via electrical lines 32 , which are led into the atmosphere area by means of vacuum bushings 34 inserted into the hollow shaft 10 .
Die Beschickung der Substrataufnahmeeinrichtung 6 mit einem Substrat 4 erfolgt durch eine verschließbare Be- bzw. Entladeöffnung 36, die in die Kammerwand 37 der Beschichtungskammer 30 eingelassen ist. Dabei wird das Substrat 4 vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Transportautomaten in horizontaler Lage in die Beschichtungskammer 30 auf die Substrataufnahmeeinrichtung 6 abgelegt. Der Beschichtungsvorgang wird dadurch eingeleitet, daß die Substrataufnahmeeinrichtung 6 zusammen mit dem auf ihr gelagerten Substrat 4 in die vertikale Position B überführt wird, um in dieser Ausrichtung, z. B. mittels einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Sputterkathodeneinrichtung, entsprechend der durch Richtungspfeile symbolisch angedeuteten Beschichtungsrichtung a-f beschichtet zu werden. Zum Ausbringen des beschichteten Substrats 4 wird der Schwenkarm 12 in seine horizontale Lage A verschwenkt und alsdann das Substrat 4 über die Be- bzw. Entladeöffnung 36 aus der Beschichtungskammer 30 entnommen.The substrate receiving device 6 is loaded with a substrate 4 through a closable loading or unloading opening 36 which is let into the chamber wall 37 of the coating chamber 30 . In this case, the substrate 4 is preferably placed in a horizontal position in the coating chamber 30 on the substrate receiving device 6 by means of an automatic transport device, not shown. The coating process is initiated in that the substrate receiving device 6 together with the substrate 4 mounted thereon is transferred into the vertical position B in order to be in this orientation, e.g. B. by means of a sputter cathode device, not shown in FIG. 1, to be coated af in accordance with the coating direction symbolically indicated by directional arrows. To bring out the coated substrate 4 , the swivel arm 12 is pivoted into its horizontal position A and then the substrate 4 is removed from the coating chamber 30 via the loading or unloading opening 36 .
BezugszeichenlisteReference list
1 Vorrichtung
2 Schwenktisch
4 Substrat
6 Substrataufnahmeeinrichtung
8 Heizeinrichtung, Widerstandsheizung, Quarzstrahler
10 Achskörper, Hohlwelle
11 Kante
12 Schwenkarm
13 Klemmvorrichtung
14 Rückstrahlblech/Grundplatte
15 Führungselement
16 Stützrahmen
18 Winkelrand
20 Halteeinrichtung
21 Gewindebolzen
21a, 21b Außengewinde
22 Rückstrahlblech
23 Kragen
23a Unterlegscheibe
24 Stützrahmenbleche
25 Schraubenmutter
26, 26a Stützelement
27a Auflagefläche
27b Andruckkragen
28 Platte, Plattenkörper, Temperaturhomogenisierungsplatte
29 Gewindemutter
30 Beschichtungskammer
31 Federelement
32 elektrische Leitung
33 Halteeinrichtung
34 Vakuumdurchführung
35a, 35b Gewindebolzen
36 Be-, Entladeöffnung
37 Kammerwand
37a, 37b Distanzhülse
39a Kontermutter
39b Flügelmutter
41a, 41b Unterlegscheibe
A Beschichtungsposition, Entladeposition
B Beschichtungsposition
a-f Beschichtungsrichtung 1 device
2 swivel table
4 substrate
6 substrate receiving device
8 heating device, resistance heating, quartz heater
10 axle beam, hollow shaft
11 edge
12 swivel arm
13 clamping device
14 reflecting plate / base plate
15 guide element
16 support frames
18 angular edge
20 holding device
21 threaded bolts
21 a, 21 b external thread
22 reflecting plate
23 collar
23 a washer
24 support frame sheets
25 nut
26 , 26 a support element
27 a contact surface
27 b pressure collar
28 plate, plate body, temperature homogenizing plate
29 threaded nut
30 coating chamber
31 spring element
32 electrical wire
33 holding device
34 Vacuum bushing
35 a, 35 b threaded bolts
36 loading and unloading opening
37 chamber wall
37 a, 37 b spacer sleeve
39 a lock nut
39 b wing nut
41 a, 41 b washer
A coating position, unloading position
B coating position
af coating direction
Claims (13)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19527246A DE19527246A1 (en) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Device for holding substrate in a coating appts. |
KR1019960029682A KR100237146B1 (en) | 1994-07-28 | 1996-07-23 | The heatable rotation table |
JP19804496A JPH0941142A (en) | 1995-07-26 | 1996-07-26 | Device for alternately positioning substrates to be coated in vacuo |
TW85109203A TW379255B (en) | 1995-07-26 | 1996-09-03 | Equipment to alternatively position a substrate that is in vacuum to be coated and has preferably large area |
Applications Claiming Priority (2)
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DE19527246A DE19527246A1 (en) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Device for holding substrate in a coating appts. |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1998030730A1 (en) * | 1997-01-09 | 1998-07-16 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag | Vacuum coating system |
US6264804B1 (en) | 2000-04-12 | 2001-07-24 | Ske Technology Corp. | System and method for handling and masking a substrate in a sputter deposition system |
DE112009002468B4 (en) * | 2008-11-14 | 2020-01-02 | Ulvac, Inc. | Thin film precipitation device, organic EL element manufacturing device and organic thin film precipitation method |
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1995
- 1995-07-26 DE DE19527246A patent/DE19527246A1/en not_active Withdrawn
- 1995-07-26 JP JP19088495A patent/JP4131523B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-23 KR KR1019960029682A patent/KR100237146B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6406598B2 (en) | 2000-04-12 | 2002-06-18 | Steag Hamatech Ag | System and method for transporting and sputter coating a substrate in a sputter deposition system |
DE112009002468B4 (en) * | 2008-11-14 | 2020-01-02 | Ulvac, Inc. | Thin film precipitation device, organic EL element manufacturing device and organic thin film precipitation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JPH0860358A (en) | 1996-03-05 |
JP4131523B2 (en) | 2008-08-13 |
KR100237146B1 (en) | 2000-01-15 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BALZERS UND LEYBOLD DEUTSCHLAND HOLDING AG, 63450 |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: UNAXIS DEUTSCHLAND HOLDING GMBH, 63450 HANAU, DE |
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Effective date: 20110201 |