DE19736318A1 - Vorrichtung zum Beschichten von plattenförmigen Substraten mit dünnen Schichten mittels Kathodenzerstäubung - Google Patents

Vorrichtung zum Beschichten von plattenförmigen Substraten mit dünnen Schichten mittels Kathodenzerstäubung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be­ schichten von plattenförmigen Substraten mit dün­ nen Schichten mittels Kathodenzerstäubung mit meh­ reren nacheinander angeordneten, über Spalte oder Schleusen miteinander verbundenen, evakuierbaren Abteilungen und einer Einrichtung zum Transport der Substrate entlang eines Pfades durch die Ab­ teilungen sowie an den Abteilungswänden abgestütz­ ten Kathoden, Blenden, Prozeßgaszuführungen und Anschlüssen für Vakuumpumpen.
Bekannt ist eine Vorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten auf ein Substrat mittels des Kathoden­ zerstäubungsverfahrens in einer Vakuumkammer (DE 195 13 691), durch die das zu beschichtende Substrat hindurchbewegbar ist und mit einer zwi­ schen einer zu zerstäubenden Kathode und einer An­ ode angeordneten Blende, wobei die Substratebene unterhalb der Anode verläuft, wobei von der Wand der Vakuumkammer gehaltene, Kanäle aufweisende Hohlprofile parallel zur Kathodenebene und im Be­ reich zwischen der Kathode und der Anode vorgese­ hen sind, die vom Kühlmittel und Prozeßgas durch­ strömt sind, wobei die Hohlprofile sich quer zu den Kanälen erstreckende Öffnungen für den Aus­ tritt von Prozeßgas in die Vakuumkammer aufweisen und bei der als Profilschienen mit L-förmigem Querschnitt ausgebildete Anoden, deren kurze Schenkel jeweils die Hohlprofile übergreifend auf den Oberseiten der Hohlprofile aufliegen und in dieser Lage von Bolzen, Schrauben oder Klemmstüc­ ken gehalten sind, die sich von den Oberseiten der Hohlprofile aus nach oben zu erstrecken und mit Bohrungen in den kurzen Schenkeln der Anoden kor­ respondieren.
Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Anode, die Blende, die Kühlelemente und die Gaszufüh­ rungseinrichtung an ortsfesten Prozeßkammerwänden angeordnet, so daß eine Reparatur oder ein Aus­ tausch dieser Teile nur unter größten Mühen mög­ lich ist. Darüber hinaus ist die Zerstäubungska­ thode mit allen ihren Teilen in der Prozeßkammer selbst untergebracht, so daß ihr Ausbau auch nur nach dem Entfernen eines die Oberseite der Prozeß­ kammer verschließenden Deckels und der Versor­ gungsleitungen möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung des eingangs genannten Typs so auszubilden, daß jede Abteilung der Durch­ laufanlage jeweils mit einer der Kathodenstation vor- und nachgeschalteten Pumpstation ausgestaltet ist, wobei die Verbindungen der einzelnen Abtei­ lungen über Spaltschleusen erfolgen soll und die Länge der Abteilung möglichst kurz bemessen sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der jeweils am Ende einer Abteilung und am An­ fang der angrenzenden Abteilungen angeordnete Saugraum jeweils eine Öffnung für die Verbindung mit dem Saugstutzen einer Vakuumpumpe aufweist, wobei jeweils die beiden benachbarten Öffnungen in Längsrichtung der Vorrichtung gesehen seitlich um ein Maß gegeneinander versetzt vorgesehen sind.
Weitere Merkmale und Einzelheiten sind in den Pa­ tentansprüchen näher beschrieben und gekennzeich­ net.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh­ rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der an­ hängenden Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch zwei Abteilungen einer aus einer Vielzahl von Abteilungen gebildeten Beschichtungsanlage für Glas­ scheiben und
Fig. 2 die Draufsicht auf zwei benachbarte Saug­ räume der Anlage gemäß Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt durch die benachbarten Saug­ räume zweier Abteilungen mit aufgesetzten Vakuumpumpen nach den Linien E-F gemäß Fig. 2 (in vergrößerter Darstellung).
Die in der Zeichnung Fig. 1 dargestellte Durch­ laufanlage besteht im wesentlichen aus einem ka­ nalartigen Anlagengehäuse, bestehend aus einer ho­ rizontal angeordneten Bodenplatte 29, zwei glei­ chen, lotrecht angeordneten Seitenplatten und dem sich parallel zur Bodenplatte 29 erstreckenden oberen Wandteil 9 sowie den das Anlagengehäuse in mehrere einzelne Abteilungen C, C' , C'', . . . aufteilen­ den Querschotten oder Zwischenwänden 23, 23' Das obere Wandteil 9 ist abwechselnd mit Paaren von Öffnungen 7, 7a bzw. 7', 7a', . . . für den Paarweisen Einbau von Vakuumpumpen 8, 8a bzw. 8', 8a', . . . und mit Öffnungen 10, 10', . . . für den Einbau von jeweils mit einem Deckel 12, 12', . . . verbundenen Kathoden 4, 4' bzw. 4'', 4''', . . . und den Einbau von lösbaren Wand­ teilen 15, 15', . . ., die jeweils paarweise an einem Rahmen 11, 11', . . . befestigt sind, versehen.
Die Substrate, z. B. flache Glasscheiben 2, 2', . . ., werden mit Hilfe von motorisch angetriebenen Rol­ len 30, 30', . . . in Pfeilrichtung A entlang des Pfades P durch die Abteilungen C, C', . . . gefördert, wozu die Querschotten oder Zwischenwände 23, 23', . . . jeweils mit Spalten oder Durchbrüchen 31, 31', . . . versehen sind. Beim Transport durch die Prozeßräume 14, 14', . . . sind ihre Oberseiten jeweils den Teil­ chenströmen der Kathoden 4, 4', . . . ausgesetzt, wobei die Blenden 5, 5', . . . und Führungselemente oder Schutzbleche 17, 17', . . . den Teilchenstrom begrenzen bzw. dafür Sorge tragen, daß die Teile der Trans­ portvorrichtung 3 unbeschichtet bleiben. Die auf der Oberseite des oberen Wandteils 9 angeordneten Vakuumpumpen 8, 8a bzw. 8', 8a', . . . sind dabei jeweils mit einem Prozeßraum 14, 14', . . . verbunden und bewir­ ken, daß in diesen der für den Zerstäubungsprozeß notwendige Druck herrscht. Unterhalb jedes Vakuum­ pumpenpaares 8, 8a bzw. 8', 8a', . . . ist jeweils ein Querschott 23, 23, . . . vorgesehen, an dem ein Spalt­ schleusenelement 25, 25', . . . mit sich quer zum Pfad P erstreckenden Rippen befestigt ist.
Die Kathoden 4, 4', . . . sind jeweils an Deckeln 12, 12', . . . fest angeordnet und zwar derart, daß ihre Targets 32, 32', . . . in den jeweiligen Prozeßraum 14, 14', . . . hineinragen und auf die auf der Rollen­ bahn 30, 30', . . . geführten Substrate 2, 2', . . . ausge­ richtet sind. Jeder Deckel 12, 12', . . . ist mit einem Rahmen 11, 11', . . . verbunden, der jeweils seinerseits mit dem oberen Wandteil 9 verschraubt ist, wobei an jedem Rahmen 11, 11', . . . zwei Querschotten oder Wandteile 15, 15', . . . angebracht sind, die sich zu­ sammen mit dem Rahmen 11, 11', . . . aus der jeweiligen Öffnung 10, 10', . . . im oberen Wandteil 9, 9', . . . entneh­ men lassen. An den Wandteilen 15, 15', . . . sind wie­ derum alle für die Kathodenumgebung notwendigen Teile und Aggregate befestigt, wie beispielsweise die Kühlmittelrohre 16, 16', . . ., die Prozeßgaszufüh­ rungen 6, 6', . . ., die Blenden 5, 5', . . . oder die Schutz­ bleche 17, 17', . . . zur Abschirmung der Rollen 30, 30', . . .
Wie Fig. 1 zeigt, sind die Saugräume 19, 20 bzw. 19', 20', . . . einer Abteilung C auch so ausgerüstet, daß die entsprechende Abteilung als Gastrennung wirkt, da die dem Transportpfad P zugekehrten Bo­ denteile der Saugräume als Spaltschleusenelemente 25, 25', . . . ausgebildet sind, d. h. daß die Boden­ teile jeweils mit einer Vielzahl eng nebeneinander angeordneter Rippen 21, 21', . . . vorgesehen sind, die sich quer zum Pfad P erstrecken und deren Rücken­ teile bis nahe an den Pfad P heranreichen, derart, daß die Substrate 2, 2', . . . gerade eben unter ihnen hindurchführbar sind. Dadurch, daß jeweils zwei Vakuumpumpen 8, 8a, . . . nebeneinander auf dem oberen Wandteil 9 angeordnet sind, sind Pumpen mit ver­ gleichsweise großen Durchmessern d, d' verwendbar, ohne daß die Länge der gesamten Anlage unnötig vergrößert wird.
Bezugszeichenliste
2
,
2
', . . . Substrat
3
Transporteinrichtung
4
,
4
', . . . Kathode
5
,
5
', . . . Blende
6
,
6
', . . . Prozeßgaszuführung
7
,
7
a,
7
',
7
a', . . . Öffnung
8
,
8
a,
8
',
8
a', . . . Vakuumpumpe
9
oberes Wandteil
10
,
10
', . . . Öffnung
11
,
11
', . . . Rahmen
12
,
12
', . . . Deckel
13
,
13
', . . . Ausnehmung
14
,
14
', . . . Raum, Prozeßraum
15
,
15
', . . . Wandteil, lösbar
16
,
16
', . . . Kühlmittelrohr
17
,
17
', . . . Substratführungselement, Schutzblech
18
,
18
a,
18
',
18
a', . . . Saugstutzen
19
,
19
', . . . Saugraum
20
,
20
', . . . Saugraum
21
,
21
', . . . Rippe
22
,
22
', . . . Durchlaß
23
,
23
', . . . Zwischenwand, Querschott
25
,
25
', . . . Zwischenboden, Spaltschleusenelement
26
Transportraum
29
Bodenplatte
30
,
30
', . . . Rolle
31
,
31
', . . . Durchbruch
32
,
32
', . . . Target

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Beschichten von plattenförmi­ gen Substraten (2, 2', . . .) mit dünnen Schichten mittels Kathodenzerstäubung mit mehreren ne­ beneinander angeordneten, über Spalte oder Schleusen (31, 31', . . .) miteinander verbundenen, evakuierbaren Abteilungen (C, C', . . .) und einer Einrichtung (3) zum Transport der Substrate (2, 2', . . .) entlang eines Pfades (P) durch die Abteilungen (C, C', . . .) sowie an den Abteilungs­ wänden abgestützten Kathoden (4, 4', . . .), Blen­ den (5, 5', . . .), Prozeßgaszuführungen (6, 6', . . .) und Anschlüssen für Vakuumpumpen (8, 8a, . . .) da­ durch gekennzeichnet, daß der jeweils am Ende einer Abteilung (C, C', . . .) und am Anfang der angrenzenden Abteilungen (C, C' , . . .) angeordnete Saugraum (19, 19', . . . bzw. 20, 20', . . .) jeweils ei­ ne Öffnung (7, 7a, . . .) für die Verbindung mit dem Saugstutzen (18, 18a, . . .) einer Vakuumpumpe (8, 8a bzw. 8', 8a', . . .) aufweist, wobei die bei­ den jeweils benachbarten Öffnungen (7, 7a, . . .) in Längsrichtung (A) der Vorrichtung gesehen seitlich um ein Maß (b, b') gegeneinander ver­ setzt vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unterhalb der Pumpen (8, 8a bzw. 8', 8a', . . .) angeordneten, jeweils benach­ barten Saugräume (19, 20 bzw. 19', 19a', . . .) durch ein Querschott (23 bzw. 23', . . .) vonein­ ander getrennt sind, wobei das Querschott (23 bzw. 23', . . .) mit seiner unteren Kante auf ei­ nem verrippten Spaltschleusenelement (25, 25', 25'', . . .) ruht, das sich parallel zur Substratebene erstreckt und dessen dem Substrat (2, 2', . . .) zugekehrte Seite mit einer Vielzahl von sich quer zum Transportpfad (P) erstreckenden Rippen (21, 21', . . .) versehen ist, die sich bis unmittelbar an den Pfad (P) er­ strecken.
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