DE202011002012U1

DE202011002012U1 - Vakuumbeschichtungsanlage mit Pump- und Magnetronanordnung

Info

Publication number: DE202011002012U1
Application number: DE202011002012U
Authority: DE
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2021-01-28

Abstract

Vakuumanlage zur Beschichtung von flachen Substraten mit nebeneinander angeordneten Sektionen, mit mindestens einer Vakuumpumpe (15), mit einer Transportvorrichtung zum Transport der Substrate (2) entlang einer horizontalen Transportebene durch die Sektionen hindurch, mit einem Magnetron in einer Sektion zur Beschichtung der Substrate – Beschichtungssektion (1) – und mit einer Öffnung (11) in der oberen Wand der Beschichtungssektion, die mit einem auf dem Rand der Öffnung (11) aufliegenden Deckel (12) verschlossen ist, wobei der Deckel (12) als Kammer – Deckelkammer (13) – ausgebildet ist, der Deckelboden der Deckelkammer (13) im Bereich der Öffnung (11) in der oberen Wand der Beschichtungssektion (1) eine Saugöffnung (14) aufweist und die Saugöffnung (14) direkt oder über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit der Vakuumpumpe (15) verbunden ist, wobei das Magnetron ein Magnetsystem, ein rohrförmiges Target (8), ein Antriebsmittel für die Targetrotation und Versorgungsmittel für Kühlung und Elektrizität umfasst und das rohrförmige Target (8) oberhalb der Transportebene, parallel...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Pump- und Magnetronanordnung sowie mit einer Transportvorrichtung, insbesondere eine Vakuumbeschichtungsanlage zur Beschichtung von flachen Substraten mittels Kathodenzerstäubung.
Eine Vakuumbeschichtungsanlage der eingangs genannten Art ist in der europäischen Patentanmeldung EP 0 783 174 A2 beschrieben. Danach ist eine derartige Vakuumbeschichtungsanlage in Transportrichtung in mehrere Sektionen unterteilt. Einige der Sektionen sind mit Magnetrons ausgestattet. In diesen Beschichtungssektionen findet die Beschichtung der Substrate statt. Andere Sektionen sind dahingegen mit Vakuumpumpen ausgestattet und sind über Öffnungen mit den Beschichtungssektionen verbunden. In den Beschichtungssektionen wird das für den Beschichtungsvorgang benötigte Vakuum über die Pumpsektionen bereitgestellt.
Eine weitere Variante einer solchen Vakuumbeschichtungsanlage ist in der deutschen Patentanmeldung DE 197 33 940 A1 beschrieben. Zur besseren Wartung und Montage sind die Beschichtungssektionen an ihrer oberen Wand mit Öffnungen versehen, wobei jede Öffnung mit einem auf dem Rand der Öffnung aufliegenden Deckel verschlossen ist. An diesem Deckel sind ein oder mehrere Magnetrons befestigt, die jeweils mindestens ein Magnetsystem und ein Target umfassen und die so in den Innenraum der Beschichtungssektion ragen, dass ihre Targets über dem Substrat liegen.
Die in EP 0 783 174 A2 und DE 197 33 940 A1 beschriebenen Vakuumbeschichtungsanlagen zeigen damit, bedingt durch Pumpsektionen, erhebliche Baulängen.
In der deutschen Patentanmeldung DE 100 04 786 A1 sind daher Saugöffnungen im Deckel einer Beschichtungssektion vorgesehen, die direkt oder über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit Vakuumpumpen verbunden sind. Das Vakuum wird nicht über eine Pumpsektion sondern direkt in der Beschichtungssektion erzeugt, wodurch sich die Pumpsektionen erübrigen und damit die Baulänge der Vakuumbeschichtungsanlage erheblich minimiert wird.
Nachteilig ist, dass sowohl das Target am Deckel und die Saugöffnungen aufwendig im Deckel angeordnet sind, was die Wartung der Anlage erheblich erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Pump- und Magnetronanordnung anzugeben, die eine Reduktion der Länge der Vakuumbeschichtungsanlage sowie ein einfaches, verbessertes Evakuieren der Beschichtungssektion ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vakuumbeschichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vakuumanlage zur Beschichtung von flachen Substraten umfasst nebeneinander angeordnete Sektionen, mindestens eine Vakuumpumpe, eine Transportvorrichtung zum Transport der Substrate entlang einer horizontalen Transportebene durch die Sektionen hindurch, ein Magnetron in einer Sektion zur Beschichtung der Substrate – Beschichtungssektion – und eine Öffnung in der oberen Wand der Beschichtungssektion, die mit einem auf dem Rand der Öffnung aufliegenden Deckel verschlossen. Der Deckel ist als Kammer – Deckelkammer – ausgebildet, wobei der Deckelboden der Deckelkammer im Bereich der Öffnung in der oberen Wand der Beschichtungssektion eine Saugöffnung aufweist und die Saugöffnung direkt oder über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit der Vakuumpumpe verbunden ist. Das Magnetron umfasst ein Magnetsystem, ein rohrförmiges Target, ein Antriebsmittel für die Targetrotation und Versorgungsmittel für Kühlung und Elektrizität, wobei das rohrförmige Target oberhalb der Transportebene, parallel zur Transportebene und senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist. Die Versorgungsmittel sind in einem ersten Endblock zusammengefasst. Die erfindungsgemäße Vakuumanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende des Magnetrons mit dem ersten Endblock in einer Seitenwand der Beschichtungssektion befestigt ist und dass die Saugöffnung zumindest anteilig innerhalb einer Magnetronbreite, die die maximale Ausdehnung des Magnetrons in Transportrichtung beschreibt, angeordnet ist.
Die Öffnung in der oberen Wand der Beschichtungssektion ermöglicht eine bessere Wartung sowie Montage in der Beschichtungssektion.
Die Bereitstellung des Vakuums kann in der erfindungsgemäßen Vakuumanlage direkt in der Beschichtungssektion über die Saugöffnung vorgenommen werden. Die Trennung der Bereitstellung des Vakuums über die Saugöffnung und der Befestigung des Magnetrons an der Seitenwand der Beschichtungssektion ermöglicht einen einfachen, konstruktiven Aufbau, der einfach montiert und gewartet werden kann.
Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung der Saugöffnung eine direkte Bereitstellung des Vakuums im Prozessbereich.
Dem Fachmann ist offensichtlich, dass die Anzahl der Saugöffnungen im Deckelboden hierbei nicht auf eine Saugöffnung beschränkt ist. Vielmehr kann der Deckelboden mit mehreren Saugöffnungen versehen sein, die zum Beispiel über ein Schlauch- oder Rohrsystem jeweils mit einer Vakuumpumpe verbunden sind.
Die Erfindung ist ebenso nicht auf eine Vakuumanlage mit einer Beschichtungssektion beschränkt. Es können vielmehr weitere Beschichtungssektionen vorgesehen sein in denen weitere Magnetrons in einer Seitenwand oder auch am Deckel der weiteren Beschichtungssektionen befestigt sind.
Weiterhin können in einer Beschichtungssektion mehrere Magnetrons vorgesehen sein. Die Magnetronbreite beschreibt hierbei die maximale Ausdehnung sämtlicher Magnetrons der Beschichtungssektion in Transportrichtung.
Bevorzugt ist die Vakuumpumpe in der Deckelkammer angeordnet.
Weiterhin kann die Vakuumpumpe über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit einer Vorvakuumpumpe außerhalb der Deckelkammer verbunden sein.
Mehrere Vakuumpumpen können hierbei gemeinsam über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit einer Vorvakuumpumpe außerhalb der Deckelkammer verbunden sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Magnetron einen zweiten Endblock, wobei das zweite Ende des Magnetrons mit dem zweiten Endblock an der der Seitenwand gegenüberliegende Seitenwand befestigt ist.
Bevorzugt ist hierbei der zweite Endblock mit dem Antriebsmittel für die Targetrotation versehen. Dies hat den Vorteil, dass die Targetrotation über einen anderen Endblock bereitgestellt wird als die Versorgung mit Elektrizität und Kühlmittel. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufbau der Endblöcke erheblich. Alternativ hierzu kann allerdings auch der erste Endblock mit dem Antriebsmittel für die Targetrotation versehen sein.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Ende des Magnetrons mit einem Lager in der Beschichtungssektion befestigt. Dies ermöglicht eine einfache Lagerung des Magnetrons in der Beschichtungskammer, wobei kein weiterer Durchbruch durch die vakuumdichte Seitenwand vorgenommen werden muss.
Bevorzugt ist hierbei der erste Endblock mit dem Antriebsmittel für die Targetrotation versehen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. 1 zeigt hierzu einen Schnitt durch eine Beschichtungssektion einer Vakuumbeschichtungsanlage quer zu ihrer Längserstreckung.
In der Beschichtungssektion 1 ist ein zu beschichtendes Substrat 2, welches mit Hilfe eines Transportmittels in einer Transportrichtung senkrecht zur Zeichenebene durch die Beschichtungssektion 1 hindurch transportiert wird, dargestellt. Das Transportmittel weist in dem Ausführungsbeispiel eine Transportrolle 3 mit eingelassenen O-Ringen 4 aus Kunststoff auf, wobei ein Ende der Transportrolle 3 in einem Loslager 5 und das andere Ende der Transportrolle 3 in einem Festlager 6 mit einer Antriebseinheit 7 angeordnet ist.
Weiterhin ist in der Beschichtungssektion 1 ein Magnetron, welches ein rohrförmiges Target 8 und einen ersten Endblock 9 umfasst, dargestellt. Erfindungsgemäß ist dabei ein Ende des Magnetrons mit dem ersten Endblock 9 in einer Seitenwand der Beschichtungskammer 1 befestigt, sodass das rohrförmige Target 8 oberhalb der Transportebene, parallel zur Transportebene und senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist. Das zweite Ende des Magnetrons wird in dem Ausführungsbeispiel durch ein Lager 10 in der Beschichtungssektion 1 gestützt. Die Versorgung des Magnetrons mit Elektrizität sowie mit Kühlmittel wird über den ersten Endblock 9 gewährleistet. Hierzu sind Antriebsmittel für die Targetrotation sowie Versorgungsmittel für Kühlung und Elektrizität in dem ersten Endblock 9 vorgesehen.
Die obere Wand der Beschichtungssektion 1 weist eine Öffnung 11 auf, die mit einem Deckel 12 verschlossen ist. Der Deckel 12 ist hierbei als Kammer 13 ausgebildet, wobei der Deckelboden im Bereich der Öffnung 11 in der oberen Wand der Beschichtungssektion 1 drei Saugöffnungen 14 aufweist, die jeweils mit einer Vakuumpumpe 15 in der Deckelkammer 13 direkt verbunden sind. Die Vakuumpumpen 15 sind über einen Schlauch 16 und einem Vorvakuumrohr 17 an einer Vorvakuumpumpe angeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Beschichtungssektion
2: Substrat
3: Transportrolle
4: O-Ring
5: Loslager
6: Festlager
7: Antriebseinheit
8: rohrförmiges Target
9: erster Endblock
10: Lager
11: Öffnung
12: Deckel
13: Deckelkammer
14: Saugöffnung
15: Vakuumpumpe
16: Schlauch
17: Vorvakuumrohr

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0783174 A2 [0002, 0004]
DE 19733940 A1 [0003, 0004]
DE 10004786 A1 [0005]

Claims

Vakuumanlage zur Beschichtung von flachen Substraten mit nebeneinander angeordneten Sektionen, mit mindestens einer Vakuumpumpe (15), mit einer Transportvorrichtung zum Transport der Substrate (2) entlang einer horizontalen Transportebene durch die Sektionen hindurch, mit einem Magnetron in einer Sektion zur Beschichtung der Substrate – Beschichtungssektion (1) – und mit einer Öffnung (11) in der oberen Wand der Beschichtungssektion, die mit einem auf dem Rand der Öffnung (11) aufliegenden Deckel (12) verschlossen ist, wobei der Deckel (12) als Kammer – Deckelkammer (13) – ausgebildet ist, der Deckelboden der Deckelkammer (13) im Bereich der Öffnung (11) in der oberen Wand der Beschichtungssektion (1) eine Saugöffnung (14) aufweist und die Saugöffnung (14) direkt oder über ein Schlauch- oder Rohrsystem mit der Vakuumpumpe (15) verbunden ist, wobei das Magnetron ein Magnetsystem, ein rohrförmiges Target (8), ein Antriebsmittel für die Targetrotation und Versorgungsmittel für Kühlung und Elektrizität umfasst und das rohrförmige Target (8) oberhalb der Transportebene, parallel zur Transportebene und senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist und wobei die Versorgungsmittel in einem ersten Endblock (9) zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende des Magnetrons mit dem ersten Endblock (8) in einer Seitenwand der Beschichtungssektion (1) befestigt ist und dass die Saugöffnung (14) zumindest anteilig innerhalb einer Magnetronbreite, die die maximale Ausdehnung des Magnetrons in Transportrichtung beschreibt, angeordnet ist.
Vakuumanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (15) in der Deckelkammer (13) angeordnet ist.
Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (15) über ein Schlauch- oder Rohrsystem (16, 17) mit einer Vorvakuumpumpe außerhalb der Deckelkammer (13) verbunden ist.
Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetron einen zweiten Endblock umfasst, wobei das zweite Ende des Magnetrons mit dem zweiten Endblock in der der Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand befestigt ist.
Vakuumanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endblock mit dem Antriebmittel für die Targetrotation versehen ist.
Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des Magnetrons mit einem (10) Lager in der Beschichtungssektion (1) befestigt ist.
Vakuumanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endblock (9) mit dem Antriebsmittel für die Targetrotation versehen ist.