DE202011106205U1

DE202011106205U1 - substrate carrier

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Publication number: DE202011106205U1
Application number: DE201120106205
Authority: DE
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-01-13
Anticipated expiration: 2021-10-01

Abstract

Substratträger (1) zur Aufnahme plattenförmiger Substrate (2) bei der Vakuumbeschichtung, umfassend einen Tragrahmen (11) mit mindestens einer Substrataufnahme, die durch eine Öffnung (12) im Tragrahmen (11) gebildet ist, deren Abmessungen kleiner als die Abmessungen des Substrats (2) sind, wobei am Rand der Öffnung (12) Auflagepunkte (15) zum Ablegen eines Substrats (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagepunkte (15) das Substrat (2) mit einem senkrechten Abstand zum inneren Rand der Öffnung (12) halten.Substrate support (1) for receiving plate-shaped substrates (2) during vacuum coating, comprising a support frame (11) with at least one substrate holder which is formed by an opening (12) in the support frame (11), the dimensions of which are smaller than the dimensions of the substrate ( 2), with support points (15) for placing a substrate (2) on the edge of the opening (12), characterized in that the support points (15) support the substrate (2) at a perpendicular distance from the inner edge of the opening ( 12) hold.

Description

Die Erfindung betrifft einen Substratträger zur Aufnahme plattenförmiger Substrate bei der Vakuumbeschichtung.The invention relates to a substrate carrier for receiving plate-shaped substrates in the vacuum coating.

Bei der Beschichtung von Einzelsubstraten von unten nach oben, z. B. durch Bedampfen ist es üblich die Substrate in Substratträger einzulegen. Für einige Anwendungsfälle ist es dabei erforderlich, eine Beschichtung der Substratkanten zu vermeiden. Daher wird in einer Maske üblicherweise umlaufend eine Vertiefung eingebracht, die das Substrat fixiert, ein Durchtreten von Dampf aber verhindert. Durch die Toleranzen von Substrat und Substratträger ergeben sich dabei unerwünschte Abschattungen der zu beschichtenden Fläche, die nicht vermieden werden können. Ziel der Erfindung ist es, Beschichtung des Randbereichs zu realisieren, ohne dass die Kante mit beschichtet wird.When coating individual substrates from bottom to top, z. B. by vapor deposition, it is customary to insert the substrates in substrate carrier. For some applications, it is necessary to avoid coating the substrate edges. Therefore, a recess is usually circulating in a mask introduced, which fixes the substrate, but prevents passage of steam. Due to the tolerances of the substrate and the substrate carrier, this results in unwanted shadowing of the surface to be coated, which can not be avoided. The aim of the invention is to realize coating of the edge region, without the edge being coated with.

Die obige Aufgabe wird gelöst, indem das Substrat definiert erhöht in der Vertiefung aufgelegt wird – also eine nach unten versetzte Schattenkante entsteht, die es ermöglicht, dass der größte Teil der Substratfläche mit Dampf bzw. Streudampf beschichtet wird. Die Substratkante selbst bleibt aber unbeschichtet.The above object is achieved by placing the substrate in a defined raised position in the depression - that is, by creating a downwardly offset shadow edge, which makes it possible for most of the substrate surface to be coated with steam or scattered vapor. The substrate edge itself remains uncoated.

Dazu wird ein Substratträger zur Aufnahme plattenförmiger Substrate bei der Vakuumbeschichtung vorgeschlagen, der einen Tragrahmen mit mindestens einer Substrataufnahme umfasst, die durch eine Öffnung im Tragrahmen gebildet ist, deren Abmessungen kleiner als die Abmessungen des Substrats sind, wobei am Rand der Öffnung Auflagepunkte zur Befestigung eines Substrats angeordnet sind und die Befestigungsmittel das Substrat mit einem senkrechten Abstand zum inneren Rand der Öffnung halten.For this purpose, a substrate carrier for receiving plate-shaped substrates is proposed in the vacuum coating, which comprises a support frame with at least one substrate receptacle, which is formed by an opening in the support frame whose dimensions are smaller than the dimensions of the substrate, wherein at the edge of the opening support points for fastening a Substrate are arranged and the fastening means hold the substrate at a vertical distance to the inner edge of the opening.

Der innere Rand der Öffnung ist dabei der Rand, der die lichte Weite der Öffnung definiert. Bei einer einfachen prismatischen Öffnung in einem beispielsweise plattenförmigen Tragrahmen wird dieser innere Rand durch streifenförmige Flächen gebildet, die senkrecht zu der zu beschichtenden Oberfläche des Substrats verlaufen. In diesem Fall wäre das Substrat, das größer ist als das lichte Maß der Öffnung, mit einem Abstand hinter der Rückseite, d. h. hinter der von der Beschichtungsquelle abgewandten und dem Substrat zugewandten Seite des Tragrahmens anzubringen. Daraus ergibt sich auch, dass der erwähnte senkrechte Abstand des Substrats zum inneren Rand der Öffnung einen Abstand in der Normalenrichtung des plattenförmigen Substrats, d. h. in der Richtung senkrecht zu dessen Oberfläche, bedeutet.The inner edge of the opening is the edge, which defines the clear width of the opening. In a simple prismatic opening in a plate-shaped support frame, for example, this inner edge is formed by strip-shaped surfaces which run perpendicular to the surface of the substrate to be coated. In this case, the substrate, which is larger than the clear dimension of the opening, would be a distance behind the backside, i. H. behind the side facing away from the coating source and the substrate facing side of the support frame to install. It also follows that the mentioned vertical distance of the substrate to the inner edge of the opening is at a distance in the normal direction of the plate-shaped substrate, i. H. in the direction perpendicular to its surface, means.

Gemäß einer Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass die Öffnung rechteckig ist und die Auflagepunkte nur in den Ecken der rechteckigen Öffnung angeordnet sind. Diese Auflagepunkte können demgemäß relativ kleinflächig ausgebildet sein, um die der Beschichtungsquelle zugewandte Oberfläche des Substrats möglichst vollständig zu beschichten.According to one embodiment, it is provided that the opening is rectangular and the support points are arranged only in the corners of the rectangular opening. Accordingly, these contact points can be of relatively small area in order to coat the surface of the substrate facing the coating source as completely as possible.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Öffnung umlaufend durch Falze begrenzt ist, in welche das Substrat berührungsfrei einlegbar ist, wobei die zu beschichtende Substratoberfläche lediglich die Auflagepunkte berührt.In a further embodiment, the opening is limited circumferentially by folds, in which the substrate is inserted without contact, wherein the substrate surface to be coated only touches the support points.

Unter einem Falz wird dabei eine Stufung der Öffnung in der Dickenrichtung des Tragrahmens verstanden, wie sie von Fensterrahmen bekannt ist, wobei bei einem Fenster eine Glasscheibe oder ein Glasscheibenverbund in den Falz eingelegt wird, so dass der Falz die Glasscheibe oder den Glasscheibenverbund auf einer Seite abstützt, und anschließend die Glasscheibe oder der Glasscheibenverbund durch eine Leiste oder ähnliches von der anderen Seite in dem Falz arretiert wird. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorgeschlagenen Substrathalter das Substrat zwar auch in den Falz eingelegt, jedoch nicht so weit, dass es zu einer Berührung der zu beschichtenden Substratoberfläche mit dem Falz käme. Vielmehr wird dies durch die Auflagepunkte verhindert, die das Substrat in einem senkrechten Abstand zum Falz halten, so dass die innere Kante der Öffnung des Tragrahmens, die gleichzeitig die Falze begrenzt, eine Schattenkante für von der Beschichtungsquelle kommende Dampfteilchen bildet.Under a fold is understood to be a gradation of the opening in the thickness direction of the support frame, as is known from window frames, wherein in a window, a glass or laminated glass is inserted into the fold, so that the fold the glass or the glass pane composite on one side supported, and then the glass sheet or glass sheet composite is locked by a bar or the like from the other side in the fold. In contrast, in the proposed substrate holder, the substrate is indeed inserted into the fold, but not so far that it would come to a contact of the substrate surface to be coated with the fold. Rather, this is prevented by the support points, which hold the substrate at a perpendicular distance from the fold, so that the inner edge of the opening of the support frame, which simultaneously limits the folds, forms a shadow edge for steam particles coming from the coating source.

Alternativ zu der Ausgestaltung mit Falzen kann die Öffnung umlaufend durch eine schräge Kante oder eine konkave Kante wie bspw. eine Hohlkehle begrenzt sein. Die zu beschichtende Substratoberfläche berührt aber nicht die schräge oder konkave Kante, sondern lediglich die Auflagepunkte. Diese Kante kann dabei wie eine Leiteinrichtung für die Dampfteilchen wirken, so dass eine – abgesehen von den Bereichen der Auflagepunkte – vollständige Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche des Substrats erreicht wird, ohne die Kanten des Substrats zu beschichten.As an alternative to the configuration with folds, the opening may be delimited circumferentially by an oblique edge or a concave edge, such as, for example, a groove. However, the substrate surface to be coated does not touch the oblique or concave edge, but only the support points. This edge can act as a guide for the vapor particles, so that - apart from the areas of the support points - complete coating of the surface to be coated of the substrate is achieved without coating the edges of the substrate.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung auf der vom Substrat abgewandten Seite des Tragrahmens durch eine schräge Kante begrenzt ist. In gleicher Weise wie bei dem obigen Vorschlag kann auch diese schräge Kante eine gezielte Beeinflussung der Bewegung ankommender Dampfteilchen mit dem gleichen Ziel und Effekt bewirken.Alternatively or additionally, it can also be provided that the opening is delimited on the side of the support frame facing away from the substrate by an oblique edge. In the same way as in the above proposal, this oblique edge can effect a targeted influencing the movement of incoming steam particles with the same goal and effect.

Die Geometrie der Öffnung kann durch die vorgeschlagenen Maßnahmen einzeln oder in Kombination miteinander so optimiert werden, dass für jeden Bedampfungswinkel die notwendige Abschattung der Kante auch für die minimal tolerierte Substratgröße realisiert wird, gleichzeitig aber keine unnötigen Abschattungen vorhanden sind. Dazu kann die Unterkante entsprechend abgeschrägt sein. Die Lage der Kanten und die Neigung der Schräge ergeben sich für jede Substratposition aus der Lage der Dampfquellen.The geometry of the opening can be optimized by the proposed measures individually or in combination with each other so that the required shadowing of the edge is realized for each evaporation angle for the minimum tolerated substrate size, but at the same time no unnecessary shadowing are available. For this purpose, the lower edge can be chamfered accordingly. The position of the edges and the inclination of the slope result for each substrate position from the location of the vapor sources.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show

1 einen Substratträger mit einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Substrataufnahme, und 1 a substrate carrier having a first and a second embodiment for the substrate receiving, and

2 einen Substratträger mit einem dritten Ausführungsbeispiel für die Substrataufnahme. 2 a substrate carrier with a third embodiment for the substrate holder.

Bei den beiden Ausführungsbeispielen, die durch die Darstellung in Fig. gezeigt sind, weist ein Substratträger 1 einen rechteckigen Tragrahmen 11 mit zwei unterschiedlich gestalteten Substrataufnahmen auf.In the two embodiments, which are shown by the illustration in Fig., Has a substrate carrier 1 a rectangular support frame 11 with two differently designed substrate shots.

Beide Substrataufnahmen umfassen je eine rechteckige Öffnung 12 in dem Tragrahmen 11.Both substrate receptacles each comprise a rectangular opening 12 in the supporting frame 11 ,

In beiden Ausführungsbeispielen weisen die Öffnungen 12 Falze 13 auf. In den Ecken der Falze sind Auflagepunkte 15 angeordnet, auf die die Substrate 2 aufgelegt werden, so dass die inneren Begrenzungen der Falze 13 Schattenkanten für ankommende Dampfteilchen bilden. Wie aus den vergrößerten Teilschnittansichten A-A (erstes Ausführungsbeispiel) und B-B (zweites Ausführungsbeispiel) ersichtlich ist, liegt das Substrat 2 auf den Auflagepunkten 15 auf.In both embodiments, the openings 12 folds 13 on. In the corners of the folds are support points 15 arranged on which the substrates 2 be placed so that the inner limits of the folds 13 Form shadow edges for incoming steam particles. As can be seen from the enlarged partial sectional views AA (first embodiment) and BB (second embodiment), the substrate is located 2 on the support points 15 on.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Ansicht B-B weist die Öffnung 12 an ihrer vom Substrat 2 abgewandten und der Beschichtungsquelle 3 zugewandten Seite außerdem eine schräge Kante 14 auf, die eine Abschattung des eintreffenden Dampfstromes für die zu beschichtende Fläche reduziert. Es ist bei beiden Ausführungsbeispielen zu erkennen, wie sich von der Beschichtungsquelle 3 kommende Dampfteilchen sich entlang der Dampfausbreitungsrichtung 31 auf das Substrat zu bewegen.In the second embodiment according to view BB has the opening 12 at her from the substrate 2 remote and the coating source 3 side facing also an oblique edge 14 on, which reduces shading of the incoming vapor stream for the surface to be coated. It can be seen in both embodiments, as from the coating source 3 coming steam particles along the steam propagation direction 31 to move to the substrate.

Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in 2 so dargestellt, dass die Auflagepunkte 15 in den Eckbereichen der Öffnung 12 des Tragrahmens 11 besser erkennbar sind. Eine Besonderheit des dritten Ausführungsbeispiels wird aus der Teichschnittdarstellung C-C sichtbar. Die Öffnung 12 des Tragrahmens 11 ist sowohl, auf der dem Substrat 2 zugewandten Seite als auch auf der vom Substrat 2 abgewandten Seite durch je eine umlaufende schräge Kante 14 begrenzt. Die Form der Auflagepunkte 15 ist an der dem Substrat 2 zugewandten Seite an die Kontur der schrägen Kante 14 angepasst.A third embodiment is in 2 shown so that the support points 15 in the corner areas of the opening 12 of the supporting frame 11 are more recognizable. A special feature of the third embodiment is visible from the pond section CC. The opening 12 of the supporting frame 11 is both, on the substrate 2 facing side as well as on the substrate 2 opposite side by a respective circumferential oblique edge 14 limited. The shape of the support points 15 is at the substrate 2 facing side to the contour of the oblique edge 14 customized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Substratträgersubstrate carrier
1111: Tragrahmensupporting frame
1212: Öffnungopening
1313: Falzfold
1414: schräge Kantesloping edge
1515: Auflagepunktsupport point
22: Substratsubstratum
33: Beschichtungsquellecoating source
3131: DampfausbreitungsrichtungSteam propagation direction

Claims

Substrate carrier ( 1 ) for receiving plate-shaped substrates ( 2 ) in the vacuum coating, comprising a support frame ( 11 ) with at least one substrate receptacle which passes through an opening ( 12 ) in the supporting frame ( 11 ) whose dimensions are smaller than the dimensions of the substrate ( 2 ), whereby at the edge of the opening ( 12 ) Support points ( 15 ) for depositing a substrate ( 2 ) are arranged, characterized in that the support points ( 15 ) the substrate ( 2 ) with a vertical distance to the inner edge of the opening ( 12 ) hold.

Substrate carrier according to claim 1, characterized in that the opening ( 12 ) is rectangular and the support points ( 15 ) only in the corners of the rectangular opening ( 12 ) are arranged.

Substrate carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the opening ( 12 ) circulating through folds ( 13 ) into which the substrate ( 2 ) can be inserted without contact, wherein the substrate surface to be coated only the contact points ( 15 ) touched.

Substrate carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the opening ( 12 ) circumferentially by an oblique edge ( 14 ) or a concave edge into which the substrate ( 2 ) can be inserted without contact, wherein the substrate surface to be coated only the contact points ( 15 ) touched.

Substrate carrier according to one of claims 1 to 3, characterized in that the opening ( 12 ) on the substrate ( 2 ) facing away from the support frame ( 11 ) by an oblique edge ( 14 ) is limited.