DE2454544A1

DE2454544A1 - Vakuumbeschichtungsanlage

Info

Publication number: DE2454544A1
Application number: DE19742454544
Authority: DE
Inventors: Roman Schertler
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1973-11-22
Filing date: 1974-11-18
Publication date: 1975-07-31
Anticipated expiration: 1994-11-19
Also published as: CH573985A5; DE2454544B2; NL165224B; DE2454544C3; NL7400848A; FR2252419A1; GB1466790A; DE2454544C4; NL165224C; FR2252419B1; US3915117A

Description

BALZERS HOCHVAKUUM GMBH,, Heirricb-Hertz-rStr.6, D 6 Frankfurt/M

Vaküumbeschicntungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vaküumbeschichtungsanlage mit einer in einer evakuierbaren Kammer angeordneten drehbaren Transporteinrichtung für das zu beschichtende Gut, welche mehrere Arbeitspositionen aufweist. Die verschiedenen Arbeitspositionen dienen der Durchführung der im Zuge der Beschichtung erforderlichen Operationen, wie Einschleusen des Beschichtungsgutes, Beglimmen (ζ. Β. zwecks Erhitzung und/oder Reinigung der zu beschichtenden Flächen), Aufbringen der einzelnen Schichten (z.B. durch Vakuumbedampfung oder Kathodenzerstäubung )■_, Abkühlen, Ausschleusen und etwaiger sonstiger bei der Herstellung einer Beschichtung erforderlichen Arbeitsgänge.

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Es sind Vakuumbeschichtungsanlagen bekannt, bei denen das Beschichtungsgut mittels einer Transporteinrichtung fortlaufend in eine Vakuumkammer eingeschleust, bedampft und wieder ausgebracht wird, z.B. werden Bänder aus Kunststoffolien und Scheinwerfer in solchen Durchlaufanlagen metallisiert.

Der Nachteil der bekannten Anlagen liegt in einer aufwendigen Bauweise und oft auch darin, dass sie nur für ganz bestimmtes Beschichtungsgut verwendbar sind z.B. an bestimmte Formen desselben gebunden sind. Das Aus- und Einschleusen des Beschichtungsgutes ergab oft schwierige Dichtungsprobleme, die durch aufwendige Schleusenkonstruktionen gelöst wurden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine betriebssichere Vakuumbeschichtungsahlage anzugeben, die mit geringerem Aufwand als bisherige Anlagen gebaut werden kann und es ermöglicht, die verschiedenen Behandlungen des Gutes in gegeneinander absperrbaren Vakuumkammern durchzuführen.

Die erfindungsgemässe Vakuumbeschichtungsanlage mit mehreren verschiedenen Arbeitspositionen zum Ein- und Ausschleusen und zum Behandeln eines Gutes, sowie mit einer in einer evakuierbaren Hauptkammer angeordneten, drehbaren Transporteinrichtung für das Gut, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevor-

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richtungen für das Gut in wenigstens einer Arbeitsposition einen rahmenförmigen Wandteil einer von der Hauptkammer abtrennbaren Arbeitskammer bilden, und dass dieser Arbeitskammer eine Ventilplatte zur vakuumdichten Absperrung gegenüber der Hauptkammer während der Behandlung zugeordnet ist.

Wie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zeigt, können mit der Erfindung vor allem teure Hub- und Schwenkventile, wie sie sonst besonders bei Anlagen mit mehreren gegeneinander absperrbaren Vakuümkammern notwendig sind, vermieden und dadurch die Kosten der Anlage wesentlich gesenkt werden.

In der Zeichnung bedeutet 1 den Bodenteil der evakuierbaren Hauptkammer, die durch den oberen haubenförmig ausgebildeten Teil 2 abgeschlossen wird. In dieser Hauptkammer befindet sich die drehbare Transporteinrichtung J5 für das Beschichtungsgut, welche mittels der vakuumdicht durch den Boden der Hauptkammer hindurchgeführten Welle 4 angetrieben wird. Die Transporteinrichtung weist im Beispielsfalle - s. Fig. 2 - vier verschiedene Arbeitspositionen auf und ist mit vier ringförmigen Aufnähmevorrichtungen 5 bis 8 für die Träger 9 des Beschichtungsgutes ausgerüstet. Sie besitzen an der Innenseite eine Schulter 10 zur Aufnahme der hier als Kalotten ausgebildeten Träger 9 des Beschichtungsgutes und

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sind an der Transporteinrichtung federnd gehaltert. Dazu sind sie an ihrer Aussenseite mit mehreren radialen Fortsätzen 11 versehen, mittels deren sie durch Stifte 12, die durch Bohrungen des Tellers J5 hindurchragen, von diesem getragen werden. Die beiden Druckfedern 13 und l4 an jedem Stift ermöglichen, wie die Zeichnung erkennen lässt, eine gewisse Verschiebung der genannten Ringe, vor allem in axialer Richtung.

Drehen der Welle 4 können die einzelnen Aufnahmeringe nacheinander in die verschiedenen Arbeitspositionen gebracht werden. Den einzelnen Arbeitspositionen sind getrennt evakuierbare und gegenüber der Hauptkammer absperrbare Arbeitskammern zugeordnet, von denen die Zeichnung zwei_ynämlich 15 und 16 zeigt.

Die Kammer 15 dient dem Ein- und Ausschleusen der Träger 9. Sie. wird gebildet, wenn sich ein Aufnahmering - in der Figur 1 der Ring 7 - gerade in der betreffenden Position befindet und besteht dann aus diesem Ring, und aus dem mit dem Teil 2 der Hauptkammer verbundenen Teil17, einem Deckel l8 und einer Bodenplatte I9. Letztere ist mit einer vakuumdicht durch Kammerteil 1 hindurchgeführten Hubstange verbunden. Zwischen den einzelnen Teilen der Arbeitskammer sind Ringdichtungen vorgesehen. Beim Anheben der Platte I9 wird diese wie ein Plattenventil an den Aufnahmering 7 und letzterer an den Kammerteil 17 angedrückt und ergibt eine gegenüber der Hauptkammer vakuumdichte Absperrung. Die

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Kammer 15 kann dann bei geschlossenem Deckel l8 üb,er die Leitung 20 getrennt von der Hauptkammer evakuiert bzw. belüftet werden. Man kann sie öffnen, während die Hauptkammer unter Vakuum steht und die zu behandelnden Gegenstände in die Aufnahmevorrichtung einbringen z.B. eine mit Linsen zur Beschichtung beladene Trägerkalotte 9· Natürlich -kann der Träger für die zu beschichtenden Gegenstände auch anders ausgebildet sein z.B. als ebene Platte mit Oeffnungen, in welche die Linsen eingesetzt sind oder anderen Unterseite sie irgendwie befestigt sind. 9 könnte auch einen als ganzes zu behandelnden Gegenstand z.B. einen zu beschichtenden Spiegelkörper darstellen. Die vielfachen Möglichkeiten der Ausgestaltung von Trägern für zu behandelnde Gegenstände sind bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Nach Schliessen der Schleusenkammer 15 und Wiederevakuierung kann der mit dem Gut beladene Ring bei abgehobener Ventilplatte in eine folgende Arbeitsposition weitergedreht werden. Eine solche weitere Arbeitsposition kann z.B. für'das Aufdampfen eingerichtet sein, wie die Kammer l6 in Figur 1. Diese besitzt einen eigenen Evakuierungsanschluss 21 und weist eine oder mehrere Verdampfungsquellen 22-bekannter Art auf. Sobald sich ein mit Beschichtungsgut beladener Aufnahmering - in Figur 1 der Ring 5 - in Bedampf ungsposi ti on befindet, kann nach vorheriger Evakuierung

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des Raumes, in dem die Aufdampfung stattfindet, diese in an sich bekannter Weise durchgeführt werden.

Falls die Aufdampfkammer während der Bedampfung gegenüber der Hauptkammer bzw. etwaigen weiteren Arbeitskammern abgesperrt werden muss - dies hängt im Einzelfalle von den in diesen weiteren Arbeitspositionen durchzuführenden Prozessen ab, die möglicherweise eine andere Atmosphäre oder einen anderen Gasdruck benötigen - kann auf gleiche Weise wie die Schleusenkammer 15 gebildet wurde, auch eine von der Hauptkammer vakuumdicht absperrbare ^Aufdampfkammer erhalten werden, wenn das Plattenventil 2j5 mit Hubstange 24 vorgesehen wird. Beim Anpressen der Ventilplatte an den in Aufdampfposition befindlichen Aufnahmering 5 wird durch diesen zusammen mit dem Kammerteil 25, der einen abnehmbaren Boden 26 besitzt, und. bei Vorsehen entsprechender Dichtungen ähnlich wie für die Schleusenkammer 15 beschrieben wurde, eine vakuumdichte Kammer l6 gebildet. Nach Durchführung der Bedampfung kann die Platte 2j5 vom Ring 5 wieder angehoben und dieser für den Weitertransport freigegeben werden.

Entsprechend können auch bei weiteren Arbeitepositionen absperrbare eigene Arbeitskammern gebildet werden. In diesen können z.B. weitere Einrichtungen zum Aufbringen einer Beschichtung durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung angebracht werden oder Ein-

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richtungen zum Heizen oder Kühlen der zu beschichtenden Substrate bzw. der Schichten, Einrichtungen zum Beschuss der zu beschichtenden Oberflächen mit Ionen oder Elektronen u.a. mehr. Pur das Ausbringen der fertigbehandelten Gegenstände aus der Anlage kann eine der .Arbeitspositionen als Ausschleuskammer aus gebildet werden; zweckmässigerweise wird jedoch dieselbe Kam- ^ die zum Einschleusen dient, auch zum Ausschleusen benutzt.

Die Zahl der erforderlichen Arbeitspositionen bzw. Arbeitskammern und die Verteilung der im Zuge einer Beschichtung durchzuführenden Arbeitsschritte auf die einzelnen. ArbeitspositLonen hängt ausser von der Art der bei jedem Schritt durchzuführenden Prozesse auch noch von den hiefür benötigten Zeiten ab. Mit Vorteil wird die Einteilung so getroffen, dass für jede Arbeitsposition ungefähr dieselbe Zeit benötigt wird, denn die längste dieser Zeiten bestimmt die sogenannte laktasit, mit welcher bei kontnuierlicher Fertigung der Weitertransport des Beschichtungsgutes von einer Arbeitsposition in die nächste erfolgen kann.

Die Evakuierung der Hauptkammer erfolgt entweder über einen eigenen Evakuierungsanschluss oder über eine der Arbeitskammern mit Evakuierungsanschluss, wenn letzteres im Rahmen der vorgesehenen Arbeitstakte möglich ist.

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Das erfindungsgemässe System hat den besonderen Vorteil, dass es sehr flexibel ist. Je nach Bedarf können an die Hauptkammer die verschiedensten Arbeitskammern angeflanscht werden, wenn entsprechende Trennflansche vorgesehen sind; es ist zweckmässig, wenn möglich die ganze Einrichtung einer Arbeitskammer auf einer Planschplatte (wie 26 in Figur l) aufzubauen, so dass nur diese allein ausgewechselt werden muss.

Die Aufnahmevorrichtungen müssen natürlich nicht unbedingt ringförmig sein wie im Ausführungsbeispiel, sondern können z.B. auch einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. In der Zeichnung wurde eine federnde Halterung der Aufnähmevorrichtungen gezeigt:statt dessen könnte der Drehteller selbst für eine Hubbewegung in axialer Richtung ausgebildet werden_; z.B. indem die vakuumdichte Durchführung der Welle 4 in bekannter Weise für eine Dreh- und Schiebebewegung eingerichtet wird, so dass die Aufnahmevorrichtungen, die in Arbeitsposition einen Teil der Wandung der Arbeitskammern bilden, zur Erzielung einer vakuumdichten Absperrung an die feststehenden Teile der Arbeitskammern in axialer Richtung angepresst werden können. Die federnde Aufhängung der Aufnahmevorrichtungen an der Transporteinrichtung ergibt aber die vorteilhafte Möglichkeit, sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Hauptkammer Arbeitskammern anzuordnen, die ent-

nach Belieben

sprechend den in diesen Kammern durchzuführenden Prozessen/gegeneinander abgesperrt und unabhängig voneinander evakuiert werden können,

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Claims

PATENTA N-S PRUECHE

1. Vakuumbeschichtungsanlage mit mehreren verschiedenen Arbeitspositionen zum Ein- und Ausschleusen und zum Behandeln eines Gutes, sowie mit einer in einer evakuierbaren Hauptkammer ange-

ordneten, drehbaren Transporteinrichtung für das Gut, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung für das Gut in wenigstens einer Arbeitsposition einen rahmenförmigen Wandteil einer von der Hauptkammer abtrennbaren Arbeitskammer bilden, und dass dieser Arbeitskammer eine Ventilplatte zur vakuumdichten Absperrung gegenüber der Hauptkammer während, der Behandlung zugeordnet ist.

2. Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass beide Seiten der rahmenförmigen Aufnahmevorrichtungen mit Dichtungsflächen versehen sind, die mit Gegendichtungsflächen eines feststehenden Teiles der Arbeitskammer und der Ventilplatte zusammenwirken. - ,

3. Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch . gekennzeichnet, dass die Aufnähmevorrichtungen an der Transporteinrichtung in axialer Richtung verschiebbar ■ gehaltert sind. " .

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Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schleusen-, kammer und auf.der anderen Seite der Bewegungsebene der Transporteinrichtung eine weitere Arbeitskammer vorgesehen ist.

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