DE2454544B2 - Vakuumbeschichtungsanlage - Google Patents
VakuumbeschichtungsanlageInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsanlage 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 (z. B.
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.
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 Vakuumbeschichtungsanlage
anzugeben, die mit geringerem Aufwand als bisherige Anlagen gebaut werden kann und es
ermöglicht, die verschiedenen Behandlungen des Gutes in gegeneinander absperrbaren Vakuumkammern
durchzuführen.
ίο Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteranspriichen ersichtlich.
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
Vakuumkammern notwendig sind, vermieden und dadurch die Kosten der Anlage wesentlich gesenkt
werden.
2u 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 3 für das Beschichtungsgut, welche mittels der vakuumdicht durch den Bocäen der
Hauptkammer hindurchgeführten Welle 4 angetrieben wird. Die Transporteinrichtung weist im Beispielsfalle
— s. F i g. 2 — vier verschiedene Arbeitspositionen auf
und ist mit vier ringförmigen Aufnahmevorrichtungen 5
JO bis 8 Tür 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 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 3 hindurchragen, von diesem
getragen werden. Die beiden Druckfedern 13 und 14 an jedem Stift ermöglichen, wie die Zeichnung erkennen
■ίο läßt, eine gewisse Verschiebung der genannten Ringe,
vor allem in axialer Richtung.
Durch Drehen der Welle 4 können die einzelnen Aufnahmeringe nacheinander in die verschiedenen
Arbeitspositionen gebracht werden. Den einzelnen
•15 Arbeitspositionen sind getrennt evakuierbare und
gegenüber der Hauptkammer absperrbare Arbeitskammern zugeordnet, von denen die Zeichnung zwei,
nämlich 15 und 16 zeigt.
Die Kammer 15 dient dem Ein- und Ausschleusen der Träger 9. Sie wird gebildet, wenn sich ein Aufnahmering
Die Kammer 15 dient dem Ein- und Ausschleusen der Träger 9. Sie wird gebildet, wenn sich ein Aufnahmering
— in der F i g. 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
Teil 17, einem Deckel 18 und einer Bodenplatte 19.
Letztere ist mit einer vakuumdicht durch Kammerteil 1 hindurchgeführten Hubstange verbunden. Zwischen den
einzelnen Teilen der Arbeitskammer sind Ringdichtungen vorgesehen. Beim Anheben der Platte 19 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 Kammer 15 kann dann bei geschlossenem
Deckel 18 über 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 öffnungen, in welche die Linsen eingesetzt sind oder an deren 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 16 in Fig. 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 Fig. 1 der Ring 5 — in
Bedampfungsposition befindet, kann nach vorheriger Evakuierung 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 23 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 16 gebildet. Nach Durchführung der Bedampfung kann die Platte 23 vom
Ring 5 wieder angehoben und dieser für den Weitertransport freigegeben werden.
Entsprechend können auch bei weiteren Arbeitspositionen absperrbare eigene Arbeitskammern gebildet
werden. In diesen können z. B. weitere Einrichtungen zum Aufbringen einer Beschichtung durch Aufdampfen
oder Kathodenzerstäubung angebracht v/erden oder Einrichtungen zum Heizen oder Kühlen der zu
beschichtenden Substrate bzw. der Schichten, Einrichtungen zum Beschüß der zu beschichtenden Oberflächen
mit Ionen der Elektronen u. a. mehr. Für das Ausbringen der fertigbehandelten Gegenstände aus der
Anlage kann eine der Arbeitspositionen als Ausschleuskammer ausgebildet werden; zweckmäßigerweise wird
jedoch dieselbe Kammer, 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 Arbeitspositionen hängt außer von der Art
ίο der bei jedem Schritt durchzuführenden Prozesse auch
noch von den hierfür 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
ι j Taktzeit, mit welcher bei kontinuierlicher Fertigung der
Weitertransport des Beschichtungsgutes von einer Arbeitsposiüon in die nächste erfolgen kann.
Die Evakuierung der Hauptkammer erfolgt entweder über einen eigenen Evakuierungsanschluß oder über
m eine der Arbeitskammern mit Evakuierungsanschluß,
wenn letzteres im Rahmen der vorgesehenen Arbeitslakie
möglich ist.
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
Flanschplatte (wie 26 in F i g. 1) aufzubauen, so daß nur
jo 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 Aufnahmevorrichtungen 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 entsprechend den in diesen Kammern durchzuführenden Prozessen nach Belieben
gegeneinander abgesperrt und unabhängig voneinander evakuiert werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vakuumbeschichtungsanlage zum Aufdampfen
dünner Schichten auf Substrate, mit einer Eintrittskammer, weiteren Kammern zur Behandlung bzw.
Beschichtung der Substrate und mit einer Austrittskammer, sowie mit einer in einer evakuierbaren
Hauptkammer angeordneten Fördereinrichtung zum Transport der Substrate durch die Kammern,
wobei Abdichteinrichtungen zur zeitweisen Abdichtung zwischen den genannten Kammern und der
Hauptkammer vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (3)
um eine gemeinsame Achse (4) herum angeordnete und um diese schwenkbare Rahmen (5 bis 8) für die
Aufnahme des zu beschichtenden Gutes (9) aufweist, wobei in wenigstens einer Behandlungsposition ein
solcher Rahmen (5) selbst Teil der Wand einer Behandlungskammer bzw. Aufdampfkamme.- (16)
bildet und daß eine bewegliche Ventilplatte (23) zum Absperren einer Stirnseite des einen Teil der
Behandjungskammer (16) bildenden Rahmens (5) vorgesehen ist.
2. Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten
der rahmenförmigen Aufnahmevorrichtungen (5 bis 8) mit Dichtungsflächen versehen sind, die mit
Gegendichtungsflächen eines feststehenden Teiles (17,25) der Arbeitskammer und der Ventilplatte (19,
23) zusammenwirken.
3. Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen
(5 bis 8) an der Fördereinrichtung (3) in axialer Richtung verschiebbar gehaltert sind.
4. Vakuumbeschichtungsanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
eine Schleusenkammer (15) und auf der anderen Seite der Bewegungsebene der Fördereinrichtung
(3) eine weitere Arbeitskammer (16) vorgesehen ist.
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