DE2507953B2

DE2507953B2 - Vorrichtung zum Aufdampfen von Schichten auf Substrate im Vakuum

Info

Publication number: DE2507953B2
Application number: DE2507953A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Cheseaux-Noreaz Ramet (Schweiz)
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE2507953C3; CH580990A5; JPS50121172A; DE2507953A1; US4036171A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der US-PS 33 12 190 bekannt ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist ein einzelnes Substrat an einem während des Aufdampfens der Schichten ortsfesten Träger angebracht Unterhalb des Substrates befinden sich ein Kranz von Dampfquellen und ein Kranz von Marken zwischen den Dampfquellen und dem Substrat Jeder Maske ist eine eigene Dampfquelle zugeordnet Die verschiedenen Schichten werden nacheinander in der Weise auf das Substrat aufgebracht, daß die für die Erzeugung der jeweiligen Schicht vorgesehene Dampfquelle und Maske gemeinsam unter das Substrat bewegt werden und der Dampf aus dieser Dampfquelle sich durch die zugehörige Maske hindurch auf dem Substrat niederschlägt, während die anderen Dampfquellen abgedeckt sind.

Bei der bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß jeweils nur ein Substrat bedampft werden kann. Dies ist für eine Serienfertigung unwirtschaftlich. Außerdem weichen die einzelnen bedampften Substrate notwendigerweise in ihrem Schichtenaufbau notwendig etwas voneinander ab, weil bei jedem Substrat wechsel in der Vakuumkammer die den Bedampfungsvorgang beeinflussenden Paramter ein wenig geändert werden. Ein weiterer Nachteil, der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß nicht auszuschließen ist, daß durch die Einbauten und deren Anordnung in der Vakuumkammer das Aufdampfen der einzelnen Schichten nicht gleichmäßig erfolgt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine wirtschaftlich arbeitende Vorrichtung zu schaffen, mit der Substrate gleichmäßiger als bisher bedampft werden können.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. In dieser Vorrichtung rotieren während des Bedampfungsvorganges die Substrate und die sie abdeckenden Masken, während die Dampfquellen ortsfest sind. Durch die fortwährende Drehung der Substrate wird gewährleistet, daß auf den einzelnen Substraten jede Schicht homogen niedergeschlagen wird und daß auch die verschiedenen Substrate, welche gleichzeitig beschichtet werden, untereinander gleichmäßig beschichtet werden. Weil stets eine Mehrzahl von Substraten gleichzeitig bedampft wird, kann man davon ausgehen, daß wenigstens die gleichzeitig bedampften Substrate in ihrem Schichtaufbau völlig übereinstimmen.

Am einfachsten sind die Substrate und Masken auf konzentrischen Kreisen angeordnet.

Zweckmäßigerweise ist die Drehachse für die gleichförmige Drehung der Gesamtanordnung Substrate — Masken koaxial zur Achse der Maskenwechselvorrichtung und sind die die Masken tragende Platte und die die Substrate tragende Platte an den freien Enden der Achsen befestigt.

Zum Maskenwechsel werden die beiden parallelen Platten um ihre koaxialen Achsen relativ zueinander verdreht. Wird ganz allgemein mit η die Anzahl der auf einem Kreis der einen Platte angeordneten Substrate bezeichnet und mit ρ die Anzahl der verschiedenen Masken einer gleichen Reihe, so beträgt der Winkel, um den der Maskenhalter verdreht werden muß, um die jc-te Maske gegenüber den Substraten anzuordnen, gleich 1 πΙNp, wobei die (M)-te Schicht bereits auf den Substraten aufgebracht ist.

In der Tat befinden sich die η identischen ersten Masken gegenüber einem jeden Substrat, während sich die n(p— 1) anderen Masken gegenüber den n_ Zwischenräumen zwischen zwei aufeinanderfolgenden

Substraten befinden. Ist beispielsweise die Anzahl der Masken gleich 3 und beträgt die Anzahl der Substrate auf einem Kreis 12, so genügen in diesem Fall zwei aufeinanderfolgende Drehungen um jeweils 10°, um das Aufbringen von drei Schichten durch die drei Masken hindurch zu ermöglichen.

Des weiteren weist die Maskenwechselvorrichtung eine Sicherheitseinrichtung auf, um das aufeinanderfolgende Aufbringen der verschiedenen Schichten in einer bestimmten Reihenfolge zu gewährleisten, ohne daß _f eine Schichi ausgelassen wird oder daß nach der_/-ten

_s" Maske die /+2-te Maske aufgelegt wird, ohne daß

_sf zuerst die /+1-te Maske aufgelegt worden ist Die

j Einrichtung weist ein Ratschenrad und eine Sperrklinke

S auf, deren Bewegung von einem Nocken und einer

, Blockiervorrichtung gesteuert wird.

Ι Um eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung des

£ Abstandes zwischen Substratunterlage und Maskenhal-

L ttf zu ermöglichen, ist die Maskenwechselvorrichtung

Jl₁ mit einer Einrichtung versehen, die aus oiner Mutter

besteht, die sich entlang einer Schraubspindel bewegt.

Dreht man die Schraubspindel um ihre Achse, so bewirkt die mit einer der Platten fest verbundene Mutter eine longitudinale Verschiebung, die die zwei Platten voneinander entfernt oder einander annähert.

Die vorzugsweise Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist Gegenstand der Patentansprüche 6 und 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 eine schematische Ansicht eines Schnittes durch ein Ausführungsbeispiel einer Maskenwechselvorrichtung,

Fig.3 eine Draufsicht auf einen Teil der Maskenwechselvorrichtung nach F i g. 2,

F i g. 4 eine Unteransicht der die Substrate tragenden Dosen,

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A der F i g. 4, wobei das Anbringen der Dosen auf der Substratunterlage dargestellt ist,

Fig.6 eine schematische Ansicht der Sicherheitseinrichtung der Maskenwechselvorrichtung nach F i g. 2,

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel für eine Antriebsvorrichtung für die Maskenwechselvorrichtung nach F i g. 2 und

Fig.8 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Antriebsvorrichtung nach F i g. 7.

In Fig. 1 ist mit 1 ein glockenförmiges Vakuumgefäß bezeichnet, das eine Plattform Γ enthält, auf der Verdampfungsschiffchen angeordnet sind, in denen die zu verdampfenden und als aufeinanderfolgende Schichten auf Substrate aufzubringenden Stoffe enthalten sind, beispielsweise Glasplättchen oder Keramikstücke. Die Schiffchen weisen eine mit einer Höhlung versehene Platte 2 auf, die von Stiften 3 getragen wird, die gleichzeitig als Anschlüsse 3' für den Heizstrom zu einem Widerstandsteil dienen, aus denen die Platte 2 selbst gefertigt sein kann. Über jedem Schiffchen ist ein Verschlußflügel 4 angeordnet, der von einem elektrischen Motor 5 gesteuert wird, der unabhängig über die Leiter 5' versorgt wird.

Das Gefäß 1 ist an seinem oberen Ende mit einer Platte 6 verschlossen, die die Platte für die Substrate 21, die Platte für die Masken 22, die Antriebsvorrichtung für die gleichförmige Drehbewegung dieser Platten, sowie die Maskenwechselvorrichtung und eine Heizvorrichtung 7 trägt.

Die Heizvorrichtung 7 besteht aus einer Reihe Infrarotstrahlern T, die an einem Gehäuse 8 befestigt sind, das mit der Platte 6 über Stäbe 8' verbunden ist, die gleichzeitig den Heizstrom zuführen, und ermöglicht eine Erhöhung der Temperatur der Substrate, um die Haftfähigkeit der Schichten zu verbessera Ein waagrecht angeordneter, von einer Halterung 10' getragener Schutzschirm 10 trennt den Teil des Gefäßes, der die Heizvorrichtung 7 enthält, von dem Teil, in dem die

ίο Verdampfung und das Aufbringen der in den Schiffchen

2 enthaltenen Stoffe erfolgt, um einen Niederschlag der Stoffe auf den oberen Teil des Gefäßes 1 und insbesondere auf die Heizvorrichtung 7 zu verhindern.

Die Antriebsvorrichtung für die Platten 21,22 enthält

ι > eine zentrale Achse 11 und eine sie umgebende koaxiale Achse 12, die einzeln oder gleichzeitig angetrieben werden können. Die Achse 12 weist einen Bajonettverschluß 13 und die Achse 11 weist einen Dorn 14 auf, der mit dem Bajonettverschluß 13 mittels einer Feststellschraube 9 verbunden ist

In der Platte 21 sind auf einem zu den Achsen 11 und 12 konzentrischen Kreis Dosen 23 angeordnet, in deren Inneren die Substrate S enthalten sind, auf die die von der Platte 22 gehaltenen Masken M aufgelegt werden.

Ji Die zwischen den Platten 21 und 22 angeordnete Maskenwechselvorrichtung, die eine Mutter 33, eine mit der Mutter 33 fest verbundene Scheibe 38, einen Nocken 35 und einen Stift 40 aufweist, der durch eine Feder in die am Umfang der Scheibe 38 ausgesparten

ίο Nuten eingreift, wird im Zusammenhang mit den F i g. 2 bis 4 ausführlicher beschrieben.

Die Antriebsvorrichtung für die Platten 21,22 und für die Maskenwechselvorrichtung befindet sich außerhalb des Gefäßes 1. Sie ist in F i g. 1 schematisch dargestellt

r> und wird im einzelnen unter Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben. Sie besteht aus einem Treibriemen 84, einer Riemenscheibe 83, Antriebsritzeln 87, 89, einem Drehrad 91, Lagern 15,16 und einer Vakuumabdeckung 18, durch die hindurch die Antriebsteile und Steuerungen ins Innere des Vakuumgefäßes reichen.

Wie F i g. 2 zeigt, ist die kreisförmige Platte 21, die die Substrate S trägt, in einer horizontalen Ebene parallel zur kreisförmigen Platte 22 angeordnet, die die Masken M trägt.

Γι Die Platte 21 ist mit einer bestimmten Anzahl öffnungen versehen, in denen die Dosen oder Kästchen 23 angeordnet sind, die die Substrate S tragen. Sie werden durch einen Justierstift 24 in der richtigen Stellung gehalten und entsprechend ausgerichtet, der

>o mit einem senkrechten Schlitz 25 zusammenwirkt. Eine Spiralfeder 26, die koaxial zur Dose 23 angeordnet ist, drückt einerseits auf die untere Fläche der Platte 21 und andererseits auf einen Vorsprung 27, der auf der unteren Seite der Dose 23 vorgesehen ist. Ein Anschlag 28

υ begrenzt die durch die Feder 26 bewirkte senkrechte Verschiebung der Dose nach unten, wenn die Platten 21 und 22 voneinander entfernt sind. Die untere Fläche der Dosen 23 ist mit öffnungen 29 versehen, deren innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser von Stiften 30 entspricht, die mit der Platte 23 fest verbunden sind und mit den Bohrungen dahingehend zusammenwirken, daß die Masken genau zu den Substraten justiert werden.

Ein teilweise mit einem Gewinde versehener Bolzen 31 ist an einem seiner Enden mit einer zentralen Bohrung 32 versehen, in die der Dorn 14 eingreift, und wirkt mit der Mutter 33, die die Platte 21 unterstützt, derart zusammen, daß die beiden Platten 21 und 22 entsprechend den Aufbringungrphasen der Schichten

zueinander angenähert oder voneinander entfernt werden können. Eine Ringklammer 34 begrenzt den Weg der Platte 22 am Bolzen 31. Am unteren Teil des Bolzens 31 ist ein waagrechter Nocken 35 angeordnet, der weiter unten näher beschrieben wird. Am oberen Teil der Mutter 35 sind Flügel 36 angeordnet, die in den Bajonettverschluß 13 eingreifen, wobei die Verriegelung durch einen Stift 37 vorgenommen wird.

Die Maskenwechselvorrichtung ist weiterhin mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, um zu verhindern, daß im Falle des Aufbringens von drei aufeinanderfolgenden Schichten auf ein und dasselbe Substrat die dritte Maske auf das Substrat direkt nach der ersten aufgelegt wird. Zu diesem Zweck ist die Mutter 33 mit einer verbreiterten Stelle versehen, die eine Scheibe 38 bildet und die mit Umfangnuten 39 versehen ist. Ihre Anzahl entspricht der Anzahl der Masken, die nacheinander mit der Oberfläche des Substrates in Berührung kommen. Ein Stift 40 ist an einem Ende eines Hebels 41 befestigt, der wiederum an der Platte 22 mittels einer Niete 42 angelenkt ist, und dringt aufgrund einer nicht in der F i g. 2 dargestellten Feder, die an einem Ende des Hebels 41 gefestigt ist, in die Nut 39 ein.

Ein zweiter Hebel 43, der waagerecht um eine mit den Nocken 35 fest verbundene Niete 44 schwenkbar ist, wirkt mit einem Stift 45 zusammen, der an der Mutter 33 befestigt ist und läßt die Sicherheitseinrichtung dahingehend wirksam werden, daß der Stift 40 nicht von der ersten zur dritten Nut 39 gelangt, ohne vorher in die zweite Nut eingegriffen zu haben. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist ausführlicher im Zusammenhang mit F i g. 6 beschrieben.

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht, in der teilweise die Platte 22 dargestellt ist, die Maskenwechselvorrichtung, sowie ein Substrat 5, zu dem drei entsprechende Masken Afi, Λ/2 und M3 gehören, die nacheinander auf die untere Fläche des Substrates S aufgelegt werden sollen. Der mit dem Gewindebolzen 31 versehene Nocken 35 weist eine Nase 47 auf, sowie einen Vorsprung 48, der auf den Stift 40 derart wirkt, daß er von einer Nut 39 zur folgenden gelangt. Dreht sich der Nocken 35 in Pfeilrichtung (trigonometrische Richtung), so drückt der Stift 40, der am Ende des an der Platte 22 über die Niete 42 angelegten Hebels 41 befestigt ist, kontinuierlich auf den Umfang des Nockens, aufgrund der Einwirkung der Feder 46. Daraufhin nimmt der Hebel die gestrichelt dargestellte Stellung 41' ein und der aus der Stellung 40' kommende Stift 40 greift in die Nut 39 ein. Wird der Nocken weitergedreht, so greift die Nase 47 den Stift 40 und befördert ihn in die nächste Nut 39, die an der mit der Mutter 33 fest verbundenen Scheibe 38 angeordnet ist.

In Fig.4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Befestigung eines rechteckigen Substrates S in einer zylindrischen Dose 23 dargestellt, die mit einer rechteckigen, gestrichelt dargestellten Öffnung 50 versehen ist, deren Abmessungen etwas unter denjenigen des Substrates S liegen. Drei Stifte 51 an zwei benachbarten Seiten des Substrates S dienen dabei als Anschläge. Die beiden anderen benachbarten Seiten werden von beweglichen Vorsprüngen 52 gehalten, die in Aussparungen 53 eingreifen und mittels an sich bekannter exzentrischer Schrauben 54 festgestellt werden können.

Wie F i g. 5 zeigt, in der ein Transversaischnitt entlang der Linie A-A der in Fig.4 dargestellten Anordnung Dose-Substrat gezeigt ist, weist die Dose zwei ringförmige Platten 55 und 56 auf, die relativ zueinander an Stiften verschiebbar sind, beispielsweise entlang dem Stift 51, der die Dose voll und ganz durchdringt. Weiterhin sind die Platten 55 und 56 durch Federn 57 voneinander getrennt, deren Funktion weiter unten erklärt wird. Bei dem in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dose 23 in einer kreisförmigen Ausnehmung der Platte 21 angeordnet und wird von einer Ringklammer 28 gehalten. Die Anordnung der Dosen bezüglich der Platte 21 erfolgt durch mehrere Stifte, beispielsweise den Stift 51, der in eine Bohrung 59 der Platte 21 eingreift. Wrid die Platte 22 zur Platte 21 geführt, um auf dem Substrat 5 durch die Maske M hindurch eine Schicht aufzubringen, so kommt die Maske in direkten Kontakt mit der unteren Fläche des Substrates. Die kleinen Höhenunterschiede des Substrates werden durch die Federn 57 ausgeglichen.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Sicherheitseinrichtung, die teilweise bereits in F i g. 2 dargestellt ist. Der mit dem Gewindebolzen 31 fest verbundene Nocken 35 weist einen tangentiellen Schlitz 60 auf, dessen Rand 48 eine Erhöhung bildet, auf der der Stift 40 ruht. Dieser Stift ist senkrecht am Ende des Hebels 41 befestigt, der um die Achse 42 schwenkbar ist und mittels einer Ringklammer 62 an der Platte 22 gehalten wird. Am anderen Ende des Hebels 41 greift die Feder 46 an, deren eines Ende am Hebel 41 befestigt ist und deren anderes Ende mittels bekannter Vorrichtung, beispielsweise einem Stift 64, an der Platte 22 befestigt ist. Der Hebel 43, der an der Niete 44 angelenkt ist, die wiederum fest mit dem Nocken 35 verbunden ist, wird der Wirkung einer Feder 65 unterworfen, die zwischen einem Ende des Hebels und einem am Nocken 35 befestigten Stift angeordnet ist. Drei Anschläge 45, 67 und 68 begrenzen den Weg des Hebels 43 während der verschiedenen Funktionsphasen der Anordnung.

Zum Wechseln der Masken wird der zentrale Gewindebolzen 31 und damit der Nocken 35 durch manuelles Drehen des Handrades 91 um ungefähr eine ³U Umdrehung bewegt, so daß er die in F i g. 6 gezeigte Stellung einnimmt. In der Ruhestellung wird der Hebel 43 durch die Feder 65 gegen den Anschlag 67 gedrückt. Dreht sich der Nocken weiter, so zieht die Erhöhung 48 kontinuierlich den Stift 40 aus der Nut heraus, in die er eingreift. Bei weiterem Drehen drückt die Seite 70 gegen den Anschlag 40, wonach der Hebel 43 sich um seine Schwenkachse 44 dreht, so daß die Spitze 71 in die Nähe der äußeren Kante des Schlitzes 60 gelangt und der Rand 72 gegen den Anschlag 68 drückt Bei noch weiterer Drehung des Nockens kommt die radiale Kante 69 in Kontakt mit dem Stift 40, der in Pfeilrichtung mitgenommen wird und unter dem Einfluß der Feder 46 in die nächst folgende Nut 39 eingreift Während dieser letzteren Drehphase des Nockens wird die Platte 22 relativ zur verbreiterten Zone 38 der Mutter 33 in Drehung versetzt und damit auch relativ zur Platte 21. In dieser Stellung wird der Hebel 43 durch den Stift 45 festgehalten und eine weitere Umdrehung des Nockens ist nur nach einer Rückwärtsbewegung möglich, die diesen Hebel freilegt

In dem beschriebenen Beispiel hat diese Einrichtung den Sinn, zu verhindern, daß die Vorrichtung direkt nach der ersten Maske die dritte Maske auflegt, ohne daß vorher die zweite Maske aufgelegt worden ist Sollen mehr Schichten aufgebracht werden, so kann die gleiche Einrichtung auf eine beliebige Anzahl von Masken ausgedehnt werden, denen eine entsprechende Anzahl von Nuten 39 entspricht

Die in F i g. 7 dargestellte Antriebsvorrichtung für die Maskenwechselvorrichtung weist einen Dorn 14 auf, der in eine Boh rung 32 und einen Bajonettverschluß 13 paßt, zum Verbinden der Flügel 36. Ein Elektromotor 81, dessen Achse 82 eine Riemenscheibe 83 trägt, die mittels eines Treibriemens 84 mit einer Riemenscheibe 85 verbunden ist, sorgt für eine gleichmäßige Drehung der Gesamtanordnung Masken-Substrate. Die Riemenscheibe 85 ist auf einer Achse 86 befestigt, die die identischen Ritzel 87 und 88 antreibt. Das Ritzel 87 greift in das Zahnrad 89 ein, das die Achse 11 des Domes 14 über einen Stift 90 antreibt, der am Handrad 91 befestigt ist, das wiederum mit der Achse 11 über den Stift 92 fest verbunden ist. Das Ritzel 88 greift in ein Zahnrad 93 ein, das mit der Antriebsachse 12 des Bajonettverschlusses 13 fest verbunden und koaxial zur Achse 11 des Domes 14 angeordnet ist. Das Zahnrad 93 liegt auf der Platte 6 auf, die das obere Ende des Vakuumgefäßes abschließt, und zwar mittels eines Kugellagers, das durch die Kugeln 94 schematisch angedeutet ist. In der Ruhestellung oder während der Verfahrensiichritte, bei denen der Dorn 14 und der Bajonettverschluß 13 gleichzeitig angetrieben werden, greift der Stift 90 in eine Bohrung 95 des Zahnrades 89 ein. Eine Feder 96 ruht einerseits auf der unteren Platte 97 des Handrades 91 und andererseits auf der Scheibe 98, die das obere Ende der Achse 11 abkapselt. Ein am Umfang der Drehplatte 100 befestigter Finger 99 trägt an seinem freien Ende einen Anschlag 101, der senkrecht zur Ebene der Platte 100 angeordnet ist. Eine Sperrklinke 102, die ausführlicher in F i g. 8 dargestellt ist, weist eine Nase 103 auf, die in die Umfangsnuten 104 der Platte 100 eingreift.

Bei der in den F i g. 7 und 8 dargestellten Stellung, wobei letztere einen Transversalschnitt durch die Antriebsvorrichtung nach F i g. 7 ist, die insbesondere die Winkelverschiebung des Domes 14 bezüglich des Bajonettverschlusses 13 ermöglicht, ist angenommen, daß der Antriebsmotor 81 in Ruhestellung ist. Wird das Handrad 91 nach oben bewegt, so lößt sich der Stift 90 aus der Bohrung 95, so daß die Achsen 11 und 12 entkoppelt werden. Das durch eine Nase 80 verlängerte Handrad 91 wird anschließend um ungefähr eine ³Λ Umdrehung im trigonometrischen Sinn gedreht, bis es gegen einen Stift 110 anliegt, der von der Verlängerung 111 der drehbaren Sperrklinke 102 getragen wird. Die Nase 80 nimmt schließlich die Stellung 80' ein, nach dem sie die Verlängerung 111 gegen einen Anschlag 112 zurückgedrückt hat und die Sperrklinke 102 um eine Schwenkachse 113 gedreht hat, so daß sie die gestrichelte Stellung 102' einnimmt In der Ruhestellung drückt die Sperrklinke 102 gegen einen Anschlag 114 dnter der Einwirkung einer Feder 115, wobei die Nase 103 in eine der Nuten 104 eingreift In dieser Stellung 102' hat sich die Nase 103 aus der Nut 104 der Platte 100 gelöst, die dadurch freigegeben ist und sich im Uhrzeigersinn unter der Einwirkung einer Feder 116 bewegt. Der Finger 99 der Platte 100 nimmt nacheinander die Stellungen 99' und 99" ein. Um zu verhindern, daß bei jeder folgenden Umdrehung der Nase 80 die Platte 100 sich um einen Winkel dreht, der größer als der Zentrumswinkel ist, der zwei Nuten 104 trennt, ist die Platte 100 mit einer Reihe von Stiften 117, 118, 119 versehen, die nacheinander mit der Spitze 121 ίο der Sperrklinke 102 in Berührung kommen, wenn diese die Stellung 102' einnimmt.

Das Aufbringen einer Vielzahl von Schichten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt dabei durch folgende Verfahrensschritte:

— die Masken und die Substrate werden auf ihren entsprechenden drehbaren Platten angeordnet und der Dorn 14 wird im Bajonettverschluß 13 mittels der Feststellschraube 9 verriegelt,
das Vakuumgefäß 1 wird durch Anschluß an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe evakuiert,
die Temperatur im Vakuumgefäß wird ungefähr auf 100⁰C durch die Heizvorrichtung 7 gebracht,
die Gesamtanordnung Substrate —Masken wird durch den Motor 81 über Riemenscheiben, Ritzel und Antriebsriemen, wie oben beschrieben, in eine gleichförmige Drehung versetzt, und zwar über die Antriebsachsen 11 und 12 der Platten 22 und 21,
das Schiffchen mit dem ersten auf den Substraten aufzubringenden Stoff wird erhitzt, die das Schiffchen verschließende Verschlußvorrichtung wird geöffnet und das Aufbringen der ersten Schicht erfolgt,

das Wechseln der Masken wird schließlich dadurch vorgenommen, daß das Handrad 91 derart nach oben bewegt wird, daß der Stift 90 aus der Bohrung 95 befreit wird durch Drehen des Handrades 91 um ungefähr V₄ Umdrehungen, wodurch aufgrund seiner Kopplung mit dem Gewindebolzen 31 die Platten 21 und 22 voneinander entfernt werden, so daß die Platte 22 relativ zur Platte 21 bewegt wird, wie es im Zusammenhang mit F i g. 8 beschrieben ist, wonach das Handrad in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht wird, so daß die Platten 21 und 22 einander angenähert werden, wonach schließlich die Achsen 12 und 11 mittels der Stifte 90 und 92 gekoppelt werden. In diesem Augenblick ist die Vorrichtung zum Aufbringen einer zweiten Schicht vorbereitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also ein regelmäßiges Aufbringen aufeinanderfolgender homogener Schichten, mit maximaler Reproduzierbarkeit, und zwar im Vakuum zu verdampfender Schichten auf eine große Anzahl von Substraten durch verschiedenartige Masken hindurch.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Aufdampfen von Schichten im Vakuum durch Masken hindurch auf Substrate, denen für jede Schicht eine gesonderte Maske zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Substrate (S) an einer waagerechten Platte (21) angeordnet sind, daß die Masken (M) auf einer zur ersten Platte (21) parallelen und relativ zu dieser verdrehbaren Platte (22) angebracht sind und beide Platten (21, 22) synchron um eine gemeinsame Achse gegenüber den ortsfesten Dampfquellen (2) drehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (SJ und die Masken (M) auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) für die gleichförmige Drehung der Gesamtanordnung Substrate (S) Masken (M) koaxial zur Achse (11) der Maskenwechselvorrichtung ist und daß die die Masken (M) tragende Platte (22) und die die Substrate (S) tragende Platte (21) an den freien Enden der Achsen (11,12) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenwechselvorrichtung eine Sicherheitsvorrichtung aufweist, um zu vermeiden, daß die (/+2)-te Schicht durch die (/+2)-te Maske (M) hindurch direkt auf die /-te Schicht aufgebracht, bevor noch die (/+1 )-te Schicht aufgebracht worden ist, wobei diese Einrichtung ein Ratschenrad (38) und eine Sperrklinke (41) enthält, deren Bewegungen von einem Nocken (35) und einer Blockiereinrichtung (43-45, 67, 68) gesteuert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenwechselvorrichtung einen Gewindebolzen (31) aufweist, der mit einer Mutter (33) derart zusammenwirkt, dpß die die Masken (M) tragende Platte (22) relativ zur die Substrate (S) tragenden Platte (21) entfernt oder angenähert wird.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ratschenrad (38) von einer verbreiterten Zone der Mutter (33) der Maskenwechselvorrichtung gebildet wird, die am ή Umfang angeordnete Nuten (39) aufweist, deren Zahl gleich der Zahl der verschiedenen mit der Oberfläche der Substrate (S) zur Deckung zu bringenden Masken (M)\st, während die Sperrklinke einen angelenkten Hebel (41) aufweist, der mit w einem festen Stift (40) versehen ist, und der von einer Feder (46) in einer derartigen Stellung gehalten wird, daß der Stift (40) in eine der Nuten (39) eingreift.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ^r>^r> die Sperrklinke steuernden Nocken (35) ein zweiter Hebel (43) angelenkt ist, der mit einem an der Mutter (33) fest angeordneten Stift (45) derart zusammenwirkt, daß der Stift (40) der Sperrklinke (41) nicht von einer ersten Nut (39) zu einer dritten Nut (39) w> weiterspringt, ohne vorher in die zweite Nut (39) eingegriffen zu haben.