DE2522352A1

DE2522352A1 - Kathodenzerstaeubungsanlage

Info

Publication number: DE2522352A1
Application number: DE19752522352
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl Phys Kaiser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-20
Filing date: 1975-05-20
Publication date: 1976-12-02

Description

Kathodenzerstäubungsanlage Die Erfindung betrifft eine Kathodenzerstäubungsanlage für Gleichspannungs-Dioden-Zerstäubung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der Technik der Kathodenzerstäubungsanlagen unterscheidet man zwischen sogenannten Standanlagen und Durchlaufanlagen.
Bei Standanlagen muß der Bestäubungsraum bei jeder Charge belüftet werden, was lange Pumpzeiten, Oxidation der Kathodenfläche und damit die Bildung von Sperrschichten, Ubergangswiderständen und eine verringerte Haftfestigkeit der aufgestäubten dünnen Schichten zur Folge hat. Die Bestäubungskapazität ist relativ gering.
Durchlaufanlagen vermeiden diese Nachteile. Sie sind aber kompliziert, aufwendig und störanfällig. Bine bekannte Durchlaufanlage ist beispielsweise in der DT-OS 1 927 253 beschrieben. Bei dieser Anlage handelt es sich um eine sogenannte open-end-Anlage, bei der das für die Bestäubung nötige Vakuum in der Bestäubungskammer durch eine entsprechend hohe Pumpleistung der Vakuumpumpen eingestellt werden muß. Für den Transport der zu beschichtenden Substrate durch die Anlage sind zwei senkrecht übereinanderstehende, U-förmige Schienen vorgesehen, die die Substrate aufrechtstehend an den Kathoden vorbeiführen. Diese Art der Transportvorrichtung ist 3edoch relativ störanfällig, da die Substrate leicht verkanten; außerdem wachsen die Ftiiirungsrillen im Laufe der Bestäubung zu.
Eine in mancher Beziehung verbesserte Anlage ist in der DT-OS 2 114 470 beschrieben. Es handelt sich bei dieser anlage um eine Fünf-Kammer-Anlage, bei der die erste und die letzte Kammer als Schleusenkammer ausgebildet sind. Durch den Einsatz von Schleusen kann die Pumpleistung der Vakuumpumpen verringert werden. Bei dieser Anlage werden die zu beschichtenden Substrate waagerecht mit Hilfe von Förderbändern durch die Anlage geführt.
Die Verwendung von waagerecht laufenden Förderbändern ist auch aus der DT-OS 2 418 008 bekannt.
Eine weitere Art der Transportvorrichtung ist aus der DT-OS 2 242 916 bekannt. Bei dieser Anlage sind die zu beschichtenden Substrate auf einem U-förmigen Substratträger befestigt. Dieser Substratträger hängt auf einer Fördervorr chtung, die als endloses Förderband, -kette oder -seil ausgebildet ist. Bei dieser Anlage werden die Substrate senkrecht hängend an den ebenfalls senkrechtstehenden Kathoden vorbeigeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kathodenzerstäubungsanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Reduzierung der Herstellungskosten ermöglicht, die leicht zu automatisieren ist, die einfach und unkompliziert ist, die einen funktionssicheren Substrattransport ermöglicht und die im Baukastensystem aufgebaut ist, um in einfacher Weise zu e der einer Mehrschichtenanlage ausbaufähig zu sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschriebenen lEttel gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die längsgeschnittene, erfindungsgemäße Kathodenzerstäubungsanlage ohne Substratkarten und Substrate. Man erkennt eine Aufheizkammer 1 eine Bestäubungskammer 2 und eine Kühlkammer 3. Die Aufheizkammer 1 besteht aus Platten 12, die eine Kammer mit rechteckigem Querschnitt bilden. Das eine Ende der Aufheizkammer j ist mit einem VerschluBdeckel 11 nach außen verschließbar. Bei geöffnetem Deckel 11 werden die zu beschichtenden Substrate in die Aufheizkammer 1 eingeführt. Im Innern der Aufheizkammer 1 befinden sich eine Heizanlage 13 sowie drei Transportrollen 4 in Form von Zahnrädern mit seitlich angesetzten Führungsscheiben 41 mit gegenüber den Zahnrädern vergrößertem Durchmesser. Eine der Fuhrungsrollen 4 ist mit Hilfe ihrer durch eine Vakuumdrehdurchführung 5 hindurchgeführten Achse 6 von außen antreibbar. Gegen die Bestäubungskammer 2 ist die Aufheizkammer 1 durch eine Schleuse 23teiner Durchführungsöffnung 25 und einem Schleusenventil 15 abgeschlossen. Durch eine oeffnung 16 im Boden der Aufheizkammer 1 wird die Verbindung zu den (nicht dargestellten) Vakuumpumpen hergestellt.
Die Bestäubungskammer 2 ist aus Platten 22 hergestellt und hat die gleichen Abmessungen wie die Aufheizkammer 1. Im Innern der Bestäubungskammer 2 erkennt man wieder die Transportrollen 4 mit angesetzten Führungsscheiben 41, von denen in diesem Falle zwei über Achsen 6, die durch vakuumdichte Drehdurchführungen 5 geführt sind, von außen antreibbar sind.
Weiterhin erkennt man die gegenüber der Bestäubungskammer 2 isoliert befestigte Kathode 26. Die Bestäubungskammer 2 ist durch eine weitere Schleuse 21 mit Durchführungsöffnung 24 und Schleusenventil 35 gegen die Kühlkammer 3 abgeschlossen.
Die Kühlkammer u ist aus Platten 32 zusammengesetzt und besitzt ebenfalls die gleichen Abmessungen wie die anderen Kammern 2 bzw. 2. Man erkennt wieder drei Transportrollen 4 mit angesetzten Fuhrungsscheiben 41, von denen eine von außen antreibbar ist. Gegen die Außenwelt ist die Kühlkammer 2 durch die Verschlußplatte 31 verschließbar. Die Verbindung zu den Vakuumpumpen erfolgt durch eine Öffnung 36 im Boden der Kühlkammer 2. Zur Verbesserung der Kühlung kann in der Kühlkammer 3 ein (nicht dargestelltes) wassergekühltes Rupferhemd vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Bestäubungskammer 2 entsprechend der Schnittlinie 11-11 in Fig.1. Man erkennt die rechteckige, aus Platten 22 zusammengesetzte Bestäubungskammer 2. Im Boden der Kammer 2 befindet sich ein Stutzen 27, der die Verbindung zu der nicht dargestellten Vakuumpumpe herstellt. Weiterhin erkennt man die waagerecht gelagerte Transportrolle 4 mit den seitlich angesetzten Fuhrungsscheiben 41. Diese Transportrolle 4 ist über die Achse 6, die durch die Vakuumdurchführung 5 hindurchgeführt ist, von außen antreibbar. Man erkennt weiterhin die senkrecht stehende Kathode 26 sowie die zu beschichtenden Substrate 9, die auf einer senkrecht stehenden Substratkarte 81 befestigt sind.
Die Substratkarte 81 besitzt an ihrem unteren Ende eine Zahnstange 82, deren Zähnung mit der Zähnung der Zahnräder 4 übereinstimmt. Die obere Kante der Substratkarte 81 ist in einer Führungsnut geführt, die durch zwei an der Decke der Bestäubungskammer 2 befestigte Winkelstücke 7 gebildet wird.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Transportvorrichtung. Man erkennt die Substratkarte 81, die mit ihrer Unterkante an einer Zahnstange 82 befestigt ist. Die Zahnstange 82 ist an ihrem vorderen und hinteren Ende konisch ausgebildet, um die Führung in den Transportrollen zu erleichtern. Die Substratkarte 81 trägt vierundzwanzig einzelne Substrate 9.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Transportvorrichtung. Man erkennt die Zahnstange 82, die senkrecht stehende Substratkarte 81 und die einseitig befestigten Substrate 9.
Durch einen Blick auf die Zeichnung ist leicht einzusehen, daß die erfindungsgemäße Anlage auf Grund des angewendeten Baukastensystems äußerst rationell herzustellen und durch das Einfügen weiterer Bestäubungskammern in einfachster Weise zur Herstellung von Mehrfachschichten auf den Substraten ausgebaut werden kann. Je nach Wunsch kann die Betätigung der Transportrollen und der Ventile per Hand oder pneumatisch, handgesteuert oder automatisch gesteuert erfolgen.
Eingriffe in die Anlage, die die ungestörte Funktion behindern könnten, sind dabei nicht erforderlich.
4 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche Kathodenzerstäubungsanlage für Gleichspannungs-Dioden-Zerstäubung, mit Aufheizkammer, Bestäubungskammer und Kühlkammer, mit einer Transportvorrichtung für die Substrate im Innern der Anlage und mit Einrichtungen zum Erzeugen des Vakuums, zum Zuführen der Betriebsspannung und zum Aufrechterhalten der Zerstäubungsatmosphäre, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen Aufheiz- und Bestäubungskammer (1,2) und zwischen Bestäubungs- und Kühlkammer (2,3) einfache, vakummdicht schließende Schleusen (15,35) vorgesehen sind, daß die Kammern (1,2,3) gleich groß sind, daß in jeder Kammer (1,2,3) im Bereich des Bodens zahnradförmige Transportrollen (4) angeordnet sind, daß ein Teil der Transportrollen (4) von außen antreibbar ist, daß als Transportvorrichtung für die zu beschichtenden Substrate (9) senkrecht stehende Substratkarten (81) dienen, die mit ihrer Unterkante auf Zahnstangen (82), deren Zahnung mit der der Transportrollen (4) übereinstimmt, befestigt sind, daß die Abstände der Transportrollen (4) und die Länge der Zahnstangen (82) so gewählt sind, daß die Zahnstange (82) immer von wenigstens zwei Transportrollen (4) getragen wird, von denen wenigstens eine antreibbar ist, und daß an der Decke der Kammern (1 (1,2,3) eine Führngsnut gebildet ist, in die die Oberkante der Substratkarten (81) eingreift.
2.) Kathodenzerstäubungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Decke der Kammern (1 (1,2,3) gebildete Führungsnut aus zwei Winkelschienen (7) besteht.
3.) Kathodenzerstäubungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (82) kegelförmig angespitzt sind.
4.) Kathodenzerstäubungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zahnrädern der Transportrollen (4) zwei Führungsscheiben (41) mit größerem Durchmesser angebracht sind.

L e e r s e i t e