DE2848480C2

DE2848480C2 - Vorrichtung zum Aufbringen von Schichten auf Träger unter Vakuum

Info

Publication number: DE2848480C2
Application number: DE2848480A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Phys. Behn; Hermann Dr.-Ing. 8000 München Heywang; Horst Dipl.-Phys. 8025 Unterhaching Pachonik
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1984-11-08
Also published as: FR2441251A1; GB2034356A; GB2034356B; FR2441251B1; US4294194A; DE2848480A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Schichten auf Träger unter Vakuum, insbesondere für das abwechselnde Aufbringen von Metallschichten und von Glimmpolymcrisiiiionsschichtcn ;iuf Träger bei der Herstellung von elektrischen Schichtkondensatoren, gemäß dein Oberbegriff des Patentanspruches 1. lüne derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 10 (H 883 bekannt.

Bei der bekannten Vorrichtung wird in der ersten Vakuumkammer allerdings nur eine Metallschicht aufgebracht, während in der zweiten Vakuumkammer Vorralsrollcn untergebracht sind. Die beiden Vakuumschlcusen der bekannten Vorrichtung weisen je drei i<i Hacken gleicher Länge auf. Unter Länge der Backen wird hier deren Ausdehnung entlang der Transporlrichtung verstanden. Sie bestimmt somit die Länge des Diffusionsweges für das Gas von einer Vakuumkammer in die andere. Die Vakuumschleuscn der DE-AS 10 09 883 überdecken einen großen Teil der Transporteinrichtung, die dort durch eine Trommel gebildet ist.

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist außerdem in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 28 47 620 vorgeschlagen, bei der die Transporteinrichtung aus einer Trommel gebildet wird, bei der die Träger auf der Trommel befestigt sind und bei der der Zylindermantel der Trommel über zwei Vakuumschieusen und zwei Vakuumkammern mit unterschiedlichem Restgasdruck läuft.

Aus der DD-PS 91 845 ist ein Verfahren zur Herstellung von Mehrebenen-Dünnschichtbauelementen, insbesondere für elektrische Kondensatoren bekannt, bei dem die einzelnen Schichten zyklisch in voneinander getrennten Vakuumkammern mit material- und verfahjo rensspezifischen Vakuum wechselweise und parallel aufgebracht werden. Das Schleusensystem einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist derart ausgeführt, daß jeweils zwei Lippendichtungen im Abstand so an einem Substrathalter anliegen, daß das versenkt angeordnete Substrat völlig umschlossen wird. Derartige Lippendichtungen sind jedoch für die Herstellung hochempfindlicher Kondensatorschichten unbrauchbar, da die Gefahr der Beschädigung der empfindlichen Schichten besteht.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundclicgt, besteht in einer Verkleinerung des apparativen Aufwandes für die Schleusen der eingangs genannten Vorrichtung, wobei eine hohe Durchlaufgeschwindigkcit der zu beschichtenden Gegenstände ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die F.rkcnntnis zugrunde,daß eine für die Beschichtung von Gegenständen zweckmäßige Geschwindigkeit der Transporteinrichtung den Gasstrom durch die Vakuumschleuscn bereits erheblich beeinflußt. In der einen Richtung wird der Gasstrom auf die erste Vakuumkammer mit dem geringeren Gasdruck hin verstärkt, in der anderen Richtung dagegen ^r>5 abgebremst. Daher kann der Aufwand durch eine unsymmetrische Auslegung der Schleusen erheblich gesenkt werden. Diese unsymmetrische Gestaltung der Schleusen wird vorteilhaft erreicht, indem die in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung vor der ersten Vakuumkammer, in der beim Betrieb der geringere Restgasdruck herrscht, liegende Vakuumschleuse in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung gesehen längere Backen als die der anderen Vakuumschleuse aufweist. Daneben oder zusätzlich kann diese Vakuumb5 schleuse auch mehr Backen mit dazwischenliegenden Absaugrohren ;ils die anderen Vakuumschleuscn aufweisen. Letzteres ist vorteilhaft, wenn die zu beschichtenden Gegenstände b/w. die Halterungen an den

Transporteinrichtungen freie Räume umfassen, die — zusätzlich zu der Diffusion durch die verbleibenden Spalten — noch einen nennenswerten Gastransport ermöglichen.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Vorrichtung ist gegeben, indem sie als Transporteinrichtung eine Trommel enthält, die nur in einer Richtung drehbar ist, und indem der Zylindermantel dieser Trommel über zumindest zwei Vakuumschleusen und zwei Vakuumkammern init im Betrieb unterschiedlichem Restgas- to druck läuft In diesen Vakuumkammern erfolgt dann die Beschichtung der auf den Träger befindlichen Gegenstände. Gerade bei dieser Ausbildung der Vorrichtung ist die Erfindung vorteilhaft, da die Breite der Spalte nicht beliebig verkleinert werden kann, so daß die Lan- i^r> ge der Diffusionswege im wesentlichen durch die physikalischen Gegebenheiten der Diffusionsvorgänge vorgegeben ist. Insbesondere beim Aufbringen von Glimmpolymerisationsschichicn ist eine große räumliche Abmessung der Trommel erforderlich, um die erforderliche >n Glimmpolymerisationsstreeke und die Schleusenlänge darauf unterzubringen. Demgemäß bedeutet die vorgeschlagene Vereinfachung hier eine erhebliche Verkleinerung des Aufwandes.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer nennenswerten Verkürzung der Beschichtungszeit infolge der Verkürzung der zu durchlaufenden Strecke im Bereich der Vakuumschleuse.

Verwendet man eine Trommel mit Vertiefungen, in denen die zu beschichtenden Träger gehalten sind, so läßt sich eine optimale Evakuierung dadurch erreichen, daß vor der eigentlichen Beschichtung die Trommel sich bereits dreht und erst nach dem Erreichen des Opiimalvakuums die Beschichtung erfolgt. Dadurch wird die Bremsung der Diffusion durch die Trommel in der Va- r> kuumschleuse mit dem kürzeren Diffusionswcg bereits vor der eigentlichen Beschichtung erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Figur erläutert.

Die Figur zeigt eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung in einer teilweise geschnittenen und gebrochenen Darstellung.

Eine die Transporteinrichtung bildende Trommel I kann nur in der Drehrichtung /'angetrieben werden. In der Drehrichtung Fder Trommel 1 sind eine erste V;iku- 4^r> umkammer II, in der im Betrieb ein niedrigerer Restgasdruck herrscht, und eine zweite Vakuumkammer 12 angeordnet. Vor der ersten Vakuumkammer 11 befindet sich eine erste Vakuumschleuse 9 mit einem langen Diffusionsweg zwischen den beiden Vakuumkammern 12 w und II. Die erste Vakuumschleuse 9 weist eine größere Zahl von Backen 2 bis 5 auf als eine zweite Vakuumschleuse 10, welche hinter der ersten Vakuumschleuse

11 liegt. Außerdem sind die Backen 2 bis 5 der Vakuumschleuse 9 langer als die Backen 6 bis 8 der Vakuum- y> schleuse 10. Das Restgas, das insbesondere in zur Halterung der Träger dienenden Vertiefungen 13 aus der zweiten Vakuumkammer 12 mit dem höheren Restgasdruck mitgeführt wird, wird zwischen den Backen 2 bis 5 der ersten Vakuumschleuse 9 in den Richtungen A bis C' m> abgesaugt. In der zweiten Vakuumschleuse 10 muß in den Richtungen D und /:'/wischen den Backen 6 bis 8 nur das gegen die Dreh rieh In ng /-"der Trommel I diffundierende Resigas abgesaugt werden. Durch die kürzere Ausbildung der Backen 6 bis 8 der /weiten Vakuum- h^ri schleuse 10 wird ein erheblicher Teil der Trommel 1 frei, wodurch beispielsweise in der /weiten Vakuumkammer

12 eine Glimmpolymerisationsstrecke angebracht weiden kann. In der Kammer 11 ist vorzugsweise eine nicht dargestellte Metallbedampfungseinrichtung angebracht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbringen von Schichten auf Träger unter Vakuum, insbesondere für das abwechselnde Aufbringen von Metallschichten und von Glimmpolymcrisationsschichtcn auf Träger bei der Herstellung von elektrischen .Schichtkondensatoren, welche zumindest zwei Vakuumkammern aufweist, die durch Vakuumschleuscn voneinander getrcnni sind und bei denen in der ersten Vakuumkammer im Betrieb ein kleinerer Resldruck besteht als in der zweiten Kammer oder in den übrigen Kammern, welche eine Transporteinrichtung besitzt, die die zu beschichtenden Träger durch je eine gesonderte Vakuumschleuse von der ersten Vakuumkammer in die zweite Vakuumkammer und wieder in die erste Vakuumkammer oder in eine dritte Vakuumkammer transportieren kann, welche in den Vakuumkammern Einrichtungen zum Aufbringen von Schichten auf die auf der Transporteinrichtung befindlichen Träger enthält und bei welcher die Vakuumschlcusen jeweils mehrere Backen, die einer Oberfläche bzw. Oberflächen der Transporteinrichtung unmittelbar gegenüberliegen und zu dieser bzw. diesen nur einen schmalen Spalt freilassen, und jeweils zwischen zwei Backen ein Absaugrohr zur Absaugung des Restgases aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (1) nur in einer Richtung bewegbar ist und dal) die in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung (1) vor der ersten Vakuumkammer (M) Hegende Vakuumschleuse (9) längere Diffusionswege aufweist als die in Bewegungsrichtung der Transporleinrichtung (1) hinter der ersten Vakuumkammer (H) liegende Vakuumschleuse (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung (I) vor der ersten Vakuumkammer (It) liegende Vakuumschleuse (9) in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung (1) gesehen längere Backen (2 bis 5) als die anderen Vakuumschleusen (10) aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung (1) vor der ersten Vakuumkammer (U) liegende Vakuumschleuse (9) mehr Backen (2 bis 5) mit dazwischenliegenden Absaugrohren als die anderen Vakuumschleuscn (10) enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Transporteinrichtung (1) eine Trommel enthält, die nur in einer Richtung drehbar ist, und daß der Zylindermantel dieser Trommel über zumindest zwei Vakuumschleusen (9; 10) und zwei Vakuumkammern (11; 12) mit unterschiedlichem Restgasdruck läuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger auf der Trommel befestigt sind.