DE3244391A1

DE3244391A1 - Vorrichtung zur beschichtung von substraten durch plasmapolymerisation

Info

Publication number: DE3244391A1
Application number: DE19823244391
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. 8755 Albstadt Kieser
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1984-06-07
Also published as: US4630568A; JPH0435557B2; GB8331524D0; GB2131600B; DE3244391C2; GB2131600A; JPS59182964A

Description

12. November 1982 32519

LEYBOLD-HERAEUS GmbH
Bonner Straße 504

5000 Köln - 51

" Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten durch Plasmapolymerisation "

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten mittels einer durch ein Plasma angeregten Anlagerungs reaktion von Atomen bzw. Molekülen, bestehend aus einer Reaktionskammer für den Transport der Substrate und für die Aufrechterhaltung einer Atmosphäre aus ionisierbaren Gasen und Monomeren mit mindestens einem in einer Kammerwand angeordneten mikrowellendurchlässigen Fenster, aus mindestens einer außerhalb der Kammer und vor dem Fenster angeordneten Wellenleiter-Struktur sowie aus einer in die Kammer mündenden Verteilungseinrichtung für die Gase und/oder Monomere.

Der Erfindungsgegenstand findet Anwendung bei der Plasmapolymerisation von Monomeren, bei der Bildung sogenannter amorpher Kohlenstoffschichten aus monomeren Kohlenwasser-Stoffen, sowie bei chemischen Anlagerungsreaktionen aller Art wie Polykondensation, Nitridbildung etc., bei denen die Aktivierungsenergie durch das Plasma zugeführt wird.

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Eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ist Gegenstand der DE-OS 31 47 986. Dort ist auch die Wellenleiter-Struktur beschrieben. Diese besteht aus zwei geraden Holmen, die parallel zueinander verlaufen und zwischen denen sich gleich lange Sprossen erstrecken, die mit den Holmen in metallischer Verbindung stehen. Die Sprossen sind abwechselnd mit einem von zwei Mittellei tern elektrisch leitend verbunden. Die Wellenleiter-Struktur steht an ihrem einen Ende über einen Hohlleiter mit einem Mikrowellen-Sender in Verbindung und mit ihrem jenseitigen Ende über einen weiteren Hohlleiter mit einer Blindlast. Die Wellenleiter-Struktur verläuft unter einem spitzen Winkel zum mikrowellendurchlässigen Fenster, durch den der Leistungseintrag in das im Innern der Reaktionskammer brennende Plasma erfolgt.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß sich im Bereich des mikrowellendurchlässigen Fensters im Innern der Reaktionskammer Polymerisat-Schichten niederschlagen, die von Zeit zu Zeit durch eine Reinigung entfernt werden müssen. Auch die Verteilungseinrichtung für die Gase und/oder Monomeren muß von Zeit zu Zeit gereinigt werden, was bei der bekannten Vorrichtung durch ungenügende Zugang!ichkeit erschwert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß Wartung und Reparaturen erleichtert werden.

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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung erf i ndungsgemäß dadurch, daß das mikrowellendurchlässige Fenster, die mindestens eine Wellenleiter-Struktur und die Verteilungseinrichtung gemeinsam in bzw. an einem Tragrahmen befestigt sind, der als Einheit von der Reaktionskammer abnehmbar bzw. wegschwenkbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme sind sämtliche im Hinblick auf die Plasmaerzeugung funktionswesentlichen Vorrichtungsteile zu einer Baueinheit vereint worden, die nach Lösen des Tragrahmens soweit von der Reaktionskammer entfernt werden kann, daß eine Reinigung, Wartung etc. möglich ist. Dabei kann der Tragrahmen entweder vollständig von der Reaktions kammer gelöst und die gesamte Einheit mittels eines Hebezeugs an einen Ort gebracht werden, an dem eine Reinigung bequem-mögl ich ist. Es ist aber auch möglich, den Tragrahmen über eine Gelenkverbindung an der Reaktionskammer zu befestigen, so daß die Zugänglichkeit durch ein Wegschwenken des Tragrahmens mit der Wellenleiter-Struktur gegeben ist.

Im Hinblick auf eine Anwendung zweier Wellenleiter-Strukturen in antiparalIeI er Anordnung, wie dies in der DE-OS 31 47 986 beschrieben ist, ist es gemäß der weiteren Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Tragrahmen rechteckig ausgebildet und mit zwei parallel zu den längeren Seiten des Rechtecks verlaufenden Fensteröffnungen versehen ist, zwischen denen sich eine Rahmenstrebe befindet, wenn im Tragrahmen die Fensteröffnungen umgebende Kühlkanäle und wenn in der Rahmenstrebe zusätzlich die Vertei1ungseinrichtung (für das Gas bzw. die monomeren Dämpfe) angeordnet sind bzw. ist.

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Zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades sowie aus Sicherheitsgründen ist es gemäß der weiteren Erfindung besonders vorteilhaft 'wenn die Wellenleiter-Strukturen auf der den Fensteröffnungen abgekehrten Seite von einer gemeinsamen Mikrowellenabschirmung umgeben sind. Diese Abschirmung wird dann besonders wirksam, wenn sie auf der Rückseite mit gekrümmten Reflektoren versehen ist.

Eine gezielte Reflexion der von der rückwärtigen Seite der Wellenleiter-Struktur sowie von den. Anschlüssen aus- _<u,,_; gehenden Strahlung verbessert den Leistungseintrag in die Reaktionskammer bzw. den Wirkungsgrad der Vorrichtung entscheidend. Die beschriebene Wellenleiter-Struktur wird in der Literatur auch als "normalerweise nicht strahlend" bezeichnet. Dieser Tatbestand ist jedoch nur solange erfüllt, wie keine Leistung aus der Wellenleiter-Struktur an das Plasma abgegeben wird. Es konnte jedoch beobachtet werden, daß ein Anstieg des Mikrowellenfeldes auf der Rückseite der Wellenleiter-Struktur um den Faktor 2,5 nach dem Zünden des Plasmas erfolgt. Diese Strahlung kann durch die Verwendung der beschriebenen Abschirmung zusätzlich in das Plasma eingeleitet werden,, wodurch auch eine weitere Vergleichmäßigung der Feldverteilung im Plasmaraum erfolgt. Diese Feldverteilung ist ursprünglich wegen des endlichen Sprossenabstandes nicht homogen.

Die mittlere Rahmenstrebe kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mit einer zusätzlichen Funktion ausgestattet werden, dann nämlich, wenn sie gemäß der weiteren Erfindung mit einer Längsbohrung versehen ist, die über eine Vielzahl von normal zur Längsbohrung verlaufende öffnungen in

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äquidistanter Teilung mit dem Innenraum der Reaktions kammer verbunden ist. Die Verteilwirkung kann dabei durch ein Verteilerblech weiter verbessert werden.

Durch die vorstehend angegebene Maßnahme tritt das Monomer über die gesamte Längserstreckung des Fensters durch die genannten öffnungen aus und wird durch das Verteilerblech als gerichteter flacher Strahl in die Plasmazone geleitet. Bei den für derartige Verfahren üblichen Betriebsdrücken oberhalb 0,1 bis allenfalls einigen mbar herrscht eine reine Laminarströmung so daß der Ausdruck "gerichteter Strahl" gerechtfertigt ist. Die Gleichmäßigkeit der Schicht auf dem hinter dem Mikrowellenfenster oszillierenden oder gleichförmig vorbeilaufenden Substrat (im Falle einer Folie) wird durch die Größe des durch das Verteilerblech sowie die Innenseite des Fensterflansches gebildeten Spaltes und die einstellbare Strömung an Monomeren beeinflußt bzw. korrigiert.

Es ist dabei wiederum besonders vorteilhaft, wenn gemäß der weiteren Erfindung die Hauptebene des Tragrahmens bzw. der Fenster senkrecht ausgerichtet ist.

Es wurde nämlich beobachtet, daß sich auf dem Tragrahmen bzw. auf den Fenstern Polymerisat-Schichten bilden, die als Flocken abblättern. Durch die senkrechte Ausrichtung der Hauptebene können diese Flocken weder auf dem Fenster liegen bleiben noch auf das Substrat fallen. Beim Transport von Substraten, die in einer senkrechten Ebene angeordnet sind, aber in horizontaler Richtung bewegt werden, ist es zweckmäßig, die längsten Achsen der Fenster bzw. die zwischen den Fenstern liegende Rahmenstrebe gleichfalls

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senkrecht auszurichten. Für den Fall, daß die Substrate in einer senkrechten Ebene angeordnet sind und auch in senkrechter Richtung bewegt werden, kann es vortei1hafter sein, wenn die Hauptachsen der Fenster bzw. die Rahmenstrebe in horizontaler Richtung verlaufen. Eine solche Bauweise ist besonders vorteilhaft bei Bandbeschichtung^- anlagen anwendbar.

Der Leistungseintrag durch das Fenster bzw. die Fenster in die Reaktionskammer ist über die Länge der WeIlenleiter-Struktur im allgemeinen nicht konstant. Durch den spitzen Anstellwinkel der Wellenleiter-Struktur gegenüber dem Fenster läßt sich zwar eine gewisse Vergleichmäßigung des Energieeintrages erreichen·, jedoch ist eine absolute Homogenität kaum zu erzielen. Um den Leistungseintrag weiter zu vergleichmäßigen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen den Wellenleiter-Strukturen und den Fensteröffnungen Justierblenden angeordnet sind. Diese können dabei in besonders vorteilhafter Weise als schmale Blechstreifen ausgebildet sein,.im wesentlichen parallel zu den Fensteröffnungen verlaufen und an beiden Enden unabhängig voneinander quer zu den Fensteröffnungen verstellbar sein. Die Justierblenden sind dabei auch insbesondere im Bereich der Anschlüsse der Wellenleiter-Struktur an die Hohlleiter von Mikrowellensender und Blindlast vorhanden (Seite 5, Zeilen 8 bis 11). Durch die Verstellmöglichkeiten kann mittels der Justierblenden eine weitgehende Homogenisierung des Leistungseintrages bewirkt werden, wobei die Längskanten der Justierblenden gegebenenfalls auch noch eine von der Geraden abweichende Form haben können.

Als besonders problematisch hat sich die Erwärmung der mikrowellendurchlässigen Fenster erwiesen. Bei der Mikrowellen-

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Plasmapolymerisation wird die Mikrowellenenergie gebündelt durch das Fenster in die Reaktionskammer gestrahlt. Das hierdurch unterhaltene Plasma hat seine höchste Leistungsdichte unmittelbar an der Innenfläche des Fensters. Die Leistungsdichte fällt in Richtung der Normalen zum Fenster exponentiell ab. Während die Aufheizung des Fensters durch Absorption der hindurchtretenden Mikrowellen-Energie vernachlässigbar ist, muß jedoch aufgrund der Leistungsdichteverteilung im Plasma damit gerechnet werden, daß der größte Teil der im Plasma enthaltenen Leistung an der Innenfläche des Fensters in Form von Wärme frei wird. Eine zusätzliche Erwärmung der Fenster kann durch heiße Substrate und eine evtl. Substratheizung erzeugt werden.

Das für die Fenster üblicherweise verwendete Quarzglas ist ein schlechter Wärmeleiter, dessen Wärmeleitfähigkeit etwa 1/8 des Wertes von Edelstahl beträgt. Eine merkliche Wärmeabfuhr zu den Seiten würde Temperaturdifferenzen von ca. 600 K bedingen, wenn man von einer Flächenbelastung von 1 W/cm² der Fensterflache als typische Größe ausgeht. Derartige Temperaturen sind jedoch für die notwendigerweise zwischen den Fenstern und den Tragrahmen angeordneten elastomeren Vakuumdichtungen untragbar. Die Aufheizgeschwindigkeit der Fenster ist dabei so hoch, daß die kritische Temperatur von 180 ⁰C, die für das Dichtungsmaterial "Viton" gilt, bereits nach wenigen Minuten überschritten wird. Eine ausreichende Kühlung der Fenster durch eine erzwungende Konvektion ist mit erträglichen Mitteln nichtmöglich.

Zum Zwecke einer wirksamen Kühlung der mikrowellendurch-

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lässigen Fenster wird daher gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß der Tragrahmen einen nach außen gerichteten Flansch für die abgedichtete Verbindung mit der Reaktionskammer und einen nach innen gerichteten Flansch für die abgedichtete Verbindung mit dem mikrowellendurchlässigen Fenster aufweist, daß am Innenrand des nach innen gerichteten Flansches eine wärmeleitende flexible Zwischenlage und am Außenrand des Fensters außerhalb der Zwischenlage eine Vakuumdichtung angeordnet ist. Diese Maßnahme- ist in Zusammenhang mit der Maßnahme zu sehen, daß der Tragrahmen einschließlich der Rahmenstrebe mit Kühlkanälen versehen ist.

Durch die Anordnung der wärmeleitenden flexiblen Zwischenlage vor der elastomeren Vakuumdichtung (in Richtung des Wärmestroms gesehen) erfolgt eine Art thermischer Kurzschluß, durch den ein beträchtlicher Teil der Wärme vor Erreichen der Vakuumdichtung an den gekühlten Tragrahmen abgeführt wird.

Als Material für die wärmeleitende flexible Zwischenlage kommt ein in Grenzen plastisch verformbares Material in Frage, dessen Wärmeleitfähigkeit λ merklich größer als die Wärmeleitfähigkeit von Quarzglas ist. Besonders gut geeignet ist für diesen Zweck Graphitfilz bzw. Gr.aphi tfol i e. Dieses Material kann in Form eines etwa 4 mm breiten und 1 mm dicken Streifens unmittelbar vor der Vakuumdichtung -angeordnet werden, wodurch eine Absenkung der maximalen Scheibentemperatur auf ca. 100 ⁰C erreicht werden kann. Eine derartige Temperatur wird auch von der elastomeren Vakuumdichtung ohne weiteres vertragen.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 7 näher erläutert.

Es zeigen:"

Figur 1 eine Draufsicht auf eine vollständige Vorrichtung zur Plasmapolymerisation in schematischer Darstellung,

Figur 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach Figur 1,

Figur 3 eine Draufsicht auf einen Tragrahmen mit zwei

mikrowellendurchlässigen Fenstern, die beiderseits einer Rahmenstrebe angeordnet sind,

Figur 4 einen Horizontalschnitt durch den Tragrahmen mit vor den Fenstern angeordneten WeI1enleiter-Strukturen und einer gemeinsamen Mikrowellen-

Abschirmung entlang der Linie IV - IV in Figur 2 in vergrößertem Maßstab,

Figur 5 eine Draufsicht auf den Tragrahmen analog Figur 3, jedoch mit vorgeschalteten Justierblenden in unterschiedlichen Stellungen,

Figur 6 einen Querschnitt durch ein Profil des Tragrahmens, eingesetzt in die Reaktions kammer, wieder in vergrößertem Maßstab,

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Figur 7 einen Vertikalschnitt durch die. gesamte Reaktions-, kammer und den Tragrahmen im Bereich eines mikrowellendurchlässigen Fensters in einem gegenüber Figur 2 vergrößerten Maßstab.

In den Figuren 1 und 2 ist eine quaderförmige Reaktionskammer gezeigt, die an ihrem einen Ende mit einer Schleusentür 2 versehen ist. Zur Reaktionskammer gehört ein gestrichelt dargestelltes Transportsystem für Substrate, das aus zwei Kettenrädern 3 und 5, einer Endloskette 5 und einem Antriebsmotor 6 besteht, der über ein Untersetzungsgetriebe 7 auf das Kettenrad 4 einwirkt. An der Endloskette 5 ist ein platten- oder rahmenförmiger Substratträger 8 befestigt, der nur in Figur 7 dargestellt ist, und dessen Hauptebene senkrecht verläuft. Mittels des Transportsystems ist es möglich, den Substrate träger in Richtung der längsten Achse der Reaktionskammer 1 hin und her zu bewegen.

Für den Fall der Beschichtung von Folien würde in der Reaktionskammer analog ein Umrol!system vorgesehen, dessen Achsen senkrecht verlaufen, so daß sich die Folie in etwa in der gleichen Ebene bewegt, wie der Substratträger 8.

Die Reaktionskammer besitzt mehrere Kammerwände, darunter eine Vorderwand 9, in der lösbar ein Tragrahmen 10 befestigt ist, dessen Einzelheiten anhand der Figuren 3, 4 und 6 noch näher erläutert werden. Vor diesem Tragrahmen befindet sich eine Mikrowellenabschirmung 11 in Form eines quaderförmigen Gehäuses, vor der wiederum - in antiparalTeler Anordnung - zwei Mikrowellensender 12 und 13 und zwei Blindlasten 14 und 15 anaeordnet sind. Einzelheiten dieser Ein-

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richtungen sind Stand der Technik, so daß sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt.

Zwischen jeweils einem Mikrowellensender und einer Blindlast befindet sich innerhalb der Mikrowellenabschirmung 11 je eine Wellenleiter-Struktur 16 und 17, die in Figur 2 gestrichelt dargestellt sind und die auf Seite 5, Absatz 1, beschriebene Bauweise besitzen. Die Mikrowellensender bzw. Blindlasten sind mit den Wellenleiter-Strukturen über Hohlleiter 18 verbunden (Figuren 1 und 4).

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß der Tragrahmen 10 rechteckig ausgebildet und mit zwei parallel zu den längeren Seiten des Rechtecks verlaufenden Fensteröffnungen 19 und 20 versehen ist. Zwischen den Fensteröffnungen befindet sich eine Rahmenstrebe 21, die in Richtung der längsten Symmetrieachse des Tragrahmens 10 verläuft. In den Fensteröffnungen 19 und befinden sich mikrowellendurchlässige Fenster 22 und 23 aus Quarzglas, die in den Figuren 4 und 6 deutlicher gezeigt sind. Der Tragrahmen 10 besitzt an seinen Außenkanten Befestigungslöcher 24 für die Verschraubung mit der Vorderwand 9. Die Rahmenstrebe 21 besitzt entlang ihrer längsten Achse eine Verteilungseinrichtung 25 für Gase und/oder Monomere, die im vorliegenden Fall aus einer Vielzahl von öffnungen 26 besteht, die in den Innenraum der Reaktionskammer 1 münden.

Aus Figur 4 sind· weitere Einzelheiten der Verteilungseinrichtung 25 ersichtlich. Die öffnungen 26 verlaufen normal zu einer in der Rahmenstrebe 21 angeordneten Längsbohrung 27, die ihrerseits in nicht gezeigter Weise mit einer Zuleitung

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für Gase und/oder Monomere verbunden ist, aus denen durch eine Anlagerungsreaktion eine Oberflächenschicht auf den Substraten gebildet werden soll. Parallel zur Längsbohrung verläuft vor sämtlichen öffnungen 26 ein durchgehendes Verteilerblech 28, dessen parallele Längskanten in der gezeigten Weise leicht in Richtung auf die Rahmenstrebe, gebogen sind, so daß zwischen der Rahmenstrebe 21 und dem Verteilerblech 28 zwei Gasaustrittsspalte 29 und 30 gebildet werden, die sich über die gesamte Länge der Rahmenstrebe 21 erstreckt. Sofern nun parallel zu den Fenstern 22 und 23 ein Substratträger oder eine Folie n; bewegt werden, deren Bewegungsrichtung senkrecht zur Längsachse der Rahmenstrebe 21 verläuft, wird die gesamte Breite des Substratträgers bzw. der Substrate oder Folie mit einem gleichförmigen Strom aus Gasen und/oder Monomeren bespült. Unter dem Einfluß der hinter den Fenstern 22 und brennenden Glimmentladungen bildet sich auf der Oberfläche der Substrate eine entsprechende Schicht.

Aus Figur 4 ist noch ersichtlich, daß sich in dem Tragrahmen einschließlich der Rahmenstrebe 21 außer der Längsbohrung noch Kühlkanäle 31 befinden, die im Betrieb von Kühlwasser durchströmt werden und das gesamte Temperaturniveau des Tragrahmens 10 niedrig halten. Auf die besondere Bedeutung dieser Kühlkanäle 31 wird im Zusammenhang mit Figur 6 noch näher eingegangen, die das Detail bei "X" in Figur 4 in vergrößertem Maßstab zeigt.

Gemäß Figur 4 sind zwischen den Wellenleiter-Strukturen und 17 und den Fensteröffnungen 19 und 20 Justierblenden angeordnet, durch die die Verteilung des Energieeintrags

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in die Reaktionskammer in Längsrichtung der Fensteröffnungen 19 und 20 gezielt veränderbar ist. Die Justierblenden sind an beiden Enden an Einstel-lspindeln 34/35 befestigt, welche eine Einstellung der Raumlage der Justierblenden 32 und 33 parallel zur Fensterebene erlauben. (Siehe auch Figur 5)

Gemäß Figur 4 sind die Wellenleiter-Strukturen 16 und auf der den Fenstern 22 und 23 abgekehrten Seite von einer gemeinsamen Mikrowellen-Abschirmung 36 umgeben, die als quaderförmiger Metallkasten ausgebildet ist, dessen auf die Fenster zu gerichtete Seite offen ist. An der Mikrowellenabschirmung sind die Hohlleiter 18 und damit auch die Wellenleiter-Strukturen 16 und 17 über Tragstützen 37 befestigt, so daß sich eine feste räumliche Zuordnung ergibt. Der Anschluß der Mikrowellensender bzw. Blindlasten erfolgt über Anschlußflansche Die Mikrowellenabschirmung 36 besitzt eine Rückwand 36a, durch die die Hohlleiter 18 hindurchgeführt sind. Parallel zur Rückwand 36a verlaufen zwei Reflektoren 39 und 40, welche als teilweise Zylinderschalen ausgebildet und auf die Wellenleiter-Strukturen 16/17 bzw. Fensteröffnungen 19/20 ausgerichtet sind. Dank dieser Reflektoren gelangt ein wesentlich höherer Anteil der Mikrowellenleistung in das Innere der Reaktionskammer. 1.

Figur 4 ist schließlich noch zu entnehmen, daß auch die Einstellspindeln 34 für die Justierblenden 32 und 33 durch die Abschirmung 36 nach außen geführt sind, so daß eine Einstellung bequem von außen möglich ist.

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Figur 5 sind die Anordnung und die VersteVlmöqlichkeit der Justierblenden 32 und 33 im Hinblick auf den Tragrahmen 10 bzw. dessen Fensteröffnungen 19 und 20 zu entnehmen. Jede der Justierblenden ist an einer oberen Einstellspindel 34 und einer unteren Einstel1 spindel 35 befestigt, so daß sich die Justierblenden wahlweise in die ausgezogene Stellung, in die strichpunktierte Stellung und in jede beliebige Zwischenstellung bringen lassen. Die Justierblenden bestehen aus Metall, so daß sich durch deren Relative Lage zu den Kanten der Fenster^iL öffnung unterschiedliche Spaltbreiten einstellen lassen, wobei der jeweils freie Querschnitt ein Maß für den Energieeintrag in die Reaktionskammer ist. Aus der Gegenüberstellung mit Figur 2 ergibt sich, daß sich die Justierblenden auch über denjenigen Teil der Wellenleiter-Strukturen 16 und 17 erstrecken, die an die Hohlleiter von Mikrowellensender einerseits und Blindlast andererseits angeschlossen sind. Die Einsteilspindeln 34 und 35 sind in Lagerstützen 41 angeordnet, die gemäß Figur 4 an der Vorderwand 9 der Reaktionskammer 1 befestigt sind. Dies ist in Figur 5 nur symbolisch angedeutet.

Figur 6 sind wesentliche Einzelheiten zu entnehmen, die sich auf die Kühlung der Fenster 22 und 23 beziehen (in Figur 6 ist nur das Fenster 22 dargestellt). Der Tragrahmen 10 besitzt einen nach außen gerichteten Flansch 10a für die abgedichtete Verbindung mit der Vorderwand 9 der Reaktionskammer 1 und einen nach innen gerichteten Flansch 10b für die abgedichtete Verbindung mit dem mikrowellendurchlässigen Fenster 22. Die Begriffe "außen" und "innen" beziehen sich auf eine Richtung, die parallel

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zur Ebene der Fenster 22/23 bzw. zur Hauptebene des Tragrahmens 10 verläuft.

Der Tragrahmen 10 ist mittels der Befestigungslöcher 24 und Schrauben 42 unter Zwischenschaltung einer elastomeren Dichtung 43 mit der Vorderwand 9 vakuumdicht aber lösbar verschraubt. In dem Tragrahmen befindet sich der bereits beschriebene Kühlkanal 31. Das mikrowellendurchlässige Fenster 22 wird unter Zwischenschaltung einer elastomeren Dichtung 44 gegen den Flansch 10b gepreßt, und zwar mittels eines Druckrahmens 45 und einer ausgeschnittenen Druckplatte 46. Aufgrund der Dicke des Fensters 22 und der Höhe des Druckrahmens 45 ragt dessen äußere Stirnkante 45a um ein geringes Maß über die äußere Begrenzungsfläche 10c des Tragrahmens hinaus, so daß die Druckplatte 46 nicht plan auf der Außenfläche 10c aufliegt, sondern einen schwach keilförmigen Spalt mit dieser einschließt. Durch die Druckplatte 46 geht - auf den Umfang verteilt - eine Reihe von Stehbolzen 47 hindurch, die mit dem Tragrahmen 10 verschraubt sind. Durch ein Paket Tellerfedern 48 wird mittels einer Mutter 49 ein Druck auf die Druckplatte 46 ausgeübt, der durch den Druckrahmen 45 auf das Fenster 22 übertragen wi rd.

Zwischen dem Innenrand 19a der Fensteröffnung 19 und der elastomeren Vakuumdichtung 44 bzw. dem Außenrand 22a des Fensters 22 ist eine wärmeleitende flexible Zwischenlage 50 aus Graphitfilz angeordnet, die das Fenster 22 auf dem gesamten Umfang nach Art eines Rahmens umgibt. Diese wärmeleitende Zwischenlage wird mittels des Druckrahmens 45 gleichfalls zwischen Fenster 22 und Flansch 10b zum Zwecke eines guten Wärmeübergangs zusammengepreßt. Auf diese Weise

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entsteht eine Art thermischer Kurzschluß, d.h. die von der Fenstermitte in Richtung auf den Außenrand 22a fliessende Wärme wird vor Erreichen der Dichtung 44 ,"abgezweigt" und über die Zwischenlage 50 an den Flansch 10b und von hier an das im Kühlkanal 31 strömende Kühlmittel übertragen. Die elastomere Dichtung 44 ist auf diese Weise wirksam vor einer thermischen Überlastung geschützt.

Figur 7 zeigt deutlicher als bisher die relative Lage von Tragrahmen 10 zum (beweglichen) Substrattrager 8. Der Substratträger 8 ist mittels eines Tragwinkels 51 am oberen Trum der Endloskette 5 befestigt, und kann somit durch Reversierbetrieb des Antriebsmotors 6 parallel zur Hauptebene des Tragrahmens 10 hin und her bewegt werden. Es ist zu erkennen, daß die Hauptebenen des Tragrahmens 10 und des Substratträgers 8 senkrecht verlaufen, so daß sich abschälende Verunreinigungen auf dem Boden 52 der Reaktionskammer 1 fallen. Um ein Pendeln oder eine seitliche Auslenkung des Substratträgers 8 zu verhindern, befinden sich auf dem Boden 52 Stützen 53 mit einer durchgehenden Führungsschiene 54, an der der Substratträger 8 mittels einer Führungsrolle 55 anliegt. Die Reaktionskammer 1 ist durch Versteifungsbleche ia, 1b und 1c im Hinblick auf den geringen Betriebsdruck versteift.

Claims

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ANSPRÜCHE:

^^Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten mittels einer durch ein Plasma angeregten Anlagerungsreaktion' von Atomen bzw. Molekülen, bestehend aus einer Reaktionskammer für den Transport der Substrate und für die Aufrechterhaltung einer Atmosphäre aus ionisierbaren Gasen und Monomeren mit mindestens einem in einer Kammerwand angeordneten mikrowellendurchlässigen Fenster, aus mindestens einer, außerhalb der Kammer und vor dem . ■, .i Fenster angeordneten Wellenleiter-Struktur sowie aus einer in die Kammer mündende Verteilungseinrichtung für die Gase und/oder Monomere, dadurch gekennzeichnet, daß das mikrowellendurchlässige Fenster (22, 23), die mindestens eine Wellenleiter-Struktur (16, 17) und die Verteilungseinrichtung ( 25) gemeinsam in bzw. an einem Tragrahmen (10) befestigt sind, der als Einheit von der Reaktionskammer (1) abnehmbar bzw. wegschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kenn zei chnet, daß der Tragrahmen (10) rechteckig ausgebildet und mit zwei parallel zu den längeren Seiten des Rechteckes verlaufenden Fensteröffnungen (19, 20) versehen ist, zwischen denen sich eine Rahmenstrebe (21) befindet, daß im Tragrahmen die Fensteröffnungen umgebende Kühlkanäle (31 und daß in der Rahmenstrebe (21) zusätzlich die Verteilungseinrichtung (25) angeordnet sind bzw. ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Fensteröffnung (19, 20) eine Wellenleiter-Struktur (16, 17) angeordnet ist und daß die Wellenleiter-Strukturen antiparallel verlaufen.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter-Strukturen (16, 17) auf der den Fensteröffnungen (19, 20) abgekehrten Seite von einer gemeinsamen Mikrowellen-Abschirmung (36) umgeben sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (36) auf der Rückseite mit gekrümmten Reflektoren (39, 40) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenstrebe (21 ) mit einer Längsbohrung (27) versehen ist, die über eine Vielzahl von normal hierzu verl auf enden öffnungen (26) in äqui di stanter Verteilung mit dem Innenraum der Reaktionskammer (1) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Öffnungen (26) ein Verteilerblech (28) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Hauptebene des Tragrahmens (10 ) bzw. der Fenster (22, 23) senkrecht ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wellenleiter-Strukturen (16 , 17 ) und den Fensteröffnungen (19 , 20 ) Justierblenden (32 , 33 ) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Jus ti er blenden (32,33) als schmale Blechstreifen ausgebildet sind, im wesentlichen parallel zu den Fenster-

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Öffnungen (19, 20) verlaufen und an beiden Enden unabhängig voneinander quer zu den Fensteröffnungen ,,. \ verstellbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dad'urch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen.(10 ) einen nach außen gerichteten Flansch (IQa) für die abgedichtete Verbindung mit der Reaktionskammer ( 1) und einen nach innen gerichteten Flansch (1Gb) für die abgedichtete Verbindung mit dem mikrowellendurchlässigen Fenster (22) aufweist, daß am Innenrand (ßa ) des nach innen gerichteten Flansches (10b) eine wärmeleitende, flexible Zwischenlage . (50 } und am Außenrand (22a) des Fensters außerhalb der Zwischenlage (50) eine Dichtung (44) angeordnet ist.

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