DE4125334A1

DE4125334A1 - Vorrichtung fuer den transport von substraten

Info

Publication number: DE4125334A1
Application number: DE4125334A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Latz
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2011-08-01
Also published as: DE59200528D1; JP2740420B2; DE4125334C2; SG165494G; EP0525279B1; JPH05195207A; KR930002537A; EP0525279A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Wärme behandlung und den Transport von Substraten bei Vaku umbeschichtungsanlagen mit mehreren Stationen, mit Substrathaltern mit etwa plattenförmiger, flacher, parallelepipeder Konfiguration, die in lotrechter Stellung - entlang eines vorgegebenen Transportweges - durch die Stationen bewegbar sind, und mit Paaren von Wälzkörpern, Gleitsteinen oder Rollen, die im Zusam menwirken mit Schienen die Substrathalter halten und führen und die jeweils im Bereich ihres Fußteils unterhalb der an den Substrathaltern befestigbaren Substraten vorgesehen sind, wobei der Substrathalter eine sich von oben her bis in den Bereich seines Fuß teils erstreckende, parallel zu den Schienen verlau fende, schachtförmige Aussparung aufweist, in die beim Durchlauf durch die Station ein oberhalb des Substrat halters am oberen Wandteil angeordneter, flacher, sich lotrecht nach unten zu erstreckender Heizkörper hin einragt.

Die zum Einsatz kommenden Substrathalter sind entweder Platten mit entsprechend den Substraten geformten Aus schnitten oder Rahmen mit Streben, an denen die Sub strate befestigt werden. Im allgemeinen dient ein Sub strathalter zur Aufnahme einer Vielzahl von Substra ten.

Durch die US-PS 40 42 128 ist eine Transporteinrich tung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei der plattenförmige Substrathalter bei vertikaler Lage ihrer Hauptebene an ihren oberen und unteren Längs kanten zwischen Rollen geführt werden, die um senk rechte Achsen drehbar sind. An ihren Unterkanten liegen die Substrathalter zusätzlich auf Stützrollen mit horizontaler Drehachse auf. Die unteren Führungs rollen sind jedoch nicht im Stande, die Substrathalter allein in genau vertikaler Stellung zu halten und zu transportieren, so daß eine stabile Positionierung nur unter Zuhilfenahme der oberen Führungsrollen möglich ist.

Bekannt ist auch eine Transporteinrichtung für Vakuum beschichtungsanlagen (EP 02 54 145 B1) mit mehreren Stationen und mit Rollensystemen für die Führung und den Vorschub von im wesentlichen zweidimensionalen Substrathaltern in senkrechter Stellung, entlang eines vorgegebenen Transportweges durch die Stationen, wobei im Bereich der Unterkante der Substrathalter paarweise Führungsrollen angeordnet sind, die den Substrathalter zwischen sich aufnehmen und die um senkrechte Achsen drehbar sind, wobei die Substrathalter ausschließlich im Bereich ihrer Unterkante durch die Rollensysteme geführt sind und die Führungsrollen mit Laufflächen versehen sind, die auf mindestens einer Führungsrolle eines Rollenpaares jeweils am unteren und am oberen Ende angeordnet sind, wobei die jeweils andere Füh rungsrolle des gleichen Rollenpaares mindestens eine Lauffläche aufweist und wobei die mindestens drei Laufflächen eines Rollenpaares in bezug auf den Sub strathalter eine kippsichere Einspannung bilden.

Weiterhin ist es bekannt (DE 31 07 914), die zu be schichtenden Substrate in einer besonderen Schleu senkammer mit einer Heizeinrichtung thermisch vorzu behandeln. Bekannt ist es auch, den Substrathalter bei einer Transporteinrichtung für eine Vakuumbeschich tungsanlage mit einem Fußteil auszustatten, das auf ortsfesten Schienen gleitet (EP 03 46 815).

Schließlich wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschla gen (P 40 29 905.8) mit mehreren Stationen, mit Sub strathaltern mit etwa plattenförmiger Konfiguration, die in lotrechter Stellung entlang eines vorgegebenen Transportweges bewegbar sind und die mit Schienen zusammenwirken, die jeweils im Bereich ihres Fußteils unterhalb der an den Substrathaltern befestigbaren Substraten vorgesehen sind, wobei das Fußteil des Substrathalters mit einem Paar paralleler Schienen versehen ist, deren Längsnuten mit Rollen korrespon dieren, die ortsfest am Bodenteil der Vorrichtung gelagert sind und die jeweils in Reihen entsprechend dem Verlauf der Nuten in übereinander liegenden, ver tikalen Ebenen im Abstand zueinander vorgesehen sind, wobei der Substrathalter eine sich von oben her erstreckende, parallel zu den Schienen verlaufende, schachtförmige Aussparung aufweist, in die beim Durch lauf durch die Station ein oberhalb des Substrathal ters am oberen Wandteil angeordneter, flacher, sich lotrecht nach unten zu erstreckender Heizkörper, der als Widerstands-Heizkörper ausgebildet ist, hinein ragt.

Dieser älteren Transporteinrichtung lag die Aufgabe zugrunde, eine Substrathalterung für mehrere Substrate zu schaffen und diese so auszubilden, daß die Substra te gemeinsam von einer einzigen Heizquelle gleich zeitig und mit gleicher Intensität temperierbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Auf gabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Frage stehenden Art zu schaffen, die geeignet ist, die elektrischen und die optischen Schichteigenschaften auf nichthitze beständigen Substraten durch Temperieren zu verbessern und insbesondere die Vorrichtung so zu gestalten, daß die Temperatur in der Umgebung der Substrate ver gleichsweise gering gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vorzugsweise aus einem magnetischen Werkstoff ge bildete, finger- oder plattenförmige Heizkörper zumin dest eine vom elektrischen Strom durchflossene Leiter schleife aufweist, die mit zweckmäßigerweise an den dem Heizkörper abgewandten Seitenflächen der Substrate angeordneten Platten aus elektrisch leitfähigem Werk stoff zusammenwirkt und mit dieser ein Induktions- Heizelement bildet.

Vorzugsweise weist der Substrathalter zwei rahmenför mig ausgebildete, an sich bekannte, in parallelen Ebenen angeordnete Seitenteile auf, die zwischen sich die schachtförmige Aussparung bilden, in deren fen sterartige Öffnungen die Substrate einlegbar sind, wobei die Seitenteile einstückig ausgebildet sind oder mit dem Fußteil vernietet, verschraubt oder über Gelenke verbunden sind und wobei die Platten aus elek trisch leitfähigem Werkstoff in ihren äußeren Abmes sungen so dimensioniert sind, daß sie in die fenster förmigen Ausnehmungen einsetzbar und dort arretierbar sind.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Patent ansprüchen näher gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmög lichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung schematisch näher dargestellt, die den Schnitt quer durch eine Vorrichtung zeigt.

Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Vorrichtung aus den in der Beschichtungskammer 3 an der einen Seiten wand 4a des Gehäuses 4 an sich horizontal erstrecken den Armen 5, 6 drehbar gelagerten Rollen 7, 8, den beiden an den Seitenwänden 4a, 4b fest angeordneten Kathoden 9, 10, dem am oberen Wandteil 4c bzw. am Isolator 12 gehaltenen plattenförmigen, von einer Leiterschleife 29 umschlossenen Element 11, dem mit Schienen 13, 14 versehene Fußteil 15 des im Quer schnitt U-förmig ausgeformten Substrathalters 16, den beiden rahmenförmigen, die Substrate 22, 23 und die Platten 27, 28 haltenden Seitenteilen 16a, 16b des Substrathalters 16 und den beiden an den Seitenwänden 4a, 4b fest angeordneten Kathoden 19, 20 mit ihren Kathodenblenden 17, 18 und schließlich dem Absaug stutzen 21 einer nicht näher dargestellten Turbomole kularpumpe.

Während des Betriebs der in der Zeichnung schematisch dargestellten Beschichtungsstation werden die Sub strate 22, 23 in einer Richtung lotrecht zur Schnitt ebene bewegt, bis sie den Kathoden 19, 20 gegenüber stehen, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Nach der Beschichtung der Außenflächen 22a, 23a der Substrate 22, 23 werden diese in der gleichen Richtung (lotrecht zur Zeichenebene) bis zur nächsten Bearbei tungsstation weiterbewegt. Die scheibenförmigen Sub strate 22, 23 und auch die Platten aus elektrisch leitendem Werkstoff 27, 28 werden von den sie rahmen förmig umschließenden Seitenteilen 16a, 16b des Sub strathalters 16 gehalten, der seinerseits fest mit dem Fußteil 15 verbunden oder einstückig mit diesem aus gebildet ist. Das Fußteil 15 ist mit einem Paar von Schienen 13, 14 verschraubt oder verschweißt, die ihrerseits Längsnuten 13a, 14a aufweisen, in denen Rollen 7 bzw. 8 laufen, die in zwei Reihen in Abstän den hintereinanderliegend drehbar auf Armen 5 bzw. 6 gelagert sind. Der Abstand, den die Reihen von Rollen 5 bzw. 6 zueinander aufweisen, ist so gewählt, daß das Fußteil 15 auf diesen kippsicher gehalten und geführt ist.

Um sicherzustellen, daß die Substrate 22, 23 die für den Beschichtungsprozeß erforderliche Temperatur auf weisen, ist am oberen Wandteil 4c des Gehäuses 4 an einem Isolator 12 ein plattenförmiges Element 11, das von einer stromdurchflossenen Leiterschleife oder einer Drahtspule 29 umschlossen ist, befestigt, das in die schachtförmige Nut 24 hineinragt und das so bemes sen ist, daß die Substrate 22, 23 von ihrer einen Seitenfläche her infolge Induktion gleichmäßig aufge heizt werden. Um Strahlungsverluste möglichst gering und die Temperierung beider Substrate 22, 23 auf glei chem Niveau zu halten, sind die jeweils zwischen dem Heizelement 11 und den Substraten 22, 23 verbleibenden Abstände gleich und möglichst gering bemessen.

Es ist klar, daß die Leiterschleife 29 nicht nur in Verbindung mit auf der Rückseite der Substrate 22, 23 angeordneten Metallplatten 27, 28 im Sinne eines Induktions-Heizkörpers zusammenwirkt, sondern auch mit auf der Vorder- oder Rückseite der Substrate aufge brachten Schichten aus elektrisch leitendem Werkstoff. Ebenso können Metallfolien auf die Substrate aufge klebt sein, die zusammen mit der Leiterschleife 29 einen Induktionsheizer bilden.

Ein wesentlicher Vorteil besteht insbesondere darin, daß die einzusetzende Wärme nur in dem Augenblick er zeugt wird, wenn sich das Substrat unmittelbar vor dem Heizer 11, 29 befindet, so daß die Anlage selbst sich nicht weiter aufheizt und die Wärme - örtlich begrenzt - besonders gut kontrolliert werden kann.

Bezugszeichenliste

3 Beschichtungskammer
4 Gehäuse
4a Seitenwand des Gehäuses
4b Seitenwand des Gehäuses
4c oberes Wandteil des Gehäuses
5 Arm
6 Arm
7 Rolle
8 Rolle
9 Kathode
10 Kathode
11 plattenförmiges Element, Wickelkörper
12 Isolator
13 Schiene
13a Längsnut
14 Schiene
14a Längsnut
15 Fußteil
16 Substrathalter
16a Seitenteil des Substrathalters
16b Seitenteil des Substrathalters
17 Kathodenblende
18 Kathodenblende
19 Kathode
20 Kathode
21 Absaugstutzen
22 Substrat
22a Außenfläche des Substrats
23 Substrat
23a Außenfläche des Substrats
24 schachtförmige Nut
25 fensterförmige Ausnehmung
26 fensterförmige Ausnehmung
27 Metallplatte
28 Metallplatte
29 Leiterschleife

Claims

1. Vorrichtung für den Transport von Substraten bei Vakuumbeschichtungsanlagen mit mehreren Statio nen, mit Substrathaltern (16) mit etwa platten förmiger, flacher, parallelepipeder Konfigura tion, die in lotrechter Stellung entlang eines vorgegebenen Transportweges durch die Stationen bewegbar sind und die mit Schienen (13, 14) zu sammenwirken, die jeweils im Bereich ihres Fuß teils (15) unterhalb der an den Substrathaltern (16) befestigbaren Substraten (22, 23) vorgesehen sind, wobei der Substrathalter (16) eine sich von oben her bis in den Bereich seines Fußteils (15) erstreckende, parallel zu den Schienen (13, 14) verlaufende, schachtförmige Aussparung (24) auf weist, in die beim Durchlauf durch die Station ein oberhalb des Substrathalters (16) am oberen Wandteil (4c) angeordneter, flacher, sich lot recht nach unten zu erstreckendes Element (11) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß das vor zugsweise aus einem magnetischen Werkstoff gebil dete, finger- oder plattenförmige Element (11) zumindest eine vom elektrischen Strom durchflos sene Leiterschleife aufweist, die mit an den dem Element (11) abgewandten Seitenflächen der Substrate (22, 23) angeordneten oder mit den Sub straten fest verbundenen Platten, Folien oder Schichten aus elektrisch leitfähigem Werkstoff (27, 28) zusammenwirkt und mit diesem ein Induk tions-Heizelement bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Substrathalter (16) in an sich bekannter Weise zwei rahmenförmig ausgebildete, in parallelen Ebenen angeordnete Seitenteile (16a, 16b) aufweist, die zwischen sich die schachtförmige Aussparung (24) bilden und in deren fensterartige Öffnungen (25, 26) die Sub strate (22, 23) einlegbar sind, wobei die Seiten teile (16a, 16b) einstückig ausgebildet sind oder mit dem Fußteil (15) vernietet, verschraubt oder über Gelenke verbunden sind und wobei die Platten oder Folien (27, 28) aus elektrisch leitfähigem Werkstoff in ihren äußeren Abmessungen so dimen sioniert sind, daß sie in die fensterförmigen Ausnehmungen (25, 26) einsetzbar und dort arre tierbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Platten aus elektrisch leitfähigem Werkstoff einstückig mit den Substraten (22, 23) ausgebildet sind, vorzugsweise als Schicht auf der Rückseite oder der den Kathoden (19, 20) zugewandten Seitenfläche der Substrate (22, 23) angeordnet sind.