DE4201584C1

DE4201584C1 -

Info

Publication number: DE4201584C1
Application number: DE4201584A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr. 8755 Alzenau De Beisswenger; Reiner Dipl.-Phys. 6450 Hanau De Kukla; Anton Dr. 8752 Moembris De Pawlakowitsch
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2012-01-23
Also published as: US5266117A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Be schichten von Substraten mit einer Vakuumkammer und einem in dieser angeordneten Substrathalter, der min destens eine Substrataufnahme aufweist, die über eine Antriebsvorrichtung von einer Beladestation zu einer Beschichtungsstation der Vakuumkammer bewegbar ist, in der mindestens eine zumindest von oben her beschickbare Beschichtungseinrichtung vorgesehen ist.

Es ist bereits bekannt, eine Compaktdisk kleiner Größe zu beschichten. Da man bei der Beschichtung einer einen großen Durchmesser von ca. 300 mm aufweisenden Bild platte nur mit großem Aufwand Polykarbonat spritzen kann, ist das mit der herkömmlichen Spritztechnik nicht einwandfrei zu beherrschen. Aus diesem Grund werden die relativ großen Bildplatten aus PMMA (Polymethyl methacrylat) hergestellt. Bildplatten sind ein schei benförmiges Speichermedium aus dem erwähnten Kunst stoff, das Bild- und Tonsignale enthält. Die in eine digitale Form gebrachten Bild- und Toninformationen sind als winzige Vertiefungen (Pits) auf dem Kunst stoffträger untergebracht, spiralförmig angeordnet und werden von einem ca. 1 µ mm dicken Laserstrahl abgeta stet. Der Informationsgehalt steckt in der Länge und dem Abstand der Pits. Die in das Trägermaterial PMMA eingebrachten Vertiefungen sind von einer Seite mit einer Al-Schicht und zusätzlich mit einer Lackschicht abgedeckt.

Doppelbildplatten haben den gleichen Aufbau. Sie beste hen im Prinzip aus zwei gegeneinander geklebten Plat ten, die an ihren beiden zur Anlage kommenden Flächen verklebt sind. Die Haftfähigkeit der bei Kathodenzer stäubung auf PMMA-Substrate aufgebrachten Materialien reicht jedoch nicht aus. Die aufgebrachten Materialien lassen sich leicht abziehen, so daß es zu Qualitätspro blemen kommt.

Ferner ist es bekannt, mit sogenannten Batchanlagen bzw. diskontinuierlich zu betreibenden Einkammer-Anla gen derartige Bildplatten zu beschichten. Diese Verfah ren sind jedoch aufwendig und teuer, da sie sehr oft und einzeln beschickt werden müssen.

Es ist bereits eine Kathodenzerstäubungsanlage aus der US-PS 29 60 457 mit einer Anode bekannt, die sich durch eine in der Anlage vorgesehene Öffnung erstreckt. Die Anode ist in ihrem oberen Bereich mit Kühlrippen ver sehen. Durch die in den Kühlrippen und der Anode vorge sehenen Öffnungen erstreckt sich ein Draht, der nach unten weiterbewegt wird. Durch das an der Anode und der Kathode anliegende elektrische Potential fließen Elek tronen von der Kathode zur Anode. Der wesentliche Un terschied zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Be schichtung von Substraten besteht also in der unter schiedlichen Beschichtungsart. Bei der bekannten Anord nung handelt es sich wie erwähnt um eine Kathodenzer stäubungseinrichtung (es wird also mittels Elektronen beschuß und nicht mit Ionen operiert, Elektronen haben eine so geringe Masse, daß mit diesen kein Zerstäu bungseffekt erzielt werden kann), während die erfin dungsgemäße Anordnung eine Verdampfungseinheit zum In halt hat, mittels der eine Abstäubung bzw. Zerstäubung des Materials durchgeführt wird. Die bekannte Anordnung zeigt auch keine widerstandsbeheizte Verdampfungsein heit, sondern lediglich eine reine Kathodenzerstäu bungsvorrichtung. Eine derartige Kathodeneinrichtung ist sehr aufwendig und teuer, zumal es nicht möglich ist, in einer relativ kurzen Zeit die für die Verdamp fung notwendige Energie einer Kathodeneinrichtung zuzu führen. Bei der widerstandsbeheizten Bedampfungsein richtung wird durch die Materialzufuhr von oben sicher gestellt, daß nach der Erhitzung auch kein verdampftes Material zur Düse zurückfließt und diese verstopft, da die Kapillarwirkung sowie der Innendruck des erhitzten Materials dies innerhalb der Düse verhindern. Unter stützt wird dies durch die vorteilhafte Plazierung der Heizung im Bereich des Düsenendes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedamp fungseinrichtung so auszubilden und anzuordnen und die Materialzufuhr so zu gestalten, daß nach der Erhitzung des zu verdampfenden Materials kein Material zur Düse zurückfließt und diese verstopft. Gelöst wird die Auf gabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale.

Durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Be schickungseinrichtung läßt sich auch bei einer wider standsbeheizten Bedampfungseinrichtung die Materialzu fuhr von oben her sicherstellen und verhindern, daß nach der Erhitzung verdampftes Material zur Düse zu rückfließt, da einerseits die Kapillarwirkung sowie der Innendruck des erhitzten Materials dies innerhalb der Düse verhindern. Unterstützt wird dies durch die vorteilhafte Plazierung der Heizung im Bereich des Dü senendes. Hierzu ist es vorteilhaft, daß die Bedamp fungseinrichtung aus einem Metallblock mit einem Iso lierteil besteht, der die Bedampfungseinrichtung zu mindest teilweise umgibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß der Metallblock mit einer Öffnung versehen ist, in der das Isolierteil mit einer weiteren Öffnung vorgesehen ist, wobei der Metallblock von dem Isolier teil und/oder dem Düsenkopfmantel umgeben ist.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß die Bedampfungsein richtung aus dem eine Zuführöffnung aufweisenden Me tallblock mit einer sich daran anschließenden Ver dampferdüse mit mindestens einer Düsenbohrung besteht, durch die das zu verdampfende Material geleitet wird, wobei das zu verdampfende Material aus einem Draht, insbesondere aus einem Metalldraht, besteht, der über eine Materialvorschubeinrichtung durch die Zuführöff nung der Verdampferdüse bewegt wird.

Hierdurch wird auf einfache Weise sichergestellt, daß nur die Menge an Aluminium verdampft wird, die auch tatsächlich auf dem Substrat oder der Bildplatte benö tigt wird. Da nur der benötigte Verdampfungsanteil, beispielsweise A1, verdampft wird, vermeidet man auch eine Beschmutzung der nicht zu verdampfenden Teile. Ferner wird aufgrund der hohen Reinheit vermieden, daß sich in der Anlage auf dem Substrat Partikel nieder schlagen, die sonst zu einer Verschlechterung der Qua lität des Substrats führen würden. Durch die erfin dungsgemäße Vorrichtung wird eine sehr gezielte, kon trollierbare Aufdampfung, insbesondere auch bei verti kaler Anordnung der Düse und somit auch von oben her, auf dem Substrat bzw. auf einer Compaktdisk gewährlei stet. Ferner kann der Wirkungsgrad der Gesamtanlage durch Herabsetzung der Ausschußrate wesentlich verbes sert werden. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Anspruch 2 wird sichergestellt, daß zumindest teilweise nur so viel Material zugeführt wird, wie zur Beschichtung unbedingt erforderlich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß die Materialvorschubeinrichtung aus min destens zwei mit Abstand zueinander angeordneten För derrollen besteht. Vorteilhaft ist es außerdem, daß die Materialvorschubeinrichtung im Taktverfahren Verdamp fungsmaterial durch die Verdampferdüse führt und daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse über eine Heizvorrichtung insgesamt oder partiell beheizbar ist. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse über eine Heizvorrichtung im Impuls verfahren beheizbar ist und daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse über eine Heizvorrichtung im Impuls verfahren in Abhängigkeit des Verbrauchs des zu ver dampfenden Materials beheizbar ist.

Durch die dosierte Zuführung des Aluminiumdrahtes über den im Kupferblock enthaltenen Keramiktiegel ist es auch möglich, die Stromversorgung und auch den Vorschub des Aluminiumdrahtes nach jedem Aufdampfungsvorgang einer Scheibe sehr kurzfristig zu unterbrechen und dann wiederherzustellen, wenn der Anlage eine neue Scheibe zur Beschichtung zugeführt worden ist. Bei dem bekann ten Beschichtungsverfahren unter Verwendung von Ver dampferschiffchen war eine derart gezielte Verdampfung nicht möglich, so daß eine Beschichtung auch dann noch stattfand, wenn diese gar nicht mehr erwünscht war, weil die relativ hohe Verdampfungstemperatur bei dem Einsatz von Verdampferschiffchen nicht so schnell zu korrigieren war.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß an die Düsenbohrung des Verdampferkopfs bzw. der Verdampferdüse mindestens zwei weitere Düsenbohrun gen angeschlossen sind, deren Austrittsöffnungen sym metrisch zur Mittelachse des Verdampferkopfs angeordnet sind, und daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampfer düse zahlreiche Austrittsöffnungen aufweist, die auf einer kreisförmigen bzw. ovalförmigen Linie verlaufen und koaxial zur Mittelachse ausgerichtet sind. Die er findungsgemäße Ausgestaltung der Düse und die Möglich keit, die Heizung kurzfristig ein- und abzuschalten und dadurch eine Impulsverdampfung herbeizuführen, macht es möglich, die Substrate in Serie zu bedampfen. Hierzu ist es vorteilhaft, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse über die Heizvorrichtungen eingangssei tig stärker beheizt wird als ausgangsseitig und daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse über die Heiz vorrichtungen ausgangsseitig derart stark beheizt wird, daß das dem Verdampferkopf zugeführte Material im Be reich der Austrittsöffnung in einen dampfförmigen Zu stand übergeht.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß der Durchmesser der Düsenbohrungen des Verdampferkopfes bzw. die Ver dampferdüse zwischen 0,5 und 3,0 mm, insbesondere zwi schen 1,2 und 1,8 mm, vorzugsweise 1,5 mm, groß ist und daß zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Verdampferdüse ein Bauteil vorgesehen ist, der den Wär meübergang sprungartig ansteigen läßt. Schließlich ist es vorteilhaft, daß der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Verdampferdüse vorgesehene Bauteil als Muffe ausgebildet ist, die aus Bornitrid besteht, und daß der Verdampferkopf als Keramikschiffchen ausge bildet ist, das über die Heizungen mittels Wärmestrah lung bzw. Konvektion oder induktiv partiell beheizbar ist. Hierdurch wird auch die Gewähr gegeben, daß die untere Seite der Bildplatte entsprechend bedampft wer den kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprü chen, in der Beschreibung und in den Figuren beschrie ben bzw. dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Ein zelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung an einer Ausführungs form beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausfüh rungsform beschränkt zu sein. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Gesamtan lage für eine Vorrichtung zum Beschich ten von Substraten mit einer Vakuumkam mer und einem in dieser angeordneten Substrathalter sowie einer schematisch angeordneten Zuführeinrichtung,

Fig. 2 eine Teilansicht der Vorrichtung nach dem Karussell-Prinzip mit einer einen drehbar angeordneten Substratteller aufweisenden Beladestation und einer an die Beladestation angeschlossenen Va kuumpumpe gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Nachführsystem von oben her mit einer über ein Reibrad gesteuerten Vorrats spule,

Fig. 4 die elektrische Verschaltung bei Ver wendung von drei Verdampfern,

Fig. 5 eine herkömmliche Bedampfungsanordnung einer Videodisk von unten,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Düsen kopfes, der über einen nicht darge stellten Bandvorschub mit einem Al- Draht beschickt wird.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Gesamtanlage für eine Vorrichtung zum Beschichten von Substraten, insbeson dere einer Compaktdisk (CD) 40 (vergl. Fig. 1), darge stellt, die mit einer Vakuumkammer 2 und einem in die ser angeordneten Substrathalter 24 sowie einer schema tisch angeordneten Verdampfungseinheit 18 ausgestattet ist.

Die Verdampfungseinheit 18 besteht aus einem in gestri chelten Linien angedeuteten Gehäuse 20, das oberhalb einer Vakuumkammer 2 vorgesehen ist, die bei Inbetrieb nahme der Anlage über eine erste Vakuumpumpe 38 und eine mit dieser zusammenwirkende Vakuumpumpe 39 auf das entsprechende Druckniveau evakuiert wird.

Die Verdampfungseinheit 18 (Fig. 1 und 2) besteht fer ner aus einer Abwickelvorrichtung 25, in deren Ge häuse 27 eine Metallspule, insbesondere eine Aluminium drahtspule 28, vorgesehen ist. Der Draht 29 der Alumi niumdrahtspule 28 ist zwischen zwei in einer Querebene liegenden Förderrollen 30 geführt, die den Draht 29 einem Verdampferkopf bzw. einer Verdampferdüse (Bedampfungseinrichtung) 21 zuführen. Die Verdampfer düse 21 ist im einzelnen in Fig. 3 und Fig. 6 veran schaulicht und nachstehend näher beschrieben.

Die Vorrichtung 1 zum Beschichten von Substraten weist eine Beschichtungsstation 10 auf. Hierzu gehört eine einen Pneumatikzylinder aufweisende Hubeinrichtung 16 mit einem an diesen angeschlossenen Kammerdeckel 14, der über den Pneumatikzylinder 16 angehoben bzw. nach unten gefahren werden kann und auf die darunter lie gende, eine Compaktdisk (CD) 40 aufnehmende Schleusen kammer 15 abgesenkt wird, von der die Compakt disk (CD) 40 zu einer Beschichtungsstation 17 ge schwenkt wird.

Die Compaktdisk (CD) 40 wird an einer Position bzw. Be ladestation 11 aufgenommen und über eine Greifvorrich tung 12 erfaßt, die dann je nach Ausführungsform um 90° oder um 180° gedreht und schließlich auf eine Aufnahme vorrichtung 13 in der Schleusenkammer 15 abgesenkt wird, so daß nun die CD auf der Aufnahmevorrichtung 13 abgesetzt werden kann.

An dem Kammerdeckel 14 sind ferner in der Zeichnung nicht dargestellte Dichtungsringe angeordnet, so daß nach Absenken und Anpressen des Kammerdeckels 14 auf das Gehäuse der Schleusenkammer die Schleusenkammer 15 über die eine bzw. zwei zusammmenwirkenden Vakuumpum pen 38, 39 bis zu einem gewünschten einstellbaren Druck evakuiert werden kann.

Nach dem Abpumpvorgang wird die Disk 40 über die Auf nahmevorrichtung 13 abgesenkt und ein Drehteller 31 un ter die Beschichtungsstation bzw. den Verdampferkopf 21 gedreht und dann gegen eine Markierungseinrichtung 32 angepreßt, so daß nun der Beschichtungsvorgang durchge führt werden kann.

Der Antrieb des Drehtellers 31 erfolgt über eine An triebsvorrichtung 33, die über eine Kupplung und eine Vakuumdurchführung 53 mit dem Drehteller 31 antriebs verbunden ist.

Für den nunmehr stattfindenden Beschichtungsvorgang werden die in Fig. 3 und 6 dargestellten Verdampferdü sen 21 eingesetzt.

In den Zeichnungen ist in Fig. 3 ein erstes und in Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Düsen kopfes bzw. einer Verdampferdüse 21 dargestellt, die über einen in Fig. 1 bis 3 dargestellten Bandvorschub mit dem Al-Draht 29 beschickt wird.

Die Verdampferdüse 21 gemäß Fig. 6 besteht aus einem äußeren mit Bezug auf die Mittelachse 35 koaxial ver laufenden Düsenkopfmantel 34, der in vorteilhafter Weise aus Al₂O₃ bestehen kann. Die Verdampferdüse 21 kann ganz oder partiell über eine Heizung erhitzt wer den. Die Heizung besteht aus einer Heizspule 22 oder einem Heizmantel 37, über die die Verdampferdüse insge samt oder in vorteilhafter Weise partiell beheizt wer den kann.

Zwischen dem äußeren Düsenkopfmantel 34 und einem aus Wolfram hergestellten, als Heizung ausgebildeten Heiz mantel 37 mit der Heizspule 22 befindet sich ein aus Graphit bestehender Mantel 36. Anstelle von Wolfram kann auch ein anderes Metall eingesetzt werden.

Der Düsenkopfmantel 34 und der aus Graphit beste hende Isolierteil bzw. Mantel 36 gemäß Fig. 6 umgeben ein als Metallblock ausgebildetes Kupferrohr 41 mit einer konzentrisch angeordneten Bohrung 42 zur Aufnahme eines aus V₂A hergestellten, eine Zuführöffnung aufwei senden Zuführrohres 43, durch das der Al-Draht 29 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorschubein richtung bewegt wird. Der Durchmesser des Al-Drahtes 29 bzw. der Verdampferdüse 21 kann zwischen 0,5 und 3 mm, insbesondere zwischen 1,2 und 1,8 mm, vorzugsweise 1,5 mm, groß sein.

Wie aus Fig. 6 ferner hervorgeht, ist in das vordere Ende der Bohrung des Cu-Rohres 41 eine aus Bornitrid gebildete Muffe 44 eingesetzt. Hierdurch erhält man in diesem Bereich einen sehr hohen Wärme-Gradienten, d. h. man erhält einen schlechten Wärmeübergang zwischen der Muffe 44 und einer sich daran anschließenden Düsenboh rung 3, so daß sichergestellt ist, daß der Draht nicht bereits in der Bohrung 42 aufschmilzt, sondern erst im Bereich einer Heizvorrichtung 7 bzw. des Heizman tels 37. Der Einsatz bzw. ein Teil der Muffe 44 kann aus mehreren hintereinander konzentrisch angeordneten kleinen Blättchen bestehen.

Fig. 6 zeigt ferner, daß sich an die Bohrung 42 in der Muffe 44 bzw. an die Düsenbohrung 3 mindestens zwei oder mehrere Düsenbohrungen 4 und 5 koaxial anschlie ßen. In der Zeichnung sind lediglich zwei in einer Querschnittsebene dargestellte Düsenbohrungen 4, 5 wie dergegeben. Es ist auch möglich, zahlreiche Düsenboh rungen mit ihren Austrittsöffnungen 8 kreisförmig, oval oder in einer anderen Anordnung vorzusehen, um auf diese Weise den austretenden Kegel des zu verdampfenden Materials in der jeweils gewünschten Weise zu beein flussen. Durch den Einsatz einer Düse mit mehreren Aus gängen erhält man mit Bezug auf das Substrat eine ge zieltere Verdampfung, die auch der Oberfläche des Sub strats angepaßt werden kann. Ferner wird durch diese Düsenform auch die Möglichkeit gegeben, die Düse 21 in vertikaler Richtung anzuordnen und das Substrat von oben her zu bedampfen (vergl. hierzu auch Fig. 3).

In Fig. 3 ist eine Austrittsöffnung 6 trichterförmig, konvergierend ausgebildet und die Heizung 7 ziemlich genau auf der durch die Austrittsfläche der Düse ver laufenden Querebene angeordnet. Damit wird auf einfache Weise erreicht, daß ein kreisförmig ausgebildetes Sub strat gleichmäßig beschichtet wird.

Damit ein Durchfließen des Schmelzgutes verhindert wird, ist der Durchmesser der Düsenbohrung beispiels weise bei Al-Draht ca. 0,5 bis 3 mm, insbesondere zwi schen 1,2 und 1,8 mm, vorzugsweise 1,5 mm, groß. Somit wird es erstmals möglich, auch gemäß den dargestellten Düsenformen eine Beschichtung des Substrates von oben her vorzunehmen, da durch die gezielte Erhitzung der Düsen stets sichergestellt wird, daß das aus der Düse austretende Schmelzgut bereits am Austrittsende der Düse, also in der heißesten Zone der Düse, einen dampf förmigen Zustand angenommen hat.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Verdampfer düse 21 kann eine sogenannte Flashverdampfung, d. h. eine gezielte, sehr schnelle und punktförmige Aufdamp fung des zu verdampfenden Gutes, herbeigeführt werden. Durch das Vorschieben des Aluminiumdrahtes 29 in die durch die Heizvorrichtung 7 definierte Schmelzzone, die aufgrund des Temperaturgradienten am Düsenausgang eine höhere Temperatur aufweist als im mittleren oder vor deren Bereich der Düse (ansteigende Temperatur mit Be zug auf das Austrittsende der Düse), schmilzt das Schmelzgut am Austrittsende der Düse bei einer Tempera tur von ca. 1200°C, so daß eine genau gesteuerte Ver dampfung des Schmelzgutes möglich ist.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung einer induktiven Heizvorrich tung 45 mit drei Induktionsspulen 46 dargestellt, zu der ein Hochfrequenz-Sender 49 (als Stromquelle) sowie ein Schwingkreis 48 gehören.

Die Aufheizung erfolgt durch Wirbelstrom, so daß mit dieser Heizvorrichtung nur das Verdampfungsmaterial, beispielsweise der Al-Draht, aufgeheizt wird und nicht die den Aluminiumdraht umgebenden Teile der Heizung. Die mit 46 bezeichneten Induktionsspulen bzw. Heizele mente sind im Bereich der in Fig. 3 oder 6 dargestell ten Verdampferdüse 21 vorgesehen und wirken durch in duktive Einkoppelung auf den Schmelzdraht in der Ver dampferdüse 21.

Während nach dem ersten Ausführungsbeispiel die gesamte Verdampferdüse 21 über die Heizvorrichtung 7 durch Strahlung bzw. Konvektion aufgeheizt wird, erfolgt die Aufheizung der Verdampferdüse 21 gemäß dem Ausführungs beispiel nach Fig. 4 bzw. auch nach Fig. 5 induktiv nur an der gewünschten Stelle, und zwar am Verdamp fungsmittel bzw. Draht 29 innerhalb der Induktions spule, so daß bei geringer thermischer Belastung der gesamten Vorrichtung ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Gesamtanlage für eine Vorrichtung zum Beschichten von Substraten
2 Vakuumkammer
3 Bohrung, Düsenbohrung
4 Düsenbohrung
5 Düsenbohrung
6 Austrittsöffnung
7 Heizvorrichtung
8 Austrittsöffnung
10 Beschichtungsstation
11 Position=Beladestation
12 Greifvorrichtung
13 Aufnahmevorrichtung
14 Kammerdeckel
15 Schleusenkammer
16 Hubeinrichtung mit Pneumatikzylinder
17 Beschichtungsstation
18 Verdampfungseinheit
20 Gehäuse
21 Verdampferkopf bzw. Verdampferdüse=Zerstäubungskathode (Target)
22 Heizspule
24 Substrathalter
25 Abwickelvorrichtung
27 Gehäuse
28 Aluminiumdrahtspule
29 Draht
30 Förderrolle
31 Drehteller
32 Markierungseinrichtung
33 Antriebsvorrichtung
34 Düsenkopfmantel
35 Mittelachse
36 Isolierteil bzw. Mantel
37 Heizmantel
38 Vakuumpumpe
39 Vakuumpumpe
40 Compaktdisk (CD)=Substrat
41 Metallblock=Kupferrohr
42 Bohrung 43 Zuführöffnung, Zuführrohr
44 Muffe
45 induktive Heizvorrichtung
46 Induktionsspule
48 Schwingkreis
49 HF-Sender (Stromquelle)
52 Zuführeinrichtung
53 Vakuumdurchführung

Claims

1. Vorrichtung zum Beschichten von Substraten mit einer Vakuumkammer und einem in dieser angeord neten Substrathalter (24), der mindestens eine Substrataufnahme aufweist, die über eine An triebsvorrichtung von einer Beladestation (11) zu einer Beschichtungsstation (10) der Vakuumkam mer bewegbar ist, in der mindestens eine zumin dest von oben her beschickbare Beschichtungsein richtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest von oben her beschickbare Be schichtungseinrichtung eine Bedampfungseinrich tung (21) ist, die mit einer koaxial angeordneten Heizung (7) ausgestattet ist, die als Konvek tionsheizung, Wärmestrahlheizung oder als Induk tionsheizung (45) ausgebildet ist, und die Bedampfungseinrichtung (21) aus einem Metallteil besteht und in Abhängigkeit der auf das Sub strat (40) aufgedampften Menge über eine Zuführ einrichtung fortlaufend mit dem zu verdampfenden Material ergänzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Bedampfungseinrichtung (21) aus einem Metallblock (41) mit einem Isolierteil (36) besteht, der die Bedampfungseinrichtung zumin dest teilweise umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Metallblock (41) mit einer Öffnung versehen ist, in der das Isolierteil (44) mit einer weiteren Öffnung vorgesehen ist, wobei der Metallblock (41) von dem Isolierteil (36) und/oder dem Düsenkopfmantel (34) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedampfungseinrichtung (21) aus dem eine Zu führöffnung (43) aufweisenden Metallblock (41) mit einer sich daran anschließenden Verdampfer düse (21) mit mindestens einer Düsenbohrung (3) besteht, durch die das zu verdampfende Material geleitet wird.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verdampfende Material aus einem Draht (29), insbesondere aus einem Metalldraht, besteht, der über eine Materialvorschubeinrich tung durch die Zuführöffnung (3) der Verdampfer düse (21) bewegt wird.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialvorschubeinrichtung aus mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Förder rollen (30) besteht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialvorschubeinrichtung im Taktverfahren Verdampfungsmaterial durch die Verdampfer düse (21) führt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) über eine Heizvorrichtung (7) insgesamt oder par tiell beheizbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) über eine Heizvorrichtung (7) im Impulsverfahren beheizbar ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) über eine Heizvorrichtung (7) im Impulsverfahren in Abhängigkeit des Verbrauchs des zu verdampfen den Materials beheizbar ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Düsenbohrung (3) des Verdampferkopfs bzw. der Verdampferdüse (21) mindestens zwei weitere Düsenbohrungen (4, 5) angeschlossen sind, deren Austrittsöffnungen symmetrisch zur Mittel achse (35) des Verdampferkopfs angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) zahlreiche Austrittsöffnungen (8) aufweist, die auf einer kreisförmigen bzw. ovalförmigen Linie verlaufen und koaxial zur Mittelachse (35) ausge richtet sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) über die Heizvorrichtungen (7, 45) eingangsseitig stärker beheizt wird als ausgangsseitig.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf bzw. die Verdampferdüse (21) über die Heizvorrichtungen (7, 45) ausgangsseitig derart stark beheizt wird, daß das dem Ver dampferkopf zugeführte Material im Bereich der Austrittsöffnung (8) in einen dampfförmigen Zu stand übergeht.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Düsenbohrungen (3, 4, 5) des Verdampferkopfes bzw. die Verdampferdüse (21) zwischen 0,5 und 3,0 mm, insbesondere zwischen 1,2 und 1,8 mm, vorzugsweise 1,5 mm, groß ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Verdampferdüse (21) ein Bauteil (Muffe 44) vorgesehen ist, der den Wärmeübergang sprungartig ansteigen läßt.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangs teil der Verdampferdüse (21) vorgesehene Bauteil als Muffe (44) ausgebildet ist, die aus Bornitrid besteht.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkopf als Keramikschiffchen ausge bildet ist, das über die Heizungen (7, 45) mit tels Wärmestrahlung bzw. Konvektion oder induktiv partiell beheizbar ist.