EP1743046A2 - Verdampfungseinrichtung und verfahren zum verdampfen von beschichtungsmaterial - Google Patents

Verdampfungseinrichtung und verfahren zum verdampfen von beschichtungsmaterial

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Publication number
EP1743046A2
EP1743046A2 EP05735463A EP05735463A EP1743046A2 EP 1743046 A2 EP1743046 A2 EP 1743046A2 EP 05735463 A EP05735463 A EP 05735463A EP 05735463 A EP05735463 A EP 05735463A EP 1743046 A2 EP1743046 A2 EP 1743046A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaporation
evaporator
chamber
crucible
coating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05735463A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Gottsmann
Ulf Seyfert
Bernd-Dieter Wenzel
Reinhard JÄGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Original Assignee
Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ardenne Anlagentechnik GmbH filed Critical Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Publication of EP1743046A2 publication Critical patent/EP1743046A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/246—Replenishment of source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation

Definitions

  • the invention relates to an evaporation device for evaporating coating material, which is contained as part of a coating device in a vacuum chamber, the coating material for evaporation being arranged in a fillable crucible.
  • the invention further relates to a method for evaporating coating material, this being used for a thermal vacuum coating method for coating a substrate in a vacuum chamber.
  • EP 0 735 157 discloses a method for evaporating magnesium (Mg).
  • Mg evaporating magnesium
  • a Mg source is provided in a vessel with a narrow opening and with a reflector plate arranged outside the opening.
  • the vessel is heated to a temperature of 670 ° C to 770 ° C, whereby the Mg source is melted and the Mg is thereby evaporated.
  • clusters and splashes on the reflector plate are destroyed at 500 ° C. or higher, and the Mg vapor is passed through a channel heated to at least 500 ° C. from the outlet of the vessel to a substrate sheet positioned at the channel exit.
  • the evaporation devices are usually integrated in the evaporation device and work according to the one-chamber principle.
  • an evaporation device is connected directly to the evaporation camera in a vacuum chamber.
  • the entire vacuum chamber is ventilated and opened.
  • the vacuum chamber is closed, evacuated and heated and the coating material is evaporated.
  • the object is achieved in that the evaporation device has an evaporation chamber which is connected via a vacuum valve to an evacuable loading chamber, an evaporator being arranged in the evaporation chamber, which receives the crucible which can be filled with coating material and which faces the steam outlet side, that is to say that of the coating system Side, is connected to the vaporization chamber via a first vapor control valve.
  • the vacuum conditions of the evaporation chamber are expanded to the loading chamber evacuated and optionally provided with new coating material by opening the vacuum valve.
  • the evaporator remains and does not exit the evaporation chamber.
  • the evaporator forms in the evaporation chamber according to claim 1, the crucible with the coating material surrounding partial volume of the evaporation chamber.
  • This advantage is reinforced by a preferred embodiment in which the evaporator is provided with a second steam shut-off valve on the loading side, that is to say on its side facing the loading chamber. This solution ensures that the evaporator is operated in the closed state and is thus spatially vapor-tightly separated from the evaporation chamber, so that no evaporated coating material can get into the evaporation chamber.
  • the arrangement of an evaporator according to the invention allows a substantial reduction in the deposits of coating material on the outer wall of the evaporation chamber.
  • the cooling of the evaporation device associated with the new equipment inevitably leads to material deposits, but this takes place predominantly on the wall of the evaporator, where they are evaporated again during the subsequent heating of the evaporator, with the alternative, on the feed side, of the evaporator being included a second vapor control valve enables an even better closure.
  • the second steam shut-off valve for filling with new coating material is only opened after the evaporator has cooled, so that condensate only forms in the evaporator, and is closed again before heating, so that no evaporated material escapes into the surrounding evaporation chamber.
  • the evaporator is tubular.
  • the length of the tubular evaporator is large compared to the diameter.
  • the inside diameter of the evaporator is also adapted to the outside dimensions of a crucible that can be inserted therein, i.e. that the evaporator tightly surrounds the crucible. This means that the evaporator is as small as possible and can therefore be heated efficiently
  • the second Vapor barrier valve of the evaporator is designed as a closing plate. This closing plate closes the evaporator at the opening through which the crucible can be moved, preferably in the position when the evaporator has just completely received the crucible.
  • the aim of this solution is for the evaporator to have exactly two, spatially separate openings, one opening being arranged on the steam outlet side and a second opening on the opposite side, as the loading side and thus on the cold side.
  • the first vapor barrier valve is arranged on the steam outlet opening
  • the second vapor shutoff valve is arranged on the feed side openings, the function of which is performed by a closure plate for more economical loading.
  • the loading chamber is arranged either in the direction parallel to the longitudinal axis or in the transverse axis of both chambers on the loading side of the evaporation chamber. In this way, the crucible can be moved in a straight line with the shortest travel path.
  • a heating device is arranged around the evaporator. A uniform supply of heat into the interior of the evaporator is thus provided.
  • the heating device is arranged as close as possible to the crucible or the coating material, so that heat radiation losses are minimized.
  • the heating device can preferably be operated electrically, for example because of the good controllability.
  • the evaporator is equipped with an evaporator and / or a crucible transport device, and in addition either the evaporator with the crucible by means of the evaporator transport device or the crucible itself by means of a crucible transport device in the direction of arrangement of the loading chamber is bidirectionally movable and is variably positioned with respect to the rest position assumed in the evaporation and the loading chamber or the crucible in the evaporator.
  • the crucible or the evaporator with the crucible can be moved and positioned exactly between the evaporation chamber and the loading chamber.
  • the removal of the entire evaporator from the evaporation chamber regardless of the presence of a crucible transport device, is favorable, for example for maintenance purposes or for completely replacing the evaporator.
  • a further embodiment is characterized in that the crucible can be moved bidirectionally by means of the crucible transport device transversely to the direction of arrangement of the loading chamber and can be variably positioned with respect to the rest position assumed in the evaporator or loading chamber, thereby, for example, correcting or changing the position of one or more Crucibles can be made in the respective chamber.
  • a further advantage results from an embodiment in which the closure plate is arranged on the crucible or the crucible transport device and the opening of the evaporator on the loading side can be closed by the closure plate, since in this way the evaporator is closed in a vapor-tight manner on the loading chamber side when the crucible is positioned.
  • the evaporator or crucible transport device has sliding rollers and / or sliding rails for movable positon. onieren of the evaporator and / or crucible in the loading chamber or that the evaporator and / or the loading chamber has castors and / or slide rails for positioning the crucible transport device.
  • slide rollers and / or slide rails By means of these slide rollers and / or slide rails, a linear movement of the respective transport device takes place within the transport area of the crucible, which extends from the loading chamber into the evaporator.
  • Each of these transport devices designed in this way ensures essentially jerk-free and accurate transport of the crucible.
  • a supplementary embodiment of the additional embodiment is carried out in that a moving unit is arranged on the crucible transport device.
  • the travel unit is designed in such a way that the valve arranged between the loading chamber and the evaporator is not impaired in its vacuum-tight closing function.
  • the traversing device is lubricated with vacuum lubricants so that degassing of the lubricants in vacuum operation is avoided.
  • the travel unit can be thermally loaded in accordance with the evaporation temperatures.
  • the evaporation chamber has a cooling device.
  • the outside of the evaporation chamber is provided with the cooling device.
  • the cooling device is arranged around the evaporation chamber. For cooling, cooling water or another cooling liquid flows through the cooling device. The heat in the vacuum chamber can thus be dissipated quickly and the cooling process for the purpose of loading with a new coating substrate can be accelerated and controlled in a defined manner.
  • the evacuated loading chamber can in this way of a reserved valve, air is metered in so that there is pressure equalization on both sides of the closure which seals the opening. After the compensation, quick loading through the vacuum-tight sealable opening can take place without time-consuming dismantling and assembly work on the loading chamber.
  • the evaporation device according to the invention is only suitable for feeding in a continuous coating process, since, as described at the beginning, the evaporation device does not have to be ventilated for loading and only the interior of the evaporator, which is optionally closed with the second vapor shutoff valve, is connected to the vaporization device.
  • the extent to which each vaporizer is fed by its own loading chamber essentially depends on the space available and the transport system used for the crucible or vaporizer.
  • This solution aims at achieving the evaporation rate required for the respective coating material and at the same time avoiding the formation of condensate in the interior of the evaporation chamber, that the coating material is heated in the separate evaporator and the actual loading with new coating material, which the Opening the system requires, in another separate volume, that the loading chamber takes place, which is vacuum-tight from the evaporation chamber is separable.
  • the loading is possible without exposing the part of the evaporation device in which the coating material is evaporated and which cannot be separated from the evaporation device in a vacuum-tight manner because of the vaporous coating material.
  • the feed spatially separated from the evaporation shortens the actual loading process and has a positive effect on the restoration and compliance with uniform process conditions due to the minimal intervention in the evaporation device . It is also particularly useful if the coating material is heated uniformly on all sides by heating the coating material in an evaporator, as a separate space, on all sides in accordance with one embodiment of the method.
  • a variant of the process-related solution to the inventive problem is specified in that the evaporation process taking place in the evaporator with its associated charging via the charging chamber is divided into evaporation processes of the same type in further evaporators with associated charging in further charging chambers.
  • Coating material and a particularly uniform introduction of steam into the steaming device is guaranteed, since interruptions or fluctuations must be compensated for by the other evaporators. It proves to be advantageous if the divided evaporation processes are carried out sequentially and / or simultaneously and / or overlapping in time.
  • the evaporation chamber is advantageously cooled for charging the crucible with the coating material.
  • the cooling of the evaporation chamber which is required before the environmental conditions extend to the loading chamber, takes place in this embodiment after the heating device has been switched off by heat exchange with the actively cooled inner wall of the evaporation chamber, for example by circulating liquid cooling. This significantly accelerates cooling and can be controlled in a targeted manner using the cooling process and / or the coolant.
  • Special designs are advantageously realized in that a gas is introduced into the evaporation chamber and / or in the evaporator to charge the crucible with the coating material and / or in that a gas is metered into the loading chamber to open it. If a gas is injected into the loading chamber to open it, the pressure equalization between the loading chamber and the surroundings is also accelerated and made controllable. The metering takes place depending on the temperature of the gas expanding during the injection and cooling as a result of the expansion. For example, air can be used as the injected gas.
  • control of the vacuum and the temperature and the opening and closing of the valves and the crucible transport device and the respective gas introduction is carried out by a control device, as is provided in a further embodiment of the process.
  • the external conditions for operation at the evaporation rate required for the respective coating material can thus be set in a targeted manner. Measured values recorded by sensors converge in the control device.
  • the respective devices are automated or manual by means of the control device. conditions preselected and implemented.
  • FIG. 1 shows a horizontal cross section through an evaporation device 1 according to the invention in the evaporation state
  • FIG. 2 shows a horizontal cross section through an evaporation device 1 according to the invention in the loaded state.
  • FIGS. 1 and 2 show an evaporation device 1 according to the invention with an evaporation chamber 2, an evaporator 3 arranged in this evaporation chamber 2, a first vapor shut-off valve 4 arranged on the steam outlet side, and a crucible which can be filled with the coating material 5 6 and a crucible transport device 7 as well as a loading chamber 8 and a vacuum valve 9 connected between the loading chamber 8 and the evaporation chamber 2.
  • the respective elongated cuboid-shaped loading chamber 8 and the evaporation chamber 2 can be evacuated, the loading chamber 8 having an opening (not shown) that can be closed in a vacuum-tight manner for loading the crucible 6 into the loading chamber 8 (FIG. 2). Furthermore, the evaporation chamber 2 is surrounded on the outside by a cooling device 10, through which water as the cooling liquid flows.
  • the evaporator 3 is designed as a tubular, elongated channel which has a flange at both ends. Therefore, the evaporator 3 has two opposing openings, the first steam shut-off valve 4 being connected to the steam outlet-side opening facing the steaming chamber and the second opposite opening for introducing the crucible 6 is used.
  • a suitable heating device 11 is attached around the evaporator body 3.
  • the crucible 6 filled with the coating material 5, for example solid magnesium, rests on a crucible transport device 7. This has a projection on the steam outlet side, on which the crucible 6 rests.
  • the moving unit 12, which is designed as a carriage, is arranged on the loading chamber side.
  • a closure plate 13 is attached between the crucible support and the moving unit 12, and its diameter corresponds to the opening of the evaporator 3 on the loading chamber side.
  • a central rail 14 is arranged over the length, on which the projection of the crucible transport device 7 is supported by bearing rollers arranged on the underside thereof.
  • a central rail 14 of this type is also attached in the loading chamber 8 and continues the travel path of the projection.
  • the function of the vacuum valve 9 arranged between the loading chamber 8 and the evaporation chamber 2 is unaffected by the rail continuation.
  • the moving unit 12 is mounted on two rails 15 arranged in the loading chamber 8 with several rollers. Movements are carried out via a spindle drive with a spindle 16 running longitudinally through the loading chamber.
  • FIG. 1 shows, the opening of the evaporator 3 on the loading chamber side is closed by the closure plate 13 when the crucible 6 is inserted into the evaporator 3.
  • the closure is vapor-tight, so that essentially no evaporated coating material 5 can penetrate from the evaporator body 3 into the evaporation chamber 2 and the loading chamber 8.
  • Figure 1 shows the evaporation device 1 according to the invention
  • the heating device 11 arranged around the evaporator 3 is now activated and the coating material 5, for example solid magnesium, is heated to approximately 600 ° C.
  • the solid magnesium evaporates to gaseous magnesium.
  • the first vapor barrier valve 4 is opened and the gaseous coating material 5 emerges and is removed for coating.
  • a process pressure of approximately 10 ⁇ 1 mbar is established in the evaporator 3.
  • the evaporator 3 is heated up under the process conditions in such a way that the desired evaporation rate is achieved in the crucible 6 filled with the coating material 5 and at the same time condensate formation on the inside of the evaporator 3.
  • the vacuum and the temperature and the opening and closing of the first vapor shut-off valve 4 are controlled by a computer-assisted control device.
  • the evaporator 3 is cooled in such a way that a minimum evaporation rate is achieved which, after the first vapor shut-off valve 4 has been closed, enables the evaporator 3 to open to the environment in the evaporation chamber 2, without gaseous coating material 5 to the environment outside the evaporator 3 arrives.
  • the cooling first takes place by deactivating the heating device 11 and by cooling the evaporation chamber 2 by means of the circumferential water cooling of the cooling device 10.
  • the heat compensation takes place essentially via thermal radiation, is transported via the matter in the evaporation chamber 2 and is derived from the cooling water.
  • the crucible 6 is then brought into the loading position by the crucible transport device 7 (FIG. 2) and the vacuum valve 9 is closed.
  • air is introduced into the loading chamber in a light dose to equalize the pressure and the loading opening is opened when the pressure equalization is reached.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial, die als Teil einer Beschichtungseinrichtung in einer Vakuumkammer enthalten ist, wobei das Beschichtungsmaterial zum Verdampfen in einem befüllbaren Tiegel angeordnet ist. Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung, eine Verdampfungseinrichtung bzw. ein Verfahren zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial zur kontinuierlichen thermischen Vakuumbeschichtung bereitzustellen, wodurch die Standzeiten verkürzt und die Reinigungs- und Wartungsintervalle verlängert werden, wird dadurch erreicht, dass die Verdampfungseinrichtung eine Verdampfungskammer aufweist die über ein Vakuumventil mit einer evakuierbaren Ladekammer verbunden ist, wobei in der Verdampfungskammer ein Verdampfer angeordnet ist, der den mit Beschichtungsmaterial befüllbaren Tiegel enthält und der dampfaustrittsseitig, also der der Vakuumkammer zugewandten Seite, über ein erstes Dampfsperr-Ventil mit der Verdampfungskammer verbunden ist.

Description

Verdampfungseinrichtung und Verfahren zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial
Die Erfindung betrifft eine Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial, die als Teil einer Beschich- tungseinrichtung in einer Vakuumkammer enthalten ist, wobei das Beschichtungsmaterial zum Verdampfen in einem befüllbaren Tiegel angeordnet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial, wobei dieses für ein thermisches Vakuum- beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Substrats in einer Vakuumkammer dient.
Es sind verschiedene Beschichtungsanlagen und Beschichtungsverfahren zur thermischen Dampfbeschichtung im Vakuum bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 0 735 157 ein Verfahren zum Verdampfen von Magnesium (Mg) . Verfahrensgemäß wird eine Mg- Quelle in einem Gefäß mit einer engen Öffnung und mit einer außerhalb der Öffnung angeordneten Reflektorplatte bereitgestellt. Das Gefäß wird auf eine Temperatur von 670 °C bis 770 °C erwärmt, wobei die Mg-Quelle geschmolzen und das Mg dabei verdampft wird. Beim Ausströmen werden Cluster und Spritzer an der Reflektorplatte bei 500 °C oder höher zerstört, und der Mg-Dampf wird durch einen auf wenigstens 500 °C erwärmten Kanal von dem Auslass des Gefäßes zu einem am Kanalausgang positionierten Substratblatt geleitet.
Es wird allgemein unterschieden in Anlagen nach einem statischen oder einem kontinuierlichen Verfahren. Während beim statischen Verfahren die Substratzufuhr diskontinuierlich erfolgt und der regelmäßige Substratwechsel die regelmäßige Bevorratung mit neuem Beschichtungsmaterial für einen folgenden Beschich- tungsprozess ermöglicht, wird beim kontinuierlichen Verfahren ein Substrat fortwährend durch die Beschichtungseinrichtung hindurch transportiert. Derartige, kontinuierlich beschichtende Anlagen dienen allgemein der Beschichtung von bandförmigen StahlSubstraten mit einer Bandbreite im Zentimeter- bis Meterbereich. Um den kontinuierlichen Prozess nicht zu unterbrechen und zur wirtschaftlichen Nutzung einer solchen Anlage besteht hierbei die Notwendigkeit der Bevorratung der Beschichtungsein- richtung mit Beschichtungsmaterial in einer Menge, die ausreichend ist, um zumindest eine Substrateinheit, beispielsweise eine Rolle ohne Unterbrechung zu beschichten.
Die Verdampfungseinrichtungen sind in der Regel in die Bedamp- fungseinrichtung integriert und arbeiten im Ein-Kammer-Prinzip. Dazu ist eine Verdampfungseinrichtung direkt mit der Bedamp- fungskamer in einer Vakuumkammer verbunden. Ist der Vorrat an Beschichtungsmaterial in der Verdampfungseinrichtung verbraucht, wird die gesamte Vakuumkammer belüftet und geöffnet. Nach Beschickung der Verdampfungseinrichtung wird die Vakuum- kammer geschlossen, evakuiert und erhitzt und das Beschichtungsmaterial verdampft. Durch das Öffnen der gesamten Vakuumkammer ist, insbesondere durch längere Zeiten bis zur Einstellung der Prozessbedingungen der Anteil der Standzeiten relativ hoch.
Nachteilig ist ebenfalls, dass sich bei einem solchen Verfahrensablauf restliches gasförmiges Beschichtungsmaterial bei jedem Belüften und Abkühlen an den Wänden der gesamten Vakuumkammer abscheidet und somit erhebliche Kosten zur Reinigung und Wartung anfallen. Die erforderlichen Wartezeiten erhöhen zudem den Anteil der Standzeiten.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdampfungseinrichtung und ein Verfahren zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial zur thermischen Vakuumbeschichtung bereitzustellen, wodurch die Standzeiten verringert und die Reini- gungs- und Wartungsintervalle verlängert werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verdampfungseinrichtung eine Verdampfungskammer aufweist, die über ein Vakuumventil mit einer evakuierbaren Ladekammer verbunden ist, wobei in der Verdampfungskammer ein Verdampfer angeordnet ist, der den mit Beschichtungsmaterial befüllbaren Tiegel aufnimmt und der dampfaustrittsseitig, also jener der Beschichtungsanlage zugewandten Seite, über ein erstes Dampfsperr-Ventil mit der Bedampfungskammer verbunden ist.
Indem mit der Verdampfungskammer eine evakuierbare Ladekammer verbunden werden kann, ist ein Belüften der Verdampfungskammer zur Bestückung mit neuem Beschichtungsmaterial nicht erforderlich, so dass eine Kontaminierung der Verdampfungseinrichtung aus der Umgebung zuverlässig verhindert und bereits durch diese Maßnahme der Wartungsaufwand verringert werden kann. Erfindungsgemäß werden zur Bestückung die Vakuumbedingungen der Verdampfungskammer auf die evakuierte und gegebenenfalls mit neuem Beschichtungsmaterial versehene Ladekammer durch Öffnen des Vakuumventils ausgedehnt.
Die Beschickung der Verdampfungskammer über eine Ladungskammer in einem solchen Bereich, welcher nicht am Dampftransport zwischen Verdampfungs- und Bedampfungseinrichtung beteiligt ist, ermöglicht erst die Anordnung eines vakuumdicht schließen Ventils, da in diesem Bereich nur Luft und Prozessgase und kein dampfförmiges Beschichtungsmaterial abzusperren sind. Dieser wesentliche Umstand ist wegen der erfindungsgemäßen Anordnung des Verdampfers innerhalb der Verdampfungskammer und wegen der aus dem dynamischen System der Dampferzeugung und Dampfabschei- dung resultierenden Dampftransportrichtung gewährleistet, da das dampfförmige Beschichtungsmaterial nahezu vollständig im
Verdampfer verbleibt und nicht in die Verdampfungskammer austritt. Zu diesem Zweck bildet der Verdampfer in der Verdampfungskammer gemäß Anspruch 1 ein, den Tiegel mit dem Beschichtungsmaterial umgebendes Teilvolumen der Verdampfungskammer . Dieser Vorteil wird durch eine bevorzugte Ausführung verstärkt, in welcher der Verdampfer beschickungsseitig, also auf seiner der Ladekammer zugewandten Seite, mit einem zweiten DampfSperrventil versehen ist. Bei dieser Lösung wird gewährleistet, dass der Verdampfer im verschlossenen Zustand betrieben und so von der Verdampfungskammer räumlich dampfdicht getrennt ist, so dass kein verdampftes Beschichtungsmaterial in die Verdampfungskammer gelangen kann.
In jedem Fall gestattet die erfindungsgemäße Anordnung eines Verdampfers eine wesentliche Reduzierung der Ablagerungen von Beschichtungsmaterial an der Außenwandung der Verdampfungskammer. Das mit der Neubestückung verbundene Abkühlen der Verdampfungseinrichtung führt zwar unweigerlich zu Materialablagerungen, diese erfolgen aber vorwiegend an der Wandung des Verdamp- fers, wo sie während des folgenden Aufheizens des Verdampfers wieder verdampft werden, wobei auch hier der alternative be- schickungsseitige Abschluss des Verdampfers mit einem zweiten Dampfsperr-Ventil einen noch besseren Abschluss ermöglicht.
Dazu wird das zweite Dampfsperr-Ventil für die Bestückung mit neuem Beschichtungsmaterial erst nach der Abkühlung des Verdampfer geöffnet, so dass sich auch Kondensat nur im Verdampfer bildet, und vor dem Erhitzen wieder geschlossen, so dass kein verdampftes Material in die umgebende Verdampfungskammer austritt.
Als Vorteil ist des Weiteren realisierbar, dass der Verdampfer röhrenförmig ausgebildet ist. Dabei ist die LängenerStreckung des röhrenförmigen Verdampfers groß gegenüber dem Durchmesser. Es ist weiterhin der Innendurchmesser des Verdampfers an den Außenmaßen eines darin einführbaren Tiegels angepasst, d.h. dass der Verdampfer den Tiegel eng umgibt. Damit ist der Verdampfer möglichst klein und kann somit effizient geheizt werden
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zweite Dampfsperr-Ventil des Verdampfers als Verschlussplatte ausgeführt ist. Diese Verschlussplatte verschließt den Verdampfer an der Öffnung durch die der Tiegel einfahrbar ist, vorzugsweise in der Position, wenn der Verdampfer den Tiegel gerade voll- ständig aufgenommen hat.
Diese Lösung zielt darauf ab, dass der Verdampfer genau zwei, räumlich getrennte Öffnungen aufweist, wobei eine Öffnung dampfaustrittsseitig und eine zweite Öffnung gegenüberliegend, als beschickungsseitig und somit auf der kalten Seite, angeord- net ist. An der dampfaustrittsseitigen Öffnung ist das erste und an der beschickungsseitigen Öffnungen, das zweite Dampfsperr-Ventil angeordnet, dessen Funktion zur günstigeren Beschickung von einer Verschlussplatte erfüllt wird. Im eingeführten Zustand des Tiegels in den Verdampfer erstreckt sich der Tiegel im Wesentlichen von seinem einen Ende bis zum anderen. Die ladekammerseitig an dem Tiegel angeordnete Verschlussplatte entspricht dann im Wesentlichen der Grundfläche des beispielsweise hohlzylindrisch bzw. hohlprismatisch ausgestalteten Verdampferkörpers .
In weiteren günstigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Ladekammer entweder in zur Längsachse oder in zur Querachse beider Kammern paralleler Richtung an die beschickungsseitige Seite der Verdampfungskammer angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein geradliniges Verfahren des Tiegels mit kürzestem Ver- fahrweg realisiert werden.
Zweckmäßig ist es auch, dass um den Verdampfer eine Heizeinrichtung angeordnet ist. Somit wird eine gleichmäßige Wärmezufuhr in den Innenraum des Verdampfers bereitgestellt. Die Heizeinrichtung ist möglichst eng in Tiegelnähe bzw. Beschichtungs- materialnähe angeordnet, sodass Warmestrahlungsverluste minimiert werden. Darüber hinaus ist die Heizeinrichtung beispielsweise wegen der guten Regelbarkeit vorzugsweise elektrisch betreibbar. Weitere, günstige Varianten der Erfindung werden dadurch angegeben, dass der Verdampfer mit einer Verdampfer- und/oder einer Tiegeltransportvorrichtung ausgestattet ist und dass darüber hinaus entweder der Verdampfer mit dem Tiegel mittels der Ver- dampfertransportvorrichtung oder der Tiegel selbst mittels einer Tiegeltransportvorrichtung in Anordnungsrichtung der Ladekammer bidirektional beweglich und bezüglich der eingenommenen Ruhelage in der Verdampfungs- und der Ladekammer bzw. der Tiegel in dem Verdampfer variabel positioniert ist. Auf diese Wei- se ist je nach Größe des Tiegels oder des Verdampfers und nach räumlichen Gegebenheiten entweder nur der Tiegel oder der Verdampfer mit dem Tiegel zwischen der Verdampfungskammer und der Ladekammer genau zu bewegen und zu positionieren. Das Entfernen des gesamten Verdampfers aus der Verdampfungskammer ist, unab- hängig von dem Vorhandensein einer Tiegeltransportvorrichtung, beispielsweise zu Wartungszwecken oder zum vollständigen Auswechseln des Verdampfers günstig.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Tiegel mittels der Tiegeltransportvorrichtung quer zur An- Ordnungsrichtung der Ladekammer bidirektional beweglich und bezüglich der eingenommenen Ruhelage in Verdampfer bzw. Ladekammer variabel positionierbar ist, wodurch beispielsweise eine Korrektur oder ein Wechsel der Position eines oder beispielsweise weiterer Tiegel in der jeweiligen Kammer erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus einer Ausführungsform, bei der an dem Tiegel oder der Tiegeltransportvorrichtung die Verschlussplatte angeordnet ist und die beschickungsseitige Öffnung des Verdampfers durch die Verschlussplatte verschließbar ist, da auf diese Weise gleichzeitig mit der Positionierung des Tiegels der Verdampfer ladekammerseitig dampfdicht verschlossen wird.
Ausgestaltungen der zusätzlichen Ausführungsform werden derart vorgenommen, dass die Verdampfer- bzw. Tiegeltransportvorrichtung Gleitrollen und/oder Gleitschienen zum beweglichen Positi- onieren des Verdampfers und/oder Tiegels in der Ladekammer oder dass der Verdampfer und/oder die Ladekammer Gleitrollen und/oder Gleitschienen zum Positionieren der Tiegeltransportvorrichtung aufweist. Mittels dieser Gleitrollen und/oder Gleitschienen erfolgt ein lineares Verfahren der jeweiligen Transportvorrichtung innerhalb des Transportbereiches des Tiegels, welcher sich von der Ladekammer in den Verdampfer, erstreckt. Jede dieser derartig ausgebildeten Transportvorrichtungen gewährt einen im Wesentlichen ruckfreien und genauen Transport des Tiegels.
Eine ergänzende Ausgestaltung der zusätzlichen Ausführungsform wird dadurch ausgeführt, dass an der Tiegeltransportvorrichtung eine Verfahreinheit angeordnet ist. Die Verfahreinheit ist derart ausgebildet, dass das zwischen der Ladekammer und dem Ver- dampfer angeordnete Ventil in seiner vakuumdicht verschließenden Funktion unbeeinträchtig ist. Dafür ist die Verfahrvorrichtung mit Vakuumschmierstoffen geschmiert, sodass ein Ausgasen der Schmierstoffe im Vakuumbetrieb vermieden wird. Zudem ist die Verfahreineinheit thermisch entsprechend den Verdampfungs- temperaturen belastbar.
Zweckmäßig erweist es sich ebenso, dass die Verdampfungskammer eine Kühlvorrichtung aufweist. Die Verdampfungskammer ist außenseitig mit der Kühlvorrichtung versehen. Die Kühlvorrichtung ist um die Verdampfungskammer angeordnet. Zur Kühlung wird die Kühlvorrichtung mit Kühlwasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit durchströmt. Somit ist die in der Vakuumkammer befindliche Wärme schnell ableitbar und der Abkühlprozess zum Zweck des Beschickung mit neuem Beschichtungssubstrat zu beschleunigen und definiert zu steuern.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen stellen die Ausführung der
Ladekammer mit einer vakuumdicht verschließbaren Öffnung und/oder wenigstens einer Belüftungseinrichtung dar. Zum Beschicken des Tiegels mit festem oder flüssigem Beschichtungsmaterial kann auf diese Weise die evakuierte Ladekammer mittels eines vorgesehaltenen Ventils Luft dosiert eingelassen werden, so dass ein Druckausgleich zu beiden Seiten des die Öffnung dichtend verschließenden Verschlusses besteht. Nach dem Ausgleich kann eine schnelle Beschickung durch die vakuumdicht verschließbare Öffnung erfolgen, ohne zeitaufwendige Demontage- und Montagearbeiten an der Ladekammer.
Sofern weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen in der Verdampfungseinrichtung zumindest ein weiterer Verdampfer und optional diesem eine weitere Ladekammer zugeordnet wird, ist die erfin- dungsgemäße Verdampfungseinrichtung allein für eine Beschickung in einem kontinuierlichen Beschichtungsprozess geeignet, da wie eingangs beschrieben die Verdampfungseinrichtung zur Bestückung nicht belüftet werden muss und nur der Innenraum des optional mit dem zweiten Dampfsperr-Ventil geschlossenen Verdampfers mit der Bedampfungseinrichtung verbunden ist. Inwieweit jeder Verdampfer durch eine eigene Ladekammer beschickt wird, hängt im Wesentlichen von Platzverhältnissen und dem verwendeten Transportsystem für Tiegel oder Verdampfer ab.
Des Weiteren gestatten mehrere Verdampfer bei gleichzeitigem Betrieb eine hohe Verdampfungsrate und somit die Beschichtung größerer Substrate oder bei größeren Transportgeschwindigkeiten.
Die verfahrensseitige Lösung der erfinderischen Aufgabenstellung wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 20 erreicht.
Diese Lösung zielt darauf ab, das zur Erreichung der für das jeweilige Beschichtungsmaterial erforderlichen Verdampfungsrate und gleichzeitiger Vermeidung von Kondensatbildung im Inneren des Verdampfungskammer es zweckmäßig ist, dass das Beschich- tungsmaterial in dem separaten Verdampfer erhitzt wird und die eigentliche Beschickung mit neuem Beschichtungsmaterial, welche das Öffnen der Anlage erfordert, in einem weiteren separaten Volumen, dem der Ladekammer erfolgt, welches vakuumdicht von der Verdampfungskammer abtrennbar ist. Auf diese Weise ist die Beschickung möglich, ohne den Teil der Verdampfungseinrichtung, in welchem das Beschichtungsmaterial verdampft wird und welche wegen des dampfförmigen Beschichtungsmaterials nicht vakuum- dicht zur Bedampfungseinrichtung getrennt werden kann, den atmosphärischen Bedingungen auszusetzen.
Neben den oben beschriebenen Vorteilen der Anordnung eines Verdampfers hinsichtlich der räumlichen Begrenzung der Kondensatbildung und der Möglichkeit der Reverda pfung dieses Kondensats verkürzt die räumlich von der Verdampfung getrennte Beschickung den eigentlichen Beschickungsprozess und beeinflusst wegen des minimalen Eingriffs in die Verdampfungseinrichtung positiv die Wiederherstellung und Einhaltung gleichmäßiger Prozessbedingungen. Besonders dienlich ist es hierfür auch, wenn eine allsei- tig gleichmäßige Erhitzung des Beschichtungsmaterials dadurch gewährleistet ist, dass entsprechend einer Ausgestaltung des Verfahrens das Beschichtungsmaterial in Verdampfer, als einem gesonderten Raum, allseitig erhitzt wird.
Mit der besonders günstigen Ausgestaltung des Verfahrens nach den Merkmalen des Anspruchs 22, werden diese Vorteile besonders ausgenutzt und insbesondere mittels des zweiten Dampfsperr- Ventils die Bildung des unvermeidlichen Kondensats räumlich auf den Verdampfer begrenzt.
Ein Variante der verfahrensseitigen Lösung der erfinderischen Aufgabenstellung wird dadurch angegeben, dass der in dem Verdampfer ablaufende Verdampfungsprozess mit seiner zugehörigen Beschickung über die Ladekammer auf gleich ablaufende Verdampfungsprozesse in weiteren Verdampfern mit zugehörigen Beschickungen in weiteren Ladekammern aufgeteilt wird. Mit dieser Ausgestaltung ist eine kontinuierliche Beschickung mit neuem
Beschichtungsmaterial und eine besonders gleichmäßige Einleitung von Dampf in die Bedampfungseinrichtung gewährleistet, da Unterbrechungen oder Schwankungen mittels der übrigen Verdampfer auszugleichen sind. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die aufgeteilten Verdampfungsprozesse sequenziell und/oder gleichzeitig und/oder zeitlich überlappend ausgeführt werden.
In einer weiteren Ausführung wird vorteilhaft die Verdampfungs- kammer zum Beschicken des Tiegels mit dem Beschichtungsmaterial gekühlt. Die vor der Ausdehnung der Umweltbedingungen auf die Ladekammer erforderliche Abkühlung der Verdampfungskammer erfolgt in dieser Ausgestaltung nach dem Abschalten der Heizeinrichtung durch Wärmeaustausch mit der aktiv gekühlten Innenwand der Verdampfungskammer, beispielsweise durch eine umlaufende Flüssigkeitskühlung. Damit wird die Abkühlung wesentlich beschleunigt und kann über das Kühlverfahren und/oder das Kühlmittel gezielt gesteuert werden.
Spezielle Ausführungen werden vorteilhaft realisiert, indem zum Beschicken des Tiegels mit dem Beschichtungsmaterial ein Gas in die Verdampfungskammer und /oder in den Verdampfer eingeleitet wird und/oder indem zum Öffnen der Ladekammer in diese ein Gas dosiert eingeleitet wird. Wenn zum Öffnen der Ladekammer in diese ein Gas dosiert injiziert wird, wird auch der Druckaus- gleich zwischen der Ladekammer und der Umgebung beschleunigt und regelbar gestaltet. Die Dosierung erfolgt dafür in Abhängigkeit von der Temperatur des sich bei der Injektion ausdehnenden und infolge der Entspannung abkühlenden Gases. Als injiziertes Gas kommt beispielsweise Luft in Betracht.
Günstig ist es darüber hinaus, wenn die Steuerung des Vakuums und der Temperatur und der Öffnung und Schließung der Ventile und der Tiegeltransporteinrichtung und der jeweiligen Gaseinleitung durch eine Steuervorrichtung erfolgt, wie es in einer weiteren verfahrensseitigen Ausgestaltung vorgesehen ist. Damit sind gezielt die äußerlichen Bedingungen zum Betrieb bei der für das jeweilige Beschichtungsmaterial erforderlichen Verdampfungsrate einzustellen. In der Steuervorrichtung laufen sensorisch erfasste Messwerte zusammen. Mittels der Steuervorrichtung werden automatisiert oder manuell die jeweiligen Be- dingungen vorgewählt und realisiert.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Figur 1 einen horizontalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verdampfungseinrichtung 1 im Verdampfungszustand und
Figur 2 einen horizontalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Verdampfungseinrichtung 1 im Beschi- ckungszustand.
Zum Gegenstand:
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine erfindungsgemäße Verdampf ngsein- richtung 1 mit einer Verdampfungskammer 2 , einem in dieser Ver- dampfungskammer 2 angeordneten Verdampfer 3, einem dampfaus- trittsseitig angeordneten, ersten Dampfsperr-Ventil 4, einem mit dem Beschichtungsmaterial 5 befüllbaren Tiegel 6 und einer Tiegeltransportvorrichtung 7 sowie eine Ladekammer 8 und ein zwischen die Ladekammer 8 und der Verdampfungskammer 2 geschal- tetes Vakuumventil 9.
Die jeweils länglich quaderförmig ausgebildete Ladekammer 8 und die Verdampfungskammer 2 sind evakuierbar, wobei die Ladekammer 8 oberseitig eine nicht dargestellte, vakuumdicht verschließbare Öffnung zum Beschicken des Tiegels 6 in die Ladekammer 8 aufweist (Fig. 2). Ferner ist die Verdampfungskammer 2 außenseitig von einer Kühlvorrichtung 10 umgeben, die mit Wasser als Kühlflüssigkeit durchströmt ist.
Der Verdampfer 3 ist als röhrenförmiger länglicher Kanal ausgebildet, welcher an beiden Enden einen Flansch aufweist. Daher hat der Verdampfer 3 zwei gegenüberliegende Öffnungen, wobei an die der Bedampfungskammer zugewandten, dampfaustrittsseitigen Öffnung das erste Dampfsperr-Ventil 4 geschaltet ist und die zweite gegenüberliegende Öffnung zur Einführung des Tiegels 6 dient. Um den Verdampferkörper 3 herum ist eine geeignete Heizvorrichtung 11 angebracht. Der mit dem Beschichtungsmaterial 5, beispielsweise festem Magnesium, befüllte Tiegel 6 ruht auf einer Tiegeltransportvorrichtung 7. Diese weist dampfaus- trittsseitig einen Vorsprung auf, auf dem der Tiegel 6 ruht. Ladekammerseitig ist die als Schlitten ausgebildete Verfahreinheit 12 angeordnet. Zwischen der Tiegelauflage und der Verfahreinheit 12 ist eine Verschlussplatte 13 angebracht, die in ih- rem Durchmesser der ladekammerseitigen Öffnung des Verdampfers 3 entspricht. Auf dem Boden des Verdampfers 3 ist über die Länge eine zentrale Schiene 14 angeordnet, worauf sich der Vorsprung der Tiegeltransportvorrichtung 7 über daran unterseitig angeordnete Lagerrollen abstützt. In der Ladekammer 8 ist eben- falls eine solche zentrale Schiene 14 angebracht, die den Ver- fahrweg des Vorsprungs fortsetzt. Dabei ist die Funktion des zwischen der Ladekammer 8 und der Verdampfungskammer 2 angeordneten Vakuumventils 9 durch die Schienenfortsetzung unbeein- flusst. Die Verfahreinheit 12 ist auf zwei in der Ladekammer 8 angeordneten Schienen 15 mit mehreren Rollen gelagert. Die Durchführung von Bewegungen erfolgt über einen Spindelantrieb mit einer längs durch die Ladekammer verlaufenden Spindel 16.
Wie Figur 1 zeigt, ist die ladekammerseitige Öffnung des Ver- dampfers 3 durch die Verschlussplatte 13 im in den Verdampfer 3 eingeführten Zustand des Tiegels 6 verschlossen. Der Verschluss ist dampfdicht, sodass im Wesentlichen kein verdampftes Beschichtungsmaterial 5 aus dem Verdampferkörper 3 in die Verdampfungskammer 2 und die Ladekammer 8 dringen kann.
Zum Verfahren:
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Verdampfungseinrichtung 1 im
Verdampfungszustand. Dazu wird der Tiegel 6 auf der Tiegel- transportvorrichtung 7 ruhend von der in Figur 2 dargestellten
Beschickungsstellung nach dem Schließen der Beschickungsöff- nung, dem Evakuieren der Ladekammer 8 auf den gleichen Druck wie in der Verdampfungskammer 2 von größer/gleich 10"3 mbar und Öffnen des Vakuumventils 9 in den Verdampfer 3 eingeführt. Dabei wird die ladekammerseitige Öffnung des Verdampfers 3 durch die Verschlussplatte 13 der Tiegeltransportvorrichtung 7 dampfdicht verschlossen.
In der in Figur 1 gezeigten Verdampfungsposition wird nun die um den Verdampfer 3 angeordnete Heizvorrichtung 11 aktiviert und das Beschichtungsmaterial 5, beispielsweise festes Magnesium auf etwa 600 °C, erhitzt. Dabei verdampft das feste Magnesium zu gasförmigem Magnesium. Das erste Dampfsperr-Ventil 4 wird geöffnet und das gasförmige Beschichtungsmaterial 5 tritt aus und wird zur Beschichtung abgeführt. Es stellt sich in dem Ver- dampfer 3 ein Prozessdruck von etwa 10"1 mbar ein. Dazu wird der Verdampfer 3 unter den Prozessbedingungen derart aufgeheizt, dass die gewünschte Verdampfungsrate im mit dem Beschichtungsmaterial 5 befüllten Tiegel 6 erzielt wird und gleichzeitig eine Kondensatbildung im Inneren des Verdampfers 3 vermieden wird. Die Steuerung des Vakuums und der Temperatur und der Öffnung und Schließung des ersten Dampfsperr-Ventils 4 erfolgt durch eine Computer unterstütze Steuervorrichtung.
Zum Beschicken wird der Verdampfer 3 derart abgekühlt, dass eine minimale Verdampfungsrate erzielt wird, welche nach dem Schließen des ersten Dampfsperr-Ventils 4 ein Öffnen des Verdampfers 3 zur Umgebung in der Verdampfungskammer 2 ermöglicht, ohne dass gasförmiges Beschichtungsmaterial 5 in die Umgebung außerhalb des Verdampfers 3 gelangt. Die Abkühlung erfolgt zu- nächst durch Deaktivieren der Heizvorrichtung 11 und durch Kühlung der Verdampfungskammer 2 durch die umlaufende Wasserkühlung der Kühlvorrichtung 10. Der Wärmeausgleich erfolgt im Wesentlichen über Wärmestrahlung wird über die Materie in der Verdampfungskammer 2 transportiert und von dem Kühlwasser abge- leitet. Anschließend wird der Tiegel 6 von der Tiegeltransportvorrichtung 7 in die Beschickungsposition gebracht (Figur 2) und das Vakuumventil 9 geschlossen. Zum Öffnen der Beschickungsöffnung wird leicht dosiert Luft zum Druckausgleich in die Ladekammer eingebracht und beim erreichten Druckausgleich die Beschickungsöffnung geöffnet.
Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial
Bezugszeichenliste
1 Verdampfungseinrichtung 2 Verdampfungskammer 3 Verdampfer 4 erstes Dampfsperr-Ventil 5 Beschichtungsmaterial 6 Tiegel 7 Transportvorrichtung 8 Ladekammer 9 Vakuumventil 10 Kühlvorrichtung 11 Heizvorrichtung 12 Verfahreinheit 13 Verschlussplatte (zweites Dampfsperr- -Ventil) 14 Zentrale Schiene 15 Schienen 16 Spindel

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial
Patentansprüche 1. Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial, die als Teil einer Beschichtungseinrich- tung in einer Vakuumkammer enthalten ist, wobei das Beschichtungsmaterial zum Verdampfen in einem befüllbaren Tiegel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungseinrichtung (1) eine Verdampfungskammer (2) aufweist, die über ein Vakuumventil (9) mit einer evakuierbaren Ladekammer (8) verbunden ist, wobei in der Verdampfungskammer (2) ein Verdampfer (3) angeordnet ist, der den mit Beschichtungsmaterial (5) befüllbaren Tiegel (6) aufnimmt und der dampfaustrittsseitig, also auf der der Bedampfungskammer zugewandten Seite, über ein erstes Dampfsperr-Ventil (4) mit der Bedampfungskammer verbunden ist.
2. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Verdampfer (3) beschickungssei- tig, also auf seiner der Ladekammer (8) zugewandten Seite, mit einem zweiten Dampfsperr-Ventil (13) versehen ist.
3. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass das zweite Dampfsperr-Ventil (13) des Verdampfers (3) als Verschlussplatte (13) ausgeführt ist.
4. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Ladekammer ( 8 ) in paralleler Richtung der Längsachse beider Kammern an die beschickungsseitige Seite der Verdampf ungskammer ( 2 ) angeordnet ist .
5. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladekammer (8) in paralleler Richtung der Querachse beider Kammern an die beschickungsseitige Seite der Verdampfungskammer (2) angeordnet ist
6. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass um den Verdampfer (3) eine Heizeinrichtung (11) angeordnet ist.
7. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3) mit einer Verdampfer- und/oder einer Tiegeltransportvorrichtung (7) ausgestattet ist.
8. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3) mit dem Tiegel (6) mittels der Verdampfertransportvorrichtung (7) in Anordnungsrichtung der Ladekammer (8) bidirektional beweglich und bezüglich der eingenommenen Ruhelage in der Verdampfungskammer (2) bzw. Ladekammer (8) variabel positioniert ist.
9. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel (6) mittels einer Tiegeltransportvorrichtung (7) in Anordnungsrichtung der Ladekammer (8) bidirektional beweglich und bezüglich der eingenommenen Ruhelage in der Verdampfer (3) bzw. Ladekammer (8) variabel positionierbar ist.
10. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel (6) mittels der Tiegeltransportvorrichtung (7) quer zur Anordnungs- richtung der Ladekammer (8) bidirektional beweglich und bezüglich der eingenommenen Ruhelage in der Verdampfer (3) bzw. Ladekammer (8) variabel positionierbar ist.
11. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tiegel (6) oder der Tiegeltransportvorrichtung (7) die Verschlussplatte (13) angeordnet ist und die beschickungsseitige Öffnung des Verdampfers (3) durch die Verschlussplatte (13) verschließbar ist.
12. Verdampfungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiegeltransportvorrichtung (7) und/oder die Verdampfertransportvorrichtung (7) Gleitrollen und/oder Gleitschienen (14) zum beweglichen Positionieren des Tiegels (5) und/oder Verdampfers (3) in der Ladekammer (8) aufweist.
13. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3) und/oder Ladekammer (8) Gleitrollen und/oder Gleitschienen (14) zum Positionieren der Tiegeltransportvor- richtung (7) aufweist.
14. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tiegeltrans- portvorrichtung (7) eine Verfahreinheit (12) angeordnet ist.
15. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungskammer (2) eine Kühlvorrichtung (10) aufweist.
16. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladekammer (8) zur Beschickung des Tiegels (6) eine vakuumdicht verschließbare Öffnung aufweist.
17. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladekammer (8) wenigstens eine Belüftungseinrichtung aufweist.
18. Verdampfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdampfungseinrichtung (1) zumindest ein weiterer Verdampfer (3) angeordnet ist.
19. Verdampfungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem weiteren Verdampfer (3) eine weitere Ladekammer (8) zugeordnet ist.
20. Verfahren zum Verdampfen von Beschichtungsmaterial in einer Verdampfungseinrichtung, bei dem in einer evakuierten Verdampfungskammer der Verdampfungseinrichtung das in einem Tiegel (6) vorliegende Beschichtungsmate- rial erhitzt und verdampft wird und nach Beendigung des Verdampfungsprozesses die Verdampfungskammer abgekühlt wird, um die Beschickung mit neuem Beschichtungsmaterial vorzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (5) indirekt erhitzt wird über die Erhitzung eines in der Verdampfungskammer (2) angeordneten, ein evakuiertes Teilvolumen der Verdampfungskammer (2) bildenden und den Tiegel (6) mit dem Beschich¬ tungsmaterial (5) umfassenden Verdampfers (3), dass nach Beendigung des Verdampfungsprozesses der Verdamp- fer (3) wieder abgekühlt wird, dass die Beschickung der Verdampfungskammer (2) mit neuem Beschichtungsmaterial (5) über eine evakuierte Ladekammer (8) erfolgt, welche durch Öffnen und Schließen eines vakuumdichten Ventils (9) mit der Verdampfungskammer (2) verbunden und wieder vakuumdicht getrennt wird und dass die Beschickung des Tiegels in der getrennten und belüfteten Ladekammer (8) erfolgt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (5) , das in dem beweglichen Tiegel (6) in einem gesonderten Raum innerhalb der Verdampfungskammer (2) , einem Verdampfer (3) vorliegt, allseitig erhitzt und verdampft wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungsprozess so ausgeführt wird, dass das vorliegende Beschichtungsmaterial (5) erhitzt wird und der dabei erzeugte Dampf des Beschichtungsmaterials (5) aus dem Verdampfer (3) bis zur erschöpften Verdamp- fung über ein erstes Dampfsperr-Ventil (4) abgeführt wird, dass danach durch das dampfdichte erste Dampfsperr-Ventil (4) das Abführen dieses Dampfes unterbunden wird, dass nachfolgend eine Erhitzung des Verdampfers (3) unterbrochen und die Verdampfungskammer (2) abgekühlt wird, dass anschließend der Innenraum einer evakuierten Ladekammer (8) an die Verdampfungskammer (2) über ein verbindendes Vakuumventil (9) durch dessen vorgenommene Öffnung räumlich angeschlossen und das Vakuum ausgeglichen wird, sodass nach Öffnen eines dem Vakuumventil (9) gegenüber liegenden zweiten Dampfsperr-Ventils (13) des Verdampfers (3) der Tiegel (6) in der Ladekammer (8) aufgenommen wird und die Ladekammer (8) nach Schließung des vakuumdicht verschließbaren Vakuumventils (9) und Belüftung der Lade- kammer (8) mit Beschichtungsmaterial (5) beschickt wird, dass nach Evakuieren des Innenraums der Ladekammer (8) der Innenraum der Ladekammer (8) durch eine erneute Öffnung des Vakuumventils (9) an den Verdampfer (3) angeschlossen wird und der Tiegel (6) mit dem Be- schichtungsmaterials (5) in dem Verdampfer (3 ) positioniert und nach Verschluss des zweiten Dampfsperr- Ventils (13) des Verdampfers (3) die Erhitzung des neuen Beschichtungsmaterials (5) im Verdampfer (3) erfolgt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel (6) gemeinsam mit dem Verdampfer (3) in die Ladekammer (8) überführt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel (6) oder der Verdampfer (3) mit einer Transportvorrichtung zwischen Verdampfungskammer (2) und Ladekammer (8) verfahren wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Verdampfer (3) ablau- fende Verdampfungsprozess mit seiner zugehörigen Beschickung über die Ladekammer (8) auf gleich ablaufende Verdampfungsprozesse in weiteren Verdampfern (3) mit zugehörigen Beschickungen in weiteren Ladekammern (8) aufgeteilt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgeteilten Verdampfungsprozesse sequenziell und/oder gleichzeitig und/oder zeitlich überlappend ausgeführt werden.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschicken des Tiegels (6) mit dem Beschichtungsmaterial (5) die Verdampfungskammer (2) gekühlt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschicken des Tiegels (6) mit dem Beschichtungsmaterial (5) ein Gas in die Verdampfungskammer (2) und /oder in den Verdampfer (3) eingeleitet wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen der Ladekammer (8) in diese ein Gas dosiert eingeleitet wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Vakuums und der Temperatur, der Öffnung und Schließung der Ventile und der Tiegeltransporteinrichtung (7) und der jeweiligen Gaseinleitung durch eine Steuervorrichtung erfolgt.
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