WO2015067665A1 - Device for vacuum treating substrates in a vacuum coating system and vacuum coating system comprising a device - Google Patents

Device for vacuum treating substrates in a vacuum coating system and vacuum coating system comprising a device Download PDF

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WO2015067665A1
WO2015067665A1 PCT/EP2014/073833 EP2014073833W WO2015067665A1 WO 2015067665 A1 WO2015067665 A1 WO 2015067665A1 EP 2014073833 W EP2014073833 W EP 2014073833W WO 2015067665 A1 WO2015067665 A1 WO 2015067665A1
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WO
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vacuum
suction
substrates
coating system
substrate carrier
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/073833
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Caspari
Gerd Ickes
Torsten Schmauder
Urban LUDGER
André HERZOG
Peter Sauer
Original Assignee
Leybold Optics Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • 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
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting

Definitions

  • the invention relates to a device for vacuum treatment of substrates in one
  • Devices for metallizing substrates with a vacuum chamber in which at least one evaporator source, and devices for applying plasma-polymerized
  • the evacuation of the vacuum chamber in particular the extraction of process gases and process emissions by means of vacuum pumps, which are connected via a central opening to the vacuum chamber, so that different substrates are exposed to significantly different process conditions and consequently coatings with different quality (different layer properties) are generated.
  • Object of the present invention is a device for vacuum treatment of
  • Layers can be applied homogeneously to substrates with high quality, short batch time and high productivity.
  • an object of the invention to provide a compact vacuum chamber, which allows a flexible process management by a space-saving design.
  • the object is achieved with the feature of the independent claims.
  • Advantageous embodiments can be found in the dependent claims, the description and the figures.
  • the device according to the invention for vacuum coating substrates in a vacuum chamber by means of at least one treatment source comprises at least one
  • Substrate carrier device for holding one or more substrates, wherein the
  • Substrate carrier device has a longitudinal axis, a supply device for process gas and at least one suction device having one or more suction openings for gases and at least one, connected to the one or more suction openings pump.
  • the one or more suction openings have an area of action which extends at least twice as far along a longitudinal axis of the substrate carrier device as in a direction perpendicular thereto.
  • the present invention allows to improve the uniformity of vacuum suction, process gas supply and coating flow over an elongated substrate support device over the known solutions.
  • the present invention allows to improve the uniformity of vacuum suction, process gas supply and coating flow over an elongated substrate support device over the known solutions.
  • Substrate support means comprise one or more cylindrical, rotating substrate carrier ("pylon"), whereby the cycle time of such a machine can be lowered with improved coating quality and thus their productivity can be increased.
  • pylon cylindrical, rotating substrate carrier
  • a coating of substrates can along with along the longitudinal extent of
  • the substrate carrier device can be arranged vertically, which spatially enables a relatively small-area vacuum coating system that can make good use of an existing room height. So can typical pylons as
  • Substrate carriers have heights in the meter range.
  • the term vertical refers to the vacuum chamber as a reference system.
  • quality refers to parameters of the properties of the coating, in particular a layer thickness, chemical resistance, a reflection factor and / or a color impression.
  • the device according to the invention is particularly suitable for use in so-called batch vacuum coating systems for carrying out a plurality of coating steps
  • Require pump configurations wherein to be coated substrates (workpieces) are arranged on an extended area of a substrate support means.
  • the device is particularly suitable for the vacuum metallization of three-dimensional molded parts, for example vehicle lamp reflectors or the like.
  • batch batch vacuum coating systems of this type are used in which all the steps necessary for coating are carried out in succession in a single vacuum chamber and the vacuum chamber is flooded after each process run.
  • such systems have several substrates to be coated in the same process run.
  • a suction power can be generated, which varies only slightly along the longitudinal extent of the substrate carrier device.
  • the invention makes it possible to realize the suction power of the vacuum pumps as uniformly as possible for all workpieces on the substrate carrier device. This can be achieved for various sequential coating steps, which may require different vacuum pumps, so that the suction power of each necessary
  • the suction device can be at least two
  • High vacuum pumps comprise, which are spatially distributed, in particular parallel to the longitudinal axis of the substrate support means, are arranged. Additionally or alternatively, at least two corresponding spatially distributed Vorvakuum boots be provided.
  • the suction device is associated with a suction surface, wherein the suction surface is arranged parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device.
  • the suction surface can be elongated parallel to the longitudinal direction of the substrate carrier device
  • the suction surface may have an extent along the longitudinal axis of at least 50% of a longitudinal extent of the substrate carrier device.
  • a pipe connection leading to the vacuum pumps can be elongated along the longitudinal axis of the substrate support device.
  • Substrate support means have opposite suction surface, which extends along a longitudinal axis of the substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
  • the multiple suction openings of the Substrate support means have opposite suction surfaces, the total surface extends along a longitudinal axis of the substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
  • a suction power can be generated by the suction device at the location of the substrate carrier device, so that the vacuum treatment of substrates of the substrate carrier device taking place by means of the treatment source along the longitudinal extension of the
  • Substrate carrier device can be made with the same quality.
  • quality refers to parameters of the properties of the coating, in particular a layer thickness, a reflection factor and / or a color impression.
  • the suction device may comprise at least two high-vacuum pumps and / or at least two pre-vacuum devices, which are arranged spatially distributed.
  • this elongated suction opening to the one or more vacuum pumps, they can preferably be divided into a plurality of small units and distributed over the length of the suction opening.
  • Both turbomolecular pumps and oil diffusion pumps can be used.
  • Several smaller pumps can be used, the possible additional costs can be overcompensated by cost savings on the system, such as saving large-volume equipment parts and valves, vacuum lines and the like.
  • Vorvakuumpumpen which can be used for pumping out of atmosphere and for plasma processes, similarly elongated distributed to the
  • Vacuum chamber be connected.
  • a space required by the elongate closure in the vacuum chamber can be advantageously used.
  • a vacuum coating system in which a device according to the invention for the vacuum treatment of substrates in one
  • Vacuum chamber wherein a suction device is provided which has a suction adapted to a structure of a substrate carrier device.
  • the suction means forms a flow sink for the process gas and the evacuation occurring gases - such as those desorbing from substrates or chamber walls, which extends along a longitudinal axis of a substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto. This allows a uniform distribution of the supplied gases
  • the vacuum coating system may be a so-called batch vacuum coating system in which all steps necessary for coating are carried out in succession in a single vacuum chamber.
  • the vacuum chamber can after each
  • all the required coating tools can be located, such as a plasma source for smoldering or deposition of a plasma CVD topcoat, steam or sputter sources for the actual metallization, as well as connections for the process gas supply of the individual process steps and for - in particular for various Steps different - Vacuum pumps.
  • a plasma source for smoldering or deposition of a plasma CVD topcoat steam or sputter sources for the actual metallization
  • connections for the process gas supply of the individual process steps and for - in particular for various Steps different - Vacuum pumps can be arranged on the substrate carrier unit.
  • these - e.g. with the help of a rotating substrate carrier device - are moved past the respective active coating source.
  • the suction power of the suction device can be realized as uniformly as possible for all workpieces.
  • a gas supply can be realized as uniformly as possible along the longitudinal extension of the substrate carrier unit.
  • suction power coupling to the vacuum chamber in two coating phases is critical for a uniform layer quality:
  • PVD Physical Vapor Deposition, such as sputtering or thermal evaporation
  • Coating steps with plasma deposition (CVD, Chemical Vapor Deposition) with a process atmosphere of process gases and exhaust gases which is as uniform as possible in the region of the substrates.
  • a uniform connection of the vacuum suction capacity to the entire surface of the substrate carrier unit can be achieved. This can be prevented, for example, pumping times or a layer quality significantly by the most unfavorable Substrate can be influenced on the substrate carrier device.
  • PVD processes use high vacuum pumps.
  • Substrate surfaces escaping water vapor can be effectively pumped out.
  • Lateral surface of the substrate carrier device e.g. a pylon, which is also needed for the arrangement of the coating sources.
  • a single large pipe connection is provided for pumping in a high vacuum. This leads to uneven pumping of water vapor in particular - this condenses (adsorbed) on wall areas, which are far away from the pipe connection.
  • an extended pumping time is required, which extends the cycle time of the entire system and reduces its productivity.
  • plasma processes such as plasma CVD for depositing a corrosion protection layer
  • plasma CVD for depositing a corrosion protection layer
  • This process requires the inflow and outflow of process gas or process exhaust evenly for all substrates. Otherwise, there will be long residence times of reactive gas and ultimately the formation of dust deposits.
  • the suction device may comprise at least two high-vacuum pumps and / or Vorvakuum boots, which are arranged spatially distributed, in particular parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device.
  • the suction device may comprise at least one closure for a closable suction opening, wherein the closable suction opening is arranged parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device.
  • This allows an advantageous arrangement of the suction device.
  • protective valves are required between the vacuum chamber flooded after each process run and the high-vacuum pumps or cold traps to be protected. These valves are usually very expensive for large pipe sections and thus expensive, as well as cumbersome and bulky.
  • valve plate If the valve plate is swiveled out perpendicularly to the cross-section to be blocked, the arrangement consumes at least twice the tube cross-sectional area on said, scarce lateral surface of the substrate carrier device, if the valve plate is rotated perpendicular to the surface to be blocked, it stands in the chamber and reduces the usable volume for the substrate carrier device.
  • the at least one closure may be formed by a flap which is elongated in the longitudinal direction of the substrate carrier device and which in the opened state projects only slightly into the chamber volume.
  • the flap can also be divided into two or more longitudinally divided wings. It is also conceivable a slide or more slide as a closure.
  • the same closure can advantageously - if the process control provided permits - at the same time shut off a high-vacuum pump and / or a cold trap when the vacuum chamber is vented.
  • Vacuum cleaning be provided on the substrate support means arranged substrates, wherein preferably the treatment source is one of the substrate support means
  • Substrate support means arranged substrates may be provided, wherein preferably the material source has a longitudinal extent corresponding to the substrate support means.
  • the emission characteristic of the material source can advantageously correspond to the longitudinal extent of the substrate carrier device and / or the extent of the flow depression of the suction device.
  • the material source can be arranged in consideration of their spatial radiation characteristics.
  • an evaporator element is here understood the angular dependence of the current density of the vaporized material of a built-in the evaporator bank.
  • the at least one source of material may be interchangeable with another source of material.
  • various sputter sources can be used, such as planar cathodes and tube cathodes, which can be exchanged between coating steps.
  • At least two different types of vacuum pump may be provided to at least two coating steps, each with different
  • Vacuum pump types such as high vacuum pumps for sputter coatings and backing pumps for CVD processes.
  • at least two different material sources can be provided in the vacuum chamber. Due to the elongated connection of the suction device is more space on the lateral surface of the particular about its longitudinal axis rotatable substrate support means, so that additional material sources can be provided, such as additional plasma source electrodes for accelerating plasma processes, additional sputtering sources to increase the flexibility of the vacuum coating system and the like.
  • Substrate support means arranged substrates may be provided, e.g. for accelerating the release of water vapor bound to the substrate surfaces for faster achievement of a suitable base pressure for the metallization of the substrates.
  • Suction power distribution of the suction device are formed at the location of the substrate carrier device.
  • Material sources may be designed to be elongate analogous to the suction power distribution on the substrate carrier device, in particular the lateral surface of a pylon
  • FIG. 1 shows a vacuum coating system according to the invention in longitudinal section with a
  • Figure 2 is a view of a substrate support means in the form of a pylon, with plasma electrodes, suction and radiation heating.
  • FIG. 1 shows a vacuum coating system 100 with a device 1 for the vacuum treatment of substrates in a vacuum chamber 10 with a cut-open housing 11 in order to explain the invention.
  • the device 1 comprises at least one substrate carrier device 60 and a suction device 19.
  • the suction device (19) has a suction opening 80 for gases and pumps 12, 16 connected to the suction opening 80.
  • the suction opening 80 has an effective area which extends parallel to a longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60 at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
  • the pumps are designed as a pre-vacuum device 12 and as a high-vacuum device 16.
  • the substrates are preferably three-dimensional substrates, for example for applications in the automotive sector, computers, communication or consumer electronics or the like.
  • the substrates are preferably made of a plastic material, but other materials are conceivable.
  • a cylindrical substrate support 60 in the form of a pylon serves to receive substrates (not shown).
  • the substrate carrier device 60 has a longitudinal extension 72 in the vertical direction.
  • the longitudinal extent 72 is typically in the range of 150 cm to 200 cm.
  • the substrate carrier device 60 is rotatable about a drivable longitudinal axis 70 as a rotation axis 74 and as a pylon, that is to say as a columnar framework structure.
  • FIG. 1 shows, for the sake of simplicity, no further details of the substrate carrier device 60 and also no substrates recorded by the device 60.
  • the substrate carrier device 60 forms a lateral surface 62. Adjacent to the lateral surface 62, a material source 50 in the form of a planar sputtering cathode 51 is arranged with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60. Between the longitudinal axis of the material source 50 and the axis of rotation 74 of the pylon
  • substrate carrier 60 an angular offset of less than 10 ° is provided.
  • material sources 50 in addition to sputtering cathodes also
  • Material source 50 are moved past.
  • the invention also includes devices with more than one substrate support means 60, each with a pylon with support means for substrates. It is advantageous if an angular offset of less than 10 ° is provided between the longitudinal axis of the material source and the axes of rotation of the pylons.
  • the vacuum coating system 100 further comprises a plasma source
  • Treatment source 40 for substrates The plasma source comprises means for exciting a
  • the treatment source 40 in particular plasma source, can be designed for the pretreatment of the substrate surfaces and / or for plasma coating, in particular by means of plasma CVD.
  • an inlet for Reaction gases 64 may be provided.
  • the treatment source 40 comprises an electrode 41 and a counter-electrode 42 and a grounded vacuum container (not shown) for generating a plasma, in particular a glow discharge for treating a surface of one or more substrates to be treated.
  • the electrodes 41, 42 are designed like a plate with a geometry that is essentially elongated parallel to the axis of rotation 74.
  • the treatment source 40 is operated with an alternating voltage, in particular a frequency between 1 Hz and 350 MHz, particularly preferably at 40 kHz.
  • the invention also includes further embodiments, as well as a further number of treatment sources, in particular for performing a plasma CVD process formed plasma sources, with which, for example, a top coat can be applied to a metal layer. It should also be understood that the invention may also include dedicated, separate plasma sources for certain treatments of the substrates. Furthermore, one of the treatment sources for more than one treatment process, such as glow discharge and PECVD can be provided.
  • the dimensioning of the material source 50 and the treatment source 40 in the direction of the axis of rotation 74 is tuned to compensate for spatial end effects, i. In the present case by a certain supernatant of sputter source 51 and treatment source 40 over the end portions of the substrate support means 60. Further, a drop, for example, a coating rate in the end regions of the material source 50 and the substrate support means 60 can be compensated by a corresponding measures, for example by diaphragms in a middle area between the end areas.
  • the suction device 19 forms a flow depression for process gas 64 and provides a suction system adapted to the structure of the substrate carrier device 60, in particular a pylon structure.
  • the flow sink extends at least twice as far along the longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60 as in a direction perpendicular thereto.
  • the flow sink substantially corresponds to a parallel to the longitudinal axis 70 of the
  • Substrate carrier elongated pumping channel 18 to the pumps 16 a, 16 b and
  • Vacuum connections 12a, 12b are connected.
  • the suction device 19 of the embodiment comprises at least two
  • High vacuum pumps 16a, 16b which are spatially distributed parallel to the longitudinal axis 70 and are mounted at the end of the pumping channel 18.
  • a Cold trap 20 provided with openings 21, 22 which release the pump cross-section of the individual pumps 16a, 16b.
  • pre-vacuum ports 12 are provided with outlets 12 a, 12 b at the upper and lower ends of the pumping channel 18.
  • the pumping channel 18 is connected to a
  • the suction opening 80 has one of the substrate support means 60 opposite
  • Extraction surface which extends parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate support means 60 at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
  • the suction device has a plurality of suction openings with suction surfaces opposite the substrate support device 60 whose total surface extends at least twice as far parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate support device 60 as in a direction perpendicular thereto.
  • the suction device 19 comprises at least one closure 30 for a closable cross section 31, wherein the closable cross section 31 is arranged parallel to the longitudinal axis 70.
  • the cross section 31 preferably corresponds to the cross section of the pumping channel 18.
  • the closure 30 is formed by a plurality of longitudinally divided flaps (only one of which can be seen in the figure), which can close the pumping channel 18 vacuum-tight, if the
  • Vacuum chamber 10 is vented between two process steps.
  • a suction power can be generated at the location of the substrate carrier device 60 which varies along the longitudinal extension 72 of the substrate carrier device 60 by at most 10%.
  • FIG. 2 shows a simplified representation of a view of a substrate support device 60 in the form of a pylon, with electrodes 41, 42 of a treatment source 40 and a suction device 60 and a radiant heater 90, the longitudinal axis 91 parallel to the longitudinal axis 70 of
  • Substrate carrier 60 is arranged.
  • the radiant heater 90 is used for thermal application of the
  • Substrate carrier 60 arranged substrates and accelerated by heating the substrates, the release of bound to the substrate surfaces of water vapor for faster achievement of a suitable base pressure for the metallization of the substrates.

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Abstract

The invention relates to a device for vacuum coating substrates in a vacuum chamber, characterized by a suction device (19) which comprises one or more suction openings (80) for gas and at least one pump (12, 16) connected to one or more suction openings (80). The one or more suction openings (80) has a working range which extends at least twice as wide, parallel to a longitudinal axis (70) of the substrate support device (60), than in a direction which is perpendicular thereto. The invention further relates to a vacuum coating device for vacuum coating by means of the device.

Description

Beschreibung  description
Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer Vakuumbeschichtungsanlage und Device for the vacuum treatment of substrates in a vacuum coating system and
Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Vorrichtung  Vacuum coating system with a device
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer The invention relates to a device for vacuum treatment of substrates in one
Vakuumbeschichtungsanlage sowie eine Vakuumbeschichtungsanlage mit einer solchen Vacuum coating system and a vacuum coating system with such
Vorrichtung jeweils nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. Device according to the preambles of the independent claims.
Systeme zur Vakuumbeschichtung von Substraten im Batch-Betrieb sind bekannt. So beschreiben beispielsweise die DE 37 31 688 A1 , EP 1 947 211 A1 oder WO 2012/010318 A1 jeweils Systems for vacuum coating of substrates in batch mode are known. For example, DE 37 31 688 A1, EP 1 947 211 A1 or WO 2012/010318 A1 each describe
Vorrichtungen zur Metallisierung von Substraten mit einer Vakuumkammer, in der zumindest eine Verdampferquelle, sowie Vorrichtungen zum Aufbringen von plasmapolymerisierten Devices for metallizing substrates with a vacuum chamber, in which at least one evaporator source, and devices for applying plasma-polymerized
Schutzschichten und eine Anzahl von um eine Zentralachse rotierenden Planeten-Substrathaltern angeordnet sind. Protective layers and a number of rotating about a central axis planet substrate holders are arranged.
Für die Herstellung von Beschichtungen mit gleicher Qualität auf den Substraten, insbesondere bei Vakuumbehandlungen mit nacheinander ablaufenden Beschichtungsschritten, ist entweder ein möglichst gutes Vakuum und/oder eine möglichst für alle Substrate gleichmäßige Versorgung mit Prozessgasen notwendig. For the production of coatings of the same quality on the substrates, in particular in vacuum treatment with successive coating steps, either the best possible vacuum and / or as far as possible uniform supply of process gases is necessary for all substrates.
Üblicherweise erfolgt die Evakuierung der Vakuumkammer, insbesondere die Absaugung der Prozessgase und Prozessabgase mittels Vakuumpumpen, die über eine zentrale Öffnung an die Vakuumkammer angeschlossen sind, so dass verschiedene Substrate deutlich verschiedenen Prozessbedingungen ausgesetzt sind und folglich Beschichtungen mit unterschiedlicher Qualität (unterschiedlichen Schichteigenschaften) erzeugt werden. Typically, the evacuation of the vacuum chamber, in particular the extraction of process gases and process emissions by means of vacuum pumps, which are connected via a central opening to the vacuum chamber, so that different substrates are exposed to significantly different process conditions and consequently coatings with different quality (different layer properties) are generated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Object of the present invention is a device for vacuum treatment of
Substraten in einer Vakuumkammer anzugeben, womit mit geringem Aufwand metallische Specify substrates in a vacuum chamber, which with little effort metallic
Schichten homogen auf Substrate mit hoher Qualität, kurzer Chargenzeit und hoher Produktivität aufgebracht werden können. Layers can be applied homogeneously to substrates with high quality, short batch time and high productivity.
Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Vakuumkammer anzugeben, die durch einen Platz sparenden Aufbau eine flexible Prozessführung erlaubt. Die Aufgabe wird mit dem Merkmal der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen. Furthermore, an object of the invention to provide a compact vacuum chamber, which allows a flexible process management by a space-saving design. The object is achieved with the feature of the independent claims. Advantageous embodiments can be found in the dependent claims, the description and the figures.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vakuumbeschichtung von Substraten in einer Vakuumkammer mittels zumindest einer Behandlungsquelle umfasst wenigstens eine The device according to the invention for vacuum coating substrates in a vacuum chamber by means of at least one treatment source comprises at least one
Substratträgereinrichtung zur Halterung von einem oder mehreren Substraten, wobei die Substrate carrier device for holding one or more substrates, wherein the
Substratträgereinrichtung eine Längsachse aufweist, eine Zuführeinrichtung für Prozessgas sowie wenigstens eine Saugeinrichtung, die eine oder mehrere Absaugöffnungen für Gase und zumindest eine, mit der oder den mehreren Absaugöffnungen verbundene Pumpe aufweist. Die eine oder mehreren Absaugöffnungen weisen einen Wirkungsbereich auf, der sich entlang einer Längsachse der Substratträgereinrichtung mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Substrate carrier device has a longitudinal axis, a supply device for process gas and at least one suction device having one or more suction openings for gases and at least one, connected to the one or more suction openings pump. The one or more suction openings have an area of action which extends at least twice as far along a longitudinal axis of the substrate carrier device as in a direction perpendicular thereto.
Vorteilhaft erlaubt die vorliegende Erfindung, die Gleichmäßigkeit von Vakuum-Saugvermögen, Prozessgaszufuhr und Beschichtungsfluss über eine langgestreckte Substratträgereinrichtung gegenüber den bekannten Lösungen zu verbessern. Insbesondere kann die Advantageously, the present invention allows to improve the uniformity of vacuum suction, process gas supply and coating flow over an elongated substrate support device over the known solutions. In particular, the
Substratträgereinrichtung einen oder mehrere zylindrische, rotierende Substratträger („Pylon") aufweisen, womit die Zykluszeit einer solchen Maschine bei verbesserter Beschichtungsqualität gesenkt und damit deren Produktivität gesteigert werden kann. Substrate support means comprise one or more cylindrical, rotating substrate carrier ("pylon"), whereby the cycle time of such a machine can be lowered with improved coating quality and thus their productivity can be increased.
Eine Beschichtung von Substraten kann mit entlang der Längserstreckung der A coating of substrates can along with along the longitudinal extent of
Substratträgereinrichtung gleicher Qualität erfolgen. Die Substratträgereinrichtung kann vertikal angeordnet sein, was räumlich eine relativ kleinflächige Vakuumbeschichtungsanlage ermöglicht, die eine vorhandene Raumhöhe gut ausnutzen kann. So können typische Pylonen als Substrate carrier device of the same quality done. The substrate carrier device can be arranged vertically, which spatially enables a relatively small-area vacuum coating system that can make good use of an existing room height. So can typical pylons as
Substratträgereinrichtungen Höhen im Meterbereich aufweisen. Substrate carriers have heights in the meter range.
Der Ausdruck vertikal bezieht sich auf die Vakuumkammer als Bezugssystem. Der Ausdruck Qualität bezieht sich auf Parameter der Eigenschaften der Beschichtung, insbesondere eine Schichtdicke, chemische Beständigkeit, einen Reflexionsfaktor und/oder einen Farbeindruck. The term vertical refers to the vacuum chamber as a reference system. The term quality refers to parameters of the properties of the coating, in particular a layer thickness, chemical resistance, a reflection factor and / or a color impression.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zum Einsatz in so genannten Batch- Vakuumbeschichtungsanlagen zur Durchführung mehrerer Beschichtungsschritte bei The device according to the invention is particularly suitable for use in so-called batch vacuum coating systems for carrying out a plurality of coating steps
verschiedenen Prozessbedingungen, insbesondere solche, die verschiedene different process conditions, especially those that are different
Pumpenkonfigurationen erfordern, wobei zu beschichtende Substrate (Werkstücke) auf einem ausgedehnten Bereich einer Substratträgereinrichtung angeordnet sind. Die Vorrichtung ist insbesondere für die Vakuum-Metallisierung dreidimensionaler Formteile, beispielsweise Fahrzeugleuchten-Reflektoren oder dergleichen, geeignet. Üblicherweise werden hierzu derartige Batch-Vakuumbeschichtungsanlagen eingesetzt, bei denen in einer einzigen Vakuumkammer alle zur Beschichtung nötigen Schritte nacheinander durchgeführt werden und die Vakuumkammer nach jedem Prozesslauf geflutet wird. Üblicherweise befinden sich in solchen Anlagen mehrere im gleichen Prozesslauf zu beschichtende Substrate. Um gleichwertige Require pump configurations, wherein to be coated substrates (workpieces) are arranged on an extended area of a substrate support means. The device is particularly suitable for the vacuum metallization of three-dimensional molded parts, for example vehicle lamp reflectors or the like. Usually, batch batch vacuum coating systems of this type are used in which all the steps necessary for coating are carried out in succession in a single vacuum chamber and the vacuum chamber is flooded after each process run. Usually, such systems have several substrates to be coated in the same process run. To equivalent
Beschichtung auf all diesen Substraten zu erreichen, können diese - z.B. mit Hilfe eines rotierenden Substratträgers - an der jeweils aktiven Beschichtungsquelle vorbeibewegt werden. To achieve coating on all these substrates, these -. with the help of a rotating substrate carrier - are moved past the respective active coating source.
Günstigerweise kann durch die Saugeinrichtung am Ort der Substratträgereinrichtung, Conveniently, by the suction device at the location of the substrate carrier device,
insbesondere an deren Oberfläche oder Mantelfläche, an der Substrate montiert sind, eine Saugleistung generierbar sein, die entlang der Längserstreckung der Substratträgereinrichtung nur wenig variiert. Die Erfindung erlaubt es, die Saugleistung der Vakuumpumpen möglichst gleichmäßig für alle Werkstücke auf der Substratträgereinrichtung zu realisieren. Dies kann für verschiedene aufeinanderfolgende Beschichtungsschritte erreicht werden, die unterschiedliche Vakuumpumpen erfordern können, so dass die Saugleistung der jeweils notwendigen In particular, at the surface or lateral surface, are mounted on the substrates, a suction power can be generated, which varies only slightly along the longitudinal extent of the substrate carrier device. The invention makes it possible to realize the suction power of the vacuum pumps as uniformly as possible for all workpieces on the substrate carrier device. This can be achieved for various sequential coating steps, which may require different vacuum pumps, so that the suction power of each necessary
Vakuumpumpen auf die Werkstücke gleichmäßig verteilt angreift. Vacuum pumps on the workpieces evenly distributed attacks.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Saugeinrichtung wenigstens zwei According to a favorable embodiment, the suction device can be at least two
Hochvakuumpumpen umfassen, die räumlich verteilt, insbesondere parallel zu der Längsachse der Substratträgereinrichtung, angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können wenigstens zwei entsprechend räumlich verteilte Vorvakuumeinrichtungen vorgesehen sein. High vacuum pumps comprise, which are spatially distributed, in particular parallel to the longitudinal axis of the substrate support means, are arranged. Additionally or alternatively, at least two corresponding spatially distributed Vorvakuumeinrichtungen be provided.
Vorteilhafterweise ist der Saugeinrichtung eine Absaugfläche zugeordnet, wobei die Absaugfläche parallel zu der Längsachse der Substratträgereinrichtung angeordnet ist. Insbesondere kann die Absaugfläche ein parallel zur Längsrichtung der Substratträgereinrichtung langgezogene Advantageously, the suction device is associated with a suction surface, wherein the suction surface is arranged parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device. In particular, the suction surface can be elongated parallel to the longitudinal direction of the substrate carrier device
Eingangsöffnung eines Pumpkanals sein, in dem mehrere Pumpen und/oder Vakuumanschlüsse angeordnet sind. Insbesondere kann die Absaugfläche eine Ausdehnung entlang der Längsachse von wenigstens 50% einer Längserstreckung der Substratträgereinrichtung aufweisen. Zur Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung der Saugleistung für kritische Prozessphasen bei der Beschichtung der Substrate kann ein zu den Vakuumpumpen führender Rohranschluss entlang der Längsachse der Substratträgereinrichtung langgezogen werden. Be inlet opening of a pumping channel in which a plurality of pumps and / or vacuum ports are arranged. In particular, the suction surface may have an extent along the longitudinal axis of at least 50% of a longitudinal extent of the substrate carrier device. To improve the uniform distribution of the suction power for critical process phases in the coating of the substrates, a pipe connection leading to the vacuum pumps can be elongated along the longitudinal axis of the substrate support device.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Absaugöffnung eine der According to an advantageous embodiment of the invention, the suction opening of the
Substratträgereinrichtung) gegenüberliegende Absaugfläche aufweisen, die sich entlang einer Längsachse der Substratträgereinrichtung mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Alternativ dazu können die mehreren Absaugöffnungen der Substratträgereinrichtung gegenüberliegende Absaugflächen aufweisen, deren Gesamtfläche sich entlang einer Längsachse der Substratträgereinrichtung mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Substrate support means) have opposite suction surface, which extends along a longitudinal axis of the substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto. Alternatively, the multiple suction openings of the Substrate support means have opposite suction surfaces, the total surface extends along a longitudinal axis of the substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
Vorteilhaft kann durch die Saugeinrichtung am Ort der Substratträgereinrichtung eine Saugleistung generierbar ist, so dass die mittels der Behandlungsquelle erfolgende Vakuumbehandlung von Substraten der Substratträgereinrichtung entlang der Längserstreckung der Advantageously, a suction power can be generated by the suction device at the location of the substrate carrier device, so that the vacuum treatment of substrates of the substrate carrier device taking place by means of the treatment source along the longitudinal extension of the
Substratträgereinrichtung mit gleicher Qualität erfolgen kann. Der Ausdruck Qualität bezieht sich auf Parameter der Eigenschaften der Beschichtung, insbesondere eine Schichtdicke, einen Reflexionsfaktor und/oder einen Farbeindruck. Substrate carrier device can be made with the same quality. The term quality refers to parameters of the properties of the coating, in particular a layer thickness, a reflection factor and / or a color impression.
Günstigerweise kann die Saugeinrichtung zumindest zwei Hochvakuumpumpen und/oder wenigstens zwei Vorvakuumeinrichtungen umfassen, die räumlich verteilt angeordnet sind. Conveniently, the suction device may comprise at least two high-vacuum pumps and / or at least two pre-vacuum devices, which are arranged spatially distributed.
Um eine effektive Anbindung dieser langgezogenen Absaugöffnung an die eine oder mehrere Vakuumpumpen zu erreichen, können diese vorzugsweise in mehrere kleine Einheiten aufgeteilt und über die Länge der Absaugöffnung verteilt sein. Es können sowohl Turbomolekularpumpen als auch Öldiffusionspumpen eingesetzt werden. Es können mehrere kleinere Pumpen eingesetzt werden, deren etwaige Mehrkosten durch Kosteneinsparungen an der Anlage überkompensiert werden können, etwa durch Einsparung großvolumiger Anlagenteile und Ventile, Vakuumleitungen und dergleichen. In order to achieve an effective connection of this elongated suction opening to the one or more vacuum pumps, they can preferably be divided into a plurality of small units and distributed over the length of the suction opening. Both turbomolecular pumps and oil diffusion pumps can be used. Several smaller pumps can be used, the possible additional costs can be overcompensated by cost savings on the system, such as saving large-volume equipment parts and valves, vacuum lines and the like.
Analog kann eine Saugleistung von Vorvakuumpumpen, die zum Abpumpen von Atmosphäre sowie für Plasmaprozesse eingesetzt werden können, ähnlich langgestreckt verteilt an die Analogously, a suction of Vorvakuumpumpen, which can be used for pumping out of atmosphere and for plasma processes, similarly elongated distributed to the
Vakuumkammer angebunden sein. Hierzu kann ein von dem langgezogenen Verschluss benötigte Raum in der Vakuumkammer vorteilhaft eingesetzt werden. Vacuum chamber be connected. For this purpose, a space required by the elongate closure in the vacuum chamber can be advantageously used.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vakuumbeschichtungsanlage geschaffen, in der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer According to a further aspect of the invention, a vacuum coating system is provided in which a device according to the invention for the vacuum treatment of substrates in one
Vakuumkammer eingesetzt ist, wobei eine Saugeinrichtung vorgesehen ist, die an eine an eine Struktur einer Substratträgereinrichtung angepasste Absaugung aufweist. Vorteilhaft bildet die Saugeinrichtung eine Strömungssenke für Prozessgas sowie die bei der Evakuierung anfallenden Gase - etwa auch solche, die von Substraten oder Kammerwänden desorbieren, die sich entlang einer Längsachse einer Substratträgereinrichtung mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Vacuum chamber is used, wherein a suction device is provided which has a suction adapted to a structure of a substrate carrier device. Advantageously, the suction means forms a flow sink for the process gas and the evacuation occurring gases - such as those desorbing from substrates or chamber walls, which extends along a longitudinal axis of a substrate support means at least twice as far as in a direction perpendicular thereto. This allows a uniform distribution of the supplied
Prozessgase entlang der Längserstreckung der Substratträgereinrichtung. Günstigerweise kann die Vakuumbeschichtungsanlage eine so genannte Batch- Vakuumbeschichtungsanlage sein, bei der in einer einzigen Vakuumkammer alle zur Beschichtung nötigen Schritte nacheinander durchgeführt werden. Die Vakuumkammer kann nach jedem Process gases along the longitudinal extent of the substrate carrier device. Conveniently, the vacuum coating system may be a so-called batch vacuum coating system in which all steps necessary for coating are carried out in succession in a single vacuum chamber. The vacuum chamber can after each
Prozesslauf geflutet werden. Process flow are flooded.
In der Vakuumkammer können sich alle benötigten Beschichtungswerkzeuge befinden, wie etwa eine Plasmaquelle zum Glimmen oder zur Abscheidung eines Plasma-CVD-Topcoats, Dampf- oder Sputterquellen für die eigentliche Metallisierung, ebenso Anschlüsse für die Prozessgaszufuhr der einzelnen Prozessschritte und für die - insbesondere für verschiedene Schritte verschiedene - Vakuumpumpen. Es können mehrere im gleichen Prozesslauf zu beschichtende Substrate auf der Substratträgereinheit angeordnet sein. Um gleichwertige Beschichtung auf all diesen Substraten zu erreichen, können diese - z.B. mit Hilfe einer rotierenden Substratträgereinrichtung - an der jeweils aktiven Beschichtungsquelle vorbeibewegt werden. Vorteilhaft lässt sich die Saugleistung der Saugeinrichtung möglichst gleichmäßig für alle Werkstücke realisieren. Ebenso kann eine Gaszufuhr möglichst gleichmäßig entlang der Längserstreckung der Substratträgereinheit realisiert sein. In the vacuum chamber, all the required coating tools can be located, such as a plasma source for smoldering or deposition of a plasma CVD topcoat, steam or sputter sources for the actual metallization, as well as connections for the process gas supply of the individual process steps and for - in particular for various Steps different - Vacuum pumps. Several substrates to be coated in the same process run can be arranged on the substrate carrier unit. In order to achieve equivalent coating on all these substrates, these - e.g. with the help of a rotating substrate carrier device - are moved past the respective active coating source. Advantageously, the suction power of the suction device can be realized as uniformly as possible for all workpieces. Likewise, a gas supply can be realized as uniformly as possible along the longitudinal extension of the substrate carrier unit.
Kritisch für eine gleichmäßige Schichtqualität ist insbesondere die Saugleistungs-Ankopplung an die Vakuumkammer in zwei Beschichtungsphasen: In particular, the suction power coupling to the vacuum chamber in two coating phases is critical for a uniform layer quality:
- Metallisierung mittels PVD (Physical Vapour Deposition, etwa Zerstäuben oder thermisches Verdampfen) mit einem möglichst sauberen Basisvakuum, Metallization by means of PVD (Physical Vapor Deposition, such as sputtering or thermal evaporation) with as clean a base vacuum as possible,
Beschichtungsschritte mit Plasmaabscheidung (CVD, Chemical Vapor Deposition) mit einer im Bereich der Substrate möglichst I gleichmäßigen Prozessatmosphäre aus Prozessgasen und -abgasen. Coating steps with plasma deposition (CVD, Chemical Vapor Deposition) with a process atmosphere of process gases and exhaust gases which is as uniform as possible in the region of the substrates.
Für beide Beschichtungsphasen werden unterschiedliche Pumpsysteme eingesetzt, wobei eine hohe Saugleistung gewünscht ist. Eine hohe Saugleistung im Hochvakuum erfordert üblicherweise große Leitungsquerschnitte, was üblicherweise erhebliche Kosten für entsprechende großvolumige Ventile mit sich bringt. Bei der erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage können daher sowohl teure Ventile als auch Vakuumleitungen eingespart werden, was das Anlagenvolumen verkleinert und Zykluszeiten verkürzt. For both coating phases different pumping systems are used, whereby a high suction power is desired. A high suction power in a high vacuum usually requires large cable cross-sections, which usually involves considerable costs for corresponding large-volume valves. In the vacuum coating system according to the invention, therefore, both expensive valves and vacuum lines can be saved, which reduces the system volume and shortens cycle times.
Erfindungsgemäß kann eine gleichmäßige Anbindung des Vakuum-Saugvermögens an der gesamten Oberfläche der Substratträgereinheit erreicht werden. Damit kann verhindert werden, dass etwa Pumpzeiten oder eine Schichtqualität wesentlich durch das am ungünstigsten liegende Substrat auf der Substratträgereinrichtung beeinflusst werden. According to the invention, a uniform connection of the vacuum suction capacity to the entire surface of the substrate carrier unit can be achieved. This can be prevented, for example, pumping times or a layer quality significantly by the most unfavorable Substrate can be influenced on the substrate carrier device.
Bei PVD-Verfahren werden Hochvakuumpumpen eingesetzt. Vorteilhaft kann der aus den PVD processes use high vacuum pumps. Advantageously, from the
Substratoberflächen entweichende Wasserdampf effektiv abgepumpt werden. Es kann eine Kombination aus Hochvakuumpumpe, z.B. Öldiffusionspumpe, Turbomolekularpumpe, und einer Kältefalle zum Ausfrieren von Wasserdampf eingesetzt werden. Hohe Saugleistung im Substrate surfaces escaping water vapor can be effectively pumped out. There may be a combination of high vacuum pump, e.g. Oil diffusion pump, turbomolecular pump, and a cold trap are used for freezing of water vapor. High suction power in the
Hochvakuum erfordert große Leitungsquerschnitte. Zur Ankopplung steht die begrenzte High vacuum requires large cable cross sections. For coupling is the limited
Mantelfläche der Substratträgereinrichtung, z.B. eines Pylons, zur Verfügung, welche auch für die Anordnung der Beschichtungsquellen benötigt wird. Bei bekannten Vakuumbeschichtungsanlagen ist ein einzelner großer Rohranschluss für das Pumpen im Hochvakuum vorgesehen. Dies führt zu ungleichmäßigem Pumpen besonders von Wasserdampf - dieser kondensiert (adsorbiert) an Wandbereichen, welche vom Rohranschluss weit entfernt liegen. Um für die dort befindlichen Substrate ein ausreichendes Vakuum für akzeptable Beschichtungsqualität zu erreichen, ist eine verlängerte Pumpzeit nötig, welche die Zykluszeit der gesamten Anlage verlängert und deren Produktivität verringert. Lateral surface of the substrate carrier device, e.g. a pylon, which is also needed for the arrangement of the coating sources. In known vacuum coating systems, a single large pipe connection is provided for pumping in a high vacuum. This leads to uneven pumping of water vapor in particular - this condenses (adsorbed) on wall areas, which are far away from the pipe connection. In order to achieve a sufficient vacuum for acceptable coating quality for the substrates located there, an extended pumping time is required, which extends the cycle time of the entire system and reduces its productivity.
Plasmaprozesse, wie Plasma-CVD zur Abscheidung einer Korrosionsschutzschicht, erfolgen dagegen meist im Vorvakuum. Dieser Prozess erfordert das An- und Abströmen von Prozessgas bzw. Prozessabgas gleichmäßig für alle Substrate. Andernfalls kommt es zu langen Verweilzeiten von reaktivem Gas und letztlich zur Bildung von Staubablagerungen. In contrast, plasma processes, such as plasma CVD for depositing a corrosion protection layer, usually take place in a pre-vacuum. This process requires the inflow and outflow of process gas or process exhaust evenly for all substrates. Otherwise, there will be long residence times of reactive gas and ultimately the formation of dust deposits.
Aus der erwähnten begrenzten Verfügbarkeit an Platz für mehrere Pumpanschlüsse auf der Mantelfläche der Substratträgereinrichtung wird bei bekannten Anlagen üblicherweise nur ein solcher Anschluss vorgesehen, der auch noch Hoch- und Vorvakuumsaugleitung vereint. From the mentioned limited availability of space for multiple pump connections on the lateral surface of the substrate carrier device usually only one such connection is provided in known systems, which also combines high and Vorvakuumsaugleitung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Saugeinrichtung wenigstens zwei Hochvakuumpumpen und/oder Vorvakuumeinrichtungen umfassen, die räumlich verteilt angeordnet sind, insbesondere parallel zu der Längsachse der Substratträgereinrichtung. According to an advantageous embodiment of the invention, the suction device may comprise at least two high-vacuum pumps and / or Vorvakuumeinrichtungen, which are arranged spatially distributed, in particular parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device.
Vorteilhaft kann die Saugeinrichtung wenigstens einen Verschluss für eine verschließbaren Absaugöffnung umfassen, wobei die verschließbare Absaugöffnung parallel zu der Längsachse der Substratträgereinrichtung angeordnet ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Anordnung der Saugeinrichtung. Beim Betrieb von Hochvakuumpumpen an Batchanlagen sind Schutzventile zwischen der nach jedem Prozesslauf gefluteten Vakuumkammer und den hiervor zu schützenden Hochvakuumpumpen bzw. Kältefallen notwendig. Diese Ventile sind für große Rohrquerschnitte üblicherweise sehr aufwändig und damit teuer, sowie umständlich und voluminös. Schwenkt man die Ventilplatte senkrecht zu dem zu sperrenden Querschnitt heraus, so verbraucht die Anordnung mindestens die doppelte Rohr-Querschnittsfläche auf der erwähnten, knappen Mantelfläche der Substratträgereinrichtung, dreht man die Ventilplatte senkrecht zur zu sperrenden Fläche, so steht sie in die Kammer hinein und verringert das für die Substratträgereinrichtung nutzbare Volumen. Advantageously, the suction device may comprise at least one closure for a closable suction opening, wherein the closable suction opening is arranged parallel to the longitudinal axis of the substrate carrier device. This allows an advantageous arrangement of the suction device. When operating high-vacuum pumps on batch systems, protective valves are required between the vacuum chamber flooded after each process run and the high-vacuum pumps or cold traps to be protected. These valves are usually very expensive for large pipe sections and thus expensive, as well as cumbersome and bulky. If the valve plate is swiveled out perpendicularly to the cross-section to be blocked, the arrangement consumes at least twice the tube cross-sectional area on said, scarce lateral surface of the substrate carrier device, if the valve plate is rotated perpendicular to the surface to be blocked, it stands in the chamber and reduces the usable volume for the substrate carrier device.
Der wenigstens eine Verschluss kann durch eine in Längsrichtung der Substratträgereinrichtung langgezogene Klappe gebildet sein, die im geöffneten Zustand nur wenig in das Kammervolumen hinein ragt. Die Klappe kann auch in zwei oder mehr längs geteilte Flügel aufgeteilt sein. Denkbar ist auch ein Schieber oder mehrere Schieber als Verschluss. Derselbe Verschluss kann vorteilhafterweise - sofern die vorgesehene Prozessführung dies zulässt - gleichzeitig eine Hochvakuumpumpe und/oder eine Kältefalle absperren, wenn die Vakuumkammer belüftet wird. The at least one closure may be formed by a flap which is elongated in the longitudinal direction of the substrate carrier device and which in the opened state projects only slightly into the chamber volume. The flap can also be divided into two or more longitudinally divided wings. It is also conceivable a slide or more slide as a closure. The same closure can advantageously - if the process control provided permits - at the same time shut off a high-vacuum pump and / or a cold trap when the vacuum chamber is vented.
Vorteilhaft kann in der Vakuumbeschichtungsanlage eine Behandlungsquelle zur Advantageously, in the vacuum coating system, a treatment source for
Vakuumreinigung von auf der Substratträgereinrichtung angeordneten Substraten vorgesehen sein, wobei vorzugsweise die Behandlungsquelle eine der Substratträgereinrichtung Vacuum cleaning be provided on the substrate support means arranged substrates, wherein preferably the treatment source is one of the substrate support means
entsprechende Längserstreckung aufweist. has corresponding longitudinal extent.
Ferner kann wenigstens eine Materialquelle zur Vakuumbeschichtung von auf der Furthermore, at least one material source for vacuum coating of the on
Substratträgereinrichtung angeordneten Substraten vorgesehen sein, wobei vorzugsweise die Materialquelle eine der Substratträgereinrichtung entsprechende Längserstreckung aufweist. Vorteilhaft kann die Abstrahlcharakteristik der Materialquelle mit der Längserstreckung der Substratträgereinrichtung und/oder der Ausdehnung der Strömungssenke der Saugeinrichtung korrespondieren. Substrate support means arranged substrates may be provided, wherein preferably the material source has a longitudinal extent corresponding to the substrate support means. The emission characteristic of the material source can advantageously correspond to the longitudinal extent of the substrate carrier device and / or the extent of the flow depression of the suction device.
Günstigerweise kann die Materialquelle unter Beachtung ihrer räumlichen Abstrahlcharakteristik angeordnet sein. Unter Abstrahlcharakteristik beispielsweise eines Verdampferelements wird hier die Winkelabhängigkeit der Stromdichte des verdampften Materials eines in die Verdampferbank eingebauten verstanden. Conveniently, the material source can be arranged in consideration of their spatial radiation characteristics. Under radiation characteristic, for example, an evaporator element is here understood the angular dependence of the current density of the vaporized material of a built-in the evaporator bank.
Günstigerweise kann die wenigstens eine Materialquelle gegen eine andere Materialquelle austauschbar angeordnet sein. Beispielsweise können verschiedene Sputterquellen eingesetzt werden, etwa planare Kathoden und Rohrkathoden, die zwischen Beschichtungsschritten getauscht werden können. Conveniently, the at least one source of material may be interchangeable with another source of material. For example, various sputter sources can be used, such as planar cathodes and tube cathodes, which can be exchanged between coating steps.
Zweckmäßigerweise können wenigstens zwei unterschiedliche Vakuumpumpenarten vorgesehen sein, um wenigstens zwei Beschichtungsschritte mit jeweils unterschiedlichen Conveniently, at least two different types of vacuum pump may be provided to at least two coating steps, each with different
Vakuumpumpenarten durchzuführen, etwa Hochvakuumpumpen für Sputterbeschichtungen und Vorvakuumpumpen für CVD-Prozesse. Vorteilhaft können wenigstens zwei unterschiedliche Materialquellen in der Vakuumkammer vorgesehen sein. Durch die langgestreckte Anbindung der Saugeinrichtung ist mehr Platz auf der Mantelfläche der insbesondere um ihre Längsachse drehbaren Substratträgereinrichtung, so dass zusätzliche Materialquellen vorgesehen sein können, wie etwa zusätzlichen Plasmaquellen- Elektroden zur Beschleunigung von Plasmaprozessen, zusätzliche Sputterquellen zur Erhöhung der Flexibilität der Vakuumbeschichtungsanlage und dergleichen. Vacuum pump types, such as high vacuum pumps for sputter coatings and backing pumps for CVD processes. Advantageously, at least two different material sources can be provided in the vacuum chamber. Due to the elongated connection of the suction device is more space on the lateral surface of the particular about its longitudinal axis rotatable substrate support means, so that additional material sources can be provided, such as additional plasma source electrodes for accelerating plasma processes, additional sputtering sources to increase the flexibility of the vacuum coating system and the like.
Ferner kann auch eine Strahlungsheizung zur thermischen Beaufschlagung von auf der Furthermore, a radiant heater for the thermal loading of on the
Substratträgereinrichtung angeordneten Substraten vorgesehen sein, z.B. zur Beschleunigung der Freisetzung von an den Substratoberflächen gebundenen Wasserdampfes zum schnelleren Erreichen eines geeigneten Basisdrucks für die Metallisierung der Substrate. Substrate support means arranged substrates may be provided, e.g. for accelerating the release of water vapor bound to the substrate surfaces for faster achievement of a suitable base pressure for the metallization of the substrates.
Besonders vorteilhaft sind eine oder mehrere Materialquellen, die entsprechend einer Particularly advantageous are one or more sources of material, which correspond to a
Saugleistungsverteilung der Saugeinrichtung am Ort der Substratträgereinrichtung ausgebildet sind. Materialquellen können analog der Saugleistungsverteilung an der Substratträgereinrichtung, insbesondere der Mantelfläche eines Pylons, langgestreckt ausgebildet sein Suction power distribution of the suction device are formed at the location of the substrate carrier device. Material sources may be designed to be elongate analogous to the suction power distribution on the substrate carrier device, in particular the lateral surface of a pylon
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: The invention is explained in more detail below by way of example with reference to drawings. In a schematic representation:
Figur 1 eine erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage im Längsschnitt mit einer 1 shows a vacuum coating system according to the invention in longitudinal section with a
Vorrichtung zur Vakuumbehandlung von Substraten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und  Apparatus for the vacuum treatment of substrates according to an embodiment of the invention; and
Figur 2 eine Ansicht einer Substratträgereinrichtung in Form eines Pylons, mit Plasma- Elektroden, Saugeinrichtung und Strahlungsheizung. Figure 2 is a view of a substrate support means in the form of a pylon, with plasma electrodes, suction and radiation heating.
Figur 1 zeigt zur Erläuterung der Erfindung eine Vakuumbeschichtungsanlage 100 mit einer Vorrichtung 1 zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer Vakuumkammer 10 mit einem aufgeschnittenen Gehäuse 11 . Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest eine Substratträgereinrichtung 60 sowie eine Saugeinrichtung 19. FIG. 1 shows a vacuum coating system 100 with a device 1 for the vacuum treatment of substrates in a vacuum chamber 10 with a cut-open housing 11 in order to explain the invention. The device 1 comprises at least one substrate carrier device 60 and a suction device 19.
Die Saugeinrichtung (19) weist eine Absaugöffnung 80 für Gase und mit der Absaugöffnung 80 verbundene Pumpen 12, 16 auf. Die Absaugöffnung 80 weist einen Wirkungsbereich auf, der sich parallel einer Längsachse 70 der Substratträgereinrichtung 60 mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Die Pumpen sind als Vorvakuumeinrichtung 12 und als Hochvakuumeinrichtung 16 ausgebildet. The suction device (19) has a suction opening 80 for gases and pumps 12, 16 connected to the suction opening 80. The suction opening 80 has an effective area which extends parallel to a longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60 at least twice as far as in a direction perpendicular thereto. The pumps are designed as a pre-vacuum device 12 and as a high-vacuum device 16.
Die Substrate sind vorzugsweise dreidimensionale Substrate beispielsweise für Anwendungen im Automotive-Bereich, Computer, Kommunikations- oder Konsumer-Elektronik oder dergleichen. Die Substrate bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, wobei jedoch auch andere Materialien vorstellbar sind. The substrates are preferably three-dimensional substrates, for example for applications in the automotive sector, computers, communication or consumer electronics or the like. The substrates are preferably made of a plastic material, but other materials are conceivable.
Eine zylinderförmige Substratträgereinrichtung 60 in Form eines Pylons dient zur Aufnahme von Substraten (nicht dargestellt). Die Substratträgereinrichtung 60 weist eine Längserstreckung 72 in vertikaler Richtung auf. Die Längserstreckung 72 liegt typischerweise im Bereich von 150 cm bis 200 cm. Die Substratträgereinrichtung 60 ist um eine antreibbare Längsachse 70 als Drehachse 74 drehbar und als Pylon, dass heißt als säulenartige Gerüststruktur, ausgebildet. In Figur 1 sind zur Vereinfachung keine weiteren Details der Substratträgereinrichtung 60 sowie auch keine von der Einrichtung 60 aufgenommenen Substrate dargestellt. A cylindrical substrate support 60 in the form of a pylon serves to receive substrates (not shown). The substrate carrier device 60 has a longitudinal extension 72 in the vertical direction. The longitudinal extent 72 is typically in the range of 150 cm to 200 cm. The substrate carrier device 60 is rotatable about a drivable longitudinal axis 70 as a rotation axis 74 and as a pylon, that is to say as a columnar framework structure. FIG. 1 shows, for the sake of simplicity, no further details of the substrate carrier device 60 and also no substrates recorded by the device 60.
Bei der Rotation bildet die Substratträgereinrichtung 60 eine Mantelfläche 62 aus. Benachbart zur Mantelfläche 62 ist eine Materialquelle 50 in Form einer planaren Sputterkathode 51 mit ihrer Längsachse parallel zur Längsachse 70 der Substratträgereinrichtung 60 angeordnet. Zwischen der Längsachse der Materialquelle 50 und der Drehachse 74 des Pylons During rotation, the substrate carrier device 60 forms a lateral surface 62. Adjacent to the lateral surface 62, a material source 50 in the form of a planar sputtering cathode 51 is arranged with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60. Between the longitudinal axis of the material source 50 and the axis of rotation 74 of the pylon
(Substratträgereinrichtung 60) ist ein Winkelversatz von weniger als 10° vorgesehen. Es können mehrere Materialquellen 50 vorgesehen sein, neben Sputterkathoden auch (Substrate carrier 60), an angular offset of less than 10 ° is provided. There may be provided a plurality of material sources 50, in addition to sputtering cathodes also
Verdampfungseinrichtungen. Um gleichwertige Beschichtung auf den Substraten zu erreichen, können diese Hilfe der rotierenden Substratträgereinrichtung 60 an der jeweils aktiven Evaporation equipment. In order to achieve equivalent coating on the substrates, this help of the rotating substrate support means 60 at the respectively active
Materialquelle 50 vorbeibewegt werden. Material source 50 are moved past.
Es versteht sich, dass die Erfindung auch Vorrichtungen mit mehr als einer Substratträgereinrichtung 60 umfasst, jeweils mit einem Pylon mit Halterungsmitteln für Substrate. Dabei ist vorteilhaft, wenn zwischen Längsachse von Materialquelle und den Drehachsen der Pylone ein Winkelversatz von weniger als 10° vorgesehen ist. It is understood that the invention also includes devices with more than one substrate support means 60, each with a pylon with support means for substrates. It is advantageous if an angular offset of less than 10 ° is provided between the longitudinal axis of the material source and the axes of rotation of the pylons.
Die Vakuumbeschichtungsanlage 100 umfasst ferner eine als Plasmaquelle ausgebildete The vacuum coating system 100 further comprises a plasma source
Behandlungsquelle 40 für Substrate. Die Plasmaquelle umfasst Mittel zur Anregung einer Treatment source 40 for substrates. The plasma source comprises means for exciting a
Plasmaentladung in einem Bereich, in dem die Substratträgereinrichtung 60 angeordnet ist, um eine Plasmabehandlung der Substrate zu ermöglichen. Die Behandlungsquelle 40, insbesondere Plasmaquelle, kann zur Vorbehandlung der Substratoberflächen und/oder zu Plasmabeschichtung, insbesondere mittels Plasma -CVD, ausgebildet sein. Insbesondere kann ferner ein Einlass für Reaktionsgase 64 vorgesehen sein. Plasma discharge in a region in which the substrate support means 60 is arranged to allow a plasma treatment of the substrates. The treatment source 40, in particular plasma source, can be designed for the pretreatment of the substrate surfaces and / or for plasma coating, in particular by means of plasma CVD. In particular, an inlet for Reaction gases 64 may be provided.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Behandlungsquelle 40 eine Elektrode 41 und eine Gegenelektrode 42 sowie einen (nicht dargestellten) geerdeten Vakuumbehälter zur Erzeugung eines Plasmas, insbesondere einer Glimmentladung zur Behandlung einer zu behandelnden Oberfläche eines oder mehrerer Substrate. Die Elektroden 41 , 42 sind plattenartig mit einer im Wesentlichen parallel zur Drehachse 74 lang gestreckten Geometrie ausgelegt. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the treatment source 40 comprises an electrode 41 and a counter-electrode 42 and a grounded vacuum container (not shown) for generating a plasma, in particular a glow discharge for treating a surface of one or more substrates to be treated. The electrodes 41, 42 are designed like a plate with a geometry that is essentially elongated parallel to the axis of rotation 74.
Bevorzugt wird die Behandlungsquelle 40 mit einer Wechselspannung betrieben, insbesondere einer Frequenz zwischen 1 Hz und 350 MHz, besonders bevorzugt bei 40 kHz. Preferably, the treatment source 40 is operated with an alternating voltage, in particular a frequency between 1 Hz and 350 MHz, particularly preferably at 40 kHz.
Es versteht sich, dass die Erfindung auch weitere Ausbildungen, sowie eine weitere Anzahl von Behandlungsquellen umfasst, insbesondere zur Ausführung eines Plasma-CVD-Prozesses ausgebildete Plasmaquellen, mit denen beispielsweise ein Top-Coat auf eine Metallschicht aufgebracht werden kann. Ferner versteht es sich, dass die Erfindung auch für bestimmte Behandlungen der Substrate dedizierte, getrennte Plasmaquellen umfassen kann. Ferner kann auch eine der Behandlungsquellen für mehr als einen Behandlungsprozess, beispielsweise Glimmentladung und PECVD vorgesehen sein. It is understood that the invention also includes further embodiments, as well as a further number of treatment sources, in particular for performing a plasma CVD process formed plasma sources, with which, for example, a top coat can be applied to a metal layer. It should also be understood that the invention may also include dedicated, separate plasma sources for certain treatments of the substrates. Furthermore, one of the treatment sources for more than one treatment process, such as glow discharge and PECVD can be provided.
Die Dimensionierung der Materialquelle 50 sowie der Behandlungsquelle 40 in Richtung der Drehachse 74 ist abgestimmt zur Kompensation von räumlichen Endeffekten, d.h. im vorliegenden Fall durch einen gewissen Überstand von Sputterquelle 51 bzw. Behandlungsquelle 40 über die Endbereiche der Substratträgereinrichtung 60. Ferner kann ein Abfall beispielsweise, einer Beschichtungsrate in den Endbereichen der Materialquelle 50 bzw. der Substratträgereinrichtung 60 durch eine entsprechend Maßnahmen kompensiert werden, beispielsweise durch Blenden in einem mittleren Bereich zwischen den Endbereichen. The dimensioning of the material source 50 and the treatment source 40 in the direction of the axis of rotation 74 is tuned to compensate for spatial end effects, i. In the present case by a certain supernatant of sputter source 51 and treatment source 40 over the end portions of the substrate support means 60. Further, a drop, for example, a coating rate in the end regions of the material source 50 and the substrate support means 60 can be compensated by a corresponding measures, for example by diaphragms in a middle area between the end areas.
Die Saugeinrichtung 19 bildet eine Strömungssenke für Prozessgas 64 und stellt eine an die Struktur der Substratträgereinrichtung 60, insbesondere eine Pylonstruktur, angepaßte Absaugung für Gase zur Verfügung. Die Strömungssenke erstreckt sich entlang der Längsachse 70 der Substratträgereinrichtung 60 mindestens doppelt so weit wie in einer Richtung senkrecht dazu. Die Strömungssenke entspricht im Wesentlichen einem parallel zur Längsachse 70 der The suction device 19 forms a flow depression for process gas 64 and provides a suction system adapted to the structure of the substrate carrier device 60, in particular a pylon structure. The flow sink extends at least twice as far along the longitudinal axis 70 of the substrate carrier device 60 as in a direction perpendicular thereto. The flow sink substantially corresponds to a parallel to the longitudinal axis 70 of the
Substratträgereinrichtung langgestreckten Pumpkanal 18, an den Pumpen 16a, 16b und Substrate carrier elongated pumping channel 18, to the pumps 16 a, 16 b and
Vakuumanschlüsse 12a, 12b angeschlossen sind. Vacuum connections 12a, 12b are connected.
Die Saugeinrichtung 19 des Ausführungsbeispiels umfaßt dabei wenigstens zwei The suction device 19 of the embodiment comprises at least two
Hochvakuumpumpen 16a, 16b, die räumlich verteilt parallel der Längsachse 70 angeordnet sind und am Ende des Pumpkanals 18 montiert sind. Zur Verbesserung der Pumpleistung ist eine Kühlfalle 20 vorgesehen mit Öffnungen 21 , 22 die den Pumpquerschnitt der einzelnen Pumpen 16a, 16b freigeben. Ferner sind Vorvakuumanschlüsse 12 mit Auslässen 12a, 12b am oberen und unteren Ende des Pumpkanals 18 vorgesehen. Der Pumpkanal 18 ist mit einem High vacuum pumps 16a, 16b, which are spatially distributed parallel to the longitudinal axis 70 and are mounted at the end of the pumping channel 18. To improve the pumping power is a Cold trap 20 provided with openings 21, 22 which release the pump cross-section of the individual pumps 16a, 16b. Further, pre-vacuum ports 12 are provided with outlets 12 a, 12 b at the upper and lower ends of the pumping channel 18. The pumping channel 18 is connected to a
Strömungsreduzierenden Gitter 81 zur Vakuumkammer 10 abgeschlossen. Flow reducing grid 81 to the vacuum chamber 10 completed.
Die Absaugöffnung 80 weist eine der Substratträgereinrichtung 60 gegenüberliegende The suction opening 80 has one of the substrate support means 60 opposite
Absaugfläche auf, die sich parallel der Längsachse 70 der Substratträgereinrichtung 60 mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. In einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) weist die Saugeinrichtung mehrere Absaugöffnungen mit der Substratträgereinrichtung 60 gegenüberliegenden Absaugflächen auf, deren Gesamtfläche sich parallel der Längsachse 70 der Substratträgereinrichtung 60 mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. Extraction surface, which extends parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate support means 60 at least twice as far as in a direction perpendicular thereto. In a further embodiment (not shown), the suction device has a plurality of suction openings with suction surfaces opposite the substrate support device 60 whose total surface extends at least twice as far parallel to the longitudinal axis 70 of the substrate support device 60 as in a direction perpendicular thereto.
Die Saugeinrichtung 19 umfasst wenigstens einen Verschluss 30 für einen verschließbaren Querschnitt 31 , wobei der verschließbare Querschnitt 31 parallel zu der Längsachse 70 angeordnet ist. Der Querschnitt 31 entspricht vorzugsweise dem Querschnitt des Pumpkanals 18. The suction device 19 comprises at least one closure 30 for a closable cross section 31, wherein the closable cross section 31 is arranged parallel to the longitudinal axis 70. The cross section 31 preferably corresponds to the cross section of the pumping channel 18.
Der Verschluss 30 ist durch mehrere in Längsrichtung geteilte Klappen gebildet (nur eine davon ist in der Figur zu sehen), die den Pumpkanal 18 vakuumdicht abschließen können, falls die The closure 30 is formed by a plurality of longitudinally divided flaps (only one of which can be seen in the figure), which can close the pumping channel 18 vacuum-tight, if the
Vakuumkammer 10 zwischen zwei Prozessschritten belüftet wird. Vacuum chamber 10 is vented between two process steps.
Durch die Saugeinrichtung 19 ist am Ort der Substratträgereinrichtung 60 eine Saugleistung generierbar, die entlang der Längserstreckung 72 der Substratträgereinrichtung 60 um höchstens 10% variiert. By means of the suction device 19, a suction power can be generated at the location of the substrate carrier device 60 which varies along the longitudinal extension 72 of the substrate carrier device 60 by at most 10%.
Figur 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Ansicht einer Substratträgereinrichtung 60 in Form eines Pylons, mit Elektroden 41 , 42 einer Behandlungsquelle 40 und einer Saugeinrichtung 60 sowie einer Strahlungsheizung 90, deren Längsachse 91 parallel zur Längsachse 70 der 2 shows a simplified representation of a view of a substrate support device 60 in the form of a pylon, with electrodes 41, 42 of a treatment source 40 and a suction device 60 and a radiant heater 90, the longitudinal axis 91 parallel to the longitudinal axis 70 of
Substratträgereinrichtung 60 angeordnet ist. Substrate carrier 60 is arranged.
Die Strahlungsheizung 90 dient zur thermischen Beaufschlagung von auf der The radiant heater 90 is used for thermal application of the
Substratträgereinrichtung 60 angeordneten Substraten und beschleunigt durch Erhitzen der Substrate die Freisetzung von an den Substratoberflächen gebundenen Wasserdampf zum schnelleren Erreichen eines geeigneten Basisdrucks für die Metallisierung der Substrate. Bezugszeichenliste Substrate carrier 60 arranged substrates and accelerated by heating the substrates, the release of bound to the substrate surfaces of water vapor for faster achievement of a suitable base pressure for the metallization of the substrates. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Vorrichtung contraption
Vakuum kämm er  Vacuum he comb
Gehäuse  casing
Vorvakuumeinrichtung Vorvakuumeinrichtung
a, 12b Vakuumanschluss a, 12b vacuum connection
Hochvakuumeinrichtung High Vacuum Equipment
a, 16b Pumpe a, 16b pump
Pumpkanal  pump channel
Saugeinrichtung  suction
Kühlfalle  cold trap
Öffnung  opening
Öffnung  opening
Ventil  Valve
Querschnitt  cross-section
Behandlungsquelle  treatment source
Elektrode  electrode
Elektrode  electrode
Materialquelle  material source
Sputterquelle  sputtering
Substratträgereinrichtung  Substrate support means
Mantelfläche  lateral surface
Prozessgas  process gas
Längsachse  longitudinal axis
Längserstreckung  longitudinal extension
Absaugöffnung  suction
Belüftungsschutz  ventilation protection
Heizeinrichtung  heater
Längsachse longitudinal axis
0 Beschichtungsanlage 0 coating system

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung (1 ) zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer Vakuumkammer (10) 1 . Device (1) for the vacuum treatment of substrates in a vacuum chamber (10)
mittels zumindest einer Behandlungsquelle (40, 50), mit wenigstens einer  by means of at least one treatment source (40, 50), with at least one
Substratträgereinrichtung (60) zur Halterung von einem oder mehreren Substraten, wobei die Substratträgereinrichtung (60) eine Längsachse (70) aufweist, einer Zuführeinrichtung (64) für Prozessgas sowie wenigstens einer Saugeinrichtung (19), die eine oder mehrere Absaugöffnungen (80) für Gase und zumindest eine, mit der oder den mehreren  Substrate carrier device (60) for holding one or more substrates, the substrate carrier device (60) having a longitudinal axis (70), a feed device (64) for process gas and at least one suction device (19) containing one or more suction openings (80) for gases and at least one, with one or more
Absaugöffnungen (80) verbundene Pumpen (12, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Absaugöffnungen (80) einen Wirkungsbereich aufweisen, der sich parallel einer Längsachse (70) der Substratträgereinrichtung (60) mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu.  Having suction openings (80) connected to pumps (12, 16), characterized in that the one or more suction openings (80) have an area of action which extends parallel to a longitudinal axis (70) of the substrate support means (60) at least twice as far as in one Direction perpendicular to it.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnung (80) eine der Substratträgereinrichtung (60) gegenüberliegende Absaugfläche aufweist, die sich parallel der Längsachse (70) der Substratträgereinrichtung (60) mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu oder das die mehreren Absaugöffnungen der Substratträgereinrichtung (60) gegenüberliegende Absaugflächen aufweist, deren Gesamtfläche sich parallel der Längsachse (70) der Substratträgereinrichtung (60) mindestens doppelt so weit erstreckt wie in einer Richtung senkrecht dazu. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the suction opening (80) one of the substrate support means (60) has opposite suction surface which extends parallel to the longitudinal axis (70) of the substrate support means (60) at least twice as far as in a direction perpendicular thereto or that the suction surfaces opposite the several suction openings of the substrate carrier device (60) have their total surface extending parallel to the longitudinal axis (70) of the substrate carrier device (60) at least twice as far as in a direction perpendicular thereto.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that by the
Saugeinrichtung (19) am Ort der Substratträgereinrichtung (60) eine Saugleistung generierbar ist, so daß die mittels der Behandlungsquelle (40) erfolgende  Suction device (19) at the location of the substrate carrier device (60), a suction power can be generated, so that the means of the treatment source (40) taking place
Vakuumbehandlung von Substraten der Substratträgereinrichtung (60) entlang der Längserstreckung der Substratträgereinrichtung (60) mit gleicher Qualität erfolgen kann.  Vacuum treatment of substrates of the substrate support means (60) along the longitudinal extent of the substrate support means (60) can be made with the same quality.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (19) zumindest zwei Hochvakuumpumpen (16a, 16b) und/oder wenigstens zwei Vorvakuumeinrichtungen (12a, 12b) umfasst, die räumlich verteilt angeordnet sind. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction device (19) comprises at least two high-vacuum pumps (16a, 16b) and / or at least two Vorvakuumeinrichtungen (12a, 12b), which are arranged spatially distributed.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (19) einen verschließbaren Querschnitt (31 ) mit einer Ausdehnung entlang der Längsachse (70) von wenigstens 50% einer Längserstreckung (70) der Substratträgereinrichtung (60) aufweist. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction device (19) has a closable cross section (31) with an extent along the longitudinal axis (70) of at least 50% of a longitudinal extension (70) of the substrate carrier device (60).
6. Vakuumbeschichtungsanlage (100) mit einer Vorrichtung (1 ) zur Vakuumbehandlung von Substraten in einer Vakuumkammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Saugeinrichtung (19) vorgesehen ist, die eine an eine an eine Struktur einer Substratträgereinrichtung (60) angepasste Absaugung aufweist. 6. Vacuum coating system (100) with a device (1) for the vacuum treatment of Substrates in a vacuum chamber (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that a suction device (19) is provided which has a suction adapted to a structure of a substrate support means (60).
7. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die 7. Vacuum coating system according to claim 6, characterized in that the
Saugeinrichtung (19) wenigstens zwei Hochvakuumpumpen (16a, 16b) und/oder  Suction device (19) at least two high-vacuum pumps (16a, 16b) and / or
Vorvakuumeinrichtungen (12a, 12b) umfasst, die räumlich verteilt (70) angeordnet sind.  Pre-vacuum devices (12a, 12b), which are spatially distributed (70) are arranged.
8. Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschluss (30) für einen Querschnitt (31 ) der Saugeirichtung (19) vorgesehen ist, wobei der Querschnitt (31 ) parallel zu der Längsachse (70) angeordnet ist. 8. Vacuum coating system according to claim 6 or 7, characterized in that at least one closure (30) for a cross section (31) of the suction device (19) is provided, wherein the cross section (31) is arranged parallel to the longitudinal axis (70).
9. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Behandlungsquelle (40) vorgesehen ist zur Vakuumreinigung von auf der Substratträgereinrichtung (60) angeordneten Substraten, wobei vorzugsweise die Behandlungsquelle (40) eine der Substratträgereinrichtung (60) entsprechende 9. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least one treatment source (40) is provided for vacuum cleaning on the substrate support means (60) arranged substrates, wherein preferably the treatment source (40) one of the substrate support means (60) corresponding
Längserstreckung aufweist.  Has longitudinal extent.
10. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Behandlungsquelle als Materialquelle (50) zur Vakuumbeschichtung von auf der Substratträgereinrichtung (60) angeordneten Substraten ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Materialquelle (50) eine der Substratträgereinrichtung (60) 10. Vacuum coating system according to claim 6, characterized in that at least one treatment source is designed as a material source (50) for vacuum coating of substrates arranged on the substrate carrier device (60), wherein preferably the material source (50) forms one of the substrate carrier device (60).
entsprechende Längserstreckung aufweist.  has corresponding longitudinal extent.
1 1 . Vakuumbeschichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 1 1. Vacuum coating system according to claim 10, characterized in that the
wenigstens eine Materialquelle (50) gegen eine andere Materialquelle austauschbar angeordnet ist.  at least one material source (50) is interchangeable with another material source.
12. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch 12. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 11, characterized
gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Vakuumpumpenarten (12, 16) vorgesehen sind, um wenigstens zwei Beschichtungsschritte mit jeweils unterschiedlichen Vakuumpumpenarten (12, 16) durchzuführen.  in that at least two different types of vacuum pumps (12, 16) are provided in order to carry out at least two coating steps, each with different types of vacuum pump (12, 16).
13. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch 13. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 12, characterized
gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Materialquellen (50) vorgesehen sind. characterized in that at least two different material sources (50) are provided.
14. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch 14. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 13, characterized
gekennzeichnet, dass eine Strahlungsheizung zur thermischen Beaufschlagung von auf der Substratträgereinrichtung (60) angeordneten Substraten vorgesehen ist.  in that a radiant heater is provided for the thermal loading of substrates arranged on the substrate carrier device (60).
15. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch 15. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 14, characterized
gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Materialquellen (50) entsprechend einer  characterized in that one or more material sources (50) corresponding to one
Saugleistungsverteilung der Saugeinrichtung (19) am Ort der Substratträgereinrichtung (60) ausgebildet sind.  Suction power distribution of the suction device (19) at the location of the substrate carrier device (60) are formed.
16. Vakuumbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch 16. Vacuum coating system according to one of claims 6 to 15, characterized
gekennzeichnet, dass die Anlage zur Batchbearbeitung der Substrate mit vollständiger Flutung der Vakuumkammer ausgebildet ist.  in that the system for batch processing of the substrates is formed with complete flooding of the vacuum chamber.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017077106A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Bühler Alzenau Gmbh Device and method for vacuum coating

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3731688A1 (en) 1987-09-21 1989-03-30 Degussa METHOD FOR THE CATALYTIC IMPROVEMENT OF HYDROCARBON, HALOGEN CARBON HYDROGEN AND CARBON MONOXIDE CONTAINING EXHAUST GASES
US20050074983A1 (en) * 2002-03-26 2005-04-07 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus and substrate processing method, high speed rotary valve, and cleaning method
EP1947211A1 (en) 2006-12-05 2008-07-23 Galileo Vacuum Systems S.p.A. Vacuum metallization device
CN201971892U (en) * 2011-01-17 2011-09-14 东莞市汇成真空科技有限公司 Pumping hole for uniformly pumping gas from vacuum film coating machine and joint thereof
US20110312188A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Tokyo Electron Limited Processing apparatus and film forming method
WO2012010318A1 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Leybold Optics Gmbh Device and method for vacuum coating

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3731688A1 (en) 1987-09-21 1989-03-30 Degussa METHOD FOR THE CATALYTIC IMPROVEMENT OF HYDROCARBON, HALOGEN CARBON HYDROGEN AND CARBON MONOXIDE CONTAINING EXHAUST GASES
US20050074983A1 (en) * 2002-03-26 2005-04-07 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus and substrate processing method, high speed rotary valve, and cleaning method
EP1947211A1 (en) 2006-12-05 2008-07-23 Galileo Vacuum Systems S.p.A. Vacuum metallization device
US20110312188A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Tokyo Electron Limited Processing apparatus and film forming method
WO2012010318A1 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Leybold Optics Gmbh Device and method for vacuum coating
CN201971892U (en) * 2011-01-17 2011-09-14 东莞市汇成真空科技有限公司 Pumping hole for uniformly pumping gas from vacuum film coating machine and joint thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017077106A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Bühler Alzenau Gmbh Device and method for vacuum coating
CN108699690A (en) * 2015-11-05 2018-10-23 布勒阿尔策瑙有限责任公司 Device and method for vacuum covering
CN108699690B (en) * 2015-11-05 2021-07-09 布勒阿尔策瑙有限责任公司 Apparatus and method for vacuum coating
US11155921B2 (en) 2015-11-05 2021-10-26 Bühler Alzenau Gmbh Device and method for vacuum coating

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