DE102006010872B4

DE102006010872B4 - Beschichtungsanlage mit kühlbarer Blende

Info

Publication number: DE102006010872B4
Application number: DE102006010872A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl.-Ing. Krause; Jörn Dr. Brückner; Dietmar Dr. Schulze; Falk Dr. Milde
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: DE102006010872A1

Abstract

Beschichtungsanlage mit mindestens einer von Kammerwänden (13, 16) begrenzten Beschichtungskammer, mindestens einer in der Beschichtungskammer an einer Kammerwand (13, 16) angeordneten Kühleinrichtung (41) sowie einer in der Beschichtungskammer angeordneten, durch die Kühleinrichtung (41) kühlbaren Blende (51), dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Konsole (42) mit guter Wärmeleitfähigkeit zur Aufnahme der Blende (51) vorgesehen ist, die mit der oder einer Kühleinrichtung (41) wärmeleitend verbunden ist und dass die Blende (51) mit der Konsole (42) wärmeleitend verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage mit einer kühlbaren Blende.
In Beschichtungsanlagen zur Beschichtung von Substraten durch Bedampfen mit Beschichtungsmaterialien werden oftmals Blenden zur Beeinflussung der Form des auf das Substrat auftreffenden Dampfstroms verwendet, da die Eigenschaften der erzeugten Schicht unter anderem vom Auftreffwinkel des Dampfstroms auf das Substrat abhängen. Derartige Blenden sind darüber hinaus oftmals gekühlt, um die bei der Verdampfung des Beschichtungsmaterials entstehende Wärme aus der Beschichtungsanlage abzuführen. Die Blenden sind innerhalb der Beschichtungsanlage zwischen der Verdampfungseinrichtung und der Transporteinrichtung angeordnet, auf der die Substrate durch die Beschichtungsanlage transportiert werden.
Die Blenden haben meist, der Form einer Beschichtungskammer innerhalb der Beschichtungsanlage folgend, die Form eines rechteckigen Blendenrahmens mit einer ebenfalls rechteckigen Blendenöffnung und werden durch vier Winkelprofile gebildet, die mit einem Schenkel an eine Seitenwand oder ein Querschott der Beschichtungskammer angeschraubt werden und deren anderer Schenkel von der Seitenwand bzw. dem Querschott ausgehend rechtwinklig in die Beschichtungskammer hineinragt und so eine Seite der rechteckigen Blendenöffnung formt.
Soll eine solche Blende gekühlt werden, so sind meist an den Querschotten der Beschichtungskammer Kühleinrichtungen mit senkrechten Kontaktflächen angebracht, an die die an den Querschotten angeordneten Winkelprofile der Blende direkt angeschraubt sind. Hierdurch ist die Demontage der Winkelprofile, beispielsweise zu Reinigungszwecken, zeitaufwändig und kompliziert. Eine derartige Blendenanordnung ist in DE 297 17 418 U1 beschrieben.
Eine andere Bauform gekühlter Blenden sieht vor, die Blende in der Art eines Korbes auszuführen, wobei die Seitenwände des Korbes in bekannter Weise aus Winkelprofilen gebildet sind, die miteinander verbunden sind und so einen Blendenrahmen bilden, und der Boden des Korbes eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Bodenstreifen umfasst, die mit den Winkelprofilen des Blendenrahmens verbunden sind. Im eingebauten Zustand ist jeder Bodenstreifen zwischen je zwei Walzen eines in der Beschichtungskammer angeordneten Transportsystems positioniert, während der Blendenrahmen in bekannter Weise zwischen der Verdampfungseinrichtung und der Transporteinrichtung angeordnet ist.
Zu Kühlungszwecken sind unterhalb der Bodenstreifen Kühlmittelleitungen angeordnet, die mit den Bodenstreifen fest und mit Kühlmittelzuflüssen am Boden der Beschichtungskammer lösbar verbunden sind. Soll die Blende zu Reinigungszwecken aus der Beschichtungskammer entfernt werden, so müssen zunächst die Verbindungen der Kühlmittelleitungen zu den Kühlmittelzuflüssen gelöst werden. Dies ist aufwändig. Außerdem stellt sich das bekannte Problem, dass die Abdichtung derartiger Verbindungen in einer Vakuumkammer schwierig ist und mögliche Leckagen die Prozesssicherheit gefährden.
Aus EP 1 628 322 A1 ist eine Haltevorrichtung für wenigstens eine Blende zur Anordnung der Blende in einer Beschichtungskammer einer Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats, insbesondere eines Glassubstrats bekannt, die so ausgebildet ist, dass eine von der Haltevorrichtung gehaltene Blende durch die Bewegung der Haltevorrichtung wenigstens von einer ersten Position innerhalb der Beschichtungskammer zu einer zweiten Position bewegt werden kann, wobei die Haltevorrichtung Mittel derart aufweist, dass die Blende Hindernissen auf dem Weg zwischen der ersten Position und der zweiten Position ausweichen kann. Eine Kühleinrichtung liegt auf einer an der Kammerwand angeordneten Konsole auf und bildet eine Auflagefläche für die Blende.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Beschichtungsanlage mit einer kühlbaren Blende anzugeben, bei der die Blende mit geringem Aufwand in einer Beschichtungskammer anbringbar und aus der Beschichtungskammer entfernbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Beschichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage mit mindestens einer von Kammerwänden begrenzten Beschichtungskammer, mindestens einer in der Beschichtungskammer an einer Kammerwand angeordneten Kühleinrichtung sowie einer in der Beschichtungskammer angeordneten, durch die Kühleinrichtung kühlbaren Blende ist dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Konsole mit guter Wärmeleitfähigkeit zur Aufnahme der Blende vorgesehen ist, die mit der oder einer Kühleinrichtung wärmeleitend verbunden ist und dass die Blende mit der Konsole wärmeleitend verbindbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage ist die Blende mit geringem Aufwand in einer Beschichtungskammer anbringbar und aus der Beschichtungskammer entfernbar. Dazu wird die Blende in die Beschichtungskammer abgesenkt, bis sie auf der Konsole aufliegt. Die während des Beschichtungsprozesses in die Blende eingetragene Wärmeenergie wird durch Wärmeleitung auf die Konsole und anschließend in die Kühleinrichtung übertragen, von wo aus sie in bekannter Weise mittels eines zirkulierenden Kühlmittels aus der Beschichtungskammer heraus transportiert wird.
Durch den Wegfall der Verschraubung gegen eine senkrechte Kontaktfläche entfällt die Notwendigkeit, die Blende in Einzelteilen einzusetzen oder aus der Beschichtungskammer zu entfernen. Der Zeitaufwand bei Montage bzw. Demontage der Blende wird stark verkürzt. Durch den Wegfall der direkten Verbindung zwischen Blende und Kühleinrichtung entfallen die leckageanfälligen Verschraubungen von Kühlmittelleitungen im Innern der Beschichtungskammer.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Kühleinrichtung in der Beschichtungskammer umlaufend entlang aller Kammerwände.
Hierdurch wird eine effiziente und leistungsstarke Kühlung der Blende ermöglicht. Diese Form einer umlaufenden Kühleinrichtung ist jedoch relativ kostenintensiv.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist an zwei gegenüberliegenden Kammerwänden je eine Kühleinrichtung vorgesehen.
Werden beispielsweise an den beiden Längswänden oder an den beiden Querschotten, die die Beschichtungskammer von angrenzenden Prozesskammern trennen, gleichartige Kühleinrichtungen vorgesehen, so lassen sich diese kostengünstig fertigen und relativ einfach montieren. Außerdem ergibt sich dadurch die Möglichkeit, ein Paar von Kühleinrichtungen ausschließlich zur Kühlung der Blende zu nutzen, indem diese wärmegedämmt mit den entsprechenden Kammerwänden, aber wärmeleitend mit der Blende verbunden sind, während das andere Paar von Kühleinrichtungen ausschließlich zur Kühlung der Kammerwände dient, indem diese Kühleinrichtungen wärmeleitend mit den Kammerwänden, aber wärmegedämmt mit der Blende verbunden sind.
Vorteilhaft weist die Konsole eine im Wesentlichen waagerechte Auflagefläche zur Aufnahme der Blende auf.
Diese einfache Geometrie erlaubt die Verwendung ebenso einfach aufgebauter Blenden, die auf die waagerechte Auflagefläche aufgelegt werden können. Dies ist eine besonders kostengünstige Lösung.
Weiter vorteilhaft weist die Konsole eine schräge Auflagefläche zur Aufnahme und Selbstjustage der Blende auf.
Schräge Auflageflächen bieten mehrere Vorteile. So bewirken sie durch den Konuseffekt einerseits eine Selbstzentrierung der Blende in der Beschichtungskammer und andererseits eine gute Kontaktierung der Konsole, die für einen guten Wärmeübergang sorgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kühleinrichtung mit der Kammerwand wärmeleitend verbunden.
In Verbindung mit der wärmeleitenden Verbindung zwischen Blende und Konsole ergibt sich die Möglichkeit, eine Kühleinrichtung gleichzeitig zum Kühlen der Blende und der Kammerwand zu nutzen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Wärmeleitung zwischen Kühleinrichtung und Kammerwand durch zwischen ihnen angeordnete Isolierstoffe behindert.
In diesem Fall dient die Kühleinrichtung ausschließlich der Kühlung der Blende, wodurch eine besonders gute Kühlung erzielt wird.
Vorteilhaft sind weiterhin Schnellspannmittel zur Erhöhung der Anpresskraft der Blende auf die Auflagefläche der Konsole vorgesehen.
Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz derartiger Schnellspannmittel, beispielsweise Schnappverschlüsse, Verschraubungen etc. zur Erhöhung des Anpressdrucks der Blende auf die Konsole sinnvoll ist, um die Wärmeleitung zu verbessern.
Weiter vorteilhaft weist die Blende Anschlagmittel zur Handhabung mit Hebezeugen auf.
Durch die Anordnung von Anschlagmitteln, beispielsweise Ringschrauben nach DIN 580, an der Blende kann diese schnell und einfach mittels eines Krans oder eines anderen Hebezeugs aus der Beschichtungskammer entfernt oder in diese eingesetzt werden.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind weiterhin Kontaktvermittlungsmittel zur Steigerung der Wärmeleitung zwischen der Blende und der Auflagefläche der Konsole vorgesehen.
Zur weiteren Unterstützung des Kontakts zwischen der Blende und der Konsole und damit zur Verbesserung der Wärmeleitung zwischen ihnen ist es sinnvoll, solche an sich bekannten Kontaktvermittlungsmittel, wie Wärmeleitpaste oder Kupfergewebeschläuche, vorzusehen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine Beschichtungskammer einer Beschichtungsanlage mit einer darin angeordneten Blende.
Die Beschichtungskammer wird begrenzt durch eine Decke 11, einen Boden 12, Längswände 16 sowie zwei Querschotte 13. Die Decke 11 weist eine Öffnung 14 auf, durch die das Innere der Beschichtungskammer zugänglich ist. Die Querschotte 13 weisen Durchbrüche 15 auf, durch die das nicht dargestellte Substrat in die Beschichtungskammer hinein und aus ihr heraus transportiert wird.
Auf der Decke 11 liegt ein Magnetrondeckel 21 auf, an dem innerhalb der Beschichtungskammer zwei Rohrmagnetrons 22 und außerhalb der Beschichtungskammer die Magnetronumgebung 23 angeordnet ist.
In der Beschichtungskammer ist eine aus drehbar gelagerten Walzen 3 bestehende Transporteinrichtung angeordnet. An den Querschotten 13 sind Kühleinrichtungen 41 angeordnet, an denen wärmeleitend je eine Konsole 42 befestigt ist. Auf den Konsolen 42 liegt eine Blende 51 wärmeleitend auf. Die Blende 51 ist zwischen den Rohrmagnetrons 22 und der Substratebene angeordnet. Die Konsolen 42 weisen waagerechte Auflageflächen zur Aufnahme der Blende 51 auf.
Die Blende 51 wird durch nicht dargestellte Schnellspannmittel auf die Konsolen 42 gepresst. Weiterhin weist die Blende 51 Anschlagmittel 52 zum Herausheben der Blende 51 aus der Beschichtungskammer auf.
Zwischen der Blende 51 und den Konsolen 42 ist weiterhin ein nicht dargestelltes Kontaktvermittlungsmittel zur Verbesserung des Wärmeübergangs vorgesehen.
Die in die Blende 51 eingetragene Wärme wird durch Wärmeleitung über die Konsolen 42 und die Kühleinrichtungen 41 aus der Beschichtungskammer herausgeführt.

11: Decke
12: Boden
13: Querschott
14: Öffnung
15: Durchbruch
16: Längswand
21: Magnetrondeckel
22: Rohrmagnetron
23: Magnetronumgebung
3: Walze
41: Kühleinrichtung
42: Konsole
51: Blende
52: Anschlagmittel

Claims

Beschichtungsanlage mit mindestens einer von Kammerwänden (13, 16) begrenzten Beschichtungskammer, mindestens einer in der Beschichtungskammer an einer Kammerwand (13, 16) angeordneten Kühleinrichtung (41) sowie einer in der Beschichtungskammer angeordneten, durch die Kühleinrichtung (41) kühlbaren Blende (51), dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Konsole (42) mit guter Wärmeleitfähigkeit zur Aufnahme der Blende (51) vorgesehen ist, die mit der oder einer Kühleinrichtung (41) wärmeleitend verbunden ist und dass die Blende (51) mit der Konsole (42) wärmeleitend verbindbar ist.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühleinrichtung (41) in der Beschichtungskammer umlaufend entlang aller Kammerwände (13, 16) erstreckt.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Kammerwänden (13, 16) je eine Kühleinrichtung (41) vorgesehen ist.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (42) eine im Wesentlichen waagerechte Auflagefläche zur Aufnahme der Blende (51) aufweist.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (42) eine schräge Auflagefläche zur Aufnahme und Selbstjustage der Blende (51) aufweist.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (41) mit der Kammerwand (13, 16) wärmeleitend verbunden ist.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitung zwischen Kühleinrichtung (41) und Kammerwand (13, 16) durch zwischen ihnen angeordnete Isolierstoffe behindert ist.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin Schnellspannmittel zur Erhöhung der Anpresskraft der Blende (51) auf die Auflagefläche der Konsole (42) vorgesehen sind.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (51) Anschlagmittel (52) zur Handhabung der Blende (51) aufweist.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin Kontaktvermittlungsmittel zur Steigerung der Wärmeleitung zwischen der Blende (51) und der Auflagefläche der Konsole (42) vorgesehen sind.