DE10205805C1 - Einrichtung zur Beschichtung von bandförmigen Substraten im Vakuum - Google Patents

Abstract

Die bekannten Einrichtungen bestehen aus einem Bandlaufwerk mit einer Kühlwalze und der darunter angeordneten Beschichtungsquelle (Verdampfer, Magnetron). Die Beschichtungsquelle ist in einem Gehäuse angeordnet. Diese Lösung hat den Nachteil, dass sich bei Wartungsarbeiten der Spalt zwischen dem Gehäuse und der Kühlwalze mit dem über diese geführten Band verändert und die Einstellung erschwert ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Gehäuse im definierten Abstand von der Kühlwalze angeordnet und dazwischen befindet sich der Oberfläche der Kühlwalze angepasst eine Blende. Zwischen der Blende und dem Gehäuse ist eine aufblasbare Dichtung angeordnet. Saugöffnungen sind im Gehäuse entlang der Beschichtungsquelle eingebracht.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Beschichtung von bandförmigen Substraten durch Bedampfen oder Aufstäuben, auch Sputtern genannt. Vorzugsweise werden Folien mit Schichten oder Schichtsystemen für die unterschiedlichsten Zwecke beschichtet.

Bedingt durch die relativ hohen Anforderungen an die Schichten, wie homogene Schichtdicke und Schichteigenschaften, werden hohe Anforderungen an den Beschichtungsprozess gestellt. Das betrifft ein gleichmäßiges Saugvermögen und einen gleichmäßigen Gaseinlass über die Substratbreite, d. h. die Länge der Beschichtungsquelle, beim Aufstäuben der Schichten über die Länge des Magnetrons. Derartige Einrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einem Bandlaufwerk, einer Kühlwalze, um welche das zu beschichtende Substrat geführt wird und einer oder mehreren Beschichtungsquellen - Magnetrons -, die im Abstand um die Kühlwalze angeordnet sind. Der Gaseinlass erfolgt meist in der Nähe des Magnetrons. Magnetron und Gaseinlasssystem sind oft in einer von Rezipienten abgetrennten Kammer angeordnet. Diese ist direkt gegenüber der Kühlwalze angeordnet.

Es ist bekannt, die Einrichtung, d. h. den Rezipienten, in eine Wickelkammer und eine Beschichtungskammer zu unterteilen, wobei die Kühlwalze in die Beschichtungskammer ragt und darunter die Beschichtungsquelle angeordnet ist. Die Abdichtung der Beschichtungskammer erfolgt über eine aufblasbare Dichtung, so dass Maßdifferenzen ausgeglichen werden. Die Evakuierung der Beschichtungskammer erfolgt separat über Pumpen. (DE 42 07 525 C2)

Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass die Beschichtungskammer durch Pumpen evakuiert werden muss.

Es ist weiterhin bekannt, in einem Rezipienten unterhalb der Kühlwalze einen Verdampfer anzuordnen, dessen Verdampfungsgut mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird. Um den Verdampfer ist ein Gehäuse angebracht und oben wird dieses durch eine Blende verschlossen. (Hochrate-Elektronenstrahl-Bedampfung für die Bandbeschichtung, S. Schiller et al. Vakuum-Technik, 34, Heft 4, S. 99 ff).

Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass die Gasführung unzureichend ist und dadurch die aufgebrachte Schicht an Homogenität nicht höchsten Anforderungen genügt.

Es ist weiterhin eine Einrichtung bekannt, bei der in Kammern gegenüber der Kühlwalze Magnetrons angeordnet sind. Diese Kammer muss mit einem genau eingestellten Spalt zum Substrat, d. h. der Kühlwalze positioniert werden. Dieser Spalt wirkt als definierter Absaugschlitz oder Strömungswiderstand über die Länge des Magnetrons. (US-P 4,298,444; 4,204,942).

Der Nachteil hierbei ist, dass bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten die gesamte Kammer entfernt und anschließend genau justiert wieder montiert werden muss.

Alle bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, dass die Spaltbreite die wesentlich die Schichteigenschaften durch das dadurch veränderte Saugvermögen beeinflusst, nur bei geschlossenem Rezipienten einstellbar ist. Bei geöffnetem Rezipienten ist nur eine indirekte Einstellung der Spaltbreite möglich oder aufwendige Messtechnik erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Beschichten bandförmiger Substrate, insbesondere großer Bandbreiten zu schaffen, bei welcher die Beschichtungsquelle so eingehaust ist, dass stets definierte homogene Saugverhältnisse auch bei geöffnetem Rezipienten unabhängig von engen toleranzen und Wiederholgenauigkeiten gegeben sind. Eine für die Beschichtung erforderliche Blende zwischen der Beschichtungsquelle und dem Substrat soll in kleinem Abstand fest zum sich vorüberbewegenden Substrat angeordnet sein. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen soll der Spalt zwischen der Blende und dem Substrat nicht als Strömungswiderstand oder Saugspalt dienen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass um die Kühlwalze, um welche das zu beschichtende Substrat geführt wird, je nach der Anzahl der aufzubringenden Schichten mindestens ein Gehäuse mit mindestens einer Beschichtungsquelle, vorzugsweise ein Magnetron angeordnet ist. Im Abstand vom Substrat ist eine an die Oberflächenkontur einstellbar ist. Die Blende deckt das Gehäuse ab. Zwischen der Blende und dem Gehäuse ist eine aufblasbare Dichtung angeordnet. Dadurch ist zwischen der Blende und dem Gehäuse umlaufend eine dichte Anpressung gegeben. In dem Gehäuse sind entlang der Beschichtungsquelle Saugöffnungen eingebracht. Das Gaseinlasssystem im Gehäuse ist in bekannter Weise mit Öffnungen oder Düsen ausgestattet.

Die Dichtung wird entweder durch Überdruck aufgeblasen oder sie ist mit der Atmosphäre verbunden und bläst sich dadurch von selbst auf. Vorzugsweise ist die Dichtung aus Gummi.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, dass bei belüfteter Anlage, d. h. bei geöffnetem Rezipienten die Saugverhältnisse direkt mittels einstellbarer Saugöffnungen eingestellt werden. Maßabweichungen und Spalte werden durch die aufblasbare Dichtung ausgeglichen. Das oder die Gehäuse können zu Wartungszwecken leicht abgenommen werden und Anpassarbeiten bei der Montage entfallen. Das gesamte Gasregime ist definiert und von äußerem Einfluss aus dem Wickelraum frei, da die aufblasbare Dichtung nur den Gasfluss durch die einstellbaren Saugöffnungen zulässt. Die gesamte Anordnung gewährleistet hohe Schichtqualitäten.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Teil der Einrichtung, d. h. des Substratlaufes über die Kühlwalze und eine darunter angeordnete Beschichtungsquelle mit zwei Magnetrons.

Um eine Kühlwalze 1 wird das zu beschichtende Substrat 2, ein Polyesterband, mittels eines bekannten Bandlaufwerkes (nicht gezeichnet) geführt. Im Abstand von dem Substrat 2 sind in einem Gehäuse 3 zwei Magnetrons 4 (Beschichtungsquellen) angeordnet. Das Gehäuse 3 schließt mit einer Blende 5 ab, die parallel zur Oberfläche der Kühlwalze 1 in definiertem Abstand in ihrem Abstand zum Substrat 2 verstellbar angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 3 und der Blende 5 ist über den gesamten Umfang des Gehäuses 3 eine aufblasbare Dichtung 6 angebracht. In den Wandungen des Gehäuses 3 sind über die Länge des Magnetrons 4 beiderseitig Saugöffnungen 7, die in ihrem Querschnitt verstellbar sind, eingebracht.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Beschichtung von bandförmigen Substraten im Vakuum, bestehend aus einem Bandlaufwerk mit einer Kühlwalze, um welche mindestens eine Beschichtungsquelle, vorzugsweise Magnetron in mindestens einem Gehäuse angeordnet ist und einem Gasführungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Beschichtungsquelle (4) in einem Gehäuse (3) im definierten Abstand von der Kühlwalze (1) angeordnet ist, dass im Abstand von dem bandförmigen Substrat (2) an die Oberfläche der Kühlwalze (1) angepasst eine Blende (5) so angeordnet ist, dass sie das Gehäuse (3) abdeckt, dass zwischen der Blende (5) und dem Gehäuse (3) eine aufblasbare Dichtung (6) angeordnet und dass entlang der Beschichtungsquelle (4) im Gehäuse (3) Saugöffnungen (7) eingebracht sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (5) in ihrem Abstand vom Substrat (2) verstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) an der Blende (5) oder deren Befestigung angebracht ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) an dem Gehäuse (3) angebracht ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) durch Überdruck aufgeblasen wird.

6. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnungen (7) in ihrem Querschnitt verstellbar sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) aus Gummi ist.