DE102004008425B4 - Gas guiding arrangement in a vacuum coating system with a longitudinally extended magnetron arrangement - Google Patents
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Abstract
Gasführungsanordnung in einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einer längserstreckten Magnetronanordnung, wobei die Gasführungsanordnung mit einem eine binäre Struktur aufweisenden Gasverteilsystem versehen ist, über das mindestens eine Gasquelle mit mehreren Gasaustrittsöffnungen verbünden ist, die in einen Rezipienten münden, wobei ein Konstruktionselement (6) angeordnet ist, welches eine sich in Richtung der längserstreckten Magnetronanordnung (2) erstreckende erste Planarfläche (4) aufweist, in deren Oberfläche erste Vertiefungen mit einer ersten binären Struktur eingebracht und mit einer ersten Abdeckplatte (8) verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der ersten Planarfläche (4) zusätzliche zweite oder weitere Vertiefungen mit einer zweiten oder weiteren binären Struktur eingebracht sind und dass das Konstruktionselement (6) eine sich in der Richtung der längserstreckten Magnetronanordnung (2) erstreckende zweite Planarfläche (5) aufweist, in deren Oberfläche weitere Vertiefungen mit einer weiteren binären Struktur eingebracht, und mit einer zweiten Abdeckplatte (8) verschlossen sind.Gas guide arrangement in a vacuum coating system with an elongated magnetron arrangement, the gas guide arrangement being provided with a gas distribution system having a binary structure, via which at least one gas source is connected to several gas outlet openings which open into a recipient, a construction element (6) being arranged which has a in the direction of the elongated magnetron arrangement (2) extending first planar surface (4), in the surface of which first depressions with a first binary structure are introduced and closed with a first cover plate (8), characterized in that in the surface of the first planar surface ( 4) additional second or further depressions with a second or further binary structure are introduced and that the construction element (6) has a second planar surface (5) extending in the direction of the elongated magnetron arrangement (2) in its surface further recesses with a further binary structure are introduced and closed with a second cover plate (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Gasführungsanordnung in einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einer längserstreckten Magnetronanordnung, wobei die Gasführungsanordnung mit einem eine binäre Struktur aufweisenden Gasverteilsystem versehen ist, über das mindestens eine Gasquelle mit mehreren Gasaustrittsöffnungen verbunden ist, die in einen Rezipienten münden.The invention relates to a gas guide arrangement in a vacuum coating system with a longitudinally extended magnetron arrangement, wherein the gas guide arrangement is provided with a binary structure having a gas distribution system via which at least one gas source is connected to a plurality of gas outlet openings, which open into a recipient.
Inhomogenitäten in der Gasverteilung, bei einem im Hochvakuum ablaufenden Beschichtungsprozess, haben Auswirkungen auf die Qualität der zu beschichtenden Substrate, wie beispielsweise die gleichmäßige Schichtdicke. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine über die Substratoberfläche gleichmäßige und genau regelbare Gasverteilung zu erzeugen.Inhomogeneities in the gas distribution, in a running in a high vacuum coating process, have an impact on the quality of the substrates to be coated, such as the uniform layer thickness. For this reason, it is necessary to produce a uniform and precisely controllable gas distribution over the substrate surface.
Aus
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In der
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Für einen Vakuumbeschichtungsprozess mit gleichbleibender Qualität ist es notwendig, die Gaszuführung in Menge und/oder ihrer Zusammensetzung zu regeln. Durch das relativ große Volumen beider oben aufgeführter Gasführungsanordnungen wirkt sich eine Volumenstromänderung erst nach einer relativ großen Verzögerungszeit an der Substratoberfläche aus. Das Regelsystem arbeitet langsam und zeigt eine Neigung zum Schwingen.For a vacuum coating process of consistent quality, it is necessary to control the gas supply in quantity and / or composition. Due to the relatively large volume of the above-listed gas guide arrangements, a change in volume flow does not take effect until after a relatively long delay time at the substrate surface. The control system works slowly and shows a tendency to oscillate.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Gasverteilungsanordnung mit reproduzierbarer, homogener Gasverteilung entlang einer längserstreckten Magnetronanordnung, mit geringem technischen Aufwand bei der Herstellung und verbesserten Regeleigenschaften anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a gas distribution arrangement with reproducible, homogeneous gas distribution along a longitudinally extended magnetron arrangement, with little technical effort in the production and improved control properties.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Gasführungsanordnung in einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einer längserstreckten Magnetronanordnung, wobei die Gasführungsanordnung mit einem eine binäre Struktur aufweisenden Gasverteilsystem versehen ist, über das mindestens eine Gasquelle mit mehreren Gasaustrittsöffnungen verbunden ist, die in einen Rezipienten münden, wobei ein Konstruktionselement angeordnet ist, welches eine sich in Richtung der längserstreckten Magnetronanordnung erstreckende erste Planarfläche aufweist, in deren Oberfläche erste Vertiefungen mit einer ersten binären Struktur eingebracht und mit einer ersten Abdeckplatte verschlossen sind, wobei in die Oberfläche der ersten Planarfläche zusätzliche zweite oder weitere Vertiefungen mit einer zweiten oder weiteren binären Struktur eingebracht sind und das Konstruktionselement eine sich in der Richtung der längserstreckten Magnetronanordnung erstreckende zweite Planarfläche aufweist, in deren Oberfläche weitere Vertiefungen mit einer weiteren binären Struktur eingebracht und mit einer zweiten Abdeckplatte verschlossen sind.This object is achieved with a gas guide arrangement in a vacuum coating system with a longitudinally extended magnetron, wherein the gas guide assembly is provided with a binary structure having a gas distribution system through which at least one gas source is connected to a plurality of gas outlet openings, which open into a recipient, wherein a structural element is arranged which has a first planar surface extending in the direction of the elongated magnetron arrangement, in the surface of which first depressions having a first binary structure are introduced and closed by a first cover plate, wherein additional second or further depressions having a second or further surface are formed in the surface of the first planar surface binary structure are introduced and the structural element has a extending in the direction of the elongated magnetron second planar surface, in the surface of which far ere depressions are introduced with a further binary structure and closed with a second cover plate.
In ein beispielsweise aus Aluminium bestehendes Konstruktionselement mit rechteckigen Querschnitt, sind in eine Planar- bzw. Seitenfläche Vertiefungen in Form einer bekannten binären Struktur eingearbeitet. Diese Struktur kann z. B. durch einen Fräsvorgang erzeugt werden. Die Struktur wird durch eine Abdeckplatte verschlossen, welche die Gasführungskanäle abdichtet.In a construction element, for example, made of aluminum with a rectangular cross section, recesses in the form of a known binary structure are incorporated into a planar or side surface. This structure may, for. B. generated by a milling process. The structure is closed by a cover plate, which seals the gas guide channels.
Der Aufbau der binären Struktur ist so gestaltet, dass ein erster Kanal, an den eine Gasquelle angeschlossen ist, zu einer ersten Verzweigung führt. Von dieser Verzweigung führt ein zweiter und ein dritter Kanal zu einer zweiten und einer dritten Verzweigung. Die beiden Kanäle weisen die gleiche Länge und den gleichen Querschnitt auf. An die zweite und dritte T-förmige Verzweigung sind erneut je zwei gleichdimensionierte Kanäle angeschlossen, die entweder zu Gasaustrittsöffnungen oder zu weiteren Verzweigungen führen. Diese Anordnung kann je nach Notwendigkeit weiter strukturiert werden. Durch die Ausführung der Gasführungsanordnung in einer Planarfläche eines Aluminiumprofils wird der Forderung nach platzsparender, robuster und einfach zu fertigender Bauweise entsprochen.The structure of the binary structure is designed such that a first channel, to which a gas source is connected, leads to a first branch. From this branch, a second and a third channel leads to a second and a third branch. The two channels have the same length and the same cross-section. At the second and third T-shaped branch again two equal-sized channels are connected, leading either to gas outlet openings or other branches. This arrangement can be further structured as needed. By carrying out the gas guide arrangement in a planar surface of an aluminum profile, the demand for space-saving, robust and easy-to-manufacture construction is met.
Das durch die binäre Struktur gebildete Volumen in der Gasführungsanordnung ist unter Beachtung der pro Zeiteinheit an den Gasaustrittsöffnungen notwendigen Gasmenge minimiert. Die damit reduzierte Verzögerungszeit des Regelsystems ermöglicht beispielsweise eine Qualitätsverbesserung bei der Realisierung einer gleichmäßigen Beschichtungsdicke der Substrate.The volume formed by the binary structure in the gas guide arrangement is minimized, taking into account the amount of gas required per unit of time at the gas outlet openings. The thus reduced delay time of the control system allows, for example, a quality improvement in the realization of a uniform coating thickness of the substrates.
In die Oberfläche sind zusätzliche zweite oder weitere Vertiefungen mit einer zweiten oder weiteren binären Struktur eingebracht.Additional second or further depressions with a second or further binary structure are introduced into the surface.
Neben einer ersten binären Struktur ist eine zweite binäre Struktur in die gleiche Seitenfläche des Konstruktionselementes eingearbeitet. Beide Strukturen werden durch eine gemeinsame erste Abdeckplatte verschlossen. Mit diesen beiden Strukturen wird die Gasführungsanordnung in zwei Abschnitte unterteilt, an die je eine eigene Gasquelle angeschlossen ist. Damit ist es möglich, den Volumenstrom für jeden Bereich separat zu regeln bzw. verschiedene Gase oder Gasgemische zuzuführen.In addition to a first binary structure, a second binary structure is incorporated in the same side surface of the construction element. Both structures are closed by a common first cover plate. With these two structures, the gas guide assembly is divided into two sections, each having its own gas source is connected. This makes it possible to regulate the volume flow for each area separately or to supply different gases or gas mixtures.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Konstruktionselement eine sich in der Richtung der längserstreckten Magnetronanordnung erstreckende zweite Planarfläche aufweist, in deren Oberfläche weitere Vertiefungen mit einer weiteren binären Struktur eingebracht und mit einer zweiten Abdeckplatte verschlossen sind. It is further provided that the construction element has a second planar surface extending in the direction of the elongated magnetron arrangement, in the surface of which further depressions having a further binary structure are introduced and closed by a second cover plate.
In das Konstruktionselement sind auf zwei verschiedenen, beispielsweise gegenüberliegenden Seitenflächen binäre Strukturen eingearbeitet, die jeweils über einen eigenen Anschluss für eine Gasquelle verfügen und mit Abdeckplatten verschlossen sind. Durch diese zweiseitige Anordnung können verschiedene Gase oder Gasgemische über eine Gasführungsanordnung zugeführt werden. Zusätzlich wird ein einseitiger Verzug des Konstruktionselementes durch den Temperaturunterschied zwischen dem zugeführten Gas und der Gasführungsanordnung ausgeglichen. Diese Anordnung bietet weiterhin die Möglichkeit, mehrere binäre Strukturen pro Seitenfläche einzubringen, wodurch getrennte Abschnitte ausgebildet werden. Diese Abschnitte können auf beiden Seitenflächen gleich oder unterschiedlich aufgeteilt sein. Damit kann die Gaszufuhr dem Beschichtungsprozess optimal angepasst und abschnittsweise geregelt werden. Diese Ausführung der Gasführungsanordnung von mindestens zwei separaten Gaszufuhrsystemen in einem Konstruktionselement stellt eine robuste und platzsparende Anordnung dar.In the construction element binary structures are incorporated on two different, for example opposite side surfaces, each having its own connection for a gas source and are closed with cover plates. Through this two-sided arrangement, various gases or gas mixtures can be supplied via a gas guide arrangement. In addition, a one-sided delay of the structural element is compensated by the temperature difference between the supplied gas and the gas guide assembly. This arrangement also offers the possibility of introducing a plurality of binary structures per side surface, whereby separate sections are formed. These sections can be divided equally or differently on both side surfaces. Thus, the gas supply can be optimally adapted to the coating process and regulated in sections. This embodiment of the gas guide arrangement of at least two separate gas supply systems in a structural element represents a robust and space-saving arrangement.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die binären Strukturen gleichartig ausgeführt sind.In a particular embodiment of the invention it is provided that the binary structures are made similar.
In dieser Ausführung werden beispielsweise drei gleichgestaltete binäre Strukturen in einer Planarfläche eines Konstruktionselementes eingebracht, wobei sich drei gleichgroße Abschnitte herausbilden. Diese Abschnitte können getrennt voneinander in Gasmenge und Zusammensetzung geregelt werden.In this embodiment, for example, three identically designed binary structures are introduced in a planar surface of a construction element, wherein three equal sections emerge. These sections can be controlled separately in gas quantity and composition.
In einer günstigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der binären Strukturen gegenüber der oder den anderen verschiedenartig ausgeführt ist.In a favorable embodiment of the invention it is provided that at least one of the binary structures is designed differently with respect to one or the other.
In einer Gasführungsanordnung können zwei binäre Strukturen in einer Planarfläche eingearbeitet sein, wobei die Strukturen eine unterschiedliche Strukturtiefe (Anzahl der Ebenen oder der Verzweigungen) aufweisen. Da die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen bei einer tieferen Strukturierung größer ist, entstehen zwei Bereiche mit verschiedenartiger Gasverteilung.In a gas guide arrangement, two binary structures may be incorporated in a planar surface, wherein the structures have a different structural depth (number of levels or branches). Since the number of gas outlet openings is greater in a deeper structuring, two areas with different gas distribution arise.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawings shows.
In einer Vakuumbeschichtungsanlage, in der Substrate im Durchlaufverfahren mit einer längserstreckten Magnetronanordnung beschichtet werden, ist die in
Die Ausführung der Gasführungskanäle
Die dargestellte Struktur kann unter Beibehaltung ihrer Eigenschaften beliebig tief gestaltet werden. Das durch die binäre Struktur gebildete Volumen in der Gasführungsanordnung ist unter Beachtung der pro Zeiteinheit an den Gasaustrittsöffnungen
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- GasführungsanordnungGas guide assembly
- 22
- Magnetronanordnungmagnetron
- 33
- Gasanschlussgas connection
- 44
- erste Planarflächefirst planar surface
- 55
- zweite Planarflächesecond planar surface
- 66
- Konstruktionselementdesign element
- 77
- GasverteilungskanäleGas distribution channels
- 88th
- Abdeckplattecover
- 99
- T-förmige Verzweigung der ersten StrukturebeneT-shaped branching of the first structural level
- 1010
- T-förmige Verzweigung der zweiten StrukturebeneT-shaped branch of the second structural level
- 1111
- GasaustrittsöffnungGas outlet
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|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |