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 DE 35 27 259 A1 ist ein Dünnfilm-Herstellungsgerät zum Aufbringen eines Dünnfilmes auf ein sich bewegendes bandförmiges Grundmaterial durch Vakuumaufdampfen mittels eines in ein Vakuumsystem eingebrachten Gases bekannt, das durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: eine Vakuumkammer mit einer Verdampfereinrichtung, ein Transportmechanismus zum Bewegen des band förmigen Grundmaterials durch die Vakuumkammer, wenigstens einen Kanal zum Einführen des Gases in die Vakuumkammer, eine Mehrzahl von Düsen, die längs des bandförmigen Grundmaterials in der Vakuumkammer angeordnet sind, und einen mehrstufigen Gasverzweigungsmechanismus, der zwischen dem Kanal und den Düsen angeschlossen ist.Out DE 35 27 259 A1 is a thin-film manufacturing apparatus for applying a thin film to a moving belt-shaped base material by vacuum evaporation by means of a gas introduced into a vacuum system is characterized by the following features: a vacuum chamber with an evaporator, a transport mechanism for moving the band-shaped base material through the vacuum chamber at least one channel for introducing the gas into the vacuum chamber, a plurality of nozzles arranged along the band-shaped base material in the vacuum chamber, and a multi-stage gas branching mechanism connected between the channel and the nozzles.

In der DE 44 12 541 A1 ist eine Gasführungsanordnung mit mehreren Gasaustrittsöffnungen dargestellt, bei der die homogene Gasverteilung durch eine Gasleitungsführung realisiert wird, die nach dem Prinzip des sogenannten binären Baums aufgebaut ist. In dieser Anordnung hat jede Gasaustrittsöffnung denselben Widerstandsbeiwert, damit wird durch jede Gasaustrittsöffnung pro Zeiteinheit die gleiche Gasmenge auf die Substratoberfläche geleitet. Die Gaszuführung mit einem in dieser Form aufgebauten Rohrsystem bzw. eine Umsetzung mit einzelnen Gasschläuchen ist relativ kompliziert herzustellen und platzaufwendig.In the DE 44 12 541 A1 a gas guide arrangement is shown with a plurality of gas outlet openings, in which the homogeneous gas distribution is realized by a gas line guide, which is constructed according to the principle of the so-called binary tree. In this arrangement, each gas outlet has the same coefficient of resistance, so that the same amount of gas per unit of time is passed through the gas outlet opening on the substrate surface. The gas supply with a constructed in this form pipe system or a reaction with individual gas hoses is relatively complicated to produce and space consuming.

DE 41 20 176 C1 offenbart eine Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche von kalottenförmigen Substraten mit einem dielektrischen Schichtsystem, insbesondere von Reflektoren mit einer Kaltlichtspiegelbeschichtung, mit einer Beschichtungskammer, die durch das kalottenförmige Substrat und ein mit diesem an den Rändern zusammengesetztes und gasdicht verbundenes, Rezipiententeil gebildet ist, in dem ein Gaseinlasskanal und ein Gasauslasskanal mündet und das einen, einen oder mehrere Kanäle aufweisenden Verdrängungskörper zur Begrenzung der zu reagierenden Gasschicht aufweist, sowie mit Mitteln zur Anregung einer Plasmazone in der zu reagierenden Gasschicht, wobei mindestens zwei Beschichtungskammern unter Ausbildung einer Kalottenbeschichtungsstation nebeneinander angeordnet sind, die an einen für alle Beschichtungskammern gemeinsamen Gaserzeuger und an eine gemeinsame Vakuumpumpe mittels Gasleitungen angeschlossen ist, wobei die Gasleitungen für die Gaszufuhr jeweils ein symmetrisches Gasleitungssystem bilden, wobei die Querschnittsfläche QA(x) und die Querschnittsform QF(x) der Gasleitungen in Abhängigkeit von der Entfernung x vom Gaserzeuger bzw. von der Vakuumpumpe im Wesentlichen gleich ist. DE 41 20 176 C1 discloses a device for coating the inner surface of dome-shaped substrates with a dielectric layer system, in particular reflectors with a cold light mirror coating, with a coating chamber, which is formed by the dome-shaped substrate and a container connected thereto at the edges and gas-tight connected, recipient part, in which Gas inlet channel and a gas outlet channel opens and one, one or more channels having displacement body for limiting the gas layer to be reacted, and means for exciting a plasma zone in the gas layer to be reacted, wherein at least two coating chambers are arranged side by side to form a Kalottenbeschichtungsstation, the a common gas generator for all coating chambers and is connected to a common vacuum pump by means of gas lines, wherein the gas lines for the gas supply in each case a symmetrical Gasleit Forming system, wherein the cross-sectional area QA (x) and the cross-sectional shape QF (x) of the gas lines in dependence on the distance x from the gas generator and the vacuum pump is substantially equal.

In der DE 197 56 162 C2 ist eine weitere Gaszuführungsanordnung dargestellt, mit der eine in Abschnitte aufgeteilte Gaszuführung realisiert ist. Dieser Aufbau ermöglicht zwar eine nach Abschnitten getrennte und separat nach Menge und Zusammensetzung regelbare Gaszuführung, erreicht aber nicht die gleiche Qualität der Homogenität bei der Gasverteilung wie die binäre Variante.In the DE 197 56 162 C2 a further gas supply arrangement is shown, with which a sectioned gas supply is realized. Although this design makes possible a gas feed which is separated into sections and can be regulated separately in terms of quantity and composition, it does not achieve the same quality of homogeneity in gas distribution as the binary variant.

DE 101 00 670 A1 beschreibt eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Gasstromes, insbesondere eines Precursorgasstromes oder Trägergasstromes, mit mindestens einem Gaseinlass, mehreren Gasauslässen, bei der der Gaseinlass und die Gasauslässe über Kanäle miteinander verbunden sind, die sich jeweils entweder in Verzweigungen symmetrisch in nachgeordnete Kanäle aufteilen oder in einem Gasauslass enden, derartig, dass jede Verbindung von dem Gaseinlass zu einem der Gasauslässe gleiche Kanäle und Verzweigungen aufweist. DE 101 00 670 A1 describes a supply device for supplying a gas stream, in particular a Precursorgasstromes or carrier gas stream, with at least one gas inlet, a plurality of gas outlets, wherein the gas inlet and the gas outlets are connected to each other via channels, which are divided either in branches symmetrically in downstream channels or in a gas outlet such that each connection from the gas inlet to one of the gas outlets has the same channels and branches.

US 5 992 453 A offenbart eine Strömungsteilungs- und -Umformungseinrichtung zur Strömungsteilung und Strömungsumformung von fließfähigen und/oder gasförmigen Substanzen, umfassend einen lang sich erstreckenden, eine Körperlängsachse aufweisenden Körper und wenigstens ein Teilungssystem, in dem die Substanzen von einem die Substanz in zusammengefasster Strömung führenden Gesamtstromkanal zu einer Reihe von längs des Körpers angeordneten Öffnungen, die einem in der Körperlänge sich erstreckenden schmalen Austrittsbereich zugeordnet sind, geführt wird, wobei der Gesamtstromkanal in zwei den Gesamtstrom an einer ersten Teilungsstelle teilende, Substanz führende Kanäle einer ersten Teilungsstufe verzweigt und wenigstens eine weitere Teilungsstufe nachgeordnet ist, in der an der zugehörigen Teilungsstelle jedes Kanalende der vorangehenden Stufe in jeweils zwei die Strömung teilende und sie in entgegengesetzte Richtungen entlang der Körperlängsrichtung umlenkende Kanäle verzweigt, bei der der Gesamtstromkanal an der ersten Teilungsstelle in zwei parallel und nebeneinander verlaufende, Substanz in gleiche Richtung führende Abschnitte von Teilstromkanälen übergeht, wobei die Strömung im Bereich vor, an und nach der Teilungsstelle geradlinig oder zumindest nahezu geradlinig verläuft. US 5 992 453 A discloses a flow splitting and re-shaping device for flow splitting and flow transformation of flowable and / or gaseous substances comprising a long-extending body longitudinal axis body and at least one partitioning system in which the substances from a total flow channel carrying the substance in a combined flow become a series of openings arranged along the body, which are associated with a narrow exit area extending in the body length, wherein the total flow channel branches into two channels of a first division stage which divide the total flow at a first division site and at least one further division stage is arranged downstream; in which branched at the associated division point each channel end of the preceding stage in each case two dividing the flow and they are deflected in opposite directions along the body longitudinal direction channels, be i of the total flow channel at the first division point in two parallel and juxtaposed, substance in the same direction leading portions of partial flow channels passes, wherein the flow in the region before, at and after the division point is rectilinear or at least approximately rectilinear.

Aus US 5 595 606 A ist ein Duschkopf bekannt mit ersten und zweiten Durchlässen zur unabhängigen Einleitung eines ersten und zweiten Reaktivgases, die miteinander reagieren können, in eine Reaktionskammer, umfassend erste, zweite und dritte unabhängig ausgebildete Blöcke mit Löchern, die die ersten und zweiten Durchlässe definieren, wobei der zweite Block zwischen erstem und drittem Block angeordnet ist, so dass die ersten und zweiten Durchlässe jeweils erste und zweite Einlässe zum Einlassen des ersten bzw. zweiten Gases auf dem ersten Block aufweisen, und weiterhin jeweils eine Mehrzahl erster und zweiter Auslässe zur Einleitung des ersten bzw. zweiten Gases in die Reaktionskammer auf dem dritten Block aufweisen, wobei sich die ersten und zweiten Durchlässe vom ersten zum dritten Block verzweigen, weiter umfassend einen im dritten Block nahe den ersten und zweiten Auslässen angeordneten Kühler zum Kühlen der ersten und zweiten Auslässe, einen im ersten und zweiten Block angeordneten Heizer zum Heizen des ersten Durchlasses im ersten und zweiten Block und einen Verbinder zum Verbinden des ersten, zweiten und dritten Blocks.Out US 5 595 606 A For example, a shower head is known having first and second passages for independently introducing a first and second reactive gases which can react with each other into a reaction chamber comprising first, second and third independently formed blocks having holes defining the first and second passages, the second one Block is arranged between the first and third block, so that the first and second passages respectively have first and second inlets for introducing the first and second gas on the first block, and further a plurality of first and second outlets for introducing the first and second second gas into the reaction chamber on the third block, wherein the first and second passages branch from the first to the third block, further comprising a cooler arranged in the third block near the first and second outlets for cooling the first and second outlets, one in the first and second block arranged heating for heating the first passage in the first and second blocks and a connector for connecting the first, second and third blocks.

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.

1 einen Querschnitt durch eine Gasführungsanordnung mit einer einseitig eingebrachten binären Struktur, 1 a cross section through a gas guide assembly with a unilaterally introduced binary structure,

2 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Gasführungsanordnung und 2 a longitudinal section through a part of a gas guide arrangement and

3 einen Querschnitt durch eine Gasführungsanordnung mit zwei, auf gegenüberliegenden Seiten eingebrachten binären Strukturen. 3 a cross section through a gas guide assembly with two, introduced on opposite sides binary structures.

In einer Vakuumbeschichtungsanlage, in der Substrate im Durchlaufverfahren mit einer längserstreckten Magnetronanordnung beschichtet werden, ist die in 1 und 2 dargestellte Gasführungsanordnung 1 parallel zur Magnetronanordnung 2 positioniert. Über einen Gasanschluss 3 ist die Anordnung mit einer nicht näher dargestellten Gaszuführungsleitung verbunden. In einer ersten Planarfläche 4 eines aus Aluminium bestehenden Konstruktionselementes 6 sind Gasverteilungskanäle 7 in Form einer binären Struktur durch einen Fräsprozess eingebracht und durch eine Abdeckplatte 8 abgedeckt. Diese binäre Struktur beginnt mit dem ersten eingefrästen Kanal am Gasanschluss 3 und führt zu einer ersten T-förmigen Verzweigung 9 in einer ersten Strukturebene. Von dieser ersten Verzweigung 9 ausgehend, sind zwei weitere Gasverteilungskanäle 7 eingefräst, die wiederum in weitere T-förmige Verzweigungen 10 einer zweiten Strukturebene münden. Beide Gaskanäle 7 weisen den nahezu gleichen Querschnitt und die gleiche Länge auf. Ausgehend von diesen Verzweigungen 10 der zweiten Strukturebene sind weitere zwei Kanäle 7 pro Verzweigung 10 mit den oben aufgeführten Eigenschaften eingearbeitet. Diese Kanäle 7 führen zu weiteren Verzweigungen einer nachfolgenden Strukturebene, an die wiederum je zwei Gaskanäle angeschlossen sind, die in je einer Gasaustrittsöffnung 11 münden. Die Gasaustrittsöffnungen 11 sind an der dem zu beschichtenden Substrat am nächsten gelegenen Planarfläche des Konstruktionselementes 6 in gleichen Abständen zueinander angeordnet.In a vacuum coating system in which substrates are coated in a continuous process with an extended magnetron arrangement, the in 1 and 2 illustrated gas guide arrangement 1 parallel to the magnetron arrangement 2 positioned. Via a gas connection 3 the arrangement is connected to a gas supply line, not shown. In a first planar area 4 a structural element made of aluminum 6 are gas distribution channels 7 introduced in the form of a binary structure by a milling process and by a cover plate 8th covered. This binary structure starts with the first milled channel at the gas connection 3 and leads to a first T-shaped branch 9 in a first structural level. From this first branch 9 starting, are two more gas distribution channels 7 milled, in turn, into more T-shaped branches 10 lead to a second structural level. Both gas channels 7 have the nearly same cross-section and the same length. Starting from these branches 10 the second structural level are two more channels 7 per branch 10 incorporated with the properties listed above. These channels 7 lead to further branches of a subsequent structural level, to which in turn two gas channels are connected, each in a gas outlet opening 11 lead. The gas outlet openings 11 are at the closest to the substrate to be coated planar surface of the structural element 6 arranged at equal distances from each other.

Die Ausführung der Gasführungskanäle 7 in der binären Struktur mit der Gleichgestaltung der von einer Verzweigung ausgehenden Gaskanäle in Länge und Querschnitt und die Gleichgestaltung der Gasaustrittsöffnungen 11 realisiert einen nahezu gleichen Widerstandsbeiwert für jeden Gasverteilungsweg. Somit ist eine homogene Verteilung eines oder mehrerer zugeführten Gase oder Gasgemische gewährleistet.The design of the gas ducts 7 in the binary structure with the equalization of the length and cross-section of the gas ducts from a branch and the equalization of the gas outlets 11 Realizes a nearly equal drag coefficient for each gas distribution path. Thus, a homogeneous distribution of one or more supplied gases or gas mixtures is ensured.

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 11 notwendigen Gasmenge minimiert. Damit werden kürzere Verzögerungszeiten und damit eine verbessertes Regelverhalten erreicht, welches sich beispielsweise auf eine gleichmäßigere Beschichtungsdicke auf dem Substrat auswirkt.The structure shown can be made arbitrarily deep while maintaining their properties. The volume formed by the binary structure in the gas guide arrangement is in consideration of the per unit time at the gas outlet openings 11 necessary amount of gas minimized. This achieves shorter delay times and thus improved control behavior, which has an effect, for example, on a more uniform coating thickness on the substrate.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 3 eine Gasführungsanordnung 1 dargestellt, bei der in zwei gegenüberliegenden Planarflächen 4 und 5 je eine binäre Struktur eingebracht ist. Die Gestaltung der Gasführungskanäle 7 erfolgt wie oben beschrieben in einer binären Struktur. Jede Struktur besitzt einen in der 3 nicht näher dargestellten eigenen Gasanschluss 3 mit einer dazugehörigen Gaszuführungsleitung. Über diese Leitungen können den binären Strukturen getrennt voneinander Gase oder Gasgemische zugeführt werden. In diesem Beispiel soll angenommen werden, dass die erste binäre Struktur auf der ersten Planarfläche 4 des Konstruktionselementes 6, von der Strukturtiefe der im ersten Beispiel beschriebenen Aufteilung entspricht. Die auf der zweiten Planarfläche 5 eingebrachte Struktur ist um eine Strukturebene erweitert. Damit verdoppelt sich die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen 11 der zweiten Struktur. Die Gasaustrittsöffnungen 11 sind auch auf dieser Seite des Konstruktionselementes 6 substratnah und in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Mit dieser Gasführungsanordnung 1 können zwei Gase oder Gasgemische dem Beschichtungsprozess unabhängig voneinander zugeführt werden, die eine durch die Anzahl der Gasaustrittsöffnungen 11 verschiedenartige Gasverteilung ermöglichen. Die Regelung der einer binären Struktur zugeführten Gasmenge und Zusammensetzung kann getrennt voneinander erfolgen.In a second embodiment is in 3 a gas guide arrangement 1 shown, in which two opposite planar surfaces 4 and 5 ever a binary structure is introduced. The design of the gas ducts 7 takes place as described above in a binary structure. Each structure has one in the 3 unspecified own gas connection 3 with an associated gas supply line. Gases or gas mixtures can be supplied to the binary structures separately from one another via these lines. In this example, assume that the first binary structure is on the first planar surface 4 of the construction element 6 , corresponds to the structure depth of the division described in the first example. The on the second planar surface 5 introduced structure is extended by one structure level. This doubles the number of gas outlet openings 11 the second structure. The gas outlet openings 11 are also on this page of the design element 6 near the substrate and arranged at equal distances from each other. With this gas guide arrangement 1 two gases or gas mixtures can be fed to the coating process independently of each other, the one by the number of gas outlet openings 11 allow different gas distribution. The control of the amount of gas supplied to a binary structure and composition can be done separately.

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

Claims (4)

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 guiding arrangement in a vacuum coating installation with an elongate magnetron arrangement, the gas guiding arrangement being provided with a binary distribution gas distribution system via which at least one gas source is connected to a plurality of gas outlet openings which open into a recipient, a construction element ( 6 ), which is in the direction of the elongated magnetron ( 2 ) extending first planar surface ( 4 ), in the surface of which first depressions are introduced with a first binary structure and with a first cover plate ( 8th ) are closed, characterized in that in the surface of the first planar surface ( 4 ) additional second or further recesses are introduced with a second or further binary structure and that the structural element ( 6 ) in the direction of the elongated magnetron arrangement ( 2 ) extending second planar surface ( 5 ), in whose surface further recesses with a further binary structure introduced, and with a second cover plate ( 8th ) are closed. Gasführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die binären Strukturen gleichartig ausgeführt sind.Gas guide arrangement according to claim 1, characterized in that the binary structures are made similar. Gasführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der binären Strukturen gegenüber der oder den anderen verschiedenartig ausgeführt ist.Gas guiding arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the binary structures is designed differently with respect to one or the other. Gasführungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die binären Strukturen Teil eines Regelsystems sind, in dem der Volumenstrom für jede binäre Struktur separat regelbar ist oder/und verschiedene Gase oder Gasgemische zuführbar sind.Gas guiding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the binary structures are part of a control system in which the volume flow for each binary structure is separately controllable and / or different gases or gas mixtures can be fed.
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