DE10234855A1

DE10234855A1 - Device for adjusting layer thickness distribution during vacuum deposition on moving substrates comprises adjustable opening delimited by partial screens, and vaporizing region running across moving direction

Info

Publication number: DE10234855A1
Application number: DE2002134855
Authority: DE
Inventors: Klaus Gödicke; Jörn-Steffen LIEBIG
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-12

Abstract

A device for adjusting a layer thickness distribution during vacuum deposition on moving substrates (1) comprises an adjustable opening (3) for the vapor between the deposition sources and the substrates delimited by at least two partial screens (5) which move parallel to the transport direction of the substrates, and a vaporizing region running across the moving direction (2) with two strip-like regions. The vaporization time in the vaporizing region can be adjusted by the position of the partial screens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung einer vorgegebenen Schichtdickenverteilung bei Vakuumbeschichtungsprozessen auf bewegten Substraten, ohne dass ein Belüften des Beschichtungsraumes erforderlich ist. Solche Beschichtungsprozesse finden Anwendung beim Aufbringen dünner Schichten auf Werkstücken und Formteilen, beispielsweise bei dem Beschichten von Flachsubstraten, optischen Linsen, Reflektoren, Filtern oder Automobilscheiben mit ebener oder gekrümmter Oberfläche mit transparenten optischen Funktionsschichten.The invention relates to a device for setting a predefined layer thickness distribution in vacuum coating processes on moving substrates without venting the coating room is required. Such coating processes are used when applying thinner Layers on workpieces and molded parts, for example when coating flat substrates, with optical lenses, reflectors, filters or automotive windows flat or curved surface with transparent optical functional layers.

Es ist bekannt, Schichtdickenverteilungen bei Vakuumbeschichtungsprozessen durch feste Aperturblenden für den Dampfstrom einzustellen. Die Bemessung solcher Festblenden für das Hochvakuumbedampfen (G. Deppisch Vakuumtechnik 30, 1981, S. 67 ff) und das Katodenzerstäuben (G. Deppisch Vakuumtechnik 30, 1981, S. 106 ff) erfolgt meist durch Verwendung allgemeiner Berechnungsmethoden. Allerdings erfordern berechnete Festblenden im Allgemeinen noch weitere schrittweise Verbesserungen durch aufwendige Beschichtungen und Schichtdickenmessungen, da in den Rechenmodellen nicht alle Einflüsse der Prozessparameter, z. B. der Streuung der Dampfteilchen am Arbeitsgas, berücksichtigt werden können. Die Form solcher Festblenden wird deshalb für Beschichtungsaufgaben für stets gleichgeformte Substrate, die bei konstanten Prozessbedingungen beschichtet werden, iterativ verfeinert, bis die Abweichung von der gewünschten Schichtdickenverteilung ein vorgegebenes Toleranzfenster unterschreitet. So lässt sich z. B. die Abnahme der Schichtdicke im Bereich des Randes der Beschichtungsgeometrie durch eine angepasste Form einer Festblende korrigieren, wenn ebene Substrate zur Beschichtung linear zu einer Magnetron-Sputterquelle bewegt werden. Die Festblende schattet dabei Teile des Dampfstromes im mittleren Teil des Bedampfungsbereiches ab. Durch solche Ausblendungen von Teilen des Dampfstromes lässt sich insbesondere die Fläche, auf der die Schichtdicke homogen ist, vergrößern. Es ist auch möglich, eine vorgegebene Schichtdickenverteilung auf gekrümmten, insbesondere auf schwach gekrümmten Substraten zu erreichen, wenn diese relativ zur Dampfquelle bewegt werden. In PCT WO 00/14294 wird z. B. eine Form einer Festblende angegeben, die die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke auf konvex gekrümmten ophthalmischen Linsen verbessert. Nachteilig bei der Verwendung solcher Festblenden wirken sich alle Änderungen von Prozessparametern aus. Bereits Druckänderungen oder die fortschreitende Erosion der Targets beim Zerstäuben wirken sich begrenzend auf die Treffgenauigkeit der angestrebten Schichtdickenverteilung aus. Der Wirksamkeit dieses Vorgehens sind damit technische Grenzen gesetzt. Außerdem ist die Notwendigkeit, die gesuchten Festblenden experimentell iterativ zu verbessern, mit großem Arbeitsaufwand verbunden, insbesondere deshalb, weil jede Änderung der Form der Blenden mit einem Belüften und erneuten Evakuieren der Beschichtungsanlage verbunden ist. Ein Unterbrechen der Beschichtung zum Zwecke der Blendenkorrektur hat außerdem meist auch eine Veränderung der lokalen Abscheiderate beim Wiedereinschalten des Prozesses zur Folge. Bei vielen reaktiven Prozessen hat eine Belüftung der Beschichtungskammer zusätzlich den Nachteil, dass parasitäre Schichten auf Blenden und anderen Einbauten der Beschichtungsumgebung nicht stabil aufwachsen können und den Prozess somit destabilisieren.It is known to have layer thickness distributions Vacuum coating processes through fixed aperture diaphragms for the steam flow adjust. The dimensioning of such fixed orifices for high vacuum vapor deposition (G. Deppisch Vakuumtechnik 30, 1981, p. 67 ff) and cathode sputtering (G. Deppisch Vakuumtechnik 30, 1981, p. 106 ff) is usually done by Use of general calculation methods. However, require calculated fixed diaphragms generally further step by step Improvements through complex coatings and layer thickness measurements, since not all influences of the process parameters, e.g. B. the scattering of the vapor particles on the working gas is taken into account can be. The shape of such fixed screens is therefore forever for coating tasks Uniformly shaped substrates that work under constant process conditions be coated, iteratively refined until the deviation from the desired layer thickness distribution falls below a predetermined tolerance window. So you can z. B. the decrease in layer thickness in the area of the edge of the coating geometry correct with an adapted shape of a fixed aperture if flat Coating substrates linear to a magnetron sputter source be moved. The fixed orifice shades parts of the steam flow in the middle part of the vaporization area. Through such fades of parts of the steam flow especially the area on which the layer thickness is homogeneous, increase. It is also possible to get one Predefined layer thickness distribution on curved, in particular on weak curved Reach substrates when moving relative to the steam source become. In PCT WO 00/14294 z. B. a shape of a fixed aperture specified the uniformity the layer thickness on convexly curved ophthalmic Lenses improved. Disadvantageous when using such fixed screens all changes affect from process parameters. Already pressure changes or the progressive Erosion of targets when sputtering have a limiting effect on the accuracy of the target Layer thickness distribution. The effectiveness of this approach are thus setting technical limits. Furthermore, the need experimentally iteratively improve the fixed screens, with a lot of work connected, especially because any change in the shape of the bezels with aeration and another evacuation of the coating system is connected. On Interrupting the coating for the purpose of aperture correction also usually has also a change the local deposition rate when the process is switched on again Episode. In many reactive processes, there is aeration of the Coating chamber additionally the Disadvantage that parasitic Layers on panels and other internals in the coating environment cannot grow up stably and thus destabilize the process.

Eine weitere Methode zur Einstellung der vorgegebenen Schichtdickenverteilung bei reaktiven Vakuumbeschichtungsprozessen basiert auf der Veränderung des lokalen Reaktivgasangebots, da ein größeres lokales Angebot des Reaktivgases meist mit einer Abnahme der lokalen Abscheiderate einhergeht. Diese Methode funktioniert in-situ. Sie hat aber den Nachteil, dass sie sich nicht mit vertretbarem Aufwand verfeinern lässt, um damit eine hohe lokale Auflösung zu erreichen, und dass das veränderte lokale Reaktivgasangebot nicht nur die Abscheiderate, sondern auch die lokale Bedeckung der Targets mit Reaktionsprodukten beim Zerstäuben verändert. Dieser Effekt führt oft zu Instabilitäten bei der Prozessführung. Außerdem ändern sich mit der Gaszusammensetzung häufig auch verschiedene Schichteigenschaften, was stets zu beachten ist, wenn die Schichtdicke nicht der einzige Zielparameter bei der Beschichtung ist.Another method of hiring the specified layer thickness distribution in reactive vacuum coating processes is based on the change of the local reactive gas supply, since there is a larger local supply of the reactive gas mostly accompanied by a decrease in the local deposition rate. This Method works in-situ. But it has the disadvantage that it cannot be refined with reasonable effort in order to achieve a high local resolution achieve, and that the changed local reactive gas supply not only the deposition rate, but also changed the local coverage of the targets with reaction products during atomization. This Effect leads often to instabilities in litigation. Also change with the gas composition often also different layer properties, which must always be observed, if the layer thickness is not the only target parameter when coating is.

Zur Verbesserung von Schichtdickenverteilungen beim Vakuumbeschichten konkav gekrümmter Substratoberflächen wird auch die Streuung des sich ausbreitenden Dampfes an einem zu diesem Zweck in den Beschichtungsraum eingelassenen inerten Gas genutzt. Auch mit dieser Vorgehensweise sind eine Verschlechterung der Dampfausnutzung und häufig eine Verschlechterung der Schichteigenschaften verbunden.To improve layer thickness distributions when vacuum coating becomes concave curved substrate surfaces also the scattering of the spreading steam on one for this purpose inert gas let into the coating room. Also with this approach are a deterioration in steam utilization and frequently a deterioration in the layer properties.

Es ist auch bekannt, die Schichtdickenverteilung dadurch zu beeinflussen, dass bewegliche Blenden in den Dampfstrom geschwenkt werden. Je nach Schwenkzustand blenden diese einen Teil des Dampfstromes aus. Die Form des ausgeblendeten Bereiches hängt im Wesentlichen von der Form der Blende ab. Die Einrichtungen haben den Nachteil, dass die Schichtdickenverteilung nur in engen Grenzen, die durch die Form der Blenden bestimmt werden, verändert werden kann. Außerdem entsteht durch derartige Blenden ein relativ großer Platzbedarf für den Schwenkbereich. Bei Schwenkbewegungen um eine Achse parallel zur Substratebene entsteht zusätzlich das Problem, dass sich der Abstand zwischen dem Substrat und dem für die Ausblendung entscheidenden Blendenrand während der Schwenkbewegung ändert, was die Einstellung definierter Bedingungen zusätzlich erschwert. Ein weiterer Nachteil derartiger Einrichtungen ist, dass eine Anpassung an sich ändernde Prozessbedingungen nur in sehr begrenztem Maße möglich ist.It is also known to influence the layer thickness distribution by pivoting movable screens into the steam flow. Depending on the swivel state, these hide part of the steam flow. The shape of the hidden area essentially depends on the shape of the aperture. The devices have the disadvantage that the layer thickness distribution can only be changed within narrow limits, which are determined by the shape of the diaphragms. In addition, such panels create a relatively large space requirement for the swivel range. With pivoting movements around an axis parallel to the substrate plane, there is also the problem that the distance between the substrate and the one for the blanking decisive aperture edge changes during the swivel movement, which further complicates the setting of defined conditions. Another disadvantage of such devices is that an adaptation to changing process conditions is only possible to a very limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zur Einstellung einer vorgegebenen Schichtdickenverteilung auf bewegten Substraten bei Vakuumbeschichtungsprozessen zu schaffen, die auch bei Veränderung der Prozessbedingungen, wie veränderter Substratoberflächenform, fortschreitender Erosion der Targets beim Zerstäuben, Druckänderungen usw., wirksam ist und ein einfaches und schnelles Korrigieren der Schichtdickenverteilung ohne Belüften der Beschichtungskammer und ohne Verschlechterung der Schichteigenschaften ermöglicht.The invention has for its object a improved device for setting a predetermined layer thickness distribution to create on moving substrates in vacuum coating processes, that even with change of process conditions, such as changed Substrate surface shape progressive erosion of the targets during sputtering, pressure changes, etc., is effective and easy and quick correction of the layer thickness distribution without ventilation the coating chamber and without deteriorating the layer properties allows.

Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 5 beziehen sich auf zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung.The task is done by a facility solved with features of claim 1. Claims 2 to 5 relate to appropriate configurations the device according to the invention.

Die Erfindung geht davon aus, dass der Bereich, in dem eine Beschichtung von bewegten Substraten erfolgt, an Stellen, an denen die Substrate in den Bedampfungsbereich eintreten oder/und austreten, durch einzeln bewegbare Teilblenden begrenzt wird. Die Bewegung der Teilblenden erfolgt in einer Ebene parallel zur Transportebene der Substrate. Die Bewegungsrichtung der Teilblenden ist im Wesentlichen parallel zur Transportrichtung der Substrate, d. h. durch eine Veränderung der Position der Teilblenden kann die Länge des vom Substrat zu durchlaufenden Bedampfungsbereiches im jeweiligen der Teilblende zuzuordnenden Bereich verändert werden. Durch unterschiedliche Einstellungen der Teilblenden kann somit sichergestellt werden, dass sich einzelne Substrate oder Substratbereiche je nach ihrer Anordnung auf einem bewegten Substratträger bei einem Durchlauf unterschiedlich lange im Bedampfungsbereich befinden. Auf diese Weise können ungleichmäßige Dampfdichten ausgeglichen werden, also Schichten mit hoher Dickengleichmäßigkeit abgeschieden werden, oder gezielt Dickenverläufe auf einzelnen Substraten erzeugt werden. Abhängig von der Feingliedrigkeit der variablen Begrenzung des Bedampfungsbereiches lassen sich unterschiedlich komplizierte Dickenverläufe realisieren.The invention assumes that the area in which moving substrates are coated, at locations where the substrates enter the vapor deposition area or / and emerge, is limited by individually movable part diaphragms. The movement of the part diaphragms takes place in a plane parallel to Transport plane of the substrates. The direction of movement of the sub-apertures is essentially parallel to the transport direction of the substrates, d. H. through a change The position of the partial diaphragms can be the length of the substrate to be traversed Steaming area to be assigned in the respective of the partial aperture Area changed become. Through different settings of the sub-apertures thus ensuring that individual substrates or substrate areas depending on their arrangement on a moving substrate one pass in the vapor deposition area for different lengths of time. That way you can uneven vapor densities be balanced, i.e. layers with high thickness uniformity be deposited, or targeted thickness profiles on individual substrates be generated. Dependent of the delicacy of the variable limitation of the vapor deposition area differently complicated thickness profiles can be realized.

Für viele Anwendungen genügt es, wenn die beweglichen Teilblenden aus rechteckigen Blendstreifen bestehen, die nebeneinander angeordnet werden und einzeln bewegbar sind. Erfindungsgemäß erfolgt diese Bewegung in-situ durch einzelne, einzelnen Teilblenden zugeordnete Stellmechanismen. Somit entfällt die Notwendigkeit einer Zwischenbelüftung. Der gesamte Bedampfungsbereich kann als aus nebeneinander angeordneten streifenförmigen Bereichen bestehend angesehen werden, wobei die Länge der streifenförmigen Bereiche variabel und einstellbar ist. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung lässt sich wesentlich verbessern und eine hohe Übereinstimmung der erreichbaren Schichtdickenverteilung mit einer angestrebten Verteilung erreichen, wenn die Anzahl der nebeneinander liegenden streifenförmigen Bereiche, deren Berandungen unabhängig voneinander einstellbar sind, deutlich größer als zwei, je nach Breite des Bedampfungsbereiches vorzugsweise 10 bis 30 beträgt. Auf diese Weise kann die Breite jedes Streifens nur wenige Millimeter betragen. Es kann auch eine noch höhere Zahl von Teilblenden zweckmäßig sein.For many applications are sufficient it when the movable sub-panels are made of rectangular glare strips exist, which are arranged side by side and individually movable are. According to the invention this movement is assigned in-situ by individual, individual partial diaphragms Adjusting mechanisms. It is therefore no longer necessary the need for intermediate ventilation. The entire vaporization area can as consisting of strip-shaped areas arranged side by side be viewed, the length the striped Ranges is variable and adjustable. The effectiveness of the device according to the invention let yourself significantly improve and a high agreement of the achievable Achieve layer thickness distribution with a desired distribution, if the number of adjacent strip-shaped areas whose Boundaries independent are adjustable from each other, significantly larger than two, depending on the width of the Steaming range is preferably 10 to 30. In this way, the Width of each strip is only a few millimeters. It can also be one even higher Number of sub-apertures should be appropriate.

Es kann zweckmäßig sein, dass besagte Teilblenden in einem geringen Abstand zu den Substraten angeordnet und wirksam gemacht werden. Dieser Abstand sollte vorzugsweise höchstens einem Zehntel des Abstandes zwischen Dampfquelle und Substrat entsprechen. Auf diese Weise kann die erreichbare Schichtdickenverteilung sehr feinstufig mit hoher örtlicher Auflösung quer zur Bewegungsrichtung der Substrate eingestellt werden. Allerdings können an den Übergangspositionen zwischen den streifenförmigen Bereichen sprungartige Änderungen der Schichtdicke nicht völlig ausgeschlossen werden.It may be expedient for the partial diaphragms in question arranged at a short distance from the substrates and effective be made. This distance should preferably be at most correspond to one tenth of the distance between the steam source and the substrate. In this way, the achievable layer thickness distribution can be very high finely graded with high local resolution can be set transversely to the direction of movement of the substrates. However, can the transition positions between the stripe-shaped Areas of sudden changes the layer thickness is not completely be excluded.

Es kann auch zweckmäßig sein, besagte Teilblenden in einem größeren Abstand zu den Substraten, der mindestens einem Viertel des Abstandes zwischen der/den Beschichtungsquelle(n) und den Substraten entspricht, anzuordnen. Bei Nutzung einer solchen Einrichtung treten keinerlei sprungartige Änderungen der Schichtdicke auf den Substraten auf, jedoch lässt sich die Feinstufigkeit der Beeinflussung der Schichtdickenverteilung dann nicht unbegrenzt verfeinern, auch wenn die Zahl der Teilblenden sehr hoch gewählt wird. Durch Anpassung des Abstandes zwischen Substrat und Blende und die Anzahl der bewegbaren Teilblenden lässt sich die Erfindung problemlos an unterschiedlichste Anforderungen anpassen. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung mit einer Bewegungsrichtung der Teilblenden parallel zur Transportrichtung der Substrate besteht darin, dass sich der Abstand zwischen Blende und Substrat unabhängig von einer Veränderung der Position der Teilblenden nicht ändert, was sich vorteilhaft auf die Konstanz von Schichtdickenprofilen und die erreichbare Komplexität derartiger Profile auswirkt.It can also be useful said partial apertures at a greater distance to the substrates, which is at least a quarter of the distance between corresponds to the coating source (s) and the substrates. When using such a facility, no sudden changes occur the layer thickness on the substrates, but can be the fineness of influencing the layer thickness distribution then do not refine indefinitely, even if the number of partial apertures chosen very high becomes. By adjusting the distance between the substrate and the aperture and the number of movable part diaphragms, the invention can be easily adapt to different requirements. An advantage of the solution according to the invention a direction of movement of the sub-panels parallel to the transport direction of the substrates is that the distance between the aperture and substrate independently from a change in Position of the sub-apertures does not change, which is beneficial to the constancy of layer thickness profiles and the achievable complexity such profiles affects.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Einrichtung mit Mitteln, die die mechanisierte oder automatisierte Einstellung der Berandungen unabhängig für jeden streifenförmigen Bereich ermöglicht. Im Fall einer automatisierten Einstellung ist es besonders zweckmäßig, Regler einzusetzen, die Istwerte von Messgrößen der Schicht nutzen, welche direkt oder indirekt mit der ortsaufgelösten Schichtdicke korrelieren.It is particularly advantageous to design the device with means that enable the mechanized or automated setting of the boundaries independently for each strip-shaped area. In the case of an automated setting, it is particularly expedient to use controllers that use the actual values of measured variables of the layer, which directly or indirectly with the spatially resolved layer di correlate.

Die in-situ Einstellbarkeit der Berandung des Bedampfungsbereiches durch einzelne bewegbare Teilblenden, also ein Abgleich der Länge der streifenförmigen Bereiche des Bedampfungsbereiches, hat entscheidende Vorteile. Zum einen kann die Korrektur einer beschichteten und gemessenen Verteilung deutlich schneller erfolgen, da kein Abschalten der Prozessstationen und Belüften der Beschichtungskammer und Wiederanpumpen erforderlich ist. Ein Unterbrechen der Beschichtung zum Zwecke der Blendenkorrektur hat meist auch eine Veränderung der lokalen Abscheiderate beim Wiedereinschalten des Prozesses zur Folge. Alle Einstellalgorithmen zur Blendenkorrektur wirken dann zuverlässig, wenn zumindest über bestimmte Zeitabschnitte der Einstellung von einer konstanten lokalen Rate ausgegangen werden kann, was durch die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht wird. Auch eine Anpassung der Bereichsbegrenzung an evtl. auftretendes Driften der Dampfdichteverteilung oder ähnliche Parameter ist mit der erfindungsgemäßen Einrichtung problemlos möglich. Das Vermeiden einer Belüftung der Beschichtungskammer hat speziell bei reaktiven Beschichtungsprozessen den Vorteil, dass die parasitären Schichten auf Blenden und anderen Einbauten der Beschichtungsumgebung stabil aufwachsen können und den Prozess nicht destabilisieren.The in-situ adjustability of the boundary of the vaporization area by means of individual movable part diaphragms, that is an adjustment of the length the striped Areas of the vaporization area have decisive advantages. To the one can clearly see the correction of a coated and measured distribution done faster because the process stations and ventilate the coating chamber and re-pumping is required. An interruption usually also has the coating for the purpose of aperture correction a change in local deposition rate when the process is switched on again. All setting algorithms for aperture correction work reliably if at least about certain periods of time from a constant local setting Rate can be assumed, what through the device according to the invention allows becomes. Also an adjustment of the area limitation to possibly occurring Vapor density distribution or similar parameters drift with the device according to the invention possible without any problems. Avoiding ventilation The coating chamber has special features in reactive coating processes the advantage that the parasitic Layers on panels and other internals in the coating environment can grow up stably and not destabilize the process.

In zwei Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert.In two exemplary embodiments, the device according to the invention explained in more detail.

Dabei zeigenShow

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Bedampfen von Substraten auf einem Drehteller in der Ebene der Durchtrittsöffnung für den Dampf, 2 einen schematischen Schnitt senkrecht zu dieser Ebene, 1 3 shows a section through a device according to the invention for vapor deposition of substrates on a turntable in the plane of the passage opening for the steam, 2 a schematic section perpendicular to this plane,

3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Beschichten linear bewegter Substrate mittels Puls-Magnetron-Kathoden-Zerstäubung in der Ebene der Durchtrittsöffnung für den Dampf und 3 a section through an inventive device for coating linearly moving substrates by means of pulse magnetron sputtering in the plane of the passage opening for the steam and

4 einen schematischen Schnitt senkrecht zu dieser Ebene. 4 a schematic section perpendicular to this plane.

Gemäß 1 werden Substrate 1 zum Zwecke der Bedampfung auf einem Drehteller angeordnet, der um eine Achse in Richtung 2 rotiert. Eine Durchtrittsöffnung für den Dampf 3 ist zwischen der Dampfquelle und den Substraten angeordnet. Die Durchtrittsöffnung für den Dampf ist an drei Seiten durch feste Blendenkanten 4 berandet. Die Berandung an der verbleibenden Seite der Durchtrittsöffnung wird durch zungenförmige einstellbare Berandungselemente 5 (Blendbleche) gebildet. Durch die Position dieser Elemente ist diejenige Weglänge für jeden streifenförmigen Bereich 6 bestimmt, auf der die Substrate während einer Umdrehung des Drehtellers dem Dampfstrom ausgesetzt sind. Die Weglänge bestimmt für den jeweiligen streifenförmigen Bereich den Anteil des Dampfes, der zur Schichtbildung beiträgt. Infolge der Bewegung des Drehtellers liegen die besagten streifenförmigen Bereiche auf Kreisringbögen. Durch Wahl geeigneter Positionen für die Berandungselemente 5 wird die Schichtdickenverteilung auf den Substraten beeinflusst. Im Ausführungsbeispiel gem. 1 und 2 beträgt der Abstand zwischen dem als Beschichtungsquelle wirksamen Tiegel eines Elektronenstrahlverdampfers und der Ebene der Substratoberfläche 300 mm. Die Ebene der Berandungselemente hat einen Abstand 8 von 10 mm von der Substratoberfläche. Der Raum zwischen dem Drehteller und der Beschichtungsquelle ist durch eine feste Trennwand 9 separiert mit Ausnahme der Dampfdurchtrittsöffnung 3. In radialer Richtung des Drehtellers wird eine der Berandungen durch 20 nebeneinander liegende verstellbare Berandungselemente 5 gebildet. Der Verstellweg der Elemente 5 beträgt mindestens 10 Prozent der Ausdehnung der Durchtrittsöffnung in Richtung der Substratbewegung. Durch Beschichtungsversuche, bei denen die erreichte Schichtdickenverteilung mit Hilfe eines Tastschnittverfahrens gemessen wird, und Verstellung der Berandungselemente, in deren Bereich die Schichtdicke korrigiert werden soll, wird eine schrittweise Verbesserung der Homogenität der Schichtdicke erreicht.According to 1 become substrates 1 arranged for the purpose of vaporization on a turntable, which is about an axis in the direction 2 rotates. A passage for the steam 3 is located between the steam source and the substrates. The passage for the steam is on three sides through fixed panel edges 4 bounded. The edge on the remaining side of the passage opening is made by tongue-shaped adjustable edge elements 5 (Cover plates) formed. Due to the position of these elements, the path length is for each strip-shaped area 6 determined on which the substrates are exposed to the steam flow during one rotation of the turntable. The path length determines the proportion of steam that contributes to the layer formation for the respective strip-shaped area. As a result of the movement of the turntable, said strip-like areas lie on circular arcs. By choosing suitable positions for the boundary elements 5 the layer thickness distribution on the substrates is influenced. In the embodiment according to 1 and 2 the distance between the crucible of an electron beam evaporator, which acts as a coating source, and the plane of the substrate surface is 300 mm. The plane of the boundary elements is at a distance 8th of 10 mm from the substrate surface. The space between the turntable and the coating source is through a solid partition 9 separated with the exception of the steam passage opening 3 , In the radial direction of the turntable, one of the borders is made up of 20 adjustable border elements lying next to one another 5 educated. The adjustment path of the elements 5 is at least 10 percent of the extent of the passage opening in the direction of the substrate movement. A gradual improvement in the homogeneity of the layer thickness is achieved by coating tests in which the layer thickness distribution achieved is measured with the aid of a tactile cut method and adjustment of the boundary elements in the area of which the layer thickness is to be corrected.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel werden in einer Zerstäubungsanlage ebene Glasscheiben 10 mit optisch wirksamen Schichten aus einem hochbrechenden und einem niedrigbrechenden transparenten Schichtmaterial beschichtet, um eine Entspiegelung zu erreichen. Es wird eine hohe Gleichmäßigkeit der Schichtdicke mit Toleranzen unter 1 Prozent gefordert. Die Substrate haben die Abmessung 500 mm × 500 mm × 1 mm und werden während der Beschichtungsprozesse durch die Vakuumbeschichtungsanlage transportiert. Die Beschichtung mit beiden Materialien erfolgt unter Nutzung des reaktiven Magnetronsputterns mit mittelfrequent gepulster Energieeinspeisung. Der Abstand zwischen den Targets der als Beschichtungsquelle wirkenden Magnetrons 11 und der zu beschichtenden Oberfläche der Substrate beträgt 120 mm. Substrate und Magnetrons sind durch geschlossene Trennwände 12 separiert mit Ausnahme einer Durchtrittsöffnung für den Dampf 13. Diese Ebene hat einen Abstand von 8 mm von der zu beschichtenden Seite der Substrate. Die Substrate werden überall während der Beschichtung gleichförmig in Richtung 14 mit einer Geschwindigkeit von 0,3 m/min bewegt. Drei Seiten der Berandung der Durchtrittsöffnung 13 sind feststehende Kanten. Die vierte Seite der Durchtrittsöffnung wird durch zwanzig nebeneinander quer zur Richtung 14 angeordnete, in ihrer Position in Richtung 14 veränderbare Berandungselemente 15 gebildet. Die Breite jedes Elementes beträgt 10 mm, ihr Verstellbereich 40 mm in Richtung 14. Die Position jedes Berandungselementes bestimmt die wirksame Länge eines zugehörigen streifenförmigen Bereiches 16, in dem die Beschichtung des zugeordneten Bereiches auf den Substraten erfolgt. Jedes Berandungselement ist durch eine Kombination von Hubmagneten bewegbar. Die Solllage wird durch jeweils einen Regelkreis vorgegeben. Als Führungsgröße dienen Messwerte des optischen Reflexionsvermögens der beschichteten Substrate, die innerhalb der Anlage auf 20 Spuren quer zur Richtung 14 ermittelt werden.According to a second exemplary embodiment, flat glass panes are used in an atomization system 10 coated with optically effective layers of a high-index and a low-index transparent layer material to achieve an anti-reflective coating. A high level of uniformity of the layer thickness with tolerances below 1 percent is required. The substrates have the dimensions 500 mm × 500 mm × 1 mm and are transported through the vacuum coating system during the coating processes. Both materials are coated using reactive magnetron sputtering with medium-frequency pulsed energy feed. The distance between the targets of the magnetrons acting as the coating source 11 and the surface of the substrates to be coated is 120 mm. Substrates and magnetrons are closed by partitions 12 separated with the exception of a passage for the steam 13 , This plane has a distance of 8 mm from the side of the substrates to be coated. The substrates become uniform throughout throughout the coating process 14 moved at a speed of 0.3 m / min. Three sides of the edge of the passage opening 13 are fixed edges. The fourth side of the passage opening is juxtaposed by twenty across the direction 14 arranged, in their position towards 14 changeable border elements 15 educated. The width of each element is 10 mm, their adjustment range is 40 mm in the direction 14 , The position of each boundary element determines the effective length an associated strip-shaped area 16 , in which the coating of the assigned area takes place on the substrates. Each boundary element can be moved by a combination of solenoids. The target position is specified by a control loop. Measured values of the optical reflectivity of the coated substrates serve as a guide variable, which are located in the system on 20 tracks across the direction 14 be determined.

Claims

Einrichtung zur Einstellung einer vorgegebenen Schichtdickenverteilung bei Vakuumbeschichtungsprozessen auf bewegten Substraten, wobei die Substrate in einer Beschichtungskammer während eines Beschichtungsprozesses relativ zu mindestens einer Beschichtungsquelle auf einer vorgegebenen Bahn bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchtrittsöffnung für den Dampf zwischen der Beschichtungsquelle und den Substraten durch mindestens zwei parallel zur Transportrichtung der Substrate bewegbare Teilblenden begrenzt wird, deren Position in-situ einstellbar ist, wodurch der Bedampfungsbereich quer zur Bewegungsrichtung mindestens zwei nebeneinander liegende, streifenförmige Bereiche aufweist, in denen die Bedampfungszeit durch die Lage der Teilblenden unterschiedlich, unabhängig voneinander und bei ununterbrochenem Beschichtungsprozess eingestellt werden kann.Means for setting a predetermined layer thickness distribution in vacuum coating processes on moving substrates, the substrates are moved into a coating chamber during a coating process with respect to at least one coating source on a predetermined path, characterized in that a passage opening for the steam between the coating source and the substrates by at least two partial screens that can be moved parallel to the transport direction of the substrates are limited, the position of which can be adjusted in-situ, as a result of which the vapor deposition area transverse to the direction of movement has at least two adjacent, strip-shaped areas in which the vapor deposition time is different due to the position of the partial screens, independently of one another and with uninterrupted Coating process can be adjusted.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Durchtrittsöffnung durch mehrere, vorzugsweise 10 bis 30 nebeneinanderliegende Teilblenden begrenzt wird.Device according to claim 1, characterized in that said Through opening by means of several, preferably 10 to 30, partial diaphragms lying side by side is limited.

Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilblenden in einem geringen Abstand zu den Substraten, vorzugsweise weniger als einem Zehntel des Abstandes zwischen der/den Beschichtungsquelle(n) und den Substraten einstellbar angeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that that the sub-apertures are at a short distance from the substrates, preferably less than a tenth of the distance between the / the Coating source (s) and the substrates arranged adjustable are.

Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet dass die Teilblenden in einem Abstand zu den Substraten von mindestens einem Viertel des Abstandes zwischen der/den Beschichtungsquelle(n) und den Substraten einstellbar angeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 and 2, characterized that the sub-apertures are at a distance from the substrates of at least a quarter of the distance between the coating source (s) and the substrates are arranged adjustable.

Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Einrichtung zusätzlich über Mittel verfügt, die die automatisierte Einstellung der Position der Teilblenden durch eine Regelung unter Nutzung von Messgrößen der Schicht, die direkt oder indirekt mit der Schichtdicke korrelieren, bewirken, wobei Istwerte dieser Messgrößen für einzelne streifenförmige Bereiche separat aus Schichtdickenbestimmungen während des Beschichtungsprozesses gewonnen werden, diese mit Sollwerten verglichen werden und durch entsprechende Korrekturen der Positionen der Teilblenden eine entsprechende sollwertbezogene Regelung erfolgt.Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized that the facility also has funds features, through the automated adjustment of the position of the sub-apertures a regulation using measurands of the layer that are direct or correlate indirectly with the layer thickness, cause, Actual values of these measured variables for individual strip Areas separately from layer thickness determinations during the coating process are obtained, these are compared with target values and by appropriate Corrections of the positions of the sub-diaphragms a corresponding setpoint-related Regulation takes place.