DE19515882C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von scheibenförmigen Substraten in Vakuumbeschichtungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von scheibenförmigen Substraten in Vakuumbeschichtungsanlagen, bei dem das scheibenförmige Substrat von einem Substratträger aufgenommen und unter Vakuumerzeugung in eine Beschichtungs­ kammer befördert und anschließend in der Beschichtungskammer beschichtet wird, wobei Teile der Substratoberfläche mittels Masken abgedeckt werden, und nach dem Beschichtungsvorgang unter Belüftung aus der Beschichtungskammer transportiert wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Beschichtung von scheibenförmigen Substraten in Vakuumbeschichtungsanlagen mit einer verschließbaren Beschichtungskammer und mit einem zwischen einer ersten, der Beschichtungskammer nahen Position und einer zweiten, der Beschichtungskammer fernen Position axial beweglichen Substratträger mit einer Aufnahmefläche für ein Substrat.

Aus der Europäischen Patentanmeldung 0 590 243 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art be­ kannt, bei dem das Substrat von einer Aufnahmeposition durch einen Substratträger übernommen und unter Vollzug einer 180°- Bewegung in eine Vorschleusenstation transportiert wird. Dort führt der Substratträger das Substrat in die Vorschleusen­ station ein, wobei er gleichzeitig die Vorschleusenstation verschließt. In dieser Vorschleusenstation wird sodann während oder nach Erzeugung eines Vorvakuums mittels eines Schwenkar­ mes das Substrat in die Beschichtungskammer befördert. Dabei kann gleichzeitig ein bereits beschichtetes Substrat aus der Beschichtungskammer ausgegeben werden.

Nachteilig ist dabei der zweistufige Transportprozeß des Sub­ strates.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zur Beschichtung von CD eingesetzt. Dabei handelt es sich um eine Massenproduk­ tion, bei der lange Taktzeiten sehr negative Auswirkungen auf die Produktivität haben.

Gerade beim Beschichten von CD ist es erforderlich, Teile des Substrates von einer Beschichtung freizuhalten. Dies betrifft bei CD vor allem den Rand und das Zentrum der Scheibe.

Zur Gewährleistung dieser beschichtungsfreien Zonen werden Masken verwendet. Dabei wird eine Außenmaske zur Verhinderung des Beschichtens der Randzone und eine Innenmaske zum Freihal­ ten des Zentrums verwendet. In einem bekannten Verfahren wer­ den diese Masken außerhalb der Beschichtungskammer beziehungs­ weise außerhalb der Vorschleusenstation angebracht und zu­ sammen mit dem Substrat in die Beschichtungskammer einge­ bracht. Diese Masken sind nach einer Anzahl Beschichtungs­ prozessen zu reinigen und für den Prozeß aufwendig zu handha­ ben.

Aus der Europäischen Patentanmeldung 0 608 478 A2 ist aber auch eine Vorrichtung bekannt, bei der die Masken an der Be­ schichtungsquelle befestigt sind. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß beim Maskenwechsel Werkzeuge erforderlich sind, der Beschichtungsprozeß unterbrochen und die Beschichtungs­ kammer belüftet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Produktivität von Vakuumbeschichtungsanlagen durch Minimierung der Wartungs- und Umrüstzeiten zu erhöhen.

Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Substratträger das Substrat direkt in die Beschichtungsposi­ tion in einen Aufnahmeraum befördert. Dabei dichtet der Sub­ stratträger nach Positionierung des Substrates in der Be­ schichtungsposition selbständig den Aufnahmeraum gegen die Umgebungsatmosphäre ab. Anschließend wird in dem Aufnahmeraum ein Vorvakuum erzeugt und nach Erreichen des Vorvakuums der Aufnahmeraum zu der Beschichtungskammer hin geöffnet und der Beschichtungsvorgang vollzogen.

Durch dieses Verfahren wird somit ein Zwischentransport in­ nerhalb der Beschichtungskammer vermieden. Damit wird es mög­ lich, den Aufnahmeraum klein zu gestalten.

In einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist vorgesehen, daß der umlaufende Substratträger mit dem zu beschichtenden Substrat auf einen Rundtisch aufgebracht wird, der sodann in eine Position schwenkt, in der der Sub­ stratträger von einer Hubeinrichtung übernommen wird.

Mit einer derartigen Rundtischbeschickung kann ein kontinuier­ licher Durchlauf unter Einhaltung einer Taktzeit erreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Substrat gleich­ zeitig mit der Positionierung in die Beschichtungsposition mittels einer ersten Maske partiell abgedeckt, die während des Beschickungs-, des Beschichtungs- und des Ausgabevorganges in ihrer Position lösbar gehalten wird.

Bei verschiedenen Beschichtungsvorgängen, beispielsweise bei der Beschichtung von CD, ist es erforderlich, Teile des Sub­ strates abzudecken. Dafür werden Masken verwendet. Allerdings wird auf diese Masken bei jedem Beschichtungsvorgang Material aufgetragen, so daß diese Masken nach einigen Beschichtungs­ vorgängen zu reinigen sind. Die verfahrensseitig vorgesehene lösbare Verbindung ermöglicht dabei ein leichtes Auswechseln.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß vor dem Beschichtungsvorgang auf das Substrat eine zweite Maske aufgelegt wird.

Das Auflegen der Maske erfolgt dabei unter der Ausnutzung der Vorpositionierung des Substrates in vorangegangenen Verfah­ rensschritten. Die Maske selbst wird durch kraftschlüssige Halterungsmittel gehalten.

Hierbei ist es günstig, wenn die zweite Maske in der Beschich­ tungsposition auf das Substrat aufgelegt wird und vor dem Ausgabevorgang in der Beschichtungsposition von dem Substrat abgenommen wird.

Mit einer derartigen Verfahrensweise verbleibt die zweite Maske in der Beschichtungskammer. Ein Auflegen kann damit automatisch gleichzeitig zu anderen Verfahrensschritten, wie beispielsweise der Erzeugung des Vorvakuums, geschehen. Durch die Parallelarbeit wird eine Taktzeitverkürzung erreicht.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß zum Zwecke des Masken­ wechsels die erste Maske von ihrer Position gelöst und zu­ sammen mit dem Substrat oder separat von dem Substratträger übernommen und, während der Aufnahmeraum gegen die Beschich­ tungskammer abgedichtet ist, ohne Belüftung der Beschichtungs­ kammer ausgegeben wird. Anschließend wird eine neue oder eine gereinigte Maske zusammen mit einem Substrat oder separat auf den Substratträger aufgelegt, in den gegen die Beschichtungs­ kammer abgedichteten Aufnahmeraum ohne Belüftung der Beschich­ tungskammer eingebracht und gehalten.

Diese verfahrensseitige Ausgestaltung ermöglicht einen voll­ kommen automatischen Maskenwechsel, der in dem Takt der Be­ schickung der Beschichtungskammer erfolgen kann.

Es ist möglich, daß zum Zwecke des Maskenwechsels die zweite Maske nach dem Beschichtungsvorgang auf dem Substrat verbleibt und zusammen mit dem Substrat ausgegeben wird.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die erste und/oder die zweite Maske mittels Vakuum und/oder mittels magnetischer Kraft gehalten und unter Ausschaltung des Vakuums oder der Magnetkraft oder mit einer zur Haltekraft größeren Magnetkraft entnommen werden.

Da das Vakuum und eine elektromagnetische Halterung sehr gut steuerbar sind, können die Halterungen zum geeigneten Zeit­ punkt über die Steuerung eines Prozeßrechners gelöst werden, so daß eine Einordnung des Maskenwechsels in den Taktablauf möglich ist.

Schließlich ist es möglich, daß die Masken während des techno­ logischen Prozesses ohne Befestigungsmittel gehalten werden.

Vorrichtungsseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Substratträger mit einem in Richtung zu der Beschichtungs­ kammer gewandten ersten Dichtmittel versehen ist. Dabei ist ein Aufnahmeraum für den Substratträger vorgesehen, der in der ersten Position den Substratträger mit der Aufnahmefläche bis zu dem ersten Dichtmittel eng umschließt. Der Aufnahmeraum ist mit einem zu dem Substratträger gewandten zweiten Dichtmittel versehen, das in der ersten Position mit dem ersten Dicht­ mittel in einer den Raum zwischen dem Aufnahmeraum und dem Substratträger gegen die Atmosphäre abdichtend in Wirkungs­ verbindung steht. In die Innenseite des Aufnahmeraumes mündet eine Verbindung zu einer Vakuumquelle. Der Aufnahmeraum ist mit einer den Aufnahmeraum zu der Beschichtungskammer hin freigebbaren Schwenkplatte verschließbar.

Diese Vorrichtung sieht eine direkte Positionierung des Sub­ strates in der Beschichtungsposition vor. Dabei verbleibt auch der Substratträger in dieser Position. Damit wird es möglich, daß der Aufnahmeraum den Substratträger eng umschließt und somit das bei jedem neuen Beschichtungsvorgang zu evakuierende Volumen sehr klein gehalten wird.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Aufnahmeraum durch die Innenseite eines Maskenkörpers gebildet wird. Dabei ist in einem mit der Beschichtungskammer dicht verbundenen Grundkörper eine Masken­ aufnahmeöffnung ausgebildet, in die der Maskenkörper, einsetz­ bar ist.

Durch die Einsetzbarkeit des Maskenkörpers ist auch eine leichte Auswechselbarkeit erreichbar, ohne daß ein großer Demontage-/Montageaufwand erforderlich ist.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß zwi­ schen der Außenseite des Maskenkörpers und der Innenseite der Maskenaufnahmeöffnung ein Evakuierungsraum angeordnet ist. Dabei ist eine Dichtung den Evakuierungsraum zwischen dem eingesetzten Maskenkörper und dem Grundkörper zur äußeren Atmosphäre hin abdichtend angeordnet. Der Evakuierungsraum ist mit der Vakuumquelle verbunden. In den Maskenkörper sind Durchbrüche zwischen dem Evakuierungsraum und dem Aufnahmeraum eingebracht.

Ein derartiger Evakuierungsraum dient der Absaugung. Dadurch, daß der Evakuierungsraum vorgesehen ist, kann eine Verbindung des Aufnahmeraumes zu einer Vakuumquelle erfolgen, auch wenn ein auswechselbarer Maskenkörper eingesetzt wird.

Es ist zweckmäßig, das zweite Dichtmittel an dem Maskenkörper anzuordnen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, das erste Dichtmittel als erste Dichtfläche und das zweite Dichtmittel als Dichtung auszu­ bilden.

In einer günstigen Variante ist vorgesehen, daß der Maskenkör­ per mit einem Maskenrand versehen ist, der das scheibenförmige Substrat in der ersten Position, aus der Richtung der Be­ schichtungskammer gesehen, überdeckt.

Dieser Maskenrand übernimmt die eigentliche Maskenfunktion des Maskenkörpers, da er die Abdeckfunktion realisiert.

Eine besonders günstige Ausführungsform ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Maskenkörper lösbar an dem Grundkörper be­ festigt ist.

Hierzu kann der Maskenkörper mit einem Befestigungsrand verse­ hen werden, der eine in Richtung zu dem Grundkörper weisende zweite Dichtfläche aufweist, die mit einer dritten Dichtfläche an dem Grundkörper in Wirkungsverbindung steht. In der dritten Dichtfläche ist eine Nut eingebracht, die mit der oder einer zweiten Vakuumquelle verbunden ist.

Dabei ist es günstig, daß in die zweite Dichtfläche zwei ab­ standsweise zueinander angeordnete, die Nut abdichtende Dich­ tungen eingebracht sind.

Somit wird erreicht, daß der Maskenkörper nach Evakuierung der Nut gehalten werden kann. Der Befestigungsrand wird dann durch den Luftdruck angedrückt.

Eine derartige Halterung bietet sich einerseits an, da für den Beschichtungsvorgang ohnehin Vakuumquellen zur Verfügung ste­ hen. Andererseits ist das Vakuum sehr gut steuerbar, so daß ein Eintakten eines Maskenwechsels in den Prozeßablauf mittels einer Prozeßsteuerung sehr gut möglich wird.

In einer vorteilhaften Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schwenkplatte als ebene Platte ausgeführt und in einem Zwischenraum zwischen der Beschichtungskammer und dem Auf­ nahmeraum um eine zur Plattenebene senkrechten Achse schwenk­ bar und in dieser Achse axial verschiebbar angeordnet. Dabei ist die Schwenkplatte auf ihrer dem Aufnahmeraum zugewandten Unterseite mit dritten Dichtmitteln versehen, die mit vierten Dichtmitteln auf der Oberseite des Grundkörpers die Beschich­ tungskammer gegen den Aufnahmeraum abdichtend in Wirkungs­ verbindung stehen.

Zur Erleichterung des Wechsels der auflegbaren Maske ist vor­ gesehen, daß der Substratträger mit einem elektromagnetisch erregbaren Magnetkopf versehen ist und daß die Schwenkplatte mit einem Magneten zur Halterung einer auf das Substrat auf­ legbaren Maske versehen ist.

Hierbei ist es günstig, den Magneten als Permanentmagnet aus­ zuführen.

Ein Auflegen der zweiten Maske auf das Substrat erfolgt durch ein einfaches Überlagern des stärkeren Magnetfeldes des Ma­ gnetkopfes über das Magnetfeld des Permanentmagneten. Ist der Magnetkopf ausgeschaltet, kann der Permanentmagnet wieder in Funktion treten und die zweite Maske halten.

Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Schwenkplatte eine Ausnehmung eingearbeitet ist. Diese Aus­ nehmung weist eine der Höhe der Maske entsprechende Tiefe auf, wobei die Maske in die Ausnehmung einlegbar ist. In der Aus­ nehmung oder in deren unmittelbarer Nähe ist der Magnet mit der Schwenkplatte fest verbunden.

Ein weitere Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Masken ungekühlt und/oder indirekt gekühlt sind.

Schließlich ist es günstig, die auf das Substrat auflegbare Maske aus magnetischem Edelstahl und/oder der Maskenkörper aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl auszuführen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vor­ richtung und

Fig. 2 einen Druckverlauf in der Beschichtungskammer während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist zur Beschichtung von CD vorgesehen. Sie weist einen Grundkörper 1 auf, der mit einer Beschichtungskammer 2 dicht verbunden ist. In dem Grund­ körper 1 ist eine Maskenaufnahmeöffnung 3 ausgebildet. In diese Maskenaufnahmeöffnung 3 ist ein Maskenkörper 4 einge­ setzt. Entsprechend des Einsatzzweckes ist der Maskenkörper 4 und dementsprechend auch die Maskenaufnahmeöffnung 3 in der Draufsicht kreisrund gestaltet.

Zur Halterung des Maskenkörpers 4 in der Maskenaufnahmeöffnung 3 ist diese in dem Grundkörper 1 mit einer Dichtfläche 5 ver­ sehen, die nach unten weist. In diese Dichtfläche 5 ist eine Ringnut 6 eingebracht. An dem Maskenkörper 4 ist ein umlaufen­ der Befestigungsrand 7 angeordnet. In diesem Befestigungsrand sind zwei Dichtungsringe 8 mit einem Abstand konzentrisch zueinander eingebracht. Der Abstand der beiden Dichtungsringe zueinander entspricht dabei der Breite der Ringnut 6. Damit ist bei einem in die Maskenaufnahmeöffnung 3 eingesetzten Maskenkörper 4 die Ringnut 6 beiderseits abgedichtet.

Die Ringnut 6 ist mit einer nicht näher dargestellten Vakuum­ quelle verbunden. Wird dadurch die Ringnut 6 mit Vakuum beauf­ schlagt, wird der Befestigungsrand 7 an die Dichtfläche 5 gedrückt und damit der Maskenkörper 4 gehalten. Das Halten des Maskenkörpers 4 kann, beispielsweise bei einem beabsichtigten Wechsel des Maskenkörpers 4, durch Belüften der Ringnut 6 aufgehoben werden.

Der Durchmesser des in die Maskenaufnahmeöffnung 3 ragenden Teiles des Maskenkörpers 4 ist geringer als der Durchmesser der Maskenaufnahmeöffnung 3 in diesem Bereich. Der beim Ein­ setzen des Maskenkörpers 4 zwischen seiner Außenseite und der Innenseite der Maskenaufnahmeöffnung 3 somit entstehende Eva­ kuierungsraum 9 ist mit einer weiteren nicht näher dargestell­ ten Vakuumquelle verbunden.

In den Maskenkörper 4 sind im Bereich des Evakuierungsraumes mehrere Ringschlitze 10 eingebracht, die den Maskenkörper 4 von seiner Innen- zur Außenseite durchbrechen.

Die Innenseite des Maskenkörpers 4 bildet einen Aufnahmeraum 11 für den runden Substratträger 12. Der Maskenkörper 4 hat somit eine ringförmige Gestalt.

Zur Abdichtung dieses Aufnahmeraumes 11 gegen die Atmosphäre ist der Maskenkörper 4 mit einer Dichtfläche 13 versehen, in die eine Ringdichtung 14 eingebracht ist. Diese Dichtfläche 13 korrespondiert mit einem flanschartigen Ansatz 15 an dem Sub­ stratträger 12.

Der Substratträger 12 weist eine Aufnahmefläche 16 für das Substrat, d. h. für den geschilderten Einsatzfall für die nicht näher dargestellte CD auf. Auf dieser Aufnahmefläche befindet sich ein Zentrierzapfen 17 zur genauen Positionierung der CD. Nach unten anschließend ist der Substratträger 12 zylinderför­ mig ausgeführt. Die Höhe des zylinderförmigen Bereiches 18 entspricht der Höhe des Aufnahmeraumes 11. Sein Durchmesser entspricht dem Innendurchmesser des Maskenkörpers 4 im Bereich des Aufnahmeraumes 11 mit einer derartigen Maßtoleranz, daß der zylinderförmige Bereich in den Aufnahmeraum 11 gleiten kann.

An den zylinderförmigen Bereich 18 schließt sich der flansch­ artige Ansatz 15 an.

Der Substratträger 12 ist in axialer Richtung mittels einer Hubeinrichtung 19 bewegbar. Damit kann der Substratträger 12 in den Aufnahmeraum 11 eingefahren werden. Dabei wird der flanschartige Ansatz 15 an die Dichtfläche 13 angelegt, wo­ durch der Aufnahmeraum 11, der nunmehr den Substratträger 12 eng umschließt, gegen die Atmosphäre abgedichtet ist. Der Aufnahmeraum ist zunächst gegen die Beschichtungskammer 2 mittels einer Schwenkplatte 20 verschlossen. Damit kann durch Anlegen eines Vakuums an den Evakuierungsraum 9 in dem Auf­ nahmeraum 11, der nach dem Einbringen des Substratträgers 12 nur noch ein sehr kleines Volumen aufweist, ein Vorvakuum erzeugt werden. Infolge des kleines Volumens, was praktisch in dem geringen Spalt zwischen Substratträger 12 und Innenseite des Maskenkörpers 4 und in dem Spalt zwischen der Aufnahmeflä­ che 16 und der Unterseite der Schwenkplatte 20 zu sehen ist, kann der Evakuierungsaufwand sehr gering gehalten werden. Damit ist das Vorvakuum sehr schnell und ohne große Pumpenlei­ stung zu erzeugen.

Die Absaugung des Aufnahmeraumes 11 geschieht über die Ring­ schlitze 10, die den Evakuierungsraum 9 mit dem Aufnahmeraum 11 verbinden.

Die Schwenkplatte 20 ist mit einer Hub- und Schwenkeinrichtung 21 versehen, mittels der sie aus der den Aufnahmeraum 11 ver­ schließenden Position in eine öffnende Position dadurch bewegt werden kann, daß sie zunächst angehoben und danach verschwenkt wird. Da mit dem Anheben der Schwenkplatte 20 der Verschluß des Aufnahmeraumes 11 zu der Beschichtungskammer aufgehoben wird, kann dieser Vorgang zweckmäßigerweise erst erfolgen, wenn das Vorvakuum erzeugt worden ist.

Das Bewegen der Schwenkplatte 20 in die schließende Position erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Es erfolgt also vor jedem Schwenkvorgang zunächst eine Hubbewegung und jeder Schwenk­ vorgang wird mit einer Absenkbewegung beendet.

Die Schwenkplatte 20 ist für die Verschlußposition auf der Unterseite mit einer Dichtung 22 versehen, die mit einer Dichtfläche 23 am Grundkörper 1 in Wirkungsverbindung steht. Befindet sich die Schwenkplatte in der Verschlußposition, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so liegt die Dichtung 22 an der Dichtfläche 23 an und dichtet somit die Beschichtungskammer 2 gegen den Aufnahmeraum 11 ab.

Für diese Position ist auch ein Permanentmagnet 24 in die Schwenkplatte 20 eingearbeitet. Dieser Permanentmagnet 24 hält die Maske 25, die verhindert, daß die Mitte der CD eine Be­ schichtung erfährt. Die Maske 25 ist in eine Ausnehmung 26 in der Schwenkplatte 20 eingelegt, so daß sie mit der Unterseite der Schwenkplatte 20 eine Ebene bildet.

Zum Auflegen der Maske 25 auf die CD befindet sich unter dem Substratträger 12 ein Magnetkopf 27, der als Elektromagnet ausgeführt ist. Wenn der Substratträger 12 in den Aufnahmeraum 11 eingefahren ist, wird der Magnetkopf 27 eingeschaltet. Damit entsteht an der Maske 25 eine magnetische Kraft, die die Anzugskraft des Permanentmagneten 24 überwindet. Damit legt sich die Maske auf die CD, oder für einen Maskenwechsel ohne Substrat auch auf die Aufnahmefläche 16. Nachdem die Schwenk­ platte 20 aus der Verschlußposition herausgeschwenkt wurde, kann der Magnetkopf 27 abschaltet werden. Die Maske liegt sodann infolge ihrer Schwerkraft auf der CD oder auf der Auf­ nahmefläche 16 auf.

Die Abdeckung des Randes der CD erfolgt mittels eines Masken­ randes 28, der an dem Maskenkörper 4 angeordnet ist und der die Oberfläche der CD im Bereich des Randes zu der Beschich­ tungskammer 2 hin abdeckt.

Der Verfahrensablauf der Vorrichtung stellt sich wie folgt dar:

Der Substratträger 12 befindet sich in der Ausgangsphase in seiner unteren (zweiten) Position und die Schwenkplatte 20 verschließt die Bearbeitungskammer 2. In der Bearbeitungs­ kammer hat sich Hochvakuum eingestellt, wie es in Abschnitt A in Fig. 2 dargestellt ist.

Durch einen nicht näher dargestellten Rundtisch wird eine CD in den Zwischenraum zwischen den Substratträger 12 und den Aufnahmeraum 11 gebracht. Durch die Hubeinrichtung wird der Substratträger 12 zusammen mit dem Magnetkopf 27 nach oben gefahren. Der Substratträger 12 übernimmt mit seiner Aufnahme­ fläche die CD. Der Zentrierzapfen 17 gewährleistet, daß die CD ihre durch den Rundtisch vorgegebene Vorpositionierung beibe­ hält.

Durch ein weiteres Anheben wird der Substratträger 12 in den Aufnahmeraum 11 gefahren (erste Position). Der flanschartige Ansatz 15 legt sich an die Ringdichtung 14 an und verschließt damit den Aufnahmeraum 11.

Nunmehr wird in dem Aufnahmeraum 11 ein Vorvakuum erzeugt. Gleichzeitig wird der Magnetkopf 27 zugeschaltet, wodurch die Maske 25 auf die CD aufgelegt wird. Der äußere Rand der CD ist bereits durch den Maskenrand 28 abgedeckt.

Anschließend wird die Schwenkplatte 20 angehoben und ge­ schwenkt. Durch das Öffnen des Aufnahmeraumes 11 zu der Be­ schichtungskammer 2 hin erfolgt der Druckanstieg B. An­ schließend erfolgt ein Abpumpen in dem Bereich C in Fig. 2 und eine Einleitung von Argongas im Bereich D bis auf Arbeits­ druck. In dem Bereich E des gleichbleibenden Arbeitsdruckes findet der Sputterprozeß statt, in dem eine Seite der CD be­ schichtet wird.

Im Bereich F erfolgt ein Abpumpen. Anschließend wird die Schwenkplatte 20 wieder geschlossen, so daß im Bereich G ein Absinken des Druckes bis auf Hochvakuum im Bereich H erfolgt.

Von dem Permanentmagneten 24 wird die Maske 25 wieder aufge­ nommen. Nunmehr kann die Hubeinrichtung 19 den Substratträger 12 wieder nach unten fahren. Die beschichtete CD wird auf dem Rundtisch abgelegt. Der nächste Beschichtungsvorgang kann erfolgen.

Nach ca. 30 000 Beschichtungsvorgängen wird ein Maskenwechsel erforderlich, da auf die Masken 25 und 28 bei jedem Beschich­ tungsvorgang Material aufgetragen wird und diese gereinigt werden müssen. Hierzu wird der Substratträger, zweckmäßiger­ weise ohne Substrat, in den Aufnahmeraum eingefahren. Zur Übernahme der Maske 25 wird der Magnetkopf 27 zugeschaltet und bleibt bis zum Ausfahren des Substratträgers eingeschaltet. Ein Öffnen der Bearbeitungskammer 2 erfolgt nicht.

Zum Wechsel des Maskenkörpers 4 wird die Ringnut 6 belüftet. Damit wird der Maskenkörper 4 nicht mehr an dem Grundkörper 1 gehalten und liegt auf dem flanschartigen Ansatz 15 des Sub­ stratträgers 12 auf und kann mit diesem zusammen ausgefahren werden.

Bereits beim nächsten Arbeitstakt können zwischenzeitlich gereinigte oder neue Masken in Umkehrung des Verfahrensablau­ fes eingebracht werden. Damit kann ein Maskenwechsel vorgenom­ men werden, ohne das die Beschichtungskammer 2 belüftet werden muß, denn bei den Maskenwechselvorgängen bleibt die Schwenk­ platte 20 geschlossen. Auch wird der kontinuierliche Durchlauf für maximal Takt unterbrochen.

Bezugszeichenliste

1 Grundkörper
2 Beschichtungskammer
3 Maskenaufnahmeöffnung
4 Maskenkörper
5 Dichtfläche
6 Ringnut
7 Befestigungsrand
8 Dichtungsring
9 Evakuierungsraum
10 Ringschlitz
11 Aufnahmeraum
12 Substratträger
13 Dichtfläche
14 Ringdichtung
15 flanschartiger Ansatz
16 Aufnahmefläche
17 Zentrierzapfen
18 zylinderförmiger Bereich
19 Hubeinrichtung
20 Schwenkplatte
21 Hub- und Schwenkeinrich­ tung
22 Dichtung
23 Dichtfläche
24 Permanentmagnet
25 Maske
26 Ausnehmung
27 Magnetkopf
28 Maskenrand
A . . . H Bereiche des Druck­ verlaufes

Claims (25)

1. Verfahren zur Beschichtung von scheibenförmigen Substraten in Vakuumbeschichtungsanlagen, bei dem das scheibenförmige Substrat von einem Substratträger aufgenommen und unter Vakuumerzeugung in eine Beschichtungskammer befördert und anschließend in der Beschichtungskammer beschichtet wird, wobei Teile der Substratoberfläche mittels Masken abge­ deckt werden, und nach dem Beschichtungsvorgang unter Belüftung aus der Beschichtungskammer transportiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Substratträger (12) das Substrat direkt in die Beschichtungsposition in einen Aufnahmeraum (11) beför­ dert,
daß der Substratträger (12) nach Positionierung des Sub­ strates in der Beschichtungsposition selbständig den Auf­ nahmeraum (11) gegen die Umgebungsatmosphäre abdichtet und
daß anschließend in dem Aufnahmeraum (11) ein Vorvakuum erzeugt und nach Erreichen des Vorvakuums der Aufnahmeraum (11) zu der Beschichtungskammer (2) hin geöffnet und der Beschichtungsvorgang vollzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der umlaufen­ de Substratträger mit dem zu beschichtenden Substrat auf einen Rundtisch aufgebracht wird, der sodann in eine Posi­ tion schwenkt, in der der Substratträger (12) von einer Hubeinrichtung (19) übernommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sub­ strat gleichzeitig mit der Positionierung in die Beschich­ tungsposition mittels einer ersten Maske (4) partiell abgedeckt wird, die während des Beschickungs-, des Be­ schichtungs- und des Ausgabevorganges in ihrer Position lösbar gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Beschichtungsvorgang auf das Substrat eine zweite Maske (25) aufgelegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Maske (25) in der Beschichtungsposition auf das Substrat aufgelegt wird und vor dem Ausgabevorgang in der Beschich­ tungsposition von dem Substrat abgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Zwecke des Maskenwechsels die erste Maske (4) von ihrer Position gelöst und zusammen mit dem Substrat oder separat von dem Substratträger (12) übernommen und während der Aufnahmeraum (11) gegen die Beschichtungskammer (2) abgedichtet ist, ohne Belüftung der Beschichtungskammer (2) ausgegeben wird und
daß anschließend eine neue oder eine gereinigte Maske (4) zusammen mit einem Substrat oder separat auf den Sub­ stratträger (12) aufgelegt, in den gegen die Beschich­ tungskammer (2) abgedichteten Aufnahmeraum (11) ohne Be­ lüftung der Beschichtungskammer (2) eingebracht und fest­ gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwec­ ke des Maskenwechsels die zweite Maske (25) nach dem Be­ schichtungsvorgang auf dem Substrat verbleibt und zusammen mit dem Substrat ausgegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Maske (4; 25) mittels Vakuum und/oder mittels magnetischer Kraft gehalten und unter Ausschaltung des Vakuums oder der Magnetkraft oder mit einer der zur Haltekraft größeren Magnetkraft entnommen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masken (4; 25) während des technologischen Prozesses ohne Befestigungsmittel gehalten werden.

10. Vorrichtung zur Beschichtung von scheibenförmigen Sub­ straten in Vakuumbeschichtungsanlagen mit einer ver­ schließbaren Beschichtungskammer und mit einem zwischen einer ersten, der Beschichtungskammer nahen Position und einer zweiten, der Beschichtungskammer fernen Position beweglichen Substratträger mit einer Aufnahmefläche für ein Substrat, dadurch gekennzeichnet,
daß der Substratträger (12) mit einem in Richtung zu der Beschichtungskammer (2) gewandten ersten Dichtmittel (15) versehen ist,
daß ein Aufnahmeraum (11) für den Substratträger (12) vorgesehen ist, der in der ersten Position den Substrat­ träger (12) mit der Aufnahmefläche (16) bis zu dem ersten Dichtmittel (15) eng umschließt,
daß der Aufnahmeraum (11) mit einem zu dem Substratträger (12) gewandten zweiten Dichtmittel (13) versehen ist, das in der ersten Position mit dem ersten Dichtmittel (15) in einer den Raum zwischen dem Aufnahmeraum (11) und dem Substratträger (12) gegen die Atmosphäre abdichtend in Wirkungsverbindung steht,
daß in die Innenseite des Aufnahmeraumes (11) eine Verbin­ dung zu einer Vakuumquelle mündet und
daß der Aufnahmeraum (11) mit einer den Aufnahmeraum (11) zu der Beschichtungskammer (2) hin freigebbaren Schwenk­ platte (20) verschließbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (11) durch die Innenseite eines Mas­ kenkörpers (4) gebildet wird,
daß in einem mit der Beschichtungskammer (2) dicht verbun­ denen Grundkörper (1) eine Maskenaufnahmeöffnung (3) aus­ gebildet ist, in die der Maskenkörper (4), einsetzbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Außenseite des Maskenkörpers (4) und der Innenseite der Maskenaufnahmeöffnung (3) ein Evakuierungs­ raum (9) angeordnet ist,
daß eine Dichtung den Evakuierungsraum (9) zwischen dem eingesetzten Maskenkörper (4) und dem Grundkörper (1) zur äußeren Atmosphäre hin abdichtend angeordnet ist,
daß der Evakuierungsraum (9) mit der Vakuumquelle verbun­ den ist und
daß in den Maskenkörper (4) Durchbrüche (10) zwischen dem Evakuierungsraum (9) und dem Aufnahmeraum (11) eingebracht sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtmittel (13) an dem Maskenkörper (4) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste Dichtmittel als erste Dichtfläche (13) und das zweite Dichtmittel als Dichtung (14) ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Masken­ körper (4) mit einem Maskenrand (28) versehen ist, der das scheibenförmige Substrat in der ersten Position, aus der Richtung der Beschichtungskammer (2) gesehen, überdeckt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der Masken­ körper (4) lösbar an dem Grundkörper (1) befestigt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Maskenkörper (4) mit einem Befestigungsrand (7) versehen ist, der eine in Richtung zu dem Grundkörper (1) weisende zweite Dichtfläche aufweist, die mit einer drit­ ten Dichtfläche (5) an dem Grundkörper (1) in Wirkungs­ verbindung steht,
daß in der dritten Dichtfläche (5) eine Nut (6) einge­ bracht ist, die mit der oder einer zweiten Vakuumquelle verbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die zweite Dichtfläche zwei abstandsweise zueinander angeordnete, die Nut (6) abdichtende Dichtungen (8) eingebracht sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, da­ durch gekennzeichnet,
daß die Schwenkplatte (20) als ebene Platte ausgeführt und in einem Zwischenraum zwischen der Beschichtungskammer (2) und dem Aufnahmeraum (11) um eine zur Plattenebene senk­ rechten Achse schwenkbar und in dieser Achse axial ver­ schiebbar angeordnet ist,
daß die Schwenkplatte (20) auf ihrer dem Aufnahmeraum (11) zugewandten Unterseite mit dritten Dichtmitteln (22) ver­ sehen ist, die mit vierten Dichtmitteln (23) auf der Ober­ seite des Grundkörpers (1) die Beschichtungskammer (2) gegen den Aufnahmeraum (11) abdichtend in Wirkungsverbindung stehen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da­ durch gekennzeichnet,
daß der Substratträger (12) mit einem elektromagnetisch erregbaren Magnetkopf (27) versehen ist und
daß die Schwenkplatte (20) mit einem Magneten (24) zur Halterung einer auf das Substrat auflegbaren Maske (25) versehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnet als Permanent­ magnet (24) ausgeführt ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Schwenkplatte (20) eine Ausnehmung (26) einge­ arbeitet ist,
daß die Ausnehmung (26) eine der Höhe der Maske (25) ent­ sprechende Tiefe aufweist, wobei die Maske (25) in die Ausnehmung (26) einlegbar ist und
daß in der Ausnehmung (26) oder in deren unmittelbarer Nähe der Magnet (24) mit der Schwenkplatte (20) fest ver­ bunden ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß das dritte Dichtmittel als vierte Dichtfläche (23) und das vierte Dichtmittel als Dichtung (22) ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Masken (4; 25) ungekühlt und/oder indirekt gekühlt sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die auf das Substrat auflegbare Maske (25) aus magnetischem Edelstahl und/oder der Maskenkörper (4) aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl besteht.