DE2434652A1 - Vapour deposition of materials onto bulk substrates - appts. suitable for coating ceramics with nickel-chromium for resistor mfr. - Google Patents

Abstract

Process for applying coatings of metal, alloy or insulating materials to substrates consisting of bluk material, i.e. material is heaps, inside a vacuum vapour-deposition chamber. The novelty is the use of a round hollow container with an outer jacket of two walls made from perforated metal sheet and forming an annulus sepd. by radial walls into a circular row of single chambers, in which the bulk substrate is placed; the container rotates on an axis on which the source of vapour from one or more constituents is located so the substrate material passes periodically through the stream of vapour. Electron beams are pref. used for obtaining the vapour and the pref. device is included in the claims. For example, the coating of ceramic bulk material with Cr-Ni layers for electric resistors, where very uniform coatings and therefore uniform electric and mechanical properties can be obtd. at high deposition rates.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Belegen von Trägerkörpern als Schüttgut innerhalb einer Vakuumbedampfungsapparatur.Method and device for covering carrier bodies as bulk material inside a vacuum evaporation apparatus.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belegen von Trägerkörpern als Schüttgut innerhalb einer Vakuumbedampfungsapparatur mit Metall-, Legierungs- bzw. Isolierschichten und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for covering carrier bodies as bulk material within a vacuum evaporation apparatus with metal, alloy or insulating layers and a device for carrying out this method.

Bedampfungsverfahren von Schüttgut, insbesondere von Keramikträgerkörpern für elektrische Widerstände, werden allgemein so durchgeführt, daß innerhalb einer Vakuumkammer der Dampf des Beschichtungsmaterials erzeugt wird und die zu beschichtenden rägerkörper,welche sich innerhalb einer Aufnahmeeinrichtung befinden, in dem Dampfstrahl de s es des Beschichtungsmaterials bewegt bzw. umgewälzt werden.Vapor deposition process for bulk goods, in particular ceramic carriers for electrical resistances, are generally carried out so that within a Vacuum chamber the vapor of the coating material is generated and the to be coated carrier bodies, which are located within a receiving device, in the steam jet de s of the coating material are moved or circulated.

Die Bedampfungsverfahren können als sogenannte "Durchlaufverfahren" ausgeführt werden, d.h. die zu beschichtenden Trägerkörper werden aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich in eine korbartige Aufnahmevorrichtung eingebracht, welche aus einem mit Drahtgeflecht oder gelochtem Blech bespannten Behälter besteht. Durch Rotation des meist'als Zylinder ausgebildeten Korbes um seine Längsachse werden die Trägerkörper bei schräggestellter Achse oder mit Hilfe innerhalb des Zylinders angebrachter Leitschaufeln in Richtung seiner Längsachse durch ihn hindurchbefördert. Als Dampfquelle kann dabei ein unterhalb der korbartigen Aufnahmevorrichtung angeordnetes Verdampferschiffchen dienen. Andererseits ist es auch möglich, die Bedampfung als Kathodenzerstäubungsverfahren - wie in der D?-OS 1.901.891 beschrieben - durchzuführen, indem der zylinderförmige Korb, in welchem sich die Trägerkörper befinden und welcher als Anode geschaltet ist, von einem weiteren Zylinderkorb umgeben wird, der die Funktionen der Kathode übernimmt.The vapor deposition process can be used as a so-called "continuous process" are carried out, i.e. the carrier bodies to be coated are taken from a storage container continuously introduced into a basket-like receiving device, which consists of a with wire mesh or perforated sheet metal covered container. By rotation of the basket, which is mostly designed as a cylinder, around its longitudinal axis, are the carrier bodies with an inclined axis or with the help of guide vanes attached inside the cylinder conveyed through it in the direction of its longitudinal axis. Can be used as a source of steam with one below the basket-like receiving device arranged Serve evaporation boats. On the other hand, it is also possible to use the vaporization as Cathode sputtering process - as described in D? -OS 1.901.891 - to be carried out, by the cylindrical basket in which the carrier bodies are located and which is connected as an anode, is surrounded by another cylinder basket, which the Functions of the cathode takes over.

Bei anderen Verfahren wird zu Beginn der Bedampfung eine bestimmte Anzahl von Trägerkörpern in die Aufnahmevorrichtung gegeben und erst nach Beendigung des Bedampfungsvorgangs, d.h. nach Erreichen einer gewünschten Schichtdicke, wieder entfernt.With other methods, a specific one is used at the beginning of the vaporization Number of support bodies given in the receiving device and only after completion the vapor deposition process, i.e. after a desired layer thickness has been reached removed.

In der D-OS 1.521.390 wird ein derartiges Verfahren beschrieben, bei dem eine bestimmte Anzahl zu beschichtender Körper in einen mit Löchern versehenen Behälter eingefüllt werden.Such a method is described in D-OS 1.521.390 which a certain number of bodies to be coated in one provided with holes Container are filled.

Während des Aufdampfprozesses dreht sich der Behälter exsentrisch um seine horizontale Achse, was einer Taumelbewegung des Behälters entspricht und wodurch auf die Körper sowohl eine Drehbewegung als auch eine in beiden Richtungen verlaufende seitliche Bewegung übertragen wird. Die Durchmischung der Trägerkörper während der Bedampfung unter Verwendung von "Taumelkörben" ist Jedoch nicht ausreichend und es resultieren Aufdampfschichten mit relativ großen Streuungen der elektrischen und mechanischen Werte, insbesondere wenn Legierungen aus zwei oder mehr Komponenten aufgebracht werden.The container rotates eccentrically during the evaporation process about its horizontal axis, which corresponds to a tumbling motion of the container and causing the body both a rotary motion and one in both directions running lateral movement is transmitted. The mixing of the carrier bodies however, during steaming using "tumble baskets" is not sufficient and vapor deposition layers result with relatively large electrical scattering and mechanical values, especially when alloys are composed of two or more components be applied.

Die in der DT-OS 2.157.571 beschriebene Aufnahmevorrichtung für die zu beschichtenden Trägerkörper ist als kegelstumpfförmiger Korb ausgebildet und besitzt im Innern eine Einrichtung, welche die am tiefsten Punkt der Aufnahmevorrichtung sich sammelnden Trägerkörper in möglichst kurzer Zeit kontinuierlich wieder an deren höchsten Punkt zurückbefördert, während der Korb selbst um seine Kegelachse, welche sich in horizontaler Lage befindet, gedreht wird. Eine solche Aufnahmevorrichtung ist nur bei einem Bedampfungsverfahren mit geringer Bedampfungsrate, z.B. bei konventionellen Schiffchenbedampfungen, einsetzbar. Für Bedampfungsverfahren, welche mit hohen Aufdampfraten arbeitens wie'sie z.B. mit Hilfe von Elektronenstrahlen erreicht werden, sind derartige Aufnahmevorrichtungen Jedoch ungeeignet.The recording device described in DT-OS 2.157.571 for the to be coated carrier body is as a frustoconical basket formed and has a device inside, which is the lowest point the receiving device collecting carrier body in the shortest possible time continuously transported back to its highest point, while the basket itself around its Cone axis, which is in a horizontal position, is rotated. Such Pick-up device is only for a steaming process with a low steaming rate, e.g. can be used with conventional boat vaporization. For vapor deposition, which work with high evaporation rates like they e.g. with the help of electron beams However, such recording devices are unsuitable.

Weiterhin sind noch zum Beschichten von Trägerkörpern Vorrichtungen bekannt, welche darin bestehen daß innerhalb eines Vakuumbehälters mehrere der beschriebenen 2'Taumelkörbe" bzw.There are also devices for coating support bodies known, which consist in that several of the described within a vacuum container 2 'tumbling baskets "resp.

"Schaufelkörper" auf einer Kreisbahn beweglich angeordnet sind und eine Rotationsbewegung um eine im Zentrum der Kreisbahn befindliche Dampfquelle durchzuführen. Bei einer derartigen Anordnung einzelner, für sich abgeschlossenei Aufnahmekörbe um eine Dampfquelle ist jedoch ein großer Verlustbereich im Dampfstrahlbereich festzustellen, der sich in der Hauptsache aus dem Abstand der einzelnen Aufnahmekörbe zueinander und einer vom Böschungswinkel abhängigen Funktion zusammen--setzt. So ausgestaltete Aufdampfvorrichtungen gestatten daher nur eine geringe Ausnutzung des Metalldampfes, so daß bei vorgegebenem Widerstandsendwert nur relativ wenige Substrate pro Zeit bedampft werden können oder bei vorgegebener Anzahl der zu bedampfenden Trägerkörper nur relativ hochohmige Widerstandsschichten erstellt werden können. Eine gezielte Bedampfung ist auf diese Weise nicht möglich, da sich der mittlere Widerstandewert einer Bedampfungscharge mit wachsender Dicke der aufgedampften Metallschicht, bedingt durch die Abschattung des gelochten Bleches, zu hochohmigen Werten hin verschiebt."Blade body" are movably arranged on a circular path and a rotational movement around a steam source located in the center of the circular path perform. With such an arrangement, individual, self-contained However, receiving baskets around a steam source is a large loss area in the steam jet area determine which is mainly from the distance between the individual baskets to each other and a function dependent on the angle of repose. So designed vapor deposition devices therefore allow only a low level of utilization of the metal vapor, so that with a given final resistance value only relatively few Substrates can be vaporized per time or with a predetermined number of the to be vaporized Carrier bodies can only be created with relatively high resistance layers. A targeted steaming is not possible in this way, since the middle Resistance value of an evaporation charge with increasing thickness of the evaporation metal layer, due to the shadowing of the perforated sheet metal, too high resistance Shifts towards values.

Niederohmige Schichten sind nur begrenzt bei vorheriger Reinigung der Aufnahmekörbe und entsprechend verlängerter Bedampfungszeit zu erhalten.Low-resistance layers are only limited if they have been cleaned beforehand the receiving baskets and correspondingly extended steaming time.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, bei dem Trägerkörper als Schiittgut mit Metall-, Legierungs-bzw. Isolierschichten belegt werden, die innerhalb einer Charge einheitliche elektrische und mechanische Werte zeigen, und bei dem mit Hilfe einer besonderen Ausgestaltung der Bedampfungsvorrichtung eine verbesserte Dampfausnutzung erreicht wird, was sich darin äußert, daß das Wertespektrum der Schichten erweitert wird und die Aufdampfkapazität bei gleichzeitig in Grenzen gehaltenem Wartungsaufwand der Vorrichtung erhöht wird.The object of the invention is therefore to provide a method in which Carrier body as Schiittgut with metal, alloy or. Insulating layers covered uniform electrical and mechanical values within a batch show, and with the help of a special embodiment of the steaming device an improved steam utilization is achieved, which manifests itself in the fact that the range of values the layers is expanded and the vapor deposition capacity at the same time is within limits maintained maintenance of the device is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu beschichtenden Trägerkörper innerhalb einer Aufnahmeeinrichtung in Form eines Hohlzylinderkorbes, dessen Mantel aus zwei Begrenzungswänden aus gelochtem Blech besteht, welche einen durch radial angeordnete Trennwände in einzelne, das Schdttgut aufnehmende Kammern unterteilten Hohlraum einschließen, auf einer angenäherten Kreisbahn um eine in der Mitte der Zylinderlängsachse angeordnete Dampfquelle, welcher das aus einer oder mehreren Komponenten bestehende Belegungsmaterial dampfförmig entströmt, bewegt werden und daß damit die rägerkörper, welche selbst eine Rotationsbewegung um ihre Längsachse durchführen, in den Dampfstrahlbereich in periodischem Ablauf hineingeführt und daraus wieder entfernt werden.According to the invention, this object is achieved in that the Carrier body within a receiving device in the form of a hollow cylinder basket, whose jacket consists of two boundary walls made of perforated sheet metal, which one through radially arranged partitions into individual chambers that receive the bulk material enclose subdivided cavity, on an approximate circular path around an in the center of the cylinder longitudinal axis arranged steam source, which consists of a or several components existing covering material flows out in vapor form, moves be and that thus the carrier body, which itself rotates around its Carry out the longitudinal axis, guided into the steam jet area in a periodic sequence and removed from it again.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine verbesserte Dampfausnutzung erzielt und damit in vorteilhafter Weise die Anzahl der mit Belegungen versehenen Trägerkörper innerhalb einer Charge bei gleichzeitiger Ausbildung von Aufdampfschichten mit gleichmäßigen elektrischen und mechanischen Eigenschaften erhöht.With the aid of the method according to the invention, an improved steam utilization is achieved achieved and thus in an advantageous manner the number of occupancies provided carrier body within a batch with simultaneous formation of Vapor deposition layers with uniform electrical and mechanical properties elevated.

Indem beim Verfahren nach der Erfindung der Dampfstrahl aus Belegungsmaterial mit Hilfe einer eine hohe Dampfrate bewirkenden Energiequelle, beispielsweise mit Hilfe von Elektronenstrahlen erzeugt wird, liegt die im zeitlichen Mittel verdampfte Menge des Belegungsmaterials um einen Faktor 5 - 10 höher als bei der bisher üblichen Schiffohenverdampfung, was eine wesentliche Erweiterung des Schichtdickenbereiches der aufgedampften Belegungen beinhaltet.By using the method according to the invention, the steam jet from covering material with the help of an energy source causing a high steam rate, for example with With the help of electron beams, the vaporized is averaged over time The amount of covering material is a factor of 5 - 10 higher than the usual amount Schiffohen evaporation, which is a significant expansion of the layer thickness range which includes vapor-deposited assignments.

Die Vorrichtung zum Belegen von Trägerkörpern mit Metall-, Legierungs- bzw. Isolierschichten in einem Schüttgutverfahren innerhalb einer Vakuumbedampfungskammer, welche aus Einrichtungen zur Aufnahme einer Anzahl von Trägerkörpern Einrlchtungen zur Befestigung der Aufnahmeeinrichtungen in einem Vakuumbehälter, Einrichtungen zum Erzeugen einer Rotationsbewegung der Aufnahmeeinrichtungen, Heizvorrichtungen, welche die zu beschichtenden Trägerkörper auf konstanter Temperatur halten, und Einrichtungen zum Erzeugen eines Dampfstrahls aus Belegungsmaterial besteht, ist erfindungsgemäß dadurch ausgezeichnetg daß sich innerhalb eines Vakuumbehälters eine Dampfquelle im Mittelpunkt einer Aufnahmeeinrichtung für die zu beschichtenden Trägerkörper befindet, daß die Aufnahmeeinrichtung die Form eines um seine Längsachse drehbaren Hohlzylinderkorbes besitzt und daß der Mantel des Hohlzylinderkorbes zwei Begrenzungswände aus gelochtem Blech aufweist, welche einen Hohlraum einschließen, der durch radial angeordnete Trennwände in einzelne, die Trägerkörper aufnehmende Kammern unterteilt ist.The device for covering carrier bodies with metal, alloy or insulating layers in a bulk material process within a vacuum vapor deposition chamber, which consists of devices for receiving a number of carrier bodies for fastening the receiving devices in a vacuum container, devices to generate a rotational movement of the receiving devices, heating devices, which keep the carrier body to be coated at a constant temperature, and Means for generating a steam jet consists of covering material, is according to the invention characterized in that it is located within a vacuum container a steam source in the center of a receiving device for the to be coated Carrier body is located that the receiving device has the shape of a around its longitudinal axis has rotatable hollow cylinder basket and that the jacket of the hollow cylinder basket has two Has boundary walls made of perforated sheet metal, which has a cavity include, through radially arranged partition walls in individual, the carrier body receiving chambers is divided.

Indem die Aufnahmeeinrichtung für die zu bedampfenden Urägerkörper als Hohlzylinderkorb ausgebildet ist, in dessen Mittelpunkt sich die Dnvap£quelle befindet, ergibt sich - von der Dampfquelle aus gesehen - eine konkave Krümmung der siebartigen Bespannung des Hohlzylinderkorbes, verglichen mit der konvexen Bespannungskrüinmung der bisher verwendeten Einzelkörbe, woraus eine geringere Abschattung des Schüttgutes durch die Bespannung resultiert. Außerdem entfallen durch die Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung als großer, die Dampfquelle umgebender Hohlzylinderkorb die Zwischenräume zwischen den bisher verwendeten Einzelkörben und es wird erreicht, daß eine größere Menge des verdampften Materials, insbesondere bei hohen Füllgraden, auf die zu beschichtenden Trägerkörper trifft.By the receiving device for the original carrier body to be vaporized is designed as a hollow cylinder basket, in the center of which is the Dnvap £ source is located, there is a concave curvature when viewed from the steam source the sieve-like covering of the hollow cylinder basket compared to the convex covering curvature the previously used single baskets, resulting in less shading of the bulk material resulting from the covering. In addition, the design of the Receiving device as a large hollow cylinder basket surrounding the steam source Gaps between the previously used individual baskets and it is achieved that a larger amount of the evaporated material, especially with high filling levels, meets the carrier body to be coated.

Bin weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung in Form eines einzigen Hohlzylinderkorbes besteht darin, daß seine Wartung wesentlich vereinfacht ist.A further advantage of the recording device according to the invention in The form of a single hollow cylinder basket is that its maintenance is essential is simplified.

Gemäß einer weiterführenden Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist der zwischen den beiden Begrenzungswänden befindliche Hohlraum durch radial an die äußere Begrenzungswand angesetzte, dann gewinkelte und frei endende Trennwände in offene kammerähnliche Bereiche unterteilt.According to a further embodiment of the device according to the Invention is the cavity located between the two boundary walls radially attached to the outer boundary wall, then angled and free-ending Partition walls divided into open chamber-like areas.

Durch die Unterteilung des zwischen den beiden Begrenzungswänden gebildeten Hohlraums in offene kammerähnliche Bereiche wird die Durchmischung der Trägerkörper verbessert und zwar dadurch, daß der Bewegung der Trägerkörper in der Kammer ein Kreislauf durch den tiefsten Punkt des Hohlzylinderkorbes überlagert wird.By dividing the formed between the two boundary walls The void into open chamber-like areas is the intermixing of the carrier bodies improved in that the movement of the carrier body in the chamber Circuit is superimposed by the lowest point of the hollow cylinder basket.

Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Trennwände zwischen den beiden Begrenzungewänden in einer Weise abgewinkelt, daß sie in Blickrichtung senkrecht auf die Längsachse des Hohlzylinderkorbes annähernd "V"-förmlg zu sehen sind, und daß der zwischen den beiden V-Schenkeln eingeschlossene Winkel kleiner ist als 180°-2α, wobei α dem Böschungswinkel der Trägerkörper entspricht.According to a further development of the device according to the invention the partitions between the two boundary walls angled in a way that it is approximately perpendicular to the longitudinal axis of the hollow cylinder basket in the direction of view "V" -shaped can be seen, and that the one enclosed between the two V-legs Angle is smaller than 180 ° -2α, where α is the angle of repose of the carrier body is equivalent to.

Durch diese Ausgestaltung der Trennwände des-Hohlzylinderkorbes wird die für eine gleichmäßige Bedampfung erforderliche Durchmischung der Trägerkörper erreicht, da bei Rotation des Hohlzylinderkorbes die zu beschichtenden Körper parallel zur Zylinderachse hin- und herbewegt werden. Außerdem wird dadurch erreicht, daß die Trägerkörper bei Jeder Umdrehung des Hohlzylinderkorbes den Ort senkrecht über der Dampfquelle Jeweils in der Mitte der Zylinderachse durchlaufen und damit den Ort der größten Dampfschicht passieren.This configuration of the partition walls of the hollow cylinder basket is the mixing of the carrier bodies required for uniform vapor deposition achieved, since the bodies to be coated are parallel when the hollow cylinder basket rotates to be moved back and forth to the cylinder axis. It is also achieved that the carrier body with each revolution of the hollow cylinder cage vertically over the place of the steam source in each case in the middle of the cylinder axis and thus the Pass through the place of the greatest vapor layer.

Die Einrichtung zum Erzeugen eines Dampfstrahls des Belegungsmaterials besteht erfindungsgemäß aus einer Dampfquelle mit hoher Abdampfrate, beispielsweise aus einer mit Elektronenenergie betriebenen Einrichtung.The device for generating a steam jet of the covering material consists according to the invention of a steam source with a high evaporation rate, for example from a device powered by electron energy.

Der in vorteilhafterweise möglich gewordene Einsatz einer Verdampfungseinrichtung, welche mit Hilfe von Elektronenstrahlen arbeitet, gestattet zusätzlich zur erzielten Vergrößerung der Abdampfrate eine Verlängerung der Bedampfungszeit und dient damit zur Schaffung von angestrebten niederohmigen Aufdampfschichten sowie zur Erhöhung der Kapazität der Aufdampfapparatur.The use of an evaporation device, which has advantageously become possible, which works with the help of electron beams, allows in addition to the achieved Increasing the evaporation rate, an extension of the steaming time and thus serves to create the desired low-resistance vapor deposition layers as well as to increase the capacity of the vapor deposition apparatus.

An Hand der Figuren 1 bis 3 werden im Nachfolgenden das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung näher beschrieben. Die Figuren 1 und 3 zeigen stark schematisiert Querschnitte von Vakuumbedampfungskammern mit unterschiedlich gestalteten Aufnahmeeinrichtungen für die zu bedampfenden Trägerkörper. Figur 2 gibt einen Ausschnitt der Ansicht in Richtung des Pfeiles II auf die in Figur 1 dargestellte Aufnahme einrichtung wieder Figur 1 zeigt stark schematisiert einen Querschnitt einer Vakuumbedamfungskammer 1. Innerhalb eines Vakummbehälters 2 befindet sich eine Dampfquelle 3, der - je nach den Erfordernissen - das aus ein oder mehreren tmponenten bestehende Belegungsmaterial dampfförmig entströmt. Die Dampfquelle 3 wird von einer Aufnahmeeinrichtung in Form eines Holzylinderkorbes 4 umschlossen. Der Mantel des Hohlzylinderkorbes 4 ist doppelwandig mit zwei Begrenzungswänden 5 und 6 aus gelochtem Blech oder siebartigem Metallgeflecht ausgeführt. Auf diese Weise wird zwischen der inneren Begrenzunswand 5 und der aueren Begrenzungswand 6 ein Hohlraum 7 eingeschlossen. Der so gebildete Hohlraum 7 wird durch radial angeordnete Treenwände 8 in einzelne Kammern 9 unterteilt9 in denen sich die zu bedampfenden Trägerkörper 10 (in der Zeichnung als Schüttgut schraffiert dargestellt) befinden.With reference to Figures 1 to 3, the invention will be described in the following The method and the device according to the invention are described in more detail. The figures 1 and 3 show cross-sections of vacuum vapor deposition chambers in a highly schematic manner differently designed receiving devices for the support body to be vaporized. FIG. 2 shows a detail of the view in the direction of arrow II on the in Figure 1 shown recording device again Figure 1 shows highly schematized a cross section of a vacuum deposition chamber 1. Inside a vacuum container 2 is a steam source 3, which - depending on the requirements - the one or several tmponenten existing covering material flows out in vapor form. the Steam source 3 is from a receiving device in the form of a wooden cylinder basket 4 enclosed. The jacket of the hollow cylinder basket 4 is double-walled with two boundary walls 5 and 6 made of perforated sheet metal or mesh-like metal mesh. To this Way is between the inner boundary wall 5 and the outer boundary wall 6 a cavity 7 enclosed. The cavity 7 thus formed is arranged by radially Treen walls 8 divided into individual chambers 9 in which there are those to be steamed Carrier body 10 (shown hatched in the drawing as bulk material) are located.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Ansicht in Richtung des Pfeiles II auf die in Figur 1 dargestellte Aufnahme einrichtung.Figure 2 shows a detail of the view in the direction of the arrow II on the recording device shown in Figure 1.

Die in Blickrichtung vordere Begrenzungswand - also äußere Begrenzunswand 6 - ist weggelassen. Die Trägerkörper 10 sind auch in dieser Figur als Schüttgut schraffiert dargestellt und befinden sich aufgeschüttet auf der radial angeordneten Trennwand 8. Die Trennwand 8 ist dabei so gestaltet, daß sie in Blickrichtung senkrecht auf die Längsachse des Hohl zylinderkorbes 4 annähernd l'V"-förmig zu sehen ist. Der zwischen den beiden "V"-Schenkeln eingeschlossene Winkel ist kleiner als 180°-2α, wobei α dem Böschungswinkel der Trägerkörper 10 bzw.The front boundary wall in the viewing direction - i.e. the outer boundary wall 6 - is omitted. The carrier bodies 10 are also in this figure as bulk goods shown hatched and are piled up on the radially arranged partition wall 8. The partition 8 is designed so that it is in Viewing direction perpendicular to the longitudinal axis of the hollow cylinder basket 4 approximately l'V "-shaped you can see. The angle enclosed between the two "V" legs is smaller than 180 ° -2α, where α is the angle of repose of the support body 10 or

des Schüttgutes entspricht0 Die in Figur 2 eingezeichnete Schnittlinie IoI gibt die Rück beziehung zur Figur 1 an.of the bulk material corresponds to the section line drawn in FIG IoI indicates the back relationship to Figure 1.

Durch die beschriebene Ausgestaltung der Trennwand 8 wird bei entsprechender Drehrichtung des Hohlzylinderkorbes 4 erreicht, daß die Substrate bei jeder Umdrehung des Hohlzylinderkorbes 4 den Ort senkrecht über der Dampfquelle 3 und damit den Ort der größtmöglichen Dampfdichte durchlaufen.Due to the described configuration of the partition wall 8, when appropriate The direction of rotation of the hollow cylinder basket 4 ensures that the substrates are rotated with each revolution of the hollow cylinder basket 4 the location perpendicular to the steam source 3 and thus the Pass through the place of greatest possible vapor density.

Die in Figur 3 im Querschnitt stark schematisiert gezeigte Aufnahmeeinrichtung stellt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dar und besteht ebenfalls aus einem Hohlzylinderkorb 4 mit zwei Begrenzungswänden 5 und 6.The receiving device shown in cross section in a highly schematic manner in FIG represents and consists of a further embodiment of the device according to the invention also from a hollow cylinder cage 4 with two boundary walls 5 and 6.

Der zwischen diesen eingeschlossene Hohlraum 7 wird Jedoch von Trennwänden 11, welche von der äußeren Begrenzungswand 6 zunächst radial ausgehen, dann aber abgewinkelt sind und schließlich frei enden, in offene kammerähnliche Bereich unterteilt.The cavity 7 enclosed between these is, however, made up of partition walls 11, which initially extend radially from the outer boundary wall 6, but then are angled and finally end free, divided into open chamber-like areas.

Die Trennwände 11 sind ebenfalls wie die Trennwände 8 so ausgeführt, daß sie in Blickrichtung senkrecht auf die Längsachse des Hohlzylinderkorbes 4 annähernd V"-förmig zu sehen sind.The partitions 11 are also designed like the partitions 8 so that that it is approximately perpendicular to the longitudinal axis of the hollow cylinder basket 4 in the direction of view V "-shaped can be seen.

Bei der Verwendung von Hohlzylinderkörben 4,welche frei endende Trennwände 11 besitzen und lediglich kammerähnliche Bereiche aufweisen, wird die statische Durchmischung der Trägerkörper weiterhin dadurch verbessert, daß der Hin- und Herbewegung der Substrate längs der Zylinderachse innerhalb eines kammerartigen Bereiches ein Kreislauf durch den tiefsten Punkt des Hohlzylinderkorbes 4 überlagert ist.When using hollow cylinder baskets 4, which free-ending partitions 11 and only chamber-like Will have areas the static mixing of the carrier bodies is further improved in that the To and fro movement of the substrates along the cylinder axis within a chamber-like A circuit through the lowest point of the hollow cylinder basket 4 is superimposed is.

In den beiden Figuren ist auf die Darstellung von Einrichtungen zur Befestigung des Hohlzylinderkorbes 4 innerhalb des Vakuumbehälters 2 sowie von Einrichtungen zum Erzeugen eines Dampfstrahls des Belegungsmaterials und zum Aufheizen des Schüttgutes auf konstante Temperatur verzichtet.The two figures focus on the representation of facilities for Attachment of the hollow cylinder basket 4 within the vacuum container 2 and of facilities for generating a steam jet of the covering material and for heating the bulk material dispenses with constant temperature.

Bei beiden dargestellten Vakuumbedampfungskammern 1 befindet sich die Dampfquelle 5, welche vorzugsweise mit Hilfe von Elektronenstrahlen betrieben wird, im Zentrum des Hohlzylinderkorbes 4. Durch die Anordnung der Dampfquelle 3 mittig auf der Längsachse des Hohlzylinderkorbes 4 wird erreicht, daß die zu beschichtenden Trägerkörper den Dampfstrahlbereich 12 mit der höchsten Dampfdichte, d.h. im engsten Sinn den Ort senkrecht über der Dampfquelle 3, durchlaufen. Die Abschattung des Dampfstrahls an der Korbbespannung ist durch die Zylinderform des Korbes gering gehalten. Außerdem ist ein schneller Wechsel der Bespannung eines Hohlzylinderkorbes 4 leicht zu bewerkstelligen.In both illustrated vacuum vapor deposition chambers 1 is located the steam source 5, which is preferably operated with the aid of electron beams is, in the center of the hollow cylinder cage 4. By the arrangement of the steam source 3 centrally on the longitudinal axis of the hollow cylinder basket 4 is achieved that the to be coated Carrier body the steam jet area 12 with the highest steam density, i.e. in the narrowest Meaning the place vertically above the steam source 3, pass through. The shadowing of the The steam jet on the basket covering is low due to the cylindrical shape of the basket held. In addition, the covering of a hollow cylinder basket can be changed quickly 4 easy to do.

Die Aufdampfrate ist bei einer Elektronenstrahlbedampfung wesentlich erhöht, da die im zeitlichen Mittel verdampfte Metallmenge um einen Faktor 5 - 10 größer ist als bei der Schiffchenverdampfung. Außerdem sind wesentlich längere Bedampfungszeiten als bei der Schiffchenbedampfung möglich, da deren Bedampfungszeit durch die geringe Standzeit der Schiffchen begrenzt ist.The rate of deposition is essential for electron beam deposition increased, since the amount of metal evaporated on average over time by a factor of 5 - 10 is greater than with boat evaporation. In addition, the steaming times are much longer than is possible with boat vaporization, as the vaporization time is due to the short The service life of the shuttle is limited.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens innerhalb der Vorrichtung nach der Erfindung werden Trägerkörper unter optimaler Ausnutzung eines mit hoher Aufdampfrate erzeugten Dampfes mit Metall-, Legierungs- bzw. Isolierschichten, beispielsweise mit Chrom-Nickel-Schichten, belegt, welche innerhalb einer Bedampfungscharge definierte Legierungszusammensetzungen und einwandfreie Schichtqualität aufweisen. Es resultiert daraus ein konstanter Flächenwiderstand der aufgedampften Schicht, der Voraussetzung ist für eine geringe Streuung der Widerstandswerte und des Konstanzverhaltes der gefertigten elektrischen Widerstände einer Bedampfungscharge Weiterhin gestattet das erfindungsgemäße Verfahren den Einsatz von Dampfquellen mit höheren Verdampfungsraten und die Anwendung längerer Bedampfungszeiten, womit eine wesentliche Steigerung der Bedamfungskapazität unter gleich zeitiger Ausweitung des Wertspektrums der gefertigten elektrischen Widerstände erreicht wird.With the help of the method according to the invention within the device According to the invention, carrier bodies are optimally utilized with a high Deposition rate generated vapor with metal, alloy or insulating layers, for example coated with chrome-nickel layers, which defined within a vapor deposition charge Alloy compositions and impeccable layer quality. It results from this a constant sheet resistance of the vapor-deposited layer, the prerequisite is for a small spread of the resistance values and the constancy behavior of the Manufactured electrical resistances of a vapor deposition charge are also permitted the inventive method the use of steam sources with higher evaporation rates and the use of longer steaming times, which is a substantial increase the demand capacity while at the same time expanding the range of values of the manufactured electrical resistance is achieved.

6 Patentansprüche 3 Figuren6 claims 3 figures

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Belegen von Trägerkörpern innerhalb einer Vakuumbedampfungsapparatur als Schüttgut mit Metall-, Legierungs- bzw. Isolierschichten, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die zu beschichtenden Trägerkörper (10) innerhalb einer Aufnahmeeinrichtung in Form eines Hohlzylinderkorbes (4), dessen Mantel aus zwei Begrenzungswänden (5, 6) aus gelochtem Blech besteht welche einen durch radial angeordnete Trennwände (8) in einzelne, das Schüttgut aufnehmende Kammern (9) unterteilten Hohlraum (7) einschließen, auf einer angenäherten Kreisbahn um eine in der Mitte der Zylinderlängsachse angeordnete Dampfquelle (5) welcher das aus einer oder- mehreren Komponenten bestehende Belegungsmaterial dampfförmig entströmt, bewegt werden und daß damit die Trägerkörper (10), welche selbst eine Rotationsbewegung um ihre Längsachse durchführen, in den Dampfstrahlbereich (12) in periodischem Ablauf hineingeführt und daraus wieder entfernt werden. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Method for covering carrier bodies within a vacuum evaporation apparatus as bulk material with metal, alloy or insulating layers, d u r c h ek e n n z e i c h n e t that the to be coated Carrier body (10) within a receiving device in the form of a hollow cylindrical basket (4), the jacket of which consists of two boundary walls (5, 6) made of perforated sheet metal which one by radially arranged partitions (8) in individual, the bulk material receiving chambers (9) enclose subdivided cavity (7), on an approximate Circular path around a steam source (5) arranged in the middle of the cylinder's longitudinal axis which consists of one or more components covering material in vapor form flows out, are moved and that thus the carrier body (10), which itself a Carry out a rotational movement around its longitudinal axis, in the steam jet area (12) be introduced periodically and removed from it again. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n § z e i c h n e t, daß der Dampfstrahl aus Belegungematerial mit Hilfe einer eine hohe Dampfrate bewirkenden Energiequelle, beispielsweise mit Hilfe von Elektronenstrahlen, erzeugt wird. 2.) The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n § z e i c h n e t that the steam jet from covering material with the help of a high steam rate causing energy source, for example with the help of electron beams, generated will. 3.) Vorrichtung zum Belegen von Trägerkörpern mit Metall-, Legierungs- bzw. Isolierschichten in einem Schüttgutverfahren innerhalb einer Vakuumbedampfungskammer, welche aus Einrichtungen zur Aufnahme einer Anzahl von Trägerkörpern, Einrichtungen zur Befestigung der Aufnahmeeinrichtungen in einem Vakuumbehälter, Einrichtungen zum Erzeugen einer Rotationsbewegung der Aufnahmeeinrichtungen, Heizvorrichtungen, welche die zu beschichtenden Trägerkörper auf konstanter Temperatur halten, und Einrichtungen zum Erzeugen eines Dampfstrahls aus Belegungsmaterial besteht, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich innerhalb eines Vakuumbehälters (2) eine Dampfquelle (3) im Mittelpunkt einer Aufnahmeeinrichtung für die zu beschichtenden Trägerkörper (10) befindet, daß die Aufnahmeeinrichtung die Form eines um seine Längsachse drehbaren Hohlzylinderkorbes (4) besitzt und daß des Mantel. des Hohlzylinderkorbes (4) zwei Begrenzungswände (5, 6) aus gelochtem Blech aufweist, welche einen Hohlraum (7) einschließen, der durch radial angeordnete Trennwände (s) in einzelne, die UrEgerkörper (10) aufnehmende Klammern unterteilt ist. 3.) Device for covering carrier bodies with metal, alloy or insulating layers in a bulk material process within a vacuum vapor deposition chamber, which consists of devices for receiving a number of support bodies, devices for fastening the receiving devices in a vacuum container, Devices for generating a rotational movement of the receiving devices, heating devices, which keep the carrier body to be coated at a constant temperature, and Means for generating a steam jet consists of covering material, d a -d u r c h e k e nn n n e i n e i n e t that is inside a vacuum container (2) a steam source (3) in the center of a receiving device for the to be coated Carrier body (10) is located that the receiving device has the shape of a around its Has a longitudinal axis rotatable hollow cylinder basket (4) and that of the jacket. of the hollow cylinder basket (4) has two boundary walls (5, 6) made of perforated sheet metal, which have a cavity (7) enclose, by means of radially arranged partition walls (s) in individual, the original body (10) female brackets is divided. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der zwischen den beiden Begrenzungswänden (5, 6) befindliche Hohlraum (7) durch radial an die äußere Begrenzungswand (6) angesetzte, dann abgewinkelte und frei endende Trennwände (11) in offene kammerähnliche Bereiche unterteilt ist.4.) Device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the cavity located between the two boundary walls (5, 6) (7) by radially attached to the outer boundary wall (6), then angled and free-ended partitions (11) are divided into open chamber-like areas. 5.) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trennwände (8 bzw. 11) zwischen den beiden Begrenzungswänden (5 und 6) in einer Weise abgewinkelt sind, daß sie in Blickrichtung senkrecht auf die Längsachse des Hohlzylinderkorbes 4 annähernd "V"-förmig zu sehen sind und daß der zwischen den beiden "V"-Schenkeln eingeschlossene Winkel kleiner ist als 180°-2 &, wobei d dem Böschungswinkel der Trägerkörper (10) entspricht.5.) Device according to at least one of claims 3 or 4, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the partition walls (8 or 11) between the both boundary walls (5 and 6) are angled in such a way that they are in the direction of view to be seen perpendicular to the longitudinal axis of the hollow cylinder basket 4 approximately "V" -shaped and that the included angle between the two "V" legs is smaller is than 180 ° -2 &, where d corresponds to the angle of repose of the carrier body (10). 6.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h e g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Dampfstrahls des Belegungsmaterials aus einer Dampfquelle (3) mit hoher Abdampfrate, beispielsweise aus einer mit Elektronenenergie betriebenen Einrichtung, besteht. 6.) Device according to one of claims 3 to 5, d a d u r c h e it is not noted that the device for generating a jet of steam of the covering material from a steam source (3) with a high evaporation rate, for example consists of a device operated with electron energy.