WO2011095381A1 - Transporteinrichtung und substratbehandlungsanlage - Google Patents

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WO2011095381A1
WO2011095381A1 PCT/EP2011/050436 EP2011050436W WO2011095381A1 WO 2011095381 A1 WO2011095381 A1 WO 2011095381A1 EP 2011050436 W EP2011050436 W EP 2011050436W WO 2011095381 A1 WO2011095381 A1 WO 2011095381A1
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WO
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transport
rollers
transport device
roller
substrate
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PCT/EP2011/050436
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English (en)
French (fr)
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Hubertus Von Der Waydbrink
Michael Hentschel
Marco Kenne
Steffen Lessmann
Thomas Pünsch
Reinhard Jaeger
Original Assignee
Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh
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Publication date
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Priority to US13/130,879 priority Critical patent/US20120017833A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/10—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material the excess material being particulate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases

Definitions

  • Transport device and substrate treatment system The invention relates to transport devices, in particular for use in substrate treatment devices, and embodiments of substrate treatment devices, in particular horizontal coating systems for coating plate-shaped substrates.
  • substrate transport devices in coating systems for plate-shaped substrates, e.g. Glass plates in which high substrate temperatures are required to achieve desired layer properties, preferably ceramic rollers are used, which form a transport plane on which the substrates are transported lying through the coating plant.
  • Temperature and glass properties a transport roller distance is selected, the o.g. ensures mechanical support.
  • FIG. 1 A known transport device within the coating area of a substrate treatment plant is shown in FIG. On horizontally arranged transport rollers, substrates are laid horizontally under a steam source. transported. In the example shown, the trans ⁇ port rollers on a central region of larger diameter and an end region of smaller diameter.
  • Vapor source to the substrate transport roller areas are exposed to the steam ⁇ stream, which face the coating source.
  • this relates mainly to the upper regions of the transport roller surface facing the coating source, with reference to the transport roller cross section. In addition, it depends on the coating process itself, which areas of the transport roller ends are coated.
  • FIG. 2 shows a transport device similar to the representation in FIG. 1 within the coating area of a substrate treatment plant, in which, however, the transport roller support is set back relative to the substrate edge , ie the substrate projects beyond the middle one
  • the largely uniform coating of the transport rollers due to the periodic substrate gaps leads to an increase in the transport effective effective diameter of the transport rollers, which in this connection can be considered far less critical.
  • a minimization of the increase in the effective transport roller diameter can be achieved by keeping the substrate substrate as small as possible. gaps are met.
  • the effect can be countered by the choice of correspondingly large transport roller diameter.
  • the respective rollers can be driven with variable speed. This makes it possible in principle to keep the peripheral speed of the rollers constant by reducing the speed with increasing layer thickness.
  • the proposed transport device which is particularly suitable for use in a substrate treatment device, comprises a plurality of horizontally angeord ⁇ Neten transport rollers whose uppermost generatrices a
  • Form support plane for transporting substrates wherein the transport rollers are rotatably mounted in each case at its two ends in a rotary bearing, and is characterized in that at least one transport roller in the operation of the transport device axially, that is, parallel to its axis of rotation, is displaceable.
  • the Trans ⁇ port roller is slidably disposed with their pivot bearings.
  • every second transport roller in one direction and the transposed therebetween port rollers be displaceable in the opposite direction. If a plurality of transport rollers are displaceable, this can be realized, for example, in that the rotary bearings of all the transport rollers lie opposite one another in two
  • At least one end of the transport roller is rotatably and axially displaceably mounted in the rotary bearing.
  • the rotary bearing ⁇ itself does not have to be moved, but the transport roller slides in the pivot bearing along its axis of rotation.
  • the end of the transport roller is connected to an adjusting element so that an actuation of the adjusting element has an axial
  • Adjustment for example, a rack ⁇ drive, a lever mechanism or similar fachge admire
  • Means include.
  • the adjusting element may comprise a pivotally mounted lever connected to one or more transport rollers, which is embodied, for example, as a plate aligned parallel to the transport direction of the substrates and pivotable about an edge running parallel to the transport direction. This plate may be connected at its edge opposite the pivot axis with the ends of a plurality of transport rollers.
  • Pivoting the plate about the pivot axis then causes the associated transport rollers along their axes of rotation, ie transversely to the transport direction of the substrates, are moved.
  • To actuate the adjustment can For example, an electric motor drive, a hydraulic or pneumatic cylinder, a hand-operated
  • the adjusting elements are connected to at least one end of a transport roller so that simultaneous actuation of the adjusting causes axial displacements of the respective transport rollers in the opposite direction.
  • the adjusting elements can thereby be synchronously adjustable, for example by being connected to the same spindle drive which has a section with left-hand threads and a section with right ⁇ thread, so that actuation of the spindle drive causes opposing pivotal movements of the two adjusting elements, the opposite shifts of each cause associated with the adjustment transport rollers.
  • the two adjusting elements can be mounted pivotably about one and the same pivot axis.
  • a diaphragm is arranged with a arranged below the contact plane counter-sputtering surface, which is axially displaceable with at least one of the two adjacent transport ⁇ .
  • the diaphragm is designed as a filling body which extends from the counter-sputtering surface into the space between the transport rollers.
  • transport rollers have a central region of larger diameter and end regions of smaller diameter and the end regions
  • the substrates are located on the central areas that protrude through the counter-spinner plane formed by the panels, so that the substrates can be transported lying on it. In the area next to the substrates, however, are the
  • a drive belt or a drive chain and a drive means operatively connected thereto are arranged and remain stationary despite the displacement of the transport rollers within the chamber of a substrate treatment device.
  • the entire drive device comprising drive rollers, traction means and drive device is arranged at a fixed position within the chamber and remains unaffected by the displacement of the transport rollers.
  • Fig. 3 to 5 a first embodiment
  • the transport rollers are axial, i. Slidably executed parallel to their axes of rotation.
  • a first embodiment of this is shown in Figures 3 to 5 in different views.
  • the transport device shown comprises a plurality of horizontally arranged transport rollers whose uppermost generatrix lines a support plane for transporting
  • transport rollers are rotatably mounted in each case at its two ends in a rotary bearing.
  • the transport rollers are in the operation of the transport device axially, i. parallel to its axis of rotation, displaceable. This is realized as described below.
  • the transport rollers are each rotatably mounted on both sides in pivot bearings and axially displaceable.
  • the pivot bearing of all transport rollers are arranged in two storage benches, which are arranged opposite one another within the (not illustrated ⁇ set) installation chamber stationary.
  • the storage benches run parallel to the transport direction of the
  • Substrates i. transverse to the axes of rotation of the transport rollers.
  • the transport rollers each have a roller body made of a ceramic material, which has a central region of larger diameter and end regions of smaller diameter.
  • the ends of the transport rollers are formed by metal shafts, which have end caps with the ceramic Roll body are connected. At their free ends, the metal shafts on a coupling element.
  • the metal shafts are rotatably and axially displaceably mounted between the end cap and the coupling element in a rotary bearing.
  • a drive roller is mounted on the pivot bearing, in which the metal shaft is just ⁇ if axially displaceable.
  • the drive rollers are interconnected by a traction means, whereby a
  • Two adjusting elements in the form of pivotally mounted about a respective pivot axis plates which are arranged parallel to the bearing banks are alternately connected to the end of each second transport roller so that simultaneous actuation of the adjusting causes axial displacements of the respective transport rollers in the opposite direction.
  • a manually operated spindle drive is provided with a spindle and outside the
  • Substrate treatment plant arranged handwheel.
  • the spindle is guided by means of a rotary feedthrough through the (not shown) wall of the system chamber.
  • the spindle is connected to both adjusting elements and an actuation of the handwheel in one direction of rotation causes the adjusting elements to pivot apart, while an actuation of the handwheel in the other direction of rotation causes the adjusting elements to pivot on one another.
  • a transport roller drive with drive rollers and a traction means ensures the rotation of the transport rollers for transporting the substrates with consistent VELOCITY ⁇ ness.
  • a second drive ensures the displacement of the transport rollers transversely to the plate transport direction.
  • Transport rollers n, n + 2, n + 4, etc. are displaceable to one side transversely to the transport, the transport rollers n + 1, n + 3, n + 5, etc. are displaceable to the opposite direction transversely to the transport direction. Continuously or discontinuously, the transport rollers are moved transversely to the transport direction.
  • the layer thickness can be kept tolerably small on the transport roller in the contact area of the substrate edge.
  • the transport roller end (more precisely, the transition point
  • a second embodiment of the transport device is in Figures 6 to 8 shown in different views.
  • the substrates are coated around the edges on the back (wrap around sputtering). This applies especially to coating processes in which it comes with the gas particles because of an increased residual gas pressure or process gas ⁇ pressure to particle collisions of thecursschei- on the substrate Denden material. This applies both to the edges parallel to the transport direction and the edges transversely to the transport direction, transverse to the transport direction only or not very low if the gaps between the individual substrates are quasi closed or are very small, so that a passage of steam particles not is possible or severely restricted.
  • the backside coating can hitherto only be encountered with cover frames or by placing the substrate on flat carriers. One way, the unwanted coating of the
  • filler or diaphragms must be inserted between the transport rollers, which form a quasi-closed plane in conjunction with the transport rollers.
  • Apertures are arranged so that a narrow gap between the back of the substrate and that of the filler or
  • Aperture formed level is formed.
  • the individual levels between the transport rollers, as well as the trans- port rollers transverse to the transport direction.
  • the panels are not designed as simple sheets, but as filler, which extend from the counter-sputtering surface in the space between the transport rollers and thus largely fill this space to reduce the volume to be evacuated.
  • the transport rollers have a middle region of larger diameter and end regions of smaller diameter, and the end regions are at least partially of the diaphragms
  • the diaphragms have actuating elements which comprise metal rods and coupling elements, which are each connected to an adjusting element, so that in each case a transport roller and a filling body form a unit and are moved together when the adjusting element
  • these units are alternately withdrawn slowly, possibly discontinuously, during the production cycle.
  • the fillers or diaphragms are also coated on the other side of the unit.
  • the speed of the transport roller displacement is to be selected as a function of the coating rate so that the side of the filler or diaphragm which is pulled under the substrate does not touch the substrate due to the grown-up layer.
  • additional Liche protective covers (not shown in the pictures) installed.
  • Axially adjustable transport rollers 1 and diaphragms / fillers 2 and 3 are in Axialgleitlagern 4 via the pivot lever 6 and 7 and axial actuators / train-pressure rods 10 for the transport rollers 1 and actuators 12 and 13 for the packing / aperture 2 and 3 driven and thereby shifted parallel to their axes of rotation.
  • the spindle 8, each with a section with right-hand thread and left-hand thread allows the handwheel 9 (optional drive ⁇ an electric, such as a stepper motor, or other
  • Apertures / fillers 2 and 3 moved to the left or right transversely to the transport direction axially outward.
  • the cycle of motion essentially determines the resulting process-related contamination of the transport rollers 1 and the
  • Reference numeral 14 in Fig. 5 and 8 the vacuum rotary feedthrough of the spindle 8 is designated by a chamber wall, not shown, a substrate treatment system.
  • the drive element 5 (chain, toothed belt, metal band or the like) is not moved axially; it remains in its current position originally ⁇ .
  • Transport device and substrate treatment plant

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Abstract

Die Erfindung betrifft Transporteinrichtungen, insbesondere zur Verwendung in Substratbehandlungseinrichtungen, und Ausgestaltungen von Substratbehandlungseinrichtungen, insbesondere horizontale Beschichtungsanlagen zur massenhaften Beschichtung von plattenförmigen Substraten bei der Herstellung von Solarzellen. Die Transporteinrichtung umfasst eine Mehrzahl von Transportwalzen (1), die jeweils an ihren beiden Enden drehbar gelagert sind, wobei mindestens eine Transportwalze (1) im Betrieb der Transporteinrichtung axial, d.h. parallel zu ihrer Rotationsachse, verschiebbar ist.

Description

Transporteinrichtung und Substratbehandlungsanlage Die Erfindung betrifft Transporteinrichtungen, insbesondere zur Verwendung in Substratbehandlungseinrichtungen, und Ausgestaltungen von Substratbehandlungseinrichtungen, insbesondere horizontale Beschichtungsanlagen zur Beschich- tung von plattenförmigen Substraten. Bei bekannten Substrattransporteinrichtungen in Beschichtungsanlagen für plattenförmige Substrate, z.B. Glasplatten, in denen für die Erzielung gewünschter Schichteigenschaften hohe Substrattemperaturen erforderlich sind, werden vorzugsweise Keramikwalzen verwendet, die eine Transportebene bilden, auf der die Substrate liegend durch die Beschich- tungsanlage transportiert werden.
Für Floatglas-Platten, die im Temperaturbereich der Glaserweichung (Floatglas Tg um 540°C) bzw. darüber beschichtet werden sollen, besteht die Notwendigkeit, jedem Ort der Platte innerhalb kurzer Zeitspannen eine mechanische Unter¬ stützung zu bieten. Andernfalls kann es zu unerwünschten bleibenden Verformungen kommen, die eine Weiterverarbeitung der Platten unmöglich machen. Die Zeitspannen, innerhalb derer eine mechanische Unterstützung erfolgen muss, liegen je nach Temperatur und Glaseigenschaften im Bereich einiger Sekunden. Das wird praktisch dadurch bewerkstelligt, dass in Abhängigkeit von der Prozess-Transportgeschwindigkeit ,
Temperatur und Glaseigenschaften ein Transportwalzenabstand gewählt wird, der die o.g. mechanische Unterstützung sicher- stellt.
Eine bekannte Transporteinrichtung innerhalb des Beschich- tungsbereichs einer Substratbehandlungsanlage ist in Fig. 1 dargestellt. Auf horizontal angeordneten Transportwalzen werden Substrate liegend unter einer Dampfquelle hindurch- transportiert. Im dargestellten Beispiel weisen die Trans¬ portwalzen einen mittleren Bereich größeren Durchmessers und einen Endbereich geringeren Durchmessers auf.
Mit laufendem Betrieb der Beschichtungseinrichtung kommt es zunehmend zur unerwünschten Beschichtung der Transportwalzenenden, auch im Bereich der Substratauflage auf den Transportwalzen. Damit liegen die Platten nicht mehr vollflächig auf. Schließlich führt die Beschichtung dazu, dass die Platten nicht mehr zuverlässig transportiert werden, so dass eine Reinigung erforderlich wird. Schutzblenden
zwischen der Dampfquelle und den Transportwalzen bieten hier keinen Vorteil, da diese, um eine unerwünschte Beschichtung zu reduzieren, sehr eng am Substrat angeordnet werden müssen. Damit können auf den Blenden aufgewachsene Schichten das Substrat berühren. Weiter entfernt angebrachte Abschir¬ mungen, die die unerwünschte Beschichtung zwar reduzieren könnten, führen jedoch auch im Kantenbereich der Substrate zu einem unerwünschten Abfall der Schichtdicke.
Die Ursache für die Beschichtung der Transportwalzenenden, die praktisch zur Verdickung der Transportwalzenenden führt (auch als „dog bone" bezeichnet) liegt darin, dass je nach geometrischen Verhältnissen (Überstand und Abstand der
Dampfquelle zum Substrat) Transportwalzenbereiche dem Dampf¬ strom ausgesetzt sind, die der Beschichtungsquelle zugewandt sind. In der Darstellung der Fig. 1 betrifft dies wegen der oberhalb der Transporteinrichtung angeordneten Beschichtungsquelle bezogen auf den Transportwalzenquerschnitt hauptsächlich die oberen, der Beschichtungsquelle zuge¬ wandten Bereiche der Transportwalzenoberfläche. Darüber hinaus hängt es vom Beschichtungsprozess selbst ab, welche Bereiche der Transportwalzenenden beschichtet werden.
So führen Beschichtungsprozesse, die mit Dampfquellen bei sehr niedrigen Restgasdrücken durchgeführt werden, zu einer unerwünschten Beschichtung der Transportwalzenenden in der genannten Art und Weise weitgehend auf die Pro ektionsfläche der Beschichtungsquelle .
Wenn jedoch Prozessgase eingelassen werden, kann die
unerwünschte Beschichtung aufgrund von Stößen der zu konden- sierenden Teilchen mit den Prozessgasteilchen ein erheblich größeres Ausmaß annehmen. Die Bewegungsrichtung der zu kondensierenden Teilchen verändert sich erheblich. Damit werden weitere Transportwalzenbereiche beschichtet. Auch die Substratbeschichtung auf der Rückseite im Kantenbereich des Substrats (beim Sputtern auch bekannt unter dem Begriff wrap around sputtering) ist die Folge von Teilchenstößen mit den Prozessgasteilchen auf ihrem Weg von der Quellen zum
Substrat .
In Fig. 2 ist eine der Darstellung in Fig. 1 ähnliche Trans- porteinrichtung innerhalb des Beschichtungsbereichs einer Substratbehandlungsanlage dargestellt, bei der jedoch die Transportwalzenauflage gegenüber der Substratkante zurück¬ gesetzt ist, d.h. das Substrat überragt die mittleren
Bereiche der Transportwalze, auf denen das Substrat aufliegt und die einen gegenüber den Endbereichen größeren Durchmesser aufweisen. Diese Anordnung ist vorteilhafter als die in Fig. 1 dargestellte, da das Substrat die der Substrat¬ auflage dienenden mittleren Bereiche der Transportwalzen gegenüber dem Dampfström abschattet. Wenn die Substrat- aufläge gegenüber der Substratkante weit genug eingezogen ist, wird die für den Transport wichtige Substratauflage nicht beschichtet.
Die weitestgehend gleichmäßige Beschichtung der Transport¬ walzen aufgrund der periodischen Substratlücken führt zur Zunahme des für den Transport maßgeblichen wirksamen Durchmessers der Transportwalzen, was in diesem Zusammenhang als weit weniger kritisch gesehen werden kann. Eine Minimierung der Zunahme des effektiven Transportwalzendurchmessers kann dadurch erreicht werden, dass möglichst kleine Substrat- lücken eingehalten werden. Des Weiteren kann dem Effekt durch die Wahl entsprechend großer Transportwalzendurchmesser begegnet werden. Außerdem können die betreffenden Walzen mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werden. Damit ist es prinzipiell möglich, die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen durch Reduzierung der Drehzahl bei wachsender Schichtdicke konstant zu halten.
Zur Erreichung möglichst langer wartungsfreier Produktionszyklen ergibt sich die Notwendigkeit, die Schichtdicke auf den Transportwalzen, insbesondere im Bereich der Transportwalzenenden im Bereich der Substratkante zu minimieren.
Geringfügig größere effektive Transportwalzendurchmesser im Bereich der Substratkanten können durchaus toleriert werden, sofern diese nicht zu Transportproblemen führen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Transporteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Substrat¬ behandlungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Die vorgeschlagene Transporteinrichtung, die insbesondere zur Verwendung in einer Substratbehandlungseinrichtung geeignet ist, umfasst eine Mehrzahl von horizontal angeord¬ neten Transportwalzen, deren oberste Mantellinien eine
Auflageebene für zu transportierende Substrate bilden, wobei die Transportwalzen jeweils an ihren beiden Enden in einem Drehlager drehbar gelagert sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Transportwalze im Betrieb der Transporteinrichtung axial, d.h. parallel zu ihrer Rotationsachse, verschiebbar ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Trans¬ portwalze mit ihren Drehlagern verschiebbar angeordnet ist. Dabei kann beispielsweise jede zweite Transportwalze in der einen Richtung und die jeweils dazwischen liegenden Trans- portwalzen in der entgegengesetzten Richtung verschiebbar sein. Sind mehrere Transportwalzen verschiebbar, so kann dies beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die Dreh¬ lager aller Transportwalzen in zwei gegenüberliegend
angeordneten Lagerbänken zusammengefasst sind und diese Lagerbänke synchron verschiebbar angeordnet sind, woraus eine axiale Verschiebung aller Transportwalzen erfolgt.
In einer anderen Ausgestaltung ist hingegen vorgesehen, dass mindestens ein Ende der Transportwalze im Drehlager drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Dadurch muss das Dreh¬ lager selbst nicht verschoben werden, sondern die Transportwalze gleitet im Drehlager entlang ihrer Rotationsachse.
Hierzu kann weiter vorgesehen sein, dass das Ende der Transportwalze mit einem Verstellelement so verbunden ist, dass eine Betätigung des Verstellelements eine axiale
Verschiebung der Transportwalze bewirkt. Ein solches
Verstellelement kann beispielsweise einen Zahnstangen¬ antrieb, ein Hebelgetriebe oder ähnliche fachgeläufige
Mittel umfassen.
In einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das
Verstellelement schwenkbar gelagert ist und das Schwenken des Verstellelements eine axiale Verschiebung der Transport¬ walze bewirkt. Dabei kann das Verstellelement einen mit einer oder mehreren Transportwalzen verbundenen, schwenkbar gelagerten Hebel umfassen, der beispielsweise als parallel zur Transportrichtung der Substrate ausgerichtete und um eine parallel zur Transportrichtung verlaufende Kante schwenkbar gelagerte Platte ausgeführt ist. Diese Platte kann an ihrer der Schwenkachse gegenüberliegenden Kante mit den Enden mehrerer Transportwalzen verbunden sein. Ein
Schwenken der Platte um die Schwenkachse bewirkt dann, dass die damit verbundenen Transportwalzen entlang ihrer Rotationsachsen, d.h. quer zur Transportrichtung der Substrate, verschoben werden. Zur Betätigung des Verstellelements kann beispielsweise ein elektromotorischer Antrieb, ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, ein handbetätigter
Spindelantrieb oder andere fachgeläufige Mittel vorgesehen sein . Weiter kann vorgesehen sein, dass zwei Verstellelemente so mit mindestens je einem Ende einer Transportwalze verbunden sind, dass gleichzeitiges Betätigen der Verstellelemente axiale Verschiebungen der jeweiligen Transportwalzen in entgegengesetzter Richtung bewirkt. Die Verstellelemente können dabei synchron verstellbar sein, beispielsweise indem sie mit demselben Spindelantrieb verbunden sind, der einen Abschnitt mit Linksgewinde und einen Abschnitt mit Rechts¬ gewinde aufweist, so dass ein Betätigen des Spindelantriebs entgegengesetzte Schwenkbewegungen der beiden Verstell- elemente bewirkt, die entgegengesetzte Verschiebungen der jeweils mit den Verstellelementen verbundenen Transportwalzen verursachen. Die beiden Verstellelemente können dabei um ein und dieselbe Schwenkachse schwenkbar gelagert sein.
In einer Weiterbildung der vorgeschlagenen Transport- einrichtung ist vorgesehen, dass zwischen je zwei benachbarten Transportwalzen eine Blende mit einer unterhalb der Kontaktebene angeordneten Gegensputterfläche angeordnet ist, die mit mindestens einer der zwei benachbarten Transport¬ walzen axial verschiebbar ist. Dadurch wird das Eindringen von Streudampf in den Raum zwischen den Transportwalzen verhindert oder zumindest stark verringert. Hierdurch wird auch die unerwünschte Rückseitenbeschichtung der Substrate verhindert oder zumindest stark verringert.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Blende als Füllkörper ausgestaltet, der sich von der Gegensputterfläche aus in den Raum zwischen den Transportwalzen erstreckt. Dadurch wird das zu evakuierende Volumen der Kammer einer Substrat¬ behandlungsanlage verringert, so dass das Evakuieren
schneller und mit geringerem Energieeinsatz vonstatten geht. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Transportwalzen einen mittleren Bereich größeren Durchmessers und Endbereiche kleineren Durchmessers aufweisen und die Endbereiche
zumindest teilweise von den Blenden abgedeckt sind. Hier- durch wird erreicht, dass die Transportwalzen selber
keinerlei unerwünschte Beschichtung erfahren. Die Substrate liegen auf den mittleren Bereichen auf, die durch die von den Blenden gebildete Gegensputterebene ragen, so dass die Substrate darauf liegend transportiert werden können. Im Bereich seitlich neben den Substraten sind hingegen die
Endbereiche der Transportwalzen durch ihren gegenüber den mittleren Bereichen geringeren Durchmesser vollständig von den Blenden überdeckt, so dass Streudampf nicht zu ihnen vordringen kann. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an den Drehlagern Antriebsrollen in axialer Richtung ortsfest, aber drehbar angeordnet sind, durch welche die Enden der Transportwalzen so hindurchgeführt sind, dass ein auf die Antriebsrolle wirkendes Drehmoment auf die Transportwalze übertragen wird, eine auf die Transportwalze wirkende Axial¬ kraft jedoch nicht auf die Antriebsrolle übertragen wird. Hierdurch wird erreicht, dass einerseits die Antriebsrollen, die üblicherweise durch ein gemeinsames Zugmittel,
beispielsweise einen Antriebsriemen oder eine Antriebskette und ein damit in Wirkverbindung stehendes Antriebsmittel, beispielsweise einen Elektromotor, angetrieben werden, trotz der Verschiebung der Transportwalzen innerhalb der Kammer einer Substratbehandlungseinrichtung ortsfest angeordnet sind und bleiben, d.h. die gesamte Antriebseinrichtung aus Antriebsrollen, Zugmittel und Antriebseinrichtung ist an einer festen Position innerhalb der Kammer angeordnet und bleibt von der Verschiebung der Transportwalzen unbeein- flusst .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 3 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel, und
Fig. 6 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschla- genen Transporteinrichtung.
In beiden Ausführungsbeispielen sind die Transportwalzen axial, d.h. parallel zu ihren Rotationsachsen verschiebbar ausgeführt .
Ein erstes Ausführungsbeispiel hierfür ist in den Figuren 3 bis 5 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
Die dargestellte Transporteinrichtung umfasst eine Mehrzahl von horizontal angeordneten Transportwalzen, deren oberste Mantellinien eine Auflageebene für zu transportierende
Substrate bilden, wobei die Transportwalzen jeweils an ihren beiden Enden in einem Drehlager drehbar gelagert sind. Die Transportwalzen sind im Betrieb der Transporteinrichtung axial, d.h. parallel zu ihrer Rotationsachse, verschiebbar. Dies ist wie nachfolgend beschrieben realisiert.
Die Transportwalzen sind jeweils beidseitig in Drehlagern drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Die Drehlager aller Transportwalzen sind in zwei Lagerbänken angeordnet, die einander gegenüberliegend innerhalb der (nicht darge¬ stellten) Anlagenkammer ortsfest angeordnet sind. Die Lagerbänke verlaufen parallel zur Transportrichtung der
Substrate, d.h. quer zu den Rotationsachsen der Transportwalzen .
Die Transportwalzen weisen jeweils einen Walzenkörper aus einem Keramikwerkstoff auf, der einen mittleren Bereich größeren Durchmessers und Endbereiche kleineren Durchmessers aufweist. Die Enden der Transportwalzen sind durch Metallwellen gebildet, welche über Endkappen mit dem keramischen Walzenkörper verbunden sind. An ihren freien Enden weisen die Metallwellen ein Koppelelement auf. Die Metallwellen sind zwischen Endkappe und Koppelelement in einem Drehlager drehbar und axial verschiebbar gelagert. Auf der dem Betrachter zugewandten Seite ist am Drehlager eine Antriebsrolle angebracht, in dem die Metallwelle eben¬ falls axial verschiebbar ist. Die Antriebsrollen sind untereinander durch ein Zugmittel verbunden, wodurch eine
Antriebskraft des Zugmittels in ein Antriebsmoment
umgewandelt wird, welches die Antriebsrollen auf die
jeweilige Metallwelle übertragen, so dass die Transport¬ walzen in Rotation versetzt werden.
Die Enden der Transportwalzen sind auf der dem Betrachter zugewandten Seite über das Koppelelement mit einem Verstell- element so verbunden, dass eine Betätigung des Verstell¬ elements eine axiale Verschiebung der Transportwalze
bewirkt .
Zwei Verstellelemente in Form von um je eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Platten, die parallel zu den Lagerbänken angeordnet sind, sind abwechselnd mit dem Ende jeder zweiten Transportwalze so verbunden, dass gleichzeitiges Betätigen der Verstellelemente axiale Verschiebungen der jeweiligen Transportwalzen in entgegengesetzter Richtung bewirkt. Hierzu ist ein handbetätigter Spindelantrieb vorgesehen mit einer Spindel und einem außerhalb der
Substratbehandlungsanlage angeordneten Handrad. Hierzu ist die Spindel mittels einer Drehdurchführung durch die (nicht dargestellte) Wand der Anlagenkammer geführt. Die Spindel ist mit beiden Verstellelementen verbunden und eine Betätigung des Handrads in der einen Drehrichtung bewirkt ein Auseinanderschwenken der Verstellelemente, während eine Betätigung des Handrads in der anderen Drehrichtung ein Aufeinanderzuschwenken der Verstellelemente bewirkt. Ein Transportwalzenantrieb mit Antriebsrollen und einem Zugmittel sorgt für die Rotation der Transportwalzen zum Transport der Substrate mit gleichbleibender Geschwindig¬ keit. Ein zweiter Antrieb sorgt für die Verschiebung der Transportwalzen quer zur Platten-Transportrichtung. Die
Transportwalzen n, n+2, n+4, usw. sind nach einer Seite quer zur Transport verschiebbar, die Transportwalzen n+1, n+3, n+5, usw. sind zu der entgegengesetzten Richtung quer zur Transportrichtung verschiebbar. Kontinuierlich oder auch diskontinuierlich werden die Transportwalzen quer zur Transportrichtung verschoben.
Dies bedeutet, dass die betreffenden Transportwalzen immer aus dem Substratkantenbereich herausgezogen werden. Damit kann die Schichtdicke auf der Transportwalze im Auflage- bereich der Substratkante tolerierbar klein gehalten werden.
Das Transportwalzenende (genauer : die Übergangsstelle
zwischen Transportwalze und Transportwalzenschaft) auf der jeweils anderen Seite wird unter dem Substrat hinweggezogen. Ob sich die Übergangsstelle zwischen Transportwalze und Transportwalzenschaft zu Beginn des Produktionszyklus im
Bereich der Substratkante befindet oder sich bereits unter dem Substrat befinden sollte, hängt von der konkreten
Situation ab. Wenn die unerwünschte Beschichtung erheblich ist, sollte sich die Übergangsstelle zwischen Transportwalze und Transportwalzenschaft schon unter dem Substrat befinden.
Prinzipiell ist es auch möglich, alle Transportwalzen zu einer Seite herauszuziehen, sofern der Transport dadurch nicht beeinträchtigt wird. Wenn allerdings die Glastem¬ peratur im Bereich der Erweichung liegt, ist es notwendig, die Transportwalzen abwechselnd zu beiden Seiten herauszuziehen, um die notwendige mechanische Unterstützung der Substrate zu gewährleisten.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Transporteinrichtung ist in den Figuren 6 bis 8 in verschiedenen Ansichten dargestellt .
Ein weiteres Problem der beschriebenen Beschichtungs- einrichtung kann, wie oben bereits beschrieben, darin bestehen, dass die Substrate im Bereich der Kanten auf der Rückseite beschichtet werden (wrap around sputtering) . Das betrifft insbesondere Beschichtungsverfahren, bei denen es aufgrund eines erhöhten Restgasdruckes oder Prozessgas¬ druckes zu Teilchenstößen des auf dem Substrat abzuschei- denden Materials mit den Gasteilchen kommt. Das betrifft sowohl die Kanten parallel zur Transportrichtung als auch die Kanten quer zur Transportrichtung, quer zur Transportrichtung nur dann nicht oder sehr gering, wenn die Lücken zwischen den einzelnen Substraten quasi geschlossen sind bzw. nur sehr klein sind, so dass ein Durchtritt von Dampfteilchen nicht möglich ist bzw. stark eingeschränkt wird. Bei horizontalen Beschichtungsanlagen kann der Rückseiten- beschichtung bisher nur mit Abdeckrahmen bzw. durch Auflegen des Substrats auf ebene Carrier begegnet werden. Eine Möglichkeit, die unerwünschte Beschichtung der
Substratrückseite im Bereich der Kanten erheblich auf ein tolerierbares Maß zu reduzieren, ist, hinter dem Substrat eine Fläche anzuordnen, die sich relativ zur Substratrückseite in einem sehr geringen Abstand befindet. Durch den geringen Abstand können gestreute Dampfteilchen nur
vergleichsweise stark eingeschränkt in den Spalt eindringen und sich auf der Substratrückseite niederschlagen. Dazu müssen zwischen den Transportwalzen Füllkörper oder Blenden eingefügt werden, die im Verbund mit den Transportwalzen eine quasi geschlossene Ebene bilden. Die Füllkörper oder
Blenden werden so angeordnet, dass ein enger Spalt zwischen der Substratrückseite und der von den Füllkörper oder
Blenden gebildeten Ebene gebildet wird. Die einzelnen Ebenen zwischen den Transportwalzen können ebenso wie die Trans- portwalzen quer zur Transportrichtung gleiten.
Zwischen je zwei benachbarten Transportwalzen ist eine
Blende mit einer unterhalb der Kontaktebene der Substrate mit den Transportwalzen angeordneten Gegensputterfläche angeordnet, die zusammen mit einer Transportwalze axial verschiebbar ist.
Die Blenden sind nicht als einfache Bleche, sondern als Füllkörper ausgestaltet, die sich von der Gegensputterfläche aus in den Raum zwischen den Transportwalzen erstrecken und so diesen Raum weitgehend ausfüllen, um das zu evakuierende Volumen zu verringern.
Die Transportwalzen weisen wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5 einen mittleren Bereich größeren Durchmessers und Endbereiche kleineren Durchmessers aufweisen und die Endbereiche sind zumindest teilweise von den Blenden
abgedeckt, so dass sie vor unerwünschter Beschichtung geschützt sind. Die Blenden weisen Betätigungselemente auf, die Metallstangen und Ankopplungselemente umfassen, welche mit je einem Verstellelement verbunden sind, so dass jeweils eine Transportwalze und ein Füllkörper eine Einheit bilden und zusammen bewegt werden, wenn das Verstellelement
betätigt wird.. Diese Einheiten werden alternierend wie bereits oben beschrieben während des Produktionszyklus langsam kontinuierlich, ggf. diskontinuierlich, heraus- gezogen. Dabei werden die Füllkörper oder Blenden auch auf der jeweils anderen Seite der Einheit beschichtet.
Die Geschwindigkeit der Transportwalzenverschiebung ist in Abhängigkeit von der Beschichtungsrate so zu wählen, dass diejenige Seite der Füllkörper oder Blenden, die unter dem Substrat hinweg gezogen werden, das Substrat aufgrund der aufgewachsenen Schicht nicht berührt. Um die Beschichtung der Füllkörper oder Blenden und Transportwalzen außerhalb der Substratkante zu begrenzen, können darüber auch zusätz- liehe Schutzblenden (in den Bildern nicht eingezeichnet) installiert sein.
Axial verstellbare Transportwalzen 1 und Blenden/Füllkörper 2 und 3 werden in Axialgleitlagern 4 über die Schwenkhebel 6 und 7 sowie Axial-Betätigungselemente/Zug-Druck-Stangen 10 für die Transportwalzen 1 und Betätigungselemente 12 und 13 für die Füllkörper/Blenden 2 und 3 angetrieben und dadurch parallel zu ihren Rotationsachsen verschoben. Die Spindel 8 mit je einem Abschnitt mit Rechtsgewinde und Linksgewinde ermöglicht über das Handrad 9 (optional über einen Elektro¬ antrieb, z.B. einen Schrittmotor, oder ein anderes
geeignetes Stellglied) eine gleichmäßige Verstellung der Transportwalzen 1. Dabei werden in Transportrichtung
abwechselnd die Transportwalzen 1 sowie die
Blenden/Füllkörper 2 und 3 nach links bzw. rechts quer zur Transportrichtung axial nach außen bewegt. Den Bewegungszyklus bestimmt im Wesentlichen die anfallende prozess¬ bedingte Verschmutzung der Transportwalzen 1 und der
Blenden/Füllkörper 2 und 3, welche sich zeitgleich mit den Transportwalzen 1 bewegen. Der dabei entstehende Spalt zwischen den Blenden/Füllkörpern 2 und 3 wird mit Abdeckblechen 15 (Federbandstahl o.ä.) verschlossen.
Mit dem Bezugszeichen 14 ist in Fig. 5 und 8 die Vakuumdrehdurchführung der Spindel 8 durch eine nicht dargestellte Kammerwand einer Substratbehandlungsanlage bezeichnet.
Das Antriebselement 5 (Kette, Zahnriemen, Metallband o.ä.) wird nicht axial bewegt; es verbleibt an seiner ursprüng¬ lichen Position. Transporteinrichtung und Substratbehandlungsanlage
Bezugszeichenliste Transportwalze
Füllkörper/Blende
Füllkörper/Blende
Axialgleitlager
Antriebselement /Treibriemen
Schwenkhebel
Schwenkhebel
Spindel
Handrad
Axial-Betätigungselement /Zug-Druck-Stange für Transportwalze
Ankopplungselement
Betätigungselement für Füllkörper/Blende
Betätigungselement für Füllkörper/Blende
Drehdurchführung für Spindel
Abdeckelement

Claims

Transporteinrichtung und Substratbehandlungsanlage
Patentansprüche
Transporteinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Substratbehandlungseinrichtung, umfassend eine Mehrzahl von horizontal angeordneten Transportwalzen, deren oberste Mantellinien eine Auflageebene für zu transportierende Substrate bilden, wobei die Transport¬ walzen jeweils an ihren beiden Enden in einem Drehlager drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Transportwalze im Betrieb der Trans¬ porteinrichtung axial, d.h. parallel zu ihrer
Rotationsachse, verschiebbar ist.
Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende der Transportwalze im Drehlager drehbar und axial verschiebbar gelagert ist .
Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Transportwalze mit einem Verstellelement so verbunden ist, dass eine Betätigung des Verstellelements eine axiale Verschiebung der
Transportwalze bewirkt.
Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement schwenkbar gelagert ist und das Schwenken des Verstellelements eine axiale Verschiebung der Transportwalze bewirkt.
Transporteinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verstellelemente so mit mindestens je einem Ende einer Transportwalze verbunden sind, dass gleichzeitiges Betätigen der Verstell- elemente axiale Verschiebungen der jeweiligen Transportwalzen in entgegengesetzter Richtung bewirkt.
6. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benach¬ barten Transportwalzen eine Blende mit einer unterhalb der Kontaktebene angeordneten Gegensputterfläche ange¬ ordnet ist, die mit mindestens einer der zwei benach¬ barten Transportwalzen axial verschiebbar ist.
7. Transporteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende als Füllkörper ausgestaltet ist, der sich von der Gegensputterfläche aus in den Raum zwischen den Transportwalzen erstreckt.
8. Transporteinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportwalzen einen
mittleren Bereich größeren Durchmessers und Endbereiche kleineren Durchmessers aufweisen und die Endbereiche zumindest teilweise von den Blenden abgedeckt sind.
9. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Drehlagern
Antriebsrollen in axialer Richtung ortsfest, aber drehbar angeordnet sind, durch welche die Enden der Trans¬ portwalzen so hindurchgeführt sind, dass ein auf die Antriebsrolle wirkendes Drehmoment auf die Transport¬ walze übertragen wird, eine auf die Transportwalze wirkende Axialkraft jedoch nicht auf die Antriebsrolle übertragen wird.
10. Substratbehandlungseinrichtung, umfassend eine Anlagenkammer mit einer Eingangsschleuse und einer Ausgangs¬ schleuse, sowie innerhalb der Anlagenkammer mindestens einer Substratbehandlungseinrichtung und einer Transporteinrichtung zum Transport plattenförmiger Substrate von der Eingangsschleuse zur Ausgangsschleuse durch die Prozesskammer hindurch, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist.
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