專利名稱：具有用于傳輸平板襯底的傳輸輥的真空涂覆設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及真空涂覆設備。
背景技術：
襯底的涂層在真空涂覆設備中發生，從而微粒被轟擊離開靶，微粒在朝向襯底的方向運動并沉積在其上。為了實現襯底的均勻涂層，襯底和靶進行相對于彼此的相對移動，優選地襯底移動經過靶。
其中通過專用的傳輸設備使襯底移動。
如果待涂覆的是大面積且基本剛硬的襯底，例如建筑玻璃，則經常使用一種傳輸系統，其包括不同的連續傳輸輥。這些傳輸輥經由齒帶、鏈條和齒輪互相連接，并通過共用的驅動裝置(例如，通過電機)來驅動。
一種用于軸的驅動設備是公知的，其位于處理室內(US 2005/0206260A1)。這里，該軸通過電機經由磁耦合裝置來被操作，該電機位于處理室外部。
一種在真空涂覆設備中用于襯底并具有數個傳輸輥的傳輸設備也是公知的，其中至少一個輥用作驅動軸(DE 10328273A1)。在此設備中，驅動裝置以及傳輸輥全部都位于涂覆設備的抽空區域中。
最后，一種處理室也是公知的，其包括用于工件的傳輸系統(GB 2171119A)。該傳輸系統包括由磁耦合裝置驅動的圓筒。這里，該磁耦合裝置不僅用于從外部到處理室內的轉矩傳遞，而且還用于在處理室內布置在提升裝置上的兩組傳輸輥之間切換。
發明內容
本發明解決了如下問題，其提供了一種在真空涂覆設備中用于平板襯底的傳輸設備，其中可以在不具有很大困難的情況下實現將該傳輸設備安裝到真空涂覆設備中以及從真空涂覆設備移除該傳輸設備。
根據本發明的下述方案解決了此問題。
根據本發明的第一方面，一種真空涂覆設備包括真空涂覆室；數個可旋轉輥，其平行地布置在所述真空涂覆室內，用于平板襯底的傳輸；其特征在于驅動裝置，其布置在所述真空涂覆室的外部；至少一個磁耦合裝置，其位于所述驅動裝置和至少一個傳輸輥之間。
根據本發明的第二方面，一種真空涂覆設備包括真空涂覆室；數個可旋轉圓筒，其平行地布置在所述真空涂覆室內，用于平板襯底的傳輸；其特征在于驅動裝置，其布置在所述真空涂覆室內；至少一個磁耦合裝置，其位于所述驅動裝置和至少一個傳輸輥之間。
因此本發明涉及一種真空涂覆設備，其具有用于平板襯底的傳輸系統，平板襯底被傳輸通過真空室。此傳輸系統包括數個平行布置的圓筒。可以提供位于真空室內部或外部的一個或數個電機作為用于這些圓筒的驅動裝置。在任何情況下，經由磁耦合裝置在一個或多個電機與圓筒之間產生耦合。因為在驅動裝置和圓筒之間不需要建立機械耦合，所以它們可以容易地互相分離，其允許使得圓筒以及與它們一起的濺射陰極設置在能夠被驅動進入和離開真空室的滑入元件中。如果不是每個圓筒都設置有其各自的驅動裝置，則與驅動裝置耦合的圓筒可以經由V帶等與其他圓筒連接。
本發明所獲得的優點具體包括不需要例如旋轉軸密封裝置或流體密封裝置之類的密封元件。此外，避免了潛在的泄漏位置。磁耦合裝置還是非接觸式的，并從而是無磨損和免維護的它們還可以比旋轉穿通件更具性價比地制造。除此之外，在磁耦合裝置的情況下，可以經由磁體距離以簡單方式設定轉矩限制。
如果該傳輸設備涉及這樣一種傳輸設備，其設置有用于傳輸大面積襯底(例如片和玻璃，特別是建筑玻璃)的傳輸輥，則如果每個傳輸輥包括其各自的磁間隙耦合裝置，則是特別有利的。與旋轉剛性耦合裝置相比，磁間隙耦合裝置具體具有它們是真空密封的優點。此屬性使得它們用于真空涂覆設備的使用是特別理想的。還有一個優點是磁間隙耦合裝置可以實施為徑向和軸向形式。
因此，驅動機構可以不僅如傳統那樣位于真空室內，而且還可以位于大氣壓下。
因此，驅動機構位于大氣壓下，維護和修理將更簡單，因為數個小時的較長排空時間成為不必要，所以顯著地降低了生產成本。如果驅動機構置于大氣壓下，則不再需要使此裝置包括相對昂貴的真空旋轉穿通件。它們被更具性價比的磁間隙耦合裝置所代替。通過利用磁間隙耦合裝置，因而不再需要安裝例如軸和流體密封裝置之類的旋轉密封元件，從而避免了潛在的泄漏位置。
因為驅動裝置(例如電機)經由磁間隙耦合裝置將旋轉運動傳遞到傳輸輥上，所以可以簡單地設定襯底的傳輸速率。例如，可以經由驅動裝置本身來設定傳輸速率；1另外，可以經由磁體互相之間的距離，實現轉矩限制，其中磁體的強度也對轉矩具有決定性的影響。
必須移除傳輸輥以定期清潔，其在本發明的傳輸輥的情況下可以容易的實現，因為待拆卸的部分與驅動裝置之間的連接可以容易地解除，即，可以在無需大量支出的情況下實現傳輸輥的拆卸。與具有旋轉穿通件的耦合設備相反，其還可以容易的實現再安裝。
在附圖中示出了本發明的實施例，并且以下將詳細描述本發明的實施例。在附圖中圖1是具有傳輸設備的真空涂覆設備的一部分的立體圖。
圖2是從A方向觀察根據圖1的真空涂覆設備的視圖。
圖3是圖2所示的真空涂覆設備的局部放大圖。
圖4a-4c是移除如圖2所示的真空涂覆設備的滑入元件的過程。
圖5是如圖4a至4c所示的真空涂覆設備的一部分在其沿著順時針方向旋轉90°之后的視圖。
圖6是滑入元件的立體圖。
圖7是如圖5所示的滑入元件在其旋轉180°之后的立體圖。
具體實施例方式
圖1示出了真空涂覆設備1中真空涂覆室2的一部分的立體圖。可以看見的是界定了真空涂覆室2的兩個相對的壁4、5的一部分。傳輸設備3位于真空涂覆室2中，包括平行延伸的數個傳輸輥6、7、8、9。這些傳輸輥6至9經由位于真空涂覆室2外部的驅動系統10來驅動。在驅動系統10的作用下，傳輸輥6至9進行繞其自身縱向軸線的旋轉運動。待涂覆的襯底11位于傳輸輥6至9上。這里的襯底是平板襯底，例如建筑玻璃。為了使襯底11不直接擱置在傳輸輥6至9上，傳輸輥外側上可以施加例如橡膠型彈性材料。這用于防止襯底11被刮擦的目的，當襯底是玻璃時這是相當重要的。
如圖1所示，橡膠型彈性材料可以被設置為在傳輸輥6至9上的環12至20的形式。但是，也可以采用不同的形式，并例如可以實施為突起的形式。通過傳輸輥6至9的運動，布置在其上的襯底11也進行移動。
每個傳輸輥6至9布置在兩個軸承22、23；24、25；26、27；28、29之間，這些軸承確保了傳輸輥6至9繞其自身軸線的旋轉。但是，也可以實現在一側處被夾住的傳輸輥。
傳輸輥6至9與驅動系統10連接，驅動系統10可以包括數個單獨的驅動裝置，例如電機30至33。這些電機30至33在軸40至43的端部處耦合。在電機30至33的作用下，傳輸輥6至9可以經由軸40和圖1中未示出的磁耦合裝置而被單獨地驅動。
但是，在根據圖1的實施例中，單個電機，例如30，將足夠驅動全部傳輸輥6至9，這是因為軸43也經由齒帶35驅動軸42，且軸42接著經由齒帶36驅動軸41等，等等。因為全部軸40至43經由齒帶34至38與每個相鄰的軸耦合，所以僅一個電機就足夠了。
如果省略齒帶34至38，則每個軸40至43可以經由其各自的電機30至33來驅動。
軸40至43擱置在與壁4連接的支撐39至39上。
無論是使用一個電機還是數個電機，其目的都是全部傳輸輥6至9的均一旋轉。
圖1中未示出的磁耦合裝置基本位于壁4中。圖2中示出了這些磁耦合裝置的一個。
圖2示出了從A方向觀察根據圖1的真空涂覆設備的視圖。此剖視圖示出了驅動系統10的一部分，其具有電機30和鏈條或帶34、35布置于其上的軸43。軸43接觸于支撐39，電機30突裝在軸43的端部處。支撐39與真空涂覆室2的壁43接觸，并用于穩定和支撐軸43和電機30。與電機30連接的軸43具有桿形延伸部44，磁體45布置在桿形延伸部44的端部處。
磁體45與位于真空涂覆室2中的另一個磁體46相對。磁體45、46兩者被杯形頂結構47分離，杯形頂結構47形成真空涂覆室2的壁4的一部分。此頂結構47包括不可磁化或非磁性的材料，且確保磁體45、46可以互相施加磁性影響。
磁體46布置在與傳輸輥9連接的桿形軸48的一端處。傳輸輥9布置在其上的軸48布置在保持傳輸輥9的兩個相對的軸承22、23之間。傳輸輥9包括數個環18至20，環18至20優選地包括橡膠型彈性材料，襯底11擱置在環18至20上。
清楚可見的還有管狀陰極49，其布置在傳輸輥9的略下方。陰極位于兩個相鄰的傳輸輥之間，由此從下方涂覆襯底11。但是，也可以通過將陰極布置在襯底11上方以從上方涂覆襯底11。
如圖2所示，該陰極是圓管陰極49，其與位于真空涂覆室2外部的驅動室50連接。驅動裝置51位于此驅動室50中，圓管陰極49經由驅動裝置51驅動。因此其繞縱向軸線旋轉，從而實現襯底11的均勻涂覆。
此圓管陰極49是靶布置在其上的傳統圓管陰極，例如DE 19651378A1中所述的示例。
圓管陰極49在其一端處與位于驅動室50中的驅動裝置51連接，其另一端擱置在輥52上。此旋轉輥52接著擱置在承載架53上。
在其中安裝了滑入元件E的狀態下，輥或圓筒52位于壁4的附近。此外，當滑入元件安裝在真空室中時，滑入元件E的未描述的輥或圓筒位于壁5的附近。與圖2所示的相反，承載架53優選地延伸過真空室的整個寬度。在壁5附近，此承載架53設有止擋部。滑入元件E的支架元件69基本延伸過真空室2的整個寬度。其還圍繞支腳65。
在用于傳輸輥6至9的驅動系統10那側上，真空涂覆室2包括壁4，杯狀頂結構47嵌入在壁4中。與壁4相對那側包括壁，其具有兩個壁區域下壁區域5和上壁區域54。這兩個壁區域5、54可以互相分離，當真空涂覆設備1處于工作中時，它們經由凸緣55連接。真空涂覆室2具行被布置在壁4和54處的兩個凸緣57、58包圍的上開口56，并通過封蓋59封閉。
此外，真空涂覆設備1包括泵系統61，其具有兩個泵62、63。
通過此泵系統61，可以抽吸真空涂覆室2。真空涂覆室2以及泵系統61擱置在水平表面64上的數個基座上。圖2中僅示出了這些基座中的基座65和66。
驅動室50布置在擱置于支架元件69上的框架67、68上。
支架元件69的框架67、68以及驅動室50在其中形成了一個單元。壁5以及圓管陰極49和傳輸輥9與驅動室50直接連接。它們一起形成了滑入元件E。滑入元件E可以在無需拆除整個真空涂覆室2(與歐洲專利申請EP 1698715相比)的情況下從真空涂覆設備1移除。
因此可以容易并方便地清潔傳輸輥6至9，其節省了時間和金錢。在清潔期間，可以將另一個滑入元件滑入真空涂覆室2中并進行安裝。因此，真空涂覆設備1可以迅速地再次工作，其節省了支出。
雖然根據圖2的真空涂覆室僅描述了具有圓管陰極49的情況，但是應該理解也可以使用平板靶。因此，例如平板靶可以布置在襯底11上方，襯底11以所述方式移動經過該靶。
圖3示出了如圖2所示的真空涂覆設備1的右側的局部放大部分。驅動系統10的一部分以及附裝在支撐39(電機30布置在其一端處)上的軸43是清楚可見的。
在朝向真空涂覆室2的壁4的方向上，軸43具有桿形延伸部44，磁體45位于桿形延伸部44的端部處，磁體45具有北極和南極。與此磁體45相對的定位有相同結構的磁體46。在兩個磁體45、46之間設置了杯形頂結構47。磁體45、46和杯形頂結構47一起形成了所謂磁間隙耦合裝置70。杯形頂結構47在其中包括不可磁化且非磁性的材料，此頂結構47真空密封地嵌入在壁4中。
如果驅動系統10的軸43經由電機30運動，則軸43執行繞A-A的運動。隨之位于軸43的桿形延伸部44處的磁體45也被設定為旋轉運動。
因為頂結構47包括不可磁化的材料，例如鋁或石英，所以磁體45的旋轉運動被傳遞到磁體46。因為此磁體46經由軸48與傳輸輥9連接，所以該旋轉運動也傳遞到傳輸輥9，而傳輸輥9至此將繞其縱向軸線運動并隨之傳輸位于其上的襯底11。
此處磁間隙耦合裝置70的一個優點在于不需要旋轉密封元件，例如軸密封或流體密封。由此，不再需要安裝易于失效的這些密封元件，可以避免真空涂覆室2中存在的潛在泄漏。
磁間隙耦合裝置還在制造中更具性價比，無磨損并且非常容易維護。因此可以省去技術高度復雜且昂貴的旋轉穿通元件。磁間隙耦合裝置是旋轉剛性的，并且是真空密封的。
如果傳輸輥6至9經由磁間隙耦合裝置70與驅動系統10連接，則通過簡單地將其拆卸，可以在無需接觸的情況下將傳輸輥6至9解耦。
通過磁體45、46的距離或者磁體45、46的磁場強度，可以簡單地設定轉矩限制。此外，可以在無需附加結構元件的情況下補償軸偏移。
如圖3清楚可見，驅動系統10位于真空涂覆室2的外部。但是，可以構思修改方案，其中驅動系統10位于真空涂覆室2內。在簡單的磁耦合的、同樣也是高度旋轉剛性的此修改方案中，不再需要杯形頂結構47。
如果磁耦合裝置70布置在真空涂覆室2內，則軸40至43以及帶34至38也可以布置在真空涂覆室2內。在此情況下，這些結構部件總是留在真空涂覆室2內，使得其不會變得未對準。軸40至43以及帶34至38在此情況下通過位于真空涂覆室2外部的電機經由單個旋轉穿通元件或者磁耦合裝置來驅動。將電機也設置在真空涂覆室2內也是可行的。
圖4a至4c示出了從圖2所示的真空涂覆設備1移除滑入元件E的過程。在其上布置有泵系統61的真空涂覆室2包括位于底座64上的基座65、66。此外，真空涂覆室2設置在槽形開口71的長側上，槽形開口71被設置到真空涂覆室2的壁21內。通過此開口71，襯底11被送入真空涂覆室2，而此操作對真空涂覆室2中實現的真空沒有任何負面影響。
在圖4a中，人員72在箭頭74的方向上(即，在驅動室50下方)移動叉形提升支架73。
在圖4b中，叉形提升支架73位于真空涂覆設備2的下方，從而整個滑入元件2可以被容易地提升，并根據圖4c，被從真空涂覆設備1在箭頭75的方向上移除。這種容易的提升導致圖2中未示出的在壁5附近的輥的升高越過止擋部，并從而可以開始移除。至此，滑入元件E在一方面擱置于叉形提升支架73上，并在另一方面擱置于輥52上。這樣，滑入元件E可以被拉出直到輥52開始抵靠壁5附近的止擋部。為了使此輥52進一步移動越過止擋部，板橋部從其水平位置移動到豎直位置，在豎直位置上其支起滑動元件E的布置有輥52的端部。其中未示出的板橋部布置在支架元件69、69′上，使得在滑入元件E幾乎移出并且輥52位于壁5附近的止擋部的狀態下，在豎直狀態下支起滑入元件E的此時已經在真空室外部的區域。在不需要拆卸此支撐板橋部和拆卸滑入元件E的情況下，在框架68上的載荷不會由于非常長的自由懸臂而太大。
在移除滑入元件E之后，可以在涂覆處理不需要中斷太久的情況下替換另一個滑入元件E。
至此，滑入元件E可以可選的在輥上移動、在氣墊上移動或在軌道或類似設備上移動。
圖5示出了如圖4a至4c所示的真空涂覆設備1的一部分在順時針方向上旋轉90°的視圖。出于簡明的目的，未示出人員以及叉形提升支架。
清楚可見的是以相對于彼此的預定距離并排布置、并且經由具有兩個基體元件69、69′；86、86′；88、88′；90、90′的框架67、68；80、92；81、93；82、94連接的驅動室50、77至79。這些基體元件中的每個都具有叉形提升支架的叉子可以引入到其中的開口76、76′；87、87′；89、89′；91、91′。驅動室50、77至79中的每個通過凸緣55、83至85來鎖閉真空涂覆室2。滑入元件E至E可以各自從真空涂覆設備1被移除并被維護。
圖6示出了已經通過叉形提升支架95被拉出真空涂覆設備的滑入元件E的立體圖。
滑入元件E包括叉形提升支架95的叉子已經滑入其中的兩個基體元件96、96′。U形框架97布置在基體元件96、96′上。基體元件96、96′的功能與圖2中的支架元件69相對應。叉形提升支架95的叉子可以在滑入元件E的兩個下部基體元件96、96′之間移動。但是，如果這些基體元件包括例如在向下方向上打開的U形開口，它們也可以行進到這些基體元件中。當滑入元件E未安裝在此設備中，則基體元件96、96′浮動在底座的略上方。
滑入元件E包括數個傳輸輥99至101，其設置有環102至105，環102至105優選地包括橡膠型彈性材料。兩個圓管陰極106、107位于傳輸輥99至101下方，每個圓管陰極106、107位于兩個相鄰的傳輸輥99、100；100、101之間。
傳輸輥99至101布置在基座之間，僅基座108至110可見。滑入元件E的相對的基座利用側桿而互相連接，其中在圖6中僅側桿111可見。
如果拆卸滑入元件E，則具有帶35至38的短軸40至43(與圖1相比)與傳輸輥6至9之間的可容易拆卸的連接是必需的。在其中全部驅動部件位于真空室內的實施例中通過磁耦合裝置(其在此情況下位于真空室內)實現了此容易拆卸的連接。在此情況下，減少了杯形元件和膜的數量，但是真空室內結構元件的數量未增加。
圖7示出了如圖6所示的滑入元件E在旋轉約180°之后的立體圖。每個傳輸輥99至101布置在兩個基座108、112；109、113；110、114之間的方式現在是清楚可見的。在朝向傳輸輥99至101觀察的端部處，可以看見磁體120至122。這些磁體120至122每個都是真空涂覆設備的磁耦合裝置或磁間隙耦合裝置的一部分。
圓管陰極106、107每個分別在傳輸輥99、100和100、101之間布置于安裝部115、116上；它們與驅動室98連接。
清楚可見的還有分別位于基座108、112和110、114之間的側桿111、117。這些側桿111、117每個包括延長端111′、117′，輥118、119的每個布置在其上。這些輥118、119顯著有助于滑入元件E的卸載和再安裝，尤其是在真空涂覆設備包括諸如圖2所示的導引件的情況下。
導引件可以額外的包括扣入機構。當輥118、119到達用于其的導引件時，其扣入。滑入元件E在其中被定向使得其磁體120至122正確地定位于磁耦合裝置或磁間隙耦合裝置中。
由此，利用磁耦合裝置，滑入元件E可以在不需要機械拆除的情況下移出真空涂覆室2。
權利要求
1.一種真空涂覆設備(1)，包括真空涂覆室(2)，數個可旋轉傳輸輥(6-9、99-101)，其平行地布置在所述真空涂覆室(2)內，用于平板襯底(11)的傳輸，其特征在于驅動裝置(10、30-33)，其布置在所述真空涂覆室(2)的外部，至少一個磁耦合裝置(45、46、70)，其位于所述驅動裝置和至少一個傳輸輥(6)之間。
2.一種真空涂覆設備(1)，包括真空涂覆室(2)，數個可旋轉圓筒(6-9、99-101)，其平行地布置在所述真空涂覆室(2)內，用于平板襯底(11)的傳輸，其特征在于驅動裝置(10、30-33)，其布置在所述真空涂覆室(2)內，至少一個磁耦合裝置(45、46、70)，其位于所述驅動裝置和至少一個傳輸輥(6)之間。
3.根據權利要求1或2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述至少一個傳輸輥(6)經由帶(34-38)與其他傳輸輥(7-9)耦合。
4.根據權利要求1或2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于每個圓筒(6-9)經由其各自的磁耦合裝置(45、46、70)與其各自的驅動裝置耦合。
5.根據權利要求1所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于杯形頂結構(47)嵌入在真空涂覆室(2)的一個壁(4)中，所述杯形頂結構(47)包括非磁性并不可磁化的材料，并將位于真空涂覆室(2)中的至少一個磁體(46)與位于真空涂覆室(2)外部的至少一個磁體(47)分離開。
6.根據權利要求1或2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述圓筒(6-9、99-101)至少部分地由橡膠型彈性材料(12-20、102-105)圍繞。
7.根據權利要求1或2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于濺射電極布置在所述圓筒(6-9、99-101)之間。
8.根據權利要求2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述圓筒(6-9、99-101)和所述至少一個磁耦合裝置(45、46、70)是能夠滑入和滑出所述真空涂覆室(2)的滑入元件(E-E)的一部分。
9.根據權利要求1所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述圓筒(6-9、99-101)是能夠滑入和滑出所述真空涂覆室(2)的滑入元件(E-E)的一部分，用于所述圓筒(6-9、99-101)的所述驅動裝置(10)保留在所述真空涂覆室(2)的外部。
10.根據權利要求7、8或9所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述濺射電極(49)是所述滑入元件(E-E)的一部分。
11.根據權利要求1或2所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述圓筒(6-9、99-101)經由軸(40-43)與所述磁耦合裝置(30-33)連接，其中所述磁耦合裝置(30-33)與所述驅動裝置建立連接。
12.根據權利要求11所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述磁耦合裝置設置在所述軸(40-43)與所述圓筒(6-9、99-101)之間。
13.根據權利要求8或9所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于所述滑入元件(E-E)包括能夠通過叉形提升支架而被提升的框架(68、69)。
14.根據權利要求8或9所述的真空涂覆設備(1)，其特征在于包括用于濺射陰極(49)的驅動裝置的室(50)是所述滑入元件(E-E)的一部分。
全文摘要
本發明涉及一種真空涂覆設備，其具有用于平板襯底的傳輸系統，平板襯底被傳輸通過真空室。此傳輸系統包括數個平行布置的圓筒。可以提供位于真空室內部或外部的一個或數個電機作為用于這些圓筒的驅動裝置。無論如何都經由磁耦合裝置進行一個或多個電機與圓筒之間的耦合。因為在驅動裝置和圓筒之間沒有建立機械耦合，所以它們可以容易地互相分離，其允許使得圓筒以及與它們一起的濺射陰極設置在能夠滑入和滑出真空室的滑入元件中。如果不是每個圓筒都設置有其各自的驅動裝置，則與驅動裝置耦合的圓筒可以經由V型帶等與其他圓筒連接。
文檔編號H01L21/677GK101092686SQ20071010678
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月22日 優先權日2006年6月22日
發明者尤爾根·亨利奇, 安德里亞斯·紹爾, 哈羅德·伍斯特, 埃德加·哈勃科恩 申請人:應用材料合資有限公司