專利名稱：帶旋光層系統(tǒng)的平基片的連續(xù)涂層的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶旋光(optically active)層系統(tǒng)的平基片的連續(xù)涂層的裝置，所述系統(tǒng)包括多個分層，所述裝置中排列有傳送裝置，用于在一個傳送方向傳送基片，并且所述裝置分成在傳送方向順次設(shè)置的各個室，使得帶有磁控管的涂層室排列以淀積各分層，并設(shè)有靶，所述涂層室設(shè)有彼此分開抽空的真空泵。
本發(fā)明也涉及帶包括多分層的旋光層系統(tǒng)的平基片的連續(xù)成層的方法，其中在一個傳送方向中引導(dǎo)基片通過裝置的幾個室，從而在各涂層室中順次淀積各分層的至少一部分。
背景技術(shù)：
優(yōu)選地，通過濺射技術(shù)，平基片形成旋光層系統(tǒng)，如熱反射層系統(tǒng)。這樣的層系統(tǒng)通常如下地構(gòu)成a)第一電介質(zhì)抗反射層(底層)b)-下阻擋層(任選的)-Ag層-上阻擋層c)第二電介質(zhì)抗反射層(頂層)這些層系統(tǒng)是在真空序列的循環(huán)中由相關(guān)的各個層淀積的。為此，平基片在長形布置的真空裝置中移動，所述裝置具有彼此縱向連接的各個室。在這些室的一些中設(shè)置相應(yīng)的磁控管，并像涂層室那樣地排列。
涂層發(fā)生在涂層室中的處理過程氣體氣氛中，例如它能夠使得反應(yīng)的成層過程進(jìn)行。在每個單個的成層室內(nèi)為此所需的處理氣體是通過氣體入口和泵設(shè)備產(chǎn)生的。這使得能夠建立和調(diào)節(jié)與各磁控管實現(xiàn)的層的特性相應(yīng)的處理氣體成分。
兩個相鄰?fù)繉邮业姆謮罕确Q為氣體分離因子。氣體分離因子限定分開的室的脫離程度。
由于技術(shù)原因，在必須以極不同的氣體成分，即以極大的氣體分離因子操作的磁控管之間，需要氣封，以在順序排列的磁控管的基片的傳送方向中保證氣體分離。氣封是用室實現(xiàn)的，它設(shè)有泵設(shè)備(泵室)代替磁控管。
通常通過在Ar/O2混合氣中的金屬靶反應(yīng)濺射產(chǎn)生底層或頂層。但是，這個電介質(zhì)層常常由不同材料的幾個分層組成。因此，例如，當(dāng)從經(jīng)濟(jì)考慮，使用TiO2或Nb2O5以達(dá)到滿意的涂層速率時，部分反應(yīng)處理與所謂的陶瓷靶一起使用。同時，該底層或頂層的其他分層全部由金屬靶反應(yīng)淀積。
就它們的反應(yīng)氣體分壓來說，兩個處理是很不同的。在全部反應(yīng)處理中的反應(yīng)氣體分壓是在陶瓷靶的部分反應(yīng)處理中的十倍以上。如果兩個處理在基片的傳送方向中一個在一個后面，這要求在這些處理之間40-60的高的氣體分離因子，以便避免互相影響，以及能夠通過反應(yīng)氣體分布來校正層厚度的均勻性。
在淀積底層后，一般跟著用低反應(yīng)氣體分壓的金屬處理，以淀積Ag層和周圍的金屬或亞化學(xué)計量的阻擋層，如上所述。淀積Ag層盡可能無任何額外氧氣的純金屬地完成。為此，通常要求大于20的氣體分離因子，以便將Ag層的金屬淀積與電介質(zhì)底和頂層的反應(yīng)淀積的氣體成分分開。頂層是通過金屬靶用完全的反應(yīng)處理淀積的。
如上所述，一般在10區(qū)域中的較大氣體分離因子的情況，每個氣體分離要求增加真空涂層裝置的整個長度和增加制造廠商消耗的結(jié)構(gòu)措施，例如通過增加泵的使用。
EP1 371 745 A1說明了兩個相鄰層的淀積，從而在兩種情況涂層沒有相互反應(yīng)地發(fā)生。這應(yīng)提高旋光層系統(tǒng)的光學(xué)特性。但是，因為在所述的涂層室之間設(shè)置氣封，簡化裝置的設(shè)計將與此無緣。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是降低在泵室之間的氣體分離的消耗，以便使得生產(chǎn)成本最低和具有長形布置的真空涂層裝置的操作人員的損耗最低。
應(yīng)用本發(fā)明，在設(shè)置方面，為了層系統(tǒng)的至少兩層淀積，一個在另一個的頂上，在傳送方向順序排列的磁控管涂層室上的靶由要產(chǎn)生的層的材料構(gòu)成，從而問題得到解決。也就是說，通過反應(yīng)氣體和與要淀積的層不同的靶材料的相互作用，避免了產(chǎn)生層材料的反應(yīng)過程。即，不再需要在各個分層的涂層過程間的氣封。作為根據(jù)本發(fā)明的第一選擇，涂層室直接設(shè)有真空泵，并且涂層室直接彼此連接。第二選擇確保，設(shè)置配有真空泵的泵室，從而各泵室之一位于傳送方向中涂層室前，涂層室之間和涂層室后。在每個情況，涂層室(8；13)通過流阻彼此連接，避免之間的氣封。
由于排列在行中的涂層室的靶由要產(chǎn)生的層的材料構(gòu)成，兩個順序的涂層過程能夠在部分反應(yīng)或無反應(yīng)下發(fā)生，從而能夠避免它們反應(yīng)氣體分壓的大的差別。這意味著，在涂層室之間省略氣封，其中用涂層室之間的泵室進(jìn)行附加的真空抽吸。這是因為如果泵直接位于它們上，如在涂層室的上側(cè)上的蓋上，涂層室直接彼此前后成行。然而，也能夠設(shè)置泵室以在兩個涂層室之間排列它們的真空泵。在每種情況，本發(fā)明確保在涂層室之間的流阻滿足要求的氣體分離，因此避免安裝實現(xiàn)氣封的附加泵室。這樣減小了長形布置的真空涂層裝置的整個長度，和真空泵的成本。
在優(yōu)選的變體中，靶由導(dǎo)電的化學(xué)計量的或亞化學(xué)計量的化合物構(gòu)成。這些材料使得能夠進(jìn)行無反應(yīng)或部分反應(yīng)的濺射過程。特別是，這避免在很大不同分壓下進(jìn)行連續(xù)涂層過程。導(dǎo)電的化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物的例子是通常稱為“陶瓷材料”的材料。
例如，這些材料的靶由TiOx，ZnOx:AlOx或NbOx構(gòu)成。標(biāo)記“x”表示這些材料是化學(xué)計量或亞化學(xué)計量的化合物靶。例如，層由化學(xué)計量TiOx構(gòu)成，這里x＝2，即TiO2從帶有TiOxx＝1.85的化學(xué)計量的靶淀積。
反應(yīng)處理過程的特征在于在加反應(yīng)氣體時，從金屬靶在基片上淀積化學(xué)計量化合物層。因此，如果靶材料是導(dǎo)電的，部分反應(yīng)濺射過程是通過加比反應(yīng)過程中顯著低的反應(yīng)氣體量，從已經(jīng)是化學(xué)計量或亞化學(xué)計量的化合物靶淀積化學(xué)計量層。無反應(yīng)過程是在不加任何反應(yīng)氣體下發(fā)生的。
在本發(fā)明另一形式中，計劃是，在兩個涂層室之間設(shè)置的泵室在一方面裝有用于涂層室的真空泵，而另一方面，裝有就真空來說與用于涂層室的第一真空泵分開的第二真空泵。如果用于涂層室的真空泵不能夠直接與它們連接，使用這樣的泵室。這不需要對于一個涂層室用兩個單獨的泵室，因為這兩個泵結(jié)合在一個泵室中。這也有助于減少整個長度。
在另一形式中，計劃通過流阻小于20的氣體分離因子。
如果通過流阻的氣體分離因子小于10則是經(jīng)濟(jì)合理的。
特別經(jīng)濟(jì)合理的形式確保通過流阻的氣體分離因子在5-10。
靶的優(yōu)選的導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物是TiOx，ZnOx:AlOx或NbOx。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一形式中，計劃為，將磁控管設(shè)計成管狀磁控管，其具有由產(chǎn)生層的材料制造的靶。管狀磁控管具有中空圓柱形靶體，它圍繞磁體系統(tǒng)樞轉(zhuǎn)。這樣取得材料的一致的遞降分解，因此達(dá)到靶材料的高的利用率。特別地，這使得由導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物制得的靶材料能夠經(jīng)濟(jì)有效地利用。
在處理過程方面，由于從各分層的材料從一個靶無反應(yīng)或部分反應(yīng)地成行淀積至少兩個分層而解決了問題。因為這避免了反應(yīng)和無反應(yīng)涂層處理過程的混合，通過這個方法能夠以最小的分壓差進(jìn)行順序涂層步驟，從而制造和操作兩方面都降低了系統(tǒng)的消耗。
特別地，通過這點能夠避免反應(yīng)涂層過程，以致從導(dǎo)電化學(xué)計量和亞導(dǎo)電化學(xué)計量化合物淀積各分層。
根據(jù)本發(fā)明的過程的優(yōu)越的形式是，為了生產(chǎn)旋光層，特別是熱反射層，順序的將各基片之一涂層由電介質(zhì)分層構(gòu)成的底層，帶有任選的下和/或上阻擋層的反射層，和由電解質(zhì)分層構(gòu)成的頂層，從而底層的電解質(zhì)分層從導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物制的靶淀積。
在此，如果底層的電解質(zhì)層和頂層的電解質(zhì)層從導(dǎo)電的化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物制的靶淀積，根據(jù)本發(fā)明的處理方法的有利點變得明顯。
根據(jù)本發(fā)明的處理方法的一種形式具有通過流阻的小于20的氣體分離因子。
通過流阻的氣體分離因子小于10是經(jīng)濟(jì)合理的。
在特別經(jīng)濟(jì)合理的形式中，通過流阻的氣體分離因子為5-10。


將在下面的優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明本發(fā)明。相應(yīng)附圖示出圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的光學(xué)層系統(tǒng)的剖視圖；圖2是生產(chǎn)根據(jù)圖1的層系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的涂層裝置的示意剖視圖；圖3是生產(chǎn)根據(jù)圖1的層系統(tǒng)的本發(fā)明涂層裝置的示意剖視圖；和圖4是作為根據(jù)本發(fā)明處理過程的第二設(shè)計例子的設(shè)計的層系統(tǒng)。
具體實施例方式
如圖1所示，在基片2上安裝的層系統(tǒng)1由在基片2上的底層3，在其頂上的Ag層4，在Ag層上淀積的阻擋層5和最后的頂層6構(gòu)成。在此例設(shè)計中，底層由TiOx構(gòu)成。
圖2示出涂層兩個順序?qū)?，底?和Ag層4的真空涂層裝置的示意剖視圖。
這個裝置由在傳輸方向7可見到的第一涂層室8構(gòu)成，其中設(shè)置第一管狀磁控管9。這個管狀磁控管具有Ti的第一中空圓柱形靶10。為了在底層上淀積TiOx，在涂層過程中含有O2的反應(yīng)氣體供給到第一涂層室8，從而發(fā)生TiOx的反應(yīng)涂層。
為了調(diào)節(jié)在第一涂層室8中需要的處理真空，第一泵室11與第一真空泵12排列在傳送方向7。
為了淀積Ag層，設(shè)置第二涂層室13，其設(shè)有第二管狀磁控管。第二管狀磁控管14具有中空圓柱形的第二靶15，它由金屬Ag構(gòu)成。在此第二涂層室13中，用純金屬淀積Ag層4。
為了調(diào)節(jié)第二涂層室13的處理真空，在傳送方向7設(shè)置第二泵室16，其設(shè)有第二真空泵17。
在兩個涂層室8和13中的不同的涂層處理，即，在第一涂層室8中的反應(yīng)處理和在第二涂層室13中的無反應(yīng)的或部分反應(yīng)的處理，在它們之間要求高的氣體分離，即，帶有高氣體分離因子的氣體分離?，F(xiàn)在，這個高的氣體分離能夠通過帶有第三泵真空19的第三泵室18取得，而氣封能夠通過傳送路徑20的級間泵壓抽吸實現(xiàn)。
為了更好地比較根據(jù)圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的處理和根據(jù)圖3的本發(fā)明的處理，示出在革新的設(shè)計中真空涂層裝置的部分，其同樣地用于底層3和Ag層4的淀積。為了便于比較使用相同標(biāo)記和說明。
該裝置由在傳送方向7可見的第一涂層室8構(gòu)成，其中設(shè)置第一管狀磁控管9。這個管狀磁控管具有TiOx的原始中空圓柱形靶10。因為從第一靶10來的材料與底層3相同，為了淀積TiOx，底層是無反應(yīng)地從第一靶10濺射的，即，主要在Ar氣氛中濺射。
為了淀積Ag層，設(shè)置第二涂層室13，其設(shè)有第二管狀磁控管14。第二管狀磁控管14具有由金屬Ag制成的中空的圓柱形第二靶15。在第二涂層室13中，用純金屬進(jìn)行Ag層4的淀積。
為了調(diào)節(jié)在第一涂層室8和第二涂層室13中需要的處理真空，在第一涂層室8和第二涂層室13之間設(shè)置第四泵室20。該第四泵室由分隔壁21分成第一真空腔22和第二真空腔23。第一真空腔22與第一涂層室13和第一真空泵12連接，第二真空腔23與第二涂層室13和第二真空泵17連接。
因為依照本發(fā)明靶10和15的材料與產(chǎn)生層使用的相同，無反應(yīng)或部分反應(yīng)涂層處理能夠在兩個室8和13中進(jìn)行，能夠省略氣封，因為通過流阻24進(jìn)行的靜氣體分離足夠分開分壓。
在圖4中，示出第二例子的設(shè)計。其中層系統(tǒng)1由基片2上的底層3，其上的Ag層4，和頂層6構(gòu)成。底層3和頂層6是這樣構(gòu)成的，它們由各分層構(gòu)成。因此底層3由TiOx下分層25，和ZnOx:AlOx的上分層26構(gòu)成。相似地，頂層由ZnOx:AlOx的下分層27和NbOx的上分層28構(gòu)成。能夠由導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物制得的靶10，15部分反應(yīng)或無反應(yīng)淀積所有分層，其允許在之間沒有氣封之下順序排列涂層室。
參考標(biāo)記列表1層系統(tǒng)2基片3底層4Ag層5阻擋層6頂層7傳送方向8第一涂層室9第一管狀磁控管10第一靶(圖2中為Ti，圖3中為TiOx)11第一泵室12第一真空泵13第二涂層室14第二管狀磁控管15第二靶16第二泵室17第二真空泵18第三泵室19第三真空泵20第四泵室21分隔壁22第一真空腔23第二真空腔24流阻25底層的下分層26底層的上分層27頂層的下分層28頂層的上分層
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)涂層具有包括多個分層的旋光層系統(tǒng)的平基片的裝置，其中排列傳送裝置，用于在一個傳送方向傳送所述基片，并且所述裝置分成在傳送方向中順序設(shè)置的各個室，使得排列帶有磁控管的涂層室用于淀積各分層，所述涂層室設(shè)有靶，所述涂層室設(shè)置有真空泵，用于彼此分開的抽空，其特征在于為了彼此在另一個的頂上淀積至少兩個分層(3；4)，與傳送方向相應(yīng)的順序涂層室(8)的磁控管(9；14)上的靶(10；15)由要產(chǎn)生的層的材料制造，并且涂層室(8；13)直接裝設(shè)真空泵(12；17)且涂層室(8；13)直接彼此連接，或者設(shè)置泵室(11；16；20)，其裝設(shè)有真空泵(12；17)，從而各泵室(11；16；20)中任何一個設(shè)置在傳送方向的涂層室(8；13)前，涂層室(8；13)之間和涂層室(8；13)后，以及兩個涂層室(8；13)經(jīng)由流阻彼此連接，而避免它們之間的氣封。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其中靶(10)由導(dǎo)電的化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于位于兩個涂層室之間的泵室(20)設(shè)置有用于涂層室(8)的真空泵(12)，和用于涂層室(13)的與第一真空泵(12)真空分開的第二真空泵(17)。
4.如權(quán)利要求1或3的裝置，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子小于20。
5.如權(quán)利要求1-4之一的裝置，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子小于10。
6.如權(quán)利要求1-5之一的裝置，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子在5到10之間。
7.如權(quán)利要求1-6之一的裝置，其特征在于所述靶(10)由TiOx構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1-7之一的裝置，其特征在于所述靶(10)由ZnOx:AlOx構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1-8之一的裝置，其特征在于所述靶(10)由NbOx構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1-9之一的裝置，其特征在于所述磁控管(9；14)設(shè)計帶有靶(10；15)，其作為管狀磁控管(9；14)是由產(chǎn)生層的材料制的。
11.一種連續(xù)涂層帶有旋光層系統(tǒng)的平基片的方法，所述系統(tǒng)包括多個分層，其中基片在傳送方向被引導(dǎo)通過所述裝置的幾個室，從而能夠在各(順序)涂層室的任何一個中淀積各分層的至少一部分，其特征在于從各分層(3；4)的材料制造的靶(10；15)部分反應(yīng)或無反應(yīng)地淀積直接順序的分層中的至少兩個(3；4)，和能夠通過流阻設(shè)置在用于涂層順序分層的所述涂層室之間的氣體分離因子。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于從導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物淀積各分層(3；4)。
13.如權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于順序?qū)繉拥讓?3)，其由電介質(zhì)層構(gòu)成；反射層(4)，其帶有任選的下和上阻擋層(5)；和頂層(6)，其由電介質(zhì)分層構(gòu)成，從而從導(dǎo)電化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物淀積靶(10)的底層的電介質(zhì)分層。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于頂層(6)的電介質(zhì)分層從由導(dǎo)電的化學(xué)計量或亞化學(xué)計量化合物制造的靶淀積。
15.如權(quán)利要求11-14之一的方法，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子小于20。
16.如權(quán)利要求11-15之一的方法，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子小于10。
17.如權(quán)利要求11-16之一的方法，其特征在于通過流阻(24)的氣體分離因子在5到10之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶旋光層系統(tǒng)的平基片的連續(xù)涂層的裝置和相應(yīng)的方法，所述系統(tǒng)包括多個分層，所述裝置分成各個涂層室，并設(shè)有靶，所述涂層室設(shè)有彼此分開抽空的真空泵。本發(fā)明的目的是降低泵室之間氣體分離的復(fù)雜性，并由此降低具有長形布局的真空涂層裝置的操作者的生產(chǎn)成本和復(fù)雜性。如下實現(xiàn)所述目的淀積層系統(tǒng)的至少兩個分層，一個位于另一個之上，用于相應(yīng)連續(xù)布置的涂層室的磁控管上的靶由產(chǎn)生層的材料的制成，并且兩個涂層室(8；13)彼此通過流阻相連，而省略了中間的氣封。
文檔編號C23C14/02GK1950539SQ200580013699
公開日2007年4月18日 申請日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者迪特馬爾·舒爾策, 馬蒂亞斯·利斯特 申請人:馮·阿德納設(shè)備有限公司