DE19811293A1 - Oxide thin film production apparatus - Google Patents

Oxide thin film production apparatus

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Abstract

An apparatus for oxide thin film production has a chamber (1) containing a material to be deposited, an oxygen chamber (22) and a substrate (14-17) which is connected to the chamber and which can be vapour coated at its side facing the chamber, the novelty being that the apparatus also has a device (27) for maintaining the cleanliness of the holder during vapour deposition. The device (27) is preferably a mechanical screen or a uniform temperature distribution device. Also claimed is an oxide thin film production process employing the above apparatus, in which the material is evaporated in the chamber and deposited on one or more substrates (14), the or each substrate is moved between a deposition position connected to the chamber and a second position connected to the oxygen chamber (22), and the back face of the substrate is supplied with oxygen.

Description

Die Erfindung befrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oxidischer Dünnschichten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Vorrichtungen werden insbesondere zur Herstellung von Hochtemperatur-Supraleiter-(HTSL)-Schichten auf mindestens ein Trägerelement durch thermisch reaktives Verdampfen eingesetzt.The invention relates to a device for producing oxide thin films according to the Preamble of claim 1. Such devices are used in particular for manufacture of high-temperature superconductor (HTSL) layers on at least one carrier element used by thermally reactive evaporation.

Supraleiter sind Materialien, bei denen der Gleichsfromwiderstand unterhalb einer materi­ alspezifischen Temperatur, die auch Sprungtemperatur genannt wird, verschwindet. Wei­ terhin ist ein Supraleiter unterhalb seiner Sprungtemperatur ein idealer Diamagnet, d. h. er schirmt Magnetfelder ab. Die in jüngster Zeit entdeckten Hochtemperatur-Supraleiter sind oxidische Metallkeramiken mit Sprungtemperaturen höher als 23 K. Unter den Hochtempe­ ratur-Supraleitern hat bis heute die Verbindung YBa2Cu3O7 (kurz: YBCO), die eine Sprungtemperatur von 92K aufweist, die größte technische Bedeutung erlangt. Diese hohe Sprungtemperatur macht den Einsatz von Hochtemperatur-Supraleitern in der Technik für einige Anwendungen möglich und interessant. Beispiele für Anwendungen basierend auf Hochtemperatur-Supraleiter Dünnschichten sind Sensoren, passive Mikrowellenkomponen­ ten und auch aktive Bauelemente, eingesetzt in der Mobilfunktechnik, der Luft- und Raum­ fahrttechnik und der Medizintechnik. Superconductors are materials in which the DC resistance disappears below a material specific temperature, which is also called the transition temperature. Furthermore, a superconductor below its transition temperature is an ideal diamagnet, ie it shields magnetic fields. The recently discovered high-temperature superconductors are oxidic metal ceramics with transition temperatures higher than 23 K. To date, the compound YBa 2 Cu 3 O 7 (short: YBCO), which has a transition temperature of 92K, has the greatest of the high-temperature superconductors technical importance. This high transition temperature makes the use of high-temperature superconductors in technology possible and interesting for some applications. Examples of applications based on high-temperature superconductor thin films are sensors, passive microwave components and also active components used in mobile radio technology, aerospace technology and medical technology.

Für die Herstellung von YBCO-Schichten hoher Qualität ist eine sehr hohe und homogene Substrattemperatur erforderlich. Die erforderliche Heizleistung wird meist von koaxialen Heizleitern (direkte Substratheizung), die zu einer zweidimensionalen Schnecke gewickelt werden, geliefert. Die Oberflächentemperatur der Heizleiter ist deutlich höher als die Substrattemperatur, weshalb von den Heizleitern Epitaxie-störende Verunreinigungen ab­ dampfen, die sich auf den Substraten absetzen. Zudem führt die Schneckenform des Heizleiters zu Temperaturinhomogenitaten am Substrat, da die Schneckenform des Heizlei­ ters auf das Substrat als Temperaturprofil abgebildet wird.For the production of high quality YBCO layers is a very high and homogeneous Substrate temperature required. The heating power required is mostly from coaxial Heating conductors (direct substrate heating), which are wound into a two-dimensional screw will be delivered. The surface temperature of the heating conductor is significantly higher than that Substrate temperature, which is why epitaxial interfering impurities depend on the heating conductors vapors that settle on the substrates. In addition, the screw shape of the Heizleiters to temperature inhomogeneities on the substrate, since the helix shape of the Heizlei is mapped onto the substrate as a temperature profile.

Die Reinhaltung des Substrates ist insbesondere für die doppelseitige Beschichtung von Substraten ein wichtiger Aspekt, da Verunreinigungen sowohl an der Vorderseite als auch der Rückseite des Substrates vermieden werden müssen. Ein Problem bei der doppelseiti­ gen Beschichtung eines Substrates besteht auch beim Wechseln bzw. Drehen des Substrates. Bei den bekannten Beschichtungsanlagen muß die Beschichtungsanlage nach dem Beschichtungsvorgang geflutet werden, damit das Substrat unter Umgebungsdruck herausgenommen und gewendet werden kann. Dabei kann eine Wechselwirkung von Luft und Substratoberfiäche Punktdefekte und Verunreinigungen verursachen, die zu einem schlechteren Kristallwachstum bei der Beschichtung der zweiten Substratseite führt. Da­ durch verschlechtern sich wiederum insbesondere die elektrischen Eigenschaften der zweiten Dünnschicht.Keeping the substrate clean is particularly important for the double-sided coating of Substrates are an important consideration because of contamination on the front as well the back of the substrate must be avoided. A problem with double sided There is also coating of a substrate when changing or rotating the Substrates. In the known coating systems, the coating system has to the coating process are flooded so that the substrate is under ambient pressure can be removed and turned. There can be an interaction of air and substrate surface cause spot defects and contaminants that lead to a leads to poorer crystal growth when coating the second side of the substrate. There due to the electrical properties of the second thin film.

Aus dem Stand der Technik gemäß der DE 296 22 857 U ist eine gattungsgemäße Vorrich­ tung bekannt, bei der ein Heizleiter an der Unterseite einer Trägerplatte direkt über den Substraten befestigt ist und dadurch jeweils die Rückseite der Substrate inhomogen be­ heizt und verschmutzt. Die offenbarte Vorrichtung eignet sich daher nicht für die beidseitige Beschichtung von Substraten. Ferner muß zur Montage des Trägerelements mit den Substraten ein erheblicher Abstand zwischen dem Substrathalter und den Heizleitern vor­ gesehen werden, was den Temperaturübergang auf die Substrate und damit die Effektivität der Vorrichtung erheblich mindert.From the prior art according to DE 296 22 857 U is a generic Vorrich device known, in which a heating conductor on the underside of a carrier plate directly over the Substrates is attached and thereby the back of the substrates be inhomogeneous heats and pollutes. The device disclosed is therefore not suitable for the bilateral Coating of substrates. Furthermore, for mounting the support element with the Substrates a considerable distance between the substrate holder and the heating conductors be seen what the temperature transition to the substrates and thus the effectiveness the device significantly.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung oxi­ discher Dünnschichten zu schaffen, die ein effektives Beschichten von Substraten ermög­ licht und dabei eine Verunreinigung des Substrates vermeidet. Insbesondere sollen Substrate mit der Vorrichtung beidseitig beschichtet werden können, wobei die bereits be­ schichtete oder die noch zu beschichtende Seite vor Verunreinigungen geschützt werden soll.It is therefore the object of the present invention to provide an apparatus for producing oxi to create thin layers that enable effective coating of substrates light while avoiding contamination of the substrate. In particular, should Substrates can be coated on both sides with the device, the already be layered or the side still to be coated is protected from contamination should.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Herstellung oxidischer Dünnschichten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a device for producing oxidic thin layers Features of claim 1 solved.

Wenn die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements beim Bedampfen aufweist, kann der Bedampfungsvorgang mit erhöhter Effektivität durch­ geführt werden. Die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements kann dabei sowohl durch mechanische, stoffliche und thermische Mittel gebildet sein. Beim thermisch reakti­ ven Bedampfen kann jedes dieser Mittel alleine oder in Kombination miteinander einen Beifrag zur Reinhaltung des Substrates bilden. Durch die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements läßt sich das Substrat beidseitig beschichten, wobei insbesondere die noch nicht beschichtete Seite des Substrates vor Verunreinigungen geschützt wird.If the device has at least one device for keeping the carrier element clean has when steaming, the vaporization process with increased effectiveness be performed. The device for keeping the carrier element clean can both be formed by mechanical, material and thermal means. With the thermally reactive Each of these agents can be vaporized alone or in combination with one another Make a contribution to keeping the substrate clean. Through the facility for keeping the The substrate can be coated on both sides of the carrier element, in particular the not yet coated side of the substrate is protected from contamination.

Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements eine mechani­ sche Abschirmeinrichtung. Eine solche mechanische Abschirmeinrichtung kann sowohl als Schutzschild das Trägerelement mit den Substraten vor Verunreinigungen schützen, als auch für eine homogene Temperaturverteilung sorgen, was einen Schutz vor unerwünsch­ ten Reaktionen am Substrat bietet.The device for keeping the carrier element clean preferably comprises a mechanical device shielding device. Such a mechanical shielding device can be used both as Protect the carrier element with the substrates from contamination, as also ensure a homogeneous temperature distribution, which protects against unwanted offers reactions on the substrate.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Heizeinrichtung vorgesehen und die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements weist Mittel für eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Trägerelements auf.In an advantageous embodiment of the invention, a heating device is provided and the device for keeping the carrier element clean has means for uniform Temperature distribution of the carrier element.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in der Kammer ein feststehender Substrathalter, ein drehbares Trägerelement und eine unter Vakuum arbeitende Verdamp­ ferquelle angeordnet. Vorzugsweise weist das Trägerelement einen Substrathalter mit ei­ nem zu bedampfenden Substrat auf, und das Substrat deckt in einer ersten Position zu­ mindest teilweise einen Aufdampfkanal der unter Vakuum stehenden Kammer ab und in einer zweiten Position zumindest teilweise eine Sauerstoffdose ab, wobei das Substrat zwi­ schen der ersten und der zweiten Position bewegbar ist. Dadurch läßt sich besonders gut ein thermisch reaktives Bedampfen des Substrates durchführen.According to a preferred embodiment, there is a fixed one in the chamber Substrate holder, a rotatable support element and a vacuum evaporator arranged source. The carrier element preferably has a substrate holder with egg  nem substrate to be vaporized, and the substrate covers in a first position at least partially an evaporation channel of the chamber under vacuum from time to time a second position at least partially from an oxygen can, the substrate between the first and the second position is movable. This makes it particularly easy carry out a thermally reactive vapor deposition of the substrate.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der zu der Kammer abgewandten Seite des Trägerelements eine Heizeinrichtung vorgesehen, die einen Heizleiter und eine Platte zur gleichmäßigen Temperaturverteilung aufweist, wobei die Platte zwischen dem Heizleiter und dem Trägerelement angeordnet ist. Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit der unteren Platte bildet diese ein homogenes Temperaturprofil aus, wobei deren gemittelte Temperatur unter der Oberfiächentemperatur des Heizleiters liegt. Vorzugsweise ist dabei der Heizleiter schneckenförmig gewickelt und zwischen zwei Stahlplatten aufgenommen.In an advantageous embodiment, on the side facing away from the chamber Carrier element provided a heater that a heating conductor and a plate for uniform temperature distribution, the plate between the heating conductor and the carrier element is arranged. Due to the thermal conductivity of the lower plate this forms a homogeneous temperature profile, with their mean temperature below the surface temperature of the heating conductor. Preferably, the heating conductor wrapped in a helical shape and held between two steel plates.

Um den Abstand zwischen Heizeinrichtung und Substratplatte zu minimieren, ist vorzugs­ weise die Heizeinrichtung quer zu dem Trägerelement vertikal bewegbar und justierbar. Ferner wird dadurch ein besonders guter Temperaturübergang von der oberen Heizeinrich­ tung auf das jeweilige Substrat geschaffen, da die obere Heizeinrichtung möglichst nahe über dem Trägerelement mit den Substraten angeordnet ist. lst die Heizplatte nach unten gestellt, so sitzt sie fest auf drei Haltebolzen auf. Dies garantiert, das sich die Heizeinrich­ tung immer in demselben Abstand zur Substratplatte befindet. Dies ist sehr wichtig, da sonst gleiche Heizleistungen zu unterschiedlichen Substrattemperaturen führen. Auf der anderen Seite braucht man einen Spalt zwischen eingelegter Substratplatte und Heizplatte, der etwa die zweifache Dicke der Substratplatte befrägt, um die Substratplatte aus dem Substrathalter zu entnehmen. Dies kann durch die bewegliche Anordnung der Heizeinrich­ tung problemlos erreicht werden.In order to minimize the distance between the heating device and the substrate plate, it is preferred as the heating device is vertically movable and adjustable transversely to the carrier element. This also results in a particularly good temperature transition from the upper heating device tion created on the respective substrate, since the upper heating device as close as possible is arranged above the carrier element with the substrates. Is the heating plate down set, it sits firmly on three retaining bolts. This guarantees that the heater device is always at the same distance from the substrate plate. This is very important because otherwise the same heating outputs lead to different substrate temperatures. On the on the other hand you need a gap between the inserted substrate plate and the heating plate, which questions about twice the thickness of the substrate plate in order to remove the substrate plate from the Remove substrate holder. This can be done by moving the heater tion can be easily achieved.

Vorzugsweise ist auf der zu der Kammer abgewandten Seite des Trägerelements eine Sauerstoffglocke ausgebildet. Die Tatsache, daß die Verbindung YBCO bei hohen Tempe­ raturen und einem Vakuum von 10-5 mbar Sauerstoff verliert und dadurch zerstört wird, er­ schwert die doppelseitige Beschichtung von Substraten mit dieser Verbindung, da die be­ reits beschichtete Substratseite bei der Beschichtung der Rückseite den hohen Prozeß­ temperaturen ausgesetzt ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung wird an der bereits beschichteten Substratrückseite während des Beschichtens der ersten Seite ein Sauerstoffdruck von etwa 10-3 mbar angeboten. Gleichzeitig wird in der Vakuumkammer ein Druck von etwa 10-5 mbar aufrecht erhalten. Durch die Sauerstoffgloc­ ke läßt sich daher eine Zerstörung der Substratrückseite durch Sauerstoffverlust vermei­ den.An oxygen bell is preferably formed on the side of the carrier element facing away from the chamber. The fact that the compound YBCO loses oxygen at high temperatures and a vacuum of 10 -5 mbar and is destroyed as a result, it makes it difficult to coat substrates with this compound on both sides, since the substrate side already coated has a high coating on the back Process temperature is exposed. According to a preferred embodiment of the inven tion, an oxygen pressure of about 10 -3 mbar is offered on the already coated back of the substrate during the coating of the first side. At the same time, a pressure of approximately 10 -5 mbar is maintained in the vacuum chamber. Due to the oxygen gloc ke destruction of the back of the substrate by oxygen loss can be avoided.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Rückseite des Trägerelements mit den Substraten mit einer Keramikplatte versehen. Wie bereits erwähnt wurde, können auf das Substrat bei hohen Temperaturen Verunreinigungen aufgedampft werden, die sich auf der Substratoberfiäche der Rückseite absetzen und bei der Beschichtung der Rückseite (zweiten Seite) das epitaktische Wachstum stark stören oder die beschichtete zweite Seite verunreinigen. Vorzugsweise wird daher auf das zu beschichtende Substrat in der Substratplatte ein Distanzring minimaler Dicke gelegt. Auf diesen Distanzring wird wieder­ um ein Keramikwafer, der gegen hohe Temperaturen stabil ist, gelegt. Da dieser Keramik­ wafer (z. B. Saphier) im Gegensatz zum Edelstahl keine Verunreinigungen abdampft, bleibt die Substratrückseite sauber.In an advantageous embodiment of the invention, the back of the carrier element is included the substrates with a ceramic plate. As already mentioned, you can click on The substrate can be evaporated at high temperature contaminants of the substrate surface on the back and when coating the back (second side) greatly disrupt the epitaxial growth or the coated second side contaminate. Preferably, therefore, the substrate to be coated in the Placed a spacer ring of minimal thickness. On this spacer ring again around a ceramic wafer that is stable against high temperatures. Because this ceramic In contrast to stainless steel, the wafer (e.g. sapphire) does not evaporate any contaminants the back of the substrate is clean.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung zum automatischen Wenden des Substrates vorgesehen, so daß sich die Herstellungszeit für ein doppelseitig beschichtetes Substrat vermindern läßt. Vorzugsweise wird dabei das Wenden unter Va­ kuum durchgeführt, um eine Verunreinigungen erzeugende Wechselwirkung von Luft und Substratoberfläche zu vermeiden. Dadurch läßt sich mit der Vorrichtung auch eine doppel­ seitige in situ Beschichtung von Metallisierungsschichten durchführen.According to a preferred embodiment, a device for automatic Turning the substrate provided so that the manufacturing time for a double-sided can reduce coated substrate. Turning under Va vacuum performed to create an interaction between air and contaminants Avoid substrate surface. This allows a double with the device perform in situ coating of metallization layers.

Das Verfahren des intermediären Verdamfens läßt sich nur dann realisieren, wenn der Spalt zwischen Substratplatte und Sauerstoffdose ausreichend gering ist, da dieser (möglichst minimale) Spalt eine Sauerstoff-Knudsendichtung der Sauerstoffdose gegen­ über der Vakuumkammer darstellt und dadurch eine Sauerstoffdrucküberhöhung um den Faktor 1000 in der Dose ermöglicht. Zur exakten Optimierung des Spaltabstandes sind zwei Justiereinrichtungen vorgesehen. Eine Justiereinrichtung für die Sauerstoffdose und eine für den Substrathalter. Das intermediäre Verdampfen erfordert eine stabile und hitze­ geschützte Lagerung und Aufhängung der Substratplatte, die sich sehr empfindlich justie­ ren läßt und möglichst kaum Nachjustierung erfordert. Vorzugsweise sind daher mechani­ sche Justiereinrichtungen vorgesehen, die diese Anforderungen erfüllen.The process of intermediate evaporation can only be realized if the The gap between the substrate plate and the oxygen can is sufficiently small because of this (minimum possible) gap against the oxygen can against the oxygen can represents above the vacuum chamber and thereby an increase in oxygen pressure around the Factor 1000 in the can. For the exact optimization of the gap distance two adjustment devices are provided. An adjustment device for the oxygen can and one for the substrate holder. Intermediate evaporation requires stable and heat  protected storage and suspension of the substrate plate, which is very sensitive ren and requires little adjustment if possible. Mechani are therefore preferred cal adjustment devices are provided that meet these requirements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ mngsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawings mngsbeispiele described in more detail. Show it:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in leicht schematischer Darstellung; Figure 1 is a sectional side view of the embodiment of the invention in a slightly schematic representation.

Fig. 2 eine Seitenansicht des Trägerelements der Fig. 1; FIG. 2 shows a side view of the carrier element of FIG. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Halteeinrichtung der Fig. 1; Fig. 3 is a side view of the holding device of Fig. 1;

Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht der Aufhängung des Trägerelements mit dem oberen Heizleiter der Fig. 1; Fig. 4 is a sectional side view of the suspension of the support element with the upper heating conductor of Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der Trägeraufhängung mit Justiervorrichtung; Figure 5 is a schematic side view of the carrier suspension with adjusting device.

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Aufdampfkanal und die Sauerstoffdose der Fig. 1; Fig. 6 is a plan view of the evaporation channel and the oxygen can of Fig. 1;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht der Substrataufhängung mit Justiervorrich­ tung; Fig. 7 is a schematic side view of the substrate suspension with Justiervorrich device;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Substrathalter und dessen Anfriebseinrichtung, und Fig. 8 is a plan view of the substrate holder and its drive device, and

Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungs­ beispiel mit automatischer Wendeeinrichtung. Fig. 9 is a schematic plan view of a second embodiment according to the invention, for example, with an automatic turning device.

Gemäß dem in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einer unter Vakuum stehenden Kammer 1 eine Halteeinrichtung 2 angeordnet. Unterhalb der Halteeinrichtung 2 ist eine Verdampferquelle 6 vorgesehen, die einzelne Schiffchen aufweist, in denen sich zu verdampfendes Material befindet. Oberhalb der Verdampferquelle 6 befindet sich eine Meßeinrichtung, die mittels Quarzmeßköpfen 4 und einer Rückkopplung 5 die Menge des zu verdampfenden Materials steuert. Ein Quarzmeßkopf 4 ist jeweils mit einem Kollektor 8 ausgerüstet. Oberhalb der Quarzmeßköpfe 4 ist ein Shutter 3 vorgesehen, der die Halte­ einrichtung vor den aufsteigenden Dämpfen abschirmen kann. lm unteren Bereich der Kammer 1 ist eine Pumpe 7 zur Erzeugung des Vakuums vorgesehen. Ferner ist in der Kammer 1 eine nicht dargestellte rotierende Elektronenkanone zur Herstellung von Puffer­ schichten enthalten.According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 8, a holding device 2 is arranged in a chamber 1 under vacuum. Below the holding device 2 , an evaporator source 6 is provided, which has individual boats in which there is material to be evaporated. Above the evaporator source 6 is a measuring device which controls the amount of material to be evaporated by means of quartz measuring heads 4 and a feedback 5 . A quartz measuring head 4 is equipped with a collector 8 . Above the quartz measuring heads 4 , a shutter 3 is provided, which can shield the holding device from the rising vapors. A pump 7 for generating the vacuum is provided in the lower region of the chamber 1 . Furthermore, a rotating electron gun, not shown, for the production of buffer layers is contained in the chamber 1 .

Die Halteeinrichtung 2 ist mit einem Aufdampfkanal 13 ausgerüstet in dem das autzudamp­ fende Material aufsteigt. Außerhalb der Kammer 1 ist ein Massendurchflußcontroller 9 zur Steuerung der Sauerstoffzufuhr vorgesehen. Die Halteeinrichtung 2 ist über eine Seilauf­ hängung 10 in vertikaler Richtung bewegbar. Ferner sind im oberen Bereich der Kammer 1 jeweils eine Durchführung für eine Anfriebswelle 12 und für einen Hebel 11 zur Betätigung des Shutters 3 enthalten.The holding device 2 is equipped with an evaporation channel 13 in which the material to be evaporated rises. Outside the chamber 1 , a mass flow controller 9 is provided for controlling the oxygen supply. The holding device 2 can be moved in the vertical direction via a cable suspension 10 . Furthermore, a bushing for a drive shaft 12 and for a lever 11 for actuating the shutter 3 are contained in the upper region of the chamber 1 .

Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, steigen die in Dampfform befindlichen Teilchen in dem Aufdampfkanal 13 nach oben, um sich auf der unteren Seite eines Substrats 14 anzulagern. Das Substrat 14 ist in einem Substrathalter, bestehend aus ei­ nem inneren Abschnitt 15 und einem äußeren Abschnitt 16 aufgenommen. Der äußere Ab­ schnitt 16 des Substrathalters ist in einem Trägerring 17 aufgenommen, so daß der Substrathalter, das Substrat 14 und der Trägerring 17 ein drehbares Trägerelement bilden. Dieses drehbare Trägerelement ist auf einem feststehenden Träger 21 gelagert. Auf dem Substrathalter sind in diesem Ausführungsbeispiel mehrere kreisförmige Substrate 14 be­ festigt. Alternativ ist es möglich andere Substrate, wie eckige Substrate oder nur ein einzi­ ges großes rundes Substrat vorzusehen.As shown in particular in FIGS. 2 and 3, the vaporized particles rise in the vapor deposition channel 13 to accumulate on the lower side of a substrate 14 . The substrate 14 is received in a substrate holder consisting of an inner section 15 and an outer section 16 . From the outer section 16 of the substrate holder is received in a carrier ring 17 , so that the substrate holder, the substrate 14 and the carrier ring 17 form a rotatable carrier element. This rotatable support element is mounted on a fixed support 21 . On the substrate holder, a plurality of circular substrates 14 are fastened in this embodiment. Alternatively, it is possible to provide other substrates, such as angular substrates or only a single large round substrate.

Der Träger 21 umfaßt eine Sauerstoffdose 22, die über eine Sauerstoffzufuhr 23 mit Sau­ erstoff versorgt wird. Der Druck in der Sauerstoffdose 22 wird kontinuierlich mittels einer Druckmessungsleitung 24 gemessen. Für die Erfassung der Temperatur an mehreren Stellen der Halteeinrichtung 2 und speziell in der Sauerstoffdose 22 ist ein Thermoelement 25 vorgesehen. Zwischen dem Träger 21 und der drehbaren Einheit ist ein Spalt 26 aus­ gebildet, der über eine Knudsen-Dichtung abgedichtet ist.The carrier 21 comprises an oxygen can 22 , which is supplied with oxygen via an oxygen supply 23 . The pressure in the oxygen can 22 is measured continuously by means of a pressure measurement line 24 . A thermocouple 25 is provided for detecting the temperature at several points on the holding device 2 and especially in the oxygen can 22 . Between the carrier 21 and the rotatable unit, a gap 26 is formed, which is sealed by a Knudsen seal.

Der Träger 21, der Aufdampfkanal 13 und die Sauerstoffdose 22 sind von einer Vielzahl von Heizleitern 18 umgeben, um das Substrat 14 während des Aufdampfens bzw. Oxidie­ rens auf eine gleichmäßig hohen Temperatur zu halten. Die Heizleiter 18 sind in einer Auf­ nahme 19 angeordnet und auf der dem Substrat 14 abgewandten Seite mit Wärmeab­ schirmungen 20 versehen.The carrier 21 , the evaporation channel 13 and the oxygen can 22 are surrounded by a plurality of heating conductors 18 in order to keep the substrate 14 at a uniformly high temperature during the evaporation or oxidation. The heat conductors 18 are arranged in an acquisition 19 and are provided with heat shields 20 on the side facing away from the substrate 14 .

Oberhalb der auf dem Substrathalter angeordneten Substraten 14 ist eine SauerstoffgIocke 27 vorgesehen, die auf dem äußeren Abschnitt 16 des Substrathalters gelagert ist. Es ist auch möglich, die Sauerstoffglocke 27 auf dem Trägerring 17 zu lagern. Die dünnwandige Sauerstoffglocke 27 ist aus Edelstahl gebildet, wobei der Rand der Sauerstoffglocke in ei­ ner in dem Substrathalter 16 gefrästen Nut sitzt, die eine relativ gute Abdichtung zur unter Vakuum stehenden Kammer 1 schafft. Im Zentrum der Sauerstoffglocke 27 ist ein Flansch vorgesehen, über deh Sauerstoff in die Sauerstoffglocke 27 eingelassen werden kann und auf dem eine untere Stahlplatte 53 einer Heizeinrichtung aufsitzen kann. Eine zusätzliche Sauerstoffdichtung am Übergang Flansch-Sauerstoffleitung gegen die Vakuumkammer wird durch einen Rand am Flansch geschaffen. Der Spalt zwischen diesem Flanschrand und der unteren Stahlplatte 53 ist minimal. Das Dichtungsprinzip ist das gleiche, wie bei der Sauerstoffdose 22.An oxygen bell 27 is provided above the substrates 14 arranged on the substrate holder and is mounted on the outer section 16 of the substrate holder. It is also possible to mount the oxygen bell 27 on the carrier ring 17 . The thin-walled oxygen bell 27 is formed from stainless steel, the edge of the oxygen bell sitting in egg ner in the substrate holder 16 milled groove, which creates a relatively good seal to the vacuum chamber 1 . A flange is provided in the center of the oxygen bell 27 , via which oxygen can be let into the oxygen bell 27 and on which a lower steel plate 53 of a heating device can be seated. An additional oxygen seal at the flange-oxygen line transition against the vacuum chamber is created by an edge on the flange. The gap between this flange edge and the lower steel plate 53 is minimal. The sealing principle is the same as for the oxygen can 22 .

Oberhalb der Sauerstoffglocke 27 befindet sich eine Heizeinrichtung mit Heizleitern 18, die zwischen einer oberen Stahlplatte 52, einer unteren Stahlplatte 53 und einer Ringaufnah­ me 54 angeordnet sind. Da die Heizeinrichtung in diesem Ausführungsbeispiel nicht dreh­ bar ausgebildet ist, ist die Sauerstoffglocke 27 über eine geeignete Dichtung, beispielswei­ ae über eine Labyrinthdichtung, gegenüber der unteren Stahlplatte 53 abgedichtet. An der oberen Stahlplatte 52 sind Verbindungseinrichtungen vorgesehen, die die gesamte obere Heizeinrichtung an einer Schutzplatte 28 halten. Hierfür sind Haltezapfen 47 vorgesehen, an denen die Heizeinrichtung aufgehängt ist, wobei die Heizeinrichtung in vertikaler Rich­ tung bewegbar ist Oberhalb der Heizeinrichtung ist eine Wärmeabschirmung 20 vorgese­ hen. Above the oxygen bell 27 there is a heating device with heating conductors 18 which are arranged between an upper steel plate 52 , a lower steel plate 53 and a ring receiver 54 . Since the heating device is not designed to be rotatable in this exemplary embodiment, the oxygen bell 27 is sealed against the lower steel plate 53 by means of a suitable seal, for example by means of a labyrinth seal. Connecting devices are provided on the upper steel plate 52 , which hold the entire upper heating device on a protective plate 28 . For this purpose, holding pins 47 are provided, on which the heating device is suspended, the heating device being movable in the vertical direction. Above the heating device, a heat shield 20 is provided.

Der Trägerring 17 ist über drei Tragarme 29 gehalten, die jeweils mit einem Justierarm 30 verbunden sind. Jeder Justierarm 30 besitzt eine Justiervorrichtung 31 bestehend aus ei­ ner Gewindeverbindung zur Einstellung der Position des jeweiligen Tragarms 29 und des Trägerrings 17. Die Justierarme 30 haben die Form eines Parallelogramms. Dieses läßt sich mit der Rädelschraube, die in der Mitte der oberen Querstrebe und am Ende der unte­ ren Querstrebe befestigt ist, verbiegen. Durch die Verbiegung des Parallelogramms wird der Tragarm 29, der den Substrathalter 16 trägt, entweder angehoben oder abgesenkt. Einmal justiert, muß der Substrathalter mit diesem System kaum mehr nachjustiert werden.The carrier ring 17 is held by three support arms 29 , which are each connected to an adjusting arm 30 . Each adjustment arm 30 has an adjustment device 31 consisting of egg ner threaded connection for adjusting the position of the respective support arm 29 and the support ring 17th The adjustment arms 30 have the shape of a parallelogram. This can be bent with the thumbscrew, which is fixed in the middle of the upper cross strut and at the end of the lower cross strut. Due to the bending of the parallelogram, the support arm 29 , which carries the substrate holder 16 , is either raised or lowered. Once adjusted, the substrate holder hardly needs to be readjusted with this system.

Die Justierarme 30 sind jeweils auf einem Rotor 33 befestigt, der mittels einer Antriebsfeder 56 und einer Antriebsscheibe 34 angetrieben ist Die Antriebsscheibe 34 ist dabei über ei­ ne Antriebswelle 12 mit einem Motor verbunden, der sich außerhalb der Kammer 1 befin­ det. Der Rotor 33, an dem die drei Justierarme 30 befestigt sind, wird von insgesamt drei Kugellagern 45 gehalten. Die Kugellager 45 sind mit Molybdänsulfid geschmiert und wer­ den auf der Innenseite mit Wasser gekühlt. Durch den Innenbereich der Kugellager 45 verlaufen alle Zuleitungen, wie Heizleiter, Sauerstoffleitungen, Edelstahlzüge für die obere Heizeinrichtung und Kühlwasserleitungen für die Kugellager 45 selbst.The Justierarme 30 are each mounted on a rotor 33, which by means of a drive spring 56 and a drive pulley 34 is driven, the drive pulley 34 is connected via ei ne drive shaft 12 with a motor befin det located outside the chamber. 1 The rotor 33 , to which the three adjustment arms 30 are attached, is held by a total of three ball bearings 45 . The ball bearings 45 are lubricated with molybdenum sulfide and who is cooled on the inside with water. Through the interior of the ball bearing 45 all leads, as heat conductor, oxygen lines, stainless steel strips for the upper heater and cooling water lines for the ball bearings 45 themselves run.

Die Halteeinrichltung 2 ist in ihrem oberen Bereich mit einer Trägerplatte 35 versehen, in der die Antriebswelle 12 über ein Kugellager 36 gelagert ist. Die Trägerplatte 35 ist in der Kammer 1 über mehrere Aufängungen 37 befestigt. Im mittleren Bereich der Trägerplatte 35 ist eine Durchführung mit einem feststehendem Innenring 48 angeordnet, in dem Lei­ tungen für die Kühlwasserzufuhr 38, die Sauerstoffzufuhr 39, eine Drahtaufhängung 40 und eine Heizleiterzuführung 41 vorgesehen sind. Die Drahtaufhängung 40 ist aus zwei Edel­ stahlzügen gebildet, die durch den Innenquerschnitt der Kugellager 45 zu der Oberseite der oberen Stahlplatte 52 geführt sind, um die obere Heizeinrichtung mit den Stahlplatten 52 und 53 nach oben bzw. nach unten zu bewegen.The holding device 2 is provided in its upper region with a carrier plate 35 , in which the drive shaft 12 is mounted via a ball bearing 36 . The carrier plate 35 is fastened in the chamber 1 via a plurality of suspensions 37 . In the central region of the support plate 35 , a bushing with a fixed inner ring 48 is arranged, in which lines for the cooling water supply 38 , the oxygen supply 39 , a wire suspension 40 and a heating conductor feed 41 are provided. The wire suspension 40 is formed of two stainless steel trains, which are guided through the inner cross section of the ball bearings 45 to the top of the upper steel plate 52 to move the upper heating device with the steel plates 52 and 53 up and down.

Im äußeren Bereich der Trägerplatte 35 sind Trägeraufhängungen 46 über Justierschrau­ ben 42 befestigt. Mittels einer Drehung der Justierschrauben 42 läßt sich die Position jeder Trägeraufhängung 46 individuell verändern. Ferner sind in der Trägerplatte 35 Haltezapfen 43 angeordnet, die eine Schutzplatte 32 oberhalb der Justierarme 30 halten.In the outer region of the carrier plate 35 , carrier suspensions 46 are attached via adjusting screws 42 . By rotating the adjusting screws 42 , the position of each support suspension 46 can be changed individually. Furthermore, holding pins 43 are arranged in the carrier plate 35 and hold a protective plate 32 above the adjusting arms 30 .

Die Sauerstoffdose 22 ist von drei Trägeraufhängungen 46 gefragen, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Justierschraube 42 besitzt an ihrem einen Ende ein Gewinde, das in die Trägerplat­ te 35 geschraubt ist. Durch drehen an der Justierschraube 42 wird die Höhe der Träge­ raufhängung 46 und damit die Position der Sauerstoffdose 22 gegenüber den Substraten verändert. Wenn die Justierung abgeschlossen ist, werden die drei Trägeraufhängungen 46 mit jeweils zwei seitlichen Justierschrauben 55 seitlich an die Trägerplatte 35 fixiert. Da­ durch kann die Sauerstoffdose 22 individuell zu dem Substrathalter positioniert werden.The oxygen can 22 is queried by three support suspensions 46 , as shown in FIG. 5. The adjusting screw 42 has a thread at one end, which is screwed into the carrier plate 35 . By turning the adjusting screw 42 , the height of the sluggish suspension 46 and thus the position of the oxygen can 22 relative to the substrates is changed. When the adjustment is complete, the three carrier suspensions 46 are laterally fixed to the carrier plate 35 with two lateral adjusting screws 55 . As a result, the oxygen can 22 can be individually positioned to the substrate holder.

Der feststehende Innenring 48 ist mit dem drehbaren Rotor 33 über Kugellager 45 verbun­ den, wobei dazwischen Distanzringe 44 vorgesehen sind. In dem Innenring 48 sind Boh­ rungen 49 zur Durchführung der Drahtaufhängung 40 vorgesehen. Zur Versorgung der Sauerstoffglocke 27 mit Sauerstoff ist eine Sauerstoffzuführung 50 in der Heizeinrichtung mit der ober und unteren Stahlplatte 52 bzw. 53 angeordnet. Durch den Innenring 48 der Kugellager ist eine SauerstoffIeitung geführt, die am Sauerstoffeinlaßflansch der Sauer­ stoffglocke 27 endet. Wird die obere Heizeinrichtung nach unten (in Heizposition) gebracht, so ist der Abstand zwischen Sauerstoffleitung und Flansch minimal. Sauerstoffleitung und Flansch sollten sich aber gerade nicht berühren, da der Flansch mit den Substraten rotiert, die Sauerstoffleitung dagegen aber feststeht.The fixed inner ring 48 is connected to the rotatable rotor 33 via ball bearings 45, the spacer rings 44 being provided in between. In the inner ring 48 drilling 49 are provided for performing the wire suspension 40 . To supply the oxygen bell 27 with oxygen, an oxygen supply 50 is arranged in the heating device with the upper and lower steel plates 52 and 53 , respectively. An oxygen line is guided through the inner ring 48 of the ball bearings and ends at the oxygen inlet flange of the oxygen bell 27 . If the upper heating device is brought down (in the heating position), the distance between the oxygen line and the flange is minimal. However, the oxygen line and flange should not touch each other, since the flange rotates with the substrates, but the oxygen line is fixed.

Die Rückseite der Substrate 14 kann beim Bedampfen der Vorderseite optional mit einer Abdeckung 51 versehen sein. Hierfür wird auf das zu beschichtende Substrat 14 oder den Substrathalter 15 ein Distanzring minimaler Dicke gelegt. Auf diesen Distanzring wird wie­ derum ein Keramikwafer, der gegen hohe Temperaturen stabil ist, gelegt. Da dieser Kera­ mikwafer (z. B. Saphier) im Gegensatz zu Edelstahl keine Verunreinigungen abdampft, bleibt die Substratrückseite sauber.The back of the substrates 14 can optionally be provided with a cover 51 when the front is vapor-deposited. For this purpose, a spacer ring of minimal thickness is placed on the substrate 14 to be coated or the substrate holder 15 . A ceramic wafer, which is stable against high temperatures, is placed on this spacer ring. Since this ceramic wafer (e.g. sapphire), unlike stainless steel, does not evaporate any contaminants, the back of the substrate remains clean.

Nachfolgend wird das Herstellungsprinzip einer oxidischen Dünnschicht mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung im Detail beschrieben. In the following, the manufacturing principle of an oxide thin film is invented device according to the invention described in detail.  

Die Elemente in der Verdampferquelle 6 befindlichen Stoffe, wie Yttrium, Barium und Kup­ fer werden simultan aus Wolfram- und Tantalschiffchen verdampft, die sich im Abstand von etwa 40 cm unterhalb des Substrathalters befinden. Die Aufdampfraten der Elemente wer­ den mit Schwingquarzen gemessen, deren Signale mit Hilfe der Rückkopplungsschaltung 5 den Heizstrom durch die Verdampferquellen 6 steuern. Damit die einzelnen Schwingquar­ ze nur jeweils eine Verdampferquelle 6 steuern, werden die Quellen durch Abschirmbleche und Kolimatoren gegeneinander abgeschirmt. Das Verhältnis der Aufdampfraten zueinan­ der bestimmt die stöchiomefrische Zusammensetzung der Verbindung.The elements in the evaporator source 6 substances, such as yttrium, barium and copper fer are evaporated simultaneously from tungsten and tantalum boats, which are located at a distance of about 40 cm below the substrate holder. The evaporation rates of the elements who measured the with quartz crystals, the signals with the help of the feedback circuit 5 control the heating current through the evaporator sources 6 . So that the individual Schwingquar ze control only one evaporator source 6 , the sources are shielded from each other by shielding plates and colimators. The ratio of the evaporation rates to each other determines the stoichiometric fresh composition of the compound.

Zur Oxidation der Metalle muß an der Substratoberfläche ausreichend Sauerstoff angebo­ ten werden (etwa 10-2 mbar), wohingegen die ballistische Ausbreitung der Metalldämpfe ein möglichst gutes Vakuum (etwa 10-5 mbar) erfordert. Diese widersprüchlichen Anforderun­ gen lassen sich durch die Trennung zwischen Deposition und Oxidation mit Hilfe des rotie­ renden Trägerelements mit dem Substrathalter 15, 16 lösen. Diese Trennung, die erst die großflächige Beschichtung ermöglicht und damit das thermisch reaktive Verdampfen zu einem besonders attraktiven Verfahren zur Herstellung oxidischer Dünnfilme macht, wird auch als intermediäres Verdampfen bezeichnet.For the oxidation of the metals, sufficient oxygen must be provided on the substrate surface (approx. 10 -2 mbar), whereas the ballistic spread of the metal vapors requires the best possible vacuum (approx. 10 -5 mbar). These contradictory requirements can be solved by separating the deposition and oxidation with the help of the rotating carrier element with the substrate holder 15 , 16 . This separation, which only enables the large-area coating and thus makes the thermally reactive evaporation a particularly attractive method for producing thin oxide films, is also referred to as intermediate evaporation.

Durch die Rotation des Trägerelements wird das Substrat 14 abwechselnd über den Auf­ dampfkanal 13 (Depositionszone) und die Sauerstoffdose 22 (Oxidationszone) geführt, so daß zeitlich versetzt die Metalle und der Sauerstoff am Substrat 14 angeboten werden. Die Sauerstoffdose 22 wird, damit möglichst wenig Sauerstoff in die Vakuumkammer 1 ent­ weicht, durch einen möglichst kleinen Abstand (Spalt von etwa 0.3 mm) zwischen Substrat­ halter und Sauerstoffdose 22 abgedichtet. Dieser kleine Abstand wird auch bei hohen Temperaturen und Rotationen aufrecht erhalten. Das epitaktische Wachstum erfordert eine große Mobilität der adsorbierten Atome, weshalb der gesamte Substrathalter mit Hilfe von koaxialen Heizleitern möglichst homogen auf eine Depositionstemperatur von etwa 750°C gebracht wird. Der schneckenförmig gewickelte Heizleiter 18 ist dabei zwischen zwei Edelstahlplatten 52, 53 eingebunden, um Verunreinigungen an dem Substrat 14 zu verhin­ dern und gleichzeitig die Temperaturverteilung am Substrat 14 zu homogenisierten. Due to the rotation of the carrier element, the substrate 14 is alternately guided over the steam channel 13 (deposition zone) and the oxygen can 22 (oxidation zone), so that the metals and the oxygen are offered on the substrate 14 at different times. The oxygen can 22 is sealed so that as little oxygen as possible escapes into the vacuum chamber 1 by the smallest possible distance (gap of about 0.3 mm) between the substrate holder and the oxygen can 22 . This small distance is maintained even at high temperatures and rotations. The epitaxial growth requires great mobility of the adsorbed atoms, which is why the entire substrate holder is brought to a deposition temperature of about 750 ° C. as homogeneously as possible with the help of coaxial heating conductors. The helically wound heating conductor 18 is integrated between two stainless steel plates 52 , 53 in order to prevent contamination on the substrate 14 and at the same time to homogenize the temperature distribution on the substrate 14 .

Auf der Substratrückseite befindet sich die Sauerstoffglocke 27, in die Sauerstoff eingeleitet wird. Wenn das Substrat 14 auf einer Seite beschichtet ist, wird es umgedreht, um auf der noch nicht beschichteten Seite beschichtet zu werden. Die schon beschichtete Seite wird der Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt, um einen Sauerstoffverlust zu verhindern. Dadurch läßt sich ein beidseitig beschichtetes Substrat mit hoher Qualität erhalten.The oxygen bell 27 , into which oxygen is introduced, is located on the back of the substrate. When the substrate 14 is coated on one side, it is turned over to be coated on the uncoated side. The already coated side is exposed to the oxygen atmosphere in order to prevent oxygen loss. As a result, a substrate coated on both sides with high quality can be obtained.

Nach dem Beschichten der ersten Substratseite kann die Kammer 1 nach dem Fluten ge­ öffnet werden, um das Substrat 14 zu entnehmen und es für eine rückseitige Beschichtung zu wenden und wieder in die Kammer 1 zu positionieren.After coating the first substrate side, the chamber 1 can be opened after the flooding in order to remove the substrate 14 and to turn it for a back coating and to position it again in the chamber 1 .

Alternativ ist es möglich, eine automatische Einrichtung zum Wenden des Substrates 14 unter Vakuum vorzusehen (Fig. 9). Hierfür ist neben der Kammer 1 eine weitere Kammer 60 mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums angeordnet, die über eine Schleu­ se 63 miteinander verbunden sind. Wenn das Substrat 14 auf seiner Unterseite fertig be­ schichtet ist, wird in der Kammer 60 ein Vakuum bereitgestellt. Sobald der Druck in der Kammer 1 und in der Kammer 60 annährend gleich ist, öffnet sich die Schleuse 63 und ein erster Greifarm 61 der Wendeeinrichtung passiert die Schleuse 63, um das beschichtete Substrat 14 (X1) aus der Kammer 1 zu holen (in gestrichelten Linien dargestellt). Der erste Greifarm 61 ist dabei im wesentlichen durch zwei teleskopartige, linear verfahrbare Träger gebildet, die parallel zu den Umfangskanten des Substrates 14 ausgefahren werden und dieses bzw. den Substrathalter 16 greifen. Für ein präzise Führung des ersten Greifarms 61 sind dabei im Bereich der Schleuse vier Trägerrollen 64 angeordnet.Alternatively, it is possible to provide an automatic device for turning the substrate 14 under vacuum ( FIG. 9). For this purpose, in addition to the chamber 1, a further chamber 60 is arranged with a device for generating a vacuum, which are connected to one another via a lock 63 . When the substrate 14 is finished on its underside, a vacuum is provided in the chamber 60 . As soon as the pressure in the chamber 1 and in the chamber 60 is approximately equal, the lock 63 opens and a first gripper arm 61 of the turning device passes the lock 63 in order to take the coated substrate 14 (X1) out of the chamber 1 (in dashed lines Lines shown). The first gripper arm 61 is essentially formed by two telescopic, linearly movable carriers which are extended parallel to the peripheral edges of the substrate 14 and grip the latter or the substrate holder 16 . Four carrier rollers 64 are arranged in the area of the lock for precise guidance of the first gripper arm 61 .

Sobald das einseitig beschichtete Substrat 14 gegriffen ist bewegen sich der erste Greifarm 61 wieder zurück in die Kammer 60. Anschließend bewegt sich ein zweiter Greifarm 62 (X2) mit einem weiteren Substrathalter, der ähnlich dem ersten Greifarm 61 ausgebildet ist über den ersten Greifarm 61, so daß das Substrat 14 zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Greifarm 61 bzw. 62 und deren Substrathaltern gehalten ist. Zum Wenden des Substrates 14 ist im Bereich einer Wendeachse 65 eine geeignete Dreheinrichtung vorge­ sehen, die hier nicht näher dargestellt ist Durch die Dreheinrichtung wird der erste Greif­ arm 61 in die obere Position und der zweite Grelfarm 62 in die untere Position befördert, so daß das Substrat 14 jetzt auf dem Substrathalter des zweiten Greifarms 62 aufliegt. Da­ nach wird der leere erste Greifarm 61 weggedreht und das Substrat 14 mittels des zweiten Greifarms 62 der Halteeinrichtung 2 in der Kammer 1 wieder für die Beschichtung der zweiten Seite zugeführt.As soon as the substrate 14 coated on one side is gripped, the first gripping arm 61 moves back into the chamber 60 . Subsequently, a second gripper arm 62 (X2) with a further substrate holder, which is similar to the first gripper arm 61 is formed over the first gripper arm 61 , so that the substrate 14 is held between the first and the second gripper arm 61 and 62 and their substrate holders is. To turn the substrate 14 in the region of a turning axis 65, a suitable rotating device is provided, which is not shown here. By the rotating device, the first gripping arm 61 is conveyed into the upper position and the second gripping arm 62 into the lower position, so that the The substrate 14 now rests on the substrate holder of the second gripper arm 62 . Then after the empty first gripper arm 61 is turned away and the substrate 14 by means of the second gripper arm 62 of the holding device 2 in the chamber 1 again for coating the second side.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Kammer 60 über eine Schleuse 73 mit einer zweiten Kammer 1' zum Beschichten eines Substrates verbunden. Da der Wende­ vorgang nur eine relativ kurze Zeit dauert können auch mehrere Beschichtungskammern mit der Kammer 60 verbunden sein. In an alternative exemplary embodiment, the chamber 60 is connected via a lock 73 to a second chamber 1 'for coating a substrate. Since the turning process takes only a relatively short time, several coating chambers can also be connected to the chamber 60 .

BezugszeichenlisteReference list

11

,,

11

' Kammer
' Chamber

22nd

Halteeinrichtung
Holding device

33rd

Shutter
Shutter

44th

Quarzmeßkopf
Quartz measuring head

55

Rückkopplung
Feedback

66

Verdampferquelle
Evaporator source

77

Pumpe
pump

88th

Kollektor
collector

99

Massendurchflußcontroller
Mass flow controller

1010th

Seilaufhängung
Rope suspension

1111

Hebel
lever

1212th

Antriebswelle
drive shaft

1313

Aufdampfkanal
Evaporation channel

1414

Substrat
Substrate

1515

innerer Abschnitt des Substrathalters
inner portion of the substrate holder

1616

äußerer Abschnitt des Substrathalters
outer portion of the substrate holder

1717th

Trägerring
Carrier ring

1818th

Heizleiter
Heating conductor

1919th

Aufnahme
admission

2020th

Wärmeabschirmung
Heat shield

2121

Träger (Sauerstoffdosenplatte)
Carrier (oxygen can plate)

2222

Sauerstoffdose
Oxygen can

2323

Sauerstoffzufuhr
Oxygen supply

2424th

Druckmessungsleitung
Pressure measurement line

2525th

Thermoelement
Thermocouple

2626

Spalt
gap

2727

Sauerstoffglocke
Oxygen bell

2828

Schutzplatte
Protective plate

2929

Tragarm
Beam

3030th

Justierarm
Adjustment arm

3131

Justiervorrichtung
Adjustment device

3232

Schutzplatte
Protective plate

3333

Rotor
rotor

3434

Antriebsscheibe
Traction sheave

3535

Trägerplatte
Carrier plate

3636

Kugellager
ball-bearing

3737

Aufhängung
suspension

3838

Kühlwasserzufuhr
Cooling water supply

3939

Sauerstoffzufuhr
Oxygen supply

4040

Drahtaufhängung
Wire suspension

4141

Heizleiterzuführung
Heating conductor feed

4242

Justierschraube
Adjusting screw

4343

Haltezapfen
Retaining pin

4444

Distanzring
Spacer ring

4545

Kugellager
ball-bearing

4646

Trägeraufhängung
Beam suspension

4747

Haltezapfen
Retaining pin

4848

Innenring
Inner ring

4949

Bohrung
drilling

5050

Sauerstoffzuführung
Oxygen supply

5151

Abdeckung
cover

5252

obere Stahlplatte
upper steel plate

5353

untere Stahlplatte
lower steel plate

5454

Ringaufnahme
Ring intake

5555

seitliche Justierschraube
side adjustment screw

5656

Anfriebsfeder
Starting spring

6060

Kammer
chamber

6161

erster Greifarm
first gripper arm

6262

zweiter Greifarm
second gripper arm

6363

, ,

7373

Schleuse
lock

6464

Trägerrolle
Carrier roll

6565

Wendeachse
Turning axis

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Herstellung oxidischer Dünnschichten mit einer Kammer (1), in der sich ein auf ein Trägerelement (14, 15, 16, 17) aufzubringender Stoff befindet, min­ destens einer Sauerstoffkammer (22) und einem Trägerelement, das zumindest teil­ weise mit der Kammer in Verbindung steht, wobei das Trägerelement an einer ersten, der Kammer zugewandten Seite bedampfbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung (27, 51, 53) zur Reinhaltung des Trä­ gerelements beim Bedampfen aufweist.1. Device for producing oxide thin layers with a chamber ( 1 ) in which there is a substance to be applied to a carrier element ( 14 , 15 , 16 , 17 ), at least one oxygen chamber ( 22 ) and a carrier element, at least partially with the chamber is connected, the carrier element being vapor-depositable on a first side facing the chamber, characterized in that the device has at least one device ( 27 , 51 , 53 ) for keeping the carrier elements clean during vapor deposition. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements eine mechanische Abschirmeinrichtung (51, 53) aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the device for keeping the carrier element clean has a mechanical shielding device ( 51 , 53 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizein­ richtung vorgesehen ist und die Einrichtung zur Reinhaltung des Trägerelements Mittel für eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Trägerelements aufweist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a heating element direction is provided and the device for keeping the carrier element clean Has means for a uniform temperature distribution of the carrier element. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (1) ein feststehender Träger (21), ein drehbares Trägerelement mit einem Substrathalter (15, 16) und eine unter Vakuum arbeitende Verdampferquelle (6) an­ geordnet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the chamber ( 1 ) a fixed support ( 21 ), a rotatable support member with a substrate holder ( 15 , 16 ) and a vacuum evaporator source ( 6 ) arranged on are. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement einen Substrathalter (15, 16) mit einem zu bedampfenden Substrat (14) aufweist und das Substrat in einer ersten Position zumindest teilweise einen Auf­ dampfkanal (13) zu der unter Vakuum stehenden Kammer (1) abdeckt, und in einer zweiten Position zumindest teilweise eine Sauerstoffdose (22) abdeckt, wobei das Substrat (14) zwischen der ersten und der zweiten Position bewegbar ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier element has a substrate holder ( 15 , 16 ) with a substrate to be vapor-deposited ( 14 ) and the substrate in a first position at least partially an on steam channel ( 13 ) to the covers vacuum chamber ( 1 ), and at least partially covers an oxygen can ( 22 ) in a second position, the substrate ( 14 ) being movable between the first and the second position. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zu der Kammer abgewandten Seite des Trägerelements eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, die einen Heizleiter (18) und eine Platte (53) zur gleichmäßigen Tem­ peraturverteilung aufweist, wobei die Platte (53) zwischen dem Heizleiter (18) und dem Trägerelement angeordnet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the side facing away from the chamber of the carrier element, a heating device is provided which has a heating conductor ( 18 ) and a plate ( 53 ) for uniform temperature distribution, the plate ( 53 ) is arranged between the heating conductor ( 18 ) and the carrier element. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (18) schneckenförmig gewickelt ist und zwischen zwei Stahlplatten (52, 53) aufgenommen ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the heating conductor ( 18 ) is wound helically and is received between two steel plates ( 52 , 53 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung zu dem Trägerelement bewegbar und justierbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Heating device is movable and adjustable to the carrier element. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zu der Kammer (1) abgewandten Seite des Trägerelements eine Sauerstoffglocke (27) ausgebildet ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that an oxygen bell ( 27 ) is formed on the side of the carrier element facing away from the chamber ( 1 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement an einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Seite des Trägerelements mit einer Keramikplatte (51) versehen ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the carrier element is provided on a second, the first opposite side of the carrier element with a ceramic plate ( 51 ). 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffdose (22) mittels einer Trägeraufhängung (46) und das Trägerele­ ment mittels Trag- und Justierarmen (29, 30) justierbar sind.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the oxygen can ( 22 ) by means of a carrier suspension ( 46 ) and the Trägerele element by means of support and adjusting arms ( 29 , 30 ) are adjustable. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (60, 61, 62, 65) zum automatischen Wenden des Substrates (14) vorgesehen ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device ( 60 , 61 , 62 , 65 ) for automatically turning the substrate ( 14 ) is provided. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum automatischen Wenden des Substrates (14) eine Kammer (60) aufweist, in der ein Vakuum erzeugt werden kann, und die mit dem Innenraum der Kammer (1) mit der Haltevorrichtung (2) über eine Schleuse (63) verbindbar ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the device for automatically turning the substrate ( 14 ) has a chamber ( 60 ) in which a vacuum can be generated, and with the interior of the chamber ( 1 ) with the holding device ( 2 ) can be connected via a lock ( 63 ). 14. Verfahren zur Herstellung oxidischer Dünnschichten mit einer unter Vakuum stehen­ den Kammer (1), in der sich auf ein Trägerelement auftubnngende Stoffe befinden mindestens einer Sauerstoffkammer (22) und einem Trägerelement (14,15,16, 17) das zumindest teilweise mit der Kammer (1) in Verbindung steht, mit folgenden Schritten:
  • - Verdampfen der aufzudampfenden Stoffe in der Kammer (1);
  • - Bedampfen der Stoffe auf mindestens ein Substrat (14);
  • - Bewegen des mindestens einen Substrates (14) zwischen einer ersten Position in der das Substrat (14) mit der Kammer (1) in Verbindung steht und in der die in der Kam­ mer (1) befindlichen Stoffe auf das Substrat (14) aufgedampft werden und einer zweiten Position, in der das Substrat (14) mit der Sauerstoffkammer (22) in Verbin­ dung steht;
  • - Begasen der Rückseite des Substrates (14) mit Sauerstoff.
14. A method for manufacturing of thin oxide coatings with a vacuum available to the chamber (1) in which auftubnngende a carrier element materials are at least one oxygen chamber (22) and a support member (14, 15, 16, 17) at least partially with the Chamber ( 1 ) communicates with the following steps:
  • - Evaporation of the substances to be evaporated in the chamber ( 1 );
  • - vapor deposition of the substances on at least one substrate ( 14 );
  • - moving the at least one substrate (14) between a first position in which the substrate (14) with the chamber (1) is in communication and in which the mer in the Kam substances contained (1) are evaporated onto the substrate (14) and a second position in which the substrate ( 14 ) communicates with the oxygen chamber ( 22 );
  • - Gassing the back of the substrate ( 14 ) with oxygen.
15. Verfahren zur Herstellung oxidischer Dünnschichten nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Substrat (14) nach dem Beschichten der ersten Seite unter Vakuum gewendet wird und auf der anderen Seite weiter beschichtet wird.15. A method for producing oxide thin films according to claim 14, characterized in that the substrate ( 14 ) is turned after coating the first side under vacuum and is further coated on the other side.
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