Die Barriereeigenschaften von Kunststoffbehältern wie etwa Kunststoffflaschen können durch Barriereschichten auf der Innen-oder Außenoberfläche solcher Behälter erheblich verbessert werden. Auf diese Weise können beispielsweise Lebensmittel vor den Einwirkungen von Sauerstoff geschützt werden, welcher durch die meisten Kunststoffarten verhältnismäßig gut hindurchdiffundiert.

Derartige Beschichtungen können unter anderem mittels verschiedener CVD-Verfahren (CVD : "Chemical Vapor Deposition", chemische Dampfphasenabscheidung) auf den Behälterwandungen abgeschieden werden. Das Plasma wird dazu im allgemeinen bei niedrigem Druck in einer Gasatmosphäre gezündet, welches einen Precursor-Gas aufweist. Die im Plasma entstehenden Reaktionsprodukte schlagen sich dann auf dem zu

behandelnden Werkstück als Beschichtung nieder. Die für die Zündung des Plasmas notwendige Niederdruckatmosphäre erfordert es, die Umgebung des Werkstücks zu evakuieren. Dies kann beispielsweise durch geeignete Schleusen geschehen, oder auch indem das Werkstück in den Reaktorraum unter Normaldruck eingebracht und dieser dann anschließend evakuiert wird. Die Gestaltung der Überführung des Werkstücks von einer Normaldruck-Atmosphäre in eine Niederdruckatmosphäre oder ein Vakuum ist dementsprechend ein Kernproblem hinsichtlich der Prozeßgeschwindigkeit und der Kosten für eine CVD- Beschichtung.

Aus der WO 01/31680 A1 ist eine Vorrichtung für die Niederdruck-Plasmabehandlung von Behältern bekannt, bei welcher die Behandlungsstation einen feststehenden Hohlraum beinhaltet, welcher mit einem abnehmbaren Deckel verschlossen und geöffnet werden kann, wobei der Deckel einen Verbindungskanal aufweist, der in geschlossenem Zustand der Behandlungsstation eine Verbindung zu einem Vakuumkreislauf herstellt. Dabei werden die zu beschichtenden Behälter in den feststehenden Hohlraum eingesetzt und dann der Deckel verschlossen, woraufhin der Hohlraum evakuiert werden kann.

Diese Konstruktion ist jedoch insofern nachteilig, als der zu beschichtende Behälter mit einer komplizierten Bewegung entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen in den Hohlraum befördert werden muß. Zudem ist der Behälter im Hohlraum bis auf die in geschlossenem Zustand vom Deckel abgedeckte Öffnung allseitig von den Hohlraumwandungen umgeben und läßt sich so nach erfolgter Beschichtung für eine Weiterbeförderung nur schwer greifen. Weiterhin ist der

mögliche Durchsatz durch eine derartige Vorrichtung begrenzt, da der Bewegungsablauf für jeden einzelnen Behälter pro Beschichtungsvorgang wiederholt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen die Beförderung von Werkstücken aus und in den Beschichtungsreaktor vereinfacht und ein großer Durchsatz ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird bereits in überraschend einfacher Weise durch eine Beschichtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Beschichtungsanlage gemäß Anspruch 19, sowie ein Verfahren zur Plasmabeschichtung von Werkstücken gemäß den Ansprüchen 34 und 46 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dementsprechend umfaßt eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung oder Plasmastation zur Plasmabeschichtung von Werkstücken mit - einen Reaktor oder eine Plasmakammer mit einem beweglichen Hülsenteil und einem Sockelelement, wobei zwischen Hülsenteil und Sockelelement in aneinandergefügter Position zumindest eine abgedichtete Beschichtungskammer oder Kavität definiert, beziehungsweise gebildet wird, sowie - einer Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie in die zumindest eine Beschichtungskammer. Der Reaktor weist außerdem zumindest zwei Beschichtungsplätze auf. Auf diese Weise wird es erreicht, daß zumindest zwei Werkstücke gleichzeitig zugeführt, beschichtet und wieder herausgenommen werden können. Die erfindungsgemäße Anordnung mit beweglichem Hülsenteil erleichtert dabei den Bewegungsablauf für das Einsetzen und Herausnehmen der

Werkstücke.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Plasmabeschichtung von Werkstücken, welches insbesondere in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Reaktor mit einem beweglichen Hülsenteil und einem Sockelelement durchgeführt werden kann, sieht entsprechend vor, - zumindest zwei zu beschichtende Werkstücke auf dem Sockelelement anzuordnen, -das Hülsenteil mit dem Sockelelement durch Bewegen des Hülsenteils zusammenzufügen, so daß in aneinander-oder zusammengefügter Position zumindest eine abgedichtete Beschichtungskammer zwischen Hülsenteil und Sockelelement definiert oder gebildet wird, in welcher sich wenigstens eines der Werkstücke befindet, -die Beschichtungskammer zu evakuieren, - Prozeßgas einzuleiten, und - ein Plasma durch Einleiten elektromagnetischer Energie zu erzeugen.

Dadurch, daß der Beschichtungsvorgang gleichzeitig für zwei oder mehr Werkstücke durchgeführt wird, kann der Durchsatz mit der Vorrichtung um einen entsprechenden Faktor erhöht werden. Da das Hülsenteil beweglich gegenüber einem feststehenden Sockelelement ausgeführt ist, sind die Beschichtungsplätze für die Werkstücke gut zugänglich. Die Werkstücke müssen aufgrund des beweglichen Hülsenteils nicht in dieses eingeführt werden, sondern können in einfacher Weise an oder auf dem Sockelelement angeordnet werden, wobei sich Hülsenteil dann beim Schließen über die Werkstücke stülpt.

Die Erfindung erlaubt außerdem eine Konstruktion einer Beschichtungsvorrichtung mit geringen bewegten Massen, da lediglich das Hülsenteil bewegt werden muß.

Vorteilhaft kann das Hülsenteil zum Öffnen und Verschließen der Beschichtungskammer im wesentlichen senkrecht mittels einer entsprechenden Führung des Hülsenteils zum Sockelelement bewegt werden, um eine möglichst freie Zugänglichkeit zu den Beschichtungsplätzen zu schaffen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat das Sockelelement dabei die Gestalt einer Grundplatte.

Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn das Sockelelement Versorgungskanäle aufweist und durch diese das Bereitstellen von Betriebsmitteln erfolgt. Das Bereitstellen von Betriebsmitteln in diesem Sinne umfaßt insbesondere das Evakuieren und/oder die Belüftung und/oder das Zuführen von Prozessgas durch die Versorgungskanäle. Da das Sockelelement beim Öffnen und Schließen des Reaktors bezüglich der Beschichtungsvorrichtung in Ruhe bleibt, können auf diese Weise dynamische, beziehungsweise bewegte Vakuumverbindungen, wie zum Beispiel Wellschläuche, und bewegte Dichtungen weitestgehend vermieden werden. Gerade diese Anordnung ermöglicht eine robuste, wartungsarme Konstruktion mit wenigen beweglichen Teilen. Außerdem können so Ventile, die zur Steuerung und Schaltung der Gaszuflüsse und Abfuhren eingesetzt werden, direkt am oder nahe beim Sockelelement und nahe bei den Beschichtungskammern angeordnet werden. Daraus ergibt sich ein geringes Totvolumen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform werden zumindest zwei voneinander getrennte Beschichtungskammern zwischen Hülsenteil und Sockelelement definiert. Durch getrennte Beschichtungskammern können sich die in den einzelnen Beschichtungsplätzen gezündeten Plasmen nicht gegenseitig beeinflussen und stören.

Es ist aber gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch möglich, eine gemeinsame Beschichtungskammer für zumindest zwei Beschichtungsplätze vorzusehen. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn die Werkstücke in einem gemeinsamen Plasma beschichtet werden.

Die Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie weist bevorzugt wenigstens einen Zuführungsleiter auf, welcher die elektromagnetischen Felder in die Beschichtungskammer leitet. Dieser kann zum Beispiel in eine Öffnung im Hülsenteil eingreifen. Zur Abdichtung der Öffnung kann deren Rand und/oder der Leiter, etwa an einem Dichtungskragen mit einer Dichtung versehen sein.

Für das Zünden und Aufrechterhalten des Plasmas werden im allgemeinen Mikrowellen oder Hochfrequenzfelder verwendet. Um diese Wellen transportieren zu können, umfaßt der zumindest eine Zuführungsleiter bevorzugt einen Hohlleiter und/oder einen Koaxialleiter.

Vorteilhaft kann das Hülsenteil zum Öffnen und Schließen der Beschichtungskammer entlang des oder der Zuführungsleiter beweglich ausgestaltet sein, beziehungsweise zum Öffnen und

Schließen entlang des Zuführungsleiters zur Zuführung elektromagnetischer Energie bewegt werden. Auf diese Weise kann der Zuführungsleiter gleichzeitig als Führung für das Hülsenteil dienen.

Bevorzugt kann ferner die Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie außerdem zumindest eine Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischer Energie umfassen. Die für die Plasmaerzeugung verwendeten Felder werden so direkt in der Beschichungsvorrichtung erzeugt, so daß eine Zuführung von Mikrowellen oder Hochfrequenzwellen, die unter Umständen über schlecht handhabbare flexible Leiter geschehen müßte, entfallen kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Beschichtungsvorrichtung auf einer Transporteinrichtung einer Beschichtungsanlage, beziehungsweise eines Plasmamoduls bewegt wird.

Vorzugsweise umfaßt das Einleiten elektromagnetischer Energie das Einleiten von Mikrowellen, um große Energiemengen in das Plasma einbringen zu können. Dazu kann die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischer Energie vorteilhaft zumindest einen Mikrowellenkopf umfassen. Dieser kann beispielsweise ein Magnetron als Mikrowellenquelle aufweisen.

Besonders geeignet ist für die vom Mikrowellenkopf erzeugten Mikrowellen dabei eine Frequenz von 2,45 GHz.

Mit Vorteil kann die Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie außerdem auch eine Einrichtung zur Aufteilung der elektromagnetischen Energie, beispielsweise in Form einer Hohlleiter-oder Impedanzstruktur umfassen. Mit einer solchen Einrichtung kann

die von einer Quelle erzeugte Energie auf mehrere Beschichtungsplätze oder Beschichtungskammern verteilt werden. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise eine Hohlleiter-oder Impedanzstruktur umfassen, wie sie in der früheren deutschen Patentanmeldung mit der Nummer 101 38 693.1-52, deren Offenbarung vollständig auch zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird, beschrieben ist Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein gepulstes Plasma durch Zuführen gepulster elektromagnetischer Energie erzeugt. Dementsprechend umfaßt die Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischer Energie bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung zur Erzeugung gepulster elektromagnetischer Energie. Mittels gepulster elektromagnetischer Energie läßt sich ein gepulstes Plasma zur Anwendung des Plasmaimpuls-CVD-oder PICVD-Verfahrens (PICVD=Pulse Induced Chemical Vapor Deposition als Beschichtungsverfahren erzeugen. Gegenüber der plasmaunterstützten chemischen Dampfphasenabscheidung (PECVD), bei welcher das Plasma kontinuierlich aufrechterhalten wird, ist das PICVD-Verfahren unter anderem deshalb vorteilhaft, weil sich mit diesem Verfahren die Aufheizung der temperaturempfindlichen Kunststoffe reduzieren läßt. Außerdem wird während der Zeitphasen außerhalb der Pulse, in denen kein Plasma angeregt ist, ein Gasaustausch ermöglicht. Dies führt zu besonders reinen Schichten, da unerwünschte Reaktionsprodukte in den Pulspausen abgeführt und neues Precursor-Gas zugeführt werden können.

Eine Hauptanwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Beschichtung hohlkörperförmiger Werkstücke, wobei dazu

die Beschichtungsplätze vorteilhaft zur Aufnahme solcher Werkstücke ausgebildet sein können. Die Beschichtungsplätze können dabei insbesondere zur Aufnahme von Flaschen, Ampullen, Kalotten oder Glühbirnenkörpern ausgebildet sein.

Ebenso ist aber auch eine Beschichtung massiver Körper, wie etwa massiver Kunststoff-Formteile mit der Beschichtungsvorrichtung möglich.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Evakuieren der Beschichtungskammer schrittweise in zumindest zwei Druckstufen erfolgt. Dies hat sich für einen schnellen Abpumpvorgang als günstig erwiesen, da auf diese Weise das evakuieren in den einzelnen Druckstufen effizienter wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere auch zur Innenbeschichtung hohlkörperförmiger Werkstücke ausgelegt sein. Demgemäß wird nach der Evakuierung in den Innenraum Prozeßgas eingeleitet, so daß es bei Einstrahlung oder Zuführung elektromagnetischer Energie dort zu einer Zündung eines Plasmas und dem Abscheiden einer Beschichtung an den Innenwandungen der Werkstücke kommt. Dazu ist es auch von Vorteil, wenn die Beschichtungsplätze Dichtungen zur Abdichtung des Innenraums der hohlkörperförmigen Werkstücke aufweisen. Durch die Abdichtung des Innenraums von der Umgebung wird die Möglichkeit geschaffen, im Innenraum der Werkstücke und deren Umgebung unterschiedliche Atmosphären und/oder Drücke bereitzustellen. Beispielsweise kann die Umgebung des Werkstücks und dessen Innenraum simultan evakuiert werden, wobei der Innenraum bis zu einem Basisdruck, typischerweise < 0, lmbar, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 0,8 mbar, evakuiert wird und die Umgebung des

Werkstücks entweder i) ebenfalls unterhalb des Basisdrucks oder ii) auf einen festen Außendruck im Bereich von 1 bis 100 mbar, insbesondere im Bereich von 10 und 100mbar abgepumpt wird.

Anschließend kann beispielsweise im Innenraum das Prozessgas eingefüllt werden. Für eine reine Innenbeschichtung wird entsprechend nur dem Innenraum Prozeßgas zugeführt. Auf diese Weise kann beispielsweise selektiv nur im Innenraum ein Plasma erzeugt werden, da die Gasdichte in der Umgebung für die Plasmabildung nicht ausreicht.

Um solche separat kontrollierbaren atmosphärische Bedingungen schaffen zu können, ist es von Vorteil, wenn beispielsweise das Sockelelement separate Versorgungskanäle zur Evakuierung und/oder Belüftung und/oder Zuführung von Prozessgas für den Innenraum und die Umgebung der hohlkörperförmigen Werkstücke aufweist. Dabei können auch beispielsweise die Versorgungskanäle zwei oder mehrerer Beschichtungsplätze über gemeinsame weitere Versorgungskanäle oder Versorgungsleitungen zusammengeschaltet sein. Dies reduziert die effektive Gesamtlänge und Wandfläche der Versorgungskanäle und erhöht dadurch die Pumpleistung und den Gasdurchfluss.

Ebenso günstig für den Gasdurchfluss, hier speziell für den Durchfluss von Prozessgas ist es, wenn die Zuführung oder Einleitung von Prozessgas in eine Beschichtungskammer über zumindest eine Gaslanze erfolgt. Die Gaslanze kann so angeordnet sein, dass sich deren eine oder mehrere Öffnung sich im Plasma befinden. Auf diese Weise werden die

Transportwege des Precursorgases im Plasma kurz gehalten, so dass es sich in möglichst kurzer Zeit möglichst gleichmäßig verteilt.

Die Gaslanze kann herein-und herausfahrbar ausgestaltet sein. Dies ist beispielsweise bei Innenbeschichtungen von Hohlkörpern sinnvoll, wenn die Gaslanze in das Innere des hohlkörperförmigen Werkstücks hineinragt und so beim Einsetzen oder Herausnehmen behindern würde. In diesem Fall kann die Gaslanze aus dem Innenraum des Werkstücks vor dem Herausnehmen herausgezogen und nach dem Einsetzen eines weiteren Werkstücks wieder in dieses eingeführt werden.

In besonders einfacher Weise kann die Bewegung der Gaslanze und auch insbesondere des Hülsenteils über mechanische Steuerkurven vermittelt werden. Diese können an einer Beschichtungsanlage angebracht sein und beispielsweise die Bewegung von Hülsenteil und/oder Gaslanze über an diesen angebrachte Kurvenrollen vermitteln. Die Steuerung des Öffnungs-und Schließvorgangs eines Beschichtungsreaktors mit mechanischen Steuerkurven, sowie weitere konstruktive Details sind außerdem ausführlich in der deutschen Anmeldung mit der Nummer 102 28 898.4 beschrieben, deren Offenbarung vollumfänglich auch zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird.

Für einen wirtschaftlichen Beschichtungspozeß sind Anlagen mit hoher Leistung erforderlich. Um eine hohe Leistung einer derartigen Anlage zu erzielen, ist es besonders günstig, wenn der Beschichtungsbereich der Beschichtungskammer möglichst schnell auf den erforderlichen oder gewünschten Enddruck

evakuiert werden kann. Dazu ist es günstig, wenn die Zuleitungen zur Beschichtungskammer gute Leitwerte aufweisen.

Ferner ist es günstig, wenn sich durch die Zuleitungen zur Beschichtungskammer nur geringe Volumina ergeben, die zusätzlich evakuiert werden müssen. Es liegt daher im Rahmen der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen ein erhöhter Durchsatz ermöglicht wird.

Die Erfindung sieht dazu eine Beschichtungsanlage zur Vakuumbeschichtung von Werkstücken vor, welche - eine Transporteinrichtung, sowie - zumindest eine auf der Transporteinrichtung angeordnete Beschichtungsvorrichtung umfaßt, wobei die Beschichtungsvorrichtung über einen Ventilblock mit zumindest zwei Zuleitungen verbunden ist.

Die Ventile können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung frei wählbar geschaltet oder gestellt werden. Die kompakte Anordnung der Ventile in oder an einem Ventilblock reduziert sich die Länge der notwendigen Versorgungskanäle und damit das zu evakuierende Volumen. Außerdem können Verschleißteile leicht ausgetauscht werden.

Besonders bevorzugt ist der Ventilblock ebenfalls wie die Beschichtungsvorrichtung auf der Transporteinrichtung angeordnet. Damit können bewegliche Kupplungen, die teuer sind und den Leitwert und die Leckrate verschlechtern, vermieden werden.

Als Beschichtungsvorrichtung ist dabei insbesondere eine wie

vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung geeignet, die einen Reaktor mit einem beweglichen Hülsenteil und einem Sockelelement, sowie eine Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie in die zumindest eine Beschichtungskammer umfaßt und wobei der Reaktor außerdem zumindest zwei Beschichtungsplätze aufweist.

Selbstverständlich können aber auch andersartig ausgebildete Beschichtungsvorrichtungen für eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage eingesetzt werden.

Ein entsprechendes Verfahren zur Plasmabeschichtung umfaßt demgemäß die Schritte - Positionieren zumindest eines zu beschichtenden Werkstücks an einem Beschichtungsplatz eines Reaktors einer Beschichtungsstation oder Beschichtungsvorrichtung, welche auf einer Transporteinrichtung einer Beschichtungsanlage angeordnet ist, - Evakuieren der Umgebung einer zu beschichtenden Fläche des Werkstücks, - Zuführen von Prozeßgas, und -Erzeugen eines Plasmas durch Einleiten elektromagnetischer Energie, wobei wenigstens einer der Schritte des Evakuierens oder des Zuführens von Prozeßgas durch Schalten von Ventilen eines Ventilblocks gesteuert wird, der auf der Transporteinrichtung angeordnet ist.

Das Plasma wird dabei insbesondere in der Umgebung der zu beschichtenden Fläche des Werkstücks erzeugt, wobei der Umgebung der Fläche das Prozeßgas zugeführt wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine geeignete Beschichtungsanlage allgemein eine Beschichtungsvorrichtung mit einen Reaktor auf, der zumindest zwei Kammerteile umfaßt, von denen zumindest eines der Teile beweglich ist, wobei in aneinandergefügter Position der Teile zumindest eine abgedichtete Beschichtungskammer zwischen den Kammerteilen gebildet wird. Das Werkstück wird dabei zunächst am vorgesehenen Beschichtungsplatz positioniert und die Teile dann unter Bildung zumindest einer Beschichtungskammer aneinandergefügt.

Bevorzugt weist wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Beschichtungsvorrichtung zumindest zwei Beschichtungskammern auf, um einen gesteigerten Durchsatz und eine verbesserte Wirtschaftlichkeit der Beschichtungsanlage zu erreichen.

Bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung ist es dann günstig, wenn der Ventilblock wenigstens ein Ventil und/oder einen Ventilsitz aufweist und jede der Kammern mit dem Ventilblock über zumindest einen Versorgungskanal mit dem Ventil oder dem Ventilsitz verbunden ist.

Vorteilhaft können dabei die Versorgungskanäle symmetrisch zum Ventil oder dem Ventilsitz angeordnet sein, um die Kammern gleichmäßig zu versorgen und so beispielsweise gleiche Drücke in den Kammern zu erreichen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Beschichtungsvorrichtung mehrere Beschichtungskammern

aufweist, ist besonders auch ein Ventilblock vorteilhaft, bei welchem Versorgungskanäle der Kammern zumindest einem gemeinsamen Ventil des Ventilblocks zugeordnet sind. Dies schafft eine Reduzierung der notwendigen Ventile und sorgt dadurch außerdem auch für bessere Leitwerte.

Dementsprechend kann bei einem Verfahren zu Beschichtung von Werkstücken unter Verwendung einer Beschichtungsanlage mit einer Beschichtungsvorrichtung, die mehrere Beschichtungskammern aufweist, vorteilhaft wenigstens einer der Schritte Evakuieren der Umgebung einer zu beschichtenden Fläche der Werkstücke in den Beschichtungskammern oder Zuführen von Prozeßgas zu den Beschichtungskammern über zumindest ein gemeinsames Ventil des Ventilblocks erfolgen.

Zumindest eine der Zuleitungen stellt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Verbindung zu wenigstens einer Pumpeinrichtung her, um die Beschichtungskammern oder die Umgebung der zu beschichtenden Fläche oder Flächen der Werkstücke zu evakuieren und/oder Prozeßgas abzupumpen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht außerem vor, daß die Beschichtungsvorrichtung wie bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung ein Sockelelement und ein zu diesem Sockelelement bewegliches Hülsenteil umfaßt, wobei zumindest eine Beschichtungskammer zwischen diesen aneinandergefügten Teilen gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn Versorgungsleitungen oder Versorgungskanäle zwischen dem Ventilblock und der Beschichtungskammer durch das Sockelelement zur Beschichtungskammer geführt sind. Durch

diese Anordnung können bewegte Leitungen oder Dichtungen zwischen dem Ventilblock und der Beschichtungskammer vermieden werden. Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform bildet der Ventilblock sogar einen Bestandteil des Sockelelements oder eines starren, also zum Öffnen und Schließen nicht bewegten Teils des Reaktors. Damit können die Längen der Versorgungsleitungen auf ein Minimum reduziert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist außerdem vorgesehen, daß der Ventilblock pneumatisch oder elektromagnetisch geschaltete Ventile aufweist.

Am Ventilblock oder in diesem integriert kann vorteilhaft eine Pneumatik-Verteilungseinrichtung sein, so daß beispielsweise für pneumatisch geschaltete Ventile nur eine einzelne Druckluft-Zuleitung benötigt wird.

Das Öffnen und Schließen der pneumatisch betätigbaren Ventile kann insbesondere mit der Pneumatik-Verteilungseinrichtung gesteuert werden.

Die Ventile des Ventilblocks können vorteilhaft durch entsprechende Anordnung der Zuleitungen zum Ventilblock verschiedenen Betriebsmitteln, wie beispielsweise Druckquellen zugeordnet sein, wobei unter Betriebsmitteln oder Druckquellen insbesondere Unterdruckquellen, wie etwa geeignete Pumpeinrichtungen, Überdruckquellen, Normal-oder Umgebungsdruckquellen und Gasquellen, beispielsweise eine Prozeßgasquelle verstanden werden. Durch Schaltung der Ventile können diese Druckquellen dann beispielsweise

sequentiell mit der Beschichtungskammer verbunden und dadurch zu-und abgeschaltet werden. Diese Druckquellen können unter anderem den Umgebungsdruck, verschieden abgestufte Unterdruck-Bereiche, sowie Zufuhr-und Absaugeinrichtungen für Prozeßgas umfassen.

Bevorzugt ist die Beschichtung hohlkörperförmiger Werkstücke, wie beispielsweise von Flaschen vorgesehen. Dazu ist es vorteilhaft, wenn separate Versorgungskanäle für den Innenraum und die Umgebung solcher Werkstücke vorhanden sind, wobei die Versorgungskanäle mit zumindest einem Ventil oder Ventilsitz des Ventilblocks verbunden sind. So können der Innenraum und die Umgebung des Werkstücks über separate Versorgungskanäle evakuiert werden. Dies ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn nur innen beschichtet werden soll. In diesem Fall braucht die Umgebung des Werkstücks lediglich so weit evakuiert werden, daß die Druckdifferenz zwischen Innenraum und Umgebung nicht zu einer Deformation der Werkstücke führt.

Der Ventilblock kann ferner so ausgebildet sein, daß dieser zumindest einen Teil eines Versorgungskanals umfaßt, in welchen eine Gaslanze aufnehmbar ist. Dieser Versorgungskanal kann insbesondere für die Versorgung des Innenraums hohlkörperförmiger Werkstücke vorgesehen sein. Für eine Innenbeschichtung kann dazu der Innenraum des Werkstücks evakuiert, die Lanze in den Innenraum eingeführt und Prozeßgas durch die Lanze zugeführt werden.

Um teure und anfällige dynamische Dichtungen zu vermeiden, kann eine Beschichtungsanlage gemäß einer Ausführungsform der

Erfindung zumindest eine auf der Transporteinrichtung angeordnete Pumpeinrichtung aufweisen. Damit kann das Evakuieren zumindest teilweise mit wenigstens einer solchen auf der Transporteinrichtung angeordneten Pumpeinrichtung unter Vermeidung bewegter Dichtungen erfolgen.

Besonders ist gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung daran gedacht, daß die Beschichtungsvorrichtung auf der Transporteinrichtung kreisförmig transportiert wird.

Entsprechend kann die Transporteinrichtung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage einen Rundläufer, beziehungsweise ein Beschichtungskarussel oder ein Plasmarad umfassen. Im Betrieb der Anlage rotiert so die Beschichtungsvorrichtung auf dem Rundläufer, so daß verschiedene Kreissektoren verschiedenen Verfahrensphasen entsprechen. Dies erlaubt einen besonders einfachen Aufbau der Anlage und einen einfachen Verfahrensablauf. Auf dem Rundläufer können insbesondere auch mehrere Beschichtungsvorrichtungen angeordnet sein, die beispielsweise jeweils eine wie vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung umfassen.

Im folgenden wird die Erfindung näher anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Teile.

Es zeigen : Fig. 1A eine Querschnittansicht durch eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 1B eine Variante der in Fig. 1A gezeigten Ausführungsform mit einzelnem Mikrowellenkopf zur gemeinsamen Versorgung der Beschichtungskammern, Fig. 2 eine weitere Variante der in Fig. 1A gezeigten Ausführungsform mit gemeinsamer Beschichtungskammer für zwei Beschichtungsplätze, Fig. 3 eine Querschnittansicht durch eine Ausführungsform der Erfindung mit Steuerung des Öffnungs-und Schließvorganges durch mechanische Steuerkurven, Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine Beschichtungsanlage mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtungen, Fig. 5 und Fig. 6 Ansichten zweier Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Beschichtungsanlagen mit von der Transporteinrichtung mitbeförderten Pumpeinrichtungen, Fig. 7 in Querschnittansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilblocks zur Steuerung der Versorgung der Beschichtungskammern, Fig. 8 einen Schnitt entlang Schnittlinie A-A in Fig. 7 senkrecht zur in Fig. 7 dargestellten Schnittebene, Fig. 9 einen Schnitt entlang Schnittlinie B-B in Fig. 7 senkrecht zur in Fig. 7 dargestellten Schnittebene, und Fig. 10 A und 10B eine Schnittansicht und eine Aufsicht auf einen Dichtungsflansch einer Beschichtungsvorrichtung für hohlkörperförmige Werkstücke.

In Fig. 1A ist eine schematische Querschnittansicht durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung dargestellt, die als Ganzes mit 1 bezeichnet ist. Die Beschichtungsvorrichtung 1 umfasst einen Reaktor 18 mit einem Sockelelement 33, welches bei diesem Ausführungsbeispiel die Gestalt einer Grundplatte aufweist und einem beweglichen Hülsenteil 19, sowie eine Einrichtung 2 zur Einleitung elektromagnetischer Energie. Das bewegliche Hülsenteil 19 kann beispielsweise die Form einer zylinderförmigen Kammerwandung aufweisen.

In aneinandergefügter Position, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, werden zwischen Hülsenteil 19 und Sockelelement 33 zwei abgedichtete Beschichtungskammern 15,17 gebildet, welche jeweils einen Beschichtungsplatz 12, beziehungsweise 14 für ein Werkstück darstellen und in welche für die Beschichtung zum Zünden des Plasmas elektromagnetische Energie eingeleitet wird. Dementsprechend können bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zwei Werkstücke gleichzeitig behandelt werden. Durch die Trennung der Kammern wird eine gegenseitige Beeinflussung der Plasmen während der Beschichtung vermieden.

Die Abdichtung der Beschichtungskammern 15,17 des Reaktors 2 gegenüber der Umgebung wird dazu durch Dichtungen 29 und 31 hergestellt, welche zwischen Sockelelement 33 und Hülsenteil 19 angeordnet sind.

Um Werkstücke 15 und 17, zu beschichten, werden diese auf dem Sockelelement 33 angeordnet, das Hülsenteil 19 anschließend mit dem Sockelelement 33 durch Bewegen des Hülsenteils 19 zusammengeführt, so daß in zusammengefügter Position beider

Teile abgedichtete Beschichtungskammern 15,17 zwischen Hülsenteil 19 und Sockelelement 33 definiert werden, in welchen sich die Werkstücke 25,27 befinden. Die Beschichtungskammern 15,17 werden dann evakuiert, Prozessgas wird eingeleitet, und schließlich wird ein Plasma durch Einleiten elektromagnetischer Energie erzeugt, so daß sich eine CVD-Beschichtung auf den an das Plasma angrenzenden Oberflächen der Werkstücke ausbildet.

Die Einrichtung 2 zur Einleitung elektromagnetischer Energie umfaßt außerdem eine Einrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Energie aus zwei Mikrowellenköpfen oder Mikrowellengeneratoren 3 und 5, einen Adapter in Form eines Rechteckhohlleiters 4 und zwei von diesem abzweigende Zuführungsleitungen, beziehungsweise Kopplungskanäle 7 und 9 auf, die bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als Koaxialleiter ausgebildet sind. Die Mikrowellenköpfe erzeugen bevorzugt Mikrowellen mit der postalisch zugelassenen Frequenz 2,45 GHz.

Eine Variante der in Fig. 1A dargestellten Ausführungsform ist in Fig. 1B dargestellt. Diese Variante weist nur einen einzelnen Mikrowellenkopf 3 auf. Dabei sind beide Beschichtungskammern 15,17 an den einzigen Mikrowellenkopf angeschlossen. Mittels einer Impedanzstruktur oder Hohlleiterstruktur 10, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 101 38 693.1- 52 beschrieben ist, wird dann die Mikrowellenenergie auf die einzelnen Beschichtungskammern 15, 17 verteilt.

Das Hülsenteil 19 wird bei den in den Fig. 1A und 1B

dargestellten Ausführungsformen zum Öffnen und Verschließen der Beschichtungskammer im wesentlichen senkrecht zum Sockelelement 33 entlang der Richtung A bewegt. Die Richtung A verläuft dabei entlang der Zuführungsleiter 7 und 9, so dass das Hülsenteil entlang der Zuführungsleiter beweglich ist. Die Leiter dienen dabei gleichzeitig als Führung für das Hülsenteil. Zum Öffnen und Schließen der Beschichtungskammern 15,17 wird dementsprechend das Hülsenteil 19 bewegt, während das Sockelelement 33 festgehalten wird.

Das Hülsenteil 19 weist ferner Öffnungen 6 und 8 auf, in welche die Zuführungsleiter 7 und 9 der Einrichtung 2 zur Einleitung elektromagnetischer Energie eingreifen. Die Koaxialleiter, beziehungsweise Zuführungsleiter 7 und 9 sind mit Dichtungskragen 71 und 91 versehen, welche beim Schließen der Beschichtungskammern 15,17 gegen Dichtungen 21 und 23 gepresst werden, die am Hülsenteil 19 angebracht sind und so die Beschichtungskammern 15 und 17 vakuumdicht verschließen.

Die Koaxialleiter 7,9 sind außerdem mit dielektrischen Fenstern 11 und 13, beispielsweise Quarzglasfenster für die Einkopplung der Mikrowellen in den Niederdruck-oder Vakuumbereich des Reaktors 18 versehen.

Die in den Fig. 1A und 1B gezeigten Ausführungsformen sind speziell für die Beschichtung von hohlkörperförmigen Werkstücken 25 und 27 ausgebildet, wobei in den Fig. 1A und 1B beispielhaft Flaschen als Werkstücke dargestellt sind. Das Sockelelement 33 weist Dichtflansche 125 mit Dichtungen 51 und 53 auf, welche an der Mündungsöffnung der Werkstücke das Innere der hohlkörperförmigen Werkstücke 25 und 27 gegenüber der Umgebung vakuumdicht abschließen. Damit können innen und

außerhalb des Werkstücks unterschiedliche Drücke eingestellt werden, beispielsweise um eine reine Innenbeschichtung oder auch eine reine Außenbeschichtung oder unterschiedliche Beschichtungen im Innenraum und auf der Außenoberfläche der Werkstücke 25,27 herstellen zu können.

In den Fig. 10A und 10B ist ein Dichtflansch zur Abdichtung der Mündungsöffnung eines Werkstücks in Schnittdarstellung und Aufsicht gezeigt. Der Dichtflansch weist ein erstes Teil 127 und ein zweites Teil 129 auf, die miteinander verschraubt sind. Zwischen diesen beiden Teilen 127,129 wird die Dichtung 51 durch das Zusammenschrauben geklemmt und so fixiert. Der Dichtflansch wird mit dem Teil 129 am Sockel 33 einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 1 befestigt.

Das Teil 127 weist eine Einführöffnung 131 auf, welche sich in Richtung entgegen der Einführrichtung des Werkstücks 25 erweitert, um das Einführen des Werkstücks zu erleichtern.

Der Innendurchmesser der Einführöffnung 131 ist geringer als der Innendurchmesser der Dichtung 51. Beim Einführen des Werkstücks 25, wie insbesondere einer Flasche trifft so die Mündungsöffnung 26 des Werkstücks auf die Dichtung 51. Durch Anpressen des Werkstücks 25 an die Dichtung 51, beziehungsweise an den Dichtflansch 125 wird so eine Abdichtung des Innenraums gegenüber der Umgebung des Werkstücks 25 erreicht.

Vielfach weist ein typisches zu beschichtendes Werkstück, wie beispielsweise eine Kunststoff-Getränkeflasche keine besonders ebene Mündungsöffnung auf. Dies kann, sofern die Dichtung nicht hinreichend flexibel ist, zur Undichtigkeit führen. Um die Flexibilität er Dichtung 51 zu verbessern,

weist dazu das Teil 129 eine Unterschneidung 130 in Form einer um den inneren Rand des Teiles 129 umlaufenden, ringförmigen Absenkung auf. In diesem Bereich kann die Dichtung 51 nachgeben und sich so der Form der Mündungsöffnung des Werkstücks 25 anpassen.

Für die Versorgung der Umgebung der Werkstücke in den Beschichtungskammern mit Prozeßgas für eine Außenbeschichtung können Versorgungskanäle 46 vorgesehen sein, welche in die Beschichtungskammern 15,17 der Beschichtungsplätze 12,14 einmünden und über ein Ventil 74 mit einer nicht dargestellten Gasversorgung verbunden sind. Nach der Evakuierung der Beschichtungskammern 15,17 kann dann über die Kanäle 46 Prozeßgas auch der Umgebung der Werkstücke zugeführt und durch Zündung eines Plasmas in diesem Bereich auch eine äußere Beschichtung vorgenommen werden.

Um die Beschichtungskammern 15,17 evakuieren und belüften zu können, sind in dem Sockelelement Versorgungskanäle 35,37, 39,41, 43 und 45 vorgesehen, wobei die Versorgungskanäle 43 und 45 als Kammeranschlußkanäle und die Versorgungskanäle 35, 37 als Werkstückanschlußkanäle dienen. Mit der Anordnung der Versorgungskanäle im feststehenden Teil des Reaktors, und zwar dem Sockelelement 33, werden dynamische Dichtungen oder bewegte Zuleitungen vermieden. Die Versorgungskanäle 5,37, 39,41, 43 und 45 können dabei sowohl als Abpumpkanäle zur Evakuierung und Abfuhr von Prozeßgas, als auch als Belüftungskanäle zur Belüftung der Beschichtungskammern vor dem Herausnehmen der Werkstücke dienen.

Damit sich unterschiedlichen Drücke oder Gasatmosphären im

Innenbereich und der Umgebung der Werkstücke herstellen lassen, weist das Sockelelement separate Versorgungskanäle zur Evakuierung und Belüftung für den Innenraum 22,24 der Werkstücke einerseits und die Umgebung der hohlkörperförmigen Werkstücke 25,27 andererseits auf. Im einzelnen dienen dabei die Versorgungskanäle 43 und 45 zur Evakuierung und Belüftung der Umgebung und die Versorgungskanäle 37,39 zur Evakuierung und Belüftung des Innenraums 22,24 der Werkstücke 15,17.

Ferner sind die Versorgungskanäle 43,45 für die Umgebung und die Versorgungskanäle 37,39 für den Innenbereich beider Beschichtungsplätze jeweils zusammengeschaltet und münden in einen gemeinsamen Versorgungskanal 41 für die Umgebung, beziehungsweise einen Versorgungskanal 35 für die Innenräume 22,24 der Werkstücke.

Die Zuführung des Prozeßgases für die Innenbeschichtung der Werkstücke 25,27 erfolgt über hohle Gaslanzen 55 und 57, die während der Beschichtung in das Innere der Werkstücke hineinragen. Diese sind bei der in Fig. 1A dargestellten Ausführungsform mittels dynamischer, am Sockelelement 33 angeordneter Dichtungen 47, beziehungsweise 49 gegenüber der Umgebung der Beschichtungsvorrichung 1 abgedichtet. Der Fluß des Prozeßgases wird durch ein Prozeßgasventil 60 ein-und ausgeschaltet. Das Ventil 60 kann auch zur kontinuierlichen Regelung des Prozeßgas-Flusses als Regelventil ausgebildet sein.

Anders als in den Fig. 1A und 1B dargestellt, kann die Beschichtungsvorrichtung 1 und/oder der Ventilblock 100 auch mehrere Prozeßgasventile aufweisen, beispielsweise ein

Primär-und ein Sekundärprozeßgasventil. Durch die einzelnen Ventile können dann verschiedene Prozeßgase eingelassen oder einzelne Prozeßgaskomponenten zugeführt werden, um die Zusammensetzung der abgeschiedenen Beschichtung anpassen zu können. Auf diese Weise können beispielsweise vorteilhaft mehrlagige Beschichtungen mit Lagen unterschiedlicher Zusammensetzung auf den Werkstücken abgeschieden werden. Es kann unter anderem vorteilhaft sein, zunächst eine Haftvermittlerschicht und darauf eine Barriereschicht aufzubringen, um die Haltbarkeit der Beschichtung zu erhöhen und ein Ablösen zu verhindern.

Bei der in Fig. 1B dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Dichtungen 47,49 an den Gaslanzen 55,57 befestigt und die Dichtungsringe der Dichtungen 47,49 axial angeordnet, so daß die Gaslanze bei Aus-und Einfahren nicht am Dichtungsring reibt.

Dementsprechend erfolgt hier keine dynamische Dichtung, sondern der Dichtring dichtet beim Hereinfahren der Gaslanze dann ab, wenn er in herangefahrener Position der Gaslanzen angedrückt wird.

An den Zuführungskanal 35 für die Evakuierung der Innenräume 22,24 der Werkstücke 25,27 sind außerdem Pumpeinrichtungen 63,65 und 67 über Ventile 62,64 und 66 angeschlossen. Dabei dient die Pumpeinrichtung 63 für die Abfuhr von Prozeßgas und das Ventil 62 entsprechend als Prozeßvakuumventil. Die Ventile 64 und 66 dienen als Sekundär-und Primärvakuumventile, welche sequentiell zum Abpumpen der Beschichtungskammern, beziehungsweise der Innenräume der hohlkörperförmigen Werkstücke geöffnet und geschlossen

werden, um eine Evakuierung in mehreren Druckstufen zu realisieren. Die Pumpeinrichtungen 65 und 67 sind für die Evakuierung auf den zur Beschichtung erforderlichen Restgasdruck vorgesehen, wobei die Pumpeinrichtungen unterschiedliche Enddrücke erreichen können und zur Evakuierung und der Abfuhr von Prozeßgas nacheinander zu-und abgeschaltet werden, so daß ein mehrstufiges Pumpsystem realisiert wird. Selbstverständlich können aber auch einstufige Pumpsysteme oder Systeme mit noch mehr Stufen verwendet werden. Vorteilhaft kann die erste Pumpstufe unter Verwendung der Pumpeinrichtung 67 für eine Evakuierung ausgehend von Atmosphärendruck bis auf etwa 50 mBar ausgelegt sein. Als weitere Pumpstufe kann dann mittels der Pumpeinrichtung 65 dann ausgehend von dem mit der ersten Pumpstufe erreichten Druck bis auf den Basisdruck abgepumpt werden, der typischerweise in einem Bereich zwischen 0,05 bis 0,8 mbar liegt. Alternativ kann, insbesondere um nur eine Innenbeschichtung der Werkstücke vorzunehmen, der Innenraum 22,24 der Werkstücke 15,17 bis zu einem Basisdruck < 0,1 mbar und die Umgebung der Werkstücke 15,17 auf einen festen Außendruck zwischen 1 und 100mbar abgepumpt werden. Auf diese Weise muß außen nicht der Basisdruck erreicht werden. Dadurch läßt sich unter anderem die Pumpzeit durch Verringern des Pumpvolumen nach Erreichen des Außendruck-Niveaus verkürzen, da ab diesem Punkt nur noch der Innenraum gepumpt werden braucht. Das Abpumpen vom Vorvakuum im Bereich von 10 mbar bis 100 mbar auf den Basisdruck kann auch vorteilhaft gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels unter Verwendung weiterer, in den Fig. 1A und 1B nicht dargestellter Pumpeinrichtungen und Ventile in feiner abgestuften Schritten oder Druckstufen erfolgen.

Schließlich wird einströmendes Prozeßgas mit einer dritten Pumpstufe mit der Pumpeinrichtung 63 abgesaugt und so ein Gasaustausch von Prozeßgas und eine Stabilisierung des Drucks in den Beschichtungskammern erreicht.

Der Versorgungskanal 41 ist ferner über eine mit einem als Kammervakuumventil dienendes Ventil 73, geschaltete Bypass- Leitung 75 mit dem Versorgungskanal 35 verbunden. Auf diese Weise können auch die Umgebungen der Werkstücke in den Beschichtungskammern 15,17 evakuiert werden. Dazu wird während des Abpumpvorgangs mittels des Ventils 73 die Bypass- Leitung 75 geöffnet, so daß die Pumpeinrichtungen 65 und 67 über diese Leitung mit den Versorgungskanälen 43 und 45 verbunden werden. Nach Abschluß der Evakuierung werden dann die Ventile 73,66 und 64 geschlossen und Prozeßgas strömt nach Öffnen des Ventils 60 über die Lanzen 55,57 in die Innenräume der Werkstücke und wird nach Öffnen des Prozeßvakuumventils 62 durch die Pumpeinrichtung 63 kontinuierlich abgepumpt. Ferner strömt nach Zünden des Plasmas ständig frisches Gas über die Gaslanzen 55 und 57 und/oder die Kanäle 46 ein und verbrauchtes Gas und Reste von unverbrauchtem Prozessgas werden über das geöffnete Ventil 62 durch die Pumpeinrichtung 63 abgepumpt.

Nach abgeschlossener Beschichtung können dann durch Öffnen der Ventile 61 und 77 sowohl die Innenräume, als auch die umgebenden Beschichtungskammern 15,17 belüftet werden.

Daraufhin herrscht Normaldruck in den Beschichtungskammern und den Werkstücken und der Reaktor kann ohne großen Kraftaufwand geöffnet werden. Dabei dient das Ventil 61 als

Werkstückentlüftungsventil und das Ventil 77 als Kammerentlüftungsventil.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ventile 60,61, 62,64, 66,73, 74,77 in einem Ventilblock 100 zusammengefaßt, der ebenso wie die Beschichtungsvorrichtung 1 auf einer in den Fig. 1A und 1B nicht dargestellten Transporteinrichtung einer Beschichtungsanlage angeordnet ist. Über den Ventilblock 100 sind die Beschichtungskammern 15,17 der Beschichtungsvorrichtung 1 mit den Zuleitungen zu den Pumpeinrichtungen 63,65, 67, über das Ventil 650 mit einer Prozessgasquelle, sowie über das Ventil 77 zur Belüftung mit Umgebungsdruck verbunden.

Der Ventilblock 100 weist außerdem gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine wie in Fig. 1A schematisch dargestellte Pneumatik-Verteilungseinrichtung 103 auf. Diese verteilt Druckluft aus einer Druckluft-Zuleitung 105 über Verteilungsleitungen 106 auf die einzelnen Ventile. Auch die in Fig. 1B, sowie die anhand der folgenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele können eine solche Pneumatik-Verteilungseinrichtung 103 aufweisen, diese ist jedoch vereinfachend dort nicht dargestellt.

In Fig. 2 ist eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Variante ist im Unterschied zu der anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform eine gemeinsame Beschichtungskammer 15 für zwei Beschichtungsplätze 12 und 14 vorgesehen. Dazu weist das Hülsenteil 19 nicht zwei getrennte Hülsen, wie im oben

beschriebenen Ausführungsbeispiel, sondern vielmehr eine gemeinsame Hülse auf, welche sich beim Schließen über beide Werkstücke, beziehungsweise über beide Beschichtungsplätze stülpt. Dementsprechend benötigt die Beschichtungsvorrichtung auch nur einen Versorgungskanal 41 für die Evakuierung und Belüftung der Reaktorkammer oder Beschichtungskammer 15.

In Fig. 3 ist eine Querschnittansicht durch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher das Öffnen und Schließen der Beschichtungskammern durch mechanische Steuerkurven bewerkstelligt wird. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 3 die Zuführungskanäle, sowie die Pumpen und Regelventile nicht dargestellt.

Am Hülsenteil 19 der Beschichtungsvorrichtung 1 befindet sich ein Arm 81. Am Arm 81 sind Kurvenrollen 84,85 und 86 angeordnet. Die Kurvenrollen 84,85 und 86 umgreifen eine mechanische Steuerkurve 80, an welcher die Beschichtungsvorrichtung 1 in Transportrichtung vorbeigefahren wird. Die Steuerkurve 80 erstreckt sich ebenfalls entlang der Transportrichtung und ist in geeigneter Weise gebogen, so daß sich deren Querschnittsprofil entlang der Richtung A verschiebt. Dadurch wird beim Vorbeibewegen der Beschichtungsvorrichtung entlang der Steuerkurve der Arm und das mit diesem verbundene Hülsenteil 19 ebenfalls entlang der Richtung A bewegt, wodurch die Beschichtungskammern zum Einsetzen von Werkstücken in die Beschichtungsplätze 12 und 14 oder zum Herausnehmen der Werkstücke geöffnet und geschlossen werden.

In gleicher Weise kann auch die Bewegung der Gaslanzen 55 und

57 gesteuert werden. Dazu sind die Gaslanzen an einem Träger 78 befestigt, an welchem ebenfalls ein Arm 83 angebracht ist.

Der Arm 83 ist wiederum mit Kurvenrollen 87,88 und 98 versehen, welche eine weitere mechanische Steuerkurve 82 umgreifen. Die Bewegung der Gaslanzen erfolgt in analoger Weise, wie oben anhand der Bewegung des Hülsenteils 19 beschrieben wurde. Die Kanäle im Sockelelement 33, in denen sich die Gaslanzen 55 und 57 bewegen, werden dabei durch dynamische Dichtungen 47 und 49 mit einer Leckrate < 0,1 mbar l/s gasdicht gegen Atmosphäre abgedichtet, so daß im Rahmen der Leckrate kein Gas aus der Umgebung in das Innere der hohlkörperförmigen Werkstücke 25 und 27 gelangen kann. Anders als in Fig. 3 dargestellt, können auch nicht dynamische, an den Gaslanzen 55,57 befestigten Dichtungen 47,49 mit axialem Dichtring verwendet werden, wie sie anhand von Fig.

1B beschrieben wurden.

In Fig. 4 ist eine schematische Aufsicht auf eine Beschichtungsanlage 90 zum Beschichten von Werkstücken 25 dargestellt, die mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtungen 1 ausgestattet ist. Die Beschichtungsanlage 90 umfasst eine Rundlauf- Transporteinrichtung oder einen Rundläufer 91, an welchem beispielhaft zwölf der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtungen 1 angeordnet sind. Die Beschichtungsanlage umfasst ferner eine feststehend montierte Steuerkurve 80 zur Steuerung des Öffnungs-und Schließvorgangs der Beschichtungseinrichtungen 1.

Die Beschichtungseinrichtungen 1 weisen außerdem jeweils Arme 81 auf, die wie anhand von Fig. 3 dargestellt wurde, an den

jeweiligen Hülsenteilen der Reaktoren befestigt sind und durch Vorbeibewegen an der Steuerkurve 80 bewegt werden.

Die Werkstücke 25 werden über eine Förderschiene 94 einem Zuteilrad oder Übergaberad 92 zugeführt, welches dann die Werkstücke zu den Beschichtungsplätzen der Beschichtungsvorrichtungen 1 transportiert. Die Werkstücke werden dann in geeigneten Aufnahmen in den Beschichtungsplätzen der Beschichtungsvorrichtungen 1 fixiert. Bei Drehung des Rundläufers werden die Hülsenteile durch Vorbeibewegen an der Steuerkurve 80 wie oben beschrieben geschlossen und die Beschichtungskammern der Reaktoren evakuiert. Im Falle hohlkörperförmiger Werkstücke können dann ebenfalls über eine Steuerkurve gesteuert Gaslanzen in die Werkstücke eingeführt werden. Daraufhin wird Prozessgas eingelassen und die Beschichtung durch Einstrahlung von Mikrowellen vorgenommen, während sich der Rundläufer 91 weiterdreht.

Die Zuführung von Prozeßgas, das Belüften und Evakuieren der Beschichtungskammern der Beschichtungsvorrichtungen 1 wird über Ventilblöcke 100 gesteuert, die zusammen mit den Beschichtungsvorrichtungen auf dem Rundläufer angeordnet sind und mitrotieren. Bei dieser Ausführungsform einer Beschichtungsanlage 90 sind außerdem auch Pumpeinrichtungen 63,65 mitrotierend auf dem Rundläufer angeordnet, die über Zuleitungen mit den Ventilblöcken 100 zur Vakuumversorgung der Beschichtungskammern mit den Ventilblöcken verbunden sind. Zusätzlich können auch eine oder mehrere Pumpeinrichtungen vorhanden sein, die fest angeordnet sind und über eine Drehzuführung mit den Ventilblöcken verbunden

sind.

Eine derartige Anordnung mit mitrotierenden Pumpeinrichtungen und Ventilen, wie sie prinzipiell anhand von Fig. 4 dargestellt wurde, ist auch in der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 102 53 512.4-45 beschrieben, deren Offenbarung somit vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht wird.

Nach abgeschlossener Behandlung der Werkstücke werden dann, wieder vermittelt durch die Steuerkurve 80, die Hülsenteile der Beschichtungsvorrichtungen 1 angehoben und die Kammern geöffnet, woraufhin die beschichteten Werkstücke 25 von einem Förderrad 93 abgenommen und einer Transportschiene 96 für den Weitertransport zugeführt werden.

In den Fig. 5 und Fig. 6 sind Ansichten zweier weiterer Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Beschichtungsanlagen 90 dargestellt, bei welchen Pumpeinrichtungen 63,65 von der Transporteinrichtung mittransportiert werden. Die Transporteinrichtung umfaßt auch bei diesen Ausführungsbeispielen einen Rundläufer 91 mit darauf angeordneten Beschichtungsvorrichtungen 1. Die Ventilblöcke 100 sind nahe bei den Beschichtungsvorrichtungen 1 angeordnet. Die Beschichtungseinrichtungen 1 sind über die Ventilblöcke 100 mit Pumpeinrichtungen 63,65, 67,69 verbunden, wobei die Verbindung über Zuleitungen 119 vom Ventilblock 100 zu einem Ringverteiler 120 erfolgt.

Die Pumpeinrichtungen 63 und 65 sind mitrotierend auf dem Rundläufer 91 angeordnet, während die weiteren

Pumpeinrichtungen 67,69 feststehend aufgestellt sind. Die Verbindung zu den feststehenden Pumpeinrichtungen 67,69 erfolgt zusätzlich über eine Drehzuführung 122.

Die beiden Ausführungsbeispiele der Fig. 5 und 6 unterscheiden sich hinsichtlich der Anordnung von Drehzuführung und Pumpeinrichtungen. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage sind die mitrotierenden Pumpeinrichtungen 63 und 65 oberhalb der Beschichtungsstationen 1 und bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform unterhalb der Beschichtungsstationen 1 angeordnet. Die Drehzuführung 122 ist bei beiden Ausführungsbeispielen zentrisch auf der Drehachse 124 liegend angeordnet, wobei sich die Drehzuführung 122 bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel oberhalb und beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterhalb des Ringverteilers 120 befindet.

Die feststehenden Pumpeinrichtungen 67,69 dienen bei diesen Ausführungsbeispielen als Vorstufe zu den mitrotierenden Pumpeinrichtungen, sowie für höhere Druckbereiche beim sequentiellen Evakuieren der Beschichtungskammern. Die einzelnen Pumpeinrichtungen werden gesteuert über Ventile der Ventilblöcke 100 zum Evakuieren und zum Abführen von Prozeßgas sequentiell zu-und abgeschaltet.

In Fig. 7 ist in Querschnittansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilblocks 100 zur Steuerung der Versorgung der Beschichtungskammern 15,17 einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 1, beziehungsweise einer Beschichtungsanlage mit derartigen

Beschichtungsvorrichtungen 1 dargestellt.

Die Hülsen der Beschichtungsvorrichtung 1 sind hier zum Zwecke der Übersichtlichkeit nicht abgebildet. Auch die Ventile des Ventilblocks sind lediglich schematisch gezeigt.

Die hier dargestellte Ausführungsform ist insbesondere für eine Versorgung von zwei Plasma-oder Beschichtungskammern 15,17 bei möglichst symmetrischer Gestaltung der jeweiligen Zuführkanäle, beziehungsweise Versorgungskanäle vorteilhaft.

In einem den Beschichutngskammern zugewandten Bereich des Ventilblockes 100 sind auf einer im Wesentlichen gleichen vertikalen Ebene das Ventil 73, das Werkstückentlüftungsventil 61 sowie das Kammerentlüftungsventil 77 angeordnet. Unterhalb dieser Ebene und in vertikaler Richtung untereinander sind das Primärvakuumventil 66, das Sekundärvakuumventil 64 sowie das Prozeßvakuumventil 62 angeordnet.

Der in Fig. 7 dargestellte Ventilblock 100 ist zur Versorgung einer Beschichtungsvorrichtung 1 mit Sockelelement 33 und beweglichem Hülsenteil, sowie mit zwei Beschichtungskammern 15,17 und wie sie beispielhaft in Fig. 1A gezeigt ist, vorgesehen. Ein entsprechend ausgebildeter Ventilblock 100, der auf der Transporteinrichtung einer Beschichtungsanlage 90 angeordnet ist, kann jedoch auch für andersartige, mit der Transporteinrichtung beförderte Beschichtungsvorrichtungen verwendet werden. Allgemein weist eine geeignete Beschichtungsvorrichtung dazu einen Reaktor auf, der zumindest zwei Kammerteile umfaßt, von denen zumindest eines der Kammerteile beweglich ist, wobei in aneinandergefügter Position der Teile zumindest eine abgedichtete

Beschichtungskammer zwischen den Kammerteilen gebildet wird.

Die in Fig. 7 nicht vollständig abgebildete Beschichtungsvorrichtung 1 ist über den Ventilblock 100 mit zumindest zwei Zuleitungen verbunden, um die Beschichtungskammern 15,17 mit Vakuum und Prozessgas zu versorgen.

Anders als in den Fig. 1A, 1B und 2 dargestellt, münden die Versorgungskanäle 37,39 für den Innenbereich beider Beschichtungsplätze nicht in einen gemeinsamen Versorgungskanal 35 für die Innenräume 22,24 der Werkstücke.

Vielmehr sind hier die Versorgungskanäle 37,39 über Abzweige 110-115 im Ventilblock 100 mit den Ventilen 62,64, 66 verbunden, die ihrerseits an nicht dargestellte Zuleitungen zu Pumpeinrichtungen 63,65, 67 angeschlossen sind.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ventilblock 100 sind außerdem die Versorgungskanäle 37 und 39 der Kammern jeweils gemeinsamen Ventilen 62,64, 66 zugeordnet, so daß die beiden Beschichtungskammern 15,17 gemeinsam über diese Ventile versorgt werden. Ebenso können auch die Ventile zur Versorgung mit Prozeßgas und zur Belüftung jeweils beiden Beschichtungskammern zugeordnet sein. Dadurch kann wenigstens einer der Schritte des Evakuierens der Umgebung einer zu beschichtenden Fläche der Werkstücke in den Beschichtungskammern 15,17 oder des Zuführens von Prozeßgas zu den Beschichtungskammern 15,17 über gemeinsame Ventile 62,64, 66 des Ventilblocks 100 erfolgen.

Die Versorgungskanäle 37,39 und Abzweige 110-115 sind

außerdem symmetrisch zu den Ventilen 62,64, 66 angeordnet.

Auf diese Weise werden für beide Beschichtungskammern 15,17 gleiche Leitwerte der Versorgungskanäle erreicht, so daß Druckunterschiede zwischen den beiden Kammern 15,17 weitgehend vermieden werden.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden die hohlkörperförmigen Werkstücke 25,27 ferner von Halteelementen 54 gehalten und zur Abdichtung der Innenräume 22,24 Dichtungen 51,53 durch Hubkolben gegen die Mündungsöffnungen der Werkstücke 25,27 gepresst.

Aufgrund der Schnittdarstellung sind in Fig. 7 nicht alle Ventile des Ventilblocks zu sehen.

Fig. 8 zeigt dazu ergänzend einen Schnitt entlang Schnittlinie A-A in Fig. 7 senkrecht zur in Fig. 7 dargestellten Schnittebene. Die Halteelemente 54 sind in Fig.

8 vereinfachend nicht dargestellt. Anhand von Fig. 8 ist das Ventil 73 zu erkennen, welches über eine Bypass-Leitung 75 mit dem Versorgungskanal 39 verbunden ist. Das Ventil 73 verbindet die Bypass-Leitung 75 mit dem Versorgungskanal 43.

Außerdem zu erkennen ist ein Ventilantriebs-oder Stellelement 102, welches das Ventil 73 antreibt und dadurch schaltet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Antriebselement als pneumatischer Antrieb ausgebildet. Die pneumatischen Antriebe mehrerer Ventile können dabei über einen nicht dargestellten Pneumatik-Verteiler gesteuert werden.

Durch Öffnen des Ventils 73 kann bei gleichzeitiger Öffnung

eines der Ventile 62,64, 66 auch die Umgebung der Werkstücke 25,27 in den Beschichtungskammern evakuiert werden.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang Schnittlinie B-B in Fig. 7 senkrecht zur in Fig. 7 dargestellten Schnittebene.

Die Beschichtungskammern werden über den Ventilblock 100 mit Zuleitungen 119 verbunden, über welche die Vakuum-und Prozeßgasversorgung der Beschichtungskammern hergestellt wird. Die Zuleitungen 119 sind an Anschlussstutzen 117 am Ventilblock 100 angeschlossen und mit Schlauchschellen 104 fixiert. Als Zuleitungen 119 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel Verbindungsleitungen in Form flexibler Schläuche vorgesehen. Ebenfalls ist eine Verwendung von Verbindungsrohren als Zuleitungen 119 möglich.

Bezugszeichenliste 1 Beschichtungsvorrichtung 2 Einrichtung zur Einleitung elektromagnetischer Energie 3,5 Mikrowellenköpfen 6,8 Öffnungen in Hülsenteil 7,9 Zuführungsleiter, Koaxialleiter 11,13 dielektrische Fenster 12,14 Beschichtungsplätze 15,17 Beschichtungskammer 18 Reaktor 19 Hülsenteil 21,23, 29,31, 47, Dichtungen 49,51, 53 22,24 Innenraum hohlkörperförmiger Werkstücke 25,27 Werkstücke 26 Mündungsöffnung von 25,27 33 Sockelelement 35,37, 39,41, 43, Versorgungskanäle 45,46 54 Halteelement 55,57 Gaslanze 60,61, 62,64, 66, Ventil 73,74, 77 63,65, 67,69 Pumpeinrichtungen 71,91 Dichtungskragen 75 Bypass-Leitung 78 Träger für Gaslanzen 80,82 mechanische Steuerkurven 81,82 Führungsarm 84-89 Kurvenrollen 90 Beschichtungsanlage 92,93 Zuteilrad 94,96 Förderschiene 100 Ventilblock 102 Ventilantriebselement 103 Pneumatik-Verteilungseinrichtung 104 Schlauchschelle 110-115 Abzweig 117 Anschlussstutzen 119 Zuleitungen 120 Ringverteiler 122 Drehzuführung 124 Drehachse 125 Dichtflansch 127,129 Teile von 125 130 Unterschneidung 131 Einführöffnung