DE102008048586A1

DE102008048586A1 - Einblickvorrichtung für Vakuumanlagen

Info

Publication number: DE102008048586A1
Application number: DE200810048586
Authority: DE
Inventors: Michael Hentschel; Hubertus Von Der Waydbrink; Daniel Stange; Marco Kenne
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: DE102008048586B4

Abstract

Die meist bekannten Einblickvorrichtungen arbeiten nach dem Prinzip, dass Schlitzblenden vor dem Schauglas in der Prozesskammer rotieren. Diese Ausführungen haben den Nachteil, dass die Durchblickdauer sehr begrenzt ist. Auch der Einlass von Gas und das Heizen des Schauglases können das Kondensieren von Teilchen nicht verhindern. Es besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach und mit geringem apparativen Aufwand die Durchblickdauer wesentlich verlängert. Erfindungsgemäß ist eine Scheibe, deren Rand auf der der Prozesskammer zugewandten Seite mit mindestens einer Reihe eng aneinander liegender Borsten aus Federstahldraht schwenkbar vor dem Schauglas angeordnet. Der Abstand der Scheibe (Tellerbürste) ist verstellbar, damit die Borsten an der Oberfläche der Wand der Prozesskammer anliegend und beim Vorüberschwenken kondensierte Teilchen entfernen. Die Einblickeinrichtung ist für alle Arten von Vakuumanlagen zur Durchführung vakuumtechnologischer Prozesse einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um vakuumtechnologische Prozesse, vorzugsweise Beschichtungsprozesse in evakuierten Prozesskammern zu beobachten.
Da diese Vakuumprozesse oft über lange Zeit laufen, werden die Beobachtungseinrichtungen durch die beim Prozess entstehenden Teilchen zugesetzt, sodass die Durchblickzeit begrenzt ist. Ebenso dringen beim Belüften Staubteilchen ein. Alle diese störenden Teilchen schlagen in der Regel auf dem meist kälteren Schauglas nieder. Dieser Niederschlag muss in bestimmten Zeitabständen entfernt werden, was eine Unterbrechung des Prozesses erfordert, denn dazu muss die Einrichtung belüftet werden, damit das Glas gereinigt oder durch ein neues ersetzt wird.
Es sind verschiedene Konstruktionen von Schaugläsem bekannt, die alle darauf abgestellt sind, die Durchblickzeit zu verlängern, und fast alle nach dem Prinzip eines Stroboskopes arbeiten. Es rotieren eine oder mehrere Scheiben mit mindestens einem schmalen zentrisch verlaufenden Schlitz mit hoher Geschwindigkeit, auch gegenläufig vor der Glasscheibe in einem Gehäuse. Diese Einblickvorrichtung wird vor der mit einem Glas versehenen Öffnung in der Wand der Prozesskammer angeordnet. Die Einrichtung selbst kann auch evakuiert werden. ( DD 53 506 , DD 157 975 , DD 279 696 A1 )
Diese Einrichtungen haben den Nachteil, dass die Durchblickzeit doch durch das nicht zu verhindernde Kondensieren von Teilchen auf der Glasscheibe begrenzt ist. Außerdem besteht der Nachteil, dass der mechanische Aufwand relativ hoch ist, denn es sind Motoren und Antriebselemente erforderlich, die Strom verbrauchen, auch verschmutzen und dem Verschleiß unterliegen. Die rotierenden Teile sind zu schmieren und insgesamt ist eine relativ kostenaufwendige Wartung der Einrichtung erforderlich.
Es ist weiterhin bekannt, vor dem Schauglas eine schwenkbare Blende anzuordnen, die nur während der Zeit des Durchblickens geöffnet wird. Auch diese Ausführung hat Nachteile, denn es ist eine weitere Mechanik erforderlich, die zu Warten ist, und das Beschlagen des eigentlichen Schauglases wird nicht verhindert, sondern nur reduziert.
Es ist auch bekannt, in das Gehäuse der Einblickeinrichtung während der Rotation der Scheiben ein Gas einzulassen, um das Eindringen und Kondensieren von Teilchen zu verhindern. ( DD 155 288 )
Diese Ausführung hat den Nachteil, dass zusätzlich Bauteile für die Gaszuleitung und Gasführung erforderlich sind. Die Durchblickdauer wird auch nicht wesentlich erhöht.
Es ist auch bekannt, die Glasscheibe zu heizen, weil dadurch die Kondensation der Teilchen verhindert wird. Die Temperatur muss so hoch gewählt werden, dass kein Temperaturgefälle entsteht.
Diese Lösung ist auch mit Mängeln behaftet, denn es muss eine zusätzliche Heizung installiert werden, die neben dem mechanischen Aufwand erhebliche Energie erfordert. Außerdem wird die Wärme auf andere Bauteile übertragen, sodass wieder Isolationen erforderlich werden. Es hat sich auch erwiesen, dass trotzdem noch relativ viele Teilchen auf die Glasscheibe gelangen.
Alle bekannten Lösungen bringen keine befriedigende Verlängerung der Durchblickdauer, da es nicht möglich ist, durch die erforderlichen mechanischen Elemente eine vollkommene Abdichtung zwischen dem Prozessraum und dem Schauglas zu realisieren. Es bestehen noch Spalten, durch welche die störenden Teilchen auf das Schauglas gelangen. ( DE 44 27 242 A1 )
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einblickvorrichtung für Vakuumanlagen zu schaffen, die eine fast unbegrenzte Beobachtungsdauer gewährleistet, einen sehr geringen mechanischen Aufwand erfordert, einfach und Kosten sparend in der Herstellung und Montage ist.
Das notwendige Auswechseln der Einrichtung soll ohne hohen und zeitlichen Aufwand möglich sein. Weiterhin soll die Einrichtung an jeder beliebigen Stelle der Anlage einsetzbar sein, und eine Kombination mit an sich bekannten Einblickvorrichtungen soll problemlos möglich sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Scheibe, deren Fläche größer als die Fläche des in der Wand der Prozesskammer eingesetzten Schauglases ist.
Die Scheibe beliebiger Geometrie besitzt auf der dem Schauglas zugewandten Seite auf dem Umfang mehrere Reihen Borsten aus einem vorzugsweise wärmebeständigen Material, die eine Bürste, eine sogenannte Tellerbürste bilden, angeordnet sind. Diese in der Vakuumkammer befindliche vor dem Schauglas angeordnete Scheibe ist von außen bewegbar, sodass in einer Stellung das Schauglas am Rand von den Bürsten abgedeckt ist und in der anderen Stellung dieses frei gibt. Dabei ist der Abstand der Bürsten so eingestellt, dass diese definiert gegen die das Schauglas umgebende Wand der Prozesskammer drücken, und eine Art teilchenfreien Raum bilden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung besteht darin, dass die ringförmig angeordneten Bürsten das Schauglas umgebend in der geschlossenen Stellung umschließen. Die Borsten sind in mehreren Reihen nebeneinander so dicht zueinander der Geometrie der Scheibe entsprechend angeordnet, damit sie keine Teilchen, selbst geringster Größe durchlassen. Sie schirmen das eigentliche Schauglas ab.
Es ist vorteilhaft, die Scheibe rund auszuführen und diese in einer Drehbewegung vor das Schauglas zu schwenken.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Borsten vorzugsweise Federstahl (CrNi), der prozessabhängig weich sein soll, und gerade oder gewellt ist, herzustellen.
Es ist auch vorteilhaft, die Scheibe mittels eines durch die Prozesskammer geführten Hebels von außerhalb zu bewegen. Diese Bewegung ist von Hand, oder auch durch einen separaten mechanischen Antrieb (Elektromotor, magnetisch, pneumatisch) ausführbar. Dadurch ist eine Steuerung in Abhängigkeit von bestimmten Parametern möglich.
Weiterhin ist es zweckmäßig, den Abstand der Borsten von deren Auflagefläche durch eine axiale Verstellmöglichkeit zu variieren. Dadurch kann der Druck der Borsten auf der Wand der Prozesskammer und/oder der Glasscheibe in Abhängigkeit von der Dichtheit und eventuellen Verschleiß ein- bzw. nachgestellt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die Scheibe eine andere Geometrie als rund aufweist, und geradlinig an dem Schauglas vorüber bewegt wird.
Weiterhin ist es für bestimmte Ausgestaltungen der Vorrichtung auch zweckmäßig, das Schauglas in der Wand der Prozesskammer so einzubauen, dass die Glasscheibe mit der Innenwand der Prozesskammer eine Ebene bildet, und die Bürsten in der Scheibe so angeordnet sind, dass sie bei dem Vorüberbewegen auf der Glasscheibe haftende Teilchen abstreift. Diese Ausgestaltung erhöht die Durchblickdauer noch wesentlich.
Es ist auch möglich, diese erfindungsgemäße Einblickvorrichtung mit einer an sich bekannten Einrichtung zu kombinieren, indem diese zwischen dem Schauglas in der Prozesskammer und dem, Gehäuse der bekannten Einblickvorrichtung, z. B. mit Schlitzblenden arbeitende Einrichtung angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Einblickvorrichtung hat die Vorteile, dass diese in der Herstellung einfach, ist und geringe Kosten für die Herstellung erfordert. Die Vorrichtung ist wartungsarm und leicht auswechselbar. Die Vorrichtung besitzt die bisherigen Einblickeinrichtungen übertreffende Beobachtungsdauer. Sie ist für jeden vakuumtechnologischen Prozess, an jedem Prozessort der gesamten Vakuumanlage und unabhängig von der Einbaulage einsetzbar. Das Wirkprinzip der Vorrichtung ermöglicht, diese in jeder Geometrie auszuführen.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
1: eine Einblickvorrichtung
2: eine Einblickvorrichtung im eingebauten Zustand im Schnitt.
Die Einblickeinrichtung in 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung. Eine runde Scheibe 1 ist am Rand konzentrisch mit in mehreren Reihen angeordneten Borsten 2 versehen. Sie ist eine Art Tellerbürste. Die Borsten 2 bestehen aus Federstahl. Die Länge, die Anzahl der Reihen, der Abstand und der Durchmesser der Borsten werdenindividuell bestimmt.
In 2 ist eine Einblickvorrichtung, wie sie vor einem an sich bekannten Schauglas 3 montiert ist, dargestellt.
Vor einer Öffnung 4 in der Wand 5 der Prozesskammer ist in bekannter Weise ein bekanntes Schauglas 3 mit den erforderlichen Dichtungen (nicht gezeichnet) befestigt.
Die runde Scheibe 1, deren Durchmesser größer ist als die Öffnung 4 in der Wand 5 der Prozesskammer, ist am Randbereich in mehreren Reihen mit Borsten 2 gemäß 1 versehen. Diese Anordnung der Borsten 2 bildet eine ringförmige Sperre gegen das Eindringen von Teilchen, die im Prozess entstehen, und nunmehr nicht in den Raum zwischen dem Schauglas 3 und der Scheibe 1 gelangen können.
An der Scheibe 1 ist ein Hebel 6 befestigt, der über eine bekannte Drehdurchführung 7 und mittels eines Griffes 8 das Schwenken der Scheibe 1 mit den Borsten 2 derart ermöglicht, dass die Borsten 2 im abgedeckten Zustand eng an der Wand 5 der Prozesskammer das Schauglas 3 umschließend anliegen.

1: Scheibe
2: Borste
3: Schauglas
4: Öffnung
5: Wand
6: Hebel
7: Drehdurchführung
8: Griff

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DD 53506 [0003]
- DD 157975 [0003]
- DD 279696 A1 [0003]
- DD 155288 [0006]
- DE 4427242 A1 [0010]

Claims

Einblickvorrichtung für Vakuumanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem in der Prozesskammer auf der Innenseite unmittelbar vor einem an sich bekannten Schauglas (3) eine Scheibe (1) in einer einstellbaren definierten Distanz bewegbar angeordnet ist, dass auf der Scheibe (1) am Rand nach der Seite des Schauglases (3) gerichtet und dieses umgebend in mindestens einer Reihe eng aneinanderliegend Borsten (2) aus einem federnden Material derart angeordnet sind, dass diese an der Oberfläche der Wand (5) der Prozesskammer anliegen.
Einblickvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) rund ist und die Borsten (2) rotationssymmetrisch am Rand angeordnet sind.
Einblickvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (2) aus wärmebeständigem Material hergestellt sind.
Einblickvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten (2) aus Federstahldraht hergestellt und gerade oder gewellt ausgeführt sind.
Einblickvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Scheibe (1) von Hand oder mechanisch ausführbar ist.
Einblickvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Scheibe (1) von der Wand (5) der Prozesskammer verstellbar ist.
Einblickvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schauglas (3) in der Prozesskammer mit der Wand (5) eine Ebene bildet, und der Abstand der Scheibe (1) von dieser Ebene so eingestellt ist, dass die Borsten (2) beim Bewegen der Scheibe (1) Wand der Prozesskammer von kondensierten Teilchen reinigen.
Einblickvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einblickvorrichtung mit einer an sich bekannten Einrichtung zur Beobachtung von Prozessen im Vakuum durch hintereinander anzuordnen kombiniert ist.