DE202014102544U1

DE202014102544U1 - Vakuumkammer-Anordnung

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Publication number: DE202014102544U1
Application number: DE202014102544.8U
Authority: DE
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-07-11
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: CN204690099U

Abstract

Vakuumkammer-Anordnung aufweisend, • ein erstes Kammergehäuse mit einer ersten Öffnung zum Aufnehmen eines ersten Kammerdeckels, • ein zweites Kammergehäuse mit einer zweiten Öffnung zum Aufnehmen eines zweiten Kammerdeckels; • wobei ein erster Transferbereich des ersten Kammergehäuses an einen zweiten Transferbereich des zweiten Kammergehäuses angrenzt zum Transportieren eines Substrats von dem ersten Kammergehäuse in das zweite Kammergehäuse oder von dem zweiten Kammergehäuse in das erste Kammergehäuse; • wobei das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse jeweils mindestens einen Kammerflansch aufweisen zum Ankuppeln einer Vorvakuumpumpen-Anordnung an die Kammergehäuse; • wobei der erste Kammerdeckel derart eingerichtet ist, dass dieser ein Innenvolumen des ersten Kammergehäuses reduziert, • wobei der zweite Kammerdeckel mindestens einen Deckelflansch aufweist zum Anschließen einer Hochvakuumpumpen-Anordnung an das zweite Kammergehäuse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumkammer-Anordnung.
Im Allgemeinen kann eine Vakuumprozessieranlage (z.B. eine Vakuumbeschichtungsanlage) dazu genutzt werden, Substrate, wie beispielsweise plattenförmige Substrate, Glasscheiben, Wafer oder andere Träger, zu prozessieren (zu beschichten). Dabei kann eine Vakuumprozessieranlage mehrere Kammern, Sektionen (Kompartments) oder Prozesskammern aufweisen sowie ein Transportsystem zum Transportieren des zu beschichtenden Substrats durch die Vakuumprozessieranlage hindurch. Zum Einschleusen eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein oder zum Ausschleusen eines Substrats aus der Vakuumprozessieranlage heraus, können beispielsweise eine oder mehrere Schleusenkammern, eine oder mehrere Pufferkammern und/oder eine oder mehrere Transferkammern verwendet werden.
Zum Einschleusen mindestens eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein kann beispielsweise das mindestens eine Substrat in eine belüftete Schleusenkammer eingebracht werden, anschließend kann die Schleusenkammer mit dem mindestens einen Substrat evakuiert werden, und das Substrat kann schubweise aus der evakuierten Schleusenkammer heraus in eine angrenzende Vakuumkammer (z.B. in die Pufferkammer) der Vakuumprozessieranlage transportiert werden. Mittels der Pufferkammer kann beispielsweise ein Substrat vorgehalten werden und ein Druck kleiner als in der Schleusenkammer bereitgestellt werden. Mittels der Transferkammer können die schubweise eingebrachten Substrate zu einem so genannten Substratband (einer z.B. gleichförmig transportierten Folge von Substraten) zusammengeführt werden, so dass zwischen den Substraten nur kleine Lücken verbleiben, während die Substrate in entsprechend mindestens einer bereitgestellten Prozesskammer der Vakuumprozessieranlage prozessiert (z.B. beschichtet) werden.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Vakuumkammer-Anordnung bereitzustellen, welche modulartig aufgebaut ist, so dass beispielsweise Herstellungskosten gespart werden können und die Vakuumkammer-Anordnung flexibel einsetzbar ist. Dazu kann beispielsweise ein Kammergehäuse derart eingerichtet sein, dass dieses als Grundkammer (Rezipient) für verschiedene Vakuumkammern genutzt werden kann, z.B. kann das Kammergehäuse für eine Schleusenkammer genutzt werden, wobei die Schleusenkammer beispielsweise im Vorvakuumbereich (z.B. bis 10^–2 mbar) betrieben wird. Ferner kann das Kammergehäuse für eine Schleusenkammer genutzt werden, wobei die Schleusenkammer beispielsweise im Hochvakuumbereich (z.B. im Bereich des Prozessvakuums, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10^–3 mbar bis ungefähr 10^–7 mbar) betrieben wird. Ferner kann das Kammergehäuse für eine Pufferkammer oder Transferkammer genutzt werden. Dabei kann die Funktionsweise oder die Betriebsart der jeweiligen Vakuumkammer aufgrund des mit dem Kammergehäuse verwendeten Kammerdeckels definiert sein. Beispielsweise kann die Grundkammer mit einem Kammerdeckel als Schleusenkammer verwendet werden und mit einem anderen Kammerdeckel als Pufferkammer oder Transferkammer (oder Prozesskammer). Damit das Kammergehäuse universell eingesetzt werden kann, kann das Kammergehäuse mindestens einen Anschlussflansch zum Anschließen einer Vorvakuumpumpe oder einer Vorvakuumpumpen-Anordnung aufweisen. Somit kann in dem mittels des Kammerdeckels abgedichteten Kammergehäuse zumindest ein Vorvakuum erzeugt werden oder bereitgestellt sein. Wenn in dem abgedichteten Kammergehäuse ein Hochvakuum erzeugt werden soll, kann das mittels eines geeigneten Kammerdeckels erfolgen, wobei der Kammerdeckel beispielsweise einen Anschlussflansch zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe oder einer Hochvakuumpumpen-Anordnung aufweisen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumkammer-Anordnung Folgendes aufweisen: ein erstes Kammergehäuse mit einer ersten Öffnung zum Aufnehmen eines ersten Kammerdeckels, ein zweites Kammergehäuse mit einer zweiten Öffnung zum Aufnehmen eines zweiten Kammerdeckels; wobei ein erster Transferbereich des ersten Kammergehäuses an einen zweiten Transferbereich des zweiten Kammergehäuses angrenzen kann zum Transportieren eines Substrats von dem ersten Kammergehäuse in das zweite Kammergehäuse oder von dem zweiten Kammergehäuse in das erste Kammergehäuse; wobei das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse jeweils mindestens einen Kammerflansch aufweisen zum Ankuppeln einer Vorvakuumpumpen-Anordnung an die beiden Kammergehäuse; wobei der erste Kammerdeckel derart eingerichtet ist, dass dieser ein Innenvolumen des ersten Kammergehäuses (bzw. der ersten Vakuumkammer) reduziert, wobei der zweite Kammerdeckel mindestens einen Deckelflansch aufweist zum Anschließen einer Hochvakuumpumpen-Anordnung an das zweite Kammergehäuse.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumkammer-Anordnung Folgendes aufweisen: eine erste Vakuumkammer mit einer ersten Öffnung zum Aufnehmen eines ersten Kammerdeckels, eine zweite Vakuumkammer mit einer zweiten Öffnung zum Aufnehmen eines zweiten Kammerdeckels; wobei ein erster Transferbereich der ersten Vakuumkammer an einen zweiten Transferbereich der zweiten Vakuumkammer angrenzen kann zum Transportieren eines Substrats von der ersten Vakuumkammer in die zweite Vakuumkammer oder von der zweiten Vakuumkammer in die erste Vakuumkammer; wobei die erste Vakuumkammer und die zweite Vakuumkammer jeweils mindestens einen Kammerflansch aufweisen zum Ankuppeln einer Vorvakuumpumpen-Anordnung an die beiden Vakuumkammern; wobei der erste Kammerdeckel derart eingerichtet ist, dass dieser ein Innenvolumen der ersten Vakuumkammer reduziert, wobei der zweite Kammerdeckel mindestens einen Deckelflansch aufweist zum Anschließen einer Hochvakuumpumpen-Anordnung an die zweite Vakuumkammer.
Ferner kann die Vakuumkammer-Anordnung eine an den mindestens einen Kammerflansch angekuppelte Vorvakuumpumpen-Anordnung aufweisen.
Ferner kann die Vakuumkammer-Anordnung eine an den mindestens einen Deckelflansch des zweiten Kammerdeckels angekuppelte Hochvakuumpumpen-Anordnung aufweisen.
Ferner kann der erste Kammerdeckel an einer Kammerseite des Kammerdeckels einen Füllkörper aufweisen zum Reduzieren des Innenvolumens des ersten Kammergehäuses. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kammerseite des Kammerdeckels dem Kammergehäuse zugewandt sein, wenn der Kammerdeckel an oder auf dem Kammergehäuse installiert (z.B. aufgelegt) ist.
Ferner kann die Vakuumkammer-Anordnung eine Transportvorrichtung aufweisen zum Transportieren des Substrats durch das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse hindurch. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportvorrichtung beispielsweise mehrere Rollen aufweisen, wobei die mehreren Rollen in dem ersten Kammergehäuse und in dem zweiten Kammergehäuse angeordnet sein können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Rollen der Transportvorrichtung in dem ersten Kammergehäuse den gleichen effektiven Rollendurchmesser aufweisen wie die Rollen in dem zweiten Kammergehäuse. Somit kann bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Rollen ein gleichmäßiger Substrattransport durch das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse realisiert sein oder werden.
Ferner kann der erste Kammerdeckel eine Belüftungsvorrichtung aufweisen zum Fluten oder Belüften des ersten Kammergehäuses.
Die Belüftungsvorrichtung kann beispielsweise einen Gaseinlass zum Fluten des ersten Kammergehäuses aufweisen oder ein Ventil zum Belüften des ersten Kammergehäuses.
Ferner kann die Vakuumkammer-Anordnung ein in dem ersten Transferbereich des ersten Kammergehäuses angeordnetes Klappenventil aufweisen zum Abdichten des ersten Transferbereichs. Ferner können das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse jeweils ein Klappenventil aufweisen zum Abdichten einer Substrat-Transfer-Öffnung. Anschaulich können die Kammergehäuse derart miteinander verbunden sein, dass diese ein gemeinsames Vakuumsystem bilden, wobei ein Substrat-Transfer-Schlitz zwischen den beiden Kammergehäusen eingerichtet sein kann zum Transportieren eines Substrats von dem ersten Kammergehäuse in das zweite Kammergehäuse und/oder von dem zweiten Kammergehäuse in das erste Kammergehäuse. Dabei kann in oder an dem Kammergehäuse ein Klappenventil angeordnet sein zum Abdichten des Substrat-Transfer-Schlitzes.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse im Wesentlichen baugleich sein. Anschaulich können die beiden Vakuumkammern, welche sich aus den Kammergehäusen und den Kammerdeckeln bilden, die gleichen Kammergehäuse aufweisen aber verschiedene Kammerdeckel, so dass die Vakuumkammern in verschiedenen Betriebsweisen, z.B. als Schleusenkammer im Vorvakuumbereich oder als Schleusenkammer im Hochvakuumbereich, verwendet werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kammergehäuse Teil einer Vakuumkammer oder Vakuumprozesskammer sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumkammer ein Kammergehäuse mit einer Öffnung aufweisen und einen entsprechenden zu der Öffnung in dem Kammergehäuse passenden Kammerdeckel. Der Kammerdeckel kann beispielsweise von oben auf eine entsprechende Öffnung in der Oberseite des Kammergehäuses aufgelegt sein oder werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1A bis 1C jeweils eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Vakuumkammer-Anordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Vakuumkammer-Anordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
3 eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer ersten Vakuumkammer einer Vakuumkammer-Anordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Schleusenkammer und eine Pufferkammer für horizontale Vakuumprozessieranlagen (Vakuumbeschichtungsanlagen) bereitgestellt. Dabei sind die Schleusenkammer und die Pufferkammer derart konzipiert, dass beispielsweise die Kammergehäuse im Wesentlichen baugleich sind, so dass ein einheitliches im Wesentlichen modulares Konzept für die Verwendung des Kammergehäuses bereitgestellt ist. Horizontale Vakuumbeschichtungsanlagen können verwendet werden, um beispielsweise Architekturglas zu beschichten oder Architekturglas herzustellen oder beispielsweise Photovoltaikmodule herzustellen.
Eine horizontale Vakuumbeschichtungsanlage kann beispielsweise als 3-Kammer-Anlage (mit drei verschiedenen Vakuumbereichen, z.B. Schleusendruckbereich in der Eingangsschleuse, Prozessdruckbereich in den Prozesskammern und Schleusendruckbereich in der Ausgangsschleuse) oder als 5-Kammer-Anlage (mit fünf verschiedenen Vakuumbereichen, z.B. Schleusendruckbereich in der Eingangsschleuse, Pufferkammerdruckbereich in der Pufferkammer an der Eingangsschleuse, Prozessdruckbereich in den Prozesskammern, Pufferkammerdruckbereich in der Pufferkammer an der Ausgangsschleuse und Schleusendruckbereich in der Ausgangsschleuse) bereitgestellt sein oder werden. Herkömmlicherweise wird der Kammerbau beispielsweise diesen unterschiedlichen Vakuumkonzepten und den unterschiedlichen Funktionsbedingungen der Schleusen- bzw. Pufferkammer angepasst. Beispielsweise werden in herkömmlichen Konzepten die notwendigen Vakuumerzeuger alle aus Gründen des optimalen Pumpzugriffs (Saugquerschnitts) seitlich an die Rezipienten (an das Kammergehäuse) angeflanscht. Somit muss herkömmlicherweise ein unterschiedlicher funktionsbedingter Kammerbau für die Schleusenkammer und Pufferkammer realisiert sein, z.B. verschiedene Transportsysteme für Schleusenkammer und Pufferkammer und angepasste funktionale Einbauten in die spezielle Kammer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vakuumkammer-Anordnung bereitgestellt, welche das Kammerkonzept der Schleusenkammern und Pufferkammern und deren Einbauten vereinheitlicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Kammergehäuse nur noch mit seitlich angeordneten Flanschen für die Vorvakuumpumpen ausgerüstet. Die für das Hochvakuum zuständigen Turbopumpen können in einer saugleitungsoptimierten Anordnung auf dem entsprechenden Kammerdeckel angeordnet sein oder werden. Aufgrund der Trennung von Vorvakuumanschlüssen und Hochvakuumanschlüssen und deren Zuordnung zu dem Kammergehäuse und dem Kammerdeckel, ist erreicht, dass der Kammerbau der Schleusenkammer und Pufferkammer vereinheitlicht ist.
Der funktionelle Unterschied des Prozessmoduls (der Vakuumkammer) aufweisend das Kammergehäuse und den Kammerdeckel kann beispielsweise mittels der Gestaltung und Ausstattung des Kammerdeckels realisiert sein oder werden. Aufgrund des gleichen Kammerbaus für das Kammergehäuse kann beispielsweise ein einheitliches Transportsystem realisiert sein oder werden und auch universell einsetzbare funktionale Einbauten zum Einsatz kommen. Somit können die Herstellkosten reduziert werden, z.B. aufgrund einer Erhöhung des Anteils an Wiederholbauteilen und die Bauteilvielfalt kann reduziert werden. Eine Reduktion der Bauteilvielfalt kann eine effiziente Wartung und Instandhaltung der Prozessieranlagen ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Pufferkammer Gasseparationsbereiche aufweisen, wobei ein Substrat durch einen Spalt geführt wird, der nur geringfügig größer sein kann als der Querschnitt des Substrats (quer zur Substrattransportrichtung). Anschaulich wird dabei ein Strömungswiderstand entlang der Substrattransportrichtung erzeugt.
1A veranschaulicht eine Vakuumkammer-Anordnung 100 in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Vakuumkammer-Anordnung 100 kann beispielsweise eine erste Vakuumkammer 100a und eine zweite Vakuumkammer 100b aufweisen, z.B. eine Schleusenkammer 100a und eine Pufferkammer 100b. Die Vakuumkammer-Anordnung 100 kann beispielsweise Teil einer Vakuum-Prozessieranlage oder einer Vakuum-Beschichtungsanlage sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Vakuumkammern 100a, 100b jeweils ein Kammergehäuse 102a, 102b aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Vakuumkammer 100a und die zweite Vakuumkammer 100b auch als gemeinsame Vakuumkammer mit mehreren Kammerbereichen 100a, 100b bereitgestellt sein, wobei die mehreren Kammerbereiche 100a, 100b beispielsweise mittels einer Schottwand voneinander separiert sein können. Mit anderen Worten können das erste Kammergehäuse 102a der ersten Vakuumkammer 100a und das zweite Kammergehäuse 102b der zweiten Vakuumkammer 100b als ein gemeinsames Kammergehäuse eingerichtet sein. Dabei können funktionelle Bereiche mittels einer Schottwand (Trennwand) voneinander separiert sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Vakuumkammern 100a, 100b (bzw. die Kammergehäuse 102a, 102b) miteinander verbunden sein oder werden, so dass die Vakuumkammern 100a, 100b ein gemeinsames Vakuumsystem bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranlage weitere Vakuumkammern aufweisen, beispielsweise mindestens eine Beschichtungskammer zum Beschichten eines Substrats. Eine Prozessieranlage kann beispielsweise mehrere Vakuumkammern in einer Reihe aufweisen, wobei die Reihe wie folgt eingerichtet sein kann: beginnend mit einer ersten Schleusenkammer 100a zum Einschleusen eines Substrats in die Prozessieranlage hinein, gefolgt von einer ersten Pufferkammer 100b und beliebig vielen weiteren Vakuumkammern zum Prozessieren der eingeschleusten Substrate, gefolgt von einer zweiten Pufferkammer 100b und abschließend eine zweite Schleusenkammer 100a zum Ausschleusen eines Substrats aus der Prozessieranlage heraus.
Dabei kann ein Substrat oder können mehrere Substrate entlang einer Transportebene 101e durch die Prozessieranlage hindurch transportiert werden, z.B. mittels eines Transportrollensystems oder einer geeigneten Transportvorrichtung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Kammergehäuse 102a mittels eines ersten Kammerdeckels 104 abgedichtet sein oder werden. Ferner kann das zweite Kammergehäuse 102b mittels eines zweiten Kammerdeckels 106 abgedichtet sein oder werden. Dabei kann der erste Kammerdeckel 104 derart eingerichtet sein, dass ein Innenvolumen des ersten Kammergehäuses 102a (bzw. der ersten Vakuumkammer 100a) reduziert ist. Somit kann beispielsweise die Zeitdauer verkürzt werden, die zum Evakuieren der ersten Vakuumkammer 100a bis auf einen vordefinierten Druck benötigt wird. Anschaulich kann die Taktzeit der Prozessieranlage verringert werden, so dass mehr Substrate schubweise pro Zeit in die Prozessieranlage eingeschleust werden können.
Beispielsweise kann der Kammerdeckel 104 derart eingerichtet sein, dass sich ein Teil des Kammerdeckels 104 (z.B. eine Absenkung oder ein Vorsprung) in das ersten Kammergehäuse 102a hinein erstreckt, so dass das Innenvolumen des ersten Kammergehäuses 102a (bzw. der ersten Vakuumkammer 100a) reduziert ist.
Das erste Kammergehäuse 102a und das zweite Kammergehäuse 102b können jeweils mindestens einen Anschlussflansch 102v (Kammerflansch) aufweisen zum Anschließen einer Vorvakuumpumpe oder Vorvakuumpumpen-Anordnung an die Kammergehäuse 102a, 102b. Eine Vorvakuumpumpen-Anordnung kann beispielsweise mindestens eine Schraubenpumpe und/oder mindestens eine Rootspumpe (oder eine andere Vorvakuumpumpe) aufweisen.
Anschaulich kann in der ersten Vakuumkammer 100a ein Druck in einem Bereich des Vorvakuums mittels an den Anschlussflansch 102v gekoppelter Vorvakuumpumpen bereitgestellt sein oder werden. Ferner kann in der zweiten Vakuumkammer 100b ein Druck in einem Bereich des Vorvakuums mittels an den Anschlussflansch 102v gekoppelter Vorvakuumpumpen bereitgestellt sein oder werden. Zusätzlich kann die zweite Vakuumkammer 100b mittels mindestens einer angekoppelten Hochvakuumpumpe bis zu einem Druck im Hochvakuumbereich evakuiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Kammerdeckel 106 mindestens einen Deckelflansch 106v aufweisen zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe an den zweiten Kammerdeckel 106 der zweiten Vakuumkammer 100b. Als eine Hochvakuumpumpe kann beispielsweise eine Turbomolekularpumpe oder eine Öldiffusionspumpe (oder eine andere Hochvakuumpumpe) verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Kammergehäuse 102a einen Zugangsbereich 102z und einen Transferbereich 102t aufweisen, so dass ein Substrat durch den Zugangsbereich 102z hindurch in die erste Vakuumkammer 100a eingebracht werden kann und durch den Transferbereich 102t hindurch in die zweite Vakuumkammer 100b transferiert werden kann. Der Transferbereich 102t kann beispielsweise gleichzeitig ein Zugangsbereich 102t des zweiten Kammergehäuses 102b sein oder daran angrenzen, so dass das Substrat in die zweite Vakuumkammer 100b hinein transportiert werden kann. Ferner kann das zweite Kammergehäuse 102b einen Ausgangsbereich 102y aufweisen, so dass ein Substrat durch den Ausgangsbereich 102y hindurch aus der zweiten Vakuumkammer 100b heraus transportiert werden kann, z.B. in eine angrenzende Transferkammer. Anschaulich kann das Substrat entlang der Richtung 101, z.B. zum Einschleusen eines Substrats, durch die Vakuumkammer-Anordnung 100 transportiert werden.
Zum Ausschleusen eines Substrats aus der Vakuumkammer-Anordnung 100 heraus kann das Substrats in analoger Weise entgegen der Richtung 101 transportiert werden, wobei das Substrat durch den Zugangsbereich 102y hindurch in die zweite Vakuumkammer 100b hinein, durch den Transferbereich 102t in die erste Vakuumkammer 100a hinein und durch den Ausgangsbereich 102z hindurch aus der ersten Vakuumkammer 100a heraus transportiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kammergehäuse 102a, 102b vertikale Kammerwände und Substratschlitze aufweisen, welche den jeweiligen Zugangsbereich, Transferbereich 102t und/oder Ausgangsbereich 102y bereitstellen. Ferner kann die Vakuumkammer-Anordnung 100 mehrere Ventile aufweisen, z.B. Klappenventile, zum Abdichten der Substratschlitze, bzw. zum Abdichten des jeweiligen Zugangsbereichs, Transferbereichs 102t und/oder Ausgangsbereichs 102y.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kammergehäuse 102 baugleich sein. Die Vakuumkammern 100a, 110b können sich aufgrund der in das jeweilige Kammergehäuse integrierten Komponenten und/oder der verwendeten Kammerdeckel 104, 106 unterscheiden.
Wie in 1B in einer schematischen Ansicht veranschaulicht ist, kann in jedem der Kammergehäuse 102 eine Öffnung 111 derart eingerichtet sein, dass ein entsprechender Kammerdeckel 104, 106 aufgenommen werden kann.
Die baugleichen Kammergehäuse 102 können beispielsweise jeweils auf deren Außenseite (z.B. Oberseite) eine Dichtfläche 102d (einen Dichtbereich) aufweisen, wobei die jeweilige Dichtfläche 102d beispielsweise die zugehörige Öffnung 111 in dem Kammergehäuse 102 umgeben kann. Der erste Kammerdeckel 104 und der zweite Kammerdeckel 106 können jeweils eine zu dem Kammergehäuse 102 passende Dichtfläche 104d, 106d (Dichtbereich) aufweisen. Beispielsweise können die Kammerdeckel jeweils zumindest teilweise in den Öffnungen 111 der Kammergehäuse 102 aufgenommen werden und auf dem Kammergehäuse 102 aufliegen, wobei die Dichtflächen 102d der Kammergehäuse 102 und die Dichtflächen 104d, 106d der Kammerdeckel derart aneinander liegen, dass die Kammergehäuse 102 jeweils mittels des aufliegenden Kammerdeckels 104, 106 abgedichtet (vakuumdicht) sind. Ferner kann beispielsweise zum Abdichten eine Dichtungsstruktur, eine elastische Dichtung oder Ähnliches verwendet werden.
Wie in 1C veranschaulicht ist, kann die erste Vakuumkammer 100a als Schleusenkammer eingerichtet sein, welche im Betrieb zyklisch evakuiert und belüftet werden kann. Die Schleusenfunktion kann beispielsweise auch mittels des ersten Kammerdeckels 104 für das erste Kammergehäuse 102a realisiert sein oder werden, wobei der erste Kammerdeckel 104 eine Belüftungsvorrichtung 104g aufweisen kann. In der veranschaulichten Vakuumkammer-Anordnung 100 kann innerhalb der ersten Vakuumkammer 100a ein Druck von normalem Atmosphärendruck bis zum einem Unterdruck im Vorvakuumbereich bereitgestellt werden, z.B. abhängig von den Spezifikationen der an die erste Vakuumkammer 100a angeschlossenen Vorvakuumpumpen-Anordnung, z.B. in einem Druckbereich von ungefähr 1 bar bis ungefähr 10^–2 mbar.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Vakuumkammer 100b als Pufferkammer eingerichtet sein, welche im Betrieb bereits das Prozessvakuum bereitstellt, so dass das Substrat in einer an die zweite Vakuumkammer 100b angekoppelte Prozesskammer beispielsweise beschichtet werden kann. Die Pufferkammerfunktion kann beispielsweise auch mittels des zweiten Kammerdeckels 106 für das zweite Kammergehäuse 102b realisiert sein oder werden, wobei der zweite Kammerdeckel 106 eine Hochvakuumpumpe 106t aufweisen kann. In der veranschaulichten Vakuumkammer-Anordnung 100 kann innerhalb der zweiten Vakuumkammer 100b ein Prozessvakuum bereitgestellt sein oder werden, z.B. in einem Druckbereich von ungefähr 10^–2 mbar bis ungefähr 10^–7 mbar.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das jeweilige Kammergehäuse 102a, 102b mehrere Sektionen oder Gehäusebereiche aufweisen, z.B. separiert mittels vertikaler Schottwände und Substrat-Transfer-Öffnungen in den Schottwänden.
Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Vakuumkammer-Anordnung 100 und Details zu den Kammergehäusen 102 (102a, 102b) und den Kammerdeckeln 104, 106 beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A bis 1C beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1A bis 1C beschriebene Vakuumkammer-Anordnung 100 übertragen werden oder mit der in den 1A bis 1C beschriebenen Vakuumkammer-Anordnung 100 kombiniert werden.
2 veranschaulicht zwei verschiedene Vakuumkammern 100a, 100b, welche ein baugleiches Kammergehäuse 102 aufweisen, wobei der Funktionsumfang der Vakuumkammern 100a, 100b aufgrund des ersten Kammerdeckels 104 und des zweiten Kammerdeckels 106 vorgegeben sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können beide Kammergehäuse 102 jeweils zwei gegenüberliegende Zugangsbereiche 202 (Zugangsöffnungen 202) aufweisen, welche je nach Substrattransportrichtung Eingangsbereiche oder Ausgangsbereiche sein können. Ferner kann in beide Kammergehäuse 102 jeweils mindestens ein Klappenventil 2 integriert sein, so dass zumindest ein Zugangsbereich 202 jedes Kammergehäuses 102 abgedichtet werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kammergehäuse 102 jeweils eine Sensor-Anordnung 3 oder mehrere Sensor-Anordnung 3 aufweisen, z.B. aufweisend Sensoren zur Substratpositionserkennung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kammergehäuse 102 jeweils eine Sensoröffnung 3 zum Anschließen eines Sensors oder mehrere Sensoröffnungen 3 aufweisen, z.B. können Sensoren zur Substratpositionserkennung an die Kammergehäuse 102 angekoppelt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kammergehäuse 102 jeweils ein transparentes Mess-Fenster 3 oder mehrere transparente Mess-Fenster 3 aufweisen, so dass beispielsweise mittels optischer Sensoren eine Substratpositionserkennung erfolgen kann.
Ferner kann jedes der Kammergehäuse 102 auf Sockelelementen 5 (auf so genannten Kammerfüßen) angeordnet sein. In den Kammergehäusen 102 können mehrere Transportrollen 1 ein Substrattransportsystem bereitstellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können ausschließlich baugleiche Transportrollen (z.B. mit gleichem Rollendurchmesser und/oder gleichem Rollenprofil) für die erste Vakuumkammer 100a und die zweite Vakuumkammer 100b verwendet werden. Anschaulich kann auch das Substrattransportsystem für beide Kammergehäuse 102 baugleich sein.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann jedes der Kammergehäuse 102 mehrere (z.B. sechs, z.B. drei auf jeder von zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Kammergehäuse 102) Anschlussflansche 4 aufweisen zum Anschließen einer Vorvakuumpumpen-Anordnung an die Kammergehäuse 102. Anschaulich können die Anschlussflansche 4 auf der Höhe der Substrattransportebene bereitgestellt sein, so dass ein Bereich, in welchem das Substrat in der Vakuumkammer transportiert wird, effizient evakuiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung des Anschlussflansches 4 zum Anschließen einer Vorvakuumpumpen-Anordnung einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 40 mm bis ungefähr 300 mm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 40 mm bis ungefähr 200 mm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung des Deckelflansches 106v zum Anschließen einer Hochvakuumpumpen-Anordnung einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 100 mm bis ungefähr 400 mm aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Kammerdeckel 104 einen Füllkörper 104f aufweisen, welcher sich in das Kammergehäuse 102 der ersten Vakuumkammer 100a hinein erstrecken kann, so dass das Innenvolumen des Kammergehäuses 102 reduziert werden kann, z.B. um mehr als 20%, z.B. um mehr als 30%, z.B. um mehr als 40%, z.B. um mehr als 50%. Alternativ kann der erste Kammerdeckel 104 derart eingerichtet sein, z.B. eine entsprechende geometrische Form aufweisen, dass der Kammerdeckel 104 das Innenvolumen des Kammergehäuses 102 reduziert, z.B. um mehr als 20%, z.B. um mehr als 30%, z.B. um mehr als 40%, z.B. um mehr als 50%.
Wie in 3 in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht der ersten Vakuumkammer 100a entlang der Transportrichtung 101 veranschaulicht ist, kann der erste Kammerdeckel 104 einen Belüftungseinlass 304a (einen Belüftungsflansch 304a) zum Belüften der ersten Vakuumkammer 100a aufweisen. Dabei kann ein Belüftungsventil 304 an dem Belüftungseinlass 304a montiert sein oder werden, so dass die Vakuumkammer (das mit dem Kammerdeckel 104 abgedeckte Kammergehäuse 102) mittels des Belüftungsventils 304 belüftet werden kann. Ferner kann einen Füllkörper 314 an einer Kammerseite 104i des ersten Kammerdeckels 104 angeordnet oder befestigt sein, z.B. mittels Federn und/oder starrer Befestigungselemente, wobei der Füllkörper 314 derart relativ zu dem Belüftungseinlass 304a angeordnet sein kann, dass ein mittels des Belüftungsventils 304 eingelassenes Gas 304g (z.B. CDA, kalte getrocknete Luft oder ein Spülgas) gegen den Füllkörper 314 strömt und von dem Füllkörper 314 abgelenkt und/oder umgelenkt wird. Somit kann das eingelassene Gas 304g nicht direkt auf ein in der Vakuumkammer 100a befindliches Substrat 320 auftreffen. Das Substrat kann beispielsweise mittels der Transportrollen 1 transportiert werden, wobei sich die Transportrollen 1 um die Drehachse 301r drehen können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Füllkörper derart eingerichtet sein, dass dieser das Innenvolumen der Vakuumkammer oder des Kammergehäuses reduziert. Anschaulich kann der Füllkörper 314 als Prallplatte eingerichtet sein, so dass dieser zum einen das Innenvolumen der ersten Vakuumkammer 100a (bzw. des Kammergehäuses 102) reduziert, und zum anderen verhindert, dass das eingelassene Belüftungsgas zum Belüften der ersten Vakuumkammer 100a direkt auf das Substrat 320 trifft, da dieses andernfalls beschädigt werden könnte.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Füllkörper 314 eine Höhe entlang der Richtung 105 in einem Bereich von 2 cm ungefähr bis ungefähr 40 cm aufweisen, z.B. einem Bereich von 5 cm ungefähr bis ungefähr 40 cm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Füllkörper 314 ein Hohlkörper sein. Ferner kann der Füllkörper 314 derart eingerichtet sein, dass dieser ein möglichst geringes virtuelles Leck (z.B. aufgrund eingeschlossener Hohlräume) in der Vakuumkammer 100a bildet.
Wie in 3 veranschaulicht, kann somit eine volumenreduzierte Schleusenkammer 100a effizient belüftet werden, was beispielsweise die Taktzeit der Schleuse beeinflussen kann. Der beim Belüften auftretende Belüftungsstoß kann auf die als Füllkörper eingerichtete Prallplatte 314 geleitet sein oder werden und somit kräftespaltend verteilt werden. Die Prallplatte kann dabei als Füllkörper derart eingerichtet (geformt und dimensioniert) sein, dass das beispielsweise empfindliche Substrat 320 geschützt werden kann, da anderenfalls beispielsweise dünne oder zerbrechliche Substrate aufgrund des Belüftungsstoßes zerbrechen könnten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Füllkörper 314 (die Prallplatte 314) derart eingerichtet sein, dass eine günstige Strömungsbedingung und Spaltgeometrie zwischen dem Füllkörper 314 und dem Substrat oder den Schleuseneinbauten bereitgestellt wird. Beispielsweise kann ein Substratführungsbereich zum Führen des Substrats bereitgestellt sein oder werden, wobei der Substratführungsbereich eine Gasseparation begünstigt (z.B. einen Strömungswiderstand erzeugt).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Filter 304f oder eine Filtervorrichtung 304f an das Belüftungsventil 304f angekoppelt sein, so dass das in die erste Vakuumkammer 100a eingelassene Gas gefiltert wird.

Claims

Vakuumkammer-Anordnung aufweisend, • ein erstes Kammergehäuse mit einer ersten Öffnung zum Aufnehmen eines ersten Kammerdeckels, • ein zweites Kammergehäuse mit einer zweiten Öffnung zum Aufnehmen eines zweiten Kammerdeckels; • wobei ein erster Transferbereich des ersten Kammergehäuses an einen zweiten Transferbereich des zweiten Kammergehäuses angrenzt zum Transportieren eines Substrats von dem ersten Kammergehäuse in das zweite Kammergehäuse oder von dem zweiten Kammergehäuse in das erste Kammergehäuse; • wobei das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse jeweils mindestens einen Kammerflansch aufweisen zum Ankuppeln einer Vorvakuumpumpen-Anordnung an die Kammergehäuse; • wobei der erste Kammerdeckel derart eingerichtet ist, dass dieser ein Innenvolumen des ersten Kammergehäuses reduziert, • wobei der zweite Kammerdeckel mindestens einen Deckelflansch aufweist zum Anschließen einer Hochvakuumpumpen-Anordnung an das zweite Kammergehäuse.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: die an den mindestens einen Kammerflansch angekuppelte Vorvakuumpumpen-Anordnung.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: die an den mindestens einen Deckelflansch des zweiten Kammerdeckels angekuppelte Hochvakuumpumpen-Anordnung.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Kammerdeckel an einer Kammerseite des Kammerdeckels einen Füllkörper aufweist zum Reduzieren des Innenvolumens des ersten Kammergehäuses.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Substrats durch das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse hindurch.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß Anspruch 5, wobei die Transportvorrichtung mehrere Rollen aufweist, wobei die mehreren Rollen in dem ersten Kammergehäuse und in dem zweiten Kammergehäuse angeordnet sind.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß Anspruch 6, wobei die mehreren Rollen der Transportvorrichtung in dem ersten Kammergehäuse den gleichen effektiven Rollendurchmesser aufweisen wie die Rollen in dem zweiten Kammergehäuse.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Kammerdeckel eine Belüftungsvorrichtung aufweist zum Belüften des ersten Kammergehäuses.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: ein in dem ersten Transferbereich des ersten Kammergehäuses angeordnetes Klappenventil zum Abdichten des ersten Transferbereichs.
Vakuumkammer-Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Kammergehäuse und das zweite Kammergehäuse im Wesentlichen baugleich sind.