AT526503B1 - Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren - Google Patents

Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren Download PDF

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AT526503B1 ATA60203/2022A AT602032022A AT526503B1 AT 526503 B1 AT526503 B1 AT 526503B1 AT 602032022 A AT602032022 A AT 602032022A AT 526503 B1 AT526503 B1 AT 526503B1
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren beschrieben, wobei Beschichtungsobjekte innerhalb eines Hauptabscheidungsbereiches (H) auf einem rotierbaren Objektträger (2) abgestützt sind. Um eine derartige Vorrichtung so auszugestalten, dass trotz kompakter Bauweise eine möglichst genaue in-situ Messung der Oberflächentemperatur von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren ermöglicht wird, wird vorgeschlagen, dass ein eine Oberfläche eines Beschichtungsobjektes erfassender und an eine Sendeantenne (7) angeschlossener passiver Sensor (8), sowie eine als Richtantenne ausgebildete Leseantenne (9) vorgesehen sind, dass der Fußpunkt (18) der Sendeantenne (7) mit einem Abscheidungsschutz (19) versehen ist, und dass die Sendeantenne (7), die Leseantenne (9) als auch die zwischenliegende Funkverbindung in einem Auslesezeitfenster außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches (H) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren, wobei Beschichtungsobjekte innerhalb eines Hauptabscheidungsbereiches auf einem rotierbaren Objektträger abgestützt sind.
[0002] Im Zuge von sogenannten Gasphasenabscheidungsverfahren, wie beispielsweise physikalischen (PVD) oder chemischen (CVD) Gasphasenabscheidungsverfahren, wird üblicherweise in einer Beschichtungskammer Beschichtungsmaterial aus der Gasphase auf einem Beschichtungsobjekt abgeschieden. Dieser Abscheidevorgang erfolgt innerhalb eines Hauptabscheidungsbereiches. In diesem liegt eine für eine ordnungsgemäße Beschichtung von Beschichtungsobjekten ausreichend hohe und gleichmäßige Partikeldichte der in der Gasphase überführten Beschichtungspartikel vor, während die Partikeldichte außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches geringer und / oder ungleichmäßiger ausfällt. Zur Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in derartigen Gasphasenabscheidungsverfahren ist es im Zusammenhang mit rotierbaren Objektträgern bekannt, mehrere in eine Beschichtungskammer hineinragende sowie in Bezug auf diese ortsfest angeordnete Temperaturfühler vorzusehen, die über Verbindungsleitungen mit einer Auswerteeinheit verbunden sind (EP 1119024A2, EP2498277A1). Um die Messungenauigkeiten aufgrund der Rotationsbewegung des Objektträgers zu kompensieren, müssen zusätzliche Bewegungssensoren eingesetzt werden, welche den Rotationszustand des Objektträgers erfassen, sodass daraus anhand der gemessenen Temperaturen eine Temperaturkorrektur abgeleitet werden kann. Trotz dieser aufwendigen Konfiguration bleibt jedoch der wesentliche Nachteil bestehen, dass die Temperaturfühler lediglich die in der Beschichtungskammer vorherrschende Temperatur erfassen, nicht jedoch die tatsächliche Oberflächentemperatur eines Beschichtungsobjektes. Daher ist mithilfe derartiger Vorrichtungen eine in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren grundsätzlich nicht möglich.
[0003] Es wurde daher bereits auch vorgeschlagen, funkabfragbare Temperatursensoren vorzusehen (WO2017139353A1, US20180294176A1), die in den rotierbaren Objekträger integriert sind. Abgesehen davon, dass sich in einem solchen Fall naturgemäß eine Temperaturabweichung der Oberflächentemperatur des Beschichtungsobjektes gegenüber dem Objektträger, in welchem der Sensor integriert ist, nach wie vor einstellt, ergeben sich aufgrund der Rotationsbewegungen des Objektträgers zusammen mit dem im Gasphasenabscheidungsverfahren vorherrschenden Prozessmilieu regelmäßig Probleme bei der Funkübertragung. Diese Problematik tritt nicht nur im Zusammenhang mit mehreren Rotationsachsen aufweisenden Objektträgerkarussellen verstärkt auf, sondern insbesondere auch dann, wenn im Zuge des Prozesses Metallschichten abgeschieden werden, welche das Ubertragungsverhalten der Funkeinrichtung aufgrund der sich dabei ergebenden Stör- und Reflexionsschichten negativ beeinflussen. Darüber hinaus gestalten sich z.B. bei plasmaunterstützten Gasphasenabscheidungsverfahren bzw. Gasphasenabscheidungsverfahren unter Zuhilfenahme eines elektrischen Feldes aufgrund der dabei auftretenden Störstrahlung stabile und zuverlässige Funkübertragungen ebenfalls als äußerst schwierig.
[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass trotz kompakter Bauweise eine möglichst genaue in-situ Messung der Oberflächentemperatur von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren ermöglicht wird.
[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass ein eine Oberfläche eines Beschichtungsobjektes erfassender und an eine Sendeantenne angeschlossener passiver Sensor, sowie eine als Richtantenne ausgebildete Leseantenne vorgesehen sind, dass der Fußpunkt der Sendeantenne mit einem Abscheidungsschutz versehen ist, und dass die Sendeantenne, die Leseantenne als auch die zwischenliegende Funkverbindung in einem Auslesezeitfenster außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches angeordnet sind.
[0006] Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass für ein zum Auslesen der Sen-
sorwerte zuverlässiges Übertragungsverhalten zwischen Leseantenne und Sendeantenne letztere nicht permanent im Empfangsbereich der Leseantenne liegen muss, sondern dass es hierfür grundsätzlich genügt, wenn die Sendeantenne ausreichend oft in einem Auslesezeitfenster den Empfangsbereich der Leseantenne durchläuft, wobei die Sendeantenne, die Leseantenne als auch die zwischenliegende Funkverbindung außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches angeordnet sind. Um eine besonders genaue Messung der Oberflächentemperatur eines Beschichtungsobjektes zu ermöglichen, können einerseits sowohl der Sensor, als auch die an diesem angeschlossene Sendeantenne außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches körperfest am Beschichtungsobjekt, sowie andererseits die Leseantenne ortsfest außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches angeordnet sein. Erfindungsgemäß befindet sich die Sendeantenne trotz der rotationsbedingten Relativbewegung zwischen Lese- und Sendeantenne ausreichend oft im Empfangsbereich der Leseantenne, wobei die körperfeste Anordnung des Sensors am Beschichtungsobjekt insbesondere eine thermische Kopplung mit der Oberfläche des Beschichtungsobjektes erlaubt, sodass eine entsprechend genaue Temperaturerfassung ermöglicht wird. Zwar kann aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Sendeantenne außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches eine etwaige, im Zuge des Gasphasenabscheidungsverfahrens auftretende Metallschichtabscheidung an den Antennen weitgehend reduziert, jedoch insbesondere bei über einen längeren Zeitraum erfolgenden Abscheidungsverfahren nicht vollständig verhindert werden. Um daher auch vor diesem Hintergrund ein zuverlässiges Funkübertragungsverhalten über einen langen Zeitraum zu ermöglichen, ohne die grundsätzliche Übertragungsleistung zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Fußpunkt der Sendeantenne mit einem Abscheidungsschutz, beispielsweise einer Polyimidfolie, einem Glaslotüberzug oder einem geeigneten Klebstoffüberzug, versehen wird. Dadurch wird ein direkter Kontakt des Abscheidungsmaterials mit dem Antennenfußpunkt vermieden, wodurch ein die Antennenimpedanz verändernder und damit das Funkübertragungsverhalten negativ beeinflussender Parallelwiderstand am Fußpunkt verhindert wird.
[0007] Um trotz der rotationsbedingten Relativbewegung zwischen Sende- und Leseantenne das Auslesezeitfenster zu verlängern und dabei das Übertragungsverhalten zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Sendeantenne und / oder die Leseantenne wenigstens zwei zueinander phasenversetzte Antennensegmente aufweist. Zufolge dieser Maßnahme kann sichergestellt werden, dass unabhängig von der momentanen Rotationslage der Antennen zueinander ein von der jeweils anderen Antenne erfassbarer Signalanteil existiert. Für den Fall, dass die Leseantenne zwei zueinander phasenversetzte Antennensegmente aufweist, können diese Antennensegmente jeweils mit einem Kanal einer Auswerteeinheit verbunden sein. Dadurch können die beiden Kanäle getrennt die jeweils auf die Phasenlage des angeschlossenen Antennensegments bezogene rücklaufende elektromagnetische Welle detektieren, ohne dass es zwischen den Antennensegmenten gerade durch die gemeinsame Ansteuerung zu Signalauslöschungen kommt. Hinsichtlich der Beaufschlagung der Antennensegmente kann diese ebenfalls entweder über einen Kanal oder über mehrere Kanäle erfolgen. Bei einer einkanaligen Beaufschlagung werden die Elemente auf der Antenne zusammengeschaltet, wobei relativ kurze Abfragezeiten realisiert werden können und lediglich eine Verbindungsleitung für den Kanal erforderlich ist. Demgegenüber werden bei einer Beaufschlagung über zwei oder mehr Kanäle diese von der Leseeinheit zeitlich aufeinanderfolgend abgefragt, sodass sich längere Abfragezeiten ergeben. Vorteilhaft bei mehreren Kanälen ist wiederum, dass unterschiedliche elektromagnetische Felder erzeugt werden können, sodass etwaige, durch destruktive Feldinterferenzen bedingte Auslöschungseffekte reduziert werden. Besonders vorteilhafte Übertragungsbedingungen ergeben sich, wenn die Antennensegmente eine Phasenversetzung von 90° zueinander aufweisen.
[0008] Um auch bei erhöhten Prozesstemperaturen, insbesondere bei Temperaturen über 200 °C, eine zuverlässige Temperaturmessung zu ermöglichen, empfiehlt es sich, dass der passive Sensor ein akustischer Oberflächenwellensensor ist. Dadurch wird eine besonders gegenüber hohen Temperaturbelastungen robuste Bauweise erzielt, wobei das erfindungsgemäße Ubertragungsverhalten zwischen Sende- und Leseantenne nicht abträglich beeinflusst wird.
[0009] Als Sendeantenne können grundsätzlich z.B. Schleiftenantennen, wie beispielsweise Loop-
Antennen oder Folded-Dipole-Antennen, aber auch Patch-Antennen vorgesehen sein. Um kostengünstig bei geringem Bauteilbedarf und Konstruktionsaufwand verbesserte Übertragungsbedingungen zu ermöglichen, ohne dass eine aufwändige Abstimmung der Bauteile zueinander erforderlich ist, ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass der passive Sensor über eine Koaxialleitung an der Sendeantenne angeschlossen ist. Dabei kann der Antenennanschluss des Sensors mit dem Innenleiter der Koaxialleitung und dessen Außenleiter mit dem Massepotenzial des Sensors verbunden sein, wobei die Koaxialleitung eine Schleifenantenne, beispielsweise eine Loop-Antenne oder Folded-Dipole-Antenne, bildet, deren Innenleiter auf dem dem Sensor gegenüberliegenden Ende mit dem Massepotenzial verbunden ist. Zufolge dieser Merkmale sind lediglich die Koaxialleitung und der mit dieser verbundene Sensor erforderlich, damit auf besonders einfache Weise eine mechanisch und thermisch robuste Vorrichtung erhalten wird. Vorzugsweise ist dabei eine selbsttragende Koaxialleitung vorgesehen, die eine Schleifenantenne bildet, in dem die Koaxialleitung zu einer Schleife geformt und der Innenleiter auf dem dem Sensor gegenüberliegenden Ende der Koaxialleitung mit dem Massepotenzial verbunden wird. Unter einer selbsttragenden Koaxialleitung wird im Sinne der Erfindung eine Koaxialleitung verstanden, die aufgrund ihrer eigenen Formstabilität ihr Eigengewicht und das Gewicht des Sensors verformungsfrei aufnehmen kann. Vorteilhafterweise ist die Koaxialleitung so stabil, dass ihre Verformung beim gewöhnlichen Messeinsatz ausgeschlossen werden kann. Die Koaxialleitung weist in der Regel neben dem Innenleiter und dem Außenleiter auch ein zwischen Außen- und Innenleiter liegendes Dielektrikum auf, sodass der durch den Innenleiter führende Stromkreis vorteilhaft durch das Dielektrikum und den Außenleiter gegenüber externen Störfeldern abgeschirmt wird, ohne dass die UÜbertragungsqualität der Schleitenantenne beeinträchtigt wird. Dadurch, dass der Innenleiter der Schleifenantenne auf dem dem Sensor gegenüberliegenden Ende der Koaxialleitung mit dem Massepotenzial verbunden ist, ergibt sich aufgrund des damit einhergehenden galvanischen Kurzschlusses darüber hinaus auch der Vorteil eines elektrostatischen Entladungsschutzes, ohne dass hierfür zusätzliche Bauteile bzw. Maßnahmen erforderlich sind. Unter einer Verbindung mit dem Massepotenzial wird im Sinne der Erfindung jede direkte oder indirekte elektrische Verbindung mit dem Masseanschluss des Sensors verstanden. Hat der Sensor einen symmetrischen Signalanschluss für die Antenne, so wird im Sinne der Erfindung einer der beiden Signalanschlüsse als Antennenanschluss und der andere als Masseanschluss angesehen, wobei in diesem Fall die konkrete Zuordnung keine Rolle spielt. Die selbsttragende Koaxialleitung kann beispielsweise ein Semi-Rigid bzw. Semi-Flexible Koaxialkabel sein. Vorzugsweise ist der Sensor in einem metallischen Transpondergehäuse, beispielsweise ein TO-25 oder TO-39 Gehäuse, untergebracht. Dabei kann das Transpondergehäuse mit dem Masseanschluss des Sensors verbunden sein.
[0010] Besonders günstige Bedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Koaxialleitung einen freiliegenden Metallmantel als Außenleiter aufweist. Dadurch wird nicht nur eine das Ubertragungsverhalten negativ beeinflussende Abschirmung der Koaxialleitung grundsätzlich vermieden, sondern im Falle einer sich auf dem freilegenden Metallmantel Sendeantenne abscheidenden zusätzlichen Metallschicht kommt es in der Regel zu keiner Signalabschwächung der Sendeantenne. Darüber hinaus können auch die Fertigungskosten weiter reduziert werden.
[0011] Um die mechanische Stabilität und Hitzebeständigkeit der Sendeantenne weiter zu verbessern, sodass eine besonders langlebige Bauweise erreicht wird, empfiehlt es sich, dass der Sensor weichlotfrei über einen Adapter mit der Koaxialleitung verbunden ist. Der vorzugsweise metallische Adapter ermöglicht eine sowohl mechanische als auch elektrische Ankopplung des Sensors an der Koaxialleitung, sodass der Verbindungsbereich zwischen Sensor und Koaxialleitung versteift wird. Die weichlotfreie Verbindung wird vorzugsweise über eine Verschweißung oder eine Verschraubung realisiert. Dadurch kann eine elektrisch gut leitende Verbindung geschaffen werden, die im Gegensatz zu Weichlotverbindungen zudem besonders robust gegenüber hohen Temperaturen weit über 200 °C sowie gegenüber mechanischen Stößen und Erschütterungen ist. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass zur mechanischen Stabilisierung und verbesserten Abdichtung einzelne oder auch alle Schweißverbindungen bzw. Schraubverbindungen durch das Aufbringen eines Stabilisators auf Basis eines Glaslotes oder eines hochtemperaturfesten Klebers abgedichtet und verstärkt sind.
[0012] Besonders einfache Fertigungsbedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn der Innenleiter auf dem dem Sensor gegenüberliegenden Ende der Koaxialleitung mit dem Außenleiter als Massepotenzial unter Ausbildung des Fußpunktes verschweißt ist. Dabei wird im einfachsten Fall die Koaxialleitung unter Ausbildung der Schleiftenantenne ausgebogen, wobei zum Schließen der Schleifenantenne der am freien Ende der Koaxialleitung vorliegende Innenleiter im Bereich des sich ausbildenden Fußpunktes mit dem Außenleiter verschweißt wird. Jene den Fußpunkt bildende Verbindungsstelle zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter kann ebenfalls durch das Aufbringen eines Stabilisators auf Basis eines Glaslotes oder eines hochtemperaturfesten Klebers abgedichtet und verstärkt sein, wodurch vorteilhafter Weise auch ein Abscheidungsschutz für den Fußpunkt erhalten werden kann.
[0013] Besonders günstige Übertragungsbedingungen ergeben sich, wenn der effektive Schleifendurchmesser der Schleifenantenne einem ganzzahlig Vielfachen der Wellenlänge des Sensors entspricht. Vorzugsweise ist der effektive Schleitendurchmesser an den Wellenlängenbereich angepasst, in welchem der Sensor ausgelesen wird, sodass der Wellenwiderstand bereits ohne zusätzliche Anpassungen eine zuverlässige Abstrahlung ermöglicht.
[0014] Um eine hohe Langlebigkeit insbesondere bei der in Gasphasenabscheidungsverfahren vorherrschenden Atmosphäre zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Außenleiter der Koaxialleitung wärmebehandelt ist. Zufolge dieser Maßnahme wird der vorwiegend aus Kupfer gebildete Außenleiter passiviert, sodass dieser eine stark verringerte Oxidationsneigung aufweist, auch wenn der Außenleiter wiederholt über längere Zeiträume Temperaturen über 200 °C ausgesetzt ist. Zur Passivierung üblicher Koaxialleitungen werden diese beispielsweise in zwei aufeinanderfolgenden Prozessschritten jeweils 15 - 30 Minuten bei jeweils 250 °C in gewöhnlicher Luftatmosphäre wärmebehandelt, wonach ggf. austretendes Dielektrikum entfernt wird.
[0015] Um insbesondere auch bei Mehrfachrotationen, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit mehreren Rotationsachsen aufweisenden Objektträgerkarussellen auftreten, stabile und zuverlässige Ubertragungsbedingungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Sendeantenne als Schleiftenantenne ausgebildet ist, deren Schleife so aus einer Schleitenhauptebene ausgebogen ist, dass die Sendeantenne zwei vorzugsweise normal zueinander ausgerichtete Hauptstrahlungsrichtungen aufweist. Dadurch ergeben sich nicht nur zuverlässige Ubertragungsbedingungen auch bei mehrfach überlagerten Rotationsbewegungen, sondern aufgrund des zur Ausbildung der zwei Hauptstrahlungsrichten lediglich erforderlichen Ausbiegens der Schleife aus einer Schleiftenhauptebene wird nach wie vor eine kompakte Bauweise der Sendeantenne ermöglicht. Bei einer derartigen Schleifenantenne bildet gemäß obigen Erläuterungen der aus der Schleifenhauptebene ausgebogene Schleifenabschnitt ein entsprechendes Antennensegment, welches gegenüber einem weiteren Antennensegment, das durch den in der Schleifenhauptebene liegenden Schleifenabschnitt gebildet wird, phasenversetzt ist.
[0016] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0017] Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
[0018] Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
[0019] Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform,
[0020] Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer als Schleifenantenne ausgebildeten Sendeantenne,
[0021] Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Draufsicht und [0022] Fig. 6 eine in Draufsicht dargestellte als Patchantenne ausgebildete Sendeantenne.
[0023] In den Fig. 1 bis 3 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft bei einem physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahren veranschaulicht, wobei innerhalb einer Beschichtungskammer 1 einerseits Beschichtungsobjekte auf einem rotierbaren Objektträger 2 abgestützt sind und andererseits das als Target 3 bezeichnete Beschichtungsmaterial durch beispielsweise lonenbeschuss in die Gasphase überführt und auf den Beschichtungsobjekten abgeschieden
wird. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind die Beschichtungsobjekte in den Zeichnungen nicht näher dargestellt. Die Beschichtung der Beschichtungsobjekte erfolgt innerhalb eines Hauptabscheidungsbereiches H, der in den Fig. 2 und 3 als zwischen den horizontal verlaufenden strichpunktierten Linien liegender Bereich angedeutet wird.
[0024] Der rotierbare Objektträger 2 kann im Sinne eines Objektträgerkarussells mehrere Rotationseinheiten, beispielsweise ein Basisgestell 4, mehrere Objektträgerhalterungen 5, sowie mehrere Beschichtungsobjektträger 6, umfassen, Dabei sind auf dem um eine Achse A+ rotierbaren Basisgestell 4 umfangsseitig verteilt jeweils um entsprechende Achsen A; rotierbare Objektträgerhalterungen 5 gelagert. Auf den Objektträgerhalterungen 5 sind ebenfalls umfangsseitig verteilt jeweils die um entsprechende Achsen As rotierbaren Beschichtungsobjekträger 6 für die Beschichtungsobjekte gelagert.
[0025] Zur in-situ Oberflächentemperaturmessung der Beschichtungsobjekte sind erfindungsgemäß ein eine Oberfläche eines Beschichtungsobjektes erfassender und an eine Sendeantenne 7 angeschlossener passiver Sensor 8, sowie eine als Richtantenne ausgebildete Leseantenne 9, z.B. eine Patchantenne, vorgesehen. Um eine möglichst genaue Temperaturerfassung zu erreichen, kann der in Fig. 2 und 3 schematisch angedeutete Sensor 8 so am Beschichtungsobjekt angeordnet sein, dass insbesondere eine thermische Kopplung mit der Oberfläche des Beschichtungsobjektes ermöglicht wird. Die Leseantenne 9 ist beispielsweise über eine Verbindungsleitung 10, die durch eine an der Beschichtungskammer 1 vorgesehene Vakuumdurchführung 11 verläuft, mit einem Lesegerät 12 verbunden. Das Lesegerät 12 sendet über die mit ihm verbundene Leseantenne 9 ein elektromagnetisches Abfragesignal. Der Sensor 8 empfängt das Signal über die an ihm angeschlossene Sendeantenne 7, und sendet wiederum über die Sendeantenne 7 eine charakteristische Signalantwort zurück. Aus der Signalantwort kann dann z.B. mittels digitaler Signalverarbeitung ein Temperaturwert abgeleitet werden.
[0026] Erfindungsgemäß sind die Sendeantenne 7, die Leseantenne 9 sowie auch die zwischenliegende Funkverbindung in einem Auslesezeitfenster außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches H angeordnet. Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform kann die Leseantenne 9 in Bezug auf die Beschichtungskammer 1 bzw. den Objektträger 2 oberhalb der Sendeantenne 7 angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann die Leseantenne 9 stattdessen aber auch lateral zur Sendeantenne 7 angeordnet sein. In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Sendeantenne 7 als Schleifenantenne ausgebildet, deren Schleife so aus ihrer Schleifenhauptebene ausgebogen ist, dass die Sendeantenne 7 zwei im Wesentlichen normal zueinander ausgerichtete Hauptstrahlungsrichtungen aufweist.
[0027] In Fig. 4 und 5 wird eine solche als ausgebogene Schleifenantenne ausgebildete Sendeantenne 7 jeweils gesondert dargestellt. Dabei ist eine selbsttragende, zu einer Schleife geformte Koaxialleitung 13 vorgesehen, die einen freiliegenden Metallmantel als Außenleiter 14 aufweist. Darüber hinaus ist der Innenleiter 15 der Koaxialleitung 13 mit dem in einem Transpondergehäuse 16 angeordneten Sensor 8 über einen Adapter 17 verbunden. Hierzu ist der Innenleiter 15 auf dem dem Sensor 8 gegenüberliegenden Ende der Koaxialleitung 13 mit dem Außenleiter 14 als Massepotenzial unter Ausbildung eines Fußpunktes 18 verschweißt. Bei einer derartigen Schleifenantenne bilden die aus der Schleifenhauptebene ausgebogenen Schleifenabschnitte ein entsprechendes Antennensegment, welches gegenüber einem weiteren Antennensegment, nämlich jenes, das durch den in der Schleifenhauptebene liegenden Schleifenabschnitt gebildet wird, phasenversetzt ist.
[0028] Um ein zuverlässiges Funkübertragungsverhalten über einen langen Zeitraum zu ermöglichen, ohne die grundsätzliche Ubertragungsleistung zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Fußpunkt 18 der Sendeantenne 7 mit einem strichpunktiert angedeuteten Abscheidungsschutz 19, beispielsweise einer Polyimidfolie, einem Glaslotüberzug oder einem geeigneten Klebstoffüberzug, versehen wird.
[0029] Schließlich zeigt Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung einer Sendeantenne 7 in Form eine Patchantenne, wobei der Fußpunkt 18 ebenfalls mit einem strichpunktiert angedeuteten Abscheidungsschutz 19 versehen ist.

Claims (10)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren, wobei Beschichtungsobjekte innerhalb eines Hauptabscheidungsbereiches (H) auf einem rotierbaren Objektträger (2) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Oberfläche eines Beschichtungsobjektes erfassender und an eine Sendeantenne (7) angeschlossener passiver Sensor (8), sowie eine als Richtantenne ausgebildete Leseantenne (9) vorgesehen sind, dass der Fußpunkt (18) der Sendeantenne (7) mit einem Abscheidungsschutz (19) versehen ist, und dass die Sendeantenne (7), die Leseantenne (9) als auch die zwischenliegende Funkverbindung in einem Auslesezeitfenster außerhalb des Hauptabscheidungsbereiches (H) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantenne (7) und / oder die Leseantenne (9) wenigstens zwei zueinander phasenversetzte Antennensegmente aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Sensor (8) ein akustischer Oberflächenwellensensor ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Sensor (8) über eine Koaxialleitung (13) an der Sendeantenne (7) angeschlossen ist, wobei der Antenennanschluss des Sensors (8) mit dem Innenleiter (15) der Koaxialleitung (13) und dessen Außenleiter (14) mit dem Massepotenzial des Sensors (8) verbunden ist, und wobei die Koaxialleitung (13) eine Schleifenantenne bildet, deren Innenleiter (15) auf dem dem Sensor (8) gegenüberliegenden Ende mit dem Massepotenzial verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koaxialleitung (13) einen freiliegenden Metallmantel als Außenleiter (14) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) weichlotfrei über einen Adapter (17) mit der Koaxialleitung (13) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (15) auf dem dem Sensor (8) gegenüberliegenden Ende der Koaxialleitung (13) mit dem Außenleiter (14) als Massepotenzial unter Ausbildung des Fußpunktes (18) verschweißt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der effektive Schleifendurchmesser der als Schleifenantenne ausgebildeten Sendeantenne (7) einem ganzzahlig Vielfachen der Wellenlänge des Sensors (8) entspricht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (14) der Koaxialleitung (13) wärmebehandelt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantenne (7) als Schleifenantenne ausgebildet ist, deren Schleife so aus einer Schleifenhauptebene ausgebogen ist, dass die Sendeantenne (7) zwei vorzugsweise normal zueinander ausgerichtete Hauptstrahlungsrichtungen aufweist.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1119024A2 (de) * 2000-01-18 2001-07-25 Applied Materials, Inc. Substratverarbeitungskammer und Verfahren zu ihrer Betreibung
WO2003071504A1 (de) * 2002-02-22 2003-08-28 Aixtron Ag Vorrichtung zum abscheiden dünner schichten mit drahtloser prozessparameter-aufnahme
US20040112293A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-17 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device production apparatus, and semiconductor device production method employing the same
EP2498277A1 (de) * 2009-11-02 2012-09-12 Ligadp Co., Ltd Cvd-gerät und temperatursteuerungsverfahren für ein cvd-gerät
US20130337635A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, substrate processing apparatus and film deposition method
US20170229331A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 Watlow Electric Manufacturing Company Temperature sensing system for rotatable wafer support assembly
US20180294176A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 Tokyo Electron Limited Movable structure and film forming apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1119024A2 (de) * 2000-01-18 2001-07-25 Applied Materials, Inc. Substratverarbeitungskammer und Verfahren zu ihrer Betreibung
WO2003071504A1 (de) * 2002-02-22 2003-08-28 Aixtron Ag Vorrichtung zum abscheiden dünner schichten mit drahtloser prozessparameter-aufnahme
US20040112293A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-17 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device production apparatus, and semiconductor device production method employing the same
EP2498277A1 (de) * 2009-11-02 2012-09-12 Ligadp Co., Ltd Cvd-gerät und temperatursteuerungsverfahren für ein cvd-gerät
US20130337635A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, substrate processing apparatus and film deposition method
US20170229331A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 Watlow Electric Manufacturing Company Temperature sensing system for rotatable wafer support assembly
US20180294176A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 Tokyo Electron Limited Movable structure and film forming apparatus

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