DE10045958B4 - Vorrichtung zum Leiten eines gasförmigen Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer - Google Patents
Vorrichtung zum Leiten eines gasförmigen Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung
zum Leiten eines gasförmigen
Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer, insbesondere einer
Plasmaanlage, mit mindestens einem Anschluß für eine Quelle oder Senke des
Mediums und mit Mündungen
in der Prozeßkammer,
wobei die Mündungen mit
dem Anschluß über Leitungen
derart verbunden sind, daß zwischen
dem Anschluß (1;
44; 49) und jeweils einer Mündung
(31 bis 38; 46; 51) gleiche Strömungswiderstände vorliegen,
wobei die Leitungen als Nuten (45; 50) in einer Platte (41, 42;
64, 65) vorliegen, die von einer weiteren Platte (43; 63) abgedeckt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten (41, 42;
64, 65) mit Leitungen (45; 56) und Mündungen (46; 51) aufeinander
angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Leiten eines gasförmigen Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer, insbesondere einer Plasmaanlage mit mindestens einem Anschluß für eine Quelle oder Senke des Mediums und mit Mündungen in der Prozeßkammer, wobei die Mündungen mit dem Anschluß über Leitungen derart verbunden sind, daß zwischen dem Anschluß und jeweils einer Mündung gleiche Strömungswiderstände vorliegen und die Leitungen als Nuten in einer Platte vorliegen, die von einer weiteren Platte abgedeckt sind.
- Insbesondere bei der Plasmabehandlung von großen Behandlungsgütern oder bei der Behandlung von vielen kleineren auf einem Fließband angeordneten Behandlungsgütern ist eine homogene Verteilung der Prozeßbedingungen erforderlich. Dazu sind durch
DE 195 03 205 C1 Plasmaerzeuger in Rohren, welche die ganze Breite der Prozeßkammer umfassen, bekanntgeworden. Zur Einhaltung homogener Behandlungsbedingungen ist außer einer homogenen Mikrowellenanregung auch eine gleichmäßige Verteilung der zur Reaktion dienenden gasförmigen Medien erforderlich. - Durch
DE 198 41 777 C1 ist eine Vorrichtung zur plasmatechnischen Abscheidung von polykristallinem Diamant bekanntgeworden, bei welchem Gaszuleitungs- und Gasableitungsrohre mit Austritts- und Abzugsöffnungen vorgesehen sind, die mit Gaszuleitungs- und Gasabzugsrohren verbunden sind, die keine homogene Verteilung des Gases gewährleisten. - Zur Verbesserung der Homogenität bei der Behandlung von Substraten sind bei
US 5,622,606 zwischen einem Anschluß und Mündungen in der Prozeßkammer gleich lange Rohrleitungen vorgesehen, die sich gegebenenfalls auch baumartig verzweigen. Durch Ungenauigkeiten der Rohrleitungen sind jedoch bei dieser bekannten Vorrichtung störende Inhomogenitäten der Gaszuführung nicht ausgeschlossen. - In
DE 35 27 259 A1 wird ein Dünnfilm-Herstellungsgerät beschrieben, welches einen mehrstufigen Gasverzweigungsmechanismus zum Zuführen von Gasen in eine Vakuumkammer aufweist. Der Gasverzweigungsmechanismus kann dabei so ausgestaltet sein, daß die Zweige durch Kerben in einem Metallblech ausgebildet sind, die dann wiederum mit einer Überzugsschicht abgedeckt sind. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachen konstruktiven Mitteln die Zuführung von gasförmigen Medien in die Prozeßkammer und soweit erforderlich auch das Entfernen von Gasen aus der Prozeßkammer homogen verteilt sicherzustellen.
- Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß mehrere Platten mit Leitungen und Mündungen aufeinander angeordnet sind. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch ihre Robustheit aus, wobei eine Zuführung oder Ableitung von mehreren Gasen vorgesehen sein kann.
- Diese Ausführungsform kann an sich an geeigneter Stelle in einer Prozeßkammer angeordnet sein. Es ist jedoch häufig vorteilhaft, wenn gemäß einer Weiterbildung eine Platte als Deckel der Prozeßkammer ausgebildet ist.
- Eine zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Leitungen als Nuten in dem rohrförmigen Träger vorliegen und von einem weiteren Rohr abgedeckt sind.
- Diese Ausführungsform kann parallel zu rohrförmigen Plasmaerzeugern in der Prozeßkammer angeordnet und mit einer geeigneten Anzahl von Mündungen versehen werden, aus denen das gasförmige Medium ausströmt.
- Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Enden der von Nuten gebildeten Leitungen zum Einsetzen von die Mündungen bildenden Rohren ausgebildet sind. Diese können beispielsweise mit einem Gewinde versehen sein, so daß sie je nach Erfordernissen des jeweiligen Prozesses oder der Prozeßkammer gegen längere oder kürzere ausgetauscht werden können.
- Zur Erzielung einer besonders homogenen Gasverteilung ist bei der plattenförmigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise vorgesehen, daß die Mündungen rasterförmig angeordnet sind, wobei vorzugsweise das Rastermaß an den Abstand von rohrförmigen Plasmaerzeugern angepaßt ist.
- Eine besonders homogene Plasmaverteilung ergibt sich wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung die Länge der Rohre derart gewählt ist, daß zum Einleiten des gasförmigen Mediums dienende Mündungen zwischen den Plasmaerzeugern liegen.
- Die Restgase werden besonders homogen abgeleitet, wenn dabei zum Ableiten der Restgase dienende Mündungen zwischen einer von den Plasmaerzeugern gebildeten Ebene und dem in der Prozeßkammer vorhandenen Behandlungsgut angeordnet sind.
- Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß weitere Mündungen über weitere Leitungen mit einem weiteren Anschluß verbunden sind. Damit können gegebenenfalls erforderliche Abweichungen der Gasmenge in Teilbereichen eingestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die durch eine vorgegebene Struktur der Mündungen und Leitungen gebildete Fläche einer homogenen Gasverteilung zu erweitern.
- Insbesondere lassen sich die gleichen Strömungswiderstände dadurch erzielen, daß die Leitungen eine Baumstruktur aufweisen und/oder daß die Leitungen zwischen dem Anschluß und der jeweiligen Mündung gleich lang sind und gleiche Querschnitte aufweisen, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß die Leitungen zwischen dem Anschluß und der jeweiligen Mündung eine gleiche Anzahl von Umlenkungen aufweisen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 ein aus einzelnen Rohrabschnitten und Winkelstücken aufgebautes Ausführungsbeispiel, -
2 ein Ausführungsbeispiel mit in Platten eingebrachten Kanälen, -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Art, -
4 ein rohrförmiges Ausführungsbeispiel und -
5 ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer Prozeßkammer. - Bei dem Ausführungsbeispiel nach
1 wird das gasförmige Medium von einer nicht dargestellten Quelle über ein Zuführungsrohr1 , ein Umlenkstück2 und ein Rohrstück3 einer Verzweigung4 zugeführt, an die zwei Rohre5 und6 angeschlossen sind, die sich nach Umlenkstücken7 ,8 wieder bei9 ,10 verzweigen. Die dort angeschlossenen Rohre verzweigen sich bei11 bis14 nochmals, so daß schließlich acht Rohre21 bis28 mit Mündungen31 bis38 zur Einbringung des Gases in die Prozeßkammer zur Verfügung stehen. Wie leicht erkennbar, sind von dem Zuführungsrohr1 zu jeder der Mündungen31 bis38 gleiche Wege vom Gas zurückzulegen, so daß das Gas an allen Mündungen31 bis38 mit gleicher Menge austritt. - Das in
2 dargestellte plattenförmige Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, daß es – abgesehen von der Robustheit – für die Verteilung selbst eine geringe Bauhöhe benötigt, so daß es leicht oberhalb der Plasmaerzeuger angeordnet werden kann, wobei sich Rohre zum Zu- und/oder Ableiten von Gasen in den unteren Bereich erstrecken. Dieses Ausführungsbeispiel besteht aus drei Platten41 ,42 und43 , wobei die Platte41 in2a , die Platte42 in2e sowie Querschnitte der Platten jeweils in den2b ,2c und2d dargestellt sind. Als Werkstoff für die Platten sind Stahl oder Aluminium geeignet. - Die Leitungen sowie die Öffnungen sind in beiden Platten gegeneinander versetzt angeordnet, so daß das in der Platte
42 verteilte Gas durch geeignete Bohrungen in der Platte41 hindurchtreten kann. Die Platte41 trägt ein Verteilsystem mit einem Anschluß44 , Leitungen45 , die sich baumartig verzweigen, und Öffnungen46 . Die Leitungen45 sind teilweise gekröpft, beispielsweise bei47 , um Platz für Durchleitungsöffnungen48 für das auf der Platte42 angeordnete Verteilsystem zu schaffen. - Dieses weist ebenfalls einen Anschluß
49 , Leitungen50 und Öffnungen51 auf. In die Öffnungen sind Rohre einschraubbar, von denen in2b zwei Rohre52 und53 dargestellt sind. Die Leitungen der Platte42 sind mit einer weiteren Platte43 (2d ) abgedeckt. Verschiedene Bohrungen54 dienen zur Verschraubung der Platten untereinander, was bei 55 angedeutet ist. Außerdem befinden sich in den Platten Bohrungen56 zur Befestigung der Platten, gegebenenfalls als Deckel auf der Prozeßkammer. - Die
3a und3b zeigen ein Ausführungsbeispiel in zwei Ansichten, das ebenfalls plattenförmig ausgebildet ist, jedoch anstelle von acht Reihen bei dem Ausführungsbeispiel nach2 neun Reihen von Öffnungen aufweist. Die untere Reihe61 mit Mündungen67 und Leitungen68 ist nicht an das symmetrische Verteilsystem angeschlossen, sondern ist ebenfalls symmetrisch mit einem eigenen Anschluß62 verbunden. Wegen der später im Zusammenhang mit5 erläuterten Anordnung der Plasmaerzeuger kann eine nur schwer für eine symmetrische Anordnung zugängliche Zahl von Reihen erforderlich sein. Die Öffnungen der Reihe61 können jedoch dadurch, daß ein einstellbares Ventil zusätzlich in eine nicht dargestellte Zuleitung zum Anschluß62 angeordnet ist, auf gleiche Gasmenge eingestellt werden. Dies erfordert jedoch ein gewisses Maß an Bedienungsaufwand, ist jedoch wesentlich günstiger als ein Abgleich bei einer nicht symmetrischen Verteilung des Gases ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen. Zusätzlich kann das Ausführungsbeispiel nach3 noch verwendet werden, um bewußt einen Randbereich mit mehr oder weniger Gas zu versorgen. - In
3b , welche die Platten63 ,64 ,65 zeigt, wurde der Übersichtlichkeit halber nur das Verteilsystem in der Platte64 mit Rohren versehen. Zur Sichtbarmachung einiger Details ist die Platte65 teilweise geschnitten dargestellt. Je nach Erfordernissen im einzelnen können jedoch beide Verteilsysteme mit Rohren versehen sein. Außerdem können beide Verteilsysteme zur Gaszufuhr oder eines zur Zufuhr und eines zum Ableiten benutzt werden. Im übrigen können im Rahmen der Erfindung mehr als zwei Verteilsysteme in entsprechend vielen Ebenen angeordnet werden. -
4 zeigt ein rohrförmiges Ausführungsbeispiel im Längsschnitt (4a ) und Teile davon persepktivisch (4b ). Soweit der Übersichtlichkeit halber in4 keine Einzelheiten dargestellt sind, wird auf die Ausführungsbeispiele nach den2 und3 hingewiesen, von denen man zu dem Ausführungsbeispiel nach4 durch ein Aufwickeln der ebenen Darstellung gelangt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach4 ist ein inneres Rohr71 mit Leitungen72 ,73 versehen. An in4 nicht sichtbaren Enden der Leitungen72 sind in einem äußeren Rohr74 Öffnungen75 vorgesehen. Wie in4 angedeutet, können entsprechend den Ausführungsbeispielen nach den2 und3 mehrere der Rohre nach4b ineinander angeordnet werden, was in4a angedeutet ist. -
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das etwa demjenigen nach2 entspricht und als Deckel81 einer Prozeßkammer82 ausgebildet ist. Durch die Prozeßkammer82 verlaufen Plasmaerzeuger83 , die jeweils aus einem Quarzrohr und einem dazu koaxialen Leiter bestehen. - Zur Zuführung des Reaktionsgases sind in einer Ebene des Deckels
81 Leitungen angeordnet, die in Rohre84 münden, welche in der Höhe der Plasmaerzeuger83 Austrittsöffnungen bilden. In einer weiteren Ebene des Deckels81 sind Kanäle zum Ableiten des Gases vorgesehen, an welche längere Rohre85 angeschlossen sind, die dicht oberhalb des Behandlungsgutes86 enden. Dadurch wird weitgehend eine horizontale Strömung vermieden, was wesentlich zu einer homogenen Behandlung über die gesamte Fläche des Behandlungsgutes86 beiträgt.
Claims (12)
- Vorrichtung zum Leiten eines gasförmigen Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer, insbesondere einer Plasmaanlage, mit mindestens einem Anschluß für eine Quelle oder Senke des Mediums und mit Mündungen in der Prozeßkammer, wobei die Mündungen mit dem Anschluß über Leitungen derart verbunden sind, daß zwischen dem Anschluß (
1 ;44 ;4 9 ) und jeweils einer Mündung (31 bis38 ;46 ;51 ) gleiche Strömungswiderstände vorliegen, wobei die Leitungen als Nuten (45 ;50 ) in einer Platte (41 ,42 ;64 ,65 ) vorliegen, die von einer weiteren Platte (43 ;63 ) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Platten (41 ,42 ;64 ,65 ) mit Leitungen (45 ;56 ) und Mündungen (46 ;51 ) aufeinander angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als Deckel (
81 ) der Prozeßkammer (82 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung zum Leiten eines gasförmigen Mediums in eine und/oder aus einer Prozeßkammer, insbesondere einer Plasmaanlage, mit mindestens einem Anschluß für eine Quelle oder Senke des Mediums und mit Mündungen in der Prozeßkammer, wobei die Mündungen mit dem Anschluß über Leitungen derart verbunden sind, daß zwischen dem Anschluß (
1 ;44 ;49 ) und jeweils einer Mündung (31 bis38 ;75 ) gleiche Strömungswiderstände vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen als Nuten (72 ,73 ) in dem rohrförmigen Träger (71 ) vorliegen und von einem weiteren Rohr (74 ) abgedeckt sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (
46 ;51 ;75 ) der von Nuten (45 ;50 ;72 ,73 ) gebildeten Leitungen zum Einsetzen von die Mündungen bildenden Rohren (52 ,53 ;66 ) ausgebildet sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen rasterförmig angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastermaß an den Abstand von rohrförmigen Plasmaerzeugern (
83 ) angepaßt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rohre (
84 ) derart gewählt ist, daß die zum Einleiten des gasförmigen Mediums dienenden Mündungen zwischen den Plasmaerzeugern (83 ) liegen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ableiten der Restgase dienende Mündungen zwischen einer von den Plasmaerzeugern gebildeten Ebene und dem in der Prozeßkammer vorhandenen Behandlungsgut angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mündungen (
67 ) über weitere Leitungen (68 ) mit einem weiteren Anschluß (62 ) verbunden sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (
1 ,5 ,6 ;45 ;50 ;72 ,73 ) eine Baumstruktur aufweisen. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (
1 ,5 ,6 ;45 ;50 ;72 ,73 ) zwischen dem Anschluß (1 ;44 ;49 ) und der jeweiligen Mündung (31 bis38 ;46 ;51 ;75 ) gleich lang sind und gleiche Querschnitte aufweisen. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (
1 ,5 ,6 ;45 ;50 ;72 ,73 ) zwischen dem Anschluß (1 ;44 ;49 ) und der jeweiligen Mündung (31 bis38 ;46 ;51 ;75 ) eine gleiche Anzahl von Umlenkungen (2 ,4 ,7 ,8 ) aufweisen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: MUEGGE, HORST, 64678 LINDENFELS, DE Inventor name: BAUMGAERTNER, KLAUS-MARTIN, DR.-ING., 64407 FR, DE Inventor name: SCHULZ, ANDREAS, DR.-ING., 71229 LEONBERG, DE |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ROTH & RAU MUEGGE GMBH, 64385 REICHELSHEIM, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |