DE102004051684A1 - Processing device with high or low pressure chamber - Google Patents

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Abstract

In einer Bearbeitungsvorrichtung ist eine Bearbeiktungskammer (1) vorgesehen, die über Pumpen (15, 17) evakuiert oder unter Überdruck gesetzt werden kann. In der Bearbeitungskammer (1) ist ein bewegbares Element (5) vorgesehen, das über aufeinanderfolgende Dichtungen (9, 11) gegen die Umgebung abgedichtet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Bereich (21) zwischen den Dichtungen (9, 11) mit einer Pumpe (17 oder 19) zu verbinden, die einen Druck zwischen dem Innendruck der Bearbeitungskammer (1) und der Umgebung erzeugt, um die Belastung der innenliegenden Dichtung (9) zu vermindern und damit den Verschleiß dieser Dichtung zu vermindern bzw. bei geringem Verschleiß der Dichtung (9) einen ausreichenden Druckwert im Inneren (3) der Bearbeitungskammer (1) sicherzustellen. DOLLAR A Bevorzugt wird die Erfindung im Bereich von Bearbeitungsvorrichtungen verwendet, die ein Hochvakuum im Inneren (3) der Bearbeitungskammer (1) erfordern, wobei der Bereich (21) auf ein Vorvakuum evakuiert wird. DOLLAR A Der Bereich (21) kann durch eine Vorpumpe (17) eine kaskadierten Pumpensystems (15, 17) erzeugt werden oder durch eine separate Vorvakuumpumpe (19).In a processing device, a processing chamber (1) is provided, which can be evacuated via pumps (15, 17) or pressurized. In the processing chamber (1), a movable element (5) is provided, which is sealed against the environment via successive seals (9, 11). DOLLAR A According to the invention it is proposed to connect a region (21) between the seals (9, 11) with a pump (17 or 19) which generates a pressure between the internal pressure of the processing chamber (1) and the environment to the load of To reduce inner seal (9) and thus to reduce the wear of this seal or with low wear of the seal (9) to ensure a sufficient pressure value in the interior (3) of the processing chamber (1). DOLLAR A Preferably, the invention is used in the field of processing devices that require a high vacuum inside (3) of the processing chamber (1), wherein the region (21) is evacuated to a pre-vacuum. DOLLAR A The area (21) can be generated by a forepump (17) a cascaded pump system (15, 17) or by a separate backing pump (19).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a processing apparatus according to the preamble of claim 1

Derartige Bearbeitungsvorrichtungen weisen eine verschließbare, abgedichtete Bearbeitungskammer auf, in der Objekte wie beispielsweise CD- oder DVD-Rohlinge oder auch Halbleiterwafer bearbeitet werden, beispielsweise durch Sputtern, CVD- oder PVD-Verfahren. Dazu werden die Objekte in der Regel auf einem beweglichen Teil wie einem Verschiebetisch, Drehteller oder dgl. platziert, wobei ein Teil des beweglichen Elementes aus der Behandlungskammer herausgeführt ist.such Machining devices include a sealable, sealed processing chamber on, in the objects such as CD or DVD blanks or also semiconductor wafers are processed, for example by sputtering, CVD or PVD method. For this purpose, the objects are usually on a moving part as a translation table, turntable or the like. Placed, wherein a part of the movable element is led out of the treatment chamber.

Abhängig vom Einsatzzweck ist die Bearbeitungskammer so ausgelegt, dass sie mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Hochdruck betrieben wird oder mit einem deutlich unter Atmospährendruck liegenden Hochvakuumdruck. Dazu muss das bewegliche Element gegen die Bearbeitungskammer abgedichtet sein, um den Druck in der Bearbeitungskammer zu halten.Depending on Purpose, the processing chamber is designed to work with one above the atmospheric pressure lying high pressure is operated or with a clearly under Atmospährendruck lying high vacuum pressure. For this, the movable element against the processing chamber should be sealed to the pressure in the processing chamber to keep.

Neben einfachen Dichtungen zwischen dem beweglichen Element und der Wandung der Bearbeitungskammer könnte man daran denken, das bewegliche Element mit einer doppelten Anordnung von Dichtungen, die hintereinander angeordnet sind, abzudichten, wobei unter idealen Bedingungen jede der Dichtungen eine Druckdifferenz von der Hälfte der Druckdifferenz zwischen Innenraum der Bearbeitungskammer und der Umgebung halten muss.Next simple seals between the movable element and the wall the processing chamber could Remember, the movable element with a double arrangement of Seals, which are arranged one behind the other, seal, wherein under ideal conditions, each of the seals has a pressure differential from half of Pressure difference between the interior of the processing chamber and the Environment must hold.

Dabei ergibt sich das Problem, dass schon bei kleinsten Beschädigungen beispielsweise durch Verschleiß der Dichtungen es nicht mehr möglich ist, einen ausreichenden Druck in der Bearbeitungskammer zu erzeugen; dies gilt insbesondere wenn die Bearbeitungskammer als Hochvakuumkammer ausgelegt ist.there The problem arises that even with the smallest damage for example due to wear of the Seals it no longer possible is to generate a sufficient pressure in the processing chamber; This is especially true when the processing chamber as a high vacuum chamber is designed.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Bearbeitungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art dahin weiterzuentwickeln, dass die Dichtungen einem geringeren Verschleiß unterliegen, und dass Druckbedingungen im Inneren der Bearbeitungskammer zuverlässig gehalten werden können.Accordingly the invention has for its object a processing device to further develop the type specified in the preamble of patent claim 1, that the seals are subject to less wear and that pressure conditions can be held reliably inside the processing chamber.

Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst; die weiteren Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.These Task is by a processing device with the features of claim 1 solved; the other claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das bewegliche Teil mit mindestens zwei aufeinanderfolgenden Dichtungen gegen die Bearbeitungskammer abzudichten und einen Bereich zwischen den Dichtungen mit einer Pumpeinrichtung zu verbinden. Wenn beispielsweise in der Bearbeitungskammer ein Hochvakuum erzeugt wird, kann in dem Bereich zwischen den Dichtungen ein Vorvakuum erzeugt werden, sodass die innenliegende Dichtung einen wesentlich kleineren Druckunterschied abdichten muss und damit weniger anfällig gegen Verschleiß ist. Selbst bei kleineren Beschädigungen beispielsweise durch Verschleiß der Dichtungen wird das Hochvakuum weniger beeinflußt, und eine Vorvakuumpumpe, die mit dem Bereich zwischen den Dichtungen verbunden ist, ist in der Lage, kleine Leckströmungen der äußeren Dichtung zu kompensieren. Auf diese Weise wird ein höhere Stabilität des Prozessvakuums erreicht, im laufenden Betrieb fallen kaum zusätzliche Kosten an, und die Lebensdauer der Dichtungen wird erhöht.According to the invention, it is proposed the moving part with at least two successive seals seal against the processing chamber and an area between to connect the seals with a pumping device. If, for example in the processing chamber, a high vacuum is generated in the Area between the seals a pre-vacuum can be generated, so the inner seal a much smaller pressure difference must seal and thus less prone to wear. Even for minor damage for example due to wear of the Gaskets are less affected by the high vacuum, and a backing pump, the Connected to the area between the seals is in the Location, small leakage flows of the outer seal to compensate. In this way, a higher stability of the process vacuum achieved during operation are hardly additional costs, and the Life of the seals is increased.

Zur Einstellung des Drucks zwischen den Dichtungen kann eine separate Vorpumpe eingesetzt werden oder, falls für die Bearbeitungskammer eine kaskadierte Pumpeneinrichtung aus einer Vorpumpe und einer Endpumpe vorgesehen ist, kann die Vorpumpe zusätzlich mit dem Bereich zwischen den Dichtungen verbunden sein. Vorzugsweise wird die Erfin dung im Bereich von Bearbeitungsvorrichtungen verwendet, in denen im Inneren der Bearbeitungskammer ein Hochvakuum vorliegt, und in diesem Fall ist die Endpumpeneinrichtung eine Hochvakuumpumpe, und die Vorpumpeneinrichtung ist eine Vorvakuumpumpe. Im ungekehrten Fall eines Überdrucks in der Bearbeitungskammer erzeugt die Endpumpe einen deutlich über Atmosphärendruck liegenden Druck, und die Vorpumpe arbeitet in einem mittleren Druckbereich.to Setting the pressure between the seals can be a separate one Priming pump can be used or, if a cascaded for the processing chamber Pump device provided from a backing pump and a discharge pump is, the forepump can in addition be connected to the area between the seals. Preferably the invention is used in the field of processing devices, in which there is a high vacuum inside the processing chamber, and in this case, the end pump means is a high vacuum pump, and the pre-pumping device is a backing pump. In the unconverted Case of overpressure in the processing chamber, the final pump produces a well above atmospheric pressure lying pressure, and the backing pump operates in a medium pressure range.

Beispiele für Bearbeitungsvorrichtungen sind Sputteranlagen, CVD- oder PVD-Beschichtungsanlagen oder dgl. für die Bearbeitung von CD- oder DVD-Substraten, Substraten anderer Datenträger, Wafern usw.Examples for processing devices are sputtering equipment, CVD or PVD coating equipment or the like. For processing from CD or DVD substrates, substrates from other media, wafers etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die schematisch einen Querschnitt durch eine Bearbeitungsvorrichtung darstellt.One embodiment The invention will be explained with reference to the accompanying drawing, which schematically represents a cross section through a processing device.

Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst eine Bearbeitungskammer 1, die einen abgedichteten Innenraum 3 umschließt. Im Innenraum 3 der Bearbeitungskammer 1 ist ein bewegliches Element in Form eines Drehtellers oder Hubtisches 5 angeordnet, der verdrehbar bzw. in vertikaler Richtung verschiebbar ist, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Vom Innenraum 3 der Bearbeitungskammer 1 erstreckt sich beispielsweise ein Zapfen 13 des beweglichen Elementes 5 zum Äußeren der Bearbeitungskammer 1. Der Zapfen 13 ist durch zwei aufeinanderfolgende Dichtungen 9, 11 gegen die Wandung 7 der Bearbeitungskammer abgedichtet.The processing device comprises a processing chamber 1 that have a sealed interior 3 encloses. In the interior 3 the processing chamber 1 is a movable element in the form of a turntable or lifting table 5 arranged, which is rotatable or displaceable in the vertical direction, as indicated by the arrows. From the inside room 3 the processing chamber 1 For example, a pin extends 13 of the movable element 5 to the exterior of the processing chamber 1 , The pin 13 is through two consecutive seals 9 . 11 against the wall 7 the processing chamber sealed.

Im dargestellten Beispiel ist die Bearbeitungskammer 1 Teil einer Sputteranlage zum Beschichten von CVD- oder DVD-Datenträgersubstraten, wobei in der Praxis in der Bearbeitungskammer 1 weitere Einheiten wie eine Sputtereinheit oder dgl. aufgenommen sind, die hier nicht dargestellt sind.In the example shown, the processing chamber 1 Part of a sputtering facility for coating CVD or DVD media substrates, in practice in the processing chamber 1 other units such as a sputtering unit or the like are included, which are not shown here.

Zur Evakuierung des Innenraums 3 der Bearbeitungskammer 1 sind eine Hochvakuumpumpe 15 und eine damit in Kaskade geschaltete Vorvakuumpumpe 17 vorgesehen.To evacuate the interior 3 the processing chamber 1 are a high vacuum pump 15 and a backing pump connected in cascade with it 17 intended.

Im Betrieb erzeugt die Hochvakuumpumpe im Innenraum 3 der Bearbeitungskammer 1 ein Vakuum von ca. 5 × 10–8 bar. Dementsprechend ist im Idealfall jede der Dichtungen bei einem Außendruck von einem bar einer Druckdifferenz von etwa 500 mbar ausgesetzt.In operation, the high vacuum pump generates in the interior 3 the processing chamber 1 a vacuum of about 5 × 10 -8 bar. Accordingly, in the ideal case, each of the seals is exposed to an external pressure of one bar of a pressure difference of about 500 mbar.

Erfindungsgemäß wird der nunmehr vorgeschlagene, den Bereich 21 zwischen den Dichtungen 9 und 11 ebenfalls zu evakuieren. Dies kann durch eine separate Vorvakuumpumpe 19 erfolgen, die mit dem Bereich 21 über eine Leitung 23 verbunden ist.According to the invention now proposed, the area 21 between the seals 9 and 11 also to evacuate. This can be done by a separate backing pump 19 done with the area 21 over a line 23 connected is.

Alternativ dazu kann auch die Vorvakuumpumpe 17, die der Hochvakuumpumpe 15 vorgeschaltet ist, verwendet werden, wobei in diesem Fall die Pumpe 17 selbst oder eine Leitung zwischen der Vorvakuumpumpe 17 und der Hochvakuumpumpe 15 über eine Leitung 25 mit dem Bereich 21 verbunden wird.Alternatively, the backing pump may also be used 17 , the high vacuum pump 15 is used upstream, in which case the pump 17 itself or a line between the backing pump 17 and the high vacuum pump 15 over a line 25 with the area 21 is connected.

Die separate Vorvakuumpumpe 19 bzw. die vorgeschaltete Vorvakuumpumpe 17 erzeugen dabei einen Absolutdruck von etwa 10–4 bar.The separate backing pump 19 or the upstream backing pump 17 generate an absolute pressure of about 10 -4 bar.

Die obengenannten Werte gelten beispielsweise für eine Sputteranlage; abhängig vom Verwendungszweck sind andere Werte möglich.The the above values apply, for example, to a sputtering system; depending on Intended purpose other values are possible.

Bei Anwendungen mit Überdruck in dem Raum 3 der Behandlungskammer ist dementsprechend die Pumpe 15 eine Hochdruckpumpe, und die Pumpen 17 bzw. 19 sind Mitteldruckpumpen, die Drücke zwischen Atmosphärendruck und dem Hochdruck der Pumpe 15 erzeugen.For applications with overpressure in the room 3 the treatment chamber is accordingly the pump 15 a high-pressure pump, and the pumps 17 respectively. 19 are medium pressure pumps, the pressures between atmospheric pressure and the high pressure of the pump 15 produce.

Der erfindungsgemäße Vorschlag kann bei allen Beschichtungsverfahren, bei denen Überdruck oder Unterdruck in der Bearbeitungskammer aufrechterhalten werden muss, angewendet werden, beispielsweise bei Sputterverfahren bei der chemischen Dampfabscheidung CVD (Chemical Vapor Deposition), pyhsikalischen Dampfabscheidung PVD (Physical Vapor Deposition), Plasmaverfahren usw.Of the inventive proposal can be used in all coating processes where overpressure or Negative pressure must be maintained in the processing chamber, be applied, for example, in sputtering in the chemical Vapor Deposition CVD (Chemical Vapor Deposition), Physical Vapor Deposition PVD (Physical Vapor Deposition), plasma process etc.

Des Weiteren können auch mehr als zwei Dichtungen 9, 11 vorgesehen sein, wobei nur einzelne Bereich zwischen jeweils zwei Dichtungen oder alle Bereiche zwischen den Dichtungen mit einer Pumpe verbunden sind; desweiteren ist es auch möglich mehrere Pumpen vorzusehen, die mit den verschiedenen Bereichen zwischen den einzelnen Dichtungen verbunden sind, wobei die mehreren Pumpen ggf. unterschiedlich abgestufte Pumpleistungen aufweisen können.Furthermore, more than two seals can be used 9 . 11 be provided, with only a single area between each two seals or all areas between the seals are connected to a pump; Furthermore, it is also possible to provide a plurality of pumps, which are connected to the different areas between the individual seals, wherein the plurality of pumps may optionally have different graded pump powers.

Als Bearbeitungskammern im Sinne dieser Anmeldung sind beispielsweise auch Schleusenkammern zu verstehen, die dazu dienen, ein zu bearbeitendes Objekt in eine Über- oder Unterdruckkammer einer Bearbeitungsanlage einzubringen. Das bewegliche Element kann in diesem Fall beispielsweise eine Handhabungs- oder Übertragungsvorrichtung sein, mit der das zu bearbeitende Objekt von der Schleusenkammer in die Über- oder Unterdruckkammer übertragen wird, oder eine verschiebbare Schleusentür, die zeitweilig die Schleusenkammer gegen die Über- oder Unterdruckkammer abdichtet.When Processing chambers in the sense of this application are, for example also to understand lock chambers, which serve to edit one Object into an over- or introduce a vacuum chamber of a processing plant. The movable element may in this case be, for example, a handling or transmission device, with the object to be processed from the lock chamber in the over- or Transfer vacuum chamber is, or a sliding lock door, which is temporarily against the lock chamber the above- or vacuum chamber seals.

Claims (13)

Bearbeitungsvorrichtung mit einer verschließbaren, abgedichteten Bearbeitungskammer (1), einer ersten Pumpeneinrichtung (15), die mit dem Inneren (3) der Bearbeitungskammer (1) verbunden ist, einem beweglichen Element (5), das sich zwischen dem Inneren (3) und dem äußeren der Bearbeitungskammer (1) erstreckt, und mindestens zwei Dichtungen (9, 11), die nacheinander zwischen dem Inneren (3) und dem äußeren der Bearbeitungskammer (1) angeordnet sind und zwischen dem beweglichen Element (5) und der Bearbeitungskammer (1) abdichten, gekennzeichnet durch eine zweite Pumpeneinrichtung (17, 19), die mit einem Bereich (21) zwischen den zwei Dichtungen (9, 11) verbunden ist.Processing device with a sealable, sealed processing chamber ( 1 ), a first pump device ( 15 ), with the interior ( 3 ) of the processing chamber ( 1 ), a movable element ( 5 ), which is between the interior ( 3 ) and the outer of the processing chamber ( 1 ), and at least two seals ( 9 . 11 ), which successively between the interior ( 3 ) and the outer of the processing chamber ( 1 ) and between the movable element ( 5 ) and the processing chamber ( 1 ), characterized by a second pump device ( 17 . 19 ) with an area ( 21 ) between the two seals ( 9 . 11 ) connected is. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpeneinrichtung eine Vorpumpe (17) und eine Endpumpe (15) aufweist, die hintereinander geschaltet sind.Machining device according to claim 1, characterized in that the first pump device is a forepump ( 17 ) and a final pump ( 15 ), which are connected in series. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpumpe (17) gleichzeitig als zweite Pumpeneinrichtung dient.Machining device according to claim 2, characterized in that the forepump ( 17 ) simultaneously serves as a second pump means. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Pumpeneinrichtung eine separate Vorpumpe (19) vorgesehen ist.Machining apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that as a second pump means a separate backing pump ( 19 ) is provided. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpumpe (15) eine Hochvakuumpumpe ist.Machining device according to claim 2, characterized in that the end pump ( 15 ) is a high vacuum pump. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpumpe (17, 19) eine Vorvakuumpumpe ist.Machining device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the forepump ( 17 . 19 ) is a backing pump. Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpumpe eine Hochdruckpumpe (15) ist.Machining device according to claim 2, characterized in that the end pump is a high-pressure pump ( 15 ). Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpumpe eine Mittelhochdruckpumpe ist.Processing device according to one of claims 2 to 4 or 7, characterized in that the fore pump is a medium-high pressure pump is. Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungskammer eine Schleusenkammer für eine Über- oder Unterdruckkammer ist.Processing device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the processing chamber a lock chamber for an over or Vacuum chamber is. Sputteranlage, CVD- oder PVD-Beschichtungsanlage mit einer Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Sputtering, CVD or PVD coating line with a processing device according to one of claims 1 to 9th Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man den Innenraum der Bearbeitungskammer (1) auf einen ersten Druckwert einstellt und den Bereich (21) zwischen zwei Dichtungen auf einen zweiten Druckwert, wobei der zweite Druckwert in einem Bereich zwischen dem ersten Druckwert und dem Atmosphärendruck liegt.Method for operating a device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the interior of the processing chamber ( 1 ) to a first pressure value and the range ( 21 ) between two seals to a second pressure value, wherein the second pressure value is in a range between the first pressure value and the atmospheric pressure. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste Druckwert einem Hochvakuumdruck entspricht.The method of claim 11, wherein the first pressure value corresponds to a high vacuum pressure. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste Druckwert einem über Atmosphärendruck liegenden Hochdruck entspricht.The method of claim 11, wherein the first pressure value one over atmospheric pressure lying high pressure corresponds.
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