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Die
Erfindung betrifft ein Konfigurationshilfselement zur lösbaren Anbringung
zwischen zwei mit je einer Stirnwand aneinander grenzenden Prozesskammern
einer Prozessanlage, beispielsweise einer Vakuumbeschichtungsanlage
zur Beschichtung von Substraten, sowie eine Prozessanlage.
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Prozessanlagen,
beispielsweise Beschichtungsanlagen zur Beschichtung von Substraten
im Durchlaufverfahren, im Vakuum oder bei atmosphärischem
Druck, mit oder ohne Zusatz eines Prozessgases, bei dem das Substrat,
beispielsweise Flachglasscheiben, nacheinander einer Mehrzahl von
Verfahrensschritten, wie beispielsweise Trockenätzen oder/und Beschichtung
mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien ausgesetzt wird, sind üblicherweise aus
einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Prozesskammern aufgebaut,
wobei die aneinander grenzenden Prozesskammern mit ihren Stirnwänden miteinander
verbunden sind. Diese Stirnwände
weisen üblicherweise
mindestens eine Durchtrittsöffnung
zum Transport des Substrats von der einen Prozesskammer in die daran
angrenzende Prozesskammer auf.
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Ein
Nachteil derartiger Prozessanlagen besteht darin, dass es relativ
schwierig ist, aneinander grenzende Prozesskammern zu Wartungszwecken voneinander
zu entfernen. Insbesondere bei Prozessanlagen zur Behandlung großflächiger Substrate
weisen die Prozesskammern relativ große Abmessungen und daher auch
ein relativ hohes Gewicht auf, so dass es mit einem hohen Aufwand verbunden ist,
den Abstand zwischen den Prozesskammern zu vergrößern, um beispielsweise an
der Stirnwand vorgesehene Dichtmittel auszuwechseln. Dies trifft
insbesondere für
Anlagen zu, bei denen eine Vielzahl von Prozesskammern hintereinander
angeordnet ist, da in diesem Fall zur Vergrößerung des Abstands zwischen
zwei benachbarten Prozesskammern mehrere Prozesskammern insgesamt
verschoben werden müssen.
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Darüber hinaus
kann es erforderlich sein, aneinander grenzende Prozesskammern in
einem solchen Abstand zueinander aufzustellen, der die direkte Verbindung
der Stirnwände
beider Prozesskammern verbietet. Dies kann beispielsweise dadurch bedingt
sein, dass die miteinander zu verbindenden Prozesskammern unterschiedlichen
Baureihen angehören
und deshalb beispielsweise die in den Prozesskammern angeordneten
Transporteinrichtungen unterschiedlich ausgeführt sind. Dennoch muss auch bei
der Verbindung unterschiedlicher Prozesskammern mit einem Abstand
zwischen ihren Stirnwänden sichergestellt
sein, dass die in den Prozesskammern benötigte jeweilige Prozessatmosphäre (Hochvakuum
oder Prozessgas) nicht gestört
wird. Hierzu ist es nötig,
dass die gesamte Anordnung von Prozesskammern, eventuell ergänzt um Schleusenkammern, ein
geschlossenes System darstellt.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, bekannte Prozessanlagen dahingehend zu verbessern,
dass die Stirnwände
einzelner Prozesskammern zu Wartungszwecken zugänglich sind, ohne einzelne
oder mehrere Prozesskammern über
größere Distanzen
verschieben zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, benachbarte
Prozesskammern mit einem wählbaren Abstand
zueinander so zu verbinden, dass sie ein geschlossenes System zur
Aufrechterhaltung einer in den Prozesskammern erzeugten Prozessatmosphäre bilden.
Weiterhin stellt sich die vorliegende Erfindung das Ziel, bekannte
Prozessanlagen so zu verbessern, dass die Stirnwände aneinander grenzender Prozesskammern
im Bereich der jeweiligen Durchtrittsöffnung gekühlt werden können.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
ein Konfigurati onshilfselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1
sowie eine Prozessanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das
erfindungsgemäße Konfigurationshilfselement
zur lösbaren
Anbringung zwischen zwei mit je einer Stirnwand aneinander grenzenden
Prozesskammern einer Prozessanlage zur Behandlung von Substraten,
wobei jede Stirnwand eine Durchtrittsöffnung zum Transport der Substrate
von einer Prozesskammer in die angrenzende Prozesskammer aufweist,
umfasst einen umlaufend durch Seitenflächen begrenzten Grundkörper mit
zwei Anschlussflächen
und einer die beiden Anschlussflächen
verbindenden Durchtrittsöffnung.
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Das
erfindungsgemäße Konfigurationshilfselement
wird zwischen die Stirnwände
aneinander grenzender Prozesskammern eingebracht und so positioniert,
dass die im Grundkörper
vorgesehene Durchtrittsöffnung
gemeinsam mit den Durchtrittsöffnungen
der beiden Stirnwände
der Prozesskammern eine Passage für den Transport des Substrats
durch die Prozesskammern bildet und anschließend mit den beiden Stirnwänden verbunden.
Dies kann bedeuten, dass das Konfigurationshilfselement mit jeder
der beiden Stirnwände
separat verbunden wird, dass die beiden Stirnwände und das zwischen ihnen befindliche
Konfigurationshilfselement insgesamt miteinander verbunden werden
oder dass die Stirnwände
der beiden Prozesskammern so miteinander verbunden werden, dass
das Konfigurationshilfselement zwischen ihnen eingeklemmt ist. Das
Konfigurationshilfselement erlaubt es, zwei benachbarte Prozesskammern
mit variablem Abstand zueinander so zu verbinden, dass die Prozesskammern
ein geschlossenes System bilden. Um den Abstand zwischen den Prozesskammern
zu variieren, kann ein Konfigurationshilfselement gegebener Dicke
durch ein anderes Konfigurationshilfselement kleinerer oder größerer Dicke
ersetzt werden.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper im
Wesentlichen plattenförmig
gestaltet ist. "Plattenförmig" soll in diesem Zusammenhang
bedeuten, dass zumindest eine Abmessung der Anschlussflächen des
Grundkörpers relativ
groß ist
gegenüber
der Ausdehnung des Grundkörpers
in der Transportrichtung der Substrate (nachfolgend als Dicke bezeichnet),
das heißt
senkrecht zu den Anschlussflächen
des Grundkörpers. Gleichzeitig
bedeutet "plattenförmig", dass die beiden
Anschlussflächen
des Grundkörpers
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Grundkörper mit
nicht parallelen Anschlussflächen,
die einerseits bei entsprechender schräger Ausrichtung der Stirnwände der
Prozesskammern den Austausch des Konfigurationshilfselements erleichtern
würden, andererseits
aber auch eine gebogene Anlagenkonfiguration ermöglichen würden, sollen jedoch ausdrücklich vom
Gegenstand der Erfindung mit umfasst sein.
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Sofern
die Anschlussflächen
des Grundkörpers
rechteckig und parallel zueinander ausgeführt sind, ergibt sich ein quaderförmiges Konfigurationshilfselement,
das heißt
die beiden rechteckigen Anschlussflächen sind durch vier ebenfalls
rechteckige Seitenflächen
miteinander verbunden. Nicht quaderförmige Konfigurationshilfselemente,
die ebenfalls mit umfasst sein sollen, könnten beispielsweise zylindrisch
ausgeführt
sein, wobei zwei kreisförmige
Anschlussflächen
durch eine Seitenfläche
in Form einer Zylindermantelfläche
miteinander verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung würde sich
beispielsweise für
Prozessanlagen anbieten, bei denen die Durchtrittsöffnung für die Substrate
kreisförmig
ist.
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Demgegenüber sind
quaderförmige
Konfigurationshilfselemente besonders günstig für die Verwendung in Prozessanlagen,
die zur Behandlung flächiger
Substrate, beispielsweise Flachglasscheiben, vorgesehen sind. Insbesondere
für derartige
Prozessanlagen ist es vorteilhaft vorzusehen, dass die Durchtrittsöffnung im
Wesentlichen schlitzförmig
gestaltet ist. Eine derartige Durchtrittsöffnung des Konfigurationshilfselements
korrespondiert optimal mit den ebenfalls meist schlitzförmig gestalteten
Durchtrittsöffnungen
der Stirnwände
der Prozesskammern derartiger Prozessanlagen. "Schlitzförmig" soll in diesem Zusammenhang bedeuten,
dass zumindest eine Abmessung der Durchtrittsöffnung des Grundkörpers relativ
groß ist
gegenüber
der anderen Ausdeh nung der Durchtrittsöffnung. Anders ausgedrückt bedeutet "schlitzförmig", dass die Durchtrittsöffnung im
Wesentlichen rechteckig ausgeführt
ist, wobei eine Seite des Rechtecks wesentlich kürzer ist als die andere Seite.
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Vorteilhaft
kann vorgesehen sein, dass weiterhin mindestens ein Positioniermittel
zur Positionierung mindestens einer Anschlussfläche des Konfigurationshilfselements
an einer Stirnwand einer Prozesskammer vorgesehen ist. Mit Hilfe
des oder der Positioniermittel ist es leichter, das zwischen die Stirnwände aneinander
grenzender Prozesskammern eingebrachte Konfigurationshilfselement
so zu positionieren, dass die im Grundkörper vorgesehene Durchtrittsöffnung gemeinsam
mit den Durchtrittsöffnungen
der beiden Stirnwände
der Prozesskammern eine Passage für den Transport des Substrats
durch die Prozesskammern bildet.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
ein Positioniermittel als Befestigungsmittel zur Befestigung des Konfigurationshilfselements
an einer Stirnwand mindestens einer Prozesskammer ausgebildet ist.
Das oder die Positioniermittel erleichtern die Anbringung des Konfigurationshilfselements
an einer Stirnwand beziehungsweise zwischen den Stirnwänden zweier benachbarter
Prozesskammern so, dass die Durchtrittsöffnung des Konfigurationshilfselements
mit den Durchtrittsöffnungen
der Stirnwände
deckungsgleich ist.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Positioniermittel eine
die Anschlussflächen
des Konfigurationshilfselements verbindende Durchgangsbohrung ist.
Mit anderen Worten handelt es sich um eine Durchgangsbohrung in
der Dickenrichtung des Konfigurationshilfselements. Eine solche
Durchgangsbohrung ist leicht und kostengünstig herstellbar und eignet
sich gleichermaßen
zur Positionierung des Konfigurationshilfselements relativ zur Stirnwand
der einen wie auch der anderen Prozesskammer. Außerdem kann das Positioniermittel
in diesem Fall als Befestigungsmittel wirken, wenn beispielsweise
die beiden Stirnwände
der Prozesskammern und das zwischen ihnen angeordnete Konfigurationshilfselement
mittels einer Schraube miteinander verbunden sind, die in dafür vorgesehenen Durchgangsbohrungen
der Stirnwände
und der Durchgangsbohrung im Konfigurationshilfselement angeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß kann jedoch
auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Positioniermittel ein in
einer Anschlussfläche
des Konfigurationshilfselements angeordnetes Sackloch ist. In diesem
Fall ist das Positioniermittel zur Positionierung des Konfigurationshilfselements
relativ zur Stirnwand einer Prozesskammer geeignet.
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Vorteilhaft
kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Positioniermittel ein
Innengewinde aufweist. Hierdurch ist es möglich, das Konfigurationshilfselement
mittels einer Schraube von der Stirnwand einer Prozesskammer aus
an dieser Prozesskammer zu befestigen, so dass das Positioniermittel, das
als Durchgangsbohrung oder als Sackloch ausgeführt sein kann, gleichzeitig
als Befestigungsmittel wirkt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
an mindestens einer Anschlussfläche
ein die Durchtrittsöffnung
umschließendes
Dichtmittel angeordnet ist. Vorteilhaft sind dabei das Positioniermittel
oder die Positioniermittel so angeordnet, dass es bzw. sie ebenfalls
vom Dichtmittel umschlossen sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass
die in den Prozesskammern benötigten
Prozessatmosphären
nicht durch Leckagen an den Positioniermitteln beeinträchtigt werden.
Bevorzugt ist das Dichtmittel ein aus einem Elastomer gefertigter O-Ring.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass das Dichtmittel in einer dafür in der
Anschlussfläche vorgesehenen
Nut so angeordnet ist, dass das Dichtmittel zum Teil die Ränder der
Nut überragt,
so dass das Dichtmittel beim Verbinden der Prozesskammern mit dem
dazwischen angeordneten Konfigurationshilfselement an die Stirnwand
der jeweiligen Prozesskammer gepresst wird. Sofern in der Stirnwand der
Prozesskammer bereits ein Dichtmittel vorgesehen ist, braucht in
der entsprechenden Anschlussfläche
des Konfigurationshilfselements kein Dichtmittel vorhanden zu sein.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Kühlmittelkanal zur Führung eines
Kühlmittels
durch das Konfigurationshilfselement vorgesehen ist. Hierdurch kann
das Konfigurationshilfselement selbst, über den direkten Kontakt jedoch
auch die Stirnwand der Prozesskammer, auf einfache Weise gekühlt werden,
um während
des in der Prozesskammer ablaufenden Beschichtungsprozesses entstehende
Wärme abzuführen.
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Beispielsweise
kann der Kühlmittelkanal durch
eine Nut gebildet sein, die durch ein Abdeckblech zu einer Röhre verschlossen
ist. Besonders einfach herstellbar ist der Kühlmittelkanal, wenn die Nut
in einer Seitenfläche
des Grundkörpers
angeordnet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Kühlmittelkanal
Anschlüsse
zum Ein- und Ausleiten eines Kühlmittels
aufweist. Diese Anschlüsse
sind vorteilhaft zur Verbindung mit Schnellverschlüssen ausgebildet,
so dass das Konfigurationshilfselement bedarfsweise einfach und
schnell ausgewechselt werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch durch die nachfolgend beschriebene
Prozessanlage gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Prozessanlage
zur Beschichtung von Substraten mit mindestens zwei mit je einer
Stirnwand aneinander grenzenden Prozesskammern, wobei jede Stirnwand
eine Durchtrittsöffnung
zum Transport der Substrate von einer Prozesskammer in die angrenzende
Prozesskammer aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei
aneinander grenzenden Prozesskammern ein Konfigurationshilfselement
der oben beschriebenen Art angeordnet ist. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
das erfindungsgemäße Konfigurationshilfselement
an der Eingangsseite oder/und der Ausgangseite der Prozessanlage,
beispielsweise zum Anflanschen eines Klappenventils, anzuordnen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Prozessanlage sind
die Stirnwände
einzelner Prozesskammern zu Wartungszwecken zugänglich, ohne einzelne oder mehrere
Prozesskammern über
größere Distanzen verschieben
zu müssen.
Hierzu braucht nur das zwischen den Prozesskammern angeordnete Konfigurationshilfselement
entfernt werden. Abhängig
von der Dicke des Konfigurationshilfselements können benachbarte Prozesskammern
mit einem wählbaren Abstand
zueinander verbunden werden, so dass sie ein geschlossenes System
zur Aufrechterhaltung einer in den Prozesskammern erzeugten Prozessatmosphäre bilden.
Wenn das Konfigurationshilfselement Kühlmittelkanäle aufweist, ist es weiterhin
möglich,
die Stirnwände
der aneinander grenzenden Prozesskammern im Bereich der jeweiligen
Durchtrittsöffnung
zu kühlen.
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In
einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Stirnwand mindestens
einer Prozesskammer ein die in der Stirnwand vorgesehene Durchtrittsöffnung umschließendes Dichtelement
aufweist. In diesem Fall braucht in der entsprechenden Anschlussfläche des
Konfigurationshilfselements kein Dichtmittel vorgesehen sein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Stirnwand
mindestens einer Prozesskammer mindestens ein Positioniermittel
zur Positionierung einer Anschlussfläche des Konfigurationshilfselements
relativ zu der in der Stirnwand vorgesehenen Durchtrittsöffnung aufweist.
Derartige Positioniermittel können
beispielsweise an der Stirnwand angeordnete Stifte sein, die in
entsprechende Durchgangsbohrungen oder Sacklöcher des Konfigurationshilfselements
einführbar
sind, um das Konfigurationshilfselement relativ zur Stirnwand so
zu positionieren, dass die Durchtrittsöffnungen der Stirnwand und
des Konfigurationshilfselements deckungsgleich sind.
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Vorteilhaft
kann weiterhin vorgesehen sein, dass weiterhin ein Kühlaggregat
zur Bereitstellung eines Kühlmittels
für das
Konfigurationshilfselement vorgesehen ist. Ebenfalls vorteilhaft
ist zwischen den beiden aneinander grenzenden Prozesskammern weiterhin
eine Abdruckvorrichtung zur Vergrößerung des Abstands zwischen
den beiden Prozesskammern vorgesehen. In diesem Fall kann mit einer
relativ kleinen Relativverschiebung zwischen den benachbarten Prozesskammern
das Konfigurationshilfselement ausgewechselt werden oder Wartungsarbeiten
an den Stirnwänden
der Prozesskammern vorgenommen werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels und zugehöriger Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht und eine Schnittdarstellung des Konfigurationshilfselements,
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2 zwei
benachbarte Prozesskammern einer Prozessanlage mit einem dazwischen
angeordneten Konfigurationshilfselement und
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3 einen
Längsschnitt
durch zwei benachbarte Prozesskammern und das dazwischen angeordneten
Konfigurationshilfselement.
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Das
in 1 gezeigte Konfigurationshilfselement 11 ist
im Wesentlichen plattenförmig,
d.h. die Dicke des Konfigurationshilfselements 11 ist wesentlich
geringer als die beiden anderen Abmessungen. Der Grundkörper 1 weist
zwei einander gegenüberliegende,
rechteckige Anschlussflächen 2 auf,
die durch vier ebenfalls rechteckige Seitenflächen 3 begrenzt sind,
d.h. der Grundkörper 1 ist
im Wesentlichen quaderförmig.
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Der
Grundkörper 1 weist
weiterhin eine Durchtrittsöffnung 4 auf,
die schlitzförmig
ist, um den Durchtritt flächiger
Substrate, beispielsweise Flachglasscheiben, zu ermöglichen.
Um die Durchtrittsöffnung 4 herum
sind insgesamt 10 Positioniermittel 5 angeordnet, die im
Ausführungsbeispiel
als Durchgangsbohrungen ausgeführt
sind. Die Durchtrittsöffnung 4 und
die Positioniermittel 5 sind von einem Dichtmittel 6 umschlossen,
das als O-Ring aus einem Elastomer ausgeführt ist und das in einer dafür in der Anschlussfläche 2 vorgesehenen
Nut 7 so angeordnet ist, dass das Dichtmittel 6 teilweise
aus der Nut 7 herausragt.
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In
den Seitenflächen 3 sind
weiterhin Nuten 8 vorgesehen, die durch Abdeckbleche 9 verschlossen
sind, so dass sie Kühlmittelkanäle bilden,
durch die ein Kühlmittel
geleitet werden kann. Zu diesem Zweck sind an einer Seitenfläche 3 weiterhin
Anschlüsse 10 vorgesehen,
die zur Verbindung mit Schnellverschlüssen ausgebildet sind.
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2 zeigt
die Anordnung des Konfigurationselements 11 zwischen zwei
benachbarten Prozesskammern 12 einer Prozessanlage. Das
Konfigurationselement 11 ist zwischen den Stirnwänden der Prozesskammern 12 so
angeordnet, dass seine Durchtrittsöffnung 4 mit den Durchtrittsöffnungen
der Stirnwände
deckungsgleich ist. Die Anschlüsse 10 sind
gut zugänglich,
so dass Anschlussleitungen eines Kühlaggregats leicht daran anzubringen
und davon zu entfernen sind.
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In 3 sind
zwei benachbarte Prozesskammern 12 einer Prozessanlage
und das zwischen ihnen angeordnete Konfigurationshilfselement 11 vor der
Verbindung der Prozesskammern 12 dargestellt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
weist der Grundkörper 1 des
Konfigurationshilfselements 11 eine relativ große Dicke
auf, ist jedoch nicht kühlbar.
Außerdem sind
in jeder der beiden Anschlussflächen 2 je
zwei Dichtmittel 6 vorgesehen, um eine vakuumdichte Verbindung
zu den Stirnwänden 13 der
Prozesskammern 12 zu gewährleisten. Das Konfigurationshilfselement 11 ist
zwischen den Prozesskammern 12 so angeordnet, dass seine
Durchtrittsöffnung 4 mit
den Durchtrittsöffnungen
der Stirnwände 13 eine
Passage für
das zu behandelnde Substrat bildet.
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Anschlussfläche
- 3
- Seitenfläche
- 4
- Durchtrittsöffnung
- 5
- Positioniermittel
- 6
- Dichtmittel
- 7
- Nut
- 8
- Nut
- 9
- Abdeckblech
- 10
- Anschluss
- 11
- Konfigurationshilfselement
- 12
- Prozesskammer
- 13
- Stirnwand