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Durchlaufbeschichtungsanlage
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Die
Erfindung betrifft eine Durchlaufbeschichtungsanlage mit einer eine
Prozesskammer bildenden Kammerwandung, einer einen Prozessraum bildenden
Wärmeisolierung,
einer in dem Prozessraum angeordneten Transportvorrichtung für Substrate
mit einer in Längserstreckung
der Durchlaufbeschichtungsanlage liegenden Transportrichtung der
Substrate. Dabei liegen die Substrate auf einer nachfolgend als
Substratseite bezeichneten und dem Substrat zugewandten Seite der
Transportvorrichtung auf. Weiterhin umfasst die Durchlaufbeschichtungsanlage
eine die Substrate erwärmende Heizeinrichtung.
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Es
sind Durchlaufbeschichtungsanlagen bekannt, die sich von Hochvakuumsbeschichtungsanlagen
im Wesentlichen dadurch unterscheiden, dass sie bei relativ hohen
Drücken,
d. h. Drücken
im Bereich von 1 bis 10 mbar eingesetzt werden und bei Hochtemperaturen
im Bereich von über
600°C arbeiten.
Der relativ hohe Druck wird mit einem speziellen Prozessgas eingestellt.
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Wie
auch aus Hochvakuumsbeschichtungsanlagen bekannt, befindet sich
in dem Prozessraum eine Transportvorrichtung, mit der es möglich ist, Substrate über die
Längserstreckung
der Durchlaufbeschichtungsanlage in einer Transportrichtung zu transportieren.
Dabei passieren die Substrate verschiedene Bearbeitungsstationen.
Dabei können
diese Bearbeitungsstationen voneinander getrennt sein, so dass hier
separate einzelne Prozessräume
gebildet werden.
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Bei
herkömmlichen
Hochvakuumanlagen entfallen die Wärmetransportmechanismen Wärmeleitung
und Konvektion, die Wärmisolation
kann dadurch mit Strahlungsschirmen günstig bewerkstelligt werden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen
Hochvakuumsbeschichtungsanlagen, wo das Hochvakuum eine wärmeisolierende
Funktion ausübt,
entfällt
diese wärmeisolierende
Funktion bei den geschilderten Durchlaufbeschichtungsanlagen, die
mit relativen hohen Drücken
arbeiten. Wenn nämlich
durch einen höheren
Gasdruck zusätzlich
die Mechanismen Wärmeleitung
und Konvektion zum Tragen kommen, kann die Isolation sowohl durch
entsprechend gestaltete Strahlungsschirme genügend hoher Anzahl oder/und
durch wärmedämmendes
Material erfolgen. Dies hat zur Folge, dass an der Innenseite der
Kammerwandung eine Wärmeisolierung
anzubringen ist, die einen Wärmeaustritt
aus der Prozesskammer verhindert oder zumindest erschwert. Eine
Wärmeisolation
ist insbesondere bei hohen Temperaturen notwendig, um die Wärmeverluste
gering zu halten. Diese Wärmeisolierung
umschließt
also den Prozessraum ein. Die Hochtemperatur wird in dem Prozessraum
durch eine spezielle Heizeinrichtung erzeugt.
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Das
besondere an derartigen Beschichtungsanlagen ist, dass ein nicht
unerheblicher Anteil des im Prozessraum erzeugten Materialdampfes
für die
Substratbeschichtung eingelassenen Dampfes nahezu den gesamten Prozessraum
erfüllt
und sich eine relativ gute Verteilung des Materialdampfes des zu
beschichtenden Substrats innerhalb des Prozessraumes ergibt, was
zur Folge hat, das Dampfteilchen, die nicht zum Substrat gelangen,
im Inneren des Prozessraumes abgeschieden werden und dort zu einer Verschmutzung
beispielsweise der Wärmeisolation oder
aber auch zum Teil an der Transportvorrichtung führen. Dies wiederum hat zur
Folge, dass relativ kurze Instandsetzungsintervalle erforderlich
sind.
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In
Hochvakuumsbeschichtungsanlagen ist es bekannt, Teile, die durch
das Beschichtungsverfahren eine Erwärmung erfahren, beispielsweise
die Elektroden oder Blenden, mittels Kühlelementen zu kühlen. Eine
andere Anwendung dieser Kühlelemente
ist bei derartigen Beschichtungsanlagen nicht bekannt. In Durchlaufbeschichtungsanlagen,
die bei relativ hohen Drücken
der eingangs genannten Art arbeiten, ist der Einsatz von Kühlelementen
bisher nicht bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine unerwünschte Beschichtung
insbesondere von Anlagenteilen zu minimieren, um somit den Wartungs-
und Instandsetzungsaufwand von Durchlaufbeschichtungsanlagen der
eingangs genannten Art zu minimieren.
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Gemäß der Erfindung
wird dies dadurch gelöst,
dass in dem Prozessraum ein in den Prozessraum ragendes, den auftretenden
Dampf durch Kondensation bindendes Kondensationselement angeordnet
ist. Dies bewirkt, dass die im Prozessraum angeordnete Vorrichtung
unerwünschten
Dampf in erheblichem Umfang durch Kondensation reduziert.
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Damit
wird der Beschichtungsdampf auf die Oberfläche der Substrate gelangen
und aller überschüssiger Dampf,
der in Folge des hohen Drucks und der hohen Temperatur sich in dem übrigen Prozessraum
ausbildet, wird durch das Kondensationselement eingefangen. Es besteht
damit die Möglichkeit,
gezielt eine Beschichtung von diesen Kondensationselementen als
Opferelemente vorzunehmen, die sodann von Zeit zu Zeit entfernt
und ersetzt oder gereinigt werden können. Diese Kondensationselemente
können
dann so geschickt in den Prozessraum angeordnet werden, dass ein
leichtes Entfernen möglich
wird, so dass sich der gesamte Installationsaufwand hiermit verringert.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kondensationselement
als ein mit einer Kühlvorrichtung
verbundenes Kühlelement ausgebildet
ist. Dieses Kühlelement
hat sodann eine deutlich kühlere
Temperatur als die übrigen
Elemente des Prozessraumes, wodurch sich an diesen Kühlelement
bevorzugt der parasitäre
Prozessdampf niederschlagen wird. Dadurch, dass das Kühlelement mit
einer Kühlvorrich tung
verbunden wird, wird dafür Soge
getragen, dass ständig
eine hinreichende Temperaturdifferenz zu dem Prozessraum vorhanden
ist.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kühlelement
auf der der Substratseite abgewandten Seite der Transportvorrichtung angeordnet
ist. Unter der Transportvorrichtung, d. h. auf der Substratseite
abgewandten Seite der Transportvorrichtung befindet sich zumeist
ein Leerraum, der in dieser Ausführungsform
der Erfindung dazu benutzt werden kann, in diesem Raum das Kühlelement
anzuordnen.
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Das
Kühlelement
selbst kann so ausgestaltet sein, dass es aus mehreren Einzelkühlelementen
besteht, wodurch die Kondensationswirkung auf eine breitere Fläche verteilt
werden kann.
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Als
Kühlmedium
eignet sich in hervorragender Weise Wasser, da dies ein kostengünstiges
und leichtverfügbares
Kühlmedium
darstellt. Auch wenn beim Vakuumeinsatz grundsätzlich dafür Sorge zutragen ist, dass
keine Leckagen entstehen. Folgerichtig ist es zweckmäßig, dass
die Kühlvorrichtung ebenfalls
wassergekühlt
wird und aus einem dementsprechend wassergekühlten Kühlblock besteht.
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Um
den Wärmeeintrag
in den Kühlblock selbst
durch den Prozessraum so gering wie möglich zu halten, ist es weiterhin
zweckmäßig, den
Kühlblock
außerhalb
des Prozessraumes anzuordnen und die Kühlelemente durch eine Öffnung in
der Isolierung in den Prozessraum hineinragen zu lassen.
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Dabei
ist es insbesondere zweckmäßig, den Kühlblock
zwischen der Wärmeisolierung
und der Kammerwand anzuordnen, da sodann die Kammerwand an ihrer
Außenkontur
nicht gestört
wird und dennoch die isolierende Wirkung der Wärmeisolierung ausgenutzt werden
kann.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Einzelkühlelemente als
Kühlfinger
ausgebildet sind, die mir dem Kühlblock
verbunden sind. Zum einen wird durch die Gestaltung als Kühlfinger
die Kondensationsoberfläche vergrößert. Zum
anderen können
die Kühlfinger leichter
gefertigt und auch ausgetauscht werden. Schließlich können die Kühlfinger auch Abstände zu einander
aufweisen, die etwa eine Gasströmung
in dem Prozessraum zulassen.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlfinger
aus Vollmaterial bestehen und mit dem Kühlblock wärmeleitend verbunden sind.
Hier wird man Wert darauf legen, ein Vollmaterial zu verwenden,
das gute Wärmeleiteigenschaften aufweist.
Dadurch wird den Kühlfingern
durch den Kühlblock
Wärme entzogen,
so dass diese zur Dampfkondensation geeignet sind.
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Diese
Lösung
bietet sich an, da damit dem Bestreben, einen Kühlmitteleintrag in den Vakuumraum
zu vermeiden, nachgekommen wird. Durch diese Gestaltung wird es
möglich,
durch die Gestaltung der Kühlfinger
(Material, Länge/Durchmesser-Verhältnis) weitestgehend
die gewünschte
Temperatur am Element und damit die Kondensationswirkung zu erzielen.
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In
einer anderen Ausführung
weisen die Kühlfinger
jeweils einen Hohlraum auf, der über
je eine Aufnahmeöffnung
und im Kühlblock
mit Kühlwasser
führenden
Räumen
verbunden ist. Damit gelangt das Kühlwasser in die Kühlfinger
und kann von dort für
den Wärmetransport
aus dem Kühlfingern heraus
Sorge tragen. Hierbei ist es zwar ungünstiger Weise erforderlich,
die Wasser/Vakuumdichtung würde
man ungern bei jeder Wartung zu öffnen.
Allerdings kann hierdurch die Wärmeabführung aus
den Kühlfingern
in den Kühlblock
stark optimiert werden.
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Weiterhin
ist Zweckmäßig, dass
die Aufnahmeöffnungen
jeweils mit einem Gewinde versehen sind, in das je ein Kühlfinger
mit einem entsprechenden Gewinde einschraubbar ist. Dadurch wird
es möglich,
die Kühlfinger
sehr schnell zu demontieren, zu reinigen und wieder ein zusetzten
oder bereits gereinigte Kühlfinger
vorrätig
zu halten, die im Instandsetzungsfalle einfach ausgetauscht werden,
wonach dann, die demontierten Kühlfinger
einer Reinigung zugeführt
werden und wieder zur neuen Montage zur Verfügung stehen.
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Weiteren
ist es günstig,
die Kühlfinger
mit einem Abstand zueinander in eine Reihe quer zur Transportrichtung
anzuordnen. Damit entsteht eine sehr große Fläche von Einzelkühlelementen,
die eine hohe Kondensationswirkung zeigen. Außerdem wird dann eine Dampfbewegung
in Transportrichtung deutlich verhindert, da der Dampf, der sich
möglicherweise
in Transportvorrichtung bewegt, an den Einzelkühlelementen kondensiert. Günstig kann auch
sein, Kondensationselemente nicht über die gesamte Breite sondern
nur lokal zu installieren, um parasitären Dampf im Bereich von ausgewählten Oberflächenbereichen
zu minimieren.
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Eine
günstige
Einbauart für
die Kühlfinger besteht
darin, dass der Kühlblock
in dem unteren Bereich der Prozesskammer angeordnet ist und sich
die Kühlfinger
von der Unterseite der Prozesskammer in Richtung zur Transporteinrichtung
erstrecken.
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Dabei
ist es auch möglich,
auf unterhalb der Außenseiten
der Transporteinrichtung auf jeder Seite des Substrates eine Reihe
von Kühlfingern
zu installieren, die den Dampf besser einfangen, der sich ja ohne
Gegenmaßnahmen
bevorzugt auf den Rollen-Enden der Transportrollen absetzt und damit
zur Vergrößerung des
Rollendurchmessers an den Enden führt, wodurch ja dann die Probleme
entstehen, die Substrate nicht mehr vollflächig aufliegen und daraus dann
Transportprobleme entstehen können. Hier
wird die Wirkung gegenüber
einer quer zur Transportrichtung angebrachten Reihe von Kühlfingern
nur unterhalb des Substrates besser sein.
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Alternativ
dazu ist es auch möglich,
dass sich die Kühlfinger
von der Oberseite der Prozesskammer in Richtung zur Transporteinrichtung
erstrecken.
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Aber
auch beide Lösungen
sind unter Umständen,
nämlich
beispielsweise zur Realisierung einer größtmöglichen Kondensa tion denkbar,
nämlich dass
die Kühlfinger
oberseitig und unterseitig zur Transporteinrichtung angeordnet sind.
Die Länge
der Kühlfinger
kann dabei so gestaltet sein, dass sich diese bis zur Transporteinrichtung
erstrecken, ohne diese zu berühren.
Somit wird sozusagen die komplette Querschnittsfläche der
Prozesskammer unterhalb der Transporteinrichtung für einen
Dampfdurchtritt gesperrt. Dann würde
quasi der gesamte parasitäre
Dampf nicht in den Bereich unterhalb des Substrates treten können.
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Es
hat sich gezeigt, dass durch die Kondensationselemente auch Einfluss
auf Beschichtungsverhalten nehmen lässt. Somit ist es möglich, ein Profil
der Beschichtungsrate quer zur Transportrichtung einzustellen, indem
sich die geometrische Gestaltung der Kühlfinger und/oder deren Abstand
zueinander von der Mitte der Transporteinrichtung in Richtung zu
den Außenseiten
der Transporteinrichtung verändert.
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Hierbei
ist es möglich,
dass die Änderungen zu
beiden Seiten symmetrisch gestaltet sind. So ist es gelegentlich
festzustellen, dass in der Mitte eine besonders hohe oder besonders
niedrige Beschichtungsrate auftritt, was je nach den speziellen
Gegebenheiten der Beschichtungsanlage geschehen kann. Durch eine
derartige Gestaltung kann eine solche Erscheinung ausgeglichen werden.
Aber auch gezielt unterschiedliche Beschichtungsraten, beispielsweise
zur Erreichung gezielt unterschiedlicher Schichtdicken können somit
erreicht werden.
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Eine
Gestaltung sieht dabei vor, dass die Abstände von der Mitte der Transporteinrichtung
zu deren Außenseiten
eine stetige Veränderung
aufweisen, wobei die Abstände
entweder größer oder
kleiner werden.
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Eine
alternative oder zusätzliche
Möglichkeit der
Einflussnahme auf die Beschichtungsrate besteht darin, dass die
Querschnittsflächen
der Kühlfinger
von der Mitte der Transporteinrichtung zu deren Außenseiten
eine stetige Verände rung
aufweisen.
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Je
nach Art der Einflussnahme können
dabei die Querschnittsflächen
größer oder
kleiner werden. Es ist zweckmäßig, die
Kühlfinger
so zu gestalten, dass sie einen kreisrunden Querschnitt haben, wobei der
Durchmesser im Verhältnis
zur Länge
der Kühlfinger
um eine Größenordnung
geringer ist. Somit können
die Kühlfinger
selbst kostengünstig
gefertigt werden. Außerdem
bietet sich diese Lösung
für die Fälle an,
wenn der Finger direkt mit Wasser gekühlt werden soll. Als Material
für die
Kühlfinger
eignet sich rostfreier Stahl, Normalstahl, Aluminium oder einem weiteren
Material, welches näherungsweise
einen gleichen Wärmekoeffizienten
aufweist, wie die genannten Materialien. Insbesondere eignen sich
je nach gewünschter
Temperaturverteilung längs
des Kühlfingers
verschiedenste Materialien, hochwärmeleitende Materialien wie
Kupfer, Aluminium und Al-Legierungen für niedrige Finger-Temperaturen, niedrigwärmeleitende
Materialien wie Stahl für
höhere
Fingertemperaturen sofern für
die Kondensation ausreichend niedrig.
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Zur
leichten Entfernung des Kondensats auf der Oberfläche der
Kühlfinger
kann es weiterhin zweckmäßig sein,
dass die Kühlfinger
jeweils mit einer lösbaren
Abdeckung versehen werden, die die Oberfläche der Kühlfinger zumindest teilweise
abdecken. Voraussetzung für
eine vollflächige
Abdeckung ist, dass diese vom Temperaturniveau her überhaupt eine
nennenswerte Kondensation ermöglicht,
da der Wärmeübergang
zwischen Abdeckung und Kühlfinger
nur ungenügend
ist. Werden die Abdeckungen mit ihrem Oberflächen der Abscheidung dienen,
wodurch die Kühlfinger
selber zum Wärmeentzug
aus den Abdeckungen dienen, jedoch selbst nicht mit dem Kondensat
in Berührung
kommen. Somit verringert sich der Wartungs- und Instandsetzungsaufwand
noch weiter.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigt
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1 einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Durchlaufbeschichtungsanlage
mit einer Reihe von Kühlfingern
quer zur Transportrichtung,
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2 einen
ausschnittsweisen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Durchlaufbeschichtungsanlage
gemäß 1 längs zur
Transportrichtung,
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3 eine
Ausgestaltung von Kühlfingern mit
einer zylindrischen Verdickung an der Oberseite,
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5 eine
Ausgestaltung der Kühlfinger
mit einer teilweisen Abdeckung im Unterbereich der Kühlfinger,
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6 eine
Ausgestaltung der Kühlfinger
mit einer teilweisen Abdeckung im Unterbereich und an der Oberseite
der Kühlfinger,
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7 eine
Ausgestaltung der Kühlfinger
mit einer vollständigen
Abdeckung des Kühlfingers
und einer Abschirmung der Öffnung
in der Isolierung,
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8 das
Temperaturverhalten an einem Kühlfinger
mit einer schlanken Aufnahme,
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9 ein
Diagram des Temperaturverhaltens über die Fingerlänge der
Gestaltung gemäß 8,
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10 das
Temperaturverhalten an einem Kühlfinger
mit verstärkter
Aufnahme,
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11 ein
Diagram des Temperaturverhaltens an einem Kühlfinger in der Gestaltung
gemäß 10,
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12 das
Temperaturverhalten an einem Kühlfinger
mit verstärkter
Aufnahme und Abdeckung im Unterbereich,
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13 ein
Diagram des Temperaturverhaltens über die Fingerlänge einer
Gestaltung des Fingers gemäß 12.
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Wie
in 1 dargestellt, weist die Durchlaufbeschichtungsanlage
eine Prozesskammer 1 bildende Kammerwandung 2 auf.
In dieser Prozesskammer 1 ist eine Wärmeisolierung 3 angeordnet,
die einen Prozessraum 4 bildet. In dem Prozessraum 4 ist
eine Transportvorrichtung 5 angeordnet. Diese Transportvorrichtung 5 weist
Transportrollen 6 zum Transport der Substrate 7 sowie
Antriebswellen 8 zum Antrieb der Transportrollen 6 auf.
Die Substrate 7 werden bei einer Temperatur im Bereich
von 500°C
bis zu typischerweise ca. 600°C
beschichtet. die Temperatur kann aber auch durchaus darüber liegen.
Zur Erwärmung
der Substrate 7 ist eine Heizeinrichtung 9 vorgesehen.
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Weiterhin
findet die Beschichtung der Substrate 7 bei einem Druck
im Bereich von 1 bis 10 mbar statt, wodurch im Prozessraum 4 sich
Dampf des zu beschichtenden Materiales gut ausbreiten kann. Um zu
verhindern, dass sich dieser Dampf auf der Transportvorrichtung 5 oder
in Innenwänden
der Wärmeisolierung 3 ablagert,
sind Kühlfinger 10 vorgesehen. Diese
Kühlfinger 10 sind
in einer Reihe quer zur Transportrichtung 11, wie sie in 2 zu
sehen ist, angeordnet. Die Anordnung der Kühlfinger ist jedoch nicht nur
auf diese dargestellte Ausführungsform
beschränkt.
Vielmehr können
diese auch in zwei Reihen jeweils links und rechts vom Substrat
angeordnet werden.
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Zwischen
der Kammerwandung 2 und der Wärmeisolierung 3 ist
ein Kühlblock 12 angeordnet. Dieser
Kühlblock 12 ist über eine
Kühlmittelleitung 13 mit
einer nicht näher
dargestellten Kühlwasserquelle verbunden.
In diesen Kühlblock 12 sind
die Kühlfinger 10 in
Aufnahmebohrungen 14 eingeschraubt.
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Die
Kühlfinger 10 weisen
einen Abstand 15 zueinander auf, so dass sie nahezu die
gesamte Querschnittsfläche
des Prozessraumes 4 abdecken. Die Länge der der Kühlfinger 10 ist
so gestaltet, dass diese bis in den Bereich der Transportvorrichtung 5 reichen.
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Die
Kühlfinger 10 bestehen
aus Rohren, so dass sie einen Hohlraum 16 in ihrem inneren
bilden, der in Verbindung mit dem Kühlwasser des Kühlblockes 10 steht.
Dadurch wird es möglich,
die Kühlfinger 10 auf
eine deutlich geringere Temperatur zu bringen, als in dem Prozessraum 4 herrscht.
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Werden
Kühlfinger 10 aus
einem gut wärmeleitenden
Material gefertigt, ist es auch möglich, diese aus einem Vollmaterial
herzustellen, so dass die im inneren nicht mit dem Kühlwasser
in Verbindung stehen, sondern lediglich eine Wärmeleitung im inneren der Kühlfinger
stattfindet. Auch in diesem Falle weisen die Kühlfinger 10 eine geringere
Temperatur auf, als sie in Prozessraum 4 herrscht.
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Durch
diese Temperaturdifferenz wird Prozessdampf, der unerwünschter
Weise in dem Prozessraum auftritt und der nicht für die Beschichtung der
Substrate 7 Verwendung findet, an der Oberfläche der
Kühlfinger 10 kondensiert.
Somit werden diese Kühlfinger 10 ebenfalls
beschichtet. Da sie jedoch relativ leicht aus dem Prozessraum 4 entfernt
werden können
und einer Reinigung unterzogen werden können, wird damit die Möglichkeit
geschaffen, eine parasitäre
Beschichtung der Wärmeisolierung 3 oder der
Transportvorrichtung 5 oder anderer Bauteile, die nicht
beschichtet werden sollen, zu vermeiden. Somit wirken diese Kühlfinger 10 sozusagen
als „Dampffalle".
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Es
ist auch möglich,
die Querschnittsfläche, insbesodere
durch eine unterschiedliche Gestaltung der Durchmesser der Kühlfinger 10 und/oder
deren Abstand zueinander über
die Länge
des Kühlblockes zu
variieren, um dadurch gezielt auf die Beschichtungsrate Einfluss
zu nehmen und damit ein Profil der Beschichtungsrate quer zur Transportrichtung
einstellen zu können.
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Wie
in 2 dargestellt, sind die Kühlfinger 10 durch
eine schlitzförmige Öffnung 17 in
der Wärmeisolierung 3 in
den Prozessraum 4 geführt.
Um zu verhindern, dass eine para sitäre Beschichtung der Seitenwände der
schlitzförmigen Öffnung 17 stattfindet,
ist eine Abschirmung 18 vorgesehen, die schlitzförmige Öffnung 17 an
der Oberseite abdeckt.
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Wie
in 3 dargestellt, können die Kühlfinger 10 nicht
nur eine einfache Zylinderform aufweisen, sondern auch eine zylindrische
Verdickung an der Oberseite zeigen. Damit wird es möglich, das Temperaturprofil
der Kühlfinger
gezielt in der Richtung zu beeinflussen, dass sie erst relativ weit
in Richtung des Kühlblockes 12 eine
deutlich geringere Temperatur aufweisen. Damit kann eine Einflussnahme
auf die Beschichtung der Kühlfinger 10 erreicht werden.
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Wie
in 5 dargestellt, sind die Kühlfinger im Unterbereich 19 mit
Abdeckungen 20 versehen. Durch diese Abdeckung 20 kann
beispielsweise erreicht werden, dass nahezu ein homogenes Temperaturprofil über die
gesamte Länge
der Kühlfinger
eingestellt wird. Eine ähnliche
Wirkung zeigt auch die Anordnung der Abdeckung 20 in 6.
Hier ist die Abdeckung 20 nicht nur im Unterbereich 19 der
Kühlfinger 10 angeordnet,
sondern auch an der Oberseite 21 der Kühlfinger.
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Die
Abdeckung 20 in 5, 6 und auch in 7 übernimmt
zugleich auch die Funktion der Abschirmung 18 über der
schlitzförmigen Öffnung 17. Dabei
ist in 7 eine vollständige
Abdeckung 20 der Kühlfinger 10 dargestellt.
Durch eine derartige Abdeckung kann nicht nur eine Beeinflussung
des Temperaturprofils der Kühlfinger 10 erzielt
werden, sondern auch die Reinigungsmöglichkeit der Kühlfinger
deutlich erhöht
werden. Wird die Abdeckung 20 nämlich zusammen mit den Kühlfingern 10 aus
dem Prozessraum 4 entfernt, braucht lediglich die Abdeckung 20 von
dem Kühlfinger
entfernt zu werden, eine neue Abdeckung aufgeschoben werden und schon
ist der Kühlfinger
oder sind die Kühlfinger 10 bereits
wieder in den Prozessraum 20 einschiebbar.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die Abscheidung so zu beeinflus sen, dass Orte mit einer bevorzugten Abscheidung
gezielt gewählt
werden können.
In diesem Sinne können
die dargestellten Abschirmungen auch umgekehrt als Orte stärkerer Abscheidung
verstanden werden. Damit könnte
illustriert werden, dass die Verwendung von Schirmen (neben den
bereits geschilderten Vorteilen) sinnvoll sein kann, wenn bestimmte
Kondensationsstellen gewünscht sind
und der Finger deshalb nicht gleich geändert werden soll. Wenn der
Finger z. b zu hoch ist und das Kondensat so stark aufwächst, dass
es das Transportsystem berührt,
könnte
man das obere Ende des Fingers mit Strahlungsschirmen soweit anheben, dass
dort nicht nennenswert kondensiert wird.
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8 zeigt
das Temperaturverhalten an einem Kühlfinger mit einer schlanken
Aufnahme, d. h. einer durchgängig
zylindrischen Gestaltung mit gleichmäßigem Durchmesser. Während in
diesem Beispiel bei einer Prozessraumtemperatur von 600°C, noch an
der Oberseite 21 der Kühlfinger 10 eine
Temperatur von 450°C
herrscht, ist durch Wärmeleitung
im Falle einer Vollmaterialausführung
der Kühlfinger 10 durch
ein Wärmetransport
mittels Kühlwasser
im Bereich des Unterbereiches 19 bereits eine Temperatur
von nur noch 250°C
zu messen. Das Temperaturverhalten über die Fingerlänge zeigt
die graphische Darstellung in 9. Dabei
ist auf der rechten Seite der Eintritt des Kühlfingers 10 in den Bereich
der Wärmeisolierung 3 in
der schlitzförmigen Öffnung 17 zu
sehen.
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Ein
anderes Temperaturverhalten zeigt die in 10 gestaltete
Ausführung
des Kühlfingers
mit einer verstärkten
Aufnahme 22 im Unterbereich 19 der Kühlfinger 10.
Eine verstärkt
Aufnahme 22 bedeutet dabei, dass es sich hierbei um einen
Ansatz des Kühlfingers
mit einem größeren Durchmesser
handelt. Wie in 10 und auch in 11 dargestellt, wird
durch eine derart verstärkte
Aufnahme 22 ein deutlicheres Absinken der Temperatur im
Unterbereich 19 erzielt.
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Durch
eine weiter hochgezogene verstärkte Aufnahme 22,
wie sie in 12 dargestellt ist, wird eine
noch stärkere
Abkühlung
des Kühlfingers 10 bereits
an der Oberseite erreicht. Unterstützt wird dies dadurch, dass
die Verstärkte
Aufnahme 22 in 12 zusätzlich mit
einer Abdeckung 20 versehen ist.
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Wie
in 13 dargestellt, werden hier deutlich niedrigere
Temperaturen an der Oberseite 21 der Kühlfinger 10 erreicht,
in diesem Beispiel 260°C.
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- 1
- Prozesskammer
- 2
- Kammerwandung
- 3
- Wärmeisolierung
- 4
- Prozessräumen
- 5
- Transportvorrichtung
- 6
- Transportrolle
- 7
- Substrat
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Heizeinrichtung
- 10
- Kühlfinger
- 11
- Transportrichtung
- 12
- Kühlblock
- 13
- Kühlmittelleitung
- 14
- Aufnahmebohrungen
- 15
- Abstand
- 16
- Hohlraum
- 17
- schlitzförmige Öffnung
- 18
- Abschirmung
- 19
- Unterbereich
- 20
- Abdeckung
- 21
- Oberseite
- 22
- verstärkte Aufnahme