DE102012109830A1 - Load lock chamber of a vacuum treatment system useful for treating substrates in continuous process, comprises chamber wall-forming chamber container interconnected to a chamber lid which is intended for substrate transport - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schleusenkammer, die eingangs- oder ausgangsseitiges zum Schleusen von Substraten in bzw. aus einer Vakuumbehandlungsanlage vorgesehen ist. In einer derartigen vorzugsweise horizontalen Durchlaufanlage können Substrate wie beispielsweise Glasscheiben verschiedensten Vakuumbehandlungen unterzogen werden. The invention relates to a lock chamber, the input or output side is provided for sluicing substrates in or out of a vacuum treatment plant. In such a preferably horizontal continuous system, substrates such as glass panes can be subjected to a wide variety of vacuum treatments.
Bekannt sind Verfahren zur Vakuumbehandlung, Anlagen und Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren, Anlagen die im so genannten Durchlaufverfahren arbeiten und auch Vorrichtungen zum besagten Schleusen von Substrate, die als Schleusen und hier als Schleusenkammern bezeichnet werden. Methods are known for vacuum treatment, equipment and apparatus for carrying out these methods, plants which operate in the so-called continuous process and also devices for said sluice of substrates, which are referred to as sluices and here as sluice chambers.
Zu den beispielhaften Vertretern der Vakuumbehandlung zählen Plasmaätzen, Sputtern sowie Elektronenstrahlverdampfen und so weiter. Derartigen Anlagen, in deren Inneren überwiegend subatmosphärische Druckverhältnisse vorherrschen, sind vorrangig aufgrund ihrer Länge, die bis zu 100m betragen kann, aus miteinander verbundenen Vakuumkammern zusammengesetzt. Diese Kammern sind im dichten Verbund bis auf Hoch- und Feinvakuum evakuierbar, wobei in nahezu allen Vakuumkammern ein eher gleichbleibendes Vakuum angestrebt wird. Die Ausnahme davon sind Schleusen eingangs oder auch ausgangs der Anlage, über die Substrate in die beziehungsweise aus der Anlage gelangen; Air-to-Air-Anlagen. Exemplary representatives of vacuum processing include plasma etching, sputtering, and electron beam evaporation, and so on. Such plants, in the interior prevail predominantly subatmospheric pressure conditions, are primarily due to their length, which can be up to 100m, composed of interconnected vacuum chambers. These chambers are evacuated in a dense network up to high and fine vacuum, whereby in almost all vacuum chambers a rather constant vacuum is desired. The exception to this is locks at the entrance or exit of the system, through which substrates enter and exit the system; Air-to-air systems.
Bei einer Vakuumbehandlung im Durchlaufverfahren sind die Behandlungseinrichtungen einzelnen Abschnitten der Anlage fest zugeordnet und das Substrat wird an diesen Behandlungseinrichtungen vorbei bewegt. Es ist dabei unerheblich, ob es sich um diskrete Substrate wie Glasscheiben oder auch um so genannte Endlossubstrate wie Metallbänder oder Folien handelt. Für Letztere ist nicht zwingend ein fortlaufendes Ein- und Ausschleusen erforderlich, da sich hierzu auch eine Behandlung im so genannten Batch-Verfahren, bei dem ein Substratvorrat vor und nach der Behandlung im Ganzen in bzw. aus der Anlage gebracht wird, anbietet. In a continuous-flow vacuum treatment, the treatment devices are permanently assigned to individual sections of the system and the substrate is moved past these treatment devices. It is irrelevant whether they are discrete substrates such as glass panes or so-called endless substrates such as metal strips or foils. For the latter, a continuous inflow and outflow is not necessarily required, as this also offers a treatment in the so-called batch process, in which a substrate supply before and after the treatment is brought as a whole in or out of the system offers.
Das Beschriebene ist je nach Anwendungsgebiet mit horizontal, vertikal oder gekippt angelegtem Substrattransport realisiert. Bei der Beschichtung von Glasscheiben für Architekturglas (bis zu 6m lang) dominieren so genannte horizontale Anlagen (Glasscoater). The described is realized depending on the field of application with horizontally, vertically or tilted applied substrate transport. When coating glass panes for architectural glass (up to 6m long), so-called horizontal systems (glasscoaters) dominate.
Für Verfahren und Vorrichtungen für das aufgezeigte Durchlaufverfahren wurden Vorrichtungen zu Schleusenkammern gesucht und gefunden, da beispielsweise durch die Produktivität der Schleuse maßgeblich die Produktivität der Anlage vorgegeben ist. Ein Maß dafür ist die sogenannte Taktzeit; das zeitliche Intervall in dem Substrate nacheinander eingeschleust werden. Gute Taktzeiten liegen derzeit bei unter 30sec bei besagten normierten Formatgrößen aus dem Industrie- bzw. Architekturglasherstellung. Maßgeblich für die Produktivität ist die Eingangs- oder Ausgangsschleuse deshalb, weil angesichts der Substratgrößen in der besagt kurzen Taktzeit je Takt ein Druckwechsel zwischen von Normaldruck zu Hochvakuum und umgekehrt zu vollziehen ist. Zeitkritisch ist davon das Evakuieren, worauf die Pumpleistung und -wirkung der dafür erforderlichen Vakuumpumpen sowie die räumliche und geometrische Gestaltung der Schleusenkammer selbst auszulegen ist. Schleusenkammern haben daher in der Regel eine eigene Kammergestaltung und sind hinsichtlich ihrer Bauart inkompatibel mit anderen Kammern einer solchen Anlage. Es gilt Kosten zu reduzieren und das, sofern es gelingt, umfassend für verschiedene Anwendungszwecke nutzbare bauidentische Kammern zu schaffen. For methods and devices for the indicated flow method devices were sought to lock chambers and found because, for example, by the productivity of the lock significantly determines the productivity of the system. A measure of this is the so-called cycle time; the time interval in which substrates are introduced one after the other. Good cycle times are currently less than 30 seconds in the case of said standardized format sizes from industrial or architectural glass production. Decisive for the productivity of the input or output lock is because in view of the substrate sizes in the said short cycle time per clock, a pressure change between normal pressure to high vacuum and vice versa to perform. The time-critical is the evacuation, whereupon the pumping power and effect of the necessary vacuum pumps and the spatial and geometric design of the lock chamber itself is interpreted. Lock chambers therefore usually have their own chamber design and are incompatible with other chambers of such a system in terms of their design. It is necessary to reduce costs and, if successful, to create extensively usable building-identical chambers for different purposes.
Es ist bei Schleusenkammern zudem üblich, Vakuumpumpen am Kammerbehälter, also an dem feststehenden Teil der Kammer, vorzusehen. Somit sind Anschlussmöglichkeiten von Vakuumpumpen wie Flansche mit dem Aufstellen einer Anlage von vornherein festgelegt und spätere Optimierungsmaßnahmen bezüglich Saugwirkung und Strömungsverhalten ziehen einen zumeist unzumutbaren Aufwand nach sich. It is also customary in lock chambers to provide vacuum pumps on the chamber container, that is to say on the stationary part of the chamber. Thus, connection possibilities of vacuum pumps such as flanges are set up with the installation of a system from the outset, and later optimization measures with regard to suction effect and flow behavior entail a mostly unreasonable expense.
Derartige Probleme sind adäquat auch bei so genannten Pufferkammern, Kammern in denen Substrate temporär vorgehalten werden, um diese von einem diskontinuierlichen in einem kontinuierlichen Transport zu überführen, vorhanden. Weiter ist unter dem Begriff Schleusenkammer auch eine solche Pufferkammer mit zu verstehen. Such problems are also adequately present in so-called buffer chambers, chambers in which substrates are temporarily stored in order to transfer them from a discontinuous to a continuous transport. Next is the term lock chamber and such a buffer chamber to understand.
Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, besagte und bislang bekannte Probleme zu überwinden und eine vorteilhafte Schleusenkammer zu schaffen. It is the object of the invention to overcome said and previously known problems and to provide an advantageous lock chamber.
Die Aufgabe wird durch die Schleusenkammer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. The object is achieved by the lock chamber with the features of
Die gattungsgemäße Schleusenkammer ist vorgesehen für eine Vakuumbehandlungsanlage zum Behandeln von Substraten im Durchlaufverfahren. Zum Ausbilden der Kammerwand weist diese einen Kammerbehälter und einen Kammerdeckel auf, die miteinander verbunden sind. Für den Substrattransport bestimmt weist die Schleusenkammer eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung sowie Transportrollen auf. Letzteres ist vorgesehen für die Bewegung des Substrates durch die Schleusenkammer in Transportrichtung. Zum Erzeugen des Vakuums ist mindestens eine Vakuumpumpe an einer jeweiligen Saugöffnung vorgesehen. The generic lock chamber is provided for a vacuum treatment plant for treating substrates in a continuous process. To form the chamber wall, this has a chamber container and a chamber lid, which are interconnected. For the transport of the substrate, the lock chamber has an inlet opening and an outlet opening as well as transport rollers. The latter is intended for the movement of the substrate through the Lock chamber in the transport direction. For generating the vacuum, at least one vacuum pump is provided at a respective suction opening.
Es kennzeichnet die Erfindung, dass der Kammerdeckel mindestens eine Absenkung mit einen Absenkboden im Abstand von der Oberkante aufweist und dass die Saugöffnung im Kammerdeckel vorgesehen ist. It is characteristic of the invention that the chamber lid has at least one depression with a lowering bottom at a distance from the upper edge and that the suction opening is provided in the chamber lid.
Mit anderen Worten ausgedrückt, besteht die Idee darin, die maßgeblichen vakuumbildenden Mittel soweit möglich, im Kammerdeckel und nicht im Behälter vorzusehen. Damit lässt sich zunächst eine weitere Uniformierung der Kammerbehälter erreichen. Der noch wesentlichere gewonnene Vorteil ist die höhere Flexibilität in Sachen der Optimierung oder Prozessanpassung an der Schleusenkammer, da Kammerdeckel allgemein leichter austauschbar oder anpassbar sind. Beim Schaffen eines neuen Kammerdeckels bot es sich gleichsam an, die Volumen- und Strömungsverhältnisse verbessert zu gestalten, worin der Vorteil der wannenförmigen Absenkung besteht. Letztere lässt es jedoch auch zu, einen ansonsten für die gesamte Anlage üblichen Kammerbehälter zu verwenden, was wiederum eine Fertigungsvorteil bietet. In other words, the idea is to provide the relevant vacuum-forming means, as far as possible, in the chamber lid and not in the container. This can initially achieve a further uniformization of the chamber container. The even more significant advantage gained is the greater flexibility in terms of optimization or process adaptation to the lock chamber, as chamber covers are generally more easily replaceable or adaptable. When creating a new chamber lid, it was almost like to make the volume and flow conditions improved, wherein the advantage of the tub-shaped lowering exists. However, the latter also makes it possible to use a chamber container otherwise customary for the entire system, which in turn offers a manufacturing advantage.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Saugöffnung im Kammerdeckel in der Absenkung derart vorgesehen, dass sich die Saugöffnung im Absenkboden befindet. Es ist durchaus vorteilhaft die Saugöffnung soweit möglich in die Nähe des Substrats zu bringen. In a preferred embodiment of the invention, the suction opening in the chamber lid in the lowering is provided such that the suction opening is located in the Absenkboden. It is quite advantageous to bring the suction opening as far as possible in the vicinity of the substrate.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist kammerinnenseitig an der Absenkung eine am Absenkboden distanziert befestigte Strömungsleitplatte vorgesehen und die Strömungsleitplatte ist flächig größer ist als der Absenkboden. Distanziert meint hier so beabstandet, dass ein Gasfluss zwischen Absenkboden und Strömungsleitplatte erfolgen kann. Die Wirkung der Strömungsleitplatte ist vorrangig für das Belüften relevant. In a preferred embodiment of the invention, a flow-guiding plate fixed at the bottom of the chamber is provided on the inside of the chamber at the depression, and the flow-guiding plate is larger in area than the lowering bottom. Distanced means here so spaced that a gas flow between Absenkboden and Strömungsleitplatte can take place. The effect of the flow baffle is primarily relevant for aeration.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Absenkboden mindestens ein Flansch zum Belüften vorgesehen. Angesichts des Vorstehenden ist so der bessere Schutz für das Substrat beim Belüften gegeben. In a preferred embodiment of the invention, at least one flange is provided in the Absenkboden for venting. In view of the above, there is thus better protection for the substrate during aeration.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Vakuumpumpe und Saugöffnung ein Ventil vorgesehen. In a preferred embodiment of the invention, a valve is provided between the vacuum pump and the suction opening.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand derart vorgesehen, dass das zu evakuierende Volumen der Schleusenkammer mindestens um 20%, ausgehend von einem Ausgangsvolumen bei einem Abstand gleich Null, kleiner ist. In a preferred embodiment of the invention, the distance is provided such that the volume of the lock chamber to be evacuated is at least 20% smaller, starting from an initial volume at a distance equal to zero.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Kammerbehälter und Kammerdeckel eine Dichtung vorgesehen ist. In a preferred embodiment of the invention, a seal is provided between the chamber container and the chamber lid.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vakuumpumpe eine Turbomolekularpumpe und andersgeartete Vorpumpen sind an der Schleusenkammer vorgesehen. Es sollte zumindest berücksichtigt werden, dass die Turbomolekularpumpe allein nicht für den Zweck geeignet ist. In a preferred embodiment of the invention, the vacuum pump is a turbomolecular pump and different types of backing pumps are provided at the lock chamber. It should at least be considered that the turbomolecular pump alone is not suitable for the purpose.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Strömungsleitplatte mindestens einen Durchbruch auf. In a preferred embodiment of the invention, the Strömungsleitplatte on at least one breakthrough.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Strömungsleitplatte in nächster Nähe einer Saugöffnung einen Durchbruch auf. In a preferred embodiment of the invention, the Strömungsleitplatte in the immediate vicinity of a suction opening on a breakthrough.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist derart der Abstand gewählt und die Strömungsleitplatte angeordnet, dass deren substratzugewandte Fläche mit Eingangsöffnung und Ausgangsöffnung fluchtet, sodass ein Sicherheitsabstand zwischen Substrat zur Strömungsleitplatte und in der Eingangsöffnung sowie Ausgangsöffnung nicht unterschritten wird. Optimalerweise könnte die Strömungsleitplatte nahezu auf dem Substrat aufliegen, wenn nicht ein Sicherheitsabstand oberhalb des Substrates einzuhalten wäre. Dieser Sicherheitsabstand ist auch an Eingangsöffnung und Ausgangsöffnung zu wahren, sodass sich beide zur Orientierung für die Lage der Strömungsleitplatte anbieten. In a preferred embodiment of the invention, the distance is selected and arranged the Strömungsleitplatte that their substrate-facing surface is aligned with the inlet opening and the outlet opening, so that a safety distance between the substrate to Strömungsleitplatte and in the inlet opening and outlet opening is not exceeded. Optimally, the Strömungsleitplatte could almost rest on the substrate, if not a safety distance above the substrate would be observed. This safety distance is also to be maintained at the inlet opening and the outlet opening, so that both offer orientation for the position of the flow guide plate.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Strömungsleitplatte, in der senkrechten Projektion auf das Substrat in seiner Ruheposition betrachtet, dieses seitlich überragend ausgeführt. Unter Ruheposition ist die des Verweilens während des Evakuieren oder des Belüftens verbunden. Wie gesagt vermindert die Strömungsleitplatte das das Substrat beim Belüften zu heftigen Spannungen ausgesetzt ist. Somit sollte es nahezu vollständig jedoch besser überstehend überdeckt sein. In a preferred embodiment of the invention, the Strömungsleitplatte, viewed in the vertical projection on the substrate in its rest position, this designed laterally outstanding. In resting position is that of staying connected during evacuation or aeration. As mentioned, the flow baffle reduces exposure of the substrate to severe stresses when vented. Thus, it should be covered almost completely but better overhanging.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Dazu ist in der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Schleusenkammer lock chamber
- 2 2
- Kammerbehälter chamber container
- 3 3
- Kammerdeckel chamber cover
- 4 4
- Absenkung lowering
- 5 5
- Absenkboden Absenkboden
- 6 6
- Flansch flange
- 7 7
- Oberkante top edge
- 8 8th
- Dichtung poetry
- 9 9
- Strömungsleitplatte baffle plate
- 1010
- Ausgangsöffnung output port
- 1111
- Eingangsöffnung entrance opening
- 1212
- Substrat substratum
- 1313
- Transportrolle transport roller
- 1414
- Transportrichtung transport direction
- 1515
- Vakuumpumpe (Turbopumpe) Vacuum pump (turbo pump)
- 1616
- Saugöffnung suction opening
- 1717
- Ventil Valve
Claims (12)
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Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VON ARDENNE ASSET GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: VON ARDENNE ANLAGENTECHNIK GMBH, 01324 DRESDEN, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VON ARDENNE ASSET GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: VON ARDENNE GMBH, 01324 DRESDEN, DE |
|
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