DE102012207510B4 - Arrangement for measuring the temperature of substrates in a vacuum treatment plant - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Temperaturmessung von Substraten in einer Vakuumbehandlungsanlage, die einen Vakuumraum, der durch eine Kammerwandung (15) von der Atmosphäre getrennt ist, und eine Substratauflage (3) aufweist, wobei die Anordnung ein Pyrometer (9) außerhalb des Vakuumraumes umfasst, das über ein Tubusrohr (14) mit der Kammerwandung (15) derart verbunden ist, dass seine Messachse (13) durch das Rohrinnere auf einen Messort (8) an der Substratauflage (3) gerichtet ist, wobei das Tubusrohr (14) die Kammerwandung (15) durch eine Wandungsöffnung durchdringt und mit seiner Tubusrohröffnung in dem Vakuumraum mündet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein einen Kontaminationseintritt in das Tubusrohr (14) verhinderndes Schutzelement (20; 21) so angeordnet ist, dass es außerhalb der Messzeiten des Pyrometers (9) in die Messachse (13) einschwenkbar ist.Arrangement for measuring the temperature of substrates in a vacuum treatment plant, which has a vacuum space, which is separated from the atmosphere by a chamber wall (15), and a substrate support (3), wherein the arrangement comprises a pyrometer (9) outside the vacuum space, via a Tubusrohr (14) with the chamber wall (15) is connected such that its measuring axis (13) through the tube interior to a measuring location (8) on the substrate support (3) is directed, wherein the Tubusrohr (14), the chamber wall (15) penetrates a wall opening and opens with its Tubusrohröffnung in the vacuum space, characterized in that at least one contamination entry into the Tubusrohr (14) preventing protective element (20; 21) is arranged so that it outside the measuring times of the pyrometer (9) in the measuring axis (13) can be pivoted.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturmessung von Substraten in einer Vakuumbehandlungsanlage, die einen Vakuumraum, der durch eine Kammerwandung von der Atmosphäre getrennt ist und eine Substratauflage aufweist. Dabei umfasst die Anordnung ein Pyrometer außerhalb des Vakuumraumes, das über ein Tubusrohr mit der Kammerwandung derart verbunden ist, dass seine Messachse durch das Rohrinnere auf einen Messort an der Substratauflage gerichtet ist, wobei das Tubusrohr die Kammerwandung durch eine Wandungsöffnung durchdringt und mit seiner Tubusrohröffnung in dem Vakuumraum mündet.The invention relates to an arrangement for measuring the temperature of substrates in a vacuum treatment plant, which has a vacuum space which is separated from the atmosphere by a chamber wall and a substrate support. In this case, the arrangement comprises a pyrometer outside the vacuum space, which is connected via a tube tube with the chamber wall such that its measuring axis is directed through the tube interior to a measuring location on the substrate support, wherein the Tubusrohr penetrates the chamber wall through a wall opening and with its Tubusrohröffnung in opens the vacuum space.
Es ist bekannt, Substrate in Vakuumbehandlungsanlagen Verfahren zu unterziehen, die die Substratoberfläche oder die Substratbeschaffenheit gezielt beeinflussen. So ist es möglich, Substrate im Vakuum zu beschichten, Schichten von Substraten zu entfernen oder Substrate zu tempern. In aller Regel werden die Substrate auf eine Substratauflage gelegt oder in dem Vakuumraum fixiert.It is known to subject substrates in vacuum treatment plants to processes which specifically influence the substrate surface or the substrate texture. It is thus possible to coat substrates in a vacuum, to remove layers of substrates or to temper substrates. As a rule, the substrates are placed on a substrate support or fixed in the vacuum space.
Es sind aber auch kontinuierlich arbeitende Vakuumbehandlungsanlagen bekannt, bei denen das Substrat auf der Substratauflage durch die Vakuumbehandlungsanlage hindurch bewegt wird. Dabei ist in aller Regel die Substratauflage als eine Substrattransporteinrichtung ausgebildet, beispielsweise mit Transportrollen, von denen zumindest einige als angetriebene Transportrollen ausgebildet sind.However, continuously operating vacuum treatment plants are known in which the substrate is moved on the substrate support through the vacuum treatment system. As a rule, the substrate support is designed as a substrate transport device, for example with transport rollers, of which at least some are designed as driven transport rollers.
Bei vielen Vakuumbehandlungsprozessen spielt die Substrattemperatur eine entscheidende Rolle. So werden beispielsweise bei einer Substratbeschichtung die Schichteigenschaften erheblich von der Substrattemperatur beeinflusst. Insbesondere bei großflächigen flachen Substraten, die in einer Vakuumbehandlungsanlage beschichtet werden und zu diesem Zecke durch die Vakuumbehandlungsanlage hindurch transportiert werden, spielt die Homogenität der Schichteigenschaften sowohl in Längsrichtung, das heißt in Transportrichtung der Substrate, als auch in Querrichtung eine entscheidende Rolle. Um zur Gewährleistung homogener Schichteigenschaften zu gelangen, ist eine gezielte Beeinflussung der Substrattemperatur zwingend erforderlich. Dies betrifft sowohl die Temperatur selbst als auch deren laterale Homogenität.In many vacuum treatment processes, the substrate temperature plays a crucial role. For example, in the case of a substrate coating, the layer properties are significantly influenced by the substrate temperature. In particular, in the case of large flat substrates which are coated in a vacuum treatment plant and transported to this tick through the vacuum treatment plant, the homogeneity of the layer properties both in the longitudinal direction, that is in the transport direction of the substrates, as well as in the transverse direction plays a crucial role. In order to achieve a homogeneous layer properties, a targeted influence on the substrate temperature is absolutely necessary. This affects both the temperature itself and its lateral homogeneity.
Zur Messung der Substrattemperatur und in der Folge zu deren gezielter Beeinflussung ist der Einsatz von Pyrometern bekannt.The use of pyrometers is known for measuring the substrate temperature and, consequently, for influencing them in a targeted manner.
Das Prinzip der Temperaturmessung mittels Pyrometern besteht darin, dass die von einem Körper, in diesem Falle von dem Substrat, ausgehende Wärmestrahlung gemessen wird und von dem Messsignal auf die Temperatur des Substrates geschlossen wird. Dieses Verfahren setzt die Kenntnis des Emissionsvermögens des zu messenden, das heißt des emittierenden Körpers voraus. Weiterhin ist meist zur Erzielung eines ausreichenden Messsignals im Pyrometer eine Mindestemission des zu messenden Körpers erforderlich. Hochreflektierende Schichten, wie zum Beispiel gesputterte Metallschichten, sind dafür ungeeignet.The principle of temperature measurement by means of pyrometers is that the thermal radiation emanating from a body, in this case from the substrate, is measured and is closed by the measuring signal to the temperature of the substrate. This method requires knowledge of the emissivity of the body to be measured, that is to say of the emissive body. Furthermore, a minimum emission of the body to be measured is usually required to obtain a sufficient measurement signal in the pyrometer. Highly reflective layers, such as sputtered metal layers, are unsuitable for this.
Das Verfahren der pyrometrischen Temperaturmessung erfordert es daher, dass die Messung der Temperatur eines Substrates in einer Vakuumbehandlungsanlage so erfolgt, dass das Messergebnis durch die Vakuumbehandlung selbst nicht beeinflusst wird, beispielsweise durch eine Veränderung des Emissionsvermögens infolge des Aufbringens von Schichten. So ändert nämlich die Oberfläche des Substrates seine Emissivität während der Beschichtung von Substraten und/oder deren Modifizierung, etwa der Selenisierung oder Sulfurisierung, in Abhängigkeit vom Ort, an dem sich das Substrat in Vakuumbehandlungsanlage befindet. Damit sind nur ungenügende Kenntnisse der örtlich variierenden Emissivität vorhanden, was zumindest mit Spektral-bzw. Bandstrahlpyrometern eine zuverlässige und genaue Temperaturmessung des Substrates verhindert. Bei einer derartigen Temperaturmessung von Substraten behilft man sich damit, dass an Oberflächenteilen des Substrates gemessen wird, das heißt die Strahlung von Oberflächenteilen des Substrates empfangen wird, die nicht durch Vakuumbehandlungsprozesse beeinflusst werden. So wird beispielsweise bei einer Temperaturmessung bei einer Beschichtung eines Substrates mit einer Funktionsschicht die Temperatur des Substrates durch eine Messung von der Substratrückseite erfasst, da sehr oft, beispielsweise durch eine Magnetronzerstäubung, das Substrat nur von einer Seite beschichtet wird. Die Temperaturdifferenzen zwischen der Substratrückseite und der aufzubringenden Schicht sind zumeist vernachlässigbar, insbesondere bei dünnen Gläsern von nur einigen Millimetern.The method of pyrometric temperature measurement therefore requires that the measurement of the temperature of a substrate in a vacuum treatment plant be such that the measurement result is not affected by the vacuum treatment itself, for example by a change in the emissivity due to the application of layers. Namely, the surface of the substrate changes its emissivity during the coating of substrates and / or their modification, such as the selenization or sulfurization, depending on the location in which the substrate is in vacuum treatment plant. Thus, only insufficient knowledge of the locally varying emissivity are present, which at least with spectral or. Bandstrahlpyrometern prevents reliable and accurate temperature measurement of the substrate. With such a temperature measurement of substrates, it is possible to measure on surface parts of the substrate, that is to say receive the radiation from surface parts of the substrate which are not influenced by vacuum treatment processes. Thus, for example, in a temperature measurement in a coating of a substrate having a functional layer, the temperature of the substrate is detected by a measurement of the substrate back, since very often, for example, by a magnetron sputtering, the substrate is coated only from one side. The temperature differences between the substrate back and the applied layer are usually negligible, especially with thin glasses of only a few millimeters.
Eine wesentliche Forderung bei der Nutzung von Pyrometern zur Temperaturmessung besteht darin, dass Kontaminationen des Linsensystems des Pyrometers ausgeschlossen werden müssen. Insbesondere Vakuumbeschichtungsprozesse führen immer wieder zu derartigen Kontaminationen. Abscheidungen auf dem Linsensystem des Pyrometers von nur wenigen Nanometern Schichtdicke können das Signal am Strahlungsempfänger des Pyrometers bereits so stark schwächen, dass eine genaue Temperaturerfassung nicht mehr möglich ist.An essential requirement in the use of pyrometers for temperature measurement is that contamination of the lens system of the pyrometer must be excluded. In particular, vacuum coating processes repeatedly lead to such contamination. Deposits on the lens system of the pyrometer only a few nanometers thick layer can already weaken the signal at the radiation receiver of the pyrometer so much that an accurate temperature detection is no longer possible.
Es ist bekannt, dass die Pyrometerhersteller zum Schutz der Pyrometeroptik ein Schutzglas vorsehen. Da diese Schutzgläser immer auch eine Signalschwächung verursachen, wird beim Hersteller das Pyrometer zusammen mit dem Schutzglas kalibriert. Mit einem derartigen Schutzglas werden aber nur Kontaminationen vom Linsensystem des Pyrometers ferngehalten. Das Schutzglas selber kontaminiert weiterhin, wenn keine weiteren Maßnahmen getroffen werden. Damit führt die Kontaminierung des Schutzglases wiederum zu einer Beeinträchtigung des Messergebnisses. Die Schutzgläser können zwar ausgetauscht werden, dies kann jedoch nur im Rahmen einer Anlagenwartung geschehen.It is known that the pyrometer manufacturers provide a protective glass to protect the pyrometer optics. Since these protective glasses always cause a signal attenuation, the manufacturer the pyrometer is calibrated together with the protective glass. With such a protective glass but only contaminants are kept away from the lens system of the pyrometer. The protective glass itself will continue to contaminate if no further measures are taken. Thus, the contamination of the protective glass again leads to an impairment of the measurement result. Although the protective glasses can be replaced, this can only be done as part of a system maintenance.
Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus
Auch aus
In einer ähnlichen Vorrichtung, welche in
Aus
Um Fehler einer Strahlungsmessung eines mit einer Heizeinrichtung beheizten Körpers zu minimieren ist aus
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Kontaminationen des Linsensystems oder von Schutzgläsern in Pyrometern, die durch Prozesse in Vakuumbehandlungsanlagen hervorgerufen werden, zu verhindern.It is therefore an object of the invention to prevent contamination of the lens system or protective glasses in pyrometers, which are caused by processes in vacuum treatment plants.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Temperaturmessung von Substraten mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 9 zeigen besonders günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung.This object is achieved by an arrangement for measuring the temperature of substrates having the features of
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Anordnung zur Temperaturmessung von Substraten der eingangs genannten Art mindestens ein einen Kontaminationseintritt in das Tubusrohr verhinderndes Schutzelement so angeordnet ist, dass es außerhalb der Messzeiten des Pyrometers in die Messachse einschwenkbar ist.According to the invention, it is provided that, in an arrangement for measuring the temperature of substrates of the type mentioned, at least one protective element preventing contamination entry into the tube tube is arranged such that it can be pivoted into the measuring axis outside the measuring times of the pyrometer.
Es handelt sich somit gemäß der Erfindung um ein bewegliches Schutzelement, was sich außerhalb der Messzeiten in der Messachse befindet und einen Kontaminationseintritt in das Tubusrohr verhindert. Während das Schutzelement eine solche Position einnimmt, wäre eine Messung durch das Pyrometer nicht möglich, da das Schutzelement die Aufnahme der Wärmestrahlung durch die Sensoren in dem Pyrometer verhindert. Dies ist jedoch unschädlich, da das Pyrometer die Temperatur nicht über die gesamte Zeit zu messen hat. Während der Messzeit selbst kann sodann das Schutzelement aus der Messachse herausgeschwenkt werden und die Messung erfolgen. Nur während dieser Zeit ist es möglich, dass sodann eine Kontamination des Schutzglases oder, sofern dieses nicht vorhanden ist, des Linsensystems erfolgen kann. Da diese Messzeiten im Verhältnis zur gesamten Bearbeitungszeit von Substraten sehr klein ist, sind die Zeiten, in denen eine Kontamination stattfinden kann, sehr gering. Damit wird gewährleistet, dass während der Wartungsintervalle, in denen sodann eine Reinigung des Pyrometers problemlos erfolgen kann, die Kontamination des Pyrometers vernachlässigbar ist.It is thus according to the invention is a movable protective element, which is outside the measuring times in the measuring axis and prevents contamination entering the tube tube. While the protective element occupies such a position, a measurement by the pyrometer would not be possible because the protective element prevents the absorption of heat radiation by the sensors in the pyrometer. However, this is harmless because the pyrometer does not have to measure the temperature over the entire time. During the measuring time itself, the protective element can then be swung out of the measuring axis and the measurement carried out. Only during this time, it is possible that then a contamination of the protective glass or, if this is not present, the lens system can take place. Since these measurement times are very small in relation to the total processing time of substrates, the times in which contamination can take place are very small. This will be ensures that the contamination of the pyrometer is negligible during the maintenance intervals in which a cleaning of the pyrometer can then be carried out without problem.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das seitlich neben der Pyrometer-Tubusrohr-Anordnung ein Schwenkantrieb angeordnet ist, der eine Welle mit einer Drehachse aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der Messachse verläuft. Mittels einer vakuumdichten Drehdurchführung durchdringt die Welle die Kammerwandung. An dem kammerseitigen Ende der Welle ist das Schutzelement angeordnet, wodurch das Schutzelement durch die Welle in die Messachse einschwenkbar ist. Der Schwenkantrieb kann von außen betätigt werden, so dass im Falle, dass mit dem Pyrometer gemessen werden soll, der Schwenkantrieb die Welle dreht und damit das Schutzelement aus der Messachse heraus schwenkt. Nach der Temperaturmessung mittels des Pyrometers wird dann der Schwenkantrieb derart betätigt, dass eine Drehung der Welle das Schutzelement wieder in die Messachse dreht und durch geeignete Mittel einen Kontaminationseintritt in das Tubusrohr verhindert. Die Steuerung des Schwenkantriebes kann auch automatisch erfolgen, in dem der Messvorgang des Pyrometers automatisch eine entsprechende Ansteuerung des Schwenkantriebes auslöst.In one embodiment of the invention is provided, which is arranged laterally next to the pyrometer Tubusrohr arrangement, a pivot drive having a shaft with an axis of rotation which is substantially parallel to the measuring axis. The shaft penetrates the chamber wall by means of a vacuum-tight rotary union. At the chamber-side end of the shaft, the protective element is arranged, whereby the protective element can be pivoted by the shaft into the measuring axis. The rotary actuator can be actuated from the outside, so that in case that is to be measured with the pyrometer, the rotary actuator rotates the shaft and thus pivots the protective element out of the measuring axis. After the temperature measurement by means of the pyrometer, the rotary actuator is then actuated such that rotation of the shaft rotates the protective element back into the measuring axis and prevents contamination from entering the tube tube by suitable means. The control of the rotary actuator can also be done automatically, in which the measuring process of the pyrometer automatically triggers a corresponding control of the rotary actuator.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass der Schwenkantrieb zusätzlich als Hubantrieb ausgebildet ist. Dabei ist die Welle zusätzlich zu der Drehbewegung in Richtung der Drehachse längsbeweglich ausgebildet. Die vakuumdichte Drehdurchführung ist als Linear-Drehdurchführung ausgeführt. Durch diese Lösung wird es möglich, dass das Schutzelement nicht nur eine reine Schwenkbewegung ausführt, sondern auch vor und nach einer Schwenkbewegung eine Hubbewegung vollzieht. Dies ist vorteilhaft, da somit das Schutzelement für den Falle der Abdichtung auf entsprechende Abdichtelemente aufgelegt werden kann, was durch die Hubbewegung geschieht und im Falle der Öffnung des Pyrometers für Messzwecke das Schutzelement von Dichtelementen abgehoben werden und zur Seite geschwenkt werden kann. Weiterhin ist es möglich, das Schutzelement in der geöffneten Position des Pyrometers durch eine entsprechende Hubbewegung auch auf eine entsprechende Parkposition abzulegen.In a further embodiment of the arrangement according to the invention it is provided that the pivot drive is additionally designed as a lifting drive. In this case, the shaft is designed to be longitudinally movable in addition to the rotational movement in the direction of the axis of rotation. The vacuum-tight rotary feedthrough is designed as a linear rotary feedthrough. Through this solution, it is possible that the protective element not only performs a pure pivoting movement, but also performs a lifting movement before and after a pivoting movement. This is advantageous because thus the protective element for the case of the seal can be placed on corresponding sealing elements, which is done by the lifting movement and in the case of the opening of the pyrometer for measurement purposes, the protective element of sealing elements are lifted and can be swung to the side. Furthermore, it is possible to store the protective element in the open position of the pyrometer by a corresponding lifting movement on a corresponding parking position.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Einsatz einer erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Vakuumraum, der eine innere Wärmekammer aufweist, zur Grundlage genommen. Aus verschiedenen Gründen, beispielsweise zum Schutz des Vakuumraumes und deren Einbauten vor Prozessen, die am Substrat ablaufen aber auch zur Einstellung konzentrierter Prozessbedingungen um die enge Umgebung des Substrates herum kann in einer Vakuumraum eine innere Wärmekammer eingesetzt werden, die einen wärmetechnisch und/oder gastechnisch separaten Raum innerhalb des Vakuumraumes bildet. Das Substrat befindet sich zum Zwecke der Substratbehandlung im inneren dieser Wärmekammer, weshalb sich der Messort des Pyrometers auch innerhalb dieser Wärmekammer befindet. Diese Wärmekammer ist mit einer Wärmekammerwandung versehen, die in dem Bereich, in dem die Messachse die Wärmekammerwandung schneidet mit einer Messöffnung versehen ist. Durch diese Messöffnung kann in den Zeiten, in denen die Temperaturmessung des Substrates vorgenommen werden soll, die Wärmestrahlung von dem Substrat über das Tubusrohr und die Linsenoptik des Pyrometers zu den Sensoren des Pyrometers gelangen.In a further embodiment of the invention, the use of an arrangement according to the invention in a vacuum space having an internal heat chamber is taken as the basis. For various reasons, such as the protection of the vacuum space and their installations before processes that take place on the substrate but also for setting concentrated process conditions around the close environment of the substrate around an inner heat chamber can be used in a vacuum space, which separate a thermotechnical and / or gas technology Room inside the vacuum chamber forms. The substrate is located in the interior of this heat chamber for the purpose of substrate treatment, which is why the location of the pyrometer is also within this heat chamber. This heating chamber is provided with a heating chamber wall which is provided with a measuring opening in the region in which the measuring axis intersects the heating chamber wall. Through this measuring opening, the heat radiation from the substrate via the tube tube and the lens optics of the pyrometer can reach the sensors of the pyrometer in the times in which the temperature measurement of the substrate is to be made.
Die besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht nunmehr vor, dass die Messöffnung in der Wärmekammerwandung mit dem Schutzelement verschließbar ist, welches in diesem Falle als erstes Schutzelement ausgebildet ist. In diesem Falle durchdringt auch die Welle des Schwenkantriebes oder des Hubschwenkantriebes die Wärmekammerwandung. Das erste Schutzelement ist dann an dem Ende der Welle innerhalb der Wärmekammer angeordnet. Das Schutzelement kann dann in dem Falle, wenn keine Messung durch das Pyrometer durchgeführt werden soll, über die Messöffnung geschwenkt werden, wodurch verhindert wird, dass Partikel, die im Inneren der Wärmekammer auftreten, an der Messöffnung aus der Wärmekammer austreten und das Messsystem des Pyrometers kontaminieren können. Im Falle des Einsatzes eines Schwenk-Hubantriebes kann dabei das erste Schutzelement für den Fall, dass die Messachse zum Messen geöffnet werden soll, von der Messöffnung abgehoben und anschließend geschwenkt werden. Beim Verschließen kann sodann umgekehrt verfahren werden, wobei zuerst die Schenkbewegung ausgeführt wird und dann eine Hubbewegung, wodurch sich das erste Schutzelement verschließend auf die Messöffnung legt.The particular embodiment of the invention now provides that the measuring opening can be closed in the heat chamber wall with the protective element, which is formed in this case as the first protective element. In this case, also penetrates the shaft of the rotary actuator or the Hubschwenkantriebes the Wärmekammerwandung. The first protection element is then arranged at the end of the shaft within the heat chamber. The protective element can then be pivoted over the measuring opening in the event that no measurement is to be performed by the pyrometer, thereby preventing particles that occur in the interior of the heating chamber from emerging from the heating chamber at the measuring opening and the measuring system of the pyrometer can contaminate. In the case of the use of a rotary lifting drive, the first protective element can be lifted off the measuring opening and then pivoted in the event that the measuring axis is to be opened for measuring. When closing can then be moved vice versa, first the Schenk movement is carried out and then a lifting movement, whereby the first protective element closes the measuring opening.
In einer günstigen Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass das erste Schutzelement als eine die Messöffnung verschließende Verschlussblende ausgeführt ist. Eine derartige Verschlussblende kann eine scheibenförmige Gestalt aufweisen und somit mit relativ geringer Masse ausgeführt sein.In a favorable embodiment, it is provided for this purpose that the first protective element is designed as a closing aperture closing the measuring opening. Such a shutter may have a disk-like shape and thus be designed with relatively low mass.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schutzelement als zweites Schutzelement die Tubusrohröffnung verschließbar ausgebildet ist. Insbesondere kann das zweite Schutzelement als ein Verschlussstopfen ausgebildet sein. Auch hierbei kann ein reiner Schwenkantrieb eingesetzt werden, der das zweite Schutzelement von der auf der Tubusrohröffnung aufliegenden Position weggeschwenkt wird und damit die Messachse freigibt. Auch hierbei kann andererseits auch ein Schwenk-Hubantrieb von Vorteil sein, der das zweite Schutzelement von der Tubusrohröffnung abhebt und sodann aus der Messachse heraus schwenkt. Durch einen derartigen Schwenk-Hubantrieb ist es auch möglich, dass der Verschlussstopfen nicht nur auf der Tubusrohröffnung aufliegt, sondern auch in die Tubusrohröffnung eindringt, wodurch die Dichtwirkung dieses Verschlussstopfens verbessert wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the protective element is designed as a second protective element, the Tubusrohröffnung closed. In particular, the second protective element may be formed as a sealing plug. Again, a pure rotary actuator can be used, which is the second protective element of the on the Tubusrohröffnung lying position is pivoted away and thus releases the measuring axis. On the other hand, on the other hand, a swivel lifting drive can also be advantageous here, which lifts the second protective element away from the tubular tube opening and then pivots it out of the measuring axis. By means of such a pivot-stroke drive, it is also possible that the closure stopper not only rests on the Tubusrohröffnung, but also penetrates into the Tubusrohröffnung, whereby the sealing effect of this closure plug is improved.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschlussstopfen mit einer Bohrung versehen ist, in die ein Thermoelement eingebracht ist. Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, den Verschlussstopfen zugleich auch als eine Referenzstrahlungsquelle zu verwenden. Der Verschlussstopfen nimmt nämlich eine Temperatur an und zeigt daher eine definierte Wärmestrahlung, wobei die Temperatur durch das Thermoelement gemessen werden kann. Da die Temperatur bekannt ist, kann das Pyrometer auf die gemessene Wärmestrahlung entsprechend der mit dem Thermoelement gemessenen Temperatur kalibriert werden. Dies kann stets in den Messpausen geschehen, so dass auch eine Kontaminierung des Messsystems des Pyrometers, die möglicherweise während der Messzeiten eintritt, auskalibriert werden kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the closure plug is provided with a bore into which a thermocouple is introduced. This embodiment makes it possible to use the sealing plug at the same time as a reference radiation source. Namely, the sealing plug assumes a temperature and therefore shows a defined heat radiation, wherein the temperature can be measured by the thermocouple. Since the temperature is known, the pyrometer can be calibrated for the measured heat radiation according to the temperature measured by the thermocouple. This can always be done in the measuring breaks, so that even a contamination of the measuring system of the pyrometer, which may occur during the measuring times, can be calibrated out.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Welle sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Schutzelement versehen ist. Eine derartige Gestaltung liefert die größtmögliche Sicherheit der Verhinderung einer Kontamination des Messsystems des Pyrometers.In a further embodiment of the invention it is provided that the shaft is provided with both the first and the second protective element. Such a design provides the greatest possible security of preventing contamination of the measuring system of the pyrometer.
Zur zusätzlichen sicheren Abdichtung des Pyrometers gegenüber dem Vakuumraum ist vorgesehen, dass in dem Tubusrohr außerhalb einer Vakuumkammer des Vakuumraumes zwischen Kammerwandung und Pyrometer ein Schieberventil, das den Vakuumraum vor dem Pyrometer vakuumdicht abschließbar ist, angeordnet ist. Dieses Schieberventil kann in einer einfachen Variante manuell betätigbar oder aber motorisch ansteuerbar ausgebildet sein.For additional secure sealing of the pyrometer relative to the vacuum space is provided that in the tube tube outside a vacuum chamber of the vacuum space between the chamber wall and the pyrometer, a slide valve, which is the vacuum space in front of the pyrometer vacuum-tight lockable arranged. This slide valve can be designed to be manually operable or motor-driven in a simple variant.
Damit wird es möglich, eine vakuumdichte Trennung des Pyrometers von dem Vakuumraum außerhalb der Messzeiten herzustellen, wodurch jegliches Eindringen von Kontaminationen, die beispielsweise nach einer Messung noch in dem Tubus verblieben sind, in das Pyrometer verhindert werden kann. Außerdem bietet das Schieberventil auch die Möglichkeit der Demontage des Pyrometers außerhalb der Messzeiten während des laufenden Betriebs der Vakuumbehandlungsanlage, um beispielsweise das Schutzfenster in dem Pyrometer reinigen zu können. Sollte der Ausbau des Pyrometers längere Zeit in Anspruch nehmen als zwischen zwei Messzeitpunkten zur Verfügung steht, muss zwar der Produktionsprozess unterbrochen nicht jedoch die Vakuumbehandlungsanlage belüftet werden.This makes it possible to produce a vacuum-tight separation of the pyrometer from the vacuum space outside of the measuring times, whereby any penetration of contaminants that have remained in the tube after a measurement, for example, can be prevented in the pyrometer. In addition, the slide valve also offers the possibility of disassembly of the pyrometer outside the measurement times during operation of the vacuum treatment plant, for example, to be able to clean the protective window in the pyrometer. If the removal of the pyrometer takes a longer time than is available between two measurement times, the production process must be interrupted but not the vacuum treatment plant must be ventilated.
Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch einen Vakuumraum einer längserstreckten Vakuumbehandlungsanlage, -
2 einen Querschnitt durch dieVakuumbehandlungsanlage nach 1 , -
3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, -
4 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Schieberventil gemäß Anspruch 10, -
5 einen Querschnitt durch eine Vakuumbehandlungsanlage mit einem Schieberventil.
-
1 FIG. 2 a schematic representation of a longitudinal section through a vacuum space of an elongated vacuum treatment plant, FIG. -
2 a cross section through the vacuum treatment plant after1 . -
3 a schematic diagram of an arrangement according to the invention, -
4 1 is a schematic representation of an arrangement according to the invention with a slide valve according toclaim 10, -
5 a cross section through a vacuum treatment plant with a slide valve.
Wie aus
Auf den Transportrollen
Zur Herstellung definierter thermischer Bedingungen an den Substraten und zum Schutz von Heizern
Um nunmehr zu messen, welche Temperatur durch dieses Heizen bei den Substraten
Das Pyrometer
Wie insbesondere aus
Zwischen der Wärmekammerwandung
Der Verschlussstopfen
Das Funktionsprinzip der bisher beschriebenen Anordnung ist zur einfacheren Übersicht in
Die Bewegung kann dabei durch eine als Pfeil symbolisierte Bewegungseinheit
Der Vollständigkeit halber ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- VakuumbehandlungsanlageVacuum treatment plant
- 22
- Vakuumkammervacuum chamber
- 33
- Transportvorrichtungtransport device
- 44
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 55
- Transportrolletransport roller
- 66
- Substratesubstrates
- 77
- Rückseiteback
- 88th
- MessortMeasuring location
- 99
- Pyrometerpyrometer
- 1010
- Heizerstoker
- 1111
- Wärmekammerheat chamber
- 1212
- WärmekammerwandungWärmekammerwandung
- 1313
- Messachsemeasuring axis
- 1414
- TubusrohrTubusrohr
- 1515
- Kammerwandungchamber wall
- 1616
- Messöffnungmeasurement opening
- 1717
- Schwenk-HubantriebSwivel lift drive
- 1818
- Wellewave
- 1919
- Linear-DrehdurchführungLinear rotary joint
- 2020
- Verschlussblendeshutter
- 2121
- Verschlussstopfensealing plug
- 2222
- Drehachseaxis of rotation
- 2323
- Bohrungdrilling
- 2424
- Thermoelementthermocouple
- 2525
- Schieberventilspool valve
- 2626
- Schieberpusher
- 2727
- Schieberaufnahmespool location
- 2828
- Bewegungseinheitmoving unit
- 2929
- Schutzfensterproof windows
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