DE102013107159B4

DE102013107159B4 - Vorrichtung zur Fixierung von L-Blenden

Info

Publication number: DE102013107159B4
Application number: DE102013107159.7A
Authority: DE
Inventors: Torsten Dsaak; Michael Hofmann; Steffen Mosshammer; Thomas Meyer; Jan Kircheis
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: DE102013107159A1

Abstract

Vorrichtung zur Fixierung von L-Blenden, die zur Abgrenzung eines Plasmaraumes eines Magnetrons in einer Anlagenkammer einer Durchlaufanlage vorgesehen sind, wobei das Magnetron in einer Anlagenkammer über einer Transportebene für durch die Anlagenkammer transportierbare Substrate angeordnet ist und wobei die Blenden beidseitig des Magnetrons angeordnet sind und deren untersten Schenkel der L-Blenden einwärts aufeinander gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die L-Blenden (3) an kühlbaren Tragbalken (14) montiert sind, wobei sich die Enden der Tragbalken (14) seitlich auf Fixpunkten in Form von Kühlplatten (16) abstützen, die in der seitlichen Kammerwand (18) der Anlagenkammer (1) fixiert sind, wobei jede Kühlplatte (16) in der Kammerwand (18) auf deren Innenseite in hochpräzise gefrästen Öffnungen (19) mittels aus der Kühlplatte (16) hervorstehender Flansche (20) fixiert ist, durch die sich Drehdurchführungen (17) für quer zu einer Transportrichtung (6) angeordnete Transportrollen (7) zentrisch durch jeden Flansch (20) in der Kühlplatte (16) erstrecken und wobei sich die Tragbalken (14) parallel zu den Transportrollen (7) durch die Anlagenkammer (1) erstrecken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an einer horizontalen Durchlauf-Substratbehandlungsanlage zur Behandlung, wie beispielsweise zur Beschichtung von plattenförmigen Substraten, wie Glasplatten. Dazu werden die Substrate mit oder ohne Substrathalter auf einer Transporteinrichtung liegend, d.h. in horizontaler Ausrichtung, durch eine von Kammerwänden begrenzte Anlagenkammer oder eine Anordnung mehrerer hintereinander angeordneter Anlagenkammern einer Substratbehandlungsanlage hindurch transportiert.
Die Substrate werden dabei der Einwirkung mindestens einer Substratbehandlungseinrichtung, wie beispielsweise einer Beschichtungs- oder einer Ätzeinrichtung usw. ausgesetzt. Die Substratbehandlung findet einerseits oft unter einem gegenüber dem Atmosphärendruck geringeren Druck (Prozessvakuum) und andererseits auch oft in einem oftmals gesteuert eingelassenen Gas oder Gasgemisch statt, wodurch eine Prozessatmosphäre gebildet wird.
Bei Durchlauf-Substratbehandlungsanlagen sind, im Gegensatz zu sogenannten Einzel- oder Batch-Substratbehandlungsanlagen, der Anlagenkammer oder einer Anordnung mehrerer hintereinander angeordneter Anlagenkammern, die beispielsweise als Prozesskammern, Pumpkammern, Transferkammern usw. ausgebildet sein können, im Allgemeinen mindestens je eine als Schleusenkammer ausgebildete Anlagenkammer vor- und nachgelagert. Im Innern der Substratbehandlungsanlage ist eine Transporteinrichtung so angeordnet, dass sie sich durch die beiden Schleusenkammern sowie alle anderen, dazwischen angeordneten Anlagenkammern erstreckt.
Dadurch können Substrate in einer Transportrichtung durch die Substratbehandlungsanlage bewegt werden, indem sie mittels einer Schleusenkammer in die Substratbehandlungsanlage eingeschleust, mittels der Transporteinrichtung durch die gesamte Anordnung hintereinander angeordneter Anlagenkammern hindurch transportiert und mittels einer weiteren Schleusenkammer aus der Substratbehandlungsanlage ausgeschleust werden. Dabei werden die Substrate in mindestens einer Prozesskammer auch an einer darin angeordneten Substratbehandlungseinrichtung vorbei bewegt und dabei der gewünschten Substratbehandlung ausgesetzt.
Für die Behandlung plattenförmiger Substrate haben sich Transporteinrichtungen bewährt, die eine Mehrzahl von quer zur Transportrichtung der Substrate angeordneten, drehbar gelagerten, zylindrischen Transportwalzen umfassen, deren oberste Mantellinien eine horizontale Transportebene für die Substrate definieren und von denen wenigstens eine Transportwalze antreibbar ist.
Findet die gewünschte Substratbehandlung unter erhöhten Prozesstemperaturen, beispielsweise 600 oder 800 °C, statt, hat es sich bewährt, die Transportwalzen aus hitzebeständigen Werkstoffen, beispielsweise Keramik, herzustellen oder mit einem hitzebeständigen Werkstoff zu überziehen.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2004 031 528 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Sonderatmosphäre mit einer Kammer, die einen Behälter mit einer Wandung, einer verschließbaren Öffnung und einer Dichtfläche, einen Deckel sowie einen Medienanschluss umfasst, wobei der Medienanschluss aus einer in das Innere der Kammer ragenden Einstülpung der Wandung des Behälters mit einer der Öffnung des Behälters zugewandten Durchführung zur Aufnahme eines Anschlussstutzens und einem in die Durchführung der Einstülpung einsetzbaren Anschlussstutzen besteht.
Das Gebrauchsmuster DE 297 17 418 U1 offenbart eine Kathodenzerstäubungsvorrichtung, bestehend aus einer Vakuumkammer mit Seitenwänden mit einer Kathode dazwischen und L-Blenden. Die L-Blenden sind mit den Seitenwänden verschraubt, wobei zwischen den L-Blenden und den Seitenwänden Hohlprofilzuschnitte mit Kühlkanälen sowie Isolatoren und Abschirmbleche angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung von L-Blenden, die zur Abgrenzung eines Plasmaraumes eines Magnetrons in einer Anlagenkammer einer Durchlaufanlage vorgesehen sind, wobei das Magnetron in einer Anlagenkammer über einer Transportebene für durch die Anlagenkammer transportierbare Substrate angeordnet ist und wobei die Blenden beidseitig des Magnetrons angeordnet sind und deren untersten Schenkel der L-Blenden einwärts aufeinander gerichtet sind.
Bei Durchlaufanlagen, insbesondere in denen mit aggressiven Medien mit Plasmaunterstützung gearbeitet wird, muss dafür gesorgt werden, dass aus dem Plasmaraum zwischen dem Magnetron und dem zu beschichtenden Substrat möglichst keine Gase in die den Plasmaraum umgebende Anlagenkammer gelangen können, oder gar in nachfolgende Prozesseinrichtungen verschleppt werden können.
Um das zu erreichen, werden Begrenzungsschilde in L-Blenden verwendet, die gewöhnlich als L-Shield bezeichnet werden. Diese L-Blenden sind seitlich dicht neben dem Magnetron, also in Transportrichtung der Substrate gesehen, vor und hinter dem Magnetron befestigt und mit geringst möglichem Luftspalt zum vorbei transportierten Substrat montiert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme von L-Blenden zu schaffen, die einen konkreten Bezugspunkt zu einem Transportsystem unterhalb der L-Blenden schafft.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die L-Blenden an kühlbaren Tragbalken montiert sind, wobei sich die Enden der Tragbalken seitlich auf Fixpunkten in Form von Kühlplatten abstützen, die in der seitlichen Kammerwand der Anlagenkammer fixiert sind, wobei jede Kühlplatte in der Kammerwand auf deren Innenseite in hochpräzise gefrästen Öffnungen mittels aus der Kühlplatte hervorstehender Flansche fixiert ist, durch die sich Drehdurchführungen für quer zu einer Transportrichtung angeordnete Transportrollen zentrisch durch jeden Flansch in der Kühlplatte erstrecken und wobei sich die Tragbalken parallel zu den Transportrollen durch die Anlagenkammer erstrecken.
Jede Kühlplatte ist mit einem Kühlmittelanschluss zur gleichzeitigen Kühlung der Kühlplatte und der Drehdurchführung verbunden.
In einer weiteren Fortführung der Erfindung stützt sich der Tragbalken jeweils mit einem Adapter auf dem oberen Rand der Kühlplatte derart ab, dass Kühlmittelleitungen der Kühlplatte mit Kühlmittelleitungen im Adapter verbunden sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken zwei benachbart längs durch diesen verlaufende Kanäle enthält, die mit den Kühlmittelleitungen im Adapter verbunden sind. Diese Kanäle können von einem Kühlmittel gegenläufig oder gleichläufig durchströmt werden.
Für die Befestigung der L-Blende am Tragbalken sind seitlich aus diesem übereinander hervorstehende Bolzen vorgesehen, an deren hervorstehenden Enden die Blende mit Hilfe eines Hakenblechs eingehängt ist, wobei über die Länge jedes Tragbalkens verteilt mehrere solcher Befestigungselemente, bestehend aus den Bolzen und zugehörigem Hakenblech vorgesehen sind.
Durch die Erfindung bildet der Tragbalken in Verbindung mit den seitlichen Kühlplatten infolge der minimierten thermischen Bewegungen einen stabilen Fixpunkt für die am Tragbalken befestigte L-Blende, die somit während des Betriebes der Anlagenkammer eine hochgenaue Positionierung beibehält, wobei die Drehdurchführung in der Kühlplatte einen Bezugspunkt zum Transportsystem schafft. Auf diese Weise wird eine sonst mögliche Prozessbeeinflussung durch die L-Blenden sicher vermieden.
Weiterhin bildet die Kühlplatte eine präzise Bezugsbasis für die Aufnahme weitere notwendiger Bauteile in der Anlagenkammer.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher bestimmt. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Durchlauf-Substratbehandlungsanlage mit einer Anlagenkammer, in der sich verschieden Einbauten, wie ein Magnetron mit zugehörigem L-Blenden, sowie Transportrollen zum Transport von Substraten, befinden;
2: eine perspektivische Darstellung eines Tragbalkens mit daran befestigter L-Blende, wobei der Tragbalken seitlich auf einem Tragrahmen befestigt ist, der zugleich mit Drehlagern für die Transportrollen versehen ist;
3: eine vergrößerte Detaildarstellung der Anbindung des Tragbalkens an Tragrahmen;
4: eine perspektivische Draufsicht auf zwei sich benachbart zwischen zwei Tragrahmen erstreckende Tragbalken mit jeweils zugehöriger L-Blende; und
5: eine Teilschnittdarstellung der Kammerwand mit zugehöriger Kühlplatte und weiteren Anbauteilen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlagenkammer 1 mit einem Magnetron 2, das sowohl ein Planar-, als auch ein Rohrmagnetron sein kann. Das Magnetron 2 wird seitlich und nach unten flankiert von L-Blenden 3 zur Begrenzung eines unter dem Magnetron befindlichen Sputterbereiches bzw. Plasmaraumes 4. Die mit einer Heizung 5 ausgestatteten L-Blenden 3 können auch mit einer Zusatzplatte 3‘ zu T-Blenden in Form eines umgekehrten T’s ausgebildet werden.
Unter dem Plasmaraum 4 befinden sich quer zu einer Transportrichtung 6 angeordnete Transportrollen 7, mit denen flache Substrate 8 in einer Transportebene 9 durch die Anlagenkammer transportierbar sind. Die jeweils oberen Mantellinien der nebeneinander befindlichen Transportrollen 7 bilden dabei eine Transportebene 9 aus.
Zwischen den Transportrollen 7 und unter diesen sind Spiralheizer 10 parallel zu diesen verlaufend angeordnet, wobei sich die Spiralheizer 10 unter einer mäanderähnlichen Abdeckung 11 befinden. Die Abdeckung 11 ist an Stützen 12 befestigt, die sich auf einer Bodenplatte 13 abstützen.
Die L-Blenden 3 sind an Tragbalken 14 befestigt, die sich parallel zu den Transportrollen 7 durch die Anlagenkammer 1 erstrecken, und zwar derart, dass sich die unteren Außenflächen der T-Blenden 3 in geringst möglichem Abstand über den in der Transportebene 9 durch die Anlagenkammer 1 transportierten Substraten 8 befinden.
Dadurch bildet sich ein Kanal 15 mit geringst möglichem Querschnitt zwischen der Oberfläche der Substrate und der unteren Außenfläche der T-Blenden 3 aus. Dieser Kanal 15 besitzt infolge des geringen Querschnitts einen hohen Strömungswiderstand, wodurch das Verschleppen von Prozessgasen aus dem Sputterbereich 4 in benachbarte Anlagenkammern 1 minimiert wird.
In 2, 4 ist eine perspektivische Darstellung von benachbarten Tragbalken 14 mit jeweils daran befestigter T-Blende 3 zu sehen, wobei sich die Enden der Tragbalken 14 seitlich auf Kühlplatten 16 abstützen. Die Kühlplatten 16 sind jeweils mit Bohrungen zur Aufnahme von Drehdurchführungen 17 für die Transportrollen 7 versehen. Die Kühlplatten 16 sind in der Kammerwand 18 auf deren Innenseite in hochpräzise gefrästen Öffnungen 19 mittels aus der Kühlplatte 16 hervorstehender Flansche 20 fixiert. Die Drehdurchführungen 17, die sich zentrisch durch die Flansche 20 erstrecken, sind mit Einbaudichtungen in der Kühlplatte 16 abgedichtet und werden durch diese gleichzeitig gekühlt.
Die Kühlplatten 16 stellen somit hochpräzise Bezugspunkte für sämtliche weiteren Anbauteile und zum Transportsystem dar. Das sind einerseits an die Drehdurchführungen 17 außerhalb der Kammerwand 18 anschließende Vakuumdichtungen 21 sowie Antriebe 22, die mit den Drehdurchführungen 17 über eine Antriebswelle 23, die sich durch die Vakuumdichtung 21 erstreckt und zum Antrieb der Transportrollen 7 mit diesen gekoppelt sind (3, 5). Die Antriebe befinden sich somit vollständig außerhalb der Anlagenkammer 1. Zum Schutz der Drehdurchführungen 17 werden diese jeweils durch ein Abschirmblech 17‘ umgeben.
Jede Kühlplatte 16 ist mit einem Kühlmittelanschluss 24 versehen, so dass die Kühlplatte 16 und damit zugleich die Drehdurchführung 17 gekühlt werden kann. Der Tragbalken 14 stützt sich mit einem Adapter 25 auf dem oberen Rand der Kühlplatte 16 derart ab, dass die Kühlmittelleitungen 26 der Kühlplatte 16 mit Kühlmittelleitungen 27 im Adapter 25 verbunden sind. Der Tragbalken 14 enthält zwei benachbart längs durch diesen verlaufende Kanäle 28, 29, die mit den Kühlmittelleitungen 27 im Adapter 25 verbunden sind, so dass ein hindurch geleitetes Kühlmittel sowohl in der Kühlplatte 16, als auch im Tragbalken 14 einen Kühlmittelkreislauf bei Bedarf ausgebildet werden kann. Dabei kann das Kühlmittel im Tragbalken 14 sowohl gegenläufig, als auch gleichläufig zirkulieren.
Damit bildet der Tragbalken 14 in Verbindung mit den seitlichen Kühlplatten 16 infolge der minimierten thermischen Bewegungen einen stabilen Fixpunkt für die am Tragbalken 14 befestigte L-Blende 3, die somit während des Betriebes der Anlagenkammer 1 eine hochgenaue Positionierung beibehält. Auf diese Weise wird eine sonst mögliche Prozessbeeinflussung durch die L-Blenden 3 sicher vermieden.
Für die Befestigung der Blende 3, z.B. der T-Blende, sind seitlich am Tragbalken 14 zwei Bolzen 30, 31 übereinander befestigt, an deren hervorstehenden Enden die L-Blende 3 mit Hilfe eines Hakenblechs 32 eingehängt ist. Es versteht sich, dass über die Länge des Tragbalkens 14 verteilt mehrere solcher Befestigungselemente vorgesehen sind, um eine sichere Befestigung der L-Blende 3 zu erreichen.
Auf diese Weise wird die Wärmeübertragung von der L-Blende 3 auf den Tragbalken 14 reduziert. Eine über der Heizung 5 unter dem Tragbalken 14 befestigte und längs desselben verlaufende Abschirmung 33 erfüllt den gleichen Zweck. Diese Konstruktion ermöglicht darüber hinaus im Servicefall eine leichte Demontage und Montage der L-Blenden 3.
Die Kühlplatte 16 dient auch zur seitliche Aufnahme der Träger für die zwischen und unter den Transportrollen 7 befindlichen Spiralheizer 10 und von sogenannten Stimmgabeln 34. Die Stimmgabeln 34 sind jeweils mit einem Festlager an der Kühlplatte 16 befestigt und besitzen am freien in die Anlagenkammer 1 hineinragenden Ende ein Loslager 35 zur Aufnahme von Abschirmblechen 36 zwischen den Transportrollen 7.
Bezugszeichenliste

1: Anlagenkammer
2: Magnetron
3: L-Blende
3‘: Zusatzplatte
4: Plasmaraum/Sputterbereich
5: Heizung
6: Transportrichtung
7: Transportrolle
8: Substrat
9: Transportebene
10: Spiralheizer
11: Abdeckung
12: Stütze
13: Bodenplatte
14: Tragbalken
15: Kanal
16: Kühlplatte
17: Drehdurchführung
17‘: Abschirmblech
18: Kammerwand
19: Öffnung
20: Flansch
21: Vakuumdichtung
22: Antrieb
23: Antriebswelle
24: Kühlmittelanschluss
25: Adapter
26: Kühlmittelleitung
27: Kühlmittelleitung
28: Kanal
29: Kanal
30: Bolzen
31: Bolzen
32: Hakenblech
33: Abschirmung
34: Stimmgabel
35: Loslager
36: Abschirmblech

Claims

Vorrichtung zur Fixierung von L-Blenden, die zur Abgrenzung eines Plasmaraumes eines Magnetrons in einer Anlagenkammer einer Durchlaufanlage vorgesehen sind, wobei das Magnetron in einer Anlagenkammer über einer Transportebene für durch die Anlagenkammer transportierbare Substrate angeordnet ist und wobei die Blenden beidseitig des Magnetrons angeordnet sind und deren untersten Schenkel der L-Blenden einwärts aufeinander gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die L-Blenden (3) an kühlbaren Tragbalken (14) montiert sind, wobei sich die Enden der Tragbalken (14) seitlich auf Fixpunkten in Form von Kühlplatten (16) abstützen, die in der seitlichen Kammerwand (18) der Anlagenkammer (1) fixiert sind, wobei jede Kühlplatte (16) in der Kammerwand (18) auf deren Innenseite in hochpräzise gefrästen Öffnungen (19) mittels aus der Kühlplatte (16) hervorstehender Flansche (20) fixiert ist, durch die sich Drehdurchführungen (17) für quer zu einer Transportrichtung (6) angeordnete Transportrollen (7) zentrisch durch jeden Flansch (20) in der Kühlplatte (16) erstrecken und wobei sich die Tragbalken (14) parallel zu den Transportrollen (7) durch die Anlagenkammer (1) erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlplatte (16) mit einem Kühlmittelanschluss (24) zur gleichzeitigen Kühlung der Kühlplatte (16) und der Drehdurchführung (17) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (14) sich jeweils mit einem Adapter (25) auf dem oberen Rand der Kühlplatte (16) derart abstützt, dass Kühlmittelleitungen (26) der Kühlplatte (16) mit Kühlmittelleitungen (27) im Adapter (25) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (14) zwei benachbart längs durch diesen verlaufende Kanäle (28, 29) enthält, die mit den Kühlmittelleitungen (27) im Adapter (25) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Befestigung der L-Blenden (3) am Tragbalken (14) seitlich aus diesem übereinander hervorstehende Bolzen (30, 31) vorgesehen sind, an deren hervorstehenden Enden die Blende (3) mit Hilfe eines Hakenblechs (32) eingehängt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge jedes Tragbalkens (14) verteilt mehrere solcher Befestigungselemente, bestehend aus den Bolzen (30, 31) und zugehörigem Hakenblech (32) vorgesehen sind.