DE102014106466B4 - vacuum processing plant - Google Patents
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Abstract
Vakuumprozessieranlage (100) aufweisend:• ein Kammergehäuse (102) mit einer Öffnung (111) in der Oberseite des Kammergehäuses (102) zum Aufnehmen eines Kammerdeckels (104);• einen Kammerdeckel (104) zum Abdecken der Öffnung (111) des Kammergehäuses (102);• eine erste Vorvakuumversorgungsstruktur (108a) an dem Kammergehäuse (102);• eine zweite Vorvakuumversorgungsstruktur (108b) an dem Kammerdeckel (104),• wobei die erste Vorvakuumversorgungsstruktur (108a) und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur (108b) derart eingerichtet sind, dass diese beim Schließen des Kammerdeckels (104) selbsttätig vakuumdicht miteinander gekuppelt werden.Vacuum processing system (100) comprising:• a chamber housing (102) with an opening (111) in the upper side of the chamber housing (102) for receiving a chamber cover (104);• a chamber cover (104) for covering the opening (111) of the chamber housing ( 102);• a first fore-vacuum supply structure (108a) on the chamber housing (102);• a second fore-vacuum supply structure (108b) on the chamber cover (104),• wherein the first fore-vacuum supply structure (108a) and the second fore-vacuum supply structure (108b) are set up in such a way that that these are automatically coupled to one another in a vacuum-tight manner when the chamber cover (104) is closed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vakuumprozessieranlage.The invention relates to a vacuum processing system.
Im Allgemeinen kann eine Vakuumprozessieranlage dazu genutzt werden, Substrate, wie beispielsweise plattenförmige Substrate, Glasscheiben, Wafer oder andere Träger, zu prozessieren, z.B. kann eine Vakuumprozessieranlage als Vakuumbeschichtungsanlage eingerichtet sein zum Beschichten eines Substrats innerhalb der Vakuumbeschichtungsanlage. Dabei kann eine Vakuumprozessieranlage mehrere Kammern, Sektionen (Kompartments) oder Prozesskammern aufweisen sowie ein Transportsystem zum Transportieren des zu beschichtenden Substrats durch die Vakuumprozessieranlage hindurch. Verschiedene Kammern einer Vakuumprozessieranlage können mittels so genannter Kammerwände oder Schottwände voneinander getrennt sein, beispielsweise bei horizontalen Durchlauf-Beschichtungsanlagen (In-Line-Anlagen) mittels vertikaler Kammerwände bzw. vertikaler Schottwände. Dabei kann jede Kammerwand (oder Schottwand) eine Substrat-Transfer-Öffnung (einen Substrat-Transfer-Spalt) derart aufweisen, dass ein Substrat durch die Kammerwand hindurch transportiert werden kann, z.B. von einer ersten Kammer einer Vakuumprozessieranlage in eine zweite Kammer einer Vakuumprozessieranlage.In general, a vacuum processing system can be used to process substrates such as plate-shaped substrates, glass panes, wafers or other carriers, e.g. a vacuum processing system can be set up as a vacuum coating system for coating a substrate within the vacuum coating system. A vacuum processing system can have a number of chambers, sections (compartments) or process chambers and a transport system for transporting the substrate to be coated through the vacuum processing system. Different chambers of a vacuum processing system can be separated from one another by means of so-called chamber walls or bulkheads, for example in horizontal continuous coating systems (in-line systems) by means of vertical chamber walls or vertical bulkheads. Each chamber wall (or bulkhead) can have a substrate transfer opening (a substrate transfer gap) such that a substrate can be transported through the chamber wall, e.g. from a first chamber of a vacuum processing system into a second chamber of a vacuum processing system.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Kammer (Kompartment) mittels eines Kammergehäuses bereitgestellt sein oder werden, oder mehrere Kammern (Kompartments) können in einem gemeinsamen Kammergehäuse bereitgestellt sein oder werden, wobei das Kammergehäuse beispielsweise mehrere Kammerwände aufweisen kann, welche die eine Kammer begrenzen bzw. die mehreren Kammern begrenzen und voneinander separieren.According to various embodiments, a chamber (compartment) can be or will be provided by means of a chamber housing, or several chambers (compartments) can be or will be provided in a common chamber housing, wherein the chamber housing can have, for example, several chamber walls which delimit one chamber or the delimit several chambers and separate them from each other.
Ein Kammergehäuse einer Vakuumprozessieranlage kann beispielsweise Bestandteil (ein Grundkörper) einer Vakuumkammer sein, z.B. einer Schleusenkammer, einer Pufferkammer, einer Transferkammer oder einer Prozesskammer (z.B. einer Beschichtungskammer). Dabei kann die jeweilige Funktionsweise oder die Betriebsart der Vakuumkammer aufgrund des mit dem Kammergehäuse verwendeten Kammerdeckels definiert sein. Beispielsweise kann das Kammergehäuse mit einem Kammerdeckel als Schleusenkammer verwendet werden und mit einem anderen Kammerdeckel als Pufferkammer oder Transferkammer (oder Prozesskammer), und mit einem noch anderen Kammerdeckel als Beschichtungskammer. Damit das Kammergehäuse evakuiert werden kann, kann das Kammergehäuse mit einer Vorvakuumpumpen-Anordnung und/oder einer Hochvakuumpumpen-Anordnung gekoppelt sein. Somit kann in dem mittels des Kammerdeckels abgedichteten Kammergehäuse zumindest ein Vorvakuum (oder auch ein Hochvakuum) erzeugt werden oder bereitgestellt sein.A chamber housing of a vacuum processing system can, for example, be a component (a base body) of a vacuum chamber, e.g. a lock chamber, a buffer chamber, a transfer chamber or a process chamber (e.g. a coating chamber). The respective functioning or the operating mode of the vacuum chamber can be defined on the basis of the chamber cover used with the chamber housing. For example, the chamber housing can be used with one chamber lid as a load lock chamber, and with another chamber lid as a buffer chamber or transfer (or process) chamber, and with yet another chamber lid as a coating chamber. So that the chamber housing can be evacuated, the chamber housing can be coupled to a fore-vacuum pump arrangement and/or a high-vacuum pump arrangement. At least one pre-vacuum (or also a high vacuum) can thus be generated or provided in the chamber housing sealed by means of the chamber cover.
Anschaulich können ein Kammergehäuse und ein zugehöriger Kammerdeckel eine Vorvakuumversorgung aufweisen zum Ermöglichen des Evakuierens zumindest einer Vakuumkammer der Prozessieranlage oder der gesamten Prozessieranlage. Beispielsweise kann ein Kammerdeckel eine Hochvakuumpumpen-Anordnung aufweisen, welche mit Vorvakuum versorgt werden muss, um den Betrieb der Hochvakuumpumpen zu ermöglichen. Die Versorgung des Kammerdeckels mit Vorvakuum kann mittels einer Vorvakuumversorgungsstruktur erfolgen, welche mit einer Vorvakuumpumpen-Anordnung gekoppelt sein kann. Ferner kann die Vorvakuumpumpen-Anordnung zusätzlich direkt an das Kammergehäuse gekoppelt sein zum Bereitstellen eines Vorvakuums in der Vakuumkammer der Prozessieranlage.Clearly, a chamber housing and an associated chamber cover can have a pre-vacuum supply to enable at least one vacuum chamber of the processing system or the entire processing system to be evacuated. For example, a chamber cover can have a high-vacuum pump arrangement, which must be supplied with a fore-vacuum in order to enable the operation of the high-vacuum pumps. The chamber cover can be supplied with fore-vacuum by means of a fore-vacuum supply structure which can be coupled with a fore-vacuum pump arrangement. Furthermore, the fore-vacuum pump arrangement can also be coupled directly to the chamber housing in order to provide a fore-vacuum in the vacuum chamber of the processing system.
Ferner kann die Vakuumprozessieranlage ein Transportsystem aufweisen zum Transportieren der Substrate durch die Vakuumprozessieranlage hindurch, z.B. kann ein Transportsystem eine Vielzahl von Transportrollen und einen entsprechend mit den Transportrollen gekoppelten Antrieb aufweisen.Furthermore, the vacuum processing system can have a transport system for transporting the substrates through the vacuum processing system, e.g. a transport system can have a large number of transport rollers and a drive which is correspondingly coupled to the transport rollers.
Zum Einschleusen eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein oder zum Ausschleusen eines Substrats aus der Vakuumprozessieranlage heraus, können beispielsweise eine oder mehrere Schleusenkammern, eine oder mehrere Pufferkammern und/oder eine oder mehrere Transferkammern verwendet werden. Zum Einschleusen mindestens eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein kann beispielsweise das mindestens eine Substrat in eine belüftete Schleusenkammer eingebracht werden, anschließend kann die Schleusenkammer mit dem mindestens einen Substrat evakuiert werden, und das Substrat kann schubweise aus der evakuierten Schleusenkammer heraus in eine angrenzende Vakuumkammer (z.B. in die Pufferkammer) der Vakuumprozessieranlage transportiert werden. Mittels der Pufferkammer kann beispielsweise ein Substrat vorgehalten werden und ein Druck kleiner als in der Schleusenkammer bereitgestellt werden. Mittels der Transferkammer können die schubweise eingebrachten Substrate zu einem so genannten Substratband zusammengeführt werden, so dass zwischen den Substraten nur kleine Lücken verbleiben, während die Substrate in entsprechenden Prozesskammern der Vakuumprozessieranlage prozessiert (z.B. beschichtet) werden. Alternativ kann ein Substrat auch direkt aus der Schleusenkammer in die Transferkammer eingebracht werden, ohne eine Pufferkammer zu verwenden, was beispielsweise eine verlängerte Taktzeit (die zum Einbringen eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein benötigte Zeitdauer) verursachen kann.For introducing a substrate into or out of the vacuum processing system lock a substrate out of the vacuum processing system, for example one or more lock chambers, one or more buffer chambers and/or one or more transfer chambers can be used. To introduce at least one substrate into the vacuum processing system, for example, the at least one substrate can be introduced into a ventilated lock chamber, then the lock chamber with the at least one substrate can be evacuated, and the substrate can be transported in batches out of the evacuated lock chamber into an adjacent vacuum chamber (e.g into the buffer chamber) of the vacuum processing system. By means of the buffer chamber, for example, a substrate can be held in reserve and a pressure lower than in the lock chamber can be provided. The substrates introduced in batches can be combined into a so-called substrate band by means of the transfer chamber, so that only small gaps remain between the substrates while the substrates are processed (eg coated) in the corresponding process chambers of the vacuum processing system. Alternatively, a substrate can also be introduced directly from the load-lock chamber into the transfer chamber without using a buffer chamber, which can cause, for example, an increased cycle time (the time required to introduce a substrate into the vacuum processing system).
In einer Prozesskammer können die eingeschleusten Substrate beispielsweise prozessiert werden, wobei die Prozesskammer beispielsweise einen Prozesskammerdeckel aufweisen kann, welcher das entsprechende Kompartment in dem Kammergehäuse abdecken und vakuumdicht verschließen kann. An dem Prozesskammerdeckel kann beispielsweise ein Magnetron oder können beispielsweise mehrere Magnetrons befestigt sein, z.B. kann der Prozesskammerdeckel mindestens ein Rohrmagnetron oder Doppelrohr-Magnetron oder mindestens ein Planarmagnetron oder Doppel-Planarmagnetron aufweisen.The introduced substrates can, for example, be processed in a process chamber, wherein the process chamber can have a process chamber cover, for example, which can cover the corresponding compartment in the chamber housing and close it in a vacuum-tight manner. For example, a magnetron or several magnetrons can be attached to the process chamber cover, e.g. the process chamber cover can have at least one tube magnetron or double tube magnetron or at least one planar magnetron or double planar magnetron.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kammergehäuse beispielsweise mittels eines entsprechenden Kammerdeckels als Schleusenkammer genutzt werden, wobei die Schleusenkammer beispielsweise im Vorvakuumbereich (z.B. bis 10-2 mbar) betrieben werden kann. Ferner kann das Kammergehäuse beispielsweise mittels eines entsprechenden Kammerdeckels als Prozesskammer oder Beschichtungskammer genutzt werden, wobei die Prozesskammer oder Beschichtungskammer beispielsweise im Hochvakuumbereich (z.B. im Bereich des Prozessvakuums, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10-3 mbar bis ungefähr 10-7 mbar) betrieben werden kann. Dabei kann der Hochvakuumbereich beispielsweise mittels mindestens einer Turbomolekularpumpe erzeugt werden, welche in den Kammerdeckel integriert sein kann und mittels einer Vorvakuumversorgungsstruktur mit Vorvakuum versorgt werden kann.According to various embodiments, a chamber housing can be used as a sluice chamber, for example by means of a corresponding chamber cover, with the sluice chamber being able to be operated, for example, in the pre-vacuum range (eg up to 10 -2 mbar). Furthermore, the chamber housing can be used as a process chamber or coating chamber, for example by means of a corresponding chamber cover, with the process chamber or coating chamber being operated, for example, in the high vacuum range (e.g. in the range of the process vacuum, e.g. in a range from approximately 10 -3 mbar to approximately 10 -7 mbar). can. The high-vacuum area can be generated, for example, by means of at least one turbomolecular pump, which can be integrated into the chamber cover and can be supplied with a fore-vacuum by means of a fore-vacuum supply structure.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Vorvakuumversorgung eines Kammerdeckels zu ermöglichen, wobei diese automatisch bereitgestellt wird, wenn der Kammerdeckel geschlossen wird, d.h. wenn der Kammerdeckel auf das entsprechende Kammergehäuse oder zumindest auf eine Kammer des Kammergehäuses aufgelegt wird. Anschaulich kann eine Vorvakuumversorgung für eine Vakuumkammer in zwei separate Vorvakuumversorgungsstrukturen unterteilt sein, welche sich automatisch voneinander trennen, wenn der Kammerdeckel geöffnet wird und welche sich automatisch miteinander verbinden, wenn der Kammerdeckel geschlossen wird. Somit kann der Kammerdeckel mit einem Teil der Vorvakuumversorgung von dem Kammergehäuse entfernt werden.One aspect of various embodiments can clearly be seen as enabling a pre-vacuum supply to a chamber cover, this being provided automatically when the chamber cover is closed, i.e. when the chamber cover is placed on the corresponding chamber housing or at least on a chamber of the chamber housing. Clearly, a fore-vacuum supply for a vacuum chamber can be divided into two separate fore-vacuum supply structures, which automatically separate from one another when the chamber cover is opened and which automatically connect with one another when the chamber cover is closed. Thus, the chamber cover can be removed from the chamber housing with part of the fore-vacuum supply.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumprozessieranlage Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse mit einer Öffnung in der Oberseite des Kammergehäuses zum Aufnehmen eines Kammerdeckels, den Kammerdeckel zum Abdecken der Öffnung des Kammergehäuses; eine erste Vorvakuumversorgungsstruktur, welche an dem Kammergehäuse befestigt ist oder welche zumindest ortsfest zum Kammergehäuse angeordnet ist, eine zweite Vorvakuumversorgungsstruktur, welche an dem Kammerdeckel befestigt ist, wobei die erste Vorvakuumversorgungsstruktur und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur derart eingerichtet sind, dass diese beim Schließen des Kammerdeckels selbsttätig vakuumdicht miteinander gekuppelt werden.According to various embodiments, a vacuum processing system may include: a chamber housing having an opening in the top of the chamber housing for receiving a chamber lid, the chamber lid for covering the opening of the chamber housing; a first fore-vacuum supply structure which is attached to the chamber housing or which is at least arranged in a stationary manner in relation to the chamber housing, a second fore-vacuum supply structure which is attached to the chamber cover, the first fore-vacuum supply structure and the second fore-vacuum supply structure being set up in such a way that they are automatically vacuum-tight when the chamber cover is closed be coupled together.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumprozessieranlage mindestens eine Hochvakuumpumpe aufweisen, welche an dem Kammerdeckel befestigt ist und mit der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur gekoppelt ist.According to various embodiments, the vacuum processing system can have at least one high-vacuum pump, which is attached to the chamber cover and is coupled to the second fore-vacuum supply structure.
Anschaulich kann mittels der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur ein Vorvakuum für einen Betrieb der mindestens einen Hochvakuumpumpe bereitgestellt werden. Die mindestens eine Hochvakuumpumpe kann beispielsweise eine Turbomolekularpumpe sein oder aufweisen.Clearly, a fore-vacuum for operation of the at least one high-vacuum pump can be provided by means of the second fore-vacuum supply structure. The at least one high-vacuum pump can be or have a turbomolecular pump, for example.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Vorvakuumversorgungsstruktur einen ersten Dichtungsflansch aufweisen und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur kann einen zweiten Dichtungsflansch aufweisen. Dabei können die beiden Dichtungsflansche derart eingerichtet sein, dass diese beim Schließen des Kammerdeckels selbsttätig vakuumdicht miteinander gekuppelt werden. Anschaulich können die beiden Dichtungsflansche (z.B. die beiden freiliegenden Stirnflächen der beiden Dichtungsflansche) beim Schließen des Kammerdeckels derart aneinander angenähert werden, dass sich zwischen den beiden Dichtungsflanschen ein Dichtungsspalt erstreckt, welcher mittels einer Dichtstruktur abgedichtet sein kann, beispielsweise mittels einer Lippendichtung.According to various embodiments, the first fore-vacuum supply structure can have a first sealing flange and the second fore-vacuum supply structure can have a second sealing flange. The two sealing flanges can be set up in this way be that these are automatically coupled to one another in a vacuum-tight manner when the chamber lid is closed. Clearly, the two sealing flanges (e.g. the two exposed end faces of the two sealing flanges) can be brought together when the chamber cover is closed in such a way that a sealing gap extends between the two sealing flanges, which can be sealed by means of a sealing structure, for example by means of a lip seal.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können/kann der erste Dichtungsflansch und/oder der zweite Dichtungsflansch mindestens ein Dichtungselement aufweisen zum Abdichten eines Spalts zwischen den beiden Dichtungsflanschen bei geschlossenem Kammerdeckel.According to various embodiments, the first sealing flange and/or the second sealing flange can have at least one sealing element for sealing a gap between the two sealing flanges when the chamber cover is closed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das mindestens eine Dichtungselement mindestens eine Lippendichtung sein oder aufweisen.According to various embodiments, the at least one sealing element can be or have at least one lip seal.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Vorvakuumversorgungsstruktur und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur im Wesentlichen rohrförmig eingerichtet sein. Dabei kann das Vorvakuum innerhalb der rohrförmigen Vorvakuumversorgungsstruktur bereitgestellt sein oder werden.According to various embodiments, the first fore-vacuum supply structure and the second fore-vacuum supply structure can be configured in a substantially tubular manner. The fore-vacuum can be provided within the tubular fore-vacuum supply structure.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Lippendichtung Silikon aufweisen oder aus Silikon bestehen.According to various embodiments, the at least one lip seal can have or consist of silicone.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel schwenkbar gelagert sein und derart eingerichtet sein, dass dieser mittels einer Schwenkbewegung geöffnet und/oder geschlossen werden kann. Beim Öffnen und/oder Schließen des Kammerdeckels (mittels der Schwenkbewegung) können der erste Dichtungsflansch der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur und der zweite Dichtungsflansch der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur relativ zueinander auf einer Kreisbahn bewegt werden. Beim Öffnen und/oder Schließen des Kammerdeckels (mittels der Schwenkbewegung) kann die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur zumindest abschnittsweise relativ zu der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur auf einer Kreisbahn bewegt werden.According to various embodiments, the chamber cover can be pivoted and set up in such a way that it can be opened and/or closed by means of a pivoting movement. When opening and/or closing the chamber cover (by means of the pivoting movement), the first sealing flange of the first fore-vacuum supply structure and the second sealing flange of the second fore-vacuum supply structure can be moved relative to one another on a circular path. When the chamber cover is opened and/or closed (by means of the pivoting movement), the second fore-vacuum supply structure can be moved on a circular path, at least in sections, relative to the first fore-vacuum supply structure.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel in einem Endabschnitt des Kammerdeckels an dem Kammergehäuse drehbar gelagert sein.According to various embodiments, the chamber cover can be rotatably mounted on the chamber housing in an end section of the chamber cover.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel derart eingerichtet sein, dass dieser in geschlossenem Zustand lose auf dem Kammergehäuse aufliegt. Beim Auflegen und/oder Abnehmen des Kammerdeckels von dem Kammergehäuse können der erste Dichtungsflansch der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur relativ und der zweite Dichtungsflansch der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur relativ zueinander geradlinig bewegt werden. Beim Auflegen und/oder Abnehmen des Kammerdeckels von dem Kammergehäuse kann die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur zumindest abschnittsweise relativ zu der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur gradlinig bewegt werden.According to various embodiments, the chamber cover can be set up in such a way that, in the closed state, it rests loosely on the chamber housing. When placing and/or removing the chamber cover from the chamber housing, the first sealing flange of the first fore-vacuum supply structure and the second sealing flange of the second fore-vacuum supply structure can be moved in a straight line relative to one another. When the chamber cover is placed on and/or removed from the chamber housing, the second fore-vacuum supply structure can be moved in a straight line, at least in sections, relative to the first fore-vacuum supply structure.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumprozessieranlage mindestens eine Vorvakuumpumpenanordnung aufweisen, wobei die mindestens eine Vorvakuumpumpenanordnung mit der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur verbunden ist zum Bereitstellen eines Vorvakuums an dem Kammergehäuse mittels der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur. Bei geschlossenem Deckel kann somit auch die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur mit der mindestens einen Vorvakuumpumpenanordnung verbunden sein.According to various embodiments, a vacuum processing system can have at least one fore-vacuum pump arrangement, wherein the at least one fore-vacuum pump arrangement is connected to the first fore-vacuum supply structure for providing a fore-vacuum at the chamber housing by means of the first fore-vacuum supply structure. When the cover is closed, the second fore-vacuum supply structure can thus also be connected to the at least one fore-vacuum pump arrangement.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuumprozessieranlage Folgendes aufweisen: Schließen eines Kammerdeckels eines Kammergehäuses, wobei zumindest eine Öffnung des Kammergehäuses mittels des Kammerdeckels vakuumdicht verschlossen wird; wobei beim Schließen des Kammerdeckels eine erste Vorvakuumversorgungsstruktur des Kammergehäuses und eine zweite Vorvakuumversorgungsstruktur des Kammerdeckels selbsttätig miteinander gekuppelt werden; und Evakuieren des geschlossenen Kammergehäuses unter Verwendung der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur und/oder der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur.According to various embodiments, a method for operating a vacuum processing system can have the following: closing a chamber cover of a chamber housing, at least one opening of the chamber housing being closed in a vacuum-tight manner by means of the chamber cover; wherein when the chamber cover is closed, a first fore-vacuum supply structure of the chamber housing and a second fore-vacuum supply structure of the chamber cover are automatically coupled to one another; and evacuating the closed chamber housing using the first fore-vacuum supply structure and/or the second fore-vacuum supply structure.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen
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1A eine Vakuumprozessieranlage in einer schematischen Querschnittsansicht in einem geöffneten Zustand, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; -
1B und1c jeweils eine Vakuumprozessieranlage in einer schematischen Querschnittsansicht mit geöffnetem bzw. geschlossenem Kammerdeckel, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; -
2 eine beispielhafte schematische Detailansicht einer Vorvakuumversorgung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; -
3 eine Vakuumprozessieranlage in einer schematischen Querschnittsansicht mit einem klappbaren Kammerdeckel, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und -
4 eine Vakuumprozessieranlage in einer schematischen Querschnittsansicht in geschlossenem Zustand, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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1A a vacuum processing system in a schematic cross-sectional view in an open state, according to various embodiments; -
1B and1c a vacuum processing system in each case in a schematic cross-sectional view with the chamber cover open or closed, according to various embodiments; -
2 an exemplary schematic detailed view of a fore-vacuum supply, according to various embodiments; -
3 a vacuum processing system in a schematic cross-sectional view with a hinged chamber cover, according to various embodiments; and -
4 a vacuum processing system in a schematic cross-sectional view in the closed state, according to various embodiments.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings that form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is used for purposes of illustration and is in no way limiting. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.Within the scope of this description, the terms "connected", "connected" and "coupled" are used to describe both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference symbols, insofar as this is appropriate.
Bei einer herkömmlichen Vakuumprozessieranlage kann ein trennbares Vorvakuumsystem kraftschlüssig mittels einer Klemme (z.B. mittels einer Pratze oder Ähnlichem) zusammengehalten werden. Dies erfordert einen Montageaufwand beim Öffnen und Schließen des Kammerdeckels.In a conventional vacuum processing system, a separable fore-vacuum system can be held together by means of a clamp (e.g. by means of a claw or the like). This requires assembly effort when opening and closing the chamber lid.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein zwischen einem Kammerdeckel und einem Kammergehäuse trennbares Vorvakuumsystem für eine Vakuumprozessieranlage bereitgestellt, wobei sich das Vorvakuumsystem selbsttätig trennt, wenn der Kammerdeckel von dem Kammergehäuse abgehoben oder von dem Kammergehäuse weg bewegt (z.B. geschwenkt) wird, und wobei sich das Vorvakuumsystem selbsttätig vakuumdicht verbindet oder verbinden kann, wenn der Kammerdeckel an dem Kammergehäuse montiert oder auf das Kammergehäuse aufgelegt ist oder wird. Dazu kann das Vorvakuumsystem mindestens eine Trennstelle aufweisen, an der ein Deckelflansch des Vorvakuumsystems mit einem zugehörigen Gehäuseflansch des Vorvakuumsystems kuppeln kann, wobei der Deckelflansch an dem Kammerdeckel befestigt sein kann und wobei der Gehäuseflansch an dem Kammergehäuse befestigt sein kann. Zum vakuumdichten kuppeln können/kann der Deckelflansch und/oder der Gehäuseflansch eine Dichtungslippe (eine Lippendichtung) aufweisen.According to various embodiments, a fore-vacuum system for a vacuum processing system that can be separated between a chamber cover and a chamber housing is provided, the fore-vacuum system separating automatically when the chamber cover is lifted off the chamber housing or moved away (e.g. pivoted) from the chamber housing, and the fore-vacuum system separates automatically connects or can connect in a vacuum-tight manner when the chamber cover is mounted on the chamber housing or placed on the chamber housing. For this purpose, the fore-vacuum system can have at least one separation point at which a cover flange of the fore-vacuum system can be coupled to an associated housing flange of the fore-vacuum system, wherein the cover flange can be fastened to the chamber cover and the housing flange can be fastened to the chamber housing. For vacuum-tight coupling, the cover flange and/or the housing flange can have a sealing lip (a lip seal).
Bei Inbetriebnahme der Prozessieranlage (bei Vakuumerzeugung) kann sich der Kammerdeckel an dem Kammergehäuse festsaugen und das trennbare Vorvakuumsystem kann sich vakuumdicht aufgrund der Dichtungslippe verschließen oder bereits aufgrund des geschlossenen Kammerdeckels vakuumdicht abgeschlossen sein.When the processing system is started up (when vacuum is generated), the chamber cover can attach itself to the chamber housing and the separable fore-vacuum system can close itself vacuum-tight due to the sealing lip or be vacuum-tight due to the closed chamber cover.
Anschaulich kann das Vorvakuumsystem zwischen Kammerdeckel und Kammergehäuse nur getrennt werden, wenn die Vakuumkammer (gebildet aus Kammerdeckel und Kammergehäuse) belüftet ist. Clearly, the fore-vacuum system between the chamber cover and the chamber housing can only be separated if the vacuum chamber (made up of the chamber cover and the chamber housing) is vented.
Somit kann sich eine hohe Arbeitssicherheit ergeben. Ferner kann auch eine Wartung der Prozessieranlage einfacher und schneller erfolgen.This can result in a high level of occupational safety. Furthermore, maintenance of the processing system can also be carried out more easily and quickly.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel 104 auf das Kammergehäuse 102 aufgelegt sein oder werden und somit ein Evakuieren des mittels des Kammerdeckels 104 abgedichteten Kammergehäuses 102 ermöglichen.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kammergehäuse 102 mindestens eine Substrat-Transfer-Öffnung 102a aufweisen zum Transportieren eines Substrats oder mehrerer Substrate in die Vakuumprozessieranlage 100 hinein. Ferner kann die Vakuumprozessieranlage 100 als Durchlaufbeschichtungsanlage (als so genannte In-Line-Anlage) eingerichtet sein oder werden. Dabei kann der Substrat-Transport entlang einer Substrattransportebene 101e erfolgen, z.B. mittels eines Transportsystems. Eine beispielsweise als Durchlaufbeschichtungsanlage eingerichtete Vakuumprozessieranlage 100 kann beispielsweise mehrere Kammergehäuse 102 aufweisen. Ferner kann eine beispielsweise als Durchlaufbeschichtungsanlage eingerichtete Vakuumprozessieranlage 100 ein Kammergehäuse 102 mit mehreren Kammern (Kompartments) aufweisen oder mehrere Kammergehäuse 102 mit jeweils mehreren Kammern aufweisen. Dabei kann jedes der Kammergehäuse 102 bzw. jede Kammer der Vakuumprozessieranlage 100 zwei Substrat-Transfer-Öffnungen 102a aufweisen zum Transportieren eines Substrats oder mehrerer Substrate durch die Vakuumprozessieranlage 100 hindurch.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kammergehäuse 102 derart eingerichtet sein, dass die Öffnung 111 in der Oberseite des Kammergehäuses bereitgestellt ist, so dass ein Kammerdeckel 104 auf das Kammergehäuse 102 aufgelegt werden kann. Anschaulich kann die Vakuumprozessieranlage 100 mit dem Kammergehäuse 102 als horizontale Vakuumprozessieranlage 100 eingerichtet sein.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumprozessieranlage 100 eine Vorvakuumversorgung aufweisen. Dabei kann eine erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a an dem Kammergehäuse 102 angeordnet sein, z.B. an dem Kammergehäuse 102 befestigt sein oder ortsfest nahe des Kammergehäuses 102 bereitgestellt sein. Ferner kann eine zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b an dem Kammerdeckel 104 bereitgestellt sein, z.B. an dem Kammerdeckel 104 befestigt sein oder mit dem Kammerdeckel 104 gekuppelt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b derart eingerichtet sein, dass diese beim Schließen des Kammerdeckels 104 selbsttätig vakuumdicht miteinander gekuppelt werden.According to various embodiments, the vacuum processing system 100 can have a fore-vacuum supply. A first fore-
Anschaulich kann die Kupplung der beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b derart eingerichtet sein, dass die Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b miteinander verbunden werden, wenn der Kammerdeckel 104 auf das Kammergehäuse 102 aufgelegt wird. Dabei kann ein Spalt zwischen den beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b mittels eines flexiblen Dichtelements, z.B. einer Lippendichtung, abgedichtet sein oder werden.Clearly, the coupling of the two fore-
Die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b können rohrförmig bereitgestellt sein, so dass innerhalb der rohrförmigen Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b das Vorvakuum für die Vakuumprozessieranlage 100 bereitgestellt werden kann, z.B. mittels einer an die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a angekoppelten Vorvakuumpumpen-Anordnung.The two fore-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Vorvakuum in einem Druckbereich von ungefähr 100 mbar bis ungefähr 10-2 mbar mittels einer Schraubenpumpe, einer Drehkolbenpumpe, einer Wälzkolbenpumpe (Rootspumpe) und/oder einer anderen geeigneten Vorvakuumpumpe, z.B. einer Drehschieberpumpe, bereitgestellt sein oder werden.According to various embodiments, a fore-vacuum in a pressure range from about 100 mbar to about 10 -2 mbar can be provided by means of a screw pump, a rotary lobe pump, a Roots pump and/or another suitable fore-vacuum pump, e.g. a rotary vane pump.
Ferner kann auf dem Kammerdeckel 104 eine Hochvakuumpumpe 106 bereitgestellt sein, welche beispielsweise mit der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur 108b gekoppelt sein kann, so dass beispielsweise das mittels des Kammerdeckels 104 abgedichtete Kammergehäuse 102 in einen Hochvakuumbereich (von ungefähr 10-2 mbar bis ungefähr 10-7 mbar) evakuiert werden kann.Furthermore, a high-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel 104 beispielsweise mittels eines Hallenkrans geöffnet und geschlossen werden.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kammergehäuse 102 entlang der Transportrichtung 101 eine Länge in einem Bereich von ungefähr 40 cm bis ungefähr 1 m aufweisen. Ferner kann das Kammergehäuse 102 eine Breite entlang einer Breitenrichtung 103 quer zur Transportrichtung 101 in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m aufweisen.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Öffnung 111 in dem Kammergehäuse 102 (und somit entsprechend der Kammerdeckel 104) eine Breite entlang einer Breitenrichtung 103 aufweisen, welche größer ist als ungefähr 70% der Breite des Kammergehäuses 102. Anschaulich kann der Kammerdeckel 104 einen Großteil des Kammergehäuses 102 abdecken, z.B. mehr als 50% der Oberseite des Kammergehäuses 102.According to various embodiments, the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kammergehäuse 102 eine Höhe entlang der Höhenrichtung 105 quer zur Breitenrichtung 103 und quer zur Transportrichtung 101 in einem Bereich von ungefähr bis 40 cm ungefähr 150 cm aufweisen.According to various embodiments, the
Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Vakuumprozessieranlage 100 und Details zu dem Kammergehäuse 102 und dem Kammerdeckel 104 beschrieben, wobei sich die bezüglich der
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a eine erste rohrförmige Vakuumführung 208a mit einem ersten Dichtungsflansch 210a (Gehäuseflansch) aufweisen. Analog kann die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b eine zweite rohrförmige Vakuumführung 208b mit einem zweiten Dichtungsflansch 210b (Deckelflansch) aufweisen. An zumindest einem der beiden Dichtungsflansche 210a, 210b kann ein Dichtungselement 212a, 212b, z.B. mindestens eine Lippendichtung, angeordnet sein, so dass die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b vakuumdicht kuppeln können, wenn diese aneinander gebracht werden, z.B. beim Schließen des Kammerdeckels 104. Es versteht sich, dass die Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b an die jeweilige Vakuumprozessieranlage 100 und die bautechnischen Anforderungen angepasst sein können oder werden können.According to various embodiments, the first fore-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die rohrförmigen Vakuumführungen 208a, 208b einen Rohrinnendurchmesser in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 30 cm aufweisen.According to various embodiments, the tubular vacuum guides 208a, 208b may have an inner tube diameter in a range from about 5 cm to about 30 cm.
Wie in
Wie vorangehend beschrieben ist, können der Kammerdeckel 104 und das Kammergehäuse 102 derart eingerichtet sein, dass beim Schließen des Kammerdeckels 104 die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b an die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a gekoppelt wird.As described above, the
Wie in
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lippendichtung 212 erst bei einem Unterdruck innerhalb der Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b einen Spalt zwischen den Dichtungsflansch 210a, 210b abdichten. Dazu kann die Lippendichtung 212 flexibel bereitgestellt sein, z.B. kann die Lippendichtung 212 Silikon aufweisen.According to various embodiments, the
Wie in
Alternativ können die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b derart eingerichtet sein, dass sich die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b beim Schließen des Kammerdeckels 104 selbsttätig zumindest Abschnittsweise ineinander stecken. Beispielsweise können die Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b rohrförmig sein und zumindest Abschnittsweise unterschiedliche Rohrdurchmesser aufweisen, so dass diese ineinander gesteckt werden können. Dabei kann in dem Steckbereich eine Vakuumdichtung (z.B. eine Viton-Dichtung oder ein Dichtungsring) angeordnet sein oder werden.Alternatively, the two fore-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumkammer 100 Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse 102 mit einer Öffnung 111 in der Oberseite des Kammergehäuses 102 zum Aufnehmen eines Kammerdeckels 104, einen Kammerdeckel 104 zum Abdecken der Öffnung 111 des Kammergehäuses 102; eine erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a an dem Kammergehäuse 102, eine zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b an dem Kammerdeckel 104, wobei die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b derart eingerichtet sind, dass diese beim Schließen des Kammerdeckels 104 (z.B. beim Auflegen des Kammerdeckels 104 auf das Kammergehäuse 102 oder bei Zuklappen des Kammerdeckels 104) selbsttätig vakuumdicht miteinander gekuppelt werden.According to various embodiments, a vacuum chamber 100 may include: a
Das Betreiben oder das Inbetriebnehmen der Vakuumprozessieranlage 100 bzw. der Vakuumkammer 100 kann beispielsweise derart erfolgen, dass zunächst der Kammerdeckel 104 geschlossen wird, so dass die Öffnung 111 in dem Kammergehäuse 102 abgedeckt wird. Dabei kann die Öffnung 111 des Kammergehäuses 102 mittels des Kammerdeckels 104 vakuumdicht verschlossen oder abgedichtet werden. Beim Schließen des Kammerdeckels 104 können die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a des Kammergehäuses 102 und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b des Kammerdeckels 104 selbsttätig miteinander gekuppelt werden. Anschließend kann das geschlossene Kammergehäuse 102 mittels der ersten Vorvakuumversorgungsstruktur 108a und/oder der zweiten Vorvakuumversorgungsstruktur 108b evakuiert werden.The vacuum processing system 100 or the vacuum chamber 100 can be operated or started up, for example, by first closing the
Ferner kann zum Öffnen der Vakuumprozessieranlage 100 bzw. der Vakuumkammer 100, z.B. bei einer Wartung, zunächst das Belüften der Vakuumprozessieranlage 100 erfolgen und anschließend der Kammerdeckel 104 von dem Kammergehäuse 102 entfernt werden, wobei automatisch (selbsttätig) die erste Vorvakuumversorgungsstruktur 108a und die zweite Vorvakuumversorgungsstruktur 108b voneinander getrennt werden.Furthermore, to open the vacuum processing system 100 or the vacuum chamber 100, e.g. during maintenance, the vacuum processing system 100 can first be ventilated and then the
Anschaulich können die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b relativ zueinander bewegt werden, um diese zu koppeln (kuppeln), z.B. kann eine Bewegung entlang einer Kreisbahn (Schwenkbewegung) oder entlang einer Geraden (translatorische Bewegung) erfolgen. Anschaulich können die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b eine Steckverbindung bereitstellen.Clearly, the two fore-
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b relativ zueinander justiert sein oder werden, so dass diese beim Schließen des Kammerdeckels vakuumdicht miteinander kuppeln können.According to various embodiments, the two fore-
Das Justieren kann beispielsweise derart erfolgen, dass bei geschlossenem Kammerdeckel 104 (beispielsweise bei evakuierter Vakuumprozessieranlage 100) und damit bei miteinander gekuppelten Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b die entsprechende Position (Lage oder Ausrichtung) der beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere der beiden Dichtungsflansche 210a, 210b an dem Kammerdeckel 104 und an dem Kammergehäuse 102 definiert (fixiert) wird. Anschaulich kann ein Spalt zwischen den beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere zwischen den beiden Dichtungsflanschen 210a, 210b eingestellt werden, während der Kammerdeckel 104 geschlossen ist.The adjustment can be carried out, for example, in such a way that when the
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b jeweils lösbar an dem Kammerdeckel 104 und an dem Kammergehäuse 102 montiert sein, so dass die beiden Vorvakuumversorgungsstrukturen 108a, 108b und insbesondere die beiden Dichtungsflansche 210a, 210b relativ zueinander justiert werden können.According to various embodiments, the two fore-
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