DE102015107315A1 - Method and device for cleaning a gas inlet element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Gaseinlassorgans eines durch Inkontaktbringen eines Reinigungsgerätes (18) an einer Gasaustrittsfläche (12) des Gaseinlassorgans (11) und Bewegen des Reinigungsgerätes (18) entlang der Gasaustrittsfläche (12), wobei ein Reinigungsgerätträger (16) ein relativ gegenüber dem Reinigungsgerätträger (16) bewegbares Reinigungsgerät aufweist. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen mindestens eine Bürste (18, 18') mit kreisringförmig angeordneten Reinigungselementen (48) auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn um die Drehachse (25) und um sich selbst drehend entlang der Gasaustrittsfläche (12) bewegt wird, bzw. um das Gehäuse (17) in eine Drehbewegung zu versetzen.The invention relates to a device for cleaning a gas inlet member by contacting a cleaning device (18) on a gas outlet surface (12) of the gas inlet member (11) and moving the cleaning device (18) along the gas outlet surface (12), wherein a cleaning device carrier (16) a relative relative to the cleaning device carrier (16) has movable cleaning device. Means are provided with which at least one brush (18, 18 ') with annularly arranged cleaning elements (48) is moved on a circular trajectory around the axis of rotation (25) and about itself rotating along the gas outlet surface (12), or to put the housing (17) in a rotational movement.
Description
Gebiet der TechnikField of engineering
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines Gaseinlassorgans eines CVD-Reaktors. Der CVD-Reaktor besitzt ein CVD-Reaktorgehäuse, das in einer Betriebskammer angeordnet ist, die insbesondere gegenüber der Umgebungsatmosphäre gasdicht abgeschlossen sein kann. Eine derartige Betriebskammer kann von einer Handschuhbox ausgebildet sein. Sie kann von einem Schutzgas gespült sein. Das Reinigen der Gasaustrittsflächen eines Gaseinlassorgans ist in gewissen Zeitabständen erforderlich, da in der zwischen der Gasaustrittsfläche und einem Suszeptor angeordneten Prozesskammer Gasphasenreaktionen zwischen Prozessgasen stattfinden und Reaktionsprodukte nicht nur auf dem Suszeptor beziehungsweise auf auf dem Suszeptor aufliegenden Substraten abgeschieden werden, sondern auch an der zur Prozesskammer weisenden Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans. Das Gaseinlassorgan ist typischerweise ein Showerhead. Er besitzt ein oder mehrere Gasverteilvolumen, in die das Prozessgas zusammen mit einem Trägergas eingespeist wird. Durch zur Prozesskammer weisende Gasaustrittsöffnungen einer Gasaustrittsfläche gelangt das vom Trägergas geförderte Prozessgas in die Prozesskammer. Bei einem CVD-Prozess zum Abscheiden von III-V-Schichten oder aber auch zum Abscheiden von IV-Schichten oder II-VI-Schichten werden ein, meistens aber zwei voneinander verschiedene Prozessgase verwendet, die in der Prozesskammer und insbesondere auf der Oberfläche der Substrate miteinander reagieren. Zum Abscheiden von GaN werden bspw. TMGa und NH3 verwendet.The invention relates to a method and a device for cleaning a gas inlet member of a CVD reactor. The CVD reactor has a CVD reactor housing, which is arranged in an operating chamber, which can be sealed in particular gas-tight with respect to the ambient atmosphere. Such a working chamber may be formed by a glove box. It can be purged by a protective gas. The cleaning of the gas outlet surfaces of a gas inlet member is required at certain intervals, since in the arranged between the gas outlet surface and a susceptor gas phase reactions between process gases take place and reaction products are deposited not only on the susceptor or on the susceptor resting substrates, but also at the process chamber pointing gas outlet surface of the gas inlet member. The gas inlet member is typically a showerhead. It has one or more Gasverteilvolumen into which the process gas is fed together with a carrier gas. By pointing to the process chamber gas outlet openings of a gas outlet surface, the process gas supplied by the carrier gas passes into the process chamber. In a CVD process for depositing III-V layers or else for depositing IV layers or II-VI layers one, but usually two different process gases are used, in the process chamber and in particular on the surface of the substrates react with each other. For depositing GaN, for example, TMGa and NH 3 are used.
Der Suszeptor wird von unten mittels einer Heizung, beispielsweise einer Lampenheizung, einer Widerstandsheizung oder einer RF-Heizung beheizt. Die vertikal oberhalb des Suszeptors angeordnete Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans (Showerhead) wird hingegen gekühlt. Die sich mit der Zeit an der Gasaustrittsfläche ablagernden parasitären Belegungen sollen erfindungsgemäß mittels eines Reinigungsgerätes entfernt werden. Dies erfolgt durch Inkontaktbringen eines mechanischen Reinigungselementes des Reinigungsgerätes an die Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans und durch Bewegen des Reinigungselementes bzw. des Reinigungsgerätes relativ gegenüber der Gasaustrittsfläche. Die Reinigungsgeräte können Bürsten und die Reinigungselemente Borsten sein. Mit diesen Bürsten bzw. Borsten erfolgt ein mechanisches Abtragen der parasitären Belegungen.The susceptor is heated from below by means of a heater, for example a lamp heater, a resistance heater or an RF heater. On the other hand, the gas outlet surface of the gas inlet element (showerhead), which is arranged vertically above the susceptor, is cooled. The parasitic deposits which deposit with time on the gas outlet surface are to be removed according to the invention by means of a cleaning device. This is done by contacting a mechanical cleaning element of the cleaning device to the gas outlet surface of the gas inlet member and by moving the cleaning element or the cleaning device relative to the gas outlet surface. The cleaning devices may be brushes and the cleaning elements may be bristles. With these brushes or bristles, a mechanical removal of the parasitic assignments takes place.
Stand der TechnikState of the art
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen derartiger parasitärer Belegungen an der Gasaustrittsfläche eines Gaseinlassorgans wird in der
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gebrauchsvorteilhaftes Verfahren beziehungsweise eine gebrauchsvorteilhafte Vorrichtung zum Reinigen der Gasaustrittsfläche eines Gaseinlassorgans anzugeben.The invention has for its object to provide a nutzsvorteilhaftes method or a nutzsvorteilhafte device for cleaning the gas outlet surface of a gas inlet member.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.The object is achieved by the invention specified in the claims.
Ein Reinigungsverfahren wird an einem Reaktor angewendet, der einen Deckel aufweist, der eine Entnahmeöffnung für das Gaseinlassorgan verschließt. Das Gaseinlassorgan kann fest am Deckel befestigt sein, so dass es beim Öffnen des Deckels aus der Prozesskammer beziehungsweise aus dem CVD-Reaktorgehäuse entnommen werden kann. Es ist aber auch vorgesehen, zunächst den Deckel zu öffnen und anschließend das Gaseinlassorgan aus dem CVD-Reaktorgehäuse zu entnehmen. Das Herausverlagern des Gaseinlassorgans aus dem CVD-Reaktorgehäuse erfolgt bevorzugt in Vertikalrichtung und besonders bevorzugt nur in Vertikalrichtung. Das Herausverlagern des Gaseinlassorgans gegebenenfalls zusammen mit dem Deckel erfolgt somit lediglich durch ein Anheben des Deckels beziehungsweise des Gaseinlassorgans. Das Gaseinlassorgan wird soweit gegenüber dem Öffnungsrand der Entnahmeöffnung angehoben, dass ein Reinigungsgerät zwischen den Rand der Entnahmeöffnung und der Gasaustrittsfläche bringbar ist. Die Gasaustrittsfläche erstreckt sich bevorzugt in einer Parallelebene zur Ebene des Deckels beziehungsweise zur Entnahmeöffnung. Es ist aber auch vorgesehen, den Deckel des CVD-Reaktorgehäuses zusammen mit dem Gaseinlassorgan zunächst anzuheben und anschließend in einer Vertikalebene zu verlagern. Dies kann durch eine Drehung erfolgen, aber auch durch eine Linearverlagerung. Die Reinigungsgeräte können von Bürsten ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Bürste eine Zylinderform aufweisen und um die Zylinderachse drehangetrieben werden. Als Drehantrieb kann ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Pneumatikmotor verwendet werden. Eine derartige Bürste oder eine aus mehreren Bürsten bestehende Bürstenanordnung kann in Linearrichtung an der Gasaustrittsfläche entlang verlagert werden. Die Bürste oder Bürstenanordnung kann aber auch über eine Drehbewegung oder eine kombinierte Linear-Drehbewegung derart an der Gasaustrittsfläche entlang bewegt werden, dass mechanische Reinigungselemente, die von der Zylindermantelwand der Bürste abstehen, die Partikel durch mechanische Einwirkung von der Gasaustrittsfläche entfernen. Die mechanischen Reinigungselemente können elastische Elemente, insbesondere Borsten, Zungen oder Lippen sein, die nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit mit Borsten bezeichnet werden. Die mindestens eine Bürste der Bürstenanordnung oder mehrere Bürsten der Bürstenanordnung werden auf einer derartigen Bewegungsbahn über die Gasaustrittsfläche verlagert, dass mit den Borsten die gesamte Gasaustrittsfläche mechanisch gereinigt wird. In einer Variante kann eine kreisscheibenförmige Bürste oder eine topfförmige Bürste verwendet werden, die um eine Vertikalachse drehangetrieben wird. Die kreisscheibenförmige Bürste besitzt einen kreisscheibenförmigen Bürstenträger, dessen Breitseitenfläche vollständig mit Borsten belegt sein kann. Bei einer topfförmigen Bürste ist lediglich ein Randabschnitt der Kreisscheibe mit Borsten besetzt. Die Borsten können aber auch auf einem ringförmigen Borstenträger sitzen, der um die Ringachse gedreht wird. Hierzu kann ein Ringkörper mit geeigneten Verbindungsmitteln mit einem Zentralkörper beispielsweise in Form einer Kreisscheibe verbunden sein. Die Verbindung kann über sich in Radialrichtung erstreckende Speichen erfolgen, so dass zwischen dem Ringkörper und dem Zentralkörper ein Umfangsabstandsraum verbleibt, durch den ein Partikel-Absaug-Gasstrom hindurchtreten kann. Es ist nicht nur ein radial innenseitiger Absaugspalt, sondern bevorzugt auch ein radial äußerer Absaugspalt vorgesehen, durch den ein Gasstrom hindurchgesaugt werden kann, um die bei der Reinigung entstehenden Partikel abzusaugen. Die Borsten können aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. Die Bürste selbst kann wiederum auf einer linearen Bewegungsbahn oder einer kreisförmigen Bewegungsbahn an der Gasaustrittsfläche entlang verlagert werden. Bevorzugt sind Mittel vorgesehen, mit denen die beim mechanischen Reinigen der Gasaustrittsfläche gebildeten Partikel aufgefangen werden. Eine derartige Partikelauffangvorrichtung kann von einem Reinigungsgerätträger ausgebildet sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein oder mehrere Bürsten in einem die Bürsten aufnehmenden Gehäuse angeordnet sind. Dieses Gehäuse besitzt eine Gehäuseöffnung, die in einer Reinigungsstellung zur zu reinigenden Gasaustrittsfläche weist. Das Gehäuse kann eine kreisförmige Gehäusewand aufweisen, die den oben erwähnten Ringkörper mit einem Absaugspalt umgibt, so dass der die Borsten tragende Ringkörper zwischen Absaugspalten angeordnet ist. Das Gehäuse kann von einem Arm getragen werden. Dieser kann mit ergänzenden Haltemitteln am Deckel des CVD-Reaktors befestigt sein. Der Arm kann aber auch von einem Roboter ausgebildet sein oder mit Haltemitteln an einer Wand einer Handschuhbox befestigt sein. Der Arm kann eine Höhlung aufweisen, die einen Absaugkanal aufweist, durch den die durch die Absaugspalte abgesaugten Partikel abtransportiert werden können. Das Reinigungsgerät wird vor der Reinigung der Gasaustrittsfläche in der Betriebskammer bereitgehalten. Es kann dort eine Parkposition einnehmen, wenn es permanent in der Betriebskammer angeordnet ist, bspw. wenn es über den besagten Arm am Deckel befestigt ist. Der Arm kann höhenverlagerbar am Deckel befestigt sein. Beim Öffnen des CVD-Reaktors, also beim Anheben des Deckels, wird das am Deckel befestigte Reinigungsgerät mit angehoben. Es wird dann durch eine Schwenkbewegung um ein Schwenk-Halteelement in eine Zwischenposition gebracht, in der sich das Reinigungsgerät im Zwischenraum zwischen der Gasaustrittsfläche und der Entnahmeöffnung befindet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung trägt das Gehäuse topfförmige Bürsten, die jeweils um eine Drehachse drehantriebbar sind. Besonders bevorzugt sind die Bürsten auf einem ringförmigen Tragkörper angeordnet. Das Gehäuse kann gegenüber dem Arm gedreht werden. Die Drehachse des Gehäuses liegt bevorzugt im Zentrum der kreisförmigen Gasaustrittsfläche. Die Drehachse kann hohl sein, so dass durch die Drehachse ein Absaugkanal verlaufen kann. Es ist aber auch vorgesehen, dass ein Absaugstrom durch radial außerhalb der Drehachse angeordnete Kanäle hindurchströmen kann. Insbesondere kann ein kreisringförmiger Absaugkanal vorgesehen sein, der das das Reinigungsgerät aufweisende Gehäuse mit einem schwenkbaren Tragarm verbindet. Es kann eine einzige Bürste vorgesehen sein, die einen Borstenkranz aufweist, der einen Durchmesser aufweist, der der Hälfte des Durchmessers der Gasaustrittsfläche entspricht. Es könne aber auch mehrere Bürsten vorgesehen sein. Die Bürsten sind innerhalb des Gehäuses derart angeordnet, dass sich eine Bürste bei der Drehung des Gehäuses um seine Drehachse auf einer radial inneren Kreisbahn bewegt, bei der das Zentrum der Gasaustrittsfläche und ein um das Zentrum liegender Kreisabschnitt gereinigt wird. Die andere Bürste liegt radial außerhalb und reinigt einen Ringabschnitt der Gasaustrittsfläche zwischen äußerem Rand der Gasaustrittsfläche und ihrem Zentrum. Einhergehend mit der Drehbewegung des Gehäuses werden die beiden Bürsten jeweils um ihre Achse drehangetrieben. Die Drehbewegung der Bürsten kann aus der Drehbewegung des die Brüsten tragenden Gehäuses abgeleitet werden. Beide Reinigungsabschnitte überlappen sich. Besitzt die Vorrichtung nur eine Bürste, so reicht es aus, wenn deren Achse mit einer Drehbewegung des Gehäuses auf einer Kreisbahn um das Zentrum der Gasaustrittsfläche bewegt wird. Dem Bürstenkranz wird dabei eine Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse um das Zentrum des Bürstenkranzes aufgezwungen. Um das Reinigungsgerät von der Zwischenposition in eine Reinigungsposition zu bringen, in der die Borsten in Kontakt zur Gasaustrittsfläche stehen, kann das die Bürsten aufnehmende Gehäuse oder können die Bürsten vertikal verlagert werden. Bevorzugt wird der das Gehäuse tragende Arm gegenüber einem säulenförmigen Halteelement höhenverlagert, welches säulenförmige Halteelement an einem fest mit dem Deckel verbundenen Haltearm befestigt ist. Bei der Reinigung kann die Entnahmeöffnung durch eine Abdeckeinrichtung, beispielsweise einen temporär verwendbaren Deckel, abgedeckt werden, so dass das Eindringen von Partikeln in das Reaktorgehäuse vermieden wird. Das Reinigen der Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans erfolgt innerhalb der Betriebskammer, also innerhalb der Handschuhbox oder dergleichen. Hierzu wird das Reinigungsgerät vor dem Öffnen des CVD-Reaktors in die Betriebskammer gebracht oder es befindet sich permanent innerhalb der Betriebskammer. Die Betriebskammer ist gegenüber der Umgebungsatmosphäre gasdicht verschlossen. Sie wird insbesondere mit einem Reinstgas gespült und ist an einer Abgasentsorgung angeschlossen. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reinigungsgerätträger Mittel aufweist, mit denen die beim Reinigen entstehenden Partikel abtransportiert werden. Es kann sich dabei um eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasstroms handeln. Mit dieser Vorrichtung wird der oben erwähnte Gasstrom erzeugt, der die Partikel von dem Ort, wo sie durch die mechanische Einwirkung der mechanischen Reinigungselemente auf die Belegung der Gasaustrittsfläche entstehen, abtransportiert werden. Es kann sich dabei um eine Pumpe handeln, die einen Unterdruck erzeugt. Diese Unterdruckerzeugungseinrichtung ist über Absaugkanäle mit dem Gehäuse und den oben genannten Absaugspalten strömungsverbunden. Es ist auch vorgesehen, dass der Reinigungsgerätträger ein Reinigungsgerätträgergehäuse aufweist. Dieses Gehäuse kann zur Reinigung der Gasaustrittsfläche in den Zwischenraum zwischen Gasaustrittsfläche und Entnahmeöffnung gebracht werden. Es ist aber auch vorgesehen, dass der Deckel beziehungsweise das Gaseinlassorgan nicht nur vertikal nach oben, sondern auch in Horizontalrichtung innerhalb der Betriebskammer verlagert werden kann, so dass das Reinigungsgerätträgergehäuse neben dem CVD-Reaktorgehäuse angeordnet werden kann. Wird das Reinigungsgerätträgergehäuse in den Zwischenraum zwischen Entnahmeöffnung und Gasaustrittsfläche gebracht, so wird es bevorzugt auf der Entnahmeöffnung abgesetzt. Es kann die Entnahmeöffnung vollständig verschließen. Das Reinigungsgerätträgergehäuse kann eine topfförmige Gestalt aufweisen. Der Topfrand bildet eine Öffnung, die durch Absenken des Gaseinlassorgans verschlossen werden kann. Das bevorzugt am Deckel befestigte Gaseinlassorgan befindet sich dann innerhalb des Reinigungsgerätträgergehäuses. Innerhalb dieses Gehäuses befindet sich ein Reinigungsgerät, welches in der oben beschriebenen Weise von einem Motor angetrieben werden kann. Es kann sich um Walzen, Scheiben oder topfförmige Bürsten handeln. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die topfförmige Bürste auf einer Kreisbahn um das Zentrum des kreisscheibenförmigen Gaseinlassorgans beziehungsweise um das Zentrum der kreisscheibenförmigen Gasaustrittsfläche gedreht. Die scheibenförmige oder topfförmige Bürste besitzt eine eigene, vertikale Drehachse, um die die Bürste gedreht werden kann. Das vom Deckel geschlossene Reinigungsgerätträgergehäuse kann von einem Inertgas gespült und/oder von einer Vakuumpumpe evakuiert werden. Die bei der Reinigung entstehenden Partikel werden somit unmittelbar abtransportiert, dass keine Partikel in die Betriebskammer gelangen. Die Verwendung eines Gehäuses zur Aufnahme des mindestens einen Reinigungsgerätes bringt den Vorteil, dass das Gaseinlassorgan in dieses Gehäuse einbringbar ist. Die Gehäuseöffnung kann dieselbe Geometrie aufweisen, die auch die Entnahmeöffnung aufweist. Die Öffnung des das Reinigungsgerät beinhaltenden Gehäuses kann somit beim Reinigen vom Deckel verschlossen werden. Es ist aber auch möglich, die Gehäuseöffnung der Umrisskontur des Gaseinlassorgans anzupassen, so dass die Gehäuseöffnung von Abschnitten des Gaseinlassorgans verschlossen werden kann. Mit einer Vakuumpumpe kann das Reinigungsgerätträgergehäuse evakuiert werden. Es ist eine Gaszuleitung vorgesehen, so dass das Innere des Reinigungsgerätträgergehäuses auch von einem Inertgas gespült werden kann. Eine Unterseite des Reinigungsgerätträgergehäuses kann der Geometrie des Deckels entsprechen, so dass mit der Unterseite des Reinigungsgerätträgergehäuses die Entnahmeöffnung des Reaktorgehäuses verschließbar ist. Das Reinigen der Gasaustrittsfläche erfolgt somit bevorzugt dadurch, dass ein Deckel des Reaktorgehäuses, an dem das Gaseinlassorgan befestigt ist, geöffnet und in einer Vertikalrichtung angehoben wird. In den Zwischenraum zwischen Gasaustrittsfläche und Entnahmeöffnung wird das Reinigungsgerätträgergehäuse gebracht und auf die Entnahmeöffnung aufgesetzt, so dass diese verschlossen ist. Dann wird der Deckel so weit abgesenkt, bis das Gaseinlassorgan in dem Reinigungsgerätträgergehäuse aufgenommen ist und dessen Öffnung vom Deckel verschlossen ist. Bei der dann erfolgenden mechanischen Reinigung mittels der Bürsten wird das Innere des Reinigungsgerätträgergehäuses mit einem Reinigungsgas gespült. Die Partikel werden von einer Vakuumpumpe abgesaugt.A purification process is applied to a reactor having a lid which closes a gas inlet body removal opening. The gas inlet member may be fixedly attached to the lid, so that it can be removed when opening the lid from the process chamber or from the CVD reactor housing. However, it is also provided to first open the lid and then remove the gas inlet member from the CVD reactor housing. The shifting out of the gas inlet member from the CVD reactor housing is preferably carried out in the vertical direction and particularly preferably only in the vertical direction. The shifting out of the gas inlet member optionally together with the lid thus takes place only by lifting the lid or the gas inlet member. The gas inlet member is raised so far relative to the opening edge of the removal opening that a cleaning device between the edge of the removal opening and the gas outlet surface can be brought. The gas outlet surface preferably extends in a parallel plane to the plane of the lid or to the removal opening. However, it is also envisaged first to lift the cover of the CVD reactor housing together with the gas inlet member and then to displace it in a vertical plane. This can be done by a rotation, but also by a linear displacement. The cleaning devices may be formed by brushes. For example, a brush may have a cylindrical shape and be rotated about the cylinder axis. As a rotary drive, a motor, for example a Electric motor or a pneumatic motor can be used. Such a brush or a brush arrangement consisting of a plurality of brushes can be displaced in the linear direction along the gas outlet surface. However, the brush or brush arrangement can also be moved along the gas outlet surface via a rotary movement or a combined linear rotary movement such that mechanical cleaning elements which project from the cylinder jacket wall of the brush remove the particles from the gas outlet surface by mechanical action. The mechanical cleaning elements may be elastic elements, in particular bristles, tongues or lips, which are hereinafter referred to as bristles without restriction of the generality. The at least one brush of the brush arrangement or several brushes of the brush arrangement are displaced on such a movement path over the gas outlet surface, that the entire gas outlet surface is mechanically cleaned with the bristles. In a variant, a circular disk-shaped brush or a cup-shaped brush can be used, which is rotationally driven about a vertical axis. The circular disk-shaped brush has a circular disk-shaped brush holder whose broad side surface can be completely covered with bristles. In a cup-shaped brush only one edge portion of the circular disc is occupied by bristles. The bristles can also sit on an annular bristle carrier, which is rotated about the ring axis. For this purpose, a ring body can be connected with suitable central connection means with a central body, for example in the form of a circular disk. The connection may be via radially extending spokes such that there remains a circumferential clearance space between the annulus and the central body through which a particulate exhaust gas stream may pass. It is not only a radially inside suction gap, but preferably also a radially outer suction gap provided through which a gas stream can be sucked through to suck the resulting particles during cleaning. The bristles may be made of plastic or metal. The brush itself can in turn be displaced along a linear trajectory or a circular trajectory along the gas outlet surface. Preferably, means are provided with which the particles formed during mechanical cleaning of the gas outlet surface are collected. Such a particle collecting device may be formed by a cleaning device carrier. It is in particular provided that one or more brushes are arranged in a housing accommodating the brushes. This housing has a housing opening, which points in a cleaning position to be cleaned gas outlet surface. The housing may have a circular housing wall which surrounds the above-mentioned annular body with a suction gap, so that the ring body carrying the bristles is arranged between Absaugspalten. The housing can be carried by an arm. This can be fastened with supplementary holding means on the cover of the CVD reactor. However, the arm can also be formed by a robot or fastened with holding means on a wall of a glove box. The arm may have a cavity which has a suction channel through which the particles sucked through the suction gaps can be removed. The cleaning device is kept ready before cleaning the gas outlet surface in the operating chamber. It can assume a parking position there if it is permanently arranged in the operating chamber, for example if it is fastened to the cover via said arm. The arm can be mounted höhenverlagerbar on the lid. When opening the CVD reactor, so when lifting the lid, the attached to the lid cleaning device is raised with. It is then brought by a pivoting movement about a pivot-holding element in an intermediate position in which the cleaning device is located in the intermediate space between the gas outlet surface and the removal opening. In a preferred embodiment of the invention, the housing carries cup-shaped brushes, which are each rotatable about an axis of rotation. Particularly preferably, the brushes are arranged on an annular support body. The housing can be rotated relative to the arm. The axis of rotation of the housing is preferably in the center of the circular gas outlet surface. The axis of rotation can be hollow, so that a suction channel can run through the axis of rotation. However, it is also envisaged that a suction flow can flow through channels arranged radially outside the axis of rotation. In particular, an annular suction channel may be provided which connects the housing having the cleaning device with a pivotable support arm. It may be provided a single brush having a bristle rim having a diameter corresponding to half the diameter of the gas outlet surface. But it could also be provided several brushes. The brushes are arranged within the housing such that a brush moves during rotation of the housing about its axis of rotation on a radially inner circular path in which the center of the gas outlet surface and a lying around the center circle section is cleaned. The other brush is located radially outside and cleans a ring portion of the gas outlet surface between the outer edge of the gas outlet surface and its center. Along with the rotational movement of the housing, the two brushes are rotationally driven about their axis. The rotational movement of the brushes can be derived from the rotational movement of the breast-carrying housing. Both cleaning sections overlap. If the device has only one brush, it is sufficient if its axis rotates with the housing on a circular path is moved around the center of the gas outlet surface. The brush ring is thereby forced a relative movement relative to the housing to the center of the brush ring. In order to bring the cleaning device from the intermediate position to a cleaning position in which the bristles are in contact with the gas outlet surface, the housing housing the brushes or the brushes can be displaced vertically. Preferably, the arm carrying the housing is height-shifted relative to a column-shaped holding element, which column-shaped holding element is fixed to a holding arm fixedly connected to the lid. During cleaning, the removal opening can be covered by a covering device, for example a temporarily usable cover, so that the penetration of particles into the reactor housing is avoided. The cleaning of the gas outlet surface of the gas inlet member takes place within the operating chamber, ie within the glove box or the like. For this purpose, the cleaning device is brought into the operating chamber before opening the CVD reactor or it is permanently located inside the operating chamber. The operating chamber is gas-tight against the ambient atmosphere. It is flushed in particular with a high-purity gas and is connected to an exhaust gas disposal. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the cleaning device carrier has means with which the particles formed during cleaning are removed. It may be a device for generating a gas stream. With this device, the above-mentioned gas flow is generated, which removes the particles from the place where they arise due to the mechanical action of the mechanical cleaning elements on the occupancy of the gas outlet surface. It can be a pump that generates a negative pressure. This negative pressure generating device is connected via suction channels with the housing and the above Absaugspalten flow-connected. It is also envisaged that the cleaning device carrier has a cleaning device carrier housing. This housing can be brought to clean the gas outlet surface in the space between the gas outlet surface and discharge opening. But it is also envisaged that the lid or the gas inlet member can be moved not only vertically upwards, but also in the horizontal direction within the operating chamber, so that the cleaning device carrier housing can be arranged next to the CVD reactor housing. If the cleaning device carrier housing is brought into the intermediate space between the removal opening and the gas outlet surface, it is preferably deposited on the removal opening. It can completely close the removal opening. The cleaning device carrier housing may have a cup-shaped shape. The pot edge forms an opening that can be closed by lowering the gas inlet member. The preferably attached to the lid gas inlet member is then located within the cleaning device carrier housing. Within this housing is a cleaning device which can be driven in the manner described above by a motor. It may be rollers, discs or cup-shaped brushes. In a preferred embodiment, the pot-shaped brush is rotated on a circular path around the center of the circular disk-shaped gas inlet member or about the center of the circular disk-shaped gas outlet surface. The disc-shaped or cup-shaped brush has its own, vertical axis of rotation about which the brush can be rotated. The cleaning device carrier housing closed by the lid can be purged of an inert gas and / or evacuated by a vacuum pump. The resulting particles during cleaning are thus transported away immediately, so that no particles get into the operating chamber. The use of a housing for receiving the at least one cleaning device has the advantage that the gas inlet member can be introduced into this housing. The housing opening may have the same geometry, which also has the removal opening. The opening of the housing containing the cleaning device can thus be closed when cleaning the lid. However, it is also possible to adapt the housing opening to the contour of the gas inlet member, so that the housing opening can be closed by sections of the gas inlet member. With a vacuum pump, the cleaning device carrier housing can be evacuated. A gas supply line is provided, so that the interior of the cleaning device carrier housing can also be purged by an inert gas. An underside of the cleaning device carrier housing may correspond to the geometry of the lid, so that the removal opening of the reactor housing can be closed with the underside of the cleaning device carrier housing. The cleaning of the gas outlet surface is thus preferably carried out in that a cover of the reactor housing, on which the gas inlet member is attached, is opened and raised in a vertical direction. In the space between the gas outlet surface and removal opening the cleaning device carrier housing is brought and placed on the removal opening, so that it is closed. Then, the lid is lowered until the gas inlet member is received in the cleaning device carrier housing and the opening is closed by the lid. During the subsequent mechanical cleaning by means of the brushes, the interior of the cleaning device carrier housing is flushed with a cleaning gas. The particles are sucked off by a vacuum pump.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine elektronische Steuerungseinrichtung. Diese elektronische Steuerungseinrichtung kann mit einem Bedienfeld zusammenwirken, mit dem beispielsweise über Schalter oder Knöpfe der Steuerungseinrichtung Steuerbefehle gegeben werden können. Die Steuerungseinrichtung wirkt mit Sensoren und Aktoren zusammen. Beispielsweise kann ein Aktor ein Elektromotor sein, mit dem der Deckel der Prozesskammer angehoben wird. Ein weiterer Aktor kann ein Elektromotor sein, der den Arm, der das Reinigungsgerät trägt unter die Gasaustrittsfläche bringt. Der Antriebsmotor für die Bürsten kann ebenfalls von der Steuerungseinrichtung angesteuert werden. Es ist möglich, die Reinigungseinrichtung automatisch, halbautomatisch oder manuell in Betrieb zu nehmen, wobei durch geeignete Sensoren jeweils die Stellung des Deckels, der Armes oder des Reinigungsgerätträgers ermittelt wird. Bei der vollautomatischen Steuerung wird von der Steuerung zunächst die Prozesskammer geöffnet, der Deckel in die angehobene Position gebracht und anschließend der Reinigungsgerätträger von Parkposition in die Arbeitsposition gebracht. Anschließend erfolgt der Antrieb des Reinigungsgerätes und die Reinigung der Gasaustrittsfläche. Im Anschluss daran fährt der Reinigungsgerätträger zurück in die Parkposition und die Prozesskammer wird wieder geschlossen.The device according to the invention has an electronic control device. These electronic control device can cooperate with a control panel, with which control commands can be given, for example via switches or buttons of the control device. The control device cooperates with sensors and actuators. For example, an actuator may be an electric motor with which the lid of the process chamber is lifted. Another actuator may be an electric motor, which brings the arm, which carries the cleaning device under the gas outlet surface. The drive motor for the brushes can also be controlled by the control device. It is possible to automatically, semi-automatically or manually put the cleaning device into operation, whereby the position of the cover, the arm or the cleaning device carrier is determined by suitable sensors. In the case of fully automatic control, the control system first of all opens the process chamber, places the cover in the raised position, and then moves the cleaning device carrier from the parking position into the working position. Subsequently, the drive of the cleaning device and the cleaning of the gas outlet surface takes place. Subsequently, the cleaning device carrier moves back to the parking position and the process chamber is closed again.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to accompanying drawings. Show it:
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Die
Die Oberseite des im Wesentlichen rotationssymmetrischen Reaktorgehäuses
Mittels einer Hubeinrichtung
Das Gaseinlassorgan
Es sind nicht dargestellte Mittel, wie Kühlkanäle oder dergleichen, vorgesehen, mit denen die Gasaustrittsfläche
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Reinigungsvorrichtung zeigen die
Die
Das in der
Das in der
Erfindungsgemäß erfolgt der gesamte Reinigungsablauf in einer Betriebskammer
Bei dem in den
Es sind zwei Säulen
An der Unterseite des Deckels
Um die Gasaustrittsfläche
Beide Bürsten
Die beiden Bürsten,
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Wie aus der
Das Reinigungsverfahren erfolgt in folgenden Schritten ausgehend von einem geschlossenen Reaktorgehäuse
Die Reinigung erfolgt durch gleichzeitiges Drehen des Gehäuses
Das Gehäuse
Mit einer nicht dargestellten temporären Abdeckung wird während des Reinigens der Gasaustrittsfläche in der in der
Die
Die Welle
Eine fest mit dem Arm
Wird der Motor
Eine Gehäusehöhlung
Die
Die Vorrichtung besitzt eine Säule
Die mechanischen Reinigungselemente
Die ringförmige Bürstenanordnung
Das Gehäuse
Ein Lagerkörper des Reinigungsgerätträgers
Auf dem der Befestigungsstelle des Zentralkörpers
Der Reinigungsgerätträger
Ein weiteres Antriebsrad
Die
Der in der
Die Lagerkugeln
Es sind nicht dargestellte optische Sensoren vorgesehen, mit denen die Lage und insbesondere die Schwenkstellung des Armes
Darüber hinaus sind nicht dargestellte Justiermittel, insbesondere Justierschrauben, vorgesehen, mit denen sich der Schwenkwinkel des Armes
Die vorstehenden Erläuterungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen Reinigungsgerätträger
A device characterized by a
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Reinigungsgerätträger
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Reinigungsgerätträger
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das insbesondere fest mit einem Deckel
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Reinigungsgerät
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen mindestens eine Bürste
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass radial innerhalb und radial außerhalb eines ringförmigen Reinigungselementeträgers
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eines mittels Speichen
Ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte:
- – Bereithalten des Reinigungsgerätes (
18 ) in der Betriebskammer (8 ); - – Öffnen eines Deckels (
10 ) des CVD-Reaktorgehäuses (1 ), der eine Entnahmeöffnung (9 ) zur Entnahme des Gaseinlassorgans (11 ) aus dem CVD-Reaktorgehäuse (1 ) verschließt; - – Herausverlagern des Gaseinlassorgans (
11 ) aus dem CVD-Reaktorgehäuse (1 ); - – Inkontaktbringen des Reinigungsgerätes (
18 ) an die Gasaustrittsfläche (12 ) und Reinigen der Gasaustrittsfläche (12 ); - – Entfernen des Reinigungsgerätes von der Gasaustrittsfläche;
- – Hineinverlagern des Gaseinlassorgans (
11 ) in das CVD-Reaktorgehäuse (1 ) und Schließen der Entnahmeöffnung (9 ) mittels des Deckels (10 ).
- - keeping the cleaning device (
18 ) in the operating chamber (8th ); - - opening a lid (
10 ) of the CVD reactor housing (1 ), which has a removal opening (9 ) for removal of the gas inlet member (11 ) from the CVD reactor housing (1 ) closes; - - relocating the gas inlet organ (
11 ) from the CVD reactor housing (1 ); - - contacting the cleaning device (
18 ) to the gas outlet surface (12 ) and cleaning the gas outlet surface (12 ); - - removing the cleaning device from the gas outlet surface;
- - relocating the gas inlet element (
11 ) into the CVD reactor housing (1 ) and closing the removal opening (9 ) by means of the cover (10 ).
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das fest am Deckel
Ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch Drehen des als Bürste angeordneten Reinigungsgerätes
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Reinigungsgeräteträger
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Reaktorgehäusereactor housing
- 22
- Prozesskammerprocess chamber
- 33
- Suszeptorsusceptor
- 44
- Substratsubstratum
- 5 5
- Heizungheater
- 66
- Beladeöffnungloading opening
- 77
- Torgate
- 88th
- Betriebskammeroperating chamber
- 99
- Entnahmeöffnungremoval opening
- 1010
- Deckel, UnterseiteCover, bottom
- 1111
- GaseinlassorganGas inlet element
- 1212
- GasaustrittsflächeDischarge area
- 1313
- Zuleitungsupply
- 13'13 '
- Zuleitungsupply
- 1414
- Kammerchamber
- 14'14 '
- Kammerchamber
- 1515
- GasaustrittsöffnungGas outlet
- 1616
- ReinigungsgerätträgerCleaning device carrier
- 1717
- Gehäusecasing
- 17'17 '
- Gehäuseöffnunghousing opening
- 1818
- Reinigungsgerät, BürsteCleaning device, brush
- 1919
- Entnahmeöffnung, SpülgaseinlassWithdrawal opening, purge gas inlet
- 2020
- Spülgasauslasspurge gas
- 2121
- Gasauslassgas outlet
- 2222
- Hubeinrichtunglifting device
- 2323
- Drehachseaxis of rotation
- 2424
- Bürstenträgerbrush carrier
- 2525
- Drehachseaxis of rotation
- 2626
- Antriebsaggregatpower unit
- 2727
- Armpoor
- 2828
- Säulepillar
- 2929
- Führungguide
- 3030
- Haltearmholding arm
- 3131
- Halteelementretaining element
- 3232
- Haltegliedretaining member
- 3333
- Höhlungcavity
- 3434
- Riemenbelt
- 3535
- Riemenspannertensioner
- 3636
- Welle, festWave, tight
- 3737
- Höhlungcavity
- 3838
- Antriebsraddrive wheel
- 3939
- Antriebsraddrive wheel
- 40, 40'40, 40 '
- Antriebsraddrive wheel
- 41, 41'41, 41 '
- Antriebsraddrive wheel
- 42, 42'42, 42 '
- Riemenbelt
- 4343
- Riemenspannertensioner
- 4444
- Wellewave
- 4545
- Platteplate
- 4646
- Platteplate
- 4747
- Platteplate
- 4848
- Mechanisches Reinigungselement, BautenMechanical cleaning element, buildings
- 4949
- Ringkörperring body
- 5050
- Schlittencarriage
- 5151
- Zentralkörpercentral body
- 5252
- Speichespoke
- 5353
- axiale Höhlungaxial cavity
- 5454
- Absaugspaltsuction gap
- 5555
- Absaugspaltsuction gap
- 5656
- Absaugspaltsuction gap
- 5757
- Absaugstutzensuction
- 5858
- Winkelgetriebeangle gear
- 5959
- Lagerkugelbearing ball
- DD
- Durchmesserdiameter
- dd
- Durchmesserdiameter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2690193 A1 [0003] EP 2690193 A1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015107315.3A DE102015107315A1 (en) | 2014-07-02 | 2015-05-11 | Method and device for cleaning a gas inlet element |
Applications Claiming Priority (5)
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---|---|---|---|
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DE102014109271 | 2014-07-02 | ||
DE102014114217.9 | 2014-09-30 | ||
DE102014114217 | 2014-09-30 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015107315A1 true DE102015107315A1 (en) | 2016-01-07 |
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ID=54866301
Family Applications (1)
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DE102015107315.3A Withdrawn DE102015107315A1 (en) | 2014-07-02 | 2015-05-11 | Method and device for cleaning a gas inlet element |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015107315A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112853310A (en) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 西南科技大学 | Metal organic chemical vapor deposition equipment |
DE102020103947A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-08-19 | AIXTRON Ltd. | CVD reactor and method of handling a process chamber ceiling plate |
US20220367159A1 (en) * | 2019-11-01 | 2022-11-17 | Lam Research Corporation | Systems and methods for cleaning a showerhead |
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EP2690193A1 (en) | 2011-03-25 | 2014-01-29 | Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc, Shanghai | Method for cleaning gas conveying device, and method and reaction device for film growth |
-
2015
- 2015-05-11 DE DE102015107315.3A patent/DE102015107315A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |