DE102015110440A1 - CVD or PVD reactor for coating large-area substrates - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung mit einem Gehäuse (1, 2) und einer am Gehäuse (1, 2) befestigten, ein Gaseinlassorgan (7) mit einer Gasaustrittsöffnungen (8) aufweisenden in einer Gasaustrittsebene sich erstreckenden Gasaustrittsfläche (7') aufweisenden Baugruppe (23), die mit Befestigungsmitteln (13, 14) an einem oberen Abschnitt des Gehäuses (1) mittels Hänger (6) an einer Vielzahl von Aufhängestellen (6') befestigt ist, wobei Temperiermittel (9) vorgesehen sind, mit denen das Gaseinlassorgan (7) temperierbar ist. Die Befestigungsmittel (13, 14) weisen Kraftübertragungsmittel (26.1, 26.2, 26.3, 26.4); (27, 28, 29) aufweisen, die sich bei einer durch die Temperierung verursachten Größenänderung der Baugruppe (23) entsprechend elastisch verformen oder gegeneinander verlagern.The invention relates to a CVD or PVD coating device having a housing (1, 2) and a gas outlet surface (7 ') attached to the housing (1, 2) and having a gas outlet opening (8) extending in a gas outlet plane. ) having assembly means (13, 14) at an upper portion of the housing (1) by means of hangers (6) on a plurality of suspension points (6 ') is attached, wherein temperature control means (9) are provided with where the gas inlet member (7) is temperature-controlled. The fastening means (13, 14) have force transmission means (26.1, 26.2, 26.3, 26.4); (27, 28, 29), which deform correspondingly elastically at a caused by the temperature change of the assembly (23) or shift against each other.
Description
Gebiet der TechnikField of engineering
Die Erfindung betrifft eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung mit einem Gehäuse und einem am Gehäuse befestigten Gaseinlassorgan mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Gasaustrittsfläche, mit einer an einem oberen Abschnitt des Gehäuses befestigten Halteeinrichtung, an welcher das Gaseinlassorgan an einer Vielzahl von Aufhängestellen befestigt ist.The invention relates to a CVD or PVD coating device comprising a housing and a gas inlet member attached to the housing with a gas outlet surface having gas outlet openings, with a holding device attached to an upper portion of the housing, to which the gas inlet member is attached to a plurality of suspension points.
Stand der TechnikState of the art
Eine gattungsgemäße Beschichtungsreinrichtung beschreibt die
Eine gattungsgemäße Beschichtungseinrichtung besitzt einen Suszeptor zur Aufnahme des zu beschichtenden Substrates und ein die Funktion eines Gasverteilers ausübendes Gaseinlassorgan, mit dem Prozessgase in eine Prozesskammer einleitbar sind, die sich zwischen einer Unterseite des Gasverteilers und dem Suszeptor erstreckt. Der Gasverteiler besitzt an seiner Unterseite eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen, durch die das Prozessgas in die Prozesskammer eintreten kann. Innerhalb des Gasverteilers befinden sich Kammern zur Verteilung des Prozessgases an die Gasaustrittsöffnungen. Ein Gasverteiler dieser Art wird beispielsweise in der
Zur Abscheidung von OLEDs werden in einem beheizten Gasverteiler gasförmige organische Ausgangsstoffe mit Hilfe eines Trägergases eingespeist.For the deposition of OLEDs gaseous organic starting materials are fed by means of a carrier gas in a heated gas distributor.
Diese gasförmigen Ausgangsstoffe treten durch die Gasaustrittsöffnungen in die Prozesskammer ein, um auf einem Substrat zu kondensieren, was hierzu auf dem gekühlten Suszeptor aufliegt. Die Substrate können eine Oberfläche von mehr als 1 m2 besitzen. Es besteht eine Anforderung dahingehend, CVD- oder PVD-Reaktoren mit einer Suszeptordiagonalen von 2 m bis 3 m herzustellen. Da sich das Gaseinlassorgan über die gesamte Fläche des Suszeptors erstrecken muss, besteht das Bedürfnis, ein Gaseinlassorgan mit einer Diagonalen von 2 m bis 3 m zu schaffen. Die Prozesskammer besitzt eine Prozesskammerhöhe von wenigen Zentimetern. Um über die gesamte Substratoberfläche eine Schicht gleichbleibender Schichtdicke und gleichbleibender Schichtqualität abscheiden zu können, ist es erforderlich, dass die Prozesskammerhöhe innerhalb enger Toleranzen über die gesamte Prozesskammer einen konstanten Wert einnimmt. Der Abscheideprozess findet im Niedrigdruckbereich statt, also in einem Bereich, in dem der Atmosphärendruck die Gehäusewände mit erheblichen Verformungskräften beaufschlagt. Es ist nicht zu vermeiden, dass sich das Gehäuse beim Absenken des Drucks verformt. Darüber hinaus wird das Gaseinlassorgan beheizt, so dass zusätzlich zu den mechanischen Kräften thermische Ausdehnungsphänomene zu berücksichtigen sind.These gaseous starting materials enter through the gas outlet openings in the process chamber to condense on a substrate, which rests on the cooled susceptor for this purpose. The substrates may have a surface area of more than 1 m 2 . There is a requirement to produce CVD or PVD reactors with a susceptor diagonal of 2m to 3m. Since the gas inlet member must extend over the entire surface of the susceptor, there is a need to create a gas inlet member with a diagonal of 2 m to 3 m. The process chamber has a process chamber height of a few centimeters. In order to be able to deposit a layer of uniform layer thickness and uniform layer quality over the entire substrate surface, it is necessary for the process chamber height to assume a constant value within narrow tolerances over the entire process chamber. The deposition process takes place in the low pressure range, ie in a region in which the atmospheric pressure acts on the housing walls with considerable deformation forces. It is inevitable that the housing deforms when lowering the pressure. In addition, the gas inlet member is heated, so that in addition to the mechanical forces thermal expansion phenomena are taken into account.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Beschichtungseinrichtung derart weiterzubilden, dass die Prozesskammerhöhe über die gesamte Fläche des Suszeptors bzw. der Gasaustrittsfläche des Gaseinlassorgans nur in engen Toleranzen variiert.The invention has the object of developing a generic coating device such that the process chamber height varies over the entire surface of the susceptor or the gas outlet surface of the gas inlet member only in close tolerances.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei jeder Anspruch grundsätzlich eine eigenständige Lösung der Aufgabe darstellt.The object is achieved by the invention specified in the claims, each claim is basically an independent solution to the problem.
An einem oberen Abschnitt des Gehäuses ist eine Baugruppe befestigt. Diese Baugruppe beinhaltet ein Gaseinlassorgan mit einer Gasaustrittsöffnungen aufweisenden Gasaustrittsfläche. Die Gasaustrittsfläche erstreckt sich in einer insbesondere horizontalen Gasaustrittsebene. Die Baugruppe ist an einer Vielzahl von Aufhängestellen am Gehäuse befestigt. Es sind Temperiermittel vorgesehen, mit denen das Gaseinlassorgan von einer ersten Temperatur, die im Wesentlichen der Temperatur des Gehäuses entspricht, auf eine zweite Temperatur temperierbar ist, die von der Gehäusetemperatur verschieden ist. Dies kann durch Aufheizen des Gaseinlassorgans erfolgen, wozu das Gaseinlassorgan mit einer Heizvorrichtung versehen ist. Im nicht aufgeheizten Zustand hat das Gaseinlassorgan die Temperatur des Gehäuses. Im aufgeheizten Zustand hat das Gaseinlassorgan eine höhere Temperatur als das Gehäuse. Es ist aber auch möglich, dass das Gaseinlassorgan mit einer Kühleinrichtung auf eine Temperatur abkühlbar ist, die unterhalb der Gehäusetemperatur liegt. Die Temperiermittel können Kanäle im Gasauslassorgan sein, die von einer temperierten, also heißen oder kalten Flüssigkeit durchströmt werden. Als Folge dieser Temperierung und der damit einhergehenden Temperaturänderung von Bestandteilen der Baugruppe ändert sich die Größe der Baugruppe. Zumindest ändert sich die Größe des Gaseinlassorgans aufgrund der thermischen Ausdehnung. Die Befestigungsmittel sind so ausgebildet, dass sie sich bei einer derartigen Größenveränderung der Baugruppe verformen oder Elemente aufweisen, die sich bei einer Größenänderung gegeneinander verlagern. Die Befestigungsmittel weisen hierzu Kraftübertragungsmittel auf, die die Gewichtskraft der Baugruppe an das Gehäuse übertragen. Die Kraftübertragungsmittel sind insbesondere elastisch verformbar oder besitzen Elemente, die sich bevorzugt abriebfrei gegeneinander verlagern können. Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise ausschließlich am äußeren horizontalen Rand der Baugruppe und insbesondere ausschließlich an einer Halteeinrichtung befestigt. Die Kraftübertragungsmittel können sich bevorzugt nur in der Horizontalrichtung bewegen/verformen und nicht in der Vertikalrichtung. Die Befestigung erfolgt bevorzugt an den Ecken eines Mehrecks. Bevorzugt an den Ecken eines Dreiecks oder eines Vierecks. Es kann sich dabei um Punkte am horizontalen Rand der Halteeinrichtung handeln. Beispielsweise können zwei Befestigungspunkte den Eckpunkten der Halteeinrichtung zugeordnet sein, bspw. den beiden Eckpunkten einer Schmalseite. Ein dritter Befestigungspunkt kann in der Mitte der dieser Schmalseite gegenüberliegenden Schmalseite angeordnet sein. Die Befestigungspunkte können aber auch den Breitseitenecken bzw. einer Breitseite örtlich zugeordnet sein. Bei den Kraftübertragungsmitteln kann es sich um jeweils ein Biegeelement handeln. Das Biegeelement ist einem gehäuseseitigen Befestigungselement und einem baugruppenseitigen Befestigungselement verbunden. Es kann sich um eine rechteckige, dünne Platte handeln. Die im Eckbereich angeordneten Biegeplatten sind gegenüber der Baugruppe bzw. der Halteeinrichtung derart ausgerichtet, dass sich die Baugruppe bzw. die Halteeinrichtung sowohl in Breitseitenerstreckungsrichtung, als auch in Schmalseitenerstreckungsrichtung ausbreiten kann. Bevorzugt liegt die biegeelastische Platte in einer Vertikalebene und besitzt eine Flächennormale, die in der Winkelhalbierenden des eingeschlossenen Winkels der Seitenwände von Schmalseite und Breitseite der Haltevorrichtung bzw. Baugruppe verläuft. Die Flächennormale ist bevorzugt auf den geometrischen Schwerpunkt, insbesondere den in der Horizontalebene liegenden Flächenschwerpunkt der Baugruppe gerichtet, so dass die Temperaturausdehnungsrichtung der Baugruppe an der Befestigungsstelle mit der Hauptbiegerichtung des Kraftübertragungselementes übereinstimmt. Bei einer einen quadratischen Grundriss aufweisenden Halteeinrichtung bzw. Baugruppe verlaufen die Biegeplatten somit bevorzugt in einem Winkel von 45° zur Breitseite bzw. Schmalseite. Die beiden jeweils an benachbarten Ecken angeordneten Biegeplatten verlaufen somit jeweils in einer Ebene, wobei sich diese beiden Vertikalebenen in einem Winkel von 90° schneiden. Eine dritte Befestigungsplatte ist an einer den beiden Befestigungsstellen gegenüberliegenden Seitenwand etwa in deren Mitte angeordnet. Die ebenfalls in einer Vertikalebene sich erstreckende dortige Biegeplatte erstreckt sich parallel zu der Seitenwandung der Halteeinrichtung bzw. der Baugruppe. Bei einem nicht quadratischen Grundriss weist die Hauptbiegerichtung des Kraftübertragungsmittels, also insbesondere die Flächennormale eines flächigen Biegeelementes auf den Schwerpunkt der Baugruppe, insbesondere des Gaseinlassorgans oder dessen Halteeinrichtung, auf. Es kann zusätzlich eine schwimmende Lagerung quer zur Biegeverlagerungsrichtung vorgesehen sein. Hierzu ist bevorzugt ein Bolzen vorgesehen, der mit horizontalem Bewegungsspiel in eine Öffnung ragt. Es ist insbesondere ein Befestigungszapfen vorgesehen, mit dem das Kraftübertragungsmittel, insbesondere die Biegeplatte, an einem Befestigungsmittel befestigt ist, wobei der Befestigungszapfen eine Lagerflanke aufweist, die sich an einem Gleitelement abstützt, welches auf einer Lagerfläche liegt, so dass der Befestigungszapfen sich relativ quer zur Hauptverformungsrichtung des Biegeelementes gegenüber der Lagerfläche verlagern kann. Es kann zusätzlich eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen sein, die bei einem eventuellen Bruch des Kraftübertragungsmittels, insbesondere eines Bruchs eines Biegeelementes, ein Herabfallen der Baugruppe, insbesondere des Gaseinlassorganes verhindert. Hierzu kann ein Sicherungszapfen mit vertikalem und/oder horizontalem Bewegungsabstand eine Sicherungsöffnung durchgreifen. Bei der Temperaturausdehnung kann sich der Sicherungszapfen frei durch die Sicherungsöffnung bewegen. Ein im Eckbereich der Halteeinrichtung bzw. der Baugruppe angeordnetes Befestigungsmittel, das aber auch zwischen den beiden Eckpunkten an einer seitlichen Wandung der Halteeinrichtung oder der Baugruppe befestigt werden kann, kann von einem sich in Vertikalrichtung erstreckenden Stab oder Seil ausgebildet sein. Der massive oder hohle Stab besitzt ein oberes Ende, welches bevorzugt am Gehäuse befestigt ist, und ein unteres Ende, welches bevorzugt an der Halteeinrichtung bzw. der Baugruppe befestigt ist. Ein Biegeelement in Form eines massiven oder hohlen Stabes kann aber auch an einer Seitenwand der Baugruppe angeordnet sein. Die Biegeelemente können aber auch eine andere Gestalt aufweisen. Es ist von Vorteil, wenn die Biegeelemente eine horizontale Bewegung der Baugruppe oder der Halteeinrichtung mit minimaler Reibung zulassen. Die Befestigung kann jeweils über Winkelelemente erfolgen. Im Eckbereich angeordnete Befestigungsmittel können auch mittels einer Traverse am Gehäuse befestigt sein. In einer Variante der Erfindung besitzen die Befestigungselemente sich gegeneinander abrollende Elemente. Ein erstes Element kann fest am Gehäuse befestigt sein. Ein zweites Element kann fest an der Baugruppe bzw. an der Halteeinrichtung befestigt sein, und ein drittes Element kann das erste und das zweite Element miteinander verbinden. Es können auch zwei oder mehr Elemente vorgesehen sein, die das fest am Gehäuse befestigte und das fest an der Baugruppe befestigte Befestigungselement miteinander verbinden. Bevorzugt handelt es sich dabei um Kettenglieder. Hinsichtlich der Anordnung der sich abrollenden Befestigungselemente wird auf die Ausführungen zu den Biegeelementen verwiesen. Dies gilt insbesondere in Bezug auf die Bewegungsrichtungen, die von den sich abrollenden Befestigungselementen zugelassen werden.An assembly is secured to an upper portion of the housing. This assembly includes a gas inlet member having a gas outlet openings having gas outlet surface. The gas outlet surface extends in a particular horizontal gas outlet plane. The assembly is attached to a variety of suspension points on the housing. There are provided temperature control means with which the gas inlet member can be tempered from a first temperature, which substantially corresponds to the temperature of the housing, to a second temperature, which is different from the housing temperature. This can be done by heating the gas inlet member, to which the gas inlet member is provided with a heater. In the unheated state, the gas inlet member has the temperature of the housing. In the heated state, the gas inlet member has a higher temperature than the housing. But it is also possible that the gas inlet member can be cooled with a cooling device to a temperature which is below the housing temperature. The temperature control means may be channels in the gas outlet member, which are flowed through by a tempered, ie hot or cold liquid. As a result of this tempering and the associated temperature change of components of the assembly, the size of the assembly changes. At least the size of the gas inlet member changes due to the thermal expansion. The fastening means are designed so that they deform in such a change in size of the assembly or have elements that shift against each other in a size change. The fastening means have for this purpose force transmission means, the weight of the assembly to the Housing transferred. The power transmission means are in particular elastically deformable or have elements which can preferably be displaced relative to one another without abrasion. The fastening means are preferably fastened exclusively to the outer horizontal edge of the assembly and in particular exclusively to a holding device. The power transmission means may preferably move / deform only in the horizontal direction and not in the vertical direction. The attachment is preferably at the corners of a polygon. Preferably at the corners of a triangle or a quadrangle. These may be points on the horizontal edge of the holding device. For example, two attachment points may be assigned to the corner points of the holding device, for example the two corner points of a narrow side. A third attachment point can be arranged in the middle of this narrow side opposite narrow side. The attachment points can also be assigned to the broad side corners or a broadside locally. The force transmission means may each be a bending element. The bending element is connected to a housing-side fastening element and a module-side fastening element. It can be a rectangular, thin plate. The bending plates arranged in the corner area are aligned with respect to the assembly or the holding device in such a way that the assembly or the holding device can spread out both in the widthwise extension direction and in the narrow-side extension direction. Preferably, the flexurally elastic plate lies in a vertical plane and has a surface normal, which runs in the bisector of the enclosed angle of the side walls of the narrow side and broad side of the holding device or assembly. The surface normal is preferably directed to the geometric center of gravity, in particular the center of gravity of the assembly lying in the horizontal plane, so that the temperature expansion direction of the assembly at the attachment point coincides with the main bending direction of the force transmission element. In the case of a holding device or assembly having a square outline, the bending plates thus preferably extend at an angle of 45 ° to the broad side or narrow side. The two bending plates each arranged at adjacent corners thus each extend in a plane, these two vertical planes intersecting at an angle of 90 °. A third attachment plate is arranged at a side wall opposite the two attachment points approximately in the middle thereof. The bending plate, which likewise extends in a vertical plane, extends parallel to the side wall of the holding device or assembly. In a non-square plan, the Hauptbiegerichtung of the power transmission means, ie in particular the surface normal of a planar bending element on the center of gravity of the assembly, in particular the gas inlet member or its holding device, on. It may additionally be provided a floating bearing transversely to Biegeverlagerungsrichtung. For this purpose, a bolt is preferably provided, which projects with horizontal movement play in an opening. In particular, a fastening pin is provided, with which the force transmission means, in particular the bending plate, is fastened to a fastening means, wherein the fastening pin has a bearing flank, which is supported on a sliding element, which lies on a bearing surface, so that the fastening pin is relatively transverse to the Main deformation direction of the bending element relative to the bearing surface can shift. In addition, a securing device can be provided which prevents the assembly, in particular the gas inlet member, from falling if the force-transmitting means, in particular a breakage of a bending element, breaks. For this purpose, a securing pin with vertical and / or horizontal movement distance can pass through a securing opening. During thermal expansion, the securing pin can move freely through the securing opening. A fastening means arranged in the corner area of the holding device or the assembly, but which can also be fastened between the two corner points on a lateral wall of the holding device or the assembly, can be formed by a rod or cable extending in the vertical direction. The solid or hollow rod has an upper end, which is preferably fixed to the housing, and a lower end, which is preferably attached to the holding device or the assembly. However, a bending element in the form of a solid or hollow rod can also be arranged on a side wall of the assembly. But the bending elements can also have a different shape. It is advantageous if the bending elements allow a horizontal movement of the assembly or the holding device with minimal friction. The attachment can be done via angle elements. Fasteners arranged in the corner region can also be fastened to the housing by means of a cross-member. In a variant of the invention, the fastening elements have mutually rolling elements. A first element may be firmly attached to the housing. A second member may be fixedly secured to the assembly or to the retainer, and a third member may interconnect the first and second members. There may also be provided two or more elements that connect the fixed to the housing and fixed to the assembly fastener together. These are preferably chain links. With regard to the arrangement of the rolling fasteners reference is made to the comments on the bending elements. This is especially true in relation to the Movement directions that are permitted by the rolling fasteners.
Die Baugruppe besitzt bevorzugt eine Halteeinrichtung, die an einem oberen Abschnitt des Gehäuses befestigt ist. Es handelt sich um eine temperaturstabilisierbare bzw. mechanisch stabilisierte Halteeinrichtung. An dieser formstabilisierten Halteeinrichtung ist das Gaseinlassorgan an einer Vielzahl von Aufhängestellen befestigt. Die Aufhängestellen sind im Wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Erstreckungsfläche des Gaseinlassorgans verteilt. Der Abstand der Aufhängestellen voneinander ist mindestens um einen Faktor 3, bevorzugt aber um einen Faktor 4 oder um einen Faktor 5, geringer als die diagonale Erstreckung des Gaseinlassorgans. Möglich ist auch ein maximaler Abstand zweier benachbarter Aufhängestellen, der maximal ein Zehntel der diagonalen Erstreckung des Gaseinlassorgans betragen darf. Zur mechanischen Stabilisierung kann die Halteeinrichtung mechanische Stabilisierungselemente aufweisen. Diese mechanischen Stabilisierungselemente können von Vertikalwänden ausgebildet sein. Die Halteeinrichtung bildet bevorzugt ein Fachwerk aus, das von sich kreuzenden Vertikalwänden gebildet ist. Der Abstand zweier vertikal und gegebenenfalls auch parallel zueinander verlaufender Vertikalwände ist um mindestens einen Faktor 3, einen Faktor 4, bevorzugt aber einen Faktor 5, geringer als die Diagonalstrecke des Gaseinlassorgans. Es bilden sich in Vertikalrichtung erstreckende zylinderförmige Zellen aus mit einer Grundfläche, die bevorzugt maximal einem Hundertstel der Grundfläche des Gaseinlassorgans entspricht und einen schachbrettartigen oder bienenwabenartigen Grundriss besitzen können. Die Halteeinrichtung ist bevorzugt ausschließlich mit einem horizontalen Rand am Gehäuse befestigt. Es ist der horizontale Rand der Halteeinrichtung, der mit dem Gehäuse befestigt ist. Der gesamte zentrale Flächenabschnitt der Halteeinrichtung überspannt frei das Gaseinlassorgan, besitzt aber an einer Vielzahl von im Wesentlichen gleichmäßig über die Fläche verteilten Stellen eine haltende Verbindung zum Gaseinlassorgan. Die Halteeinrichtung ist temperaturstabilisiert. Hierzu kann eine aktive oder eine passive Temperaturstabilisierungsvorrichtung vorgesehen sein. Die Halteeinrichtung ist derart temperaturstabilisiert, dass sich ihre Temperatur weder in Horizontalrichtung noch in Vertikalrichtung signifikant ändert, wenn sich die Temperaturdifferenz zum Gaseinlassorgan ändert. Bevorzugt variiert die Temperatur innerhalb des gesamten von der Halteeinrichtung gebildeten Körpers, also bevorzugt dem Fachwerk um +/–5 Grad. Bevorzugt beträgt die Temperaturdifferenz zwischen dem kältesten Punkt und dem heißesten Punkt maximal 5 Grad. Zur passiven Temperaturstabilisierung können Wärmeschutzschilde, beispielsweise mit reflektierenden Oberflächen oder Isolierkörper vorgesehen sein. Zur aktiven Temperaturstabilisierung können Temperiermedien verwendet werden, beispielsweise Temperierflüssigkeiten, die durch Temperierkanäle hindurchströmen. Die Temperierkanäle können innerhalb der Halteeinrichtung angeordnet sein. Bevorzugt sind die Temperierkanäle aber oberhalb bzw. unterhalb der Halteeinrichtung vorgesehen. Muss die Halteeinrichtung zur Temperierung gekühlt werden, weil die Temperatur des Gaseinlassorgans während des Beschichtungsprozesses auf einer hohen Temperatur gehalten wird, so wird bevorzugt ein aktives Temperierelement verwendet, welches im Bereich zwischen Gaseinlassorgan und Halteeinrichtung angeordnet ist. Die wabenartige oder kastenartige Struktur der Halteeinrichtung, die ihr die Form eines Fachwerks verleiht, führt darüber hinaus zu ihrer mechanischen Stabilisierung. Bei den Befestigungsmitteln handelt es sich um die besagten elastischen Befestigungsmittel, mit denen der Randbereich der Halteeinrichtung am Gehäuse befestigt ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich zwischen dem Gaseinlassorgan und der Halteeinrichtung ein vertikaler Abstandsraum. Zur Befestigung des Gaseinlassorgans an der Halteeinrichtung dient eine Vielzahl von Hängern. Bei den Hängern kann es sich um langgestreckte metallische oder keramische Zugelemente handeln, die mit ihrem oberen Ende an der Halteeinrichtung und mit ihrem unteren Ende an einer Befestigungsstelle des Gaseinlassorgans befestigt sind. Die Hänger können höheneinstellbar sein. Hierdurch lässt sich an jeder Aufhängestelle der Abstand zwischen Gasaustrittsfläche und Suszeptoroberseite, also die Prozesskammerhöhe einstellen. Bevorzugt sind die Hänger aus einem Material gefertigt, welches einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Die Wände des Gaseinlassorgans sind mit Temperierungskanälen versehen. Insbesondere ist die, die Gasaustrittsfläche ausbildende Wand des Gaseinlassorgans aber auch die davon wegweisende Wand mit Kanälen versehen, durch die ein Temperierungsmittel, beispielsweise eine heiße Flüssigkeit strömen kann. Zur Temperaturstabilisierung der Halteeinrichtung trägt nicht nur ihre Form bei. Die Halteeinrichtung ist als Leichtbauteil ausgebildet. Die Maßnahmen, die ergriffen werden, um den Wärmetransport vom Gaseinlassorgan zur Halteeinrichtung aktiv zu vermindern, können die Anordnung ein oder mehrere Wärmeschilde im Abstandsraum zwischen Gaseinlassorgan und Halteeinrichtung umfassen. Bei den Wärmeschilden handelt es sich um Flächenobjekte, die sich parallel zur Flächenerstreckung des Gaseinlassorgans im Abstandsraum befinden. Ihre Oberflächen können hochreflektierend sein. Alternativ dazu können auch Isolierkörper im Abstandsraum angeordnet sein. Zumindest ein Wärmeschild kann aktiv gekühlt werden. Das aktiv gekühlte Wärmeschild ist bevorzugt der Halteeinrichtung unmittelbar benachbart. Bei dem aktiv gekühlten Wärmeschild kann es sich um eine Platte handeln, deren Flächenerstreckung etwa der Flächenerstreckung der Halteeinrichtung bzw. der Flächenerstreckung des Gaseinlassorgans entspricht. Innerhalb der Platte verlaufen Kühlmittelkanäle, durch die ein Kühlmittel hindurchströmen kann. Hierdurch kann die Halteeinrichtung auf einer konstanten Temperatur gehalten werden. Wird das Gaseinlassorgan aufgeheizt, so behält die Halteeinrichtung im Wesentlichen ihre Temperatur bei. Die Strecke, um die sich die Prozesskammerhöhe während des Betriebs der Vorrichtung ändern kann, liegt bei unter 1 mm. Die Oberflächentemperatur des Gehäuses liegt bei etwa 30°C. Die Temperatur der Halteeinrichtung kann auf einen Wert von 50°C stabilisiert werden. Hierzu wird der aktive Wärmeschild auf eine Temperatur von etwa 50° gekühlt. Das als Showerhead ausgebildete Gaseinlassorgan wird bei einer Temperatur von beispielsweise 450° betrieben und das Substrat auf eine Temperatur von 20° abgekühlt. Durch ein oder mehrere passive Wärmeschilde, die sich zwischen dem aktiven Wärmeschild und dem Gaseinlassorgan befinden, wird der Wärmefluss vom Gaseinlassorgan zum aktiv gekühlten Wärmeschild reduziert. Ein unmittelbar dem Gaseinlassorgan benachbartes Wärmeschild kann beispielsweise eine Oberflächentemperatur von 350° aufweisen. Das Wärmeschild kann aus Metall oder einem keramischen Werkstoff bestehen. Zwischen diesem passiven Wärmeschild und dem aktiven Wärmeschild kann ein weiteres passives Wärmeschild angeordnet sein, welches ebenfalls von einer Metallplatte oder einer Keramikplatte gebildet ist. Dessen Temperatur liegt beim Betrieb bei etwa 270°C. Es können auch mehr als zwei passive Wärmeschilde zwischen dem Gaseinlassorgan und dem aktiv gekühlten Wärmeschild vorgesehen sein. Die Oberflächen der Wärmeschilde können eine geringe optische Emissivität besitzen. Sie können polierte, spiegelnde Oberflächen sein. Die Hänger können verwendet werden, um die Wärmeschilde zu halten. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Hänger lediglich durch Öffnungen der Wärmeschilde hindurchragen, so dass sich eine Verformung der Wärmeschilde nicht auf die Lage des Gaseinlassorgans im Raum auswirkt. Erfindungsgemäß ist die Halteeinrichtung gegen Verformungen stabilisiert. Es handelt sich dabei um Verformungen, die von einer sich ändernden Temperatur und/oder von einem sich ändernden Druck hervorgerufen werden. Die Wärmeschilde können an separaten Aufhängevorrichtungen aufgehangen sein, die entweder an der Gehäusedecke oder an der Halteeinrichtung befestigt sind. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung.The assembly preferably has a retainer attached to an upper portion of the housing. It is a temperature-stabilized or mechanically stabilized holding device. At this dimensionally stable holding device, the gas inlet member is attached to a plurality of suspension points. The suspension points are distributed substantially uniformly over the entire extension surface of the gas inlet member. The distance of the suspension points from each other is at least a factor of 3, but preferably by a factor of 4 or by a factor of 5, less than the diagonal extent of the gas inlet member. It is also possible a maximum distance between two adjacent suspension points, which may amount to a maximum of one tenth of the diagonal extent of the gas inlet member. For mechanical stabilization, the holding device may have mechanical stabilizing elements. These mechanical stabilizing elements may be formed by vertical walls. The holding device preferably forms a framework, which is formed by intersecting vertical walls. The distance between two vertically and optionally also parallel to each other vertical walls is at least a factor of 3, a factor of 4, but preferably a factor of 5, less than the diagonal distance of the gas inlet member. It form in the vertical direction extending cylindrical cells with a base area, which preferably corresponds to a maximum of one hundredth of the base of the gas inlet member and may have a checkered or honeycomb-like floor plan. The holding device is preferably fastened exclusively to the housing with a horizontal edge. It is the horizontal edge of the retainer that is attached to the housing. The entire central surface portion of the holding device spans freely the gas inlet member, but has a holding connection to the gas inlet member at a plurality of substantially uniformly distributed over the surface locations. The holding device is temperature-stabilized. For this purpose, an active or a passive temperature stabilization device can be provided. The holding device is temperature-stabilized in such a way that its temperature changes significantly neither in the horizontal direction nor in the vertical direction when the temperature difference to the gas inlet member changes. Preferably, the temperature varies within the entire body formed by the holding device, so preferably the truss by +/- 5 degrees. Preferably, the temperature difference between the coldest point and the hottest point is a maximum of 5 degrees. For passive temperature stabilization heat shields may be provided, for example with reflective surfaces or insulator. For active temperature stabilization, tempering media can be used, for example tempering liquids which flow through tempering channels. The temperature control channels can be arranged within the holding device. Preferably, however, the temperature control channels are provided above or below the holding device. If the holding device for temperature control has to be cooled, because the temperature of the gas inlet element is kept at a high temperature during the coating process, it is preferable to use an active tempering element, which is arranged in the region between gas inlet element and holding device. The honeycomb or box-like structure of the holding device, which gives it the shape of a truss, also leads to its mechanical stabilization. The fastening means are the said elastic fastening means with which the edge region of the holding device is fastened to the housing. In a preferred embodiment, a vertical distance space extends between the gas inlet member and the holding device. For attachment of the gas inlet member to the holding device serves a variety of hangers. The hangers can be elongated metallic or ceramic tension elements, which are fastened with their upper end to the holding device and with their lower end to an attachment point of the gas inlet member. The hangers can be height adjustable. This makes it possible to adjust the distance between the gas outlet surface and susceptor top side, ie the process chamber height, at each suspension point. Preferably, the hangers are made of a material which has a low thermal expansion coefficient. The walls of the gas inlet member are provided with Temperierungskanälen. In particular, the gas outlet surface forming wall of the gas inlet member but also the wall facing away from it is provided with channels through which a tempering, such as a hot liquid can flow. For temperature stabilization of the holding device not only contributes to their shape. The holding device is designed as a lightweight component. The measures that are taken to actively reduce the heat transfer from the gas inlet member to the holding device, the arrangement may include one or more heat shields in the space between the gas inlet member and holding device. The heat shields are area objects that are parallel to the surface extent of the gas inlet member in the distance space. Their surfaces can be highly reflective. Alternatively, insulating bodies can be arranged in the distance space. At least one heat shield can be actively cooled. The actively cooled heat shield is preferably immediately adjacent to the holding device. The actively cooled heat shield may be a plate whose areal extent is approximately the area extent of the holding device or the areal extent of the Gas inlet member corresponds. Within the plate run coolant channels through which a coolant can flow. As a result, the holding device can be kept at a constant temperature. If the gas inlet member is heated, the holding device essentially maintains its temperature. The distance that the process chamber height can change during operation of the device is less than 1 mm. The surface temperature of the housing is about 30 ° C. The temperature of the holding device can be stabilized to a value of 50 ° C. For this purpose, the active heat shield is cooled to a temperature of about 50 °. The trained as a showerhead gas inlet member is operated at a temperature of for example 450 ° and the substrate is cooled to a temperature of 20 °. By one or more passive heat shields, which are located between the active heat shield and the gas inlet member, the heat flow from the gas inlet member is reduced to the actively cooled heat shield. For example, a heat shield adjacent to the gas inlet member may have a surface temperature of 350 °. The heat shield may be made of metal or a ceramic material. Between this passive heat shield and the active heat shield, a further passive heat shield may be arranged, which is also formed by a metal plate or a ceramic plate. Its temperature during operation is around 270 ° C. There may also be more than two passive heat shields between the gas inlet member and the actively cooled heat shield. The surfaces of the heat shields may have a low optical emissivity. They can be polished, reflective surfaces. The hangers can be used to hold the heat shields. But it is also envisaged that the hangers protrude only through openings of the heat shields, so that a deformation of the heat shields does not affect the position of the gas inlet member in the room. According to the invention, the holding device is stabilized against deformation. These are deformations caused by changing temperature and / or pressure. The heat shields may be hung on separate hangers which are attached either to the housing cover or to the support means. The invention further relates to a method for operating such a device.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. Show it:
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Die in den
Der obere Teil
Am Rand der Gehäusedecke und am Rand der Seitenwandung des Gehäuseoberteils
Die Halteeinrichtung
Ein Gaseinlassorgan
Das Gaseinlassorgan
Bei den mechanischen Befestigungselementen handelt es sich um Hänger
Die Köpfe
In einer bevorzugten Ausgestaltung, die auch in dem in den
Zwischen dem aktiv gekühlten Wärmeschild
Das in den
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich der vertikale umlaufende Rand
Ein Gaseinlassorgan
Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Wärmeschutzschilde mit den Hängern
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Wärmeschutzschilde
Im Deckelabschnitt des Gehäuseoberteiles
Die zuvor beschriebene Vorrichtung wird verwendet, um OLEDs auf großflächigen Substraten abzuscheiden. Bei diesem Verfahren werden feste, in Pulverform vorliegende Ausgangsstoffe über einen Verdampfer in eine Gasform gebracht. Mittels eines Trägergases wird der so gebildete organische Dampf in das Gaseinlassorgan
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die Halteeinrichtung
Bei dem in den
Die Befestigungsmittel
Die beiden Befestigungselemente
Bei den Biegeelementen kann es sich um Biegeplatten handeln, die zueinander parallele Randkanten aufweisen, die jeweils mit Befestigungsbacken an einem Befestigungselement
Die
Das in der
Das in den
Ebenso wie bei dem in der
In analoger Weise ist zu dem in der
Die
Die
Die
Das in der
Die
Aus den
Die untere Materialverdickung des Zwischenelementes
Die Halteöffnung
Für den Fall, dass das Zwischenelement
Der Durchmesser der Sicherungsöffnung
Sollte es zu einem Bruch des biegeelastischen Kraftübertragungsmittels kommen, so fällt die Baugruppe
Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung besitzt eine mit allseitigem Abstand in eine Sicherungsöffnung
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befestigungsmittel
A CVD or PVD coating device, characterized in that the fastening means
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Baugruppe
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Baugruppe
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gaseinlassorgan
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befestigungsmittel
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Kraftübertragungsmittel ein elastisch verformbares Biegeelement
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kraftübertragungselement
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Kraftübertragungsmittel
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass von den gegeneinander abrollenden Elementen ein erstes Element
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die sich gegeneinander abrollenden Elemente
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kraftübertragungsmittel ein Zwischenelement
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich ein Biegeelement
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich das gehäuseseitige Befestigungselement
Eine CVD- oder PVD-Beschichtungseinrichtung, die durch eine Sicherungsvorrichtung gekennzeichnet ist, welche bei einem Bruch des Kraftübertragungsmittels
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
- GehäuseoberteilHousing top
- 22
- GehäuseoberteilHousing top
- 33
- Halteeinrichtungholder
- 3'3 '
- Rand der BaugruppeEdge of the assembly
- 44
- Vertikalwandvertical wall
- 55
- Vertikalwandvertical wall
- 66
- Hängertrailer
- 6'6 '
- Befestigungselementfastener
- 77
- GaseinlassorganGas inlet element
- 88th
- GasaustrittsöffnungGas outlet
- 99
- Temperierkanaltempering
- 1010
- passives Wärmeschildpassive heat shield
- 1111
- aktives Wärmeschildactive heat shield
- 1212
- KühlmittelkanalCoolant channel
- 1313
- Befestigungsmittelfastener
- 13.113.1
- Befestigungsmittelfastener
- 13.213.2
- Befestigungsmittelfastener
- 13.313.3
- Befestigungsmittelfastener
- 13.413.4
- Befestigungsmittelfastener
- 1414
- Befestigungsmittelfastener
- 1515
- Suszeptorsusceptor
- 1616
- KühlmittelkanalCoolant channel
- 1717
- Ripperib
- 1818
- Ripperib
- 1919
- Öffnungopening
- 2020
- obere Horizontalwandupper horizontal wall
- 2121
- untere Horizontalwandlower horizontal wall
- 2222
- Öffnungopening
- 2323
- Baugruppemodule
- 24.124.1
- gehäuseseitiges BefestigungselementHousing-side fastener
- 24.224.2
- gehäuseseitiges BefestigungselementHousing-side fastener
- 24.324.3
- gehäuseseitiges BefestigungselementHousing-side fastener
- 24.424.4
- gehäuseseitiges BefestigungselementHousing-side fastener
- 25.125.1
- baugruppenseitiges BefestigungselementModule-side fastening element
- 25.225.2
- baugruppenseitiges BefestigungselementModule-side fastening element
- 25.325.3
- baugruppenseitiges BefestigungselementModule-side fastening element
- 25.425.4
- baugruppenseitiges BefestigungselementModule-side fastening element
- 26.126.1
- Zwischenelementintermediate element
- 26.226.2
- Zwischenelementintermediate element
- 26.326.3
- Zwischenelementintermediate element
- 26.426.4
- Zwischenelementintermediate element
- 2727
- Kettenglied, gehäuseseitigChain link, on the housing side
- 2828
- Kettenglied, mittelChain link, medium
- 2929
- Kettenglied, baugruppenseitigChain link, module side
- 3030
- Traversetraverse
- 3131
- Bolzenbolt
- 3232
- Befestigungszapfenfastening pins
- 3333
- SicherungszapfenSecurity bolt
- 3434
- Sicherungsöffnungsecuring aperture
- 3535
- Befestigungsöffnungfastening opening
- 3636
- Halteöffnungholding opening
- 3838
- Lagerflankebearing edge
- 3939
- GleitelementSlide
- 4040
- Lagerflächestorage area
- 4141
- Justierkörperadjusting body
- 4242
- Justierschraubenadjusting screws
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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-
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