DE102017116649A1

DE102017116649A1 - Schleusenkammeranordnung, Prozessieranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Schleusenkammer

Info

Publication number: DE102017116649A1
Application number: DE102017116649.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Brandt; Sven Heinrich; Hubertus VON DER WAYDBRINK; Daniel Stange
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Schleusenkammeranordnung (100) Folgendes aufweisen: eine Schleusenkammer (102) zum Aufnehmen eines zu schleusenden Substrats; eine Gaszuführung (106) zum geregelten Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer (102) hinein; eine Pumpenanordnung (118) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102), wobei die Pumpenanordnung (118) einen Hauptabpumpzweig (104) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102) mit einer ersten Saugleistung und einen Nebenabpumpzweig (108) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102) mit einer zweiten Saugleistung aufweist, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung; eine Regelung, welche derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer in einem ersten Modus mittels des Hauptabpumpzweiges (104) abgepumpt wird und dass in der Schleusenkammer in einem zweiten Modus ein vordefinierter Druck bereitgestellt wird, wobei die Regelung ferner eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus die Schleusenkammer mittels des Nebenabpumpzweiges (108) abgepumpt wird und gleichzeitig das Gas mittels der Gaszuführung (106) geregelt zugeführt wird zum Bereitstellen des vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Schleusenkammeranordnung, eine Prozessieranordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Schleusenkammer.
Im Allgemeinen werden viele verschiedene Verfahren zum Prozessieren von Substraten verwendet. Als Substrate können beispielsweise Glasscheiben, Kunststoffplatten, Metallbänder, Folien, Wafer, Werkstücke oder Ähnliches verwendet werden. Die Substrate können beispielsweise mittels einer Prozessiervorrichtung prozessiert werden, z.B. mittels einer Beschichtungsvorrichtung beschichtet werden, mittels einer Ätzvorrichtung gereinigt oder strukturiert werden, mittels einer Heizvorrichtung und/oder einer Kühlvorrichtung einer Temperaturbehandlung unterzogen werden, oder Ähnliches. Dabei werden die Substrate herkömmlicherweise in mindestens einem Prozessierbereich in einer Prozesskammer prozessiert. Als Prozesskammer kann beispielsweise eine Vakuum-Prozesskammer, eine Atmosphärendruck-Prozesskammer oder eine Überdruck-Prozesskammer verwendet werden. Dabei können die Substrate einzeln oder im Verbund prozessiert werden.
Im Allgemeinen kann es erforderlich sein, in einem Prozessierbereich einer Prozesskammer vordefinierte Prozessbedingungen bereitzustellen, z.B. kann ein Substrat in dem Prozessierbereich auf eine vordefinierte Temperatur erwärmt werden, einem Prozessgas ausgesetzt werden, einem Materialdampf aus Beschichtungsmaterial ausgesetzt werden, oder es kann Material von einem Substrat (z.B. mittels Ätzens, Schleifens, etc.) abgetragen werden. Dabei kann es erforderlich oder hilfreich sein, wenn ein möglichst konstanter Druck in dem Prozessierbereich herrscht. In Einigen Anwendungsfällen kann es beispielsweise erforderlich oder hilfreich sein, zu gewährleisten, dass während des Prozessierens der Druck in dem Prozessierbereich um weniger als 1% schwankt. Dies soll beispielsweise auch dann gewährleistet sein oder werden, wenn die jeweils zu prozessierenden Substrate schubweise in die Prozesskammer eingeschleust werden. Anschaulich soll bei einer sogenannten Batch-Prozessieranlage verhindert werden, dass sich beim Einschleusen und/oder Ausschleusen der Substrate ein Druckpuls in der Prozesskammer erzeugt wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Schleusenkammeranordnung bereitgestellt, mittels der eine effiziente Druckregelung derart erfolgen kann, dass ein Schleusendruck in einer Schleusenkammer an einen vordefinierten Druck, z.B. einen Prozessdruck in einer Prozesskammer, angepasst werden kann. Dabei wird zum einen berücksichtigt, dass die Schleusenkammer aufgrund von Desorption und/oder virtuellen Lecks eine rasche Druckänderung erfährt, sobald die Pumpen von der Schleusenkammer getrennt werden. Zum anderen wird berücksichtigt, dass die Schleusenkammer in sehr kurzer Zeit auf den vordefinierten Druck gebracht werden soll, z.B. in weniger als zehn Sekunden, z.B. in weniger als fünf Sekunden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können somit auch Einbauten in der Schleusenkammer verwendet werden, welche in einem gewissen Maße ausgasen, z.B. können beispielsweise poröse Materialien zum Bereitstellen einer thermischen Isolierung in der Schleusenkammer verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Schleusenkammeranordnung zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer prozessierten Substrats aus dieser heraus verwendet werden. Die Schleusenkammeranordnung kann beispielsweise Folgendes aufweisen: eine Schleusenkammer zum Aufnehmen eines zu schleusenden Substrats; eine Gaszuführung zum geregelten Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein; eine Pumpenanordnung zum Abpumpen der Schleusenkammer, wobei die Pumpenanordnung einen Hauptabpumpzweig zum Abpumpen (z.B. zum Evakuieren) der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung und einen Nebenabpumpzweig zum Abpumpen (z.B. zum Evakuieren) der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung aufweist, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung; eine Regelung, welche derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer in einem ersten Modus mittels des Hauptabpumpzweiges abgepumpt wird und dass in der Schleusenkammer in einem zweiten Modus ein vordefinierter Druck (Solldruck) bereitgestellt wird, wobei die Regelung ferner eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus die Schleusenkammer mittels des Nebenabpumpzweiges abgepumpt wird und gleichzeitig das Gas mittels der Gaszuführung geregelt zugeführt wird zum Bereitstellen des vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines zu prozessierenden Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs der Prozesskammer; mindestens eine Schleusenkammeranordnung wie hierin beschrieben ist zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in die Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in der Prozesskammer prozessierten Substrats aus der Prozesskammer heraus.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in einer Prozesskammer ein Vakuum (z.B. mit einem Druck von weniger als 100 mbar) bzw. Unterdruck (z.B. mit einem Druck von weniger als 1 bar) bereitgestellt sein oder werden. Für Beschichtungsprozesse basierend auf einer Gasphasenabscheidung kann beispielsweise ein Druck von weniger als 1 mbar in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Für andere Beschichtungsprozesse kann beispielsweise ein Druck in einem Bereich von ungefähr 0,1 mbar bis ungefähr 1 bar (bzw. Atmosphärendruck) in der Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Ferner kann eine Prozesskammer evakuiert und mit einem Spülgas oder einem Prozessgas geflutet werden, um diese zu reinigen bzw. um in der Prozesskammer eine vordefinierte Prozessgasatmosphäre bereitzustellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Schleusenkammer Folgendes aufweisen: erstes Abpumpen der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung; anschließend zweites Abpumpen der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung, und, während des zweiten Abpumpens, geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks (Solldrucks) in der Schleusenkammer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer prozessierten Substrats aus der Prozesskammer heraus Folgendes aufweisen: erstes Abpumpen der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung; anschließend zweites Abpumpen der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung, und, während des zweiten Abpumpens, geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks (Solldrucks) in der Schleusenkammer; und anschließend, Schleusen des Substrats aus der Schleusenkammer heraus oder in die Schleusenkammer hinein während der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer bereitgestellt ist.
Anschaulich werden das erste Abpumpen bzw. der erste Modus dazu verwendet, um möglichst schnell in den Bereich des angestrebten (vordefinierten) Drucks zu gelangen und, im Anschluss daran, werden das zweite Abpumpen und das gleichzeitige geregelte Einlassen des Gases bzw. der zweite Modus dazu verwendet, den angestrebten Druck zu erreichen und anschließend auch konstant zu halten.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1 eine Schleusenkammeranordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2A eine Schleusenkammeranordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2B eine Detaildarstellung einer Schleusenkammeranordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3A eine Prozessieranordnung mit einer Schleusenkammeranordnung und einer Prozesskammer in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3B eine Prozessieranordnung mit zwei Schleusenkammeranordnungen und einer dazwischen angeordneten Prozesskammer in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3C eine Prozessieranordnung mit einer Schleusenkammeranordnung und einer Prozesskammer in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Schleusenkammer bzw. zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer prozessierten Substrats aus der Prozesskammer heraus, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

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.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekuppelt“ 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.
Ein Beschicken einer Prozesskammer einer Inline-Vakuumanlage kann über vor- und nachgelagerte Schleusenkammern erfolgen. Das Evakuieren der Schleusenkammern ist herkömmlicherweise nur darauf ausgerichtet, den sogenannten Übergabedruck zu unterschreiten, sodass es nach Öffnung der Substratventile (Klappen- oder Schieberventile) im Prozessbereich nur zu vernachlässigbaren Druckschwankungen kommt. Bei Anlagen, die mit Prozessdrücken im Bereich von einigen 10^-3 mbar arbeiten, z.B. Sputter-Beschichtungsanlagen, gibt es üblicherweise Strömungswiderstände, die den Prozessdruck weitestgehend vom Schleusendruck entkoppeln. Für nicht zu große Druckdifferenzen trifft das in ausreichendem Maße zu.
Im Bereich höherer Drücke steigen die Leitwerte von Strömungswiderständen stark an. Im Bereich von wenigen Millibar bereits ist die Strömung viskos und es ist kaum noch möglich, die hierfür erforderlichen engen Spaltmaße in den Strömungswiderstandskanälen praktisch zu realisieren.
Aus diesem Grunde kann es hilfreich sein, dass vor dem Öffnen des Substratventils der Schleusendruck auf den Prozessdruck gebracht wird. Der Prozessdruck bleibt dann beim Öffnen des Substratventils konstant.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Schleusenkammeranordnung bereitgestellt, bei welcher im Betrieb die Phase der langsamen Annäherung an den Prozessdruck auf ein Minimum reduziert sein kann. Die Druckschwelle für den Beginn des gedrosselten Betriebs kann anschaulich beispielsweise möglichst nahe dem Prozessdruck, z.B. auch ein wenig unterhalb des Prozessdrucks, gewählt werden.
1 veranschaulicht eine Schleusenkammeranordnung 100 sowie dessen Funktionsweise in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die Schleusenkammeranordnung 100 kann zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer prozessierten Substrats aus der Prozesskammer heraus verwendet werden. Anschaulich kann die Schleusenkammeranordnung 100 Teil einer Prozessieranlage sein. Prozessieranlagen werden in verschiedenen Technologien verwendet, z.B. zur Glasbeschichtung, in der Halbleitertechnologie, in der Solarzellenindustrie, etc., wobei die Prozessieranlage (und somit auch die Schleusenkammeranordnung 100) schubweise arbeitet, im sogenannten Batch-Betrieb. Anschaulich werden die Substrate mittels der Schleusenkammeranordnung 100 diskontinuierlich in die Prozessieranlage eingeschleust und wiederum diskontinuierlich aus der Prozessieranlage ausgeschleust.
Die Schleusenkammeranordnung 100 kann beispielsweise mindestens eine Schleusenkammer 102 aufweisen zum Aufnehmen eines zu schleusenden Substrats innerhalb der Schleusenkammer 102, z.B. in einem Aufnahmeraum 102s.
Bei dem diskontinuierlichen Einschleusen wird mindestens ein Substrat in die Schleusenkammer 102 hineingebracht, z.B. durch ein Eingangsklappenventil oder Ähnliches hindurch, die Schleusenkammer 102 wird abgedichtet und entsprechend abgepumpt, wie hierin beschrieben ist, und anschließend wird das Substrat aus der Schleusenkammer 102 in eine Prozesskammer transferiert. Beispielsweise wird das Substrat aus der Schleusenkammer 102 durch ein Klappenventil hindurch in eine angrenzende Prozesskammer transferiert.
Bei dem diskontinuierlichen Ausschleusen wird mindestens ein Substrat aus einer Prozesskammer in die Schleusenkammer 102 transferiert, z.B. durch ein Klappenventil oder Ähnliches hindurch, anschließend wird die Schleusenkammer 102 abgedichtet und belüftet, ohne die Prozesskammer zu belüften. Anschließend wird das Substrat aus der Schleusenkammer 102 herausgebracht, z.B. durch ein Ausgangsklappenventil oder Ähnliches hindurch.
Bei dem jeweiligen Transfer des Substrats zwischen Schleusenkammer 102 und Prozesskammer wird, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, gewährleistet, dass diese nur gastechnisch miteinander verbunden werden (d.h. anschaulich das Ventil zwischen Schleusenkammer 102 und Prozesskammer nur dann geöffnet wird), wenn in der Schleusenkammer 102 und der Prozesskammer im Wesentlichen der gleiche Druck herrscht, z.B. mit einer Abweichung von weniger als 1%.
Es versteht sich, dass eine entsprechende Steuerung und Regelung für die jeweils verwendeten Ventile (z.B. Klappenventile, etc.) bereitgestellt sein kann. Ferner kann eine entsprechend eingerichtete Transportvorrichtung bereitgestellt sein oder werden, welche eingerichtet ist, die jeweils zu prozessierenden Substrate in die Schleusenkammer 102 hinein, in die Prozesskammer, und/oder aus der Schleusenkammer 102 heraus zu transportieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schleusenkammeranordnung 100 mindestens eine Gaszuführung 106 aufweisen zum geregelten Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer 102 hinein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise Luft (z.B. getrocknete Luft, CDA - „Clean Dry Air“), reiner Stickstoff, oder Ähnliches als Gas verwendet werden. Die Schleusenkammeranordnung 100 kann beispielsweise optional eine weitere Gaszuführung aufweisen, z.B. zum schnellen Belüften der Schleusenkammer 102, wobei die weitere Gaszuführung ungeregelt sein kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, z.B. kann es eine präzisere Regelung ermöglichen, wenn die Gaszuführung 106 mehrere parallel zueinander geschaltete Gaseinlässe aufweist (z.B. jeweils geregelt mittels eines Massenflussreglers), wobei die mehreren Gaseinlässe kaskadiert zu- und abgeschaltet werden können zum Einstellen des Gasflusses zusätzlich zu dem Regeln des jeweiligen Gasflusses.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schleusenkammeranordnung 100 mindestens eine Pumpenanordnung 118 aufweisen zum Abpumpen der Schleusenkammer 102. Die Pumpenanordnung kann beispielsweise als Vakuumpumpenanordnung ausgestaltet sein, z.B. aufweisend mindestens eine Vorvakuumpumpe und mindestens eine Hochvakuumpumpe oder eine Kombination von beiden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Pumpenanordnung 118 derart eingerichtet sein, dass ein Hauptabpumpzweig 104 zum schnellen Abpumpen (mit anderen Worten Evakuieren) der Schleusenkammer 102 verwendet werden kann. Dabei kann der Hauptabpumpzweig 104 eine erste Saugleistung aufweisen. Ferner kann die Pumpenanordnung 118 derart eingerichtet sein, dass ein Nebenabpumpzweig 108 zum langsamen (anschaulich kontrollierten) Abpumpen der Schleusenkammer 102 verwendet werden kann. Dabei kann der Nebenabpumpzweig 108 eine zweite Saugleistung aufweisen, welche geringer ist als die erste Saugleistung des Hauptabpumpzweiges 104.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die verschiedenen Saugleistungen (d.h. Volumen des abgepumpten Gases pro Sekunde) mittels verschiedener Pumpen bereitgestellt sein oder werden. Ferner können die verschiedenen Saugleistungen mittels Ventilen bereitgestellt werden, die einen vordefinierten Durchfluss erlauben. Sofern beispielsweise schnell zwischen dem Hauptabpumpzweig 104 und dem Nebenabpumpzweig 108 umgeschaltet werden soll, z.B. in einer Zeitspanne von weniger als einer Sekunde, können zwei Schaltventile verwendet werden, die beispielsweise einen Offen-Schaltzustand und einen Geschlossen-Schaltzustand aufweisen, so dass die Abpumpkreise schnell zu- und abgeschaltet werden können bzw. dass schnell zwischen beiden Abpumpkreisen umgeschaltet werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, z.B. kann es eine präzisere Regelung ermöglichen, wenn der Nebenabpumpzweig 108 mehrere parallel zueinander geschaltete Ventile aufweist, wobei die mehreren Ventile kaskadiert zu- und abgeschaltet werden können zum Einstellen der Saugleistung des Nebenabpumpzweiges 108.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Regelung zum Regeln der Gaszuführung 106 verwendet werden, z.B. implementiert in einen Kontrollschaltkreis 112 einer Prozessieranlage oder in eine separate Regelvorrichtung 112. Mittels der Regelung kann auch der jeweilige Abpumpkreis 104, 108 zu- und abgeschaltet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Regelung derart eingerichtet sein oder werden, dass die Schleusenkammer 102 - in einem ersten Modus - (anschaulich einem schnellen Abpumpmodus) mittels des Hauptabpumpzweiges 104 abgepumpt werden kann. Ferner kann die Regelung derart eingerichtet sein oder werden, dass - in einem zweiten Modus - (anschaulich in einem präzisen Druckregelmodus) in der Schleusenkammer 102 ein vordefinierter Druck (auch als Solldruck bezeichnet) bereitgestellt werden kann.
Dabei kann die Regelung derart eingerichtet sein, dass - in dem zweiten Modus - die Schleusenkammer 102 mittels des Nebenabpumpzweiges 108 abgepumpt wird und gleichzeitig Gas mittels der Gaszuführung 106 geregelt der Schleusenkammer 102 zugeführt wird zum Bereitstellen des vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Regelung derart eingerichtet sein, dass die Schleusenkammer 102 in dem ersten Modus auf einen niedrigeren Druck abgepumpt wird als der vordefinierte Druck. Anschaulich kann sich somit in dem zweiten Modus dem vordefinierten Druck von unten angenähert werden. Somit wird beispielsweise bei einem vorzeitigen Öffnen der Schleusenkammer zu einer Prozesskammer hin vermieden, dass kein Fremdgas aus der Schleusenkammer 102 in die Prozesskammer einströmt, selbst wenn in diesem Fall das Auftreten eines Druckpulses in der Prozesskammer nicht oder nicht vollständig vermieden werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der vordefinierte Druck (Solldruck) dem Prozessdruck einer an die Schleusenkammer 102 gekuppelten Prozesskammer entsprechen.
2A veranschaulicht eine Schleusenkammeranordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die Schleusenkammeranordnung 100 kann beispielsweise ferner einen Drucksensor 212 aufweisen (hierin als Schleusenkammer-Drucksensor 212 bezeichnet) zum Ermitteln eines Ist-Drucks in der Schleusenkammer 102 bzw. in dem Aufnahmeraum 102s. Der ermittelte Ist-Druck kann in die Regelung nach dem Solldruck einfließen. Das Stellglied der Regelung kann die Gaszuführung 106 sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Massenflussregler 206 oder eine andere geeignete Struktur zum geregelten Zuführen des Gases verwendet werden. Die Regelung des Drucks in der Schleusenkammer 102, wie vorangehend beschrieben ist, kann beispielsweise auch zumindest teilweise mittels des Massenflussreglers 206 erfolgen bzw. zumindest teilweise in den Massenflussregler 206 integriert sein. Anschaulich kann die Gaszuführung 106 einen oder mehrere Massenflussregler 206 aufweisen zum geregelten Zuführen des Gases basierend auf dem ermittelten Ist-Druck in der Schleusenkammer 102 und dem vordefinierten Druck (Soll-Druck) .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schleusenkammeranordnung 100 ferner mindestens ein Verbindungsventil 202 aufweisen zum vakuumtechnischen Verbinden der Schleusenkammer 102 mit einer Prozesskammer. Anschaulich kann die Schleusenkammer 102 mittels des Verbindungsventils 202 von einer angrenzenden Prozesskammer wahlweise gastechnisch gekuppelt oder separiert werden, so dass ein Substrat aus der Schleusenkammer 102 in die Prozesskammer transferiert werden kann.
Dabei kann die Regelung derart eingerichtet sein, dass - in dem zweiten Modus - das Verbindungsventil geöffnet wird, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer 102 erreicht ist.
2B veranschaulicht die Pumpenanordnung 118 der Schleusenkammeranordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Wie beispielsweise in 2A und 2B veranschaulicht ist, kann die Pumpenanordnung 118 ein Hauptventil 204 zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Hauptabpumpzweiges 104 aufweisen. Ferner kann die Pumpenanordnung 118 ein Nebenventil 208 aufweisen zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Nebenabpumpzweiges 108. Die Regelung kann derart eingerichtet sein, dass das Hauptventil 204 in dem ersten Modus geöffnet und in dem zweiten Modus geschlossen ist. Ferner kann die Regelung derart eingerichtet sein, dass das Nebenventil 208 zumindest in dem zweiten Modus geöffnet ist. Aufgrund der geringen Saugleisten im Vergleich zum Hauptabpumpzweig 104 kann der Nebenabpumpzweig 108 in dem ersten Modus geschlossen oder geöffnet sein.
Wie beispielsweise in 2B veranschaulicht ist, kann die Pumpenanordnung 118 eine gemeinsame Pumpe 218 aufweisen zum Abpumpen der Schleusenkammer 102 über den Hauptabpumpzweig 104 und über den Nebenpumpkreis 108. Dabei kann, wie vorangehend beschrieben ist, die erste Saugleistung des Hauptabpumpzweiges 104 mittels des Hauptventils 204 eingestellt sein oder werden und die zweite Saugleistung des Nebenabpumpzweiges 108 kann mittels eines Nebenventils oder mittels mehrerer Nebenventile eingestellt sein oder werden.
3A veranschaulicht eine Prozessieranordnung 300 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann die Prozessieranordnung 300 eine Prozesskammer 302 zum Prozessieren eines zu prozessierenden Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs 302p aufweisen. Die Prozesskammer 302 kann beispielsweise eine Beschichtungskammer sein zum Beschichten eines Substrats innerhalb eines Beschichtungsbereichs 302p, wobei ein Druckpuls in dem Beschichtungsbereich 302p vermieden werden soll, wie vorangehend beschrieben ist. Daher kann eine Schleusenkammeranordnung 100, wie vorangehend beschrieben ist, zum Einschleusen und/oder zum Ausschleusen des Substrats aus der Prozesskammer 302 verwendet werden. Dabei kann mittels nur einer Schleusenkammer 102 beides, d.h. das Einschleusen und das Ausschleusen, erfolgen. Alternativ dazu kann mittels einer ersten Schleusenkammeranordnung 100 das Einschleusen erfolgen und mittels einer zweiten Schleusenkammeranordnung 100 das Ausschleusen, nachdem das Substrat durch die Prozesskammer 302 hindurch transportiert wurde, wie beispielsweise in 3B in einer schematischen Ansicht dargestellt ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schleusenkammeranordnung 100 der Prozessieranordnung 300 wie vorangehend beschrieben eingerichtet sein.
Die Prozessieranordnung 300 kann ferner einen Drucksensor 312 aufweisen (hierin als Prozesskammer-Drucksensor 312 bezeichnet) zum Ermitteln eines Ist-Drucks in der Prozesskammer 302 bzw. in dem Prozessierbereich 302p.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Regelung der mindestens einen Schleusenkammeranordnung 100 derart erfolgen, dass der vordefinierte Druck, der in der Schleusenkammer 102 bzw. in dem Aufnahmeraum 102s in dem zweiten Modus bereitgestellt wird, dem Ist-Druck in der Prozesskammer 302 bzw. in dem Prozessierbereich 302p entspricht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Ist-Druck in der Prozesskammer 302 bzw. in dem Prozessierbereich 302p um 0,1% bis maximal 1% größer sein als der vordefinierte Druck, der in der Schleusenkammer 102 bzw. in dem Aufnahmeraum 102s in dem zweiten Modus bereitgestellt wird. Somit kann beides vermieden werden, ein zu großer Druckpuls in der Prozesskammer 302 und ein Eindringen von Fremdgas aus der Schleusenkammer 102 in die Prozesskammer 302.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das hierin beschriebene Regeln des Drucks in der Schleusenkammer 102 besonders relevant sein, wenn das Prozesskammervolumen (anschaulich das Innenvolumen der Prozesskammer 302) geringer oder nicht viel größer ist als das Schleusenkammervolumen (anschaulich das Innenvolumen der Schleusenkammer 102), z.B. wenn das Verhältnis aus Prozesskammervolumen und Schleusenkammervolumen (V_{Prozesskammer}/V_{Schleusenkammer}) geringer ist als 10, z.B. geringer als 5, z.B. geringer als 2.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Regelung der Schleusenkammeranordnung 100 derart eingerichtet sein, dass das Verbindungsventil 202 zum Verbinden der mindestens einen Schleusenkammer 102 mit der Prozesskammer 302 (zumindest im Betrieb der Prozessieranordnung 300 nur dann) geöffnet wird, wenn ein Ist-Druck in der Prozesskammer 302 und ein Ist-Druck in der Schleusenkammer 102 weniger als 1% voneinander abweichen.
Wie beispielsweise in 3C in einer schematischen Ansicht dargestellt ist, kann die Druckregelung im zweiten Modus bzw. beim zweiten Abpumpen basierend auf einem Differenzdruck zwischen der Prozesskammer 302 und der Schleusenkammer 102 geregelt werden. Dabei kann das Ziel sein, den Differenzdruck auf null zu regeln, bevor anschließend das Verbindungsventil 202 geöffnet werden kann.
Der Differenzdruck zwischen der Prozesskammer 302 und der Schleusenkammer 102 kann beispielsweise mittels eines Differenzdrucksensors 312d ermittelt werden. Alternativ dazu kann der Differenzdruck auch aus einzelnen Druckmessungen ermittelt werden. Die Schleusenkammer 102 kann bis zum Erreichen eines ersten Drucks (z.B. gemessen mit dem Drucksensor 212 der Schleusenkammer 102) abgepumpt werden, wobei dann das Ventil 208 geschlossen werden kann, wie vorangehend beschrieben ist. Der Gasfluss in die Schleusenkammer 102 hinein kann dann im zweiten Modus basierend auf der Druckdifferenz zwischen der Prozesskammer 302 und der Schleusenkammer 102 geregelt sein oder werden, z.B. kann mindestens ein Massenflussregler dazu verwendet werden, wie vorangehend beschrieben ist. Das Regelziel ist eine Druckdifferenz von beispielsweise 0 mbar oder einem geringen Überdruck in der Prozesskammer, z.B. von weniger als einem Millibar. Somit kann beispielsweise der aktuelle Druck in der Prozesskammer 302 geringfügig vom Solldruck abweichen bzw. schwanken, und trotzdem kann eine Druckdifferenz zwischen den Kammern ausgeregelt werden, bevor das Ventil 202 geöffnet wird.
4 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betreiben einer Schleusenkammer bzw. zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer 302 hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer 302 prozessierten Substrats aus der Prozesskammer 302 heraus, wie es vorangehend beschrieben ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 400 Folgendes aufweisen: in 410, ein erstes Abpumpen der Schleusenkammer 102 mit einer ersten Saugleistung; und anschließend, in 420, ein zweites Abpumpen der Schleusenkammer 102 mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung, und, während des zweiten Abpumpens, in 430, ein geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer 102 hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks (Solldrucks) in der Schleusenkammer 102.
Dabei kann das Verfahren 400 ferner ein Einschleusen und/oder ein Ausschleusen des Substrats aufweisen, wobei dieses beispielsweise nur dann erfolgen kann, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer 102 erreicht ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der vordefinierte Druck dann erreicht sein, wenn der Ist-Druck in der Schleusenkammer 102 in einem Solldruckbereich liegt, wobei der Solldruckbereich von einem Ist-Druck in der Prozesskammer 302 definiert wird, z.B. kann der Solldruckbereich ±1% des Ist-Drucks in der Prozesskammer 302 sein.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann das erste Abpumpen mittels des Hauptabpumpzweiges 104 durch ein geöffnetes Hauptabpumpventil 204 hindurch erfolgen und das zweite Abpumpen kann mittels eines Nebenabpumpzweiges 108 durch ein geöffnetes Nebenabpumpventil 208 hindurch erfolgen bei geschlossenem Hauptabpumpventil 204.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann das erste Abpumpen derart erfolgen, dass ein niedrigerer Druck in der Schleusenkammer 102 bereitgestellt ist, als der vordefinierte Druck, und wobei anschließend das zweite Abpumpen erfolgt. Anschaulich kann sich somit dem vordefinierten Druck von unten angenähert werden.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann das geregelte Zuführen des Gases basierend auf dem ermittelten Ist-Druck und dem vordefinierten Druck (Soll-Druck) erfolgen.
Die jeweilige Schleusenkammer 102 kann (zumindest im Betrieb der Prozessieranordnung 300 nur dann) mit der Prozesskammer 302 verbunden werden, wenn der Ist-Druck in der Prozesskammer um 0,1% bis 1% größer ist als der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer oder wenn der Ist-Druck in der Prozesskammer und der Ist-Druck in der Schleusenkammer weniger als 1% voneinander abweichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Druckangleichung von Ein - und Austrittskammern in Richtung der jeweiligen Nachbarkammer erfolgen. Die Ein - und Austrittskammern sind von der jeweiligen Nachbarkammer gastechnisch separierbar, z.B. mittels eines Ventils, so dass Ein - und Austrittskammern als Schleusenkammer fungieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anpassen des Drucks einer Kammer an eine andere Kammer erfolgen, die mittels Ventils vakuumtechnisch getrennt und verbunden werden sollen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumpumpe 218 über ein großes Ventil 204 und ein kleines Ventil 208 mit der Schleusenkammer 102 verbunden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Regelung des Drucks der Schleusenkammer 102 in zwei verschiedenen Modi erfolgen. Im ersten Modus kann die Schleusenkammer 102 über das große Ventil 204 evakuiert werden bis auf einen Zieldruck. Im zweiten Modus können der Setpoint des MFC und das Evakuieren der Schleusenkammer 102 über das kleine Ventil 208 derart erfolgen, dass der Druck in der Schleusenkammer 102 konstant auf dem Zieldruck gehalten wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen gelingt es beispielsweise, den Prozessdruck mit hoher Konstanz zu halten, und das auch beim Einschleusen von Substraten von der Eintrittsschleuse in die Prozesskammer hinein und beim Ausschleusen von Substraten von der Prozesskammer in die Austrittsschleuse. Beispielsweise kann eine maximale Prozessdruckschwankung im Bereich von ±1% liegen, wenn die hierin beschriebene Schleusenkammeranordnung 100 bzw. das hierin beschriebene Verfahren 400 verwendet wird.
Abgesehen von der Druckkonstanz, die beispielsweise ein Prozess erfordern kann, kann es auch für andere Anwendungen hilfreich sein, den Gasfluss, der nach dem Öffnen des Substratventils aufgrund des Druckunterschieds zwischen Schleuse und Prozesskammer stattfindet, zu minimieren. Insbesondere kann das Einströmen von Gas aus der Schleuse in die Prozesskammer schädlich sein, z.B. dann, wenn sich in der Schleuse kein Inertgas, sondern Luft befindet und der Prozess empfindlich auf Sauerstoff reagiert. Auch das Ausströmen von Gas aus der Prozesskammer in die Schleuse kann schädlich wirken, z.B. dann, wenn das ausströmende Gas stark staubbelastet ist, damit Dichtflächen und Elastomerdichtungen der Substratventile verschmutzt werden und es in der Folge zu Leckagen kommt.
Auch wenn der Schleusendruck beispielsweise bei dem ersten Abpumpen bzw. im ersten Modus bereits auf ±1% genau vor dem Öffnen des Substratventils dem Prozessdruck angeglichen wird, kann es notwendig sein, den Druck nach einem Stopp des Evakuierungsvorgangs noch eine gewisse Zeit zu halten, bis das Substratventil geöffnet wird. Insbesondere bei sehr schnellen Evakuierungen laufen noch Gastemperaturänderungen ab, die zu Kammerdruckveränderungen führen. Virtuelle Leckagen, Wasserdampfdesorptionen von den Kammerwänden und Kammereinbauten können zu Druckerhöhungen führen, die dann beim Öffnen des Substratventils zu unerwünschten Prozessdruckerhöhungen führen können. Schließlich kann es bei sehr schmutzintensiven Anlagen auch vorkommen, dass die Evakuierungsventile nicht leckagefrei schließen und die Schleusenkammer, wenn auch nur in geringem Maße, weiter evakuiert wird. Auch das äußere an die Umgebungsatmosphäre grenzende Substratventil der Schleuse kann aufgrund von Schmutz- und Staubbelastungen oder verschlissenen Elastomerdichtungen derart undicht sein, dass es zu nicht mehr tolerierbaren Druckerhöhungen in der Schleuse kommen kann, wenn der Druck in der Schleuse nicht nachgeregelt wird.
Die Zeitspanne zwischen dem Schließen des Evakuierungsventils bis zum Öffnen des Substratventils kann in der Praxis variieren. In einem regulären Produktionsbetrieb können die Zeiten für gewöhnlich nur sehr kurz im Bereich von einer Sekunde bis zu einigen Sekunden sein. Es kann andere Betriebsfälle geben, bei denen diese Zeiten bis zu einigen Minuten betragen können. Ohne zusätzliche Maßnahmen kommt es dann zu unzulässigen Prozessdruckschwankungen, auch für nur kurze Zeiten im Sekundenbereich kann dies der Fall sein, wenn der Druck in der Schleuse nicht nachgeregelt wird.
Das genaue Treffen des Prozessdrucks (d.h. das genaue Angleichen des Drucks der Schleusenkammer 102 an den Druck in der Prozesskammer 302) kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, erreicht werden, indem ein Teil des installierten Saugvermögens (siehe Nebenabpumpzweig 108) ständig wirksam bleibt und eine dosierbare Gaseinspeisung 106 vorgesehen wird.
Mit Annäherung des Schleusendrucks an den Prozessdruck bei der Evakuierung wird zunächst wird wie oben bereits beschrieben, das Saugvermögen der Pumpausrüstung gedrosselt, indem die Vakuumpumpausrüstung beispielsweise mit der Kammer nur noch über eine Bypass-Leitung geringen Leitwerts verbunden ist. Sobald der Schleusendruck den Prozessdruckerreicht hat, wird die dosierbare Gasquelle, z.B. ist das ein Massenflussregler (MFC, engl. Mass Flow Controller) zugeschaltet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Flussrate derart geregelt, dass der Prozessdruck erreicht und, insbesondere in dem zweiten Modus bzw. bei dem zweiten Abpumpen, gehalten werden kann.
Es kann günstig sein, den gewünschten Druck zunächst gezielt und schnell mit maximal möglichen Saugvermögen der Pumpausrüstung zu unterschreiten, um dann durch das Einlassen einer genügend großen Gasmenge innerhalb einer sehr kurzen Zeit z.B. weniger als 1 s, den gewünschten Druck zu erreichen. Nachdem der Druck eingestellt ist, kann der Gasfluss soweit reduziert werden, dass der Schleusendruck auf dem gewünschten Wert gehalten wird.
Wenn das Schleusenvolumen beispielsweise 1000 Liter beträgt, und der zu erreichende Schleusendruck 5 mbar ist, kann die Schleuse zunächst auf 4 mbar evakuiert werden, und anschließend ist die Gasmenge einzulassen, die den Druckanstieg um 1 mbar auf 5 mbar zur Folge hat. Die dazu notwendige Gasmenge beträgt ca. 1 bar·l (d.h. ca. ein Norm-Liter). Ein genügend großer und schnell reagierender MFC (z.B. 200 slm = 200 Standard-Liter/min) ist beispielsweise in der Lage, diese Gasmenge in einer Zeit weit weniger als 1 s einzulassen.
Alternativ dazu kann der Evakuierungsvorgang bereits vor dem Erreichen des gewünschten Drucks, also oberhalb des Prozessdrucks durch den Gaseinlass zu ergänzen, mit zunächst nur geringem Gasfluss, um die Evakuierungsgeschwindigkeit nur geringfügig herabzusetzen. Mit Annäherung an den Prozessdruck wird der Gasfluss weiter erhöht. Sobald der Prozessdruck erreicht ist, ist der Gasfluss durch die Regelung soweit erhöht, dass der Druck konstant bleibt, eingespeister und abgesaugter Gasstrom sind in diesem Fall im Wesentlichen identisch.
Es kann günstig sein, die Annäherung an den Prozessdruck mit einer hohen Saugleistung und folglich mit großen Gasflüssen zu planen, da das Kammervolumen auf die Einstellung des Drucks zeitverzögernd wirkt. Wenn nur wenig Zeit für die Druckangleichung zur Verfügung steht und das Schleusenvolumen vergleichsweise groß ist, kann beispielsweise für die schnelle Regelbarkeit ein genügend großes Saugvermögen zur Verfügung gestellt sein oder werden, die Gaseinspeisung ist dabei beispielsweise mindestens so groß zu bemessen, wie der Gasfluss, der im Gleichgewichtsfall fließt, also bei konstantem Druck.
Es kann das an einer Schleuse installierte Gesamtsaugvermögen genutzt werden, um die Zeitkonstante auf das praktisch mögliche Minimum zu verkürzen. In der Praxis gibt es jedoch Fälle, bei denen das während der Evakuierung sehr hohe Saugvermögen nicht durchgängig zur Verfügung steht. Für staubhaltige Atmosphären können beispielsweise trockene Vakuumpumpen verwendet werden, z.B. spezielle Schraubenpumpen, die nach jedem Pumpzyklus Arbeitspausen benötigen und während dieser Zeit nur vergleichsweise kleine Gaslasten fördern können.
Die Schleusendruckkonstanz nach Erreichung der Druckgleichheit kann für sich genommen, mit vergleichsweise sehr geringem Saugvermögen und geringen Gasflüssen auskommen. Wenn die oben beschriebenen Einflüsse wie Wasserdampfdesorption, virtuelle Leckagen, etc. in Summe zum Beispiel Werte um 10 mbar·l/s nicht überschreiten, kann beispielsweise eine Gasversorgung verwendet werden, die größere Flüsse, z.B. 100 mbar·l/s liefert, abgestimmt auf das geplante Saugvermögen, sodass die Regelung den Gasfluss nur wenig ändern muss.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf das vorgehend Beschriebene und das in den Figuren dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Schleusenkammeranordnung 100 zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer 302 hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer 302 prozessierten Substrats aus dieser heraus, die Schleusenkammeranordnung 100 aufweisend: eine Schleusenkammer 102 zum Aufnehmen eines zu schleusenden Substrats; eine Gaszuführung 106 zum geregelten Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer 102 hinein; eine Pumpenanordnung 118 zum Abpumpen der Schleusenkammer 102, wobei die Pumpenanordnung 118 einen Hauptabpumpzweig 104 zum Abpumpen der Schleusenkammer 102 mit einer ersten Saugleistung und einen Nebenabpumpzweig 108 zum Abpumpen der Schleusenkammer 102 mit einer zweiten Saugleistung aufweist, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung; eine Regelung 112, welche derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer 102 in einem ersten Modus mittels des Hauptabpumpzweiges 104 abgepumpt wird und dass in der Schleusenkammer 102 in einem zweiten Modus ein vordefinierter Druck bereitgestellt (und beispielsweise gehalten) wird, wobei die Regelung ferner eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus die Schleusenkammer 102 mittels des Nebenabpumpzweiges 108 abgepumpt wird und gleichzeitig das Gas mittels der Gaszuführung 106 geregelt zugeführt wird zum Bereitstellen (und beispielsweise Halten) des vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer 102.
In Beispiel 2 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 1, ferner Folgendes aufweisen: ein Verbindungsventil 202 zum vakuumtechnischen Verbinden der Schleusenkammer 102 mit einer Prozesskammer 302, wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus das Verbindungsventil 202 geöffnet wird, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer 102 erreicht ist.
In Beispiel 3 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 1 oder 2 optional aufweisen, dass die Pumpenanordnung 118 ein Hauptventil 204 (ein erstes Ventil) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Hauptabpumpzweiges 104 und mindestens ein Nebenventil 208 (mindestens ein zweites Ventil) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Nebenabpumpzweiges 108 aufweist.
In Beispiel 4 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 3 optional aufweisen, dass die Regelung derart eingerichtet ist, dass das Hauptventil 204 in dem ersten Modus geöffnet und in dem zweiten Modus geschlossen ist und dass das mindestens eine Nebenventil 204 in dem zweiten Modus geöffnet ist.
In Beispiel 5 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 3 oder 4 optional aufweisen, dass die Pumpenanordnung 118 eine gemeinsame Pumpe 218 aufweist zum Abpumpen der Schleusenkammer 102 mittels des Hauptabpumpzweiges 104 und mittels des Nebenabpumpzweiges 108.
In Beispiel 6 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 3 bis 5 optional aufweisen, dass die erste Saugleistung des Hauptabpumpzweiges 104 mittels des Hauptventils 204 eingestellt ist und dass die zweite Saugleistung des Nebenabpumpzweiges 108 mittels des Nebenventils 208 eingestellt ist.
In Beispiel 7 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 optional aufweisen, dass die Regelung derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer 102 in dem ersten Modus auf einen niedrigeren Druck abgepumpt wird als der vordefinierte Druck(, der in dem zweiten Modus angestrebt wird).
In Beispiel 8 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 7 ferner Folgendes aufweisen: einen Schleusenkammer-Drucksensor 212 zum Ermitteln eines Ist-Drucks in der Schleusenkammer 102.
In Beispiel 9 kann die Schleusenkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 8 optional aufweisen, dass die Gaszuführung 106 mindestens einen Massenflussregler 206 aufweist zum geregelten Zuführen des Gases basierend auf dem ermittelten Ist-Druck und dem vordefinierten Druck.
Beispiel 10 ist eine Prozessieranordnung 300 aufweisend: eine Prozesskammer 302 zum Prozessieren eines zu prozessierenden Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs 302p; mindestens eine Schleusenkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 9 zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in die Prozesskammer 302 hinein und/oder zum Ausschleusen eines in der Prozesskammer 302 prozessierten Substrats aus der Prozesskammer 302 heraus.
In Beispiel 11 kann die Prozessieranordnung 300 gemäß Beispiel 10 ferner Folgendes aufweisen: einen Prozesskammer-Drucksensor 312 zum Messen eines Ist-Drucks in der Prozesskammer 302.
In Beispiel 12 kann die Prozessieranordnung 300 gemäß Beispiel 10 oder 11 optional aufweisen, dass die Regelung der Schleusenkammeranordnung 100 derart eingerichtet ist, dass der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer 102 von einem Ist-Druck in der Prozesskammer 302 definiert ist.
In Beispiel 13 kann die Prozessieranordnung 300 gemäß einem der Beispiele 10 bis 12 optional aufweisen, dass ein Prozesskammervolumen der Prozesskammer 302 geringer als das zehnfache eines Schleusenkammervolumens der Schleusenkammer 102 ist.
In Beispiel 14 kann die Prozessieranordnung 300 gemäß einem der Beispiele 10 bis 13 optional aufweisen, dass die Regelung der mindestens einen Schleusenkammeranordnung 100 derart eingerichtet ist, dass das Verbindungsventil 202 zum Verbinden der Schleusenkammer 102 mit der Prozesskammer 302 geöffnet wird, wenn ein Ist-Druck in der Prozesskammer und ein Ist-Druck in der Schleusenkammer geringer als 1% voneinander abweichen.
In Beispiel 15 kann die Prozessieranordnung 300 gemäß einem der Beispiele 10 bis 13 optional aufweisen, dass die Regelung der mindestens einen Schleusenkammeranordnung 100 derart eingerichtet ist, dass das Verbindungsventil 202 zum Verbinden der Schleusenkammer 102 mit der Prozesskammer 302 geöffnet wird, wenn ein Ist-Druck in der Prozesskammer 0,1% größer ist aber weniger als 1% größer ist als ein Ist-Druck in der Schleusenkammer.
Beispiel 16 ist ein Verfahren 400 zum Betreiben (z.B. zum Abpumpen) einer Schleusenkammer, das Verfahren aufweisend: erstes Abpumpen der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung 410; anschließend zweites Abpumpen der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung 420, und, während des zweiten Abpumpens, geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer 430.
Beispiel 17 ist ein Verfahren 400 zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer prozessierten Substrats aus der Prozesskammer heraus, das Verfahren aufweisend: erstes Abpumpen der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung 410; anschließend zweites Abpumpen der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung 420, und, während des zweiten Abpumpens, geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer 430; und anschließend, Schleusen des Substrats aus der Schleusenkammer heraus oder in die Schleusenkammer hinein während der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer bereitgestellt ist.
In Beispiel 18 kann das Verfahren gemäß Beispiel 16 ferner Folgendes aufweisen: Einschleusen oder Ausschleusen des Substrats, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer erreicht ist.
In Beispiel 19 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 16 bis 18 optional aufweisen, dass das erste Abpumpen mittels eines Hauptabpumpzweiges 104 durch ein geöffnetes Hauptabpumpventil 204 hindurch erfolgt.
In Beispiel 20 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 16 bis 19 optional aufweisen, dass das zweite Abpumpen mittels eines Nebenabpumpzweiges 108 durch mindestens ein geöffnetes Nebenabpumpventil 208 hindurch bei geschlossenem Hauptabpumpventil 204 (anschaulich bei abgetrenntem Hauptabpumpzweig 104) erfolgt.
In Beispiel 21 kann das Verfahren gemäß Beispiel 20 optional aufweisen, dass das erste Abpumpen und das zweite Abpumpen der Schleusenkammer (102) wahlweise mittels des Hauptabpumpzweiges (104) und des Nebenabpumpzweiges (108) erfolgt, wobei diese an eine gemeinsame Pumpe (218) angeschlossen sind. Mit anderen Worten kann das erste Abpumpen und das zweite Abpumpen der Schleusenkammer mittels des Hauptabpumpzweiges (104) und des Nebenabpumpzweiges (108) mittels einer gemeinsamen Pumpe erfolgen.
In Beispiel 22 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 16 bis 21 optional aufweisen, dass das erste Abpumpen derart erfolgt, dass ein niedrigerer Druck in der Schleusenkammer bereitgestellt ist, als der vordefinierte Druck, und wobei anschließend das zweite Abpumpen erfolgt.
In Beispiel 23 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 16 bis 22 ferner Folgendes aufweisen: Ermitteln eines Ist-Drucks in der Schleusenkammer (102).
In Beispiel 24 kann das Verfahren gemäß Beispiel 23 optional aufweisen, dass das geregelte Zuführen des Gases in die Schleusenkammer 102 hinein basierend auf dem ermittelten Ist-Druck und dem vordefinierten Druck Soll-Druck erfolgt.
In Beispiel 25 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 16 bis 24 ferner Folgendes aufweisen: Ermitteln eines Ist-Drucks in der Prozesskammer (302).
In Beispiel 26 kann das Verfahren gemäß Beispiel 25 ferner Folgendes aufweisen: Verbinden der Schleusenkammer (102) mit der Prozesskammer (302), wenn (z.B. sobald) der Ist-Druck in der Prozesskammer (302) um 0,1% bis 1% größer ist als der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer (102).
In Beispiel 27 kann das Verfahren gemäß Beispiel 25 ferner Folgendes aufweisen: Verbinden der Schleusenkammer (102) mit der Prozesskammer (302), wenn (z.B. sobald) der Ist-Druck in der Prozesskammer (302) und der Ist-Druck in der Schleusenkammer (102) weniger als 1% voneinander abweichen.
Gemäß den vorangehend beschriebenen Beispielen kann - im zweiten Modus bzw. beim zweiten Abpumpen - der Nebenabpumpzweig 108 der einzige angeschlossene Abpumpkreis oder zumindest der Abpumpkreis mit der größten Saugleistung sein.
Gemäß den vorangehend beschriebenen Beispielen kann - im zweiten Modus bzw. beim zweiten Abpumpen - ein Differenzdrucksensor 312d zum Ermitteln eines Ist-Differenzdrucks zwischen einer Prozesskammer 302 und der Schleusenkammer 102 verwendet werden. Dabei kann die Regelung derart eingerichtet sein, dass diese auf dem Ist-Differenzdruck als Messgröße und/oder Regelgröße und einem vordefinieren Differenzdruck (z.B. weniger als 1 mbar, weniger als 0,1 mbar, weniger als 0,01 mbar, weniger als 0,001 mbar) als Führungsgröße basiert.

Claims

Schleusenkammeranordnung (100) zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in eine Prozesskammer (302) hinein und/oder zum Ausschleusen eines in einer Prozesskammer (302) prozessierten Substrats aus dieser heraus, die Schleusenkammeranordnung (100) aufweisend: • eine Schleusenkammer (102) zum Aufnehmen eines zu schleusenden Substrats; • eine Gaszuführung (106) zum geregelten Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer (102) hinein; • eine Pumpenanordnung (118) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102), wobei die Pumpenanordnung (118) einen Hauptabpumpzweig (104) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102) mit einer ersten Saugleistung und einen Nebenabpumpzweig (108) zum Abpumpen der Schleusenkammer (102) mit einer zweiten Saugleistung aufweist, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung; • eine Regelung (112), welche derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer (102) in einem ersten Modus mittels des Hauptabpumpzweiges (104) abgepumpt wird und dass in der Schleusenkammer (102) in einem zweiten Modus ein vordefinierter Druck bereitgestellt wird, • wobei die Regelung ferner eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus die Schleusenkammer (102) mittels des Nebenabpumpzweiges (108) abgepumpt wird und gleichzeitig das Gas mittels der Gaszuführung (106) geregelt zugeführt wird zum Bereitstellen des vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer (102).
Schleusenkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: • ein Verbindungsventil (202) zum vakuumtechnischen Verbinden der Schleusenkammer (102) mit einer Prozesskammer (302), wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass in dem zweiten Modus das Verbindungsventil (202) geöffnet wird, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer (102) erreicht ist.
Schleusenkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Pumpenanordnung (118) ein Hauptventil (204) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Hauptabpumpzweiges (104) und mindestens ein Nebenventil (208) zum wahlweisen Öffnen und Schließen des Nebenabpumpzweiges (108) aufweist; wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass das Hauptventil (204) in dem ersten Modus geöffnet und in dem zweiten Modus geschlossen ist und dass das mindestens eine Nebenventil (204) in dem zweiten Modus geöffnet ist.
Schleusenkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass die Schleusenkammer (102) in dem ersten Modus auf einen niedrigeren Druck abgepumpt wird als der vordefinierte Druck.
Schleusenkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: einen Schleusenkammer-Drucksensor (212) zum Ermitteln eines Ist-Drucks in der Schleusenkammer (102), wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass diese auf dem Ist-Druck als Messgröße und/oder Regelgröße und dem vordefinieren Druck als Führungsgröße basiert; und/oder einen Differenzdrucksensor (312d) zum Ermitteln eines Ist-Differenzdrucks zwischen einer Prozesskammer (302) und der Schleusenkammer (102), wobei die Regelung derart eingerichtet ist, dass diese auf dem Ist-Differenzdruck als Messgröße und/oder Regelgröße und einem vordefinieren Differenzdruck als Führungsgröße basiert.
Schleusenkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gaszuführung (106) mindestens einen Massenflussregler (206) aufweist zum geregelten Zuführen des Gases als Stellgröße basierend auf dem ermittelten Ist-Druck als Messgröße und/oder Regelgröße und dem vordefinierten Druck als Führungsgröße.
Prozessieranordnung (300) aufweisend: • eine Prozesskammer (302) zum Prozessieren eines zu prozessierenden Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs (302p); • mindestens eine Schleusenkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Einschleusen eines zu prozessierenden Substrats in die Prozesskammer (302) hinein und/oder zum Ausschleusen eines in der Prozesskammer (302) prozessierten Substrats aus der Prozesskammer (302) heraus.
Prozessieranordnung (300) gemäß Anspruch 7, wobei die Regelung der mindestens einen Schleusenkammeranordnung (100) derart eingerichtet ist, dass das Verbindungsventil (202) zum Verbinden der Schleusenkammer (102) mit der Prozesskammer (302) geöffnet wird, wenn ein Ist-Druck in der Prozesskammer und ein Ist-Druck in der Schleusenkammer weniger als 1% voneinander abweichen.
Verfahren (400) zum Betreiben einer Schleusenkammer, das Verfahren aufweisend: • erstes Abpumpen der Schleusenkammer mit einer ersten Saugleistung (410); anschließend • zweites Abpumpen der Schleusenkammer mit einer zweiten Saugleistung, wobei die zweite Saugleistung geringer ist als die erste Saugleistung (420), und, während des zweiten Abpumpens, • geregeltes Zuführen eines Gases in die Schleusenkammer hinein zum Bereitstellen eines vordefinierten Drucks in der Schleusenkammer (430).
Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: • Einschleusen des Substrats in die Schleusenkammer hinein oder Ausschleusen des Substrats aus der Schleusenkammer heraus, wenn der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer erreicht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das erste Abpumpen derart erfolgt, dass ein niedrigerer Druck in der Schleusenkammer bereitgestellt ist, als der vordefinierte Druck, und wobei anschließend das zweite Abpumpen erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend: Ermitteln eines Ist-Drucks in der Schleusenkammer; und Ermitteln eines Ist-Drucks in der Prozesskammer.
Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend: Verbinden der Schleusenkammer mit der Prozesskammer, wenn der Ist-Druck in der Prozesskammer um 0,1% bis 1% größer ist als der vordefinierte Druck in der Schleusenkammer; oder Verbinden der Schleusenkammer mit der Prozesskammer, wenn der Ist-Druck in der Prozesskammer und der Ist-Druck in der Schleusenkammer weniger als 1% voneinander abweichen.