DE102017116650A1

DE102017116650A1 - Prozessieranordnung und Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung

Info

Publication number: DE102017116650A1
Application number: DE102017116650.5A
Authority: DE
Inventors: Sven Heinrich; Michael Brandt; Daniel Stange; Damir MUCHAMEDJAROW
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
Also published as: US20190024229A1; MY192855A; US10947619B2

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung (100) Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer (102) zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs (111), wobei die Prozesskammer (102) eine obere Kammerwand (102o), eine untere Kammerwand (102u) und zwei seitliche Kammerwände (102s) aufweist; eine Isolierstruktur (106), welche zwischen dem Prozessierbereich (111) und jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs (111), wobei die Isolierstruktur (106) zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas (110) aus dem Prozessierbereich (111) in Richtung jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) durch die Isolierstruktur (106) hindurch aus dem Prozessierbereich (111) herausströmen kann; und einen Gaskanal (108), welcher zwischen der Isolierstruktur (106) und jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases (110), welches die Isolierstruktur (106) durchströmt.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Prozessieranordnung und ein Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung.
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 geringer Wasserpartialdruck in dem Prozessierbereich herrscht (d.h. anschaulich die Menge an Wasserdampf in dem Prozessierbereich gering ist), da Wasser beispielsweise Beschichtungsprozesse oder andere Prozesse stören kann.
Ferner kann es hilfreich sein, einen Prozessierbereich in einer Prozesskammer thermisch zu isolieren, d.h. eine thermische Isolierstruktur innerhalb der Prozesskammer vorzusehen. Dabei kann eine thermische Isolierstruktur beispielsweise aus einem porösen Material bestehen, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Allerdings kann ein poröses Material eine große Menge an Wasser vergleichsweise stark binden (als Adsorbat auf der inneren Oberfläche des porösen Materials), so dass eine Konditionierung der Prozesskammer, d.h. anschaulich das Einfahren der Prozesse (beispielsweise nach einer Wartung der Anlage) bis die gewünschten bzw. erforderlichen Bedingungen herrschen, eine vergleichsweise lange Zeit benötigen kann. Beispielsweise kann es notwendig sein, die Prozesskammer von innen mitsamt der thermischen Isolierstruktur mehrere Stunden auszuheizen und dabei abzupumpen, bis der Restgaspartialdruck des Wassers in einem angestrebten Bereich liegt.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Prozessieranordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben (z.B. zum Konditionieren) einer Prozessieranordnung bereitzustellen, die es ermöglichen, beim Betrieb (z.B. bei der ersten Inbetriebnahme und/oder nach einer Wartung) der Prozessieranordnung die erforderlichen bzw. gewünschten Prozessbedingungen möglichst schnell und kostengünstig zu erreichen. Dies kann zum einen mittels eines entsprechend eingerichteten Ausheizens der Prozesskammer (insbesondere des Ausheizens einer thermischen Isolierung, die in der Prozesskammer angeordnet ist) erfolgen und zum anderen mittels eines entsprechend bereitgestellten Gasflusses in dem Prozessierbereich, wobei diese Maßnahmen einzeln oder gleichzeitig realisiert sein können, um beispielsweise Wasserdampf oder andere störende Gase effizient aus dem Prozessierbereich bzw. der Prozesskammer zu entfernen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs, wobei die Prozesskammer eine obere Kammerwand, eine untere Kammerwand und zwei seitliche Kammerwände aufweist; eine Isolierstruktur, welche zwischen dem Prozessierbereich und jeweils der oberen Kammerwand, der unteren Kammerwand und den zwei seitlichen Kammerwänden angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs, wobei die Isolierstruktur zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas aus dem Prozessierbereich in Richtung jeweils der oberen Kammerwand, der unteren Kammerwand und den zwei seitlichen Kammerwänden durch die Isolierstruktur aus dem Prozessierbereich herausströmen kann; und einen Gaskanal, welcher zwischen der Isolierstruktur und jeweils der oberen Kammerwand, der unteren Kammerwand und den zwei seitlichen Kammerwänden angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases, welches die Isolierstruktur durchströmt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben (z.B. zum Konditionieren) einer Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: Betreiben einer Heizeranordnung und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb eines Prozessierbereichs der Prozessieranordnung und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich hin freiliegenden Oberfläche einer Isolierstruktur auf eine erste Temperatur; anschließend, Betreiben der Heizeranordnung und/oder der Prozessiervorrichtung und dadurch Heizen der zum Prozessierbereich hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur. Anschließend kann beispielsweise ein Substrat in dem Prozessierbereich (z.B. in einem Beschichtungsbereich) prozessiert (z.B. beschichtet) werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs; eine Isolierstruktur, welche zwischen dem Prozessierbereich und einer Innenkammerwandung der Prozesskammer angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs von der Prozesskammer; und eine Heizstruktur zum Heizen der Isolierstruktur, wobei die Isolierstruktur teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur und dem Prozessierbereich angeordnet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben (z.B. zum Konditionieren) einer Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: Betreiben einer Heizeranordnung und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb eines Prozessierbereichs einer Prozessieranordnung und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich hin freiliegenden Oberfläche einer Isolierstruktur; und, gleichzeitig, zusätzliches Heizen der Isolierstruktur mittels einer Heizstruktur, wobei die Isolierstruktur teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur und dem Prozessierbereich angeordnet ist. Anschließend kann beispielsweise ein Substrat in dem Prozessierbereich (z.B. in einem Beschichtungsbereich) prozessiert (z.B. beschichtet) werden.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1 eine Prozessieranordnung in einer schematischen Seiten- oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 eine Prozessieranordnung in einer schematischen Seiten- oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3A ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Prozessieranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3B verschiedene Temperaturverteilungen in einer thermischen Isolierung während eines Ausheizens und nach dem Ausheizen der Isolierung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4A und 4B jeweils eine Detaildarstellung einer Prozessieranordnung in einer schematischen Seiten- oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5A ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Prozessieranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
5B verschiedene Temperaturverteilungen in einer thermischen Isolierung während eines Ausheizens und nach dem Ausheizen der Isolierung, 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 Kupplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das hierin beschriebene Verfahren zum Betreiben (z.B. Konditionieren) einer Prozessieranordnung für Vakuumanlagen in einem Druckbereich von beispielsweise 0,1 mbar bis hin zu atmosphärischen Drücken bzw. bis hin zu Überdrücken verwendet werden. Sofern die Prozessieranordnung in einem Druckbereich von weniger als dem jeweiligen atmosphärischen Druck betrieben werden soll, ist die Prozesskammer entsprechend als Vakuumkammer eingerichtet.
Herkömmlicherweise wird ein Ausheizen von Vakuumkammern und der Einbauten für deren Betrieb im Hoch- und Ultrahochvakuumbereich verwendet. Für den Betrieb der Anlagen in diesem niedrigen Druckbereich müssen spezielle Materialien für alle Einbauten verwendet werden, die in diesem Druckbereich nur wenig ausgasen. Metalle mit niedrigem Dampfdruck kommen daher nicht zum Einsatz. Auch werden Hohlräume, die nicht ausreichend evakuiert werden können, vermieden, da diese ein sogenanntes virtuelles Leck erzeugen können, so dass in der Regel kein effizienter Betrieb der Anlage erfolgen kann. Daher kommen in diesen Anlagen im Hoch- und insbesondere Ultrahochvakuumbereich auch keine porösen Materialien zum Einsatz.
Im Hochvakuumbereich werden zur Wärmeisolation herkömmlicherweise Schirmbleche eingesetzt, die relativ zueinander in mehreren Lagen angeordnet werden können. Die Schirmbleche hindern beispielsweise eine Wärmeübertragung basierend auf Wärmestrahlung. Ein Spalt zwischen jeweils zwei benachbarten Schirmblechen hindert beispielsweise eine Wärmeübertragung basierend auf Wärmeleitung.
Sobald der Druck aber Werte um 0,1 mbar und darüber bis hin zu atmosphärischen Drücken erreicht, kommt Wärmeleitung und zunehmend auch freie Konvektionswärmeübertragung über das in der Prozesskammer befindliche Gas zum Tragen, so dass beispielsweise Schirmbleche allein keine genügende Wärmedämmung bewirken können.
In diesen Druckbereichen kann eine Wärmedämmung kostengünstig mit temperaturstabilen, hochporösen, meist keramischen Materialien erfolgen, jedoch mit dem Nachteil, dass aufgrund der sehr großen inneren Oberfläche der Wärmedämmung lange Konditionierzeiten zur Desorption von Wasser notwendig sein können. Insbesondere dann, wenn nur sehr kleine Wasserdampfverunreinigungen der Prozessgasatmosphäre toleriert werden können, kann die Wasserdampfdesorption in der Praxis je nach Anforderungen an den zulässigen Wasserdampfpartialdruck einige 10 Stunden in Anspruch nehmen, was beispielsweise die Anlagenverfügbarkeit enorm herabsetzt.
Maßnahmen zur Verkürzung der Konditionierzeiten insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Wasserdesorption im Inneren der Prozesskammer werden nachfolgend im Detail beschrieben. Des Weiteren werden Maßnahmen beschrieben, die geeignet sind, innerhalb der Prozessumgebung den Einfluss der Wasserdesorption auf die Prozessgasatmosphäre zu eliminieren bzw. zu reduzieren.
1 veranschaulicht eine Prozessieranordnung 100, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart eingerichtet ist, dass ein Einfluss von beispielsweise desorbiertem Wasserdampf auf die Prozessgasatmosphäre in der Prozessieranordnung 100 eliminiert bzw. reduziert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Prozesskammer 102 aufweisen zum Prozessieren eines Substrats (d.h. anschaulich eines geeigneten Prozessguts) innerhalb eines Prozessierbereichs 111. Der Prozessierbereich 111 ist innerhalb der Prozesskammer 102 entsprechend zum Prozessieren, z.B. Beschichten, eines Substrats oder mehrerer Substrate bereitgestellt. Dazu kann beispielsweise eine Prozessiervorrichtung, z.B. eine Beschichtungsvorrichtung, verwendet werden (nicht dargestellt). Ein Substrat kann beispielsweise stationär in dem Prozessierbereich 111 positioniert werden oder kontinuierlich durch den Prozessierbereich 111 hindurch transportiert werden. Der Transport eines zu prozessierenden Substrats kann mittels einer geeigneten Transportvorrichtung, z.B. mittels Transportrollen, Transportbändern, etc., erfolgen (nicht dargestellt), z.B. entlang einer Richtung senkrecht zu den dargestellten Richtungen 101, 103.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann die Prozesskammer beispielsweise eine obere Kammerwand 102o, eine untere Kammerwand 102u und zwei seitliche Kammerwände 102s aufweisen. Die obere Kammerwand 102o, die untere Kammerwand 102u und die zwei seitlichen Kammerwände 102s können beispielsweise einzelne Kammerwände sein, die miteinander zu einer geschlossenen Kammerwandung verbunden (z.B. verschweißt) sind. In analoger Weise können die obere Kammerwand 102o, die untere Kammerwand 102u und die zwei seitlichen Kammerwände 102s jeweils Abschnitte einer geschlossen umlaufenden Kammerwandung sein.
Dabei kann die Prozesskammer 102 bzw. die Kammerwandung der Prozesskammer 102 jede geeignete geometrische Form aufweisen, z.B. kann die Prozesskammer 102 bzw. die Kammerwandung der Prozesskammer 102 einen im Wesentlichen rechteckigen oder anderen polygonalen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise in 1 dargestellt ist. In ähnlicher Weise kann die Prozesskammer 102 bzw. die Kammerwandung der Prozesskammer 102 einen kreisrunden oder elliptischen Querschnitt aufweisen, oder andere geeignete Querschnittsformen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Isolierstruktur 106 aufweisen (auch als thermische Isolierung oder thermische Isolation bezeichnet), welche zwischen dem Prozessierbereich 111 und jeweils der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s angeordnet ist. Anschaulich ist die Isolierstruktur 106 derart relativ zu der Kammerwandung der Prozesskammer 102 angeordnet, dass der Prozessierbereich nach außen hin thermisch isoliert ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 ein thermisch isolierendes Material aufweisen. Beispielsweise kann die Isolierstruktur 106 ein keramisches Material aufweisen oder daraus bestehen. Ferner kann die Isolierstruktur 106 ein poröses Material aufweisen oder daraus bestehen, z.B. eine poröse Keramik. Ferner kann die Isolierstruktur 106 ein mehrlagiges Material aufweisen, wobei zumindest eine der Lagen thermisch isolierend ist. Ferner kann die Isolierstruktur 106 in Form eines mehrlagigen Strahlungsschildes ausgestaltet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet sein, dass ein Prozessgas 110 aus dem Prozessierbereich 111 in Richtung jeweils der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s durch die Isolierstruktur 106 hindurch aus dem Prozessierbereich 111 herausströmen kann.
Anschaulich kann somit innerhalb des Prozessierbereichs 111 eine Gasstromverteilung bereitgestellt sein oder werden, welche allseitig von dem Prozessierbereich 111 weg gerichtet ist. Somit kann verhindert oder vermindert werden, dass sich Wasserdampf, welcher beispielsweise von der Isolierstruktur 106 desorbiert, in Richtung des Prozessierbereichs 111 ausbreiten kann. Anschaulich kann mittels der Isolierstruktur 106 innerhalb des Prozessierbereichs 111 ein Überdruck gegenüber einem äußeren Bereich (der zwischen der Isolierstruktur 106 und der Prozesskammer 102 gebildet ist) bereitgestellt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 einen Gaskanal 108 zum Sammeln des Prozessgases 110, welches die Isolierstruktur 106 durchströmt, aufweisen. Dabei kann der Gaskanal 108 zwischen der Isolierstruktur 106 und der Kammerwandung der Prozesskammer 102 angeordnet sein, z.B. jeweils zwischen der Isolierstruktur 106 und der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gaskanal 108 derart relativ zu der gasdurchlässigen Isolierstruktur 106 angeordnet sein oder werden, dass das Prozessgas, welches die Isolierstruktur durchströmt, abgepumpt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gaskanal 108 mit einem ausreichend großen Querschnitt bereitgestellt sein oder werden, so dass ein Druckabfall über der Länge des Gaskanals 108 vernachlässigbar klein ist gegenüber dem Druckabfall über der gasdurchlässigen Isolierstruktur 106. Somit kann der Gaskanal 108 beispielsweise an einer oder auch an mehreren beliebigen Stellen abgepumpt werden, wobei gleichzeitig das allseitige Ausströmen des Prozessgases 110 durch die Isolierstruktur 106 hindurch aus dem Prozessierbereich 111 heraus gewährleistet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gaskanal 108 eine oder mehrere Abpumpöffnungen 108p aufweisen. Sofern mehrere Abpumpöffnungen 108p zum Abpumpen des Prozessgases 110 aus dem Gaskanal 108 verwendet werden, müssen diese nicht allseitig des Prozessierbereichs 111 angeordnet sein, sondern können nur auf einer, nur auf zwei oder nur auf drei Seiten des Prozessierbereichs 111 angeordnet sein oder werden.
Anschaulich kann die Absaugung des Prozessgases in den Außenraum der Prozesskammer 102 verlegt werden. Eine ausreichende Zahl von Abströmöffnungen in der Isolierstruktur 106 sorgt beispielsweise dafür, dass der desorbierte Wasserdampf das Prozessgut nicht erreicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Durchgangsöffnungen in jedem Abschnitt 106o, 106u, 106s der Isolierstruktur 106, der im Bereich der Kammerwände 102o, 102u, 102s angeordnet ist, bereitgestellt sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 eine Anordnung von Durchgangslöchern aufweisen, wobei mindestens ein Durchgangsloch (z.B. mit einem Durchmesser oder einer Breite von 1 cm) pro 100 cm² Fläche bereitgestellt ist. Ferner kann die Isolierstruktur 106 ein poröses, gasdurchlässiges Material aufweisen, z.B. eine offenporige Keramik.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 auch eine Vielzahl von Isolierkacheln aufweisen, die zu einer im Wesentlichen geschlossenen Isolierstruktur 106 zusammengesetzt sind. Dabei kann jeweils zwischen zwei benachbarten Isolierkacheln ein Spalt verbleiben, durch den das Prozessgas hindurch strömen kann. Ferner kann in jeder der Isolierkacheln mindestens ein Durchgangsloch bereitgestellt sein oder werden, so dass Prozessgas durch das mindestens eine Durchgangsloch hindurch strömen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein poröses Material eine Porosität von mehr als 10% aufweisen, z.B. eine Porosität in einem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 90%, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50% bis ungefähr 90%.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 auch eine Vielzahl von Durchgangslöchern und/oder Spalten (auch als Abströmöffnungen bezeichnet) aufweisen, die in einem vordefinierten Raster bzw. Muster angeordnet sind.
Sofern die jeweiligen Abströmöffnungen in einem Abstand voneinander angeordnet sind, werden die inneren Isolationsflächen der Isolierstruktur 106 beispielsweise von dem Prozessgas laminar umströmt, wobei somit der desorbierte Wasserdampf aufgenommen wird bzw. das Prozessgut vor dem desorbierten Wasserdampf abgeschirmt wird. Voraussetzung ist, dass der Druck genügend hoch ist, so dass eine viskose Strömung erreicht wird. Dazu kann beispielsweise in dem Prozessierbereich 111 ein Druck von mindestens 1 mbar bereitgestellt sein oder werden. Die Drucksteuerung bzw. die Druckregelung kann mittels einer Prozessgaszuführung und einer entsprechend eingerichteten Gasflusssteuerung bzw. Gasflussregelung erfolgen. Gleichzeitig oder alternativ dazu kann auch das Abpumpen des Prozessgases aus dem Prozessierbereich 111 bzw. dem Gaskanal 108 gesteuert bzw. geregelt erfolgen, z.B. mittels einer Steuerung oder Regelung der Saugleistung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 derart eingerichtet sein, dass ein Substrat in dem Prozessierbereich 111 möglichst homogen mit einem Prozessgas (z.B. einem Trägergas und/oder einem Materialdampf) beströmt werden kann, wobei möglichst kein (störendes) Gas von außen in den Prozessierbereich 111 eindringen kann bzw. kein (störendes) Gas von der Isolierstruktur 106 nach innen in Richtung des Prozessierbereichs 111 strömen kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gaskanal 108 ringförmig umlaufend eingerichtet sein, wie beispielsweise in 1 dargestellt ist. Alternativ dazu kann der Gaskanal 108 auch segmentiert sein.
2 veranschaulicht eine Prozessieranordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann die Prozessieranordnung 100 in ähnlicher Weise ausgestaltet sein, wie die in 1 dargestellte Prozessieranordnung 100. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Prozessgas innerhalb des Prozessierbereichs 111 in die Prozesskammer 102 eingeleitet werden, z.B. mittels einer Prozessgasführung 214.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumpumpenanordnung 216 zum Evakuieren bzw. Abpumpen des Gaskanals 108 verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Isolierstruktur 106 und der Gaskanal 108 derart eingerichtet sein oder werden, dass der Strömungswiderstand durch die Abströmöffnungen 206 der Isolierstruktur 106 hindurch größer ist als durch den Gaskanal 108 hindurch (z.B. mehr als doppelt so groß oder mehr als zehnmal so groß). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Durchmesser oder eine Breite des Gaskanals 108 größer sein als ein Durchmesser oder eine Breite der jeweiligen Abströmöffnungen 206 der Isolierstruktur 106 (z.B. mehr als doppelt so groß oder mehr als zehnmal so groß). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Öffnungsquerschnittsfläche des Gaskanals 108 größer sein als eine Öffnungsquerschnittsfläche der jeweiligen Abströmöffnungen 206 der Isolierstruktur 106 (z.B. mehr als doppelt so groß oder mehr als zehnmal so groß). Somit können beispielsweise die Saugverhältnisse in dem Prozessierbereich 111 aufgrund der unterschiedlichen Strömungswiderstände stabilisiert sein oder werden.
Eine Desorption von Wasser, das im Falle von porösen Dämmstoffen sehr große innere Oberflächen belegen kann, kann mittels Temperns ausgetrieben werden. Der Desorptionsfortschritt ist eine Funktion der Zeit sowie der Temperatur. Bekanntermaßen hat insbesondere die Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Desorptionsrate. Ferner definiert die Temperatur im Wesentlichen die Bindungsenergie der verbleibenden adsorbierten Teilchen, d.h. Teilchen, die nach einem Hochtemperatur-Tempern noch adsorbiert sind, sind im Wesentlichen stark an die Oberfläche gebunden, und verlassen somit die Oberfläche bei niedrigeren Temperaturen kaum, was zu einem drastischen Rückgang der Desorptionsrate nach einem Tempern führt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Einbauten in der Prozesskammer 102 und/oder auch zumindest abschnittsweise die Prozesskammer 102 selbst über eine spätere Betriebstemperatur hinaus aufgeheizt werden, sodass das Wasser mit einer hohen Rate desorbiert wird. Nach einer vordefinierten Haltezeit bei erhöhter Temperatur kann die niedrigere Prozesstemperatur eingestellt werden.
Die Desorptionsrate kann sich dabei um mehrere Größenordnungen verringern. Man kann auf diesem Wege Wasserdampf-Partialdrücke erreichen, die ohne Ausheizen enorm lange Abpumpzeiten in Anspruch nehmen würden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Prozessieranordnung 100 bereitgestellt, die derart eingerichtet ist, dass deren inneren Einbauten, insbesondere eine thermische Isolierstruktur 106, in möglichst kurzer Zeit durchgewärmt werden können, sodass, wie vorangehend beschrieben ist, bei einem Tempern das Wasser und andere Adsorbate effizient ausgetrieben werden können. Das betrifft insbesondere die in der Hochvakuumtechnik verwendeten Schirmisolationen sowie Dämmstoffe, z.B. porige keramische Werkstoffe, oder andere Isolierstrukturen 106.
Wie in 2 veranschaulicht ist, kann ein Substrat 220 (z.B. jedes geeignete Prozessgut) in dem Prozessierbereich 111 positioniert sein oder werden. Nach dem Konditionieren der Prozessieranordnung 100 kann das Substrat 220 in dem Prozessierbereich 111 mittels einer entsprechend eingerichteten Prozessiervorrichtung prozessiert werden (nicht dargestellt).
3 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben bzw. Konditionieren einer Prozessieranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann das Verfahren 300 beispielsweise zum Betreiben der vorangehend beschriebenen Prozessieranordnung 100 Folgendes aufweisen: Betreiben einer Heizeranordnung (welche beispielsweise eingerichtet ist, die Isolierstruktur 106 direkt oder indirekt zu erwärmen) und/oder einer Prozessiervorrichtung (die eingerichtet ist, ein Substrat in dem Prozessierbereich 111 zu prozessieren, wobei gleichzeitig die Isolierstruktur 106 erwärmt wird) innerhalb des Prozessierbereichs 111 und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106 auf eine erste Temperatur; und, anschließend, in 320, Betreiben der Heizeranordnung und/oder der Prozessiervorrichtung und dadurch Heizen der zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106 auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur.
Mit anderen Worten kann das Verfahren 300 beispielsweise Folgendes aufweisen: in 310, Betreiben einer Heizeranordnung und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb eines Prozessierbereichs 111 einer Prozesskammer 102 und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche einer Isolierstruktur 106, welche beispielsweise den Prozessierbereich 111 umgibt, auf eine erste Temperatur; und in 320, Betreiben der Heizeranordnung und/oder der Prozessiervorrichtung und dadurch Heizen der zum Prozessierbereich hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur.
Anschließend kann beispielsweise ein Substrat in dem Prozessierbereich (z.B. in einem Beschichtungsbereich) prozessiert (z.B. beschichtet) werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die Einbauten in der Prozesskammer 102 aus Richtung des Prozessierbereichs 111, d.h. anschaulich von Innen, erwärmt. Dazu kann in oder an dem Prozessierbereich 111 eine Heizeranordnung und/oder eine andere Prozessiervorrichtung (z.B. eine Beschichtungsvorrichtung) betrieben werden. Prozessiervorrichtungen, wie beispielsweise Magnetrons zum Magnetronsputtern, Elektronenstrahlverdampfer, thermische Verdampfer, oder Ähnliches, können beispielsweise selbst genügend Wärme erzeugen, um den Prozessierbereich 111 aufzuheizen. Eine Heizeranordnung kann beispielsweise zusätzlich zu einer Prozessiervorrichtung verwendet werden oder Teil der Prozessiervorrichtung sein.
Die Heizung, die sich im Inneren der Wärmeisolation befindet, beheizt beispielsweise eine Innenseite der Isolierstruktur 106, z.B. die Innenbleche einer mehrlagigen Schirmisolation bzw. die innere Oberfläche eines Isolierstoffs. Während die innere Schirmlagen bzw. die oberflächennahen Bereiche des Isolierstoffs vergleichsweise schnell auf die Ausheiztemperatur gebracht werden können, nehmen allerdings die außenliegenden Schirmlagen bzw. Isolierstoffbereiche erst nach längerer Zeit höhere Temperaturen an.
3B zeigt in einem beispielhaften Diagramm das Aufheizverhalten 300a einer keramischen Isolation mittlerer thermischer Masse (Wärmeleitkoeffizient 0,35 W/m·K, Dichte 800 kg/m³; spezifische Wärmekapazität 1000 Ws/kg·K), gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In diesem Beispiel weist die keramische Isolierstruktur 106 eine Dicke von 100 mm auf. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Isolierstruktur 106 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 500 mm aufweisen.
Wie in 3B veranschaulicht ist, gleicht sich die Temperatur der Innenseite der Isolierstruktur 106 (im Diagramm bei 0 mm) schnell an die Heiztemperatur an, wenn diese von Innen geheizt wird. Allerdings kann es schwierig sein, die Außenseite der Isolierstruktur 106 (im Diagramm bei 100 mm) effizient aufzuheizen, wenn die Isolierstruktur 106 nur von Innen geheizt wird.
Nach einigen Stunden wird eine Gleichgewichtstemperaturverteilung 300b erreicht, beispielsweise für eine Heiztemperatur von 600°C dargestellt. Die Gleichgewichtstemperaturverteilung 300b stellt sich beispielsweise ab einer Heizdauer von ungefähr 3 h ein. Erkenntlich wird, dass ein Ausheizen einer Isolierstruktur 106 eine vergleichsweise lange Aufheizzeit benötigen kann und dass möglicherweise die Außenseite der Isolierstruktur 106 nicht ausreichend stark erwärmt wird, um das Wasser effizient aus der Isolierstruktur 106 auszutreiben.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Materialien als Isolation verwendet werden, die weitaus schnellere Aufheizzeiten ermöglichen. Diese Materialien weisen beispielsweise eine geringe Dichte bzw. eine hohe Porosität auf. Allerdings können derartige Materialien mechanisch weniger stabil sein und beispielsweise ohne eine Versiegelung zur Absonderung von Partikeln neigen. Sofern die verwendeten Materialien nicht eigenstabil sind, können beispielsweise Kassetten vorgesehen werden, die die Isolation halten und die Isolationsoberfläche mindestens auf der dem Prozess zugewandten Seite mit geeigneten Materialien verkleiden. Die Nutzung dieser Materialien kann wegen des erhöhten Aufwands ökonomisch nachteilig sein. Prinzipiell sind Isolationsmaterialien anzustreben, die bei guter Wärmedämmung eine Minimierung der Energiekosten ermöglichen. Des Weiteren sollen möglichst geringe Wärmekapazitäten des Isolationsmaterials angestrebt werden. Dadurch können die Aufheizzeiten verkürzt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann berücksichtigt werden, dass auch eine kurze Abkühlzeit möglich ist und damit ohne lange Wartezeiten die Anlagenwartung vorgenommen werden kann. Bei Isolationskonzepten kann eine Abwägung der geschilderten Vor- und Nachteile erfolgen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall.
Um den Wasserdesorptionsprozess zu verkürzen, kann ein gezieltes Überheizen 300c der Isolierstruktur 106 erfolgen, und zwar über die gesamte Dicke der Isolierstruktur 106. Das ist zunächst beispielsweise dadurch möglich, indem das Heizen mit einer Temperatur von beispielsweise 700°C über einen Zeitraum von beispielsweise ungefähr 3 h erfolgt. Dabei wird die Isolierstruktur 106 über deren gesamter Dicke auf eine Temperatur gebracht, die über der Temperatur unter Prozessbedingungen liegt (z.B. bei 600°C). Höhere Ausheiztemperaturen beschleunigen die Desorption. Die Grenztemperatur der Heizung sowie der Prozesseinbauten limitiert beispielsweise die maximal mögliche Aufheiztemperatur.
Im Folgenden werden Ausgestaltungen einer Prozessieranordnung 100 beschrieben, welche es ermöglichen, den Desorptionsprozess erheblich zu beschleunigen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine zusätzliche Heizung zum Erwärmen der Isolierstruktur 106 im Bereich der Außenseite verwendet. Durch eine Beheizung der Isolierstruktur 106 von zwei einander gegenüberliegenden Seiten können erheblich höhere Temperaturen im Isolationsvolumen erreicht werden, wie beispielsweise in 5B veranschaulicht ist, und das innerhalb weitaus kürzerer Zeiten, im dargestellten Beispiel in der Hälfte der Zeit.
Je höher die Temperatur der Isolierstruktur 106 ist, desto effektiver kann die Desorption erfolgen, gemäß dem Arrhenius-Verhalten bzgl. Temperatur und Zeit. Bei Temperaturen, die erheblich über der Gleichgewichtstemperaturverteilung in der Isolierstruktur 106 liegen, kann demzufolge die Haltezeit bei erhöhter Temperatur ganz erheblich verkürzt werden, was die Anlagenverfügbarkeit erhöht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Beheizung der Isolierstruktur 106 im Außenbereich erfolgen, d.h. in einem dem Prozessierbereich 111 abgewandten Bereich der Isolierstruktur 106. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise die Außenseite mit einer Flächenheizung belegt sein oder werden. Zum Heizen der Isolierstruktur 106 kann beispielsweise eine in Mäanderform verlegte Heizleitung verwendet werden. Dabei können sogenannte mineralisolierte Heizleitungen verwendet werden. Ferner kann zumindest ein Heizdraht aus Kanthal verwendet werden, z.B. aus einer Legierung aufweisend Eisen, Chrom und Aluminium oder aus einer Kupfer/Nickel-basierten Legierung. Dabei kann beispielsweise ein nackter Heizdraht verlegt sein oder werden, wobei ein Heizdrahtträger verwendet wird (das kann beispielsweise die Isolation sein), wobei der Heizdrahtträger beispielsweise aus elektrisch isolierendem Material und hochtemperaturbeständig eingerichtet sein kann. Auch Einzelheizkörper können genutzt werden. Da eine homogene Temperaturverteilung über die laterale Ausdehnung der Isolierstruktur 106 nicht erforderlich ist, können vergleichsweise große Abstände der Heizkörper zueinander gewählt werden, um dem Investitionsaufwand möglichst gering zu halten. Die äußeren Heizer können zur Minimierung der Abstrahlung in Richtung der Prozesskammer 102 bzw. der Kammerwand abgeschirmt sein oder werden. Diese Abschirmung kann mittels einer Blechlage oder mehrerer Blechlagen erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kammerwandkühlung an die erhöhte Wärmelast während des Überheizens angepasst sein oder werden. Die Heizkörper können vorteilhaft auch in Gräben, die in die äußere Isolationsoberfläche eingearbeitet sind, eingelassen werden. Sinnvoll können die Heizkörper in einzelnen Fällen auch in das Isolationsvolumen eingelassen werden, etwa in Aussparungen, Hohlräumen, etc.
4A und 4B veranschaulichen jeweils eine Prozessieranordnung in einer schematischen Detailansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann die Prozessieranordnung 100 eine Prozesskammer 102 aufweisen zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs 111, beispielsweise eine Prozesskammer 102 wie vorangehend beschrieben ist. Ferner kann die Prozessieranordnung 100 eine Isolierstruktur 106 aufweisen, beispielsweise eine Isolierstruktur 106 wie vorangehend beschrieben ist, wobei die Isolierstruktur 106 zwischen dem Prozessierbereich 110 und einer Innenkammerwandung 102w der Prozesskammer 102 angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs 111 von der Prozesskammer 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Heizstruktur 408 zum Heizen der Isolierstruktur 106 aufweisen, wobei die Isolierstruktur 106 teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur 408 und dem Prozessierbereich 111 angeordnet ist.
Zwischen der Heizstruktur 408 und der Kammerwandung 102w der Prozesskammer 102 kann eine thermische Abschirmung 410 eingerichtet sein.
Wie beispielsweise in 4B veranschaulicht ist, kann eine Heizeranordnung 418 auf einer ersten Seite der Isolierstruktur 106 (z.B. auf einer Innenseite 106i, die dem Prozessierbereich 111 zugewandt ist) angeordnet sein oder werden. Mit dieser Heizeranordnung 418 kann die Isolierstruktur 106 aus einer ersten Richtung erwärmt werden. Ferner kann die Heizstruktur 408 auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Isolierstruktur 106 (z.B. einer Außenseite 106a, die von dem Prozessierbereich 111 abgewandt ist) angeordnet sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Heizeranordnung 418 eine separate Heizung sein, die nur dem Heizen der Isolierstruktur 106 dient, oder die Heizeranordnung 418 kann Teil einer Prozessiervorrichtung sein, mittels der Substrate in dem Prozessierbereich 111 prozessiert, z.B. beschichtet, werden.
5A veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Betreiben bzw. Konditionieren einer Prozessieranordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann das Verfahren 500 beispielsweise zum Betreiben der vorangehend beschriebenen Prozessieranordnung 100 Folgendes aufweisen: in 510, Betreiben einer Heizeranordnung 418 und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb des Prozessierbereichs 111 und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106; und, gleichzeitig, zusätzliches Heizen der Isolierstruktur 106 mittels der Heizstruktur 408.
5B zeigt in einem beispielhaften Diagramm das Aufheizverhalten 300a, 300b, 300c einer keramischen Isolation mittlerer thermischer Masse, wie vorangehend beschrieben ist, und zusätzlich ein Aufheizverhalten 500a für den Fall, dass eine zusätzliche Heizstruktur 408 verwendet wird, wie in 4A, 4B dargestellt ist und wie es gemäß dem Verfahren 500 erfolgen kann.
Wie in 5B veranschaulicht ist, kann somit auch die Außenseite der Isolierstruktur 106 auf eine genügend hohe Ausheiztemperatur gebracht werden, so dass beispielsweise Wasser oder andere Adsorbate aus der Isolierstruktur 106 ausgetrieben werden kann/können. Dabei zeigt die Kurve 500a anschaulich ein beispielhaftes Ausheizprofil für Temperaturen von 700°C auf der Innenseite der Isolierstruktur 106 (bei 0 mm) und von 400°C auf der Außenseite der Isolierstruktur 106 (bei 100 mm). Das Temperaturprofil 500a stellt sich bereits nach einer Heizdauer von ca. 1,5 h ein, d.h. die Isolierstruktur 106 kann wesentlich schneller durchgewärmt werden, verglichen mit dem Temperaturprofil 300c für ein einseitiges Heizen der Isolierstruktur 106 bei 700°C und 3 h Heizdauer.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf das vorangehend Beschriebene und Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Prozessieranordnung 100 aufweisend: eine Prozesskammer 102 zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs 111, wobei die Prozesskammer 102 eine obere Kammerwand 102o, eine untere Kammerwand 102u und zwei seitliche Kammerwände 102s aufweist; eine Isolierstruktur 106, welche zwischen dem Prozessierbereich 111 und jeweils der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs 111, wobei die Isolierstruktur 106 zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas 110 aus dem Prozessierbereich 111 in Richtung jeweils der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s durch die Isolierstruktur 106 hindurch aus dem Prozessierbereich 111 herausströmen kann; und einen Gaskanal 108, welcher zwischen der Isolierstruktur 106 und jeweils der oberen Kammerwand 102o, der unteren Kammerwand 102u und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases 110, welches die Isolierstruktur 106 durchströmt.
Die Isolierstruktur 106 kann einen oberen Abschnitt 106o aufweisen, welcher zwischen dem Prozessierbereich 111 und der oberen Kammerwand 102o angeordnet ist, sowie einen unteren Abschnitt 106u, welcher zwischen dem Prozessierbereich 111 und der unteren Kammerwand 102u angeordnet ist und zwei seitliche Abschnitte 106s, welche jeweils zwischen dem Prozessierbereich 111 und den zwei seitlichen Kammerwänden 102s angeordnet sind zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs 111 von der Prozesskammer 102. Die Isolierstruktur 106 kann von innen nach außen durchgehende Kanäle, Durchgangslöcher bzw. Spalte (auch als Abströmöffnungen bezeichnet) aufweisen, durch welche hindurch ein Gas die Isolierstruktur 106 durchströmen kann. Die Isolierstruktur 106 kann sich entlang der Kammerinnenwandung erstreckten. Die Isolierstruktur 106 kann den Prozessierbereich 111 im Wesentlichen (z.B. radial zur Transportrichtung) vollständig umgeben.
In Beispiel 2 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 1 ferner aufweisen, dass die Isolierstruktur 106 und der Gaskanal 108 derart eingerichtet sind, dass der Strömungswiderstand durch die Isolierstruktur 106 hindurch größer ist als durch den Gaskanal 108 hindurch. Der Strömungswiderstand durch die Isolierstruktur 106 hindurch kann mehr als doppelt so groß oder mehr als zehnmal so groß sein wie durch den Gaskanal 108 hindurch.
In Beispiel 3 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 1 oder 2 ferner aufweisen, dass der Gaskanal 108 mindestens eine Abpumpöffnung 206 aufweist zum Abpumpen des Gaskanals 108 mittels einer Vakuumpumpenanordnung 216.
In Beispiel 4 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 ferner eine Prozessgasführung 214 aufweisen zum Einleiten des Prozessgases 110 in den Prozessierbereich 111.
In Beispiel 5 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 4 ferner eine Vakuumpumpenanordnung 216 aufweisen zum Evakuieren des Gaskanals 108. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumpumpenanordnung 216 direkt oder indirekt (z.B. über ein oder mehrere Vakuumversorgungsrohre) mit dem Gaskanal 108 gekuppelt sein.
In Beispiel 6 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 5 aufweisen, dass die Prozessgasführung 214 und die Vakuumpumpenanordnung 216 derart eingerichtet sind, dass in dem Prozessierbereich 111 ein Druck von mehr als 1 mbar bereitgestellt ist. Ferner können die Prozessgasführung 214 und die Vakuumpumpenanordnung 216 derart eingerichtet sein, dass in dem Gaskanal 108 (z.B. in jedem Bereich innerhalb des Gaskanals 108) ein geringerer Druck bereitgestellt ist als in dem Prozessierbereich 111.
In Beispiel 7 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 6 aufweisen, dass die Vakuumpumpenanordnung 216 derart eingerichtet ist, dass diese nur von einer Seite der Prozesskammer 102 aus in den Gaskanal 108 zugreift.
In Beispiel 8 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 7 ferner eine Heizstruktur 408 aufweisen zum Heizen der Isolierstruktur 106.
In Beispiel 9 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 8 aufweisen, dass die Isolierstruktur 106 teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur 408 und dem Prozessierbereich 111 angeordnet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Heizstruktur 408 an einer Außenseite der Isolierstruktur 106 angeordnet sein. Ferner kann die Heizstruktur 408 teilweise oder vollständig in die Isolierstruktur 106 eingebettet sein.
Beispiel 10 ist eine Prozessieranordnung 100, aufweisend: eine Prozesskammer 102 zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs 111; eine Isolierstruktur 106, welche zwischen dem Prozessierbereich 111 und einer Innenkammerwandung 102w der Prozesskammer 102 angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs 111 von der Prozesskammer 102; und eine Heizstruktur 408 zum Heizen der Isolierstruktur 106, wobei die Isolierstruktur 106 teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur 408 und dem Prozessierbereich 111 angeordnet ist.
In Beispiel 11 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 10 aufweisen, dass die Isolierstruktur 106 zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas 110 aus dem Prozessierbereich 111 in Richtung der Innenkammerwandung 102w durch die Isolierstruktur 106 hindurch aus dem Prozessierbereich 111 herausströmen kann.
In Beispiel 12 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 11 ferner einen Gaskanal 108 aufweisen, welcher zwischen der Isolierstruktur 106 und der Innenkammerwandung 102w angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases 110, welches die Isolierstruktur 106 durchströmt.
In Beispiel 13 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, ferner eine Prozessiervorrichtung aufweisen zum Prozessieren eines Substrats 220 innerhalb des Prozessierbereichs 111.
In Beispiel 14 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, ferner eine Beschichtungsvorrichtung aufweisen zum Beschichten eines Substrats 220 innerhalb des Prozessierbereichs 111.
In Beispiel 15 kann die Prozessieranordnung 100 gemäß Beispiel 14 aufweisen, dass die Beschichtungsvorrichtung eingerichtet ist, ein pulverförmiges Material mittels des Prozessgases 110 in den Prozessierbereich 111 einzubringen und das pulverförmige Material innerhalb des Prozessierbereichs 111 zu verdampfen zum Beschichten des Substrats mittels des verdampften Materials.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Prozessgas 110 gemäß den vorangehenden Beispielen ein Inertgas (z.B. Argon, Helium, Stickstoff, etc.) oder ein Reaktivgas (z.B. Sauerstoff, Wasserstoff, etc.) sein oder aufweisen.
Beispiel 16 ist ein Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, das Verfahren aufweisend: Betreiben einer Heizeranordnung 418 und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb des Prozessierbereichs 111 und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106 auf eine erste Temperatur; und anschließend, Betreiben der Heizeranordnung 418 und/oder der Prozessiervorrichtung und dadurch Heizen der zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106 auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Temperatur mehr als 50°C oder mehr als 100°C höher sein, als die zweite Temperatur. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Temperatur für eine Heizdauer von mehr als 1 h bereitgestellt sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Temperatur in einem Bereich von ungefähr 400°C bis ungefähr 650°C liegen.
Beispiel 17 ist ein Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 8 bis 12, das Verfahren aufweisend: Betreiben einer Heizeranordnung 418 und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb des Prozessierbereichs 111 und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich 111 hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur 106; und, gleichzeitig, zusätzliches Heizen der Isolierstruktur 106 mittels der Heizstruktur 408.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Heizen von innen mit einer höheren Temperatur erfolgen als das zusätzliche Heizen von außen mittels der Heizstruktur 408.

Claims

Prozessieranordnung (100), aufweisend: • eine Prozesskammer (102) zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs (111), wobei die Prozesskammer (102) eine obere Kammerwand (102o), eine untere Kammerwand (102u) und zwei seitliche Kammerwände (102s) aufweist; • eine Isolierstruktur (106), welche zwischen dem Prozessierbereich (111) und jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs (111), wobei die Isolierstruktur (106) zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas (110) aus dem Prozessierbereich (111) in Richtung jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) durch die Isolierstruktur (106) hindurch aus dem Prozessierbereich (111) herausströmen kann; und • einen Gaskanal (108), welcher zwischen der Isolierstruktur (106) und jeweils der oberen Kammerwand (102o), der unteren Kammerwand (102u) und den zwei seitlichen Kammerwänden (102s) angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases (110), welches die Isolierstruktur (106) durchströmt.
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Isolierstruktur (106) und der Gaskanal (108) derart eingerichtet sind, dass der Strömungswiderstand durch die Isolierstruktur (106) hindurch größer ist als durch den Gaskanal (108) hindurch.
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Gaskanal (108) mindestens eine Abpumpöffnung (206) aufweist zum Abpumpen des Gaskanals (108) mittels einer Vakuumpumpenanordnung (216).
Prozessieranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Prozessgasführung (214) zum Einleiten des Prozessgases (110) in den Prozessierbereich (111).
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: eine Vakuumpumpenanordnung (216) zum Evakuieren des Gaskanals (108).
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 5, wobei die Prozessgasführung (214) und die Vakuumpumpenanordnung (216) derart eingerichtet sind, dass in dem Prozessierbereich (111) ein Druck von mehr als 1 mbar bereitgestellt ist, und vorzugsweise, dass in dem Gaskanal (108) ein geringerer Druck bereitgestellt ist als in dem Prozessierbereich (111).
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 6, wobei die Vakuumpumpenanordnung (216) derart eingerichtet ist, dass diese nur von einer Seite der Prozesskammer (102) aus in den Gaskanal (108) zugreift.
Prozessieranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Heizstruktur (408) zum Heizen der Isolierstruktur (106) .
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 8, wobei die Isolierstruktur (106) teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur (408) und dem Prozessierbereich (111) angeordnet ist.
Prozessieranordnung (100), aufweisend: • eine Prozesskammer (102) zum Prozessieren eines Substrats innerhalb eines Prozessierbereichs (111); • eine Isolierstruktur (106), welche zwischen dem Prozessierbereich (111) und einer Innenkammerwandung (102w) der Prozesskammer (102) angeordnet ist zum thermischen Isolieren des Prozessierbereichs (111) von der Prozesskammer (102); und • eine Heizstruktur (408) zum Heizen der Isolierstruktur (106), wobei die Isolierstruktur (106) teilweise oder vollständig zwischen der Heizstruktur (408) und dem Prozessierbereich (111) angeordnet ist.
Prozessieranordnung (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Isolierstruktur (106) zumindest abschnittsweise gasdurchlässig derart eingerichtet ist, dass ein Prozessgas (110) aus dem Prozessierbereich (111) in Richtung der Innenkammerwandung (102w) durch die Isolierstruktur (106) hindurch aus dem Prozessierbereich (111) herausströmen kann, wobei die Prozessieranordnung (100) vorzugsweise ferner einen Gaskanal (108) aufweist, welcher zwischen der Isolierstruktur (106) und der Innenkammerwandung (102w) angeordnet ist zum Abpumpen des Prozessgases (110), welches die Isolierstruktur (106) durchströmt.
Prozessieranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: eine Prozessiervorrichtung zum Prozessieren eines Substrats (220) innerhalb des Prozessierbereichs (111).
Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, das Verfahren aufweisend: • Betreiben einer Heizeranordnung (418) und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb des Prozessierbereichs (111) und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich (111) hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur (106) auf eine erste Temperatur; und anschließend, • Betreiben der Heizeranordnung (418) und/oder der Prozessiervorrichtung und dadurch Heizen der zum Prozessierbereich (111) hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur (106) auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur.
Verfahren zum Konditionieren einer Prozessieranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, das Verfahren aufweisend: • Betreiben einer Heizeranordnung (418) und/oder einer Prozessiervorrichtung innerhalb des Prozessierbereichs (111) und dadurch Heizen einer zum Prozessierbereich (111) hin freiliegenden Oberfläche der Isolierstruktur (106); und, gleichzeitig, • zusätzliches Heizen der Isolierstruktur (106) mittels der Heizstruktur (408).