DE102017122950A1

DE102017122950A1 - Vakuumkammeranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Vakuumanordnung

Info

Publication number: DE102017122950A1
Application number: DE102017122950.7A
Authority: DE
Inventors: Georg Laimer; Lutz GOTTSMANN
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-04

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumkammeranordnung (100) aufweisen: eine Vakuumkammer (102), und eine im Inneren der Vakuumkammer (102) angeordnete Substrathalteanordnung (104) aufweisend: einen Substrathalter (110) zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats, ein Versorgungsgehäuse (108), mindestens eine Versorgungsstruktur (108s), welche in dem Versorgungsgehäuse (108) angeordnet ist, zum Versorgen des Substrathalters (110) mit mindestens einem Versorgungsmedium, wobei das Versorgungsgehäuse zum Inneren der Vakuumkammer hin gasdurchlässig eingerichtet ist, und eine Gaszuführung (300), die zum Einleiten eines Gases in das Versorgungsgehäuse (108) und zum Erzeugen eines Gasflusses aus dem Versorgungsgehäuse in das Innere der Vakuumkammer eingerichtet ist.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Vakuumkammeranordnung bzw. eine Vakuumprozessier-Anordnung oder eine Vakuumbeschichtungsanordnung.
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. Herkömmlicherweise können Substrate beispielsweise mittels einer Prozessiervorrichtung, z.B. einer Vakuum-Prozessieranlage, einer Atmosphärendruck-Prozessieranlage oder einer Überdruck-Prozessieranlage, einzeln oder im Verbund prozessiert werden.
Zum Prozessieren der jeweiligen Substrate in einer Vakuumkammer wird nach dem Prozessieren der Substrate die Vakuumkammer belüftet. Beim Belüften dringt Gas, beispielsweise Umgebungsluft in die Vakuumkammer ein. Das eindringende Gas kann lose, adsorbierte Partikel, beispielsweise eines Beschichtungsprozesses, aufwirbeln. Die aufgewirbelten Partikel können sich im Substrathalter, der das Substrat hält, absetzen, beispielsweise auf bzw. in Dichtungen, Lagern oder anderen mechanischen Kopplungselementen. Diese können durch die abgesetzten Partikel schneller verschleißen, was kostentechnische Nachteile mit sich bringen kann.
Es ist somit eine Aufgabe, Staubpartikel beim Belüften der Vakuumkammer von gefährdeten Stellen fernzuhalten und eine entsprechende Vakuumkammer bereitzustellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vakuumkammeranordnung aufweisend eine Vakuumkammer, und eine im Inneren der Vakuumkammer angeordnete Substrathalteanordnung aufweisend: einen Substrathalter zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats, ein Versorgungsgehäuse, mindestens eine Versorgungsstruktur, welche in dem Versorgungsgehäuse angeordnet ist, zum Versorgen des Substrathalters mit mindestens einem Versorgungsmedium, wobei das Versorgungsgehäuse zum Inneren der Vakuumkammer hin gasdurchlässig eingerichtet ist, und eine Gaszuführung, die zum Einleiten eines Gases in das Versorgungsgehäuse und zum Erzeugen eines Gasflusses aus dem Versorgungsgehäuse in das Innere der Vakuumkammer eingerichtet ist, bereitgestellt.
Dies bewirkt, dass von der Substrathalteanordnung das Gas in die Vakuumkammer eingeleitet werden kann, beispielsweise während des Belüftens der Vakuumkammer. Beim Belüften wird der Druck innerhalb der Vakuumkammer von einem ersten Druck auf einen zweiten Druck, der höher ist als der erste Druck, verändert. Der zweite Druck kann beispielsweise ein Atmosphärendruck sein. Der zweite Druck kann aber auch ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks sein. Durch das Belüften werden Partikel in der Vakuumkammer aufgewirbelt und könnten in die Substrathalteanordnung eindringen. Durch das Einleiten des Gases wird verhindert, dass Partikel während des Belüftens in die Substrathalteanordnung eindringen können.
Die Gaszuführung kann ein System zum Führen von Gas aus mehreren, herkömmlichen Komponenten zum Führen von Gas gebildet sein, beispielsweise mit einem oder mehreren Schlauch, Rohr, Kanal, Ventil, Öffnung und/oder Anschluss.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine beschriebene Vakuumkammeranordnung zum Beschichten eines Werkstücks verwendet, beispielsweise zum gleichzeitigen Beschichten einer Vielzahl von Turbinenschaufeln mit einer thermischen Schutzschicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Betreiben einer beschriebenen Vakuumanordnung bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Einleiten des Gases durch die Gaszuführung in die Vakuumkammer aufweist.
Das Einleiten des Gases erfolgt beispielsweise während des Belüftens der Vakuumkammer.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A und 1B eine Vakuumkammeranordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei eine Substrathalteanordnung in verschiedenen Positionen in einer Vakuumkammer gelagert ist;
2 einen Substrathalter und ein Versorgungsgehäuse in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 ein in einer Vakuumkammer angeordnetes Versorgungsgehäuse in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
4A und 4B eine Vakuumkammeranordnung mit einer Schleusenkammer und einer Prozesskammer in einer schematischen Ansicht, 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 „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
1A und 1B veranschaulichen eine Vakuumkammeranordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Vakuumkammeranordnung 100 weist eine Vakuumkammer 102 und eine im Inneren der Vakuumkammer 102 angeordnete Substrathalteanordnung 104 auf.
Die Substrathalteanordnung 104 weist einen Substrathalter 110 zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats, eine Gehäuseanordnung 120 und eine Gaszuführung, die unten noch ausführlicher beschrieben wird, auf.
Das Positionieren des mindestens einen Substrats kann beispielsweise ein Einstellen und/oder Verändern der Ortslage und/oder der Ausrichtung der Substrate relativ zu einer Prozessierquelle sein, wobei die Prozessierquelle zum Prozessieren von einem oder mehreren mittels des Substrathalters 110 gehaltenen Substraten verwendet wird. Dazu kann die Vakuumkammer 102 einen Prozessierbereich bzw. eine Prozesskammer aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Gehäuseanordnung 120 ein vakuumdichtes Gehäuse 114 und ein Versorgungsgehäuse 108 auf.
Das Versorgungsgehäuse 108 ist zum Inneren der Vakuumkammer 102 hin gasdurchlässig eingerichtet. Beispielsweise weist das Versorgungsgehäuse 108 eine oder mehrere Öffnungen auf, durch die ein Gas hindurch gelangen kann. Die eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen kann/können auch als Versorgungsdurchführung bezeichnet werden, da beispielsweise Gas durch die eine Öffnung oder die mehrere Öffnung in das Innere der Vakuumkammer 102 bereitgestellt werden kann. Eine oder mehrere Öffnungen kann/können in Form eines Lochs oder (steuerbaren) Ventils eingerichtet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Versorgungsgehäuse 108 mindestens eine Versorgungsstruktur 108s, welche in dem Versorgungsgehäuse 108 angeordnet ist, zum Versorgen des Substrathalters 110 mit mindestens einem Versorgungsmedium auf. Die Versorgungsstruktur 108s weist beispielsweise mehrere mechanische Kopplungselemente auf, beispielsweise Lagerstellen, Kupplungen und/oder Getriebe, und das Versorgungsmedium ist beispielsweise ein Drehmoment, mittels dessen der Substrathalter 110 bewegt werden kann.
Das Versorgungsgehäuse 108 kann beispielsweise mehrere Bleche aufweisen, die um die Versorgungsstruktur 108s, beispielsweise die mehreren mechanischen Kopplungselemente, angeordnet sind. Das Versorgungsgehäuse 108 kann zwei oder mehr Bleche aufweisen, und ein Volumen aufspannen, innerhalb dessen die Versorgungsstruktur 108s angeordnet ist.
Das Versorgungsgehäuse 108 kann die Versorgungsstruktur 108s vor mechanischen Beschädigungen und/oder energiereicher Strahlung schützen. Das Versorgungsgehäuse 108 kann beispielsweise als Blende oder Verkleidung für die Versorgungsstruktur 108s wirken.
Weiterhin kann das Versorgungsgehäuse 108 beim Einleiten des Gases in das Versorgungsgehäuse 108 einen Staudruck des Gases gegenüber dem Inneren der Vakuumkammer 102 bewirken, wodurch ein Einströmen von der Partikel aus der Vakuumkammer 102 bezüglich mehrerer mechanischer Kopplungselemente verhindert werden kann. Wird das Gas hingegen gezielt bzw. punktuell eingeleitet bzw. ist nur an vorgegebenen Positionen ein Überdruck bezüglich dem Druck der Vakuumkammer 102 erforderlich, kann das Versorgungsgehäuse 108 hinsichtlich der Einleitung des Gases auch optional sein. Beispielsweise wenn das Gas im Bereich von mechanischen Kopplungselementen eingeleitet wird, die einer Partikelkontamination überdurchschnittlich ausgesetzt sind, beispielsweise in der Nähe des Substrathalter 110. Beispielsweise ist eine Abdeckung einer Lagerstelle durch das Versorgungsgehäuse beispielsweise nicht möglich, wenn sich die Lagerstelle im Bereich einer Öffnung des Versorgungsgehäuses 108 befindet. In diesem Fall kann das Gas, beispielsweise mittels eines Schlauchs oder Kanals, im Bereich der Lagerstelle eingeleitet werden und das Versorgungsgehäuse ist in diesem Bereich optional. Alternativ oder zusätzlich zu Lagerstelle kann auch ein beliebiges anderes mechanisches Kopplungselement direkt vom Gas umspült werden.
Das mindestens eine Versorgungsmedium ist beispielsweise mechanische Energie bzw. einem Drehmoment, mit Kühlwasser, oder Ähnlichem. Beispielsweise kann in dem Versorgungsgehäuse 108 eine Versorgungsstruktur 108s angeordnet sein zum Versorgen des Substrathalters 110 mit dem mindestens einen Versorgungsmedium. Die Versorgungsstruktur 108s kann beispielsweise einen Antrieb aufweisen bzw. bereitstellen, welcher mit dem Substrathalter 110 gekuppelt ist zum Positionieren der Substrate. Ferner kann die Versorgungsstruktur 108s eine Kühlmittelführung aufweisen bzw. bereitstellen zum Kühlen des Substrathalters 110 und/oder zum Kühlen des Versorgungsgehäuses 108 selbst.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Gehäuseanordnung 120, beispielsweise das vakuumdichte Gehäuse 114 oder das Versorgungsgehäuse 108, und/oder der Substrathalter 110 eine Gaszuführung oder einen Teil davon auf, die beispielsweise zum Einleiten eines Gases in das Versorgungsgehäuse 108 und zum Erzeugen eines Gasflusses aus dem Versorgungsgehäuse in das Innere der Vakuumkammer eingerichtet ist. Mittels der Gaszuführung kann die Vakuumkammer 102 durch das Versorgungsgehäuse nach dem Prozessieren eines oder mehrerer Substrate wenigstens teilweise belüftet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen erstreckt sich ein Teil der Gaszuführung derart durch die Versorgungsstruktur 108s, dass ein Gasfluss durch die Gaszuführung die Versorgungsstruktur 108s spült. Mit anderen Worten: Das Gas füllt den frei zugänglichen Innenraum des Versorgungsgehäuses 108, beispielsweise das durch das Versorgungsgehäuse aufgespannte Volumen, aus, bevor es in die Vakuumkammer 102 gelangt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Versorgungsstruktur 108s mehrere mechanische Kopplungselemente zum Betreiben der Substrathalteanordnung 104, beispielsweise ein Getriebe, auf.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Versorgungsstruktur 108s eine Lagerstelle auf und das Versorgungsmedium ist ein Drehmoment, das mittels der Lagerstelle übertragbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Versorgungsstruktur 108s eine Lagerstelle auf und die Gaszuführung 300 ist eingerichtet, das Gas im Bereich der Lagerstelle einzuleiten, so dass die Lagerstelle von dem Gas umspült wird.
Mittels der Gaszuführung wird verhindert, dass Partikel aus der Vakuumkammer 102 in das Versorgungsgehäuse eindringen können. Dies ermöglicht den Verschleiß mechanischer Bauteile bzw. Kopplungselemente in dem Versorgungsgehäuse, beispielsweise Lager, Kupplungen, Getriebe, Dichtungen usw., zu reduzieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Versorgungsstruktur 108s einen elektrischen Antrieb (z.B. einen oder mehrere Elektromotoren) aufweisen zum Antreiben des Positionierens des mindestens einen Substrats.
Der Substrathalter 110 kann beispielsweise ein oder mehrere Gelenke aufweisen, welche ein oder mehrere Bewegungsfreiheitsgrade bereitstellt zum Positionieren des mindestens einen Substrats mittels des Substrathalters 110.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Vakuumkammeranordnung 100 ferner eine Gasquelle auf, die zum Bereitstellen des in das Versorgungsgehäuse einzuleitenden Gases eingerichtet ist. Die Gaszuführung ist zum Führen des Gases von der Gasquelle durch das Versorgungsgehäuse 108 in die Vakuumkammer 102 eingerichtet. Die Gaszuführung ist zwischen der Gasquelle und dem Versorgungsgehäuse 108 zur Vakuumkammer 102 hin undurchlässig für das Gas und/oder vakuumdicht eingerichtet. Die Gasquelle ist beispielweise in dem vakummdichten Gehäuse 114 oder außerhalb der Vakuumkammer 102 angeordnet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Vakuumanordnung 100, beispielsweise die Substrathalteanordnung 104, eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet den Gasstrom, den Gasfluss, den Gasdruck, den Volumenstrom, den Massenstrom, die Flussdichte und/oder den Gasdurchsatz des Gases durch die Gaszuführung einzustellen. Dabei sollte der Gasdruck in der Versorgungsgehäuse 108 größer sein können als der Gasdruck in der Vakuumkammer, beispielsweise während eines Belüftens der Vakuumkammer. Durch den größeren Gasdruck in der Versorgungsgehäuse 108 wird verhindert, dass Partikel aus der Vakuumkamer 102 das Versorgungsgehäuse 108 diffundieren können. Alternativ oder zusätzlich zum Versorgungsgehäuse 108 kann der größere Gasdruck lokal im Bereich von mechanischen Kopplungselementen eingestellt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Vakuumkammer 102 einen Gasdrucksensor und das Versorgungsgehäuse 108 weist einen Gasdrucksensor auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Vakuumkammeranordnung 100 einen Differenz-Gasdruck-Sensor auf, der eingerichtet ist, den Differenz-Gasdruck zwischen der Versorgungsgehäuse 108 und dem Inneren der Vakuumkammer 102 zu erfassen.. Alternativ oder zusätzlich zum Versorgungsgehäuse 108 kann ein Differenz-Gasdruck-Sensor im Bereich von mechanischen Kopplungselementen vorgesehen sein. Mittels des Gasdrucksensors und/oder Differenz-GasdruckSensors kann die Steuereinrichtung den Gasstrom, den Gasfluss, den Gasdruck und/oder den Gasdurchsatz durch die Gaszuführung einstellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Gas eine Umgebungsluft, eine getrocknete Luft, ein Prozessgas für einen Prozess in einem Prozessbereich in der Vakuumkammer (siehe beispielsweise 4), beispielsweise Sauerstoff, oder ein Inertgas, beispielsweise Argon.
Zusätzlich kann der Vakuumkammer 102 auch direkt von einer Gasquelle Gas zugeführt werden. Dabei sollte jedoch der Gasdruck bzw. der Gasfluss aus dem Versorgungsgehäuse 108 in die Vakuumkammer 102 größer sein als der Gasdruck bzw. Gasfluss von der Gasquelle in die Vakuumkammer 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das vakuumdichte Gehäuse 114 mindestens einem Antrieb auf. Optional kann das vakuumdichte Gehäuse 114 eine Vakuumdurchführung aufweisen, die das vakuumdichte Gehäuse 114 mit dem Versorgungsgehäuse 108 verbindet. Das vakuumdichte Gehäuse 114 ist zum Inneren der Vakuumkammer 102 hin gasundurchlässig bzw. vakuumdicht eingerichtet. In dem vakuumdichten Gehäuse 114 kann während des Betriebs der Vakuumanordnung ein höherer Druck vorliegen als in der Vakuumkammer 102, beispielsweise ein Atmosphärendruck.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Antrieb zum Bereitstellen eines Versorgungsmediums der Versorgungsstruktur 108s eingerichtet. Das Versorgungsmedium ist beispielsweise ein Drehmoment. Das von dem vakuumdichten Gehäuse 114 bereitgestellte Versorgungsmedium ist durch die Vakuumdurchführung in das Versorgungsgehäuse 108 übertragbar. Mit anderen Worten: die Vakuumdurchführung ist entsprechend eingerichtet, um das Versorgungsmedium zu Übertragen. Mittels des Versorgungsmediums kann beispielsweise der Substrathalter betrieben werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Substrathalteanordnung 104 ferner eine Lageranordnung 106 auf. Die Lageranordnung ist derart eingerichtet, dass das Versorgungsgehäuse 108 innerhalb der Vakuumkammer 102 beweglich gelagert ist.
Die Lageranordnung 106 kann beispielsweise eine Bewegungsebene definieren (auch als Transportebene bezeichnet), innerhalb derer die Substrathalteanordnung 104 mittels der Lageranordnung 106 bewegt 106b werden kann. Ferner kann der Versorgungsschlauch 112 in einer Versorgungsebene geführt werden, die senkrecht oder parallel zu der Bewegungsebene ausgerichtet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathalteanordnung 104 mittels Rollen beweglich gelagert sein oder werden. Mit anderen Worten kann die Lageranordnung 106 ein Schienensystem sein, auf dem die Substrathalteanordnung 104 mittels Rollen bewegt werden kann. Alternativ dazu können auch andere geeignete Lager (z.B. Gleitlager) zum geführten Bewegen der Substrathalteanordnung 104 verwendet werden.
Die Vakuumkammer 102 kann beispielsweise eine erste Versorgungsdurchführung 102v aufweisen. Die erste Versorgungsdurchführung 102v kann beispielsweise in einem Kammerwandabschnitt 102w des Kammergehäuses der Vakuumkammer 102 bereitgestellt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das vakuumdichte Gehäuse 114 und/oder das Versorgungsgehäuse 108 eine zweite Versorgungsdurchführung 108v aufweisen. Dem vakuumdichten Gehäuse 114 und/oder dem Versorgungsgehäuse 108 kann/können beispielsweise mittels der zweiten Versorgungsdurchführung 108v ein oder mehrere Medien (z.B. elektrische Energie und/oder Kühlmittel) zugeführt werden.
Ferner kann die Vakuumkammeranordnung 100 beispielsweise einen (z.B. vakuumdichten) Versorgungsschlauch 112 aufweisen. Der Versorgungsschlauch 112 kann beispielsweise die erste Versorgungsdurchführung 102v der Vakuumkammer 102 mit der zweiten Versorgungsdurchführung 108v verbinden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Umfangswandung des Versorgungsschlauchs 112 vakuumdicht sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Versorgungsschlauch 112 vakuumdicht und derart eingerichtet, dass die Substrathalteanordnung 104 innerhalb der Vakuumkammer 102 bewegbar ist, während gleichzeitig der Versorgungsschlauch 112 die erste Versorgungsdurchführung 102v und die zweite Versorgungsdurchführung 108v miteinander verbindet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Versorgungsschlauch 112 vakuumdicht und flexibel sein und eine Länge derart aufweisen, dass die Substrathalteanordnung 104 innerhalb der Vakuumkammer 102 bewegt 106b werden kann, während gleichzeitig der vakuumdichte Versorgungsschlauch 112 die erste Versorgungsdurchführung 102v und die zweite Versorgungsdurchführung 108v miteinander verbindet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise ein Wellschlauch (z.B. ein ISO-KF oder ISO-CF-Schlauch) als Versorgungsschlauch 112 verwendet werden.
Mit anderen Worten: Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Vakuumkammer 102 eine erste Versorgungsdurchführung 102v und die Gehäuseanordnung 120 weist eine zweite Versorgungsdurchführung 108v auf. Die erste Versorgungsdurchführung 102v ist mittels eines Versorgungsschlauchs 112 mit der zweiten Versorgungsdurchführung 108v verbunden.
Der beispielsweise vakuumdichte Versorgungsschlauch 112, das vakuumdichte Gehäuse 114 sowie die erste Versorgungsdurchführung 102v und die zweite Versorgungsdurchführung 108v können derart eingerichtet sein oder werden, dass das Innere des Versorgungsschlauchs 112 sowie das Innere des vakuumdichten Gehäuses 114 von dem Inneren der Vakuumkammer 102 vakuumtechnisch separiert ist. In dem Versorgungsschlauch 112 und in dem vakuumdichten Gehäuse 114 kann somit beispielsweise ein höherer Druck (z.B. normaler Atmosphärendruck) als in der Vakuumkammer bereitgestellt sein oder werden.
Innerhalb des Versorgungsschlauchs 112 kann beispielsweise mindestens eine elektrische Versorgungsleitung und/oder mindestens eine Kühlmittelversorgungsleitung angeordnet sein oder werden.
Der Versorgungsschlauch 112 kann beispielsweise eine gemeinsame Schutzhülle für mehrere Versorgungsleitungen bilden, wobei die mehreren Versorgungsleitungen innerhalb des Versorgungsschlauchs 112 von außerhalb der Vakuumkammer 102 in das Versorgungsgehäuse 108 geführt werden können. Alternativ dazu kann der Versorgungsschlauch 112 auch nur eine Versorgungsleitung führen oder als eine Versorgungsleitung eingerichtet sein.
Der Versorgungsschlauch 112 kann beispielsweise flexibel sein, z.B. derart, dass dieser beispielsweise mit einem Biegeradius von weniger als 1 m in der Vakuumkammer geführt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine oben beschriebene Vakuumkammeranordnung 100 zum Beschichten eines Werkstücks verwendet, beispielsweise zum gleichzeitigen Beschichten einer Vielzahl von Turbinenschaufeln mit einer thermischen Schutzschicht.
Die Gaszuführung kann in dem Versorgungsschlauchs 112 angeordnet sein oder der Versorgungsschlauch kann ein Teil der Gaszuführung sein. Weiterhin kann die Gaszuführung ein oder mehrere Ventile und/oder Schlauchkupplungen aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Gaszuführung derart eingerichtet, dass die Substrathalteanordnung 104 innerhalb der Vakuumkammer 102 bewegbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Gaszuführung 300 vakuumtechnisch von dem Versorgungsschlauch 112 separiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Substrathalter 110 mindestens einen schwenkbar gelagerten Tragarm aufweisen. Der mindestens eine schwenkbar gelagerte Tragarm kann beispielsweise mindestens eine drehbar gelagerte Substrataufnahme aufweisen zum Aufnehmen und Positionieren des mindestens einen Substrats.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Prozessieren der Substrate, beispielsweise das Beschichten einer oder mehrerer Turbinenschaufeln mit einer thermischen Schutzschicht, bei einer Prozesstemperatur von beispielsweise größer als 800°C erfolgen. Thermische Schutzschichten, sogenannten thermal-barrier-coatings (TBC) können beispielsweise aus yttriumstabilisiertem Zirconiumdioxid (ZrO2) gebildet sein oder werden. Alternativ dazu können andere geeignete (z.B. metallische und/oder keramische) Materialien als funktionale Schichten auf den Substraten abgeschieden werden, z.B. Haftvermittlerschichten (auch als bond-coat bezeichnet).
Aufgrund der beispielsweise hohen Prozesstemperatur, die zum Beschichten oder anderweitigen Prozessieren der Substrate verwendet werden kann, kann es hilfreich sein, Einbauteile in der Vakuumkammer 102 zu kühlen. Beispielsweise kann es hilfreich sein, die Substrathalteanordnung 104 zumindest abschnittsweise zu kühlen und/oder Wärmeschutzbleche, beispielsweise als Teil des Versorgungsgehäuses 108 oder Ähnliches vorzusehen. Weiterhin kann das vakuumdichte Gehäuse 114 und damit die Vakuumdichtungen, durch die Vorlagerung des Versorgungsgehäuses 108, von den hohen Prozesstemperatur weiter beabstandet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gehäuseanordnung 120 eine Kühlstruktur, beispielswiese mindestens einen Kühlkanal, aufweisen, beispielsweise zum Kühlen des vakuumdichten Gehäuses 114, beispielsweise mittels einer Kühlflüssigkeit.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumkammeranordnung 100 eine Beschichtungsanordnung aufweisen (z.B. mit mindestens einer Beschichtungsquelle, z.B. mit mindestens einem Elektronenstrahlverdampfer) zum Erwärmen eines oder mehrerer Substrate in der Beschichtungskammer.
2 veranschaulicht einen Substrathalter 110 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der Substrathalter 110 ist beispielsweise zum Halten mehrerer Substrate 206 eingerichtet. Wie vorangehend beschrieben ist, kann der Substrathalter 110 an dem Versorgungsgehäuse 108 bzw. der Versorgungsstruktur 108s montiert sein oder werden bzw. mittels einer Antriebsanordnung 208a, die zumindest abschnittsweise in dem vakuumdichten Gehäuse 114 angeordnet sein kann, gelagert und bewegt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Antriebsanordnung 208a und der Substrathalter 110 derart eingerichtet sein, dass ein vordefiniertes Bewegungsbild auf die Substrate 206 übertragen werden kann. Es versteht sich, dass dazu eine entsprechend eingerichtete Mechanik, beispielsweise aufweisend Motoren, Zahnräder, Zahnriemen, Flachriemen, Rollen, Scheiben, etc., verwendet werden kann sowie eine entsprechend eingerichtete Steuerung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere (z.B. zwei) Tragarme 202 verwendet werden, die mittels eines Gelenks 202s schwenkbar und/oder rotierbar gelagert sind, wobei an jedem der mehreren Tragarme 202 mehrere Substrataufnahmen 204 montiert sein können. Die Substrataufnahmen 204 können beispielsweise mittels eines weiteren Gelenks 204r schwenkbar und/oder rotierbar gelagert sein. Die Substrataufnahmen 204 sind beispielsweise derart eingerichtet, dass jeweils mindestens ein Substrat 206 an jeder der Substrataufnahmen 204 fixiert werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schwenk/RotationsAchse des Gelenks 202s in einem Winkel (z.B. in einem im Wesentlichen rechten Winkel) zu der Schwenk/Rotations-Achse des weiteren Gelenks 204r ausgerichtet sein. Es versteht sich, dass andere Konfigurationen verwendet werden können, um ein oder mehrere Substrate 206 entsprechend mittels des Substrathalters 110 zu Halten und gegebenenfalls zu positionieren (z.B. auszurichten, zu drehen, zu schwenken, etc.).
Ferner kann in dem vakuumdichten Gehäuse 114 eine Kühlstruktur 208k bereitgestellt sein oder werden zum Kühlen des vakuumdichten Gehäuses 114 selbst, zum Kühlen des Versorgungsgehäuses 108 und/oder zum Kühlen des Substrathalters 110. Es versteht sich, dass zum Kühlen des vakuumdichten Gehäuses 114 selbst, zum Kühlen des Versorgungsgehäuses 108 und/oder zum Kühlen des Substrathalters 110 mindestens ein entsprechend eingerichteter Kühlkreislauf bereitgestellt sein kann, z.B. aufweisend Kühlleitungen, Sensoren, Ventile, etc.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Substrathalteanordnung 104, beispielsweise das vakuumdichte Gehäuse 114 oder Versorgungsgehäuse 108 eine weitere, dritte Versorgungsdurchführung 210 auf, die Teil der Gaszuführung ist. Die dritte Versorgungsdurchführungen 210 ist beispielsweise in dem Versorgungsgehäuse 108 angeordnet, beispielsweise in Form einer Öffnung oder eines steuerbaren Ventils, beispielsweise zwischen dem Versorgungsgehäuse 108 und der Vakuumkammer 102, zwischen dem vakuumdichten Gehäuse 114 und dem Versorgungsgehäuse 108 und/oder im Bereich mindestens eines mechanischen Kopplungselementes, beispielsweise einer Lagerstelle, so dass dieses von dem einzuleitenden Gas umspült wird, der Versorgungsstruktur 108s auf. Durch eine Öffnung des Versorgungsgehäuses 108 kann sich beispielsweise ein oder mehrere Tragarme 202 erstrecken.
3 veranschaulicht eine schematische Ansicht des Versorgungsgehäuses 108 und einer Ausführungsform einer Gaszuführung 300, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Gaszuführung 300 mit Versorgungsdurchführungen 308, 310 und das Versorgungsgehäuse 108 können derart eingerichtet sein, dass das Innere 312 der Gaszuführung 300 sowie das Innere 308 des Versorgungsgehäuses 108 von dem Inneren 302 der Vakuumkammer 102 vakuumtechnisch separiert werden kann. Somit kann außerhalb der Vakuumkammer, beispielsweise bei einer Gasquelle 320 und/oder innerhalb des vakuumdichten Gehäuses, ein Atmosphärendruck oder Überdruck herrschen, welcher dann auch in dem Versorgungsgehäuse 108 eingestellt werden kann. Anschaulich kann das Versorgungsgehäuse 108 mittels der Gaszuführung 300 belüftet 314 bzw. gasleitend mit der Gasquelle 320 verbunden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das vakuumdichte Gehäuse die Gasquelle 320 sein, aufweisen oder mit dieser verbunden sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Gaszuführung 300 ein Schlauch oder weist einen solchen auf. Der Schlauch erstreckt sich von der Gasquelle 320 bis zum Versorgungsgehäuse 108 oder bis in das Versorgungsgehäuse 108 hinein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Gaszuführung einen flexiblen Schlauch auf und die Gasquelle ist eine Substrathalter-externe Gasquelle, beispielsweise eine Vakuumkammer-externe Gasquelle, wobei der flexible Schlauch mit der Substrathalter-externe Gasquelle verbunden ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Gaszuführung 300 ein Ventil auf oder ist ein solches, beispielsweise ein Vakuumventil. Das Ventil verbindet das vakuumdichte Gehäuse mit dem Versorgungsgehäuse. Das Ventil ist eingerichtet einen Gasdurchfluss von dem Vakuumdichten Gehäuse in das Versorgungsgehäuse zu ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der dritten Versorgungsdurchführungen 210 das Innere 308 des Versorgungsgehäuses 108 mit der Vakuumkammer 102 wahlweise verbunden werden, beispielsweise mittels eines steuerbaren Ventils. Dadurch kann, beispielsweise während des Belüftens der Vakuumkammer, Gas aus der Gasquelle 320 durch die Gaszuführung 300 und durch das Versorgungsgehäuse 108 in die Vakuumkammer 102 geleitet werden. Dadurch wird verhindert, dass Partikel aus der Vakuumkammer 102 während Belüftens in das Versorgungsgehäuse 108 gelangen können.
In der Gaszuführung 300 und in dem vakuumdichten Gehäuse können somit beispielsweise ein höherer Druck (z.B. normaler Atmosphärendruck 320) bereitgestellt sein oder werden als in dem Versorgungsgehäuse 108 oder in der Vakuumkammer 102.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Gaszuführung 300 einen Gasauslass oder mehrere Gasauslässe zum Auslassen des Gases in das Versorgungsgehäuse 108 aufweisen. Ein Gasauslass kann beispielsweise jeweils in einem Bereich einer Lagerstelle der Versorgungsstruktur 108s derart angeordnet sein, dass das ausströmendes Gas die Lagerstelle umspült. Das Gas kann beispielsweise durch das Lager der Lagerstelle entweichen. Eine Lagerstelle weist allgemein eine Welle auf, die von einem Lager gehalten wird. Das Lager ist beispielsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager. Die Lagerstelle kann beispielsweise eine Lagerstelle eines mechanischen Kopplungselementes zwischen Antrieb 208a und Tragarm 202 bzw. Schwenkarm 204 sein. Die Gaszuführung 300 kann im Bereich einer Lagerstelle beispielsweise als ein gasführender Kanal oder eine gasführende Leitung eingerichtet sein, die sich entlang der Längsrichtung der Welle der Lagerstelle erstreckt.
Alternativ oder zusätzlich zur Lagerstelle, kann ein Gasauslass in dem Versorgungsgehäuse 108 im Bereich eines Gelenks 202s eines Tragarms 202, einer Dichtung, beispielsweise einer Vakuumdichtung, eines Atmosphärenantriebs 208a, eines Rollenmotors oder einer Königswelle angeordnet sein, so dass die jeweilige Struktur beispielsweise beim Belüften der Vakuumkammer vom Gas umspült wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Gaszuführung 300 derart eingerichtet, dass das Innere 312 Gaszuführung 300 zwischen der Gasquelle 320 und dem Versorgungsgehäuse 108 zur Vakuumkammer 102 vakuumtechnisch separiert ist. Das Innere 308 des vakuumdichten Gehäuses ist von dem Inneren 302 der Vakuumkammer 102 vakuumtechnisch separiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die zweite Versorgungsdurchführung 108v durch das das Innere 308 des vakuumdichten Gehäuses mit der dritten Versorgungsdurchführung 210 verbunden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Betreiben einer oben beschriebenen Vakuumanordnung bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Einleiten des Gases durch die Gaszuführung 300 in die Vakuumkammer aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Vakuumanordnung ferner eine weitere Gaszuführung auf, welche die Vakuumkammer mit einer Vakuumkammer-externen Gasquelle, die ein weiteres Gas bereitstellt, verbindet; und das Verfahren weist ferner ein Einleiten des weiteren Gases in die Vakuumkammer auf.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein erster Gasfluss des Gases in die Vakuumkammer einen ersten Gasdruck auf und ein zweiter Gasfluss des weiteren Gases in die Vakuumkammer weist einen zweiten Gasdruck auf, und der erste Gasfluss wird bezüglich des zweiten Gasflusses derart gesteuert, dass der erste Gasdruck größer ist als der zweite Gasdruck.
4A und 4B veranschaulichen eine Vakuumkammeranordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei weist die Vakuumkammer 102 eine Schleusenkammer 402a und mindestens eine Prozesskammer 402b auf. Ferner kann eine Ventilanordnung 402s (z.B. ein Klappenventil, ein Schiebeventil oder ein anderes geeignetes Vakuumventil) verwendet werden zum vakuumtechnischen Separieren der Schleusenkammer 402a von der mindestens einen Prozesskammer 402b.
Die mindestens einen Prozesskammer 402b kann beispielsweise eine Heizkammer und eine Beschichtungskammer aufweisen.
Ferner kann die Vakuumkammer 102 eine oder mehrere vakuumdicht verschließbare Prozesskammern 402b, Schleusenkammern 402a, etc., aufweisen. Die einzelnen Kammern können mittels einer Evakuierungseinrichtung (z.B. aufweisend eine oder mehrere Vakuumpumpen und, z.B. optional, eine Gaszuführung) auf eine vordefinierte Prozessatmosphäre mit einem Druck von weniger als 1 mbar, z.B. weniger als 10^-2 mbar, z.B. weniger als 10^-4 mbar, z.B. weniger als 10^-6 mbar gebracht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Versorgungsdurchführung 102v in einem Kammerwandabschnitt 402w der Schleusenkammer 402a angeordnet sein, und die Lageranordnung 106 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass zumindest der Substrathalter 110 der Substrathalteanordnung 104 aus der Schleusenkammer 402a in die mindestens eine Prozesskammer 402b hinein bewegt werden kann und/oder dass zumindest der Substrathalter 110 der Substrathalteanordnung 104 aus der mindestens einen Prozesskammer 402b in die Schleusenkammer 402a bewegt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Substrathalteanordnung 104 mittels der Lageranordnung 106 zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Position beweglich 106b gelagert sein. Der Substrathalter 110 kann beispielsweise in der ersten Position innerhalb der Schleusenkammer 402a angeordnet sein und in der zweiten Position innerhalb der mindestens einen Prozesskammer 402b.
Anschaulich kann der Substrathalter 110 an verschiedenen Positionen in der Vakuumkammer 102 positioniert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen dient die Lageranordnung 106 dem Positionieren der gesamten Substrathalteanordnung 104 in der Vakuumkammer 102 und der Substrathalter 110 der Substrathalteanordnung 104 dient dem Positionieren der Substrate relativ zu einer Prozessiervorrichtung 404 zum Prozessieren der Substrate, z.B. zum homogenen Beschichten der Substrate.
Zum Bestücken des Substrathalters 110 der Substrathalteanordnung 104 mit mindestens einem Substrat oder zum Entnehmen mindestens eines Substrats aus der Vakuumkammer kann der Substrathalter 110 bzw. die Substrathalteanordnung 104 in die Schleusenkammer 402a bewegt werden, die Prozesskammer 402b kann mittels der Ventilanordnung 402s von der Schleusenkammer 402a separiert werden, und die Schleusenkammer 402a kann beispielsweise geöffnet werden, so dass ein Zugang zu dem Substrathalter 110 bereitgestellt ist.
Zum Bestücken des Substrathalters 110 der Substrathalteanordnung 104 mit mindestens einem Substrat oder zum Entnehmen mindestens eines Substrats aus der Vakuumkammer kann der Substrathalter 110 bzw. die Substrathalteanordnung 104 in die Schleusenkammer 402a bewegt werden.
Die Vakuumkammeranordnung 100 kann beispielsweise eine als Beschichtungsquelle ausgebildete Prozessierquelle 404 aufweisen. Die Beschichtungsquelle kann einen oder mehrere Tiegel aufweisen, in welchem/welchen Verdampfungsgut (auch als Sublimationsgut bezeichnet) vorgehalten sein kann. Die Verdampfungsenergie kann mittels einer oder mehrerer Elektronenstrahlkanonen bereitgestellt sein oder werden. Bei einem Beschichten der Substrate mittels Elektronenstrahlverdampfens kann der mindestens eine Tiegel unterhalb der Substrate angeordnet sein, so dass die Substrate von unten her beschichtet werden. Alternativ dazu kann eine andere Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten der Substrate verwendet werden, z.B. eine Sputteranordnung oder Ähnliches.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumkammeranordnung 100 eine Elektronenstrahlverdampfer-Anordnung zum Beschichten der Substrate in der Beschichtungskammer aufweisen.
Die Elektronenstrahlverdampfer-Anordnung kann beispielsweise eine oder mehrere Elektronenstrahlkanonen aufweisen, mittels derer Dampfquellen auf einem Targetmaterial gebildet werden. Anschaulich kann das Targetmaterial mittels der Elektronenstrahlen, die von einer oder mehreren Elektronenstrahlkanonen emittiert werden, verdampft werden. Mittels des verdampften Targetmaterials können dann beispielsweise die Substrate beschichtet werden. Beispielsweise kann das Targetmaterial (auch als Verdampfungsgut bezeichnet) in einem oder in mehreren Tiegeln aufgenommen sein.
Die jeweils verwendete Elektronenstrahlkanone kann beispielsweise ein entsprechendes Ablenksystem aufweisen zum Ablenken des erzeugten Elektronenstrahls (z.B. entsprechend einer vordefinierten Strahlfigur), so dass der Elektronenstrahl gezielt auf des Targetmaterial gerichtet sein kann oder werden kann und auf dem Targetmaterial mindestens eine Dampfquelle erzeugen kann. Dabei kann der jeweilige Elektronenstrahl derart geführt werden, dass die Substrate mittels des Targetmaterials von unten beschichtet werden können, wobei mindestens eine Elektronenstrahlkanone oberhalb der Substrate angeordnet sein kann. Alternativ dazu kann eine Elektronenstrahlkanone auch seitlich der Substrate angeordnet sein und der jeweilige Elektronenstrahl kann seitlich zwischen den Substraten und dem Targetmaterial eingeschossen werden. Das Umlenken eines Elektronenstrahls innerhalb der Beschichtungskammer 302c, sofern hilfreich, kann beispielsweise mittels eines Magnetfeldes erfolgen, d.h. es können Magnete und/oder Spulen verwendet werden, um den jeweiligen Elektronenstrahl in geeigneter Weise auf das Targetmaterial zu lenken.
Im Allgemeinen können Turbinenschaufeln oder andere Substrate beispielsweise zur Verbesserung ihres Verschleißverhaltens mittels Gasphasenabscheidung (z.B. physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung) mit einer oder mehreren Schutzschichten, z.B. keramischen Schutzschichten, versehen werden. Beispielsweise können Turbinenschaufeln, beispeislweise zur thermischen Isolation gegenüber dem Heißgas, mittels einer Keramikbeschichtung beschichtet werden. Die dazu verwendete Vakuumbeschichtungsanlage kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, mindestens eine Lade-, Heiz- und Beschichtungskammer aufweisen oder daraus bestehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Substratträger (hierin beispielsweise als Substrathalter oder als Substrataufnahme bezeichnet) an einer atmosphärischen Box (hierin beispielsweise als Versorgungsgehäuse bezeichnet) befestigt sein oder werden. In dieser Box befinden sich beispielsweise alle erforderlichen Antriebe und Medienanschlüsse. Die Versorgung der Antriebe und Medienanschlüsse in dieser Box kann mittels eines flexiblen (biegbaren und/oder dehnbaren) Versorgungsschlauchs erfolgen. Der Versorgungsschlauch kann beispielsweise die atmosphärische Box mit einem Durchgangsloch in der Kammerwand der Vakuumkammer, in der die atmosphärische Box angeordnet ist, verbinden, so dass ein Zugang von außerhalb der Vakuumkammer in die atmosphärische Box gewährleistet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Vakuumanlage zur Beschichtung von Turbinenschaufeln mittels Elektronenstrahlverdampfens verwendet werden. Dabei kann beispielsweise eine Substrattransporteinheit (hierin beispielsweise als Substrathalteanordnung bezeichnet) längs in der Vakuumanlage beweglich angeordnet sein und folgendes aufweisen oder daraus bestehen: ein Grundrahmen mit Transportrollen, ein Längsantrieb (z.B. mittels einer Gewindestange bzw. einer Spindel und einem Mitnehmer) und eine thermische Abschirmung. An dem Grundrahmen kann die atmosphärische Box angeordnet sein. In der Box kann beispielsweise mindestens eines von Folgendem angeordnet sein oder werden: Antriebe zum voneinander unabhängigen Neigen eines oder mehrerer (z.B. zweier) Substratträger, Antriebe zur Rotation der Substrate, Anschlüsse für Kühlwasser, für Vakuumzwischenabsaugung, für Luftzirkulation sowie alle erforderlichen elektrischen Anschlüsse. Die zwei Substratträger können beispielsweise mittels zweier Tragarme schwenkbar an der Box befestigt sein oder werden. Der jeweilige Substratträger kann beispielsweise mittels eines Tragarms schwenkbar an der Box befestigt sein oder werden. Die Substrattransporteinheit kann beispielsweise auf Schienen geführt werden, welche sich in der Lade- und Heizkammer befinden. Die Substrattransporteinheit kann beispielsweise längs über eine Spindel bewegt werden, welche sich in der Ladekammer befindet. Die Substrattransporteinheit kann beispielsweise zwischen mehreren (z.B. drei) Positionen bewegt werden: 1. Laden/Entladen, 2. Heizen, 3. Bedampfen. Die erforderlichen Medien für die atmosphärische Box werden beispielsweise über ein oder mehrere (z.B. zwei) flexible Leitungen (hierin beispielsweise als Versorgungsschlauch bezeichnet) zur Box geführt. Die flexiblen Medienleitungen sind beispielsweise mit ihrem einen Ende so an der Ladekammer angeflanscht, dass sie atmosphärenseitig angeschlossen werden können, mit ihrem anderen Ende sind sie an der atmosphärischen Box angeflanscht.
Die Medienleitungen werden beispielsweise, während die Substrattransporteinheit in der Bedampfungsposition ist, durch die Heizkammer hindurchgeführt. Die Medienleitungen können dabei derart angeordnet sein oder werden, dass diese in dieser Position durch eine thermische Abschirmung ausreichend vor Wärmestrahlung geschützt sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Substrathalteanordnung zum Transportieren von Substraten, z.B. Wafern, in einer Prozesskammer, z.B. in einer horizontalen Beschichtungsanlage, verwendet werden, z.B. zum Beschichten der Substrate mittels einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) und/oder chemischen Gasphasenabscheidung (CVD). Dabei kann die Substrathalteanordnung derart bereitgestellt und die Prozessiervorrichtung derart eingerichtet sein, dass die Substrate 306 von unten und/oder von oben beschichtet werden können, z.B. gleichzeitig von unten und von oben, oder z.B. nacheinander von unten und von oben ohne Ausschleusen der Substrate aus der Beschichtungsanlage.
Beispielsweise kann das Substrat oder können die Substrate mit zumindest einem von Folgendem Beschichtet werden: eine funktionale Schicht, eine Korrosionsschutzschicht, eine optisch aktive Schicht, eine Schutzschicht, eine elektrisch leitfähige Schicht, eine elektrisch isolierende Schicht, eine Versiegelung, eine Keimschicht, eine Oberflächenveredelung. Beispielsweise kann eine funktionale Schicht auf Folie oder Hartmaterial aufgebracht werden (z.B. für die Batterietechnik). Beispielsweise kann eine Metallbeschichtung und/oder eine Beschichtung aus dielektrischem Material auf Glas aufgebracht werden (z.B. für Brillen, Fenster, Handys und/oder Architekturgas). Beispielsweise kann eine elektrisch leitfähige Schutzschicht, eine funktionale Schicht oder eine Korrosionsschutzschicht auf eine Metallfolie aufgebracht werden (z.B. für die Brennstoffzellentechnik). Beispielsweise kann eine Keimschicht auf einen Wafer aufgebracht werden (z.B. für die Halbleitertechnik). Die Keimschicht kann z.B. Nickel (Ni) und/oder Kupfer (Cu) aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Keimschicht kann nachfolgend galvanisch weiter beschichtet werden, z.B. zum Ausbilden von Metallschichten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung in dem Prozessierbereich mindestens eine erste Prozessiervorrichtung und ein zweite Prozessiervorrichtung aufweisen.
Die erste Prozessiervorrichtung kann zum Bearbeiten zumindest eines ersten Substrats eingerichtet sein, z.B. zum Beschichten, zum Bestrahlen, zum Ätzen, usw. Die zweite Prozessiervorrichtung kann zum Bearbeiten zumindest eines zweiten Substrats eingerichtet sein, z.B. zum Beschichten, zum Bestrahlen, zum Ätzen, usw, z.B. gleich oder unterschiedlich zur ersten Prozessiervorrichtung. Die erste Prozessiervorrichtung und/oder die zweite Prozessiervorrichtung können zum Beschichten zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine physikalische Materialdampfquelle (zum Beschichten mittels physikalischer Gasphasenabscheidung), wie z.B. ein Magnetron (auch als Sputterquelle bezeichnet, optional in Verbindung mit einer Reaktivgasquelle zum reaktiven Sputtern), einen Laserstrahlverdampfer, einen Lichtbogenverdampfer, einen Elektronenstrahlverdampfer und/oder einen thermischen Verdampfer; oder eine chemische Materialdampfquelle (zum Beschichten mittels chemischer Gasphasenabscheidung), wie z.B. eine Reaktionsgasquelle optional in Verbindung mit einer Plasmaquelle (zum Beschichten mittels plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung) aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die erste Prozessiervorrichtung und/oder die zweite Prozessiervorrichtung zum Abtragen von Material zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Plasmaquelle, eine Ionenstrahlquelle oder eine Ätzgasquelle. Alternativ oder zusätzlich können die erste Prozessiervorrichtung und/oder die zweite Prozessiervorrichtung zum Bestrahlen zumindest eines von Folgendem aufweisen oder daraus gebildet sein: eine Ionenstrahlquelle, eine Elektronenstrahlquelle oder eine Lichtquelle (z.B. Blitzlampen und/oder Laser).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Bearbeiten des ersten Substrats und das Bearbeiten des zweiten Substrats zumindest teilweise gleichzeitig erfolgen. Mit anderen Worten können sich das Bearbeiten des ersten Substrats und das Bearbeiten des zweiten Substrats zumindest teilweise zeitlich überlappen. Alternativ können das Bearbeiten des ersten Substrats und das Bearbeiten des zweiten Substrats nacheinander erfolgten, d.h. in einem zeitlichen Abstand zueinander erfolgen.
Die Prozessiervorrichtung kann zum Bereitstellen eines gasförmigen Beschichtungsmaterials eingerichtet sein, z.B. eine Materialdampfquelle, z.B. eine physikalische Dampfphasenabscheidung (physical vapor deposition, PVD) Materialdampfquelle sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ist eine Prozessiervorrichtung in der Prozessierkammer als eine langgestreckte Materialquelle eingerichtet. Die Materialquelle weist beispielsweise die Form eines Verdampfertiegels auf. Über dem Verdampfertiegel und in Richtung seiner Längsachse werden mehrere Substrate 306 angeordnet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in der Prozessieranordnung (z.B. einer Vakuumanlage und/oder einer Durchlaufanlage) mittels der Prozessiervorrichtung ein Beschichtungsprozess (d.h. ein Beschichten des Substrats) erfolgen, wie z.B. die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern oder Magnetronsputtern). Beispielsweise können Wafer und kleinflächigere Substrate einseitig und/oder beidseitig bearbeitet werden, z.B. beschichtet werden. Eine solche Prozessieranordnung kann z.B. in der Photovoltaik eingesetzt werden, z.B. zum Herstellen zumindest eines der folgenden Zellkonzepte: einer Heteroübergang-Technologie (Heterojunction Technology - HJT) Solarzelle, einer Finger-Rückseitenkontakt (Interdigitated Back Contact- IBC) Solarzelle, einer Durchkontaktierung (Wrap-Through - WT) Solarzelle, einer (Aluminium)Rückseitenfeld (Back Surface Field - BSF) Solarzelle, einer passivierter Emitter und Rückseite (passivated emitter and rear cell -PERC) Solarzelle, einer passivierter Emitter mit lokal diffundiertem Rückseitenkontakt (passivated emitter rear locally diffused - PERL) Solarzelle, oder einer passivierter Emitter mit vollständig diffundiertem Rückseitenkontakt (passivated emitter rear totally diffused - PERT) Solarzelle. Außer der Heteroübergang-Technologie (Heterojunction Technology - HJT) Solarzellen können die genannten Zellkonzepte lediglich das einseitige Bearbeiten von Substraten, z.B. der Wafer, erfordern.
Die Prozessierkammer kann als Vakuumkammer oder als Atmosphärendruckkammer oder als Überdruckkammer eingerichtet sein und/oder betrieben werden. Die Prozessierkammer kann über ein nicht dargestelltes Schleusensystemmit einer Chargierkammer verbunden sein Die Prozessierkammer kann derart eingerichtet sein, dass darin eine Prozessumgebung (aufweisend Prozessdruck, Prozessgaszusammensetzung, Prozesstemperatur, usw.) eingestellt und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann die Prozessierkammer druckstabil (z.B. bis mindestens 1 bar Druckunterschied), gasdicht und/oder staubdicht eingerichtet sein. Das Bearbeiten des ersten Substratsund/oder des zweiten Substrats kann in einem Überdruck (größer 1 bar), Atmosphärendruck ungefähr 1 bar, Unterdruck (kleiner 1 bar) oder Vakuum (kleiner 0,3 bar), z.B. Feinvakuum (kleiner 1 mbar), z.B. Hochvakuum (kleiner 10^-3 bar), z.B. Ultrahochvakuum (kleiner 10^-7 bar), erfolgen. Zum Einstellen und/oder Regeln der Prozessgaszusammensetzung kann dem Inneren der Prozessierkammer ein Gas aufweisend zumindest ein Reaktivgas und/oder ein Arbeitsgas zugeführt werden, z.B. mittels einer Gaszuführung. Zum Einstellen und/oder Regeln des Prozessdrucks kann die Prozessierkammer mit einer Pumpenanordnung aufweisend zumindest eine Vorpumpe und/oder eine Vakuumpumpe gekuppelt sein, welche das Innere der Prozessierkammer abpumpen. Zum Einstellen und/oder Regeln der Prozesstemperatur kann die Prozessieranordnung Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen aufweisen, welche dem Inneren der Prozessierkammer, oder zumindest den darin transportierten Substrat 306, thermische Energie zuführen (zum Heizen) oder entziehen (zum Kühlen) können.
Die Prozessierkammer ist beispielsweise eine Vakuumkammer (oder eine Kammer mit zumindest einem Unterdruck), die durch einen Saugstutzen evakuierbar ist. In einer Vakuumanlage, in der ein Beschichtungsprozess erfolgt, wie z.B. die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern oder Magnetronsputtern), können Wafer und kleinflächigere Substrate beidseitig bearbeitet werden, z.B. beschichtet werden. D.h. ein und dasselbe Substrat 306 kann in einem Verfahrensdurchlauf beidseitig bearbeitet werden. Solche Konzepte werden z.B. in der Photovoltaik eingesetzt, z.B. in dem Zellkonzept der Heteroübergang-Technologie (Heterojunction Technology - HJT) Solarzellen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine Vakuumkammeranordnung aufweisend eine Vakuumkammer 102, und eine in der Vakuumkammer 102 angeordnete Substrathalteanordnung 104 mit einem Substrathalter 110 zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats bereitgestellt. Die Substrathalteanordnung 104 kann optional ein Versorgungsgehäuse 108 zum Versorgen des Substrathalters 110 mit mindestens einem Versorgungsmedium aufweisen. Die Vakuumkammeranordnung weist weiterhin eine Gaszuführung 300 auf, die zum Führen eines Gases von einer Gasquelle 320 durch das Versorgungsgehäuse 108 in die Vakuumkammer 102 eingerichtet ist, wobei die Gaszuführung 300 zwischen der Gasquelle 320 und dem Versorgungsgehäuse 108 zur Vakuumkammer 102 hin undurchlässig für das Gas und/oder vakuumdicht eingerichtet ist.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich aus vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Vakuumkammeranordnung 100 aufweisend, eine Vakuumkammer 102, und eine im Inneren der Vakuumkammer 102 angeordnete Substrathalteanordnung 104 aufweisend: einen Substrathalter 110 zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats, ein Versorgungsgehäuse 108, mindestens eine Versorgungsstruktur 108s, welche in dem Versorgungsgehäuse 108 angeordnet ist, zum Versorgen des Substrathalters 110 mit mindestens einem Versorgungsmedium, wobei das Versorgungsgehäuse zum Inneren der Vakuumkammer hin gasdurchlässig eingerichtet ist, und eine Gaszuführung 300, die zum Einleiten eines Gases in das Versorgungsgehäuse 108 und zum Erzeugen eines Gasflusses aus dem Versorgungsgehäuse in das Innere der Vakuumkammer eingerichtet ist.
In Beispiel 2 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 1 optional aufweisen, dass die Versorgungsstruktur 108s mehrere mechanische Kopplungselemente zum Betreiben der Substrathalteanordnung 104, beispielsweise ein Getriebe, aufweist.
In Beispiel 3 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 1 oder 2 optional aufweisen, dass die Versorgungsstruktur 108s eine Lagerstelle aufweist und das Versorgungsmedium ein Drehmoment ist, das mittels der Lagerstelle übertragbar ist.
In Beispiel 4 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 optional aufweisen, dass die Versorgungsstruktur 108s eine Lagerstelle aufweist und die Gaszuführung 300 eingerichtet ist, das Gas im Bereich der Lagerstelle einzuleiten, so dass die Lagerstelle von dem Gas umspült wird.
In Beispiel 5 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 optional aufweisen, dass die Vakuumkammeranordnung ferner eine Gasquelle aufweist, die zum Bereitstellen des in das Versorgungsgehäuse einzuleitenden Gases eingerichtet ist, wobei die Gaszuführung 300 zum Führen des Gases von der Gasquelle 320 durch das Versorgungsgehäuse 108 in die Vakuumkammer 102 eingerichtet ist, wobei die Gaszuführung 300 zwischen der Gasquelle 320 und dem Versorgungsgehäuse 108 zur Vakuumkammer 102 hin undurchlässig für das Gas und/oder vakuumdicht eingerichtet ist.
In Beispiel 6 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 5 optional aufweisen, dass die Gaszuführung 300 ein Schlauch ist oder aufweist, der sich von der Gasquelle 320 bis zum Versorgungsgehäuse 108 oder bis in das Versorgungsgehäuse 108 hinein erstreckt.
In Beispiel 7 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 optional aufweisen, dass die Substrathalteanordnung 104 ferner eine Lageranordnung 106 aufweist, die derart eingerichtet ist, dass das Versorgungsgehäuse 108 innerhalb der Vakuumkammer 102 beweglich gelagert ist.
In Beispiel 8 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 5 bis 7 optional aufweisen, dass die Gaszuführung einen flexiblen Schlauch aufweist und die Gasquelle eine Substrathalter-externe Gasquelle ist, beispielsweise eine Vakuumkammer-externe Gasquelle, wobei der flexible Schlauch mit der Substrathalter-externe Gasquelle verbunden ist.
In Beispiel 9 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 8 optional aufweisen, dass die Substrathalteanordnung 104 ferner ein vakuumdichtes Gehäuse mit mindestens einem Antrieb und einer Vakuumdurchführung, die das vakuumdichte Gehäuse mit dem Versorgungsgehäuse verbindet, aufweist.
In Beispiel 10 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß Beispiel 9 ist der Antrieb optional zum Bereitstellen eines Versorgungsmediums, beispielsweise ein Drehmoment, der Versorgungsstruktur 108s eingerichtet und das von dem vakuumdichten Gehäuse bereitgestellte Versorgungsmedium ist durch die Vakuumdurchführung in das Versorgungsgehäuse übertragbar.
In Beispiel 11 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 9 oder 10 optional aufweisen, dass die Gaszuführung ein Ventil aufweist oder ist, welches das vakuumdichte Gehäuse mit dem Versorgungsgehäuse verbindet.
In Beispiel 12 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 11 optional aufweisen, dass die Vakuumkammer 102 eine erste Versorgungsdurchführung 102v aufweist und das vakuumdichte Gehäuse eine zweite Versorgungsdurchführung 108v aufweist, und die erste Versorgungsdurchführung 102v mittels eines Versorgungsschlauchs 112 mit der zweiten Versorgungsdurchführung 108v verbunden ist, wobei die Gaszuführung in dem Versorgungsschlauchs 112 angeordnet ist oder der Versorgungsschlauch ein Teil der Gaszuführung ist.
In Beispiel 13 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem Beispiel 12 optional aufweisen, dass die Gaszuführung 300 vakuumtechnisch von dem Versorgungsschlauch 112 separiert ist.
In Beispiel 14 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 13 optional aufweisen, dass die Vakuumkammer 102 einen Gasdrucksensor aufweist und wobei das Versorgungsgehäuse 108 einen Gasdrucksensor aufweist, oder wobei die Vakuumkammeranordnung 100 einen Differenz-Gasdruck-Sensor aufweist, der eingerichtet ist, den Differenz-Gasdruck zwischen der Versorgungsgehäuse 108 und dem Inneren der Vakuumkammer 102 zu erfassen.
In Beispiel 15 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 14 optional ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, den Gasstrom durch die Gaszuführung 300 einzustellen, sodass der Gasdruck in der Versorgungsgehäuse größer ist als der Gasdruck in der Vakuumkammer
In Beispiel 16 kann die Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 15 optional aufweisen, dass das Gas eine Umgebungsluft, eine getrocknete Luft, ein Prozessgas oder ein Inertgas ist
Beispiel 17 ist ein Verwenden der Vakuumkammeranordnung 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 16 zum Beschichten eines Werkstücks, beispielsweise zum gleichzeitigen Beschichten einer Vielzahl von Turbinenschaufeln mit einer thermischen Schutzschicht.
Beispiel 18 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuumanordnung 100, die Vakuumanordnung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, das Verfahren aufweisend: Einleiten des Gases durch die Gaszuführung 300 in die Vakuumkammer.
In Beispiel 19 kann das Verfahren gemäß Beispiel 18 optional aufweisen, dass das Verfahren ferner ein Einleiten eines weiteren Gases in die Vakuumkammer aufweist, wobei die Vakuumanordnung ferner eine weitere Gaszuführung aufweist, welche die Vakuumkammer mit einer Vakuumkammer-externen Gasquelle, die das weiteres Gas bereitstellt, verbindet.
In Beispiel 20 kann das Verfahren gemäß Beispiel 19 optional aufweisen, dass ein erster Gasfluss des Gases in die Vakuumkammer einen ersten Gasdruck aufweist und ein zweiter Gasfluss des weiteren Gases in die Vakuumkammer einen zweiten Gasdruck aufweist, wobei der erste Gasfluss bezüglich des zweiten Gasfluss derart gesteuert wird, dass der erste Gasdruck größer ist als der zweite Gasdruck.

Claims

Vakuumkammeranordnung (100) aufweisend, eine Vakuumkammer (102), und eine im Inneren der Vakuumkammer (102) angeordnete Substrathalteanordnung (104) aufweisend: einen Substrathalter (110) zum Halten und Positionieren mindestens eines Substrats, ein Versorgungsgehäuse (108), mindestens eine Versorgungsstruktur (108s), welche in dem Versorgungsgehäuse (108) angeordnet ist, zum Versorgen des Substrathalters (110) mit mindestens einem Versorgungsmedium, wobei das Versorgungsgehäuse zum Inneren der Vakuumkammer hin gasdurchlässig eingerichtet ist, und eine Gaszuführung (300), die zum Einleiten eines Gases in das Versorgungsgehäuse (108) und zum Erzeugen eines Gasflusses aus dem Versorgungsgehäuse in das Innere der Vakuumkammer eingerichtet ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Versorgungsstruktur (108s) mehrere mechanische Kopplungselemente zum Betreiben der Substrathalteanordnung (104), vorzugsweise ein Getriebe, aufweist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Versorgungsstruktur (108s) eine Lagerstelle aufweist und das Versorgungsmedium ein Drehmoment ist, das mittels der Lagerstelle übertragbar ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Versorgungsstruktur (108s) eine Lagerstelle aufweist und die Gaszuführung (300) eingerichtet ist, das Gas im Bereich der Lagerstelle einzuleiten, so dass die Lagerstelle von dem Gas umspült wird.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die Vakuumkammeranordnung ferner aufweisend eine Gasquelle, die zum Bereitstellen des in das Versorgungsgehäuse einzuleitenden Gases eingerichtet ist, wobei die Gaszuführung (300) zum Führen des Gases von der Gasquelle (320) durch das Versorgungsgehäuse (108) in die Vakuumkammer (102) eingerichtet ist, wobei die Gaszuführung (300) zwischen der Gasquelle (320) und dem Versorgungsgehäuse (108) zur Vakuumkammer (102) hin undurchlässig für das Gas und/oder vakuumdicht eingerichtet ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 5, wobei die Gaszuführung (300) ein Schlauch ist oder aufweist, der sich von der Gasquelle (320) bis zum Versorgungsgehäuse (108) oder bis in das Versorgungsgehäuse (108) hinein erstreckt.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die Substrathalteanordnung (104) ferner aufweisend: eine Lageranordnung (106) die derart eingerichtet ist, dass das Versorgungsgehäuse (108) innerhalb der Vakuumkammer (102) beweglich gelagert ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Gaszuführung einen flexiblen Schlauch aufweist und die Gasquelle eine Substrathalter-externe Gasquelle ist, vorzugsweise eine Vakuumkammer-externe Gasquelle, wobei der flexible Schlauch mit der Substrathalter-externe Gasquelle verbunden ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die Substrathalteanordnung (104) ferner aufweisend: ein vakuumdichtes Gehäuse mit mindestens einem Antrieb und einer Vakuumdurchführung, die das vakuumdichte Gehäuse mit dem Versorgungsgehäuse verbindet.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 9, wobei der Antrieb zum Bereitstellen eines Versorgungsmediums, vorzugsweise ein Drehmoment, der Versorgungsstruktur (108s) eingerichtet ist und das von dem vakuumdichten Gehäuse bereitgestellte Versorgungsmedium durch die Vakuumdurchführung in das Versorgungsgehäuse übertragbar ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Gaszuführung ein Ventil aufweist oder ist, welches das vakuumdichte Gehäuse mit dem Versorgungsgehäuse verbindet.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Vakuumkammer (102) eine erste Versorgungsdurchführung (102v) aufweist und das vakuumdichte Gehäuse eine zweite Versorgungsdurchführung (108v) aufweist, und die erste Versorgungsdurchführung (102v) mittels eines Versorgungsschlauchs (112) mit der zweiten Versorgungsdurchführung (108v) verbunden ist, wobei die Gaszuführung in dem Versorgungsschlauchs (112) angeordnet ist oder der Versorgungsschlauch ein Teil der Gaszuführung ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß Anspruch 12, wobei die Gaszuführung (300) vakuumtechnisch von dem Versorgungsschlauch (112) separiert ist.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Vakuumkammer (102) einen Gasdrucksensor aufweist und wobei das Versorgungsgehäuse (108) einen Gasdrucksensor aufweist, oder wobei die Vakuumkammeranordnung (100) einen Differenz-Gasdruck-Sensor aufweist, der eingerichtet ist, den Differenz-Gasdruck zwischen der Versorgungsgehäuse (108) und dem Inneren der Vakuumkammer (102) zu erfassen.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, den Gasstrom durch die Gaszuführung (300) einzustellen, sodass der Gasdruck in der Versorgungsgehäuse größer ist als der Gasdruck in der Vakuumkammer.
Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Gas eine Umgebungsluft, eine getrocknete Luft, ein Prozessgas oder ein Inertgas ist.
Verwenden der Vakuumkammeranordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Beschichten eines Werkstücks, vorzugsweise zum gleichzeitigen Beschichten einer Vielzahl von Turbinenschaufeln mit einer thermischen Schutzschicht.
Verfahren zum Betreiben einer Vakuumanordnung (100), die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, das Verfahren aufweisend: Einleiten des Gases durch die Gaszuführung (300) in die Vakuumkammer.
Verfahren gemäß Anspruch 18, die Vakuumanordnung ferner aufweisend eine weitere Gaszuführung, welche die Vakuumkammer mit einer Vakuumkammer-externen Gasquelle, die ein weiteres Gas bereitstellt, verbindet; das Verfahren ferner aufweisend ein Einleiten des weiteren Gases in die Vakuumkammer.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei ein erster Gasfluss des Gases in die Vakuumkammer einen ersten Gasdruck aufweist und ein zweiter Gasfluss des weiteren Gases in die Vakuumkammer einen zweiten Gasdruck aufweist, wobei der erste Gasfluss bezüglich des zweiten Gasfluss derart gesteuert wird, dass der erste Gasdruck größer ist als der zweite Gasdruck.