DE102021124553A1 - Gasversorgungsstruktur und Prozessiervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Gasversorgungsstruktur (351), aufweisend: einen Prozessschild (402), welcher einen fluiddurchlässigen Abschnitt (352) aufweist; eine Gasversorgungsvorrichtung (156), welche mittels eines Spalts (356) räumlich von dem Prozessschild (402) separiert ist und zumindest einen Gasauslass (156d) zum Versorgen des Abschnitts (352) mit Gas aufweist; wobei der Spalt (356) den zumindest einen Gasauslass (156d) und den Abschnitt (352) fluidleitend miteinander koppelt; eine federelastische Gasführungsstruktur (358), welche an den Spalt (356) angrenzt und den Prozessschild (402) sowie die Gasversorgungsvorrichtung (156) berührt.

Description

  • Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Gasversorgungsstruktur und eine Prozessiervorrichtung.
  • Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert oder behandelt, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern oder der Sputterprozess). Zum Sputtern kann mittels einer Kathode (auch als Sputterkathode bezeichnet) ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann. Durch Ionenbeschuss werden Bestandteile des Targets abgetragen, die sich als Funktionsschicht auf dem Substrat abscheiden können.
  • Wird Reaktivgas hinzugefügt, kann die Reaktionsdynamik störanfällig sein. Der Störanfälligkeit wird herkömmlicherweise entgegengewirkt, indem das Zuführen von Gas gesteuert und/oder geregelt wird. Aufgrund dieser störanfälligen Reaktionsdynamik können bereits geringste räumliche und/oder zeitliche Variationen in der chemischen Zusammensetzung der Prozessatmosphäre, welcher der Sputterprozess ausgesetzt ist, zu einer erheblichen Inhomogenität des Plasmas und damit der sich ergebenden Beschichtung oder sogar zu deren Unbrauchbarkeit führen.
  • Die Inhomogenität des Plasmas wird herkömmlicherweise dadurch kompensiert, dass die plasmabildende Atmosphäre (auch als Prozessatmosphäre bezeichnet) getrimmt wird. Das sogenannte Trimmen weist auf, die räumliche Verteilung der Prozessatmosphäre zu beeinflussen, z.B. gesteuert und/oder geregelt. Damit ergibt sich pro Stelle, an welcher die Prozessatmosphäre getrimmt (beeinflusst) wird, die Möglichkeit, einen Einfluss auf die Schichtbildung zu erlangen.
  • Eine Möglichkeit zum Trimmen besteht darin, die Zufuhr von Gas mittels einer steuerbaren Prozessgasversorgung (auch als Gasversorgungsvorrichtung bezeichnet) zu beeinflussen. Die Prozessgasversorgung wie auch der Rest der Prozessumgebung kann unter Umständen dem zerstäubten Targetmaterial ausgesetzt sein, was dazu führen kann, dass sich das Targetmaterial daran anlagert (auch als parasitäre Beschichtung oder parasitäre Belegung bezeichnet). Aufgrund der parasitären Beschichtung wachsen zusätzliche Schichten auf, die sich bei mangelnder Haftung lösen können. Grundsätzlich beeinträchtigen allerdings sich ablösende Schichtbestandteile die Qualität der Beschichtung des Substrats, da diese sich als Flitter oder Partikel an dem Substrat anlagern können und so die Schicht auf dem Substrat verunreinigen.
  • Herkömmlicherweise wird dem begegnet, indem die parasitäre Beschichtung regelmäßig entfernt wird, z.B. indem die Prozessumgebung regelmäßig gereinigt wird. Die Rate der parasitären Beschichtung (bzw. Wachstumsrate dieser Schichten) ist nahe dem Target und nahe dem Substrat besonders hoch, so dass herkömmlicherweise dort eine möglichst gute Schichthaftung angestrebt wird, um die Häufigkeit der Reinigung zu verringern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Gasversorgungsstruktur und eine Prozessiervorrichtung bereitgestellt, welche die parasitäre Beschichtung der Gasversorgungsvorrichtung hemmen, und optional ermöglichen, die räumliche Verteilung der Prozessatmosphäre zu beeinflussen (Trimmen).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass die Reinigung der Gasversorgungsvorrichtung sehr aufwändig und kostenintensiv ist. Um dies zu mindern wird die Gasversorgungsvorrichtung mittels des Prozessschilds von dem Plasma bzw. dem Targetmaterial abgeschirmt (separiert). Dies ist insbesondere bei Konfigurationen von Bedeutung, bei denen die Gasversorgungsvorrichtung nahe dem Target und/oder nahe dem Substrat angeordnet ist, z.B. in der Höhe des Targets oder im Bereich zwischen Substrat und Target. Solche Konfigurationen ermöglichen zwar, mittels des Trimmens besonders gut Einfluss auf die Schichteigenschaften zu auszuüben, begünstigen allerdings aufgrund der Nähe der Gasversorgungsvorrichtung zu dem Target eine große Rate, mit welcher die parasitäre Beschichtung erfolgt. Der Prozessschild (auch als Abschirmung bezeichnet) weist einen fluiddurchlässigen Abschnitt, durch welchen hindurch das Target bzw. das Plasma mit Gas versorgt werden kann, z.B. getrimmt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Prozessschild austauschbar eingerichtet sein. Dies erreicht, die Unterbrechung des Sputterprozesses zur Reinigung so kurz wie möglich zu halten. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Prozessschild (z.B. ein oder mehr als ein Bleche aufweisend) an einem leicht zu montierenden Rahmen, der sogenannten Prozessbox, befestigt sein. Bei der Wartung wird die Prozessbox zur Reinigung des Prozessschilds demontiert (z.B. in eine Demontagerichtung). Die Gasversorgungsvorrichtung verbleibt dabei fest montiert in der Prozessiervorrichtung.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde ferner erkannt, dass der Austausch des Prozessschilds vereinfacht wird, wenn eine konstruktive Toleranz vorgehalten wird, um konstruktive Variationen und/oder Veränderungen während des Sputterprozesses zu kompensieren. Eine solche Toleranz wird beispielsweise gewährleistet, indem der montierte Prozessschild einen Abstand von der Gasversorgungsvorrichtung aufweist, so dass zwischen diesen ein Spalt gebildet ist. In dem Zusammenhang wurde erkannt, dass der Spalt zwar den Austausch des Prozessschilds erleichtern, dafür aber den Gasfluss beeinträchtigt. Der Spalt begünstigt anschaulich, dass nur ein Teil des Gases zu dem Plasma gelangt und der Rest als Sekundärgasstrom durch den Spalt hindurch verloren geht (auch als Gasverlust bezeichnet).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine federelastische Gasführungsstruktur bereitgestellt, welche an den Spalt angrenzt und den Prozessschild sowie die Gasversorgungsvorrichtung berührt. Die Gasführungsstruktur hemmt den Gasverlust (beispielsweise durch den Sekundärgasstrom) und mindert so die Prozesskosten. Die Gasführungsstruktur begünstigt, dass das von der Gasversorgungsvorrichtung zugeführt Gas zu dem Plasma gelangt, was wiederum die Prozessqualität und deren Steuerbarkeit (z.B. das Trimmen) verbessert.
  • Die Eigenschaft der Federelastizität der Gasführungsstruktur begünstigt, dass die konstruktive Toleranz gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur eine Ausgleichsbewegung durchführen, indem diese verformt wird. Diese Verformung der Gasführungsstruktur kompensiert konstruktive Variationen und/oder Veränderungen während des Sputterprozesses.
  • Es zeigen
    • 1A und 1B, 2A und 2B, und 6 jeweils eine Sputtervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
    • 3 bis 5 und 7 jeweils eine Gasversorgungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen schematischen Ansichten;
    • 8 einen Kammerdeckel gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Perspektivansicht; und
    • 9 bis 14 jeweils die Montage der Gasversorgungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten.
  • 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 (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen 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.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B. Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
  • Bezüglich des (z.B. schichtbildenden) Prozesses wird hierin auf das sogenannte Sputtern (auch als Kathodenzerstäubung bezeichnet) Bezug genommen. Das für das Sputtern bzw. der zum Sputter eingerichtet Vorrichtung (auch als Sputtervorrichtung bezeichnet) Beschriebene kann in Analogie gelten für jeden anderen substratbearbeitenden Prozess bzw. jede andere Prozessiervorrichtung, dem/der ein Gas zugeführt werden kann.
  • Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet) mittels eines Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Beschichtungsmaterials (z.B. einzelne Atome und/oder Ionen) werden voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche optional ein oder mehr als ein Magnetsystem aufweisen kann (dann auch als Magnetron bezeichnet). Das Beschichtungsmaterial kann mittels eines sogenannten Sputtertargets (kurz auch als Target bezeichnet) bereitgestellt sein, welches beispielsweise rohrförmig (dann auch als Rohrtarget bezeichnet) oder plattenförmig (dann auch als Plattentarget oder Planartarget bezeichnet) sein kann. Zum Erzeugen des Plasmas kann an das Sputtertarget (kurz auch als Target bezeichnet) eine Spannung (auch als Sputterspannung bezeichnet) angelegt werden, so dass das Sputtertarget als Kathode betrieben wird. Die Sputterspannung kann beispielsweise eine Gleichspannung, beispielsweise eine gepulste Gleichspannung, sein. Auch wenn die Sputterspannung eine Wechselspannung aufweist, wird die Begrifflichkeit der Kathode häufig beibehalten.
  • Zum Sputtern kann das Sputtertarget in einer Vakuum-Prozessierkammer (vereinfacht auch als Vakuumkammer bezeichnet) angeordnet sein, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessparameter) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Prozessdruck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während des Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein Arbeitsgas bereitgestellt sein oder werden, welches das plasmabildende Gas oder das plasmabildende Gasgemisch bezeichnet. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung (auch als Arbeitsatmosphäre oder Prozessatmosphäre bezeichnet) oder einem Soll-Druck (auch als Arbeitsdruck oder Prozessdruck bezeichnet) bereitgestellt werden kann (z.B. gemäß einem Sollwert). Die Vakuumkammer kann derart eingerichtet sein, dass darin ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger bereitgestellt sein oder werden kann, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10-3 mbar bis ungefähr 10-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger bereitgestellt werden kann, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum) bereitgestellt sein oder werden kann.
  • Ausgehend davon kann dem Sputterprozess bzw. dem Plasma ein Prozessgas zugeführt werden, so dass in der Vakuumkammer ein Prozessvakuum (auch als Prozessatmosphäre bezeichnet) erzeugt werden kann als Gleichgewicht an der Vakuumkammer entzogenem (abgepumptem) Gas und der Vakuumkammer zugeführtem Prozessgas. Das Prozessvakuum kann einen Druck (auch als Prozessdruck oder Gesamtdruck bezeichnet) kleiner als 0,3 bar aufweisen oder weniger, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10-3 mbar.
  • Das Prozessgas kann das sogenannte Arbeitsgas und/oder ein oder mehr als ein Reaktivgas aufweisen. Arbeitsgas und Reaktivgas(e) können separat voneinander zugeführt werden oder gemeinsam als Gasgemisch, beispielsweise mittels der Gaszuführvorrichtung. Beispielsweise kann ein Prozessgas mit der Gaszusammensetzung des Arbeitsgases zugeführt werden. Beispielsweise kann ein Prozessgas mit der Gaszusammensetzung des Reaktivgases zugeführt werden. Beispielsweise kann ein Prozessgas mit der Gaszusammensetzung eines Gasgemischs aus dem Reaktivgases und dem Arbeitsgas zugeführt werden.
  • Das Plasma kann dann mittels des Arbeitsgases (auch als plasmabildendes Gas bezeichnet) gebildet werden. Das Arbeitsgas kann beispielsweise ein oder mehr als ein Edelgas oder ein anderes Inertgas aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispiele für das Edelgas weisen auf Helium, Neon, Argon (Ar), Krypton, Xenon, Radon.
  • Wird dem Plasma bzw. dem Sputterprozess ein oder mehr als ein Reaktivgas zugeführt, kann dieses eine höhere chemische Reaktivität als das Arbeitsgas aufweisen, z.B. bezüglich des Targetmaterials. Mit anderen Worten kann das zerstäubte Targetmaterial zusammen mit dem Reaktivgas (wenn vorhanden) schneller reagieren (d.h. mehr Reaktionsprodukt pro Zeit bilden) als zusammen mit dem Arbeitsgas (z.B. wenn es überhaupt mit dem Arbeitsgas chemisch reagiert).
  • Um das Target effektiv zu zerstäuben (auch als Sputtern bezeichnet), kann das Target um ein Magnetsystem (anschaulich um dieses herum) gedreht werden. Das Magnetsystem kann einen oder mehr als einen Magneten aufweisen. Dazu kann das Target bzw. dessen Targetmaterial rohrförmig eingerichtet sein (auch als Rohrtarget bezeichnet), wobei das Magnetsystem im Inneren des Rohrtargets angeordnet sein kann, so dass das Rohrtarget um das Magnetsystem gedreht werden kann. Das Rohrtarget kann beispielsweise ein Rohr aufweisen, auf dem das Targetmaterial als Schicht auf einer äußeren Mantelfläche des Rohrs befestigt sein kann und die Mantelfläche des Rohrs teilweise bedecken kann. Das Rohrtarget kann aber auch aus dem Targetmaterial gebildet sein.
  • Das Rohrtarget kann mittels einer Lagervorrichtung drehbar gelagert sein oder werden, wobei die Lagervorrichtung optional ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit Prozessleistung und Kühlfluid) bereitstellen kann. Beispielsweise kann die Lagervorrichtung zwei so genannte Endblöcke aufweisen, mittels welchen das Rohrtarget an einander gegenüberliegenden Endabschnitten gelagert ist, wobei die Endblöcke ein Versorgen des Rohrtargets (z.B. mit Prozessleistung und Kühlfluid) bereitstellen können. Ferner können die Endblöcke zusätzlich eingerichtet sein, das Magnetsystem im Inneren des Rohrtargets zu halten (dann auch als Magnetron-Endblock bezeichnet).
  • Weist die Lagervorrichtung zwei Endblöcke auf, kann jeweils einer der Endblöcke (der sogenannte Antriebsendblock) einen Antriebsstrang aufweisen, der mit einer Antriebsvorrichtung (auch als Targetantrieb bezeichnet) zum Drehen des Rohrtargets gekuppelt ist; und/oder der andere der Endblöcke (der sogenannte Medienendblock) kann eine Fluidleitung zum Zuführen und Abführen von Kühlfluid (z.B. ein wasserbasiertes Gemisch) aufweisen, welches durch das Target hindurch geleitet werden kann.
  • Es kann allerdings auch genau ein Endblock (auch als Kompaktendblock bezeichnet) verwendet werden, welcher den Antriebsstrang und die Fluidleitung aufweist und somit die Funktionen eines Antriebsendblocks und eines Medienendblocks gemeinsam bereitstellt. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann beispielsweise frei auskragen (d.h. frei hängen), was als Cantilever-Konfiguration bezeichnet wird. Der Kompaktendblock kann in Cantilever-Konfiguration an einer Seitenwand der Vakuumkammer montiert sein, durch welche hindurch die Drehachse des Rohrtargets hindurch erstreckt ist. Die dem Kompaktendblock gegenüberliegende Seite des Rohrtargets kann aber auch mittels eines Lagerbocks (anschaulich ein Gegenlager) gelagert sein, was als Lagerbock-Konfiguration bezeichnet wird. Der Lagerbock kann auch mittels eines passiven Endblocks bereitgestellt sein, d.h. eines Endblocks, welcher weder Energie noch Material mit dem Rohrtarget austauscht, sondern dieses nur abstützt.
  • Hierin wird Bezug genommen auf ein Rohrtarget als exemplarisches Target, wobei verstanden werden kann, dass das für das Rohrtarget Beschriebene in Analogie gelten kann für ein Planartarget. Das Planartarget kann im Gegensatz zum Rohrtarget allerdings ortsfest gelagert werden beim Sputtern, d.h. dem Plasma immer dieselbe Seite zuwenden.
  • Die Lagervorrichtung kann optional einen Träger aufweisen (auch als Magnetsystemträger bezeichnet), welcher zum Halten des Magnetsystems eingerichtet ist. Der Magnetsystemträger kann beispielsweise hohl sein (z.B. ein Rohr aufweisend) und optional stirnseitig mit einem Endblock, welcher den Magnetträger hält, fluidleitend gekoppelt sein (z.B. mit dessen Fluidleitung), so dass dieser mit dem Endblock das Kühlfluid austauschen kann. Auf der dem Endblock gegenüberliegenden Seite kann das Rohr beispielsweise stirnseitig verschlossen sein und dort eine seitliche Öffnung aufweisen, durch welche das Kühlfluid hindurchtreten kann. Der Magnetsystemträger kann rund sein oder eckig, z.B. ein Rundrohr oder ein Kantrohr aufweisend. Der Magnetträger und/oder das Magnetsystem können eine Länge (Ausdehnung entlang der Drehachse) in einem Bereich von 1 m ungefähr bis ungefähr 6 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von 2 m ungefähr bis ungefähr 5 m.
  • Die Antriebsvorrichtung kann hierin als Wandler verstanden werden, welche eingerichtet ist, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Die Antriebsvorrichtung kann beispielsweise einen elektrischen Motor (z.B. mit elektrischen Spulen) aufweisen.
  • Hierin wird Bezug genommen auf eine Gasversorgungsvorrichtung. Die Gasversorgungsvorrichtung ist eingerichtet, einen oder mehr als einen Bereich (auch als Versorgungsbereich bezeichnet) der Prozessiervorrichtung mit dem Prozessgas (vereinfacht auch als Gas bezeichnet) zu versorgen. Grundlegend kann das Prozessgas das Arbeitsgas und/oder das Reaktivgas aufweisen. Funktionell wird als Versorgungsbereich ein Bereich bezeichnet, welcher unmittelbar neben der Gasversorgungsvorrichtung angeordnet (z.B. an diese angrenzend) ist und mittels der Gasversorgungsvorrichtung mit einem Zufluss an Prozessgas (auch als Gaszufluss bezeichnet) versorgt wird, wobei der Gaszufluss pro Versorgungsbereich individuell beeinflusst (z.B. gestellt und/oder geregelt) werden kann. Mehrere (z.B. unmittelbar nebeneinander angeordnete) Versorgungsbereiche können beispielsweise in ihrem Gaszufluss unabhängig voneinander beeinflusst (z.B. gestellt und/oder geregelt) werden. Untereinander können aneinandergrenzende Versorgungsbereiche optional das Prozessgas miteinander austauschen, was zur Folge haben kann, dass deren Gasdruck miteinander verknüpft ist und/oder deren Gaszusammensetzung miteinander verknüpft ist.
  • Um nachfolgend das Verständnis zu vereinfachen, werden diejenigen Komponenten der Gasversorgungsvorrichtung, die genau einem Versorgungsbereich das Prozessgas zuführen, als sogenannte Versorgungsgruppe zusammengefasst, deren Komponenten dem Versorgungsbereich zugeordnet sind. Dementsprechend kann die Gasversorgungsvorrichtung pro Versorgungsbereich zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Versorgungsgruppe aufweisen, welche eingerichtet ist, dem Versorgungsbereich das Prozessgas zuzuführen. Jede Versorgungsgruppe kann, z.B. pro zuzuführender Gaszusammensetzung, einen oder mehr als einen Gasauslass aufweisen, welcher auf den Versorgungsbereich gerichtet ist und/oder an diesen angrenzt. Jede Versorgungsgruppe kann, z.B. pro zuzuführender Gaszusammensetzung, einen Gasanschluss aufweisen zum Anschließen der Versorgungsgruppe an zumindest eine entsprechende Gasquelle (z.B. das Arbeitsgas, das Reaktivgas oder ein Gasgemisch aufweisend), z.B. ein Gasreservoir. Beispielsweise kann die zumindest eine Gasquelle pro zuzuführender Gaszusammensetzung eine Gasquelle (z.B. ein Gasreservoir) aufweisen, welche mit der Versorgungsgruppe gekoppelt ist.
  • Beispielsweise kann eine Anzahl an Versorgungsgruppen größer sein als 1, z.B. größer als 2, z.B. größer als 5, z.B. größer als 10. Beispielsweise kann eine Anzahl an Gasauslässen pro Versorgungsgruppe und/oder pro zuzuführender Gaszusammensetzung größer sein als 1, z.B. größer als 2, z.B. größer als 5, z.B. größer als 10.
  • Jede Versorgungsgruppe kann, z.B. pro zuzuführender Gaszusammensetzung, eine Gasleitung aufweisen, welche den einen oder mehr als einen Gasauslass fluidleitend mit (z.B. genau) einem Gasanschluss der Versorgungsgruppe koppelt. Mehrere Gasauslässe derselben Versorgungsgruppe können mittels der Gasleitung (auch als Gasversorgungskanal oder Gasversorgungsleitung bezeichnet) fluidleitend miteinander gekoppelt sein. Jede Gasleitung kann einen Hohlraum (auch als Innenraum oder Leitungsraum bezeichnet) aufweisen als fluidleitende Verbindung zwischen dem einen oder mehr als einen Gasauslass, der auf den Versorgungsbereich gerichtet ist, und dem Gasanschluss der Versorgungsgruppe.
  • Das letzte Glied der Gasversorgungsvorrichtung, welches mehrere nebeneinander (z.B. in einer Reihe) angeordnete Gasauslässe der Gasversorgungsvorrichtung aufweist (z.B. miteinander kuppelt), wird vereinfacht auch als Gasverteiler bezeichnet. Der Gasverteiler kann beispielsweise Bestandteil der Gasleitung sein oder zumindest mit dieser gekuppelt sein. Beispielsweise kann die Gasversorgungsvorrichtung einen oder mehr als einen Gasverteiler aufweisen, wovon jeder Gasverteiler optional die Gasauslässe einer oder mehr als einer Versorgungsgruppe aufweisen oder halten kann.
  • Jeder Gasverteiler kann optional, z.B. pro Versorgungsgruppe, eine sogenannte Binärverteilungsstruktur aufweisen, welche eine oder mehrere kaskadierte Verzweigungsebenen aufweist, wovon jede Verzweigungsebene einen eingangsseitigen Leitungsabschnitt mit genau zwei ausgangsseitigen Leitungsabschnitten koppelt. Jeder ausgangsseitige Leitungsabschnitt der an den Gasverteiler angrenzenden Verzweigungsebene ist mit einem Gasauslass des Gasverteilers gekoppelt. Dies erreicht, dass das Prozessgas gleichmäßiger auf mehrere Gasauslässe der Versorgungsgruppe aufgeteilt wird.
  • In einer wenig komplexen Implementierung kann die Gasversorgungsvorrichtung, z.B. jeder Gasverteiler, zumindest einen Hohlkörper (auch als Gaskanal bezeichnet), z.B. ein Rohr, aufweisen, dessen Hohlraum (z.B. genau) einen Leitungsraum bereitstellt oder zumindest Teil dessen ist. Jeder Gasauslass kann eine Durchgangsöffnung in einer Wand des Gaskanals (auch als Kanalwand bezeichnet) aufweisen. Optional kann in Analogie der Gasanschluss eine Durchgangsöffnung in einer Kanalwand aufweisen, oder der Gasanschluss kann anderweitig (z.B. mittels eines Abschnittes der Gasleitung) mit dem Gaskanal gekoppelt sein.
  • In einer komplexeren Implementierung kann die Gasversorgungsvorrichtung, z.B. jeder Gasverteiler, zumindest einen Gaskanal (z.B. ein Rohr) mit mehreren Segmenten aufweisen (auch als segmentierter Hohlkörper oder segmentierter Gaskanal bezeichnet), von denen jedes Segment (auch als Gaskanalsegment oder hohles Segment bezeichnet) einen Hohlraum aufweist. Einander unmittelbar benachbarte Hohlräume (bzw. Segmente) des segmentierten Gaskanals können voneinander separiert sein, beispielsweise mittels einer Wand. Der Hohlraum jedes Segments kann den Leitungsraum einer Versorgungsgruppe bereitstellen bzw. Teil dessen sein. Jeder Gasauslass kann eine Durchgangsöffnung in einer Wand des Segments aufweisen. Optional kann in Analogie der Gaseinlass eine Durchgangsöffnung in einer Wand des Segments aufweisen, oder der Gaseinlass kann anderweitig (z.B. mittels eines Abschnittes der Gasleitung) mit der Wand des Segments gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „federelastisch“ mit Bezug auf ein Objekt (z.B. die Gasführungsstruktur) verstanden werden, dass dieses gegen eine Rückstellkraft verformbar (auch als flexibel bezeichnet) ist. Die Verformbarkeit kann bereitgestellt sein oder werden, indem das federelastische Objekt ein elastisches Material aufweist oder daraus hergestellt ist, z.B. einem Elastomer. Alternativ oder zusätzlich kann die Verformbarkeit (z.B. Dehnbarkeit) bereitgestellt sein oder werden, indem das federelastische Objekt ein Material mit hoher Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) aufweist oder daraus hergestellt ist, z.B. einem Federstahl. Die Verformbarkeit (z.B. Dehnbarkeit) bezeichnet die Fähigkeit des Objekts, sich bei mechanischer Belastung aus einem Ausgangszustand (z.B. Ausgangsform) heraus entgegen der Rückstellkraft zu verformen und, bei Verschwinden der Belastung in den Ausgangszustand zurückzukehren (z.B. ohne Beschädigungen). Ausgehend von dem Ausgangszustand x (z.B. eine Ausdehnung x) bezeichnet das Verhältnis ε der Verformung Δx (z.B. eine Ausdehnungsänderung Δx) zu dem Ausgangszustand (z.B. einer Ausgangsausdehnung), d.h. ε=Δx/x, auch die relative Verformbarkeit (bezogen auf die Ausdehnung auch als Dehnung bezeichnet). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das federelastische Objekt (z.B. die Gasführungsstruktur) eingerichtet sein für eine relative Verformbarkeit von mehr als ungefähr 10%, z.B. ungefähr 25%, z.B. ungefähr 50%, z.B. ungefähr 75%.
  • In einer exemplarischen Implementierung weist eine Prozessanlage das Target, das Magnetsystem, Komponenten der Vakuumerzeugung und ein System zur Zuführung des Prozessgases (die Gasversorgungsvorrichtung aufweisend). Die Anlage bzw. deren Prozessiervorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein zur Durchführung einer physikalischen Gasphasenabscheidung (auch als PVD-Prozessiervorrichtung bzw. PVD-Anlage bezeichnet). Nachdem das Basisvakuum in dem Versorgungsbereich erzeugt wurde, wird mittels der Gasversorgungsvorrichtung das Prozessgas (z.B. Argon aufweisend) der Druck des Versorgungsbereichs auf den Prozessdruck erhöht. Der Prozessdruck ist beispielsweise der Druck, bei welchem eine Zündung des Plasmas möglich ist. Die Gasversorgungsvorrichtung ist über die komplette Targetlänge erstreckt und weist beispielsweise einen oder mehrere Gasverteiler auf, wovon jeder Gasverteiler mehrere Gasauslässe aufweist. Durch diese Konfiguration der Gasversorgungsvorrichtung kann die räumliche Verteilung des Prozessdrucks gesteuert bzw. eine lokale Abweichung des Prozessdrucks (z.B. ungleichmäßige Druckverteilung) infolge der Gaszuführung besser gehemmt werden. Optional kann jeder Gasverteiler der Gasversorgungsvorrichtung verschiedene Gasauslässe aufweisen. Hierbei wird unterschieden zwischen dem Gasauslass für das sogenannte Hauptgas (z.B. das Arbeitsgas) und dem Gasauslass für das Trimgas. Das Hauptgas, z.B. Argon, wird verwendet, um den Prozessdruck aufrecht zu erhalten, da während des Betriebes der Prozessiervorrichtung durch die Vakuumerzeugung permanent Gas abgepumpt wird. Das Trimgas (z.B. Argon, Stickstoff und/oder Sauerstoff aufweisend), wird über mehrere über die Targetlänge verteilte und voneinander unabhängige Versorgungsgruppen dem Plasma zugeführt. Das Trimgas erleichtert es, die Schichteigenschaften in bestimmten Bereichen des Substrates zu beeinflussen.
  • 1A veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 151 (z.B. eine Sputtergruppe) gemäß verschiedenen Ausführungsformen 100 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick aus Richtung 105) und 1B die Sputtervorrichtung 151 in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105). Die Sputtervorrichtung 151 (oder allgemeiner eine PVD-Prozessiervorrichtung) kann ein Gehäuse 152, eine Lagervorrichtung 154 und eine Gasversorgungsvorrichtung 156 aufweisen. Das Gehäuse 152 kann einen Hohlraum 161 (auch als Gehäuseraum 161 bezeichnet) aufweisen. Die Sputtervorrichtung 151 kann bei Bedarf eine oder mehr als eine Anode 152a aufweisen, die optional Teil des Gehäuses 152 sein kann bzw. den Gehäuseraum 161 begrenzen kann. Der Gehäuseraum 161 kann beispielsweise einen oder mehr als einen Versorgungsbereich aufweisen.
  • Bezüglich der einen oder mehr als einen Anode 152a sei angemerkt, dass das Gehäuse 152 aus technischen Gründen nicht als Ganzes als Anode geschaltet sein muss. Wird die Sputtervorrichtung 151 (z.B. deren Target) beispielsweise mittels einer Gleichspannung als Sputterspannung versorgt (auch als DC-Betrieb bezeichnet) kann die Sputtervorrichtung 161 die oder jede Anode 152a neben dem Gehäuse 152 angeordnet sein (auch als dedizierte Anode oder als gehäuseseparate Anode bezeichnet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann für den DC-Betrieb vorgesehen sein, dass mindestens eine gehäuseseparate Anode oberhalb der unteren Begrenzung des Gehäuses 152 angeordnet ist (vgl. auch 1B). In diesem Fall kann das Massepotenzial der Sputtervorrichtung 161 bzw. der Anlage an dem Gehäuse 152 anliegen. Die oder jede gehäuseseparate Anode kann bevorzugt aus Aluminium gebildet sein, z.B. in Form eines Aluminiumblechs. Zur Kühlung ist vorgesehen, das oder jedes Aluminiumblech auf ein Kupferblech aufzulegen, welches entweder selbst von Kühlkanälen durchdrungen ist oder auf welches, gegenüberliegend dem Aluminiumblech, Kühlmittelleitungen angeordnet, beispielsweise aufgelötet, sind. Beide Bleche (Kupferblech und Aluminiumblech) können beispielsweise auf einer isolierenden Kunststoffauflage angeordnet sein.
  • Wird die Polarität der Sputterspannung zyklisch invertiert (auch als Bipoloar-Betrieb bezeichnet) kann die eine oder mehr als eine (z.B. jede) Anode 152a optional weggelassen werden. An dem Gehäuse 152 liegt in diesem Fall ebenfalls das Massepotential an.
  • Der Gehäuseraum 161 kann sich aus Richtung 105 (auch als Referenzrichtung 105 bezeichnet) in das Gehäuse 152 hinein erstrecken. Der Gehäuseraum 161 kann in Richtung 105 mittels einer Öffnung 152o des Gehäuses 152 (auch als Gehäuseöffnung 152o bezeichnet) offen bzw. freigelegt sein.
  • Der Gehäuseraum 161 kann in eine erste Richtung (z.B. Richtung 103, vgl. auch 2), die quer zur Referenzrichtung 105 ist, beispielsweise längserstreckt sein oder zumindest eine Ausdehnung 154d (auch als Hohlraumlänge 154d bezeichnet) aufweisen. Die Hohlraumlänge 154d kann beispielsweise größer sein als eine Ausdehnung des Gehäuseraums 161 (auch als Hohlraumbreite bezeichnet) entlang einer zweiten Richtung (z.B. Richtung 101, vgl. 2), die quer zur ersten Richtung und quer zur Referenzrichtung 105 ist.
  • Die Anode 152a kann den Gehäuseraum 161 begrenzen (beispielsweise in oder entgegen der zweiten Richtung), z.B. auf einer oder mehr als einer Seite des Gehäuseraums 161, z.B. auf zwei Seiten des Gehäuseraums 161 (welche die Hohlraumbreite als Abstand voneinander aufweisen) oder auf drei oder mehr Seiten des Gehäuseraums 161. Das Gehäuse 152 (z.B. deren Anode 152a) kann beispielsweise eine oder mehr als eine Platte aufweisen, von denen jede Platte den Gehäuseraum 161 begrenzt. Mehrere Platten der Anode 152a können elektrisch miteinander gekuppelt sein. Beispielsweise kann zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Platte der Anode 152a wannenförmig eingerichtet sein. Beispielsweise kann zumindest eine (d.h. eine oder mehr als eine) Platte der Anode 152a den Gehäuseraum 161 auf mehreren (z.B. einander gegenüberliegenden) Seiten des Gehäuseraums 161 begrenzen.
  • Das Gehäuse 152 kann beispielsweise ein Gestell aufweisen, welches die Anode 152a (z.B. deren zumindest eine Platte), die Lagervorrichtung 154 und/oder Teile der Gasversorgungsvorrichtung 156 (z.B. deren Gasverteiler) hält.
  • Allgemeiner ausgedrückt kann nur ein Abschnitt des Gehäuses 152 eine Anode 152a sein oder das gesamte Gehäuse 152 kann die Anode 152a sein. Beispielsweise können alle den Gehäuseraum 161 bildende Wände des Gehäuses 152 die Anode 152a bilden.
  • Die Lagervorrichtung 154 kann eingerichtet sein zum Halten eines Targets (nicht dargestellt, siehe 2) derart, dass dieses zumindest teilweise in den Gehäuseraum 161 hinein erstreckt ist. Beispielsweise kann die Lagervorrichtung 154 zwei Lagerkomponenten (z.B. jede ein Drehlager aufweisend) aufweisen, welche einen Abstand voneinander aufweisen, der mindestens der Hohlraumlänge 154d entspricht, und/oder den Gehäuseraum auf einander gegenüberliegenden Seiten begrenzt.
  • Die Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k (auch als Gehäuseraumversorgender Gaskanal 156k bezeichnet), kann einen Hohlraum 156h aufweisen, in welchen mehrere Gasauslässe 156d münden. Der Gaskanal 156k kann beispielsweise ein Rohr aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Rohr kann, muss aber nicht notwendigerweise, einen ovalen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. Der Gaskanal 156k, z.B. dessen Kanalwand, kann mehrere Durchgangsöffnungen (auch als Gasauslass-Durchgangsöffnung bezeichnet) aufweisen, von denen jede Durchgangsöffnung einen Gasauslass 156d bereitstellt. Jeder der Gasauslässe 156d kann den Kanalinnenraum 156h fluidleitend mit dem Gehäuseraum 161 koppeln.
  • Die Gasversorgungsvorrichtung 156 kann derart eingerichtet sein, dass Gas, welches dem Gehäuseraum 161 mittels der Gasversorgungsvorrichtung 156 zugeführt wird (auch als Gehäuseraumversorgendes Gas bezeichnet), aus dem Gehäuseraum 161 (z.B. der Gehäuseöffnung 152o) austritt. Beispielsweise kann die Richtung 156r (auch als Gaszuführrichtung 156r oder als Abgaberichtung 156r bezeichnet), entlang welcher das von der Gasversorgungsvorrichtung 156 bereitgestellte Gas dem Gehäuseraum 161 zugeführt wird, im Wesentlichen die Richtung 101 (auch als Querrichtung 101 bezeichnet) sein (d.h. weniger als 20° davon abweichen). Beispielsweise kann die Gaszuführrichtung 156r auf eine Wand des Gehäuses 152 gerichtet sein, welche den Gehäuseraum 161 begrenzt. Beispielsweise kann das Gas seitlich in den Gehäuseraum 161 einströmen, dort umgelenkt werden, und in Referenzrichtung 105 aus dem Gehäuseraum 161 bzw. der Gehäuseöffnung 152o herausströmen.
  • Beispielsweise kann jeder der Gasauslässe 156d, muss dies aber nicht notwendigerweise, auf den Kanalinnenraum 156h gerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann jeder der Gasauslässe 156d, muss dies aber nicht notwendigerweise, auf den Gehäuseraum 161 und/oder das Gehäuse 152 gerichtet sein.
  • Die Gasversorgungsvorrichtung 156 kann beispielsweise mehrere entlang Richtung 103 (auch als Längsrichtung 103 bezeichnet) hintereinander angeordnete Gasversorgungsgruppen (optional mit Binärverteilungsstruktur) aufweisen. Dann kann der Gaskanal 156k (auch als Trim-Gaskanal bezeichnet) entlang der Richtung 103 segmentiert sein, wobei jedes Segment Teil genau einer Gasversorgungsgruppe ist. Mittels des Trim-Gaskanals kann beispielsweise eine räumliche Verteilung, mit der dem Gehäuseraum 161 Gas zugeführt wird, beeinflusst (z.B. gestellt und/oder geregelt) werden (auch als Trimmen bezeichnet). Beispielsweise kann die Gasversorgungsvorrichtung 156 zwei oder mehr (z.B. mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 6, mindestens 7, mindestens 8, mindestens 9 oder mindestens 10) Gasversorgungsgruppen aufweisen, die entlang der Richtung 103 (auch als Erstreckungsrichtung 103 bezeichnet) hintereinander angeordnet sind. Beispielsweise kann jede der Gasversorgungsgruppen zumindest einen (d.h. einen oder mehr als einen) Gasauslass 156d aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasversorgungsvorrichtung 156 zumindest einen Gehäuseraumversorgenden Gaskanal 156k bzw. mehrere Gehäuseraumversorgende Gasauslässe 156d aufweisen, die in einem Abstand von dem Gehäuse 152 angeordnet sind, so dass zwischen diesen zumindest ein Spalt 356 gebildet ist. Dies erreicht eine weniger komplexe Konstruktion sowie den Austausch des Gehäuses. In dem Fall kann das Gehäuse 152 (z.B. die Anode 152a) zumindest eine Öffnung 352o, z.B. eine Öffnung 352o pro Gasauslass 156d, aufweisen, welche mittels des zumindest einen Spalts 356 gasleitend mit der Gasversorgungsvorrichtung 156 (z.B. deren einen oder mehr als einen Gasauslass 156d) gekoppelt ist. An den zumindest einen Spalt 356 kann eine federelastische Gasführungsstruktur 358, die das Gehäuse 152 und die Gasversorgungsvorrichtung 156 (z.B. deren Gaskanal 156k) berührt, angrenzen.
  • Die Gasführungsstruktur 358 kann einen oder mehr als einen Gasführungsabschnitt 358a, 358b, 358c (siehe auch 3) aufweisen, wie später noch genauer beschrieben wird.
  • Weist die Gasversorgungsvorrichtung 156 zwei Versorgungsgruppen (auch als erste Versorgungsgruppe und zweite Versorgungsgruppe bezeichnet) oder mehr auf, kann der zumindest eine Spalt zwei oder mehr Spalte (auch als erster Spalt und zweiter Spalt bezeichnet) aufweisen, wobei der erste Spalt an den Gasauslass 156d der ersten Versorgungsgruppe und der zweite Spalt an den Gasauslass 156d der Versorgungsgruppe zweiten angrenzt. Dementsprechend kann die Gasführungsstruktur 358 einen federelastischen Gasführungsabschnitt 358c (z.B. eine Dichtlippe und/oder Zwischenwände) aufweisen, welcher den ersten Spalt 356 von dem zweiten Spalt 356 separiert. Dies hemmt die Gasvermischung einander benachbarter Versorgungsgruppen und erleichtert so das Trimmen.
  • 2A veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 151 (z.B. eine Sputtergruppe) gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 (z.B. eingerichtet gemäß den Ausführungsformen 100) in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick aus Richtung 105) und 2B die Sputtervorrichtung 151 in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. mit Blick in Richtung 103), wobei die Sputtervorrichtung 151 ein um eine Drehachse 302d drehbar gelagertes Rohrtarget 302 aufweist. Die Drehachse 302d kann beispielsweise in Richtung 103 (dann auch als Drehachsenrichtung 103 bezeichnet) sein.
  • Wie zu sehen ist, kann beidseitig des Rohrtargets 302 zwischen dem Rohrtarget 302 und dem Gehäuse 152 ein Spalt 202 gebildet sein, durch welchen hindurch das Gas, welches dem Gehäuseraum 161 mittels der Gasversorgungsvorrichtung 156 zugeführt wird, aus dem Gehäuseraum 161 heraus austritt. Mit anderen Worten kann das Rohrtarget 302 von dem Gehäuseraumversorgenden Gas umströmt werden.
  • Die Sputtervorrichtung 151 kann eingerichtet sein, das Rohrtarget 302 mittels eines Plasmas, dem das aus dem Gehäuseraum 161 austretende Gehäuseraumversorgende Gas zugeführt wird, zu zerstäuben, zumindest in Richtung 105 (dann auch als Emissionsrichtung 105 bezeichnet).
  • Bezugnehmend auf die vorangehend beschriebenen Komponenten der Sputtervorrichtung 151 wird nachfolgend eine Gasversorgungsstruktur erläutert, welche beispielsweise auch ohne die restlichen Komponenten der Sputtervorrichtung 151 (d.h. einzeln) oder für eine andere Prozessiervorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • 3 veranschaulicht die Gasversorgungsstruktur 351 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 300 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105), welche die Gasversorgungsvorrichtung 156 aufweist.
  • Die Gasversorgungsstruktur 351 weist einen Prozessschild 402 auf, welcher beispielsweise Teil des Gehäuses 152 bzw. einer Anode 152a sein kann oder separat davon bereitgestellt sein oder werden. Der Prozessschild 402 weist einen permeablen (d.h. fluiddurchlässigen) Abschnitt 352 (auch als Gasvermittlungsabschnitt 352 bezeichnet) auf. Gemäß den Ausführungsformen 300 weist der Gasvermittlungsabschnitt 352 beispielsweise die zumindest eine Öffnung 352o (auch als Ausgangsöffnung 352o bezeichnet), z.B. eine Ausgangsöffnung 352o pro Gasauslass 156d, auf. Beispielsweise kann der Gasvermittlungsabschnitt 352 einen wandförmigen Abschnitt des Prozessschilds 402 aufweisen, welche von der zumindest einen Ausgangsöffnung 352o, z.B. einer Ausgangsöffnung 352o pro Gasauslass 156d oder pro Versorgungsgruppe, durchdrungen ist.
  • Die Gasversorgungsvorrichtung 156 ist mittels des Spalts 356 räumlich von dem Prozessschild 402 separiert (d.h. einen Abstand von diesem aufweisend) sein. Der Spalt 356 kann den zumindest einen Gasauslass 156d und den Gasvermittlungsabschnitt 352 fluidleitend miteinander koppeln. Beispielsweise kann jeder Gasauslass 156d der Gasversorgungsvorrichtung 156 und/oder jede Ausgangsöffnung 352o in dem Spalt 356 münden.
  • Der Prozessschild 402 kann eine oder mehr als eine Abschirmwand aufweisen, beispielsweise die Wände bzw. die Anode 152a des Gehäuses 152. Mehrere Abschirmwände des Prozessschilds 402 können, in einem Winkel zueinander angeordnet sein. Beispielsweise kann eine erste Abschirmwand 402a des Prozessschilds 402 den Spalt 356 in die Referenzrichtung 105 begrenzen. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Abschirmwand 402b des Prozessschilds 402 den Spalt 356 in die Gaszuführrichtung 156r begrenzen. Die erste Abschirmwand 402a und die zweite Abschirmwand 402b können einander berühren, z.B. stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Die erste Abschirmwand 402a und die zweite Abschirmwand 402b können beispielsweise schräg (z.B. quer) zueinander verlaufen.
  • Allgemeiner gesprochen kann der Gasvermittlungsabschnitt 352 eingerichtet sein, ein diesem (eingangsseitig) von der Gasversorgungsvorrichtung 156 zugeführtes Gas (ausgangsseitig) abzugeben, z.B. in die Gaszuführrichtung 156r und/oder in den Gehäuseraum 161 hinein. Der Gasvermittlungsabschnitt 352 kann beispielsweise auch von einem Netzwerk 302o aus miteinander verbundenen Poren und/oder Kanälen durchdrungen sein, welches gasdurchlässig ist.
  • Ferner kann die Gasversorgungsstruktur 351 eine federelastische Gasführungsstruktur 358 aufweisen, welche an den Spalt 356 angrenzt und den Prozessschild 402 sowie die Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k, berührt. Nachfolgend wird auf verschiedene Implementierungen der Gasversorgungsstruktur 351 Bezug genommen, für welche das gemäß den Ausführungsformen 100 bis 300 Beschriebene in Analogie gelten kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die federelastische Gasführungsstruktur 358 mehrere Abschnitte (auch als Gasführungsabschnitte bezeichnet) aufweisen, welche sich in der Richtung, entlang welcher diese an den Spalt 356 angrenzen, unterscheiden. Beispielsweise können die mehreren Gasführungsabschnitte einen ersten Gasführungsabschnitt 358a aufweisen, welcher den Spalt 356 entgegen der Gaszuführrichtung 156r begrenzt und/oder die erste Abschirmwand 402a berührt. Beispielsweise können die mehreren Gasführungsabschnitte einen zweiten Gasführungsabschnitt 358b aufweisen, welcher den Spalt entgegen der Referenzrichtung 105 begrenzt und/oder die zweite Abschirmwand 402b berührt. Beispielsweise können die mehreren Gasführungsabschnitte einen oder mehr als einen dritten Gasführungsabschnitt 358c (z.B. eine Zwischenwand bereitstellend) aufweisen, wovon jeder dritte Gasführungsabschnitt 358c den Spalt 356 in oder entgegen der Längsrichtung 103 begrenzt (vgl. 1).
  • Die Gasführungsstruktur 358 (z.B. jeder ihrer Gasführungsabschnitte) kann beispielsweise federelastisch verformt sein oder werden. Die Gasführungsstruktur 358 (z.B. der erste Gasführungsabschnitt 358a) kann beispielsweise in Referenzrichtung 105 gegen den Prozessschild 402 pressen. Die Gasführungsstruktur 358 (z.B. der zweite Gasführungsabschnitt 358b) kann beispielsweise in Gaszuführrichtung 156r gegen den Prozessschild 402 pressen.
  • Der Prozessschild 402 und die Gasversorgungsvorrichtung 156 können voneinander separate Komponenten sein, die einzeln und unabhängig voneinander montiert/demontiert sein oder werden können, z.B. an das bzw. von dem Gestell. Beispielsweise kann der Prozessschild 402, beispielsweise das gesamte Gehäuse 152, in die Demontagerichtung (z.B. Referenzrichtung 105) demontiert werden. Der demontierte Prozessschild 402, beispielsweise das gesamte Gehäuse 152, kann relativ zu der Gasversorgungsvorrichtung 156 und/oder zu der Gasführungsstruktur 358 bewegt werden. Werden die Gasversorgungsvorrichtung 156 und der Prozessschild 402 einander angenähert, kann die Gasführungsstruktur 358 in körperlichem Kontakt mit dem Prozessschild 402 gebracht werden und federelastisch verformt werden, so dass diese gegen den Prozessschild 402 und/oder gegen die Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k, presst.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Prozessschild 402 auf einer der Gasversorgungsvorrichtung 156 (z.B. deren Gaskanal 156k) und/oder dem Spalt 356 abgewandten Seite aufgeraut sein, d.h. eine aufgeraute Oberfläche 402o (auch als Opferfläche 402o bezeichnet) aufweisen. Dies verbessert die Haftung der parasitären Beschichtung und verlängert somit dessen Standzeit. Die Opferfläche 402o ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen gestrahlt, vorzugsweise raugestrahlt. Beispielsweise kann die Opferfläche 402o rauer sein als eine der Gasversorgungsvorrichtung 156 (z.B. deren Gaskanal 156k) zugewandten Oberfläche des Prozessschilds 402. Alternativ oder zusätzlich kann die Opferfläche 402o rauer sein als eine den Spalt 356 begrenzende Oberfläche des Prozessschilds 402.
  • Die Opferfläche 402o kann beispielsweise an den Gasvermittlungsabschnitt 352 (z.B. an dessen Ausgangsseite) angrenzen, diesen beispielsweise umgeben. Die Opferfläche 402o kann beispielsweise den Gehäuseraum 161 begrenzen. Die Opferfläche 402o kann beispielsweise dem Rohrtarget 302 zugewandt sein.
  • In einer exemplarischen Implementierung kann die Gasführungsstruktur 358 ein erstes Elastizitätsmodul aufweisen, das größer ist als ein zweites Elastizitätsmodul des Prozessschilds 402 und/oder des Gaskanals, z.B. größer als das Doppelte des zweiten Elastizitätsmoduls, z.B. größer als das Fünffache des zweiten Elastizitätsmoduls. Alternativ oder zusätzlich kann die Gasführungsstruktur 358 eine erste Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) aufweisen, die größer ist als eine zweite Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) des Prozessschilds 402 und/oder des Gaskanals, z.B. größer als das Doppelte des zweiten Festigkeit, z.B. größer als das Fünffache des zweiten Festigkeit.
  • Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur 358 aus Federstahl gebildet sein. Dies erreicht eine ausreichende Elastizität des Federelementes gegenüber dem Prozessschild bzw. dem Gasverteiler.
  • In der oder einer dazu alternativen exemplarischen Implementierung kann die Gasführungsstruktur 358 eine erste Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) aufweisen, die größer ist als eine zweite Festigkeit (z.B. Biegefestigkeit) des Prozessschilds 402 und/oder des Gaskanals, z.B. größer als das Doppelte des zweiten Festigkeit, z.B. größer als das Fünffache des zweiten Festigkeit. Alternativ oder zusätzlich kann die Gasführungsstruktur 358 eine erste Dehnbarkeit aufweisen, die größer ist als eine zweite Dehnbarkeit des Prozessschilds 402 und/oder des Gaskanals, z.B. größer als das Doppelte der zweiten Dehnbarkeit, z.B. größer als das Fünffache der zweiten Dehnbarkeit.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand der Gasversorgungsvorrichtung 156 von dem Prozessschild 402 und/oder eine Ausdehnung des Spalts 356 bzw. der Gasführungsvorrichtung 358 (entlang des Abstandes, entlang der Demontagerichtung, der Referenzrichtung 105 und/oder entlang der Querrichtung 101) größer sein als 1 mm (Millimeter), vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 3 mm oder bis ungefähr 10 mm.
  • 4 veranschaulicht die Gasversorgungsstruktur 351 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 (z.B. gemäß einer der Ausführungsformen 100 bis 300 eingerichtet) in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105), welche die Gasversorgungsvorrichtung 156 aufweist. Zum besseren Verständnis ist die Position der Transportfläche 111 angegeben, entlang welcher das zu prozessierende Substrat 102 transportiert wird (wenn die Gasversorgungsstruktur 351 Teil einer Prozessiervorrichtung ist) .
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasführungsstruktur 358 eine oder mehr als eine Dichtlippe aufweisen, welche beispielsweise von der Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k, hervorsteht. Beispielsweise kann der erste Gasführungsabschnitt 358a eine erste Dichtlippe aufweisen, welche in Referenzrichtung 105 von der Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k, hervorsteht. Beispielsweise kann der zweite Gasführungsabschnitt 358b eine zweite Dichtlippe aufweisen, welche in Gaszuführrichtung 156r von der Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gaskanal 156k, hervorsteht. Beispielsweise kann jeder dritte Gasführungsabschnitt 358c eine dritte Dichtlippe (z.B. eine Zwischenwand bereitstellend) aufweisen, welche von der Gasversorgungsvorrichtung 156 hervorsteht.
  • In einer exemplarischen Implementierung kann die oder jede Dichtlippe der Gasführungsstruktur 358 aus einem Metall gemacht sein, z.B. aus Federstahl, oder aus einem Kunststoff gemacht sein, z.B. aus einem Elastomer. In der oder einer dazu alternativen Implementierung kann die oder jede Dichtlippe der Gasführungsstruktur 358 eine Platte (z.B. ein Federblech) aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann die Platte gekrümmt und/oder gekickt sein. Ein Federblech ist besonders robust und beständig gegenüber Vakuum, Temperatur und Strahlung. Demgegenüber dichtet ein Elastomer besser ab. Allerdings kann aufgrund der geringen Druckunterschiede im Spalt auch das Federblech eine kostengünstige und technisch ausreichende Abdichtung bereitstellen, auch wenn diese nicht vollständig dicht (z.B. vakuumdicht) ist.
  • Die zwischen der Gasversorgungsstruktur 351 und dem Prozessschild 402 angeordneten Gasführungsabschnitte 358a, 358b, 358c werden beispielsweise als Federblech aus Stahl ausgeführt. Alternativ können die Gasführungsabschnitte 358a, 358b, 358c auch aus Elastomer ausgeführt werden, wobei hierbei die Temperatur-, Vakuum- und Strahlungsbeständigkeit der Materialien zu beachten ist.
  • Optional kann das Federblech 358 fest am Prozessschild 402 und/oder am Hohlkörper 502 (siehe auch 5) montiert sein und sich an die Gasversorgungseinrichtung 156 anlegen.
  • Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur 358 ein oder mehr als ein Federblech als Dichtlippe aufweisen. Mittels des Federblechs neben der Gasversorgungsstruktur 351 wird der Spalt 356 senkrecht zur Transportebene 111 verschlossen, wodurch der Sekundärgasstrom in dieser Richtung gehemmt wird. Mittels des Federblechs oberhalb der Gasversorgungsstruktur 351 wird der Spalt 356 parallel zur Transportebene 111 verschlossen, wodurch auch der Sekundärgasstrom in dieser Richtung gehemmt wird.
  • 5 veranschaulicht die Gasversorgungsstruktur 351 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 (z.B. gemäß einer der Ausführungsformen 100 bis 400 eingerichtet) in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105), welche die Gasversorgungsvorrichtung 156 aufweist.
  • Der Gasvermittlungsabschnitt 352 kann gemäß den Ausführungsformen 500 einen Hohlkörper 502 (auch als Gasvermittlungskörper 502 bezeichnet) aufweisen, z.B. eine hohle Leiste 502. Der Gasvermittlungskörper 502 kann einen oder mehr als einen Hohlraum 502h (auch als Versorgungsraum 502h bezeichnet) aufweisen, z.B. mindestens einen Hohlraum 502h pro Gasauslass 156d. Der oder jeder Hohlraum 502h kann (ausgangsseitig) an eine oder mehr als eine Ausgangsöffnung 352o (z.B. pro Gasauslass 156d) angrenzen.
  • Der Gasvermittlungskörper 502 kann (eingangsseitig) eine oder mehr als eine Öffnung 502o (auch als Eingangsöffnung 502o bezeichnet) aufweisen, z.B. mindestens eine Eingangsöffnung 502o pro Gasauslass 156d und/oder pro Hohlraum 502h. Jede Eingangsöffnung 502o kann einen Hohlraum 502h mit dem Spalt 356 fluidleitend miteinander koppeln, z.B. an den Hohlraum 502h und/oder den Spalt 356 angrenzend.
  • Der Gasvermittlungsabschnitt 352 kann eingerichtet sein, ein diesem von der Gasversorgungsvorrichtung 156 in die Eingangsöffnung 502o zugeführtes Gas aus der Ausgangsöffnung 352o abzugeben, z.B. in die Gaszuführrichtung 156r und/oder in den Gehäuseraum 161 hinein.
  • Der Gasvermittlungskörper 502 kann (eingangsseitig) eine erste Wand aufweisen, welche von der einen oder mehr als einen Eingangsöffnung 502o durchdrungen ist (dann auch als eingangsseitige Durchgangsöffnung bezeichnet), z.B. entlang einer Aufnahmerichtung 165z (auch als Gasaufnahmerichtung 165z bezeichnet). Die Aufnahmerichtung 165z kann beispielsweise die Referenzrichtung 105 sein.
  • Der Gasvermittlungskörper 502 kann (ausgangsseitig) eine zweite Wand aufweisen, welche von der einen oder mehr als einen Ausgangsöffnung 352o durchdrungen ist (dann auch als ausgangsseitige Durchgangsöffnung bezeichnet), z.B. entlang der Gaszuführrichtung 156r.
  • Der Gasvermittlungskörper 502 erreicht, dass die Verformung der Gasführungsstruktur 358 nur in eine Raumrichtung erfolgen kann, was die Fehlerhäufigkeit der Abdichtung verringert und gleichzeitig die Montagefreundlichkeit verbessert. Mittels des Gasvermittlungskörpers 502 kann eine Gasumleitung durch das Abschirmblech 402b hindurch erfolgen, so dass nur noch eine Abdichtung quer zur Referenzrichtung 105 erforderlich sein kann.
  • Beispielsweise kann die federelastische Gasführungsstruktur 358 zumindest den ersten Gasführungsabschnitt 358a aufweisen, welcher den Spalt 356 entgegen der Gaszuführrichtung 156r begrenzt und/oder den Gasvermittlungskörper 502 berührt. Beispielsweise kann die federelastische Gasführungsstruktur 358 zumindest den zweiten Gasführungsabschnitt 358b aufweisen, welcher den Spalt in die Gaszuführrichtung 156r begrenzt und/oder den Gasvermittlungskörper 502 berührt. Beispielsweise kann die federelastische Gasführungsstruktur 358 einen oder mehr als einen dritten Gasführungsabschnitt 358c aufweisen, wovon jeder dritte Gasführungsabschnitt 358c den Spalt 356 in oder entgegen der Längsrichtung 103 begrenzt (vgl. 1).
  • Die Gasführungsstruktur 358 (z.B. jeder ihrer Gasführungsabschnitte) kann beispielsweise federelastisch verformt sein, beispielsweise derart, dass diese jeder Gasführungsabschnitt der Gasführungsstruktur 358 in Referenzrichtung 105 gegen den Gasvermittlungskörper 502 presst. Dies erleichtert es, den Prozessschild 402 in die Demontagerichtung (z.B. Referenzrichtung 105) zu demontieren.
  • 6 veranschaulicht eine Sputtervorrichtung 151 (z.B. eine Sputtergruppe) gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600 in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105), welche die Gasversorgungsstruktur 351 gemäß einer der Ausführungsformen 100 bis 500 aufweist. Wie zu sehen ist, kann die Gaszuführrichtung 156r (auch als Gasauslassrichtung bezeichnet) an dem Target 302 vorbei gerichtet sein, z.B. auf einen Bereich zwischen dem Target 302 und der Transportebene 111.
  • Die Sputtervorrichtung 151 kann ein oder mehr als ein Rohrtarget 302 aufweisen, wovon jedes Rohrtarget 302 als Plasmaquelle dient und teilweise oder vollständig in dem Gehäuseraum 161 angeordnet ist.
  • Pfeile 601 geben den Abfluss von Gas (auch als Sekundärgasstrom 601 bezeichnet) an, der nicht dem Gehäuseraum 161 zugeführt wird, aber mittels der federelastischen Gasführungsstruktur 358 gehemmt werden kann.
  • Gemäß einem exemplarischen Betrieb der Sputtervorrichtung 151 kann jedes Rohrtarget 302 mit einer Rotationsrichtung 611 gedreht werden, wenn das Substrat 102, das entlang der Transportrichtung 603 transportiert wird, beschichtet wird.
  • Der Hauptgasstrom 156r des von der Gasversorgungsvorrichtung zugeführten Gases kann durch den Gasvermittlungsabschnitt 352 hindurch dem Gehäuseraum 161 zugeführt werden. Nach dem Betrieb der Sputtervorrichtung 151 kann das Gehäuse 152 (z.B. eine herausnehmbare Magnetronumgebung bzw. eine Prozessbox bereitstellend) relativ zu der Gasversorgungsvorrichtung (z.B. deren Gasverteiler 156k mit Gasauslassdüse 156d) demontiert werden, z.B. in die Demontagerichtung (z.B. die Referenzrichtung 105) bewegt werden.
  • 7 veranschaulicht die Gasversorgungsstruktur 351 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 (z.B. gemäß einer der Ausführungsformen 100 bis 600 eingerichtet) in einer schematischen Draufsicht oder Querschnittsansicht (z.B. mit Blick auf Richtung 105), gemäß denen die Gasführungsstruktur 358 eine oder mehr als eine Dichtgruppe aufweist, von denen jede Dichtgruppe zwei (z.B. metallische) oder mehr Dichtlippen 3581 aufweist und/oder an der Gasversorgungsvorrichtung 156 befestigt ist. Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur 358 pro Versorgungsgruppe der Gasversorgungsvorrichtung 156 eine Dichtgruppe aufweisen.
  • Die zwei oder mehr Dichtlippen 3581 können zwei erste Dichtlippen 3581 aufweisen, zwischen denen der Spalt 356 angeordnet ist und welche entlang der Querrichtung 101 bzw. der Gaszuführrichtung 156r hintereinander angeordnet sind. Von den zwei Dichtlippen (nicht dargestellt) kann jede Dichtlippe einen ersten Gasführungsabschnitt 358a oder zweiten Gasführungsabschnitt 358b bereitstellen (siehe 3). Die zwei oder mehr Dichtlippen 3581 können alternativ oder zusätzlich zwei zusätzliche Dichtlippen (nicht dargestellt) aufweisen, zwischen denen der Spalt 356 angeordnet ist und welche entlang der Längsrichtung 103 hintereinander angeordnet sind. Von den zwei zusätzlichen Dichtlippen (nicht dargestellt) kann jede Dichtlippe einen dritten Gasführungsabschnitt 358c bereitstellen (siehe 1). Jede Dichtgruppe kann aber auch nur eine der zwei zusätzlichen Dichtlippen aufweisen.
  • Die Gasführungsstruktur 358, z.B. jede Dichtgruppe, kann beispielsweise einen Befestigungsabschnitt 358d aufweisen, welcher die zwei oder mehr Dichtlippen 3581 miteinander kuppelt, z.B. stoffschlüssig. Die so bereitgestellte Gasführungsstruktur 358 bzw. Dichtgruppe kann beispielsweise einteilig sein, was die Konstruktion vereinfacht. Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur 358, z.B. jede Dichtgruppe, eine Platte (z.B. Federplatte) aufweisen, die zwei oder mehr Dichtlippen 3581 und den Befestigungsabschnitt 358d aufweist. Die Platte kann beispielsweise wannenförmig oder zumindest mehrfach geknickt bzw. gekantet sein. Die Platte kann aber auch derart geformt (geknickt bzw. gekantet) sein, dass die gemäß den Ausführungsformen 400 erläuterte Form bereitgestellt ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Gasführungsstruktur 358 (z.B. deren Befestigungsabschnitt 358d und/oder jede Dichtgruppe), z.B. pro Gasauslass 156d, eine Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche der Gasauslass 156d hindurch erstreckt ist.
  • Beispielsweise kann die Gasführungsstruktur 358, z.B. jede Dichtgruppe, an der Gasversorgungsvorrichtung 156 befestigt sein, z.B. mittels eines Formschlusses. Dazu kann die Gasversorgungsvorrichtung 156, z.B. deren Gasauslass 156d eine Formschlusskontur aufweisen, in welche die Gasführungsstruktur 358, z.B. jede Dichtgruppe, hineingreift. Alternativ oder zusätzlich kann die Gasversorgungsvorrichtung 156 eine Klemmvorrichtung 702 aufweisen, mittels welcher die Gasführungsstruktur 358, z.B. jede Dichtgruppe, an der Gasversorgungsvorrichtung 156 geklemmt ist. Die Klemmvorrichtung 702 kann beispielsweise ein Lochleiste aufweisen und/oder formschlüssig mit dem Gasauslass 156d gekuppelt sein.
  • 8 veranschaulicht einen Kammerdeckel 3002 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 800 in einer schematischen Perspektivansicht, an welchen der Prozessschild 402 und die Gasversorgungsvorrichtung 156 montiert sind (z.B. aus der Demontagerichtung). Der Kammerdeckel 3002 kann mehrere Montagebereiche 801 aufweisen, von denen jeder Montagebereich ein Gestell 752 aufweisen kann. Die Montagebereiche 801 können derart gleichartig zueinander eingerichtet sein, dass der Prozessschild 402 und/oder die Gasversorgungsvorrichtung 156 in jedem Montagebereich 801 (z.B. an dessen Gestell 752) montiert werden können (z.B. aus der Demontagerichtung), z.B. unabhängig voneinander. Optional kann jeder der Montagebereiche 801 einen oder mehr als einen Vakuumpumpen-Anschlussflansch 754 oder zumindest eine Gasabsaugöffnung 754 aufweisen.
  • 9 bis 14 veranschaulichen jeweils die Montage der Gasversorgungsstruktur 351 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 800 in verschiedenen Ansichten, indem Gehäuse 152 und der Kammerdeckel 3002 zusammengefügt werden.
  • Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
  • Beispiel 1 ist eine Gasversorgungsstruktur, aufweisend: einen Prozessschild, welcher einen permeablen (fluiddurchlässigen) Abschnitt aufweist; eine Gasversorgungsvorrichtung, welche mittels eines Spalts räumlich von dem Prozessschild separiert ist und zumindest einen auf den Prozessschild (z.B. dessen Abschnitt) gerichteten Gasauslass (der beispielsweise in dem Spalt mündet), z.B. zum Versorgen des Abschnitts mit Gas, aufweist; der zumindest eine Gasauslass und der Abschnitt mittels des Spalts fluidleitend miteinander gekoppelt sind (z.B. an den Spalt angrenzend); eine federelastische (z.B. gehäuseförmige) Gasführungsstruktur (z.B. eine oder mehr als eine Dichtung aufweisend), welche an den Spalt angrenzt (z.B. diesen begrenzend) und den Prozessschild (z.B. dessen Abschnitt) sowie die Gasversorgungsvorrichtung berührt, wobei der zumindest eine Gasauslass vorzugsweise zumindest eine Gasauslassdüse aufweist.
  • Beispiel 2 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß Beispiel 1, wobei der Prozessschild (z.B. der Abschnitt) auf einer der Gasversorgungsvorrichtung abgewandten Seite rauer ist als auf einer der Gasversorgungsvorrichtung zugewandten Seite und/oder auf der der Gasversorgungsvorrichtung abgewandten Seite gestrahlt, vorzugsweise raugestrahlt, ist.
  • Beispiel 3 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei der Abschnitt zumindest eine Öffnung (z.B. eine entlang einer Richtung (z.B. der Längsrichtung) hintereinander angeordnete Reihe an mehreren Öffnungen aufweisend) aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung eine erste Öffnung aufweist, wobei die erste Öffnung und/oder der zumindest eine Gasauslass in dem Spalt münden und/oder aufeinander zu gerichtet sind.
  • Beispiel 4 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die Gasführungsstruktur an dem Abschnitt befestigt ist. Dies erleichtert die Reinigung.
  • Beispiel 5 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 4, wobei die Gasführungsstruktur an der Gasversorgungsstruktur befestigt ist. Dies erleichtert die Konstruktion.
  • Beispiel 6 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei die Gasführungsstruktur einteilig ist. Dies erleichtert die Konstruktion.
  • Beispiel 7 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei der Abschnitt einen Hohlkörper (z.B. einen Hohlraum aufweisend) aufweist, welcher eine (z.B. den Hohlraum begrenzende) erste Wand aufweist, die von einer in dem Spalt (und/oder den Hohlraum) mündenden zumindest einen Öffnung (z.B. ersten Durchgangsöffnung) durchdrungen ist.
  • Beispiel 8 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die erste Wand entlang einer Aufnahmerichtung von der zumindest einen Öffnung durchdrungen ist; wobei der Hohlkörper eine (z.B. den Hohlraum begrenzende) zweite Wand aufweist, welche entlang einer Abgaberichtung von zumindest einer zweiten Öffnung (z.B. zweite Durchgangsöffnung) durchdrungen ist, wobei die Abgaberichtung und die Aufnahmerichtung einen Winkel (z.B. in einem Bereich von ungefähr 45° bis ungefähr 120°, z.B. ungefähr 90°) einschließen und/oder wobei die Abgaberichtung von der Gasversorgungsvorrichtung weg gerichtet ist.
  • Beispiel 9 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 8, wobei der Abschnitt und/oder die zumindest eine Öffnung mehrere entlang einer ersten Richtung (z.B. in einer Reihe) hintereinander angeordnete Öffnungen aufweist, wobei der zumindest eine Gasauslass mehrere entlang der ersten Richtung (z.B. in einer Reihe) hintereinander angeordnete Gasauslässe aufweist, wobei der Prozessschild vorzugsweise eine Abschirmwand aufweist, welche entlang der ersten Richtung von einer oder mehr als einer Öffnung durchdrungen ist.
  • Beispiel 10 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei die federelastische Gasführungsstruktur den Prozessschild und/oder die Gasversorgungsvorrichtung derart berührt, dass eine (z.B. staubdichte) Gasseparation (z.B. Gasdichtung) gebildet ist.
  • Beispiel 11 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei die Gasführungsstruktur zwei Abschnitte (z.B. Dichtlippen) aufweist, zwischen denen der Spalt angeordnet ist; und/oder wobei die Gasführungsstruktur zumindest einen zusätzlichen Abschnitt (z.B. Dichtlippe) aufweist, welcher den Spalt entlang der ersten Richtung begrenzt.
  • Beispiel 12 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei zwei Abschnitte der Gasführungsstruktur, welche den Spalt begrenzen, entlang einer Richtung (z.B. der Abgaberichtung) hintereinander angeordnet sind, die quer zu einer Richtung (z.B. der Aufnahmerichtung) ist, entlang welcher der zumindest eine Gasauslass in dem Spalt mündet und/oder entlang welcher der fluiddurchlässige Abschnitt Gas abgeben kann.
  • Beispiel 13 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei zwei Abschnitte der Gasführungsstruktur, welche den Spalt begrenzen, und der Spalt entlang einer Richtung (z.B. der Längsrichtung, der Abgaberichtung oder der Querrichtung), welche vorzugsweise auf den Prozessschild gerichtet ist, hintereinander angeordnet sind.
  • Beispiel 14 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei die Gasführungsstruktur federelastisch verformbar ist entlang einer Richtung, entlang welcher der zumindest eine Gasauslass in dem Spalt mündet.
  • Beispiel 15 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei die Gasführungsstruktur federelastisch verformbar ist entlang einer Richtung, entlang welcher der Abschnitt Gas aufnehmen kann.
  • Beispiel 16 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die Gasführungsstruktur federelastisch verformbar ist entlang einer Richtung, die quer zu einer Richtung, entlang welcher der Abschnitt Gas aufnehmen kann, ist.
  • Beispiel 17 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei die Gasführungsstruktur einen größeren Elastizitätsmodul aufweist als der Prozessschild und/oder als die Gasversorgungsvorrichtung.
  • Beispiel 18 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei die Gasführungsstruktur eine größere Dehnbarkeit bzw. Streckgrenze aufweist als der Prozessschild und/oder als die Gasversorgungsvorrichtung.
  • Beispiel 19 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei die Gasführungsstruktur eine größere Festigkeit aufweist als der Prozessschild und/oder als die Gasversorgungsvorrichtung.
  • Beispiel 20 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei die Gasführungsstruktur eine oder mehr als eine, z.B. metallische, Dichtlippe aufweist, welche den Spalt beispielsweise begrenzt.
  • Beispiel 21 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 20, wobei die Gasführungsstruktur (z.B. eine oder mehr als eine Dichtlippe dieser) metallisch ist oder zumindest ein Metall (z.B. Stahl, z.B. Federstahl) aufweist oder daraus besteht.
  • Beispiel 22 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 21, wobei die Gasführungsstruktur (z.B. eine oder mehr als eine Dichtlippe dieser) einen Kunststoff (z.B. ein Elastomer) aufweist oder daraus besteht.
  • Beispiel 23 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 22, wobei der Prozessschild mehrere Abschirmwände aufweist, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind, einen zusätzlichen Hohlraum begrenzen und/oder den Spalt begrenzen.
  • Beispiel 24 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, wobei der Prozessschild eine Anode aufweist, gehäuseförmig ist und/oder einen elektrischen Anschluss aufweist.
  • Beispiel 25 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 24, wobei die Gasversorgungsvorrichtung einen Gaskanal aufweist, wobei jeder Gasauslass des zumindest einen Gasauslasses in einem Innenraum (z.B. Gasleitung) der Gasversorgungsvorrichtung (z.B. deren Gaskanals) mündet.
  • Beispiel 26 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 25, wobei der Prozessschild zwischen der Gasversorgungsvorrichtung und einem Prozessierbereich angeordnet ist.
  • Beispiel 27 ist die Gasversorgungsstruktur gemäß Beispiel 26, wobei der Gaskanal ein hohles erstes Segment und ein davon separiertes hohles zweites Segment aufweist, wobei das erste Segment einen ersten Gasauslass des zumindest einen Gasauslasses aufweist, wobei das zweite Segment einen zweiten Gasauslass des zumindest einen Gasauslasses aufweist.
  • Beispiel 28 ist eine Gasversorgungsstruktur, ferner aufweisend: ein Gestell, an welchem die Gasversorgungsvorrichtung und der Prozessschild montiert sind (z.B. derart, dass diese unabhängig voneinander an dem Gestell montiert und/oder demontiert werden können), wobei das Gestell vorzugsweise derart eingerichtet ist, dass der Prozessschild aus einer Richtung (z.B. Demontagerichtung und/oder Referenzrichtung) an das Gestell montiert (z.B. herangebracht) werden kann: entlang welche die Gasführungsstruktur federelastisch verformbar und/oder in welche der zumindest Gasauslass gerichtet ist; und/oder die quer zu der ersten Richtung und/oder einer zusätzlichen Richtung ist, entlang welcher der Abschnitt das Gas abgeben kann, wobei die Demontagerichtung vorzugsweise parallel zur Referenzrichtung sein kann.
  • Prozessiervorrichtung (z.B. eine Beschichtungsvorrichtung, z.B. eine Sputtervorrichtung), aufweisend: die Gasversorgungsstruktur gemäß einem der Beispiele 1 bis 27; eine Lagervorrichtung (z.B. an dem Gestell montiert) zum Halten eine Plasmaquelle auf einer der Gasversorgungsvorrichtung abgewandten Seite des Prozessschilds; wobei der (z.B. gehäuseförmige) Prozessschild vorzugsweise einen zusätzlichen Hohlraum begrenzt und/oder eine (z.B. der Plasmaquelle zugeordnete) Anode aufweist, wobei der Prozessschild zumindest eine Öffnung aufweist, welche die Lagervorrichtung (z.B. deren Kupplung) freilegt oder durch welche die Lagervorrichtung hindurch erstreckt ist.
  • Beispiel 29 ist die Prozessiervorrichtung gemäß Beispiel 28, wobei der Prozessschild zwei, vorzugsweise parallel zueinander erstreckte, Seitenwände aufweist, zwischen denen der Hohlraum angeordnet ist.
  • Beispiel 30 ist die Prozessiervorrichtung gemäß Beispiel 28 oder 29, wobei die Lagervorrichtung zum Halten der Plasmaquelle derart eingerichtet ist, dass die Plasmaquelle zumindest teilweise in den Hohlraum hinein erstreckt ist.
  • Beispiel 31 ist die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 28 bis 30, wobei die Plasmaquelle eine oder mehr als eine Kathode und/oder einen oder mehr als einen Magneten aufweist, wobei die oder jede Kathode ein Target (auch als Sputtertarget bezeichnet) aufweist.
  • Beispiel 32 ist die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 28 bis 31, ferner aufweisend: die Plasmaquelle (z.B. das Target aufweisend), welches teilweise in den zusätzlichen Hohlraum hinein erstreckt ist; wobei das Target vorzugsweise rohrförmig ist und/oder mittels der Lagervorrichtung drehbar gelagert ist.
  • Beispiel 33 ist die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 28 bis 32, ferner aufweisend: einen Vakuumkammerdeckel, welcher mehrere Montagebereiche aufweist, von denen jeder Montagebereich derart eingerichtet ist, dass der Prozessschild und/oder die Gasversorgungsvorrichtung daran montiert sein oder werden können, wobei die mehreren Montagebereiche vorzugsweise einen ersten Montagebereich aufweisen, der das Gestell aufweist, und einen zweiten Montagebereich aufweisen, der ein zusätzliches Gestell aufweist, wobei die Gasversorgungsvorrichtung und/oder der Prozessschild von dem Gestell demontiert an dem zusätzlichen Gestell montiert werden können (z.B. derart, dass diese unabhängig voneinander an dem zusätzlichen Gestell montiert und/oder demontiert werden können), wobei das zusätzliche Gestell vorzugsweise derart eingerichtet ist, dass der Prozessschild aus der Richtung an das zusätzliche Gestell montiert (z.B. herangebracht) werden kann: entlang welche die Gasführungsstruktur federelastisch verformbar und/oder in welche der zumindest Gasauslass gerichtet ist; und/oder die quer zu der ersten Richtung und/oder einer zusätzlichen Richtung ist, entlang welcher der Abschnitt das Gas abgeben kann, die Prozessiervorrichtung vorzugsweise ferner eine Vakuumkammer aufweisen, welche ein Vakuumkammergehäuse und den Vakuumkammerdeckel aufweist, welche zusammengefügt beispielsweise einen Innenraum der Vakuumkammer begrenzen, wobei der Kammerdeckel vorzugsweise eine die Montagebereich umlaufende Dichtfläche (z.B. eine diese umlaufende Nut aufweisend) aufweist.
  • Beispiel 34 ist die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 28 bis 33, wobei der zusätzliche Hohlraum aus einer Richtung in den Prozessschild hinein, vorzugsweise zu der Anode hin oder in diese hinein, erstreckt ist; wobei vorzugsweise ein Gasauslass des zumindest einen Gasauslasses entlang der oder einer anderen dazu schrägen Richtung in dem Spalt mündet; und/oder wobei vorzugsweise der Prozessschild eine Öffnung aufweist, welche entlang der oder der anderen Richtung in den Abschnitt hinein erstreckt ist.

Claims (13)

  1. Gasversorgungsstruktur (351), aufweisend: • einen Prozessschild (402), welcher einen fluiddurchlässigen Abschnitt (352) aufweist; • eine Gasversorgungsvorrichtung (156), welche mittels eines Spalts (356) räumlich von dem Prozessschild (402) separiert ist und zumindest einen auf den fluiddurchlässigen Abschnitt (352) gerichteten Gasauslass (156d) aufweist; • wobei der zumindest eine Gasauslass (156d) und der Abschnitt (352) mittels des Spalts (356) fluidleitend miteinander gekoppelt sind; • eine federelastische Gasführungsstruktur (358), welche an den Spalt (356) angrenzt und den Prozessschild (402) sowie die Gasversorgungsvorrichtung (156) berührt.
  2. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß Anspruch 1, wobei der Abschnitt (352) zumindest eine Öffnung (352o, 502o) aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung (352o, 502o) in dem Spalt (356) mündet.
  3. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß Anspruch 2, wobei die zumindest eine Öffnung (352o, 502o) mehrere entlang einer Richtung hintereinander angeordnete Öffnungen aufweist, wobei der zumindest eine Gasauslass (156d) mehrere entlang der Richtung hintereinander angeordnete Gasauslässe aufweist.
  4. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Abschnitt (352) einen Hohlkörper (502) aufweist, welcher eine erste Wand aufweist, die von der zumindest einen Öffnung (502o) durchdrungen ist.
  5. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß Anspruch 4, • wobei die erste Wand entlang einer Aufnahmerichtung von der zumindest einen Öffnung (502o) durchdrungen ist; • wobei der Hohlkörper (502) eine zweite Wand aufweist, welche entlang einer Abgaberichtung von zumindest einer zusätzlichen Öffnung (352o) durchdrungen ist, wobei die Abgaberichtung und die Aufnahmerichtung einen Winkel einschließen.
  6. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gasführungsstruktur (358) zwei Gasführungsabschnitte (358a, 358b, 358c) aufweist, zwischen denen der Spalt (356) angeordnet ist.
  7. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß Anspruch 6, wobei die zwei Abschnitte der Gasführungsstruktur (358) und der Spalt (356) entlang einer Richtung hintereinander angeordnet sind.
  8. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Prozessschild (402) eine Anode aufweist und/oder gehäuseförmig ist.
  9. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Gasführungsstruktur (358) eine oder mehr als eine, vorzugsweise metallische, Dichtlippe aufweist, welche den Spalt begrenzt.
  10. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gasführungsstruktur (358) metallisch ist oder zumindest ein Metall aufweist.
  11. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Gasführungsstruktur (358) einen Elastomer aufweist oder daraus besteht.
  12. Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: ein Gestell, an welchem die Gasversorgungsvorrichtung (156) und der Prozessschild (402) montiert sind derart, dass der Prozessschild (402) aus einer Demontagerichtung (105) an das Gestell montiert werden kann, entlang welcher die Gasführungsstruktur (358) federelastisch verformbar ist.
  13. Prozessiervorrichtung (151), aufweisend: • die Gasversorgungsstruktur (351) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12; • eine Lagervorrichtung zum Halten einer Plasmaquelle auf einer der Gasversorgungsvorrichtung (156) abgewandten Seite des Prozessschilds (402).
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