DE20121634U1 - Multiple chamber plant used for degassing, coating or etching substrates comprises an evacuating system connected to chambers - Google Patents

Multiple chamber plant used for degassing, coating or etching substrates comprises an evacuating system connected to chambers

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Abstract

Multiple chamber plant (1) comprises an evacuating system (5) connected to chambers (2, 3, 4). The evacuating system has a pre-vacuum pump with several stages (11, 12, 13) each having an inlet (14, 15, 16) connected to the chambers. An independent claim is also included for an evacuating system used in the multiple chamber plant. Preferred Features: The pump stages are arranged parallel to the pre-vacuum pump. The number of chambers and the number of pump stages are the same.

Description

Mehrkairaneranlage zur Behandlung von Gegenständen unter Vakuum und Evakuierungssystem dafürMulti-chamber system for treating objects under vacuum and evacuation system therefor

Die Erfindung betrifft eine Mehrkairaneranlage zur Behandlung von Gegenständen unter Vakuum mit einem an die Kammern angeschlossenen Evakuierungssystem. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Evakuierungssystem dafür.The invention relates to a multi-chamber system for treating objects under vacuum with an evacuation system connected to the chambers. The invention also relates to an evacuation system therefor.

Mehrkammeranlagen der genannten Art sind bekannt. Sie dienen dem Entgasen, Beschichten (z.B. Metallisieren) oder Ätzen von Substraten. Bekannte Verfahren dieser Art sind CVD- oder DVD-Prozesse. Üblicherweise besitzt eine solche Anlage eine Prozesskammer, der eine oder mehrere Vorkammern mit Schleusenfunktion vorgelagert ist. Die Schleusen werden für die Zeit des Ein- oder Ausführens von Substraten geöffnet, so dass hohe und von Kammer zu Kammer unterschiedliche Druckschwankungen auftreten.Multi-chamber systems of the type mentioned are well known. They are used for degassing, coating (e.g. metallizing) or etching substrates. Well-known processes of this type are CVD or DVD processes. Such a system usually has a process chamber, upstream of which is one or more pre-chambers with a lock function. The locks are opened for the time when substrates are being introduced or removed, so that high pressure fluctuations occur that vary from chamber to chamber.

Bei einer mit zwei Kammern ausgerüsteten Mehrkammeranlage ist es bekannt, zwei separate Vakuumpumpen einzusetzen, um jede der Kammern nach dem Schließen zugehöriger Schleusen möglichst schnell evakuieren zu können,In a multi-chamber system equipped with two chambers, it is known to use two separate vacuum pumps in order to be able to evacuate each of the chambers as quickly as possible after closing the associated locks.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei Mehrkammeranlagen der eingangs genannten oder ähnlichen Art den Aufwand für das Evakuierungssystem zu reduzieren.The present invention is based on the object of reducing the effort for the evacuation system in multi-chamber systems of the type mentioned above or similar.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the patent claims.

Dadurch, dass jede der Stufen mit einem Einlass ausgerüstet ist und dass jeder der Einlasse an eine der Kammern angeschlossen ist, ist nur noch eine Vakuumpumpe erforderlich, um die gewünschten Drücke - seien es etwa gleiche oder auch unterschiedliche - in den verschiedenen Kammern möglichst schnell erzeugen und aufrecht erhalten zu können. Mehrere Pumpen mit jeweils einem Antriebsmotor sind nicht mehr erforderlich. Auch der Montageaufwand - sowohl mechanisch als auch elektrisch ist reduziert. Vorzugsweise werden die Pumpstufen parallel betrieben, so dass sie die Funktion von zwei unabhängigen Vakuumpumpen haben.Because each of the stages is equipped with an inlet and each of the inlets is connected to one of the chambers, only one vacuum pump is required to generate and maintain the desired pressures - whether the same or different - in the various chambers as quickly as possible. Multiple pumps, each with a drive motor, are no longer required. The assembly effort - both mechanical and electrical - is also reduced. The pump stages are preferably operated in parallel so that they function like two independent vacuum pumps.

Typische Vorvakuumpumpen sind ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpen, wie sie beispielsweise aus der DE-U-90 07 544 bekannt sind.Typical backing pumps are oil-sealed rotary vane vacuum pumps, as known for example from DE-U-90 07 544.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained with reference to embodiments shown schematically in Figures 1 to 4.

Es zeigenShow it

01.16 01.16

Figur 1 eine Mehrkainmeranlage mit drei Kammern und einer dreistufigen Vorvakuumpumpe,Figure 1 a multi-chamber system with three chambers and a three-stage backing pump,

Figur 2 eine Mehrkammeranlage mit zwei Vakuumkammern und einer zweistufigen Vorvakuumpumpe,Figure 2 a multi-chamber system with two vacuum chambers and a two-stage pre-vacuum pump,

Figur 3 eine Mehrkammeranlage nach Figur 2 mit einer zusätzlichen Hochvakuumpumpe undFigure 3 a multi-chamber system according to Figure 2 with an additional high vacuum pump and

Figur 4 einen Schnitt durch eine zweistufige Vorvakuumpumpe .Figure 4 shows a section through a two-stage backing pump.

In den Figuren sind die Mehrkammeranlage allgemein mitIn the figures, the multi-chamber system is generally

1, die Kammern mit 2, 3 und 4 und das Evakuierungssystem mit 5 bezeichnet. Bei den Kammern 2 bis 4 handelt es sich jeweils um eine Prozesskammer 2, der weitere Kammern 3, 4 (Figur 1) bzw. nur 4 (Figuren 2, 3) zugeordnet sind, die z. B. die Funktion von Schleusen haben können. Schlitzschleusen sind schematisch dargestellt und mit 6, 7 und 8 bezeichnet. Das Evakuierungssystem ist als mehrstufige Vorvakuumpumpe ausgebildet.1, the chambers with 2, 3 and 4 and the evacuation system with 5. Chambers 2 to 4 are each a process chamber 2, to which further chambers 3, 4 (Figure 1) or only 4 (Figures 2, 3) are assigned, which can have the function of locks, for example. Slot locks are shown schematically and designated 6, 7 and 8. The evacuation system is designed as a multi-stage pre-vacuum pump.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind drei KammernIn the embodiment shown in Figure 1, three chambers

2, 3, 4 vorhanden. Dem entsprechend besitzt die Vorvakuumpumpe 5 drei Stufen 11, 12, 13 mit jeweils einem Einlass 14, 15 bzw. 16. Jeder der Einlasse 14, 15, 16 ist über je eine Verbindungsleitung 17, 18 bzw. 19 an eine der Kammern 2, 3, 4 angeschlossen. Die Austritte 20, 21, 22 der Pumpstufen 11, 12, 13 münden innerhalb der Pumpe 5 in eine gemeinsame Auslassleitung, so dass die Pumpe 5 nur einen Auslass 23 besitzt. Haben die Pumpstufen 11, 12, 13 unterschiedliche Saugvermögen,2, 3, 4 are present. Accordingly, the backing pump 5 has three stages 11, 12, 13, each with an inlet 14, 15 or 16. Each of the inlets 14, 15, 16 is connected to one of the chambers 2, 3, 4 via a connecting line 17, 18 or 19. The outlets 20, 21, 22 of the pump stages 11, 12, 13 open into a common outlet line within the pump 5, so that the pump 5 has only one outlet 23. If the pump stages 11, 12, 13 have different suction capacities,

G 01.16 .. . G 01.16 .. .

dann ist es zweckmäßig, die Stufe mit dem größten Saugvermögen an die Prozesskammer 2 anzuschließen, damit dort möglichst schnell ausreichend niedrige Drücke erreicht werden können.then it is advisable to connect the stage with the highest suction capacity to process chamber 2 so that sufficiently low pressures can be achieved there as quickly as possible.

Bei der Ausführung nach Figur 2 sind nur zwei Kammern 2, 4 und dem entsprechend zwei Pumpstufen 11, 13 vorgesehen. In den Verbindungsleitungen 17 und 19 befinden sich Ventile 24 und 25, um eine oder beide Kammern 2, 4 im Falle ihrer Belüftung vom Evakuierungssystem 5 trennen zu können.In the embodiment according to Figure 2, only two chambers 2, 4 and correspondingly two pump stages 11, 13 are provided. Valves 24 and 25 are located in the connecting lines 17 and 19 in order to be able to separate one or both chambers 2, 4 from the evacuation system 5 in the event of their ventilation.

Bei der Ausführung nach Figur 3 befinden sich in der Verbindungsleitung 17 eine Turbomolekularvakuumpumpe 2 6 und - druckseitig davon - ein Ventil 27. Hochvakuumpumpen dieser Art zeichnen sich durch höhere Saugleistungen und niedrigere Enddrücke im Vergleich zu Vorvakuumpumpen aus, benötigen jedoch eine Vorvakuumpumpe, die im dargestellten Fall die Pumpstufe 11 bildet. Diese Ausführung ist für in der Prozesskammer 2 ablaufende Verfahren zweckmäßig, bei denen möglichst schnell relativ niedrige Drücke (z. B. 10~2 mbar) erreicht werden sollen. Vorvakuumpumpen erreichen zwar auch Enddrücke von etwa 1 mbar bis 5.10"2 mbar; durch den Einsatz der Hochvakuumpumpen können jedoch wesentlich schneller noch tieferer Drücke erreicht werden.In the embodiment according to Figure 3, a turbomolecular vacuum pump 26 and - on the pressure side of it - a valve 27 are located in the connecting line 17. High vacuum pumps of this type are characterized by higher suction power and lower final pressures in comparison to backing pumps, but require a backing pump, which in the case shown forms the pump stage 11. This embodiment is suitable for processes taking place in the process chamber 2 in which relatively low pressures (e.g. 10~ 2 mbar) are to be reached as quickly as possible. Backing pumps also reach final pressures of around 1 mbar to 5.10" 2 mbar; however, by using high vacuum pumps, even lower pressures can be reached much more quickly.

Figur 4 zeigt einen Teilschnitt durch eine handelsübliche zweistufige Vorvakuumpumpe 5, die für den Einsatz in einer Mehrkammeranlage modifiziert wurde. Sie besitzt ein äußeres Gehäuse 28 mit einem Ölsumpf 29. Im äußeren Gehäuse 2 8 befindet sich die eigentliche PumpeFigure 4 shows a partial section through a commercially available two-stage backing pump 5 which has been modified for use in a multi-chamber system. It has an outer housing 28 with an oil sump 29. The actual pump is located in the outer housing 28

31, eine Drehschiebervakuumpumpe 31 mit zwei Stufen 11 und 13. Sie umfasst drei Scheiben 32, 33, 34 mit dazwischen angeordneten Pumpenringen 35, 36. Die Pumpenringe 35, 36 bilden Schöpfräume 37, 38, in denen sich je ein exzentrisch angeordneter Rotor 41 bzw. 42 mit seinen Schiebern 43 bzw. 44 befindet. Der Rotor 42 ist mit der Welle 45 eines nicht dargestellten Antriebsmotors gekoppelt. Außerdem sind die Lagerstümpfe der Rotoren 41, 42 im Bereich der Scheibe 33 miteinander verbunden. Der Durchmesser der Rotoren 41, 42 ist gleich, ihre Längen sind unterschiedlich. Dadurch ergeben sich für die beiden Pumpstufen 11, 13 unterschiedliche Saugvermögen. Bei der Verwendung der dargestellten Pumpe als zweistufige Vakuumpumpe mit hintereinander geschalteten Pumpstufen 11, 13 bildet die längere die saugseitige und die kürzere die druckseitige Pumpstufe.31, a rotary vane vacuum pump 31 with two stages 11 and 13. It comprises three disks 32, 33, 34 with pump rings 35, 36 arranged between them. The pump rings 35, 36 form suction chambers 37, 38, in each of which there is an eccentrically arranged rotor 41 or 42 with its vanes 43 or 44. The rotor 42 is coupled to the shaft 45 of a drive motor (not shown). In addition, the bearing stumps of the rotors 41, 42 are connected to one another in the area of the disk 33. The diameter of the rotors 41, 42 is the same, their lengths are different. This results in different suction capacities for the two pump stages 11, 13. When the pump shown is used as a two-stage vacuum pump with pump stages 11, 13 connected in series, the longer one forms the suction side pump stage and the shorter one forms the pressure side pump stage.

Die dargestellte Pumpe 5 ist derart modifiziert worden, dass die Pumpstufen 11, 13 parallel betrieben werden können. Als Einlass 14 der Pumpstufe 11 dient der ohnehin vorhandene, mit einem Saugstutzenventil 46 ausgerüstete Einlass. Der im einzelnen nicht dargestellte Auslass der Pumpstufe 11 steht nicht mehr mit dem Einlass der Pumpstufe 13 in Verbindung sondern mündet unterhalb des Filzhutes 47. Die Pumpstufe 13 ist mit einem unabhängigen Saugstutzen 48 ausgerüstet worden, der den Einlass 16 bildet. Der Saugstutzen 48 steht über den aus dem Gehäuse 28 heraus geführten Rohrabschnitt 49 mit dem Schöpfraum 37 in Verbindung. Der nicht dargestellte Auslass dieser Pumpstufe 13 mündet ebenfalls unterhalb des Filzhutes 47. Der Filzhut 47 hat die Funktionen Strömungsberuhigung und Ölgrobabscheidung.The pump 5 shown has been modified in such a way that the pump stages 11, 13 can be operated in parallel. The inlet 14 of the pump stage 11 is the inlet that is already present and is equipped with a suction nozzle valve 46. The outlet of the pump stage 11, which is not shown in detail, is no longer connected to the inlet of the pump stage 13 but opens below the felt cap 47. The pump stage 13 has been equipped with an independent suction nozzle 48, which forms the inlet 16. The suction nozzle 48 is connected to the pump chamber 37 via the pipe section 49 leading out of the housing 28. The outlet of this pump stage 13, which is not shown, also opens below the felt cap 47. The felt cap 47 has the functions of calming the flow and separating coarse oil.

G 01.16 G01.16

Weitere Abscheider, die an den Auslass 23 angeschlossen werden, müssen im Vergleich zum Stand der Technik nur einmal vorhanden sein.In comparison to the state of the art, additional separators connected to the outlet 23 only need to be present once.

Claims (10)

1. Mehrkammeranlage (1) zur Behandlung von Gegenständen unter Vakuum mit einem an die Kammern (2, 3, 4) angeschlossenen Evakuierungssystem (5), dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil des Evakuierungssystems (5) eine Vorvakuumpumpe mit mehreren Stufen (11, 12, 13) ist, dass jede der Stufen mit einem Einlass (14, 15, 16) ausgerüstet ist und dass jeder der Einlässe an eine der Kammern (2, 3, 4) angeschlossen ist. 1. Multi-chamber system ( 1 ) for treating objects under vacuum with an evacuation system ( 5 ) connected to the chambers ( 2 , 3 , 4 ), characterized in that a component of the evacuation system ( 5 ) is a pre-vacuum pump with several stages ( 11 , 12 , 13 ), that each of the stages is equipped with an inlet ( 14 , 15 , 16 ) and that each of the inlets is connected to one of the chambers ( 2 , 3 , 4 ). 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpstufen (11, 12, 13) der Vorvakuumpumpe (5) parallel angeordnet sind. 2. Plant according to claim 1, characterized in that the pump stages ( 11 , 12 , 13 ) of the pre-vacuum pump ( 5 ) are arranged in parallel. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kammern (2, 3, 4) und die Anzahl der Pumpstufen (11, 12, 13) der Vorvakuumpumpe (5) gleich ist. 3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the number of chambers ( 2 , 3 , 4 ) and the number of pumping stages ( 11 , 12 , 13 ) of the pre-vacuum pump ( 5 ) are the same. 4. Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Mehrkammeranlage (1) eine Prozesskammer (2) und mindestens eine mit der Prozesskammer (2) verbundene Vorkammer (3, 4) sind, dass die Pumpstufen (11, 12, 13) der Vorvakuumpumpe (5) unterschiedliche Saugvermögen haben und dass die Stufe mit dem größten Saugvermögen an die Prozesskammer (2) angeschlossen ist. 4. System according to claim 1, 2 or 3, characterized in that components of the multi-chamber system ( 1 ) are a process chamber ( 2 ) and at least one pre-chamber ( 3 , 4 ) connected to the process chamber ( 2 ), that the pump stages ( 11 , 12 , 13 ) of the pre-vacuum pump ( 5 ) have different suction capacities and that the stage with the greatest suction capacity is connected to the process chamber ( 2 ). 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Verbindungsleitung zwischen der Prozesskammer (2) und dem Einlass (14) der zugehörigen Pumpstufe (11) eine Hochvakuumpumpe (26), vorzugsweise eine Turbomolekularvakuumpumpe, befindet. 5. Plant according to claim 4, characterized in that a high vacuum pump ( 26 ), preferably a turbomolecular vacuum pump, is located in the connecting line between the process chamber ( 2 ) and the inlet ( 14 ) of the associated pump stage ( 11 ). 6. Evakuierungssystem (5) für eine Mehrkammeranlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass es als mehrstufige Vorvakuumpumpe (5) ausgebildet ist, dass jede der Stufen einen Einlass (14, 15, 16) aufweist und dass jeder der Einlässe der Verbindung mit einer der Kammern der Mehrkammeranlage (1) dient. 6. Evacuation system ( 5 ) for a multi-chamber system ( 1 ), characterized in that it is designed as a multi-stage pre-vacuum pump ( 5 ), that each of the stages has an inlet ( 14 , 15 , 16 ) and that each of the inlets serves to connect to one of the chambers of the multi-chamber system ( 1 ). 7. Evakuierungssystem (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen (11, 12, 13) der Pumpe (5) parallel angeordnet sind. 7. Evacuation system ( 5 ) according to claim 6, characterized in that the stages ( 11 , 12 , 13 ) of the pump ( 5 ) are arranged in parallel. 8. Evakuierungssystem (5) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil des Systems (5) eine Hochvakuumpumpe (26) ist und dass eine der Stufen (11, 12, 13) der Vorvakuumpumpe (5) der Erzeugung des von der Hochvakuumpumpe (26) benötigten Vorvakuums dient. 8. Evacuation system ( 5 ) according to claim 6 or 7, characterized in that a high vacuum pump ( 26 ) is a component of the system ( 5 ) and that one of the stages ( 11 , 12 , 13 ) of the pre-vacuum pump ( 5 ) serves to generate the pre-vacuum required by the high vacuum pump ( 26 ). 9. Evakuierungssystem (5) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Austritte (20, 21, 22) innerhalb eines äußeren Gehäuses (28) der Vorvakuumpumpe (5) zusammengeführt und mit einem gemeinsamen Ölabscheider (47) ausgerüstet sind. 9. Evacuation system ( 5 ) according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the outlets ( 20 , 21 , 22 ) are brought together within an outer housing ( 28 ) of the backing pump ( 5 ) and are equipped with a common oil separator ( 47 ). 10. Evakuierungssystem (5) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorvakuumpumpe (5) eine Drehschiebervakuumpumpe ist. 10. Evacuation system ( 5 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the pre-vacuum pump ( 5 ) is a rotary vane vacuum pump.
DE20121634U 2001-10-11 2001-10-11 Multiple chamber plant used for degassing, coating or etching substrates comprises an evacuating system connected to chambers Expired - Lifetime DE20121634U1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022108314A1 (en) 2022-04-06 2023-10-12 Ecoclean Gmbh Method for passivating a surface of a workpiece and device for passivating workpieces

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