DE202012100763U1 - Tempering device and vacuum process system - Google Patents
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Abstract
Temperiereinrichtung, umfassend ein von Gehäusewänden (5, 6) begrenztes Gehäuse mit einer darin angeordneten Wärmequelle (7) oder/und einer darin angeordneten Wärmesenke, wobei das Gehäuse mindestens eine ebene Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit (6) zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme aufweist und die anderen Gehäusewände (5) eine geringe Wärmedurchlässigkeit zur thermischen Isolation besitzen.Temperature control device, comprising a housing delimited by housing walls (5, 6) with a heat source (7) arranged therein and / or a heat sink arranged therein, the housing having at least one flat housing wall with high thermal permeability (6) for receiving or giving off heat and the other housing walls (5) have a low thermal permeability for thermal insulation.
Description
Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für Vakuumprozessanlagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vakuumbeschichtungsanlage mit einer derartigen Temperiereinrichtung.The invention relates to a tempering device for vacuum process equipment according to the preamble of claim 1 and a vacuum coating system with such a tempering device.
Bei Vakuumprozessanlagen, in denen plattenförmige Substrate in einer Substrattransportebene durch die Anlagenkammer bewegt und dabei im Durchlaufverfahren behandelt, d. h. beschichtet oder/und geätzt oder/und beheizt oder/und gekühlt werden, ist es bekannt, zwischen Prozesskammern oder -kompartments (nachfolgend einheitlich als Prozesskammern bezeichnet), in denen Behandlungsschritte wie Beschichten oder Ätzen durchgeführt werden, Gasseparationskammern oder -kompartments (nachfolgend einheitlich als Gasseparationskammern bezeichnet) anzuordnen, die der Gastrennung zwischen aufeinanderfolgenden Prozesskammern dienen. Dazu ist in der Gasseparationskammer ein Strömungswiderstand angeordnet. Üblicherweise ist der Strömungswiderstand durch einseitig oder beiderseits der Substrattransportebene mit möglichst geringem Abstand zu den Substraten angeordnete Gasseparationselemente wie beispielsweise parallel zur Substrattransportebene angeordnete Platten gebildet.In vacuum process plants, in which plate-shaped substrates are moved in a substrate transport plane through the plant chamber and treated in a continuous process, d. H. coated and / or etched or / and heated and / or cooled, it is known to separate between process chambers or compartments (hereinafter uniformly referred to as process chambers) in which treatment steps such as coating or etching are carried out; gas separation chambers or compartments (hereafter referred to uniformly as Gas separation chambers referred to) to arrange the gas separation between successive process chambers. For this purpose, a flow resistance is arranged in the gas separation chamber. The flow resistance is usually formed by gas separation elements arranged on one side or on both sides of the substrate transport plane with the smallest possible distance from the substrates, for example plates arranged parallel to the substrate transport plane.
Aus
In
Bei der Lösung gemäß
Es soll daher eine Temperiereinrichtung für Vakuumprozessanlagen angegeben werden, die eine hohe Temperierwirkung auf die Substrate ausübt, wobei jedoch andere Anlagenkomponenten dieser Temperierwirkung nur in möglichst geringem Maße ausgesetzt sind. Weiterhin soll die Temperiereinrichtung möglichst gut zugänglich sein, um Wartungsarbeiten zu erleichtern.It is therefore intended to specify a tempering device for vacuum process plants, which exerts a high tempering effect on the substrates, but other plant components of this tempering are exposed only to the least extent possible. Furthermore, the tempering should be as accessible as possible to facilitate maintenance.
Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vakuumprozessanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.These and other objects are achieved by a tempering device having the features of claim 1 and a vacuum processing system having the features of claim 8. Advantageous embodiments and further developments are described in the dependent claims.
Es wird daher eine Temperiereinrichtung vorgeschlagen, die ein von Gehäusewänden begrenztes Gehäuse mit einer darin angeordneten Wärmequelle oder/und einer darin angeordneten Wärmesenke umfasst, wobei das Gehäuse mindestens eine ebene Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme aufweist und die anderen Gehäusewände eine geringe Wärmedurchlässigkeit zur thermischen Isolation besitzen.Therefore, a tempering device is proposed which comprises a housing walls delimited by a heat source arranged therein and / or a heat sink arranged therein, wherein the housing has at least one flat housing wall of high heat permeability to absorb or release heat and the other housing walls have a low heat permeability to have thermal insulation.
Damit ist zunächst einmal eine kassettenartig aufgebaute Temperiereinrichtung angegeben, die die Abgabe oder Aufnahme von Wärme oder die wahlweise Abgabe oder Aufnahme von Wärme ermöglicht, und zwar erfolgen sowohl die Abgabe wie auch die Aufnahme von Wärme nur in einer Richtung, nämlich durch die Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit.Thus, initially a cassette-like tempering is specified, which allows the delivery or absorption of heat or the selective release or absorption of heat, both the release and the absorption of heat in one direction, namely by the housing wall high heat transmission ,
Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Gehäusewände geringer Wärmedurchlässigkeit jeweils mindestens zwei zueinander beabstandete Gehäusewandschichten aufweisen. Insbesondere beim Einsatz der vorgeschlagenen Temperiereinrichtung in einer Vakuumkammer ist durch diese Ausgestaltung der Wärmeaustausch zwischen den so gestalteten Gehäusewänden und der Umgebung stark eingeschränkt, weil es an Luft zur Wärmeleitung fehlt und die verbleibende Wärmeübertragung durch Strahlung durch zwei oder mehr Wandschichten sehr effektiv behindert wird. Es versteht sich, dass eine größere Zahl von Wandschichten diesen Effekt verstärkt. Die Wandschichten können dabei wie eine Kaskade von ineinandergefügten Schachteln, die von innen nach außen größer werden, gestaltet sein und gegebenenfalls durch Abstandhalter relativ zueinander in Position gehalten werden. Derartige Gehäusewandschichten können beispielsweise aus Edelstahlblech gefertigt sein und weiter zusätzlich beispielsweise poliert sein, um einen größeren Anteil der ankommenden Strahlung zu reflektieren.According to one embodiment, it is provided that the housing walls have low heat permeability in each case at least two mutually spaced housing wall layers. In particular, when using the proposed Tempering device in a vacuum chamber is severely limited by this configuration, the heat exchange between the so-designed housing walls and the environment because it lacks air for heat conduction and the remaining heat transfer is very effectively hindered by radiation through two or more wall layers. It is understood that a greater number of wall layers enhance this effect. The wall layers may be designed as a cascade of nested boxes, which become larger from the inside to the outside, and optionally held in position by spacers relative to each other. Such housing wall layers may be made of stainless steel sheet, for example, and further additionally be polished, for example, in order to reflect a larger proportion of the incoming radiation.
Die Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit kann beispielsweise aus metallischem Werkstoff, aber auch aus keramischem Werkstoff oder Glaskeramik bestehen.The housing wall of high heat permeability can for example consist of metallic material, but also of ceramic material or glass ceramic.
Sofern die Temperiereinrichtung eine Wärmequelle aufweist, so kann diese beispielsweise mindestens einen Heizstab umfassen. Sofern die Temperiereinrichtung eine Wärmesenke aufweist, so kann diese beispielsweise mindestens eine Kühlmittelleitung umfassen. Von der Erfindung ebenfalls umfasst sind Temperiereinrichtungen die sowohl eine Wärmequelle als auch eine Wärmesenke umfassen, so dass die Temperiereinrichtung wahlweise zum Heizen oder Kühlen dienen kann.If the tempering device has a heat source, it may for example comprise at least one heating element. If the tempering device has a heat sink, it may, for example, comprise at least one coolant line. Also included in the invention are tempering devices which comprise both a heat source and a heat sink, so that the tempering device can optionally serve for heating or cooling.
Der besagte Heizstab kann ebenso wie die besagte Kühlmittelleitung beispielsweise mäanderförmig gestaltet sein, so dass die Wärmequelle bzw. die Wärmesenke eine größere wirksame Fläche aufweisen. Dabei kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Heizstab oder/und die Kühlmittelleitung mindestens einen näher an der Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit angeordneten Abschnitt und mindestens einen entfernter von der Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit angeordneten Abschnitt aufweist. Mit anderen Worten können der Heizstab oder/und die Kühlmittelleitung so geführt sein, dass einige Abschnitte in einer ersten Ebene liegen und andere Abschnitte in einer zweiten parallelen Ebene liegen. Dadurch wird die Leistungsdichte der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke auf einfache Weise erhöht.The said heating element can, like the said coolant line, be meander-shaped, for example, so that the heat source or the heat sink has a larger effective area. In this case, according to a further embodiment, it may be provided that the heating element and / or the coolant line has at least one section arranged closer to the housing wall of high heat permeability and at least one remote section arranged by the housing wall of high heat permeability. In other words, the heating element or / and the coolant line can be guided such that some sections lie in a first plane and other sections lie in a second parallel plane. As a result, the power density of the heat source or the heat sink is increased in a simple manner.
Die beschriebene Temperiereinrichtung kann besonders vorteilhaft in einer Vakuumprozessanlage mit einer Vakuumkammer und einer in der Vakuumkammer angeordneten Transporteinrichtung verwendet werden, wobei die Transporteinrichtung beispielsweise eine Mehrzahl von horizontal angeordneten Transportwalzen umfasst, deren oberste Mantellinien eine Substrattransportebene definieren. Hierzu kann mindestens eine Temperiereinrichtung in der Vakuumkammer so angeordnet sein, dass die Gehäusewand hoher Wärmedurchlässigkeit der Substrattransportebene zugewandt ist.The tempering device described can be used particularly advantageously in a vacuum process system having a vacuum chamber and a transport device arranged in the vacuum chamber, wherein the transport device comprises, for example, a plurality of horizontally arranged transport rollers whose uppermost generatrices define a substrate transport plane. For this purpose, at least one tempering device may be arranged in the vacuum chamber such that the housing wall faces a high heat permeability to the substrate transport plane.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung eine Länge aufweist, die in etwa der Länge einer Transportwalze entspricht und eine Breite aufweist, die in etwa dem Abstand der Mantelflächen zweier benachbarter Transportwalzen entspricht, und die Temperiereinrichtung mit geringem Abstand unterhalb der Substrattransportebene zwischen zwei benachbarten Transportwalzen angeordnet ist. Der kleinste Abstand zwischen den Mantelflächen zweier benachbarter Transportwalzen ist die lichte Weite zwischen diesen Transportwalzen, und die wie beschrieben ausgeführte Temperiereinrichtung füllt damit diesen Zwischenraum annähernd vollständig aus.In a further embodiment it is provided that the tempering device has a length which corresponds approximately to the length of a transport roller and has a width which corresponds approximately to the distance of the lateral surfaces of two adjacent transport rollers, and the tempering at a small distance below the substrate transport plane between two is arranged adjacent transport rollers. The smallest distance between the lateral surfaces of two adjacent transport rollers is the clear width between these transport rollers, and the tempering device designed as described fills this gap almost completely.
Durch die Anordnung der Temperiereinrichtung zwischen den Transportwalzen sind diese nur in geringstmöglichem Maße der Temperierwirkung, und dabei insbesondere der Heizwirkung einer Wärmequelle, ausgesetzt. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung der Temperiereinrichtung zwischen den Transportwalzen eine Gasseparation erreicht, indem die Temperiereinrichtung den Raum zwischen den Transportwalzen, der ansonsten evakuiert werden müsste, stark verringert. Der Gasseparationseffekt kann noch dadurch verstärkt werden, dass unter der Temperiereinrichtung zum Kammerboden hin eine Schottwand angeordnet wird.Due to the arrangement of the tempering between the transport rollers they are only to the lowest possible extent of the tempering, and in particular the heating effect of a heat source exposed. At the same time a gas separation is achieved by this arrangement of the tempering between the transport rollers by the tempering greatly reduces the space between the transport rollers, which would otherwise be evacuated. The gas separation effect can be further enhanced by arranging a bulkhead wall under the tempering device towards the bottom of the chamber.
Die vorgeschlagene Temperiereinrichtung ist durch die mögliche Vereinigung von Heizung, Kühlung und Gasseparation in einer Baugruppe auf engem Raum platzsparend und kann durch die mehrfache Funktionalität zu einer kostengünstigen Herstellung der Vakuumprozessanlage beitragen.The proposed tempering is space-saving through the possible combination of heating, cooling and gas separation in an assembly in a confined space and can contribute through the multiple functionality to a cost-effective production of the vacuum process plant.
Die Temperiereinrichtung kann als selbsttragende konstruktive Einheit ausgeführt werden, die im Wartungsfall direkt, komplett und ohne Demontage der Transportwalzen aus der Vakuumkammer entnommen werden kann, weil sie auf gleicher Höhe zu den Transportwalzen zwischen diesen angeordnet und damit direkt zugänglich ist.The tempering can be performed as a self-supporting structural unit that can be removed from the vacuum chamber directly, completely and without disassembly of the transport rollers in case of maintenance, because it is arranged at the same height to the transport rollers between them and thus directly accessible.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and an accompanying drawing. Show
Die Vakuumkammer ist durch Kammerwände
Zwischen je zwei benachbarten Transportwalzen
Im Innern des Gehäuses ist eine Wärmequelle
Im ersten Ausführungsbeispiel der
Im zweiten Ausführungsbeispiel der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kammerwandchamber wall
- 22
- Transportwalzetransport roller
- 33
- Substratsubstratum
- 44
- Temperiereinrichtungtempering
- 55
- Gehäusewand geringer WärmedurchlässigkeitHousing wall low heat transmission
- 5151
- GehäusewandschichtHousing wall layer
- 5252
- wärmeisolierender Abstandhalterheat-insulating spacer
- 66
- Gehäusewand hoher WärmedurchlässigkeitHousing wall of high thermal permeability
- 77
- Wärmequelleheat source
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009011495 A1 [0003, 0005] DE 102009011495 A1 [0003, 0005]
- DE 102010028734 A1 [0004] DE 102010028734 A1 [0004]
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DE201220100763 DE202012100763U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Tempering device and vacuum process system |
Applications Claiming Priority (1)
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DE201220100763 DE202012100763U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Tempering device and vacuum process system |
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DE202012100763U1 true DE202012100763U1 (en) | 2012-03-30 |
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ID=46021869
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---|---|---|---|
DE201220100763 Expired - Lifetime DE202012100763U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Tempering device and vacuum process system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Effective date: 20120524 |
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Representative=s name: LIPPERT STACHOW PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE , DE Effective date: 20140919 Representative=s name: PATENTANWAELTE LIPPERT, STACHOW & PARTNER, DE Effective date: 20140919 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20150331 |
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R071 | Expiry of right |