DE202021106180U1

DE202021106180U1 - Durchsichtfenstervorrichtung und Vakuumanordnung

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Publication number: DE202021106180U1
Application number: DE202021106180.4U
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Filing date: 2021-11-11
Publication date: 2021-11-22
Anticipated expiration: 2031-11-12

Abstract

Durchsichtfenstervorrichtung (100), aufweisend:• einen Flansch (102), welcher entlang einer Blickachse von einer Durchgangsöffnung durchdrungen ist;• eine transparente Platte (104), welche die Durchgangsöffnung abdeckt;• eine Vakuumdichtung (106), welche einen Spalt zwischen dem Flansch (102) und der Platte (104) vakuumdicht abdichtet;• eine Abdeckblende (108),• eine Lagervorrichtung (110), mittels welcher die Abdeckblende (108) beweglich relativ zu der Platte (104) gelagert ist derart, dass die Abdeckblende (108) in körperlichen Kontakt mit der Platte (104) gebracht und in einem Abstand von der Blickachse und/oder der Platte (104) gebracht werden kann.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Durchsichtfenstervorrichtung.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), zu welcher die sogenannte Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern) gehört. Mittels PVD kann beispielsweise eine oder mehr als eine Schicht im Vakuum auf einem Substrat abgeschieden werden. Dazu kann ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) in die Gasphase überführt werden, z.B. thermisch und/oder mechanisch (auch als zerstäuben bezeichnet). Das gasförmige Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Häufig ist es erwünscht, dass das Prozessieren des Substrats im Vakuum (d.h. im Inneren der Vakuumkammer), aber auch andere Prozesse im Vakuum, wie beispielsweise das Transportierten des Substrats oder die Bewegung von Komponenten im Vakuum, visuell beobachten zu können. Dazu wird herkömmlicherweise ein sogenanntes Durchsichtfenster verwendet. Dabei weist die Kammerwand eine Öffnung auf, an welcher das Durchsichtfenster (z.B. eine transparente Glasscheibe, auch als Schauglas bezeichnet) befestigt ist.
Allerdings kann der beobachtete Prozess verschmutzendes Material (auch als Verschmutzung bezeichnet) abgeben, beispielsweise Dreck, Abrieb, Schmutz, Staub oder Dampf, dem die vakuumseitige Oberfläche des Durchsichtfensters ausgesetzt ist, und somit verschmutzt, was die visuelle Beobachtung hindert.
Herkömmlicherweise werden die folgenden zwei Mechanismen verwendet, um das Durchsichtfenster vor der Verschmutzung zu schützen. Es wird eine bewegliche Blende verwendet, die zwischen dem Prozess und dem Durchsichtfenster angeordnet werden kann (z.B. durch Drehen, Schwenken, Klappen) und somit eine Barriere für die Verschmutzung bereitstellt. Alternativ werden der Prozess und das Durchsichtfenster mittels eines Vakuumventils (auch als Shutter bezeichnet) vakuumdicht voneinander separiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass die herkömmlichen Mechanismen zum Schutz des Durchsichtfensters unzureichend sind. Anschaulich wurde erkannt, dass die bewegliche Blende zulässt, dass die Verschmutzung in den Spalt zwischen der Blende und dem Durchsichtfenster eindringt (auch als Nebenstrom bezeichnet). Dieser Nebenstrom lässt sich zwar bei Verwendung eines Shutters verhindern, allerdings ist es zum Öffnen des Shutters erforderlich, dass zwischen Shutter und Durchsichtfenster die gleichen Vakuumbedingungen wie für den Prozess bereitgestellt sind. Dies kann einen erheblichen Aufwand erfordern, beispielsweise zusätzliche Vakuumausrüstung wie Ventile, Messzellen, Rohrleitungen, usw.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Durchsichtfenstervorrichtung bereitgestellt, welche weniger Aufwand als der Shutter benötigt, allerdings weniger schnell verschmutzt als die herkömmliche Blende. Beispielsweise wird der Schutz des Durchsichtfensters vor Verschmutzung bereitgestellt, ohne eine vakuumtechnische Trennung vom Verschmutzungsraum zu benötigen.
Anschaulich wird die vakuumseitige Oberfläche des Durchsichtfensters (z.B. einer Glasscheibe) körperlich berührend mittels der Blende abgedeckt. Dies hemmt ein Verschmutzen des Durchsichtfensters. Anschaulich wird die Möglichkeit für die Verschmutzung, zwischen die Blende und das Durchsichtfenster einzudringen, auf ein Minimum reduziert bzw. ausgeräumt. Beispielsweise wird die vakuumseitige Oberfläche der Glasscheibe des Durchsichtfensters durch Kontakt mit der Blende, die beispielsweise ein weiches Material und/oder mittels einer Anpresskraft an das Durchsichtfenster gepresst wird, direkt abgedeckt.
Durch das Berühren der vakuumseitigen Oberfläche des Durchsichtfensters (z.B. der Glasscheibe) mit dem weichen Material der Blende entsteht ferner kein zusätzlicher Vakuumraum, für den die Vakuumbedingungen extra angepasst werden müssten. Damit ist weniger Vakuumausrüstung erforderlich als beim Shutter.
Es zeigen

1 bis 5 veranschaulichen jeweils eine Durchsichtfenstervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht.

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.
Eine Vakuumanordnung kann eine oder mehr als eine Vakuumkammer und im betriebsbereiten Zustand ein Pumpensystem (aufweisend zumindest eine Grobvakuumpumpe und optional zumindest eine Hochvakuumpumpe) aufweisen, welches mit dem Inneren der Vakuumkammer (auch als Kammerinneres bezeichnet) fluidleitend gekoppelt ist.
Das Pumpensystem kann eingerichtet sein, dem Kammerinneren ein Gas zu entziehen, so dass darin ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) bereitgestellt sein oder werden kann, beispielsweise ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum).
Die Vakuumkammer kann ein Kammergehäuse aufweisen, welches mehrere Kammerwände aufweist, die das Innere der Vakuumkammer (auch als Kammerinneres bezeichnet) begrenzen. Das Kammergehäuse kann beispielsweise derart stabil eingerichtet sein, dass dieses dem Einwirken des atmosphärischen Luftdrucks im abgepumpten Zustand standhält.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumanordnung eine Beschichtungsmaterialquelle in der Vakuumkammer aufweisen zum Beschichten zumindest eines Substrats (d.h. einen oder mehr als eines Substrats) darin, welches z.B. durch die Vakuumkammer hindurch transportiert wird. Beispielsweise kann die Beschichtungsmaterialquelle zum Bereitstellen eines gasförmigen Beschichtungsmaterials (Materialdampf) und/oder flüssigen Beschichtungsmaterials eingerichtet sein, welches z.B. auf dem zumindest einen Substrat zum Bilden einer Schicht abgeschieden werden kann. Eine Beschichtungsmaterialquelle kann zumindest eines von Folgendem aufweisen: eine Sputtervorrichtung, eine thermisch-Verdampfen-Vorrichtung (z.B. einen Laserstrahlverdampfer, einen Lichtbogenverdampfer, einen Elektronenstrahlverdampfer und/oder einen thermischen Verdampfer), eine Präkursorgasquelle, einen Flüssigphasenzerstäuber. Eine Sputtervorrichtung kann zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials mittels eines Plasmas eingerichtet sein. Eine thermisch-Verdampfen Vorrichtung kann zum Verdampfen des Beschichtungsmaterials mittels thermischer Energie eingerichtet sein. Je nach der Beschaffenheit des Beschichtungsmaterials kann alternativ oder zusätzlich zu dem thermischen Verdampfen, d.h. ein thermisches Überführen eines flüssigen Zustands (flüssige Phase) in einen gasförmigen Zustand (gasförmige Phase), auch ein Sublimieren, d.h. ein thermisches Überführen eines festen Zustands (feste Phase) in einen gasförmigen Zustand, auftreten. Mit anderen Worten kann die thermisch-Verdampfen-Vorrichtung das Beschichtungsmaterial auch sublimieren. Ein Flüssigphasenzerstäuber kann zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials aus der Flüssigphase eingerichtet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumanordnung eine Transportvorrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, das Substrat in der Vakuumkammer und/oder durch diese hindurch zu transportieren, z.B. entlang eines Transportpfads. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise mehrere Rollen (bzw. Walzen) aufweisen, mit denen das transportierte Substrat in Kontakt kommt.
Der Begriff „transparent“ kann hierin verstanden werden als einen Transmissionsgrad aufweisend von mehr als ungefähr 60%, z.B. von mehr als ungefähr 70 %, z.B. als ungefähr 80 %, z.B. als ungefähr 90 %. Der Transmissionsgrad kann auf sichtbares Licht bezogen sein, d.h. auf elektromagnetisch Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 380 nm bis ungefähr von 780 nm (auch als sichtbarer Wellenlängenbereich bezeichnet).
Der Begriff „Lagervorrichtung“ bezeichnet hierin eine Vorrichtung (zum Beispiel eine Baugruppe aufweisend), welche zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) eines oder mehr als eines Bauteils (z.B. einer Abdeckblende) eingerichtet ist. Die Lagervorrichtung kann, beispielsweise pro Bauteil (das mittels dieser gelagert wird), ein oder mehr als ein Lager aufweisen zum Lagern (z.B. geführten Positionieren und/oder Halten) des Bauteils. Jedes Lager der Lagervorrichtung kann eingerichtet sein, dem Bauteil einen oder mehr als einen Freiheitsgrad (beispielsweise einen oder mehr als einen Translationsfreiheitsgrad und/oder einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad) bereitzustellen, gemäß welchem das Bauteil bewegt werden kann. Beispiele für ein Lager weisen auf: Radiallager, Axiallager, Radiaxlager, Linearlager (auch als Linearführung bezeichnet).
Der Begriff „Flansch“ bezeichnet hierin ein Bauteil der Verbindungstechnik, welches einen (z.B. ringförmigen, nicht notwendigerweise kreisrunden) Rahmen (auch als Montagerahmen bezeichnet) bereitstellt, der von einer Durchgangsöffnung (auch als Flanschöffnung bezeichnet) durchdrungen ist. Der Montagerahmen kann zusätzlich eine Montagestruktur aufweisen, welche die Flanschöffnung umgibt. Die Montagestruktur kann beispielsweise mehrere Öffnungen, Schrauben und/oder andere Formschlusskonturen aufweisen, zwischen denen die Flanschöffnung angeordnet ist. Jede der Öffnungen kann beispielsweise ein Gewinde aufweisen und/oder den Montagerahmen durchdringen. Optional kann die Montagestruktur eine Dichtfläche (z.B. in einer umlaufenden Nut) aufweisen, welche die Flanschöffnung umläuft. Optional kann die Montagestruktur eine Dichtung aufweisen, die an der Dichtfläche anliegt und die Flanschöffnung umläuft.
1 veranschaulicht eine Durchsichtfenstervorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. entlang der Blickachse 101 geschnitten). Die Durchsichtfenstervorrichtung 100 weist einen Flansch 102 (anschaulicher auch als Fensterflansch bezeichnet), eine transparente Platte 104 (anschaulicher auch als Durchsichtfenster oder vereinfacht als Fenster bezeichnet) und eine Vakuumdichtung 106 auf.
Der Fensterflansch 102 ist entlang der Blickachse 101 von einer Durchgangsöffnung 102d (auch als Durchsichtöffnung bezeichnet) durchdrungen. Die Durchsichtöffnung 102d kann beispielsweise eine Ausdehnung 112 (anschaulicher auch als Durchsichtbreite 112 bezeichnet) quer zur Blickachse 101 aufweisen von mehr als 1 cm (Zentimeter) und/oder weniger als 1 m (Meter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 0,5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 4 cm bis ungefähr 0,2 m oder ungefähr 0,1 m.
Das Fenster 104 kann die Durchgangsöffnung 102d abdecken, z.B. vollständig. Das Fenster 104 kann beispielsweise eine Ausdehnung (auch als Fensterbreite 114 bezeichnet) und/oder Querschnittsfläche aufweisen quer zur Blickachse 101, die größer ist als die der Durchsichtöffnung 102d (z.B. als die Durchsichtbreite 112). Ein Rand des Fensters 104 kann die Durchgangsöffnung 102d beispielsweise umgeben. Die Fensterbreite 114 kann beispielsweise größer sein als 1 cm (Zentimeter) und/oder weniger als 1 m (Meter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 0,5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 4 cm bis ungefähr 0,2 m oder ungefähr 0,1 m.
Die Abdeckblende 108 kann beispielsweise eine Ausdehnung 108d (auch als Abdeckbreite bezeichnet) und/oder Querschnittsfläche aufweisen, die kleiner ist als die der Durchsichtöffnung 102d (z.B. als die Durchsichtbreite 112). Die Abdeckbreite 108d kann, wenn die Abdeckblende 108 in Geschlossen-Position ist, quer zur Blickachse 101 und/oder parallel zu Durchsichtbreite 112 sein. Die Abdeckbreite 108d kann beispielsweise größer sein als 1 cm (Zentimeter) und/oder weniger als 1 m (Meter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 0,5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 4 cm bis ungefähr 0,2 m. Die Abdeckbreite 108d kann beispielsweise 6,5 cm sein.
Die Vakuumdichtung 106 dichtet einen Spalt zwischen dem Fensterflansch 102 und das Fenster 104 vakuumdicht ab. Dazu kann die Vakuumdichtung 106 zwischen dem Fensterflansch 102 und dem Fenster 104 angeordnet sein, beispielsweise beide berührend. Die Vakuumdichtung 106 kann entlang eines in sich geschlossenen Pfades erstreckt sein, der die Durchgangsöffnung 102d umgibt. Die Vakuumdichtung 106 kann beispielsweise einen Dichtring und/oder ein Polymer (z.B. Elastomer) aufweisen oder daraus bestehen.
Das Fenster 104 kann beispielsweise an dem Fensterflansch 102 montiert sein, beispielsweise mittels der Montagestruktur 404 (siehe 4) des Fensterflanschs 102. Das Fenster 104 kann beispielsweise gegen die Vakuumdichtung 106 gepresst sein, beispielsweise mittels eines Fensterrahmens 406 (siehe 4).
Das Fenster 104 (z.B. ein Schauglas aufweisend) kann aus einem transparenten Material gebildet sein, z.B. einem Dielektrikum. Das transparente Material kann beispielsweise ein Oxid (wie z.B. Quarzglas (SiO₂), Titanoxid (TiO₂) oder Saphir (Al₂O₃)), ein Glasgemisch (wie z.B. optisches Glas, Alumo-Silikatglas, Alkali-Silikatglas, Bleiglas, Phosphatglas, Boratglas, Kronglas oder Flintglas), ein transparentes Fluorid (wie z.B. Calciumfluorid (CaF₂) oder Magnesiumfluorid (MgF₂)), ein metallisches Glas (wie z.B. amorphes Metall oder eine amorphe Metalllegierung) oder einen transparenten Kunststoff (wie z.B. Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder Cyclo-Olefin-(Co)polymer) aufweisen oder daraus bestehen.
Die Durchsichtfenstervorrichtung 100 weist ferner eine (z.B. scheibenförmige) Abdeckblende 108 und eine Lagervorrichtung 110 auf. Die Lagervorrichtung 110 ist eingerichtet, die Abdeckblende 108 beweglich relativ zu dem Fenster 104 und/oder der Blickachse 101 zu lagern. Die Lagervorrichtung 110 kann derart eingerichtet sein, die Abdeckblende 108 wahlweise in eine erste Position (auch als Geschlossen-Position bezeichnet) und eine zweite Position (auch als Offen-Position bezeichnet) bewegt werden kann. In der Geschlossen-Position kann die Abdeckblende 108 in körperlichem Kontakt mit dem Fenster 104 sein. In der Offen-Position kann die Abdeckblende 108 in einen Abstand von dem Fenster 104 und/oder der Blickachse 101 sein, der beispielsweise größer ist als die Abdeckbreite 108d.
Die Bewegung der Abdeckblende 108 (auch als Blendenbewegung bezeichnet) kann beispielsweise eine Bewegung in die Offen-Position (z.B. aus der Geschlossen-Position) sein, was auch als Öffnen der Abdeckblende 108 bezeichnet wird. Die Blendenbewegung kann beispielsweise eine Bewegung in die Geschlossen-Position (z.B. aus der Offen-Position) sein, was auch als Schließen der Abdeckblende 108 bezeichnet wird.
Nachfolgend wird auf eine konkrete Implementierung der Durchsichtfenstervorrichtung 100 mittels eines Gehäuses Bezug genommen, wobei verstanden werden kann, dass das Gehäuse optional weggelassen werden kann. Das Gehäuse erreicht, dass eine bestehende Vakuumkammer mit der Durchsichtfenstervorrichtung 100 leichter nachgerüstet werden kann, beispielsweise ohne Bauraum in der Vakuumkammer zu benötigen, beispielsweise indem das Gehäuse außen an die Vakuumkammer angesetzt (und z.B. mit einem Montageflansch daran montiert) wird. Ist der Bauraum in der Vakuumkammer hingegen ausreichend vorhanden, kann der Fensterflansch 102 der Durchsichtfenstervorrichtung 100 auch unmittelbar an einem Wandelement (z.B. einer Kammerwand) der Vakuumkammer montiert oder Teil des Wandelements der Vakuumkammer sein.
Generell stellt die Lagervorrichtung 110 der Abdeckblende 108 zumindest einen Freiheitsgrad bereit, gemäß welchem die Blendenbewegung erfolgen kann, z.B. in die Offen-Position oder in die Geschlossen-Position.
Der zumindest eine Freiheitsgrad kann beispielsweise einen Rotationsfreiheitsgrad aufweisen um eine Drehachse 201 (siehe auch 2) herum, die beispielsweise ortsfest zu der Blickachse 101 und/oder dem Fensterflansch 102 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Drehachse 201 quer zu der Blickachse 101 sein. In dem Fall kann die Lagervorrichtung 110 die Abdeckblende 108 drehbar (bzw. schwenkbar) lagern bzw. kann die Blendenbewegung eine Drehbewegung der Abdeckblende 108 aufweisen.
Der zumindest eine Freiheitsgrad kann beispielsweise einen Translationsfreiheitsgrad aufweisen entlang einer Translationsachse, die beispielsweise ortsfest zu der Blickachse 101 und/oder dem Fensterflansch 102 angeordnet ist. In dem Fall kann die Lagervorrichtung 110 die Abdeckblende 108 verschiebbar (bzw. schwenkbar) lagern bzw. kann die Blendenbewegung eine Translationsbewegung der Abdeckblende 108 aufweisen (dann auch als Schiebeblende 108 bezeichnet). Beispielsweise kann die Schiebeblende derart gelagert sein, dass diese sich beim Annähern in die Geschlossen-Position an das Fenster 104 anlegt (z.B. geführt, und/oder mittels eines Kniehebels der Lagervorrichtung 110 gelagert). Die Schiebeblende 108 verringert die benötigte Bauhöhe.
In anderen Implementierungen der Blendenbewegung kann diese Allgemeinen eine Drehbewegung der Abdeckblende 108 und eine dieser überlagerte Translationsbewegung der Abdeckblende 108, mehrere einander überlagerte Drehbewegungen der Abdeckblende 108 und/oder mehrere einander überlagerte Translationsbewegungen der Abdeckblende 108 aufweisen. Nachfolgend wird unter anderem auf eine Drehbewegung der Abdeckblende 108 um die Drehachse 201 herum als Blendenbewegung Bezug genommen, die außerhalb der Abdeckblende 108 angeordnet ist (dann auch als Schwenkbewegung bezeichnet). Es kann verstanden werden, dass das bezüglich der Drehbewegung Beschriebene in Analogie für eine anders implementierte Blendenbewegung (z.B. eine Translationsbewegung aufweisend) gelten kann.
2 veranschaulicht die Durchsichtfenstervorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. entlang der Blickachse 101 geschnitten), in denen die Durchsichtfenstervorrichtung 100 das Gehäuse 212 aufweist, wobei die Abdeckblende 108 zur Veranschaulichung in der Geschlossen-Position dargestellt ist.
Das Gehäuse 212 kann den Fensterflansch 102 und einen zusätzlichen Flansch 202 (auch als Montageflansch 202 bezeichnet) aufweisen, zwischen denen ein Hohlraum 112i (auch als Gehäuseinnenraum 112i bezeichnet) des Gehäuses 212 angeordnet ist. Beispielsweise kann das Gehäuse 212 mehrere Wandelemente 212a, 212b aufweisen, welche den Hohlraum 112i begrenzen.
Der Montageflansch 202 ist entlang der Blickachse 101 von einer Durchgangsöffnung 202d durchdrungen. Die Durchgangsöffnung 202d kann beispielsweise eine Ausdehnung 224 (anschaulicher auch als Durchsichtbreite 224 bezeichnet) quer zur Blickachse 101 aufweisen von mehr als 1 cm (Zentimeter) und/oder weniger als 1 m (Meter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 0,5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 4 cm bis ungefähr 0,2 m.
Generell kann verstanden werden, dass ein Flansch als Teil eines Wandelements bereitgestellt sein kann, z.B. in das Wandelement 212a, 212b integriert sein kann, oder an dem Wandelement montiert sein kann. Die mehreren Wandelemente 212a, 212b des Gehäuses 212 weisen ein erstes Wandelement 212a auf, welches den Fensterflansch 102 aufweist oder an welchem der Fensterflansch 102 montiert ist. Die mehreren Wandelemente 212a, 212b weisen ein zweites Wandelement 212b auf, welches den Montageflansch 202 aufweist oder an welchem der Montageflansch 202 montiert ist.
Ist das Gehäuse nicht vorhanden, kann das erste Wandelement 212a eine Kammerwand der Vakuumkammer (nicht dargestellt) sein, welches den Fensterflansch 102 aufweist oder an welchem der Fensterflansch 102 montiert ist.
Die Abdeckblende 108 kann in dem Hohlraum 112i bzw. zwischen dem Montageflansch 202 und dem Fenster 104 angeordnet sein, beispielsweise wenn diese in der Offen-Position oder in der Geschlossen-Position (wie dargestellt) ist.
Optional kann das Gehäuse 212 mehrteilig sein, d.h. mehrere Gehäuseteile 116, 118 aufweisen, welche zusammengefügt den Hohlraum 112i bilden, der beispielsweise abgedichtet ist mittels einer oder mehr als einer Vakuumdichtung 214 zwischen den mehrere Gehäuseteile 116, 118. Die mehreren Gehäuseteile 116, 118 weisen ein erstes Gehäuseteil 116 auf, welches den Fensterflansch 102 und/oder das erste Wandelement 212a aufweist. Die mehreren Gehäuseteile 116, 118 weisen ein (z.B. wannenförmiges) zweites Gehäuseteil 118 auf, welches den Montageflansch 202 aufweist und/oder das zweite Wandelement 212b aufweist. Das mehrteilige Gehäuse erleichtert anschaulich die Wartung der Durchsichtfenstervorrichtung 100.
Die Lagervorrichtung 110 kann optional einen Träger 110t (z.B. einen Trägerarm) aufweisen, welcher die Abdeckblende 108 mit einem Lager 1101 (z.B. Drehlager) der Lagervorrichtung 110 kuppelt. Optional kann die Lagervorrichtung 110 ein Gelenk 110g (siehe 4) aufweisen, welches den Träger 110t mit der Abdeckblende 108 kuppelt.
Im montierten Zustand weist die Durchsichtfenstervorrichtung 100 ein Stellglied 302 auf, welches eingerichtet ist, eine Kraft (z.B. ein Drehmoment) auf die Abdeckblende 108 zu übertragen. Die Kraft kann beispielsweise die Blendenbewegung bewirken und/oder die Abdeckblende 108 gegen das Fenster 104 pressen.
Beispielsweise kann die Abdeckblende 108 mittels des Stellglieds 302 (z.B. unmittelbar oder mittelbar) mit dem Fensterflansch 102 gekuppelt sein.
In einigen Implementierungen kann das Stellglied 302 einen Antrieb aufweisen, beispielsweise einen pneumatischen oder elektromotorischen Antrieb. In einer weniger komplexen Implementierung des Stellglieds 302 weist dieses einen Handhebel 216h (siehe 4) auf.
Optional weist das Stellglied 302 eine Kraftübertragungsvorrichtung 216 auf, z.B. implementiert als Vakuumdurchführung 216, welche sich in das erste Wandelement 212a hinein erstreckt. Die Kraftübertragungsvorrichtung 216 ist eingerichtet, eine von dieser aufgenommene Kraft (bzw. eine davon aufgenommene Bewegung) auf die Abdeckblende 108 zu übertragen, z.B. durch das erste Wandelement 212a hindurch. Beispielsweise kann die Vakuumdurchführung 216 eingerichtet sein, eine externe Bewegung in die Blendenbewegung zu überführen.
Die Vakuumdurchführung 216 kann beispielsweise den Handhebel 216h mit dem Trägerarm kuppeln.
In der oder einer anderen exemplarischen Implementierung des Stellglieds 302 weist dieses eine Spannvorrichtung (nicht dargestellt) auf, welche eingerichtet ist, beim Öffnen der Abdeckblende 108 eine Kraft (auch als Rückstellkraft bezeichnet) zu erzeugen, welche dem Öffnen der Abdeckblende 108 entgegenwirkt bzw. ein Schließen der Abdeckblende 108 bewirkt.
Optional kann die Spannvorrichtung in verschiedene Zustände (auch als Spannzustände bezeichnet) gebracht werden, welche sich in der von der Spannvorrichtung pro Strecke der Blendenbewegung erzeugten Rückstellkraft voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann die Spannvorrichtung einen Hebelarm aufweisen, der mehrere Bohrungen aufweist, in welche eine oder mehr als eine Zugfeder der Spannvorrichtung eingehängt werden kann. Das Verändern des Spannzustands kann aufweisen, der Spannvorrichtung eine Zugfeder hinzuzufügen, eine Zugfeder zu entfernen und/oder die Bohrung, in welche die Zugfeder eingehängt ist, zu verändern.
Alternativ oder zusätzlich kann die Spannvorrichtung in einen Spannzustand gebracht sein, in welchem die Rückstellkraft größer null ist, wenn die Abdeckblende 108 in der Geschlossen-Position ist, so dass die Abdeckblende 108 mittels der Rückstellkraft gegen das Fenster 104 gepresst wird. Dies hemmt ein Verschmutzen des Fensters 104 weiter.
Wie hier dargestellt ist, kann die Abdeckblende 108 in der Geschlossen-Position zumindest teilweise in der Durchsichtöffnung 102d des Fensterflanschs 102 angeordnet sein.
3 veranschaulicht die Durchsichtfenstervorrichtung 100 gemäß den verschiedenen Ausführungsformen 200 in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. entlang der Blickachse 101 geschnitten), in denen die Durchsichtfenstervorrichtung 100 das Gehäuse 212 aufweist und die Abdeckblende 108 in der Geschlossen-Position dargestellt ist.
In einer exemplarischen Implementierung der Abdeckblende 108 kann diese einen Kontaktkörper 108b (anschaulich aus einem weichen Material) aufweisen, welches ein kleineres Elastizitätsmodul oder zumindest eine größere Verformbarkeit aufweist als das Fenster 104. Dies verbessert den Kontakt zwischen Abdeckblende 108 und Fenster 104 bzw. gleicht Unebenheiten aus.
Beispielsweise kann der Kontaktkörper 108b flächenförmig (z.B. eine Schicht bildend), z.B. plattenförmig, oder ringförmig sein. Beispielsweise kann der Kontaktkörper 108b ein Polymer (z.B. ein Elastomer) aufweisen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann der Kontaktkörper 108b Fasern aufweisen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann der Kontaktkörper 108b porös sein.
Optional kann die Abdeckblende 108 einen (z.B. plattenförmigen) Grundkörper 108a (beispielsweise in Form eines Tellers) aufweisen, welcher den Kontaktkörper 108b trägt oder zumindest mit der Lagervorrichtung 110 kuppelt. Der Grundkörper 108a kann ein größeres Elastizitätsmodul und/oder eine größere Härte (z.B. Shore-Härte) aufweisen als der Kontaktkörper 108b. Alternativ oder zusätzlich kann der Kontaktkörper 108b weicher (mit weniger Kraft verformbar) sein als der Grundkörper 108a. Dies stützt den Kontaktkörper 108b und verbessert so den Kontakt zwischen Abdeckblende 108 und Fenster 104.
Beispielsweise kann die Shore-Härte des Kontaktkörpers 108b kleiner sein als ungefähr 72 Shore-D, z.B. als ungefähr 100 Shore-A (ungefähr 58 Shore-D), z.B. als ungefähr 80 Shore-A (ungefähr 29 Shore-D), z.B. als ungefähr 60 Shore-A (ungefähr 15 Shore-D), und/oder in einem Bereich sein von ungefähr 20 Shore-A bis ungefähr 95 Shore-A, z.B. in einem Bereich sein von ungefähr 30 Shore-A bis ungefähr 100 Shore-A (entspricht einem Bereich von ungefähr 5 Shore-D bis ungefähr 58 Shore-D). Beispielhafte Implementierungen des Kontaktkörpers 108b weisen auf, dass dieser aus Filz, Gummi (z.B. Moosgummi), einer Bürste, Silikon oder Polyethylen (PE), z.B. PE-HD, PE-LD, besteht. Gummi (Viton, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder einem anderen Kautschuk) kann eine Shore-Härte aufweisen in einem Bereich von ungefähr 50 Shore-A bis ungefähr 85 Shore-A. Silikongummi kann eine Shore-Härte aufweisen in einem Bereich von ungefähr 30 Shore-A bis ungefähr 75 Shore-A.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann die Shore-Härte als Maß für die Härte eines Körpers, bzw. Materials, verstanden werden. Die Shore-Härte ist eine typische Messgröße für verschiedene Materialien (beispielsweise Kunststoffe oder Metalle), z.B. Körpern, welche aus diesen gebildet sind, wobei je nach Härte des Körpers, bzw. Materials, verschiedene Skalen (z.B. Shore-A, Shore-B, Shore-C und Shore-D) verwendet werden, welche sich ineinander umrechnen lassen. Für weiche Materialien, z.B. Kunststoffe, z.B. Elastomere, kann beispielsweise die Shore-A-Härte verwendet werden, welche auch im Rahmen dieser Beschreibung verwendet wird. Die Shore-Härte bezieht sich dabei auf die Materialeigenschaften bei Raumtemperatur, z.B. 20°C. Zum Messen der Shore-Härte kann beispielsweise ein Shore-/IRHD-Härteprüfer (IRHD = International Rubber Hardness Degree) verwendet werden, z.B. gemäß den Anforderungen der Normen ISO 7619-1, ASTM D 2240, ISO 868, NFT 51109. Die Härte (z.B. des Kontaktkörpers 108b) kann gemäß einer Shore-Härte-Skala angegeben werden, z.B. wenn diese gemäß einem Shore-Härte-Messverfahren gemessen wurde (z.B. mittels eines Durometers). Beispielsweise kann die Shore-Härte gemäß einer Shore-A-Skala, Shore-B-Skala, Shore-C-Skala oder Shore-D-Skala gemessen und/oder angegeben werden. Die Messbereiche der Shore-Härte-Skalen überlappen einander teilweise (d.h. stufenweise) und sind von der Shore-A-Skala (für weiche Materialien) ausgehend bis zur Shore-D-Skala (für harte Materialien) geeignet unterschiedliche Härtebereiche zu erfassen und miteinander vergleichen zu können. Zur Ermittlung der Shore-Härte kann mit Hilfe einer Tiefenmeßuhr eine Stahlspitze mit bestimmter Form und mit definierter Federkraft in die Oberfläche eines Körpers oder eines Materials eingedrückt werden. Die Eindringtiefe wird mittels einer Härteskala der Tiefenmessuhr einem Härtewert zwischen 0 und 100 Einheiten zugeordnet. Dabei entspricht 0 Shore der kleinsten und 100 Shore der größten Härte. Das Einstellen der Federkraft erfolgt beispielsweise durch aufgelegte Gewichte, so dass diese ungefähr 12,5 ± 0,5 N bei Shore-A, bzw. 50 ± 0,5 N bei Shore-D, beträgt.
Die Shore-Härte ist mit dem Elastizitätsmodul des Materials, bzw. Körpers, verknüpft und steht mit diesem im Zusammenhang, so dass einer Shore-Härte (z.B. einem Shore-A-Härtewert) ein Elastizitätsmodul zugeordnet werden kann. Je kleiner das Elastizitätsmodul ist (d.h. desto weicher das Material ist), desto kleiner ist die Shore-Härte.
Sind die einander berührenden Oberflächen des Fensters 104 und der Abdeckblende 108 ausreichend eben (planar), ist der elastische Kontaktkörper 108b nicht unbedingt nötig, d.h. kann auch weggelassen werden.
4 und 5 veranschaulichen jeweils die Durchsichtfenstervorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. entlang der Blickachse 101 geschnitten), in denen die Durchsichtfenstervorrichtung 100 das Gehäuse 212 aufweist, wobei die Durchsichtfenstervorrichtung 100 im geschlossenen Zustand 400 und im geöffneten Zustand 500 dargestellt ist.
In einer exemplarischen Implementierung der Lagervorrichtung 110 weist diese den Träger 110t, welcher mittels des Lagers 1101 beweglich gelagert ist, und ein Gelenk 110g, welches die Abdeckblende 108 mit dem Träger 110t kuppelt, auf. Das Gelenk 110g kann der Abdeckblende 108 einen oder mehr als einen Rotationsfreiheitsgrad relativ zu dem Träger 110t bereitstellen. Dies verbessert den Kontakt zwischen Abdeckblende 108 und Fenster 104 noch weiter bzw. gleicht Unterschiede in deren Ausrichtung aus.
In einer exemplarischen Implementierung des Gelenks 110g kann dieses ein federelastisches Element 110v (z.B. einen Stab) aufweisen, welches einen kleineren Elastizitätsmodul oder zumindest eine größere Verformbarkeit aufweist als die Scheibe 104, der Träger 110t und/oder als die Blende 108. Beispielsweise kann das federelastische Element 110v stabförmig sein und/oder den Träger 110t mit der Abdeckblende 108 kuppeln. Beispielsweise kann das federelastische Element 110v ein Polymer (z.B. ein Elastomer) aufweisen oder daraus bestehen.
Das federelastische Element 110v kann optional eingerichtet sein, beim Auslenken der Abdeckblende 108 relativ zu dem Träger 110t eine Kraft (auch als Rückstellkraft bezeichnet) zu erzeugen, welche dem Auslenken der Abdeckblende 108 entgegenwirkt. Dies vereinfacht den Betrieb der Durchsichtfenstervorrichtung 100.
Der Montageflansch 202 kann optional abdichtende Schrauben 402 aufweisen. Diese Schrauben können eine Dichtung am Schraubenkopf aufweisen, was eine vakuumdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse 212 und der Vakuumkammer erleichtert.
In einer exemplarischen Implementierung ist das weiche Material 108b fest verbunden (z.B. aufgeklebt) mit dem Teller 108a der Blende 108. Die Blende 108 ist an einem Lenker als Träger 110t gelenkig befestigt. Das Gelenk 110g blockiert eine Verschiebung der Blende 108 relativ zu dem Träger 110t in Richtung der Anpresskraft bzw. der Blickachse 101. Das Gelenk 110g ermöglicht allerdings, dass die Blende 108 relativ zum Lenker 110t in der Ebene geneigt werden kann. Diese Neigung erreicht, dass die Oberfläche des weichen Materials 108b an der Oberfläche einer Glasscheibe als Fenster 104 ausgerichtet wird, wenn diese einander berühren. Die Ausrichtung der Oberfläche der Blende 108 wird durch das weiche Material 108b noch weiter verbessert. Ist die Blende 108 in Offen-Position, wird die Neigung mittels einer Rückstellkraft des Gelenks 110g (z.B. einer Feder) eingeschränkt. Der Lenker 110t bewegt sich um den Drehpunkt 201. Die Drehbewegung der Blende 108 wird mittels einer Vakuumdurchführung an Atmosphäre geführt bzw. angetrieben. An Atmosphäre erfolgt beispielsweise der Antrieb (z.B. Öffnen mit Handhebel und Schließen mit Federkraft) der Blendenbewegung. Die Anpresskraft wird durch den Antrieb generiert (z.B. mittels einer Federkraft).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 7619-1 [0058]
ASTM D 2240 [0058]
ISO 868 [0058]

Claims

Durchsichtfenstervorrichtung (100), aufweisend: • einen Flansch (102), welcher entlang einer Blickachse von einer Durchgangsöffnung durchdrungen ist; • eine transparente Platte (104), welche die Durchgangsöffnung abdeckt; • eine Vakuumdichtung (106), welche einen Spalt zwischen dem Flansch (102) und der Platte (104) vakuumdicht abdichtet; • eine Abdeckblende (108), • eine Lagervorrichtung (110), mittels welcher die Abdeckblende (108) beweglich relativ zu der Platte (104) gelagert ist derart, dass die Abdeckblende (108) in körperlichen Kontakt mit der Platte (104) gebracht und in einem Abstand von der Blickachse und/oder der Platte (104) gebracht werden kann.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: • ein Wandelement (212a), welches den Flansch (102) aufweist oder zumindest mit dem Flansch (102) gekuppelt ist, • eine Vakuumdurchführung, welche sich in das Wandelement hinein, vorzugsweise durch dieses hindurch, erstreckt und eingerichtet ist, eine davon aufgenommene Kraft bzw. Bewegung auf die Abdeckblende (108) zu übertragen.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Lagervorrichtung (110) der Abdeckblende (108) eine oder mehr als eine Bewegungsachse bereitstellt, wovon vorzugsweise zumindest eine Bewegungsachse eine Drehachse ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lagervorrichtung (110) ein Gelenk (110g) aufweist, vorzugsweise ein Federgelenk, welches der Abdeckblende (108) zwei Rotationsfreiheitsgrade bereitstellt und beweglich relativ zu der Platte (104) gelagert ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: • ein Gehäuse (212), welches den Flansch (102) aufweist, wobei das Gehäuse (212) auf einer dem Flansch (102) gegenüberliegenden Seite einen zusätzlichen Flansch (202) aufweist, welcher entlang einer Blickachse (101) von einer zusätzlichen Durchgangsöffnung durchdrungen ist; • wobei das Gehäuse (212) einen Hohlraum zwischen dem Flansch (102) und dem zusätzlichen Flansch (202) aufweist, in welchem die Abdeckblende (108) angeordnet ist, wenn diese in einen Abstand von der Blickachse (101) gebracht ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß Anspruch 5, das Gehäuse (212) aufweisend: ein erstes Gehäuseteil, den Flansch (102) aufweisend, und ein zweites Gehäuseteil, den zusätzlichen Flansch (202) aufweisend, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil zusammengefügt den Hohlraum umgeben.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Abdeckblende (108) einen Grundkörper (108a) und einen, vorzugsweise der Platte (104) zugewandten, Kontaktkörper (108b) aufweist, der sich von dem Grundkörper (108a) in seinem Elastizitätsmodul und/oder seiner Härte unterscheidet, wobei der Kontaktkörper (108b) vorzugsweise einen kleineren Elastizitätsmodul und/oder eine kleinere Härte aufweist als der Grundkörper (108a) und/oder zwischen der Platte (104) und dem Grundkörper (108a) angeordnet ist, weiter vorzugsweise die Platte (104) berührend, wenn die Abdeckblende (108) in körperlichen Kontakt mit der Platte (104) gebracht ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kontaktkörper (108b) ein Polymer aufweist und/oder plattenförmig ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, eine Spannvorrichtung, welche eingerichtet ist, die Abdeckblende (108) gegen die Platte (104) zu pressen, wobei die Spannvorrichtung vorzugsweise in mehrere Zustände gebracht werden kann, die sich voneinander in einer Kraft unterscheiden, mit welcher die Abdeckblende (108) von der Spannvorrichtung gegen die Platte (104) gepresst wird.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Abdeckblende (108) in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, wenn diese mit der Platte (104) in Kontakt gebracht ist.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Platte (104) zumindest Silizium und/oder ein Oxid aufweist oder daraus besteht.
Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Abdeckblende (108) flächig an der Platte (104) anliegt, wenn diese mit der Platte (104) in Kontakt gebracht ist.
Vakuumanordnung, aufweisend: • eine Vakuumkammer, welche Kammerinneres und eine das Kammerinnere begrenzende Kammerwand aufweist; • eine Durchsichtfenstervorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, deren Flansch (102) Teil der Kammerwand oder an der Kammerwand montiert ist derart, dass die Blickachse (101) in dem Kammerinneren angeordnet ist; • vorzugsweise eine Vakuumpumpe, welche mit dem Kammerinneren fluidleitend verbunden ist.
Vakuumanordnung gemäß Anspruch, ferner aufweisend: · eine Beschichtungsmaterialquelle, welche eingerichtet ist, ein Beschichtungsmaterial in das Kammerinnere zu emittieren, vorzugsweise zumindest zum Teil zu der Durchsichtfenstervorrichtung (100) hin; • vorzugsweise eine Transportvorrichtung zum Transportieren eines Substrats in dem Kammerinneren.