WO2016075189A1 - Kammerdeckel zum abdichten einer kammeröffnung in einer gasseparationskammer und gasseparationskammer - Google Patents

Kammerdeckel zum abdichten einer kammeröffnung in einer gasseparationskammer und gasseparationskammer Download PDF

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WO2016075189A1
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gas separation
chamber lid
opening
lid
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PCT/EP2015/076306
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Ronny Borchel
Christoph Häusler
Jochen Krause
Hubertus Von Der Waydbrink
Richard ZAHN
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Von Ardenne Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/03—Pressure vessels, or vacuum vessels, having closure members or seals specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591—Fixed means, e.g. wings, baffles

Definitions

  • vacuum processing equipment can be used to form substrates, such as plate-shaped
  • process e.g. to process, coat
  • Vacuum coating system be adapted for coating a substrate within the vacuum coating system. In general, it may be necessary to place a substrate to be processed in the vacuum processing plant
  • a vacuum coating plant plant
  • several chambers, sections (compartments), eg process chambers have, and a transport system for transporting the substrate to be coated by the Vakuumreaierstrom therethrough.
  • Various chambers of a vacuum processing plant can be separated from one another by means of so-called chamber walls or bulkhead walls, for example in horizontal continuous coating plants (in-line processing plants) by means of vertical chamber walls or vertical bulkhead walls.
  • each chamber wall (bulkhead) may have a substrate transfer opening (a substrate transfer nip) such that a substrate can be transported through the chamber wall, eg, from a first chamber of a vacuum processing plant having a first ambient pressure a second chamber of a Vakuumratiierstrom with a second ambient pressure.
  • a substrate transfer opening a substrate transfer nip
  • a coating of substrates with layers of different composition e.g.
  • Reactive gas compositions such as Ar / 2 over Ar / 02) and associated therewith require an effective gas-technical separation of the process conditions from each other, which
  • an additional chamber may be arranged between mutually different process conditions, e.g. between two process chambers, and as so-called
  • Gas separation chamber to be set up or be, by means of which a mixing of the process conditions, or a
  • Process conditions is impaired.
  • substrates can be continuously transported through the gas separation chamber and at the same time an exchange be limited by gas between the adjacent process conditions.
  • a gas separation chamber may vary according to different
  • a gas separation channel which connects the substrate transfer openings of the adjacent chambers and through which the substrate can be transported.
  • the geometric dimensions e.g.
  • gas separation chamber may be provided with a pump (e.g., a high vacuum pump, e.g.
  • Turbomolecular pump which allows a portion of the gas to be pumped out of the gas separation channel to increase the gas separation of the gas separation chamber.
  • Gas separation chamber by means of additional gas separating walls from each other be gassepariert, so that a gas exchange within the gas separation chamber between the
  • Gas separation chambers needed. This requires that a corresponding system length and / or a corresponding number of corresponding chambers (or compartments) be provided, which can be equipped with the additional chamber lids.
  • certain process conditions and layer systems may involve the use of multiple
  • this may increase the number of gas-separated regions in a gas separation chamber while the gas separation chamber has the same length as conventional solutions. This can be achieved, for example, that the gas separation
  • Gas separation can be economically and economically maximized.
  • Gas separation stage can be pumped separately and
  • the conventional partial volumes can be divided by means of further gas dividing walls into any number of new partial volumes and thus increase the number of gas separation stages, which can lead to increased gas separation.
  • the increase in gas separation with increasing number of gas separation walls is at the same time of the reduction of the distance second
  • Gas separation chamber dependent optimum which is to be determined for each case present to minimize the conductance of the gas separation chamber (conductance reduction).
  • the separating element may be plate-shaped.
  • the chamber lid may have a length along a longitudinal direction in the chamber lid plane and a width transverse to the longitudinal direction, wherein the width is smaller than the length, wherein the separating element is extended in the longitudinal direction.
  • the separator may be attached to the high vacuum pump port and / or to the
  • Distance to the rotor is arranged and arranged such that between the rotor and the cover a
  • the cover member may complete an exposed end face of the rotor
  • the rotor may have a plurality of rotor blades, wherein the connecting element is arranged at a distance from the plurality of rotor blades, wherein the distance is less than 10 mm.
  • the chamber lid and the chamber opening of the chamber housing may be arranged such that the chamber lid the
  • Chamber lid to be formed to match the chamber opening, so that a gap between the chamber lid and the chamber housing is as small as possible when the chamber lid in the
  • Chamber opening is included. Furthermore, the chamber lid and / or the chamber opening, for example, corresponding
  • a gas separation chamber may vary according to different
  • Embodiments comprising: a chamber housing having a chamber opening for receiving a chamber lid; a removable chamber lid according to the preceding
  • Wall member which gasifies at least a first region in the chamber housing from a second region in the chamber housing, wherein the surface element (eg, the wall element) is adapted to abut the separator when the chamber lid is in the chamber opening is received, so that the first region can be pumped through the first opening portion and the second region through the second opening portion.
  • the surface element eg, the wall element
  • a sealing structure adapted to seal a gap between the separator and the sheet (e.g., the wall member) when the chamber lid is received in the chamber opening.
  • High vacuum pump may have on the chamber wall; wherein the high vacuum pump port may have an opening which penetrates the chamber wall; a surface member (e.g., a wall member) extending in the opening across the chamber wall plane such that the high vacuum pump port (illustratively the opening) is provided by means of the
  • Surface element e.g., the wall member
  • the surface element is separated into at least a first opening area and a second opening area; wherein the surface element (e.g.
  • Wall element is extending into the chamber housing and in this at least a first region of a second
  • the chamber wall with the surface element can, for example, analogous to the chamber lid with the
  • the surface element e.g., the surface element
  • Wall element plate-shaped, two each other
  • opposite end portions of the sheet member may be adjacent to the chamber wall and / or the surface element (eg the wall element) can in the
  • Tube extension into e.g., plugged in
  • the separating element can be part of the
  • Surface element e.g., wall element
  • be bonded thereto e.g., integral or integral
  • the chamber wall may be formed as a chamber lid and the chamber housing may have a chamber opening for receiving the chamber lid. If the separator is part of the surface element (e.g.
  • the chamber lid may be detachably coupled to the chamber housing, e.g. if it rests on the chamber housing or seals the chamber housing.
  • Gas separation chamber further comprising: another surface element (e.g., another wall member (duct wall)) disposed in and forming with the gas chamber a gas separation channel, the chamber housing having two communication holes for connecting the gas chamber
  • another surface element e.g., another wall member (duct wall)
  • a processing plant wherein the gas separation channel is extended between the two connection openings, wherein the further surface element (for example, the further wall element) has a passage opening adjacent to the first area, so that the gas separation channel can be pumped out through the first opening area.
  • the further surface element for example, the further wall element
  • Gas separation chamber further comprises: a
  • Transport system is arranged.
  • the transport system may pass through the gas separation channel, for example
  • the adjustable diaphragm structure may be arranged in the gas separation channel.
  • a high vacuum pump connection can be made according to various aspects
  • Embodiments have an opening (high vacuum pump port), which the chamber lid
  • a through hole in the chamber lid e.g. a through opening with a
  • High vacuum pump connection port divides into two adjacent to the partition opening areas (high vacuum pump port areas).
  • the separating element can For example, be part of a gas separation structure (gas separation structure).
  • the extension of the high vacuum pump port with a plurality of port areas may be seen as an extension of the area over which the plurality of port areas extend.
  • the extension of a high vacuum pump port for connecting a high vacuum pump may extend over the functionally common effective cross sectional area of the through holes (or common opening portions) through which a high vacuum pump connected to the high vacuum pump port exhausts.
  • High vacuum pump port opening extends away. At one of the high vacuum pump port opening opposite
  • connection flange may be attached to the pipe.
  • Connecting flange and the chamber lid extends his and the Connect through hole of the high vacuum pump port with the connection flange of the high vacuum pump port, so that the connection flange of the high vacuum pump port at a distance to the chamber lid
  • connection flange can be connected in a vacuum-tight manner to the chamber lid, e.g. by means of the pipe.
  • connection flange can, for example, holes for
  • connection flange may be attached to the chamber cover or the connection flange may be part of the chamber cover.
  • the holes may protrude into the chamber lid.
  • a first hole may protrude into the chamber lid.
  • a second hole may protrude into the chamber lid.
  • Sealing area which is adapted to be pressed against a high vacuum pump, if this at the
  • Sealing area may be arranged such that the
  • High vacuum pump is connected when the high vacuum pump is attached to the high vacuum pump port.
  • a seal e.g. a fitting
  • annular seal e.g. a ring seal or a
  • Centering ring with seal to be arranged between the sealing area and the high-vacuum pump for sealing a gap, which can remain between the sealing area and the high vacuum pump when the high vacuum pump at the
  • High vacuum pump port is attached (or when the high vacuum pump is pressed against the sealing area).
  • a gas separation chamber may vary according to different
  • Surface element e.g., a wall element (e.g.
  • Chamber walls may have, which limit the one chamber or the plurality of chambers and limit each other
  • a chamber housing for providing a vacuum or at least one
  • Vacuum be set up within the chamber housing.
  • the chamber housing e.g., its chamber walls
  • the chamber housing may be stably configured to evacuate
  • pumped can be, so that from the outside a pressure (eg the prevailing air pressure or a pressure which is several orders of magnitude greater than the pressure inside the chamber housing) on the chamber housing (or its
  • Chamber walls may act when this is evacuated, without the chamber housing is irreversibly deformed and / or damaged.
  • the chamber housing may be configured as a vacuum chamber.
  • Em chamber housing of a vacuum processing plant may be part (a body) of a vacuum chamber, e.g. a lock chamber, a buffer chamber, a transfer chamber, a process chamber (eg a coating chamber) or a gas separation chamber.
  • a vacuum chamber e.g. a lock chamber, a buffer chamber, a transfer chamber, a process chamber (eg a coating chamber) or a gas separation chamber.
  • Chamber housing arranged internals (for example, gas partitions, valves, packing, transport system, etc.) to be defined.
  • the chamber housing with a
  • Lock chamber lid can be used as a lock chamber and with a buffer chamber lid as a buffer chamber or
  • Vorvakuumpumpen arrangement and / or a high vacuum pump arrangement to be coupled.
  • at least one pre-vacuum can be generated or provided in the chamber housing sealed by means of the chamber cover.
  • associated chamber lid having a backing pressure supply and / or be connected to a Vorvakuum machines for evacuating at least one chamber of the processing or the entire processing and / or for supplying the Chamber housing or other pumps (eg high vacuum pumps) with pre-vacuum.
  • a Vorvakuum machines for evacuating at least one chamber of the processing or the entire processing and / or for supplying the Chamber housing or other pumps (eg high vacuum pumps) with pre-vacuum.
  • a chamber lid may include a high vacuum pump assembly (e.g., one or more
  • High vacuum pumps which is supplied with pre-vacuum to allow the operation of the high vacuum pumps.
  • the supply of the chamber cover with pre-vacuum can be effected by means of a fore-vacuum supply structure (e.g.
  • a roughing pump arrangement e.g., one or more backing pumps.
  • the backing pump assembly may additionally be coupled directly to the chamber housing for providing an advance vacuum in the vacuum chamber of the processing plant.
  • the vacuum processing system may comprise a transport system for transporting the substrates through the
  • a transport system may e.g. have a plurality of transport rollers and a corresponding coupled to the transport rollers drive.
  • Vakuumreaierstrom into or for discharging a substrate from the Vakuumratiierstrom out, for example, one or more lock chambers, one or more buffer chambers and / or one or more
  • a chamber housing for example by means of a corresponding chamber lid as a process chamber or
  • Chamber lid integrated and / or can be attached thereto and which can be supplied by means of a Vorvakuummakerss Modell with pre-vacuum.
  • the introduced substrates can be processed, wherein the process chamber a
  • Process chamber lid may have, which the corresponding chamber in the chamber housing and / or the corresponding
  • the process chamber lid can have at least one tubular magnetron or double-tube magnetron or at least one planar magnetron or double planar magnetron.
  • the type of process to be performed eg.
  • Heating, etching and / or structural altering may be attached to the process chamber lid, e.g. a flash lamp, an etching gas source, a
  • two vacuum chambers can be a gas separation chamber
  • Substrate tape can be transported between the adjacent vacuum chambers through the gas separation chamber.
  • a gas separation wall may be arranged for gas separation of two regions of the gas separation chamber.
  • the gas separation wall may be less stable (e.g., thinner) compared to a chamber wall of the gas separation chamber (e.g., less than half as thin) as it must withstand a smaller pressure differential than the chamber wall.
  • Vacuum chamber operated as a gas separation chamber.
  • a gas separation chamber for a processing plant may include: a chamber housing having two communication openings for forming a common vacuum system with the processing plant, the chamber housing further having a chamber opening; a (removable) chamber lid for vacuum-tight Closing the chamber opening, which of a
  • Embodiments comprising: a chamber body (chamber housing) having a chamber opening, wherein within the chamber body, a first Abpump Scheme (first area) and a second Abpump Scheme (second area) is extended; a vacuum-tight closing the chamber opening
  • Chamber lid with a pump port for mounting a high vacuum pump to the chamber lid;
  • End portions of the surface element may be attached to the connection flange.
  • the two opposite end portions of the sheet member e.g., the wall member
  • the terminal flange may be connected to the connection flange.
  • the surface element may comprise or be formed from a wall element.
  • Film element and / or a nonwoven i.e., a composite
  • the separating element may comprise or be formed from a wall element.
  • Film element and / or a nonwoven i.e., a composite
  • Fibers or be formed therefrom.
  • a vacuum processing system can do this
  • Vacuum coating system be adapted for coating a substrate within the vacuum coating system. In general, it may be necessary in the
  • Process conditions may include, for example, the gas pressure and the gas composition in the respective
  • Chambers also referred to as sections or compartments, e.g. Coating chambers, lock chamber,
  • Transport system for transporting the substrate to be coated through the plurality of chambers of
  • Vacuum processing system through.
  • the respective chambers of a Vakuumreaierstrom can by means of so-called
  • Chamber walls or bulkheads for example in horizontal continuous coating equipment (e.g.
  • each vertical chamber wall or vertical bulkhead a substrate transfer opening (as a substrate transfer gap
  • Vacuum processing plant to provide different process conditions, a gas separation may be required.
  • gas exchange between two chambers which may occur due to the respective substrate transfer openings, may be reduced or substantially suppressed by providing at least one gas separation structure
  • Gas separation chamber is provided between the two chambers.
  • a chamber of a vacuum processing system may be provided by means of a respective chamber housing.
  • a plurality of chambers may or may not be provided in a chamber housing.
  • Chamber of a Vakuumreaierstrom be provided by means of a respective chamber housing, wherein the chamber housing has at least one lid opening, wherein the at least one lid opening can be closed vacuum-tight by means of a matching chamber lid.
  • a processing device e.g., a coating source, e.g., a magnetron
  • the processing device being closed upon closure of the device
  • Chamber housing can be held by means of the chamber lid within the chamber.
  • the chambers of a vacuum processing system can be any suitable material.
  • Vacuum pump is coupled to the chamber housing, which then accesses directly into the chamber. Furthermore, at least some chambers of a Vakuumreaierstrom can indirectly
  • the chamber housing may have a chamber wall fixedly connected to the remaining chamber housing.
  • an upper and a lower chamber wall, two lateral chamber walls parallel to the transport direction and two lateral chamber walls perpendicular to the transport direction also referred to as bulkheads.
  • Chamber wall may be provided or a lid opening. Further, in a lateral chamber wall parallel to the transport direction, a lid opening
  • substrates can be continuously transported through the gas separation chamber and at the same time an exchange of gas through the
  • Turbomolecular pump in the area of the rotor e.g. has substantially no pump power over the rotor hub, on which the blades are mounted.
  • this area near the turbomolecular pump conventionally can not or insufficiently contribute to gas separation.
  • Gas separation plate or other gas separation element which may be mounted in a chamber, be arranged that the suction capacity (or the pump power) of the
  • Turbomolecular pump is divided into the two areas, which the gas separation sheet in the chamber from each other gassepariert. In this case, however, conventionally may be through the area near the rotor hub
  • this gas exchange is reduced by forming a gas separation gap to the rotor hub (s).
  • a gas separation structure may also be referred to as a gas separation element, or may include a gas separation element or a plurality of gas separation elements.
  • Vacuum pump assembly comprising: a
  • Turbomolecular pump with a rotatably mounted rotor; and a cover member which is arranged and arranged at a distance from the rotor such that a gas separation gap is formed between the rotor and the cover member.
  • a gas separation gap may extend tunnel-shaped along a direction along which the gas separation is to occur. Due to the smallest possible opening width of the tunnel-shaped gas separation gap and the large compared to the opening width of the tunnel-shaped
  • Gasseparationsspalts can be an effective gas separation in a pressure range of less than about 1 mbar.
  • the rotor may have a rotor hub on which a plurality of
  • Rotor blades can be attached.
  • the pumping speed of the turbomolecular pump can be in the range of the rotor hub
  • the exposed portion of the rotor hub may be flat or at least partially flat, so that by means of another flat
  • a gas separation gap can be formed.
  • Vacuum pump assembly comprising: a
  • Turbomolecular pump with a rotatably mounted rotor; and a cover member spaced at a distance from one another
  • End face of a rotor hub of the rotor is arranged and arranged such that between the end face of the
  • Rotor hub and the cover a gas separation gap is formed.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Gas separation gap have a gap height of less than 10 mm, e.g. a gap height of less than 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm or 1 mm.
  • the distance can be as small as possible, but with
  • the cover member may be plate-shaped and extend substantially perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • the end face of the rotor or the end face of the rotor hub of the rotor may be circular and have a diameter of more than 50 mm, for example a diameter of more than 60 mm, 70 mm, 80 mm or 90 mm, or a diameter in a range of about 50 mm to about 350 mm, eg a diameter in a range of about 50 mm to about 150 mm.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Turbomolecular pump having a circular suction port (also referred to as pump access port), e.g. having a diameter (e.g., inner diameter) in a range of about 150 mm to about 500 mm, e.g. in a range of about 150 mm to about 250 mm.
  • a diameter e.g., inner diameter
  • the diameter (e.g., outer diameter) of the cover member may be more than one
  • Suction port of the turbomolecular pump amount For example, a sufficient gas separation effect can be achieved.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Vacuum pump assembly further comprise a ring member which is releasably secured to the turbomolecular pump. Furthermore, the vacuum pump may have a connecting element by means of which the cover element on the
  • Ring element can be attached or can be.
  • the ⁇ is a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • the rotor may have a plurality of rotor blades, wherein the connecting member is disposed at a distance of less than 10 mm to the plurality of rotor blades, e.g. at a distance of less than 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm or 1 mm.
  • Rotary axis of the rotor have an extension of more than 30 mm.
  • the connecting element can extend into a pump opening and allow a gas separation or a division of the suction power.
  • Vacuum chamber assembly comprising: a chamber housing; a (e.g., plate-shaped) gas separation element (e.g., a gas separation plate) extending in the chamber housing, coupled to the chamber housing
  • a gas separation element e.g., a gas separation plate
  • Vacuum pump assembly e.g., with a turbomolecular pump having at least one rotatably mounted rotor and a
  • Cover member which is arranged at a distance from the rotor such that a gas separation gap is provided between the rotor and the cover member), wherein the
  • 3A and 3B each show a gas separation chamber according to various embodiments in one
  • Figure 4A is a gas separation chamber according to various aspects
  • FIG. 6A and 6B each show a chamber lid according to FIG.
  • FIG. 7 shows a chamber lid or a gas separation chamber
  • 8A and 8B each show a gas separation chamber according to various embodiments in one
  • 9A and 9B each show a gas separation chamber according to various embodiments in one
  • FIGS. 11A to 11C each show a gas separation chamber according to various embodiments in a schematic cross-sectional view
  • FIG. 12A and 12B each show a gas separation chamber according to various embodiments in a schematic cross-sectional view;
  • FIG. 13 illustrates a vacuum chamber arrangement according to various embodiments in one
  • FIG. 14 shows a vacuum pump arrangement in a schematic
  • FIG. 15 shows a vacuum pump arrangement in a schematic
  • FIG. 17 shows a vacuum pump arrangement in a schematic
  • baffles also referred to as gas separation elements
  • Vacuum areas are divided and at the same time these separate vacuum areas can be decoupled by means of a gas separation.
  • Turbomolecular pumps for example, have a pumping speed distributed over their intake area, which may be virtually zero in the area of the rotor hub.
  • a corresponding cover of the rotor hub for example by means of a thin blank, the gas separation is improved, without in both
  • Vacuum areas to affect effective pumping speed of the turbomolecular pump are Vacuum areas to affect effective pumping speed of the turbomolecular pump.
  • Turbomolekularpumpe provided which a gas separation in a vacuum processing plant (also called
  • Vacuum chamber arrangement referred to) supports.
  • a coating of substrates with layers For example, a coating of substrates with layers
  • composition e.g., different materials or different stoichiometry
  • Processing areas for example, in a first processing areas an Ar / 2 gas mixture and in a second processing areas an Ar / 02 gas mixture) and associated therewith require an effective gas-technical separation of the processing areas from each other, so that a mixing of the different gas mixtures can be reduced.
  • an additional chamber may be arranged between mutually different process conditions, e.g. between two process chambers, and as so-called
  • Overlapping of all processes contributing to gas separation can be expressed by the (gas) conductance of the gas separation gap, or the gas separation chamber, which is the smaller the larger the gas separation.
  • the gas separation chamber may be a removable one
  • Gas separation chamber 50 can be transported through. Conventional gas separation chambers 50 and / or with
  • At least one high-vacuum pump (TMP) is connected to each partial volume 51, 53.
  • TMP high-vacuum pump
  • Each of the connected high vacuum pumps supplies exactly one of the partial volumes 51, 53 with vacuum. In other words, every one pumps
  • Substantially extending along a chamber lid level can be understood to mean that an extension of the
  • the base plate 102 may be penetrated by a through hole 106a (high vacuum pump port 106a) which may be part of a high vacuum pump port 126.
  • Separatator 110 e.g. a metal sheet 110, e.g. one
  • the sheet 110 may be secured to the base plate 102 in any other way and / or connected to the base plate 102, e.g. by screwing, gluing or soldering.
  • the sheet 110 can separate (divide) the through-hole 106a into a first opening portion 113a and a second opening portion 113b.
  • a connected to the high vacuum pump port 126 can be achieved that a connected to the high vacuum pump port 126
  • Opening area 113a and the cross-sectional area of the second opening area 113b e.g. their sum.
  • the sheet 110 may be a
  • the sheet 110 may have an extent along the axial direction that is greater than the thickness 102d of the base plate 102.
  • Such a sheet 110 may, for example, be configured so that the sheet 110 can protrude into a high vacuum pump, eg if the sheet metal 110 is attached to the base plate 102.
  • Section plane 109 (along the plane defined by direction 101 and direction 105, e.g., transverse to the chamber lid plane).
  • Gas separation chamber 300 a chamber housing 104 having a chamber opening 104o. Furthermore, the
  • Gas separation chamber 300 has a surface member 112 (e.g., a wall member 112) extending into the chamber housing 104 from the chamber opening 104o, which gasses a first area lilac from a second area lllb.
  • the surface element 112 e.g., a wall member 112
  • Wall element 112 may be configured as a gas partition wall 112.
  • the surface element 112 e.g., the wall element 112 may
  • the sheet 112 may include a sheet 112 (gas divider 112), e.g. a metal sheet 112, e.g. a steel sheet 112 or an aluminum sheet 112.
  • a film and / or a fleece can also be used below.
  • the gas separation wall 112 may be fixed in the chamber housing 104, e.g. be connected to the chamber housing 104, e.g.
  • the gas separation wall 112 may alternatively be releasably secured in the chamber housing 104, for example, clamped or form-fitting in a thereto
  • the gas separation wall 112 may be on the chamber housing 104
  • the gas separation wall 112 may be configured, e.g.
  • the first area lilac passes through the first opening area 113a and the second area 111b passes through the second opening area 113b
  • a high vacuum pump 126 connected to the high vacuum pump.
  • FIG. 3B illustrates a gas separation chamber 300 according to various embodiments with a chamber lid 100 in a schematic cross-sectional view, e.g. transverse to the cutting plane 109 (e.g., along that of the direction 101 and
  • the gas separation wall 112 may extend along the longitudinal extent thereof through the entire chamber housing 104, so that two opposite end sections of the gas separation wall 112 adjoin the chamber housing 104. Furthermore, the gas separation wall 112 and the chamber lid 100 can be adapted to one another, for example shaped, so that they are
  • Chamber opening 104o is recorded. Further, between the gas separation wall 112 and the chamber lid 100 a
  • the parts of the gas separation structure 312 may interact with each other and together (e.g.
  • a chamber housing 104 can be operated as a gas separation chamber 300.
  • a suitable chamber cover 100 eg a chamber cover 100 according to the preceding description
  • the chamber housing 104 of the gas separation chamber 300 may include a first connection opening 302 and a second connection opening 302
  • Gas separation chamber 300 may be interconnected.
  • a common vacuum system of the vacuum processing system can be formed (in other words, the gas separation chamber 300 can be connected to the common vacuum system).
  • a substrate 306 may be transported and processed, e.g. by means of suitable process chambers.
  • the common vacuum system may provide the necessary process conditions to process the substrate 306, e.g. an ambient pressure or a
  • Gas separation chamber 300 (eg, from a first adjacent chamber), for transporting substrate 306 (carrier 306) out of gas separation chamber 300 (eg, into a second adjacent chamber), or for transporting substrate 306 into gas separation chamber 300, gas separation chamber 300 may include a transport system 324 have.
  • the transport system 324 may include, for example, several transport system 324.
  • transport plane 301 in which the substrate 306 can be transported by the transport system 324.
  • the substrate 306 may be along a
  • Surface element 32 e.g. a channel wall 322 (another
  • Through hole 106a are separated into a third opening portion 113c.
  • the further separating element 410 can
  • FIG. 5B illustrates a gas separation chamber 300 according to various embodiments with one in FIG.
  • Opening area 113c correspond. This makes possible
  • a separating element 110 or a plurality of separating elements 110 can be arranged in each case analogously to what has been described above.
  • two gas-separated areas lilac, 111b of a gas separation chamber 300 may be provided by means of only one
  • High vacuum pumps 804a allowing for a smaller (e.g., shorter) gas separation chamber.
  • the high vacuum pump 804a may be part of a
  • FIG. 8B illustrates a gas separation chamber 300 with a chamber lid 100 (eg analogous to the arrangement shown in FIGS. 3A, 4A and 8A) in a schematic
  • Cross-sectional view e.g. along a sectional plane 109, wherein a plurality of high-vacuum pumps 804a, 804b are connected to the chamber lid 100.
  • the above-described high vacuum pump 804a (first high vacuum pump 804a) may be part of a first pump bank 806a.
  • a second high vacuum pump 804b may be part of a second pump bank 806b.
  • the gas separation structure 312 may be configured such that four regions IIIa, IIIb, IIIc, IIId are different from each other
  • each of the four regions IIIa, IIIb, IIIc, IIId may be connected to the gas separation channel 311 through a passage opening in the channel wall 322 for pumping off the gas separation channel 311 (four-stage pump access).
  • the chamber lid 100 may include a lid housing 904 for receiving a high vacuum pump 804a.
  • the high vacuum pumps 804a, 804b of a series of pumps 806a, 806b can be arranged in a cover housing 904.
  • FIGS. 9A and 9B each illustrate one
  • Gas separation chamber 300 with a chamber lid 100 (for example, analogous to the arrangement shown for example in Figure 3A, 4A, 8A and 8B) in a schematic
  • Gas separation structure 312 be set up such, for example, with multiple separation elements 110 (see, for example, Fig.6A and Fig. 6B) and a plurality of gas partition walls 112, to provide a plurality of gas-separated areas (in other words, multiple pump stages), eg, more than four, eg, more than ten gas-separated areas (pumping stages).
  • the gas separation channel 311 may be pumped through the plurality of gas-separated regions.
  • Figures 10 each illustrate a gas separation chamber 300 in a schematic cross-sectional view, e.g. one
  • the partition 110 may protrude into at least the first high vacuum pump port 106a.
  • the separator 110 may be inserted into a tube 1304 of the high vacuum pump port 126
  • Chamber lid 100 to be attached. If the separating element 110 is attached to the chamber lid 100, this can be used together with the chamber lid 100 of the
  • Gas partition wall 112 be removable. So that
  • vacuum-tight is connected when the chamber lid 100 rests on the chamber housing 104, or is received in the chamber opening 104o of the chamber housing 104, between the partition member 110 and the gas separation wall 112 a
  • Seal structure 112d may be arranged, which seals a gap between the partition member 110 and the gas separation wall 112.
  • the sealing structure 112d may be, for example, a
  • Having rubber seal e.g. a sealing lip or a
  • the sealing structure 112d may comprise an elastic material, for example a rubber or a silicone.
  • the seal structure 112d may be another
  • Seal e.g. a labyrinth seal or a groove which engages around a mating projection when the
  • Chamber lid 100 is received in the chamber opening 104o.
  • the sealing structure 112d may be attached to the
  • Separator 110 may be attached or alternatively on the
  • the seal structure 112d may extend at least over an extension of the chamber opening 104o (transverse to the transport direction), in other words across a width of the chamber opening 104o so that it seals the entire gap between the partition element 110 and the gas separation wall 112. If the seal structure 112d is e.g. attached to the gas separation wall 112, e.g. at one edge of the gas separation wall 112, it may also extend over an extension of the gas separation wall 112 (transverse to the transport direction), in other words across a width of the gas separation wall 112 so that it covers the entire gap between the gas separation wall 112 and the gas separation wall 112
  • Chamber lid 100 seals.
  • the sealing structure 112d may extend over an extent of the
  • Gas separation chamber 300 in other words of one
  • Vacuum chamber side wall to an opposite
  • Vacuum chamber side wall of the chamber housing 104 extend, wherein the vacuum chamber side walls along the
  • High vacuum pump port 126 (e.g., each high vacuum pump port 126) has a port flange 1302 to which a high vacuum pump 804a, 804b may or may be attached.
  • the connection flange 1302 may be suitable for a counterflange on the high vacuum pump 804a,
  • FIG. HA, Fig. HB and FIG. HC each illustrate a gas separation chamber 300 in a schematic
  • Cross-sectional view e.g. a cross section along the
  • Chamber lid 100 (e.g., analogous to Fig. 2A, Fig. 4B, Fig. 6A or Fig. 6B).
  • a gas separation channel 311 which to the thickness 306d (height 306d) of the substrate 306 (substrate thickness 306d, and carrier height 306d) and to the width of the substrate 306 (substrate width), in other words, the extension of the substrate transverse to the transport direction (eg transverse to the direction 101 and transverse to the direction 105, the
  • Carrier width is adjusted. For manufacturing and assembly reasons, the
  • Channel wall 322 (further gas separation wall 322) is conventionally at a minimum distance from substrate 306, e.g. so that contact between the substrate 306 and the channel wall 322 can be avoided, e.g. in transporting the substrate 306 through the gas separation channel 311. Due to the remaining gap 1104 between substrate 306 and channel wall 322, the conductance of the gas separation channel 311 becomes 311
  • Gas separation channel 311 may be defined, for example, from the distance 311d of the channel wall 322 to a chamber wall 104s (chamber bottom 104s) delimiting the gas separation channel 311. Furthermore, the cross-sectional area of the
  • Gas separation channel 311 (transverse to direction 105 and direction 101) to be defined.
  • Gas separation channel 311 an adjustable diaphragm structure 1102 be arranged to reduce the cross-sectional area
  • the aperture structure 1102 may be e.g. one in the
  • Gas separation channel 311 projecting aperture 1102 e.g. a sheet 1102, e.g. a movably supported metal sheet 1102, e.g. a fixed to the channel wall 322 by means of a hinge sheet 1102, so that the sheet 1102 by means of
  • Verstellens in other words by means of placement
  • the inlet and outlet ports of the gas separation channel 311 e.g., at the substrate transfer ports 302, 304
  • the through holes 312a, 312b in the first and second ports respectively
  • Gas separation structure 312 at least one aperture 1102 may be arranged.
  • the aperture 1102 may be configured to project into the gas separation channel 311.
  • the cross-sectional area (and / or the effective height 1102d) of the gas separation channel 311 may be from the smallest distance 1102d of the orifice 1102 to the gas separation channel 311 defining chamber wall 104s (eg the chamber bottom 104s).
  • the effective height 1102d of the gas separation channel 311 may be from the smallest distance 1102d of the orifice 1102 to the gas separation channel 311 defining chamber wall 104s (eg the chamber bottom 104s).
  • Transport direction (or transport plane 301) extending plane projected distance 1102 d of the shutter 1102 to the
  • Gas separation channel 311 delimiting chamber wall 104s (e.g., the chamber bottom 104s) be defined. Furthermore, the effective cross sectional area of the
  • Gas separation channel 311 (transverse to direction 105 and direction 101) to be defined.
  • the panel 1102 may, for example, be arranged such that it is deformable and / or movable by hand to set the panel 1002. This allows a final fine adjustment of the channel opening (in other words, the
  • the shutter 1102 may be provided with an actuator
  • Actuator is transmitted, e.g. reversible, ask.
  • the actuator can transmit a mechanical force to the diaphragm 1102 as a function of the electrical signal. This allows, for example, reversible fine adjustment of the channel opening (e.g., during operation of the process plant).
  • the mechanical force can be transferred by hand, eg by means of a setting wheel or an adjusting lever, to the diaphragm 1102.
  • the aperture 1102 for example, an angle between the aperture 1102 and the channel wall 322 or the distance of the aperture 1102 to the chamber bottom 104s can be changed so that the effective height 1102d is changed.
  • the effective cross-sectional area of the gas separation channel 311 can be changed.
  • Aperture structure can be arranged with two panels 1102, as illustrated in Fig. IIB.
  • the channel wall 322 has more than two passage openings 312a, 312b (multiple passage openings), the
  • Aperture structure 1102 a plurality of apertures 1102, which are each arranged between two through holes 312a, 312b of the plurality of through holes 312a, 312b of the channel wall 322, as shown in Fig. HC is illustrated.
  • FIGS. 12A and 12B respectively illustrate one
  • Gas separation chamber 300 with a chamber lid 100 (e.g., analogous to the arrangement shown in Figures 3A, 4A, 8A and 8B) in a schematic cross-sectional view, e.g. along a sectional plane 109, wherein a plurality of high-vacuum pumps 804a, 804b are connected to the chamber lid 100.
  • Gas separation chamber 300 have a transport system 324, analogous to the arrangement shown in Figure 4A, for
  • the gas separation chamber 300 may run along the
  • Transport direction e.g., from the first communication opening 302 toward the second communication opening 304.
  • Vacuum chamber side walls 104a, 104b which extend transversely to the transport direction, be limited.
  • the Vacuum chamber side walls 104a, 104b may be cohesively part of the chamber housing 104, ie be connected to the chamber housing 104 cohesively.
  • the vacuum chamber side walls 104a, 104b may have a thickness along the
  • Thickness of the gas separation plates 112 (in other words, the gas partition walls 112), e.g., the thickness of the vacuum chamber sidewalls 104a, 104b, which are transverse to the transport direction, may be at least twice the thickness of the gas separation plates 112
  • Transport direction along the transport direction in a range of about 1 mm to about 10 mm.
  • the vacuum chamber side walls, which together define the gas separation chamber 300, may each adjoin one another in pairs and vividly surround or at least define a chamber interior of the gas separation chamber 300.
  • Each of the vacuum chamber sidewalls may be connected to an adjacent vacuum chamber sidewall
  • the gas separation structure 312 may include several components
  • Gas separation plates 112 which are arranged in the gas separation chamber 300 that they are in
  • Transport direction at least two areas, as shown in Figure 3A, for example, three areas purple, 111b, 111c, as shown in Figure 5A, or eg four areas purple, 111b, 111c, llld, as in Fig.5B or Fig. 12A is shown Gasparate each other. For example, you can
  • Transport direction (which, for example, along or
  • At least one of the areas e.g. a middle region 111b, analogous to Fig. 5A or Fig. HC, or e.g. two middle portions 111b, 111c, as shown in Fig.l2A, respectively through a through hole 312b, 312c in the
  • Gas separation channel 311 be connected, so that the
  • Gas separation channel 311 can be pumped through the central regions 111b, 111c.
  • the gas separation structure 312 (or at least the gas separation plates 112) may be incorporated in the
  • Chamber housing 104 may be inserted.
  • the chamber housing 104 may have at least one further connection opening (also referred to as a process pumping opening) for connecting the
  • Chamber housing 104 to a common vacuum system of a processing plant, e.g. two process pump ports 1204, 1206 as shown in FIG.
  • the two process pumping ports 1204, 1206 may be attached to the outer regions lilac, llld (e.g., the first region lilac and the fourth region llld, e.g., the first region lilac and the third region lllc, analogous to Fig. 5A).
  • Gas separation chamber 300 can be pumped.
  • the first through-hole 312a and a corresponding fourth through-hole 312d may be absent or sealed in the channel wall 322, eg permanently by means of a plate or by means of an adjustable one
  • the channel wall 322 can then only two
  • middle portions 111b, 111c connect to the gas separation channel 311.
  • a preceding vacuum chamber 1002b may be connected to a preceding process (eg, FIG Sputtering process) are pumped by a first process pumping port 1204 and a subsequent vacuum chamber 1002d (not shown, see Figure 13) with a subsequent process can be pumped by a second process pumping port 1206.
  • Gas separation channel 311 may be connected, as shown in Fig.l2B.
  • Process pump port 1206 may be missing or sealed, e.g. permanently by means of a plate or by means of a
  • an adjacent process or two adjacent processes can be pumped by means of the gas separation chamber 300, without To interrupt the pumping of the gas separation channel 311 or at least significantly affect.
  • Fig. 13 illustrates a vacuum chamber assembly 1000 having a plurality of vacuum chambers 1002a to 1002e in a schematic cross-sectional view (e.g., analogous to the view in Fig. 3A, Fig. 4A, Fig. 8A and Fig. 8B), e.g. along a cutting plane 109.
  • a schematic cross-sectional view e.g., analogous to the view in Fig. 3A, Fig. 4A, Fig. 8A and Fig. 8B
  • the vacuum chamber assembly 1000 may include a transport system 324 for transporting a substrate 306 along a transport direction (e.g., along direction 101) through the plurality of vacuum chambers, with the vacuum chambers 1002a through 1002e in the transport direction
  • Vacuum chamber side walls 1304a, 104a, 104b, 1304b, which extend transversely to the transport direction, are separated from each other.
  • Each vacuum chamber 1002a-1002e may have a chamber opening 104o, e.g. one in a chamber ceiling
  • Ring member 404r the access opening of the turbomolecular pump 804a, 804b not or only insignificantly.
  • the turbomolecular pump 804a, 804b may have a protective grid.
  • the protective grid may for example be part of the ring element 404r, the protective grid being at a distance 409 from the blades of the turbomolecular pump 804a, 804b
  • Gas separation element 414 e.g., partition 414

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Abstract

Ein Kammerdeckel (100) zum Abdichten einer Kammeröffnung (104o) in einer Gasseparationskammer (300), wobei sich der Kammerdeckel (100) im Wesentlichen entlang einer Kammerdeckel-Ebene erstreckt, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: einen Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe (804a, 804b) an den Kammerdeckel (100); wobei der Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) eine Öffnung (106a, 106b) aufweist, welche den Kammerdeckel (100) durchdringt; und ein Trennelement (110), welches sich quer zur Kammerdeckel-Ebene in der Öffnung (106a, 106b) derart erstreckt, dass der Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) mittels des Trennelements (110) in zumindest einen ersten Öffnungsbereich (113a) und einen zweiten Öffnungsbereich (113b) separiert ist.

Description

Beschreibung
Kammerdeckel zum Abdichten einer Kammeröffnung in einer
Gasseparationskammer und Gasseparationskammer
Die Erfindung betrifft einen Kammerdeckel zum Abdichten einer Kammeröffnung in einer Gasseparationskammer und eine
Gasseparationskammer .
Im Allgemeinen können Vakuumprozessieranlagen verwendet werden, um Substrate, wie beispielsweise plattenförmige
Substrate, Glasscheiben, Wafer oder andere Träger, zu
prozessieren, z.B. zu bearbeiten, zu beschichten, zu
erwärmen, zu ätzen und/oder strukturell zu verändern.
Beispielsweise kann eine Vakuumprozessieranlage als
Vakuumbeschichtungsanlage eingerichtet sein zum Beschichten eines Substrats innerhalb der Vakuumbeschichtungsanlage. Im Allgemeinen kann es erforderlich sein, ein zu prozessierendes Substrat in der Vakuumprozessieranlage zwischen
unterschiedlichen Prozessbedingungen, z.B. unterschiedlichen Umgebungsdrücken oder z.B. unterschiedlichen
Gaszusammensetzungen, zu transportieren.
Dazu kann eine Vakuumbeschichtungsanlage (Anlage) mehrere Kammern, Sektionen (Kompartments) , z.B. Prozesskammern, aufweisen, sowie ein Transportsystem zum Transportieren des zu beschichtenden Substrats durch die Vakuumprozessieranlage hindurch. Verschiedene Kammern einer Vakuumprozessieranlage können mittels so genannter Kammerwände oder Schottwände voneinander getrennt sein, beispielsweise bei horizontalen Durchlauf-Beschichtungsanlagen ( In-Line-Prozessieranlagen) mittels vertikaler Kammerwände bzw. vertikaler Schottwände. Dabei kann jede Kammerwand (Schottwand) eine Substrat- Transfer-Öffnung (einen Substrat-Transfer-Spalt) derart aufweisen, dass ein Substrat durch die Kammerwand hindurch transportiert werden kann, z.B. von einer ersten Kammer einer Vakuumprozessieranlage mit einem ersten Umgebungsdruck in eine zweite Kammer einer Vakuumprozessieranlage mit einem zweiten Umgebungsdruck. Durch die Substrat-Transfer-Öffnung hindurch kann dabei ein Austausch von Gas zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer erfolgen, so dass diese
ungenügend voneinander gassepariert sind.
Komplexe Prozesse können eine wirkungsvollere Gasseparation (Gastrennung) erfordern als mittels einer Kammerwand mit einer Substrat-Transfer-Öffnung erreicht werden kann.
Beispielsweise kann eine Beschichtung von Substraten mit Lagen unterschiedlicher Zusammensetzung (z.B.
unterschiedlicher Materialien) verschiedene
Prozessbedingungen (z.B. metallisch gegenüber
reaktiv/oxydisch oder unterschiedliche
Reaktivgaszusammensetzungen wie Ar/ 2 gegenüber Ar/02) und damit verbunden eine wirkungsvolle gastechnische Trennung der Prozessbedingungen voneinander erfordern, welche ein
Vermischen der sich voneinander unterscheidenden
Prozessbedingungen verringert (Gasseparation) .
Dazu kann eine zusätzliche Kammer zwischen sich voneinander unterscheidenden Prozessbedingungen angeordnet werden, z.B. zwischen zwei Prozesskammern, und als sogenannte
Gasseparationskammer eingerichtet sein oder werden, mittels derer eine Vermischung der Prozessbedingungen, bzw. ein
Austausch von Gas zwischen den zwei Prozesskammern, reduziert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer mittels eines Kammergehäuses
bereitgestellt sein oder werden, welche es ermöglicht, zwei an die Gasseparationskammer angrenzende Prozessbedingungen wirksam voneinander zu separieren, ohne dass der
Substrattransport zwischen den angrenzenden
Prozessbedingungen beeinträchtigt wird. Beispielsweise können kontinuierlich Substrate durch die Gasseparationskammer hindurch transportiert werden und gleichzeitig ein Austausch von Gas zwischen den angrenzenden Prozessbedingungen begrenzt werden .
Eine Gasseparationskammer kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen einen Gasseparationskanal (Gastrennkanal) aufweisen, welcher die Substrat-Transfer-Öffnungen der angrenzenden Kammern miteinander verbindet und durch den das Substrat hindurch transportiert werden kann. Anschaulich erhöhen die geometrischen Abmessungen (z.B. dessen
Querschnittsfläche) und die geometrische Form des
Gasseparationskanals den Strömungswiderstand, welchen Gas überwinden muss, um durch den Gasseparationskanal hindurch zu gelangen, und damit die Gasseparation mittels des
Gasseparationskanals. Ferner kann die Gasseparationskammer mit einer Pumpe (z.B. einer Hochvakuumpumpe, z.B. einer
Turbomolekularpumpe) verbunden sein, welche es ermöglicht, einen Teil des Gases aus dem Gasseparationskanal abzupumpen zum Erhöhen der Gasseparation der Gasseparationskammer.
Werden mehrere Pumpen verwendet, können die mittels der
Pumpen abgepumpten Bereiche innerhalb der
Gasseparationskammer mittels zusätzlicher Gastrennwände voneinander gassepariert sein, so dass ein Gasaustausch innerhalb der Gasseparationskammer zwischen den
gasseparierten Bereichen reduziert werden kann. Die
Überlagerung aller zur Gasseparation beitragenden Prozesse kann durch den (Gas- ) Leitwert des Gasseparationskanals, bzw. der Gasseparationskammer, ausgedrückt werden, welcher umso kleiner ist, desto größer die Gasseparation ist. Die Gasseparation beschreibt anschaulich einen Unterschied im Gasdruck oder in der Gaszusammensetzung zwischen
vakuumtechnisch miteinander verbundenen Bereichen (z.B.
gasseparierten Bereichen). Die Bauelemente (z.B. die Teile einer Gasseparationsstruktur) , welche zur Gasseparation beitragen, können derart eingerichtet sein, dass der
Unterschied im Gasdruck oder in der Gaszusammensetzung zwischen vakuumtechnisch miteinander verbundenen Bereichen (z.B. gasseparierten Bereichen) aufrecht erhalten werden kann (z.B. stabil) . Mit anderen Worten kann ein Gasaustausch zwischen vakuumtechnisch miteinander verbundenen und
voneinander gasseparierten Bereichen verringert werden, z.B. je größer die Gasseparation zwischen den Bereichen ist.
Damit das Innere der Gasseparationskammer gewartet werden kann, kann die Gasseparationskammer einen abnehmbaren
Kammerdeckel aufweisen, welcher es ermöglicht, die
Gasseparationskammer zu öffnen. Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen kann der Kammerdeckel derart eingerichtet sein, dass eine Pumpe zum Abpumpen der Gasseparationskammer daran befestigt werden kann. Mit anderen Worten kann der Kammerdeckel als sogenannter Pumpdeckel eingerichtet sein. Dazu kann der Kammerdeckel eine entsprechende
Anschlussöffnung für die Pumpe aufweisen, durch welche hindurch das Innere der Gasseparationskammer abgepumpt werden kann. Ein solcher Kammerdeckel kann anschaulich als
sogenannter Pumpdeckel eingerichtet sein.
Ein Kammerdeckel zum Abdichten einer Kammeröffnung in einer Gasseparationskammer, wobei sich der Kammerdeckel im
Wesentlichen entlang einer Kammerdeckel-Ebene erstreckt, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: einen Hochvakuumpumpen-Anschluss zum Anschließen einer
Hochvakuumpumpe an den Kammerdeckel; wobei der
Hochvakuumpumpen-Anschluss eine Öffnung aufweist, welche den Kammerdeckel durchdringt; und ein Trennelement, welches sich in der Öffnung derart quer zur Kammerdeckel-Ebene erstreckt, dass der Hochvakuumpumpen-Anschluss mittels des Trennelements in zumindest einen ersten Öffnungsbereich und einen zweiten Öffnungsbereich separiert ist.
Mit anderen Worten kann die Öffnung des Hochvakuumpumpen- Anschlusses mittels des Trennelements in zumindest den ersten Öffnungsbereich und den zweiten Öffnungsbereich separiert sein . Herkömmliche Gasseparationskammern und/oder mit herkömmlichen Kammerdeckeln ausgestattete Gasseparationskammern werden bisher in lediglich zwei (gas ) separierte Teilvolumina
unterteilt. Mit anderen Worten ermöglichen herkömmliche
Anordnungen einen maximal zweistufigen Zugriff in die
Gasseparationskammer, was die Flexibilität bisheriger
Lösungen erheblich begrenzt. Beispielsweise lässt sich ein möglichst geringer Leitwert der Gasseparationskammer
erreichen, indem beide gasseparierten Bereiche mit dem
Gasseparationskanal verbunden sind, so dass dieser zweistufig aktiv abgepumpt werden kann.
Beispielsweise werden bisher für eine mehr als zweistufige aktive Gastrennung (Gasseparation) mindestens zwei
Kammerdeckel und damit verbunden mindestens zwei
Gasseparationskammern benötigt. Dies erfordert es, eine entsprechende Anlagenlänge und/oder eine entsprechende Anzahl von entsprechenden Kammern (bzw. Kompartments ) vorzuhalten, welche mit den zusätzlichen Kammerdeckeln ausgestattet werden können. Bestimmte Prozessbedingungen und Schichtsysteme können beispielsweise die Verwendung mehrerer
Gasseparationskammern und entsprechender Kammerdeckel
hintereinander erfordern, was zur Verlängerung der
Prozessieranlage um mindestens eine Kammer führt.
Mit anderen Worten wird eine Prozessanlage bisher mit
zusätzlichen Kammern ausgestattet, um die Anzahl
gasseparierter Bereiche zu erhöhen, deren Betrieb an den Bedarf (z.B. an einen Prozess) angepasst werden kann. Das Ausrüsten bereits bestehender Anlagen mit zusätzlichen
Kammern kann allerdings mit einem hohen Aufwand verbunden und unwirtschaftlich sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasseparation einer Gasseparationskammer pro Pumpe, welche an die
Gasseparationskammer angeschlossen ist, erhöht werden. Dazu kann das Saugvermögen (Pumpleistung) einer Pumpe mittels des Trennelements aufgeteilt werden zum Abpumpen mindestens zweier gasseparierter Bereiche der Gasseparationskammer mittels der Pumpe.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dadurch die Anzahl von gasseparierten Bereichen in einer Gasseparationskammer bei gleichbleibender Länge der Gasseparationskammer gegenüber herkömmlichen Lösungen erhöht sein oder werden. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die Gastrennung
(Gasseparation) zwischen an die Gasseparationskammer
angrenzenden Prozessen erhöht werden kann.
Ferner kann der Leitwert des Gasseparationskanals (bzw. der Gasseparationskammer) sowohl vor, als auch nach der
Anlagenmontage (z.B. nach der Fertigstellung einer
Vakuumprozessieranlage) mit einfachen Mitteln auf ein Minimum reduziert und damit die Gastrennung maximiert werden.
Beispielsweise können bereits bestehende Anlagen mit
einfachen Mitteln umgerüstet werden, so dass deren
Gastrennung kostengünstig und wirtschaftlich maximiert werden kann .
Beispielsweise kann ein herkömmlicher Pumpdeckel, welcher beispielsweise zwei Pumpreihen aufweisen kann, mittels zusätzlicher Einbauten modifiziert werden und zu einem
Pumpdeckel mit vierstufiger Gastrennung (mit anderen Worten mit vier Pumpstufen) umgerüstet werden. Beispielsweise kann jedes herkömmliche Teilvolumina durch ein weiteres
Gastrennblech halbiert werden. Die Saugleistung (das
Saugvermögen) der jeweiligen Pumpreihe wird somit ebenfalls aufgeteilt. Eine Pumpstufe (mit anderen Worten eine
Gastrennstufe) kann einen separat abpumpbaren und
gasseparierten Bereich der Gasseparationskammer bezeichnen.
Anschaulich wurde erkannt, dass der verringernde Einfluss weiterer Pumpstufen auf den Leitwert der Gasseparationskammer (bzw. des Gasseparationskanals) größer ist als der Verlust an Saugleistung pro Pumpstufe. Somit kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine erhöhte Gastrennung gegenüber einer herkömmlichen zweistufigen Gastrennung erreicht werden, ohne die Anzahl der Pumpen zu erhöhen. Dies ermöglicht es, eine erhöhte Gastrennung kostengünstig bereitzustellen.
Analog lassen sich die herkömmlichen Teilvolumina mittels weiterer Gastrennwände in beliebig viele neue Teilvolumina aufteilen und somit die Anzahl der Gastrennstufen erhöhen, was zu einer erhöhten Gastrennung führen kann. Die Erhöhung der Gastrennung mit steigender Anzahl der Gastrennwände wird gleichzeitig von der Verringerung des Abstandes zweiter
Gastrennwände voneinander überlagert, was das Abpumpen der gasseparierten Bereiche erschwert. Anschaulich erzeugt ein geringer Abstand der Gastrennwände zueinander einen
Strömungswiderstand, welcher überwunden werden muss zum
Abpumpen von Gas durch die Gastrennwände hindurch. Für die Anzahl der Gastrennstufen gibt es daher ein von der Saugleistung der Pumpen und den Abmessungen der
Gasseparationskammer abhängiges Optimum, welches für den jeweils vorliegenden Fall zu bestimmen ist zum Minimieren des Leitwerts der Gasseparationskammer (Leitwertreduktion) .
Dadurch können Gasseparationskammern eingespart werden, was es z.B. ermöglicht, Anlagen bei gleicher Funktionalität gegenüber herkömmlichen Lösungen kompakter (z.B. kürzer) bauen zu können. Kompaktere Anlagen können beispielsweise in kleinere Räumlichkeiten untergebracht werden und somit kostensenkend auf den Aufbau und/oder den Unterhalt der
Anlage wirken.
Beispielsweise kann eine Gasseparationskammer bei
gleichbleibender Anzahl von gasseparierten Bereichen
gegenüber herkömmlichen Lösungen verkürzt sein oder werden. Damit kann erreicht werden, dass eine Prozessieranlage effizienter (z.B. kostensparender oder mit höherer
Produktivität) betrieben werden und anschaulich mehr
Funktionalität auf kürzeren Strecken (z.B. Länge der
Prozessieranlage oder Abstand zweier gasseparierter
Prozesskammern) untergebracht werden kann.
Ferner wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine
Gasseparationsstruktur derart bereitgestellt, dass jeder der mittels der Gasseparationsstruktur gasseparierten Bereiche der Gasseparationskammer an mindestens eine Pumpe angrenzt.
Dies ermöglicht es, jeden der gasseparierten Bereiche mittels der angrenzenden Pumpe abzupumpen.
Anschaulich kann mittels der hierin beschriebenen Anordnung eine möglichst große Gasseparation und/oder Flexibilität bei der Anlagenkonfiguration erreicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trennelement plattenförmig sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zwei einander gegenüberliegende Endabschnitte des Trennelements an den Kammerdeckel angrenzen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der
Hochvakuumpumpen-Anschluss einen Rohransatz aufweisen, welcher von der Öffnung weg erstreckt, wobei das Trennelement in den Rohransatz hinein erstreckt sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel ein Länge entlang einer Längsrichtung in der Kammerdeckel- Ebene und eine Breite quer zur Längsrichtung aufweisen, wobei die Breite kleiner ist als die Länge, wobei das Trennelement in die Längsrichtung erstreckt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trennelement an dem Hochvakuumpumpen-Anschluss und/oder an dem
Kammerdeckel befestigt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trennelement an dem Hochvakuumpumpen-Anschluss befestigt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel ferner eine Turbomolekularpumpe mit einem drehbar gelagerten Rotor aufweisen; und ein Abdeckelement, welches in einem
Abstand zu dem Rotor derart eingerichtet und angeordnet ist, dass zwischen dem Rotor und dem Abdeckelement ein
Gasseparationsspalt gebildet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der
Gasseparationsspalt eine Spalthöhe von weniger als 10 mm aufweisen .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement plattenförmig sein und sich senkrecht zur Rotationsachse des Rotors erstrecken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement eine freiliegende Stirnfläche des Rotors vollständig
abdecken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement kreisförmig sein und einen Durchmesser von mehr als 80 mm aufweisen .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel ferner Folgendes aufweisen: ein Ringelement, welches an der Turbomolekularpumpe lösbar befestigt ist; und ein
Verbindungselement, mittels welchem das Abdeckelement an dem Ringelement befestigt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das
Verbindungselement plattenförmig sein und sich parallel zur Rotationsachse des Rotors erstrecken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rotor mehrere Rotorblätter aufweisen, wobei das Verbindungselement in einem Abstand zu den mehreren Rotorblättern angeordnet ist, wobei der Abstand geringer ist als 10 mm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das
Verbindungselement in Richtung der Rotationsachse des Rotors eine Ausdehnung von mehr als 30 mm aufweisen.
Der Kammerdeckel und die Kammeröffnung des Kammergehäuses können derart eingerichtet sein, dass der Kammerdeckel die
Kammeröffnung vakuumdicht verschließt, wenn der Kammerdeckel in der Kammeröffnung aufgenommen ist. Dazu kann der
Kammerdeckel passend zur Kammeröffnung geformt sein, so dass ein Spalt zwischen dem Kammerdeckel und dem Kammergehäuse möglichst klein ist, wenn der Kammerdeckel in der
Kammeröffnung aufgenommen ist. Ferner können der Kammerdeckel und/oder die Kammeröffnung beispielsweise entsprechende
Dichtungen aufweisen, welche den (verbleibenden) Spalt zwischen dem Kammerdeckel und dem Kammergehäuse abdichten, wenn der Kammerdeckel in der Kammeröffnung aufgenommen ist.
Eine Gasseparationskammer kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse mit einer Kammeröffnung zum Aufnehmen eines Kammerdeckels; einen abnehmbaren Kammerdeckel gemäß der vorangehenden
Beschreibung, welcher in der Kammeröffnung aufgenommen diese vakuumdicht verschließt; ein Flächenelement (z.B. ein
Wandelement) , welches zumindest einen ersten Bereich in dem Kammergehäuse von einem zweiten Bereich in dem Kammergehäuse gassepariert, wobei das Flächenelement (z.B. das Wandelement) derart eingerichtet ist, dass dieses an das Trennelement angrenzt, wenn der Kammerdeckel in der Kammeröffnung aufgenommen ist, so dass der erste Bereich durch den ersten Öffnungsbereich und der zweite Bereich durch den zweiten Öffnungsbereich hindurch abpumpbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer ferner Folgendes aufweisen: eine
Dichtungsstruktur, welche derart eingerichtet ist, dass diese einen Spalt zwischen dem Trennelement und dem Flächenelement (z.B. dem Wandelement) abdichtet, wenn der Kammerdeckel in der Kammeröffnung aufgenommen ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse mit einer Kammerwand; wobei die Kammerwand einen
Hochvakuumpumpen-Anschluss zum Anschließen einer
Hochvakuumpumpe an die Kammerwand aufweisen kann; wobei der Hochvakuumpumpen-Anschluss eine Öffnung aufweisen kann, welche die Kammerwand durchdringt; ein Flächenelement (z.B. ein Wandelement) , welches sich in der Öffnung derart quer zur Kammerwand-Ebene erstreckt, dass der Hochvakuumpumpen- Anschluss (anschaulich die Öffnung) mittels des
Flächenelements (z.B. des Wandelements) in zumindest einen ersten Öffnungsbereich und einen zweiten Öffnungsbereich separiert ist; wobei das Flächenelement (z.B. das
Wandelement) in das Kammergehäuse hinein erstreckt ist und in diesem zumindest einen ersten Bereich von einem zweiten
Bereich gassepariert, wobei der erste Bereich durch den ersten Öffnungsbereich hindurch und der zweite Bereich durch den zweiten Öffnungsbereich hindurch abpumpbar ist.
Die Kammerwand mit dem Flächenelement (z.B. dem Wandelement) kann beispielsweise analog zu dem Kammerdeckel mit dem
Trennelement eingerichtet sein, wie vorangehend beschrieben ist. Beispielsweise kann das Flächenelement (z.B. das
Wandelement) plattenförmig sein, zwei einander
gegenüberliegende Endabschnitten des Flächenelements (z.B. des Wandelements) können an die Kammerwand angrenzen und/oder das Flächenelement (z.B. das Wandelement) kann in den
Rohransatz hinein erstreckt (z.B. eingesteckt) sein.
Anschaulich kann das Trennelement ein Teil des
Flächenelements (z.B. des Wandelements) sein und mit diesem verbunden (z.B. stoffschlüssig oder einstückig) sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kammerwand als Kammerdeckel ausgebildet sein und das Kammergehäuse kann eine Kammeröffnung zum Aufnehmen des Kammerdeckels aufweisen. Ist das Trennelement Teil des Flächenelements (z.B. des
Wandelements) , kann dieses zum Verschließen des
Kammergehäuses mit dem Kammerdeckel in die Öffnung, bzw. den Hochvakuumpumpen-Anschluss , einsteckbar eingerichtet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel mit dem Kammergehäuse abnehmbar gekuppelt sein, z.B. wenn dieser auf dem Kammergehäuse aufliegt oder das Kammergehäuse abdichtet .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer ferner Folgendes aufweisen: ein weiteres Flächenelement (z.B. ein weiteres Wandelement (Kanalwand)), welches in dem Kammergehäuse angeordnet ist und mit diesem einen Gasseparationskanal bildet, wobei das Kammergehäuse zwei Verbindungsöffnungen aufweist, zum Anschließen des
Kammergehäuses an ein gemeinsames Vakuumsystem einer
Prozessieranlage, wobei der Gasseparationskanal zwischen den zwei Verbindungsöffnungen erstreckt ist, wobei das weitere Flächenelement (z.B. das weitere Wandelement) eine an den ersten Bereich angrenzende Durchgangsöffnung aufweist, so dass der Gasseparationskanal durch den ersten Öffnungsbereich hindurch abpumpbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer ferner Folgendes aufweisen: ein
innerhalb des Kammergehäuses angeordnetes Transportsystem zum Transportieren eines Substrats durch den Gasseparationskanal und/oder durch die zwei Verbindungsöffnungen hindurch, wobei das Flächenelement (z.B. das Wandelement) oberhalb des
Transportsystems angeordnet ist. Das Transportsystem kann beispielsweise durch den Gasseparationskanal hindurch
erstreckt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer ferner Folgendes aufweisen: eine
verstellbare Blendenstruktur welche sich in den
Gasseparationskanal erstreckt und eine effektive
Querschnittsfläche des Gasseparationskanals definiert, wobei die Blendenstruktur derart eingerichtet ist, dass mittels Verstellens der Blendenstruktur die effektive
Querschnittsfläche des Gasseparationskanals verändert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die verstellbare Blendenstruktur in dem Gasseparationskanal angeordnet sein.
Ein Hochvakuumpumpen-Anschluss kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen eine Öffnung (Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung) aufweisen, welche den Kammerdeckel
durchdringt (mit anderen Worten eine Durchgangsöffnung in dem Kammerdeckel), z.B. eine Durchgangsöffnung mit einer
kreisförmigen Querschnittsfläche. Die Ausdehnung einer
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung beschreibt anschaulich die Größe der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung und kann für eine kreisförmige Querschnittsfläche beispielsweise von einem Durchmesser der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung definiert sein .
In einer Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung (bzw. der
Durchgangsöffnung in dem Kammerdeckel) kann gemäß
verschiedenen Ausführungsformen ein Trennelement (z.B. ein Wandelement oder ein Steg) angeordnet sein, welches die
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung in zwei an das Trennelement angrenzende Öffnungsbereiche (Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnungsbereiche) teilt. Das Trennelement kann beispielsweise Teil einer Gasseparationsstruktur (Gastrennstruktur) sein. Die Ausdehnung der Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung mit mehreren Öffnungsbereichen kann als Ausdehnung der Fläche gesehen werden, über welche sich die mehreren Öffnungsbereiche erstrecken. Mit anderen Worten kann sich die Ausdehnung einer Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe über die funktionell gemeinsam wirksame Querschnittsfläche der Durchgangsöffnungen (bzw. der gemeinsam wirksamen Öffnungsbereiche) erstrecken, durch welche eine an die Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung angeschlossene Hochvakuumpumpe abpumpt.
Die Ausdehnung einer Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen größer sein als
ungefähr 150 mm, z.B. größer als ungefähr 200 mm.
Beispielsweise kann die Ausdehnung einer Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung in einem Bereich von ungefähr 200 mm bis ungefähr 300 mm liegen. Eine Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung kann Teil eines
Hochvakuumpumpen-Anschlusses sein, wobei der
Hochvakuumpumpen-Anschluss zum Anschließen einer
Hochvakuumpumpe an den Hochvakuumpumpen-Anschluss
eingerichtet sein kann. Beispielsweise kann der Kammerdeckel einen Hochvakuumpumpen-Anschluss zum Anschließen einer
Hochvakuumpumpe an den Kammerdeckel aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein
Hochvakuumpumpen-Anschluss ein Rohr (z.B. ein Verbindungsrohr oder ein Rohransatz) aufweisen, welches sich von der
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung weg erstreckt. An einem der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung gegenüberliegendem
Endabschnitt des Rohres kann ein Anschlussflansch an dem Rohr befestigt sein.
Mit anderen Worten kann das Rohr zwischen dem
Anschlussflansch und dem Kammerdeckel erstreckt sein und die Durchgangsöffnung der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung mit dem Anschlussflansch der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung verbinden, so dass der Anschlussflansch der Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung in einem Abstand zu dem Kammerdeckel
angeordnet sein kann. Das Rohr kann an dem Kammerdeckel befestigt sein und die Durchgangsöffnung umgeben und/oder kann in die Durchgangsöffnung hineinragen und in der
Durchgangsöffnung befestigt sein. Anschaulich kann ein solcher Anschlussflansch vakuumdicht mit dem Kammerdeckel verbunden sein, z.B. mittels des Rohres.
Der Anschlussflansch kann beispielsweise Bohrungen zum
Befestigen einer Hochvakuumpumpe mittels Schrauben aufweisen, so dass eine Hochvakuumpumpe an dem Anschlussflansch
befestigt werden kann, wobei zum Befestigen der
Hochvakuumpumpe passende Schrauben in die Bohrungen
geschraubt werden können.
Weist der Hochvakuumpumpen-Anschluss kein Rohr auf, kann der Anschlussflansch an dem Kammerdeckel befestigt sein oder kann der Anschlussflansch ein Teil des Kammerdeckels sein.
Beispielsweise können die Bohrungen in dem Kammerdeckel hineinragen . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung einen ringförmigen
Dichtbereich aufweisen, welcher eingerichtet ist, gegen eine Hochvakuumpumpe gepresst zu werden, wenn diese an der
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung befestigt wird. Der
Dichtbereich kann derart eingerichtet sein, dass die
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung vakuumdicht mit der
Hochvakuumpumpe verbunden wird, wenn die Hochvakuumpumpe an der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung befestigt wird. Dazu kann beispielsweise eine Dichtung, z.B. eine passende
ringförmige Dichtung, z.B. eine Ringdichtung oder ein
Zentrierring mit Dichtung, zwischen dem Dichtbereich und der Hochvakuumpumpe angeordnet werden zum Abdichten eines Spalts, welcher zwischen dem Dichtbereich und der Hochvakuumpumpe verbleiben kann, wenn die Hochvakuumpumpe an der
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung befestigt ist (bzw. wenn die Hochvakuumpumpe gegen den Dichtbereich gepresst wird) .
Eine Gasseparationskammer kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse mit einer Kammeröffnung (zum Aufnehmen eines Kammerdeckels); einen abnehmbaren Kammerdeckel gemäß der vorangehenden
Beschreibung, welcher (in der Kammeröffnung aufgenommen) die Kammeröffnung vakuumdicht verschließt; ein sich von der Kammeröffnung aus in das Kammergehäuse erstreckendes
Flächenelement (z.B. ein Wandelement (z.B. eine
Gastrennwand) ) , welches einen an den ersten Öffnungsbereich angrenzenden ersten Bereich von einem an den zweiten
Öffnungsbereich angrenzenden zweiten Bereich gassepariert, wobei das Flächenelement (z.B. das Wandelement) an ein
Trennelement des Kammerdeckels angrenzt, so dass der erste Bereich durch den ersten Öffnungsbereich hindurch und der zweite Bereich durch den zweiten Öffnungsbereich hindurch abpumpbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Kammer
(Kompartment ) mittels eines Kammergehäuses bereitgestellt sein oder werden oder mehrere Kammern (Kompartments ) können in einem gemeinsamen Kammergehäuse bereitgestellt sein oder werden, wobei das Kammergehäuse beispielsweise mehrere
Kammerwände aufweisen kann, welche die eine Kammer begrenzen bzw. die mehreren Kammern begrenzen und voneinander
separieren .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kammergehäuse zum Bereitstellen eines Vakuums oder zumindest eines
Unterdrucks innerhalb des Kammergehäuses eingerichtet sein. Anschaulich kann das Kammergehäuse (z.B. dessen Kammerwände) derart stabil eingerichtet sein, dass dieses evakuiert
(abgepumpt) werden kann, so dass von außen ein Druck (z.B. der herrschende Luftdruck oder ein Druck welcher mehrere Größenordnungen größer ist als der Druck im Inneren des Kammergehäuses) auf das Kammergehäuse (bzw. dessen
Kammerwände) wirken kann, wenn dieses evakuiert ist, ohne dass das Kammergehäuse irreversibel verformt und/oder beschädigt wird. Mit anderen Worten kann das Kammergehäuse als Vakuumkammer eingerichtet sein.
Em Kammergehäuse einer Vakuumprozessieranlage, z.B. einer Inline-Prozessieranlage, kann Bestandteil (ein Grundkörper) einer Vakuumkammer sein, z.B. einer Schleusenkammer, einer Pufferkammer, einer Transferkammer, einer Prozesskammer (z. einer Beschichtungskammer) oder einer Gasseparationskammer. Dabei kann die jeweilige Funktionsweise oder die Betriebsar der Vakuumkammer aufgrund des mit dem Kammergehäuse
verwendeten Kammerdeckels in Verbindung mit den in dem
Kammergehäuse angeordneten Einbauten (z.B. Gastrennwände, Ventile, Füllkörper, Transportsystem, usw.) definiert sein. Beispielsweise kann das Kammergehäuse mit einem
Schleusenkammerdeckel als Schleusenkammer verwendet werden und mit einem Pufferkammerdeckel als Pufferkammer oder
Transferkammer und mit einem noch anderen Kammerdeckel als Beschichtungskammer (oder Prozesskammer) .
Damit das Kammergehäuse evakuiert werden kann, kann das Kammergehäuse (z.B. der Kammerdeckel) mit einer
Vorvakuumpumpen-Anordnung und/oder einer Hochvakuumpumpen- Anordnung gekoppelt sein. Somit kann in dem mittels des Kammerdeckels abgedichteten Kammergehäuse zumindest ein Vorvakuum (oder auch ein Hochvakuum) erzeugt werden oder bereitgestellt sein.
Mit anderen Worten können ein Kammergehäuse und ein
zugehöriger Kammerdeckel eine Vorvakuumversorgung aufweisen und/oder mit einer zum Vorvakuumversorgung verbunden sein zum Evakuieren zumindest einer Kammer der Prozessieranlage oder der gesamten Prozessieranlage und/oder zum Versorgen des Kammergehäuses oder anderer Pumpen (z.B. Hochvakuumpumpen) mit Vorvakuum.
Zusätzlich zu der Vorvakuumversorgung kann ein Kammerdeckel eine Hochvakuumpumpen-Anordnung (z.B. eine oder mehrere
Hochvakuumpumpen) aufweisen, welche mit Vorvakuum versorgt wird, um den Betrieb der Hochvakuumpumpen zu ermöglichen. Die Versorgung des Kammerdeckels mit Vorvakuum kann mittels einer Vorvakuumversorgungsstruktur (z.B. entsprechende
Rohrverbindungen zu den Hochvakuumpumpen, Abluftrohren, usw.) erfolgen, welche mit einer Vorvakuumpumpen-Anordnung (z.B. eine oder mehrere Vorvakuumpumpen) gekoppelt sein kann.
Ferner kann die Vorvakuumpumpen-Anordnung zusätzlich direkt an das Kammergehäuse gekoppelt sein zum Bereitstellen eines Vorvakuums in der Vakuumkammer der Prozessieranlage.
Ferner kann die Vakuumprozessieranlage ein Transportsystem aufweisen zum Transportieren der Substrate durch die
Vakuumprozessieranlage hindurch. Ein Transportsystem kann z.B. eine Vielzahl von Transportrollen und einen entsprechend mit den Transportrollen gekoppelten Antrieb aufweisen.
Zum Einschleusen eines Substrats in die
Vakuumprozessieranlage hinein oder zum Ausschleusen eines Substrats aus der Vakuumprozessieranlage heraus, können beispielsweise eine oder mehrere Schleusenkammern, eine oder mehrere Pufferkammern und/oder eine oder mehrere
Transferkammern verwendet werden. Zum Einschleusen mindestens eines Substrats in die Vakuumprozessieranlage hinein kann beispielsweise das mindestens eine Substrat in eine belüftete Schleusenkammer eingebracht werden, anschließend kann die Schleusenkammer mit dem mindestens einen Substrat evakuiert werden, und das Substrat kann schubweise aus der evakuierten Schleusenkammer heraus in eine angrenzende Vakuumkammer (z.B. in die Pufferkammer) der Vakuumprozessieranlage transportiert werden. Mittels der Pufferkammer kann beispielsweise ein Substrat vorgehalten werden und ein Druck kleiner als in der Schleusenkammer bereitgestellt werden. Mittels der
Transferkammer können die schubweise eingebrachten Substrate zu einem so genannten Substratband zusammengeführt werden, so dass zwischen den Substraten nur kleine Lücken verbleiben, während die Substrate in entsprechenden Prozesskammern der Vakuumprozessieranlage prozessiert (z.B. beschichtet) werden. Alternativ kann ein Substrat auch direkt aus der
Schleusenkammer in die Transferkammer eingebracht werden, ohne eine Pufferkammer zu verwenden, was beispielsweise eine verlängerte Taktzeit (die zum Einbringen eines Substrat in die Vakuumprozessieranlage hinein benötigte Zeitdauer) verursachen kann.
Ferner kann ein Kammergehäuse beispielsweise mittels eines entsprechenden Kammerdeckels als Prozesskammer oder
Beschichtungskammer genutzt werden, wobei die Prozesskammer oder Beschichtungskammer beispielsweise im Hochvakuumbereich (z.B. im Bereich des Prozessvakuums, z.B. in einem Bereich
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von ungefähr 10 mbar bis ungefähr 10 mbar) betrieben werden kann. Dabei kann der Hochvakuumbereich beispielsweise mittels mindestens einer Hochvakuumpumpe (z.B. einer
Turbomolekularpumpe) erzeugt werden, welche in den
Kammerdeckel integriert und/oder daran befestigt sein kann und welche mittels einer Vorvakuumversorgungsstruktur mit Vorvakuum versorgt werden kann.
In einer Prozesskammer können die eingeschleusten Substrate prozessiert werden, wobei die Prozesskammer einen
Prozesskammerdeckel aufweisen kann, welcher die entsprechende Kammer in dem Kammergehäuse und/oder das entsprechende
Kammergehäuse abdecken und vakuumdicht verschließen kann. An dem Prozesskammerdeckel kann eine Prozessquelle,
beispielsweise ein Magnetron zum Beschichten eines Substrats oder beispielsweise mehrere Magnetrons, befestigt sein.
Beispielsweise kann der Prozesskammerdeckel mindestens ein Rohrmagnetron oder Doppelrohr-Magnetron oder mindestens ein Planarmagnetron oder Doppel-Planarmagnetron aufweisen. Je nach der Art des durchzuführenden Prozesses (z.B.
Erwärmen, Ätzen und/oder strukturelles Verändern) können andere Prozessquellen an dem Prozesskammerdeckel befestigt sein, z.B. eine Blitzlampe, eine Ätzgasquelle, eine
Ionenquelle, usw.
Zwischen zwei Vakuumkammern (oder zwei Kompartments) , z.B. zwei Prozesskammern, kann eine Gasseparationskammer
angeschlossen sein, welche ermöglicht die zwei Prozesskammern wirksam voneinander zu separieren, ohne den Substrattransport zwischen den angrenzenden Vakuumkammern durch deren Substrat- Transfer-Öffnung hindurch zu beeinträchtigen, so dass z.B. kontinuierlich Substrate (z.B. schubweise oder als
Substratband) zwischen den angrenzenden Vakuumkammern durch die Gasseparationskammer hindurch transportiert werden können .
Innerhalb der Gasseparationskammer kann eine Gastrennwand zum Gasseparieren zweier Bereiche der Gasseparationskammer angeordnet sein. Die Gastrennwand kann beispielsweise weniger stabil (z.B. dünner) eingerichtet sein verglichen mit einer Kammerwand der Gasseparationskammer (z.B. weniger als halb so dünn) , da diese einem geringeren Druckunterschied standhalten muss als die Kammerwand.
In Verbindung mit der Gastrennwand und/oder einer
Gasseparationsstruktur (welche z.B. den Gasseparationskanal bildet) und einem geeigneten Kammerdeckel kann eine
Vakuumkammer als Gasseparationskammer betrieben werden.
Eine Gasseparationskammer für eine Prozessieranlage kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse mit zwei Verbindungsöffnungen zum Bilden eines gemeinsamen Vakuumsystems mit der Prozessieranlage, wobei das Kammergehäuse ferner eine Kammeröffnung aufweist; einen (abnehmbaren) Kammerdeckel zum vakuumdichten Verschließen der Kammeröffnung, welcher von einer
Anschlussöffnung zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe an das gemeinsame Vakuumsystem durchdrungen ist; eine innerhalb der Anschlussöffnung angeordnete und sich in das Kammergehäuse erstreckende Gasseparationsstruktur, welche derart
eingerichtet ist, dass ein Gasaustausch zwischen den zwei Verbindungsöffnungen verringert ist.
Eine Gasseparationskammer kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen Folgendes aufweisen: einen Kammerkörper (Kammergehäuse) mit einer Kammeröffnung, wobei innerhalb des Kammerkörpers ein erster Abpumpbereich (erster Bereich) und ein zweiter Abpumpbereich (zweiter Bereich) erstreckt ist; einen die Kammeröffnung vakuumdicht verschließenden
Kammerdeckel mit einem Pumpenanschluss zum Montieren einer Hochvakuumpumpe an den Kammerdeckel; wobei der
Anschlussflansch einen den Kammerdeckel durchdringenden ersten Öffnungsbereich zum Abpumpen des ersten Abpumpbereichs und einen den Kammerdeckel durchdringenden zweiten
Öffnungsbereich zum Abpumpen des zweiten Abpumpbereichs aufweist; eine Gasseparationsstruktur, welche den ersten Öffnungsbereich von dem zweiten Öffnungsbereich trennt und sich zwischen dem ersten Abpumpbereich und dem zweiten
Abpumpbereich in den Kammerkörper erstreckt, so dass ein Gasaustausch zwischen den zwei Abpumpbereichen im
Wesentlichen verhindert wird.
Ein Kammerdeckel zum Abdichten einer Kammeröffnung in einer Gasseparationskammer, der Kammerdeckel aufweisend: einen Anschlussflansch zum Anschließen einer Hochvakuumpumpe an den Kammerdeckel; ein Trennelement welches sich in den
Anschlussflansch erstreckt und einen ersten Durchgangsbereich (ersten Öffnungsbereich) des Anschlussflanschs von einem zweiten Durchgangsbereich (zweiten Öffnungsbereich) des
Anschlussflanschs separiert, wobei zwei gegenüberliegende Endabschnitte des Flächenelements (z.B. des Wandelements) an den Anschlussflansch angrenzen. Beispielsweise können die zwei gegenüberliegenden
Endabschnitte des Flächenelements (z.B. des Wandelements) an dem Anschlussflansch befestigt sein. Beispielsweise können die zwei gegenüberliegenden Endabschnitte des Flächenelements (z.B. des Wandelements) mit dem Anschlussflansch verbunden sein .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Flächenelement ein Wandelement aufweisen oder daraus gebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Flächenelement ein
Folienelement und/oder ein Vlies (d.h. ein Verbund aus
Fasern) aufweisen oder daraus gebildet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trennelement ein Wandelement aufweisen oder daraus gebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Trennelement ein
Folienelement und/oder ein Vlies (d.h. ein Verbund aus
Fasern) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Im Allgemeinen kann eine Vakuumprozessieranlage dazu
verwendet werden, Substrate, wie beispielsweise
plattenförmige Substrate, Glasscheiben, Wafer oder andere Träger, zu prozessieren, z.B. zu bearbeiten, zu beschichten, zu erwärmen, zu ätzen und/oder strukturell zu verändern.
Beispielsweise kann eine Vakuumprozessieranlage als
Vakuumbeschichtungsanlage eingerichtet sein zum Beschichten eines Substrats innerhalb der Vakuumbeschichtungsanlage. Im Allgemeinen kann es erforderlich sein, in der
Vakuumprozessieranlage verschiedene Prozessierbereiche bereitzustellen, in denen jeweils unabhängig voneinander entsprechende Prozessbedingungen bereitgestellt sein können oder werden können, so dass beispielsweise ein zu
prozessierendes Substrat in die verschiedenen
Prozessierbereiche hinein bzw. durch die verschiedenen
Prozessierbereiche hindurch transportiert werden kann und somit unter verschiedenen Prozessbedingungen prozessiert werden kann. Prozessbedingungen können beispielsweise der Gasdruck und die Gaszusammensetzung in dem jeweiligen
Prozessierbereich sein. Beispielsweise kann eine Vakuumprozessieranlage mehrere
Kammern (auch als Sektionen oder Kompartments bezeichnet) aufweisen, z.B. Beschichtungskammern, Schleusenkammer,
Gasseparationskammern und Ähnliches, sowie ein
Transportsystem zum Transportieren des zu beschichtenden Substrats durch die mehreren Kammern der
Vakuumprozessieranlage hindurch. Die jeweiligen Kammern einer Vakuumprozessieranlage können mittels so genannter
Kammerwände oder Schottwände voneinander getrennt sein, beispielsweise bei horizontalen Durchlauf- Beschichtungsanlagen (z.B. so genannten In-Line-
Prozessieranlagen) mittels vertikaler Kammerwände bzw.
vertikaler Schottwände. Dabei kann beispielsweise jede vertikale Kammerwand bzw. vertikale Schottwand eine Substrat- Transfer-Öffnung (auch als Substrat-Transfer-Spalt
bezeichnet) derart aufweisen, dass ein Substrat von einer
Kammer der Vakuumprozessieranlage in eine angrenzende weitere Kammer der Vakuumprozessieranlage durch die vertikale
Kammerwand bzw. vertikale Schottwand hindurch transportiert werden kann. Um in zwei verschiedenen Kammern der
Vakuumprozessieranlage unterschiedliche Prozessbedingungen bereitstellen zu können, kann eine Gasseparation erforderlich sein .
Beispielsweise kann ein Gasaustausch zwischen zwei Kammern, welcher aufgrund der jeweiligen Substrat-Transfer-Öffnungen stattfinden kann, verringert oder im Wesentlichen unterdrückt werden, indem mindestens eine Gasseparationsstruktur
verwendet wird (z.B. in mindestens einer der beiden Kammern) oder indem mindesten eine Gasseparationskammer (mit
mindestens einer Gasseparationsstruktur in der
Gasseparationskammer) zwischen den beiden Kammern vorgesehen ist . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Kammer einer Vakuumprozessieranlage mittels jeweils eines Kammergehäuses bereitgestellt sein oder werden. Allerdings können in einem Kammergehäuse auch mehrere Kammern bereitgestellt sein oder werden. Ferner können mehrere Kammergehäuse zu einer
gemeinsamen Vakuumkammer (oder auch als
Vakuumprozessieranlage bezeichnet) verbunden sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Kammer einer Vakuumprozessieranlage mittels jeweils eines Kammergehäuses bereitgestellt werden, wobei das Kammergehäuse mindestens eine Deckelöffnung aufweist, wobei die mindestens eine Deckelöffnung mittels eines passenden Kammerdeckels vakuumdicht verschlossen werden kann. An dem Kammerdeckel kann beispielsweise eine Prozessiervorrichtung (z.B. eine Beschichtungsquelle, z.B. ein Magnetron) montiert sein, wobei die Prozessiervorrichtung beim Verschließen des
Kammergehäuses mittels des Kammerdeckels innerhalb der Kammer gehalten werden kann.
Die Kammern einer Vakuumprozessieranlage können
beispielsweise direkt evakuiert werden, indem eine
Vakuumpumpe an das Kammergehäuse angekuppelt wird, welche dann direkt in die Kammer zugreift. Ferner können zumindest einige Kammern einer Vakuumprozessieranlage indirekt
evakuiert werden, d.h. beispielsweise aus benachbarten direkt evakuierten Kammern mit evakuiert werden, z.B. mittels
Durchgangsöffnungen in den Kammerwänden bzw. Schottwänden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel eine Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche hindurch die Kammer direkt evakuiert werden kann, wenn der Kammerdeckel die entsprechende Deckelöffnung des Kammergehäuses
vakuumdicht abdichtet, d.h. anschaulich wenn der Kammerdeckel auf das Kammergehäuse aufgelegt ist. Alternativ zu dem Kammerdeckel kann das Kammergehäuse eine fest mit dem restlichen Kammergehäuse verbundene Kammerwand aufweisen. Beispielsweise kann ein Kammergehäuse im
Wesentlichen eine obere und eine untere Kammerwand, zwei seitliche Kammerwände parallel zur Transportrichtung und zwei seitliche Kammerwände senkrecht zur Transportrichtung (auch als Schottwände bezeichnet) aufweisen. In der oberen
Kammerwand kann eine Deckelöffnung bereitgestellt sein oder werden. Ferner kann auch in einer seitlichen Kammerwand parallel zur Transportrichtung eine Deckelöffnung
bereitgestellt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine
Gasseparationskammer bereitgestellt, welche es ermöglicht, zwei an die Gasseparationskammer angrenzende Kammern wirksam voneinander zu separieren (bezüglich einer Gasseparation) , ohne dass der Substrattransport beeinträchtigt wird.
Beispielsweise können kontinuierlich Substrate durch die Gasseparationskammer hindurch transportiert werden und gleichzeitig ein Austausch von Gas durch die
Gasseparationskammer hindurch (entlang der Transportrichtung für das Substrat) begrenzt werden. Anschaulich kann eine Ausbreitung von Gasteilchen entlang der Transportrichtung oder entgegen der Transportrichtung gehemmt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine
Vakuumpumpenanordnung bereitgesellt, welche eine effiziente Gasseparation in dem Zugriffbereich einer Turbomolekularpumpe ermöglicht. Beispielsweise wurde erkannt, dass eine
Turbomolekularpumpe im Bereich des Rotors, z.B. über der Rotornabe, an welcher die Schaufelblätter montiert sind, im Wesentlichen keine Pumpleistung aufweist. Somit kann dieser Bereich nahe der Turbomolekularpumpe herkömmlicherweise nicht oder nur unzureichend zu einer Gasseparation beitragen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Turbomolekularpumpe derart relativ zu einer Gasseparationsstruktur, welche in einer Kammer montiert sein kann, angeordnet sein, dass das Sauvermögen (oder die
Pumpleistung) der Turbomolekularpumpe auf die beiden Bereiche aufgeteilt wird, welche die Gasseparationsstruktur in der Kammer voneinander gassepariert. Beispielsweise kann eine Turbomolekularpumpe derart relativ zu einem
Gasseparationsblech oder einem anderen Gasseparationselement, welches in einer Kammer montiert sein kann, angeordnet sein, dass das Sauvermögen (oder die Pumpleistung) der
Turbomolekularpumpe auf die beiden Bereiche aufgeteilt wird, welche das Gasseparationsblech in der Kammer voneinander gassepariert. In diesem Fall kann jedoch herkömmlicherweise durch den Bereich nahe der Rotornabe hindurch ein
Gasaustausch stattfinden. Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen wird dieser Gasaustausch dadurch reduziert, dass ein Gasseparationsspalt zu der (bzw. mit der) Rotornabe gebildet wird. Eine Gasseparationsstruktur kann auch als Gasseparationselement bezeichnet sein oder werden, oder ein Gasseparationselement oder mehrere Gasseparationselemente aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Vakuumpumpenanordnung Folgendes aufweisen: eine
Turbomolekularpumpe mit einem drehbar gelagerten Rotor; und ein Abdeckelement, welches in einem Abstand zu dem Rotor derart eingerichtet und angeordnet ist, dass zwischen dem Rotor und dem Abdeckelement ein Gasseparationsspalt gebildet ist . Ein Gasseparationsspalt kann sich tunnelförmig entlang einer Richtung erstrecken, entlang der die Gasseparation erfolgen soll. Aufgrund der möglichst geringen Öffnungsweite des tunnelförmigen Gasseparationsspalts und der im Vergleich zur Öffnungsweite großen Länge des tunnelförmigen
Gasseparationsspalts kann eine effektive Gastrennung in einem Druckbereich von weniger als ungefähr 1 mbar erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rotor eine Rotornabe aufweisen, an welcher eine Vielzahl von
Rotorblättern befestigt sein kann. Das Saugvermögen der Turbomolekularpumpe kann im Bereich der Rotornabe
verschwindend gering sein. Anschaulich kann der freiliegende Abschnitt der Rotornabe flächig oder zumindest teilweise flächig sein, so dass mittels eines weiteren flächigen
Elements oder eines weiteren zumindest teilweise flächigen Elements ein Gasseparationspalt gebildet werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Vakuumpumpenanordnung Folgendes aufweisen: eine
Turbomolekularpumpe mit einem drehbar gelagerten Rotor; und ein Abdeckelement, welches in einem Abstand zu einer
Stirnfläche einer Rotornabe des Rotors derart eingerichtet und angeordnet ist, dass zwischen der Stirnfläche der
Rotornabe und dem Abdeckelement ein Gasseparationsspalt gebildet ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der
Gasseparationsspalt eine Spalthöhe von weniger als 10 mm aufweisen, z.B. eine Spalthöhe von weniger als 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm oder 1 mm. Anschaulich kann der Abstand möglichst gering sein, wobei jedoch
beispielsweise die Lauftoleranzen für den Rotor und die thermischen Ausdehnungen der beteiligten Bauelemente
berücksichtigt werden sollten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement plattenförmig sein und sich im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Rotors erstrecken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement ein Blech sein, z.B. mit einer Blechstärke in einem Bereich von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 5 mm. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement eine freiliegende Stirnfläche des Rotors in Richtung parallel zur Rotationsachse des Rotors vollständig abdecken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdeckelement kreisförmig (bzw. scheibenförmig) sein und einen Durchmesser von mehr als 50 mm aufweisen, beispielsweise einen
Durchmesser von mehr als 60 mm, 70 mm, 80 mm oder 90 mm, oder einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 150 mm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Stirnfläche des Rotors bzw. die Stirnfläche der Rotornabe des Rotors kreisförmig sein und einen Durchmesser von mehr als 50 mm aufweisen, beispielsweise einen Durchmesser von mehr als 60 mm, 70 mm, 80 mm oder 90 mm, oder einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 350 mm, z.B. einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 mm bis ungefähr 150 mm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Turbomolekularpumpe eine kreisförmige Ansaugöffnung (auch als Pumpzugriffsöffnung bezeichnet) aufweisen, z.B. mit einem Durchmesser (z.B. Innendurchmesser) in einem Bereich von ungefähr 150 mm bis ungefähr 500 mm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 150 mm bis ungefähr 250 mm.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Durchmesser (z.B. Außendurchmesser) des Abdeckelements mehr als ein
Drittel des Durchmessers (z.B. Innendurchmessers) der
Ansaugöffnung der Turbomolekularpumpe betragen. Somit kann beispielsweise eine ausreichende Gasseparationswirkung erreicht werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Vakuumpumpenanordnung ferner ein Ringelement aufweisen, welches an der Turbomolekularpumpe lösbar befestigt ist. Ferner kann die VakuumpumpenanOrdnung ein Verbindungselement aufweisen, mittels welchem das Abdeckelement an dem
Ringelement befestigt sein kann oder werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das
Verbindungselement plattenförmig sein und sich parallel zur Rotationsachse des Rotors erstrecken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Rotor mehrere Rotorblätter aufweisen, wobei das Verbindungselement in einem Abstand von weniger als 10 mm zu den mehreren Rotorblättern angeordnet ist, z.B. in einem Abstand von weniger als 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm oder 1 mm.
Anschaulich kann der Abstand möglichst gering sein, wobei jedoch beispielsweise die Lauftoleranzen für die Rotorblätter des Rotors und die thermischen Ausdehnungen der beteiligten Bauelemente berücksichtigt werden sollten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B.
plattenförmige) Verbindungselement in Richtung der
Rotationsachse des Rotors eine Ausdehnung von mehr als 30 mm aufweisen. Anschaulich kann sich das Verbindungselement beim Montieren der Turbomolekularpumpe an einer Pumpöffnung in diese hinein erstrecken und eine Gasseparation bzw. eine Aufteilung der Saugleistung ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Vakuumkammeranordnung Folgendes aufweisen: ein Kammergehäuse; ein (z.B. plattenförmiges ) Gasseparationselement (z.B. ein Gasseparationsblech) , welches sich in dem Kammergehäuse erstreckt, eine an das Kammergehäuse gekuppelte
Vakuumpumpenanordnung (z.B. mit einer Turbomolekularpumpe mit mindestens einem drehbar gelagerten Rotor und einem
Abdeckelement, welches in einem Abstand zu dem Rotor derart angeordnet ist, dass zwischen dem Rotor und dem Abdeckelement ein Gasseparationsspalt bereitgestellt ist) , wobei das
Abdeckelement der Vakuumpumpenanordnung und das Gasseparationselement derart miteinander gekuppelt oder verbunden sind, dass ein erster Bereich in dem Kammergehäuse und ein zweiter Bereich in dem Kammergehäuse mittels des Abdeckelements und des Gasseparationselements voneinander gassepariert sind.
In dem Fall, dass ein Verbindungselement verwendet wird, kann auch dieses zur Gasseparation bereitragen, z.B. anschaulich als Verlängerung des Gasseparationselernents .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine herkömmliche Gasseparationskammer in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 2A einen Kammerdeckel gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht oder einer schematischen Querschnittsansicht;
Figur 2B einen Kammerdeckel gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen
Querschnittsansicht ;
Figur 3A und Figur 3B jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 4A eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen
Querschnittsansicht ;
Figur 4B einen Kammerdeckel oder eine Gasseparationskammer mit Kammerdeckel jeweils gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht oder einer schematischen Querschnittsansicht;
Figur 5A und Figur 5B jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 6A und Figur 6B jeweils einen Kammerdeckel gemäß
verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Draufsicht oder einer schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 7 einen Kammerdeckel oder eine Gasseparationskammer mit
Kammerdeckel jeweils gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen Draufsicht oder einer schematischen Querschnittsansicht;
Figur 8A und Figur 8B jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 9A und Figur 9B jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 10 eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen
Ausführungsformen in einer schematischen
Querschnittsansicht ;
Figur IIA bis Figur HC jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 12A und Figur 12B jeweils eine Gasseparationskammer gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht ; Figur 13 veranschaulicht eine Vakuumkammeranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer
schematischen Querschnittsansicht ;
Figur 14 eine Vakuumpumpenanordnung in einer schematischen
Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen
Ausführungsformen;
Figur 15 eine Vakuumpumpenanordnung in einer schematischen
Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen
Ausführungsformen;
Figur 16 eine Vakuumkammeranordnung in einer schematischen
Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen
Ausführungsformen; und
Figur 17 eine Vakuumpumpenanordnung in einer schematischen
Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen
Ausführungsformen .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und i auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin
beschriebene Vakuumpumpenanordnung mit Vakuumanlagen
verwendet werden, in denen mittels Leitblechen (auch als Gasseparationselemente bezeichnet) das Saugvermögen von
Turbomolekularpumpen aufgeteilt wird.
Mit der Aufteilung des Saugvermögens geht einher, dass in bestimmten Anwendungsfällen eine entsprechende Anforderung an die Gastrennung genügt wird, z.B. um reaktive Gase von rein metallischen Prozessen fern zu halten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Anordnung zur effizienten Gastrennung nahe der Turbomolekularpumpe
beschrieben, wobei gleichzeitig das Saugvermögen der
Turbomolekularpumpe erhalten bleibt. Somit kann
beispielsweise bei geringem Platz- und Ressourcenbedarf das Saugvermögen einer Turbomolekularpumpe mit geringen Verlusten auf zwei in gewissem Maße voneinander getrennte
Vakuumbereiche aufgeteilt werden und gleichzeitig können diese voneinander getrennten Vakuumbereiche mittels einer Gastrennung entkoppelt sein. Beispielsweise weisen Turbomolekularpumpen ein über ihre Ansaugfläche verteiltes Saugvermögen auf, welches im Bereich der Rotornabe quasi null sein kann. Durch eine entsprechende Abdeckung der Rotornabe, z.B. mittels einer dünnen Ronde, wird die Gastrennung verbessert, ohne das in beiden
Vakuumbereichen wirksame Saugvermögen der Turbomolekularpumpe zu beeinträchtigen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine
Turbomolekularpumpe bereitgestellt, welche eine Gasseparation in einer Vakuumprozessieranlage (auch als
Vakuumkammeranordnung bezeichnet) unterstützt. Beispielsweise kann eine Beschichtung von Substraten mit Lagen
unterschiedlicher Zusammensetzung (z.B. unterschiedlicher Materialien oder unterschiedlicher Stöchiometrie)
verschiedene Prozessbedingungen in den jeweiligen
Prozessierbereichen (z.B. in einem ersten Prozessierbereiche ein Ar/ 2 Gasgemisch und in einem zweiten Prozessierbereiche ein Ar/02 Gasgemisch) und damit verbunden eine wirkungsvolle gastechnische Trennung der Prozessierbereiche voneinander erfordern, so dass ein Vermischen der sich voneinander unterscheidenden Gasgemische verringert sein kann.
Dazu kann eine zusätzliche Kammer zwischen sich voneinander unterscheidenden Prozessbedingungen angeordnet werden, z.B. zwischen zwei Prozesskammern, und als sogenannte
Gasseparationskammer eingerichtet sein oder werden, mittels derer eine Vermischung der Gasgemische verschiedener
Prozesskammern, bzw. ein Austausch von Gas zwischen zwei Prozesskammern, reduziert werden kann.
Eine Gasseparationskammer kann gemäß verschiedenen
Ausführungsformen einen Gasseparationsspalt oder mehrere Gasseparationsspalte (auch als Gasseparationskanal oder Gastrennkanal bezeichnet) aufweisen. Anschaulich erhöhen die geometrischen Abmessungen (z.B. die Querschnittsfläche des Gasseparationsspalts) und die geometrische Form des Gasseparationsspalts den Strömungswiderstand, welchen ein Gas überwinden muss, um durch den Gasseparationskanal hindurch zu gelangen. Ferner kann die Gasseparationskammer mit einer Pumpe (z.B. einer Hochvakuumpumpe, z.B. einer
Turbomolekularpumpe) verbunden sein, welche es ermöglicht, einen Teil des Gases aus dem Gasseparationskanal abzupumpen, um die Gasseparation der Gasseparationskammer zu erhöhen. Wird eine Pumpe verwendet, können die mittels der Pumpe abgepumpten Bereiche innerhalb der Gasseparationskammer mittels Gastrennwänden voneinander gassepariert sein, so dass ein Gasaustausch innerhalb der Gasseparationskammer zwischen den gasseparierten Bereichen reduziert werden kann. Die
Überlagerung aller zur Gasseparation beitragenden Prozesse kann durch den (Gas- ) Leitwert des Gasseparationsspalts, bzw. der Gasseparationskammer, ausgedrückt werden, welcher umso kleiner ist, desto größer die Gasseparation ist.
Die Gasseparation beschreibt anschaulich einen Unterschied im Gasdruck oder in der Gaszusammensetzung zwischen
vakuumtechnisch miteinander verbundenen Bereichen (z.B.
gasseparierten Bereichen). Die Bauelemente (z.B. die Teile einer Gasseparationsstruktur) , welche zur Gasseparation beitragen, können derart eingerichtet sein, dass der
Unterschied im Gasdruck oder in der Gaszusammensetzung zwischen vakuumtechnisch miteinander verbundenen Bereichen (und gasseparierten Bereichen) aufrecht erhalten werden kann. Mit anderen Worten kann ein Gasaustausch zwischen
vakuumtechnisch miteinander verbundenen und voneinander gasseparierten Bereichen verringert werden, z.B. je größer die Gasseparation zwischen den Bereichen ist.
Damit das Innere der Gasseparationskammer gewartet werden kann, kann die Gasseparationskammer einen abnehmbaren
Kammerdeckel aufweisen, welcher es ermöglicht, die
Gasseparationskammer zu öffnen. Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen kann der Kammerdeckel derart eingerichtet sein, dass eine Pumpe zum Abpumpen der Gasseparationskammer daran befestigt werden kann. Mit anderen Worten kann der Kammerdeckel als sogenannter Pumpdeckel eingerichtet sein. Dazu kann der Kammerdeckel eine entsprechende
Anschlussöffnung für die Pumpe aufweisen, durch welche hindurch das Innere der Gasseparationskammer abgepumpt werden kann. Ein solcher Kammerdeckel kann anschaulich als
sogenannter Pumpdeckel eingerichtet sein.
Fig.l veranschaulicht eine herkömmliche Gasseparationskammer 50 in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene welche quer zu einer Transportrichtung verläuft, entlang derer ein Substrat 306 durch die
Gasseparationskammer 50 hindurch transportiert werden kann. Herkömmliche Gasseparationskammern 50 und/oder mit
herkömmlichen Kammerdeckeln ausgestattete
Gasseparationskammern werden bisher in lediglich zwei
(gas ) separierte Teilvolumina 51, 53 (erste Pumpstufe 51 und zweite Pumpstufe 53) unterteilt. Die separierten Teilvolumina 51, 53 sind mit einem Gasseparationskanal 55 verbunden, so dass dieser zweistufig aktiv abgepumpt werden kann.
Zum Abpumpen wird an jedes Teilvolumen 51, 53 mindestens eine Hochvakuumpumpe (TMP) angeschlossen. Jede der angeschlossenen Hochvakuumpumpen versorgt dabei genau eines der Teilvolumen 51, 53 mit Vakuum. Mit anderen Worten pumpt jede der
angeschlossenen Hochvakuumpumpen genau eines der Teilvolumen 51, 53 ab. Werden mehr als zwei Pumpstufen 51, 53 benötigt, werden bisher mehrere herkömmliche Gasseparationskammern 50 in Reihe hintereinander geschaltet, so dass deren Gasseparationskanäle 55 miteinander verbunden sind. Fig.2A veranschaulicht einen Kammerdeckel 100 gemäß
verschiedenen Ausführungsformen in einer Draufsicht (aus einer Richtung 105) oder einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 107 (vergleiche beispielsweise Fig.2B).
Der Kammerdeckel 100 kann eine Grundplatte 102 aufweisen, z.B. eine Metallplatte 102, z.B. eine Stahlplatte 102. Der Kammerdeckel 100 (bzw. die Grundplatte 102) kann im
Wesentlichen entlang einer Kammerdeckel-Ebene erstreckt sein. Im Wesentlichen entlang der Kammerdeckel-Ebene erstreckt kann derart verstanden werden, dass eine Ausdehnung des
Kammerdeckels entlang der Kammerdeckel-Ebene deutlich größer ist als eine Ausdehnung des Kammerdeckels senkrecht zu der Kammerdeckel-Ebene. Beispielsweise kann der Kammerdeckel plattenförmig sein, leicht gekrümmt sein oder Unebenheiten aufweisen. Ferner kann der Kammerdeckel Anschlüsse zum
Betreiben des Kammerdeckels oder eine Versteifungsstruktur zum Versteifen des Kammerdeckels aufweisen, welche aus der Kammerdeckel-Ebene herausragen können.
Die Grundplatte 102 kann von einer Durchgangsöffnung 106a (Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung 106a) durchdrungen sein, welche Teil eines Hochvakuumpumpen-Anschlusses 126 sein kann.
Die Durchgangsöffnung 106a kann eine Ausdehnung 116d (z.B. einen Durchmesser 116d) aufweisen. Die Durchgangsöffnung 106a kann eine Axialrichtung definieren, welche quer zu deren Durchmesser 116d verlaufen kann. Die Axialrichtung kann beispielsweise quer zu der von der Richtung 103 und der
Richtung 101 aufgespannten Ebene (Kammerdeckel-Ebene)
verlaufen . In der Durchgangsöffnung 106a kann ein Blech 110
(Trennelement 110), z.B. ein Metallblech 110, z.B. ein
Stahlblech 110 oder ein Aluminiumblech 110 angeordnet sein. Das Blech 110 kann quer zur Kammerdeckel-Ebene erstreckt (z.B. längserstreckt) sein (z.B. in Richtung 105).
Beispielsweise kann das Blech 110 plattenförmig sein. Ferner kann das Blech 110 an die Grundplatte 102 (mit anderen Worten an die Umfangswandung der Durchgangsöffnung 106a) angrenzen. Die Umfangswandung der Durchgangsöffnung 106a kann eine die Durchgangsöffnung 106a (z.B. in der Kammerdeckel-Ebene) begrenzende Wand der Grundplatte 102 aufweisen. Das Blech 110 kann in der Durchgangsöffnung 106a befestigt sein, z.B. kann das Blech 110 geklemmt sein oder werden. Dazu kann das Blech 110 beispielsweise mit einer Kraft gegen die Grundplatte 102 pressen. Zum Klemmen des Blechs 110 kann beispielsweise ein elastisch verformbares Blech 110 verwendet werden. Dieses kann leicht gekrümmt in der Durchgangsöffnung 106a angeordnet werden, wobei das Blech 110 beim Einnehmen seiner Ursprungsform mit der Kraft gegen die Grundplatte 102 presst . Alternativ kann das Blech 110 nicht lösbar (dauerhaft) an der Grundplatte 102 befestigt sein oder werden, z.B. kann das Blech 110 mit der Grundplatte 102 verbunden, z.B.
verschweißt, sein oder werden. Dazu kann das Blech 110 eine Länge entlang dessen Längserstreckung (bzw. quer zu der
Axialrichtung) aufweisen, welche im Wesentlichen dem
Durchmesser 116d der Durchgangsöffnung 106a entspricht.
Alternativ kann das Blech 110 auf jede andere Art an der Grundplatte 102 befestigt und/oder mit der Grundplatte 102 verbunden sein oder werden, z.B. mittels Schraubens, Klebens oder Lötens .
Das Blech 110 kann die Durchgangsöffnung 106a in einen ersten Öffnungsbereich 113a und einen zweiten Öffnungsbereich 113b separieren (aufteilen) . Somit kann erreicht werden, dass eine an den Hochvakuumpumpen-Anschluss 126 angeschlossene
Hochvakuumpumpe sowohl durch den ersten Öffnungsbereich 113a, als auch den zweiten Öffnungsbereich 113b hindurch abpumpen kann. Anschaulich wird das mittels der Hochvakuumpumpe bereitgestellte Saugvermögen auf den ersten Öffnungsbereich 113a und den zweiten Öffnungsbereich 113b aufgeteilt. Damit das Blech 110 möglichst wenig Querschnittsfläche (in Kammerdeckel-Ebene) der Durchgangsöffnung 106a einnimmt, kann das Blech 110 eine geringe Dicke (Materialstärke quer zur Längserstreckung des Blechs, z.B. in Richtung 101) aufweisen. Beispielsweise kann das Blech 110 eine Dicke von weniger als ungefähr 2 cm aufweisen, z.B. weniger als ungefähr 1 cm, z.B. weniger als ungefähr 0,5 cm. Umso geringer die Dicke des Blechs 110 ist, desto größer kann einerseits die
Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a sein, welche abzüglich des Blechs 110 verbleibt (verbleibende
Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a) und damit verbunden andererseits das mittels der Hochvakuumpumpe durch die Durchgangsöffnung 106a hindurch bereitgestellte
Saugvermögen sein.
Die verbleibende Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a kann von der Querschnittsfläche des ersten
Öffnungsbereich 113a und der Querschnittsfläche des zweiten Öffnungsbereich 113b definiert sein, z.B. deren Summe.
Beispielsweise kann die verbleibende Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a größer sein als ungefähr 80% der
Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a, z.B. größer als 90% der Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 106a. Fig.2B veranschaulicht einen Kammerdeckel 100 gemäß
verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109 (vergleiche beispielsweise Fig.2A). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Blech 110 entlang der Axialrichtung (z.B. entlang Richtung 105)
erstreckt sein. Beispielsweise kann das Blech 110 eine
Ausdehnung entlang der Axialrichtung (quer zur Kammerdeckel- Ebene) aufweisen, welche einer Dicke 102d der Grundplatte 102 in Axialrichtung entspricht. Damit kann erreicht werden, dass eine Hochvakuumpumpe bündig auf dem Kammerdeckel 100 (bzw. der Grundplatte 102) angeordnet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Blech 110 eine Ausdehnung entlang der Axialrichtung aufweisen, welche größer ist als die Dicke 102d der Grundplatte 102. Ein solches Blech 110 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass das Blech 110 in eine Hochvakuumpumpe hinein ragen kann, z.B. wenn das Blech 110 an der Grundplatte 102 befestigt ist.
Fig.3A veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. den in Fig.2A gezeigten Kammerdeckel 100) in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer
Schnittebene 109 (entlang der von Richtung 101 und Richtung 105 aufgespannten Ebene, z.B. quer zur Kammerdeckel-Ebene).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer 300 ein Kammergehäuse 104 mit einer Kammeröffnung 104o aufweisen. Ferner kann die
Gasseparationskammer 300 ein sich von der Kammeröffnung 104o aus in das Kammergehäuse 104 erstreckendes Flächenelement 112 (z.B. ein Wandelement 112) aufweisen, welches einen ersten Bereich lila von einem zweiten Bereich 111b gassepariert. Mit anderen Worten kann das Flächenelement 112 (z.B. das
Wandelement 112) als Gastrennwand 112 eingerichtet sein. Das Flächenelement 112 (z.B. das Wandelement 112) kann
beispielsweise plattenförmig als Gasseparationsplatte 112 eingerichtet sein.
Das Flächenelement 112 (z.B. die Gastrennwand 112) kann ein Blech 112 (Gastrennblech 112) aufweisen, z.B. ein Metallblech 112, z.B. ein Stahlblech 112 oder eine Aluminiumblech 112. Alternativ zu der Gastrennwand 112 kann im Folgenden auch eine Folie und/oder ein Vlies verwendet werden. Die Gastrennwand 112 kann in dem Kammergehäuse 104 befestigt, z.B. mit dem Kammergehäuse 104 verbunden sein, z.B.
verschweißt, verklebt oder verlötet. Die Gastrennwand 112 kann alternativ lösbar in dem Kammergehäuse 104 befestigt sein, z.B. geklemmt oder formschlüssig in einer dazu
passenden Nut in dem Kammergehäuse 104. Beispielsweise kann die Gastrennwand 112 ein an dem Kammergehäuse 104
verschweißtes Metallblech 112 aufweisen.
Die Gastrennwand 112 kann derart eingerichtet, z.B.
angeordnet und geformt, sein, dass dieses an das Trennelement 110 angrenzt, wenn der Kammerdeckel 100 in der Kammeröffnung 104o aufgenommen ist (aufgesetzter Kammerdeckel 100). Damit kann erreicht werden, dass der erste Bereich lila durch den ersten Öffnungsbereich 113a hindurch und der zweite Bereich 111b durch den zweiten Öffnungsbereich 113b hindurch
abpumpbar ist, z.B. mittels einer an den Hochvakuumpumpe- Anschluss 126 angeschlossenen Hochvakuumpumpe.
Damit kann anschaulich ferner erreicht werden, dass möglichst wenig Gas zwischen dem ersten Bereich lila und dem zweiten Bereich 111b ausgetauscht wird (z.B. durch die
Hochvakuumpumpe-Anschlussöffnung 106a hindurch). Anschaulich wurde erkannt, dass die Erhöhung der Gasseparation zwischen dem ersten Bereich lila und dem zweiten Bereich 111b mittels des Trennelements 110 größer ist als eine Verringerung der Gasseparation aufgrund eines damit verbundenen Verlustes an Querschnittfläche, durch welche eine angeschlossene
Hochvakuumpumpe hindurch abpumpen kann.
Fig.3B veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen mit einem Kammerdeckel 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. quer zu der Schnittebene 109 (z.B. entlang der von Richtung 101 und
Richtung 105 aufgespannten Ebene, z.B. quer zur Kammerdeckel- Ebene) . Die Gastrennwand 112 kann sich entlang deren Längserstreckung durch das gesamte Kammergehäuse 104 hindurch erstrecken, so dass zwei gegenüberliegende Endabschnitte der Gastrennwand 112 an das Kammergehäuse 104 angrenzen. Ferner können die Gastrennwand 112 und der Kammerdeckel 100 passend zueinander eingerichtet, z.B. geformt, sein, so dass diese
aneinandergrenzen, wenn der Kammerdeckel 100 in der
Kammeröffnung 104o aufgenommen ist. Beispielsweise kann ein Spalt zwischen der Gastrennwand 112 und dem Kammerdeckel 100 möglichst klein sein, wenn der Kammerdeckel 100 in der
Kammeröffnung 104o aufgenommen ist. Ferner kann zwischen der Gastrennwand 112 und dem Kammerdeckel 100 eine
Dichtungsstruktur (z.B. eine Gummidichtung) angeordnet sein, welche den Spalt abdichtet.
Fig.4A veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. den in Fig.2A gezeigten Kammerdeckel 100) in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer
Schnittebene 109 (entlang der von Richtung 101 und Richtung 105 aufgespannten Ebene, z.B. quer zur Kammerdeckel-Ebene) . Die Gasseparationskammer 300 kann eine Gasseparationsstruktur 312 aufweisen, welche mehrere Bereiche lila, 111b voneinander gassepariert. Die vorangehend beschriebene Gastrennwand 112 kann Teil der Gasseparationsstruktur 312 sein. Ferner kann das vorangehend beschriebene Trennelement 110 Teil der
Gasseparationsstruktur 312 sein, wenn der Kammerdeckel 100 in der Kammeröffnung 104o aufgenommen ist.
Anschaulich können die Teile der Gasseparationsstruktur 312 in Wechselwirkung zueinander stehen und gemeinsam (z.B.
zusammengefügt) eine Gasseparation bewirken, so dass mittels der Gasseparationsstruktur 312 ein Kammergehäuse 104 als Gasseparationskammer 300 betrieben werden kann. Zum Betreiben des Kammergehäuses 104 als Gasseparationskammer 300 kann ferner ein geeigneter Kammerdeckel 100 (z.B. ein Kammerdeckel 100 gemäß der vorangehenden Beschreibung) benötigt werden. Das Kammergehäuse 104 der Gasseparationskammer 300 kann eine erste Verbindungsöffnung 302 und eine zweite
Verbindungsöffnung 304 (zwei Verbindungsöffnungen 302, 304) aufweisen. Die zwei Verbindungsöffnungen 302, 304 können zum Verbinden der Gasseparationskammer 300 mit weiteren (z.B. an die Gasseparationskammer 300 angrenzenden) Kammern einer Vakuumprozessieranlage, z.B. einer Vakuumbeschichtungsanlage, z.B. einer In-Line-Prozessieranlage, eingerichtet sein.
Anschaulich kann die Gasseparationskammer 300 zwischen zwei Kammern, welche an die Gasseparationskammer 300 angrenzen, angeordnet sein oder werden, wobei die zwei Kammern jeweils mittels der Verbindungsöffnungen 302, 304 durch die
Gasseparationskammer 300 hindurch miteinander verbunden sein können .
Anschaulich kann mittels Verbindens der Gasseparationskammer 300 mit angrenzenden Kammern der Vakuumprozessieranlage ein gemeinsames Vakuumsystem der Vakuumprozessieranlage gebildet werden (mit anderen Worten die Gasseparationskammer 300 an das gemeinsame Vakuumsystem angeschlossen werden) . In dem gemeinsamen Vakuumsystem kann beispielsweise ein Substrat 306 transportiert und prozessiert werden, z.B. mittels geeigneter Prozesskammern. Das gemeinsame Vakuumsystem kann die dazu notwendigen Prozessbedingungen zu Prozessieren des Substrats 306 bereitstellen, z.B. einen Umgebungsdruck oder eine
Gas Zusammensetzung .
Zum Transportieren eines Substrats 306 in die
Gasseparationskammer 300 hinein (z.B. aus einer ersten angrenzenden Kammer), zum Transportieren des Substrats 306 (Carrier 306) aus der Gasseparationskammer 300 heraus (z.B. in eine zweite angrenzende Kammer) oder zum Transportieren des Substrats 306 in der Gasseparationskammer 300 kann die Gasseparationskammer 300 ein Transportsystem 324 aufweisen. Das Transportsystem 324 kann beispielsweise mehrere
Transportrollen 324r aufweisen, auf denen das Substrat 306 entlang einer Transportebene 301 transportiert werden kann. Mit anderen Worten kann das Transportsystem 324 die
Transportebene 301 definieren, in der das Substrat 306 mittels des Transportsystems 324 transportiert werden kann. Beispielsweise kann das Substrat 306 entlang einer
Transportrichtung (z.B. entlang Richtung 101) transportiert werden (oder alternativ entgegen Richtung 101) .
Das Substrat 306 kann beispielsweise aus der ersten
angrenzenden Kammer durch die erste Verbindungsöffnung 302 hindurch in die Gasseparationskammer 300 hinein transportiert werden und anschließend durch die zweite Verbindungsöffnung 304 hindurch aus der Gasseparationskammer 300 heraus in die zweite angrenzende Kammer.
Anschaulich können die zwei Verbindungsöffnungen 302, 304 als Substrat-Transfer-Öffnung 302, 304 eingerichtet sein, so dass ein Substrat 306 durch die zwei Verbindungsöffnungen 302, 304 hindurch transportiert werden kann.
Die Gasseparationsstruktur 312 kann ferner ein weiteres
Flächenelement 322, z.B. eine Kanalwand 322 (weiteres
Wandelement 322), aufweisen, welche einen Gasseparationskanal 311 (Gastrennkanal 311) begrenzen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kanalwand 322 derart eingerichtet sein (z.B. angeordnet und ausgebildet), dass diese zusammen mit dem Kammergehäuse 104 den Gasseparationskanal 311 begrenzt. Der Gasseparationskanal 311 kann sich derart zwischen den zwei Verbindungsöffnungen 302, 304 erstrecken, dass ein Substrat 306 mittels des Transportsystems 324 durch den Gasseparationskanal 311 (Substratkanal 311) hindurch transportiert werden kann.
Alternativ zu der Kanalwand 322 kann im Folgenden auch eine Folie und/oder ein Vlies verwendet werden. Anschaulich kann das Innere des Gasseparationskanals 311 einen mittels der Kanalwand 322 von dem ersten Bereich lila und von dem zweiten Bereich 111b gasseparierten Bereich 311 (Substrattransportbereich 311) bilden. Mit anderen Worten kann die Kanalwand 322 als Gastrennwand 322 wirken. Mittels des Gasseparationskanals 311 kann ein Austausch von Gas zwischen der ersten angrenzenden Kammer und der zweiten angrenzenden Kammer verringert werden. Mit anderen Worten kann der Gasseparationskanal 311 die Gasseparation der
Gasseparationskammer 300 erhöhen.
Die Kanalwand 322 kann von einer ersten Durchgangsöffnung 312a durchdrungen sein, welche an den ersten Bereich lila angrenzt. Damit kann erreicht werden, dass der
Gasseparationskanal 311 durch die erste Durchgangsöffnung 312a hindurch abgepumpt werden kann, z.B. durch den ersten Öffnungsbereich 113a hindurch.
Analog kann die Kanalwand 322 von einer zweiten
Durchgangsöffnung 312b durchdrungen sein, welche an den zweiten Bereich 111b angrenzt. Damit kann erreicht werden, dass der Gasseparationskanal 311 durch die zweite
Durchgangsöffnung 312b hindurch abgepumpt werden kann, z.B. durch den zweiten Öffnungsbereich 113b hindurch.
Die Gasseparationskammer 300 kann einen Volumenkörper 324v oder mehrere Volumenkörper 324v aufweisen, welche/r in dem Gasseparationskanal 311 angeordnet ist/sind. Beispielsweise können die Volumenkörper 324v als Hohlkörper ausgebildet sein, deren Inneres gegenüber dem Äußeren vakuumdicht abgeschlossen ist. Ein solcher Volumenkörper 324v kann beispielsweise zwischen zwei Transportrollen 324r angeordnet sein . Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass ein Volumen in der Gasseparationskammer 300 (z.B. in dem
Gasseparationskanal 311), welches abgepumpt wird zum Bereitstellen eines Vakuums innerhalb der
Gasseparationskammer 300 (bzw. des Gasseparationskanals 311), verringert werden kann, z.B. um das Volumen welches ein
Volumenkörper 324v verdrängt. Umso geringer das Volumen ist, welches abgepumpt wird, desto schneller kann beispielsweise das Abpumpen des Kammergehäuses 104 erfolgen zum Herstellen von Prozessbereitschaft, z.B. nachdem das Kammergehäuse 104 belüftet wurde. Die Gasseparationskammer 300 kann eine Breite 404b entlang der Transportrichtung (z.B. entlang Richtung 101) aufweisen, welche kleiner ist als die Länge der Gasseparationskammer 300 quer zur Transportrichtung. Fig . 4B veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 oder einen Kammerdeckel 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen jeweils in einer Draufsicht (aus einer Richtung 105) oder einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 107 (vergleiche beispielsweise Fig.2B oder
Fig.4A) .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Trennsteg 110 (Trennelement 110) in die Grundplatte 102 integriert sein, z.B. kann der Trennsteg 110 ein Teil der Grundplatte 102 sein, z.B. kann der Trennsteg 110 als monolithisch mit der Grundplatte 102 verbundener Steg 110 ausgebildet sein.
Dazu können zwei Öffnungsbereiche 113a, 113b separat in die Grundplatte 102 getrieben, z.B. gefräst oder gebohrt, sein oder werden. Die Öffnungsbereiche 113a, 113b können derart eingerichtet (z.B. geformt und angeordnet) sein, dass eine an den Hochvakuumpumpe-Anschluss 126 angeschlossene
Hochvakuumpumpe durch die zwei Öffnungsbereiche 113a, 113b hindurch abpumpen kann. Mit anderen Worten können die zwei Öffnungsbereiche 113a, 113b gemeinsam als Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung 106a wirken, welche gemeinsam quer zu dem Trennsteg 110 (bzw. zur Längserstreckung des Trennstegs 110) einen Durchmesser 116d der Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung 106a definieren können.
Wie in Fig.4B dargestellt ist, kann eine die zwei
Öffnungsbereiche 113a, 113b in der Kammer-Ebene begrenzende Umfangswandung im Wesentlichen (ausgenommen des Trennstegs 110) kreisförmig sein. Mit anderen Worten können die zwei Öffnungsbereiche 113a, 113b im Wesentlichen eine gemeinsame kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen. Beispielsweise kann die Ausdehnung dem Durchmesser eines Umkreises
entsprechen, welcher alle gemeinsamen Durchgangsöffnungen (bzw. alle Öffnungsbereiche) einer Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung umgibt. Fig.5A veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu der in Fig.3A und Fig.4A gezeigten Anordnung) in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109 (entlang der von Richtung 101 und Richtung 105 aufgespannten Ebene, z.B. quer zur Kammerdeckel- Ebene) .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in der
Durchgangsöffnung 106a ein weiteres Trennelement 410 (zweites Trennelement 410) angeordnet sein, z.B. ein Trennsteg 410 oder ein Blech 410, analog zur vorangehenden Beschreibung. Mittels des weiteren Trennelements 410 kann die
Durchgangsöffnung 106a in einen dritten Öffnungsbereich 113c separiert werden. Das weitere Trennelement 410 kann
beispielsweise zwischen dem zweiten Öffnungsbereich 113b und dem dritten Öffnungsbereich 113c erstreckt sein. Das
vorangehend beschriebene Trennelement 110 (erstes
Trennelement 110) kann zwischen dem zweiten Öffnungsbereich 113b und dem ersten Öffnungsbereich 113a erstreckt sein. Das zweite Trennelement 410 kann Teil der Gasseparationsstruktur 312 sein. Passend zu dem zweiten Trennelement 410 kann in dem
Kammergehäuse 104 eine weitere Gastrennwand 412 (zweite
Gastrennwand 412) erstreckt sein. Die zweite Gastrennwand 412 kann analog zu der vorangehend beschriebenen Gastrennwand 112 (erste Gastrennwand 112) eingerichtet sein, z.B. angeordnet und geformt. Die zweite Gastrennwand 412 kann an das zweite Trennelement 410 angrenzen, wenn der Kammerdeckel 100 in der Kammeröffnung 104o aufgenommen ist. Die zweite Gastrennwand 412 kann einen dritten Bereich 111c von dem zweiten Bereich 111b gasseparieren. Die zweite Gastrennwand 412 kann Teil der Gasseparationsstruktur 312 sein.
Alternativ zu der zweiten Gastrennwand 412 kann im Folgenden auch eine Folie und/oder ein Vlies verwendet werden.
Fig.5B veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen mit einem in der
Kammeröffnung 104o aufgenommenem Kammerdeckel 100 (z.B.
analog zu der in Fig.3A und Fig.4A gezeigten Anordnung) in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109 (entlang der von Richtung 101 und Richtung 105 aufgespannten Ebene, z.B. quer zur Kammerdeckel-Ebene).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel 100 zusätzlich zu der vorangehend beschriebenen
Durchgangsöffnung 106a (erste Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung 106a) eine weitere Durchgangsöffnung 106b (zweite Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung 106b) aufweisen. Analog zu der vorangehenden Beschreibung kann in der weiteren Durchgangsöffnung 106b ein Trennelement 110 angeordnet sein (vereinfacht dargestellt) .
Passend dazu kann die Gasseparationsstruktur 312 drei
Gastrennwände 112 aufweisen, welche vier Bereiche lila, 111b, 111c, llld voneinander gasseparieren. Fig.6A und Fig.6B veranschaulichen einen Kammerdeckel 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Draufsicht (aus einer Richtung 105) oder einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 107 (vergleiche beispielsweise Fig.2B), mit mehreren
Trennelementen 110, analog zu Fig.2A.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können drei
Trennelemente 110 in der Durchgangsöffnung 106a angeordnet sein, so dass vier Öffnungsbereiche 113a, 113b, 113c, 113d voneinander gassepariert sind.
Die Querschnittsflächen der vier Öffnungsbereiche 113a, 113b, 113c, 113d können an eine Vorgabe (z.B. eine vorgegebenes Verhältnis der Querschnittsflächen zueinander oder eine vorgegebene Aufteilung des Saugvermögens) angepasst sein. Soll beispielsweise ein größeres Saugvermögen durch den ersten Öffnungsbereich 113a hindurch bereitgestellt sein oder werden, kann das Trennelement 110, welches den ersten
Öffnungsbereich 113a begrenzt, entsprechend versetzt werden, so dass die Querschnittsfläche des ersten Öffnungsbereichs 113a vergrößert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Querschnittsfläche des ersten Öffnungsbereichs 113a im
Wesentlichen der Querschnittsfläche des zweiten
Öffnungsbereichs 113b entsprechen. Analog dazu kann die
Querschnittsfläche des dritten Öffnungsbereichs 113c im
Wesentlichen der Querschnittsfläche des zweiten
Öffnungsbereichs 113c entsprechen. Dies ermöglicht
anschaulich ein gleichmäßiges Abpumpen.
Analog zum vorangehend Beschriebenen können die Trennelemente 110 jeweils ein Blech 110 aufweisen, wie in Fig.6A
dargestellt ist, oder einen Trennsteg 110 aufweisen, wie in Fig.6B dargestellt ist. Fig.7 veranschaulicht einen Kammerdeckel 100 oder eine
Gasseparationskammer 300 mit Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu Fig.2A, Fig.4B, Fig.6A oder Fig.6B) in einer schematischen Draufsicht, z.B. quer zur Kammerdeckel-Ebene oder einer
Querschnittsansicht, z.B. entlang der Kammerdeckel-Ebene
(entlang der von Richtung 101 und Richtung 105 aufgespannten Ebene), z.B. entlang einer Schnittebene 107.
Der Kammerdeckel 100, welcher sich im Wesentlichen in der Kammerdeckel-Ebene erstrecken kann, kann in eine erste
Richtung (Längserstreckung) längserstreckt sein und eine Länge 7021 entlang der ersten Richtung (entlang Richtung 103) aufweisen. Die erste Richtung kann entlang der Kammerdeckel- Ebene verlaufen. Mit anderen Worten kann der Kammerdeckel 100 entlang der Kammerdeckel-Ebene längserstreckt sein. Der
Kammerdeckel 100 kann quer zu der ersten Richtung (mit anderen Worten quer zu dessen Längserstreckung) eine Breite 702b (entlang Richtung 101) aufweisen, wobei die Breite 702b des Kammerdeckels 100 kleiner sein kann als die Länge 7021 des Kammerdeckels 100.
Die Breite des Kammerdeckels kann beispielsweise kleiner sein als ungefähr 75% der Länge (entlang der Längserstreckung) des Kammerdeckels, z.B. kleiner als ungefähr 50% der Länge des Kammerdeckels, z.B. kleiner als ungefähr 30% der Länge des Kammerdeckels. Die Länge des Kammerdeckels kann
beispielsweise größer sein als 1 m, z.B. größer sein als 2 m, z.B. größer sein als 3 m. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zwei
Durchgangsöffnungen 106a, 106c Teil einer ersten
Durchgangsöffnungs-Reihe 706a (ersten Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnungs-Reihe 706a) und zwei weitere
Durchgangsöffnungen 106b, 106d Teil einer zweiten
Durchgangsöffnungs-Reihe 706b (zweiten Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnungs-Reihe 706a) sein. An jede Durchgangsöffnung einer Durchgangsöffnungs-Reihe 706a, 706b kann eine Hochvakuumpumpe angeschlossen werden, welche analog dazu eine Hochvakuumpumpen-Reihe (Pumpreihe) bilden können. Die Pumpreihen können sich jeweils quer zur Transportrichtung erstrecken.
Die Durchgangsöffnungen der erste Durchgangsöffnungs-Reihe 706a können auf eine Projektionsebene projiziert einander überlappen, z.B. vollständig überlappen, wobei sich die
Projektionsebene quer zu der Kammerdeckelebene erstrecken kann. Beispielsweise kann die Projektionsebene quer zu einer Längserstreckung des Kammerdeckels 100 (in Richtung 103) verlaufen. Ist der Kammerdeckel 100 auf die
Gasseparationskammer 300 aufgesetzt, kann sich die
Projektionsebene entlang der Transportrichtung (Richtung 103) erstrecken .
Analog können die Durchgangsöffnungen jeder weiteren
Durchgangsöffnungs-Reihe auf die Projektionsebene projiziert einander überlappen.
In jeder Durchgangsöffnung der Durchgangsöffnungs-Reihen 706a, 706b können analog zum vorangehend Beschriebenen jeweils ein Trennelement 110 oder mehrere Trennelemente 110 angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein die erste Durchgangsöffnungs-Reihen 706a (analog die zweite
Durchgangsöffnungs-Reihen 706a) mehr als zwei
Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnungen 106a, 106c aufweisen, z.B. drei oder vier Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnungen.
Analog können die daran angeschlossene Pumpreihe drei oder vier Hochvakuumpumpen aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Kammerdeckel 100 mehr als zwei Durchgangsöffnungs-Reihen 706a, 706b aufweisen, z.B. drei, vier oder mehr als vier Durchgangsöffnungs-Reihen 706a, 706b. Analog können die daran angeschlossenen Hochvakuumpumpen drei, vier oder mehr als vier Pumpreihen bilden. Fig.8A veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu der in Fig.3A und Fig.4A gezeigten Anordnung) in einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109, wobei an den Kammerdeckel 100 eine Hochvakuumpumpe 804a, z.B. eine Turbomolekularpumpe (TMP), angeschlossen ist.
Der Hochvakuumpumpen-Anschluss 126 kann ein Rohr 802 (oder einen Rohransatz 802) aufweisen, welcher sich von der
Durchgangsöffnung 106a weg erstreckt. Das Trennelement 110 kann in das Rohr 802 hinein erstreckt sein, so dass ein
Abstand zwischen dem Trennelement 110 und der Hochvakuumpumpe 804a möglichst klein ist. Beispielsweise kann das
Trennelement 110 bis an ein Schutzgitter 814 (gestrichelt dargestellt) der Hochvakuumpumpe 804a heranreichen.
Mittels eines derartigen Kammerdeckels 100 können
beispielsweise zwei gasseparierte Bereiche lila, 111b einer herkömmlichen Gasseparationskammer mit einer geringeren
Anzahl von Hochvakuumpumpen abgepumpt werden. Dies kann
Kosten sparen, einen einfacheren Aufbau der
Gasseparationskammer ermöglichen und die Wirtschaftlichkeit leistungsfähigerer Hochvakuumpumpen ermöglichen.
Alternativ können zwei gasseparierte Bereiche lila, 111b einer Gasseparationskammer 300 mittels lediglich einer
Pumpreihe 806a (mehrere in einer Reihe angeordnete
Hochvakuumpumpen 804a) abgepumpt werden, was eine kleinere (z.B. kürzere) Gasseparationskammer ermöglicht.
Beispielsweise kann die Hochvakuumpumpe 804a Teil einer
Pumpreihe 806a sein. Fig.8B veranschaulicht eine Gasseparationskammer 300 mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu der in Fig.3A, Fig.4A und Fig.8A gezeigten Anordnung) in einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109, wobei an den Kammerdeckel 100 mehrere Hochvakuumpumpen 804a, 804b angeschlossen sind.
Die vorangehend beschriebene Hochvakuumpumpe 804a (erste Hochvakuumpumpe 804a) kann Teil einer ersten Pumpreihe 806a sein. Eine zweite Hochvakuumpumpe 804b kann Teil einer zweiten Pumpreihe 806b sein.
Die Gasseparationsstruktur 312 kann derart eingerichtet sein, dass vier Bereiche lila, 111b, 111c, llld voneinander
gassepariert sein können. Ferner kann jeder der vier Bereiche lila, 111b, 111c, llld durch jeweils eine Durchgangsöffnung in der Kanalwand 322 hindurch mit dem Gasseparationskanal 311 verbunden sein zum Abpumpen des Gasseparationskanals 311 (vierstufiger Pumpzugriff) .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kammerdeckel 100 ein Deckelgehäuse 904 zum Aufnehmen einer Hochvakuumpumpe 804a aufweisen. Analog dazu können die Hochvakuumpumpen 804a, 804b einer Pumpreihe 806a, 806b in einem Deckelgehäuse 904 angeordnet sein.
Fig.9A und Fig.9B veranschaulichen jeweils eine
Gasseparationskammer 300 mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu der beispielsweise in Fig.3A, Fig.4A, Fig.8A und Fig.8B gezeigten Anordnung) in einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109, wobei an den Kammerdeckel 100 mehrere Hochvakuumpumpen 804a, 804b angeschlossen sind. Wie vorangehend beschrieben ist, kann die
Gasseparationsstruktur 312 derart eingerichtet sein, z.B. mit mehreren Trennelementen 110 (vergleiche beispielsweise Fig.6A und Fig.6B) und mehreren Gastrennwänden 112, dass mehrere gasseparierte Bereiche bereitgestellt werden können (mit anderen Worten mehrere Pumpstufen), z.B. mehr als vier, z.B. mehr als zehn gasseparierte Bereiche (Pumpstufen) . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann durch die mehreren gasseparierten Bereiche hindurch der Gasseparationskanal 311 abgepumpt werden.
Fig.10 veranschaulichen jeweils eine Gasseparationskammer 300 in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. einem
Querschnitt entlang der Transportrichtung (Richtung 101).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trennelement 110 zumindest in die erste Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnung 106a hineinragen. Das Trennelement 110 kann beispielsweise in ein Rohr 1304 des Hochvakuumpumpen-Anschlusses 126
hineinragen und in dem Rohr 1304 und damit an dem
Kammerdeckel 100 befestigt sein. Ist das Trennelement 110 an dem Kammerdeckel 100 befestigt, kann dieser gemeinsam mit dem Kammerdeckel 100 von der
Gastrennwand 112 abnehmbar eingerichtet sein. Damit das
Trennelement 110 mit der Gastrennwand 112 gasdicht (z.B.
vakuumdicht) verbunden ist, wenn der Kammerdeckel 100 auf dem Kammergehäuse 104 aufliegt, bzw. in der Kammeröffnung 104o des Kammergehäuses 104 aufgenommen ist, kann zwischen dem Trennelement 110 und der Gastrennwand 112 eine
Dichtungsstruktur 112d angeordnet sein, welche einen Spalt zwischen dem Trennelement 110 und der Gastrennwand 112 abdichtet.
Die Dichtungsstruktur 112d kann beispielsweise eine
Gummidichtung aufweisen, z.B. eine Dichtlippe oder eine
Profildichtung. Dazu kann die Dichtungsstruktur 112d ein elastisches Material aufweisen, z.B. einen Kautschuk oder ein Silikon . Alternativ kann die Dichtungsstruktur 112d eine andere
Dichtung, z.B. eine Labyrinthdichtung oder eine Nut, welche einen dazu passenden Vorsprung umgreift, wenn der
Kammerdeckel 100 in der Kammeröffnung 104o aufgenommen ist.
Die Dichtungsstruktur 112d kann beispielsweise an dem
Trennelement 110 befestigt sein oder alternativ an der
Gastrennwand 112. Die Dichtungsstruktur 112d kann sich zumindest über eine Ausdehnung der Kammeröffnung 104o (quer zur Transportrichtung) , mit anderen Worten über eine Breite der Kammeröffnung 104o erstrecken, so dass diese den gesamten Spalt zwischen dem Trennelement 110 und der Gastrennwand 112 abdichtet . Ist die Dichtungsstruktur 112d z.B. an der Gastrennwand 112 befestigt, z.B. an einer Kante der Gastrennwand 112, kann diese sich auch über eine Ausdehnung der Gastrennwand 112 (quer zur Transportrichtung) , mit anderen Worten über eine Breite der Gastrennwand 112 erstrecken, so dass diese den gesamten Spalt zwischen der Gastrennwand 112 und dem
Kammerdeckel 100 abdichtet. Beispielsweise kann sich die Dichtungsstruktur 112d über eine Ausdehnung der
Gasseparationskammer 300, mit anderen Worten von einer
Vakuumkammer-Seitenwand zu einer gegenüberliegenden
Vakuumkammer-Seitenwand des Kammergehäuses 104 erstrecken, wobei sich die Vakuumkammer-Seitenwände entlang der
Transportrichtung erstrecken und die Gasseparationskammer 300 entlang der Transportrichtung begrenzen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein
Hochvakuumpumpen-Anschluss 126 (z.B. jeder Hochvakuumpumpen- Anschluss 126) einen Anschlussflansch 1302 aufweisen, an welchem eine Hochvakuumpumpe 804a, 804b befestigt sein oder werden kann. Beispielsweise kann der Anschlussflansch 1302 passend zu einem Gegenflansch an der Hochvakuumpumpe 804a,
804b eingerichtet sein, so dass diese mittels Schrauben oder mittels Klemmen an dem Anschlussflansch 1302 befestigt sein oder werden kann.
Fig . HA, Fig . HB und Fig . HC veranschaulichen jeweils eine Gasseparationskammer 300 in einer schematischen
Querschnittsansicht, z.B. einem Querschnitt entlang der
Transportrichtung (Richtung 101) mit aufgesetztem
Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu Fig.2A, Fig.4B, Fig.6A oder Fig.6B) .
Herkömmlicherweise befindet sich zwischen den
unterschiedlichen Prozessbedingungen ein Gasseparationskanal 311, welcher an die Dicke 306d (Höhe 306d) des Substrats 306 (Substratdicke 306d, bzw. Carrierhöhe 306d) und an die Breite des Substrats 306 (Substratbreite), mit anderen Worten die Ausdehnung des Substrats quer zur Transportrichtung (z.B. quer zur Richtung 101 und quer zur Richtung 105, die
Carrierbreite) angepasst ist. Aus fertigungs- und montageseitigen Gründen weist die
Kanalwand 322 (weitere Gastrennwand 322) herkömmlicherweise einen Mindestabstand zum Substrat 306 auf, z.B. damit ein Kontakt zwischen dem Substrat 306 und der Kanalwand 322 vermieden werden kann, z.B. beim Transportieren des Substrats 306 durch den Gasseparationskanal 311 hindurch. Aufgrund des verbleibenden Spalts 1104 zwischen Substrat 306 und Kanalwand 322 wird der Leitwert des Gasseparationskanals 311
anlagenspezifisch nach unten hin begrenzt. Mit anderen Worten ist die maximal erreichbare Gastrennung (Gasseparation) mittels des Gasseparationskanals 311 aufgrund des
verbleibenden Spalts 1104 beschränkt.
Umso größer eine Querschnittsfläche (und/oder eine Höhe 311d) des Gasseparationskanals 311 ist, desto größer kann der verbleibende Spalt 1104 zwischen Substrat 306 und Kanalwand 322 sein, was den Leitwert des Gasseparationskanals 311 vergrößert . Die Querschnittsfläche (und/oder die Höhe 311d) des
Gasseparationskanals 311 kann beispielsweise von dem Abstand 311d der Kanalwand 322 zu einer den Gasseparationskanal 311 begrenzenden Kammerwand 104s (Kammerboden 104s) definiert sein. Ferner kann die Querschnittsfläche des
Gasseparationskanals 311 von der Breite des
Gasseparationskanals 311 (quer zur Richtung 105 und Richtung 101) definiert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in dem
Gasseparationskanal 311 eine stellbare Blendenstruktur 1102 angeordnet sein zum Verringern der Querschnittsfläche
(und/oder der Höhe 311d) des Gasseparationskanals 311 auf eine effektive Querschnittsfläche (und/oder effektive Höhe 1102d)
Die Blendenstruktur 1102 kann z.B. eine in den
Gasseparationskanal 311 hineinragende Blende 1102 aufweisen, z.B. ein Blech 1102, z.B. ein bewegbar gelagertes Blech 1102, z.B. ein mittels eines Scharniers an der Kanalwand 322 befestigtes Blech 1102, so dass das Blech 1102 mittels
Verstellens (mit anderen Worten mittels Stellens) bewegt werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann z.B. jeweils an den Ein- und Ausgangsöffnungen des Gasseparationskanals 311 (z.B. an den Substrat-Transfer-Öffnungen 302, 304), oder jeweils an den Durchgangsöffnungen 312a, 312b in der
Gasseparationsstruktur 312 mindestens eine Blende 1102 angeordnet sein.
Die Blende 1102 kann derart eingerichtet sein, dass diese in den Gasseparationskanal 311 hineinragt. Die effektive
Querschnittsfläche (und/oder die effektive Höhe 1102d) des Gasseparationskanals 311 kann von dem geringsten Abstand 1102d der Blende 1102 zu der den Gasseparationskanal 311 begrenzenden Kammerwand 104s (z.B. dem Kammerboden 104s) definiert sein. Mit anderen Worten kann die effektive
Querschnittsfläche (und/oder die effektive Höhe 1102d) des Gasseparationskanals 311 von dem auf eine quer zur
Transportrichtung (oder Transportebene 301) verlaufende Ebene projizierten Abstand 1102d der Blende 1102 zu der den
Gasseparationskanal 311 begrenzenden Kammerwand 104s (z.B. dem Kammerboden 104s) definiert sein. Ferner kann die effektive Querschnittsfläche des
Gasseparationskanals 311 von der Breite des
Gasseparationskanals 311 (quer zur Richtung 105 und Richtung 101) definiert sein. Die Blende 1102 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass diese zum Stellen der Blende 1002 von Hand verformbar und/oder bewegbar ist. Dies ermöglicht eine abschließende Feinj ustierung der Kanalöffnung (mit anderen Worten der
Querschnittsfläche des Gasseparationskanals 311), z.B. nach der Anlagenmontage, und damit eine Minimierung des Leitwerts des Gasseparationskanals 311. Ein geringerer Leitwert des Gasseparationskanals 311 erlaubt potentiell, Anlagen kürzer zu bauen, was sich kostensenkend auswirken kann. Alternativ kann die Blende 1102 mit einem Stellglied
gekuppelt sein, welches es ermöglicht, die Blende 1102 mittels eines elektrischen Signals, welches auf das
Stellglied übertragen wird, z.B. reversibel, zu stellen. Dazu kann das Stellglied in Abhängigkeit des elektrischen Signals eine mechanische Kraft auf die Blende 1102 übertragen. Dies ermöglicht beispielsweise eine reversible Feinj ustierung der Kanalöffnung (z.B. während des Betriebs der Prozessanlage).
Alternativ kann die mechanische Kraft von Hand, z.B. mittels eines Stellrads oder eines Stellhebels, auf die Blende 1102 übertragen werden. Mittels Stellens der Blende 1102 kann beispielsweise ein Winkel zwischen der Blende 1102 und der Kanalwand 322 oder der Abstand der Blende 1102 zu dem Kammerboden 104s verändert werden, so dass die effektive Höhe 1102d verändert wird. Mit anderen Worten kann mittels Stellens der Blende 1102 die effektive Querschnittsfläche des Gasseparationskanals 311 verändert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen zwei Durchgangsöffnungen 312a, 312b in der Kanalwand 322 eine
Blendenstruktur mit zwei Blenden 1102 angeordnet sein, wie in Fig. IIB veranschaulicht ist.
Weist die Kanalwand 322 mehr als zwei Durchgangsöffnungen 312a, 312b (mehrere Durchgangsöffnungen) auf, kann die
Blendenstruktur 1102 mehrere Blenden 1102 aufweisen, welche jeweils zwischen zwei Durchgangsöffnungen 312a, 312b der mehreren Durchgangsöffnungen 312a, 312b der Kanalwand 322 angeordnet sind, wie in Fig. HC veranschaulicht ist.
Fig.l2A und Fig.l2B veranschaulichen jeweils eine
Gasseparationskammer 300 mit einem Kammerdeckel 100 (z.B. analog zu der in Fig.3A, Fig.4A, Fig.8A und Fig.8B gezeigten Anordnung) in einer schematischen Querschnittsansicht, z.B. entlang einer Schnittebene 109, wobei an den Kammerdeckel 100 mehrere Hochvakuumpumpen 804a, 804b angeschlossen sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine
Gasseparationskammer 300 ein Transportsystem 324 aufweisen, analog zu der in Fig.4A dargestellten Anordnung, zum
Transportieren eines Substrats 306 entlang einer
Transportrichtung durch die Gasseparationskammer 300
hindurch. Die Gasseparationskammer 300 kann entlang der
Transportrichtung (z.B. von der ersten Verbindungsöffnung 302 in Richtung der zweiten Verbindungsöffnung 304) mittels
Vakuumkammer-Seitenwänden 104a, 104b, welche sich quer zu der Transportrichtung erstrecken, begrenzt sein. Die Vakuumkammer-Seitenwände 104a, 104b können stoffschlüssig Teil des Kammergehäuses 104 sein, d.h. stoffschlüssig mit dem Kammergehäuse 104 verbunden sein. Die Vakuumkammer- Seitenwände 104a, 104b können eine Dicke entlang der
Transportrichtung aufweisen, welche größer ist, als eine
Dicke der Gasseparationsplatten 112 (mit anderen Worten der Gastrennwände 112), z.B. mindestens doppelt so groß wie die Dicke der Gasseparationsplatten 112. Beispielsweise kann die Dicke der Vakuumkammer-Seitenwände 104a, 104b, welche sich quer zu der Transportrichtung
erstrecken, entlang der Transportrichtung in einem Bereich von ungefähr 1,5 cm bis ungefähr 5 cm liegen, und eine Dicke der Gasseparationsplatten 112, welche sich quer zu der
Transportrichtung erstrecken, entlang der Transportrichtung in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 10 mm liegen.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann die
Gasseparationskammer 300 entlang der Transportrichtung von weiteren einander gegenüberliegenden Vakuumkammer- Seitenwänden, welche sich entlang der Transportrichtung erstrecken, begrenzt sein. Die Vakuumkammer-Seitenwände, welche zusammen die Gasseparationskammer 300 begrenzen, können jeweils paarweise aneinander grenzen und anschaulich einen Kammerinnenraum der Gasseparationskammer 300 umgeben oder zumindest definieren. Jede der Vakuumkammer-Seitenwände kann mit einer angrenzenden Vakuumkammer-Seitenwand
stoffschlüssig verbunden sein, z.B. verschweißt sein, z.B. vakuumdicht verbunden sein.
Die Gasseparationsstruktur 312 kann mehrere
Gasseparationsplatten 112 aufweisen, welche derart in der Gasseparationskammer 300 angeordnet sind, dass sie in
Transportrichtung mindestens zwei Bereiche, wie in Fig.3A dargestellt ist, z.B. drei Bereiche lila, 111b, 111c, wie in Fig.5A dargestellt ist, oder z.B. vier Bereiche lila, 111b, 111c, llld, wie in Fig.5B oder Fig.l2A dargestellt ist, voneinander gasseparieren. Beispielsweise können sich
mindestens drei Gasseparationsplatten 112 quer zu der
Transportrichtung (welche beispielsweise entlang oder
entgegen Richtung 101 zeigen kann) erstrecken.
Mindestens einer der Bereiche, z.B. ein mittlerer Bereich 111b, analog zu Fig.5A oder Fig. HC, oder z.B. zwei mittlere Bereiche 111b, 111c, wie in Fig.l2A dargestellt ist, können jeweils durch eine Durchgangsöffnung 312b, 312c in der
Gasseparationsstruktur 312 hindurch mit dem
Gasseparationskanal 311 verbunden sein, so dass der
Gasseparationskanal 311 durch die mittleren Bereiche 111b, 111c hindurch abgepumpt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasseparationsstruktur 312 (oder können zumindest die Gasseparationsplatten 112) in das
Kammergehäuse 104 eingesteckt sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kammergehäuse 104 mindestens eine weitere Verbindungsöffnung (auch als Prozesspumpöffnung bezeichnet) zum Anschließen des
Kammergehäuses 104 an ein gemeinsames Vakuumsystem einer Prozessieranlage aufweisen, z.B. zwei Prozesspumpöffnungen 1204, 1206, wie in Fig.l2A dargestellt ist. Die zwei Prozesspumpöffnungen 1204, 1206 können an die äußeren Bereiche lila, llld (z.B. an den ersten Bereich lila und den vierten Bereich llld, z.B. auch an den ersten Bereich lila und den dritten Bereich 111c, analog zu Fig.5A)
angrenzen, so dass die zwei Prozesspumpöffnungen 1204, 1206 jeweils mit mindestens einer Hochvakuumpumpen- Anschlussöffnung verbunden werden können. Damit kann erreicht werden, dass mindestens ein der Gasseparationskammer 300 benachbarter Prozess einer Prozessieranlage mittels der
Gasseparationskammer 300 abgepumpt werden kann.
Dabei können die äußeren Bereiche lila, llld (d.h. die
Bereiche, welche an die Vakuumkammer-Seitenwände 104a, 104b angrenzen, z.B. auch an der erste Bereich lila und der dritte Bereich 111c, analog zu Fig.5A) beispielsweise mittels der Gasseparationsstruktur 312 von dem Gasseparationskanal 311 getrennt sein (z.B. vakuumdicht) . Mit anderen Worten können die erste Durchgangsöffnung 312a und eine entsprechende vierte Durchgangsöffnung 312d (vergleiche Fig.l2B) in der Kanalwand 322 fehlen oder abgedichtet sein, z.B. permanent mittels einer Platte oder mittels eines verstellbaren
Ventils. Die Kanalwand 322 kann dann lediglich zwei
Durchgangsöffnungen 312b, 312c aufweisen, welche die
mittleren Bereiche 111b, 111c mit dem Gasseparationskanal 311 verbinden .
Wird das Substrat beispielsweise in eine Transportrichtung transportiert, welche von der ersten Verbindungsöffnung 302 in Richtung der zweiten Verbindungsöffnung 304 zeigt (z.B. entlang Richtung 101), kann eine vorangehende Vakuumkammer 1002b (nicht dargestellt, vergleiche Fig.13) mit einem vorangehenden Prozess (z.B. einem Sputterprozess ) mittels einer ersten Prozesspumpöffnung 1204 abgepumpt werden und eine nachfolgende Vakuumkammer 1002d (nicht dargestellt, vergleiche Fig.13) mit einem nachfolgenden Prozess kann mittels einer zweiten Prozesspumpöffnung 1206 abgepumpt werden .
Analog kann die Gasseparationskammer 300 auch nur eine
Prozesspumpöffnung 1204 aufweisen, wobei der vierte Bereich durch eine vierte Durchgangsöffnung 312d mit dem
Gasseparationskanal 311 verbunden sein kann, wie in Fig.l2B dargestellt ist. Beispielsweise kann die zweite
Prozesspumpöffnung 1206 fehlen oder abgedichtet sein, z.B. permanent mittels einer Platte oder mittels eines
verstellbaren Ventils. Mit anderen Worten können in
Abhängigkeit der erforderlichen Prozessbedingungen ein benachbarter Prozess oder auch zwei benachbarte Prozesse mittels der Gasseparationskammer 300 abgepumpt werden, ohne das Abpumpen des Gasseparationskanals 311 unterbrechen zu müssen oder zumindest wesentlich zu beeinträchtigen.
Mit anderen Worten kann die Saugleistung der an die
Gasseparationskammer 300 (z.B. in einem Kompartment)
angeschlossenen Hochvakuumpumpen nicht nur für die
Gastrennung, sondern auch zum Pumpen eines benachbarten
Sputterprozesses genutzt werden. In dem Fall ist die
Gasseparationskammer 300 kein reines
Gasseparationskompartment sondern kann als ein Prozesspump- und Gastrennkompartment bezeichnet werden.
Fig.13 veranschaulicht eine Vakuumkammeranordnung 1000 mit mehrere Vakuumkammern 1002a bis 1002e in einer schematischen Querschnittsansicht (z.B. analog zu der Ansicht in Fig.3A, Fig.4A, Fig.8A und Fig.8B), z.B. entlang einer Schnittebene 109.
Die Vakuumkammeranordnung 1000 kann ein Transportsystem 324 aufweisen zum Transportieren eines Substrats 306 entlang einer Transportrichtung (z.B. entlang Richtung 101) durch die mehreren Vakuumkammern hindurch, wobei die Vakuumkammern 1002a bis 1002e in der Transportrichtung mittels
Vakuumkammer-Seitenwänden 1304a, 104a, 104b, 1304b, welche sich quer zu der Transportrichtung erstrecken, voneinander getrennt sind. Jede Vakuumkammer 1002a bis 1002e kann eine Kammeröffnung 104o, z.B. eine in einer Kammerdecke
angeordnete Kammeröffnung 104o, eine so genannte
Kammerdecken-Öffnung 104o aufweisen, wie vorangehend
beschrieben ist.
Analog kann die Vakuumkammeranordnung 1000 mehrere
Kammerdeckel aufweisen, wobei jeweils ein Kammerdeckel einer Kammeröffnung 104o zugeordnet ist zum vakuumdichten
Verschließen der jeweiligen Vakuumkammer 1002a bis 1002e. Ferner kann mindestens eine Vakuumkammer 1002c der mehreren Vakuumkammern 1002a bis 1002e als Gasseparationskammer 300 eingerichtet sein, wie vorangehend beschrieben ist. Ein Kammerdeckel 100 der mehreren Kammerdeckel, welcher der Gasseparationskammer 300 zugeordnet ist, kann beispielsweise eingerichtet sein, wie vorangehend beschrieben ist, und z.B. eine oder mehrere Hochvakuumpumpen-Anschlussöffnungen, wie z.B. in Fig.2A oder Fig.7 dargestellt ist, aufweisen zum Anschließen jeweils einer Hochvakuumpumpe an die
Gasseparationskammer 300.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann die
Gasseparationskammer 300 mindestens eine Prozesspumpöffnung aufweisen. Damit dann zumindest ein der Gasseparationskammer 300 benachbarter Prozess, z.B. eine vorangehende Vakuumkammer 1002b und/oder eine nachfolgende Vakuumkammer 1002d und gleichzeitig der Gasseparationskanal 311 abgepumpt werden. Fig.14 veranschaulicht eine Vakuumpumpenanordnung 1400, welche an einen entsprechend geeigneten Anschluss an einer Kammerwand oder einem Kammerdeckel (z.B. Pumpdeckel oder Magnetrondeckel) montiert werden kann. Die
Vakuumpumpenanordnung 1400 kann eine Turbomolekularpumpe 804a, 804b aufweisen, welche einen Zugriffsbereich 108 aufweist. Aufgrund des Funktionsprinzips der
Turbomolekularpumpe 804a, 804b basierend auf einem Rotor, welcher um die Rotationsachse 103n in einem Gehäuse 102g rotieren kann und eine entsprechende Lagerung aufweist, kann die Saugleistung (auch als Pumpleistung) im Zugriffsbereich 108 der Turbomolekularpumpe 804a, 804b inhomogen verteilt sein. Der Rotor kann beispielsweise eine Rotornabe 102r und mehrere Schaufelräder 102b bzw. eine Vielzahl von
Schaufelblättern 102b aufweisen, so dass beispielsweise die Saugleistung in dem Bereich 108b nahe den Schaufelblättern
102b größer sein kann als im Bereich 108a nahe der Rotornabe 102r (bzw. nahe dem Bereich 102r des Rotors zwischen den Schaufelblättern 102b) .
Die Vakuumpumpenanordnung 1400 kann ferner ein Abdeckelement 104n aufweisen, welches in einem Abstand 105n zu dem Rotor bzw. zu der Rotornabe 102r derart eingerichtet und angeordnet ist, dass zwischen dem Rotor bzw. der Rotornabe 102r und dem Abdeckelement 104n ein Gasseparationsspalt 106n gebildet ist. Dabei kann der Gasseparationsspalt 106n eine Spalthöhe von weniger als 10 mm aufweisen. Somit kann beispielsweise ein Übersprechen von Teilchen in dem Bereich 108a nahe der
Rotornabe 102r reduziert werden und somit die Gastrennung verbessert werden. Anschaulich können Gasteilchen von der Rotornabe 102r fern gehalten werden. Dabei kann das
Abdeckelement 104n mit einem weiteren Gasseparationselement in der Prozesskammer gekuppelt werden oder ein weiteres
Gasseparationselement kann an dem Abdeckelement 104n
befestigt sein oder werden.
Das Abdeckelement 104n kann plattenförmig (z.B. ein
Metallblech) sein und sich senkrecht zur Rotationsachse 103n des Rotors erstrecken. Es versteht sich, dass das
Abdeckelement 104n auf unterschiedliche Weisen mit
unterschiedlichen Formen derart bereitgestellt und derart angeordnet sein kann, dass ein Gasseparationsspalt 106n über der Rotornabe 102r gebildet ist.
Das Abdeckelement 104n kann eine (zum Zugriffsbereich 108 hin) freiliegende Stirnfläche 102s des Rotors (bezüglich einer Richtung parallel zur Rotationsachse 103n des Rotors) vollständig abdecken.
Das Abdeckelement 104n kann beispielsweise (aus einer
Richtung parallel zur Rotationsachse 103n betrachtet)
kreisförmig sein und einen Durchmesser von mehr als 80 mm aufweisen . Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die
Vakuumpumpenanordnung 1400 eine elektro-magnetische Lagerung aufweisen. Somit muss der Rotor nicht zusätzlich an der
Stirnfläche 102s gelagert werden, wie es bei rein
mechanischen oder hybriden (mechanisch und magnetisch
kombinierten) Lagern notwendig sein kann. Anschaulich kann sich der Rotor drehen und kann somit keinen körperlichen Kontakt oder keine starre Verbindung zum Abdeckelement 104n aufweisen .
Wie in Fig.15 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt ist, kann das Abdeckelement 104n einen parallel zur Rotationsachse 103n verlaufenden Abschnitt 204 aufweisen oder, alternativ, kann das Abdeckelement 104n mit einem
Gasleitblech 204 verbunden sein, welches sich parallel zur Rotationsachse 103n erstreckt. Der Abschnitt 204 bzw. das Gasleitblech 204 kann einstückig sein oder aus mehreren
Stücken zusammengesetzt sein oder werden. Der Abschnitt 204 kann das Trennelement 110 und/oder das Flächenelement 112 aufweisen oder daraus gebildet sein.
Anschaulich gibt es verschiedene Ausgestaltungen, um ein Gasleitblech oder eine Struktur mit der Funktion eines
Gasleitblechs bereitzustellen. Der Abschnitt 204 bzw. das Gasleitblech 204 kann sich in Richtung quer zur
Rotationsachse 103n über den Durchmesser der Zugriffsöffnung hinaus erstrecken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Abschnitt 204 bzw. das Gasleitblech 204 entlang der gesamten Breite des Kammergehäuses durch das Kammergehäuse erstrecken. Dabei kann der Abschnitt 204 bzw. das Gasleitblech 204 quer zur
Substrattransportrichtung angeordnet sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Gasleitblech 204 in ein Kammergehäuse 104 eingebaut sein oder werden oder sich in ein Kammergehäuse 104 hinein erstrecken, wenn die Vakuumpumpenanordnung 1400 an dem Kammergehäuse montiert ist, wie beispielsweise in Fig.16 in einer schematischen
Querschnittsansicht einer Vakuumkammeranordnung 1000
veranschaulicht ist.
Dabei können das Abdeckelement 104n und das Gasleitblech 204 eine gemeinsame Gasseparationsstruktur bereitstellen, welche den Pumpzugriff in zwei verschiedene Bereiche lila, 111b des Kammergehäuses 104 aufteilt. Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen wird der Pumpzugriff der
Turbomolekularpumpe 804a, 804b in den Bereich 108b und in die Bereiche lila, 111b nicht gestört. Wie in Fig.16 veranschaulicht ist, können somit weniger
Gasteilchen von dem ersten Bereich lila in dem Kammergehäuse 104 in den zweiten Bereich 111b des Kammergehäuses 104 gelangen und umgekehrt. Anschaulich wird die Rotornabe 102r, welche Gasteilchen von dem ersten Bereich lila in dem
Kammergehäuse 104 in den zweiten Bereich 111b reflektieren würde (und umgekehrt) , mittels des Abdeckelements 104n und des Gasleitblechs 204 entsprechend verdeckt. Somit kann die Vakuumkammeranordnung 1000 aufgrund des Abdeckelements 104n über dem Rotor der Turbomolekularpumpe 804a, 804b eine verbesserte Gasseparation entlang einer Transportrichtung 101 (entlang derer ein zu prozessierendes Substrat transportiert werden kann) aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine spezielle Gastrennung in der räumlichen (unmittelbaren) Nähe einer
Turbomolekularpumpe bereitgestellt. Zur Gastrennung zwischen den Bereichen lila und 111b kann natürlich eine weitere
Gastrennung notwendig sein, welche mit der Gastrennung in der räumlichen (unmittelbaren) Nähe der Turbomolekularpumpe zusammenwirkt. Beispielsweise kann anschaulich eine
Gastrennstruktur des Substrattransportkanals für die
Gastrennung zwischen den Bereichen lila und 111b ebenfalls eine Rolle spielen. Mit anderen Worten, wenn der Weg über die Turbomolekularpumpe für die Gasteilchen „bequemer" ist, als über den Substratkanal, geht die beispielsweise mittels des Evakuierens der beiden Bereiche lila, 111b angestrebte
Verbesserung der Gastrennung im Substratkanal verloren oder das Evakuieren der beiden Bereiche lila, 111b mittels der Turbomolekularpumpe könnte sich sogar negativ auf die gesamte Gastrennung zwischen den Bereichen lila und 111b auswirken. Fig.17 veranschaulicht eine Vakuumpumpenanordnung 1400 in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die Vakuumpumpenanordnung 1400 eine Turbomolekularpumpe 804a, 804b mit einem drehbar gelagerten Rotorabschnitt 102r aufweist, an welchem mehrere
Schaufelblätter (Bezugszeichen 102b veranschaulicht in dieser Darstellung den Bereich der Schaufelblätter) befestigt sind. Wie vorangehend beschrieben ist, kann ein Abdeckelement 104n (auch als Rotornabenblende 104n bezeichnet) in einem Abstand zu dem Rotor derart eingerichtet und angeordnet sein, dass zwischen dem Rotorabschnitt 102r und dem Abdeckelement 104n ein Gasseparationsspalt 106n gebildet ist.
An der Turbomolekularpumpe 804a, 804b kann beispielsweise ein Ringelement 404r montiert sein oder werden. Das Ringelement kann beispielsweise dazu genutzt werden, das Abdeckelement 104n mittels eines Verbindungselements 404s an dem
Ringelement 404r zu befestigen. Dabei schränkt das
Ringelement 404r die Zugriffsöffnung der Turbomolekularpumpe 804a, 804b nicht oder nur unwesentlich ein. Ferner kann die Turbomolekularpumpe 804a, 804b ein Schutzgitter aufweisen. Das Schutzgitter kann beispielsweise Teil des Ringelements 404r sein, wobei das Schutzgitter in einem Abstand 409 zu den Schaufelblättern der Turbomolekularpumpe 804a, 804b
angeordnet sein kann.
Das Verbindungselement 404s (auch als Steg bezeichnet) kann beispielsweise plattenförmig sein und sich parallel zur Rotationsachse 103n des Rotors erstrecken. Ferner kann das Verbindungselement in Richtung der Rotationsachse 103n des Rotors eine Ausdehnung von mehr als 30 mm aufweisen. Somit kann sich das Verbindungselement zumindest teilweise in eine Vakuumpumpenanschlussöffnung eines Kammergehäuses (in einer Kammerwand oder einem Kammerdeckel) hinein erstrecken, wenn die Turbomolekularpumpe 804a, 804b an dem Kammergehäuses montiert ist oder wird. Ferner kann das Verbindungselement 404s an ein
Gasseparationselement 414 (oder an ein Gasleitblech)
angekuppelt sein oder werden oder mit einem
Gasseparationselement 414 verbunden sein oder werden, wenn die Turbomolekularpumpe 804a, 804b an dem Kammergehäuse 104 montiert ist oder wird.
Das Gasseparationselement 414 kann das Trennelement 110 und/oder das Flächenelement 112 aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das
Gasseparationselement 414 im zu bepumpenden Raum lila, 111b unmittelbar an das Schutzgitter bzw. den Steg 404s
anschließen .
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bauteil mit der Rotornabenblende 104n den konstruktiven Gegebenheiten der jeweils eingesetzten Turbomolekularpumpe 804a, 804b angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann ein ursprüngliches Schutzgitter durch ein entsprechend geeignet massives und stabiles Bauteil ersetzt werden, bestehend aus Schutzgitter (z.B. kann das Schutzgitter optional sein), Ring 404r, Steg 404s und Rotornabenblende 104n. Der Steg 404s kann über die ursprüngliche Position des Schutzgitters hinweg fortgeführt sein oder werden zum besseren Anschluss des
Gasseparationselements 414 (z.B. der Trennwand 414).

Claims

Patentansprüche
1. Kammerdeckel (100) zum Abdichten einer Kammeröffnung
(104o) in einer Gasseparationskammer (300), wobei sich der Kammerdeckel (100) im Wesentlichen entlang einer
Kammerdeckel-Ebene erstreckt, und wobei der Kammerdeckel (100) aufweist:
• einen Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) zum
Anschließen einer Hochvakuumpumpe (804a, 804b) an den Kammerdeckel (100);
• wobei der Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) eine
Öffnung (106a, 106b) aufweist, welche den
Kammerdeckel (100) durchdringt; und
• ein Trennelement (110), welches sich in der Öffnung (106a, 106b) derart quer zur Kammerdeckel-Ebene erstreckt, dass der Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) mittels des Trennelements (110) in zumindest einen ersten Öffnungsbereich (113a) und einen zweiten Öffnungsbereich (113b) separiert ist.
2. Kammerdeckel (100) gemäß Anspruch 1,
wobei das Trennelement (110) plattenförmig ist.
3. Kammerdeckel (100) gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei zwei einander gegenüberliegende Endabschnitte des
Trennelements (110) an den Kammerdeckel (100) angrenzen.
4. Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hochvakuumpumpen-Anschluss (126) einen
Rohransatz (1304) aufweist, welcher sich von der Öffnung
(106a, 106b) weg erstreckt, und wobei das Trennelement (110) in den Rohransatz (1304) hinein erstreckt ist.
5. Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kammerdeckel (100) eine Länge (7021) entlang einer Längsrichtung in der Kammerdeckel-Ebene und eine Breite (702b) quer zur Längsrichtung aufweist, wobei die Breite (702b) kleiner ist als die Länge (7021) , und wobei das Trennelement (110) entlang der Längsrichtung erstreckt ist.
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trennelement (110) an dem Hochvakuumpumpen- Anschluss (126) befestigt ist.
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend:
• eine Turbomolekularpumpe (804a, 804b) mit einem
drehbar gelagerten Rotor; und
• ein Abdeckelement (104n), welches in einem Abstand (105n) zu dem Rotor derart eingerichtet und
angeordnet ist, dass zwischen dem Rotor und dem Abdeckelement (104n) ein Gasseparationsspalt (106n) gebildet ist.
Kammerdeckel (100) gemäß Anspruch 7,
wobei der Gasseparationsspalt (106n) eine Spalthöhe von weniger als 10 mm aufweist.
Kammerdeckel (100) gemäß Anspruch 7 oder 8,
wobei das Abdeckelement (104n) plattenförmig ist und sich senkrecht zur Rotationsachse (103n) des Rotors erstreckt .
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Abdeckelement (104n) eine freiliegende
Stirnfläche (102s) des Rotors vollständig abdeckt.
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Abdeckelement (104n) kreisförmig ist und einen Durchmesser von mehr als 80 mm aufweist.
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner aufweisend: ein Ringelement (404r) , welches an der
Turbomolekularpumpe (804a, 804b) lösbar befestigt ist; und ein Verbindungselement (404s) , mittels welchem das Abdeckelement (104n) an dem Ringelement (404r) befestigt ist .
Kammerdeckel (100) gemäß Anspruch 12,
wobei das Verbindungselement (404s) plattenförmig ist und sich parallel zur Rotationsachse (103n) des Rotors erstreckt .
Kammerdeckel (100) Anspruch 12 oder 13,
wobei der Rotor mehrere Rotorblätter (102b) aufweist, und wobei das Verbindungselement (404s) in einem Abstand zu den mehreren Rotorblättern (102b) angeordnet ist, wobei der Abstand geringer ist als 10 mm.
Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Verbindungselement (404s) in Richtung der Rotationsachse (103n) des Rotors eine Ausdehnung von mehr als 30 mm aufweist.
Gasseparationskammer (300) aufweisend:
• ein Kammergehäuse (104) mit einer Kammeröffnung
(104o) zum Aufnehmen eines Kammerdeckels (100);
• einen Kammerdeckel (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, welcher in der Kammeröffnung (104o)
aufgenommen diese vakuumdicht verschließt;
• ein Flächenelement (112), welches zumindest einen ersten Bereich (lila) in dem Kammergehäuse (104) von einem zweiten Bereich (111b) in dem Kammergehäuse
(104) gassepariert, wobei das Flächenelement (112) derart eingerichtet ist, dass dieses an das
Trennelement (110) angrenzt, wenn der Kammerdeckel
(100) in der Kammeröffnung (104o) aufgenommen ist, so dass der erste Bereich (lila) durch den ersten Öffnungsbereich (113a) hindurch und der zweite Bereich (111b) durch den zweiten Öffnungsbereich (113b) hindurch abpumpbar ist.
Gasseparationskammer (300) gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend :
eine Dichtungsstruktur (112d), welche derart
eingerichtet ist, dass diese einen Spalt zwischen dem Trennelement (110) und dem Flächenelement (112)
abdichtet, wenn der Kammerdeckel (100) in der
Kammeröffnung (104o) aufgenommen ist.
Gasseparationskammer (300) gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17,
wobei der Kammerdeckel (100) mit dem Kammergehäuse (104) abnehmbar gekuppelt ist.
Gasseparationskammer (300) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner aufweisend:
ein weiteres Flächenelement (322), welches in dem
Kammergehäuse (104) angeordnet ist und mit diesem einen Gasseparationskanal (311) bildet, wobei das
Kammergehäuse (104) zwei Verbindungsöffnungen (302, 304) aufweist, zum Anschließen des Kammergehäuses (104) an ein gemeinsames Vakuumsystem einer Prozessieranlage, wobei der Gasseparationskanal (311) zwischen den zwei Verbindungsöffnungen (302, 304) erstreckt ist, wobei das weitere Flächenelement (322) eine an den ersten Bereich (lila) angrenzende Durchgangsöffnung (312a) aufweist, so dass der Gasseparationskanal (311) durch den ersten Öffnungsbereich (113a) hindurch abpumpbar ist.
Gasseparationskammer (300) gemäß Anspruch 19, ferner aufweisend :
ein innerhalb des Kammergehäuses (104) angeordnetes Transportsystem (324) zum Transportieren eines Substrats (306) durch den Gasseparationskanal (311) und/oder durch die zwei Verbindungsöffnungen (302, 304) hindurch, wobei das Flächenelement (112) oberhalb des Transportsystems (324) angeordnet ist.
Gasseparationskammer (300) gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, ferner aufweisend:
eine verstellbare Blendenstruktur (1102), welche sich in den Gasseparationskanal (311) erstreckt und eine
effektive Querschnittsfläche des Gasseparationskanals (311) definiert, wobei die Blendenstruktur (1102) derart eingerichtet ist, dass mittels Stellens der
Blendenstruktur (1102) die effektive Querschnittsfläche des Gasseparationskanals (311) verändert wird.
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