CH691377A5 - Kammeranordnung für den Transport von Werkstücken und deren Verwendung. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kammeranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie deren Verwendung nach Anspruch 16. 



  Scheibenförmige Werkstücke, wie Speicherplatten, z.B. magnetische Speicherplatten oder magneto-optische Speicherplatten, in einer Kammer mittels einer um eine Achse schwenkbaren Transporteinrichtung in Ausrichtung zu \ffnungen der Kammer zu transportieren, um die Werkstücke, einmal auf entsprechende \ffnungen ausgerichtet, einer Oberflächenbehandlung, wie einem nicht reaktiven oder reaktiven Vakuumprozess, z.B. einem Ätzprozess oder einem Beschichtungsprozess mit oder ohne Glimmentladungsunterstützung, auszusetzen oder um ein Werkstück durch eine solche \ffnung ein- oder auszuschleusen, ist bekannt. Es kann hier beispielsweise auf die US-PS 856 654, die DE-PS 2 454 544, die DE-OS 3 912 295, 4 009 603, 3 716 498 und die EP-A 0 389 820 hingewiesen werden. 



  Bei den daraus bekannten Transportkammern werden die Werkstücke von der Transporteinrichtung oder ab der Transporteinrichtung, parallel zu deren Drehachse, d.h. axial, den Kammeröffnungen zugespiesen. 



  Bei der Auslegung einer solchen Transportkammer, in nerhalb welcher, wie erwähnt, die Werkstücke auf einer um eine Achse drehenden Transporteinrichtung transportiert werden, um diesbezüglich axial, in vorgegebenen Winkelpositionen der Transporteinrichtung zu den oder von den \ffnungen der Kammer bewegt zu werden, ergibt sich eine Wechselbeziehung zwischen der in Axialrichtung gemessenen Tiefe einer solchen Kammer und des möglichen Axialhubes. Soll nämlich die Kammer, worin die schwenkbare Transporteinrichtung vorgesehen ist, inklusive zusätzlicher, axial angeordneter Aggregate, flach ausgebildet werden, so bleibt der mögliche Axialhub gering. Analog wird die Gesamtbauhöhe einer solchen Kammer dann gross, wenn namhafte Hubwege realisiert werden sollen.

   Dabei ist zu bedenken, dass bei Ausbildung der Transporteinrichtung so, dass möglichst viele Werkstücke gleichzeitig in der Kammer mit ihr transportiert werden, dies allein die radiale Ausdehnung der Kammer festlegt und deren Axialausdehnung die Anzahl gleichzeitig transportierbarer Werkstücke nicht beeinflusst. 



  Im Weiteren ist man bei dieser Auslegung von Transportkammern darauf beschränkt, \ffnungen und damit zusätzlich vorsehbare Kammern nur vis-à-vis der Transportbahn vorsehen zu können, entlang welcher die Werkstücke mit der schwenkbaren Transporteinrichtung gefördert werden. 



  Die vorliegende Erfindung setzt sich unter einem ersten Aspekt zum Ziel, eine Kammer eingangs genannter Art zu schaffen, bei der diese Nachteile behoben sind. 



  Hierzu zeichnet sich die erfindungsgemässe Kammer nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 aus. 



  Dadurch, dass nämlich eine Transportanordnung vorgesehen ist, die zusätzlich zur Schwenkbewegung der bekannten Transporteinrichtung sowohl parallel zur Achse getrieben linear verschieblich ist sowie, bezüglich dieser Achse, auch radial, wird erreicht, dass einerseits Kammeröffnungen nicht mehr vis-à-vis der Transporteinrichtungs-Transportbahn vorgesehen werden müssen und dass anderseits, für die Auslegung eines notwendigen Hubes zur Bedienung einer an der betrachteten Kammer angeordneten gegebenen weiteren Kammer, der erfindungsgemässe mitausgenützte Radialhub eingesetzt werden kann, dessen Grösse, im Rahmen des durch die schwenkbare Transporteinrichtung gegebenen Kammerdurchmessers, in weiten Grenzen frei gewählt werden kann. 



  Ausgehend von den erwähnten bekannten Transportkammern setzt sich unter einem zweiten Aspekt die vorliegende Erfindung zum Ziel, mittels derartiger Kammern komplexe Gesamtvakuumbehandlungsanlagen aufbauen zu können, bei denen, gesteuert, die Werkstücke je nach beabsichtigtem Behandlungsverfahren frei wählbar, einer praktisch beliebigen Anzahl unterschiedlicher Behandlungsstationen zuführbar sind, wobei optimaler Kompaktheit solcher Anlagen eine hohe Wichtigkeit zugeordnet wird. 



  Während nämlich bei den eingangs erwähnten bekannten Kammern die Anzahl weiterer Kammern durch die Dimensionierung der Kammer selbst begrenzt ist, ergibt  sich dadurch, dass an der erfindungsgemässen Kammerkombination an einer der \ffnungen der betrachteten Kammer eine weitere Transportkammer mit mindestens einer weiteren \ffnung für Werkstücke angeordnet ist, der Vorteil, dass die Werkstücke, ab der betrachteten Kammer mit der schwenkbaren Transporteinrichtung, weit verzweigt weitertransportiert werden können und jeweils Behandlungskammern entlang des Gesamttransportpfades angeordnet werden können. 



  Bevorzugterweise wird die erfindungsgemässe Kammerkombination nach dem Wortlaut von Anspruch 3 dadurch realisiert, dass, als die eine erwähnte Kammer mit der schwenkbaren Transporteinrichtung, eine Kammer vorgesehen wird, die auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 aufweist. 



  An der eingangs erwähnten erfindungsgemässen Kammer oder der erfindungsgemässen Kammerkombination wird durch Vorgehen nach dem Wortlaut von Anspruch 4 eine hohe Kompaktheit erzielt. Dies dadurch, dass der Antrieb für die axiale Linearverschiebung der Transportanordnung an der um die Achse herum in Winkelausrichtung zu den \ffnungen schwenkbaren Transporteinrichtung angeordnet, d.h. Transporteinrichtung, Antrieb und Transportanordnung zu einem Komplex integriert sind. 



  Dem Wortlaut von Anspruch 5 folgend wird weiter bevorzugt, sowohl an der erfindungsgemässen Kammer wie auch an der erfindungsgemässen Kammerkombination, die axial verschiebliche Transportanordnung durch mindestens einen zur Drehachse der Transporteinrichtung  versetzten, achsparallelen Arm zu realisieren, woran mindestens ein Ende eine vorzugsweise tellerartige Werkstückhalterung aufweist. 



  Bedenkt man die räumliche Anordnung der um die erwähnte Achse drehbaren Transporteinrichtung, dann das Vorsehen des bezüglich der Achse versetzten achsparallelen Armes, wodurch im axialen Querschnitt eine L-förmige Struktur gebildet wird, so ist ohne weiteres ersichtlich, dass diese Struktur zu einer T-artigen dadurch ausgebaut werden kann, dass nicht nur das eine Ende eines solchen Armes zur Werkstückhalterung ausgenützt wird, sondern beide Enden, womit die bauliche Flexibilität zum Anordnen weiterer Kammern, sei dies an der erfindungsgemässen Kammer oder an der erfindungsgemässen Kammerkombination noch weiter erhöht wird. Dies nach dem Wortlaut von Anspruch 6. 



  Im Weiteren können selbstverständlich an Stelle tellerartiger Werkstückhalterungen, welche sich insbesondere für die Halterung von scheibenförmigen Werkstücken eignen, andere, wie zangenförmige, vorgesehen werden, insbesondere auch angepasst an die räumliche Gestaltung der zu behandelnden Werkstücke. 



  Durch Anordnung der Kammer bzw. Kammerkombinationsöffnung nach dem Wortlaut der Ansprüche 7 und/oder 8 wird eine hohe Kombinationsflexibilität ermöglicht, was die Kombination der erwähnten Kammer bzw. Kammerkombination mit weiteren Kammern anbelangt, sowie deren kompakte räumliche Zusammenstellung. 



  Unabhängig davon, ob eine erfindungsgemässe Kammer  mit axial und radial verschieblicher Transportanordnung betrachtet wird oder, an einer erfindungsgemässen Kammerkombination, eine Transportanordnung mit vorerst nur axial verschieblicher Transportanordnung wird vorgeschlagen, nach dem Wortlaut von Anspruch 9 die Axialbewegung der Transportanordnung zum Verschliessen der bedienten \ffnung auszunützen, und zwar je nach erforderter Atmosphärentrennung der durch die betrachtete \ffnung verbundenen Kammer bis hin zum vakuumdichten Verschliessen. 



  Bei Vorsehen einer auch radial verschieblichen Transportanordnung an der erfindungsgemässen Kammer bzw. Kammerkombination wird weiter vorgeschlagen, nach dem Wortlaut von Anspruch 10 vorzugehen, in Analogie zu den Ausführungen betreffend Anspruch 9. 



  Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten von Kammer bzw. Kammerkombination sind in den Ansprüchen 11 bis 16 spezifiziert. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich im Weiteren zur Lösung des eingangs genannten Transportproblems nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 17 aus. 



  Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. 



  Es zeigen: 
 
   Fig. 1 schematisch eine teilweise geschnittene Ansicht einer Vakuumbehandlungsanlage,  worin in bevorzugter Art und Weise eine erfindungsgemässe Kammer, eine erfindungsgemässe Kammerkombination und das erfindungsgemässe Transportverfahren realisiert sind, 
   Fig. 2 vergrössert einen Ausschnitt einer Übergabevorrichtung an der Anlage gemäss Fig. 1, 
   Fig. 3 schematisch und teilweise geschnitten, einen Teil der Anlage gemäss Fig. 1 in Aufsicht, 
   Fig. 3a schematisch einen Schnitt gemäss Fig. 3 durch eine an der Anlage gemäss Fig. 1 bis 3 angeordnete Ätzkammer zum doppelseitigen Sputtern von scheibenförmigen Werkstücken, 
   Fig. 4 schematisch und teilweise längs geschnitten, eine Karusselltransportkammer mit radial bedienten Kammeröffnungen, als mögliche Kammer an einer erfindungsgemässen Kammerkombination, 
   Fig.

   5 in einer Darstellung analog zu derjenigen von Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante einer Karussellkammer mit radial bedienten Kammeröffnungen, als mögliche Kammer an einer erfindungsgemässen Kammerkombination, 
   Fig. 6 in Darstellung analog zu Fig. 4 eine Karussellkammer mit axial bedienten Kammeröffnungen, als mögliche Kammer an einer erfindungsgemässen Kammerkombination, 
   Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante der Kammer nach Fig. 6, 
   Fig. 8a bis 8f Kombinationen verschiedener Kammertypen in Minimalkonfiguration zum Aufbau kompakter Vakuumbehandlungsanlagen, wobei die Varianten c), d), e), f) erfindungsgemässe Kombinationen zeigen, die Variante e), auch eine erfindungsgemässe Kammer beinhaltet. 
 



  In den Fig. 1 bis 3 ist eine bevorzugte Anlage, worin die Erfindung integriert ist, schematisch dargestellt. Die Anlage umfasst eine Kammer 1 und eine Kammer 3 sowie eine die Kammern 1, 3 verbindende Zwischenkammer 3a. 



  In Kammer 1 zentrisch drehgelagert und mit einem Motor 5 gesteuert angetrieben ist ein Transportstern 7 mit, wie beispielsweise gezeigt, sechs Armen 9 vorgesehen. Der Transportstern ist um die Achse A7 drehbar. Die zur Achse A7 parallele Aussenwand 11 der Kammer 1 weist mindestens zwei \ffnungen 13a und 13b auf, auf welche, durch Drehen des Sterns 7, jeweils die Achse A9 eines der Arme 9 ausgerichtet wird. Die Arme 9 sind mit (nicht dargestellten) am Transportstern 7 integrierten Antrieben, radial in Richtung  ihrer Achsen A9 linear ausfahrbar bzw. rückholbar. Der Linearantrieb ist vakuumdicht mit Bälgen 15 gekapselt.

   Endständig an den Armen 9, d.h. den bezüglich der Achse A7 radial beweglichen Armteilen, ist je eine Transportbüchse 17 montiert, welche, detaillierter in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und die, wie aus dem Vergleich von den Fig. 1 und Fig. 3 erkenntlich, in Richtung parallel zur Achse A7 wesentlich breiter sind als in Richtung quer dazu, d.h. in Azimutalrichtung. 



  Entsprechend sind die \ffnungen 13a bzw. 13b schlitzförmig ausgebildet. 



  In Richtung der Achse A7 betrachtet, reitet in jeder Büchse 7, um eine Achse A19 schwenkbar gelagert, eine Transportvorrichtung 18 mit einer Transportzange 19 (Fig. 2), die z.B., wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet ist. Sie umfasst zwei Zangenarme 19a, 19b, die je an einem Trägerteil 21 um Schwenkachsen 23a, b drehgelagert sind und über Rollen 24 miteinander in Eingriff stehen und (nicht dargestellt) federnd in die in Fig. 2 dargestellte Schliesslage vorgespannt. Am Zangenarm 19b ist weiter eine Betätigungsrolle 25 vorgesehen, zum \ffnen bzw. schliessenden Freigeben der Zange. 



  Wie erwähnt, ist die durch Zange 19 und Trägerteil 21 gebildete Transportvorrichtung 18 schwenkbar an der Büchse 17 gelagert. An einem an der Transportvorrichtung 18 drehfesten Mitnehmerstummel 26 ist ein erster Hebel 28 drehfest angeordnet, der an einem zweiten Hebel 30, in einem Lager 32, drehgelagert ist. Das  dem Lager 32 abgewandete Ende des Hebels 30 seinerseits ist über eine Montageplatte 34 am radial fixen Armteil des Armes 9, an einem Lager 36, drehgelagert. 



  Die bis anhin beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: 



  Ausgehend von der Schwenklage der Transportanordnung 18 gemäss Fig. 2, in geschlossener Zangenposition, beispielsweise mit einer Werkstückscheibe 40 in der Zange, kann der Transportstern 7 in beliebige Positionen um seine Achse A7 geschwenkt werden. Dabei sind, mit den jeweiligen, armspezifischen Radialantrieben, die Büchsen 13 gegen die Achse A7 rückgeholt. 



  Soll nun, wie in Fig. 2 dargestellt, eine der \ffnungen, beispielsweise 13x, bedient werden, so wird die Achse A9 eines Armes 9 und damit die Schwenkebene der Zange 19 auf die schlitzförmige \ffnung 13x ausgerichtet. Nun wird mit dem dem betrachteten Arm 9 zugeordneten Antrieb die Büchse 17 gegen die \ffnung 13x vorgetrieben. Auf Grund der dadurch bewirkten Linearbewegung von Achse A19 mit dem Mitnehmerstummel 26 wird der erste Hebel 28 um Lager 32 geschwenkt, und da der Hebel 28 drehfest am Stummel 26 sitzt und Letzterer drehfest an der Transportvorrichtung 18, wird, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt, die Transportvorrichtung 18 durch die \ffnung 13x durchgeschwenkt, unter gleichzeitiger Linearverschiebung mit der Büchse 17.

   Die Büchse 17 ruht dabei an der Aussenwand 11 der Kammer 1 und verschliesst die \ffnung 13x, je nach Anforderung an die Trennung der  beiden Kammern 1 und 3, vorzugsweise dicht, gegebenenfalls vakuumdicht. 



  Wie in Fig. 2 ersichtlich, verbleibt die Büchse 17 in der Kammer 1, während die durch die Zange 19 gebildete Werkstückhalterung, durch die \ffnung 13x hindurch, vollständig in die Kammer 3 bzw. 3a geschwenkt wird. 



  In Fig. 2 ist für die benötigte Schwenkbewegung der Transportvorrichtung 18 ein unnötig langer Linearhub der Büchse 17 dargestellt. Wie der Fachmann aber ohne weiteres erkennt, zusätzlich unter Betrachtung der Darstellung gemäss Fig. 2a, kann durch Verringerung der Länge des Hebels 28 zwischen Achse A19 und Anlenklager 32 dieselbe Schwenkbewegung des Trägerteils 21 und damit der Transportvorrichtung 18 mit einem wesentlich geringeren linearen Hub H realisiert werden. 



  Damit kann mit praktisch beliebig kleinem linearem Hub H und entsprechender Minimalisierung der hierzu vorzusehenden Antriebs- und Abdichtungsorgane die erwünschte Schwenkbewegung realisiert werden und mit ihr, auf Grund des Schwenkradius des Werkstückes 40 um Achse A19, der erwünschte Hub durch \ffnung 13x. 



  In Kammer 3 bzw. 3a ist, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, ein Stössel 42 angeordnet, dessen endständige Rolle 43 durch Eingriffnahme auf die Rolle 25 an der Zange 19 gesteuert, die Zange öffnet, zur Freigabe des Werkstückes 40. 



  In der bevorzugten, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist zwischen Kammer 1 und Kammer 3 die Zwischenschleusenkammer 3a vorgesehen. Ihre Funktion wird aus der folgenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich werden, welche sich nun der Kammer 3 zuwendet. 



  Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, umfasst die Kammer 3 einen Transportstern 43 mit um die Achse A43 mittels eines Motors 47 drehgetriebenen Radialarmen 45, an welchen, parallel zur Achse A43, wie dargestellt, beispielsweise vier axiale Arme 49, aufragen. Endständig tragen die Arme 49 die Transportteller 51 mit (nicht dargestellt), z.B. mechanischen, pneumatischen oder magnetischen Halterungen für Werkstücke, sofern die Achse A43 nicht vertikal steht. Die Teller 51 sind mit den Armen 49 je zugeordneter Bälge 53 gekapselten Antrieben linear und parallel zur Achse A43 ausfahrbar bzw. rückholbar. 



  Die Kammer 3 weist, ausgerichtet auf den durch die Teller 51 bei Drehen um die Achse A43 durchlaufenen Kreisring, wie dargestellt, beispielsweise zwei \ffnungen 55a und 55b auf. Die Teller 51 sind so ausgebildet, dass sie gegen eine jeweilige \ffnung 55 ausgefahren, mit (nicht dargestellten) Dichtungsorganen die \ffnung verschliessen, dicht bzw. vakuumdicht. Wie bereits an den Büchsen 17 zur Wand 11 von Kammer 1 können hierzu Spaltdichtungen ausreichen, falls ein vakuumdichter Verschluss nicht notwendig ist. Im Weiteren ragen die Teller 51 axial über die Berandungspartien 56 der \ffnung 55 aus der Kammer 3 hinaus, wogegen sich, in ausgefahrenem Zustand, die  Teller 51 verschliessend anlegen. 



  Es seien nun vorerst die Verhältnisse an der \ffnung 55a betrachtet, welche mit der \ffnung 13a über die Zwischenschleusenkammer 3a kommuniziert. Wenn gemäss Fig. 3 mittels der Transportvorrichtung 18 ein scheibenförmiges Werkstück 40 in die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Position geschwenkt worden ist, legt sich die Büchse 17 in gefordertem Ausmasse dichtend an die Umrandung der \ffnung 13a kammer-1-seitig. Durch gesteuertes axiales Ausfahren des der \ffnung 55a dann zugeordneten Armes 49 in Kammer 3 wird der Teller 51 in gefordertem Masse dicht an die \ffnungsberandung 56 gelegt und übernimmt, beispielsweise magnetisch, pneumatisch, mechanisch oder schwerkraftgetrieben das Werkstück 40, welches durch Betätigung des Stössels 42 gemäss Fig. 2 von der Zange 19 freigegeben wird. Nun kann der betrachtete Arm 49 rückgeholt werden. 



  Die Kammer 3a kann, wie bei 57 schematisch dargestellt, separat gepumpt werden, ebenso wie die Kammern 1 und/oder 3. 



  Der Werkstücktransport durch die Zwischenschleusenkammer 3a erfolgt mithin wie folgt:
 - In gefordertem Ausmass, dichtes Verschliessen der \ffnung 13a durch die Büchse 17, Zange 19 leer; Einschwenken eines Armes 49 mit Werkstück am Teller 51 in \ffnungsbereich der \ffnung 55a; axiales Vorschieben des Tellers 5 mit dem Werkstück 40 und in gefordertem Umfang, dichtes  Verschliessen der \ffnung 55a durch Teller 51; gegebenenfalls Abpumpen der Zwischenschleusenkammer 3a; Übernahme des Werkstückes durch Zange 19; Rückschwenken der Transportvorrichtung 18 mit gleichzeitigem Lösen der Büchse 17 von der Berandung der \ffnung 13x; oder
 - leerer Teller 51 verschliesst in gefordertem Ausmass dicht \ffnung 55a; Einschwenken eines Armes 9 mit Büchse 17 und Werkstück 40 an Zange 19 über \ffnung 13a;

   Ausschwenken der Zange 19 mit dem Werkstück, unter gleichzeitig in gefordertem Umfang dichtem Verschliessen der \ffnung 13a durch Büchse 17; Übernahme des Werkstückes magnetisch, pneumatisch, mechanisch oder schwerkraftgetrieben, durch Teller 51 in \ffnung 55a; Abpumpen der Zwischenschleusenkammer 3a durch Pumpe 57; Rückholen des Tellers 51 und Weiterdrehen des Transportsternes 43. 



  Aus dieser Beschreibung ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Kammer 3a als Zwischenschleusenkammer wirken kann, die separat pumpbar ist oder welche auf Grund ihres nur sehr geringen Volumens allein genügende Atmosphärentrennung zwischen den Kammern 1 und 3 gewährleistet. Muss keine Zwischenschleusenkammer 3a vorgesehen werden, so kann die Werkstückübernahme in dargestellter Art und Weise in der Kammer 3 direkt erfolgen, ohne dass die Teller 51 an der Übergabeöffnung eine Dichtfunktion ausüben würden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt, an der Übergabeverbindung 13a, 55a der Teller 51 als das eine Schleusenventil, die Büchse 17 als das andere. 



  Beim dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist weiter die \ffnung 55b als Eingabe/Ausgabe-Schleuse ausgebildet. Hierzu ist ein vakuumdicht schliessbarer Deckel 57, z.B. gegen Normal-Atmosphäre vorgesehen, als ein Schleusenventil, und es wirkt der momentan auf die \ffnung 55b ausgerichtete Teller 51 als zweites Schleusenventil. 



  Trotz des höchst geringen Volumens auch dieser Schleusenkammer kann gegebenenfalls, wie bei 57 dargestellt, auch hier eine Pumpe 57 angeschlossen sein, zum separaten Pumpen dieser Schleusenkammer. 



  Wie bereits erwähnt wurde, wird die \ffnung 13b der Kammer 1 durch Büchse 17 und Transportvorrichtung 18, wie aus Fig. 1 ersichtlich, gleich bedient, wie die vorbeschriebene \ffnung 13a besagter Kammer 1. 



  Ausserhalb der Kammer 1 ist an dieser \ffnung 13b, beispielsweise eine Behandlungskammer, wie eine Ätz- oder Beschichtungskammer 52 angeordnet. Auf Grund der Tatsache, dass das Werkstück 40 mit der Zange 19 so gehaltert und in die Behandlungskammer 52 eingeschwenkt wird, dass es praktisch allseitig durch die Halterung an der Zange unabgedeckt bleibt, ist es möglich, an einer solchen Behandlungsstation 52 das Werkstück rundum, insbesondere gleichzeitig auf seinen beiden Scheibenflächen, gleichzeitig zu bearbeiten, wie beispielsweise durch beidseitiges Anordnen von Elektroden zum Plasmaätzen beider genannter Flächen und/oder von Magnetronzerstäubungsquellen zu deren Beschichtung. 



  In Fig. 3a ist, geschnitten in Aufsicht und schematisch, die eine Ausbildungsvariante der Kammer 52 dargestellt, mit zwei unabhängigen Sputterquellen 53a und 53b sowie Schirmblechen 55. Das scheibenförmige Werkstück 40 ist zwischen die Quellen 53a und b eingeklappt und wird beidseitig durch die Quellen 53a, b behandelt. 



  An einer derartigen Kammer kann z.B. auch eine gleichzeitige, beidseitige Beschichtung von Werkstücken vorgenommen werden, wie sie aus der DE-PS-3 931 713 bekannt ist. 



  Es seien nun im Folgenden prinzipiell verschiedene Kammertypen betrachtet, bei denen alle transportierten Werkstücke um eine Drehachse, bezüglich der Werkstücke versetzt, gedreht werden. Es sei weiter eine Fallunterscheidung vorgenommen, nämlich dahingehend, ob die Werkstücke zusätzlich in Radialrichtung, in Axialrichtung oder kombiniert, in radialer und axialer Richtung verschoben werden können. 



  1. Drehtransportkammer, woran Werkstücke einzeln drehtransportiert und radial bezüglich der Drehachse verschoben werden: 



  Eine solche Kammer bildet Kammer 1 gemäss Fig. 1, woran die Werkstücke 40, insbesondere durch den Linearantrieb der Arme 9 einzeln radial gegen die \ffnungen 13 verschoben werden. 



  2. Drehtransportkammern, bei denen alle Werkstücke auf einem Drehkarussell angeordnet sind und be züglich der Karusselldrehachse radial einzeln verschoben werden. 



  Eine solche Kammer ist schematisch in den Fig. 4 und 5 dargestellt. In einer Kammer 120 ist, um eine Achse A124 getrieben drehbeweglich gelagert, entsprechend  omega 1, ein Karussell 124 gelagert, woran, in Halterungen 125, Werkstücke, beispielsweise scheibenförmige Werkstücke 126 der oben genannten Art, gelagert sind. Koaxial zur Achse A124 ist, bezüglich der Kammer 120 drehfest gelagert, mindestens ein auf eine \ffnung 122 in der Kammer 120 ausgerichteter, radial bezüglich der Achse A124 verschieblicher Stössel 128 vorgesehen, mit dessen Hilfe ein mit dem Karussell jeweils in Ausrichtung mit einer der zu bedienenden \ffnungen 122 gebrachtes Werkstück 126 aus der \ffnung 122 herausgeschoben oder durch die \ffnung 122 auf das Karussell 124 rückgeholt wird.

   Gegebenenfalls kann das oder können die radial verschieblichen Stössel 128, wie bei  omega 2a dargestellt, mit einem gestrichelt angedeuteten, separaten Drehantrieb 124m unabhängig vom Karussell 124 drehgetrieben werden. 



  Bei der Ausführungsvariante, wie sie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, trägt das Karussell 124 die scheibenförmigen Werkstücke 126, sodass ihre Scheibenflächen in Ebenen senkrecht zur Drehachse A124 drehgefördert werden. Entsprechend sind die Stössel 128 ausgebildet und sind, analog zu den Ausführungen zu  Fig. 4, drehfest oder unabhängig vom Karussell 124 in der Kammer 120 drehgetrieben gelagert. Sie bedienen hier radial schlitzförmige \ffnungen 122a der Kammer 120. Der Antrieb des Karussells 124 kann beispielsweise, wie bei P schematisch dargestellt ist, hier peripher am Rande des Karussells 124 erfolgen. 



  3. Drehtransportkammern, worin die Werkstücke einerseits um eine Achse bezüglich der Werkstücke versetzt, drehtransportiert werden, und zudem einzeln in Richtung parallel zur Drehachse gefördert werden. 



  Eine solche Kammer ist durch Kammer 3 von Fig. 1 gebildet. Darin werden die Werkstücke mithilfe der axial ausfahrbaren und rückholbaren Arme 49, parallel zur Drehachse A43, axial bewegt. 



  4. Drehtransportkammern, bei denen ebenfalls eine axiale Werkstückbewegung, wie bei den Kammern des Typs 3 erfolgt, aber zusätzlich eine wesentlich höhere Anzahl Werkstücke auf einem Karussell drehgefördert werden als Axial-Verschiebungsorgane für die Werkstücke vorgesehen sind. 



  Gemäss den Fig. 6, 7 weist eine solche Kammer 60 zur Drehachse A124 drehgetrieben gelagert, ein Karussell 124 auf, woran bespielsweise scheibenförmige Werkstücke 126 mit ihren Scheibenflächen in der Drehebene um die Achse A124  gelagert sind. Ausgerichtet auf mindestens eine \ffnung 122 an der Kammer 60, ist ein parallel zur Achse A124 ausfahrbarer bzw. rückholbarer Stössel 128 fest am Gehäuse der Kammer 60 montiert, und greift bei auf die \ffnung 122 drehausgerichtetem Werkstück 126 durch eine Bedienungsöffnung 130 am Karussell 124 durch und hebt, axial bezüglich Achse A124, das Werkstück 126 zur \ffnung 122 hin bzw. holt ein solches von der \ffnung 122 zurück auf das Karussell 124. 



  Während in Fig. 6 der oder die Stössel 128, wie erwähnt, ortsfest am Gehäuse der Kammer 60 montiert sind, sind sie gemäss Fig. 7 und in Analogie zur einen Ausführungsvariante von Fig. 4 mit einem separaten Drehantrieb 124m zur Achse A124 getrieben drehbar, unabhängig von der Drehbewegung des Karussells 124 um dieselbe Achse. Bei einer weiteren Variante dieses Kammertyps kann der Axialhub durch das Karussell selbst ausgeführt werden. 



  5. Drehtransportkammern des Typs, bei denen die Werkstücke um eine Drehachse drehbewegt werden, zudem bezüglich dieser Achse je einzeln axial verschoben und zudem, bezüglich der erwähnten Achse, je einzeln auch radial verschoben werden. Eine solche Kammer ist durch Kammer 1 der Fig. 1 und 3 gebildet, zusammen betrachtet mit der Transportvorrichtung 18. Werkstücke werden einerseits um die Achse A43 gedreht, zusätzlich durch den axialen Linearantrieb der Arme 49  axial bewegt und werden durch Wirkung der Transportvorrichtung 18 bezüglich der Achse A43 auch radial verschoben.

   Insbesondere bei der letzterwähnten Kammer, wo die Werkstücke bezüglich der erwähnten Drehachse sowohl axial wie auch radial verschoben werden, also in einer Ebene, welche die Drehachse, wie A124 beinhaltet, eignet sich das Vorsehen einer Schwenktransporteinrichtung, wie sie durch die Transportvorrichtung 18 in der Ausführungsvariante gemäss den Fig. 1 bis 3 realisiert ist, ausgezeichnet. 



  Selbstverständlich lässt sich die Realisation eines radialen und axialen Werkstücktransportes bezüglich der erwähnten Drehachse auch an einer Karussellkonstruktion realisieren, wenn auch mit grösserem Konstruktionsaufwand. 



  Es soll nun nachfolgend erläutert werden, anhand von Fig. 8, wie diese Kammertypen zu Kammerkombinationen mit mindestens zwei Kammern kombiniert werden können, zum Aufzeigen, wie flexibel solche Kammern zum Aufbau gesamter Vakuumbearbeitungsanlagen zusammengestellt werden können. An den oben erwähnten Kammertypen, denen allen gemeinsam ist, dass die Werkstücke um eine Drehachse in der Kammer drehtransportiert werden, treten für den Aufbau von Gesamtanlagen gegebenenfalls noch weitere Kammertypen hinzu. 



  Um im Folgenden auch kurz auf die jeweiligen Kammertypen Bezug nehmen zu können, seien fol gende Definitionen verwendet: 



  a) EASK: Schleusenkammern, womit Werkstücke in beiden Richtungen durchgeschleust werden. 



  b) ESK: Schleusenkammern, an welchen Werkstücke nur in einer Richtung durchtransportiert werden. 



  c) BEAK: Bearbeitungskammern, worin Werkstücke oberflächenbehandelt werden, beispielsweise geätzt oder beschichtet werden. 



  d) RADK: Radial bedienende Drehsternkammern des Typs 1, wie in den Fig. 1 bis 3 durch Kammer 1 dargestellt. 



  e) RAKAK: Radial bedienende Karussellkammern des Typs 2, wie in den Fig. 4 bzw. 5 schematisch dargestellt. 



  f) AXDK: Axial bedienende Drehsternkammern des Typs 3, wie durch Kammer 3 in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. 



  g) AXKAK: Axial bedienende Karussellkammern des Typs 4, wie in den Fig. 6 bzw. 7 schematisch dargestellt. 



  h) AXRADK: Drehsternkammern, welche so wohl eine axiale wie auch eine radiale Bedienung erlauben, des Typs 5, wie durch Kammer 3 mit Vorrichtung in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. 



  i) TR: Weitere Transportkammern mit zwei Kammeröffnungen, wozwischen in irgendeiner z.B. bekannten Art und Weise Werkstücke transportiert werden. 



  In Fig. 8a sind zwei RADK-Kammern 62 kombiniert, mit je einem drehgetriebenen, mindestens einarmigen, radial bedienenden Drehstern 63, womit einerseits die Verbindungsöffnung 65 zwischen den beiden Kammern 62 mit Werkstücken 67 bedient wird, anderseits weitere \ffnungen 69, woran beliebige weitere Kammern der Typen a) bis i) angeordnet werden können. 

 

  In dieser Konfiguration sind die Drehachsen der Transportsterne 63 parallel und es wird, bezüglich der gezeigten zwei Kammern 62, im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu den erwähnten Drehachsen transportiert. 



  Mit den radial verschieblichen Drehsternarmen können, je nach Erfordernis, die damit bedienten \ffnungen 65 bzw. 69 dicht bzw. vakuumdicht verschlossen werden. 



  Gemäss Fig. 8b wirkt eine radial bedienende Drehsternkammer 62 RADK zusammen mit einer radial bedie nenden Karussellkammer RAKAK. Diese weist ein um eine Achse drehgetriebenes Karussell 71 auf, mit Werkstückaufnahmen 73 für die Werkstücke 67 und bedient einerseits die gemeinsame \ffnung 65, anderseits mindestens eine weitere \ffnung 69. In den RAKAK-Kammer 72 sind, im dargestellten Beispiel drehfest, radial verschiebliche Stössel 75 vorgesehen, welche Werkstücke 67 aus den Aufnahmen 73 am Karussell zu den jeweiligen \ffnungen 65, 69 fördern bzw. rückholen. Auch hier werden die Werkstücke in einer Ebene senkrecht zu den Drehachsen des Drehsternes 63 bzw. des Karussells 71 gefördert. Die \ffnungen 69 bzw. 65 werden durch Wirkung der Arme des Drehsterns 63 bzw. durch die der Stössel 75, je nach Erfordernissen, dicht oder vakuumdicht verschlossen.

   An den \ffnungen 69 können auch hier weitere Kammern der Typen a) bis i) angeordnet werden. 



  Ohne weiteres ist nun ersichtlich, dass eine Drehsternkammer 62 gemäss Fig. 8b durch eine zweite radial bedienende Karussellkammer RAKAK 72 ersetzt werden kann, womit eine Kammerkombination aus zwei RAKAK-Kammern gebildet wird, analog zu der in Fig. 8a für Drehsternkammern dargestellten Konfiguration. 



  In Fig. 8c ist eine radial bedienende Drehsternkammer RADK 62, mit einer axial bedienenden Drehsternkammer AXDK 80 kombiniert. Letztere weist einen Drehstern 81 auf, woran axial getrieben verschiebliche Stössel 82 angeordnet sind. Durch die radial verschieblichen Arme des Drehsterns 63 und die axial verschieblichen Stössel 82 am Drehstern 81, wird die Kammeröffnung 65 bedient, durch die entsprechenden Drehsterne 63 bzw.  81, weitere \ffnungen 69 an den Kammern 80 bzw. 62, woran weitere Kammern der Typen a) bis i) angebracht werden können. Wie ersichtlich, wird hier ein Werkstücktransport in zwei aufeinander senkrechten Ebenen realisiert. Sowohl die Arme des Drehsternes 63 wie auch die Stössel des Drehsternes 81 können, je nach Erfordernissen, die \ffnung 65 bzw. die \ffnungen 69 dicht, gegebenenfalls vakuumdicht verschliessen. 



  Dass in Fig. 8c an Stelle einer radial wirkenden Drehsternkammer RADK 62 eine ebenso wirkende Karussellkammer RAKAK 72 angeordnet werden kann, ergibt sich ohne weiteres. 



  An Stelle der axial wirkenden Drehsternkammern AXDK 80 von Fig. 8c ist in Fig. 8d eine axial wirkende Karussellkammer AXKAK 85 vorgesehen. Sie umfasst ein beispielsweise scheibenförmiges Karussell 87 mit Werkstückaufnahmen 89. Axial verschiebliche Stössel 88, ausgerichtet auf die \ffnung 65 bzw. die \ffnungen 69, heben Werkstücke in den Werkstückhalterungen 89 aus dem Karussell zu den genannten \ffnungen bzw. holen diese in die Halterungen 89 zurück. Auch hier erfolgt der Werkstücktransport in zwei senkrechten Ebenen. Die Arme des Drehsternes 63 bzw. die Stössel 88 können, je nach Erfordernis, die \ffnungen 65 bzw. 69 dicht bzw. vakuumdicht, verschliessen. Auch hier können an die \ffnungen 69 weitere Kammern der Typen a) bis i) angeschlossen werden. 



  Es ergibt sich aus Fig. 8e ohne weiteres, dass die radial wirkende Drehsternkammer RADK 62 durch eine radial wirkende Karussellkammer RAKAK 72 gemäss Fig.  8b ersetzt werden kann. 



  In Fig. 8e ist eine Konfiguration dargestellt, bestehend aus einer radial wirkenden Drehsternkammer RADK 62 und einer axial und radial wirkenden Drehsternkammer AXRADK 90. Letztere weist einen Drehstern 91 auf, der einerseits radial ausfahrbare Arme 93 umfasst, woran axial ausfahrbare bzw. rückholbare Stössel 95 gelagert sind. 



  Vergleicht man diese Ausführungsform mit derjenigen von Fig. 8c, wo nur axial verschiebliche Stössel 82 vorgesehen sind, so wird ein wesentlicher Vorteil der Konfiguration nach Fig. 8e ersichtlich. Während die Kammer 80 von Fig. 8c in ihrem Durchmesser bezüglich der Drehachse des Sterns 81 nämlich so bemessen werden muss, dass die \ffnung 65 durch axiales Verschieben der Stössel 82 bedienbar ist, kann bei der Ausführungsvariante nach Fig. 8e der Durchmesser der Kammer 90 bezüglich der Drehachse des Sterns 91 nur so gross gewählt werden, dass die \ffnungen 69 bedienbar sind. Nur in beispielsweise einer Drehposition des Drehsternes 61 kann der entsprechende Arm 93 radial ausgefahren werden, um durch anschliessendes Axialverschieben, \ffnung 65 zu bedienen.

   Damit ergibt sich, wie gestrichelt bei 97 dargestellt ist, die Möglichkeit, die \ffnung 65 über eine Zwischenkammer zu bedienen, welche den Durchmesser der Kammer 90 bezüglich der Drehachse des Sternes 91 nur, wie erwähnt, in einer Winkelposition auskragen lässt. 



  Bezüglich des dichten Verschliessens der \ffnungen 69 bzw. 65 gilt das bezüglich der Fig. 8a bis d Aus geführte. Im Weiteren sei betont, dass die Realisation der Axial- und Radialtransportverschiebungen an der Kammer 90 in unterschiedlichen Varianten möglich ist, so auch durch Einbezug zusätzlicher Transportmittel, wie er beispielsweise und vorzugsweise durch die Schwenktransportvorrichtung 18 in der Ausführungsvariante gemäss den Fig. 1 bis 3 realisiert ist. 



  Dass an der Ausführungsvariante gemäss Fig. 8e an Stelle einer radial wirkenden Drehkranzkammer RADK 62 eine radial wirkende Karussellkammer RAKAK 72 gemäss Fig. 8b vorgesehen werden kann, ist ohne weiteres ersichtlich. 



  In Fig. 8f ist die Kombination aus zwei axial bedienenden Drehsternkammern AXDK 80 dargestellt. Die Funktionsweise ist ohne weiteres ersichtlich. Gestrichelt dargestellt ist weiter, dass axial verschiebliche Stössel 82 in Paaren 82a und 82b angeordnet werden können, sodass mit solchen Stösseln, mit dem gleichen Drehstern, zweiseitig der Drehebene angeordnete \ffnungen 69 bedient werden können. Dieselbe Technik kann selbstverständlich auch gemäss Fig. 8e für Drehsterne AXRADK mit Radial- und Axialvorschub realisiert werden. 



  An Stelle einer der AXDK-Kammern 80 eine AXRADK-Kammer 85 gemäss Fig. 8d vorzusehen, ist an der Anordnung von Fig. 8f, wie ohne weiteres ersichtlich, problemlos möglich. Ebenso wird nun ersichtlich, dass das Koppeln zweier Kammern AXKAK gemäss Kammer 85 von Fig. 8d ohne weiteres möglich ist. Auch das Vorsehen einer Kammer AXRADK 90 gemäss Fig. 8e an einer AXDK- Kammer 80 gemäss beispielsweise Fig. 8c ist ohne weiteres möglich. Ebenso die Kombination einer AXKAK-Kammer 85 gemäss Fig. 8d mit einer AXRADK-Kammer 90 gemäss Fig. 8e. 



  Sollen bei den erwähnten und beschriebenen Kammerkombinationen jeweils die einzelnen Kammern für sich konditioniert werden können, so versteht sich von selbst, dass jeweils Pumpanschlüsse und gegebenenfalls Gaseinlässe vorgesehen werden, je zu den einzelnen Kammern. 



  Durch die beschriebenen Kammerkombinationen können extrem kompakte Gesamtanlagen modular zusammengestellt werden, mit optimal kurzem Transportweg und kurzen Transportzyklen. 



  Das beschriebene Vorgehen bzw. die beschriebene Anlage eignen sich insbesondere für die Behandlung von Magnetspeicherplatten, wie beispielsweise CDs oder Hard-Discs. 

Claims (17)

1. Kammeranordnung für den Transport von Werkstücken, mindestens zeitweise in Vakuumatmosphäre, bei ihrer Fertigung mit einer ersten Kammer mit mindestens zwei Aussenöffnungen und einer um eine erste Achse herum in Winkelausrichtung zu den \ffnungen schwenkbaren ersten Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Transporteinrichtung (43) in Richtung parallel und/oder radial zur Achse (A43) getrieben linear ausfahrbare erste Transportarme (49) aufweist und an einer der \ffnungen (13a) der ersten Kammer (3) die \ffnung einer zweiten Kammer (1) mit mindestens einer weiteren \ffnung für ein Werkstück angeordnet ist, worin eine zweite Transporteinrichtung (7) vorgesehen ist, die mit der ersten durch die gemeinsame \ffnung der ersten und zweiten Kammer (3, 1) zur Werkstückübernahme in Wirkverbindung steht.

2.

Kammeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Transporteinrichtung (7) um eine zweite Achse (A7) schwenkbar ist, vorzugsweise senkrecht zur ersten (A43) steht.

3. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Kammer (1) getrieben linear ausfahrbare zweite Transportarme (9) vorgesehen sind.

4. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (49) Transportarme mit den \ffnungen in den zugeordneten Kammern verschliessend, vorzugsweise dichtend verschliessend, vorzugsweise vakuumdicht verschliessend, in Wirkverbindung stehen.

5.

Kammeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Transportarme (9) mit den \ffnungen in den zugeordneten Kammern verschliessend, vorzugsweise dichtend verschliessend, vorzugsweise vakuumdicht verschliessend, in Wirkverbindung stehen.

6. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die linearen Antriebsorgane (15, 53) in den ersten Transportarmen (43) integriert und vorzugsweise gekapselt, vorzugsweise Balg-gekapselt, sind.

7. Kammeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die linearen Antriebsorgane (15, 53) in den zweiten Transportarmen (9) integriert und vorzugsweise gekapselt, vorzugsweise Balg-gekapselt, sind.

8.

Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Transportarme (91) je eine radial und daran eine achsparallel getrieben ausfahrbare Partie aufweisen.

9. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tansporteinrichtung (43) mindestens einen zur ersten Achse (A43) versetzten, achsparallelen Transportarm (49) umfasst, woran mindestens ein Ende eine vorzugsweise tellerartige Werkstückhalterung (51) aufweist.

10. Kammeranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden (82, 82b) des mindestens einen Transportarmes eine vorzugsweise tellerartige Werkstückhalterung vorgesehen ist.

11.

Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der \ffnungen (55, 65) an der ersten Kammer (3) eine im Wesentlichen zur ersten Achse (A43) parallele Flächennormale festlegt.

12. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der \ffnungen (13a) an der ersten Kammer (3) eine zur ersten Achse (A43) senkrechte Flächennormale definiert.

13. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für scheibenförmige Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstückhalterungen an den ersten Transportarmen so angeordnet sind, dass ein darin gehaltertes scheibenförmiges Werkstück mit seinen Scheibenflächen, beim Schwenken der ersten Transporteinrichtung um die erste Achse, auf einer zur Achse senkrechten Ebene läuft.

14.

Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der einen \ffnung der ersten Kammer und der daran angeordneten der zweiten, eine Schleusenkammer (3a) vorgesehen ist.

15. Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung mindestens einer der \ffnungen (55b) der ersten Kammer (3) eine Schleusenkammer bildet, indem die \ffnung durch die ersten Transportarme (49), als das eine Schleusenventil, verschliessbar, vorzugsweise dicht, vorzugsweise vakuumdicht verschliessbar ist, und mit dieser \ffnung ein vorzugsweise vakuumdicht verschliessbarer Deckel (57) als zweites Schleusenventil zusammenwirkt oder die zweiten Transportarme.

16. Verwendung der Kammeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 für den Transport kreisscheibenförmiger Werkstücke.

17. Verwendung nach Anspruch 16 für Speicherplatten.