DE102008015982B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Fixierung und den Weitertransport stoßempfindlicher Platten in Sputter-Beschichtungsanlagen, Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens und maschinenlesbarer Träger hierzu - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Fixierung von Glasplatten, im Reinstraum zur Belieferung einer Sputteranlage, mit den folgenden Merkmalen: a) ein Laufrollenantrieb (12) dient einerseits der Beförderung eines Transportrahmens (19) zu einer Zentriereinrichtung, die den Transportrahmen (19) in der Horizontalen zentriert, und andererseits der weiteren Beförderung zu einer Sputter-Anlage, b) eine Rahmenhebeeinrichtung (7) dient der Anhebung und Absenkung des Transportrahmens (19) in einer Magnetschienenhalterung (2), c) eine Fixiereinrichtung (5, 8) dient der Fixierung und Lösung des Transportrahmens (19), wobei Öffnerköpfe (3) für die Öffnung und Schließung von Rahmenklammern (17) zur Aufnahme einer Glasplatte (18) vorhanden sind, d) eine Hebeeinrichtung dient der Anhebung und dem Verschwenken dieser Glasplatte (18), wobei sie diese in eine vertikale Position verbringt, und sie dann in den Transportrahmen (9) setzt.

Description

  • Eine Vielzahl technischer Geräte unseres alltäglichen Bedarfs benötigen bei der Herstellung eine Sputter-Beschichtung. Wir finden diese Schichten in Festplatten von Computern, CD-Speichermedien und LCD-Flachbildschirmen, Sputter-Lagern, modernem Wärmeschutzglas, Spiegeln, Halogenstrahlern oder Autoscheinwerfern. Alle diese nützlichen Dinge sind ohne Beschichtungen durch Sputtern nicht zu realisieren.
  • Das angelsächsische Wort Sputtern (englisch „to sputter", „sputtering") bezeichnet den Prozess der Katodenzerstäubung. Dabei treffen Argon-Ionen auf eine Katode (dem so genannten Target), an dem eine typische elektrische Spannung von 500 Volt anliegt. Beim Auftreffen der Ionen werden Atome aus der Katode gelöst und kondensieren in der Umgebung, was zum Wachstum einer Schicht führt. Wichtige Komponenten für die Sputterbeschichtung sind die so genannten Magnetrone (eine Katode mit integriertem Magnetsystem) und eine Vakuumkammer (Rezipient).
  • In vielen Fällen handelt es sich bei dem zu beschichtenden Werkstoff um große Glasplatten.
  • Die Fertigung und weitere Bearbeitung solcher stoßempfindlicher Platten wird auch bei der Herstellung von Flachbildschirmen größerer Bauart und in hoher Stückzahl verlangt. Zur Geschichte:
    Moderne Flachbildschirme verdrängen zunehmend die alten Röhrenmonitore und werden zudem immer preiswerter.
  • Sie basieren auf der TFT/LCD-Technologie. LCD (Liquid Cristal Display = Flüssigkristall-Display) steht dabei für die Verwendung von Flüssigkristallen in den einzelnen Bildpunkten des Bildschirms und TFT steht hierbei für „Thin Film Transistor". Bei den TFT's handelt es sich um kleinste Transistor-Elemente, welche die Ausrichtung der Flüssigkristalle und damit deren Lichtdurchlässigkeit steuern.
  • Ein Flachbildschirm-Display besteht aus zahlreichen Bildpunkten (Pixeln). Jeder Bildpunkt wiederum besteht aus 3 LCD-Zellen (Sub-Pixel), entsprechend den Farben Rot, Grün und Blau. Ein 15-Zoll großer Bildschirm (diagonal gemessen) enthält etwa 800.000 Bildpunkte oder ungefähr 2,4 Millionen LCD-Zellen.
  • Zum Verständnis der Funktionsweise:
  • Eine Flüssigkristall-Zelle (LCD-Zelle) funktioniert ähnlich wie eine Polaroid-Sonnenbrille. Hält man 2 Polaroidgläser übereinander und beginnt, sie gegeneinander zu verdrehen, so sieht man zunächst immer weniger und dann gar nichts mehr. Dieser Effekt kommt dadurch zustande, dass Polaroidglas nur für Lichtwellen durchlässig ist, die in einer bestimmten Ebene schwingen. Werden zwei solcher Gläser übereinander gehalten und um 90° gegeneinander verdreht, so kann ein Teil des Lichts zwar noch durch das erste Glas hindurch treten, jedoch nicht mehr durch das zweite, denn dieses steht nun quer zu den ankommenden Lichtwellen und filtert sie aus.
  • Eine LCD-Zelle funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Sie besteht aus zwei gegeneinander um 90° verdrehten Polaroidgläsern, durch die nach dem oben Erklärten somit kein Licht hindurchgelangen kann. Zwischen diesen beiden Polaroidgläsern befindet sich eine Schicht aus Flüssigkristallen, welche die natürliche Eigenschaft hat, die Schwingungsebene von Licht zu drehen. Diese Flüssigkristall-Schicht ist gerade so dick, dass das Licht, welches durch das erste Polaroidglas gelangt, um 90° zurückgedreht wird, und damit auch durch das zweite Polaroidglas gelangen kann, also für den Betrachter sichtbar wird.
  • Werden die Flüssigkristall-Moleküle nun durch das Anlegen einer elektrischen Spannung aus ihrer natürlichen Position weggedreht, so gelangt weniger Licht durch die Zelle und der entsprechende Bildpunkt wird dunkel. Die entsprechende Spannung wird durch ein TFT-Element erzeugt, welches zu jeder LCD-Zelle gehört. Das Licht für das LCD-Display entsteht im hinteren Teil des Bildschirmgehäuses durch kleine Fluoreszenzröhren, wie sie in größerem Maßstab zur Raumbeleuchtung benutzt werden.
  • Da jeder Bildpunkt 3 Farbfilter für die Farben Rot, Grün und Blau aufweist, kann über die Steuerung der Durchlässigkeit dieser Filter jeder Bildpunkt eine gewünschte Farbmischung bzw. eine gewünschte Farbe annehmen.
  • Für Standard-Büroanwendungen haben Flachbildschirme eine hervorragende Schärfe und besitzen eine ausreichende Farbqualität. Auch ergonomisch haben TFT's viel zu bieten: weniger Platzbedarf, eine Leistungsaufnahme von nur einem Drittel eines Röhrenmonitors und eine wesentlich geringere Strahlenemission.
  • Für die Herstellung von TFT-Bildschirmen sind, wie in der Mikroelektronik üblich, so genannte Reinsträume erforderlich. Dies ist deshalb notwendig, da in Anbetracht der geringen Größe der leitungsführenden Strukturen während des Fertigungsprozesses auch Partikel von geringer Größe Leitungsunterbrechungen verursachen können. Im Falle der Fertigung eines TFT-Bildschirms hätte eine solche Leitungsunterbrechung den Ausfall eines Bildpunktes zur Folge.
  • Deshalb erfordert die Herstellung solcher Bildschirme Reinstraum-Bedingungen.
  • Ein Reinraum, bzw. ein Reinstraum, ist ein Raum, in dem die Konzentration luftgetragener Teilchen geregelt wird. Er ist so konstruiert und wird so verwendet, dass die Anzahl der in den Raum eingeschleppten bzw. im Raum entstehenden und abgelagerten Partikel kleinstmöglich ist und andere Parameter wie Temperatur, Feuchte oder Luftdruck nach Bedarf geregelt werden.
  • Einerseits werden die TFT-Bildschirme zurzeit immer preiswerter, andererseits zeichnet sich zunehmend der Bedarf nach Bildschirmen von gigantischen Ausmaßen ab. Dies umso mehr als sich solche Bildschirme einerseits sehr leicht bei Großveranstaltungen verwenden lassen und andererseits durch die moderne Fertigungstechnik in erschwinglichen Preisklassen liegen.
  • Die Fertigung von Großbildschirmen erfordert jedoch gerade in Reinsträumen besondere Maschinen zur Handhabung der hierbei benötigten großflächigen dünnen Glasplatten.
  • Aus dem Stand der Technik ist aus der DE 199 05 882 C1 nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Vorrichtung zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern oder Waferbehältern, zwischen einem ersten Reinraum und einem zweiten Reinraum, die unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, bekannt.
  • Dieser Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportvorrichtung vorzuschlagen, die die Anforderungen an die Steuerungssoftware der Vorrichtung vermindert und bei ebenfalls verringerten Transportzeiten einen zuverlässigen Zu- und Abtransport der Gegenstände von und zu den Bearbeitungsstationen ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch
    • – einen Senkrechtförderer, der durch eine Öffnung in einer Decke des ersten Reinraums und einen Boden des zweiten Reinraums geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement eine innerhalb des ersten Reinraums befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums befindliche zweite Endstellung aufweist,
    • – eine den Querschnitt des Senkrechtförderers versperrende Schleuseneinrichtung, die zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer begrenzen, und
    • – mindestens eine Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement und in umgekehrte Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindlichen Förderelement zu einer in dem ersten Reinraum befindlichen Bearbeitungsstation und in umgekehrte Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist.
  • Der Transport der Wafer findet zwar unter Reinraumbedingungen statt, der Transport von großen Glasplatten steht hier ersichtlich nicht im Vordergrund.
  • Die Fertigung von Großbildschirmen erfordert jedoch gerade in Reinsträumen besondere Maschinen zur Handhabung der hierbei benötigten großflächigen dünnen Glasplatten.
  • Verwendbar sind zu diesem Zweck in erster Linie Mehrachs-Industrieroboter. Die Anwendung verschiedenster Ausführungen von Mehrachs-Industrierobotern in der Fertigungstechnik der unterschiedlichsten Produkte ist zum Stand der Technik zu rechnen.
  • Solche Industrieroboter werden in großen Hallen meist zum Transport unhandlicher und schwerer Lasten eingesetzt, können aber auch bei der Fertigung von kleineren Maschinenteilen nutzbringend eingesetzt werden. In allen Fällen kommt es dabei auf die reproduzierbare Exaktheit der Bewegungsabläufe der einzelnen Erfassungsvorgänge, Transportbewegungen und Absetzvorgänge an.
  • Unter welchen Umständen diese Bewegungsabläufe stattfinden ist hierbei in vielen Fällen unwichtig. So spielt es meist keine Rolle welche Geräuschentwicklung ein solcher Bewegungsablauf verursacht, oder ob mit einem solchen Vorgang Staubbewegungen oder ein mehr oder weniger großer Austritt von Schmiermittel verbunden ist. Auch ein unvermeidlicher Abrieb bewegter und eine Reibung verursachender Maschinenteile ist meist unbeachtlich.
  • Ganz anders sind solche natürlichen Begleiterscheinungen bei der Arbeit in kontaminationsgefährdeter Umgebung zu betrachten, wie zum Beispiel in der Nahrungsmittel verarbeitenden Industrie, in der Pharmaindustrie oder eben bei der Herstellung von Halbleitern in Reinsträumen.
  • So ist im Stand der Technik aus der EP 1 541 296 A1 ein Handhabungsgerät, wie ein Industrieroboter zum Einsatz in kontaminationsgefährdeter Umgebung bekannt mit einer Anzahl von mit einem Spülmedium beaufschlagbaren Spülräumen im Bereich von Antriebseinheiten des Handhabungsgeräts. Bei einem solchen Gerät soll die Aufgabe gelöst werden, das Gerät dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine sichere Einsetzbarkeit des Handhabungsgeräts in kontaminationsgefährdeter Umgebung in konstruktiv einfacher und damit insbesondere kostengünstiger Weise möglich ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass einer Mehrzahl von Gruppen von Antriebseinheiten jeweils ein eigener Spülraum zugeordnet ist (Anspruch 1). Die Umgebung in der ein derartiger Industrie-Roboter eingesetzt werden soll, ist zwar gegenüber einer normalen Umgebung gegen Kontamination empfindlicher und stellt deshalb auch höhere Anforderungen an die konstruktive Ausgestaltung, aber derartige besonderen Anforderungen sind nicht zu vergleichen mit den Bedingungen wie sie in Reinsträumen Vorschrift sind.
  • Abgesehen davon sind große dünne Glasplatten, wie sie auch für die Fertigung großer TFT-Bildschirme verwendet werden, durch ihre kristalline Struktur und gleichzeitige relativ große Masse gegen kleinste Stöße äußerst empfindlich. Ein Industrieroboter ist deshalb auch aus den Gründen fehlender Feinfühligkeit und, für solche Fälle, mangelnder Positioniergenauigkeit zur Handhabung großer dünner Glasplatten in Reinsträumen nicht geeignet.
  • Besondere Aufmerksamkeit erfordert unter Reinstraum-Bedingungen die Beförderung großer stoßempfindlicher Glasplatten in der horizontalen Ausrichtung und deren Drehung.
  • Ein weiterer Aspekt bei der Aufrechterhaltung von Reinstraum-Bedingungen, besonders bei der Fertigung kostenintensiver Produkte ist die Kontaminationsgefahr durch den Menschen. Ein unbeabsichtigtes Niesen kann hierbei eine ganze Produktionseinheit zerstören. Ebenso erfordert eine derartige Anlage eine erhöhte Zuverlässigkeit, da ein Ausfall, auch hinsichtlich der zu liefernden Produkte, hohe Kosten verursacht.
  • Aus der DE 41 39 549 1A1 ist eine Vorrichtung für den Transport von plattenförmigen Substraten in und durch Vakuum-Behandlungsanlagen mit mehreren Stationen bekannt, bei der Substrathalter etwa plattenförmiger Konfiguration in lotrechter Stellung entlang eines vorgegebenen Transportweges durch die Stationen bewegbar sind.
  • Auch aus der US 5 909 995 A ist eine Vorrichtung zum Transport von Substraten durch ein Vakuum-System mittels Halterungen bekannt.
  • Beide Druckschriften lehren im Wesentlichen besondere Formen von Rollenantrieben für in Transportrahmen gesetzte Substrate, die mittels Rollenantrieb und magnetisch geführt befördert werden.
  • Die DE 41 36 342 A1 lehrt diverse Klemmvorrichtungen zur Befestigung von plattenförmigen Substraten an Transportrahmen. Die Klemmvorrichtungen sind für eine automatische Bestückung geeignet.
  • Die DE 43 39 813 A1 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen plattenförmiger Substrate von einem horizontalen Lagertisch in ein senkrecht stehendes Tragegestell.
  • Eine Anregung für die Behandlung großer dünner Glasplatten bei einem Sputter-Prozess unter Reinstraum-Bedingungen lässt sich dem genannten Stand der Technik nicht entnehmen.
  • Der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei dem Sputter-Prozess großer dünner Glasplatten unter Reinstraum-Bedingungen einen Fertigungsprozess, bzw. eine Zulieferung zu einem bestimmten Fertigungsprozess zu gewährleisten der ohne den Zutritt von Menschen, aber von Menschen außerhalb der Fertigung gesteuert und überwacht, erfolgen kann.
  • Die entsprechende Vorrichtung muss zuverlässig sein und preiswert in der Herstellung.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. einem Verfahren nach Anspruch 8, gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Sicht, von der Vorderseite,
  • 2: eine erfindungsgemäße Vorrichtung von der Rückseite gesehen,
  • 3: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3a: eine Seitenansicht des Transportrahmens,
  • 4: die Dornführung der Zentriervorrichtung,
  • 5: ein Lagerelement zur Rahmenfixierung,
  • 6: einen Fixierkopf eines Lagerelements aus 5,
  • 7: ein Gegenlager der Rahmenfixierung aus 5,
  • 8: Darstellung des Befestigungs-Mechanismus einer Rahmenklammer,
  • 9: perspektivische Darstellung des Hebemechanismus.
  • In der 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Sicht von der Vorderseite her betrachtet dargestellt. Der Grundrahmen (1) besteht aus zwei Seitenteilen, die jeweils aus zwei parallel laufenden, miteinander verbundenen, Profilteilen bestehen, und die im unteren und im oberen Bereich über Querstreben verbunden sind. Im oberen Bereich dieser grundlegenden Rahmenkonstruktion ist als Verbindung der beiden Seitenteile eine Magnetschienenhalterung (2) für den Transportrahmen (19) vorgesehen. Im unteren Bereich dieser Rahmenkonstruktion ist eine weitere Querstrebe angebracht, die u. a. gleichzeitig als Träger für Laufrollen (6) einer Rahmentransportvorrichtung dient.
  • In der Rückansicht, wie sie in der 2 dargestellt wird, ist die Magnetschienenhalterung (2) noch einmal zu erkennen und eine weitere Dauer strebe im unteren Bereich der grundlegenden Rahmenkonstruktion, auf der der Antrieb (12) der Laufrollen (6) des Transportrahmens (19) befestigt ist. Zusätzlich ist in der 1, wie in der 3, das Laufrollengetriebe (22) bezeichnet. Aus der Seitenansicht der 3 sind die beschriebenen konstruktiven Einzelheiten ebenfalls zu ersehen. Zusätzlich ist aus dieser 3 die Anordnung eines lang gestreckten Hilfsrahmens zu erkennen der sich parallel zu den Seitenteilen der grundlegenden Rahmenkonstruktion erstreckt und als Träger für Anlageteile dient, die in Verbindung mit entsprechenden Anlageteilen der grundlegenden Rahmenkonstruktion bei der Fixierung des Transportrahmens (19) benötigt werden.
  • Zudem ist in der 1 die Magnetschiene (20) des Transportrahmens (19) zu erkennen, die unterhalb der Magnetschienenhalterung (2) herausragt. Auf der Unterseite der beschriebenen Rahmenkonstruktion erstreckt sich der Transportrahmen (19) bis in den Bereich der Laufrollen (6). Die auf den Laufrollen (6) sich bewegende Laufkufe (21) ist hier nicht darstellbar und ist der 3a zu entnehmen. An der Querstrebe, die diesen Laufrollen als Befestigung dient, sind auf der linken und auf der rechten Seite jeweils eine Rahmenhebeeinrichtung (7) dargestellt.
  • Im Transportrahmen (19) ist eine Glasscheibe (18) flächig in der Vorderansicht gehaltert, wobei diese Glasscheibe über Rahmenklammern (17), von denen zwei auf der linken Seite bezeichnet sind, gehaltert ist. Diese Rahmenkammern (17) können mittels so genannter Öffnerköpfe (3), von denen auf der rechten Seite der 1 drei Stück bezeichnet sind, geöffnet und geschlossen werden. Es befinden sich auf jeder Seite des Transportrahmens (19) jeweils sechs Öffnerköpfe (3), ebenso wie an der Oberseite. In der Summe ergeben sich somit dreimal sechs gleich achtzehn Öffnerköpfe (3). Als Betätigungsmittel dieser Öffnerköpfe (3) dienen jeweils Öffner-Druckzylinder (9), wie sie auf der linken Seite in der 1 zu erkennen sind.
  • Auf der linken und der rechten Seite der Rahmenkonstruktion in der 1 sind ferner Elemente (5, 8) skizziert, die an der Fixierung des Transportrahmens (19) beteiligt sind. Es handelt sich hierbei jeweils um paarig auftretende Druckzylinder (8) der Rahmenfixierung und Gegenzylinder (5) der Rahmenfixierung. Die Anzahl dieser Elemente (5, 8) beträgt insgesamt acht, und zwar an den Seiten des Transportrahmens (19) jeweils drei und an der Oberseite zwei. Eine genauere Darstellung ergibt sich aus den weiteren Figuren.
  • In der Darstellung der 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung von der Rückseite aus zu sehen. Auch hier sind wieder, wie in der 1, auf der rechten Seite beispielhaft zwei Öffnerköpfe (3) und zwei Druckzylinder (8) der Rahmenfixierung, bezeichnet. Insgesamt sind, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, auf der rechten Seite noch ein Druckzylinder (8), auf der linken Seite weitere drei und auf der oberen Seite nochmals zwei Druckzylinder (8) eingezeichnet. In der Mitte ist in dieser Darstellung im unteren Bereich der Bewegungs-Zylinder (11) der Zentriereinrichtung und auf der linken Seite der Antrieb (12) der Laufrollen (6) zu erkennen.
  • In der 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht dargestellt. Zusätzlich ist in der 3a auf demselben Blatt der Transportrahmen (19) in Verbindung mit der Magnetschiene (20) auf der oberen Seite und der zugehörigen Laufkufe (21) auf der unteren Seite gesondert herausgezeichnet. Denn aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Transportrahmen (19) in der 3 nicht gezeigt.
  • Aus der Darstellung der 3 in Verbindung mit dem im Schnitt gezeigten Transportrahmen der 3a ist jedoch zu erkennen wie der Transportrahmen (19) mit seiner Magnetschiene (20) in der Magnetschienenhalterung (2) der 3 gelagert ist. Die im unteren Bereich u-förmig gestaltete Magnetschiene (20) bewegt sich somit in der ebenfalls u-förmig gestalteten Magnetschienenhalterung (2). Hierbei läuft die Laufkufe (21) des Transportrahmens (19) in den Laufrollen (6), die ebenfalls in der 3 gezeigt sind. Im Bereich der Laufrollen (6) sind in der 3 auch der Laufrollenantrieb (12), das Laufrollengetriebe (22) und die Rahmenhebeeinrichtung (7) dargestellt.
  • Zur näheren Erklärung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Folgenden der Bewegungsablauf bei der Bestückung des Transportrahmens (19) mit einer Glasplatte (18) beschrieben.
  • Die in der Sputter-Anlage zu behandelnde Glasplatte (18) wird von einer Vorrichtung zum kontaminationsfreien Umsetzen solcher Platten aus einer horizontalen Lage in eine vertikale Lage verbracht und dann in den Transportrahmen (19) gesetzt.
  • Zu diesem Zweck ist zum Beispiel eine Vorrichtung nach der nicht vorveröffentlichten DE 10 2007 052 182.2 der Anmelderin geeignet.
  • Diese Druckschrift betrifft eine Vorrichtung zum kontaminationsfreien Umsetzen von dünnen, stoßempfindlichen kristallinen Platten, insbesondere Glasplatten (18) aus einer horizontalen in eine definierte vertikale Lage mit den folgenden Merkmalen:
    • a) eine Glasplatte die über Rollen mit jeweils eigenem Antrieb im Reinstraum angeliefert wird, wird im Bereich einer Umsetzeinheit angehalten,
    • b) zum Erfassen der Glasplatte ist unterhalb ein Querholm einer Umsetzgabel mit senkrecht hieran befestigten Saugkopfträger-Holmen vorgesehen, wobei die Holme an ihrer Oberseite über ihre Länge verteilte Saugköpfe aufweisen, die den Freiraum zwischen den Rollen durchdringen,
    • c) die Saugköpfe werden der Unterseite der Glasplatte angenähert und deren Ansaugelemente durch Ansaugluft mit der Glasplatte verbunden,
    • d) die auf diese Weise mit der Umsetzgabel verbundene Glasplatte wird von dieser in eine vertikale Position verschwenkt,
    • e) die Glasplatte wird nach einer Feinjustierung in die Ablagevorrichtung gesetzt,
    • f) die Saugköpfe werden von der Glasplatte gelöst.
  • Als Ablagevorrichtung dient in diesem Fall der Transportrahmen (19) nach entsprechender Vorbereitung zur Öffnung dieses Rahmens.
  • Hierzu befördert ein Laufrollenantrieb (12) die Laufkufen (21) eines für die jeweilige Glasplatte (18) geeigneten, senkrecht stehenden und auf der Oberseite in einer Magnetschienenhalterung (2) geführten Transportrahmens (19) zu einer Zentriereinrichtung, die den Transportrahmen (19) zuerst in der Horizontalen zentriert.
  • Die Zentriervorrichtung ist in der 4 näher beschrieben.
  • Der auch in der 3, sowie in der 2 dargestellte Bewegungszylinder (11) der Zentriereinrichtung veranlasst die Herausbewegung des Zentrierdorns (4) aus der Dornführung (10) der Zentriereinrichtung. Der Zentrierdorn (4) trifft bei seiner Bewegung auf ein vertikal verlaufendes Langloch im Transportrahmen (19), zentriert auf diese Weise den Transportrahmen in horizontaler Richtung und stellt im weiteren Verlauf der Bewegung auch eine Verbindung mit diesem über die Zentrierplatte (13) her.
  • Sodann heben zwei Rahmenhebeeinrichtungen (7) den Transportrahmen (19) in der Magnetschienenhalterung (2) ein kleines Stück an. Sie sind auf der linken und auf der rechten Seite im unteren Bereich der 1 und der 3 dargestellt. Sie wirken auf die Laufkufe (21) des Transportrahmens (19) in vertikaler Richtung.
  • Im Folgenden fixiert eine Fixiereinrichtung (5, 8) den Transportrahmen (19), anschließend öffnen Öffnerköpfe (3) im Bereich der Längsseiten des Transportrahmens (19) Rahmenklammern (17).
  • Es handelt sich bei der Fixiereinrichtung (5, 8) jeweils um paarig auftretende Druckzylinder (8) der Rahmenfixierung und Gegenzylinder (5) der Rahmenfixierung. Die Anzahl dieser Elemente (5, 8) beträgt insgesamt acht, und zwar an den Seiten des Transportrahmens (19) jeweils drei und an der Oberseite zwei. Besonders deutlich ist deren Funktion in der 3 zu erkennen, in der sich jeweils ein Druckzylinder (8) und ein Gegenzylinder (5) gegenüber stehend erkennbar sind, wobei an dem unteren von drei gezeigten Druckzylindern (8) ein Fixierkopf (14) bezeichnet ist.
  • In der 5 ist ein Druckzylinder (8) im Detail dargestellt. Er besteht in der Hauptsache aus einem Lagerelement (16), einer in diesem Lagerelement (16) bewegten Kolbenstange (15), sowie aus einem, an deren Ende befestigten, Fixierkopf (14). Wesentlich an dem Druckzylinder (8) ist das Merkmal, dass sowohl die Kolbenstange (15) als auch das Lagerelement (16) mit einer Luft-Absaug-Vorrichtung ausgestattet ist.
  • In der 6 ist die Ausgestaltung der Druckfläche, mit der Fixierkopf (14) an den Transportrahmen (19) gedrückt wird, gezeigt. Hier ist deutlich zu erkennen, auf welchen Wegen die angesaugte Luft eventuell am Transportrahmen (19) anhaftende Partikel abführt und zur Reinhaltung des Reinstraums beiträgt.
  • In der 7 ist ein Gegenzylinder der Rahmenfixierung (5) im Detail dargestellt. Auch er kann an seiner Druckfläche eine ähnliche Struktur wie der Fixierkopf (14) aufweisen und mit einer Luft-Absaug-Vorrichtung verbunden sein.
  • In der 8 ist eine Darstellung des Befestigungs-Mechanismus einer Rahmenklammer (17) in Verbindung mit dem Transportrahmen (19) und einer eingesetzten Glasplatte (18) gezeigt.
  • In der 1 und in der 3 sind Öffner-Druckzylinder (9) bzw. Öffnerköpfe (3) beispielhaft im Gesamtzusammenhang gezeigt. Aus der Darstellung der Funktion in der 8 ist zu erkennen, wie sich eine Offen-Stellung, sowie eine Geschlossen-Stellung eines Öffnerkopfes (3) auf den Schnapp-Mechanismus einer Rahmenklammer (17) auswirkt. Es ist hier deutlich, dass ein Herausbewegen der Kolbenstange des Öffner-Druckzylinders (9) einen Druck auf das Gegenlager des aus Federstahl gefertigten Auflagers der Rahmenklammer (17) ausübt und sich somit diese um das gezeigte Gelenk drehen muss, was wiederum ein Aufklappen der Rahmenklammer zur Folge hat.
  • Auf demselben Blatt ist eine Rahmenklammer (17) perspektivisch in zwei unterschiedlichen Ansichten dargestellt.
  • In der 9 sind Einzelheiten einer Hebeinrichtung (7) in Verbindung mit der Laufkufe (21) des Transportrahmens (19) dargestellt.
  • Mit der endgültigen Fixierung des Transportrahmens (19) und der Öffnung der Rahmenklammern (17) ist dieser zur Aufnahme einer Glasplatte (18) bereit.
  • Eine in der Abfolge in Aktion tretende Umsetzvorrichtung hebt die zu beschichtende Glasplatte (18), die in horizontaler Lage von einer Transportvorrichtung angeliefert wird, bringt sie in eine vertikale Position, verschiebt sie in etwa parallel und setzt sie dann in den Transportrahmen (19), anschließend schließen die Öffnerköpfe (3) sämtliche Rahmenklammern (17).
  • Die gewünschte, exakt positionierte, Verbindung einer Glasplatte (18) mit einem zentrierten Transportrahmen (19) ist hiermit hergestellt.
  • Sodann gibt die Fixiereinrichtung (5, 8) den Transportrahmen (19), der mit der Glasplatte (18) beladen ist, frei, die Rahmenhebeeinrichtung (7) senkt den Transportrahmen ab, die Zentriereinrichtung löst sich vom Transportrahmen (19) und der Laufrollenantrieb (12) verbringt den Transportrahmen (19) mit der Glasplatte (18) in den Sputter-Bereich.
  • Die für den beschriebenen, automatisch ablaufenden, Beförderungsvorgang bzw. Bearbeitungsvorgang erforderlichen Sensoren und Steuerungselemente sind für den Fachmann ersichtlich und wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
  • Die interaktive Steuerung der jeweils verwendeten Bewegungselemente, Steuerungselemente und Sensoren erfordert ein spezielles Steuerungsprogramm.
    • 1
    Grundrahmen
    2
    Magnetschienenhalterung
    3
    Öffnerkopf
    4
    Zentrierdorn
    5
    Gegenzylinder der Rahmenfixierung
    6
    Laufrollen der Rahmentransportvorrichtung
    7
    Rahmenhebeeinrichtung
    8
    Druckzylinder der Rahmenfixierung
    9
    Öffner-Druckzylinder
    10
    Dornführung der Zentriereinrichtung
    11
    Bewegungs-Zylinder der Zentriereinrichtung
    12
    Antrieb der Laufrollen
    13
    Zentrierplatte
    14
    Fixierkopf der Rahmenfixierung
    15
    Kolbenstange mit Absauge-Vorrichtung
    16
    Lagerelement mit Absauge-Vorrichtung (Rahmenfixierung)
    17
    Rahmenklammer
    18
    Glasplatte
    19
    Transportrahmen
    20
    Magnetschiene
    21
    Laufkufe des Transportrahmens
    22
    Laufrollengetriebe

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Fixierung und den Weitertransport stoßempfindlicher Glasplatten, im Reinstraum zur Belieferung einer Sputteranlage, mit den folgenden Merkmalen: a) ein Laufrollenantrieb (12) dient einerseits der Beförderung der Laufkufen (21) eines für die jeweilige Glasplatte (18) geeigneten, senkrecht stehenden und auf der Oberseite in einer Magnetschienenhalterung (2) geführten Transportrahmens (19) zu einer Zentriereinrichtung, die den Transportrahmen (19) in der Horizontalen zentriert, und andererseits der weiteren Beförderung zu einer Sputteranlage, b) eine Rahmenhebeeinrichtung (7) dient der Anhebung und Absenkung des Transportrahmen (19) in der Magnetschienenhalterung (2), c) eine Fixiereinrichtung (5, 8) dient der Fixierung und Lösung des Transportrahmens (19), wobei Öffnerköpfe (3) im Bereich der Längsseiten und der Oberseite des Transportrahmens (19) für die Öffnung und Schließung von Rahmenklammern (17) zur Aufnahme einer Glasplatte (18) vorhanden sind, d) eine Umsetzvorrichtung für die zu beschichtende, jeweilige Glasplatte (18) dient der Anhebung und dem Verschwenken dieser Glasplatte (18), die in horizontaler Lage von einer Transportvorrichtung angeliefert wird, wobei sie diese in eine vertikale Position verbringt, und sie dann in den Transportrahmen (19) setzt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportrahmen (19) aus einer Aluminiumlegierung besteht, wobei im oberen Bereich des Transportrahmens (19) eine Führung aus einer Eisenlegierung angefügt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung (5, 8) jeweils Gegenzylinder (5) und Druckzylinder (8) aufweist, die über Mittel zur Absaugung von Luft verfügen können.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetschienenhalterung (2) aus zwei einander gegenüber angeordneten linienförmigen Magnetelementen besteht, zwischen denen der obere Rand des Transportrahmens (19) derart angeordnet ist, dass er von beiden Magnetelementen jeweils abgestoßen wird.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung einen, in einem Langloch geführten, Zentrierdorn (4) aufweist, der von einem Bewegungs-Zylinder (11) zur Zentrierung des Transportrahmens (19) aus einer Dornführung (10) herausbewegt wird.
  6. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenklammern (17) aus Federstahl in Verbindung mit einer Halterung aus Metall oder einem Reinraum-geeigneten Kunststoff bestehen.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtende Glasplatte (18) von einer Vorrichtung zum kontaminationsfreien Umsetzen von Glasplatten (18) aus einer horizontalen Lage in eine vertikale Lage, in den Transportrahmen (19) gesetzt wird, wobei diese Umsetzvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: a) Rollen mit jeweils eigenem Antrieb im Reinstraum, b) eine Umsetzgabel mit senkrecht hieran befestigten Saugkopfträger-Holmen, wobei die Holme an ihrer Oberseite über ihre Länge verteilte Saugköpfe aufweisen, die den Freiraum zwischen den Rollen durchdringen, c) die Saugköpfe weisen Ansaugelemente auf, d) die Umsetzgabel ist in eine vertikale Position verschwenkbar.
  8. Verfahren zur Fixierung und den Weitertransport stoßempfindlicher Glasplatten, im Reinstraum zur Belieferung einer Sputteranlage, mit den folgenden Merkmalen: a) ein Laufrollenantrieb (12) befördert die Laufkufen (21) eines für die jeweilige Glasplatte (18) geeigneten, senkrecht stehenden und auf der Oberseite in einer Magnetschienenhalterung (2) geführten Transportrahmens (19) zu einer Zentriereinrichtung, die den Transportrahmen (19) in der Horizontalen zentriert, b) zwei Rahmenhebeeinrichtungen (7) heben auf der Unterseite den Transportrahmen (19) in der Magnetschienenhalterung (2) an, c) eine Fixiereinrichtung (5, 8) fixiert den Transportrahmen (19) in seiner Lage, anschließend öffnen Öffnerköpfe (3) im Bereich der Längsseiten und der Oberseite des Transportrahmens (19) Rahmenklammern (17), d) eine Umsetzvorrichtung hebt die zu beschichtende Glasplatte (18), die in horizontaler Lage von einer Transportvorrichtung angeliefert wird, bringt sie in eine vertikale Position, und setzt sie dann in den Transportrahmen (19), anschließend schließen Öffnerköpfe (3) die Rahmenklammern (17), e) die Fixiereinrichtung (5, 8) löst sich vom Transportrahmen (19), die Rahmenhebeeinrichtung (7) senkt sodann den Transportrahmen (19) ab, die Zentriereinrichtung gibt im Folgenden den Transportrahmen (19) frei und der Laufrollenantrieb (12) verbringt den Transportrahmen (19) zusammen mit der Glasplatte (18) in den Sputterbereich.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtende Glasplatte (18) von einer Vorrichtung zum kontaminationsfreien Umsetzen von Glasplatten (18) aus einer horizontalen Lage in eine vertikale Lage, in den Transportrahmen (19) gesetzt wird, wobei diese Umsetzvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: a) eine Glasplatte, die über Rollen mit jeweils eigenem Antrieb im Reinstraum angeliefert wird, wird im Bereich einer Umsetzeinheit angehalten, b) zum Erfassen der Glasplatte ist unterhalb ein Querholm einer Umsetzgabel mit senkrecht hieran befestigten Saugkopfträger-Holmen vorgesehen, wobei die Holme an ihrer Oberseite über ihre Länge verteilte Saugköpfe aufweisen, die den Freiraum zwischen den Rollen durchdringen, c) die Saugköpfe werden der Unterseite der Glasplatte angenähert und deren Ansaugelemente durch Ansaugluft mit der Glasplatte verbunden, d) die auf diese Weise mit der Umsetzgabel verbundene Glasplatte wird von dieser in eine vertikale Position verschwenkt, e) die Glasplatte wird nach einer Feinjustierung in die Ablagevorrichtung, hier der Transportrahmen (19), gesetzt f) die Saugköpfe werden von der Glasplatte gelöst.
  10. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
  11. Maschinenlesbarer Träger mit dem Programmcode eines Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
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