DE2529018A1

DE2529018A1 - Item handler for vacuum processing - has conveyor head with multiple carrier arms rotated in steps by exterior drive.

Info

Publication number: DE2529018A1
Application number: DE19752529018
Authority: DE
Inventors: Rudolf Jenisch
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1975-06-28
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1977-01-13

Abstract

The installation is for the automatic individual movement of items into one or several processing stations under vacuum pressure and back out again. The conveyor head consists of a multi-armed carrier (44) which is turned in steps by a rotary dirve (70) acting through a shaft (42) journalled in a housing section (10) of the vacuum chamber. There are shaft guides (50, 52) in the carrier (44) positioned rotationally symmetrically about the axis of the shaft (42) to receive corresponding shafts (54, 58) guided axially and supporting item carriers (56, 60). The shafts are adjustable thorugh a common or separate push dirve into their forward position to introduced the items into the loading or unloading station and to the processing station.

Description

Einrichtung zur automatischen tinzelförderung von Werkstücken in eine unter Unterdruck stehende Bearbeitungsstation In verschiedenen Zweigen der Technik müssen für den Herstellprozeß bestimmter Erzeugnisse Arbeitsgänge in einem unter Unterdruck stehenden Raum durchgeführt werden. Dabei sind in einzelnen Fällen sehr hohe Vakuumwerte erforderlich. Man benötigt beispielsweise für die Ionenimplantation einer Halbleiterscheibe, aus der runktionselemente für elektrische Schaltungseinheiten hergestellt werden, eine Vakuumkammer, in welcher ein Druck in der Größen--4 ordnung von 1,4 x 10 rbar aufrechterhalten werden muß. Das Einbringen der Werkstücke in derartige Vakuumkammern und der Transport innerhalb derselben bereiten daher erhebliche Schwierigkeiten und können häufig nur mit teilweise erheblichem Zeitaufwand durchgeführt werden. Denn man ist einerseits bemüht, den Verlust an Unterdruckpotential so gering wie möglich zu halten, will aber andererseits mechanische Schwingungen und Vibrationen vermeiden, weil derartige Einflüsse eine präzise Durchführung des Bearbeitungsprozesses unmöglich machen.Device for the automatic individual feeding of workpieces into a Processing station under negative pressure In various branches of technology must for the manufacturing process of certain products work steps in a sub Negative pressure can be carried out in the room. In some cases there are very many high vacuum values required. You need it for ion implantation, for example a semiconductor wafer, from which functional elements for electrical circuit units a vacuum chamber, in which a pressure in the order of magnitude - 4 of 1.4 x 10 rbar must be maintained. The introduction of the workpieces in Such vacuum chambers and the transport within them therefore prepare considerable Difficulties and can often only be carried out with considerable expenditure of time will. Because on the one hand one tries to keep the loss of negative pressure potential as low as possible on the other hand, wants mechanical oscillations and vibrations Avoid, because such influences a precise implementation of the machining process to make impossible.

t.in bekanntes System zum Einbringen von Halbleiterscheiben in eine Vakuumkammer ist mit einer Hilfskammer mit einem ersten Ventil zur Vakuumkammer und einem zweiten Ventil zur Atmosphäre ausgebildet. Mittels einer Transportvorrichtung werden die Werkstücke schrittweise von der Atmosphäre in die Hilfskammer uncl von dort in die Vakuumkammer befördert, bzw. umgekehrt. Bei dieser Anordnung benötigt man eine Vakuumpumpe, um das Hochvakuum der Vakuumkammer in der Hilfskammer zu erzeugen, sobald ein neues Werkstück zugeführt worden ist. Die wechselweisen öffnungszeiten der beiden Ventile, die Notwendigkeit, in der Hilfskammer jedes Mal erneut Hochvakuum zu erzeugen sowie der schrittweise Transport von der Atmosphäre in die Hilfskammer und von dort in die Vakuumkammer beanspruchten jedoch unverhältnismäßig viel Zeit.t.in known system for introducing semiconductor wafers into a Vacuum chamber is connected to an auxiliary chamber with a first valve to the vacuum chamber and a second valve to atmosphere. By means of a transport device are the workpieces gradually from the atmosphere to the auxiliary chamber uncl conveyed from there into the vacuum chamber, or vice versa. With this arrangement you need a vacuum pump to generate the high vacuum of the vacuum chamber in the auxiliary chamber to be generated as soon as a new workpiece has been supplied. The alternate opening times of the two valves, the need in the auxiliary chamber every time to create a high vacuum again as well as the gradual transport from the atmosphere into the auxiliary chamber and from there into the vacuum chamber, however, were disproportionately stressed much time.

In einer anderen bekannten Anordnung sind zwei Hilfskammern vorgesehen, nämlich eine Entladehilfskammer an der einen Seite und eine Ladehilfskammer an der anderen Seite der Vakuumkammer. Die Entladehilfskammer ist über ein erstes Ventil mit der Atmosphäre verbindbar und über ein zweites Ventil mit der Hauptkammer. In gleicher Weise sind der Ladehilfskammer zwei Ventile zugeordnet. Man benötigt außerdem für jede der Hilfskammern eine Vakuumpumpe sowie eine gesonderte Transporteinrichtung.In another known arrangement, two auxiliary chambers are provided, namely an unloading auxiliary chamber on one side and a loading auxiliary chamber on the other side of the vacuum chamber. The auxiliary unloading chamber is via a first valve Can be connected to the atmosphere and to the main chamber via a second valve. In In the same way, two valves are assigned to the auxiliary loading chamber. You also need a vacuum pump and a separate transport device for each of the auxiliary chambers.

Diese Anordnung ermöglicht zwar, den Zeitaufwand für die Bearbeitung der Werkstücke zu verringern, jedoch muß auch hier infolge der Vielzahl von Arbeitsschritten ein erheblicher Aufwand betrieben werden. Denn zur Aufnahme eines neuen Werkstücks muß die Ladekammer mit der Atmosphäre verbunden, das Werkstück in die Ladekammer transportiert, das erste Ventil zur Atmosphäre geschlossen, die Ladekammer auf den erforderlichen Vakuumwert ausgepumpt, das zweite Ventil zur Vakuumkammer geöffnet und schließlich das Werkstück in die Vakuumkammer transportiert werden. Für die Bearbeitung selbst ist sodann das zweite Ventil der Ladekammer zu schließen. Nach Durchführung des eigentlichen Bearbeitungsvorganges ist nach dem Erzeugen des Unterdrucks in der Entladekarniner deren erstes Ventil zur Vakuumkammer zu öffnen, die Transportvorrichtung in Tätigkeit zu setzen, das Ventil zu schließen und schließlich das zweite Ventil zur Atmosphäre zu öffnen, bevor das Werkstück aus der Entladekammer entnommen werden kann. Zusätzliche Probleme ergaben sich bei dieser Ausbildung auch durch die Vibrationserscheinungen, die durch Pumpen und insbesondere durch die Transporteinrichtungen hervorgerufen wurden, weil die Arbeitsgänge am Werkstück erst stattfinden konnten, wenn die Vibrationen auf ein zulässiges Maß abgeklungen waren.Although this arrangement allows the time required for processing to reduce the workpieces, but must also here due to the large number of work steps a considerable effort can be made. Because for picking up a new workpiece the loading chamber must be connected to the atmosphere, the workpiece in the loading chamber transported, the first valve to the atmosphere closed, the loading chamber to the required vacuum value is pumped out, the second valve to the vacuum chamber is opened and finally the workpiece can be transported into the vacuum chamber. For the Machining itself is then to close the second valve of the loading chamber. To The actual machining process is carried out after the negative pressure has been generated open the first valve to the vacuum chamber in the unloading chamber, the transport device to put into action, to close the valve and finally the second valve to open to atmosphere before the workpiece can be removed from the discharge chamber can. Additional problems arose with this training also due to the vibration phenomena, caused by pumps and especially by the transport equipment because the work steps on the workpiece could only take place when the vibrations had subsided to an acceptable level.

Durch die Offenlegungsschrift 24 30 462 ist eine wesentlich verbesserte Einrichtung zur automatischen Förderung von Werkstükken zu einer in einer Vakuumkammer befindlichen Bearbeitungsstation bekannt, die eine Hubvorrichtung mit Schleuse zum Einbringen des Werkstücks in die Vakuumkammer und eine Transportvorrichtung zur Horizontalbeweguna des Werkstücks in die Dearbeitungsstation aufweist. Die Transportvorrichtung besteht aus einem horizontalen, jeweils um 1800 schwenkbaren Arm, auf dessen Armteilen je eine Creifereinheit mit schließbaren Greifern verschiebbar geführt ist, welche Greifereinheiten mittels eines gesonderten Antriebes aus einer ausgefahrenen, mit der llubvorrichtung und der Bearbeitungsstation ausgerichteten Lage leinas des Armes in eine eingefahrene Stellung gleichzeitig verstellbar sind. Dabei sind an den Greifereinheiten einerseits und an der Hubvorrichtung bzw. der Bearbeitungsstation andererseits derart zusammenazirkende, individuelle Anschlagelemente angeordnet, daß die Greifer der einen Greifereinheit beim Ausfahren in die Hubvorrichtung jeweils geöffnet bleiben, bis eine zinfahrbewegunq einaeleitet wird, und beim Ausfahren in die J3earbeitungsstation jeweils geschlossen bleiben, bis eine Linfahrbewegung eingeleitet wird. Umgekehrt bleiben die Greifer der anderen Greifereinheit beim Ausfahren in die Hubvorrichtung jeweils geschlossen, bis eine Einfahrbewegung eingeleitet wird, und beim Ausfahren in die Bearbeitungsstation bleiben sie jeweils geöffnet, bis eine rinfahrbewegung einaeleitet wird.The laid-open specification 24 30 462 is a significantly improved one Device for the automatic conveyance of work pieces to one in a vacuum chamber located processing station known that a lifting device with lock for Bringing the workpiece into the vacuum chamber and a transport device for Has horizontal movement of the workpiece in the machining station. The transport device consists of a horizontal arm that can be swiveled around 1800 on its arm parts one gripper unit with closable grippers is displaceably guided, which Gripper units by means of a separate drive from an extended, with the llubvorrichtung and the processing station aligned position of the arm are simultaneously adjustable into a retracted position. There are on the gripper units on the one hand and on the lifting device or the processing station on the other hand in this way cooperating, individual stop elements arranged that the gripper one gripper unit remains open when extending into the lifting device, until a zinfahrbewegungunq is initiated, and when moving out into the processing station remain closed until a linear movement is initiated. Vice versa remain the grippers of the other gripper unit when extending into the lifting device each closed until a retraction movement is initiated and when extending They remain open in the processing station until a retraction movement is initiated.

Mit dieser Vorrichtung konnte die für den Belade- und Entladevorrang benötigte Zeit beträchtlich reduziert werden, so daß sie an der Gesamttaktzeit nur noch geringen Anteil haben. Eine Besonderheit dieser bekannten Einrichtung besteht auch darin, daß die Vorkammer ein gegenüber der Vakuumkammer äußerst geringes Volumen aufweist, so daß bei der Herstellung der Verbindung zwischen Vorkammer und Vakuumkammer das Unterdruckpotential in der letzteren kaum beeinflußt wird.With this device, the priority for loading and unloading required time can be reduced considerably, so that they are only part of the total cycle time still have a small share. One Special feature of this well-known facility also consists in the fact that the antechamber is extremely small compared to the vacuum chamber Has volume, so that in the production of the connection between the antechamber and Vacuum chamber the negative pressure potential in the latter is hardly influenced.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der zuletzt beschriebenen bekannten Einrichtung, die für den Transport der Werkstücke in die VakuumMammer und in der Vakumkammer zur Bearbeitungsstation verwendete Transportvorrichtung wesentlich zu vereinfachen. Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst worden. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung wird darin gesehen, daß für den Transport der Werkstücke in die Vakuumkammer und innerhalb der Vakuumkammer nur wenige bewegte Teile notwendig sind, wobei der Funktion des schrittweise drehbaren Trägers in Verbindung mit der Abdichtung der Schleusenkammer bzw. der Bearbeitungsstation gegen die Unterdruckkammer in den Schrittpositionen besondere Bedeutung zukommt. Denn in die Transportvorrichtung für die Werkstücke innerhalb der Unterdruckkammer sind mit geringstem technischem Aufwand die Schließelemente für die Schleuse sowie für die Bearbeitungsstation funktionell integriert. Weiterhin befinden sich vorzugsweise sämtliche Wälzlager der Antriebe außerhalb der Vakuumräume.The present invention is based on the object of the known device described last, which is used for transporting the workpieces Transport device used in the vacuum chamber and in the vacuum chamber to the processing station to simplify significantly. This task is indicated by the one in claim 1 Invention has been solved. The particular advantage of the device according to the invention is seen in the fact that for the transport of the workpieces in the vacuum chamber and only a few moving parts are necessary within the vacuum chamber, whereby the function of the step-by-step rotatable carrier in connection with the sealing of the lock chamber or the processing station against the vacuum chamber in the step positions is of particular importance. Because in the transport device for the workpieces The closing elements are located within the vacuum chamber with very little technical effort Functionally integrated for the lock as well as for the processing station. Farther all of the drives' roller bearings are preferably located outside the vacuum spaces.

Zahlreiche bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sowie Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.Numerous preferred developments of the inventive concept as well Embodiments are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.The invention is illustrated below with reference to the drawings in an exemplary embodiment described.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Vakuumkammer mit einer Schleuse, einer Bearbeitungsstation und einer Transportvorrichtung, in vorgeschobener Stellung der Werkstückträger während eines Bearbeitungs- und Zuführungsvorganges und bei geschlossener Schleuse.Fig. 1 shows a schematic vertical section through a vacuum chamber with a lock, a processing station and a transport device, in advanced position of the workpiece carrier during a machining and feeding process and with the lock closed.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch die Transportvorrichtung gemäß Fig. 1 in zurückgezogener Stellung der Werkstückträger während eines Transportvorganges.Fig. 2 shows a partial section through the transport device according to Fig. 1 in the retracted position of the workpiece carrier during a transport process.

Gemäß Fig. 1 ist auf einer in einem Rahmen 2 befestigten Grundplatte 4 eine Unterdruckkammer 6 gelagert, bestehend aus einem unteren Gehäuseteil 8 und einem oberen Gehäuseteil 10. Die beiden Gehauseteile 8 und 10 sind an Trennfuge 12 und 14 mittels Schrauben 16 und 18 druckdicht miteinander verschraubt.According to FIG. 1, it is on a base plate fastened in a frame 2 4, a vacuum chamber 6 is mounted, consisting of a lower housing part 8 and an upper housing part 10. The two housing parts 8 and 10 are at the parting line 12 and 14 are screwed together pressure-tight by means of screws 16 and 18.

An der Unterseite der Unterdruckkammer 6 ist ein Ventil 24 und daran ein Pumpenaggregat 20 befestigt, das durch eine Öffnung 22 im unteren Gehäuseteil 8 die Unterdruckkammer 6 ständig unter Unter-druck in der für die Bearbeitung der Werkstücke erforderlichen Vakuumhöhe hält. An der in Fig. 1 linken Seite der Unterdruckkammer 6 befindet sich eine über ein Ventil 28 angeflanschte Bearbeitungsstation 30, welche als Ionen-Implantationsanlage für flalbleiterscheiben ausgebildet ist. Ventil 28 und Bearbeitungsstation 30 sind mittels eines Flanschringes 32 am oberen Gehäuseteil 10 angeschraubt.At the bottom of the vacuum chamber 6 is a valve 24 and on it a pump unit 20 is attached, through an opening 22 in the lower housing part 8 the vacuum chamber 6 is constantly under vacuum in the for processing the Holds workpieces required vacuum level. On the left in Fig. 1 side of the vacuum chamber 6 there is a processing station 30 which is flanged on via a valve 28 and which is designed as an ion implantation system for semiconductor disks. Valve 28 and processing station 30 are by means of a flange ring 32 on the upper housing part 10 screwed on.

An der Oberseite des oberen Gehäuseteils 10 der Unterdruckkammer 6 ist eine durch einen Doppelpfeil 34 angedeutete Be- und Entladestation für die zu bearbeitenden Halbleiterscheiben vorgesehen, welche beispielsweise mittels eines horizontal schwenkbaren Armes auf einem Transportband beförderte Scheiben einzeln zuführt und gleichzeitig eine bereits bearbeitete Scheibe entnimmt. Im oberen Gehäuseteil 10 ist eine runde Offnung 36. die von außen mittels einer durch einen Antrieb 40 vertikal verstellbaren Haube 38 verschließbar ist.On the top of the upper housing part 10 of the vacuum chamber 6 is a indicated by a double arrow 34 loading and unloading for the to processing semiconductor wafers provided, which for example by means of a horizontally swiveling arm on a conveyor belt conveyed slices individually feeds in and at the same time removes an already machined disc. In the upper part of the case 10 is a round opening 36. Which is opened from the outside by means of a drive 40 vertically adjustable hood 38 is closable.

In einem verstärkten Abschnitt 10a des oberen Gehäuseteils 10 ist eine Welle 42 geführt, welche einen im Innern der Unterdruckkammer 6 befindlichen Träger 44 trägt, welcher aus zwei Trägerarmen 46 und 48 mit je einer Schaftführung 50 bzw. 52 besteht. In der Schaftführung 50 ist ein Schaft 54 mit einem Werkstückträger 56 längsverschiebbar geführt, während in der Schaftführung 52 ein weiterer Schaft 58 mit einem Werkstückträger 60 längsbeweglich gelagert ist. Eine Feder 62 liegt zwischen einem Bund 66 am unteren Ende des Schaftes 54 und dem Trägerarm 46 an, derart, daß der Schaft 54 normalerweise in seiner unteren Lage gehalten wird (vergl. Fig. 2). In gleicher Weise ist eine Feder 64 zwischen einem Bund 68 am Ende des Schaftes 58 und dem Trägerarm 48 gespannt, so daß sich der Schaft 54 normalerweise in seiner in Fig. 2 dargestellten zurückgezogenen (rechten) Lage befindet. An der Außenseite des oberen Gehäuseteils 10 der Unterdruckkammer 6 befindet sich ein Drehantrieb 70 zum schrittweisen Drehen der Welle 42 mit dem Träger 44 um jeweils 1800. Eine mit dem Drehantrieb 70 kombinierte (nicht dargestellte) Verriegelung sichert die genaue Einhaltung der jeweiligen Ruheposition der Welle 42.In a reinforced section 10a of the upper housing part 10 is a shaft 42 is guided, which is located in the interior of the vacuum chamber 6 Carrying carrier 44, which consists of two carrier arms 46 and 48, each with a shaft guide 50 and 52 respectively. In the shaft guide 50 is a shaft 54 with a workpiece carrier 56 guided in a longitudinally displaceable manner, while a further shaft is in the shaft guide 52 58 is mounted to be longitudinally movable with a workpiece carrier 60. A spring 62 lies between a collar 66 at the lower end of the shaft 54 and the support arm 46, such that the shaft 54 is normally held in its lower position (cf. Fig. 2). In the same way, a spring 64 is between a collar 68 at the end of the Shank 58 and the support arm 48 tensioned, so that the shaft 54 normally is in its withdrawn (right) position shown in FIG. 2. At the A rotary drive is located on the outside of the upper housing part 10 of the vacuum chamber 6 70 for incrementally rotating shaft 42 with carrier 44 1800 at a time. One with the rotary drive 70 combined (not shown) lock secures the exact compliance with the respective rest position of the shaft 42.

Zur Betätigung des Schafts 54 aus seiner in Fig. 2 dargestellten Ausgangslage gegen die Kraft der Feder 62 in die in Fig. 1 gezeigte vorgeschobene Stellung ist an der Außenseite des unteren Gehäuseteils 8 ein Schubantrieb 80 angeordnet, bestehend aus einem Schubzylinder 82, der über ein Kniehebelgestänge 84 auf eine Schubstange 86 wirksam ist, die durch den unteren Gehäuseteil 8 hindurch geführt ist und über konische Flächen 88 mit Rollen 90 an den Enden der Schäfte 54 und 58 Berührung hat.To actuate the shaft 54 from its starting position shown in FIG. 2 against the force of the spring 62 in the advanced position shown in FIG on the outside of the lower housing part 8, a thrust drive 80 is arranged, consisting from a push cylinder 82, which is connected to a push rod via a toggle linkage 84 86 is effective, which is passed through the lower housing part 8 and over conical surfaces 88 with rollers 90 at the ends of the shafts 54 and 58 has contact.

Die durch den Schubantrieb 80 erzeugte Hubbewegung des Schafts 54 mit dem Werkstückträger 56 wird begrenzt durch einen zwischen Schaft 54 und Werkstückträger 56 angeordneten Bund 55, welcher an einer entsprechenden Ringfläche 57 auf der Innenseite des oberen Gehäuseteils 10 anliegt und mittels einer (nicht dargestellten) Dichtung den Bereich unterhalb der Haube 38 gegen die Unterdruckkammer 6 abdichtet.The stroke movement of the shaft 54 generated by the thrust drive 80 with the workpiece carrier 56 is limited by one between the shaft 54 and the workpiece carrier 56 arranged collar 55, which on a corresponding annular surface 57 on the inside of the upper housing part 10 and by means of a seal (not shown) the area below the hood 38 seals against the vacuum chamber 6.

Desgleichen wird die durch den Schubantrieb 80 erzeugte Hubbewegung des Schafts 58 durch einen Bund 59 begrenzt, welcher sich an eine Ringfläche 61 auf der Innenseite des unteren Gehäuseteils 3 anlegt und mittels einer (nicht dargestellten) Dichtung die Kammer der Bearbeitungsstation 30 bzw. das Ventil 28 gegen die Unterdruckkammer 6 abdichtet. Hierbei wird der in der Kammer der Bearbeitungsstation 30 bestehende Unterdruck durch eine (nicht dargestellte) Unterdruckpumpe aufrechterhalten.The stroke movement generated by the thrust drive 80 is the same of the shaft 58 bounded by a collar 59, which is attached to an annular surface 61 on the inside of the lower housing part 3 and by means of a (not shown) Seal the chamber of the processing station 30 or the valve 28 against the vacuum chamber 6 seals. Here, the existing in the chamber of the processing station 30 is Maintain vacuum by a vacuum pump (not shown).

In entsprechender Weise ist die zwischen dem Bund 55 des Schafts 54 und der Haube 38 gebildete Schleusenkammer 102 an eine Unterdruckpumpe 100 angeschlossen, die jedoch nur zeitweilig einaeschaltet ist, nämlich so lange, wie die Schleusenkammer 102 geschlossen ist, d.h. solange die Haube 38 und der Werkstuckträger 56 mit dem Schaft 54 die in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen.The one between the collar 55 of the shaft 54 is in a corresponding manner and the lock chamber 102 formed by the hood 38 is connected to a vacuum pump 100, which is only switched on temporarily, namely as long as the lock chamber 102 is closed, i.e. as long as the hood 38 and the workpiece carrier 56 with the Shank 54 assume the position shown in FIG. 1.

Außerdem hat die Unterdruckpumpe 100 eine wesentliche geringere Vakuumgüte, z.B.otolS pbar. Das in der Schleusenkammer 102 herrschende geringere Vakuum wirkt sich beim oeffnen des Schafts 54 mit dem Bund 55 auf das in der Unterdruckkammer 6 herrschende Vakuum von etwa l,4-lO pbar wegen des außerordentlich geringen Volumens der Schleusenkammer 102 praktisch nicht aus.In addition, the vacuum pump 100 has a significantly lower vacuum quality, e.g. otolS pbar. The lower vacuum prevailing in the lock chamber 102 acts when opening the shaft 54 with the collar 55 on that in the vacuum chamber 6 prevailing vacuum of about 1.4-10 pbar because of the extremely small volume the lock chamber 102 is practically impossible.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung erläutert.The method of operation of the device described is explained below.

Zu Beginn eines Arbeitstaktes befinden sich der Schaft 54 mit dem Werkstückträger 56 und der Schaft 58 mit dem Werkstückträger 60 in der in Fig. 1 dargestellten vorgeschobenen Lage, wobei der Schubantrieb 80 auf die zugeordneten Enden der Schäfte 54 und 58 gegen die Kraft der Federn 62 und 64 wirksam ist. Zur Zufuhr eines Werkstücks W wird die Haube 38 mittels des Antriebes 40 in die gestrichelt gezeichnete Lage nach oben geöffnet, so daß mittels einer (nicht dargestellten) Zuführeinrichtung in der B- und Entladestation (Doppelpfeil 34) ein Werkstück W auf die Oberfläche des Werkstückträgers 56 aufgesetzt werden kann. Die Halterung des Werkstücks W auf dem Werkstückträger erfolgt mittels (nicht gezeichneter) Halter, z.B. Klammern.At the beginning of a work cycle, the shaft 54 is located with the Workpiece carrier 56 and the shaft 58 with the workpiece carrier 60 in the one shown in FIG. 1 shown advanced position, the thrust drive 80 to the associated Ends of the shafts 54 and 58 against the force of the springs 62 and 64 is effective. To the A workpiece W is fed into the hood 38 by means of the drive 40 in dashed lines Drawn position open upwards, so that by means of a (not shown) Infeed device in the B and unloading station (double arrow 34) a workpiece W can be placed on the surface of the workpiece carrier 56. The bracket of the workpiece W on the workpiece carrier is done using (not drawn) holder, e.g. brackets.

In der jetzt geöffneten Schleusenkammer 102 herrscht Außendruck. Die Unterdruckpumpe 100 ist abgeschaltet.External pressure prevails in the lock chamber 102, which is now open. the Vacuum pump 100 is switched off.

Mittels des Antriebs 40 wird sodann die Haube 38 abgesenkt, so daß die Schleusenkammer 102 geschlossen ist. Die Unterdruckpumpe 100 schaltet ein und erzeugt in der nun geschlossenen Schleusenkammer 102 Vakuum der gewünschten Güte. Anschließend wird der Schubantrieb 80 umgeschaltet, so daß der Schaft 54 mit dem Werkstückhalter 56 und dem eingelegten unbearbeiteten Werkstück W unter der Wirkung der Feder 62 nach unten verschoben und somit die Schleusenkammer 102 mit der Unterdruckkammer 6 verbunden wird. Gleichzeitig kehrt auch der Schaft 58 mit dem Werkstückträger 60 unter der Wirkung der Feder 64 in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurück.By means of the drive 40, the hood 38 is then lowered so that the lock chamber 102 is closed. The vacuum pump 100 switches on and creates a vacuum of the desired quality in the now closed lock chamber 102. Then the thrust drive 80 is switched over so that the shaft 54 with the Workpiece holder 56 and the inserted unprocessed workpiece W under the action the spring 62 shifted downwards and thus the lock chamber 102 with the vacuum chamber 6 is connected. At the same time, the shaft 58 also returns with the workpiece carrier 60 under the action of the spring 64 back into the position shown in FIG.

Sobald der Schaft 54 und der Schaft 58 ihre zurückgezogene Lage (Fig. 2) erreicht haben, wird die Verriegelung der Welle 42 gelöst und der Drehantrieb 70 eingeschaltet, worauf die Welle 42 mit dem Träger 44 eine Drehung um 1800 ausführt. Der Werkstückhalter 58 ist nun, wie aus den Zeichnungen erkennbar, in die vorherige Position des Werkstückträgers 60 verstellt worden, während der Werkstückträger 60 die ursprüngliche Lage des Werkstückträgers 56 einnimmt. Nach erneuter Verriegelung der Welle 42 wird der Schubantrieb 80 wieder in Vorschubrichtung eingeschaltet, wodurch die Schäfte 54 und 58 aus der in Fig. 2 gezeigten Lage gegen die Kraft der Federn 62 und 64 in die in Fig. 1 dargestellte Lage vorrücken, bis der Bund 55 und der Bund 59 an den korrespondierenden Ringflächen 57 bzw. 61 des oberen Gehäuseteils 10 zum Anliegen kommen und die Schleusenkammer 102 sowie die Bearbeitungsstation 30 gegen die Unterdruckkammer 6 abdichten.As soon as the shaft 54 and the shaft 58 are in their retracted position (Fig. 2), the locking of the shaft 42 is released and the rotary drive 70 switched on, whereupon the shaft 42 with the carrier 44 rotates through 1800. The workpiece holder 58 is now, as can be seen from the drawings, in the previous one Position of the workpiece carrier 60 has been adjusted, while the workpiece carrier 60 the original position of the workpiece carrier 56 assumes. After locking again of the shaft 42, the thrust drive 80 is switched on again in the feed direction, whereby the shafts 54 and 58 from the position shown in Fig. 2 against the force of the Advance springs 62 and 64 into the position shown in FIG. 1 until the collar 55 and the collar 59 on the corresponding annular surfaces 57 and 61 of the upper housing part 10 come to rest and the lock chamber 102 and the processing station 30 seal against the vacuum chamber 6.

Jetzt erfolgt der Bearbeitungsvorgangs des Werkstücks W in der Bearbeitungsstation 30, beispielsweise eine Ionenimplantation einer Halbleiterscheibe durch einen vertikal zur Oberfläche des Werkstücks w zugeführten Ionenstrahl (Pfeil). Die nun wirksame Abdichtung zwischen der Unterdruckkammer 6 und der Bearbeitungsstation 30 dient zur Verhinderung von Glimmentladungen im Bereich der Unterdruckkammer 6 während der Durchführung der lonenimplantation.The machining process of the workpiece W now takes place in the machining station 30, for example an ion implantation of a semiconductor wafer through a vertical to the surface of the workpiece w supplied ion beam (arrow). The now effective seal between the vacuum chamber 6 and the processing station 30 serves to prevent glow discharges in the area of the vacuum chamber 6 while performing the ion implantation.

Gleichzeitig mit dem Bearbeitungsvorgang wird der jetzt in der Schleusenkammer 102 befindliche Werkstückhalter, sofern bereits ein bearbeitetes Werkstwick aufliegt, entladen und mit einem neuen, unbearbeiteten Werkstück beladen. Zu diesem Zweck öffnet sich, sobald die Abdichtung zwischen der Unterdruckkammer 6 und der Schleusenkammer 102 hergestellt ist, die Haube 38, die Halteelemente für das Werkstück auf dem Werkstückträger werden gelöst, das bearbeitete Werkstück entnommen und eines neues aufgelegt. Anschließend schließt sich die Haube 38, und die Unterdruckpumpe 100 wird eingeschaltet. Es ist zu bemerken, daß das Kniehebelgestänge 84 des Schubantriebes 80 die Schäfte 54 und 58 in ihrer Lage gemäß Fig. 1 verriegelt, bis der Schubzylinder 82 zur Rückstellung der Schubstange 86 wirksam wird.At the same time as the machining process, it is now in the lock chamber 102 workpiece holders located, if a machined workpiece is already on it, unloaded and loaded with a new, unprocessed workpiece. To this end opens as soon as the seal between the vacuum chamber 6 and the lock chamber 102 is made, the hood 38, the holding elements for the workpiece on the workpiece carrier are released, the machined workpiece is removed and a new one is placed on top. Afterward the hood 38 closes and the vacuum pump 100 is switched on. It is to note that the toggle linkage 84 of the thrust actuator 80, the shafts 54 and 58 locked in its position according to FIG. 1 until the thrust cylinder 82 for resetting the push rod 86 becomes effective.

Nun beginnt ein neuer Arbeitstakt, indem unmittelbar nach dem Abschalten der Unterdruckpumpe 100 der Schubantrieb 80 eingeschaltet wird und die Werkstückträger in ihre Position gemäß Fig. 2 zurückkehren, wo eine erneute Drehbewegung des Trägers 44 mit den Trägerarmen 46 und 48 eingeleitet werden kann.Now a new work cycle begins, immediately after switching off the vacuum pump 100, the thrust drive 80 is switched on and the workpiece carrier return to their position according to FIG. 2, where a renewed rotational movement of the carrier 44 can be initiated with the support arms 46 and 48.

Claims

PATENT CLAIMS

Device for the automatic individual feeding of workpieces into a processing station under vacuum or a plurality of such processing stations and back, with a loading and unloading station for the workpieces to be processed, a lock for introducing or removing the workpieces into or out of the Vacuum chamber and a transport device for feeding in the workpieces into the processing station (s) with simultaneous removal of a processed workpiece from the processing station (s), characterized in that the transport device consists of a multi-armed carrier (44, 46, 48), which is in a housing part (10) of the vacuum chamber (6) rotatably mounted shaft (42) by means of a rotary drive (70) is rotatable step by step and a plurality of them are rotationally symmetrical to the shaft axis arranged shaft guides (50, 52) for receiving a corresponding Number of axially movably guided shafts (54, 58) with workpiece carriers (56, 60), wherein in the locking positions of the carrier (44) the shafts (54, 58) with the workpiece carriers (56, 60) with the loading and unloading station and the processing station (s) (30) aligned and by means of a counter attacking the stations, Stationary, or separate, jointly ubantriebes (80) in their advanced Position are adjustable, for introducing the workpieces (W) into the loading and unloading station and the processing station (s) (30).

2. Device according to claim 1, characterized in that the shaft (42) overhung in an exchangeable housing part (10) of the vacuum chamber (6) is stored.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the rotary drive (70) for the carrier (44) and the thrust drive (80) for the shafts (54, 58) arranged outside the vacuum chamber (6) and the drive transmission elements (42; 86) are passed through the housing of the vacuum chamber (6).

4. Device according to claim 1, characterized in that each the workpiece carrier (56, 60) has a collar (66, 68), which in the advanced Position of the shaft (54, 58) on an annular surface of the inside of the vacuum chamber, sealing these against the lock chamber (102) or the processing station (30), is present.

5. Device according to claims 1, 3 and 4, characterized in that that the shafts (54, 58) of the workpiece carriers (56, 60) against the force of a spring (62, 64) are mounted adjustably in their advanced position.

6. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the TJelle (42) is below 450 against the horizontal in the vacuum chamber (6) is mounted and the shaft guides (50, 52) at about 450 against the shaft (42) are arranged inclined in such a way that the workpiece carriers (56, 60) are in the for Lock chamber (102) aligned position in the vertical and in the processing station aligned position are approximately horizontal.

7. Device according to claims 4 to 6, characterized in that that above the opening (36) of the lock chamber (102) one before lowering of the workpiece carrier (56) can be placed on the lock chamber (102) and after Lifting the workpiece holder removable hood (38) is arranged.