DE4036339C2 - Vorrichtung für den Transport von Substraten - Google Patents

Vorrichtung für den Transport von Substraten

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Transport von Substraten bei Vakuum-Beschichtungsanlagen mit mehre­ ren Stationen, mit Substrathaltern mit etwa plattenförmi­ ger, flacher, parallelepipeder Konfiguration, die in lot­ rechter Stellung - entlang eines vorgegebenen Transport­ weges - durch die Stationen bewegbar sind und die mit Schienen zusammenwirken, die unterhalb der an den Sub­ strathaltern befestigbaren Substraten vorgesehen sind, wozu das Fußteil des Substrathalters mit wenigstens zwei parallel und im Abstand zueinander verlaufenden Schienen versehen ist.
Die zum Einsatz kommenden Substrathalter sind entweder Platten mit entsprechend den Substraten geformten Aus­ schnitten oder Rahmen mit Streben, an denen die Substrate befestigt werden. Im allgemeinen dient ein Substrathalter zur Aufnahme einer Vielzahl von Substraten.
Durch die US-PS 40 42 128 ist eine Transporteinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei der plattenförmige Substrathalter bei vertikaler Lage ihrer Hauptebene an ihren oberen und unteren Längskanten zwi­ schen Rollen geführt werden, die um senkrechte Achsen drehbar sind. An ihren Unterkanten liegen die Substrat­ halter zusätzlich auf Stützrollen mit horizontaler Dreh­ achse auf. Die unteren Führungsrollen sind jedoch nicht im Stande, die Substrathalter allein in genau vertikaler Stellung zu halten und zu transportieren, so daß eine stabile Positionierung nur unter Zuhilfenahme der oberen Führungsrollen möglich ist.
Bekannt ist auch eine Transporteinrichtung für Vakuum- Beschichtungsanlagen (EP 02 54 145 B1) mit mehreren Stationen und mit Rollensystemen für die Führung und den Vorschub von im wesentlichen zweidimensionalen Substrat­ haltern in senkrechter Stellung entlang eines vorgegebe­ nen Transportweges durch die Stationen, wobei im Bereich der Unterkante der Substrathalter paarweise Führungsrol­ len angeordnet sind, die den Substrathalter zwischen sich aufnehmen und die um senkrechte Achsen drehbar sind, wobei die Substrathalter ausschließlich im Bereich ihrer Unterkante durch die Rollensysteme geführt sind und die Führungsrollen mit Laufflächen versehen sind, die auf mindestens einer Führungsrolle eines Rollenpaares jeweils am unteren und am oberen Ende angeordnet sind, wobei die jeweils andere Führungsrolle des gleichen Rollenpaares mindestens eine Lauffläche aufweist und wobei die minde­ stens drei Laufflächen eines Rollenpaares in bezug auf den Substrathalter eine kippsichere Einspannung bilden.
Dieser bekannten Transporteinrichtung lag die Aufgabe zugrunde, die Störung des Beschichtungsvorganges durch herabrieselndes Schichtmaterial soweit wie möglich auszuschließen.
Weiterhin hat man bereits vorgeschlagen, den Substrat­ halter bei einer Transporteinrichtung für eine Vakuum- Beschichtungsanlage mit einem Fußteil auszustatten, das auf ortsfesten Schienen gleitet (EP 03 46 815).
Schließlich ist in einer älteren Patentanmeldung (P 40 29 905.8) für eine Vorrichtung für den Transport von Substraten bei Vakuum-Beschichtungsanlagen mit mehre­ ren Stationen vorgeschlagen worden, Schienen vorzusehen, die jeweils im Bereich des Fußteils eines Substrathalters angeordnet sind.
Jedes Fußteil ist dazu mit einem Paar parallel und im Abstand zueinander verlaufender, in einer lotrechten Ebene angeordneter Schienen versehen, deren einander zugekehrte Schmalseiten Längsnuten aufweisen, die mit Rollen oder Gleitschienen korrespondieren, die ortsfest am Bodenteil der Vorrichtung gelagert sind und die jeweils in Reihen entsprechend dem Verlauf der Nuten in übereinanderliegenden, vertikalen Ebenen im Abstand zueinander vorgesehen sind, wobei der Substrathalter eine sich von oben her bis in den Bereich eines Fußteils erstreckende, parallel zu den Schienen verlaufende, schachtförmige Aussparung aufweist, in die beim Durchlauf durch die Station ein oberhalb des Substrathalters am oberen Wandteil angeordneter, flacher, sich lotrecht nach unten zu erstreckender Heizkörper hineinragt.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Substrathalterung für mehrere Substrate zu schaffen und die Substrathalterung derart auszubilden, daß die Substrate gemeinsam beim Durchlauf durch eine Behandlungsstation bearbeitbar sind. Insbesondere sollen die Substrathalter entlang des Transportweges absolut störungsfrei und mit einem Minimum an seitlichen Bewegun­ gen (Erschütterungen) gehalten und geführt werden und schließlich so ausgebildet sein, daß die Substratträger rasch und ohne den Einsatz von Werkzeugen von der Vor­ richtung trennbar bzw. abnehmbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dem Substrathalter abgekehrte Schmalseite der ersten Schiene eine Längsnut aufweist, die mit Rollen zusammen­ wirkt, die am Gehäuserahmen der Vorrichtung drehbar gelagert und in einer Reihe entsprechend dem Verlauf der Nut im Abstand zueinander vorgesehen sind, wobei die zweite Schiene parallel zur ersten verläuft und mit einer planen Lauffläche versehen ist, deren Ebene die Rota­ tionsachsen der der ersten Schiene zugeordneten Rollen rechtwinklig schneidet und durch den Schwerpunkt des Substrathalters verläuft und die mit Rollen zusammen­ wirkt, die in einer Reihe angeordnet und um lotrechte Achsen drehbar am Bodenteil des Gehäuserahmens drehbar gelagert sind, wobei die Längsachse der Nut der ersten Schiene um ein Maß zur Ebene zeitlich versetzt angeordnet ist.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten sind in den Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmög­ lichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeich­ nung schematisch in einem Quer- und einem Längsschnitt näher dargestellt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Vorrich­ tung im wesentlichen aus in einer (nicht näher darge­ stellten) Beschichtungskammer an sich horizontal und ver­ tikal erstreckenden Schenkeln (4a, 4b) eines L-förmigen Gehäuserahmens (4) drehbar gelagerten Rollen (7, 7′, . . .; 8, 8′, . . .), einem mit Schienen 13, 14 versehene Fußteil 15 eines im Querschnitt U-förmig ausgeformten Substrat­ halters 16 und den beiden rahmenförmigen, die Substrate 22, 23 haltenden Seitenteilen 16a, 16b eines Substrat­ halters 16.
Während des Betriebs der in der Zeichnung nicht näher dargestellten Beschichtungsstation werden die Substrate 22, 23 in einer Richtung R lotrecht zur Zeichnungs­ schnittebene an den Kathoden der Beschichtungsstation vorbeibewegt.
Nach der Beschichtung der Außenflächen 22a, 23a der Substrate 22, 23 werden diese in der gleichen Richtung R (lotrecht zur Zeichenebene) bis zur nächsten Bearbei­ tungsstation weiterbewegt. Die scheibenförmigen Substrate 22, 23 sind dabei von den sie rahmenförmig umschließenden Seitenteilen 16a, 16b des Substrathalters 16 gehalten, der seinerseits fest mit dem oberen Schenkel 15b des Fußteils 15 verbunden oder einstückig mit diesem ausge­ bildet ist. Das Fußteil 15 ist mit einem Paar von Schie­ nen 13, 14 verschraubt oder verschweißt, von denen die eine eine Längsnut 13a aufweist, in denen die Rollen 7, 7′, . . . laufen, die in einer Reihe in Abständen hinter­ einanderliegend drehbar um die Achsen va am vertikalen Schenkel 4b des Gehäuserahmens 4 gelagert sind. Der Ab­ stand, den die Reihen von Rollen 7, 8 zueinander aufwei­ sen bzw. die Anordnung der beiden Schienen 13, 14 zuein­ ander, ist so gewählt, daß das Fußteil 15 auf diesen kippsicher gehalten und geführt ist.
Der mit einer schlitz- bzw. schachtförmigen Aussparung 24 versehene Substrathalter 16 mit seinem mit ihm fest ver­ bundenen, im Querschnitt etwa L-förmigen Fußteil 15 weist einen Massenschwerpunkt S auf, dessen Lage wiederum so gewählt ist, daß die von der Lauffläche 14a der zweiten Schiene 14 bestimmte, sich lotrecht erstreckende Ebene E2 etwa diesen Massenschwerpunkt S schneidet oder sich rechts von diesem befindet, während eine ebenfalls lot­ rechte, durch die Nut 13a der ersten Schiene 13 hindurch­ gelegte parallele Ebene E1 in einem bestimmten Abstand X zur Ebene E2, die den Massenschwerpunkt S schneidet, verläuft.
Für den ruhigen und stabilen Lauf des Substrathalters 16 entlang dem Gehäuserahmen 4 mit seinem verwindungsstei­ fen, L-förmigen Querschnittsprofil ist mitbestimmt vom Maß X, d. h. von dem Abstand, den die Mittenebene der Nut 13a der ersten Schiene 13 von der Laufebene 14a der zweiten Schiene 14 aufweist.
Wie die Zeichnung zeigt, hat auch das Fußteil 15 ein L-förmiges Querschnittsprofil, wobei die Länge des Schenkels 15a etwa der Länge des Schenkels 4b des Gehäu­ serahmens 4 entspricht und die Länge des Schenkels 15b etwa der Breite des Bodenteils 4a des Gehäuserahmens.
Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß der Substratträger 16 völlig problemlos in Pfeilrichtung B um die Laufflächen der oberen Rollen 7, 7′, . . . zur Seite kippbar und gleichzeitig auch nach oben zu, d. h. in Pfeilrichtung C, abnehmbar ist.
Bezugszeichenliste
 4 Gehäuserahmen
 4a Bodenteil des Gehäuserahmens
 4b Seitenschenkel des Gehäuserahmens
 7, 7′, 7′′, . . . Rolle
 8, 8′, 8′′, . . . Rolle
13 Schiene
13a Längsnut
14 Schiene
14a Längsnut
15 Fußteil
15a, 15b Schenkel des Fußteils
16 Substrathalter
16a Seitenteil des Substrathalters
16b Seitenteil des Substrathalters
22 Substrat
23 Substrat
24 schachtförmige Aussparung
R Laufrichtung des Substrathalters
S Massenschwerpunkt
E₁ Laufebene der Rollen 7, 7′, . . .
E₂ Laufebene der Rollen 8, 8′, . . .
la Rotationsachse der Rolle 8
va Rotationsachse der Rolle 7 X Abstand der beiden Ebenen E₁, E₂ zueinander
B Kipprichtung der Substrathalter 16
C Entnahmerichtung der Substrathalter 16

Claims (4)

1. Vorrichtung für den Transport von Substraten (22, 23) bei Vakuum-Beschichtungsanlagen mit mehreren Stationen, mit Substrathaltern (16) mit etwa plat­ tenförmiger, flacher, parallelepipeder Konfigura­ tion, die in lotrechter Stellung entlang eines vor­ gegebenen Transportweges durch die Stationen beweg­ bar sind und die mit Schienen (13, 14) zusammenwir­ ken, die unterhalb der an den Substrathaltern (16) befestigbaren Substraten (22, 23) vorgesehen sind, wozu das Fußteil (15) des Substrathalters (16) mit wenigstens zwei parallel und im Abstand zueinander verlaufenden Schienen (13, 14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Substrathalter (16) ab­ gekehrte Schmalseite der ersten Schiene (13) eine Längsnut (13a) aufweist, die mit Rollen (7, 7′, 7′′, . . .) zusammenwirkt, die am Gehäuserahmen (4) der Vorrichtung um horizontale Achsen (va) drehbar gela­ gert und in einer Reihe entsprechend dem Verlauf der Nut (13a) im Abstand zueinander vorgesehen sind, wobei die zweite Schiene (14) parallel zur ersten verläuft und mit einer planen Lauffläche (14a) versehen ist, deren Ebene (E2) die Rotationsachsen (va) der der ersten Schiene (13) zugeordneten Rollen (7, 7′, . . .) rechtwinklig schneidet und etwa durch den Massenschwerpunkt (S) des Substrathalters (16) verläuft, wobei die Lauffläche (14a) mit Rollen (8, 8′, . . .) zusammenwirkt, die in einer Reihe ange­ ordnet und um lotrechte Achsen (1 a) drehbar am Bodenteil (4a) des Gehäuserahmens (4) um lotrechte Achsen (1 a) drehbar gelagert sind, wobei die Längs­ achse der Nut (13a) der ersten Schiene (13) um ein Maß (X) zur Ebene (E2) der planen Lauffläche (14a) seitlich versetzt angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (4) von einer Profilschiene oder Profilstab gebildet ist, mit einem im wesent­ lichen L-förmigen Querschnitt, wobei an dem sich lotrecht erstreckenden Schenkel (4b) der Profil­ schiene (4), die mit der Nut (13a) der ersten Schiene (13) zusammenwirken, sich um horizontal angeordnete Achsen (va) drehenden Rollen (7, 7′, . . .) gelagert sind und wobei auf dem sich waagerecht erstreckenden unteren Schenkel (4a) des Gehäuserah­ mens (4), die mit der zweiten Schiene (14) zusammen­ wirken, den Rollen (8, 8′, . . .) gelagert sind, die um lotrechte Achsen (1 a) drehbar sind.
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel der Längsnut (13a) der ersten Schiene (13) verlaufende, sich lotrecht erstreckende Wirkebene (E1) auf der einen Seite einer prallelen, sich durch den Massenschwerpunkt (S) erstreckenden Ebene ange­ ordnet ist und die von der Lauffläche (14a) der zweiten Schiene (14) bestimmten Ebene (E2) auf der anderen Seite der durch den Schwerpunkt (S) verlau­ fenden Ebene vorgesehen ist oder aber mit dieser zusammenfällt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter (16) zwei rahmenförmig ausgebildete, in parallelen Ebenen angeordnete Seitenteile (16a, 16b) aufweist, die zwischen sich eine schachtförmige Aussparung (24) bilden und die mit fensterartigen Öffnungen versehen sind, in die die Substrate (22, 23) einlegbar sind, wobei die Seitenteile (16a, 16b) des Substrathalters (16) einstückig ausgebildet sind oder mit dem Fuß­ teil (15) vernietet, verschraubt oder über Gelenke verbunden sind.
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