DE4336792A1

DE4336792A1 - Vorrichtung für den Transport von Werkstücken in Vakuumbeschichtungsanlagen

Info

Publication number: DE4336792A1
Application number: DE19934336792
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Zejda
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1995-05-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trans port von Werkstücken von einer ersten zu einer zweiten Behandlungsstation, insbesondere zum Ein- Aus- oder Umschleusen von scheibenförmigen Schichtträgern in Vakuumbeschichtungsanlagen, mit einem Substrathalter und mit einem mit diesem zu sammenwirkenden Gelenkgetriebe und mit einem auf das Gelenkgetriebe einwirkenden Antriebsmotor.

Bekannte Roboterarme zur Handhabung von scheiben förmigen Schichtträgern weisen Teile auf, die auf einander gleiten oder miteinander kämmen und des halb Abrieb erzeugen, der einen Hochvakuumbe schichtungsprozeß erheblich stören kann.

So hat man bereits einen Transportarm für Halblei tersubstrate vorgeschlagen (DOS 37 14 045), mit einem ersten Kurvenglied, einem zweiten Kurven glied, einem glatten Riemen, der sich von einem ersten festen Punkt am Umfang des ersten Kurven gliedes um einen Teil des Umfanges des zweiten Kurvengliedes und zurück zu einem festen Punkt am Umfang des ersten Kurvengliedes erstreckt und ei nen dritten festen Punkt auf dem zweiten Kurven glied hat,
einem ersten Arm mit einem ersten und einem zweiten Ende, der mit seinem ersten Ende an dem ersten Kurvenglied drehbar angebracht ist,
einem zweiten Arm mit einem ersten und einem zweiten Ende, das geeignet ist, ein Halbleiter substrat zu halten,
einer Welle, die das erste Ende des zweiten Armes fest mit dem zweiten Kurvenglied verbindet und sich durch das zweite Ende des ersten Arms er streckt und
einer Einrichtung zum Drehen des ersten Armes gegenüber dem ersten Kurvenglied, wobei dieses fi xiert ist und wobei das Drehen des ersten Armes in einer ersten Richtung gegenüber dem ersten Kurven glied verursacht, daß der Riemen sich um das erste Kurvenglied wickelt und von diesem abwickelt und dadurch das zweite Kurvenglied und den damit fest verbundenen zweiten Arm dreht, so daß das zweite Ende des zweiten Armes zum ersten Kurvenglied längs einer Bahn bewegt wird, die über einen we sentlichen Teil der Bahn hinweg annähernd linear ist, wobei das Drehen des ersten Armes in einer zweiten Richtung gegenüber dem ersten Kurvenglied verursacht, daß der Riemen sich um das erste Kur venglied wickelt und von diesem abwickelt, wodurch das zweite Kurvenglied und der damit verbundene zweite Arm gedreht wird, so daß das zweite Ende des zweiten Armes von dem ersten Kurvenglied weg längs einer Bahn bewegt wird, die über einen we sentlichen Teil der Bahn hinweg annähernd linear ist.

Dieser bekannte Handhabungsarm hat jedoch den Nachteil, daß sein tragendes Ende nur in einem be stimmten Abschnitt des Armhubes eine annähernd li neare Bahn durchläuft, wenn der erste Arm um ein festes Kurvenglied gedreht wird. Außerdem stellt der Riemenantrieb eine Schwachstelle insofern da, als daß das Auswechseln des Riemens vergleichswei se umständlich ist, insbesondere wenn dabei ver mieden werden soll, daß Abrieb in die Behandlungs kammer der Anlage gelangt.

Ein ähnlicher Manipulatorarm ist auch durch die DOS 26 28 734 bekannt. Bei diesem Manipulator ist eine Stützanordnung mit wenigstens zwei seitlichen Stützplatten vorgesehen, wobei an einer der seit lichen Stützplatten ein Antrieb befestigt ist, dessen Antriebswelle die Stützplatte durchdringt, wobei ein an der anderen seitlichen Stützplatte koaxial zum ersten Antrieb befestigter zweiter An trieb vorgesehen ist, dessen Antriebswelle die Stützplatte durchsetzt und ein erster zwei Seiten platten aufweisender Arm angeordnet ist, dessen eine Seitenwand mit einem Endabschnitt an der An triebswelle des ersten Antriebes befestigt ist und dessen andere Seitenwand an einem Endabschnitt durch die Antriebswelle des zweiten Antriebes drehbeweglich durchsetzt ist, wobei ein zweiter, an den anderen Enden der beiden Seitenplatten des ersten Armes über einen Drehzapfen angelenkter Arm durch ein erstes Kettenrad, welches auf der An triebswelle des zweiten Antriebs befestigt ist und durch ein zweites Kettenrad, welches auf dem Schwenkzapfen zur Verbindung des ersten Armes und des zweiten Armes befestigt ist, wobei eine endlo se Kette bewegt wird, welche die beiden Kettenrä der umschlingt und durch eine an der Spitze des zweiten Armes befestigte Greifvorrichtung zur Auf nahme eines Werkstückes dient.

Dieser bekannte Manipulatorarm hat zwar den Vor teil, daß der Substrathalter das Substrat während des Transports entlang einer Geraden stets auf gleicher horizontaler Höhenlage hält; er hat je doch den Nachteil, daß die beiden Hebelarme zusam men einen relativ großen Schwenkbereich benötigen, weshalb diese bekannte Vorrichtung in vielen Fäl len nicht einsetzbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung des infragestehenden Typs zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Manipulatoren ver meidet und die den besonders raschen Transport des Substrats entlang einen geraden Transportweg ge stattet, ohne daß das Substrat eine Schwenkbewe gung gegenüber der Transportweggeraden ausführt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, durch zwei Paare von jeweils parallel wirkenden Hebeln, oder Arme gleicher Wirklänge, wobei jeder der Arme des ersten Hebelpaares mit seinem jeweils ersten Ende um ein ortfestes Lager am Lagerbock des Ma schinengestells schwenkbar gelagert ist und wobei jeder dieser beiden Arme mit seinem jeweils zwei ten Ende an einem im übrigen frei beweglichen Schild gelagert ist, wobei gleichachsig zu deren beiden Lagern die beiden einander parallelen Arme des zweiten Hebelpaares ebenfalls schwenkbar auf dem Schild angeordnet sind und wobei die Arme des zweiten Hebelpaares mit ihren dem Schild abgekehr ten Enden am Substrathalter, oder einem mit diesem verbundenen Lagerbock schwenkbar befestigt sind und wobei einer der beiden am Schild gelagerten Arme des zweiten Hebelpaares und einer der Arme des ersten Hebelpaares jeweils mit einem Zahnrad oder Zahnradsegment verdrehbar verbunden ist, wo bei beide Zahnräder oder Zahnradsegmente miteinan der in Wirkverbindung stehen und eine synchrone Schwenkbewegung der beiden Arme bewirken, so daß bei einer vom Antriebsmotor bewirkten Schwenkbewe gung eine dieser entsprechenden Schwenkbewegung aller anderen drei Arme erfolgt und der Substrat halter längs eines geraden Pfades von der einen Position in die andere Position bewegbar ist und umgekehrt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den an hängenden Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der an hängenden Zeichnung näher dargestellt, die eine Vorrichtung nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht schematisch darstellt.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem ersten Paar gleich langer parallel zueinander an geordneter Arme 3, 4 die jeweils mit einem Ende um ortsfeste Bolzen 5, 6 schwenkbar auf einem ortsfe sten Lagerbock 7 des Maschinengestells 23 gehalten sind. Die den Bolzen 5, 6 abgekehrten Enden der Arme 3, 4 sind auf einem mit den Armen 3, 4 beweg lichen zweiten Lagerbock oder Schild 8 auf den Bolzen 9, 10 gehalten auf denen außerdem ein zwei tes Paar einander paralleler Arme 11, 12 gleicher Länge schwenkbar angeordnet ist, deren den Bolzen 9, 10 abgekehrte Enden auf einem dritten Lagerbock 13 im Bolzen 14, 15 schwenkbar gelagert sind. Der dritte Lagerbock 13 ist fest mit dem Substrat halter 16 über einen zylindrischen Sockel 17 ver bunden. Auf dem linken Arm 3 des ersten Armpaares 3, 4 ist verdrehfest ein erstes Zahnradsegment 18 angeordnet, das mit einem zweiten Zahnradsegment 19 im Eingriff steht und das verdrehfest mit dem rechten Arm 12 des zweiten Armpaares 11, 12 ver bunden ist.

Wird nun das erste Armpaar 3, 4 mit Hilfe, der über den Bolzen 5 drehfest mit dem Arm 3 verbunde nen Motorwelle 20 des Motors 21 in Pfeilrichtung A, d. h. nach rechts verschwenkt, dann bewirken die miteinander im Eingriff stehenden beiden Zahn radsegmente 18, 19 daß das zweite Armpaar 11, 12 nach rechts in Pfeilrichtung B bewegt wird und zwar entlang einer Geraden, die durch die Bolzen 5, 6 bzw. 14, 15 verläuft, wobei die Arme 11, 12 relativ zum Lagerbock 13 eine Schwenkbewegung in Pfeilrichtung C vollziehen.

Wird das Armpaar 3, 4 anschließend mit Hilfe des Motors 21 nach links in die strichliert darge stellte Position verschwenkt, so vollziehen sich die oben beschriebenen Bewegungen in umgekehrter Richtung (entgegengesetzt der eingezeichneten Pfeile A, B C), wobei der Substrattisch 16 die ganz linke Position 11 erreicht. Auf dem Weg von der rechten Position I zur linken Position 11 be wegt sich der Substrathalter 16 entlang eines ge raden Wegs, wobei der Substrathalter keinerlei Drehbewegung um seine Hochachse h vollzieht, son dern das Substrat 22 in der einmal eingenommenen Lage zum Bewegungspfad hält.

Bezugszeichenliste

3 Arm
4 Arm
5 Bolzen
6 Bolzen
7 Lagerbock
8 Lagerbock, Schild
9 Bolzen
10 Bolzen
11 Arm
12 Arm
13 Lagerbock
14 Bolzen
15 Bolzen
16 Substrathalter
17 Sockel
18 Zahnradsegment
19 Zahnradsegment
20 Motorwelle
21 Motor
22 Substrat
23 Maschinengestell

Claims

1. Vorrichtung zum Transport von Werkstücken (22) von einer ersten zu einer zweiten Behandlungs station, insbesondere zum Ein-, Aus- oder Um schleusen von scheibenförmigen Schichtträgern (22) in Vakuumbeschichtungsanlagen, mit einem Substrathalter (16), und mit einem mit diesem zusammenwirkenden Gelenkgetriebe und mit einem auf das Gelenkgetriebe einwirkenden Antriebsmo tor (21), gekennzeichnet durch zwei Paare von jeweils parallel wirkenden Hebeln oder Armen (3, 4 bzw. 11, 12) gleicher Wirklänge, wobei jeder der Arme (3, 4) des ersten Hebelpaars mit seinem jeweils ersten Ende um ein ortsfestes Lager (5, 6) am Lagerbock (7) des Maschinengestells (23) schwenkbar gelagert ist und wobei jeder dieser beiden Arme (3, 4) mit seinem jeweils zweiten Ende an einem im übrigen frei beweglichen Schild (8) gelagert ist, wobei gleichachsig zu deren beiden Lagern die beiden einander parallelen Ar me (11, 12) des zweiten Hebelpaares ebenfalls schwenkbar auf dem Schild (8) angeordnet sind und wobei die Arme (3, 4) des zweiten Hebelpaa res mit ihren dem Schild (8) abgekehrten Enden am Substrathalter (16) oder einem mit diesem verbundenen Lagerbock (13) schwenkbar befestigt sind und wobei einer der beiden am Schild (8) ge lagerten Arme (12) des zweiten Hebelpaares und einer der Arme des ersten Hebelpaares (3) je weils mit einem Wälzzylindersegment oder Zahn radsegment (19 bzw. 18) verdrehfest verbunden ist, wobei beide Segmente (19, 18) miteinander in Wirkverbindung stehen und eine synchrone Schwenkbewegung der beiden Arme (3 bzw. 12) be wirken, so daß bei einer von einem Antriebsmotor (21) bewirkten Schwenkbewegung eine dieser ent sprechenden Schwenkbewegung aller anderen drei Arme (4, 11, 12) erfolgt und der Substrathalter (16) längs eines geraden Pfades von der einen Position (1) in die andere Position (11) beweg bar ist und umgekehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die am Maschinengestell (23) gelagerten Arme (3, 4) um die Bolzen (5, 6), die von einem Lagerbock (7) gehalten sind schwenkbar oder mit diesem drehfest verbunden sind, wobei zumindest einer der Bolzen (5) mit einem Motor (21) in Wirkverbindung steht, der eine Schwenkbewegung des Armpaares (3, 4) bis zu einem überstumpfen Winkel ermöglicht.