DE4427984C2 - Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Werkstücken in eine Beschichtungskammer - Google Patents
Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Werkstücken in eine BeschichtungskammerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen eines
im wesentlichen flachen Werkstücks in eine evakuierbare
Beschichtungskammer und zum Zu- und Rückführen des Werkstücks in
und aus dem Bereich einer Schleuse.
Es ist eine Vorrichtung der infragestehenden Art bekannt (US-PS 3.874.525),
die eine Beschichtungskammer aufweist, in der ein
zweiarmiges Greifwerkzeug um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist.
Dieses zweiarmige Werkzeug weist an seinen einander diametral
gegenüberliegenden Enden Gabeln auf, die mit Hilfe eines
Zahnstangengetriebes mit Antriebsmotor in vertikaler Ebene gegenläufig
zueinander bewegbar sind. Weiterhin sind zwei Konsolen in der
Beschichtungskammer angebracht, von denen die eine unterhalb einer
Schleuse im Deckel der Beschichtungskammer angeordnet ist und die
andere auf der dieser Konsole gegenüberliegenden Seite unterhalb einer
Elektronen-Kanone.
Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß das zweiarmige
Greifwerkzeug vergleichsweise aufwendig ausgebildet ist und auch wenig
zuverlässig arbeitet, da der komplizierte Zahntrieb Abrieb erzeugt.
Weiterhin besteht bei dieser Vorrichtung die Gefahr, daß das Werkstück
nicht einwandfrei vom gabelförmigen Werkzeug erfaßt wird und dann
entweder verkantet aufgenommen wird oder aber sich vollständig vom
Werkzeug löst und dann auf die Bodenfläche der Beschichtungskammer
fällt, was zwangsläufig zu einer Blockage bzw. zum Ausfall der gesamten
Anlage führt. Schließlich benötigt die bekannte Vorrichtung eine große
Bauhöhe, was eine unerwünscht voluminöse Beschichtungskammer
erforderlich macht.
Bekannt ist auch (EP 0 291 690 B1) eine Beschichtungsvorrichtung mit
Beschichtungskammer und einer Katode als Beschichtungsquelle, mit
einer Einrichtung zum Ein- und Ausschleusen von im wesentlichen
flachen Werkstücken in die evakuierbar, aus einem Deckel und einer sich
zu diesem in einer parallelen Ebene erstreckenden Bodenplatte und
einem beide Teile druckfest verbindenden und im Abstand zueinander
haltenden ringförmigen Seitenteil gebildeten Beschichtungskammer und
mit einem in der Beschichtungskammer rotierbar gelagerten Drehteller für
den Transport der Werkstücke von einer Schleusenöffnung im Deckel der
Beschichtungskammer zu der Beschichtungsquelle und zurück, wobei
eine Beschickungsvorrichtung mit einem oder mehreren deckelförmigen
Werkstückträgern vorgesehen ist, mit Hilfe derer die unterhalb der
Werkstückträger gehaltenen Werkstücke in eine der Schleusenöffnung
der Beschichtungskammer benachbarte Position bringbar sind, von der
aus die Schleusenöffnung von oben her mittels des Werkstückträgers und
von unten her mittels eines Hubtellers verschließbar ist, wobei der
Hubteller auf dem rotierbar gelagerten Drehteller gehalten und geführt ist
und wobei der Werkstückträger mittels eines sich an der
Beschickungsvorrichtung abstützenden Hubzylinders und der Hubteller
mittels einer ortsfesten Hubvorrichtung an den Deckel anpreßbar sind,
wobei die beidseitig verschlossene Schleusenöffnung zum Ein- und
Ausschleusen evakuierbar ist.
Die Beschickungsvorrichtung weist dabei einen auf der Oberseite des
Deckels der Beschichtungskammer fest angeordneten Schwenkmotor auf,
dessen Abtriebswelle mit einem sich quer zur Abtriebswelle
erstreckenden Schwenkarm drehfest verbunden ist, wobei an mindestens
einem Schwenkarmende ein Hubmotor oder Hubzylinder angeordnet ist,
dessen Arbeitswelle oder Kolbenstange sich lotrecht zur Ebene der
Beschichtungskammer erstreckt und mit dem Werkstückträger in
Wirkverbindung steht.
Diese bekannte Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von
Werkstücken weist den Nachteil auf, daß die am Deckel der
Beschichtungskammer gelagerte Abtriebswelle mit Schwenkarm den
deckelförmigen Werkstückträger oftmals, insbesondere als Folge des
unvermeidbaren Betriebverschleißes der Abtriebswelle bzw. ihres
Schwenklagers mit einer geringen Neigung zur Beschichtungskammer-
Ebene auf die Schleusenöffnung aufsetzt und auf den Deckel der Kammer
preßt. Die Praxis zeigt, daß schon eine minimale Neigung des
Werkstückträgers dazu führt, daß der Raum im Deckel unterhalb des
Werkstückträgers in dem das Substrat eingelegt bzw. aus dem das
Substrat ausgeschleust wird, nicht rasch genug evakuierbar ist, da der
Spalt zwischen Werkstückträger bzw. Werkstückträgerdichtung und dem
Rand der Einschleusöffnung verglichen mit dem Querschnitt des in dem
Raum einmündenden, mit der Vakuum-Pumpe verbundenen Kanals, zu
groß ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der infragestehenden Art so zu verbessern, daß ein Kippspiel in der
Lagerung des Schwenkarms sich nicht auf den Vorgang des Abdichtens
der Schleusenöffnung im Deckel der Beschichtungskammer auswirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der um ein
ortsfestes Lager drehbare Schwenkarm an seinem freien Ende mit einem
tellerförmigen Werkstückträger versehen ist, dessen sich lotrecht zur
Öffnungsebene erstreckender, den Werkstückträger mit dem Schwenkarm
kuppelnden Haltebolzen fest mit der zentralen Partie einer mit ihrer
Randpartie am Werkstückträger eingespannten Membran verbunden ist.
Die Membran als dünnes, flächenhaftes und schwingungsfähiges Gebilde,
erlaubt dabei ein Verkanten des mit ihr fest verbundenen Haltebolzens
zur Ebene, in der sich die Membran erstreckt und damit auch ein Kippen
des Werkstückträgers relativ zum Schwenkarm um ein geringes Maß, so
daß der Werkstückträger sich bei der Schließbewegung stets zur Ebene
der Schleusenöffnung bzw. zum Deckel ausrichtet und damit jede
Leckage zum Einschleusraums ausschließt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind in den
Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu;
eine davon ist in der anhängenden Zeichnung schematisch näher
dargestellt, die in Fig. 1 einen Schnitt durch einen Werkstückträger, die
eine Hälfte des Schwenkarms und einen Teil der Beschichtungskammer
zeigt und in Fig. 2 die Draufsicht auf die eine Schwenkarmhälfte mit dem
zugehörigen Werkstückträger.
Der Schwenkarm 3 ist auf einer Welle 4 um die Schwenkachse 5 drehbar
und auch in Pfeilrichtung A anhebbar gelagert, wobei zwei am
Schwenkarm 3 fest angeordnete Bolzen 6, 7 dafür Sorge tragen, daß der
Schwenkarm 3 in seiner Schließstellung (wie in Fig. 1 dargestellt)
möglichst horizontal ausgerichtet bleibt, wozu sich die Bolzen 6, 7 auf der
oberen Fläche 8 des Schwenkantriebs-Gehäuses 9 mit ihren unteren
Stirnflächen abstützen bzw. fest aufliegen. Für die Schwenkbewegung
wird der Schwenkarm 3 von der Welle 4 angehoben und verschwenkt,
wobei die Druckfeder 10 dafür Sorge trägt, daß der Schwenkarm 3
spielfrei auf dem Kragen 11 der Welle 4 aufsitzt. Das freie Ende des
Schwenkarms 3 ist mit einem Haltebolzen 12 fest verbunden, dessen
unteres Ende an einer zwischen Schwenkarm 3 und Bolzenkopf 13
eingespannte kreisringförmigen Membran 14 befestigt ist.
Die Membran 14 ist als kreisscheibenförmiger Blechzuschnitt aus Metall
ausgebildet und ist mit ihrer radial äußeren Randpartie mit dem
umlaufenden Rand 15 des Werkstückträgers 16 mit Hilfe einer Vielzahl
von Schrauben 17, 17', . . . verbunden. Der Werkstückträger 16 weist einen
Rundschnurring 18 als Dichtelement auf, mit der er bei geschlossener
Einschleusöffnung 19 fest auf dem oberen Rand des Deckels 20 aufliegt.
Eine Kippbewegung des Werkstückträgers 16 um die Einspannstelle 21
am Haltebolzen 12 um den Winkel α wird immer dann erzwungen, wenn
der Schwenkarm 3 nicht vollständig parallel zur Ebene des Deckels 20
der Beschichtungskammer 26 ausgerichtet ist. Beim Kippen des
Werkstückträgers 15 um einen Winkel α wird die Membran geringfügig S-
förmig verformt, wobei jedoch eine Bewegung des Werkstückträgers 15
parallel zur Ebene 20 (in Pfeilrichtung B) ausgeschlossen ist, so daß die
vertikal verlaufende Schließbewegung von der Pendel- bzw.
Kippbewegung unbeeinflußt bleibt. Der Werkstückträger 15 ist im übrigen
mit mehreren Saugnäpfen 22, 22', . . . versehen, die an Saugleitungen 23,
23', . . . angeschlossen sind und die das Werkstück 24 (24' stellt die Hälfte
des Werkstücks in mit dem Teller 25 der Beschichtungsvorrichtung
abgesenkte Position dar) anhebt oder in der Beschichtungsvorrichtung 26
bzw. auf dessen Hubteller 25 ablegt.
3
Schwenkarm
4
Welle
5
Schwenkarm
6
Bolzen
7
Bolzen
8
obere Gehäusefläche
9
Schwenkantriebsgehäuse
10
Druckfeder
11
Kragen
12
Haltebolzen
13
Bolzenkopf
14
Membran
15
Rand
16
Werkstückträger
17
,
17
', . . . Schraube
18
Rundschnurring
19
Einschleusöffnung
20
Deckel der Beschichtungskammer
21
Schließbewegungsachse
22
,
22
', . . . Saugnapf
23
,
23
', . . . Saugleistung
24
,
24
', . . . Werkstück
25
Hubteller
26
Beschichtungsvorrichtung
27
Druckstück, Bodenstück
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen eines im wesentlichen
flachen Werkstücks (24) in eine evakuierte Beschichtungskammer
(26) und zum Zu- und Rückführen des Werkstücks (24) in und aus
dem Bereich der Schleuse (19), dadurch gekennzeichnet, daß
der um ein ortsfestes Lager drehbare Schwenkarm (3) an seinem
freien Ende mit einem tellerförmigen Werkstückträger (15, 16)
versehen ist, dessen fest am Schwenkarmende angeordneter, sich
vertikal zur Ebene (20) der Schleusenöffnung (19) erstreckender
Haltebolzen (12) an einer zentralen Partie einer Membran (14)
befestigt ist, die sich parallel zur Dichtfläche des Werkstückträgers
(16) erstreckt und die mit ihrer radial äußeren Randpartie am
Werkstückträger (15, 16) eingespannt, beispielsweise verschraubt,
verlötet oder verklebt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Membran (14) aus einem kreisringförmigen Blechzuschnitt gebildet
ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (15, 16) topfförmig
ausgebildet ist und die radial äußere Partie der Membran (14) mit
dem umlaufenden Rand des Werkstückträgers (15, 16) fest
verbunden ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das werkstückseitige fest mit der Membran
verbundene Ende des Haltebolzens (12) mit einem am Bodenteil
(16) des topfförmigen Werkstückträgers (15, 16) vorgesehenen
Druckstückes (27) in der Weise zusammenwirkt, daß der
Haltebolzen (12) bei geschlossener Schleusenöffnung (19) mit
Vorspannung auf das Bodenteil (16) einwirkt.
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