JPH01252770A - 工作物を保持する装置 - Google Patents

工作物を保持する装置

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JPH01252770A
JPH01252770A JP1025960A JP2596089A JPH01252770A JP H01252770 A JPH01252770 A JP H01252770A JP 1025960 A JP1025960 A JP 1025960A JP 2596089 A JP2596089 A JP 2596089A JP H01252770 A JPH01252770 A JP H01252770A
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JP
Japan
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substrate
support plate
holder
hollow shaft
support
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Pending
Application number
JP1025960A
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English (en)
Inventor
Dirk Helms
デイルク・ヘルムス
Werner Katzschner
ヴエルナー・カツチュナー
Anton Pawlakowitsch
アントン・パヴラコヴイツチュ
Friedrich Anderle
フリードリッヒ・アンデルレ
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Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
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Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作物？保持する装置、とシわけ表面処理を
行うために、特にリアクティブイオンビームエツチング
を行うため又は陰極スパッタリング洗よる被覆を行うた
め足、円板状の平坦な基板を真空室内で保持する装置に
関する。
〔従来の技術〕
対象とする形式の公知の装置の場合、基板は、第１の段
階で、真空室内に配設された特別の導入・導出ステーシ
ョンにおいて、支持板上に載置される。同支持板は、垂
直軸の回りで回転可能に支承された支持腕の自由端に配
置されている。同支持腕は、第２の段階で、基板を支持
板と一緒に、イオン源又は陰極の頌域内へ送り出す。表
面処理が行われた後、支持腕は、第３の段階で再び、導
入ステーションへ回転して戻される。そこで、基板は、
吸引具の使用により支持板から持ち上げられ、そして移
送装置へ運ばれる。この公知の装置は、真空室内におい
て比較的広い場所を必要とし、作動も緩慢で騒々しく、
基板を十分に冷却することもできず、そしてさらに表面
加工に際して基板全回転させたり、イオン源や陰極に対
してその位置を変更ないしは傾けることができなｈとい
う欠点を有する。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の基礎とする課題は、公知の装置の前述の欠点を
有しないものであって、とりわけ基板を大切に扱いなが
ら迅速に加工し、作動も非常に確実で、しかも安価に製
造することができる冒頭に記載の形式の装置を提供する
ことにちる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によればこの課題＋ｉ、中空軸に結合された支持
板と、該支持板の下方に配置された底板とを備え、該底
板は、スペーサー及び固定リング又は前記支持板の平面
にほぼ平行に延びるフィンガと共に、該支持板を部分的
に取シ囲みかつ該支持板に対して同軸的に保持された、
移動可能な保持体を構成しており、この場合前記２つの
スペーサー間の前記保持体の側壁内のスリット全弁して
挿入可能な前記基板は、支持面上に載置され、そこにお
いて、前記支持板と前記保持体を相対的に移動させるこ
とで前記固定リング又は前記フィンガによって固定され
得ること、により解決される。
好ましくは、前記支持板を担持する前記中空軸には通路
が備えられており、該通路は、一端側で流入・流出管路
と一致し、他端側で前記支持板内の冷却通路と又は、前
記支持面と前記基板の間に形成されている室と一致して
いる。
前記基板全前記支持面上に正確に載置することを可能に
するために、前記保持体は、１つ又は複数の調節部材、
例えば液圧又は空気圧７リングーにより、あるいはスピ
ンドル−ナット駆動装置が備え付けられた昇降装置によ
り、前記支持板に対して移動可能になってＡる。
これに加えて、さらに前記中空軸の縦軸線に対して横方
向から開口又はスリット内に進入可能な導入・導出腕を
備え、前記スリットは、２つの隣接するスペーサーと前
記固定リングと前記保持体の前記底板とから構成されて
おり、該スリットの装置に面した端部には、前記基板の
ための保持具が備えられており、この場合前記保持具は
、昇降ピンが貫通するところの開口又は空所を有してお
り、該昇降ピンは、前記保持体の前記底板上に配設され
ていて、前記基板と接触して、該基板を前記保持具から
持ち上げたり、載置したりする。
有利には、前記中空軸は、歯車装置又は歯付きベルト装
置全介してモーター洗よって駆動可能であり、そしてさ
らにケーシングカバーの軸受に支承されており、この場
合前記ケーシングは、前記装置の台において軸線の回り
で旋回可能に支持されておシ、該軸線は、前記支持板の
前記支持面の平面に対して平行に延びている。
有利には、前記底板は、少なくとも１つの昇降ロッド又
はタペット上で支持されており、この場合前記昇降ロッ
ド又はタペットは、昇降シリンダ−又は機械的に作動し
て、歯付きベルトを介してモーターにより駆動される昇
降装置によって動かされ得る。
前記昇降ロッドは、両腕式の差動レバー上で支持されて
おり、該差動レバーの端部は、圧力媒体回路内に組み込
まれたシリンダーのピストンロッドと共働する。
前記基板を良好に冷却するために、前記中空軸は、複数
の軸平行の通路を有しており、該通路は、周回溝及び／
又は中心開口に連通しており、この場合、前記保持体の
前記底板ては開口又は通孔が備えられており、前記中空
軸の、クラウン形状に構成された前記保持体側の端部が
、その突出部をもって前記通孔を貫通しており、この場
合前記突出部の端部は、前記支持板に堅固に連結されて
いる。
有利には、前記支持板の前記支持面には、通路が開口し
ており、該通路を経て、前記基板を冷却するがスが、該
基板と前記支持板とによって少なくとも一時的に形成さ
２れる前記空間又は室内に流入することができる。
本発明には非常に多様な実施形態の可能性がある。この
中の２つの実施形態が、添付の図面に概略的に示されて
いる。
〔実施例〕
リアクティブイオンビームエツチング装置内に基板８を
収容するための第１図て示された装置は、本質的には、
真空室１、イオン源２、ポンプスタンド３、基板テーブ
ル４、基板ホルダー５、出入り扉６、導入・導出腕７そ
して基板８（例えは、シリコン板）からなる。基板ホル
ダー５は、基板テーブル４内に軸線７９の回りで回転可
能に支承されている。この基板テーブル４は、保持腕１
０を介して軸線６８の回りで旋回可能に、真空室１の壁
に取り付けられている。軸線７９の回りの基板ホルダー
５の連続回転によって、イオンビーム１２の不均質性に
よるエツチングプロセスへの悪影響は減少する。
軸線６８は、支持面６２に対するイオンビーム１２のプ
ロセスに適した入射角の選択を可能てする。
第２図によれは、基板ホルダー５は、基板チーデル４の
ケーシングカバー８６に保持され、かつ案内されている
。上部で拡大しかつ３つのセグメントに移行する中空軸
１３は、支持板１４を担持しており、この場合同中空軸
１３の上端部はクラウン形状に構成されており、そして
同中空軸１３の個別の突出部９３．９３′、９３＃は、
保持体１７の底板６０の開口９２゜９２′、９２“を貫
通して案内されている。支持板１４は、２つの冷却水通
路１５′、　　１５“（このうちの１つだけが図示され
ている）を介して液体により冷却される。この場合冷却
液は、中空軸１３の壁内の２つの孔を介して供給ないし
排出される。中空軸１６中の第６の通路１５は、冷却が
ス、例えばヘリウムを供給するもので、同冷却ガスは、
支持板１４の中心の基板８の下部に流出し、同基板を、
支持板１４に対する熱放出によって冷却する。
中空軸１３内には昇降ロット置６が存在しており、同昇
降ロッドの上端部には保持体１７が固定されている。こ
の保持体は支持板１４を取り囲む。この保持体は、星形
の底部又は３本の腕１７′、　　１７“　１７ｍを持つ
底板６０からなり、これらの腕は、それぞれ１つの昇降
ピン１８゜１８′、１８“と１つのスペーサー１９．１
９”。
１９“を担持している。
昇降ロッド１６は、２つの滑り軸受２０゜２０’によっ
て案内され、かつベローズ２１によってねじれないよう
に保護されている。その上、ベローズ２１は、中空軸１
６の内部を真空室１に対して密封する。底板６０と、中
空軸１３の、クラウン形状に構成された保持体側の端部
との間に、適当な液圧制御装置ｔＣ接続された（詳細に
は図示されていない。）昇降シリンダー７７を配設する
こともできる。昇降ロッド１６は、６つの位置−高、中
、低−をとることができる。
中間位置において、細長い導入・導出腕７が、円板状の
基板８をスリット９５を介して保持体１７内へ押し込み
、そしてまた同基板を支持板１４上の中心に位置決めで
きるように、保持体１７は支持板１４に対して持ち上げ
られている。
次いで、昇降ロッド１６は、”高”位置へ移動する。こ
の場合昇降ピン１８．１８′、１８“によって、基板８
は腕７から持ち上げられる。その後、腕７は矢印Ｆの方
向へ引き戻され、昇降ロッド１６は下方の位置へ降下し
、それでもって基板８を、支持板１４の、補助的案内と
して面取りされた内側縁２２に沿って収容位置へ滑り込
ませる。固定リング６５によって、基板８は支持面３６
上にしっかりと押し付けられる。
エツチングプロセスを実行した後で基板８を取り出すた
めに、昇降ロッド１６は上方位置へ移動せしめられる。
腕７が基板の下に入り込む。
そのあとで、昇降ロッド１６が中間位置へ下降すること
によって、基板８が腕７の支持突起３４．３４′、３４
“上に降ろされ、続いて横方向へ引き出される。
中空軸１６は、基板テーブル４内に軸受２３゜２３′に
よって支承されている。真空に対する密封は、シールリ
ング２４によって行われる。この場合強磁性流体的シー
ルが好ましい。通路１５′、１５“並びに取水路６８及
び排水路６７を介した冷却水の導入及び導出と、給気路
６６全介した中空軸１６への冷却ガスの導入は、回転ダ
ク）　２５　Ｋよって行われる。中空軸１３は、モータ
ー駆動ユニット２８によって歯車対２６゜２７を介して
駆動される。モーター駆動ユニット内には回転検出器２
９が内蔵されており、したがって中空軸１６の位置を測
定することができる。これによって、保持体１７を、導
入・導出工程のために、腕７に対して十分正確に調節す
ることができる。昇降ロッド１６の３つの位置は、両腕
式の空気圧シリンダー３０．３１に用いることで実現さ
れる。このシリンダーのピストンロッドは、制御位置Ｓ
１．Ｓ２．Ｓ３゜Ｓ４に占めることができる。この場合
シリンダー３０．３１は、機械的に直列に配置されるか
、又は第２図に示すように、差動レバー６２を介して連
結され得る。このような場合、昇降ロッド１乙の上方位
置は制御位置８２．３４によって、中間位置はＳｌ、８
４又は３２．Ｓ３によって、そして下方位置は３１，３
３によって与えられる。昇降ロッド１６への力の伝達は
、昇降ロッド１６の自由な回転は許容するが軸方向の力
は伝達する回転軸受６６、例えば溝付き球軸受を介して
行われる。
第３図は、導入腕７が、基板８を載置又は取り出す時に
、保持体１７内で位置決めされている様子を上から見た
図である。
基板テーブルを自動化する利点は、１つには、生産施設
に対する基本的要請であるところの装置全体の自動化が
それによって可能になることでちり、もう１つは、粒子
による汚染のリスクが本質的に減少することにある。と
りわけ本発明の装置は、回転運動又は昇降運動に際して
機械的な摩擦は全く発生せず、したがって粒子は全く生
じないという利点を有する。その上、支持板１４と基板
８の冷却の問題は、適切な方法で解決されている。
第４図には、本発明の他の実施例が概略的に示されてい
る。基板テーブル５２は、軸線３８の回りで旋回可能に
、７ランジ６９上に取り付けられている。基板テーブル
５２は、電気モーター４１によって歯付きベルト４２を
介して駆動される６つの昇降装置４０．４０′、４０“
と、軸受及びシール組体を含む回転ダクト４′５と、軸
線４９の回りで回転可能な基板ホルダー５６と、歯付き
ベルト８１を介して同基板ホルダーを回転せしめる電気
モーター８４とを含んでいる。この基板ホルダー５３は
、水冷式の支持板４４と、底板６１と、中空軸４５と、
昇降案内ビン４７．４７′、４７“全備える保持体４６
とからなる。休止位置だおいて、昇降装置４０゜４０′
、４０“のタペット５１．５１′、５１“は基板テーブ
ル５２内に引き込められている。保持体４６は、板ばね
５４によって下方へ押し下げられ、そしてその上部リン
グ４８をもって基板４８を支持板４４上へ抑圧固定して
いる。支持板４４には、シールリング５５．５６が、同
文持板４４の周囲と、昇降ビン４７用の開口の回シ１て
取り付けられている。これらのシールリングは、基板８
が押し付けられている状態におい基 て、翼板背面と支持面６２の間の密封を確保するだめの
ものである。基板８の処理中に、基板８と支持板４４間
の熱伝導度を高めるために、このようにして密閉された
空間５７内へ、ヘリウム又は他の適当な気体が送り込ま
れる。基板８′ｆ：導入及び導出するために、３つの昇
降装置４０を繰り出すことで、保持体４６（ｌ′ｉ”上
”位置へ送られる。この場合昇降装置４０は、歯付きベ
ルト４２を介して駆動される。保持体４６が”上”位置
にある場合、６本の昇降ピン４７は、板４４から突出し
て、基板８を支持する。
基板を導入ないしは導出するために、適当なフォーク体
又は導入・導出腕７−図示されていない−が、保持体４
６のスペーサー５９．５９’間のスリット５８を通って
、基板背面と支持板４４間の空間に進入する。導入・導
出腕７を挿入した後、保持体４６は“中”位置へ下降せ
しめられる。これは、３つの昇降装＃４０の下降によっ
て行われる。この位置において、既に昇降ピン４７は、
基板８が導入・導出腕７の上に自由に位置できるほどに
、下降している。基板８をその上に載せたままで導入・
導出腕７を外へ出すことにより、装置から基板が取り出
される。基板の導入は逆の順序で行われる。
さらに説明すると、タペット５１は、歯車８７を介して
駆動されるところのスピンドル−ナット駆動装置７８に
よって動かさり、る。中空軸４５には、歯付きベルト８
１と共働する歯車８３が圧着されている。中空軸４５内
の冷却媒体管路６６．６４．６５は、薄壁管９０．９１
によって互いに隔てられており、そして一端側では環状
通路を介して管路６９．７０．７１に接続されており、
他端側では冷却通路７６゜７４．７５に接続されている
。符号９乙によって、中空軸４５の一部であるフランジ
部分が表示されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、真空室内で基板を被覆する装置を示す図、 第２図は、第１図に示された装置の、基板ホルダーを備
える基板テーブルの縦断面図、第６図は、第２図の線Ｃ
−Ｄに沿った断面図、第４図は、他の実施例の基板テー
ブル及び基板ホルダーを備える装置の断面図を示す。 １・・・真空室、４・・・ケーシング、７・・・導入・
導出腕、８・・・基板、１３．４５・・・中空軸、１４
゜４４・・・支持板、１５．　１５′、　　６３．　６
４．　６５・・通路、１６・・・昇降ロッド、１７．４
６・・・保持体、１８．１８′、１８″、４７・・・昇
降ピン、１９．１９′、１９″、５９．５９’・・・ス
ペーサー、２３．２３′、８５．８５’・・・軸受、２
６，２７゜８２．８３・・・歯車、２８，４１．８４・
・・モーター、３０．３１　　・・シリンダー、３２・
・・差動レバー、３５．４８・・・固定リング、３６．
６２・・・支持面、４０・・・昇降装置、４２．８１・
・・歯付きベル）、４９．７９・・・中空軸の軸線、５
１・・・タペット、５７．７６・・・空間、６０．６１
・・・底板、６６〜７１・・・流入・流出通路、７２〜
７５・・・冷却通路、７７・・・シリンダー、７８・・
・スピンドル−ナット駆動装置、８０・・・保持具、８
６・・・ケーシングカバー、８８．８９・・・ピストン
ロッド、９０．９１・・・管路、９２．　９２′、　　
９２“・・・開口、９３．９３′、９３“・・・突出部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、工作物を保持する装置、とりわけ表面処理を行うた
    めに、特にリアクテイブイオンビームエツチングを行う
    ため又は陰極スパッタリングによる被覆を行うために、
    円板状の平坦な基板（８）を真空室（１）内で保持する
    装置において、中空軸（１３、４５）に結合された支持
    板（１４、４４）と、該支持板（１４、４４）の下方に
    配置された底板（６０、６１）とを備え、該底板は、ス
    ペーサー（１９、１９′、１９″；５９、５９′）及び
    固定リング（３５、４８）又は前記支持板の平面にほぼ
    平行に延びるフィンガと共に、該支持板（１４、４４）
    を部分的に取り囲みかつ該支持板（１４、４４）に対し
    て同軸的に保持された、移動可能な保持体（１７、４６
    ）を構成しており、この場合前記２つのスペーサー（１
    ９、１９′、１９″；５９、５９′）間の前記保持体（
    １７、４６）の側壁内のスリットを介して挿入可能な前
    記基板（８）は、支持面（３６、６２）上に載置され、
    そこにおいて、前記支持板（１４；４４）と前記支持体
    （１７、４６）を相対的に移動させることで前記固定リ
    ング（３５、４８）又は前記フィンガによつて固定され
    得ることを特徴とする工作物を保持する装置。 ２、前記支持板（１４；４４）を担持する前記中空軸（
    １３；４５）には通路（１５、１５′；６３、６４、６
    ５）が備えられており、該通路は、一端側で流入・流出
    管路（６６〜７１）と一致し、他端側で前記支持板（１
    ４；４４）内の冷却通路（７２〜７５）と又は、前記支
    持面（３６；６２）と前記基板（８）の間に形成されて
    いる空間（５７；７６）と一致していることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。 ３、前記保持体（１７；４６）は、１つ又は複数の調節
    部材、例えば液圧又は空気圧シリンダー（７７）により
    、あるいはスピンドル−ナット駆動装置（７８）が備え
    付けられた昇降装置（４０）により、前記支持板（１４
    ；４４）に対して移動可能であることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。 ４、前記中空軸（１３；４５）の縦軸線（４９、７９）
    に対して横方向から開口又はスリット（５８、９５）内
    に進入可能な導入・導出腕（７）を備え、前記スリット
    は、２つの隣接するスペーサー（１９′、１９″、５９
    ′）と前記固定リング（３５；４８）と前記保持体（１
    ７；４６）の前記底板（６０；６１）とから構成されて
    おり、該スリットの装置に面した端部には、前記基板（
    ８）のための保持具（８０）が備えられており、この場
    合前記保持具（８０）は、昇降ピン（１８、１８′、１
    ８″、４７、）が貫通するところの開口又は空所又は形
    状を有しており、該昇降ピンは、前記保持体（１７；４
    ６）の前記底板（６０；６１）上に配設されていて、前
    記基板（８）と接触して、該基板を前記保持具（８０）
    から持ち上げたり、該保持具上に載置したりすることを
    特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置
    。 ５、前記中空軸（１３；４５）は、歯車装置又は歯付き
    ベルト装置（２６、２７、８１、８２、８３）を介して
    モーター（２８；８４）によつて駆動可能であり、そし
    てさらにケーシングカバー（８６）の軸受（２３、２３
    ′、８５、８５′）に支承されていることを特徴とする
    前記各請求項のいずれか１項に記載の装置。 ６、前記ケーシング（４）は、前記装置の台において軸
    線（３８）の回りで旋回可能に支持されており、該軸線
    は、前記支持板（１４；４４）の前記支持面（３６；６
    ２）の平面内又はその近傍で延びていることを特徴とす
    る前記各請求項のいずれか１項に記載の装置。 ７、前記保持体（１７；４６）は、前記底板（６０、６
    １）をもつて、少なくとも１つの昇降ロッド（１６）又
    はタペット（５１）上で支持されており、この場合前記
    昇降ロッド（１６）又はタペット（５１）は、昇降シリ
    ンダー（７７）又は機械的に作動して、歯付きベルト（
    ４２）を介してモーター（４１）により駆動される昇降
    装置（４０）によつて動かされ得ることを特徴とする前
    記各請求項のいずれか１項に記載の装置。 ８、前記昇降ロッド（１６）は、両腕式の差動レバー（
    ３２）上で支持されており、該差動レバーの端部は、圧
    力媒体回路内に組み込まれかつ制御弁に接続されたシリ
    ンダー（３０、３１）のピストンロッド（８８、８９）
    と共働することを特徴とする前記各請求項のいずれか１
    項に記載の装置。 ９、前記中空軸（４５）は、複数の同心的な通路（６３
    、６４、６５）を有しており、該通路は、複数の互いに
    同心的に配置された薄壁の管路（９０、９１）によつて
    互いに隔てられるとともに、周回溝及び／又は中心出口
    に連通していることを特徴とする前記各請求項のいずれ
    か１項に記載の装置。 １０、前記保持体（１７）の前記底板（６０）は開口又
    は通孔（９２、９２′、９２″）を有しており、前記中
    空軸（１３）の、クラウン形状に構成された前記保持体
    側の端部が、その突出部（９３、９３′、９３″）をも
    つて前記通孔を貫通しており、この場合前記突出部（９
    ３、９３′、９３″）の端部は、前記支持板（１４）に
    堅固に連結されていることを特徴とする前記各請求項の
    いずれか１項に記載の装置。 １１、前記支持板（１４；４４）の前記支持面（３６；
    ６２）には、通路（１５、６５）が開口しており、該通
    路を経て、前記基板（８）を冷却するガスが、該基板（
    ８）と前記支持板（１４；４４）とによつて少なくとも
    一時的に区画される前記空間又は室（７６；５７）内に
    流入することを特徴とする前記各請求項のいずれか１項
    に記載の装置。
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