DE4427984C2 - Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Werkstücken in eine Beschichtungskammer - Google Patents

Vorrichtung zum Ein- und Ausschleusen von Werkstücken in eine Beschichtungskammer

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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.
Auflistung der Einzelteile
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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