(57)【要約】  ＨＵＬＡ構成を有するリフトオフプロセスを採用した真空蒸着システムのための機械式停止要素を有する非接触磁気駆動アセンブリであって、環状配向で中心リングと軌道リング磁石とに結合された複数の磁石であって、軌道リングが回転するときに、軌道リングの各磁石が中心リングの磁石と重なり合う複数の磁石と、中心リング、中心リングの周りの軌道リングの一方、または両方を同時に駆動する中心駆動部品であって、中心駆動部品は、重なり合う磁石の磁気駆動トルクと、中心駆動部品の回転速度との差が、重なり合う磁石を分離させて、複数の中心歯と複数の軌道リングとの間の相互作用接触により機械式駆動回転が可能になるまで、中心リングの周りでの軌道リングの非接触の磁気駆動回転を可能にする回転速度を提供する、中心駆動部品とを特徴とする。
2014535003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトオフプロセスを採用した真空蒸着システムのための非接触の磁気駆動アセンブリであって、
前記駆動アセンブリは、
中心リングを備え、
該中心リングは、
複数の等間隔に配置された中心リング歯であって、前記中心リングの中心から所定の半径距離離れて前記中心リングの周りに配設されて、中心歯間隔を規定している、複数の等間隔に配置された中心リング歯と、
複数の等間隔に配置された中心リング磁石であって、該複数の磁石の各々は、前記中心リングの中心から所定の半径距離離れて、前記中心リング歯の放射軸の１つに沿って、または前記中心歯間隔の放射軸に沿って前記中心リングに結合された、複数の等間隔に配置された中心リング磁石と
を有し、
前記駆動アセンブリは、
軌道リング中心軸の周りを回転可能な軌道リングを備え、
該軌道リングは、
複数の等間隔に配置された軌道リング歯であって、前記軌道リングの中心から所定の半径距離離れて前記軌道リングの周りに配設されて、軌道歯間隔を規定し、前記中心歯間隔と一致するように位置決めされた、複数の等間隔に配置された軌道リング歯と、
複数の等間隔に配置された軌道リング磁石であって、該複数の軌道リング磁石の各々は、前記軌道リングの中心から所定の半径距離離れて、（１）前記中心リングの前記対応する複数の磁石の各々が前記中心歯間隔の前記放射軸に沿って配設されるときに前記軌道リング歯の放射軸に沿って、または（２）前記中心リングの前記対応する複数の磁石の各々が前記中心リング歯の前記放射軸に沿って配設されるときに前記軌道リング間隔の放射軸に沿って、前記軌道リング上に配置され、前記軌道リングが前記軌道リング中心軸の周りを回転するときに、前記複数の軌道リング磁石の各々は、前記複数の中心リング磁石のうちの対応する磁石に順に重なり合い、前記中心歯間隔と前記軌道歯間隔とは、前記対応する中心リング歯および軌道リング歯の各々の幅より大きく、前記軌道リング歯および前記中心リング歯の挿入により、隣接する軌道リング歯と中心リング歯との間の軌道／中心リング歯間隔が規定される、複数の等間隔に配置された軌道リング磁石と
を有し、
前記駆動アセンブリは、
前記中心リングと前記中心リングの周りの前記軌道リングの一方または両方を同時に駆動するように構成された中心駆動部品を備え、
該中心駆動部品は、前記重なり合う磁石により提供される磁気駆動トルクと前記中心駆動部品の回転速度との間の差が、前記重なり合う磁石を分離させて、前記中心歯と前記軌道リング歯との間の相互作用接触により機械式駆動回転が可能になるまで、前記中心リングの周りでの前記軌道リングの非接触の磁気駆動回転を可能にする回転速度を提供する、駆動アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の中心リング磁石は、Ｎ極とＳ極との交互配置で配置されている、駆動アセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動アセンブリであって、さらに、
２つの隣接する磁石を直接接続し、各磁石の磁力を互いに橋渡しする磁石橋渡し部品を備える、駆動アセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の中心リング磁石の各々は、前記中心歯間隔の１つに連結される、駆動アセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の中心リング磁石の各々は、前記中心リング歯の１つに連結される、駆動アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の軌道リング磁石は、Ｎ極とＳ極との交互配置で配置されている、駆動アセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動アセンブリであって、さらに、
２つの隣接する磁石を直接接続し、各磁石の磁力を互いに橋渡す磁石橋渡し部品を備える、駆動アセンブリ。
【請求項８】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の軌道リング磁石の各々は、前記複数の中心リング磁石の各々が前記中心リング歯の１つに連結されるときに、前記軌道歯間隔の１つに連結される、駆動アセンブリ。
【請求項９】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記複数の軌道リング磁石の各々は、前記複数の中心リング磁石が前記中心リング間隔の１つに連結されるときに、前記軌道リング歯の１つに連結される、駆動アセンブリ。
【請求項１０】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、さらに、
非接触磁気駆動回転が可能なときと、機械式駆動回転が可能なときとを区別するように構成された磁気駆動表示システムを備える、駆動アセンブリ。
【請求項１１】
請求項８に記載の駆動アセンブリであって、
前記磁気駆動表示システムは、さらに、
前記中心リングが前記中心駆動部品により駆動されるときに、前記複数の中心リング歯の外周部に沿って配設され、該外周部に連結される回転センサと、
前記中心リングから離れた固定位置に配設された回転センサアセンブリであって、前記回転センサアセンブリは、前記中心リングの各回転毎に前記回転センサと位置合わせをするように構成され、前記軌道リング歯は、前記非接触磁気駆動回転が可能なときに、前記回転センサと前記回転センサアセンブリとの間で信号が中断されない位置合わせを提供するように構成され、機械式駆動回転が可能なときに、信号が中断される位置合わせを提供するように構成されている、前記中心リングから離れた固定位置に配設された回転センサアセンブリと
を備えている、駆動アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記中心駆動部品は、該中心駆動部品の駆動シャフトに接続された中心リング定位置センサアセンブリを含んでいる、駆動アセンブリ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の駆動アセンブリであって、
前記中心リング定位置センサアセンブリは、
中心リング定位置センサと、
回転可能な中心リング定位置センサディスクであって、前記軌道リングが真空蒸着システムの装着および取り外しアクセスポートに位置合わせされるときに該軌道リングが前記中心リングの外周部上の位置に配置されているときに、前記定位置センサディスク上の位置表示器を前記定位置センサと位置合わせするように構成されている、回転可能な中心リング定位置センサディスクと
を含んでいる、駆動アセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の駆動アセンブリであって、さらに、
駆動シャフト定位置センサアセンブリを備え、
該駆動シャフト定位置センサアセンブリは、
駆動シャフトセンサと、
回転可能な駆動シャフトセンサディスクであって、前記駆動シャフトに連結され、前記定位置センサディスク位置表示器および前記中心リング定位置センサの位置合わせに対応する、前記駆動シャフトセンサディスク上の位置表示器を前記駆動シャフトセンサと位置合わせするように構成された、回転可能な駆動シャフトセンサディスクと
を含んでいる、駆動アセンブリ。
【請求項１５】
請求項１に記載の駆動アセンブリであって、
前記中心リングは、前記複数の中心リング歯の所定の部分を含む取り外し可能なブロックを有している、駆動アセンブリ。
【請求項１６】
微粒子汚染およびシリコンウェハの不完全なバッチを最小限にしながら、リフトオフプロセス真空蒸着システムにおけるスループットを増加させる方法であって、
該方法は、
機械式停止要素を有する非接触の磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを得ることであって、複数の磁石が、環状配向で中心リングおよび軌道リングの各々に連結され、前記複数の軌道リング磁石の各々が、前記軌道リングが軌道リング中心軸の周りを回転するときに、前記複数の中心リング磁石の対応する磁石に順に重なり合い、前記ＨＵＬＡアセンブリの中心駆動部品が、前記中心リング、前記中心リングの周りの前記軌道リングの一方または両方を同時に駆動するように構成され、前記中心リングおよび前記軌道リングの前記重なり合う磁石により提供される磁気駆動トルクと前記中心駆動部品の回転速度との間の差が、前記重なり合う磁石を分離させて、複数の中心歯と複数の軌道リング歯との間の相互作用接触により機械式駆動回転が可能になるまで、前記中心駆動部品が、前記中心リングの周りでの前記軌道リングの非接触の磁気駆動回転を可能にする回転速度を提供する、機械式停止要素を有する非接触の磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを得ることと、
前記ＨＵＬＡアセンブリをリフトオフプロセス真空蒸着システムの真空チャンバに設置することと
を備える、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記得る工程は、さらに、
磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを含み、
該磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリは、
前記中心リングを備え、
該中心リングは、
複数の等間隔に配置された中心リング歯であって、前記中心リングの中心から所定の半径距離離れて前記中心リングの周りに配設され、中心歯間隔を規定している、複数の等間隔に配置された中心リング歯と、
複数の等間隔に配置された中心リング磁石であって、該複数の磁石の各々は、前記中心リングの中心から所定の半径距離離れて、前記中心リング歯の放射軸のうちの１つに沿って、または前記中心歯間隔の放射軸に沿って前記中心リングに結合された、複数の等間隔に配置された中心リング磁石と
を有し、
前記磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリは、
軌道リング中心軸の周りを回転可能な軌道リングを備え、
該軌道リングは、
複数の等間隔に配置された軌道リング歯であって、前記軌道リングの中心から所定の半径距離離れて前記軌道リングの周りに配設されて、軌道歯間隔を規定し、前記中心歯間隔と一致するように位置決めされた、複数の等間隔に配置された軌道リング歯と、
複数の等間隔に配置された軌道リング磁石であって、該複数の軌道リング磁石の各々は、前記軌道リングの中心から所定の半径距離離れて、（１）前記中心リングの前記対応する複数の磁石の各々が前記中心歯間隔の前記放射軸に沿って配置されるときには、前記軌道リング歯の放射軸に沿って、または、（２）前記中心リングの前記対応する複数の磁石の各々が前記中心リング歯の前記放射軸に沿って配置されるときには、前記軌道リング間隔の放射軸に沿って、前記軌道リング上に配置され、前記複数の軌道リング磁石の各々は、前記軌道リングが前記軌道リング中心軸の周りを回転するときに前記複数の中心リング磁石のうちの対応する磁石に順に重なり合い、前記中心歯間隔と前記軌道歯間隔は、前記対応する中心リング歯および軌道リング歯の各々の幅より大きく、前記軌道リング歯および前記中心リング歯の挿入により、隣接する軌道リング歯および中心リング歯の間の軌道／中心リング歯間隔が規定される、複数の等間隔に配置された軌道リング磁石と
を有する、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記設置する工程は、さらに、
前記複数の中心リング磁石をＮ極とＳ極との交互配置で配置することを含んでいる、方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、
前記設置する工程は、さらに、
前記複数の軌道リング磁石をＮ極とＳ極との交互配置で配置することを含んでいる、方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、
前記設置する工程は、さらに、
前記中心リングの２つの隣接する磁石、前記軌道リングの２つの隣接する磁石、または前記中心リングと前記駆動リングの両方の２つの隣接する磁石を橋渡しして、前記２つの隣接する磁石の磁力を増大させることを含んでいる、方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、
前記設置する工程は、さらに、
前記中心リングと前記軌道リングとの間の相互作用を感知し、且つ前記非接触磁気駆動回転が可能なときと、前記機械式駆動回転が可能なときとを区別するように構成された磁気駆動表示システムを設置することを含んでいる、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
１．発明の分野
本発明は、真空メッキ／蒸着のための真空処理システムに関する。具体的には、本発明は、真空メッキ／蒸着システムのための駆動機構に関する。
２．先行技術の説明
電子ビーム蒸発は、集積回路リフトオフプロセスおよび光学コーティングのための物理的蒸着の１つの方法である。電子ビーム蒸発は、半導体ウェハ上または他の基板上に薄い金属層を蒸着するために使用され得る。蒸着された金属層は、集積回路の回路配線を形成するために続いてエッチングされ得る。
【０００２】
様々なシステムが物理的蒸着技術を使用して開発されている。いくつかのシステムは、線形システムであり、この線形システムにおいては、目標製品（基板）は、蒸着装置、即ち、電子銃が位置する一式のレールに沿って真空チャンバへ直線的に移動されるキャリアに固定される。所望の蒸着が一旦生じると、目標製品はその後、出口ポートへ直線的に移動させられるか、または真空蒸着システムから取り外されるために入口ポートに戻される。基板を収容しているキャリアを蒸着システムを通って移動させるために、これらのシステムは駆動ベルトまたはギヤあるいは駆動テープ等の機械式駆動システムを採用する。
【０００３】
基板上に金属層をより高い均一性で蒸着させながら基板のより高いスループットを提供する開発されたシステムもある。均一性を向上させるために、製造業者は蒸発システムを開発した。この蒸発システムは複数の基板支持トレイを有し、基板支持トレイは当該基板支持トレイの軸の周りを回転するとともに、さらに中心駆動リングの外部の周りを円形に移動する。高均一性リフトオフアセンブリ（ＨＵＬＡ）として知られる、そのような１つのシステムは、その外周部の周りに歯／歯車を有する中心駆動リングを特徴とする。このシステムはさらに、中心リングの外周部の周りに位置決めされた、より小さな回転する基板ホルダ／キャリアを有している。複数の外側リングが中心リングの外周部の周りを移動するとき、複数の外側リングの外周部上の歯は中心リング上の歯に係合して、複数の外側リングをさらに当該外側リングの軸の周りに回転させる。幾つかのシステムにおいて、駆動リングは、複数の二次リング上のギヤまたは歯にリンクされたハブの近くに位置する複数のギヤを有し得る。一次リングおよび二次リング上に位置する歯、ギヤまたは他の特徴を使用することは、確実な駆動機構の例である。
【０００４】
上述の開示された機械式駆動システムの代わりに、磁気駆動／移送システムの使用を組み込んだ駆動システムが開発されている。この磁気移送システムには、固定駆動シャフトおよび軸方向に移動可能な駆動シャフトとして機能する２つの部分に分割された回転駆動部材が設けられている。また、この回転駆動部材においては、固定駆動シャフトは、回転方向で制限されつつも、その軸方向においてある幅で自由に移動可能であるようにシャフトコア部材に固定されている。螺旋状の磁気結合セクションが同ピッチで各駆動シャフトの表面上に形成されている。キャリアは、回転駆動部材の表面に対して軸方向に自由に移動させることができ、また、螺旋状の磁気結合セクションにおけるピッチと等しい間隔で磁気結合セクションが設けられている。回転駆動部材を回転させることにより、キャリアは直線的に移動する。
【０００５】
回転システムの１つの例が米国特許第６，４５４，９０８（２００２年、Ｓｈｅｒｔｌｅｒ等）に開示されている。Ｓｈｅｒｔｌｅｒ等は、少なくとも一部が回転駆動され、ギヤ列により連結される真空チャンバを開示している。ギヤ列は、モータ駆動ユニットを有する少なくとも２つの回転伝達体を有している。回転伝達体は、回転式の相対運動を生じさせる。回転伝達体は、互いに磁気的に駆動連結され、また、当該回転伝達体の少なくとも１つは真空チャンバに位置している。
［発明の概要］
先行技術の電子ビーム蒸着システムは、製品のアウトプットに様々な改善がみられるものの、ＨＵＬＡシステムにおける確実な駆動システムの１つの欠点は、歯間の物理的接触の結果、摩耗が生じ、微粒子を蒸発チャンバ内へ導入してしまうことである。典型的には、ギヤは金属で作られていて、金属微粒子が蒸発チャンバ内へ放出されてしまう可能性がある。もし放出されると、および放出されるとき、これら金属微粒子は、蒸着された金属層およびその結果得られる集積回路の品質を損なうか、あるいはそうでなくても、品質を妨げる。
【０００６】
蒸発チャンバ内で動いている部分間の接触により引き起こされた不純物の問題を回避するために、非接触磁気駆動システムが開発されている。ギヤまたは歯間の物理的接触の代わりに、磁気駆動システムは、外側基板ホルダリング（即ち、軌道リング）を回転させるために複数対の磁石間の引力または反発力を使用する。各二次リングは、その外周部の周りに等間隔で配置された磁石を有し、これらの磁石は一次駆動リングの外周部の周りに位置決めされた磁石に対応する。一次リングが回転すると、一次および二次リングの縁部は互いに隣接したままであるものの、接触しない。１つのリングは、当該リングの外周部が磁気的に相互作用する別のリングの外周部の真上または真下を通過するように位置決めされてもよい。あるいは、２つのリングは、それらの外周部が互いに近くに隣接して位置決めされてもよい。中心または一次リングが回転すると、中心リングの外周部の周りに位置する磁石は、中心および軌道リング上の対応する磁石間の磁力を使用して二次／軌道リングを駆動する。あるいは、中心リングは静止し、軌道リングが回転作用を達成するために同様の磁力を使用して中心リングの周りを回転してもよい。
【０００７】
非接触の磁気駆動システムの欠点は、システムを駆動するのに利用可能なトルクの量に制限があることである。この制限のある利用可能なトルクは、駆動システムが適切に動作するための緩くおよび／または厳密に制御された加速および減速プロファイルを必要とする。残念なことに、高いトルク条件が存在する状況がある。高いトルク条件の例としては、ＨＵＬＡシステムが迅速な加速を必要とする場合、またはベアリングがくっつき、減速を生じている場合が含まれる。リングを加速または回転させるのに必要な駆動トルクは、磁石の間の結合力を上回る可能性がある。これは回転しているリングの磁石を静止しているリングの磁石から磁気的に分離させてしまう。その後、分離された回転しているリングは惰性で回って、一貫しない速度で回転し、速度が落ちる可能性が最も高く、最結合はあり得ないであろう。
【０００８】
したがって、必要とされているのは、非接触磁気駆動システムおよび確動／機械式駆動システムの双方の利点を組み合わせるとともに各システム、即ち、確動／機械式駆動システムおよび非接触の磁気駆動システムの欠点を最小限にした、駆動システムである。本発明は、より高いトルクを有する磁気駆動システムの非接触の利点と機械式駆動システムの確動駆動能力とを組み合わせるとともに非接触磁気駆動システムにおける磁石の分離を防ぐことにより、蒸着システムの駆動アセンブリに改善をもたらす。
【０００９】
本発明の目的は、より高いトルクを有する磁気駆動システムの非接触の利点と機械式駆動システムの確動駆動能力とを組み合わせることを本発明の目的とする。
本発明は別の目的は、必要なときに、より高いトルクを提供するために一時的に係合し得る確動駆動配置を有する蒸着駆動システムを提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、動いている部分の間の接触から発生する粒子をさらに減少させる蒸着駆動システムを提供することである。
本発明の別の目的は、磁気結合力が上回ったときを示すために、また確動駆動システムの係合を感知するためにセンサシステムを提供することである。
【００１１】
本発明は、これらおよびその他の目的を、ＨＵＬＡ構成を有するリフトオフプロセスを採用する真空蒸着システムのための機械式停止要素を有する非接触磁気駆動システムを組み込んでいる真空蒸着システムを提供することにより、達成する。本発明の１つの実施形態では、ＨＵＬＡ駆動アセンブリは、中心リングを含み、中心リングは、複数の等間隔に配置された中心リング歯であって、中心リングの中心から所定の半径距離を離れて中心リングの周りに配設され、中心歯間隔を規定している、複数の等間隔に配置された中心リング歯を有し、ＨＵＬＡ駆動アセンブリは、軌道リング中心軸の周りを回転可能な軌道リングを含み、軌道リングは、複数の等間隔に配置された軌道リング歯であって、軌道リングの中心から所定の半径距離を離れて軌道リングの周りに配設され、軌道リング歯が中心リングの中心歯間隔と一致するように位置決めされた軌道歯間隔を規定する、複数の等間隔に配置された軌道リング歯を有し、ＨＵＬＡ駆動アセンブリは、中心駆動部品であって、中心リングと、中心リングの周りの軌道リングの一方または両方を同時に駆動するように構成された中心駆動部品を含んでいる。
【００１２】
中心リングは、複数の等間隔に配置された中心リング磁石を含み、複数の磁石の各々は、中心リングの中心から所定の半径距離を離れて、中心リング歯の放射軸のうちの１つに沿って、または中心歯間隔の放射軸に沿って中心リングに結合されている。軌道リングは、複数の等間隔に配置された軌道リング磁石を含み、複数の軌道リング磁石の各々は、軌道リングの中心から所定の半径距離を離れて、（１）中心リングの対応する複数の磁石の各々が中心歯間隔の放射軸に沿って配設されるときには、軌道リング歯の放射軸に沿って、または（２）中心リングの対応する複数の磁石の各々が中心リング歯の放射軸に沿って配設されるときには、軌道リング間隔の放射軸に沿って、軌道リング上に配置される。
【００１３】
軌道リングが軌道リング中心軸の周りを回転するときに、複数の軌道リング磁石の各々は、複数の中心リング磁石のうちの対応する磁石に順に重なり合う。軌道リング歯および中心リング歯の挿入により、隣接する軌道リング歯および中心リング歯の間の軌道／中心リング歯間隔が規定されるように、中心歯間隔と軌道歯間隔とは、対応する中心リング歯および軌道リング歯の各々の幅より大きい。中心駆動部品は、重なり合う磁石により提供される磁気駆動トルクと、中心駆動部品の回転速度との差が、重なり合う磁石を分離させ、中心リング歯と軌道リング歯との間の相互作用接触により機械式駆動回転が可能になるまで、中心リングの周りでの軌道リングの非接触の磁気駆動回転を可能にする回転速度を提供する。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、複数の中心リング磁石は、Ｎ極とＳ極との交互配置で配置される。
さらなる実施形態では、磁石橋渡し部品が、中心リングの２つの隣接する磁石を直接接続して、各磁石の磁力を橋渡しすることにより磁力を増大させる。
【００１５】
さらなる別の実施形態では、複数の中心リング磁石の各々は、中心歯間隔の１つに連結される。あるいは、複数の中心リング磁石の各々は、中心リング歯の１つに連結される。
本発明のさらなる別の実施形態では、複数の軌道リング磁石は、Ｎ極とＳ極との交互配置で配置されている。
【００１６】
別の実施形態では、磁石橋渡し部品が、軌道リングの２つの隣接する磁石を直接接続して、各磁石の磁力の橋渡しをすることにより磁力を増大させる。
さらなる実施形態では、複数の中心リング磁石の各々が中心リング歯の１つに連結されるときに、複数の軌道リング磁石の各々が軌道歯間隔の１つに連結される。あるいは、複数の中心リング磁石の各々が中心リング間隔の１つに連結されるときに、複数の軌道リング磁石の各々が軌道リング歯の１つに連結される。
【００１７】
本発明の別の実施形態では、非接触磁気駆動回転が可能なときと、機械式駆動回転が可能なときとを区別するように構成された磁気駆動表示システムが含まれている。
さらなる実施形態では、磁気駆動表示システムは、回転センサと、回転感知アセンブリとを含んでいる。回転センサは、複数の中心リング歯の外周部に沿って配設され、該外周部に連結される。回転センサアセンブリは、中心リングから離れた固定位置に配設されている。回転感知アセンブリは、中心リングが回転する毎に、回転センサと位置合わせするように構成されている。軌道リング歯は、非接触磁気駆動回転が可能なときに、回転センサと回転感知アセンブリとの間で信号が遮断されない位置合わせを提供するように構成されるとともに、機械式駆動回転が可能なときに、信号が遮断される位置合わせを提供するように構成されている。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、中心駆動部品は、中心駆動部品の駆動シャフトに接続された中心リング定位置センサアセンブリを含んでいる。１つの実施形態では、中心リング定位置センサアセンブリは、中心リング定位置センサと、回転可能な中心リング定位置センサディスクとを含んでいる。中心リング定位置センサディスクは、軌道リングが真空蒸着システムの装着および取り外しアクセスポートに位置合わせされるときに軌道リングが中心リングの外周部上の位置に位置するときに、定位置センサディスク上の位置表示器を定位置センサに位置合わせするように構成されている。
【００１９】
本発明のさらなる別の実施形態では、中心駆動部品は、駆動シャフト定位置センサアセンブリを含んでいる。駆動シャフト定位置センサアセンブリは、駆動シャフトセンサと、駆動シャフトに連結された回転可能な駆動シャフトセンサディスクとを含んでいる。回転可能な駆動シャフトセンサディスクは、該駆動シャフトセンサディスク上の位置表示器を駆動シャフトセンサに位置合わせするように構成されている。この位置合わせは、定位置センサディスク位置表示器および中心リング定位置センサの位置合わせに対応する。
【００２０】
本発明のさらなる別の実施形態では、中心リングは、複数の中心リング歯の所定の部分を含む取り外し可能なブロックを有している。この実施形態は、中心リング定位置センサアセンブリおよび／または駆動シャフトセンサアセンブリを採用する実施形態の代替案である。取り外し可能なブロックにより、ユーザは軌道リングを取り外し可能なブロックに位置合わせすること、および中心リングから取り外し可能なブロックを取り外すことが可能になり、これにより軌道リングの装着および取り外しが可能になる。
【００２１】
本発明のさらなる別の実施形態では、微粒子汚染およびシリコンウェハの不完全なバッチを最小限にしながらリフトオフプロセス真空蒸着システムにおけるスループットを増加させる方法が開示されている。この方法は、機械式停止要素を有する非接触の磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを得ることと、ＨＵＬＡアセンブリをリフトオフプロセス真空蒸着システムの真空チャンバ内に設置することとを含んでいる。得る工程は、機械式停止要素を有する非接触の磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを選択することを含み、非接触の磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリでは、複数の磁石が環状配向で中心リングおよび軌道リングの各々に連結され、複数の軌道リング磁石の各々が、軌道リングが軌道リング中心軸の周りを回転するときに、複数の中心リング磁石の対応する磁石に順に重なり合う。得る工程は、さらに、中心リング、中心リングの周りの軌道リングの一方または両方を同時に駆動するように構成された中心駆動部品を含むアセンブリを選択することを含んでいる。選択する工程は、中心駆動部品を選択することも含み、中心駆動部品は、中心リングおよび軌道リングの重なり合う磁石により提供される磁気駆動トルクと、中心駆動部品の回転速度との差が重なり合う磁石を分離させるまで、中心リングの周りでの軌道リングの非接触の磁気駆動回転を可能にする回転速度を提供する。重なり合う磁石が分離すると、アセンブリは、その後、複数の中心リング歯と複数の軌道リング歯との間の相互作用接触により機械式駆動回転が可能になる。
【００２２】
この方法の別の実施形態では、選択する工程は、さらに、中心リングと軌道リングとを有する磁気駆動ＨＵＬＡアセンブリを含んでいる。中心リングは、複数の等間隔に配置された中心リング歯であって、中心リングの中心から所定の半径距離を離れて中心リングの周りに配設され、中心歯間隔を規定している、複数の等間隔に配置された中心リング歯を備える。中心リングは、複数の等間隔に配置された中心リング磁石も有し、複数の磁石の各々は、中心リングの中心から所定の半径距離を離れて、中心リング歯の放射軸のうちの１つに沿って、または中心歯間隔の放射軸に沿って中心リングに結合されている。軌道リングは、軌道リング中心軸の周りを回転可能であり、複数の等間隔に配置された軌道リング歯であって、軌道リングの中心から所定の半径距離を離れて軌道リングの周りに配設され、軌道歯間隔を規定する、複数の等間隔に配置された軌道リング歯を備え、軌道リング歯は、中心歯間隔と一致するように位置決めされている。軌道リングは、複数の等間隔に配置された軌道リング磁石であって、複数の軌道リング磁石の各々は軌道リングの中心から所定の半径距離を離れて軌道リング上に配置された、複数の等間隔に配置された軌道リング磁石も有する。複数の軌道リング磁石の環状の位置は、２つの選択的位置から選ばれる。１つ目は、中心リングの対応する複数の磁石の各々が中心歯間隔の放射軸に沿って配設されるときに軌道リング歯の放射軸に沿っている。２つ目は、中心リングの対応する複数の磁石の各々が中心リング歯の放射軸に沿って配設されるときに軌道リング間隔の放射軸に沿っている。軌道リングが軌道リング中心軸の周りを回転するときに、複数の軌道リング磁石の各々が複数の中心リング磁石のうちの対応する磁石に順に重なり合うということは考えられる。また、中心歯間隔と軌道歯間隔とは、対応する中心リング歯および軌道リング歯の各々の幅よりも大きいということは考えられる。軌道リング歯および中心リング歯の挿入により、隣接する軌道リング歯および中心リング歯の間の軌道／中心リング歯間隔が規定される。
【００２３】
本発明のまた別の実施形態では、この方法は、複数の中心リング磁石がＮ極とＳ極との交互配向で構成されている磁気駆動ＨＵＬＡシステムを選択することを含んでいる。
別の実施形態では、この方法は、複数の軌道リング磁石がＮ極とＳ極との交互配向で構成されている磁気駆動ＨＵＬＡシステムを選択することを含んでいる。
【００２４】
さらなる実施形態では、この方法は、中心リングの２つの隣接する磁石、軌道リングの２つの隣接する磁石、または中心リングと軌道リングとの双方の２つの隣接する磁石をともに橋渡しをして、２つの隣接する磁石の磁力を増大させる磁気駆動ＨＵＬＡシステムを選択することを含んでいる。
【００２５】
この方法の別の実施形態では、この方法は、中心リングと軌道リングとの間の相互作用を感知し、且つ、非接触磁気駆動回転が可能なときと、機械式駆動回転が可能なときとを区別するように構成された磁気駆動表示システムを有する磁気駆動ＨＵＬＡシステムを選択することを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】機械式停止要素および前面解放ポートを組み込んだ非接触の磁気駆動アセンブリを含む、ＨＵＬＡオリエンテーションにおいてリフトオフプロセスを採用する蒸着チャンバの斜視図である。
【図２】ＨＵＬＡオリエンテーションにおいてリフトオフプロセスを採用する非接触の磁気駆動アセンブリ蒸着システムの正面断面図であって、中心リング、複数の軌道リング、および中心駆動部品を示している。
【図３】蒸着システムチャンバのチャンバ体積部内に配設された中心駆動部品の一部分の側面平面図であって、中心リング、複数の軌道リング、および基板ホルダを示している。
【図４】中心リングおよび複数の軌道リングの上面平面図である。
【図５Ａ】中心リングの底面図であって、外周部の周りに配設された複数の中心リング歯と、位置センサとを示している。
【図５Ｂ】図５Ａに示された中心リングの上面斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示された中心リングの底面斜視図である。
【図６Ａ】軌道リングの上面図であって、外周部の周りに配設された複数の軌道リング歯と、複数の磁石とを示している。
【図６Ｂ】図６Ａに示された軌道リングの上面斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示された軌道リングの底面斜視図である。
【図７】ＨＵＬＡシステムの一部の側面平面図であって、本発明の中心リング、軌道リング、およびセンサアセンブリの一部を示している。
【図８】中心リングおよび軌道リングの上面平面図であって、磁気駆動が機能しているときの中心リング歯と軌道リング歯と位置センサとの関係を示している。
【図９】中心リングおよび軌道リングの上面平面図であって、機械式駆動が機能しているときの中心リング歯と軌道リング歯と位置センサとの関係を示している。
【図１０】中心リングおよび軌道リングの底面平面図であって、機械式駆動が機能しているときの中心リング歯と軌道リング歯と位置センサとの関係を示している。
【図１１Ａ】中心リングおよび複数の軌道リングの上面平面図であって、取り外し可能な中心リングブロックを示している。
【図１１Ｂ】中心リングの上面斜視図であって、中心リングブロックが取り外されたところを示している。
【図１２Ａ】図１１Ａに示された中心リングブロックの１つの実施形態の上面平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示された中心リングブロックの上面斜視図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａに示された中心リングブロックの底面斜視図である。
【図１３】中心リングの位置センサと光学的に連結するための位置感知アセンブリの上面斜視図である。
【図１４】中心駆動部品の一部の斜視図であって、中心シャフト、クラッチ、タイミングベルト、およびフィードスルーを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
本発明の好ましい実施形態は、図１〜１４に図示されている。図１は、本発明の蒸着チャンバ１０の斜視図を示している。蒸着チャンバ１０は、チャンバハウジング２０により規定されるチャンバ体積部１２を有し、チャンバハウジング２０は、チャンバ体積部１２（即ち、チャンバハウジング２０の内部）へのアクセスおよび／またはチャンバ体積部１２を視認するための複数のポート２２および２４を備えている。チャンバハウジング２０は、ポート２２、２４に比べて相対的に大きいフランジを有するハウジング開口部２３を有している。チャンバハウジング２０に接続され、回転可能にチャンバ体積部１２内に配設されているのは、ＨＵＬＡ配向を使用するリフトオフプロセスを採用する非接触の磁気駆動アセンブリ３０である。ＨＵＬＡは、高均一性リフトオフアセンブリを意味する。ＨＵＬＡ設計の一部として、１つ以上の軌道リング７０がチャンバ体積部１２内に配設され、各軌道リング７０が基板ホルダ８０（図示せず）を支持／保持するように構成されている。チャンバ体積部１２内に配設された非接触の磁気駆動アセンブリ３０の部分については後でより明確に説明する。また、チャンバハウジング２０の上部２１を通って配設されているのは、位置感知アセンブリ１００であり、この位置感知アセンブリ１００は図１３においてより明確に示され、後述される。
【００２８】
図２は、非接触磁気駆動アセンプリ３０を有する蒸着チャンバ１０の１つの実施形態の正面断面図である。チャンバハウジング２０は、当該チャンバハウジング２０の丸い上部２１に近づくにつれて半径が増大する円錐側壁２８を有している。ポート１２および１４のうちの１つ以上は、真空系統に密封接続するためのフランジを特徴とする。本実施形態では、磁気駆動アセンブリ３０は、固定された中心リング６０と、複数の軌道リング７０と、中心駆動部品４０とを含んでいる。中心駆動部品４０は、好ましくは位置インデックス機構１１２を組み込んだ上側駆動部分４２と、好ましくは軌道リング支持および駆動機構１３０を組み込んだ下側駆動部分４６とを含んでいる。軌道リング７０は、好ましくは中心リング６０の回りを回転する。また、軌道リング７０は、軌道リング７０の周囲７０ａが中心リング６０の周囲６０ａに重なるように、中心リング６０の中心から設定された半径の位置に配設されている。蒸着サイクル中に１つ以上の基板上に蒸着されている任意の材料を駆動リング６０が受け取ることを最小限にするために、中心リングシールド６９は、中心リング６０に隣接して中心リング６０の下方に配置されている。基板上に蒸着されている任意の材料を軌道リング７０が受け取ることを最小限にするために、軌道リングシールド７９も軌道リング７０に隣接して軌道リング７０の下方に配置されている。チャンバハウジング２０の上部２１に接続されているのは、中心駆動部品４０である。チャンバハウジング２０はさらに、電子銃アセンブリ（図示せず）に接続するチャンバ底面開口部２６を含んでいる。
【００２９】
図３は、中心リング６０、軌道リング７０、下側駆動部４６および基板ホルダ８０の側面平面図を示している。本実施形態は、軌道リング７０に基板ホルダ８０を接続する１つの方法を説明する。（図２により明確に示される）チャンバ体積部１２内を中心シャフト３５（図示せず）が通っている。一端１３４（図示せず）は、中心ハブ１３６に接続され、中心ハブ１３６を支持する。中心ハブ１３６は放射状に延在する複数の支持部、アームまたはスポーク１３８を有し、これら１３８は中心リング外周部６０ａを超えて離れる角度方向にあり、軌道支持ハブ１４０にて終端する。軌道支持ハブ１４０は、軌道リング７０を第１の軌道ハブ端１４２上で回転可能に支持する。第２の軌道ハブ端１４４には、基板ホルダ８０が軌道リング７０とともに回転するように基板ホルダ８０を固定して保持するのに適した基板受容スロット１４６がある。基板ホルダ８０は、複数の基板ホルダ開口部１０２を有し、各ホルダ開口部１０２は、複数の基板ホルダクリップ１０４を有する。これら基板ホルダクリップ１０４は、蒸着チャンバ１０内での処理のために開口部１０２内に基板を受け入れ保持するのに適している。
【００３０】
図４は、図３の上面平面図であるが、基板ホルダ８０は示されていない。この好ましい実施形態では、中心リング６０は固定されていて、矢印２００で示すように複数の軌道リング７０が中心リング６０の回りを回転する。中心リング６０は、中心リング外周部６０ａの周りに配設された複数の中心リング歯６２を有する。また、中心リング６０は、複数の中心リング磁石６４を有し、その各々は北および南の磁極とを有する。これは、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃにさらに明確に示されている。複数の軌道リング７０の各々は、その中心軸７１の周りを回転することができる。各中心軸７１は、軌道リング６０の平面に対して垂直に延在し、且つ軌道リング７０の軸心を通っている。各軌道リング７０は、複数の軌道リング歯７２を有し、各歯７２は、磁石７４を有する。複数の磁石７４の各々は、Ｎ極とＳ極とを有する。幾つかの実施形態では、軌道リング７０は、軌道ホイール７０と称され得る。中心および軌道リング６０、７０の双方はそれぞれ、それぞれの周囲６０ａ、７０ａの周りに等間隔に設けられた磁石６４，７４を含む。軌道リング７０上の磁石７４間の間隔は、中心リング６０上の磁石６４の間隔に等しいか、または実質的に等しい。これらは、図５Ａ〜Ｃと図６Ａ〜Ｃにさらに明確に示されている。
【００３１】
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃを参照すると、中心リング６０の１つの実施形態が図示されている。本実施形態では、中心リング６０は、中心外側リング６６、内側中心ハブ６７および複数の中心スポーク６８を有する。外周部６０の周りには複数の中心リング歯６２が配設されている。これら複数の中心リング歯６２は、外周部６０ａの周りに等間隔で配置され、複数の中心歯間隔６３、即ち、中心ギヤスロット６３を規定している。本実施形態では、位置センサ９０も、中心リング６０の外周部６０ａ上の所定位置に固定して取り付けられている。複数の中心リング歯６２の各々の間には、複数の中心リング磁石６４がある。各磁石６４は、隣接する中心リング歯６２間に規定される間隔６３の中心内に実質的に位置決めされている。複数の中心リング磁石６４は、複数の中心リング歯６４の各々の間において中心リング６０上に配置されるか、中心リング６０に取り付けられるか、または中心リング６０に組み込まれる。図５Ｂ、５Ｃに示すように、外周部６０ａは、好ましくは上部外側リング部６０ｂおよび下部外側リング６０ｃを有する。上部外側リング部６０ｂは、磁石凹部（図示せず）内に複数の磁石６４を受け入れ、保持する。好ましくは、１つの磁石のＮ極が隣接する磁石のＳ極の隣に位置するように磁石は交互磁極方向に配置される。本発明の磁気駆動システムを駆動するための、より大きな磁力がこの交互配置により提供される。
【００３２】
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、軌道リング７０の１つの実施形態を図示している。本実施形態では、軌道リング７０は、軌道外部リング７６と、内側軌道ハブ７７と、複数の軌道スポーク７８とを有する。外周部７０ａの周りには、複数の軌道リング歯７２が配設されている。これら複数の軌道リング歯７２は、外周部７０ａの周りに等間隔で配置され、複数の軌道歯間隔７３、即ち、軌道ギヤスロット７３を規定している。本実施形態では、一対の隣接歯７２は軌道歯間隔７３を有し、次の対の隣接歯７２は接続棚７５を有する。磁気駆動が可能で係合されるか否か、または機械式駆動が可能で係合されるか否かを示すために、軌道歯間隔７３は中心リング６０の（位置感知アセンブリ１００と相互作用する）位置センサ９０と一致している。接続棚７５は、磁石保持板または磁石橋渡し部品７６を軌道リング７０に固定するための基礎を提供する。軌道リング磁石７４は、複数の軌道リング歯７２の各々の上に載置されるか、または、複数の軌道リング歯７２の各々に取り付けられるか、または複数の軌道リング歯７２の各々に組み込まれる。好ましくは、複数の軌道歯７２の各々の内側に複数の軌道リング磁石７４がある。各磁石７４は、各歯７２の外側部分の中心内に実質的に位置している。図６Ｂおよび６Ｃに示されるように、外周部７０ａは好ましくは、内側の外側リング部７０ｂおよび外側の外側リング部７０ｃを有する。内側の外側リング部７０ｂは、複数の軌道歯７２および磁石７４を含む外側の外側リング部７０ｃを支持し保持する。好ましくは、１つの磁石のＮ極が隣接する磁石のＳ極の隣に位置するように磁石は交互磁極方向に配置される。本発明の磁気駆動システムを駆動するための、より大きな磁力がこの交互配置により提供される。
【００３３】
本実施形態では、各軌道リング７０は、軌道リング歯７２が複数の中心リング歯６２の隣接する中心リング歯６２の間の中心歯間隔６３に挿入するように配置されている。この構成において、軌道リング７０における磁石７４の磁極は、中心リング６０上における磁石６４の対応する磁極の下方に位置付けられる。また、隣接する軌道リング歯７２と中心リング歯６２との間に軌道／中心リング歯間隔が規定されるように、中心歯間隔６３および軌道歯間隔７３は、対応する中心歯６２および軌道歯７２の各々の幅より大きくなければならないということは理解されべきである。これは、隣接して挿入された歯６２、７２が互いに接触しないことにより、挿入して重なる中心リング６０上の磁石６２と軌道リング７０上の磁石７２とにより発生されるトルクが、回転の軌道リング中心軸上にある軌道リング７０の回転を駆動できるようにするために必要である。言いかえれば、その回転は非接触の磁気駆動機構により提供される。
【００３４】
本実施形態における中心駆動部品が下側駆動部４６を固定された中心リング６０の周りで駆動するということは理解される。また、中心駆動部品の回転速度は、磁気駆動トルクが軌道リング７０の回転を駆動可能に重なる磁石により提供された磁気駆動トルクと実質的に等しいということも理解される。この非接触の磁気駆動機構は、中心駆動部品の回転速度が重なり合った磁石６４、７４の磁気駆動トルクと異なるまで継続する。この相違は、急な加速または減速から生じ得るか、あるいはくっついたベアリングに起因する摩擦力から生じ得る。本実施形態において固定された中心リング６０の周りに下側駆動部４６を駆動する中心駆動部品の回転速度が、重なり合った磁石６４、７４の磁気駆動トルクと異なる場合に、重なり合った磁石６４、７４が分離する。分離が生じるとき、機械式駆動システム／機構は有効になり、また、中心リング歯６２および軌道リング歯７２は機械的および物理的に相互作用して（即ち、互いに接触して）、軌道リング７０の回転を軌道リング７０自体の軌道リング軸上のみでなく固定された中心リング６０の周りでも駆動し続け、蒸着を被る基板の損失を防止する。尚、この損失は材料および失われた処理時間の点からかなり高くなり得る。
【００３５】
次に図７を参照すると、それぞれの外周部７０ａ、６０ａの位置における、軌道リング７０の中心リング６０に対する空間的関係の拡大図が図示されている。軌道歯７２は、軌道リング７０の平面（即ち、上面７１に対して角度をつけられている。軌道リング７０は、典型的には、蒸着チャンバの丸い上部の輪郭とともに下方に角度をつけられているので、この角度により中心リング６０の中心歯６２と効率的に係合できる。
【００３６】
軌道リング７０は、固定された中心リング６０の外周部６０ａの周りを動きながら回転する（即ち、その中心軸７１ａ上を回転する）。この二重軸回転を達成するために、軌道リング７０は、軌道リング磁石７４の極が中心リング磁石６４の極の下を通過するように位置決めされている。図５および６で示すように、例えば、磁極のこの位置合わせは、中心リング６０上の磁石６４と軌道リング６４上の磁石７４との間で引力または反発力を提供する。この引力または反発力は、軌道リング７０が支持アーム１３８によって中心リング６０の外周部６０ａの周りを移動させられるときに軌道リング中央軸７１ａ上で軌道リング７０を回転させる駆動力を発生する。
【００３７】
１つの実施形態において、磁気駆動機構は、リング６０、７０上に交互（Ｎ−Ｓ）配置に取り付けられた磁石６４、７４を有する。隣接する磁石６４、７４の対極は互いに反発し合うので、この配置はさらなる駆動トルクを提供することを支援する。この反発力は、軌道リング７０の回転を駆動するために互いに直接対向して位置する磁石６４、７４の主引力に付加される。この配置により２つの隣接する磁石６４または７４がともに橋渡され、それらの面において磁力の強度を増大できる。この配置は必要ではないが、さらなる磁気結合力および再結合力を提供する。
【００３８】
リング７０を加速または回転させるのに必要な駆動トルクが磁石６４、７４の結合力と異ならない限り、この非接触磁気駆動力は軌道リング７０を駆動する。もし回転リング６２のための駆動トルクがそのリングのための磁気結合力と異なれば、回転リング７０は、磁気的に分離することになる。本発明の機械式駆動機構がないと、分離されたリング７０はその後、惰性で回り、従って一貫性のない速度で回転するであろう。分離されたリング７０は、速度を落し、再結合しない可能性が高いであろう。
【００３９】
過度な加速または減速、一貫性のない、またはぎくしゃくした速度制御、例えばより高い牽引力の原因となる密着または結合しているベアリング等の多重要因により分離は生じ得る。
【００４０】
本発明は、係合している歯またはギヤ６２、７２の間で変則的に大量の遊びまたは間隔６３、７３を有する機械式駆動配置を提供する。この遊びは、ときには、がたつきと呼ばれる。ギヤ間隔６３、７３は、歯またはギヤ６２、７２が前後に制御された量の移動を行うことを可能にする。軌道リング７０のギヤ歯７２が、中心リング６０上の中心歯６２の間、即ち、ギヤ歯６２の間の間隔６３内において中心に位置するように、磁力は、リング６０、７０の位置合わせを中心に置き、維持することになる。図８に示されるように、例えば、挿入により、挿入された各ギヤ歯６２、７２の前縁６２ａ、７２ａと後縁６２ｂ、７２ｂとの間に間隙１６０がそれぞれ生じる。この状態では、ギヤ歯６２、７２の間に機械的な（または物理的な）接触はない。これは、正常で望ましい動作モードであり、この動作モードの間、磁石６４、７４が軌道リング７０を駆動する（即ち、回転させる）。
【００４１】
急な加速、急な減速、一貫性のない回転速度、または密着あるいは欠陥のあるベアリング等の悪条件下では、例えば、磁気結合力が分断される可能性がある。図９、１０に示されるように、その後、中心歯６２および軌道歯７２は互いに係合し、軌道リング７０が所望の速度で回転し続けることが確実になる。悪条件が終わると、磁力は、再結合し、軌道リング７０上の軌道歯７２が中心リング６０の中心歯６２の間の中心に位置した状態で軌道リング７０が移動することに対しての制御も再開する。これによりシステムが非接触の磁気駆動配置に復帰する。
【００４２】
相対的な位置合わせにおいて対向し重なり合う磁石６４、７４を維持するためにギヤ歯６２、７２の間の遊びの量は制限されるべきである。この位置合わせにより、磁石６４、７４は、分離した場合に挿入された中心リング歯６２と挿入された軌道リング歯７２とを再び中心に位置させることができる強い結合力を維持できる。ギヤ歯６２、７２の間の間隙１６０が大きすぎる場合、磁力は十分に減少し、その結果、磁石６４、７４はギヤ歯６２、７２を対応するギヤスロット７３、６３において再度中心に位置させることができない。
【００４３】
磁気駆動アセンブリの中心および軌道歯６２、７２は、主として安全性のために意図され、ベアリングの故障の間等の変則的または非常にまれな場合において接触する。この設計により、例えば異常状況下で確実なまたは機械的または接触駆動システムに非常に短時間移行する一方、非接触駆動が正常動作の間に使用されることが可能になる。この特徴により、システム１０内で処理されている製品が損失することなくプロセスを完了させることが可能になる。
【００４４】
図７および１３に示されるように、磁気結合力の分断が生じたときと、中心および軌道歯６２、７２が軌道リング７０の回転を駆動しているときとを示すために、例えば、駆動アセンブリは、位置感知アセンブリ１００も含んでいてもよい。この位置感知アセンブリ１００は、次の都合のいい機会にこのシステムを補修するようにオペレータに警告する。位置感知アセンブリ１００は必要ではないが、いくつかの実施形態で提供される追加的な特徴である。
【００４５】
図７〜１０に示すように、位置センサ９０は、位置感知アセンブリ１００と光学的に相互作用する。図８に図示されるように、磁気駆動機構が適切に稼働しているとき、位置センサ９０の中心９２を軌道リング歯７２の間に明確に見ることができる。位置感知アセンブリ１００は、磁気駆動機構が軌道リング７０を回転させていることを示す位置センサ９０と光学的に相互作用する。図９および１０は、位置センサ９０の上面図および底面図の双方を示している。これらの図において、機械式駆動機構は、軌道リング７０の回転駆動を引き受ける。図に見られるように、位置センサ９０の中心９２は今、部分的に閉塞されている。この部分的な閉塞は、位置感知アセンブリ１００のレーザを遮断する／妨げる。これが生じると、磁石６４、７４が分離し、機械式駆動機構が有効になったことを示す警告信号がオペレータに提供される。
【００４６】
中心駆動部品４０は、中心リング６０上の磁石６４と軌道リング７０上の磁石７４との間で磁気結合を維持するために緩やかな加速および減速プロファイルを使用する。これらのプロファイルのため、リング６０、７０の間の機械的接触は、典型的には単に異常状態の下で生じる。しかしながら、中心駆動部品４０により、大きな加速および減速速度を生じさせることができるようになる。これらの状態の間、中心駆動部品４０は、機械的ギヤまたは歯６２、７２を短時間使用して、より高い加速度を達成する。その後、それは、回転サイクルの残りのために非接触磁気駆動モードに迅速に移行する。
【００４７】
図６〜１０に示されるように、例えば、軌道リング７０の歯７２は、滑らかな係合および離脱を提供する歯形を好ましくは有している。歯７２は、丸い角を有する台形を有している。もしギヤ歯７２、６２が互いに接触した場合、この台形の形状により機構が滑らかに動くことができる。この歯形は必要ではないが、変則的な接触状態下でより滑らかな運転を可能にする。
【００４８】
本発明の１つの実施形態では、軌道リング７０の軸の周りに回転可能である軌道リング７０が、回転している中心リング６０に対して固定された空間位置にある間、中心リング６０は回転してもよい。そのような実施形態において、中心リング６０は、当該中心リング６０の最内部の位置において、中心駆動部品４６からの駆動シャフト３５等の中心駆動シャフトにより駆動されてもよい。あるいは、中心リング６０は、当該中心リング６０の外周部６０ａの位置にある中心リング６０の最外部で駆動されてもよい。
【００４９】
本発明の１つの実施形態では、アーム１３８が軌道リング７０を中心リング６０の外周部６０ａの周りを移動させている間、中心リング６０は静止している。この構成により、軌道リング７０が当該軌道リング７０の軸上でも回転しながらプロセスチャンバ１０の周りを移動することが可能になる。
【００５０】
別の実施形態では、軌道リング７０を中心リング７０の外周部６０ａの周りを移動させるのに加えて、中心リング６０が当該中心リング６０の中心軸の周りを回転してもよい。言いかえれば、中心リング６０および軌道リング７０の双方は回転しているが、所望の塗装効率を達成するために異なる速度で回転している。
【００５１】
図１１Ａ〜Ｂを参照すると、中心リング６０の別の実施形態は、軌道リング７０が手動により回転されることを可能にする複数のギヤ歯１６２を有する取り外し可能なブロック１６１を特徴としている。図１１Ｂに見られるように、取り外し可能なブロックが矢印２１０で示す領域において取り外されると、中心リング６０は、軌道リング７０の歯７４と係合するギヤ歯６４を有していない。その結果、ユーザは、所望の位置へ軌道リング７０を自由に回転させてもよい。所望の位置を設定した後、ユーザは、取り外し可能なブロック１６１を元に戻してもよい。この特徴により、ユーザは軌道リング７０を方向合わせすることが可能になり、装着および取り外しがより簡単になる。
【００５２】
図１２Ａ〜Ｃは、取り外し可能なブロック１６１の１つの実施形態を図示している。図１２Ａは、ブロック体１７０と、アーチ形の外側ブロック縁部１７２と、ブロック縁部１７２から延在する複数の等間隔に設けられた歯１６２とを有する取り外し可能なブロック１６１の上面平面図である。アーチ形外側ブロック縁部１７２の曲率（即ち、半径）は、中心リング６０の外周部６０ａの曲率と実質的に同様である。等間隔に設けられた歯１６２の間の間隔も、中心リング６０の中心リング歯６２の間隔６３と実質的に同様である。
【００５３】
図１３は、位置感知アセンブリ１００の１つの実施形態を図示している。位置感知アセンブリ１００は、センサアセンブリ本体１０２を含み、センサアセンブリ本体１０２は、第１のセンサ本体端部１０２ａと、センサ本体１０２の反対端にある第２の本体端部１０２ｂと、第１のセンサ本体端部１０２ａに接続された光ファイバワイヤ１０８とを有している。センサ先端部１０４は、第２の本体端部１０２ｂに配置されている。チャンバハウジング２０の上部２１を通って取り付けるために、センサアセンブリ本体１０２は、センサ本体支持体１０９により支持されている。外周部６０ａに取り付けられた位置センサ９０にセンサ先端部１０４が光学的に結合できるように、センサ先端部１０４は、中心リング６０の外周部６０ａ近くに位置している。機械式駆動機構が正常な非接触の磁気駆動機構の代わりに有効になり係合しているかを蒸着システムのオペレータに示すのは位置感知アセンブリ１００と位置センサ９０との光結合である。
【００５４】
次に、図１４を参照すると、インデックス機構１１２を含む制御駆動部品４０の上側駆動部４２が図示されている。上側駆動部４２は、円筒形の中心シャフト３５を回転させるために摩擦板１１１に接触するクラッチ１１０を含んでいる。摩擦板１１１の下にあるのは、インデックス機構１１２である。インデックス機構１１２は、中心シャフト定位置アセンブリ１１３と、中心リング定位置アセンブリ１２０とを含んでいる。中心シャフト定位置アセンブリ１１３は、中心シャフト定位置センサ板１１４と、シャフト定位置センサ１１５とを含んでいる。シャフト定位置センサ板１１４は、中心シャフト３５と共に回転し、シャフト定位置ノッチ１１４ａを含んでいる。このシャフト定位置ノッチ１１４ａは、位置ノッチ１１４ａがシャフト定位置センサ１１５と位置合わせされるとき、中心シャフト３５の定位置を示すシャフト定位置センサ１１５と相互作用する。中心リング定位置アセンブリ１２０は、シャフト３５をプーリ１１８およびギヤ減速アセンブリ１２０にリンクさせる滑り止め付きタイミングベルト１１６を含んでいる。プーリ１１８は、ギヤ減速アセンブリ１２０を駆動する。ギヤ減速アセンブリ１２０は、中心リング定位置センサ１２２と、中心リング定位置センサディスク１２４とを含んでいる。プーリ１１８がギヤ減速アッセンブリ１２０を駆動するとき、中心リング定位置センサディスク１２４は回転する。この中心リング定位置センサディスク１２４は、さらに、センサディスクノッチ１２４ａを含んでいる。センサディスクノッチ１２４ａは、中心リング定位置センサ１２２と相互作用する。この中心リング定位置センサ１２２は、センサディスクノッチ１２２が中心リング定位置センサ１２２と位置合わせされたときに中心リング６０の定位置を示すために、固定された位置でギヤ減速アセンブリ１２０に取り付けられている。中心リング６０の定位置は、真空蒸着チャンバ１０内の基板ホルダ装着／取り外し位置に関連している。中心シャフト３５は、チャンバ１０の内部へとフィードスルー３６を貫通している。アーム１３８は、当該アーム１３８、ひいては、軌道リング７０を静止している中心リング６０の周りに回転させるために、中心シャフト３５に接続している。
【００５５】
取り外し可能なギヤブロック１６１と連動して、あるいはその代わりに、駆動アセンブリの別の実施形態は、中心および軌道リング６０、７０の間のギヤ比を特徴としている。支持アーム１３８が軌道リング７０を中心リング６０の外周部６０ａの周りに１４回転させたときに、中心および軌道リング６０、７０のそれぞれの位置は繰り返す。これらの１４回転中に、軌道リング７０は各々、４５回転する。軌道リング７０がアセンブリ中に適切に位置合わせされた後、システムは、この１４回目の回転で定位置に戻る経過を追うために１４：１のギヤボックス１２０を使用することにより、装着および取り外しのためのこの「定」位置に戻ることができる。このギヤ比は、本発明に必要ではないが、装着および取り外しを支援する。同様に他のギヤ比を使用することができるであろう。下の表１は、本発明の１つの実施形態のための、回転する軌道リング磁石に対する固定されたリング磁石の比を提供する。下の表２は、表１における情報に基づく、中心シャフト３５および軌道リング７０の回転数の間の関係を示している。
【００５６】
【表１】
2014535003.tif 000003
【００５７】
【表２】
2014535003.tif 000004
表２に示されるように、中心シャフト３５が１４回転する毎に、（ドーム８０または軌道キャリア８０としても知られる）基板ホルダ８０は４５回転する。
【００５８】
本実施形態の初期設定中に、基板ホルダ８０は、図３に示されるように、ハブ１４０上の装着／取り外しスロット１４６に接続する。図２に示されるように、ユーザは、ドーム装着／取り外しスロット１４６を機械的にチャンバ１０の前部の方へ向ける。次に、ユーザは、中心シャフト３５を３分の１回転させ、チャンバ１０の前部で第２のドーム装着／取り外しスロット１４６を機械的に設定する。次に、ユーザは、中心シャフト３５を再び３分の１回転させ、前部の位置で第３のドーム装着／取り外しスロット１４６を機械的に設定する。ユーザは、これらの工程を、「定」位置を設定するためのアセンブリ中に行なってもよい。非接触の磁気駆動アセンブリは、中心リング、軌道リング、および基板ホルダのサイズに応じて、中心リング６０の外周部６０ａの周りに配設される軌道リングを幾つ有してよいということは熟考される。例えば、６つの軌道リングがあってもよく、これにより装着／取り外しシャフトの回転が各軌道リングにつき６分の１の回転に変更となるであろう。
【００５９】
運転中に、センタシャフト３５が１４回転すると、基板ホルダ８０は４５回転して、第１ドーム装着／取り外しスロット１４６はチャンバ１０の前部に面する。基板ホルダ８０が４５回転する（即ち、この特定の実施形態では、中心リング６０が１４回転する）毎に、第１の基板装着／取り外しスロット１４６はチャンバ１０の前部に面する。
【００６０】
本発明の好ましい実施形態について本明細書において説明したが、上述の説明は単なる例示にすぎない。ここに開示された本発明のさらなる変更を当業者は発想するであろう。また、そのような全ての変更は添付された特許請求の範囲により定義されるような本発明の範囲内であると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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