(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置（１３０）と、真空チャンバ（４，４’，４”）内に配置された一つ若しくは複数の基板ホルダー（５）を用いて基板（２）を掴んで保持する、少くとも一つの第２の装置（１）との間で基板を移送する装置であって、
基板（２）を掴んで保持する前記第１の装置（１３０）は、機械的および／または電気機械的または磁気的に作動する機構により、基板を保持または解放する位置を採ることができるよう調整可能に設けられた一以上の掴み体（７５）を有し、
前記第２の装置（１）は、前記第１の装置（１３０）と同軸的に配置されるとともに、基板（２）を保持する第１の位置と基板（２）を解放する第２の位置との間で調整可能な一つ若しくは複数の掴み体（３）を備えていることを特徴とする基板移送装置。
【請求項２】
前記第２の装置の前記掴み体（３）は、ダイアフラム（７）と連動するように構成されるとともに、前記ダイアフラム（７）に作用する圧力またはスプリング（６）の作用により第１の位置に変位するとともに、前記ダイアフラム（７）に作用する空気圧力Ｐａおよび／または前記ダイアフラム（７）と協働する操作要素（８）により第２の位置に変位し、
前記基板（２）は、前記第１の位置において保持され、前記第２の位置においては移送のために解放され、
前記真空チャンバ（４，４’，４”）は第１の部分（４’）と第２の部分（４）とを有しており、前記基板ホルダー（５）が基板受け渡し位置にある場合に、前記第１の部分（４’）は、前記第２の部分（４）から前記ダイアフラム（７）を介して分離されて、その内圧が前記第２の部分（４）の内圧と別個に調節可能なロックチャンバ（３０）として機能できるようになっており、
前記第１の装置（１３０）と前記第２の装置（１）との間で基板（２）が移送されるときには、前記２つの装置（１、１３０）の各々の基板受取部（１４，７３）は互いに一直線に並べられて同軸に固定され、
前記第１の装置（１３０）と前記第２の装置（１）が同軸に配置されるとともに気密に結合された後に、前記ロックチャンバ（３０）内の圧力が下げられると、前記第１の装置（１３０）から前記第２の装置に引き渡された基板（２）は、前記第１の位置に向けて前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）を付勢するばね（６）により前記第１の位置に変位した前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）により保持されることを特徴とする基板移送装置。
【請求項３】
上下動可能なばね弾性を有する接続要素（１４５）が、前記第２の装置（１）のターンテーブル（１０１）と前記基板ホルダー（５）の間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板移送装置。
【請求項４】
前記接続要素（１４５）は、連結要素（１４７）により前記基板ホルダー（５）に接合されるとともに、弾力性を有する経路要素（１４６）を介してターンテーブル（１０１）に接合された中央フランジ（１５０）を有することを特徴とする請求項３に記載の基板移送装置。
【請求項５】
前記第１の装置（１３０）の前記掴み体（７５）は、制御素子若しくは電磁石（６７）および／またはばね要素によって、基板（２）を保持する位置と基板（２）を解放する位置との間で軸（８３）を中心として揺動可能となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板移送装置。
【請求項６】
前記第１の装置（１３０）の前記掴み体（７５）は、当該掴み体（７５）若しくはハウジング（７８）の長手方向に延びる軸（８８）と直交する軸（８３）の回りに揺動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の基板移送装置。
【請求項７】
前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）は、前記ロックチャンバ（３０）が空気で満たされると応答し、前記第１の装置（１３０）の前記掴み体（７５）は電磁石によって受け取り状態に調整されることを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【請求項８】
前記第１の装置（１３０）が互いに離間した少なくとも２つの掴み体（７５）を有するとともに前記第２の装置（１）が複数の掴み体（３）を有しており、前記第１の装置（１３０）の掴み体（７５）は、基板が移送される際、前記第２の装置（１）の互いに離間した複数の掴み体（３）の間の隙間（１４８）と係合することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板移送装置。
【請求項９】
前記第１の装置（１３０）の掴み体（７５）は、一側領域において長孔状の開口（９２）内を案内されるとともに、他側領域において電磁石（６７）と協動する少くとも１つの永久磁石（８０）を有する円筒形ハウジング（８１）内を案内されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の基板移送装置。
【請求項１０】
前記円筒形ハウジング（８１）が、０．２ｍｍ乃至１．０ｍｍの厚みを有する薄壁から形成されていることを特徴とする請求項９に記載の基板移送装置。
【請求項１１】
前記第１の装置（１３０）の前記掴み体（７５）は、弾力性を有したリング軸受（８４）によって揺動自在に支持されるとともに、それらの上端部領域において磁化可能なストッパ（７７，７７’）間で傾き調整自在とされていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の基板移送装置。
【請求項１２】
一方の側面（１０）が前記真空チャンバの第２の部分（４）内のほぼ一定の真空圧力Ｐｖにさらされる前記ダイアフラム（７）が、前記ロックチャンバ（３０）が空気で満たされた時に常に生じる差圧Ｐｄ＝Ｐａ−Ｐｖにより位置調整されることを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【請求項１３】
前記ダイアフラム（７）は、前記ロックチャンバ（３０）内の大気圧Ｐａと前記真空チャンバ（４）内の真空圧力Ｐｖとの差から生じる差圧Ｐｄによって制御されることを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【請求項１４】
前記ダイアフラム（７）が、１つの柔軟な部分（１１）と、１つの柔軟でない部分（１１’）とを有することを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【請求項１５】
前記柔軟でない部分（１１’）は、前記ダイアフラム（７）の前記柔軟な部分（１１）に堅固に接合されることを特徴とする請求項１４に記載の基板移送装置。
【請求項１６】
前記柔軟でない部分（１１’）は、前記柔軟な部分（１１）の開口（１２）を覆う円盤状のプレートとして形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の基板移送装置。
【請求項１７】
前記ダイアフラム（７）の前記柔軟な部分（１１）は、その外側端部（１３）が前記基板ホルダー（５）に取り付けられたフランジ（１４’）に、その内側端部（１５）が前記プレート（１１’）に設けられた開口（１２）に対応する端部（５１）に、それぞれ堅固に接合されることを特徴とする請求項１４に記載の基板移送装置。
【請求項１８】
前記柔軟な部分（１１）と前記プレート（１１’）とが、一定の真空圧力（Ｐｖ）にさらされる前記真空チャンバの第２の部分（４）を、大気圧Ｐａにさらされ得る前記ロックチャンバ（３０）から密封隔離することを特徴とする請求項１６に記載の基板移送装置。
【請求項１９】
前記ダイアフラム（７）の外側端部（１３）は、前記フランジ（１４’）と基板ホルダー（５）の外側部分との間に設けられた少くとも１つの溝（１７，１７’）内に挟まれて固定されることを特徴とする請求項１７に記載の基板移送装置。
【請求項２０】
前記プレート（１１’）は、それと同軸的に設けられた突起（１９）を介して、前記フランジ（１４’）に同軸的に接合された突起（２０）によって案内される円筒部分（１８）に接合されるか若しくは螺着されることを特徴とする請求項１７に記載の基板移送装置。
【請求項２１】
前記円筒部分（１８）は、前記操作要素（８）に堅固に接合されていることを特徴とする請求項２０に記載の基板移送装置。
【請求項２２】
前記操作要素（８）は、その一方の端部領域（２１）が前記第２の装置（１）の前記一つ若しくは複数の掴み体（３）に接していることを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【請求項２３】
前記円筒部分（１８）は、その一端部あるいはそこに接続された前記プレート（１１’）が固定フランジ（２２）に対向して配置されるとともに、その他端部が前記掴み体（３）あるいは前記掴み体（３）のレバーアーム（５７）に対向して配置されることを特徴とする請求項２０に記載の基板移送装置。
【請求項２４】
前記ダイアフラム（７）は、差圧Ｐｄが生じると前記真空チャンバの第２の部分（４）側に動くとともに、基板（２）のボア端（６２）から離れるように前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）を変位させることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板移送装置。
【請求項２５】
前記固定フランジ（２２）は、間接的あるいは直接的に前記第２の装置（１）の前記ダイアフラム（７）を固定するためのフランジ（１４’）に堅固に接合されることを特徴とする請求項２３に記載の基板移送装置。
【請求項２６】
前記固定フランジ（２２）が、前記ばね（６）を収容する円筒状の延長部分（２３）を有することを特徴とする請求項２３に記載の基板移送装置。
【請求項２７】
前記第２の装置（１）の前記ダイアフラム（７）を固定するための前記フランジ（１４’）と、前記固定フランジ（２２）との間に、前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）を揺動可能に支持する支持部（２４）が設けられていることを特徴とする請求項２３に記載の基板移送装置。
【請求項２８】
前記固定フランジ（２２）および前記支持部（２４）が、前記第２の装置（１）の前記フランジ（１４’）に同一の連結要素（２５）を介して着脱可能に接合されることを特徴とする請求項２７に記載の基板移送装置。
【請求項２９】
前記ダイアフラム（７）の上に位置する前記ロックチャンバ（３０）は、第１の真空ポンプ（４８）により吸引されるとともに他の装置（３２）を介して空気で満たされ、かつ、前記ダイアフラム（７）の下に位置する前記真空チャンバの第２の部分（４）が、第２の真空ポンプ（２７）により吸引されるように構成され、
前記２つの真空ポンプ（４８、２７）若しくはこれらに付随するバルブは前記差圧Ｐｄをほぼ０になるまで低下させることができるように制御可能とされていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板移送装置。
【請求項３０】
前記ロックチャンバ（３０）が、前記他の装置としての制御弁（３２）を介して空気で満たされると、前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）の調整が即座に開始されるように構成されていることを特徴とする請求項２９に記載の基板移送装置。
【請求項３１】
前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）は、前記作動圧力が大気圧Ｐａに相当するときに応答する引張り要素（１８）によって調整可能とされていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板移送装置。
【請求項３２】
前記第２の装置（１）の前記掴み体（３）は、前記ダイアフラム（７）の前記ロックチャンバ（３０）側に位置することを特徴とする請求項２に記載の基板移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の装置と、真空チャンバの中に配置された一つ若しくは複数の基板ホルダーによって基板を掴んで保持する少なくとも一つの第２の装置との間で基板を移送する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク状の基板を掴んで保持する装置はすでに知られている（ドイツ実用新案DE-GM93 07 263.5）。この装置は、開口を有する耐圧ハウジング内に配置された、円周方向に並ぶ多数の掴み体と弾性を有するダイアフラムとを備えている。ダイアフラムの両側面間に圧力差が作用すると、ダイアフラムは中立位置から変位するが、両側面に作用する圧力が釣り合うとダイアフラムはスプリングを圧縮させつつ中立位置に復帰する。
【０００３】
ダイアフラムに作用する圧力差は、ダイアフラムの一方の側に配置された、中央ボアを有するベル形ハウジング内に発生する。圧力チャンバは、ベル形ハウジングのボアの端部とダイアフラムの表面との間に形成される。ベル形ハウジング内に設けられたボアは空気配管を有する。そして、圧力チャンバ内に供給する負圧によってダイアフラムに圧力差を作用させることを唯一の作業とする外部ポンプに、前記空気配管は接続される。ダイアフラムに圧力差を負荷してダイアフラムに接合されている部分を作動させることにより、基板を保持した状態から基板を解放する状態に掴み体アームを調整することができる。このような装置は、圧力差を生じさせるために別個のポンプを必要とするばかりでなく、所要の圧力がダイアフラムの後面側に生じるようにダイアフラムを真空チャンバ内の圧力から密封しなければならず、複雑かつ高価である。さらに、そのような構成は誤動作を招きやすい。負圧を真空チャンバ内に生じさせるために必要なポンプが他のポンプとは別に作動するからである。これにより、ダイアフラムを調整するとともに基板を移送するための動作プロセスへの完全な適合は不可能である。総体的に、そのような装置は比較的ゆっくりと動作する。必要なシステム圧力が独立したポンプによってダイアフラムの下流に形成されるまで、基板を解放することができないからである。圧縮空気の供給系統は、保持機構に対して相対的にフレキシブルに配置されなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、基板を受け取る機械的若しくは電気機械的な装置、および負圧によって制御可能な装置を具体化するとともに、これらの装置を互いに組み合わせて、遅れることなく、かつ基板の前記表面を害することなく基板を迅速に移送できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、機械的および／または電気機械的若しくは磁気的に動作する調整装置によって基板を保持し若しくは解放する位置に調整される、基板を掴んで保持する一つ若しくは複数の調整可能に配列された掴み体を有する第１の装置と、前記第１の装置と同軸に配置されるとともに、基板を掴んで保持する一つ若しくは複数の調整可能に配列された掴み体を有した第２の装置とによって達成される。
【０００６】
基板を掴むための電気機械的な装置と負圧によって制御可能な装置とを組み合わることの利点によって、２つの掴み体装置間の誤動作のないプロセス順序が保証される。同時に、掴み体が基板の意図された開口に係合して基板を所望の状態に保持するので、基板表面に損傷が生じないことが保証される。電気機械的な調整装置と、この調整装置によって揺動運動を実行する掴み体とにより、基板は把持を目的とする開口部分において容易に把持され固定されるとともに、対応する掴み体は垂直状態に調整される。磁石を用いることによって、ミリ秒の時間内に掴み体に所望の回動運動を引き起こさせる最適な調整力を得ることができる。一つの掴み体から他の掴み体への移送の後に、第２の掴み体は基板を受け取るために負圧制御によって起動される。最適には、第２の真空チャンバの負圧を用いることにより、追加の装置なしで済ませることができる。第２の掴み体は、同様に非常に正確に作用するとともに基板の開口部分に係合するので、基板の表面には何物も接触しないことが保証される。
【０００７】
この目的のために、掴み体は調整可能とされることは有利である。すなわち、空気圧Ｐａおよび／または負圧Ｐｖが負荷されるダイアフラムを用いることによって、掴み体は制御圧力若しくはばねの作動に抗して第１の状態に調整されるとともに、ダイアフラムと協動する操作要素を用いることによって第２の状態に調整される。基板は、第１の状態においては保持され、第２の状態においてはさらなる搬送のために解放される。そして、２つの装置が基板を搬送する状態においては、２つの基板受け取り部分は互いに同軸に並べられて固定される。２つの装置の同軸配置と負圧結合による接触の後、ロックチャンバ内の圧力が下げられる。そして、第１の装置によって第２の装置に分配された基板は第２の装置によって保持されるとともに、ばね圧力によって解放される。そして、持ち上げ可能なバネ弾性要素が、第２の装置のターンテーブルと基板ホルダーとの間に設けられる。本発明の装置のさらなる特徴によれば、接続要素は、連結要素を介して基板ホルダーに接合されるとともに、弾性経路要素を介してターンテーブルに接合される中間フランジを有する。第１の装置に関連する掴み体は、制御要素若しくは磁石および／またはスプリングによって、基板を保持する状態と解放する状態との間で軸線回りに揺動可能とされる。第１の装置に関連する掴み体は、掴み体若しくはハウジングの長手方向に延びる軸線と直交する軸線回りに揺動可能とされる。
【０００８】
また、第２の装置に関連する掴み体がインフィード・チャンバが空気で満たされた時に応答し、第１の装置の掴み体が電磁石によって受け取り位置に調整され、第１の装置の少なくとも２つ以上の互いに離間された掴み体が、基板の移送に応じて、第２の装置の互いに離間された複数の掴み体間の隙間に係合することが有利である。正確に制御可能なプロセス手順と２つの互いに協動する掴み体の正確な適合によって、一方の装置から他方の装置に対する基板の移送を正確に、かつ最小限の部材により達成することができる。
【０００９】
本発明のさらなる特徴においては、有利には、掴み体は、その一方の端部が長孔状の開口によって案内されるとともに、その他方の端部はリング磁石と協動する少くとも１つの永久磁石を有したシリンダハウジング内で案内される。基板を受けるために、細長く、比較的幅の狭い掴み体を用いることにより、個々の基板ホルダーの間に対応する隙間を形成することができる。これにより、互いに協動する２つの装置を非常に近接させた状態に配置することができるので、２つの装置間における基板の正確な移送が保証される。本発明の装置の他の特徴によれば、前記シリンダ・ハウジングを薄い壁によって形成し、その壁厚を０．２ｍｍと１．０ｍｍとの間、若しくは０．３ｍｍと０．７ｍｍとの間、あるいは０．４ｍｍと０．６ｍｍの間に設定することができる。
【００１０】
また、有利には、掴み体を弾性を有する軸受を用いて揺動自在に支持するとともに、その上端部を磁化可能なストッパ間で位置調整可能とする。
【００１１】
また、ほぼ一定の真空圧力Ｐｖが一方の側面に作用するダイアフラムを、基板を受けるチャンバを空気で満たしたときに生じる圧力差Ｐｄ＝Ｐａ−Ｐｖによって制御可能とすることが有利である。
【００１２】
本発明の装置の他の特徴によれば、大気圧および／または真空圧力、あるいはインフィード・チャンバ内の大気圧Ｐａから真空チャンバ内の真空圧力Ｐｖを減じて得られる圧力差Ｐｄを用いてダイアフラムを制御することができる。
【００１３】
真空チャンバ内に突出するダイアフラムの有利な配置によって、ダイアフラムを制御するために、操作された変数としてチャンバ内に生じる真空圧力を用いることが、初めてかつ容易に可能となる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴においては、真空チャンバ内に配置されたダイアフラムを、柔軟な部分と、柔軟でない部分若しくは金属部分あるいはプレートとから構成することが有利である。ダイアフラムを構成するために柔軟な部分と柔軟でない部分とを使用することにより、掴み体の調整若しくは揺動のための調整部材の正確な案内が形成される。
【００１５】
本発明の好ましい実施例においては、ダイアフラムの柔軟でない部分は柔軟な部分に堅固に接合される。そして、柔軟でない部分は、ダイアフラムの開口を覆う円形の丸いプレートとして形成される。
【００１６】
また、ダイアフラムの柔軟な部分が、その外側端部において装置のフランジに、かつその内側端部において前記プレートに設けられた開口の端部に、それぞれ堅固に接合されることが有利である。また、ダイアフラムとプレートとが、一定の真空圧力Ｐｖにさらされるチャンバを、大気圧Ｐａにさらされるチャンバないしロックチャンバから遮断することが有利である。
【００１７】
さらに有利には、ダイアフラムの外周端部が、基板ホルダーの外側部分とフランジとの間に設けられた、少くともひとつの溝内に挟持されて固定される。かつ、前記プレートは、同軸に配置されたフランジに接合された突出部上を案内される円筒部分に、同軸な突起を介して接合され若しくは螺着される。ダイアフラムの外周端部を収納するために溝を用いることによって、空気が満たされたチャンバと真空チャンバとに対してより高度な気密性を有した、ダイアフラムの非常にシンプルな締め付けを得ることができる。プレートが同軸の突起を介して円筒部分に接合され若しくは螺着されるので、ダイアフラムが損傷した時には容易に交換することができる。ダイアフラムの取り外しは、単にプレートを止めているボルトを外すとともに、ダイアフラムを挟持部分から取り外すことによって行うことができる。その後、これらの部品を容易に交換することができる。
【００１８】
さらに有利には、前記円筒部分は操作要素に堅固に接合されるとともに、前記操作要素はその一方の端部の領域において一つ若しくは複数の掴み体に接して停止する。
【００１９】
さらにまた、前記円筒部分は、その一方の端部が前記固定フランジに対向して配置されるとともに、その他方の端部が掴み体若しくは掴み体のレバーアームに対向して配置される。そして、圧力差Ｐｄが生じると前記ダイアフラムはさらに真空チャンバ内に移動する。このプロセスによって掴み体は基板の開口の端部から離間し、基板を解放する。
【００２０】
さらに有利には、固定フランジは、間接的に若しくは直接的に、装置のフランジに堅固に接合されるとともに、その円筒状の延長部分にはスプリングが収納される。固定フランジに設けられた円筒状の延長部分を用いることにより、スプリングの良好な案内が保証される。同時に、２つのチャンバ間で圧力が釣合った時には掴み体は迅速に調整される。
【００２１】
さらに有利には、装置のフランジと固定フランジとの間には、掴み体を揺動可能に支持する部分が設けられる。固定フランジと支持部分とは、同一の接続要素によって装置のフランジに着脱自在に接合される。掴み体を支持する部分が二つのフランジ間に配置されるので、マウントの固定を簡単なものとすることができる。ダイアフラムの上方に位置するチャンバ若しくはロックチャンバ内の空気が、真空ポンプによって排出されるとともにその他の装置によって空気が満たされるようにし、ダイアフラムの下方に位置するチャンバ内の空気を第２の真空ポンプによって排出するようにし、２つの真空ポンプおよびそれに付随するバルブ類は、圧力差Ｐｄをほぼゼロとなるまで低下させることができるようにし、かつ装置若しくは制御バルブによって空気が満たされた上方のチャンバが必然的に掴み体を即座に調整するするように制御可能とすることによって、実質的に有利な実施例を達成することができる。
【００２２】
本発明のさらなる利点とその詳細は、請求項の中で詳述され、明細書中に説明され、図面中に示されるが、個々の特徴とそれらの組合わせが本発明にとって不可欠であることは注意されるべきである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図２はスパッタリング・システム４０の上部を示す斜視図で、１８０度回動可能に支持された掴み体アーム４４は、参照数字２が付された基板若しくはコンパクトディスク（ＣＤ）を掴んで装置１（ディスク受取体）に供給する。この装置１によって、前記基板は図２に開いた状態で示されているカソード４１を有する処理ステーション４３に到達する。図１には、スパッタリング装置４０の機能図が前記装置の本質的な部材とともに示されている。
【００２４】
基板２は、図１に示されていない掴み体を有する掴み体アーム４４およびそれに結合されたプレート３３によって基板を掴む装置に引き渡される。図１において、前記プレート３３は他のプレートすなわち基板受取部１４上に位置している。図１に示した状態においては、２つのプレート３３および１４は互いに同軸的な位置関係となっており、基板２はプレート３３によって基板受取部１４に引き渡されるようになっている。
【００２５】
図１に示した位置において、プレート１４は上方に移動した状態にあり、環状空間すなわちロックチャンバ（Einschleuskammer）３０を密封している。前記ロックチャンバ３０は、上側のプレート３３と下側のプレートすなわち基板受取部１４との間に位置している。前記プレート３３に設けられ図１には示されていない掴み体要素は、基板受取部１４の上方においてコンパクトディスクを保持する。
【００２６】
前記ロックチャンバ３０は、フィルター２８、管路４５、バルブ３２、管路４６を介して供給される空気によって満たされる。バルブ３２を開くことによって、ロックチャンバ３０内に空気が満たされる。ロックチャンバ３０が空気によって満たされると、上側のプレート３３が持ち上げられ、これにより基板２を交換することができる。コーティングが完了したコンパクトディスクは、掴み体アーム４４によって、図示されない次の搬送装置に供給される。同時に、処理される新しいコンパクトディスク２がロックチャンバ３０の中に挿入される。キャップ３３を下げると、図示されないＯリングがロックチャンバ３０のハウジング３７の表面に押し付けられ、これによりロックチャンバ３０は真空密封される。ロックチャンバ３０内に行き渡っている大気圧は、管路４６を介してロックチャンバ３０とそれぞれ連通するバルブ３２の閉鎖およびバルブ２６の開放によって外部に排出される。真空ポンプ４８は、ロックチャンバ３０内の空気を排出して必要な負圧を生じさせる。
【００２７】
このように装置が作動している間に、図３に詳しく示されかつ以下に詳述されるように、掴み体３が開く。そして掴み体３は、基板２すなわちコンパクトディスクを把持する。この作用は、ロックチャンバ３０の中の圧力が真空チャンバ４（図３参照）内の圧力にほぼ等しくなると、すなわち圧力が釣り合うと直ちに生じるようになっている。ロックチャンバ３０内の空気が十分に排出され、測定セル３４によって確かめられる必要な測定圧が確立されると、装置１は下方へ下げられ、ターンテーブル４９（図１参照）上に置かれた基板２はターンテーブル４９によって処理ステーション４３に供給される。その目的のために、ターンテーブル４９は毎回１２０゜ずつ回転する。次いで、基板受取部１４は持ち上げられ、図示されないＯリングはカソード４１のキャップの下側に押し付けられる。
【００２８】
この動作ステップの後、ロックチャンバ３０内にはバルブ３２を介して再び空気が満たされる。このプロセスによって、ロックチャンバ３０内の大気圧Ｐａと真空チャンバ４（図３参照）内の負圧Ｐｖとの間に、圧力差Ｐｄが生じる。（Ｐｄ＝Ｐａ−Ｐｖ）
この圧力差によって掴み体３は再び回動させられ、基板２は解放される。この動作によって、基板受取部およびプレート３３の掴み体は同時に起動させられ、基板はプレート３３によって取られる。このプロセスは、引き続いて繰り返される。真空チャンバ４内の空気は、管路３８、３９および予備ポンプ２９を介して排出される。
【００２９】
図３には、基板２を掴んで保持する装置１が詳細に示されている。
【００３０】
装置１は、ねじボルト５０によって基板ホルダー５に着脱自在に取り付けられたフランジ１４’を有している。フランジ１４’と基板ホルダー５との間に設けられた半円形状のみぞ１７には、ダイアフラム７のビード状の端部１３が締め付けられている。ダイアフラム７は、真空チャンバ４内に位置するとともに、一つの柔軟部分１１と、それに接続された一つの柔軟でない部分（プレート）１１’とを有している。柔軟でない部分１１’は円盤状に形成されるとともに柔軟な部分１１に連結され、ダイアフラム７の開口１２を閉塞している。この目的のために、プレート１１’は円筒状の肩部（取付部）５１を有するとともに、周縁部分５２には、ダイアフラム７の柔軟な部分１１が固着され若しくは加硫接着されている。ダイアフラム７は真空チャンバ４’（図３参照）若しくは４’’（図１参照）の上部を、常に負圧Ｐｖにさらされている真空チャンバ４から密封する。ダイアフラム７の柔軟な部分１１は、その外側端部１３がフランジ１４’に連結されているとともに、その内側端部１５が円筒状肩部５１に接続されている。外側端部１３は、フランジ１４’および基板ホルダー５のみぞ１７、１７’内に締め付けられている。
【００３１】
真空チャンバ４、４’は、前述したように、バルブ３２が開けられてインフィード・チャンバ３０が空気で満たされているときにはいつでも大気圧Ｐａにさらされる。ダイアフラム７のプレート１１’は、装置１の中心軸線５３と同軸な突起１９を有する。前記突起１９は、強固に若しくは一体的にプレート１１’に接合されている。また、突起１９は雄ねじ部５４を有し、円筒部分１８に対して着脱可能に螺着されている。
【００３２】
そのために、前記円筒部分１８は、フランジ１４’に対して同軸となっており、その上部領域に円筒状のボア５５を有している。このボア５５内には突出部２０が延びている。前記突出部２０は、円筒状の肩部（取付部）５６に接合されており、この肩部５６は連結要素２５によりフランジ１４’に接合されているいる。コンパクトディスクすなわち基板２は、（その中心の開口部が）前記円筒状肩部５６に滑り込み、少なくとも３つの掴み体３によって保持される。前記円筒部分１８は、圧力差Ｐｄが生じると軸線５３に沿って上下方向に変位可能となっている。
【００３３】
操作要素すなわちベル形のフランジ８が前記円筒部分１８の上端部に設けられている。操作要素８は、円筒部分１８の上端部２１に堅固に連結されている。
【００３４】
図３に示すように、フランジ８は、その外側端部が各掴み体３のレバーアーム５７上に寄り掛かっている。前記掴み体３は水平に延びるボルト３１によって支持され、図３において実線で示された「保持状態」と、破線で示された「解放状態」との間で揺動可能となっている。
【００３５】
円筒部分１８の下端部はプレート１１’と共に固定フランジ２２の下側に変位するが、その上端部の操作要素８は、掴み体３のレバーアーム５７に寄り掛かったままとなる。この作動状態においては、掴み体３は図３に示された保持状態とされ、基板２は掴み体３によって保持されている。フランジ２２は、支持部２４およびフランジ１４’に対して、連結要素（ねじ）２５により堅固に接合されている。フランジ２２上に位置する円筒状の延長部分２３内には、ばね、すなわちカップスプリング６が収容されている。前記ばね６は、その下端部がフランジ２２に、またその上端部が掴み体３のレバーアーム５７にそれぞれ支持され、圧力ＰａとＰｖとが釣り合っている場合には図３中に示した保持状態を取る。その目的のために、円筒状のばね６は円筒部分１８をとり囲んでいる。フランジ２２に接合された支持部２４は、掴み体３を揺動自在に支持する役目を果たしている。フランジ２２のボア４７には、円筒部分１８が挿入されている。
【００３６】
固定フランジ２２および支持部２４は、同じ連結要素２５によって装置１のフランジ１４’に着脱自在に連結されている。ダイアフラム７上に設けられた真空チャンバ４’、４’’若しくはロックチャンバ３０内の空気は、図１を用いて説明したように、バルブ３２により満たされるとともにポンプ４８によって排出される。ダイアフラム７の下に設けられた真空チャンバ４は、作動が開始されたときには空気で満たされないようになっており、真空ポンプ２７すなわちプリポンプによって排気されるか所定の圧力に維持されるようになっている。
【００３７】
動作プロセスおよび基板２の搬送のために、ロックチャンバ３０若しくは真空チャンバ４’が図１に示したバルブ３２を介して空気で満たされると、圧力上昇Ｐａが直ちにダイアフラム７上に生じる。すると圧力差（Ｐｄ＝Ｐａ−Ｐｖ）により、ダイアフラム７は真空チャンバ４’側に、言い換えれば図３において下方に移動する。これにより、掴み体３は操作要素８によって、実線で示された状態から破線で示された状態（基板を解放した状態）に、矢印６０により示されるように時計回りに回動させられる。このプロセスの中で、掴み体３の上部６１が基板２の開口６３の内縁６２を外れるように変位するので、基板すなわちコンパクトディスクは移送のために解放される。
【００３８】
それゆえに、本発明のシステムによれば、ロックチャンバ３０が空気で満たされるときには常に、図３に示したような解放位置へ掴み体３は強制的に移動される。
【００３９】
基板を移送した後にロックチャンバ３０若しくは真空チャンバ４’内の空気がポンプ４８によって排出されると、ロックチャンバ３０と真空チャンバ４との間に圧力の釣り合いが生じる。この結果、ダイアフラム７の一方の側面９と他方の側面１０とに等しい圧力が作用するので、ばね６はレバーアーム５７すなわち操作要素８を上方へ動かす。この結果、掴み体システムは、全く誤動作することなく、最短可能時間、すなわちミリ秒以内に応答することができる。
【００４０】
掴み体３の非常にすばやい応答とロックチャンバ３０を空気で満たすことによる掴み体３の強制的な移動により、安定性若しくは作動過程は、故障から解放されるばかりでなく、そのサイクルタイムがさらに短縮される。さらに、この構成によって、基板を掴むための装置１を実質的により簡単に具体化することができる。したがって、総体的に少ない部材で間に合わせることができるので、より経済的に生産することができる。掴み体３を調整するためにダイアフラムを前もって外部から起動させるという従来の手法は、故障し易いという弱点があり、機能的に信頼できなった。なぜならば、例えばダイアフラム７に作用させる圧力を外部から供給するポンプが故障する等の個々の部品の失陥が発生するからである。ダイアフラムの上面側は、ボア４７を介して真空チャンバ４’と連通している。
【００４１】
図４および図６に示すように、基板２を掴んで保持する第１の装置１３０は、図４において水平に延びる軸８３の回りに揺動可能な掴み体７５を有している。その目的のために、掴み体７５は、図示されない電力供給装置にプラグ１１１  （図６参照）を介して接続される電磁石６７を収納した円筒形のハウジング７８内に配置されている。前記電磁石６７は、前記ハウジング７８の上端部に設けられた固定リング６６によって固定されている。その下端部においてハウジング７８は、掴み体７５が挿通される少なくとも３つの開口７４を有している。前記掴み体７５は、弾性を有する軸受８４により、図４において水平に延びる軸８３の回りに揺動可能に支持され、前記ハウジング７８に堅固に固定された２つのストッパ７７、７７’の間で揺動することができるようになっている。
【００４２】
図４に示したように、各掴み体７５の上端部は、上側磁石７４および下側磁石８０をそれぞれ収納する円筒形ハウジング８１を有している。前記円筒形ハウジング８１は、薄い壁によって形成されている。その壁厚は、０．２ｍｍ乃至１．０ｍｍ、あるいは０．３ｍｍ乃至０．７ｍｍ、あるいは０．４ｍｍ乃至０．６ｍｍ、詳細には０．５ｍｍとされ、電磁石６７による良好な保持力を保証できるようにされている。
【００４３】
典型的な実施例においては、上側の磁石がＮ極とされ、下側の磁石がＳ極とされる。電磁石６７の極性を変えることによって、掴み体７５は２つのストッパ７７および７７’の間で、角度αにより示される範囲を横切るように揺動する。基板を保持する状態（保持位置）においては、掴み体７５の長手方向に延びる中心軸は、ハウジング７８の長手方向に延びる中心軸と平行に延びる。この状態においては、基板は、掴み体７５の下端部に形成された溝状の凹部によって保持される。
【００４４】
図５に示したように、掴み体７５の下端部は長孔状の開口９２内に挿通されており、これら開口９２により掴み体７５が正確に案内されるようになっている。電磁石６７の極性を変更すると、掴み体７５は図４より理解されるように左側のストッパ７７’から右側のストッパ７７まで移動して傾斜状態となる。これにより、掴み体７５の凹部７２が基板２のボアすなわち開口の内縁から離間するので、基板２は第２の装置１への移送のために解放される。
【００４５】
図４に示した典型的な実施例においては、前述した弾性を有する軸受８４は、前記底壁８２および支持部７１に設けられた環状溝８６内に収納されている。その目的のために、前記支持部７１は、ボルト８７によってハウジング７８の底壁８２に着脱自在に接合されている。
【００４６】
図５に示したように、第１の装置１３０の各掴み体７５は、互いに１２０度の間隔を開けて配置されている。これにより、掴み体７５は隙間を形成し、基板を掴む第２の装置１の掴み体３に対して十分なスペースを提供する。有利に配置された前記隙間によって、２つの装置１および１３０を充分に接近させることができ、二つの装置１，１３０間における基板２の正確な移送が保証される。基板の移送の際には、一旦２つの装置が一緒に動かされると、上側の掴み体７５は、互いに隣り合う一対の下側の掴み体３間の隙間１４８に一時的に（短時間）係合する。
【００４７】
同じく図５に示したように、互いに隣り合う一対の掴み体７５間の角度は１２０度とされる。掴み体７５は、掴み体３と同様に星形に配置され、掴み体７５と掴み体３との間の角度は６０度となっている。
【００４８】
図４に示した基板２を掴んで保持する装置１は、図６に、上側の装置として示される前記装置１３０と共にその全体が示されている。掴み体７５から形成され、かつ電磁石６７を有している基板受け取り部７３は、図６に示したように、ボルト１２３によりストッパキャップ１０８に着脱自在に接合された掴み体キャリヤ１１７内に収納されている。フィードキャップ１０３は、ボルト１２３によって前記ストッパキャップ１０８に対して着脱自在に接合されている。前記フィード・キャップ１０３を有する基板受け取り部７３は、基板２を受け取って掴む上側の装置１３０を構成している。装置１３０によって第２の装置１に基板２が搬送されると、図３を参照してすでに説明したように、フィードキャップ１０３はシール１０４を受入キャップ１０２，４１の端面に対して気密に押し付ける。基板ホルダー５の表面とフィードキャップ１０３の下側の間に、管路４６によって空気が満たされかつ排出されるロックチャンバ３０（図１に概略を示す）が形成される。
【００４９】
図７に示したように、上下動可能な（Hub zulassendes）、ばね弾性を有する接続要素すなわちダイアフラム部分１４５が、第２の装置１の図６に示したターンテーブル１０１と基板ホルダー５との間に設けられている。この接続要素若しくはダイアフラム部分は円板状とされ、かつ曲折経路要素１４６を介して中央に配置されたフランジ１５０に接合される外側端部１４９を有している。前記フランジ１５０はボルト１５１を介して基板ホルダー５に接合され、外側リング１４９はターンテーブル１０１に接続されている。突起１５２が、基板ホルダー５のターンテーブル１０１に対する正しい組立モードを保証するとともに、基板ホルダー５をターンテーブル１０１に対してロックする。ダイアフラム１４５によって、これらの２つの部分は相対回転に対して固定される。そして、このことが、基板ホルダー５が持ち上げられた時に、掴み体７５が掴み体３間の隙間に係合することを保証する。
【００５０】
第１の装置１３０から図１および図６に示された第２の装置１への基板２の移送は、以下のステップによって行われる。
【００５１】
最初に、バルブ２６が開かれてロックチャンバ３０内の空気がポンプ４８によって排出されると、基板ホルダー５の上側および下側との間で圧力の釣合いが生じる。この段階においては、ダイアフラム７は図３に示された位置を取る。スプリング６がレバーすなわち掴み体３を外側に揺動させ、供給された基板２を保持する。同時に電磁石６７が励磁され、掴み体７５を図４に示したように角度αで傾斜した状態に揺動させると、掴み体７５の上端は対応するストッパ７７に接した状態で停止し、基板２を解放する。
【００５２】
基板ホルダー５を有する支持プレート１００が、図６の右側半分に示したように低い位置に変位させられると、プレートすなわち基板ホルダー５は、ダイアフラムすなわち接続要素１４５によって共に変位させられ、基板ホルダー５がターンテーブル１０１のストッパ１４０に当接するまで下側に変位する。次いで、基板ホルダー５は、ターンテーブル１０１との間で相対運動を生じることなく、旋回運動を実行する。
【００５３】
この作動手順の後、図示されない次の基板ホルダーは上述した位置を取る。そのために、基板ホルダー５を有する支持プレート１００は、シール１２１と接触してロックチャンバー３０を閉じるまで、再び上方へ動かされる。この調整動作の間、バルブ３２が開かれてロックチャンバが空気で満たされ、大気圧がロックチャンバに導入されるまで、基板は掴み体３内に把持されたままである。基板ホルダー５の上側と下側との間で前述した圧力差が生じると、ダイアフラム７は真空チャンバ４内にさらに移動する。この過程において、掴み体３は、図３中に実線で示された状態から点線で示された状態に揺動する。この結果、基板若しくはコンパクトディスク２は解放される。同時に、上側装置１３０の掴み体７５は磁極片によって起動させられ、図４に示されている傾斜した状態から垂直に延びる状態に揺動させられ、掴み体７５は基板２を掴む。上側の基板は持ち上げられるとともに、掴み体キャリヤ１１７の旋回によって次の基板２が前述された位置に置かれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スパッタリングシステムの全装置の機能シーケンスを模式的に示した図。
【図２】コンパクトディスクにコーティングを施す装置の斜視図。
【図３】平らで、好ましくはディスク状の基板を掴んで保持する装置を示した図。
【図４】電磁的に作動する調整装置を有した第１の基板掴み体の断面図。
【図５】両装置の掴み体を下方から見た状態を模型的に示した図。
【図６】基板を電磁式調整装置を有した第１の装置から負圧によって制御可能な掴み体を有した第２の装置に移すための総体的な装置。
【図７】図６に示したターンテーブルと基板ホルダーの間に介装されるダイアフラム状スプリングを示した図である。
【符号の説明】
１  基板を掴むための装置（基板受け）
２  基板、ＣＤ
３  掴み体
４  真空チャンバ
４’  気圧にさらされる真空チャンバ
４’’  真空チャンバ
５  基板ホルダー
６  スプリング、（カップスプリング）
７  ダイアフラム
８  操作要素、フランジ
９  第１の側面
１０  第２の側面
１１  弾性部分
１１’  非弾性部分若しくは金属部分、プレート
１２  開口
１３  端部
１４  基板受取部（プレート）
１４’  フランジ
１５  端部
１７  みぞ
１７’  みぞ
１８  円筒部分
１９  突起
２０  突出部
２１  端部、調整部分
２２  固定されたフランジ
２３  延長部分
２４  支持部
２５  連結要素
２６  装置、制御弁（満たされたときに開く）
２７  真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）
２８  フィルター
２９  プレポンプ
３０  ロックチャンバ＝真空チャンバ
３１  ボルト
３２  バルブ
３３  ＣＤを受けるためのプレート
３３  プレート、キャップ
３４  測定セル
３７  真空チャンバを有したハウジング
３８  管路
３９  管路
４０  スパッタリングシステム
４１  カソード、容器キャップ
４３  処理ステーション
４４  掴み体アーム
４５  管路
４６  管路
４７  ボア
４７’  管路
４８  真空ポンプ
４９  ターンテーブル
５０  ねじボルト
５１  円筒状アタッチメント
５２  周囲部分
５３  軸線
５４  雄ねじ
５５  ボア
５６  円筒状アタッチメント
５７  レバーアーム
６０  矢印
６１  把持体の上部
６２  端部
６３  ボア、開口
６６  固定リング
６７  電磁石、リング磁石
７１  受取部
７２  くぼみ
７３  基板受取部
７４  開口
７５  把持体
７７  ストッパ
７７’  ストッパ
７８  ハウジング
７４  磁石
８０  磁石
８１  ハウジング
８２  底壁
８３  軸
８４  軸受
８６  環状溝
８７  ねじ
８８  長手方向の軸
９２  細長い開口
９３  細長い開口
１００  支持プレート
１０１  ターンテーブル
１０２  カソード、容器キャップ
１０３  フィードキャップ
１０４  シール
１０８  ストッパキャップ
１１１  プラグ
１１６  キャップ
１１７  掴み体キャリヤー
１２１  シール
１２３  ボルト
１３０  機械的および／または電気機械的調整装置
１４０  ストッパ
１４５  接続要素、ダイアフラムスプリング（Membranfeder）
１４６  曲折経路要素
１４７  連結要素
１４８  隙間
１４９  端部、リング
１５０  フランジ
１５１  ボルト
１５２  突起
【図１】
0004040132.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004040132.tif 000007
【図７】
0004040132.tif 000008