(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ユニットにおいて加工物（１７）を搬送するための保持装置であって、前記加工物（１７）を、加工物（１７）の挿入または取出が可能な下端位置と加工物（１７）の処理が可能な上端位置との間で搬送することが可能であり、前記保持装置は上昇および下降可能な上昇テーブル（１）を含み、前記上昇テーブルは、本質的に加工物（１７）の形状に対応し特に鉛直軸（２）に関し少なくともほぼ回転対称である支持プレート（５）と、加工物（１７）を下端位置で保持するための支持リング（１４）と、支持プレート（５）の上方に配置され加工物（１７）を上端位置で維持することを意図する鉛直方向に変位可能なクランプリング（２２）とを有し、前記保持装置は、支持リング（１４）およびクランプリング（２２）を軸（２）と同心となるようにするために、少なくとも上端位置で支持リング（１４）およびクランプリング（２２）と係合するとともに支持プレート（５）に固定的に接続された部品と係合し少なくとも２つのセンタリング要素を有するセンタリング装置を有し、前記センタリング要素は、前記軸（２）からある距離をおいて離れており、センタリング要素双方が前記軸と１つの面内にあることはなく、前記センタリング要素は、前記部品、前記支持リング（１４）および前記クランプリング（２２）に関し水平面内において本質的に遊びがなく、前記部品、前記支持リング（１４）および前記クランプリング（２２）のうちの少なくとも２つと半径方向にかつ軸方向に変位可能な態様で係合し、前記支持プレート（５）、前記支持リング（１４）および前記クランプリング（２２）は鉛直軸（２）を中心として相互に回転しないようにさらに固定されることを特徴とする、保持装置。
【請求項２】
センタリング装置はセンタリング要素として少なくとも３つのセンタリングピン（１２）を有し、前記３つのセンタリングピンは軸（２）を囲みどの場合でも前記部品、前記支持リング（１４）および前記クランプリング（２２）のうちのひとつに半径方向にかつ変位なしで固定され、前記センタリングピンは少なくとも上端位置では前記部品、前記支持リング（１４）および前記クランプリング（２２）のうちの他のものの半径方向のスロットまたは溝と係合することを特徴とする、請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
センタリングピン（１２）の方向は軸（２）と平行であり、前記センタリングピンは軸から等距離をおいて離れていることを特徴とする、請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
支持リング（１４）は鉛直方向に変位可能であり、上昇テーブル（１）と協力して、上昇運動の開始後にその上昇運動によって搬送されることを特徴とする、請求項２または３に記載の保持装置。
【請求項５】
センタリングピン（１２）は、下端位置の固定場所で支持され、上昇テーブル（１）において、軸方向に変位可能な態様であるがそれ以外は本質的に遊びなしで案内され、少なくとも軸方向におよび半径方向に変位可能な態様で支持リング（１４）を通り、前記センタリングピンの、上昇テーブル（１）に関する下方向のおよび支持リング（１４）に関する上方向の移動性はどの場合においてもストップによって制限されることを特徴とする、請求項４に記載の保持装置。
【請求項６】
支持リング（１４）は、少なくとも水平面内において本質的に遊びなしでセンタリングピン（１２）を受けるための半径方向のスロット（１５）を有することを特徴とする、請求項５に記載の保持装置。
【請求項７】
ストップは各々センタリングピン（１２）を囲むストップリング（１３）の最上部または下側により形成されることを特徴とする、請求項５または６に記載の保持装置。
【請求項８】
クランプリング（２２）はその下側において、少なくとも処理位置において水平面内において本質的に遊びなしでセンタリングピン（１２）の先端と係合する半径方向の溝（２３）を有することを特徴とする、請求項２から７のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項９】
支持リング（１４）は加工物（１７）を保持するための上に突出する少なくとも３つのサポート（１６）を有し、クランプリング（２２）は、サポート（１６）と重なり下向きに曲がった内側の端部を有する内側を向く内フランジ（２４）を有することを特徴とする、請求項８に記載の保持装置。
【請求項１０】
前記サポート（１６）は、少なくとも上端位置では、支持プレート（５）の端部に開けられた鉛直方向の溝（１８）にあることを特徴とする、請求項９に記載の保持装置。
【請求項１１】
クランプリング（２２）は、上昇テーブル（１）の上昇運動中に加工物（１７）と接触することで引上げられる際の起点となる静止位置において、固定場所で支持される中間リング（２０）の上にあることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１２】
中間リング（２０）はその静止位置において鉛直方向のピン（１９）により支持され、前記鉛直方向のピン（１９）は軸（２）を囲みかつその先端が前記中間リングの下側の半径方向の溝（２１）と係合するため、同時に軸（２）と同心に置かれることを特徴とする、請求項１１に記載の保持装置。
【請求項１３】
中間リング（２０）はクランプリング（２２）の最上部を少なくとも部分的に覆う保護側面（２５）を備えることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の保持装置。
【請求項１４】
上昇テーブル（１）は上昇運動の間中間リング（２０）を移動させるドライバを有することを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１５】
支持プレート（５）、支持リング（１４）およびクランプリング（２２）は各々導電性材料からなり、少なくとも上端位置である距離をおいて離れておりかつ電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１６】
少なくとも上端位置で、保護側面（２５）は、支持プレート（５）、支持リング（１４）、およびクランプリング（２２）からある距離離れておりかつ電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１３から１５のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１７】
センタリングピン（１２）は、正多角形の頂点に配置されることを特徴とする、請求項２から１６のいずれか１つに記載の保持装置。
【請求項１８】
センタリングピン（１２）はセラミック材料からなることを特徴とする、請求項２から１７のいずれか１つに記載の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は真空ユニットで用いられるような保持装置に関する。この保持装置は、たとえば中間チャンバで用いられ、搬送メカニズムから転送位置に移送されたディスク形状の加工物を、処理位置まで上昇させるためのものである。転送位置では、搬送メカニズムの上昇テーブルはたとえば下端位置にあり、上昇テーブルが上端位置へと上昇運動を行なうことで上記加工物は処理位置に上昇する。処理位置では、加工物の最上部は処理チャンバにあり、処理ステップに入ることができる。処理が完了した後、上昇テーブルは加工物を再び転送位置まで下降させ、ここで加工物は再び転送メカニズムによって取上げられる。これに対応する真空ユニットがＥＰ−Ａ−０  ３４３  ５３０に記載されている。
【０００２】
このタイプの保持装置の場合、搬送位置の加工物の下にある支持リングが、処理位置の加工物の下にあり加工物の加熱または冷却に用いられる支持プレートとできるだけ正確に同心になるように置かれていることが望ましい。この結果、支持リングを支えるために必要な支持プレートの端部にある窪みをできる限り小さくすることができ、加工物の処理、たとえばコーティング、加熱もしくは冷却、または加工物に対する支持プレートのその他の動作などが、均一的に行なわれる。
【０００３】
一般的なタイプの既知の保持装置が、ＥＰ−Ａ−０  ４５２  ７７９に記載されている。ここでは、支持リングは支持プレートを直に囲むリングの形状をしている。熱膨張の相違のため、これら２つの間には半径方向においてある特定の距離を設ける必要があるので、この設計では、支持リングを支持プレートの軸と正確に同心にすることはない。クランプリングは、支持リングと同心にされているため、支持プレートと正確に同心にならないのは避けられない。
【０００４】
この発明は、ここで補修を行なうことを意図している。請求の範囲で特徴付けられるこの発明は、支持プレート、支持リングおよびクランプリングが共通のセンタリング装置を通し共通軸と同心にされ、このセンタリング装置が上記の部分すべてと係合し、その機能がこれらの部分の熱膨張の相違によって損なわれず、部分間に必要な軸方向の変位が妨げられない、保持装置を提供する。
【０００５】
熱膨張の影響を受けないセンタリングに相当するものとして提案される動作の基本的な原理が、ＲＵ−Ｃ−２  ０４７  １９７においてレンズの保持について述べられており、ここではハウジングに固定された半径方向の薄板が、対応する、レンズマウントの半径方向の溝と係合する。しかしながらこの保持器の場合、部品間の軸方向の変位は見られない。
【０００６】
この発明によって得られる利点は具体的に、支持プレート上にディスク形状の加工物を確実に同心で位置決めできることであり、支持プレートとクランプリングが正確に同心にされしたがって加工物が正確に同心になるので、エッジの無駄が非常に小さい。特にこの保持装置は、たとえばハードディスク、光磁気記憶ディスク、ＣＤなどの記憶ディスクのような加工物、特に半導体ウェハに適している。
【０００７】
この発明について、典型的な実施例のみを示している図面を参照しながら以下でより詳細に説明する。
【０００８】
保持装置は（特に図２の右側を参照）、軸２を中心として本質的に回転対称になるように形成された上昇テーブル１を含み、上昇テーブル１は対応する図示しない装置により軸２と平行に上昇および下降させることができる二重の支持チューブ３を有し、その内側のチューブ３ａは上に支持プレート５が固定されたベースプレート４を支え、外側のチューブ３ｂは外側の端部においてドライバカラー７を有するリング６を支え、このリングはある距離をおいてベースプレート４を同心で囲んでいる。リング６の下側は、二重支持チューブ３を囲む金属のベローズ８により、固定壁９の開口部の端部に気密を保つように接続され、この開口部に上記の二重支持チューブが通っている。この装置が意図する真空チャンバによっては、支持プレート５の加熱、冷却、または加熱および冷却双方が可能である。その形状は処理対象の加工物の形状次第である。通常は図示のように円いが、他の形状も可能である。したがってたとえば矩形でもよい。気体の通過が可能なパイプ１０が中央に開けられている。
【０００９】
好ましくは非導電性の、具体的にはセラミック材料を含むセンタリングピン１２は、３つのサポート１１により壁９の上で、すなわち下端位置の固定場所で支持されており、これら３つのサポート１１の位置が正三角形を形成し軸２がその中心にある。どの場合においてもサポート１１はリング６の孔を通過しベースプレート４の孔の中に突出する。この孔は上方にありガイドブッシュ（図示せず）を有しており、この孔の内径は対応する高さのサポート１１の直径よりも実質的に大きい。他方、サポート１１上で支持されるセンタリングピン１２の直径はこれよりも大きくほぼ後者の孔すなわちより正確にはガイドブッシュの内径に相当するため、センタリングピン１２は孔の中で軸方向に変位しながら案内されるが、それ以外では本質的に遊びがない。センタリングピン１２の高さの２分の１のところよりも少し上にこのセンタリングピンを囲むストップリング１３が固定され、ストップリング１３の下側が、ベースプレート４に関するセンタリングピン１２の軸方向の変位の可能性を制限するストップを形成している。
【００１０】
支持リング１４は、ストップリング１３の最上部の上に載せられ、どの場合にも半径方向すなわちリングの中心に向かう溝を有し、この溝はストップリング１３を一部保持している。ストップリング１３の厚みは溝の深さよりもわずかに大きいのに対し、溝の幅はリングの直径よりも大きい。しかしながら、ストップリングは、センタリングピン１２が水平面内において（azimuthally）本質的に遊びなしで貫通する半径方向のスロット１５において上向きに続いているので、支持リング１４は本質的に回転しないようにかつ軸２を横切る方向では変位がないように３つのセンタリングピン１２により固定されている。他方、どの場合にも個々のセンタリングピン１２と支持リング１４との間では限定された半径方向の運動が可能である。
【００１１】
支持プレート５をわずかな距離をおいて囲む支持リング１４はその内側の端部にセンタリングピン１２の水平面位置にある３つのサポート１６を有する。上を向く３つのサポート１６は、たとえばウェハである加工物１７をしっかりと保持するために内側にリセスを有する。サポート１６は、支持プレート５の外側の端部に開けられた対応の溝１８（図１）に入る。しかしながら、サポート１６はまたここからも半径方向にわずかな距離をおいている。支持プレート５の表面の大きさは、溝１８によってほんのわずかだが減じられる。より多くのまたは配置の異なるサポートを設けたり、または、連続的にまたは分割されて支持プレートを囲むたとえば蹄鉄の形状の単一のサポートを設けることが可能である。
【００１２】
上で中間リング２０を支持する鉛直方向のピン１９は、センタリングピン１２の外側であるが同じ水平面において壁９に固定される。上記の中間リングはその下側において鉛直方向のピン１９の先端を受ける溝２１を有する。中間リング２０は、ほぼＬ字形の断面を有し、内向きのフランジを備え、このフランジは静止位置にあるときはクランプリング２２を支持する。クランプリング２２は中間リング２０を実質的に超えて内側に突出し、同様にして下側に、センタリングピン１２の上端領域を受けるのに適した半径方向の溝２３を有し、これによって、どの場合でも半径方向の運動は可能であるが、これを横切った水平面内ではこの上端部は本質的に遊びなしで溝２３と係合する。クランプリング２２はその内側において上向きにわずかにオフセットされた内フランジ２４を有し、そのエッジはわずかに下向きに曲がって加工物の形状に沿うようになっている。加工物はたとえば図示のように円形で、サポート１６に重なる。しかしながら、内フランジは閉じたエッジの代わりに個別のフィンガを有していてもよい。フランジを囲む外側のリング上において、中間リング２０は保護側面２５を有し、その内向きのフランジは、内フランジ２４を除いてクランプリング２２の最上部を覆っている。
【００１３】
図２の右側に示す、保持装置の下端位置では、ロボットローダ２６によって、加工物１７を支持リング１４のサポート１６の上で、支持プレート５と同心になるように設けることができる。この位置決めの正確度は例として±０．１３ｍｍである。加工物１７はしたがって支持プレート５に対しこれに対応する正確度で同心にされる。ロボットローダ２６が後退した後、上昇テーブル１の上昇運動を開始させることができる。最初に、支持プレート５が加工物１７の下側に接触してこの加工物を支持リング１４のサポート１６から持ち上げる。その後、ベースプレート４は支持リング１３の下側で形成されるストップに達し、センタリングピン１２は上昇運動がさらに行なわれる間は搬送される。支持リング１４は静止位置にあるときはストップリング１３の上で支持されるため、最初から上昇する。ベースプレートとストップリングとの間のストップを調整して、支持プレートが加工物に達するかまたは予期される最小距離まで近づいたときには、支持リングがすでに搬送されているようにできる。
【００１４】
さらなる上昇運動の間に、センタリングピン１２はクランプリング２２の下側にある溝２３に進入する。センタリングピン１２はその上端領域が水平面内で事実上遊びなしで溝２３に受け入れられるが半径方向には可動の状態まで溝２３に進入する。したがって、クランプリング２２もまた支持プレート５に関して同心にされる。先端各々が対応する溝の底に達する少し前に、加工物１７の表面がクランプリング２２の内フランジ２４のエッジに当たるので、クランプリングは、加工物１７の上に載ってその静止位置から持上げられ、加工物１７をサポート１６および支持プレート５に関し適所で固定する。そのわずか後に、ドライバカラー７は中間リング２０の下側に達し、さらなる上昇運動の間中間リングもカラーの上で搬送される。加工物１７の導入中の摩擦プロセスは、実際加工物の下のみで生じるため、粒子による汚染の危険性は大幅に減少する。
【００１５】
保持装置の上端位置（図２の左側）では、加工物１７はその処理位置に達しており、その表面を例としてスパッタリングによってたとえばアルミニウムまたはシリカの層で覆うことができ、またはエッチングでき、さもなければ処理できる。加工物１７の下側を、支持プレート５によって加熱または冷却でき、このときパイプ１０を通して気体を導入して支持プレート５と加工物１７の下側との間に気体のクッションを生じさせ、この気体のクッションによって確実に熱伝達が均一になる。
【００１６】
好ましくは、支持プレート５を備える上昇テーブル１、サポート１６を備える支持リング１４、クランプリング２２、および支持側面２５を備える中間リング２０はすべて、導電性材料、特に金属から製造される。他方、上記の部品間にある距離が保たれるようにするセンタリングピン１２は、ベースプレート４のガイドブッシュ（図示せず）と同様に、好ましくは、絶縁性の、特にセラミックの材料で構成されるため、上記の部品をすべて互いに電気的に絶縁し異なる電位に保つことができる。これを、プロセスチャンバにおける電界制御のために種々の処理動作において利用することができる。さらに、セラミック材料は滑り摩擦係数が低いため、これをガイドブッシュまたはセンタリングピンまたは双方のために用いると、これらが粒子の形成にほとんど寄与しないという利点がさらに得られる。さらに、低い熱膨張係数によって、装置が熱的負荷を受けているときの実質的な寸法上の安定性も確実になる。保持装置の設計が実質的に回転対称であり導体構造が同軸であるおかげで、たとえばＲＦバイアス応用例における制御されない放電の危険性や、測定および制御部に電界が干渉する危険性が大幅に減少する。
【００１７】
処理動作後、保持装置は下端位置に戻される。加工物１７は再び転送位置にあり、ロボットローダ２６によって取上げて回収することができる。
【００１８】
すべての運動は上昇テーブル１のみの上昇および下降によって行なわれるので、保持装置の駆動軸はひとつだけである。したがって機械的におよび制御技術に関して非常に単純であり、メンテナンスをほとんど必要としない。ローディング時間を短縮できるので、スループットが増す。多くの部品を単に積重ねるだけでさらに固定はしないので、必要に応じて簡単にかつ迅速に交換できる。保持装置のこれらの特性は、真空ユニットの有用性に対しても有利な効果をもたらす。
【００１９】
処理動作中に大きな温度差が生じることがよくあるので、この発明に従う装置においては、支持プレート５、支持リング１４、およびクランプリング２２の熱膨張が異なる場合でさえ、これらの部品が相互に同心で位置することが非常に重要である。これは、各センタリングピン１２が支持リング１４およびクランプリング２２に関し半径方向において十分な遊びを有しているが水平面内では本質的に遊びなしで上記の部品すべてに係合していれば可能である。ベースプレート４が熱膨張した場合、サポート１１は横方向の遊びを十分に有しているのでこの熱膨張を妨げず、センタリングピン１２は半径方向にオフセットされるが、支持リング１４の溝およびスロット１５、ならびにクランプリング２２の溝２３が半径方向に延びるので、上記リングの熱膨張と同様、問題は生じない。リングのうち１つとセンタリングピン１２との接触点は、リング上で熱膨張が異なることにより変位するが、リングの中心位置は変化しない。軸２に関する支持リング１４およびクランプリング２２の態様と基本的に同じ態様で、保護側面２５を備える中間リング２０は、軸２と一致する固定軸と同心にされる。
【００２０】
原則的に、支持プレート、支持リングおよびクランプリングを、熱膨張の相違により妨げられない態様で、２つのセンタリング要素のみで同心となるようにできる。これが可能となるのは、要素のうち一方を半径方向のプレートとして形成することで、２つの要素により定められる面と軸が形成する角度が１８０°にならないようにし、上記の部品を鉛直軸を中心として相互に回転しないように固定した場合である。しかしながら、上記のように３つのセンタリング要素が同時に支持リング１４を支持すると、この支持が上記支持リングの位置を正確に定める。したがって、軸からできる限り等距離にある少なくとも３つのセンタリング要素を設けることが有利であるが、この等距離というのは必ずしも必要ではない。好ましくは、これら要素の位置が正多角形、特に三角形を形成し、その中心に軸がある。同じ原理に従うと、上記同心部品を対にして、たとえば支持プレートに関しクランプリングを、および支持リングに関してクランプリングを同心にすることも可能であるが、これでは先のようなコンパクトで、丈夫でかつ簡単な設計には至らないであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に従う保持装置を切取った部分の拡大斜視図を示す。
【図２】  この発明に従う、加工物の転送が可能な下端位置にある保持装置の第１の半径方向断面図を右側に示し、加工物の処理が可能な上端位置にある、この発明に従う同じ保持装置の対応する第２の半径方向断面図を左側に示す。
【図１】
0004297609.tif 000002
【図２】
0004297609.tif 000003