DE3912296A1

DE3912296A1 - Vorrichtung zur aufnahme und halterung von substraten

Info

Publication number: DE3912296A1
Application number: DE3912296A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Zejda; Manfred Schuhmacher
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-10-18
Anticipated expiration: 2009-04-15
Also published as: DE3912296C2; JPH02294478A; US4984531A; KR920003631B1; JPH07116603B2; CH681015A5; KR900016495A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung von Substraten in einem Substratträger einer Kathodenzerstäubungsanlage (Anlage), wobei der Substratträger innerhalb der Prozeßkammer der Anlage beweglich angeordnet ist und das Substrat von einer Be und Entladestation zu einer oder mehreren Kathodenstatio nen, von dort wieder zur Be- und Entladestation transpor tiert.

In der Vakuumverfahrenstechnik, insbesondere in der Dünn schichttechnik ist das Beschichten von Substraten, bei spielsweise von Compactdisks (CD) bekannt. Die Compact disks sind ein modernes Speichermedium für digitale Infor mationen. In einem Sputterprozeß werden die geprägten Kunststoffscheiben mit beispielsweise einer Aluminium schicht von weniger als einem zehntausendstel Millimeter überzogen. Die hierzu eingesetzten Sputterbeschichtungs anlagen sind ringförmig aufgebaut. Über eine Schleuse in einem Sauberraum lädt und entlädt ein Roboter die Anlage. Von der Schleuse aus transportiert ein Substrat träger die Substrate durch die ringförmige Prozeßkammer. Das Besputtern erfolgt durch eine Hochleistungszerstäu bungskatode, die als Magnetronkatode aufgebaut ist.

Eine solche Anlage wird beispielsweise in dem Prospekt 12-710.01 der ehemaligen Leybold-Heraeus GmbH beschrieben. Dieses bekannte Katodenzerstäubungssystem dient zur einseitigen Beschichtung mit einer laserreflektierenden Aluminiumschicht. Die Anlage hat eine ringförmige, horizontal angeordnete Vakuumkammer mit Be- und Entlade station, Hochleistungszerstäubungskatode, Transportring mit Plattenaufnahme und dynamischen Schleusen zur Druck trennung zwischen Beschichtungskammer und Be- und Entlade station.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: Mit zuverlässig arbeitenden Mitteln soll eine genaue, katodengerechte Positionierung des Substrats im Substrat träger erfolgen. Das Substrat soll insbesondere konzen trisch in kreisförmig ausgebildeten Öffnungen des Substrathalters angeordnet werden. Die Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung des Substrats soll, insbesondere während des Betrieb, keine Verunreinigungen erzeugen. Es sollen in den Lagerstellen, an den Berührungsstellen, in den Bereichen, wo Bauelemente aufeinander einwirken, Reibungen entweder reduziert oder völlig eliminiert werden. Dadurch soll vermieden werden, daß durch die Reibung entstehende Partikel in die Prozeßkammer gelangen. Solche Partikel würden zur Verunreinigung der Atmosphäre in der Prozeßkammer führen. Bekanntlich müssen die Prozeßkammern von Katodenzerstäubungsanlagen ein Höchstmaß an Reinheit der Atmosphäre aufweisen.

Ein besonderer Teil der Aufgabenstellung besteht daher darin, daß keine Verschiebungen relativ zueinander der in Wirkverbindung tretenden Teile der Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung des Substrats auftreten. Dies gilt insbesondere für das Zusammenwirken der Betätigungs komponente, die mit der Prozeßkammer verbunden ist und der Betätigungskomponente, die auf dem beweglichen Sub stratträger angeordnet ist.

Es gehört weiterhin zur Aufgabenstellung der Erfindung, daß die Aufnahme- und Halterungsvorrichtung für die Sub strate weitgehend wartungsfrei über lange Zeitstrecken arbeiten sollen.

Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kurbel-Hebelmechanismus an mit der Prozeßkammer verbundenen Teilen der Be- und Entladesta tion angeordnet ist, daß eine am Substratträger angeord nete Einspannvorrichtung (Substratspanner) für das Sub strat vorgesehen ist, daß in der Be- und Entladeposition des Substratträgers der Kurbel-Hebelmechanismus mit dem Substratspanner in Wirkverbindung tritt und das Substrat einspannt, beziehungsweise freigibt.

Die Möglichkeit einer zentralen Betätigung der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß der Kurbel-Hebelmechanismus aus einer drehbaren Steuerscheibe besteht, die als Kurbel wirkt, an der mindestens drei Zug- und Druckstangen (Betä tigungsstangen) angelenkt sind, die je einen Substrat spanner betätigen.

Für die Aufnahme und Halterung von Disks wird vorgeschla gen, daß der Substratträger mindestens eine, insbesondere kreisförmige Aufnahmeöffnung für das Substrat aufweist, daß in mindestens drei Positionen im Bereich der äußeren Peripherie des Substrats an mit der Prozeßkammer verbun denen Teile der Be- und Entladevorrichtung Hebelelemente (Übertragungshebel), insbesondere Doppelhebel angeordnet sind, die durch die Betätigungsstangen verschwenkbar sind, und die ihrerseits, vorzugsweise über ein Zapfenelement auf die Substratspanner einwirken. Eine besonders zuverlässige Ausführung besteht darin, daß der Substratspanner ein Hebelelement (Spannhebel) umfasst, der am Substratträger angelenkt ist, daß eine Feder (Spannfeder), insbesondere Blattfeder, vorgesehen ist, die eine Kraft auf den Spannhebel ausübt, welche den Spannhebel in Richtung auf das Substrat zu verdrehen trachtet. Bei leichten Substraten, beispielsweise solche aus Plexiglas (PMMA), kann der Substratspanner mit einem Kreuzfedergelenk ausgerüstet sein, dessen Rückstellkraft allein, das heißt ohne Blattfederunterstützung, genügt, das Substrat zu positionieren. Diese Anordnung kann dazu benutzt werden, daß die Spannhebel das Substrat aufnehmen und katodengerecht positionieren, insbesondere zentrieren.

Bei einer ringförmigen Prozeßkammer, in der ein ringför miger, rotierender Substratträger untergebracht ist, der ein oder mehrere kreisförmige Aufnahmeöffnungen aufweist, kann vorgesehen werden, daß in mindestens drei Positionen, vorzugsweise im Abstand von 120 Winkelgrad, an der äußeren Peripherie der Kreisform je ein Substrat spanner angeordnet ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Kurbel- Hebel mechanismus an einem Teil der Schleusenkammer der Be und Entladestation angeordnet ist. Dabei kann vorgesehen werden, daß der Kurbel-Hebelmechanismus an einem rohrstutzenförmigen Teil der Schleusenkammer angeordnet ist.

Zur Halterung des Substrats wird vorgeschlagen, daß der Spannhebel mit einem Anschlag für das Substrat versehen ist, der vorzugsweise als gehärtete Anschlagnase mit Innenkeilprofil ausgebildet ist.

Um zu vermeiden, daß zwischen dem Übertragungshebel, beziehungsweise dem am Übertragungshebel angebrachten Zapfen und dem Spannhebel des Substratspanners keine Verschiebung auftritt, ist in einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel vorgesehen, daß die Schwenkachse des Über tragungshebels, insbesondere des Doppelhebels, und die Schwenkachse des Spannhebels koaxial zueinander angeordnet sind.

Um Reibungsvorgänge in den Lagern zu vermeiden, besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die Lager des Kurbel-Hebelmechanismus und des Substratspanners als an sich bekannte Kreuzfedergelenke ausgebildet sind.

Zur Justierung des Substrathalters wird vorgeschlagen, daß eine Arretiervorrichtung, insbesondere eine Arretier schraube, zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Spann hebels in Richtung auf das Substrat vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Disk zentrisch gehalten.

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

Die gestellten Aufgaben werden gelöst. Mit sicher arbei tenden Mitteln wird eine katodengerechte Positionierung des Substrats im Substratträger erzielt. Das Substrat wird konzentrisch in der kreisförmigen Öffnung des Sub stratshalters gehalten.

In den Lagerstellen, in den Berührungsstellen, in den Bereichen, wo Bauelemente aufeinander einwirken, ist keine Reibung vorhanden, so daß keine Partikel von den Bauelementen abgerieben werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zu entnehmen. Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand von zehn Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht gemäß Pfeil I der Fig. 2 eine Kathodenzerstäubungsanlage.

Fig. 2 zeigt die Anlage nach Fig. 1 in einer Ansicht von oben.

Fig. 3 zeigt einen Transportring für Substrate.

Fig. 4 zeigt eine Be- und Entladestation in einem radialen Schnittbild.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung von Substraten in einem Substratträger in einer Ansicht in Richtung der zentralen Achse des Substrats.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 5 in einem radialen Schnittbild entsprechend dem der Fig. 4.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Details der Fig. 6 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 9 zeigt einen Disk-Spanner in der Ansicht gemäß Fig. 5.

Fig. 10 zeigt den Gegenstand der Fig. 9 in einer Ansicht gemäß dem Pfeil X in Fig. 9.

Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung die Arbeitsweise der Vorrichtung.

Fig. 1 stellt eine Kathodenzerstäubungsanlage, die in einem Ständer 1 angeordnet ist, dar. Die Kathodenzerstäu bungsanlage ist in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichnet. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die Anlage aus einer ringförmigen, flächigen Prozeßkammer 28, die unter Vakuum steht.

Die ringförmige Prozeßkammer 28 ist in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellt, so daß man den in der Prozeßkam mer rotierenden Substratträger 3 erkennen kann, der in den Positionen 4, 5, 6 Substrate aufnehmen kann.

Die ringförmige Prozeßkammer 28 hat rechteckigen Quer schnitt. Die beiden senkrecht stehenden Wandungen 7, 8, siehe Fig. 2, sind über einen äußeren Steg 9 und einem inneren Steg 10 miteinander verbunden. Beide Stege sind in Fig. 1 im aufgebrochenen Teil der Prozeßkammer 28 als geschnittene Flächen schraffiert dargestellt. Der äußere Steg 9 ist in Fig. 2 abgebildet.

Der ringförmige Substratträger ist als Transportring 11 ausgebildet, der in Fig. 3 als Einzelteil dargestellt ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Transportring über Antriebsvorrichtungen 12, 13, 14, 15 in Rotation versetzt. In der Position 16 ist eine Be- und Entladestation vorgesehen. In den Positionen 17, 18 sind Zerstäubungs kathoden angebracht.

Aus Fig. 1 ist eine dreieckige Platte 19 erkennbar. Diese Platte ist Trägerelement für eine Einheit 20, bestehend aus einem Schwenkarm und einem Deckel für die Be- und Entladestation.

In Fig. 2 sind vier sich paarweise gegenüberliegende Kathoden 21, 22, 23, 24 schematisch dargestellt. Außerdem sind in Fig. 2 zwei sich gegenüberliegende Teile 25, 26 einer Be- und Entladestation schematisch dargestellt.

Aus Fig. 2 sind die sich gegenüberliegenden dreieckigen Platten 19, siehe auch Fig. 1, und 27 erkennbar, die anhand von Fig. 4 erläutert werden. Es handelt sich um Anpreßelemente für Teile der Ein- und Ausschleuskammer der Be- und Entladestation.

Der in Fig. 3 gezeigte Transportring weist acht Aufnah meöffnungen 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 auf. In diesen Aufnahmeöffnungen sind nicht dargestellte Aufnahmevor richtungen angeordnet, die die Substrate, beispielsweise Disks, in Position halten. Die Substrate werden durch den Transportring von der Be- und Entladestation zu den Kathodenstationen und von dort wieder zur Be- und Entlade station transportiert. Wie eingangs erwähnt, handelt es sich um einen rotierenden Transportring. Er wird an seiner äußeren Peripherie 37 angetrieben.

Die Fig. 4 zeigt eine Be- und Entladestation. Im einzel nen sind in Fig. 4 zwei plattenförmige Flanschteile 60, 61 zu erkennen, die die Funktion von Anpreßelementen haben. Die plattenförmige Ausbildung ist insbesondere aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen, siehe dort die Bezugsziffern 19 und 27. Die plattenför migen Flanschteile sind dreieckig ausgeführt. In den drei Ecken ist je ein Anpreßorgan vorgesehen. Aufgrund der gewählten Abbildung ist in Fig. 4 nur ein Anpreß organ sichtbar. Es trägt die Bezugsziffer 64. Die Drei ecksform der Platte ist aus Fig. 1 erkennbar, siehe dort Bezugsziffer 19. Die drei Positionen für die Anpreß organe sind in Fig. 1 mit 38, 39, 40 bezeichnet.

An den Flanschteilen sind je ein Rohrstutzenelement 62, 63 angeordnet.

Das Anpreßorgan ist teilweise geschnitten dargestellt. Jedes Anpreßorgan besteht aus einer Spindel, die in Fig. 4 mit 67 bezeichnet ist. Die Spindel trägt gegen läufiges Gewinde, beispielsweise ein Linksgewinde 68 und ein Rechtsgewinde 69. Diese Spindelgewinde korrespon dieren zu Muttergewinden 70, 71, die auf Teilen der plattenförmigen Anpreßelementen 60, 61 angebracht sind.

Je nach der Rotationsrichtung der Spindel werden die plattenförmigen Anpreßelemente und die an ihnen ange formten Rohrstutzen in Richtung der Pfeile 72, 73 aufein anderzubewegt oder in Richtung der Pfeile 74, 75 voneinan derfortbewegt. Mit 76 ist der Transportring bezeichnet. Mit 77, 78 sind zwei O-Ringe bezeichnet, die eine Vakuum dichtung darstellen.

Wenn die Rohrstutzenelemente 62, 63 aufeinander zubewegt werden, das heißt, auf den Transportring 76 aufgepreßt werden, bildet sich ein geschlossener von den Rohrstutzenelementen umgebener, zylinderförmiger Raum, der vom Rest der Prozeßkammer getrennt ist, und der die Funktion einer Ein- und Ausschleusekammer der Be- und Entladevorrichtung hat.

In dieser aufgepreßten Situation der Rohrstutzen ist also die Ein- und Ausschleuskammer (Schleusenkammer), die das Bezugszeichen 79 trägt, vakuumdicht gegenüber dem Rest der ringförmigen Prozeßkammer 80 abgeschottet.

Die Schleusenkammer kann nunmehr geflutet werden, das heißt, sie kann unter atmosphärischen Druck gesetzt werden. Anschließend kann das beschichtete Substrat entfernt werden und ein neues Substrat in der Aufnahme vorrichtung 81 eingesetzt werden. Die Aufnahmevorrichtung 81 gehört zu einem System das zur Aufnahme und Halterung der Substrate dient und das in den Fig. 5 bis 10 in seinen Einzelheiten dargestellt ist.

Nach der Anbringung des zu beschichtenden Substrats im Transportring wird die Schleusenkammer durch den Deckel 94 vakuumdicht verschlossen. Mit 83 ist ein O-Ring als Vakuumdichtung bezeichnet. Mit 84 ist eine Vakuumpumpe und mit 85 ist ein Schleusenventil gekennzeichnet.

Die geschlossene Ein- und Ausschleuskammer 79 wird durch die Vakuumpumpe bei entsprechend geschaltetem Ventil evakuiert. Nachdem Vakuum in der Schleusenkammer 79 herrscht, fahren die beiden Rohrstutzenelemente 63, 62 auseinander in Richtung der Pfeile 74, 75.

Die Rohrstutzenelemente selbst sind gegenüber der Atmosphäre durch die zylinderförmigen Membranbälge 86, 87 abgedich tet.

Nach dem Zurückziehen der beiden Rohrstutzenelemente kann nunmehr der Transportring sich um eine Teilung weiterbe wegen. Das Substrat gelangt zur nächsten Station. Diese nächste Station kann beispielsweise eine Kathodenstation sein, in der das Substrat beschichtet wird.

Man kann das System zur Aufnahme und Halterung der Sub strate unterteilen in einerseits einen Greifmechanismus, der an der Ladestation im vorliegenden Fall am Rohrstutzenelement 41 befestigt ist, siehe Fig. 6, und andererseits mehreren Substratspannern, siehe Fig. 9 und 10, die mit je einem Lagerbock versehen sind und am beweglichen Substratträger angeordnet sind.

Der Greifmechanismus ist als ein Kurbel-Hebelmechanismus ausgebildet und in Fig. 6 teilweise geschnitten darge stellt.

Fig. 5 ist eine Darstellung des Kurbel-Hebelmechanis musses von der Seite, und zwar in Richtung der zentralen Achse 42 des diskförmigen Substrats 43. Der Greifmechanis mus besteht aus einer Steuerscheibe 44, an der drei Druck- und Zugstangen, weiterhin Betätigungsstangen 45, 46, 47 genannt, angeordnet sind. Die Anlenkpunkte an der Steuerscheibe sind mit 48, 49, 50 bezeichnet. Durch die Betätigungsstangen werden im Bereich der Peripherie des Substrats, beziehungsweise der Disk 43, Doppelhebel betä tigt, die am Rohrstutzenelement 41 angelenkt sind.

Die Anlenkungspunkte sind in einer Entfernung von 120 Winkelgrad im Bereich der kreisförmigen Peripherie des Substrats angeordnet. Ein solcher Doppelhebel ist in Fig. 5 mit 51 bezeichnet. In den Fig. 6 und 7 trägt er ebenfalls die Bezugsziffer 51. Fig. 7 ist eine ver größerte Darstellung des Details VII der Fig. 6.

Der Doppelhebel 51 weist einen Zapfen 52 auf, der am Substrat-Spanner oder Disk-Spanner anliegen kann, siehe hierzu die Fig. 6, 7, 9, 10, 11.

Wenn die Steuerscheibe 44 in Richtung des Pfeils 53, siehe Fig. 5, bewegt wird, wirken die drei Betätigungs stangen als Druckstangen. Bei einer Drehung der Steuer scheibe in Richtung des Pfeils 54 der Fig. 5 wirken die Betätigungsstangen als Zugstangen.

Anhand von Fig. 11 wird nachfolgend erklärt, welche Wirkungen durch die von den Betätigungsstangen aufge führten Druck- beziehungsweise Zugkräfte auslösen.

Die Betätigungsstange 47 nach Fig. 11 drückt auf das Lager 55. Das Lager 55 und das Lager 56 haben eine gemeinsame Achse 57. Dadurch wird der Doppelhebel 51 in Richtung des Pfeils 58 geschwenkt. Am Doppelhebel ist ein Zapfen 52 angebracht, der in Bezug auf das Lager 59 gegenüber dem Lager 56 angeordnet ist. Der Zapfen 52 nach Fig. 11 bewegt sich nach oben. Der Spannhebel 65 verschwenkt sich in Richtung des Pfeils 66, denn er steht unter der Wirkung einer Blattfeder 82, siehe Fig. 9. Die Blattfeder 82 steht unter Vorspannung. Ihre Vor spannkraft ist in Fig. 11 durch den Pfeil 88 dargestellt. Auf dem Spannhebel 65 des Disk-Spanners ist eine gehärtete Haltenase 89 angebracht. Diese Haltenase wird in Richtung des Pfeils 66 gegen den äußeren Rand 90 der Disk 43 gespannt.

Da drei Vorrichtungen der anhand von Fig. 11 beschrie benen Art mit einem Abstand von 120 Winkelgraden an der Peripherie der Disk angebracht sind, wird die Disk so von drei Seiten ergriffen und konzentrisch zur Öffnung 91, siehe Fig. 5, des Substratträgers 92 gehalten.

Die in Fig. 11 mit 93 bezeichnete Schraube ist ein Anschlag für den Spannhebel 65 des Disk-Spanners. Mit diesem Anschlag wird die Bewegung des Hebels 65 in Rich tung des Pfeils 66 begrenzt. Auf diese Weise wird die Disk zentrisch gehalten.

Wenn durch die Betätigungsstange 47 der Fig. 11 eine Zugkraft auf die in Fig. 11 gezeigte Mechanik ausgeübt wird, schwenkt der Doppelhebel 51 in Richtung des Pfeils 95. Der Zapfen 52 drückt den Hebel 65 des Disk-Spanners in Richtung des Pfeils 96, und zwar entgegen der Kraft 88 der Blattfeder 82, die in ihrer Anordnung und Ausbil dung in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist.

Nach der Bewegung der Haltenase 89 in Richtung des Pfeils 96 um eine bestimmte Strecke wird der äußere Rand 90 der Disk 43 freigegeben. Die Disk kann aus der Aufnahme- und Haltevorrichtung entnommen werden.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist der wirksame Radius 97 des Doppelhebels 51 gleich groß wie die Distanz 99, beziehungsweise der wirksame Radius, zwischen der Dreh achse 98 des Hebels 65 und der Mittellinie des Zapfens 52. Dies ist der Tatsache zu verdanken, daß der Doppelhebel 51 und der Hebel 65 des Disk-Spanners eine gemeinsame Rotationsachse haben. Durch die gleich großen Maße 97 und 99 kommt es zwischen dem Zapfen 52 und dem Hebel 65 des Disk-Spanners zu keiner Relativ verschiebung, das heißt Reibung. Dadurch entstehen keine abgeriebenen Partikel. Damit werden die hohen Anforde rungen, die an die Sauberkeit in der Prozeßkammer gestellt werden, erfüllt.

Der beschriebene Doppelhebel ist in Fig. 5 mit 51 bezeichnet. Er ist im Lagerbock 100 gelagert.

Alle in der Prozeßkammer untergebrachten Lager der Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung der Substrate so zum Beispiel die Lager in den Positionen 49, 50, 48, 101, 102, siehe Fig. 5, sowie 102, siehe Fig. 9, sind reibungsfreie Kreuzfedergelenke.

Kreuzfedergelenke sind bekannte Bauelemente, siehe hierzu beispielsweise den Prospekt der Firma Teldix GmbH, Heidelberg, mit der Bezeichnung 90.11/VIT 1.87 GD (3).

Ein Kreuzfedergelenk besteht aus zwei ineinander drehbaren Hülsen, die über zwei rechtwinklig zueinander stehende Blattfedern miteinander verbunden sind. Kreuzfedergelenke haben keine Reibung. Sie benötigen keine Schmierung. Ein Fressen der Lager ist unmöglich.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der an sich bekannten Kreuzfedergelenke wird eine weitere Voraussetzung für die Sauberkeit der Atmosphäre der Prozeßkammer geschaf fen.

In Fig. 6 ist das Rohrstutzenelement 41 beschrieben. In ihm ist vakuumdicht die Antriebswelle 103 für die Steuerscheibe 44 gelagert. Mit 104 ist die Antriebsvor richtung für die Steuerscheibe bezeichnet.

Fig. 7 zeigt schematisch in vergrößerter Darstellung einen Teil der Betätigungsstange 47 des Lagerbocks 100 für den Doppelhebel 51. Am Doppelhebel ist der Zapfen 52 angebracht. Mit 65, siehe hierzu auch Fig. 5, ist der Spannhebel bezeichnet. Die Haltenase trägt auch in den Fig. 7 und 9 die Bezugsziffer 89. Aus den Fig. 7 und 8 ist erkennbar, daß die Nase Innenkeilprofil 105 aufweist.

Aus den Fig. 8 und 9 sind Einzelheiten des Substrat spanners, beziehungsweise Disk-Spanners zu entnehmen. Der Spannhebel 65 ist durch ein Kreuzfedergelenk 102 mit dem Lagerbock 106 verbunden. Der Lagerbock ist fest mit dem Substrathalter verschraubt. Der Substrathalter ist geschnitten dargestellt. Er trägt die Bezugsziffer 92.

Mit 43 ist die Disk bezeichnet, die gegriffen und zentriert gehalten wird.

Der Hebel 65 des Disk-Spanners steht unter Vorspannung. Die Vorspannung wird durch die Blattfeder 82 erzeugt. Das erste Ende der Blattfeder ist im Punkt 107 mit dem Lagerbock verbunden. Das zweite Ende der Blattfeder ist mit dem Spannhebel 65 des Diskspanners im Punkt 108 durch eine Schraube verbunden. Die Blattfeder ist in der in Fig. 9 gezeigten Position so vorgespannt, daß sie versucht, den Spannhebel in Richtung des Pfeils 109 zu verdrehen. Der Verdrehung entgegen wirkt der oben beschriebene Zapfen 52.

Wenn, wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben, der Zapfen in Richtung des Pfeils 58 verschwenkt wird, setzt sich die gehärtete Haltenase 89 auf den äußeren Rand 90 der Disk 43. Gleichzeitig legt sich der Spannhebel 65 an die Schraube 93. Auf diese Weise wird die Disk zentriert gehalten.

Fig. 10 ist eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 9 in Richtung des Pfeils X. Die Bauteile, die im Zusam menhang mit Fig. 9 beschrieben wurden, tragen in Fig. 10 dieselben Bezugsziffern, wie in Fig. 9.

Liste der Einzelteile:

  1 Ständer
  2 Kathodenzerstäubungsanlage
  3 Substratträger
  4 Position
  5 Position
  6 Position
  7 Wandung
  8 Wandung
  9 Steg
10 Steg
11 Transportring
12 Antriebsvorrichtung
13 Antriebsvorrichtung
14 Antriebsvorrichtung
15 Antriebsvorrichtung
16 Position
17 Position
18 Position
19 Platte
20 Einheit
21 Kathode
22 Kathode
23 Kathode
24 Kathode
25 Teil
26 Teil
27 Platte
28 Prozeßkammer
29 Aufnahmeöffnung
30 Aufnahmeöffnung
31 Aufnahmeöffnung
32 Aufnahmeöffnung
33 Aufnahmeöffnung
34 Aufnahmeöffnung
35 Aufnahmeöffnung
36 Aufnahmeöffnung
37 Peripherie
38 Position
39 Position
40 Position
41 Rohrstutzenelement
42 Achse
43 Substrat, Disk
44 Steuerscheibe
45 Stange
46 Stange
47 Stange
48 Anlenkpunkt
49 Anlenkpunkt
50 Anlenkpunkt
51 Doppelhebel, Übertragungshebel
52 Zapfen
53 Pfeil
54 Pfeil
55 Lager
56 Lager
57 Achse
58 Pfeil
59 Lager
60 Flanschteil, Anpreßelement
61 Flanschteil, Anpreßelement, Dreieck
62 Rohrstutzenelement
63 Rohrstutzenelement
64 Anpreßorgan
65 Spannhebel
66 Pfeil
67 Spindel
68 Linksgewinde
69 Rechtsgewinde
70 Muttergewinde
71 Muttergewinde
72 Pfeil
73 Pfeil
74 Pfeil
75 Pfeil
76 Transportring, Substratträger
77 O-Ring
78 O-Ring
79 Schleusenkammer
80 Prozeßkammer
81 Aufnahmevorrichtung
82 Blattfeder
83 O-Ring
84 Vakuumpumpe
85 Schleusenventil
86 Membranbalg
87 Membranbalg
88 Pfeil, Kraft
89 Haltenase
90 Rand
91 Öffnung
92 Substratträger
93 Schraube
94 Position, Deckel
95 Pfeil
96 Pfeil
97 Radius, Maß
98 Achse
99 Distanz, Maß
100 Lagerbock
101 Position
102 Kreuzfedergelenk
103 Welle
104 Antriebsvorrichtung
105 Innenkeilprofil
106 Lagerbock
107 Punkt
108 Punkt
109 Pfeil

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme und Halterung von Substraten in einem Substratträger einer Kathodenzerstäubungsanlage (Anlage), wobei der Substratträger innerhalb der Prozeß kammer der Anlage beweglich angeordnet ist und das Substrat von einer Be- und Entladestation zu einer oder mehreren Kathodenstationen, von dort wieder zur Be- und Entladestation transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurbel-Hebelmechanismus an mit der Prozeßkammer verbundenen Teilen der Be- und Entladestation angeordnet ist, daß eine am Substratträger angeordnete Einspannvor richtung (Substratspanner) für das Substrat vorgesehen ist, daß in der Be- und Entladeposition des Substratträ gers der Kurbel-Hebelmechanismus mit dem Substratspanner in Wirkverbindung tritt und das Substrat einspannt, beziehungsweise freigibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbel-Hebelmechanismus aus einer drehbaren Steuerscheibe (44) besteht, die als Kurbel wirkt, an der mindestens drei Zug- und Druckstangen (Betätigungs stangen) (45, 46, 47) angelenkt sind, die je einen Sub stratspanner betätigen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Substratträger (92) mindestens eine, insbesondere kreisförmige Aufnahmeöffnung (91) für das Substrat (43), das insbesondere als Disk ausgebildet ist, aufweist, daß in mindestens drei Positionen im Bereich der äußeren Peripherie des Substrats (43), vor zugsweise im Abstand von 120 Winkelgrad, an mit der Prozeßkammer verbundenen Teile der Be- und Entladevor richtung Hebelelemente (Übertragungshebel), insbesondere Doppelhebel (51) angeordnet sind, die durch die Betäti gungsstangen verschwenkbar sind, und die ihrerseits, vorzugsweise über ein Zapfenelement auf die Substrat spanner einwirken.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrat spanner ein Hebelelement (Spannhebel) (65) umfaßt, der am Substratträger angelenkt ist, daß eine Feder (Spann feder) (82), insbesondere Blattfeder, vorgesehen ist, die eine Kraft auf den Spannhebel (65) ausübt, welche den Spannhebel in Richtung auf das Substrat zu verdrehen trachtet.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei leichten Substraten, beispielsweise solchen aus Plexiglas (PMMA), der Substratspanner mit einem Kreuzfedergelenk ausgerüstet ist, dessen Rückstellkraft allein, das heißt ohne Blattfederunterstützung, genügt, das Substrat zu positionieren.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann hebel (65) das Substrat (43) aufnehmen und kathodengerecht positionieren, insbesondere zentrieren.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ringförmigen Prozeßkammer ein ringförmiger, rotierender Substratträger untergebracht ist, der ein oder mehrere kreisförmige Aufnahmeöffnungen aufweist, daß in mindestens drei Positionen der Kreisform ein Substratspanner angeord net ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbel-Hebelmechanismus an einem Teil der Schleusenkammer der Be- und Entladestation angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbel-Hebelmechanismus an einem rohrstutzenförmigen Teil (41) der Schleusenkammer angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spann hebel (65) mit einem Anschlag für das Substrat versehen ist, der vorzugsweise als gehärtete Anschlagnase (89) mit Innenkeilprofil (105) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk achse des vorzugsweise mit einem auf den Spannhebel (65) einwirkenden Übertragungszapfen (52) versehenen Übertra gungshebels (51), insbesondere des Doppelhebels, und die Schwenkachse des Spannhebels koaxial zueinander ange ordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager des Kurbel-Hebelmechanismus und des Substratspanners als an sich bekannte Kreuzfedergelenke ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arre tiervorrichtung, insbesondere eine Arretierschraube (93), zur Zentrierung der Disk und zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Spannhebels (65) in Richtung auf das Substrat (43) vorgesehen ist.