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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach Anspruch 1.
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Eine ähnlich Vorrichtung
ist aus der
EP-A-0 448
782 bekannt. Die Art und Weise, wie der Tisch bei der bekannten
Vorrichtung angetrieben wird, ist nicht offenbart. Aus der
EP-A-0 905 275 ist
eine ähnliche
Vorrichtung bekannt, bei der der Antrieb außerhalb der Vakuumkammer angeordnet
ist und bei der die Welle des Antriebs sich durch eine Bodenwandung
der Vakuumkammer hindurch erstreckt.
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Substrate
einem Bearbeitungsprozess zu unterziehen, wie beispielsweise dem
Aufbringen einer Schicht mithilfe eines Sputter-Verfahrens, eines Verdampfungsverfahrens,
wie Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD [Abk.
für engl. "physical vapor deposition"]), der chemischen Gasphasenabscheidung
(CVD [Abk. für
engl. "chemical
vapor deposition"])
oder der plasmaunterstützten chemischen
Gasphasenabscheidung (PECVD [Abk. für engl. "plasma enhanced chemical vapor deposition"]), ist ebenso bekannt,
wie das Tempern eines Substrats, um besondere Eigenschaften zu erreichen.
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Im
Allgemeinen ist eine sogenannte batchweise Bearbeitung von Substraten
bekannt, wobei eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig demselben Verfahren
in einer Prozesskammer unterzogen werden. Eine derartige batchweise
Bearbeitung bietet den Vorteil einer großen Bearbeitungskapazität. Ein Problem
besteht jedoch darin, für
alle in der Prozesskammer befindlichen Substrate die gleichen Behandlungsbedingungen
zu gewährleisten.
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Zur
Lösung
dieses Problems sind Verfahren bekannt, bei denen jeweils ein einzelnes
Substrat in eine Prozesskammer eingeführt und dort einer Behandlung,
der sogenannten Einzelsubstratbearbeitung, unterzogen wird. Die
Bedingungen in der Prozesskammer können dann genau auf das einzelne,
in der Prozesskammer befindliche Substrat abgestimmt werden, wodurch
eine bessere Steuerung des Verfahrens ermöglicht wird. Gegenstand der
EP-A-0 448 782 ist die Einzelsubstratbearbeitung.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung und eine
Anordnung zur Einzelsubstratbearbeitung.
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Es
versteht sich, dass bei der Einzelsubstratbearbeitung die für den Transport
der Substrate von und zu den verschiedenen Prozesskammern benötigte Zeit
wichtig für
die Bearbeitungskapazität
der Vorrichtung sehr wichtig ist. Im Allgemeinen erfordern die Bearbeitungsprozesse,
denen die Substrate unterzogen werden, einen erheblichen Unterdruck. Es
ist daher wünschenswert,
dass beim öffnen
der Prozesskammer, um ein Substrat in diese einzulegen, der in der
Prozesskammer herrschende Unterdruck nicht verloren geht. Tatsächlich erfordert
die Wiederherstellung des erheblichen Unterdrucks in der Prozesskammer
so viel Zeit, dass es bereits aus diesem Grund allein schwierig
ist, das Einzelsubstratverfahren in wirtschaftlich profitabler Weise
durchzuführen.
Darüber
hinaus muss eine Verunreinigung der Prozesskammer vermieden werden,
so dass das öffnen
der Prozesskammer nur in einem sogenannten Reinraum erfolgen kann.
Auch der Transport der Substrate von einem Bearbeitungsprozess zum nächsten sollte
vorzugsweise in einem Reinraum durchgeführt werden. Die Kosten für Reinräume sind besonders
hoch, so dass die bekannte Einzelsubstratbearbeitung eine besonders
kostspielige Art der Bearbeitung von Substraten ist, die verwendet
wird, wenn sehr hohe Anforderungen an die herzustellenden Substrate
gestellt werden.
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Diese
Probleme sind durch die EP-A-0 448 782 gelöst worden.
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Bei
der bekannten Vorrichtung herrscht in einer Prozesskammer, wenn
diese geöffnet
wird, weiterhin ein verringerter Druck, da die Prozesskammeröffnung in
der Vakuumkammer der Vakuumschleuse endet, in der ein Vakuum aufrechterhalten
wird.
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Gemäß der Erfindung
ist der Antrieb in der Vakuumkammer der Vakuumschleuse aufgenommen,
wobei der Antrieb eine am Tisch befestigte Reihe von Magneten umfasst,
während
an den Wandungen der Vakuumschleuse mindestens eine elektromagnetische
Spule befestigt ist, wobei die Spule zur Erzeugung eines magnetischen
Wechselfelds an eine steuerbare Stromquelle angeschlossen ist, um den
Tisch zu bewegen.
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Da
der Antrieb des Tischs in der Vakuumkammer aufgenommen ist, sind
keine Vorkehrungen zur Durchführung
für eine
Rotationswelle oder eine axial bewegbare Stange in den Wandungen
der Vakuumkammer notwendig. Dies bietet erhebliche Vorteile. Tatsächlich sind
derartige vakuumdichte Vorkehrungen zur Durchführung im Allgemeinen kostspielig,
führen
oft zu Undichtigkeiten, sind verschleißanfällig und verursachen eine hohe
Reibung, die verhältnismäßig schwere
Motoren erforderlich macht und darüber hinaus die Geschwindigkeit
erheblich beschränkt,
mit welcher die Bewegung des Tischs durchgeführt werden kann. Letzteres
wiederum hätte einen
nachteiligen Einfluss auf die Bearbeitungskapazität der Vorrichtung.
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Durch
einen so gestalteten, im Inneren der Vakuumkammer angeordneten Antrieb
können äußerst hohe
Bewegungsgeschwindigkeiten erreicht werden. Hohe Bewegungsgeschwindigkeiten
führen zu
einer größeren Bearbeitungskapazität, was wiederum
zu einem geringeren Anschaffungspreis der Substrate führt.
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Eine
Schwierigkeit beim vakuumdichten Schließen der Deckel ist die Verformung
der Vakuumschleuse, insbesondere die Verformung von deren Wandungen.
Durch die herrschenden Druckunterschiede sind große Wandflächen erheblichen
Kräften
ausgesetzt und bereits eine leichte Biegung der Wandung, welche
die Zuführöffnung und
die Prozesskammeröffnungen
enthält,
kann zu einem undichten inneren oder äußeren Deckel führen. Um
diese Probleme zu lösen,
ist die Vorrichtung gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumschleuse
eine im Wesentlichen zylindrische Umfangswandung und zwei im Wesentlichen
flache Stirnwandungen hat, wobei in einer der Stirnwandungen die
mindestens eine Zuführöffnung und
die mindestens eine Prozesskammeröffnung vorgesehen sind und
die beiden Stirnwandungen durch einen zentralen Träger nahe
der zylindrischen Umfangswandung oder in der Mitte der Umfangswandung
miteinander verbunden sind.
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Die
zylindrische Stirnwandung hat selbst bereits eine Eigensteifigkeit
und außerdem
ist ihre Verformung unkritischer. Aufgrund des zentralen Trägers haben
die Stirnwandungen eine erhebliche Steifigkeit, so dass ihre Verformung
minimal ist, während sogar
eine Vielzahl von Zuführöffnungen
und Prozesskammeröffnungen
in der Stirnwandung vorgesehen sein können, um verschiedene Prozesskammern zu
montieren, oder um Zugangskanäle
für das Zuführen und
Entfernen von Substraten zu bilden. Die besonders hohe Steifigkeit,
welche eine derartige Donut-förmige Vakuumschleuse
aufweist, ist in Verbindung mit den Verschlussproblemen von großem Vorteil.
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Bei
einer solchen Gestaltung der Vakuumschleuse ist es besonders vorteilhaft,
wenn der Tisch eine im Wesentlichen kreisförmige Scheibe aufweist, die
drehbar auf dem zentralen Träger
und an oder nahe der zylindrischen Umfangswandung gelagert ist.
Wenn gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung in der zylindrischen Umfangswandung
zusätzlich eine
elektromagnetische Spule an gleichmäßig verteilten Umfangspositionen
angeordnet ist, kann der Tisch mit der vorstehend genannten Reihe
von Magneten, die nahe einer kreisförmigen Umfangswandung des Tischs
angeordnet sind, äußerst schnell
um 180 Grad gedreht werden. In dem nachstehend zu beschreibenden
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Substrate die Größe einer
CD oder DVD haben, kann eine solche Drehung um 180 Grad innerhalb
von 0,3 Sekunden durchgeführt
werden. Es versteht sich, dass eine solche Transportweise zu einer äußerst hohen
Kapazität
der Vorrichtung führt.
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Damit
der Tisch verschiebbar ausgestaltet sein kann, ist es wichtig, dass
der innere Deckel von der Wandung der Zuführöffnung oder der Prozesskammeröffnung wegbewegt
werden kann. Zu diesem Zweck ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der
mindestens eine innere Deckel mit dem Tisch so verbunden, dass er
in einer zum Tisch senkrechten Richtung bewegbar ist. Eine solche
Verbindung zwischen dem Tisch und einem inneren Deckel kann beispielsweise
eine Feder umfassen. Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann die Feder-Verbindung zwischen dem
oder jedem inneren Deckel und dem Tisch durch eine scheibenförmige Platte gebildet sein,
die eine zentrale Öffnung
aufweist, in der der innere Deckel aufgenommen wird, während die
scheibenförmige
Platte durch ihren äußeren Umfangsrand am
Tisch befestigt ist und in der scheibenförmigen Platte konzentrische,
kreissegmentförmige
Ausnehmungen vorgesehen sind, die eine Verschiebung der zentralen Öffnung relativ
zu dem äußeren Umfangsrand
in einer zur Ebene der Platte senkrechten Richtung ermöglichen,
während
der Rand der zentralen Öffnung
und der äußere Umfangsrand
genau parallel bleiben.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann an eine Prozesskammer eine Prozesskammerpumpe
angeschlossen sein. Mit einer solchen separaten Prozesskammerpumpe
kann in der Prozesskammer ein anderer Druck im Vergleich zu dem
in der Vakuumkammer herrschenden Druck erzeugt werden. Außerdem kann
die Prozesskammerpumpe zum Absaugen von Prozessgasen verwendet werden,
die während
der Bearbeitung der Substrate freigegeben werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
eignet sich für
verschiedene Verfahren. So kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
eine Prozesskammer zum Zwecke der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung
mit mindestens einer Plasmaquelle ausgestattet sein, oder mit mindestens einer
Quelle für
die physikalische Gasphasenabscheidung, oder mit Mitteln zur Durchführung der chemischen
Gasphasenabscheidung, oder mit Mitteln zum Tempern des Substrats.
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Optional
können
mehrere Prozesskammern mit der Vakuumschleuse verbunden sein, so
dass ein Substrat verschiedenen Bearbeitungsprozessen unterzogen
werden kann, ohne dafür
die Vakuumkammer verlassen zu müssen.
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Insbesondere
während
des Transports zwischen den verschiedenen Bearbeitungsprozessen, die
in den Prozesskammern durchzuführen
sind, ist es sehr wichtig, dass die Räume, in denen sich das Substrat
befindet, rein sind. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Substrate
entweder in der Vakuumkammer der Vakuumschleuse oder in einer Prozesskammer
sind, sind die Anforderungen, die an die Reinheit des Raumes gestellt
werden, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung
angeordnet ist, viel geringer, als bei der bisher bekannten Einzelsubstratbearbeitung,
die ausschließlich
in Reinräumen
durchgeführt
werden konnte.
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Da
die oder jede Zuführöffnung mit
einem inneren Deckel und einem äußeren Deckel
ausgestattet ist, muss lediglich beim Einlegen eines Substrats in
die Vakuumkammer der Raum zwischen dem inneren Deckel und dem äußeren Deckel
wieder auf den erforderlichen reduzierten Druck eingestellt werden. Das
Verfahren des Einlegens eines Substrats ist wie folgt:
Der
innere Deckel einer entsprechenden Zuführöffnung wird geschlossen, der äußere Deckel
wird geöffnet,
das zu bearbeitende Substrat wird auf den inneren Deckel, der als
Substratträger
dient, gelegt, der äußere Deckel
wird geschlossen und der innere Deckel wird geöffnet und nimmt dadurch das
Substrat mit. Nur das Volumen zwischen dem inneren Deckel und dem äußeren Deckel
muss wieder evakuiert werden. Der als Substratträger dienende innere Deckel
mit dem hierauf befindlichen Substrat kann anschließend rasch
zu der Prozesskammeröffnung transportiert
werden.
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Zur
Minimierung der Zeit, die benötigt
wird, um das gewünschte
Vakuum in der Vakuumkammer zu erzielen, nachdem ein neues Substrat
eingebracht wurde, ist es gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Raum,
der begrenzt ist durch einen Öffnungsrand
der mindestens einen Zuführöffnung und
den inneren Deckel und den äußeren Deckel,
wenn diese in einem geschlossenen Zustand sind, eine Dimensionierung
aufweist, die eng an die Dimensionierung des von der Vorrichtung
zu behandelnden Substrats angepasst ist, so dass das Raumvolumen,
das nach dem Schließen des äußeren Deckels
auf den gewünschten
reduzierten Druck nachgeregelt werden muss, minimal ist.
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Je
besser dieser Raum an die Dimensionierung des zu behandelnden Substrats
angepasst ist, um so kürzer
ist die Zeitdauer, die das Nachregeln der Vakuumkammer auf den gewünschten
reduzierten Druck in Anspruch nimmt. Eine solche kurze Zeitdauer
führt wiederum
zu einer größeren Bearbeitungskapazität, was hinsichtlich
der Kosten vorteilhaft ist.
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Um
eine Verunreinigung der Vakuumkammer durch die in der mindestens
einen Prozesskammer durchgeführten
Bearbeitungsprozesse zu verhindern, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
vorteilhaft, wenn eine Prozesskammeröffnung im Wesentlichen von
der Vakuumkammer aus mit einem inneren Deckel verschließbar ist.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus eine Anordnung aus einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche
und einer Transporteinrichtung für
das Zuführen
und das Entfernen von Substraten zu und aus einer Zuführöffnung der
Vakuumschleuse. Gemäß der Erfindung
ist die Transporteinrichtung der Anordnung mit mindestens einem
Trägerkopf
ausgestattet, der unter Verwendung eines Transportmechanismus verschiebbar
ist, um mit dem Substrat in Eingriff gebracht zu werden. Mit einer
derartigen Anordnung kann die Vorrichtung, ohne personell besetzt
zu sein, mit Substraten beladen werden und die bearbeiteten Substrate
können
aus der Vorrichtung entfernt werden, ohne dass die Vorrichtung personell
besetzt ist.
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Wenn
das zu bearbeitende Substrat eine zentrale Öffnung umfasst, wie etwa beispielsweise zur
Herstellung einer CD oder DVD, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
besonders vorteilhaft, wenn die Transporteinrichtung lose Klemmstücke umfasst,
die in die zentrale Öffnung
eines zu behandelnden Substrats klemmbar sind und das Klemmstück durch
den mindestens einen Trägerkopf eingreifbar
ist. Das Substrat kann dann zusammen mit dem Klemmstück in die
Vakuumkammer eingeführt
werden und dort mit dem Substrat während der Bearbeitungsprozesse,
denen das Substrat zu unterziehen ist, verbunden bleiben. Dabei
ist es bevorzugt, wenn das Klemmstück aus magnetisierbarem Material
gefertigt ist und in dem mindestens einen Trägerkopf eine elektromagnetische
Spule angeordnet ist, wobei die Spule an eine steuerbare Stromquelle
angeschlossen ist, die zum Halten des Klemmstücks und damit des Substrats
in der Spule ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das eine anziehende
Wirkung auf das Klemmstück
ausübt.
Daher kann das Substrat auf sehr einfache Weise aufgenommen und von
dem Trägerkopf
zugeführt
werden.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann das Klemmstück einen scheibenförmigen Teil umfassen,
der als innere Maske zur Abschirmung des zentralen Teilbereichs des
Substrats während der
Bearbeitung in der Prozesskammer dient.
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Wenn
ein loses, magnetisierbares Klemmstück verwendet wird, kann optional
in dem oder jedem inneren Deckel der Vakuumschleuse ein Permanentmagnet
angeordnet sein, wobei der Permanentmagnet eine anziehende Wirkung
auf das Klemmstück
ausübt.
Folglich kann ein sicheres und zentriertes Auflegen des Substrats
auf den inneren Deckel vorgenommen werden.
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Um
die Anzahl von Vorgängen
beim Schließen
einer Zuführöffnung zu
begrenzen und damit die zum Einbringen eines Substrats in die Vakuumkammer
benötigte
Zeit zu minimieren, ist es gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Trägerkopf
der Transporteinrichtung auch den äußeren Deckel trägt.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer erläutert.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Vakuumschleuse mit zwei Prozesskammern,
die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Sputter-Prozesskammern ausgestaltet sind.
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2 zeigt
eine Draufsicht des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels;
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3 zeigt
einen Schnitt nach der Linie III-III aus 1;
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4 zeigt
eine Draufsicht der in den 1–3 dargestellten
Vakuumschleuse, bei der die Sputter-Prozesskammern weggelassen wurden;
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5 zeigt
einen Schnitt nach der Linie V-V aus 4;
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6 zeigt
einen Schnitt des in der Vakuumschleuse befindlichen Tischs nach
der Linie VI-VI aus 7;
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7 zeigt
eine Draufsicht des in 6 dargestellten Tischs;
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8 zeigt
eine Draufsicht der Verbindungsfeder mittels welcher der innere
Deckel mit dem Tisch verbunden ist;
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Transporteinrichtung, die für das Zusammenwirken
mit einer Vakuumschleuse, wie in den 1–3 dargestellt,
bestimmt ist.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Klemmstücks;
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines äußeren Deckels
mit einem daran befestigten Klemmstück; und
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12 zeigt
eine Draufsicht des in 11 dargestellten Deckels.
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Die 1–3 zeigen
ein Ausführungsbeispiel
einer Vakuumschleuse 1 mit zwei darauf montierten Prozesskammern 2, 3,
wobei der Deckel der Prozesskammer 2 in einer geöffneten
Stellung und der Deckel der Prozesskammer 3 in einer geschlossenen
Stellung dargestellt ist. Die dargestellten Prozesskammern sind
dazu vorgesehen, dass in ihnen ein Sputter-Verfahren durchgeführt wird.
Ein solches Verfahren ist an sich bekannt und muss hier nicht genauer
erläutert
werden. Ferner zeigt 1 einen Pumpenabschnitt 4,
mittels welchem in der Vakuumschleuse und den Prozesskammern 2, 3 ein
Vakuum erzeugt werden kann. Unter "Vakuum" sei hier ein Druck verstanden, der
für die
Durchführung
eines Sputter-Verfahrens geeignet ist. Die Figur zeigt ferner deutlich,
dass die Vakuumschleuse 1 mit einer oberen Wandung 5 und
einer zylindrischen Umfangswandung 6 ausgestattet ist.
In der oberen Wandung 5 sind zwei Zuführöffnungen 7 vorgesehen,
um ein Substrat durch jene Zuführöffnungen
auf einem Substratträger
zu platzieren. Darüber
hinaus ist die obere Wandung 5 mit zwei in den 4 und 5 besser sichtbaren
Prozesskammeröffnungen 8 ausgestattet.
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3 zeigt
das Innere der Vakuumschleuse 1. Deutlich sichtbar sind
die obere Wandung 5, die zylindrische Umfangswandung 6 und
die in der oberen Wandung vorgesehene Zuführöffnung 7 für das Zuführen eines
Substrats zu der Vakuumschleuse 1 und das Entfernen derselben.
Ferner ist in der oberen Wandung eine Prozesskammeröffnung 8 sichtbar,
in der eine sogenannte äußere Maske 9 angeordnet
ist. Die Zuführöffnung 7 ist
mit einem äußeren Deckel 10 verschließbar, der
in den 9, 11, 12 dargestellt
ist. Darüber
hinaus ist die Zuführöffnung 7 mit einem
inneren Deckel 11 verschließbar. Die inneren Deckel 11 sind
in einem im Wesentlichen scheibenförmigen Tisch 12 aufgenommen,
der in den 6 und 7 genauer
dargestellt ist. Die Vakuumschleuse 1 und insbesondere
deren Wandungen begrenzt/begrenzen eine Vakuumkammer 13,
in der ein gewünschter
reduzierter Druck herrscht. Der scheibenförmige Tisch 12 ist
in der Vakuumkammer 13 mittels Lager 14, 15 drehbar
gelagert. Das innere Lager 14 liegt auf einem zentralen
Träger 16 auf,
der die obere Wandung 5 der Vakuumschleuse mit der Bodenwandung 17 der
Vakuumschleuse 1 verbindet. Durch diesen zentralen Träger 16 hat
die obere Wandung 5 eine erhebliche Steifigkeit, die eine
Verformung der oberen Wandung 5 unter dem Einfluss der unterschiedlichen
Drücke
verhindert.
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5 zeigt
deutlicher die Weise, in der der Tisch 12 in der Vakuumschleuse 1 aufgenommen
ist und wie die inneren Deckel 11 mit dem Tisch 12 verbunden
sind. In 6 ist diese Verbindung ebenfalls deutlich
dargestellt. Der innere Deckel 11 ist mit dem Tisch 12 so
verbunden, dass er bezogen auf diesen Tisch 12 in einer
Richtung senkrecht zu der Ebene des Tischs 12 verschiebbar
ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist diese Verbindung durch eine Feder-Verbindung 18 gebildet,
die in 8 in Draufsicht dargestellt ist. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist die Feder-Verbindung 18 als eine scheibenförmige Platte 18 mit
einer zentralen Öffnung 19,
in der der innere Deckel 11 aufgenommen wird, ausgestaltet.
Die scheibenförmige
Platte 18 ist durch ihren äußeren Umfangsrand 20 an
dem Tisch 12 befestigt. In der scheibenförmigen Platte 18 sind konzentrische,
kreissegmentförmige
Ausnehmungen 21 vorgesehen, die eine Verschiebung der zentralen Öffnung 19 relativ
zu dem äußeren Umfangsrand 20 in
einer zur Ebene der Platte 18 senkrechten Richtung ermöglichen,
während
der Rand 22 der zentralen Öffnung 19 und der äußere Umfangsrand 20 genau parallel
bleiben. Darüber
hinaus zeigt 5 deutlich, dass die elektromagnetischen
Spulen 23, 24 in der oberen Wandung 5 um
die Zuführöffnung 7 und
die Prozesskammeröffnung 8 angeordnet
sind. Weiterhin ist deutlich sichtbar, dass an den inneren Deckeln 11 ein
Verschlussring 25 angeordnet ist, der sich längs des
Umfangs des inneren Deckels 11 erstreckt. Dieser Verschlussring 25 ist
aus magnetisierbarem Material gefertigt. Die elektromagnetischen Spulen 23, 24 sind
an eine steuerbare Stromquelle angeschlossen, die zum Zwecke des
Schließens
des inneren Deckels 11 in der Spule 23, 24 ein
elektromagnetisches Feld erzeugen kann, das eine anziehende Wirkung
auf den Verschlussring 25 ausübt. Bei Erregung der elektromagnetisch
Spulen 23, 24, wird der Verschlussring 25 nach
oben gegen die obere Wandung 5 der Vakuumschleuse 1 gezogen.
Wenn die Erregung der elektromagnetische Spulen 23, 24 beendet
wird, wird sich der innere Deckel 11 durch den von dem äußeren Luftdruck
auf ihn ausgeübten Druck
automatisch öffnen.
In 7, ist der scheibenförmige Tisch 12 in
Draufsicht dargestellt. Deutlich sichtbar ist, dass der Tisch mit
einer zentralen Öffnung 26 ausgestattet
ist, in der das innere Lager 14 angeordnet ist. In einer
Draufsicht ist darüber
hinaus deutlich sichtbar, dass der Tisch 12 mit vier inneren Deckeln 11 ausgestattet
ist. Die Verschlussringe 25 und eine Reihe von Permanentmagneten 27 sind ebenfalls
deutlich dargestellt. Die Permanentmagneten 27 sind im
Wechsel mit der Magnetfeldrichtung in entgegengesetzten Richtungen
angeordnet. 5 zeigt zwei von drei in der
Vakuumschleuse 1 befindlichen elektromagnetischen Spulen 28,
wobei die Spulen 28 mit der Bodenwandung 17 der
Vakuumschleuse verbunden sind. Die Spulen 28 sind zur Erzeugung
eines magnetischen Wechselfelds an eine steuerbare Stromquelle angeschlossen, um
den Tisch 12 zu bewegen, insbesondere zu drehen. Da der
Antrieb des Tischs 12, der durch die Reihe von Permanentmagneten 27 gebildet
ist, und die Spulen 28 in der Vakuumkammer 13 der
Vakuumschleuse 1 aufgenommen sind, müssen keine Vorkehrungen zur Durchführung beweglicher
Teile in die Wandungen der Vakuumschleuse eingearbeitet werden.
Dies ist von großem
Vorteil hinsichtlich der Instandhaltung und der Vakuumtechnik. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
kann der Tisch 12 in 0,3 Sekunden um 180 Grad gedreht werden.
Die 3, 5 und 6 zeigen
ferner deutlich einen Codierring 29. Dieser Codierring
wirkt mit einem Encodersensor (nicht dargestellt) zusammen, der
in dem zentralen Träger 16 der
Vakuumschleuse 1 angeordnet ist. Durch den Codierring 29 und
den Encodersensor ist die Position des Tischs 12 in der
Vakuumkammer 13 jeweils bekannt.
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9 zeigt
eine Montageplatte 30, die mit einer Öffnung 31 versehen
ist, in welche die Vakuumschleuse 1 eingebaut werden kann.
Mit der Montageplatte 30 ist eine Transporteinrichtung 32 verbunden. In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist diese Transporteinrichtung 32 als ein um eine Mittelachse 33 drehbarer
Stern aus Armen 34 ausgestaltet. An den Enden dieser Arme 34 sind
die äußeren Deckel 10 aufgehängt, die
dazu dienen, die Zuführöffnungen 7 der
Vakuumschleuse 1 zu schließen. Wenn die äußeren Deckel 10 in
einer Zuführoffnung 7 der
Vakuumschleuse 1 angeordnet sind und wenn außerdem der
innere Deckel 11 der entsprechenden Zuführöffnung 7 in einer
geschlossenen Stellung ist, weist der Raum, der begrenzt ist durch
den Öffnungsrand 35 der
Zuführöffnung 7 und
den inneren Deckel 11 und den äußeren Deckel 10 eine
solche Dimensionierung auf, dass das zu bearbeitende Substrat knapp
darin aufgenommen werden kann, so dass das Raumvolumen, das nach dem
Schließen
des äußeren Deckels auf
den gewünschten
reduzierten Druck nachgeregelt werden muss, minimal ist. Der äußere Deckel 10, der
in den 11 und 12 genauer
dargestellt ist, ist mit einem Trägerkopf 36 zum Eingreifen
in das Substrat ausgestattet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
weisen die Substrate eine zentrale Öffnung auf und sind diese Substrate
insbesondere zur Herstellung einer CD oder DVD vorgesehen. Die Transporteinrichtung 32 umfasst
lose Klemmstücke 37,
die lösbar
mit dem Trägerkopf 36 verbunden
sind und die in die zentrale Öffnung
eines zu behandelnden Substrats klemmbar sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Klemmstück 37,
das in 10 genauer dargestellt ist,
aus magnetisierbarem Material gefertigt. Die Trägerköpfe 36 sind jeweils
mit einer elektromagnetischen Spule 38 ausgestattet, die
an eine steuerbare Stromquelle angeschlossen ist, die zum Halten
des Klemmstücks
und damit des Substrats in der Spule ein elektromagnetisches Feld
erzeugt, das eine anziehende Wirkung auf das Klemmstück 37 ausübt. Das
Klemmstück 37 umfasst
weiterhin einen scheibenförmigen
Teil 38, der als innere Maske zur Abschirmung des zentralen Teilbereichs
des Substrats während
der Bearbeitung in der Prozesskammer 2, 3 dient.
Die inneren Deckel 11 weisen Permanentmagnete 39 auf,
um das Klemmstück 37 zur
zentrierten Halterung eines Substrats auf dem inneren Deckel 11 festzuklemmen.
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Die
Betriebsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Mithilfe der Transporteinrichtung 32 wird
ein Substrat, das mit einem Klemmstück 37 bestückt worden ist,
aufgenommen und zu der Zuführöffnung 7 der
Vakuumschleuse 1 transportiert. Als Nächstes wird der äußere Deckel 10 mittels
der Transporteinrichtung 32 in die Zuführöffnung abgesenkt. Das Substrat
befindet sich in dem spielfrei anliegenden Raum, der durch den äußeren Deckel 10,
den inneren Deckel 11 und den Umfangsrand 35 der
Zuführöffnung 7 begrenzt
ist. In dieser Phase werden die elektromagnetischen Spulen 23 erregt,
so dass der Verschlussring 25 des entsprechenden inneren
Deckels 11 an den Spulen 23 anliegt und der innere
Deckel 11 in einem geschlossenen Zustand ist. Danach wird
die Erregung der Spulen 23 beendet, so dass der innere
Deckel 11 sich unter dem Einfluss des in dem erwähnten Raum
herrschenden Drucks öffnet.
Der innere Deckel ist jetzt in der Ebene unter der oberen Wandung 5 der
Vakuumschleuse 1. Dann können die elektromagnetischen
Spulen 28 des Antriebs des Tischs 12 erregt werden,
um den Tisch 12 zu drehen und den entsprechenden inneren
Deckel 11 unter die Prozesskammeröffnung 8 zu bringen.
Die Position des Tischs 12 wird durch den Codierring 29 mit
dem zugeordneten Encodersensor genau gemessen. Wenn der entsprechende
innere Deckel 11 sich unter der Prozesskammeröffnung 8 befindet,
werden die dort befindlichen Schliessspulen 24 erregt und
der innere Deckel 11 wird gegen die obere Wandung 5 der
Vakuumschleuse gezogen. Als Nächstes
kann das auf dem inneren Deckel 11 angeordnete Substrat
in der Prozesskammer 2, 3 einer Behandlung unterzogen werden.
Nach Beendigung des Bearbeitungsprozesses kann die Erregung der
Schliessspulen 24 beendet werden und der Tisch 12 kann
gedreht werden, so dass der entsprechende innere Deckel zu einer anderen
Prozesskammeröffnung
gebracht werden kann, um dort einer weiteren Behandlung unterzogen zu
werden, oder um den entsprechenden inneren Deckel 11 zu
einer Zuführöffnung 7 zu
bringen, um das Substrat aus der Vakuumschleuse 1 zu entfernen. Zum
Zwecke des Entfernens des Substrats, werden die Schliessspulen 23,
die sich um die entsprechende Zuführöffnung 7 erstrecken,
wieder erregt, wonach der zwischen dem äußeren Deckel 10 und
dem inneren Deckel 11 angeordnete Raum belüftet wird, so
dass Umgebungsdruck darin herrscht. Wenn das der Fall ist, kann
der äußere Deckel 10 mithilfe
der Transporteinrichtung 32, angehoben und dadurch das
Substrat mitgenommen werden. Das Substrat kann anschließend von
der Transporteinrichtung 32 einer anderen Position zugeführt werden,
indem die Erregung der elektromagnetischen Spule 38 in
dem Trägerkopf 36 beendet
wird.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt ist,
sondern dass verschiedene Veränderungen
im Rahmen der Erfindung, wie sie durch die Patentansprüche definiert
ist, möglich
sind. So kann in der Prozesskammer anstelle eines Sputter-Verfahrens ein anderer
Bearbeitungsprozess durchgeführt
werden, wie etwa beispielsweise eine andere Form der physikalischen
Gasphasenabscheidung (PVD), der chemischen Gasphasenabscheidung
(CVD), der plasmaunterstützten
chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD), Tempern oder dergleichen.
Optional kann eine Prozesskammer eine separate Prozesskammerpumpe
haben, die an sie angeschlossen wird, um Gase aus der Prozesskammer
abzusaugen, die während
des Bearbeitungsprozesses zugeführt werden
oder entstehen. Optional kann auch zwischen einer Prozesskammer
und der Vakuumkammer 13 eine Bypassleitung mit einer Verengung
integriert werden, die steuerbar sein kann, oder auch nicht, um
während
des Behandlungsprozesses einen Druckunterschied zwischen der Prozesskammer
und der Vakuumkammer 13 aufrechtzuerhalten. Unter diesen
Bedingungen kann eine separate Prozesskammerpumpe gegebenenfalls
weggelassen werden. Es versteht sich weiterhin, dass mit der oben
beschriebenen Vorrichtung und der oben beschriebenen Anordnung aufeinanderfolgend
unterschiedliche Verfahren durchgeführt werden können. Zu
diesem Zweck ist es offensichtlich erforderlich, dass unterschiedliche
Prozesskammern mit der Vakuumschleuse verbunden sind.