JP3734843B2 - 真空処理装置及びディスク状加工物の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は真空表面処理の間に加工物をマスキングする方法であってメモリプレート形成のような円形ディスク状の加工物の中央および/または周辺領域を被覆する方法に関し、さらに排気可能なチャンバ装置と、加工物をチャンバ装置内へ移送しチャンバ装置を通過させ、且つチャンバ装置から出るように移送する移送手段とを備えた、加工物の表面処理のための、特にCDまたはメモリプレート製造の場合のように円形ディスク状の加工物の中央および/または周辺領域を被覆するための真空処理装置に関するものである。
【0002】
非反応性あるいは反応性の真空プロセスによって、例えばエッチングや、グロー放電に補助されるまたは補助されない物理的・化学的コーティング方法によって加工物の表面処理をする場合に、実施される一つまたは複数の処理プロセスやその作用から処理すべき表面の領域を保護することが必要になることが多い。本発明が特に関係するが、限定するものではない代表的な例は、例えばCD、磁気メモリプレート、磁気・光学的メモリプレートのようなメモリプレートを製造または処理する場合のような、円形ディスク状加工物の表面処理である。
【0003】
【従来の技術】
こうするために、それぞれ処理ステーションにおいて、上述した円形ディスク状プレートの例えば中心および周辺領域にマスキング(遮蔽)機構を固定的に取り付けることが知られている。この時、マスキング機構は各処理プロセスにさらされるので、規則的に変えられなければならない。そのためには、通常、各処理装置または少なくとも該当する処理ステーションを標準大気に触れさせなければならず、それによって再調節とそれに伴う長い停止時間とが必要となる。
【0004】
さらに、上述したマスキング機構をそれぞれ処理装置内で処理される加工物に固定的に対応させること、すなわちマスキング薄板などを加工物支持体に取り付けること、および加工物支持体が加工物と共に処理装置を通して案内されるように処理装置内で可動であることは当業者には公知である。しかし、この場合もマスクの交換には装置の開放とそれに伴う長い停止時間および再調節時間とが必要である。
【0005】
米国特許第4857160号により、加工物が真空処理領域内にエアロックを介して挿入される場合に標準大気領域内で用意されたマスクをその加工物へ取り付けて、加工物が処理されて真空処理領域からエアロックを介して取り出されるとすぐにマスクを加工物から取り外すことが知られている。この方法では、必然的にいずれかの時点で標準大気から処理真空雰囲気内へ挿入すべき加工物だけでなく、それに加えてマスキング機構も標準大気から処理真空雰囲気内へ加工物と同一のサイクルで挿入されるので、きわめて不都合である。なぜなら、付加的な重大な汚染源がエアロックを介して処理真空雰囲気内へ入ってしまうことになり、それによってさらにガス抜き時間ないしは条件調節時間が必要となるからである。
【0006】
ドイツ特許第OS3912297号からは、マスキング機構をスパッタステーションに対して固定的に配置し、且つそれをそれぞれ処理ステーション内に移動せしめられた加工物上へ軸方向に下降させるか、またはそこから上昇させることが知られている。この場合、マスキング機構は真空処理雰囲気内に留まるが、その一方で上述したように、使用済みのマスキング機構を交換するためには、装置全体でなくても少なくとも該当する処理ステーションを停止しなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上述した欠点をなくすことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明によれば、ディスク状加工物の表面処理用の真空処理装置であって、遷移開口を介して互いに通じる少なくとも二つの真空チャンバを具備し、上記二つの真空チャンバのうち第一真空チャンバは第一移送装置を有すると共に更なる開口によって表面処理ステーションに通じ、上記第一移送装置はディスク支持具を有し、該ディスク支持具は上記ディスク状加工物のディスク表面のうちの第一表面が上記支持具上に位置している状態で上記ディスク状加工物を収容し、上記ディスク状加工物のディスク表面のうちの第二表面は上記ディスク状加工物が上記第一移送装置によって表面処理位置に移送されたときに上記更なる開口に曝され、上記二つの真空チャンバのうち第二真空チャンバは第二移送装置を有し、上記遷移開口に近接し且つ該遷移開口と整列したマスク取付・取外し装置を更に具備し、該マスク取付・取外し装置は、各ディスク状加工物が上記表面処理位置に向かって移送される前に少なくとも一つのマスクを上記ディスク状加工物の上記第二表面に取付け、上記ディスク状加工物が第一移送装置により上記表面処理位置から遷移開口へ移送せしめられるときに上記ディスク状加工物の第二表面からマスクを取外し、そして該取外されたマスクを上記表面処理位置へ移送すべき次のディスク状加工物の第二表面に取付けるように作動する、真空処理装置が提供される。
【0009】
第2の発明によれば、第1の発明において、上記マスク取付・取外し装置は上記第一移送装置および第二移送装置と協動せしめられる。
【0010】
第3の発明によれば、第1の発明において、上記マスク取付け・取外し装置は、上記マスクを次のディスク状加工物の第二表面および第一真空チャンバ内の第一移送装置に取付け、第一真空チャンバ内の上記第一移送装置からマスクを取り外すように形成される。
【0011】
第4の発明によれば、第3の発明において、上記マスク取付・取外し装置は、上記第二真空チャンバ内に配設され、上記マスクを上記第一真空チャンバ内の第一移送装置から受け取り且つ上記第一真空チャンバ内の移送装置にマスクを再び取付けるための処理具を有する。
【0012】
第5の発明によれば、第1の発明において、上記マスク取付・取外し装置は、磁力により上記マスクを扱うために少なくとも一つの電磁石を具備する。
【0013】
第6の発明によれば、遷移開口を介して互いに通じる少なくとも二つの真空チャンバを具備すると共にこれら真空チャンバのうちの第一真空チャンバが第一移送装置を有する真空処理装置を用いたディスク状加工物の製造方法であって、ディスク状加工物の表面の表面処理工程を含むディスク状加工物の製造方法において、遷移開口を介して第二真空チャンバから第一真空チャンバにディスク状加工物を移送し、上記ディスク状加工物のディスク表面のうち第一表面が上記第一移送装置のディスク支持具上に位置するように上記ディスク状加工物をディスク支持具に収容する工程と、上記遷移開口に近接し且つ該遷移開口と整列したマスク取付・取外し装置によって該ディスク状加工物の第二表面に少なくとも一つのマスクを取付ける工程と、上記第一移送装置によって上記第一真空チャンバ内のディスク状加工物を遷移開口から表面処理位置へ移送する工程と、上記表面処理位置において上記ディスク状加工物の第二表面を表面処理ステーションに通じる更なる開口に曝して、上記マスクが取付けられた状態で上記ディスク状加工物の第二表面を処理する工程と、上記第一移送装置によって上記処理されたディスク状加工物を表面処理位置から遷移開口へ移送する工程と、上記マスク取付・取外し装置を用いて、上記処理されたディスク状加工物を第一移送装置によって上記遷移開口へ移送させるときに上記ディスク状加工物の第二表面から上記少なくとも一つのマスクを取外すと共に該取外されたマスクを上記表面処理位置へ移送させるべき次のディスク状加工物の第二表面に取付ける工程とを具備する。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示した実施例を用いて本発明を説明する。
まず、図1、2を用いて、本発明の方法を含む現在の好ましい装置構成について説明する。図1は、概要を示すために図2よりもずっと概略化されている。図1および図2において同一の参照番号を用いた。
【0020】
装置には第一のチャンバ1と第二のチャンバ2とが設けられており、これらチャンバは連結開口部4を介して互いに連通する。緩衝室として形成された第一のチャンバ1は供給または取出し用の開口部6(エアロック開口部)を有し(図2(a))、この開口部6は駆動操作される供給・閉鎖操作部材8によって密封閉鎖可能である。第一のチャンバ1のハウジングの中央に軸承されるように回転駆動装置10が設けられ、この回転駆動装置10は駆動軸12を介して回転コンベア(Karussell)14を駆動する。回転コンベア14には上方支持体プレート16が設けられ、この上方支持体プレート16には板ばね18(図2(b)も参照)を介して円形ディスク状の加工物22を収容する収容部材20が取り付けられる。収容部材20は、板ばね18に懸架されることにより、図1に符号S1で示したように径方向外側に弾性的に撓むことができる。
【0021】
回転コンベア14に設けられた八つの収容部材20は、特に図2(b)から明らかなように、ほぼフレームとして形成される。収容部材20には、加工物22の延長面に対して垂直な方向にある差込み開口部24と、この差込み開口部24上で加工物22を固定するように舌片状に作用する固定機構26(展望上の理由から図2(b)にのみ記載)とが設けられる。板ばね18が端縁側に配置される(図2(b))ことにより、差込み開口部24は露出せしめられる。
【0022】
加工物(ここではメモリプレート)22には中央開口部28が形成される。回転コンベア14を歩進的に回転させることにより、収容部材20が順次、第一のチャンバ1の開口部4および6上へ回転せしめられる。
【0023】
特に図2(a)に明示したように、第一のチャンバ1内の回転コンベア14の軸線A14上に上方支持体16に対向して軸受台(ブロック)29が第一のチャンバ1のハウジングに固定的に取り付けられ、この軸受台29には例示した二つの開口部4および6と整列して互いに独立して径方向に伸縮可能な二つの皿部30aおよび30bが配置される。皿部30a、30bの駆動機構は蛇腹32a、32bによって真空技術的に密封または被包される。図1に概略的に図示したように、空気式の制御パイプ34aまたは34bが軸受台29内へ導入される。さらに図1に参照番号36で概略的に図示したように、第一のチャンバ1にはチャンバの条件調節のためのポンプスリーブ36が設けられ、場合によってはガススリーブも設けられる。
【0024】
第一のチャンバ1において実現される加工物用の複数の収容部材20を有する回転コンベアと径方向に作用する皿部30との原理によって、図から明らかなように、設けられた開口部を介して処理中の数より多くの数の加工物がこのチャンバ内に保持され、それによって、上述した開口部に関連して未処理の加工物がこのチャンバ内で条件調節され、特にガス抜きされることが可能であるという大きな利点を得ることができる。このことをヒーティングによってまたは他の公知の前処理によって支援してもよい。
【0025】
さらに、上述した開口部に関する加工物の取扱いが、加工物が回転コンベアによって第一のチャンバ1内で回転せしめられる平面と同一の平面内で行われることに利点がある。それによって、第一のチャンバ1とその開口部に配置された他のチャンバとを有する装置全体を、他のチャンバが移送・分配チャンバであっても、処理チャンバまたはエアロックチャンバであっても、モジュラー構造として径方向にコンパクトに、必要な場合には平坦に形成することができるようになる。
【0026】
もちろん、第一のチャンバ1に二つより多くの開口部を設け、それに応じて皿部30を配置して径方向に操作することも可能である。その場合でも、回転コンベア14を極めて容易に駆動することができ且つ皿部30を固定的な中心部から径方向に操作するように駆動することができることにより簡単な構造を保つことができ、従ってこの駆動も回転運動と軸方向運動とを組み合わせた場合よりもずっと容易である。さらに、原則的には、この簡単な構造を保ったままで、軸受台29を回転コンベア14からは独立して皿部30と共に軸線A14周りで回転駆動させることも全く可能である。こうすることで、より少ない皿部30で多数の開口部を操作することができるようになる。このことは特に、開口部を気密に閉鎖する必要がない場合、例えば使用目的を果たすためには拡散ギャップシール(Diffusionsspaltdichtungen)による密封で十分な場合に行われる。
【0027】
ここで説明した実施例では、開口部6の開口領域は加工物を出し入れするための本来の供給・取出しエアロックとして作用する。第一のチャンバ1は、外気から供給された加工物が開口部4を介して上述した方法で処理ステーションへ移送される前に、この加工物を条件調節するために用いられる。
【0028】
次に第一のチャンバ1の上述した構造において、本来はエアロックとして形成された開口部6を通して加工物を供給および取り出す案内機能について説明する。
【0029】
皿部30aが戻されて、供給・閉鎖操作部材8がシール38によって密封閉鎖された時に、回転コンベア14を図2(a)において符号S2で示した方向へ回転させることによって、例えば処理済みの加工物を有する収容部材20が開口領域へ回動せしめられる。その後、皿部30aによって、板ばね18の作用に抗して収容部材20がシール40によって密封されて第一のチャンバ1の壁へ当接せしめられる。この時、収容部材20と皿部30aとの間の不図示のシールによって開口部6が第一のチャンバ1に対して真空密に仕切られることが保証される。
【0030】
図2(b)にS3で示したように操作タペットが作用することによって固定機構26が緩められた後に、加工物22が収容部材20から供給・閉鎖操作部材8によって例えば磁気的、空気的または機械的に取り出される。この時、収容部材20を介して第一のチャンバ1の壁に接するように皿部30aの密封閉鎖を維持したまま供給・閉鎖操作部材8が引き下ろされ、そして処理済みの加工物が供給・閉鎖操作部材8から取り出され、その後新しく処理すべき加工物が供給される。皿部8が新しく処理すべき加工物と共に再び密封閉鎖され、固定機構26が自由になっている収容部材20に新しく処理すべき加工物が取り付けられ、その後皿部30aが図2に点線で示した戻り位置へ移動せしめられる。そして、回転コンベアがS2方向に1ストロークだけ自由に回転せしめられる。
【0031】
第一のチャンバ1内の雰囲気に関して最大限の純度が必要とされる場合には、42で示したように(図2(a))、ポンプスリーブを介して開口部6をポンプ42と連結させることができる。しかしエアロックとして作用する開口部6の領域の容積が極端に小さいので、第一のチャンバ1の容積に対する開口部6の領域内の容積によって与えられる希釈比は、第一のチャンバ1内の雰囲気のほぼ十分な純度を保証するのに十分である。
【0032】
上述したように、供給・閉鎖操作部材8を移送皿部として形成して、開口部6にフランジ止めされた他のチャンバの移送機構の一部としてもよいし、また、他の種類の移送機構が開口部6を通して加工物を回転コンベア14に供給・取出しをすることができるようにしてもよい。さらに、例えば径方向位置Bに取出しエアロックを設けて、例えば開口部6に関して説明したのと同様に構成してもよく、こうすることにより異なる二つの領域で加工物を第一のチャンバ1に供給し、且つこのチャンバ1から再び取り出すことが容易に可能となる。
【0033】
上述したように、二つより多い皿部30を設けて、第一のチャンバ1内に設けられた対応する数の開口部を操作させてもよく、極端な場合には収容部材20と同数の皿部を設けてもよい。
【0034】
図2(a)に明示したように、加工物を第一のチャンバ1内に供給してから処理ステーションへ送り出すまでの移送路は、加工物が処理ステーションから第一のチャンバ1内に戻ってからこの加工物を第一のチャンバ1から送り出すまでの移送路よりも非常に長い。原則的には、第一のチャンバ1が処理前に加工物の条件調節をする条件調節チャンバとして使用される場合、挿入/排出開口部が図2(a)に図示したようであっても、例えば挿入/排出エアロックと組み合わされても、処理すべき加工物をその収容開口部から排出開口部まで移送する加工物移送路は、処理済みの加工物をその収容開口部から排出開口部まで移送する移送路よりも長く選択される。こうすることで処理すべき加工物が第一のチャンバ1内に滞留する滞留時間は従来のチャンバよりも長くなり、その間に加工物は水蒸気およびガスを放出することができるようになる。従って、加工物は後に続く処理行程のために準備(条件調節)される。このことは特に、例えば通常メモリプレートに使用されるプラスチックなど、大きなガス吸着性または水分吸着性を有する材料の場合に重要である。これは、プロセスステーションにおいて加工物が強すぎるガス放出をすることが許容できないからであり、すなわちそれによって加工物のコーティングが使用不可能になる恐れがあるからである。
【0035】
次に、第二のチャンバ2について、およびその第一のチャンバ1との相互作用について説明する。
第二のチャンバ2内には例えば六つの移送アーム46を有する移送スター(星形部)44が設けられ、移送スター44は駆動装置48によって軸50を介して回転駆動される。移送アーム46の端部には真空密に封入された駆動機構によって径方向に前進および後退駆動可能な皿部52が固定的に配置される。皿部52は開口部4を介して第一のチャンバ1に向かうように、且つ一つあるいは複数の付加的な開口部54に向かうように回転可能である。開口部54には図示した実施例に示したように、一つまたは複数の処理ステーションおよび/または他の移送チャンバまたはエアロックチャンバを配置することができる。図示した実施例では、一つの処理チャンバ56が設けられる。
【0036】
次に加工物を第一のチャンバ1から第二のチャンバ2へ移送することについて考える。加工物はその表面処理のために開口部4の下流、すなわち加工物の移動方向において開口部4の後方の処理位置において、所望の表面領域を被覆されなければならない。メモリプレートの場合には、処理のために開口部28周りの中心領域とその周辺領域とを処理ステーションの少なくとも一つにおいて覆わなければならない。
【0037】
後述する方法で、ルーズに(緩く)供給されるマスキング部材による中央のマスキングによってそれぞれ加工(処理)すべき加工物が保護され、マスキング部材は後述するように処理前に加工物に取り付けられ、処理後に加工物から取り外される。加工物の処理後に皿部52上へ戻された加工物に取り付けられたマスキング機構58は、開口部4の領域で処理済みの加工物から取り外されて、第二のチャンバ2内で皿部52上に新たに載置された加工物に取り付けられ、この加工物はその後に移送スター44の回転によって処理位置へ送られる。そのために、第一のチャンバ1の回転しない皿部30bの中央には永久磁石が配置される。
【0038】
上述したようなディスク状の加工物22は、図1に示した開口部4に対向する位置へ、例えば図2(a)に示した回転方向S4に移動せしめられる。該当する皿部52はシール62によって開口部4の周縁に密着せしめられる。好ましくは永久磁石である磁石64によって保持されながら皿部52上で送られる加工物22は、皿部52によって開口部4内へ移動せしめられる。軸50または軸線A44周りで皿部52が回転運動する間、加工物のない収容部材20、すなわち空の収容部材20は開口部4上に位置決めされる。この時、皿部30bはこの空の収容部材20をシール66とシール68とを介して開口部4の第一のチャンバ1側の周縁に押圧するので、移送スター44が回転運動をしている間、両チャンバ1と2とは気密に、場合によっては真空密に分離される。
【0039】
皿部52がシール62によって第二のチャンバ2の側からこの両チャンバ間の分離を保証する位置へ移動せしめられると、皿部30bの電磁石60が能動化せしめられ、皿部30bの引きつけによって磁気材料からなるマスキング機構58が皿部30bに保持され、そして加工物22と皿部52との係合が解除される。図1において参照番号70で概略的に図示したように、タペットを操作することによって、図2(b)に示した固定機構26が収容部材20内で処理済みの加工物22を把持する。磁気的に皿部30bに固定されたマスキング機構58と共に皿部30bが後方へ戻された後に、回転コンベア14が一ストロークだけS2方向へさらに回動せしめられ、それによってまだ処理されていない加工物が装填された収容部材20が開口部4上へ回動せしめられる。この時、マスキング機構58から解放された処理済みの加工物は対応する収容部材20と共に図2に示した角度位置Bにある。そして、マスキング機構58と共に皿部30bが前進することによって、マスキング機構58は新たに送られた加工物22に取り付けられる。新たに挿入された収容部材20に接するシール66と68によってこの場合にもチャンバの分離が保証される。
【0040】
好ましくは真空密に(蛇腹)構成されたタペットによって固定機構26が緩められ、そして電磁石60が非能動化され、それによって磁石64がマスキング機構58を加工物と共に皿部52に引きつけて保持する。
【0041】
こうすることで、加工物は皿部52上でマスキングされることになる。収容部材20は空になり、次のサイクルの処理済みの加工物を収容する用意が整う。新しく加工物が装填された皿部52は後方へ戻される。この時のチャンバの分離は皿部30bと空の収容部材20とによって保証される。移送スター44の回動によって装填された加工物がその処理位置へさらに送られ、また処理済みの加工物が空の収容部材20と対向する位置へ送られる。シール68は例えば収容部材20に設けられて、且つ図示した装置では開口部6においてエアロックする必要がある。余り慎重な取扱いを必要としない処理プロセスにおいてチャンバ1、2間の真空密の分離が必要とされない場合、または例えば第二のチャンバ2の後段に接続された処理チャンバおよび/または移送チャンバ自体が分離機構と条件調節手段を有する場合には、シール68、シール66および/または62を拡散ギャップシールとして形成してもよい。
【0042】
各移送スター44の移送アーム46が処理ステーションまたはそれに通じる開口部(54など)に対向して位置決めされると、その皿部52が前進され、必要な場合にはシール62を介して開口部54の周縁に当接せしめられる。そして、例えばエッチングプロセスやコーティングプロセスなどのような、マスキングされた加工物23の表面処理が行われる。図示したメモリプレートに関する実施例では、マスキングリング72による周辺マスキングが処理ステーション56に固定的に取り付けられる。なお、マスキングリングは弾性的に形成してもよい。しかし、必要な場合には、周辺マスキング機構または他のマスキング機構を中央マスキング機構58と原則的に同様に取り扱うことも可能であり、それについては図4を用いてさらに説明する。
【0043】
すでに説明したように、第二のチャンバ2に複数の処理ステーションを設けてもよいし、且つ/または設けられた開口部のうち或るものを他の移送チャンバまたは分配チャンバや他のエアロックチャンバに連通させてもよい。参照番号74で概略的に図示したように、図示した装置では第二のチャンバ2は排気または条件調節せしめられる。
【0044】
皿部52の駆動装置用の制御線(配線)は、移送スター44の軸50を通して案内される(不図示)。
【0045】
図1〜図2には図示してないが、マスキング機構58は、処理によって消耗した場合、例えば多数回処理装置を通過してそのコーティングが厚くなってしまった場合には、例えば皿部30bと共に残らずに処理済みの加工物に留まりエアロックを介して排出され、もはや第二のチャンバ2内には戻されない。このことが予め計画されているので、この場合、上述したように収容部材20に新たに供給される処理されていない加工物が、マスキング機構58と共に第一のチャンバ1内に挿入され、それによって使い尽くされたマスキング機構58が交換されることになる。
以上、図1〜図2に示した好適な特別な実施例を用いて本発明を説明した。
【0046】
図3には、図1、2に示したようなコンセプトである場合に、二つの移送機構間のマスキングが原則的にどのように交換されるかを示した。
【0047】
図3(a)では、二つのチャンバ78と80とが開口部82を有する仕切り壁76によって分離される。各チャンバ内には移送装置が設けられ、ここでは概略的にベルトコンベヤ84、86で示した。各コンベヤには加工物88を固定する制御可能な固定機構が設けられ、これを概略的に参照番号90で図示した。加工物88を処理ステーションへ移送することは、S5で概略的に図示したようにチャンバ78からチャンバ80の方向へ行われる。装置は駆動直後であるとする。
【0048】
この場合、図3(a)に示したように、移送装置84は空であり、移送装置86によって加工物88が別体の部材として形成されたマスキング機構92と一緒にS6で示した方向に送られる。最初に供給された加工物No.1は開口部82を介して移送され、図3(b)に示したように、例えばタペットの形状の横移送機構94によってコンベヤ86から開口部82を通してコンベヤ84へ移送される。コンベヤ84は図3(b)に示したように例示した方向S7へさらに歩進的に送られる。
【0049】
この過程は循環式に回転するコンベヤ84の全てに加工物が装填されるまで行われ、この時これら加工物の幾つかはすでに処理される。この場合、送り方向において開口部82の下流にあるコンベヤ86は空のままである。
【0050】
コンベヤ84にn箇の加工物を供給することができるものとする。加工物No.1は、送り方向において開口部82の下流で処理された後に、図3(c)に示したように開口部82の前に再度現れる。また、加工物No.(n+1)は今度はマスキング機構92なしでコンベヤ86へ供給される。図3(d)への移行によって明らかなように、横移送機構94によって処理済みの加工物No.1がコンベヤ84からコンベヤ86内へ移送され、そしてマスキング機構92が加工物No.1から取り外される。その後、コンベヤ86は一ストロークだけS6方向へ送られる。これにより図3(e)に図示した状態になる。すなわち、処理済みの加工物No.1はチャンバ78から排出されるように送られ、こうすることで加工物No.(n+1)が開口部82上へ到達する。そして、既に開口部82から開口部82までチャンバ80を一周したマスキング機構92が横移送機構94によって未処理の加工物No.(n+1)上に取り付けられ、この加工物は図3(f)から明らかなように、コンベヤ86から開口部82を通してコンベヤ84へ移送される。
それによってコンベヤ86の加工物の収容部材は空になり、そして図3(c)〜図3(f)に示したサイクルを繰り返すことが可能になる。
【0051】
図4には、図1に示した装置において概略的に図示した開口部4を有する部分に関して装置の他の実施例を示した。この実施例において、周辺マスキング機構58pは上述したマスキング機構58と同様に交換可能である。必ずしも上述したマスキングの概念と同一ではない図示した実施例では、シール62を有する皿部52は車両プレート52aを支持しており、この車両プレート52aは好ましくは永久磁石64aによって磁気的に皿部52に保持される。
【0052】
車両プレート52aは皿部52側の周辺磁石64pと中央の磁石64とを支持する。シールを有する収容部材20は、上述したように、シール66を有する皿部30bによって開口部4の周縁へ駆動せしめられる。皿部30bには周辺のマスキング機構58p用の電磁石60pと中央のマスキング機構58用の電磁石60とが設けられる。電磁石60pにより、マスキング機構58に関して上述したのと同様に、周辺のマスキング機構58pの移送が行われる。
【0053】
車両プレート52aは加工物取付けプレートであり、これはそれぞれ対応する処理すべき加工物22に応じて交換される。このプレートは各加工物22と共に加工物移送路の少なくとも一部を通過する。概略的に図示したように、車両プレート52aが設けられる場合には、固定機構26が車両プレート52aに係合する。
【0054】
図5には、上述したマスキング方法またはマスキング装置を全体的に説明するために、それらに関する原理を示した。コンベヤ100において概略的に図示したように、加工物102aがマスキングなしでコンベヤ100と、それに伴って加工物102の移動路Bに沿って作用する取付けステーション104とへ供給され、取付けステーション104にはマガジン106からルーズなマスキング部材108が供給される。取付けステーション104、すなわち加工物102aにマスキング部材108を取り付けるステーションの出口側において、マスキング部材108を取り付けられた加工物102bが、図5で一般的に真空表面処理装置110として示した一つあるいは複数の処理ステーションへ送られる。この処理ステーションで上述した加工物102bの片面、両面または周囲が表面処理される。真空表面処理装置110の出口側において、マスキングされて処理された加工物102bが加工物の移動方向Bに沿って取出しステーション112へ送られ、処理済みの加工物102cとしてマスキング部材108なしで取出しステーション112から出て行く。取出しステーション112で取り外されたマスキング部材108は取付けステーション104へ戻されるか、またはそのマスキング部材108が戻しサイクルを多数回行った後で処理装置110の作用によって消耗してしまった場合には、参照番号114で示したように、循環から引き出される。このことは概略的に図示した制御される選択ユニット116を介して行われる。
【0055】
図6および図7を用いて、図1〜図2に示した好ましい装置の第一のチャンバ1内で実現される移送技術の一般的に該当する原理を説明する。
図6に示したように、それ自体が真空技術的に条件調節可能なおよび/または少なくとも二つ設けられるチャンバ開口部122のうち少なくとも一つを介して真空技術的に条件調節可能な移送チャンバ120内には、回転コンベア124が設けられ、この回転コンベア124はω1で図示したように、回転駆動制御される。加工物126を固定するために、回転コンベア124には一般的な種類の固定機構であって場合によっては制御される固定機構が設けられる。
【0056】
図6に示した構成によれば、回転コンベア124が回転軸を中心に回転する際に例えばディスク状の加工物126のディスク状面が円筒面を描くように、ディスク状の加工物126が回転コンベア124に保持され且つ移送される。好ましい実施例では、回転コンベア124の回転軸線A124周りで回転しないように制御されながら径方向に伸縮可能な移送機構128が設けられる。移送機構128が回転しない場合、その数はチャンバ120内に設けられ且つ移送機構128によって操作されるべき開口部122の数と同一であり、必ずしもチャンバ120に設けられ且つ加工物が通過する開口部の数と同一である必要はない。
【0057】
回転コンベア124は好ましくは歩進的に回転駆動されて、それぞれ収容部材125が操作すべきチャンバ開口部122と整列せしめられる。その後、前述したチャンバ開口部122に固定的に対応する移送機構128によって、位置決めされた加工物126がチャンバ120から出る方向へ押し出されるか、または逆に、前述した開口部122を通して加工物がチャンバ120の外部から引き戻されたり挿入されたりする。
【0058】
このような移送チャンバ120の所望に条件調節された雰囲気内には、移送機構128より多くの加工物126を仮貯蔵して設けることができることは明らかである。また、軸線A124周りの回転運動と、移送機構128が行うような径方向運動とが分離され、それによって該当する駆動装置と制御線(配線)とを非常に簡単に実現することができるようになる。
【0059】
回転コンベアの必然的な回転運動と移送機構の径方向運動とが一つの平面内で行われるという事実に基づいて、最適な平坦なチャンバ120を得ることができる。
【0060】
このことは必ずしも必要ではないが、好ましいことである。図6に一点鎖線で示した移送機構128を軸線A124に対して斜めの角度で配置し、それに適合するように支持部材を回転コンベアに、且つ開口部をチャンバ120に設けることも容易に可能である。さらに図6に示した回転コンベアに、点線で示したように、軸線方向A124に見て、二層あるいは多層の加工物を配置し、そして軸線方向に階段状になった移送機構128を用いてチャンバ開口部122を操作してもよいし、またはVで示したように、移送機構128をさらに回転しないように且つ軸線方向に制御しながら移動可能であるように設けてもよい。参照番号124mで示したような別体の回転駆動装置を用いて、図6にω2aで示したように移送機構128を軸線A124周りで回転させることも容易に可能である。当業者には明らかなように、チャンバ120または図1〜図2に示した第一のチャンバ1において実現される移送原理をそれぞれの用途に応じて修正する多数の方法がある。
【0061】
この多数の方法うちから新しいものを上述したものとは他の方法として図7に示した。この方法によれば、移送チャンバ120の組立て高さを非常に低くすることが可能になる。ここでは回転コンベア124は、最も小さい加工物がディスク状の加工物として形成されている場合にその厚み方向が回転コンベア軸124と平行になるように形成される。移送機構128は図6の場合と同様に形成され、且つ開口部122aはスリットとして形成される。
【0062】
次に、第二のチャンバ2の一般的な構造と装置構造との概念を、それぞれ第一のチャンバ1または第二のチャンバ2の概念に従って少なくとも一つのチャンバを用いて考察する。
【0063】
図8には図1、2に示した第二のチャンバ2に関する別の実施例の横断面図を示した。このチャンバは駆動モータ130を有し、空間軸線Aおよび物理的な駆動軸133として示したこの駆動モータ130の軸には、軸線A135を有する少なくとも一つの移送アーム135が角度をもって、例えば空間軸線Aに対して45°の角度で固定される。駆動モータ130によってω2で示したように駆動軸133が回転されるので、一つまたは複数の移送アーム135は例えば45°の円錐開放角度φを有する円錐面を描く。図8において、チャンバKは操作すべき二つの開口部を有する。第一の開口部137は例えば図示したように直接エアロック開口部として形成される。この場合、図5、6に示したチャンバの原理に従って形成された別のチャンバ180は、場合によってはエアロックを持つ必要がない。チャンバKはフレーム139を有し、このフレーム139に接して昇降可能な中間フレーム141がフランジ止めされる。駆動されて昇降する中間フレーム141の内部にはシールフレーム142が設けられ、シールフレームは法線A143を有するエアロック空間143を定める。エアロック開口部137にはさらに、例えばx方向に直線的に移動可能な天井部145を有する。もちろん図7において天井部145を鉛直軸周りで回転させて開閉させることも可能である。天井部145は、図示した閉鎖位置では、中間フレーム141がy方向に下降することによってシールフレーム142上に密着する。
こうすることで、エアロック開口部137は周囲Uに対して密封される。
【0064】
移送アーム135の端部側には支持体部分として皿部149が支持され、その上に処理すべき加工物、図示した例ではメモリディスク151が載置される。点線で示したように、移送アーム135に関して皿部149はシールフレーム142に接する(図示した)着座位置から空間軸線A方向へ引き戻され、それによってエアロックの移送装置側が開放される。なお、チャンバK内で最大の純度要請を満足させる雰囲気を維持する必要がない場合には、皿部149を必ずしもフレーム142に密着させる必要はない。加工物151は、モータ130により駆動軸133を回転させることで、移送アーム135によって図示した第二の開口部157へ送られる。径方向駆動機構(その構成は本発明には関係がなく、且つその構成に関して当業者には多数の実現方法が知られている)が回転可能な移送アーム135に直接設けられ、蛇腹153によってチャンバK内の周囲に対して真空密に密封される。移送アーム135が回転することによって、加工物151、すなわちメモリディスクは第二の開口部157の領域へ送られる。開口部157は開放面法線A157を定める。移送アーム135に設けられた例えば上述した空気式の昇降機構によって、移送皿部149が加工物151と共に点線で示した近接位置Qから実線で示した位置へ再び持ち上げられるので、皿部149は開口部157の端縁に密着する。
【0065】
周囲Uに対してチャンバKは好ましくは真空密に形成される。各使用目的に応じて(図示せず)、チャンバKの開口部に結合されたステーションおよび/または移送チャンバおよび/またはチャンバK自体および/またはエアロック開口部137に、それぞれ所望の雰囲気を調節するための装置が設けられ、すなわちそれらに排気スリーブおよび/またはガス入り口が設けられる。チャンバK用の、場合によってはエアロック開口部137用のポンプスリーブ160を図8に図示した。
【0066】
すべてのチャンバ開口部の各々が移送アーム135のいずれかによって密封されるようにチャンバが形成される場合、それによって各開口部に設けられた処理ステーションおよび/または移送チャンバおよび/またはエアロックステーション内のそれぞれの雰囲気をチャンバK内の雰囲気とは無関係に設定することが可能になる。しかし所定の場合には少なくとも一つの別のチャンバまたはステーションと、チャンバKとのために共通の雰囲気を設けるだけで十分である。それによって例えば図8にエアロック開口部137とチャンバKとを共通に示したように、チャンバKだけが条件調節または排気されればよくなる。
【0067】
図9に、図1〜図2(a)に示した第二のチャンバ2の原理に基づいた一部断面で示したチャンバを示した。ここではアーム135はモータ130の軸133から垂直に突出しており、従ってφ=90°となる。
【0068】
図10には、図9に示した構成における装置の一部であるチャンバの上面図を示した。同一の参照番号は同一の部材を示す。図9に示したのと同様に、軸線A周りに例えば六つの移送アーム135a〜135fが配置され、これらは開口部157a〜157eを通して、例えば加工物(ディスク)151を出入りさせるエアロックステーション158aやステーション158b1を有する移送チャンバ158bなどの、他の五つのチャンバまたは処理ステーションを交互に操作する。
【0069】
開口部157bは第一のチャンバ1と同様に、または図6と7を用いて説明したチャンバと同様に例えば移送チャンバ158bに対して設けられる。このチャンバ158bは他の処理ステーションおよび/または他の移送ステーションと連結される。開口部157cは、例えば図1の第二のチャンバ2に示し且つ図8に関連して説明したタイプの他のチャンバ158cと連結され、このチャンバ158cはさらに他の処理および/または移送および/またはエアロックチャンバと連結される。図示した装置全体の構成は、図1〜図2に示した第一のチャンバ1タイプのチャンバおよび図1〜図2に示した第二のチャンバ2タイプのチャンバによって、装置をいかに柔軟性をもってモジュラー構造とすることができるかについての一例に過ぎない。この柔軟性については後述するが、図10ではすでに後で定義するチャンバタイプの記号を使用した。
【0070】
図11には図1、2および図8〜10を用いて説明したチャンバKの基本原理をさらに概略的に図示した。空間軸線Aを中心に回転する図示した例えば三つの移送アーム135a〜135cによって、例えば図示した三つの開口部157が操作される。ここでは概略的に図示した仕切り159によってチャンバKが囲われる。移送装置はω2方向に回転する際に開放角度φを有する円錐面を描きながら開口部157を操作し、開口部157は面法線A157を定める。面法線A157は描かれる円錐の外側表面線の方向に延びる。開口部157は描かれる円錐面の大円上に位置しており、すなわち開口部はすべてアーム135によって描かれる円錐の先端Sから等距離にある。
【0071】
図12には他の可能性を示した。ここではアーム135によって描かれる図示した円錐上であって大円163上に複数の開口部157があり、さらに大円165上にも他の開口部157があって、そのうちの一つを図示した。開放面法線A157はここでも円錐外側面の線mの方向を向いている。異なる大円163、165上に位置する開口部157を操作するために、参照番号167で概略的に図示したように、アーム135は例えば図8の蛇腹153と同様の不図示の蛇腹によって覆われ、空気式のテレスコープ駆動装置を介して伸縮可能に駆動される。それによって、図8〜図10に示したチャンバに設けられているように一つの大円上だけでなく、好ましくはアジマス(方位角)φで変位した多数の円錐大円上に開口部を設けることが可能になる。
【0072】
図13に示したチャンバKの実施例では、再び参照番号167で示したようにアーム135は引出し・引き戻し可能であり、移送プレート149aを支持する。さらに円錐角度φが調節可能に駆動されるので、異なる開放角度φを有する円錐を描くことができる。従って広い範囲で任意に配置した開口部157を操作することができる。さらに支持プレート149aは角度β<90°で傾斜してそれぞれのアーム135に軸承されており、且つpで示したようにアーム軸線A135周りで回転可能である。円錐角度調節φと、アームの引出しと引き込みと、pで示した回転とは制御されて駆動せしめられ、よって、このような装置を用いて空間的に実際に任意に配置された開口部157を操作することが可能になる。なお、点線で示したものは、チャンバKの区切りである。
【0073】
図14によれば、アーム135は、回転軸線Aに対して平行になるようにL字状に形成されて軸承される。空間軸線または回転軸線Aが鉛直である場合には、それによって加工物を皿部149上に保持する必要がなくなるという大きな利点が得られる。皿部149に運動Vを行わせる駆動装置は蛇腹153の内部に配置される。
【0074】
次に、以下のようなチャンバタイプを定義し、図を簡略化するために図15にここで定義した略称、絵図記号を示す:
(a).供給・取出しエアロックチャンバ(EASK)
エアロックを介して加工物を両方向に通過させるエアロックチャンバである。
(b).供給エアロックチャンバ(ESK)
加工物がその真空表面処理に向かう方向においてのみエアロックを介して供給されるエアロックチャンバである。
(c).取出しエアロックチャンバ(ASK)
加工物が真空表面処理から離れる方向にのみエアロックを通過するエアロックチャンバである。
(d).処理チャンバ(BEAK)
内部で加工物が、除去、コーティング、浄化、加熱、冷却など表面処理されるチャンバである。
(e).径方向に操作される回転コンベアチャンバ(RAKAK)
図1、図2および図6、7の第一のチャンバ1を用いて図示して説明したタイプの移送チャンバである。
(f).径方向に操作される回転スターチャンバ(RADK)
図1の第二のチャンバ2および図8〜14との関連において図示して説明したタイプのチャンバである。
(g).移送チャンバ(TR)
内部で加工物が少なくとも二つの開口部間で移動されるチャンバであり、従ってチャンバEASK、ESK、ASK、RAKAKおよびRADKがこれに含まれるが、特にチャンバRAKAKおよびRADKに関して図示して説明した移送機構を有するチャンバを含む。
【0075】
図16には装置の幾つかの構成を示した。その中で少なくとも一つのチャンバはRAKAKまたはRADKチャンバである。図から明らかなように、これら二つのチャンバタイプおよび他の公知のチャンバを用いて、図5に示したマスキング機構を有するまたは有さない非常に柔軟性のある任意のモジュラー構造を形成することができる。本発明の方法は特に、磁気光学的なメモリプレートの処理に適する。
【0076】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、マスクの交換と装置の開放に必要な従来の長い停止時間および再調整時間を短縮し、加工物の処理可能件数を増やすと共に、マスキング機構の寿命を延ばし、且つ粒子の形成が減少する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法が実施される好ましい装置構成の概略的な縦断面図である。
【図2】(a)は図1に示した装置を一部断面で示した上面図であり、(b)は図1と図2(a)に示した装置のチャンバに設けた加工物収容部材の好ましい実施例を示す。
【図3】(a)〜(f)は本発明における方法の、または本発明による真空処理装置の原理の好ましい実施方法の概略図である。
【図4】図1および図2に示した装置とは別の実施例における、マスキング機構を有する加工物の移送領域を示す断面図である。
【図5】本発明による方法またはそれを実現する装置の基本原理を概略的に示したブロック図である。
【図6】図1および図2に示した装置に使用されるチャンバの基本原理を説明する概略的な部分断面図である。
【図7】図6と同様なチャンバの他の実施例を示す断面図である。
【図8】図1および図2に示した装置に使用されるチャンバの原理に関する他の実施形態を示す部分的な断面図である。
【図9】図6に示したチャンバの他の実施例の原理を他の装置構成に組み込んで示した部分的な断面図である。
【図10】図9に示した装置の構成を一部断面で示した上面図である。
【図11】図8〜10に示したチャンバと図1および図2に示した装置のチャンバとを実現する基本原理を示す概略図である。
【図12】図11に示した原理に基づき、チャンバ設計の他の方法を示す概略図である。
【図13】図12に示したチャンバの設計に基づき、さらに他の設計方法を示す概略図である。
【図14】図1に示した装置に使用されるチャンバ、または図8〜図13に示したチャンバと同一の原理に基づく、チャンバの他の実施形態を概略的に示した断面図である。
【図15】様々なチャンバのタイプを定義する絵図記号である。
【図16】図1および図2に示したチャンバの原理に従ってモジュールとして形成されたチャンバのそれぞれ少なくとも一つを有する装置構成の例を示す説明図である。
Claims (6)
- ディスク状加工物の表面処理用の真空処理装置であって、
遷移開口を介して互いに通じる少なくとも二つの真空チャンバを具備し、
上記二つの真空チャンバのうち第一真空チャンバは第一移送装置を有すると共に更なる開口によって表面処理ステーションに通じ、上記第一移送装置はディスク支持具を有し、該ディスク支持具は上記ディスク状加工物のディスク表面のうちの第一表面が上記支持具上に位置している状態で上記ディスク状加工物を収容し、上記ディスク状加工物のディスク表面のうちの第二表面は上記ディスク状加工物が上記第一移送装置によって表面処理位置に移送されたときに上記更なる開口に曝され、
上記二つの真空チャンバのうち第二真空チャンバは第二移送装置を有し、
上記遷移開口に近接し且つ該遷移開口と整列したマスク取付・取外し装置を更に具備し、該マスク取付・取外し装置は、各ディスク状加工物が上記表面処理位置に向かって移送される前に少なくとも一つのマスクを上記ディスク状加工物の上記第二表面に取付け、上記ディスク状加工物が第一移送装置により上記表面処理位置から遷移開口へ移送せしめられるときに上記ディスク状加工物の第二表面からマスクを取外し、そして該取外されたマスクを上記表面処理位置へ移送すべき次のディスク状加工物の第二表面に取付けるように作動する、真空処理装置。 - 上記マスク取付・取外し装置は上記第一移送装置および第二移送装置と協動せしめられる、請求項1に記載の真空処理装置。
- 上記マスク取付け・取外し装置は、上記マスクを次のディスク状加工物の第二表面および第一真空チャンバ内の第一移送装置に取付け、第一真空チャンバ内の上記第一移送装置からマスクを取り外すように形成される、請求項1に記載の真空処理装置。
- 上記マスク取付・取外し装置は、上記第二真空チャンバ内に配設され、上記マスクを上記第一真空チャンバ内の第一移送装置から受け取り且つ上記第一真空チャンバ内の第一移送装置にマスクを再び取付けるための処理具を有する、請求項3に記載の真空処理装置。
- 上記マスク取付・取外し装置は、磁力により上記マスクを扱うために少なくとも一つの電磁石を具備する、請求項1に記載の真空処理装置。
- 遷移開口を介して互いに通じる少なくとも二つの真空チャンバを具備すると共にこれら真空チャンバのうちの第一真空チャンバが第一移送装置を有する真空処理装置を用いたディスク状加工物の製造方法であって、ディスク状加工物の表面の表面処理工程を含むディスク状加工物の製造方法において、
遷移開口を介して第二真空チャンバから第一真空チャンバにディスク状加工物を移送し、上記ディスク状加工物のディスク表面のうち第一表面が上記第一移送装置のディスク支持具上に位置するように上記ディスク状加工物をディスク支持具に収容する工程と、
上記遷移開口に近接し且つ該遷移開口と整列したマスク取付・取外し装置によって該ディスク状加工物の第二表面に少なくとも一つのマスクを取付ける工程と、
上記第一移送装置によって上記第一真空チャンバ内のディスク状加工物を遷移開口から表面処理位置へ移送する工程と、
上記表面処理位置において上記ディスク状加工物の第二表面を表面処理ステーションに通じる更なる開口に曝して、上記マスクが取付けられた状態で上記ディスク状加工物の第二表面を処理する工程と、
上記第一移送装置によって上記処理されたディスク状加工物を表面処理位置から遷移開口へ移送する工程と、
上記マスク取付・取外し装置を用いて、上記処理されたディスク状加工物を第一移送装置によって上記遷移開口へ移送させるときに上記ディスク状加工物の第二表面から上記少なくとも一つのマスクを取外すと共に該取外されたマスクを上記表面処理位置へ移送させるべき次のディスク状加工物の第二表面に取付ける工程とを具備する、ディスク状加工物の製造方法。
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