JP4614538B2 - 真空処理遊星システム工作物キャリヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遊星システム工作物キャリヤならびに工作物の表面処理方法に関するものである。
【０００２】
この発明は基本的に、真空処理装置、特に真空被覆装置のための工作物キャリヤ技術に関するものである。工作物キャリヤ技術の目的は常に、処理を施されるべき工作物の全表面においてできるだけ均一な処理効果、特に被覆の厚さおよび品質を保証できるよう、処理ソース、特に被覆ソースやエッチングソースの側を通って工作物を移動させることにある。
【０００３】
【従来の技術】
非公開のスイス特許出願番号２２７８／９７ないし１７３６／９８は、それぞれ１９９７年９月２５日および１９９８年８月２５日のものであるが、これらの出願では以下のような構造の遊星システム工作物キャリヤについて述べられている。
【０００４】
すなわち、装置側の駆動装置と連結可能な、装置に対して軸を中心に回転する、第一のシステムが設けられる。
【０００５】
この第一の回転システムは、以下において太陽システムと呼ばれる。
太陽システムには、回転軸が太陽システムの軸に対しオフセットされ、かつそれに平行な、さらに遊星システムと呼ばれる第二の回転システムが設けられ、その回転運動は、装置ないし室によって形成される基準システムへの解除可能な係合によって生じる。
【０００６】
遊星システムには、遊星システムと太陽システムの軸に平行な回転軸によって回転載置される、さらに月システムと呼ばれる第三の回転システムが設けられる。月システムでは、工作物が自転する。
【０００７】
このような三重回転運動を伴う工作物キャリヤは、特に比較的小さな工作物に適用され、装置固定の被覆ソースのような処理ソースの側を工作物が通過することによって、工作物の全面が均一に処理される。
【０００８】
上述の工作物キャリヤ配置では、月システムが間欠的に回転運動に入る。これは、ばね状に形成されて、月システムのラチェット様のかみ合いに作用するストッパーの側を月システムが、太陽システムの回転運動と、さらにそれに重なる遊星回転運動によって通過することで、成立する。遅速の月システムはその際、回転増加することなくストッパーの側を通過するが、これは一様な工作物処理にとってマイナスとなる。月システムの突然の増加回転運動は一般に、特に処理時間が比較的短い場合、特に工具の被覆時間が短く、したがって当然処理効果が十分でなく、層厚が薄い場合、ばね状ストッパー係合の統計的ゆらぎ、およびそれより帰結する基板の処理ソースへの整列のゆらぎによって、工作物処理の均一性にマイナス効果をもたらすことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、上記の工作物キャリヤをさらに発展させながら、上述の欠点を除去することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題は、初めに述べられたような遊星システム工作物キャリヤを、請求項１にしたがって形成することによって実現する。太陽システムと月システムとの間に不断の駆動接続が成立することによって、月システムの連続的回転運動が実現する。好ましくは、駆動接続が強制駆動接続として実現されることによって、月システムは強制的に回転運動を開始させられる。
【００１１】
この発明の工作物キャリヤ配置の好ましい実施形態は、請求項２において特定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明は例として図面を参考に説明される。
【００１３】
図１には、簡潔を期して概略的に示された、この発明に関連する遊星システム工作物キャリヤ１００の第一の参考例が示される。回転駆動装置１は、この配置の機械的基準システムである室壁３と、クラッチ５を介して解除可能なように駆動装置１と駆動連結された少なくとも一つの、この発明に関連する工作物キャリヤ１００との間において作用する。回転駆動装置は通常、室壁３を有する室の外側に配置され、真空気密回転ダクトによって導かれる。工作物キャリヤ１００は太陽システム軸７を有し、機械的基準システム３に回転載置される。この太陽システム軸は、駆動されて、太陽回転運動ω_sを行う。太陽システム軸７に回転固定接続された少なくとも一つの太陽車９には、単数または複数の遊星軸１１が太陽システム軸７に平行に回転載置される。これらの遊星軸は遊星駆動車１３を介して、好ましくは歯車を介してかみ合いながら、太陽システム軸７と同軸で配置され、かつ機械的基準システム３に対して固定された伝動リング１５と係合する。
【００１４】
太陽システムが太陽システム軸７の周りを回転駆動されると、遊星軸１１は遊星回転ω_pする。
【００１５】
少なくとも一つの遊星軸１１には、少なくとも一つの遊星歯車１７が回転固定配置され、これに、遊星軸１１に平行に、少なくとも一つの月軸１９が回転載置される。遊星軸１１に対して自由に、しかも同軸で回転運動するように、好ましくは伝動歯車である伝動車２１が設けられ、この歯車は、月軸１９に回転固定され、好ましくは歯車として形成された月駆動車２９と係合する。
【００１６】
伝動歯車２１にはストッパーＵ字バー２５が固定され、このバーは、遊星軸１１の周りを旋回運動しながら最後には、太陽車９を有する太陽システムのストッパー２７と、Ｐにおいてストッパー接続する。
【００１７】
遊星回転ω_pとそれに応じた、遊星軸１１を中心とする月軸１９の回転において、ストッパーバー２５はストッパー２７において停止し、それに続いて月駆動歯車２９が回転を始める。月システムは、太陽システムの駆動が続く限り、間断なく回転ω_mする。
【００１８】
月システムには、室内において処理されるべき少なくとも一つの工作物のための工作物保持器が設けられる。
【００１９】
図２には、図１においてその原則が説明されたこの発明に関連する遊星システム工作物キャリヤの参考例が図示される。既に図１について説明された部材については、同じ参照符号が付された。好ましくは図２に実現されたような図１の配置の機能方法は、図１についての説明から容易に理解される。
【００２０】
ここではさらに、工作物保持器３１が月軸１９に固定される。太陽システムは、太陽車９と、長手棒３３，３５、ならびにスポーク３７，３９を有する、保持器として構成される。外側長手棒３５は同時に、図１によると、ストッパー２７として作用することがわかる。遊星軸１１の上部は、４１に示されたようにピン軸受に載置されるが、これによってそれぞれの遊星システムの月システムとの簡便な離脱ないし再挿入が可能となる。これに対し、遊星軸１１の下部は好ましくは、４３に図示されたように、円錐軸受に載置される。
【００２１】
遊星軸１１に回転固定載置され、好ましくは軸方向において遊星軸に挿し込み可能な遊星歯車１７は、同様に遊星軸１１に挿し込み可能な間隔ブッシング４５によって間隔を保たれる。伝動歯車２１は、その中央開口部を相応の小ささに寸法決めすることによって、それぞれの間隔ブッシング４５に沿って導かれ得る。伝動歯車２１には三つ、またはそれ以上の月システムが付属し、それらの月駆動歯車２９によって導かれ得るので、これによって、材料および重量を削減しながら伝動歯車２１の中央開口部を大きくすることが可能となり、さらにこれによって軸受の摩擦がより少なくなる。
【００２２】
歯車２１が月システムによって導かれるべき場合、それぞれの遊星歯車１７には好ましくは少なくとも５つの月システムが設けられる。さらに場合によっては、伝動歯車を導くため、伝動歯車２１および／または遊星歯車１７に支持歯車４７またはすべり支持部（図示されず）が設けられ得る。
【００２３】
もう一つの構造では、遊星歯車１７が間隔ブッシング４５と回転固定接続され、後者のブッシングが上記伝動歯車２１のための軸受ブッシュとして利用される。
【００２４】
図１ないし図２の参考例では、太陽回転運動ω_sが始まると、遊星回転運動ω_pによってそれぞれのストッパーＵ字バー２５が、ストッパーないし長手棒２７ないし３５に当たって初めて、月システムが自転ω_mを始める、ということになる。
【００２５】
図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における長手棒３５の断面図が示され、ストッパーＵ字バー２５の端部領域の好ましい形状が示される。Ｕ形状の窪み４９によってバー２５は、ストッパー２７として作用する長手棒３５に旋回固定載置され、したがって太陽回転運動ω_sが始まると、月回転運動ω_mも遅滞なく開始される。
【００２６】
ストッパーＵ字バー２５の形状は、工作物の様々な形、大きさ、ないし月システムの設計に合わせられる。
【００２７】
図２からわかるように、好ましくは太陽システムに選択的に複数の遊星システムが、それらの軸１１とともに設けられ、遊星システムにはそれぞれ選択的に複数の遊星歯車１７が、かつ遊星歯車１７には選択的にそれぞれ複数の月システムが設けられ、さらに駆動装置１ないし室３内には複数の担体キャリヤ１００が設けられ得る。
【００２８】
月運動、または遊星運動の一つが万一止められた場合、この発明に関連する工作物キャリヤ全体がひっかかって動かなくなるのを防ぐために、この発明の工作物キャリヤでは破損予定位置５１が作られることによって、損害はそれぞれの装入量のできるかぎりわずかな一部に限られる。そのような破損予定位置は好ましくは、図１から図３の参考例では、ストッパーバー２５の端部部材に設けられ得る。それぞれのストッパーバー２５を簡単に調べれば、全ての月システムが規則どおり動いたのかどうかが、後で確認可能である。さらに、破損予定位置５１において折れるストッパーバー２５の端部領域には視覚的に目に付くように、例えば彩色によって印が付けられ得る。そこにはまた、作動中の室３内における回転運動を監視するために、例えば光電子による、容量性または誘導性検出ないし磁気検出が可能な部材が設けられ得る。
【００２９】
この発明に関連する工作物キャリヤの規則的機能を管理するためのもう一つの方法は、駆動モータ１において受容される出力を測定するというものである。図１の駆動モータ１に連結された、この発明に関連する工作物キャリヤ１００の一つが止められると、負荷モーメントは増大し、受容モータ出力が増加する。これによって、アラーム信号および／または自動切断が作動し得る。このようにして、破損が生じた際には、装入加工を早期に中断し、判明した障害を除去し、加工プロセスを引き続き中断されたところから進行させることが可能である。
【００３０】
図４には、図１のそれと同様に、この発明に関連する工作物キャリヤ１００のさらなる参考例の概略が示される。図４の例においても設けられる部材については、図１のものと同じ参照符号が付された。
【００３１】
ここでは図１の、伝動歯車２１を備えるバー２５ならびにストッパー２７が省略される。それらに代わり、補助遊星車１７′には月システムごとに、遊星軸１１に平行な回転軸６２を有する、好ましくはここでも歯車である伝動車６０が回転載置される。伝動車６０は歯車リムによってかみ合う歯車６０として形成され、遊星軸１１の周りを同軸で回転する（図示されず）伝動表面６４と係合する。回転軸６２に回転固定された、好ましくは歯車である、もう一つの回転固定伝動歯車６６は、遊星軸１１の周りを同軸で回転し、好ましくは内側および外側が歯切りされたリングとして形成された伝動リング６８と係合する。リング６８の内側表面とは伝動歯車６６が係合し、外側表面とは月駆動歯車２９が係合する。伝動リング６８は遊星歯車１７にすべり載置される。特に伝動歯車６６および伝動リング６８を相応に寸法決めすることによって、月回転速度を必要に応じて調整することができる。したがって月の回転運動ω_mは例えばゆっくりと調整可能であるので、それに設けられた工作物には依然として均一かつ全面的な処理、特に被覆が施されるが、月システム回転軸受けは同時に最小限の摩耗に晒される。
【００３２】
図５には、図４に概略が図示された、この発明に関連する遊星システム工作物キャリヤの参考例が示される。既に説明された部材については同じ参照符号が付される。特に、図５に示されたこの発明の工作物キャリヤの構造には同じ参照符号が付されているので、図４についての説明から容易に理解される。
【００３３】
特に、図４の伝動表面６４は、太陽歯車９に固定された把持アンカー７０に、内側歯切りされたリングとして取付けられるのが、わかる。
【００３４】
これまでに選択された方法にしたがって、図１ないし図４と同様に、図６においても、この発明に関連する工作物キャリヤ１００のさらなる参考例の原則が概略的に示される。図１ないし図２の参考例が参照される。図１を見ると、図６の参考例ではまた、伝動歯車２１、ストッパーバー２５およびストッパー２７がない。それらの代わりに、太陽歯車９には回転伝動表面７２が、好ましくは遊星軸１１の周りを回転する（図６には図示されず）内側に歯切りされたリングの形で設けられる。月駆動歯車は伝動表面７２と駆動接続している。月駆動歯車２９が外側歯切りされた歯車である限り、この歯車は太陽歯車９に、遊星軸１１の周りに同軸で配置されたリングの、伝動表面７２を形成する歯切りとかみ合う。
【００３５】
ここでも、月駆動歯車２９と伝動表面７２、特にそれらの相互の歯切りを相応に寸法決めすることによって、変則比を限られた範囲で調整することが可能である。
【００３６】
図２および図５と同様に図７では、図６のこの発明に関連する工作物キャリヤの参考例が示される。図からわかるように、歯車リング７２ａの内側歯切りの形をした伝動表面７２が、それぞれ月駆動歯車２９の回転軌道の高さで、把持アンカー７４によって太陽歯車９に載置されている。
【００３７】
その際、把持アンカー７４上のリング７２ａは、間隔維持ブッシュ（図示されず）によって間隔を保たれて、これらのアンカーに差し込まれ得る。これによって、個々の月運動平面におけるリングの迅速な取付けが可能である。
【００３８】
図８には、この発明による遊星システム工作物キャリヤの実施例の原理が概略的に示される。同じ部材については引き続き、同じ参照符号が付される。図１を参照すると、図８の実施形態ではまた伝動歯車２１、ストッパーバー２５およびストッパー２７が省略されている。それらの代わりに、遊星軸１１には好ましくは歯車の形の補助遊星車１７′が、回転固定状態で設けられ、この歯車は、好ましくはこれもまた歯車である伝動車７６と係合、ないしかみ合う。これによって、太陽歯車９に解除可能なように回転載置された、太陽軸７に平行な、伝動軸７８が駆動される。この伝動軸７８は、それぞれの月駆動歯車２９の高さで各々、これもまた好ましくは歯車の形の末端動力側伝動歯車８０を担う。伝動歯車８０と月駆動歯車２９とはそれぞれ、伝動リング８６の内側ないし外側伝動表面８２／８４と係合、好ましくはかみ合い係合する。リング８２は（図８では分りやすく間隔を空けて示されるが）それぞれの遊星歯車１７において導かれ、遊星軸１１を中心に同軸で延びる。様々な伝動器、すなわち１７′，７６，８０，８２，および８６における８４の寸法決めを適切に行うことによってまた、太陽システム回転運動ω_sと月システム回転運動ω_mとの間の変速比が調整可能である。ここでは、伝動車８０と、場合によっては伝動リング８２とが、装入の際に容易に交換可能である。伝動車８０は伝動軸７８に回転固定状態で挿し込み可能であるが、個々の伝動車８０の間にはそれぞれ、伝動軸７８を介して間隔ブッシングが押し込まれる。
【００３９】
図９には、図２，５および７と同様に、図８について概略的説明がなされたこの発明による工作物キャリヤの実施例の好ましい実現形態が示される。これまで使用された参照符号および、図８において引用された参照符号が選択されているので、図９に示された実施形態の構造および機能方法は当業者には容易に明らかである。
【００４０】
図１０には、例えば図１においては太陽軸７と遊星車１７との間で作用する、太陽システムと遊星システムとの間の駆動接続の極めて簡単な、従って好ましい実施例が示される。この配置は、月システムを回転駆動するための、既に説明されたその他全ての手段と組み合わされ、太陽／遊星システムのみが実現されているシステム、すなわち回転月システムのないシステムにおいてもまた利用され得る。
【００４１】
図１０ａによると、ここでも既に引用された参照符号が使用されるが、既に説明されたように真空室外部に配置された、ここには図示されない駆動装置１に駆動される太陽軸７に太陽歯車９が載置される。この太陽車は、図１のようにそこに回転載置された（ここでは再度図示されず）遊星車１７と、遊星駆動車１３′とを担う。太陽軸７は、据え付けられた駆動車８８の中央を通る。特に図１０ｂの概略上面図からわかるように、駆動ベルトエレメント９０は固定された中央駆動車８８、ならびにあらかじめ設けられた遊星駆動車１３′の周りを回転する。その際、遊星車の回転速度ω_pは太陽車９と遊星駆動車１３′との直径比率によって広い範囲で自由に選択可能であり、調整可能である。この配置において遊星車１３′は駆動ベルトエレメント９０に接して回転する。
【００４２】
この発明による遊星システム工作物キャリヤを援用することによって、月システムの連続的回転運動が保証されるが、これによってまた特に、月システムに置かれた工作物の真空処理装置、特に被覆装置における処理時間が短くとも、規則的で、かつ全面的に均一な処理が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に関連する工作物キャリヤの第一の参考例の原理と機能方法を示す、概略図である。
【図２】 図１の機能原理にしたがった、この発明に関連する工作物キャリヤの好ましい参考例における部分概略断面図である。
【図３】 図１および２の参考例において実現されるのが望ましい、遊星システム部材の太陽システム部材への係合を示す図である。
【図４】 この発明に関連する工作物キャリヤのさらなる参考例の原理を示す、図１と同様の図である。
【図５】 この発明に関連する工作物キャリヤの好ましい参考例の、図２と同様の断面図である。
【図６】 この発明に関連する工作物キャリヤの第三の原理による参考例を示す、図１ないし４と同様の図である。
【図７】 図６の原理に従った、この発明に関連する工作物キャリヤの好ましい参考例を示す、図２ないし５と同様の断面図である。
【図８】 この発明による工作物キャリヤの実施形態の原理を示す、図１ないし４ないし６と同様の図である。
【図９】 図８の原理に従った、この発明による工作物キャリヤの好ましい実現形態を示す断面図である。
【図１０ａ】 太陽システムと遊星システムとの間における、好ましいさらなる駆動接続を示す概略図である。
【図１０ｂ】 図１０ａの配置を概略的に示す、上面図である。
【符号の説明】
１ 回転駆動装置
３ 壁、基準システム
５ クラッチ
７ 太陽システム軸
９ 太陽車
１１ 遊星軸
１３ 遊星駆動車
１３′ 遊星駆動車
１５ 伝動リング
１７ 遊星車
１７′ 補助遊星車
１９ 月軸
２１ 伝動車
２３ 伝動車
２５ ストッパーＵ字バー
２７ ストッパー
２９ 月駆動車
３１ 工作物保持器
３３ 長手棒
３５ 長手棒
３７ スポーク
３９ スポーク
４１ ピン軸受
４３ 円錐軸受
４５ 間隔ブッシング
４７ 支持車
４９ 凹部
５１ 破損予定位置
６０ 伝動車
６２ 回転軸
６４ 伝動表面
６６ 伝動歯車
６８ 伝動リング
７０ 把持アンカー
７２ 伝動表面
７２ａ 伝動表面
７４ 把持アンカー
７６ 伝動車
７８ 伝動軸
８０ 伝動車
８２／８４ 伝動表面
８６ 伝動リング
８８ 駆動車
９０ 駆動ベルトエレメント
１００ 工作物キャリヤ

Claims (2)

1. 真空処理装置のための真空処理遊星システム工作物キャリヤであって、
   駆動装置（１）と連結可能な、真空処理装置に対して太陽システム軸（７）の周りを回転可能な、太陽車（９）を有する太陽システムと、
   遊星軸（１１）の周りを回転するよう太陽システムに載置された少なくとも一つの遊星システム（１７，１７′）とを含み、前記少なくとも一つの遊星システム（１７，１７′）は、前記駆動装置（１）によって回転させられる太陽システムに従属して遊星システムが回転させられるようにする駆動連結部を有し、前記キャリヤはさらに、
   太陽システム（７，９）への駆動接続を有し、少なくとも一つの工作物のための受容部が設けられ、月軸（１９）の周りを回転するよう遊星システム（１７）に載置された、少なくとも一つの月システム（２９，３１）を含むキャリヤであって、前記駆動接続は少なくとも操作中は中断されることなく、太陽システムと月システムとの間で成立し、
   遊星システムは、太陽車（９）に解除可能なように回転載置された伝動軸（７８）を駆動する遊星車（１７′）を有し、前記伝動軸（７８）は、もう一つの伝動車（８０）と、遊星軸（１１）の周りを回転するリング（８６）とを介して、月システムの伝動車（２９）と回転係合している、キャリヤ。
2. 前記駆動接続が少なくとも一つの破損予定箇所（５１）を有することを特徴とする、請求項１に記載のキャリヤ。

Images