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Dokumentenidentifikation DE19900804C2 19.10.2000
Titel Fördersystem
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Lorenz, Günther, Dr., 90455 Nürnberg, DE
DE-Anmeldedatum 12.01.1999
DE-Aktenzeichen 19900804
Offenlegungstag 13.07.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.10.2000
IPC-Hauptklasse B65G 49/07
IPC-Nebenklasse B65G 47/90   B65G 47/29   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem zum Transport von Waferscheiben in Reinräumen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Reinräume sind Bestandteil von Fertigungsanlagen für Halbleiterprodukte. Insbesondere werden in derartigen Fertigungsanlagen Waferscheiben bearbeitet, so daß diese Waferscheiben zur Produktion von elektronischen Bauteilen und dergleichen verwendet werden können.

Bei der Bearbeitung von derartigen Waferscheiben bestehen zum einen hohe Reinheitsanforderungen, was eine Fertigung unter Reinraumbedingungen erforderlich macht. Zum anderen umfaßt der Fertigungsprozeß der Waferscheiben eine Vielzahl unterschiedlicher Bearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise verschiedene Prozesse der Schichterzeugung, Lithographie-Verfahren sowie Ätz- und Diffusionsprozesse.

Für jeden dieser Prozesse sind jeweils aufwendige Bearbeitungszentren erforderlich. Während des Fertigungsprozesses müssen die Waferscheiben diesen einzelnen Bearbeitungszentren zugeführt werden.

Bei bekannten Fertigungsanlagen erfolgt der Transport von Waferscheiben zwischen den einzelnen Bearbeitungszentren mittels Fördersystemen, die zum Beispiel als Rollenförderer ausgebildet sind. Auf den Rollen der Rollenförderer werden die Waferscheiben üblicherweise in Kassetten transportiert. An den Rollenförderern sind mehrere Stocker angeordnet, wobei jeweils eine bestimmte Anzahl dieser Stocker in möglichst unmittelbarer Nähe eines Bearbeitungszentrums angeordnet ist. Bei den Stockern handelt es sich um stationäre Speichersysteme, in welchen die Waferkassetten vorzugsweise unter Reinraumbedingungen abgelegt und abgespeichert werden können. Hierzu werden die vom Fördersystem angelieferten Kassetten mit den Waferscheiben von den Rollen des Fördersystems abgenommen und im jeweiligen Stocker eingelagert. Dieser Vorgang erfolgt automatisch über Handlingssysteme, Roboter oder dergleichen. Die Kapazität der Stocker ist dabei so ausgelegt, daß jederzeit eine ausreichende Versorgung des jeweiligen Bearbeitungszentrum mit Waferscheiben gewährleistet ist.

Entsprechend dem Bedarf eines Bearbeitungszentrums wird in bestimmten Zeitintervallen eine Anzahl von Kassetten mit Waferscheiben aus dem Stocker ausgelagert und dem Bearbeitungszentrum zugeführt. Der Transport dieser Kassetten zu den Bearbeitungszentren kann dabei über Fahrzeuge erfolgen, die vom Bedienpersonal geführt sind. Alternativ kann der Transport über fahrerlose, schienengebundene oder nicht schienengebundene Fahrzeuge erfolgen. Der Rücktransport in den Stocker oder direkt zurück zum Fördersystem kann auf dieselbe Weise erfolgen.

Nachteilig hierbei ist, daß die Einlagerung von Kassetten mit Waferscheiben in die Stocker sehr kostenaufwendig ist. Dies beruht zum einen darauf, daß die Herstellkosten derartiger Stocker sehr hoch sind. Zum anderen weisen diese Stocker eine beträchtliche Baugröße auf und werden zudem in großer Anzahl benötigt. Dies bedeutet einen erheblichen Flächenbedarf, was eine entsprechend große Dimensionierung der Reinräume erforderlich macht. Schließlich ist mit der Einlagerung von Kassetten mit Waferscheiben in die Stocker sowie der Auslagerung aus den Stockern ein beträchtlicher Zeitaufwand verbunden, da die Kassetten zur Positionierung in vertikaler Richtung bewegt werden müssen und schließlich an definierten Stellen im Stocker positioniert werden müssen. Dieser Bearbeitungsaufwand stellt nicht nur einen beträchtlichen Kostenaufwand dar. Vielmehr führt ein derartiges diskontinuierliches Transportsystem der Waferscheiben zu einer Beeinträchtigung der gesamten Fertigungskapazität.

Ein Fördersystem der eingangs genannten Art ist aus der US 5,443,346 bekannt. Dieses Fördersystem dient zum Transport von Wafern in einem Reinraum. Das Fördersystem umfasst ein Interbay-Fördersystem, über welches Wafer in Kassetten transportiert werden. Von dem Interbay-Fördersystem zweigen Intrabay-Fördersysteme ab, über welche die Wafer einzelnen Bearbeitungsstationen zugeführt werden und über welche die Wafer nach der Bearbeitung wieder von den Bearbeitungsstationen abtransportiert werden. Ein Intrabay-Fördersystem weist dabei eine Förderschiene auf, auf welcher eine Fördereinheit bewegt wird. Die Fördereinheit umfasst insbesondere einen Positionier-Roboter. Mittels des Positionier-Roboters werden die Wafer in die einzelnen Bearbeitungsstationen eingeführt. Auf der Fördereinheit wird dabei eine geringe Auswahl von Wafern mitgeführt, die in die jeweiligen Bearbeitungsstationen eingegeben werden. Da die Menge der in den Kassetten über das Interbay-Fördersystem angelieferten Wafer größer ist als die Anzahl der über das Intrabay-Fördersystem abtransportierten Wafer, ist am Übergang zwischen dem Interbay-Fördersystem und einem Intrabay-Fördersystem eine Schnittstellen-Einrichtung vorgesehen, in welcher die Wafer gespeichert werden.

Aus der DE 40 17 006 A1 ist ein Fördersystem für Waferscheiben bekannt, bei welchem unterschiedliche Reinräume durch ein geschlossenes System von Förderkanälen miteinander verbunden sind. Dabei kann das Fördersystem insbesondere auch als Transportspeicher ausgebildet sein. In den Förderkanälen werden Kassetten mit Waferscheiben auf Transportbändern transportiert.

Die Waferscheiben werden in den Förderkanälen unter Reinraumbedingungen transportiert. Hierzu sind die einzelnen Förderkanäle von gefilterter Luft durchströmt.

An den Kreuzungspunkten zwischen den einzelnen Förderkanälen sind Schleusen zum Be- und Entladen der Kassetten mit den Waferscheiben vorgesehen.

Das Be- und Entladen an den Schleusen kann manuell vom Bedienpersonal vorgenommen werden. Alternativ kann hierfür ein Handhabungsgerät vorgesehen sein.

Beim Beladen einer Schleuse mit einer Kassette wird über ein Tastenfeld der Zielort für die Kassette eingegeben.

Prinzipiell lässt sich mit einem derartigen Fördersystem ein automatisierter Materialfluss der Waferscheiben realisieren.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Kassetten über die Schleusen einzeln nacheinander in das Fördersystem eingeladen werden müssen und auch einzeln aus diesem entnommen werden müssen. Bei der Zulieferung mehrerer Kassetten an einen Zielort muss daher bereits die Reihenfolge eingehalten werden, in welcher die Kassetten nach Entnahme weiterverarbeitet werden sollen. Dies schränkt die Flexibilität des Fördersystems bereits beträchtlich ein.

Weiter ist nachteilig, dass die Einzelentnahme der Kassetten aus den Schleusen sehr zeitaufwendig ist.

Aufgrund der hohen Produktivität der Bearbeitungszentren in Halbleiterfertigungsanlagen ist es jedoch erforderlich, dass zu bestimmten Zeiten gleichzeitig eine Vielzahl von Kassetten von Waferscheiben am Bearbeitungszentrum zur Verfügung steht.

Demzufolge ist ein derartiges Fördersystem nur in Verbindung mit einem Stocker einsetzbar, der dem jeweiligen Bearbeitungszentrum zugeordnet ist. Die von den Schleusen einzeln entnommenen Kassetten werden dann in den betreffenden Stocker eingelagert. Je nach Bedarf wird dann eine vorgegebene Anzahl von Kassetten gleichzeitig entnommen und dem Bearbeitungszentrum zugeführt.

Die DE 197 29 525 A1 betrifft eine Vorrichtung für den Transport von kreisscheibenförmigen Substraten, beispielsweise von digital video discs, von Ausgangsstationen über mehrere Prozessstationen zu Endstationen, wobei die Prozessstationen das Bearbeiten, z. B. Beschichten, Kontrollieren, Sortieren und Sammeln der Substrate bewirken. Greiferarme mit Greifern oder Saughebern ermöglichen den Weitertransport der Substrate von Station zu Station. Es sind eine Motor-Getriebeeinheit mit einer Schwenkeinrichtung und zwei getrennt voneinander ansteuerbaren Hubeinrichtungen, die mit Greiferarmen zusammenwirken, vorgesehen. Das eine Förderstation bildende Getriebe ist in gleichem Abstand von mehreren Stationen, beispielsweise der Bereitstellstation, den Lackierstationen der Rückförderstation und der Prüfstation angeordnet. Die beiden Hubeinrichtungen der Motor-Getriebeeinheit führen gleichzeitig mit ihren Greiferarmen gleiche und/oder unterschiedliche Hubbewegungen (Vertikalbewegungen) und diese überlagernde oder sich an diese anschließende Schwenkbewegungen aus.

Aus der JP 08268512 A ist eine Speichereinrichtung für Substrate bekannt. Die Speichereinrichtung weist ein Regal auf, wobei die Substrate am Regal mittels einer Be- und Entladeeinheit eingelagert und ausgelagert werden können. Die Substrate werden zur Sortierung auf einem Lade-Bett zwischengelagert.

In der JP 09235010 A ist der Aufbau eines Rollenförderers beschrieben.

Aus der JP 10035883 A ist eine Transfereinheit bekannt, mittels derer sicher und genau Halbleiterprodukte positionierbar sind. Dabei werden mit einer verfahrbaren Aufnahme die Substrate vorgegebenen Containern zugeführt. Die Bewegung wird mittels eines Kamerasystems gesteuert.

Aus der EP 0 908 931 A2 ist als nicht vorveröffentlichter Stand der Technik eine Fördervorrichtung bekannt, mittels derer Halbleiterprodukte unter Reinraumbedingungen verschiedenen Bearbeitungsstationen zuführbar sind. Die Fördervorrichtung umfasst eine Kassette, in der die Halbleiterprodukte unter Reinraumbedingungen transportiert werden. Die Kassette wird auf Schienen transportiert, die ebenfalls Bestandteil der Fördervorrichtung sind. Die Kassette wird über Einführöffnungen in die jeweiligen Bearbeitungsstationen eingeführt, in welchen die Halbleiterprodukte bearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Fördersystem der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein möglichst kontinuierlicher Materialfluss der Waferscheiben gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße, als Transportspeicher ausgebildete Fördersystem zum Transport von Waferscheiben verbindet mehrere Bearbeitungszentren für die Bearbeitung der Waferscheiben. Von diesem Fördersystem zweigen Sub-Fördersysteme ab. Dabei führt jeweils ein Sub-Fördersystem zu einem bestimmten Bearbeitungszentrum und bildet dabei einen Bereitstellungspuffer. Mittels eines Handhabungsgeräts ist von dem Sub-Fördersystem wahlweise eine vorgegebene Anzahl von Waferscheiben entnehmbar und dem Bearbeitungszentrum zuführbar.

Mit dem erfindungsgemäßen Fördersystem wird ein kontinuierlicher Materialfluß der Waferscheiben gewährleistet. Ein wesentlicher Vorteil besteht dabei darin, daß keine Stocker zur Einlagerung der Waferscheiben benötigt werden.

Durch eine geeignete Dimensionierung des Fördersystems erfolgt die Speicherung der Waferscheiben auf dem Fördersystem selbst. Vom Fördersystem werden in der jeweils benötigten Anzahl Waferscheiben über das jeweilige Sub-Fördersystem direkt zum Bearbeitungszentrum geführt. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß das Sub-Fördersystem selbst als Bereitstellungspuffer wirkt. Dies wird durch eine geeignete Dimensionierung des Sub-Fördersystems erreicht.

Dabei sind die einzelnen Waferscheiben auf dem Sub-Fördersystem gleichzeitig für ein Handhabungsgerät zugänglich. Beispielsweise weist das Sub-Fördersystem eine vorgegebene Anzahl von Rollenförderern auf, auf deren Oberseiten die Waferscheiben in Kassetten hintereinander aufliegen. Das Handhabungsgerät greift dann jeweils an definierten Übernahmeplätzen die benötigte Kassette auf und führt sie dem Bearbeitungszentrum zu. Durch den wahlfreien Zugriff des Handhabungsgeräts am Sub-Fördersystem auf die Kassetten mit Waferscheiben können insbesondere Lastspitzen im Produktionsprozeß auf einfache Weise abgefangen werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fördersystems besteht darin, daß dieses modular aufgebaut ist und auf einfache Weise an sich verändernde Produktionsleistungen angepaßt werden kann.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Fördersystems mit mehreren Sub-Fördersystemen.

Fig. 2: Schematische Darstellung eines Sub-Fördersystems mit einem diesem zugeordneten Handhabungsgerät.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fördersystems 1 zum Transport von Waferscheiben in Reinräumen. Das Fördersystem 1 verbindet mehrere Bearbeitungszentren 2 für die Bearbeitung der Waferscheiben.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Fertigungsanlage zur Bearbeitung von Waferscheiben. Der Fertigungsprozeß umfaßt mehrere Prozeßschritte, wobei vorzugsweise für die Prozeßschritte jeweils separate Bearbeitungszentren 2 vorgesehen sind. Derartige Prozeßschritte sind insbesondere verschiedene Beschichtungsprozesse, wobei die Bearbeitungszentren 2 hierfür vorgesehene Öfen aufweisen. Desweiteren werden in separaten Prozeßschritten Photoschichten auf die einzelnen Waferscheiben aufgebracht, wobei auch hierfür separate Bearbeitungszentren 2 vorgesehen sind. Schließlich sind weitere Bearbeitungszentren 2 zur Durchführung von Ätz- und Diffusionsprozessen vorgesehen. Zwischen den einzelnen Prozeßschritten werden verschiedene Meßschritte zur Kontrolle der Waferscheiben durchgeführt. Auch hierfür können verschiedene Bearbeitungszentren 2 vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß zweigen von dem Fördersystem 1 Sub-Fördersysteme 3 ab, wobei vorzugsweise jeweils ein Sub-Fördersystem 3 einem Bearbeitungszentrum 2 zugeordnet ist. Das Sub- Fördersystem 3 ist so ausgebildet, daß jeweils Waferscheiben in ausreichender Anzahl vom Fördersystem 1 abnehmbar sind und direkt dem Bearbeitungszentrum 2 zuführbar sind. Das Sub- Fördersystem 3 wirkt dabei als Bereitstellungspuffer. Ebenfalls erfolgt der Abtransport der Waferscheiben vom Bearbeitungszentrum 2 zum Fördersystem 1 über das Sub-Fördersystem 3.

Jedem Bearbeitungszentrum 2 ist ein Handhabungsgerät 4 zugeordnet. Mittels des Handhabungsgeräts 4 können wahlweise auf dem Sub-Fördersystem 3 angelieferte Waferscheiben automatisch entnommen und dem Bearbeitungszentrum 2 zugeführt werden.

Das Fördersystem 1 und die Sub-Fördersysteme 3 weisen vorzugsweise jeweils eine vorgegebene Anzahl von Rollenförderern 5 auf. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Waferscheiben in Kassetten 6 gelagert und werden auf den Rollen aufliegend transportiert. Dabei sind die Kassetten 6 für die Entnahme durch das Handhabungsgerät 4 frei zugänglich.

Die Sub-Fördersysteme 3 zweigen von Kreuzungen vom Fördersystem 1 ab. An diesen Kreuzungen werden gezielt bestimmte Kassetten 6 vom Fördersystem 1 auf ein vorgegebenes Sub-Fördersystem 3 gelenkt. Dieser Prozeß erfolgt automatisch ohne den Einsatz von Bedienpersonal. Zweckmäßigerweise tragen die Kassetten 6 zu deren Kennzeichnung individuelle Codes, welche von Codelesern automatisch identifiziert werden. Die Codes können insbesondere von Barcodes gebildet sein, welche von einem Barcodeleser optisch abgetastet werden.

An den Kreuzungen können die Kassetten 6 beispielsweise mittels nicht dargestellten Drehtellern vom Fördersystem 1 auf ein Sub-Fördersystem 3 ausgeschleust werden. Der Rücktransport vom Sub-Fördersystem 3 auf das Fördersystem 1 kann auf dieselbe Weise erfolgen.

Dabei kann das Fördersystem 1 wie in Fig. 1 dargestellt aus mehreren parallel verlaufenden Rollenförderern 5 bestehen, wobei jeweils eine vorgegebene Anzahl von Rollenförderern 5 die Kassetten 6 mit Waferscheiben in eine Richtung fördert und vorzugsweise dieselbe Anzahl von Rollenförderern 5 die Kassetten 6 mit Waferscheiben in die entgegengesetzte Richtung fördert. In diesem Fall können beispielsweise jeweils die auf den außenliegenden Rollenförderern 5 transportierten Kassetten 6 auf ein an diesem Rollenförderer 5 einmündendes Sub-Fördersystem 3 ausgeschleust werden. Die auf den innenliegenden Rollenförderern 5 des Fördersystems 1 aufliegenden Kassetten 6 werden dagegen am Sub-Fördersystem 3 vorbei geführt. In diesem Fall erfolgt das Ausschleusen von Kassetten 6 auf ein Sub-Fördersystem 3 dadurch, daß unmittelbar vor einer Kreuzung die auszuschleusende Kassette 6 von einem zentralen Rollenförderer 5 auf die aussenliegenden Rollenförderer 5 des Fördersystems 1 transportiert wird. Entsprechend werden Kassetten 6 auf dem Sub-Fördersystem 3 auf den aussenliegenden Rollenförderer 5 des Fördersystems 1 eingeschleust. Die innenliegenden Rollenförderer 5 dienen hauptsächlich der Speicherung von Kassetten 6 für die Sub-Fördersysteme 3. Entsprechende Querverbindungen lassen ein Zirkulieren der Kassetten 6 zu. Dadurch können die Kassetten 6 in der Reihenfolge gepuffert werden, wie sie vom jeweiligen Sub-Fördersystem 3 benötigt werden.

In diesem Fall verlaufen zweckmäßigerweise sämtliche Rollenförderer 5 des Fördersystems 1 und der Sub-Fördersysteme 3 in einer Transportebene, was die Übergabe der Kassetten 6 zwischen den einzelnen Rollenförderern 5 erleichtert.

Das Fördersystem 1 bildet einen Transportspeicher für die Waferscheiben. Die Speicherkapazität dieses Transportspeichers ist im wesentlichen durch die Länge des Fördersystems 1 und die Anzahl der parallel verlaufenden Rollenförderer 5 auf einfache Weise vorgebbar. Zudem können von den außenliegenden Rollenförderern 5 Warteschleifen 7 abzweigen, wobei die Warteschleifen 7 ebenfalls von Rollenförderern 5 gebildet sind.

Jedes Sub-Fördersystem 3 weist jeweils wenigstens eine Transportstrecke auf, welche die Kassetten 6 dem zugeordneten Bearbeitungszentrum 2 zuführt, sowie eine weitere Transportstrecke, welche die Kassetten 6 vom Bearbeitungszentrum 2 zurück zum Fördersystem 1 führt. Vorzugsweise bestehen die Transportstrecken jeweils aus einem Rollenförderer 5, wobei die Rollenförderer 5 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Jedes Sub-Fördersystem 3 bildet einen Bereitstellungspuffer, dessen Speicherkapazität durch eine geeignete Dimensionierung der Länge der Rollenförderer 5 vorgebbar ist. Die Speicherkapazität kann wiederum durch Warteschleifen 8 erhöht werden, welche ebenfalls als Rollenförderer 5 ausgebildet sind.

Wie in Fig. 2 dargestellt werden die Kassetten 6 mit den Waferscheiben auf dem Rollenförderer 5 eines Sub-Fördersystems 3 aufliegend unmittelbar dem zugeordneten Bearbeitungszentrum 2 zugeführt. Dabei liegt eine vorgegebene Anzahl von Kassetten 6 auf dem Rollenförderer 5 frei zugänglich auf und befindet sich dabei im Arbeitsbereich des Handhabungsgeräts 4. Werden für einen Fertigungsprozeß im Bearbeitungszentrum 2 Waferscheiben benötigt, so wird die hierfür benötigte Anzahl von Kassetten 6 mittels des Handhabungsgeräts 4 vom Rollenförderer 5 des Sub-Fördersystems 3 selbsttätig abgenommen und dem Bearbeitungszentrum 2 zugeführt. Da sich sämtliche in Fig. 2 dargestellten Kassetten 6 im Arbeitsbereich des Handhabungsgeräts 4 befinden, kann dieses wahlweise auf eine bestimmte Teilmenge der Kassetten 6 zugreifen. Dabei werden die Kassetten 6 vom Handhabungsgerät 4 mittels eines daran angeordneten, nicht dargestellten Codelesers durch Lesen der Codes an den Kassetten 6 identifiziert.

Das in Fig. 2 dargestellte Bearbeitungszentrum 2 weist mehrere in Abstand zueinander angeordnete und auf dem Boden 9 des Reinraums stehende Bearbeitungsstationen 10 auf. Die schematische Darstellung in Fig. 2 ist dabei nicht maßstäblich. Die Bearbeitungszentren 2 weisen typischerweise Längen von mehreren Metern auf, während die Durchmesser der Waferscheiben typischerweise bis zu 30 cm betragen, so daß die Kassetten 6 erheblich kleiner als das Bearbeitungszentrum 2 sind. Der mit dem Bearbeitungszentrum 2 durchgeführte Prozeßschritt untergliedert sich dabei in mehrere Teilschritte, wobei zur Durchführung eines der Teilschritte jeweils eine Bearbeitungsstation 10 vorgesehen ist. Hierzu wird mittels des Handhabungsgeräts 4 zu vorgegebenen Zeiten den einzelnen Bearbeitungsstationen 10 jeweils eine vorgegebene Anzahl von Kassetten 6 mit Waferscheiben zugeführt. Die Bearbeitungsstationen 10 weisen hierzu Einführungsöffnungen 11 auf, über welche die Waferscheiben in die Bearbeitungsstation 10 eingeführt oder aus dieser entnommen werden.

Prinzipiell können zur Versorgung der Bearbeitungsstationen 10 mehrere Handhabungsgeräte 4 vorgesehen sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Handhabungsgerät 4 vorgesehen.

Das Handhabungsgerät 4 ist dabei in Form eines schienengeführten Lastaufnehmers ausgebildet.

Der Lastaufnehmer weist einen in vertikaler Richtung verlaufenden Träger 12 auf, an welchem ein Greifer 13 zur Aufnahme der Kassetten 6 mit den Waferscheiben befestigt ist. An der Unterseite des Trägers 12 sind nicht dargestellte Räder angebracht, welche in wenigstens einer Fahrschiene 14 geführt sind. Die Fahrschiene 14 verläuft im Boden 9 des Reinraums. Alternativ kann die Fahrschiene 14 auf dem Boden 9 aufliegend verlegt sein. Um eine sichere Führung des Lastaufnehmers zu gewährleisten, können zwei parallel verlaufende Fahrschienen 14 vorgesehen sein, in welche zwei parallel verlaufende Reihen von Rädern an der Unterseite des Lastaufnehmers geführt sind.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Boden 9 des Reinraums nur eine Fahrschiene 14 vorgesehen, in welcher die Räder des Lastaufnehmers geführt sind. Dadurch wird erreicht, daß der Lastaufnehmer nur wenig Reinraumfläche beansprucht. Dennoch ist der Lastaufnehmer sicher in der Fahrschiene 14 geführt. Der notwendige Halt wird durch eine parallel zur Fahrschiene 14 verlaufende, an der Unterseite der Decke 15 des Reinraums befestigte Führungsschiene 16 erzielt. In diese Führungsschiene 16 greifen nicht dargestellte Rollen an der Oberseite des Trägers 12 des Lastaufnehmers. Durch die beidseitige Führung des Lastaufnehmers in der Fahrschiene 14 und in der Führungsschiene 16 ist dieser gegen ein Verkippen gesichert.

Alternativ kann die Führungsschiene 16 an einem stationären Träger angeordnet sein, welcher beispielsweise als Stahlgerüst ausgebildet sein kann. Vorteilhaft hierbei ist, daß der Träger mit der Führungsschiene 16 von der Decke 15 des Reinraums entkoppelt ist, so daß von dort keine Schwingungen auf die Führungsschiene 16 übertragen werden.

Der Antrieb des Lastaufnehmers erfolgt über einen nicht dargestellten Motor, der über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinheit gesteuert wird. Das Verfahren des Lastaufnehmers erfolgt daher ohne jeglichen Personaleinsatz.

Auch die Betätigung des Greifers 13 zur Handhabung der Kassetten 6 mit den Waferscheiben wird über die Steuereinheit gesteuert und erfolgt damit ebenfalls ohne Bedienpersonal. Die Handhabung der Kassetten 6 erfolgt dabei mittels des Greifers 13. Der Greifer 13 weist einen horizontal verlaufenden Greifarm 17 auf, der am Träger 12 des Lastaufnehmers in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Zudem kann der Greifarm 17 in seiner Längsrichtung aus- und eingefahren werden, so daß auch die Länge des Greifarms 17 veränderbar ist. Schließlich ist der Greifarm 17 am Träger 12 in einer horizontalen Ebene schwenkbar angeordnet.

Die Kassetten 6 mit den Waferscheiben weisen an ihrer Oberseite jeweils einen von dieser hervorstehenden Flansch 18 auf. An der Unterseite des Greifarms 17 sind Greifzangen 19 angeordnet, deren Bewegung ebenfalls über die Steuereinheit gesteuert ist. Zur Aufnahme einer Kassette 6 wird der Flansch 18 der Kassette 6 von den Greifzangen 19 umgriffen, so daß die Kassette 6 fest am Greifarm 17 gehalten ist. Bevorzugt können die Greifzangen 19 am Greifarm 17 drehbar gelagert sein, so daß die Kassette 6 am Greifarm 17 gedreht werden kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt, befindet sich die Transportebene, in welcher die Kassetten 6 auf dem Rollenförderer 5 aufliegend an den Bearbeitungszentren 2 angeliefert werden, direkt unterhalb der Decke 15 des Reinraums. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil auf diese Weise das Fördersystem 1 und die Sub-Fördersysteme 3 keine Reinraumfläche am Boden 9 des Reinraums beanspruchen. Zudem wird somit auch der Zugang zu den Bearbeitungszentren 2 durch das Fördersystem 1 und die Sub-Fördersysteme 3 nicht behindert.

Zur Entnahme einer Kassette 6 vom Sub-Fördersystem 3 wird zunächst der Lastaufnehmer in der Fahrschiene 14 verfahren, bis sich der Greifarm 17 im Bereich der aufzunehmenden Kassette 6 befindet. Dabei wird gleichzeitig der Greifarm 17 in vertikaler Richtung so lange am Träger 12 verfahren, bis er sich in Höhe der Kassette 6 befindet. Anschließend wird der Greifarm 17 so positioniert, daß sich die Greifzangen 19 oberhalb des Flansches 18 der Kassette 6 befinden. Darauf erfolgt das Aufgreifen der Kassette 6. Danach wird der Lastaufnehmer in der Fahrschiene 14 solange fortbewegt, bis der Greifer 13 auf der Höhe der Bearbeitungsstation 10 ist, welcher die Kassette 6 zugeführt werden soll. Gleichzeitig wird der Greifer 13 am Träger 12 nach unten verfahren, so daß er sich in Höhe der Einführöffnung 11 der Bearbeitungsstation 10 befindet. Falls notwendig wird die Kassette 6 am Greifer 13 dabei so gedreht, daß sie die geforderte Orientierung zur Einführöffnung 11 aufweist. Zweckmäßigerweise werden jedoch die Kassetten 6 auf dem Sub-Fördersystem 3 bereits so angeliefert, daß eine Drehung der Kassette 6 nicht mehr notwendig ist. Anschließend wird die Kassette 6 in die Einführöffnung 11 eingeführt.

Wenn in einer Bearbeitungsstation 10 die Bearbeitung einer Kassette 6 abgeschlossen ist, kann es erforderlich sein, daß die Kassette 6 anschließend einer weiteren Bearbeitungsstation 10 desselben Bearbeitungszentrums 2 zugeführt werden muß. In diesem Fall erfolgt der Transport der Kassette 6 nicht über das Sub-Fördersystem 3 sondern direkt über das Handhabungsgerät 4. Der Greifer 13, der sich vorzugsweise bereits auf Höhe der Bearbeitungsstationen 10 befindet, nimmt die Kassette 6 auf, worauf der Lastaufnehmer ohne Höhenverstellung des Greifers 13 direkt zur nächsten Bearbeitungsstation 10 verfahren wird. Dort wird die Kassette 6 mittels des Greifers 13 in die Einführöffnung 11 eingeführt. Durch den Transport der Kassetten 6 zwischen den Bearbeitungsstationen 10 des Bearbeitungszentrums 2 mittels des Handhabungsgeräts 4 werden unnötige und zeitaufwendige Vertikalbewegungen der Kassetten 6 zum Sub-Fördersystem 3 vermieden, was den Durchsatz der Anlage beträchtlich erhöht.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann das Sub-Fördersystem 3 einen weiteren Puffer in Form eines Regals aufweisen. Das Regal befindet sich zweckmäßigerweise vor dem Bearbeitungszentrum 2. Die Regalfächer können zumindest teilweise in gleicher Höhe wie das Sub-Fördersystem 3 angeordnet sein. In diesem Fall werden Kassetten 6 mit Waferscheiben durch das Handhabungsgerät 4 vom Sub-Fördersystem 3 abgenommen und in vorgegebenen Regalfächern eingelagert. Vorteilhafterweise kann dabei bereits eine Zuordnung einzelner Kassetten 6 zu den einzelnen Bearbeitungsstationen 10 erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Fördersystem zum Transport von Waferscheiben in Reinräumen, wobei das Fördersystem als Transportspeicher für die Waferscheiben ausgebildet ist und mehrere Bearbeitungszentren für die Bearbeitung der Waferscheiben verbindet, wobei vom Fördersystem Sub-Fördersysteme abzweigen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sub-Fördersystem (3) zu wenigstens einem Bearbeitungszentrum (2) führt und einen Bereitstellungspuffer bildet, von welchem wahlweise mittels wenigstens eines Handhabungsgeräts (4) eine vorgegebene Anzahl von Waferscheiben entnehmbar und dem Bearbeitungszentrum (2) zuführbar ist.
  2. 2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses und die Sub-Fördersysteme (3) jeweils eine vorgegebene Anzahl von Band- oder Rollenförderern (5) aufweisen, auf welchen die in Kassetten (6) untergebrachten Waferscheiben befördert werden.
  3. 3. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sub-Fördersysteme (3) vom Fördersystem (1) an Kreuzungen abzweigen, an welchen die Kassetten (6) automatisch auf das Fördersystem (1) oder das jeweilige Sub-Fördersystem (3) gelenkt sind.
  4. 4. Fördersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördersystem (1) und die Sub-Fördersysteme (3) auf einer Transportebene verlaufen.
  5. 5. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkapazität des Fördersystems (1) durch dessen Länge bestimmt ist.
  6. 6. Fördersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom Fördersystem (1) Warteschleifen (7) abzweigen.
  7. 7. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sub-Fördersysteme (3) jeweils eine Transportstrecke, welche die Waferscheiben vom Fördersystem (1) zum Bearbeitungszentrum (2) führt, und eine Transportstrecke, welche die Waferscheiben vom Bearbeitungszentrum (2) zum Fördersystem (1) führt, aufweisen.
  8. 8. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkapazität eines Bereitstellungspuffers durch die Länge des Sub-Fördersystems (3) vorgegeben ist.
  9. 9. Fördersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Sub-Fördersystem (3) Warteschleifen (8) abzweigen.
  10. 10. Fördersystem nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsgerät (4) von einem schienengeführten Lastaufnehmer gebildet ist.
  11. 11. Fördersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnehmer einen Greifer (13) zur Aufnahme von Waferscheiben aufweist, wobei die Position des Greifers (13) in drei Raumrichtungen verfahrbar ist.
  12. 12. Fördersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Waferscheiben am Greifer (13) drehbar gelagert sind.
  13. 13. Fördersystem nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Lastaufnehmers über eine Steuereinheit gesteuert ist.
  14. 14. Fördersystem nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnehmer einen im wesentlichen vertikal verlaufenden Träger (12) aufweist, an welchem der Greifer (13) befestigt ist, wobei der Träger (12) an seiner Unterseite Räder aufweist, welche in wenigstens einer Fahrschiene (14) geführt sind.
  15. 15. Fördersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschiene (14) im Boden (9) des Reinraums verläuft.
  16. 16. Fördersystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) an seiner Oberseite in wenigstens einer Führungsschiene (16) geführt ist.
  17. 17. Fördersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (16) an der Unterseite der Decke (15) des Reinraums angeordnet ist.
  18. 18. Fördersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (16) an einem stationären Träger (12) montiert ist.
  19. 19. Fördersystem nach einem der Ansprüche 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Transportebene dicht unterhalb der Decke (15) des Reinraums befindet und die Bearbeitungszentren (2) am Boden (9) des Reinraums angeordnet sind.
  20. 20. Fördersystem nach einem der Ansprüche 10-19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bearbeitungszentrum (2) mehrere Bearbeitungsstationen (10) zur Bearbeitung der Waferscheiben aufweist, und daß die Waferscheiben zwischen einzelnen Bearbeitungsstationen (10) eines Bearbeitungszentrums (2) mittels des Lastaufnehmers transportiert werden.
  21. 21. Fördersystem nach einem der Ansprüche 10-20, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Bearbeitungszentrum (2) mehrere Lastaufnehmer vorgesehen sind.






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