PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19905882C1 21.12.2000
Titel Vorrichtung zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern
Anmelder KRANTZ-TKT GmbH, 51465 Bergisch Gladbach, DE
Erfinder Esser, H.-M., Dipl.-Wirtsch.-Ing., 50170 Kerpen, DE;
Hrga, Ronald, Dipl.-Ing., 51469 Bergisch Gladbach, DE;
Sodec, Franc, Dr.-Ing., 52146 Würselen, DE
Vertreter Bauer & Bauer, 52080 Aachen
DE-Anmeldedatum 11.02.1999
DE-Aktenzeichen 19905882
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.2000
IPC-Hauptklasse B65G 49/07
IPC-Nebenklasse F24F 7/00   
Zusammenfassung Eine Vorrichtung (1) zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern, zwischen einem ersten Reinraum (4) und einem zweiten Reinraum (5), die unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, weist die folgenden Bestandteile auf:
- einen Senkrechtförderer (6), der durch eine Öffnung (7) in einer Decke (3) des ersten Reinraums (4) und einem Boden des zweiten Reinraums (5) geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement (8) eine innerhalb des ersten Reinraums (4) befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums (5) befindliche zweite Endstellung aufweist
- eine den Querschnitt des Senkrechtförderers (6) versperrenden Schleuseneinrichtung (9), die mindestens zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren (10, 11) aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer (13) begrenzen und
- mindestens eine Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum (5) befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement (8) und in umgekehrter Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindlichen Förderelement (8) an eine in dem ersten Reinraum (4) befindliche Bearbeitungsstation und in umgekehrter Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements (8) innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern. Die Gegenstände sollen zwischen einem ersten Reinraum und einem zweiten Reinraum transportiert werden, wobei die beiden Reinräume unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in ihnen unterschiedliche Luftdrücke herrschen.

Eine unbedingte Notwendigkeit zur dauerhaften Aufrechterhaltung von Reinraumbedingungen ergibt sich bei der Herstellung von integrierten Halbleiterprodukten. Während der Herstellung eines solchen Halbleiterprodukts durchläuft dieses eine Vielzahl von Verarbeitungsvorgängen, die zum größten Teil mit hochspezialisierten Bearbeitungsvorrichtungen bzw. -anlagen in einer Reinraumumgebung durchgeführt werden. In der Regel sind mehrere gleichartige Bearbeitungsanlagen zu einem als "Bay" bezeichneten Bearbeitungsbereich zusammengefaßt. Üblicherweise sind mehrere Bearbeitungsbereiche nebeneinander auf einem Stockwerk eines Fabrikgebäudes angeordnet.

Der Transport der zu bearbeitenden Halbleiterprodukte, die auch als sogenannte "Wafer" bezeichnet werden, von oder zu den einzelnen Bearbeitungsanlagen bzw. zwischen verschiedenen Bearbeitungsbereichen erfolgt mit Hilfe von Transportsystemen, die sich auf demselben Stockwerk des Fabrikgebäudes befinden wie die Bearbeitungsanlagen. Gemäß dem Stand der Technik wird der Transport zwischen zwei Bearbeitungsbereichen beispielsweise mit Hilfe schienengebundener Fahrzeuge an der Decke eines Stockwerks (sogenannte "Monorails") abgewickelt. Oftmals sind in den einzelnen Bearbeitungsbereichen zusätzlich als sogenannte "Stocker" bezeichnete Zwischenlager eingerichtet. In diesen Zwischenlagern können die ihr einen bestimmten Bearbeitungsbereich vorgesehenen Wafer kurzzeitig zwischengelagert werden.

Bei den allgemein bekannten Anlagen erfolgt der Transport der Wafer von den vorgenannten Zwischenlagern zu den eigentlichen Bearbeitungsanlagen mit Hilfe von (schienengebundenen) Robotern, schienengebundenen Fahrzeugen am Boden des Stockwerks oder über führerlose Fahrzeuge am Boden des Stockwerks, sogenannte "Automated Guided Vehicles" (AGV).

Ein derartiges bekanntes Transportsystem weist zum einen den Nachteil auf, daß die Transportgeschwindigkeit gering ist. So ist es nicht ungewöhnlich, daß die Transportzeit zwischen zwei Bearbeitungsanlagen 10 Minuten und mehr beträgt.

Zum anderen ist die für die bekannten Transportsysteme erforderliche Steuerungssoftware komplex. Dies resultiert daraus, daß aufgrund der innerhalb derselben Ebene stattfindenden Transport- und Bearbeitungsvorgänge eine Vielzahl von Hindernissen (z. B. andere Komponenten des Transportsystems oder andere Bearbeitungsanlagen) umfahren werden müssen. Daher ist es erforderlich, Transportprioritäten zu vergeben, um einen geregelten Ablauf der in einer großen Anzahl zeitlich parallel zueinander verlaufenden Einzeltransporte zu gewährleisten. Aus diesem Grunde sind Überholvorgänge, Kreuzungen und Abzweigungen bei dem bekannten Transportsystem unvermeidlich.

Schließlich erfordern die Zwischenlager in den Bearbeitungsbereichen große Stellflächen, die für die eigentliche Produktion nicht genutzt werden können. Angesichts des hohen Aufwands zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung einer Reinraumatmosphäre sind diese Flächenverluste ganz besonders nachteilig.

Aus der DE 197 26 305 A1 ist ein System zum Transportieren von Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern zwischen Umgebungen mit kontrollierten Bedingungen bekannt. Das System weist einen Waferträger auf, der eine erste Umgebung mit kontrollierten Bedingungen definiert und der eine Abdeckung und eine Tür aufweist, die dazu dient, eine Öffnung im Boden der Abdeckung zu schließen. Außerdem enthält das System einen Halter zum Tragen von wenigstens einem Wafer auf der Trägertür. Ein Gehäuse definiert eine zweite Umgebung mit kontrollierten Bedingungen um ein Gerät zur Bearbeitung der Wafer und besitzt eine Lukentür zum Schließen einer durch ein bewegliches Lukenelement definierten Lukenöffnung. Die Lukentür bildet einen Teil einer Bühne zum Tragen der Trägertür und des Waferhalters, wobei das bewegliche Lukenelement so ausgebildet ist, daß es an der Trägerabdeckung angreift, um deren Bewegung in vertikaler Richtung zu verursachen.

Des weiteren sind Hubmittel zum Bewegen des Lukenelements in vertikaler Richtung zwischen einer unteren Position, an der die Lukentür die Lukenöffnung schließt, und einer oberen Position, an der das Lukenelement die Trägerabdeckung in vertikaler Richtung anhebt, vorgesehen, um dem Waferbearbeitungsgerät den Zugang zu dem Waferhalter zu ermöglichen.

Das bekannte System stellt lediglich eine unmittelbar an das Bearbeitungsequipment angebrachte Andockstation für Wafertransportbehälter dar. Innerhalb dieser Andockstation können zwei Transportbehälter automatisch, das heißt durch Schieben der Haube nach oben, geöffnet werden, wodurch die einzelnen Wafer von einem Robotergreifmechanismus in das Bearbeitungsequipment bzw. in einen parallelen Transportbehälter verschoben werden können.

Einen Transport eines Transportbehälters durch eine Grenze zwischen zwei Reinräumen unterschiedlicher Reinraumklassen ist bei dem bekannten System nicht beschrieben.

Die DE 43 32 657 A1 offenbart eine Einrichtung zum Einschleusen von Substraten in einen Reinstraum einer Substratbehandlungsmaschine und besitzt dazu eine Vorrichtung zum Handhaben von Substraten in Reinsträumen, die mit einer Transportbox zur Aufnahme einer die Substrate enthaltenen Kassette versehen ist. Die Transportbox weist eine Boxenhaube und einen mit dieser gasdicht verbindbaren und verriegelbaren Boxenboden auf und ist mit einem Hubwerk auf die Transportbox aufsetzbar. Die Boxenhaube der Transportbox ist dabei mittels des Hubwerks vom Boxenboden zur Entnahme einer Substratkassette vom Boxenboden anhebbar und nach Wiederbestückung auf den Boxenboden absenkbar. Die Einrichtung ist ferner mit einem in einer Wand eines Maschinengehäuses angeordneten verschließbaren Fenster zwischen einem Maschinenaußen- und -innenraum versehen, durch das die Substrate schleusenartig durchführbar sind.

Um eine derartige Einrichtung zum Einschleusen von Substraten in einen Reinstraum zu schaffen, mit der die Handhabung der mit den Substratkassetten versehenen Boxen vereinfacht ist und in ergonomisch verträglicher Weise erfolgen kann, ist eine Schleuse vorgesehen, die in einem oberen Bereich ein Schild aufweist, das in gaasdicht verschlossenem Zustand der Transportbox das Fenster verschließt und in einem unteren Bereich ein Schleusengehäuse besitzt, das zur Maschinengehäusewand hin eine dem Fenster entsprechende Öffnung aufweist.

Auch bei dieser bekannten Einrichtung handelt es sich um eine Andockstation eines Wafertransportbehälters an ein Bearbeitungsequipment. Auch in diesem Fall ist es nicht möglich, den Transportbehälter als solchen durch eine Grenze zwischen zwei Reinräumen hindurch zu befördern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportvorrichtung vorzuschlagen, die die Anforderungen an die Steuerungssoftware der Vorrichtung vermindert und bei ebenfalls verringerten Transportzeiten einen zuverlässigen Zu- und Abtransport der Gegenstände von und zu den Bearbeitungsstationen ermöglicht. Des weiteren sollte die Fläche eines (ersten) Reinraums zu einem möglichst hohen Anteil für die eigentliche Halbleiterproduktion nutzbar sein und dementsprechend von Transport- und Lageraufgaben frei bleiben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Transport von Gegenständen zwischen einem ersten Reinraum und einem zweiten Reinraum, die unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, gelöst, wobei die Vorrichtung mit

  • - einem Senkrechtförderer, der durch eine Öffnung in einer Decke des ersten Reinraums und einem Boden des zweiten Reinraums geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement eine innerhalb des ersten Reinraums befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums befindliche zweite Endstellung aufweist
  • - einer den Querschnitt des Senkrechtförderers versperrenden Schleuseneinrichtung, die zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer begrenzen und
  • - mindestens einer Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement und in umgekehrte Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindlichen Förderelement zu einer in dem ersten Reinraum befindlichen Barbeitungsstation und in umgekehrte Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist,
versehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt den Transport von Gegenständen durch die Decke eines ersten Reinraumes hindurch, um auf diese Weise beispielsweise Bearbeitungsstationen innerhalb des ersten Reinraums anordnen zu können, ohne diese einzelnen Bearbeitungsstationen mit einem innerhalb dieses Reinraumes angeordneteten Transportsystems miteinander verbinden zu müssen. Die Verbindung der einzelnen Bearbeitungsstationen erfolgt vielmehr über ein in dem zweiten Reinraum angeordnetes Transportsystem, wodurch in dem ersten Reinraum eine enorme Raumersparnis auftritt. Diese Raumersparnis resultiert nicht nur aus dem bloßen Wegfall des Transportsystems aus diesem Raum, sondern auch aus der Möglichkeit, in diesem Reinraum auf Zwischenlager zu verzichten. Diese Zwischenlager können nämlich ebenfalls in dem zweiten Reinraum in Verbindung mit dem dort angeordneten Transportsystem untergebracht werden.

Aufgrund der in den beiden Reinräumen herrschenden unterschiedlichen Luftdrücke würde ein ständig offener Durchbruch in der Decke des ersten Reinraums zu einer Strömung in Richtung des Druckgefälles führen. Diese würde zum einen die Aufrechterhaltung der Luftdrücke erschweren oder gar unmöglich machen und zum anderen den Energiebedarf für die Druckhaltung drastisch erhöhen. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schleuseneinrichtung, die zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren aufweist, werden die Druckverluste auf das unumgängliche Minimum reduziert. Da eine der beiden Schleusentüren sich stets in Schließstellung befindet, findet zu keinem Zeitpunkt eine Durchströmung über den vollen Querschnitt der Schleusenkammer statt. Die durch die Druckhaltung bedingten Betriebskosten für das Reinraumklima sind bei der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung daher sehr niedrig.

Mit der gemäß der Erfindung des weiteren vorgesehenen Übergabeeinrichtung lassen sich die Gegenstände vorteilhafterweise von dem Transportsystem an das Förderelement des Senkrechtförderers und/oder von dort nach Durchfahren der Reinraumdecke an eine Bearbeitungsstation übergeben. Nach Durchführung der Bearbeitung kann der Transportvorgang in umgekehrter Reihenfolge erneut stattfinden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Gegenstand vor dem Durchtritt von dem zweiten Reinraum in den ersten Reinraum mittels einer in der Schleusenkammer wirkenden Abblaseeinrichtung von an seiner Oberfläche anhaftenden Partikeln befreibar ist. Dies erlaubt die Einhaltung geringerer Reinraumbedingungen in dem zweiten Reinraum und dadurch Kosteneinsparungen, ohne daß eine Kontamination des von seinen Reinraumbedingungen kritischer einzustufenden ersten Reinraums befürchtet werden muß.

Wenn ein Gegenstand von der Übergabeeinrichtung auf der dem ersten Reinraum zugewandten und in deren Schließstellung befindlichen Schleusentür absetzbar und von dort von dem Förderelement übernehmbar ist, kann auf eine separate Absetzvorrichtung, beispielsweise in Form eines Tischs, verzichtet werden.

Zur dauerhaft präzisen Ausrichtung eines Gegenstandes bei der Übergabe von dem Transportsystem an den Senkrechtförderer wird vorgeschlagen, daß die dem ersten Reinraum zugewandte Schleusentür mit einem Positionierbolzen versehen ist, der im abgesetzten Zustand eines Gegenstandes mit einer daran befindlichen Positionieraussparung korrespondiert.

Vorteilhafterweise ist die Schleuseneinrichtung im Bereich der Decke des ersten Reinraums und/oder darüber angeordnet. Insbesondere die Abblasung eines Gegenstands beim Übergang von dem zweiten in den ersten Reinraum wird hierdurch erleichtert.

Um auch hohen sicherheitstechnischen Anforderungen gerecht zu werden, ist vorgesehen, daß der Senkrechtförderer zumindest abschnittsweise von einem Sicherheitsschacht ummantelt ist. Dieser Sicherheitsschacht ist vorzugsweise hängend an der Schleuseneinrichtung befestigt und aus käfigartig zusammengesetzten Profilen und durchsichtigen Wandteilen aufgebaut.

Um im Falle einer Störung des Senkrechtförderers an einen auf dem Förderelement befindlichen Gegenstand gelangen zu können, ist es sinnvoll, mindestens ein Wandteil des Sicherheitsschachts demontierbar und/oder wegklappbar zu gestalten. Alternativ kann auch ein von Notspannung versorgtes Handbediengerät vorgesehen werden, mit dem das Förderelement in die untere Endposition verfahrbar ist.

Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß der Senkrechtförderer einen Zahnriemenantrieb oder einen Spindelantrieb aufweist.

Um möglichst wenig Änderungen an dem konstruktiven Aufbau der Reinraumdecke vornehmen zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn der Senkrechtförderer die Decke in einem einzigen Deckenrasterfeld durchdringt.

Wenn die Schleuseneinrichtung und/oder der Senkrechtförderer elastisch mit der Decke verbunden sind, wird eine unerwünschte Schwingungsübertragung auf die in der Regel nicht sehr hoch belastbare Deckenkonstruktion verhindert.

Um ein gleichzeitiges Offenstehen der beiden Schleusentüren und den damit einhergehenden Druckverlust sowie eine Kontaminationsgefahr für den ersten Reinraum sicher auszuschließen, wird vorgeschlagen, die beiden Schleusentüren gegeneinander zu verriegeln. Dies kann sowohl auf mechanische Weise als auch mit Hilfe der Steuerungssoftware erfolgen.

Die Abreinigung eines Gegenstandes von anhaftenden Staubpartikeln läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, wenn mittels eines Zuluftventilators Zuluft in die Schleusenkammer einbringbar und mittels eines Abluftventilators oder durch perforierte Wandabschnitte Abluft aus der Schleusenkammer ausbringbar ist.

Da die zum Abreinigen verwendete Luft hohe Reinheitsanforderungen erfüllen muß, ist es sinnvoll, die Zuluft für die Schleusenkammer aus dem ersten Reinraum unterhalb dessen Decke oder aus dem zweiten Reinraum über ein Filter anzusaugen.

Um beim Abblasen einen möglichst vollständigen Austrag der Partikel aus der Schleusenkammer zu gewährleisten, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß sich der Einlaß für die Zuluft und der Auslaß für die Abluft auf gegenüberliegenden Seiten der Schleusenkammer befinden und der Gegenstand in einer Abblaseposition dazwischen angeordnet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Senkrechtförderers besteht darin, daß dessen Förderelement mit mindestens einem Greifelement ausgestattet ist, das mit einem daran angepaßten Transportflansch an dem Gegenstand zusammenwirkt. Auf diese Weise kann der Gegenstand an dem Greifelement hängend in dem Senkrechtförderer transportiert werden.

Wenn der Gegenstand vor dem Öffnen der dem ersten Reinraum zugewandten Schleusentür mittels des Greifelements des Senkrechtförderers innerhalb der geschlossenen Schleusenkammer um einen geringen Betrag anhebbar ist, kann diese Schleusenkammer entlastet werden, wodurch der Verriegelungsmechanismus entsprechend einfacher ausgeführt werden kann. Des weiteren kann die Abreinigung auf der Unterseite des Gegenstands deutlich verbessert werden.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß auch die Übergabeeinrichtung mit mindestens einem Greifelement versehen ist, das mit dem Transportflansch an dem Gegenstand zusammenwirkt. Im Sinne der Verwendung möglichst vieler Gleichteile bildet der Transportflansch des Gegenstandes somit eine für zahlreiche Handhabungsschritte taugliche Kopplungsstelle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine Vorderansicht einer Transportvorrichtung im Teilschnitt

Fig. 2: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Teilschnitt

Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie III-III durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1

Die in den Fig. 1 und 2 abgebildete Vorrichtung 1 dient zum Transport von als sogenannte FOUPS bezeichneten Behältern 2, die bei der Herstellung von Halbleiterprodukten (sogenannte Wafer) verwendet werden. Gemäß SEMI-Standard 47.1-0698 steht "FOUP" für "Front Opening Unified Pod", wobei es sich um einen einheitlichen standardisierten Transportbehälter für bis zu 25 Stück Siliziumscheiben (Wafer) mit einem Durchmesser von 300 mm handelt. FOUPS werden in der Halbleiterfertigung eingesetzt und dienen zum Transport der Wafer in einer hermetisch abgedichteten Atmosphäre - teilweise automatisch - von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation.

Die Vorrichtung 1 durchdringt eine Decke 3, die einen ersten Reinraum 4 von einem zweiten Reinraum 5 abtrennt. Während der erste Reinraum 4, in dem die eigentliche Bearbeitung der Halbleiterprodukte stattfindet, einer sehr hohen Reinraumklasse angehört, sind die Reinraumanforderungen im zweiten Reinraum 5 geringer.

Um auch im Falle von kleineren Undichtigkeiten des ersten Reinraums 4 stets eine aus diesem heraus gerichtete Strömung zu erhalten, d. h. um eine Kontamination aus einer weniger reinen Umgebung zu verhindern, ist der Luftdruck im ersten Reinraum 4 größer als der im zweiten Reinraum 5. Auch der Luftdruck im zweiten Reinraum 5 ist jedoch noch größer als der Atmosphärendruck, um auch aus dem zweiten Reinraum 5 im Falle von Undichtigkeiten stets eine nach außen gerichtete Strömung zu erhalten.

Die Vorrichtung 1 enthält einen Senkrechtförderer 6, der durch eine Öffnung 7 in der Decke 3, die zugleich den Boden des zweiten Reinraums 5 bildet, geführt ist. Der Senkrechtförderer 6 besitzt ein vertikal verfahrbares Förderelement 8, das in beiden Fig. 1 und 2 jeweils in der obersten und untersten Endstellung dargestellt ist. Diese Darstellung erfolgt rein aus Gründen der besseren Verständlichkeit; in Wirklichkeit existiert lediglich ein einziges Förderelement des Senkrechtförderers 6.

Während sich die untere Endstellung des Förderelements 8 in dem ersten Reinraum 4 befindet, liegt die zweite Endstellung innerhalb des zweiten Reinraums 5.

Die Vorrichtung 1 ist des weiteren mit einer den Querschnitt des Senkrechtförderers 6 versperrenden Schleuseneinrichtung 9 versehen, die eine obere nach oben schwenkbare und in drei Stellungen gezeigte Schleusentür 10 und zwei untere nach unten schwenkbare und an Rändern des Förderquerschnitts gelagerten, ebenfalls in drei Stellungen gezeigten Schleusentüren 11 aufweist. Die Schleusentüren 10, 11 und ein den Senkrechtförderer umgebender im Querschnitt rechteckförmiger Sicherheitsschacht 12 begrenzen eine zwischen den beiden Schleusentüren befindliche Schleusenkammer 13.

Die Vorrichtung 1 arbeitet des weiteren mit einer in den Figuren nicht dargestellten Übergabeeinrichtung zusammen, mit der jeweils ein Behälter 2 von einem in den zweiten Reinraum 5 befindlichen, ebenfalls nicht dargestellten Transportsystem an das in seiner oberen Endstellung befindliche Förderelement 8 übergebbar ist. Ebenso kann die Übergabe in umgekehrte Richtung erfolgen. Des weiteren kann die Vorrichtung 1 mit einer gleichfalls nicht dargestellten zweiten Übergabeeinrichtung versehen sein, mit der der Behälter 2 ausgehend von der unteren Endstellung des Transportelements 8 an eine in dem ersten Reinraum 4 befindliche, nicht abgebildete Bearbeitungsstation übergebbar sowie in umgekehrte Richtung rückgebbar ist.

Bei der Übergabe des Behälters 2 an das Transportelement 8 wird der Behälter 2 mit Hilfe eines Greifers der nicht dargestellten Übergabeeinrichtung zunächst auf den in Schließstellung befindlichen unteren Schleusentüren 11 gesetzt. Der Greifer der Übergabeeinrichtung erfaßt den Behälter dabei an einem an seiner Oberseite angeordneten Flansch 14. Nach Absetzen des Behälters 2 wird dieser von zwei winkelförmigen Greifelementen 15 an gegenüberliegenden Seiten seines Flanschs 14 ergriffen. Diese Greifelemente 15 gehören zu dem Förderelement 8 des Senkrechtförderers 6 und sind mit diesem vertikal verfahrbar. Die Betätigung der Greifelemente 15, die in Fig. 3 in einer maximalen Öffnungsstellung sowie der Schließstellung gezeigt sind, erfolgt über jeweils zwei parallele Hebel 16, die trapezartig geschert werden können. Der jeweils äußere Hebel 16 ist mittels eines als Schwenkantrieb dienenden Motors 17 zwischen den Endlagen verschwenkbar.

Der gesamte Greifmechanismus ist mit dem wagenartigen Förderelement 8 fest verbunden, das wiederum an den als Zahnriementrieb ausgebildeteten Senkrechtförderer 6 gekoppelt ist und daher über dessen gesamte Länge vertikal verfahrbar ist. Der Zahnriemenantrieb befindet sich im Inneren eines ungefähr quadratischen Führungsprofils 18 (vgl. Fig. 4), das sich nahezu über die gesamte Länge der Vorrichtung 1 erstreckt. Der Antrieb des Motors des Zahnriementriebs ist oben in Fig. 1 erkennbar und mit 19 bezeichnet.

Der Sicherheitsschacht 12, der hängend an der Schleuseneinrichtung 9 befestigt ist, ist aus käfigartig zusammengesetzten Profilen 20 und durchsichtigen Wandteilen 21 aufgebaut.

Innerhalb der Schleusenkammer 13 ist ein aus dem zweiten Reinraum 5 kommender und von der Übergabeeinrichtung dort abgestellter Behälter 2 nach einem Schließen der Schleusentüren und einem geringfügigen Anheben des Behälters 2 mittels des Förderelements 8 - bzw. dessen Greifelementen 15 - derart einer Luftströmung aussetzbar, daß eventuell an der Oberfläche des Behälters 2 anhaftende Partikel abgeblasen werden.

Zu diesem Zweck befindet sich an einer Stirnseite der Schleuseneinrichtung 9 (vgl. Fig. 4) ein in einem Gehäuse 22 untergebrachter Zuluftventilator, der dem zweiten Reinraum 5 Luft entnimmt und diese über ein spezielles Filter 23 in die Schleusenkammer 13 einbläst.

Bei diesem Abblasevorgang ist der Behälter 2 lediglich von den Greifelementen 15 an seinem Flansch 14 gehalten, so daß nahezu die gesamte Oberfläche für die Luftströmung zugänglich ist. Die beste Reinigungswirkung wird dabei naturgemäß an der in Strömungsrichtung vorne liegenden Stirnseite 24 des Behälters 2 erzielt, bei der es sich um die Seite handelt, die aufgrund der anschließenden Ankopplung an die Bearbeitungsstation die größte Reinheit aufweisen muß.

Die in die Schleusenkammer 13 eingeblasene Luft verläßt dieselbe durch Abluftlochbleche 25, die dem Filter 23, d. h. der Lufteinführung, gegenüberliegen. Auf diese Weise wird eine optimale Durchströmung der Schleusenkammer 13 erreicht.

Der Transport eines Behälters 2 von einem im zweiten Reinraum 5 befindlichen, nicht abgebildeten Transportsystem zu einer im ersten Reinraum 4 befindlichen, ebenfalls nicht abgebildeten Bearbeitungsstation läuft wie folgt ab:

Mittels der Greifeinrichtung des Transportsystems wird der Behälter 2 durch die offene obere Schleusentür 10 hindurch in die Schleusenkammer 13 eingebracht und dort auf den in Schließstellung befindlichen unteren Schleusentüren 11 abgesetzt. Nach einem Rückfahren des Greifelements des Transportsystems wird die obere Schleusentür 10 ebenfalls geschlossen und die in Öffnungsstellung befindlichen Greifelemente 15 des Förderelements 8 in Schließstellung gefahren. Der so ergriffene Behälter 2 wird um einen geringfügigen Betrag durch Verfahren des Förderelements 8 angehoben, wodurch zum einen die unteren Schleusentüren 11 entlastet und zum anderen auch die Unterseite des Behälters 2 für die Reinigungsluft zugänglich wird.

Anschließend wird der Behälter 2 abgeblasen, um eventuell anhaftende Partikel zu entfernen.

Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs werden die unteren Schleusentüren 11 geöffnet und das Transportelement 8 des Senkrechtförderers 6 verführt den Behälter 2 in die untere Endposition.

Nach Lösen der Greifelemente 15 kann der Behälter 2 dann weitertransportiert bzw. einer Bearbeitungsstation zugeführt werden.

Es versteht sich, daß aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem ersten Reinraum 4 und dem zweiten Reinraum 5 stets nur eine Schleusentür geöffnet sein darf. Die gegenseitige Verriegelung der Schleusentüren 10 und 11 erfolgt softwaremäßig.

Bei einem Rücktransport des Behälters 2 von der Bearbeitungsstation zu dem oberhalb der Decke 3 angeordneten Transportsystems erfolgt der Ablauf in umgekehrter Reihenfolge, wobei in diesem Fall auf den Abblasevorgang verzichtet werden kann, da die Reinheitsanforderungen im zweiten Reinraum 5 geringer sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung (1) zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern, zwischen einem ersten Reinraum (4) und einem zweiten Reinraum (5), die unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, mit
    1. - einem Senkrechtförderer (6), der durch eine Öffnung (7) in einer Decke (3) des ersten Reinraums (4) und einem Boden des zweiten Reinraums (5) geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement (8) eine innerhalb des ersten Reinraums (4) befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums (5) befindliche zweite Endstellung aufweist
    2. - einer den Querschnitt des Senkrechtförderers (6) versperrenden Schleuseneinrichtung (9), die mindestens zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren (10, 11) aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer (13) begrenzen und
    3. - mindestens einer Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum (5) befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement (8) und in umgekehrter Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindliche Förderelement (8) an eine in dem ersten Reinraum (4) befindliche Bearbeitungsstation und in umgekehrter Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements (8) innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstand vor dem Durchtritt von dem zweiten Reinraum (5) in den ersten Reinraum (4) mittels einer in der Schleusenkammer (13) wirkenden Abblaseinrichtung von an seiner Oberfläche anhaftenden Partikeln befreibar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstand von der Übergabeeinrichtung auf der dem ersten Reinraum (4) zugewandten und in deren Schließstellung befindlichen Schleusentür (11) absetzbar und von dort von dem Förderelement (8) übernehmbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Reinraum (4) zugewandte Schleusentür (11) mit mindestens einem Positionierbolzen versehen ist, der im abgesetzten Zustand eines Gegenstandes mit einer daran befindlichen Positionieraussparung korrespondiert.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuseneinrichtung (9) im Bereich der Decke (3) des ersten Reinraums (4) und/oder darüber angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Senkrechtförderer (6) zumindest abschnittsweise von einem Sicherheitsschacht (12) ummantelt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschacht (12) hängend an der Schleuseneinrichtung (9) befestigt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschacht (12) aus käfigartig zusammengesetzten Profilen (20) und durchsichtigen Wandteilen (21) aufgebaut ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wandteil (21) des Sicherheitsschachts (12) demontierbar und/oder wegklappbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Senkrechtförderer (6) einen Zahnriemenantrieb oder einen Spindelantrieb aufweist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Senkrechtförderer (6) die Decke (3) in einem einzigen Deckenrasterfeld durchdringt.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuseneinrichtung (9) und/oder der Senkrechtförderer (6) elastisch mit der Decke verbunden (3) sind.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Schleusentüren (10, 11) gegeneinander verriegelt sind.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Zuluftventilators Zuluft in die Schleusenkammer einbringbar (13) und mittels eines Abluftventilators oder durch perforierte Wandabschnitte Abluft aus der Schleusenkammer (13) ausbringbar ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft für die Schleusenkammer (13) aus dem ersten Reinraum (4) unterhalb dessen Decke oder aus dem zweiten Reinraum (5) über ein Filter (23) angesaugt wird.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß für die Zuluft und der Auslaß für die Abluft auf gegenüberliegenden Seiten der Schleusenkammer (13) befinden und der Gegenstand in einer Abblaseposition dazwischen angeordnet ist.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement (8) des Senkrechtförderers (6) mit einem Greifelement (15) ausgestattet ist, das mit einem daran angepaßten Transportflansch (14) an dem Gegenstand zusammenwirkt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand vor dem Öffnen der dem ersten Reinraum (4) zugewandten Schleusentür (11) mittels des Greifelements (15) des Senkrechtförderers (6) innerhalb der geschlossenen Schleusenkammer (13) um einen geringen Betrag anhebbar ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeeinrichtung mit einem Greifelement versehen ist, das mit dem Transportflansch an dem Gegenstand zusammenwirkt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com