DE102004039787A1 - Handling system, has handling modules, where substrate handling unit is arranged on one of modules for separate substrate-transfer from carrier that with vertically aligned substrate is transferred between two modules - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Handlingsystem zum Be- und Entladen einer Prozessanlage und ein Verfahren zu seinem Betrieb gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The The invention relates to a handling system for loading and unloading a Process plant and a process for its operation according to the generic terms the independent one Claims.
Für die Herstellung von optischen Displays werden zunehmend größere Substrate gefordert. Derartige Displays finden Anwendung vor allem bei kleinen und mittelgroßen Anzeigesystemen für beispielsweise Handys, DVD-Player, Notebooks, TV-Geräte, Autoradios oder im industriellen Einsatz. Gegenwärtig dominieren mit über 80 % Flüssigkeitskristall-Displays, während auch schon alternative Fertigungsverfahren für Plasma-Displays mit gegenwärtig 15 % und organische Leuchtdioden mit gegenwärtig 2% schon bereitstehen. Insbesondere bei den genannten alternativen Fertigungsverfahren entstehen erhöhte Anforderungen an die Prozesssicherheit zur Erreichung einer hohen Gleichmäßigkeit der Oberflächenbearbeitung, insbesondere der Beschichtung der Substrate, die mit wachsender Substratgröße und zunehmendem Substratgewicht bisher nur mit Schwierigkeiten erreichbar sind.For the production Optical displays are increasingly demanding larger substrates. such Displays are used primarily for small and medium-sized display systems for example Cell phones, DVD players, notebooks, TVs, car radios or industrial Commitment. Currently dominate with over 80% liquid crystal displays, while even alternative manufacturing processes for plasma displays with currently 15 % and organic light-emitting diodes already available with 2%. In particular, in the alternative production methods mentioned arise increased Requirements for process reliability to achieve a high uniformity the surface treatment, In particular, the coating of the substrates with increasing Substrate size and increasing Substrate weight are previously difficult to reach.
Als Prozessanlagen für flache Substrate für Displays in Reinräumen werden in jüngster Zeit bevorzugt In-Line-Systeme mit Vertikaltransport der Substrate eingesetzt, die im Vergleich zu horizontalen Konzepten eine geringere Partikelkontamination bzw. eine geringe oder gar keine Verbiegung von Masken aufweisen und daher grundsätzlich eine höhere Prozesssicherheit als Horizontalanlagen ermöglichen. Eine Prozessanlage zur Behandlung von Substraten weist üblicherweise Prozesskammern und Schleusen sowie einen Transportpfad auf. Die Prozesskammern können Reinigungskammern, Plasmabehandlungskammern, Ätzkammern, Beschichtungskammern, Heizkammern und dergleichen sein und sind zweckmäßigerweise als sogenannte Doppelkammern ausgebildet. Eine Doppelkammer besteht üblicherweise aus einer ersten und einer zweiten Teilkammer, die entlang der Vertikalen durch eine Trennwand separiert sind und mit Einbauten für den Einsatz verschiedener Prozessumgehungen versehen sind. Insbesondere bei Einsatz von Doppelkammern ist es zweckmäßig, einen dualen Transportpfad zu verwenden, der zwei mit relativ geringem Abstand zueinander angeordnete Teilpfade aufweist. Für den Vertikaltransport werden sogenannte Carrier mit den flachen Substraten eingesetzt, die mit vertikal ausgerichteten Substraten entlang des Transportpfades transportiert werden.When Process plants for flat substrates for displays in cleanrooms be in the youngest Zeit prefers in-line systems with vertical transport of the substrates used in comparison with horizontal concepts Particle contamination or little or no bending of masks and therefore in principle a higher process reliability allow as horizontal systems. A process plant for the treatment of substrates usually has Process chambers and locks and a transport path. The Process chambers can Cleaning chambers, plasma treatment chambers, etching chambers, coating chambers, Heating chambers and the like and are expediently as so-called double chambers educated. A double chamber usually consists of a first and a second sub-chamber, passing along the vertical through a partition are separated and with internals for use different Process bypasses are provided. Especially when using double chambers it is appropriate, a dual transport path to use, the two with relatively low Having spaced apart partial paths. For vertical transport so-called carriers are used with the flat substrates, transported with vertically aligned substrates along the transport path become.
Zum Be- und Entladen einer Prozessanlage wird zweckmäßigerweise ein Handlingsystem eingesetzt, das den Transfer der Carrier von und zur Prozessanlage und ferner den Transfer der flachen Substrate von und zu den Carriern vermittelt.To the Loading and unloading a process plant is expediently a handling system used the transfer of the carrier from and to the process plant and further the transfer of the flat substrates from and to the carriers taught.
Handlingsysteme für Prozessanlagen sind beispielsweise bereits im Zusammenhang mit der Bearbeitung von LCD-Substraten bekannt: Aus der koreanischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 010001906 ist bereits eine Vorrichtung zum Transfer von LCD-Substraten bekannt mit einem ersten und zweiten Vakuumtransferarm, um einen beladenen Waver oder ein Substrat in eine erste und zweite Prozesskammer zu transferieren. Ferner ist eine Vorrichtung zum Transferieren von LCD-Substraten aus der koreanischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 1020030035182 bekannt mit einem ersten und zweiten Vakuumtransfermodul sowie einem ersten und zweiten Vakuumroboter. Beide bekannten Vorrichtungen verwenden einen ATM (Asynchronious Transfer Mode)-Roboter. Ein Mehrebenen-System zur simultanen Be- und Entladung von Substrathalterungen mit Substraten ist bereits aus der koreanischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 990065979 bekannt. Ferner ist aus der koreanischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 000008945 ein Testsystem für eine In-Line-LCD-Anlage mit einer Be- und einer Entladekomponente bekannt, die in einer Einheit integriert sind.handling systems for process plants For example, they are already related to editing of LCD Substrates: From the Korean Patent Application with the application number 010001906 is already a device for transfer of LCD substrates known with a first and second vacuum transfer arm to a loaded wafer or a substrate in a first and second process chamber to transfer. Further, an apparatus for transferring of LCD substrates from the Korean patent application with the application number 1020030035182 known with a first and second vacuum transfer module and a first and second vacuum robot. Both known devices use an Asynchronous Transfer Mode (ATM) robot. A multi-level system for simultaneous loading and unloading of substrate holders with substrates is already from the Korean patent application with the application number 990065979 known. Further, from the Korean patent application with the application number 000008945 a test system for an in-line LCD system with a loading and unloading known in one unit are integrated.
Die bekannten Handlingsysteme erlauben keine effektive Be- oder Entladung von Prozessanlagen mit Vertikaltransport von flachen Substraten.The known handling systems do not allow effective loading or unloading of process plants with vertical transport of flat substrates.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handlingsystem zum Be- und Entladen einer Prozessanlage mit zumindest einem Carrier für einen Vertikaltransport von flachen Substraten sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Systems zu schaffen, die einen geringen Platzbedarf benötigen und eine schnelle Be- und Entladung der Prozessanlage ermöglichen.task The present invention is a handling system for loading and Discharging a process plant with at least one carrier for vertical transport of flat substrates and a method of operating this system which require a small footprint and a fast and allow discharge of the process plant.
Die Aufgabe wird mit einem Handlingsystem sowie einem Verfahren zum Betrieb eines Handlingsystems jeweils gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The Task is with a handling system and a procedure for Operating a handling system each solved according to the features of the independent claims. Further developments of Invention are the dependent claims refer to.
Das erfindungsgemäße Handlingsystem zum Be- und Entladen einer Prozessanlage mit zumindest einem Carrier, der mit flachen Substraten für einen Vertikaltransport beladbar ist, beinhaltet ein erstes und ein zweites Handlingmodul, wobei zumindest einem der Handlingmodule zumindest eine Substrat-Handlingeinheit für einen vom Carrier separaten Substrat-Transfer zugeordnet ist und der Carrier mit vertikal ausgerichtetem Substrat von der Prozessanlage zu dem ersten Handlingmodul, von dem zweiten Handlingmodul zu der Prozessanlage und zwischen den beiden Handlingmodulen transferierbar ist. Besonders günstig ist es, wenn der Substrat-Transfer im wesentlichen senkrecht zur Orientierung der Längsseite der Handlingeinheit erfolgt. Das Handlingsystem sowie die Prozessanlage sind vorzugsweise in einem Reinraum mit kontrollierter Atmosphäre untergebracht.The handling system according to the invention for loading and unloading a process installation with at least one carrier which can be loaded with flat substrates for vertical transport comprises a first and a second handling module, wherein at least one of the handling modules has at least one substrate handling unit for a substrate carrier separate from the carrier. Transfer is assigned and the carrier with vertically aligned substrate of the process Position to the first handling module, from the second handling module to the process plant and between the two handling modules is transferable. It is particularly favorable if the substrate transfer takes place substantially perpendicular to the orientation of the longitudinal side of the handling unit. The handling system and the process plant are preferably housed in a clean room with a controlled atmosphere.
Die erfindungsgemäße Funktionstrennung zwischen den beiden Handlingmodulen zusammen mit der Kopplung der beiden Handlingmodule bei vertikal ausgerichtetem Substrat vergrößert mit der Anzahl der Freiheitsgrade die Flexibilität des Systems und ermöglicht kürzere Taktzeiten.The functional separation according to the invention between the two handling modules together with the coupling of the two Handling modules with vertically aligned substrate increases with the number of degrees of freedom the flexibility of the system and allows shorter cycle times.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Handlingmodul eine erste lineare Handlingeinheit und das zweite Handlingmodul eine zweite lineare Handlingeinheit aufweist, wobei jede Handlingeinheit eine Längsseite und Stirnseiten hat und der Carrier an die Handlingeinheit in vertikaler Ausrichtung ankoppelbar und in Richtung der Stirnseiten der Handlingeinheit bewegbar ist und die erste und zweite Handlingeinheit jeweils in eine erste und zweite räumliche Position versetzbar ist. Vorzugsweise sind jeweils die beiden räumlichen Positionen voneinander verschieden. Die Handlingmodule sind nebeneinander angeordnet, wobei zum Transfer des Carriers zwischen den beiden Handlingmodulen vorzugsweise ein direkter Transfer des Carriers zwischen der ersten und zweiten Handlingeinheit vorgesehen ist. Diese Merkmale erhöhen die Modularität und Kompaktheit des Systems.In a development of the invention, it is provided that the first Handling module a first linear handling unit and the second Handling module has a second linear handling unit, wherein each handling unit one long side and faces and the carrier has the handling unit in vertical Alignment can be coupled and in the direction of the front sides of the handling unit is movable and the first and second handling unit respectively in a first and second spatial Position is displaceable. Preferably, in each case the two spatial Positions different from each other. The handling modules are next to each other arranged to transfer the carrier between the two Handling modules preferably a direct transfer of the carrier is provided between the first and second handling unit. Increase these features the modularity and compactness of the system.
Falls die erste Handlingeinheit in der ersten räumlichen Position ist, ist ein Carrier von der Prozessanlage zu der ersten Handlingeinheit transferierbar, und falls die zweite Handlingeinheit in der ersten räumlichen Position und die erste Handlingeinheit in der zweiten räumlichen Position ist, ist ein Carrier von der ersten Handlingeinheit zu der zweiten Handlingeinheit transferierbar, wobei die beiden Handlingeinheiten zum Transfer des Carriers zwischen den beiden Handlingeinheiten im wesentlichen linear hintereinander angeordnet sind. Es ist vorgesehen, dass, falls die zweite Handlingeinheit in der zweiten räumlichen Position ist, ein Carrier von der zweiten Handlingeinheit in die Prozessanlage transferierbar ist. Zwischen der Substrat-Handlingeinheit und der ersten Handlingeinheit ist ein Substrat transferierbar, falls diese in der zweiten Position ist. Alternativ oder zusätzlich ist zwischen der Substrat-Handlingeinheit und der zweiten Handlingeinheit ein Substrat transferierbar, falls die zweite Handlingeinheit in der ersten Position ist. Die erfindungsgemäße Konfiguration der Handlingeinheiten ermöglicht eine räumliche Entkoppelung der Funktionen Carrier-Transfer und Substrat-Transfer in Bezug auf die Interaktion zwischen den Handlingmodulen und der Prozessanlage sowie zwischen den beiden Handlingeinheiten.If the first handling unit is in the first spatial position is a carrier from the process plant to the first handling unit transferable, and if the second handling unit in the first spatial Position and the first handling unit in the second spatial Position is a carrier from the first handling unit to the second handling unit transferable, wherein the two handling units to transfer the carrier between the two handling units are arranged substantially linearly one behind the other. It is intended that if the second handling unit in the second spatial Position is a carrier from the second handling unit to the process plant is transferable. Between the substrate handling unit and the first handling unit is a substrate transferable, if this is in the second position. Alternatively or additionally, between the substrate handling unit and the second handling unit a substrate transferable, if the second handling unit in the first position. The configuration according to the invention the handling units allows a spatial Decoupling of the functions Carrier Transfer and Substrate Transfer in terms of the interaction between the handling modules and the Process plant and between the two handling units.
Die Prozessanlage, dem das Handlingsystem zur Be- und Entladen mit zumindest einem Carrier zugeordnet ist, weist einen Transportpfad auf mit linearen Antriebseinheiten, an die der Carrier mit einem Transportmodul angekoppelt werden kann. Die flachen Substrate sind von dem Carrier vertikal gehaltert. Die Halterung der Substrate kann stehend oder hängend vorgesehen sein. Im letzteren Fall ist eine rahmenlose Halterung bevorzugt.The Process plant to which the handling system for loading and unloading with at least Assigned to a carrier has a transport path with linear Drive units to which the carrier is coupled with a transport module can be. The flat substrates are vertical from the carrier supported. The support of the substrates can be provided standing or hanging be. In the latter case, a frameless mount is preferred.
Zur
rahmenlosen hängenden
Halterung des Substrats können
bei dem Carrier einander zugeordnete, jeweils mit einer Kontaktfläche versehene Klemmelemente
vorgesehen sein, wobei im Halterungszustand das Substrat zwischen
den Kontaktflächen
angeordnet ist. Eine derartige Halterung ist aus der
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Carrier an die Antriebseinheit magnetisch
angekoppelt. Zur Bewegung des Carriers kann ein Linearmotor eingesetzt
werden. Bevorzugt ist eine berührungslose
Ankopplung des Carriers an die Antriebseinheit. Bevorzugt ist eine
schwebende magnetische Ankoppelung des Carriers an eine Antriebseinheit,
wie sie aus der
Es versteht sich, dass auch eine nicht berührungsfreie Ankoppelung des Carriers mittels Rollen oder Rädern an eine mit Schienen oder dergleichen versehene Antriebseinheit von der Erfindung umfasst ist.It It is understood that a non-contact coupling of the Carriers by means of wheels or wheels to a provided with rails or the like drive unit is encompassed by the invention.
Die
Handlingeinheiten der Handlingmodule sind in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zur magnetischen berührungsfreien Ankoppelung des
Carriers ausgebildet. Vorzugsweise ist eine gleichartige Ankopplung
des Carriers an die Handlingeinheit analog der Ankopplung an die
Antriebseinheit der Prozessanlage vorgesehen. Eine derartige Handlingeinheit
ist analog einer Antriebseinheit wie in den Dokumenten
Zumindest eine Handlingeinheit ermöglicht sowohl einen Carrier-Transfer als auch einen Substrattransfer. In einer Ausführungsform ist die Handlingeinheit in einen Carrier-Transferzustand für einen Carrier-Transfer und in zumindest einen Substrat-Transferzustand für einen Substrat-Transfer versetzbar. In anderen Ausführungsformen der Erfindung ist ein Carrier-Transfer nicht an einen besonderen Zustand der Handlingeinheit gebunden.At least one handling unit enables both a carrier transfer and a substrate transfer. In one embodiment, the handling unit is in a carrier transfer state for one Carrier transfer and in at least one substrate transfer state for a substrate transfer displaceable. In other embodiments of the invention, a carrier transfer is not tied to a particular state of the handling unit.
In einer besonders kompakten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass, wenn die Handlingeinheit des ersten Handlingmoduls in die erste räumliche Position versetzt ist und die Handlingeinheit des zweiten Handlingmoduls in die zweite räumliche Position versetzt ist, die beiden Handlingeinheiten mit ihren Längsseiten einander gegenüberliegend vorzugsweise mit paralleler Orientierung angeordnet sind. Dies ist besonders zweckmäßig bei einer Prozessanlage mit einem dualen Transportpfad.In a particularly compact development of the invention is provided that if the handling unit of the first handling module in the first spatial Position is offset and the handling unit of the second handling module in the second spatial Position is offset, the two handling units with their long sides opposite each other are preferably arranged with parallel orientation. This is especially useful at a process plant with a dual transport path.
Eine besonders kompakte Konfiguration des Handlingsystems wird realisiert, wenn die Handlingeinheit des ersten Handlingmoduls mit einer Drehvorrichtung an eine zugeordnete Vertikaldrehachse gekoppelt ist und die Handlingeinheit mittels der Drehvorrichtung in die jeweiligen räumlichen Positionen drehbar ist. Bevorzugt liegt die erste räumliche Position in einem Bereich einer Neun-Uhr-Position und die zweite räumliche Position in einem Bereich einer Sechs-Uhr-Position. Ferner ist die Handlingeinheit des zweiten Handlingmoduls mit einer Drehvorrichtung an eine weitere zugeordnete Vertikaldrehachse gekoppelt und die besagte Handlingeinheit mittels der besagten Drehvorrichtung in ihre jeweiligen räumlichen Positionen drehbar. Die erste räumliche Position der Handlingeinheit des zweiten Handlingmoduls liegt vorzugsweise in einem Bereich einer Sechs-Uhr-Position und die zweite räumliche Position in einem Bereich einer Drei-Uhr-Position. Die Positionsangaben beziehen sich jeweils auf zueinander parallel liegende Polarkoordinatensysteme senkrecht zur jeweils zugeordneten Vertikaldrehachse und mit dieser als Zentrum. Es versteht sich, dass auch andere Konfigurationen und Mechanismen als Drehvorrichtungen bspw. Schwenkvorrichtungen denkbar sind, mit denen die Handlingeinheiten in ihre verschiedenen erfindungsgemäßen Positionen versetzbar sind.A particularly compact configuration of the handling system is realized if the handling unit of the first handling module with a turning device is coupled to an associated vertical axis of rotation and the handling unit rotatable by means of the rotating device in the respective spatial positions is. Preferably, the first spatial Position in one area of a nine o'clock position and the second spatial Position in a range of a six o'clock position. Furthermore, the Handling unit of the second handling module with a turning device coupled to another associated vertical axis of rotation and the said handling unit by means of said rotary device in their respective spatial Rotatable positions. The first spatial position the handling unit of the second handling module is preferably in one area of a six o'clock position and the second spatial one Position in a range of a three o'clock position. The position information each refer to mutually parallel polar coordinate systems perpendicular to the respective associated vertical axis of rotation and with this as a center. It is understood that other configurations and mechanisms as rotating devices, for example, pivoting devices are conceivable with which the handling units in their different inventive positions are displaceable.
Wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zumindest eine der Drehvorrichtungen eine Änderung eines radialen Abstandes der jeweiligen Handlingeinheit von der jeweiligen Vertikaldrehachse erlaubt, wird ein weiterer geometrischer Freiheitsgrad gewonnen, mit dem die Kompaktheit des Handlingsystems wesentlich erhöht werden kann.If according to a Development of the invention, at least one of the rotating devices a change a radial distance of the respective handling unit of the respective vertical axis of rotation, is another geometric Degree of freedom gained, with which the compactness of the handling system significantly increased can be.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist, um einen flexiblen und präzisen Transfer der Substrate von und zu den Handlingeinheiten zu gewährleisten, vorgesehen, dass die Substrat-Handlingeinheit als Mehrachsenroboter vorzugsweise mit einem oder mehreren Saugnapfgreifern ausgebildet ist.In A further development of the invention is a flexible and precise transfer to ensure the substrates from and to the handling units, that the substrate handling unit as a multi-axis robot preferably is formed with one or more Saugnapfgreifern.
Zumindest einem der Handlingmodule ist ein Transfermodul mit zumindest einer linearen Transfereinheit zugeordnet. Die Transfereinheit kann bewegbar sein. Zur Füllung oder Leerung der Prozessanlage mit Carriern kann ein Transfer von Carriern zwischen der Transfereinheit und der Handlingeinheit zumindest eines Handlingmoduls erfolgen, bis eine vorgegebene Anzahl von Carriern in der Prozessanlage vorhanden ist. Es ist zweckmäßig, wenn die Transfereinheit linear ausgebildet ist und eine Längsseite aufweist, der Carrier an die Transfereinheit mit vertikaler Ausrichtung eines geladenen Substrats ankoppelbar und entlang der Längsseite bewegbar ist, da dann das gleiche oder ein ähnliches Konzept der Interaktion zwischen Handlingeinheit und Carrier eingesetzt werden kann wie bei den Handlingeinheiten der Handlingmodule.At least One of the handling modules is a transfer module with at least one assigned to linear transfer unit. The transfer unit can be moved be. To the filling or emptying the process plant with carriers can be a transfer of Carriers between the transfer unit and the handling unit at least of a handling module until a predetermined number of carriers is present in the process plant. It is useful if the transfer unit is linear and has a longitudinal side the carrier to the transfer unit with vertical orientation a charged substrate coupled and along the longitudinal side is movable, because then the same or a similar concept of interaction between handling unit and carrier can be used as in the handling units of the handling modules.
Zumindest einem der Handlingmodule und/oder dem Transfermodul ist ein Buffer zugeordnet. In einer einfachen Ausführungsform weist der Buffer einen Array mit zumindest zwei linearen Buffereinheiten auf, wobei jede Buffereinheit eine Längsseite und Stirnseiten aufweist und der Carrier an die Buffereinheit ankoppelbar und in Richtung der Stirnseiten bewegbar ist. Der Buffer wird vorteilhaft zur Speicherung von Carriern, die zeitweilig nicht benutzt werden oder zum Ersatz zur Verfügung stehen sollen, eingesetzt.At least one of the handling modules and / or the transfer module is a buffer assigned. In a simple embodiment, the buffer an array having at least two linear buffer units, wherein each buff unit one long side and end faces and the carrier can be coupled to the buffing unit and is movable in the direction of the end faces. The buffer will be advantageous for the storage of carriers, which are temporarily not used or for replacement are used.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zur Füllung oder Leerung des Buffers diesem ein Lademodul zugeordnet. Vorzugsweise ist das Lademodul in einem atmosphärisch von dem Buffer getrennten Bereich angeordnet. Zur atmosphärischen Trennung zwischen dem Bereich, in dem sich das Lademodul befindet, und dem Buffer ist eine Schleuseneinrichtung vorgesehen, die in einer bevorzugten Ausführungsform den einzelnen Buffereinheiten zugeordnete Schleuseneinheiten aufweist, mit denen eine individuelle Ein- oder Ausschleusung von einzelnen Carriern aus dem Buffer möglich ist.In a development of the invention is to fill or empty the buffer this assigned a load module. Preferably, the loading module is in an atmospheric arranged separate from the buffer area. To the atmospheric Separation between the area where the charging module is located, and the buffer a lock device is provided which in a preferred embodiment has lock units assigned to the individual buffer units, with which an individual input or discharge of individual Carriers out of the buffer possible is.
Die lineare Transfereinheit ist vorzugsweise für eine gleichartige Ankoppelung wie die Handlingeinheit bzw. die Antriebseinheit ausgebildet. Ebenso sind die Buffereinheit sowie die Ladeeinheit für eine gleichartige Ankoppelung des Carriers ausgebildet.The Linear transfer unit is preferably for a similar coupling as the handling unit or the drive unit is formed. Likewise are the buffing unit and the charging unit for a similar coupling the carrier trained.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Handlingsystems zum Be- oder Entladen einer Prozessanlage mit zumindest einem Carrier ist ein erstes und ein zweites Handlingmodul vorgesehen, wobei zumindest einem der Module zumindest eine Substrat-Handlingeinheit für einen vom Carrier separaten Substrat-Transfer zugeordnet ist. Der Carrier wird mit vertikal ausgerichtetem Substrat von der Prozessanlage zu dem ersten Handlingmodul, von dem zweiten Handlingmodul zu der Prozessanlage und zwischen den beiden Handlingmodulen transferiert. Die Funktionstrennung zwischen den beiden Handlingmodulen bei gleichzeitiger Kopplung der beiden Handlingmodule vergrößert mit der Anzahl der Freiheitsgrade die Flexibilität bei der Be- und Entladung von Carriern und ermöglicht kürzere Taktzeiten. Die Erfindung umfasst auch einen Leertransport des Carriers ohne Substrat, wobei der Carrier eine gegenüber dem Transport mit Substrat unveränderte Lage einnimmt.In the method according to the invention for operating a handling system for loading or unloading a process installation with at least one carrier, a first and a second handling module is provided, wherein at least one of the modules is assigned at least one substrate handling unit for a substrate transfer separate from the carrier. The carrier becomes a vertically oriented substrate from the process plant to the first handling module, from the second handling module to the process plant and between the two handling modules transferred. The separation of functions between the two handling modules with simultaneous coupling of the two handling modules increases the flexibility in loading and unloading carriers with the number of degrees of freedom and enables shorter cycle times. The invention also includes an empty transport of the carrier without a substrate, the carrier occupying a position which is unchanged relative to the transport with the substrate.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Handlingmodul eine erste lineare Handlingeinheit und das zweite Handlingmodul eine zweite lineare Handlingeinheit aufweist, wobei jede Handlingeinheit eine Längsseite und Stirnseiten hat, und der Carrier an die Handlingeinheit mit vertikaler Ausrichtung des Substrats ankoppelbar und in Richtung der Stirnseiten der Handlingeinheit bewegbar ist. Die erste und zweite Handlingeinheit ist jeweils in eine erste und zweite räumliche Position versetzbar. Die Handlingmodule sind nebeneinander angeordnet, wobei ein direkter oder indirekter Transfer des Carriers zwischen der ersten und zweiten Handlingeinheit erfolgt.In a development of the invention, it is provided that the first Handling module a first linear handling unit and the second Handling module has a second linear handling unit, wherein each handling unit one long side and end faces, and the carrier to the handling unit with vertical Orientation of the substrate can be coupled and in the direction of the end faces the handling unit is movable. The first and second handling unit is in each case in a first and second spatial position displaceable. The handling modules are arranged side by side, with a direct or indirect transfer of the carrier between the first and second handling unit he follows.
Gemäss dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Carrier von der Prozessanlage in die erste Handlingeinheit transferiert und die erste Handlingeinheit in eine zweite räumliche Position versetzt, so dass gegebenenfalls ein Substrat, mit dem der Carrier geladen ist, zu der Substrat-Handlingeinheit transferiert werden kann.According to the inventive method is a carrier is transferred from the process plant to the first handling unit and the first handling unit is placed in a second spatial position, so that optionally a substrate with which the carrier is charged is transferable to the substrate handling unit.
In einem weiteren Schritt wird die zweite Handlingeinheit in eine erste räumliche Position versetzt. Anschließend wird ein Carrier von der ersten Handlingeinheit zur zweiten Handlingeinheit transferiert, wobei die beiden Handlingeinheiten im wesentlichen linear hintereinander angeordnet sind.In Another step is the second handling unit in a first spatial Position offset. Subsequently becomes a carrier from the first handling unit to the second handling unit transferred, with the two handling units substantially are arranged linearly one behind the other.
In einem weiteren Schritt wird gegebenenfalls ein Substrat von einer Substrat-Handlingeinheit zur zweiten Handlingeinheit transferiert. Ferner wird die zweite Handlingeinheit in eine zweite räumliche Position und der Carrier von der besagten Handlingeinheit in die Prozessanlage transferiert.In a further step is optionally a substrate of a Substrate handling unit for second handling unit transferred. Furthermore, the second handling unit in a second spatial position and the carrier from said handling unit to the process plant transferred.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine beschleunigte Durchführung von Carrier-Transfer und Substrat-Transfer zwischen den Handlingeinheiten und der Prozessanlage bzw. den Handlingeinheiten und den Substrat-Handlingeinheiten ermöglicht.With the method according to the invention will be an accelerated implementation of carrier transfer and substrate transfer between the handling units and the process plant or the handling units and the substrate handling units allows.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die erste Handlingeinheit mit einer Drehvorrichtung an eine Vertikaldrehachse gekoppelt und wird mittels der Drehvorrichtung in die jeweilige räumliche Position gedreht. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer zugeordneten Vertikaldrehachse lässt sich eine besonders einfache und prozesssichere Ansteuerung der von den Handlingeinheiten einzunehmenden räumlichen Positionen erreichen.In a preferred embodiment of the method is the first handling unit with a turning device coupled to a vertical axis of rotation and is by means of the rotating device in the respective spatial Position turned. By the inventive use of an associated Vertical axis of rotation leaves a particularly simple and reliable control of the reach from the handling units to take spatial positions.
Bei einer vorgegebenen Länge der Längsseite der ersten Handlingeinheit, einer vorgegebenen Länge der zweiten Handlingeinheit und einem vorgegebenen Abstand zwischen den beiden Handlingeinheiten wird bei einer Drehbewegung von zumindest einer der beiden Handlingeinheiten um die jeweilige Vertikaldrehachse der radiale Abstand vermindert. Der vorgegebene Abstand zwischen den beiden Handlingeinheiten beim Transfer von und zu der Prozessanlage kann damit beliebig klein gewählt sein. Dies ist von Bedeutung bei einer Prozessanlage mit einem dualen Transportpfad mit einem geringen Abstand zwischen den beiden Teilpfaden und einem entsprechend geringen Abstand der Handlingeinheit bei einem Transfer zur Prozessanlage. Die Verminderung des radialen Abstandes kann vor Durchführung der Drehbewegung erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verminderung des radialen Abstandes während der Drehbewegung vorgenommen werden.at a predetermined length the long side the first handling unit, a predetermined length of the second handling unit and a predetermined distance between the two handling units is at a rotational movement of at least one of the two handling units reduced by the respective vertical axis of rotation of the radial distance. Of the specified distance between the two handling units during transfer from and to the process plant can thus be chosen arbitrarily small. This is important in a process plant with a dual transport path with a small distance between the two sub-paths and one corresponding Short distance of the handling unit during a transfer to the process plant. The reduction of the radial distance may be before carrying out the Rotational movement done. In a further embodiment, the reduction the radial distance during the rotational movement are made.
Ferner ist zumindest eine Handlingeinheit in eine dritte räumliche Position bewegbar. Zur Entleerung der Prozessanlage mit Carriern wird ein Carrier von der Prozessanlage zu der ersten Handlingeinheit transferiert, die Handlingeinheit in die dritte räumliche Position versetzt und die Transfereinheit in eine räumliche Position versetzt, in dem ein Transfer des Carriers zur Transfereinheit möglich ist. Analog erfolgt eine Füllung der Prozessanlage mit Carriern.Further is at least one handling unit in a third spatial Position movable. For emptying the process plant with carriers If a carrier is transferred from the process plant to the first handling unit, the handling unit is moved to the third spatial position and the transfer unit into a spatial Position offset in which a transfer of the carrier to the transfer unit possible is. Analog is a filling the process plant with carriers.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben, aus denen sich auch unabhängig von der Zusammenfassung in den Patentansprüchen weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben.following The invention will be described in more detail with reference to drawings, from which also independent from the summary in the claims further features, details and Advantages of the invention result.
Es zeigen in schematischer DarstellungIt show in a schematic representation
Zur
Steuerung des Systems sind nicht dargestellte Steuereinheiten mit
Sensoren und Aktoren vorgesehen. Prozessanlage und Handlingsystem sind
vorzugsweise in einem Reinraum angeordnet. Mit PA1 und PA2 sind
Antriebseinheiten eines dualen Transportpfades einer Prozessanlage
bezeichnet. An eine Antriebseinheit PA1 bzw. PA2 kann ein Carrier (nicht
dargestellt), der mit flachen Substraten für einen Vertikaltransport be-
und entladbar ist, ankoppeln. In
Das
Handlingsystem umfasst ein erstes und ein zweites Handlingmodul
M1 und M2, die in der Ausführungsform
der
Zumindest zwischen den Komponenten M1, M2, PA1 und PA2 erfolgt ein Transport der flachen Substrate nur mit vertikaler Ausrichtung. Soweit die Carrier ohne Substratbeladung transferiert werden, haben sie die gleiche räumliche Orientierung wie bei einem Transport mit Substratbeladung.At least between the components M1, M2, PA1 and PA2 is a transport the flat substrates only with vertical orientation. As far as the carriers without substrate loading, they have the same spatial Orientation as in a transport with substrate loading.
Dem Modul M1 ist ein mehrachsiger Roboter R1 als Substrat-Handlingeinheit zugeordnet. Dem Modul M2 ist ebenfalls ein mehrachsiger Roboter R2 als Substrat-Handlingeinheit zugeordnet. Es versteht sich, dass auch Varianten des Systems mit nur einem Roboter oder mit mehreren Robotern bzw. Substrat-Handlingeinheiten von der Erfindung umfasst sind.the Module M1 is a multi-axis robot R1 as a substrate handling unit assigned. The module M2 is also a multi-axis robot R2 as substrate handling unit assigned. It is understood that also variants of the system with only one robot or with several robots or substrate handling units are encompassed by the invention.
Dem Modul M1 ist ein Transfermodul T zugeordnet. Dem Transfermodul T ist ein Buffer B mit Buffereinheiten für Carrier zugeordnet. Dem Buffer B ist ein Lademodul L zugeordnet. Das Lademodul L kann in einem von der Prozessanlage und dem Handlingsystem durch eine Wand abgetrennten Bereich angeordnet sein.the Module M1 is assigned to a transfer module T. The transfer module T a buffer B is associated with carrier buffer units. The buffer B is assigned a load module L. The loading module L can in a separated from the process plant and the handling system by a wall Be arranged area.
Jedes Modul M1, M2 weist eine lineare Handlingeinheit H1, H2 mit jeweils einer Längsseite und zwei Stirnseiten auf. An die Handlingeinheiten H1, H2 ist ein Carrier ankoppelbar. Die Ankopplung kann magnetisch, insbesondere berührungslos, oder mechanisch mit Rollen oder Rädern und einem Schienensystem erfolgen. Ein an eine Handlingeinheit angekoppelter Carrier kann in Richtung der Stirnseiten der Handlingeinheit mittels an sich bekannter Antriebsaggregate bewegt werden.each Module M1, M2 has a linear handling unit H1, H2, respectively a long side and two faces on. To the handling units H1, H2 is a carrier coupled. The coupling can be magnetic, in particular contactless, or mechanically with rollers or wheels and a rail system respectively. A coupled to a handling unit carrier can in the direction of the end faces of the handling unit by means of itself known drive units are moved.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Handlingeinheit wenigstens ein Lagermodul mit einem Lagerstator und einem aktiv oder passiv magnetisch gelagerten Lagerrotor und ein Antriebsmodul auf. Es versteht sich, dass für die aktive magnetische Lagerung eine Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, die zur Vereinfachung der Darstellung jedoch nicht in den Zeichnungen gezeigt ist.In a preferred embodiment For example, a handling unit has at least one storage module with a storage stator and an active or passive magnetically mounted bearing rotor and a drive module. It is understood that for the active magnetic storage a control device is provided, for the sake of simplicity however, the illustration is not shown in the drawings.
Eine
Handlingeinheit H1, H2 kann einen oder mehrere Carrier aufnehmen.
Jede Handlingeinheit H1, H2 kann gegebenenfalls in einen Carrier-Transferzustand
versetzt werden, indem ein Transfer eines Carriers über die
Begrenzung der jeweiligen Handlingeinheit hinaus erfolgen kann.
In der Darstellung der
Eine
Handlingeinheit H1, H2 kann gegebenenfalls auch in einen Substrat-Transferzustand für einen
Substrat-Transfer versetzt werden. Bei einem Substrat-Transfer wird ein
an die Handlingeinheit angekoppelter Carrier mit einem flachen Substrat
be- oder entladen. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Bewegung des
Substrats im wesentlichen in senkrechter Richtung zur Bewegungsrichtung,
die der Carrier entlang der Längsseite
der Handlingeinheit ausführen
kann. Gegebenenfalls wird bei einem Substrat-Transfer eine Verriegelungseinrichtung
des Carriers für
ein Substrat geöffnet
bzw. geschlossen. Der Substrat-Transfer kann in der in
Die Nandlingeinheit H1 ist, um einen Carrier-Transfer zu ermöglichen, in eine erste räumliche Position versetzbar. Die erste räumliche Position der Handlingeinheit H1 ist der räumlichen Position der Antriebseinheit PA1 angepasst.The Nandling unit H1 is to enable a carrier transfer, in a first spatial position movable. The first spatial Position of handling unit H1 is the spatial position of the drive unit PA1 adjusted.
Die Handlingeinheit H1 ist ferner in eine zweite räumliche Position versetzbar. Die Handlingeinheit H1 ist in der zweiten räumlichen Position gegebenenfalls in einen Substrat-Transferzustand versetzbar, wobei gegebenenfalls ein Substrat, mit dem der Carrier geladen ist, vom Roboter übernommen werden kann. Die zweite räumliche Position ist verschieden von der ersten räumlichen Position der Handlingeinheit H1.The handling unit H1 is further displaceable in a second spatial position. The handlings In the second spatial position, unit H1 is optionally displaceable into a substrate transfer state, wherein optionally a substrate with which the carrier is loaded can be taken over by the robot. The second spatial position is different from the first spatial position of the handling unit H1.
In
der Ausführungsform
der
In
der Ausführungsform
der
Die
Handlingeinheit H2 ist in eine erste und eine zweite räumliche
Position versetzbar. Die erste räumliche
Position und die zweite räumliche
Position haben vorzugsweise eine um 45 Grad verschiedene Winkellage.
Zum Transfer des Carriers zwischen den beiden Handlingeinheiten,
wobei ein Carrier von der ersten Handlingeinheit zu der zweiten
Handlingeinheit transferiert wird, sind die beiden Handlingeinheiten
im wesentlichen linear hintereinander angeordnet. Die erste räumliche
Position der Handlingeinheit H2 liegt in einem Bereich einer Sechs-Uhr-Position
in der Ausführungsform
gemäß
Befindet sich die Handlingeinheit H1 in der ersten räumlichen Position und die Handlingeinheit H2 in der zweiten räumlichen Position, sind die beiden Handlingeinheiten H1, H2 mit ihren Längsseiten einander gegenüberliegend bzw. mit paralleler Orientierung der Längsseiten angeordnet.is the handling unit H1 in the first spatial position and the handling unit H2 in the second spatial Position, are the two handling units H1, H2 with their long sides each other opposite or arranged with parallel orientation of the longitudinal sides.
Eine
oder beide der Drehvorrichtungen
Die
Veränderung
des radialen Abstandes kann durch Einziehen oder Verschwenken der
Haltearme
Das
Transfermodul T weist eine Rahmenkonstruktion
Der
Buffer B ist als Array mit einer Anzahl von Buffereinheiten
Der
Buffer B ist an ein Lademodul L gekoppelt. Vorzugsweise sind Buffer
B und Lademodul L in atmosphärisch
voneinander getrennten Bereichen angeordnet. Hierzu ist an einer
Seite des Buffers B eine Schleusenvorrichtung
Im
Folgenden werden einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Betrieb des Handlingsystems anhand der
Erfindungsgemäß können die verschiedenen räumlichen Positionen und Zustände der Handlingeinheiten H1 und H2 in unterschiedlicher Weise zeitlich kombiniert werden, je nachdem, mit welchen Geschwindigkeiten Carrier von den Antriebseinheiten PA1, PA2 zum Transfer zur Verfügung gestellt bzw. abgenommen werden können. Ferner spielt eine Rolle, ob ein oder zwei Roboter R1, R2 vorhanden sind und mit welcher Geschwindigkeit der Substrat-Transfer zwischen den Robotern und den Handlingeinheiten erfolgt.According to the invention can different spatial Positions and states the handling units H1 and H2 in different ways in time combined, depending on what speeds carriers provided by the drive units PA1, PA2 for transfer or can be removed. It also matters whether one or two robots R1, R2 are present are and at what speed the substrate transfer between the robots and the handling units.
Grundsätzlich wird zwischen einem Dauerbetrieb und anderen Betriebsarten unterschieden.Basically a distinction between a continuous operation and other modes.
Bei Dauerbetrieb werden eine Anzahl Carrier in einem Strom innerhalb des Systems Prozessanlage – Handlingsystem transferiert, ohne dass im Bereich des Handlingsystems Carrier entfernt oder zugefügt werden. Grundsätzlich sind im Dauerbetrieb zwei Richtungen – mit und entgegen dem Uhrzeigersinn – möglich.at Continuous operation will be a number of carriers in a stream within of the system process plant - handling system transferred without being removed in the area of the handling system Carrier or added become. in principle In continuous operation, two directions - clockwise and counterclockwise - are possible.
Die
In
Die erste räumliche Position der Handlingeinheit H1 liegt in einem Bereich einer Neun-Uhr-Position und die zweite räumliche Position in einem Bereich einer Sechs-Uhr-Position. Die erste räumliche Position der Handlingeinheit H2 liegt in einem Bereich einer Sechs-Uhr-Position und die zweite räumliche Position in einem Bereich einer Drei-Uhr-Position. Die Positionsangaben beziehen sich jeweils auf zueinander parallel liegende Polarkoordinatensysteme senkrecht zur jeweils zugeordneten Vertikaldrehachse und mit dieser als Zentrum.The first spatial Position of handling unit H1 is in a range of nine o'clock position and the second spatial Position in a range of a six o'clock position. The first spatial position the handling unit H2 is in a range of a six o'clock position and the second spatial Position in a range of a three o'clock position. The position information relate each on mutually parallel polar coordinate systems perpendicular to the respective associated vertical axis of rotation and with this as a center.
In
In
den
Die
Handlingeinheit H1 nimmt in
Carrier-Transfers zwischen den Modulen M1, T, B und L sind insbesondere zweckmäßig, wenn ein Carrier getauscht werden oder die Prozessanlage mit Carriern geleert oder gefüllt werden soll.Carrier transfers between the modules M1, T, B and L are particularly useful when a Carrier be exchanged or the process plant emptied with carriers or filled shall be.
- M1M1
-
Handlingmodul
1 handling module1 - H1H1
-
Handlingeinheit
1 handling unit1 - M2M2
-
Handlingmodul
2 handling module2 - H2H2
-
Handlingeinheit
2 handling unit2 - PA1PA1
- Antriebseinheitdrive unit
- PA2PA2
- Antriebseinheitdrive unit
- R1R1
-
Roboter
1 robot1 - R2R2
-
Roboter
2 robot2 - TT
- Transfermodultransfer module
- BB
- Bufferbuffer
- LL
- Lademodulloading module
- 1010
- Rahmenframe
- 20, 20a20 20a
- Querverstrebungcross brace
- 25, 25a25 25a
- Querverstrebungcross brace
- 30, 30a30 30a
- Haltevorrichtungholder
- 35, 35a35, 35a
- VertikaldrehachseVertical axis of rotation
- 40, 40a40 40a
- Haltearmholding arm
- 45, 45a45, 45a
- Motorengine
- 110, 110a110 110a
- Greifergrab
- 120, 120a120 120a
- ConveyorConveyor
- 200200
- Rahmenframe
- 205205
- Querverstrebungcross brace
- 210210
- Bufferarraybuffer array
- 220220
- Rahmenframe
- 225225
- Schleuselock
- 230230
- Entladeeinheitunloading
- 300300
- Rahmenframe
- 305305
- Rahmenframe
- 310310
- Transfereinheittransfer unit
Claims (29)
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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