CH699754B1 - Storage device for temporary storage of objects for the production of semiconductor components - Google Patents
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Abstract
Bei einer Speichervorrichtung (1) für eine Zwischenlagerung von für die Produktion von Halbleiterbauelementen vorgesehenen Objekten, wie Substrate, Wafer, Reticles, und dergleichen soll eine Möglichkeit für eine bessere Vermeidung von Verunreinigungen von offen gelagerten Objekten aus der Fertigung von elektronischen Bauteilen erzielt werden. Die Speichervorrichtung weist ein Gehäuse auf, das einen Innenraum umschliesst. Das Gehäuse ist mit einer verschliessbaren Öffnung versehen durch die Objekte in das Gehäuse einführbar und aus dem Gehäuse ausführbar sind, die mit einer Reinraumeinrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Reinraumbedingungen innerhalb des Gehäuses versehen ist, die eine Handhabungseinrichtung innerhalb des Innenraums aufweist, mittels der Objekte im Innenraum handhabbar sind Die Speichervorrichtung weist auch eine Vielzahl von Lagerplätzen für die Anordnung von Objekten in offenen transportablen Speichermitteln auf. Es wird hierzu vorgeschlagen, dass die Reinraumeinrichtung mit einer Mehrzahl von Fan/Filtereinheiten versehen ist, die jeweils nur bestimmten Lagerplätzen zugeordnet sind.In a storage device (1) for intermediate storage of objects intended for the production of semiconductor components, such as substrates, wafers, reticles, and the like, a possibility is to be achieved for better avoidance of contamination of openly stored objects from the production of electronic components. The storage device has a housing which encloses an interior space. The housing is provided with a closable opening through which objects can be introduced into the housing and executed from the housing, which is provided with a clean room device for creating and maintaining clean room conditions within the housing, which has a handling device inside the interior by means of the objects in the The interior space can be handled. The storage device also has a large number of storage spaces for the arrangement of objects in open, transportable storage means. For this purpose, it is proposed that the clean room facility be provided with a plurality of fan / filter units, each of which is only assigned to certain storage locations.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung für eine Zwischenlagerung von für die Produktion von Halbleiterbauelementen vorgesehenen Objekten, wie Substrate, Wafer und Reticles, wobei die Speichervorrichtung ein Gehäuse aufweist, das einen Innenraum umschliesst, das Gehäuse mit einer verschliessbaren Öffnung versehen ist, durch die Objekte in das Gehäuse einführbar und aus dem Gehäuse ausführbar ist, mit einer Reinraumeinrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Reinraumbedingungen innerhalb des Gehäuses versehen ist, eine Handhabungseinrichtung innerhalb des Innenraums aufweist, mittels der Objekte im Innenraum handhabbar sind, und eine Vielzahl von Lagerplätzen für die Anordnung von Objekten in offenen transportablen Speichermitteln aufweist. The invention relates to a storage device for the temporary storage of objects intended for the production of semiconductor components, such as substrates, wafers and reticles, the storage device having a housing that encloses an interior space, the housing is provided with a closable opening through which Objects can be introduced into and removed from the housing, is provided with a clean room device for creating and maintaining clean room conditions within the housing, has a handling device within the interior, by means of which objects in the interior can be handled, and a large number of storage spaces for the arrangement of objects in open transportable storage means.
[0002] Grundlage für die Herstellung von elektronischen Bauteilen sind in bestimmter Weise prozessierte Substrate, wie Halbleiterscheiben, Glasplatten oder dergleichen. Halbleiterscheiben, insbesondere Siliziumscheiben, werden in diesem Zusammenhang üblicherweise als Wafer bezeichnet. Für die Produktion von elektronischen Bauelementen müssen diese Substrate zu ihrer Oberflächenbearbeitung verschiedene Prozessstufen durchlaufen. Dabei werden beispielsweise Roh-Wafer (unprozessierte Wafer) hergestellt und in der Regel zwischen dem Durchlaufen von einzelnen Prozeßstufen in Transportbehältern zwischengelagert und transportiert. Damit die einzelnen Prozeßstufen gute Arbeitsergebnisse liefern, ist es häufig erforderlich, Prozessparameter einzustellen. In vielen Fällen werden die optimalen Prozeßparameter empirisch ermittelt, in dem zunächst sogenannte Test-Wafer die Bearbeitungs-Prozesse durchlaufen. Anhand deren Zustand nach einem oder mehrmaligen Durchlaufen der Bearbeitungs-Prozesse unter Einstellung von unterschiedlichen Werten können die passenden Parameter abgeleitet und anschließend Produktions-Wafer die Prozesse durchlaufen. [0002] The basis for the production of electronic components are substrates that are processed in a certain way, such as semiconductor wafers, glass plates or the like. Semiconductor wafers, in particular silicon wafers, are usually referred to as wafers in this context. For the production of electronic components, these substrates have to go through various process stages for their surface treatment. For example, raw wafers (unprocessed wafers) are produced and, as a rule, temporarily stored and transported in transport containers between the passage through individual process stages. To ensure that the individual process stages deliver good work results, it is often necessary to set process parameters. In many cases, the optimal process parameters are determined empirically by first running through what are known as test wafers through the processing processes. Based on their status after running through the machining processes one or more times, setting different values, the appropriate parameters can be derived and then production wafers can run through the processes.
[0003] Sowohl Test- als auch Produktionswafer müssen für den Transport zu dem eigentlichen Bearbeitungsprozeß als Waferstapel in einem Transportbehälter eingeführt werden. Die Anzahl der in einem Behälter vorgesehenen Wafer wird auch als „Batch“ (Stapel) bezeichnet. Die Batch-Größe ist genormt und beträgt üblicherweise 25 (oder 13) Wafer. Die Batches werden in der Regel für die einzelnen Prozesse zusammengestellt und den einzelnen Prozeßanlagen zugeführt. Hierzu sind bereits Speichervorrichtungen mit einem Gehäuse bekannt, das mit zumindest einer verschliessbareh Öffnung zum Ein- und Ausführen von Objekten, wie Wafern, und zumindest einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Roboter zur Handhabung der Wafer versehen ist. Derartige Speichervorrichtung weisen zudem matrixartig angeordnete Lagerplätze auf, in denen die Objekte vorübergehend zwischengelagert werden können, bis sie in der Produktion wieder benötigt werden. Da die Objekte oftmals stapelweise (batchweise) in der Produktion verarbeitet werden, sind schon Speichervorrichtungen bekannt geworden, mit denen Stapel (Batch) von Objekten Innerhalb der Speichervorrichtung zusammengestellt und ausgeführt werden können. Diese Möglichkeit besteht beispielsweise bei der WO 02/05320. In derartigen gattungsgemässen Speichervorrichtungen werden die Objekte offen gelagert und gehandhabt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass im Inneren des Gehäuses Reinraumbedingungen geschaffen und aufrecht erhalten werden. Üblicherweise sind hierzu auf dem Dach der Speichervorrichtung grosse Ventilator- und Filtereinheiten vorgesehen, mit denen grosse Mengen an Luft von oben in das Innere des Gehäuses angesaugt und gereinigt werden. Da angestrebt wird, dass ein Luftstrom nicht mehrmals über gelagerte Objekte strömt und dadurch Partikel von einem Objekt zum anderen trägt, sind umfangreiche Gaslettelemente erforderlich, mit denen im Inneren des Gehäuses vorbestimmte Luft- bzw. Gasströme Ober die Objekte geleitet werden. Trotz dieser technisch aufwendigen Luftleitmassnahmen kann eine Kreuzkontamination von einem Objekt zu einem anderen nicht ausgeschlossen werden. Zudem erfordern Wartungsarbeiten an der zentralen Reinraumeinrichtung einen vergleichwesie grossen Aufwand, insbesondere müssen Massnahmen getroffen werden, damit die Abschaltung der Reinraumeinrichtung nicht zur Verunreinigung der offen gelagerten Objekten führt. Both test and production wafers must be introduced as a wafer stack in a transport container for transport to the actual processing process. The number of wafers provided in a container is also referred to as a “batch”. The batch size is standardized and is usually 25 (or 13) wafers. The batches are usually put together for the individual processes and fed to the individual process systems. For this purpose, storage devices with a housing are already known which is provided with at least one closable opening for introducing and removing objects, such as wafers, and at least one robot arranged within the housing for handling the wafers. Such storage devices also have storage spaces arranged in a matrix-like manner, in which the objects can be temporarily stored until they are needed again in production. Since the objects are often processed in batches in production, storage devices have already become known with which stacks (batches) of objects can be compiled and executed within the storage device. This possibility exists, for example, in WO 02/05320. In such generic storage devices, the objects are stored and handled openly. For this reason, it is necessary that clean room conditions are created and maintained inside the housing. For this purpose, large fan and filter units are usually provided on the roof of the storage device, with which large quantities of air are sucked in from above into the interior of the housing and cleaned. Since the aim is to prevent an air stream from flowing repeatedly over stored objects and thereby carrying particles from one object to another, extensive Gaslett elements are required with which predetermined air or gas flows are directed over the objects inside the housing. Despite these technically complex air routing measures, cross-contamination from one object to another cannot be ruled out. In addition, maintenance work on the central clean room facility requires a comparatively large amount of effort; in particular, measures must be taken so that the shutdown of the clean room facility does not lead to contamination of the openly stored objects.
[0004] Gemäss einem ersten Aspekt liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit für eine Speichervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die sich noch besser Verunreinigungen von offen gelagerten Objekten aus der Fertigung von elektronischen Bauteilen vermeiden lassen. According to a first aspect, the invention is therefore based on the object of creating a possibility for a storage device of the type mentioned at the outset, by means of which contamination of openly stored objects from the manufacture of electronic components can be avoided even better.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Speichervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reinraumeinrichtung mit einer Mehrzahl von Filter-/Lüftereinheiten versehen ist, die nachfolgend und in den Ansprüchen auch als Ventilator-/Filtereinheiten bezeichnet werden und jeweils nur bestimmten Lagerplätzen zugeordnet sind. Durch die Verwendung einer Vielzahl von einzelnen und insbesondere autonomen Ventilator-/Filtereinheiten können diese nun deutlich kleiner ausfallen als die bisher benutzten sehr voluminösen an einer zentralen Stelle angeordneten Ventilator-/Filtereinheiten. Dadurch ist wiederum eine Anordnung von Ventilator-/Filtereinheiten im Innenraum der Speichervorrichtung und insbesondere direkt bei den Lagerplatzen möglich, was die Strecke, den ein Luftstrom zum Erreichen von Lagerobjekten benötigt, deutlich verkürzt. Es müssen daher im Vergleich zu bisherigen Lösungen nur noch geringe Volumenströme erzeugt und nur über kurze Strecken in vorbestimmter Weise geleitet werden. Die verkürzten Strecken senken auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Luftstrom auf seinem Weg zu einem Objekt Partikel aufnehmen und dann eines der Objekt mit den so aufgenommenen Partikel kontaminieren kann. This object is achieved in a storage device of the type mentioned according to the invention in that the clean room facility is provided with a plurality of filter / fan units, which are hereinafter and in the claims also referred to as fan / filter units and each only specific storage locations assigned. By using a large number of individual and, in particular, autonomous fan / filter units, these can now turn out to be significantly smaller than the very voluminous fan / filter units arranged at a central point that were previously used. As a result, it is in turn possible to arrange fan / filter units in the interior of the storage device and, in particular, directly at the storage spaces, which significantly shortens the distance that an air flow needs to reach storage objects. Compared to previous solutions, therefore, only small volume flows have to be generated and only passed over short distances in a predetermined manner. The shortened distances also reduce the likelihood that the air flow can pick up particles on its way to an object and then contaminate one of the objects with the particles so picked up.
[0006] Es lassen sich durch eine solche erfindungsgemässe Lösung auch dezentrale Ionisationssysteme vermeiden, da die Luftströmungsgeschwindigkeiten der erzeugten Reinluft aufgrund geringerer zurückzulegender Wege gering gehalten werden und so eine Aufladung der umströmten Wafer vermieden werden kann. Eine prinzipiell mögliche Vermeidung von Ionisationssystemen kann zu einer erheblichen Reduzierung des technischen Aufwands von gattungsgemässen Speichervorrichtungen führen. In diesem Zusammenhang kann auch nach einer vorbestimmten Benutzungszeit von Speichermitteln deren automatischer Austausch gegen andere Speichermittel vorgesehen sein. Die Speichermittel können z.B. zu ihrer Reinigung oder, da es sich vorzugsweise um Standard-Carrier handelt auch incl. Wafer und ohne diese umzuladen, zum Einbringen in den Produktionsprozess aus der Speichervorrichtung ausgeführt werden. Such a solution according to the invention can also avoid decentralized ionization systems, since the air flow velocities of the clean air generated are kept low due to the shorter distances to be covered, thus avoiding charging of the wafers around which the flow is flowing. Avoiding ionization systems, which is possible in principle, can lead to a considerable reduction in the technical complexity of storage devices of this type. In this context, provision can also be made for the automatic exchange of storage means for other storage means after a predetermined period of use. The storage means can e.g. for their cleaning or, since they are preferably standard carriers, including wafers and without reloading them, for introducing them into the production process from the storage device.
[0007] Diese Vorteile kommen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besonders zum Tragen, bei der jedem einzelnen Lagerplatz für ein Speichermittel genau eine Ventilator-/Filtereinheit zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform hat somit jeder Lagerplatz seine eigene Ventilator-/Filtereinheit zur Produktion eines Reinluftstroms. In anderen Ausführungsformen kann auch eine Gruppe von Lagerplätzen, insbesondere eine Gruppe zueinander benachbarter Lagerplätze, jeweils einer einzigen bestimmten Ventilator-/Filtereinheit zugeordnet sein, wobei diese Ventilator-/Filtereinheiten nur diese ihr zugewiesenen Lagerplätze mit einem Reinraumluftstrom versorgt. These advantages come into play in a preferred embodiment of the invention in particular, in which exactly one fan / filter unit is assigned to each individual storage space for a storage means. In this embodiment, each storage space has its own fan / filter unit for producing a stream of clean air. In other embodiments, a group of storage spaces, in particular a group of storage spaces adjacent to one another, can each be assigned to a single specific fan / filter unit, these fan / filter units only supplying these storage spaces assigned to them with a clean room air flow.
[0008] Eine besonders bevorzugte erfindungsgemässe Lösung kann vorsehen, dass die Ventilator-/Filtereinheiten hinter jeweils einem Lagerplatz angeordnet sind und diesen von aussen nach innen in Richtung auf eine Mitte der Speichervorrichtung mit einem Luftstrom, insbesondere einen im wesentlichen horizontal ausgerichteten Luftstrom durchströmt. Eine solche Lösung bietet sich insbesondere bei einer in Bezug auf einen Grundriss symmetrischen, beispielsweise einer ringförmigen, Anordnung von Lagerplätzen innerhalb der Speichervorrichtung an. Da bei dieser Lösung keiner der Luftströme auf einen Lagerplatz einer andere Ventilator-/Filtereinheit trifft, ist hier eine Kreuzkontamination von Objekten mit Partikeln aus anderen Objekten zugeordneten Luftströmen besonders gering. A particularly preferred solution according to the invention can provide that the fan / filter units are each arranged behind a storage space and flow through this from the outside inwards towards a center of the storage device with an air stream, in particular a substantially horizontally oriented air stream. Such a solution is particularly useful in the case of an arrangement of storage spaces within the storage device that is symmetrical with respect to a floor plan, for example an annular arrangement. Since in this solution none of the air flows encounters a storage space of another fan / filter unit, cross-contamination of objects with particles from air flows assigned to other objects is particularly low here.
[0009] Es ist ferner bevorzugt, wenn die Ventilator-/Filtereinheiten als autonome Module ausgebildet sind, die lösbar am Lagerplatz befestigt sind und bei Bedarf unabhängig von restlichen Komponenten des jeweiligen Lagerplatzes ausgetauscht werden können. Eine zweckmässige leichte Erweiterbarkeit von erfindungsgemässen Speichervorrichtungen lässt sich dadurch erzielen, wenn zudem eine Ventilator-/Filtereinheit zusammen mit einem oder mehreren Lagerplätzen für ein oder mehrere Speichermittel als austauschbare Baugruppe ausgebildet ist. Ebenso kann es vorgesehen sein, daß mehrere Lagerplätze genau einer von mehreren Ventilator-/Filtereinheiten zugeordnet sind und diese mehreren Lagerplätze und die eine Ventilator-/Filterainheit als austauschbare Baugruppe ausgebildet sind. Solche Baugruppen können sich dadurch auszeichnen, dass sie Standard-Carrier aufnehmen können und für ihren einen oder für ihre mehreren Lagerplätze eine individuelle Luftversorgung sicher stellen. Ausserdem können sie mit Vorteil eine mechanische An-/Abdock-Möglichkeit zwischen einem Carrier und der Ventilator-/Filtereinheit ermöglichen. Mit solchen Positionierhilfsmittel lassen sich die Speichermittel auch bei einer automatisierten Handhabung sicher und reproduzierbar in vorbestimmten Positionen vor der jeweiligen Ventilator-/Filtereinheit positionieren. Durch eine Ausbildung solcher kompletten Lagerplätze als Baugruppe, in die auch eine oder mehrere Ventilator-/Filtereinheiten integriert sein können, lassen sich die hierdurch entstehenden Lagermodule zudem auch in einem anderen Zusammenhang als der erfindungsgemässen Speichervorrichtung verwenden, beispielsweise auch für manuell beschickte Regale für Speichermittel, wie offene Carrier. It is also preferred if the fan / filter units are designed as autonomous modules that are releasably attached to the storage area and can be replaced if necessary independently of the remaining components of the respective storage area. An expedient, easy expandability of storage devices according to the invention can be achieved if, in addition, a fan / filter unit together with one or more storage spaces for one or more storage means is designed as an exchangeable assembly. It can also be provided that several storage locations are assigned to exactly one of several fan / filter units and that these several storage locations and the one fan / filter unit are designed as exchangeable assemblies. Such assemblies can be characterized by the fact that they can accommodate standard carriers and ensure an individual air supply for their one or more storage locations. In addition, they can advantageously enable a mechanical docking / undocking option between a carrier and the fan / filter unit. With such positioning aids, the storage means can be positioned reliably and reproducibly in predetermined positions in front of the respective fan / filter unit, even with automated handling. By designing such complete storage spaces as a subassembly, in which one or more fan / filter units can also be integrated, the storage modules thus created can also be used in a different context than the storage device according to the invention, for example also for manually loaded shelves for storage means, like open carriers.
[0010] In einer weiteren günstigen Ausführungsform kann die Speichervorrichtung mit einem oder mehreren Drucksensoren versehen sein, mit dem anhand von gemessenen Druckwerten innerhalb der Speichervorrichtung die Steuerung der Ventilator-/Filtereinheiten vorgenommen wird. In a further advantageous embodiment, the storage device can be provided with one or more pressure sensors with which the fan / filter units are controlled on the basis of measured pressure values within the storage device.
[0011] Gemäss einem zweiten Aspekt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde mit möglichst wenig Aufwand eine sichere Positionierung der Handhabungseinrichtung vor den jeweiligen Lagerplätzen und deren Aufnahmen für einzelne Objekte zu ermöglichen. According to a second aspect, the invention is based on the object of enabling safe positioning of the handling device in front of the respective storage locations and their receptacles for individual objects with as little effort as possible.
[0012] Diese Aufgabe wird bei einer Speichervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die mit Detektionsmitteln versehene Handhabungseinrichtung gelöst, die sowohl zur Erkennung von Positionsinformationen des jeweiligen Lagerplatzes als auch zur Erkennung von einzelnen Objekten in den Speichermitteln vorgesehen sind. Insbesondere mit Mitteln zur Erkennung von Positionsinformationen der Lagerplätze lässt sich ein vollautomatischer Teach-in Vorgang mittels der Handhabungseinrichtung vornehmen. Anders als bei vorbekannten Lösungen sind hierzu keine manuellen Eingriffe eines Bedieners erforderlich. Trotzdem können mit der erfindungsgemässen Lösung schnell, genau und sicher die Positionen der Lagerplätze ermittelt und in einer Steuerung abgelegt werden. In a storage device of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the handling device provided with detection means, which are provided both for recognizing position information of the respective storage location and for recognizing individual objects in the storage means. A fully automatic teach-in process can be carried out by means of the handling device, in particular with means for recognizing position information of the storage locations. In contrast to previously known solutions, this does not require any manual intervention by an operator. Nevertheless, with the solution according to the invention, the positions of the storage spaces can be determined quickly, precisely and reliably and stored in a control.
[0013] Aus dem Stand der Technik sind kaum Speichervorrichtungen bekannt, die in ihrem Inneren eine Handhabung von sowohl den Speichermitteln als auch von einzelnen gespeicherten Objekten ermöglicht, beispielsweise um Stapel von Objekten zusammenstellen zu können. Bei den bekannten Speichervorrichtungen, die dies ermöglichen sind hierzu mehrere Roboter innerhalb der Speichervorrichtung vorgesehen, was jedoch den Platzbedarf (Footprint) der Speichervorrichtungen in einer Fabrik erhöht. Zudem erhöht dies das Volumen innerhalb der Speichervorrichtung, In dem Reinraumbedingungen geschaffen werden müssen. Gemäss einem weiteren Aspekt liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde bei möglichst geringem Platzbedarf der Speichervorrichtung eine grosse Flexibilität in Bezug auf die Handhabung innerhalb der Speichervorrichtung von Objekten zu ermöglichen. From the prior art there are hardly any memory devices known which, in their interior, allow handling of both the storage means and of individual stored objects, for example in order to be able to put together stacks of objects. In the known storage devices that make this possible, a plurality of robots are provided within the storage device for this purpose, but this increases the footprint of the storage devices in a factory. In addition, this increases the volume within the storage device, in which clean room conditions must be created. According to a further aspect, the invention is therefore based on the object of enabling great flexibility with regard to the handling of objects within the storage device while the storage device requires as little space as possible.
[0014] Diese Aufgabe wird bei einer Speichervorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere Endeffektoren an der nur einen Handhabungseinrichtung automatisiert austauschbar sind. Durch die mehreren Endeffektoren/Greifer innerhalb der Spelchervorrichtung und durch deren automatisierten Tausch an der Handhabungseinrichtung können auf überraschend einfach Weise weitere Handhabungseinrichtungen innerhalb der Speichervorrichtung vermieden werden, ohne hierdurch auf Funktionalität der Speichervorrichtung verzichten zu müssen. Im Gegenteil, durch beliebige Erweiterung der Handhabungseinrichtung mit Endeffektoren lässt sich deren Funktionalität sowie die Funktionalität von erfindungsgemässen Speichervorrichtungen auf einfache Weise erweitern. So können beispielsweise unterschiedliche Typen von Wafern gleichzeitig In der Speichervorrichtung bevorratet und mittels unterschiedlichen Greifern gehandhabt werden. Hierdurch kann eine Kreuzkontamination der unterschiedlichen Wafertypen vermieden werden. Zudem verringert der Verzicht auf weitere Handhabungsvorrichtungen die von der Speichervorrichtung benötigte Stellfläche innerhalb einer Fabrik. This object is achieved according to the invention in a storage device of the type mentioned at the outset in that a plurality of end effectors can be exchanged automatically on the only one handling device. Due to the multiple end effectors / grippers within the spelcher device and their automated exchange on the handling device, further handling devices within the storage device can be avoided in a surprisingly simple manner without having to forego the functionality of the storage device. On the contrary, by arbitrarily expanding the handling device with end effectors, its functionality and the functionality of storage devices according to the invention can be expanded in a simple manner. For example, different types of wafers can be stored in the storage device at the same time and handled by means of different grippers. In this way, cross-contamination of the different wafer types can be avoided. In addition, dispensing with further handling devices reduces the floor space required by the storage device within a factory.
[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindundung kann die Handhabungseinrichtung einen Endeffektor aufweisen, der mit Detektionsmittel zur Detektion von Positionsinformationen von Lagerplätzen versehen ist. Mit diesem Detektionsmittel können in einem Teach-In-Schritt einer Steuerung Positionsinformationen über die einzelnen Lagerplätze der Speichervorrichtung insbesondere anhand einer Positionsbestimmung von geometrisch vorbestimmten Detektionsobjekten der Lagerplätze mitgeteilt und abgelegt werden. Die auf diese Weise ermittelten Positionsinformationen können nachfolgend genutzt werden, um mit der Handhabungseinrichtung die jeweiligen Lagerplätze anzufahren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Detektionsmittel an einem Endeffektor angebracht sein, der zusätzlich mit Handhabungsmittel, wie einem Greifer, versehen ist. In a preferred embodiment of the invention, the handling device can have an end effector which is provided with detection means for detecting position information from storage locations. With this detection means, position information about the individual storage locations of the storage device can be communicated and stored in a teach-in step of a controller, in particular on the basis of a position determination of geometrically predetermined detection objects of the storage locations. The position information determined in this way can then be used to approach the respective storage locations with the handling device. In a preferred embodiment of the invention, the detection means can be attached to an end effector which is additionally provided with handling means, such as a gripper.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Handhabungseinrichtung mit einem austauschbaren Endeffektor zur Handhabung von jeweils einem einzelnen Wafer sowie mit einem ebenfalls wechselbaren Endeffektor zur Handhabung von Speichermitteln, wie einem Carrier, versehen sein. In a further preferred embodiment of the invention, the handling device can be provided with an exchangeable end effector for handling a single wafer and with a likewise exchangeable end effector for handling storage means, such as a carrier.
[0017] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. [0017] Further preferred embodiments of the invention emerge from the claims, the description and the drawing.
[0018] Die Erfindung wird anhand von in den Figuren rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine erfindungsgemässe Speichervorrichtung; <tb>Fig. 2<SEP>die Speichervorrichtung aus Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung; <tb>Fig. 3<SEP>ein Teil der in Reihen und Spalten vorgesehenen Lagerplätze der Speichervorrichtung mit darin angeordneten Carriern; <tb>Fig. 4<SEP>zwei Lagerplatten von Lagerplätzen als bauliche Einheit; <tb>Fig. 5<SEP>die Lagerplatten aus Fig. 4 mit darauf angeordneten Carriern; <tb>Fig. 6<SEP>ein Lagerplatz mit Carrier- und Filter-Lüfereinheit in einer Seitenansicht; <tb>Fig. 7<SEP>die Lagerplätze aus Fig. 3 in einer Ansicht von hinten; <tb>Fig. 8<SEP>der Lagerplatz aus Fig. 6 in einer isometrischen Darstellung; <tb>Fig. 9<SEP>ein Teach-In-Endeffektor mit intergriertem Wafer-Einzelgreifer; <tb>Fig. 10<SEP>ein Endeffektor für einen Roboter zur Handhabung von Wafer-Carriern; <tb>Fig. 11<SEP>ein aus dem Gehäuse der Speichervorrichtung herausfahrbares Gestell mit darauf angeordnetem Roboter und Ein-/Ausgabestationen.The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown purely schematically in the figures, in which: <tb> Fig. 1 <SEP> a storage device according to the invention; <tb> Fig. 2 <SEP> shows the memory device from FIG. 1 in a partially sectioned illustration; <tb> Fig. 3 <SEP> a part of the storage spaces of the storage device provided in rows and columns with carriers arranged therein; <tb> Fig. 4 <SEP> two storage plates of storage spaces as a structural unit; <tb> Fig. 5 <SEP> the bearing plates from FIG. 4 with carriers arranged thereon; <tb> Fig. 6 <SEP> a storage area with carrier and filter fan unit in a side view; <tb> Fig. 7 <SEP> the storage locations from FIG. 3 in a view from behind; <tb> Fig. 8 <SEP> the storage location from FIG. 6 in an isometric illustration; <tb> Fig. 9 <SEP> a teach-in end effector with an integrated single wafer gripper; <tb> Fig. 10 <SEP> an end effector for a robot for handling wafer carriers; <tb> Fig. 11 <SEP> a rack that can be moved out of the housing of the storage device with a robot and input / output stations arranged on it.
[0019] In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemässe Speichervorrichtung 1 für Wafer gezeigt. Diese hat ein im Querschnitt etwa quadratisches Gehäuse 2, das als obere Abdeckung mehrere Bleche 3 aufweist Im Gegensatz zu vorbekannten Speichervorrichtungen ist hier keine zentrale - in der Regel auf dem Stocker angebrachte FFU (Fan Filter Unit) vorgesehen, mit der Luft aus der Umgebung angesaugt, gereinigt und ins Innere des Stockers geleitet wird. Drei der vier Seitenwände des Gehäuses 2 werden ebenfalls aus Blechen 3a gebildet. In der vorderen Seitenwand 4 sind für das Ein- und Ausführen von Speichermitteln sowie von in den Speichermitteln angeordneten Speicherobjekten wie Wafer zwei verschliessbare Ein-/Ausgabeeinrichtungen 5 vorgesehen. Die restliche Fläche der vorderen Seitenwand 4 wird ebenfalls durch Bleche abgedeckt. Die Ein-/Ausgabeeinrichtungen können ausserhalb des Innenraums eine nicht näher dargestellte Ablage aufweisen, auf der transportable Speichermittel für Wafer, im Ausführungsbeispiel Carrier, abgesetzt werden können. Die Carrier können hierbei Speichermittel sein, wie sie in verschliessbaren Transportbehältern vorgesehen sind, mit denen die Speicherobjekte, wie Wafer, innerhalb einer Produktionsstätte von elektronischen Bauteilen transportiert werden. Zudem sind die Ein-/Ausgabeeinrichtungen 5 mit Schliessmitteln, wie vertikal verfahrbaren Glasscheiben versehen. 1 and 2 show a storage device 1 according to the invention for wafers. This has a housing 2, roughly square in cross section, which has several metal sheets 3 as an upper cover.In contrast to previously known storage devices, there is no central FFU (Fan Filter Unit), which is usually provided on the stocker, with which air is drawn in from the environment , cleaned and directed inside the stocker. Three of the four side walls of the housing 2 are also formed from metal sheets 3a. In the front side wall 4, two lockable input / output devices 5 are provided for the entry and exit of storage means as well as storage objects such as wafers arranged in the storage means. The remaining area of the front side wall 4 is also covered by metal sheets. Outside the interior, the input / output devices can have a shelf, not shown in detail, on which transportable storage means for wafers, in the exemplary embodiment carriers, can be placed. The carriers can in this case be storage means such as are provided in lockable transport containers with which the storage objects, such as wafers, are transported within a production facility for electronic components. In addition, the input / output devices 5 are provided with closing means, such as vertically movable glass panes.
[0020] Wie dies in der Schnittdarstellung von Fig. 2 zu erkennen ist, ist innerhalb des Gehäuses 2 ein mehrachsiger -Roboter 6 angeordnet, dessen Reichweite unter anderem bis zur nicht dargestellten Ablage ausserhalb des Gehäuses 2 reicht. Somit ist die Roboterkinematik in der Lage Carrier 7 (ohne Transportbehälter) von der Ablage aufzunehmen und ins Innere des Gehäuses einzuführen. Ebenso ist er in der Lage Carrier 7 aus dem Gehäuse 2 auszuführen und auf der Ablage abzusetzen. Derartige Kinematiken, wie beispieslweise 6-Achsen-Roboter, werden samt Robotersteuerung beispielsweise vom Unternehmen Stäubli Tec-Systems GmbH (www.staeubli.de) unter der Bezeichnung Serie TX angeboten. As can be seen in the sectional view of FIG. 2, a multi-axis robot 6 is arranged within the housing 2, the range of which extends, inter alia, to the shelf outside the housing 2, not shown. Thus, the robot kinematics is able to pick up the carrier 7 (without transport container) from the shelf and insert it into the interior of the housing. He is also able to remove carrier 7 from housing 2 and place it on the shelf. Kinematics of this type, such as 6-axis robots, including robot controls, are offered by the company Stäubli Tec-Systems GmbH (www.staeubli.de) under the name Series TX.
[0021] Des Weiteren ist im Inneren des Gehäuses 2 in unmittelbarer Nähe zur Ein-/Ausgabeeinrichtung eine nicht näher dargestellte, an sich bekannte Einrichtung zum Ausrichten von Wafern anhand von Kerben (Notch), Erkennen von Wafern In den Aufnahmepositionen der Carrier einschliesslich möglicher Fehlpositionierungen, sowie zum Lesen von Identifizierungsmarkierungen (ID) an den Wafern angeordnet (Wafer Aligner Mapper & ID Reader Einrichtung) vorgesehen. Zur Durchführung dieser Aufgaben wird, der jeweilige Carrier, in dem die Wafer angeordnet sind, mittels des Roboters 6 zur Einrichtung gebracht und dort an einer vorbestimmte Position abgesetzt. Nachdem die genannten Funktionen an den in dem Carrier angeordneten Wafern durchgeführt worden sind kann der jeweilige Carrier mit dem Roboter von der Einrichtung abgeholt und entweder zur Ein-/Ausgabeeinrichtung oder einem der nachfolgend erörterten Speicherplätze gebracht werden. Furthermore, in the interior of the housing 2 in the immediate vicinity of the input / output device is a not shown, known device for aligning wafers by means of notches (notch), detection of wafers in the receiving positions of the carrier including possible incorrect positioning , as well as for reading identification markings (ID) arranged on the wafers (wafer aligner mapper & ID reader device) provided. To carry out these tasks, the respective carrier in which the wafers are arranged is brought to the device by means of the robot 6 and is deposited there at a predetermined position. After the functions mentioned have been carried out on the wafers arranged in the carrier, the respective carrier can be picked up by the robot from the device and brought either to the input / output device or to one of the storage locations discussed below.
[0022] Die Speichervorrichtung ist in ihrem Innenraum mit einer Vielzahl von etwa in einem quadratischen Grundriss angeordneten Speicherplätzen 10 versehen, wobei die Speicherplätze 10 matrixartig in Spalten und Reihen angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 und in Fig. 3 zu erkennen ist. Jeder Speicherplatz 10 ist hierbei mit einer Lagerplatte 11 (Fig. 4 und 5) versehen, die an einem Gestell lösbar befestigt ist, beispielsweise mittels Steckverbindungen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind jeweils zwei Lagerplatten 11 als bauliche Einheit zusammengefasst. Die Speichervorrichtung 1 weist sowohl einzelne Lagerplatten als auch solche, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, auf. Mittels der Lagerplatten 11 werden autonome, d.h. von anderen Speicherplätzen oder baulichen Einheiten von mehreren Speicherplätzen unabhängige Lagereinheiten für Carrier ausgebildet. Jede der Lagerplatten 11 weist Positionierhilfsmittel zur vorbestimmten lagegenauen Anordnung eines einzigen Carriers auf. Bei den Positionierhilfsmitteln handelt es sich um in einer SEMI-Norm definierte Schnittstellen. An einer vorderen Stirnseite der Lagerplatten 11 weist jede der Lagerplatten jeweils zwei in ihren Dimensionen und Positionen vorbestimmte Geometrien (z.B. Stifte oder Ausfräsungen) auf. Sämtliche Lagerplatten weisen diese Geometrien stets an der gleichen Stelle auf. Optional können die Lagerplätze auch mit Niveaueinstellelemente versehen sein, mit denen ein Kippwinkel für die Carrier 7 vorgesehen und eingestellt werden kann. Mittels der Niveaueinstellelemente kann insbesondere eine vorbestimmte Neigung der Carrier von 5° - in Bezug auf eine Horizontale - nach hinten erreicht werden, wie dies in Fig. 6 für eine Lagereinheit mit darauf angeordnetem Carrier 7 dargestellt ist. Diese Neigung stellt sicher, dass Wafer aus ihren Aufnahmen im Carrier 7 nicht unbeabsichtigt herausrutschen können. Zudem wird hierdurch ein Luftstrom der nachfolgend noch näher beschriebenen Filter-/Lüftereinheiten 12 effektiver über die Wafer-Oberfläche geleitet. The interior of the memory device is provided with a plurality of memory locations 10 arranged approximately in a square plan, the memory locations 10 being arranged in a matrix-like manner in columns and rows, as can be seen in FIG. 2 and in FIG. Each storage space 10 is here provided with a storage plate 11 (FIGS. 4 and 5) which is releasably attached to a frame, for example by means of plug connections. In the exemplary embodiment in FIG. 4, two bearing plates 11 are combined as a structural unit. The storage device 1 has both individual storage plates and those as shown in FIG. 4. By means of the bearing plates 11 autonomous, i.e. Storage units for carriers that are independent of other storage locations or structural units of several storage locations are formed. Each of the bearing plates 11 has positioning aids for the predetermined positionally accurate arrangement of a single carrier. The positioning aids are interfaces defined in a SEMI standard. On a front end face of the bearing plates 11, each of the bearing plates has two geometries (e.g., pins or cutouts) which are predetermined in terms of their dimensions and positions. All bearing plates always have these geometries in the same place. Optionally, the storage spaces can also be provided with level adjustment elements with which a tilt angle for the carrier 7 can be provided and adjusted. By means of the level adjustment elements, a predetermined inclination of the carrier of 5 ° to the rear - in relation to a horizontal - can be achieved, as is shown in FIG. 6 for a storage unit with a carrier 7 arranged thereon. This inclination ensures that wafers cannot unintentionally slip out of their receptacles in the carrier 7. In addition, an air flow from the filter / fan units 12, which will be described in greater detail below, is thereby guided more effectively over the wafer surface.
[0023] Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weisen die Einschub- und Entnahmeöffnungen sämtlicher Carrier 7 somit zum Roboter 6 hin, der in Bezug auf den quadratischen Grundriss der matrixartig angeordneten Speicherplätze etwa mittig angeordnet ist. Bei den einzelnen Carriern 7 des dargestellten Ausführungsbeispiels handelt es sich um durch die Organisation SEMI genormte Standard-Carrier. Die Carrier 7 sind an der Innenseite ihrer beiden Wände mit sich jeweils gegenüberliegenden Stegen versehen, die jeweils paarweise eine Aufnahme für einen einzelnen Wafer ausbilden. Diese Carrier 7 sind auch an ihrer Rückseite offen. An der Oberseite des Carriers ist ein Griff vorgesehen, mit dem der Carrier 7 manuell getragen werden kann. Zudem ist der Carrier beidseitig an seiner Oberseite mit einer Profilierung versehen, die zur automatisierten Handhabung des Carriers 7 mittels des Roboters 6 genutzt werden kann. Eine solche Handhabung kann beispielsweise darin bestehen, gefüllte oder leere Carrier 7 von der Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 zu einer Lagerplatte 11 zu überführen oder Carrier von einer Lagerplatte zur bereits genannten Einrichtung zum Ausrichten, Erkennen und zur Identifikation von Wafern zu bringen. As shown in Fig. 2, the insertion and removal openings of all carriers 7 thus point to the robot 6, which is arranged approximately in the middle with respect to the square outline of the memory locations arranged in a matrix-like manner. The individual carriers 7 of the exemplary embodiment shown are standard carriers standardized by the SEMI organization. The carriers 7 are provided on the inside of their two walls with mutually opposite webs, each of which in pairs forms a receptacle for an individual wafer. These carriers 7 are also open at their rear. A handle is provided on the top of the carrier with which the carrier 7 can be carried manually. In addition, the carrier is provided with a profiling on both sides on its upper side, which can be used for automated handling of the carrier 7 by means of the robot 6. Such handling can consist, for example, in transferring filled or empty carriers 7 from the input / output device 5 to a storage plate 11 or in bringing carriers from a storage plate to the aforementioned device for aligning, recognizing and identifying wafers.
[0024] Im Bereich der Rückseite jeder Lageplatte und somit im Innenraum der Speichervorrichtung - ist jeweils ein Filter-/Lüftereinheit (FFU) 12 angeordnet, dessen Breite etwa der Breite der Lagerplatte 11 und dessen Höhe etwa der Höhe der Carrier 7 entspricht. Jeder Speicherplatz 10 des Ausführungsbeispiels ist jeweils mit einer eigenen Filter-Lüftereinheit versehen, die nur jeweils diesem einem Speicherplatz zugeordnet ist. Jede Filter-/Lüftereinheit ist am jeweiligen Lagerplatz lösbar befestigt, so dass sie unabhängig von anderen Fifter-/Lüftereinheiten 12 und unabhängig von der ihr zugeordneten Lagerplatte 11 bei Bedarf gegen eine andere Filter-/Lüftereinheit 12 ausgetauscht werden kann. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ergibt sich aufgrund dieser Zuordnung von jeweils einer Filter-/Lüftereinheit 12 zu jedem Speicherplatz auch eine matrixartige Anordnung von Filter-/Lüftereinheiten 12. In the area of the back of each mounting plate and thus in the interior of the storage device, a filter / fan unit (FFU) 12 is arranged, the width of which corresponds approximately to the width of the mounting plate 11 and whose height corresponds approximately to the height of the carrier 7. Each storage location 10 of the exemplary embodiment is provided with its own filter / fan unit, which is only assigned to this one storage location. Each filter / fan unit is releasably attached to the respective storage space so that it can be exchanged for another filter / fan unit 12 if necessary, independently of other filter / fan units 12 and independently of the bearing plate 11 assigned to it. As shown in FIG. 7, this assignment of one filter / fan unit 12 to each storage space also results in a matrix-like arrangement of filter / fan units 12.
[0025] Jede Filter-/Lüftereinheit saugt von hinten mittels ihres Lüfters und somit durch die FFU Luft an, reinigt sie mittels des in ihr enthaltenen Filters und richtet den gereinigten Luftstrom auf die hintere Öffnung des Carriers 7. Der jeweils nur einem Carriern zugeordnete Luftstrom dieser jeweils einen Filter-/Lüftereinheit 12 durchströmt den jeweiligen Carrier 7, streicht hierbei näherungsweise parallel zur etwa horizontalen Ausrichtung der Waferoberflächen über diese und tritt an einer vorderen Öffnung des jeweiligen Carriers wieder aus. In anderen Ausführungsbeispielen könnte jeweils einer Baugruppe von Lagerplätzen jeweils eine Filter-/Lüftereinheit zugeordnet sein. Durch den auf diese Weise ausgerichteten Luftstrom werden eventuell auf den Waferoberflächen angeordnete Partikel weggetragen und die Ablage von Partikeln auf den Waferoberflächen wird verhindert, Somit ist jedem Carrier 7 und jedem Speicherplatz 10 vorzugsweise ein eigener Luftstrom zugeordnet, der unmittelbar hinter dem jeweiligen Speicherplatz 10 erzeugt wird. Der jeweilige Luftstrom ist in etwa diametral auf die jeweils gegenüberliegende Seitenwand der Speichervorrichtung 1 gerichtet. Im Bereich des Roboters 6 treffen die bereits den ihnen zugeordneten Carriern 7 durchströmten Luftströme aufeinander, so dass sie spätestens hier gebremst werden und in der Speichervorrichtung gegenüberliegende Carrier nicht erreichen. Somit durchströmt jeder Luftstrom nur nur einen Carrier bzw. nur die Carrier die in einer Baugruppe von Lagereinheiten gelagert werden. Im Inneren der Speichervorrichtung herrscht somit ein leichter Überdruck. Die Luft wird von hier aus durch eine definierte Abflussmöglichkeit (beispielsweise nach unten) nach aussen abgeleitet. Each filter / fan unit sucks in air from behind by means of its fan and thus through the FFU, cleans it by means of the filter contained in it and directs the cleaned air flow to the rear opening of the carrier 7. The air flow assigned to only one carrier each of these filter / fan units 12 flows through the respective carrier 7, sweeps over them approximately parallel to the approximately horizontal alignment of the wafer surfaces and emerges again at a front opening of the respective carrier. In other exemplary embodiments, one filter / fan unit could be assigned to each assembly of storage spaces. The air flow aligned in this way carries away any particles that may be on the wafer surfaces and prevents particles from being deposited on the wafer surfaces. Thus, each carrier 7 and each storage space 10 is preferably assigned its own air flow that is generated immediately behind the respective storage space 10 . The respective air flow is directed approximately diametrically onto the opposite side wall of the storage device 1. In the area of the robot 6, the air currents already flowing through the carriers 7 assigned to them meet, so that they are braked here at the latest and do not reach carriers lying opposite in the storage device. Thus, each air stream flows through only one carrier or only the carriers that are stored in an assembly of storage units. There is thus a slight overpressure in the interior of the storage device. From here, the air is discharged to the outside through a defined drainage facility (for example downwards).
[0026] In der Speichervorrichtung kann zudem ein Teil der Speichervorrichtung 1 als Bufferbereich vorgesehen sein, beispielsweise um gerade eingeführte Carrier bzw. unmittelbar zur Ausgabe vorgesehene Carrier zwischenzulagem, bis die Ein-/Ausgabeeinrichtung für eine weitere Handhabung frei ist. Dieser Bufferbereich kann vorzugsweise Lagerplätze in der Nähe der Ein-/Ausgabeeinrichtung umfassen, um Handhabungswege des Roboters kurz zu halten. Der konstruktive Aufbau des Bufferbereichs unterscheidet sich somit in diesem Ausführungsbeispiel von anderen Speicherplätzen für Carrier nicht. Lediglich in der Funktion der Bufferplätze, nämlich für eine kurzfristige Zwischenlagerung von Carriern bis der Roboter für deren Handhabung frei ist, liegt im Vergleich zum Rest der Speicherplätze ein Unterschied vor. Es kann deshalb auch vorgesehen sein, daß mittels einer Softwarezuordnung frei bestimmbar und auch veränderbar ist, welche Lagerplätze als Bufferbereich vorgesehen sind. Zudem können zusammenhängende Bereiche von Speicherplätzen unterschiedlichen Speicherobjekten zugeordnet werden, beispielsweise (Produktions)Wafer und Test-Wafer oder Silizium-Wafer und kupferbeschichtete-Wafer. In the memory device, part of the memory device 1 can also be provided as a buffer area, for example to temporarily store carriers that have just been introduced or carriers intended for output until the input / output device is free for further handling. This buffer area can preferably include storage locations in the vicinity of the input / output device in order to keep the handling paths of the robot short. The structural design of the buffer area in this exemplary embodiment does not differ from other storage locations for carriers. Only in the function of the buffer spaces, namely for short-term interim storage of carriers until the robot is free to handle them, is there a difference compared to the rest of the storage spaces. It can therefore also be provided that by means of a software assignment it can be freely determined and also changed which storage locations are provided as a buffer area. In addition, contiguous areas of storage locations can be assigned to different storage objects, for example (production) wafers and test wafers or silicon wafers and copper-coated wafers.
[0027] Der Roboter 6 ist mit drei verschiedenen Endeffektoren/Greifern versehen, die er abwechselnd an seiner Greifer-Schnittstelle anordnen und gegen jeweils einen anderen der drei Endeffektoren/Greifer selbst tauschen kann. Der Roboter 6 weist hierzu ein an sich bekanntes Grelferwechselsystem auf. Beim ersten, in Fig. 8 dargestellten Endeffektor handelt es sich im einen Teach-In Endeffektor15, mit dem die räumlichen Positionen der einzelnen Speicherplätze 10 in Bezug auf das räumliche Koordinatensystem des Roboters 6 ermittelt und abgespeichert werden. Der Teach-in Endeffektor 15 (der auch gleichzeitig als Carrier- oder Wafer-Endeffektor ausgebildet sein kann) weist hierzu als mögliche geeignete Sensorik eine Lichtschranke 16 auf, mit der der Roboter die räumliche Position der unteren und oberen Kontur sowie der Stirnseite von Positionsstiften der Lagerplatten vermisst und diese Positionsdaten in seiner Steuerung ablegt. Dies wird einmalig für sämtliche Lagerplätze der Speichervorrichtung vorgenommen. Solange die Speichervorrichtung nicht ausser Betrieb genommen wird und nicht Veränderungen in Bezug auf die Lagerplätze vorgenommen werden, muss dieser vollständig selbständig durchgeführte Teach-In Vorgang nicht wiederholt werden. Da die räumliche Relativposition eines Carriers auf einer Lagerplatte in Bezug auf die beiden Positonsstifte der jeweiligen Lagerplatte 11 vorbestimmt ist und die Aufnahmen der Carrier mit einem vorbestimmten Pitch-Abstand angeordnet sind, Ist der Roboter nun in der Lage den Carrier und die in den Aufnahmen angeordneten Wafer aufzufinden. The robot 6 is provided with three different end effectors / grippers, which it can alternately arrange on its gripper interface and exchange for a different one of the three end effectors / grippers itself. For this purpose, the robot 6 has a grinder changing system which is known per se. The first end effector, shown in FIG. 8, is a teach-in end effector 15 with which the spatial positions of the individual storage locations 10 are determined and stored in relation to the spatial coordinate system of the robot 6. The teach-in end effector 15 (which can also be designed as a carrier or wafer end effector at the same time) has a light barrier 16 as a possible suitable sensor system, with which the robot can determine the spatial position of the lower and upper contour and the face of position pins Measures storage plates and stores this position data in its control. This is done once for all storage locations of the storage device. As long as the storage device is not taken out of operation and changes are not made in relation to the storage locations, this completely independently carried out teach-in process does not have to be repeated. Since the spatial relative position of a carrier on a bearing plate in relation to the two position pins of the respective bearing plate 11 is predetermined and the receptacles of the carriers are arranged with a predetermined pitch, the robot is now capable of the carrier and those arranged in the receptacles Find wafers.
[0028] Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist am Endeffektor 15 des Roboters auch ein Wafer-Einzel-Greifer 17 zur Handhabung von einzelnen Wafer ausgebildet. In anderen Ausführungsbeispielen könnte dieser auch als separater Greifer ausgebildet sein, der dann ebenso wie der Teach-In Endeffektor über eine definierte Schnittstelle automatisiert am Roboter angebracht werden kann. Zur Aufnahme eines Endeffektors verfährt der Roboter 6 an eine Stelle in der Speichervorrichtung, an der die Endeffektoren abgelegt sind und nimmt den jeweiligen Endeffektor auf, beispielsweise den Teach-In-Endeffektor mit integriertem Wafer-Einzel-Greifer 17. Letzterer ist als gabelförmiger Greiferausgebildet, an dem eine Auflage für Wafer ausgebildet ist. As shown in FIG. 9, an individual wafer gripper 17 for handling individual wafers is also formed on the end effector 15 of the robot. In other exemplary embodiments, this could also be designed as a separate gripper, which, like the teach-in end effector, can then be attached to the robot automatically via a defined interface. To pick up an end effector, the robot 6 moves to a point in the storage device where the end effectors are stored and picks up the respective end effector, for example the teach-in end effector with an integrated individual wafer gripper 17. The latter is designed as a fork-shaped gripper, on which a support for wafers is formed.
[0029] Die im Ausführungsbeispiel als Lichtschranke 16 im Bereich der Gabelenden des Greifers 17 ausgebildete Sensorik des Teach-in-Endeffektors, die einen Lichtemitter und einen Lichtsensor aufweist kann auch dazu benutzt werden eine An-/Abwesenheit von Wafer in Carriern und/oder Fehlpositionierungen von Wafern zu erkennen. Mit dieser Lichtschranke 16 fährt der Wafer-Einzelgreifer einen Carrier ab, wenn er auf zumindest einen der Wafer des entsprechenden Carriers zugreifen soll. Hierbei wird mittels der Lichtschranke 16 im Bereich einer vorderen Öffnung des jeweiligen Carriers die An- oder Abwesenheit von Wafern in den einzelnen Aufnahmen des Carriers geprüft. Ebenso wird detektiert, ob in einer Aufnahme in an sich unzulässiger Weise mehr als ein Wafer oder aber ein Wafer über Kreuz in zwei Aufnahmen angeordnet ist. Diese Informationen werden in der Steuerung des Roboters bzw. In der Steuerung der Speichervorrichtung abgelegt. Anschliessend führt der Greifer 17 unter Verwendung der nun zur Verfügung stehenden Belegungsinformationen über den Carrier die anstehende Handhabungsaufgabe durch, beispielsweise eine Entnahme eines Wafers aus dem Carrier aus einer bestimmten Aufnahme des Carriers. Mit dem Wafer-Einzelgrelfer 17 ist es insbesondere möglich, in einem Carrier einen neuen Wafer-Stapel zusammenzustellen. Hierzu können mittels des Wafer-EinzelgGreifers 17 Wafer aus unterschiedlichen Carriern entnommen und in einem der Carrier in dessen Aufnahmen angeordnet werden. Auch hierzu können mittels der Lichtschranke Belegungsinformationen von den betroffenen Carriern ermittelt und bei den Handhabungsvorgängen berücksichtigt werden. In the embodiment as a light barrier 16 in the area of the fork ends of the gripper 17 sensors of the teach-in end effector, which has a light emitter and a light sensor, can also be used to detect the presence / absence of wafers in carriers and / or incorrect positioning from wafers. With this light barrier 16, the individual wafer gripper moves along a carrier when it is to access at least one of the wafers of the corresponding carrier. In this case, the presence or absence of wafers in the individual receptacles of the carrier is checked by means of the light barrier 16 in the area of a front opening of the respective carrier. It is also detected whether more than one wafer is arranged in a receptacle in an inherently impermissible manner or whether a wafer is arranged crosswise in two receptacles. This information is stored in the controller of the robot or in the controller of the storage device. The gripper 17 then uses the occupancy information that is now available about the carrier to carry out the pending handling task, for example removing a wafer from the carrier from a specific receptacle in the carrier. With the single wafer grinder 17 it is possible in particular to assemble a new wafer stack in a carrier. For this purpose, wafers can be removed from different carriers by means of the single wafer gripper 17 and placed in one of the carriers in its receptacles. Here, too, occupancy information from the carriers concerned can be determined by means of the light barrier and taken into account during the handling processes.
[0030] Sofern in der Speichervorrichtung unterschiedliche Objekte, beispielsweise Silizium-Wafer und kupferbeschichtete Wafer gleichzeitig gelagert sind kann es sinnvoll sein, mehrere Wafer-Einzelgreifer 17 in der Speichervorrichtung zur Verfügung zu haben. Durch Wechsel der Wafer-Einzelgreifer 17 und eine Verwendung der jeweiligen Wafer-Einzelgreifer für stets nur den gleichen Wafer-Typ kann hierdurch eine Kreuzkontamination von Wafern vermieden werden. If different objects, for example silicon wafers and copper-coated wafers, are stored at the same time in the storage device, it can be useful to have several individual wafer grippers 17 available in the storage device. By changing the individual wafer grippers 17 and using the respective individual wafer grippers for only the same wafer type, cross-contamination of wafers can be avoided.
[0031] In Fig. 10 ist schliesslich ein dritter Endeffektor des Roboters gezeigt, nämlich ein Carrier-Greifer 20 zur Handhabung von Carriern 7. Mit diesem Greifer 20 kann der Roboter Carrier 7 auf Lagerplatten in ihre vorbestimmte Position absetzen, beispielsweise nach dem ein Carrier mit dem Greifer von der Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 übernommen wurde. In gleicher Weise kann mit dem Carrier-Greifer 20 ein leerer oder besetzter Carrier aus der Speichervorrichtung hinausgeführt werden. In Fig. 10 finally a third end effector of the robot is shown, namely a carrier gripper 20 for handling carriers 7. With this gripper 20, the robot carrier 7 can set on storage plates in their predetermined position, for example after a carrier was taken over by the input / output device 5 with the gripper. In the same way, an empty or occupied carrier can be guided out of the storage device with the carrier gripper 20.
[0032] Zudem ist Im Bereich von einer Aufnahme für die Endeffektoren am Roboter eine in Fig. 9 dargestellte Kamera 18 zusammen mit einer Beleuchtung für das Kamerabild angeordnet. Das von der Kamera 18 aufgenommene Bild kann aussen an der Speichervorrichtung oder an einer sonstigen geeigneten Stelle auf einem Monitor zur Überwachung der Handhabungsvorgänge in der Speichervorrichtung genutzt werden. Zudem befindet sich oberhalb der Kamera 18 ein Ionisationsmittel 19, mit dem im Bereich des Greifers statische Aufladungen vermieden werden sollen. In addition, in the area of a receptacle for the end effectors on the robot, a camera 18 shown in FIG. 9 is arranged together with lighting for the camera image. The image recorded by the camera 18 can be used on the outside of the storage device or at some other suitable location on a monitor for monitoring the handling processes in the storage device. In addition, there is an ionization means 19 above the camera 18, with which static charges are to be avoided in the area of the gripper.
[0033] Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist die als Roboter 6 ausgebildete Handhabungseinrichtung zusammen mit den Ein-/Ausgabeeinrichtungen 5 der Speichervorrichtung auf einem verschieb- bzw. verfahrbaren Gestell 22 angeordnet. Dieses kann zu Wartungszwecken der Speichervorrichtung aus dem Gehäuse 2 entfernt werden. Dadurch wird der Roboter aus dem sensiblen Speicherbereich der in der Speichervorrichtung offen gelagerten Wafern herausgeschoben und kann ausserhalb der Speichervorrichtung gewartet werden. Mit einer solchen Lösung kann zudem vermieden werden, dass zur Wartung der Speichervorrichtung diese an anderen Seitenwänden als der vorderen Seitenwand geöffnet werden und von diesen Seiten zugänglich sein muss. Dies verringert ebenfalls die erforderliche Steilfläche der Speichervorrichtung. As shown in FIG. 11, the handling device embodied as a robot 6 is arranged together with the input / output devices 5 of the storage device on a displaceable or movable frame 22. This can be removed from the housing 2 for maintenance purposes of the storage device. As a result, the robot is pushed out of the sensitive storage area of the wafers stored openly in the storage device and can be serviced outside of the storage device. With such a solution it can also be avoided that for maintenance of the storage device it is opened on other side walls than the front side wall and has to be accessible from these sides. This also reduces the required steep area of the storage device.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
[0034] 1 Speichervorrichtung 2 Gehäuse 3 Bleche 4 vordere Seitenwarid 5 Ein-/Ausgabeeinrichtung 6 Roboter 7 Carrier 10 Speicherplatz 11 Lagerplatte 12 Filter-/Lüftereinheit 15 Teach-in-Endeffektor 16 Lichtschranke 17 Wafer-Einzelgreifer 18 Kamera 19 Ionisationsmittel 20 Carrier-Greifer 22 Gestell 1 storage device 2 housing 3 sheets 4 front side warid 5 input / output device 6 robot 7 carrier 10 storage space 11 storage plate 12 filter / fan unit 15 teach-in end effector 16 light barrier 17 individual wafer gripper 18 camera 19 ionization means 20 carrier gripper 22 frame
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01656/08A CH699754B1 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Storage device for temporary storage of objects for the production of semiconductor components |
| PCT/CH2009/000338 WO2010045750A1 (en) | 2008-10-20 | 2009-10-20 | Storage apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH01656/08A CH699754B1 (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Storage device for temporary storage of objects for the production of semiconductor components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH699754A1 CH699754A1 (en) | 2010-04-30 |
| CH699754B1 true CH699754B1 (en) | 2020-11-13 |
Family
ID=41559623
Family Applications (1)
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