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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden Substratscheiben für die Herstellung
optischer Datenträger.
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Bei
der Herstellung optischer Datenträger wie beispielsweise CD's oder DVD's mit ihren unterschiedlichen
Formaten (-R, -RW, etc.) ist es bekannt, dass Innenloch aufweisende
Substratscheiben in einem Spritzgussverfahren hergestellt und anschließend weiter
behandelt werden, um beispielsweise Reflektionsschichten oder modifizierbare
Farbschichten darauf auszubilden. Dabei sind die Substratscheiben
in der Regel aus Polycarbonat hergestellt und besitzen je nach Format
eine vorgegebene Dicke.
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Nach
der Herstellung im Spritzgussverfahren werden die durch das Spritzgussverfahren
noch sehr warmen Substrate üblicherweise über eine
Kühlstrecke
auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
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Eine
derartige Kühlstrecke
ist beispielsweise aus der auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung
zurückgehenden
DE-A-102 59 754 bekannt. Bei dieser bekannten Kühlstrecke werden die Substratscheiben
nach der Ausbildung im Spritzgussverfahren auf einem Luftkissen
abgelegt. Über
eine Schrägstellung
einer Lochplatte oder einer Schrägstellung
der Düsen
innerhalb der Lochplatte werden die Substratscheiben dann relativ
zur Lochplatte bewegt. Durch betätigbare
Haltestifte können
die Substratscheiben taktweise fortbewegt werden.
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Am
Ende der Kühlstrecke
werden die Substrate direkt einer weiteren Behandlung, wie beispielsweise
einer Beschichtung zugeführt.
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Wenn
beispielsweise im Bereich der Kühlstrecke
und/oder im Bereich einer nachfolgenden Prozesseinrichtung eine
Fehlfunktion auftritt, so muss bei der obigen Vorrichtung das Spritzgussverfahren
unterbrochen werden, da die Substrate am Ende der Kühlstrecke
nicht mehr entnommen und einem nachfolgenden Prozess zugeführt werden
können.
Ein Anhalten der Spritzgießmaschine
und ein späterer
Neustart derselben ist jedoch üblicherweise mit
Ausschuß verbunden,
da beispielsweise im Bereich der Spritzgussdüsen stehendes Material seine Eigenschaften
verändern
kann.
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Um
zu verhindern, dass die Spritzgießmaschine angehalten werden
muss ist es bekannt, die Substrate am Ende der Kühlstrecke nicht direkt in eine
nachfolgende Behandlungsvorrichtung sondern zunächst in einen Zwischenspeicher
zu laden. Wenn die nachfolgende Behandlungsvorrichtung wieder einsatzbereit
ist, können
dann beispielsweise sowohl Substratscheiben von der Spritzgießmaschine
als auch dem Zwischenspeicher in die Behandlungsvorrichtung geladen
werden.
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Dabei
ergibt sich jedoch das Problem, das die aus dem Zwischenspeicher
kommenden Substrate in der Regel nicht denselben Zustand – z.B. hinsichtlich
der Temperatur – wie
Substrate am Ende der Kühl-
und/oder Konditionierstrecke besitzen. Insbesondere besitzen sie üblicherweise
eine unterschiedliche Temperatur, wodurch eine gleichmäßige Behandlung
in der nachfolgenden Behandlungseinrichtung erschwert wird. Dies
wirkt sich nachteilig auf eine Gleichmäßigkeit der Prozessergebnisse
aus.
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Ausgehend
von dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden
Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden Substratscheiben für optische
Datenträger bereitzustellen,
das bzw. die einen kontinuierlichen Behandlungsprozess bei gleichbleibender
Qualität ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einem Verfahren zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden
Substratscheiben für
die Herstellung opti scher Datenträger dadurch gelöst, dass
die Substratscheiben im Normalbetrieb wenigstens ein Kühlprozess
und/oder einen Konditionierprozess durchlaufen und nachfolgend im
Wesentlichen direkt einem weiteren Prozess zugeführt werden, wobei die Substratscheiben
bei einem Alternativbetrieb nach einem Durchlaufen des Kühlprozesses
und/oder des Konditionierprozesses in einem Zwischenspeicher aufgenommen
werden und bevor sie dem weiteren Prozess zugeführt werden den Kühlprozess
und/oder den Konditionierprozess nochmals durchlaufen. Die Aufnahme
der Substratscheiben in einem Zwischenspeicher nach dem Durchlauf
eines Kühlprozesses und/oder
eines Konditionierprozesses ermöglicht den
kontinuierlichen Betrieb einer vorgeschalteten Vorrichtung, insbesondere
einer Spritzgießmaschine, wie
oben beschrieben. Dadurch, dass die Substratscheiben, wenn sie aus
dem Zwischenspeicher entnommen und dem weiteren Prozess zugeführt werden
den Kühlprozess
und/oder den Konditionierprozess nochmals durchlaufen, wird sichergestellt,
dass sie im Wesentlichen denselben Zustand, insbesondere dieselbe
Temperatur, besitzen wie Substratscheiben, die im Normalbetrieb
dem weiteren Prozess zugeführt
werden. Hierdurch lassen sich gleichmäßige Prozessergebnisse im weiteren
Prozess erreichen.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch bei einem Verfahren
zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden Substratscheiben für die Herstellung
optischer Datenträger,
bei dem die Substratscheiben im Normalbetrieb einen Kühlprozess
und/oder einen Konditionierprozess durchlaufen und nachfolgend im
Wesentlichen direkt einem weiteren Prozess zugeführt werden dadurch gelöst, dass
die Substratscheiben bei einem Alternativbetrieb nach einem Durchlauf
des Kühlprozesses und/oder
des Konditionierprozesses in einem Zwischenspeicher aufgenommen
werden, in dem die Substratscheiben einem Kühlgas oder Konditioniergas
ausgesetzt werden und wobei die Substratscheiben nach einer späteren Entnahme
aus dem Zwischenspeicher einer weiteren Kühlung und/oder Konditionierung
ausgesetzt werden oder im Wesentlichen direkt aus dem Zwischenspeicher
dem weiteren Prozess zugeführt
werden. Die Aufnahme der Substratscheiben im Zwischenspeicher beim
Alternativbetrieb, der beispielsweise bei einer Fehlfunktion eingeleitet
wird, ermöglicht
wiederum einen kontinuierlichen Betrieb eines vorgeschalteten Prozesses.
Das Leiten von Kühl-
oder Konditioniergas in den Zwischenspeicher stellt hingegen sicher,
dass sie in einem Zustand gehalten werden, der im Wesentlichen dem
Zustand der Substratscheiben am Ende des Kühl- oder Konditionierprozesses
entspricht. Hierdurch können
die Substratscheiben dann einer weiteren Kühlung und/oder Konditionierung
ausgesetzt werden oder im Wesentlichen direkt dem weiteren Prozess
zugeführt
werden und es lassen sich wiederum gleichbleibende Prozessergebnisse
in dem weiteren Prozess erreichen. Das im Wesentlichen direkte Zuführen der
Substratscheiben kann zunächst
das Ablegen auf einer Kühl-
oder Konditioniereinrichtung umfassen, wobei die Substratscheiben
den Kühl- oder
Konditioniervorgang nicht vollständig
durchlaufen. Auch eine direkte Beladung einer Prozesseinheit von
dem Zwischenspeicher ohne Umweg über
die Kühl-
oder Konditioniereinheit ist möglich.
Das System besitzt somit eine große Flexibilität stellt
aber gleich bleibende Prozessergebnisse sicher.
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Vorteilhafterweise
wird für
einen Durchlauf des Kühlprozesses
und/oder des Konditionierprozesses ein Haltestift in das Innenloch
einer Substratscheibe eingeführt
und Gas mit Druck auf wenigstens eine Unterseite der Substratscheibe
geleitet, um sie während
der Kühlung
und/oder der Konditionierung über
ein durch das Gas erzeugtes Gaskissen derart schwebend zu halten,
dass der Haltestift noch eine seitliche Führung vorsieht, wobei eine
Gasströmung des
Gases derart ausgebildet ist, dass sie die Substratscheibe in Rotation
versetzt. Das schwebende Halten der Substratscheiben verhindert
ein Durchbiegen und das Erzeugen interner Spannungen innerhalb der
Substratscheiben, während
die Rotation eine möglichst
homogene Kühlung/Konditionierung der
Substratscheiben ermöglicht.
Um die Substratscheiben trotzdem kontrolliert bewegen zu können, dient
der Haltestift als zentrale Führung.
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Dabei
liegt die Substratscheibe vorzugsweise auf einer Auflageschulter
des Haltestiftes auf, wenn kein Gas auf die Unterseite der Substratscheibe
geleitet wird. Ferner bewegt der Haltestift vorzugsweise das Substrat
entlang einer vorgegebenen Bahn in Horizontalrichtung, wobei die
Bewegung des Haltestifts die Substratscheibe vorzugsweise in den Bereich
des Gasstroms hineinbewegt. Dabei ist die Bewegung vorzugsweise
eine getaktete Bewegung, die ein Be- und Entladen des Haltestifts
an entsprechenden Bewegungspositionen ermöglicht.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden auf gegenüberliegenden
Seiten einer sich durch den Haltestift erstreckenden Ebene getrennte
Gasströmungen
auf das Substrat geleitet. Dabei erstreckt sich die Ebene vorzugsweise
entlang der Bewegungsrichtung des Haltestifts. Vorzugsweise werden
die Gasströmungen
mit unterschiedlicher Richtung auf die Unterseite des Substrats
gerichtet um die Rotation der Substratscheibe zu bewirken. Hierbei
können
Vorteilhafterweise dieselben Düsen,
welche das Gaskissen bilden, verwendet werden. Alternativ könnte auch
Gas auf die Oberseite des Substrats gerichtet werden, sofern oberhalb
der Substratscheiben eine entsprechende Düsenanordnung vorgesehen ist.
Die Rotation der Substratscheiben könnte durch das auf die Unterseite
und/oder das auf die Oberseite geleitete Gas bewirkt werden.
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Vorzugsweise
wird das Gas in einer Vielzahl von Einzelströmungen auf die Substratscheibe
geleitet, wobei die Vielzahl von Einzelströmungen bei einer Bewegung des
Substrats sukzessive im Wesentlichen alle radialbereiche des Substrats
abdecken, um eine homogene Kühlung/Konditionierung
zu erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung durchlaufen die Substratscheiben vorzugsweise sowohl
einen Kühlprozess
als auch einen Konditionierprozess. Hierdurch wird zunächst eine gleichmäßige Abkühlung der
Substratscheiben beispielsweise nach einem Spritzgussvorgang ermöglicht und
anschließend
ein kontrolliertes Vorbereiten auf einen nachfolgenden Prozess durch
die Konditionierung. Dabei wird vorzugsweise für eine Kühlung Umgebungsluft verwendet,
die optional gekühlt und/oder
gefiltert wird. Anlagen die Verfahren des oben beschriebenen Typs
durchführen,
arbeiten übli cherweise
in konditionierten Reinräumen,
so dass die Umgebungsluft üblicherweise
gleichbleibende Eigenschaften hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit etc.
besitzt, die für übliche Kühlzwecke
in der Regel ausreicht. Die optionale Kühlung der Umgebungsluft kann
beispielsweise bei kurzen Kühlstrecken
vorgesehen werden, um eine ausreichende Kühlung vorzusehen. Die optionale
Filterung der Umgebungsluft verhindert, dass kleine Verunreinigungen,
die selbst in einer Reinraumatmosphäre auftreten können, auf die
Substratscheiben geleitet werden.
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Für eine Konditionierung
der Substratscheiben wird vorzugsweise temperiertes Gas mit einer Temperatur,
die im Wesentlichen der Temperatur in einem Prozessraum einer benachbarten
Prozesseinheit entspricht auf die Substratscheibe geleitet. Hierzu
wird vorzugsweise Gas aus einem Prozessraum und/oder einer Gaszuleitung
für den
Prozessraum, insbesondere einer Klimaanlage, entnommen, in dem die
Substratscheiben nach der Konditionierung behandelt werden. Hierdurch
werden die Substratscheiben genau der Atmosphäre ausgesetzt, in der sie nachfolgend
weiter behandelt werden, so dass sie beispielsweise schon die erforderliche
Behandlungstemperatur aufweisen. Es lassen sich die Prozessergebnisse
verbessern, und ferner lassen sich beispielsweise Wartezeiten zum
Temperieren der Substratscheiben innerhalb des Prozessraums vermeiden oder
zumindest verringern.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung
zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden Substraten für die Herstellung
optischer Substrate gelöst
durch Vorsehen wenigstens einer Kühleinheit und/oder einer Konditioniereinheit,
einer Transporteinheit zum Transport der Substratscheiben durch
die Kühleinheit
und/oder die Konditioniereinheit, wobei die Transporteinheit einen geschlossenen
Bewegungspfad mit einer vorgegebenen Bewegungsrichtung definiert,
wenigstens einer Prozesseinheit zum Behandeln von Substratscheiben,
wenigstens einem Zwischenspeicher zur Aufnahme und Lagerung von
Substratscheiben, wenigstens einer ersten Handhabungseinheit zum
Beladen der Transporteinheit an einer ersten Position; wenigstens
einer zweiten Handhabungseinheit zum Entladen der Trans porteinheit
an einer zweiten Position und zum Beladen der Prozesseinheit und
wenigstens einer dritten Handhabungseinheit zum Ent-/Beladen der
Transporteinheit an einer dritten Position und zum Be-/Entladen
des Zwischenspeichers, wobei die erste und dritte Position in Bewegungsrichtung
der Transporteinheit zwischen der zweiten Position und der Kühleinheit
und/oder der Konditioniereinheit liegen. Eine Vorrichtung mit diesem
Aufbau ermöglicht,
dass die Substratscheiben nach dem Durchlauf einer Kühl- und/oder
Konditioniereinheit direkt in eine Prozesseinheit geladen werden.
Sie ermöglicht
aber auch das sie an der Prozesseinheit nicht Entladen werden und
nachfolgend in einem Zwischenspeicher aufgenommen werden. Wenn sie
von dem Zwischenspeicher wieder auf die Transporteinheit geladen
werden durchlaufen sie nochmals die Kühleinheit und/oder Konditioniereinheit,
so dass sie dieselben Eigenschaften aufweisen, wie Substratscheiben,
die direkt nach einem ersten Durchlauf der Kühleinheit und/oder Konditioniereinheit
einen weiterem Prozess zugeführt
werden.
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Vorzugsweise
liegt die dritte Position in Bewegungsrichtung der Transporteinheit
zwischen der zweiten und der ersten Position, so dass die Substratscheiben
an der dritten Position von der Transporteinheit entnommen werden
können,
wenn sie nicht schon an der zweiten Position entnommen wurden, und
zwar bevor sie die erste Position erreichen. Dies ermöglicht,
dass die Transporteinheit weiterhin an der ersten Position beladen
wird.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch bei einer Vorrichtung
zum Behandeln von ein Innenloch aufweisenden Substratscheiben für die Herstellung
optischer Datenträger
gelöst durch
Vorsehen wenigstens einer Kühleinheit und/oder
einer Konditioniereinheit, einer Transporteinheit zum Transport
der Substratscheiben durch die Kühleinheit
und/oder die Konditioniereinheit, wobei die Transporteinheit einen
geschlossenen Bewegungspfad definiert, wenigstens einer Prozesseinheit
zum Behandeln von Substratscheiben benachbart zur Transporteinheit,
wenigstens einen Zwischenspeicher zur Aufnahme und Lagerung einer Vielzahl
von Substratscheiben benachbart zur Transporteinheit und eine Einheit
zum Leiten von Kühlgas oder
Konditionier gas in den Zwischenspeicher. Diese Vorrichtung ermöglicht,
dass Substratscheiben von einer Transporteinheit zunächst in
einem Zwischenspeicher aufgenommen werden, bevor sie einer weiteren
Behandlung zugeführt
werden. Das Leiten von Kühlgas
oder Konditioniergas in den Zwischenspeicher gewährleistet, dass die Substratscheiben
wenn sie aus dem Zwischenspeicher der weiteren Behandlung zugeführt werden
im Wesentlichen denselben Zustand besitzen, wie Substrate die direkt
von der Transporteinheit einem weiteren Prozess zugeführt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die zuletzt genannte Vorrichtung wenigstens eine
erste Handhabungseinheit zum Beladen der Transporteinheit an einer
ersten Position, wenigstens eine zweite Handhabungseinheit zum Entladen
der Transporteinheit an einer zweiten Position und zum Beladen der
Prozesseinheit, und wenigstens eine dritte Handhabungseinheit zum Ent-/Beladen
der Transporteinheit an einer dritten Position und zum Be-/Entladen
des Zwischenspeichers auf, wobei die erste Position in Bewegungsrichtung
der Transporteinheit zwischen der zweiten Position und der Kühleinheit
und/oder der Konditioniereinheit liegt und wobei die dritte Position
in Bewegungsrichtung der Transporteinheit zwischen der ersten Position
und der zweiten Position liegt. Hiermit lässt sich erreichen, dass die
Substratscheiben wenn sie aus dem Zwischenspeicher entnommen werden wieder
auf die Transporteinheit gelangen und anschließend bevor sie die Kühleinheit
und/oder die Konditioniereinheit nochmals vollständig durchlaufen von der Transporteinheit
zur Prozesseinheit gelangen können.
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Dabei
weist die Vorrichtung vorzugsweise zusätzlich Mittel zum Temperieren
von Gas auf eine Temperatur auf, die im Wesentlichen der Temperatur in
einem Prozessraum einer benachbarten Prozesseinheit entspricht und/oder
eine Einheit zur Entnahme von Gas aus einem Prozessraum und/oder
einer Gaszuleitung für
den Prozessraum, insbesondere einer Klimaanlage, der Prozesseinheit
und Mittel zum Leiten des Gases in den Zwischenspeicher, um die Substratscheiben
in dem Zwischenspeicher in im Wesentlichen derselben Atmosphäre zu halten,
in der sie nachfolgend behandelt werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Transporteinheit wenigstens einen in das
Innenloch einer Substratscheibe einführbaren Haltestift mit einer
Auflageschulter und wenigstens eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des
Haltestifts entlang eines Bewegungspfades auf, um eine gute und
kontrollierte Bewegung der Substratscheiben zwischen den unterschiedlichen
Positionen zu erreichen. Vorzugsweise weisen die Kühleinheit
und/oder die Konditioniereinheit wenigstens eine untere Düseneinheit
mit einer Vielzahl von im Wesentlichen nach oben gerichteten Düsen sowie
eine Gasversorgung für
die untere Düseneinheit
auf, wobei wenigstens eine zu einer vertikalen geneigte Düse vorgesehen
ist, um auf eine im Austrittsbereich der Düse liegende Substratscheibe
ein Drehmoment auszuüben.
Hierdurch können
die Substratscheiben innerhalb der Kühleinheit und/oder der Konditioniereinheit
durch ein Gaskissen schwebend gehalten werden, während die vertikal geneigte
Düse die
Substratscheiben in Drehung versetzen kann, um eine gleichmäßige Kühlung/Konditionierung
vorzusehen. Dabei weist die wenigstens eine zur vertikalen geneigte
Düse nach
oben und ist in der unteren Düseneinheit
integriert, wodurch sich ein besonderer Aufbau der Kühleinheit
und/oder Konditioniereinheit erreichen lässt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung weist die Kühleinheit
und/oder die Konditioniereinheit wenigstens eine obere Düseneinheit
mit einer Vielzahl von im Wesentlichen nach unten in Richtung der
unteren Düseneinheit
gerichteten Düsen
auf, sowie eine Gasversorgung für
die obere Düseneinheit.
Hierdurch lässt
sich eine beidseitige Kühlung/Konditionierung
der Substratscheiben erreichen, was insbesondere bei kurzen Kühl/Konditionierstrecken
von Vorteil sein kann. Dabei weist vorzugsweise wenigstens eine
zur vertikalen geneigte Düse
nach unten und ist in der oberen Düseneinheit integriert.
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Für einen
einfachen Aufbau der Behandlungsvorrichtung weisen die unteren und
oberen Düseneinheiten
vorzugsweise eine gemeinsame Gasversorgung auf, wobei vorzugsweise
eine Steuereinheit zum individuellen Beaufschlagen der Düseneinheiten
mit einem Gas vorgesehen ist. Hierdurch soll beispielsweise möglich werden,
dass die oberen und unteren Düseneinheiten
mit unterschiedlichen Drücken
beaufschlagt werden, um zu ermöglichen,
dass die Substratscheiben schwebend zwischen den unteren und oberen
Düseneinheiten
gehalten werden. Für
einen einfachen Aufbau der Anlage sind vorzugsweise zwei auf gegenüberliegenden
Seiten einer Bewegungsbahn des Haltestifts angeordnete untere und/oder
obere Düseneinheiten
vorgesehen. Dabei ist vorzugsweise wenigstens eine der Düsen auf
einer Seite der Bewegungsbahn in Bewegungsrichtung zur Vertikalen
geneigt, während
wenigstens eine der Düsen
auf der entgegengesetzten Seite der Bewegungsbahn entgegen der Bewegungsrichtung
zur Vertikalen geneigt ist, um die Rotation der Substratscheiben
zu erreichen. Vorzugsweise sind die Düsen jeweils als Löcher in
einer im Wesentlichen ebenen Lochplatte ausgebildet, wodurch sich
ein einfacher und kostengünstiger
Aufbau der Düseneinheiten
ergibt. Dabei sind die Löcher
in einer Lochplatte im Wesentlichen gleich gerichtet, wodurch sich
der Herstellung der Lochplatte vereinfachen lässt. Als die Gaszuleitung ist
vorzugsweise unterhalb der Lochplatte eine Gaszuführkammer
vorzusehen.
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Die
Düsen jeder
Düseneinheit
sind vorzugsweise im Wesentlichen in einer Vielzahl von im Wesentlichen
parallelen Düsenreihen
angeordnet, was eine einfache Herstellung ermöglicht. Vorzugsweise sind die
Düsenreihen
im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Transporteinheit
angeordnet. Um unterschiedliche Rasterabstände zu erreichen und eine vollständige Abdeckung
der Substratscheiben mit einzelnen Gasströmungen zu ermöglichen
sind die Düsenreihen
vorzugsweise mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet.
Um eine möglichst
gute Abdeckung der Substratscheiben in Radialrichtung mit Einzelgasströmungen zu erreichen,
sind die Düsenreihen
auf gegenüberliegenden
Seiten der Bewegungsbahn des Haltestifts wenigstens teilweise versetzt
zu einander angeordnet.
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Vorzugsweise
ist wenigsten eine untere Düseneinheit
in einer im Wesentlichen horizontal angeordneten Lochplatte ausgebildet,
wobei wenigstens ein Endbereich der Lochplatte zur Horizontalen
geneigt ist, um beispielsweise bei einer Bewegung einer Substratscheibe
in den Bereich der Lochplatte ein verkanten des Substratscheibe
zu verhindern. Ferner kann eine gleichmäßige Ausbildung eines Gaskissens
unterhalb der Substratscheibe und ein sanftes Abheben der Substratscheibe
von einer Auflageschulter des Haltestifts ermöglicht werden. Vorzugsweise
sind beide Endbereiche der Lochplatte zur Horizontalen geneigt,
um ein sanftes Abheben und Ablegen zu ermöglichen.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung sind in Bewegungsrichtung der Transporteinheit zwischen
der ersten Position und der zweiten Position zunächst eine Kühleinrichtung und anschließend eine
Konditioniereinheit angeordnet, um zunächst eine Abkühlung und
anschließend
eine Konditionierung der Substratscheiben für den nachfolgenden Prozess
zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise weist dabei eine Gaszuführungseinheit für die Kühleinheit
wenigstens eine Kühl-
und/oder Filtereinheit auf, um beispielsweise Umgebungsluft für die Kühlung noch
weiter zu kühlen
und/oder zu filtern.
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Vorteilhafterweise
weist eine Gaszuführungseinheit
für wenigstens
die Konditioniereinheit Mittel zum Temperieren von Gas auf eine
Temperatur auf, die im Wesentlichen der Temperatur in einem Prozessraum
einer benachbarten Prozesseinheit entspricht und/oder Mittel zur
Entnahme von Gas aus einem Prozessraum und/oder eine Gaszuleitung
für den
Prozessraum, insbesondere einer Klimaanlage, einer benachbarten
Prozesseinheit auf, um die Substratscheiben innerhalb der Konditioniereinheit
derselben Atmosphäre
auszusetzen, der sie innerhalb einer nachfolgenden Prozesseinheit
ausgesetzt sind.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert; in
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine Kühl- und Konditioniervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht der Kühl- und Konditioniervorrichtung
gemäß 1 aus
einer ersten Perspektive;
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht der Kühl- und Konditioniervorrichtung
gemäß 1 aus
einer zweiten Perspektive;
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4 eine
schematische Draufsicht auf einen Teilbereich der Kühl- und
Konditioniervorrichtung gemäß 1;
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5 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4;
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6 eine
vergrößerte Teilschnittansicht des
Bereichs X in 5;
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7 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 4;
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8 eine
schematische Draufsicht auf einen Teilbereich der Substrat-Kühl- und Konditioniervorrichtung
gemäß 1.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Kühl- und Konditioniervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Kühl-
und Konditioniervorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus
einer umlaufenden Transportvorrichtung 2, sowie ersten und
zweiten Kühlstrecken 3, 4 und
einer Konditionierstrecke 5.
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Die
umlaufende Transportvorrichtung 2 besitzt eine Vielzahl
von Transportstiften 8, die über ein entsprechendes Element,
wie beispielsweise einen Riemen 9 miteinander verbunden
sind und mit festem Abstand zueinander gehalten werden. Über ein
entsprechendes Antriebselement, wie beispielsweise eine Antriebsscheibe 12,
die mit dem Riemen 9 in Eingriff kommt, lassen sich die
Haltestifte 8 und der Riemen 9 entlang eines geschlossenen
Bewegungspfades bewegen. Eine Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung
ist durch den Pfeil A in 1 dargestellt. Der Bewegungspfad
wird durch zwei gerade, parallel zueinander liegende Abschnitte 14, 15 und
entsprechende Umlenkabschnitte 16, 17 an den Enden
der geraden Abschnitte 14, 15 gebildet.
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Die
Kühlstrecken 3, 4 liegen
in Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung vor bzw. Hinter dem
Umlenkabschnitt 16, d. h. in Bewegungsrichtung A am Ende
des geraden Abschnitts 14 bzw. am Anfang des geraden Abschnitts 15 des
Bewegungspfades. Die Konditionierstrecke 5 liegt in Bewegungsrichtung
A der Bewegungsvorrichtung 2 direkt im Anschluss an die
Kühlstrecke 4 und
endet in Bewegungsrichtung A direkt vor dem Umlenkabschnitt 17. Der genaue
Aufbau der Kühlstrecken 3, 4 und
der Konditionierstrecke 5 wird nachfolgend noch näher erläutert, es
sei jedoch bemerkt, dass die Transportvorrichtung Substratscheiben,
wie beispielsweise DVD-Substratscheiben 20 für optische
Datenträger durch
die Kühlstrecken 3, 4 und
die Konditionierstrecke 5 hindurch bewegt.
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Benachbart
zu der Transportvorrichtung 2 ist eine Zwischenspeichereinheit 22 zur
Aufnahme und Zwischenspeicherung der Substratscheiben 20 vorgesehen.
Die Zwischenspeichereinheit 22 besteht im Wesentlichen
aus einer Be- und
Entladeeinrichtung 24 und einer Aufnahmeeinrichtung 26.
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Die
Be- und Entladeeinrichtung 24 kann irgendeinen geeigneten
Handhabungsmechanismus zum Transport von Substratscheiben 20 zwischen der
Transportvorrichtung 2 und der Aufnahmeeinrichtung 26 der
Zwischenspeichereinheit 22 besitzen. Dabei ist die Be-
und Entladeeinrichtung sowohl geeignet Substratscheiben 20 von
der Transportvorrichtung 2 zu entnehmen und in die Aufnahmeeinrichtung zu
bringen als auch die Substratscheiben von der Aufnahmeeinrichtung 26 zu
der Transportvorrichtung 2 zu befördern.
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Die
Aufnahmeeinrichtung 26 besteht im Wesentlichen aus einem
Drehtisch 28, auf dem drei Aufnahmespindeln 29 vorgesehen
sind, auf denen eine Vielzahl von Substratscheiben 20 übereinander
aufgenommen werden kann. Dabei ist es möglich über eine Be- und Entladeeinheit 30 Distanzstücke zwischen
die Scheiben zu bringen. Der Drehtisch kann die Spindeln 29 in
bekannter Art und Weise in eine Be- und Entladeposition bewegen.
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Die
Be- und Entladeeinrichtung 24 entnimmt Substratscheiben 20 von
der Transportvorrichtung 2 bzw. belädt er die Transportvorrichtung 2 an
einer Position B, die in Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 vor
der Kühlstrecke 3 liegt.
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In
der Draufsicht gemäß 1 ist
ferner eine Beladeeinheit 32 zu sehen, die beispielsweise
Teil einer Spritzgießmaschine 33 zur
Herstellung der Substrat scheiben 20 ist. Die Beladeeinheit 32 kann
allerdings auch separat vorgesehen sein, und die Substratscheiben 20 von
der Spritzgießmaschine 33 zu
der Transportvorrichtung 2 transportieren. Die Beladeeinheit 32 kann
irgendeines Typs sein, der geeignet ist die Substratscheiben auf
einem Haltestift 8 der Transportvorrichtung 2 abzulegen.
Dabei erfolgt diese Beladung an einer Beladeposition C, die im Bereich
der Kühlstrecke 3 liegt,
wie nachfolgend noch näher
erläutert
wird.
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Benachbart
zur Transportvorrichtung 2 ist ferner eine Entladeeinheit 34 vorgesehen
zum entnehmen von Substratscheiben 20 von der Transportvorrichtung 2 und
zum Transport derselben zu einer nachfolgenden Prozesseinheit 35,
wie beispielsweise einem Beschichtungsmodul, in dem die Substratscheiben 20 beschichtet
werden. Die Entladeeinheit kann ein integrierter Teil der nachfolgenden
Prozesseinheit 35, sein oder eine separate Einheit sein
die geeignet ist um die Substratscheiben 20 von der Transportvorrichtung
zu entnehmen und in die Prozesseinheit zu laden. Die Entladeeinheit 34 entnimmt die
Substratscheiben 20 an einer Entladeposition D, die in
Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 am Ende
der Konditionierstrecke 5 liegt.
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Der
Aufbau der Kühlstrecke 3, 4 sowie
der Konditionierstrecke 5 wird nachfolgend unter Bezugnahme
auf die 4 bis 8 näher erläutert.
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht auf die Kühlstrecke 4 gemäß 1,
während
die 5 und 7 eine Längsschnittansicht entlang der
Linie V-V bzw. einer
Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII zeigen. 6 zeigt
eine vergrößerte Detailansicht
eines Teils X gemäß 5 und 8 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine asymmetrische Anordnung von
Düsen.
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Wie
am besten in 7 zu erkennen ist, weist die
Kühlstrecke 4 zwei
getrennte Luftkammern 36, 37 auf, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Bewegungspfades des Haltestifts 8 angeordnet
sind. Die Luftkammern 36, 37 besitzen jeweils
eine obere Lochplatte 39 bzw. 40 sowie entsprechende
Seitenwände
und eine Bodenwand, die nicht näher
bezeichnet sind. Die Loch platten 39, 40 weisen
jeweils eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 42 auf, die
beispielsweise in den 4 und 8 angedeutet
sind. Wie am besten in 8 zu erkennen ist, sind die Austrittsöffnungen 42 in
einer Vielzahl von Reihen 43 angeordnet, die in Längsrichtung
der Lochplatten 39, 40 parallel zueinander angeordnet
sind und sich senkrecht zur Bewegungsrichtung A der Transporteinheit 2 erstrecken.
Dabei kann die Lochplatte natürlich
auch Teil eines Profilelements sein.
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Wie
in 8 zu erkennen ist, sind die Reihen 43 der
Austrittsöffnungen 42 der
Lochplatten 39 und 40 versetzt zueinander angeordnet.
Gemäß der Draufsicht
in 8 besitzen die Reihen 43 einer Lochplatte 39 oder 40 jeweils
einen gleich bleibenden Abstand zu den benachbarten Reihen 43 und
ferner besitzt jede Reihe 43 dieselbe Anzahl von Austrittsöffnungen 42,
die mit gleichem Abstand zueinander entlang der Reihe 43 angeordnet
sind. Es ist jedoch auch möglich,
die Abstände
zwischen den Reihen 43 bzw. die Abstände zwischen den Austrittsöffnungen 42 in
jeder Reihe 43 zu variieren, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Wie
in 6 zu erkennen ist, sind die Austrittsöffnungen 42 schräg, d. h.
bezüglich
einer Vertikalen geneigt, um, wie nachfolgend noch näher erläutert wird,
ein Rotationsmoment auf eine darüber liegende
Substratscheibe 20 auszuüben. Dabei sind die Austrittsöffnungen 42 in
der Lochplatte 39 entgegen der Bewegungsrichtung A der
Transportvorrichtung 2 geneigt, wie in 6 zu
erkennen ist, während die
Austrittsöffnungen 42 der
Lochplatte 40 in Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 geneigt sind.
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Wie
am besten in 5 zu erkennen ist, ist die Lochplatte 39 an
ihrem in Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 vorderen
Ende leicht nach unten abgewinkelt, um eine Anfahrschräge 45 zu
bilden, deren Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Anfahrschräge ist bei
beiden Lochplatten 39, 40 vorgesehen und die jeweiligen
Luftkammern 36, 37 sind in entsprechender Weise
schräg ausgebildet.
Obwohl die Luftkammer auch gerade ausgebildet sein kann und sich
im Bereich der Anfahrschräge
verjüngt.
Im Be reich der Anfahrschräge 45 sind
in gleicher Weise wie in den übrigen
Bereichen der Lochplatte Reihen 43 von Austrittsöffnungen 42 vorgesehen.
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Wie
in 7 zu erkennen ist, besitzt der Haltestift 8 an
seinem oberen Ende eine Zentrierschräge 48 sowie eine darunter
liegende Auflageschulter 49. Die Auflageschulter 49 ist
höhenmäßig derart
angeordnet, dass eine darauf aufliegende Substratscheibe 20 mit
einem geringen Abstand (d) oberhalb der Lochplatten 39, 40 gehalten
würde,
wie in 6 angedeutet ist.
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Die
Luftkammern 36, 37 sind über eine nicht näher dargestellte
Gasversorgung mit einem Kühlgas
beaufschlagbar, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Gasversorgungseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung zieht vorzugsweise Umgebungsluft an und leitet diese in
die Luftkammern 36, 37. Dabei kann zwischen der
Ansaugung und dem Einleiten in die Luftkammern 36, 37 eine
Filterung und Kühlung
der Umgebungsluft vorgesehen sein. Da die erfindungsgemäße Kühl- und
Konditioniervorrichtung jedoch üblicherweise
in Reinräumen
angeordnet ist, in denen üblicherweise
konditionierte, gefilterte Luft vorhanden ist, ist eine zusätzliche
Kühlung
und Filterung nicht unbedingt notwendig.
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Obwohl
sich die obige Beschreibung auf die Kühlstrecke 4 bezieht,
besitzt die Kühlstrecke 3 im Wesentlichen
denselben Aufbau mit getrennten Luftkammern, oberen Lochplatten
der Luftkammern und einer in Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 vordere
Anfahrschräge 45.
Wie in der Draufsicht gemäß 1 zu
erkennen ist, besitzt die Kühlstrecke 3 jedoch
eine etwas größere Länge als
die Kühlstrecke 4.
Die Länge
der Kühlstrecke 3 ist
auch je nach Anforderung der zu erbringenden Kühlleistung variierbar.
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Die
Konditionierstrecke 5 besitzt im Wesentlichen denselben
Aufbau wie die Kühlstrecke 4 hinsichtlich
zweier getrennter Luftkammern mit entsprechenden Lochplatten und
Auslassöffnungen.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzt die Konditioniervorrichtung 5 jedoch keine Anfahrschräge 45 wie
die Kühlstrecke 4,
da die Konditionierstrecke 5 direkt an die Kühl strecke 4 anschließt und somit
ein kontinuierliches Luftkissen zum schwebenden Halten der Substratscheiben 20 vorgesehen werden
kann, wie nachfolgend noch näher
erläutert wird.
Die Luftkammern der Konditionierstrecke 5 stehen mit einer
Konditioniergasversorgung 46 in Verbindung. Die Konditioniergasversorgung
entnimmt Luft aus einem Prozessraum oder einer Zuleitung, insbesondere
einer Klimaanlage, für
den Prozessraum der Prozesseinheit 35. Hierdurch ist es
möglich, die
Substratscheiben 20 in der Konditionierstrecke 5 für die Prozessraumatmosphäre in der
Prozessanlage 35 zu konditionieren, d. h. sie werden schon
in der Konditionierstrecke 5 der Prozessraumatmosphäre ausgesetzt.
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Wie
schematisch durch die strichpunktierte Linie in 5 dargestellt
ist, kann zusätzlich
zu den unteren Luftkammern 36, 37 wenigstens eine
obere Luftkammer 55 mit einer Austrittsöffnung aufweisenden unteren
Lochplatte 56 vorgesehen sein, um zu ermöglichen,
dass sowohl auf einer Oberseite als auch einer Unterseite der Substratscheiben 20 zu
leiten, wie nachfolgend noch näher
erläutert
wird.
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Die
Kühl- und
Konditioniervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die
Kühl- und Konditioniervorrichtung 1 wird
im Zusammenhang mit einer Spritzgießmaschine 33 als einer
vorgeschalteten Prozesseinheit und einem Beschichtungsmodul 35 als
nachgeschalteter Prozesseinheit beschrieben.
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Die
Substratscheiben 20 werden zunächst in der Spritzgießmaschine 33 hergestellt
und anschließend
in einem durch den Spritzvorgang heißen Zustand über die
Beladeeinheit 32 auf einen Haltestift 8 geladen.
Dies geschieht an der Beladeposition C, die sich im Bereich der
Kühlstrecke 3 befindet,
und zwar benachbart zu einer Anfahrschräge 45, d. h. in einem ebenen
Bereich der Kühlstrecke 3.
Dabei wird die Substratscheibe derart bewegt, dass sich der Haltestift 8 in
einem Innenloch der Substratscheibe 20 befindet, und hierdurch
eine seitliche Führung
derselben vorsieht. Zu diesem Zeitpunkt wird über die Auslassöffnungen 42 der
Kühlstrecke 3 Luft
auf die Unterseite der Substratscheibe 20 geleitet, so
dass sich zwischen der Unterseite der Substratscheibe 20 und der
Oberseite der Lochplatten der Kühlstrecke 3 ein Gaskissen
bildet, welches die Substratscheibe 20 schwebend trägt. Dabei
ist die Gasströmung
derart eingestellt, dass die Substratscheibe 20 mit einem Abstand
d schwebend über
den Lochplatten gehalten wird, wie in 6 zu erkennen
ist. Der Abstand d ist derart gewählt, dass die Substratscheiben 20 von
der Auflageschulter 49 des Haltestifts 8 abgehoben
sind, sich jedoch weiterhin in einem Führungsbereich 48 des
Haltestifts 8 befinden, so dass er eine seitliche Führung vorsieht.
Durch die Schrägstellung
der Auslassöffnungen 42 in
den jeweiligen Lochplatten der Kühlstrecke 3 und
die asymmetrische Anordnung derselben (Schrägstellung in Bewegungsrichtung
A bzw. entgegen der Bewegungsrichtung A) legt das Gaskissen ein
Drehmoment an die Substratscheibe 20 an. Anschließend wird
die Transportvorrichtung 2 betätigt, um die am Punkt C aufgenommene
Substratscheibe in Bewegungsrichtung A des Bewegungspfades zu bewegen.
Dabei ist die Bewegung der Transportvorrichtung eine Taktbewegung,
mit einer Taktlänge
l (siehe 4) die dem Abstand zwischen zwei
Haltestiften 8 entspricht. Die gerade beladene Scheibe
wird somit gemäß 1 in
eine rechts bezüglich
der Position C befindliche Position oberhalb der Kühlstrecke 3 weiter
bewegt. Anschließend
wird eine neue Substratscheibe 20 durch die Beladeeinheit 32 in
der Position C auf die Transportvorrichtung 2 geladen.
Dieser Vorgang wird fortgeführt,
so dass kontinuierlich Haltestifte 8 mit einer Substratscheibe 20 beladen
werden. So lange sich die Substratscheiben 20 oberhalb
der Kühlstrecke 3 befinden,
werden sie durch ein Gaskissen schwebend gehalten und in Rotation
versetzt, wodurch sich eine homogene Abkühlung ergibt. Wie in der Draufsicht
gemäß 8 zu erkennen
ist, bilden die Auslassöffnungen 42 jeweils radial
kreisförmige
Primär-Abkühlzonen 51 auf
der Unterseite der Substratscheiben 20, und zwar in dem Bereich,
in dem die Austrittsöffnungen
auf die Unterseite der Substratscheibe 20 gerichtet sind.
Natürlich erfolgt
eine Abkühlung
auch außerhalb
dieser Radialzonen, aber eine Hauptabkühlung genau dort, wo eine Gasströmung aus
den Austrittsöffnungen 42 direkt
auf die Unterseite der Substratscheiben 20 gerichtet ist.
Dadurch, dass die Reihen 43 von Austrittsöffnungen 42 der
zwei gegenüberliegenden
Lochplatten 39, 40 zueinander versetzt sind, werden
unterschiedliche kreisförmige
Primär-Abkühlzonen
gebildet. Darüber
hinaus ist der Taktabstand l der Transportvorrichtung 2 derart
gewählt,
das er nicht mit einem vielfachen eines Abstands e zwischen den
Reihen 43 der Auslassöffnungen 42 zusammenfällt. Somit
werden die Substratscheiben in den unterschiedlichen Haltepositionen
oberhalb der Kühlstrecke 3 jeweils
so gehalten, dass bezüglich
einer benachbarten Halteposition unterschiedliche kreisförmige Primär-Abkühlzonen
auf der Unterseite der Substratscheibe 20 gebildet werden.
Hierdurch lässt
sich eine homogene und schnelle Abkühlung der Substratscheibe 20 in
radialer Richtung erreichen.
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Am
Ende der Kühlstrecke 3 d.
h. in einer Halteposition E wird die Substratscheibe 20 noch
immer durch ein Gaskissen gehalten. Wenn die Substratscheibe 20 dann
jedoch weiter getaktet wird und in den Bereich des Umlenkabschnitts 16 gelangt,
reißt das
Gaskissen ab und die Substratscheibe 20 legt sich auf die
Auflageschulter 49 des Haltestifts 48. Dort verbleibt
sie, bis sie in den Bereich der Anfahrschräge 45 der Kühlstrecke 4 gelangt
und zwar im Bereich der Halteposition F gemäß 1. Durch
die Schrägstellung
der Lochplatten 39, 40 in diesem Bereich wird
allmählich
ein Gaskissen unter der Substratscheibe 20 aufgebaut, um
sie wiederum von der Auflageschulter 49 des Haltestifts 8 abzuheben.
Dabei ermöglicht
die Anfahrschräge
einen langsamen, gleichmäßigen Aufbau
des Gaskissens, der ein verkannten der Substratscheibe 20 auf
dem Haltestift 8 verhindert. Durch den asymmetrischen Aufbau
der Auslassöffnungen 42 werden
die Substratscheiben im Bereich der Kühlstrecke 4 wiederum
nicht nur schwebend gehalten sondern auch in Rotation versetzt.
Am Ende der Kühlstrecke 4 befindet
sich die Substratscheibe in der Halteposition G. Wenn sie aus der
Halteposition G um eine Position weitergetacktet wird, befindet
sie sich in der Halteposition H die sich oberhalb der Konditionierstrecke 5 befindet.
Während
dieser Bewegung zwischen den Haltepositionen G und H wird die Substratscheibe
zum Teil durch ein Gaskissen der Kühlstrecke 4 gehalten
und dann durch ein im Bereich der Konditionierstrecke 5 ausgebildetes
Gaskissen übernommen,
so dass die Substratscheibe 20 kontinuierlich schwebend
gehalten wird. Jedoch ändert
sich die Zusammensetzung des das Gaskissen bildenden Gases zwischen
diesen beiden Haltepunkten. Im Bereich der Konditionierstrecke 5 werden
die Substratscheiben wiederum schwebend und rotierend gehalten.
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Am
Ende der Konditionierstrecke 5 befinden sich die Substratscheiben 20 in
der Position D, in der sie im Normalbetrieb entladen werden und
dem Beschichtungsmodul 35 zugeführt werden. Dadurch das in
der Konditionierstrecke Gas aus dem Prozessraum oder einer Zuleitung
für den
Prozessraum, insbesondere einer Klimaanlage, des Beschichtungsmoduls 35 entnommen
wird, befinden sich die Substratscheiben 20 am Ende der
Konditionierstrecke 5 in einem Zustand, insbesondere hinsichtlich
der Temperatur und der Oberflächenfeuchtigkeit,
die der Prozessatmosphäre
in dem Beschichtungsmodul entspricht.
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Der
oben beschriebene Prozessablauf entspricht dem Normalbetrieb der
Kühl- und Konditioniervorrichtung 1.
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Alternativ
zu dem obigen Normalbetrieb ist es jedoch auch ein Alternativbetrieb
möglich.
Der Alternativbetrieb wird beispielsweise bei einer Fehlfunktion
im Bereich der Kühl-
und/oder Konditioniervorrichtung oder im Bereich des nachgeschalteten Prozessmoduls 35,
wie beispielsweise dem Beschichtungsmodul, eingesetzt, wenn ein
Entladen der Substratscheiben 20 an der Entladeposition
D nicht möglich
oder nicht zweckmäßig ist.
Der Alternativbetrieb entspricht zunächst im Wesentlichen dem Normalbetrieb.
Wenn sich eine Substratscheibe 20 in der Position D befindet
wird sie jedoch nicht entladen, sondern durch die Transportvorrichtung 2 weiter
bewegt, bis sie sich in der Position B befindet. In dieser Position
wird die Substratscheibe 20 dann durch die Be- und Entladeeinrichtung 24 von
der Transportvorrichtung 2 entnommen und auf eine Spindel 29 der Zwischenspeichereinheit 22 aufgenommen.
Dies wird so lange wiederholt, bis einer Spindel 29 der Zwischenspeichereinheit 22 gefüllt ist,
woraufhin eine neue noch leere Spindel 29 in den Bereich
der Be- und Entladeeinrichtung 24 gebracht
wird, um auch diese zu Beladen, sofern dies erforderlich ist. Dieser
Vorgang wird wiederholt, bis die Fehlfunktion behoben ist oder alle
Spindeln der Zwischenspeichereinheit 22 voll sind. Hierbei sei
bemerkt, dass die Zwischenspeichereinheit 22 natürlich mehr
oder weniger als drei Spindeln 29 vorsehen kann, und dass es
auch möglich
ist, einen Austausch von Spindeln vorzusehen, so dass beispielsweise
gefüllte
Spindeln durch leere Spindeln austauschbar sind, und die gefüllten Spindeln
in einer entsprechenden Aufnahme aufgenommen werden.
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Wenn
beispielsweise eine Fehlfunktion behoben ist oder aus sonstigem
Grund wieder auf den Normalbetrieb umgestellt wird, werden die Substratscheiben
an der Entladeposition D wieder durch die Entladeeinheit 34 entnommen
und dem nachfolgenden Prozess zugeführt. Hierdurch wird nach einiger Zeit
erreicht, dass die Haltestifte 8 zwischen der Position
D und der Position B frei sind. Wenn dies der Fall ist, ist es nunmehr
möglich,
Substratscheiben aus der Zwischenspeichereinheit 22 an
der Position B auf die Transportvorrichtung 2 zu laden,
wobei bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung nicht jeder Haltestift 8 mit einer Substratscheibe
beladen wird, um zu ermöglichen,
dass auf den freibleibenden Haltestiften 8 an der Beladeposition
C durch die Beladeeinheit 32 eine Substratscheibe beladen werden
kann. Hierdurch ist es möglich,
Substratscheiben 20 aus der Spritzgießmaschine 33 und der Zwischenspeichereinheit 22 auf
die Transportvorrichtung 2 zu laden. In diesem Fall kann
beispielsweise die Geschwindigkeit der Transportvorrichtung 2 erhöht werden,
wenn die Kühl-
und Konditionierstrecken weiterhin eine ausreichende Kühlung und
Konditionierung vorsehen, und die nachfolgende Prozesseinheit höhere Geschwindigkeiten
erlaubt. Somit könnte
die Spritzgießmaschine
unverändert
kontinuierlich betrieben werden, was einen verlustfreien Betrieb
derselben ermöglicht.
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Die
aus der Zwischenspeichereinheit 22 kommende Substratscheibe,
die in der Be- Entladeposition B auf die Transportvorrichtung 2 geladen wird,
wird anschließend über eine
Anfahrschräge 45 im
Bereich der Halteposition I in den Bereich der Kühlstrecke 3 gebracht.
Die Anfahrschräge 45 ermöglicht wiederum
ein sanftes Abheben der Substratscheibe 20 von der Auflageschulter 49 des
Haltestifts 8. Anschließend wird die Substratscheibe 20 in
der zuvor beschriebenen Art und Weise durch die Kühlstrecken 3 und 4 sowie
die Kon ditionierstrecke 5 hindurch bewegt und am Ende der
Konditionierstrecke 5 an der Entladeposition D entnommen
und einem nachfolgenden Prozess zugeführt.
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Die
Zwischenspeichereinheit 22 ermöglicht, dass eine vorgeschaltete
Prozesseinheit 33, wie beispielsweise die Spritzgießmaschine
kontinuierlich betrieben wird, und insbesondere bei einer Fehlfunktion
in einer nachgeschalteten Prozesseinheit 35 nicht angehalten
werden muss, da die "überschüssig" produzierten Substratscheiben
in der Zwischenspeichereinheit 22 aufgenommen werden können. Hierdurch
lassen sich Abschalt- und Anfahrverluste einer Spritzgießmaschine
vermeiden. Durch die Anordnung der Zwischenspeichereinheit 22 in
Bewegungsrichtung A der Transportvorrichtung 2 hinter der
Entladeposition D und vor der Kühlstrecke 3 ist
es möglich,
dass die Substratscheiben 22 die Kühlstrecken 3, 4 und
die Konditionierstrecke 5 nochmals durchlaufen und sich
somit am Ende der Konditionierstrecke 5 in demselben Zustand
befinden, wie Substratscheiben 20 die im Normalbetrieb
in die Entladeposition D gelangen.
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Die
Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert, ohne
auf das konkret dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt zu sein.
Beispielsweise können
die Kühlstrecken 3, 4 und/oder
die Konditionierstrecke 5, neben den unten liegenden Luftkammern 36, 37 noch wenigstens
eine obere Luftkammer 55 aufweisen, um auch Kühlluft auf
eine Oberseite der Substratscheiben 20 zu lenken, wie schematisch
in 5 angedeutet ist. Dabei sollte die aus einer oberen
Luftkammer austretende Kühlluft
die Ausbildung eines Gaskissens unter den Substratscheiben und ein schwebendes
Halten derselben nicht behindern. Bei Vorsehen einer oberen Luftkammer 55 ist
es beispielsweise auch möglich,
in dieser schräg
gestellte Austrittsöffnungen
vorzusehen, um die Substratscheiben 20 in Rotation zu versetzen,
so dass die Austrittsöffnungen 42 der
unteren Luftkammern 36, 37 vertikal ausgerichtet
sein könnten.
Auch ist es zur Erzeugung eines Rotationsmoments nicht notwendig,
dass alle Austrittsöffnungen 42 der
Luftkammern 36, 37 schräg gestellt sind. Viel mehr
könnte
es ausreichen, dass bei spielsweise nur ausgewählte Austrittsöffnungen
der Luftkammern 36, 37 in einer Halteposition
der Substratscheibe 20 schräg gestellt sind. Auch ist es
möglich
losgelöst
von den Luftkammern 36, 37 oder 55 speziell
designierte Rotationsdüsen
vorzusehen, die beispielsweise im Wesentlichen in Horizontalrichtung
auf die Substratscheiben 20 gerichtet sind.
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Zur
Ausbildung unterschiedlicher Primär-Abkühlzonen auf der Substratscheibe 20 ist
es ferner möglich,
die Rasterabstände
e zwischen Reihen 43 der Austrittsöffnungen 42 zu variieren,
bzw. die Abstände
der Austrittsöffnungen 42 innerhalb
einer jeweiligen Reihe 43 zu verändern. Auch ist es nicht unbedingt
notwendig, die Austrittsöffnungen 42 in
Reihen anzuordnen, obwohl dies zur Vereinfachung der Ausbildung
derselben bevorzugt wird. Dem Fachmann werden sich unterschiedlichste
Muster für
die Anordnung der Austrittsöffnungen
ergeben, die eine homogene Abkühlung
der Substratscheiben ermöglichen.
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Obwohl
die Zwischenspeichereinheit 22 derart angeordnet ist, dass
sie zwischen der Entladeposition D und der Beladeposition C der
Transportvorrichtung 2 liegt, ist es auch möglich, sie
an einem anderen Ort anzuordnen. Wenn die Substratscheiben 20 in
der Zwischenspeichereinheit 22 beispielsweise mit derselben
Luft beaufschlagt werden, die in den Kühlstrecken 3, 4 verwendet
wird, ist es auch möglich,
die Substratspeichereinheit 22 derart anzuordnen, dass
eine Be/Entladung an der Position H zu Beginn der Konditionierstrecke 5 erfolgt.
Dies ist möglich,
da die Substratscheiben in der Position G im Wesentlichen dann denselben
Zustand besitzen sollten, wie die Substratscheiben 20 in
der Zwischenspeichereinheit 22.
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Wenn
die Substratscheiben 20 in der Zwischenspeichereinheit
hingegen beispielsweise mit dem selben Gas beaufschlagt werden,
das auch in der Konditioniereinheit 5 vorgesehen ist, so
ist es beispielsweise auch möglich
die Substratscheiben aus der Zwischenspeichereinheit 22 irgendwo
zwischen den Punkten H und D auf der Transportvorrichtung 2 abzulegen,
wobei die Punkte H und D auch mögliche Be-
und Entladepunkte sind. Gegebenenfalls wäre es sogar möglich, dass
die Entladeeinheit 34 Substratscheiben 20 direkt
aus der Zwischenspeichereinheit entnimmt, wenn die Substratscheiben
in der Zwischenspeichereinheit 22 mit dem selben Gas beaufschlagt
werden, wie die Substratscheiben 20 im Bereich der Konditionierstrecke 5.
Es ist möglich,
dass die Zwischenspeichereinheit 22 eine Gasversorgung aufweist,
die Luft aus dem Prozessraum eines nachgeschalteten Prozessmoduls
und/oder einer Zuleitung insbesondere einer Klimaanlage des nachgeschalteten
Prozessmoduls entnimmt und in den Bereich der Substratscheiben 20 leitet,
um diese in einem Zustand zu halten, der dem Zustand der Substratscheiben
am Ende der Konditionierstrecke 5 entspricht. Gas für eine Konditionierung
kann allgemein auch durch eine vom nachgeschalteten Prozessmodul
unabhängige
Gasversorgung, wie beispielsweise ein Klimagerät bereitgestellt werden.