DE102006026363A1

DE102006026363A1 - Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen

Info

Publication number: DE102006026363A1
Application number: DE102006026363A
Authority: DE
Inventors: Joachim Ludwig; Mario Von Podewils; Martin Schau; Andreas Büchner
Original assignee: COLANDIS GmbH; X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Current assignee: COLANDIS GmbH; X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen, umfassend mindestens einen Transportwagen mit Mitteln zum gesicherten Aufnehmen von Objekten, wie Halbleiter-Wafer, in seinem Inneren sowie einer integrierten Luftfilter- und Reinigungseinrichtung, wobei der Transportwagen über ein von der Umgebung abgeschlossenes Transportvolumen verfügt und weiterhin der Transportwagen Mittel zum Überwinden einer Strecke zwischen zwei Reinräumen aufweist. Erfindungsgemäß ist im Inneren des Transportwagens ein schienen- oder rollengeführter Auszug angeordnet, welcher mit einer türartigen Außenverkleidung in starrer Verbindung steht, wobei die Außenverkleidung von einem Rahmen getragen wird, der mit dem Gestell des Transportwagens verriegelbar ist. Der jeweilige Reinraum oder die jeweilige Reinraumkabine besitzt einen Transportwagen-Andockteil, welcher ein entfernbares Segment umfasst, dessen Abmessungen dem Rahmen der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens entsprechen, wobei der Rahmen mit dem entfernbaren Segment gekoppelt werden kann derart, dass das Segment über den Rahmen mitsamt der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens und dem Auszug in das Innere des Reinraums bewegbar ist, wobei die Außenseite des entfernbaren Segments der Außenseite der türartigen Verkleidung dicht gegenüberliegt, um eine Kontamination des Reinraums auszuschließen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen, umfassend mindestens einen Transportwagen mit Mitteln zum gesicherten Aufnehmen von Objekten wie Halbleiter-Wafer in seinem Inneren sowie einer integrierten Luftfilter- und Reinigungseinrichtung, wobei der Transportwagen über ein von der Umgebung abgeschlossenes Transportvolumen verfügt, weiterhin der Transportwagen Mittel zum Überwinden einer Strecke zwischen zwei Reinräumen aufweist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Aufrechterhaltung von Reinraumbedingungen, z.B. für die Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, erfordert nicht unerhebliche Aufwendungen und Kosten, insbesondere dann, wenn sehr große Räume für verkettete Produktionsstätten den jeweiligen Bedingungen zu genügen haben.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, nur kleinere Bereiche von Produktionsanlagen zu klimatisieren und reinraummäßig auszubilden, indem z.B. Reinraumkabinen oder Reinraumzelte errichtet bzw. aufgestellt werden. Hierbei ist es jedoch zwangsläufig notwendig, bestimmte Zwischen- oder Halbfertigprodukte zwischen verschiedenen Reinräumen zu transportieren. Der Transport erfolgt beispielsweise mit Hilfe von geschlossenen, hermetisch dichten Gefäßen, die entweder von Personen oder in automatisierter Weise bewegt werden. Hierbei geraten jedoch diese Transportgefäße zwangsläufig mit der Nichtreinraum-Umgebung in Kontakt und werden zumindest oberflächenseitig kontaminiert. Es müßte also bei einer derartigen Transportlogistik dafür Sorge getragen werden, daß der Zugang nur über ein aufwendiges Schleusensystem vorgenommen wird oder aber die Entnahme von Objekten aus dem Transportgefäß in einem Reinraum erfolgt, der vom Produktions- bzw. Weiterverarbeitungs-Reinraum wiederum getrennt ist. Weiterhin müsste eine aufwendige Eingangsreinigung der Transportgefäße nach Einbringung in den Reinraum erfolgen, um eine Kontamination der Reinräume zu verhindern.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen, umfassend mindestens einen Transportwagen mit Mitteln zum Aufnehmen von Objekten, wie Halbleiter-Wafern, in seinem Inneren und einer integrierten Luftfilter- und Reinigungseinrichtung anzugeben, wobei der Transportwagen in einfacher Weise zwischen mehreren Reinräumen oder Reinraumkabinen bewegbar ist und an den jeweiligen Reinraum angekoppelt werden kann, und zwar ohne daß die Gefahr von Kontaminationen des jeweiligen Reinraums besteht und die Objekte entsprechend der technologischen Anforderungen transportiert werden, auch dann, wenn der Transportwagen über einen Nichtreinraum-Weg transportiert wird.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Dem Grundgedanken der Erfindung folgend, wird zunächst von einem Transport- und Dockingsystem ausgegangen, das mindestens einen Transportwagen mit Mitteln zum gesicherten Aufnehmen von Objekten in seinem Inneren aufweist. Der Transportwagen besitzt darüber hinaus eine integrierte Luftfilter- und Reinigungseinrichtung, die auch autark betrieben werden kann. Letztendlich weist der Transportwagen ein von der Umgebung abgeschlossenes Transportvolumen auf.
Im Inneren des erfindungsgemäßen Transportwagens ist mindestens ein schienen- oder rollengeführter Auszug angeordnet, welcher mit einer türartigen Außenverkleidung in starrer Verbindung steht.
Die türartige Außenverkleidung des Transportwagens wird von einem Rahmen getragen, der wiederum mit dem Gestell des Transportwagens verriegelbar ist.
Der jeweilige Reinraum oder die jeweilige Reinraumkabine weist in adäquater Weise bezogen auf den Transportwagen einen Transportwagen-Andockbereich auf, welcher ein entfernbares Segment umfaßt, dessen Abmessungen dem Rahmen der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens entsprechen.
Der Rahmen der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens kann dann mit dem entfernbaren Segment des Transportwagen-Andockbereichs gekoppelt werden derart, daß das Segment über den Rahmen mitsamt der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens und dem Auszug in das Innere des Reinraums bewegbar ist.
Da die Außenseite des entfernbaren Segments der Außenseite des türartigen Verkleidungsteils abgeriegelt gegenüberliegt, sind Kontaminationen des Reinraums vollständig ausgeschlossen, da all diejenigen Teile, die in den Reinraum selbst gelangen, nicht mit der freien Umgebung in Kontakt standen.
Das entfernbare Segment des Reinraums wird ebenfalls von einem Rahmen getragen. Die Abmessungen dieses Rahmens entsprechen denjenigen des Rahmens der türartigen, am Auszug fixierten Außenverkleidung des Transportwagens. Es gelangen bei dem Andocken des Transportwagens die beiden Rahmen quasi deckungsgleich in Anlage, wobei dann über eine Auszugsbewegung nach Endarretierung des entfernbaren Segments die Wandkonstruktion des Reinraums der Auszug des Transportwagens in das Innere des Reinraums bewegbar ist.
Die jeweiligen Rahmen bestehen bevorzugt aus verschraubten Profilstangen, die als Standardartikel am Markt verfügbar sind, wobei die Profilstangen Längsnuten zur Aufnahme von Verriegelungsmitteln, insbesondere Verriegelungsklauen oder ähnlichen mechanischen Elementen aufweisen.
Das Transportwagengestell besteht aus einem Profilrahmenkörper mit Verkleidungsplatten, wobei die türseitigen Rahmenteile pfostenartige Gebilde sind, deren Außenkanten beim Inanschlagkommen mit dem Andockteil in eine dortige komplementäre Ausnehmung gelangen und damit gegen seitliches Verschieben arretiert sind.
Im Bodenbereich des Transportwagens unterhalb des Auszugs befindet sich die Luftfilter- und Reinigungseinrichtung, einschließlich Ventilatoren zur Luftumwälzung.
Der Transportwagen weist neben weiteren Merkmalen gemäß technologischer Anforderungen schwenkbewegliche Transportrollen bzw. Transporträder auf und besitzt Mittel zum Arretieren des Wagens an den bzw. bezüglich des Andockbereichs des Reinraums.
Zum leichteren Andocken des Transportwagens können am Wagen und/oder im Andockbereich Einlaufschrägen oder konische Führungsmittel ausgebildet sein.
Mindestens an der der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens gegenüberliegenden Seite ist ein Transportgriff zum Ziehen bzw. Schieben des Wagens angeordnet.
Die Kupplung zwischen dem Rahmen der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens, die mit dem Auszug verbunden ist, und dem entfernbaren Segment des Reinraums kann elektromagnetisch, aber auch hydraulisch oder in anderer geeigneter Weise erfolgen.
Eine Betätigungsfreigabe des Auszugs des Transportwagens erfolgt erst nach vollständiger Kopplung mit dem entfernbaren Segment des Reinraums und Arretierung des Transportwagens gegenüber dem Andockbereich.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung des Profilrahmens des Transportwagens noch ohne Auszug und Seitenverkleidungen;
2 eine Schnittdarstellung des Andockbereichs des Reinraums mit angekoppeltem Transportwagen und noch nicht betätigtem Auszug;
3 eine perspektivische Darstellung des Andockbereichs mit angekoppeltem Transportwagen analog der Situation wie in der 2 gezeigt und
4 eine Darstellung analog derjenigen nach 3, jedoch mit in das Innere des Reinraums bewegtem Transportwagen-Auszug.
Gemäß der Darstellung nach 1 besteht der Transportwagen aus einer Profilrahmenkonstruktion in nahezu quaderförmiger Gestalt, wobei die einzelnen Rahmenabschnitte z.B. durch Verschrauben miteinander verbunden sind.
Die türseitigen Rahmenteile umfassen zwei pfostenartige Gebilde 1 mit Querverstrebung 2 (unten) und 3 (oben).
Im unteren Teil des Rahmens sind Transporträder 4 angeordnet und es weist die Rückseite des Wagens einen Transportgriff 5 auf.
Weitere Verstrebungen 6, 7 und 8 erhöhen die mechanische Stabilität und dienen der Aufnahme eines Auszugs (siehe 4).
Im Bodenbereich des Transportwagens ist eine Luftfilter- und Reinigungseinrichtung vorhanden, diese umfassend Filter 9 sowie einen oder mehrere Ventilatoren 10. Mit Hilfe eines Akkumulators 11 kann die Luftfilter- und Reinigungseinrichtung auch autark, d.h. ohne Netzanschluß betrieben werden.
Die bevorzugte Betriebsweise der Luftfilter- und Reinigungseinrichtung ist eine Einstellung auf Umluft.
Wie aus den 2 und 4 ersichtlich, befindet sich im Inneren des Transportwagens 12 ein Auszug 13, welcher mit einer türartigen Außenverkleidung 14 in starrer Verbindung steht.
Die türartige Außenverkleidung 14 umfaßt ebenfalls einen Rahmen 15 aus Profilmaterial.
Der Rahmen 15 mitsamt der türartigen Außenverkleidung 14 kann mit den pfostenartigen Gebilden 1, die Bestandteil des Transportwagens sind, verriegelt werden.
Der jeweilige Reinraum, der z.B. als Reinraumkabine ausgestaltet sein kann, besitzt einen Transportwagen-Andockteil 16, mit einem entfernbaren Segment 17.
Dieses entfernbare Segment 17 besteht aus einem Verkleidungsteil 18, das von einem Profilrahmen aufgenommen wird (siehe 4).
Der Rahmen der türartigen Außenverkleidung 14 des Transportwagens 12 kann mit dem entfernbaren Segment 17 gekoppelt werden, und zwar derart, daß das Segment 17 über den Rahmen 15 mitsamt der türartigen Außenverkleidung 14 des Transportwagens 12 und dem Auszug 13 in das Innere des Reinraums hinein bewegbar ist.
Die Außenseite des entfernbaren Segments 17 und die Außenseite der türartigen Verkleidung 14 des Transportwagens 12 liegen dicht gegenüber und kommen nicht mit dem Reinrauminneren in Kontakt, so daß eine Kontamination des Reinraum-Innenraums ausgeschlossen ist.
Wie aus den zeichnerischen Darstellungen insbesondere nach 2 und 4 deutlich ist, wird das entfernbare Segment 17 des Reinraums von einem Rahmen getragen, dessen Abmessungen dem Rahmen 15 der türartigen Außenverkleidung 14 am Auszug 13 des Transportwagens 12 entsprechen.
Die Rahmen sind aus Gründen der Fertigungsoptimierung und mit Blick auf reduzierte Lagerhaltungskosten aus verschraubten Standard-Profilstangen gefertigt, die darüber hinaus Längsnuten zur Aufnahme von in den Figuren nicht dargestellten Verriegelungsklauen besitzen.
Das Transportwagengestell weist, wie bereits erläutert, den Profilrahmenkörper auf, der Verkleidungsplatten 19 trägt.
Das als Profilrahmenkörper ausgebildete Transportwagengestell gelangt mit seinen pfostenartigen Gebilden 1 und den dortigen Außenkanten beim Andocken in eine komplementäre Ausnehmung zweier Pfosten 20, so daß eine Sicherung gegen seitliches Verschieben gebildet wird.
Zum leichteren Andocken des Transportwagens 12 können am Wagen und/oder im Andockbereich Einlaufschrägen oder ähnliche Führungsmittel ausgebildet sein.
Die Handhabung und der Andockvorgang des Transportwagens gestaltet sich wie folgt.
Nachdem der an den Reinraum angedockte Transportwagen mit Hilfe der im Auszug vorhandenen Mittel mit Wafern bestückt wurde, wird der Auszug in den Transportwagen hineingeschoben, bis das Transportwagen-Andockteil 16 in seine Ausgangsposition in der Wand der Reinraumkabine gelangt. Danach wird das Andockteil gegenüber der Reinraumwandung arretiert und die Verbindung zwischen der türartigen Außenverkleidung und dem Andockteil gelöst. Hierbei erfolgt eine Arretierung der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens mit dem Transportwagenrahmen.
In einem nächsten Schritt wird die Verbindung des Transportwagens mit der Außenseite der Reinraumkabine gelöst, d.h. es erfolgt eine Entriegelung diesbezüglich, so daß der geschlossene Transportwagen zu einem nächsten Andockbereich eines weiteren Reinraums bzw. einer weiteren Reinraumkabine gelangt. Wenn die dortige Position erreicht wurde, wird der Transportwagen im Andockbereich arretiert und es erfolgt eine Verbindung der türartigen Außenverkleidung mit dem Andockteil mit nachfolgender Entriegelung des Auszugs bezogen auf den Transportwagen und des Andockteils hinsichtlich des Wand- oder Raumelements der Reinraumkabine. Im nächsten Schritt kann dann der Auszug des Reinraumwagens in das Innere des Reinraums überführt werden und die Entnahme der auf dem Auszugstablett befindlichen Produkte erfolgen.

1: pfostenartiges Gebilde
2, 3, 6, 7, 8: Verstrebung
4: Transportrad
5: Transportgriff
9: Filter
10: Ventilator
11: Akkumulator
12: Transportwagen
13: Auszug
14: türartige Außenverkleidung
15: Rahmen
16: Transportwagen-Andockteil
17: entfernbares Segment
18: Verkleidungsteil
19: Verkleidungsplatte
20: Pfosten

Claims

Transport- und Dockingsystem für Reinraumanwendungen, umfassend mindestens einen Transportwagen mit Mitteln zum gesicherten Aufnehmen von Objekten, wie Halbleiter-Wafer, in seinem Inneren sowie einer integrierten Luftfilter- und Reinigungseinrichtung, wobei der Transportwagen über ein von der Umgebung abgeschlossenes Transportvolumen verfügt und weiterhin der Transportwagen Mittel zum Überwinden einer Strecke zwischen zwei Reinräumen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Transportwagens ein schienen- oder rollengeführter Auszug angeordnet ist, welcher mit einer türartigen Außenverkleidung in starrer Verbindung steht, wobei die Außenverkleidung von einem Rahmen getragen wird, der mit dem Gestell des Transportwagens verriegelbar ist, der jeweilige Reinraum oder eine Reinraumkabine einen Transportwagen-Andockteil besitzt, welcher ein entfernbares Segment umfaßt, dessen Abmessungen dem Rahmen der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens angepaßt sind, wobei der Rahmen mit dem entfernbaren Segment gekoppelt werden kann derart, daß das Segment über den Rahmen mitsamt der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens und dem Auszug in das Innere des Reinraums bewegbar ist, wobei die Außenseite des entfernbaren Segments der Außenseite der türartigen Verkleidung dicht gegenüberliegt, um eine Kontamination des Reinraums auszuschließen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das entfernbare Segment des Reinraums von einem Rahmen getragen wird, dessen Abmessungen dem Rahmen der türartigen, am Auszug fixierten Außenverkleidung des Transportwagens entsprechen.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Rahmen aus verschraubten Profilstangen bestehen, welche Längsnuten zur Aufnahme von Verriegelungsklauen besitzen.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportwagengestell als Profilrahmenkörper mit Verkleidungsplatten ausgebildet ist, wobei die türseitigen Rahmenteile pfostenartige Gebilde sind, deren Außenkanten beim Inanschlagkommen mit dem Andockteil in eine dortige komplementäre Ausnehmung gegen seitliches Verschieben arretiert sind.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich des Transportwagens innerhalb des Auszugs die Luftfilter- und Reinigungseinrichtung einschließlich Ventilatoren zur Luftumwälzung angeordnet ist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportwagen schwenkbewegliche Transportrollen aufweist und Mittel zur Arretieren des Wagens an den Andockbereich vorgesehen sind.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum leichteren Andocken des Transportwagens am Wagen und/oder Andockbereich Einlaufschrägen ausgebildet sind.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an der der türartigen Außenverkleidung des Transportwagens gegenüberliegenden Seite ein Transportgriff angeordnet ist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen dem Rahmen der türartigen Außenverkleidung, die mit dem Auszug verbunden ist, und dem entfernbaren Segment des Reinraums elektromagnetisch, hydraulisch oder gleichwirkend erfolgt.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungsfreigabe des Auszugs erst nach vollständiger Kopplung mit dem entfernbaren Segment des Reinraums und Arretierung des Transportwagens gegenüber dem Andockbereich erfolgt.