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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Transportsysteme im Bereich der
Behandlung von Gegenständen
insbesondere in Gegenwart chemisch aggressiver Medien und/oder unter
Bein- oder Reinstbedingungen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Behandlungsanlage mit einem
trägerlosen Transportsystem
zur Handhabung von Gegenständen
innerhalb einer oder zwischen mehreren derartiger Anlagen.
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Zur
exakten Unterscheidbarkeit der im Folgenden verwendeten Begriffe
seien diese zunächst präzisiert.
Demnach ist eine „Behandlungsanlage” eine Anlage,
welche der beispielsweise nasschemischen Behandlung von „Gegenständen” dient.
Diese Gegenstände
sind beispielsweise Substrate, wie sie in der Halbleiter- oder Solarzellenfertigung
verwendet werden. Die Behandlung erfolgt dabei in einem dafür vorgesehenen „Prozessraum”. Der Prozessraum
umfasst einen Behandlungsraum in welchem die Gegenstände mit
einem die Behandlung hervorrufenden Prozessfluid (Flüssigkeit
oder Gas) kontaktiert werden. Der übrige Teil des Prozessraumes kann
teilweise oder vollständig
beispielsweise mit einem nicht der unmittelbaren Behandlung dienenden Medium
wie z. B. Schutz- oder Spülgas
gefüllt
sein. Der Begriff „Handhabung” umfasst
jegliche Manipulation der Gegenstände innerhalb der Behandlungsanlage
oder zwischen Behandlungsanlagen. Die Handhabung umfasst dabei sowohl
das Aufnehmen einzelner oder zu einem Paket zusammengefasster Gegenstände, deren
Transport in den und aus dem Bereich des Prozessraumes, sowie das
Ablegen der Gegenstände
an entsprechender Stelle. Die Handhabung erfolgt unter Verwendung
eines „Transportsystems”. Einzelne
funktionelle Teile des der Handhabung dienenden Transportsystems
sind zumindest teilweise in einem „Antriebsraum” angeordnet,
der demnach vom Prozessraum zu unterscheiden ist, da im Antriebsraum
keine Behandlung der Gegenstände erfolgen
soll.
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Um
einen Kontakt der Gegenstände
mit unerwünschten
Partikeln zu vermeiden, sind die betreffenden Bereiche (Prozessraum,
Verbindungen zu vor- und nachgeschalteten weiteren Anlagen) häufig als „Reinraum” ausgestaltet,
welcher sich durch eine besonders niedrige Partikelkonzentration
auszeichnet. Häufig
ist dem Reinraum ein diesen umgebender „Grauraum” mit beschränktem Zugang
vorgeschaltet, um eine stufenweise Reduzierung der Partikelkonzentration
zu erreichen.
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Zur
Behandlung von Gegenständen
wie beispielsweise Substraten in der Halbleiterfertigung werden
Behandlungsanlagen eingesetzt. Diese können alleine oder auch sequenziell
hintereinander angeordnet sein, so dass eine Abfolge von Prozessschritten,
die zur Produktherstellung notwendig sind, durchführbar ist.
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Um
eine Kontamination der Gegenstände mit
Partikeln aus der Umgebungsluft zu vermeiden, werden die Gegenstände meist
in entsprechenden Behältnissen
wie beispielsweise FOUP (Front Opening Unified Pod), SMIF (Standard
Mechanical InterFace), oder FOSE (Front Opening Shipping Box) zur Behandlungsanlage
transportiert. Bevorzugt sind die Behältnisse hermetisch abgeschlossen
und werden nur innerhalb der Behandlungsanlage geöffnet und dem
Behandlungsmedium zugänglich
gemacht. Gegebenenfalls werden die Gegenstände in Aufnehmern („Carriern”) unter
Verwendung eines Transportsystems in den Prozessraum hinein und
nach der Behandlung wieder aus diesem heraus befördert.
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Nachteilig
an der Verwendung von Carriern ist die Tatsache, dass diese je nach
Ausgestaltung gewisse Bereiche der zu behandelnden Gegenstände abdecken,
die dementsprechend nicht vollständig dem
Behandlungsmedium ausgesetzt werden können. Für den Fall, dass das Behandlungsfluid
vorwiegend aus einer bestimmten Richtung auf die Gegenstände auftrifft
(z. B. unter Verwendung von Gasdüsen),
kann der Carrier oder seine Bestandteile auch abschattend wirken.
Gleiches gilt beispielsweise bei einer Behandlung der Gegenstände mit
Ultraschall oder Megaschall. Zudem werden die Bereiche der Gegenstände, welche
einen direkten körperlichen Kontakt
zum Carrier haben, abgedeckt, so dass dort keine Behandlung stattfinden
kann. Ebenso ist häufig eine
Medienverschleppung durch den Carrier zu beobachten. Schließlich können zunächst unerkannte Beschädigungen
von Carriern, wie sie bei deren Handhabung kaum zu vermeiden sind,
aufgrund der damit verbundenen Partikelablösungen zur Kontamination der
Medien und/oder der zu behandelnden Gegenstände führen. Aus diesem Grund existieren auch
Lösungen,
bei denen eine unmittelbare Handhabung der Gegenstände ohne
Carrier vorgesehen ist. Hierzu muss im Rahmen des Transportsystems ein
entsprechender Greifmechanismus vorgesehen sein, so dass der oder
die Gegenstände
sicher aus einem Behältnis
entnehmbar, in den und aus dem Prozessraum bewegbar und wieder an
geeigneter Stelle ablegbar sind.
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Zumindest
Teile des Transportsystems stehen dabei naturgemäß mit dem Prozessraum in Verbindung.
Beim Betrieb des Transportsystems kann eine Kontamination des meist
hochreinen Prozessraums erfolgen, da jedes Transportsystem bewegte Teile
wie Lager oder einen oder mehrere Antriebe umfasst. Diese bewegten
Teile erzeugen einen gewissen Abrieb, welcher bei Kontakt mit den
zu behandelnden Gegenständen
zu einer Verunreinigung bis hin zur Zerstörung der empfindlichen Funktionsoberflächen führen kann.
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Ein
weiteres Kontaminationsproblem tritt im Falle einer Wartung des
Transportsystems auf, beispielsweise durch Reparatur oder Austausch
von Teilen. Einerseits besteht durch die Wartung selbst an den betreffenden,
insbesondere den bewegten, Teilen eine erhöhte Gefahr des Austritts von
Partikeln, beispielsweise aus demontierten Lagern oder Antrieben.
Andererseits weisen Anlagen nach dem Stand der Technik gewöhnlich eine
oder mehrere Wartungspositionen für das Transportsystem auf,
die zwecks Zugänglichkeit
im Bereich der Produktein- und/oder -ausgänge der Anlagen angeordnet
sind. Im Falle einer Wartung wird demnach auch der Monteur, welcher
sich zwecks Wartung in den Bereich des Transportmechanismus' und somit des Prozessraums
begeben muss, Partikel eintragen. Besonders problematisch ist jedoch
der Fall eines Defektes der für
die Positionierung des Transportsystems zuständigen Antriebe, da dieses
dann nicht mehr in die Wartungsposition gebracht werden kann. Zwecks
Wartung und Reparatur müssen
dann Teile der Anlagenverkleidung entfernt werden oder ein Zugang über den
Prozessraum geschaffen werden, so dass Partikel nahezu ungehindert
alle Bereiche der Anlage, insbesondere auch den Prozessraum, kontaminieren können und
im Anschluss an die Arbeiten meist aufwändig entfernt werden müssen.
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Bekannt
ist auch, dass chemisch aggressive Behandlungsmedien, wie sie insbesondere
bei der Halbleiterfertigung zum Einsatz kommen, die mit diesen Medien
in Kontakt gelangenden Teile des Transportsystems durch Korrosion
beeinträchtigen
können.
Dies trifft insbesondere für
die bewegten Teile desselben zu.
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Ebenfalls
bekannt ist, dass die Kondensation von chemischen Dämpfen zur
Kristallisation und Ablagerung von Salzen im Innenbereich des Prozessraumes
führt.
Diese Salzkristalle können
sich dann während
des Transports der Gegenstände
insbesondere von den im Prozessraum befindlichen Komponenten der
bewegten Teile lösen,
was in der Folge zu einer Verunreinigung oder Beschädigung der
Oberflächen
der Gegenstände
führt.
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Aus
diesem Grunde müssen
Maßnahmen getroffen
werden, um eine Kontamination des Prozessraumes mit Partikeln zu
vermeiden. Ferner soll auch ein Kontakt der bewegten Teile des Transportsystems
mit dem Behandlungsmedium und dessen Gasen vermieden werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist demnach die Bereitstellung einer Behandlungsanlage
zur Behandlung von Gegenständen
unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, sowie ein
Verfahren unter Verwendung derselben. Dabei soll die Behandlungsanlage
sowohl eine Handhabung der zu behandelnden Gegenstände ohne
zusätzliche
Carrier erlauben, als auch in der Lage sein, eine Kontamination des
Prozessraums durch Partikel zu unterbinden, die von bewegten Teilen
des Transportsystems stammen. Auch bei einer Wartung des Transportsystems soll
ein Partikeleintrag weitestgehend vermieden werden. Schließlich soll
die Angreifbarkeit des Transportsystems durch chemisch aggressive
Medien soweit als möglich
reduziert werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die nebengeordneten Hauptansprüche 1 und
8 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind den Unteransprüchen,
den Figuren, sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Die
vorliegend beschriebene Behandlungsanlage dient der trägerlosen
Handhabung von Gegenständen
unter weitgehender Vermeidung des Eintrags von Partikeln in den
Bereich, in welchem die eigentliche Behandlung stattfindet. Die
Produktein- und -ausgänge
der im Folgenden beispielhaft beschriebenen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Behandlungsanlage
sind jeweils an den „Seiten” der Anlage
angeordnet, wobei ihre „Vorderseite” bevorzugterweise
einem Reinraum zugewandt ist. Die „Rückseite” ist dementsprechend der Vorderseite und
somit dem Reinraum abgewandt. Die Strecke zwischen Produktein- und
-ausgang verläuft
in Transport- oder X-Richtung. Die Vertikale wird hingegen mit Z-Richtung
bezeichnet. Selbstverständlich
kann eine erfindungsgemäße Anlage
auch mehrere Ladestationen umfassen. Ferner sind Ausführungsformen
umfasst, bei denen sich der oder die Produktein- und -ausgänge auf
derselben Seite der Anlage befinden.
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Die
erfindungsgemäße Behandlungsanlage ist
in mehrere z. T. getrennt voneinander angeordnete Räume unterteilt.
Die eigentliche Behandlung der Gegenstände findet in einem Prozessraum
statt. Der Prozessraum umfasst mindestens einen Behandlungsraum
zur Aufnahme eines Behandlungsmediums. Als Behandlungsmedium kommen
sowohl Flüssigkeiten
als auch Gase in Betracht. Ferner umfasst die Behandlungsanlage
ein Transportsystem zur Handhabung der Gegenstände. Der Begriff Handhabung
umfasst dabei jegliche Manipulation der Gegenstände, also das Ergreifen, das
Bewegen und das Ablegen der Gegenstände innerhalb einer Behandlungsanlage,
und ggf. außerdem
den Transport der Gegenstände
von einer Behandlungsanlage in eine andere. Dabei ist bevorzugt
vorgesehen, dass die Handhabung trägerlos erfolgt. Das bedeutet,
dass die zu behandelnden Gegenstände
während
der Behandlung in keinem Behältnis
wie beispielsweise einem Carrier angeordnet sind, sondern dass sie
lose, sowohl einzeln oder auch gruppiert aufgenommen und insbesondere
auch so der Behandlung unterzogen werden. Das Transportsystem berührt dementsprechend
die zu behandelnden Gegenstände
unmittelbar, also ohne eine weitere zwischengeschaltete Komponente.
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Hierzu
umfasst das erfindungsgemäße Transportsystem
mindestens einen Greifmechanismus zum Greifen der Gegenstände. Dabei
ist vorgesehen, dass zumindest diejenigen Teile des Greifmechanismus', welche sich im
Prozessraum befinden oder in diesen hineinragen, ohne bewegte Teile und/oder
Lager ausgestaltet sind.
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Ferner
umfasst das Transportsystem mindestens einen Antrieb mit bewegten
Teilen und/oder Lagern zum Bewegen und Betätigen des Greifmechanismus'. Dieser Antrieb
kann aus allen aus dem Stand der Technik bekannten Antrieben ausgewählt sein,
und beispielsweise ein hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer
Antrieb sein. Insbesondere geeignet sind jedoch solche Antriebe,
welche sich durch eine geringe Partikelerzeugung während des Betriebs
auszeichnen, oder welche mit entsprechenden Rückhaltesystemen für Partikel
ausgestattet sind. Zur Erzeugung des Z-Hubes kommt insbesondere
der an späterer
Stelle detaillierter beschriebene Scherenhubtisch in Betracht, bei
welchem die Reibflächen
außerhalb
des für
eine mögliche
Kontamination zu berücksichtigenden
kritischen Bereiches liegen. Im Übrigen
verfügt
ein Scherenhubtisch über Drehlager,
wodurch die Entstehung von Partikeln deutlich verringert wird. Ferner
sind erfindungsgemäß insbesondere
Führungen,
Antriebe und Lager geeignet, welche an eine Absaugvorrichtung angeschlossen
sind.
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Da
das Transportsystem definitionsgemäß auch einer Bewegung des Greifersystems
in X-Richtung dient, welche sich wie oben ausgeführt zwischen Produktein- und
-ausgang der Anlage erstreckt, werden bevorzugt auch hierzu entsprechend geeignete
Antriebe und Lager eingesetzt.
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Zur
erfindungsgemäß vorgesehenen
Vermeidung einer Kontamination des Prozessraums mit Partikeln ist
nun vorgesehen, dass mindestens alle bewegten Teile und Lager des
Transportsystems ausschließlich
in einem vom Prozessraum getrennten Antriebsraum angeordnet sind.
Durch diese bauliche Trennung zwischen dem Prozessraum und dem Antriebsraums,
in welchem sich die partikelerzeugenden bewegten Teile befinden,
wird erreicht, dass die während
des Betriebs des Transportsystems anfallenden Verunreinigungen nicht
in den Prozessraum gelangen. Da diese Trennung rein baulicher Art ist,
kann in diesem Zusammenhang auch von einer „passiven” Trennung der beiden Räume gesprochen werden.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, dass der Bereich des Antriebsraumes laufend oder
intermittierend von eventuell angefallenen Partikeln befreit wird.
Dies kann beispielsweise durch Spülen mittels eines Spülgases erfolgen,
welches über entsprechende
Abluftkanäle
und gegebenenfalls Filter abgesogen wird.
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Eine
weitere Quelle unerwünschter
Partikel stellt der Zugang zu einer derartigen Behandlungsanlage
im Falle einer Wartung dar, beispielsweise aufgrund einer Funktionsüberprüfung, Reinigung
oder Defektbehebung. Daher ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass der
Antriebsraum zur Vermeidung einer Kontamination des Prozessraums
einen separaten Wartungszugang zur Wartung der im Antriebsraum befindlichen
Komponenten des Transportsystems aufweist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist,
dass die Wartung unabhängig
von der Positionierung der im Antriebsraum befindlichen Komponenten des
Transportsystems möglich
ist. Das bedeutet, dass im Falle einer Wartung kein Zugang durch
den Prozessraum notwendig ist, der mit einer entsprechenden Kontamination
verbunden wäre.
Dies ist insbesondere auch dann der Fall, wenn sich die beweglichen
Teile des Transportsystems z. B. nicht gerade am (leicht zugänglichen)
Anfang oder Ende (Wartungszugang) der Anlage befinden. Dementsprechend
werden sowohl die bei der eigentlichen Wartung anfallenden Partikel,
als auch die Partikel, welche durch das Wartungspersonal eingetragen werden,
vom Prozessraum ferngehalten.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass der Wartungszugang auf einer einem
Reinraum abgewandten Seite angeordnet ist. Dementsprechend entfällt ein
Betreten des Reinraums zu Wartungszwecken, so dass auch der mit
der Wartung verbundene Partikeleintrag in den Reinraum entfällt, von
welchem aus die Wartung andernfalls erfolgen müsste.
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Bevorzugt
ist es daher, dass der Wartungszugang zum Antriebsraum von einem
Grauraum aus erfolgt. Das bedeutet, dass die Behandlungsanlage so
angeordnet ist, dass ihre Rückseite
und insbesondere der Wartungszugang an einen Grauraum angrenzt.
Dieser Grauraum weist im Vergleich zum Prozessraum, der besonders
bevorzugt als Reinraum ausgestaltet ist, üblicherweise eine höhere Partikelkonzentration
auf. Diese ist jedoch geringer als die Partikelkonzentration in
normaler Umgebungsluft. Es ist klar, dass der Grauraum nicht zwangsläufig als
geschlossener Raum, sondern auch als halboffener Bereich vorgesehen
sein kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass zwischen Antriebsraum und Prozessraum zur Vermeidung
einer Kontamination des Prozessraums mit Partikeln oder zur Vermeidung
einer Kontamination des Antriebsraumes mit Prozessfluid wie insbesondere
chemischen Dämpfen
ein Luftvorhang mit einer gezielten Luftführung vorgesehen ist. Durch
diese zusätzliche „aktive” Maßnahme werden
Partikel, die trotz der vorstehend ergriffenen Maßnahmen
ihren Weg in Richtung des Prozessraums finden, an der Grenze zwischen
Antriebsraum und Prozessraum abgefangen und abtransportiert. Gleichzeitig
werden beispielsweise chemische Dämpfe aus dem Prozessraum daran
gehindert, in den Antriebsraum vorzudringen, wo sie beispielsweise
korrodierende Wirkungen entfalten könnten.
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Die
Aufgabe des mindestens einen Antriebs besteht in einer Bereitstellung
der kinetischen Energie in X- sowie in Z-Richtung, welche an das Greifersystem
weiterzuleiten ist. Um eine Partikelkontamination durch Abrieb bewegter
Teile oder Lager zu vermeiden ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Greifmechanismus
zumindest im Bereich des Prozessraums keine bewegten Teile oder
Lager aufweist. Daher ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass zur
vertikalen Positionierung des mindestens einen Greifmechanismus' und somit zum Anheben
und Absenken der Gegenstände
mindestens ein Scherenhubtisch vorgesehen ist. Besonders bevorzugt
ist ferner vorgesehen, dass dieser Scherenhubtisch auf oder an einer
in X-Richtung verlaufenden Traverse befestigt ist, auf der er beispielsweise
mittels entsprechender Schienen gleiten kann. Alle bewegten Teile (Lager,
Antriebe) des Scherenhubtisches und der Traverse sind erfindungsgemäß im Antriebsraum
untergebracht.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann in Verbindung mit dem Scherenhubtisch ein Labyrintharm Verwendung
finden, wobei es sich um eine besondere Ausführungsform des aus dem Antriebsraum
in den Prozessraum hineinragenden Arm handelt, an dessen dem Antrieb
abgewandten Ende der eigentliche Greifmechanismus sitzt. Ein derartiger
Arm ist durch seine mehrfach gebogene oder abgewinkelte, nicht geradlinige
Bauform gekennzeichnet, so dass er in geeigneter Weise und ohne
bewegliche Gelenke mehrere Biegungen eines labyrinthartig gewundenen
Verbindungsweges zwischen Antriebs- und Prozessraum überbrücken kann. Die bauliche Ausgestaltung
des Weges bewirkt im Hinblick auf Partikel eine Trennung von Antriebsraum
und Prozessraum. Aus dem Antriebsraum stammende Partikel werden
zumindest weitgehend in einem derartigen „Labyrinth” hängenbleiben und nicht in den
Prozessraum gelangen, wohingegen die für eine Greifbewegung nötige kinetische
Energie ungehindert vom Antriebsraum auf den im Prozessraum befindlichen
Teil des Greifmechanismus' übertragen
werden kann.
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Bevorzugt
umfasst der Antrieb drei lineare und zwei Rotationsachsen. Die erste
lineare Achse betrifft die Bewegung in X-Richtung, dient also dem Transport
der Gegenstände
zwischen den einzelnen Behandlungs- und Ablagestationen der Behandlungsanlage.
Die zweite lineare Achse betrifft den Z-Hub, der, wie bereits dargelegt, besonders
bevorzugt als Scherenhubtisch ausgeführt ist. Die dritte lineare
Achse betrifft die Bewegung in Y-Richtung und dient der genauen
Positionierung der Gegenstände im
Medienraum. Die beiden Rotationsachsen dienen der Betätigung einer
im Rahmen der 1 und 2 beschriebenen
bevorzugten Ausführungsform des
Greifmechanismus. Je nach Bedarf können jedoch eine oder mehrere
Achsen durch weitere lineare oder Rotationsachsen ersetzt oder durch
diese ergänzt
werden.
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Um
die Partikelentstehung ausgehend von den bewegten Teilen des Transportsystems
von vornherein zu minimieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass zur
Minimierung der Partikelentstehung im Antriebsraum Drehlager und/oder
absaugbare Antriebe vorgesehen sind. Drehlager zeichnen sich durch
eine besonders geringe Partikelentstehung während des Betriebs aus. Eine
Absaugung insbesondere der naturgemäß zu signifikanter Partikelerzeugung
neigenden Antriebe kann dazu beitragen, dass während des Betriebs anfallende
Partikel sofort aus dem Antriebsraum der Behandlungsanlage heraus
abtransportiert werden und nicht erst ins Innere des Prozessraumes gelangen
können,
aus welchem sie schwerer zu entfernen sind.
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Die
beschriebene Behandlungsanlage ist insbesondere für eine Behandlung
von als flache Substrate vorliegenden Gegenständen vorgesehen, beispielsweise
für die
Behandlung von Halbleiterscheiben. Der Greifmechanismus ist bevorzugt
so ausgestaltet, dass er einzelne Gegenstände oder auch Gruppen derselben
bis zu einer Paketgröße von beispielsweise
30–100
Einzelteilen greifen kann. Dabei ist vorgesehen, dass die ursprüngliche
Lage der einzelnen Gegenstände
auch während
der Behandlung erhalten bleibt. Insbesondere befinden sich die zumeist
flächigen
Gegenstände
in einem Stapel zueinander beabstandeter Teile. Besonders bevorzugt können die
Halbleiterscheiben einen Durchmesser von 200 mm, 300 mm und mehr
aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die zu behandelnden Gegenstände
einzeln oder auch in Gruppen zur Behandlungsanlage befördert werden. Besonders
bevorzugt kann die Anlieferung mittels entsprechender Kassetten
wie FOUP, SMIF, FOSE usw. (s. o.), oder Träger (Carrier) erfolgen, in
welche die zu behandelnden Gegenstände voneinander beabstandet
eingestellt sind.
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Die
beschriebene Behandlungsanlage eignet sich daher insbesondere für die nasschemische Behandlung
von Halbleiter-Substraten
im Rahmen einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Prozesslinie
wie insbesondere einer Batchanlage.
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Besonders
vorteilhaft erweist sich die räumliche
Trennung von Antriebs- und Prozessraum und die damit verbundene
Vermeidung des Kontakts bewegter Teile des Transportmechanismus
mit chemisch aggressiven Medien. Insbesondere eine Korrosion der
besonders korrosionsanfälligen
Lager und Antriebe, deren Austausch zudem nur unter erhöhtem Aufwand
möglich
ist, wird so weitgehend vermieden. Ferner sorgt neben der „passiven” räumlichen Trennung
der beiden Räume
insbesondere die oben dargelegte „aktive” Trennung auch dafür, dass
aggressive Dämpfe
nicht aus dem Prozessraum in den Antriebsraum gelangen können.
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Die
Erfindung offenbart ferner ein Verfahren zur trägerlosen Handhabung von Gegenständen innerhalb
einer oder zwischen mehreren Behandlungsanlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren
sieht dabei vor, dass eine Behandlungsanlage gemäß obiger Beschreibung verwendet
wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Verfahren mindestens einen der folgenden Schritte umfasst:
- – Positionieren
des Greifmechanismus' an
den außerhalb
des Prozessraums bereitstehenden zu handhabenden Gegenständen;
- – Greifen
eines oder mehrerer Gegenstände
mit dem Greifmechanismus;
- – Bewegen
des Greifmechanismus mittels des Transportsystems in den mindestens
einen Behandlungsraum des Prozessraums hinein;
- – Positionieren
und ggf. Ablegen der Gegenstände
im Behandlungsraum;
- – ggf.
Verweilen im Behandlungsraum während einer
Behandlungszeit;
- – ggf.
Wiederaufnehmen der Gegenstände;
- – Bewegen
des Greifmechanismus' mittels
des Transportsystems aus dem mindestens einen Behandlungsraum des
Prozessraums heraus;
- – Ablegen
des oder der Gegenstände
außerhalb des
Prozessraums.
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Um
nun die erfindungsgemäß gewünschte Vermeidung
einer Kontamination des Prozessraums mit Partikeln sicherzustellen,
sind während
der Durchführung
aller oben genannten Schritte die bewegten Teile des Antriebs des
Transportsystems jederzeit in dem separaten Antriebsraum angeordnet. Auf
diese Weise ist zu keinem Zeitpunkt die Gefahr gegeben, dass durch
den Betrieb des Transportsystems Partikel aus dem Bereich des Antriebs
in den Prozessraum gelangen können.
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Ferner
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
der Luftvorhang zwischen Antriebs- und Prozessraum jederzeit aktivierbar
ist, insbesondere jedoch während
der Behandlung und dem Transport der Gegenstände, so dass im Antriebsraum
anfallende Partikel an einem Übertritt
in den Prozessraum und somit an einer Kontamination desselben sowie der
Oberflächen
der Gegenstände
gehindert werden. Gleichzeitig werden beispielsweise chemische Dämpfe aus
dem Prozessraum daran gehindert, in den Antriebsraum vorzudringen.
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Es
ist klar, dass für
den Fall mehrerer Medienräume
innerhalb einer Behandlungsanlage zunächst ein schrittweiser Transport
in den jeweils nächsten
Behandlungsraum erfolgen kann, bevor der alle Medienräume umfassende
Prozessraum der Behandlungsanlage endgültig verlassen wird. Der Transport
erfolgt jedoch immer mit dem erfindungsgemäßen Transportsystem.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
umfasst ferner Schritte für
die Wartung des Transportsystems unter Vermeidung einer Kontamination
des Prozessraums mit Partikeln. Hinsichtlich der Details entsprechender
Vorrichtungsbestandteile wird auf die vorstehenden Ausführungen
der Anlage verwiesen. Demnach sind zur Wartung des Transportsystems
folgende Schritte durchzuführen:
- – Öffnen des
der Vorderseite abgewandten Wartungszugangs;
- – ggf.
Positionieren des Greifmechanismus' des Transportsystems in einer Position
im Bereich des Wartungszugangs (Wartungsposition);
- – Durchführen der
Wartungsarbeiten am Transportsystem;
- – Schließen des
Wartungszugangs;
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Erfindungsgemäß ergibt
sich dabei, dass sämtliche
Wartungsarbeiten am Transportsystem ohne Betreten des Prozessraums
durchgeführt
werden können.
Auf diese Weise ist sichergestellt, das weder durch die Wartung
an sich, noch durch das die Wartung durchführende Wartungspersonal unerwünschte Partikel
in den Prozessraum eingetragen werden.
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Das
Positionieren des Greifmechanismus' entfällt, wenn dieser vollständig durch
den Wartungszugang zugänglich
ist, oder wenn andere, ohne ein (Um-)Positionieren des Greifmechanismus' zugängliche
Teile des Transportsystems gewartet werden sollen.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass während
der Durchführung
der erfindungsgemäßen Schritte
zur Vermeidung einer Kontamination des Prozessraums mit Partikeln
oder des Antriebsraumes mit Prozessfluid jederzeit ein Luftvorhang
mit einer gezielten Luftführung
zur aktiven Trennung des Prozessraums und des Antriebsraums eingeschaltet
ist. Auf diese Weise erfolgt eine weitere Verringerung der Wahrscheinlichkeit
eines Übertretens
von Partikeln aus dem Antriebs- in den Prozessraum, was für das mögliche Übertreten
von Prozessfluid wie insbesondere chemischen Dämpfen vom Prozess- in den Antriebsraum
gleichermaßen
gilt.
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Die
Erfindung vermeidet in vorteilhafter Weise eine Kontamination des
Prozessraumes mit Partikeln, die während des Betriebs eines Transportsystems,
oder auch während
der Wartung des Anlageninneren, insbesondere dessen bewegter Teile,
auftreten kann. Gleichzeitig werden durch die erfindungsgemäße Konstruktion
empfindliche Komponenten wie Lager und dergleichen vor aggressiven Medien
und damit verbundener Korrosion geschützt.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt
die erfindungsgemäße Behandlungsanlage 1 in
perspektivischer Ansicht.
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2 zeigt
eine beispielhafte und schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage
in einer Seitenansicht.
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3 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
des Transportsystems 6 der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage.
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In
der 1 ist die erfindungsgemäße Behandlungsanlage 1 mit
ihren Komponenten in perspektivischer Ansicht dargestellt, jedoch
ohne ein Gehäuse,
welches das Innere der erfindungsgemäßen Anlage von der Umgebung
trennt.
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Im
Vordergrund dargestellt ist der Prozessraum 2, in welchem
sich zwei Behälter 3 befinden, von
denen der links im Bild dargestellte einen zu behandelnden Gegenstand 4 beinhaltet.
Im vorliegenden Fall ist der zu behandelnde Gegenstand 4 ein
flaches, rundes Substrat.
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Die
beiden Behälter 3 sind
jeweils in einem als Becken ausgebildeten Behandlungsraum 5A, 5B angeordnet,
welcher jeweils ein Behandlungsmedium aufnimmt. Dementsprechend umfasst
der Prozessraum 2 im vorliegenden Fall zwei Medienräume 5A, 5B,
welche bevorzugt unterschiedliche Medien wie beispielsweise eine
Behandlungs- und eine Reinigungsflüssigkeit beinhalten können.
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Beispielsweise
zum Transport der ggf. auch in Mehrzahl vorhandenen Substrate 4 von
einem Behandlungsraum 5A in den nächsten Behandlungsraum 5B umfasst
die erfindungsgemäße Behandlungsanlage 1 ein
Transportsystem 6. Von diesem Transportsystem 6 ragt
lediglich ein Greifmechanismus 7 in den Prozessraum 2 hinein.
In der dargestellten Figur ist der Greifmechanismus 7 zweiteilig
ausgebildet. Die in den Prozessraum 2 hineinragenden Komponenten
des Greifmechanismus' 7 weisen
dabei keinerlei bewegliche Teile auf, sondern sind ausschließlich aus
starren Elementen zusammengesetzt.
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Am
dem Ende des Greifmechanismus' 7, welches
den zu behandelnden Gegenständen 4 abgewandt
ist, sind dessen beide Teile jeweils an einer Drehkinematik 8 angebracht,
welche ein Öffnen
und Schließen
des Greifmechanismus' 7 erlaubt.
Diese wiederum sind auf der oberen Plattform eines Scherenhubtisches 9 angeordnet,
welcher eine Bewegung des Greifmechanismus' 7 in Z-Richtung (vertikale Richtung)
erlaubt und vorliegend in einer nahezu ausgefahrenen Position dargestellt
ist. Der Scherenhubtisch 9 bildet mit weiteren bewegten
Teilen den Antrieb 10 des Transportsystems 6.
Sämtliche
bewegte Teile des Transportsystems 6 sind dabei in einem
vom Prozessraum 2 abgegrenzten Antriebsraum 11 untergebracht.
Zu einer axialen Bewegung des Transportsystems 6 in Transportrichtung,
angedeutet durch den Pfeil 12, ist dieses auf entsprechenden
Schienen 13 bewegbar angeordnet. Die Wartung des Transportsystems 6 kann
von der Rückseite
der Behandlungsanlage 1 her erfolgen, die in der dargestellten
Figur durch den Pfeil 14 angedeutet ist. Auf diese Weise
ist eine Wartung der bewegten Teile möglich, ohne den Prozessraum 2 betreten
zu müssen
und somit möglicherweise
mit Partikeln zu kontaminieren.
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Die 2 zeigt
eine beispielhafte und schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage 1 in
Seitenansicht. Die Behandlungsanlage 1 ist so dimensioniert
und angeordnet, dass sie einen Grauraum 17 von einem Reinraum 18 trennt.
Dieser kann optional eine Filterdecke aufweisen.
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Auf
der (reinraumseitigen) vorderen Seite weist die Behandlungsanlage 1 ein
Fenster 20 auf, von welchem aus die zu behandelnden Gegenstände 4,
welche sich im Prozessraum 2 befinden, beispielsweise zu
Kontrollzwecken beobachtet werden können. Der untere Bereich des
Prozessraumes 2 ist als Behandlungsraum 5 vorgesehen,
da hier der direkte Kontakt der Gegenstände 4 mit dem Prozessfluid
erfolgt. Unterhalb des Behandlungsraumes 5 befindet sich
eine Medienversorgung 5' (gestrichelt
dargestellt), welches den Behandlungsraum 5 mit Behandlungsfluid
versorgt. Optional befindet sich oberhalb des Prozessraumes 2 eine
Flowbox 21, deren Gasströmung abwärts gerichtet ist.
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Ferner
befindet sich ein Luftvorhang 16 (angedeutet durch den
Pfeil 16) mit horizontal ausgerichtetem Luftstrom im Bereich
zwischen dem Prozessraum 2 und dem Antriebsraum 11,
welcher dafür sorgt,
dass sowohl Partikel an einem Übertritt
vom Antriebsraum 11 in den Prozessraum 2, als
auch Prozessfluid an einem Übertritt
in entgegengesetzter Richtung gehindert werden.
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Die
Gegenstände 4 werden
gemäß der Darstellung
mittels eines Greifmechanismus' 7 gehalten. Dieser
ragt nach oben in den im rückseitigen
Bereich der Behandlungsanlage 1 angeordneten Antriebsraum 11 hinein,
in welchem auch der für
den Z-Hub zuständige
Scherenhubtisch 9 sowie weitere bewegliche Teile des Transportsystems
angeordnet sind (nicht dargestellt).
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Im
rückseitigen
(grauraumseitigen) Bereich der Behandlungsanlage 1 befinden
sich ferner noch eine Chemiedosierung 22 sowie ein Elektroraum 23. Alle
diese Komponenten 11, 22, 23, 5' sind vom Bereich
des Grauraums 17 aus zugänglich, so dass ein Eintrag
von Partikeln in den Prozessraum 2 aufgrund von Wartungsarbeiten
entfällt,
wobei es erfindungsgemäß unerheblich
ist, an welcher Position sich das Transportsystem 6 befindet,
welches auf einer entsprechenden Traverse mit Schienen 13 senkrecht zur
Zeichenebene verfahrbar ist.
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Die 3 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
des Transportsystems 6 der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage
als perspektivische Ansicht.
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Im
Vordergrund ist der Greifmechanismus 7 zu sehen. Zwischen
den Zangen des zweiteilig ausgebildeten Greifmechanismus' 7 eingeklemmt
ist die Position eines als flaches Substrat ausgebildeten zu behandelnden
Gegenstandes 4 gezeigt (gestrichelt). Am oberen Ende des
Greifmechanismus' 7 ist
die Drehkinematik 8 dargestellt, die für die Betätigung des Greifmechanismus' 7 notwendig
ist. Die Drehkinematik ist ihrerseits auf der oberen Plattform eines Scherenhubtisches 9 angeordnet,
der vorliegend in nahezu ausgefahrener Position dargestellt ist.
Dieser wiederum ist an einem im Pfeilrichtung 12 axial
bewegbaren Antrieb 10 angebracht (nicht dargestellt). Der
Antrieb ist in einem separaten Antriebsraum (nicht dargestellt)
angeordnet, welcher vom Prozessraum 2 (nicht dargestellt)
durch einen Luftvorhang 16, angedeutet durch die Pfeile 16,
getrennt ist. Aufgrund des Luftvorhangs 16 werden Partikel,
die möglicherweise
von den bewegten Teilen des Antriebs 10 aus dem Antriebsraum 11 in
den Prozessraum 2 gelangen könnten, rechtzeitig vor dem
Erreichen desselben in einer Aufgangvorrichtung (nicht dargestellt) abtransportiert.
Ebenso werden beispielsweise chemische Dämpfe an einem Übertritt
in umgekehrter Richtung gehindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behandlungsanlage
- 2
- Prozessraum
- 3
- Behälter
- 4
- zu
behandelnde Gegenstände
- 5
- Behandlungsraum
- 5A
- erster
Behandlungsraum
- 5B
- zweiter
Behandlungsraum
- 5'
- Medienversorgung
- 6
- Transportsystem
- 7
- Greifmechanismus
- 8
- Greifkinematik
- 9
- Scherenhubtisch
- 10
- Antrieb
- 11
- Antriebsraum
- 12
- Antriebsachse
X-Richtung
- 13
- Schienen
- 14
- Pfeil
- 15
-
- 16
- Luftvorhang
- 17
- Grauraum
- 18
- Reinraum
- 19
-
- 20
- Fenster
- 21
- Flowbox
- 22
- Chemiedosierung
- 23
- Elektroraum
