DE102013016597A1 - System for loading and unloading clean room systems with large-area substrates - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen (1) mit Substraten (12), die in einem geschlossenen Transportbehälter (9) mit stirnseitiger Beschicköffnung (11) aufgenommen sind, der über eine Tragauflage (13) in einer Andocklage zu einer Station (2) der Anlage (1) zu positionieren ist, in der die Beschicköffnung (11) eine Anschlusslage zu einer Ladeöffnung (4) dieser Station (2) der Reinraumanlage einnimmt, wobei die Tragauflage (13) an einem Transportwagen (14) vorgesehen und zusammen mit einem jeweils aufsitzenden Transportbehälter (9) für großflächige Substrate über den Transportwagen (14) längs einer Fahrebene (16) verfahrbar ist und wobei der Transportwagen (14) auf seine der Andocklage des Transportbehälters (9) zu einer jeweiligen Station (2) entsprechende Anschlusslage zumindest im Annäherungsbereich an diese gesteuert angetrieben, gedämpft verstellbar und in seiner Anschlusslage fixierbar ist.The invention relates to a system for loading and unloading clean room systems (1) with substrates (12) which are accommodated in a closed transport container (9) with an end feed opening (11), which via a support surface (13) in a docking to a Station (2) of the plant (1) is to be positioned, in which the feed opening (11) occupies a connection position to a loading opening (4) of this station (2) of the clean room system, wherein the support pad (13) on a transport carriage (14) and along with a respective seated transport container (9) for large-area substrates on the trolley (14) along a driving plane (16) is movable and wherein the trolley (14) to its docking the transport container (9) to a respective station (2) corresponding connection position driven driven at least in the vicinity of this approach, damped adjustable and can be fixed in its connection position.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen mit großflächigen Substraten gemäß dem Anspruch 1.The invention relates to a system for loading and unloading clean room systems with large-area substrates according to claim 1.
Unter Reinraumbedingungen zu behandelnde flächige Substrate weisen zunehmend größere Flächenmaße auf. Entsprechend der Anzahl der für eine solche Behandlung zu durchlaufenden Stationen sind dadurch – falls die Substrate während des ganzen Behandlungsdurchlaufs im Reinraum verbleiben sollen – entweder sehr groß dimensionierte, in sich geschlossene Reinräume erforderlich, die technisch nur noch schwer zu realisieren und wirtschaftlich kaum noch zu vertreten sind. Alternativ hierzu werden deshalb die in einem Behandlungszyklus zu durchlaufenden Stationen für solch großflächige Substrate auf mehrere, jeweils unter Reinraumbedingungen zu betreibende Baueinheiten aufgeteilt. Dies mit der Folge, dass die jeweils zu behandelnden Substrate zwischen den Behandlungseinheiten umgesetzt werden müssen und dadurch mit verunreinigten Atmosphären in Berührung kommen oder durch mechanische Gegebenheiten bei der Umsetzung verunreinigt werden können.Surface substrates to be treated under clean-room conditions increasingly have larger surface dimensions. Depending on the number of stations to be passed through for such a treatment, if the substrates are to remain in the clean room during the entire treatment run, either very large, self-contained clean rooms are required, which are technically difficult to realize and hardly economically feasible are. As an alternative to this, therefore, the stations to be passed through in a treatment cycle for such large-surface substrates are divided into a plurality of units to be operated under clean-room conditions. This with the result that the respective substrates to be treated between the treatment units must be implemented and thereby come into contact with contaminated atmospheres or can be contaminated by mechanical conditions during the implementation.
Um dies zu vermeiden werden die Substrate zwischen unterschiedlichen Behandlungseinheiten in atmosphärisch geschlossenen Transportbehältern, häufig sogenannten SMIF- oder FOUP-Boxen umgesetzt, was bei großflächigen Substraten zu entsprechend voluminösen und schweren Transportbehältern führt. Dies bedingt mechanische Umsetzhilfen, da ein händisches Umsetzen zwischen den jeweiligen Behandlungseinheiten kaum noch machbar ist. Mechanische Umsetzeinrichtungen, wie beispielsweise Hängeförderer und automatisiert geführte Flurfördersysteme sind letztlich aber nur bei auf große Kapazitäten ausgelegten Anlagen wirtschaftlich vertretbar und kommen somit für auf kleinere Kapazitäten ausgelegte Anlagen kaum in Frage.To avoid this, the substrates are implemented between different treatment units in atmospherically closed transport containers, often referred to as SMIF or FOUP boxes, resulting in large-area substrates to correspondingly bulky and heavy transport containers. This requires mechanical Umsetzhilfen, since a manual transfer between the respective treatment units is hardly feasible. However, mechanical transfer devices, such as overhead conveyors and automated guided material handling systems, are ultimately economically justifiable in systems designed for large capacities and are thus hardly suitable for plants designed for smaller capacities.
Dementsprechend ist es insbesondere für Anlagen kleinerer Kapazität und für die Behandlung von vor allem flächenmäßig meist kleineren Substraten zum Beispiel aus der
Weiter ist es auch durch die
Zur Erleichterung des Ansetzens eines Transportbehälters an einer solchen Übergabevorrichtung weist diese zwei in Hochrichtung teleskopisch gegeneinander verstellbare Kammerteile auf, zu deren oberem das Schleusentor in Hochrichtung überstehend lagefest angeordnet ist, derart, dass Beschick- und Ladeöffnung in der in dem unteren Kammerteil eingefahrenen Lage des oberen Kammerteils über das Schleusentor verschlossen sind. In dieser eingefahrenen Lage des oberen Kammerteils bildet dessen Oberseite eine in Zugriffshöhe liegende Tragabstützung, auf die ein jeweiliger Transportbehälter aufzusetzen ist. Durch Ausfahren des oberen Kammerteils aus dem unteren Kammerteil unter Verbleib des Gehäuses des Transportbehälters auf der die Oberseite des obigen Kammerteils als Tragabstützung bei Verriegelung des oberen Kammerteils in seiner ausgefahrenen Lage werden die im Transportbehälter gestapelten Substrate in den oberen Kammerteil überführt und so in eine Anschlusslage zu Beschick- und Ladeöffnung gebracht.To facilitate the attachment of a transport container to such a transfer device, these two telescopically adjustable in the vertical direction chamber parts on top of which the lock gate is arranged in the vertical direction overhanging fixed position, such that loading and loading opening in the retracted in the lower chamber part position of the upper Chamber parts are closed via the floodgate. In this retracted position of the upper chamber part whose upper side forms an access level lying support support on which a respective transport container is set up. By extending the upper chamber part from the lower chamber part while retaining the housing of the transport container on the top of the above chamber part as support support in locking the upper chamber part in its extended position, the substrates stacked in the transport container are transferred to the upper chamber part and so in a connection position Loading and loading opening brought.
Weiter ist es aus der
Auch aus der
Grundsätzlich bieten die bekannten Lösungen zwar Möglichkeiten zur Erleichterung des Andockens von geschlossenen Transportbehältern an jeweilige Bearbeitungseinheiten oder Prozessstationen und zur Reduzierung oder Vermeidung von Verunreinigungen jeweils vom Transportbehälter auf die jeweilige Anlage oder Station zu übergebende Substrate. Diese Möglichkeiten beinhalten auch Lösungen, insbesondere in Verbindung mit Hubverstellung von Schleusentoren und/oder Deckeln, reibungsbedingt auftretende Verunreinigungen der jeweiligen Atmosphäre dadurch zu vermeiden, dass Schleusentore und/oder Deckel für die Hubverstellung durch Querverlagerung aus ihrer Anlage zur jeweiligen Dichtfläche abgehoben werden.In principle, the known solutions indeed offer possibilities for facilitating the docking of closed transport containers to respective processing units or process stations and for reducing or avoiding contaminants in each case from the transport container to the respective system or station to be transferred substrates. These options also include solutions, especially in conjunction with stroke adjustment of floodgates and / or lids, to avoid contamination caused by friction of the respective atmosphere, that lock gates and / or covers are lifted for the stroke adjustment by transverse displacement from their investment to the respective sealing surface.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen für großflächige Substrate im Hinblick auf die Umsetzung solcher Substrate in atmosphärisch geschlossenen Transportbehältern so zu gestalten, dass ungeachtet der Größe und des Gewichtes solcher Transportbehälter deren Handhabung auch ohne aufwändige Hilfseinrichtungen, bevorzugt auch benutzergeführt, möglich ist, somit vor allem Anlagen mit geringer Kapazität noch wirtschaftlich erstellt und betrieben werden können.The invention has for its object to make an initially mentioned system for loading and unloading clean room systems for large substrates with regard to the implementation of such substrates in atmospherically closed transport containers so that regardless of the size and weight of such transport containers handling them without consuming Auxiliaries, preferably also user-guided, is possible, thus especially plants with low capacity can still be economically created and operated.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein System gemäß dem Anspruch 1 vorgesehen. Mit den Unteransprüchen werden zweckmäßige Ausgestaltungen angesprochen, die ebenso wie die Lösung gemäß Anspruch 1, insbesondere orientiert auch an den Zeichnungen, erläutert werden.According to the invention, a system according to claim 1 is provided for this purpose. With the dependent claims expedient embodiments are addressed, which are as well as the solution according to claim 1, in particular oriented to the drawings explained.
Gemäß dem Anspruch 1 ist zur Positionierung eines atmosphärisch geschlossenen, großflächige Substrate aufnehmenden und deshalb entsprechend voluminösen und schweren Transportbehälters in seiner Andocklage zu einer Station einer Reinraumanlage eine Tragauflage vorgesehen, die nicht Bestandteil der Station ist, sondern an einem relativ zur Station verfahrbaren Transportwagen vorgesehen ist und die durch Fixierung des Transportwagens in seiner Andocklage zur Station gegen die Station positioniert wird. Bei solchermaßen positionierter Transportauflage ist die Übergabe der Substrate zwischen Transportbehälter und Station zum Be- und Entladen der jeweiligen Station bei entsprechend zur Station fixiertem Transportwagen möglich.According to claim 1 is provided for positioning an atmospherically closed, large-area substrates receiving and therefore correspondingly voluminous and heavy transport container in its docking to a station of a clean room system a support pad, which is not part of the station, but is provided on a movable relative to the station trolley and which is positioned by fixing the trolley in its docking position to the station against the station. In such a positioned transport support the transfer of the substrates between the transport container and station for loading and unloading the respective station is possible in accordance with the station fixed transport vehicle.
In Abhängigkeit von jeweiligen Prozessabläufen ergeben sich mehr oder minder lange Verweilzeiten für den Transportbehälter in seiner angedockten, gegen die Station offenen Lage, wobei der Transportbehälter in dieser Zeit über den Transportwagen getragen ist, der hierzu relativ zur Station lagefixiert ist. Die Umsetzung eines jeweiligen Transportbehälters zwischen verfahrensbedingt anzulaufenden Stationen erfolgt also unter Belassen des Transportbehälters auf dem Transportwagen, so dass Größe und Gewicht des Transportbehälters insoweit gut zu beherrschen sind und insbesondere mit dem manuellen Umsetzen von Transportbehältern verbundene Belastungen für die jeweiligen Bedienpersonen ebenso vermieden werden wie mit einem solchen Umsetzen von Transportbehältern verbundene mechanische Belastungen für die jeweiligen Substrate.Depending on the respective process sequences, more or less long dwell times for the transport container in its docked position open against the station result, the transport container being carried over the transport trolley during this time, which is fixed in position relative to the station for this purpose. The implementation of a respective transport container between procedural to be approached stations is thus leaving the transport container on the trolley so that size and weight of the transport container are so far well controlled and in particular associated with the manual transfer of transport containers loads for the respective operators are avoided as well mechanical loads associated with such a transfer of transport containers for the respective substrates.
Die Umsetzung der Transportbehälter zwischen ihren jeweiligen Andocklagen durch Verfahren des Transportwagens ist somit schnell, einfach und auch mit geringem Kraftaufwand durchzuführen. Dies wiederum bringt die Gefahr mit sich, dass in Verbindung mit einem händischen Verbringen eines jeweiligen Transportwagens und des von diesem getragenen Transportbehälter in die Anschlusslage zu einer jeweiligen Station auftretende stoßartige Belastungen zu Schäden an den jeweils transportierten Substraten oder zu Verunreinigungen dieser Substrate führen. Dem wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, dass das Verbringen eines Transportwagens auf seine Anschlusslage zu einer jeweiligen Station zumindest im Annäherungsbereich an diese über einen Zwangsantrieb und insbesondere auch gedämpft erfolgt. Als Zwangsantrieb kann eine entsprechende Stellvorrichtung, beispielsweise ein Hydraulikzylinder mit integrierter Dämpfung eingesetzt werden.The implementation of the transport container between their respective Andocklagen by moving the trolley is thus carried out quickly, easily and with little effort. This in turn brings with it the danger that in connection with a manual movement of a respective trolley and carried by this transport container occurring in the connection position to a respective station shock loads lead to damage to each transported substrates or contamination of these substrates. This is counteracted according to the invention in that the movement of a transport vehicle to its connection position to a respective station takes place, at least in the vicinity of it, via a positive drive and, in particular, also damped. As a positive drive, a corresponding adjusting device, such as a hydraulic cylinder with integrated damping can be used.
Besonders zweckmäßig ist eine solche Ausgestaltung in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung, bei der die seitens des Transportwagens vorgesehene Tragauflage in der Andocklage und in der Fahrlage des Transportwagens zur Fahrebene unterschiedlich geneigt ist, insbesondere in der Fahrlage des Transportwagens in Andockrichtung ansteigend zur Fahrebene. Eine solche Schrägstellung der Tragauflage erleichtert nicht nur das Aufsetzen von Transportbehältern auf den Transportwagen, auch wenn dies in einem erfindungsgemäßen System zum Be- und Entladen von Reinraumanlagen fallweise nur selten notwendig ist, sondern ergibt in der Transportlage für die im Transportbehälter befindlichen Substrate entsprechend der Schrägstellung schon eine gewichtsabhängige Fixierung der Substrate.Such a configuration is particularly useful in connection with an embodiment of the invention, in which the part of the Transport carriage provided support pad is inclined differently in the docking position and in the driving position of the trolley to the driving level, especially in the driving position of the trolley in the docking direction rising to the driving level. Such an inclination of the support pad not only facilitates the placement of transport containers on the trolley, even if this is rarely necessary in a system according to the invention for loading and unloading clean room facilities, but results in the transport position for the substrates located in the transport container according to the inclination already a weight-dependent fixation of the substrates.
Eine unterschiedliche Neigung der Tragauflage ist in besonders einfacher Weise dadurch zu erreichen, dass der Transportwagen als Kippwagen ausgebildet ist, der zwischen einer zur Andocklage geneigten Transportlage und seiner Andocklage um eine zur Fahrebene nahe Achse gekippt wird. Das Kippen des Transportwagens ist zweckmäßig, um möglichst reibungsarm und spielfrei die jeweilige Andocklage zu erreichen, wobei die Kippbewegung über den Stellantrieb gemäß Vorgaben gesteuert erfolgen kann und über den Stellantrieb auch die Andocklage gesichert werden kann, bei verschwenkbarer Abstützung des Transportwagens im Nahbereich zu dessen Fahrwerk um eine zur Fahrebene parallele Schwenkachse, zu der der Stellantrieb in Hochrichtung versetzt liegt.A different inclination of the support surface is achieved in a particularly simple manner in that the trolley is designed as a dump truck, which is tilted between a docking inclined transport position and its docking position about an axis close to the driving plane. The tilting of the trolley is useful to achieve the lowest possible friction and play the respective docking position, the tilting movement can be controlled by the actuator according to specifications and on the actuator and the docking can be secured with pivotal support of the trolley in the vicinity of the chassis about a parallel to the driving plane pivot axis, to which the actuator is offset in the vertical direction.
Für den Transportwagen erweist sich eine Ausbildung als zweckmäßig, bei der dessen bevorzugt als Traggerüst gestalteter Aufbau aufsetzend auf dem Fahrwerk entsprechend der Neigung der Tragauflage geneigt verläuft, bei zur Andockebene des auf der Tragauflage aufsitzenden Transportbehälters im Wesentlichen in Flucht verlaufender Frontseite des Aufbaus. Zu dieser gegenüberliegend ist der Aufbau in Anpassung an die Maße von Transportbehälter und Tragauflage im oberen Bereich gegenüber der Grundfläche des Fahrwerks auskragend gestaltet, so dass sich ein geknickter Verlauf der rückwärtigen Begrenzung des Aufbaus des Transportwagens ergibt, mit einem entsprechenden Freiraum für eine eventuelle Bedienperson in deren Kniebereich.For the trolley, a training proves to be expedient in which its preferably designed as a support structure scaffolding is inclined to the chassis according to the inclination of the support surface, at the docking level of the seated on the support carrier transport container substantially in alignment running front of the structure. To this opposite, the structure in adaptation to the dimensions of the transport container and supporting support in the upper area with respect to the base of the chassis is cantilevered, so that a kinked course of the rear boundary of the structure of the trolley results, with a corresponding space for a possible operator in their knee area.
Das Fahrwerk des Transportwagens ist bevorzugt als Räderfahrwerk mit schwenkbar abgestützten Rädern ausgebildet, bei federnder und/oder dämpfender Abstützung der Räder gegen den Aufbau.The chassis of the trolley is preferably designed as a wheel gear with pivotally supported wheels, with resilient and / or damping support of the wheels against the structure.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, die in den
In den
Weiter zeigen die Figuren einen Transportbehälter
Der Transportbehälter
Die Tragauflage
Die Tragauflage
Gegenüberliegend zur Frontseite
Entsprechend vorstehender Erläuterung der Gestaltung des Transportwagens
Diese Rücklage wird genutzt, um den auf dem Transportwagen
Ergänzend zu dieser schwenkbaren Festlegung erfolgt über einen seitens der Prozessstation
Zur Querverlagerung der Torplatte
Ein Vergleich der
Der bereits geschilderte grundsätzliche Aufbau des Transportwagens
Durch die in der Fahrstellung des Transportwagens
Durch die geschilderte, in der Fahrlage gegen die Fahrebene
Zweckmäßigerweise ist zum Transportwagen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- US 5609459 [0008] US 5609459 [0008]
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