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Die Erfindung betrifft eine Schnittstellen-Vorrichtung für eine Spüleinheit zum Spülen eines Wafer-Behälters mit einem Spülgas, die ein Kontaktstück zum Kontaktieren einer Spül-Schnittstelle eines Wafer-Behälters umfasst, wobei das Kontaktstück vollständig beweglich in der Spüleinheit angeordnet ist und einen Gasdurchlass in seinem Inneren aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Spüleinheit mit einer entsprechenden Schnittstellen-Vorrichtung.
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In der Halbleiter-Produktion ist ein partikelfreier Transport sowie eine partikelfreie Lagerung und Bearbeitung von Wafern, zumeist Silizium-Wafern, unter einer definierten Atmosphäre von außerordentlicher Wichtigkeit. Hierzu werden die Wafer in einem Wafer-Behälter, dem sogenannten „Pod“ bzw. - insbesondere bei 300mm - in einem standardisierten Wafer-Behälter, dem „FOUP“ („Front Opening Unified Pod“) transportiert und gelagert bzw. zur Bearbeitung direkt vom Wafer-Behälter in die entsprechenden Bearbeitungssysteme geladen. Zwischen den Bearbeitungsschritten werden die Wafer in den Wafer-Behältern häufig zusätzlich gespült, um Kontaminationen aus den Wafer-Behältern zu eliminieren bzw. die Wafer unter einer definierten Atmosphäre, in der Regel in einem Inertgas, zu lagern. Hierzu muss der Wafer-Behälter an eine Vielzahl von Spüleinheiten, die mitunter Purge Nest/Shelf Units (PNU/PSU) genannt werden, die zudem die Funktion einer reinen Lagereinheit oder aber einer Ladeeinheit (Loadport) erfüllen, andocken. Dabei wiederum bedarf es einer Schnittstellen-Vorrichtung für den Transport des Spülgases zwischen der jeweiligen Spüleinheit und einer Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters.
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Derartige Schnittstellen-Vorrichtungen sind aus den Druckschriften
US 2004/0237244 A1 sowie
US 2007/0210533 A1 bekannt, in denen eine entsprechende Verbindung zwischen einem Wafer-Behälter und einer Spüleinheit durch einen verformbaren Dichtungsring mit Ansauglippen und Ansaugöffnungen erreicht wird. Der verformbare Dichtungsring ermöglicht aufgrund seiner Verformbarkeit einen begrenzten Ausgleich von vertikalen und horizontalen Bewegungen zwischen dem Wafer-Behälter und der Spüleinheit während des Andockens. Aufgrund seiner Verformbarkeit birgt er jedoch auch die Gefahr des Brechens bzw. eines Partikelabriebs. Zudem muss das Andocken aktiv über die Ansaugöffnungen betrieben werden.
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Die Druckschrift
US 6,056,026 wiederum stellt eine Schnittstellen-Vorrichtung einer Spüleinheit vor, in der ein beweglicher Kolben, der auf einer Feder gelagert ist, beim Absetzen bzw. Andocken des Wafer-Behälters einen Gaseinlass freigibt. Dieser versorgt den Wafer-Behälter über einfache, mit Dichtungsringen eingefasste Öffnungen in der Spüleinheit. Eine solche Schnittstellen-Vorrichtung ist zum einen recht kompliziert aufgebaut und erlaubt zum anderen nur eine sehr beschränkte vertikale bzw. horizontale Bewegung des Wafer-Behälters während des Andockens, so dass es daran leicht zu Leckagen kommen kann.
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In der Druckschrift
US 6,164,664 wird hingegen eine passive Schnittstellen-Vorrichtung zwischen einem Wafer-Behälter und einer Spüleinheit beschrieben. Hierfür enthält die Schnittstellen-Vorrichtung eine flexible verformbare Tülle, die verschiedene Formen aufweisen kann. Beim Absetzen und Andocken des Wafer-Behälters kann auch diese Schnittstellen-Vorrichtung vertikale und horizontale Bewegungen zwischen dem Wafer-Behälter und der Spüleinheit in Grenzen ausgleichen. Sie muss zudem nicht aktiv angesaugt werden, da die Tülle in dem umlaufenden Rand eines Gaseinlasses bzw. eines Gasauslasses der Spüleinheit befestigt ist, und der dichte Kontakt durch das Gewicht des Wafer-Behälters hergestellt wird. Aber auch hier besteht die Gefahr des Brechens bzw. eines Partikelabriebs aufgrund der generellen Verformbarkeit der Schnittstellen-Vorrichtung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstellen-Vorrichtung für eine Spüleinheit zum Spülen eines Wafer-Behälters sowie eine entsprechende Spüleinheit anzugeben, die es ermöglicht, bei Ankopplung des Wafer-Behälters an die Spüleinheit einen Gaseinlass bzw. einen Gasauslass eines Wafer-Behälters abzudichten und ein Spülgas, insbesondere ein Inertgas wie beispielsweise Stickstoff, in den Wafer-Behälter einzuleiten bzw. auszuleiten. Eine solche Schnittstellen-Vorrichtung soll in eine Spüleinheit, auch Purge Nest/Shelf Unit (PNU/PSU) genannt, einsetzbar sein, die wiederum Teil eines Spül-Systems mit einer Vielzahl von Lagerplätzen für Wafer-Behälter sein kann. Dabei soll sie die vorgenannten Probleme überwinden.
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Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schnittstellen-Vorrichtung und eine Spüleinheit zu beschreiben, die es erlaubt,
- - während des Vorgangs der Ankopplung neben vertikalen Bewegungen auch horizontale Bewegungen sowie Kippbewegungen auszugleichen und zu adaptieren;
- - bei niedrigen Gasmengenströmen (und damit Staudrücken) bestmöglich den Gaseinlass bzw. Gasauslass abzudichten, d.h. eine gasdichte bzw. allgemein eine fluiddichte Verbindung herzustellen;
- - zur Vermeidung von Partikeln sowohl während des Vorgangs der Ankopplung und Abkopplung als auch im Spülbetrieb jeglichen Abrieb zu vermeiden oder zumindest gegenüber dem Stand der Technik signifikant zu minimieren;
- - eine passive Ankopplungs- und Dichtfunktion zu erfüllen; und
- - Wartungsaufwände durch maximale Langlebigkeit zu minimieren, da häufige Wartungsaufwände an vielen Tausend Spüleinheiten einer Halbleiter-Fabrik nachträglich zu massiven Kosten- und Wettbewerbsnachteilen führen würden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Eine Schnittstellen-Vorrichtung, auch „Interface-Vorrichtung“ genannt, für eine Spüleinheit zum Spülen eines Wafer-Behälters mit einem Spülgas umfasst ein Kontaktstück zum Kontaktieren einer Spül-Schnittstelle eines Wafer-Behälters. Eine solche Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters wird „Purge-Interface“ oder auch „Grommet“ genannt. Besonders bevorzugt wird als Spülgas ein Inertgas eingeleitet, wodurch jegliche Reaktion mit der Oberfläche der Wafer wie auch des Wafer-Behälters vermieden wird. Das Kontaktstück ist in allen Achsen beweglich und um die Symetrieachse rotierbar in der Spüleinheit angeordnet und weist einen Gasdurchlass in seinem Inneren auf. Dieser Gasdurchlass erstreckt sich bevorzugt von einer Oberseite zu einer Unterseite des Kontaktstücks.
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Erfindungsgemäß ist nun die Schnittstellen-Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück mittels einer Federeinrichtung in der Spüleinheit direkt oder indirekt aufgehängt ist. Dies ermöglicht eine flexible, annähernd reibungsfreie, schwebende - und damit partikelarme bzw. partikelfreie Aufhängung des Kontaktstücks in der Spüleinheit. Eine direkte Aufhängung in der Spüleinheit beschreibt dabei eine direkte Verbindung eines Endes der Federeinrichtung mit der Spüleinheit, während eine indirekte Aufhängung durch eine Verbindung eines Endes der Federeinrichtung mit einer Vermittlungseinheit zwischen der Spüleinheit gewährleistet wird.
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Bevorzugt enthält die Federeinrichtung eine Schraubenfeder. Es sind jedoch auch andere Federeinrichtungen denkbar, die ähnliche Eigenschaften wie diese Schraubenfeder aufweisen.
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Durch die Aufhängung des Kontaktstücks, das bevorzugt nichtelastische Eigenschaften aufweist und somit auch völlig starr ausgeführt sein kann, in der Spüleinrichtung mittels einer Federeinrichtung kann auf sehr einfache Art und Weise ein Ausgleich von vertikalen und horizontalen Bewegungen wie auch von Kippbewegungen während des Vorgangs der Ankopplung erfolgen: Innerhalb eines festgelegten horizontalen Radius, vorzugsweise von bis zu 2 Millimetern abweichend vom Mittelpunkt, ist eine Berührung der Schnittstellen-Vorrichtung, insbesondere des Kontaktstücks der Schnittstellen-Vorrichtung, mit der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters variabel möglich. Der Wafer-Behälter kann dabei in einem zur Horizontale geneigten Winkel und/oder horizontal leicht verschoben aufgenommen werden. Die Schnittstellen-Vorrichtung ist also eingerichtet, die Bewegungen des Wafer-Behälters ab deren gegenseitiger Berührung zu adaptieren. Zum Ankoppeln des Wafer-Behälters an die Spüleinheit sind hier 3-Punkt-Kinematik-Kupplungen zwischen dem Wafer-Behälter und einer Spüleinheit mit einer zwischen 0° und 45° geneigten Bewegung des Wafer-Behälters nach unten üblich, wobei solche adaptiert werden bis eine beabsichtigte Endlage des Wafer-Behälters eingenommen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Schnittstellen-Vorrichtung wird eine fluiddichte bzw. insbesondere eine gasdichte Verbindung direkt zwischen dem Kontaktstück der Schnittstellen-Vorrichtung und der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters realisiert, die eine passive Ankopplungs- und Dichtfunktion erfüllt: Die Ankopplungs- und Dichtfunktion wird durch die Beweglichkeit und die Adaptionseigenschaften des Kontaktstücks mittels der Federeinrichtung sowie durch das Absetzen des Wafer-Behälters auf der Spüleinheit und damit durch das Aneinanderpressen von Kontaktstück und Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters erreicht. Die Federeinrichtung ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet, die einen verjüngten Teil des Kontaktstückes umgibt und sich zwischen dem Rahmen und einem oberen, scheibenartig verbreiterten Abschnitt des Kontaktstückes abstützt.
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Durch die mittels Federeinrichtung garantierte Beweglichkeit und die bevorzugt nicht-elastische Ausführung des Kontaktstücks kann - bei sehr hoher Beweglichkeit und Anpassungsfähigkeit an die Bewegungen des Wafer-Behälters - eine Gefahr von Leckagen und die Gefahr einer Partikelerzeugung maximal geringgehalten werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Schnittstellen-Vorrichtung umfasst weiterhin einen Rahmen zum Befestigen der Schnittstellen-Vorrichtung an der Spüleinheit und zur Aufnahme der Federeinrichtung zur Aufhängung des Kontaktstücks. Der Rahmen bildet also eine Vermittlungseinheit zwischen der Schnittstellen-Vorrichtung und der Spüleinheit und insbesondere zwischen der Federeinrichtung der Schnittstellen-Vorrichtung und der Spüleinheit. Der Rahmen nimmt in einer bevorzugten Variante eine Federeinrichtung auf, die eine Schraubenfeder enthält, oder die durch eine Schraubenfeder ausgebildet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Schnittstellen-Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Kontaktstück, das eingerichtet ist, eine hohe Haftreibung zur Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters zu erzeugen. Dadurch erfolgt bei der Kontaktierung ein Anschmiegen bzw. Aneinanderschmiegen des Kontaktstücks der Schnittstellen-Vorrichtung und der Spül-Schnittstelle, auch „Grommet“ genannt, des Wafer-Behälters noch bevor die Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters und damit dieser selbst seine Endlage erreicht. Die hohe Haftreibung verhindert eine weitere Bewegung des Kontaktstücks der Schnittstellen-Vorrichtung relativ zur Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters indem es sich dazu synchron bewegt.
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Besonders vorteilhaft ist eine Schnittstellen-Vorrichtung, deren Kontaktstück eine Oberseite aufweist, die eine ebene Fläche, insbesondere eine ebene Metallfläche, umfasst. Die Metallfläche ist dabei so wie alle anderen Teile der Schnittstellen-Vorrichtung bevorzugt aus Edelstahl ausgebildet. Dabei ist insbesondere eine Oberseite in Form einer ebenen Fläche, die besonders glatt bzw. poliert ausgebildet ist, geeignet: Ab der Berührung des Kontaktstücks der Schnittstellen-Vorrichtung mit der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters erfolgt dann effektiv keine Relativbewegung zwischen dem Kontaktstück und der Spül-Schnittstelle mehr. Dies vermeidet die Generation von Partikeln.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Schnittstellen-Vorrichtung in einer Ausgestaltung eine konische Zentrierscheibe zum Ausrichten des Kontaktstücks in der Spüleinheit bzw. im Rahmen der Schnittstellen-Vorrichtung entlang einer Mittelachse der Schnittstellen-Vorrichtung umfasst. Dabei ist die konische Zentrierscheibe mit dem unteren Mantelbereich des Kontaktstücks direkt oder indirekt verbunden, wobei eine indirekte bewegliche Verbindung erhöhter Beweglichkeit des Kontaktstückes dienlich ist, während eine fixierte Verbindung den horizontalen als auch vertikalen Bewegungsbereich des Kontaktstückes stärker einschränkt. In bevorzugten Ausführungsformen ist die konische Zentrierscheibe mit der Unterseite oder dem unteren Mantelbereich des Kontaktstückes indirekt verbunden, indem die indirekte bewegliche Verbindung über eine oder mehrere Zwischenstücke erfolgt. Demgegenüber ist in einer weiteren Ausführungsform eine direkte Verbindung vorgesehen, bei der die konische Zentrierscheibe ohne solche Zwischenstücke an der Unterseite und/oder im unteren Mantelbereich des Kontaktstückes fixiert ist. Die Mittelachse der Schnittstellen-Vorrichtung, an der das Kontaktstück ausgerichtet wird, ist dabei die Symmetrieachse des Kontaktstücks bzw. der Schraubenfeder bei entlasteter Schnittstellen-Vorrichtung.
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Der Rahmen der Schnittstellen-Vorrichtung ist in diesem Fall bevorzugt an die konische Form der Zentrierscheibe angepasst und bildet somit das Gegenstück zu dieser Zentrierscheibe. Wird die Schnittstellen-Vorrichtung ohne Rahmen in die Spüleinheit eingebaut, so ist es von Vorteil, wenn die Spüleinheit selbst an der Stelle der Schnittstellen-Vorrichtung an die konische Form der Zentrierscheibe angepasst ist.
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Eine solche Zentrierscheibe ermöglicht die erneute Ausrichtung der Schnittstellen-Vorrichtung nach dem Abheben eines Wafer-Behälters und vor der Aufnahme eines neuen Wafer-Behälters: Die Schraubenfeder drückt das Kontaktstück dabei wieder nach oben, und die konische Zentrierscheibe findet ihr Gegenstück bevorzugt in einer entsprechenden Ausformung der Spüleinheit an Stelle der Schnittstellen-Vorrichtung. Dies erlaubt dem Kontaktstück beim erneuten Andocken eines Wafer-Behälters eine maximal mögliche horizontale Beweglichkeit in alle Richtungen bei gleichzeitig von oben auf diese wirkender Vertikalkraft und verhindert so ein Verkippen durch ein seitliches Anstoßen an dessen Führung. Dadurch werden effektiv Leckagen verhindert.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Schnittstellen-Vorrichtung zudem eine Gasanschlusseinrichtung, auch „Fitting“ genannt, die mit einer Unterseite des Kontaktstücks, insbesondere mit dem Gaseinlass bzw. Gasauslass daran, direkt verbunden ist, und die einen Schlauchanschluss enthält. Ein solcher Schlauchanschluss ist eine Vorrichtung zum Anschluss eines Gasschlauches sowie ggf. zum Anschluss weiterer konstruktiver Hilfsmittel.
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Die die Schnittstellen-Vorrichtung aufnehmende Spüleinheit enthält dabei in einer Ausführungsform mindestens ein Ventil, bzw. ist diese an einem solchen angeschlossen, welches einen Gaseinlass bzw. Gasauslass dann ermöglicht, wenn der Wafer-Behälter auf der Spüleinheit abgesetzt worden ist. Besonders bevorzugt wird die Spülgaszu- bzw. -abfuhr gesteuert, indem im Purge Nest eine Frei/Belegt-Erkennung (bspw. mittels Placement Sensor) vorgesehen ist, die Signale an eine Datenverarbeitungseinheit übermittelt, welche dann die Ventile zur Gaszufuhr bzw. Gasabfuhr steuert. Dies reduziert vorteilhaft die mechanische Komplexität der Schnittstellenvorrichtung. Optional in die Spül-Schnittstellen („Grommets“) des Wafer-Behälters integrierte mechanische Ventile werden dabei bevorzugt ausschließlich durch an diesen entstehenden Gasdruck (Staudruck) im oder außerhalb des Wafer-behälters während des Spülvorganges betätigt und geöffnet.
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Vorteilhaft ist eine Schnittstellen-Vorrichtung, deren Schlauchanschluss ausgestaltet ist, eine entlang der Mittelachse der Schnittstellen-Vorrichtung zentrierte Anpresskraft des Kontaktstücks gegenüber der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters zu erzeugen.
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Weiterhin ist eine Schnittstellen-Vorrichtung vorteilhalt, die gekennzeichnet ist durch eine Gasanschlusseinrichtung und/oder einen Schlauchanschluss, die bzw. der ausgestaltet ist, eine Krafteinwirkung durch eine Schlauchvorspannung so gering wie möglich zu halten.
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Beispielsweise ermöglicht ein flexibler Gasschlauch, dessen Länge, gemessen vom Schlauchanschluss der Gasanschlusseinrichtung der Schnittstellen-Vorrichtung bis zur Anschlussvorrichtung der Gasquelle bzw. der Absaugvorrichtung, im Vergleich zum Durchmesser der Schnittstellen-Vorrichtung um mindestens das 3 bis 4-fache länger ist, einen Anschluss an die Anschlussvorrichtung der Gasquelle oder der Absaugvorrichtung in einem solchen Radius, dass eine Krafteinwirkung durch eine Schlauchvorspannung auf das Kontaktstück gering ist. Der Anschlussschlauch ist dabei vorteilhaft in einem Radius von mindestens 90 Grad verlegt.
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Eine Ausrichtung des Schlauchanschlusses bzw. der gesamten Gasanschlusseinrichtung in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Anschlussvorrichtung der Gasquelle oder der Absaugvorrichtung ist ebenfalls sehr vorteilhaft: So können sowohl die Gasanschlusseinrichtung und der Schlauchanschluss der Schnittstellen-Vorrichtung als auch die Anschlussvorrichtung der Gasquelle oder der Absaugvorrichtung einen vertikalen Gasauslass bzw. Gaseinlass nach unten aufweisen, oder aber der Schlauchanschluss der Schnittstellen-Vorrichtung und die Anschlussvorrichtung der Gasquelle oder der Absaugvorrichtung einen horizontalen Gasauslass bzw. Gaseinlass aufweisen, die jeweils mittels des Gasschlauches miteinander verbunden werden.
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Das Spülgas wird vorteilhaft durch eine Bohrung, die durch das Kontaktstück hindurch reicht, geführt. Die Gaszu- bzw. -abfuhr wird bevorzugt durch entsprechende Ventile gesteuert, die bspw. nahe der Interface-Vorrichtung auf der Spüleinheit angeordnet sein können.
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Die hier beschriebene Schnittstellen-Vorrichtung ist insbesondere einsetzbar in Verbindung mit folgenden Typen von Wafer-Behältern: Entergris A300 FOUP, Entegris Spectra® FOUP, Entegris E200 Pod-Door, ShinEtsu Polymer 300EX AD2 FOUP.
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Eine erfindungsgemäße Spüleinheit zum Spülen eines Wafer-Behälters mit einem Spülgas, vorzugsweise einem Inertgas (bspw. N2, Ar) oder extrem reiner Trockenluft (XCDA), umfasst eine kinematische Kopplung, bevorzugt eine 3-Punkt-Kinematik-Kopplung, zur Aufnahme eines Wafer-Behälters sowie mindestens eine oben beschriebene erfindungsgemäße Schnittstellen-Vorrichtung.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden und/oder die oben beschriebenen Ausführungsformen - soweit möglich - miteinander zu kombinieren. Dazu ist einerseits auf die unabhängigen Patentansprüche sowie den diesen nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen zu verweisen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnittstellen-Vorrichtung für eine Spüleinheit zum Spülen eines Wafer-Behälters in einer Schnittansicht,
- 1a erläutert schematisch die Neigungsbewegung 10 des Kontaktstücks,
- 1b zeigt schematisch die horizontale Bewegung 21 des Kontaktstücks,
- 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Schnittstellenkonfiguration die einen Schlauchanschluss 13 in der Achse des Kontaktstücks 2 vorsieht. Dargestellt ist eine Ansicht von unten (AU) bzw. oben (AO) und eine Ansicht von der Seite (AS). Der Bewegungsraum n zeigt schematisch die möglichen Bewegungen der Mittelachse des Kontaktstücks. Dazu sind in punktierter Darstellung zwei unterschiedliche von der Ruhelage abweichende Positionen des Kontaktstückes 2 dargestellt.
- 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem abgewinkelten Schlauchanschluss 13. Dargestellt ist eine Ansicht von unten (AU) bzw. oben (AO) und eine Ansicht von der Seite (AS). Der Bewegungsraum n zeigt schematisch die möglichen Bewegungen der Mittelachse des Kontaktstücks. Dazu sind in punktierter Darstellung zwei unterschiedliche von der Ruhelage abweichende Positionen des Kontaktstückes 2 dargestellt.
- 4 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Bewegungsraum n des Kontaktstücks 2 ist durch das eingefügte Koordinatensystem versinnbildlicht.
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Ausführungsbeispiel
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnittstellen-Vorrichtung 1 für eine Spüleinheit 100 zum Spülen eines Wafer-Behälters mit einem Spülgas, insbesondere mit einem Inertgas, in einer Schnittansicht. Die Schnittstellen-Vorrichtung 1 umfasst ein Kontaktstück 2, das in diesem Fall nicht-elastisch bzw. starr ausgeführt ist und mittels einer Schraubenfeder 4', also einer speziellen Federeinrichtung 4, indirekt in der Spüleinheit 100 aufgehängt ist, und damit in der Spüleinheit 100 beweglich angeordnet ist. Diese indirekte Aufhängung erfolgt über einen Rahmen 5: Der Rahmen 5 ist mittels Befestigungselementen 16, beispielsweise von mindestens zwei Schraubverbindungen, in der Spüleinheit 100 - und präziser auf einer Grundplatte einer Spüleinheit 100 - befestigt. Eine Schnittstellen-Vorrichtung 1, die - wie hier gezeigt - einen Rahmen 5 umfasst, hat dabei zum einen den Vorteil, dass die einzelne Schnittstellen-Vorrichtung 1 fertig montiert werden kann, bevor sie in die Spüleinheit 100 eingesetzt wird, zum anderen ist eine solche Schnittstellen-Vorrichtung 1 mit einem Rahmen 5 wesentlich leichter auszutauschen, wenn eine Notwendigkeit hierfür besteht.
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Das Kontaktstück 2 mit einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung um eine Mittelachse 8 herum weist in seinem Inneren einen Gasdurchlass 3 auf. Dieser reicht von einer Oberseite 6 des Kontaktstücks 2 bis zu einer Unterseite 9 des Kontaktstücks 2. Die gesamte, hier kreisrunde, Oberseite 6 des Kontaktstücks 2 ist als ebene Fläche ausgestaltet, die nur in einem kleinen Radius um ihren Mittelpunkt von Gasdurchlass 3 unterbrochen ist. Kommt diese ebene Fläche mit einer gummiartigen Spül-Schnittstelle eines Wafer-Behälters in Kontakt, so besteht ab diesem Moment zwischen diesen Teilen eine hohe Haftreibung. Dadurch kann sich die Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters nicht mehr weiter über die Oberseite 6 des Kontaktstücks 2 bewegen, sondern schmiegt sich sofort an die Oberseite 6 des Kontaktstücks 2 an, so dass jegliche weitere Bewegung des Wafer-Behälters vom beweglich im Rahmen 5 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 aufgehängtem Kontaktstück 2 ab dann adaptiert wird, wodurch das sich das Kontaktstück 2 synchron mit dem FOUP mitbewegt.
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Zur Realisierung einer beweglichen Aufhängung, insbesondere einer beweglichen Aufhängung, die dem Kontaktstück 2 erlaubt, eine Neigungsbewegung 20 (1a) zur Anpassung an eine Neigung der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters gegenüber dem Kontaktstück 2 wie auch eine horizontale Bewegung 21 (1b) zur Anpassung einer horizontalen Verschiebung des Wafer-Behälters in Bezug auf das Kontaktstück 2 oder einer Kombination aus beiden zu vollziehen, ist das Kontaktstück 2 mittels einer Schraubenfeder 4' in eine konisch gestaltete Öffnung im Rahmen 5 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 eingesetzt. Dies erlaubt eine Aufnahme des Wafer-Behälters bzw. eine Kopplung mit dem Wafer-Behälter in einem Winkelbereich 22 von bis zu 90° bzw. mit einer bis zu 45° geneigten Vertikalbewegung, die beim Ausrichten der Kinematik-Kupplung auftreten kann. Um bei maximal geneigter Vertikalbewegung des Kontaktstückes 2 unerwünschte Reibung zwischen der Zentrierscheibe 7 und der konischen Aufnahme des Rahmens 5 zu minimieren, ist der Winkelbereich 23 mit einem Öffnungswinkel größer 90° größer gewählt als der Winkelbereich 22.
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Um das Kontaktstück 2 im Rahmen 5 entlang der Mittelachse 8 des Kontaktstücks 2 und der gesamten Schnittstellen-Vorrichtung 1 auszurichten, wenn ein auf der Schnittstellen-Vorrichtung 1 abgestellter Wafer-Behälter wieder angehoben und die Schraubenfeder 4` dadurch wieder entlastet wird, umfasst die hier gezeigte Schnittstellen-Vorrichtung eine konische Zentrierscheibe 7. Die konische Zentrierscheibe 7 ist in diesem Fall über den unteren Mantelbereich 10 des Kontaktstücks 2 indirekt über die Sicherrungsscheibe 17 beweglich mit diesem verbunden. Sie findet ihr Gegenstück in einer entsprechend geformten Öffnung im Rahmen 5 der Schnittstellen-Vorrichtung 1. Wird die Schraubenfeder 4` mit dem Kontaktstück 2 beim Abheben des Wafer-Behälters wieder entlastet, so schmiegt sich die konische Zentrierscheibe 7 entsprechend in die Öffnung des Rahmes 5 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 an.
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Die Schnittstellen-Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Gasanschlusseinrichtung 11. Die Gasanschlusseinrichtung 11 ist mit der Unterseite 9 des Kontaktstücks 2, und insbesondere mit einem Gaseinlass bzw. einem Gasauslass 12 an der Unterseite 9 des Kontaktstücks 2, direkt verbunden. Die Gasanschlusseinrichtung 11 umfasst des Weiteren einen Schlauchanschluss 13, in den ein Gasschlauch 50 befestigt werden kann, über den das Spülgas in die Schnittstellen-Vorrichtung 1 hinein- bzw. herausgeleitet werden kann. Der Schlauchanschluss 13 ist dabei so auf eine Anschlussvorrichtung 110 einer Gasquelle oder einer Absaugvorrichtung der Spüleinheit 100 ausgerichtet, dass eine entlang der Mittelachse 8 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 zentrierte Anpresskraft des Kontaktstücks 2 gegenüber der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters erzeugt werden kann.
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In den Figuren 2 bzw. 3 sind zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schnittstellen-Vorrichtung 1 in Verbindung mit der zugehörigen Anschlussvorrichtung 110 einer Gasquelle bzw. Gasabsaugung für eine Spüleinheit 100 zum Spülen eines Wafer-Behälters mit einem Spülgas in einer Ansicht von unten (AU) bzw. oben (AO) und einer Ansicht von der Seite (AS) dargestellt. Dies erläutert insbesondere, wie über den Schlauchanschluss 13 eine entlang der Mittelachse 8 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 weitestgehend zentrierte Anpresskraft des Kontaktstücks 2 gegenüber der Spül-Schnittstelle des Wafer-Behälters erzeugt werden kann, und wie eine Krafteinwirkung durch eine Schlauchvorspannung gering gehalten werden kann.
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Die Schnittstellen-Vorrichtung 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels kann in ihren Eigenschaften der Schnittstellen-Vorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, oder aber teilweise anders ausgestaltet sein: So kann beispielsweise die Schnittstellen-Vorrichtung 1 auch ohne Rahmen 5 direkt in der Spüleinheit 100 eingepasst sein.
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Um eine Krafteinwirkung durch eine Schlauchvorspannung auf das Kontaktstück 2 gering zu halten, wird wiederum ein flexibler Gasschlauch 50 eingesetzt, dessen Länge, gemessen vom Schlauchanschluss 13 der Gasanschlusseinrichtung 11 der Schnittstellen-Vorrichtung 1 bis zur Anschlussvorrichtung 110 der Gasquelle oder der Pumpvorrichtung, im Vergleich zur Schnittstellen-Vorrichtung 1 um mindestens eine Größenordnung größer ist.
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Abschließend sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schnittstellen-Vorrichtung
- 10
- Mantelbereich des Kontaktstücks
- 100
- Spüleinheit
- 11
- Gasanschlusseinrichtung
- 110
- Anschlussvorrichtung
- 12
- Gasein- bzw. Gasauslass
- 120
- Schlauchanschluss an der Anschlussvorrichtung
- 13
- Schlauchanschluss am Kontaktstück
- 16
- Befestigungselement
- 17
- Sicherungsscheibe
- 2
- Kontaktstück
- 20
- Neigungsbewegung
- 21
- horizontale Bewegung
- 22
- Winkelbereich
- 23
- Winkelbereich
- 3
- Gasdurchlass
- 4
- Federeinrichtung
- 4`
- Schraubenfeder
- 5
- Rahmen
- 50
- flexibler Gasschlauch
- 6
- Oberseite des Kontaktstücks
- 7
- Zentrierscheibe
- 8
- Mittelachse
- 9
- Unterseite des Kontaktstücks
- n
- Bewegungsraum
- AU
- Ansicht von unten
- AO
- Ansicht von oben
- AS
- Seitenansicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2004/0237244 A1 [0003]
- US 2007/0210533 A1 [0003]
- US 6056026 [0004]
- US 6164664 [0005]
