-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
-
Die Herstellung von hochintegrierten elektronischen Schaltungen und anderen empfindlichen Halbleiterbauelementen erfolgt heutzutage in Fabriken, in denen sogenannte Halbleiterwafer eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten durchlaufen. Ein großer Teil dieser Bearbeitungsschritte erfolgt in Reinräumen, welche mit hohem Aufwand frei von Verunreinigungen, insbesondere frei von Partikeln, gehalten werden. Eine solch aufwendige Bearbeitung ist erforderlich, da insbesondere Partikel, die mit dem Halbleitermaterial der Halbleiterwafer in Berührung kommen, die Materialeigenschaften der Halbleiterwafer so beeinflussen können, dass eine gesamte Produktionscharge fehlerhaft und unbrauchbar wird und ausgesondert werden muss.
-
Da die Reinhaltung mit zunehmender Integrationsdichte der Halbleiterschaltungen immer wichtiger und der Aufwand zur Reinhaltung mit zunehmender Größe der Reinräume exponentiell ansteigt, werden die Halbleiterwafer nicht „offen“ von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert. Stattdessen verwendet man spezielle Transportbehälter (sogenannte FOUPs, Front Opening Unified Pods). Hierunter versteht man kastenförmige Transportbehälter, in die eine Vielzahl von Halbleiterwafern eingesteckt wird. Verschlossen werden die FOUPs üblicherweise mit einem abnehmbaren Deckel. Ohne den Deckel haben die FOUPs eine topfförmige Grundform mit einer rechteckigen Grundfläche. Wenn die FOUPs mit ihrem Deckel verschlossen sind, können die eingesteckten Halbleiterwafer von der Umwelt geschützt von einem Reinraum zu einem anderen Reinraum transportiert werden. Wenn die FOUPs eine Bearbeitungsstation erreicht haben, werden diese geöffnet, die Halbleiterwafer entnommen und entsprechend bearbeitet. Nach erfolgter Bearbeitung werden die Halbleiterwafer zurück in die FOUPs transportiert und dann zur nächsten Bearbeitungsstation befördert.
-
Aufgrund der hohen Produktionsausfälle bei Verunreinigungen der Halbleiterwafer ist es erforderlich, die FOUPs von Zeit zu Zeit zu reinigen. Die FOUPs werden insbesondere vom Abrieb der Halbleiterwafer beim Einbringen in die und beim Entnehmen aus den FOUPs verunreinigt.
-
Sinngemäß gilt dasselbe für Transportbehälter für EUV-Lithografie-Masken („extreme ultra-violet radiation“, extrem ultraviolette Strahlung). Die EUV-Lithografie-Masken werden eingesetzt, um sehr kleine integrierte Schaltungen herzustellen. Auch die EUV-Lithografie-Masken müssen, wie die Halbleiter, transportiert werden, wobei sich eine ähnliche Situation einstellt. Wenn im Folgenden von FOUPs gesprochen wird, gelten die diesbezüglichen Aussagen gleichermaßen für Transportbehälter für EUV-Lithographie-Masken.
-
Vorrichtungen vom Reinigen von FOUPs sind beispielsweise aus der
US 5 238 703 A , der
WO 2005/001888 A2 und der
EP 1 899 084 B1 bekannt. Insbesondere aus der
EP 1 899 084 B1 ist ersichtlich, dass derartige Vorrichtungen mehrere Behandlungseinheiten aufweisen, in denen verschiedene Behandlungsschritte zum Reinigen der FOUPs durchgeführt werden. Die FOUPs werden mittels einer Greif- und Bewegungseinrichtung, die beispielsweise als ein Greifroboter ausgestaltet sein kann, von einer Behandlungseinheit zur nächsten transportiert.
-
Wie eingangs erwähnt, umfassen die FOUPs einen Deckel, mit denen der Hohlkörperinnenraum verschlossen werden kann. Eine Reinigung der FOUPs nur an ihrer Außenoberfläche trägt zwar auch zur Reduzierung von fehlerhaften Halbleiterwafern bei, allerdings ist dieser Beitrag deutlich geringer im Vergleich zu einer Reinigung an ihrer Innenoberfläche. Um jedoch die Innenoberfläche reinigen zu können, muss der Deckel entfernt werden, infolgedessen die verwendete Greif- und Bewegungseinrichtung vergleichsweise komplexe Bewegungsabläufe ausführen muss. Da sich die FOUPs während des Reinigungsvorgangs üblicherweise in einer Stellung befinden, die während des Reinigungsvorgangs nicht verändert wird, muss die Greif- und Bewegungseinrichtung einen relativ langen Aktionsradius haben, um die FOUPs ergreifen und bewegen zu können. Zudem kann die Greif- und Bewegungseinrichtung nicht immer mit der vollen Geschwindigkeit betrieben werden.
-
Die Vorrichtungen, in denen die FOUPs gereinigt werden, weisen üblicherweise eine Wandung auf, welche eine Wandungsöffnung aufweist, durch welche der von der Wandung gebildete Innenraum zugänglich ist. Das Einbringen in den und das Entnehmen aus dem Innenraum stellt ebenfalls einen zeitintensiven Schritt dar.
-
Aufgrund der genannten Gegebenheiten sind die verwendeten Greif- und Bewegungseinrichtungen teuer, zudem dauert der Reinigungsvorgang aufgrund der komplexen Bewegungsabläufe relativ lang.
-
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer vorzuschlagen, mit welcher es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, die Dauer des Reinigungsvorgangs zu verkürzen.
-
Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer zu schaffen, mit welchem die Vorrichtung betrieben werden kann.
-
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Hohlkörpern beschrieben, da die Erfindung nicht auf FOUPs oder auf Transportbehälter für EUV-Lithografie-Masken beschränkt ist.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken, umfassend
- - eine Wandung, welche einen Innenraum umschließt,
- - eine im Innenraum angeordnete Greif- und Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Hohlkörpers innerhalb des Innenraums, und
- - eine von der Wandung gebildete Wandungsöffnung, die von einem Verschlusskörper verschließbar ist und durch welche der Innenraum zugänglich ist, wobei der Verschlusskörper
- o mittels einer Befestigungseinheit bewegbar in der Vorrichtung gelagert ist und
- o einen Aufnahmeabschnitt aufweist, mit welcher der Hohlkörper lösbar mit dem Verschlusskörper verbindbar ist.
-
Der Hohlkörper kann mit dem Verschlusskörper verbunden, bewegt und wieder von diesem gelöst werden. Der Verschlusskörper dient gleichzeitig dem Verschließen der Wandungsöffnung.
-
Der Hohlkörper wird mit dem Verschlusskörper verbunden, wobei hierzu zwei Schritte vorgenommen werden: Zunächst wird der Hohlkörper auf den Verschlusskörper aufgesetzt, was manuell erfolgen kann. Anschließend wird der Hohlkörper verriegelt, was automatisiert durchgeführt wird.
-
Dann wird der Verschlusskörper in eine Stellung bewegt, in welcher die Öffnung Verschlossen ist, wobei der Hohlkörper so mit dem Verschlusskörper verbunden wird, dass er von der Greif- und Bewegungseinrichtung ergriffen und anschließend im Innenraum bewegt werden kann. Der Verschlusskörper wird mit in den Bewegungsablauf, den der Hohlkörper bei der Behandlung durchläuft, eingebunden, wobei der Hohlkörper mit dem Verschlusskörper in den Innenraum eingebracht und aus diesem entnommen wird.
-
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform ist die Befestigungseinheit als ein Scharnier ausgebildet, mit welchem der Verschlusskörper drehbar an der Wandung befestigt ist. Grundsätzlich kann die Befestigungseinheit jede beliebige Bewegung des Verschlusskörpers vorgeben, beispielsweise kann eine Parallelogrammführung vorgesehen werden. Allerdings ist die Verwendung einer als ein Scharnier ausgebildeten Befestigungseinheit mit einem geringen technischen Aufwand verbunden. Insbesondere können Scharniere auf einfache Weise mit einer Antriebseinrichtung zusammenwirken. Zudem zeichnen sich Scharniere durch eine hohe Zuverlässigkeit aus.
-
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann der Verschlusskörper zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar sein, wobei der Verschlusskörper in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung die Wandungsöffnung verschließt.
-
Der Verschlusskörper kann L-förmig aufgebaut sein und zwei Schenkel aufweisen, die sich im Drehpunkt treffen. In der ersten Stellung wird der Hohlkörper mit dem sich auf dem zweiten Schenkel befindlichen Aufnahmeabschnitt des Verschlusskörpers verbunden, wobei sich der Hohlkörper außerhalb des Innenraums befindet. Mit dem ersten Schenkel wird die Wandungsöffnung verschlossen. In der zweiten Stellung ist der Hohlkörper innerhalb des Innenraums angeordnet, wobei die Wandungsöffnung vom zweiten Schenkel verschlossen wird. Da sowohl die erste Stellung als auch die zweite Stellung so gewählt werden können, dass der Verschlusskörper gut zugänglich ist, wird der Bewegungsablauf einfach und kurz gehalten. Eine komplizierte Übergabe durch die Wandungsöffnung entfällt. Mit dem Überführen des Verschlusskörpers von der ersten Stellung in die zweite Stellung wird auch der Innenraum verschlossen. Ein zusätzlicher Schritt ist hierzu nicht erforderlich.
-
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann der Hohlkörper
- - einen ersten Greifabschnitt und
- - einen zweiten Greifabschnitt aufweisen, wobei
- - der Aufnahmeabschnitt Verriegelungsmittel aufweist, mit denen der Verschlusskörper unter Verwendung des ersten Greifabschnitts mit dem Hohlkörper zusammenwirken kann, und
- - die Greif- und Bewegungseinrichtung Greifmittel aufweist, mit denen die Greif- und Bewegungseinrichtung unter Verwendung des zweiten Greifabschnitts mit dem Hohlkörper zusammenwirken kann.
-
In dieser Ausführungsform weist der Hohlkörper einen ersten Greifabschnitt und einen zweiten Greifabschnitt auf. Folglich ist es möglich, den Hohlkörper zumindest zeitweise sowohl am Verschlusskörper als auch mit der Greif- und Bewegungseinrichtung zu befestigen. Beispielsweise können die Verriegelungsmittel erst dann gelöst werden, wenn die Greifmittel vollständig am Hohlkörper angreifen. Einerseits können die beiden Greifabschnitte so angeordnet werden, dass beide auch dann gut zugänglich sind, wenn beispielsweise der Verschlusskörper mit dem ersten Greifabschnitt verbunden ist. Andererseits kann sichergestellt werden, dass der Hohlkörper mindestens mit der Greif- und Bewegungseinrichtung oder mit dem Verschlusskörper sicher verbunden ist, infolgedessen eine unkontrollierte Bewegung des Hohlkörpers vermieden wird. Ein Absetzen des Hohlkörpers im Innenraum, welches notwendig sein könnte, damit die Greif- und Bewegungseinrichtung vom ersten Greifabschnitt zum zweiten Greifabschnitt wechseln kann, ist nicht notwendig, wodurch Zeit gespart wird.
-
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine weitere Greif- und Bewegungseinrichtung zum Zuführen des Hohlkörpers zum Verschlusskörper und zum Entnehmen des Hohlkörpers vom Verschlusskörper aufweisen. Wie weiter oben erwähnt, kann der Hohlkörper manuell auf den sich in der ersten Stellung befindenden Verschlusskörper aufgelegt und automatisch mit diesem verriegelt und damit verbunden werden. Selbiges gilt auch für das Lösen und Entnehmen. Mit der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung, die typischerweise außerhalb des Innenraums angeordnet ist und beispielsweise als ein OHT-System (Overhead Transport System) ausgebildet sein kann, kann die Zufuhr zum und die Entnahme vom Verschlusskörper automatisiert werden. Auch der weitere Transport der Hohlkörper mit eingesteckten Halbleiter-Halbleiterwafern innerhalb eines Reinraums oder zwischen mehreren Reinräumen kann vom OHT-System übernommen werden. Folglich kann auch die vorliegende Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform in ein OHT-System integriert werden.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung weitere Greifmittel aufweisen, mit denen die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung unter Verwendung des zweiten Greifabschnitts mit dem Hohlkörper zusammenwirken kann. Wie erwähnt, ist die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung typischerweise außerhalb des Innenraums angeordnet, während die Greif- und Bewegungseinrichtung üblicherweise innerhalb des Innenraums angeordnet ist. Da die beiden Greif- und Bewegungseinrichtungen in diesem Fall von der Wandung der Vorrichtung getrennt sind und das Überführen des Hohlkörpers in den Innenraum vom Verschlusskörper übernommen wird, kommen die beiden Greif- und Bewegungseinrichtungen nie gleichzeitig mit dem Hohlkörper in Kontakt. Insofern ist es mit der vorschlagsgemäßen Vorrichtung möglich, den zweiten Greifabschnitt des Hohlkörpers für zwei unterschiedliche Greif- und Bewegungseinrichtungen zu verwenden. Infolgedessen kann die Gestaltung des Hohlkörpers einfach gehalten werden, da kein dritter Greifabschnitt vorgesehen werden muss. Zudem können die Greifmittel der Greif- und Bewegungseinrichtung und die weiteren Greifmittel der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung baugleich ausgeführt werden, wodurch Kostenvorteile erzielt werden können.
-
Eine weitergebildete Ausführungsform, bei welcher der Hohlkörper
- - eine Bodenwand und eine oder mehrere Seitenwände bilden,
- - eine der Bodenwand gegenüberliegende Öffnung, und
- - einen Deckel aufweist, mit welchem die Öffnung verschließbar ist,
zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung zumindest eine Deckelhandhabungseinheit aufweist, die lösbar mit dem Deckel verbindbar ist.
-
Wie erwähnt, trägt eine Reinigung der Hohlkörper, insbesondere der FOUPS, nur an ihrer Außenoberfläche im Vergleich zu einer Reinigung an ihrer Innenoberfläche in einem deutlich geringeren Umfang zur Reduzierung von fehlerhaften Halbleiterwafern bei. Zum Reinigen der Innenoberfläche muss der Hohlkörper geöffnet werden, wozu der Deckel vom Hohlkörper entfernt werden muss, was mit der Deckelhandhabungseinheit automatisiert erfolgen kann. Folglich ermöglicht die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch eine Reinigung der Innenoberfläche mit den oben erwähnten Vorteilen.
-
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform weist
- - die Vorrichtung zumindest eine Behandlungseinheit, mit welcher der Hohlkörper behandelt werden kann, und eine Deckelhandhabungseinheit auf, wobei
- - die Behandlungseinheit einen Prozessraum aufweist, in welchem der Hohlkörper behandelt werden kann,
- - der Prozessraum durch eine Prozessraumöffnung zugänglich ist, und
- - die Deckelhandhabungseinheit zwischen einer Offenstellung, in welcher die Deckelhandhabungseinheit die Prozessraumöffnung freigibt, und einer Verschlussstellung, in welcher die Deckelhandhabungseinheit die Prozessraumöffnung verschließt, mittels einer weiteren Befestigungseinrichtung bewegbar in der Vorrichtung gelagert ist.
-
Wie erwähnt, ist der Deckel lösbar mit der Deckelhandhabungseinheit verbunden. Ähnlich wie der Verschlusskörper wird die Deckelhandhabungseinheit in die Handhabung des Hohlkörpers, in diesem Fall in die Handhabung des Deckels des Hohlkörpers, integriert. Der Deckel wird in die Behandlungseinheit dadurch eingebracht, dass die Deckelhandhabungseinheit von der Offenstellung in die Verschlussstellung bewegt wird und umgekehrt. Wiederum entfällt ein kompliziertes Einbringen in den und ein Entnehmen aus dem Prozessraum.
-
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine erste Behandlungseinheit aufweist, welche als eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen des Hohlkörpers und/oder des Deckels ausgebildet ist. Wie erwähnt, spielt die Reinigung der Hohlkörper eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von fehlerhaften Halbleiterwafern. In dieser Ausführungsform wird der Bedeutung der Reinigung Rechnung getragen. Erwähnenswert an dieser Stelle ist, dass der Deckel getrennt vom restlichen Hohlkörper gereinigt werden kann. Insbesondere kann auch die Deckelinnenfläche gereinigt werden. Üblicherweise wird hierzu ein Reinigungsfluid verwendet.
-
In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine zweite Behandlungseinheit aufweisen, welche als eine Evakuierungseinrichtung zum Anlegen eines Unterdrucks im Hohlkörper und/oder am Deckel ausgebildet ist. Das Anlegen eines Unterdrucks dient dazu, Reste des Reinigungsfluids, welche infolge der Reinigung des Hohlkörpers in der Reinigungseinrichtung auf der Oberfläche des Hohlkörpers und des Deckels verbleiben, zu entfernen. Aufgrund der Kapillarwirkung diffundiert die Feuchtigkeit auch in mikroskopisch kleine Poren der Oberfläche des Hohlkörpers und des Deckels. Diese Feuchtigkeit kann mit dem Unterdruck ebenfalls entfernt werden, so dass eine Trocknung auch auf mikroskopischer Ebene ermöglicht wird.
-
Folglich bietet es sich an, den Hohlkörper zunächst der Reinigungseinrichtung und anschließend der Evakuierungseinrichtung zuzuführen.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken, mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:
- - Bewegen des Verschlusskörpers in die erste Stellung, in welcher der Aufnahmeabschnitt außerhalb des Innenraums angeordnet ist,
- - Zuführen des Hohlkörpers zum Aufnahmeabschnitt und Aktivieren des Aufnahmeabschnitts zum Verbinden des Hohlkörpers mit dem Verschlusskörper, und
- - Bewegen des Verschlusskörpers in die zweite Stellung, in welcher der Verschlusskörper die Wandungsöffnung verschließt.
-
Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die vorliegende Vorrichtung zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass hierdurch die Greif- und Bewegungseinrichtung im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren einfachere Bewegungsabläufe durchführen muss und daher einfacher aufgebaut sein kann. Zudem können die Bewegungsabläufe schneller durchgeführt werden, weshalb die Dauer des Behandlungsvorgangs reduziert werden kann.
-
In einer weiteren Ausgestaltung, bei welcher der Hohlkörper einen ersten Greifabschnitt und einen zweiten Greifabschnitt aufweist, umfasst das Verfahren folgende Schritte:
- - Zuführen des Hohlkörpers zum Verschlusskörper mittels einer weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung, welche weitere Greifmittel aufweist, mit denen die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung unter Verwendung des zweiten Greifabschnitts mit dem Hohlkörper verbunden ist,
- - Aktivieren der Verriegelungsmittel des Aufnahmeabschnitts zum Verbinden des Hohlkörpers mit dem Verschlusskörper unter Verwendung des ersten Greifabschnitts,
- - Lösen der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung vom zweiten Greifabschnitt,
- - Bewegen des Verschlusskörpers in die Schließstellung, in welcher der Verschlusskörper die Wandungsöffnung verschließt,
- - Verbinden des Hohlkörpers mit der Greif- und Bewegungseinrichtung unter Verwendung des zweiten Greifabschnitts, und
- - Lösen des Hohlkörpers vom Verschlusskörper durch Deaktivieren des Aufnahmeabschnitts.
-
Die Zufuhr des Hohlkörpers zum und die Entnahme vom Verschlusskörper können automatisiert werden.
-
Nach Maßgabe einer fortentwickelten Ausgestaltung, bei welcher der Hohlkörper
- - eine Bodenwand und eine oder mehrere Seitenwände,
- - eine der Bodenwand gegenüberliegende Öffnung, und
- - einen Deckel aufweist, mit welchem die Öffnung verschließbar ist,
umfasst das Verfahren folgende Schritte: - - Zuführen des Hohlkörpers zur Deckelhandhabungseinheit mittels der Greif- und Bewegungseinrichtung,
- - Verbinden des Deckels mit der Deckelhandhabungseinheit, und
- - Trennen des Deckels vom Hohlkörper mittels der Deckelhandhabungseinheit und/oder der Greif- und Bewegungseinrichtung.
-
In dieser Ausgestaltung des Verfahrens kann der Hohlkörper durch Entfernen des Deckels mittels der Deckelhandhabungseinheit geöffnet werden, so dass der Hohlkörper an seiner Hohlkörperinnenfläche behandelt werden kann. Auch der Deckel kann behandelt werden.
-
Eine weitergebildete Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher
- - die Vorrichtung zumindest eine Behandlungseinheit umfasst, mit welcher der Hohlkörper behandelt werden kann, wobei die Behandlungseinheit mit der Deckelhandhabungseinheit zusammenwirkt, und wobei
- - die Behandlungseinheit einen Prozessraum aufweist, in welchem der Hohlkörper behandelt werden kann, und
- - der Prozessraum durch eine Prozessraumöffnung zugänglich ist,
gibt folgende Schritte vor: - - Bewegen der Deckelhandhabungseinheit in eine , in welcher die Deckelhandhabungseinheit die Prozessraumöffnung freigibt,
- - Verbinden des Deckels mit der Deckelhandhabungseinheit, und Trennen des Deckels vom Hohlkörper mittels der Deckelhandhabungseinheit und/oder der Greif- und Bewegungseinrichtung, und
- - Bewegen der Deckelhandhabungseinheit in die Verschlussstellung, in welcher die Deckelhandhabungseinheit die Prozessraumöffnung verschließt.
-
Die Deckelhandhabungseinheit wird in dieser Ausgestaltung des Verfahrens nicht nur dazu verwendet, den Deckel vom Hohlkörper zu trennen, sondern auch, um den Deckel in den Prozessraum einzubringen. Wiederum entfällt ein kompliziertes Einbringen des Deckels in den und ein Entnehmen aus dem Prozessraum.
-
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1A bis 1T verschiedene Schritte eines vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer oder für EUV-Lithografie-Masken mit einem Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine als Reinigungseinrichtung ausgeführte Behandlungseinheit, und
- 3 eine als Evakuierungseinrichtung ausgeführte Behandlungseinheit, jeweils anhand von prinzipiellen Schnittdarstellungen.
-
In den 1A bis 1T sind verschiedene Schritte eines vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von topfförmigen Hohlkörpern 10, insbesondere von Transportbehältern für Halbleiterwafer anhand von prinzipiellen Schnittdarstellungen gezeigt. In 1A ist zudem eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 ebenfalls prinzipiell gezeigt, mit welcher das vorschlagsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Die Hohlkörper 10 werden auch als FOUPs bezeichnet.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 umfasst eine Wandung 14, welche einen Innenraum 16 umschließt. Im Innenraum 16 ist eine Greif- und Bewegungseinrichtung 17 vorgesehen, mit welcher die zu behandelnden Hohlkörper 10 im Innenraum 16 bewegt werden können. Zudem befinden sich im Innenraum 16 zwei Behandlungseinheiten 18, nämlich eine erste Behandlungseinheit 181, welche als eine Reinigungseinrichtung 20 ausgebildet und welche in der 2 im Detail dargestellt ist, und eine zweite Behandlungseinheit 182, welche als eine Evakuierungseinrichtung 22 ausgebildet und in der 3 näher dargestellt ist.
-
Ferner ist die Vorrichtung 12 mit einer weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung 24 ausgerüstet, mit welcher die Hohlkörper 10 außerhalb des Innenraums bewegt werden können. Die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung 24 ist nach Art eines Overhead Transport System (OHT) ausgebildet, bei dem die Hohlkörper 10 in Deckennähe transportiert werden.
-
Die Wandung 14 bildet eine Wandungsöffnung 26, welche von einem Verschlusskörper 28 verschließbar und durch welche der Innenraum 16 zugänglich ist. Der Verschlusskörper 28 ist mittels einer Befestigungseinheit 30 bewegbar in der Vorrichtung 12 gelagert. In diesem Fall ist die Befestigungseinheit 30 als ein Scharnier 32 ausgebildet, mit welchem der Verschlusskörper 28 nach Art einer Klappe drehbar an der Wandung 14 befestigt ist. Der Verschlusskörper 28 ist zwischen einer ersten Stellungund einer zweiten Stellungbewegbar.
-
Weiterhin weist der Verschlusskörper 28 einen Aufnahmeabschnitt 34 auf, mit welcher der Hohlkörper 10 lösbar mit dem Verschlusskörper 28 befestigt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierzu im Aufnahmeabschnitt 34 geeignet ausgebildete Verriegelungsmittel 36 vorgesehen.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verschlusskörper 28 L-förmig ausgestaltet und weist einen ersten Schenkel 33 und einen zweiten Schenkel 35 auf, die einen Winkel von 90° zueinander einschließen und jeweils am Scharnier 32 verbunden sind. Der Aufnahmeabschnitt 34 ist auf dem ersten Schenkel 33 angeordnet, der sich in der ersten Stellung außerhalb des Innenraums 16 befindet. Der zweite Schenkel 35 verschließt die Öffnung 26, wenn sich der Verschlusskörper 28 in der ersten Stellung befindet, wobei der zweite Schenkel 35 an einer Dichtung 37 anliegt, welche die Öffnung 26 umschließt.
-
Um den Verschlusskörper 28 in die zweite Stellung zu bewegen, wird derselbe um 90° gedreht (siehe 1B). In der zweiten Stellung liegt der erste Schenkel 33 an der Dichtung 37 an, so dass die Öffnung 26 vom ersten Schenkel 33 verschlossen wird. Folglich ist die Öffnung 26 nur dann geöffnet, wenn der Verschlusskörper 26 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bewegt wird.
-
Der Hohlkörper 10 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und umfasst eine Bodenwand 38 und vier Seitenwände 40, eine der Bodenwand 38 gegenüberliegende Öffnung 42 und einen Deckel 44, mit welchem die Öffnung 42 verschließbar ist. Zudem ist der Hohlkörper 10 mit einem ersten Greifabschnitt 46 und einem zweiten Greifabschnitt 48 versehen, die jeweils an einer der Seitenwände 40 angeordnet sind. Der erste Greifabschnitt 46 ist so ausgebildet, dass er mit den Verriegelungsmitteln 36 des Aufnahmeabschnitts 34 des Verschlusskörpers 28 zusammenwirken kann, wodurch der Hohlkörper 10 lösbar mit dem Verschlusskörper 28 verbunden werden kann. Der zweite Greifabschnitt 48 ist im Schnitt T-förmig ausgebildet und wird daher auch als „mushroom“ bezeichnet.
-
Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 weist Greifmittel 50 und die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung 24 weist weitere Greifmittel 52 auf, die im Wesentlichen gleich aufgebaut sind und mit dem zweiten Greifabschnitt 48 des Hohlkörpers 10 zusammenwirken können, so dass der Hohlkörper 10 ergriffen werden kann.
-
Unter Bezugnahme auf die 1A bis 1T wird ein Verfahren beschrieben, mit welchem die Vorrichtung 12 betrieben werden kann. Dabei sind in den 1B bis 1T nur die unmittelbar am Verfahren beteiligten Komponenten der Vorrichtung 12 dargestellt, wobei die Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise vereinfacht ist.
-
Der Hohlkörper 10 wird am zweiten Greifabschnitt 48 mit den weiteren Greifmitteln 52 der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung 24 ergriffen (nicht explizit dargestellt) und zur Vorrichtung 12 hin transportiert. Nachdem der Hohlkörper 10 die korrekte Position erreicht hat, wird er von der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung 24 abgesenkt und auf den Verschlusskörper 28, der sich in der ersten Stellung befindet, insbesondere auf dem Aufnahmeabschnitt 34 abgelegt, so dass der Hohlkörper 10 mit den Verriegelungsmitteln 36 am Verschlusskörper 28 befestigt werden kann (1A). Die weiteren Greifmittel 52 werden gelöst und die weitere Greif- und Bewegungseinrichtung 24 vom Hohlkörper 10 entfernt (nicht dargestellt). Der Verschlusskörper 28 wird nun in die zweite Stellung bewegt, wozu dieser von einer nicht dargestellten Antriebseinheit um ca. 90° gedreht wird (1B). Die Wandungsöffnung 26 wird dabei verschlossen und der Hohlkörper 10 in den Innenraum 16 eingebracht. Anschließend wird der Hohlkörper 10 mit den Greifmitteln 50 der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 am zweiten Greifabschnitt 48 ergriffen (1C) und dann die Verriegelungsmittel 36 des Verschlusskörpers 28 gelöst. Der Hohlkörper 10 kann nun mithilfe der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 vom Verschlusskörper 28 entfernt ( 1D) und im Innenraum 16 bewegt werden. Aus 1E ist ersichtlich, dass der Hohlkörper 10 nun zu einer Deckelhandhabungseinheit 54 bewegt wird, die mittels einer weiteren Befestigungseinrichtung 57 in der Reinigungseinrichtung 20 bewegbar gelagert ist (siehe 2). Auf die Funktionsweise der Deckelhandhabungseinheit 54 wird später genauer eingegangen. Die Deckelhandhabungseinheit 54 ist lösbar mit dem Deckel 44 des Hohlkörpers 10 verbindbar. Hierzu wird der Hohlkörper 10 mit dem Deckel 44 auf der Deckelhandhabungseinheit 54 abgelegt und Verbindungsmittel 55 (siehe 2) aktiviert, mit denen der Deckel 44 lösbar mit der Deckelhandhabungseinheit 54 verbunden werden kann. Anschließend wird der Hohlkörper 10 mit der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 von der Deckelhandhabungseinheit 54 entfernt, wobei der Deckel 44 an der Deckelhandhabungseinheit 54 verbleibt (siehe 1F). Der geöffnete Hohlkörper 10 wird dann von der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 in die Reinigungseinrichtung 20 transportiert ( 1G), wo der Hohlkörper 10 auf eine Auflagewand 62 der Reinigungseinrichtung 20 abgelegt wird, auf welcher der Hohlkörper 10 mit Fixiermitteln 63 (siehe 2) befestigt wird. Die Auflagewand 62 weist eine Durchgangsöffnung 58 auf, die auf die Größe des Hohlkörpers 10 angepasst ist. Der Hohlkörper 10 wird, wie aus 1H hervorgeht, so an der Auflagewand 62 befestigt, dass die Durchgangsöffnung 58 in etwa mit den Seitenwänden 40 des Hohlkörpers 10 fluchtet. Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 wird vom Hohlkörper 10 gelöst und die Innenoberfläche des Hohlkörpers 10 durch Zugabe eines Reinigungsfluids gereinigt, wie es in 1H mit den Pfeilen P angedeutet ist. Nach abgeschlossener Reinigung wird der Hohlkörper 10 wieder von der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 ergriffen und von der Auflagewand 62 entfernt (11). Der Hohlkörper 10 wird nun wieder zur Deckelhandhabungseinheit 54 der Reinigungseinrichtung 20 bewegt (1J) und der Deckel 44 wieder mit dem Hohlkörper 10 verbunden (1K).
-
Danach wird der Hohlkörper 10 mit der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 zur Evakuierungseinrichtung 22 transportiert, die ebenfalls eine Deckelhandhabungseinheit 102 aufweist, die im Wesentlichen gleich aufgebaut ist wie die Deckelhandhabungseinheit 54 der Reinigungseinrichtung 20. Wiederum wird der Deckel 44 mit der Deckelhandhabungseinheit 102 der Evakuierungseinrichtung 22 verbunden und vom Hohlkörper 10 gelöst ( 1L). Anschließend wird der Hohlkörper 10 zu einer Auflagewand 62 der Evakuierungseinrichtung 22 hin bewegt (1M) und auf dieser abgelegt (1N). Anschließend wird mittels einer Vakuumpumpe 64, die an einem Vakuumanschluss 66 der Evakuierungseinrichtung 22 angeschlossen ist (3), ein Unterdruck im Innenraum 16 des Hohlkörpers 10 aufgebaut, was in 1N mit Δp symbolisiert ist. Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 ist währenddessen vom Hohlkörper 10 getrennt.
-
Nachdem der Evakuierungsvorgang abgeschlossen ist, wird die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 wieder mit dem Hohlkörper 10 verbunden und der Hohlkörper 10 zur Deckelhandhabungseinheit 102 der Evakuierungseinrichtung 22 transportiert ( 10 und 1P). Der Deckel 44 wird mit dem Hohlkörper 10 verbunden und von der Deckelhandhabungseinheit 54 entfernt (1Q). Der Hohlkörper 10 wird zurück zum sich in der zweiten Stellung befindenden Verschlusskörper 28 bewegt und dort auf den Aufnahmeabschnitt 34 abgelegt, so dass der Hohlkörper 10 infolge der Aktivierung der Verriegelungsmittel 36 fest mit dem Verschlusskörper 28 verbunden ist (1R). Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 wird nun vom Hohlkörper 10 gelöst ( 1S) und der Verschlusskörper 28 wird in die erste Stellung bewegt (1T), in welcher der Hohlkörper 10 von der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung 24 ergriffen wird. Die Verriegelungsmittel 36 werden gelöst und der Hohlkörper 10 vom Verschlusskörper 28 entfernt. Nun kann ein weiterer Hohlkörper 10 von der weiteren Greif- und Bewegungseinrichtung 24 auf den Aufnahmeabschnitt 34 abgelegt und auf die beschriebene Weise behandelt werden.
-
In 2 ist die Reinigungseinrichtung 20 im Detail dargestellt, mit welcher der in 1N dargestellte Reinigungsschritt durchgeführt werden kann. Die Reinigungseinrichtung 20 weist ein Gehäuse 68 auf, welches eine Gehäuseöffnung 70 bildet, die mit einer vom Gehäuse 68 entfernbaren Abdeckung 72 verschließbar ist. Darüber hinaus ist im Gehäuse 68 die bereits beschriebene Auflagewand 62 angeordnet. Die Reinigungseinrichtung 20 bildet einen Prozessraum 73, der vom Gehäuse 68 selbst sowie von der Abdeckung 72 begrenzt wird. Die Auflagewand 62 bildet die bereits beschriebene Durchgangsöffnung 58, wobei radial außerhalb der Durchgangsöffnung 58 die bereits erwähnten Fixiermittel 63 angeordnet ist. Radial außerhalb der Fixiermittel 63 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Durchgangsbohrungen 78 in der Auflagewand 62 vorgesehen.
-
Die Reinigungseinrichtung 20 verfügt über einen ersten Reinigungskopf 80, welcher über die Durchgangsöffnung 58 hervorsteht. Die Reinigungseinrichtung 20 umfasst zudem einen zweiten Reinigungskopf 82, der im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Der zweite Reinigungskopf 82 ist um eine zweite Drehachse D2 drehbar, wobei die hierzu verwendete Antriebseinrichtung nicht dargestellt ist.
-
Das Gehäuse 68 bildet ferner eine Prozessraumöffnung 84, durch welche der Prozessraum 73 zugänglich ist. Die Prozessraumöffnung 84 ist mit der bereits erwähnten Deckelhandhabungseinheit 54 verschließbar, die um eine erste Drehachse D1 mit einer weiteren Befestigungseinrichtung 57 drehbar am Wandungsabschnitt 44 befestigt ist. Die Deckelhandhabungseinheit 54 kann mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit zwischen einer Offenstellung, in welcher die Deckelhandhabungseinheit 54 die Prozessraumöffnung 84 freigibt, und einer Verschlussstellung, in welcher die Deckelhandhabungseinheit 54 die Prozessraumöffnung 84 verschließt, bewegt werden. In 2 befindet sich der Deckelhandhabungseinheit 54 in der Verschlussstellung.
-
Die Reinigungseinrichtung 20 ist zudem mit einem weiteren ersten Reinigungskopf 86 ausgestattet, der in der Nähe der Deckelhandhabungseinheit 54 angeordnet ist, wenn sich diese in der Verschlussstellung befindet.
-
Die Reinigungseinrichtung 20 umfasst ferner eine Fluidführungseinheit 88, mit welcher ein erstes Reinigungsfluid auf nicht näher gezeigte Weise zum ersten Reinigungskopf 80 und zum weiteren ersten Reinigungskopf 86 sowie ein zweites Reinigungsfluid zum zweiten Reinigungskopf 82 geführt werden kann. Weiterhin umfasst die Fluidführungseinheit 88 einen ersten Abführkanal 90, mit welchem das vom ersten Reinigungskopf 80 und von weiteren ersten Reinigungskopf 86 abgegebene erste Reinigungsfluid wieder aus dem Prozessraum 73 abgeführt werden kann.
-
Darüber hinaus weist die Fluidführungseinheit 88 einen zweiten Abführkanal 92 auf, der mit den beiden Durchgangsbohrungen 78 in Fluidkommunikation steht. Das erste Reinigungsfluid und das zweite Reinigungsfluid können folglich getrennt in der Reinigungseinrichtung 20 geführt werden.
-
Bezugnehmend auf die 1E und 1F ist die Deckelhandhabungseinheit 54 bereits erwähnt worden. Die Funktionsweise der Deckelhandhabungseinheit 54 wird im Folgenden anhand von 2 genauer beschrieben. Der Hohlkörper 10 wird mit dem Deckel 44 auf die Deckelhandhabungseinheit 54 aufgelegt, wenn diese sich in der Offenstellung befindet. Die Deckelhandhabungseinheit 54 umfasst Verbindungsmittel 55, die nun aktiviert werden, so dass der Deckel 44 an der Deckelhandhabungseinheit 54 befestigt ist. Der Hohlkörper 10 wird vom Deckel 44 entfernt und mit der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 auf der Auflagewand 62 abgelegt, wobei die Abdeckung 72 so angeordnet ist, dass sie die Gehäuseöffnung 72 und folglich den Zugang zum Prozessraum 73 freigibt. Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 wird anschließend vom Hohlkörper 10 getrennt.
-
Die Deckelhandhabungseinheit 54 wird um die erste Drehachse D1 gedreht und die Prozessraumöffnung 84 geschlossen. Auch die Abdeckung 72 wird so angeordnet, wie es in 2 dargestellt ist, um den Prozessraum 73 zu schließen. Das Reinigungsfluid wird nun mit dem ersten Reinigungskopf 80 auf die Hohlkörperinnenfläche, mit dem weiteren ersten Reinigungskopf 86 auf die Deckelinnenfläche und mit dem zweiten Reinigungskopf 82 auf die Hohlkörperaußenfläche aufgebracht werden. Hierzu weisen der erste Reinigungskopf 80, der weitere erste Reinigungskopf 86 und der zweite Reinigungskopf 82 jeweils Reinigungsdüsen 96 auf.
-
Anschließend wird ein Trocknungsgas durch Trocknungsdüsen 98 des ersten Reinigungskopfs 80, des weiteren ersten Reinigungskopfs 86 sowie des zweiten Reinigungskopfs 82 auf die Hohlkörperinnenfläche, auf die Deckelinnenfläche sowie auf die Hohlkörperaußenfläche aufgebracht, um das Reinigungsfluid zu entfernen. Zudem weisen der erste Reinigungskopf 80, der weitere erste Reinigungskopf 86 sowie der zweite Reinigungskopf 82 Infrarot-Dioden 100 auf, mit denen Reste des Reinigungsfluids, welche sich auf der Hohlkörperinnenfläche, der Deckelinnenfläche sowie der Hohlkörperaußenfläche befinden, erwärmt und verdampft werden können.
-
Anschließend wird die Abdeckung 72 entfernt, der Hohlkörper 10 mit der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 verbunden und die Deckelhandhabungseinheit 54 in die Offenstellung bewegt. Der Hohlkörper 10 wird mittels Greif- und Bewegungseinrichtung 17 von der Auflagewand 62 abgehoben und auf die Deckelhandhabungseinheit 54 bewegt. Die Verbindungsmittel 55 werden deaktiviert. Der Deckel 44 ist nun wieder mit dem Hohlkörper 10 verbunden und wird von der Greif- und Bewegungseinrichtung 17 zur in 3 näher dargestellten Evakuierungseinrichtung 22 transportiert.
-
Die Evakuierungseinrichtung 22 ist im Wesentlichen so aufgebaut wie die Reinigungseinrichtung 20, allerdings weist sie keine Fluidführungseinheit und keine Reinigungsköpfe auf. Vielmehr verfügt die Evakuierungseinrichtung 22 über den bereits erwähnten Vakuumanschluss 66, an welchem die ebenfalls erwähnte Vakuumpumpe 64 angeschlossen werden kann, so dass im Prozessraum 73 ein Unterdruck angelegt werden kann.
-
Auch die Evakuierungseinrichtung 22 ist mit einer Deckelhandhabungseinheit 102 ausgestattet, die im Wesentlichen baugleich zur Deckelhandhabungseinheit 54 ausgeführt ist. Die Zuführung des Hohlkörpers 10 zur Evakuierungseinrichtung 22 erfolgt im Wesentlichen auf dieselbe Weise, wie sie für die Reinigungseinrichtung 20 beschrieben worden ist. In 3 ist die Abdeckung 72 wie dargestellt mit dem Gehäuse verbunden und die Deckelhandhabungseinheit 54 in der Verschlussstellung, so dass der Prozessraum 73 geschlossen ist. Die Vakuumpumpe 64 wird nun aktiviert und ein Unterdruck im Prozessraum 73 angelegt. Reste des Reinigungsfluids, die sich an der Hohlkörperinnenfläche, der Deckelinnenfläche sowie der Hohlkörperaußenfläche befinden, werden entfernt.
-
Nach Abschluss des Evakuierungsvorgangs wird die Abdeckung 72 entfernt, so dass der Zugang zum Prozessraum 73 wieder möglich ist. Die Greif- und Bewegungseinrichtung 17 wird mit dem Hohlkörper 10 verbunden und die Deckelhandhabungseinheit 54 in die Offenstellung gefahren, wo der Deckel 44 auf die beschriebene Weise mit dem Hohlkörper 10 verbunden werden kann. Der Hohlkörper 10 ist nun fertig gereinigt und kann, wie in den 1R bis 1T gezeigt, weiter transportiert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Hohlkörper
- 12
- Vorrichtung
- 14
- Wandung
- 16
- Innenraum
- 17
- Greif- und Bewegungseinrichtung
- 18
- Behandlungseinheit
- 181
- erste Behandlungseinheit
- 182
- zweite Behandlungseinheit
- 20
- Reinigungseinrichtung
- 22
- Evakuierungseinrichtung
- 24
- weitere Greif- und Bewegungseinrichtung
- 26
- Wandungsöffnung
- 28
- Verschlusskörper
- 30
- Befestigungseinheit
- 32
- Scharnier
- 34
- Aufnahmeabschnitt
- 36
- Verriegelungsmittel
- 38
- Bodenwand
- 40
- Seitenwand
- 42
- Öffnung
- 44
- Deckel
- 46
- erster Greifabschnitt
- 48
- zweiter Greifabschnitt
- 50
- Greifmittel
- 52
- weitere Greifmittel
- 54
- Deckelhandhabungseinheit
- 55
- Verbindungsmittel
- 57
- weitere Befestigungseinrichtung
- 58
- Durchgangsöffnung
- 62
- Auflagewand
- 63
- Fixiermittel
- 64
- Vakuumpumpe
- 66
- Vakuumanschluss
- 68
- Gehäuse
- 70
- Gehäuseöffnung
- 72
- Abdeckung
- 73
- Prozessraum
- 78
- Durchgangsbohrung
- 80
- erster Reinigungskopf
- 82
- zweiter Reinigungskopf
- 84
- Prozessraumöffnung
- 86
- weiterer erster Reinigungskopf
- 88
- Fluidführungseinheit
- 90
- erster Abführkanal
- 92
- zweiter Abführkanal
- 96
- Reinigungsdüse
- 98
- Trocknungsdüse
- 100
- Infrarot-Diode
- 102
- Deckelhandhabungseinheit
- D1
- erste Drehachse
- D2
- zweite Drehachse
- P
- Pfeile
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 5238703 A [0006]
- WO 2005/001888 A2 [0006]
- EP 1899084 B1 [0006]