DE19639634A1 - Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen - Google Patents

Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen

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Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrich­ tung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen und insbe­ sondere eine Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung von Halb­ leitervorrichtungen, in welcher die Strecke einer vertika­ len Beförderung eines Transferelements verlängert werden kann, um so die Einbaufläche einer Speichereinrichtung in bezug auf das gleiche Volumen zu verringern.
Im allgemeinen durchläuft ein Halbleiterchip von einem Wa­ fer bis zu einem fertigen Produkt viele Prozesse. Für diese vielen Prozesse ist eine Beförderung von Prozeß zu Prozeß erforderlich.
Ein Wafer ist sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen. Falls dieser verunreinigt sein sollte, kann dadurch sein Leistungsvermögen verschlechtert werden und dies einen gro­ ßen Einfluß auf seinen Nutzen haben. Aus diesem Grunde sind Wafer während des Transportes gründlich gegen Verunreini­ gung geschützt. Die meisten Prozesse, die bei der Herstel­ lung von Halbleitervorrichtungen erforderlich sind, werden in einem Reinraum durchgeführt, der die Ausstattung hoch­ gradig rein hält.
Auch in einem solchen Reinraum werden Wafer gründlich ge­ genüber einer äußeren Verunreinigung geschützt, da sie von Prozeß zu Prozeß befördert werden. Für diesen Zweck ist ei­ ne Speichereinrichtung vorgesehen, um die durch einen Pro­ zeß beförderten Wafer darin sicher aufzubewahren.
Eine solche Speichereinrichtung ist für die jeweiligen Pro­ zesse in dem Reinraum angeordnet, um die einem Prozeß zuzu­ führenden oder zu einem nachfolgenden Prozeß zu befördern­ den Wafer zeitweise darin aufzubewahren.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer solchen Spei­ chereinrichtung, in welcher eine Speichereinrichtung 1 ein ziemlich großes Hexaeder ist und eine Kassette mit einer Mehrzahl von Wafern enthält.
Ein Wafer wird von Prozeß zu Prozeß befördert, während er in einer Kassette aufgenommen ist. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist im unteren Bereich der Vorderseite der Speichereinrichtung 1 eine Beförderungseinrichtung 2 einge­ baut und befördert die Kassette in die Speichereinrichtung 1. In dem oberen Bereich der Vorderseite der Speicherein­ richtung 1 ist eine Übertragungseinrichtung 3 eingebaut. Vor der Übertragungseinrichtung 3 ist eine Schiene 5 ange­ ordnet, entlang welcher eine hahnartige Beförderungsein­ richtung 4 geführt ist. Die Übertragungseinrichtung 3 be­ fördert die Kassette von der Speichereinrichtung 1 auf der Schiene 5 zu der hahnartigen Beförderungseinrichtung 4 bzw. die Kassette auf der hahnartigen Beförderungseinrichtung 4 zur Speichereinrichtung 1.
Die Fig. 2 und 3 sind Ansichten im Quer- bzw. Längs­ schnitt des Inneren der Speichereinrichtung 1. Mit Bezug­ nahme auf die Fig. 2 und 3 sind auf beiden Seitenwänden der Speichereinrichtung 1 eine Mehrzahl von Kassettenebenen 6 angeordnet, auf welchen Kassetten angebracht sind. Auf einer Seite von dieser ist ein Transferelement 7 zum Beför­ dern von Kassetten (nicht dargestellt), die auf der Kasset­ tenebene 6 angebracht sind, eingebaut. Das Transferelement ist so eingebaut, daß es durch eine sich jeweils in X- und Y-Achse bewegende Transportvorrichtung horizontal und ver­ tikal transportierbar ist.
Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, haben diese in X- und Y-Achse beweglichen Transportvorrichtungen einen Y-Achse-Rahmen 8, welcher das Transferelement 7 trägt und diesem erlaubt, in vertikaler Richtung transportiert zu werden, das heißt, in Richtung der Y-Achse, und einen X-Achse-Rahmen 9, welcher dem Y-Achse-Rahmen 8, auf welchem das Transferelement 7 angebracht ist, erlaubt, sich in ho­ rizontaler Richtung zu bewegen, das heißt, in Richtung der X-Achse.
Während sich das Transferelement 7 horizontal und vertikal entlang dem X-Achse-Rahmen 9 und dem Y-Achse-Rahmen 8 be­ wegt, werden auf den jeweiligen Ebenen 6 angebrachte Kas­ setten zur Durchführung eines weiteren Prozesses nach außen abgegeben oder werden von außen eingebrachte Kassetten auf leeren Kassettenebenen 6 angebracht und warten auf einen nächsten Prozeß.
Wenn eine solche Transportvorrichtung für ein Transferele­ ment das Transferelement 7 exakt in die Richtungen der X-Achse und der Y-Achse transportieren muß, wird das Transfe­ relement 7 exakt bis zu einer Kassettenebene 6 transpor­ tiert und hält an. Zudem kann eine auf einer Kassettenebene 6 angebrachte Kassette befördert werden bzw. eine beförder­ te Kassette auf einer Kassettenebene 6 angebracht werden.
Die herkömmliche Transportvorrichtung für ein Transferele­ ment ist jedoch so ausgebildet, daß sie sich entlang dem X-Achse-Rahmen 9 bewegt, während der Y-Achse-Rahmen 8 das Transferelement 7 enthält, so daß der Y-Achse-Rahmen 8 wäh­ rend der Bewegung erschüttert wird. Insbesondere wird der Y-Achse-Rahmen 8 besonders stark erschüttert, wenn das auf dem Y-Achse-Rahmen 8 angebrachte Transferelement 7 an einer höheren Position angebracht ist, was ihren Transport insta­ bil macht.
Da ferner der Y-Achse-Rahmen 8 hoch ist, wird dieser hefti­ ger erschüttert, wenn das Transferelement 7 an einer höhe­ ren Position entlang der Y-Achse angeordnet ist. Wenn der Rahmen erschüttert wird, während sich das Transferelement 7 entlang der X-Achse und der Y-Achse bewegt, kann es nicht exakt auf einer Kassettenebene 6 plaziert werden. Dies kann eine Fehlfunktion bewirken, wenn das Transferelement 7 die Kassette zum Transport ergreift. Im Falle einer von außen zugeführten Kassette kann diese nicht exakt auf einer Kas­ settenebene 6 angebracht werden.
Ein solcher Fehlvorgang droht um so heftiger, je höher der Y-Achse-Rahmen 8 wird. Aus diesem Grunde ist die Höhe des Y-Achse-Rahmens 8 in ihrer Gestaltung beschränkt. Die Höhe des Y-Achse-Rahmens 8 legt die Höhe einer in der Spei­ chereinrichtung 1 enthaltenen Kassettenebene 6 und die Ge­ samthöhe der Speichereinrichtung fest. Entsprechend wirkt die Höhe des Y-Achse-Rahmens als Begrenzungsfaktor bei der Gestaltung des Gesamtvolumens der Speichereinrichtung.
Das Volumen der Speichereinrichtung 1 steht in bezug zu der Anzahl der Kassettenebenen, so daß für den Zweck der Auf­ nahme weiterer Kassetten das Volumen der Speichereinrich­ tung vergrößert werden muß, um wiederum die Anzahl der Kas­ settenebenen zu erhöhen. Die Speichereinrichtung kann je­ doch nicht höher werden, so daß statt dessen seine Quer­ schnittsfläche vergrößert werden muß.
Wenn sich die Querschnittsfläche der Speichereinrichtung 1 vergrößert, wird der gesamte Flächenbedarf der Speicherein­ richtung im Reinraum ebenfalls vergrößert. Dies kann zu ei­ ner Vergrößerung des Reinraumes führen, was eine teurere Ausstattung und höhere Installationskosten erforderlich macht.
Zusammenfassung der Erfindung
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Spei­ chereinrichtung für die Herstellung einer Halbleitervor­ richtung zu schaffen, in welcher ein Transferelement bei seiner Bewegung in Richtungen der X- und der Y-Achse nicht erschüttert wird und somit exakt an einer Kassettenebene anhält, die an einer wahlfreien Position angeordnet ist, um dadurch eine Kassette sicher zu befördern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Spei­ chereinrichtung für die Herstellung einer Halbleitervor­ richtung zu schaffen, in welcher der Beförderungsweg auf der Y-Achse eines Transferelements so verlängert werden kann, daß die Höhe einer Speichereinrichtung verlängert wird, und die Anzahl an Kassettenebenen somit erhöht werden kann, um mehr Kassetten aufzunehmen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, eine Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung einer Halb­ leitervorrichtung zu schaffen, in welcher die Anzahl aufge­ nommener Kassetten erhöht werden kann, indem nicht die Querschnittsfläche, sondern die Höhe einer Speichereinrich­ tung derart verlängert wird, daß die Gesamtfläche der Spei­ chereinrichtung in einem Reinraum konstant bleibt, um teure Ausstattungs- und Einrichtungskosten zu reduzieren.
Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung einer Halbleiter­ vorrichtung vorgesehen, das in einer Speichereinrichtung, welche Halbleiterwafer aufbewahrt, ein Transferelement in Richtungen einer X- und Y-Achse befördert, und das eine Kassette, auf welcher die Halbleiterwafer plaziert sind, befördert, wobei die Transportvorrichtung umfaßt: ein X-Achse-Antriebsmittel zum Befördern des Transferelementes in Richtung der X-Achse; eine Basis, auf welcher das X-Achse-Antriebsmittel installiert ist; und ein Y-Achse-Antriebsmittel zum Befördern der Basis in Richtung der Y-Achse.
Das X-Achse-Antriebsmittel umfaßt vorzugsweise eine feste Platte, auf welcher das Transferelement installiert ist, eine Mehrzahl von Rollen, die unterhalb der festen Platte eingebaut sind, eine Führungsschiene, die auf der Basis in­ stalliert ist und auf der die Rollen geführt werden können, und einen Motor zum Antreiben einer der Rollen.
Das Y-Achse-Antriebsmittel umfaßt vorzugsweise eine Mehr­ zahl von Führungsständern, die der Basis gestatten, sich in Richtung der Y-Achse zu bewegen, ein Paar Ketten, die durch eine Mehrzahl von Kettenrädern geführt sind und die mit ei­ nem Ende an einem Ende der Basis verbunden sind und mit dem anderen Ende mit einem Gewicht verbunden sind, und einen Antriebsmotor zum Drehen eines der Kettenräder, damit sich die beiden Ketten in der Drehrichtung bewegen können.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer allgemeinen Speichereinrichtung bei der Herstellung einer Halbleiter­ vorrichtung;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt des In­ neren einer herkömmlichen Speichereinrichtung;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht im Längsschnitt des Inneren der herkömmlichen Speichereinrichtung;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer herkömmlichen Trans­ portvorrichtung für ein Transferelement;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht einer Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Draufsicht der Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung der vorliegen­ den Erfindung;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung der vor­ liegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines wichtigen Be­ reichs aus Fig. 7 und
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Y-Achse-Antriebs der Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend wird einem bevorzugte Ausführungsform einer Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Spei­ chereinrichtung für die Herstellung einer Halbleitervor­ richtung der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen jeweils eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Transportvorrichtung für ein Trans­ ferelement der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist ein übliches Transferele­ ment 11 zum Befördern einer Kassette, auf welcher Wafer an­ gebracht sind, so installiert, daß dieses durch einen X-Achse-Antrieb horizontal bewegbar ist, das heißt, in Rich­ tung einer X-Achse. Dieser X-Achse-Antrieb ist auf einer Basis 12 installiert.
Die Basis 12, auf welcher der X-Achse-Antrieb installiert ist, ist durch einen Y-Achse-Antrieb vertikal bewegbar, das heißt, in Richtung einer Y-Achse. Daraus ergibt sich, daß das Transferelement 11 durch den X-Achse-Antrieb und den Y-Achse-Antrieb in den Richtungen der X- und Y-Achse beför­ dert werden kann.
Wie in den Fig. 5-8 dargestellt, hat der X-Achse-Antrieb eine feste Platte 13, in welcher das Transferelement 11 eingebaut ist. Unterhalb der festen Platte 13 sind eine An­ triebsrolle 14 und Führungsrollen 15 und 16 eingebaut. Eine Führungsschiene 17 ist auf der Basis 12 installiert, so daß die Antriebsrolle 14 und die Führungsrollen 15 und 16, die auf der festen Platte 13 installiert sind, auf der Obersei­ te bzw. auf beiden Seiten der Führungsschiene 17 geführt sind.
Hier wird eine der Rollen 14, 15 und 16 durch einen Motor 18 angetrieben. Vorzugsweise wird, wie in Fig. 8 gezeigt, die auf der Oberseite der Führungsschiene 17 geführte An­ triebsrolle 14 angetrieben. Wenn der Motor 18 die Rolle 14 dreht, bewegt sich die feste Platte 13 entlang der Füh­ rungsschiene 17 und wird ein Transferelement 11 auf der fe­ sten Platte 13 in Richtung der X-Achse transportiert.
Wie in Fig. 9 gezeigt, weist der Y-Achse-Antrieb eine Mehr­ zahl von Führungsständern 21 zum Führen der Basis 12 und zum Bewegen derselben in die Richtung der Y-Achse auf. Die Füh­ rungsständer 21 sind durch Horizontalrahmen 22 und 23 in deren oberen und unteren Bereichen sicher befestigt.
Die Basis 12 wird durch ein von einem Antriebsmotor 24 an­ getriebenes erstes, zweites und drittes Kettenrad 25, 26 und 27 und eine mit dieser verbundenen Kette 28 angetrie­ ben. Ein Ende der Kette 28 ist an der Basis 12 festgelegt, und das andere Ende derselben ist an einem Gewicht 29 fest­ gelegt. Das erste und zweite Kettenrad 25 und 26 ist höher eingebaut und das dritte Kettenrad 27 tiefer.
Die Kette 28 wird der Reihenfolge nach von dem ersten, dem dritten und dem zweiten Kettenrad 25, 27 und 26 und dem Bleigewicht 29 geführt. Eines von dem ersten, zweiten und dritten Kettenrad 25, 26 und 27 wird angetrieben, um die Basis 12 zu bewegen. Vorzugsweise wird das untere dritte Kettenrad 27 angetrieben.
Die Kette 28 und das erste bis dritte Kettenrad 25-27 sind jeweils auf beiden Seiten der Basis 12 installiert. Mit nur einem Antriebsmotor 24 werden die Kettenräder 27 beidseitig gleichzeitig angetrieben.
Wie in Fig. 5-8 dargestellt, bewegt sich in der vorliegen­ den Erfindung das Transferelement 11 in Richtung der X-Achse. Wenn der Motor 18 des X-Achse-Antriebs in einer Richtung gedreht wird, dreht sich die Antriebsrolle 14 un­ terhalb der festen Platte 13, und somit bewegt sich die das Transferelement 11 tragende feste Platte 13 entlang der Führungsschiene 17. Hier wird das Transferelement durch die feste Platte 13 abgesenkt, und die feste Platte 13 wird durch die Führungsrollen 15 und 16 sicher fixiert und ent­ lang beider Seiten der Führungsschiene 17 geführt, so daß das Transferelement 11 während des Transports in Richtung der X-Achse nicht erschüttert wird.
Das Übertragungselement 11 ist auch in Richtung der Y-Achse bewegbar. Wenn der Antriebsmotor 24 des Y-Achse-Antriebs dreht, werden die beidseitig mit dem Antriebsmotor 24 ver­ bundenen dritten Kettenräder 27 gleichzeitig gedreht, und die Kette 28 wird wiederum in Richtung ihrer Drehung be­ wegt.
Wenn z. B. in Fig. 9 der Antriebsmotor 24 die dritten Ket­ tenräder 27 im Uhrzeigersinn dreht, wird die Kette 28 durch das erste, zweite und dritte Kettenrad 25, 26 und 27 ge­ führt und bewegt sich zur Basis 12 hin. Dann wird die Basis 12 abgesenkt und das Bleigewicht 29 angehoben. Das Gewicht 29 dient hier dazu, die durch das Gewicht der Basis 12 ver­ ursachte Last des Antriebsmotors 24 zu verringern, wenn je­ ne gehoben oder gesenkt wird.
Wenn der Antriebsmotor 24 die dritten Kettenräder 27 gegen den Uhrzeigersinn dreht, wird die Kette 28 durch das erste, zweite und dritte Kettenrad 25, 26 und 27 geführt und be­ wegt sich zu dem Gewicht 29 hin. Dann wird das Gewicht 29 gesenkt und die Basis 12 angehoben. Deshalb kann die Basis 12 entsprechend der Drehung des Antriebsmotors 24 angehoben oder gesenkt werden. Demgemäß kann das auf der Basis 12 in­ stallierte Transferelement 11 in Richtung der Y-Achse be­ wegt werden.
Die wie oben beschrieben gehobene oder gesenkte Basis 12 wird geführt, während sie gleichzeitig durch die Führungs­ ständer 21 sicher fixiert ist, um dadurch eine stabile Be­ förderung ohne Erschütterung während des Anhebens oder Ab­ senkens zu ermöglichen. Daraus ergibt sich, daß das Trans­ ferelement 11 während seiner Beförderung in Richtung der Y-Achse nicht erschüttert wird.
Der Transportweg auf der Y-Achse des Transferelementes 11 kann durch Einbau von höheren Führungsständern 21 verlän­ gert werden, so daß die Höhe der Speichereinrichtung ver­ längert wird, um deren Volumen zu erhöhen. Dadurch können mehr Kassetten aufgenommen werden.
Wie oben beschrieben, ist in der Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Einbauhöhe des Transferelementes auf der Ba­ sis gering, um ein Erschüttern in Richtung der X-Achse zu verhindern. Die Basis bewegt sich in Richtung der Y-Achse durch die Führungsständer ohne eine Erschütterung, so daß das Transferelement in den Richtungen der X- und Y-Achse exakt geführt wird. Dies führt zu einer präzisen Positio­ nierung des Transferelementes auf einer Kassettenebene. Deshalb kann eine Kassette ohne Fehlfunktion auf der Kas­ settenebene angebracht oder von dieser abgegeben werden.
Ferner wird das Transferelement ohne Erschütterung so in Richtung der Y-Achse bewegt, daß der Transportweg in Rich­ tung der X-Achse verlängert werden kann. Dadurch wird die Höhe der Speichereinrichtung größer, um so ihr gesamtes Vo­ lumen zu vergrößern, ohne dabei ihre Querschnittsfläche zu vergrößern. Dadurch werden mehr Kassetten aufgenommen, die Einbauquerschnittsfläche der Speichereinrichtung bleibt aber unverändert, was die Installationskosten eines Rein­ raumes verringert.

Claims (3)

1. Transportvorrichtung für ein Transferelement in einer Speichereinrichtung für die Herstellung einer Halbleiter­ vorrichtung zum Transportieren eines Transferelementes in die Richtungen einer X- und Y-Achse innerhalb der Spei­ chereinrichtung, welche Halbleiterwafer speichert und zum Befördern einer Kassette, auf welcher die Halbleiterwafer angebracht sind, gekennzeichnet durch eine X-Achse-Antriebseinrichtung (13, 14, 15, 16, 17, 18) zum Transpor­ tieren des Transferelementes (11) in Richtung der X-Achse, eine Basis (12), auf welcher die X-Achse-Antriebs­ einrichtung (13, 14, 15, 16, 17, 18) installiert ist, und eine Y-Achse-Antriebseinrichtung (21, 24, 25, 26, 27, 28) zum Transportieren der Basis (12) in Richtung der Y-Achse.
2. Transportvorrichtung für ein Transferelement nach An­ spruch 1, in welcher die X-Achse-Antriebseinrichtung um­ faßt:
eine feste Platte (13), auf welcher das Transferelement (11) installiert ist;
eine Mehrzahl von Rollen (14, 15, 16), die unterhalb der festen Platte (13) installiert sind;
eine Führungsschiene (17), die auf der Basis (12) instal­ liert ist und die Rollen (14, 15, 16) führt; und
einen Motor (18) zum Antreiben einer der Rollen (14, 15, 16).
3. Transportvorrichtung für ein Transferelement nach An­ spruch 1, in welcher die Y-Achse-Antriebseinrichtung um­ faßt:
eine Mehrzahl von Führungsständern (21), um der Basis (12) zu gestatten, sich in Richtung der Y-Achse zu bewegen;
ein Paar Ketten (28), die durch eine Mehrzahl von Kettenrä­ dern (26, 26, 27) geführt sind und die an einem Ende mit einem Ende der Basis (12) verbunden sind und an dem anderen Ende mit einem Gewicht verbunden sind, und
einen Antriebsmotor (24) zum Drehen eines (27) der Ketten­ räder (25, 26, 27), um den beiden Ketten (28) zu gestatten, sich in Drehrichtung zu bewegen.
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