DE19900461A1 - Transportvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bisherige Transportvorrichtungen für Transportbehälter von Wafern (sog. Carrier) u. ä. hatten den Nachteil, daß mit lediglich einer Antriebsrolle nur eine ungleichmäßige Fortbewegung des Transportbehälters erreicht wurde. Zur Überwindung dieses Problems stellt die Erfindung eine Transportvorrichtung bereit, in der zwei miteinander gekoppelte Antriebswalzen (7, 9) einander gegenüberstehen, die beide eine gleichmäßige Antriebskraft auf die Stege eines Behälters (4) ausüben, so daß dieser linear und ruckfrei weitertransportiert wird. Dementsprechend ist die Erfindung auf eine Transportvorrichtung für Behälter (4) mit zumindest zwei parallel verlaufenden Stegen gerichtet, die zumindest zwei parallele Reihen von Laufrollen (5, 6) umfasst, auf denen die Stege laufen können. Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung wird gekennzeichnet durch zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) zur Übertragung einer Antriebskraft auf die Stege, welche eine Primärantriebsrolle (7) und zumindest eine Sekundärantriebsrolle (9) umfasst, wobei jede der Antriebsrollen (7, 9) in einer Reihe von Laufrollen (5, 6) eingegliedert ist, die Primärantriebsrolle (7) mittels eines Motors (8) antreibbar oder angetrieben ist und die Antriebsrollen (7, 9) der zumindest einen Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) so miteinander gekoppelt sind, daß die Primärantriebsrolle (7) die zumindest eine Sekundärantriebsrolle (9) antreibt oder antreiben kann.

Description

Bei der Verarbeitung und dem Versand von Gütern oder Halbzeu­ gen stellt sich oftmals die Frage nach einem Transport über kurze Strecke, z. B. von einer Verarbeitungsstation zur näch­ sten oder zum Lager. In vielen Fällen wird ein solcher Trans­ port mittels Transportbändern oder Anordnungen von Transpor­ trollen bewerkstelligt, auf denen Transportbehälter oder die Güter direkt transportiert werden. Bei manchen Gütern, wie etwa bei Wafern für die Halbleiterproduktion, müssen diese Transportbehälter, die sog. Carrier, produktionsbedingt For­ men aufweisen, die zu einer entsprechenden Anpassung der Transportvorrichtungen führen.

Im folgenden soll eine solche, im Stand der Technik bekannte Transportvorrichtung mit beispielhaftem Bezug auf den Trans­ port von Wafercarriern dargestellt werden. Es versteht sich jedoch, daß solche Transportvorrichtungen auch bei anderen Behältern verwendet werden können, wenn sich eine entspre­ chende Fragestellung ergibt.

Die Transportbehälter für Halbleiterwafer sind seitlich­ unten mit zwei parallel laufenden Stegen ausgestattet, die dem Transport in der Transportvorrichtung dienen. Diese Transportbehälter ragen zwischen den Stegen noch nach unten durch. Dem trägt die vorbekannte Transportvorrichtung dadurch Rechnung, daß die Stege auf kurzen Laufrollen geführt werden, die auf parallel voneinander beabstandeten Seitenwangen ange­ bracht sind. Die Seitenwangen sind mittels Distanzbolzen zu einer Einheit verbunden. Zwischen den Seitenwangen ist ein freier Raum vorgesehen, in den der Transportbehälter hinein­ ragt. Aus diesem Grunde sind die Laufrollen nicht von einer Seitenwange zur anderen durchgehend, sondern als flache Scheiben ausgeführt, die nur wenig in den Raum zwischen den Seitenwangen hineinragen (vgl. Fig. 1).

An einer der Seitenwangen folgt jeweils nach einer Anzahl von Laufrollen eine Antriebsrolle. Typisch ist zum Beispiel, daß nach jeweils vier Laufrollen eine Antriebsrolle eingegliedert wird. Die Antriebsrollen werden mittels Motoren rotiert.

Damit die Antriebsrollen eine Antriebskraft zum Weitertrans­ port auf die Transportbehälter ausüben können, müssen sie über eine gedachte Linie hinausragen, welche die Laufrollen an ihrem Umfang auf der den Stegen des Transportbehälters zu­ gewandten Seite, also nach oben hin, bilden.

Dadurch entsteht bei jedem Anfahren eines Transportbehälters an die einseitig angebrachte Antriebsrolle eine seitlich hochgehende, ruckartige Bewegung, welche durch ihre Kontinui­ tät zu einer Vibration des Transportbehälters und der darin befindlichen Wafer führt. Diese Vibration führt zu einer er­ höhten Partikelerzeugung und damit zu einer Qualitätsminde­ rung der Wafer.

Es wäre daher wünschenswert, eine Transportvorrichtung zu schaffen, bei der die Transportbehälter schonend über die Rollen geführt werden können, ohne daß nachteilige seitliche Kräfte auf sie einwirken.

Diese Aufgabe wird durch die Transportvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und ihre Verwendung für den Transport von Transportbehältern für Wafer gemäß dem unabhän­ gigen Patenanspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

In einem Aspekt ist die Erfindung auf eine Transportvorrich­ tung gerichtet, bei der eine zweite Antriebsrolle mit ange­ trieben wird.

In einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf eine Trans­ portvorrichtung gerichtet, bei der zwei miteinander gekoppel­ te Antriebswalzen einander gegenüberstehen, die beide eine gleichmäßige Antriebskraft auf die Stege eines Behälters aus­ üben, so daß dieser linear und ruckfrei weitertransportiert wird.

In noch einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf eine Transportvorrichtung gerichtet, bei der eine Kraft-Kopplung von zwei, einander gegenüberstehenden Antriebswalzen so er­ folgt, daß zwischen ihnen ein freier Raum verbleibt, in den der Transportbehälter hineinragen kann.

Dementsprechend ist die Erfindung auf eine Transportvorrich­ tung für Behälter mit zumindest zwei parallel verlaufenden Stegen gerichtet, die zumindest zwei parallele Reihen von Laufrollen umfasst, auf denen die Stege laufen können. Die Transportvorrichtung wird gekennzeichnet durch zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen zur Übertragung einer An­ triebskraft auf die Stege, welche eine Primärantriebsrolle und zumindest eine Sekundärantriebsrolle umfasst, wobei jede der Antriebsrollen in einer Reihe von Laufrollen eingeglie­ dert ist, die Primärantriebsrolle mittels eines Motors an­ treibbar oder angetrieben ist und die Antriebsrollen der zu­ mindest einen Gruppe von Antriebsrollen so miteinander ge­ koppelt sind, daß die Primärantriebsrolle die zumindest eine Sekundärantriebsrolle antreibt oder antreiben kann.

Vorzugsweise sind die Antriebsrollen der zumindest einen Gruppe von Antriebsrollen über eine Kraftübertragungswelle miteinander gekoppelt.

Es werden z. B. voneinander beabstandete Seitenwangen vorgese­ hen, an denen die Reihen von Laufrollen und die Antriebsrol­ len angeordnet sind. Die Antriebsrollen der zumindest einen Gruppe von Antriebsrollen können in den Seitenwangen einander gegenüberstehend gelagert sein.

Die Laufrollen bilden vorzugsweise in Bezug auf die Stege der auf ihnen transportierbaren Behälter an ihrem dem Behälter zugewandten Umfang eine gedachte Linie, wobei die Antriebs­ rollen über diese gedachte Linie überstehen, um die Antriebs­ kraft auf die Stege übertragen zu können. Auf den Antriebs­ rollen können zusätzliche Antriebsräder zur Übertragung der Antriebskraft auf die Stege angeordnet sein. Die Antriebsrä­ der oder auch die Antriebsrollen direkt können mit Gummibelä­ gen beschichtet oder sonstwie versehen sein, um die Reibung zwischen diesen und den Stegen zu verbessern.

Die Kraftübertragung zwischen den Antriebsrollen kann dadurch bewirkt werden, daß an der Kraftübertragungswelle zumindest zwei Übertragungsräder angeordnet sind, wobei eines der Übertragungsräder in Kontakt mit der Primärantriebsrolle steht und deren Drehung auf die Kraftübertragungswelle über­ trägt, und das zumindest zweite Übertragungsrad die Drehung der Kraftübertragungswelle auf die zumindest eine Sekundäran­ triebsrolle überträgt. Die Kraftübertragung kann auch hier wieder durch Gummibeläge unterstützt werden, die an den An­ triebsrollen/-rädern und den Übertragungsrädern angebracht sind.

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen beschrieben wer­ den, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen folgendes dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Trans­ portvorrichtung mit Querschnitt durch die Seitenwangen.

Fig. 2 zeigt die perspektivische Ansicht einer Ausführungs­ form der Erfindung, bei der eine Seitenwange dargestellt ist.

Die gattungsgemäße Transportvorrichtung besteht typischerwei­ se aus zwei seitlichen Führungen, in denen die verschiedenen Rollen gelagert sind. In Fig. 1 sind zwei Seitenwangen 1, 2 gezeigt, die diesem Zweck dienen und zugleich die Vorrichtung soweit vom Untergrund 3 beabstanden, daß der Transportbehäl­ ter 4, hier ein Wafercarrier, problemlos auf den Rollen lau­ fen kann, ohne mit seinem vorspringenden Bereich am Unter­ grund 3 oder anderen Teilen der Vorrichtung hängen zu blei­ ben.

Die Seitenwangen können mit dem Untergrund verbunden sein oder durch Abstandsbolzen voneinander definiert beabstandet sein.

Auf den einander zugewandten Flächen der Seitenwangen 1, 2 sind die Laufrollen 5, 6 angeordnet, die z. B. mit Kugellagern in den Seitenwangen 1, 2 gelagert sind. Die Laufrollen rotie­ ren frei in ihren Lagern, wenn der Steg eines Transportbehäl­ ters 4 über sie läuft. Die Laufrollen 5, 6 weisen in Fig. 1 einen Gummibelag auf, der die Haftung zwischen den Rollen 5, 6 und den darauf laufenden Stegen der Transportbehälter 4 verbessert. Die Rollen sind ferner mit zu den Seitenwangen 1, 2 hin außenseits gehenden Fasen 11, 12 versehen, um eine Führung der Stege zu ermöglichen.

Ebenfalls in einer Seitenwange 2 angebracht ist eine Primär­ antriebsrolle 7, die mittels eines Motors 8 angetrieben wird.

Auf der anderen Seitenwange 1 ist eine Sekundärantriebsrolle 9 angeordnet, die erfindungsgemäß mit der Primärantriebsrolle 7 gekoppelt ist, um eine Kraftübertragung von beiden An­ triebsrollen zu gewährleisten. In Fig. 1 wird diese Kopplung mit einer Kraftübertragungswelle 17 errreicht, welche die Kraft der Primärantriebsrolle 7 mittels eines auf der Kraftübertragungswelle 17 angebrachten Übertragungsrades 16 aufnimmt und über ein weiteres Übertragungsrad 15 an die Se­ kundärantriebsrolle 9 weiterleitet. Hierbei sind die Übertra­ gungsräder 15, 16 auf Wellenhaltern 18, 19 aufgesetzt, die der Verbindung der Übertragungsräder 15, 16 mit der Welle 17 dienen. Es sind jedoch auch andere Befestigungen der Räder 15, 16 an der Welle 17 möglich, die im Stand der Technik ge­ läufig sind. Die Kraftübertragungswelle 17 ist mit ihren End­ bereichen, den zwei Lagerwellen 22 und 23, in zwei Lagern 21, 22 gelagert, die in den Seitenwangen 1, 2 angeordnet sind.

Die in Fig. 1 gezeigte Koppelung ist eine mechanische. Sie gewährleistet, gleiche Größen bei den Antriebsrollen 7, 9 und den Übertragungsrädern 15, 16 vorausgesetzt, daß sich die zu­ mindest zwei Antriebsrollen 7, 9 mit gleicher Umfangsge­ schwindigkeit bewegen und somit ein gleichmäßigerer Transport der Transportbehälter 4 möglich ist als im Stand der Technik. Es ist jedoch auch möglich, die Kopplung auf eine andere Wei­ se vorzunehmen, z. B. elektrisch. In einem solchen Fall kann an der Primärantriebsrolle 7 ein Sensor angebracht sein, der deren Geschwindigkeit bestimmt und diese Information an eine Steuerung weitergibt, die mittels eines zweiten Motors die Geschwindigkeit der Sekundärantriebsrolle 9 auf stets den gleichen Wert wie die Geschwindigkeit der ersten Antriebsrol­ le 7 einstellt.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Antriebsrollen 7, 9 mit Antriebsrädern 13, 14 versehen, die den Umfang der zentralen Walzen der Antriebsrollen 7, 9 ver­ größern und die eigentliche Kontaktfläche zu den Übertra­ gungsrädern 15, 16 darstellen.

Alle Kontaktflächen der Antriebsrollen, Antriebsräder und Übertragungsräder können mit einer Gummioberfläche versehen sein, um die Reibung zueinander bzw. zu den Stegen der Trans­ portbehälter zu verbessern.

Es ist jedoch auch vorstellbar, daß die Kraftübertragung von/zu den Antriebsrollen/Übertragungsrädern durch Zahnräder erfolgt, wobei zu diesem Zweck an den Antriebsrollen zusätz­ lich zu den Antriebsrädern 13, 14, auf denen die Stege der Transportbehälter 4 laufen, Zahnräder an der zentralen Walze angeordnet sind, die mit den als Zahnrädern ausgeführten Übertragungsrädern 15, 16 in Eingriff kommen.

Erfindungsgemäß ist zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen vorgesehen, die aus zumindest zwei Antriebsrollen, einer vom Motor angetriebenen Primärantriebsrolle 7 und einer mit die­ ser gekoppelten Sekundärantriebsrolle 9, besteht. Es ist je­ doch genauso möglich, mehr als eine Sekundärantriebsrolle 9 in einer Gruppe von Antriebsrollen vorzusehen, die alle mit der Primärantriebsrolle 7 gekoppelt sind. Eine solche Anord­ nung ermöglicht zum Beispiel den Transport breiterer Trans­ portbehälter 4, bei denen es aus statischen Gründen wün­ schenswert erscheint, sie in ihrer Mitte zusätzlich zu unter­ stützen.

Auch können mehrere Primärantriebsrollen 7, die zu verschie­ denen Gruppen von Antriebsrollen (7, 9) gehören, von einem gemeinsamen Motor 8 angetrieben werden. Diese Ausführungsform eignet sich vor allem bei leichteren Transportbehältern, um die Anlagenkosten zu senken. Ein solcher Antrieb kann bei­ spielsweise mittels Zahnrädern anstelle der Motoren 8 und ei­ ner um alle Zahnräder und den gemeinsamen Antriebsmotor her­ umführenden Zahnkette bewerkstelligt werden.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Seitenwange mit Lauf- und Antriebsrollen. Hier ist exemplarisch die Seiten­ wange 1 gezeigt, auf der die Sekundärantriebsrollen 9 ange­ ordnet sind. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen dabei die gleichen Elemente wie in Fig. 1. Wie gezeigt, folgt hier je­ weils eine Antriebsrolle 9 auf drei Laufrollen 5. Es ist je­ doch auch möglich, mehr oder weniger Laufrollen zwischen den einzelnen Antriebsrollen 7, 9 zu plazieren. Der Abstand zwi­ schen den Antriebsrollen 7, 9 muß in jedem Fall so bemessen sein, daß eine Gruppe von Antriebsrollen 7, 9 einen Trans­ portbehälter 4 bis zu einem sicheren Kontakt mit der nächsten Gruppe von Antriebsrollen 7, 9 befördern kann. Vorzugsweise wird der Abstand so gewählt, daß zu jedem beliebigen Zeit­ punkt zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) die Stege an den Behältern 4 antreiben kann.

Die Laufrollen 5, 6 sind in Fig. 2 in engem Abstand voneinan­ der und von den Antriebsrollen 7, 9 gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, den Abstand zu vergrößern, sofern der sichere Transport von Behältern 4 gewährleistet bleibt.

Auch ist es möglich, die Seitenwangen und Rollen so anzuord­ nen, daß eine Kurvenfahrt möglich ist. Hierzu müssen die ent­ sprechenden Elemente so angeordnet werden, daß ein Behälter 4 nicht z. B. an den Seitenwangen hängenbleiben kann. Da beim Durchfahren von Kurven die Aussenseite eines Behälter sich schneller bewegen muß als die Innenseite, ist es weiterhin notwendig, die Antriebsräder unterschiedlich schnell laufen zu lassen. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die beiden Übertragungsräder unterschiedlich groß gestaltet werden, um so eine Übersetzung zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung löst das Problem ungleichmäßiger Transportbewegungen, das bei bisherigen Transportvorrichtun­ gen auftrat. Durch die Erfindung wird eine exakte, geradlini­ ge Linearbewegung des Transportbehälters erreicht.

Bezugszeichenliste

1

Seitenwange links

2

Seitenwange rechts

3

Untergrund

4

Wafermagazin (Carrier)

5

Laufrolle links

6

Laufrolle rechts

7

Primärantriebsrolle

8

Antriebsmotor

9

Sekundärantriebsrolle

10

Gummibelag auf Laufrolle

11

Fase der Laufrolle links

12

Fase der Laufrolle rechts

13

Antriebsrad der Sekundärantriebsrolle

14

Antriebsrad der Primärantriebsrolle

15

Übertragungsrad links

16

Übertragungsrad rechts

17

Kraftübertragungswelle

18

Wellenhalter links

19

Wellenhalter rechts

20

Lager links

21

Lager rechts

22

Lagerwelle links

23

Lagerwelle rechts

Claims (15)

1. Transportvorrichtung für Behälter (4) mit zumindest zwei parallel verlaufenden Stegen, umfassend zumindest zwei paral­ lele Reihen von Laufrollen (5, 6), auf denen die Stege laufen können, gekennzeichnet durch zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) zur Übertra­ gung einer Antriebskraft auf die Stege, welche eine Primäran­ triebsrolle (7) und zumindest eine Sekundärantriebsrolle (9) umfasst, wobei jede der Antriebsrollen (7, 9) in einer Reihe von Laufrollen (5, 6) eingegliedert ist, die Primärantriebs­ rolle (7) mittels eines Motors (8) antreibbar oder angetrie­ ben ist und die Antriebsrollen (7, 9) der zumindest einen Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) so miteinander gekoppelt sind, daß die Primärantriebsrolle (7) die zumindest eine Se­ kundärantriebsrolle (9) antreibt oder antreiben kann.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrollen (7, 9) der zumindest einen Gruppe von An­ triebsrollen (7, 9) über eine Kraftübertragungswelle (17) miteinander gekoppelt sind.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfasst parallel angeordnete, voneinander beab­ standete Seitenwangen (1, 2), an denen die Reihen von Lauf­ rollen (5, 6) und die Antriebsrollen (7, 9) angeordnet sind.

4. Transportvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (5, 6) in den Seitenwangen (1, 2) frei ro­ tierbar sind oder frei rotieren.

5. Transportvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrollen (7, 9) der zumindest einen Gruppe von An­ triebsrollen (7, 9) in den Seitenwangen (1, 2) einander ge­ genüberstehend gelagert sind.

6. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (5, 6) in Bezug auf die Stege (1, 2) der auf ihnen transportierbaren Behälter (4) an ihrem dem Behälter (4) zugewandten Umfang eine gedachte Linie bilden und daß die Antriebsrollen (7, 9) über diese gedachte Linie überstehen, um die Antriebskraft auf die Stege übertragen zu können.

7. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Antriebsrollen (7, 9) Antriebsräder (13, 14) zur Übertragung der Antriebskraft auf die Stege angeordnet sind.

8. Transportvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Antriebsräder (13, 14) Gummibeläge zur Übertra­ gung der Antriebskraft auf die Stege angeordnet sind.

9. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kraftübertragungswelle (17) zumindest zwei Übertra­ gungsräder (15, 16) angeordnet sind, wobei eines der Übertra­ gungsräder (16) in Kontakt mit der Primärantriebsrolle (7) steht und deren Drehung auf die Kraftübertragungswelle (17) überträgt, und das zumindest zweite Übertragungsrad (15) die Drehung der Kraftübertragungswelle (17) auf die zumindest ei­ ne Sekundärantriebsrolle (9) überträgt.

10. Transportvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen den Antriebsrollen und den Übertragungsrädern durch Friktion von Gummibelägen, die an den Umfängen der Antriebsrollen und der Übertragungsräder an­ geordnet sind, erfolgt.

11. Transportvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsräder (13, 14) am Umfang der Antriebsrollen (7, 9) angeordnet sind und daß die Kraftübertragung zwischen den An­ triebsrollen (7, 9) und den Übertragungsrädern (15, 16) durch Friktion von Gummibelägen, die an den Umfängen der Antriebs­ räder (13, 14) und der Übertragungsräder (15, 16) angeordnet sind, erfolgt.

12. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) mehrere Sekundärantriebsrollen (9) umfasst und die Transportvorrich­ tung eine der Zahl der Antriebsrollen (7, 9) in der zumindest einen Gruppe von Antriebsrollen (7, 9) entsprechende Anzahl von parallelen Reihen von Laufrollen (5, 6) aufweist.

13. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (8) mehrere Gruppen von Antriebsrollen (7, 9) an­ treibt.

14. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Antriebsrollen (7, 9) in die Reihen von Laufrollen (5, 6) eingegliedert sind, wobei die Gruppen von Antriebsrollen (7, 9) so voneinander beabstandet sind, daß zu jedem Zeitpunkt jeweils zumindest eine Gruppe von Antriebs­ rollen (7, 9) die Stege der Behälter (4) antreiben kann.

15. Verwendung der Transportvorrichtung gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 14 zum Transportieren von Transportcarriern für Halbleiter-Wafer.