DE19905882C1 - Device for transporting objects, in particular wafers and / or wafer containers - Google Patents
Device for transporting objects, in particular wafers and / or wafer containersInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung (1) zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern, zwischen einem ersten Reinraum (4) und einem zweiten Reinraum (5), die unterschiedlichen Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, weist die folgenden Bestandteile auf: DOLLAR A - einen Senkrechtförderer (6), der durch eine Öffnung (7) in einer Decke (3) des ersten Reinraums (4) und einem Boden des zweiten Reinraums (5) geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement (8) eine innerhalb des ersten Reinraums (4) befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums (5) befindliche zweite Endstellung aufweist DOLLAR A - eine den Querschnitt des Senkrechtförderers (6) versperrenden Schleuseneinrichtung (9), die mindestens zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren (10, 11) aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer (13) begrenzen und DOLLAR A - mindestens eine Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum (5) befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement (8) und in umgekehrter Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindlichen Förderelement (8) an eine in dem ersten Reinraum (4) befindliche Bearbeitungsstation und in umgekehrter Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements (8) innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist.A device (1) for transporting objects, in particular wafers and / or wafer containers, between a first clean room (4) and a second clean room (5), which can belong to different clean room classes and in which different air pressures prevail, has the following components : DOLLAR A - a vertical conveyor (6) which is guided through an opening (7) in a ceiling (3) of the first clean room (4) and a floor of the second clean room (5) and whose vertically movable conveying element (8) is inside DOLLAR A has a first end position of the first clean room (4) and a second end position located within the second clean room (5) ) which delimit an intervening lock chamber (13) and DOLLAR A - at least one transfer device with the object in each case from a transport system located in the second clean room (5) to the conveying element (8) located in its second end position and in the opposite direction and / or from the conveying element (8) located in its first end position to one in the first clean room (4) located processing station and can be transferred in the opposite direction, one of the end positions of the conveying element (8) being arranged within the lock chamber.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von Gegenständen, insbesondere von Wafern und/oder Waferbehältern. Die Gegenstände sollen zwischen einem ersten Reinraum und einem zweiten Reinraum transportiert werden, wobei die beiden Reinräume unterschiedli chen Reinraumklassen angehören können und in ihnen unterschiedliche Luftdrücke herrschen.The invention relates to a device for transporting objects, in particular Wafers and / or wafer containers. The objects should be between a first clean room and a second clean room are transported, the two clean rooms differing can belong to clean room classes and there are different air pressures in them.
Eine unbedingte Notwendigkeit zur dauerhaften Aufrechterhaltung von Reinraumbedingungen ergibt sich bei der Herstellung von integrierten Halbleiterprodukten. Während der Herstellung eines solchen Halbleiterprodukts durchläuft dieses eine Vielzahl von Verarbeitungsvorgängen, die zum größten Teil mit hochspezialisierten Bearbeitungsvorrichtungen bzw. -anlagen in einer Reinraumumgebung durchgeführt werden. In der Regel sind mehrere gleichartige Bearbei tungsanlagen zu einem als "Bay" bezeichneten Bearbeitungsbereich zusammengefaßt. Übli cherweise sind mehrere Bearbeitungsbereiche nebeneinander auf einem Stockwerk eines Fa brikgebäudes angeordnet.An absolute necessity for the permanent maintenance of clean room conditions results from the production of integrated semiconductor products. During manufacture such a semiconductor product goes through a variety of processing operations, most of them with highly specialized processing devices or systems in one Clean room environment. As a rule, there are several similar operations processing systems combined to form a "Bay" processing area. Usual Several processing areas are next to each other on one floor of a company arranged brik building.
Der Transport der zu bearbeitenden Halbleiterprodukte, die auch als sogenannte "Wafer" be zeichnet werden, von oder zu den einzelnen Bearbeitungsanlagen bzw. zwischen verschiede nen Bearbeitungsbereichen erfolgt mit Hilfe von Transportsystemen, die sich auf demselben Stockwerk des Fabrikgebäudes befinden wie die Bearbeitungsanlagen. Gemäß dem Stand der Technik wird der Transport zwischen zwei Bearbeitungsbereichen beispielsweise mit Hilfe schienengebundener Fahrzeuge an der Decke eines Stockwerks (sogenannte "Monorails") abgewickelt. Oftmals sind in den einzelnen Bearbeitungsbereichen zusätzlich als sogenannte "Stocker" bezeichnete Zwischenlager eingerichtet. In diesen Zwischenlagern können die ihr einen bestimmten Bearbeitungsbereich vorgesehenen Wafer kurzzeitig zwischengelagert wer den.The transport of the semiconductor products to be processed, which are also known as "wafers" be drawn, from or to the individual processing systems or between different Processing areas are carried out with the help of transport systems that are located on the same The floor of the factory building is located like the processing plants. According to the state of the Technology is used to transport between two processing areas, for example rail-bound vehicles on the ceiling of a floor (so-called "monorails") handled. Often there are also so-called in the individual processing areas Interim storage facility designated "Stocker". In these interim storage facilities you can a wafer temporarily provided for a certain processing area the.
Bei den allgemein bekannten Anlagen erfolgt der Transport der Wafer von den vorgenannten Zwischenlagern zu den eigentlichen Bearbeitungsanlagen mit Hilfe von (schienengebundenen) Robotern, schienengebundenen Fahrzeugen am Boden des Stockwerks oder über führerlose Fahrzeuge am Boden des Stockwerks, sogenannte "Automated Guided Vehicles" (AGV). In the generally known systems, the wafers are transported from the aforementioned Temporary storage to the actual processing plants with the help of (rail-bound) Robots, rail-bound vehicles on the floor of the floor or driverless Vehicles on the floor of the floor, so-called "Automated Guided Vehicles" (AGV).
Ein derartiges bekanntes Transportsystem weist zum einen den Nachteil auf, daß die Trans portgeschwindigkeit gering ist. So ist es nicht ungewöhnlich, daß die Transportzeit zwischen zwei Bearbeitungsanlagen 10 Minuten und mehr beträgt.Such a known transport system has the disadvantage that the trans port speed is low. So it is not uncommon for the transportation time between two processing systems is 10 minutes and more.
Zum anderen ist die für die bekannten Transportsysteme erforderliche Steuerungssoftware komplex. Dies resultiert daraus, daß aufgrund der innerhalb derselben Ebene stattfindenden Transport- und Bearbeitungsvorgänge eine Vielzahl von Hindernissen (z. B. andere Kompo nenten des Transportsystems oder andere Bearbeitungsanlagen) umfahren werden müssen. Daher ist es erforderlich, Transportprioritäten zu vergeben, um einen geregelten Ablauf der in einer großen Anzahl zeitlich parallel zueinander verlaufenden Einzeltransporte zu gewährlei sten. Aus diesem Grunde sind Überholvorgänge, Kreuzungen und Abzweigungen bei dem bekannten Transportsystem unvermeidlich.On the other hand, there is the control software required for the known transport systems complex. This is due to the fact that taking place within the same level Transport and processing operations a variety of obstacles (e.g. other compo components of the transport system or other processing systems) must be bypassed. It is therefore necessary to assign transport priorities in order to ensure that the process in to guarantee a large number of individual transports running parallel to one another most. For this reason, overtaking, intersections and branches are with the known transport system inevitable.
Schließlich erfordern die Zwischenlager in den Bearbeitungsbereichen große Stellflächen, die für die eigentliche Produktion nicht genutzt werden können. Angesichts des hohen Aufwands zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung einer Reinraumatmosphäre sind diese Flächenverlu ste ganz besonders nachteilig.Finally, the intermediate storage in the processing areas require large spaces cannot be used for the actual production. Given the high cost to provide and maintain a clean room atmosphere, these areas are lost are particularly disadvantageous.
Aus der DE 197 26 305 A1 ist ein System zum Transportieren von Objekten, insbesondere von Halbleiterwafern zwischen Umgebungen mit kontrollierten Bedingungen bekannt. Das System weist einen Waferträger auf, der eine erste Umgebung mit kontrollierten Bedingungen definiert und der eine Abdeckung und eine Tür aufweist, die dazu dient, eine Öffnung im Bo den der Abdeckung zu schließen. Außerdem enthält das System einen Halter zum Tragen von wenigstens einem Wafer auf der Trägertür. Ein Gehäuse definiert eine zweite Umgebung mit kontrollierten Bedingungen um ein Gerät zur Bearbeitung der Wafer und besitzt eine Lukentür zum Schließen einer durch ein bewegliches Lukenelement definierten Lukenöffnung. Die Lu kentür bildet einen Teil einer Bühne zum Tragen der Trägertür und des Waferhalters, wobei das bewegliche Lukenelement so ausgebildet ist, daß es an der Trägerabdeckung angreift, um deren Bewegung in vertikaler Richtung zu verursachen. DE 197 26 305 A1 describes a system for transporting objects, in particular of semiconductor wafers between environments with controlled conditions. The System has a wafer carrier that has a first environment with controlled conditions and which has a cover and a door which serves to open an opening in the Bo close the cover. The system also includes a holder for carrying at least one wafer on the carrier door. A housing defines a second environment controlled conditions around a device for processing the wafer and has a hatch door for closing a hatch opening defined by a movable hatch element. The Lu kentür forms part of a stage for supporting the carrier door and the wafer holder, whereby the movable hatch element is designed so that it engages the carrier cover in order to to cause their movement in the vertical direction.
Des weiteren sind Hubmittel zum Bewegen des Lukenelements in vertikaler Richtung zwi schen einer unteren Position, an der die Lukentür die Lukenöffnung schließt, und einer oberen Position, an der das Lukenelement die Trägerabdeckung in vertikaler Richtung anhebt, vorge sehen, um dem Waferbearbeitungsgerät den Zugang zu dem Waferhalter zu ermöglichen.Furthermore, lifting means for moving the hatch element in the vertical direction are between a lower position at which the hatch door closes the hatch opening and an upper one Position at which the hatch element lifts the carrier cover in the vertical direction, pre see to give the wafer processing device access to the wafer holder.
Das bekannte System stellt lediglich eine unmittelbar an das Bearbeitungsequipment ange brachte Andockstation für Wafertransportbehälter dar. Innerhalb dieser Andockstation können zwei Transportbehälter automatisch, das heißt durch Schieben der Haube nach oben, geöffnet werden, wodurch die einzelnen Wafer von einem Robotergreifmechanismus in das Bearbei tungsequipment bzw. in einen parallelen Transportbehälter verschoben werden können.The known system only provides one directly to the processing equipment presented docking station for wafer transport containers. Within this docking station can two transport containers opened automatically, i.e. by pushing the hood upwards through which the individual wafers are processed by a robot gripping mechanism tion equipment or in a parallel transport container.
Einen Transport eines Transportbehälters durch eine Grenze zwischen zwei Reinräumen unter schiedlicher Reinraumklassen ist bei dem bekannten System nicht beschrieben.Transporting a shipping container through a boundary between two clean rooms below Different clean room classes are not described in the known system.
Die DE 43 32 657 A1 offenbart eine Einrichtung zum Einschleusen von Substraten in einen Reinstraum einer Substratbehandlungsmaschine und besitzt dazu eine Vorrichtung zum Hand haben von Substraten in Reinsträumen, die mit einer Transportbox zur Aufnahme einer die Substrate enthaltenen Kassette versehen ist. Die Transportbox weist eine Boxenhaube und einen mit dieser gasdicht verbindbaren und verriegelbaren Boxenboden auf und ist mit einem Hubwerk auf die Transportbox aufsetzbar. Die Boxenhaube der Transportbox ist dabei mittels des Hubwerks vom Boxenboden zur Entnahme einer Substratkassette vom Boxenboden an hebbar und nach Wiederbestückung auf den Boxenboden absenkbar. Die Einrichtung ist ferner mit einem in einer Wand eines Maschinengehäuses angeordneten verschließbaren Fenster zwi schen einem Maschinenaußen- und -innenraum versehen, durch das die Substrate schleusenar tig durchführbar sind.DE 43 32 657 A1 discloses a device for introducing substrates into one Clean room of a substrate treatment machine and has a device for this purpose have of substrates in clean rooms with a transport box to hold a Substrate contained cassette is provided. The transport box has a box hood and one with this gas-tight connectable and lockable box base and is with one Hoist can be placed on the transport box. The box hood of the transport box is by means of the hoist from the pit floor to remove a substrate cassette from the pit floor can be lifted and lowered to the box floor after refitting. The facility is further with a closable window arranged in a wall of a machine housing between a machine interior and exterior through which the substrates lock are feasible.
Um eine derartige Einrichtung zum Einschleusen von Substraten in einen Reinstraum zu schaf fen, mit der die Handhabung der mit den Substratkassetten versehenen Boxen vereinfacht ist und in ergonomisch verträglicher Weise erfolgen kann, ist eine Schleuse vorgesehen, die in einem oberen Bereich ein Schild aufweist, das in gaasdicht verschlossenem Zustand der Trans portbox das Fenster verschließt und in einem unteren Bereich ein Schleusengehäuse besitzt, das zur Maschinengehäusewand hin eine dem Fenster entsprechende Öffnung aufweist.To create such a device for introducing substrates into a clean room fen, with which the handling of the boxes provided with the substrate cassettes is simplified and can be done in an ergonomically compatible manner, a lock is provided which in an upper area has a sign that in the gas-tight closed state of the trans portbox closes the window and has a lock housing in a lower area, which has an opening corresponding to the window towards the machine housing wall.
Auch bei dieser bekannten Einrichtung handelt es sich um eine Andockstation eines Wafer transportbehälters an ein Bearbeitungsequipment. Auch in diesem Fall ist es nicht möglich, den Transportbehälter als solchen durch eine Grenze zwischen zwei Reinräumen hindurch zu be fördern.This known device is also a docking station of a wafer transport container to a processing equipment. In this case, too, it is not possible Transport container as such through a boundary between two clean rooms promote.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transportvorrichtung vorzuschlagen, die die Anforderungen an die Steuerungssoftware der Vorrichtung vermindert und bei ebenfalls ver ringerten Transportzeiten einen zuverlässigen Zu- und Abtransport der Gegenstände von und zu den Bearbeitungsstationen ermöglicht. Des weiteren sollte die Fläche eines (ersten) Rein raums zu einem möglichst hohen Anteil für die eigentliche Halbleiterproduktion nutzbar sein und dementsprechend von Transport- und Lageraufgaben frei bleiben.The invention has for its object to propose a transport device that the Requirements for the control software of the device are reduced and also ver reduced transport times a reliable delivery and removal of the items from and to the processing stations. Furthermore, the area of a (first) Rein space to the greatest possible extent can be used for the actual semiconductor production and accordingly remain free from transport and storage tasks.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Transport von Gegenstän
den zwischen einem ersten Reinraum und einem zweiten Reinraum, die unterschiedlichen
Reinraumklassen angehören können und in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen, ge
löst, wobei die Vorrichtung mit
According to the invention, this object is achieved by a device for transporting objects between a first clean room and a second clean room, which can belong to different clean room classes and in which different air pressures prevail, the device with
- - einem Senkrechtförderer, der durch eine Öffnung in einer Decke des ersten Rein raums und einem Boden des zweiten Reinraums geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement eine innerhalb des ersten Reinraums befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums befindliche zweite Endstel lung aufweist- A vertical conveyor through an opening in a ceiling of the first Rein room and a floor of the second clean room and its vertical movable conveyor element, a first one located within the first clean room End position and a second end position located within the second clean room lung
- - einer den Querschnitt des Senkrechtförderers versperrenden Schleuseneinrichtung, die zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren aufweist, die eine dazwi schen befindliche Schleusenkammer begrenzen und A lock device blocking the cross section of the vertical conveyor, which has two lock doors spaced apart in the conveying direction, one between them limit the existing lock chamber and
- - mindestens einer Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum befindlichen Transportsystem an das in seiner zweiten Endstellung befindliche Förderelement und in umgekehrte Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindlichen Förderelement zu einer in dem ersten Reinraum befindlichen Barbeitungsstation und in umgekehrte Richtung übergeb bar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements innerhalb der Schleusen kammer angeordnet ist,- At least one transfer device, each with an object from one transport system located in the second clean room to that in its second End position located conveyor element and in the opposite direction and / or from the conveyor element in its first end position to one in the first Processing station located in the clean room and transferred in the reverse direction bar, one of the end positions of the conveying element inside the locks chamber is arranged,
versehen ist.is provided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt den Transport von Gegenständen durch die Decke eines ersten Reinraumes hindurch, um auf diese Weise beispielsweise Bearbeitungsstationen innerhalb des ersten Reinraums anordnen zu können, ohne diese einzelnen Bearbeitungsstatio nen mit einem innerhalb dieses Reinraumes angeordneteten Transportsystems miteinander ver binden zu müssen. Die Verbindung der einzelnen Bearbeitungsstationen erfolgt vielmehr über ein in dem zweiten Reinraum angeordnetes Transportsystem, wodurch in dem ersten Reinraum eine enorme Raumersparnis auftritt. Diese Raumersparnis resultiert nicht nur aus dem bloßen Wegfall des Transportsystems aus diesem Raum, sondern auch aus der Möglichkeit, in diesem Reinraum auf Zwischenlager zu verzichten. Diese Zwischenlager können nämlich ebenfalls in dem zweiten Reinraum in Verbindung mit dem dort angeordneten Transportsystem unterge bracht werden.The device according to the invention allows objects to be transported through the ceiling through a first clean room, in this way, for example, processing stations to be able to be arranged within the first clean room without these individual processing stations with a transport system arranged within this clean room to bind. Rather, the connection of the individual processing stations takes place via a transport system arranged in the second clean room, whereby in the first clean room an enormous space saving occurs. This space saving does not only result from the mere Elimination of the transport system from this space, but also from the possibility in this Clean room to dispense with intermediate storage. This interim storage can also in the second clean room in connection with the transport system located there be brought.
Aufgrund der in den beiden Reinräumen herrschenden unterschiedlichen Luftdrücke würde ein ständig offener Durchbruch in der Decke des ersten Reinraums zu einer Strömung in Richtung des Druckgefälles führen. Diese würde zum einen die Aufrechterhaltung der Luftdrücke er schweren oder gar unmöglich machen und zum anderen den Energiebedarf für die Druckhal tung drastisch erhöhen. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Schleuseneinrichtung, die zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren aufweist, werden die Druckverluste auf das unumgängliche Minimum reduziert. Da eine der beiden Schleusentüren sich stets in Schließstellung befindet, findet zu keinem Zeitpunkt eine Durchströmung über den vollen Querschnitt der Schleusenkammer statt. Die durch die Druckhaltung bedingten Betriebskosten für das Reinraumklima sind bei der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung daher sehr nied rig.Due to the different air pressures prevailing in the two clean rooms, a A continuously open breakthrough in the ceiling of the first clean room towards a flow in the direction of the pressure gradient. This would firstly maintain air pressure make it difficult or even impossible and secondly the energy required for the Druckhal increase drastically. With the lock device provided according to the invention, the has two sluice doors spaced apart in the conveying direction, the pressure drops to reduced the inevitable minimum. Since one of the two lock doors is always in Is in the closed position, there is no flow through the full flow at any time Cross section of the lock chamber instead. The operating costs due to pressure maintenance for the clean room climate are therefore very low in the transport device according to the invention rig.
Mit der gemäß der Erfindung des weiteren vorgesehenen Übergabeeinrichtung lassen sich die Gegenstände vorteilhafterweise von dem Transportsystem an das Förderelement des Senk rechtförderers und/oder von dort nach Durchfahren der Reinraumdecke an eine Bearbeitungs station übergeben. Nach Durchführung der Bearbeitung kann der Transportvorgang in umge kehrter Reihenfolge erneut stattfinden.With the transfer device further provided according to the invention, the Objects advantageously from the transport system to the conveyor element of the sink right conveyor and / or from there after driving through the clean room ceiling to a processing hand over station. After carrying out the processing, the transport process can be done in reverse reverse order take place again.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Gegenstand vor dem Durchtritt von dem zweiten Reinraum in den ersten Reinraum mittels einer in der Schleusen kammer wirkenden Abblaseeinrichtung von an seiner Oberfläche anhaftenden Partikeln befrei bar ist. Dies erlaubt die Einhaltung geringerer Reinraumbedingungen in dem zweiten Reinraum und dadurch Kosteneinsparungen, ohne daß eine Kontamination des von seinen Reinraumbe dingungen kritischer einzustufenden ersten Reinraums befürchtet werden muß.According to one embodiment of the invention it is provided that an object before Passing from the second clean room into the first clean room by means of one in the locks Chamber-acting blow-off device freed from particles adhering to its surface is cash. This allows the maintenance of lower clean room conditions in the second clean room and thereby cost savings without contamination of its clean room conditions of critical first clean room to be classified must be feared.
Wenn ein Gegenstand von der Übergabeeinrichtung auf der dem ersten Reinraum zugewand ten und in deren Schließstellung befindlichen Schleusentür absetzbar und von dort von dem Förderelement übernehmbar ist, kann auf eine separate Absetzvorrichtung, beispielsweise in Form eines Tischs, verzichtet werden.If an object from the transfer device is facing the first clean room ten and in their closed position lock door removable and from there from Conveyor element can be adopted, for example, in a separate settling device Form of a table, to be dispensed with.
Zur dauerhaft präzisen Ausrichtung eines Gegenstandes bei der Übergabe von dem Transport system an den Senkrechtförderer wird vorgeschlagen, daß die dem ersten Reinraum zuge wandte Schleusentür mit einem Positionierbolzen versehen ist, der im abgesetzten Zustand eines Gegenstandes mit einer daran befindlichen Positionieraussparung korrespondiert.For permanent precise alignment of an object when transferring from the transport System to the vertical conveyor is proposed that the first clean room turned lock door is provided with a positioning bolt, which in the lowered state of an object corresponds to a positioning recess located thereon.
Vorteilhafterweise ist die Schleuseneinrichtung im Bereich der Decke des ersten Reinraums und/oder darüber angeordnet. Insbesondere die Abblasung eines Gegenstands beim Übergang von dem zweiten in den ersten Reinraum wird hierdurch erleichtert. The lock device is advantageously in the area of the ceiling of the first clean room and / or arranged above. In particular the blowing off of an object during the transition this facilitates the move from the second to the first clean room.
Um auch hohen sicherheitstechnischen Anforderungen gerecht zu werden, ist vorgesehen, daß der Senkrechtförderer zumindest abschnittsweise von einem Sicherheitsschacht ummantelt ist. Dieser Sicherheitsschacht ist vorzugsweise hängend an der Schleuseneinrichtung befestigt und aus käfigartig zusammengesetzten Profilen und durchsichtigen Wandteilen aufgebaut.In order to meet high safety requirements, it is provided that the vertical conveyor is encased at least in sections by a safety shaft. This security shaft is preferably attached to the lock device and suspended constructed from cage-like profiles and transparent wall parts.
Um im Falle einer Störung des Senkrechtförderers an einen auf dem Förderelement befindli chen Gegenstand gelangen zu können, ist es sinnvoll, mindestens ein Wandteil des Sicherheits schachts demontierbar und/oder wegklappbar zu gestalten. Alternativ kann auch ein von Not spannung versorgtes Handbediengerät vorgesehen werden, mit dem das Förderelement in die untere Endposition verfahrbar ist.In order in the event of a malfunction of the vertical conveyor to one located on the conveyor element Chen object, it makes sense to at least a wall part of the security can be dismantled and / or folded away. Alternatively, one of need voltage-supplied hand control device can be provided with which the conveyor element in the lower end position is movable.
Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß der Senkrechtförderer einen Zahnriemenantrieb oder einen Spindelantrieb aufweist.Further developing the invention it is proposed that the vertical conveyor one Has toothed belt drive or a spindle drive.
Um möglichst wenig Änderungen an dem konstruktiven Aufbau der Reinraumdecke vorneh men zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn der Senkrechtförderer die Decke in einem einzigen Deckenrasterfeld durchdringt.To make as few changes to the structural design of the clean room ceiling as possible it is advantageous if the vertical conveyor covers the blanket in one Ceiling grid penetrates.
Wenn die Schleuseneinrichtung und/oder der Senkrechtförderer elastisch mit der Decke ver bunden sind, wird eine unerwünschte Schwingungsübertragung auf die in der Regel nicht sehr hoch belastbare Deckenkonstruktion verhindert.If the lock device and / or the vertical conveyor ver elastic with the ceiling are bound, an undesirable vibration transmission to which is usually not very highly resilient ceiling construction prevented.
Um ein gleichzeitiges Offenstehen der beiden Schleusentüren und den damit einhergehenden Druckverlust sowie eine Kontaminationsgefahr für den ersten Reinraum sicher auszuschließen, wird vorgeschlagen, die beiden Schleusentüren gegeneinander zu verriegeln. Dies kann sowohl auf mechanische Weise als auch mit Hilfe der Steuerungssoftware erfolgen.To ensure that the two lock doors and the associated ones are open at the same time Pressure loss and a risk of contamination for the first clean room can be safely excluded, it is proposed to lock the two lock doors against each other. This can be both done mechanically as well as with the help of the control software.
Die Abreinigung eines Gegenstandes von anhaftenden Staubpartikeln läßt sich besonders vor teilhaft durchführen, wenn mittels eines Zuluftventilators Zuluft in die Schleusenkammer ein bringbar und mittels eines Abluftventilators oder durch perforierte Wandabschnitte Abluft aus der Schleusenkammer ausbringbar ist.The cleaning of an object from adhering dust particles is particularly easy Carry out partial if, using a supply air fan, supply air into the lock chamber can be brought and exhaust air by means of an exhaust fan or through perforated wall sections the lock chamber can be deployed.
Da die zum Abreinigen verwendete Luft hohe Reinheitsanforderungen erfüllen muß, ist es sinnvoll, die Zuluft für die Schleusenkammer aus dem ersten Reinraum unterhalb dessen Decke oder aus dem zweiten Reinraum über ein Filter anzusaugen.Since the air used for cleaning has to meet high purity requirements, it is sensible, the supply air for the lock chamber from the first clean room below its ceiling or suck in from the second clean room via a filter.
Um beim Abblasen einen möglichst vollständigen Austrag der Partikel aus der Schleusenkam mer zu gewährleisten, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß sich der Einlaß für die Zuluft und der Auslaß für die Abluft auf gegenüberliegenden Seiten der Schleusenkammer befinden und der Gegenstand in einer Abblaseposition dazwischen angeord net ist.In order to discharge the particles as completely as possible from the airlock when blowing off To ensure mer, it is proposed according to a development of the invention that the inlet for the supply air and the outlet for the exhaust air on opposite sides of the Lock chamber are located and the object in a blow-off position in between is not.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Senkrechtförderers besteht darin, daß dessen Förderelement mit mindestens einem Greifelement ausgestattet ist, das mit einem daran ange paßten Transportflansch an dem Gegenstand zusammenwirkt. Auf diese Weise kann der Ge genstand an dem Greifelement hängend in dem Senkrechtförderer transportiert werden.A particularly advantageous embodiment of the vertical conveyor is that Conveyor element is equipped with at least one gripping element which is attached to it fit transport flange on the object cooperates. In this way the Ge object hanging on the gripping element are transported in the vertical conveyor.
Wenn der Gegenstand vor dem Öffnen der dem ersten Reinraum zugewandten Schleusentür mittels des Greifelements des Senkrechtförderers innerhalb der geschlossenen Schleusenkam mer um einen geringen Betrag anhebbar ist, kann diese Schleusenkammer entlastet werden, wodurch der Verriegelungsmechanismus entsprechend einfacher ausgeführt werden kann. Des weiteren kann die Abreinigung auf der Unterseite des Gegenstands deutlich verbessert werden.If the object is opened before opening the lock door facing the first clean room by means of the gripping element of the vertical conveyor inside the closed lock can be lifted by a small amount, this lock chamber can be relieved, whereby the locking mechanism can be carried out correspondingly easier. Of furthermore, the cleaning on the underside of the object can be significantly improved.
Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß auch die Übergabeeinrichtung mit mindestens einem Greifelement versehen ist, das mit dem Transportflansch an dem Gegenstand zusammenwirkt. Im Sinne der Verwendung möglichst vieler Gleichteile bildet der Transportflansch des Gegen standes somit eine für zahlreiche Handhabungsschritte taugliche Kopplungsstelle.Finally, it is also proposed that the transfer device also have at least one Gripping element is provided, which cooperates with the transport flange on the object. In order to use as many identical parts as possible, the transport flange forms the counterpart It is therefore a coupling point suitable for numerous handling steps.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dar gestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below using an exemplary embodiment which is shown in the drawing is explained in more detail. It shows:
Fig. 1: eine Vorderansicht einer Transportvorrichtung im Teilschnitt Fig. 1: a front view of a transport device in partial section
Fig. 2: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Teilschnitt FIG. 2: a side view of the device according to FIG. 1 in partial section
Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 3 is a section along the line IV-IV through the apparatus according to Figure 1 and.
Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie III-III durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 FIG. 4 shows a section along the line III-III through the device of Figure 1.
Die in den Fig. 1 und 2 abgebildete Vorrichtung 1 dient zum Transport von als sogenannte FOUPS bezeichneten Behältern 2, die bei der Herstellung von Halbleiterprodukten (sogenann te Wafer) verwendet werden. Gemäß SEMI-Standard 47.1-0698 steht "FOUP" für "Front Opening Unified Pod", wobei es sich um einen einheitlichen standardisierten Transportbehälter für bis zu 25 Stück Siliziumscheiben (Wafer) mit einem Durchmesser von 300 mm handelt. FOUPS werden in der Halbleiterfertigung eingesetzt und dienen zum Transport der Wafer in einer hermetisch abgedichteten Atmosphäre - teilweise automatisch - von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation.The device 1 shown in FIGS . 1 and 2 serves for the transport of so-called FOUPS containers 2 , which are used in the production of semiconductor products (so-called te wafers). According to SEMI standard 47.1-0698 , "FOUP" stands for "Front Opening Unified Pod", which is a uniform, standardized transport container for up to 25 pieces of silicon wafers with a diameter of 300 mm. FOUPS are used in semiconductor production and are used to transport the wafers in a hermetically sealed atmosphere - partly automatically - from processing station to processing station.
Die Vorrichtung 1 durchdringt eine Decke 3, die einen ersten Reinraum 4 von einem zweiten Reinraum 5 abtrennt. Während der erste Reinraum 4, in dem die eigentliche Bearbeitung der Halbleiterprodukte stattfindet, einer sehr hohen Reinraumklasse angehört, sind die Reinraum anforderungen im zweiten Reinraum 5 geringer.The device 1 penetrates a ceiling 3 , which separates a first clean room 4 from a second clean room 5 . While the first clean room 4 , in which the actual processing of the semiconductor products takes place, belongs to a very high clean room class, the clean room requirements in the second clean room 5 are lower.
Um auch im Falle von kleineren Undichtigkeiten des ersten Reinraums 4 stets eine aus diesem heraus gerichtete Strömung zu erhalten, d. h. um eine Kontamination aus einer weniger reinen Umgebung zu verhindern, ist der Luftdruck im ersten Reinraum 4 größer als der im zweiten Reinraum 5. Auch der Luftdruck im zweiten Reinraum 5 ist jedoch noch größer als der Atmo sphärendruck, um auch aus dem zweiten Reinraum 5 im Falle von Undichtigkeiten stets eine nach außen gerichtete Strömung zu erhalten.In order to always maintain a flow directed out of the first clean room 4 even in the event of minor leaks, ie in order to prevent contamination from a less clean environment, the air pressure in the first clean room 4 is greater than that in the second clean room 5 . However, the air pressure in the second clean room 5 is even greater than the atmospheric pressure in order to always obtain an outward flow from the second clean room 5 in the event of leaks.
Die Vorrichtung 1 enthält einen Senkrechtförderer 6, der durch eine Öffnung 7 in der Decke 3, die zugleich den Boden des zweiten Reinraums 5 bildet, geführt ist. Der Senkrechtförderer 6 besitzt ein vertikal verfahrbares Förderelement 8, das in beiden Fig. 1 und 2 jeweils in der obersten und untersten Endstellung dargestellt ist. Diese Darstellung erfolgt rein aus Gründen der besseren Verständlichkeit; in Wirklichkeit existiert lediglich ein einziges Förderelement des Senkrechtförderers 6.The device 1 contains a vertical conveyor 6 , which is guided through an opening 7 in the ceiling 3 , which also forms the floor of the second clean room 5 . The vertical conveyor 6 has a vertically movable conveyor element 8 , which is shown in both FIGS. 1 and 2 in the uppermost and lowermost end positions. This representation is purely for the sake of clarity; in reality there is only a single conveyor element of the vertical conveyor 6 .
Während sich die untere Endstellung des Förderelements 8 in dem ersten Reinraum 4 befindet, liegt die zweite Endstellung innerhalb des zweiten Reinraums 5.While the lower end position of the conveying element 8 is in the first clean room 4 , the second end position lies within the second clean room 5 .
Die Vorrichtung 1 ist des weiteren mit einer den Querschnitt des Senkrechtförderers 6 ver sperrenden Schleuseneinrichtung 9 versehen, die eine obere nach oben schwenkbare und in drei Stellungen gezeigte Schleusentür 10 und zwei untere nach unten schwenkbare und an Rändern des Förderquerschnitts gelagerten, ebenfalls in drei Stellungen gezeigten Schleusentü ren 11 aufweist. Die Schleusentüren 10, 11 und ein den Senkrechtförderer umgebender im Querschnitt rechteckförmiger Sicherheitsschacht 12 begrenzen eine zwischen den beiden Schleusentüren befindliche Schleusenkammer 13.The device 1 is further provided with a cross-section of the vertical conveyor 6 ver locking lock device 9 , which has an upper upward pivoting lock door shown in three positions 10 and two lower downward pivoting and mounted on the edges of the conveyor cross section, also shown in three positions Schleusentü ren 11 has. The lock doors 10 , 11 and a security shaft 12 which is rectangular in cross-section and surrounds the vertical conveyor delimit a lock chamber 13 located between the two lock doors.
Die Vorrichtung 1 arbeitet des weiteren mit einer in den Figuren nicht dargestellten Übergabe einrichtung zusammen, mit der jeweils ein Behälter 2 von einem in den zweiten Reinraum 5 befindlichen, ebenfalls nicht dargestellten Transportsystem an das in seiner oberen Endstellung befindliche Förderelement 8 übergebbar ist. Ebenso kann die Übergabe in umgekehrte Rich tung erfolgen. Des weiteren kann die Vorrichtung 1 mit einer gleichfalls nicht dargestellten zweiten Übergabeeinrichtung versehen sein, mit der der Behälter 2 ausgehend von der unteren Endstellung des Transportelements 8 an eine in dem ersten Reinraum 4 befindliche, nicht ab gebildete Bearbeitungsstation übergebbar sowie in umgekehrte Richtung rückgebbar ist. The device 1 also works with a transfer device, not shown in the figures, with which a container 2 can be transferred from a transport system located in the second clean room 5 , also not shown, to the conveyor element 8 located in its upper end position. The transfer can also take place in the reverse direction. Furthermore, the device 1 can be provided with a second transfer device, likewise not shown, with which the container 2, starting from the lower end position of the transport element 8, can be transferred to a processing station located in the first clean room 4 and not formed, and can be returned in the opposite direction.
Bei der Übergabe des Behälters 2 an das Transportelement 8 wird der Behälter 2 mit Hilfe eines Greifers der nicht dargestellten Übergabeeinrichtung zunächst auf den in Schließstellung befindlichen unteren Schleusentüren 11 gesetzt. Der Greifer der Übergabeeinrichtung erfaßt den Behälter dabei an einem an seiner Oberseite angeordneten Flansch 14. Nach Absetzen des Behälters 2 wird dieser von zwei winkelförmigen Greifelementen 15 an gegenüberliegenden Seiten seines Flanschs 14 ergriffen. Diese Greifelemente 15 gehören zu dem Förderelement 8 des Senkrechtförderers 6 und sind mit diesem vertikal verfahrbar. Die Betätigung der Greif elemente 15, die in Fig. 3 in einer maximalen Öffnungsstellung sowie der Schließstellung gezeigt sind, erfolgt über jeweils zwei parallele Hebel 16, die trapezartig geschert werden kön nen. Der jeweils äußere Hebel 16 ist mittels eines als Schwenkantrieb dienenden Motors 17 zwischen den Endlagen verschwenkbar.When the container 2 is transferred to the transport element 8 , the container 2 is first placed on the lower lock doors 11 in the closed position with the aid of a gripper of the transfer device (not shown). The gripper of the transfer device grips the container on a flange 14 arranged on its upper side. After depositing the container 2 , it is gripped by two angular gripping elements 15 on opposite sides of its flange 14 . These gripping elements 15 belong to the conveying element 8 of the vertical conveyor 6 and can be moved vertically with the latter. The actuation of the gripping elements 15 , which are shown in Fig. 3 in a maximum open position and the closed position, takes place via two parallel levers 16 , which can be sheared in a trapezoidal manner. The respective outer lever 16 can be pivoted between the end positions by means of a motor 17 serving as a pivot drive.
Der gesamte Greifmechanismus ist mit dem wagenartigen Förderelement 8 fest verbunden, das wiederum an den als Zahnriementrieb ausgebildeteten Senkrechtförderer 6 gekoppelt ist und daher über dessen gesamte Länge vertikal verfahrbar ist. Der Zahnriemenantrieb befindet sich im Inneren eines ungefähr quadratischen Führungsprofils 18 (vgl. Fig. 4), das sich nahezu über die gesamte Länge der Vorrichtung 1 erstreckt. Der Antrieb des Motors des Zahnriemen triebs ist oben in Fig. 1 erkennbar und mit 19 bezeichnet.The entire gripping mechanism is firmly connected to the carriage-like conveyor element 8 , which in turn is coupled to the vertical conveyor 6 designed as a toothed belt drive and can therefore be moved vertically over its entire length. The toothed belt drive is located inside an approximately square guide profile 18 (cf. FIG. 4), which extends almost over the entire length of the device 1 . The drive of the motor of the toothed belt drive can be seen above in Fig. 1 and designated 19 .
Der Sicherheitsschacht 12, der hängend an der Schleuseneinrichtung 9 befestigt ist, ist aus käfigartig zusammengesetzten Profilen 20 und durchsichtigen Wandteilen 21 aufgebaut.The security shaft 12 , which is attached to the lock device 9 in a hanging manner, is constructed from cage-like profiles 20 and transparent wall parts 21 .
Innerhalb der Schleusenkammer 13 ist ein aus dem zweiten Reinraum 5 kommender und von der Übergabeeinrichtung dort abgestellter Behälter 2 nach einem Schließen der Schleusentüren und einem geringfügigen Anheben des Behälters 2 mittels des Förderelements 8 - bzw. dessen Greifelementen 15 - derart einer Luftströmung aussetzbar, daß eventuell an der Oberfläche des Behälters 2 anhaftende Partikel abgeblasen werden. Inside the lock chamber 13 , a container 2 coming from the second clean room 5 and parked there by the transfer device can be exposed to an air flow after closing the lock doors and slightly lifting the container 2 by means of the conveying element 8 - or its gripping elements 15 - that possibly particles adhering to the surface of the container 2 are blown off.
Zu diesem Zweck befindet sich an einer Stirnseite der Schleuseneinrichtung 9 (vgl. Fig. 4) ein in einem Gehäuse 22 untergebrachter Zuluftventilator, der dem zweiten Reinraum 5 Luft ent nimmt und diese über ein spezielles Filter 23 in die Schleusenkammer 13 einbläst.For this purpose, there is a supply air fan accommodated in a housing 22 on one end of the lock device 9 (cf. FIG. 4), which takes air from the second clean room 5 and blows it into the lock chamber 13 via a special filter 23 .
Bei diesem Abblasevorgang ist der Behälter 2 lediglich von den Greifelementen 15 an seinem Flansch 14 gehalten, so daß nahezu die gesamte Oberfläche für die Luftströmung zugänglich ist. Die beste Reinigungswirkung wird dabei naturgemäß an der in Strömungsrichtung vorne liegenden Stirnseite 24 des Behälters 2 erzielt, bei der es sich um die Seite handelt, die auf grund der anschließenden Ankopplung an die Bearbeitungsstation die größte Reinheit aufwei sen muß.During this blow-off process, the container 2 is only held on its flange 14 by the gripping elements 15 , so that almost the entire surface is accessible to the air flow. The best cleaning effect is naturally achieved at the front end 24 of the container 2 in the direction of flow, which is the side that must have the greatest purity due to the subsequent coupling to the processing station.
Die in die Schleusenkammer 13 eingeblasene Luft verläßt dieselbe durch Abluftlochbleche 25, die dem Filter 23, d. h. der Lufteinführung, gegenüberliegen. Auf diese Weise wird eine opti male Durchströmung der Schleusenkammer 13 erreicht.The air blown into the lock chamber 13 leaves the same through exhaust air perforated plates 25 , which are opposite the filter 23 , ie the air inlet. In this way, an optimal flow through the lock chamber 13 is achieved.
Der Transport eines Behälters 2 von einem im zweiten Reinraum 5 befindlichen, nicht abgebil deten Transportsystem zu einer im ersten Reinraum 4 befindlichen, ebenfalls nicht abgebildeten Bearbeitungsstation läuft wie folgt ab:The transport of a container 2 from a transport system located in the second clean room 5 , not shown, to a processing station located in the first clean room 4 , also not shown, proceeds as follows:
Mittels der Greifeinrichtung des Transportsystems wird der Behälter 2 durch die offene obere Schleusentür 10 hindurch in die Schleusenkammer 13 eingebracht und dort auf den in Schließ stellung befindlichen unteren Schleusentüren 11 abgesetzt. Nach einem Rückfahren des Greif elements des Transportsystems wird die obere Schleusentür 10 ebenfalls geschlossen und die in Öffnungsstellung befindlichen Greifelemente 15 des Förderelements 8 in Schließstellung gefahren. Der so ergriffene Behälter 2 wird um einen geringfügigen Betrag durch Verfahren des Förderelements 8 angehoben, wodurch zum einen die unteren Schleusentüren 11 entlastet und zum anderen auch die Unterseite des Behälters 2 für die Reinigungsluft zugänglich wird.By means of the gripping device of the transport system, the container 2 is introduced through the open upper lock door 10 into the lock chamber 13 and deposited there on the lower lock doors 11 in the closed position. After the gripping elements of the transport system have been moved back, the upper lock door 10 is also closed and the gripping elements 15 of the conveying element 8 which are in the open position are moved into the closed position. The container 2 gripped in this way is raised by a small amount by moving the conveying element 8 , which on the one hand relieves the lower lock doors 11 and on the other hand also makes the underside of the container 2 accessible to the cleaning air.
Anschließend wird der Behälter 2 abgeblasen, um eventuell anhaftende Partikel zu entfernen. The container 2 is then blown off in order to remove any adhering particles.
Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs werden die unteren Schleusentüren 11 geöffnet und das Transportelement 8 des Senkrechtförderers 6 verführt den Behälter 2 in die untere Endposition.After the cleaning process has ended, the lower lock doors 11 are opened and the transport element 8 of the vertical conveyor 6 moves the container 2 into the lower end position.
Nach Lösen der Greifelemente 15 kann der Behälter 2 dann weitertransportiert bzw. einer Bearbeitungsstation zugeführt werden.After loosening the gripping elements 15 , the container 2 can then be transported further or fed to a processing station.
Es versteht sich, daß aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem ersten Reinraum 4 und dem zweiten Reinraum 5 stets nur eine Schleusentür geöffnet sein darf. Die gegenseitige Ver riegelung der Schleusentüren 10 und 11 erfolgt softwaremäßig.It goes without saying that, due to the pressure difference between the first clean room 4 and the second clean room 5, only one lock door may ever be open. The mutual locking of the lock doors 10 and 11 is done by software.
Bei einem Rücktransport des Behälters 2 von der Bearbeitungsstation zu dem oberhalb der Decke 3 angeordneten Transportsystems erfolgt der Ablauf in umgekehrter Reihenfolge, wo bei in diesem Fall auf den Abblasevorgang verzichtet werden kann, da die Reinheitsanforde rungen im zweiten Reinraum 5 geringer sind.When the container 2 is transported back from the processing station to the transport system arranged above the ceiling 3 , the process takes place in the reverse order, where in this case the blow-off process can be dispensed with, since the cleanliness requirements in the second clean room 5 are lower.
Claims (19)
- - einem Senkrechtförderer (6), der durch eine Öffnung (7) in einer Decke (3) des ersten Reinraums (4) und einem Boden des zweiten Reinraums (5) geführt ist und dessen vertikal verfahrbares Förderelement (8) eine innerhalb des ersten Rein raums (4) befindliche erste Endstellung und eine innerhalb des zweiten Reinraums (5) befindliche zweite Endstellung aufweist
- - einer den Querschnitt des Senkrechtförderers (6) versperrenden Schleuseneinrich tung (9), die mindestens zwei in Förderrichtung beabstandete Schleusentüren (10, 11) aufweist, die eine dazwischen befindliche Schleusenkammer (13) begrenzen und
- - mindestens einer Übergabeeinrichtung, mit der jeweils ein Gegenstand von einem in dem zweiten Reinraum (5) befindlichen Transportsystem an das in seiner zwei ten Endstellung befindliche Förderelement (8) und in umgekehrter Richtung und/oder von dem in seiner ersten Endstellung befindliche Förderelement (8) an eine in dem ersten Reinraum (4) befindliche Bearbeitungsstation und in umgekehr ter Richtung übergebbar ist, wobei eine der Endstellungen des Förderelements (8) innerhalb der Schleusenkammer angeordnet ist.
- - a vertical conveyor (6) which is guided through an opening (7) in a ceiling (3) of the first clean room (4) and a bottom of the second clean room (5) and the vertically displaceable conveying element (8) within the first clean room ( 4 ) has a first end position and a second end position located within the second clean room ( 5 )
- - A cross section of the vertical conveyor ( 6 ) blocking Schleuseneinrich device ( 9 ) having at least two lock doors spaced apart in the conveying direction ( 10 , 11 ), which delimit an intervening lock chamber ( 13 ) and
- - At least one transfer device, each with an object from a transport system located in the second clean room ( 5 ) to the conveyor element ( 8 ) located in its two final position and in the opposite direction and / or from the conveyor element ( 8 ) can be transferred to a processing station located in the first clean room ( 4 ) and in the opposite direction, one of the end positions of the conveying element ( 8 ) being arranged within the lock chamber.
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