DE2542047A1

DE2542047A1 - Verfahren und vorrichtung zum handhaben flacher, mehreckiger, plattenfoermiger gegenstaende

Info

Publication number: DE2542047A1
Application number: DE19752542047
Authority: DE
Inventors: Alan G Flint
Original assignee: GCA Corp
Current assignee: GCA Corp
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1975-09-20
Publication date: 1976-04-08
Also published as: JPS561776B2; DE2542047C2; GB1482331A; US3960277A; FR2305369B1; FR2305369A1; JPS5161266A

Description

Patentanwalt

Neuer WaIi 10 H *^V1

G. 75 097 Fl.

GCA Corporation,
Sunnyvale, Kalif. (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum Handhaben flacher, mehreckiger, plattenförmiger Gegenstände.

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S.-Anmeldung Serial No. 510 284 vom 30. September 197·+ in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Förderung von insbesondere empfindlichen oder zerbrechlichen Gegenständen mit automatischer Handhabung zwischen vorbestimmten Stationen und einer zwischengeschalteten Bearbeitungsstation, in welcher nacheinander an den einzelnen Gegenständen Bearbeitungs- oder Herstellungsschritte ausgeführt werden.

Das Handhaben flacher, plattenförmiger Gegenstände hoher Zerbrechlichkeit wie z.B. Glas- oder Keramikunterlagen ist in der Elektronikindustrie bei der Herstellung von Halbleiterelementen und zur Be- und Verarbeitung solcher Unterlagen oder Substrate bei verschiedenen Herstellungsgängen erforderlich.

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Solche Unterlagen werden auch als "Masken" bezeichnet und weisen allgemein die Formgebung einer flachen Platte von quadratischer oder rechteckförmiger Formgebung auf und bestehen aus Glas, Keramik oder einem der anderen, bei der Halbleiterherstellung verwendeten Werkstoffe.

Nach dem Verfahren und vermittels der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt das Fördern und Handhaben solcher Masken unter Verwendung von Strömungsmittelgleitbahnen, die jeweils im Bereich beschickungsseitig und abgabeseitig angeordneter, schrittweise fortschaltbarer Magazine angeordnet und mit entsprechenden Überleitsaugarmen gekoppelt sind, vermittels welcher beschickungsseitig zugeführte Masken zu einer zwischengeschalteten, drehbaren Saugscheibe übergeleitet und in genauer Ausrichtung auf dieser abgelegt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind zwar ausgelegt für die Handhabung und Bearbeitung zerbrechlicher Gegenstände wie z.B. der vorgenannren Masken, eignen sich jedoch allgemein zum Handhaben quadratischer oder rechteckförmiger, plattenförmiger Gegenstände zerbrechlicher oder weniger zerbrechlicher Natur, wenn eine genaue Ausrichtung der Gegenstände in bezug auf eine vorbestimmte Station erforderlich ist.

Strömungsmittelgleitbahnen zum Fördern von Gegenständen der unterschiedlichsten Beschaffenheit sind bereits bekannt. Verfahren und Vorrichtungen zum Handhaben von Unterlagen unter

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Verwendung von Strömungsmittelgleitbahnen mit schrittweise fort· schaltbaren Beschickungs- und Abgabeförderern sind beispielsweise in den U.S.-Patentschriften 3 645 581 vom 29.2.1972_s Lasch jun. und 3 718 371 vom 27.2.1973, Lasch jun. beschrieben. In diesen beiden Patentschriften wird auf weitere Patentschriften verwiesen, in denen unterschiedliche Typen bekannter Strömungsmittelgleitbahnen beschrieben sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft jedoch nicht die bekannten Merkmale fortsehaltbarer Magazine für Masken oder die von zugeordneten Strömungsmittelgleitbahnen, sondern bezieht sich auf die präzise Ausrichtung mehreckiger, insbesondere rechteckförmiger oder quadratischer, plattenförmiger Gegenstände wie z.B. Masken, um die Überleitung derselben auf eine in der Bearbeitungsstation befindliche drehbare Saugscheibe zu verbessern.

In den beiden vorgenannten Patentschriften und anderen sind zwar schrittweise fortschaltbare Magazine und Strömungsmittelgleitbahnen beschrieben, nicht jedoch die erfindungsgemäß offenbarten Verfahrensschritte und Konstruktionsmerkmale. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung, welche insbesondere für das Handhaben zerbrechlicher Gegenstände wie z.B. Glas- oder Keramikmasken für die Herstellung von Halbleiterelementen geeignet sind, stellen daher eine Neuentwicklung dar.

Zur Definition des Begriffs "plattenförmige Gegenstände" sei klargestellt, daß darunter Gegenstände quadratischer, rechteckiger oder beliebiger mehreckiger Formgebung verstanden werden, bei denen zwei Ränder einen genau vorbestimmten Winkel miteinander einschließen.

Aufgrund des Vorstehenden ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Handhaben flacher, mehreckiger, plattenförmiger Gegenstände wie insbesondere zerbrechliche Maskenplatten bei der Halbleiterherstellung zu schaffen, vermittels welcher die Gegenstände vor Überleitung zu einer Behandlungsstation präzise ausrichtbar sind und diese präzise Ausrichtung auch während des Überleitvorgangs beibehalten bleibt. Diese Aufgabenstellung stellt sich insbesondere bei dem genannten Anwendungsgebiet, bei dem Masken von einer Ausrichtstation einer Drehstation, und anschließend von der Drehstation einer Abgabestation zugeführt werden müssen. Das Verfahren und die Vorrichtung sind somit anwendbar auf- die Handhabungsvorgänge zwischen Beschickungs-, Abgabe- und zwischengeschalteter Bearbeitungsstation, welche insbesondere aus einer drehbaren Saugscheibe bestehen kann, auf der die Masken während der Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren zum Handhaben flacher, mehreckiger, plattenförmiger Gegenstände ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß

die Gegenstände vor Oberleiten zu einer Bearbeitungsstation auf einem Strömungsmittelpolster gelagert und auf diesem gegen einen in einer ersten Lage in ihrem Bewegungsweg befindlichen Anschlag fortbewegt, dabei seitlich beaufschlagt werden und eine Ecke der Gegenstände in Paßsitzanlage gegen den Anschlag gebracht wird, dann während ihrer Beaufschlagung gegen den Anschlag ergriffen, ohne Veränderung der durch den Anschlag vorgegebenen Ausrichtung von der ersten Lage in eine andere Lage übergeleitet und in entsprechender Weise einer Abgabestation zugeführt werden.

Die weiterhin zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Beschickungsstation mit einem schrittweise fortschaltbaren Beschickungsmagazin für mehrere Gegenstände, einer dem Beschickungsmagazin zugeordneten Strömungsmittelgleitbahn, welche dazu dient, nacheinander vom Magazin Gegenstände aufzunehmen und diese zur Anlage gegen einen zur genauen Ausrichtung der Gegenstände dienenden Anschlag fortzubewegen, welcher aus einer im Profil entsprechend der Eckenformgebung der Gegenstände ausgebildeten Anschlagschulter besteht, und durch zur seitlichen Beaufschlagung jedes Gegenstands gegen die Anschlagschulter und zur genauen Ausrichtung jedes Gegenstands in einer Lage, in welcher eine Ecke desselben gegen die Anschlagschulter anliegt, dienende Mittel, eine Bearbeitungsstation, der die Gegenstände im Anschluß an die genaue Ausrichtung an der Anschlagschulter nacheinander zuführbar

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sind, und eine zum nacheinander ohne Beeinträchtigung der Ausrichtung erfolgenden Überleiten der genau ausgerichteten Gegenstände von der Anschlagschulter zur Bearbeitungsstation dienende Oberleitvorrichtung.

Weitere Merkmale bilden den Gegenstand der Unteransprüche 2, 3 und 5-14.

Wenn die Gegenstände beispielsweise aus flachen, quadratischen Maskenplatten bestehen, werden diese an einer rechten Ecke zwischen benachbarten Plattenrändern vermittels einer ebenfalls rechtwinkligen Anschlagschulter genau ausgerichtet und ohne Veränderung der auf diese Weise vorgegebenen Ausrichtung zur Bearbeitungsstation übergeleitet. Im Anschluß an den Bearbeitungsvorgang, der beispielsweise auf einer drehbaren Saugscheibe ausgeführt wird, werden die quadratischen Masken der Abgabestation zugeführt.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind im nachfolgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Handhaben von Gegenständen,

Fig. 2 ein Aufrißquerschnitt durch einen Teil der Vorrichtung, in einer Ebene entlang der Linie 2-2 von Fig. 1,

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Fig. 3 eine Draufsicht der drehbaren Saugscheibe mit einer darauf befindlichen, nicht genau ausgerichteten Maske, wobei mehrere Einzelheiten der Vorrichtung der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind, und

Fig. 4 ein senkrechter Querschnitt in einer Ebene entlang der Linie 4-4 von Fig. 1 mit Darstellung einer in richtiger Lage auf der Saugscheibe befindlichen Maske.

Bei der in der Zeichnung dargestellten und im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung werden quadratische Maskenplatten automatisch von einem schrittweise fortschaltbaren Beschikkungsmagazin einer zugeordneten Strömungsmittelgleitbahn zugeführt und auf dieser in einer präzisen, vorbestimmten Lage in bezug auf einen Überleitsaugarm ausgerichtet. Bei Überleitung der Platte vermittels des Überleitsaugarms wird die präzise Ausrichtung der Platte nicht verändert, und die Platte wird vermittels des Arms auf eine drehbar gelagerte Saugscheibe in der Bearbeitungsstation gelegt, in welcher eine vorbestimmte Bearbeitung an der Platte ausgeführt wird. Nach Beendigung des BearbeitungsVorgangs wird die bearbeitete Maske vermittels eines zweiten Überleitsaugarms zu einer zweiten Strömungsmittelgleitbahn übergeführt und von dieser einem zugeordneten, schrittweise fortschaltbaren Abgabemagazin zugeführt. Sämtliche Handhabungs- und Bearbeitungsschritte er-

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folgen vollautomatisch und bedienungsfrei, wobei lediglich das Beschickungs- und das Abgabemagazin nach Entleerung bzw. Befüllung ausgetauscht werden müssen.

Die verschiedenen Arbeitsschritte des BehandlungsVerfahrens sind aus der schematischen Darstellung von Fig. 1 ersichtlich. Die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Behandlungsvorrichtung besteht grundsätzlich aus drei Teilen oder Stationen, nämlich einer allgemein mit 2 bezeichneten Beschickungsstation, einer allgemein mit 3 bezeichneten, zwischengeschalteten Bearbeitungsstation, und einer allgemein mit *i bezeichneten Abgabestation. Gegenstände, hier Maskenplatten M werden nacheinander von der Beschickungsstation 2 über die Bearbeitungsstation 3 der Abgabestation 4 zugeführt .

Die Vorrichtung ist vorzugsweise für selbsttätigen Betrieb ausgelegt und macht Eingriffe einer Bedienungsperson nur insoweit erforderlich, um zu gewährleisten, daß sich eine zur Bearbeitung ausreichende Menge an Masken in der Beschickungsstation 2 befindet und die bearbeiteten Masken in regelmäßigen Zeitabständen aus der Abgabestation 4 entnommen werden. Abgesehen von diesen periodischen Handreichungen ist keine Überwachung oder Bedienung erforderlich, und die Vorrichtung arbeitet vollautomatisch, solange keine Fluchtungsfehler einer Maske in der Bearbeitungsstation 3 auftreten.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, weist die Beschickungsstation 2 eine allgemein mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnete Maskenzufuhrvorrichtung auf, vermittels welcher einzelne Masken M nacheinander einer allgemein mit 7 bezeichneten Strömungsmittelgleitbahn zugeführt werden. Die Zuführvorrichtung umfaßt das allgemein mit 8A bezeichnete Beschickungsmagazin, das in an sich bekannter Weise schrittweise nach unten fortgeschaltet wird, wobei die jeweils im Magazin befindliche unterste Maske entnommen und nach Bedarf während des Handhabungsvorgangs auf die Strömungsmittelgleitbahn abgelegt wird. Das Beschickungsmagazin 8A weist mehrere, auf entgegengesetzten Seiten in gegenseitigen senkrechten Abständen angeordnete Schlitze auf, in welche gegenüberliegende Ränder der hintereinander gestapelten Masken eingreifen. Jedes, mit mehreren Masken wie z.B. 25 Masken geladene Beschickungsmagazin wird von einer Bedienungsperson von Hand in die Vorrichtung eingesetzt. Bei der schrittweisen Fortschaltung des Beschickungsmagazins 8A nach unten werden die Masken nacheinander abgegeben und in an sich bekannter Weise auf die Strömungsmittelgleitbahn 7 abgelegt.

In diesem Zusammenhang wird auf die vorgenannte U.S.-Patentschrift 3 64-5 581 (Lasch jun.) verwiesen, in welcher ein schrittweise fortschaltbares Magazin und eine zugeordnete Strömungsmittelgleitbahn zur Aufnahme periodisch vom Magazin abgegebener Unterlagen dargestellt sind. Obwohl das schrittweise fortschaltbare Magazin und die Strömungsmittelgleitbahn

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entsprechend der Patentschrift in Verbindung mit der Handhabung von Gegenständen allgemein kreisförmiger Formgebung wie z.B. Halbleiterplättchen dargestellt sind, dürfte ihre Anwendbarkeit auf die Handhabung beispielsweise quadratischer, plattenförmiger Gegenstände wie z.B. die Masken offensichtlich sein.

Die dem Beschickungsmagazin zugeordnete Strömungsmittelgleitbahn 7 kann beispielsweise entsprechend der U.S.-Patentschrift 3 6M-5 581, Lasch jun. u.a. ausgebildet sein, weist jedoch vorzugsweise den in der U.S.-Patentschrift 3 718 371 beschriebenen, weniger komplizierten Aufbau auf.

Der Aufbau der Strömungsmittelgleitbahn 7, welche der in Fig. 1 der genannten Patentschrift entspricht, .ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt, wobei die Strömungsmittelgleitbahn entsprechend dem Anwendungszweck bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung abgeändert ist.

Die Strömungsmittelgleitbahn weist zwei zusammenwirkende Gleitbahnabschnitte 8 und 9 auf, wobei eine Verlängerung 11 des Abschnitts 9 den Abschnitt 8 untergreift· Zwischen die beiden Gleitbahnabschnitte 8, 9 ist ein biegsamer, streifenförmiger Strahldüseneinsatz 12 mit gerichteten Strömungsmittelkanälen entsprechend der U.S.-Patentschrift 3 718 371 eingesetzt. Das Gleitmedium wie z.B. Druckluft wird von einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle über eine Sammelkammer 13 den auf einer oder auf beiden Seiten des Einsatzes 12 aus-

gebildeten Strömungsmittelkanälen zugeführt. Das aus der Sammelkammer 13 austretende Strömungsmittel wird somit in bekannter Weise und wie in den vorgenannten Patenten beschrieben durch die Strömungsmittelkanäle des Einsatzes 12 hindurch abgegeben und bildet an der oberen Oberfläche Ik der Gleitbahn über deren ganze Länge ein tragendes Strömungsmittel- oder Luftpolster aus, auf welchem eine auf der Gleitbahn befindliche Maske M getragen wird.

Wenngleich die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Strömungsmittelgleitbahn 7 nur einen einzigen Strahldüseneinsatz 12 aufweist, lassen sich in Abhängigkeit von Größe und Gewicht der zu transportierenden Masken selbstverständlich auch zwei oder mehrere in Gleitbahnlängsrichtung parallel zueinander verlaufende Strahldüseneinsätze vorsehen.

Wenn wie in der vorgenannten U.S.-Patentschrift 3 645 581 beschrieben das Beschickungsmagazin 8A vermittels einer (nicht dargestellten) zugeordneten Schaltvorrichtung nach unten fortgeschaltet wird, gelangt die unterste, im Magazin befindliche Maske M in eine Überlagerungsstellung in bezug auf das außen liegende Ende 16 der Strömungsmittelgleitbahn 7. Bei Zufuhr von Strömungsmittel durch die Strömungsmittelkanäle in der Gleitbahn wird die unterste Maske aus dem Trägermagazin herausgenommen und entsprechend der Pfeilrichtung im linken Teil von Fig. 1 zum inneren Ende 17 der Strömungsmittelgleitbahn fortbewegt.

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Dem Beschickungsmagazin 8A und der Strömungsmittelgleitbahn 7 ist in an sich bekannter Weise ein Fühler zugeordnet, durch den die Zufuhr der nächstfolgenden Maske von dem Magazin durch die Gleitbahn angezeigt und das Magazin anschließend um einen weiteren Schritt nach unten fortgeschaltet wird, um die nächstfolgende Maske in Überlagerungsstellung über das außen liegende Ende 16 der Gleitbahn zu bringen, so daß diese nächstfolgende Maske durch das aus der Gleitbahn austretende Strömungsmittel aus dem Magazin herausgenommen werden kann.

Das Zuführen aufeinanderfolgender Masken erfolgt hintereinander so lange, bis das Magazin 8A völlig geleert ist. In diesem Zeitpunkt überträgt der Fühler ein entsprechendes Signal, durch welches angezeigt wird, daß anstelle des geleerten Beschickungsmagazins 8A ein neues, gefülltes Magazin eingesetzt werden kann.

In der Abgabestation ·+ der Vorrichtung befindet sich ein in gleicher Weise ausgebildetes Abgabemagazin 21, das die in der Bearbeitungsstation 3 bearbeiteten Masken nacheinander aufnimmt. Das Abgabemagazin 21 weist den gleichen Aufbau wie das Beschickungsmagazin 8A von Fig. 1 auf, wird jedoch vermittels einer (nicht dargestellten) Schaltvorrichtung in entgegengesetzter Richtung schrittweise fortgeschaltet, d.h. nach Einführen jeder Maske jeweils um einen Schritt nach oben verlagert. Das Abgabemagazin 21 weist somit gegenüber der zugeordneten Strömungsmittelgleitbahn 2 2 jeweils

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einen leeren Schlitz auf, in den die Masken nacheinander eingeführt werden können. Vermittels eines entsprechenden Fühlers wird das Abgabemagazin schrittweise fortgeschaltet.

Die allgemein mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnete und in ihrem Aufbau der vorstehend beschriebenen Strömungsmittelgleitbahn 7 entsprechende, dem Abgabemagazin 21 zugeordnete Strömungsmittelgleitbahn führt die Masken dem nach oben fortschaltbaren Abgabemagazin 21 zu. Diese Masken werden nacheinander auf das innere Ende 2 3 der Strömungsmittelgleitbahn 22 vermittels eines Überleitsaugarms abgelegt und vermittels der Gleitbahn zum außen liegenden Ende 24- fortbewegt, das sich unterhalb des Abgabemagazins 21 befindet und in dieses hinein vorsteht. Dem Abgabemagazin 21 ist wie gesagt ein (hier nicht dargestellter) Fühler zugeordnet, der das Einsetzen einer Maske in das Abgabemagazin ermittelt und der Schaltvorrichtung ein entsprechendes Steuersignal zuführt, aufgrund dessen diese das Magazin einen Schritt anhebt, so daß es sich in Bereitschaftsstellung zur Aufnahme einer nächstfolgenden Maske in einem leeren Magazinschlitz befindet, wie in der vorgenannten U.S.-Patentschrift 3 645 581 (Lasch jun. u.a.) beschrieben ist.

Zur Verhinderung seitlicher Verlagerungen einer sich entweder entlang der beschickungsseitigen oder der abgabeseitigen Strömungsmittelgleitbahn 7 bzw. 22 fortbewegenden Maske weist jede Gleitbahn eine in Gleitbahnlängsrichtung verlaufende Führungsschulter 26 bzw. 27 auf.

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Wie bereits ausgeführt, besteht ein wichtiges Merkmal der Erfindung darin, daß die von dem Beschickungsmagazxn 8A zugeführten Masken einer vorbestimmten und genau ausgerichteten Lage zugeführt werden, von welcher aus sie zu der Bearbeitungsstation frei übergeleitet werden können. Zu diesem Zweck- weist die Vorrichtung einen Anschlag auf, an dem die vom Beschickungsmagazxn 8A nacheinander zugeführten Masken in einer präzisen Lage ausgerichtet werden.

Der Anschlag ist bei der hier dargestellten Ausführungsform allgemein mit 31 bezeichnet und besteht aus einer allgemein L-förmigen Anschlagschulter an einem ersten Überleitsaugarm 32 der zwischen Beschickungsstation 2 und Bearbeitungsstation 3 hin und her verschwenkbar gelagert ist. Die Anschlagschulter 31 besteht aus zwei integral miteinander verbundenen, an der oberen Oberfläche des Überleitsaugarms 32 befestigten Schulterabschnitten. Die Anschlagschulter kann entweder wie in Fig. 2 dargestellt integral am Überleitsaugarm 32 ausgebildet oder ggf. als getrennter Teil ausgebildet sein, der durch Schrauben oder andere (nicht dargestellte) Befestigungsmittel an dem Arm gehalten ist.

Die Anschlagschulter 31 weist einen in Längsrichtung der Strömungsmittelglextbahn 7 parallel zur gegenüberliegenden Führungsschulter 26 verlaufenden Längsabschnitt 33 und einen im Fortbewegungsweg jeder vom Beschickungsmagazxn 8A zugeführten Maske befindlichen Querabschnitt 31 auf.

Der Querabschnitt 34 schließt mit dem Längsabschnitt 33 einen rechten Winkel ein und verhindert die Verlagerung jeder Maske über die in Fig. 1 dargestellte Lage hinaus nach rechts.

Der Überleitsaugarm 32 wird um die senkrechte Achse eines Tragarms vermittels einer (nicht dargestellten) Vorrichtung verschwenkt, welche den Arm genau in die beiden in Fig. 1 dargestellten Lagen bringt. Wenn sich der Überleitsaugarm 32 in der in ausgezogenen Linien dargestellten Lage befindet, nimmt die Anschlagschulter 31 die genaue Ausrichtlage zur präzisen Aufnahme einer in der vorbestimmten Ausrichtung befindlichen Maske ein.

Um zu gewährleisten, daß zwei rechtwinklig zueinander stehende Ränder an den einen rechten Winkel miteinander einschließenden Abschnitten 33 und 34 der Anschlagschulter 31 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 anliegen, sind zur seitlichen Beaufschlagung aufeinanderfolgender Masken entlang der Strömungsmittelgleitbahn 7 dienende Mittel vorgesehen, welche wirksam sind, während die Maske entlang der Gleitbahn auf dem von dieser ausgehenden Luftpolster getragen und fortbewegt wird. Diese Mittel bestehen bei der hier dargestellten Ausfuhrungsform aus einem seitlichen Luftstrahl 41, der von einem seitlichen Luftkanal 42 abgegeben wird, welcher durch die Führungsschulter 26 hindurch verläuft. Der Luftkanal 42 wird beispielsweise vermittels eines Druckluftspeis eschlauchs 43 mit Druckluft gespeist. Beim nacheinander

erfolgenden Abziehen der Masken M vom Beschickungsmagazin 8A vermittels der Strömungsmittelgleitbahn 7 und Fortbewegen der Masken entlang der Gleitbahn trifft der seitliche Luftstrahl Hl auf einen Rand der Maske und beaufschlagt die Maske zur randseitigen Anlage gegen die beiden Abschnitte 33 und 3H der Anschlagschulter 31. Da jede Maske von dem von der Strömungsmittelgleitbahn ausgehenden Luftpolster getragen wird, läßt sich die Maske vermittels des seitlichen Luftstrahls Hl leicht in die vorgenanntes präzise Ausrichtung bringen.

Sobald sich die Maske in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, wird über einen sich quer über das Ende des Überleitsaugarms 32 erstreckenden Saugschlitz M-6 eine Saugwirkung ausgeübt. Der Saugschlitz "+6 ist über einen in Längsrichtung des Überleitsaugarms 32 verlaufenden Kanal H7 in an sich bekannter Weise mit einer Vakuum- oder Unterdruckquelle verbunden.

Das aus der Strömungsmittelgleitbahn 7 und der seitlichen öffnung M-I austretende Strömungsmittel besteht vorzugsweise " aus Luft. Die Unterdruck- oder Saugwirkung am Saugschlitz "+6 wird vorzugsweise nur intermittierend und nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem vom Fühler angezeigten Entnehmen einer Maske vom Beschickungsmagazin ausgeübt. Somit werden die aufeinanderfolgenden Masken M nacheinander einzeln gegen die Anschlagschulter 31 fortbewegt und lassen sich dann durch den Überleitsaugarm 32 ergreifen.

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Sobald auf eine in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindliche Maske ein Unterdruck ausgeübt worden ist, wird der Oberleitsaugarm vermittels seiner (nicht dargestellten) Schwenkvorrichtung um 90° verschwenkt und bringt dabei die durch Unterdruck angesaugte Maske in eine vorbestimmte Lage in der Bearbeitungsstatxon. Diese Lage ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet. Nach Ablegen der Maske in der Bearbeitungsstatxon verschwenkt der Überleitsaugarm 32 in die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Lage zurück, wobei gleichzeitig die nächstfolgende Maske vom Beschickungsmagazin herausgenommen wird, sobald der Fühler anzeigt, daß sich an der Anschlagschulter 31 keine Maske mehr befindet.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in der Bearbeitungsstatxon ein Bearbeitungsvorgang an jeder Maske ausgeführt. Dieser Bearbeitungsvorgang besteht beispielsweise im Aufbringen einer Photoresistschicht auf die obere Oberfläche der in genau vorgegebener Lage in die Bearbeitungsstatxon abgelegten Maske. In diesem Zusammenhang wird auf die oben genannte U.S.-Patentschrift 3 645 581 (Lasch jun. u.a.) verwiesen, in welcher eine entsprechende Vorrichtung zum Aufbringen einer Photoresistbeschichtung auf Masken beschrieben ist. Die Bearbeitungsstatxon 3 umfaßt einen Vorratsbehälter 51 für Photoresist, der über eine Speiseleitung 52 mit einer über der Mitte der Maske liegenden Stelle verbunden ist. Ober die Speiseleitung 52 wird eine vorbestimmte

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Menge von Photoresist oder einer anderen Flüssigkeit in auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung bekannter Weise auf die obere Maskenoberfläche abgegeben.

Wenn die Maske schnell umläuft, wird das Photoresistmaterial gleichförmig auf der oberen Maskenoberfläche verteilt. Zu diesem Zweck weist die Bearbeitungsstation eine allgemein mit 56 bezeichnete, drehbar gelagerte Saugscheibe auf, und die Maske M wird vermittels des Überleitsaugarms 32 in ganz genaue Ausrichtung auf der oberen Oberfläche der Saugscheibe abgelegt. Die Saugscheibe umfaßt entsprechend Fig. 4- außerdem eine von ihrer planaren Oberfläche 5 8 nach unten vorstehende Tragwelle 57, die in einem Lager 59 geführt und vermittels eines (nicht dargestellten) Drehantriebs in an sich bekannter Weise mit hoher Drehzahl antreibbar ist;

Die Tragwelle 57 ist hohl und weist eine Bohrung 61 auf, durch welche ein Unterdruck an der oberen, planaren Oberfläche 58 der Saugscheibe ausgeübt werden kann. Die Bohrung 61 steht über mehrere Saugkanäle 62 an der Oberfläche 5 8 der Saugscheibe in Verbindung, so daß die Saugwirkung an der Unterseite jeder vermittels des Überleitsaugarms 32 auf der Saugscheibe abgelegten Maske M angelegt werden kann.

Die Unterdruckquelle für die Saugscheibe und für den Überleitsaugarm ist synchronisiert, so daß das Anlegen eines Unterdrucks an die Saugscheibe und damit an die Unterseite

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jeder Maskenplatte genau in dem Zeitpunkt erfolgt, in welchem das an den Überleitsaugarm 32 angelegte Vakuum abgestellt wird. Die Synchronisierung der Saugwirkungsumschaltung erfolgt vermittels einer bekannten Ventilsteuerung.

Zur Vervollständigung des Überleitvorgangs wird die Saugscheibe entsprechend der in der U.S.-Patentschrift 3 645 581 (Lasch jun. u.a.) beschriebenen oder auf andere Weise in senkrechter Richtung verstellt, damit die von dem Überleitsaugarm gehaltene Maske an Halterungen vorbeigeführt werden kann, die.an zwei, sich gegenüberliegenden Enden 66 und 67 der Saugscheibe ausgebildet sind. Zu diesem Zweck kann die Saugscheibe unterschiedliche Formgebung aufweisen. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist der Umfang der Saugscheibe rechteckig. Die Halterung besteht aus zwei erhabenen Schulterabschnitten 68 und 69 an sich gegenüberliegenden Enden der Saugscheibe. Jeder Schulterabschnitt weist (wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich) eine rechtwinklige Ausnehmung auf, welche zur Aufnahme einer Ecke einer Maske dient. Zwischen gegenüberliegenden Maskenecken und den Innenflächen der Halterungsschulter ab schnitte ist wie aus Fig. 1 ersichtlich ein kleiner Toleranzzwischenraum belassen, wenn eine Maske richtig auf der Saugscheibe 56 ausgerichtet ist.

Die Halterung dient zwei Zwecken: Die Schulterabschnitte verhindern, daß sich eine Maske bei schnellem Umlauf der Saugscheibe seitlich verschieben oder von der Saugscheibe abge-

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schleudert werden kann, wenn der Unterdruck nicht zur Lagersicherung der Maske ausreichen sollte. Außerdem gewährleisten die Schulterabschnitte die einwandfreie Ausrichtung der Maske auf der Saugscheibe und verhindern ein Umlaufen der Saugscheibe bei fehlerhafter Ausrichtung.

Wenn der Überleitsaugarm 32 aus irgendeinem Grunde die gegenüberliegenden Ecken einer Maske nicht genau zwischen die Halterungen einsetzen sollte, so daß dementsprechend die Unterseite der Maske nicht zur Anlage gegen die obere, planare Oberfläche 58 der Saugscheibe 56 gelangen kann, wird eine solche Fehlausrichtung der Maske vermittels eines (nicht dargestellten) Fühlers ermittelt, welcher ein Umlaufen der Saugscheibe und die Abgabe von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 51 auf die obere Maskenoberfläche verhindert. Der Fühler übermittelt außerdem ein optisches oder akustisches Signal, welches der Bedienungsperson anzeigt, daß eine Maske nicht einwandfrei ausgerichtet ist und ggf. eine Prüfung oder Korrektur von Hand erfolgen muß.

Sobald sich eine Maske in einwandfreier Lage in Auflage gegen die obere Oberfläche der Saugscheibe befindet, wobei gegenüberliegende Maskenecken entsprechend den Figuren 1 und 4 zwischen den gegenüberliegenden Halterungen gehalten sind, erfolgt automatisch der Drehantrieb der Saugscheibe. Um zu verhindern, daß Photoresistmaterial infolge Zentrifugalkräften in der Bearbeitungsstation 3 austritt, wird zu-

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säumen mit dem Anheben der Saugscheibe 56 eine napfförmige Wanne 86 angehoben, welche überschüssiges Material auffängt.

Nach erfolgter Bearbeitung einer Maske in der Bearbeitungsstation wird die Saugscheibe genau in der in Fig. 1 dargestellten Lage zum Stillstand gebracht. Ein zweiter Überleitsaugarm 71 wird dann vermittels eines entsprechenden Antriebs in die in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutete Schwenkstellung gebracht, nimmt die bearbeitete Maske auf und überführt diese durch Verschwenken um die Drehachse 4-2 der dargestellten Tragwelle in die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Lage. Der Überleitsaugarm 71 ist in gleicher Weise wie der Überleitsaugarm 32 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß er nicht die L-förmige Anschlagschulter 31 von Fig. 1 aufweist. Statt dessen weist der Überleitsaugarm 71 eine gerade Anschlagschulter 73 auf, die integral mit dem Arm ausgebildet oder an diesem befestigt ist, und gegen welche ein Rand einer Maske während des Überleitvorgangs anliegt. Der Überleitsaugarm 71 ist mit einem Saugschlitz 74 versehen, welche über eine Saugleitung 76 mit einer entsprechenden Unterdruckquelle verbunden ist.

Sobald die Saugscheibe 56 zum Steillstand gelangt ist, wird die Wanne 86 abgesenkt, der Überleitsaugarm 71 in die in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellte Lage verschwenkt, die Saugscheibe 56 ebenfalls abgesenkt, der Unterdruck an der Saugscheibe aufgehoben und gleichzeitig über den

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Saugschlitz 71 im Überleitsaugarm 71 angelegt und dadurch eine Maske beschädigungsfrei von der Saugscheibe zum Überleitsaugarm 71 übergeben. Nach Verschwenken des Überleitsaugarms 71 um 9Ö° überlagert die bearbeitete Maske die abgabeseitige Strömungsmittelgleitbahn 22. In dieser Lage wird der Unterdruck am Überleitsaugarm 71 abgestellt, und der Gleitbahn 22 Gleitlagerluft zugeführt, wodurch die Maske entsprechend Fig. 1 nach rechts in einen freien Schlitz des Abgabemagazins 21 eingeführt wird.

Die vorstehend beschriebenen Handhabungs- und Bearbeitungsvorgänge aufeinanderfolgend zugeführter Masken erfolgen vollautomatisch, und die Vorrichtung bedarf nur periodischer Bedienung, nämlich um das Beschickungsmagazin 8A und das Abgabemagazin 21 jeweils durch ein gefülltes bzw. leeres Magazin zu ersetzen. Die Vorrichtung liefert im Bedienungsfall entsprechende Steuer- oder Warnsignale.

Die -Strömungsmittel- und Unterdrücke für die Lagerung einer Maske bzw. das Festhalten derselben an einem sich bewegenden Überleitsaugarm während Übergabe zwischen den Stationen sind jeweils von Größe und Gewicht der Masken abhängig, weswegen hier keine speziellen Werte angegeben sind. Die entsprechende Bemessung liegt im Können des Durchschnittsfachmanns.

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In Fig. 1 ist weiterhin der genaue Verlauf der Fortbewegung einer Maske durch die Vorrichtung anhand der Ecke 81 einer Maske veranschaulicht, welche sich zunächst in der Beschickungsstation 2, dann in der Bearbeitungsstation 3 und schließlich in der Abgabestation H befindet. Der bogenförmige Fortbewegungsweg dieser Ecke 81 ist durch die gestrichelten Linien 82 und 83 in Fig. 1 dargestellt.

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Claims

Patentansprüche

fly Verfahren zum Handhaben flacher, mehreckiger, plattenförmiger Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (M) vor Überleiten zu einer Bearbeitungsstation (3)

A) auf einem Strömungsmittelpolster gelagert und auf diesem gegen einen in einer ersten Lage in ihrem Bewegungsweg befindlichen Anschlag (31) fortbewegt,

B) dabei seitlich beaufschlagt werden und eine Ecke (81) der Gegenstände in Paßsitzanlage gegen den Anschlag gebracht wird,

C) dann der Gegenstand während seiner Beaufschlagung gegen den Anschlag ergriffen,

D) ohne Veränderung der durch den Anschlag vorgegebenen Ausrichtung von der ersten Lage in eine andere Lage übergeleitet und

E) in entsprechender Weise einer Abgabestation zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergreifen und Überleiten der Gegenstände (M) vermittels eines zwischen erster und zweiter Lage verstellbaren Überleitsaugarms (32) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (M) in der zweiten Lage auf eine drehbare Saugscheibe (56), unter Beibehaltung ihrer Ausrichtung zwecks

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Vermeidung von Beschädigung der Gegenstände bei Umlauf der Saugscheibe, abgelegt werden.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch

A) eine Beschickungsstation (2) mit

1) einem schrittweise fortschaltbaren Beschickungsmagazin (8A) für mehrere Gegenstände (M),

2) einer dem Beschickungsmagazin zugeordneten Strömungsmittelgleitbahn (7), welche dazu dient, nacheinander vom Magazin Gegenstände aufzunehmen und diese zur Anlage gegen einen zur genauen Ausrichtung der Gegenstände dienenden Anschlag (31) fortzubewegen,

3) welcher aus einer im Profil entsprechend der Eckenformgebung der Gegenstände ausgebildeten Anschlagschulter besteht, und

durch zur seitlichen Beaufschlagung jedes Gegenstands gegen die Anschlagschulter und zur genauen Ausrichtung jedes Gegenstands in einer Lage, in welcher eine Ecke (81) desselben gegen die Anschlagschulter (31) anliegt, dienende Mitte (M-I),

B) eine Bearbeitungsstation (3), der die Gegenstände im Anschluß an die genaue Ausrichtung an der Anschlagschulter nacheinander zuführbar sind, und

C) eine zum nacheinander ohne Beeinträchtigung der Ausrichtung erfolgenden Überleiten der genau ausgerichteten

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Gegenstände von der Anschlagschulter zur Bearbeitungsstation (3) dienende Überleitvorrichtung (32).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

D) eine zum nacheinander erfolgenden Überleiten bearbeiteter Gegenstände (M) von der Bearbeitungsstation (3) dienende Überleitvorrichtung (71), und

E) eine Abgabestation (4), der die bearbeiteten Gegenstände zuführbar sind, und die

1) ein zur Aufnahme mehrerer bearbeiteter Gegenstände dienendes, schrittweise fortschaltbares Abgabemagazin (21) und

2) eine dem Abgabemagazin zugeordnete, zur Aufnahme bearbeiteter Gegenstände aus der zweiten Überleitvorrichtung (71) und nacheinander erfolgenden Einführen dieser Gegenstände in das Abgabemagazin (21) dienende Strömungsmittelgleitbahn (22) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überleitvorrichtung (32, 71) jeweils einen zum nacheinander erfolgenden Überleiten der Gegenstände von der Beschickungsstation (2) zur Bearbeitungsstation (3) bzw. von der Bearbeitungsstation zur Abgabestation (¹O dienenden Überleitsaugarm (32, 71) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche M- - 6, gekennzeichnet durch

D) eine in der Bearbeitungsstation (3) angeordnete, dreh-

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bare Saugscheibe (56), zu der die Gegenstände (M) nacheinander von der Anschlagschulter (31) zuführbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugscheibe (56) mit Halterungen (68, 69) versehen ist, zwischen denen jeder bei Umlauf der Saugscheibe vermittels eines Unterdrucks rückhaltbarer Gegenstand lagesicher einlegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen aus sich gegenüberliegenden Halteschultern (68, 69) auf der Saugscheibe (56) bestehen, welche jeweils eine Winkelausnehmung bilden, in denen sich gegenüberliegende Ecken eines in einwandfreier Lage auf der Saugscheibe ausgerichteten Gegenstands gehalten sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschulter (31) zwei rechtwinklig zueinander stehende Abschnitte (33, 34) aufweist, von denen der eine (33) parallel zur Vorderrichtung der beschickungsseitigen Strömungsmittelgleitbahn (7) verläuft und der andere (34) im Weg eines sich auf der Strömungsmittelbahn fortbewegenden Gegenstands angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur seitlichen Beaufschlagung jedes Gegenstands (M) gegen die Anschlagschulter (31) dienenden Mittel (H2) zur Abgabe eines gegen einen Rand des Gegenstands gerichteten Strömungs-

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mittelstrahls und zur Beaufschlagung der Ecke des auf einem von der beschickungsseitigen Strömungsmittelgleitbahn (7) ausgehenden Strömungsmittelpolster getragenen Gegenstands zur Anlage gegen die Anschlagschulter (31) ausgelegt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß der zum nacheinander erfolgenden Überleiten von Gegenständen (M) von der Strömungsmittelgleitbahn (7) zu der anderen Station (3) dienende Überleitsaugarm (32) zur Ausrichtung jedes Gegenstands in vorbestimmter Lage vor Überleitung zu der anderen Station dienende Anschläge (33, 34) aufweist und zur seitlichen Beaufschlagung jedes Gegenstands gegen die Anschläge und genauem Ausrichten einer Gegenstandsecke gegen die Anschläge dienende Mitte vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Beaufschlagung jedes Gegenstands gegen die Anschläge dienenden Mittel aus einem zur Abgabe eines gegen die auf einem von der Strömungsmittelgleitbahn ausgehenden Strömungsmittelpolster getragenen Gegenstände gerichteten Strömungsmittelstrahls (41) dienenden seitlichen Luftkanälen bestehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, insbesondere für Gegenstände mit einer rechtwinkligen Ecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge eine rechtwinklige Anschlagschulter (33,

34) aufweisen, gegen welche die Gegenstandsecke vermittels des Strömungsmittelstrahls (41) zur Anlage beaufschlagbar ist.

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