DE2643277A1

DE2643277A1 - Baustein fuer ein mit einem gasfoermigen transportmedium arbeitendes mehrrichtungs- transportsystem

Info

Publication number: DE2643277A1
Application number: DE19762643277
Authority: DE
Inventors: John Paul Babinski; Bruce Irving Bertelsen; Karl Heinz Raacke
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1976-09-25
Publication date: 1977-04-14
Also published as: GB1555672A; CA1048958A; BR7606591A; JPS5430834B2; FR2345372A1; FR2345372B1; JPS5244992A; IT1074075B

Description

Baustein für ein mit einem gasförmigen Transportmedium arbeitendes Mehrrichtungs-Transportsystem

Die Erfindung bezieht sich auf einen Baustein für ein mit einem gasförmigen Transportmedium arbeitendes Mehrrichtungs-Transportsystem.

Es ist bekannt, ein Fabrikationssystem herzustellen und zusammenzubauen unter Verwendung einer Reihe von Nebenbearbeitungsstationen oder Sektoren, von denen jede als unabhängige Einheit wie auch in Verbindung mit anderen Stellen betrieben werden kann/ wie das z. B. im US-Patent 3 889 355 beschrieben ist. Aus dem US-Patent 2 678 237 ist es auch bekannt, ein Werkstück auf einem Luftkissen zu transportieren und, wenn eine neue Richtung erwünscht ist, das Werkstück anzuhalten und die Richtung des gasförmigen Mediums zu ändern. In dem US-Patent 3 717 381 ist ein Gaskissen-Transportsystem und ein Positionierungssystem beschrieben, das komprimierte Luft und Vakuum-Öffnungen für den Transport und das Positionieren benutzt. Nach der ,Lehre dieses Patentes werden offene Systeme ohne eine Steuerung ■ der Umgebung benutzt, und diese Patentschrift offenbart keine selbstzentrierende Anordnung oder Umleitungssteuerung.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Baustein für ein mit einem gasförmigen Transportmedium arbeitendes Mehrrichtungs-Transportsystem zu schaffen, der für den Transport von Halbleiterscheiben von und zu Verarbeitungsstationen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Baustein der vorher genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er geschlossen ist und eine gesteuerte Umgebung aufweist, daß er eine Vorrichtung für das gerichtete Strömen des Transportmediums enthält, die in der Lage ist, ein zu transportierendes Werkstück zentriert zu halten, daß er außerdem eine Vorrichtung zum Anhalten und Vorzentrieren eines eintreffenden Werkstücks aufweist, dessen Eintritt in den Baustein festgestellt wird und daß er eine Vorrichtung zum Beenden des Anhaltens und Vorzentrierens des Werkstücks enthält und eine Vorrichtung zur Umleitung des Werkstücks in eine andere Richtung oder zur Fortsetzung des Werkstücktransportes in der bisherigen Richtung.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, von denen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen einzelnen Baustein,

der die Vorrichtung für einen gerichteten

; Luftstrom, die Vakuum-Öffnungen und die Zentrier

einrichtung sowie die optische Abfüllvorrichtung illustriert,

Fig. 2 ist ein Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie

2-2 und zeigt die untere Kammer und einen Abschnitt mit verzweigten Röhren zwischen der unteren Kammer und der Transportmembran, die den Boden der oberen Kammer bildet. Außerdem zeigt sie eine Vorrichtung zum Beenden des Fließens der Luft und der Vakuumwirkung, die

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durch die dargestellten Solenoidventile für Druckluft vorprogrammiert und gesteuert wird.,

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, der die \

Arbeitsweise eines Blasebalgs zur Beendigung ;

der Wirkung des Vakuums und der beim Strömen

erzeugten Kräfte zeigt, j

Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt längs der Linie 4-4,

der das optische Erkennungssystem und die zugeordnete Elektronik zur Steuerung des Vakuums und des Strömungsmittels, z. B. Luft, zeigt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des elektro-

¹ nischen Steuersystems in Verbindung mit einer

j optischen Abfühlvorrichtung,

iFig. 6 eine schematische Darstellung einer Doppel- ]

I Transportwegkreuzung mit vier getrennten

ι Ι

modularen Bausteinen, die als eine 2x2 An- _: I Ordnung bezeichnet wird, j

j j

iFig. 7 eine schematische Darstellung einer 1x2 An- ^!

; Ordnung mit einer Drehvorrichtung in Verbin

dung mit einem Speicher oder einem Puffer- j speicher.

Fig. 1 zeigt einen einzelnen modularen Baustein mit einer Vorrichtung 1 für einen gerichteten Gasstrom, ζ. B. Luft, als Teil | !eines geschlossenen, mit einem gerichteten Gas arbeitenden j Transportsystems, das eine obere und untere Hauptkammer aufweist, in denen Werkstücke zu und von Verarbeitungsstationen in einer beliebigen, vorprogrammierten Art transportiert werden. In ' einem System dieser Art müssen Vorrichtungen vorgesehen werden, um das Werkstück zu leiten und in diesem besonderen Ausführungsbeispiel werden aus Silizium bestehende Halbleiterscheiben zur

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Verarbeitung zu Verarbeitungsstationen transportiert, in denen verschiedene Behandlungen und Reaktionen ablaufen. Solche Vorrichtungen wie Kreuzungen, Drehvorrichtungen in einem Zweibahnen-System sowie Mittel zum Umleiten und zum Festhalten von Halbleiterscheiben vor und nach dem Verarbeiten und verschiedene andere Kombinationen eines in Fig. 1 dargestellten Bausteines sind notwendig und ein integraler Teil eines ein Gas als Transportmittel verwendenden Systems.

Fig. 1 zeigt auch eine Vorrichtung 2 und 2a zur Unterbrechung des Vakuums und eine optische abfühlvorrichtung 3. Wenn eine Halbleiterscheibe diesen Baustein aus der Richtung des Einlaßipfeiles kommend erreicht, wird ihre Geschwindigkeit mittels der Vorrichtung 2a zum Anhalten des Werkstückes herabgesetzt, und sie wird im Gegenuhrzeigersinn gedreht und schließlich in einer im wesentlichen zentralen Lage in dem Baustein angehalten als auch ihr Vorhandensein durch die Abfühleinrichtung 3 festgestellt. Darauf wird die Evakuierung durch Betätigen des Solenoids 11, das in den Fign. 2 und 3 dargestellt ist, beendet, wodurch aufgrund der Verwendung von Druckluft sich der Blasebalg 12 ausdehnt, um den Vakuumsog auf allen Vorrichtungen zum Anhalten des Werkstückes zu beenden. Das Werkstück wird durch das aus den Mündungen 1 an jeder Seite ausfließende Gas zentriert. Diese Mündungen oder Düsen mit halbkreisförmigen Öffnungen münden durch die Bodenmembrane in eine darunterliegende Rinne, die in einer Verzweigung 4 zwischen der oberen Kammer 5 und der unteren Kammer 6 gebildet wird, die beide in Fig. 2 dargestellt sind. Die Halbleiterscheibe kann sich in diesem Abschnitt in einer von zwei Richtungen bewegen, wie durch die Ausgangspfeile angedeutet wurde. Wenn der Eintritt aus der Richtung des Pfeiles ierfolgt, kann die Halbleiterscheibe sich geradewegs in der Richtung des Pfeiles 7 oder in der Richtung des Pfeiles 6 bewegen. Es ist offensichtlich, daß die Bewegungsrichtung von der Ein-'trittsstelle abhängt.

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Die Bewegungsrxchtung wird ermöglicht durch Unterbrechen des Luftflusses in der gewünschten Ausgangsrichtung. Das wird in j vorprogrammierter Weise erreicht durch Betätigen eines Solenoidventiles 9 mittels Druckluft oder eines anderen Mediums, das ί den Blasebalg TO oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung ausdehnt, um den Gasstrom im Ausgangsteil des Abschnittes zu unterbrechen. Dies wird in vorprogrammierter Weise ausgeführt durch Betätigen des Solenoides, das die Ausgangsdüsen steuert, wie das in Fig. 3 dargestellt ist, wo der Blasebalg in einer j geschlossenen Lage dargestellt und der Luftstrom dadurch unter- ! brochen ist, daß der Blasebalg 10 geschlossen ist, während das !gasförmige Medium 14 weiterhin durch die öffnung fließt, die !durch das Solenoid-Luftventil 13 und den Blasebalg 15 gesteuert wird. Die in diesem Fall oder in anderen entsprechenden Vor- ! richtungen verwendeten Solenoidventile werden mittels der Druckluftquelle 16 betrieben.

Jedes Ventil ist mit einer in Fig. 4 dargestellten lichtempfindlichen Diode 18 verbunden mittels der Kabel P1, P2 und P3, die den Kabelstang 17 bilden, über den wiederum ein Abfühlverstärkersystem 19 mit einem System 20 boolescher Schaltungen verbunden wird, wodurch ein vorprogrammiertes Arbeiten ermöglicht wird.

Diese Anordnung ist sowohl in der Fig. 4 als auch in der Fig. 5 dargestellt, in denen das Licht einer Lichtquelle 21 durch das Lichtrohr 22 und die optische Abführvorrichtung 3 fließt, die die lichtempfindliche Diode 18 aktiviert, wenn ein Werkstück den Lichtstrom unterbricht und das Vakuum in diesem Bau-I stein aufhebt, sobald das Werkstück an allen Vorrichtungen zum :Anhalten ankommt, was wiederum die Zentrierung mit Hilfe der an allen Seiten angeordneten Luftdüsen ermöglicht* Das Erzeugen j des Vakuums wird zu allen Zeiten aufrechterhalten und nur beenidet, nachdem ein Werkstück festgestellt und innerhalb des Bausteins zentriert wurde*

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Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß das Licht der Lichtquelle durch eine Halbleiterscheibe 23 unterbrochen wird. Die mit 19 bezeichnete Abfühl- und Verstärkerschaltung ist mit einem Schmitt-Trigger 25 verbunden, der seinerseits das System 20 aus booleschen Schaltungen aktiviert.

Fig. 6 zeigt den vorher erwähnten Abschnitt in einem Zweibahnensystem, wodurch die Möglichkeit der Richtungswahl durch die verschiedenen Pfeile angedeutet ist. Diese Anordnung wird als eine 2x2 Kreuzung bezeichnet. Eine andere Variante 27 oder eine 1x2 Variante ist am Eingang des Pufferspeichers 26 dargestellt und kann als Drehvorrichtung gemäß einer vorprogrammierten Richtungsangabe verwendet werden.

Obgleich der vorher genannte Baustein eines mit einem Gas arbeitenden Transportsystems mit Bezug auf den Transport von Halbleiterscheiben beschrieben wurde, kann das Konzept auch an andere Werkstücke angepaßt werden und obgleich es üblich ist, Luft als gasförmiges Medium zur Bildung eines Luft-Transportkissens zu verwenden, können auch andere Medien wie inerte " Gase als auch reaktionsfreudige Gase verwendet werden. Das System, in dem diese Erfindung ein integraler Teil ist, ist eine abgeschlossene Struktur mit gesteuerter Umgebung. Die Umgebung umfaßt dabei solche Bedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, elektrische Ladungen, Teilchen usw.

Obwohl nur einige Kombinationen von Bausteinen erläutert wurden, ist es auch möglich, eine Vielzahl von Kombinationen oder Anordnungen von Bausteinen anzupassen, je nach dem Gesamtkonzept, das für den Transport von Werkstücken angewandt wird.

Die Erfindung benötigt zu ihrer Durchführung nur einen minimalen Raumbedarf, sowohl ansich als auch in einem System. Außerdem erlaubt sie die Verteilung eines unter Druck stehenden, gefilterten Gases. In einem Gesamt-Transportsystem liefert sie die notwendigen Kontrollpunkte für die Bewegung der Werkstücke.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Baustein für ein mit einem gasförmigen Transportmedium
arbeitendes Mehrrichtungs-Transportsystem, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Baustein geschlossen ist und eine gesteuerte Umgebung aufweist, ; daß er eine Vorrichtung (1) für das gerichtete Strömen
des Transportmediums enthält, die in der Lage ist, ein zu ; transportierendes Werkstück zentriert zu halten, daß er ! außerdem eine Vorrichtung (2, 2a) zum Anhalten und Vor- ; zentrieren eines eintreffenden Werkstücks aufweist, dessen Eintritt in den Baustein festgestellt wird und daß er ι eine Vorrichtung U2) zum Beenden des Anhaltens und Vor-

zentrierens des Werkstücks enthält und eine Vorrichtung :

ι (10) zur Umleitung des Werkstücks in eine andere Richtung ; oder zur Fortsetzung des Werkstücktransports in der bisherigen Richtung.

Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Transportmedium Luft ist.

Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmedium ein inertes Gas ist.

4. Baustein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Anhalten und Vorzentrieren
des Werkstückes aus einer oder mehreren Vakuum-Öffnungen
besteht.

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ORIGINAL IiMSPECTED

5. Baustein nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Vakuum-Öffnungen so angeordnet ist, daß sie das Werkstück über sich dreht und anhält.

6. Baustein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein eines Werkstücks durch eine optische Abfühlvorrichtung (18, 3, 22, 21) festgestellt wird, die mit einem Logik-System (20) verbunden ist, durch das das Vakuum und das benutzte Gas aufgrund eines vorgegebenen Programms wirksam sind oder nicht.

7. Baustein nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum-Öffnungen zum Anhalten des Werkstücks im wesentlichen in drei Eckquadranten des einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisenden Bausteins angeordnet sind.

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