Die Erfindung betrifft eine Zufördervorrichtung für
eine Einrichtung zum Beschicken von Mikroplättchen in eine
Behandlungskammer und zum Entnehmen der Mikroplättchen, bei
der diese in Kassetten bereitgehalten sind.
Bei der Herstellung elektronischer Mikroschaltkreise
oder Schaltungselemente wird von bekannten Verfahren zum
Beschichten, Maskieren und Einführen von Verunreinigungen
Gebrauch gemacht. Bei der dabei erforderlichen Handhabung der
Mikroplättchen muß beachtet werden, daß diese sehr
zerbrechlich sind und leicht beschädigt werden können, da sie
nur eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,25 bis etwa
0,5 mm aufweisen und einen größten Durchmesser von etwa 50 bis
etwa 125 mm haben.
Die Flachseiten der Mikroplättchen sind auf
Hochglanz poliert und können für die Herstellung der
betreffenden Vorrichtungen unbrauchbar werden, wenn eine
Verunreinigung, ein Zerkratzen oder dergleichen erfolgt. Daher
müssen von Anfang an besondere Vorsichtsmaßnahmen zur
Handhabung der Plättchen getroffen werden, und hierbei ist es
erwünscht, ein Erfassen der Plättchen mit der Hand während des
Transports möglichst zu vermeiden. Da die Plättchen eine große
Anzahl von Behandlungsstationen durchlaufen, die z. B. dazu
dienen, die vorstehend genannten Behandlungsverfahren
durchzuführen, nimmt der Wert der Plättchen ständig zu, so daß
es immer wichtiger wird, jede Beschädigung und Verunreinigung
zu vermeiden; gleichzeitig wird die Gefahr einer Beschädigung
ständig größer.
Bis jetzt werden zur Handhabung der Plättchen
Pinzetten und mit Unterdruck beaufschlagte Trageinrichtungen
verwendet; hierdurch ließ sich bestenfalls eine Berührung mit
der Hand weitgehend vermeiden. Ferner wurde versucht, die
Handhabung der Plättchen dadurch mehr oder weniger weitgehend
zu automatisieren, daß man zum Hindurchführen der Plättchen
durch die Behandlungsstationen die verschiedensten
Einrichtungen benutzte, z. B. Drehtische, Tragschlitten oder
Platten mit endlosen Förderbändern, lineare Luftlager oder
Führungen, schwingende Führungen und mit dem Rand des
Plättchens zusammenarbeitende Klammern der verschiedensten
Art. Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden die Plättchen
entweder chargenweise jeweils an einer Station behandelt, oder
es erfolgt eine Behandlung jeweils eines einzelnen Plättchens
an einer bestimmten Station. Zwar ergeben sich hierbei in
bestimmten Anwendungsfällen bestimmte Vorteile, doch sind
viele dieser Vorrichtungen zu kompliziert. Sie arbeiten nicht
hinreichend zuverlässig, um eine Beschädigung und
Verunreinigung zu vermeiden, sie sind mit den Transport- oder
Behandlungseinrichtungen nicht kompatibel, es ist schwierig,
die Plättchen einzusetzen und später wieder zu entnehmen, und
sie ermöglichen es nicht ohne weiteres, die Plättchen einer
Behandlungsstation zuzuführen und zu entnehmen, wenn eine
Behandlungskammer benötigt wird, der eine Schleuse zum
Beschicken zugeordnet ist.
Bei den chargenweise arbeitenden Vorrichtungen zum
Handhaben von Mikroplättchen ergeben sich weitere Nachteile.
Da jeweils eine große Anzahl von Plättchen gehandhabt wird,
vergrößert sich die Gefahr einer Beschädigung oder
Verunreinigung an jeder der verschiedensten Stationen oder
während der Überführung von einer Station zur nächsten, und es
ergeben sich Schwierigkeiten beim Beschicken und Entladen der
Vorrichtungen, insbesondere dann, wenn eine vollständige
Charge in die Behandlungskammer eingeführt bzw. ihr entnommen
werden muß. Andererseits ergibt sich bei der Einzelhandhabung
von Mikroplättchen der Nachteil, daß eine manuelle Handhabung
in einem maximalen Ausmaß erforderlich ist, insbesondere beim
Beschicken und Entladen der Vorrichtungen, daß sich die
Behandlung insgesamt verlangsamt und daß sich das
Hindurchführen durch Beschickungsschleusen als kompliziert
oder unzuverlässig erweist. Die Gefahr eine Beschädigung und
Verunreinigung vergrößert sich weiter, wenn die Plättchen
mehrmals Kassetten entnommen bzw. zugeführt werden müssen, wie
es bei der Einzelbehandlung erforderlich ist, denn gewöhnlich
erfolgt die Handhabung der einzelnen Plättchen mittels einer
Zunge bzw. eines Schiebers, der von unten her in die Kassette
eingeführt wird, um ein Plättchen zu erfassen, wobei die
Plättchen gewöhnlich eine waagrechte Lage einnehmen. Die
Verwendung von Förderbändern und Platten oder von Druckluft-
oder Vibrationsführungen steigert in Verbindung mit der
waagrechten Anordnung der Plättchen ebenfalls die Gefahr einer
Beschädigung. Außerdem muß man in Verbindung mit solchen
Förderbändern, Führungen, Platten und Kassetten komplizierte
Beschickungsschleusen und/oder Plättchen-Übergabeeinrichtungen
vorsehen, damit die Plättchen in solche Behandlungsstationen
überführt werden können, denen eine Behandlungskammer
zugeordnet ist.
Die DE-PS (Anmeldung
P 30 47 513.9) hat bereits eine Vorrichtung zum Beschicken von
Mikroplättchen zu einer Behandlungskammer zum Gegenstand, die
ein Handhaben von Mikroplättchen ermöglicht, ohne daß
Beschädigungen und ein Abrieb mit dem damit in Zusammenhang
stehenden Staubproblemen auftreten, wobei beide Seiten des
Plättchens für eine Behandlung voll zugänglich sind.
Damit ist jedoch noch nicht gewährleistet, daß die
Mikroplättchen ebenso schonend bis zu dieser Vorrichtung zur
Beschickung gelangen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Zufördervorrichtung für eine Einrichtung zum Beschicken von
Mikroplättchen in eine Behandlungskammer verfügbar zu machen,
bei der ebenfalls Beschädigungen und Abrieb sowie damit in
Zusammenhang stehende Staubprobleme vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Mikroplättchen in der Kassette stehend angeordnet und
aufeinander ausgerichtet sind und daß die Mikroplättchen von
unten her für eine Entnahme und Zurückführung zugänglich sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß die Kassette mit einer Führungseinrichtung
versehen ist, daß eine unterhalb der Behandlungskammer
angeordnete Kassettenfördereinrichtung, die mit der
Führungseinrichtung und einem zugeordneten Antrieb
zusammenarbeitet, die Kassette erfaßt und unterhalb der
Behandlungskammer an dieser vorbeibewegt, daß eine unterhalb
der Fördereinrichtung angeordnete Einrichtung zum Anheben und
Absenken jeweils eines der Plättchen gegenüber der Kassette
vorgesehen ist mit einem etwa senkrecht bewegbaren Schieber,
der jeweils ein Plättchen von unten her erfaßt, wobei sich der
Schieber durch die Fördereinrichtung und die Kassette
hindurchbewegt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin,
daß der Schieber eine konkave Stirnkante aufweist, mit der er
jeweils ein Plättchen erfaßt.
Zweckmäßig ist vorgesehen, daß der Schieber
nacheinander einzelne Plättchen in senkrechter Richtung von
der Kassette in die Behandlungskammer überführt und nach dem
Abschluß des Behandlungsvorgangs wieder in die Kassette
zurückführt.
In ihrer weiteren Ausbildung schlägt die Erfindung
vor, daß die Fördereinrichtung die Kassette in einer Lage
hält, so daß die Plättchen in Ebenen liegen, die parallel zur
Ebene der geöffneten Tür der Behandlungskammer verlaufen und
daß die Fördereinrichtung sich im rechten Winkel zur Bahn des
senkrecht bewegbaren Schiebers erstreckt, wobei die
Fördereinrichtung für den Schieber von unten her zugänglich
ist, so daß der Schieber quer zur Bahn der Fördereinrichtung
bewegbar ist, um Mikroplättchen anzuheben und sie der Tür der
Eintrittsöffnung der Behandlungskammer zuzuführen.
Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, daß zu der
Fördereinrichtung zwei parallele Schienen gehören, daß sich
längs einer der Schienen eine Antriebskette erstreckt, daß die
Kassette eine Führungseinrichtung aufweist, die mit einem dazu
passenden Teil der Antriebskette zusammenarbeitet, so daß eine
auf den Schienen angeordnete Kassette, die Schrittbewegungen
ausführen soll, durch die Arbeitskette längs der Schienen
bewegt wird, und daß sich der senkrecht bewegbare Schieber
zwischen den Schieben hindurch bewegt, um Plättchen zwischen
der Kassette und der Behandlungskammer nach oben bzw. unten zu
bewegen.
Eine Fortbildung der Erfindung besteht darin, daß
die Plättchen eine allgemein kreisrunde Form haben und jeweils
mit einer zum Positionieren dienenden Anflächung versehen
sind, die sich längs einer Sehne erstreckt, und, daß zur
Fördereinrichtung Rollen gehören, an denen sich die Plättchen
in der Kassette abstützen, so daß die Plättchen sich drehen,
bis die Anflächungen aufeinander ausgerichtet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung
besteht darin, daß ein Schrittmotor für die Antriebskette
vorgesehen ist und daß mit dem Schrittmotor und der
Einrichtung zum Heben und Senken der Plättchen ein Speicher
zusammenarbeitet, um die Kassette in eine frühere Position zu
bringen und ein Plättchen nach seiner Behandlung in seine
ursprüngliche Lage zurückzuführen, nachdem danach ein oder
mehrere Plättchen eingebracht worden sind.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beschickung
von Mikroplättchen mit teilweise weggebrochenen
Teilen und
Fig. 2 eine axiale Schnittansicht des
Behandlungskammerbereichs der Vorrichtung nach
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung zur Beschickung
von Mikroplättchen zu einer Behandlungskammer 11 ist im
Zusammenhang mit der in Fig. 1 dargestellten
Plättchentransportvorrichtung beschrieben, um die Vorteile und
Wirkungsweise des beschriebenen Gegenstandes gut erkennbar zu machen. Zu der
Plättchentransportvorrichtung nach Fig. 1 gehören als
Hauptbaugruppen eine Baugruppe 1 zum Zuführen und Abführen von
Kassetten, ferner Kassetten 3 und 4, die jeweils mehrere
Halbleiterplättchen 5 oder andere Substrate enthalten, eine
der Kammer zugeordnete Schleuse 8 zum Beschicken sowie eine
Behandlungskammer 11. Allgemein gesprochen werden Kassetten,
z. B. die Kassetten 3 und 4, mit Hilfe der Einrichtung 1 zum
Zu- und Abführen von Kassetten in eine Lage unterhalb der
Beschickungsschleuse 8 gebracht, woraufhin die Plättchen der
Beschickungsschleuse 8 einzeln nacheinander zugeführt werden,
um in der Behandlungskammer 11 einer Behandlung unterzogen zu
werden. Bei dieser Behandlungskammer 11 kann es sich um
Einrichtungen der verschiedensten Art handeln, z. B. zum
Beschichten von Halbleiterplättchen, zum Ätzen von Plättchen,
zum Durchführen lithografischer Arbeitsschritte, zum Glühen
der Plättchen usw. Die Behandlungskammer 11 weist eine
kreisrunde Eintrittsöffnung 13 auf, die einen größeren
Durchmesser hat als ein zu behandelndes Plättchen, und die
Beschickungsschleuse 8 ist auf die Eintrittsöffnung 13
ausgerichtet.
Die Beschickungsschleuse 8 ist mit weiteren
Einzelheiten in Fig. 2 dargestellt. Die eigentliche Schleuse
wird durch mehrere zusammenwirkende Elemente gebildet: hierzu
gehören eine Baugruppe der Kammertür 16, die in Fig. 2 ihre
geschlossene Stellung einnimmt, die Vorderwand 17 einer
Behandlungskammer 11, ein runder Ausschnitt 18 in einer
Plättchentragplatten-Baugruppe 20, die in der
Behandlungskammer 11 kurz hinter der Eintrittsöffnung 13
parallel zur Vorderwand 17 angeordnet ist, sowie eine
Druckplatte 22, die in der Kammer hinter der Plattenbaugruppe
20 angeordnet ist. Jeweils ein Plättchen 5 wird in der
Beschickungsschleuse 8 und der Plattenbaugruppe innerhalb des
Ausschnitts 18 auf eine noch zu erläuternde Weise
festgehalten. Die Behandlungskammer 11 kann zur Durchführung
bestimmter Behandlungen bei den Plättchen eine geregelte
Atmosphäre enthalten, deren Druck unter dem Druck der
Atmosphäre liegt. Somit kann es erwünscht sein, die
Eintrittsöffnung 13 gegen die übrigen Teile der Kammer
abzudichten, um in der Kammer einen Unterdruck
aufrechtzuerhalten. Die Druckplatte 22 dient dazu, den Bereich
der Beschickungsschleuse gegenüber dem Innenraum der Kammer
abzugrenzen; zu diesem Zweck wird die Druckplatte 22 an die
Plattenbaugruppe 20 und die Wand 17 der Kammer mit Hilfe eines
Stößels 23 angepreßt, wobei der Bereich des Kammereingangs
gegenüber den übrigen Teilen der Kammer abgedichtet wird.
Sowohl die Druckplatte 22 als auch die Vorderwand 17 der
Kammer ist mit O-Ringen 25 versehen, die konzentrisch zur
Eintrittsöffnung 13 angeordnet sind, um eine Abdichtung in der
beschriebenen Weise zu ermöglichen. Die Kammertürbaugruppe 16,
die mit einem mit ihr konzentrischen O-Ring 26 versehen ist,
arbeitet mit abdichtender Wirkung mit der Außenfläche der
Vorderwand 17 zusammen, um die Beschickungsschleuse dadurch
abzuschließen, daß sie die Eintrittsöffnung 13 nach außen
abdichtet. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, entsteht hierdurch
eine Beschickungsschleuse von ungewöhnlich geringer Bauhöhe
und kleinem Rauminhalt, deren Größe gerade ausreicht, um eines
der Plättchen 5 aufzunehmen. Wenn es erwünscht ist, die
Beschickungsschleuse zu evakuieren, um Störungen der
geregelten Atmosphäre in der Behandlungskammer 11, in der
Unterdruck herrscht, möglichst weitgehend auszuschalten, so
kann dies ohne Schwierigkeit geschehen, da die
Beschickungsschleuse nur einen kleinen Raumhinhalt hat, da
keine von außen her in die Schleuse hineinragenden
Plättchenunterstützungen und daher keine großen
Verbindungsöffnungen zur Atmosphäre vorhanden sind, die
ebenfalls evakuiert werden müßten. Eine Hilfsbehandlungspumpe,
die mit dem Innenraum der Beschickungsschleuse auf bekannte
Weise verbunden ist, würde es dann ermöglichen, die Schleuse
innerhalb kurzer Zeit im erforderlichen Ausmaß zu evakuieren.
Für die Brauchbarkeit der eine geringe Bauhöhe
aufweisenden Beschickungsschleuse 8 ist die Verwendung
mehrerer Klemmeinrichtungen 28 von Bedeutung, die ein
Plättchen jeweils an seinem Rand erfassen, in der Schleuse
angeordnet sind und dazu dienen, mit dem Plättchen elastisch
zusammenzuarbeiten und es in einer aufrechten Lage zu
unterstützen. Fig. 2 zeigt die Einzelheiten einer besonders
vorteilhaften Anordnung solcher Klemmeinrichtungen 28, die in
Abständen über den Umfang des runden Ausschnitts 18 der
Plattenbaugruppe 20 verteilt sind. Diese Anordnung der
Klammern ermöglicht einen ungehinderten Zugang zu beiden
Flachseiten eines Plättchens 5, und zusammen mit der
Plättchentragplattenbaugruppe bilden sie eine
Plättchenunterstützungseinrichtung 31, die das Plättchen gegen
Stöße und mechanische Beschädigungen schützt (US-Anmeldung
106 179).
Gemäß Fig. 1 sind vier Klemmeinrichtungen 28 in
einen Haltering 29 eingebaut, der lösbar mit der
Plättchenunterstützungseinrichtung 31 verbunden und
konzentrisch mit dem Ausschnitt 18 der Platte verbunden ist,
um eine Plättchentragplattenbaugruppe 20 zu bilden. Bei dieser
Anordnung werden die Klemmeinrichtungen 28 längs des Umfangs
des Ausschnitts 18 der Plättchenunterstützungseinrichtung 31
in Abständen unterstützt. Der Ausschnitt 18 hat einen größeren
Durchmesser als das Plättchen 5, so daß genügende Raum zur
Aufnahme der Klemmeinrichtungen 28 und eines Plättchens
vorhanden ist. Der Haltering 29 hat einen U-förmigen
Querschnitt, und er weist Flansche 33 und 34 auf, die sich
längs des inneren bzw. äußeren Randes erstecken; die
Klemmeinrichtungen 28 sind zwischen den Flanschen 33 und 34
vertieft angeordnet.
Zu jeder Klemmeinrichtung 28 gehören ein allgemein
rechteckiger Klotz 36, der aus Isoliermaterial bestehen kann,
und eine langgestreckte federnde Klammer 37, welche um den
Klotz 36 so herumgelegt ist, daß sie fest in ihrer Lage
gehalten wird. Jede Klammer 39 weist an ihrem vom Klotz 36
abgewandten Ende einen gekrümmten Finger 38 auf, dessen
Krümmungsradius so gewählt ist, daß er es ermöglicht, ein
Plättchen an ihrem Rand zu erfassen. Vom Klotz 36 aus
erstreckt sich ein flacher Abschnitt 39 in einer Ebene, die in
kleinem Abstand von der Ebene des Ausschnitts 18 und parallel
dazu verläuft. Der entgegengesetzte Abschnitt 40 der Klammer
ist von dem flachen Abschnitt weg in Richtung auf die
Plattenöffnung 18 unter spitzem Winkel abgewinkelt. Bei dieser
Konstruktion liegen die gekrümmten, fingerartigen Abschnitte
38 der Klammern 37 auf einem Kreis, der einen etwas größeren
Durchmesser hat als ein typisches Plättchen 5, und dieser
Kreis liegt ebenfalls innerhalb der Ebene der
Plättchenunterstützungseinrichtung 31. Gegebenenfalls kann
man das Plättchen innerhalb der Klemmeinrichtung 28 elektrisch
isolieren, indem man die Klötze 36 aus Isoliermaterial
herstellt.
Es ist möglich, ein Plättchen einfach dadurch in die
Beschickungsschleuse einzuführen, daß man das Plättchen mit
der Hand an seinem Rand oder seiner Rückseite erfaßt und es in
Eingriff mit den Klemmeinrichtungen 28 bringt. Hierbei wird
jedoch in einem gewissen Ausmaß eine Reibung zwischen dem
Plättchen und den Abschnitten 40 der Klammern 37
hervorgerufen, damit die Klammern etwas aufgespreizt werden,
um das Plättchen von den fingerartigen Abschnitten 38
aufnehmen zu lassen. Soll eine solche reibende Bewegung
vermieden werden, muß man beim Einsetzen eines Plättchens 5
die Klammern 37 zuerst etwas aufspreizen, woraufhin man sie
gegen den Rand des Plättchens 5 zurückfedern lassen kann,
nachdem das Plättchen in die Schleuse 8 eingeführt worden ist.
Zwar ist es möglich, das Plättchen 5 mit der Hand einzusetzen
und die Klammern 37 manuell auzuspreizen, doch ist es bei
weitem vorzuziehen, derartige Handgriffe zu vermeiden, um jede
Gefahr von Beschädigungen, Fehlern und Verunreinigungen
auszuschalten. Eine vollständige automatisierte Einrichtung
zum Einsetzen und Entnehmen eines Plättchens, die mit der
Beschickungsschleuse 8 und der Behandlungskammer 11
zusammenarbeitet und bei der jede Handberührung vermieden
wird, wird durch das Unterdruck-Spannfutter 42 und mehrere
Klammerbetätigungseinrichtungen 44 der Kammertürbaugruppe 16
in Verbindung mit der damit zusammenarbeitenden Kassetten-
Beschickungs- und -Entnahmeeinrichtung gebildet; hierauf wird
im folgenden näher eingegangen.
Gemäß Fig. 1 ist die Kammertürbaugruppe 16 mit der
Vorderwand 17 der Behandlungskammer 11 durch ein kräftiges
Scharnier 45 mit senkrechter Schwenkachse verbunden, damit
sich die Tür auf bekannte Weise öffnen und schließen läßt; ist
die Tür vollständig geöffnet, nimmt ihre Innenfläche 47 eine
senkrechte Stellung ein, und sie erstreckt sich im rechten
Winkel zur Ebene der Eintrittsöffnung 13 sowie zur
Plattenbaugruppe 20. In die Kammertürbaugruppe 16 ist das
Unterdruckspannfutter 42 eingebaut, das sich in axialer
Richtung so durch die Tür erstreckt, daß sein aktives Ende
einen Bestandteil der Innenfläche der Tür 16 bildet. Das
Spannfutter kann jeweils ein Plättchen 5 erfassen, das der
Innenfläche 47 der Tür 16 in senkrechter Lage
gegenübergestellt wird, um das Plättchen 5 beim Schließen der
Tür 16 mit Hilfe von Unterdruck festzuhalten; danach wird das
Spannfutter in axialer Richtung gegenüber der Innenfläche der
Tür 16 ausgefahren, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, um das
Plättchen in Eingriff mit den Klemmeinrichtungen 28 zu
bringen. Hierauf wird das Spannfutter außer Betrieb gesetzt,
um das Plättchen freizugeben, woraufhin das Spannfutter
zurückgezogen wird. Danach wird das Plättchen 5 in der
Behandlungskammer 11 durch die Klemmeinrichtungen 28 in seiner
Lage gehalten, so daß es einer Behandlung unterzogen werden
kann.
Während das Plättchen 5 mit Hilfe des Spannfutters
42 eingeführt wird, werden die Klammern 37 automatisch
aufgespreizt, um jede Reibungsberührung zwischen dem Plättchen
5 und den Klammern 37 zu vermeiden. Zum Aufspreizen der
Klammern 37 dienen vier in die Türbaugruppe 16 eingebaute
Klammerbetätigungseinrichtungen 44. Jede dieser Einrichtungen
ist so angeordnet, daß sie in Fluchtung mit einer zugehörigen
Klemmeinrichtung 28 steht, wenn die Tür 16 geschlossen wird.
Wie im unteren Teil der Fig. 2 gezeigt, gehören zu jeder
Klammerbetätigungseinrichtung 44 ein pneumatischer Zylinder
49, ein Druckstift 50, der sich axial nach innen und außen
bewegen läßt und durch den Zylinder 49 betätigt werden kann,
sowie auf dem Druckstift angeordnete Dichtungen 51. Die
Druckstifte 50 sind jeweils auf einen der flachen
Klammerabschnitte 39 ausgerichtet, wenn die Tür 16 geschlossen
ist. Bei geschlossener Tür 16 werden die Druckstifte 50 kurz
vor dem Einführen eines Plättchens 5 bzw. vor dem Entnehmen
desselben vorgeschoben. Durch den Druck, den der Stift 50 auf
den ihm benachbarten flachen Abschnitt 39 der betreffenden
Klammer ausübt, wird die Klammer 37 niedergedrückt, so daß der
fingerartige Abschnitt 38 nach unten und außen geschwenkt
wird. Auf diese Weise werden die Klammern 37 so aufgespreizt,
daß ihre fingerartigen Abschnitte 38 das Plättchen 5 freigeben
und jetzt auf einem Kreis liegen, der einen größeren
Durchmesser hat als das Plättchen 5, so daß das Einführen bzw.
Entnehmen eines Plättchens 5 möglich ist, ohne daß
Reibungskräfte zur Wirkung kommen.
Zum Entnehmen des Plättchens 5 nach dem Abschluß
seiner Behandlung werden diese Arbeitsschritte im umgekehrten
Sinn ausgeführt, wobei das Spannfutter 42 erneut betätigt und
die Rückseite des Plättchens wiederum mit Unterdruck
beaufschlagt wird, um es zu erfassen, wobei die
Klammerbetätigungseinrichtungen 44 wiederum zusammenarbeiten,
um die Klammern 37 außer Eingriff mit dem Plättchen 5 zu
bringen. Danach wird die Tür 16 geöffnet, wobei das
Spannfutter 42 das Plättchen 5 durch Aufbringen von Unterdruck
auf der Innenfläche der Tür festhält.
Handelt es sich bei der Behandlungskammer 1 um eine
Behandlungskammer, wird die Druckplatte 22 vom Inneren der
Kammer aus betätigt, um den Ausschnitt 18 und die
Eintrittsöffnung 13 gegenüber der geregelten Atmosphäre in
der Kammer 11 abzudichten. Dies geschieht immer dann, wenn die
Kammertür 16 zum Einbringen oder Entnehmen eines Plättchens 5
geöffnet wird. Die Plattenbaugruppe 20 kann auch auf
vorteilhafte Weise einen Bestandteil einer
Plättchenbehandlungskammer mit mehreren Stationen bilden und
so bewegbar sein, daß die Kammer 11 mehrere Plättchen
aufnehmen kann, wenn die Plattenbaugruppe 20 mit einer
entsprechenden Anzahl weiterer Öffnungen 53 versehen ist.
Ist die Türbaugruppe 16 vollständig geöffnet, kann
ein Plättchen in die Beschickungsschleuse 8 eingeführt werden.
Alternativ hat sich die Tür 16 gerade geöffnet, um der
Schleuse 8 ein fertiges Plättchen 5 zu entnehmen, das dann mit
Hilfe des Spannfutters 42 entnommen werden muß. Die Aufgabe,
jeweils ein Plättchen in die Nähe der Türbaugruppe 16 zu
bringen, um die Beschickung vorzubereiten bzw. ein behandeltes
Plättchen 5 zu entnehmen, wird gemäß Fig. 1 durch eine
Kassetten-Beschickungs- und Entnahmebaugruppe 1 erfüllt, zu
der eine Hebeeinrichtung 55 und eine
Kassettenfördereinrichtung 56 für Plättchen enthaltende
Kassetten gehören. Unterhalb der Eintrittsöffnung 13 und zu
beiden Seiten des Eingangs ist mit der Vorderwand 17 der
Kammer eine Kassettenfördereinrichtung 56 verbunden, mittels
welcher Kassetten 3, 4 gemäß Fig. 1 gegenüber der
Eintrittsöffnung 13 allgemein von rechts nach links bewegt
werden. Die damit zusammenarbeitende Hebeeinrichtung 55 dient
dazu, jeweils ein Plättchen 5 den mit Hilfe der
Kassettenfördereinrichtung 56 bewegten Kassetten 3, 4 zu
entnehmen und es der Arbeitsseite des Unterdruckspannfutters
42 an der Innenfläche 47 der Türbaugruppe 16 zuzuführen, bzw.
dazu, ein Plättchen 5 nach dem Abschluß seiner Behandlung
gegenüber der Türbaugruppe nach unten zu bewegen.
Zu der Kassettenfördereinrichtung 56 gehören zwei
durch einen Querabstand getrennte parallele Schienen 58 und
59, die sich waagrecht längs der Vorderseite der
Behandlungskammer 11 erstrecken. Diese Schienen dienen zum
Unterstützen und Transportieren der Kassetten 3, 4, und der
Abstand zwischen den Schienen 58 und 59 ist so gewählt, daß
die Seitenwände der Kassetten 3, 4 die Schienen so
übergreifen, daß sich die Kassetten längs der Schienen
verschieben und entlang der Kassettenfördereinrichtung 56
gewegen lassen. Zum Bewegen der Kassetten dient ein
Kettenantrieb 60 mit verschiedenen Führungen und
Zahnradanordnungen, mittels dessen eine Rollenkette längs der
Schiene 58 bewegt werden kann. Die Kette ist in gleichmäßigen
Abständen mit Führungsstiften 62 versehen, die jeweils mit
einem dazu passenden Ausschnitt am unteren Rand der
Kassettenwand 63 nahe der Schiene 58 zusammenarbeiten. Somit
wird jede Kassette veranlaß, sich mit der gleichen
Geschwindigkeit wie die Kette nach Bedarf auf die
Hebeeinrichtung 55 zu bzw. von ihr wegzubewegen. Ein
Schrittmotor dient dazu, die Kette 60 anzutrieben, so daß sich
die Bewegung der Kassetten 3, 4 genau steuern läßt, um jeweils
ein einzelnes Plättchen 5 innerhalb der Kassette genau in die
Lage zu bringen, bei der mit ihm die Hebeeinrichtung 55
zusammenarbeiten kann. An den Schrittmotor und die
Hebeeinrichtung 55 ist ein Speicher bekannter Art
angeschlossen, in dem die Lage jedes Plättchens 5 innerhalb
einer Kassette gespeichert ist. Zwar können mehrere weitere
Plättchen 5 in die Behandlungskammer 11 eingeführt worden
sein, wobei die Kassette nach dem Aufnehmen eines ersten
Plättchens 5 mehrmals weiterbewegt wurde, doch kann man nach
dem Austreten des fertiggestellten ersten Plättchens 5 den
Schrittmotor die erforderliche Anzahl von Schritten in
Rückwärtsrichtung ausführen lassen, um das fertige Plättchen 5
wieder in seine Ausgangslage zu bringen, woraufhin der
Schrittmotor wieder in die vorherige Stellung gebracht wird,
um den Beschickungsvorgang fortzusetzen.
Die Kassetten 3, 4 enthalten jeweils mehrere
Plättchen 5, die in Abständen gleichachsig und parallel
zueinander angeordnet sind, und sie sind an der Oberseite
sowie innerhalb des größten Teils ihrer Unterseite offen, so
daß die Plättchen von oben und unten zugänglich sind. Die
Plättchen 5 müssen so in die Vorrichtung eingeführt werden,
daß ihre vorderen Flächen, die mit Nuten, Stufen und anderen
Merkmalen versehen sind, durch welche die Teile von
Mikroschaltkreisen gebildet werden, von der Innenfläche 47 der
geöffneten Tür 16 abgewandt sind, und daß somit die Rückseite
jedes Plättchens 5 der Türbaugruppe 16 zugewandt ist.
Hierdurch wird gewährleistet, daß dann, wenn das
Unterdruckspannfutter 42 ein Plättchen 5 erfaßt, keine
Berührung mit der Vorderseite stattfindet, auf der sich die
empfindlichen Mikroschaltkreise befinden, und daß das
Plättchen 5 beim Einführen in die Beschickungsschleuse 8 die
richtige Lage gegenüber der Behandlungseinrichtung in der
Kammer 11 einnimmt.
Die Hebeeinrichtung 55 ist unterhalb der
Eintrittsöffnung 13 auf deren linker Seite angeordnet. Zu ihr
gehören eine obere Führungsplatte 67, ein flacher Schieber 68
und ein mit dem unteren Ende des Schiebers gekuppelter
Betätigungszylinder 69. Der Schieber 68 läßt sich nach oben
und unten längs einer senkrechten Bahn bewegen, welche die
Kassettenfördereinrichtung 56 zwischen den Schienen 58, 59 im
rechten Winkel zur Innenfläche 47 der Tür 16 schneidet. Ein
Schlitz 70 der Führungsplatte 67, der kurz unterhalb der
Innenfläche der Tür liegt, wenn die Tür geöffnet ist, bildet
die oberste Führung für den Schieber 68, und außerdem ist ein
stehend angeordnetes Führungsteil vorhanden, das sich
unterhalb der Fördereinrichtung auf den Betätigungszylinder 69
zu erstreckt und dazu beiträgt, den Schieber 68 längs seiner
senkrechten Bahn zu führen. Die Breite des Schiebers 68 ist
etwas geringer als der Querabstand zwischen den Schienen 58,
59 und auch kleiner als der Abstand zwischen den Hauptwänden
der Kassetten 3, 4, welche die Schienen 58, 59 übergreifen.
Außerdem ist die Dicke des Schiebers 68 etwas kleiner als der
Abstand zwischen je zwei benachbarten Plättchen 5, die sich in
den Kassetten 3, 4 befinden.
Der Schieber 68 ist an seinem oberen Ende bei 73
kreisbogenförmig abgerundet, so daß er zur Krümmung des Randes
eines Plättchens 5 paßt, und außerdem weist dieses Ende eine
Nut auf, die der Dicke eines Plättchens 5 angepaßt ist und
dazu dient, einen Teil des Randes eines Plättchens 5
aufzunehmen. Somit erstreckt sich der Schieber 68 der
Hebeeinrichtung 55 zwischen den Führungsschienen 58 und 59
hindurch, so daß er die Kassettenfördereinrichtung 56 und die
Kassetten 3, 4 im rechten Winkel kreuzt, wenn der Schrittmotor
und der Kettenantrieb 60 eine Kassette 3, 4 mit einem
Plättchen 5 in Fluchtung mit der Bahn des Schiebers 68 bringt.
Gemäß Fig. 1 sind die Kassetten 3, 4 so ausgebildet, daß die
Plättchen 5 von unten her zugänglich sind und sich der
Schieber 68 vollständig durch die betreffende Kassette
hindurch erstrecken kann. Nachdem der Schrittmotor und die
Kette 60 ein in einer Kassette enthaltenes Plättchen in
Fluchtung mit der Bahn des Schiebers 68 gebracht haben, wird
der Schieber zwischen den Schienen 58 und 59 nach oben bewegt,
so daß er mit der Nut an seinem oberen Ende 73 ein Plättchen 5
von unten her erfaßt, um das Plättchen nach oben zu bewegen
und es in eine konzentrische Lage mit der Innenfläche 47 der
geöffneten Kammertür 16 zu bringen, wobei das Plättchen 5 der
Kammertür 16 unmittelbar benachbart ist. Da die Plättchen 5
stehend angeordnet sind, trägt die Schwerkraft dazu bei, die
Plättchen zuverlässig und doch schonend in der Nut 73 des
Schiebers 68 in ihrer Lage zu halten. Eine Berührung mit der
empfindlichen Vorderseite des Plättchens 5, auf der sich die
Mikroschaltkreise befinden, wird hierdurch praktisch
vollständig vermieden, was im Gegensatz zu typischen bekannten
automatischen Handhabungsvorrichtungen steht, bei denen das
Plättchen eine waagrechte Lage einnimmt. Hierdurch wird die
Gefahr einer Beschädigung bzw. eines Zerkratzens des
Plättchens erheblich verringert.
Nach dem Eintreffen des Plättchens 5 an der Tür 16
erfaßt das Unterdruckspannfutter 42, das sich jetzt in seiner
zurückgezogenen Stellung befindet, das Plättchen 5 durch
Aufbringen von Unterdruck auf seiner Rückseite. Der Schieber
68 der Hebeeinrichtung 55 wird dann längs des
Führungsschlitzes 70 und gegenüber der Kassette 3 bis zu einem
Punkt unterhalb der Fördereinrichtung 56 nach unten bewegt.
Hierauf wird die Tür 16 geschlossen, wobei das Plättchen 5
durch das Spannfutter 42 festgehalten wird, und auf diese
Weise wird das Plättchen 5 in der beschriebenen Weise in die
Beschickungsschleuse 8 überführt, um in der Behandlungskammer
11 behandelt zu werden. Wenn die Kammer 11 so ausgebildet ist,
daß sie vor dem Abschluß der Behandlung des Plättchens 5 mit
einem weiteren Plättchen beschickt werden kann, d. h. wenn die
Plattenbaugruppe 20 mit einer weiteren Öffnung 53 versehen
ist, veranlassen der Schrittmotor und der Kettenantrieb 60 die
Kassette 3, 4, sich um einen Schritt weiterzubewegen, damit
das nächste Plättchen 5 in die richtige Lage über dem Schieber
68 gebracht wird. Hierauf bewegt sich der Schieber 68 nach
oben, um dieses nächste Plättchen 5 nach oben zu der
geöffneten Tür 16 zu bringen, deren Unterdruckspannfutter 42
dann das Plättchen erfaßt, um es in die Beschickungsschleuse 8
zu überführen. In der Zwischenzeit, d. h. nach Abschluß der
Behandlung des ursprünglichen Plättchens 5, befindet sich das
Plättchen 5 wieder in der Schleuse 8, und das Spannfutter 42
wird in Richtung auf die Rückseite des Plättchens ausgefahren,
während die Tür 16 noch geschlossen ist. Die
Klammerbetätigungseinrichtungen 44 drücken gleichzeitig die
Klammern 37 nieder, um sie außer Eingriff mit dem Plättchen 5
zu bringen, damit das Plättchen mit Hilfe des Spannfutters 42
entnommen werden kann, woraufhin die Tür 16 geöffnet und das
Plättchen 5 wieder in der Bahn des Schiebers 68 angeordnet
wird. In der Zwischenzeit bewegen der Schrittmotor und die
Kette 60 die Kassette 3, 4 so zurück, daß sich das
ursprüngliche Plättchen 5 wieder in der Bahn des Schiebers 68
befindet. Dann wird der Schieber 68 zwischen den Schienen 58
und 59 im Schlitz 70 nach oben bewegt, um den unteren Teil des
Randes des Plättchens 5 zu erfassen, woraufhin das Spannfutter
42 das Plättchen freigibt, damit der Schieber 68 das Plättchen
5 wieder nach unten bewegen kann, damit es wieder seine
ursprüngliche Lage in der Kassette 3, 4, einnimmt. Dann wird
die Kassette 3, 4 in eine Position vorgeschoben, die dem
nächsten zu behandelnden Plättchen 5 entspricht.
Es ist erwünscht, dafür zu sorgen, daß die Plättchen
5 vor ihrem Anheben durch die Hebeeinrichtung 55 und vor dem
Einbringen in die Beschickungsschleuse 8 in eine bestimmte
Lage gebracht werden, so daß die üblicherweise gemäß Fig. 1
bei jedem Plättchen 5 vorhandene Führungsanflächung 75, die
sich längs einer Sehne des runden Plättchens 5 erstreckt, auf
die Führungsanflächungen 75 der übrigen Plättchen in der
Kassette 3, 4 ausgerichtet wird. Hierdurch wird
sichergestellt, daß sämtliche Plättchen 5 gegenüber der
Behandlungseinrichtung in der Kammer 11 die gleiche Lage
einnehmen. Wenn man dafür sorgt, daß die Führungsanflächung 75
jeweils genau eine vorbestimmte Lage einnimmt, besteht ferner
Gewähr dafür, daß die Klemmeinrichtungen 28 in der
Plattenbaugruppe 20 einwandfrei arbeiten, d. h. daß sie nicht
zufällig eine Anflächung des Plättchens 5 anstelle eines Teils
des kreisrunden Randes erfassen. Um die Plättchen 5 in dieser
Weise gleichmäßig zu orientieren, sind gemäß Fig. 1 zwei
parallele Rollen 76 vorhanden, die sich in der Längsrichtung
zwischen den Schienen 58 und 59 erstrecken. Die Rollen 76 sind
längs der Bahn der Kassetten 3, 4 kurz vor der Hebeeinrichtung
55 angeordnet, so daß die Orientierung der Plättchen 5
abgeschlossen ist, bevor die Plättchen zur Hebeeinrichtung 55
gelangen. Während sich die Kassette 3, 4 über die Rollen 76
hinwegbewegt, werden die Rollen 76 angehoben und in Berührung
mit den Rändern der Plättchen 5 gebracht. Dann werden die
Rollen 76 in entgegengesetzten Richtungen gedreht, wobei sie
in leichter Berührung mit den runden Rändern der Plättchen 5
stehen. Die Berührung mit den sich entgegengesetzt drehenden
Rollen 76 führt dazu, daß die Plättchen 5 in den Kassetten 3,
4 gedreht werden, bis sich die Anflächung 75 jedes Plättchens
5 längs einer Tangente der umlaufenden Rollen 76 erstreckt, so
daß alle Plättchen eine Lage einnehmen, bei der die
Anflächungen nach unten gerichtet sind, sich im untersten Teil
der Kassetten 3, 4 befinden und in Fluchtung miteinander
stehen. Danach werden die Rollen 76 gegenüber der Kassette 3,
4 nach unten bewegt.
Es sei bemerkt, daß es nicht unbedingt erforderlich
ist, die Beschickungsschleuse 8 stehend anzuordnen. Je nach
den Erfordernissen bezüglich der betreffenden
Behandlungskammer 11 sind die Türbaugruppe 16, das
Unterdruckspannfutter 42, die Druckplatte 22, die
Plättchenunterstützungseinrichtung 31 und die
Klemmeinrichtungen 28 ebenso gut geeignet, eine in einer
waagrechten Ebene liegende Schleuse zu bilden. Man könnte die
Türbaugruppe 16 leicht so ausbilden, daß sie von der
Hebeeinrichtung 55 und der Kassettenfördereinrichtung 56
Plättchen 5 aufnimmt, die stehend angeordnet sind, daß sie
jedoch jeweils ein Plättchen 5 in waagrechter Lage in die
Beschickungsschleuse 8 überführt. Zu diesem Zweck müßte man
die betreffenden Teile gegenüber der Kammer 11 auf
entsprechende Weise anordnen. Ferner braucht die Einrichtung
zum Einbringen und Entnehmen von Plättchen nicht mit einer
Schleuse 8 vereinigt zu sein. Vielmehr läßt sich diese
Einrichtung auf vorteilhafte Weise bei jeder
Plättchenbehandlungseinrichtung verwenden, bei der Plättchen
einer Kassette entnommen werden, einer Arbeitsstation
zugeführt und dann wieder zur Kassette zurückgebracht werden
müssen. Die Verwendung von Kassetten mit stehend angeordneten
Plättchen bietet jedoch erhebliche Vorteile bezüglich
Einfachheit, Zuverlässigkeit und Vermeidung von Beschädigungen
und Verunreinigungen der Plättchen gegenüber den bis jetzt
bekannten Einrichtungen zum Entnehmen von Plättchen aus
Kassetten. Beispielsweise könnte eine solche Arbeitsstation
eine einfache Plättchenprüfeinrichtung umfassen, bei der ein
Plättchen durch den Schieber in senkrechter Richtung gehalten
wird, während das Plättchen auf einer Seite oder beiden Seiten
geprüft wird, woraufhin der Schieber 68 nach unten bewegt
wird, um das geprüfte Plättchen wieder in die Kassette
einzuführen und das nächste Plättchen aufzunehmen, das auf
ähnliche Weise behandelt werden soll. Es sei bemerkt, daß
selbst dann, wenn das Plättchen 5 nicht vom Schieber 68
getrennt wird, praktisch beide Flachseiten vollständig für
eine Behandlung zugänglich sind, da das Plättchen 5 stehend
angeordnet ist. Weiterhin ist es beim Zuführen der Plättchen 5
zur Kammer 11 mit Hilfe des Schiebers 68 nicht unbedingt
erforderlich, die beschriebene Tür 16 vorzusehen oder die
Eintrittsöffnung 13 dicht zu verschließen. Vielmehr ist es
möglich, zum Abdichten der Kammer 11 eine gesonderte Tür
vorzusehen. Die beschriebene Tür kann so vereinfacht werden,
daß sie lediglich eine Unterstützung für das
Unterdruckspannfutter 42 oder eine andere Einrichtung zum
Aufnehmen von Plättchen 5 bildet, und diese Unterstützung kann
gegebenenfalls mit Klemmeinrichtungen 28 versehen sein. Diese
Anordnung ist insbesondere für Fälle geeignet, in denen der
Eingang der Behandlungseinrichtung während der Behandlung
eines Plättchens nicht dicht verschlossen zu sein braucht.
Ferner ist es möglich, ein Plättchen 5 dem Schieber
68 der Hebeeinrichtung 55 nicht mit Hilfe des Spannfutters 42
zu entnehmen, sondern eine andere Einrichtung vorzusehen.
Beispielsweise kann das Plättchen 5 unmittelbar von geeigneten
Klemmeinrichtungen 28 aufgenommen werden, während es noch auf
dem Schieber 68 ruht. Die einzelnen Klemmeinrichtungen 28
ähneln hierbei vorzugsweise den Klammern 37, und sie werden
durch Einrichtungen betätigt, die den
Klammerbetätigungseinrichtungen 44 ähneln, so daß sie das
Plättchen 5 am Rand elastisch erfassen, ohne daß eine
Reibungsberührung stattfindet oder der Rand des Plättchens 5
beschädigt wird. In manchen Anwendungsfällen kann es
erforderlich sein, das Plättchen 5 vom Schieber 68 der
Hebeeinrichtung 55 mit Hilfe einer Einrichtung abzunehmen, die
mit der Vorderseite des Plättchens 5 zusammenarbeitet, auf der
sich die Mikroschaltkreise befinden.
Zwar könnte die Aufnahmeeinrichtung dem
Unterdruckspannfutter 42 ähneln, bei dem das Plättchen 5 durch
Aufbringen von Unterdruck auf eine Flachseite zuverlässig
erfaßt wird, doch ist es zur Vermeidung von Beschädigungen
vorzuziehen, daß die Einrichtung berührungsfrei mit der
Vorderseite des Plättchens 5 zusammenarbeitet. Bei einer
solchen Aufnahmeeinrichtung, die unter der Bezeichnung
"Bernoulli-Luft-Aufnahmekopf" bekannt ist, wird ein Strom
eines geeigneten Gases, z. B. Luft oder Stickstoff, verwendet,
der zwischen dem Aufnahmekopf und der benachbarten Fläche des
Plättchens 5 hindurchgeleitet wird. Um eine Verunreinigung des
Plättchens 5 durch Staubteilchen und dergleichen zu vermeiden,
muß das Gas volkommen rein und vorzugsweise trocken sein.
Bezugszeichenliste
1 Baugruppe
3, 4 Kassetten
5 Halbleiterplättchen
8 Beschickungsschleuse
11 Behandlungskammer
13 Eintrittsöffnung
16 Baugruppe der Kammertür
17 Vorderwand
18 Ausschnitt
20 Plättchentragplattenbaugruppe
22 Druckplatte
23 Stößel
25 O-Ringe
28 Klemmeinrichtungen
29 Haltering
31 Plättchenunterstützungseinrichtung
33, 34 Flansche
36 Klotz
37 federnde Klammer
38 fingerartige Abschnitte
39 Klammer, flacher Abschnitt (S. 12)
40 entgegengesetzter Abschnitt
42 Unterdruckspannfutter
44 Klammerbetätigungseinrichtungen
45 Scharnier
47 Innenfläche
49 Zylinder
50 Druckstift
51 Dichtungen
53 Öffnungen
55 Hebeeinrichtung
56 Kassettenfördereinrichtung
58, 59 Schienen
60 Antriebskette
62 Führungsstifte
63 Kassettenwand
67 Führungsplatte
68 Schieber
69 Betätigungszylinder
70 Führungsschlitz
73 kreisbogenförmiges, oberes Schieberende, Nut
75 Führungsanflächung
76 Rollen