DE3504021A1 - Magnetisch gekoppeltes luftschienentransportsystem fuer eine wafer - Google Patents

Magnetisch gekoppeltes luftschienentransportsystem fuer eine wafer

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DE3504021A1 DE19853504021 DE3504021A DE3504021A1 DE 3504021 A1 DE3504021 A1 DE 3504021A1 DE 19853504021 DE19853504021 DE 19853504021 DE 3504021 A DE3504021 A DE 3504021A DE 3504021 A1 DE3504021 A1 DE 3504021A1
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Description

Magnetisch gekoppeltes Luftschienentransportsystem für eine Wafer
Beschreibung
Die Herstellung von integrierten Schaltkreisen erfordert eine große Anzahl von Bearbeitungsschritten. Um z.B. auf einer Silikonwafer Schaltmuster auszu- _ bilden, wird die Wafer zuerst an eine Vorjustiereinrichtung gefördert, dann zu einer Bearbeitungsstation und schließlich zu einer Aufbewahrungskassette. In ähnlicher Weise müssen die Wafer während des Beschichtungs-, Entwicklungs- und Ä'tzprozesses aufgegriffen und transportiert werden. Alle diese Prozesse 15
sind wichtige Schritte während der Herstellung von integrierten Schaltkreisen.
Die meisten bisher verwendeten Transportsysteme für
eine Wafer bestehen aus komplizierten mechanischen 20
Anordnungen, wobei oft Luftkissenspuren verwendet werden, d.h., die Wafer wird auf einem Luftkissen von Station zu Station transportiert. Diese Systeme sind häufig unzuverlässig und, was noch wichtiger ist, sind
die Ursachen für Verunreinigungen durch Makroteilchen, 25
die entstehen, wenn die Wafer an Ecken oder gegeneinander stoßen. Die Teilchen, die auf diese Art und Weise entstehen, können durch die Luftströme mitgenommen werden und sich auf der Oberfläche der Wafer ablagern.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 1 wird dies erreicht.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorstehend beschriebenen Nachteile, indem sie ein einfaches genau und zuverlässig arbeitendes Wafertransportsystem angibt,
welches im wesentlichen eine Verunreinigung durch Makroteilchen ausschaltet.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Transportgerät für eine Wafer, wobei ein luftgelagerter Block beweglich auf einer Luftschiene mittels eines dünnen Luftkissens gelagert ist. Der Block umfaßt einen oder mehrere Magnete. Die Luftschiene weist eine in einer Durchgangsöffnung angeordnete Kolbenanordnung auf.
IQ Die Kolbenanordnung umfaßt ebenfalls einen oder mehrere Magnete. Bei der Bewegung innerhalb der Durchgangsöffnung in der Luftschiene ruft die magnetische Kopplung zwischen der Kolbenanordnung und dem Luftlagerblock eine Bewegung des Luftlagerblocks derart hervor, daß dieser
jg im Einklang mit der Bewegung des Kolbens auf einem Luftkissen auf der Luftschiene sich bewegt. Der Luftlagerblock besitzt eine Verlängerung, die eine Wafer oder eine ähnliche Vorrichtung tragen kann.
on Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung und
Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Luftschiene die Kolbenanordnung, die darin angeordnet ist.
In Figur 1 ist eine Transportanordnung 10 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Sie umfaßt eine Luftschiene 11, die jede beliebige Länge haben kann. Die Luftschiene 11 besitzt eine Rechteckform und ist aus gg harteloxiertem Aluminium hergestellt. Sie ist im Handel erhältlich und wird z.B. von der Dover Company in Massachusetts hergestellt. Die Luftschiene 11 hat eine runde Zentralbohrung 12, die sich über ihre Länge er-
streckt und die eine Kolbenanordnung 13 aufnehmen kann. Die Kolbenanordnung 13 wird auf eine Art und Weise, wie sie noch genauer in Verbindung mit Figur 2 beschrieben werden wird, innerhalb der Bohrung 12 vor- und zurückbewegt.
Die Kolbenanordnung 13 umfaßt zwei oder mehrere seltene Erde Magnete 14, die durch nichteiserne Distanzstücke 15 voneinander abgetrennt sind.
Ein Luftlagerblock 16 ist auf der Luftschiene 11 gleitend befestigt und wird darauf auf einem dünnen Luftkissen gehalten, so daß der Luftlagerblock 16 und die Luftschiene 13 niemals in physikalischen Kontakt miteinander kommen, was eine reibungslose Relativbewegung ermöglicht. Das Luftkissen wird mit Hilfe einer Röhre 17 erzeugt, die mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle verbunden ist und die einen Druck von ca. 30-40 psi erzeugt.
Der Luftlagerblock 16 umfaßt ebenfalls zwei oder mehr seltene Erde Magnete 18, die über nichteiserne Distanzstücke 19 voneinander getrennt sind.
Aufgrund der magnetischen Kopplung zwischen der Kolbenanordnung 13 und dem Luftlagerblock 16 folgt der Luftlagerblock 16 exakt der Bewegung der zentralen Anordnung 13, wenn diese zurück und nach vorne innerhalb der Bohrung 12 in der Luftschiene 11 bewegt wird.
Während Figur 1 die Kolbenanordnung 13 und den Luftlagerblock 16 so darstellt, daß diese drei Magneten und zwei Distanzstücke besitzen, sei hier bemerkt, daß je nachdem, wie dies gewünscht ist, auch mehrere oder auch weniger verwendet werden können, wie das z.B. in Figur 2 dargestellt ist, wobei jede Anordnung zwei Magnete und ein Distanzstück aufweist.
In Figur 1 ist weiterhin ein eine Verlängerung oder Finger 20 gezeigt, der mit dem Luftlagerblock 16 verbunden ist, und auf den die Wafer 21 oder eine ähnliche Vorrichtung zum Transport gelegt wird. Die Wafer 21 wird auf der Erstreckung 20 mittels Vakuumkanälen 22 gehalten, die an eine nicht gezeigte Vakuumquelle über die Leitung 23 angeschlossen sind.
Beim Betrieb nimmt das Transportsystem nach der vorliegenden Erfindung eine Wafer von einer Eingabekassette 30 auf und transportiert sie z.B. zu einer Vorjustiereinrichtung 81 oder einer anderen Bearbeitungsstation. Die Länge der Luftschiene 11 wird so gewählt, daß sie lang genug ist, um die Wafer von der Eingabekassette 30 zu einer nicht gezeigten Ausgabekassette zu transportieren und sie an verschiedenen Bearbeitungsstationen entlang dieses Weges zu positionieren.
Figur 2 zeigt die Luftschiene 11 im Schnitt, um die Details der Kolbenanordnung 13> die sich innerhalb der Bohrung 12 befindet, zu erläutern. Bei dieser Darstellung umfaßt die Kolbenanordnung 13 zwei seltene Erde Magnete 14, die durch nichteiserne Distanzstücke 15 voneinander getrennt sind. An jedem Ende der Kolbenanordnung sind Teflondichtungen 25 und 26 vorgesehen, die zur luftdichten Abschließung und zur Lagerung der Kolbenanordnung 15 dienen. Die Kolbenanordnung wird durch eine Mutter mit Unterlagscheibe 27 und 28 an jedem Ende der Kolbenanordnung 13 zusammengehalten. Die Teflondichtungen 25 und 26, die Magnete 14 und die Distanzstücke 15 sind ringförmige Körper, die um einen zylindrischen Nichteisenkörper 29 herum angeordnet sind.
Der Luftlagerblock 16 nach Figur 2 zeigt zwei seltene Erde Magnete 18 und ein nichteisernes Distanzstück 19, die auf der Luftschiene 11 angeordnet sind. Wie zuvor erwähnt, bewegt sich der Luftlagerblock 16 mit der Kolbenanordnung 13 aufgrund der magnetischen Koppelkräfte
zwischen den Magneten 14 und 18.
Eine spezielle Methode zur Bewegung der Kolbenanordnung 13 innerhalb der Bohrung 12 ist für eine Seite des Transportsystems 10 dargestellt. Es versteht sich, daß auf der anderen, nicht dargestellten Seite eine ähnliche Anordnung getroffen ist.
Eine Dichtung 32 schließt das Ende der Luftschiene ab. Eine Leitung 33, die durch die Dichtung 13 hindurchgeht, verbindet den Innenraum der Bohrung 12 mit einer Druckluftquelle 35 über den Ventil 34. Das Ventil 34 ist gewöhnlicher Art und umfaßt ein Sperrventil 36 und ein Nadelventil 37- Obwohl nicht dargestellt, ist eine Dichtung und ein Ventil, vergleichbar mit der Dichtung 32 und dem Ventil 34,auch am anderen Ende der Luftschiene 11 angeordnet.
Für die Bewegung der Kolbenanordnung 13 und daher auch zur Bewegung des Luftlagerblocks 16 nach rechts wird Druckluft über das Sperrventil 37 in die Bohrung 12 eingeleitet. Die Luft entweicht auf der anderen Seite der Kolbenanordnung über das Nadelventil, das auf dieser Seite dem Nadelventil 36 entspricht.
In ähnlicher Weise wird die Druckluft in die Bohrung 12 auf der rechten Seite der Kolbenanordnung mit Hilfe einer Druckluftquelle 35 und einem Sperrventil entsprechend dem Sperrventil 37 eingelassen, um die Kolbenanordnung 13 und daher auch den Luftlagerblock 16 nach links zu bewegen. Die Luft entweicht über das Nadelventil 36, wenn die Kolbenanordnung die Luft in der Bohrung 12 zusammentrifft. Die Verwendung von Nadelventilen erlaubt es, die Luft kontolliert entweichen zu lassen, so daß eine in hohem Maße gleichförmige Bewegung der Kolbenanordnung 13 und des Luftlagerblocks 16 erreicht wird.
Anstelle von Druckluft können auch andere Mittel verwendet werden, um die Kolbenanordnung zu verschieben. Z.B. kann die Kolbenanordnung 13 durch Schrauben,
Ketten, Kabel usw. verschoben werden, was alles ο
Systeme sind, die zu keiner Verschmutzung führen, da die verschmutzenden Elemente innerhalb der Schiene dichtend eingeschlossen sind.
Es sind andere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung im Rahmen der obigen Beschreibung möglich, die daher nicht dazu dienen soll, die vorliegende Erfindung unter den sich aus den Ansprüchen ergebenden Schutzbereich zu beschränken.
- Leerseite -

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    2Q 1· Transportsystem gekennzeichnet durch die Kombination einer Schieneneinrichtung (11), die ein Durchgangsloch (12) aufweist, durch eine Blockeinrichtung (16), die gleitend auf der Schiene (11) befestigt ist, durch eine Kolbeneinrichtung (13),
    2g die innerhalb der Bohrung (12) angeordnet ist, durch eine erste Einrichtung zur Bewegung der Kolbeneinrichtung (13) innerhalb der Bohrung (12) und durch eine Magneteinrichtung (14, 15, 18, 19), die mit der Kolbeneinrichtung (13) und der Blockeinrichtung (16) ver-
    QQ bunden ist und die eine gemeinsame Bewegung der Blockeinrichtung (16) mit der Kolbeneinrichtung (13) hervorruft.
  2. 2. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-Q5 zeichnet, daß die Magneteinrichtung (14, 15, 18, 19) mindestens zwei Magneten sowohl auf der Kolbeneinrichtung (13) als auch auf der Blockeinrichtung (16) umfaßt.
  3. 3. Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (14, 18) durch Nichteisenmaterial (15, 19) voneinander getrennt sind.
  4. 4. Transportsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zweite Einrichtung (17), die mit der Blockeinrichtung (16) verbunden ist, und die ein dünnes Luftkissen zwischen der Schieneneinrichtung (11) und der Blockeinrichtung (16) erzeugt.
  5. 5. Transportsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockeinrichtung
    IQ (16) einen Block umfaßt, eine Verlängerung (20), die mit dem Block (16) verbunden ist und die eine Wafer oder ähnliche Vorrichtung trägt, und daß mit der Verlängerung (20) eine Vakuumeinrichtung (22, g 23) verbunden ist, die dort ein Vakuum erzeugt, um
    '/ 20 d^e Wafer oder die ähnliche Vorrichtung auf der Verlängerung (20) festzulegen.
  6. 6. Transportsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine Druckluftquelle (35) umfaßt, eine erste Ventileinrichtung (34), die zwischen der Druckluftquelle (35) und der Bohrung (12) auf einer Seite der Kolbenanordnung (13) angeordnet ist und eine zweite Ventileinrichtung, die zwischen der Druckluftquelle und der
    QO Bohrung auf der anderen Seite der Kolbenanordnung
    (13) angeordnet ist, wobei sowohl die erste als auch die zweite Ventileinrichtung ein Schließventil (37) umfaßt, welches die Zuführung von Luft in die Bohrung (12) erlaubt, um die Kolbenanordnung (13) in eine
    Og erste oder zweite Richtung innerhalb der Bohrung
    zu bewegen sowie ein erstes und ein zweites Nadelventil (36), welches erlaubt, daß Luft in kontrollierten Raten aus der Bohrung (12) austritt, wenn sich die KoI-
    1 benanordnung (13) in der zweiten bzw. ersten Richtung bewegt.
  7. 7. Transportsystem nach Anspruch 6, dadurch g e 5 kennzeichnet, daß die Luftschiene (11) rechteckig ist.
  8. 8. Transportsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschiene (11)
    10 aus harteloxiertem Aluminium besteht.
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