DE3603534A1 - Reinraum mit foerdereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reinraum mit einer Fördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Die Handhabungsaufgaben in Reinräumen können grundsätzlich in zwei Hauptbereiche gegliedert werden: einmal die Hand­ habung der Transportbehälter bzw. Carrier, zum anderen die Handhabung der Waver.

Bei der Waver-Handhabung ist die Technik relativ weit fortgeschritten. Einzelne Bearbeitungsstationen können dabei automatisch verkettet werden. Handhabungseinrichtun­ gen sind hierbei hauptsächlich Luftkissenbahnen, Doppel­ schnurbahnen oder Pick and Place-Geräte. Ferner werden auf dem Markt Vorrichtungen angeboten, die Waver aus den Transportbehältern (Carriern) entnehmen. Derartige Vor­ richtungen werden auch als Übergabe- oder Umladestationen bezeichnet.

Ferner kommen verschiedene Roboter-Konstruktionen zur Anwendung, die jedoch nicht speziell für Reinraum-Aufgaben ausgelegt, sondern nur den Reinraum-Abmessungen angepaßt sind.

Handhabungsautomaten für die Carrier-Handhabung sind bislang kaum vorgeschlagen worden. Ein Vorschlag für die Carrier- bzw. Transportbehälter-Handhabung findet sich beispielsweise in der US-PS 44 66 454. Bei diesem Gerät sind jedoch innerhalb des Reinraumes Gelenkbewegungen nötig. Darüber hinaus ist durch das Anbringen der zentra­ len Förderelemente außerhalb des Reinraumes keine voll­ ständige Kapselung des Reinraumes möglich.

Auch ist in dieser Patentschrift keine Rücksicht auf eine automatisierungsgerechte Reinraumgestaltung sowie eine reinraumgerechte Konstruktion der Handhabungsgeräte genom­ men.

Aus diesem Grunde sind bei dem bekannten Reinraum mit einer Fördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der US-PS 44 66 454 bekannt ist, kaum niedrige Reinraumklassen erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reinraum gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzu­ bilden, daß niedrige Reinraumklassen erreichbar sind.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch die Kombi­ nation von Merkmalen aus, die bei Reinräumen mit Förder­ einrichtungen für Carrier bislang nicht in Betracht gezo­ gen worden sind:

Erfindungsgemäß sind der Reinraum und die Fördereinrich­ tung so gestaltet, daß der Reinraum im Gegensatz bei­ spielsweise zu dem aus der US-PS 44 66 454 bekannten Rein­ raum voll kapselbar ist. Um diese vollständige Kapselung durchführen zu können, sind verschiedene Maßnahmen getrof­ fen:.

Die Carrier werden in den Reinraum nicht von Hand, sondern mittels mindestens einer Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung eingeführt bzw. aus dem Reinraum entnommen. Die Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung übergibt in mindestens einer Schleuse die Carrier an die Fördereinrichtung. Damit entfällt die Hauptursache für Verschmutzungen, nämlich die Verschmut­ zung der Bearbeitungsstationen durch Bedienungspersonen. In der Schleuse besteht zudem die Möglichkeit, von außen mitgebrachte Schmutzpartikel abzusaugen (Anspruch 6).

Die Fördereinrichtung ist nicht wie beim Stand der Technik als translatorische Einrichtung ausgeführt, sondern ist um eine Achse drehbar. Diese Ausbildung der Fördereinrichtung hat eine Reihe von Vorteilen:

Zum einen ist eine Drehbewegung in einem vollgekapselten Reinraum leichter als eine Verschiebebewegung über den gesamten Reinraum auszuführen. Zum anderen sind im Rein­ raum im Gegensatz zur Verwendung von Führungsschienen nur glatte Flächen der Fördereinrichtung erforderlich, die leicht gereinigt werden können.

Vor allem aber ist es möglich, die Betätigungselemente für die Fördereinrichtung sowie auch für die Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung, wie Motoren, Getriebe etc. außerhalb des Reinraums anzuordnen.

Weiterhin sind die Bearbeitungsstationen nicht in Reihe, sondern rund um die Fördereinrichtung angeordnet. Hier­ durch ergibt sich ein kompakter Aufbau des Reinraums, der in einfacher Weise eine Spülung mit einem Spülgas erlaubt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In den Ansprüchen 2-4 sind verschiedene Möglichkeiten für die Gestaltung der Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung angege­ ben.

Dabei ist es möglich, eine Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung vorzusehen, die die Carrier sowohl an die Fördereinrich­ tung übergibt als auch von dieser entnimmt. Ferner ist es gemäß Anspruch 5 möglich, getrennte Zufuhr-und Entnahme­ einrichtungen beispielsweise an gegenüberliegenden Seiten des Reinraumes vorzusehen. In diesem Falle ist es auch möglich, zwei Bearbeitungsrichtungen einzurichten, so daß ein höherer Durchsatz im Reinraum erreicht werden kann.

Der gemäß Anspruch 1 um eine Achse drehbare Carrierträger kann zusätzlich - wie in den Ansprüchen 7 und 8 gekenn­ zeichnet, translatorische Achsen aufweisen. Dabei fällt bevorzugt eine translatorische Verschiebungsrichtung mit der Drehachse der Fördereinrichtung zusammen, während die zweite translatorische Verschiebungsrichtung um einen Winkel von beispielsweise 10 Grad gegenüber der Horizonta­ len geneigt ist.

In jedem Falle ist es jedoch auch bei dieser Gestaltung des Reinraums möglich, die Antriebe außerhalb des Rein­ raums vorzusehen und den Carrierträger so auszuführen, daß er leicht gereinigt werden kann.

Weiterhin hat die beanspruchte Ausbildung mit zwei Ver­ schiebungsrichtungen, die keinen rechten Winkel miteinan­ der einschließen, den Vorteil, daß keine Partikel freiset­ zenden Gelenke erforderlich sind.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung der Bearbei­ tungsstationen rund um die Drehachse der Fördereinrichtung hat den zusätzlichen Vorteil, daß eine flexible Bearbei­ tung von verschiedenen Carriern und Wavern in einem Rein­ raum möglich wird. Darüber hinaus ist es leicht möglich, Bäder, Bearbeitungs- und Umladestationen neu zu gruppie­ ren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben, in der zeigen,

Fig. 1 und 2 einen Querschnitt durch und eine Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 und 4 einen Querschnitt durch und eine Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 und 5 einen Querschnitt durch und eine Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 7 und 8 einen Querschnitt durch und eine Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 und 10 einen Querschnitt durch und eine Aufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel.

In den Figuren ist allgemein mit 1 ein Reinraum und mit 2 eine Fördereinrichtung bezeichnet, die nicht im einzelnen dargestellte Transportbehälter (Carrier), die mittels einer Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung 3 zugeführt werden, zu verschiedenen Bearbeitungsstationen 5, beispielsweise Ätzbädern 51, Reinigungsbädern 52 und Trocknern 53 trans­ portiert. Ferner ist mit 6 eine Schleuse, durch die die Zufuhr bzw. Entnahme der Carrier erfolgt und mit 7 ein sog. Grauraum, d.h. ein Raum mit einer geringeren Reinheit bezeichnet. Die Zuluft erfolgt dabei von oben, während die Abluft nach unten abgeführt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine Ansaugung der Dichtungselemente beispielsweise der durchgeführten Achsen etc erfolgt.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Zufuhreinrichtung 3 eine sich dre­ hende Scheibe, auf die außerhalb der Schleuse 6 die Car­ rier 8 gelegt oder selbsttätig beispielsweise mittels einer schiefen Ebene 6 ₁ aufgebracht werden. Durch Drehen der Scheibe 3 in Pfeilrichtung werden die Carrier zunächst in die Schleuse überführt, in der eine Reinigung beispiels­ weise mittels eines Absaugvorgangs stattfinden kann. Durch weiteres Drehen der Scheiben kommen die Carrier in den Arbeitsbereich der Fördereinrichtung, die als um eine Achse 21 in Richtung der Pfeile drehbarer Arm ausgeführt ist, der ferner in Richtung der Achse (Pfeil in Fig. 1) höhenverstellbar ist. Durch Drehen des Armes können die Carrier zu den einzelnen Bearbeitungsstationen transpor­ tiert werden. Dabei ist es möglich, gleichzeitig zwei Chargen Carrier zu verarbeiten. Die Entnahme der Carrier erfolgt in umgekehrter Weise ebenfalls mit der Scheibe 3, die auch als Entnahmeeinrichtung dient.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Zuführ- und Entnahmeeinrichtung 3 jeweils aus einer Rutsche besteht, über die die Carrier durch Schwer­ kraft in die Schleuse bzw. aus der Schleuse rutschen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Zuführeinrichtung 31 und die auf der gegenü­ berliegenden Seite des Reinraums angeordnete Entnahmeein­ richtung 32 als Förderbänder ausgeführt sind. Die Schleu­ sen 61 und 62 können Türen aufweisen, die sich automatisch öffnen und schließen, so daß die Verunreinigung des Rein­ raums 1 durch das Einbringen und die Entnahme der Carrier auf ein Minimum beschränkt ist.

Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich von dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Zufuhr­ einrichtung 31 und die Entnahmeeinrichtung 32 jeweils als Drehscheiben ausgeführt sind, durch derer Drehung in Pfeilrichtung die Carrier jeweils über die Schleusen 61 und 62 in den Schwenkbereich des Arms 2 überführt bzw. aus diesem entnommen werden. Die Carrier sind bei diesem Ausführungsbeispiel durch nicht dargestellte Abschirmwände getrennt, die die "Türen" der Schleusen bilden können. Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Arm 2 nicht nur in Richtung seiner Drehachse verschiebbar, sondern auch in Richtung einer um ca 10 Grad zur Horizontalen geneigten Achse (Pfeil). Hierdurch können auch Sonderfunk­ tionen ausgeführt werden, beispielsweise Trockner beladen werden. Die Ausbildung des Arms ist dabei derart, daß durch die zusätzliche Verstellmöglichkeit keine Partikel­ freisetzung möglich ist.

Durch die beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel mögliche "halbseitige" Bearbeitung und Entnahme auf der gegenüberliegenden Seite wird ein erhöhter Durchsatz möglich.

Das in den Fig. 9 und 10 dargestellte fünfte Ausführungs­ beispiel unterscheidet sich dadurch, daß die Drehachse der Fördereinrichtung im Randbereich des Reinraums angeordnet ist. Als Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung ist ein Förder­ band 3 vorgesehen, das die Carrier in eine Schleuse 61 transportiert, bzw. aus einer Schleuse 62 entnimmt, die im Schwenkbereich des Arms 2 liegen.

Vorstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden, innerhalb dessen natürlich die verschiedensten Modifikationen möglich sind. In jedem Falle wird jedoch erfindungsgemäß ein Reinraum geschaffen, der hohen Anforderungen genügt.

Claims (9)

1. Reinraum mit einer Fördereinrichtung (2), die Trans­ portbehälter (8) von einer Bearbeitungsstation (51, 52, 53) zur nächsten transportiert, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - der Reinraum (1) ist voll kapselbar,
• - mindestens eine Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung (3) überführt die Carrier über eine Schleuse (6) in den Arbeitsbereich der Fördereinrichtung und entnimmt sie über eine Schleuse,
• - die Fördereinrichtung (3) weist einen um eine Achse drehbaren Carrier-Trägerarm auf, und
• - die Bearbeitungsstationen (5) sind im Schwenkbereich des Trägerarms angeordnet.

2. Reinraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und Entnahmeein­ richtung (3) mindestens eine Drehscheibe mit Abschirmungen zwischen den Transportbehältern (8) aufweist.

3. Reinraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und Entnahmeein­ richtung (3) mindestens ein Förderband und die Schleuse (6) Türen aufweist.

4. Reinraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und Entnahmeein­ richtung (3) Rutschen aufweist.

5. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr- und Entnahmeein­ richtung (31, 32) getrennte Einrichtungen auf gegenüberlie­ genden Seiten des Reinraums sind.

6. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schleuse (6) eine Reinigung der Transportbehälter von Schmutzpartikel durch Absaugen erfolgt.

7. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung in Richtung ihrer Drehachse verschiebbar ist.

8. Reinraum nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung zusätz­ lich in Richtung einer in einem spitzen Winkel zur Hori­ zontalen geneigten Achse verschiebbar ist.

9. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft von oben zugeführt und die Abluft von unten abgeführt wird.